JP2001328129A - パネル状樹脂発泡成形品及びその製造方法 - Google Patents

パネル状樹脂発泡成形品及びその製造方法

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vertical wall
foam molded
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Nobuhiro Usui
信裕 臼井
Takeo Kitayama
威夫 北山
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Sumitomo Chemical Co Ltd
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    • B29C43/00Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/02Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C43/18Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles incorporating preformed parts or layers, e.g. compression moulding around inserts or for coating articles
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    • B29C43/184Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles incorporating preformed parts or layers, e.g. compression moulding around inserts or for coating articles the preformed layer being a lining, e.g. shaped in the mould before compression moulding, or a preformed shell adapted to the shape of the mould shaped by the compression of the material during moulding
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】基材中に縦壁部を有する立体的なパネルであっ
ても軽量で高剛性であり、しかも縦壁部の強度が高いパ
ネル状熱可塑性樹脂発泡成形品を提供する。 【解決手段】基材中に縦壁部7と平面部5を有し、縦壁
部7は、高さが平面部5の厚みの10倍以上、発泡倍率
が1.2倍以下、かつ平面部5の発泡倍率が1.3倍以
上であるパネル状熱可塑性樹脂発泡成形品とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、パネル状熱可塑性
樹脂発泡成形品及びその製造方法に関し、詳しくは自動
車内装部材等に適した軽量で高剛性であり、基材中に縦
壁部と平面部とを有するパネル状熱可塑性樹脂発泡成形
品、及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】自動車用内装材用としても適用可能なパ
ネル状樹脂成形品は、特開平7−1567号公報などに
開示されており、公知である。
【0003】上記公知技術により製造されたパネル状樹
脂成形品は全体がほぼ均一な発泡倍率からなる発泡体で
あり、従って、このような発泡体は、基材中に形成され
た縦壁部の強度が低いため、人がぶつかる程度の衝撃に
よっても縦壁部を構成する発泡体が座屈して破壊され易
く、車内側等への突出部の強度も低いという問題などを
有するものであった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、基材
中に縦壁部を有する立体的なパネルであっても軽量で高
剛性であり、しかも縦壁部の強度が高いパネル状熱可塑
性樹脂発泡成形品を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、基材中に縦壁
部と平面部とを有するパネル状熱可塑性樹脂発泡成形品
であって、前記縦壁部の高さが平面部の厚みの10倍以
上、発泡倍率が1.2倍以下であり、前記平面部の発泡
倍率が1.3倍以上であることを特徴とする。
【0006】縦壁部の発泡倍率を1.2倍以下、かつ平
面部の発泡倍率を1.3倍以上とすることによって、軽
量であって、かつ縦壁部の強度の高い、立体的な構造を
有するパネル状熱可塑性樹脂発泡成形品を得ることがで
きる。
【0007】縦壁部の高さが平面部の厚みの10倍未満
の場合には、縦壁部の強度はそれほど問題にはならず、
また立体的な外観が得られないためパネル状熱可塑性樹
脂発泡成形品の用途が限定される。本発明によれば、立
体感があって用途が広い成形品が得られる。縦壁部の発
泡倍率の下限値は特に制限はなく、未発泡であってもよ
いが、製品の軽量化の観点から1.2倍以下の範囲で発
泡していることが好ましい。
【0008】縦壁部の発泡倍率が1.2倍を超えると、
縦壁部の強度が十分でない場合が発生し、平面部の発泡
倍率が1.3倍未満では成形品全体としての軽量性に乏
しくなる。
【0009】上述のパネル状熱可塑性樹脂発泡成形品に
おいては、さらに前記縦壁部が形成された面に表皮材層
が設けられていることが、表面に化粧層が形成された高
級感を有する成形品が得られるために好ましい態様であ
る。
【0010】なお、本発明において「縦壁部」とは、基
材の構成部分ではあるが、平面部に対しておよそ45度
以上の角度をもって上方あるいは下方に三次元的に曲が
っているような部分を意味し、当該部分は直線状であっ
ても、また曲線状であってもよい。平面部と縦壁部の厚
みは必ずしも同一である必要はなく、異なっていてもよ
い。平面部と縦壁部が一つの成形品に複数存在する場合
においても、それらの厚みはそれぞれに異なっていても
よい。同様に、平面部と縦壁部が複数存在する場合にお
いては、それぞれの発泡倍率も上記本発明の範囲内にお
いて異なっていてもよい。
【0011】本発明は、発泡倍率が1.3倍以上の平面
部と、発泡倍率が1.2倍以下であり、かつその高さが
平面部の厚みの10倍以上である縦壁部を有するパネル
状熱可塑性樹脂発泡成形品の製造方法であって、少なく
とも雄金型と雌金型とからなり、前記平面部を形成する
金型部位はキャビティークリアランスが調整可能である
成形金型を使用し、下記(1)〜(5)の工程を有する
ことを特徴とする。 (1)前記キャビティークリアランスの拡大状態にて発
泡剤を含む溶融発泡熱可塑性樹脂組成物を金型キャビテ
ィーに注入する樹脂注入工程 (2)前記キャビティークリアランスを縮小して前記発
泡熱可塑性樹脂組成物を成形キャビティー内に充填して
賦形する充填工程 (3)成形キャビティー内に充填された前記発泡熱可塑
性樹脂組成物の表面を冷却してスキン層を形成するスキ
ン層形成工程 (4)前記キャビティークリアランスを拡大して前記発
泡熱可塑性樹脂組成物を発泡させて発泡層を形成すると
共に所定製品厚みの成形体とする発泡成形工程 (5)前記成形体を冷却する冷却工程。
【0012】上記の構成により、基材中に縦壁部と平面
部とを有し、前記縦壁部の高さが平面部の厚みの10倍
以上、発泡倍率が1.2倍以下であり、前記平面部の発
泡倍率が1.3倍以上であるパネル状熱可塑性樹脂発泡
成形品を製造することができる。
【0013】上記製造方法においては、さらに前記樹脂
注入工程の前に表皮材を供給する表皮材供給工程を有す
ることにより、表皮材層を有するパネル状熱可塑性樹脂
発泡成形品を製造することができる。
【0014】本発明のパネル状熱可塑性樹脂発泡成形品
は、特に自動車内装部品に好適に使用可能であり、具体
的には、インストルメントパネル、シートバック、パー
ティションボード、コンソールボックス、ドアトリム等
が例示される。
【0015】
【発明の実施の形態】図1には縦壁部を有するパネル状
熱可塑性樹脂発泡成形品(以下、単にパネルとも称す
る)の断面形状の例を示した。パネルは基材1中に縦壁
部7と平面部5、6とを有している。縦壁部7の近傍を
拡大して図1(b)に示した。縦壁部7は、全体が低発
泡ないし非発泡の高密度樹脂層から形成されており、平
面部5、及び6は、それぞれ発泡層11とスキン層1
3、14とから形成されている。この図に示されたよう
に、縦壁部7を発泡倍率1.2以下の樹脂部として形成
することによって、縦壁部7の座屈による変形ないし破
壊が防止される。
【0016】本発明の表面に表皮材層を積層した縦壁部
を有するパネルを作製する例を図2〜図5に基づいて説
明する。パネルの製造には雌金型23と基台26に固定
された雄金型25から構成され、キャビティークリアラ
ンス(t)が任意に設定可能な1組の金型を使用する。
これら雌雄金型は、少なくとも一方を相対移動させるこ
とにより、tが調整可能に構成される。
【0017】表皮材30は雌金型23の端面とクランパ
ー28により保持する(図2)。クランパー28による
表皮材30の保持は、成形に際して表皮材30が金型凹
部に引き込まれる場合に、摺動して滑ることが可能な程
度に行われる(表皮材供給工程)。
【0018】次いで雌金型23、雄金型25の少なくと
も一方を移動させて樹脂供給開始クリアランスを形成す
る。樹脂供給開始クリアランスは、適宜設定されるが、
広すぎると樹脂の発泡が急速に起こり、発泡剤がぬけて
気泡が十分形成されない場合が有る。表皮材30の厚さ
をCとした場合、(C+5)mm未満とすることが発泡
剤の抜けが防止できるため、より好ましい。
【0019】図3に示した工程は、発泡剤を含む溶融熱
可塑性樹脂組成物33を樹脂供給通路32を通じて注入
する工程である(樹脂注入工程)。この樹脂注入工程に
おいて、キャビティークリアランスtは、一般には樹脂
供給開始クリアランスのまま変動させないが、樹脂の注
入にしたがって金型のキャビティークリアランスが樹脂
供給開始クリアランスから樹脂の注入量の増加に応じて
拡大する工程としてもよい。
【0020】金型キャビティークリアランスtの縮小速
度は適宜設定されるが、実用的には一方の型、例えばこ
の例において上側に位置する雌金型を1〜50mm/秒
の速度で下降させることが好適である。また樹脂注入工
程における溶融樹脂の注入圧力は0.5MPa〜50M
Paであることが好ましい。
【0021】樹脂供給通路32の分岐通路32Bは、こ
の図に示した例においては3本形成されているが、これ
に限定されるものではなく、成形品の形状、大きさによ
り任意に設定される。
【0022】図4はスキン層形成工程を示したものであ
り、この工程においては、発泡剤を含む溶融熱可塑性樹
脂組成物33を所定量注入後、金型のキャビティークリ
アランスが成形品の設定厚み以下となるように圧縮し、
その加圧状態で樹脂表面層を冷却して樹脂のスキン層を
形成する。
【0023】スキン層形成工程における加圧時間は、成
形品の厚み、形成するスキン層の厚み、金型の温度等に
より適宜設定されるが、成形時間の短縮等の実用的な条
件を考慮すると、0.5秒〜30秒程度であることが好
ましい。
【0024】上記の工程における圧縮により表皮材と樹
脂層とが積層される。次いで図5に示したように金型の
キャビティークリアランスが成形品の設定厚みとなるよ
うに開き、スキン層の間の樹脂を発泡させて発泡層を形
成することによって、最終製品であるパネル状熱可塑性
樹脂発泡成形品が得られ(発泡成形工程)、該成形品を
冷却することによって(冷却工程)成形品の製造が完了
する。
【0025】また、発泡成形工程において、成形品の設
定厚みより厚くなるように型を開いた後、設定厚みとな
るように型を閉じてtをわずかに縮小し、所定圧で保圧
した後に冷却してもよい。この場合の「わずかに」と
は、特に限定されるものではないが、通常は成形品の基
材の所定厚み程度以下である。
【0026】表皮材を積層しない成形品も同様の工程に
よって製造可能である。
【0027】本発明に使用する熱可塑性樹脂は、従来か
ら自動車内装部材等に使用されている樹脂は限定なく使
用可能であり、具体的には、ポリプロピレン系樹脂やポ
リエチレン系樹脂等のポリオレフィン系樹脂、ポリスチ
レン系樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂等のアクリ
ル系樹脂、ABS、ナイロン−6等のポリアミド系樹
脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリフ
ェニレンエーテル系樹脂等が例示される。
【0028】本発明のパネル状熱可塑性樹脂発泡成形品
を構成する前記熱可塑性樹脂としては、上記例示の樹脂
のなかでもポリオレフィン系樹脂、とりわけポリプロピ
レン系樹脂であることが、低価格で高強度、高剛性のパ
ネル状熱可塑性樹脂発泡成形品を得ることができるた
め、好ましい。
【0029】ポリプロピレン系樹脂としては、特にメル
トフローレート(MFR)値が15以上であることが好
ましく、MFRが25以上のポリプロピレン系樹脂の使
用がより好ましい。ポリプロピレン系樹脂のMFRは、
100以下であることが好ましい。100を超えると、
樹脂の流動性が高くなりすぎ、発泡させることが困難と
なり、成形性が望ましいものではなくなる。
【0030】MFRが上記範囲のポリプロピレン系樹脂
を使用することにより、縦壁部における発泡倍率が1.
2倍以下の強度の高い縦壁部が構成されると同時に平面
部も十分な強度を保持しつつその発泡倍率を1.3倍以
上に設定することが可能となる。
【0031】上記の熱可塑性樹脂に添加する発泡剤は、
熱可塑性樹脂の発泡体を製造する際に使用されている公
知の化学発泡剤を使用することができる。具体的には、
発泡剤として重炭酸ナトリウム、重炭酸アンモニウム、
炭酸アンモニウム等の無機系発泡剤、N,N’−ジニト
ロソペンタメチレンテトラミン等のニトロソ化合物、ア
ゾジカルボンアミド、アゾビスイソブチロニトリル等の
アゾ化合物、ベンゼンスルホニルヒドラジド、トルエン
スルホニルヒドラジド、ジフェニルスルホン−3,3’
−ジスルホニルヒドラジド等のスルホニルヒドラジド
類、p−トルエンスルホニルセミカルバジド等の発泡剤
が使用可能である。必要に応じてサリチル酸、尿素並び
にこれらを含む発泡助剤を添加することは好適な態様で
ある。
【0032】化学発泡剤の種類は、使用する熱可塑性樹
脂の溶融温度や目的とする発泡倍率等を考慮して選択さ
れる。またその添加量は、目的とする成形品の強度、密
度等を考慮して調整されるが、一般的に樹脂100重量
部に対して0.5〜5重量部である。
【0033】また、前記化学発泡剤の他、液状またはガ
ス状の二酸化炭素および/または窒素等を直接溶融樹脂
中に圧入してもよい。
【0034】本発明のパネル用熱可塑性樹脂発泡成形品
の表皮材としては、公知の表皮材は限定なく使用可能で
ある。具体的な表皮材としては、織布、不織布、編布、
熱可塑性樹脂ないし熱可塑性エラストマーにて形成され
たフィルム、シート等が例示される。さらに、これらの
表皮材に、ポリウレタン、ゴム、熱可塑性エラストマー
等の非発泡シートや発泡体シートを積層した複合表皮材
を使用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】縦壁部を形成したパネル状熱可塑性樹脂発泡成
形品の例を模式的に示した図
【図2】パネル状熱可塑性樹脂発泡成形品の製造工程に
おける表皮材供給工程を示した図
【図3】パネル状熱可塑性樹脂発泡成形品の製造工程に
おける樹脂注入工程を示した図
【図4】パネル状熱可塑性樹脂発泡成形品の製造工程に
おけるスキン層形成工程を示した図
【図5】パネル状熱可塑性樹脂発泡成形品の製造工程に
おける発泡成形工程を示した図
【符号の説明】
1 基材 5 平面部 7 縦壁部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) // B29K 23:00 B29K 23:00 105:04 105:04 B29L 9:00 B29L 9:00 Fターム(参考) 3D023 BA01 BB01 BE02 BE31 4F202 CA09 CB01 CB12 CB22 CK11 CL02 CN05 CQ03 4F204 AA11 AB02 AG20 AR17 AR18 FA01 FB01 FB12 FB22 FG04 FG05 FH09 FH18 FN01 FN15

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基材中に縦壁部と平面部とを有するパネ
    ル状熱可塑性樹脂発泡成形品であって、 前記縦壁部の高さが平面部の厚みの10倍以上、発泡倍
    率が1.2倍以下であり、前記平面部の発泡倍率が1.
    3倍以上であることを特徴とするパネル状熱可塑性樹脂
    発泡成形品。
  2. 【請求項2】 さらに前記縦壁部が形成された面に表皮
    材層が設けられていることを特徴とする請求項1に記載
    のパネル状熱可塑性樹脂発泡成形品。
  3. 【請求項3】 前記熱可塑性樹脂がポリプロピレン系樹
    脂である請求項1又は2に記載のパネル状熱可塑性樹脂
    発泡成形品。
  4. 【請求項4】 前記ポリプロピレン系樹脂が、メルトフ
    ローレート(MFR)が15以上である請求項1〜3の
    いずれかに記載のパネル状熱可塑性樹脂発泡成形品。
  5. 【請求項5】 発泡倍率が1.3倍以上の平面部と、発
    泡倍率が1.2倍以下であり、かつその高さが平面部の
    厚みの10倍以上である縦壁部を有するパネル状熱可塑
    性樹脂発泡成形品の製造方法であって、 少なくとも雄金型と雌金型とからなり、前記平面部を形
    成する金型部位はキャビティークリアランスが調整可能
    である成形金型を使用し、下記(1)〜(5)の工程を
    有するパネル状熱可塑性樹脂発泡成形品の製造方法。 (1)前記キャビティークリアランスの拡大状態にて発
    泡剤を含む溶融発泡熱可塑性樹脂組成物を金型キャビテ
    ィーに注入する樹脂注入工程 (2)前記キャビティークリアランスを縮小して前記発
    泡熱可塑性樹脂組成物を成形キャビティー内に充填して
    賦形する充填工程 (3)成形キャビティー内に充填された前記発泡熱可塑
    性樹脂組成物の表面を冷却してスキン層を形成するスキ
    ン層形成工程 (4)前記キャビティークリアランスを拡大して前記発
    泡熱可塑性樹脂組成物を発泡させて発泡層を形成すると
    共に所定製品厚みの成形体とする発泡成形工程(5)前
    記成形体を冷却する冷却工程
  6. 【請求項6】 さらに前記樹脂注入工程の前に表皮材を
    供給する表皮材供給工程を有する請求項5に記載のパネ
    ル状熱可塑性樹脂発泡成形品の製造方法。
  7. 【請求項7】 前記熱可塑性樹脂として、メルトフロー
    レート(MFR)が15以上のポリプロピレン系樹脂を
    使用する請求項5又は6に記載のパネル状熱可塑性樹脂
    発泡成形品の製造方法。
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