JPH0643072B2 - 型を使用した成形方法および装置 - Google Patents

型を使用した成形方法および装置

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JPH0643072B2 JP61007822A JP782286A JPH0643072B2 JP H0643072 B2 JPH0643072 B2 JP H0643072B2 JP 61007822 A JP61007822 A JP 61007822A JP 782286 A JP782286 A JP 782286A JP H0643072 B2 JPH0643072 B2 JP H0643072B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、プラスチック材料またはとくにポリウレタン
フォームを基材とする発泡材料の成形方法に関する。詳
しくは、プラスチック材料、反応成分または成形品を製
造するための材料を型に容れて、成分の反応中および成
形時に誘導炉内で加熱することによって、とくに熱可塑
性樹脂たとえばポリウレタン、ラテックスなどを含浸、
噴霧、湿潤させた不織布材料、パイル、プラスチック製
繊維、繊維、ゴム引髪、ゴム引やし皮繊維、ガラス繊維
などを、製造、コンパクティング、乾燥または熱可塑性
溶融をする方法に関する。
発泡材料からなる成形品とくにポリウレタンフォーム製
の成形品の製造においては、表面形成および表面におけ
る成分の完全な反応が困難である。既知の方法では、必
要量の熱を供給するために、反応成分をスチームまたは
加熱空気が熱した型に容れる。しかし、この方法では、
精巧な装置を必要とし、効率が低く、加熱に時間がかか
り、任意の条件に制御することができない。
実際に、不規則な表面構造を有するものの成形は、十分
均一に行なうことができず、スチームなどの手段では迅
速に加熱することができないことがわかっている。
加硫のためにコンポジット型を使用することが知られて
いる。ここで適用される周波数は、個々の型の部品を相
互に絶縁する必要がない。その理由は、固体および厚い
部分の不均一な加熱は有害とはならず、発生した熱が成
形品に供給されるからである。成形品の表面において、
熱をよく分散させることも不必要である。
ＨＦ電極に直接結合した相互に絶縁された型部品からな
るコンポジットは、成形品の表面の温度分布を正確に調
節することができない。その理由は、成形品に対する到
達深度があまりにも深いからである。このために、この
タイプの装置と、誘導炉の中で型の壁を介して間接的に
加熱を行なって成形品を製造する装置との、作用原理を
比較することができない。
従来方法の欠点を解消するあめに、最初に述べたタイプ
の方法は、プラスチック材料、とくにポリウレタンフォ
ームまたは繊維、合成樹脂またはラテックスで含浸また
は湿潤した不織布、型に容れた反応性を有する出発材料
でできた成形品の製造のために、周波数を１〜３０kH
z、好ましくは５〜１２kHzに調節するとともに、個々の
型の部品を互に電気的に絶縁した型を使用して成形品を
囲む型に電流が流れることを防止し、さらに、金型の外
面に金型と同じ材質からなる補強材またはコーティング
片を形成または施して電流の分散をはかったことを特徴
とする。金型を囲む誘導炉の中には、不規則な形状のも
のを導入することが可能である。この中で、薄く形成し
た金型の壁が誘導加熱され、表面部分の反応温度を維持
し、かつ成形品の外表面に付与されるべき所望の表面仕
上りを得るのに必要な量の熱が供給される。また、乾燥
および（または）成形品の成分を完全に反応させるため
に十分な量の熱が与えられる。
コンポジット型の部品、好ましくは、たとえば箱形をし
た底部と蓋部の二部分からなる型は、成形品を囲む型に
電流が流れるのを防止するため、たとえばエポキシ樹
脂、シリコンゴム、シリコン樹脂、シールテープまたは
絶縁テープなどの手段により、同時に、かつ互にシール
するとともに電気的に絶縁することが好ましい。電流の
流路、熱および電流の分布を制御するため、金型の壁に
溶接、リベット、噴霧などにより、リブ、板、補強材、
ビードなどを設けることが便利である。局部的な熱伝導
率、電気伝導率および（または）型壁の浸透性を変える
ために、型と同じか、または異なる材質のインサートを
施すことも可能である。この目的のため、帯状の固体リ
ブのようなものを用いて、金型の壁を厚くすることがで
きる。これらの付加物、板、肉厚化、リブ等は、壁の横
方向に、または縦方向に延びるように配置される。これ
らは、型または型の部品に対して加熱が最も均一に行な
われるように配置される。取付けた板またはリブ、たと
えばカンは、断面の厚さが数mmで、幅が数cmである。こ
の種の付加物は、とくに金型の周壁に有効である。金型
の周壁は、たとえばスチール製で、厚さが５mmまで、た
とえば１，２または３mmである。
本発明を実施するための装置、すなわち、金型を備え、
この金型に、反応すべき発泡材料成分、とくにポリウレ
タンフォームの成分、および（または）不織布のタイプ
の成分、パイル、プラスチック材料製の繊維、繊維、ゴ
ム引髪、ゴム引やし皮繊維などがとくに回分的または連
続的に導入される装置は、次のような特徴を有する。プ
ラスチック材料、とくにポリウレタンフォームまたは繊
維、合成樹脂またはラテックスなどで含浸または湿潤し
た不織布、型に入れた反応性を有する出発材料でできた
成形品の製造のために、周波数１〜３０kHz、好ましく
は５〜１２kHzにおいて、個々の金型の部品を互に電気
的に絶縁して成形品を囲む型に電流が流れるのを防止す
るとともに、金型の外面に金型と同じか、または異なる
材質からなる補強材またはコーティング片を形成または
施して電流の分散をはかったものである。誘導炉は、少
なくとも１個の型を導入できる立方形状または筒状の内
部空間を有する。金型の個々の部品は、誘導加熱され、
任意にシールされかつ互に電気的に絶縁されている。薄
い金型の壁は、形成すべき成形品の外層に熱を供給する
ために誘導加熱される。
発泡材料の場合の電気絶縁のシールは、必ずしも完全に
しなくともよい。その理由は、金型には通常は過剰の泡
を逃すための出口があり、この泡が電気的な絶縁の役目
をするからである。圧縮性の、膨脹しない空気を含有す
る繊維状の材料は、電気絶縁のシール効果を必要としな
い。
型の壁と誘導炉のコイルとの間隔は、加熱速度と効率に
何の影響もないことがわかった。従って、複雑な構造の
型も難なく加熱できる。
本発明においては、型の壁だけを加熱すればよいから、
加熱空気に比較してエネルギーの消費が少ない。加熱空
気炉の場合には、その中に出し入れするすべての装置の
加熱のため密閉する必要があり、工程のいかんにより、
再び冷却しなければならない。加熱空気炉に比較して、
プラスチック材料成分の硬化と反応時間は、迅速な加熱
により約５０％に短縮される。従って、プラントの生産
能力が同じならば、サイクル時間が短く、型も少なくて
済む。スチーム加熱型の場合、加熱、冷却および移動す
べき物体はより大きくなるから、より多くのエネルギー
を消費する。
本発明によれば、伝熱媒体を要せず、加熱媒体としてス
チームにより加熱される型に比較してエネルギー消費が
少ないから、きわめて高い効率が得られる。このこと
は、誘導加熱型の型は、その製作の結果として、スチー
ム加熱型の型の、大きくとも半分にすぎないという事実
に基づく。従って、搬送および発泡装置は、構造的によ
り軽量化でき、コストが低い。型で達成しうる最高温度
は、従来の方法に比べてより高く、かつ容易に昇温でき
る。誘導加熱は、スチームおよび加熱空気と対照的に、
温度１５０℃に達し、かつ難なく達成できるからであ
る。
本発明の方法と装置は、すべての材料の加熱、乾燥およ
び反応に使用することができる。型の壁を介して熱が供
給され、所望の処理を行なうことができる。
繊維を含む材料または繊維状の材料からなる成形品の通
風のために、型に、好ましくは型の底部と蓋部に通風孔
が設けられていれば、通気成形たとえばラテックスを噴
霧したゴム引髪の成形品は、この成形品に加熱空気を通
すことにより、乾燥、反応、加硫などの処理を行なうこ
とができる。本発明による方法は、通常の乾燥および処
理方法において、普通は加熱が行なわれないスポットに
も熱を供給することができる。
型の薄い壁だけを加熱すればよい場合には、誘導加熱さ
れる型の周壁または誘導加熱されるそれらの層に対する
電場または磁場の到達深度は、わずかに壁厚を超える範
囲、好ましくは、その厚さと同等またはそれより小さく
し、さらに好ましくは、型の壁または層の厚さの１／１
０〜１／２、とくに１／１０〜１／３とする。型の壁が
層状に形成されていれば、到達深度を壁の厚さより大き
くするか、またはそれと等しくするのがよい。到達深度
は、必要とする加熱処理に従って選択する。
以下、図面を参照して本発明を説明する。
図において、２は支持箱からなる誘導炉を示し、支持箱
の周囲には中波が供給される誘導コイル２′が巻かれ、
誘導コイル２′は、所望の交流電場を発生する、図示し
てない発生器に接続されている。誘導炉２は、好ましく
は断面が直角で、その長さは型の長さに合わせるか、ま
たはそれより長くし、型１の前端および後端において適
切な誘導および加熱ができるようにする。誘導炉の内部
形状は、原則として問わない。処理容量は、型の材質お
よび必要とする温度により定める。また、容量のコント
ロールは、個々の型について適切なコントロール手段に
よって行なう。
レール３のような輸送または搬送手段が、型１をその上
に載せて、循環または連続して誘導炉に導入する。誘導
電場によって加熱されず、または影響を受けない材料で
できた輸送台車やレールを用いることが適当である。
図示の型１は、底部６と蓋部５とからなる箱形のもので
あり、この箱は自動車の座席に対応する。型１の周囲
に、すなわち蓋部５と底部６の周囲に、これを強化およ
び（または）支持する、補強部４または補強フレームを
設ける。種々の型の部品に設ける補強部材、とくに蓋部
５の補強部材は、底部６の補強部材とともに、錠止また
連結手段により接続する。錠止手段７は、蓋部５と底部
６の連結または錠止のために設ける。補強部４の代り
に、たとえば型１をクランプする補助フレームなどを使
用することもできる。蓋部５は、側縁または領域８に沿
って底部６と分離することができ、同時に電気的に絶縁
される。この絶縁、たとえば、エポキシ樹脂その他のプ
ラスチック材料、または適度の強度と温度安定性とを有
する電気絶縁材料で施した絶縁により、蓋部５と底部６
を完全に絶縁し、同時に型１のシールを行なう。錠止ま
たは密閉手段７および補強部４は、上部の蓋部５から下
部の底部６に電流が流れるのを防止し、かつ型１の周囲
に電気的な導電環が形成されるのを防止できるように、
同様の方法で製作する。この目的のために、錠止手段７
または個々の結合手段または補強部４または錠止手段
７、補強部４と結合手段との間に、ヒンジのような電気
絶縁材料からなる、適当な区画した絶縁を施す。
実際に使用する型は、成形品の所望の形状に適合させる
ために、著しく不規則な外形をしている。たとえば、詰
物をした自動車用座席、肘掛けなどは全くさまざまな形
状をしている。
蓋部と底部を互に電気的に絶縁する物体は、硬化するシ
ーリング剤であってもよいし、プレハブ生産された挿入
可能なシーリングまたは絶縁エレメントであってもよ
い。これらは、型の周囲に型に誘導される電流に対する
環状路をつくらず、循環する短い回路電流による不要な
加熱を防止する。これは、分離した部品上に設けた補助
フレームと互に接続した補強部４にも適用される。
原則として、循環回路は区分した電気絶縁材を挿入する
か、または環状電流が流れないような溝やギャップを設
けることにより防止できる。このために、図示した型で
は、その短く小さな側面と前面はそれぞれ二つの部分か
ら形成され、互に絶縁されているが、一方、後壁は一つ
の部材からできており、または互に導電性を有して接続
された（たとえばヒンジ）二つの型部品からできてお
り、互に絶縁されていない。誘電面は、このように型全
体としてみれば、ほぼＣ字状の断面を有し、好ましくな
い環状電流を防止するのに十分である。型の他の面に設
けたヒンジまたは錠止手段が絶縁されていれば、型の後
壁に設けたものは導電性を有してもよい。
しかしながら、実際には二つまたはすべての適合する型
の部品は、全面にわたって絶縁することが好ましい。型
が二部品以上であれば、隣接する縁部を絶縁して、好ま
しくない環状電流を防止する。
さらに、型の壁の厚さを変えることにより、壁の温度を
局部的に制御し、調節することが重要である。壁が厚け
れば加熱が遅くなり、もし熱がよく分散していれば、電
場の到達深度は、壁に関連して小さくなる。
この目的のために、Ｃｕ，Ｆｅまたは合金のような導電
性および伝熱性のよい材料を型の金属壁に付設すること
が好ましく、これはまた渦電流密度の高低間の電気ブリ
ッジとして機能し、熱を与え、または温度の高低間のバ
ランスをとる作用がある。これらの材料または適用は、
型の金属壁、好ましくはスチール製の壁の材料と比較し
て導電性の良いものと悪いもの、および（または）伝熱
性の良いものと悪いものとからなる。これらの異なる材
料を、たとえば金属、合金などの形成において使用する
と、その部分で型の壁の基材よりも加熱を遅め、または
早くすることができ、不規則に形成された型の温度を全
表面にわたって均一にすることができる。
図示の型１には、プレート９が取付けてある。これらの
プレートはさまざまな形と大きさを有し、たとえば溶接
により、型の側面、蓋部５、底部６など、型のあちこち
に溶接されている。これらのプレートに代え、またはこ
れに加えて、型の壁にはプレート９（たとえば側面、底
部、蓋部）に対応する帯状の肉厚部材を設けてもよい。
型の壁、とくにプレート９の材質および壁上の位置を適
当に選ぶことによって、または壁を弱くし、または壁の
材質を他の材質または異なる材質の型と置換することに
よって、壁の浸透性、導電性、伝熱性などを、壁の温度
が均一になるようにのることができる。
型の壁は、また、いくつかの層、たとえば内側に誘導加
熱される金属層をもつプラスチック材料の層でつくるこ
とができる。その際、電場の到達深度が誘導加熱層に達
するように計算する注意が必要である。
誘導電場の到達深度を壁の厚さよりも小さくすることに
よって、反応すべきプラスチック材料や成分を除いて、
壁だけが誘導加熱されるようにすることができる。到達
深度が規則して、とくに金属製の壁または壁中の誘導加
熱層および所望の表面仕上げまたは昇温に必要な量の熱
が、壁から成形品の外面に供給されるようにすることが
好ましい。
誘導炉の内部断面は、直角が好ましいが、型の特殊な形
状に対応して、楕円形、筒形などでもよい。
本発明の方法および装置は、成形品のための型が誘導炉
内で回転する場合、たとえば、適当なプラスチック材料
の回転成形において、誘導加熱方式の成形型で目的物を
成形する場合にも適用できる。
この方法と装置は、また、ポリウレタンフォームのよう
なプラスチック材料を含浸したガラス繊維製マットのよ
うな繊維マットの、乾燥、加圧、反応および硬化にも適
用できる。
本文に記載したすべての態様、特許請求の範囲および図
面は、任意の方法で組み合わせることができる。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明装置の代表例を示す概観斜視図である。 １……型 ２……誘導（加熱）炉 ２′……誘導コイル ３……レール ４……補強部 ５……蓋部 ６……底部 ７……錠止手段 ８……側縁（領域） ９……プレート
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２９Ｋ 105:04 105:06

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】金型を収容する誘導炉にコンポジットの型
    を導入し、成形用の出発原料を容れた金型を誘導加熱し
    て成形する方法において、プラスチック材料または合成
    樹脂で含浸または湿潤した繊維または不織布、および金
    型に容れた反応性を有する出発材料からなる成形品を製
    造するために、適用するＨＦ電力の周波数を１〜３０kH
    zに調整するとともに、個々の型の部品を電気的に絶縁
    した型を使用して成形品を囲む型に電流が流れることを
    防止したことを特徴とする改良された方法。
  2. 【請求項２】金属製のコンポジット型を使用して実施す
    る特許請求の範囲第１項の方法。
  3. 【請求項３】適用するＨＦ電力の周波数が５〜１２kHz
    である特許請求の範囲第１項の方法。
  4. 【請求項４】金型を収容する誘導炉にコンポジットの型
    を導入し、成形用の出発原料を容れた金型を誘導加熱し
    て成形する装置において、プラスチック材料または合成
    樹脂で含浸または湿潤した不織布、および金型に容れた
    反応性を有する出発材料からなる成形品を、周波数１〜
    ３０kHzにおいて製造するために、個々の金型の部品を
    互に電気的に絶縁して成形品を囲む金型に電流が流れる
    のを防止したことを特徴とする装置。
  5. 【請求項５】型の壁が、異なる金属で製作されている
    か、または少なくとも一層の誘導加熱可能な材料を備え
    たプラスチック材料、または使用周波数では誘導加熱を
    受けないかまたはその影響を受けない材料で製作されて
    いるか、または複数の誘導加熱可能な層と誘導加熱され
    ない層との多層構造を有している特許請求の範囲第４項
    に記載の装置。
  6. 【請求項６】型の外面に型と同じ材質の補強部材または
    コーテイング片を形成または施して電流の分散をはかっ
    た特許請求の範囲第４項に記載の装置。
  7. 【請求項７】型の薄い壁だけを加熱するために、誘導加
    熱可能な型の壁または誘導加熱可能な層に対する電場ま
    たは磁場の到達深度を、壁の厚さをわずかに超える範囲
    としたことを特徴とする特許請求の範囲第４項または第
    ５項に記載の装置。
  8. 【請求項８】型が、ヒンジまたは錠止手段により接続さ
    れた底部と蓋部からなる箱形の形状を有し、底部と蓋部
    は互に電気的に絶縁されているとともに、一つの側面が
    ヒンジまたは錠止手段により導電性を有して接続され、
    他の側面は底部と蓋部とを互に絶縁するように形成され
    ている特許請求の範囲第４項ないし第７項のいずれかに
    記載の装置。
  9. 【請求項９】型が二つ以上の部品からなり、型を一体に
    保持するために各部品に設けた密閉または錠止部材が互
    に絶縁されている特許請求の範囲第４項ないし第８項の
    いずれかに記載の装置。
  10. 【請求項１０】二つの部品からなる型の、底部と蓋部が
    たとえばヒンジによりその側面に沿って電気的に接続さ
    れている特許請求の範囲第４項ないし第９項のいずれか
    に記載の装置。
  11. 【請求項１１】型の各部品を互に電気的に絶縁するため
    に、各部品間に各部品のシールを同時に行なう電気絶縁
    シール部材またはシール部材を設けた特許請求の範囲第
    ４項ないし第１０項のいずれかに記載の装置。
  12. 【請求項１２】型が、使用周波数では誘導加熱を受けな
    いかまたは影響を受けない補助フレームによって周囲が
    支持されており、型の各部品に設けた補助フレームが互
    に電気的に絶縁されている特許請求の範囲第４項ないし
    第１１項のいずれかに記載の装置。
JP61007822A 1985-01-17 1986-01-17 型を使用した成形方法および装置 Expired - Lifetime JPH0643072B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

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AT0010485A AT383775B (de) 1985-01-17 1985-01-17 Vorrichtung zur herstellung von formkoerpern
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