(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上型と下型とを分離可能に接合することにより内部にポリヒドロキシ化合物とポリイソシアネート化合物とを主成分とする硬質ポリウレタン発泡原料が導入されるキャビティが形成され、上記ポリウレタン発泡原料をこのキャビティ内で発泡・膨張させて硬質ポリウレタンフォームモールド成形品を製造するに際して、上記キャビティ内に設置される下型と上型のいずれか一方又は双方の底部にピン挿通孔を介して上記キャビティに連通する空気室を設け、上記挿通孔にエジェクターピンを軸方向移動可能に挿入し、かつ一端がエアー吸引装置と連結するエアー管の他端を上記空気室に連通すると共に、上記成形品と接着性を有しないポリプロピレンフィルムを下型と上型のいずれか一方又は双方のキャビティ形状と相似の形状に予め真空成形しておき、この真空成形されたフィルムを当該キャビティ内に設置し、上記フィルムをモールドに固定した状態で上記発泡原料を上記キャビティ内のフィルム上に注入し、発泡・膨張させ、ポリウレタンフォームの膨張が終了した段階で上記エジェクターピンをキャビティ方向に移動させることにより、上記真空成形フィルムを押圧し、成形品をこのフィルムと共に押し上げ、このフィルム全体をモールドから取り出すことなく成形品だけをフィルムから剥離してモールドから取り出すと共に、成形品をフィルムから剥離した後、上記ピンをキャビティから退出させ、次いで上記エアー吸引装置により上記フィルムとキャビティ面との間に存するエアーを上記挿通孔とエジェクターピンとの間の隙間、空気室及びエアー管を通って外部に排出することにより、上記フィルムを元の真空成形形状に復帰させて上記キャビティ内に再設置することを特徴とする硬質ポリウレタンフォームモールド成形品の製造方法。
【請求項２】
上型と下型とを分離可能に接合することにより内部にポリヒドロキシ化合物とポリイソシアネート化合物とを主成分とする硬質ポリウレタン発泡原料が導入されるキャビティが形成され、上記ポリウレタン発泡原料をこのキャビティ内で発泡・膨張させて硬質ポリウレタンフォームモールド成形品を製造するに際して、上記キャビティ内に設置される下型と上型のいずれか一方又は双方の底部にピン挿通孔を介して上記キャビティに連通する空気室を設け、上記挿通孔にエジェクターピンを軸方向移動可能に挿入し、かつ一端がエアー吸引装置と連結するエアー管の他端を上記空気室に連通すると共に、上記成形品と接着性を有しないポリプロピレンフィルムを下型と上型のいずれか一方又は双方のキャビティ形状と相似の形状に予め真空成形しておき、この真空成形されたフィルムを当該キャビティ内に設置すると共に上記フィルムの端部のみをモールドに固定した状態で上記発泡原料を上記キャビティ内のフィルム上に注入し、発泡・膨張させ、ポリウレタンフォームの膨張が終了した段階で上記エジェクターピンをキャビティ方向に移動させることにより、上記真空成形フィルムを押圧し、成形品をこのフィルムと共に押し上げ、このフィルム全体をモールドから取り出すことなく成形品だけをフィルムから剥離してモールドから取り出すと共に、成形品をフィルムから剥離した後、上記ピンをキャビティから退出させ、次いで上記エアー吸引装置により上記フィルムとキャビティ面との間に存するエアーを上記挿通孔とエジェクターピンとの間の隙間、空気室及びエアー管を通って外部に排出することにより、上記フィルムを元の真空成形形状に復帰させて、上記キャビティ内に再設置することを特徴とする硬質ポリウレタンフォームモールド成形品の製造方法。
【請求項３】
キャビティ内に設置される下型と上型のいずれか一方又は双方に複数のエアー連通孔を介して上記キャビティに連通する空気室を設けると共に、一端がエアー導入・吸引装置と連結するエアー管の他端を上記空気室に連通し、上記エアー導入・吸引装置のエアー供給動作で上記エアー管、空気室及びエアー連通孔を通って上記キャビティ内にエアーを導入することにより、上記真空成形フィルムを押圧し、成形品をこのフィルムと共に押上げ、成形品をフィルムから剥離した後、上記エアー導入・吸引装置をエアー吸引動作に切り換え、上記フィルムとキャビティ面との間に存するエアーを上記エアー連通孔、空気室及びエアー管を通ってエアー導入・吸引装置より外部に排出することにより、上記フィルムを元の真空成形形状に復帰させて上記キャビティ内に再設置するようにした請求項２記載の製造方法。
【請求項４】
成形品に３°以上の抜きテーパーを設けた請求項２又は３記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車用内装材その他の産業資材に利用される硬質ポリウレタンフォームモールド成形品の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
従来から、硬質ポリウレタンフォームモールド成形品の製造方法としては、所望の形状を有するモールド（上下に分割可能な金型）を加熱し、モールド内部に離型剤を塗布し、モールドの下型に硬質ポリウレタンフォーム原料を注入し、モールドの上型（蓋）を閉じてクランプ締めし、ポリウレタンフォーム原料が発泡してモールド形状に膨脹し固化（キュア）した後、蓋を開けて製品の取り出し（脱型）を行い、モールドを清掃して次回の成形に備える方法が知られている。この際、製品はそのまま使用できるが、内装材又は外装材を接着する場合は製品に付着している離型剤を除去する必要がある。
【０００３】
この場合、上記従来法では、ポリウレタンフォームモールド成形品が十分にキュアしてから脱型しないと、製品の一部、例えば突起した形状の部分などがモールドに付着してちぎれたりする恐れがあるので、原料配合や成形品の大きさにもよるが、標準的な場合キュアタイムとして８０℃±１０℃で１２分前後を必要としていた。また、射出成形などによる通常のプラスチック成形品の場合は、モールドから取り出す際にモールドに内蔵されているエジェクターピンで突き上げて製品の取り出しを容易にする方法が用いられているが、ポリウレタンフォームの場合は発泡成形を繰り返すとモールドとピンの隙間にポリウレタンフォームが侵入するので定期的に掃除する手間が必要であった。
【０００４】
一方、従来から、シートを使った発泡体の金型による成形方法として種々の提案がなされている（特開昭５０−６６５６２号、同５０−７９５６８号、同５２−１５１３６０号、同６０−１７８０１２号、同６１−１２５８１号公報等）。
【０００５】
しかしながら、上記提案ではシートと成形品との分離が困難であり、分離の際にシートが伸びてしまい、シートを再度使用することができないという問題点があった。また、シートと成形品との分離を良くするため、実公平７−２６０８５号公報においてはシリコン系樹脂の塗布層をシートに設け、シートと成形品との分離を容易にするシートが提案されているが、この方法においても、分離の際にシートが伸びてしまい、数十回にわたる再使用には使用できないという問題点があった。更に、このシートを使う方法においても、成形品とシートを一体で金型から取り出す方法しか提案されていない。これらの方法では、脱型後、シートと成形品を分離する作業者が必要となり、製造工程での脱型人員を減らすことはできなかった。
【０００６】
即ち、特開昭５０−６６５６２号公報の方法は、成形品の外形と凹凸を反転した型キャビティを第１の型に設け、この第１の型上に注入樹脂の反応熱と発泡圧で前記第１の型の型キャビティ内壁に変形密着する熱可塑性合成樹脂フィルムを設置し、この熱可塑性合成樹脂フィルム上に所定の量の発泡性合成樹脂を注入し、この発泡性合成樹脂を前記第１の型と第２の型により密封圧締して前記発泡性合成樹脂の発泡圧により前記熱可塑性合成樹脂フィルムを前記第１の型の型キャビティ内壁に圧着させて前記発泡性合成樹脂を硬化させて所定の形状に成形し、この発泡成形品を第１の型より取り出して前記熱可塑性合成樹脂フィルムを取り除くことにより所定の発泡成形品を得ることを特徴とする注入発泡成形方法であり、フィルムとしてポリエチレンを使用しているので成形品から剥がし難い上、ウレタンの成形金型の型温は通常５０〜６０℃程度で使用されるが、ポリエチレンフィルムは、この熱で軟化し、伸び易い状態となっているため、成形品から剥がす際に伸びてしまい再使用に耐えるものではなく、これを再使用することは困難であった。
【０００７】
また、特開昭５０−７９５６８号公報の方法は、成形品の外形と凹凸を反転した型キャビティを第１の型に設け、この第１の型上に注入樹脂の反応熱と発泡圧で前記第１の型の型キャビティ内壁に変形密着し、かつ前記注入樹脂とは密着することのない熱可塑性合成樹脂フィルムを設置し、この熱可塑性合成樹脂フィルム上に所定の量の発泡性合成樹脂を注入し、この発泡性合成樹脂を前記第１の型と第２の型により密封圧締して前記発泡性合成樹脂の発泡圧により前記熱可塑性合成樹脂フィルムを前記第１の型の型キャビティ内壁に圧着させて前記発泡性合成樹脂を硬化させて所定の形状に成形し、この発泡成形品のみを第１の型より取り出して所定の発泡成形品を得、前記熱可塑性合成樹脂フィルムを前記第１の型の型キャビティ内に残すことを特徴とする注入発泡成形方法であるが、これもフィルムとしてポリエチレンを使用するものであるため、この発明の明細書の中にも述べられているように成形したフィルム（１〜２ｍｍ）のものを用いても数回の使用にしか耐えられない。また、この発明では、フィルムを成形後下型のキャビティに残すとの記述があるが、フィルムは下型に固定されておらず、このような方法では脱型時の作業にてフィルムの位置がずれるため再設置に手間を要するものとなっており、問題が残る。
【０００８】
特開昭５２−１５１３６０号公報の方法は、発泡用型の内面の気泡体離型面に水溶性樹脂フィルムを敷きつめ、その上に発泡原液を注入して発泡せしめることを特徴とする気泡体の製造方法であるが、これはポリビニルアルコール等の水溶性の樹脂で発泡体樹脂と一体になり、成形後、水で除去させる等のことを考えており、金型には毎回フィルムを敷きつめることが必要で、手間のかかる方法である。
【０００９】
次に、特開昭６０−１７８０１２号公報の方法は、発泡成形型の下型に圧縮空気の注入装置を連結し、発泡成形型の下型に離型性及び気密性を有する離型シートを成形面に沿って配設し、該離型シートの上に独立気泡の発泡合成樹脂の原液を注入し、該下型に上型を型合わせし、発泡キュアさせて発泡体を成形し、上型を型合わせした状態で発泡成形型の下型の圧縮空気の注入装置を作動させ、発泡成形型の離型シートの下部より圧縮空気を注入し、発泡体の独立気泡を破泡させ、次いで上型を型開きした状態で前記圧縮空気の注入装置を作動させ、圧縮空気により発泡体を離型シートと共に発泡成形型より脱型させ、次いで発泡体と離型シートを剥離することを特徴とする発泡体の製造方法であり、この方法は離型シートとして布、不織布にフッ素樹脂又はシリコーン樹脂をコーティングしたもので、フィルムと異なり厚いので、キャビティ形状に十分追随せず、また成形品との離型性に劣る上、クラッシングしながら脱型するものである。更に、この方法には、シートを元の形状に復帰させるプロセスの開示もない。なお、この方法において、上記シートの成形をプレス成形によって行うことが記載されているが、特に布地や不織布にフッ素樹脂、シリコーン樹脂をコーティングしたものでは、伸びが小さく、複雑な形状に成形できず、しかもフッ素樹脂、シリコーン樹脂のいずれもプレスすると伸ばされて永久変形し、型づけされ、真空成形のような形状を実現できない。
【００１０】
また、このようなシートで成形品を作ると、永久変形で形を作ることになるので、繰り返しの使用でシートが伸ばされた場合、永久変形した部分が破れ易く、耐久性がないものである。更に、対象としている発泡体は独立気泡であるとの記述があるが、空気圧にて破泡させると記載されており、従ってこの提案はポリウレタンフォームの形成の場合、軟質ポリウレタンフォームでコールドキュアフォームが対象と考えられる。これを硬質ウレタンフォームとした場合には、破泡させると製品が破壊してしまうことからも軟質であることがわかる。軟質ウレタンフォームの場合は、フォームが軟らかいので、取り出した時に変形するので取り出し時に取り出せいない状況は起きないが、硬質ウレタンフォームの場合は無理に力を入れるとフォームが破壊してしまい、フォームが金型の側壁を押している力に勝って取り出すことができなくなるものである。
【００１１】
特開昭６１−１２５８１５号公報の発明は、ポリエチレン，ポリプロピレン等のウレタンに対して離反性を有するシート材を用いて、ウレタン成形金型のキャビティ面に沿った形状にライナーをブロー又は真空成形すると共に、このライナーを前記成形金型のキャビティ面に被覆配置したことを特徴とするウレタン成形金型構造であるが、これはライナーが金型に全面固定（真空引き又は接着）されており、この面上にウレタンを発泡する。ライナーは全面固定されているため、脱型時にウレタン成形体とライナーを同時に取り出したりできず、ウレタンのみを取り出すものである。また、脱型時に真空引きの穴を利用して逆に空気を入れてフィルムを膨らませるものでもない。
【００１２】
本発明者らも、特開昭６１−１２５８１５号公報のような考えにて、型にポリプロピレン成形フィルムを全面固定して用いたが、この場合、数回の使用にしか耐えられず、その後はポリプロピレン成形フィルムの上に離型剤を塗布しないと脱型が困難となっしまうものであった。ここで本発明者らは、後述するように、ポリプロピレン成形フィルムを型に全面固定したことがこのような問題を引き起こす原因であることを知見したものである。
【００１３】
このため、本発明者らの検討により、硬質ポリウレタンフォームモールド成形品の製造方法として、特開平７−１６４４５２号公報に記載された方法が既に提案されている。
【００１４】
この方法は、製品形状を有する分割可能なモールド内に、分割されたモールドの少なくとも一方の形状と相似の形状に成形された硬質ポリウレタンフォームと接着性を有しないプラスチック製フィルムを設置し、硬質ポリウレタンフォーム原料をモールド内に設置された上記プラスチック製フィルム内に注入して発泡・膨脹させ、ポリウレタンフォームの膨脹が終了した段階でポリウレタンフォームを上記フィルムと共にモールドから取り出し、次いで上記フィルムを分離することを特徴とするものである。この提案によれば、モールド使用時間を短縮して単位時間あたりの成形回数を増やすことができ、またモールドからの製品の取り出しが容易になるので生産性が向上し、８０℃±１０℃での脱型までのキュア時間を１２分前後から６分前後にまで縮め、脱型することが可能となり、またモールドに離型剤を塗布するという煩雑で汚れやすい作業が不要で、成形した製品に内装材又は外装材を装着する場合でも製品に付着している離型剤を除去する必要がなく、そのまま作業ができるという優れた効果を有するものである。
【００１５】
しかしながら、上記方法においても、（１）硬質ポリウレタンフォーム成形品をプラスチック製フィルムと共にモールドから取り出す手間、成形品とフィルムとを分離する手間が生じる。（２）プラスチック製フィルムを予め成形して用いるが、分離の際にフィルムが反転、変形してしまう場合がある。（３）従って、フィルムを再使用する場合には当初の形状に戻すために手間が必要となるという問題点があった。
【００１６】
従って、フィルムの再使用を容易とし、更に効率よく確実にキュア時間を縮めることができ、モールド使用時間を短縮して単位時間当りの成形回数を増やし、生産性を上げ得る硬質ポリウレタンフォームモールド成形品の製造方法の開発が望まれていた。
【００１７】
本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、プラスチック製シートと成形品とを分離する手間がかからず、容易に脱型することができ、またシートの変形等がなく再使用が容易であり、その上、モールド使用時間を短縮でき、単位時間当りの成形回数を増やし生産性を上げることが可能な硬質ポリウレタンフォームモールド成形品の製造方法を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】
本発明は、上記目的を達成するため、以下の製造方法を提供する。
請求項１：
上型と下型とを分離可能に接合することにより内部にポリヒドロキシ化合物とポリイソシアネート化合物とを主成分とする硬質ポリウレタン発泡原料が導入されるキャビティが形成され、上記ポリウレタン発泡原料をこのキャビティ内で発泡・膨張させて硬質ポリウレタンフォームモールド成形品を製造するに際して、上記キャビティ内に設置される下型と上型のいずれか一方又は双方の底部にピン挿通孔を介して上記キャビティに連通する空気室を設け、上記挿通孔にエジェクターピンを軸方向移動可能に挿入し、かつ一端がエアー吸引装置と連結するエアー管の他端を上記空気室に連通すると共に、上記成形品と接着性を有しないポリプロピレンフィルムを下型と上型のいずれか一方又は双方のキャビティ形状と相似の形状に予め真空成形しておき、この真空成形されたフィルムを当該キャビティ内に設置し、上記フィルムをモールドに固定した状態で上記発泡原料を上記キャビティ内のフィルム上に注入し、発泡・膨張させ、ポリウレタンフォームの膨張が終了した段階で上記エジェクターピンをキャビティ方向に移動させることにより、上記真空成形フィルムを押圧し、成形品をこのフィルムと共に押し上げ、このフィルム全体をモールドから取り出すことなく成形品だけをフィルムから剥離してモールドから取り出すと共に、成形品をフィルムから剥離した後、上記ピンをキャビティから退出させ、次いで上記エアー吸引装置により上記フィルムとキャビティ面との間に存するエアーを上記挿通孔とエジェクターピンとの間の隙間、空気室及びエアー管を通って外部に排出することにより、上記フィルムを元の真空成形形状に復帰させて上記キャビティ内に再設置することを特徴とする硬質ポリウレタンフォームモールド成形品の製造方法。
請求項２：
上型と下型とを分離可能に接合することにより内部にポリヒドロキシ化合物とポリイソシアネート化合物とを主成分とする硬質ポリウレタン発泡原料が導入されるキャビティが形成され、上記ポリウレタン発泡原料をこのキャビティ内で発泡・膨張させて硬質ポリウレタンフォームモールド成形品を製造するに際して、上記キャビティ内に設置される下型と上型のいずれか一方又は双方の底部にピン挿通孔を介して上記キャビティに連通する空気室を設け、上記挿通孔にエジェクターピンを軸方向移動可能に挿入し、かつ一端がエアー吸引装置と連結するエアー管の他端を上記空気室に連通すると共に、上記成形品と接着性を有しないポリプロピレンフィルムを下型と上型のいずれか一方又は双方のキャビティ形状と相似の形状に予め真空成形しておき、この真空成形されたフィルムを当該キャビティ内に設置すると共に上記フィルムの端部のみをモールドに固定した状態で上記発泡原料を上記キャビティ内のフィルム上に注入し、発泡・膨張させ、ポリウレタンフォームの膨張が終了した段階で上記エジェクターピンをキャビティ方向に移動させることにより、上記真空成形フィルムを押圧し、成形品をこのフィルムと共に押し上げ、このフィルム全体をモールドから取り出すことなく成形品だけをフィルムから剥離してモールドから取り出すと共に、成形品をフィルムから剥離した後、上記ピンをキャビティから退出させ、次いで上記エアー吸引装置により上記フィルムとキャビティ面との間に存するエアーを上記挿通孔とエジェクターピンとの間の隙間、空気室及びエアー管を通って外部に排出することにより、上記フィルムを元の真空成形形状に復帰させて、上記キャビティ内に再設置することを特徴とする硬質ポリウレタンフォームモールド成形品の製造方法。
請求項３：
キャビティ内に設置される下型と上型のいずれか一方又は双方に複数のエアー連通孔を介して上記キャビティに連通する空気室を設けると共に、一端がエアー導入・吸引装置と連結するエアー管の他端を上記空気室に連通し、上記エアー導入・吸引装置のエアー供給動作で上記エアー管、空気室及びエアー連通孔を通って上記キャビティ内にエアーを導入することにより、上記真空成形フィルムを押圧し、成形品をこのフィルムと共に押上げ、成形品をフィルムから剥離した後、上記エアー導入・吸引装置をエアー吸引動作に切り換え、上記フィルムとキャビティ面との間に存するエアーを上記エアー連通孔、空気室及びエアー管を通ってエアー導入・吸引装置より外部に排出することにより、上記フィルムを元の真空成形形状に復帰させて上記キャビティ内に再設置するようにした請求項２記載の製造方法。
請求項４：
成形品に３°以上の抜きテーパーを設けた請求項２又は３記載の製造方法。
【００１９】
この場合、キャビティ内に設置される下型と上型のいずれか一方又は双方に複数のエアー連通孔を介して上記キャビティに連通する空気室を設けると共に、一端がエアー導入・吸引装置と連結するエアー管の他端を上記空気室に連通し、上記エアー導入・吸引装置のエアー供給動作で上記エアー管、空気室及びエアー連通孔を通って上記キャビティ内にエアーを導入することにより、上記真空成形フィルムを押圧し、成形品をこのフィルムと共に押上げ、成形品をフィルムから剥離した後、上記エアー導入・吸引装置をエアー吸引動作に切り換え、上記フィルムとキャビティ面との間に存するエアーを上記エアー連通孔、空気室及びエアー管を通ってエアー導入・吸引装置より外部に排出することにより、上記フィルムを元の真空成形形状に復帰させて上記キャビティ内に再設置することが好適である。
【００２０】
更に、キャビティ内に設置される下型と上型のいずれか一方又は双方の底部にピン挿通孔を介して上記キャビティに連通する空気室を設けると共に、上記挿通孔にエジェクターピンを軸方向移動可能に挿入し、かつ一端がエアー吸引装置と連結するエアー管の他端を上記空気室に連通し、上記エジェクターピンをキャビティ方向に移動させることにより、上記真空成形フィルムを押圧し、成形品をこのフィルムと共に押し上げ、成形品をフィルムから剥離した後、上記ピンをキャビティから退出させ、次いで上記エアー吸引装置により上記フィルムとキャビティ面との間に存するエアーを上記挿通孔とエジェクターピンとの間の隙間、空気室及びエアー管を通って外部に排出することにより、上記フィルムを元の真空成形形状に復帰させて上記キャビティ内に再設置することも好適である。
【００２１】
なお、上記成形品には３°以上の抜きテーパーを設けることが脱型上有効である。
【００２２】
本発明によれば、予め下型及び／又は上型キャビティと相似、同一形状に真空成形されたポリプロピレンフィルムを用いているので、真空成形時の下型及び／又は上型キャビティの３次元の複雑な形状にも追従することができ、フィルムの浮きもなく、下型及び／又は上型キャビティと相似形状に容易に成形することができる。また、上記フィルムの端部をモールドに固定することにより、硬質ポリウレタン発泡原料が発泡・膨張終了後に、成形品のみを容易に取り出すことができる上、脱型の終了後にフィルムを元の形状に戻す場合に、フィルムは所定の位置にまで持ち上がるだけで全体がモールドから取り出されることはないために、エアー吸引の方法により元の形状に戻すことができる。この際に、フィルムが予めモールドと相似形状に成形されているために、容易に元の形状に戻すことが可能であり、フィルムの再使用を図ることができ、更に効率よく確実にキュア時間を縮めることができ、モールドの使用時間を短縮して単位時間当りの成形回数を増やし生産性を向上させることができる。
【００２３】
以下、本発明につき更に詳しく説明すると、本発明の硬質ポリウレタンフォームモールド成形品の製造方法は、硬質ポリウレタン発泡原料を予めモールドの下型と上型のいずれか一方又は双方のキャビティ形状と相似形状に真空成形したポリプロピレンフィルムを配置したキャビティ内に導入し、発泡・膨張後、成形品のみを取り出すことを特徴とするものである。
【００２４】
ここで、硬質ポリウレタン発泡原料としては、ポリヒドロキシ化合物とポリイソシアネート化合物とを主成分とし、更に触媒、発泡剤、整泡剤、難燃剤、その他の助剤を所望により配合したものを使用し得る。これらの成分としては硬質ポリウレタンフォームの製造に通常使用する公知のものを使用でき、またその使用量も常用量とすることができる。
【００２５】
本発明において、モールドとしては、図１に示すものが好適に用いられる。
【００２６】
即ち、図中１は本発明の第１実施例に係るモールドを示し、このモールドは上型２と下型３とからなり、これら上下型２，３は分離可能に接合されるようになっている。上記下型３は上部中央部に凹部（下型キャビティ）４が形成されていると共に、上型２はこの凹部４の上端開放部を閉塞する蓋体として形成され、上下型２，３が接合した際に上記凹部（下型キャビティ）４がモールド１のキャビティ５を形成するようになっている。また、下型３には真空成形法により予め上記凹部（下型キャビティ）４と相似乃至同一形状に成形されたポリプロピレン製フィルム６が設置されている。このフィルム６は下型３の上端面に固定ピン７により止められ、下型３の上端面に配設されたフィルムエアーシール用パッキン９と更にフィルム押え８で挟持されて下型に強固に固定されている。本発明者らの検討によると、かかる固定状態で数十回の繰り返しの脱型にてもフィルムのズレは生じなかった。また、脱型作業も容易に行うことができたものである。
【００２７】
また、下型３の底部には、箱状の空気室１０が設けられており、この空気室１０には、圧力調整バルブ１１を介装するエアー管１２の一端が接続され、該エアー管１２の他端は真空ポンプ等のエアー導入・吸引装置１３と連結されている。この空気室１０と下型キャビティ４とは複数のエアー連通孔（空気穴）１４によって連通されている。
【００２８】
ここで、上記フィルム６は上述したように、ポリプロピレンフィルムが使用されるものであり、これによって硬質ポリウレタンフォームとの分離性を良好にし、繰り返し使用が数十回可能になったものである。即ち、プラスチック製フィルムとして硬質ポリウレタンフォーム成形品と分離するものには、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルムがあるが、ポリエチレンフィルムは伸び、変形が起こり易く、数回の使用しかできなかった。これに対し、硬質ポリウレタンフォームとの分離時に伸び、変形が少なく、かつ分離性の良いポリプロピレンのフィルムの使用で初めて数十回の使用が可能になったものである。また、硬質ポリウレタンフォームは、軟質ウレタンフォームと異なり、力を加えると座屈変形、つまり破壊してしまうものである。脱型時に硬質ポリウレタンフォームは内部の反応熱で膨張しており、金型の側面を０．５〜１ｋｇ／ｃｍ2程度の力で押している。このため、脱型方法としては本発明者らにより提案されているは特開平７−１６４４５２号公報以外に適当な脱型方法がなかったが、この方法では、フィルムを再セットする手間があった。そこで、本発明者らは、上記のような方法でフィルムを金型に設置し、空気圧を加えてみたところ、意外にも比較的スムーズに成形品が金型より上がってくる、つまり脱型できることを知見した。即ち、従来は金型の側面を０．５〜１ｋｇ／ｃｍ2もの強い力で硬質ポリウレタンフォームが押しつけられているため、エアー圧で押し出そうとすると、硬質ポリウレタンフォーム成形品、フィルム、金型側壁との間に力がかかっているため、押出時（脱型時）に抵抗力となり、脱型を困難にし、脱型させるためにエアーを入れた場合、圧力が不足して硬質ポリウレタンフォーム成形品が出てこないか、フィルムが力に負けて破れたり、切れたり又はフィルムが膨らみ、穴があいてしまうと考えられていたが、上述したように、本発明の方法によりスムーズに脱型することが可能であることを見い出したものである。
【００２９】
このポリプロピレンフィルムの厚さは０．３〜１．０ｍｍ、特に０．３〜０．６ｍｍであることが好適である。０．３ｍｍよりも薄いと十分な強度が維持できず、成形時にフィルムが破損する場合がある。一方、１．０ｍｍよりも厚くなると、製品寸法誤差が大きくなり、金型を大きめに作らざるを得ない問題が生じ、脱型時のフィルムの変形が起こりにくくなり、また、成形品の形状によって複雑なものはフィルムとウレタンが分離しにくくなる場合が起きる。
【００３０】
また、上記ポリプロピレンフィルムは、予め真空成形法によって下型と上型のいずれか一方又は双方のキャビティと同一乃至相似形状に成形しておくことが必要である。この場合、ポリプロピレンフィルムは、下型と上型キャビティのいずれか一方に配置することが可能であるが、少なくとも下型キャビティに配置することが好ましい。図１に示す金型の場合は、下型キャビティのみにポリプロピレンフィルムを配設してある。予め成形しておかないと、硬質ポリウレタンフォームを発泡、成形し、脱型した後、元の状態に十分追随、復元し難い。更に、真空成形法ではなく、プレス成形法により所定の形状に形成した場合、このプレス成形法では、雄型形状のコーナー部が局部的に押され、永久変形のような形で形状が作られることになるため、形状が完全に下型キャビティに沿わず、下型より浮きが生じる。また、フィルムのコーナー部が破れ易く、耐久性が劣る。特にモールドが深い形状の場合には狭い隙間を薄いフィルムがすべり、伸ばされることになるので、フィルムが薄くなりすぎ、極端な場合には切れてしまう場合がある。また、フィルムに均等に力が加わることが必要であるが、フィルムが薄いため、上型がフィルムを均等に押すことが困難となり、片当たりして、成形品に薄さがでたりモールド形状にピッタリと合うものができない場合がある。
【００３１】
なお、真空成形法は公知の方法を採用し得るが、本発明の場合、ポリプロピレンフィルムを１８０〜２００℃、１５〜２０秒間程度加熱したものを真空成形することがよい。また、真空成形法は、図２に示すようにモールド（この場合は下型）を使用して行うことができるが、勿論これに限られない。この図２の下型３を利用して真空成形する方法につき説明すると、図２（Ａ）に示したように、ポリプロピレン製フィルム６の４辺をクランプ３１でクランプし、このフィルム６の上下両側からヒーター３２で１８０〜２００℃、１５〜２０秒間程度加熱し、次に、図２（Ｂ）に示したように、下型３上に上記加熱されたフィルム６を上述したように固定し、この状態で下型３に設けられた空気室１０及び下型キャビティ４内をエアー導入・吸引装置１３の作動により、所定の圧力に減圧することにより、図中矢印で示したように凹部（下型キャビティ）４内の減圧と大気圧の押圧力で加熱されたフィルム６が均等に下型に押しつけられ、下型のキャビティ形状と相似形状に成形される。この際、大気圧によりフィルムが均等に成形でき、３次元の複雑な形状にもフィルムが追従することができるので、フィルムの浮きもなく確実に成形することができる。なお、このようにポリプロピレン製フィルムを真空成形法により形成する場合、ポリプロピレン製フィルムの収縮もどりのため、ウレタン成形型より若干大きく形成することが好ましい。
【００３２】
また、モールドが深い場合にはフィルムの中央部の伸びが大きくなり、フィルムが切れるおそれがあるので、この場合には、図２（Ｂ）に示したように、まずプラグアシスト３３で上方からフィルムを少し押し込むようにしてから、更に上記真空成形法を用いてフィルムを成形することが好ましい。なお、上記プラグアシスト３３はプレスの上型のように下型面とぴったりと接合する必要はなく、例えば半球形状のものでフィルムを押し込むように構成しても十分に効果が生ずるものである。
【００３３】
次に、本発明のモールド１を用いて硬質ポリウレタンフォームモールド成形品を製造する場合には、硬質ポリウレタンフォーム発泡原料をキャビティ５内の真空成形ポリプロピレンフィルム６上に所定量導入し、上型２を下型３に接合し、型締めする。発泡・膨張させた後、ポリウレタンフォームの膨脹が終了した段階で上型を型開きし、図１（Ｂ）に示したように、エアー導入・吸引装置１３を作動させ、エアー管１２、空気室１０、及びエアー連通孔１４を介して、フィルムとキャビテイとの間隙１５にエアーを吹き込み、成形品１６をフィルムと共に押し上げる。この際、フィルムは端部のみフィルム押え８で下型３に固定されているので、空気圧でフィルムと成形品が押し上げられ、この時フィルムが成形品より分離することとなる。所定量空気を入れると所定位置に止まり、図１（Ｂ）のように成形品のみを取り出すことができる。この場合、脱型の際の空気圧は０．５ｋｇ／ｃｍ2以上、特に１〜５ｋｇ／ｃｍ2であることが好ましい。なお、本発明者らの検討によれば、成形品の形状や大きさにより異なるが、工場エアー圧５ｋｇ／ｃｍ2付近まで高めれば、ほとんどの形状の成形品が脱型できることがわかった。
【００３４】
また、成形品には抜きテーパーを設けることが脱型を容易にし、押し上げる際にヘコミや傷等が生じることなく、抵抗力も少なくなるため好ましく、成形品の厚さや大きさにより異なるが３°以上、特に３°〜５°にテーパーを取ることが好適である。
【００３５】
その後、エアー導入・吸引装置１３をエアーを吸引するように作動させると、図１（Ｃ）に示したように、フィルム６は予め真空成形されているので容易に元の形状に戻ることができ、下型キャビティ面上に再設置されて、フィルム６の再使用が可能となる。従って、更に効率よく確実にキュア時間を縮めることが可能となり、モールド使用時間を短縮して単位時間当りの成形回数を増やし生産性を上げることができる。この第１実施例に係るモールドでは、脱型後のフィルム戻しの手間がかからず効率のよい製造方法が実現でき、また、エアーにより、成形品を全体的に均等に押し上げることができるため、成形品に無理な力がかからず８０℃±１０℃でのキュア時間を６分前後から更に約４分に縮めることができ、これによりモールド使用時間を短縮して単位時間当たりの成形回数を約３０％も増やし、生産性を上げることができるものである。
【００３６】
図３は本発明の他の実施例に係るモールド２０を示すもので、このモールド２０は、上記図１のモールドにおいて、更に下型３の中央部に上下方向に進退可能なエジェクターピン２１が設けられているものである。即ち、この実施例は、下型３の底面にピン挿通孔２２を設け、この挿通孔２２内にエジェクターピン２１を軸方向（上下方向）移動可能に配設したものである。この場合、この実施例においては、図１の実施例と同様に空気室１０が形成されるが、上記ピン挿通孔２２はこの空気室１０と連通するようにして形成され、この空気室１０はエアー吸引装置２４とエアー管２３を介して連通しているものである。ここで、ピン挿通孔２２とエジェクターピン２１との間の隙間２５が空気流通路となるので、この場合、図１に示すようなエアー連通孔を設けなくともよい。ただし、必要によっては、図１に示すようにエジェクターピン２１を挿通しないエアー連通孔を設けてもよい。図３は、他にエアー連通孔を設けない例である。
【００３７】
この実施例のモールドを用いた成形方法は、成形完了後、上型を型開きし、上記ピン２１が上昇する（キャビティ方向に移動する）ことにより、成形品１６をフィルム６と共に押し上げ、フィルムはモールドに端部のみフィルム押え８にて固定されているために、成形品１６のみが容易に脱型できる。この場合、脱型後の操作は、エジェクターピン２１をキャビティから後退させた後、バルブ１１を開き、エアー吸引装置２４を作動させることにより、上記フィルムとキャビティ面との間に存するエアーは、ピン挿通孔２２とピン２１との間の隙間２５、空気室１０、エアー管２３を通って外部に排出されるものである。真空引きによりフィルム６を元の形状に戻して再設置するものである。このエジェクターピン２１の数は、１本（図３）に限られず、複数本設けてもかまわない。また、エジェクターピンを使う場合でも図１の実施例と同様に空気圧による脱型を併用すればよりスムーズな脱型が達成される。また、ピンの上下駆動機構（図示せず）は特に制限されず、エアー圧を利用したもの等が採用される。
【００３８】
エジェクターピンを用いると、成形品の脱型時に空気の吹出のためのエアー供給は必要なくなり、工程が簡単となる。但し、ピンの大きさ、個数等はウレタン成形品を押し出す時に硬質ポリウレタンフォームを変形させない程度の面圧となるように注意する必要がある。
【００３９】
ここで、このようにエジェクターピンを用いて脱型する場合、上述したように成形品に抜テーパーを３°以上、特に３°〜５°設けることが好ましい。なお、この抜きテーパーの角度は図３中θの角度である。
【００４０】
また、プラスチック製フィルムと硬質ポリウレタンフォーム成形品を金型から取り出す際には、フィルムを固定していなければ、エジェクターピン等により押し出せるが、フィルムを成形品より分離し、フィルムを金型に再配置する必要があり、分離の際に反転したフィルムを当初の形状に戻す手間も必要となり、問題となるものであるが、本発明ではこの問題点をも解決し得たものである。
【００４１】
なお、図１に示すエアー連通孔（空気穴）を設け、フィルムのエジェクターピンによる押出とエアーによる押出を併用することは差し支えなく、この場合、空気の排出はエアー連通孔及びピン挿通孔とピンとの隙間を通して行われる。
【００４２】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に制限されるものではない。例えば、図１の実施例では、真空成形されたポリプロピレンフィルムは下型だけにしか配設していないが、上型にも同様にポリプロピレンフィルムを配設することができ、特に上型にキャビティを有し、そのキャビティ形状が複雑な場合は同様に上型キャビティと同形状に真空成形したポリプロピレンフィルムを配設することが好ましい。また、必要によっては上型のみに真空成形したポリプロピレンフィルムを配設することができる。この場合、上型にも図１又は図３と同様に空気室を設けることができる。なおまた、図１に示すように上型にフィルムを配設しない場合、必要により上型に離型剤を塗布しておくことができ、またフッ素樹脂コーティングしておくこともできる。更に、エアー連通孔の数、径なども本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更して差支えない。
【００４３】
なお、本発明の製造方法で得られた硬質ポリウレタンフォームモールド成形品は、自動車用内装材その他の産業資材に利用され、特に自動車のドアトリムの内側に取り付け、衝突時のエネルギーを吸収して乗員を保護するなど、衝撃吸収材として好適なものである。
【００４４】
【実施例】
以下、実施例と比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記実施例に制限されるものではない。
【００４５】
［実施例、比較例］
表１に示す配合及び成形・脱型条件に従い、硬質ポリウレタンフォームモールド成形品として、ポリヒドロキシ化合物とポリイソシアネート化合物を主成分とする硬質ポリウレタン発泡原料を用いて表１に示す６種の成形品を製造した。なお、配合量はすべて重量部である。この場合、モールドとしては図１に示す構造のものを使用した。得られた成形品の寸法は、図４に示すようにＬ2，Ｌ3，Ｌ4，Ｌ5を一定（Ｌ2＝９０ｍｍ、Ｌ3＝５０ｍｍ，Ｌ4＝４０ｍｍ，Ｌ5＝２７０ｍｍ）とし、Ｌ1の寸法を８０ｍｍ，７０ｍｍ，６０ｍｍ，４０ｍｍ，２０ｍｍに変えたものである。
【００４６】
各成形品について、脱型までの時間、脱型時の作業性、ポリプロピレン製フィルムを成形品から取り外したり、金型に戻す際の手間について評価した。結果を表１に併記する。
【００４７】
【表１】
0003772242.tif 000002
＊１  ポリヒドロキシ化合物：武田薬品工業（株）製のポリエーテルポリオールＧＲ３６Ｂ（ＯＨ価４２０）
＊２  ポリイソシアネート化合物：住友バイエルウレタン（株）製の粗製ジフェニルメタンジイソシアネート、４４Ｖ２０
＊３  整泡剤：日本ユニカー（株）製のシリコン整泡剤、Ｌ−５４３０
＊４  難燃剤：大八化学（株）製のＴＭＣＰＰ
＊５  触媒：花王（株）製のテトラメチルヘキサメチレンジアミン、カオライザーＮｏ．１とトリエチレンジアミン・３３％ジプロピレングリコール原液を１：１で使用
＊６  粉体：白石カルシウム（株）製の重質炭酸カルシウム、ホワイトンＳＢ
＊７  フィルム厚さ０．３〜１．０ｍｍのポリプロピレン製フィルム
【００４８】
【発明の効果】
本発明によれば、以下の効果を有する。
（１）モールドからの硬質ポリウレタンフォームモールド成形品の取り出しが容易となる。
（２）成形品とポリプロピレンフィルムとの分離に手間がかからない。
（３）脱型時にフィルムの変形が生じにくく、再使用可能である。
（４）フィルムが予め真空成形されているので、当初の形状に容易に戻すことができ、しかもその手間がほとんどかからない。
（５）エアーを使う方式にては、脱型までのキュア時間を約３０％も短縮できる。
（６）エジェクターピンを使用してもフィルムがあるのでエジェクターピンの隙間又は空気穴から侵入するウレタンの掃除の必要がないと共に、エジェクターピンを使用した場合は成形品の脱型時にエアーを供給しなくてもよいので、生産ライン上の金型にエアーの供給装置が不要となり、工程の設備投資が少なくてすむというメリットがある。
（７）モールドの使用時間を短縮でき、単位時間当たりの成形回数を増やし、生産性を上げることができる。また、モールドに離型剤を塗布するという煩雑な作業が不要となり、成形した製品に内装材又は外装材を接着する場合でも製品に付着している離型剤を除去する必要がなく、そのまま接着作業ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係るモールドを示し、（Ａ）は成形時、（Ｂ）は脱型時、（Ｃ）はフィルムを元の形状に戻している状態の断面図である。
【図２】同実施例の真空成形法によるフィルムの成形方法を示し、（Ａ）はフィルムを加熱している模式図であり、（Ｂ）はフィルムをモールドに真空成形する際の状態を示した断面図である。
【図３】本発明の他の実施例にかかるエジェクターピンを使った場合のモールドの断面図である。
【図４】本発明の成形品を示す斜視図である。
【符号の説明】
１  モールド
２  上型
３  下型
４  凹部（下型キャビティ）
５  キャビティ
６  フィルム
７  固定ピン
８  フィルム押え
９  パッキン
１０  空気室
１１  圧力調整バルブ
１２  エアー管
１３  エアー導入・吸引装置
１４  エアー連通孔
１５  間隙
１６  成形品
２０  モールド
２１  エジェクターピン
２２  ピン挿通孔
２３  エアー管
２４  エアー吸引装置
２５  隙間
【図１】
0003772242.tif 000003
【図２】
0003772242.tif 000004
【図３】
0003772242.tif 000005
【図４】
0003772242.tif 000006