JP2002172651A - 発泡樹脂成形体並びにその成形方法 - Google Patents

発泡樹脂成形体並びにその成形方法

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JP2002172651A
JP2002172651A JP2000374946A JP2000374946A JP2002172651A JP 2002172651 A JP2002172651 A JP 2002172651A JP 2000374946 A JP2000374946 A JP 2000374946A JP 2000374946 A JP2000374946 A JP 2000374946A JP 2002172651 A JP2002172651 A JP 2002172651A
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省三 薮下
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 2色射出成形工法を利用した発泡樹脂成形体
並びにその成形方法において、発泡樹脂成形体の軽量化
を図り、かつクッション性を高め、成形サイクルを短縮
化する。 【解決手段】 コア層23の外表面にスキン層24を被
包してなる発泡樹脂成形体22であって、コア層23
は、サーモプラスチックエラストマー(TPE)にCO
、N等、超臨界流体(SCF)を混入することによ
り、コア層23の発泡構造を微細構造とし、かつ流動性
を高めることにより、クッション性能を向上させる。ま
た、コア層23の微細発泡構造により、スキン層24の
冷却固化時間を短縮化するとともに、スキン層24の表
面硬度を高くして、耐磨耗性を高める。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、車両用ドアトリ
ムのアームレスト等に好適な発泡樹脂成形体並びにその
成形方法に係り、特に、超臨界流体を使用することによ
り、微細な発泡セル構造が得られ、軽量でかつ弾性に優
れた発泡樹脂成形体並びにその成形方法に関する。
【0002】
【従来の技術】図7に示すように、ドアインナーパネル
の室内面に取り付けられる自動車用ドアトリム1は、所
望の曲面形状に成形されたドアトリム本体2の略中央部
に乗員が肘を掛けてくつろげるようにアームレスト3が
装着されている。
【0003】更に詳しくは、ドアトリム本体2は、車体
パネルへの取付剛性並びに適度の保形性を備えた樹脂芯
材2aの表面にクッション性や装飾性に優れた表皮材2
bを一体貼着して構成され、アームレスト3を支持でき
るように略中央部は室内側に膨出状にアームレスト支持
部2cが形成されている。
【0004】そして、このアームレスト支持部2c上に
装着されるアームレスト3は、合成樹脂の射出成形体か
らなるアームレスト芯材3aの表面側をクッション性能
並びに手触り感に優れたアームレストパッド4により被
覆して構成されており、アームレストパッド4は、クッ
ション性をもつ発泡層4aの外表面をスキン層4bによ
り被包して構成されている。
【0005】発泡層4aとしては、サーモプラスチック
エラストマー(以下、TPEという)に発泡剤を混入し
た化学発泡TPEが使用され、スキン層4bとしては、
TPEを素材としている。
【0006】上記アームレストパッド4の成形方法とし
ては、図8に示すように、キャビティ型5とコア型6を
型締めしたとき形成されるキャビティC内にスキン層4
bの素材を供給する一方側の射出機7から製品キャビテ
ィC内に溶融状態のTPEを射出した後、発泡層4a形
成用の溶融樹脂(発泡剤が混入されているTPE)を他
方側の射出機8から射出することにより、化学発泡TP
Eの外表面をTPEにより被包したアームレストパッド
4を成形しているのが実情である。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来、2
色射出成形工法を使用して発泡層4aの外表面にスキン
層4bを被包してなる発泡樹脂成形体4においては、発
泡層4aを構成する化学発泡TPEの発泡倍率が低いた
め、軽量化の支障になるとともに、クッション性能にお
いても満足のいくものではなく、また、流動性が低く、
ショートショット等、充填不良が生じ易いという欠点が
指摘されている。
【0008】更に、発泡層4aのクッション性を補うた
めに、スキン4bはショアA硬度を70程度に設定する
必要があり、そうした場合、スキン層4bの耐磨耗性に
問題があり、傷付き易く、耐久性に劣るという問題点も
指摘されている。
【0009】この発明は、このような事情に鑑みてなさ
れたもので、2色射出成形工法を利用した発泡樹脂成形
体並びにその成形方法において、軽量化が図れ、かつク
ッション性能にも優れ、成形サイクルも短縮化できる発
泡樹脂成形体並びにその成形方法を提供することを目的
としている。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この出願の請求項1記載の発明は、成形型の製品キ
ャビティ内に樹脂液を射出充填して形成される発泡樹脂
成形体であって、樹脂内部に超臨界状態のCO、ある
いはNを混入して微細発泡セル構造をもつコア層と、
コア層の外表面を被包するソリッド状のスキン層とから
構成されることを特徴とする。
【0011】次いで、この出願の請求項2に記載の発明
は、キャビティ型並びにコア型の型締め後、キャビティ
型に連結されている2色射出機のスキン層用シリンダの
スキン層用樹脂流路を通じて製品キャビティ内に溶融樹
脂を射出した後、コア層用シリンダのコア層用樹脂流路
内に超臨界状態のCO、あるいはNを混入した溶融
樹脂を製品キャビティ内の溶融樹脂中に射出充填して、
微細発泡セル構造をもつコア層を成形すると同時に、コ
ア層形成時の発泡圧により溶融樹脂を製品キャビティ型
面に追従させ、コア層の外表面にソリッド状のスキン層
を一体成形することを特徴とする。
【0012】ここで、コア層は、サーモプラスチックオ
レフィン(以下、TPOという)等のTPEに超臨界状
態のCOやNを混入することにより得られる10ミ
クロン以下の微細な発泡セルを有する発泡構造体であ
り、スキン層はTPO等のTPE単体である。
【0013】また、超臨界状態とは、気体などをある圧
力、ある温度以上にすると、密度は液体のままで、分子
が激しく運動している状態(流動性は気体)をいう。
【0014】以上の構成から明らかなように、本発明に
よれば、コア層は、COやNを超臨界状態で樹脂に
混ぜることで微細な発泡セル構造が得られるため、コア
層の発泡倍率を上げ、クッション性能を高めることがで
きる。また、均一な発泡性能が得られるため、軽量化に
も貢献できる。
【0015】更に、コア層は、微細セル構造であるた
め、断熱性に優れ、スキン層の冷却固化を速めることが
できる。一方、スキン層は、コア層のクッション性能が
高いため、硬度の高い耐磨耗性に富むスキン層を形成す
ることができる。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る発泡樹脂成形
体並びにその成形方法の実施形態について、添付図面を
参照しながら詳細に説明する。
【0017】図1は本発明に係る発泡樹脂成形体の一実
施形態であるアームレストを装着した自動車用ドアトリ
ムを示す正面図、図2は同アームレストの構成を示す断
面図、図3は同アームレストにおけるアームレストパッ
ドの成形装置の概略構成を示す説明図、図4は同アーム
レストパッドのコア層形成に使用する超臨界流体におけ
る圧力、温度相関図、図5乃至図6は同アームレストの
成形工程を示すもので、図5はスキン層の射出状態、図
6はコア層の射出状態をそれぞれ示す説明図である。
【0018】図1において、ドアトリム並びにアームレ
ストの大略構成について説明すると、自動車用ドアトリ
ム10は、ポリプロピレン(PP)樹脂等、合成樹脂の
射出成形体、あるいはモールドプレス成形体からなるド
アトリム本体11の表面略中央部に車室内側に膨出する
アームレスト支持部12が形成され、このアームレスト
支持部12の上面に乗員が肘を掛けて休めるようにアー
ムレスト20が装着されている。
【0019】このアームレスト20の構成は、図2に示
すように、PP樹脂の射出成形体からなるアームレスト
芯材21の表面にアームレストパッド22を積層して構
成されており、このアームレストパッド22は、優れた
クッション性能並びに耐磨耗性を備え、肘を掛けた際に
ソフト感を与え、かつ製品表面に引っ掻き傷等が生じに
くい構成となっている。すなわち、クッション性に優れ
たコア層23の外表面を表面硬度の高いスキン層24に
より被包して構成されている。
【0020】そして、このコア層23の素材として、T
PO中に超臨界状態のCOやN、いわゆる超臨界流
体(Super Critical Fluids、以
下、SCFという)を混ぜることで微細な発泡状態のT
PO、例えば10ミクロン以下の微細な発泡セル構造を
有するTPOを使用する。
【0021】従って、従来の化学発泡TPEに比べ発泡
層の発泡倍率を高めることにより、クッション性能を高
め、かつ流動性も向上し、製品端末まで良好な発泡状態
が維持でき、均一で良好なクッション性能を確保でき
る。
【0022】また、コア層23の外表面を覆うスキン層
24は、TPO等、TPE単一素材で形成され、コア層
23が良好な発泡性能を有するため、硬度の高い耐磨耗
性に優れた材質のものを使用できる。
【0023】次いで、上記アームレストパッド22の成
形方法について説明する前に、この成形方法に使用する
2色射出成形装置30の概略構成について説明する。2
色射出成形装置30は、キャビティ型(固定側金型)4
0とコア型(可動側金型)50とキャビティ型40に接
続される2色射出機60と、SCF供給機構70とから
大略構成されている。
【0024】更に詳しくは、キャビティ型40には、樹
脂通路となるスプル41が形成され、スプル41のスプ
ルブッシュ42に2色射出機60が接続され、このキャ
ビティ型40に対する可動側のコア型50は、プレスラ
ム51に連結され、プレスラム51の駆動により、所定
ストローク往復動作を行ない、キャビティ型40とコア
型50は型締め、型開き可能な構成になっている。
【0025】そして、キャビティ型40のスプルブッシ
ュ42に接続される2色射出機60は、スキン層用シリ
ンダ61とコア層用シリンダ62と共有ノズル63とか
ら構成されており、各シリンダ61,62には、それぞ
れスクリュー611,621が内蔵されており、これら
スクリュー611,621の回転駆動により、図示しな
いホッパーから供給されるペレット状の樹脂は溶融状態
となり、それぞれ樹脂通路612,622を通じて共有
ノズル63のノズル孔631からスプルブッシュ42、
スプル41を通じて製品キャビティ内に樹脂が射出充填
される。
【0026】そして、本発明方法では、一次射出でスキ
ン層24形成用の樹脂を射出し、二次射出工程でコア層
23を形成する樹脂を共有ノズル63のノズル孔631
を通じて射出できるように各樹脂通路612,622に
は、それぞれ開閉バルブ613,623が設けられてい
る。
【0027】更に、コア層用シリンダ62には、SCF
を供給できるように、COを供給するCOガスボン
ベ71とコンプレッサ72、開閉バルブ73が備わって
いる。
【0028】このSCFの発生機構は、COのガスボ
ンベ71から供給されるCOをコンプレッサ72によ
り臨界圧力まで圧縮することにより、図4に示すよう
に、密度は液体のままで分子が激しく運動している状態
(流動性は気体)になる。そして、このSCF機構70
からコア層用シリンダ62の樹脂通路622内にSCF
が供給される。
【0029】次いで、図5,図6に基づいて、この成形
装置30を使用して図2に示すアームレスト20におけ
るアームレストパッド22の成形工程について説明す
る。
【0030】まず、図5に示すように、コア型50が可
動して、キャビティ型40とコア型50の型締めが行な
われ、製品キャビティCが形成されるとともに、2色射
出機60におけるスキン層用シリンダ61の開閉バルブ
613が開放状態となり、スキン層樹脂通路612を通
じてTPO樹脂M1が共有ノズル63のノズル孔631
からスプル41を通じて製品キャビティC内の一部に射
出される。このとき、コア層形成の樹脂通路622の開
閉バルブ623は、閉鎖した状態である。
【0031】その後、図6に示すように、スキン層樹脂
通路612の開閉バルブ613が閉鎖された後、コア層
樹脂通路622の開閉バルブ623が開放されるととも
に、SCF供給機構70の開閉バルブ73も開放され
る。従って、コア層樹脂通路622内に超臨界状態のC
が供給され、超臨界状態のCOを混入したTPO
樹脂M2がコア層樹脂通路622から共有ノズル63の
ノズル孔631を通じて製品キャビティC内に射出され
る。
【0032】このとき、SCFを混入したTPO樹脂M
2は、発泡反応が誘起され、そのときの発泡圧によりT
PO樹脂M1は製品キャビティCの型面に沿って追従す
るため、コア層23が発泡成形されると同時にその外表
面にソリッド状のスキン層24が一体成形される。
【0033】そして、コア層23は、SCFを使用する
ため、10ミクロン以下の微細セルを有する微細でかつ
均一な発泡セルを有するとともに、優れた断熱作用のた
めにスキン層24の冷却固化時間が速まり、成形サイク
ルを従来の化学発泡を使用するものに比べ大幅に短縮化
させることができる。従って、クッション性や耐磨耗性
に優れた発泡樹脂成形体を能率よく量産することができ
る。
【0034】尚、上述した実施形態は、アームレストパ
ッド22の成形に使用したが、発泡セル構造を有するコ
ア層の外表面をソリッド状のスキン層で被覆する構成の
ものであれば、他の内装部品に適用しても良い。
【0035】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明に係る発泡樹
脂成形体並びにその成形方法は、2色射出成形工法を使
用してコア層の外表面にスキン層を形成する際、コア層
の構造として、樹脂中に超臨界状態のCO、Nガス
を混入するというものであるから、コア層は微細な発泡
セル構造を有し、かつ流動性に優れることから、充填不
良がなく、クッション性能に優れたコア層が得られ、か
つコア層が高いクッション性能を備えているため、スキ
ン層の表面硬度を高く設定でき、耐磨耗性に優れた発泡
樹脂成形体が得られるという効果を有する。
【0036】更に、SCFを混入した樹脂により、コア
層を形成すれば、微細な発泡セル構造が得られることか
ら、このコア層は断熱性に優れ、スキン層の冷却固化時
間を短縮化できるため、成形サイクルを短縮化でき、生
産性に優れるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る発泡樹脂成形体の一実施形態であ
るアームレストを装着した自動車用ドアトリムを示す正
面図である。
【図2】図1に示すアームレストの構成を示す断面図で
ある。
【図3】図2に示すアームレストにおけるアームレスト
パッドを成形する成形装置の概略構成図である。
【図4】本発明方法に使用するSCFにおける温度と圧
力の相関関係を示す相関図である。
【図5】図2に示すアームレストパッドの成形方法にお
けるスキン層の射出時の状態を示す説明図である。
【図6】図2に示すアームレストパッドの成形方法にお
けるコア層の射出時の状態を示す説明図である。
【図7】従来の自動車用ドアトリムの構成を示す断面図
である。
【図8】従来のアームレストパッドの成形方法を示す説
明図である。
【符号の説明】
10 自動車用ドアトリム 20 アームレスト 21 アームレスト芯材 22 アームレストパッド 23 コア層 24 スキン層 30 2色射出成形装置 40 キャビティ型 50 コア型 60 2色射出機 61 スキン層用シリンダ 611,621 スクリュー 612,622 樹脂通路 613,623 開閉バルブ 62 コア層用シリンダ 63 共有ノズル 631 ノズル孔 70 SCF供給機構 71 COガスボンベ 72 コンプレッサー 73 開閉バルブ
───────────────────────────────────────────────────── 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 105:04 B29L 31:58 B29L 31:58 B60J 5/00 501C

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 成形型の製品キャビティ(C)内に樹脂
    液を射出充填して形成される発泡樹脂成形体(22)で
    あって、樹脂内部に超臨界状態のCO、あるいはN
    を混入して微細発泡セル構造をもつコア層(23)と、
    コア層(23)の外表面を被包するソリッド状のスキン
    層(24)とから構成されることを特徴とする発泡樹脂
    成形体。
  2. 【請求項2】 キャビティ型(40)並びにコア型(5
    0)の型締め後、キャビティ型(40)に連結されてい
    る2色射出機のスキン層用シリンダ(61)のスキン層
    用樹脂流路(612)を通じて製品キャビティ(C)内
    に溶融樹脂(M1)を射出した後、コア層用シリンダ
    (62)のコア層用樹脂流路(622)内に超臨界状態
    のCO、あるいはNを混入した溶融樹脂(M2)を
    製品キャビティ(C)内の溶融樹脂(M1)中に射出充
    填して、微細発泡セル構造をもつコア層(23)を成形
    すると同時に、コア層(23)形成時の発泡圧により溶
    融樹脂(M1)を製品キャビティ(C)型面に追従さ
    せ、コア層(23)の外表面にソリッド状のスキン層
    (24)を一体成形することを特徴とする発泡樹脂成形
    体の成形方法。
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