JP2004142349A

JP2004142349A - 発泡成形体の製造装置

Info

Publication number: JP2004142349A
Application number: JP2002311811A
Authority: JP
Inventors: Noriyuki Sasaki; 佐々木　敬之; Noriyuki Shimizu; 清水　教之
Original assignee: Toyo Tire and Rubber Co Ltd
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 2002-10-25
Filing date: 2002-10-25
Publication date: 2004-05-20

Abstract

【課題】自動車のシート用パッド等の発泡体の真空発泡成形において、成形体の欠肉を効果的に防止することができる製造装置を提供する。
【解決手段】上型２２と下型２０とを備えて内部にキャビティ１２を形成する金型１４と、キャビティ１２内の気体を吸引して真空にする真空化装置１６と、キャビティ１２内に発泡原料Ｕを注入する注入装置１８とを備える発泡成形体の製造装置において、成形体の凸形状を成形する上型２２の凹部４４に貫通穴４６を設けて、貫通穴４６を多孔質金属材料からなる通気性部材４８で塞ぐとともに、貫通穴４６の背後に外気から遮断されかつ通気性部材４８を介してキャビティ１２内と接続されたチャンバー部５２を設ける。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発泡原料を真空で発泡成形する発泡成形体の製造装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、自動車などの車両のシート用パッドや家具用クッションには、弾力性に富む軟質ポリウレタンフォームなどの合成樹脂発泡成形体が用いられている。かかるシート用パッドにおいては、近年の自動車の軽量化・低コスト化の要請に伴い、低密度で軽量なものが求められている。そこで、発泡成形体の低密度化・軽量化を図るため、また複雑な形状品について成形性を確保するために、発泡原料を大気圧によりも低い気圧下で発泡硬化させる真空発泡成形装置が種々提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、上型に開孔部を形成するとともにチャンバー部材を気密状態に取り付け、該開孔部壁面との間に微小隙間を形成するピストンと該ピストンを駆動させるエアシリンダーとをチャンバー室内に設け、更に該チャンバー室に真空ポンプを接続して、該真空ポンプを作動させることによりチャンバー室内及び上記微小隙間を介してキャビティ内を真空にする発泡成形体の製造装置が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、上型と下型との型割り面の外周空間に真空ポンプを接続し、該真空ポンプを作動させることにより型割り面を介してキャビティ内を真空にする発泡成形体の製造装置が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−２０２６７６号公報
【０００６】
【特許文献２】特開２０００−３２６３４６号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように真空発泡成形は、真空にしない通常の発泡成形に比べて、複雑な形状品について成形性を確保しやすいものであるが、上型に成形体の凸形状を成形する凹部がある場合、必ずしも満足した成形性を確保できないことがある。
【０００８】
特に、上記特許文献２のように上型と下型の型割り面を介してキャビティ内を真空にする場合、発泡体が上型の凹部に充填される前に型割り面に到達してしまい、それ以降真空排気できないことになるので、該凹部に残された空気や発泡原料の発するガスが逃げ場を失い、その結果、成形体の凸形状部に欠肉が生じてしまうという問題がある。
【０００９】
本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、真空発泡成形において成形体の欠肉をより一層効果的に防止することができる発泡成形体の製造装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の発泡成形体の製造装置は、上型と下型とを備えて両者を型閉めすることで内側にキャビティを形成する成形型と、前記キャビティ内の気体を吸引して真空にする真空化装置と、前記キャビティ内に発泡原料を注入する注入装置とを備え、前記真空化装置によりキャビティ内を真空にしながら前記発泡原料を前記キャビティ内に発泡充填させる発泡成形体の製造装置において、前記上型の一部に設けられた貫通穴が通気性部材で塞がれ、該貫通穴の背後に外気から遮断されかつ前記通気性部材を介して前記キャビティ内と接続されたチャンバー部が設けられたものである。
【００１１】
本発明の製造装置によれば、発泡成形の比較的初期の段階では、真空化装置によりキャビティ内が真空にされる際に、通気性部材を介してキャビティと接続されたチャンバー部も真空になる。そして、発泡充填が進んで発泡体により貫通穴まわりのキャビティ空間が真空化装置から切り離された場合でも、キャビティ内に残された空気や発泡原料の発するガスを、通気性部材を経て予め真空とされたチャンバー部に逃がすことができる。即ち、キャビティ外に逃がすことができる。一方、発泡原料は貫通穴が通気性部材で塞がれており、しかも上記の残された空気やガスがチャンバー部に流れ込むことによりチャンバー部の内圧がある程度高くなっていることから、通気性部材を越えてチャンバー部内に溢れ出ることはない。以上より、成形体の欠肉を効果的に防止することができる。
【００１２】
本発明の製造装置においては、前記通気性部材が多孔質金属材料からなることが好ましい。この場合、通気性部材の表層部に付着した発泡体は成形体の脱型動作に伴って除去される。また、それでも残った発泡体については、例えばチャンバー部側からキャビティ側に向けて加圧エアによるエアブローを行うことにより除去することができる。更に、仮に目詰まりした場合でも、溶剤等を使用した超音波洗浄、火炎による焼却等の方法により通気性の回復が可能である。また、放電加工や機械加工等が可能であるため、任意の形状にて設置することができ、従って、平面でない壁面部分にも設けることができる。
【００１３】
本発明は、上型に成形体の凸形状を成形する凹部がある場合に、この凹部に上記貫通穴を設けて、上記通気性部材により凹部内の気体をチャンバー部にガス抜きするように構成することが特に好適である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について図面に基づいて説明する。本実施形態は、軟質ポリウレタンフォームよりなる自動車用シートパッドの製造装置に関する。
【００１５】
図１，２に示すように、本実施形態の製造装置は、内側に密閉されたキャビティ１２を形成する金型１４と、キャビティ１２内の気体を吸引することでキャビティ１２内を大気圧よりも気圧の低い真空状態にする真空化装置１６と、キャビティ１２内にポリウレタンフォーム原料Ｕを注入する注入装置１８とを備えてなる。
【００１６】
金型１４は、上方に開口する下型２０と、下型２０の上面開口を開閉する上型２２とからなり、両者２０，２２を型閉めすることにより、型割り面（ＰＬ部）２４の内側に密閉されたキャビティ１２を形成する。下型２０は、シートパッドの表面側を成形する型であって、それに対応した凹状をなし、一方、上型２２は、シートパッドの裏面側を成形する型であって、下型２０との間にシートパッド形状に対応する発泡空間であるキャビティ１２を形成する。
【００１７】
上型２２は、金型１４を閉じた状態でキャビティ１２内にフォーム原料Ｕを注入できるように注入口２６を備え、この注入口２６は蓋２８で開閉されるようになっている。
【００１８】
型割り面２４の外周は全周にわたってシリコンゴム等のシール材３２で取り囲まれている（図３参照）。シール材３２は、下型２０の外周フランジ３４と上型２２の外周フランジ３６との間をシールして型割り面２４の外周に密閉された環状の外周空間３８を形成する。型割り面２４には、キャビティ１２と外周空間３８とを連通するスリット状の排気溝４０が周方向の一箇所又は複数箇所に設けられている。
【００１９】
真空化装置１６である真空ポンプは、配管４２を介して金型１４の外周空間３８に接続されており、外周空間３８内の気体を吸引することで、排気溝４０を介してキャビティ１２内の気体を吸引するようになっている。
【００２０】
図４に拡大して示すように、上型２２には、シートパッド裏面の凸形状を成形するために下向きに開口する凹部４４が設けられており、この凹部４４の底に相当する上壁部に貫通穴４６が設けられている。貫通穴４６は通気性部材４８で塞がれており、また、この貫通穴４６を背後から覆うように上型２２には有底筒状のチャンバー部材５０が取り付けられている。そして、このチャンバー部材５０の内側には、通気性部材４８を介してキャビティ１２内と接続され、かつ、外気から遮断された密閉空間であるチャンバー部５２が形成されている。
【００２１】
ここで、通気性部材４８としては、気体のみが透過し得るものであれば特に限定されることなく使用可能であり、好ましくは金属又はセラミックスからなる多孔質体が用いられる。本実施形態では、特に好適な多孔質金属材料からなる通気性部材４８を用いており、その具体例としては粉末又は短繊維の焼結金属が挙げられる。この通気性部材４８は、内部へのウレタンの侵入を抑えるために、空孔径が３〜２０μｍ（より好ましくは７〜１０μｍ）であることが好ましい。また、通気性（測定圧力：０．５ＭＰａ、試料厚さ１０ｍｍ）は１５０〜５８０ｃｃ／ｓｅｃ・ｃｍ^２（より好ましくは２６０〜３３０ｃｃ／ｓｅｃ・ｃｍ^２）であることが好ましく、更に空孔率は２５％程度が好適である。
【００２２】
図４に示すように、本実施形態では、通気性部材４８の外周面に雄ネジを切っておき、貫通穴４６に雌ネジを切っておいて、両者を螺合させることで、通気性部材４８は上型２２の型材に埋め込まれている。
【００２３】
チャンバー部材５０には、配管５４を介して不図示の圧縮機に着脱自在に接続するための接続端子５６が設けられており、図５に示すように、この接続端子５６に配管５４先端の接続端子５８を繋げることで、圧縮機からチャンバー部５２内に加圧エアＰを供給できるように構成されている。
【００２４】
以上の製造装置を用いてシートパッドを成型する際には、まず、図２に示すように、金型１４の下型２０と上型２２を閉じて、上型２２の注入口２６の蓋材２８を開ける。次いで、真空化装置１６を作動させて外周空間３８からの排気を開始する。そして、注入装置１８を用いて注入口２６からキャビティ１２内にポリウレタンフォーム原料Ｕを注入する。フォーム原料Ｕの注入後、注入口２６を蓋２８で閉じると、これによりキャビティ１２内が密閉されるため、排気溝４０を介してキャビティ１２内の気体が吸引されて真空化され、このようにして真空化されるキャビティ１２内をフォーム原料Ｕが発泡充填していく。
【００２５】
その際、発泡成形の比較的初期の段階では、真空化装置１６によりキャビティ１２内が真空化される際に、通気性部材４８を介してチャンバー部５２も真空化させる。そして、発泡充填が進んで型割り面２４にウレタンＵが到達した後は、図１に示すように、キャビティ１２内に残された未充填空間１２Ａは更なる真空化作用を受けることなく、該空間１２Ａに残された空気やフォーム原料Ｕの発するガスがキャビティ１２の最上部の凹部４４に集まってくる。その際、本実施形態であると、図４に示すように、これらの気体Ｇを、通気性部材４８を通して、予め真空とされたチャンバー部５２に逃がすことができるので、ウレタンＵを凹部４４内に完全に充填させることができる。一方、ウレタンＵは、通気性部材４８の空孔径が微小であり、しかも上記のように気体Ｇがチャンバー部５２に流れ込むことによりチャンバー部５２の内圧がある程度高くなっていることから、通気性部材４８の深部には侵入しない。
【００２６】
このようにしてキャビティ１２内にウレタンフォームが充填された後、金型１４を開いて成形されたシートパッドを脱型する。
【００２７】
以上のように、本実施形態の製造装置であると、シートパッドが裏面に凸形状を有する場合でも、その凸形状の欠肉を確実に防止することができる。
【００２８】
また、通気性部材４８が多孔質金属材料からなるため、その表層部に付着したウレタンはシートパッドの脱型と同時に除去され、またわずかにウレタンが残った場合には、図５に示すように、配管５４を介してチャンバー部材５０を不図示の圧縮機に接続して、ガス抜き方向とは逆方向に加圧エアＰによるエアブローを行うことにより除去することができる。なお、通気性部材として不織布などの柔軟なシートを用いた場合には、加圧エアのエアブローにより、シートの変形、破れなどの不具合が生じる。
【００２９】
また、通気性部材４８が多孔質金属材料からなるため、仮に目詰まりした場合でも、アセトン等の溶剤を使用した超音波洗浄、火炎による焼却等の方法により通気性を回復することができる。また、放電加工や機械加工等が可能であるため、任意の形状にて設置することができ、曲面状の壁面部分にも設けることができる。
【００３０】
なお、上記実施形態においては、貫通穴４６を一箇所だけに設けたが、上型２２に複数の凹部４４がある場合にはそれぞれに貫通穴４６を設けて通気性部材４８及びチャンバー部材５０を配してもよいことはもちろんである。また、貫通穴４６は上記のようなパッド凸形状を成形する凹部４４に設けることには限定されず、上型内面が型割り面よりも高い部位を持つ場合にその最も高い位置に設けたり、あるいはまた、上型が型割り面の内周側で一旦低くなってからその内側が高く形成されている場合（図１に示す上型２２において凹部４４がない場合）にその内側の最も高い位置に設けてもよい。更に、型割り面２４から真空化する場合には限定されず、上型に真空化のための開孔を設けて該開孔に真空化装置を接続し、該開孔から直接キャビティ内を真空化するよう構成された金型においても同様に適用することができる。
【００３１】
【発明の効果】
本発明の発泡成形体の製造装置であると、真空発泡成形において成形品の欠肉を効果的に防止することができ、成形性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態における発泡成形装置の発泡成形時における断面図である。
【図２】同装置のフォーム原料注入時での断面図である。
【図３】同装置における上型の底面図である。
【図４】同上型に設けたチャンバー部を示す断面図である。
【図５】同チャンバー部に圧縮機からの配管を接続した状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１２……キャビティ
１４……金型
１６……真空化装置
１８……注入装置
２０……下型
２２……上型
４４……凹部
４６……貫通穴
４８……通気性部材
５２……チャンバー部

Claims

上型と下型とを備えて両者を型閉めすることで内側にキャビティを形成する成形型と、前記キャビティ内の気体を吸引して真空にする真空化装置と、前記キャビティ内に発泡原料を注入する注入装置とを備え、前記真空化装置によりキャビティ内を真空にしながら前記発泡原料を前記キャビティ内に発泡充填させる発泡成形体の製造装置において、
前記上型の一部に設けられた貫通穴が通気性部材で塞がれ、該貫通穴の背後に外気から遮断されかつ前記通気性部材を介して前記キャビティ内と接続されたチャンバー部が設けられた
ことを特徴とする発泡成形体の製造装置。
前記通気性部材が多孔質金属材料からなることを特徴とする請求項１記載の発泡成形体の製造装置。
前記貫通穴が、成形体の凸形状を成形する上型の凹部に設けられたことを特徴とする請求項１又は２記載の発泡成形体の製造装置。