JPH0761666B2 - 中空ウレタン発泡成形品の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、たとえば、自動車のアームレスト、アシスト
グリップ、ヘッドレスト、グローブボックスリッド、エ
アスポイラーのような合成樹脂製中空芯体を有する中空
ウレタン発泡成形品の製造方法に関する。

（従来の技術） 従来の中空ウレタン発泡成形品の製造方法の一例を第３
図ないし第８図に基づいて説明する。

１はポリエチレンおよびポリプロピレンなどの合成樹脂
をブロー成形してなる中空芯体で、この中空芯体１に
は、ブロー成形したことにより、その内部空間の中空部
２と外部空間とを連通する空気吹込みピン跡３が生じて
いる。また、前記中空芯体１の両側部には、第４図ない
し第８図における下面に開口してテーパ状の嵌合孔４が
形成されており、この嵌合孔４の上部は縮径部５となっ
て上面に開口している。

また、11はウレタン発泡成形用型で、この成形用型11
は、接離自在の上型12と下型13とからなっており、型閉
時にこれら上型12および下型13の内部にキャビティ14が
形成されるものである。そして、前記下型13の内底面両
側部には、前記中空芯体１の嵌合孔４に嵌合されるボス
15が形成されており、このボス15の上部には、前記嵌合
孔４の縮径部５に貫通され型閉時に前記上型12に当接さ
れる縮径部16が形成されている。

そうして、成形にあたっては、ウレタンとの接着力を高
めるために中空芯体１をプライマー処理した後、第５図
および第６図に示すように、成形用型11内に中空芯体１
を装着する。この状態で、中空芯体１の嵌合孔４と下型
13のボス15との嵌合により、中空芯体１は成形用型11内
で中に浮いた状態に支持される。つぎに、第７図に示す
ように、成形用型11の内面と中空芯体１との間にウレタ
ン原液を注入して、中空芯体１のほぼ全周を被覆するウ
レタン発泡体21を成形する。

その際、成形用型11内に注入されたウレタン原液が発泡
膨張するが、その反応に伴う発熱（約80℃〜150℃）に
より、中空芯体１が軟化し、第７図に示すように、ウレ
タン原液の発泡圧で中空芯体１の各面が凹む。このと
き、中空芯体１の内部の空気は、空気吹込みピン跡３よ
り外部に流出するが、ついで、ウレタン原液の発泡の立
上がりによってピン跡３がウレタン発泡体21で塞がれる
ので、中空芯体１の各面が凹んだままの状態で、ウレタ
ン発泡体21は硬化する。さらに、離型後は、第８図に示
すように、ウレタン発泡体21が冷却されるのに伴い、中
空芯体１の内部の空気も冷却されて収縮するので、中空
芯体１とウレタン発泡体21とからなる中空ウレタン発泡
成形品22の各面の中央部が凹み、製品として欠陥を生じ
ることになる。

そこで、このような欠陥を改善するために、従来から種
々の提案がなされている。第９図ないし第11図は、その
一例を示すものであるが、この方法では、第９図に示す
ように、予め、中空芯体１の内部に、空気吹込みピン跡
３から固体粒子31を完全に充填した後に、ピン跡３をシ
ール体32により塞いだ上で、ウレタン発泡成形を行な
う。しかし、空気吹込みピン跡３が塞がっているため、
中空芯体１内に充填された固体粒子31間に残留した空気
がウレタン原液の反応熱により膨張するのに伴って、第
10図に示すように、中空芯体１が膨らみ、そのまま硬化
する。そのため、離型後は、第11図に示すように、ウレ
タン発泡体21が冷却されるのに伴って、中空芯体１の内
部の空気が冷却されて収縮し、この中空芯体１が元の形
状に戻ると、成形品22の各面の中央部が凹み、やはり製
品として欠陥を生じることになる。

なお、第９図ないし第11図に示す方法では、成形後に、
ウレタン発泡体21および中空芯体１に通孔が形成され
て、この中空芯体１内の固体粒子31が除去される。

（発明が解決しようとする問題点） 上述のように、従来の中空ウレタン発泡成形品の製造方
法では、中空芯体の内部が中空のままの状態でウレタン
発泡体を成形していたため、ウレタン原液の発泡圧によ
る収縮およびその後の冷却による収縮により、完成した
成形品の各面が凹む問題があった。また、中空芯体内の
固体粒子を充填してウレタン発泡体を成形する方法で
も、固体粒子間に残留した空気が膨張、収縮するため、
成形品の各面に生じる凹みを十分には防止できない問題
があった。

本発明は、上述のような問題点を解決しようとするもの
で、中空ウレタン発泡成形品の製造にあたって中空芯体
の変形を防止し、所定の形状の成形品を得られるように
することを目的とするものである。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明の中空ウレタン発泡成形品の製造方法は、合成樹
脂で中空成形された中空芯体に固体粒子を充填し、この
固体粒子を充填した中空芯体を成形用型内に装着して、
ウレタン反応射出成形により前記中空芯体のほぼ全周を
ウレタン発泡体で覆ってなる中空ウレタン発泡成形品を
得るが、その際、前記中空芯体の内部空間と前記成形用
型の外部空間とを連通させた状態でウレタンを発泡硬化
させるものである。

（作用） 本発明の中空ウレタン発泡成形品の製造方法は、ウレタ
ン原液の発泡圧に抗して、中空芯体の内部に充填された
固体粒子により中空芯体の収縮変形を防止する。また、
固体粒子間に残留しウレタン原液の反応熱により膨張し
た空気を成形用型外に流出させることにより、中空芯体
の膨張変形を防止する。さらに、中空芯体およびウレタ
ン発泡体の冷却、硬化に際しても、固体粒子および中空
芯体内への空気の流入により、この中空芯体の収縮変形
を防止する。

（実施例） 以下、本発明の中空ウレタン発泡成形品の製造方法の一
実施例を第１図および第２図に基づいて説明する。な
お、構成は、基本的に、先に説明した従来例と同様なの
で、対応する部分には同一符号を付し、その説明を省略
する。

第１図に示すように、成形用型11の上型12には、図示上
面に開口したたとえば一対のねじ孔41が形成されている
とともに、これらねじ孔41の下方に連続して、上型12の
下面すなわちキャビティ面に開口し下部を縮径した注射
針嵌合孔42が形成されている。そして、これら嵌合孔42
に、基部（図示上部）を拡径しかつ先端を鋭く尖らせた
中空ピンとしての筒状の注射針43が嵌合されているとと
もに、前記ねじ孔41に螺合された筒状の中空ねじ44によ
り固定されている。前記注射針43は、下型13と上型12と
を閉じたとき、成形用型11のキャビティ14内に装着され
た中空芯体１内に貫入されるように、先端側が上型12の
下面より適当な長さ突出されている。

そうして、成形にあたっては、まず、ポリエチレンまた
はポリプロピレンなどをブロー成形してなり予めプライ
マー処理された中空芯体１内に、ブロー成形時の空気吹
込みピン跡３より、注射針43の先端部の孔径よりも粒径
の大きい砂粒、ガラスビーズ、木粉あるいはプラスチッ
ック成形用ペレットなどの固体粒子31を完全に充填した
後、空気吹込みピン跡３をシール体32により塞ぐ。

つぎに、中空芯体１を下型13内に装着した後、上型12を
移動させて第１図に示すように、成形用型11を閉じる。
このとき、上型12に設けられた注射針43が中空芯体１内
に貫入される。この状態で、中空芯体１の内部空間であ
る中空部２と成形用型11の外部空間とが、注射針43、中
空ねじ44およびねじ孔41を介して連通される。

つぎに、成形用型11の内面と中空芯体１との間にウレタ
ン原液を注入し、発泡させる。このような反応射出成形
におけるウレタン原液の反応熱により、中空芯体１は、
その内部に充填された固体粒子31間に残留した空気の膨
張により膨らもうとするが、膨張した空気は、注射針43
内を通って成形用型11の外部空間へ放出されるので、中
空芯体１の膨張変形は完全に防止される。また、中空芯
体１内には固体粒子31が充填されているので、上述のよ
うに、中空芯体１内の空気が成形用型11外へ放出されて
も、ウレタン原液の発泡圧によって中空芯体１が収縮変
形することすなわち中空芯体１の各面が内側へ凹むこと
もない。

その後、ウレタン発泡体21がある程度冷却、硬化したと
ころで、成形用型11が開かれ、一体となった中空芯体１
とウレタン発泡体21とが離型される。

そして、ウレタン発泡体21が冷却、硬化する過程におい
て、中空芯体１の固体粒子31間の空気も冷却されて収縮
するが、この固体粒子31によって中空芯体１の収縮変形
は防止される。なお、固体粒子31間の空気の冷却に伴
い、注射針43を介してあるいはこの注射針43を抜いた後
に生じる貫通孔51を介して、外部から中空芯体１内に空
気が流入する。また、上述のように、ウレタン原液の反
応熱による中空芯体１の膨張変形が防止されたことによ
り、ウレタン発泡体21の冷却、硬化に際して、中空芯体
１がその復元力によって収縮変形するようなこともな
い。したがって、ウレタン発泡体21の外側の各面に凹み
が生じることはない。

さらに、冷却、硬化の完了後、第２図に示すように、外
観上差し支えのない被取付体たとえば車両への取付面
（図示上面）側において、ウレタン発泡体21および中空
芯体１に排出孔52を開口形成し、中空芯体１内より固体
粒子31を排出させることにより、中空芯体１のほぼ全周
をウレタン発泡体21で覆ってなる中空ウレタン発泡成形
品22を得る。このように、中空芯体１内の固体粒子31は
最終的に除去されるので、軽量な中空ウレタン発泡成形
品22となる。なお、取出された固体粒子31は、その後再
使用される。

こうして、上記方法によれば、外側の各面が平らな所定
の形状通りの中空ウレタン発泡成形品22を確実に得るこ
とができる。

なお、注射針43を植設するかわりに、シール体32として
通気性ネットを用い、そのネット外周をシール材で取り
囲むとともに、空気吹込みピン跡３に対向する型キャビ
ティ面を焼結金属で構成することにより、中空芯体１の
内部空間と型外空間とを連通させてもよい。

〔発明の効果〕

本発明によれば、固体粒子を充填した中空芯体の内部空
間と成形用型の外部空間とを連通させた状態でウレタン
を発泡硬化させるので、ウレタン原液の発泡圧による中
空芯体の収縮変形を防止できるのみならず、固体粒子間
に残留しウレタン原液の反応熱によって膨張した空気が
成形用型外に流出することにより、中空芯体の膨張変形
も防止でき、また、冷却、硬化時の中空芯体の収縮変形
も防止でき、したがって、所定の形状の中空ウレタン発
泡成形品を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の中空ウレタン発泡成形品
の製造方法の一実施例を示すもので、第１図はウレタン
発泡体の成形時の断面図、第２図は製造された中空ウレ
タン発泡成形品の断面図である。また、第３図ないし第
８図は従来の中空ウレタン発泡成形品の製造方法の一例
を示すもので、第３図は中空芯体の平面図、第４図は第
３図のIV−IV断面図、第５図は中空芯体を成形用型内に
装着した状態の一部を切り欠いた平面図、第６図は第５
図のVI−VI断面図、第７図はウレタン発泡体の成形時の
断面図、第８図は製造された中空ウレタン発泡成形品の
断面図である。さらに、第９図ないし第11図は従来の中
空ウレタン発泡成形品の製造方法の他の例を示すもの
で、第９図は中空芯体の断面図、第10図はウレタン発泡
体の成形時の断面図、第11図は製造された中空ウレタン
発泡成形品の断面図である。 １……中空芯体、11……成形用型、14……キャビティ、
21……ウレタン発泡体、22……中空ウレタン発泡成形
品、31……固体粒子、43……中空ピンとしての注射針。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】合成樹脂で中空成形され内部に固体粒子を
   充填した中空芯体を成形用型内に装着し、ウレタン反応
   射出成形によって前記中空芯体のほぼ全周をウレタン発
   泡体で覆ってなる中空ウレタン発泡成形品を得るにあた
   って、 前記中空芯体の内部空間と前記成形用型の外部空間とを
   連通させた状態でウレタンを発泡硬化させることを特徴
   とする中空ウレタン発泡成形品の製造方法。
2. 【請求項２】前記成形用型に設けられこの成形用型内の
   キャビティと成形用型の外部空間とを連通する中空ピン
   を型閉時に前記中空芯体に貫入させてこの中空芯体の内
   部空間と前記成形用型の外部空間とを連通させることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の中空ウレタン発
   泡成形品の製造方法。