(57)【要約】【課題】性状の良好な樹脂発泡体を効率よく成形することができるウレタン発泡体の製造方法を提供する。【解決手段】加熱炉２０は、台車７０の移動方向の上流側に第１の温風吹出ノズル２１が配置され、下流側に第２の温風吹出ノズル２２が配置されている。台車７０は、ライン１からライン２を経て加熱炉３０を通過し、この間、金型８０が温風で加熱され、ウレタンの発泡及び硬化反応（キュア）が進行する。第１の温風吹出ノズル２１から吹き出す温風の温度ｔ１を第２の温風吹出ノズル２２から吹き出す温風の吹出温度ｔ２よりも高くしている。このため、ウレタンの樹脂化が早期に開始するようになり、脱型後の成形品表面のべとつきが低減する。また、樹脂化反応を十分に進行させることにより、クラッシュ処理によるウレタン成形品の塑性変形を防止ないし抑制することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発泡成形用の金型にウレタン原液を供給し、この金型を加熱炉内を通過させて加熱し、該原液を発泡させる成形工程を有したウレタン発泡体の製造方法において、
該加熱炉内に、金型移動方向に配置位置を異ならせて複数の加熱手段が配置されており、台車移動方向上流側の加熱手段の加熱温度を下流側の加熱手段よりも高くすることを特徴とするウレタン発泡体の製造方法。
【請求項２】
請求項１において、前記金型を台車に載せて移動させることを特徴とするウレタン発泡体の製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記加熱手段は温風吹出手段であることを特徴とするウレタン発泡体の製造方法。
【請求項４】
請求項３において、温風を金型の上方、下方及び側方の少なくとも一方向から金型に吹き付けることを特徴とするウレタン発泡体の製造方法。
【請求項５】
請求項３又は４において、車両用シートパッドを成形する方法であって、前記温風吹出手段として台車移動方向上流側の第１の温風吹出手段と下流側の第２の温風吹出手段とが設けられており、
第１の温風吹出手段からの温風の温度が１００〜１４０℃であり、
第２の温風吹出手段からの温風の温度が０〜６０℃であることを特徴とするウレタン発泡体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シートパッドなどのウレタン発泡成形品を成形するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のシートパッドなどの発泡樹脂成形品は、所定の成形用キャビティを有する発泡成形型内にウレタン原液を注入して発泡させることによって得られる。
【０００３】
このようなウレタン発泡成形品を連続的に製造するための方法として、発泡成形型を、台車やターンテーブルによって順次発泡工程へ移動させ、型外に設けられた注入装置から前記型内に発泡樹脂材料を注入し、加熱して発泡成形を行う方法が知られている（下記特許文献１〜３）。
【０００４】
特許文献１，２の台車は、サーキット状のレール上を移動するよう構成されている。
【０００５】
特許文献３では、ターンテーブル方式の発泡成形設備が用いられている。
【特許文献１】特開２００６−６２２０５
【特許文献２】特開平１０−３４６７７
【特許文献３】特開平７−１１２４４４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１〜３には、加熱炉内の温度分布についての記載はなされていない。
【０００７】
一般に、加熱炉の温度は高いほど反応は促進されるが、脱型の作業性を考慮すると無制限に高くすることはできない。そのため、従来は反応性と作業性を両立するような温度に設定されていた。しかしながら、従来の設定温度では特にウレタンの樹脂化反応が遅くなり、成形品表面のべとつきが発生したり、生産性が低いなどの短所があった。
【０００８】
本発明は、上記従来の問題点を解決し、性状の良好な樹脂発泡体を効率よく成形することができるウレタン発泡体の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明（請求項１）のウレタン発泡体の製造方法は、発泡成形用の金型にウレタン原液を供給し、この金型を加熱炉内を通過させて加熱し、該原液を発泡させる成形工程を有したウレタン発泡体の製造方法において、該加熱炉内に、金型移動方向に配置位置を異ならせて複数の加熱手段が配置されており、台車移動方向上流側の加熱手段の加熱温度を下流側の加熱手段よりも高くすることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項２のウレタン発泡体の製造方法は、請求項１において、前記金型を台車に載せて移動させることを特徴とする。
【００１１】
請求項３のウレタン発泡体の製造方法は、請求項１又は２において、前記加熱手段は温風吹出手段であることを特徴とする。
【００１２】
請求項４のウレタン発泡体の製造方法は、請求項３において、温風を金型の上方、下方及び側方の少なくとも一方向から金型に吹き付けることを特徴とする。
【００１３】
請求項５のウレタン発泡体の製造方法は、請求項３又は４において、車両用シートパッドを成形する方法であって、前記温風吹出手段として台車移動方向上流側の第１の温風吹出手段と下流側の第２の温風吹出手段とが設けられており、第１の温風吹出手段からの温風の温度が１００〜１４０℃であり、第２の温風吹出手段からの温風の温度が０〜６０℃であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のウレタン発泡体の製造方法にあっては、加熱炉に設けられた加熱手段の加熱温度を上流側ほど高くしている。
【００１５】
このため、ウレタンの樹脂化が早期に開始するようになり、脱型後の成形品表面のべとつきが低減する。
【００１６】
また、シートパッドの場合は、脱型して得た成形品をクラッシュ処理し、独立気泡を連通気泡とする処理を施しているが、樹脂化反応を十分に進行させることにより、このクラッシュ処理によるウレタン成形品の塑性変形を防止ないし抑制することができる。
【００１７】
本発明では、下流側の加熱手段の温度を上流側よりも低くするため、熱消費量を低減させることもできる。なお、金型内で樹脂化反応が開始すると、反応熱が発生するので、金型外部の加熱手段から与える熱量を少なくしても、ウレタンの樹脂化反応は十分に進行する。
【００１８】
金型を台車によって移動させる方法は、シートパッドを大規模に製造する場合に好適である。
【００１９】
加熱手段としては、温風吹出手段が、温度制御が容易であると共に、作業安全性の点からも好ましい。
【００２０】
本発明方法によって車両用シートパッドを成形する場合、加熱炉内に第１の温風吹出手段と第２の温風吹出手段とを設け、第１の温風吹出手段からの温風の温度を１００〜１４０℃とし、第２の温風吹出手段からの温風の温度を０〜６０℃とするのが好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照して実施の形態について説明する。第１図は実施の形態に係る方法によってシートパッドの発泡成形を行うシートパッド製造工場内の概略的な平面図、第２図は加熱炉の長手方向の縦断面図である。
【００２２】
工場内の床に、金型８０を搭載した台車７０を循環案内するようにライン１〜６が引かれている。このライン１〜６は、レールであってもよく、テープを床に貼ったり、ペイントを床に塗ったりすることにより設けられてもよい。後者の場合、台車にはライン識別式走行制御装置が搭載される。
【００２３】
ライン１〜６は、横行ライン１，３，５と、縦行ライン２，４，６とで構成されているが、各ラインの方向は縦横に限定されない。またライン１〜６は直線を主体としているが、曲線を主体としてもよい。
【００２４】
ライン１には、台車７０上の金型８０内にウレタン原液を供給するための防爆注入ゾーン１０と、蓋閉め機１１とが設けられている。ライン３には、加熱炉２０と、蓋開け機３１と、脱型ゾーン３２と、離型剤塗布ゾーン３３とが設けられている。ライン５には、シートパッド内に埋設される、表皮材吊支用ワイヤなどの副資材をセットするための副資材セットゾーン５０が設けられている。
【００２５】
ライン５と平行に、副資材セットゾーン５０を短絡的にパスするバイパスライン５ａが設けられている。
【００２６】
ライン６には、ライン１へ進入するまで台車７０を待機させておくための待機ゾーン６０が設定されている。
【００２７】
ライン１〜６に台車７０を引き入れたり、逆にライン１〜６から台車７０を退出させるために、ライン１から分岐ライン１ａが分岐し、ライン２から分岐ライン２ａが分岐している。分岐ライン１ａ，２ａは、合流して入退ライン７となっている。
【００２８】
前記防爆注入ゾーン１０は、ウレタン原液を金型８０の下型８１内に注入するためのものであり、ポリオールとイソシアネートとを混合して金型７０内に注入するためのミキシングヘッド（図示略）が配置されている。
【００２９】
防爆注入ゾーン１０では、可燃性ガスへの引火を防ぐようにしてウレタン原液が注入される。
【００３０】
加熱炉２０は、トンネル状であり、台車７０の移動方向の上流側に第１の温風吹出ノズル２１が配置され、下流側に第２の温風吹出ノズル２２が配置されている。各ノズル２１，２２は、金型８０に対し上下から温風を吹き付けるように天井部及び床部の双方に設けられている。
【００３１】
このように構成された発泡成形設備において、台車７０上の蓋開状態の金型８０に対し、防爆注入ゾーン１０にてウレタン原液が供給され、蓋閉め機１１で蓋（上型８２）を閉じ、型締めする。台車７０は、ライン１からライン２を経て加熱炉３０を通過し、この間、金型８０が温風で加熱され、ウレタンの発泡及び硬化反応（キュア）が進行する。
【００３２】
防爆注入ゾーン１０から加熱炉２０の手前までにおける雰囲気温度に特に限定はなく、常温であってもよい。
【００３３】
この実施の形態では、第１の温風吹出ノズル２１から吹き出す温風の温度ｔ１を第２の温風吹出ノズル２２から吹き出す温風の吹出温度ｔ２よりも高くしている。ｔ１は好ましくは１００〜１４０℃特に１２０〜１４０℃であり、ｔ２は好ましくは０〜６０℃であり、両者の差ｔ１−ｔ２は好ましくは８０〜１２０℃である。
【００３４】
なお、車両用シートパッドを成形する場合、加熱炉２０の全長は２０〜４０ｍ程度、加熱炉８０の炉内滞留時間は２００〜３００秒程度が好ましい。ノズル２１の加熱炉２０の入口側からの距離は、加熱炉全長の２０〜３０％が好ましく、ノズル２２の加熱炉２０の入口側からの距離は、加熱炉全長の７０〜８０％が好ましい。第１の温風吹出ノズル２１と第２の温風吹出ノズル２２との間にカーテンを設け、カーテンの両側の領域における熱の移動を防止することが好ましい。
【００３５】
加熱炉２０を通過した金型８０は、蓋開け機３１にて上型８２が開放される。台車７０は、次いで脱型ゾーン３２まで走行し、成形品が下型８１から脱型される。台車７０は、次いで離型剤塗布ゾーンまで走行し、キャビティ面に離型剤が塗布される。これらの脱型や離型剤の塗布は、人手によって行われてもよく、作業用ロボット等によって行われてもよい。
【００３６】
離型剤が塗布された後、台車７０はライン４を経由し、次いでライン５又は５ａを経由して、ライン６まで走行する。ライン５では、前記ワイヤなどの副資材が副資材セットゾーン５０において金型８０にセットされる。副資材のセットが不要な場合には、台車７０はライン５ａを経由してライン６へ移る。ライン６の待機ゾーン６０では、防爆注入ゾーン１０での前走車の金型へのウレタン原液注入が終了して防爆注入ゾーン１０が空くまで待機する。
【００３７】
このようにして、台車７０がライン１〜６を循環し、１周する度に成形品が成形される。台車の台数を増減したり、修理等のために台車を循環ラインに出し入れするときには、台車７０はライン１ａ又は２ａを走行する。
【００３８】
上記実施の形態は本発明の一例であり、本発明は図示以外の形態をもとりうる。例えば、加熱炉２０に温風吹出用ノズルが３本以上設けられてもよい。
【実施例】
【００３９】
以下に、実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明する。
【００４０】
なお、実施例及び比較例において、第１図及び第２図の装置を用いた。加熱炉２０の仕様は以下の通りである。
【００４１】
＜加熱炉２０＞  
全長：３０ｍ  
体積：１８０ｍ３
入口から第１の温風吹出ノズル２１までの距離：８ｍ  
入口から第２の温風吹出ノズル２２までの距離：２２ｍ  
【００４２】
なお、この加熱炉２０のうち、第１の温風吹出ノズル２１が設置されている前半の１５ｍの部分をキュア炉１と称し、第２の温風吹出ノズル２２が設置されている後半の１５ｍの部分をキュア炉２と称する。但し、これらキュア炉１，２は連通した一体のものであり、物理的に離隔・分離したものではない。
【００４３】
比較例１  
＜加熱炉２０内外の雰囲気の温度分布の測定＞
キュア炉１内及びキュア炉２内の設定温度を共に９０℃に設定した。
【００４４】
加熱炉２０内の雰囲気と、加熱炉２０よりも上流側１０ｍまでの雰囲気と、加熱炉２０よりも下流側２７ｍまでの雰囲気の温度分布を測定した。その結果を第３図（ａ）に示す。
【００４５】
＜金型８０の型温の測定＞  
次いで、台車７０上に設置された金型８０のキャビティ内の天井面及び底面に温度計を設置し（キャビティ内にウレタン原液は注入しない。）、この台車７０を上記の加熱炉２０内に速度０．１５ｍ／ｓで通過させ、上型８２及び下型８１の型温の温度変化を測定した。その結果を第３図（ａ）及び（ｂ）に示す。第３図（ａ）及び（ｂ）において、（１）は上型８２の型温を示すグラフであり、（２）は下型８１の型温を示すグラフである。なお、第３図（ｂ）は第３図（ａ）を縦方向に拡大したものである。
【００４６】
＜ウレタンの製造＞
以下のウレタン原料を用意した。
【００４７】
ポリオール成分
（１）ポリエーテルポリオール：５０質量部
（旭硝子ウレタン社製汎用高弾性用ポリオール「エクセノールＥＬ８２８」、
ｆ（基数）＝３、分子量（ＭＷ）＝５０００、水酸基価＝３４ｍｇＫＯＨ／ｇ）
（２）ポリマーポリオール：４５質量部
（三洋化成工業社製ポリスチレン／ポリアクリロニトリル共重合体３４ｗｔ％
「サンニックスＫＣ８５５」）
（３）架橋剤：５質量部
（旭硝子ウレタン社製「ＥＬ５５５」、ｆ（基数）＝６、
水酸基価＝５５０ｍｇＫＯＨ／ｇ）
（４）触媒１（東ソー社製ＴＥＤＡ「Ｌ−３３」）：０．３質量部
（５）触媒２（東ソー社製「ＥＴ３３Ｂ」）：０．３質量部
（６）整泡剤（東レダウコーニング社製「ＳＺ１３２５Ｂ」）：０．５質量部
（７）水：２．５質量部
イソシアネート成分
（１）トルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）：２８．２質量部
（三井化学ポリウレタン社製「Ｔ−８０」）
（２）ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）：７．０質量部
（日本ポリウレタン社製「ＭＲ−２００ＨＲ」）
【００４８】
このウレタン原料を防爆注入ゾーン１０内で金型８０のキャビティ内に注入した後、蓋閉め機１１で型締めを行い、この金型８０を載せた台車７０を上記の加熱炉２０内に速度０．１５ｍ／ｓで通過させて、車両用シートパッドを合計５０サンプル製造した。なお、脱型ゾーン３２及び離型剤塗布ゾーン３３における脱型及び離型剤の塗布は、人手により行った。また、副資材は用いなかった。
【００４９】
得られた車両用シートパッドについて、バリのべとつきの程度、製品表面の手跡の有無及び製品の破れの有無を評価した。その結果を表１に示す。
【００５０】
また、これら５０個のサンプルの製造に要した加熱炉２０のエネルギー使用量を測定し、当該使用量を１００％として、後述する実施例１の場合と比較した。
【００５１】
【表１】
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実施例１  
＜加熱炉２０内外の雰囲気の温度分布の測定＞
キュア炉１内の設定温度を１２０℃とし、キュア炉２内の設定温度を５０℃とした。
【００５２】
比較例１と同様に、加熱炉２０内の雰囲気と、加熱炉２０よりも上流側１０ｍまでの雰囲気と、加熱炉２０よりも下流側２７ｍまでの雰囲気の温度分布を測定した。その結果を第３図（ａ）に示す。
【００５３】
＜金型８０の型温の測定＞  
比較例１と同様に、台車７０上に設置された金型８０のキャビティ内の天井面及び底面に温度計を設置し（キャビティ内にウレタン原液は注入しない。）、この台車７０を上記の加熱炉２０内に速度０．１５ｍ／ｓで通過させ、上型８２及び下型８１の型温の温度変化を測定した。その結果を第３図（ａ）及び（ｂ）に示す。第３図（ａ）及び（ｂ）において、（３）は上型８２の型温を示すグラフであり、（４）は下型８１の型温を示すグラフである。
【００５４】
＜ウレタンの製造＞
比較例１と同様のウレタン原料を防爆注入ゾーン１０内で金型８０のキャビティ内に注入した後、蓋閉め機１１で型締めを行い、この金型８０を載せた台車７０を上記の加熱炉２０内に速度０．１５ｍ／ｓで通過させて、車両用シートパッドを合計５０サンプル製造した。なお、脱型ゾーン３２及び離型剤塗布ゾーン３３における脱型及び離型剤の塗布は、人手により行った。また、副資材は用いなかった。
【００５５】
得られた車両用シートパッドについて、バリのべとつきの有無、製品表面の手跡の有無及び製品の破れの有無を評価した。その結果を表１に示す。
【００５６】
また、これら５０個のサンプルの製造に要した加熱炉２０のエネルギー使用量を測定し、上記の比較例１のエネルギー使用量と比較した。比較例１におけるエネルギー使用量を１００％として、実施例１におけるエネルギー使用量を％で表示した。その結果を表１に示す。
【００５７】
＜考察＞
実施例１と比較例１との比較から明らかな通り、キュア炉１の温度をキュア炉２の温度よりも高くすることにより、バリのべとつき、脱型時の手跡、製品の破れ及びエネルギー使用量の総てが低減することがわかった。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】実施の形態に係る発泡成形設備を示す平面図である。
【図２】加熱炉の縦断面図である。
【図３】（ａ）は加熱炉の温度分布を示すグラフ、（ｂ）は金型の型温の温度変化を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５９】
１，１ａ，２，２ａ，３，４，５，５ａ，６  ライン
１０  防爆注入ゾーン
２０  加熱炉
２１  第１の温風吹出ノズル
２２  第２の温風吹出ノズル
７０  台車
８０  金型
８１  下型
８２  上型
【図１】
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【図２】
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【図３】
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