(57)【要約】【課題】従来からポリウレタンモールドフォームの製造に使用されている発泡機を使用し、より一層低密度であり、かつファインセル構造を有するポリウレタンモールドフォームを製造するポリウレタンモールドフォームの製造方法を提供する。【解決手段】成形空間を形成する少なくとも下型１２と上型１１とからなる金型１０を使用し、成形空間内に発泡原液組成物を供給して発泡、硬化させる工程を有し、成形空間が減圧可能であり、発泡原液組成物を供給後、金型内圧を減圧して最低圧力まで到達させ、最低圧力が５０ｋＰａ以上であり、最低圧力到達時間ｔ（ｍｉｎ）が発泡原液組成物のゲルタイムｔ（ｇ）よりも短く、かつ発泡原液組成物のゲルタイムｔ（ｇ）における金型内圧を最低圧力よりも高い減圧状態とするポリウレタンモールドフォームの製造方法とする。【選択図】        なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形空間を形成する少なくとも下型と上型とからなる金型を使用し、前記成形空間内に発泡原液組成物を供給して発泡、硬化させてポリウレタンモールドフォームを製造する方法であって、
前記成形空間が減圧可能であり、前記発泡原液組成物を供給後、金型内圧を減圧して最低圧力まで到達させ、前記最低圧力が５０ｋＰａ以上であり、前記最低圧力到達時間ｔ（ｍｉｎ）が発泡原液組成物のゲルタイムｔ（ｇ）よりも短く、かつ発泡原液組成物のゲルタイムｔ（ｇ）における金型内圧を前記最低圧力よりも高い減圧状態とすることを特徴とするポリウレタンモールドフォームの製造方法。
【請求項２】
前記金型の減圧流路に金型の成形空間の体積の１．５〜４倍の体積を有する予備減圧容器を設け、予め前記予備減圧容器を減圧状態にしておき、前記発泡原液組成物を供給して金型を閉鎖した後に前記予備減圧容器と金型の間を連通させて金型内圧を減圧することを特徴とする請求項１に記載のポリウレタンモールドフォームの製造方法。
【請求項３】
前記発泡原液組成物に使用される発泡剤が水であることを特徴とする請求項１又は２に記載のポリウレタンモールドフォームの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金型を使用し、成形空間内に発泡原液組成物を供給して発泡、硬化させて所定形状のポリウレタンフォーム成形体を製造するポリウレタンモールドフォームの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
金型を使用して所定形状のシートクッションパッド等の成形体を製造する軟質ポリウレタンモールドフォームの製造方法であって成形に際して金型内を減圧にする製造方法としては、下記の技術が公知である。
【０００３】
特表２００１−５０２９８２号公報には、短いサイクル−もしくは実働−時間に際し大気圧下にて発泡剤含有量に基づき期待しうるよりも低い嵩密度を有するボイドフリーの成形品を製造することを目的とし、上側金型半部が閉鎖自在な吸引開口部を備えて、これを介し金型内部圧力を急速に、好ましくは膨脹性ポリウレタン反応混合物の出発時間以内に３００〜８００ミリバール（絶対圧）まで減圧し、吸引開口部を所定金型内部圧力に達した際に閉鎖することにより、ポリウレタンモールドフォームを製造する技術が開示されている。
【０００４】
特公平７−１０２５８３号公報に開示の発明は、フレオンや塩化メチレン等の低沸点溶媒を使用することなく優れた外観と柔かな感触を備えたポリウレタン発泡体の成形方法を提供することを目的とし、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重量部に対して発泡成分としての水０．１〜０．６重量部を混合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ことを特徴とするものである。型内の圧力としては、４００ｍｍＨｇ以下が好ましいことが記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特表２００１−５０２９８２号公報に開示された発明のように、発泡原液組成物を供給した金型成形空間内を真空ポンプで減圧する、単なる成形空間内の減圧によりポリウレタンフォームの低密度化は達成可能であるが、より一層のフォームの低密度化とファインセル化（微細で均一な気泡化）は達成することができない。
【０００６】
また特公平７−１０２５８３号公報に開示の、金型を閉鎖した状態で発泡原液組成物を減圧下の成形空間内に注入する方法では、発泡原液組成物を注入する混合機のノズルに特殊な構造が要求され、しかも発泡・成形完了までノズルを金型から離すことができず、生産効率を高めることが難しい。
【０００７】
本発明の目的は、従来からポリウレタンモールドフォームの製造に使用されている発泡機（発泡原液組成物供給設備）を使用し、より一層低密度であり、かつファインセル構造を有するポリウレタンモールドフォームを製造するポリウレタンモールドフォームの製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、成形空間を形成する少なくとも下型と上型とからなる金型を使用し、前記成形空間内に発泡原液組成物を供給して発泡、硬化させてポリウレタンモールドフォームを製造する方法であって、
前記成形空間が減圧可能であり、前記発泡原液組成物を供給後、金型内圧を減圧して最低圧力まで到達させ、前記最低圧力が５０ｋＰａ以上であり、前記最低圧力到達時間ｔ（ｍｉｎ）が発泡原液組成物のゲルタイムｔ（ｇ）よりも短く、かつ発泡原液組成物のゲルタイムｔ（ｇ）における金型内圧を前記最低圧力よりも高い減圧状態とすることを特徴とする。
【０００９】
上記の構成の製造方法により、従来からポリウレタンモールドフォームの製造に使用されている発泡機を使用し、より一層低密度であり、かつファインセル構造を有するポリウレタンモールドフォームを製造することができた。
【００１０】
ゲルタイムｔ（ｇ）は、発泡原液組成物を混合後、スティックにて軽く突き刺し、引き抜いた時に糸を引いた状態となるまでに要する時間である。
【００１１】
ｔ（ｇ）に達した後に減圧度を高めて成形空間内圧を低くするとフォームのファインセル化は達成できない。また成形空間の内圧が５０ｋＰａ未満となると、より一層の低密度のフォームを得るという目的を達成することができない。
【００１２】
ポリウレタンモールドフォームの成形における成形空間の最低圧力は、５０〜９０ｋＰａであることが好ましい。
【００１３】
ここにいう圧力は実際の圧力であり、減圧度は［１０１．３ｋＰａ（１ａｔｍ）−圧力］にて計算される。
【００１４】
上記ポリウレタンモールドフォームの製造方法においては、前記金型の減圧流路に金型の成形空間の体積の１．５〜４倍の体積を有する予備減圧容器を設け、予め前記予備減圧容器を減圧状態にしておき、前記発泡原液組成物を供給して金型を閉鎖した後に前記予備減圧容器と金型の成形空間の間を連通させて金型内圧を減圧することが好ましい。
【００１５】
係る構成により、発泡原液組成物を供給後、閉鎖した金型の成形空間の内圧の最低圧力を５０ｋＰａ以上とし、かつ最低圧力到達時間ｔ（ｍｉｎ）を発泡原液組成物のゲルタイムｔ（ｇ）よりも短くすることが可能となる。
【００１６】
予備減圧容器と金型の成形空間の間を連通させる際には、予備減圧容器の減圧は停止しておくことが好ましい。
【００１７】
係る構成により、発泡原液組成物のゲルタイムｔ（ｇ）における金型内圧を前記最低圧力よりも高い減圧状態とすることが、特別な圧力制御装置を使用することなく容易に行える。
【００１８】
上記ポリウレタンモールドフォームの製造方法における前記発泡原液組成物に使用される発泡剤は、水であることが好ましい。
【００１９】
発泡剤として水をした発泡原液組成物を使用すると、従来の技術ではフォームのファインセル化は困難であったが、本発明によれば、優れたファインセル構造のポリウレタンモールドフォームが形成される。
【００２０】
水の添加量は、発泡原液組成物中ポリオール化合物１００重量部に対して１〜６重量部であることが好ましく、２〜４重量部であることがより好ましい。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明のポリウレタンモールドフォームの製造方法に使用する製造装置を示した概略図である。
【００２２】
金型１０は上型１１と下型１２とから構成されており、ヒンジ１３にて開閉自在であり、上型１１と下型１２とは、閉鎖時にシール材にてシールされ、内部の成形空間が減圧可能に形成されている。図１の金型１０は上型１１と下型１２のみで構成されているが、係る構成に限定されるものではなく、例えば中子を備えたものであってもよい。
【００２３】
上型１１には減圧用管路２０が配設されており、真空ポンプ２０に接続されている。減圧用管路２０には、予備減圧容器１６、バルブ１４、１８が設けられている。
【００２４】
減圧用管路２０の太さは、金型１０の成形空間から予備減圧容器１６への空気の流通がスムーズに行われること、金型への接続に容易であること等を考慮して適宜設定する。
【００２５】
本発明のポリウレタンモールドフォームの製造方法の好適な実施形態は、以下の工程から構成される。
【００２６】
（１）発泡原液組成物供給工程
金型１０の上型１１と下型１２を開いて発泡原液組成物を供給する。この工程においては、バルブ１４は閉鎖されており、バルブ１８を開放して真空ポンプ２２により予備減圧容器１６を所定減圧度まで減圧する。発泡原液組成物供給完了までにバルブ１８を閉鎖する。
【００２７】
発泡原液組成物を金型１０内に供給する発泡機は、公知の発泡機を使用できる。かかる発泡機は、通常、イソシアネート成分とポリオール組成物とをそれぞれ貯蔵し、所定温度に保温する少なくとも２基の原液供給タンク、該原液供給タンクからイソシアネート成分とポリオール組成物とをミキシングヘッドに送る送液ポンプ、送られてきたイソシアネート成分とポリオール組成物とを均一に混合撹拌して開放した金型１０の下型１２に供給するミキシングヘッドとを備えている。
【００２８】
予備減圧容器１６の減圧度は、金型１０の成形空間の容積、即ち成形するポリウレタンモールドフォームの体積、目標密度、予備減圧容器１６の体積等を考慮して適宜設定する。
【００２９】
金型をターンテーブルやコンベアにて移動させながら成形する構成にすれば、一つの金型に発泡原液組成物を供給した発泡機は、直ちに次の金型に発泡原液組成物を供給可能な状態となる。
【００３０】
（２）金型閉鎖、減圧工程
発泡原液組成物供給完了後、直ちに金型１０を閉鎖し、バルブ１４を開放して金型１０の閉鎖により形成された成形空間と予備減圧容器１６とを連通させる。この工程により、金型１０の成形空間を迅速に所定の減圧状態とすることができる。即ち、発泡原液組成物を供給後、閉鎖した金型の成形空間の内圧の最低圧力を５０ｋＰａ以上とし、かつ最低圧力到達時間ｔ（ｍｉｎ）を発泡原液組成物のゲルタイムｔ（ｇ）よりも短くすることが可能となる。
【００３１】
特に成形速度を早くして生産効率を高めようとすると、必然的に発泡原液組成物のゲルタイムｔ（ｇ）は短くなり、より急速な成形空間の減圧が求められるが、本発明によれば、係る要請にも対応可能である。
【００３２】
（３）脱型工程
バルブ１４を閉鎖して金型１０を開放し、成形されたポリウレタンモールドフォームを取り出す。取り出し後は、次の成形に備えて金型内を清掃し、清掃、離型剤塗布等を行う。必要に応じてインサート金具や不織布等の基材をセットする。脱型工程においては、バルブ１４の閉鎖後にバルブ１８を開放して予備減圧容器１６を真空ポンプ２２に接続してを所定減圧度まで減圧する。この状態で、次の成形を行うことができる状態となる。
脱型に際して、減圧状態の成形空間を常圧に戻すためには、例えば減圧用管路２０のバルブ１４と金型１０の間や上型１１に直接に、バルブを介して大気と接続する開口を設ける。
【００３３】
本発明のポリウレタンモールドフォームの製造に使用する発泡原液組成物は、発泡剤として水を含有する公知のものを使用する。ゲルタイムｔ（ｇ）は、１分以内であることが、成形速度を早くでき、好ましい。
【００３４】
ポリウレタンモールドフォームを形成する発泡原液組成物は、公知の材料を使用する。発泡原液組成物はポリオール組成物とイソシアネート成分とを混合して得る。ポリオール組成物は、ポリオール化合物、発泡剤、触媒等を含有する。
【００３５】
【実施例】
以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実施例について説明する。
発泡原液組成物のうち、ポリオール組成物は、下記表１の組成のものを使用した。
【００３６】
【表１】
2004195734.tif 000002
上記ポリオール組成物に対してイソシアネート成分ＴＭ−２０（三井化学）を、ＮＣＯ／ＯＨ当量比が１．０となるように混合して発泡原液組成物として使用した。
この組成物のゲルタイムは５０秒であった。発泡原液組成物は、上述の公知の発泡機を使用して混合した。
【００３７】
実験は、図１に示した製造装置を使用した。金型１０の成形空間の体積は１６Ｌであり、予備減圧容器１６の容積は４０Ｌのものを使用した。予めバルブ１４を閉鎖した状態でバルブ１８を開とし、予備減圧容器１６を真空ポンプにて所定圧力まで減圧してバルブ１８を閉鎖した。
【００３８】
金型１０を開いて下型１２の凹部に発泡機のノズルから発泡原液組成物を所定量供給し、上型１１を回動させて金型を閉鎖し、所定時間後にバルブ１４を開いて金型１０の成形空間と予備減圧容器１６とを連通させて金型１０の成形空間の圧力変化を測定しつつポリウレタンモールドフォームの成形を行った。
【００３９】
成形空間の最低圧力は、予備減圧容器１６の減圧度を調整することにより設定した。また最低圧力到達時間は、金型１０閉鎖後、バルブ１４を開く時間により調整した。最低圧力到達時間の計測は発泡原液組成物の撹拌供給完了時より行う。
【００４０】
評価は、モールドフォームのコア密度の測定、ＢＲ、成形状態の目視評価により行った。成形状態は、フォームを構成する気泡（セル）に破泡が発生せずに良好であった場合を○、破泡が発生した場合に×として表示した。評価結果を表２に示した。
【００４１】
【表２】
2004195734.tif 000003
上記表２中の実施例１、４、６、比較例４、６の成形空間内圧変化を図１においてグラフにて示した。
【００４２】
表２の結果から、発泡原液組成物を供給後、金型の成形空間を５０ｋＰａ以上の最低圧力にゲルタイム前に到達させ、その後ゲルタイムにおいては最低圧力より高い圧力の減圧状態とすることにより、コア密度が従来よりも低く、かつファインセル構造を有するポリウレタンモールドフォームを製造することができることが分かる。
【００４３】
減圧を行わなかった比較例１、最低圧力到達時間がゲルタイムを経過している比較例２〜５、ゲルタイム前に最低圧力に達しても、その最低圧力が５０ｋＰａ未満である比較例６のいずれにおいても、低密度化が十分ではなく、またファインセル構造も望ましいものではなかった。
【図面の簡単な説明】
【図１】ポリウレタンモールドフォームの製造装置を示した模式図
【図２】金型の成形空間の圧力変化の例を示したグラフ
【符号の説明】
１０    金型
１１    上型
１２    下型
【図１】
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【図２】
2004195734.tif 000005