JP2008285108A - シャットバルブ用軟質ポリウレタン発泡体及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】シャットバルブの全閉時に空気漏れがなく、良好な滑り性によって異音の発生を防止することができるシャットバルブ用軟質ポリウレタン発泡体及びその製造方法を提供する。
【解決手段】シャットバルブ用軟質ポリウレタン発泡体３１は、車両空調用の空気吹き出し口の本体ケース１１に設けられるシャットバルブ２４を構成する基材２５に引き伸ばして組付けられるものである。係る発泡体３１は、軟質ポリウレタン発泡体のシート本体に、厚さ２５〜９０μｍの樹脂フィルムをラミネートしてなり、厚さ１〜４ｍｍに形成されている。樹脂フィルムは、９０〜２００℃の軟化温度を有することが好ましい。この発泡体３１は、軟質ポリウレタン発泡体のシート本体の表面に樹脂フィルムをフレームラミネート法によって接着することにより得られる。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば自動車における車両空調用の空気吹き出し口に設けられるシャットバルブに装着される基材に引き伸ばして組付けられるシャットバルブ用軟質ポリウレタン発泡体及びその製造方法に関するものである。

従来、空気調整装置が搭載された自動車の車室内には、インストルメントパネル等に吹き出し口を車室内に向けた状態でケースが設置されている。このケース内の中央部には、吹き出される空気を遮断したり、吹き出したりするシャットバルブが回転自在に軸支されている。係るシャットバルブの吹き出し口の内周面に接触する両端縁には、風をシールするためのクッション性を有する部材が固定されている。このクッション性を有する部材としては、ポリウレタン発泡体、不織布などの素材が用いられている。当該シャットバルブの動作時には、吹き出し口の内周面と摺接するときに摩擦による異音が発生する場合がある。そのような異音の発生を防止するため工夫がなされている。

例えば、エアダンパの四周に取付けられたダンパシールの少なくともリテーナ上壁と対応する縁部に所定間隔で切欠凹部を形成して凸部を一連に形成したレジスタのエアダンパ構造が知られている（例えば、特許文献１を参照）。そして、凸部のエッジから剥離して発生する平行な渦糸を有する２次元的な渦に対し切欠凹部を通過して２次元的な渦に対し直角な渦糸を有する３次元的な渦が発生されて２次元的な渦の発達が抑制され、異音の発生が低減されるようになっている。

また、板状ダンパの周縁部に沿設され、ダンパ全閉時に空気ダクト内面を流れる温調空気を遮断するシール材が知られている（例えば、特許文献２を参照）。該シール材は、発泡体上にエラストマーとシリコーンオイルとから形成したシリコーンオイル滲出層が形成されて構成され、そのシリコーンオイル滲出層が徐々にシリコーンオイルを滲出し、摺接音が低減されるようになっている。
実開平７−２８７１１号公報（第２頁、第６頁及び第７頁） 特開２００６−２８１９４３号公報（第２頁、第３頁及び第６頁）

ところが、特許文献１に記載されているレジスタのエアダンパ構造では、３次元的な渦の発生により２次元的な渦の形成を抑えることができ、異音の発生を低減させることはできるが、渦の形成は複雑であるため凸部及び切欠凹部の形状、寸法などによって大きな影響を受け、十分な効果を期待することはできなかった。しかも、ダンパシールの縁部に切欠凹部が形成されているため、エアダンパの開閉を繰返しているうちにリテーナ上壁との間のシール性が低下しやすく、エアダンパの全閉時に空気漏れが発生するおそれがあった。

一方、特許文献２に記載されているシール材においては、シリコーンオイル滲出層を形成する場合、エラストマーにシリコーンオイルを含浸させ、はみ出したシリコーンオイルを拭き取る作業が必要であり、シール材の製造が面倒であった。さらに、シール材をダンパに組付けるとき、作業者の手にシリコーンオイルが付着し、その手で意匠面を汚すという不具合が発生する場合があった。加えて、合成樹脂で形成されたダンパにシリコーンオイルが付着すると、合成樹脂の機械的物性を損なったり、光沢を失わせたりするという問題もあった。

そこで本発明の目的とするところは、シャットバルブの全閉時に空気漏れがなく、良好な滑り性によって異音の発生を防止することができるシャットバルブ用軟質ポリウレタン発泡体及びその製造方法を提供することにある。

上記の目的を達成するために、請求項１のシャットバルブ用軟質ポリウレタン発泡体は、車両空調用の空気吹き出し口に設けられるシャットバルブを構成する基材に引き伸ばして組付けられるものである。係るシャットバルブ用軟質ポリウレタン発泡体は、軟質ポリウレタン発泡体のシート本体に、厚さ２５〜９０μｍの樹脂フィルムをラミネートしてなり、厚さ１〜４ｍｍに形成されていることを特徴とする。

請求項２のシャットバルブ用軟質ポリウレタン発泡体は、請求項１に係る発明において、前記樹脂フィルムは、９０〜２００℃の軟化温度を有することを特徴とする。
請求項３のシャットバルブ用軟質ポリウレタン発泡体の製造方法は、請求項１又は請求項２に記載のシャットバルブ用軟質ポリウレタン発泡体の製造方法であって、軟質ポリウレタン発泡体のシート本体に、厚さ２５〜９０μｍの樹脂フィルムをラミネートし、厚さ１〜４ｍｍに形成することを特徴とする。

請求項４のシャットバルブ用軟質ポリウレタン発泡体の製造方法は、請求項３に係る発明において、前記ラミネートは、フレームラミネート法によるものであることを特徴とする。

請求項５のシャットバルブ用軟質ポリウレタン発泡体の製造方法は、請求項３に係る発明において、前記ラミネートは、湿気硬化型ホットメルト接着剤によって接着するものであることを特徴とする。

本発明によれば、次のような効果を発揮することができる。
請求項１のシャットバルブ用軟質ポリウレタン発泡体では、軟質ポリウレタン発泡体のシート本体に、厚さ２５〜９０μｍの樹脂フィルムをラミネートしてなり、厚さ１〜４ｍｍに形成されている。このシャットバルブ用軟質ポリウレタン発泡体は、そのシート本体が軟質ポリウレタン発泡体で形成され、かつ樹脂フィルムが薄く形成されているため、十分な柔軟性及び伸びを発揮することができる。さらに、シート本体には樹脂フィルムがラミネートされているため、その表面の摩擦抵抗が低く形成されている。従って、シャットバルブの全閉時に空気漏れがなく、良好な滑り性によって異音の発生を防止することができる。

請求項２のシャットバルブ用軟質ポリウレタン発泡体では、樹脂フィルムは９０〜２００℃という高い軟化温度を有するものである。このため、請求項１に係る発明の効果に加えて、シャットバルブ用軟質ポリウレタン発泡体の耐熱性を向上させることができる。

請求項３のシャットバルブ用軟質ポリウレタン発泡体の製造方法では、請求項１又は請求項２に記載のシャットバルブ用軟質ポリウレタン発泡体の製造方法である。すなわち、軟質ポリウレタン発泡体のシート本体に、厚さ２５〜９０μｍの樹脂フィルムをラミネートし、厚さ１〜４ｍｍに形成するものである。従って、請求項１又は請求項２に係る発明の効果を有するシャットバルブ用軟質ポリウレタン発泡体をラミネートにより容易に製造することができる。

請求項４のシャットバルブ用軟質ポリウレタン発泡体の製造方法では、前記ラミネートはフレームラミネート法によるものである。従って、請求項３に係る発明の効果に加えて、接着剤を用いることなく樹脂フィルムをシート本体に接着でき、伸びを損なうことのないシャットバルブ用軟質ポリウレタン発泡体を容易に製造することができる。

請求項５のシャットバルブ用軟質ポリウレタン発泡体の製造方法では、前記ラミネートは湿気硬化型ホットメルト接着剤によって接着するものである。従って、請求項３に係る発明の効果に加えて、シート本体と樹脂フィルムとの接着性が良いシャットバルブ用軟質ポリウレタン発泡体を容易に製造することができる。

以下、本発明の最良と思われる実施形態について詳細に説明する。
本実施形態におけるシャットバルブ用軟質ポリウレタン発泡体は、自動車等の車両空調用の空気吹き出し口に設けられるシャットバルブ（シャッターバルブ）を構成する板状の基材に引き伸ばして組付けられるものである。係るシャットバルブ用軟質ポリウレタン発泡体は、軟質ポリウレタン発泡体（以下、単に発泡体ともいう）のシート本体に、厚さ２５〜９０μｍの樹脂フィルムをラミネートしてなり、厚さ１〜４ｍｍのシート状に形成されている。

車両空調用の空気吹き出し口について具体的に説明すると、図１及び図２に示すように、ほぼ横長四角箱状をなし、前後が開口された本体ケース１１の前部（図１及び図２の左部）には、上下の回動軸１２で支持され左右方向に回動する複数枚の整流板１３が一定間隔をおいて配設されている。各整流板１３には図示しない連結軸が結合され、本体ケース１１の外側面に設けられた操作つまみ１４を有する第１回転円盤１５の回転により、整流板１３が左右方向の所定位置まで回動するようになっている。第１回転円盤１５の後部には扇状をなす第１連動部１６が一体形成され、その外周面には第１歯部１７が形成されている。

本体ケース１１の後部には対向する位置に大径支持孔１８と小径支持孔１９が透設され、大径支持孔１８の外側に第２回転円盤２０が回動可能に支持されている。該第２回転円盤２０の前部には扇状をなす第２連動部２１が一体形成されると共に、その外周面には第２歯部２２が形成され、前記第１連動部１６の第１歯部１７に噛合されている。そして、操作つまみ１４を回動操作すると、第１回転円盤１５、第１連動部１６、第２連動部２１を介して第２回転円盤２０が回動するようになっている。第２回転円盤２０には、本体ケース１１内に突出する一対の係合突起２３が設けられている。

図２、図３及び図４に示すように、シャットバルブ２４の基材２５は横長四角板状に形成され、その厚さ方向の中央部には四角環状をなす環状溝２６が凹設されている。基材２５における一方の短辺の中央には係合凹所２７が設けられ、他方の短辺の中央には回動軸２８が突設されている。そして、基材２５の係合凹所２７が前記第２回転円盤２０の係合突起２３に係合されると共に、回動軸２８が前記本体ケース１１の小径支持孔１９に挿通支持され、シャットバルブ２４が係合突起２３及び回動軸２８を中心にして回動可能に構成されている。前記環状溝２６内の左右両辺の中央には、半円状をなす一対の係止凸部２９が形成されている。基材２５の上辺及び下辺の各中央には凹状に切欠かれた切欠き３０が設けられている。

シャットバルブ用軟質ポリウレタン発泡体３１は、前記シャットバルブ２４の基材２５よりも大きい寸法の四角シート状に形成され、その中央には左右一対の四角形状をなす抜き孔３２が透設されている。従って、シャットバルブ用軟質ポリウレタン発泡体３１は、四角環状部３１ａと中央の連結部３１ｂとより構成されている。前記抜き孔３２には、前記基材２５の係止凸部２９に対応する半円状の係止凹部３３が形成されている。そして、図２及び図３に示すように、シャットバルブ用軟質ポリウレタン発泡体３１の四角環状部３１ａが基材２５の環状溝２６に嵌入され、連結部３１ｂが基材２５の上下に位置する切欠き３０から基材２５の外側へ露出されて係合されると共に、係止凹部３３が基材２５の係止凸部２９に係止されて位置決めされるようになっている。

図５に示すように、シャットバルブ用軟質ポリウレタン発泡体３１は、軟質ポリウレタン発泡体よりなるシート本体３４の両面に、樹脂フィルム３５がラミネートされて形成されている。シート本体３４を構成する軟質ポリウレタン発泡体について説明する。軟質ポリウレタン発泡体は、ポリオール類、ポリイソシアネート類、触媒及び発泡剤を含有する発泡体の原料を反応及び発泡させて製造される。ここで、軟質ポリウレタン発泡体は、軽量で、一般にセル（気泡）が連通する連続気泡構造を有し、柔軟性があり、かつ復元性を有するものをいう。

次に、前記発泡体の原料について順に説明する。
ポリオール類としては、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール又はポリエーテルポリエステルポリオールが用いられる。ポリエーテルポリオールとしては、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、それらの変性体、グリセリンにアルキレンオキサイドを付加した化合物等が挙げられる。ポリエステルポリオールとしては、アジピン酸、フタル酸等のポリカルボン酸を、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン等のポリオールと反応させることによって得られる縮合系ポリエステルポリオールのほか、ラクトン系ポリエステルポリオール及びポリカーボネート系ポリオールが挙げられる。また、ポリエーテルポリエステルポリオールとしては、グリセリンにアルキレンオキサイドを付加した化合物に、アジピン酸、フタル酸等のポリカルボン酸を反応させたものが用いられる。このポリオール類は、原料成分の種類、分子量、縮合度等を調整することによって、水酸基の数や水酸基価を変えることができる。フレームラミネート用の軟質ポリウレタン発泡体を得るためには、前記のポリエステルポリオールやポリエーテルポリエステルポリオールを使用、又はそれらのポリオールとポリエーテルポリオールとを併用することで得ることができる。

発泡体原料にはポリオール類としての架橋剤を配合することができる。この架橋剤としては、例えばポリエチレングリコール、ジエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトール等が挙げられる。

次に、ポリオール類と反応させるポリイソシアネート類はイソシアネート基を複数有する化合物であって、具体的にはトリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、４,４−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、１,５−ナフタレンジイソシアネート（ＮＤＩ）、トリフェニルメタントリイソシアネート、キシリレンジイソシアネート（ＸＤＩ）、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）等が用いられる。

ポリイソシアネート類のイソシアネート指数（イソシアネートインデックス）は、好ましくは９０〜１３０に設定される。ここで、イソシアネート指数は、ポリオール類の水酸基、架橋剤であるポリオールの水酸基及び発泡剤（水）等の活性水素基に対するポリイソシアネート類のイソシアネート基の当量比を百分率で表したものである。イソシアネート指数が１００を超えるということは、イソシアネート基が活性水素基より過剰であることを意味する。イソシアネート指数が９０未満の場合には、ポリオール類などに対するポリイソシアネート類の反応が不足し、発泡体の破裂、崩壊が起きやすくなると共に、得られる発泡体の架橋密度が低下し、発泡体が軟らかくなって機械的物性が不足する。その一方、イソシアネート指数が１３０を超える場合には、発泡体の架橋密度が高くなってセルの連通性が悪くなると共に、軟質ポリウレタン発泡体としての軟らかい感触が得られなくなる。

触媒はポリオール類とポリイソシアネート類との樹脂化反応（ウレタン化反応）を促進すると共に、ポリイソシアネート類と発泡剤としての水との泡化反応などを促進するためのものである。樹脂化反応を選択的に促進する触媒としては特に金属触媒が用いられ、泡化反応を促進するための触媒としては特にアミン触媒が用いられる。金属触媒として具体的には、オクチル酸スズ（スズオクトエート）、ジブチルスズジラウレート、ジブチルジ酢酸スズ、ジ（２−エチルヘキシル）ジラウリン酸スズ、ジ（２−エチルヘキサン酸）スズ等の有機スズ化合物やジ（２−エチルヘキサン酸）鉛等が挙げられる。アミン触媒として具体的には、Ｎ,Ｎ´,Ｎ´−トリメチルアミノエチルピペラジン、トリエチレンジアミン、ジメチルエタノールアミン等の第３級アミンが挙げられる。

前記金属触媒の含有量は、ポリオール類１００質量部当たり０．０５〜０．１５質量部であることが好ましい。金属触媒の含有量が０．０５質量部より少ない場合には、樹脂化反応の進行が不足し、発泡体が破裂、崩壊しやすく、得られる発泡体の架橋密度が低下して機械的物性が損なわれる。その一方、０．１５質量部より多い場合には、樹脂化反応が過度に進行して発泡体の架橋密度が高く、セル膜が多くなり、セルの連通性が阻害されて通気性が悪化する。また、アミン触媒の含有量は、ポリオール類１００質量部当たり０．２〜０．５質量部であることが好ましい。アミン触媒の含有量が０．２質量部より少ない場合には、泡化反応の進行が十分ではなく、得られる発泡体のセルの連通性が低下し、通気性が損なわれる傾向となる。その一方、０．５質量部より多い場合には、泡化反応の進行が過剰になり、発泡体の機械的物性が低下する。

発泡剤はポリウレタンを発泡させてポリウレタン発泡体とするためのものである。この発泡剤としては、軟質ポリウレタン発泡体の製造で一般的に使用される水、水とハロゲン化脂肪族炭化水素、例えばメチレンクロライド、トリクロロエタン等との併用、酸アミドとの併用等が採用される。これらの発泡剤のうち、泡化反応の反応性に優れ、取扱性の良好な水が最も好ましい。発泡剤の含有量は、ポリオール類１００質量部当たり２．０〜５．０質量部であることが好ましい。発泡剤の含有量が２．０質量部より少ない場合には泡化反応が不十分となり、発泡体にセルの十分な連通構造を形成することができなくなる。一方、発泡剤の含有量が５．０質量部より多い場合には、泡化反応が過剰となり、発泡体の架橋密度が低下して機械的強度が不足しやすい。

整泡剤は、発泡剤によって行われる発泡を円滑に進行させるために必要に応じて用いられる。そのような整泡剤としては、軟質ポリウレタン発泡体を製造する際に通常使用されるものを用いることができる。整泡剤として具体的には、シリコーン化合物、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ラウリル硫酸ナトリウム等のアニオン系界面活性剤、ポリエーテルシロキサン、フェノール系化合物等が用いられる。この整泡剤の含有量は常法に従って設定される。

発泡体原料には、前記各原料のほか、難燃剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、着色剤、破泡剤（充填剤）等を常法に従って配合することができる。難燃剤としては、ハロゲン化リン酸エステル、縮合リン酸エステル等が用いられる。

前述したポリオール類とポリイソシアネート類との反応は常法に従って行われるが、ワンショット法又はプレポリマー法が採用される。ワンショット法は、ポリオール類とポリイソシアネート類とを直接反応させる方法である。プレポリマー法は、ポリオール類とポリイソシアネート類との各一部を事前に反応させて末端にイソシアネート基又は水酸基を有するプレポリマーを得、それにポリオール類又はポリイソシアネート類を反応させる方法である。軟質ポリウレタン発泡体としては、スラブ発泡法により得られる軟質スラブポリウレタン発泡体が好ましい。スラブ発泡法は、上記ワンショット法により混合攪拌された反応原料（反応混合液）をベルトコンベア上に吐出し、該ベルトコンベアが移動する間に反応原料が常温、大気圧下で自然発泡し、硬化することで得られる。その後、乾燥炉内で硬化（キュア）し、所定形状に裁断される。その他、モールド成形法、現場施工スプレー成形法等によって軟質ポリウレタン発泡体を得ることもできる。

このようにして得られる発泡体は、例えば見掛け密度が１５〜４０ｋｇ／ｍ^３、好ましくは２０〜３０ｋｇ／ｍ^３、及び硬さが８０〜１５０Ｎ、好ましくは１００〜１３０Ｎであり、良好な機械的物性を有している。ここで、見掛け密度はＪＩＳ Ｋ ７２２２：１９９９に準拠して測定される値であり、硬さはＪＩＳ Ｋ ６４００−２：２００４に準拠して測定される値である。フレームラミネート用発泡体として好適なものは、前述した無機化合物の水和物を用いて製造され、見掛け密度及び硬さが上記範囲にあるものである。シート本体３４の厚さはほぼ１〜４ｍｍであるが、樹脂フィルム３５をラミネートして得られるシャットバルブ用軟質ポリウレタン発泡体３１の厚さが１〜４ｍｍの範囲の所定値となるように設定される。

次に、樹脂フィルム３５は、軟質ポリウレタン発泡体のシート本体３４にラミネートされるものであって、表面の滑り性が良く、伸びの良好なものが用いられる。表面の滑り性が良いことによりシャットバルブ２４の操作時における異音の発生を抑えることができ、伸びが良好であることによりシャットバルブ用軟質ポリウレタン発泡体３１を容易に引き伸ばしてシャットバルブ２４の基材２５に組付けることができる。スパンボンド系の不織布は、表面の摩擦係数が小さく、滑り性は良好であるが、伸びが低く、シャットバルブ２４の基材２５に引き伸ばして組付けることができなくなるため、不適当である。

この樹脂フィルム３５としては、ポリウレタン系樹脂フィルム、ポリオレフィン系樹脂フィルム等が用いられる。これらの樹脂フィルム３５のうち、例えば８０℃で４００時間という耐熱性等の観点からポリウレタン系樹脂フィルムが好ましい。ポリウレタン系樹脂フィルムを構成するポリウレタン系樹脂としては、ポリエーテル系ポリウレタン樹脂とポリエステル系ポリウレタン樹脂が挙げられるが、加水分解しにくいポリエーテル系ポリウレタン樹脂が好ましい。

樹脂フィルム３５の厚さは、樹脂フィルム３５の伸びを得るために２５〜９０μｍに設定される。樹脂フィルム３５の厚さが２５μｍより薄い場合には、樹脂フィルム３５にピンホールが形成されたり、量産性が低下したりして樹脂フィルム３５の製造が難しくなる。その一方、９０μｍより厚い場合には、樹脂フィルム３５の伸びが不足し、シャットバルブ用軟質ポリウレタン発泡体３１を引き伸ばしてシャットバルブ２４の基材２５に組付けることが困難になる。

また、樹脂フィルム３５はシャットバルブ用軟質ポリウレタン発泡体３１の耐熱性を高めるために、その軟化温度は９０〜２００℃であることが好ましい。この軟化温度が９０℃未満の場合、自動車等のシャットバルブ２４に要求される厳しい条件を満たすことができなくなって好ましくない。一方、軟化温度が２００℃を超える場合、耐熱性は十分であるが、伸びが不足したりして好ましくない。

さらに、樹脂フィルム３５はシャットバルブ２４の基材２５に対するシャットバルブ用軟質ポリウレタン発泡体３１の組付け性を良好にするために、ＪＩＳ Ｋ ６４００−５に準拠して測定される１５％モジュラスが２〜１０Ｎであることが好ましく、２〜５Ｎであることがより好ましい。この１５％モジュラスが２Ｎ未満の場合には、モジュラス（引張り応力）が小さくなり過ぎて樹脂フィルム３５の強度低下が大きくなり、フィルムが破断しやすくなる。その一方、１０Ｎを超える場合には、引張り応力が大きくなり過ぎて基材２５に対するシャットバルブ用軟質ポリウレタン発泡体３１の組付けが難しくなる。

次に、軟質ポリウレタン発泡体のシート本体３４に対して樹脂フィルム３５を接着する方法としては、フレームラミネート法、ホットメルト接着剤による接着法等が採用される。これらの接着法のうち、接着剤を使用せず、伸び等の物性を損なうことのないフレームラミネート法が好ましい。フレームラミネート法は、シート本体３４を構成する軟質ポリウレタン発泡体に樹脂フィルム３５を接着させるために発泡体表面に炎（フレーム）を当てて溶かし、その部分に粘着性を発現させることにより、樹脂フィルム３５と接着させるものである。係る軟質ポリウレタン発泡体は低密度で、溶融開始温度の低いものが好ましい。その場合、軟質ポリウレタン発泡体がフレームによって溶融しやすくなり、その溶融部分が増えて接着性が高められる。従って、ポリウレタン発泡体は、剥離強度などの優れた接着強度を発揮することができる。

ホットメルト接着剤による接着法では、通常のホットメルト接着剤を使用すると溶融温度が低く耐熱性が不足するため、湿気硬化型のホットメルト接着剤を使用することが望ましい。湿気硬化型のホットメルト接着剤は空気中の湿気と反応して硬化する接着剤であって、例えば４,４−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）系のホットメルト接着剤のほか、過剰量の脂肪族ポリイソシアネート、脂環族ポリイソシアネート又はそれらの変性体と、ポリオールとを反応させて得られたイソシアネート基を有するウレタンプレポリマー等が用いられる。脂肪族ポリイソシアネート又は脂環族ポリイソシアネートとしては、前記軟質ポリウレタン発泡体の原料として挙げた各ポリイソシアネートが使用される。また、脂肪族ポリイソシアネート又は脂環族ポリイソシアネートの変性体としては、イソシアヌレート変性体、ビウレット変性体などが用いられる。

ＭＤＩ系のホットメルト接着剤やウレタンプレポリマーは水蒸気などの水によって反応、硬化するが、硬化触媒としてトリエチルアミン、塩化第２スズ、塩化アンモニウム等を配合し、反応、硬化を促進させることもできる。ホットメルト接着剤の使用量は接着面積などに応じて常法に従い適宜定められる。

上記のように構成されるシャットバルブ用軟質ポリウレタン発泡体３１は、シャットバルブ２４として用いるためにその厚さが１〜４ｍｍに形成される。この厚さが１ｍｍより薄い場合には、シャットバルブ２４を構成したときのシール性等が不足し、シャットバルブ２４としての機能が果たされなくなる。一方、４ｍｍより厚い場合には、シャットバルブ用軟質ポリウレタン発泡体３１の伸びが不足し、シャットバルブ２４の基材２５に引き伸ばして組付けることが難しくなる。また、シャットバルブ用軟質ポリウレタン発泡体３１は、シャットバルブ２４における基材２５の周囲から１〜１０ｍｍ程度はみ出して組付けられ、そのはみ出し部分が本体ケース１１の内面に摺接するようになっている。

さて、本実施形態の作用について説明すると、まずシャットバルブ用軟質ポリウレタン発泡体３１は、シート本体３４の表面に樹脂フィルム３５をフレームラミネート法によって接着することにより得られる。この場合、接着をフレームラミネート法により行うことにより、接着剤を用いることなく樹脂フィルム３５をシート本体３４に接着でき、伸び等の物性低下を防止することができる。得られたシャットバルブ用軟質ポリウレタン発泡体３１をシャットバルブ２４の基材２５に組付ける場合には、図３及び図２に示すように、発泡体３１を上下左右に引き伸ばしながら基材２５の環状溝２６に嵌め込む。このとき、発泡体３１は伸びが良好であることから、容易に引き伸ばすことができ、組付け操作を速やかに完了することができる。組付け後には、発泡体３１の四角環状部３１ａが基材２５の環状溝２６に嵌入され、連結部３１ｂが切欠き３０から基材２５の外側へ露出されると共に、発泡体３１の係止凹部３３が基材２５の係止凸部２９に係止されて位置決めされる。従って、発泡体３１は基材２５に組付けられた状態で外れないようになっている。このようにしてシャットバルブ２４が得られる。

その後、図２及び図１に示すように、シャットバルブ２４は本体ケース１１の後方から本体ケース１１内へ挿入され、基材２５の係合凹所２７が第２回転円盤２０の係合突起２３に係合されると共に、回動軸２８が本体ケース１１の小径支持孔１９に挿通支持され、図１の実線及び二点鎖線に示すように回動可能に形成される。そして、操作つまみ１４を回動操作することにより、シャットバルブ２４の全開状態（図１の二点鎖線）と全閉状態（図１の実線）との間で開度を調節することができる。このとき、シャットバルブ２４の発泡体３１は柔軟性及び弾力性があるため、その外周部が本体ケース１１の内周面に十分密接することができる。その上、発泡体３１の表面には樹脂フィルム３５がラミネートされているため、その表面の摩擦が小さく、発泡体３１の外周部が本体ケース１１の内周面に音の発生を伴うことなく摺接することができる。

以上の実施形態によって発揮される効果について、以下にまとめて記載する。
・ 本実施形態のシャットバルブ用軟質ポリウレタン発泡体３１では、シート本体３４に、厚さ２５〜９０μｍの樹脂フィルム３５がラミネートされ、厚さ１〜４ｍｍに形成されている。この発泡体３１は、シート本体３４が軟質ポリウレタン発泡体で形成され、かつ樹脂フィルム３５が薄く形成されているため、十分な柔軟性及び伸びを発揮することができる。さらに、シート本体３４には樹脂フィルム３５がラミネートされているため、その表面の摩擦抵抗が低く形成されている。従って、シャットバルブ２４の全閉時に空気漏れがなく、良好な滑り性によって異音の発生を防止することができる。

・ 前記樹脂フィルム３５は９０〜２００℃という高い軟化温度を有するものであることにより、発泡体３１の耐熱性を向上させることができる。
・ シャットバルブ用軟質ポリウレタン発泡体３１を製造する場合には、軟質ポリウレタン発泡体のシート本体３４に、厚さ２５〜９０μｍの樹脂フィルム３５をラミネートし、厚さ１〜４ｍｍに形成するものである。従って、上記効果を有するシャットバルブ用軟質ポリウレタン発泡体３１をラミネートにより容易に製造することができる。

・ 上記ラミネートはフレームラミネート法によるものであることにより、接着剤を用いることなく樹脂フィルム３５をシート本体３４に接着でき、伸びを損なうことのないシャットバルブ用軟質ポリウレタン発泡体３１を容易に製造することができる。

・ また、ラミネートは湿気硬化型ホットメルト接着剤によって接着するものであることにより、シート本体３４と樹脂フィルム３５との接着性が良いシャットバルブ用軟質ポリウレタン発泡体３１を容易に製造することができる。

以下に、実施例及び比較例を挙げて前記実施形態をさらに具体的に説明するが、本発明はそれら実施例の範囲に限定されるものではない。
（実施例１〜８及び比較例１〜３）
シャットバルブ用軟質ポリウレタン発泡体３１を構成する軟質ポリウレタン発泡体よりなるシート本体３４及び樹脂フィルム３５を以下に示す。
（シート本体３４）
ＰＵＦ１：ポリエーテル系のフレームラミネート用軟質ポリウレタン発泡体、見掛け密度２０ｋｇ／ｍ^３、硬さ１００Ｎ、厚さ１．３ｍｍ、２．０ｍｍ、３．０ｍｍ又は５．０ｍｍ、（株）イノアックコーポレーション製、ＥＬ−６７Ｆ
ＰＵＦ２：ポリエーテル系のフレームラミネート用軟質ポリウレタン発泡体、見掛け密度３０ｋｇ／ｍ^３、硬さ１３０Ｎ、厚さ２．０ｍｍ、（株）イノアックコーポレーション製、ＥＬ−６８Ｆ
なお、見掛け密度はＪＩＳ Ｋ ７２２２（１９９９）及び硬さはＪＩＳ Ｋ ６４００−２：２００４に準拠して測定された値である。
（樹脂フィルム３５）
エーテルウレタン１：エーテル系結晶タイプの熱可塑性ポリウレタンフィルム、厚さ４０μｍ、軟化温度１６０℃、１５％モジュラス３．８Ｎ、大倉工業（株）製、ＥＴ−９０
エーテルウレタン２：エーテル系結晶タイプの熱可塑性ポリウレタンフィルム、厚さ３０μｍ、軟化温度１６０℃、１５％モジュラス３．６Ｎ、大倉工業（株）製、ＥＴ−８５
エステルウレタン１：エステル系結晶タイプの熱可塑性ポリウレタンフィルム、厚さ８０μｍ、軟化温度１０７℃、１５％モジュラス９．５Ｎ、大倉工業（株）製、ＭＴ−９３
エステルウレタン２：エステル系結晶タイプの熱可塑性ポリウレタンフィルム、厚さ３０μｍ、軟化温度１５０℃、１５％モジュラス４．１Ｎ、大倉工業（株）製、ＥＳ−８５
ポリエチレン：厚さ３０μｍ、軟化温度１１０℃、１５％モジュラス６．０Ｎ、大倉工業（株）製、スーパーシルキーＮ１１７
エステルウレタンホットメルト：厚さ４０μｍ、軟化温度８０℃、１５％モジュラス３．８Ｎ、大倉工業（株）製、ＨＭ１０５
スパンボンド不織布：ポリプロピレン等のチップを加熱、溶融して紡糸した後、ウェブを形成し、該ウェブを熱溶着して形成された不織布、坪量３０ｇ／ｍ^２、旭化成せんい（株）製、Ｅ０１０３０
（接着方法）
ＦＬ：フレームラミネート法。

ＨＣＨＭ：湿気硬化型ホットメルト接着剤（４,４−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）系のホットメルト接着剤、日立化成ポリマー（株）製）を液状化して接着するホットメルト法。

ＮＦＨＭ：不織布状のホットメルト接着剤であるポリアミド樹脂（融点８５℃、呉羽テック（株）製、ＬＮＳ３０１０）を加熱溶融して液状化して接着するホットメルト法。
次に、上記軟質ポリウレタン発泡体よりなるシート本体３４の両面に樹脂フィルム３５を、表１に示すフレームラミネート法又はホットメルト接着剤を用いるホットメルト法によりラミネートし、シャットバルブ用軟質ポリウレタン発泡体３１を得た。得られたシャットバルブ用軟質ポリウレタン発泡体３１について、下記に説明する摺接音（異音）、空気漏れの有無、静摩擦荷重、１５％モジュラス、組付け性、耐熱性、耐湿熱性及び空気抵抗を測定し、それらの結果を表１に示した。
（摺接音）
シャットバルブ２４の基材２５にシャットバルブ用軟質ポリウレタン発泡体３１を組付け、シャットバルブ２４を開閉操作したときに発生する異音について官能評価を行い、次の基準で判断した。

○：摺接音がほとんど感じられない、×：顕著な摺れ音が確認される。
（空気漏れの有無）
シャットバルブ２４を全閉にしたときの空気漏れの有無について官能評価を行い、次の基準で判断した。

なし：空気漏れは感じられない、あり：明らかな空気漏れが認められる。
（静摩擦荷重）
縦６０ｍｍ、横８０ｍｍシャットバルブ用軟質ポリウレタン発泡体３１を縦６０ｍｍ、横６０ｍｍで２００ｇの重さを有する金属板に巻き付けて試験用サンプルを作製した。この試験用サンプルをＡＢＳ樹脂板上に置き、水平方向に２００ｍｍ／ｍｉｎの速度で引張ったとき、試験用サンプルが静止状態から移動を開始するときの摩擦抵抗を静摩擦荷重（Ｎ）として測定した。
（１５％モジュラス）
軟質ポリウレタン発泡体のシート本体３４及び樹脂フィルム３５とも長さ１５０ｍｍ、幅２５ｍｍのサンプルを用意し、つかみ間距離１００ｍｍで保持させた後、引張速度２５０ｍｍ／ｍｉｎで継続的に伸張させたときの伸びと強度を測定した。そして、１５％伸びたときの力（Ｎ）を１５％モジュラスとした。なお、試験方法、機器等は基本的にＪＩＳ Ｋ ６４００−５に準拠して行った。
（組付け性）
シャットバルブ２４の基材２５にシャットバルブ用軟質ポリウレタン発泡体３１を引き伸ばして組付けるときの組付け性について官能評価を行い、次の基準で判断した。

良好：シャットバルブ用発泡体３１の引き伸ばしが容易で、簡単に組付けができる、
可能：シャットバルブ用発泡体３１の引き伸ばしができ、組付けができる、
劣る：シャットバルブ用発泡体３１の引き伸ばしが容易ではなく、組付けに苦労する、
不可能：シャットバルブ用発泡体３１の引き伸ばしができず、組付けは無理である。
（耐熱性）
シャットバルブ２４の基材２５にシャットバルブ用発泡体３１が組付けられたシャットバルブ２４を全閉にした状態で、８０℃で４００時間放置した。その後常態に戻し、全閉にしていたシャットバルブ２４を開放し、開放した状態のシャットバルブ２４について下記の判断基準にて評価した。

○：シャットバルブ２４に反りや剥がれがなく、樹脂フィルム３５表面に変化がない、△：シャットバルブ２４に反りや剥がれが見られ、或いは樹脂フィルム３５表面に変化が見られる。
（耐湿熱性）
シャットバルブ２４の基材２５にシャットバルブ用発泡体３１が組付けられたシャットバルブ２４を全閉にした状態で、５０℃、９５％ＲＨ（相対湿度）の条件下に２４０時間放置した。その後常態に戻し、全閉にしていたシャットバルブ２４を開放し、開放した状態のシャットバルブ２４について下記の判断基準にて評価した。

○：シャットバルブ２４に反りや剥がれがなく、樹脂フィルム３５表面に変化がない、
△：シャットバルブ２４に反りや剥がれが見られ、或いは樹脂フィルム３５表面に変化が見られる。
（空気抵抗）
シャットバルブ用発泡体３１の厚さがシャットバルブ２４の基材２５の厚さよりもに薄い場合には空気の流れを妨げないため○、厚い場合には空気の流れを妨げるため×と判断した。

表１に示した結果より、実施例１〜８では、シャットバルブ用軟質ポリウレタン発泡体３１が基材２５に組付けられたシャットバルブ２４について、その全閉時に空気漏れがなく、しかも摺接音（異音）の発生がなかった。一方、樹脂フィルム３５を使用せず、軟質ポリウレタン発泡体のみの比較例１では、表面の滑り性が悪く摺接音が発生すると共に、空気漏れが発生した。比較例２では、樹脂フィルム３５ではなくスパンボンド不織布を用いたことから、１５％モジュラスが非常に高く、軟質ポリウレタン発泡体を基材２５に組付けることが不可能であると共に、空気漏れも発生した。比較例３では、シャットバルブ用軟質ポリウレタン発泡体３１の厚さが５ｍｍという厚いものであったため、その幅が基材２５の幅より広くなって空気抵抗が大きくなった。

なお、本実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・ シャットバルブ２４を上端又は下端で回動可能に支持すると共に、シート本体３４の片面に樹脂フィルム３５をラミネートし、該樹脂フィルム３５側が本体ケース１１の内面に摺接するように構成することもできる。

・ 樹脂フィルム３５の表面粗さを調整することにより、表面の滑り性とシート本体３４に対する接着性のバランスを所望の範囲に設定することもできる。
・ シート本体３４の先端部に樹脂フィルム３５をラミネートし、その樹脂フィルム３５が本体ケース１１の内面に摺接するように構成することも可能である。

・ シート本体３４に樹脂フィルム３５をラミネートする方法として、シート本体３４と樹脂フィルム３５とを同種の材質とし、熱融着する方法、柔軟性と接着強度に優れた接着剤を用いて接着する方法等も採用することができる。

さらに、前記実施形態より把握できる技術的思想について以下に記載する。
・ 前記樹脂フィルムは、ポリウレタン又はポリオレフィンにより形成されるフィルムであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のシャットバルブ用軟質ポリウレタン発泡体。このように構成した場合、樹脂フィルム表面の良好な滑り性を得ることができ、請求項１又は請求項２に係る発明の効果を有効に発揮させることができる。

・ 前記樹脂フィルムは、ＪＩＳ Ｋ ６４００−５に準拠して測定される１５％モジュラスが２〜１０Ｎであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のシャットバルブ用軟質ポリウレタン発泡体。このように構成した場合、請求項１又は請求項２に係る発明の効果に加えて、シャットバルブの基材に対するシャットバルブ用軟質ポリウレタン発泡体の組付け性を向上させることができる。

・ 前記シート本体は、フレームラミネート用の軟質ポリウレタン発泡体で形成されていることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載のシャットバルブ用軟質ポリウレタン発泡体の製造方法。このように構成した場合、フレームラミネート法による接着を効果的に行うことができる。

・ 前記軟質ポリウレタン発泡体を形成するポリオール類は、ポリエーテルポリオールであることを特徴とする請求項３から請求項５のいずれか１項に記載のシャットバルブ用軟質ポリウレタン発泡体の製造方法。この場合、請求項３から請求項５のいずれかに係る発明の効果に加え、高湿度下における耐久性を向上させることができる。

実施形態におけるシャットバルブを備えた車両空調用の空気吹き出し口を示す縦断面図。 車両空調用の空気吹き出し口にシャットバルブを装着する状態を示す分解斜視図。 シャットバルブの基材にシャットバルブ用軟質ポリウレタン発泡体を組付ける状態を示す分解斜視図。 シャットバルブを示す側面図。 シャットバルブ用軟質ポリウレタン発泡体を示す断面図。

符号の説明

２４…シャットバルブ、２５…基材、３１…シャットバルブ用軟質ポリウレタン発泡体、３４…シート本体、３５…樹脂フィルム。

Claims (5)

1. 車両空調用の空気吹き出し口に設けられるシャットバルブを構成する基材に引き伸ばして組付けられるシャットバルブ用軟質ポリウレタン発泡体であって、
   軟質ポリウレタン発泡体のシート本体に、厚さ２５〜９０μｍの樹脂フィルムをラミネートしてなり、厚さ１〜４ｍｍに形成されていることを特徴とするシャットバルブ用軟質ポリウレタン発泡体。
2. 前記樹脂フィルムは、９０〜２００℃の軟化温度を有することを特徴とする請求項１に記載のシャットバルブ用軟質ポリウレタン発泡体。
3. 請求項１又は請求項２に記載のシャットバルブ用軟質ポリウレタン発泡体の製造方法であって、
   軟質ポリウレタン発泡体のシート本体に、厚さ２５〜９０μｍの樹脂フィルムをラミネートし、厚さ１〜４ｍｍに形成することを特徴とするシャットバルブ用軟質ポリウレタン発泡体の製造方法。
4. 前記ラミネートは、フレームラミネート法によるものであることを特徴とする請求項３に記載のシャットバルブ用軟質ポリウレタン発泡体の製造方法。
5. 前記ラミネートは、湿気硬化型ホットメルト接着剤によって接着するものであることを特徴とする請求項３に記載のシャットバルブ用軟質ポリウレタン発泡体の製造方法。

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