JP5773641B2

JP5773641B2 - ポリウレタン発泡体の成形装置および製造方法

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Publication number: JP5773641B2
Application number: JP2010290635A
Authority: JP
Inventors: 和政亀田; 佐々木　豊; 豊佐々木
Original assignee: Kurashiki Spinning Co Ltd
Current assignee: Kurashiki Spinning Co Ltd
Priority date: 2010-12-27
Filing date: 2010-12-27
Publication date: 2015-09-02
Anticipated expiration: 2030-12-27
Also published as: JP2012135974A

Description

本発明は発泡体成形装置、特にエアバッグにより下型を移動させて型閉鎖および型開放を行うエアバッグ式ポリウレタン発泡体成形装置に関する。

ポリウレタン発泡成形体は、自動車のバックシート、クッションシート、アームレスト、ヘッドレストおよびクラッシュパッドなどの用途に広く使用されている。発泡成形体は所望のポリウレタン原料を用いて発泡体成形装置により発泡成形を行うことによって製造され、所望により、独立気泡を連続気泡にするクラッシング処理が行われる。

発泡体成形装置としては、例えば、図５に示すようなエアバッグ式の発泡体成形装置が知られている。詳しくは、図５Ａにおいて、発泡体成形装置１００は、上型１１１および下型１１２を有する成形型１１０；下型を支持し、空気の注入または排出により下型を上下方向に移動させるエアバッグ１２０；エアバッグ内部への空気の供給およびエアバッグ内部からの空気の排出を行う空気供給・排出手段１３０；およびエアバッグを支持するエアバッグ支持体１４０を有してなっている。空気供給・排出手段１３０には供給装置１３１と排出装置１３２とが併設されており、切替弁１３３により切替可能になっている。

発泡成形に際しては、図５Ｂに示すように、空気供給・排出手段１３０の供給装置１３１によりエアバッグ１２０の内部に空気を注入し、これによって下型１１２を上方に移動させ、型閉鎖を行う。発泡成形時には発泡だけでなく、所望により、プラスチック原料の反応および硬化が行われる。空気供給時においてエアバッグや配管からの空気漏れは不可避であり、また成形型内部のプラスチック材料の漏出は避ける必要があるので、従来において発泡成形時には継続して供給装置１３１による空気の供給が行われる。発泡成形が完了すると、空気供給・排出手段１３０の排出装置１３２によりエアバッグ１２０内部の空気を強制的に排出し、これによって下型１１２を下方に移動させ、型開放を行う。

このような発泡体成形装置１００において、プラスチック原料１１５を供給してから、型閉鎖を行い、発泡成形を行った後、型開放するまでの、型締め圧と型内圧の概略的な経時的変化を図６に示す。型締め圧はエアバッグが下型を上方へ押圧する圧力に相当するものであり、図６において実線で示す。型内圧は成形型内部の圧力であり、図６において一点鎖線で示す。発泡体成形装置１００において、発泡成形が始まると、発泡により型内圧は上昇する。一方、型締め圧は、発泡によっても発泡材料が漏出しないように、予め型内圧よりも十分に高く設定されているので、発泡により型内圧が上昇しても、型内圧が型締め圧を超えることはない。発泡成形が完了すると、空気供給・排出手段１３０の排出装置１３２によりエアバッグ１２０内部の空気を強制的に排出するので、型締め圧は降下し、これに伴い型開放が起こるので、型内圧も降下する。

しかしながら、上記発泡体成形装置において発泡成形は型閉鎖が維持された高圧状態で行われるため、型開放時に一気に内圧が解放される。したがって、型内に溜まっていたガスが一気に放出されることとなるため、成形体の表面および／または内部において気泡が裂けるパンクが起こった。

そこで、特許文献１では、発泡成形時の圧力を調整するための発泡圧調整手段を設けた発泡成形型が提案されている。発泡圧調整手段は、型閉鎖時に製品キャビティの外端部を閉塞するとともに上型または下型の型合わせ面に密着される発泡圧調整弁と、該発泡圧調整弁を所定圧力で型合わせ面に押圧するための押圧手段（バネ等）とからなっている。このような発泡成形型において、下型と上型との型閉鎖はクランプによる固定によって達成されており、発泡成形時に製品キャビティ内のガス圧力が所定圧力を越えると、発泡圧調整弁が動いて、押圧手段が収縮するようになっている。その結果、閉塞されていたキャビティの外端部および上型または下型の型合わせ面が開き、製品キャビティ内のガス圧力が所定の値となるまで、ガスが成形型外に放出される。

特開平６−１２６７５６号公報

しかしながら、上記発泡成形型では、押圧手段の調整により、キャビティ内のガス圧力を制御するため、型ごとや注入原料ごとによって、バネ調整が必要であり、そのような制御はきわめて煩雑であった。

本発明は、パンクの発生が十分に防止された発泡成形体を生産性よく、かつ簡便に製造する発泡体成形装置を提供することを目的とする。

本発明は、
上型および下型を有する成形型；
下型を支持し、空気の注入または排出により下型を上下方向に移動させるエアバッグ；および
エアバッグ内部の空気圧力を低減させ、発泡成形時に型開けと型締めとを起こす減圧機構を有することを特徴とする発泡体成形装置に関する。

本発明の発泡体成形装置を用いると、発泡成形体におけるパンクの発生が十分に防止でき、しかも発泡成形体を生産性よく、かつ簡便に製造できる。

本発明の発泡体成形装置の発泡成形時における概念図である。本発明の発泡体成形装置を用いた発泡成形体製造時における型締め圧および型内圧の経時的変化を示すグラフの一例である。減圧機構を作動させなかったこと以外、本発明と同様の条件で発泡成形を行ったときの、型内圧の経時的変化を示すグラフの一例である。本発明の発泡体成形装置の一実施形態の発泡成形前における概略構成図である。図４Ａに示す本発明の発泡体成形装置の発泡成形時における概略構成図である。従来の発泡体成形装置の発泡成形前における概略構成図である。図５Ａに示す従来の発泡体成形装置の発泡成形時における概略構成図である。従来の発泡体成形装置を用いた発泡成形体製造時における型締め圧および型内圧の経時的変化を示すグラフの一例である。

［発泡体成形装置］
本発明に係る発泡体成形装置は、
上型および下型を有する成形型；
下型を支持し、空気の注入または排出により下型を上下方向に移動させるエアバッグ；および
エアバッグ内部の空気圧力を低減させ、発泡成形時に型開けと型締めとを起こす減圧機構を有するものである。以下、本発明に係る発泡体成形装置１を図１〜図４を用いて詳しく説明する。図１は本発明の発泡体成形装置の発泡成形時における概念図である。図２は、本発明の発泡体成形装置を用いた発泡成形体製造時における型締め圧および型内圧の経時的変化を示すグラフの一例である。図３は減圧機構を作動させなかったこと以外、本発明と同様の条件で発泡成形を行ったときの、型内圧の経時的変化を示すグラフの一例である。図４Ａおよび図４Ｂは本発明の発泡体成形装置の一実施形態の概略構成図である。

成形型は図１中、１０で表され、少なくとも上型１１および下型１２を有するものである。成形型１０は、構成される型の境界からのポリウレタン原料の漏出が防止される限り、その構成は特に制限されるものではない。例えば、成形型１０は、上型１１と下型１２との間に配置される中型を有する構成であっても良いし、または上型１１が幾つかの部分に分割された構成であっても良い。上型１１は、発泡成形体製造時における型閉鎖工程、発泡成形工程および型開放工程にわたって、下型の上下移動によって型の開閉を達成できるように保持される。なお、成形初期のガス抜きのための、いわゆるベントホールを有する成形型であっても何ら差し支えない。成形型１０の構成材料は、発泡体成形装置の分野で通常使用されているものであれば、特に制限されず、通常、アルミニウム等の金属材料からなるいわゆる金型や樹脂型などが使用される。

エアバッグは図１中、２０で表され、空気が内部に注入されると、膨らんで、下型１２を上方に移動させ、成形型１０の閉鎖を達成する。一方で、空気が内部から排出されると、収縮して、下型１２を下方に移動させ、成形型１０の開放を達成する。エアバッグ２０の構成材料は、エアバッグ式発泡体成形装置の分野でエアバッグの材料として使用されているものであれば、特に制限されず、通常、ゴム材料、繊維材料などが使用される。

エアバッグ２０は通常、エアバッグ支持体によって支持される。エアバッグ支持体は図１中、４０で表され、エアバッグ２０をその下部から支持するものである。エアバッグ支持体４０はエアバッグ２０の膨張／収縮により下型１２を移動させることができるように支持されている。エアバッグ２０と下型１２との間にはプレート状の下型支持体（図示せず）が配置されてもよい。下型支持体は下型の上下方向への移動を安定に行うものである。

減圧機構は図１中、５０で表されているように、エアバッグ２０と接続され、エアバッグ２０内部の空気圧力を低減させることにより、発泡成形時に型開けと型締めとを瞬間的に起こす機能を有するものである。詳しくは、減圧機構５０は、発泡成形時に作動させ、エアバッグ２０内部の空気圧力を低減させることにより、エアバッグ２０が下型１２を上方へ押圧する型締め圧を低減させ、その結果、発泡成形時に型開けと型締めとを瞬間的に引き起こす。

型開けと型締めとが瞬間的に起こるメカニズムの詳細を図２を用いて説明する。図２において型締め圧は実線で示し、型内圧は一点鎖線で示す。図２において点Ａは減圧機構５０を作動させたときを示し、このときの型締め圧をＰ_Ａ、時間をＴ_Ａで示す。点Ｂは型開けが瞬間的に起こったときを示し、このときの時間をＴ_Ｂ、型開け直前の型締め圧をＰ_Ｂ、型開け直前の型内圧をＰ_Ｂ'で示す。型開けは後述する関係式（１）が満たされると同時に起こるため、型開け直前の型締め圧Ｐ_Ｂと、型開け直前の型内圧Ｐ_Ｂ'とはほとんど等しい。点Ｃは瞬間的型開けによって型内圧が低下したときを示し、型開け直後の型内圧をＰ_Ｃで示す。点Ｄは発泡成形体を取り出すためにエアバッグ内部の空気の強制的排出を開始したときを示し、このときの型締め圧をＰ_Ｄ、時間をＴ_Ｄで示す。点Ｅは型内圧が常圧を示したときを示し、このときの時間をＴ_Ｅで示す。

型締め圧とはエアバッグが下型を上方へ押圧する圧力である。
型内圧とは成形型内部の圧力である。従来通常の発泡成形工程においては、型締め圧が型内圧より高いため、上型と下型とが密閉され、いわゆるベントホール等のガス抜き部分を除き、成形型内のガスは外部に排出されない。この型締め圧が型内圧以下になる場合に、上型と下型との間にガスが排出される隙間が生じる。

図２において、型閉鎖工程により成形型の型閉鎖が達成されているところ、発泡成形工程において減圧機構５０を作動させて（点Ａ）、エアバッグ内部の空気圧力を低減させる。その結果、型締め圧を低減し、関係式（１）；
型内圧＞型締め圧（１）
の状態をつくり出すことによって、型開けが行われる（点Ｂ）。このような型開けにより型内圧は低減されるので（点Ｃ）、型開け後に型締め圧を関係式（２）；
型内圧＜型締め圧（２）
の状態で維持することによって、型締めが行われる。このように型開けと型締めとは瞬間的に起こる。「瞬間的」とは、型開けにより型開け直後の型内圧Ｐ_Ｃが後述の範囲にしか低下しない程度の短い時間をいう。なお、型開けとは、上型と下型のシール部分に隙間が生じ、そこからガスが抜ける程度の型開きをいう。視覚的に型開き状態が認識されていなくても、上型と下型のシール部分からガスが抜け、型内圧が瞬間的に低下すれば、それにより型開けが確認される。

本明細書中、時間Ｔ_Ａ、Ｔ_Ｂ、Ｔ_ＤおよびＴ_Ｅは型閉鎖工程においてエアバッグへの空気の注入を開始してからの経過時間を意味する。図３および図６における時間Ｔ_Ｘ、Ｔ_Ｙ、Ｔ_Ｚもまた時間Ｔ_Ａ等と同様にエアバッグへの空気の注入を開始してからの経過時間を意味する。

減圧機構５０は、発泡成形が行われている時において、エアバッグ内部の空気圧力を低減させることによって、型締め圧を緩やかに低減できる機構を有する。型締め圧を緩やかに低減できるとは、型開けと型締めとが瞬間的に起こり得る程度に徐々に型締め圧を低減できるという意味である。そのような減圧機構を用いることにより、型開け後において上記関係式（２）の状態が瞬間的に回復され得る。発泡成形時において、従来から配設される空気供給・排出手段の排出装置を減圧機構として用いて減圧を行うと、当該排出装置の排出量は大きすぎるために、型締め圧は急速に低減される。その結果、型開け後において上記関係式（２）の状態が回復され得ないため、型開け後に型締めが起こらず、原料漏れが起こる。

減圧機構５０は、減圧機構５０を作動させずに発泡成形を行った場合において型内圧が最大値になる時間の近辺において、型開けが起こるように、エアバッグ内部の空気圧力を低減させることが好ましい。あまりに早く型開け状態が生じると、ポリウレタンフォームのセル形成が完了していない状態で内部エアーの移動が起こるため、成形体表面の状態がきわめて低下するし、発泡途中のポリウレタン樹脂が漏れ出すおそれもあるためである。詳しくは、型内に注入したポリウレタン原料によるポリウレタンフォームのセルの形成が完了した時点以降であって、型内圧が最大値になる時間の近辺に、型開けが起こるようにするのがより好ましい。具体的には、型内圧が最大値になる時間は、使用されるポリウレタン原料のライズタイム等の反応性、成形型内への原料供給量、発泡成形体の製造ラインの長さ等に依存し、一概に規定できるものではないため、当該時間の「近辺」も一概に規定できるものではないが、例えば、予備的に型内圧を上型に設けた圧力センサーにより調査し、それに基づき、型内圧が最大圧となる前後あたりで減圧、すなわち成型型内からガスが瞬間的に排出されるように減圧機構の作動タイミングを設定する。なお、時間的な微調整は得られる製品の良否を確認しながら試行錯誤により行う。

Ｔ_Ｘについて、具体的には、まず、減圧機構を作動させないこと以外、同様の条件で発泡成形体を製造し、型内圧の経時的変化を追跡し、例えば、図３に示すようなグラフを得る。当該グラフより、型内圧が最大値（Ｐｘ）を初めて達成する時間Ｔ_ｘ（秒）を読み取り、図２において型開けが瞬間的に起こる時間Ｔ_Ｂ（秒）が上記範囲内になるように、減圧機構の作動開始時間Ｔ_Ａ（秒）を設定する。そのようなＴ_ＡおよびＴ_Ｂは、発泡成形時において型開けと型締めとが瞬間的に起こる限り特に制限されない。

図２において、減圧機構５０により減圧を開始してから型開けを起こすまで（点Ａ−Ｂ間）の、型締め圧の平均減圧速度［（Ｐ_Ａ−Ｐ_Ｂ）／（Ｔ_Ｂ−Ｔ_Ａ）］および時間（Ｔ_Ｂ−Ｔ_Ａ）、減圧機構５０により型開けを起こしてから強制的排出を開始するまで（点Ｂ−Ｄ間）の、型締め圧の平均減圧速度［（Ｐ_Ｂ−Ｐ_Ｄ）／（Ｔ_Ｄ−Ｔ_Ｂ）］および時間（Ｔ_Ｄ−Ｔ_Ｂ）、Ｐ_Ａ、Ｐ_Ｂ、およびＰ_Ｄもまた、減圧機構５０によって発泡成形時に型開けと型締めとを瞬間的に起こすことができる限り特に制限されない。特に点Ｂ−Ｄ間の型締め圧は、上記関係式（２）の状態が維持される限り特に制限されず、例えば、型開け時の圧力が維持されても、当該圧力から減少しても、または増加してもよいが、生産性の観点から、点Ａ−Ｂ間と同程度で減少することが好ましい。

排出装置による排出開始時間Ｔ_Ｄ（秒）は、本発明では発泡や原料の反応および硬化が十分に行われるので、減圧機構を作動させなかった場合における排出装置による排出開始時間と比較して十分に早い時間に設定できる。このため、型内圧が常圧を示す時間Ｔ_Ｅ（秒）もまた比較的早くなる。

減圧機構５０による型開け直後の型内圧Ｐ_Ｃは型開け直前の型内圧Ｐ_Ｂ'の３０〜７０％であり、好ましくは３５〜６０％である。型開け直後の型内圧Ｐ_Ｃがあまり低下しない場合、例えばＰ_Ｃ／Ｐ_Ｂ'が６０％を超えるような場合は、型締め後も圧力の高い状態が維持されるため、パンクが生じる恐れが高くなる。また、型開け直後の型内圧Ｐ_Ｃが低下しすぎる場合は、ガスがその時点で一気に抜けるため、得られる成形品の表面状態が非常に低下する。

図２において、型開け直後の型内圧Ｐ_Ｃおよび型開け直前の型内圧Ｐ_Ｂ'は、使用されるポリウレタン原料の種類、成形型内への原料供給量等に依存するため一概に規定できるものではなく、発泡成形時において型開けおよび型締めが瞬間的に起こる限り特に制限されるものではない。

減圧機構５０は、例えば、発泡成形時において、エアバッグ２０への空気の供給を停止することおよび／またはエアバッグ２０内部の空気を排出することにより、エアバッグ２０内部の空気圧力を低減させる。減圧機構５０の具体例として、本発明の発泡体成形装置の一実施形態として以下に示す発泡体成形装置１ａに使用される停止弁５１および排気弁５２等が挙げられる。

（第１実施形態）
本発明の発泡体成形装置の一実施形態を図４Ａおよび図４Ｂを用いて説明する。図４Ａは本発明の発泡体成形装置の一実施形態の発泡成形前における概略構成図であり、図４Ｂは図４Ａに示す本発明の発泡体成形装置の発泡成形時における概略構成図である。図４Ａおよび図４Ｂにおいて図１と同じ符号は同じ部材を示すものであるので、それらの説明を省略する。

図４（以下、図４は図４Ａおよび図４Ｂを包含して意味するものとする）に示す発泡体成型装置１ａは空気供給・排出手段３０および空気搬送管６０を有し、図１における減圧機構５０として空気搬送管６０に停止弁５１および排気弁５２を有している。減圧機能を担うのは停止弁５１および／または排気弁５２である。

空気供給・排出手段３０はエアバッグ内部への空気の供給およびエアバッグ内部からの空気の排出を行う装置であり、通常、供給装置３１、排出装置３２および切替弁３３を有し、供給装置３１と排出装置３２とは切替弁３３により電磁方式等に基づいて切替可能になっている。供給装置３１の具体例として、例えば、コンプレッサー等が挙げられる。供給装置の出力は、後述の型閉鎖工程において下型の上方への移動が達成される限り特に制限されない。供給装置３１によって供給される空気の温度は特に制限されない。排出装置３２は従来から配設される空気供給・排出手段における排出装置と同様のものが使用され、通常はエアバッグ内部から空気を比較的大きな排出速度で排出する開放口が挙げられる。このため、当該排出装置のみでは、発泡成形時において型開けおよび型締めを瞬間的に起こすことはできない。

空気搬送管６０はエアバッグ２０と空気供給・排出手段３０との間をつないで、空気を搬送するための配管である。図４において空気搬送管６０は本管６１および支管６２を有しているが、支管６２は必ずしも有さなくてもよい。空気搬送管６０の構成材料は、エアバッグ式発泡体成形装置の分野で空気搬送管の材料として使用されているものであれば、特に制限されず、通常、金属管、樹脂管やチューブ状材料が使用される。

停止弁５１は、閉じることによって空気供給・排出手段３０からエアバッグ２０への空気の供給を停止する弁である。エアバッグや配管の継ぎ目等からの空気漏れは不可避であるため、発泡成形時において停止弁５１により空気供給・排出手段３０からエアバッグ２０への空気の供給を停止するだけでエアバッグ内部の空気圧力を低減させ、結果として型締め圧を緩やかに低減できる。停止弁５１を開けると、空気供給・排出手段３０からエアバッグ２０への空気の供給を再度行うことができる。

停止弁５１は空気搬送管６０の本管６１に形成される。
停止弁５１は空気の供給を停止できる限り、空気流量を連続的または段階的に調整できるものであってもよいし、または開／閉のみでしか調整できないものであってもよい。
停止弁５１で空気流量を調整することにより、エアバッグ内部の空気圧力の減圧速度および型締め圧の減圧速度を制御できる。

排気弁５２は開けることによってエアバッグ内部の空気を排出する弁である。発泡成形時において排気弁５２からエアバッグ内部の空気を排出することにより、エアバッグ内部の空気圧力を低減させ、結果として型締め圧を緩やかに低減できる。発泡成形時においてエアバッグ内部の空気圧力は大気圧よりも大きくなっているため、排気弁５２を開けるだけでエアバッグ内部の空気が排出される。排気弁５２を閉じると、エアバッグ２０内部の空気の排出は停止される。

排気弁５２は図４において空気搬送管の支管６２に形成されているが、本管６１に形成されてもよい。
排気弁５２は、空気供給・排出手段の排出装置と比較して極めて小さな排出速度でエアバッグ内部から空気系外に排出する開放口を有するものである。具体的には、空気の排出流量を連続的または段階的に調整できるものであってもよいし、または開／閉のみでしか調整できないものであってもよい。排気弁５２の排出速度は、エアバッグ内部の容積等に依存するため一概に規定できるものではなく、発泡成形時において型開けおよび型締めを瞬間的に起こすことができる限り特に制限されるものではない。
排気弁５２で排出流量を調整することにより、エアバッグ内部の空気圧力の減圧速度および型締め圧の減圧速度を制御できる。

停止弁５１と排気弁５２とが配設される場合、排気弁５２は通常、停止弁５１よりエアバッグ側に設けられる。停止弁５１のみで本発明の所定の減圧機能を達成できない場合は、排気弁５２と組み合わせて使用すればよい。逆の場合も同様であり、すなわち排気弁５２のみで本発明の所定の減圧機能を達成できない場合は、停止弁５１と組み合わせて使用すればよい。

［発泡成形体の製造方法］
上記した発泡体成形装置１ａを用いて発泡成形体を製造する方法を図２〜図４を用いて詳しく説明する。発泡成形装置を用いた成形システムは、モールド成形システムとも呼ばれ、型閉鎖工程（いわゆる成形型内にポリウレタン原料を注入する「注入工程」も型閉鎖工程に含む）、発泡成形工程、型開放工程（いわゆる成形品を成形型から取り出す「脱型工程」も型開放工程に含む）を少なくとも有するポリウレタン成形システムである。なお、成形ラインにはターンテーブル型やサークル型など種々のラインがあるが、いずれでも本発泡成形装置が適用できる。なお、通常ターンテーブル型の場合、１サイクルは４〜８分程度であり、サークル型については、８〜１５分程度である。

（型閉鎖工程）
まず、上１１型および下型１２を温水等により加熱した後、図４Ａに示すように、下型１２上にポリウレタン原料組成物１５を供給する。このとき、所望により、芯材や表皮材等のインサート材が成形型内に設置されてもよい。その後、図４Ｂに示すように、空気供給・排出手段３０の供給装置３１によるエアバッグ２０への空気の注入を開始し、これによって下型１２を上方に移動させ、型閉鎖を達成する。

成形型の加熱温度はポリウレタン原料の種類に依存して決定されるため、一概に規定できるものではないが、例えば、５０〜７０℃が好適である。なお、ポリウレタンフォーム成形品を得るために用いる原料ポリウレタン原料としては、イソシアネート成分、ポリオール成分を主原料とし、それに発泡剤、触媒、整泡剤等を配合されたものが用いられる。

型閉鎖工程において達成される型締め圧は、発泡によって発泡材料が漏出しないように、型内圧よりも十分に高く設定されればよい。

（発泡成形工程）
次いで、減圧機構５０を作動させずに発泡成形を行った場合において型内圧が最大値になる時間の近辺において型開けが起こるように、減圧機構５０（停止弁５１および／または排気弁５２）の作動を開始し（点Ａ）、上型および下型を上記温度に維持することにより、発泡成形を行う。その結果、エアバッグ内部の空気圧力が徐々に低減されて型締め圧が緩やかに低下し、Ｔ_Ｂ秒後において、型締め圧と型内圧は前記関係式（１）を満たすようになり、型開けが起こる（点Ｂ）。

型開けが起こると、型内圧が急激に低下するが（点Ｃ）、型締め圧は急激には低下しないので、型締め圧と型内圧は前記関係式（２）を満たすようになり、型締めが速やかに達成され、結果として、型開けと型締めとが瞬間的に起こる。

型開けと型締めとが瞬間的に起こった後は、上型および下型を上記温度に維持することにより、発泡成形を継続して行う。このとき、型内圧は、減圧機構を作動させなかった場合における発泡成形時の型内圧と比較して十分に低いので、発泡や原料の反応および硬化が促進される。

（型開放工程）
その後、空気供給・排出手段３０を切替弁３３により排出装置３２に切り替え（点Ｄ）、当該排出装置３２によりエアバッグ２０内部の空気を強制的に排出する。このとき、停止弁５１は開いた状態であり、排気弁５２は閉じた状態である。これによって下型１２を下方に移動させ、型開放を行い（点Ｅ）、発泡成形体７０を取り出す。

発泡成形体を得た後は、所望により、クラッシング処理を行う。クラッシング処理とは、独立気泡を連続気泡にするための処理である。クラッシング処理は、発泡成形後、発泡成形体温度が室温に冷却されるまでに行うことが好ましい。
クラッシング処理の具体例として、例えば、発泡成形体を減圧環境下で保持する方法、発泡成形体を１対又は２対以上のローラー間で挟む方法等が挙げられる。

本発明を以下の実施例／比較例によりさらに詳しく説明する。

（実施例１）
・予備実験
型内圧が最大値（Ｐｘ）を達成する時間Ｔ_ｘを測定するために、予備実験を行った。
詳しくは図４Ａおよび図４Ｂに示す発泡体成形装置を用いて通常のターンテーブル型ラインにてポリウレタンフォームを製造した。予備実験において発泡体成形装置は全工程にわたって停止弁５１を開け、かつ排気弁５２を閉じた状態で用いた。予備実験において型締め圧および型内圧の経時的変化を追跡したところ、図６と同様のグラフが得られた。

ポリウレタン原料として、イソシアネート成分およびポリオール成分を主原料とするポリウレタン原料を用いた。なお、使用したポリウレタン原料のライズタイムは５０秒であった。

図６において、点Ｘは型内圧が最大値を初めて示したときを示し、このときの型内圧をＰ_Ｘ、時間をＴ_Ｘで示す。点Ｙは排出装置３２によるエアバッグの強制的排出を開始したときを示し、このときの型締め圧をＰ_Ｙ、時間をＴ_Ｙで示す。点Ｚは型内圧が常圧を示したときを示し、このときの時間をＴ_Ｚで示す。

具体的には、上型および下型を５０〜７０℃に加熱した後、図４Ａに示すように、下型１２上に組成物１５を供給した。その直後から、図４Ｂに示すように、空気供給・排出手段３０の供給装置３１によるエアバッグ２０への空気の注入を開始し、これによって下型１２を上方に移動させ、型閉鎖を達成した（型閉鎖工程）。その後、エアバッグ２０への空気の注入を継続して行いながら、上型および下型を上記温度に維持することにより、発泡成形を行った（発泡成形工程）。発泡成形が完了したら、空気供給・排出手段３０を切替弁３３により排出装置３２に切り替え（点Ｙ）、当該排出装置３２によりエアバッグ２０内部の空気を強制的に排出した（型開放工程）。これによって下型１２を下方に移動させ、型開放を行い、発泡成形体を取り出した。

・本実験
発泡成形工程において停止弁５１を閉めてエアバッグ２０への空気の注入を停止したこと、および型開放工程において停止弁５１を全開したこと以外、予備実験と同様の方法により発泡成形体を製造した。排気弁５２は全工程にわたって閉じた状態で用いた。本実験において型締め圧および型内圧の経時的変化を追跡したところ、図２に示すグラフが得られた。得られた成形体は、速やかにクラッシング処理を施した。

発泡成形工程において詳しくは、型開けが起こる時間Ｔ_Ｂが予備実験におけるＴ_Ｘになるように、停止弁５１を完全に閉めてエアバッグ２０への空気の注入を停止し、上型および下型を所定の温度に維持することにより発泡成形を行った。本工程においてエアバッグ内部の空気圧力は徐々に低減され、Ｔ_Ｘ秒後において、型締め圧および型内圧は前記関係式（１）を満たすようになり、型開けが瞬間的に起こった（点Ｂ；Ｐ_Ｂ＝７０．０ｋＰａ、Ｐ_Ｂ'＝７０．０ｋＰａ）。その直後、型内圧が低下することによって、型締め圧および型内圧は前記関係式（２）を満たすようになり、型締めが達成された（点Ｃ；Ｐ_Ｃ＝４０．０ｋＰａ）。
型開放工程は、空気供給・排出手段３０を切替弁３３により排出装置３２に切り替えると同時に、停止弁５１を全開したこと以外、予備実験においてと同様の方法により行った。

実施例１の本実験において、成形型からのポリウレタン樹脂の漏出は起こらず、また得られた発泡成形体にはパンクは発生しなかった。

（実施例２（参考例））
発泡成形工程において、停止弁５１を完全に閉めたと同時に、排気弁５２を作動したこと、および型開放工程において排気弁５２を閉じたこと以外、実施例１の本実験と同様の方法により、発泡成形体を製造した。実施例２において型締め圧および型内圧の経時的変化を追跡したところ、図２と同様のグラフが得られた。なお、Ｐ_Ｃ／Ｐ_Ｂ'＝５１％であった。

実施例２において、成形型からのポリウレタン樹脂の漏出は起こらず、また得られた発泡成形体にはパンクは発生しなかった。しかも発泡成形体の製造完了時間Ｔ_Ｅが実施例１よりも早く、生産性がより一層良好なことが明らかであった。

本発明においては、発泡成形時の型開けにより型内圧が有効に低下するので、発泡成形完了後の型開放工程における成形型内部の圧力低下が緩和され、成形体の表面および／または内部におけるパンクの発生が十分に防止される。さらに発泡成形時に減圧機構を作動させて型開けと型締めとを瞬間的に起こすだけで、型内圧を有効に低減できるので、型内圧の制御が簡便である。

１：発泡体成形装置
１０：成形型
１１：上型
１２：下型
２０：エアバッグ
３０：空気供給・排気手段
３１：供給装置
３２：排出装置
３３：切替弁
４０：エアバッグ支持体
５０：減圧機構
５１：停止弁
５２：排気弁
６０：空気搬送管
６１：本管
６２：支管

Claims

上型および下型を有する成形型；
下型を支持し、空気の注入または排出により下型を上下方向に移動させるエアバッグ；
エアバッグ内部の空気圧力を低減させ、発泡成形時に型開けと型締めとを起こす減圧機構；
エアバッグ内部への空気の供給およびエアバッグ内部からの空気の排出を行う空気供給・排出手段；および
空気供給・排出手段とエアバッグとの間をつなぐ空気搬送管；
を有するポリウレタン発泡体成形装置であって、
減圧機構が、空気供給・排出手段からエアバッグへの空気の供給を停止することのみによりエアバッグ内部の空気圧力を低減し、発泡成形時に型開けと型締めとを瞬間的に起こして、型内圧を、型開け直前の型内圧の３０〜７０％に減圧するポリウレタン発泡体成形装置。
型開けが、関係式（１）；
型内圧＞型締め圧（１）
を満たす状態で行われる請求項１に記載のポリウレタン発泡体成形装置。
型締めが、型開け後に関係式（２）；
型内圧＜型締め圧（２）
を満たす状態で行われる請求項１または２に記載のポリウレタン発泡体成形装置。
以下の工程を含むポリウレタン発泡体の製造方法：
上型および下型を加熱し、下型上にポリウレタン原料組成物を供給した後、下型を支持するエアバッグへの空気の注入を開始して、下型を上方に移動させ、型閉鎖を達成する型閉鎖工程；
上型および下型を所定の温度に維持することにより発泡成形を行う発泡成形工程であって、エアバッグへの空気の供給を停止することのみによりエアバッグ内部の空気圧力を低減し、発泡成形時に型開けと型締めとを瞬間的に起こして、型内圧を、型開け直前の型内圧の３０〜７０％に減圧する発泡成形工程；
エアバッグ内部の空気を強制的に排出し、下型を下方に移動させ、型開放を行う型開放工程；および
発泡成形体のクラッシング処理を行うクラッシング工程。