JP2019188604A - 発泡ウレタン成形用モールド及びこれを用いた発泡ウレタン製品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】離型剤を使用することなく発泡ウレタン製品を製造することができる発泡ウレタン成形用モールド及びこれを用いた発泡ウレタン製品の製造方法を提供する。【解決手段】本発明の発泡ウレタン成形用モールドは、開閉する上側の型枠１０と下側の型枠１１との対向面に、上下の成形面１６、１９を構成するポリプロピレン製の型材１２、１３をそれぞれ取り付けたことを特徴とするものである。離型性が良く、離型剤を使用することなく発泡ウレタン製品を製造することができる。【選択図】図３

Description

本発明は、発泡ウレタン成形用モールド及びこれを用いた発泡ウレタン製品の製造方法に関するものである。

自動車用内装部品などには、従来から発泡ウレタン製品が広く使用されている。これらの発泡ウレタン製品は、開閉する上型と下型とによって形成されるモールドキャビティの内部に発泡剤を含んだウレタン原液を注入し、加熱発泡させて成形されている。

これらの上型や下型などのモールドはアルミニウム、鋼などの金属製あるいはエポキシ樹脂などの硬質樹脂製である。一方、ウレタンは各種材料に対して強い接着性を有する。このためそのままではウレタンが成形面に付着し、モールドを開いたときに製品の表面が剥がれてしまい、うまく成形することができない。

そこで特許文献１、２に示されるように、成形面に離型剤を噴霧あるいは塗布することにより離型性を高め、発泡ウレタン製品をモールドから取り出す方法が一般的である。離型剤としては、ワックス系やシリコン系のものが広く用いられている。

ところが離型剤は周囲に飛散するために、成型機のまわりの作業環境が悪化することが避けられず、作業環境を確保するためには強力な換気設備を設ける必要があった。しかし換気設備から排出された離型剤の回収処分にも、多くのコストが必要であった。

また、離型剤はモールドの成形面に徐々に積層して行くため、成形面の平滑性が失われ、成形を繰り返すとモールドが傷んだり、製品の表面肌が荒れるという問題があった。このため定期的に堆積した離型剤を取り除く作業も必要であった。

上記のように離型剤には様々な問題があるため、離型剤に替えて離型用フィルムを成形面に張って発泡ウレタン製品を製造することも試みられている。しかしこのような離型用フィルムはしわが入りやすく、安定生産にを行うことは容易ではない。このような事情により、発泡ウレタン製品の製造業界においては、永年にわたり離型剤を使用し続けてきたのが実情である。

特開２００９−４００４８号公報 特開２０１０−２３２６９号公報

従って本発明の目的は上記した従来の問題点を解決し、離型剤を使用することなく発泡ウレタン製品を製造することができる発泡ウレタン成形用モールド及びこれを用いた発泡ウレタン製品の製造方法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発泡ウレタン成形用モールドは、開閉する上側の型枠と下側の型枠との対向面に、上下の成形面を構成するポリプロピレン製の型材をそれぞれ取り付けたことを特徴とするものである。

なお、ポリプロピレン製の型材と型枠との間に、ポリプロピレン製の型材の熱膨張を吸収するすきまを持たせた構造とすることが好ましい。

また上記の課題を解決するためになされた本発明の発泡ウレタン製品の製造方法は、開閉する上側の型枠と下側の型枠との対向面に、上下の成形面を構成するポリプロピレン製の型材をそれぞれ取り付けた発泡ウレタン成形用モールドを用い、離型剤を用いることなく発泡ウレタン製品を成形することを特徴とするものである。

本発明の発泡ウレタン成形用モールドは、上下の成形面がポリプロピレン製の型材により構成されている。ポリプロピレンは接着性がなくウレタンに対しても優れた離型性を示すため、従来のように離型剤を使用することなく、発泡ウレタン製品を安定して製造することができる。このため本発明によれば、成形機周辺の作業環境を良くすることができる。また離型剤が不要となるので、成形コストを引き下げることができる。さらに成形面が離型剤によって荒れることもないので、製品の表面肌が滑らかになり成形品質を向上させることもできる。

実施形態の発泡ウレタン成形用モールドを開いた状態を示す正面図である。 実施形態の発泡ウレタン成形用モールドを閉じた状態を示す側面図である。 図１の中央縦断面図である。 実施形態の発泡ウレタン成形用モールドを閉じた状態を示す断面図である。

以下に本発明の実施形態を説明する。
図１は発泡ウレタン成形用モールドを開いた状態を示す正面図、図２は閉じた状態を示す断面図である。これらの図面において、１０は上側の型枠、１１は下側の型枠である。これらの上下の型枠１０、１１はアルミニウム材や鋼材などの金属製、あるいはエポキシ樹脂などの硬質樹脂製であり、片側を蝶番２０によって連結され、図２に示すように閉じることができる構造である。なお図示されていないが、蝶番２０の反対側にはクランプ手段が設けられている。上側の型枠１０の下面にはポリプロピレン製の型材１２が取り付けられており、下側の型枠１１の上面にもポリプロピレン製の型材１３が取り付けられている。

これらの型材１２、１３はポリプロピレン樹脂からなるブロック状のものである。図３に示すように、型材１２は、上側の型枠１０の下側に形成された凹部１４に基部が固定され、型枠１０の合わせ面１５よりも突出した成形面１６を備えている。また型材１３は下側の型枠１１の上面に形成された凹部１７に埋め込まれるように取り付けられており、型枠１１の合わせ面１８よりも窪んだ成形面１９を備えている。この実施形態では、成形面１６、１９はポリプロピレンのブロックをＮＣ加工機を用いて切削加工して形成しているが、成形面１６、１９の加工方法はこれに限定されないことはいうまでもなく、量産用の場合にはポリプロピレン製の型材１２、１３を金型を用いて成形することができる。

ポリプロピレンはプロピレンを重合させた樹脂であり、多くの樹脂中でも最も優れた耐熱性を示す。また表面自由エネルギーが低いために接着性が悪く、４０℃〜５０℃で発泡成形されるウレタン樹脂と接触しても付着しない。しかしこれまでブロック状のポリエチレン樹脂を型材として用い、上下の成形面１６、１９を構成することは行われていなかった。

この実施形態では、図４に示すようにボルト２０を用いてポリプロピレン製の型材１２、１３を型枠１０、１１に取り付けている。具体的には、型材１２、１３の複数個所にボルト孔２１を形成しておき、先端が尖ったタッピング用のボルト２２を外側からねじ込んでその先端を型材１２、１３に食い込ませて螺合させている。しかしこの方法に限定されるものではない。また、型材１２、１３の固定位置やボルト２２の本数は、上下の成形面１６、１９の形状や、モールド全体のサイズを考慮して適宜決定することができる。

このポリプロピレン製の型材１２、１３は発泡成形時に４０℃〜５０℃に加熱されるため、型枠１０、１１の凹部１４、１７に隙間なくぴったり固定すると、熱膨張により変形して成形面１６、１９の形状を正しく維持することができないおそれがある。このため、ポリプロピレン製の型材１２、１３と型枠１０、１１との間には、型材の熱膨張を吸収するすきま２３、２４を持たておくことが好ましい。

本発明の発泡ウレタン成形用モールドを用いて発泡ウレタン製品を成形するには、まず上側の型枠１０及び型材１２を上方に開き、下側の型材１３の成形面１９の上に発泡剤を含んだウレタン原液を注入する。本発明では従来法とは異なり、成形面１６、１９に離型剤を噴霧したり塗布したりすることは不要である。次に上側の型枠１０及び型材１２を閉じて下側の型材１３とクランプし、上側の型材１２の成形面１６と下側の型材１３の成形面１９との間に成形キャビティ２５を形成し、ウレタン原液を加熱発泡させて成形キャビティ２５の形状通りの発泡ウレタン製品を成形する。

このようにして成形キャビティ２５の内部で発泡ウレタン製品が成形されるが、上下の成形面１６、１９はともにポリプロピレン製であるため、成形された発泡ウレタン製品が成形面１６、１９に付着することがない。このためその後に上側の型枠１０及び型材１２を上方に開けば、発泡ウレタン製品を疵付けることなく取り出すことができる。

上記したように、本発明では離型剤を使用することなく、発泡ウレタン製品を安定して製造することができる。このため本発明によれば、成形機周辺の作業環境を良くすることができるうえ、従来のような強力な換気設備を設ける必要もなく、換気設備から排出された離型剤の回収作業も不要である。また離型剤が不要となるので、成形コストを引き下げることができる。

さらに従来とは異なり、成形面１６、１９に離型剤が積層することもないので、成形用モールドを清掃する必要がなくなるうえ、成形面１６、１９が付着した離型剤によって荒れることもないので、製品の表面肌が滑らかになり成形品質を向上させることができる。よって本発明によれば、永年にわたる発泡ウレタン製品の製造業界の課題を解消することができる。

１０ 上側の型枠
１１ 下側の型枠
１２ ポリプロピレン製の型材
１３ ポリプロピレン製の型材
１４ 凹部
１５ 合わせ面
１６ 成形面
１７ 凹部
１８ 合わせ面
１９ 成形面
２０ 蝶番
２１ ボルト孔
２２ ボルト
２３ すきま
２４ すきま
２５ 成形キャビティ

Claims (3)

1. 開閉する上側の型枠と下側の型枠との対向面に、上下の成形面を構成するポリプロピレン製の型材をそれぞれ取り付けたことを特徴とする発泡ウレタン成形用モールド。
2. ポリプロピレン製の型材と型枠との間に、ポリプロピレン製の型材の熱膨張を吸収するすきまを持たせたことを特徴とする請求項１に記載の発泡ウレタン成形用モールド。
3. 開閉する上側の型枠と下側の型枠との対向面に、上下の成形面を構成するポリプロピレン製の型材をそれぞれ取り付けた発泡ウレタン成形用モールドを用い、離型剤を用いることなく発泡ウレタン製品を成形することを特徴とする発泡ウレタン製品の製造方法。

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