JP2005297366A - 発泡成形品およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ヒケの発生がより確実に低減した発泡成形品およびその製造方法を提供する。
【解決手段】発泡成形品の基材に設けられている注入口の周縁部の一部に、発泡層方向に延びる受圧脚部と、受圧脚部の延長端に形成されるとともに発泡層の表面と離間して配置されている受圧端部と、を持つ受圧部を設ける。受圧部を発泡層の内部に設けることで、少なくとも受圧部と交差する方向の発泡樹脂材料の内圧低下が抑制されて、ヒケの発生が抑制される。
【選択図】図１

Description

本発明は基材と発泡材とを持つ発泡成形品およびその製造方法に関し、詳しくは発泡成形品の表皮部にヒケがない発泡成形品と、発泡成形品の表皮部にヒケがない発泡成形品を製造するための方法に関する。

基材と基材の上面に形成されている発泡層とを持つ発泡成形品を製造する方法としては、発泡成形型の型面に基材を載置した後に、基材に設けられている注入口から成形型内に発泡樹脂材料を注入し、発泡樹脂材料を発泡固化させる方法が一般的である。

このような方法で発泡成形品を製造する場合、基材の注入口の部分は発泡樹脂材料が発泡固化する際にも開放されているために、発泡成形の条件等によっては、特に注入口付近における発泡樹脂材料の内圧が低くなる場合がある。この場合には、得られた発泡成形品のうち基材と背向する表面に、所謂ヒケと呼ばれる僅かに凹んだ部分が生じる場合がある。

ヒケを持つ発泡成形品は意匠性に劣ることから、従来より、発泡成形品のヒケを低減させるための種々の発泡成形品の製造方法が開発されている（例えば、特許文献１〜２）。

特許文献１に開示される発泡成形品の製造方法は、基材の注入口の周縁部に弁体を設け、発泡樹脂材料の発泡圧でこの弁体を変形させて弁体により注入口を閉じる方法である。この方法によると、弁体により注入口が閉じることで、注入口付近における発泡樹脂材料の内圧は比較的高く保たれて、ヒケの少ない発泡成形品を製造することができる。ここで、この発泡成形品の製造方法においては、注入口の開閉を容易におこなうためには、弁体を軟質の材料で形成して変形し易くする必要がある。しかし一方、弁体を軟質の材料で形成することで、弁体が発泡圧により過大に変形して注入口が充分に閉じられない場合があり、注入口付近の内圧低下を充分に抑制することが困難になる問題があった。

また、特許文献２に開示される発泡成形品の製造方法は、発泡樹脂材料よりも比重が小さい栓体を予め成形型内に載置しておくとともに、基材の注入口付近に栓体の外形に対応した内部形状を持つ膨部を設ける方法である。この方法によると、成形型内に発泡樹脂材料を注入すると栓体が浮上して膨部の内部に移動するために、基材の注入口が閉じられて、ヒケの発生が抑制される。しかし、この発泡成形品の製造方法では、基材に栓体を収容するための膨部を設ける必要があるために発泡成形品の形状が制約される問題がある。また、例えば発泡樹脂材料の注入速度を大きく設定した場合には、栓体が発泡樹脂材料に流されて膨部から大きく離間した位置にまで移動する場合があり、栓体が膨部内部に入り込まない場合もある。この場合には注入口は閉じられず、注入口付近の内圧低下を充分に抑制することが困難になる問題があった。
特開平８−２４４０４５号公報 特開平８−２５８０６１号公報

上述した発泡成形品の製造方法の他にも、基材の注入口の外縁の一部に注入口内周側に延びるリブを設けて、注入口を予め部分的に閉じておく方法も考えられる。注入口の外縁の一部に注入口内周側に延びるリブを設けた基材を模式的に表す要部拡大斜視図を図５に示し、この基材を用いて発泡成形品を製造している様子を模式的に表す断面図を図６に示す。

この発泡成形品の製造方法においては、基材１００に設けられたリブ１０１によって注入口１０２が予め部分的に閉じられているために、注入口１０２付近における発泡樹脂材料１０５の内圧低下が抑制される。しかし、注入口１０２が部分的に閉じられていることで、発泡樹脂材料１０５の時間あたりの注入量が小さくなるために、発泡成形型１０６のキャビティ１０７内での発泡樹脂材料１０５の流動速度が小さくなって、発泡成形品の形状が制約される問題がある。また、注入口１０２は部分的に開いたままであり注入口１０２付近における発泡樹脂材料１０５の内圧低下は抑制されるがなくならないために、成形条件によっては、得られた発泡成形品にヒケ１１０が生じる場合もある。

本発明は上記事情を考慮してなされたもので、ヒケの発生がより確実に低減した発泡成形品およびその製造方法を提供することを目的とする。

前記課題を解決する本発明の発泡成形品は、硬質の基材と該基材の上層に形成されている発泡層とを持つ発泡成形品であって、
基材は、発泡成形品が製造されるときに発泡樹脂材料が注入される貫通孔状の注入口を持ち、
注入口の周縁部の一部には、発泡層方向に延びる受圧脚部と、受圧脚部の延長端に形成されるとともに発泡層の表面と離間して配置されている受圧端部と、を持つ受圧部が設けられていることを特徴とする。

本発明の発泡成形品においては、上記受圧脚部は、上記注入口の内周方向に傾斜して延びていることが好ましい。

また、本発明の発泡成形品においては、上記受圧端部と上記発泡層の表面との距離は３ｍｍ〜１２ｍｍの範囲であることが好ましい。

本発明の発泡成形品の製造方法は、硬質の基材と基材の上層に形成されている発泡層とを持つ発泡成形品を製造する方法であって、
貫通孔状の注入口と、注入口の周縁部の一部から延びる受圧脚部と受圧脚部の延長端に形成されている受圧端部とを持つ受圧部と、が設けられている基材を準備する第１の工程と、
一対の発泡成形型の一方である第１型のゲートに注入口を対向させ、発泡成形型の他方である第２型の型面と受圧端部とを離間させて、基材を発泡成形型に載置する第２の工程と、
ゲートおよび注入口を介して、第１型と第２型との間隙に形成されるキャビティに発泡樹脂材料を注入する第３の工程と、を備えることを特徴とする。

本発明の発泡成形品の製造方法において、上記受圧脚部は複数個設けられるととも互いに離間して配置され、上記受圧端部は少なくとも上記注入口に対向する一部に隙間をもって形成され、
上記第３の工程において上記注入口を通過した上記発泡樹脂材料は、上記受圧脚部同士の隙間および上記受圧端部の隙間を介して上記キャビティに注入されることが好ましい。

本発明の発泡成形品によると、基材の一部からなる受圧部が発泡層の内部に設けられている。このため、本発明の発泡成形品を製造する際には、少なくとも受圧脚部と交差する方向および受圧端部と交差する方向の発泡樹脂材料の内圧が高く保たれて、発泡成形品の表面に生じるヒケが抑制される。

また、受圧端部は発泡層の表面に近い位置に設けられているために、少なくとも発泡層の表面を構成する発泡樹脂材料と受圧端部との間の部分において、発泡樹脂材料は基材側から受圧端部で覆われている。このため、発泡層の表面側、すなわち発泡成形品の表面側を構成する発泡樹脂材料の内圧は、より一層低下し難くなっているために、ヒケの発生はより確実に抑制される。

さらに、受圧部は注入口の周縁部から延びるために、注入口の大きさは充分に保たれる。したがって、注入口から成形型内に発泡樹脂材料を注入する際にも受圧部が発泡樹脂材料の流動を干渉することはなく、受圧部を設けることで発泡成形品の形状が制約されることはない。

受圧脚部を注入口の内周方向に傾斜して延びている形状に設ける場合には、基材の製造をより容易におこなうことができ、発泡樹脂成形品の製造コストをより低減することができる。

本発明の発泡成形品の製造方法では、第１の工程で上述した受圧部を持つ基材を準備し、第３の工程で基材が載置された発泡成形型のキャビティに発泡樹脂材料を注入する。このとき受圧部は第２型と第１型との間に配置されているために、キャビティ内では少なくとも受圧脚部と交差する方向および受圧端部と交差する方向の発泡樹脂材料の内圧が高く保たれて、発泡成形品の表面に生じるヒケが抑制される。

また基材の受圧端部は第２型の型面と離間して配置されているために、発泡成形品の表面側を構成する発泡樹脂材料、すなわち、第２型と受圧端部との間隙にある発泡樹脂材料は、基材側から受圧端部で覆われている。このため、この部分の発泡樹脂材料の内圧はさらに低下し難くなり、ヒケの発生はより確実に抑制される。

さらに、受圧部を複数個設け、第３の工程において注入口を通過した発泡樹脂材料を、受圧脚部同士の間隙および受圧端部同士の間隙を介してキャビティに注入する場合には、発泡樹脂材料の流動を受圧部が干渉することがさらに抑制される。このため、発泡成形品の形状をより自由に設計することができ、例えば大形の発泡成形品であっても発泡樹脂材料を充分に充填することが可能になる。

本発明の発泡成形品は、基材と発泡層とを持つ。基材は、樹脂や金属等の硬質の材料を用いて、射出成形やプレス成形等の通常の成形方法で形成することができる。この基材の硬さは、材料の種類と形成された基材の肉厚とによって決定されるが、表皮材付成形品の軽量化や材料コストの低減を考慮すると、薄い肉厚でも高い剛性を示すような材料、例えばＡＢＳ樹脂、ＡＳＧ、強化ポリプロピレン樹脂等の材料を用いてこの基材を形成することが好ましい。

発泡層は、一般的な発泡樹脂材料を用いて通常の発泡成形で形成することができる。発泡樹脂材料としては、通常の発泡成形に使用される発泡し硬化する樹脂材料から適宜選択して使用することができる。例えば、ウレタンやポリプロピレン等はよく知られた発泡樹脂材料であり、好適に用いることができる。

また、本発明の発泡成形品では、基材と発泡層との他に表皮層を設けても良い。表皮層は、発泡層と異なる材料からなるものであっても良いし、発泡層の一部からなるものであっても良い。表皮材は、発泡成形品のうち表出する部分であるため、耐光性や耐熱老化性等の性能を有することが好ましい。このような性能を有する表皮材の材料は、例えば、ポリウレタン等のエラストマー樹脂であることが望ましい。これらエラストマー樹脂によると、上述した性能を満足させつつ軟質の表皮材を容易に得ることができる。この表皮材は、所望する意匠に応じて種々の色に着色して形成することもできるし、また、しぼ等の種々の表面形状を形成するように成形することもできる。表皮層は、スプレー成形やパウダースラッシュ成形等の既知の方法で成形することができる。

以下、本発明の発泡成形品を図面を基に説明する。

（実施例１）
本実施例の発泡成形品は車両に配設されるインストルメントパネルであり、本実施例の発泡成形品の製造方法はこのインストルメントパネルを製造する方法である。本実施例の発泡成形品のうち基材の注入口付近の部分を模式的に表す要部拡大斜視図を図１に示し、本実施例の発泡成形品の製造方法のうち第３の工程における基材、発泡樹脂材料および成形型の様子を模式的に表す断面図を図２に示す。

本実施例の発泡成形品は、基材１と基材１の上層に形成されている発泡層と、発泡層の上層に形成されている表皮層とを持つ。このうち基材１はＰＰまたはＡＢＳを材料として射出成形で形成されている。発泡層はポリオールとイソシアネートおよび水よりなる液状の発泡樹脂材料を材料として形成されている。また、表皮層はポリウレタンまたはオレフィン系熱可塑性エラストマーを材料としてスプレー成形で形成されている。

基材１には、発泡成形の際に発泡樹脂材料のガス抜きをするための複数個のガス抜き孔（図示せず）と、発泡成形の際に発泡樹脂材料が注入される注入口２とが設けられている。各々のガス抜き孔は５ｍｍ程度の径を持つ貫通孔状に形成されている。また、注入口２は１５ｍｍ程度の径を持つ貫通孔状に形成されている。

本実施例の発泡成形品において、基材１の注入口２の外縁部分３は略等間隔の４箇所で、基材１の表面５と背向する方向、すなわち発泡成形品の発泡層方向に柱状に延びている。本実施例の発泡成形品においては、この伸びた部分が受圧脚部６を構成する。各々の受圧脚部６は互いに隙間をもって配置され、各々注入口２の内周方向に傾斜して延びている。

各々の受圧脚部６の延長端は、略リング状の板材によって連結されている。このリング状の板材が本実施例における受圧端部７となり、各々の重圧脚部６と受圧端部７とから受圧部８が構成されている。

本実施例の発泡成形品は以下のように製造される。

先ず、第１の工程により図１に示される基材１を準備した。この基材１は上述したように樹脂材料であるＰＰまたはＡＢＳからなるものであり、通常の射出成形方法により形成されている。なお、本実施例においては受圧脚部６が各々注入口２の内周方向に傾斜して延びており、受圧部８が所謂テーパー形状に形成されていることから、射出成形に用いる成形型の形状は簡単な構造でよく、成形後の脱型作業も容易に行われるために、基材１を製造するのに要するコストが低減する利点がある。

次に、第２の工程によって、第１の工程で準備した基材１を発泡成形型１０に載置した。この発泡成形型１０は、図２に示すように、第１型１１と第２型１２とからなるものであり、第１型１１にゲート１５が設けられているものである。本実施例においては、第２型１２の型面１６には予め表皮層１７をスプレー成形により形成しておいた。

第２の工程において、基材１は、表面５を第１型の型面１８に向けて第１型１１に載置された。そしてこのとき、基材１の注入口２はゲート１５に対向する位置に配置され、基材１の受圧端部７は第２型１２の型面１６に形成されている表皮層１７と離間して配置された。このときの表皮層１７の層厚は、製品形状により部分的に差があるが、約０．５〜１．８ｍｍであった。また、受圧端部７と第２型１２の型面１６との距離は４ｍｍ程度であった。なお、得られた発泡成形品における受圧端部７と発泡層の表面との距離は３ｍｍ程度であった。

次に、第３の工程で、基材１と表皮層１７とが配置されているキャビティ２０に発泡樹脂材料２１を注入した。

このとき、発泡樹脂材料２１はゲート１５と注入口２とを介してキャビティ２０内に注入された。注入された発泡樹脂材料２１は、注入口２を通過した後に受圧脚部６同士の隙間２５およびリング状の受圧端部７の隙間２６を通って、キャビティ２０内に注入された。本実施例では受圧脚部６同士の隙間２５の開口面積は、注入口２の開口面積よりも大きく設けられており、受圧部８によって発泡樹脂材料２１の流動が阻害されることはない。また、受圧端部７に隙間２６が設けられているために、発泡樹脂材料２１は受圧端部７の隙間２６を通って第２型１２方向に流動する。したがって発泡樹脂材料２１は、キャビティ２０内の受圧端部７よりも第２型１２寄りの部分にも確実に注入される。

キャビティ２０に注入された発泡樹脂材料２１は発泡し硬化して、基材１と表皮層１７との間隙に発泡層２２を形成した。このとき、本実施例では注入口２の外縁３部分に受圧部８が設けられているために、発泡樹脂材料２１のうち受圧脚部６と交差する方向および受圧端部７と交差する方向の内圧は高く保たれる。したがって、発泡成形品の表面に生じるヒケが抑制される。

また、受圧端部７は第２型１２表面に形成されている表皮層１７に近接した位置に配置されていることから、受圧端部７よりも第２型１２寄りの部分に注入されている発泡樹脂材料２１は、基材１側から受圧端部７で覆われている。このため、注入口２に対向する位置に注入されている樹脂材料のうち、発泡層２２の表面を構成する部分から受圧端部７までの部分ａの内圧はより低下しにくくなっており、発泡成形品の表面に生じるヒケはより確実に抑制される。

なお、ガス抜き孔が設けられている部分の発泡樹脂材料２１の内圧も僅かに低下するが、ガス抜き孔は小径に設けられているためにヒケが生じることはない。

本実施例においては、表皮層１７は第２型１２に直接形成したが、これに限らず、発泡成形型１０以外の成形型で表皮層１７を別途成形し、得られた表皮層１７を発泡成形型１０の第２型１２に載置して、表皮層１７と基材１との間隙に発泡層２２を形成してもよい。

さらに本実施例においては、発泡成形品における受圧端部７と発泡層２２の表面との距離は３ｍｍとしたが、この距離は、所望する発泡成形品の形状や発泡樹脂材料の種類等に応じて適宜設定することができる。受圧端部７と発泡層２２の表面との距離は、小さい程ヒケが生じにくくなるが、小さ過ぎると発泡成形品の表面形状が受圧端部７の形状の影響を受ける場合があるために、１ｍｍ以上であることが好ましく、３ｍｍ〜１２ｍｍの範囲であることが望ましい。

本実施例においては、４つの受圧脚部６の延長端に設けられている受圧端部７は、互いに一体化されたリング状に形成されているが、各々の受圧脚部６毎に個々に受圧端部７を設けても良い。例えば図３に示すように、受圧部８を、受圧端部７および受圧脚部６が一体化した柱状の形状に形成する場合にも、受圧端部７により発泡樹脂材料２１の内圧低下を抑制する効果は発揮される。なお、受圧端部７を大きく設ける程、発泡樹脂材料２１の内圧低下を抑制してヒケ発生を抑制する効果は大きくなる。

さらに、例えば図４に示すように、注入口２の外縁３の一部から、注入口２の内周方向に延びるリブ３０を設けてもよい。この場合には、図２に示す注入口２に対向する位置に注入されている発泡樹脂材料のうち、受圧端部７から注入口２までの部分ｂの内圧が低下しにくくなるために、発泡成形品の表面に生じるヒケはより確実に抑制される。なお、この場合には、リブ３０と互い違いになる形状や位置に受圧端部７を設ければ、基材１を容易に成形することができる。

実施例の発泡成形品のうち基材の注入口付近の部分を模式的に表す要部拡大斜視図である。 実施例の発泡成形品の製造方法のうち第３の工程における基材、発泡樹脂材料および表皮材の様子を模式的に表す断面図である。 本発明の発泡成形品のうち受圧部の他の例を模式的に表す要部拡大斜視図である。 本発明の発泡成形品のうち受圧部の他の例を模式的に表す要部拡大斜視図である。 従来の発泡成形品の製造方法に用いられる基材を模式的に表す要部拡大斜視図である。 図５に示される従来の基材を用いて発泡成形品を製造している様子を模式的に表す断面図である。

符号の説明

１：基材 ２：注入口 ６：受圧脚部 ７：受圧端部 ８：受圧部 １０：発泡成形型 １１：第１型 １２：第２型 １５：ゲート １７：表皮層 ２０：キャビティ ２１：発泡樹脂材料 ２２：発泡層 ２５：受圧脚部同士の隙間 ２６：受圧端部の隙間 ３０：リブ
１００：基材 １０１：リブ １０２：注入口 １０５：発泡樹脂材料 １０６：発泡成形型 １０７：キャビティ １１０：ヒケ

Claims (5)

1. 硬質の基材と該基材の上層に形成されている発泡層とを持つ発泡成形品であって、
   該基材は、該発泡成形品が製造されるときに発泡樹脂材料が注入される貫通孔状の注入口を持ち、
   該注入口の周縁部の一部には、該発泡層方向に延びる受圧脚部と、該受圧脚部の延長端に形成されるとともに該発泡層の表面と離間して配置されている受圧端部と、を持つ受圧部が設けられていることを特徴とする発泡成形品。
2. 前記受圧脚部は、前記注入口の内周方向に傾斜して延びている請求項１記載の発泡成形品。
3. 前記受圧端部と前記発泡層の表面との距離は３ｍｍ〜１２ｍｍの範囲である請求項１記載の発泡成形品。
4. 硬質の基材と該基材の上層に形成されている発泡層とを持つ発泡成形品を製造する方法であって、
   貫通孔状の注入口と、該注入口の周縁部の一部から延びる受圧脚部と該受圧脚部の延長端に形成されている受圧端部とを持つ受圧部と、が設けられている該基材を準備する第１の工程と、
   一対の発泡成形型の一方である第１型のゲートに該注入口を対向させ、該発泡成形型の他方である第２型の型面と該受圧端部とを離間させて、該基材を該発泡成形型に載置する第２の工程と、
   該ゲートおよび該注入口を介して、該基材と該第２型との間隙に形成されるキャビティに発泡樹脂材料を注入する第３の工程と、を備えることを特徴とする発泡成形品の製造方法。
5. 前記受圧脚部は複数個設けられるととも互いに離間して配置され、前記受圧端部は少なくとも前記注入口に対向する一部に隙間をもって形成され、
   前記第３の工程において前記注入口を通過した前記発泡樹脂材料は、前記受圧脚部同士の隙間および前記受圧端部の隙間を介して前記キャビティに注入される請求項４記載の発泡成形品の製造方法。

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