JP2001502982A - ポリウレタンフォーム成形品を製造するための方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 フォーム成形品を製造するための方法および装置につき開示する。金型の分割平面は外周減圧路を有し、上側金型半部は金型を急速減圧するための吸引路を有すると共に、自己閉鎖性膨張路は金型の内部キャビティーの最も高い箇所に配置される。

Description

【発明の詳細な説明】 ポリウレタンフォーム成形品を製造するための方法および装置 本発明は、金型分離平面により分割された金型に膨脹性ポリウレタン反応混合 物を満たすことにより発泡ポリウレタン成形体を製造する方法および装置に関し 、金型分離平面は外周減圧路を有し、これを介し金型半部により規定された金型 キャビティーを減圧する。これには既に１群の提案がなされている〔たとえばＤ Ｅ−Ａ １５ ０４ ２７８号、ＤＥ−Ａ ３０ ２０ ７９３号およびＥＰ− Ａ ２３ ７４９号参照〕。 金型内に存在するガスをボイド形成を回避すべく金型から除去するには特に金 型の減圧が必要である。従って金型半部を金型分離平面が金型キャビティーの最 も高い箇所に位置するよう構成することが必要である。何故なら、他方では存在 するガスをもはや抜き取りえないネストが形成されるからである。これは、金型 ネストを１００ミリバール未満（特に５０ミリバール未満）の極めて低い圧力ま でフォームが上昇する前（すなわち金型ネスト内のフォームの高さが分離平面を 越える前）に減圧することにより対処しうる。しかしながら、金型ネスト内のこ のように低い圧力は、発泡剤含有量が実質的に放出される前に不規則なフォーム 構造体のみが生ずるようフォームが最初に急速かつ強度に膨脹する結果となる。 金型分離平面を介する減圧の他の欠点は特に膨脹性反応混合物を開口金型内へ 満たすと共に金型の閉鎖後に初めて減圧すれば、金型分離平面を介する供給能力 が比較的小さくなって極めて長いサイクル時間が必要になることである。 ポリウレタンフォームの性質は仕上フォームの嵩密度およびマトリックスの材 料特性により実質的に決定される。特に化学発泡剤として水を使用する場合、水 とイソシアネートとの反応により二酸化炭素が遊離され、マトリックス特性を調 整するための正確な膨脹性ポリウレタン反応混合物のレシピーの調整が必要とな る。従って基本的には単一のレシピーにより種々異なる嵩密度のフォームを製造 しうることが望ましい。同時にレシピー（特に発泡剤含有量）を維持しながらフ ォームの嵩密度を調整するには、フォーム金型における圧力の制御が極めて適し ている〔たとえばＥＰ−Ａ ２３ ７４９号、ＥＰ−Ａ ４４ ２２６号参照〕 。 本発明の課題は、短いサイクル−もしくは実働−時間に際し大気圧下にて発泡 剤含有量に基づき期待しうるよりも低い嵩密度を有するボイドフリーの成形品を 製造することであり、幾何学的理由から金型ネストの最大高さの箇所には分離平 面を設置しえない輪郭の金型ネストを用いることもできる。 本発明によれば、これは上側金型半部が閉鎖自在な吸引開口部を備えて、これ を介し金型内部圧力を急速に、好ましくは膨脹性ポリウレタン反応混合物の出発 時間以内に３００〜８００ミリバール（絶対圧）まで減圧し、吸引開口部を所定 金型内部圧力に達した際に閉鎖し、膨脹性混合物が金型キャビティーを満たして 膨脹し、膨脹しつつある混合物の侵人により閉鎖されるよう小断面積を有する膨 張路を金型キャビティーの最大高さの点に設け、さらに金型分離平面が減圧シー ルを有してガスの侵入を回避し、吸引開口部と減圧路と膨張路とを同じ減圧源に 連結することにより解決される。 金型キャビティーは、好ましくは４００〜７００ミリバール（絶対圧）まで減 圧される。 フォームの上昇後、すなわち実質的に全発泡剤の放出後における圧力上昇は、 反応熱および必要に応じさらに少量の発泡剤の放出に基づく温度上昇により生ず る。これは好ましくは７００〜１，１００ミリバールの圧力（絶対圧）、特に好 ましくは７００〜９００ミリバールまで行うべきである。 発泡性ポリウレタン反応混合物の充填は、本発明によれば開口金型中への実働 時間につき欠点なしに行うことができる。何故なら、所望の最小金型内部圧力を 膨脹しつつあるフォームに欠点なしに露呈させることができ、最短の時間内に本 発明により設けられた吸引開口部により達成されるからである。 本発明の主題は発泡ポリウレタン成形体の製造装置でもあり、この装置は金型 分離平面により分離しうる上側および下側の金型半部により規定された金型キャ ビティーを有し、さらに膨脹性ポリウレタン反応混合物を下側金型半部に満たす ための手段をも有し、金型分離平面は減圧シールを備え、上側金型半部は閉鎖自 在な吸引開口部を備え、上側金型半部の最大高さの位置には膨張路を設け、その 断面をまだ硬化してない反応混合物の侵入により閉鎖しうるような寸法とし、さ らに共通の減圧源と減圧源から減圧シールまでの接続配管と吸引開口部と膨張路 とを備える。 好ましくは減圧源は金型キャビティー容積の複数倍を有する減圧容器として形 成され、減圧容器を減圧ポンプに連結する。 膨張路は丸形またはスリット状の断面を有する。好ましくは膨張路の小さい断 面寸法は０．１〜０．５ｍｍ、特に好ましくは０．１〜０．３ｍｍである。 特に好ましくは膨張路には、たとえば侵人したポリウレタンのための針状吐出 ピストンを装着する。さらに好ましくは、膨張路をより大きい寸法の吐出ピスト ンとその上側金型半部に対する流過穴部との間の空隙部により形成する。 以下、添付図面を参照して本発明を詳細に説明する。 図１は本発明による装置を示し、 図２は膨張路の好適実施例を示し、 図３は本発明による金型内の時間的圧力経過を示す。 図１は金型１を示し、これは下側金型半部２と上側金型半部３とで構成され、 これら金型半部は金型分離平面４により分離されている。金型分離平面には外周 路５を減圧シールとして設ける。さらに上側金型半部は吸引開口部６を備え、こ れはたとえば閉鎖コーン１１により所望の金型内部圧力に達した際に閉鎖しうる 。さらに金型内部空間の最大高さの位置には膨張路７ａおよび７ｂを設ける。減 圧シール５と吸引開口部６と膨張路７Ａおよび７ｂとは対応する配管１０を介し 図面で縮小寸法にて示した減圧容器８と接続され、この容器から減圧ポンプ９を 介してガスを吸引する。 図２は金型内部空間の最大高さを有する上側金型半部３の断面図である。膨張 路７は液圧装置１８により吐出しうるピストン２７の扁平領域として形成される 。その際、膨張路は断片的に吐出ピストン２７の外周にわたり食い違わせて、食 い違った膨張路セクションは外周溝部１７を介し互いに接続される。フォーム２ ０の上昇に際し、膨張路により接続配管１０を介して減圧源までさらにガスが金 型内部空間から吸引され、低い金型内部圧力が保持され続ける。膨脹しつつある フォームは膨張路７に達してここに侵入し、同時にこれを閉鎖する。成形フォー ム部品を離型した後、吐出ピストン２７は液圧１８によりケーシング１９から引 き出され、膨張路７中へ侵入するポリウレタンを取り出すことかできる。 図３は従来方法（Ｉ）および本発明による成形フォームの製造方法（ＩＩ）に おける金型内の圧力経過を示す。 ここでは以下の相にて経過する： Ａ： 開口金型中への膨脹性ポリウレタン反応混合物の導入開始。 Ｂ： 導入の終了；出発時間の開始；金型の閉鎖。 Ｃ： 金型の閉鎖；吸引開口部を介する減圧による急速な圧力低下（本発明によ る）。 Ｄ： ここでは５００ミリバールの所望の金型内部圧力への到達；出発時間から 上昇時間への移行。 Ｅ： フォームによる金型の充満；上昇時間の終了；圧力保持時間の開始。従来 の金型フォームプロセス（Ｉ）においては上昇フォームにより押し出され るガスの抵抗に基づき、既に顕著な圧力上昇が金型内で確認される。 Ｆ： フォーム気泡の最大内部圧力に相当する最大金型内部圧力への到達。 Ｇ： 金型の開口、および成形部品の取り出し。

【手続補正書】 【提出日】平成１２年８月１７日（２０００．８．１７） 【補正内容】 請求の範囲 １． 減圧シールを有する金型分離平面により分割された金型の下側金型半部中 へ膨脹性ポリウレタン反応混合物を導入すると共に金型を減圧することによる発 泡ポリウレタン成形体の製造方法において、金型キャビティーを上側金型半部に 設けられた閉鎖しうる吸引開口部により急速に３００〜７００ミリバールの圧力 （絶対圧）まで減圧し、吸引開口部を閉鎖し、反応混合物は金型キャビティーを 満たして膨脹し、金型キャビティーの最大高さの位置に設けた小さい断面を有す る膨張路にこの膨張路を閉鎖するよう膨脹しつつある混合物を侵入させて、減圧 シールと吸引開口部と膨張路とを同じ減圧源に連結することを特徴とする発泡ポ リウレタン成形体の製造方法。 ２． 金型キャビティーの減圧を膨脹性ポリウレタン反応混合物のレシピーに応 じ、金型内部最終圧力が８００〜１１００ミリバールとなるような圧力にて行う ことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の方法。 ３． 上側および下側金型半部により規定された金型キャビティーを備え、これ ら金型半部を金型分離平面により分離しうると共に金型分離平面が減圧シールを 有し、さらに膨脹性反応混合物を下側金型半部に満たす手段を備えてなる発泡ポ リウレタン成形体の製造装置において、上側金型半部が閉鎖自在な吸引開口部を 有すると共に金型内部空間の最大高さの位置に膨張路を有し、その断面をまだ硬 化してない反応混合物の侵入により閉鎖しうるような寸法とし、さらに減圧源と 減圧源から減圧シールまでの接続配管と吸引開口部と膨張路とを備えることを特 徴とする発泡ポリウレタン成形体の製造装置。 ４． 減圧源が金型キャビティー容積の複数倍を有する減圧容器として形成され ると共に、減圧源が減圧ポンプに連結されてなる請求の範囲第３項に記載の装置 。 ５． 膨張路が上側金型半部に突入する吐出ピストンとその流過穴部との間の空 隙部により形成されたことを特徴とする請求の範囲第３項または第４項に記載の 装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 減圧シールを有する金型分離平面により分割された金型の下側金型半部中 へ膨脹性ポリウレタン反応混合物を導入すると共に金型を減圧することによる発 泡ポリウレタン成形体の製造方法において、金型キャビティーを上側金型半部に 設けられた閉鎖しうる吸引開口部により急速に３００〜７００ミリバールの圧力 （絶対圧）まで減圧し、吸引開口部の閉鎖し、反応混合物は金型キャビティーを 満たして膨脹し、金型キャビティーの最大高さの位置に設けた小さい断面を有す る膨張路にこの拡張路を閉鎖するよう膨脹しつつある混合物を侵入させて、減圧 シールと吸引開口部と膨張路とを同じ減圧源に連結することを特徴とする発泡ポ リウレタン成形体の製造方法。 ２． 金型キャビティーの減圧を膨脹性ポリウレタン反応混合物のレシピーに応 じ、金型内部最終圧力が８００〜１１００ミリバールとなるような圧力にて行う ことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の方法。 ３． 上側および下側金型半部により規定された金型キャビティーを備え、これ ら金型半部を金型分離平面により分離しうると共に金型分離平面が減圧シールを 有し、さらに膨脹性反応混合物を下側金型半部に満たす手段を備えてなる発泡ポ リウレタン成形体の製造装置において、上側金型半部が閉鎖自在な吸引開口部を 有すると共に金型内部空間の最大高さの位置に膨張路を有し、その断面をまだ硬 化してない反応混合物の侵入により閉鎖しうるような寸法とし、さらに減圧源と 減圧源から減圧シールまでの接続配管と吸引開口部と膨張路とを備えることを特 徴とする発泡ポリウレタン成形体の製造装置。 ４． 減圧源が金型キャビティー容積の複数倍を有する減圧容器として形成され ると共に、減圧源が減圧ポンプに連結されてなる請求の範囲第３に記載の装置。 ５． 膨張路が上側金型半部に突入する吐出ピストンとその流過穴部との間の空 隙部により形成されたことを特徴とする請求の範囲第３項または第４項に記載の 装置。