JPH06287266A - 成形用ポリウレタン材料 - Google Patents
成形用ポリウレタン材料Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 流動性が良く、型のキャビティ内を高速で流
動したときでも、気泡がトラップされにくく、もって成
形品の端末部分を含む全表面に泡がほとんど残存せず、
ピンホール不良を低減できる成形用ポリウレタン材料を
提供する。 【構成】 ポリオール成分とイソシアネート成分とを主
成分とする成形用ポリウレタン材料において、ポリオー
ル成分の平均分子量を２５００〜４０００に調製し、シ
ロキサン化合物系溶剤を添加し、さらにシリコーン整泡
剤を添加する。このポリウレタン材料は、例えば、金型
１１の減圧したキャビティ４内に注入されて発泡し、Ｉ
ＳＦ被覆４３が成形される。
動したときでも、気泡がトラップされにくく、もって成
形品の端末部分を含む全表面に泡がほとんど残存せず、
ピンホール不良を低減できる成形用ポリウレタン材料を
提供する。 【構成】 ポリオール成分とイソシアネート成分とを主
成分とする成形用ポリウレタン材料において、ポリオー
ル成分の平均分子量を２５００〜４０００に調製し、シ
ロキサン化合物系溶剤を添加し、さらにシリコーン整泡
剤を添加する。このポリウレタン材料は、例えば、金型
１１の減圧したキャビティ４内に注入されて発泡し、Ｉ
ＳＦ被覆４３が成形される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、成形用ポリウレタン材
料に関し、特に、低発泡の自己スキン層と高発泡のコア
部とを備えた半硬質のインテグラルスキンフォーム（例
えば、自動車のステアリングホイールの被覆又はパッ
ド、インストルメントパネル、コンソールボックスやグ
ローブボックスの蓋体、ヘッドレスト、アームレスト、
エアスポイラー等）を反応射出成形（ＲＩＭ成形）する
のに好適なものである。
料に関し、特に、低発泡の自己スキン層と高発泡のコア
部とを備えた半硬質のインテグラルスキンフォーム（例
えば、自動車のステアリングホイールの被覆又はパッ
ド、インストルメントパネル、コンソールボックスやグ
ローブボックスの蓋体、ヘッドレスト、アームレスト、
エアスポイラー等）を反応射出成形（ＲＩＭ成形）する
のに好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】表面部に低発泡の自己スキン層を備え、
内部に高発泡のコア部を備えた半硬質ポリウレタンフォ
ームは、一般にインテグラルスキンフォーム（以下、Ｉ
ＳＦという。）と呼ばれる。従来より、このＩＳＦは、
ポリオール成分とイソシアネート成分とを主成分とし、
さらに発泡剤としてフロンを添加したポリウレタン材料
を使用して成形されてきた。ポリオール成分は平均分子
量５０００前後に調製するのが一般的であった。ところ
が、フロン発泡には、オゾン層破壊、地球温暖化という
環境問題や、自己スキン層に泡が残存するという問題等
があった。
内部に高発泡のコア部を備えた半硬質ポリウレタンフォ
ームは、一般にインテグラルスキンフォーム（以下、Ｉ
ＳＦという。）と呼ばれる。従来より、このＩＳＦは、
ポリオール成分とイソシアネート成分とを主成分とし、
さらに発泡剤としてフロンを添加したポリウレタン材料
を使用して成形されてきた。ポリオール成分は平均分子
量５０００前後に調製するのが一般的であった。ところ
が、フロン発泡には、オゾン層破壊、地球温暖化という
環境問題や、自己スキン層に泡が残存するという問題等
があった。
【０００３】そこで、本願出願人は先に、ポリオール成
分とイソシアネート成分とを主成分とし、少量の水を添
加したポリウレタン材料を、型の減圧したキャビティに
注入して発泡させることにより、フロンを使用しないで
ＩＳＦを成形する方法の発明について出願をした（特開
平４−２２６３１３号公報）。
分とイソシアネート成分とを主成分とし、少量の水を添
加したポリウレタン材料を、型の減圧したキャビティに
注入して発泡させることにより、フロンを使用しないで
ＩＳＦを成形する方法の発明について出願をした（特開
平４−２２６３１３号公報）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この減圧を利用したＩ
ＳＦの成形方法によれば、ＩＳＦ成形品の自己スキン層
に泡が残存しなくなるのであるが、唯一、端末部分の自
己スキン層の表面に泡が残存し、ピンホール不良になり
やすいという問題が残っていた。その原因として、次の
ようなことが推測される。
ＳＦの成形方法によれば、ＩＳＦ成形品の自己スキン層
に泡が残存しなくなるのであるが、唯一、端末部分の自
己スキン層の表面に泡が残存し、ピンホール不良になり
やすいという問題が残っていた。その原因として、次の
ようなことが推測される。
【０００５】 減圧下では粘性のあるポリウレタン材
料が高速で流動するため、脱泡中の泡がポリウレタン材
料にトラップされる。 ポリウレタン材料のぬれ性が悪い。 発泡と硬化とのバランスが悪く、泡が自己スキン層
の表面に出現する。
料が高速で流動するため、脱泡中の泡がポリウレタン材
料にトラップされる。 ポリウレタン材料のぬれ性が悪い。 発泡と硬化とのバランスが悪く、泡が自己スキン層
の表面に出現する。
【０００６】本発明の目的は、上記課題を解決し、流動
性が良く、型のキャビティ内を高速で流動したときで
も、気泡がトラップされにくく、もって成形品の端末部
分を含む全表面に泡がほとんど残存せず、ピンホール不
良を低減できる成形用ポリウレタン材料を提供すること
にある。
性が良く、型のキャビティ内を高速で流動したときで
も、気泡がトラップされにくく、もって成形品の端末部
分を含む全表面に泡がほとんど残存せず、ピンホール不
良を低減できる成形用ポリウレタン材料を提供すること
にある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明では、ポ
リオール成分とイソシアネート成分とを主成分とする成
形用ポリウレタン材料において、ポリオール成分の平均
分子量を２５００〜４５００に調製し、シロキサン化合
物系溶剤を添加する、という手段をとった。ポリオール
成分の平均分子量が２５００未満になると成形品の強度
が低下し、４５００を越えると材料の粘度が高くなり流
動性が悪くなる。
リオール成分とイソシアネート成分とを主成分とする成
形用ポリウレタン材料において、ポリオール成分の平均
分子量を２５００〜４５００に調製し、シロキサン化合
物系溶剤を添加する、という手段をとった。ポリオール
成分の平均分子量が２５００未満になると成形品の強度
が低下し、４５００を越えると材料の粘度が高くなり流
動性が悪くなる。
【０００８】前記成形用ポリウレタン材料には、さらに
シリコーン整泡剤を添加することが好ましい。
シリコーン整泡剤を添加することが好ましい。
【０００９】前記ポリオール成分としては、ＲＩＭ成形
用の慣用のもの、例えば下記のポリエーテル系、ポリエ
ステル系のものから、１種類を単独で又は２種類以上を
混合して使用できる。 ［ポリエーテルポリオール］ エチレオキサイド、プロ
ピレンオキサイド、ブチレンオキサイド、スチレンオキ
サイド等の環状エーテルに、エチレングリコール、ジエ
チレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパ
ン、ビスフェノールＡ等の低分子ポリオールを反応させ
て得る二官能・三官能・四官能性のもの。さらには、こ
れらにビニルモノマ等をグラフト重合させたポリマーポ
リオールを含む。 ［ポリエステルポリオール］ コハク酸、グルタル酸、
アジピン酸、ピペリン酸等のジカルボン酸に、エチレン
グリコール、ポリオキシエチレングリコール、ジプロピ
レングリコール、ポリオキシプロピレングリコール等の
ジオール成分を過剰に反応させて得られるもの。
用の慣用のもの、例えば下記のポリエーテル系、ポリエ
ステル系のものから、１種類を単独で又は２種類以上を
混合して使用できる。 ［ポリエーテルポリオール］ エチレオキサイド、プロ
ピレンオキサイド、ブチレンオキサイド、スチレンオキ
サイド等の環状エーテルに、エチレングリコール、ジエ
チレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパ
ン、ビスフェノールＡ等の低分子ポリオールを反応させ
て得る二官能・三官能・四官能性のもの。さらには、こ
れらにビニルモノマ等をグラフト重合させたポリマーポ
リオールを含む。 ［ポリエステルポリオール］ コハク酸、グルタル酸、
アジピン酸、ピペリン酸等のジカルボン酸に、エチレン
グリコール、ポリオキシエチレングリコール、ジプロピ
レングリコール、ポリオキシプロピレングリコール等の
ジオール成分を過剰に反応させて得られるもの。
【００１０】前記イソシアネート成分としては、ＲＩＭ
成形用の慣用のもの、例えば下記の脂肪族系、芳香族系
のものを使用できる。 ［脂肪族系イソシアナート］ 本来の脂肪族イソシアナ
ートの外に脂環式イソシアナートも含み、ヘキサメチレ
ンジイソシアナート（ＨＭＤＩ）、キシレンジイソシア
ナート（ＸＤＩ）、水添キシレンジイソシアナート（水
添ＸＤＩ）、４．４ーメチレンビスジシクロヘキシルジ
イソシアナート（Ｈ１２ＭＤＩ）、メチルシクロヘキシ
ルジイソシアナート（水添ＴＤＩ）、イソホロンジイソ
シアナート（ＩＰＤＩ）等、さらには、取扱上の見地か
ら、それらを高分子化させたダイマー、トリマー、トリ
メチロールプロパン付加体、プレポリマー等、いわゆる
非黄変性のものを挙げることができる。 ［ 芳香族系イソシアナート］ ４，４´−ジフェニル
メタンジイソシアナート（以下「ＭＤＩ」と略す）、ク
ルードＭＤＩ、液状ＭＤＩ、トリレンジイソシアナー
ト、フェニレンジイソシアナート等、さらには取扱上の
見地から、これらを高分子化させたダイマー、トリマ
ー、トリメチロールプロパン、プレポリマー等を挙げる
ことができる。
成形用の慣用のもの、例えば下記の脂肪族系、芳香族系
のものを使用できる。 ［脂肪族系イソシアナート］ 本来の脂肪族イソシアナ
ートの外に脂環式イソシアナートも含み、ヘキサメチレ
ンジイソシアナート（ＨＭＤＩ）、キシレンジイソシア
ナート（ＸＤＩ）、水添キシレンジイソシアナート（水
添ＸＤＩ）、４．４ーメチレンビスジシクロヘキシルジ
イソシアナート（Ｈ１２ＭＤＩ）、メチルシクロヘキシ
ルジイソシアナート（水添ＴＤＩ）、イソホロンジイソ
シアナート（ＩＰＤＩ）等、さらには、取扱上の見地か
ら、それらを高分子化させたダイマー、トリマー、トリ
メチロールプロパン付加体、プレポリマー等、いわゆる
非黄変性のものを挙げることができる。 ［ 芳香族系イソシアナート］ ４，４´−ジフェニル
メタンジイソシアナート（以下「ＭＤＩ」と略す）、ク
ルードＭＤＩ、液状ＭＤＩ、トリレンジイソシアナー
ト、フェニレンジイソシアナート等、さらには取扱上の
見地から、これらを高分子化させたダイマー、トリマ
ー、トリメチロールプロパン、プレポリマー等を挙げる
ことができる。
【００１１】前記シロキサン化合物系溶剤としては、
２，４，６，８−テトラメチルシクロテトラシロキサ
ン、２，４，６，８，１０−ペンタメチルシクロペンタ
シロキサン、２，４，６，８，１０，１２−ヘキサメチ
ルシクロヘキサシロキサン、オクタメチルトリシロキサ
ン、ドデカメチルペンタシロキサン、テトラデカメチル
ヘキサシロキサン、ヘキサメチルシクロトリシロキサ
ン、オクタメチルシクロテトラシロキサン、デカメチル
シクロペンタシロキサン、ドデカメチルシクロヘキサシ
ロキサン、テトラデカメチルシクロヘプタシロキサン、
ヘキサデカメチルシクロオクタシロキサン、オクタデカ
メチルシクロノナシロキサン、ヘキサエチルシクロトリ
シロキサン、オクタエチルシクロテトラシロキサン等を
例示でき、これらから１種類を単独で又は２種類以上を
混合して添加することができる。
２，４，６，８−テトラメチルシクロテトラシロキサ
ン、２，４，６，８，１０−ペンタメチルシクロペンタ
シロキサン、２，４，６，８，１０，１２−ヘキサメチ
ルシクロヘキサシロキサン、オクタメチルトリシロキサ
ン、ドデカメチルペンタシロキサン、テトラデカメチル
ヘキサシロキサン、ヘキサメチルシクロトリシロキサ
ン、オクタメチルシクロテトラシロキサン、デカメチル
シクロペンタシロキサン、ドデカメチルシクロヘキサシ
ロキサン、テトラデカメチルシクロヘプタシロキサン、
ヘキサデカメチルシクロオクタシロキサン、オクタデカ
メチルシクロノナシロキサン、ヘキサエチルシクロトリ
シロキサン、オクタエチルシクロテトラシロキサン等を
例示でき、これらから１種類を単独で又は２種類以上を
混合して添加することができる。
【００１２】シロキサン化合物系溶剤の添加量は、成形
品の寸法形状や成形条件等により異なり、特定の値に限
定されないが、必要以上に添加しても作用に大差はなく
無駄になるだけなので、ポリオール成分１００重量部に
対し０．１〜５．０重量部の添加が一般的であり、さら
に好ましくは１〜３重量部である。
品の寸法形状や成形条件等により異なり、特定の値に限
定されないが、必要以上に添加しても作用に大差はなく
無駄になるだけなので、ポリオール成分１００重量部に
対し０．１〜５．０重量部の添加が一般的であり、さら
に好ましくは１〜３重量部である。
【００１３】
【作用】本発明の成形用ポリウレタン材料によれば、ポ
リオール成分の平均分子量を２５００〜４５００に調製
したので、該ポリオール成分の粘度が低くなり、また、
ポリオール成分との相溶性の良いシロキサン化合物系溶
剤を添加したので、材料の粘度がさらに効果的に低くな
る。このため、ポリウレタン材料の流動性が良くなり、
型のキャビティ内で高速で流動したときでも、気泡がポ
リウレタン材料にトラップされることが少なくなる。そ
の結果、成形品の端末部分を含む全表面に泡がほとんど
残存しなくなり、ピンホール不良を低減できる。
リオール成分の平均分子量を２５００〜４５００に調製
したので、該ポリオール成分の粘度が低くなり、また、
ポリオール成分との相溶性の良いシロキサン化合物系溶
剤を添加したので、材料の粘度がさらに効果的に低くな
る。このため、ポリウレタン材料の流動性が良くなり、
型のキャビティ内で高速で流動したときでも、気泡がポ
リウレタン材料にトラップされることが少なくなる。そ
の結果、成形品の端末部分を含む全表面に泡がほとんど
残存しなくなり、ピンホール不良を低減できる。
【００１４】また、前記ポリウレタン材料にシリコーン
整泡剤を添加すると、材料のぬれ性が良くなるため、成
形品の表面に泡がさらに残存しにくくなる。また、セル
構造が均一化する。
整泡剤を添加すると、材料のぬれ性が良くなるため、成
形品の表面に泡がさらに残存しにくくなる。また、セル
構造が均一化する。
【００１５】
【実施例】以下、本発明をステアリングホイールのＩＳ
Ｆ被覆又はＩＳＦパッドを成形するためのポリウレタン
材料に具体化した実施例について説明する。本実施例の
ポリウレタン材料の組成を表１に示す。
Ｆ被覆又はＩＳＦパッドを成形するためのポリウレタン
材料に具体化した実施例について説明する。本実施例の
ポリウレタン材料の組成を表１に示す。
【００１６】
【表１】
【００１７】表１において、「ＶＳ−７２０７」は日本
ユニカ社のシロキサン化合物系溶剤の商品名であり、そ
の成分はオクタメチルシクロテトラシロキサンである。
「Ｌ−５３０２」は日本ユニカ社のシリコーン整泡剤の
商品名である。「ＳＡ−Ｎｏ．１」はサンアプロ社のウ
レタン反応遅延触媒の商品名であり、その成分はＤＢＵ
（１．８ジアザビシクロウンデセン−７）のフェノール
塩である。「ダブコ３３−ＬＶ」は三共エアープロダク
ツ社のアミン系触媒の商品名であり、その成分はトリエ
チレンジアミン（３３％）のジプロピレングリコール溶
液である。また、表１に併せて示すように、比較例とし
てシロキサン化合物系溶剤とシリコーン整泡剤とを添加
しないポリウレタン材料も作成した。
ユニカ社のシロキサン化合物系溶剤の商品名であり、そ
の成分はオクタメチルシクロテトラシロキサンである。
「Ｌ−５３０２」は日本ユニカ社のシリコーン整泡剤の
商品名である。「ＳＡ−Ｎｏ．１」はサンアプロ社のウ
レタン反応遅延触媒の商品名であり、その成分はＤＢＵ
（１．８ジアザビシクロウンデセン−７）のフェノール
塩である。「ダブコ３３−ＬＶ」は三共エアープロダク
ツ社のアミン系触媒の商品名であり、その成分はトリエ
チレンジアミン（３３％）のジプロピレングリコール溶
液である。また、表１に併せて示すように、比較例とし
てシロキサン化合物系溶剤とシリコーン整泡剤とを添加
しないポリウレタン材料も作成した。
【００１８】このポリウレタン材料を使用して、図１〜
図８に示すようにステアリングホイールのＩＳＦ被覆４
３を成形した。成形装置は、図１〜図３に示すように、
２つの分割型からなる成形用金型１と、該成形用金型１
を内部に配置可能な真空箱１１と、該真空箱１１内を真
空吸引する真空ポンプ２０と、該真空箱１１に付設さ
れ、成形用金型１のキャビティ４にポリウレタン材料を
射出可能な材料射出機構２１とから構成されている。ま
た、ステアリングホイール４１の芯金４２は、リング部
とスポーク部と中心のボス部とからなり、そのリング部
の全部とスポーク部の一部とにＩＳＦ被覆４３が成形さ
れる。
図８に示すようにステアリングホイールのＩＳＦ被覆４
３を成形した。成形装置は、図１〜図３に示すように、
２つの分割型からなる成形用金型１と、該成形用金型１
を内部に配置可能な真空箱１１と、該真空箱１１内を真
空吸引する真空ポンプ２０と、該真空箱１１に付設さ
れ、成形用金型１のキャビティ４にポリウレタン材料を
射出可能な材料射出機構２１とから構成されている。ま
た、ステアリングホイール４１の芯金４２は、リング部
とスポーク部と中心のボス部とからなり、そのリング部
の全部とスポーク部の一部とにＩＳＦ被覆４３が成形さ
れる。
【００１９】成形用金型１は、上側の固定型２と下側の
可動型３との２つの分割型からなり、両型２，３の対峙
面には型閉じ時に略リング状のキャビティ４を形成する
成形溝４ａが形成されている。キャビティ４の断面中心
には、芯金４２のリング部の全部とスポーク部の一部と
が配置される。固定型２と可動型３のＰＬ面２ａ，３ａ
には、前記キャビティ４への材料流路であるスプルー
６、ランナー７及びゲート８が凹設され、成形溝４ａの
外周側かつ図２等における左端にゲート８が開口してい
る。従って、ポリウレタン材料Ｍはこのゲート８からキ
ャビティ４に注入されて二方向に分かれて流動し、図２
等における右端の最終充満位置Ｌで合流して充満するよ
うになっている。
可動型３との２つの分割型からなり、両型２，３の対峙
面には型閉じ時に略リング状のキャビティ４を形成する
成形溝４ａが形成されている。キャビティ４の断面中心
には、芯金４２のリング部の全部とスポーク部の一部と
が配置される。固定型２と可動型３のＰＬ面２ａ，３ａ
には、前記キャビティ４への材料流路であるスプルー
６、ランナー７及びゲート８が凹設され、成形溝４ａの
外周側かつ図２等における左端にゲート８が開口してい
る。従って、ポリウレタン材料Ｍはこのゲート８からキ
ャビティ４に注入されて二方向に分かれて流動し、図２
等における右端の最終充満位置Ｌで合流して充満するよ
うになっている。
【００２０】この最終充満位置Ｌにおける固定型２には
ベント孔５が設けられている。このベント孔５の直径
は、通常、１〜１０ｍｍとされる。直径１ｍｍ未満のベ
ント孔５では、最終充満位置Ｌがばらついたときに、ガ
ス抜き効果が充分得られない場合があり、直径１０ｍｍ
を越えるベント孔５では、成形品の仕上げ加工後に、こ
のベント孔５の跡が目立ち、成形品の外観を悪くさせて
しまうので好ましくない。本実施例では、直径３ｍｍ、
長さ１５ｍｍの真直なベント孔５とした。また、型閉じ
時のＰＬ面２ａ，３ａ間には、金型の加工精度の関係か
ら、キャビティ４の全周にわたり０．０３〜０．０６ｍ
ｍの隙間が発生するが、該隙間はエアベントランドとし
て後述のガス抜きの作用を奏する。
ベント孔５が設けられている。このベント孔５の直径
は、通常、１〜１０ｍｍとされる。直径１ｍｍ未満のベ
ント孔５では、最終充満位置Ｌがばらついたときに、ガ
ス抜き効果が充分得られない場合があり、直径１０ｍｍ
を越えるベント孔５では、成形品の仕上げ加工後に、こ
のベント孔５の跡が目立ち、成形品の外観を悪くさせて
しまうので好ましくない。本実施例では、直径３ｍｍ、
長さ１５ｍｍの真直なベント孔５とした。また、型閉じ
時のＰＬ面２ａ，３ａ間には、金型の加工精度の関係か
ら、キャビティ４の全周にわたり０．０３〜０．０６ｍ
ｍの隙間が発生するが、該隙間はエアベントランドとし
て後述のガス抜きの作用を奏する。
【００２１】固定型２と可動型３の各成形溝４ａの内側
には、両型２，３の型閉じ時の位置決め用嵌合部３１
と、芯金４２のボス部を収めて保持するための凹所３２
及び台座３３とが設けられている。この台座３３には成
形後のステアリングホイール４１を離型させるためのイ
ジェクトピン３４が突出可能に内設されている。
には、両型２，３の型閉じ時の位置決め用嵌合部３１
と、芯金４２のボス部を収めて保持するための凹所３２
及び台座３３とが設けられている。この台座３３には成
形後のステアリングホイール４１を離型させるためのイ
ジェクトピン３４が突出可能に内設されている。
【００２２】上記成形用金型１には、あまり高い耐圧性
（発泡圧は通常５０〜５００ｋＰａ程度である。）は要
求されないので、アルミニウム型、電鋳型等の安価な型
を使用することができる。
（発泡圧は通常５０〜５００ｋＰａ程度である。）は要
求されないので、アルミニウム型、電鋳型等の安価な型
を使用することができる。
【００２３】真空箱１１は、固定型２が固定された上ケ
ース１２と、可動型３が固定された下ケース１３とから
なり、上ケース１２の合せ部に設けられた取付溝にはＯ
リング状のシール部材１４が装着され、真空箱１１を閉
じたときに、その内部が密閉されるようになっている。
また、図１〜図３に示すように、下ケース１３に設けら
れた吸引ノズル１６には、吸引ホース１５及びリークバ
ルブ１７を介して、真空ポンプ２０が接続されている。
この真空箱１１は、成形用金型１を内部に配置可能で、
且つ、その成形用金型１との間に空間部Ｋが形成される
大きさに形成されている。
ース１２と、可動型３が固定された下ケース１３とから
なり、上ケース１２の合せ部に設けられた取付溝にはＯ
リング状のシール部材１４が装着され、真空箱１１を閉
じたときに、その内部が密閉されるようになっている。
また、図１〜図３に示すように、下ケース１３に設けら
れた吸引ノズル１６には、吸引ホース１５及びリークバ
ルブ１７を介して、真空ポンプ２０が接続されている。
この真空箱１１は、成形用金型１を内部に配置可能で、
且つ、その成形用金型１との間に空間部Ｋが形成される
大きさに形成されている。
【００２４】真空箱１１の下ケース１３には、図５及び
図６に示すように、該下ケース１３の外部からベント孔
５の付近を目視し得る透視窓５１が設けられている。こ
の透視窓５１は、下ケース１３に貫設された開口５２
と、該開口５２を内側から塞ぐように、シールリング５
３を介して下ケース１３の内面に当てられたガラス製又
は合成樹脂製の透明板５４と、該透明板５４の周縁を押
さえてボルト５５により下ケース１３に止められる枠体
５６とから構成される。枠体５６と透明板５４との間及
び、枠体５４と下ケース１３との間には、シール板５７
を介することが好ましい。
図６に示すように、該下ケース１３の外部からベント孔
５の付近を目視し得る透視窓５１が設けられている。こ
の透視窓５１は、下ケース１３に貫設された開口５２
と、該開口５２を内側から塞ぐように、シールリング５
３を介して下ケース１３の内面に当てられたガラス製又
は合成樹脂製の透明板５４と、該透明板５４の周縁を押
さえてボルト５５により下ケース１３に止められる枠体
５６とから構成される。枠体５６と透明板５４との間及
び、枠体５４と下ケース１３との間には、シール板５７
を介することが好ましい。
【００２５】固定型２と上ケース１２、また、可動型３
と下ケース１３は、各々一体化されている。この下ケー
ス１３は図示しない油圧シリンダラム等に取り付けられ
ており、型閉じ時にはその周縁合せ部が上ケース１２の
周縁合せ部に当たるまで上昇され、型開き時には下降さ
れるようになっている。
と下ケース１３は、各々一体化されている。この下ケー
ス１３は図示しない油圧シリンダラム等に取り付けられ
ており、型閉じ時にはその周縁合せ部が上ケース１２の
周縁合せ部に当たるまで上昇され、型開き時には下降さ
れるようになっている。
【００２６】材料射出機構２１は、図３に示すように、
ポリオール混合成分を貯溜するタンク２５及びイソシア
ネート成分を貯溜するタンク２６とミキシングヘッド２
２とが、それぞれ高圧ポンプ２７及びフィルタ２８を具
備する循環路２９により接続されて構成され、ポリオー
ル混合成分とイソシアネート成分との衝突混合及び各成
分の循環を繰返すことができるようになっている。図１
等に示すように、ミキシングヘッド２２の射出ノズル２
３は、Ｏリング２４，２４を介して成形用金型１のスプ
ルー６部位に接続可能である。
ポリオール混合成分を貯溜するタンク２５及びイソシア
ネート成分を貯溜するタンク２６とミキシングヘッド２
２とが、それぞれ高圧ポンプ２７及びフィルタ２８を具
備する循環路２９により接続されて構成され、ポリオー
ル混合成分とイソシアネート成分との衝突混合及び各成
分の循環を繰返すことができるようになっている。図１
等に示すように、ミキシングヘッド２２の射出ノズル２
３は、Ｏリング２４，２４を介して成形用金型１のスプ
ルー６部位に接続可能である。
【００２７】上記成形装置を使用し、次のような工程で
ＩＳＦ被覆４３を成形した。 図１に示すように成形用金型１を型開きした状態
で、図２に示すように可動型３に芯金４２をセットす
る。
ＩＳＦ被覆４３を成形した。 図１に示すように成形用金型１を型開きした状態
で、図２に示すように可動型３に芯金４２をセットす
る。
【００２８】 図４に示すように、成形用金型１を型
閉じしてキャビティ４を形成すると略同時に、真空箱１
１を閉じてその内部を密閉状態とする。詳しくは、下ケ
ース１３を図示しない油圧シリンダラム等により上昇さ
せることにより、シール部材１４を上ケース１２の合せ
部に当接させて真空箱１１を密閉状態とするとともに、
固定型２と可動型３とを型閉じした。なお、成形用金型
１の開閉と真空箱１１の開閉とは、別々の油圧シリンダ
等で個々に行うこともでき、両方の開閉タイミングをず
らすこともできる。
閉じしてキャビティ４を形成すると略同時に、真空箱１
１を閉じてその内部を密閉状態とする。詳しくは、下ケ
ース１３を図示しない油圧シリンダラム等により上昇さ
せることにより、シール部材１４を上ケース１２の合せ
部に当接させて真空箱１１を密閉状態とするとともに、
固定型２と可動型３とを型閉じした。なお、成形用金型
１の開閉と真空箱１１の開閉とは、別々の油圧シリンダ
等で個々に行うこともでき、両方の開閉タイミングをず
らすこともできる。
【００２９】 真空ポンプ２０を作動させ、吸引ノズ
ル１６から真空箱１１の空間部Ｋを所定の真空度まで減
圧する。通常、この真空度は５００Ｔｏｒｒ以下とし、
自己スキン層の厚さを増加させるためには５０Ｔｏｒｒ
以下とすることが好ましい。このとき、キャビティ４
は、ＰＬ面２ａ，３ａ間の隙間、スプルー６等の材料流
路、さらにはベント孔５を通じて、真空箱１１の空間部
Ｋと連通状態にあるので、該キャビティ４も空間部Ｋと
同程度の真空度まで減圧される。
ル１６から真空箱１１の空間部Ｋを所定の真空度まで減
圧する。通常、この真空度は５００Ｔｏｒｒ以下とし、
自己スキン層の厚さを増加させるためには５０Ｔｏｒｒ
以下とすることが好ましい。このとき、キャビティ４
は、ＰＬ面２ａ，３ａ間の隙間、スプルー６等の材料流
路、さらにはベント孔５を通じて、真空箱１１の空間部
Ｋと連通状態にあるので、該キャビティ４も空間部Ｋと
同程度の真空度まで減圧される。
【００３０】 前記キャビティ４の減圧を引き続いて
行いながら、図４に示すように、前記ポリウレタン材料
Ｍを射出ノズル２３からキャビティ４に注入し、ＲＩＭ
成形を行なう。通常、その射出体積はキャビティ４の内
容積の１／４〜３／４であり、射出時間は２〜４秒であ
る。
行いながら、図４に示すように、前記ポリウレタン材料
Ｍを射出ノズル２３からキャビティ４に注入し、ＲＩＭ
成形を行なう。通常、その射出体積はキャビティ４の内
容積の１／４〜３／４であり、射出時間は２〜４秒であ
る。
【００３１】注入したポリウレタン材料Ｍに加わる圧力
はプラス圧からマイナス圧に変化するため、ポリウレタ
ン材料Ｍに消極的に含まれていた吸蔵ガスは急激に突沸
して発泡し、さらには泡が破れて脱泡される。この吸蔵
ガスは、ポリウレタン材料Ｍにもともと含まれていた微
量の各種ガス（主として空気）や、循環中のポリウレタ
ン材料Ｍに自然に巻き込まれたり溶解したりした空気等
である。従って、ポリウレタン材料Ｍは極めて短時間に
発泡し、減圧下のキャビティ４内を高速で流動して充満
する。
はプラス圧からマイナス圧に変化するため、ポリウレタ
ン材料Ｍに消極的に含まれていた吸蔵ガスは急激に突沸
して発泡し、さらには泡が破れて脱泡される。この吸蔵
ガスは、ポリウレタン材料Ｍにもともと含まれていた微
量の各種ガス（主として空気）や、循環中のポリウレタ
ン材料Ｍに自然に巻き込まれたり溶解したりした空気等
である。従って、ポリウレタン材料Ｍは極めて短時間に
発泡し、減圧下のキャビティ４内を高速で流動して充満
する。
【００３２】本実施例のポリウレタン材料Ｍでは、ポリ
オール成分の平均分子量を３８５０に調製したので、該
ポリオール成分の粘度が低くなっており、また、ポリオ
ール成分との相溶性の良いシロキサン化合物系溶剤を添
加したので、材料粘度がさらに効果的に低くなってい
る。このため、ポリウレタン材料Ｍの流動性が良く、高
速で流動しても、脱泡中の泡がポリウレタン材料Ｍにト
ラップされることが少ない。また、シリコーン整泡剤を
添加したので、材料のぬれ性が良い。その結果、後述す
る端末部分を含む自己スキン層の全表面に泡がほとんど
残存しない。
オール成分の平均分子量を３８５０に調製したので、該
ポリオール成分の粘度が低くなっており、また、ポリオ
ール成分との相溶性の良いシロキサン化合物系溶剤を添
加したので、材料粘度がさらに効果的に低くなってい
る。このため、ポリウレタン材料Ｍの流動性が良く、高
速で流動しても、脱泡中の泡がポリウレタン材料Ｍにト
ラップされることが少ない。また、シリコーン整泡剤を
添加したので、材料のぬれ性が良い。その結果、後述す
る端末部分を含む自己スキン層の全表面に泡がほとんど
残存しない。
【００３３】さて、初期に流動したポリウレタン材料Ｍ
は、型表面に付着し、吸蔵ガスの脱泡が進みすぎるた
め、図８に示すように泡がほとんど残存しない極低発泡
の自己スキン層４４となる。従って、フロン発泡の場合
よりも優れた外観と感触とが得られた。また、芯金４２
に接するポリウレタン材料Ｍの内面部にも、前記脱泡作
用により、極低発泡の緻密な自己接着層４７が形成され
る。一般に、自己接着層４７は自己スキン層４４よりや
や薄く形成される。
は、型表面に付着し、吸蔵ガスの脱泡が進みすぎるた
め、図８に示すように泡がほとんど残存しない極低発泡
の自己スキン層４４となる。従って、フロン発泡の場合
よりも優れた外観と感触とが得られた。また、芯金４２
に接するポリウレタン材料Ｍの内面部にも、前記脱泡作
用により、極低発泡の緻密な自己接着層４７が形成され
る。一般に、自己接着層４７は自己スキン層４４よりや
や薄く形成される。
【００３４】その後、ポリウレタン材料Ｍがキャビティ
４内に充満すると、キャビティ４内の真空度が悪化して
吸蔵ガスの脱泡が抑制されるため、型表面及び芯金４２
から離れたポリウレタン材料Ｍの内部は、図８に示すよ
うに泡が保持された高発泡のコア部４５となる。
４内に充満すると、キャビティ４内の真空度が悪化して
吸蔵ガスの脱泡が抑制されるため、型表面及び芯金４２
から離れたポリウレタン材料Ｍの内部は、図８に示すよ
うに泡が保持された高発泡のコア部４５となる。
【００３５】通常、このポリウレタン材料Ｍの注入完了
から充満完了までの流動時間は１〜３秒であり、ポリウ
レタン材料Ｍは、その流動に伴ってＰＬ面２ａ，３ａの
間の隙間を順に自己シールしてゆく。そして、ポリウレ
タン材料Ｍの流動先端部が最終充満位置Ｌに到達してベ
ント孔５から少し吹き出したときに、該流動先端部が反
応硬化してベント孔５を自己シールするよう、ポリウレ
タン材料Ｍの反応速度が速められている。また、前記吸
蔵ガスによる発泡は反応熱を奪わないので、すぐにポリ
ウレタン材料Ｍの温度上昇が進み、キュア時間がフロン
発泡の場合より短縮される。
から充満完了までの流動時間は１〜３秒であり、ポリウ
レタン材料Ｍは、その流動に伴ってＰＬ面２ａ，３ａの
間の隙間を順に自己シールしてゆく。そして、ポリウレ
タン材料Ｍの流動先端部が最終充満位置Ｌに到達してベ
ント孔５から少し吹き出したときに、該流動先端部が反
応硬化してベント孔５を自己シールするよう、ポリウレ
タン材料Ｍの反応速度が速められている。また、前記吸
蔵ガスによる発泡は反応熱を奪わないので、すぐにポリ
ウレタン材料Ｍの温度上昇が進み、キュア時間がフロン
発泡の場合より短縮される。
【００３６】なお、図５に示すように、真空箱１１の外
部から透視窓５１を通してベント孔５の付近を目視する
ことができるので、真空箱１１を密閉したまま、ポリウ
レタン材料Ｍの流動先端部がベント孔５から吹き出した
ことを確認したり、その発泡状態を観察したりすること
ができる。
部から透視窓５１を通してベント孔５の付近を目視する
ことができるので、真空箱１１を密閉したまま、ポリウ
レタン材料Ｍの流動先端部がベント孔５から吹き出した
ことを確認したり、その発泡状態を観察したりすること
ができる。
【００３７】キャビティ４を減圧したことによる付随的
な効果として、ポリウレタン材料Ｍの流動を邪魔する空
気が薄くなるため、キャビティ４にアンダーカット部や
枝部があっても、該ポリウレタン材料Ｍはそれらの部位
に確実に回り込む。また、脱泡された吸蔵ガスは、ベン
ト孔５及びＰＬ面２ａ，３ａ間の隙間から吸引されて排
出される。そのため、フロン発泡のように、ポリウレタ
ン材料をオーバーパックする必要がなく、材料損失を低
減できる。
な効果として、ポリウレタン材料Ｍの流動を邪魔する空
気が薄くなるため、キャビティ４にアンダーカット部や
枝部があっても、該ポリウレタン材料Ｍはそれらの部位
に確実に回り込む。また、脱泡された吸蔵ガスは、ベン
ト孔５及びＰＬ面２ａ，３ａ間の隙間から吸引されて排
出される。そのため、フロン発泡のように、ポリウレタ
ン材料をオーバーパックする必要がなく、材料損失を低
減できる。
【００３８】 前記ポリウレタン材料Ｍがキュアされ
るのを待って、図７に示すように、成形用金型１を型開
きするとともに、真空箱１１を開放状態とする。通常、
このキュア時間は５０〜８０秒であり、フロン発泡の場
合のキュア時間８０〜１００秒より短縮している。前記
型開きと連動して、可動型３のイジェクトピン３４が突
出し、成形されたＩＳＦ被覆４３付きのステアリングホ
イール４１が自動的に離型する。
るのを待って、図７に示すように、成形用金型１を型開
きするとともに、真空箱１１を開放状態とする。通常、
このキュア時間は５０〜８０秒であり、フロン発泡の場
合のキュア時間８０〜１００秒より短縮している。前記
型開きと連動して、可動型３のイジェクトピン３４が突
出し、成形されたＩＳＦ被覆４３付きのステアリングホ
イール４１が自動的に離型する。
【００３９】実施例のポリウレタン材料を使用して成形
したＩＳＦ被覆４３は、前述の通り端末部分を含む自己
スキン層４４の全表面に泡がほとんど残存せず、ピンホ
ール不良は見られなかった。これに対し、比較例のポリ
ウレタン材料を使用して成形したＩＳＦ被覆は、端末部
分の自己スキン層の表面に泡が残存し、ピンホール不良
となった。
したＩＳＦ被覆４３は、前述の通り端末部分を含む自己
スキン層４４の全表面に泡がほとんど残存せず、ピンホ
ール不良は見られなかった。これに対し、比較例のポリ
ウレタン材料を使用して成形したＩＳＦ被覆は、端末部
分の自己スキン層の表面に泡が残存し、ピンホール不良
となった。
【００４０】次に、実施例のポリウレタン材料を使用し
て、図９〜図１２に示すようにステアリングホイールの
ＩＳＦパッド３７を成形した。この成形装置は、可動型
３に設けられた成形凹部と固定型２に設けられた成形凸
部との間にＩＳＦパッド成形用のキャビティ４が形成さ
れる点、下ケース１３の合せ部にシール部材１４が装着
された点、等においてのみ前記ＩＳＦ被覆の成形装置と
相違する。
て、図９〜図１２に示すようにステアリングホイールの
ＩＳＦパッド３７を成形した。この成形装置は、可動型
３に設けられた成形凹部と固定型２に設けられた成形凸
部との間にＩＳＦパッド成形用のキャビティ４が形成さ
れる点、下ケース１３の合せ部にシール部材１４が装着
された点、等においてのみ前記ＩＳＦ被覆の成形装置と
相違する。
【００４１】ＩＳＦ被覆と同様に、所定の真空度に減圧
したキャビティ４にポリウレタン材料Ｍを注入してＲＩ
Ｍ成形を行なった。このとき、図１２に示すように、型
表面から離れたポリウレタン材料Ｍの内部には高発泡の
コア部３８が形成され、型表面に接するポリウレタン材
料Ｍの表面部には泡がほとんど残存しない極低発泡の緻
密な自己スキン層３９が形成され、もって外観及び物性
に優れたＩＳＦパッド３７が成形された。
したキャビティ４にポリウレタン材料Ｍを注入してＲＩ
Ｍ成形を行なった。このとき、図１２に示すように、型
表面から離れたポリウレタン材料Ｍの内部には高発泡の
コア部３８が形成され、型表面に接するポリウレタン材
料Ｍの表面部には泡がほとんど残存しない極低発泡の緻
密な自己スキン層３９が形成され、もって外観及び物性
に優れたＩＳＦパッド３７が成形された。
【００４２】なお、本発明は前記実施例に限定されず、
ＩＳＦ以外の成形品の成形用ポリウレタン材料として具
体化する等、発明の趣旨から逸脱しない範囲で適宜変更
して具体化することもできる。
ＩＳＦ以外の成形品の成形用ポリウレタン材料として具
体化する等、発明の趣旨から逸脱しない範囲で適宜変更
して具体化することもできる。
【００４３】
【発明の効果】本発明の成形用ポリウレタン材料は、流
動性が良く、型のキャビティ内を高速で流動したときで
も、気泡がトラップされにくく、もって成形品の端末部
分を含む全表面に泡がほとんど残存せず、ピンホール不
良を低減できるという優れた効果を奏する。
動性が良く、型のキャビティ内を高速で流動したときで
も、気泡がトラップされにくく、もって成形品の端末部
分を含む全表面に泡がほとんど残存せず、ピンホール不
良を低減できるという優れた効果を奏する。
【図１】実施例のポリウレタン材料を使用して成形する
ステアリングホイールのＩＳＦ被覆の成形用金型等を開
いたときの断面図である。
ステアリングホイールのＩＳＦ被覆の成形用金型等を開
いたときの断面図である。
【図２】同成形用金型の可動型等の平面図である。
【図３】同成形に使用する材料射出機構の概略図であ
る。
る。
【図４】同成形用金型等を閉じてＲＩＭ成形を行うとき
の断面図である。
の断面図である。
【図５】透視窓を示す図４の側面図である。
【図６】同透視窓を示す図４の部分拡大断面図である。
【図７】同成形用金型等を開いてＩＳＦ被覆を離型した
ときの断面図である。
ときの断面図である。
【図８】同ＩＳＦ被覆の部分拡大断面図である。
【図９】実施例のポリウレタン材料を使用して成形する
ステアリングホイールのＩＳＦパッドの成形用金型等を
開いたときの断面図である。
ステアリングホイールのＩＳＦパッドの成形用金型等を
開いたときの断面図である。
【図１０】同成形用金型等を閉じてＲＩＭ成形を行うと
きの断面図である。
きの断面図である。
【図１１】図１０のXI−XI線断面図である。
【図１２】成形されたＩＳＦパッドの部分拡大断面図で
ある。
ある。
Ｍ ポリウレタン材料 １ 成形用金型 ２ 固定型 ３ 可動型 ４ キャビティ １１ 真空箱 １２ 上ケース １３ 下ケース ２０ 真空ポンプ ３７ ＩＳＦパッド ３８ コア部 ３９ 自己スキン層 ４１ ステアリン
グホイール ４２ 芯金 ４３ ＩＳＦ被覆 ４４ 自己スキン層 ４５ コア部
グホイール ４２ 芯金 ４３ ＩＳＦ被覆 ４４ 自己スキン層 ４５ コア部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 牛田 芳雄 愛知県西春日井郡春日町大字落合字長畑１ 番地 豊田合成株式会社内 (72)発明者 水野 恒 愛知県西春日井郡春日町大字落合字長畑１ 番地 豊田合成株式会社内 (72)発明者 地主 真治 愛知県西春日井郡春日町大字落合字長畑１ 番地 豊田合成株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 ポリオール成分とイソシアネート成分と
を主成分とする成形用ポリウレタン材料において、前記
ポリオール成分の平均分子量を２５００〜４５００に調
製し、シロキサン化合物系溶剤を添加したことを特徴と
する成形用ポリウレタン材料。 - 【請求項２】 前記成形用ポリウレタン材料にシリコー
ン整泡剤を添加した請求項１記載の成形用ポリウレタン
材料。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5098928A JPH06287266A (ja) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | 成形用ポリウレタン材料 |
| DE4411161A DE4411161A1 (de) | 1993-03-31 | 1994-03-30 | Polyurethanformmasse |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5098928A JPH06287266A (ja) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | 成形用ポリウレタン材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06287266A true JPH06287266A (ja) | 1994-10-11 |
Family
ID=14232795
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5098928A Pending JPH06287266A (ja) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | 成形用ポリウレタン材料 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06287266A (ja) |
| DE (1) | DE4411161A1 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003055424A (ja) * | 2001-08-13 | 2003-02-26 | Shin Etsu Chem Co Ltd | ポリウレタンフォーム疎水化用添加剤および硬質ポリウレタンフォームの製造方法 |
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