JP5099827B2 - 発泡樹脂成形品およびその成形金型 - Google Patents

Description

本発明は、たとえば、自動車内装部材などとして用いられる発泡樹脂成形品およびその成形金型に関する。

従来より、ドアトリムやバックドアトリムのような自動車内装部材には、発泡性ポリエチレン系樹脂組成物や発泡性ポリプロピレン系樹脂組成物等の発泡性樹脂組成物をキャビティ内に射出充填したのち、移動型をコアバックして発泡性樹脂組成物を発泡させる射出発泡成形方法で得られた発泡樹脂成形品が用いられている（特許文献１参照）。
また、ドアトリムやバックドアトリムのような自動車内装部材の場合、他の部材との接続や他の部材への固定用の固定ねじや位置決めボス等の取付具挿通孔が成形と同時に形成されている。

すなわち、図４に示すように、移動型１００（あるいは固定型）に取付具挿通孔形成用ピン１１０を設け、固定型２００（あるいは移動型）の取付具挿通孔形成用ピン１１０に対応する部分にピン先端部が嵌り込む穴２１０を設けておき、図４（ａ）に示すように、まず、移動型１００と固定型２００とを射出充填位置まで閉合したのち、キャビティ内に発泡性樹脂組成物４００を射出充填し、発泡性樹脂組成物４００の型面近傍部分にスキン層４１０を形成したのち、キャビティ容積が得ようとする図５に示す発泡樹脂成形品５００の容積になるように、図４（ｂ）に示すように、移動型１００をコアバックさせ、スキン層４１０で囲まれた発泡性樹脂組成物４００の未硬化部分４２０を発泡させる。そして、冷却固化させて発泡樹脂成形品５００を得るようになっている。

しかし、コアバック時には、発泡性樹脂組成物４００の取付具挿通孔形成用ピン１１０が接触している部分にもスキン層４１０が形成されているため、図５に示すように、得られる発泡樹脂成形品５００は、孔５１０の周囲がコアバック時に発泡しない。したがって、孔５１０の周囲のボルト、ナット、座金あるいは他の部材を受ける取付座面５２０が凹形状になって、固定が安定しないという問題がある。

そこで、取付具挿通孔形成用ピンの表面に微小凹凸を設け、取付具挿通孔の内壁面を取付具挿通孔形成用ピンによって係止させるようにした発泡樹脂成形品の製造方法および金型が提案されている（特許文献２参照）。
すなわち、この発泡樹脂成形品の製造方法によれば、図６に示すように、コアバック時にピン１１１が取付具挿通孔５１０の内壁面を係止しながら、移動型１００が移動するので、取付具挿通孔５１０周囲の移動型１００側との接触面は、コアバック後も移動型１００の型面に密着状態を保たれる。したがって、発泡樹脂成形品５００の移動型１００側の面では、孔５１０の周囲の取付座面が安定して平坦な状態で得られる。
しかしながら、上記特許文献２の方法では、発泡樹脂成形品の片面のみしか取付具挿通孔５１０の周囲の取付座面を平坦なものにできないため、両面に取付座面が必要な場合には対応できない。

特開平１１−１７９７５２号公報 特開２００７−１３０９６６号公報

本発明は、上記事情に鑑みて、成形品の両面に安定した取付座面が得られる発泡樹脂成形品およびその成形金型を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明にかかる発泡樹脂成形品は、発泡性樹脂組成物を金型キャビティ内に射出充填後、成形品の厚み方向に移動型をコアバックさせて金型キャビティ内の前記発泡性樹脂組成物を発泡させて得られ、他の部材への取付具挿通孔およびその周囲に取付座部を有する発泡樹脂成形品であって、前記取付具挿通孔および前記取付座部が射出発泡成形時に得られ、前記取付座部がその周囲の成形品本体部の厚さと同じ厚さの未発泡樹脂組成物で形成されており、前記取付座部の両面がその周囲の成形品本体部と面一になっていることを特徴としている。

また、本発明にかかる成形金型は、発泡性樹脂組成物を金型キャビティ内に射出充填後、成形品の厚み方向に移動型をコアバックさせて金型キャビティ内の前記発泡性樹脂組成物を発泡させて得られ、他の部材への取付具挿通孔およびその周囲に取付座部を有する発泡樹脂成形品の成形金型であって、コアバック前に金型の取付具挿通孔形成用ピンによって取付具挿通孔および取付座部が冷却固化され、かつ、コアバック時に発泡しない部分のコアバック前のキャビティ厚さを、コアバックにより発泡するその周囲部分の発泡後の成形品本体部と面一となる厚さに形成するとともに、前記取付具挿通孔形成用ピンを、コアバック時に前記取付具挿通孔から抜ける方向に相対移動するように前記移動型または固定型に一体化してなることを特徴としている。

本発明において、発泡性樹脂組成物は、少なくとも熱可塑性樹脂と、発泡剤とを含み、必要に応じて本発明の目的を阻害しない範囲で、公知の各種充填材、顔料、帯電防止剤等を添加してもよい。

上記熱可塑性樹脂としては、たとえば、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−スチレン共重合体（ＡＢＳ）等が挙げられ、中でもポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂が好適である。
上記ポリプロピレン系樹脂としては、ホモポリプロピレン、ランダムポリプロピレン、ブロックポリプロピレン等が挙げられるが、特にランダムポリプロピレン、ブロックポリプロピレンが好適である。

上記発泡剤としては、たとえば、炭酸水素ナトリウム、アゾジカルボンアミド等の化学発泡剤が挙げられる。

また、成形品のスキン層の厚さは、成形品の本体部の厚さにもよるが、薄過ぎると、成形品に要求される衝撃強度並びに曲げ弾性率が不足となり本来の機能を達成しにくくなったり、冷却収縮応力がスキン層の表面平滑性を悪化させることがある一方、厚過ぎると、発泡層の厚み比率が小さくなり、発泡が阻害されて目標の発泡倍率に達せず、発泡による高い軽量化を達成できないことがあるので、0．１〜１ｍｍ程度が好ましく、0．２〜０．５ｍｍ程度がより好ましい。

さらに、スキン層の厚みと関連するものであるが、移動型のコアバック開始のタイミングは、型内へのポリプロピレン系樹脂組成物の射出充填完了から０．２〜２秒後とされることが好ましい。
すなわち、コアバック開始のタイミングが早すぎるとスキン層の形成が不十分で、必要なスキン層厚みが確保できなくなって、得られる成形品に強度的な問題が生じ、コアバック開始のタイミングが遅すぎるとスキン層の厚さが厚くなりすぎて、上記のような問題が発生して、軽量化の点で問題が生じる恐れがある。

キャビティ内への発泡性樹脂組成物の射出充填速度は、１．５秒以内に射出充填を完了できる速度とすることが好ましい。
すなわち、射出充填に時間がかかりすぎると、金型と接触しているスキン層厚みの成長に場所的なバラツキが生じることになる。具体的には、ゲート近傍のスキン層は、金型との接触時間が長くなってスキン層が厚くなり、ゲート遠方のスキン層は、金型との接触時間が短くなってスキン層は薄くなる。その結果、発泡層の厚みも大きく変動することになって、発泡樹脂成形品の物性、外観に差異が発生する。

射出機の射出ノズルに関しては、ノズルタッチ面にＯリングやパッキンによるシールまたは凸凹によるハメアイシールなどを施して気密性を高め、シャットオフバルブなどで射出スクリュ側への気密性を高めることが好ましい。

本発明にかかる発泡樹脂成形品の用途としては、軽量かつ外観品質が厳しくさらに曲げ弾性率や衝撃強度が必要な成形品で、たとえば、自動車の内装材、建物の内装材（例えば壁材、天井材等）、食品保管・輸送用容器などが挙げられる。

本発明にかかる発泡樹脂成形品は、以上のように、発泡性樹脂組成物を金型キャビティ内に射出充填後、成形品の厚み方向に移動型をコアバックさせて金型キャビティ内の前記発泡性樹脂組成物を発泡させて得られ、他の部材への取付具挿通孔およびその周囲に取付座部を有する発泡樹脂成形品であって、前記取付具挿通孔および前記取付座部が射出発泡成形時に得られ、前記取付座部がその周囲の成形品本体部の厚さと同じ厚さの未発泡樹脂組成物で形成されており、前記取付座部の両面がその周囲の成形品本体部と面一になっているので、取付座部の厚さがコアバック時の発泡に左右されることがない。すなわち、平坦な取付座面が安定して得られる。

したがって、ボスや固定ねじを取付具挿通孔に挿通することによる他の部材への接続あるいは固定を発泡樹脂成形品の両面を用いて安定して行うことができる。
しかも、取付座部の厚さが成形品本体部の厚さと同じであるので、取付座部の取付座面からはみ出る大きさのワッシャなどもゆがんだりすることなく取りつけることができる。

また、本発明にかかる成形金型は、発泡性樹脂組成物を金型キャビティ内に射出充填後、成形品の厚み方向に移動型をコアバックさせて金型キャビティ内の前記発泡性樹脂組成物を発泡させて得られ、他の部材への取付具挿通孔およびその周囲に取付座部を有する発泡樹脂成形品の成形金型であって、コアバック前に金型の取付具挿通孔形成用ピンによって取付具挿通孔および取付座部が冷却固化され、かつ、コアバック時に発泡しない部分のコアバック前のキャビティ厚さを、コアバックにより発泡するその周囲部分の発泡後の成形品本体部と面一となる厚さに形成するとともに、前記取付具挿通孔形成用ピンを、コアバック時に前記取付具挿通孔から抜ける方向に相対移動するように前記移動型または固定型に一体化してなるので、まず、固定型と移動型を型閉め状態にしてキャビティ内に発泡性樹脂組成物を射出充填すると、発泡性樹脂組成物の型面に接触している部分およびその近傍部分が未発泡状態で固化してスキン層が形成される。また、このとき、コアバック前に金型の取付具挿通孔形成用ピンによって取付具挿通孔および取付座部が冷却固化されて、コアバック時に発泡しない部分のコアバック前のキャビティ厚さが、コアバックにより発泡するその周囲部分の発泡後の厚さで、かつ、前記取付座部の両面がその周囲の成形品本体部と面一となるように形成されているので、取付具挿通孔形成用ピンの周囲部分がコアバックにより発泡するその周囲部分の発泡後の厚さを備えた状態で固化する。
その後、移動型をコアバックさせて、キャビティを拡張すると、スキン層に囲まれた未固化状態の発泡性樹脂組成物が発泡する。また、このとき、取付具挿通孔形成用ピンの周囲部分がコアバックにより発泡するその周囲部分の発泡後の厚さを備えた状態で固化しているので、取付具挿通孔形成用ピンの周囲部分は、発泡により影響を受けず発泡前の状態を保つ。したがって、この成形金型を用いれば、上記本発明の発泡樹脂成形品を得ることができる。

以下に、本発明を、その実施の形態をあらわす図面を参照しつつ詳しく説明する。
図１は、本発明にかかる発泡樹脂成形品の1つの実施の形態をあらわしている。

図１に示すように、この発泡樹脂成形品１は、成形品本体部２に隣接してのボスや固定ねじ等の取付具を挿通する取付具挿通孔３２が形成されている取付座部３を備えている。
取付座部３は、未発泡樹脂で形成されていて、両端面が取付座面３１となっている。

取付座部３の周囲の成形品本体部２は、表裏面とも取付座部３の厚さＸと同じ厚さＹとなっている。
なお、成形品本体部２と取付座部３との境界部分１１は、成形品本体部２および取付座部３と面一であることが好ましいが、図１に示すように、若干凹んでいても構わない。
成形品本体部２は、表裏面にスキン層２１を備え、内部が発泡層２２となっている。

この発泡樹脂成形品１は、図２に示す成形金型４を用いて、以下のようにして成形することができる。
すなわち、成形金型４は、図２に示すように、移動型４ａと固定型４ｂとを備えている。

移動型４ａは、図２（ａ）に示すように、取付具挿通孔形成用ピン４１を備え、取付座部３を形成するための型面の一部を構成する凹部４２を取付具挿通孔形成用ピン４１の周囲に備えている。
固定型４ｂは、移動型４ａの取付具挿通孔形成用ピン４１に対応する位置に、型閉め時に取付具挿通孔形成用ピン４１の先端部が嵌り込む穴４３が穿設されているとともに、穴４３の周囲に、取付座部３を形成するための型面の他の一部を構成する凹部４４が設けられている。

また、この成形金型４は、図２（ｂ）に示すように、型閉め状態で取付具挿通孔形成用ピン４１の周囲に取付座部形成用キャビティ部５ｂが形成され、その周囲に成形品本体部形成用キャビティ部５ａが形成される。

取付座部形成用キャビティ部５ｂは、その厚さＸが、得ようとする成形品本体部２の厚さＹと同じになっている。
成形品本体部形成用キャビティ部５ａの厚さｙは取付座部形成用キャビティ部５ｂの厚さＸより薄くなっている。

そして、この成形金型４は、公知のガスカウンタープレッシャー法を用いて発泡樹脂成形品を成形するために、型閉め状態でかつキャビティ５内を０．０５ＭＰａ〜０．８ＭＰａに加圧した状態で、図２（ｃ）に示すように発泡性樹脂組成物２ａをキャビティ５内に射出充填し、取付座部形成用キャビティ部５ｂに充填された発泡性樹脂組成物２ａを未発泡状態で固化させるとともに、成形品本体部形成用キャビティ部５ａに充填された発泡性樹脂組成物２ａの型面に接触する部分を固化させてスキン層２１を形成させたのち、キャビティ5内の圧を開放し、図２（ｄ）に示すように、移動型４ａをコアバックさせ、成形品本体部形成用キャビティ部５ａの未固化状態の発泡性樹脂組成物２３を発泡させることによって発泡樹脂成形品１を得ることができる。

以上のように、コアバック時には取付座部形成用キャビティ部５ｂに充填された発泡性樹脂組成物は未発泡状態で概ね固化しているので、コアバックによってほとんど変形せず、取付座部形成用キャビティ部５ｂの形状を保つ。したがって、得られる発泡樹脂成形品１は、取付具挿通孔３２の周囲に平坦な取付座面３１を両面に有する取付座部３を備えたものとなり、発泡樹脂成形品１の両面いずれを用いても安定した取付状態が得られる。また、成形品本体部２と取付座部３との境界部分１１が若干凹んだ状態になっていても、取付座部形成用キャビティ部５ｂの厚さＸが、コアバックにより発泡後の成形品本体部２の厚さＹと同じになっているので、取付座面３１をはみ出るようなワッシャ等を用いた場合でも安定した取付状態を得ることができる。

また、発泡成形品１は、図３に示すような成形金型６を用いても成形することができる。
すなわち、図３（ａ）に示すように、この成形金型６は、移動型６ａが、取付座部３を形成するための型面を一部として構成する凹部６１を備え、固定型６ｂが、取付座部３を形成するための型面の他の一部を構成する凹部６２を備えているとともに、この凹部６２の中央に、取付具挿通孔形成用ピン６３が凹部６１方向に向かって垂設されている。

そして、図３（ｂ）に示すように、取付具挿通孔形成用ピン６３の先端が凹部６１の底面（図で見て上面）に当接されるまで、移動型６aが固定型６b方向に移動し、図３（ｃ）に示すように、発泡性樹脂組成物２ａをキャビティ５内に射出充填したのち、図３（ｄ）に示すように、移動型６aをコアバックさせて成形品本体部形成用キャビティ部５ａの未固化状態の発泡性樹脂組成物２３を発泡させることによって発泡樹脂成形品１を得ることができる。

本発明は、上記の実施の形態に限定されない。たとえば、上記の実施の形態では、ガスカウンタープレッシャー法が用いられていたが、通常の射出発泡成形法でも構わない。

本発明にかかる発泡樹脂成形品の１つの実施の形態の要部断面図である。 図１の発泡樹脂成形品の成形金型の動作を模式的に説明する図であって、同図（ａ）型開き状態、同図（ｂ）が型閉め状態、同図（ｃ）が射出充填完了状態、同図（ｄ）が移動型をコアバックさせた状態をあらわしている。 図１の発泡樹脂成形品の他の成形金型の動作を模式的に説明する図であって、同図（ａ）型開き状態、同図（ｂ）が型閉め状態、同図（ｃ）が射出充填完了状態、同図（ｄ）が移動型をコアバックさせた状態をあらわしている。 従来の発泡樹脂成形品の成形金型の動作を模式的に説明する図であって、同図（ａ）が射出充填完了状態、同図（ｂ）が移動型をコアバックさせた状態を表している。 図４の成形金型で得られる発泡樹脂成形品の要部断面図である。 公知の成形金型の動作を模式的に説明する図であって、移動型をコアバックさせた状態をあらわしている。

符号の説明

１ 発泡樹脂成形品
２ 成形品本体部
２ａ 発泡性樹脂組成物
３ 取付座部
３１ 取付座面
３２ 取付具挿通孔
４，６ 成形金型
４ａ，６ａ 移動型
４ｂ，６ｂ 移動型
５ キャビティ
５ａ 成形品本体部形成用キャビティ部（コアバックにより発泡するその周囲部分）
５ｂ 取付座部形成用キャビティ部（コアバック時に発泡しない部分）

Claims (2)

1. 発泡性樹脂組成物を金型キャビティ内に射出充填後、成形品の厚み方向に移動型をコアバックさせて金型キャビティ内の前記発泡性樹脂組成物を発泡させて得られ、他の部材への取付具挿通孔およびその周囲に取付座部を有する発泡樹脂成形品であって、
   前記取付具挿通孔および前記取付座部が射出発泡成形時に得られ、前記取付座部がその周囲の成形品本体部の厚さと同じ厚さの未発泡樹脂組成物で形成されており、前記取付座部の両面がその周囲の成形品本体部と面一になっていることを特徴とする発泡樹脂成形品。
2. 発泡性樹脂組成物を金型キャビティ内に射出充填後、成形品の厚み方向に移動型をコアバックさせて金型キャビティ内の前記発泡性樹脂組成物を発泡させて得られ、他の部材への取付具挿通孔およびその周囲に取付座部を有する発泡樹脂成形品の成形金型であって、コアバック前に金型の取付具挿通孔形成用ピンによって取付具挿通孔および取付座部が冷却固化され、かつ、
   コアバック時に発泡しない部分のコアバック前のキャビティ厚さを、コアバックにより発泡するその周囲部分の発泡後の成形品本体部と面一となる厚さに形成するとともに、
   前記取付具挿通孔形成用ピンを、コアバック時に前記取付具挿通孔から抜ける方向に相対移動するように前記移動型または固定型に一体化してなることを特徴とする成形金型。

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