(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
成型用キャビティを形成する鋳造金型内面に補修用溶射膜が形成され、該補修用溶射膜にフッ素樹脂層を設けてなる発泡樹脂成型用金型であって、気孔率を５〜３０％、膜厚を２０〜５００μｍ、表面の平均粗さＲａを１０〜６０μｍに形成した補修用溶射膜と、当該補修用溶射膜をアンカーとして、４フッ化エチレン６フッ化プロピレン共重合樹脂若しくは４フッ化エチレンパーフロロアルキルビニルエーテル樹脂でピンホールの無い状態で膜厚５０〜５００μｍにしたフッ素樹脂層とで成型用キャビティが形成された鋳造金型内面を有することを特徴とする発泡樹脂成型用金型。
【請求項２】
成型用キャビティを有する発泡樹脂成型用金型の製造方法であって、鋳造された金型母材に成型用キャビティを形成するにあたり、金型母材の成型用キャビティ側内面に金属の溶射により気孔率が５〜３０％、膜厚が２０〜５００μｍ、表面の平均粗さＲａを１０〜６０μｍの補修用溶射膜を形成するとともに、当該補修用溶射膜により、成型用キャビティ側内面を補修した後、該補修用溶射膜をアンカーとして４フッ化エチレン６フッ化プロピレン共重合樹脂若しくは４フッ化エチレンパーフロロアルキルビニルエーテル樹脂でピンホールの無い状態で膜厚５０〜５００μｍのフッ素樹脂層を鋳造金型内面に形成して発泡樹脂成型用金型の成型用キャビティを形成するようにしたことを特徴とする発泡樹脂成型用金型の製造方法。
【請求項３】
金型内面に気孔率を５〜３０％、膜厚を２０〜５００μｍ、表面の平均粗さＲａを１０〜６０μｍに形成された補修用溶射膜と、該補修用溶射膜をアンカーとして、４フッ化エチレン６フッ化プロピレン共重合樹脂若しくは４フッ化エチレンパーフロロアルキルビニルエーテル樹脂でピンホールの無い状態で膜厚５０〜５００μｍのフッ素樹脂層を設けた成型用キャビティ内で樹脂を発泡させて成型するようにしたことを特徴とする発泡樹脂成型用金型を用いた発泡樹脂成型方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車のシートやソファー等に使用されるウレタンフォームのように金型の成型用キャビティ内で発泡させて成型する時の発泡樹脂成型用金型、発泡樹脂成型用金型の製造方法及び発泡樹脂製形用金型を用いた発泡樹脂成型方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば車のシートに使用されるウレタンフォームを成型する場合、上下若しくは左右に分離する金型の各成型用キャビティの内周面に工業用ガソリンや石油ナフサ等の有機溶剤、あるいは水で希釈されたワックスタイプの離型剤をスプレーガンで充分に塗布した後、金型を合体させて成型用キャビティ内でポリウレタンを４０℃から１７０℃の雰囲気で発泡させる。然る後、金型を分離して成型用キャビティ内から成型されたウレタンフォームを取り出すようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の手法による発泡樹脂成型では、ワックスタイプの離型剤を揮発性の高い工業用ガソリンや石油ナフサ等の有機溶剤で希釈して使用するものでは、これらの有機溶剤の揮発蒸気により作業環境が低下してしまうと言う問題があり、水で希釈するものでも、スプレーガンで塗布するときに空中に浮遊するワックスタイプの離型剤の微粒子を作業者が吸引し易く、作業環境が低下してしまうと言う問題がある。
また、ワックスタイプの離型剤は成形する度ごとに成型用キャビティの内周面に未塗布部分が無いように、清掃とワックスタイプの離型剤の均一な塗布を行なわなくてはならず、熟練を要するだけでなく多大の手間と熟練を要し、これが生産性の低下の原因にもなっていた。
【０００４】
更に成形する度ごとに多量のワックスタイプの離型剤が塗布されるために、製造コストも高くなると言う問題もあった。
加えて、成型用キャビティの内周面に多量に塗布されたワックスタイプの離型剤は成型されたウレタンフォームの表面に吸着乃至付着するため、成型後のウレタンフォームの表面が滑りやすくなっており、これにレザー等の表皮を張設する場合、多量の接着剤とこれを塗布する手間も必要になると言う問題もあった。
しかも、スプレーガンで塗布されたワックスタイプの離型剤は、成型用キャビティの内周面だけでなく、合わせ面や金型の外周面にも付着して堆積しやすく、離型剤が付着堆積すると、正確な発泡樹脂成型が行なえなくなると言う問題があった。
本発明は、上記諸問題に鑑み提案されたもので作業環境の低下を防止するとともに、生産性と経済性の向上を図り、成型に続く後処理工程も楽に行なえるようにした発泡樹脂成型金型、発泡樹脂成型金型の製造方法及び発泡樹脂成型金型を用いた発泡樹脂成型方法を提供できるようにすることを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明にかかる発泡樹脂成型用金型は、成型用キャビティを形成する鋳造金型内面に補修用溶射膜が形成され、該補修用溶射膜にフッ素樹脂層を設けてなる発泡樹脂成型用金型であって、気孔率を５〜３０％、膜厚を２０〜５００μｍ、表面の平均粗さＲａを１０〜６０μｍに形成した補修用溶射膜と、当該補修用溶射膜をアンカーとして、４フッ化エチレン６フッ化プロピレン共重合樹脂若しくは４フッ化エチレンパーフロロアルキルビニルエーテル樹脂でピンホールの無い状態で膜厚５０〜５００μｍにしたフッ素樹脂層とで成型用キャビティが形成された鋳造金型内面を有することを特徴とするものである。
【０００６】
次に、本発明にかかる発泡樹脂成型用金型の製造方法は、鋳造された金型母材に成型用キャビティを形成するにあたり、金型母材の成型用キャビティ側内面に金属の溶射により気孔率が５〜３０％、膜厚が２０〜５００μｍ、表面の平均粗さＲａを１０〜６０μｍの補修用溶射膜を形成するとともに、当該補修用溶射膜により、成型用キャビティ側内面を補修した後、該補修用溶射膜をアンカーとして４フッ化エチレン６フッ化プロピレン共重合樹脂若しくは４フッ化エチレンパーフロロアルキルビニルエーテル樹脂でピンホールの無い状態で膜厚５０〜５００μｍのフッ素樹脂層を鋳造金型内面に形成して発泡樹脂成型用金型の成型用キャビティを形成するようにしたことを特徴とするものである。
【０００７】
そして、本発明にかかる発泡樹脂成型金型を用いた発泡樹脂成型方法は、金型内面に気孔率を５〜３０％、膜厚を２０〜５００μｍ、表面の平均粗さＲａを１０〜６０μｍに形成された補修用溶射膜と、該補修用溶射膜をアンカーとして、４フッ化エチレン６フッ化プロピレン共重合樹脂若しくは４フッ化エチレンパーフロロアルキルビニルエーテル樹脂でピンホールの無い状態で膜厚５０〜５００μｍのフッ素樹脂層を設けた成型用キャビティ内で樹脂を発泡させて成型するようにしたことを特徴とするものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下本発明にかかる一実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は発泡樹脂成型装置の一部を切り欠いた正面図であって、図中符号１は発泡樹脂成型装置を全体的に示す。
発泡樹脂成型装置１は、下金型２と上金型３とを備え、下金型２と上金型３とを合体した時に両金型２・３の内方に成型用キャビティ４が形成されるようになっている。
上記下金型２と上金型３は鋳造された母材５に夫々成型用キャビティ部分４ａ・４ｂを形成したもので、成型用キャビティ４を形成する各成型用キャビティ部分４ａ・４ｂの内周面部分にはフッ素樹脂層６が形成されるとともに下金型２と上金型３の夫々には電熱式等の加熱装置（図示せず）が内装されている（図２参照）。
【０００９】
上記フッ素樹脂層６が形成された成型用キャビティ４を製造する手順を次に説明する。
図３に示すように成型する所望の形状のキャビティにアルミニウム若しくはアルミニウム合金で鋳造された各金型２・３の内周面を空焼きにより脱脂処理した後、ブラスト用研削材の溶融アルミナによるブラストによりキャビティの表面部分を粗面にする。この時、ブラスト加工を施さない部分はマスキング材によるマスキングが施されるのは勿論のことであるし、ブラスト材はブラスト用研削材の溶融アルミナに限られないことは勿論である。
次に、ブラスト加工により粗面にされた両金型２・３の成型用キャビティ４の内周面にニッケル−クロム系の金属溶射により気孔率が２０％、膜厚が１００μｍ、表面の平均粗さＲａが２５μｍの補修用溶射膜７を形成する（図４参照）。
【００１０】
補修用溶射膜７はその名の通り、前工程のブラスト加工によりアルミニウム若しくはアルミニウム合金で母材５の鋳造時に発生した「巣（図中符号９で示す）」が各金型２・３の内周面に顕在化したものを補修するとともに、後工程で形成されるフッ素樹脂層６のアンカーになるものである。補修用溶射膜７の気孔率を２０％、膜厚を１００μｍ、表面の平均粗さＲａを２５μｍにしてあるが、これらの数値は気孔率では５〜３０％の範囲内、膜厚では２０〜５００μｍの範囲内、表面の平均粗さＲａでは１０〜６０μｍの範囲内に設定することが望ましい。
【００１１】
即ち、気孔率が５％未満や３０％を越えると母材５と補修用溶射膜７との熱歪による馴染みが低下するためである
膜厚が２０μｍ未満では厚みが薄すぎて母材５と補修用溶射膜７との熱歪に追随し難くクラックを生じやすくなり、膜厚が５００μｍを越えると溶射された補修用溶射膜７の蓄熱により補修用溶射膜７に接するアルミニウム若しくはアルミニウム合金が溶解したり、後述の発泡樹脂成型時の熱による膨張差等で補修用溶射膜７とこれに接するアルミニウム若しくはアルミニウム合金とが剥離しやすくなったりするためである。
また、補修用溶射膜７の表面の平均粗さＲａを１０〜６０μｍの範囲としたのは、１０μｍ以下では後述するフッ素樹脂層６に対するアンカー効果がなく、６０μｍを越えるとフッ素樹脂層６の表面に影響を及ぼすためである。
【００１２】
しかして補修用溶射膜７が形成されると、図５に示すように補修用溶射膜７の表面部分にフッ素樹脂系のプライマーが２０μｍ程度の厚みに塗布された後、静電粉体塗装により４フッ化エチレンパーフロロアルキルビニルエーテル樹脂（ＰＦＡ）の粉体８が補修用溶射膜７の表面部分に所定の厚み（キュアリングされた時に３００μｍとなる厚さ）に吸着保持される。
ここで、フッ素樹脂層６を形成する素材として、上記４フッ化エチレンパーフロロアルキルビニルエーテル樹脂の他に４フッ化エチレン６フッ化プロピレン共重合樹脂（ＦＥＰ）、４フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）、４フッ化エチレン−エチレン共重合樹脂（ＥＴＦＥ）、３フッ化塩化エチレン樹脂（ＥＣＴＦＥ）、２フッ化ビニリデン樹脂（ＰＶＤＦ）等が考えられる。
【００１３】
ところが、４フッ化エチレン６フッ化プロピレン共重合樹脂（ＦＥＰ）及び４フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）以外のものでは、融点（連続使用温度）が低く、更に、４フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）が圧縮強さ、衝撃強さ及び硬さの面で、４フッ化エチレン６フッ化プロピレン共重合樹脂（ＦＥＰ）に劣ることから、４フッ化エチレンパーフロロアルキルビニルエーテル樹脂（ＰＦＡ）の代替としては４フッ化エチレン６フッ化プロピレン共重合樹脂（ＦＥＰ）が望ましいものとなる。
しかして、補修用溶射膜７の表面部分に吸着保持された４フッ化エチレンパーフロロアルキルビニルエーテル樹脂（ＰＦＡ）の粉体８を４００℃で約２０分キュアリング（焼成）してピンホールが無く、膜厚が３００μｍのフッ素樹脂層６を形成すると、本発明の発泡樹脂成型用金型１が完成するのである。
フッ素樹脂層６の膜厚を３００μｍにしてあるが、この膜厚が５０μｍ未満ではピンホールの発生が極端に多くなるとともに、膜厚が５００μｍを越えるとキュアリングに時間がかかり、その焼成熱で金型に焼成歪が発生する。従って、フッ素樹脂層６の膜厚は５０〜５００μｍの範囲内に設定する。
【００１４】
以上のようにして形成された発泡樹脂成型用金型２・３を備えた発泡樹脂成型装置１で例えば自動車用シートに使用されるウレタンフォームの成型手順を次に説明する。
先ず、図１に示すようにヒンジ部分１０を回動中心として上金型３を揺動させて成型用キャビティ４が開口された状態にする。
次に、開口させた成型用キャビティ４の下金型２部分にウレタンフォームの原液を注入した後、成型用キャビティ４を閉じて図外の電熱式等の加熱装置で加熱し、ウレタンフォームの原液を発泡させる。
【００１５】
そして、ウレタンフォームの原液が充分に発泡し、成型用金型２・３の温度が下がると、ヒンジ部分１０を回動中心として上金型３を揺動させて成型用キャビティ４を開口し図６に示すように成型されたシート素材１１を成型用キャビティ４から取り出すのである。
この上金型３を揺動させて成型用キャビティ４を開き、成型されたシート素材１１を成型用キャビティ４から取り出す時、成型用キャビティ４の内周面にフッ素樹脂層６が形成されていることから、シート素材１１は簡単に取り出すことができるのである。
【００１６】
また、成型用キャビティ４の内周面のフッ素樹脂層６は補修用溶射膜７をアンカーとして確りと固着されているので、ウレタンフォームの原液の発泡時やシート素材１１の取り出す時にも剥離することがなく繰り返しの使用が可能である。
こうして成型されたシート素材１１が取り出された成型用キャビティ４は目視による点検で傷やピンホールがない限り、繰り返して使用されるのである。
若し、点検時に傷やピンホールが発見されると、その部分に成型用キャビティ４の内面のフッ素樹脂層６と同等のフッ素樹脂を熱充填若しくはシリコン樹脂が充填されて再び使用されるのである。
【００１７】
【発明の効果】
本発明は以上に説明したように本発明は、気孔率が５〜３０％、膜厚が２０〜５００μｍ、表面の平均粗さＲａが１０〜６０μｍの補修用溶射膜をアンカーとし、４フッ化エチレン６フッ化プロピレン共重合樹脂若しくは４フッ化エチレンパーフロロアルキルビニルエーテル樹脂でピンホールが無く、膜厚５０〜５００μｍのフッ素樹脂層で形成された金型成型用キャビティで樹脂を発泡させて成型するようにしてあるので、従来のように、成型の度ごとにワックスタイプの離型剤を塗布するのをなくすことができる。
【００１８】
これにより、熟練を要するワックスタイプの離型剤を塗布に要する手間をなくして生産性を向上させることができる。
しかも、成型の度ごとにワックスタイプの離型剤を塗布するのをなくすことができることから、従来のように揮発性の高い工業用ガソリンや石油ナフサ等の有機溶剤の揮発蒸気による作業環境の低下や、スプレーガンで塗布するときに空中に浮遊するワックスタイプの離型剤の微粒子による作業環境の低下を防止することができる利点もある。
さらに、成型の度ごとにワックスタイプの離型剤を塗布するのをなくすことができることから、従来のように多量の離型剤の消費がなく、その分、製造コストを低減する事ができると言う利点ある。
【００１９】
加えて、成型の度ごとにワックスタイプの離型剤を塗布しなくても済み、成型用キャビティの内周面に多量に塗布されたワックスタイプの離型剤が成型されたウレタンフォームの表面に吸着乃至付着することがなく、成型後のウレタンフォームの表面にレザー等の表皮を張設する場合にも、多量の接着剤やこれを塗布する手間も省略でき、更なる生産性を向上できるとともに、製品の製造コストを低減することができると言う利点もある。
しかも、成型の度ごとにワックスタイプの離型剤を塗布するのをなくせるので、従来の離型剤をスプレーガンで塗布する時のように、吹き付けられた離型剤が成型用キャビティの合わせ面や金型の外周面にも付着して堆積することによる、正確な発泡樹脂成型が行なえなくなると言う問題もなくすことができると言う利点もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】は本発明の発泡樹脂成型用金型を備えた発泡樹脂成型装置の一部切り欠き正面図である。
【図２】は本発明にかかる発泡樹脂成型用金型のキャビティ部分の拡大断面図である。
【図３】は本発明にかかる発泡樹脂成型用金型のキャビティの母材部分の拡大断面図である。
【図４】は本発明の発泡樹脂成型用金型にかかるキャビティの溶射工程の拡大断面図である。
【図５】は本発明の発泡樹脂成型用金型にかかるキャビティのフッ素樹脂層形成工程の拡大断面図である。
【図６】は本発明にかかる発泡樹脂用成型金型で成型された製品の斜視図である。
【符号の説明】
２・３・・・金型
４・・・成型用キャビティ
５・・・母材
６・・・フッ素樹脂層
７・・・補修用溶射膜
【図１】
0004707825.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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