JP5118988B2 - Urethane foam molding and method for producing the same - Google Patents
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Description
本発明は、例えば吸音材や振動吸収材等として用いられるウレタン発泡成形体およびその製造方法に関する。 The present invention relates to a urethane foam molded article used as, for example, a sound absorbing material or a vibration absorbing material, and a method for producing the same.
ウレタン発泡成形体は、吸音材、振動吸収材等として、自動車等の様々な分野で用いられている（例えば特許文献１参照）。ウレタン発泡成形体は、内部に多数のセル（気泡）を有するため熱伝導率が低い。このため、発熱を伴うエンジン、モーター等の周囲に配置した場合、熱が蓄積され不具合を生じるおそれがある。このような問題を解消するため、ウレタン発泡成形体の放熱性を向上させる試みがなされている。例えば、特許文献２に開示されている防音タイヤは、ポリウレタンフォームにアルミナ粉末等の熱伝導材を配合した吸音材を備えている。熱伝導材を配合して吸音材の放熱性を向上させ、走行時におけるタイヤと路面との摩擦熱によるタイヤの熱老化を抑制している。また、特許文献３には、配向した磁性体粒子を有するポリウレタンフォーム製の吸音材が開示されている。熱伝導率の高い磁性体粒子を一方向に配向させることにより、吸音材の放熱性を向上させている。
特許文献２に開示されている吸音材のように、ポリウレタンフォームからなる基材に熱伝導材を配合すると、熱伝導材同士の接触により熱の伝達経路が形成されて、放熱性が向上する。しかし、放熱性を高くするためには、多量の熱伝導材が必要となる。熱伝導材の配合量を多くすると、発泡成形に影響を及ぼすと共に、吸音特性が低下するおそれがある。この点、特許文献３に開示されている吸音材によると、磁性体粒子を配向させることにより、比較的少量の磁性体粒子で放熱性を向上させることができる。 When a heat conductive material is blended with a base material made of polyurethane foam as in the sound absorbing material disclosed in Patent Document 2, a heat transfer path is formed by contact between the heat conductive materials, and heat dissipation is improved. However, in order to increase heat dissipation, a large amount of heat conducting material is required. When the blending amount of the heat conducting material is increased, the foam molding may be affected and the sound absorption characteristics may be deteriorated. In this regard, according to the sound-absorbing material disclosed in Patent Document 3, the heat dissipation can be improved with a relatively small amount of magnetic particles by orienting the magnetic particles.
しかし、これら従来の吸音材の表面は、発泡体であるがゆえに粗い。すなわち、吸音材の表面には、セルの開口部や発泡型の型面転写により微細な凹凸が存在する。このため、相手部材と接触させた時の接触面積が小さくなり、その分だけ熱伝達性が低下してしまう。したがって、例えば磁性体粒子の配向により吸音材内部の放熱性が向上していても、表面状態が悪いことにより、相手部材との間で熱が伝達されにくい。よって、吸音材全体として、放熱性の向上効果が充分に発揮されないおそれがある。 However, the surface of these conventional sound absorbing materials is rough because it is a foam. That is, fine irregularities exist on the surface of the sound-absorbing material due to cell openings or foam-type mold surface transfer. For this reason, the contact area when it is brought into contact with the mating member is reduced, and the heat transfer performance is reduced accordingly. Therefore, for example, even if the heat dissipation within the sound-absorbing material is improved by the orientation of the magnetic particles, heat is not easily transmitted to the counterpart member due to the poor surface condition. Therefore, there is a possibility that the effect of improving heat dissipation is not sufficiently exhibited as the entire sound absorbing material.
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、所望の吸音特性を有すると共に熱伝達性の高いウレタン発泡成形体、およびその製造方法を提供することを課題とする。 This invention is made | formed in view of such a situation, and makes it a subject to provide the urethane foam molded object which has a desired sound absorption characteristic, and high heat transfer property, and its manufacturing method.
（１）上記課題を解決するため、本発明のウレタン発泡成形体は、ポリウレタンフォームからなる基材と、該基材中に配合され鎖状に繋がって配向している磁性体と、を有し、相手部材と接触して熱を伝達する熱伝達面が該磁性体の配向方向と交わるように配置され、該熱伝達面の光沢度は１０％以上であることを特徴とする（請求項１に対応）。 (1) In order to solve the above-mentioned problem, the urethane foam molded article of the present invention has a base material made of polyurethane foam and a magnetic body blended in the base material and connected in a chain shape. The heat transfer surface for transferring heat in contact with the mating member is disposed so as to intersect the orientation direction of the magnetic material, and the glossiness of the heat transfer surface is 10% or more. Corresponding).
本発明のウレタン発泡成形体において、基材中の磁性体は、鎖状に繋がって配向している。すなわち、磁性体は、ある規則性を持って所定の方向に配置されていればよい。例えば、ウレタン発泡成形体の一端と他端（一端に対して１８０°対向した端部でなくてもよい）との間に直線状に配置されていても、曲線状に配置されていてもよい。また、中心から外周に向かって放射状に配置されていてもよい。また、これらの形状を組み合わせた形状に配置されていてもよい。 In the urethane foam molded article of the present invention, the magnetic substance in the substrate is connected in a chain and oriented. That is, the magnetic body should just be arrange | positioned in a predetermined direction with a certain regularity. For example, it may be arranged linearly between one end and the other end of the urethane foam molded body (not necessarily the end opposite to the one end by 180 °) or may be arranged in a curved shape. . Moreover, you may arrange | position radially from the center toward the outer periphery. Moreover, you may arrange | position in the shape which combined these shapes.
磁性体は熱伝導率が高い。このため、本発明のウレタン発泡成形体に加わった熱は、主に磁性体を介して伝達される。磁性体は配向しているため、比較的少ない量で熱伝達性の向上効果が得られる。よって、発泡成形への影響、および製造コストを低減することができる。また、吸音特性の低下も抑制することができる。 Magnetic materials have high thermal conductivity. For this reason, the heat | fever added to the urethane foam molded object of this invention is mainly transmitted via a magnetic body. Since the magnetic substance is oriented, the effect of improving heat transfer can be obtained with a relatively small amount. Therefore, the influence on foam molding and the manufacturing cost can be reduced. In addition, a decrease in sound absorption characteristics can be suppressed.
本発明のウレタン発泡成形体は、相手部材と接触して熱を伝達する熱伝達面を持つ。熱伝達面は、磁性体の配向方向と交わるように配置されている。ここで、熱伝達面の光沢度は１０％以上である。光沢度は、ＪＩＳ Ｚ８７４１（１９９７）に準じて測定される。すなわち、屈折率が可視波長範囲全域にわたって、一定値１．５６７であるガラス表面において、入射角６０°での鏡面光沢度を基準とし、この値を１００％として表している。本発明のウレタン発泡成形体では、光沢度が大きいほど、熱伝達面の表面の凹凸が少なく平滑であるとみなす。 The urethane foam molded article of the present invention has a heat transfer surface that transmits heat in contact with a mating member. The heat transfer surface is disposed so as to intersect the orientation direction of the magnetic body. Here, the glossiness of the heat transfer surface is 10% or more. The glossiness is measured according to JIS Z8741 (1997). That is, on the glass surface where the refractive index is a constant value of 1.567 over the entire visible wavelength range, this value is expressed as 100% based on the specular gloss at an incident angle of 60 °. In the urethane foam molded article of the present invention, it is considered that the greater the glossiness, the smoother the surface of the heat transfer surface is.
光沢度が１０％以上である熱伝達面は、通常のウレタン発泡成形体の表面状態と比較して、凹凸が少なく滑らかである。このため、熱伝達面と相手部材との接触面積（伝熱面積）が大きくなり、両者間で伝達される熱量が大きくなる。例えば、相手部材から熱伝達面（一端）に伝達された熱は、ウレタン発泡成形体の内部において主に磁性体を介してその配向方向他端に伝達され、他端から速やかに放熱される。このように、本発明のウレタン発泡成形体によると、内部の磁性体による熱伝達性向上効果を、熱伝達面の表面状態により阻害することなく充分に発揮させることができる。その結果、ウレタン発泡成形体全体としての熱伝達性をより向上させることができる。 The heat transfer surface having a glossiness of 10% or more is smoother with less unevenness than the surface state of a normal urethane foam molded article. For this reason, the contact area (heat transfer area) between the heat transfer surface and the mating member increases, and the amount of heat transferred between both increases. For example, the heat transferred from the counterpart member to the heat transfer surface (one end) is transferred to the other end in the orientation direction mainly through the magnetic material inside the urethane foam molded body, and quickly radiated from the other end. Thus, according to the urethane foam molded article of the present invention, the effect of improving the heat transfer property by the internal magnetic substance can be sufficiently exerted without being hindered by the surface state of the heat transfer surface. As a result, the heat transferability of the entire urethane foam molded article can be further improved.
（２）上述したように、本発明のウレタン発泡成形体の熱伝達面は、相手部材との接触面積を大きくして熱伝達量を大きくするという観点から、できるだけ平滑であることが望ましい。熱伝達面を平滑に成形する手法として、例えば発泡型の型面にシリコーングリース等の離型剤を塗布して発泡成形する方法が考えられる。しかし、離型剤を使用すると、得られるウレタン発泡成形体の表面に離型剤が付着して、吸音特性等の諸特性に影響を与えるおそれがある。加えて、付着した離型剤が劣化して、不具合が生じるおそれもある。また、離型剤の塗りむら等により、熱伝達面の表面状態がかえって悪くなるおそれがある。また、離型剤の材料費や、塗布工程の追加等により製造コストが増大する。 (2) As described above, the heat transfer surface of the urethane foam molded article of the present invention is desirably as smooth as possible from the viewpoint of increasing the contact area with the mating member and increasing the heat transfer amount. As a method of forming the heat transfer surface smoothly, for example, a method of foaming by applying a release agent such as silicone grease to the surface of the foaming mold is conceivable. However, when a release agent is used, the release agent adheres to the surface of the resulting urethane foam molded article, which may affect various characteristics such as sound absorption characteristics. In addition, the attached release agent may be deteriorated to cause problems. Further, the surface state of the heat transfer surface may be deteriorated due to uneven coating of the release agent. In addition, the manufacturing cost increases due to the material cost of the release agent and the addition of a coating process.
そこで、さらなる検討を重ねて完成された本発明のウレタン発泡成形体の製造方法は、発泡ウレタン樹脂原料と磁性体とを含む発泡原料を調製する発泡原料調製工程と、該発泡原料を発泡型のキャビティ内に注入し磁場中で発泡成形する発泡成形工程と、を有し、該発泡型において、ウレタン発泡成形体の熱伝達面を成形する熱伝達面成形型面の表面粗さは０．５μｍ以下であることを特徴とする（請求項４に対応）。 Accordingly, the method for producing a urethane foam molded article of the present invention, which has been completed through further studies, includes a foam raw material preparation step for preparing a foam raw material including a foamed urethane resin raw material and a magnetic material, A foam molding step of injecting into a cavity and foam molding in a magnetic field, wherein the surface roughness of the heat transfer surface molding die surface for molding the heat transfer surface of the urethane foam molded body is 0.5 μm It is the following (corresponding to claim 4).
本発明のウレタン発泡成形体の製造方法では、熱伝達面を成形する熱伝達面成形型面の表面粗さが０．５μｍ以下である発泡型を使用する。本明細書では、表面粗さとして、ＪＩＳ Ｂ０６０１（２００１）に準拠して算出される算術平均粗さ（Ｒａ）の値を採用する。発泡型における熱伝達面成形型面の表面粗さを０．５μｍ以下とすることにより、凹凸の少ない平滑な熱伝達面を成形することができる。すなわち、本発明の製造方法によると、例えば光沢度が１０％以上の熱伝達面を備えるウレタン発泡成形体を、容易に得ることができる。また、離型剤を使用しなくてもよいため、上述した離型剤の付着等による問題はない。 In the method for producing a urethane foam molded article of the present invention, a foaming mold having a heat transfer surface molding die surface with a surface roughness of 0.5 μm or less is used. In this specification, the value of arithmetic average roughness (Ra) calculated based on JIS B0601 (2001) is employ | adopted as surface roughness. By setting the surface roughness of the heat transfer surface molding die surface in the foaming die to 0.5 μm or less, a smooth heat transfer surface with few irregularities can be formed. That is, according to the production method of the present invention, for example, a urethane foam molded article having a heat transfer surface with a glossiness of 10% or more can be easily obtained. Moreover, since it is not necessary to use a mold release agent, there is no problem due to adhesion of the mold release agent described above.
以下、本発明のウレタン発泡成形体およびその製造方法の実施形態について説明する。なお、本発明のウレタン発泡成形体およびその製造方法は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、当業者が行い得る変更、改良等を施した種々の形態にて実施することができる。 Hereinafter, embodiments of the urethane foam molded article and the method for producing the same according to the present invention will be described. The urethane foam molded article and the method for producing the same according to the present invention are not limited to the following embodiments, and various modifications and improvements that can be made by those skilled in the art without departing from the gist of the present invention. It can implement with the form of.
＜ウレタン発泡成形体＞
上述したように、本発明のウレタン発泡成形体は、ポリウレタンフォームからなる基材と、該基材中に配合され鎖状に繋がって配向している磁性体と、を有する。ポリウレタンフォームは、ポリイソシアネート成分およびポリオール成分等の発泡ウレタン樹脂原料から製造される。詳細は、後述する本発明のウレタン発泡成形体の製造方法において説明する。
<Urethane foam molding>
As described above, the urethane foam molded article of the present invention has a base material made of polyurethane foam, and a magnetic body blended in the base material and connected in a chain shape. The polyurethane foam is manufactured from foamed urethane resin raw materials such as a polyisocyanate component and a polyol component. Details will be described in the method for producing a urethane foam molded article of the present invention described later.
磁性体としては、いわゆる磁性材料であれば特に限定されるものではない。例えば、鉄、ニッケル、コバルト、ガドリニウム、ステンレス鋼等の強磁性体、ＭｎＯ、Ｃｒ２Ｏ３、ＦｅＣｌ２、ＭｎＡｓ等の反強磁性体、およびそれらを用いた合金類が好適である。なかでも、熱伝導率が高く加工性に優れる点から、ステンレス鋼、銅鉄合金等が好適である。ここで、ステンレス鋼は、防錆性能に優れ、ポリウレタンフォームとの接合強度も高い。また、銅鉄合金は、銅および鉄の共晶合金であり、例えば特公平３−０６４５８３号公報に記載されているような半硬質磁性銅鉄合金が望ましい。このような銅鉄合金は、細かく粉砕しても銅と鉄の剥離を生じない。このため、銅が有する高い熱伝導率と鉄が有する磁性との２つの特徴を合わせ持つ。よって、同じ含有量であっても他の磁性体と比較して、より熱伝達性が向上する。 The magnetic material is not particularly limited as long as it is a so-called magnetic material. For example, ferromagnetic materials such as iron, nickel, cobalt, gadolinium, and stainless steel, antiferromagnetic materials such as MnO, Cr 2 O 3 , FeCl 2 , and MnAs, and alloys using them are suitable. Of these, stainless steel, copper-iron alloy, and the like are preferable because they have high thermal conductivity and excellent workability. Here, stainless steel is excellent in rust prevention performance and has high bonding strength with polyurethane foam. The copper iron alloy is a eutectic alloy of copper and iron, and for example, a semi-hard magnetic copper iron alloy as described in Japanese Patent Publication No. 3-064583 is desirable. Such a copper-iron alloy does not cause separation of copper and iron even when finely pulverized. For this reason, it has the two characteristics of the high thermal conductivity which copper has, and the magnetism which iron has. Therefore, even if it is the same content, compared with another magnetic body, heat transfer property improves more.
磁性体の大きさ、形状等は、特に限定されるものではない。例えば、磁性流体（Ｍａｇｎｅｔｉｃ ｆｌｕｉｄ；ＭＦ）を構成するナノサイズの粒子、磁気粘性流体（Ｍａｇｎｅｔｏ−Ｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌ流体；ＭＲ流体）を構成するミクロンサイズの粒子であってもよい。また、球状（真球状または略真球状）、楕円球状、長円球状（一対の対向する半球を円柱で連結した形状）、水滴形状、柱状、薄板状、箔状、繊維状、針状等の種々の形状を有する磁性フィラーであってもよい。磁性フィラーの大きさ（最大長さ）は、分散性、配向性、製造するウレタン発泡成形体の大きさ等を考慮して決定すればよい。例えば、０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下のものが入手しやすく好適である。 The size, shape, etc. of the magnetic material are not particularly limited. For example, it may be a nano-sized particle constituting a magnetic fluid (MF) or a micron-sized particle constituting a magnetorheological fluid (MR fluid). Also, spherical (true or almost spherical), elliptical, oval (a shape in which a pair of opposing hemispheres are connected by a cylinder), water droplet shape, columnar shape, thin plate shape, foil shape, fiber shape, needle shape, etc. Magnetic fillers having various shapes may be used. The size (maximum length) of the magnetic filler may be determined in consideration of the dispersibility, the orientation, the size of the urethane foam molding to be produced, and the like. For example, a material having a size of 0.1 mm or more and 5 mm or less is preferable because it is easily available.
例えば、磁性フィラーが球以外の形状をなす場合には、配向した磁性フィラー同士が、点ではなく、線および面の少なくとも一方で接触する。このため、点で接触する場合と比較して、磁性フィラー同士の接触面積が大きくなる。これより、熱の伝達経路が確保されやすくなると共に、伝達される熱量も大きくなる。また、球状の磁性体を同量配合した場合と比較して、配向方向に嵩高くなる。よって、磁性体の配合量が少量であっても、熱伝達性を向上させやすい。 For example, when the magnetic filler has a shape other than a sphere, the oriented magnetic fillers are in contact with at least one of a line and a surface, not a point. For this reason, compared with the case where it contacts by a point, the contact area of magnetic fillers becomes large. As a result, a heat transfer path is easily secured and the amount of heat transferred is increased. Moreover, it becomes bulky in the orientation direction as compared with the case where the same amount of spherical magnetic material is blended. Therefore, even if the blending amount of the magnetic material is small, it is easy to improve heat transferability.
球以外の形状をなす磁性フィラーを採用する場合、熱伝達性をより高くするという観点から、磁性フィラーのアスペクト比は２以上であることが望ましい。本明細書では、アスペクト比を次式（１）により定義する。
アスペクト比＝ｂ２／（ａ・ａ’）・・・式（１）
式（１）において、ｂは磁性フィラーの最大長さ、ａは軸直方向断面横辺の長さ、ａ’は軸直方向断面縦辺の長さを示す。ここで、「軸直方向断面横辺の長さ」、「軸直方向断面縦辺の長さ」は次のようにして決定される。すなわち、磁性フィラーの最大長さｂを軸として、当該軸と垂直な方向（軸直方向）の断面形状が内接する四角形を定め、この四角形を平面視した時の横方向の長さを「軸直方向断面横辺の長さａ」とし、縦方向の長さを「軸直方向断面縦辺の長さａ’」とする。以下、具体的な形状を挙げて、説明する。
When a magnetic filler having a shape other than a sphere is employed, the aspect ratio of the magnetic filler is preferably 2 or more from the viewpoint of increasing heat transferability. In this specification, the aspect ratio is defined by the following equation (1).
Aspect ratio = b 2 / (a · a ′) Expression (1)
In the formula (1), b represents the maximum length of the magnetic filler, a represents the length of the transverse side cross-section lateral side, and a ′ represents the length of the longitudinal axis longitudinal section. Here, “the length of the transverse side in the direction perpendicular to the axis” and “the length of the longitudinal side in the direction perpendicular to the axis” are determined as follows. That is, with the maximum length b of the magnetic filler as an axis, a quadrangle in which a cross-sectional shape in a direction perpendicular to the axis (axial direction) is inscribed is defined, and the lateral length when the quadrangle is viewed in plan is expressed as “axis The length “a” of the horizontal side of the cross section in the perpendicular direction is referred to as “the length a ′ of the vertical side of the cross section in the axial direction”. Hereinafter, specific shapes will be described.
図１に、磁性フィラーの各形状における最大長さ、軸直方向断面横辺の長さ、軸直方向断面縦辺の長さを示す。図１において（ａ）は円柱状の場合を、（ｂ）は薄板状の場合を、（ｃ）は繊維状の場合を、各々示す。なお、図１（ａ）〜（ｃ）に示した形状は例示にすぎず、磁性フィラーはこれらの形状に限定されるものではない。まず、（ａ）に示す円柱状の場合には、軸方向の長さが最大長さｂとなる。軸直方向断面形状は円となる。当該円が内接する四角形の横方向の長さが「軸直方向断面横辺の長さａ」となり、縦方向の長さが「軸直方向断面縦辺の長さａ’」となる。次に、（ｂ）に示す薄板状の場合には、長手方向が軸方向となり、長手方向の長さが最大長さｂとなる。軸直方向断面形状は長方形となるため、この長方形の横方向の長さが「軸直方向断面横辺の長さａ」となり、縦方向の長さ（厚さに相当）が「軸直方向断面縦辺の長さａ’」となる。次に（ｃ）に示す繊維状の場合には、軸方向の長さが最大長さｂとなる。軸直方向断面形状は略楕円となる。しかしながら、（ｃ）の繊維状の場合、長手方向中央部が大きく両端部が小さい「細長い樽」のような形状を呈している。このため、長手方向全長において、軸直方向断面の大きさが一定ではない。すなわち、位置αと位置βと位置γとでは、楕円の断面積が異なる。この場合は、断面積が最大となる位置βの楕円が内接する四角形の横方向の長さが「軸直方向断面横辺の長さａ」となり、縦方向の長さが「軸直方向断面縦辺の長さａ’」となる。 FIG. 1 shows the maximum length, the length of the transverse axis cross-section side length, and the length of the longitudinal axis longitudinal section in each shape of the magnetic filler. In FIG. 1, (a) shows the case of a cylindrical shape, (b) shows the case of a thin plate, and (c) shows the case of a fiber. In addition, the shape shown to Fig.1 (a)-(c) is only an illustration, and a magnetic filler is not limited to these shapes. First, in the case of the columnar shape shown in (a), the length in the axial direction is the maximum length b. The cross-sectional shape in the direction perpendicular to the axis is a circle. The length in the horizontal direction of the quadrangle inscribed by the circle is “the length a ′ of the transverse side in the axial direction”, and the length in the longitudinal direction is “the length a ′ of the longitudinal side in the axial direction”. Next, in the case of the thin plate shape shown in (b), the longitudinal direction is the axial direction, and the length in the longitudinal direction is the maximum length b. Since the cross-sectional shape in the direction perpendicular to the axis is a rectangle, the length in the horizontal direction of this rectangle is “the length a of the transverse side in the direction perpendicular to the axis”, and the length in the vertical direction (corresponding to the thickness) is “direction perpendicular to the axis” The length of the vertical side of the cross section is a '". Next, in the case of the fibrous form shown in (c), the length in the axial direction is the maximum length b. The cross-sectional shape in the direction perpendicular to the axis is substantially an ellipse. However, in the case of the fibrous form (c), it has a shape like an “elongated barrel” having a large central portion in the longitudinal direction and small end portions. For this reason, in the full length in the longitudinal direction, the size of the cross section in the axial direction is not constant. That is, the cross-sectional area of the ellipse is different between the position α, the position β, and the position γ. In this case, the lateral length of the quadrilateral inscribed by the ellipse at the position β where the cross-sectional area is maximum is “the length a of the transverse side of the axial direction”, and the longitudinal length is “the longitudinal section of the axial direction”. The length of the vertical side a ′ ”.
磁性体の配合量は、熱伝達性の向上効果、吸音特性、コスト等を考慮して適宜決定すればよい。例えば、熱伝達性の向上効果を発現させるためには、磁性体の配合量を、ウレタン発泡成形体の体積を１００体積％とした場合の０．１体積％以上とすることが望ましい。１体積％以上とするとより好適である。一方、磁性体の分散性、吸音特性への影響等を考慮して、磁性体の配合量を１０体積％以下とすることが望ましい。また、磁性体の配合量が１０体積％を超えると、発泡成形に悪い影響が生じ、良好なウレタン発泡成形体を得にくくなる。よって、磁性体の配合量を３体積％以下とするとより好適である。 What is necessary is just to determine the compounding quantity of a magnetic body suitably considering the improvement effect of heat conductivity, a sound absorption characteristic, cost, etc. For example, in order to express the effect of improving heat transfer, it is desirable that the blending amount of the magnetic material is 0.1% by volume or more when the volume of the urethane foam molded body is 100% by volume. It is more suitable when it is 1 volume% or more. On the other hand, in consideration of the influence on the dispersibility and sound absorption characteristics of the magnetic material, the blending amount of the magnetic material is preferably 10% by volume or less. Moreover, when the compounding quantity of a magnetic body exceeds 10 volume%, it will have a bad influence on foam molding and it will become difficult to obtain a favorable urethane foam molded object. Therefore, it is more preferable that the blending amount of the magnetic material is 3% by volume or less.
本発明のウレタン発泡成形体は、相手部材と接触して熱を伝達する熱伝達面を有する。相手部材は、発熱体でも吸熱体でもよい。熱伝達面は、磁性体の配向方向と交わるように配置されている。熱伝達面は一つでもよく、二つ以上あってもよい。また、熱伝達面の光沢度は１０％以上である。熱伝達面と相手部材との接触面積をより大きくして、熱伝達性をより向上させるためには、光沢度を１５％以上とするとよい。 The urethane foam molded article of the present invention has a heat transfer surface that transmits heat in contact with a mating member. The mating member may be a heating element or an endothermic body. The heat transfer surface is disposed so as to intersect the orientation direction of the magnetic body. There may be one heat transfer surface or two or more heat transfer surfaces. Further, the glossiness of the heat transfer surface is 10% or more. In order to increase the contact area between the heat transfer surface and the mating member and further improve the heat transfer performance, the glossiness should be 15% or more.
ところで、発泡ウレタン樹脂原料を密閉された発泡型内で発泡成形すると、発泡ウレタン樹脂原料が発泡型の型面と接触し、発泡が抑制されることにより、密度の高いスキン層が形成される。磁性体や、発泡により生じたセルは、スキン層により封止され、表面には表出しにくい。したがって、スキン層の表面を熱伝達面とすることが望ましい。スキン層の厚さは、特に限定されるものではないが、例えば２０μｍ以下とすればよい。スキン層の形成の有無、厚さ等は、発泡型への原料の充填量、発泡時間、発泡温度等により調整すればよい。次に、本発明のウレタン発泡成形体の好適な製造方法について詳述する。 By the way, if foaming urethane resin raw material is foam-molded in a sealed foaming mold, the foamed urethane resin raw material comes into contact with the mold surface of the foaming mold, and foaming is suppressed, thereby forming a high-density skin layer. The magnetic substance and the cell generated by foaming are sealed by the skin layer and are not easily exposed on the surface. Therefore, it is desirable that the surface of the skin layer be a heat transfer surface. The thickness of the skin layer is not particularly limited, but may be, for example, 20 μm or less. The presence / absence, thickness, and the like of the skin layer may be adjusted by the amount of raw material filled in the foaming mold, foaming time, foaming temperature, and the like. Next, the suitable manufacturing method of the urethane foam molding of this invention is explained in full detail.
＜ウレタン発泡成形体の製造方法＞
本発明のウレタン発泡成形体の製造方法は、発泡原料調製工程と発泡成形工程とを有する。以下、各工程について説明する。
<Method for producing urethane foam molding>
The manufacturing method of the urethane foam molding of this invention has a foaming raw material preparation process and a foam molding process. Hereinafter, each step will be described.
（１）発泡原料調製工程
本工程は、発泡ウレタン樹脂原料と磁性体とを含む発泡原料を調製する工程である。発泡ウレタン樹脂原料は、ポリイソシアネート成分およびポリオール成分等の既に公知の原料から調製すればよい。ポリイソシアネート成分としては、例えば、トリレンジイソシアネート、フェニレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、トリフェニルメタントリイソシアネート、ポリメチレンポリフェニルイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、およびこれらの誘導体（例えばポリオール類との反応により得られるプレポリマー類、変成ポリイソシアネート類等）等の中から適宜選択すればよい。また、ポリオール成分としては、多価ヒドロキシ化合物、ポリエーテルポリオール類、ポリエステルポリオール類、ポリマーポリオール類、ポリエーテルポリアミン類、ポリエステルポリアミン類、アルキレンポリオール類、ウレア分散ポリオール類、メラミン変性ポリオール類、ポリカーボネートポリオール類、アクリルポリオール類、ポリブタジエンポリオール類、フェノール変性ポリオール類等の中から適宜選択すればよい。
(1) Foaming raw material preparation process This process is a process of preparing the foaming raw material containing a foaming urethane resin raw material and a magnetic body. The foamed urethane resin raw material may be prepared from already known raw materials such as a polyisocyanate component and a polyol component. Examples of the polyisocyanate component include tolylene diisocyanate, phenylene diisocyanate, xylylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, triphenylmethane triisocyanate, polymethylene polyphenyl isocyanate, naphthalene diisocyanate, and derivatives thereof (for example, obtained by reaction with polyols). May be appropriately selected from among prepolymers, modified polyisocyanates and the like. Polyol components include polyhydric hydroxy compounds, polyether polyols, polyester polyols, polymer polyols, polyether polyamines, polyester polyamines, alkylene polyols, urea-dispersed polyols, melamine-modified polyols, polycarbonate polyols. It may be appropriately selected from the group of polymers, acrylic polyols, polybutadiene polyols, phenol-modified polyols and the like.
さらに、触媒、発泡剤、整泡剤、架橋剤、難燃剤、帯電防止剤、減粘剤、安定剤、充填剤、着色剤等を適宜配合してもよい。例えば、触媒としては、テトラエチレンジアミン、トリエチレンジアミン、ジメチルエタノールアミン等のアミン系触媒や、ラウリン酸錫、オクタン酸錫等の有機金属系触媒が挙げられる。また、発泡剤としては水が好適である。水以外には、塩化メチレン、フロン、ＣＯ２ガス等が挙げられる。また、整泡剤としてはシリコーン系整泡剤が、架橋剤としてはトリエタノールアミン、ジエタノールアミン等が好適である。 Furthermore, you may mix | blend a catalyst, a foaming agent, a foam stabilizer, a crosslinking agent, a flame retardant, an antistatic agent, a viscosity reducing agent, a stabilizer, a filler, a coloring agent, etc. suitably. For example, examples of the catalyst include amine-based catalysts such as tetraethylenediamine, triethylenediamine, and dimethylethanolamine, and organometallic catalysts such as tin laurate and tin octoate. Moreover, water is suitable as the foaming agent. In addition to water, methylene chloride, chlorofluorocarbon, CO 2 gas and the like can be mentioned. Moreover, a silicone type foam stabilizer is suitable as the foam stabilizer, and triethanolamine, diethanolamine and the like are suitable as the crosslinking agent.
上記発泡ウレタン樹脂原料と磁性体とを含む発泡原料としては、以下の態様を採用することができる。例えば、磁性体として上述した磁性フィラーを用いる場合には、発泡原料を、発泡ウレタン樹脂原料と磁性フィラーとを混合した混合材料とすればよい。なお、磁性フィラーの種類、形状、アスペクト比、配合量等については、上述した通りであるためここでは説明を省略する。あるいは、発泡原料を、発泡ウレタン樹脂原料と磁性体含有流体とを混合した混合材料としてもよい。ここで、「磁性体含有流体」は、広く「溶媒中に磁性体の微粒子が分散された流体」を意味する。したがって、「磁性体含有流体」には、ミクロンサイズの磁性体粒子を含有するＭＲ流体、ナノサイズの磁性体粒子を含有するＭＦ、ＭＦにミクロンサイズの磁性体粒子を混合した磁気混合流体（Ｍａｇｎｅｔｉｃ ｃｏｍｐｏｕｎｄ ｆｌｕｉｄ；ＭＣＦ）等が含まれる。ここでいう磁気混合流体（ＭＣＦ）は、例えば特開２００２−１７０７９１号公報に記載されている粒子分散型混合機能性流体のようなものである。本工程にて調製された発泡原料は、速やかに次の発泡成形工程に供される。 The following modes can be adopted as the foaming raw material containing the foamed urethane resin raw material and the magnetic material. For example, when the magnetic filler described above is used as the magnetic body, the foaming raw material may be a mixed material obtained by mixing a foamed urethane resin raw material and a magnetic filler. In addition, since it is as having mentioned above about the kind, shape, aspect ratio, compounding quantity, etc. of a magnetic filler, description is abbreviate | omitted here. Or it is good also considering the foaming raw material as the mixed material which mixed the foaming urethane resin raw material and the magnetic body containing fluid. Here, the “magnetic substance-containing fluid” broadly means “a fluid in which fine particles of a magnetic substance are dispersed in a solvent”. Accordingly, the “magnetic substance-containing fluid” includes MR fluid containing micron-sized magnetic particles, MF containing nano-sized magnetic particles, and magnetic mixed fluid (Magnetic) in which MF is mixed with micron-sized magnetic particles. compound fluid (MCF) and the like. Here, the magnetic mixed fluid (MCF) is, for example, a particle-dispersed mixed functional fluid described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-170791. The foaming raw material prepared in this step is immediately subjected to the next foam molding step.
（２）発泡成形工程
本工程は、上記発泡原料調製工程にて調製した発泡原料を発泡型のキャビティ内に注入し磁場中で発泡成形する工程である。本工程では、製造されるウレタン発泡成形体の熱伝達面を成形する熱伝達面成形型面の表面粗さが０．５μｍ以下の発泡型を使用する。すなわち、発泡型の型面のうち、少なくとも熱伝達面を成形する部分（熱伝達面成形型面）の表面粗さ（Ｒａ）が、０．５μｍ以下となっていればよい。なお、発泡型における全ての型面の表面粗さが０．５μｍ以下であっても構わない。熱伝達面成形型面の表面粗さは、０．３μｍ以下、さらには０．１μｍ以下であるとより好適である。
(2) Foam molding process This process is a process in which the foaming raw material prepared in the foaming raw material preparation step is injected into a foaming mold cavity and foam-molded in a magnetic field. In this step, a foaming die having a surface roughness of a heat transfer surface molding die surface for molding the heat transfer surface of the urethane foam molded article to be produced is 0.5 μm or less. That is, it is only necessary that the surface roughness (Ra) of at least the portion for molding the heat transfer surface (heat transfer surface molding die surface) of the foam mold surface is 0.5 μm or less. The surface roughness of all mold surfaces in the foaming mold may be 0.5 μm or less. The surface roughness of the heat transfer surface molding die surface is more preferably 0.3 μm or less, and further preferably 0.1 μm or less.
このような発泡型は、例えば、熱伝達面成形型面に研磨等の表面処理を施して得ることができる。また、離型用樹脂フィルムを使用してもよい。すなわち、表面粗さが０．５μｍ以下の離型用樹脂フィルムを、少なくとも熱伝達面成形型面を含むよう、発泡型の型面に沿って配置すればよい。この場合、熱伝達面成形型面は、当該離型用樹脂フィルムにより形成される。離型用樹脂フィルムを使用すれば、現状の金型をそのまま使用することができる。また、離型剤を塗布する必要もない。離型用樹脂フィルムは、ウレタン発泡成形体へ付着しにくいものが望ましい。例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエステル、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、シリコーン樹脂、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等のフィルムが挙げられる。離型用樹脂フィルムは、市販のものを切断して、あるいは真空成形、射出成形、ブロー成形等の公知の方法により所定の型面形状に成形して使用すればよい。 Such a foaming die can be obtained, for example, by subjecting the heat transfer surface molding die surface to a surface treatment such as polishing. Moreover, you may use the resin film for mold release. That is, a release resin film having a surface roughness of 0.5 μm or less may be disposed along the mold surface of the foaming mold so as to include at least the heat transfer surface mold surface. In this case, the heat transfer surface molding die surface is formed by the release resin film. If a release resin film is used, the current mold can be used as it is. Further, it is not necessary to apply a release agent. The release resin film is preferably one that is difficult to adhere to the urethane foam molded article. Examples thereof include films of polyethylene terephthalate (PET), polyester, polyethylene (PE), polypropylene (PP), silicone resin, polytetrafluoroethylene (PTFE), and the like. The release resin film may be used by cutting a commercially available one or molding it into a predetermined mold surface shape by a known method such as vacuum molding, injection molding, blow molding or the like.
磁場は、磁性体を配向させる方向に形成すればよい。例えば、磁性体を直線状に配向させる場合、発泡型のキャビティ内の磁力線が、キャビティの一端から他端に向かって略平行になるよう形成することが望ましい。この場合、例えば発泡型を挟むように、発泡型の一端および他端の両面近傍に磁石を配置すればよい。磁石には、永久磁石または電磁石を用いればよい。電磁石を用いると、磁場形成のオン、オフを瞬時に切り替えることができ、磁場の強さの制御が容易である。このため、発泡成形を制御しやすい。ここで、磁場を構成する磁力線は閉ループを形成していることが望ましい。こうすることで、磁力線の漏洩が抑制され、キャビティ内に安定した一様磁場を形成することができる。なお、発泡型の外部に配置した磁石により、発泡型の内部に磁場を形成させるため、発泡型としては透磁率の低い材質、つまり非磁性の材質のものを使用するとよい。例えば、通常ポリウレタンの発泡成形に使用されるアルミニウムやアルミニウム合金製の発泡型であれば問題ない。この場合、電磁石等の磁力源から発生する磁場、磁力線が影響を受けにくく、磁場状態のコントロールがしやすい。ただし、必要とする磁場、磁力線の状態に応じて適宜、磁性材料のものを使用してもよい。 What is necessary is just to form a magnetic field in the direction which orientates a magnetic body. For example, when orienting a magnetic body in a straight line, it is desirable that the magnetic lines of force in the foam-type cavity are formed so as to be substantially parallel from one end of the cavity to the other end. In this case, for example, magnets may be disposed in the vicinity of both surfaces of one end and the other end of the foaming mold so as to sandwich the foaming mold. A permanent magnet or an electromagnet may be used as the magnet. When an electromagnet is used, magnetic field formation can be switched on and off instantaneously, and the control of the magnetic field strength is easy. For this reason, it is easy to control foam molding. Here, it is desirable that the magnetic field lines constituting the magnetic field form a closed loop. By doing so, leakage of magnetic field lines is suppressed, and a stable uniform magnetic field can be formed in the cavity. In addition, in order to form a magnetic field inside a foaming mold with the magnet arrange | positioned outside the foaming mold, it is good to use a material with a low magnetic permeability, ie, a nonmagnetic material, as a foaming mold. For example, there is no problem as long as it is a foam type made of aluminum or aluminum alloy, which is usually used for polyurethane foam molding. In this case, the magnetic field and magnetic lines generated from a magnetic source such as an electromagnet are not easily affected, and the magnetic field state can be easily controlled. However, a magnetic material may be appropriately used according to the required magnetic field and magnetic field lines.
発泡型に作用する磁場の磁束密度は、該発泡型のキャビティ内において略均一であることが望ましい。例えば、発泡型のキャビティ内における磁束密度の差が、±１０％以内であるとよい。±５％以内、さらには±３％以内であるとより好適である。発泡型のキャビティ内に一様な磁場を形成することで、磁性体の偏在を抑制することができ、所望の配向状態を得ることができる。 The magnetic flux density of the magnetic field acting on the foaming mold is desirably substantially uniform within the cavity of the foaming mold. For example, the difference in magnetic flux density within the foam cavity is preferably within ± 10%. It is more preferable that it is within ± 5%, more preferably within ± 3%. By forming a uniform magnetic field in the foam cavity, uneven distribution of the magnetic material can be suppressed, and a desired orientation state can be obtained.
磁場は、発泡ウレタン樹脂原料の粘度が比較的低い間にかけられることが望ましい。発泡ウレタン樹脂原料が増粘し、発泡成形がある程度終了した時に磁場をかけると、磁性体が配向しにくいため、所望の熱伝達性、吸音特性を得ることが難しい。なお、発泡成形を行う時間のすべてにおいて磁場をかける必要はない。 It is desirable that the magnetic field be applied while the viscosity of the foamed urethane resin material is relatively low. When the foamed urethane resin material is thickened and a magnetic field is applied when foam molding is completed to some extent, it is difficult to obtain desired heat transfer properties and sound absorption characteristics because the magnetic material is difficult to be oriented. In addition, it is not necessary to apply a magnetic field in all the time for performing foam molding.
次に、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明する。 Next, the present invention will be described more specifically with reference to examples.
（１）ウレタン発泡成形体の製造
熱伝達面成形型面の表面粗さが異なる二種類の発泡型を使用して、ウレタン発泡成形体を製造した。まず、発泡ウレタン樹脂原料を以下のように調製した。ポリオール成分のポリエーテルポリオール（住化バイエルウレタン社製「Ｓ−０２４８」、平均分子量６０００、官能基数３、ＯＨ価２８ｍｇＫＯＨ／ｇ）１００重量部と、架橋剤のジエチレングリコール（三菱化学社製）２重量部と、発泡剤の水２重量部と、テトラエチレンジアミン系触媒（花王社製「Ｎｏ．３１」）１重量部と、シリコーン系整泡剤（日本ユニカ社製「ＳＺ−１３１３」）０．５重量部と、カーボン系顔料（大日精化工業社製「ＦＴ−１５７６」）２重量部と、を配合し、プレミックスポリオールを調製した。調製したプレミックスポリオールに、ポリイソシアネート成分のジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）（ＢＡＳＦＩＮＯＡＣポリウレタン社製「ＮＥ１３２０Ｂ」、ＮＣＯ＝４４．８ｗｔ％）を加えて混合し、発泡ウレタン樹脂原料とした。ここで、ポリオール成分とポリイソシアネート成分との配合比（ＰＯ：ＩＳＯ）は、両者の合計重量を１００％として、ＰＯ：ＩＳＯ＝７８．５：２１．５とした。
(1) Production of urethane foam molded article A urethane foam molded article was produced using two types of foam molds having different surface roughnesses on the heat transfer surface mold surface. First, a foamed urethane resin raw material was prepared as follows. Polyether polyol polyether polyol ("S-0248" manufactured by Sumika Bayer Urethane Co., Ltd., average molecular weight 6000, functional group number 3, OH value 28 mgKOH / g) 100 parts by weight, and crosslinking agent diethylene glycol (Mitsubishi Chemical Co., Ltd.) 2 weights Parts, 2 parts by weight of foaming agent water, 1 part by weight of a tetraethylenediamine catalyst (“No. 31” manufactured by Kao) and a silicone foam stabilizer (“SZ-1313” manufactured by Nihon Unica) Part by weight and 2 parts by weight of a carbon-based pigment (“FT-1576” manufactured by Dainichi Seika Kogyo Co., Ltd.) were blended to prepare a premix polyol. Diphenylmethane diisocyanate (MDI) as a polyisocyanate component (“NE1320B” manufactured by BASFINOAC polyurethane, NCO = 44.8 wt%) was added to the prepared premix polyol and mixed to obtain a foamed urethane resin material. Here, the blending ratio of the polyol component and the polyisocyanate component (PO: ISO) was set to PO: ISO = 78.5: 21.5, with the total weight of both being 100%.
次に、調製した発泡ウレタン樹脂原料に、磁性フィラーを混合して発泡原料とした。磁性フィラーには、ステンレスファイバー（虹技社製「ＫＣメタルファイバー ＳＵＳ４３０Ｆ」：直径約３０μｍ、長さ約２ｍｍ）を使用した。このステンレスファイバーのアスペクト比を求めたところ、４４４４となった。磁性フィラーは、ポリオール成分のポリエーテルポリオール１００重量部に対して１２１重量部配合した。 Next, the foamed urethane resin raw material was mixed with a magnetic filler to obtain a foamed raw material. As the magnetic filler, a stainless fiber (“KC Metal Fiber SUS430F” manufactured by Niji Co., Ltd .: diameter of about 30 μm, length of about 2 mm) was used. The aspect ratio of this stainless steel fiber was determined to be 4444. The magnetic filler was blended in 121 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polyether polyol of the polyol component.
その後、発泡原料をアルミニウム製の発泡型（後述する図２、図３参照。キャビティは直径１００ｍｍ×厚さ２０ｍｍの円筒形。）に注入し、密閉した。続いて、発泡型を磁場発生装置に設置して、発泡成形を行った。図２に、磁場発生装置の斜視図を示す。図３に、磁場発生装置の部分断面図を示す。図２、図３に示すように、磁場発生装置１は、一対の電磁石部２Ｕ、２Ｄと、ヨーク部３と、を備えている。 Thereafter, the foaming raw material was poured into an aluminum foaming mold (see FIGS. 2 and 3 described later. The cavity was a cylinder having a diameter of 100 mm × thickness of 20 mm) and sealed. Subsequently, the foaming mold was installed in a magnetic field generator to perform foam molding. FIG. 2 is a perspective view of the magnetic field generator. FIG. 3 shows a partial cross-sectional view of the magnetic field generator. As shown in FIGS. 2 and 3, the magnetic field generation device 1 includes a pair of electromagnet parts 2U and 2D and a yoke part 3.
電磁石部２Ｕは、芯部２０Ｕとコイル部２１Ｕとを備えている。芯部２０Ｕは、強磁性体製であって、上下方向に延びる円柱状を呈している。コイル部２１Ｕは、芯部２０Ｕの外周面に配置されている。コイル部２１Ｕは、芯部２０Ｕの外周面に巻装された導線２１０Ｕにより、形成されている。導線２１０Ｕは、電源（図略）に接続されている。 The electromagnet part 2U includes a core part 20U and a coil part 21U. The core portion 20U is made of a ferromagnetic material and has a cylindrical shape extending in the vertical direction. The coil portion 21U is disposed on the outer peripheral surface of the core portion 20U. The coil portion 21U is formed by a conducting wire 210U wound around the outer peripheral surface of the core portion 20U. The conducting wire 210U is connected to a power source (not shown).
電磁石部２Ｄは、発泡型４を挟んで、上記電磁石部２Ｕの下方に配置されている。電磁石部２Ｄは、上記電磁石部２Ｕと同様の構成を備えている。すなわち、電磁石部２Ｄは、芯部２０Ｄとコイル部２１Ｄとを備えている。コイル部２１Ｄは、芯部２０Ｄの外周面に巻装された導線２１０Ｄにより、形成されている。導線２１０Ｄは、電源（図略）に接続されている。 The electromagnet portion 2D is disposed below the electromagnet portion 2U with the foaming mold 4 interposed therebetween. The electromagnet part 2D has the same configuration as the electromagnet part 2U. That is, the electromagnet part 2D includes a core part 20D and a coil part 21D. The coil portion 21D is formed by a conducting wire 210D wound around the outer peripheral surface of the core portion 20D. The conducting wire 210D is connected to a power source (not shown).
ヨーク部３は、Ｃ字状を呈している。ヨーク部３のＣ字上端は、電磁石部２Ｕの芯部２０Ｕ上端に接続されている。一方、ヨーク部３のＣ字下端は、電磁石部２Ｄの芯部２０Ｄ下端に接続されている。 The yoke portion 3 has a C shape. The C-shaped upper end of the yoke part 3 is connected to the upper end of the core part 20U of the electromagnet part 2U. On the other hand, the C-shaped lower end of the yoke part 3 is connected to the lower end of the core part 20D of the electromagnet part 2D.
前記発泡型４は、上型４０Ｕと下型４０Ｄとを備えている。発泡型４は、電磁石部２Ｕの芯部２０Ｕと電磁石部２Ｄの芯部２０Ｄとの間に、介装されている。上型４０Ｕは、角柱状を呈している。上型４０Ｕの下面には、円筒状の凹部４００Ｕが形成されている。凹部４００Ｕの上底面には、円形の離型用ＰＥＴフィルム４０１Ｕ（東レフィルム加工社製「セラピール（登録商標）：グレードＱ」厚さ約１４５μｍ）が配置されている。離型用ＰＥＴフィルム４０１Ｕの表面粗さを、粗さ計（東京精密社製「ＳＵＲＦＣＯＭ（登録商標） ＳＰ−８２８Ａ」）にて測定したところ、Ｒａ＝０．０８μｍであった。離型用ＰＥＴフィルム４０１Ｕは、熱伝達面成形型面となる。同様に、下型４０Ｄは、角柱状を呈している。下型４０Ｄの上面には、円筒状の凹部４００Ｄが形成されている。凹部４００Ｄの下底面には、離型用ＰＥＴフィルム４０１Ｄ（同上）が配置されている。離型用ＰＥＴフィルム４０１Ｄは、熱伝達面成形型面となる。なお、図３では、説明の便宜上、離型用ＰＥＴフィルム４０１Ｕ、４０１Ｄの厚さを誇張して記載している。 The foaming mold 4 includes an upper mold 40U and a lower mold 40D. The foaming mold 4 is interposed between the core part 20U of the electromagnet part 2U and the core part 20D of the electromagnet part 2D. The upper mold 40U has a prismatic shape. A cylindrical recess 400U is formed on the lower surface of the upper mold 40U. On the upper bottom surface of the recess 400U, a circular release PET film 401U (“Therapel (registered trademark): Grade Q” thickness of about 145 μm manufactured by Toray Film Processing Co., Ltd.) is disposed. When the surface roughness of the release PET film 401U was measured with a roughness meter (“SURFCOM (registered trademark) SP-828A” manufactured by Tokyo Seimitsu Co., Ltd.), Ra = 0.08 μm. The release PET film 401U serves as a heat transfer surface molding die surface. Similarly, the lower mold 40D has a prismatic shape. A cylindrical recess 400D is formed on the upper surface of the lower mold 40D. A release PET film 401D (same as above) is disposed on the bottom surface of the recess 400D. The mold release PET film 401D serves as a heat transfer surface molding die surface. In FIG. 3, for convenience of explanation, the thicknesses of the release PET films 401U and 401D are exaggerated.
上型４０Ｕと下型４０Ｄとは、互いの凹部４００Ｕ、４００Ｄの開口同士が向き合うように配置されている。上型４０Ｕと下型４０Ｄとの間には、凹部４００Ｕ、４００Ｄ同士が合体することにより、キャビティ４１が区画されている。キャビティ４１には、前述したように、発泡原料が充填されている。 The upper mold 40U and the lower mold 40D are arranged so that the openings of the concave portions 400U and 400D face each other. The cavity 41 is defined between the upper mold 40U and the lower mold 40D by combining the recesses 400U and 400D. As described above, the cavity 41 is filled with the foaming raw material.
導線２１０Ｕに接続された電源および導線２１０Ｄに接続された電源を、共にオンにすると、上方の電磁石部２Ｕの芯部２０Ｕの上端がＳ極に、下端がＮ極に磁化される。このため、芯部２０Ｕに、上方から下方に向かって磁力線Ｌ（図２に点線で示す）が発生する。また、下方の電磁石部２Ｄの芯部２０Ｄの上端がＳ極に、下端がＮ極に磁化される。このため、芯部２０Ｄに、上方から下方に向かって磁力線Ｌが発生する。また、芯部２０Ｕ下端はＮ極であり、芯部２０Ｄ上端はＳ極である。このため、芯部２０Ｕと芯部２０Ｄとの間には、上方から下方に向かって磁力線Ｌが発生する。以上説明したように、電磁石部２Ｕ、２Ｄ間には、上方から下方に向かって磁力線Ｌが発生する。下方の電磁石部２Ｄの芯部２０Ｄ下端から放射された磁力線Ｌは、ヨーク部３を通って、上方の電磁石部２Ｕの芯部２０Ｕ上端に流入する。このように、磁力線Ｌは閉ループを構成するため、磁力線Ｌの漏洩を抑制することができる。 When both the power source connected to the conducting wire 210U and the power source connected to the conducting wire 210D are turned on, the upper end of the core portion 20U of the upper electromagnet portion 2U is magnetized to the S pole and the lower end is magnetized to the N pole. For this reason, magnetic force lines L (indicated by dotted lines in FIG. 2) are generated in the core portion 20U from the upper side to the lower side. Further, the upper end of the core portion 20D of the lower electromagnet portion 2D is magnetized to the S pole and the lower end is magnetized to the N pole. For this reason, lines of magnetic force L are generated in the core portion 20D from the upper side to the lower side. Further, the lower end of the core portion 20U is an N pole, and the upper end of the core portion 20D is an S pole. For this reason, lines of magnetic force L are generated from above to below between the core portion 20U and the core portion 20D. As described above, lines of magnetic force L are generated between the electromagnet portions 2U and 2D from the top to the bottom. The lines of magnetic force L radiated from the lower end of the core part 20D of the lower electromagnet part 2D flow through the yoke part 3 and flow into the upper end of the core part 20U of the upper electromagnet part 2U. Thus, since the magnetic force line L comprises a closed loop, the leakage of the magnetic force line L can be suppressed.
前述したように、発泡型４は、芯部２０Ｕと芯部２０Ｄとの間に介装されている。このため、発泡型４のキャビティ４１内には、上方から下方に向かって略平行な磁力線Ｌにより一様な磁場が形成されている。キャビティ４１内の磁束密度は、約２００ｍＴであった。発泡型４を磁場発生装置１に設置した後、最初の約２分間は、磁場をかけながら発泡成形を行った。続く約５分間は、磁場をかけないで、発泡成形を行った。 As described above, the foaming mold 4 is interposed between the core portion 20U and the core portion 20D. For this reason, a uniform magnetic field is formed in the cavity 41 of the foaming mold 4 by lines of magnetic force L that are substantially parallel from the top to the bottom. The magnetic flux density in the cavity 41 was about 200 mT. After the foaming mold 4 was installed in the magnetic field generator 1, foaming was performed while applying a magnetic field for the first approximately 2 minutes. For the next approximately 5 minutes, foam molding was performed without applying a magnetic field.
発泡成形が終了した後、脱型して、上下面に熱伝達面を持つ円柱状のウレタン発泡成形体を得た。得られたウレタン発泡成形体を実施例の発泡成形体とした。実施例の発泡成形体における磁性フィラーの配合量は、ウレタン発泡成形体の体積を１００体積％とした場合の１体積％であった。 After the foam molding was completed, the mold was removed to obtain a cylindrical urethane foam molded body having heat transfer surfaces on the upper and lower surfaces. The obtained urethane foam molded article was used as the foam molded article of the example. The compounding quantity of the magnetic filler in the foaming molding of an Example was 1 volume% when the volume of a urethane foaming molding is 100 volume%.
また、上記同様の発泡原料を、発泡型４において離型用ＰＥＴフィルム４０１Ｕ、４０１Ｄを配置しないで発泡成形し、上下面に熱伝達面を持つ円柱状のウレタン発泡成形体を得た。この場合、上型４０Ｕの下面に形成された凹部４００Ｕの上底面、および下型４０Ｄの上面に形成された凹部４００Ｄの下底面が、各々熱伝達面成形型面となる。凹部４００Ｕの上底面および凹部４００Ｄの下底面の表面粗さを、粗さ計（同上）にて測定したところ、Ｒａ＝０．６６μｍであった。得られたウレタン発泡成形体を、比較例の発泡成形体とした。 Further, the same foaming raw material as described above was subjected to foam molding in the foaming mold 4 without disposing the release PET films 401U and 401D to obtain a cylindrical urethane foam molded body having heat transfer surfaces on the upper and lower surfaces. In this case, the upper bottom surface of the recess 400U formed on the lower surface of the upper mold 40U and the lower bottom surface of the recess 400D formed on the upper surface of the lower mold 40D are heat transfer surface molding mold surfaces. When the surface roughness of the upper bottom surface of the recess 400U and the lower bottom surface of the recess 400D was measured with a roughness meter (same as above), Ra = 0.66 μm. The obtained urethane foam molded article was used as a foam molded article of a comparative example.
（２）熱伝達面の光沢度測定
まず、図４〜図７に、実施例および比較例の発泡成形体の熱伝達面（上面）の写真を示す。図４は実施例の発泡成形体の上面写真であり、図５はマイクロスコープにより撮影された同発泡成形体上面の拡大写真である（倍率１７５倍）。また、図６は比較例の発泡成形体の上面写真であり、図７はマイクロスコープにより撮影された同発泡成形体上面の拡大写真である（倍率１７５倍）。図４、図６を比較すると、実施例の発泡成形体の方が光沢があることがわかる。また、図５、図７を比較すると、実施例の発泡成形体の上面には、上型凹部上底面の凹凸が転写されていないのに対して、比較例の発泡成形体の上面には上型凹部上底面の凹凸が転写されていることがわかる。
(2) Glossiness Measurement of Heat Transfer Surface First, FIGS. 4 to 7 show photographs of the heat transfer surface (upper surface) of the foamed molded bodies of Examples and Comparative Examples. FIG. 4 is an upper surface photograph of the foamed molded product of the example, and FIG. FIG. 6 is a top view of the foamed molded product of the comparative example, and FIG. 7 is an enlarged photograph of the top surface of the foamed molded product taken with a microscope (magnification of 175 times). Comparing FIG. 4 and FIG. 6, it can be seen that the foamed molded product of the example is more glossy. Further, comparing FIGS. 5 and 7, the top surface of the foam molded body of the example is not transferred to the top surface of the upper mold recess, whereas the top surface of the foam molded body of the comparative example is the top surface. It can be seen that the unevenness on the bottom surface of the mold recess is transferred.
次に、両発泡成形体の上面の光沢度を測定した。光沢度の測定には、スガ試験機械社製のデジタル変角光沢計「ＵＧＶ−５Ｋ」を使用した（入射角６０°）。その結果、実施例の発泡成形体の上面の光沢度は１７．１％であり、比較例の発泡成形体の上面の光沢度は９．５％であった。つまり、実施例の発泡成形体の上面の光沢度は、比較例のそれの１．８倍となった。このように、発泡型の熱伝達面成形型面の表面粗さを０．５μｍ以下とすることで、光沢度が１０％以上の熱伝達面を成形することができた。 Next, the glossiness of the upper surfaces of both foamed molded products was measured. For the measurement of glossiness, a digital variable angle gloss meter “UGV-5K” manufactured by Suga Test Machine Co., Ltd. was used (incident angle 60 °). As a result, the glossiness of the upper surface of the foamed molded product of Example was 17.1%, and the glossiness of the upper surface of the foamed molded product of Comparative Example was 9.5%. That is, the glossiness of the upper surface of the foam molded article of the example was 1.8 times that of the comparative example. Thus, by setting the surface roughness of the foam heat transfer surface molding die surface to 0.5 μm or less, a heat transfer surface having a glossiness of 10% or more could be formed.
（３）熱伝導率の測定
実施例および比較例の発泡成形体の熱伝導率を測定した。熱伝導率の測定には、京都電子工業社製のホットディスク法熱物性測定装置「ＴＰＡ−５０１」を使用した。熱伝導率の測定では、実施例および比較例の発泡成形体を各々二つずつ準備した。そして、各々の一対の発泡成形体を熱伝達面が対向するよう配置し、両者の間に上記測定装置のセンサを挟持して熱伝導率を測定した。本測定によると、センサを熱伝達面と接触させるため、熱伝達面の表面状態が測定値に反映される。その結果、実施例の発泡成形体の熱伝導率は０．１２Ｗ／（ｍ・Ｋ）、比較例の発泡成形体の熱伝導率は０．１０Ｗ／（ｍ・Ｋ）となった。つまり、実施例の発泡成形体の熱伝導率は、比較例のそれの１．２倍となった。表１に、実施例および比較例の発泡成形体の熱伝導率、および熱伝達面の光沢度の値を、使用した発泡型の熱伝達面成形型面の表面粗さと共にまとめて示す。
ちなみに、磁性体を含まないウレタン発泡成形体の熱伝導率（理論値）は、０．０３Ｗ／（ｍ・Ｋ）である。この値と比較すると、熱伝導率は、配向した磁性体を含むことで向上し、さらに、磁性体の配向方向と交差する熱伝達面の光沢度を１０％以上とすることで、より向上することがわかる。熱伝達面の光沢度が１０％以上の場合、熱伝達面と相手部材との接触面積が大きくなり、両者間で伝達される熱量が大きくなる。このため、磁性体の配向による熱伝達性向上効果が充分に発揮され、ウレタン発泡成形体全体としての熱伝達性がより向上すると考えられる。 Incidentally, the thermal conductivity (theoretical value) of a urethane foam molded article not including a magnetic substance is 0.03 W / (m · K). Compared with this value, the thermal conductivity is improved by including an oriented magnetic material, and further improved by making the gloss of the heat transfer surface intersecting with the orientation direction of the magnetic material 10% or more. I understand that. When the glossiness of the heat transfer surface is 10% or more, the contact area between the heat transfer surface and the mating member increases, and the amount of heat transferred between both increases. For this reason, it is thought that the heat transfer property improvement effect by the orientation of the magnetic material is sufficiently exhibited, and the heat transfer property as a whole urethane foam molded product is further improved.
本発明のウレタン発泡成形体は、自動車、電子機器、建築等の幅広い分野において用いることができる。例えば、路面の凹凸に起因する騒音を低減するための防音タイヤ、エンジンの騒音を低減するために車両のエンジンルームに配置されるエンジンカバーやサイドカバー、車室内の天井やピラー部等の吸音材、ＯＡ（Ｏｆｆｉｃｅ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ）機器や家電製品のモーター用吸音材、パソコン等の電子機器の放熱性吸音材、家屋の内外壁用吸音材等に好適である。 The urethane foam molded article of the present invention can be used in a wide range of fields such as automobiles, electronic equipment, and architecture. For example, soundproof tires for reducing noise caused by road surface irregularities, engine covers and side covers arranged in the engine room of vehicles to reduce engine noise, and sound absorbing materials such as ceilings and pillars in vehicle interiors It is suitable for sound absorbing materials for motors of office automation (OA) equipment and home appliances, heat radiating sound absorbing materials for electronic devices such as personal computers, and sound absorbing materials for inner and outer walls of houses.
１：磁場発生装置
２Ｕ、２Ｄ：電磁石部 ２０Ｕ、２０Ｄ：芯部 ２１Ｕ、２１Ｄ：コイル部
２１０Ｕ、２１０Ｄ：導線
３：ヨーク部
４：発泡型 ４０Ｕ：上型 ４０Ｄ：下型 ４００Ｕ、４００Ｄ：凹部
４０１Ｕ、４０１Ｄ：離型用ＰＥＴフィルム ４１：キャビティ Ｌ：磁力線
1: Magnetic field generator 2U, 2D: Electromagnet part 20U, 20D: Core part 21U, 21D: Coil part 210U, 210D: Conductor 3: Yoke part 4: Foam type 40U: Upper mold 40D: Lower mold 400U, 400D: Recess 401U 401D: PET film for mold release 41: Cavity L: Magnetic field lines
Claims (6)
相手部材と接触して熱を伝達する熱伝達面が該磁性体の配向方向と交わるように配置され、該熱伝達面の光沢度は１０％以上であることを特徴とするウレタン発泡成形体。 A base material made of polyurethane foam, and a magnetic body blended in the base material and oriented in a chain,
A urethane foam molded article, wherein a heat transfer surface for transferring heat in contact with a mating member is arranged to intersect the orientation direction of the magnetic body, and the glossiness of the heat transfer surface is 10% or more.
該発泡原料を発泡型のキャビティ内に注入し磁場中で発泡成形する発泡成形工程と、
を有し、
該発泡型において、ウレタン発泡成形体の熱伝達面を成形する熱伝達面成形型面の表面粗さは０．５μｍ以下であることを特徴とするウレタン発泡成形体の製造方法。 A foam raw material preparation step of preparing a foam raw material including a foamed urethane resin raw material and a magnetic material;
A foam molding step of injecting the foam raw material into a cavity of a foam mold and foam molding in a magnetic field;
Have
In the foaming mold, the surface roughness of the heat transfer surface molding die surface for molding the heat transfer surface of the urethane foam molded product is 0.5 μm or less, and the method for producing a urethane foam molded product.
前記熱伝達面成形型面は、該離型用樹脂フィルムにより形成されている請求項４に記載のウレタン発泡成形体の製造方法。 The foaming mold has a release resin film disposed along the mold surface,
The method for producing a urethane foam molded body according to claim 4, wherein the heat transfer surface molding die surface is formed by the release resin film.
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