JP2004276445A

JP2004276445A - 自動車内装部品の成形方法

Info

Publication number: JP2004276445A
Application number: JP2003071776A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Yamaguchi; 孝弘山口
Original assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
Current assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
Priority date: 2003-03-17
Filing date: 2003-03-17
Publication date: 2004-10-07

Abstract

【課題】硬化温度まで加熱された開閉自在な金型のキャビティ面に熱硬化性樹脂を注入する際の流動性を改善することができる自動車内装部品の成形方法を提供する。
【解決手段】熱硬化性樹脂２１の注入時にはキャビティ１６を成形後の表皮より容積を大きくなるように型を開いておき（ε２）、熱硬化性樹脂１２を注入しながら型締めを行って表皮（ε１）を形成する。また、熱硬化性樹脂の注入と型締めによる熱硬化性樹脂の押し広げとが時間ｔ２で同時に終了するようにする。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、硬化温度まで加熱された開閉自在な金型のキャビティ面に熱硬化性樹脂を注入して自動車内装部品の表皮を形成する自動車内装部品の成形方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、下記特許文献１に記載のような、インストルメントパッド形状の型面を形成した雌雄金型のインストルメントパッド外形側型面上に着脱自在に装着されるシリコンライナーの内面にウレタンエラストマ硬化性樹脂液を塗布し、硬化せしめて高分子ウレタンエラストマ表皮を形成するとともに、インストルメントパッド裏面側型面上に複合樹脂材料からなる成形芯板を装着し、ついで発泡性ウレタン樹脂液を型内に注型し、しかる後雌雄両型を型締めして上記樹脂液を発泡硬化せしめて一体化し、脱型した成形体からシリコンライナーを取り外すようにした自動車用インストルメントパッドの製造方法が知られている。
【０００３】
また、下記特許文献２に記載のような、予熱された金型のキャビティ面に２液型ウレタン系塗料を塗布し、型閉状態の該キャビィティ内にアミン系雰囲気を導入して前記塗料を迅速に硬化させ、ついで型閉状態の金型キャビティ内に半硬質ウレタン原液を注入し、前記ウレタン系塗膜を表皮とし、前記半硬質ウレタンを芯体とする表皮付一体成形物を成形する半硬質ウレタン自動車部品の製造方が知られている。
【０００４】
【特許文献１】
特公平０３−０３８１３８号公報（請求項１）
【特許文献２】
特開平０５−０４５４０８号公報（請求項１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１のものでは、発泡性ウレタン樹脂液を型内に注型し、しかる後に雌雄両型を型締めして上記樹脂液を発泡硬化せしめて一体化するとため、別途型を閉じる型締め工程が必要になる。
特許文献２のものでは、型閉状態の金型キャビティ内に半硬質ウレタン原液を注入するため、狭いキャビティに半硬質ウレタンを流すときの流動抵抗が大きく、均一に流すことが難しくなる。
【０００６】
本発明は、前記課題に鑑みなされたものであり、硬化温度まで加熱された開閉自在な金型のキャビティ面に熱硬化性樹脂を注入する際の流動性を改善することができる自動車内装部品の成形方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する請求項１に係る発明は、硬化温度まで加熱された開閉自在な金型のキャビティに熱硬化性樹脂を注入して自動車内装部品の表皮を形成する自動車内装部品の成形方法において、前記熱硬化性樹脂の注入時には前記キャビティを成形後の表皮より容積を大きくなるように型を開いておき、前記熱硬化性樹脂を注入しながら型締めを行って表皮を形成することを特徴とする。
【０００８】
上記構成によると、熱硬化性樹脂の注入時には前記キャビティを成形後の表皮より容積を大きくなるように型を開いておくため、注入初期の流動抵抗が低くなる。その後、熱硬化性樹脂を注入しながら、型締めを行うため、注入した熱硬化性樹脂が押し広げられるようにキャビティ内に充填される。
【０００９】
請求項２に係る発明は、請求項１において、前記熱硬化性樹脂の注入終了時には、型締めが終了している。
上記構成によると、熱硬化性樹脂の注入と型締めによる熱硬化性樹脂の押し広げが同時に終了する
【００１０】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２において、前記熱硬化性樹脂の注入と、前記型の型締めとが連動している。
上記構成によると、注入と型締めを連動させると、型締め時の内部圧力を適正に制御できる。
【００１１】
請求項４に係る発明は、硬化温度まで加熱された開閉自在な金型内に芯材を設置し、残りのキャビティに熱硬化性ウレタンを注入して自動車内装部品の表皮を成形し、前記芯材と一体化して自動車内装部品とする自動車内装部品の成形方法において、前記ウレタン液の注入時には前記キャビティを成形後の表皮より容積が大きくなるように型を開いておき、前記ウレタン液の注入開始と同時に型締めを開始し、前記ウレタン液注入終了時には型締めを完了させて表皮を形成することを特徴とする自動車内装部品の成形方法。
【００１２】
上記構成によると、注入と型締めをその全過程で連動させるため、金型内に設置された芯材に対する圧力が大きくならず、芯材表面の全域に表皮を平滑に一体成形することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の第１実施形態を説明する。図１は、第１実施形態に用いられる反応射出成形装置の模式図である。図２は、本発明方法の第１実施形態を示すグラフ図である。
【００１４】
図１により、反応射出成形装置Ａの構成を説明する。反応射出成形装置Ａは、金型装置１０と、注入装置２０と、制御装置３０とを備えて成る。
【００１５】
金型装置１０は、下金型１１と、上金型１２と、型開閉装置１３と、型締め装置１４と、型加熱装置１５とを備えて成る。下金型１１は固定設置であり、上金型１２は下金型１１に対して開閉自在に設けられている。この下金型１１と上金型１２との間には、閉じ状態で自動車内装部品の表皮を成形するためのキャビティ１６が形成される。型開閉装置１３は、上金型１２を下金型１１に対して昇降又はスイングにより大きく開いたり閉じたりするものである。
【００１６】
型締め装置１４は、下金型１１と上金型１２との間に設けられ、両金型１１，１２の平行状態を保って加圧するとともにキャビティ１６の間隔を制御する機能を有する。この型締め装置１４の型締め動作は、油圧等の駆動源１４ａを介して、制御装置３０により制御される。なお、型締め装置１４は、閉じた状態の上金型１２に対する着脱自在な係合装置が設けられている。この係合装置により、型開閉装置１３との連動動作が可能になっている。
【００１７】
この型締め装置１４により、例えば、成形後の表皮の容積に対応する間隔がε１であるとすると、前記容積より大きくする間隔ε２とされ、この（ε２−ε１）の間で型厚みを変えることができる。
【００１８】
型加熱装置１５は、下金型１１と上金型１２のそれぞれに設けられ、キャビティ１６内に充填される熱硬化性樹脂を硬化反応させるのに必要な温度まで加熱するとともに、必要な温度を保つためのものである。
【００１９】
注入装置２０は、液状熱硬化性樹脂２１を加圧して、キャビティ１６内に加圧注入するためのものである。この注入装置２０は、例えば油圧駆動されるピストン２０ａを備えており、その注入量は、ピストン２０ａを駆動する油圧アクチュエータ２０ｂに対する制御装置３０により制御される。
【００２０】
制御装置３０は、型締め装置１４によるキャビティ１６の間隔と、注入装置２０による液状熱硬化性樹脂の注入量とを連動させて制御する。
その連動のパターンは、図２のように、注入開始後（ｔ１）に型締めを開始し、型締めと注入とを併存させ、注入と型締めとをほぼ同時に完了させるパターン１の形態がある。
【００２１】
つぎに、上述した反応射出成形装置Ａを用いた成形方法を説明する。まず、成形のための準備工程を説明する。
【００２２】
自動車内装部品の表皮に用いられる熱硬化性樹脂は、熱硬化性ウレタン樹脂が好適に用いられる。熱硬化性ウレタン樹脂には、表皮に適した無発泡のエーテル系ポリオールとイソシアネートとからなるものがある。イソシアネートには、無黄変タイプのＨＤＩ（ヘキサメチレンジイソシアネート）の他に、ＮＢＤＩ（ノルボルナンジイソシアネート）、ＩＰＤＩ（イソホロンジイソシアネート）、水添ＸＤＩ＝水素化ＭＤＩ（ＭＤＩ＝４，４′−ジフェニルメタンジイソシアネート）が適用される。
【００２３】
自動車内装部品の表皮の厚み（ε１）は通常、０．６〜１．２ｍｍである。これに対して、注入時の隙間（ε２）は、２〜６ｍｍに設定される。すなわち、表皮の厚み（ε１）に対する注入時の隙間（ε２）は、３〜５倍の範囲に設定される。
【００２４】
注入時の隙間（ε２）が大きいほど、初期の流動抵抗は小さいが、熱硬化性ウレタンの反応熱で硬化反応が促進されるため、逆に流動を阻害する。そのため、注入時の隙間（ε２）は最大で６ｍｍが望ましい。なお、上述した隙間及び厚みは型締め方向に直交するキャビティ１６（部品の縦面での厚み）における寸法である。また、実際の自動車内装部品は平面的でないため、隙間（ε２）を広げても、縦面の厚み変化が少ない部分が生じる。そのため、隙間（ε２）を大きくして注入すると、部品の水平面と縦面での厚みの差が大きくなり、縦面に熱硬化性ウレタンが流れにくくなる為、表皮の厚み（ε１）に対する注入時の隙間（ε２）は、最大でも５倍にすることが望ましい。
【００２５】
金型１１，１２は、熱硬化性ウレタン樹脂を硬化させる温度、５０〜７０℃に予熱される。また、熱硬化性ウレタン樹脂の注入速度（ｇ／ｓｅｃ）は、通常は一定である。注入時間は、早すぎず遅すぎないように、５〜２０ｓｅｃの範囲が好ましい。
【００２６】
また、金型１２のキャビティ１６に至る通路１７は、キャビティの水平面の中央付近に一カ所だけ設けられる。また、通路１７は、幅が狭く広がったフィルム状の注入口とすることが望ましい。
【００２７】
つぎに、第１実施形態の成形工程を図１，図２により説明する。
図１において、ε２／ε１を４倍に設定し、注入装置２０から液状熱硬化性ウレタン２１をキャビティ１６に注入する。図２に示すように、注入速度は一定であり、時間ｔ２で注入が完了するようにする。
【００２８】
一方、型締め装置１４による型締めを、図２に示すように、注入途中の時間ｔ１から開始し、注入終了時ｔ２には、型締めも終了させる。所定のキャビティ厚みε１とする。
【００２９】
そして、注入した熱硬化性ウレタン樹脂が硬化するまで、型締め状態を維持し、その後、上下金型１１，１２を開いて、成型後の表皮を取り出す。
【００３０】
上述した第１実施形態に係る自動車内装部品の成形方法は以下のような効果を奏する。
（１）ウレタン樹脂の注入時には、型の隙間（ε２）が大きい為、ウレタン樹脂の流動抵抗が小さく、迅速に広がる。ただし、ウレタン樹脂は熱硬化性であるため、厚肉部ほど、反応熱により硬化反応が促進され、流動が阻害されるため、注入から所定時間経過後の時間ｔ１に型閉じを開始し、ウレタン樹脂を注入しながら型締めを行う工程を含ませる。すると、注入されたウレタン樹脂は押し広げられ、製品全域に充填される。
【００３１】
（２）ウレタン樹脂は熱硬化性であるため、多点注入が困難であり、成型される部品のほぼ中央の一点からの注入になるが、一点注入であっても、比較的薄く、広い面積を有する表皮を成形することが可能になる。
【００３２】
（３）ウレタン樹脂の注入終了時と型締めの終了時とが一致しているため、注入しながら型締めをすることによるエアカミ（原料内にエアーが入り込むこと）の防止が確実に行われる。また、注入と型締めが同時に終了するため、注入の終了と同時に狙いの部品厚みになる。そのため、熱硬化性ウレタンが厚みの中心部分から硬化し始めても、厚いまま硬化することがない。
【００３３】
（４）ウレタン樹脂の注入と型締めが連動する時期（図４の時間ｔ１）は、任意に設定可能である。そのため、ウレタン樹脂の製品全域への充填、エアカミの防止、ウレタン樹脂の厚いままの硬化の防止を実現する適切な連動タイミングと設定することができる。
【００３４】
第２実施形態例を図３及び図４により説明する。図３は、第２実施形態に用いられる反応射出成形装置の模式図である。図４は、本発明方法の第２実施形態を示すグラフ図である。
【００３５】
図３において、反応射出成形装置Ｂは、金型装置１１０が、予め成形した芯材１００が設定可能な上金型１１１と下金型１１２となる点と、制御装置１３０による注入と型締めの連動のパターンが、図４のように、注入開始と同時に型締めをほぼ同時に開始し、全区間で型締めと注入とを併存させ、注入と型締めとをほぼ同時に完了させるパターン２の形態となる点とを除いて、図１の反応射出成形装置Ａと同じである。
【００３６】
また、成形方法の準備工程も、芯材１００が、予め成形したＰＰ樹脂などからなり、その表面に火炎処理等のウレタン樹脂との接着処理が施されたものであるということが付加されるだけで第１実施形態例と同様である。
【００３７】
つぎに、第２実施形態の成形工程を図３，図４により説明する。
図３において、上金型１１１に芯材１１０をセットし、ε２／ε１を４倍に設定し、注入装置２０から液状熱硬化性ウレタン２１をキャビティ１１６に注入する。図３に示すように、注入速度及び型締め速度は一定であり、注入と型締めを同時に開始させ、時間ｔ２で注入と型締めとが同時に終了するようにする。
【００３８】
そして、注入した熱硬化性ウレタン樹脂が硬化するまで、型締め状態を維持し、その後、上下金型１１１，１１２を開いて、成型後の表皮を取り出す。
【００３９】
上述した第２実施形態に係る自動車内装部品の成形方法は、前述した第１実施形態の（１）〜（３）に加えて以下のような効果を奏する。
（４）注入と同時に型締めを開始し、注入と型締めとが同時に終了するようにしているため、ウレタン樹脂のキャビティ内への充填が注入開始から注入終了までの全領域で徐々に行われる。そのため、上金型１１１にセットされた芯材１１０に対する樹脂注入時の負荷が軽減され、芯材１１０の局部的変形や、芯材１１０の表面の凹凸変形が防止される。その結果、芯材１１０の表面に表皮を平滑な状態で一体成形することができる。
【００４０】
上記の自動車内装部品の成形方法の実施形態は以下のように変更して実施することができる。
（１）第１実施形態及び第２実施形態において、ウレタン樹脂の注入速度（ｇ／ｍｉｎ）を一定にするのではなく、上に凸な二次曲線又は二つ以上の直線による山形のように、開始時の注入速度を大きくし、終了時の注入速度を小さくすることができる。また、逆に、開始時の注入速度を小さくし、終了時の注入速度を大きくすることができる。
【００４１】
（２）第１実施形態及び第２実施形態において、型締めの速度（ｍｍ／ｍｉｎ）を一定にするのではなく、上に凸な二次曲線又は二つ以上の直線による山形のように、開始時の型締め速度を大きくし、終了時の型締め速度を小さくすることができる。また、逆に、開始時の型締め速度を小さくし、終了時の型締め速度を大きくすることができる。
【００４２】
（３）第１実施形態及び第２実施形態において、反応射出成形装置として、型開閉装置と型締め装置とが別々に設けられている場合を説明したが、型開閉装置と型締め装置とが同じ機能を有するものであってもよい。
【００４３】
【発明の効果】
上述した請求項１〜３に発明によると、注入した熱硬化性樹脂を押し広げるようにして製品全域に充填させることができるという効果を奏する。
【００４４】
請求項４の発明によると、芯材に対する圧力を緩和しつつ、注入した熱硬化性樹脂を芯材表面の全域で平滑に一体成形することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態例に用いられる反応射出成形装置の模式図である。
【図２】本発明方法の第１実施形態を示すグラフ図である。
【図３】第２実施形態例に用いられる反応射出成形装置の模式図である。
【図４】本発明方法の第２実施形態を示すグラフ図である。
【符号の説明】
１０金型装置
１１，１１１上金型
１２，１１２下金型
１４型締め装置
１６，１１６キャビティ
２０注入装置
３０，１３０制御装置
１１０芯材

Claims

硬化温度まで加熱された開閉自在な金型のキャビティに熱硬化性樹脂を注入して自動車内装品の表皮を形成する自動車内装部品の成形方法において、
前記熱硬化性樹脂の注入時には前記キャビティを成形後の表皮より容積を大きくなるように型を開いておき、前記熱硬化性樹脂を注入しながら型締めを行って表皮を形成することを特徴とする自動車内装部品の成形方法。
前記熱硬化性樹脂の注入終了時には、型締めが終了している請求項１記載の自動車内装部品の成形方法。
前記熱硬化性樹脂の注入と、前記型の型締めとが連動している請求項１又は２の自動車内装品の成形方法。
硬化温度まで加熱された開閉自在な金型内に芯材を設置し、残りのキャビティに熱硬化性ウレタンを注入して自動車内装部品の表皮を成形し、前記芯材と一体化して自動車内装部品とする自動車内装部品の成形方法において、
前記ウレタン液の注入時には前記キャビティを成形後の表皮より容積が大きくなるように型を開いておき、前記ウレタン液の注入開始と同時に型締めを開始し、前記ウレタン液注入終了時には型締めを完了させて表皮を形成することを特徴とする自動車内装部品の成形方法。