WO1997020679A1

WO1997020679A1 - Procede de fabrication d'articles de caoutchouc silicone moules d'une piece

Info

Publication number: WO1997020679A1
Application number: PCT/JP1996/003047
Authority: WO
Inventors: Taro Ogawa
Original assignee: Namba Press Works Co., Ltd.
Priority date: 1995-12-05
Filing date: 1996-10-21
Publication date: 1997-06-12
Also published as: CA2211741A1; JPH09155964A; AU730562B2; EP0807511A4; US6004491A; DE69627135D1; EP0807511B1; AU7334496A; EP0807511A1; JP2813165B2; DE69627135T2

Description

明細書

シリコンラバーを使った一体成形方法技術分野

本発明は，ウレタンの反応性混合溶液を用いての一体成形方法に関し，特に，シリコンラバーを使用して上型及び下型により一体圧縮する一体成形方法に関する。

背景技術

ウレタンの反応性混合液を均等に塗布し，ガス化反応が終了した後であっていまだ粘弾性流動状態である間に上型と下型で一定時間圧縮することにより，所望の立体成形体を製造する技術は，例えば米国特許第 5,273,698 号等に記載されているように周知のものである。当該技術は，椅子や車のシートといったものから， Tシャツや帽子またはゾ \ッグ等のァ J、°レル関係に至るまで広く応用されている。

一般にウレタンの発泡は， 2液の混合による化学反応の結果生じる。通常使用される混合物は，イソシァネー卜（ISO)及びポリオ一ル (POLY)を主成分としたもので，他に触媒及び水が含まれる。これらの成分から成る混合物をフォーム状にしたものをポリウレタンフォームまたはポリユレァフォームと呼び，これらが実際の一体成形に使用される。上記文献にも記載されているように，化学反応は C〇₂を発生するガス化反応と，固形化反応とに分かれる。ポリウレタンフォームは最初ガス化反応により急激に体積を膨張させる。このガスィヒ反応が終了するとウレタン全体がゲル状態から固形状態へと移行する。ガス化反応が終了し，ウレタンがいまだ粘弾性流動状態である間をタックフリーと呼ぶが，一体圧縮はまさにこの時に行われなければならない。

上記ポリウレタンフォームは被圧縮物に対しなるべく均等に塗布されなければならない。均等でないと，上型及び下型で圧縮する際にガス化未反応部分が残つたり，製品に亀裂が生じたりする原因になるためである。ポリウレタンフォームを均等に塗布するために従来から弾性シートが使用されてきた。該弾性シートは，その表面にポリウレタンフォームを均等に塗布した状態で，上型と下型に挾まれ加圧圧縮されることから，弾力性及び耐久性に優れたものでなければならない。

上記文献に記載されているように，従来は弾性シートとしてポリエチレンフイルムなどが使用されていた。しかし，該ポリエチレンフィルムは，伸縮性が悪く，一端伸びてしまうと回復せず，薄くなつて破れる危険性が高い。また，一体圧縮終了後に型及びウレタンから当該ポリエチレンフィルムを剥がす際の離型性または剥離性が悪い。さらに，耐久性が悪いことからランニングコストが高くなるばかりか交換に手間がかかり作業効率の低下を招いていた。

一方上記したように，タックフリ一の状態で迅速に加圧圧縮するとは実際には非常に難しい。ポリウレタンフオームを均等に塗布する過程でガス化反応は始まつてしまうため，最初に塗った方と遅れて塗った方ではタツクフリーまでの時間が異なる。この反応速度のずれが加圧タイミングを取るのを困難にしている。特に広い面積に塗布する場合にはこのずれが顕著になる。そこでポリゥレタンフォームの粘性を下げ，塗布に費やされる時間を節約しガス化反応を早めるべく，ウレタン混合液をプレヒ一卜する方法が考案されたが，耐熱性の低い上記ポリエチレンフイルム上に高温のポリウレタンフォームを直接使用することはできない。

これら従来の弾性シートの欠点を克服するべく，本願発明が為された。

すなわち，本発明の目的は，弾力性，伸縮性，復元性及び離型性にすぐれたシリコンラバ一シ一卜を使用して一体圧縮成形する方法を与えることである。

また，本発明の他の目的は，耐久性が高いシリコンラバーを使用することにより，ランニングコストを減少させ，作業効率を向上させることである。

さらに，本発明の他の目的は，耐熱性の高いシリコンラバ一を使用することにより，加圧タイミングを取りやすし、一体成形方法を与えることである。

発明の開示

上記目的を達成するために本願において上記弾性シー卜としてシリ'コンラバーを使用することを見いだした。本発明によるシリコンラバーを使つた一体成形方法は，

水平に保持された前記シリコンラバー上に，被処理物を載置する工程と，

上型及び下型により，前記シリコンラバー及び前記被処理物を同時に圧縮する工程と，

から成ることができる。

また前記被処理物は，スプレー方式で，前記シリコンラバー上に塗布されてもよいが，デイスペンス方式で塗布されることもできる。

さらに，前記被処理物とシリコンラバ一との間に，介在物を有することも可能である。

前記被処理物は，例えば，ウレタン発泡体の反応性液状混合物である。

また，前記被処理物は，例えば，ウレタンエラス卜マの反応性液状混合物である。

本発明による方法は，好適には，前記上型及び下型により前記シリコンラバ一及び前記被処理物を圧縮した状態で所望の時間の間だけ加圧保持する工程，を含むことができる。

一方，本発明によるシリコンラバーを使った一体成形方法の他の方法は，

前記シリコンラバーが前記下型の形状に沿うように，当該シリコンラバ一を前記下型内側面にバキューム吸着させる工程と，

から成ることができる。

また，好適には，前記シリコンラバーが前記下型の内側面にバキューム吸着された状態のまま，前記上型及び下型により前記シリコンラバー及び前記被処理物を圧縮した状態で所望の時間の間だけ加圧保持する工程を含むことができる。

図面の簡単な説明

図 1 は，本発明の第 1の実施例に使用するシリコンラバー固定治具を示したものである。

図 2は，本発明の第〗の工程に従って，ウレタン発泡体混合物を塗布した状態を示したものである。

図 3は，本発明の第 2の工程に従って，一体圧縮するようすを示したものである。

図 4は，（A)は，本発明の他の方法の第 1工程に従つて，ウレタン発泡体混合液をスプレー方式で塗布するようすを示したものである。（B)は，その第 2工程にしたがって，シリコンラバ一を下型内側面にバキューム吸着させた状態を示したものである。図 5は，発明の他の方法の第 3工程にしたがって，一体圧縮した状態を示したものである。

発明を実施するための最良の形態

本発明に使用されるシリコンラバーは，例えばタイガースポリマー社製の SR-50や信越化学工業社製の C-16 など市販のものである。シリコンラバ一は，基本的にはシリコン生ゴム（ポリマー），充填剤，及び分散促進剤とから成り，これに加硫剤等の添加剤を加えて，プレス成形，カレンダー成形，または射出成形等により製造される。

シリコンラバーの物性的特徴を簡単に説明する。シリコンラバ一は，分子構造上 Si-〇の結合エネルギーが大きいため非常に安定している。そのため，一般の有機系ゴムに比べ耐熱性，電気絶縁性，化学的安定性の点で優れている。また，シリコン分子はコイル構造を有し分子間力が小さいため，弾力性，圧縮性及び耐寒性に優れている。さらに，コイル構造の外側に位置するメチル基が自由に回転できるため，撥水性，離型性などの優れた界面特性を発揮し得る。

我々は，シリコンラバーのもつさまざまな特徴の中で特に，弾力性，耐熱性，化学的安定性，及びガス透過性に注目した。弾力性に関しては，圧縮永久歪みが他の有機ゴムに比べ 100° (：〜 20 TCの髙温域で特に優れている。耐熱性に関しては，有機系ゴムに比べ極めて優れており，例えば 15CTCでは特性がほとんど変化せず半永久的に連続使用が可能であり， 200°Cでも 10,000時間の連続使用に耐えることができる。化学的安定性については，耐油性，耐溶剤性及び耐薬品性に優れ，希酸または希ァルカリにはほとんど侵されない。ガス透過性については，ポリエチレンに比べ C〇₂の透過率が約 200倍，水蒸気透過率が約 14倍である。

次にこれらの特徴が，ウレタン発泡体の一体成形において実際どのように有利であるかについて説明する。上記したように，一体成形は，弾性シート上にポリウレタンフォームを塗布した状態で，上型及び下型により同時に圧縮することにより為される。当該弾性シ一卜は一定時間圧縮された後に型からすばやく取り外され再び次の —体成形工程に使用される。この作業サイクルにおいて，弾性シートには，第 1 に優れた弾力性及び離型性が要求される。上記した特性によりシリコンラバ一はこの第 1の要件を十分に満たす。第 2に，優れた耐熱性が要求される。ポリウレタンフォームはスプレー用にプレヒー卜され，またガス化反応熱も発生するため非常に高温になるからである。この点でも上記した特性によりシリコンラバ一は要件を十分に満たす。第 3に，優れた化学的安定性が要求される。ポリウレタンフォームの組成物である，イソシァネ一卜，ポリオール，及びその他の触媒による浸食を防止するためである。この点でも上記した特性によりシリコンラバ一は十分に要件を満たす。以上の 3つの要件に加え，特にシリコンラバーを選択した理由は，その優れたガス透過性にある。ウレタン反応性混合物のガス化反応により発生する大量の C〇₂及び水蒸気はほとんどがウレタンフォ一ムの外表面部分より空気中に発散するため，ガスの発生しにくい弾性シ一卜との接面部分及び底面付近の反応速度は比較的遅い。その結果，それらの部分は未反応部分として残り，製品後の亀裂の原因になる。シリコンラバーは，上記したように， C〇2及び水蒸気の透過性に優れているため，シリコンラバーとの接面部付近のウレタンフォームから発生する C〇₂及び水蒸気を空気中へ発散させることができ，反応速度のむらが解消される。

以上の理由により，我々はシリコンラバーを弾性シ一卜に応用することを見出したのである。

以下，本願発明を図面を交えながら説明していく。図

1 から 3には，比較的薄手の立体成形体を一体成形するための本発明の第 1の実施例が示されている。

図 1 は本発明の方法を実施するためのシリコンラバー固定治具 1を示したものである。（A)は該治具の平面図を示し，（B)は側面図を示す。シリコンラバー固定治具 1は円筒部 5と，該円筒部の一端から延伸したフランジ部 3 と，円筒部 5の開口端を覆うように輪ゴム 6によって固定されたシリコンラバ一 2と，当該治具を位置合わせするための基準穴 4， 4，と，から成る。シリコンラバ一 2は水平に一定の張力で張られ，その厚さは一般に 0,2〜

2mmのものが良く，好適には 0.5〜1 mmのものが使用される。シリコンラバーの周縁は輪ゴム 6により，円筒部 5 の開口端部に固定される。該円筒部 5の開口端部は，外側にカーリングされ，輪ゴム 6がはずれないためのストッパーの役割を有する。本実施例において，シリコンラバ— 2の載置面の直径は約 30cm〜1 m程度が好適である。したがって，比較的薄手の，例えば Tシャツの立体プリン卜などの製造に適している。

本発明の方法は，水平に保持されたシリコンラバー上に，ウレタン発泡体の反応性混合物を塗布する工程と，上型及び下型によりシリコンラバー及びウレタン発泡体を一体圧縮する工程と，から成る。

図 2は，本発明の第 1 の工程である，水平に保持されたシリコンラバー上にウレタン発泡体の反応性混合物を塗布する工程を示したものである。ウレタン発泡体 22は主にポリオール及びイソシァネー卜を主成分とする反応性混合液をフオーム状にしたポリウレタンフォームまたはポリユレァフォームである。ウレタンの液状混合物は，デイスペンス方式またはスプレー方式で塗布される。スプレー方式で塗布する際は，上記 2つの液体をプレヒー卜することが好適である。ウレタン¾泡体 22は，シリコンラバー 2の上に直接塗布することが可能であるが，繊維材 21を介して塗布することもできる。この場合，繊維材 21の表面にはプラスチックフィルムまたはスラブウレタンがラミネ一卜加工されていてもよい。

図 3は，本発明の第 2の工程である，上型及び下型によりシリコンラバー及びウレタン発泡体を一体圧縮する工程を表したものである。一体圧縮装置は上型 30及び下型 31とから成る。下型には上記シリコンラバ一固定治具 1を位置合わせするための基準ピン 36， 36' が設けられている。該基準ピン 36， 36' とシリコンラバ一固定治具の基準穴 4， 4，が嵌合することにより，シリコンラバ一上のウレタン発泡体と，上型及び下型の凹凸面 32, 33がァライメン卜される。 Tシャツの立体プリン卜を製造する場合には，その上にさらに表皮材固定治具 35に張られた表皮材 34が載置されてもよい。一体成形は表皮材 34, 発泡体ウレタン 22，繊維材 21 , 及びシリコンラバー 2を同時に圧縮することにより為される。ウレタン発泡体混合物 22は，タックフリーのタイミングで好適には 1256kg の力（4kg/cm2X200mm ) で 30秒〜 3分間加圧圧縮される。加圧タイミングをとることは一般に非常に難しいが，本発明によるシリコンラバ一を使用すれば比較的簡単に加圧タイミングをとることができる。すなわち，ゥレタン反応性混合物塗布の均一性及び反応速度のばらつき防止を担^するために，好適にはプレヒー卜した該混合物をスプレー方式で噴射する方法がとられる。弾力性及び耐熱性に優れたシリコンラバ一であるがゆえ，スプレ一方式により短時間で均一に塗布することが可能である。その結果，反応速度の場所的なばらつきがなくなり，タックフリーまでの時間が容易に計算できるのであ o

以上，比較的薄手の立体成形体の実施例について説明してきたが，発泡性ウレタンの代わりにウレタンエラストマを使用しても，同様の方法で同様の効果が得られる。

次に，本発明の他の方法について説明する。本発明による他の方法は，水平に保持されたシリコンラバー上に，ウレタン発泡体の反応性混合物を均一に塗布するェ程と，前記シリコンラバーを下型内側面にバキューム吸着させる工程と，上型及び下型により前記シリコンラバー及び前記ウレタン発泡体の反応性混合物を一体圧縮する工程と，から成る。

本発明による他の方法を比較的厚手の立体成形体製造の実施例について説明する。図 4及び図 5には，自動車用座席シー卜の一部分の製造方法が略示されている。図 4 ( A ) は，本発明の他の方法の第 1工程である，水平に保持されたシリコンラバー上にウレタン発泡体の反応性混合物を塗布する工程，を示したものである。混合液スプレー 40からプレヒ一卜されたポリオール及びィソシァネ一卜の反応性混合液 45がシリコンラバー 44上に均一に塗布される。ここで使用されるシリコンラバー 44 は，第 1の実施例に使用されたものと同種のものでよいが，大きくかつ深しぼりされた成形体を製造するために，幅が広くかつ厚さが 1 mm〜10mm程度の厚めのものが好適である。シリコンラバー 44は実施例 1 と同様の固定治具（図示せず）により水平に固定されている。

図 4 ( B ) は本発明の他の方法の第 2の工程である，シリコンラバーを下型内側面にバキューム吸着させるェ程，を示したものである。一体圧縮される前に，シリコンラバー 44は，ウレタン混合物を載置させた状態ですばやく下型 42の内側面 47にバキューム吸引される。下型 42 の内側面 47には複数の細孔 48が配設されており，シリコンラバー 44と下型 42との間の空気が，該細孔 48を通じて排気口 49から真空ポンプ（図示せず）により排気される。その結果，シリコンラバ一 44は下型内側面 47上に完全に吸着される。すなわち，図 4 ( B ) のような深しぼりの型形状の場合，通常の方法により一体圧縮すると，成形体の下隅の部分 46がシリコンラバ一 44の復元力により丸くなつたり薄くなつたりして型形状通りに成形されない傾向がある。そこで，本発明の他の方法により，圧縮前に予めシリコンラバー 44を下型形状に沿わせておいてから一体圧縮することで，深しぼりの下隅部分もきれいに成形される。尚，一体圧縮には表皮材 43を含めることもできる。

図 5は，本発明の他の方法の第 3工程である，上型及び下型によりシリコンラバ一及びゥレタン発泡体の反応性混合物を一体圧縮する工程，を表している。圧縮タイミング，圧力，及び加圧時間は実施例 1 と同様に所望の最適値が選択される。シリコンラバ一 44のバキューム吸引は加圧圧縮の時間中も続行される。以上，比較的厚手の立体成形体の実施例について説明してきたが，発泡性ウレタンの代わりにウレタンエラストマを使用しても，同様の方法で同様の効果が得られる。

本発明により，弾力性，伸縮性，復元性及び離型性にすぐれたシリコンラバーシ一卜を使用して一体圧縮成形する方法が与えられた。

また，本発明により，耐久性が高いシリコンラバーを使用することで，ランニングコストを減少させ，作業効率を向上させることが可能となる。

さらに，本発明により，耐熱性の高いシリコンラバーを使用することにより，一体圧縮の加圧タイミングが取りやすくなつた。

さらにまた，本発明により，立体成形体の深しぼり形状の角隅部分まできれいに成形することが可能となつ o

Claims

請求の範囲

1 . シリコンラバーを使った一体成形方法であって，水平に保持された前記シリコンラバー上に，被処理物を載置する工程

と，

上型及び下型により，前記シリコンラバ一及び前記被処理物を同時に圧縮する工程と，

から成る方-/云。

2 . 請求項 1 に記載の方法であって，前記被処理物は，スプレー方式で，前記シリコンラバー上に塗布される，

ところの方法。

3 . 請求項 1に記載の方法であって，前記被処理物は，ディスペンス方式で前記シリコンラバー上に塗布される，

ところの方法。

4 . 請求項 1乃至 3に記載の方法であって，前記被処理物とシリコンラバーとの間に，介在物を有する，ところの方法。

5 . 請求項 1乃至 4に記載の方法であって，前記被処理物は，ウレタン発泡体の反応性液状混合物である，ところの方法。

6 . 請求項 1乃至 4に記載の方法であって，前記被処理物は，ウレタンエラス卜マの反応性液状混合物である，ところの方法。

. 請求項 1乃至 6に記載の方法であって，さらに，前記上型及び下型により前記シリコンラバー及び前記被処理物を圧縮した状態で所望の時間の間だけ加圧保持する工程，

を含むところの方法。

.シリコンラバーを使った一体成形方法であって，水平に保持された前記シリコンラバ一上に，被処理物を載置する工程と，

から成る方法。

. 請求項 8に記載の方法であって，前記被処理物は，スプレー方式で，前記シリコンラバー上に塗布される，ところの方法。

. 請求項 8に記載の方法であって，前記被処理物は，ディスペンス方式で前記シリコンラバ一上に塗布される，

ところの方法。

- 請求項 8乃至 1 0に記載の方法であって，さらに，前記シリコンラバーが前記下型の内側面にバキューム吸着された状態のまま，前記上型及び下型により前記シリコンラバ一及び前記被処理物を圧縮した状態で所望の時間の間だけ加圧保持する工程を含む，

ところの方法。