JP5302547B2 - ウレタン発泡成形体、その製造方法、および磁気誘導発泡成形装置 - Google Patents
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Description
上述したように、本発明のウレタン発泡成形体は、孔部と、該孔部を略中心とする放射状に配向された磁性体と、を備えてなる。孔部の内部空間の形状は、特に限定されるものではない。例えば、円柱状、角柱状等、所望の形状にすればよい。また、有底状としてもよい。また、テーパを付けてもよい。
アスペクト比=b2/(a・a’)・・・式(1)
式(1)において、bは磁性フィラーの最大長さ、aは軸直方向断面横辺の長さ、a’は軸直方向断面縦辺の長さを示す。ここで、「軸直方向断面横辺の長さ」、「軸直方向断面縦辺の長さ」は次のようにして決定される。すなわち、磁性フィラーの最大長さbを軸として、当該軸と垂直な方向(軸直方向)の断面形状が内接する四角形を定め、この四角形を平面視した時の横方向の長さを「軸直方向断面横辺の長さa」とし、縦方向の長さを「軸直方向断面縦辺の長さa’」とする。以下、具体的な形状を挙げて、説明する。
本発明のウレタン発泡成形体の製造方法は、発泡原料調製工程と発泡成形工程とを有する。以下、各工程について説明する。
本工程は、発泡ウレタン樹脂原料と磁性体とを含む発泡原料を調製する工程である。発泡ウレタン樹脂原料は、ポリイソシアネート成分およびポリオール成分等の既に公知の原料から調製すればよい。ポリイソシアネート成分としては、例えば、トリレンジイソシアネート、フェニレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、トリフェニルメタントリイソシアネート、ポリメチレンポリフェニルイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、およびこれらの誘導体(例えばポリオール類との反応により得られるプレポリマー類、変成ポリイソシアネート類等)等の中から適宜選択すればよい。また、ポリオール成分としては、多価ヒドロキシ化合物、ポリエーテルポリオール類、ポリエステルポリオール類、ポリマーポリオール類、ポリエーテルポリアミン類、ポリエステルポリアミン類、アルキレンポリオール類、ウレア分散ポリオール類、メラミン変性ポリオール類、ポリカーボネートポリオール類、アクリルポリオール類、ポリブタジエンポリオール類、フェノール変性ポリオール類等の中から適宜選択すればよい。
本工程は、上記発泡原料調製工程にて調製した発泡原料を発泡型の環状キャビティ内に注入し、該環状キャビティの軸部を略中心とする放射状に磁力線を発生させて磁場を形成し、該磁場中で発泡成形する工程である。本工程では、内部に環状キャビティが区画された発泡型を使用する。環状キャビティの形状は、ウレタン発泡成形体の形状に応じて適宜決定すればよい。
(1)第一実施形態
以下、本発明の磁気誘導発泡成形装置の第一実施形態について説明する。まず、本実施形態の磁気誘導発泡成形装置の構成について説明する。図2に、磁気誘導発泡成形装置の斜視図を示す。図3に、磁気誘導発泡成形装置の部分断面図を示す。図2、図3に示すように、磁気誘導発泡成形装置1は、一対の電磁石部2U、2Dと、ヨーク部3と、発泡型4と、交流電源装置5と、を備えている。交流電源装置5は、ファンクションジェネレータ(汎用発振器)とバイポーラ(正負両極性出力)電源とを備えている。交流電源装置5は、本発明における磁場切替手段に含まれる。
次に、本発明の磁気誘導発泡成形装置の第二実施形態について説明する。本実施形態と第一実施形態の相違点は、主に発泡型の両側に電磁石部を四つ並置した点である。よって、ここでは相違点を中心に説明する。
以上、本発明の磁気誘導発泡成形装置の実施の形態について説明した。しかしながら、実施の形態は上記形態に特に限定されるものではない。例えば、磁場の発生手段として、電磁石ではなく永久磁石を使用してもよい。電磁石を使用した場合でも、ヨーク部を備えていなくてもよい。また、上記第一実施形態では、一対の電磁石部を軸方向に所定間隔離間して対向して配置した。一方、上記第二実施形態では、四つの電磁石部を発泡型の両側に二本ずつ並列に配置した。このように、電磁石部の数や配置の仕方は、芯棒磁石部とリング磁石部との間に所望の磁場が形成されるよう、適宜決定すればよい。また、第一実施形態および第二実施形態のいずれにおいても、電磁石部の芯部を上下方向に延びる円柱状とした。しかし、芯部の形状は上記実施形態に限定されるものではなく、角柱状等、種々の形状を採用することができる。
磁性体として磁性フィラーを含有するウレタン発泡成形体を、上記第一実施形態の磁気誘導発泡成形装置を用いて製造した。まず、発泡ウレタン樹脂原料を以下のように調製した。ポリオール成分のポリエーテルポリオール(住化バイエルウレタン社製「S−0248」、平均分子量6000、官能基数3、OH価28mgKOH/g)100重量部と、架橋剤のジエチレングリコール(三菱化学社製)2重量部と、発泡剤の水2重量部と、テトラエチレンジアミン系触媒(花王社製「No.31」)1重量部と、シリコーン系整泡剤(日本ユニカ社製「SZ−1313」)0.5重量部と、を配合し、プレミックスポリオールを調製した。調製したプレミックスポリオールに、ポリイソシアネート成分のジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)(BASFINOACポリウレタン社製「NE1320B」、NCO=44.8wt%)を加えて混合し、発泡ウレタン樹脂原料とした。ここで、ポリオール成分とポリイソシアネート成分との配合比(PO:ISO)は、両者の合計重量を100%として、PO:ISO=78.5:21.5とした。
実施例1の発泡成形体について、異なる方向からの荷重に対する変位量を測定し、異方性を評価した。また、比較のため、以下の二種類のウレタン発泡成形体を製造し、これらについても、同様に異方性を評価した。一つ目は、磁性体を配合せずに上記発泡ウレタン樹脂原料のみを発泡成形した。得られたウレタン発泡成形体を、比較例1の発泡成形体とした。二つ目は、上記同様の発泡原料を磁場をかけずに発泡成形した。得られたウレタン発泡成形体を、比較例2の発泡成形体とした。比較例1、2の発泡成形体の形状、大きさは、実施例1の発泡成形体と同じである。
2D、2U:電磁石部 2a〜2d:電磁石部 20D、20U:芯部
21D、21U:コイル部 210D、210U:導線
3:ヨーク部 3D、3U:ヨーク部 30D、30U:ポールピース
4:発泡型 40D:下型 40U:上型 41:芯棒磁石部
42D、42U:リング磁石部 43:環状キャビティ 44:被ガイド部
5:交流電源装置(磁場切替手段)
60:ガイド部
L:磁力線
Claims (10)
- 孔部と、
該孔部を略中心として、該孔部からウレタン発砲成形体の外周端に向かって放射状に配向された磁性体と、
を備えてなることを特徴とするウレタン発泡成形体。 - ウレタン発泡成形体から、前記孔部の軸方向を一辺とする立方体を切り出して試料とし、該試料を前記磁性体の配向方向へ10%圧縮した時の荷重を変位量で除して算出した値を該磁性体の配向方向における静ばね定数と定義し、該試料を該孔部の軸方向へ10%圧縮した時の荷重を変位量で除して算出した値を該孔部の軸方向における静ばね定数と定義した場合、
該磁性体の配向方向における静ばね定数は、該孔部の軸方向における静ばね定数の2倍以上である請求項1に記載のウレタン発泡成形体。 - 前記磁性体は、アスペクト比が2以上の磁性フィラーである請求項1または請求項2に記載のウレタン発泡成形体。
- 発泡ウレタン樹脂原料と磁性体とを含む発泡原料を調製する発泡原料調製工程と、
該発泡原料を発泡型の環状キャビティ内に注入し、該環状キャビティの軸部を略中心とする放射状に磁力線を発生させて磁場を形成し、該磁場中で発泡成形する発泡成形工程と、
を有することを特徴とするウレタン発泡成形体の製造方法。 - 前記発泡成形工程において、前記発泡原料が固化する前に、前記磁力線の向きを反転させながら発泡成形する請求項4に記載のウレタン発泡成形体の製造方法。
- 内部に環状キャビティが区画されている発泡型と、
該環状キャビティの軸部に配置されている芯棒磁石部と、
該環状キャビティの周縁部に配置されているリング磁石部と、を備え、
該芯棒磁石部と該リング磁石部との間に磁力線を発生させて発泡成形することを特徴とする磁気誘導発泡成形装置。 - 強磁性体からなる芯部と、該芯部の外周面に配置されているコイル部と、を有する電磁石部を備え、
前記芯棒磁石部および前記リング磁石部は、該電磁石部により互いに異なる磁極を持つよう磁化されている請求項6に記載の磁気誘導発泡成形装置。 - 前記電磁石部における前記芯部に接続され、前記環状キャビティを通る閉ループの磁路を形成するヨーク部を備える請求項7に記載の磁気誘導発泡成形装置。
- さらに、前記電磁石部の前記コイル部に流す電流の向きを切り替えて、前記芯棒磁石部と前記リング磁石部との間に発生させる磁力線の向きを反転させる磁場切替手段を備える請求項7または請求項8に記載の磁気誘導発泡成形装置。
- 前記芯棒磁石部および前記リング磁石部は、前記発泡型に組み込まれており、
該発泡型の前記環状キャビティの内周面は該芯棒磁石部により、該環状キャビティの外周面は該リング磁石部により、各々形成されている請求項6ないし請求項9のいずれかに記載の磁気誘導発泡成形装置。
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