JPS61146513A - 異硬度層を有するプラスチツクフオ−ム成形品の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、硬質の層と軟質の層との異硬度層を有するプ
ラスチックフオーム成形品の製造方法に関するもので、
特に、それらの暦が同時に発泡成形されるプラスチック
フオーム成形品の製造方法に関するものである。

（従来の技術） 例えば、自動車のシートに使用されるクツジオンパッド
等においては、乗員に接触する上　　層は柔軟なポリウ
レタンフォーム等のプラスチックフオームにより形成し
て、良好な感触が得られるようにするとともに、下層は
比較的硬質のプラスチックフオームにより）形成して、
その支持が確実になされるようにすることが望まれてい
る。そのような場合、従来は、上層と下層とを軟質プラ
スチックフオームと硬質プラスチックフオームとにより
それぞれ別個に成形して、これらを接着することにより
異硬度の積層体を形成するようにしていた。

しかしながら、このような製造方法では、上層用の型と
下層用の型との二種類の型が必要となるばかりでなく、
七の接着のために工程が複雑化するという問題があった
。また、そのように上層と下層とを接着したものでは、
自動車の加減速や方向変更などによってシートクッシ冒
ンに水平方向の力が加えられたときに、その接着面が剥
離しやすいという問題もあった。

このような問題から、特開昭５５−９１Ｊ１ｆＪ５号公
報に示されているように、軟質のプラスチックフオーム
からなる層と比較的硬質のプラスチ。

クツオームからなる層とを同時に発泡成形する方法が提
案されている。この方法は、型の中に、まず、発泡して
硬質のプラスチックフオーム層さなる第１の発泡原液を
注入し、この第１の発泡原液、がある程度発泡し存後、
軟質のプラスチックフオーム層となる第２の発泡原液を
注入して、これら第１及び第２の発泡原液を発泡硬化さ
せるものである・ このような方法を用いることにより、型の内部において
第１の発泡原液が部分的に発泡、膨張して比重が小さく
なったところで第２の発泡原液が注入されるので、第２
の発泡原液は、比重差によって第１の発泡原液の下方に
潜り込んで層をなすようになる。したがって、その状態
でこれら第１及び第２の発泡原液な発泡硬化させれば、
下層が軟質のプラスチックフオーム層で上層が硬質プラ
スチックフオーム層の、一体積層された異硬度プラスチ
ックフオーム成形品を得ることができる。シートのクッ
ク、ンパッドとして使用するときには、得られた製品を
上下反転させればよい。

（発明、が解決しようとする問題点） しかしながら、このように、第１の発泡原液と第２の発
泡原液との比重差を利用して第１の発泡原液な第２の発
泡原液の上面に浮上させる方法では、第１の発泡原液を
、その比重が第２の発泡原液より確実に小さくなるまで
発泡、膨張させてから、第２の発泡原液を注入するよう
にしなければならない、そのために、上記公報に示され
たものでは、第２の発泡原液を注入する時期を、第１の
発泡原液がその潜在膨張量の１０％以上に発泡及び膨張
したときとしている。

このような潜在膨張量の約１０％まで発泡した時期とい
うのは、その第１の発泡原液のセル形成がかなりの程度
まで進行した時期となる。したがって、そのような時期
に第２の発泡原液な上方から注入すると、その第２の発
泡原液が通過する第１の発泡原液の部分のセルが破壊さ
れてしまい、第１の発泡原液により形成される製品の硬
質プラスチックフオーム層が不均一となってしまう。

また、第１の発泡原液がある程度発泡した後に第２の発
泡原液が注入されるために、その第２の発泡原液の注入
時に混入した空気が抜けにくくなり、大きな気泡として
製品に残ってしまう、そのように製品の内部に大きな気
泡が残ると、セルとその気泡との境界面に亀裂が生じや
すくなり、クッション性及び耐久性が損なわれてしまう
。

さらに、第１の発泡原液と第２の発泡原液との発泡の進
行状態が大幅に異なってしまうので、これらの境界面が
不均一となり、製品の各層の厚さ、硬度等を制御するこ
とが困難となる。

このような問題からみて、第１の発泡原液の発泡が進行
する前に、その下方に第２の発泡原液の層が形成される
ようにすることが望ましいのであるが、第１の発泡原液
が液体状態にあるうちにその上から第２の発泡原液を注
ぐようにすると、第２の発泡原液が第１の発泡原液を通
過する過程でこれらが混合してしまう。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであっ
て、その目的は、型の中に注入された第１の発泡原液が
液体の状態にあるときであっても、これと混合すること
なく、その下方に第２の発泡原液の層を形成させること
ができるようにすることである。

また１本発明の他の目的は、第２の発泡原液の注入時に
、これと第１の発、泡原液とが直接接触することのない
ようにして、第１の発泡原液の発泡進行状態に及ぼされ
る影響が軽減されるようにすることである。

（問題点を解決するための手段）。

この目的を達成するために、本発明では、型の中にノズ
ルを挿入しておき、そのノズルな通して第２の発泡原液
を注入するようにしている。ノズルは、その先端が型の
内面に近接するようにして保持され、その外部に第１の
発泡原液が、また、その内部に第２の発泡原液がそれぞ
れ注入された後、引き抜かれる。

ノズルの内部には圧力を加え、第２の発泡原液が押し出
されるようにすることもできる。

（作用） このようにすることにより、第２の発泡原液は、ノズル
の先端から型の内面に沿って流出し、第１の発泡原液の
下方で層をなすようになる。したがって、第１の発泡原
液が液体状であっても、第２の発泡原液の注入時にこれ
らが混ざり合うことはない、そして、ノズルを抜き取る
と、その跡は周囲の液体状の第１の発泡原液によって塞
がれる。

この状態で発泡させれば、第１の発泡原液と第２の発泡
原液との発泡はほぼ同時に進行することになり、その境
界面が乱されることもなく、所望の硬度及び厚さの異硬
度プラスチックフオーム層が一体結合された成形品を得
ることができる。

（実施例） 以下、図面に基づいて本発明の詳細な説明゛する。

図は、本発明によるプラスチックフオーム成形品、の製
造方法を自動車用シートのクッションパッドの製造に適
用した一実施例を示すもので、第１図は、そのクッショ
ンパッドの製造過程を説明するために、それに用いられ
る型とその内部の発泡原液とをそれぞれ異なる段階で示
した縦断面図であり、第２図はその型の斜視図である。

また、第３図は、その製造方法に用いられる発泡原液吐
出装置の一例を示す回路図である。さらに、第４図は、
モの製造方法によって得られるクッションパッドの切り
欠き斜視図である。

第４図から明らかなように、目標とするクッションパッ
ドｌは、乗員の体重を支えるセンタサポート部１ａと、
その両側にセンタサポート部１ａより高く形成され、乗
員の横方向移動を防止するサイドサポート部１ｂとを有
するもので、センタサポート部１ａの上部は１乗員を柔
らかく支えるようにするために軟質のポリウレタンフォ
ーム層２により形成され、その下部及びサイドサポート
部１ｂは、確実な支持力が得られるようにするために比
較的硬質のポリウレタンフォーム層３によって形成され
る。

このようなクック１ンパツド１を成形するためには、第
２図に示されているようなアルミ合金製の型４が用いら
れる。この型４は、下型５がクッションパッドｌの上面
側を成形し、上型６がその下面側を成形するものである
。したがって、クッションパッドｌは、この型４によっ
て上下反転した状態で成形される。

型４は、コンベヤ等により窯の中で移動されながら加熱
されるようになっている。そして。

その移動経路上には、発泡して比較的硬質のポリウレタ
ンフォーム層３を形成する第１の発泡原液をｙＪ４の内
部に注入するためのミキシングヘッドと、発泡して軟質
のポリウレタンフォーム層２となる第２の発泡原液を注
入するためのミキシングヘッドとが設けられている。

第３図には、そのためのミキシングヘッドを備えた発泡
原液吐出装置が示されている。この図から明らかなよう
に、このミキシングヘッド７は、上部に油圧シリンダ８
が設けられ、その油圧シリンダａ内を摺動するピストン
９のロッド９ａによって、下端の発泡原液吐出口１０が
開閉されるようになっているもので、その油圧シリンダ
８に導入される油圧は油圧ユニット１１によって制御さ
れるようになっている。ミキシングヘッド７の下部には
、両側からインジェクションノズル１２．°、１２２を
通してそれぞれ原料が供給されるようになっている。一
方の側から供給される原料は、発泡原液の一生成分であ
るポリエーテルポリオールに発泡剤。

触媒、界面活性剤等を混入したポリオール混合液であり
、第１原料タンク１３．からアキシャルプランジャポン
プ１４．を介して圧送される・ようになっている、また
、他方の側から供給される原料は１発泡原液の他の主成
分であるポリイソシアネートであり、第２原料タンク１
３゜から同様に７キシヤルプランジヤポンプ１４２を介
して圧送されるようになっている。そして１通常は、同
図（Ａ）で示されているようにピストン９が押し下げら
れて吐出口ｌＯが閉じられ、ポンプ１４１，１４２によ
って圧送された各原料は、１環して原料タンク１３１　
。

１３２に戻されるようになっている。

発泡原液を吐出するときには、ピスト・ン９を同図ＣＢ
）で示されているように上昇させる。

それによって吐出口ｌＯが開かれ、インジェクションノ
ズル１２．，１２．から噴射された各原料が高圧下で衝
突して瞬時に攪拌される。こうして発泡原液が混合形成
され、その吐出ｐｌＯから吐出される。その吐出量は、
ピストン９の作動時間によって決定される。

次に、このようなｙＪ４及び発泡原液吐出装置を用いて
異硬度ポリウレタンフォーム層２．３を有するクッショ
ンパッドｌを製造する方法について説明する。

まず、第１図（Ａ）に示されているように、上型６を開
いて、筒状のノズル１５をｙ！１４の中に挿入し、その
ノズル１５の先端を下型５の内面の高位置にある平坦面
５ｆに密着させた状態で保持しておく、そして、同図（
Ｂ）に示されているように、下ＩＪ！５の平坦面５ｆ上
に、一方のミキシングヘッド７重から所定量の第１の発
泡原液３ａを注入する。この第１の発泡原液３ａは、発
泡して比較的硬質のポリウレタンフォームとなるもので
ある。このように下型５の平坦面５ｆ上に供給ｊれた発
泡原液３ａは。

下型５の傾斜面５Ｓに沿って流下しながら広がっていく
、このとき、ｙ！１４は加熱されているので、発泡原液
３ａは発泡を始め、液体状態からクリーミング状態へと
進行していく。

第１の発泡原液３ａが液体状態にある間に。

第１図（Ｃ）に示されているように、ノズル１５の上端
に他方のミキシングへ、ラド７２を挿入し、第２の発泡
原液２ａをそのノズル１５の内部に注入する。この第２
の発泡原液２ａは、発泡して軟質のポリウレタンフォー
ムとなるものである。そして、第２の発泡原液２ａの注
入後、ノズル１５は、徐々に引き上げられる。それによ
って、第２の発泡原液２ａは、同図（Ｄ）に示されてい
るように、ノズル１５の先端と下型５の平坦面５ｆとの
隙間から流出して、第１の発泡原液３ａの下方に潜り込
む、このとき。

ノズル１５の内部に空気等を送り込んで圧力を加えるよ
うにすれば、第２の発泡原液２ａは。

ノズル１５に詰まることなく急速に押し出されるように
なる。ただし、その場合には、その空気等が第２の発泡
原液２ａとともに流出することのないように、その加圧
時間等を制御することが望ましい、第２の発泡原液２ａ
をノズル１５内に注入するときに空気が混入したとして
も、その空気は、第２の発泡原液２ａがノズル１５の内
部にあるうちに抜は出すので、第２の発泡原液２ａの内
部に気泡が残ることはない。

次いで、第１図（Ｅ）に示されているように、ノズル１
５を型４から完全に引き抜く、これらの操作は、第１の
発泡原液３ａが液体状態、あるいは一部分のみがクリー
ニングしたほとんど液体の状態にある間に行われる。し
たがって、ノズル１５を引き抜いた跡には、その周囲か
ら第１の発泡層°液３ａが流れ込むので。

その痕跡が残ることはない。

こうして、第２の発泡原液２ａは、第１の発泡原液３ａ
がほとんど液体の状態にある間にその下方に供給される
ことになり、下型５の傾斜面５Ｓに沿って流下しながら
広がって、第１の発泡原液３ａの下層をなすようになる
。このとき、その境界面には、第１の発泡原液３ａと第
２の発泡原液２ａとの薄い混合層が形成される。そして
、その境界面は、なだらかな均一のものとなる。

ノズル１５を引き抜いた後、第１図（Ｆ）に示されてい
るように上型６を閉じ１発泡を進行させる。この間にお
いて、型４を水平状態から適宜傾斜させることにより、
各発泡原液２ａ。

３ａの層の厚さ分布を調整することができる。

この状態で型４の加熱を続ければ、第１及び第２の発泡
原液３ａ、２ａがクリーミング１発泡、膨張して、第１
図ＣＧ）に示されているように型４の内部に充満する。

この間において。

これらの発泡原液２ａ、３ａの発泡はほぼ同時に進行す
る。したがって、千切境界面には両側から均等な圧力が
加えられることになり、境界面が乱されることはない、
こうして第１及び第２の発泡原液３ａ、２ｍが完全に発
泡して硬化すると、これらはそれぞれ比較的硬質の第１
ポリウレタンフォーム層３及び軟質の第２ポリウレタン
フォーム層２となり、これらの層３及び２が連続して一
体化された積層成形品が得られることになる。

この成形品を型４から外し、上下反転させれば、第４ｒ
ｌ！ｉに示されているような、センタサポート部１ａの
上面が軟質ポリウレタンフォーム層２で、その周囲が比
較的硬質なポリウレタンフォーム層３のクッションパッ
ド１を得ることができる。

これらの層２．３の硬度及び厚さは、それぞれの発泡原
液２ｍ、３ｍの原料配合比及び量によって制御すること
ができる。すなわち、原料配合比を調整することによっ
て発泡膨張率及び自然０発泡時の硬度を変えることがで
きる。したがって、各原料配合比に応じて実験によりそ
れらの数値を求めておけば、型４の内部容積等に合わせ
て計算゛をすることにより、形成される各層２．３の硬
度及び厚さの理論値を予め求めることができる。

この方法によりクッションパッドを成形した結果、望ま
しいクッションパッド１を得ることができた。このとき
の第１の発泡原液３ａ及び第２の発泡原液２ａは、通常
のポリウレタンフォーム形成用原液と同様のもので、第
１の発泡原液３ａには、第２の発泡原液２ａより硬質の
ポリウレタンフォームとなるように、水及びポリイソシ
アネートの配合比が小さいもの、あるいはポリインシア
ネートの成分が興なるもの等を選んだ。

なお、上記実施例においては、第１及び第２の発泡原液
３ａ、２ａを、いずれもミキシングヘッド７１１７２か
ら吐出させて注入するようにしているが、このようなミ
キシングヘッド７１＊７２を用いずにそれぞれの原料を
混合して、それを下型５上及びノズル１５内にそれぞれ
注ぐようにしてもよい、第２の発泡原液２ａの混合にミ
キシングヘッド７２を用いる場合には、そのミキシング
ヘッドフ２自体をノズル１５として利用して、その発泡
原液吐出口１０を下！Ｉ５の内面に密着させておき、第
２の発泡原液２ａを高圧吐出した後、Ｍ４から引き抜く
ようにすることもできる。そのようにすれば、第２の発
泡ｊｉｉ１２ａの注入時に空気が混入することは完全に
防止することが−ｒ！きる。

また、上記実施例においては、ノズル１５の先端をｙＪ
４の内面に密着させるようにしているが、ノズル１５の
先端と型４の内面との間には小さな隙間が形成されてい
てもよい、このようにしても、ノズル１５の内部に入り
込む第１の発泡原液３ａの量はわずかであり、しかも第
２の発泡原液２ａの注入によって押し出されるので、そ
れらが混合するとしても極めてわずかな量となり、製品
に及ぼされる影響はほとんどない、ノズル１５としては
、直管状のもののほか、複数個の吐出口を有する分岐管
状のものとすることもできる。

さらに、上記実施例においては、先に注入された第１の
発泡原液３ａの発泡を進行させながら、第２の発泡原液
２ａを注入するようにしているが、これらをともに注入
した後に発泡を開始させるようにすることもできる。し
たがって、これらの発泡原液３ａ、２ａの注入は同時と
することも、あるいは第２の発泡原液２ａをノズル１５
の内部に注入した後、第１の発泡原液３ａをノズル１５
の外部の型４内に注入するようなこともできる。そして
、このように第１及び第２の発泡原液３ａ、２ａを注入
した後。

発泡を開始させるようにすることによって、それらの発
泡の進行状態を完全に一致させることができる。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明によ。

れば、第１の発泡原液と第２の発泡原液とを。

型の内面に近接させて保持されたノズルの外部と内部と
にそれぞれ分けて注入し、そのノズルの先端から第２の
発泡原液を流出させるようにしているので、第１の発泡
原液が液体状態にあっても、これと混合することなく、
その下方に第２の発泡原液の層を形成させることができ
、均一な硬質プラスチックフオーム層と均一な軟質プラ
スチツクフオーム層とが連続して一体積層された異硬度
層を有するプラスチックフオーム成形品を得ることがで
きる。そして。

第２の発泡原液の注入時には第１の発泡原液に直接接触
することがないので、第１の発泡原液が先に発泡を始め
ている場合にも、その発泡状態が乱されることはない、
また、第１の発泡原液の下方に第２の発泡原液を潜入さ
せるとき空気が混入することがないので、内部に気泡が
残ることもない、さらに、これらの発泡原液が、型の中
でともに液体状態のまま層をなすようにされ、モの発泡
がほぼ同時に進行するようにされるので、その境界面が
乱れのないなだらかなもの、となる、したがって、製品
の各層の硬度や厚さを所望の範囲に制御することも容易
となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明の異硬度層を有するプラスチックフオ
ーム成形品の製造方法によ る自動車用シートのクッションパッド の製造方法の一実施例を示すもので。 その（Ａ）〜（Ｇ）は、それぞれ異な る段階における型及びその内部の発泡 原液の状態を示す縦断面図、 第２図は、そのクッションパッドの製造に用いられる型
の斜視図。 第３図（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ、その製造方法にお
いて用いられる発泡原液吐 出装置の一例を示す回路図、及び七の 要部の異なる状態を示す部分図、 第４図は、その製造方法によって得られるクック１ンパ
ツドの切り欠き斜視図で ある。 ｌ・・・クッションパッド （プラスチックフオーム成形品） ２・・・軟質ポリウレタンフォーム層 （軟質プラスチツクフオーム層） ２ａ・・・第２の発泡原液 ３・・・硬質ポリウレタンフォーム層 （硬質プラスチックフオーム層） ３ａ・・・第１の発泡原液 ４・・・型 ５・・・下型　　　　５ｆ・・・平坦面（型の内面）１
５…ノズル 出願人　　本田技研工業株式会社 代理人　　弁理士　真下　端　佑 第１図 （Ｂ） （（ｊ （Ｅ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 型の中にノズルを挿入して、その先端を型の内面に近接
   させた状態で保持しておき、 その型の中の前記ノズルの外部に、発泡して比較的硬質
   のプラスチックフォーム層を形成する第１の発泡原液を
   注入するとともに、 発泡して前記プラスチックフォーム層より軟質のプラス
   チックフォーム層を形成する第２の発泡原液を前記ノズ
   ルの内部に注入し、 その第２の発泡原液をそのノズルの先端から前記型の内
   面に沿って流出させることにより、前記第１の発泡原液
   の下方に第２の発泡原液の層を形成させ、 前記ノズルを引き抜いて、これら第１及び第２の発泡原
   液を前記型の中でともに発泡硬化させることよりなる、 異硬度層を有するプラスチックフォーム成形品の製造方
   法。