JP5464973B2 - ウレタン製バンパスプリングの製造方法 - Google Patents
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Description
1)主型(おもがた)と中子(なかご)とからなる成形型(金型)を用意して、これらの間に形成される成形キャビティの壁面(金型内面)に所定の離型剤を塗布して乾燥させる金型準備工程と、
2)ウレタン製バンパスプリングの製造に用いるウレタン原料(ポリオール成分およびポリイソシアネート成分)を配合して調整・準備する原料準備工程と、
3)上記金型の成形キャビティ内にウレタン原料を注入(注型)して加熱し、このウレタン原料を発泡・硬化(半硬化)させて、バンパスプリングの成形体(半製品)を得る一次硬化工程と、
4)上記一次硬化後のバンパスプリング成形体を主型より取り出し、ついでこの成形体の内周から中子を抜き取る脱型工程と、
5)上記脱型後のバンパスプリング成形体を加熱し、ウレタンの硬化反応を完了させて、ウレタン製バンパスプリングの製品を得る二次硬化工程と、からなる。
まず、図1に記載のバンパスプリング1の形状と同じキャビティを形成することのできる金型を用意し、その中子の表面(外周面)に、スプレーあるいはその他の方法により、水系離型剤(本例においては、ポリアミド系樹脂からなる樹脂パウダ:平均粒径2μmを1〜10重量%含有する水系離型剤)を塗布し、乾燥させて、この水系離型剤と樹脂パウダとからなる均一な被膜を形成させた。なお、上記離型剤の被膜形成後、主型と中子を組合せ、所定の成形キャビティを形成した後、所定の温度まで金型を加温する。
つぎに、ポリオール(A)成分と、ポリイソシアネート(B)成分と、必要に応じて加水分解防止剤とを、反応器中に投入して反応させ、予め、プレポリマーを調製する。また、ポリオール(A)成分と、発泡剤と、必要に応じて整泡剤および触媒とを混合してなるポリオールも調製する。
ついで、上記のようにして調整したプレポリマーとポリオールとを混合,撹拌した後、昇温した金型内に注型し、所定の時間加熱して発泡,硬化させ、ポリウレタンフォーム化させることにより、一次硬化したバンパスプリング成形体(半製品)を作製する。
つぎに、一次硬化の完了したバンパスプリング成形体を主型より取り出し、ついでこの成形体の内周から中子を抜き取る。このとき、図1のように、内側環状凹部12cがアンダーカットとなっていることから、金型の中子は、上記バンパスプリング成形体の内周から無理抜きする必要がある。しかしながら、本実施形態におけるウレタン製バンパスプリング1の製造方法においては、先に述べたように、上記水系離型剤に含有されている、ウレタンに対する親和性の高い樹脂パウダが、バンパスプリング1の内側環状凹部12cの表面に転写され散在していることから、この無理抜きを容易に行うことができる。また、スムーズに脱型できることから、上記バンパスプリング1のオリジナルの形状を損なうことなく、再現性よく製造することができる。
その後、上記のようにして金型から取り出されたバンパスプリング成形体を、加熱炉等を用いて、所定の条件にしたがって加熱し、成形体中に残存する未反応のポリオール成分とポリイソシアネート成分とを充分に反応させ、硬化反応を終了させて、ウレタン製バンパスプリング1の完成品を得る。なお、上記二次硬化工程における加熱条件としては、100〜150℃程度の温度にて、3〜20時間程度加熱する条件が採用される。
本実施例においては、実施例および比較例の各離型剤を用意し、これらの離型剤を、ブロック形状のキャビティを有する成形型(金型:主型のみ)の内面に塗布して乾燥させ、離型剤からなる被膜を形成した後、この金型内に、上記実施形態で述べたウレタン原料を注型し、所定条件で加熱して一次硬化させ、この金型から脱型するときの「ウレタン成形体(半製品)の取り出し易さ」(以下、「脱型(離型)性」)を比較した。また、その後、上記得られたウレタン成形体(半製品)を、所定条件で加熱して二次硬化させ、得られたブロック状のポリウレタン供試体(100mm×100mm×50mm)の表面摩擦係数(「静摩擦係数」および「動摩擦係数」)を測定した。
[プレポリマー]
ポリウレタン原料のポリイソシアネート成分として、1,5−ナフチレンジイソシアネート(1,5−NDI)と、ポリエチレンアジペート(PEA)(大日本インキ化学工業社製:ポリライトODX−2402)とを、1,5−NDI:25重量部、PEA:85重量部の割合で配合し、予め反応させることにより、末端にNCO基(イソシアネート基)を有するプレポリマーを準備した。
ポリウレタン原料のポリオール成分として、ポリエチレンブチレンアジペート(PEBA)(大日本インキ化学工業社製:ポリライトTR−2330)を用いて、このPEBAの15重量部に対して、発泡剤および整泡剤としての脂肪酸スルホン酸塩の50%水溶液(住化バイエルウレタン社製:アディティブSV)を2重量部と、触媒としてのN,N−ジメチルシクロヘキシルアミンを0.025重量部とを配合し、架橋剤(クロスリンク)を調製した。
比較例1:配合のベースとなる従来の水系離型剤(ネオス社製 シリコーンエマルジョン系水系離型剤 FRX−310I 固形分:11.9重量%)を使用してポリウレタン供試体(比較例1)を作成した。
実施例3:比較例1の水系離型剤に、ポリアミド系樹脂からなる樹脂パウダ(平均粒径2μm)を3重量%(固形分換算)添加して、撹拌・分散させた水系離型剤を使用してポリウレタン供試体(実施例3)を作成した。
実施例4:比較例1の水系離型剤に、ポリアミド系樹脂からなる樹脂パウダ(平均粒径2μm)を5重量%(固形分換算)添加して、撹拌・分散させた水系離型剤を使用してポリウレタン供試体(実施例4)を作成した。
実施例5:比較例1の水系離型剤に、ポリアミド系樹脂からなる樹脂パウダ(平均粒径2μm)を10重量%(固形分換算)添加して、撹拌・分散させた水系離型剤を使用してポリウレタン供試体(実施例5)を作成した。
実施例7:比較例1の水系離型剤に、アクリル系樹脂からなる樹脂パウダ(平均粒径0.5μm)を1.5重量%(固形分換算)添加して、撹拌・分散させた水系離型剤を使用してポリウレタン供試体(実施例7)を作成した。
実施例8:比較例1の水系離型剤に、アクリル系樹脂からなる樹脂パウダ(平均粒径2.0μm)を1.5重量%(固形分換算)添加して、撹拌・分散させた水系離型剤を使用してポリウレタン供試体(実施例8)を作成した。
実施例9:比較例1の水系離型剤に、アクリル系樹脂からなる樹脂パウダ(平均粒径10μm)を1.5重量%(固形分換算)添加して、撹拌・分散させた水系離型剤を使用してポリウレタン供試体(実施例9)を作成した。
実施例10:比較例1の水系離型剤に、アクリル系樹脂からなる樹脂パウダ(平均粒径30μm)を1.5重量%(固形分換算)添加して、撹拌・分散させた水系離型剤を使用してポリウレタン供試体(実施例10)を作成した。
比較例2:溶剤系離型剤(中京油脂社製 シリコーン系離型剤 型番H−728 固形分:5.0重量%)を使用してポリウレタン供試体(比較例2)を作成した。
上記各離型剤を使用した供試品の作製は、成形型(金型)のキャビティ内面に、離型剤(実施例1〜10または比較例1,2)のいずれかをスプレー塗布して乾燥させ、金型表面に離型剤からなる均一な被膜を形成させた後、上記プレポリマーおよびポリオール(架橋剤)を、プレポリマー:ポリオール=85:15(重量比)の割合で混合し、撹拌して得られたポリウレタン原料を金型内に注入し、金型温度:100℃、硬化時間:15分間の条件にて一次硬化させた。その後、この金型内よりポリウレタン成形体を取り出し、さらに、このポリウレタン成形体を、加熱温度:120℃、加熱時間:12時間の条件にて二次硬化させ、ブロック形状のポリウレタン供試体を得た。
また、上記のようなポリウレタン供試体の作製において、一次硬化の後に金型内から成形体を取り出すに際に、これら成形体の取出し易さ「離型(脱型)性」を評価し、その結果を「表1」および「表2」に示した。なお、表1,表2中の「○」は良好に脱型できたことを、「△」は成形体が金型に接着するものの脱型可能であったことを、「×」は成形体が金型に接着し脱型が困難であったことを、それぞれ示している。
また、得られたポリウレタン供試体表面の動摩擦係数(μs)および静摩擦係数(μk)を、JIS−K−7125に準拠して測定し、その結果を、「表1」および「表2」に併せて示した。
11 上部筒部
11b 内周面
12 下部筒部
12b 内周面
12c 内側環状凹部
Claims (2)
- 成形型のキャビティの壁面に、水系離型剤を塗布し、このキャビティ内にウレタン原料を注入して加熱することにより、上記成形型内でウレタン原料を硬化させる工程と、上記硬化後のウレタン成形体を成形型より取り出す脱型工程と、を備えるウレタン製バンパスプリングの製造方法であって、上記水系離型剤が、樹脂パウダを含有しており、この樹脂パウダが、上記硬化後のウレタン成形体の表面に転写されていることを特徴とするウレタン製バンパスプリングの製造方法。
- 上記水系離型剤に含有される樹脂パウダが、シリコーン系樹脂,ポリアミド系樹脂,アクリル系樹脂からなる群から選ばれた少なくとも一つの樹脂から構成されている請求項1記載のウレタン製バンパスプリングの製造方法。
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