JP6117055B2 - ウレタン発泡成形用補強用布状物およびそれを用いたウレタン発泡成形体の製造方法 - Google Patents
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Description
従来、車両シート等のクッション材として用いられるウレタン発泡成形体には、金属バネとの接触による異音防止、ウレタン浸出防止、あるいはウレタンの破損保護を図るために、寒冷紗や不織布などの補強用布状物が使用されており、ウレタン発泡成形体の製造においては、補強用布状物の原反を成形型に合わせて裁断し縫製した補強用布状物を、ウレタン発泡成形体の成形型にセットした後に、液状ウレタンを注入して発泡成形する。
その際、ウレタン発泡成形体の成形型には永久磁石を複数個所、埋め込み、一方、補強用布状物には板状の磁性体片を両面粘着テープで貼り付けて、補強用布状物の磁性体片と成形型の永久磁石との磁力により布状物をセット時に仮止め固定することが行われている。(例えば、特許文献1)
第1発明によれば、本発明のウレタン発泡成形用補強用布状物は、加熱により溶融、液状となった熱可塑性樹脂磁性物が、浸み込み、固定化されているので、その箇所は鋭角部がなく、曲面状であり、しかも不織布に浸み込んでいるので、磁性体として働きながらも、容易に剥がれたり、ずれたりすることもなく、かつ不織布の表面の繊維に引っ掛かることもない。
第2発明によれば、第1発明の作用効果に加えて、熱可塑性樹脂磁性物を浸み込ませ固定化する機能の不織布と、金属バネとの接触による異音防止やウレタン浸出防止を図る機能の不織布とを異ならせることにより、より簡便に金属バネとの接触による異音防止、ウレタン浸出防止と熱可塑性樹脂磁性物の不織布への付着力確保を達成することができる。
第3発明によれば、上記第1発明および第2発明の作用効果に加えて、熱可塑性樹脂の溶融性が優れているので熱可塑性樹脂磁性物の押出し成形性確保および熱可塑性樹脂磁性物の不織布への付着力確保を達成することができる。
第4発明によれば、上記第1発明から第3発明のいずれかの作用効果を奏するウレタン発泡成形用補強用布状物を用いて、磁性体が容易に剥がれたり、ずれたりすることもなく、かつ不織布の表面の繊維に引っ掛かることもない作業性のよいウレタン発泡成形体の製造を達成することができる。
図1は本発明のウレタン発泡成形用補強用布状物の1実施形態を示す説明図であり、図2は補強用布状物の断面構造を示す説明図である。
本発明のウレタン発泡成形用補強用布状物1は、目付が50〜200g/m2である有機繊維の不織布2の表面の一部に、平均粒径が15〜500μmの磁性体粉末を10〜80質量%含有する熱可塑性樹脂磁性物3が浸み込み、固定化されてなるものである。
本発明のウレタン発泡成形用補強用布状物に用いる不織布2は、有機繊維製であって、目付が50〜200g/m2であればよい。好ましくは80〜175g/m2である。目付が50g/m2未満であると注入ウレタンが浸出しやすく、バネとの摩擦により異音が発生する場合がある。200g/m2を超えると柔軟性が低下し成形時に皺が発生する場合がある。
不織布2を構成する繊維の種類、太さは特に限定されない。構成繊維の種類としては、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートなどのポリエステル繊維、ポリエチレン、ポリプロピレン(ホモ、ランダムなどコポリマーであってもよい。)、などのポリオレフィン繊維、ポリアミド繊維など単独で、あるいは複数からなる有機繊維を用いることができる。好ましくは、ポリエステル繊維又はポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維、融点が110〜160℃の低融点ポリエステル繊維、ポリエステル/ポリエチレンあるいはポリエステル/低融点ポリエステル、ポリプロピレン/ポリエチレンのバイコンポーネント繊維を用いることができる。
また構成する有機繊維の繊維径は5〜30μm、繊度(太さ)は、1〜33dtex程度であればよい。
また、不織布2は、単層品に限らず、それらを積層した複層品であってもよい。
粒径は15〜500μmであればよく、好ましくは50〜200μmである。15μm未満であると、熱可塑性樹脂磁性物3として、ウレタン発泡成形用補強布状物1に浸み込み、固定させたときに、成形型の磁石と引き合う力が弱く、成形時に補強用布状物1の皺、たるみ、ずれが発生する場合がある。粒径が500μmを超えると、磁性体粉末の分散が不十分となったり、また、熱可塑性樹脂磁性物3を作製するため、押出機を用いた場合、ノズルの目詰まりから押出すことができなかったり、噛み込みのトラブルなど熱可塑性樹脂磁性物3を得ることが困難な場合がある。
1)熱可塑性樹脂の融点が不織布2を構成する有機繊維の融点より低いことが好ましい。
熱可塑性樹脂磁性物3を不織布に固定化する場合に、不織布の融点より熱可塑性樹脂磁性物3の融点の方が高いと、溶融した熱可塑性樹脂磁性物3を不織布上に置いたり、不織布上で加熱溶融させると、不織布2が溶融して穴が開き、シート用補強用布状物として使用できなくなる場合があるからである。例えば、不織布2の構成繊維がポリエチレンテレフタレート繊維(融点260℃)やポリプロピレン繊維(融点165℃)である場合には、熱可塑性樹脂磁性物3に用いる熱可塑性樹脂は、ポリエステル繊維やポリプロピレン繊維の融点より低い融点を有する低融点ポリエチレン樹脂(融点98〜132℃)、ポリプロピレンコポリマー樹脂(融点135〜150℃)、又はポリエステル樹脂(融点98〜150℃)を選定することが好ましい。
2)またウレタン発泡成形型の成形温度(通常60〜80℃)より高い樹脂を選択することが好ましい。
熱可塑性樹脂の融点が、ウレタン発泡成形型の成形温度より低いと、熱可塑性樹脂が再溶融する恐れがあるからである。
なお、本発明に用いる熱可塑性樹脂磁性物3には、磁性体の分散性や流動性を高めるため、成形型に埋め込まれた磁石との磁着性を損なわない限り、ガラスフィラやシリカ繊維や流動パラフィン等を10〜30質量%、混入させることもできる。
その場合において、塗布、滴下される表面の一部とは、不織布2の特定の表面を言う。
複数層の不織布2を用いた場合、表層の不織布2に塗布、滴下された液状の熱可塑性樹脂磁性物3が、下層の不織布まで浸み込み、固定化されていてもよい。
粒状を作製するには一般的なストランド・カッター方式を使用し、棒状にする場合には冷却後所定の長さで切断する。また、糸状にする場合には一般的な糸を生産する方式でリールに巻き取り、フィルムやシート状にする場合には、一般的なTダイ方式を使用し、テープ状にするにはフィルムやシートをスリットして巻き取る。また、布状、特に不織布状にするには、ホットメルト不織布を生産する多孔ノズルを押出機の先端に取り付けホットメルト不織布の生産方法と同様の方法で作ればよい。
熱可塑性樹脂磁性物3を不織布2に浸み込ませ、固定化するには、例えば次の方法がある。
1)不織布の原反をセットし、その上に所定の大きさや量の熱可塑性樹脂磁性物3を所定の箇所に配置し、熱可塑性樹脂磁性物3を例えばアイロンなどの加熱板で加熱溶融し、不織布に浸み込ませ、熱可塑性樹脂磁性物3を冷えた金属棒などで押しながら冷却して固定化する方法。
2)成形型に、所定の大きさや量の熱可塑性樹脂磁性物3を所定の箇所に配置し、次に不織布をセットし、その上から例えばアイロンなどの加熱板で熱可塑性樹脂磁性物3を加熱溶融させて、不織布2に浸み込ませ、冷えた金属棒などで押しながら冷却して固定化する方法。
この場合、熱をかける時に、剥離材としてテフロン(登録商標)フィルムを熱可塑性樹脂磁性物3と熱源の間に挟むと良い。
3)粒状の熱可塑性樹脂磁性物3を溶融し、Tダイ方式やスプレー方式もしくはグラビアロール転写方式などを用いたホットメルト塗布装置の吐出ノズルから、不織布の所定の箇所にテープ状、繊維状、点状あるいは線状、網状に押出し、塗布して、冷却後固定化する方法。
この場合、所定の箇所に容易に塗布することが可能なため作業の効率化も図ることができる。
この所定箇所に熱可塑性樹脂磁性物3が固定された不織布を所定位置に磁石が埋設されたウレタン発泡成形型にセットし、ウレタン樹脂を投入して発泡させる。不織布と一体成形されたウレタン発泡成形体を脱型して取り出す。
次に、比較例と対比しながら本発明の具体的な実施例に基づいて説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
下記に示す実施例で用いた補強用布状物の作製方法は下記に示す通りであり、比較例においてもこの作製方法に準じた。
(熱可塑性樹脂磁性物3の作成)
熱可塑性樹脂と磁性体を混合し成形する装置としては、一般的な一軸の押出機を使用して、熱可塑性樹脂と磁性体を、連続的に同時に投入し、加熱溶融、混合して、直径2mm、長さ5mmの円柱、粒状の熱可塑性樹脂磁性物3を得た。
ポリエステル短繊維(繊度2.2dtex)70質量%と、ポリエチレンとポリプロピレンのバイコンポーネント短繊維(繊度2.2dtex)30質量%との混合した繊維を原料としカード法で作られた目付140g/m2の単層構成の乾式不織布。
(ウレタン発泡補強用布状物の作製)
上記で得られた熱可塑性樹脂磁性物3の10粒を、鉄製の台上に置き、その上に、上記の有機繊維不織布を被せるように敷き、更に剥離用のテフロン(登録商標)フィルムを敷いて、その上から、温度調節ダイアルで190℃に調温したアイロンを10秒間押し付け、熱可塑性樹脂磁性物を加熱溶融し、液状として、上記不織布に浸み込ませ、冷した金属棒をあてて冷却することで、ウレタン発泡成形用補強用布状物1を得た。
(比較例1)
(比較例2)
(比較例3)
(比較例4)
得られたこれらのウレタン発泡成形用補強用布状物を下記のように評価した。
熱可塑性樹脂磁性物3は比較例においては磁性体含有熱可塑性樹脂として評価
a)熱可塑性樹脂磁性物3の磁石への接着性(吸い付き力)
重量10g、直径6mmの永久磁石(2、800G)を、上記補強用布状物に浸み込み固定されている熱可塑性樹脂磁性物3に当て、持ち上げることによって接着性(吸い付き力)を評価した。
○:磁石が完全に空中に持ち上げられる
△:磁石は持ち上げられるが、一寸触っただけで落下し易い
×:磁石は持ち上げられない
b)熱可塑性樹脂磁性物3の補強用布状物との一体性(固定力)
補強用布状物に固定された熱可塑性樹脂磁性物3を手で引きはがし、引き剥がされた不織布面の破損状況から目視で評価した。
○:無理やり剥がそうとしないと熱可塑性樹脂磁性物を剥ぎ取ることが出来ない。あるいは、万一、剥ぎ取ることが出来た場合は、不織布面に多くの毛羽立ちが認められたり、穴が開いているなどの大きな損傷がある。
△:小さな力で熱可塑性樹脂磁性物を剥ぎ取ることが出来き、不織布面に多少の毛羽立ちが見られる。
×:熱可塑性樹脂磁性物の損傷もなく容易に剥がれてしまい、不織布面にも大きな損傷はない。
総合評価は◎〜×の4段階のレベルで表す。
◎:最優秀(特に満足できるレベル)
○:優秀(満足できるレベル)
△:良(やや問題とされるが、使用可能なレベル)
×:不良(満足できないレベル)
磁性体1):鉄、マンガン、マグネシウム、ストロンチウム
飽和磁化:70emu/g 平均粒度:35μm
磁性体2):鉄粉 平均粒度:80μm
磁性体3):鉄、マンガン 飽和磁化:94emu/g、平均粒度:80μm
磁性体4):鉄粉 平均粒度:500μm以上
表1、2から明らかなように、熱可塑性樹脂磁性物3に含まれる磁性体の割合が5質量%の比較例1では、磁石との接着性(食い付く力)が不十分となって、補強用布状物はしわ、たるみが発生し、90質量%の比較例2では、押出機による熱可塑性樹脂磁性物を得ることが困難となり、ウレタン発泡成形用に適した補強用布状物が得られない。
磁性体の平均粒子径は、5μmの比較例3では、磁石との接着性(食い付く力)が不十分となって、補強用布状物はしわ、たるみが発生し、500μm以上の比較例4では、押出機による熱可塑性樹脂磁性物を得ることが困難であり、ウレタン発泡成形用に適した補強用布状物が得られなかったのに対し、
本発明のウレタン発泡成形用補強用布状物1は、熱可塑性樹脂磁性物3に含まれる磁性体の割合が10〜80質量%であり、かつ磁性体の平均粒子径が15〜500μmであるので、十分な磁石との接着性(食い付く力)を有し、また皺、たるみが発生することのない良好な補強用布状物が得られる。
2 不織布
3 熱可塑性樹脂磁性物
Claims (5)
- 目付が50〜200g/m2である有機繊維の不織布の表面の一部に、平均粒径が15〜500μmの磁性体粉末を10〜80質量%含有する熱可塑性樹脂磁性物の一部分が浸み込み、固定化されてなり、前記熱可塑性樹脂磁性物の他部分が前記不織布の表面から鋭角部がなく曲面状に盛り上がって形成されてなるウレタン発泡成形用補強用布状物。
- 請求項1において、前記有機繊維の不織布は複数層からなり、該複数層の少なくとも表面層の一部に前記熱可塑性樹脂磁性物が浸み込み、固定化されてなることを特徴とするウレタン発泡成形用補強用布状物。
- 請求項1又は2において、前記熱可塑性樹脂磁性物を構成する熱可塑性樹脂は、エチレン酢酸ビニル共重合樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、熱可塑性ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、飽和ポリエステル樹脂から選択されるいずれか1又は複数の樹脂であることを特徴とするウレタン発泡成形用補強用布状物。
- 請求項1から請求項3のいずれかに記載のウレタン発泡成形用補強用布状物を用いたウレタン発泡成形体の製造方法であって、前記ウレタン発泡成形用補強用布状物を所定位置に磁石を埋設した成形型の型面に磁力によって固定するセット工程と、前記成形型にウレタン樹脂を投入して発泡させ前記ウレタン発泡成形用補強用布状物と一体成形するウレタン発泡成形工程と、発泡成形したウレタン発泡成形体を前記成形型から取り出す脱型工程とからなることを特徴とするウレタン発泡成形体の製造方法。
- 成形された目付が50〜200g/m 2 である有機繊維の不織布の表面の一部に、平均粒径が15〜500μmの磁性体粉末を10〜80質量%含有する熱可塑性樹脂磁性物が浸み込み、固定化されてなるウレタン発泡成形用補強用布状物を用いたウレタン発泡成形体の製造方法であって、前記不織布の所定の箇所にTダイ方式のホットメルト塗布装置の吐出ノズルからテープ状の前記熱可塑性樹脂磁性物を押出し塗布して冷却後固定化することにより前記ウレタン発泡成形用補強用布状物を得る工程と、前記ウレタン発泡成形用補強用布状物を所定位置に磁石を埋設した成形型の型面に磁力によって固定するセット工程と、前記成形型にウレタン樹脂を投入して発泡させ前記ウレタン発泡成形用補強用布状物と一体成形するウレタン発泡成形工程と、発泡成形したウレタン発泡成形体を前記成形型から取り出す脱型工程とからなることを特徴とするウレタン発泡成形体の製造方法。
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