JPH0788856A - 成形フォームクッションを含む成型複合物品を作製する方法 - Google Patents

成形フォームクッションを含む成型複合物品を作製する方法

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JPH0788856A
JPH0788856A JP6214292A JP21429294A JPH0788856A JP H0788856 A JPH0788856 A JP H0788856A JP 6214292 A JP6214292 A JP 6214292A JP 21429294 A JP21429294 A JP 21429294A JP H0788856 A JPH0788856 A JP H0788856A
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foam
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shell
mold
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Robert A Grimmer
ロバート・エイ・グリマー
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 空洞部を含まない（ウレタン）フォームクッ
ションを含む自動車内装部品のような成型複合物品を一
貫して作製する方法の開発。 【構成】 型キャビティを有する開閉可能な型１８にカ
バー１２を置き、フォーム材料をカバーの裏面上にスプ
レイし、型を基板１４を備える蓋２０で閉鎖し、フォー
ム材料を反応せしめてカバーと基板との間のスペースに
フォームクッション１６を形成する。フォーム材料が機
械的にスプレイされ、カバーの裏面全体を被覆し、カバ
ーと基板との間のスペースの細部を充填するためにフォ
ーム材料が側方に移動する必要性及びカバー浸潤問題を
排除する。カバーがポリ塩化ビニルの予備成型された熱
可塑性プラスチック製シェルの形態で設けられ、イソシ
アネートとポリオールとを含むウレタンフォーム形成材
料の使用が好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、成型複合物品を作製す
る方法に関するものであり、特には自動車内装部品のよ
うな成形フォームクッションを含む成型複合物品を作製
する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】歴史的に、計器パッド、ドアーパネル、
腕置き、グローブボックス、中央制御盤、及びクローズ
アウトパネルのような自動車内装部品の作製におけるフ
ォーム材の形成の乏しさは、製造における廃棄及び補修
関連問題の最大の原因となってきた。
【０００３】不十分な充填、空洞部、見苦しい発泡組
織、及び混合の乏しさといったウレタンフォームの欠陥
は、自動車内装部品を製造し、また熱可塑性プラスチッ
クカバー、金属乃至プラスチック基板（挿入体）並びに
カバーと挿入体との間のスペースを埋めるためのウレタ
ンフォームから構成される複合構造物を使用する業界全
体を悩ませている主たる製造上の問題である。
【０００４】製造欠陥に加えて、乏しいウレタンフォー
ムの形成は、組立てられた製品の使用中の破損をもたら
す危険がありまた事実起こっている。使用中の破損は、
次の通り多数の形態で見られる：「タイガー・ストライ
ピング（Tiger Striping）」、即ち色の変化或いは汚れ
であり、ウレタン材料成分、イソシアネート及びポリオ
ールの混合が不十分なことにより起こりうる。「ミズル
ス（Measles ）」は、一般に見苦しい気泡の形成及び小
さな多数の空洞の発生と関連し、これはカバーに対して
所望されざる粗い不整な表面をもたらす。「シンクス
（Sinks ）」は、ウレタンフォームにおける大きな空洞
部により生じるまた別の欠陥である。この場合、空洞部
は、カバーが空洞部内に落ち込むに充分大きく、カバー
におけるくぼみや凹入跡をもたらす。
【０００５】乏しいウレタンフォーム品質は製造現場で
は長年にわたり進行中の問題であるが、使用中の性能問
題が発生したのはここ数年前からのみであった。この使
用中の劣化の理由は、現在の空気力学的に設計された自
動車において見出される内部温度の増加に直接起因す
る。ガラスの使用の増大や風遮蔽角度の減少は現在の自
動車の内部温度の増大を劇的に招いた。これは一般に
「温室効果」と呼ばれている。１０年前、製品環境温度
安定性試験に対してある自動車製造業者により必要とさ
れた最大試験温度は、９７℃（２１２°Ｆ）であった。
今日では、大半の自動車仕様は１２１℃（２５０°Ｆ）
の温度への延長された曝露を必要とする。
【０００６】温室効果の良い例は、１９８８年１１月に
フロリダ州マイアミにおけるソウスフロリダ・テスト・
サービスで行われた試験の結果に見られる。自動車の計
器パッドに１５本の熱電対プローブが取りつけられ、２
４時間にわたってパッドのさまざまの部位の温度が検知
された。試験設備は自動車用ガラス板の下側に太陽に対
して４５度の角度で計器パッドを位置決めした密閉ボッ
クスであった。温度検知中、１１時１５分に、計器パッ
ドの表面温度は１１７℃を記録した。
【０００７】追加環境試験は、このフロリダ実験例を裏
付けそして真夏の月間においては自動車内部温度は１２
７℃を超える可能性があることを示している。これらの
温度はカバーを軟化させるに十分であるので、カバーは
下側のウレタンフォームの構造に沿って密着するように
なる。
【０００８】伝統的に、カバーの裏側にイソシアネート
やポリオールに代表されるウレタン材料を送入するのに
「周囲開放注入（perimeter open pour ）」と呼ばれる
システムが使用されてきた。基板（挿入体）が開閉しう
る型或いは発泡用備品の蓋に取りつけられる。機械的に
混合されたウレタン材料がカバーの裏側に置かれて被覆
された後、蓋が閉じられて型キャビティを密閉する。
【０００９】ウレタンはカバーの周囲に沿って約５．１
ｃｍ（２インチ）巾のビードストリップの形で被覆され
る。型が閉じられた後、ウレタンはカバーと基板との間
のスペースを充満しなければならない。欠陥のない複合
物品を製造するためには、ウレタン材料は正確に混合さ
れねばならず、材料の温度及び比率は正確でなければな
らず、型は所定の温度にあらねばならず、そして型は密
閉されそして一様な型締め圧力を持たねばならない。
【００１０】ここで、ウレタン材料はカバーと基板との
間のスペースを流動しそして充満しなければならない。
ウレタン材料は、傾斜部を昇り、隅角部を回り込み、薄
くなったりまた厚くなったりして移動することを必要と
される。ある形態のものにおいては、ウレタンは３０〜
３６ｃｍ（１２〜１４インチ）もの長い距離側方に移動
しなければならない。こうした移動をおこしながら、ウ
レタンの重合化反応は進行してフォームの気泡構造を創
出する。
【００１１】開放注入プロセスに替わる代替法は、ＣＭ
ＩＰプロセス、すなわち閉鎖型射出注入プロセスであ
る。ＣＭＩＰプロセスは、ウレタンを単一の入口を通し
て閉鎖された型内に射出する。残念ながら、このプロセ
スは開放注入プロセスが有するのと同じ型式の問題を有
する。追加的に、型の寸法精度及び一様な型締め圧力は
開放注入プロセスに対して要求されるより更に一層厳し
いと思われる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】このように、自動車内
装部品において空洞部のないウレタンフォームを一貫し
て製造するためのウレタン材料及び設備を開発するのに
いまだ完全には成功していない。本発明の課題は、空洞
部を含まない成形ウレタンフォームクッションを現在得
られる方法よりももっと一貫して製造することができ
る、成形ウレタンフォームクッションを含む自動車内装
部品のような成型複合物品を作製するための方法を開発
することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明方法の一つの特徴
は、フォーム形成用材料が閉鎖される型内のカバーの裏
面にスプレイされ、それにより成形フォームクッション
が実質上空洞部を含まない状態で形成されることであ
る。本発明方法の別の特徴は、ウレタンフォーム形成用
材料が混合されそして型内のカバーの実質上裏面全体に
スプレイされ、それにより型が閉じられる時実質上空洞
部を含まない成形ウレタンフォームクッションが形成さ
れることである。
【００１４】本発明のまた別の特徴は、ウレタンフォー
ム形成用材料が閉じられる型内の成形ポリビニル製シェ
ルの裏面に実質上一様にスプレイされ、それにより型の
キャビティ内部で露出されるシェルの実質上裏面全体に
結合された成形ポリウレタンクッションが形成されるこ
とである。本発明の更に別の特徴は、フォーム形成用材
料が閉鎖される型内のカバーの裏面にスプレイされ、そ
の場合基板（挿入体）がカバーに対して離間した関係で
保持され、それにより実質上空洞部を含まない成型フォ
ームクッションがカバーと基板との間に形成されること
である。本発明の更に別の特徴は、ウレタンフォーム形
成用材料が閉鎖される型内の予備成型されたシェルの実
質上裏面全体にスプレイされ、その際基板を予備成型シ
ェルから離間した関係で保持し、それによりシェル及び
基板に結合しそしてそれらの間のスペースを充満する成
形ポリウレタンクッションが形成されることである。
【００１５】要約すれば、本発明は、開閉可能な型内部
に流し込みポリ塩化ビニル、真空成型もしくはスプレイ
による熱可塑性プラスチック／熱硬化性カバー材料或い
はクロス／布地外側シェルの形態のカバーを置き、フォ
ーム形成用材料、好ましくはウレタンフォーム形成用材
料のコーティングをシェルの裏面にスプレイし、型を蓋
でその基板がカバーと離間した関係に保持されるように
して閉鎖し、蓋を閉鎖状態に型締めし、フォーム形成用
材料を反応せしめてカバーと基板との間のスペースを
（ポリウレタン）フォームで充填せしめて該カバーと基
板との間に両者に結合されたフォームクッションを形成
することを含む。
【００１６】
【作用】本発明は、フォーム形成用材料、特にウレタン
材料が機械的にスプレイされてカバーの裏面全体を被覆
し、カバーと基板との間のスペースの細部を充填するた
めにフォーム形成用材料が側方に移動する必要性を排除
する。ウレタンのカバー上へのスプレイは、ウレタン材
料が反応過程の最初及び最大濡れ点においてカバーの裏
側全体に一様に導入されるから、浸潤問題を排除する。
フォームクッションの主たる機能は、カバーを充満して
膨らませそして柔らかい感触を与えることである。スプ
レイにより欠陥のないフォームクッションが形成され、
自動車内部温度が上昇してカバーが軟化しても、カバー
が見苦しくならない。
【００１７】
【発明の具体的な説明】図面を参照すると、図１は、自
動車用の内装或いは装飾部品１０の形態での本発明に従
って作製しうる代表的な物品を例示する。内装部品１０
は、代表的には熱可塑性プラスチックから作成される外
側カバー１２、時として挿入体とも呼ばれる基板１４、
及びカバー１２と基板１４との間の成形フォームクッシ
ョン１６を含んでいる。外側カバーは、他の熱可塑性材
料、熱硬化性プラスチック、レザー、クロス等から作製
することもできる。
【００１８】熱可塑性プラスチックカバー１２は、美観
的に美しくそして感触の良好な任意の適当な熱可塑性材
料プラスチックから作製することができる。代表的に、
熱可塑性プラスチックカバー１２は、ポリ塩化ビニル
（ＰＶＣ）製の薄いシェルである。他の例としては、熱
可塑性ウレタン（ＴＰＶ）、熱可塑性ポリオレフィン
（ＴＰＯ）／熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）及びポリ
エステルを挙げることができる。
【００１９】基板１４は、部品１０を取扱いまた自動車
のフレームや扉のような支持構造体に取り付けまた締着
するに十分の強度を有する任意の適当な構造材料から作
製することができる。基板材料はカバー１２の材料やフ
ォームクッション材１６と適合せねばならない。基板１
４は金属或いはプラスチックから作製することができ
る。その代表例は、鋼、アルミニウム並びにポリカーボ
ネート、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（Ａ
ＢＳ）及びスチレン−無水マレイン酸並びにそれらの関
連コポリマーブレンドのような構造用熱可塑性プラスチ
ックである。
【００２０】フォームクッション１６の主たる機能は、
カバー１２を充満して膨らませそして柔らかい感触を与
えることである。本発明は、特にポリ塩化ビニルシェル
の形態のカバーとの組み合わせにおいて、ポリウレタン
フォームクッションを有する自動車内装部品を作製する
方法と特によく適合する。しかし、ポリ尿素−ホルムア
ルデヒド、ポリエーテル及びポリイソシアヌレートフォ
ームのような他のフォームクッションの使用も可能であ
る。
【００２１】図２、３及び４は、本発明に従い内装部品
１０を作製するための開閉可能な型を開示する。
【００２２】要約すれば、本発明は、図２に示した開閉
可能な型１８の型キャビティ内に、好ましくはポリ塩化
ビニルの予備成型された熱可塑性シェルの形態を有する
カバー１２を設けることを含む。その後、ウレタンフォ
ーム形成用材料のコーティングがカバー１２の実質上裏
面全体に実質上一様な態様でスプレイされる。型１８は
その後、基板１４がカバー１２に対して離間関係で型キ
ャビティ内に位置するように蓋２０により閉鎖される。
閉鎖された型は図３に矢印２２により示されるように型
締めされ、同時にウレタンフォーム形成用材料は反応し
てカバー１２と基板１４との間のスペースをクッション
１６を形成するポリウレタンフォームで充填する。ポウ
レタンフォームは好ましくは化学反応が完了した時半剛
性型式のものである。型１８が図４に示すように開かれ
そして仕上がり物品が取り出される。
【００２３】本発明方法は、ウレタン材料のスプレイコ
ーティングを送給しそしてカバー１２の裏側を「塗布
（painting）」するために衝突混合式スプレイシステム
を使用することができる。ここで、「塗布」とは、外側
カバーの裏側にウレタンコーティングを一様にスプレイ
することを意味する。
【００２４】カバー１２の裏面をウレタン材料で塗布し
た後、型１８の蓋２０が閉鎖され、半剛性のフォームを
その場で盛り上がらせて形成せしめ、そして代表的に平
均約１．２７ｃｍである、カバー１２と基板１４との間
のスペースを充填する。
【００２５】本発明は、ウレタン材料が機械的にスプレ
イされてカバー１２の裏面全体を被覆し、カバー１２と
基板１４との間のスペースの細部を充填するためにフォ
ーム形成用材料が側方に移動する必要性を排除するか
ら、最初に述べた従来技術のを上回る多大の利益を有す
る。
【００２６】追加的に、ウレタンフォームクッションの
熱可塑性プラスチックカバー１２への接着性はウレタン
成分のスプレイ適用によりかなり改善される。周囲開放
注入法及び閉鎖形射出法という従来からの製造方法は、
ウレタンがカバー１２と基板１４との間のスペースを流
動しそして充満することを必要とする。ウレタン材料が
型に導入されるとすぐ、架橋及び発泡反応が始まる。反
応及び移動が起こるにつれ、次第に発達するフォームの
粘度は増大し、従ってウレタンフォーム及びカバーを一
様に浸潤しなくなる。この問題は、複合体の幾つかの部
位でのウレタン材料のカバー材料への接着性の乏しさ或
いは未接着状態をもたらす。
【００２７】ウレタンのカバー上へのスプレイは浸潤問
題を排除する。その理由は、ウレタン材料が反応過程の
最初及び最大濡れ点においてカバーの裏側全体に一様に
導入されるからである。
【００２８】ウレタン材料は、例えば屋根断熱材及び壁
断熱材をスプレイコーティングするために開発された従
来からのスプレイシステムを使用してカバー上に噴霧さ
れうる。そうしたシステムが図２に概略的に例示され
る。簡単に述べると、このシステムはポリオール供給源
２４及びイソシアネート供給源２６をそれぞれ装備し、
これらはそれらを混合する比例配分ポンプ２８に接続さ
れる。混合された成分はその後圧縮空気源３２からの圧
縮空気と共にスプレイガン３０に送り込まれる。或い
は、エアレス（空気を使用しない）スプレイシステムも
使用することができる。
【００２９】
【実施例】１：１の比率におけるポリオール及びイソシ
アネートから成る２成分ウレタンプレポリマーを使用し
て半剛性ウレタンフォームスプレイ試験を行った。ウレ
タンプレポリマーは開閉可能な平たいプラック型内のＰ
ＶＣシェル上に好適にスプレイされそして一様で空洞部
のない発泡組織を有する自由盛り上がりフォームを生成
するに十分な程度まで混合された。
【００３０】一定比の手動エアレス・スプレイシステム
を最初使用して２成分ウレタン系材料をスプレイガンに
送給した。スプレイガンは複成分ウレタン系用の１００
メッシュスクリーンを使用した。スプレイガンは静的な
混合器を装備すると共にウレタン材料の過剰スプレイを
包み込むのを助成する外側空気カーテンノズルを装備す
るフラットチップ・スプレイノズルを装備した。
【００３１】続いてのプロセス実験は、一定比の手動エ
アレス・スプレイシステムの代わりに送給システムとし
て従来型式の高圧衝突混合式装置を使用して行ったが、
うまく行うことができた。
【００３２】エアレス及び高圧衝突混合システム両者を
洗浄しそして／もしくは清掃するのにＲＩＭ（Reaction
Injection Molding：反応射出成型）用に特に設計され
た塩化メチレン或いはエーテルをベースとするリサイク
ル可能なフラッシュシステムを使用することができた。
【００３３】最初のエアレススプレイ実験に対しては高
圧複成分ウレタンポンプシステムを使用した。２つの流
れのウレタン系材料を１３１kg/cm2（１８７５ｐｓｉ）
において等比率でスプレイガンに送給した。両流れを４
３℃を加熱しそしてスプレイガンにおけるターミナルブ
ロックから材料保持タンクに戻して再循環した。
【００３４】
【発明の効果】空洞部を含まない成形ウレタンフォーム
クッションを現在得られる方法よりももっと一貫して製
造することができる、成形ウレタンフォームクッション
を含む自動車内装部品のような成型複合物品を作製する
ための方法を開発することに成功した。
【００３５】本発明について、具体的に説明したが、本
発明の範囲内で多くの変更をなしうることを銘記された
い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明方法に従って作製される型式の自動車内
装部品例の斜視図である。
【図２】本発明を実施するための開閉可能な型を含む装
置の概要を示す。
【図３】図２の開閉可能な型の本発明方法実施の後の段
階での断面図である。
【図４】図２の開閉可能な型の本発明方法実施の更に後
の段階での断面図である。
【符号の説明】
１０ 自動車用の内装部品 １２ カバー １４ 基板（挿入体） １６ 成形フォームクッション １８ 型 ２０ 蓋 ２２ 型締め圧力 ２４ ポリオール供給源 ２６ イソシアネート供給源 ２８ 比例配分ポンプ ３０ スプレイガン ３２ 圧縮空気源
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２９Ｌ 31:58

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 カバーに付着されたフォームクッション
    を具備する成型複合物品を作製する方法であって、
    （ａ）型キャビティを有する開閉可能な型を用意する段
    階と、（ｂ）表（おもて）面を前記型キャビティの表面
    に配置しそして裏面を露出せしめて取り出し可能なカバ
    ーを型キャビティ内に置く段階と、（ｃ）フォーム形成
    用材料のコーティングを前記カバーの裏面上にスプレイ
    する段階と、（ｄ）基板を前記カバーに対して離間関係
    で保持するように前記型を蓋で閉鎖し、フォーム形成用
    材料を反応せしめて該カバーと基板との間のスペースを
    フォームで充填せしめて、該カバーと基板との間にフォ
    ームクッションを形成する段階とを包含するカバーに付
    着されたフォームクッションを具備する成型複合物品を
    作製する方法。
  2. 【請求項２】 カバーがポリ塩化ビニルの予備成型され
    た熱可塑性プラスチック製シェルの形態で設けられる請
    求項１の方法。
  3. 【請求項３】 フォーム形成用材料がカバーの裏面にス
    プレイされ、カバーと基板との間のスペースを半剛性フ
    ォームで充填するよう反応せしめられる請求項１の方
    法。
  4. 【請求項４】 フォーム形成用材料がイソシアネートと
    ポリオールであり、カバーの裏面全体にスプレイされる
    請求項１の方法。
  5. 【請求項５】 フォーム形成用材料がイソシアネートと
    ポリオールであり、カバーの裏面全体にスプレイされる
    請求項２の方法。
  6. 【請求項６】 カバーと基板との間にカバーと基板に結
    合された状態で配置されるフォームクッションを具備す
    る成型プラスチック複合物品を作製する方法であって、
    （ａ）開閉可能な型の型キャビティ内に熱可塑性プラス
    チックシェルの形態のカバーを置く段階と、（ｂ）ウレ
    タンフォーム形成用材料のコーティングをシェルの裏面
    にスプレイする段階と、（ｃ）前記シェルと離間した関
    係で基板を保持する蓋で型を閉鎖し、ウレタンフォーム
    形成用材料を反応せしめて該シェルと基板との間のスペ
    ースをポリウレタンフォームで充填せしめて該シェルと
    基板との間にフォームクッションを形成する段階とを包
    含するカバーと基板との間にカバーと基板に結合された
    状態で配置されるフォームクッションを具備する成型プ
    ラスチック複合物品を作製する方法。
  7. 【請求項７】 シェルがポリ塩化ビニル製である請求項
    ６の方法。
  8. 【請求項８】 シェルの裏面にスプレイされるウレタン
    フォーム形成用材料がシェルと基板との間のスペースを
    半剛性ポリウレタンフォームで充填するよう反応せしめ
    られる請求項６の方法。
  9. 【請求項９】 フォーム形成用材料がイソシアネートと
    ポリオールであり、実質上シェルの裏面全体に実質上一
    様にスプレイされる請求項６の方法。
  10. 【請求項１０】 カバーと基板との間にカバーと基板に
    結合された状態で配置されるフォームクッションを具備
    する成型プラスチック複合物品を作製する方法であっ
    て、（ａ）開閉可能な型の型キャビティ内にポリビニル
    熱可塑性プラスチックシェルの形態のカバーを置く段階
    と、（ｂ）ポリオール群から成る群からから選択された
    一成分とイソシアネートから成る群から選択された一成
    分とを含むウレタンフォーム形成用材料のコーティング
    をシェルの裏面に実質上一様な態様でスプレイする段階
    と、（ｃ）蓋で型を閉鎖しそして閉鎖された型内で前記
    シェルと離間した関係で基板を保持する段階と、（ｄ）
    蓋を閉鎖位置に型締めし、ウレタンフォーム形成用材料
    を反応せしめて該シェルと基板との間のスペースをポリ
    ウレタンフォームで充填せしめて該シェルと基板との間
    にシェルと基板とに結合されたフォームクッションを形
    成する段階とを包含するカバーと基板との間にカバーと
    基板に結合された状態で配置されるフォームクッション
    を具備する成型プラスチック複合物品を作製する方法。
  11. 【請求項１１】 ウレタンフォーム形成材料がイソシア
    ネートとポリオールとを含む請求項１０の方法。
JP6214292A 1993-08-19 1994-08-17 成形フォームクッションを含む成型複合物品を作製する方法 Pending JPH0788856A (ja)

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US108236 1993-08-19
US08/108,236 US5389317A (en) 1993-08-19 1993-08-19 Method for molding composite articles including a shaped foam cushion by spraying foamable components

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JPH0788856A true JPH0788856A (ja) 1995-04-04

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