JP2011163362A - Shock absorbing material with film, and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は衝撃吸収材およびその製造方法に係り、特に自動車の内装に組み込まれ、車輌衝突時において乗員が受ける衝撃を吸収するフィルム付き衝撃吸収材およびその製造方法に関する。 The present invention relates to an impact absorbing material and a manufacturing method thereof, and more particularly to an impact absorbing material with a film that is incorporated in an interior of an automobile and absorbs an impact received by an occupant during a vehicle collision and a manufacturing method thereof.
従来、自動車などの内装に用いられる衝撃吸収材においては、衝撃吸収性能の異なる部材を一体成型することが提案されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, it has been proposed to integrally mold members having different shock absorbing performance in shock absorbing materials used for interiors of automobiles and the like.
上記のような衝撃吸収材の製造方法の例として、成型金型の下型に堰(境界設定部材)を設け、堰で区切られた各区分に複数の異なる材料を供給することによって、複数の異なる衝撃性能をもつ部材を一体成型し、製造する方法が開示されている(例えば、特許文献1参照)。 As an example of the manufacturing method of the shock absorbing material as described above, by providing a weir (boundary setting member) in the lower mold of the molding die, and supplying a plurality of different materials to each section partitioned by the weir, A method of integrally molding and manufacturing members having different impact performances is disclosed (for example, see Patent Document 1).
また、硬質ポリウレタンフォームなどの衝撃吸収材に布状体、メッシュ状体などのサポータ層を一体に発泡成形する製造方法が提案されている(例えば、特許文献2参照)。 In addition, a manufacturing method in which a support layer such as a cloth-like body or a mesh-like body is integrally foam-molded with an impact absorbing material such as a rigid polyurethane foam has been proposed (for example, see Patent Document 2).
しかしながら、上記特許文献1に記載の方法では堰の高さ(衝撃吸収材内部における深さ)が大きければ、脱型時あるは成型後の使用時に境界部分となる堰の強度が不足する虞があり、また堰の高さが不足すれば発泡原料(硬質ウレタンフォームなど)の投入条件等によっては、複数の異なる原料を投入しても両者の境界が一定とならず、衝撃吸収材としての性能(弾性、硬度、およびその分布)が製品毎に安定しにくくなる虞がある。加えて、複数の発泡原料を区別して用いる必要があるため工程も複雑となり、コストも高くなる虞がある。 However, in the method described in Patent Document 1, if the height of the weir (depth inside the shock absorber) is large, there is a risk that the strength of the weir serving as a boundary portion at the time of demolding or use after molding may be insufficient. If the height of the weir is insufficient, depending on the input conditions of foaming raw materials (rigid urethane foam, etc.), the boundary between the two will not be constant even if multiple different raw materials are added. There is a possibility that (elasticity, hardness, and distribution thereof) are difficult to stabilize for each product. In addition, since it is necessary to distinguish between a plurality of foaming raw materials, the process becomes complicated and the cost may increase.
また上記特許文献2に記載の衝撃吸収材は布状体、メッシュ体などのサポータ層を衝撃吸収材の表面に一体的に発泡成形するため、部位によって衝撃吸収性能などの物性の異なる衝撃吸収材とすることは難しく、衝撃吸収材の表面の一部のみにサポータ層を設けることは、衝撃吸収材の表面形状が複雑なものとなれば、その面形状への対応が加工面、精度面において難しくなる欠点が存在する。 In addition, since the shock absorber described in Patent Document 2 is integrally foam-molded with a supporter layer such as a cloth-like body or a mesh body on the surface of the shock absorber, the shock absorber has different physical properties such as shock absorption performance depending on the part. It is difficult to provide a support layer on only a part of the surface of the shock absorber. If the surface shape of the shock absorber is complicated, the surface shape can be handled in terms of machining and accuracy. There are drawbacks that become difficult.
本発明は上記事実を考慮して、部位によって衝撃吸収性能が可変であり、かつ複雑な表面形状の形成が可能で製造精度の高い衝撃吸収材およびその製造方法を提供することを課題とする。 In view of the above facts, an object of the present invention is to provide an impact absorbing material that has variable shock absorption performance depending on the site, can form a complicated surface shape, and has high manufacturing accuracy, and a manufacturing method thereof.
請求項1に記載の発明は、金型で成型される硬質ポリウレタンフォーム製の衝撃吸収材本体と、金型成型前に前記金型の内面形状の一部に沿った形状に事前成型され、金型成型時には前記硬質ポリウレタンフォームと一体成型される樹脂フィルムと、を備え、前記樹脂フィルムは前記衝撃吸収材本体の表面の一部を被覆し、内部にインサートされた前記樹脂フィルムの一部は堰として前記衝撃吸収材の少なくとも一部を区分することを特徴とする。 According to the first aspect of the present invention, there is provided a shock absorber main body made of rigid polyurethane foam molded by a mold, and pre-molded into a shape along a part of the inner surface shape of the mold before molding. A resin film integrally molded with the rigid polyurethane foam at the time of mold molding, the resin film covering a part of the surface of the shock absorber main body, and a part of the resin film inserted inside is a weir And at least a part of the shock absorbing material.
上記の発明では、硬質ポリウレタンフォーム製の衝撃吸収材を、事前に成型され金型の内面形状に沿った形状の樹脂フィルムで表面の一部のみを部分的に被覆することで、部位によって衝撃吸収性能の異なる衝撃吸収材とすることができる。 In the above invention, the impact absorbing material made of rigid polyurethane foam is shock-absorbed depending on the site by partially covering only a part of the surface with a resin film that is molded in advance and conforms to the inner shape of the mold. Shock absorbers with different performance can be obtained.
請求項2に記載の発明は、前記樹脂フィルムは前記金型に接触する面、および前記衝撃吸収材本体を区分する堰からなる容器を構成していることを特徴とする。 The invention described in claim 2 is characterized in that the resin film constitutes a container comprising a surface that contacts the mold and a weir that divides the shock absorber main body.
上記の発明では、樹脂フィルムを容器型とすることで、金型と樹脂フィルムとの間に発泡原料が流れ込み樹脂フィルムが金型から浮いてしまう事態を回避し、また成型後の衝撃吸収材の表面からの粉落ちも抑えることができる。 In the above invention, by making the resin film into a container type, it is possible to avoid a situation in which the foaming raw material flows between the mold and the resin film and the resin film floats from the mold, and the impact absorbing material after molding Powder falling from the surface can also be suppressed.
請求項3に記載の発明は、前記樹脂フィルムは前記金型に接触する面、および前記衝撃吸収材本体を区分する堰からなる容器を構成し、前記容器は底面と前記堰以外の少なくとも一面が開放されていることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, the resin film forms a container comprising a surface that contacts the mold and a weir that separates the shock absorber main body, and the container has a bottom surface and at least one surface other than the weir. It is characterized by being open.
上記の発明では、樹脂フィルムの容器において側面の少なくとも一方が開放されているため、樹脂フィルムで表面を被覆されている面と被覆されていない面とで衝撃吸収物性を変えることができ、成型後の衝撃吸収材性能において所望の分布あるいは方向性を持たせることができる。 In the above invention, since at least one of the side surfaces of the resin film container is open, the shock absorbing physical properties can be changed between the surface covered with the resin film and the surface not covered with the resin film. It is possible to provide a desired distribution or directionality in the performance of the shock absorber.
請求項4に記載の発明は、前記樹脂フィルムは前記金型に接触する底面、前記衝撃吸収材本体を区分する堰、および前記堰と対向する側面からなる帯を形成していることを特徴とする。 Invention of Claim 4 forms the belt | band | zone which the said resin film forms from the bottom face which contacts the said metal mold | die, the weir which divides the said shock-absorbing material main body, and the side surface facing the said weir, It is characterized by the above-mentioned. To do.
上記の発明では、衝撃吸収材の表面一部を被覆する樹脂フィルムを、容器ではなく両側面の開放された帯とすることで、より簡易な方法・構造で、部位によって衝撃吸収性能の異なる衝撃吸収材とすることができる。 In the above-described invention, the resin film that covers a part of the surface of the shock absorbing material is not a container but an open band on both sides, so that a shock with different shock absorbing performance depending on the site can be obtained with a simpler method / structure. It can be an absorbent material.
請求項5に記載の発明は、前記樹脂フィルムは真空成型により形成されたことを特徴とする。 The invention according to claim 5 is characterized in that the resin film is formed by vacuum molding.
上記の発明では、樹脂フィルムは後加工ではなく真空成型により金型の内面形状に合わせて形成することで、容易に所望の形状に合わせることができる。 In the above invention, the resin film can be easily adjusted to a desired shape by forming it in conformity with the inner shape of the mold by vacuum forming rather than post-processing.
請求項6に記載の発明は、前記樹脂フィルムはポリカーボネートあるいはポリエチレンテレフタレートであることを特徴とする。 The invention according to claim 6 is characterized in that the resin film is polycarbonate or polyethylene terephthalate.
上記の発明では、樹脂フィルムは硬質ウレタンと接着性のよいポリカーボネートあるいはポリエチレンテレフタレートとしたことで、金型からの脱型時に取れてしまう、または樹脂フィルムを境に割れてしまうなどの虞がない衝撃吸収材とすることができる。 In the above invention, since the resin film is made of polycarbonate or polyethylene terephthalate having good adhesiveness with hard urethane, there is no risk that the resin film may be removed at the time of demolding or cracked at the boundary of the resin film. It can be an absorbent material.
請求項7に記載の発明は、車両内部の壁に設けられ、車体後方側の表面を前記樹脂フィルムで被覆されたことを特徴とする。 The invention according to claim 7 is provided on a wall inside the vehicle, and the surface of the rear side of the vehicle body is covered with the resin film.
上記の発明では、車体後方側の表面を樹脂フィルムで被覆された衝撃吸収材とすることで、衝撃吸収材の衝撃吸収性能を大柄で重い乗員が接触する車体後方側で吸収エネルギーが大きく、小柄で軽い乗員が接触する前方側で吸収エネルギーを小さく設定することができる。 In the above invention, the shock absorber is coated with a resin film on the surface on the rear side of the vehicle body, so that the shock absorption performance of the shock absorber is large and the absorbed energy is large on the rear side of the vehicle body where a heavy occupant contacts. Thus, the absorbed energy can be set small on the front side where a light occupant contacts.
請求項8に記載の発明は、車両内部の側壁に設けられ、車体上方側の表面を前記樹脂フィルムで被覆されたことを特徴とする。 The invention according to claim 8 is provided on a side wall inside the vehicle, and the surface on the upper side of the vehicle body is covered with the resin film.
上記の発明では、車体上方側の表面を樹脂フィルムで被覆された衝撃吸収材とすることで、衝撃吸収材の衝撃吸収性能を大柄で重い乗員が接触する車体上方側で吸収エネルギーが大きく、小柄で軽い乗員が接触する下方側で吸収エネルギーを小さく設定することができる。 In the above invention, the shock absorber is coated with a resin film on the upper surface of the vehicle body, so that the shock absorption performance of the shock absorber is large and the absorbed energy is large on the vehicle body upper side where heavy passengers contact, The absorbed energy can be set small on the lower side where the light occupant comes into contact.
請求項9に記載の発明は、金型成型前に前記金型の内面形状の一部に沿った形状に樹脂フィルムを事前成型し、前記樹脂フィルムを前記金型内に配置した後に硬質ポリウレタンフォームを前記金型に注入し、金型成型時には前記ポリウレタンフォームと前記樹脂フィルムとを一体成型することで衝撃吸収材を形成し、前記樹脂フィルムが前記衝撃吸収材本体の表面の一部を被覆し、内部にインサートされた前記樹脂フィルムの一部によって前記衝撃吸収材は複数の区画に区分されることを特徴とする。 According to a ninth aspect of the present invention, a rigid polyurethane foam is formed by pre-molding a resin film in a shape along a part of the inner surface shape of the mold before mold molding, and after placing the resin film in the mold. Is injected into the mold, and when the mold is molded, the polyurethane foam and the resin film are integrally molded to form a shock absorber, and the resin film covers a part of the surface of the shock absorber main body. The shock absorber is divided into a plurality of sections by a part of the resin film inserted inside.
上記の発明では、硬質ポリウレタンフォーム製の衝撃吸収材を、事前に成型され金型の内面形状に沿った形の樹脂フィルムで表面の一部のみを部分的に被覆することで、部位によって衝撃吸収性能の異なる衝撃吸収材の製造方法とすることができる。 In the above invention, the impact absorbing material made of rigid polyurethane foam is partly covered with a resin film that has been molded in advance and conforms to the inner surface shape of the mold, thereby absorbing the impact depending on the part. It can be set as the manufacturing method of the impact-absorbing material from which performance differs.
請求項10に記載の発明は、成型時には前記金型の下金型と、前記硬質ポリウレタンフォームおよび前記樹脂フィルムとの間に離型フィルムを設け、前記離型フィルムと前記下金型との間に加圧流体を注入することで成型後の前記衝撃吸収材を脱型することを特徴とする。 According to a tenth aspect of the present invention, a mold release film is provided between the lower mold of the mold and the rigid polyurethane foam and the resin film at the time of molding, and between the mold release film and the lower mold. The impact absorbing material after molding is demolded by injecting a pressurized fluid into the mold.
上記の発明では、離型フィルムを使用し、さらに離型フィルムと金型との間に加圧空気などの加圧流体を吹き込むことで、衝撃吸収材成型後の脱型を容易なものとすることができ、さらに脱型時の樹脂フィルムと硬質ポリウレタンフォームとの剥離防止に関しても効果を有する。 In the above invention, a release film is used, and further, a pressurized fluid such as pressurized air is blown between the release film and the mold, thereby making it easy to remove the mold after molding the shock absorber. Further, it has an effect on prevention of peeling between the resin film and the rigid polyurethane foam at the time of demolding.
請求項11に記載の発明は、前記離型フィルムはポリプロピレンであることを特徴とする。
The invention according to
上記の発明では、硬質ウレタンとの離型性の十分なポリプロピレンを離型フィルムに使用することで、衝撃吸収材成型後の脱型を容易なものとすることができる。 In said invention, the mold release after a shock-absorbing-material shaping | molding can be made easy by using a polypropylene with sufficient releasability with hard urethane for a release film.
本発明によれば、部位によって衝撃吸収性能が可変であり、かつ複雑な表面形状の形成が可能で製造精度の高い衝撃吸収材およびその製造方法とすることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it can be set as the impact-absorbing material which can change the impact-absorbing performance by site | parts, can form a complicated surface shape, and has high manufacturing accuracy, and its manufacturing method.
以下、実施形態を挙げ、本発明の実施の形態について説明する。ここで、第2実施形態以下では、既に説明した構成要素と同様のものには同じ符号を付して、その説明を省略する。なお、以下の実施形態で得られたフィルム付き衝撃吸収材は、自動車用内装材その他の産業資材に利用され、特に自動車のドアトリムの内側に取り付け、衝突時のエネルギーを吸収して乗員を保護するなどの衝撃吸収材として好適なものである。 Hereinafter, embodiments will be described and embodiments of the present invention will be described. Here, in the second and subsequent embodiments, the same components as those already described are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. In addition, the shock absorber with a film obtained in the following embodiments is used for interior materials for automobiles and other industrial materials, and is particularly attached to the inside of a door trim of an automobile to absorb the energy at the time of collision and protect an occupant. It is suitable as a shock absorbing material.
[第1実施形態]
まず、第1実施形態について説明する。
[First Embodiment]
First, the first embodiment will be described.
図1〜図3に示すように、本実施形態では、下金型12と上金型14とで構成される衝撃吸収材成形用の金型(モールド)10を用いる。この金型10では、下金型12と上金型14とが開閉自在にヒンジ結合されている。下金型12は上部中央部に凹状の下型キャビティ16が形成され、上金型14はこの下型キャビティ16の上端開放部を閉塞する蓋体として形成されており、上金型14と下金型12とを閉じた状態では下型キャビティ16内の空間が上金型14で閉じられた状態になる。
As shown in FIGS. 1 to 3, in the present embodiment, a shock absorbing material molding die (mold) 10 including a
また、本実施形態では、下金型12には真空成形法により予め下型キャビティ16と同一形状に成形されたポリプロピレン製の離型フィルム18が設置されている。この離型フィルム18は下金型12の上端面に固定ピン(図示せず)により止められ、下金型12の上端面に配設されたフィルムエアーシール用パッキンと更にフィルム押え(何れも図示せず)とで挟持されて下金型12に強固に固定されている。本発明者らの検討によると、かかる固定状態で数十回の繰り返しの脱型にてもフィルムのズレは生じない。また、脱型作業も容易に行うことができる。
In the present embodiment, the
離型フィルム18を成形するには、フィルムの熱収縮などを考慮し、衝撃吸収材成形用の金型10とは別であるフィルム部材成形用金型を用いて成形する。
In order to mold the
さらに、金型10で成型される硬質ポリウレタンフォームからなる衝撃吸収材32は、表面の一部を樹脂フィルム34で被覆される一方で内部にも樹脂フィルム34がインサートされ、且つ樹脂フィルム34の一部によって衝撃吸収材32の内部は複数の区画に区分される。
Further, the
また、下金型12の底部には、箱状の空気室Sが形成されており、この空気室Sには、圧力調整バルブ20を介装するエアー管22の一端が接続され、該エアー管22の他端は真空ポンプ等のエアー導入・吸引装置と連結されている。この空気室Sと下型キャビティ16とは複数のエアー連通孔(空気穴)24によって連通されている。
A box-shaped air chamber S is formed at the bottom of the
ここで、離型フィルム18は上述したように、硬質ポリウレタンフォームとの分離性を良好にし、繰り返し使用が可能であるものが望ましい。即ち、硬質ポリウレタンフォームの成形品と分離するものには、プラスチック製フィルムとしてはポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルムがあるが、ポリエチレンフィルムは伸び、変形が起こり易く、数回の使用しかできない。これに対し、硬質ポリウレタンフォームとの分離時に伸び、変形が少なく、かつ分離性の良いポリプロピレンのフィルムを使用することが上記の観点より好ましい。
Here, as described above, it is desirable that the
また、硬質ポリウレタンフォームは、軟質ウレタンフォームと異なり、許容範囲を超えた力を加えると座屈変形、つまり破壊してしまうものである。一方、離型時には硬質ポリウレタンフォームは内部の反応熱で膨張しており、金型10の側面を0.5〜1kg/cm2 程度の力で押している。このような力で硬質ポリウレタンフォームで形成された衝撃吸収材32が金型10の側面を押していても、本実施形態では、上記のように離型フィルム18を金型10に設置し、離型フィルム18と下型キャビティ16との間に空気圧を加えることで、比較的スムーズに成形品が下金型12から上がってくる、つまり離型させることができる。
Further, unlike the polyurethane foam, the rigid polyurethane foam is buckled, that is, destroyed when a force exceeding the allowable range is applied. On the other hand, the rigid polyurethane foam is expanded by internal reaction heat at the time of mold release, and the side surface of the
このポリプロピレンフィルムの厚さは0.3〜1.0mm、特に0.3〜0.6mmであることが好適である。0.3mmよりも薄いと十分な強度が維持できず、成形時にフィルムが破損する場合がある。一方、1.0mmよりも厚くなると、製品寸法誤差が大きくなり、金型を大きめに作らざるを得ない問題が生じ、脱型時のフィルムの変形が起こりにくくなり、また、成形品の形状によって複雑なものはフィルムとウレタンが分離しにくくなる場合が起きる。 The thickness of this polypropylene film is preferably 0.3 to 1.0 mm, particularly 0.3 to 0.6 mm. If it is thinner than 0.3 mm, sufficient strength cannot be maintained, and the film may be damaged during molding. On the other hand, if it is thicker than 1.0 mm, the dimensional error of the product becomes large, there arises a problem that the mold must be made larger, the film is hardly deformed at the time of demolding, and depending on the shape of the molded product In complicated cases, it may be difficult to separate the film and the urethane.
また、ポリプロピレンフィルムからなる離型フィルム18は、予め真空成形法によって成形しておくことが望ましい。なお、予め成形しておかないと、硬質ポリウレタン発泡材料で発泡、成形し、脱型した後、離型フィルム18を元の状態に十分に追随、復元させることが難しくなる虞がある。
Moreover, it is desirable that the
また、真空成形法ではなく、プレス成形法により所定の形状に形成した場合、このプレス成形法では、雄型形状のコーナー部が局部的に押されて製造されることになるため、形状が完全に下型キャビティ16に沿うことがやや困難で、下金型12からの浮きが生じ易い。また、離型フィルムのコーナー部が破れ易く、耐久性が劣る。特に下型キャビティ16が深い形状の場合には狭い隙間を薄いフィルムがすべり、伸ばされることになるので、離型フィルムが薄くなり易い。また、離型フィルムに均等に力が加わることが必要であるが、フィルム厚が薄いため、上金型14が離型フィルムを均等に押すことが困難となり、片当たりして、成形品に薄さがでたりキャビティ形状にピッタリと合うものを製造することができない場合が考えられる。なお、真空成形法は公知の方法を採用し得るが、本実施形態では、ポリプロピレンフィルムを180〜200℃、15〜20秒間程度加熱したものを真空成形することがよい。
In addition, when formed into a predetermined shape by the press molding method instead of the vacuum molding method, the corner shape of the male mold is locally pushed and manufactured by this press molding method. Further, it is somewhat difficult to follow the
以下、金型10を用い、硬質ポリウレタンフォームからなる衝撃吸収材32と樹脂フィルム34とが一体的に成形されてなるフィルム付き衝撃吸収材30を製造することについて説明する。
Hereinafter, production of the
本実施形態では、予め、下金型12のキャビティ形状に沿った外形の樹脂フィルム34を成形しておく。樹脂フィルム34の材質は本実施形態ではポリカーボネイトである。樹脂フィルム34を成形するには、離型フィルム18を成形する際に用いたフィルム部材成形用金型で真空成形法により成形する。
In the present embodiment, the
樹脂フィルム34は例えば図4に示すような所謂バスタブ形の容器形状でよく、下金型12の内面に沿ってこれと接する露出部34Aと、衝撃吸収材30を複数区画に区分する堰部34Bとを備え、溶融した硬質ポリウレタン発泡材料を注入する方向(上)が開いた容器形状として形成される。
The
この成形された樹脂フィルム34を下金型12内に配置する。その際、エアー導入・吸収装置で空気吸引して離型フィルム18を下型キャビティ16に沿った成形開始前の形状(図1、図3参照)にしておき、この離型フィルム18の上側に樹脂フィルム34を配置する。
The molded
このとき樹脂フィルム34の一方の壁として設けられ、衝撃吸収材32の内部にインサートされ、これを複数の区画に区分する堰部34Bは、図1に示すように上金型14に接触するほど上方まで延設され、衝撃吸収材32を完全に区分する形状であってもよく、あるいは高さ方向の途中まで設けられ、衝撃吸収材32を途中まで区分する形状であってもよい。
At this time, the
更に、溶融した硬質ポリウレタン発泡材料を下金型12内の樹脂フィルム34の内外を埋めるようにに注入し、上金型14を閉じる(図1参照)。
Further, the molten hard polyurethane foam material is injected so as to fill the inside and outside of the
そして、注入した硬質ポリウレタン発泡材料を発泡させて膨張させる。膨脹が終了した段階で上型を型開きし、エアー導入・吸引装置を作動させ、エアー管22、空気室S、及びエアー連通孔24を介して、離型フィルム18と下型キャビティ16との間隙Nにエアーを吹き込み、図2に示すように、成形品を構成する衝撃吸収材32を樹脂フィルム34と共に押し上げる。
Then, the injected hard polyurethane foam material is expanded and expanded. When the expansion is completed, the upper mold is opened, the air introduction / suction device is activated, and the
その際、離型フィルム18は端部のみ下金型12に固定されているので、空気圧で離型フィルム18とフィルム付き衝撃吸収材30とが押し上げられ、このときに離型フィルム18が樹脂フィルム34および樹脂フィルム34で被覆されていない衝撃吸収材32から分離することになる。所定量の空気を入れると所定位置で離型フィルム18の浮き上がりが止まり、図2に示すように、フィルム付き衝撃吸収材30が金型10から離型(脱型)される。
At that time, since the
離型(脱型)の際の空気圧は0.5kg/cm2以上、特に1〜5kg/cm2 であることが好ましい。なお、成形品の形状や大きさにより異なるが、工場エアー圧5kg/cm2 付近にまで高めれば、ほとんどの形状の成形品を離型させることができる。また通常は、間隙Nに注入される流体は空気を用いるが、空気に替えて水などの液体を用いてもよい。 Releasing air pressure during (demolding) of 0.5 kg / cm 2 or more, and particularly preferably 1-5 kg / cm 2. In addition, although it changes with the shape and size of a molded product, if the factory air pressure is increased to around 5 kg / cm 2 , most molded products can be released. Normally, air is used as the fluid injected into the gap N, but a liquid such as water may be used instead of air.
硬質ポリウレタン発泡原料としては、ポリヒドロキシ化合物とポリイソシアネート化合物とを主成分とし、更に触媒、発泡剤、整泡剤、難燃剤、その他の助剤を所望により配合したものを使用し得る。これらの成分としては硬質ポリウレタンフォームの製造に通常使用する公知のものを使用でき、またその使用量も常用量とすることができる。 As the hard polyurethane foam raw material, a material mainly composed of a polyhydroxy compound and a polyisocyanate compound and further blended with a catalyst, a foaming agent, a foam stabilizer, a flame retardant, and other auxiliary agents as desired can be used. As these components, known components that are usually used in the production of rigid polyurethane foam can be used, and the amount used can also be a normal dose.
なお、成形品であるフィルム付き衝撃吸収材30には抜きテーパーを設けることが脱型を容易にし、押し上げる際にヘコミや傷等が生じることなく、抵抗力も少なくなるため好ましい。このため、フィルム付き衝撃吸収材30の厚さや大きさにより異なるが3°以上、特に3°〜5°の範囲にテーパー角度θ(図1参照)を形成することが好適である。
In addition, it is preferable to provide a taper on the
その後、エアー導入・吸引装置を作動させて離型フィルム18と下型キャビティ16との間のエアーを吸引すると、図3に示すように、離型フィルム18は予め真空成形されているので容易に元の形状に戻ることができ、下型キャビティ面上に再設置されて、離型フィルム18の再使用が可能となる。従って、効率よく確実にキュア時間を縮めることが可能となり、一回の成形にかかるモールド使用時間を短縮して単位時間当りの成形回数を増やし生産性を上げることができる。また、エアーにより、成形品であるフィルム付き衝撃吸収材30)を全体的に均等に押し上げることができるため、フィルム付き衝撃吸収材30に無理な力がかからず、特に80℃±10℃でのキュア時間を効果的に縮めることができ、これによりモールド使用時間を短縮して単位時間当たりの成形回数を約30%も増やして生産性を上げることができる。
After that, when the air introduction / suction device is operated to suck the air between the
以上説明したように、本実施形態では、下型キャビティ16に沿った外形を有する樹脂フィルム34を予め成形する。この成形では、フィルムの熱収縮などを考慮し、衝撃吸収材成形用の金型10とは別のフィルム部材成形用金型を用いて真空成形している。
As described above, in this embodiment, the
従って、この場合樹脂フィルム34を予め成形せずに離型フィルム18の上側に樹脂フィルムを単に配置して硬質ポリウレタン発泡材料を注入してフィルム付き衝撃吸収材を成形した場合に比べ、たとえ衝撃吸収材32の表面形状が複雑であっても、樹脂フィルム34が衝撃吸収材32の意図した位置、形状に容易に高精度で配置されて被覆部分32Bを形成し、しかも被覆部分32Bを被覆する樹脂フィルム34が剥がれ難い衝撃吸収材とすることができる。
Therefore, in this case, compared with the case where the
すなわち、例えば図8(A)に示すようにフィルム付き衝撃吸収材30が比較的単純な形状であれば成型後に樹脂フィルム34を貼付する方法も考えられるが、図8(B)のように複雑な表面形状であった場合、この表面に樹脂フィルム34を正しく貼付することは工数、工作精度等の点から難しいのに対して、上記のように本発明に係る製造方法を用いることによって、例えば図8(C)に示すように複雑な表面形状の衝撃吸収材であっても所望の位置に樹脂フィルム34を設けることができる。
That is, for example, as shown in FIG. 8 (A), if the shock absorber with
そして、樹脂フィルム34を成形する際に真空成形で成形しているので、樹脂フィルム34の外形が複雑な形状であっても樹脂フィルム34を容易に製造することができる。また、樹脂フィルム34を成形する金型として、離型フィルム18を成形したフィルム部材成形用金型を用いることができる。従って、新たに金型を設置する必要がない。また当然、離型フィルム18と樹脂フィルム34とで別個の金型を使用してもよい。
And since it shape | molds by vacuum forming when shape | molding the
また、樹脂フィルム34の材質をポリカーボネイトとしている。ポリカーボネイトは硬質ポリウレタンフォームとの接着性が良いので、衝撃吸収材32の表面に樹脂フィルム34を確実に配置して好適に固定することができる。なお、ポリエチレンテレフタレートも硬質ポリウレタンフォームとの接着性が良いので、樹脂フィルム34の材質をポリカーボネイトでなくポリエチレンテレフタレートとしても、同様に、衝撃吸収材32の表面に樹脂フィルム34を確実に配置して固定することができる。また、樹脂フィルム34の材質として熱可塑性エラストマー(TPE)を用いてもよい。
The material of the
さらに樹脂フィルム34の厚さは0.05〜1.0mmの範囲が望ましい。すなわち、厚さ0.05mm未満では強度が不足して破れる虞があり、厚さ1.0mm超では衝撃吸収材32の吸収エネルギーが大きくなり、衝撃吸収性能が損なわれる虞があるためである。
Furthermore, the thickness of the
また、下金型12に離型フィルム18を取り付け、フィルム付き衝撃吸収材30を下金型12から離型させる際に、離型フィルム18と下型キャビティ16との間を空気で加圧することで樹脂フィルム34を離型フィルム18から分離させている。これにより、樹脂フィルム34の外形形状が複雑であっても、金型からの離型が容易である。
Also, when the
更に、本実施形態においては離型フィルム18の材質をポリプロピレンとしている。ポリプロピレン製の離型フィルム18はポリカーボネイト製の樹脂フィルム34との離型性に優れている。従って、離型させる際に離型フィルム18と被覆部分32Bを形成する樹脂フィルム34との分離が容易である。また、ポリプロピレンは硬質ポリウレタンフォームとの離型性に優れている。従って、硬質ポリウレタンフォームからなる衝撃吸収材32の露出部分32Aと離型フィルム18との接着部位が生じていても、衝撃吸収材32を離型フィルム18から容易に離脱させることができる。更に、ポリプロピレンは金型10との離型性がよいので、離型させる際に離型フィルム18を金型10から容易に分離させることができる。
Furthermore, in this embodiment, the
また、フィルム付き衝撃吸収材30を成形する際に樹脂フィルム34の内側に硬質ポリウレタン発泡材料を注入しており、衝撃吸収材32の被覆部分32Bは樹脂フィルム34の内側に成形される。従って、被覆部分32Bにおいては衝撃吸収材32から硬質ポリウレタンフォームの粉落ち現象を低減することができる。
Further, when the
このようにして形成されたフィルム付き衝撃吸収材30では、衝撃吸収材32の表面に樹脂フィルム34が一部インサートされる形で一体的に配置され、露出部分32Aと被覆部分32Bとを備えた構造とされている。従って、フィルム付き衝撃吸収材30に衝撃が加えられた際には露出部分32Aと被覆部分32Bとでは図9に示すように異なる衝撃吸収性能を示し、1個のフィルム付き衝撃吸収材30で、場所によって衝撃吸収性能の異なる衝撃吸収材とすることができる。
In the
さらに、樹脂フィルム34が下金型12の内面に沿った容器の形状をしている部分では下金型12と樹脂フィルム34との間に衝撃吸収材30を形成する硬質ポリウレタンが流れ込みにくいため樹脂フィルム34の浮きを防止し、樹脂フィルム34の位置精度を高めることができる。同時に樹脂フィルム34を一部、衝撃吸収材32の内部にインサートすることにより、樹脂フィルム34で衝撃吸収性材32を塊として拘束することができ、樹脂フィルム34で被覆された被覆部分32Bの衝撃吸収性能をさらに露出部分32Aよりも硬いものとすることもできる。
Further, since the hard polyurethane forming the
[第2実施形態]
次に、第2実施形態について説明する。図5、図6に示すように、本実施形態では、第1実施形態に比べ、金型10に離型フィルムを取り付けずにフィルム付き衝撃吸収材70を成形する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment will be described. As shown in FIGS. 5 and 6, in this embodiment, the shock absorber with
本実施形態でも、第1実施形態と同様、予め、下金型12のキャビティ形状に沿った外形の樹脂フィルム74を成形する。そして、成形された樹脂フィルム74を下金型12内に配置する。
Also in this embodiment, as in the first embodiment, a
また、金型10で成型される硬質ポリウレタンフォームからなる衝撃吸収材72は、表面の一部を樹脂フィルム74で被覆される一方で内部にも樹脂フィルム74がインサートされ、且つ樹脂フィルム74の一部によって衝撃吸収材72の内部は複数の区画に区分される。すなわち、第1実施形態と同様に樹脂フィルム74は下金型12の内面に沿った形状でこれと接触する被覆部74Aと、衝撃吸収材72の内部にインサートされ、これを複数の区画に区分する堰部74Bとを備えている。この堰部74Bは上金型14に接触するほど上方まで延設され、衝撃吸収材72を完全に区分する形状であっても、あるいは高さ方向の途中まで設けられ、衝撃吸収材72を途中まで区分する形状の何れであってもよい点もまた第1実施形態と同様である。
The
更に、液状の硬質ポリウレタン発泡材料を下金型12内に注入し、上金型14を閉じ、注入した硬質ポリウレタン発泡材料を発泡させて膨張させる。膨脹が終了した段階で上金型14を型開きし、エアー導入・吸引装置を作動させて、エアー管22、空気室S、及びエアー連通孔24を介して、樹脂フィルム74と下型キャビティ16との間隙Nにエアーを吹き込み、成形品であるフィルム付き衝撃吸収材70を樹脂フィルム74と共に押し上げる。
Further, a liquid hard polyurethane foam material is injected into the
本実施形態では、離型フィルムを用いない簡易な手法でフィルム付き衝撃吸収材70を成形することができる。そして、たとえ衝撃吸収材72の表面形状が複雑であっても、第1実施形態ほど容易ではないが、樹脂フィルム74が衝撃吸収材72の意図した位置、形状に容易に高精度で配置されたフィルム付き衝撃吸収材70を製造することができる。
In the present embodiment, the shock absorber with
なお、必要により下型キャビティ16の表面に離型剤を塗布しておいてもよく、また、下型キャビティ16の表面にフッ素樹脂コーティングしておくことも可能である。
If necessary, a release agent may be applied to the surface of the
[第3実施形態]
次に、第3実施形態について説明する。図7(A)に示すように、本実施形態で使用する樹脂フィルム35は図4に示す第1実施形態の樹脂フィルム34に比べ、樹脂フィルム35が所謂バスタブ状の容器形状とされておらず、堰部35Bの両側面が空いており単純な帯状の形状とされ、これにより成型されたフィルム付き衝撃吸収材31は、図7(B)に示すように表面積において被覆部分32Bの占める割合の少ない形状とされる。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment will be described. As shown in FIG. 7A, the
本実施形態によれば、樹脂フィルム35を図7(A)のように単純な一枚板を折り曲げた形状とすることで加工を容易なものとし、また露出部分32Aと被覆部分32Bとの衝撃吸収性能の差を小さくしたい場合に、例えば図7(B)のように樹脂フィルム35に拘束される部分のうち更に2面が露出部分32Cとされるため、両者の衝撃吸収性能を近付けることができる。
According to the present embodiment, the
さらに、堰部35Bの両側面もしくは側面の一方が完全に開放されておらず、深さ方向の途中まで樹脂フィルム34が存在して容器形状を形成していてもよい。これにより、求められる衝撃吸収性能の差によって第1実施形態と本実施形態、あるいは図7(C)に示すように堰部36Bに接する1面のみを空けた両実施形態の中間形状などから任意の形状を性能に応じて適宜選択することができ、所望の衝撃吸収性能を備えたフィルム付き衝撃吸収材とすることができる。
Furthermore, one of the both side surfaces or the side surface of the
なお、本発明の使用例としては、自動車の内装に組み込まれた衝撃吸収材が挙げられる。例えば図10(A)に示すように自動車の乗員はその体格によって最適なシートポジションが異なるが、主として車体前後方向にシートをスライドさせて最適なポジションを得ている。 In addition, as an example of use of this invention, the shock absorber incorporated in the interior of a motor vehicle is mentioned. For example, as shown in FIG. 10A, the optimal seat position of an automobile occupant differs depending on the physique, but the optimal position is obtained by sliding the seat mainly in the longitudinal direction of the vehicle body.
この時、体格の大きい人P1はシートを車体後方に、体格の小さい人P2はシートを車体前方に調整するが、身体の後方すなわち腰を左右方向からサポートする衝撃吸収材は堅め、身体の前方すなわち腹を左右方向からサポートする衝撃吸収材は柔らかめが望ましい。このため、図10(A)、(B)に示すように車体前後方向で衝撃吸収性能(変位/入力の関係)の異なる複数種類の衝撃吸収材を一体成型する必要がある。本発明の構成を適用することで、上記の要求を好適に満たす衝撃吸収材とすることができる。 At this time, the person P1 having a large physique adjusts the seat to the rear of the vehicle, and the person P2 having a small physique adjusts the seat to the front of the vehicle. That is, it is desirable that the shock absorbing material that supports the belly from the left and right direction should be soft. For this reason, as shown in FIGS. 10A and 10B, it is necessary to integrally mold a plurality of types of shock absorbing materials having different shock absorbing performances (displacement / input relationship) in the longitudinal direction of the vehicle body. By applying the configuration of the present invention, an impact absorbing material that satisfies the above requirements can be obtained.
以上、実施形態を挙げて本発明の実施の形態を説明したが、これらの実施形態は一例であり、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。例えば、第1実施形態では真空成形された離型フィルム18を下金型12にしか配設していないが、上金型14にも同様にポリプロピレンフィルムを配設することができる。特に上金型14にキャビティを有し、そのキャビティ形状が複雑な場合では、上金型14のキャビティと同形状に真空成形した離型フィルムを配設することが好ましい。
また図10(A)に示すようにフィルム付き衝撃吸収材30が設けられる面は車内の側壁であっても、あるいは天井などの内面であってもよく、また場所による衝撃吸収性能の変化は図10(A)に示す方向に限らず、分布の異なるものを複数配置するなど種々の応用が考えられる。
The embodiments of the present invention have been described above with reference to the embodiments. However, these embodiments are merely examples, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. For example, in the first embodiment, the vacuum-molded
Further, as shown in FIG. 10A, the surface on which the
10 金型
12 下金型
14 上金型
18 離型フィルム
30 フィルム付き衝撃吸収材
32 衝撃吸収材
32A 露出部分
32B 被覆部分
34 樹脂フィルム
34A 被覆部分
34B 堰部
35 樹脂フィルム
70 フィルム付き衝撃吸収材
72 衝撃吸収材
72A 露出部分
72B 被覆部分
74 樹脂フィルム
74A 被覆部分
74B 堰部
S 空気室
θ テーパー角度
DESCRIPTION OF
Claims (11)
金型成型前に前記金型の内面形状の一部に沿った形状に事前成型され、金型成型時には前記硬質ポリウレタンフォームと一体成型される樹脂フィルムと、を備え、
前記樹脂フィルムは前記衝撃吸収材本体の表面の一部を被覆し、
内部にインサートされた前記樹脂フィルムの一部は堰として前記衝撃吸収材の少なくとも一部を区分することを特徴とする衝撃吸収材。 Impact absorber material body made of rigid polyurethane foam molded by mold,
A resin film that is pre-molded into a shape along a part of the inner surface shape of the mold before mold molding, and is molded integrally with the hard polyurethane foam at the time of mold molding,
The resin film covers a part of the surface of the shock absorber main body,
A part of the resin film inserted inside divides at least a part of the shock absorber as a weir.
前記樹脂フィルムを前記金型内に配置した後に硬質ポリウレタンフォームを前記金型に注入し、
金型成型時には前記ポリウレタンフォームと前記樹脂フィルムとを一体成型することで衝撃吸収材を形成し、
前記樹脂フィルムが前記衝撃吸収材本体の表面の一部を被覆し、内部にインサートされた前記樹脂フィルムの一部によって前記衝撃吸収材は複数の区画に区分されることを特徴とする衝撃吸収材の製造方法。 Before molding the mold, pre-mold the resin film into a shape along part of the inner shape of the mold,
After placing the resin film in the mold, a rigid polyurethane foam is injected into the mold,
At the time of mold molding, the shock absorbing material is formed by integrally molding the polyurethane foam and the resin film,
The impact absorbing material, wherein the resin film covers a part of the surface of the impact absorbing material body, and the impact absorbing material is divided into a plurality of sections by a part of the resin film inserted therein. Manufacturing method.
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JP2018203824A (en) * | 2017-05-31 | 2018-12-27 | 北川工業株式会社 | Composite buffer material |
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