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JP5992812B2 - 表皮一体発泡成形品の製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、特に、ヘッドレストやアームレスト等の車載用工業製品として利用される表皮一体発泡成形品の製造方法に関するものである。
従来、自動車用軟質ウレタンフォームの低密度成形品を得るために、発泡剤として水とフロンガスを併用した方法が知られている。しかしながら、発泡剤として水とフロンガスを組み合わせて使用する製法は、フロンガスがオゾン層を破壊するという環境問題がある。
そこで、フロンガスを利用しない技術として、特開平１１−２９３０２７号公報があり、この公報に記載されたポリウレタンフォームの製造方法は、ヘッドレストやアームレスト等の表皮一体発泡成形品の製造に利用される。
この製造方法に適用される製造装置では、三つの貯留槽が利用され、第一貯留槽には、ポリウレタン樹脂の製造のための一方の原材料であるポリイソシアネートを主成分とする液状原料が貯留される。第二貯留槽には、ポリウレタン樹脂の製造のためのもう一方の原材料であるポリオールを主成分とする液状原料が貯留される。第三貯留槽には、主成分であるポリオールおよび有機金属系触媒、発泡剤その他の副材の含有率が上記第二原料と同等となるように調製された液状原料（但し、第３級アミン系触媒は添加しない。）を当該第三貯留槽に連通する供給管を介して供給する。ここで、第三貯留槽にはガスローディング装置が装備されており、第三貯留槽に貯留する原料に炭酸ガスをほぼ飽和状態に至る程度にまで混合することができる。
そして、第一貯留槽、第二貯留槽および第三貯留槽からそれぞれ所定の流量で各給液管を介してミキシングヘッドの混合室に各々別個に供給する。而して、当該混合室内に高圧で噴出されて瞬時に攪拌混合された混合原料をそのままミキシングヘッド先端部に設けられた放出口から外部（例えば成形型内）に放出する。その後、放出された混合原料中のポリオール成分とポリイソシアネート成分との重合反応（重付加反応）が泡化反応とともに開始されるため、当該混合原料から所望する形状のポリウレタンフォームが生成される。
特開平１１−２９３０２７号公報
しかしながら、前述したポリウレタンフォームの製造方法では、第三貯留槽に貯留する原料に炭酸ガスをほぼ飽和状態に至る程度にまで混合する際に、第三貯留槽内で攪拌されているので、そのためガスが放出されるので、第三貯留槽には、ガス抜き弁が必要になる。
本発明は、ポリオールを主成分とする第１の原料に圧力を加えながら炭酸ガスを溶かして炭酸ガス混入液を生成する際に、ガスの発生を抑制するようにした表皮一体発泡成形品の製造方法を提供することを目的とする。
本発明は、ポリオールを主成分とする第１の原料に圧力を加えながら、強制的に攪拌することなく炭酸ガスを溶かして炭酸ガス混入液を生成する第１の工程と、
イソシアネートを主成分とする第２の原料と前記炭酸ガス混入液とを高圧発泡機内で衝突混合させてウレタン発泡させる第２の工程と、
前記第２の行程により生成されたウレタン発泡剤を、表皮一体発泡成形品の表皮内に加圧状態で注入する第３の工程と、を備えたことを特徴とする。
この表皮一体発泡成形品の製造方法においては、ポリオールを主成分とする第１の原料に圧力を加えながら、強制的に攪拌することなく炭酸ガスを溶かして炭酸ガス混入液を生成する第１の工程と、
イソシアネートを主成分とする第２の原料と前記炭酸ガス混入液とを高圧発泡機内で衝突混合させてウレタン発泡させる第２の工程と、
前記第２の行程により生成されたウレタン発泡剤を、表皮一体発泡成形品の表皮内に加圧状態で注入する第３の工程と、を備え、前記第３の工程は、縫製により成形された表皮を成形金型内にセットし、前記表皮内に前記ウレタン発泡剤を注入する。
本発明によれば、ポリオールを主成分とする第１の原料に圧力を加えながら炭酸ガスを溶かして炭酸ガス混入液を生成する際に、ガスの発生を抑制することができる。
本発明に係る表皮一体発泡成形品の製造方法に適用する製造装置の一実施形態を示す図である。
以下、図面を参照しつつ本発明に係る表皮一体発泡成形品の製造方法の好適な実施形態について詳細に説明する。
図１に示されるように、表皮一体発泡成形品（ヘッドレストやアームレスト等の車載用工業製品）の製造方法では、ポリオールを主成分とする第１の原料１と、イソシアネートを主成分とする第２の原料２とが利用される。第１の原料１は、貯留タンク３に格納され、第２の原料２は、貯留タンク４に格納される。
貯留タンク３内の第１の原料１と、炭酸ガス５は、ミキサ６内に供給される。このミキサ６内では、第１の原料１に圧力を加えながら、強制的に攪拌することなく炭酸ガス５を溶かして炭酸ガス混入液７を生成する。
このとき、第１の原料１に３〜１０Ｍｐａの圧力を加えながら炭酸ガス５と溶かす。この炭酸ガス混入液７は、貯留タンク８内に供給され、この貯留タンク８内では、加圧状態で炭酸ガス５の溶け込み量が０．２〜２％に制御され、貯留タンク８内には、炭酸ガス混入液７が貯留されている。
貯留タンク８内の炭酸ガス混入液７と貯留タンク４内の第２の原料２とポンプ１０，１１によって高圧発泡機１２内で衝突混合させてウレタン発泡剤１３を生成させる。その後、ウレタン発泡剤１３を注入ヘッド１４から、成形金型内にセットされた表皮（縫製により成形されている）内に加圧状態で注入する。
ウレタン発泡剤１３は、注入時には、一気に大気に解放されるため気圧が低下することにより溶解していた炭酸ガス５が大気圧になると同時に気化（膨張）する。この膨張力でウレタン発泡剤１３の発泡倍率を稼ぐことができ、その結果、表皮内で生成される軟質ポリウレタンフォームの低密度化を容易に図ることができる。なお、この表皮は、縫製により成形されている。
ここで利用される炭酸ガスは、ナフサから石油などを生成する段階で大気へ放出する予定の炭酸ガスを回収してボンベに充填されており、わざわざ炭酸ガスを工業的に生成していない。
炭酸ガスやフロンガスを使用しないで、水などの化学反応のみに頼る発泡では軟質ポリウレタンフォームが表皮内で生成できるまでのクリームタイムに数秒かかる。
これに対して、この実施形態に係る炭酸ガス発泡では、クリームタイムを限りなくゼロに近づけることができ、その結果、ウレタン発泡剤１３が表皮内で液状の状態の時間が短いため、表皮の縫合部分（針穴、はぎ合わせ）からウレタン発泡剤１３が染み出し難い。なお、クリームタイムとは、Ａ液（炭酸ガスが溶かし込まれた炭酸ガス混入液７）とＢ液（第２の原料２）との混合を始めてから反応混合液がクリーム状に白濁して立ち上がり始めるまでの時間を言う。
１…第１の原料 ２…第２の原料 ３，４，８…貯留タンク ５…炭酸ガス ６…ミキサ ７…炭酸ガス混入液 ９…炭酸ガス混入液 １０，１１…ポンプ １２…高圧発泡機 １３…ウレタン発泡剤 １４…注入ヘッド

Claims (5)

  1. ポリオールを主成分とする第１の原料に圧力を加えながら、強制的に攪拌することなく炭酸ガスを溶かして炭酸ガス混入液を生成する第１の工程と、
    イソシアネートを主成分とする第２の原料と前記炭酸ガス混入液とを高圧発泡機内で衝突混合させてウレタン発泡させる第２の工程と、
    前記第２の行程により生成されたウレタン発泡剤を、表皮一体発泡成形品の表皮内に加圧状態で注入する第３の工程と、を備え、前記第３の工程は、縫製により成形された表皮を成形金型内にセットし、前記表皮内に前記ウレタン発泡剤を注入することを特徴とする表皮一体発泡成形品の製造方法。
  2. 前記表皮は、ヘッドレスト又はアームレストの表皮である請求項１記載の表皮一体発泡成形品の製造方法。
  3. 前記表皮は、車載用工業製品として利用される表皮である請求項２記載の表皮一体発泡成形品の製造方法。
  4. 炭酸ガスの溶け込み量を０．２〜２％に制御することを特徴とする請求項１記載の表皮一体発泡成形品の製造方法。
  5. 前記第１の原料に３〜１０Ｍｐａの圧力を加えながら前記炭酸ガスと溶かすことを特徴とする請求項１記載の表皮一体発泡成形品の製造方法。
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