JPH071478A

JPH071478A - インテグラルスキンフォームの成形方法及び成形用ポリウレタン材料

Info

Publication number: JPH071478A
Application number: JP5172146A
Authority: JP
Inventors: Akira Mabuchi; 彰馬淵; Osamu Yamanaka; 修山中; Yukio Kawakita; 幸男川北; Masanao Ishikake; 正直石掛; Michihiko Nakamura; 道彦中村
Original assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Current assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Priority date: 1993-06-19
Filing date: 1993-06-19
Publication date: 1995-01-06

Abstract

(57)【要約】【目的】フロンを使用せずに高発泡倍率で低密度のコ
ア部を備えたインテグラルスキンフォーム（ＩＳＦ）を
成形し、地球環境改善に貢献するとともに、キュア時間
を短縮して効率を高める。また、泡がほとんど残存しな
い低発泡の緻密な自己スキン層を形成する。さらに、ポ
リウレタン材料のオーバーパックを不要にして、材料損
失を低減する。【構成】成形用金型１のキャビティ４を５０Ｔｏｒｒ
以下に減圧する。ポリオール成分とイソシアネート成分
とを主成分とし、フロンを無添加とし、硬化促進触媒を
添加し、ポリオール成分１００重量部に対して水を３．
０重量部以下で実質的に添加してなるポリウレタン材料
Ｍを、前記キャビティ４に注入して発泡させることによ
り、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ＩＳＦを成形する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、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
ンフォームの成形方法及び成形用ポリウレタン材料に関
し、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、エアスポイラー等のＩＳＦ成形品を反応射出成形
（以下、ＲＩＭ成形という。）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、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フロン
を添加してなるポリウレタン材料を、型のキャビティに
注入し、ウレタン反応熱によりフロンを揮発・発泡させ
ることによって成形されていた。

【０００３】型表面から離れたポリウレタン材料の内部
では、反応硬化とフロンの揮発とが同時に進行し、無数
の泡が保持されるため、高発泡のコア部が形成される。
また、型表面に接したポリウレタン材料の表面部では、
反応熱が型に逃げて冷却されるため、前記内部と比べて
相対的にウレタン反応が遅れ、発熱量が少なくなる。そ
のため、フロンの揮発が抑制され、少数の泡しか発生し
ない。しかも、この泡は前記内部からの発泡圧により押
し潰されて縮小する。従って、この表面部には低発泡の
自己スキン層が形成される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記フロン発
泡によるＩＳＦの成形方法には、次のような問題点があ
った。 (1) フロンは、大気に放散されるとオゾン層破壊や地球
温暖化の原因になるため、使用が禁止あるいは制限され
つつある。そのため、地球環境改善の立場から、フロン
を使用しないＩＳＦの成形方法の開発が待たれていた。

【０００５】(2) 表面部の泡を内部からの発泡圧で押し
潰すことにより自己スキン層を形成していたため、該自
己スキン層には微小な泡が不可避的に残存し、これが表
面に現われて外観を損ねることがあった。

【０００６】(3) その発泡圧を高めて自己スキン層を形
成しやすくするために、また、材料回り込み不良とエア
排出不良を防止するために、ポリウレタン材料をキャビ
ティにオーバーパックし、多量の余剰ポリウレタン材料
をベント部から吹き出させていたため、材料損失が大き
かった。

【０００７】(4) また、キャビティに芯金を配置してフ
ロン発泡を行うと、該芯金によりポリウレタン材料に乱
流が起こり、空気が巻き込まれてピンホール、ボイド、
欠肉等の欠陥が生じやすかった。この問題は、ステアリ
ングホイールのリング部の芯金のように、長い芯金をキ
ャビティに配置する場合に、特に顕著であった。そこ
で、ゲートを乱流の起こりにくい位置に設けたり、巻き
込まれた空気を排出するためにベント部を複数箇所に設
けたりする必要があった。

【０００８】そこで、本出願人は先に、フロンを使用し
なくてもＩＳＦを成形できる新しい方法について特許出
願をした（特開平４−２２６３１３号公報）。その方法
は、型のキャビティの気圧を低くする工程と、ポリオー
ル成分１００重量部に対して水を０．１〜０．６重量部
添加したポリウレタン材料を、前記キャビティ内に注入
して発泡させることにより流動及び充満させる工程とを
含むものである。そのキャビティの減圧の程度（真空
度）は、例えば、水の添加量が０．１重量部である場合
には１００Ｔｏｒｒ以下が好ましく、水の添加量が０．
６重量部である場合には４００Ｔｏｒｒ以下が好ましい
とされていた。

【０００９】上記の新方法において、水の添加量とキャ
ビティの真空度とを調節すれば、発泡倍率が変わるた
め、密度が種々異なるコア部を備えたＩＳＦを成形でき
た。しかし、キャビティの真空度を５０Ｔｏｒｒ以下に
すると、発泡も脱泡も急速に起こるため、発泡と硬化と
のバランスが悪くなり、キュア時間が長くなるという問
題があった。特に、水の添加量を多くすると、硬化が遅
れるため、前記バランスがさらに悪くなった。そこで、
本発明者らはその後の研究により、このような場合で
も、ポリウレタン材料の硬化を促進させることにより、
発泡と硬化とのバランスが良くなり、高発泡倍率で低密
度のコア部を備えたＩＳＦを効率良く成形できることを
見い出し、本発明の完成に到った。

【００１０】従って、本発明の第１の目的は、フロンを
使用しなくても高発泡倍率で低密度のコア部を備えたＩ
ＳＦを成形できるようにし、地球環境改善に貢献すると
ともに、キュア時間を短縮して効率を高めることにあ
る。第２の目的は、泡がほとんど残存しない低発泡の緻
密な自己スキン層を形成し、フロン発泡の場合と同等又
はそれ以上の優れた外観と感触とを得ることにある。第
３の目的は、ピンホール、ボイド、欠肉等の欠陥を生じ
にくくし、ポリウレタン材料のオーバーパックを不要に
して、材料損失を低減することにある。

【００１１】ところで、下記の公報〜には、減圧を
利用したポリウレタンフォームの製造技術が記載されて
いるが、いずれの技術も本発明の目的、構成及び効果を
開示又は示唆するものではない。特開昭５５−６３２３７号公報と特開昭５５−６３
２３８号公報には、成形型に形成した細孔溝から真空引
きを行い、成形型の隅々まで均一にポリウレタン材料を
発泡させる方法が開示されている。しかし、この公報に
は、発泡剤に関する記載が何も無い。

【００１２】特開昭５６−１１１６４８号公報に
は、ポリウレタン材料の発泡を減圧雰囲気下で行う方法
が開示され、その効果の一つとしてフロン等の発泡剤の
量を減少できることが挙げられている。しかし、この方
法は、依然としてフロン等による発泡を利用するもの
で、フロンに全く依存しない本発明とは基本的に異な
る。

【００１３】特開昭６２−１６４７０９号公報に
は、発泡剤として水を加えたポリウレタン材料を減圧雰
囲気下で発泡させて、低密度のポリウレタンフォームを
製造する方法が開示されている。しかし、この方法は、
ＩＳＦを成形するものではなく、逆に、スキン層の形成
を表面性状の劣化として評価するものである。

【００１４】特開昭６３−２６８６２４号公報に
は、ポリウレタン材料に窒素ガス等を容積比で２〜３０
％捕捉させ、これを減圧雰囲気下で膨脹発泡させる方法
が開示されている。しかし、この方法も、ＩＳＦを成形
するものではない。

【００１５】特公昭６４−５５２８号公報には、硬
質ポリウレタン材料を、減圧した型にパック率約１５０
〜４５０％で注入して発泡させる方法が開示されてい
る。しかし、その硬質ポリウレタン材料にはフロン等の
発泡剤が含有される。

【００１６】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明では、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ＩＳＦの成形方法において、型のキャビティを５０Ｔ
ｏｒｒ以下に減圧する工程と、ポリオール成分とイソシ
アネート成分とを主成分とし、フロンを無添加とし、硬
化促進触媒を添加し、ポリオール成分１００重量部に対
して水を３．０重量部以下で実質的に添加してなるポリ
ウレタン材料を、前記キャビティに注入して発泡させる
工程とを含むように構成した。

【００１７】また、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を
成形するポリウレタン材料において、ポリオール成分と
イソシアネート成分とを主成分とし、フロンを無添加と
し、硬化促進触媒を添加し、ポリオール成分１００重量
部に対して水を３．０重量部以下で実質的に添加すると
いう手段をとった。

【００１８】ここで、硬化促進触媒としては、有機金属
系ウレタン化触媒（オクチル酸スズ、酢酸スズ、オクタ
ン酸スズ、オレイン酸スズ、ラウリン酸スズ、ジブチル
スズジアセテート、ジブチルスズジラウレート、ジブチ
ルスズジクロライド、オクタン酸鉛、ナフテン酸鉛、ナ
フテン酸コバルト等）を例示でき、これらは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。
硬化促進触媒の添加量は、その種類や要求されるコア部
の発泡倍率や水の添加量等によって異なるが、通常はポ
リオール成分１００重量部に対して０．０１〜０．２重
量部とする。また、水の添加量（３．０重量部以下）
は、材料に自然吸湿された水（通常、０．１〜０．１５
重量部）も含む値である。

【００１９】

【作用】本発明において、前記ポリウレタン材料を前記
キャビティ内に注入すると、該ポリウレタン材料にはそ
の部位により次のような変化が起こる。

【００２０】まず、型表面から離れたポリウレタン材料
の内部は、次の水による発泡作用とその膨脹作用とによ
り充分に発泡して、高発泡倍率で低密度のコア部とな
る。

【００２１】水の化学反応による化学発泡ポリウレタン材料の内部は、ポリオール成分とイソシア
ネート成分とのウレタン反応が進み、その反応熱により
温度が高くなるため（例えば７０〜９０℃）、水とイソ
シアネート成分との反応も促進されてＣＯ₂ が発生し、
ポリウレタン材料が発泡する。また、キャビティを減圧
しているので、発生したＣＯ₂ はボイル・シャルルの法
則により膨脹する。一方、ウレタン反応が進むと、ポリ
ウレタン材料の硬化も進むため、発泡が抑制されるよう
になる。

【００２２】従って、コア部は前記ポリウレタン材料の
発泡と硬化とのバランスで形成され、一般に、発泡に関
与するのは水の添加量とキャビティの真空度であり、硬
化に関与するのは触媒の種類及び添加量である。

【００２３】本発明では、キャビティを５０Ｔｏｒｒ以
下に減圧するので、発泡も脱泡も急速に起こる。また、
水を３．０重量部以下で実質的に添加するので、その添
加量が多い場合には、ＣＯ₂ の発生量が多くなり、ポリ
ウレタン材料の硬化が遅れる傾向となる。しかし、実際
には、ポリウレタン材料に硬化促進触媒を添加している
ので硬化が促進され、発泡と硬化とのバランスが良くな
り、キュア時間が短くて済み、ポリウレタン材料の内部
は高発泡倍率で低密度のコア部となる。この発泡倍率
は、前記範囲内で水の添加量、キャビティの真空度、硬
化促進触媒の種類及び添加量等を適宜変更することよ
り、変えることができる。

【００２４】水の沸騰・気化による物理発泡キャビティを減圧すると、水の沸点が降下する。また、
ポリウレタン材料の内部の温度は、前述の通り高くな
る。従って、キャビティの気圧を特に低くしたり、ポリ
ウレタン材料の温度を特に高めたりすれば、水の沸点よ
りもポリウレタン材料の内部の温度の方を高くすること
ができる。その場合には、水が沸騰して気化するため、
前記化学発泡に加えて、その気化した水蒸気もコア部の
発泡に寄与する。

【００２５】次に、型表面に接したポリウレタン材料の
表面部においては、ポリオール成分とイソシアネート成
分との反応熱が型へ逃げてしまい、該表面部の温度が型
の温度（通常は４０〜６０℃）以上には上がりにくいた
め、水とイソシアネート成分との反応が進まず、ＣＯ₂
はほとんど発生しない。また、キャビティを減圧してい
るので、特にポリウレタン材料の表面部においてＣＯ₂
が脱泡されやすい。そのため、この表面部は低発泡のス
キン層となり、その表面には問題にならない程度の極小
の気泡が現れるにすぎない。従って、従来のフロン発泡
の場合と同等又はそれ以上の優れた外観を得ることがで
きる。

【００２６】また、キャビティ内は減圧により空気が稀
薄になっているので、ピンホール、ボイド、欠肉等の欠
陥が生じにくい。従って、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はなく、材料損失を
低減できる。

【００２７】

【実施例】本発明をステアリングホイールのＩＳＦ被覆
の成形に具体化した第一実施例について、図１〜図８に
基づいて説明する。まず、本実施例で使用する成形装置
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２
０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２
１とから構成されている。また、本実施例で使用するス
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。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】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。

【００３２】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。

【００３３】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。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】本実施例で使用するポリウレタン材料は、
ポリオール成分とイソシアネート成分とを主成分とし、
フロンを無添加とし、硬化促進触媒を添加し、ポリオー
ル成分１００重量部に対して水を３．０重量部以下で実
質的に添加したものである。

【００３７】次に、本実施例の成形方法について工程順
に説明する。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。

【００３８】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。本実施例では、
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。

【００３９】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５０Ｔｏｒｒ以下の
真空度まで減圧する。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。

【００４０】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。

【００４１】このとき、型表面及び芯金４２から離れた
ポリウレタン材料Ｍの内部には、前述した作用により、
図８に示すような高発泡倍率で低密度のコア部４５が形
成される。また、型表面に接するポリウレタン材料Ｍの
表面部には、前述した作用により、泡がほとんど残存し
ない低発泡の緻密な自己スキン層４４が形成される。ま
た、芯金４２に接するポリウレタン材料Ｍの内面部に
も、同様の作用により、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。

【００４２】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
ルするように、ポリウレタン材料Ｍの反応速度が調整さ
れている。

【００４３】なお、本実施例では、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。

【００４４】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。

【００４５】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。この型
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。

【００４６】以上のような本実施例の成形方法及びポリ
ウレタン材料によれば、特にステアリングホイール４１
のＩＳＦ被覆４３の成形に好適な、次のような効果(a)
(b)(c)も得られる。

【００４７】(a) ポリウレタン材料Ｍは芯金４２の長い
リング部により乱流を起こしやすい。しかし、本実施例
のキャビティ４内は減圧により空気が薄くなっているの
で、ピンホール、ボイド、欠肉等の欠陥が生じにくい。
そのため、本実施例のようにゲート８をリング部の外周
側に設ける等、ゲート８位置の自由度が高くなる。ま
た、ベント孔５は一つで十分である。

【００４８】(b) 前記の通り、ポリウレタン材料Ｍはキ
ャビティ４内を二方向に分かれて流動し、最終充満位置
Ｌで合流するため、一般には、その合流部にウェルドラ
インが生じ易いとか、ピンホール、ボイド、欠肉等の原
因となるガスが溜り易いとかという特有の問題がある。
しかし、本実施例では、キャビティ４を減圧するととも
に、合流部の流動先端部をベント孔５から吹き出させる
ので、これらの欠陥を確実に防止することができる。

【００４９】(c) 本実施例ではＩＳＦ被覆４３の内面部
に泡がほとんど残存しない緻密な自己接着層４７が形成
されるので、芯金４２のリング部に対するＩＳＦ被覆４
３の保持力が強くなる。

【００５０】本実施例による効果を確認するため、表１
に示すように、本実施例の範疇に含まれる試験例１及び
試験例２と、同範疇に含まれない比較例との、各組成の
ポリウレタン材料を作成した。使用したポリエーテルポ
リオールは、２官能ポリエーテルポリオール（分子量４
０００）と３官能ポリエーテルポリオール（分子量６０
００）とを等量ずつ含むものである。トリエチレンジア
ミンは、従来より添加されている触媒であって、発泡と
硬化の両方を促進させるものであり、通常、ポリオール
成分１００重量部に対して０．３〜１．０重量部添加す
る。同触媒に加え、試験例１には硬化促進触媒としてジ
ブチルスズジラウレートを添加し、試験例２には同じく
オクチル酸スズを添加した。一方、比較例には硬化促進
触媒を添加しなかった。そして、表１に併記した各真空
度のキャビティ４に各ポリウレタン材料を注入して発泡
させ、ステアリングホイールのＩＳＦ被覆４３を成形し
た。

【００５１】

【表１】

【００５２】こうして成形したＩＳＦ被覆４３のコア部
４５の密度を測定したところ、表１に併記したように、
試験例１、試験例２、比較例のいずれも０．７ｇ／ｃｍ
³ であり、高発泡倍率で低密度になっていた。しかし、
キュア時間を測定したところ、比較例は４５秒かかった
のに対し、試験例１及び２はいずれも２５秒で済んだ。
また、試験例１及び２の自己スキン層４４の表面には泡
がほとんど現れず、フロン発泡の場合と同等又はそれ以
上の優れた外観と感触とが得られた。

【００５３】次に、本発明をステアリングホイールのＩ
ＳＦパッドの成形に具体化した第二実施例について、図
９〜図１２に基づいて説明する。本実施例で使用する成
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、等においてのみ第一実施例
と相違する。従って、第一実施例と共通する部材には、
同図に第一実施例と共通の符号を付して重複説明を避け
る。

【００５４】第一実施例と同様に、ポリオール成分とイ
ソシアネート成分とを主成分とし、フロンを無添加と
し、硬化促進触媒を添加し、ポリオール成分１００重量
部に対して水を３．０重量部以下で実質的に添加したポ
リウレタン材料Ｍを、５０Ｔｏｒｒ以下の真空度に減圧
したキャビティ４に注入してＲＩＭ成形を行なう。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の内部には発泡倍率の特に高いコア部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が成形される。

【００５５】この第二実施例においても、前記ＩＳＦ被
覆４３に特有の効果を除き、第一実施例と同様の効果が
得られる。

【００５６】なお、本発明は前記実施例の構成に限定さ
れず、例えば以下のように発明の趣旨から逸脱しない範
囲で任意に変更して具体化することもできる。（１）実施例では、成形用金型１と真空箱１１とが別体
のものを示したが、成形用金型を二重壁構造とし、外側
の壁を真空箱１１と同じ作用をさせるようにして、成形
用金型内に空間部を一体に設けてもよい。

【００５７】（２）図１３に示すように、成形用金型１
のキャビティ４の外周において、その全周に亘って又は
一部に、このキャビティ４の内部を減圧可能な大きな溝
状凹部９が形成できれば、この溝状凹部９は空間部とし
て作用する。この溝状凹部９は、成形用金型１の可動型
３又は固定型２の一方又は両方に形成することができ
る。また、溝状凹部９の外周には外気を遮断するための
シール部材１０を設けることが好ましい。

【００５８】（３）前記の実施例では、ベント孔５を設
けたものを示したが、ベント孔５の代わりに、キャビテ
ィに面して、かつポリウレタン材料の最終充満部位に微
細な多孔を備えたコアを用いた金型を使用して、前記の
微細な多孔から最終のガス抜きを行なわせて、この発明
の成形方法を行なってもよい。

【００５９】（４）使用する型は金型に限定されず、発
泡圧力に耐え得るセラミック型、樹脂型その他の各種型
を使用することができる。

【００６０】

【発明の効果】本発明のＩＳＦの成形方法及びポリウレ
タン材料によれば、次のような優れた効果を奏する。フロンを使用しなくても高発泡倍率で低密度のコア
部を備えたＩＳＦを成形でき、地球環境改善に貢献でき
る。また、キュア時間を短縮して効率を高めることがで
きる。泡がほとんど残存しない低発泡の緻密な自己スキン
層を形成でき、フロン発泡の場合と同等又はそれ以上の
優れた外観と感触とが得られる。キャビティ内は減圧により空気が稀薄になっている
ので、ピンホール、ボイド、欠肉等の欠陥が生じにく
い。従って、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はなく、材料損失を低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第一実施例のステアリングホイールのＩＳＦ被
覆のＲＩＭ成形に使用する成形用金型及び真空箱を開い
たときの断面図である。

【図２】同成形用金型の可動型と真空箱の下ケースの平
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。

【図４】同成形用金型及び真空箱を閉じてＲＩＭ成形を
行うときの断面図である。

【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】同成形用金型及び真空箱を開いてＩＳＦ被覆を
離型した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】第二実施例のステアリングホイールのＩＳＦパ
ッドのＲＩＭ成形に使用する成形用金型及び真空箱を開
いたときの断面図である。

【図１０】同成形用金型及び真空箱を閉じてＲＩＭ成形
を行うときの断面図である。

【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。

【図１３】成形用金型の別例を示す断面図である。

【符号の説明】

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３７ＩＳＦ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４３ＩＳＦ被覆４４自己スキン層４５コア部Ｍポリウレタン材料

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｂ２９Ｋ 75:00 105:04 Ｂ２９Ｌ 9:00 (72)発明者川北幸男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)発明者石掛正直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)発明者中村道彦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

【特許請求の範囲】

【請求項１】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の成形
方法において、型のキャビティを５０Ｔｏｒｒ以下に減
圧する工程と、ポリオール成分とイソシアネート成分と
を主成分とし、フロンを無添加とし、硬化促進触媒を添
加し、ポリオール成分１００重量部に対して水を３．０
重量部以下で実質的に添加してなるポリウレタン材料
を、前記キャビティに注入して発泡させる工程とを含む
ことを特徴とするインテグラルスキンフォームの成形方
法。
【請求項２】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を成形
するポリウレタン材料において、ポリオール成分とイソ
シアネート成分とを主成分とし、フロンを無添加とし、
硬化促進触媒を添加し、ポリオール成分１００重量部に
対して水を３．０重量部以下で実質的に添加したことを
特徴とするインテグラルスキンフォームの成形用ポリウ
レタン材料。