ウレタン製バンパスプリングおよびその製造方法
【課題】水系離型剤を使用しながらも、溶剤系離型剤を用いた場合と同等の低い摩擦係数を有するウレタン製バンパスプリングおよびこのバンパスプリングを効率良く製造する方法を提供する。
【解決手段】成形型のキャビティの壁面に、水系離型剤を塗布し、このキャビティ内にウレタン原料を注入して加熱することにより、上記成形型内でウレタン原料を硬化させる工程と、上記硬化後のウレタン成形体を成形型より取り出す脱型工程と、を備えるウレタン製バンパスプリングの製造方法であって、上記水系離型剤が、樹脂パウダを含有しており、この樹脂パウダが、上記硬化後のウレタン成形体の表面に転写されていることを特徴とする。また、本発明のウレタン製バンパスプリング１は、その内周面（１１ｂ，１２ｂ，１２ｃ）に、水系離型剤に由来する樹脂パウダが散在しているため、相手部材との摩擦抵抗が小さい。
【解決手段】成形型のキャビティの壁面に、水系離型剤を塗布し、このキャビティ内にウレタン原料を注入して加熱することにより、上記成形型内でウレタン原料を硬化させる工程と、上記硬化後のウレタン成形体を成形型より取り出す脱型工程と、を備えるウレタン製バンパスプリングの製造方法であって、上記水系離型剤が、樹脂パウダを含有しており、この樹脂パウダが、上記硬化後のウレタン成形体の表面に転写されていることを特徴とする。また、本発明のウレタン製バンパスプリング１は、その内周面（１１ｂ，１２ｂ，１２ｃ）に、水系離型剤に由来する樹脂パウダが散在しているため、相手部材との摩擦抵抗が小さい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のサスペンション機構におけるショックアブソーバのピストンロッドに装着され、このショックアブソーバの作動ストロークを弾性的に制限するウレタン製バンパスプリングとその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、図２に示すように、車両のサスペンションを構成するショックアブソーバ３０のピストンロッド３１には、ゴムや発泡ポリウレタン樹脂等の弾性体からなる略筒状（蛇腹形状）のバンパスプリング２が外挿され、このショックアブソーバ３０のシリンダ（アブソーバプレート）３２と、車体側の取付部（アッパーサポート３３）との間に配置されている（特許文献１を参照）。
【０００３】
この車両用バンパスプリングの代表として、発泡ポリウレタン樹脂（以下「ウレタン」と略す）を用いたウレタン製バンパスプリングがあげられる。また、上記ウレタン製バンパスプリングを製造する方法としては、通常、成形型（金型）を用いたモールド成形が用いられる（特許文献２を参照）。
【０００４】
上記ウレタンのモールド成形は、主型（おもがた）と中子（なかご）からなる成形型（金型）の成形キャビティ内に、ウレタン原料を注入（注型）して加熱することにより、成形型内においてウレタン原料を反応（発泡）させて硬化させた後、上記成形型から取り出し、筒状のウレタン成形体内側の成形型中子を抜き取って（脱型して）から、製品としてのウレタン製バンパスプリングを得る方法である。なお、ウレタンの発泡・硬化方法には、一次硬化，二次硬化の２段階の加熱ステップを経て行う方法もあり、その場合は、一次硬化したウレタン成形体（半硬化品）内側の成形型中子を抜き取って（脱型して）から、このウレタン成形体をさらに加熱して二次硬化させ、完全硬化品（製品）としてのウレタン製バンパスプリングを得る（特許文献３を参照）。
【０００５】
そして、上記のようなモールド成形を用いたウレタン製バンパスプリングの製造方法においては、硬化後のウレタン成形体の成形型からの離型（脱型）を容易にするために、ウレタン原料の注型前に、予め、成形型を構成する略筒状の主型の内面および円筒状の中子の外面に、離型剤を塗布しておく方法が採用されており、従来より、このウレタン用離型剤として、フッ素系，シリコーン系等の溶剤系離型剤が汎用されており、これに代わるものとして、離型成分を水に分散させた水系離型剤が多種提案されている（特許文献４参照）。
【０００６】
特に、上記車両用（自動車用）のウレタン製バンパスプリングにおいては、図２のように、その中空円筒形状の本体（２）の内面（内周面２ａ）に、バンパスプリング長手方向（軸方向）の伸縮を容易にして衝撃吸収力を高めるための内側環状凹部２ｃ，２ｃ・・・が複数形成されている。そのため、この部位は、バンパスプリングの下端開口２ｂより大径で、いわばアンダーカットとなることから、成形型（図示省略）からの脱型時に、成形型中子のいわゆる「無理抜き」が発生する。この場合は、上記成形型の中子の外周面（アンダーカットとなる部位）に、離型（脱型）性に優れる離型剤を充分に塗布しておく必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第３７５８３４３号公報
【特許文献２】特開２００４−２９３６９７号公報
【特許文献３】特開２００６−５６１３２号公報
【特許文献４】特開平７−３２９０９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、ウレタン用の溶剤系離型剤は、その離型剤成分をトルエン，キシレンや塩化メチレン等の揮発性有機溶剤で希釈しており、これら揮発性有機溶剤のなかには、環境規制物質に該当するものもある。そこで、近年の工場等における作業環境改善の要望から、有機溶剤を含有しない、ウレタン用の水系離型剤の開発が望まれている。
【０００９】
しかしながら、従来のウレタン用水系離型剤は、安全性は高いものの、溶剤系離型剤を使用した場合に比べ、脱型後のウレタン成形品（製品）の表面摩擦抵抗（摩擦係数）が高くなる傾向にあり、車両用のウレタン製バンパスプリングにおいては、組み付け相手部材（ショックアブソーバのピストンロッド等）への組み付け性の悪化を招いたり、ショックアブソーバの作動時に異音が発生する等の不具合が生じたりする不具合がある。
【００１０】
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、水系離型剤を使用しながらも、溶剤系離型剤を用いた場合と同等の低い摩擦係数を有するウレタン製バンパスプリングおよびこのバンパスプリングを効率良く製造する方法の提供をその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するため、本発明は、車両のショックアブソーバのピストンロッドに嵌装され、このショックアブソーバの作動ストロークを弾性的に制限する、型成形製の中空円筒状ウレタン製バンパスプリングであって、上記バンパスプリングの内周面に、水系離型剤に由来する樹脂パウダが散在しているウレタン製バンパスプリングを第１の要旨とする。
【００１２】
また、本発明は、成形型のキャビティの壁面に、水系離型剤を塗布し、このキャビティ内にウレタン原料を注入して加熱することにより、上記成形型内でウレタン原料を硬化させる工程と、上記硬化後のウレタン成形体を成形型より取り出す脱型工程と、を備えるウレタン製バンパスプリングの製造方法であって、上記水系離型剤が、樹脂パウダを含有しており、この樹脂パウダが、上記硬化後のウレタン成形体の表面に転写されているウレタン製バンパスプリングの製造方法を第２の要旨とする。
【００１３】
すなわち、本発明者は、前記課題を解決するため鋭意研究を重ねた結果、溶剤系離型剤の使用によると、製品の表面摩擦が低くなるのは、その離型成分が表面に転写されるからであり、ウレタン用水系離型剤では、離型成分を水に分散させる必要があるため、離型成分の種類が限定されることと、揮発性に富む溶剤ではなく、溶媒に水を用いることから、離型成分が製品表面に転写されにくくなっていることを見出した。そこで、従来のウレタン用水系離型剤に、ウレタン成形体の表面に積極的に移行（付着）する樹脂パウダを添加することにより、このウレタン製品（バンパスプリング）の表面摩擦抵抗を低減できることを見出し、本発明に到達した。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のウレタン製バンパスプリングは、型成形後に係る中空円筒状のものであって、その内周面に、水系離型剤に由来する樹脂パウダが転写され、散在している。そのため、この散在する樹脂パウダが、接触相手部材（ショックアブソーバのピストンロッド等）との接触面積を低減し、相手部材との摺動抵抗（すなわち摩擦抵抗）を低く抑えることができる。したがって、本発明のウレタン製バンパスプリングは、溶剤系離型剤を用いた場合と同等の、低い摩擦係数を有するバンパスプリングとすることができる。
【００１５】
また、上記樹脂パウダは、成形後もバンパスプリングの表面に留まるため、本発明のウレタン製バンパスプリングは、車両側相手部材に対する滑りが良くなり、組み付け性が向上する。また、車両等へ組み付けた後も、上記樹脂パウダが、あたかも「ころ」のように機能し、このバンパスプリングと上記車両側相手部材との間の摺動摩擦が低減される。したがって、本発明のウレタン製バンパスプリングは、溶剤系離型剤を用いた場合と同等の低い表面摩擦抵抗を維持でき、摺動相手部材との間の摩擦に起因する、ショックアブソーバ作動時の異音等を抑制することができる。
【００１６】
また、本発明において、そのなかでも、上記樹脂パウダが、シリコーン系樹脂，ポリアミド系樹脂，アクリル系樹脂からなる群から選ばれた少なくとも一つの樹脂から構成されているものは、この樹脂パウダが、ウレタンの硬化時の熱に対する耐熱性を備えるとともに、バンパスプリングの成形時やこのバンパスプリングを車両に組み付けた後の外圧（圧縮変形）にも耐える適度な硬さを有するため、好ましい。
【００１７】
さらに、本発明において、上記バンパスプリングが、上記ショックアブソーバの車体取付部側に配置される上部筒部と、このショックアブソーバのシリンダ側に配置される下部筒部とからなり、このバンパスプリングの外周面には、周方向に形成された溝状の凹部が軸方向に間隔を空けて複数形成され、上記上部筒部の内周面は、上記ピストンロッドの外周に略沿ったストレート形状に形成されているとともに、上記下部筒部の内周面は、その上側が上記上部筒部の内周面と同径のストレート形状に形成され、その下側には、上記上部筒部の内周面より大径の内側環状凹部が周方向に形成され、この下部筒部の下端開口の径が、上記内側環状凹部の最大径より小さく形成されているものは、アンダーカットとなった上記内側環状凹部の表面（バンパスプリングの内周面）に、上記水系離型剤に由来する樹脂パウダが散在する。そのため、このアンダーカット部位の表面摩擦抵抗が軽減され、この部位に配置された成形型（中子）の脱型（無理抜き）を、容易に行うことができるようになる。
【００１８】
さらにまた、本発明のウレタン製バンパスプリングを製造する方法は、成形型のキャビティの壁面に、水系離型剤を塗布し、このキャビティ内にウレタン原料を注入して加熱することにより、上記成形型内でウレタン原料を硬化させる工程と、上記硬化後のウレタン成形体を成形型より取り出す脱型工程と、を備えるウレタン製バンパスプリングの製造方法であって、上記水系離型剤に、樹脂パウダを含有させている。そのため、上記樹脂パウダの摩擦低減作用によって、ウレタン成形体の成形型からの脱型が容易になるとともに、この樹脂パウダがウレタン成形体に転写され、表面に散在するようになり、このウレタン製バンパスプリングの表面摩擦抵抗を低く維持することができる。
【００１９】
したがって、本発明のウレタン製バンパスプリングの製造方法は、溶剤系離型剤を用いて製造した場合と同等性能のバンパスプリングを、この溶剤系離型剤を用いることなく、効率良く製造することができる。また、この製造方法は、溶剤系離型剤を用いてバンパスプリングを製造する従来の方法と同様の手順で、作業工数やコストの上昇を招くことなく、本発明のウレタン製バンパスプリングを製造することができるという利点を有する。
【００２０】
また、そのなかでも、上記離型剤に含有される樹脂パウダが、シリコーン系樹脂，ポリアミド系樹脂，アクリル系樹脂からなる群から選ばれた少なくとも一つの樹脂から構成されている場合は、上記樹脂パウダが、ウレタンの硬化工程（一次硬化，二次硬化の２段階の加熱がある場合を含む）の熱に耐えることができるとともに、成形時や車両に組み付けた後の圧縮変形にも耐えることができ、好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態におけるウレタン製バンパスプリングの構成を示す断面図である。
【図２】従来のウレタン製バンパスプリングの構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
つぎに、本発明の実施の形態を、図面にもとづいて詳しく説明する。
【００２３】
本実施形態のウレタン製バンパスプリング１は、例えば、自動車のサスペンション装置におけるショックアブソーバのピストンロッドに、その作動ストロークを弾性的に制限するストッパ等として嵌装されるものであり、図１のような筒状体である。
【００２４】
この筒状のウレタン製バンパスプリング１は、ショックアブソーバ（図示省略）の車体取付部側（図示上側）に配置される上部筒部１１と、ショックアブソーバのシリンダ側（図示下側）に配置される下部筒部１２とからなる筒状体であり、上記ピストンロッド（図示省略）に外嵌される。そして、その上部筒部１１の外周（外周面１１ａ）には、バンパスプリング１の軸方向への撓みを容易にして圧縮時の座屈を防止するための、周方向に延びる環状溝１１ｃ，１１ｃ，・・・が、筒状体の軸方向に離間して複数設けられており、全体として、肉厚の蛇腹形状に形成されている。
【００２５】
上端開口１１ｄを有する上部筒部１１の内周（内周面１１ｂ）は、上記ショックアブソーバのピストンロッドの外形に略沿ったストレート形状（凹凸のない形状）に形成されており、その内周面１１ｂの全体に、後述する離型剤に由来する樹脂パウダが散在している。
【００２６】
また、下端開口１２ｄを有する下部筒部１２の外周（外周面１２ａ）は、上記上部筒部１１の外周面１１ａと同様の外径に形成されているとともに、その内周（内周面１２ｂ）は、上側が上記上部筒部１１の内周面１１ｂと同径のストレート形状に形成されている。さらに、下部筒部１２の下側は、ショックアブソーバ作動時の衝撃吸収力を高めるために、上側の内周面１２ｂより拡径されており、大径の内側環状凹部１２ｃが形成されている。
【００２７】
なお、上記下部筒部１２の下端開口１２ｄの径は、上記内側環状凹部１２ｃの最大経より小径に形成されており、この内側環状凹部１２ｃは、バンパスプリング成形時に成形型（中子）の無理抜きが必要な、アンダーカット部位となる。そして、この下部筒部１２の内周面１２ｂおよび内側環状凹部１２ｃの表面にも、上記上部筒部１１の内周面１１ｂ同様、後述する離型剤に由来する樹脂パウダが散在している。
【００２８】
つぎに、本発明のウレタン製バンパスプリングの形成材料について説明し、ついで、それを用いた製法について述べる。
【００２９】
本発明のウレタン製バンパスプリングは、成形型を用いたモールド成形により製造されるものであり、その成形型の成形キャビティ内に注入（注型）されるウレタンの原料としては、ポリオール（Ａ）成分およびポリイソシアネート（Ｂ）成分の配合物と、必要に応じて添加された、水等の発泡剤、触媒，整泡剤，加水分解防止剤，難燃剤，減粘剤，安定剤，充填剤，架橋剤，着色剤等の各種添加剤（助剤）とからなる反応性原料（発泡性組成物）が用いられる。
【００３０】
上記ウレタン原料を構成するポリオール（Ａ）成分の例としては、従来よりポリウレタンの製造に一般的に用いられているポリエーテルポリオール，ポリエステルポリオール，ポリマーポリオール等があげられる。
【００３１】
また、上記ウレタン原料を構成するポリイソシアネート（Ｂ）成分としては、少なくとも２官能以上のポリイソシアネートの全てが使用可能で、例えば、２，４−および２，６−トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、オルトトルイジンジイソシアネート（ＴＯＤＩ）、ナフチレンジイソシアネート（ＮＤＩ）、キシリレンジイソシアネート（ＸＤＩ）、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）およびカーボジイミド変性ＭＤＩ、ポリメチレンポリフェニルイソシアネート、ポリメリックポリイソシアネートや、それらのうちの少なくとも一種をポリオールと反応させて得られるプレポリマー等が、単独で、または組み合わせて使用することができる。
【００３２】
そして、上記成形キャビティの壁面（金型内面）に塗布される離型剤としては、離型成分を水に分散させたウレタン用水系離型剤であり、本発明で用いる水系離型剤の特徴は、樹脂パウダを含有する点（含有率：０．０１〜１０重量％）である。なお、この水系離型剤に用いられる離型成分（ベース樹脂）としては、シリコーン樹脂や変性シリコーン樹脂，変性フッ素樹脂等があげられ、これらの離型成分を水に分散させ、エマルジョンやサスペンジョンとしたものが用いられる。通常は、エマルジョン形態のものが用いられる。
【００３３】
また、この水性離型剤に添加する樹脂パウダを構成する樹脂としては、ウレタンへの高い親和性を有し（すなわち、金型を構成する金属への親和性より、ウレタンに対する親和性の方が高い樹脂）、後述するウレタン成型時の熱や、車両に組み付けた後の圧縮変形にも耐える適度な硬さを有する樹脂が選択される。具体的には、シリコーン系樹脂，ポリアミド系樹脂あるいはアクリル系樹脂が用いられる。
【００３４】
つぎに、上記ウレタン製バンパスプリングを製造する方法について説明する。なお、本実施形態においては、ウレタンの発泡・硬化方法として、２段階の加熱工程（一次硬化，二次硬化）を経て行う方法を用いて説明する。
【００３５】
本発明におけるウレタン製バンパスプリングを製造する方法は、例えば、
１）主型（おもがた）と中子（なかご）とからなる成形型（金型）を用意して、これらの間に形成される成形キャビティの壁面（金型内面）に所定の離型剤を塗布して乾燥させる金型準備工程と、
２）ウレタン製バンパスプリングの製造に用いるウレタン原料（ポリオール成分およびポリイソシアネート成分）を配合して調整・準備する原料準備工程と、
３）上記金型の成形キャビティ内にウレタン原料を注入（注型）して加熱し、このウレタン原料を発泡・硬化（半硬化）させて、バンパスプリングの成形体（半製品）を得る一次硬化工程と、
４）上記一次硬化後のバンパスプリング成形体を主型より取り出し、ついでこの成形体の内周から中子を抜き取る脱型工程と、
５）上記脱型後のバンパスプリング成形体を加熱し、ウレタンの硬化反応を完了させて、ウレタン製バンパスプリングの製品を得る二次硬化工程と、からなる。
【００３６】
本実施形態におけるウレタン製バンパスプリング１は、上記１）〜５）に準じ、具体的には、つぎのようにして作製される。
【００３７】
［金型準備工程］
まず、図１に記載のバンパスプリング１の形状と同じキャビティを形成することのできる金型を用意し、その中子の表面（外周面）に、スプレーあるいはその他の方法により、水系離型剤（本例においては、ポリアミド系樹脂からなる樹脂パウダ：平均粒径２μｍを１〜１０重量％含有する水系離型剤）を塗布し、乾燥させて、この水系離型剤からなる均一な被膜を形成させた。なお、上記離型剤の被膜形成後、主型と中子を組合せ、所定の成形キャビティを形成した後、所定の温度まで金型を加温する。
【００３８】
［原料準備工程］
つぎに、ポリオール（Ａ）成分と、ポリイソシアネート（Ｂ）成分と、必要に応じて加水分解防止剤とを、反応器中に投入して反応させ、予め、プレポリマーを調製する。また、ポリオール（Ａ）成分と、発泡剤と、必要に応じて整泡剤および触媒とを混合してなるポリオールも調製する。
【００３９】
［一次硬化工程］
ついで、上記のようにして調整したプレポリマーとポリオールとを混合，撹拌した後、昇温した金型内に注型し、所定の時間加熱して発泡，硬化させ、ポリウレタンフォーム化させることにより、一次硬化したバンパスプリング成形体（半製品）を作製する。
【００４０】
なお、工業的にウレタン製品を製造する観点からは、金型内よりバンパスプリング成形体を取り出す際に、成形体が型くずれしない程度に、また金型より取り出されても（脱型しても）、その形状を保持し得る程度に、一次硬化が進行しておれば充分である。具体的には、本実施形態におけるサスペンション用バンパスプリングを製造するに際しては、一般に、８０〜１３０℃程度の温度にて、５分〜１時間程度加熱することにより、一次硬化工程が実施される。
【００４１】
また、上記水系離型剤（水系離型剤からなる被膜）に含まれる樹脂パウダは、ウレタンに対する親和性と、前記プレポリマーとポリオールとの発泡の際の圧力により、一次硬化工程の間に、キャビティ表面の被膜からバンパスプリング成形体の表面に移動・転写される。
【００４２】
［脱型工程］
つぎに、一次硬化の完了したバンパスプリング成形体を主型より取り出し、ついでこの成形体の内周から中子を抜き取る。このとき、図１のように、内側環状凹部１２ｃがアンダーカットとなっていることから、金型の中子は、上記バンパスプリング成形体の内周から無理抜きする必要がある。しかしながら、本実施形態におけるウレタン製バンパスプリング１の製造方法においては、先に述べたように、上記水系離型剤に由来する樹脂パウダが、バンパスプリング１の内側環状凹部１２ｃの表面に転写され散在していることから、この無理抜きを容易に行うことができる。また、スムーズに脱型できることから、上記バンパスプリング１のオリジナルの形状を損なうことなく、再現性よく製造することができる。
【００４３】
［二次硬化工程］
その後、上記のようにして金型から取り出されたバンパスプリング成形体を、加熱炉等を用いて、所定の条件にしたがって加熱し、成形体中に残存する未反応のポリオール成分とポリイソシアネート成分とを充分に反応させ、硬化反応を終了させて、ウレタン製バンパスプリング１の完成品を得る。なお、上記二次硬化工程における加熱条件としては、１００〜１５０℃程度の温度にて、３〜２０時間程度加熱する条件が採用される。
【００４４】
以上のようにして製造されたウレタン製バンパスプリング１は、成形後も、その内周面（１１ｂ，１２ｂおよび１２ｃ）の表面に上記樹脂パウダが留まるため、接触相手部材（ショックアブソーバのピストンロッド等）との摩擦抵抗を低く抑えることができる。したがって、実施形態におけるウレタン製バンパスプリング１は、車両側相手部材への組み付け性が向上するとともに、車両へ組み付けた後も、このバンパスプリング１と上記車両側相手部材との間の摺動摩擦が低減され、これらの間の摩擦に起因する異音等の発生を防止することができる。
【００４５】
さらに、本実施形態におけるウレタン製バンパスプリング１の製造方法は、アンダーカットとなる金型の中子を、容易に無理なく脱型でき、上記無理抜きによる形状の変形を防止することができるとともに、有害な有機溶媒を使用しないため、人にも環境にも優しいバンパスプリング１の製造方法とすることができる。
【００４６】
そして、本実施形態におけるウレタン製バンパスプリング１の製造方法は、新たな設備を増設することなく既存の設備で、従来の揮発性離型剤を置き換えるだけで実施することが可能で、しかも、バンパスプリング製造工程の工数の増加を最小限に抑えることができるという点で優れる。
【００４７】
なお、本発明は、アンダーカットとなる部位が存在しないウレタン製バンパスプリングにも適応できることは勿論である。また、先に述べたような２段階の加熱ステップを経ず、１段階の加熱で発泡・硬化を完了させるウレタン製バンパスプリング製造方法にも適用でき得ることは、いうまでもない。
【００４８】
また、上記金型の中子に対向する、金型主型の内周面に塗布する離型剤は、上記と同じ水系離型剤でもよく、従来型の水系離型剤や溶剤系離型剤でもよい。しかしながら、工程全体の安全性や、環境への配慮等を考慮すると、金型主型の内周面に塗布する離型剤にも、上記と同じ樹脂パウダを含有する水系離型剤を使用することが望ましい。その場合には、ウレタン製バンパスプリングの外周面にも、上記内周面と同様、水系離型剤に由来する樹脂パウダが散在するようになる。
【００４９】
つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。ただし、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
【００５０】
［実施例］
本実施例においては、実施例および比較例の各離型剤を用意し、これらの離型剤を、ブロック形状のキャビティを有する成形型（金型：主型のみ）の内面に塗布して乾燥させ、離型剤からなる被膜を形成した後、この金型内に、上記実施形態で述べたウレタン原料を注型し、所定条件で加熱して一次硬化させ、この金型から脱型するときの「ウレタン成形体（半製品）の取り出し易さ」（以下、「脱型（離型）性」）を比較した。また、その後、上記得られたウレタン成形体（半製品）を、所定条件で加熱して二次硬化させ、得られたブロック状のポリウレタン供試体（１００ｍｍ×１００ｍｍ×５０ｍｍ）の表面摩擦係数（「静摩擦係数」および「動摩擦係数」）を測定した。
【００５１】
準備したポリウレタン原料は以下のとおりである。
［プレポリマー］
ポリウレタン原料のポリイソシアネート成分として、１，５−ナフチレンジイソシアネート（１，５−ＮＤＩ）と、ポリエチレンアジペート（ＰＥＡ）（大日本インキ化学工業社製：ポリライトＯＤＸ−２４０２）とを、１，５−ＮＤＩ：２５重量部、ＰＥＡ：８５重量部の割合で配合し、予め反応させることにより、末端にＮＣＯ基（イソシアネート基）を有するプレポリマーを準備した。
【００５２】
［ポリオール］
ポリウレタン原料のポリオール成分として、ポリエチレンブチレンアジペート（ＰＥＢＡ）（大日本インキ化学工業社製：ポリライトＴＲ−２３３０）を用いて、このＰＥＢＡの１５重量部に対して、発泡剤および整泡剤としての脂肪酸スルホン酸塩の５０％水溶液（住化バイエルウレタン社製：アディティブＳＶ）を２重量部と、触媒としてのＮ，Ｎ−ジメチルシクロヘキシルアミンを０．０２５重量部とを配合し、架橋剤（クロスリンク）を調製した。
【００５３】
用意した離型剤は以下のとおりである。
比較例１：配合のベースとなる従来の水系離型剤（ネオス社製 シリコーンエマルジョン系水系離型剤 ＦＲＸ−３１０Ｉ 固形分：１１．９重量％）を使用してポリウレタン供試体（比較例１）を作成した。
【００５４】
実施例１：比較例１の水系離型剤に、シリコーン系樹脂からなる樹脂パウダ（平均粒径２μｍ）を１．５重量％（固形分換算）添加して、撹拌・分散させた水系離型剤を使用してポリウレタン供試体（実施例１）を作成した。
【００５５】
実施例２：比較例１の水系離型剤に、ポリアミド系樹脂からなる樹脂パウダ（平均粒径２μｍ）を１重量％（固形分換算）添加して、撹拌・分散させた水系離型剤を使用してポリウレタン供試体（実施例２）を作成した。
実施例３：比較例１の水系離型剤に、ポリアミド系樹脂からなる樹脂パウダ（平均粒径２μｍ）を３重量％（固形分換算）添加して、撹拌・分散させた水系離型剤を使用してポリウレタン供試体（実施例３）を作成した。
実施例４：比較例１の水系離型剤に、ポリアミド系樹脂からなる樹脂パウダ（平均粒径２μｍ）を５重量％（固形分換算）添加して、撹拌・分散させた水系離型剤を使用してポリウレタン供試体（実施例４）を作成した。
実施例５：比較例１の水系離型剤に、ポリアミド系樹脂からなる樹脂パウダ（平均粒径２μｍ）を１０重量％（固形分換算）添加して、撹拌・分散させた水系離型剤を使用してポリウレタン供試体（実施例５）を作成した。
【００５６】
実施例６：比較例１の水系離型剤に、アクリル系樹脂からなる樹脂パウダ（平均粒径０．１μｍ）を１．５重量％（固形分換算）添加して、撹拌・分散させた水系離型剤を使用してポリウレタン供試体（実施例６）を作成した。
実施例７：比較例１の水系離型剤に、アクリル系樹脂からなる樹脂パウダ（平均粒径０．５μｍ）を１．５重量％（固形分換算）添加して、撹拌・分散させた水系離型剤を使用してポリウレタン供試体（実施例７）を作成した。
実施例８：比較例１の水系離型剤に、アクリル系樹脂からなる樹脂パウダ（平均粒径２．０μｍ）を１．５重量％（固形分換算）添加して、撹拌・分散させた水系離型剤を使用してポリウレタン供試体（実施例８）を作成した。
実施例９：比較例１の水系離型剤に、アクリル系樹脂からなる樹脂パウダ（平均粒径１０μｍ）を１．５重量％（固形分換算）添加して、撹拌・分散させた水系離型剤を使用してポリウレタン供試体（実施例９）を作成した。
実施例１０：比較例１の水系離型剤に、アクリル系樹脂からなる樹脂パウダ（平均粒径３０μｍ）を１．５重量％（固形分換算）添加して、撹拌・分散させた水系離型剤を使用してポリウレタン供試体（実施例１０）を作成した。
【００５７】
また、参考として従来の溶剤系離型剤を「比較例２」として評価した。
比較例２：溶剤系離型剤（中京油脂社製 シリコーン系離型剤 型番Ｈ−７２８ 固形分：５．０重量％）を使用してポリウレタン供試体（比較例２）を作成した。
【００５８】
［ポリウレタン製品（供試品）の作製］
上記各離型剤を使用した供試品の作製は、成形型（金型）のキャビティ内面に、離型剤（実施例１〜１０または比較例１，２）のいずれかをスプレー塗布して乾燥させ、金型表面に離型剤からなる均一な被膜を形成させた後、上記プレポリマーおよびポリオール（架橋剤）を、プレポリマー：ポリオール＝８５：１５（重量比）の割合で混合し、撹拌して得られたポリウレタン原料を金型内に注入し、金型温度：１００℃、硬化時間：１５分間の条件にて一次硬化させた。その後、この金型内よりポリウレタン成形体を取り出し、さらに、このポリウレタン成形体を、加熱温度：１２０℃、加熱時間：１２時間の条件にて二次硬化させ、ブロック形状のポリウレタン供試体を得た。
【００５９】
［離型（脱型）性］
また、上記のようなポリウレタン供試体の作製において、一次硬化の後に金型内から成形体を取り出すに際に、これら成形体の取出し易さ「離型（脱型）性」を評価し、その結果を「表１」および「表２」に示した。なお、表１，表２中の「○」は良好に脱型できたことを、「△」は成形体が金型に接着するものの脱型可能であったことを、「×」は成形体が金型に接着し脱型が困難であったことを、それぞれ示している。
【００６０】
［摩擦係数］
また、得られたポリウレタン供試体表面の動摩擦係数（μｓ）および静摩擦係数（μｋ）を、ＪＩＳ−Ｋ−７１２５に準拠して測定し、その結果を、「表１」および「表２」に併せて示した。
【００６１】
【表１】
【００６２】
【表２】
【００６３】
上記表１中の実施例１の結果より、シリコーン系樹脂パウダを添加した水系離型剤は、従来の溶剤系離型剤より摩擦係数が劣るものの、充分に実用的な性能を有していることが判る。
【００６４】
また、上記表１中の実施例２〜５の結果より、ポリアミド系樹脂パウダを添加した水系離型剤は、従来の溶剤系離型剤より優れた離型効果と摩擦係数を有することが確認された。しかしながら、添加量（固形分）１重量％でも摩擦低減効果がある一方、樹脂パウダの添加量を増やしても、その増加に伴って一次関数的に性能が向上するわけではなく、添加量（固形分）１０重量％においては、むしろ肌荒れのような外観不良が観察された。
【００６５】
さらに、上記表２中の実施例６〜１０の結果より、水系離型剤に添加するアクリル系樹脂パウダは、その平均粒径が小さいほど摩擦低減効果が高いことが確認された。しかしながら、アクリル系樹脂パウダは、ポリアミド系樹脂パウダと比較すると、摩擦係数低減効果が小さい。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明のウレタン製バンパスプリングは、ショックアブソーバのピストンロッドに装着されるバンパスプリングに適する。また、本発明のウレタン製バンパスプリングの製造方法は、アンダーカット（無理抜き）部位を有するウレタン製品の製造に、広く適用することができる。
【符号の説明】
【００６７】
１ バンパスプリング
１１ 上部筒部
１１ｂ 内周面
１２ 下部筒部
１２ｂ 内周面
１２ｃ 内側環状凹部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のサスペンション機構におけるショックアブソーバのピストンロッドに装着され、このショックアブソーバの作動ストロークを弾性的に制限するウレタン製バンパスプリングとその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、図２に示すように、車両のサスペンションを構成するショックアブソーバ３０のピストンロッド３１には、ゴムや発泡ポリウレタン樹脂等の弾性体からなる略筒状（蛇腹形状）のバンパスプリング２が外挿され、このショックアブソーバ３０のシリンダ（アブソーバプレート）３２と、車体側の取付部（アッパーサポート３３）との間に配置されている（特許文献１を参照）。
【０００３】
この車両用バンパスプリングの代表として、発泡ポリウレタン樹脂（以下「ウレタン」と略す）を用いたウレタン製バンパスプリングがあげられる。また、上記ウレタン製バンパスプリングを製造する方法としては、通常、成形型（金型）を用いたモールド成形が用いられる（特許文献２を参照）。
【０００４】
上記ウレタンのモールド成形は、主型（おもがた）と中子（なかご）からなる成形型（金型）の成形キャビティ内に、ウレタン原料を注入（注型）して加熱することにより、成形型内においてウレタン原料を反応（発泡）させて硬化させた後、上記成形型から取り出し、筒状のウレタン成形体内側の成形型中子を抜き取って（脱型して）から、製品としてのウレタン製バンパスプリングを得る方法である。なお、ウレタンの発泡・硬化方法には、一次硬化，二次硬化の２段階の加熱ステップを経て行う方法もあり、その場合は、一次硬化したウレタン成形体（半硬化品）内側の成形型中子を抜き取って（脱型して）から、このウレタン成形体をさらに加熱して二次硬化させ、完全硬化品（製品）としてのウレタン製バンパスプリングを得る（特許文献３を参照）。
【０００５】
そして、上記のようなモールド成形を用いたウレタン製バンパスプリングの製造方法においては、硬化後のウレタン成形体の成形型からの離型（脱型）を容易にするために、ウレタン原料の注型前に、予め、成形型を構成する略筒状の主型の内面および円筒状の中子の外面に、離型剤を塗布しておく方法が採用されており、従来より、このウレタン用離型剤として、フッ素系，シリコーン系等の溶剤系離型剤が汎用されており、これに代わるものとして、離型成分を水に分散させた水系離型剤が多種提案されている（特許文献４参照）。
【０００６】
特に、上記車両用（自動車用）のウレタン製バンパスプリングにおいては、図２のように、その中空円筒形状の本体（２）の内面（内周面２ａ）に、バンパスプリング長手方向（軸方向）の伸縮を容易にして衝撃吸収力を高めるための内側環状凹部２ｃ，２ｃ・・・が複数形成されている。そのため、この部位は、バンパスプリングの下端開口２ｂより大径で、いわばアンダーカットとなることから、成形型（図示省略）からの脱型時に、成形型中子のいわゆる「無理抜き」が発生する。この場合は、上記成形型の中子の外周面（アンダーカットとなる部位）に、離型（脱型）性に優れる離型剤を充分に塗布しておく必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第３７５８３４３号公報
【特許文献２】特開２００４−２９３６９７号公報
【特許文献３】特開２００６−５６１３２号公報
【特許文献４】特開平７−３２９０９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、ウレタン用の溶剤系離型剤は、その離型剤成分をトルエン，キシレンや塩化メチレン等の揮発性有機溶剤で希釈しており、これら揮発性有機溶剤のなかには、環境規制物質に該当するものもある。そこで、近年の工場等における作業環境改善の要望から、有機溶剤を含有しない、ウレタン用の水系離型剤の開発が望まれている。
【０００９】
しかしながら、従来のウレタン用水系離型剤は、安全性は高いものの、溶剤系離型剤を使用した場合に比べ、脱型後のウレタン成形品（製品）の表面摩擦抵抗（摩擦係数）が高くなる傾向にあり、車両用のウレタン製バンパスプリングにおいては、組み付け相手部材（ショックアブソーバのピストンロッド等）への組み付け性の悪化を招いたり、ショックアブソーバの作動時に異音が発生する等の不具合が生じたりする不具合がある。
【００１０】
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、水系離型剤を使用しながらも、溶剤系離型剤を用いた場合と同等の低い摩擦係数を有するウレタン製バンパスプリングおよびこのバンパスプリングを効率良く製造する方法の提供をその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するため、本発明は、車両のショックアブソーバのピストンロッドに嵌装され、このショックアブソーバの作動ストロークを弾性的に制限する、型成形製の中空円筒状ウレタン製バンパスプリングであって、上記バンパスプリングの内周面に、水系離型剤に由来する樹脂パウダが散在しているウレタン製バンパスプリングを第１の要旨とする。
【００１２】
また、本発明は、成形型のキャビティの壁面に、水系離型剤を塗布し、このキャビティ内にウレタン原料を注入して加熱することにより、上記成形型内でウレタン原料を硬化させる工程と、上記硬化後のウレタン成形体を成形型より取り出す脱型工程と、を備えるウレタン製バンパスプリングの製造方法であって、上記水系離型剤が、樹脂パウダを含有しており、この樹脂パウダが、上記硬化後のウレタン成形体の表面に転写されているウレタン製バンパスプリングの製造方法を第２の要旨とする。
【００１３】
すなわち、本発明者は、前記課題を解決するため鋭意研究を重ねた結果、溶剤系離型剤の使用によると、製品の表面摩擦が低くなるのは、その離型成分が表面に転写されるからであり、ウレタン用水系離型剤では、離型成分を水に分散させる必要があるため、離型成分の種類が限定されることと、揮発性に富む溶剤ではなく、溶媒に水を用いることから、離型成分が製品表面に転写されにくくなっていることを見出した。そこで、従来のウレタン用水系離型剤に、ウレタン成形体の表面に積極的に移行（付着）する樹脂パウダを添加することにより、このウレタン製品（バンパスプリング）の表面摩擦抵抗を低減できることを見出し、本発明に到達した。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のウレタン製バンパスプリングは、型成形後に係る中空円筒状のものであって、その内周面に、水系離型剤に由来する樹脂パウダが転写され、散在している。そのため、この散在する樹脂パウダが、接触相手部材（ショックアブソーバのピストンロッド等）との接触面積を低減し、相手部材との摺動抵抗（すなわち摩擦抵抗）を低く抑えることができる。したがって、本発明のウレタン製バンパスプリングは、溶剤系離型剤を用いた場合と同等の、低い摩擦係数を有するバンパスプリングとすることができる。
【００１５】
また、上記樹脂パウダは、成形後もバンパスプリングの表面に留まるため、本発明のウレタン製バンパスプリングは、車両側相手部材に対する滑りが良くなり、組み付け性が向上する。また、車両等へ組み付けた後も、上記樹脂パウダが、あたかも「ころ」のように機能し、このバンパスプリングと上記車両側相手部材との間の摺動摩擦が低減される。したがって、本発明のウレタン製バンパスプリングは、溶剤系離型剤を用いた場合と同等の低い表面摩擦抵抗を維持でき、摺動相手部材との間の摩擦に起因する、ショックアブソーバ作動時の異音等を抑制することができる。
【００１６】
また、本発明において、そのなかでも、上記樹脂パウダが、シリコーン系樹脂，ポリアミド系樹脂，アクリル系樹脂からなる群から選ばれた少なくとも一つの樹脂から構成されているものは、この樹脂パウダが、ウレタンの硬化時の熱に対する耐熱性を備えるとともに、バンパスプリングの成形時やこのバンパスプリングを車両に組み付けた後の外圧（圧縮変形）にも耐える適度な硬さを有するため、好ましい。
【００１７】
さらに、本発明において、上記バンパスプリングが、上記ショックアブソーバの車体取付部側に配置される上部筒部と、このショックアブソーバのシリンダ側に配置される下部筒部とからなり、このバンパスプリングの外周面には、周方向に形成された溝状の凹部が軸方向に間隔を空けて複数形成され、上記上部筒部の内周面は、上記ピストンロッドの外周に略沿ったストレート形状に形成されているとともに、上記下部筒部の内周面は、その上側が上記上部筒部の内周面と同径のストレート形状に形成され、その下側には、上記上部筒部の内周面より大径の内側環状凹部が周方向に形成され、この下部筒部の下端開口の径が、上記内側環状凹部の最大径より小さく形成されているものは、アンダーカットとなった上記内側環状凹部の表面（バンパスプリングの内周面）に、上記水系離型剤に由来する樹脂パウダが散在する。そのため、このアンダーカット部位の表面摩擦抵抗が軽減され、この部位に配置された成形型（中子）の脱型（無理抜き）を、容易に行うことができるようになる。
【００１８】
さらにまた、本発明のウレタン製バンパスプリングを製造する方法は、成形型のキャビティの壁面に、水系離型剤を塗布し、このキャビティ内にウレタン原料を注入して加熱することにより、上記成形型内でウレタン原料を硬化させる工程と、上記硬化後のウレタン成形体を成形型より取り出す脱型工程と、を備えるウレタン製バンパスプリングの製造方法であって、上記水系離型剤に、樹脂パウダを含有させている。そのため、上記樹脂パウダの摩擦低減作用によって、ウレタン成形体の成形型からの脱型が容易になるとともに、この樹脂パウダがウレタン成形体に転写され、表面に散在するようになり、このウレタン製バンパスプリングの表面摩擦抵抗を低く維持することができる。
【００１９】
したがって、本発明のウレタン製バンパスプリングの製造方法は、溶剤系離型剤を用いて製造した場合と同等性能のバンパスプリングを、この溶剤系離型剤を用いることなく、効率良く製造することができる。また、この製造方法は、溶剤系離型剤を用いてバンパスプリングを製造する従来の方法と同様の手順で、作業工数やコストの上昇を招くことなく、本発明のウレタン製バンパスプリングを製造することができるという利点を有する。
【００２０】
また、そのなかでも、上記離型剤に含有される樹脂パウダが、シリコーン系樹脂，ポリアミド系樹脂，アクリル系樹脂からなる群から選ばれた少なくとも一つの樹脂から構成されている場合は、上記樹脂パウダが、ウレタンの硬化工程（一次硬化，二次硬化の２段階の加熱がある場合を含む）の熱に耐えることができるとともに、成形時や車両に組み付けた後の圧縮変形にも耐えることができ、好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態におけるウレタン製バンパスプリングの構成を示す断面図である。
【図２】従来のウレタン製バンパスプリングの構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
つぎに、本発明の実施の形態を、図面にもとづいて詳しく説明する。
【００２３】
本実施形態のウレタン製バンパスプリング１は、例えば、自動車のサスペンション装置におけるショックアブソーバのピストンロッドに、その作動ストロークを弾性的に制限するストッパ等として嵌装されるものであり、図１のような筒状体である。
【００２４】
この筒状のウレタン製バンパスプリング１は、ショックアブソーバ（図示省略）の車体取付部側（図示上側）に配置される上部筒部１１と、ショックアブソーバのシリンダ側（図示下側）に配置される下部筒部１２とからなる筒状体であり、上記ピストンロッド（図示省略）に外嵌される。そして、その上部筒部１１の外周（外周面１１ａ）には、バンパスプリング１の軸方向への撓みを容易にして圧縮時の座屈を防止するための、周方向に延びる環状溝１１ｃ，１１ｃ，・・・が、筒状体の軸方向に離間して複数設けられており、全体として、肉厚の蛇腹形状に形成されている。
【００２５】
上端開口１１ｄを有する上部筒部１１の内周（内周面１１ｂ）は、上記ショックアブソーバのピストンロッドの外形に略沿ったストレート形状（凹凸のない形状）に形成されており、その内周面１１ｂの全体に、後述する離型剤に由来する樹脂パウダが散在している。
【００２６】
また、下端開口１２ｄを有する下部筒部１２の外周（外周面１２ａ）は、上記上部筒部１１の外周面１１ａと同様の外径に形成されているとともに、その内周（内周面１２ｂ）は、上側が上記上部筒部１１の内周面１１ｂと同径のストレート形状に形成されている。さらに、下部筒部１２の下側は、ショックアブソーバ作動時の衝撃吸収力を高めるために、上側の内周面１２ｂより拡径されており、大径の内側環状凹部１２ｃが形成されている。
【００２７】
なお、上記下部筒部１２の下端開口１２ｄの径は、上記内側環状凹部１２ｃの最大経より小径に形成されており、この内側環状凹部１２ｃは、バンパスプリング成形時に成形型（中子）の無理抜きが必要な、アンダーカット部位となる。そして、この下部筒部１２の内周面１２ｂおよび内側環状凹部１２ｃの表面にも、上記上部筒部１１の内周面１１ｂ同様、後述する離型剤に由来する樹脂パウダが散在している。
【００２８】
つぎに、本発明のウレタン製バンパスプリングの形成材料について説明し、ついで、それを用いた製法について述べる。
【００２９】
本発明のウレタン製バンパスプリングは、成形型を用いたモールド成形により製造されるものであり、その成形型の成形キャビティ内に注入（注型）されるウレタンの原料としては、ポリオール（Ａ）成分およびポリイソシアネート（Ｂ）成分の配合物と、必要に応じて添加された、水等の発泡剤、触媒，整泡剤，加水分解防止剤，難燃剤，減粘剤，安定剤，充填剤，架橋剤，着色剤等の各種添加剤（助剤）とからなる反応性原料（発泡性組成物）が用いられる。
【００３０】
上記ウレタン原料を構成するポリオール（Ａ）成分の例としては、従来よりポリウレタンの製造に一般的に用いられているポリエーテルポリオール，ポリエステルポリオール，ポリマーポリオール等があげられる。
【００３１】
また、上記ウレタン原料を構成するポリイソシアネート（Ｂ）成分としては、少なくとも２官能以上のポリイソシアネートの全てが使用可能で、例えば、２，４−および２，６−トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、オルトトルイジンジイソシアネート（ＴＯＤＩ）、ナフチレンジイソシアネート（ＮＤＩ）、キシリレンジイソシアネート（ＸＤＩ）、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）およびカーボジイミド変性ＭＤＩ、ポリメチレンポリフェニルイソシアネート、ポリメリックポリイソシアネートや、それらのうちの少なくとも一種をポリオールと反応させて得られるプレポリマー等が、単独で、または組み合わせて使用することができる。
【００３２】
そして、上記成形キャビティの壁面（金型内面）に塗布される離型剤としては、離型成分を水に分散させたウレタン用水系離型剤であり、本発明で用いる水系離型剤の特徴は、樹脂パウダを含有する点（含有率：０．０１〜１０重量％）である。なお、この水系離型剤に用いられる離型成分（ベース樹脂）としては、シリコーン樹脂や変性シリコーン樹脂，変性フッ素樹脂等があげられ、これらの離型成分を水に分散させ、エマルジョンやサスペンジョンとしたものが用いられる。通常は、エマルジョン形態のものが用いられる。
【００３３】
また、この水性離型剤に添加する樹脂パウダを構成する樹脂としては、ウレタンへの高い親和性を有し（すなわち、金型を構成する金属への親和性より、ウレタンに対する親和性の方が高い樹脂）、後述するウレタン成型時の熱や、車両に組み付けた後の圧縮変形にも耐える適度な硬さを有する樹脂が選択される。具体的には、シリコーン系樹脂，ポリアミド系樹脂あるいはアクリル系樹脂が用いられる。
【００３４】
つぎに、上記ウレタン製バンパスプリングを製造する方法について説明する。なお、本実施形態においては、ウレタンの発泡・硬化方法として、２段階の加熱工程（一次硬化，二次硬化）を経て行う方法を用いて説明する。
【００３５】
本発明におけるウレタン製バンパスプリングを製造する方法は、例えば、
１）主型（おもがた）と中子（なかご）とからなる成形型（金型）を用意して、これらの間に形成される成形キャビティの壁面（金型内面）に所定の離型剤を塗布して乾燥させる金型準備工程と、
２）ウレタン製バンパスプリングの製造に用いるウレタン原料（ポリオール成分およびポリイソシアネート成分）を配合して調整・準備する原料準備工程と、
３）上記金型の成形キャビティ内にウレタン原料を注入（注型）して加熱し、このウレタン原料を発泡・硬化（半硬化）させて、バンパスプリングの成形体（半製品）を得る一次硬化工程と、
４）上記一次硬化後のバンパスプリング成形体を主型より取り出し、ついでこの成形体の内周から中子を抜き取る脱型工程と、
５）上記脱型後のバンパスプリング成形体を加熱し、ウレタンの硬化反応を完了させて、ウレタン製バンパスプリングの製品を得る二次硬化工程と、からなる。
【００３６】
本実施形態におけるウレタン製バンパスプリング１は、上記１）〜５）に準じ、具体的には、つぎのようにして作製される。
【００３７】
［金型準備工程］
まず、図１に記載のバンパスプリング１の形状と同じキャビティを形成することのできる金型を用意し、その中子の表面（外周面）に、スプレーあるいはその他の方法により、水系離型剤（本例においては、ポリアミド系樹脂からなる樹脂パウダ：平均粒径２μｍを１〜１０重量％含有する水系離型剤）を塗布し、乾燥させて、この水系離型剤からなる均一な被膜を形成させた。なお、上記離型剤の被膜形成後、主型と中子を組合せ、所定の成形キャビティを形成した後、所定の温度まで金型を加温する。
【００３８】
［原料準備工程］
つぎに、ポリオール（Ａ）成分と、ポリイソシアネート（Ｂ）成分と、必要に応じて加水分解防止剤とを、反応器中に投入して反応させ、予め、プレポリマーを調製する。また、ポリオール（Ａ）成分と、発泡剤と、必要に応じて整泡剤および触媒とを混合してなるポリオールも調製する。
【００３９】
［一次硬化工程］
ついで、上記のようにして調整したプレポリマーとポリオールとを混合，撹拌した後、昇温した金型内に注型し、所定の時間加熱して発泡，硬化させ、ポリウレタンフォーム化させることにより、一次硬化したバンパスプリング成形体（半製品）を作製する。
【００４０】
なお、工業的にウレタン製品を製造する観点からは、金型内よりバンパスプリング成形体を取り出す際に、成形体が型くずれしない程度に、また金型より取り出されても（脱型しても）、その形状を保持し得る程度に、一次硬化が進行しておれば充分である。具体的には、本実施形態におけるサスペンション用バンパスプリングを製造するに際しては、一般に、８０〜１３０℃程度の温度にて、５分〜１時間程度加熱することにより、一次硬化工程が実施される。
【００４１】
また、上記水系離型剤（水系離型剤からなる被膜）に含まれる樹脂パウダは、ウレタンに対する親和性と、前記プレポリマーとポリオールとの発泡の際の圧力により、一次硬化工程の間に、キャビティ表面の被膜からバンパスプリング成形体の表面に移動・転写される。
【００４２】
［脱型工程］
つぎに、一次硬化の完了したバンパスプリング成形体を主型より取り出し、ついでこの成形体の内周から中子を抜き取る。このとき、図１のように、内側環状凹部１２ｃがアンダーカットとなっていることから、金型の中子は、上記バンパスプリング成形体の内周から無理抜きする必要がある。しかしながら、本実施形態におけるウレタン製バンパスプリング１の製造方法においては、先に述べたように、上記水系離型剤に由来する樹脂パウダが、バンパスプリング１の内側環状凹部１２ｃの表面に転写され散在していることから、この無理抜きを容易に行うことができる。また、スムーズに脱型できることから、上記バンパスプリング１のオリジナルの形状を損なうことなく、再現性よく製造することができる。
【００４３】
［二次硬化工程］
その後、上記のようにして金型から取り出されたバンパスプリング成形体を、加熱炉等を用いて、所定の条件にしたがって加熱し、成形体中に残存する未反応のポリオール成分とポリイソシアネート成分とを充分に反応させ、硬化反応を終了させて、ウレタン製バンパスプリング１の完成品を得る。なお、上記二次硬化工程における加熱条件としては、１００〜１５０℃程度の温度にて、３〜２０時間程度加熱する条件が採用される。
【００４４】
以上のようにして製造されたウレタン製バンパスプリング１は、成形後も、その内周面（１１ｂ，１２ｂおよび１２ｃ）の表面に上記樹脂パウダが留まるため、接触相手部材（ショックアブソーバのピストンロッド等）との摩擦抵抗を低く抑えることができる。したがって、実施形態におけるウレタン製バンパスプリング１は、車両側相手部材への組み付け性が向上するとともに、車両へ組み付けた後も、このバンパスプリング１と上記車両側相手部材との間の摺動摩擦が低減され、これらの間の摩擦に起因する異音等の発生を防止することができる。
【００４５】
さらに、本実施形態におけるウレタン製バンパスプリング１の製造方法は、アンダーカットとなる金型の中子を、容易に無理なく脱型でき、上記無理抜きによる形状の変形を防止することができるとともに、有害な有機溶媒を使用しないため、人にも環境にも優しいバンパスプリング１の製造方法とすることができる。
【００４６】
そして、本実施形態におけるウレタン製バンパスプリング１の製造方法は、新たな設備を増設することなく既存の設備で、従来の揮発性離型剤を置き換えるだけで実施することが可能で、しかも、バンパスプリング製造工程の工数の増加を最小限に抑えることができるという点で優れる。
【００４７】
なお、本発明は、アンダーカットとなる部位が存在しないウレタン製バンパスプリングにも適応できることは勿論である。また、先に述べたような２段階の加熱ステップを経ず、１段階の加熱で発泡・硬化を完了させるウレタン製バンパスプリング製造方法にも適用でき得ることは、いうまでもない。
【００４８】
また、上記金型の中子に対向する、金型主型の内周面に塗布する離型剤は、上記と同じ水系離型剤でもよく、従来型の水系離型剤や溶剤系離型剤でもよい。しかしながら、工程全体の安全性や、環境への配慮等を考慮すると、金型主型の内周面に塗布する離型剤にも、上記と同じ樹脂パウダを含有する水系離型剤を使用することが望ましい。その場合には、ウレタン製バンパスプリングの外周面にも、上記内周面と同様、水系離型剤に由来する樹脂パウダが散在するようになる。
【００４９】
つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。ただし、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
【００５０】
［実施例］
本実施例においては、実施例および比較例の各離型剤を用意し、これらの離型剤を、ブロック形状のキャビティを有する成形型（金型：主型のみ）の内面に塗布して乾燥させ、離型剤からなる被膜を形成した後、この金型内に、上記実施形態で述べたウレタン原料を注型し、所定条件で加熱して一次硬化させ、この金型から脱型するときの「ウレタン成形体（半製品）の取り出し易さ」（以下、「脱型（離型）性」）を比較した。また、その後、上記得られたウレタン成形体（半製品）を、所定条件で加熱して二次硬化させ、得られたブロック状のポリウレタン供試体（１００ｍｍ×１００ｍｍ×５０ｍｍ）の表面摩擦係数（「静摩擦係数」および「動摩擦係数」）を測定した。
【００５１】
準備したポリウレタン原料は以下のとおりである。
［プレポリマー］
ポリウレタン原料のポリイソシアネート成分として、１，５−ナフチレンジイソシアネート（１，５−ＮＤＩ）と、ポリエチレンアジペート（ＰＥＡ）（大日本インキ化学工業社製：ポリライトＯＤＸ−２４０２）とを、１，５−ＮＤＩ：２５重量部、ＰＥＡ：８５重量部の割合で配合し、予め反応させることにより、末端にＮＣＯ基（イソシアネート基）を有するプレポリマーを準備した。
【００５２】
［ポリオール］
ポリウレタン原料のポリオール成分として、ポリエチレンブチレンアジペート（ＰＥＢＡ）（大日本インキ化学工業社製：ポリライトＴＲ−２３３０）を用いて、このＰＥＢＡの１５重量部に対して、発泡剤および整泡剤としての脂肪酸スルホン酸塩の５０％水溶液（住化バイエルウレタン社製：アディティブＳＶ）を２重量部と、触媒としてのＮ，Ｎ−ジメチルシクロヘキシルアミンを０．０２５重量部とを配合し、架橋剤（クロスリンク）を調製した。
【００５３】
用意した離型剤は以下のとおりである。
比較例１：配合のベースとなる従来の水系離型剤（ネオス社製 シリコーンエマルジョン系水系離型剤 ＦＲＸ−３１０Ｉ 固形分：１１．９重量％）を使用してポリウレタン供試体（比較例１）を作成した。
【００５４】
実施例１：比較例１の水系離型剤に、シリコーン系樹脂からなる樹脂パウダ（平均粒径２μｍ）を１．５重量％（固形分換算）添加して、撹拌・分散させた水系離型剤を使用してポリウレタン供試体（実施例１）を作成した。
【００５５】
実施例２：比較例１の水系離型剤に、ポリアミド系樹脂からなる樹脂パウダ（平均粒径２μｍ）を１重量％（固形分換算）添加して、撹拌・分散させた水系離型剤を使用してポリウレタン供試体（実施例２）を作成した。
実施例３：比較例１の水系離型剤に、ポリアミド系樹脂からなる樹脂パウダ（平均粒径２μｍ）を３重量％（固形分換算）添加して、撹拌・分散させた水系離型剤を使用してポリウレタン供試体（実施例３）を作成した。
実施例４：比較例１の水系離型剤に、ポリアミド系樹脂からなる樹脂パウダ（平均粒径２μｍ）を５重量％（固形分換算）添加して、撹拌・分散させた水系離型剤を使用してポリウレタン供試体（実施例４）を作成した。
実施例５：比較例１の水系離型剤に、ポリアミド系樹脂からなる樹脂パウダ（平均粒径２μｍ）を１０重量％（固形分換算）添加して、撹拌・分散させた水系離型剤を使用してポリウレタン供試体（実施例５）を作成した。
【００５６】
実施例６：比較例１の水系離型剤に、アクリル系樹脂からなる樹脂パウダ（平均粒径０．１μｍ）を１．５重量％（固形分換算）添加して、撹拌・分散させた水系離型剤を使用してポリウレタン供試体（実施例６）を作成した。
実施例７：比較例１の水系離型剤に、アクリル系樹脂からなる樹脂パウダ（平均粒径０．５μｍ）を１．５重量％（固形分換算）添加して、撹拌・分散させた水系離型剤を使用してポリウレタン供試体（実施例７）を作成した。
実施例８：比較例１の水系離型剤に、アクリル系樹脂からなる樹脂パウダ（平均粒径２．０μｍ）を１．５重量％（固形分換算）添加して、撹拌・分散させた水系離型剤を使用してポリウレタン供試体（実施例８）を作成した。
実施例９：比較例１の水系離型剤に、アクリル系樹脂からなる樹脂パウダ（平均粒径１０μｍ）を１．５重量％（固形分換算）添加して、撹拌・分散させた水系離型剤を使用してポリウレタン供試体（実施例９）を作成した。
実施例１０：比較例１の水系離型剤に、アクリル系樹脂からなる樹脂パウダ（平均粒径３０μｍ）を１．５重量％（固形分換算）添加して、撹拌・分散させた水系離型剤を使用してポリウレタン供試体（実施例１０）を作成した。
【００５７】
また、参考として従来の溶剤系離型剤を「比較例２」として評価した。
比較例２：溶剤系離型剤（中京油脂社製 シリコーン系離型剤 型番Ｈ−７２８ 固形分：５．０重量％）を使用してポリウレタン供試体（比較例２）を作成した。
【００５８】
［ポリウレタン製品（供試品）の作製］
上記各離型剤を使用した供試品の作製は、成形型（金型）のキャビティ内面に、離型剤（実施例１〜１０または比較例１，２）のいずれかをスプレー塗布して乾燥させ、金型表面に離型剤からなる均一な被膜を形成させた後、上記プレポリマーおよびポリオール（架橋剤）を、プレポリマー：ポリオール＝８５：１５（重量比）の割合で混合し、撹拌して得られたポリウレタン原料を金型内に注入し、金型温度：１００℃、硬化時間：１５分間の条件にて一次硬化させた。その後、この金型内よりポリウレタン成形体を取り出し、さらに、このポリウレタン成形体を、加熱温度：１２０℃、加熱時間：１２時間の条件にて二次硬化させ、ブロック形状のポリウレタン供試体を得た。
【００５９】
［離型（脱型）性］
また、上記のようなポリウレタン供試体の作製において、一次硬化の後に金型内から成形体を取り出すに際に、これら成形体の取出し易さ「離型（脱型）性」を評価し、その結果を「表１」および「表２」に示した。なお、表１，表２中の「○」は良好に脱型できたことを、「△」は成形体が金型に接着するものの脱型可能であったことを、「×」は成形体が金型に接着し脱型が困難であったことを、それぞれ示している。
【００６０】
［摩擦係数］
また、得られたポリウレタン供試体表面の動摩擦係数（μｓ）および静摩擦係数（μｋ）を、ＪＩＳ−Ｋ−７１２５に準拠して測定し、その結果を、「表１」および「表２」に併せて示した。
【００６１】
【表１】
【００６２】
【表２】
【００６３】
上記表１中の実施例１の結果より、シリコーン系樹脂パウダを添加した水系離型剤は、従来の溶剤系離型剤より摩擦係数が劣るものの、充分に実用的な性能を有していることが判る。
【００６４】
また、上記表１中の実施例２〜５の結果より、ポリアミド系樹脂パウダを添加した水系離型剤は、従来の溶剤系離型剤より優れた離型効果と摩擦係数を有することが確認された。しかしながら、添加量（固形分）１重量％でも摩擦低減効果がある一方、樹脂パウダの添加量を増やしても、その増加に伴って一次関数的に性能が向上するわけではなく、添加量（固形分）１０重量％においては、むしろ肌荒れのような外観不良が観察された。
【００６５】
さらに、上記表２中の実施例６〜１０の結果より、水系離型剤に添加するアクリル系樹脂パウダは、その平均粒径が小さいほど摩擦低減効果が高いことが確認された。しかしながら、アクリル系樹脂パウダは、ポリアミド系樹脂パウダと比較すると、摩擦係数低減効果が小さい。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明のウレタン製バンパスプリングは、ショックアブソーバのピストンロッドに装着されるバンパスプリングに適する。また、本発明のウレタン製バンパスプリングの製造方法は、アンダーカット（無理抜き）部位を有するウレタン製品の製造に、広く適用することができる。
【符号の説明】
【００６７】
１ バンパスプリング
１１ 上部筒部
１１ｂ 内周面
１２ 下部筒部
１２ｂ 内周面
１２ｃ 内側環状凹部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のショックアブソーバのピストンロッドに嵌装され、このショックアブソーバの作動ストロークを弾性的に制限する、型成形製の中空円筒状ウレタン製バンパスプリングであって、上記バンパスプリングの内周面に、水系離型剤に由来する樹脂パウダが散在していることを特徴とするウレタン製バンパスプリング。
【請求項２】
上記樹脂パウダが、シリコーン系樹脂，ポリアミド系樹脂，アクリル系樹脂からなる群から選ばれた少なくとも一つの樹脂から構成されている請求項１記載のウレタン製バンパスプリング。
【請求項３】
上記バンパスプリングが、上記ショックアブソーバの車体取付部側に配置される上部筒部と、このショックアブソーバのシリンダ側に配置される下部筒部とからなり、このバンパスプリングの外周面には、周方向に形成された溝状の凹部が軸方向に間隔を空けて複数形成され、上記上部筒部の内周面は、上記ピストンロッドの外周に略沿ったストレート形状に形成されているとともに、上記下部筒部の内周面は、その上側が上記上部筒部の内周面と同径のストレート形状に形成され、その下側には、上記上部筒部の内周面より大径の内側環状凹部が周方向に形成され、この下部筒部の下端開口の径が、上記内側環状凹部の最大径より小さく形成されている請求項１または２記載のウレタン製バンパスプリング。
【請求項４】
成形型のキャビティの壁面に、水系離型剤を塗布し、このキャビティ内にウレタン原料を注入して加熱することにより、上記成形型内でウレタン原料を硬化させる工程と、上記硬化後のウレタン成形体を成形型より取り出す脱型工程と、を備えるウレタン製バンパスプリングの製造方法であって、上記水系離型剤が、樹脂パウダを含有しており、この樹脂パウダが、上記硬化後のウレタン成形体の表面に転写されていることを特徴とするウレタン製バンパスプリングの製造方法。
【請求項５】
上記水系離型剤に含有される樹脂パウダが、シリコーン系樹脂，ポリアミド系樹脂，アクリル系樹脂からなる群から選ばれた少なくとも一つの樹脂から構成されている請求項４記載のウレタン製バンパスプリングの製造方法。
【請求項１】
車両のショックアブソーバのピストンロッドに嵌装され、このショックアブソーバの作動ストロークを弾性的に制限する、型成形製の中空円筒状ウレタン製バンパスプリングであって、上記バンパスプリングの内周面に、水系離型剤に由来する樹脂パウダが散在していることを特徴とするウレタン製バンパスプリング。
【請求項２】
上記樹脂パウダが、シリコーン系樹脂，ポリアミド系樹脂，アクリル系樹脂からなる群から選ばれた少なくとも一つの樹脂から構成されている請求項１記載のウレタン製バンパスプリング。
【請求項３】
上記バンパスプリングが、上記ショックアブソーバの車体取付部側に配置される上部筒部と、このショックアブソーバのシリンダ側に配置される下部筒部とからなり、このバンパスプリングの外周面には、周方向に形成された溝状の凹部が軸方向に間隔を空けて複数形成され、上記上部筒部の内周面は、上記ピストンロッドの外周に略沿ったストレート形状に形成されているとともに、上記下部筒部の内周面は、その上側が上記上部筒部の内周面と同径のストレート形状に形成され、その下側には、上記上部筒部の内周面より大径の内側環状凹部が周方向に形成され、この下部筒部の下端開口の径が、上記内側環状凹部の最大径より小さく形成されている請求項１または２記載のウレタン製バンパスプリング。
【請求項４】
成形型のキャビティの壁面に、水系離型剤を塗布し、このキャビティ内にウレタン原料を注入して加熱することにより、上記成形型内でウレタン原料を硬化させる工程と、上記硬化後のウレタン成形体を成形型より取り出す脱型工程と、を備えるウレタン製バンパスプリングの製造方法であって、上記水系離型剤が、樹脂パウダを含有しており、この樹脂パウダが、上記硬化後のウレタン成形体の表面に転写されていることを特徴とするウレタン製バンパスプリングの製造方法。
【請求項５】
上記水系離型剤に含有される樹脂パウダが、シリコーン系樹脂，ポリアミド系樹脂，アクリル系樹脂からなる群から選ばれた少なくとも一つの樹脂から構成されている請求項４記載のウレタン製バンパスプリングの製造方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１１−９４７４８（Ｐ２０１１−９４７４８Ａ）
【公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２５１０３３（Ｐ２００９−２５１０３３）
【出願日】平成２１年１０月３０日（２００９．１０．３０）
【出願人】（０００２１９６０２）東海ゴム工業株式会社 (1,983)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１０月３０日（２００９．１０．３０）
【出願人】（０００２１９６０２）東海ゴム工業株式会社 (1,983)
【Ｆターム（参考）】
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