表皮一体発泡成形品の製造方法

本発明は、表皮一体発泡成形品の製造方法に関する。

例えば車両用シートのヘッドレストは、成形型内にセットした表皮内部に発泡樹脂原液を注入し、表皮内部にて発泡樹脂原液を反応させ、発泡樹脂からなる芯体を表皮と一体に成形して製造されている。表皮としては、ファブリック等の表面材と、ウレタンスラブ等のワディングと、ウレタンフィルム等のフィルムとが積層されてなる三層構造の表皮が広く用いられているが、フィルムを省略した二層構造の表皮も用いられている。

表皮の内面を形成するウレタンフィルム等のフィルムは、発泡樹脂原液がワディングや表面材に浸透することを阻止するものであり、フィルムが省略された二層構造(表面材及びワディング)の表皮を用いた表皮一体発泡成形品の製造では、ノズルから吐出される発泡樹脂原液を受け止める分散体を表皮内部に設け、分散体によって発泡樹脂原液の流れを弱め、表面材及びワディングに対する発泡樹脂原液の浸透を抑制している(特許文献1〜3参照)。

日本国特開平11−313728号公報

日本国特開平8−164034号公報

日本国特開平6−312425号公報

表皮を表面材のみの一層構造として簡素化することにより、表皮一体発泡成形品の製造コストを削減することができる。しかし、ファブリック等の液浸透性を有する生地からなる表面材に対し、特許文献1〜3に記載された製造方法における分散体の使用によっても発泡樹脂原液の浸透が懸念され、浸透した発泡樹脂原液が固化することにより、表皮の風合いが損なわれる虞がある。

表皮が表面材及びワディングの二層構造である場合の発泡樹脂原液の吐出圧力は通常12MPa〜18MPaであるところ、発泡樹脂原液の吐出圧力を低くし、注入された発泡樹脂原液の流れを弱めることにより、表面材のみの一層構造である表皮に対する発泡樹脂原液の浸透を抑制可能である。

しかし、例えば二液性発泡樹脂などであって複数の原液を表皮内部で混合させて反応させる場合に、吐出圧力を低くすることに起因して、複数の原液の混合が不足して反応が進まず、芯体のボリュームが不足する虞があった。

本発明は、上述した事情に鑑みなされたものであり、表面材のみの一層構造のような比較的薄い表皮であっても発泡樹脂原液の浸透を抑制でき、発泡樹脂の安定した成形が可能な表皮一体発泡成形品の製造方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様の表皮一体発泡成形品の製造方法は、発泡樹脂の複数の原液を袋状の表皮内部に注入し、発泡樹脂からなる芯体を表皮と一体に成形してなる表皮一体発泡成形品の製造方法であって、前記表皮は、前記表皮と一体に前記表皮内部へのノズル挿し込み口に設けられたメッシュ材からなる内袋を有するものであり、前記複数の原液を前記表皮内部に注入するノズルの吐出口を前記内袋に挿し込み、前記複数の原液を前記内袋に溜め、前記内袋から前記表皮内部に流出させる。

本発明によれば、比較的薄い表皮であっても発泡樹脂原液の浸透を抑制でき、発泡樹脂の安定した成形が可能である。

本発明の実施形態を説明するための、表皮一体発泡成形品の一例を示す斜視図である。

図1の表皮一体発泡成形品の断面図である。

図1の表皮一体発泡成形品の製造方法を示す図である。

図1の表皮一体発泡成形品の製造方法の図3に続く工程を示す図である。

図1の表皮一体発泡成形品の製造方法の図4に続く工程を示す図である。

ノズルに連結される発泡樹脂注入器の模式図である。

ノズルの吐出口が挿し込まれる表皮内部の内袋の断面図である。

図7の内袋から表皮内部に流出する際の発泡樹脂の複数の原液の状態を示す模式図である。

図1は、本発明の実施形態を説明するための、表皮一体発泡成形品の一例を示し、図2は、図1の表皮一体発泡成形品の断面を示す。

図1に示す表皮一体発泡成形品は車両用シートのヘッドレスト10であり、ヘッドレスト10は、ヘッドレストカバーを構成する表皮11と、表皮11の内部に充填された芯体12と、芯体12の内部に埋め込まれ、一対の脚部が表皮11の外部に露出した金属製のフレーム13と、を備える。

表皮11は、ファブリック等の液浸透性を有する生地からなる表面材の一層構造であって、袋状に縫製されており、縫い代が内側になるように返し口11aで裏返され、返し口11aが綴じ縫いされて構成されている。芯体12は、発泡ポリウレタン等の比較的軟質な発泡樹脂からなり、表皮11の内部で発泡されて表皮11と一体に成形されている。

図3から図5はヘッドレスト10の製造方法の一例を示す。

まず、図3に示すように、袋状の表皮11の通孔11bにフレーム13の脚部を挿通して表皮11にフレーム13を装着し、また、表皮11のノズル挿し込み口11cに発泡樹脂の原液の注入ノズル20を装着する。

次に、図4に示すように、フレーム13及び注入ノズル20が装着された表皮11を、上型21a及び下型21bからなる一体発泡成形用金型21のキャビティに装填する。

そして、図5に示すように、発泡樹脂の原液を供給する注入器22のヘッド部を注入ノズル20に接続し、注入ノズル20を通じて発泡樹脂の原液を表皮11の内部に注入し、表皮11の内部で発泡樹脂の原液を発泡させて芯体12を成形する。

芯体12の成形が済んだ後、表皮11及び芯体12並びにフレーム13を一体発泡成形用金型21から脱型し、注入ノズル20をノズル挿し込み口11cから取り外して、ヘッドレスト10を得る。

図6は、注入器22の一例の構成を示す。なお、図6に示す例では、芯体12を形成する発泡樹脂として発泡ポリウレタンを用いるものとして説明する。

発泡ポリウレタンは、典型的には、ポリオールを主成分とする主剤原液とポリイソシアネートを主成分とする硬化剤原液とを混合して発泡させてなり、注入器22は、主剤原液を貯留した主剤原液タンク24aと、硬化剤原液を貯留した硬化剤原液タンク24bとを備える。

主剤原液タンク24aに貯留された主剤原液は、配管23a及びポンプ25aを経て注入器22のヘッド部に供給され、硬化剤原液タンク24bに貯留された硬化剤原液は、配管23b及びポンプ25bを経て注入器22のヘッド部に供給され、主剤原液及び硬化剤原液は、注入器22のヘッド部に接続された注入ノズル20の吐出口から所定の配合比及び所定の吐出圧力で吐出され、袋状の表皮11の内部に注入される。

表皮11の内部において、主剤原液に含まれるポリオールと硬化剤原液に含まれるポリイソシアネートとのウレタン化反応が進行し、また、主剤原液に含まれる水分とポリイソシアネートとが反応して二酸化炭素ガスが発生し、発泡ポリウレタンからなる芯体12が成形される。

図7は、ノズルの吐出口が挿し込まれる表皮内部の内袋の断面を示し、図8は、図7の内袋から表皮内部に流出する際の発泡樹脂の複数の原液の状態を示す。

本例のヘッドレスト10において、表皮11は、ファブリック等の液浸透性を有する生地の一層構造であり、表皮11への主剤原液及び硬化剤原液の浸透を抑制する目的で、注入ノズル20からの原液の吐出圧力が低く設定される。

上記のとおり、表皮が表面材及びワディングの二層構造である場合の原液の吐出圧力が通常12MPa〜18MPaであるのに対し、表皮11が液浸透性を有する生地の一層構造である本例では、原液の吐出圧力を例えば8MPa〜10MPaとする。

そして、吐出圧力の低下に起因する主剤原液及び硬化剤原液の混合不足を補填する目的で、表皮11のノズル挿し込み口11cに内袋14が設けられている。

内袋14は、例えばスラブウレタン等からなるメッシュ材を袋状に縫製したものであり、内袋14の開口縁部が表皮11のノズル挿し込み口11cに縫製又は接着されて表皮11と一体化されている。注入ノズル20の先端の突出口が内袋14の底との間に隙間をあけた状態に、注入ノズル20は表皮11のノズル挿し込み口11cに挿し込まれる。

注入ノズル20から吐出される主剤原液及び硬化剤原液は、内袋14に一旦溜められ、内袋14の網目を通して内袋14から表皮11の内部に流出し、内袋14に一旦溜められた際に内袋14の内部で撹拌される。これにより、主剤原液及び硬化剤原液の混合が促進され、主剤原液及び硬化剤原液の吐出圧力を低下させても発泡反応が促進され、芯体12を安定に成形することが可能となる。そして、主剤原液及び硬化剤原液の吐出圧力を低下させることにより、表皮11への主剤原液及び硬化剤原液の浸透を抑制でき、表皮11の風合いが損なわれることを抑制することができる。

さらに、内袋14の内部に一旦溜められた主剤原液及び硬化剤原液は、内袋14から表皮11の内部に向けて放射状に流出し、主剤原液及び硬化剤原液の流れが注入ノズル20からの吐出方向に集中せずに分散される。これにより、表皮11の内部における主剤原液及び硬化剤原液の充填ムラを抑制して芯体12を一層安定に成形することが可能となり、また、主剤原液及び硬化剤原液の流れを弱めて表皮11への主剤原液及び硬化剤原液の浸透を一層抑制することが可能となる。

内袋14を形成するメッシュ材は、主剤原液及び硬化剤原液が滞ることなく通過できる程度の通気度を有していることが好ましく、主剤原液や硬化剤原液の粘度にもよるが、100cm³/cm²/s以上の通気度を有していることが好ましい。なお、通気度は、JIS L 1096に規定される通気性試験方法によって測定される値とし、JIS L 1096の内容はここに参照として取り込まれる。

また、内袋14を形成するメッシュ材の通気度が過大であると、主剤原液及び硬化剤原液を内袋14に一旦溜めることによる撹拌効果が減弱されるので、内袋14を形成するメッシュ材は、1000cm³/cm²/s以下の通気度を有していることが好ましい。

以上、表皮11が液浸透性を有する生地(表面材)の一層構造であるものとして説明したが、本発明は、表皮が表面材及びワディングの二層構造である場合にも適用可能であり、芯体12を形成する発泡樹脂の複数の原液の混合を促進して芯体12を安定に成形することができ、表皮への原液の浸透を抑制して表皮の風合いが損なわれることを抑制することができる。

ヘッドレスト10を例に説明したが、本発明は、例えばアームレストやシートトレイなど他の表皮一体発泡成形品にも適用可能である。

本出願は、2015年5月29日出願の日本特許出願(特願2015−109812)に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。

10 ヘッドレスト 11 表皮 12 芯体 13 フレーム 14 内袋 20 注入ノズル 21 一体発泡成形用金型 22 注入器 24a 主剤原液タンク 24b 硬化剤原液タンク