JP2006346898A - 発泡樹脂成形品 - Google Patents

Abstract

【課題】可動側金型と固定側金型との型締め後、発泡樹脂材料をキャビティ内に射出充填した後、可動側金型を後退させて発泡スペースを確保した状態で発泡反応を誘起させ、所要形状に成形される発泡樹脂成形品であって、周縁部の変形を防止することで、外観性能並びに相手部品との合わせ精度を高める。
【解決手段】固定側金型６０に対して可動側金型５０を型締めし、発泡樹脂材料Ｍを射出充填した後、可動側金型５０を後退させ、発泡スペースを確保した状態で発泡反応を行なわせて成形したドアトリムロア（発泡樹脂成形品）３０であって、このドアトリムロア３０に立体感を付与するフランジ部３３が形成されており、フランジ部３３の先端に薄肉部３４を設定し、この薄肉部３４をソリッド層３０ａのみで構成することで変形を防止する。
【選択図】図８

Description

本発明は、可動側金型と固定側金型とを型締めした後、発泡樹脂材料をキャビティ内に充填し、更に、可動側金型を後退させて、発泡スペースを確保した後、発泡反応を開始させ、所要形状に成形してなる発泡樹脂成形品に係り、特に、製品の周縁の全長、あるいは周縁の一部に設けられるフランジ部先端の変形を可及的に防止でき、外観性能並びに隣接部品に対する合わせ精度を高めた発泡樹脂成形品に関する。

図９は、ドアパネル（図示せず）の室内面側に装着される自動車用ドアトリム１を示すもので、このドアトリム１は、軽量でかつ剛性及び耐衝撃性能に優れ、コストも廉価なことから、ポリプロピレン（ＰＰ）発泡体等の発泡樹脂成形品が多く使用されている。上記ドアトリム１には、室内側に向けて膨出するアームレスト部１ａが一体成形され、このアームレスト部１ａの下方には、ドアポケット用開口１ｂが開設され、更にそのフロント側にスピーカグリル１ｃがドアトリム１と一体、あるいは別体に設けられている。尚、ドアトリム１の周縁の一部にパネル側に向くフランジ部１ｄが一体化されている。

そして、この種発泡樹脂成形品を用いたドアトリム１を所要形状に成形する従来の成形方法について、図１０，図１１を基に説明する。図１０は成形金型の概略構成、図１１は金型のプレスチャート図をそれぞれ示す。成形金型２は、可動側金型３と固定側金型４とから大略構成され、可動側金型３は昇降シリンダ３ａの駆動により、所定ストローク上下動可能であり、固定側金型４に対して型締めが行なわれる。また、固定側金型４には、図示しない射出機が連設されており、この射出機から供給される発泡樹脂材料Ｍが両金型３，４間のキャビティＣ内に射出充填される。ここで、型締め時における初期金型状態においては、可動側金型３の金型位置は図１１のプレスチャート図の（ａ１）であり、この状態の時、射出機から発泡樹脂材料Ｍが可動側金型３と固定側金型４との間に画成されるキャビティＣ内に射出充填される。

そして、一定時間経過後、可動側金型３が型開き方向に可動して、プレスチャート図の（ａ２）位置まで型開きし、この位置で発泡反応が行なわれ、最終製品形状のドアトリム１が成形されることになる。すなわち、金型位置（ａ１）では、可動側金型３と固定側金型４との間のクリアランスが小さく設定されているため、発泡樹脂材料Ｍの発泡反応を抑えた状態でキャビティＣ内に発泡樹脂材料Ｍを迅速に射出充填することができる。尚、充填された発泡樹脂材料Ｍは、可動側金型３や固定側金型４の型面と接する部位は、ソリッド層が即座に形成されるが、内部は未発泡状態のままである。そして、金型位置を図１１中（ａ２）位置まで型開きすれば、すなわち、可動側金型３と固定側金型４との間の型クリアランスを若干広く設定することで、発泡スペースを確保することができ、ソリッド層内部の発泡樹脂材料の発泡反応を円滑に行なわせることで、ドアトリム１を最終製品形状に成形できる。

このように成形されるドアトリム１の周縁部に形成されるフランジ部１ｄにおける成形工程について図１２（ａ）〜（ｄ）について説明する。まず、プレスチャート図中（ａ）地点は、可動側金型３と固定側金型４とが型締めされた状態でまだ射出充填前の状態であり、図１２（ａ）に示すように、一般部の型クリアランス２．０ｍｍに対してフランジ部１ｄの型クリアランス２．５ｍｍ以上に設定されている。そして、プレスチャート図中（ｂ）地点では、図１２（ｂ）に示すように、キャビティＣ内に発泡樹脂材料Ｍが射出充填され、特に外表面のソリッド層に固化が始まる状態となる。この時、ソリッド層内部に発泡層を形成するために、図１２（ｃ）に示すように、可動側金型３が上昇して、一般部分の型クリアランスが３．６ｍｍまで確保される。尚、図１２（ｃ）の時には、外表面に形成されるソリッド層ａ内部の発泡樹脂材料Ｍは未発泡状態のままである。

その後、図１２（ｄ）に示すように、一般部はもとよりフランジ部１ｄにおいても、未発泡状態の発泡樹脂材料Ｍが発泡して、ソリッド層ａ内部に発泡層ｂが形成され、フランジ部１ｄを有するドアトリム１の成形が完了する。上記発泡樹脂成形品の成形方法の従来例については、特許文献１に詳細に記載されている。

特開２００２−１２０２５２号公報

このように、従来の発泡樹脂成形品の成形方法においては、特に、ドアトリム１におけるフランジ部１ｄの先端部分においては、図１３に示すように、可動側金型３の後退時、可動側金型３と固定側金型４との間にクリアランス（図中Ａで示す）が生じるため、可動側金型３の型面による拘束が解除される結果、発泡性樹脂材料Ｍの発泡圧により、端末部分に変形が発生し易く、この変形が発生する度合いは、板厚が厚くなるほど顕著に発生する傾向にある。

従って、発泡樹脂成形品周縁部分の外周ラインが蛇行し易く、外観性能が著しく低下するという欠点があるとともに、隣接部品との間に干渉等の問題が発生し、合わせ精度を低下させるという問題点も同時に指摘されている。

この発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、可動側金型と固定側金型の型締め後、キャビティ内に発泡樹脂材料を射出充填し、その後、可動側金型を後退させ、発泡スペースを確保した状態で発泡反応を誘起させ、所要形状に成形されるとともに、ソリッド層内部に発泡層を有する発泡樹脂成形品であって、この発泡樹脂成形品周縁の全長、あるいは一部に設けたフランジ部先端の変形を可及的に防止することで、外観見栄えを高めるとともに、隣接部品に対する合わせ精度を向上させた発泡樹脂成形品を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、可動側金型と固定側金型との間に画成されるキャビティ内に発泡樹脂材料を射出充填した後、可動側金型を後退させて、発泡スペースを確保した後、上記発泡樹脂材料を発泡させることにより、所要形状に成形される発泡樹脂成形品であって、外表面にソリッド層、内部に発泡層を有する発泡樹脂成形品において、前記発泡樹脂成形品の周縁の全長、あるいは周縁の一部にフランジ部が設けられているとともに、このフランジ部の先端部分には、ソリッド層のみからなる薄肉部が設定されていることを特徴とする。

ここで、発泡樹脂成形品を成形するために使用する成形金型は、可動側金型と固定側金型と、固定側金型に連結されている射出機とから構成される。上記可動側金型は、駆動シリンダの動作により、型開き位置から型締め位置（下死点）まで型締め動作を行なう。更に、発泡樹脂材料の発泡スペースを確保するために、微小ストローク後退し、その後型開き位置まで動作する。すなわち、可動側金型は、型開き位置、型締め位置、型締め位置からやや型クリアランスを確保した発泡位置の３つのポジションをとることになる。一方、固定側金型には、射出機から供給される発泡樹脂材料を可動側金型と固定側金型との間に画成されるキャビティ内に射出充填するための樹脂通路として、ホットランナー、バルブゲート等が設けられており、成形後、発泡樹脂成形品を突き出すためのエジェクタピン等のエジェクタ機構が固定側金型に設けられている。

そして、可動側金型と固定側金型との間で画成されるキャビティ形状において、発泡樹脂成形品の周縁部の全長、あるいは周縁の一部にフランジ部が形成されるように、フランジ部用キャビティが設定され、特に、このフランジ部用キャビティの先端部分の厚みが半減されるように、段部が固定側金型に設定されており、フランジ部の先端に薄肉部が形成されている。尚、このフランジ部は製品に立体感を付与するために設けられる。

この薄肉部の寸法としては、薄肉部自体がソリッド層のみから形成できるように、その厚み寸法は、一般部やフランジ部におけるソリッド層の厚みの２倍の寸法で、かつ長さ寸法は、可動側金型が発泡位置まで後退する際の後退ストローク寸法にほぼ相当する寸法に設定されている。

次いで、発泡樹脂成形品の素材は、熱可塑性樹脂中に発泡剤が混入されたものを使用する。例えば、使用する熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアセタール系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、アイオノマー系樹脂、アクリロニトリル／ブタジエン／スチレン（ＡＢＳ）樹脂等から適宜選択される。そして、熱可塑性樹脂に対して、アゾジカルボンアミド等の有機発泡剤、あるいは重炭酸ナトリウム等の無機発泡剤を混入したものを使用している。

従って、可動側金型を下死点まで駆動して、可動側金型と固定側金型とを型締めした状態で両者間に画成されるキャビティ内に発泡樹脂材料を射出充填すれば、時間の経過とともに、型面に当接する部位は、冷却固化することで、ソリッド層が外表面から内部に向けて形成される。そして、一定時間経過後、可動側金型が型開方向に動作して、可動側金型と固定側金型との型クリアランスが確保された状態で可動側金型を停止させれば、発泡樹脂材料の発泡反応により、ソリッド層内に発泡層が形成され、所定厚みを有する発泡樹脂成形品が所要形状に成形される。

以上の構成から明らかなように、可動側金型との型締め動作により画成されるキャビティ内に発泡樹脂材料を射出充填した後、可動側金型を型開方向に微小ストローク後退動作させて、発泡スペースを確保した状態で発泡樹脂材料の発泡反応を行なわせ、ソリッド層内に発泡層を備えた発泡樹脂成形品を所要形状に成形できる。その際、製品の周縁全長、あるいは周縁の一部に設けたフランジ部の先端には、ソリッド層のみからなる薄肉部が形成されているため、可動側金型の型開動作により、可動側金型の型面による拘束が解除されていても、薄肉部は発泡内圧が加わらないため、変形することがない。従って、フランジ部のシャープな外周ラインを確保することができる。

以上説明した通り、本発明に係る発泡樹脂成形品は、成形金型のキャビティ内に発泡樹脂材料を射出充填した後、可動側金型を後退動作させて、所定厚みの発泡スペースを確保して、発泡反応を誘起させてソリッド層と発泡層とからなる発泡樹脂成形品を所要形状に成形するというものであり、その際、製品の周縁全長、あるいは周縁の一部にフランジ部が設けられ、このフランジ部の先端部分にソリッド層のみからなる薄肉部が形成されているため、この薄肉部には、発泡内圧が作用せず、従来生じた外周ラインの蛇行等の不良を未然に防止でき、外観性能並びに隣接部品に対する合わせ精度を高めることができるという効果を有する。

以下、本発明に係る発泡樹脂成形品の一実施例を添付図面を参照しながら詳細に説明する。

図１乃至図８は本発明の一実施例を示すもので、図１は本発明に係る発泡樹脂成形品をドアトリムロアに適用した上下二分割構造のドアトリムを示す正面図、図２は同ドアトリムの構成を示す断面図、図３は同ドアトリムにおけるドアトリムロアのフランジ部の構成を示す断面図、図４は同ドアトリムにおけるドアトリムロアの成形に使用する成形金型の構成を示す概要図、図５は図４に示す成形金型における可動側金型のプレスチャート図、図６乃至図８は同ドアトリムロアの成形工程を示す各説明図である。

図１，図２において、自動車用ドアトリム１０は、ドアトリムアッパー２０とドアトリムロア３０の上下二分割体から構成されている。上記ドアトリムアッパー２０には、インサイドハンドルエスカッション１１、また、乗員が肘を載せるアームレスト部にはプルハンドル１２やパワーウインドウスイッチフィニッシャー１３が取り付けられている。一方、ドアトリムロア３０には、備品を収容できるドアポケット用開口１４が開設されているとともに、そのフロント側にスピーカグリル１５が一体、または別体に設けられている。

更に、上記ドアトリムアッパー２０及びドアトリムロア３０の構成については、図２に示すように、ドアトリムアッパー２０は、樹脂芯材２１の表面に表皮２２を貼付してなる積層構造体から構成されており、樹脂芯材２１の素材となる合成樹脂としては、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアセタール系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、アイオノマー系樹脂、アクリロニトリル／ブタジエン／スチレン（ＡＢＳ）樹脂等から適宜選択されて良く、また、所望により合成樹脂にタルク、クレイ、木粉等のフィラーを混入しても良い。一方、表皮２２は、ＴＰＯ（サーモプラスチックオレフィン）に代表される熱可塑性エラストマー樹脂等の合成樹脂シート、あるいはＴＰＯシート裏面にポリエチレンフォーム等のクッション層を裏打ちした積層シート材料等の合成樹脂シートが使用できる。

また、ドアトリムアッパー２０を所望形状に成形するには、射出成形工法、モールドプレス成形工法が量産性を考慮した場合好適である。すなわち、成形金型内に表皮２２をセットし、型締め後、あるいは型締め直前に溶融樹脂に射出充填することで、樹脂芯材２１を所望の曲面形状に成形するとともに、樹脂芯材２１の表面側に表皮２２を一体貼着することができる。一方、ドアトリムロア３０は、本発明では発泡樹脂成形品が使用されており、合成樹脂中に発泡剤が混入されている。例えば、使用できる合成樹脂としては、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアセタール系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、アイオノマー系樹脂、アクリロニトリル／ブタジエン／スチレン（ＡＢＳ）樹脂等から適宜選択される。そして、合成樹脂に対して、アゾジカルボンアミド等の有機発泡剤、あるいは重炭酸ナトリウム等の無機発泡剤を混入したものを使用している。

そして、図１，図２に示すドアトリム１０は、ドアトリムアッパー２０とドアトリムロア３０との外観上のアクセント効果により、良好な製品外観を得られるとともに、成形金型のコンパクト化を図るとともに、特に、ドアトリムロア３０を発泡樹脂成形品から構成することで、軽量化にも大きく貢献している。

ところで、このドアトリムロア３０は、製品表面となる一般部３２に対して一般部３２の両側及び下縁にパネルＰ側に向けて折曲されたフランジ部３３が一体に成形され、更に、その先端部分に薄肉部３４が一体形成されている。尚、このフランジ部３３は、ドアトリムロア３０に立体感を付与するために設けられている。更に、ドアトリムロア３０の内部構成は、ソリッド層３０ａ内部にセル構造の発泡層３０ｂを含む二層構造になっており、この発泡層３０ｂは、一般部３２からフランジ部３３にかけて延在しているが、薄肉部３４については、ソリッド層３０ａのみで形成されている。この実施例においては、一般部３２の厚み（符号ｄ１）が３．６ｍｍ、フランジ部３３の厚み（符号ｄ２）は２．５〜３．０ｍｍ、薄肉部３４の厚み（符号ｄ３）が１．０ｍｍで、薄肉部３４の長さ寸法（符号ｄ４）が１．６ｍｍにそれぞれ設定されている。

そして、本発明に係るドアトリムロア３０は、フランジ部３３の先端部分にソリッド層３０ａのみからなる薄肉部３４を設定したため、後述するドアトリムロア３０の成形時に発泡内圧による外周部の変形を未然に防止でき、外周ラインが蛇行することがなく、外観見栄えと隣接部品に対する合わせ精度を高めることができる。

次いで、上記ドアトリムロア３０を成形するために使用する成形金型４０の概略構成について図４を基に説明する。この成形金型４０は、可動側金型５０と、固定側金型６０と、射出機７０とから大略構成されている。更に詳しくは、上記可動側金型５０は、図示しない駆動シリンダの動作により、型締め位置、型開き位置に加えて、発泡位置の３つのポジションをとるように駆動される。一方、固定側金型６０は、射出機７０から供給される溶融樹脂の樹脂通路となるホットランナー６１、バルブゲート６２を通じて型面に溶融樹脂が供給されるとともに、成形後の発泡樹脂成形品を突き出すためのエジェクタピン６３が内装されている。

更に、可動側金型５０と固定側金型６０との間で画成されるキャビティＣ形状に沿って、ドアトリムロア３０が所要形状に成形されるが、ドアトリムロア３０の周縁にフランジ部３３を延設するために、成形金型４０は、キャビティＣの外周部にフランジ部用キャビティＣ１が設定されている。また、このフランジ部用キャビティＣ１の先端部分には、キャビティ幅を半減させるための段部６４が固定側金型６０に設けられている。

次いで、図５は、成形金型４０における可動側金型５０のプレスチャート図を示し、図６乃至図８は成形金型４０を使用したドアトリムロア３０の成形工程を経時的に示している。すなわち、可動側金型５０は、型開き位置（図５のプレスチャート図中（ａ）に示すポイント）から可動側金型５０が駆動シリンダの動作により可動し、下死点（図５のプレスチャート図中（ｂ）に示すポイント）まで下降し、固定側金型６０に対して一定のクリアランスを保つ地点まで可動側金型５０が型締めされる。

そして、固定側金型６０に対する可動側金型５０の型締め後、図６に示すように、射出機７０からホットランナー６１、バルブゲート６２を通じてキャビティＣ内に発泡樹脂材料Ｍが射出充填される。尚、発泡樹脂材料Ｍは、フランジ部用キャビティＣ１にも射出充填される。この時、図示はしないが、外部からキャビティＣ内にエアを強制導入し、発泡樹脂材料Ｍが発泡反応を行なわないようにキャビティＣ内に樹脂を充填するカウンタープレッシャー工法を採用することもできる。

発泡樹脂材料Ｍの射出充填工程が完了すれば、図５のプレスチャート図中（ｃ）〜（ｄ）で示すように、可動側金型５０が型開き方向に後退する。この可動側金型５０の後退動作では、図７に示すように、一般部のクリアランスが３．６ｍｍになるように、後退ストロークの寸法Ｓは１．６ｍｍに設定されている。尚、固定側金型６０に設けられる段部６４の寸法は、可動側金型５０の後退ストローク寸法Ｓを基準として設定されている。更に、図５のプレスチャート図中（ｄ）〜（ｅ）に示す発泡工程において、ソリッド層３０ａ内の発泡樹脂材料Ｍが発泡して、発泡層３０ｂが形成され、図８に示すように、所定厚みのドアトリムロア３０が成形される。

本発明においては、図７，図８に示す可動側金型５０の後退時、ドアトリムロア３０におけるフランジ部３３の先端部分に薄肉部３４が形成されるように固定側金型６０に段部６４が設定されており、図８の拡大図及び図３で示すように、薄肉部３４は、発泡層３０ｂを備えておらず、ソリッド層３０ａで構成されることになる。このように、ドアトリムロア３０におけるフランジ部３３の先端部分は、金型形状により部分的に薄肉化しており、内部樹脂が発泡反応を誘起することなく、ソリッド層３０ａとして固化しているため、発泡内圧が外方に向けて加わることがなく、フランジ部３３の外周ラインの見栄えが良く、かつ隣接部品に対する合わせ精度も向上することになる。

以上説明した実施例は、上下二分割型のドアトリム１０におけるドアトリムロア３０に適用したが、用途はこれに限定されることなく、発泡樹脂成形品全般に適用できる。更に、成形金型４０の構造として、バルブゲート６２を使用する以外に、例えば、サイドゲートタイプを使用することもでき、また、可動側金型側５０にコア部、固定側金型６０側にキャビティ部を設定することもできるとともに、発泡樹脂材料Ｍの射出充填時、キャビティ内に圧空エアを供給するカウンタープレッシャー工法を援用することも可能である。

本発明に係る発泡樹脂成形品の一実施例であるドアトリムロアを使用した上下二分割構造のドアトリムを示す正面図である。 図１中II−II線断面図である。 図１中III −III 線断面図である。 図１に示すドアトリムにおけるドアトリムロアを成形するための成形金型の概略構成を示す説明図である。 図４に示す成形金型における可動側金型のプレスチャート図である。 図４に示す成形金型を使用してドアトリムロアを成形するドアトリムロアの成形方法における発泡樹脂材料の射出充填工程を示す説明図である。 図４に示す成形金型を使用してドアトリムロアを成形するドアトリムロアの成形方法における可動側金型の後退動作を示す説明図である。 図４に示す成形金型を使用してドアトリムロアを成形するドアトリムロアの成形方法における発泡成形工程を示す説明図である。 従来の自動車用ドアトリムを示す正面図である。 従来の自動車用ドアトリムの成形方法に使用する成形金型の概略構成を示す説明図である。 従来のドアトリムの成形方法における可動側金型のプレスチャート図である。 従来のドアトリムの成形方法におけるフランジ部の成形工程を示す説明図である。 従来の成形方法における不具合を示す説明図である。

符号の説明

１０ 自動車用ドアトリム
２０ ドアトリムアッパー
３０ ドアトリムロア
３０ａ ソリッド層
３０ｂ 発泡層
３２ 一般部
３３ フランジ部
３４ 薄肉部
４０ 成形金型
５０ 可動側金型
６０ 固定側金型
６１ ホットランナー
６２ バルブゲート
６３ エジェクタピン
６４ 段部
７０ 射出機
Ｃ キャビティ
Ｃ１ フランジ部用キャビティ
Ｍ 発泡樹脂材料

Claims (2)

1. 可動側金型（５０）と固定側金型（６０）との間に画成されるキャビティ（Ｃ）内に発泡樹脂材料（Ｍ）を射出充填した後、可動側金型（５０）を後退させて、発泡スペースを確保した後、上記発泡樹脂材料（Ｍ）を発泡させることにより、所要形状に成形される発泡樹脂成形品（３０）であって、外表面にソリッド層（３０ａ）、内部に発泡層（３０ｂ）を有する発泡樹脂成形品（３０）において、
   前記発泡樹脂成形品（３０）の周縁の全長、あるいは周縁の一部にフランジ部（３３）が設けられているとともに、このフランジ部（３３）の先端部分には、ソリッド層（３０ａ）のみからなる薄肉部（３４）が設定されていることを特徴とする発泡樹脂成形品。
2. 前記フランジ部（３３）の先端部分に設けられる薄肉部（３４）の厚み（ｄ３）は、ソリッド層（３０ａ）の厚み寸法の２倍の寸法で、かつ薄肉部（３４）の長さ寸法（ｄ４）は、発泡スペースを確保するために、可動側金型（５０）が後退する後退ストローク寸法（Ｓ）にほぼ相当する寸法に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の発泡樹脂成形品。
   

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