JP2019042989A - ウレタン発泡製品の製造方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】離型剤を用いることなく、また予め成形された離型フィルムを必要とせずにウレタン発泡製品を成形することができる方法及び装置を提供する。【解決手段】本発明のウレタン発泡製品の製造方法は、下型１０の上面に樹脂フィルム２０を載せ、樹脂フィルム２０の周縁を枠１２で押さえ、下型１０の吸引孔から空気を吸引して樹脂フィルムを製品面に密着させ、この樹脂フィルム２０の上にウレタン原液を注入し、上型１１を閉じて発泡成形し、その後に上型１１を開いて下型１０から成形されたウレタン発泡製品を取り出す。樹脂フィルムは１サイクル毎に分離して廃棄される。【選択図】図３

Description

本発明は、下型と上型との間に形成される成形空間にウレタン原液を注入し、発泡成形するウレタン発泡製品の製造方法及び装置に関するものである。

自動車用内装材などに広く用いられているウレタン発泡製品は、下型の内部にウレタン樹脂の原液を注入し、上型を閉じたうえで加熱して発泡成形する方法で製造されている。しかしウレタン樹脂は金型の表面に付着し易いので、型離れを良くするために原液を注入する前に離型剤を金型表面にスプレーする必要がある。

例えば特許文献１には、ポリウレタンフォーム製造用の離型剤として、ワックス状パラフィン系炭化水素混合物に、エステル系ワックス及び多価アルコールエステル類を添加したものを使用し、金型内面にスプレーして離型剤層を形成したうえで原液を注入することが記載されている。

しかしこのようなワックス系の離型剤を金型にスプレーすると、離型剤の一部が空中に飛散することが避けられず、作業環境が悪化するおそれがある。このため成形機の周囲にダクトを配置して空気を吸引し、離型剤を外部に排出しなければならず、ランニングコストが嵩むという問題があった。またダクトにワックス系の離型剤が付着するため、その清掃作業も容易ではなかった。

また金型の内面に繰り返し離型剤をスプレーすると次第に金型表面に堆積して行くため、金型精度が低下する。この問題を避けるために、定期的に金型洗浄を行う必要があった。さらに、離型剤に含有される溶剤成分がウレタンと反応し、成形されたウレタン製品の肌荒れの原因となることもあった。

これらの問題を解決するため、特許文献２には金型の成形面にポリプロピレン製の離型フィルムを取付けてウレタン発泡成形を行う方法が記載されている。この離型フィルムは、特許文献２の図２に示されるように、成形品を金型から取り出す際には空気圧により金型の上方に反転し、その後に空気圧を負圧にすると吸引されて再び金型内に復帰するものである（特許文献２の段落００３０）。

しかしこの離型フィルムは金型形状に対応させて予め成形しておく必要があり、また繰り返し使用されるものであるから角部は１回の成形ごとに内外両方向に折り返されることとなる。このため損傷し易く、定期的な交換を必要とするなどの煩雑さがあった。

特開昭５２−６８２６６号公報 特開２０１１−１５６７６５号公報

従って本発明の目的は上記した従来の問題を解決し、離型剤を用いることなく、また予め成形された離型フィルムを必要とせずにウレタン発泡製品を成形することができるウレタン発泡製品の製造方法及び装置を提供することである。

上記の課題を解決するためになされた本発明のウレタン発泡製品の製造方法は、下型の上面に樹脂フィルムを載せ、樹脂フィルムの周縁を枠で押さえ、下型の吸引孔から空気を吸引して樹脂フィルムを製品面に密着させ、この樹脂フィルムの上にウレタン原液を注入し、上型を閉じて発泡成形し、その後に上型を開いて下型から成形されたウレタン発泡製品を取り出し、樹脂フィルムは廃棄することを特徴とするものである。

なお、前記樹脂フィルムとして、厚さが３０〜４０μｍのポリエチレンフィルムを使用することが好ましい。また、上型の下面に基材をセットし、基材と一体化されたウレタン発泡製品を製造することができる。

また上記の課題を解決するためになされた本発明のウレタン発泡製品の製造装置は、成形面に吸引孔を備えた下型と、下型の上面に樹脂フィルムを引き出すための樹脂フィルムロールと、下型の合わせ面に対して樹脂フィルムの周縁を押さえる枠と、枠の上方から下型の合わせ面に向かって閉じて内部に成形空間を形成する上型とを備えたことを特徴とするものである。

なお、前記枠が下型の一辺に開閉自在に取り付けられており、前記上型が下型の他の辺に開閉自在に取り付けられていることが好ましい。

本発明によれば、樹脂フィルムが離型剤と同様の離型効果を発揮するため、従来のように離型剤を金型にスプレーする作業が不要となり、作業環境が改善されるとともに、金型洗浄も不要となるのでランニングコストを低減することができる。

また本発明によれば、樹脂フィルムは一回ごとの使い捨てであり、成形ごとにロールから引き出されて使用されるため、従来のように予め成形された離型フィルムを用いる必要がなく、金型変更にも容易に対応することができる。

実施形態のウレタン発泡製品の製造装置を示す概念的な斜視図である。 樹脂フィルムを載せた状態を示す斜視図である。 樹脂フィルムを成形面に密着させた状態を示す斜視図である。 樹脂フィルムを載せた状態を示す断面図である。 樹脂フィルムを成形面に密着させた状態を示す断面図である。 上型に基材をセットした状態を示す断面図である。 ウレタン原液を注入した状態を示す断面図である。 発泡成形工程を示す断面図である。 成形されたウレタン発泡製品の取り出し状態を示す断面図である。

以下に本発明の実施形態を示す。
図１は実施形態のウレタン発泡製品の製造装置を示す概念的な斜視図であり、１０は下型、１１は下型１０との間に成形空間を形成する上型、１２は枠、１３は下型１０の近傍に設置された樹脂フィルムロールである。

下型１０は凹状の成形面１４を備え、この成形面１４には多数の吸引孔１５が形成されている。１６は下型１０の上面に形成された上型１１との合わせ面である。上型１１は下型１０の一つの辺にヒンジ１７によって開閉自在に取り付けられている。上型１１には下型１０に向かって突出する成形用凸部１８が形成されている。これらの下型１０と上型１１は従来と同様の構造である。

樹脂フィルムロール１３には、合わせ面１６の横幅とほぼ等しい幅の樹脂フィルム２０が巻かれている。この樹脂フィルム２０としては、ウレタン樹脂が付着しにくいポリエチレンフィルムを使用することが好ましい。またその厚さは１０〜５０μｍとすることが好ましい。厚さが１０μｍ未満であると破れやすくなるため取扱いにくくなり、厚さが５０μｍを超すと強度は増すが下型１０の成形面１４に密着しにくくなり、またコスト高となる。より好ましい厚さは３０〜４０μｍである。

樹脂フィルムロール１３には、適宜の切断手段を設けておき、引き出された樹脂フィルム２０を適度の長さに切断できるようにしておくことが好ましい。しかし同一製品の成形数が多い場合には、予め一定サイズに切断された樹脂フィルム２０を連続する剥離用シートに貼り付けておき、１枚ずつ剥がして使用するようにしてもよい。

樹脂フィルムロール１３から引き出された樹脂フィルム２０は図２に示すように下型１０の上に載せられ、枠１２を下げることによって、図３に示すように樹脂フィルム２０の周縁は下型１０の合わせ面１６に押さえられる。枠１２は下型１０の一辺にヒンジ１９によって開閉自在に取り付けられている。上型１１は枠１２の上から閉じることとなるので、枠１２の中央の開口部は上型１１の成形用凸部１８よりも大きく形成しておく。

次に、図４〜図９を参照しつつ、実施形態のウレタン発泡製品の製造方法をより詳細に説明する。

図４に示すように、先ず樹脂フィルムロール１３から引き出され、所定長さに切断された樹脂フィルム２０を、下型１０の上に載せる。樹脂フィルム２０は厚さが１０〜５０μｍ程度のものであるから、中央部は下型１０の凹状の成形面１４に沿って垂れ下がるが、周縁部は下型１０の合わせ面１６の上に載っている。

次に図５に示すように、枠１２を下げて樹脂フィルム２０の周縁部を押さえ、下型１０の合わせ面１６に密着させたうえ、下型１０の成形面１４に形成されている吸引孔１５から空気を吸引して樹脂フィルム２０の全体を製品面１４に密着させる。このとき樹脂フィルム２０は引き伸ばされるが、厚さが１０〜５０μｍ程度のポリエチレンフィルム等を用いれば、支障なく製品面１４に密着させることができる。なお、吸引孔１５の孔径は１mm前後、例えば０.５〜１.５mm程度としておくことが好ましい。

本実施形態では、次に図６に示すように上型１１の下面に基材３０をセットする。この基材３０はウレタン発泡製品の一部となるものであるが、基材３０を必要としない製品の場合には、もちろんこの工程は省略される。

次に図７に示すように、樹脂フィルム２０の上にウレタン原液３１を注入し、図８のように上型１１を閉じる。ウレタン原液３１には発泡剤が含まれているため、上型１１を閉じて加熱すると発泡が進行し、基材３０と一体となったウレタン発泡製品が成形される。

その後、図９のように上型１１及び枠１２を開いたうえで、ウレタン発泡製品を下型１０から取り出す。図９ではウレタン発泡製品は反転取り出しされている。下型１０の吸引を継続しておれば、図９のように樹脂フィルム２０は下型１０に付着したまま、ウレタン発泡製品のみが取り出され、樹脂フィルム２０は下型１０の吸引をオフとした後に下型１０から分離して廃棄される。本発明では樹脂フィルム２０は１回ごとの使い捨てであるため、上記したサイクルが繰り返される。ただし、下型１０の吸引をオフとした後に、樹脂フィルム２０とともにウレタン発泡製品を取り出すこともできる。この場合には、樹脂フィルム２０はウレタン発泡製品から分離して廃棄される。

以上に説明した実施形態によれば、従来のように離型剤をスプレーすることなく、基材３０と一体となったウレタン発泡製品を製造することができる。本発明の利点をまとめると、次の通りである。

第１に、離型剤をスプレーすることがないので、作業環境がよくなる。
第２に、吸引ダクトのランニングコストが不要となる。
第３に、金型の成形面に離型剤が堆積することがないので、金型精度が低下することがない。
第４に、金型洗浄コストが不要となる。
第５に、樹脂フィルムの予備成形が不要であるため、製品形状が変わった場合にも迅速に対応することができる。
第６に、樹脂フィルムのコストは離型剤のコストよりも安いので、成形コストを引き下げることができる。

１０ 下型
１１ 上型
１２ 枠
１３ 樹脂フィルムロール
１４ 成形面
１５ 吸引孔
１６ 合わせ面
１７ ヒンジ
１８ 成形用凸部
１９ ヒンジ
２０ 樹脂フィルム
３０ 基材

Claims (5)

1. 下型の上面に樹脂フィルムを載せ、樹脂フィルムの周縁を枠で押さえ、下型の吸引孔から空気を吸引して樹脂フィルムを製品面に密着させ、この樹脂フィルムの上にウレタン原液を注入し、上型を閉じて発泡成形し、その後に上型を開いて下型から成形されたウレタン発泡製品を取り出し、樹脂フィルムは廃棄することを特徴とするウレタン発泡製品の製造方法。
2. 前記樹脂フィルムとして、厚さが３０〜４０μｍのポリエチレンフィルムを使用することを特徴とする請求項１に記載のウレタン発泡製品の製造方法。
3. 上型の下面に基材をセットし、基材と一体化されたウレタン発泡製品を製造することを特徴とする請求項１または２に記載のウレタン発泡製品の製造方法。
4. 成形面に吸引孔を備えた下型と、下型の上面に樹脂フィルムを引き出すための樹脂フィルムのロールと、下型の合わせ面に対して樹脂フィルムの周縁を押さえる枠と、枠の上方から下型の合わせ面に向かって閉じて内部に成形空間を形成する上型とを備えたことを特徴とするウレタン発泡製品の製造装置。
5. 前記枠が下型の一辺に開閉自在に取り付けられており、前記上型が下型の他の辺に開閉自在に取り付けられていることを特徴とする請求項４に記載のウレタン発泡製品の製造装置。