JP2017196764A - 発泡樹脂成形体の成形方法、成形型、及び発泡樹脂成形体 - Google Patents

Abstract

【課題】形状ダレを発生させることなく寸法精度良く形成され、かつ、耐荷重性を向上させた取付孔を有する発泡樹脂成形体の成形方法、成形型、及び発泡樹脂成形体を提供する。【解決手段】取付部１１と一般部１２とを備える発泡樹脂成形体１の成形方法であって、成形型３として、一般型部３１ａと取付型部３１ｂとを有する第一型３１と、第二型３２と、一般部１２を成形する一般キャビティ部４２及び取付部１１を成形する取付キャビティ部４１を有するキャビティ４と、を備えるものを用い、少なくとも取付キャビティ部４１に成形材料を充填する充填工程と、取付キャビティ部４１のキャビティ幅を一定としつつ一般キャビティ部４２のキャビティ幅を増大させるように、一般型部３１ａ、取付型部３１ｂ、及び第二型３２のうち少なくとも１つを移動させるコアバック工程と、を順に実施することを特徴とする。【選択図】 図１

Description

本発明は、発泡樹脂成形体の成形方法、成形型、及び発泡樹脂成形体に関する。

例えば車両用の組付け部材として、空調用レジスタやクラスタ等を保持するブラケットが自動車のインストルメントパネルの裏側に配置されている。近年、このブラケットには、軽量化の観点から、発泡した樹脂を材料とする成形体つまり発泡樹脂成形体が用いられている。一般に発泡樹脂成形体は、ポリプロピレンやポリエチレン等の樹脂材料に発泡剤を含有させた成形材料を、可動型を有する成形型のキャビティ内に射出充填した後、可動型をコアバックして成形される。こうして成形された発泡樹脂成形体は、その内部に発泡剤が発泡してなる多孔質の発泡層を有する。つまり、発泡樹脂成形体は、その内部が比較的低密度であるため、発泡層を有しないソリッド状樹脂成形体に比べて軽量である。

ブラケットのような発泡樹脂成形体には、相手部材への固定や位置決め等のための取付孔が設けられている。取付孔には、例えばネジや、クリップ座に装着されたクリップ等が挿入される。

コアバック成形された発泡樹脂成形体では、その縁部や取付孔の開口周縁部に、丸みを帯びた所謂形状ダレが発生することが知られている。このような形状ダレが取付孔の開口周縁部に発生すると、取付孔の寸法精度が悪くなるために所望とする開口周縁部の板厚が確保できなくなる虞がある。その結果、クリップ等の固定が安定できなくなる虞がある。また、取付孔の開口周縁部の板厚が形状ダレにより痩せてしまうために、この開口周縁部の耐荷重性が十分に確保できなくなる虞もある。このような場合には、発泡樹脂成形体と相手部材との固定が不十分となるため、ガタツキによる異音が発生する可能性がある。

そこで、上記した形状ダレの発生を抑制するための成形方法として、例えば特許文献１の成形方法がある。特許文献１の成形方法では、取付孔を形成するための突起が可動型に設けられ、この突起の外周面に微小凹凸部が設けられている。そしてコアバック時には、この微小凹凸部が突起の外周面と接する成形材料を係着保持しながら、可動型がコアバックする。よって、成形材料は、コアバック時に可動型の型面に追従できる。つまり、取付孔の開口周縁部は可動型の型面に沿った形状に成形できる。すなわち、特許文献１の成形方法によれば、取付孔の開口周縁部における形状ダレの発生を抑制できる。

しかしながら、特許文献１の成形方法では、コアバック成形によって発泡剤が発泡してなる発泡層が、取付孔の開口周縁部の内部にも形成されている。上記のとおり発泡層は多孔質であり、つまり比較的低密度であるために耐荷重性に劣る。したがって、取付孔の開口周縁部では、耐荷重性が低下するという問題が依然として存在していた。

特開２００７−１３０９６６号公報

本発明は上記事情に鑑みて為されたものでありその目的は、形状ダレを発生させることなく寸法精度良く形成され、かつ、耐荷重性を向上させた取付孔を有する発泡樹脂成形体の成形方法、成形型、及び発泡樹脂成形体を提供することである。

上記課題を解決するために本発明の成形方法は、相手部材を取付けるための取付孔及び取付孔の開口周縁部からなる取付部と取付部以外の一般部とを備える発泡樹脂成形体の成形方法であって、成形型として、一般型面を有する一般型部と一般型部に隣接し取付型面を有する取付型部とを有する第一型と、第二型面を有する第二型と、一般型面と第二型面との間に形成され一般部を成形する一般キャビティ部及び一般キャビティ部と連続し取付型面と第二型面との間に形成され取付部を成形する取付キャビティ部を有するキャビティと、を備えるものを用い、キャビティのうち少なくとも取付キャビティ部に発泡剤を含む樹脂材料を充填する充填工程と、キャビティのキャビティ幅のなかで、取付キャビティ部のキャビティ幅を一定としつつ一般キャビティ部のキャビティ幅を増大させるように、一般型部、取付型部、及び第二型のうち少なくとも１つを移動させるコアバック工程と、を順に実施して、一般部が多孔質の発泡層と発泡層の表面に形成された一般スキン層とからなり、取付部の開口周縁部が発泡層よりも密度の高い微発泡層と微発泡層の表面に形成された取付スキン層とからなる発泡樹脂成形体を成形することを特徴とする。

また、本発明の成形型は、相手部材を取付けるための取付孔及び取付孔の開口周縁部からなる取付部と取付部以外の一般部とを有する発泡樹脂成形体をコアバック成形するための成形型であって、一般型面を有する一般型部と取付型面を有する取付型部とからなる第一型と、第二型面を有する第二型と、を備え、第一型と第二型との間に形成されるキャビティは、一般型面と第二型面との間に形成され一般部を成形する一般キャビティ部と、取付型面と第二型面との間に形成され取付部を成形する取付キャビティ部とを有し、第一型の取付型部又は第二型は、取付孔を成形するための突起外周型面を有する孔成形突起を備え、一般型面が取付型面に比べて第二型面側に位置し、突起外周型面に対面し且つ一般型面に連続し一般型面及び取付型面と交差する段差型面が取付キャビティ部を区画する第一状態と、第一状態から、キャビティのキャビティ幅のなかで、取付キャビティ部のキャビティ幅を一定としつつ一般キャビティ部のキャビティ幅を増大させるように、一般型部、取付型部、及び第二型のうち少なくとも１つを移動させる第二状態へと状態変化することを特徴とする。

また、本発明の発泡樹脂成形体は、相手部材を取付けるための取付孔及び取付孔の開口周縁部からなる取付部と取付部以外の一般部とを有し、表面にスキン層を備える発泡樹脂成形体であって、一般部は、多孔質の発泡層と発泡層の表面に形成されたスキン層の一部とを有し、取付部は、発泡層よりも密度の高い微発泡層と微発泡層の表面に形成されたスキン層の他の一部とを有し、取付部と一般部との境界には、スキン層の残部が折り重なって表面から内部に向かって延びる補強部を有することを特徴とする。

上記構成を採る本発明の発泡樹脂成形体の成形方法、成形型、及び発泡樹脂成形体によれば、発泡樹脂成形体に設けられた取付孔を寸法精度良く形成でき、かつ、取付孔の開口周縁部の耐荷重性を向上させることができる。

実施形態における成形型の型締め状態を示す説明図である。 実施形態における成形型のコアバック後の状態を示す説明図である。 実施形態の成形方法において、充填工程の成形型内の状態を示す説明図である。 実施形態の成形方法において、コアバック工程の成形型内の状態を示す説明図である。 他の実施形態における成形型の型締め状態を示す説明図である。 他の実施形態における成形型のコアバック後の状態を示す説明図である。 他の実施形態の成形方法において、充填工程の成形型内の状態を示す説明図である。 他の実施形態の成形方法において、コアバック工程の成形型内の状態を示す説明図である。 実施形態における発泡樹脂成形体の取付部周辺を表す説明図である。

以下、図１〜図９を参照しながら、取付孔を有する発泡樹脂成形体における本発明の成形方法、成形型、及び本発明の発泡樹脂成形体について、好適な実施形態を挙げて説明する。なお、本発明の発泡樹脂成形体は、本発明の成形型を用いて、本発明の成形方法によって成形できる。ただし、本発明の発泡樹脂成形体の成形型、及び成形方法はこれに限定されるものではない。

説明に利用する図面は概略図であり、細かい部分での形状や相対的な位置関係、大きさの関係などは必ずしも厳密に記載されているものではない。また、特に断らない限り、本明細書に記載された数値範囲「ｘ〜ｙ」は、下限ｘおよび上限ｙをその範囲に含む。そして、これらの上限値および下限値、ならびに実施形態中に列記した数値も含めてそれらを任意に組み合わせることで新たな数値範囲を構成し得る。さらにこれらの数値範囲内から任意に選択した数値を上限、下限の数値とすることができる。

本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって本発明の実施に必要な事項は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。本発明は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。

（実施形態）
実施形態の成形方法は、コアバック成形によって発泡樹脂成形体１を成形する方法である。図９に示すように、実施形態の成形方法によって成形された発泡樹脂成形体１は、相手部材７０を取付けるためのクリップ座６１に結合したクリップ６０と係合する取付部１１と、取付部１１以外の一般部１２と、を有する。取付部１１は、クリップ６０が挿通可能な貫通孔である取付孔１４と、取付孔１４の周縁である開口周縁部１５とからなる。

本発明の成形方法、成形型３、及び発泡樹脂成形体１は、発泡樹脂成形体１に設けられた取付孔１４及び開口周縁部１５を有する取付部１１に特徴を有しており、したがって、発泡樹脂成形体１の取付部１１及びその周囲の一般部１２を中心として、図１〜図９を参照して説明する。

［成形型］
当該実施形態における成形型３は、図１及び図２に示すように、固定型である第一型３１と可動型である第二型３２とを備え、第一型３１と第二型３２は対向している。当該実施形態における成形型３では、固定型である第一型３１の一部がコアバック時に移動可能に設けられている。

第一型３１は、一般部１２の成形を担う一般型部３１ａと、取付部１１の成形を担う取付型部３１ｂとからなり、取付型部３１ｂがコアバック時に移動可能に設けられている。一般型部３１ａは取付型部３１ｂの周囲に隣接して配置されている。図１及び図２に示すように、取付型部３１ｂはバネ３４により第二型３２に向かって付勢されている。これにより、取付型部３１ｂは後述する第二型３２の孔成形突起３３と接触し、また、コアバック時には取付型部３１ｂと第二型３２とが一体となって可動する。

第二型３２は、取付部１１の取付孔１４の成形を担う孔成形突起３３を有する。孔形成突起３３は、第二型３２から第一型３１に向かって突設された円柱体である。孔成形突起３３の先端は取付型部３１ｂと接触している。

第二型３２は、例えば高速油圧シリンダからなる開閉装置（図示略）により、第一型３１の一般型部３１ａに対して近接又は離間する方向へ移動可能となっている。これにより、成形型３の型締め及び型開き、並びに、コアバック時における第二型３２及び第二型３２と一体的に移動する取付型部３１ｂの移動が可能となっている。

また、成形型３の温度は、例えば冷却水循環装置からなる温度調節装置（図示略）により調節可能となっている。これにより、第一型３１及び第二型３２によって形成されたキャビティ４内に高温の樹脂材料が充填されたときでも、成形型３を所望とする温度に維持できる。

型締めされた成形型３は、第一型３１の型面である第一型面５１と第二型３２の型面である第二型面５２との間に形成されたキャビティ４を有する。キャビティ４は、発泡樹脂成形体１の取付部１１を成形する取付キャビティ部４１と、取付部１１以外の一般部１２を成形する一般キャビティ部４２とを備え、一般キャビティ部４２は取付キャビティ部４１の周囲に形成されている。また、取付キャビティ部４１と一般キャビティ部４２とは互いに連通している。

一般キャビティ部４２は、第一型３１のうち一般型部３１ａの型面である一般型面５１ａと一般型面５１ａに対向する第二型面５２との間に形成されている。取付キャビティ部４１は、第一型３１のうち取付型部３１ｂの型面である取付型面５１ｂと取付型面５１ｂに対向する第二型面５２との間に形成されている。

既述したように、実施形態における成形型３には、孔成形突起３３が第二型３２に設けられている。図１及び図２に示すように、孔成形突起３３の外周面である突起外周型面５３は、取付キャビティ部４１を区画している。

実施形態における成形型３では、第一型面５１のうち、一般型部３１ａの一般型面５１ａは一般部１２の表面を成形し、取付型部３１ｂの取付型面５１ｂは取付部１１のうち開口周縁部１５の表面を成形する。また、孔成形突起３３の突起外周型面５３は、取付部１１のうち取付孔１４の内周面を成形する。

実施形態における成形型３では、コアバック時において、第二型３２が第一型３１のうち一般型部３１ａから離間する方向にコアバックし、そして、第一型３１のうち取付型部３１ｂが第二型３２と一体的に移動する。つまり、第一型３１のうち一般部型３１ａは移動しない。したがって、コアバック後のキャビティ４において、一般キャビティ部４２では、第二型面５２が一般型面５１ａから離れる方向に移動するためその容積は拡大され、取付キャビティ部４１では、第二型面５２と取付型面５１ｂとが一体的に移動するためその容積は拡大されずに型締め時の状態に維持されている。

図１は、コアバック前の取付キャビティ部４１及びその周囲の一般キャビティ部４２の状態を示す。図１に示すように、コアバック前の成形型３では、第一型面５１のうち一般型面５１ａは取付型面５１ｂに比べて第二型面５２に近くに位置しており、一般型面５１ａと取付型面５１ｂとはコアバック方向にオフセットしている。ここで、コアバック方向とは第二型５２が一般型部３１ａから離間する方向を意味する。

したがって、コアバック前における一般型部３１ａと取付型部３１ｂとの境界では、一般型面５１ａと取付型面５１ｂとが面一とはなっておらず、図１に示すように、一般型部３１ａの一部である段差部４３が形成されている。このとき、取付キャビティ部４１及びその周囲の一般キャビティ部４２において、第一型面５１及び第二型面５２に対して垂直な断面形状はＬ字状となっている。

また、図１に示すように、コアバック前の一般型部３１ａに形成された段差部４３は、一般型面５１ａに連続し、一般型面５１ａ及び取付型面５１ｂと交差し、かつ、突起外周型面５３の一部と対面する段差型面５４を有する。つまり、コアバック前の成形型３において、取付キャビティ部４１は、取付型面５１ｂ、第二型面５２、突起外周型面５３、及び段差型面５４によって区画されている。この図１に示すコアバック前の成形型３の状態を、成形型３の第一状態と称する。

図２は、成形型３におけるコアバック後の状態を示す。実施形態における成形型３では、コアバック時に第二型３２が図２に示す白抜き矢印の方向にコアバックし、かつ、第一型３１のうち取付型部３１ｂが第二型３２に追従して移動する。そして第一型３１のうち一般型部３１ａは移動しない。

図２に示すように、コアバック後の実施形態における成形型３では、第一型３１の取付型部３１ｂは、取付型面５１ｂが一般型面５１ａと略面一になるまで移動している。この図２に示すコアバック後の成形型３の状態を、成形型３の第二状態と称する。実施形態における成形型３は、第一状態及び第二状態との間を状態変化可能に設けられている。

ここで、第一型面５１から第二型面５２までのコアバック方向における幅をキャビティ幅と称する。また、取付キャビティ部４１での取付型面５１ｂから第二型面５２までのコアバック方向における幅を取付キャビティ幅と称し、一般キャビティ部４２での一般型面５１ａから第二型面５２までのコアバック方向における幅を一般キャビティ幅と称する。

図２に示すように、コアバック後における取付キャビティ幅及び一般キャビティ幅は略均一となっている。コアバック後の取付キャビティ幅は、成形される発泡樹脂成形体１の取付部１１の厚さとなり、コアバック後の一般キャビティ幅は、成形される発泡樹脂成形体１の一般部１２の厚さとなる。したがって実施形態における成形型３によって成形される発泡樹脂成形体１は、取付部１１からその周囲の一般部１２に亘って略均一の厚さに成形される。なお、コアバック後における一般キャビティ幅はコアバック前の一般キャビティ幅より大きくなる。一方、取付キャビティ幅は、コアバック前後で変化しない。

実施形態における成形型３では、コアバック前の一般キャビティ幅は２．０ｍｍであり、取付キャビティ幅は２．８ｍｍである。そしてコアバック工程において、一般型部３１ａは、一般型面５１ａが取付型面５１ｂと略面一となるまでコアバックする。すなわち、実施形態における一般型部３１ａのコアバック移動幅は０．８ｍｍである。しかしながら、コアバック前の一般キャビティ幅、取付キャビティ幅、コアバック移動幅はこれらに限定されるものではなく、一般キャビティ幅は１．０ｍｍ以上５．０ｍｍ以下、取付キャビティ幅は１．５ｍｍ以上６．０ｍｍ以下であって、コアバック移動幅が０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下となるように上記範囲内でコアバック前の一般キャビティ幅及び取付キャビティ幅を設定することが好ましい。

［成形方法］
次に、実施形態の成形方法について説明する。実施形態の成形方法では、上記成形型３を用いることができる。実施形態の成形方法は、準備工程と、充填工程と、コアバック工程と、冷却工程とを含む。

準備工程として、樹脂材料に発泡剤を含有させた成形材料１０を発泡樹脂成形装置（図示略）に入れて加熱し軟化させて、流体状の成形材料１０を得る。実施形態の成形方法で用いた成形材料１０は、７５質量部のポリプロピレン、５質量部の炭酸水素ナトリウムおよび２０質量部のタルクを含有する。このうち炭酸水素ナトリウムは発泡剤として機能する。具体的には、炭酸水素ナトリウムは加熱分解されて炭酸ナトリウムと水と二酸化炭素を生じる。このうち二酸化炭素は樹脂材料中の気泡を構成し得る。また、この分解反応速度は水の存在下で高まるために、上記の分解反応による樹脂材料での発泡は連続的に進行し得る。このとき発泡剤は小さな気泡を発生させており、この状態を微発泡と称する。

充填工程として、まず、成形型３を型締めする。すなわち、図１に示すように、第一型３１の一般型部３１ａが取付型部３１ｂに比べて第二型３２側に位置するように成形型３を型締めする。このように充填工程においては、取付部１１を成形する取付キャビティ部４１は、成形後の取付部１１と略同一形状である。これに対して一般部１２を成形する一般キャビティ部４２は、成形後の一般部１２よりもやや薄肉である。

次に、射出装置（図示略）により、上記準備工程で得た成形材料１０を型締めした成形型３のキャビティ４内に注入し、成形材料１０を充填する。なお、このとき第一型３１の一般型部３１ａは、成形材料１０による流体圧に抗して一般キャビティ部４２の大きさ（コアバック前の一般キャビティ幅）を維持するのに足る力で、第二型３２に向けて型締めされている。換言すると、このとき一般型部３１ａは、成形材料１０による流体圧に抗して図１に示す位置にあり続けるのに充分な力で、第二型３２に向けて型締めされている。実施形態においては、このときのキャビティ４の内圧は３７ＭＰａであり、一般型部３１ａは５５ＭＰａで型締めされる。なお、このとき成形材料１０は比較的高温（例えば約２００℃）であり、また、成形型３も加熱された（例えば約２００℃）状態にある。このため、一般キャビティ部４２及び取付キャビティ部４１内では、準備工程に引き続き、成形材料１０に含まれる発泡剤が徐々に熱分解され小さな気泡を発生させており、すなわち、発泡剤は微発泡している。

実施形態における成形材料１０を構成する樹脂材料はポリプロピレンを用いているが、樹脂材料の種類は特に限定されるものではない。例えばポリプロピレンに代えて、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル等の汎用樹脂を用いることができる。

実施形態における成形材料１０を構成する発泡剤は化学発泡剤である炭酸水素ナトリウムを用いているが、発泡剤の種類は特に限定されるものではない。例えば炭酸水素ナトリウムに代えて、炭酸水素アンモニウム、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を用いることができる。また、上記化学発泡剤に代えて、二酸化炭素や窒素等の物理発泡剤を用いることもできる。実施形態においてこれらの発泡剤は、成形型３内に投入される加熱溶融した樹脂材料に予め添加しているが、これに代えて、先に加熱溶融した樹脂材料を成形型３内に充填しておき、その後、この加熱溶融した樹脂材料に対して直接的に添加してもよい。

発泡剤の樹脂材料に対する添加割合は特に限定するものではないが、例えば、樹脂材料１００重量部に対して、発泡剤が１．０重量部以上１０．０重量部以下とするのが好ましい。

実施形態における充填工程では、成形型３のキャビティ４内に成形材料１０を充填した後、所望の時間、成形型３を冷却しながらキャビティ４内を保圧する。充填工程で行う保圧は、十分な厚さのスキン層２を形成することを目的としている。

キャビティ４内の保圧は、成形材料１０をキャビティ４内に射出充填した後、型締め状態を保ち、そのままの射出圧力を保持する。そして、例えば４０℃程度に温度調節された成形型３の型面によって成形材料１０の表面を冷却させる。これにより、キャビティ４内に充填された成形材料１０の表面には、発泡剤が微発泡の状態で固化したスキン層２が形成される。このとき、スキン層２よりも内部に存在する成形材料１０は樹脂材料が固化せず、かつ、発泡剤は微発泡の状態となっている。

充填工程で行う保圧は、上記した以外にも、キャビティ内の内圧として３０ＭＰａ以上６０Ｍｐａ以下であることが好ましく、より好ましくは３２ＭＰａ以上５０ＭＰａ以下である。また、保圧の時間は、溶融発泡樹脂を成形型３内に充填した後、０．５秒以上６０秒以下とすることが好ましい。上記範囲内の保圧の圧力、及び保圧の時間であれば、十分な厚さを有するスキン層２を形成することができ、成形される発泡樹脂成形体１の表面における機械的剛性を向上させることができる。

図３は、充填工程でキャビティ４内に充填された成形材料１０の状態を示す。図１及び図３に示すように、充填工程での保圧後、取付キャビティ部４１及び一般キャビティ部４２に充填された成形材料１０の表面には、第一型面５１、第二型面５２、及び突起外周型面５３の形状に倣った形状のスキン層２が形成される。より具体的には、一般キャビティ部４２では、第一型面５１のうち一般型面５１ａと、一般型面５１ａに対面する第二型面５２と、に倣った形状の一般スキン層２２が形成されている。取付キャビティ部４１では、第一型面５１のうち取付型面５１ｂと、取付型面５１ｂに対面する第二型面５２と、突起外周型面５３と、に倣った形状の取付スキン層２１が形成されており、さらに、突起外周型面５３と対面する一般型部３１ａの段差型面５４に倣った形状の段差スキン層２３が形成されている。

また、充填工程における取付キャビティ部４１では、取付スキン層２１及び段差スキン層２３より内部であって且つ取付スキン層２１及び段差スキン層２３の近傍には、後述する微発泡層１１ａが成形され得る。これは、後述するように、取付キャビティ部４１には、充填される成形材料１０と型面の接触面積が大きくなるキャビティ突出部４１ａを備えていることに起因する。すなわち、取付キャビティ部４１では、一般キャビティ部４２に比べて充填される成形材料が冷却され易い。したがって、取付キャビティ部４１では取付スキン層２１及び段差スキン層２３に接する部分に微発泡層１１ａが成形され得る。

図４は、コアバック工程でのキャビティ４内に充填された成形材料１０の状態を示す。図２及び図４に示すように、コアバック工程として、取付型面５１ｂが一般型面５１ａと面一となるまで取付型部３１ｂが移動するように、第二型３２を一般型部３１ａから離間する方向にコアバックさせる。実施形態におけるコアバック方向は、成形される一般部１２及び取付部１１の厚さ方向と略一致する。

コアバック工程では一般キャビティ部４２の容積がコアバック方向に増大するため、一般キャビティ部４２に存在する成形材料１０は、一般スキン層２２よりも内部の発泡剤が発泡し、その結果、全体として膨張する。

実施形態におけるコアバック工程では、取付キャビティ幅の大きさは一定であり、一般キャビティ幅の大きさのみが増大する。つまり、一般キャビティ部４２の容積が拡大し、取付キャビティ部４１の容積は型締め状態のまま維持される。したがって、コアバック作動後の一般キャビティ部４２内は、その容積が拡大することにより負圧化される。その結果、一般キャビティ部４２内の成形材料１０は、一般スキン層２２よりも内部で発泡剤が発泡した状態となっている。すなわち、コアバック工程において、一般キャビティ部４２では表面に一般スキン層２２を有し、一般スキン層２２よりも内部には微発泡層１１ａよりも密度が低い発泡層１２ａが形成される。

一方、コアバック前後において、取付キャビティ部４１の容積は不変である。よって、取付キャビティ部４１内の成形材料１０では、取付スキン層２１よりも内部における発泡剤の発泡が抑制される。したがって、実施形態のコアバック工程において、取付キャビティ部４１に存在する成形材料１０は、取付スキン層２１よりも内部では発泡剤が微発泡の状態となっている。すなわち、コアバック工程において、取付キャビティ部４１では表面に取付スキン層２１を有する微発泡層１１ａが形成される。

最後に、冷却工程として、キャビティ４内に充填された成形材料１０は冷却され固化して、発泡樹脂成形体１が成形される。このように実施形態の成形方法で成形された発泡樹脂成形体１は、図５に示すように、一般部１２と取付部１１とを有し、一般部１２では表面に一般スキン層２２を備え、一般スキン層２２よりも内部に発泡剤が発泡してなる比較的大きな気孔を有する多孔質な発泡層１２ａを備える。取付部１１は表面に取付スキン層２１を備え、取付スキン層２１よりも内部に発泡剤が微発泡してなる比較的小さな気孔を有する微発泡層１１ａを備える。

上記のとおり、微発泡層１１ａは発泡層１２ａよりも発泡剤の発泡率が低く、したがって気孔率（空隙率）が低い。つまり、微発泡層１１ａは発泡層１２ａよりも密度の高い層となる。したがって、微発泡層１１ａを有する取付部１１の開口周縁部１５は、発泡層１２ａを有する一般部１２よりも機械的強度に優れることとなる。

実施形態の成形方法では、コアバック工程において、取付キャビティ部４１の取付キャビティ幅を一定として、取付部１１を成形している。したがって、充填工程で成形された取付スキン層２１の形状は、コアバック工程において起こり得る形状ダレを起こすことなく、充填工程で成形された形状を保つことができる。すなわち、取付部１１のうち取付孔１４は孔成形突起３３の突起外周型面５３の形状に倣った形状となり、かつ、開口周縁部１５は取付型部３１ｂの取付型面５１ｂの形状に倣った形状となる。

ところで、一般的なコアバック成形によって成形された発泡樹脂成形体では、その外周縁部や取付孔の開口周縁部に所謂形状ダレを生じることが知られている。その原因は、以下のように考えられている。

すなわち、仮に、成形材料をキャビティ内に充填する充填工程の後に実施されるコアバック工程において、キャビティ内の成形材料の表面（成形型の型面に接する部分）が十分な伸張性を有していれば、成形材料の内部は発泡剤の発泡により膨張し、その表面がその内部の発泡からの圧力を受けて成形型の型面に押し付けられる。つまり、コアバックによってキャビティ容積が増大しキャビティ内が負圧化することにより、成形材料の表面がコアバックした成形型の型面に追従し、コアバック後のキャビティ形状に倣った形状を有する発泡樹脂成形体が得られることとなる。

しかしながら、実際には、成形材料をキャビティ内に充填すると、成形型の型面に接する部分の成形材料が冷却され、これによって成形材料の表面にスキン層が形成される。このスキン層は樹脂材料が固化してなるものであるため、その伸張性は低下している。したがって、外周縁部や取付孔の開口周縁部を成形する部分の成形材料の表面が、コアバックする成形型の型面に十分に追従できなくなる。このような理由により、成形された外周縁部の端部や開口周縁部等は、丸みを帯びた所謂形状ダレを形成する。

一方、実施形態におけるコアバック工程では、取付部１１を成形する取付キャビティ部４１の取付キャビティ幅は一定とされ、すなわち、取付キャビティ部４１の容積は拡大されない。つまり、取付孔１４及びその開口周縁部１５を構成する取付部１１は、コアバック成形されずに成形される。よって、実施形態における取付部１１では上記した形状ダレの問題は生じ得ない。したがって、成形された発泡樹脂成形体１の取付部１１は、コアバック工程の影響を受けることなく、充填工程によって形成された取付スキン層２１の形状をなす。このように実施形態の成形方法によれば、取付孔１４及びその開口周縁部１５を構成する取付部１１はコアバックの影響を受けることなく型成形されるため、寸法精度に優れた取付部１１を発泡樹脂成形体１に設けることができる。

また上記のとおり、実施形態の成形方法によって成形された発泡樹脂成形体１のうち、一般キャビティ部４２において成形される一般部１２は、その表面に一般スキン層２２を有し、その内部に発泡剤が発泡してなる発泡層１２ａを有する。一方、取付キャビティ部４１において成形される取付部１１は、その表面に取付スキン層２１を有し、その内部に発泡剤が微発泡の微発泡層１１ａを有する。微発泡層１１ａは発泡層１２ａに比べて高密度であるため、発泡層１２ａよりも耐荷重性に優れる。つまり、その内部に微発泡層１１ａを有する取付部１１はその内部に発泡層１２ａを有する一般部１２よりも、耐荷重性に優れた部分となる。

また、実施形態における充填工程においては、図１及び図３に示すように、一般型面５１ａと取付型面５１ｂとがオフセット配置されることにより、一般キャビティ部４２よりも第一型３１側に突出したキャビティ突出部４１ａが取付キャビティ部４１に形成されている。キャビティ突出部４１ａは、取付型面５１ｂと、突起外周型面５３の一部と、段差型面５４とで区画されている。つまり、このキャビティ突出部４１ａに充填される成形材料１０は、一般キャビティ部４２に充填される成形材料１０よりも、成形型３の型面に対する接触面積が大きい。したがって、キャビティ突出部４１ａに充填された成形材料１０は、一般キャビティ部４２に充填された成形材料１０よりも、効果的に内部まで冷却され得る。

このように、実施形態の充填工程において、キャビティ突出部４１ａを有する取付キャビティ部４１によれば、一般キャビティ部４２よりも、充填される成形材料１０の冷却固化を促進させることができる。すなわち、取付キャビティ部４１に充填された成形材料１０における発泡剤の発泡をより抑制できることが考えられる。したがって、成形後の発泡樹脂成形体１において、取付キャビティ部４１によって成形される取付部１１は、発泡剤の発泡を効果的に抑制してなる微発泡層１１ａを有するため、耐荷重性を向上させることに有利となる。

実施形態における充填工程では、上記のとおり、成形型３の型面と接する成形材料１０の表面にはスキン層２が形成される。図１及び図３に示すように充填工程では、一般型部３１ａの段差型面５４にも段差スキン層２３が形成される。

充填工程後のコアバック工程において、第二型３２が取付型部３１ｂと一体的にコアバックすると、一般キャビティ部４２の容積が拡大する。これに伴い、一般キャビティ部４２に充填されている成形材料１０の内部では、発泡剤が発泡して膨張する発泡層１２ａが形成される。その結果、成形材料１０の表面に形成された一般スキン層２２は発泡圧力を受けて一般型面５１ａに押し付けられる。つまり、一般キャビティ部４２に存在する成形材料１０の表面はコアバック工程において一般型面５１ａに追従する。

充填工程において形成された段差スキン層２３は、第二型３２及び取付型部３１ｂのコアバックによる移動に伴い、取付型部３１ｂに押し込まれると共にコアバックする第二型３２に引きつられる。そして、図２及び図４に示すように、コアバック後には一般部１２と取付部１１の境界に段差スキン層２３が折り重なってなり、発泡樹脂成形体１の表面から内部に向かって延びる環状でリブ状の補強部１３が形成される。この補強部１３は、発泡剤が微発泡の状態で固化した段差スキン層２３が折り重なって形成されているため、補強部１３が形成される取付部１１はさらに耐荷重性に優れた部分となる。具体的には、図９に示すように取付孔１４にクリップ６０が挿入される場合には、補強部１３は開口周縁部１５と共に、クリップ６０の開き方向による荷重を受けることとなる。したがって、この耐荷重性に優れた環状でリブ状の補強部１３が、一般部１２と取付部１１との境界に形成されることにより、取付部１１の更なる耐荷重性の向上が実現できる。

以上のように、実施形態の成形方法、及びこの成形方法で用いられる成形型によれば、コアバック成形される発泡樹脂成形体１において、取付部１１の開口周縁部１５に起こり得る形状ダレを発生させることなく、取付部１１を寸法精度良く成形できる。また、この取付部１１の開口周縁部１５において、クリップ等により押し付けられる力に対する耐荷重性を向上させることができる。また、このような特徴を有する本発明の発泡樹脂成形体も、同様の効果を奏する。

以上、本発明の好適な実施形態を説明してきたが、本発明は特に上記実施形態に限定されるものではなく、以下のような変形例であっても、本発明の効果を奏し得る。

例えば、図５〜図８に示すように、可動型と固定型とを上記実施形態における成形型３のものと逆にしても良い。具体的にこの他の実施形態の成形方法においては、第一型３１が可動型となり第二型３２が固定型となる。そして、可動型である第一型３１の一部を、コアバック時において移動不可とする。以下、上記実施形態と異なる構成について説明し、同様の構成については省略する。

他の実施形態における成形型３では、図５に示すように、第一型３１は、コアバック作動時にコアバックしない取付型部３１ｂと、コアバックする一般型部３１ａとからなる。取付型部３１ｂと一般型部３１ａとは隣接しており、コアバック作動時において一般型部３１ａが第二型３２から離間する方向にコアバックし、取付型部３１ｂはコアバック方向と反対方向に例えばバネ押しされて、コアバックしないように固定されている。ここで、コアバック方向とは、図６及び図８に示す白抜き矢印であって、すなわち、第一型３１の一般型部３１ａが第二型３２から離間する方向を意味する。

第二型３２は、取付部１１の取付孔１４の成形を担う孔成形突起３３を有する。孔形成突起３３は、第二型３２から第一型３１に向かって突設された円柱体である。孔成形突起３３の先端は取付型部３１ｂと接触している。つまり、第二型３２及び取付型部３１ｂは、コアバック時において移動しないように構成されている。

他の実施形態における成形型３では、コアバック工程において、第一型３１の一般型部３１ａのみがコアバックする。したがって、上記実施形態のコアバック工程と同様に、取付キャビティ部４１の取付キャビティ幅を一定としつつ、一般キャビティ部４２の一般キャビティ幅が増大する。換言すると、取付キャビティ部４１の容積は拡大されない。以上のような成形型３を用いた他の実施形態の成形方法であっても、上記実施形態と同様の効果を奏し得る。

また、上記実施形態における取付孔１４を形成する孔成形突起３３は第二型３２に設けられているが、第二型３２に代えて第一型３１の取付型部３１ｂに設けられていても良い。

また、上記実施形態における取付部１１の取付孔１４は貫通孔であるが、これに代えて凹部であっても良い。この場合には、実施形態における取付孔１４を形成する孔成形突起３３は、第一型３１の取付型部３１ｂに設けられ、かつ、孔成形突起３３の先端面は第二型面５２と接触しない構成を採ることが好ましい。

また、上記実施形態におけるコアバック工程では、取付型部３１ｂは取付型面５１ｂが一般型面５１ａと略面一になるまで第二型３２と一体的に移動しているが、取付型面５１ｂは一般型面５１ａと略面一になるまで第二型３２をコアバックさせなくてもよい。すなわち、取付型部３１ｂは、取付型面５１ｂが一般型面５１ａの位置手前まで移動するような形態であってもよく、また、取付型面５１ｂが一般型面５１ａの位置を超えるように移動する形態であってもよい。何れの場合であっても、取付キャビティ部４１の取付キャビティ幅は一定であり、取付キャビティ部４１の容積も一定であるため、コアバックの影響を受けにくい取付部１１は寸法精度良く成形され、かつ、補強部１３も形成され得る。

また、上記実施形態における充填工程では、成形型３のキャビティ４内に成形材料１０が注入され、キャビティ４内に成形材料１０が充填されている。しかしながら、本発明における充填工程では、少なくとも取付キャビティ部４１に成形材料１０が充填されることを必須としており、一般キャビティ部４２内に成形材料１０が充填されず注入されていれば良い。すなわち、一般キャビティ部４２はコアバック工程によってその容積が拡大するため、成形後において一般部１２の所望とする厚さに成形できるだけの成形材料１０が、一般キャビティ部４２に注入されていれば良い。

また、上記実施形態における充填工程では、取付キャビティ部４２において、一部の微発泡層１１ａが成形されている。しかしながら、本発明の充填工程においては、取付キャビティ部４１で少なくともスキン層２（取付スキン層２１及び段差スキン層２３）が形成されていれば良い。したがって、取付キャビティ部４１で成形される全ての微発泡層１１ａはコアバック工程で成形されていても良いし、あるいは、全ての微発泡層１１ａは充填工程で成形されていても良い。

また、上記実施形態における充填工程で行われる保圧は、射出圧を維持することによって行われるほか、カウンタープレッシャー法等の公知の方法を用いて行うこともできる。

また、上記実施形態の成形方法、及び成形型によって成形された発泡樹脂成形体１は、取付孔１４を有する種々の発泡樹脂成形体１に適用できる。例えば、自動車のインストルメントパネルの裏側に配置され、空調用レジスタやクラスタ等を保持するブラケットのような組付け部材の他、ドアトリム等の車両内装部品にも適用可能である。

本発明の発泡樹脂成形体の成形方法、成形型、及び発泡樹脂成形体は、以下のように表現できる。

〈１〉相手部材７０を取付けるための取付孔１４及び前記取付孔１４の開口周縁部１５からなる取付部１１と前記取付部１１以外の一般部１２とを備える発泡樹脂成形体１の成形方法であって、
成形型３として、一般型面５１ａを有する一般型部３１ａと前記一般型部３１ａに隣接し取付型面５１ｂを有する取付型部３１ｂとを有する第一型３１と、第二型面５２を有する第二型３２と、前記一般型面５１ａと前記第二型面５２との間に形成され前記一般部１２を成形する一般キャビティ部４２及び前記一般キャビティ部４２と連続し前記取付型面５１ｂと前記第二型面５２との間に形成され前記取付部１１を成形する取付キャビティ部４１を有するキャビティ４と、を備えるものを用い、
前記キャビティ４のうち少なくとも前記取付キャビティ部４１に発泡剤を含む樹脂材料（成形材料１０）を充填する充填工程と、
前記キャビティ４のキャビティ幅のなかで、前記取付キャビティ部４１のキャビティ幅を一定としつつ前記一般キャビティ部４２のキャビティ幅を増大させるように、前記一般型部３１ａ、前記取付型部３１ｂ、及び前記第二型３２のうち少なくとも１つを移動させるコアバック工程と、を順に実施して、
前記一般部１２が多孔質の発泡層１２ａと前記発泡層１２ａの表面に形成された一般スキン層２２とからなり、前記取付部１１の前記開口周縁部１５が前記発泡層１２ａよりも密度の高い微発泡層１１ａと前記微発泡層１１ａの表面に形成された取付スキン層２１とからなる発泡樹脂成形体１を成形する、発泡樹脂成形体１の成形方法。
〈２〉前記充填工程において、前記一般キャビティ部４２で前記一般スキン層２２を成形し、かつ、前記取付キャビティ部４１で前記取付部１１のうち前記取付スキン層２１と、前記微発泡層１１ａの少なくとも一部とを成形し、
前記コアバック工程において、前記一般キャビティ部４２で前記一般部１２の前記発泡層１２ａを成形し、かつ、前記取付キャビティ部４１で前記取付部１１の残部を形成する、〈１〉に記載の発泡樹脂成形体１の成形方法。
〈３〉前記充填工程の前記成形型５では、前記一般型面５１ａは前記取付型面５１ｂに比べて前記第二型面５２に近く、かつ、前記一般型部３１ａは前記一般型面５１ａに連続し前記一般型面５１ａ及び前記取付型面５１ｂと交差する段差型面５４を有し、
前記充填工程において、前記取付キャビティ部４１で前記段差型面５４によりさらに段差スキン層２３が形成され、
前記コアバック工程において、前記取付部１１と前記一般部１２との境界に、前記段差スキン層２３が折り重なってなる補強部１３が形成される〈１〉又は〈２〉に記載の発泡樹脂成形体１の成形方法。
〈４〉相手部材７０を取付けるための取付孔１４及び前記取付孔１４の開口周縁部１５からなる取付部１１と前記取付部１１以外の一般部１２とを有する発泡樹脂成形体１をコアバック成形する成形型３であって、
一般型面５１ａを有する一般型部３１ａと取付型面５１ｂを有する取付型部３１ｂとからなる第一型３１と、第二型面５２を有する第二型３２と、を備え、
前記第一型３１と前記第二型３２との間に形成されるキャビティ４は、前記一般型面５１ａと前記第二型面５２との間に形成され前記一般部１２を成形する一般キャビティ部４２と、前記取付型面５１ｂと前記第二型面５２との間に形成され前記取付部１１を成形する取付キャビティ部４１とを有し、
前記第一型３１の前記取付型部３１ｂ又は前記第二型３２は、前記取付孔１４を成形するための突起外周型面５３を有する孔成形突起３３を備え、
前記一般型面５１ａが前記取付型面５１ｂに比べて前記第二型面５２側に位置し、前記突起外周型面５３に対面し且つ前記一般型面５１ａに連続し前記一般型面５１ａ及び前記取付型面５１ｂと交差する段差型面５４が前記取付キャビティ部４１を区画する第一状態と、
前記第一状態から、前記キャビティ４のキャビティ幅のなかで、前記取付キャビティ部４１のキャビティ幅を一定としつつ前記一般キャビティ部４２のキャビティ幅を増大させるように、前記一般型部３１ａ、前記取付型部３１ｂ、及び前記第二型３２のうち少なくとも１つを移動させる第二状態へと状態変化する成形型３。
〈５〉相手部材７０を取付けるための取付孔１４及び前記取付孔１４の開口周縁部１５からなる取付部１１と前記取付部１１以外の一般部１２とを有し、表面にスキン層２を備える発泡樹脂成形体１であって、
前記一般部１２は、多孔質の発泡層１２ａと前記発泡層１２ａの表面に形成された前記スキン層２の一部（一般スキン層２２）とを有し、
前記取付部１１は、前記発泡層１２ａよりも密度の高い微発泡層１１ａと前記微発泡層１１ａの表面に形成された前記スキン層２の他の一部（取付スキン層２１）とを有し、
前記取付部１１と前記一般部１２との境界には、前記スキン層２の残部（段差スキン層２３）が折り重なって前記表面から内部に向かって延びる補強部１３を有する発泡樹脂成形体１。

１：発泡樹脂成形体 １１：取付部 １１ａ：微発泡層
１２：一般部 １２ａ：発泡層 １３：補強部
１４：取付孔 １５：開口周縁部 ２：スキン層
２１：取付スキン層 ２２：一般スキン層 ２３：段差スキン層
３：成形型 ３１：第一型 ３１ａ：一般型部
３１ｂ：取付型部 ３２：第二型 ３３：孔成形突起
４：キャビティ ４１：取付キャビティ部 ４２：一般キャビティ部
５１ａ：一般型面 ５１ｂ：取付型面 ５２：第二型面
５３：突起外周型面 ５４：段差型面

Claims (5)

1. 相手部材を取付けるための取付孔及び前記取付孔の開口周縁部からなる取付部と前記取付部以外の一般部とを備える発泡樹脂成形体の成形方法であって、
   成形型として、一般型面を有する一般型部と前記一般型部に隣接し取付型面を有する取付型部とを有する第一型と、第二型面を有する第二型と、前記一般型面と前記第二型面との間に形成され前記一般部を成形する一般キャビティ部及び前記一般キャビティ部と連続し前記取付型面と前記第二型面との間に形成され前記取付部を成形する取付キャビティ部を有するキャビティと、を備えるものを用い、
   前記キャビティのうち少なくとも前記取付キャビティ部に発泡剤を含む樹脂材料を充填する充填工程と、
   前記キャビティのキャビティ幅のなかで、前記取付キャビティ部のキャビティ幅を一定としつつ前記一般キャビティ部のキャビティ幅を増大させるように、前記一般型部、前記取付型部、及び前記第二型のうち少なくとも１つを移動させるコアバック工程と、を順に実施して、
   前記一般部が多孔質の発泡層と前記発泡層の表面に形成された一般スキン層とからなり、前記取付部の前記開口周縁部が前記発泡層よりも密度の高い微発泡層と前記微発泡層の表面に形成された取付スキン層とからなる発泡樹脂成形体を成形する、発泡樹脂成形体の成形方法。
2. 前記充填工程において、前記一般キャビティ部で前記一般スキン層を成形し、かつ、前記取付キャビティ部で前記取付部のうち前記取付スキン層と、前記微発泡層の少なくとも一部とを成形し、
   前記コアバック工程において、前記一般キャビティ部で前記一般部の前記発泡層を成形し、かつ、前記取付キャビティ部で前記取付部の残部を成形する、請求項１に記載の発泡樹脂成形体の成形方法。
3. 前記充填工程における前記成形型では、前記一般型面は前記取付型面に比べて前記第二型面に近く、かつ、前記一般型部は、前記一般型面に連続し前記一般型面及び前記取付型面と交差する段差型面を有し、
   前記充填工程において、前記取付キャビティ部で前記段差型面によりさらに段差スキン層が形成され、
   前記コアバック工程において、前記取付部と前記一般部との境界に、前記段差スキン層が折り重なってなる補強部が形成される請求項１又は２に記載の発泡樹脂成形体の成形方法。
4. 相手部材を取付けるための取付孔及び前記取付孔の開口周縁部からなる取付部と前記取付部以外の一般部とを有する発泡樹脂成形体をコアバック成形するための成形型であって、
   一般型面を有する一般型部と取付型面を有する取付型部とからなる第一型と、第二型面を有する第二型と、を備え、
   前記第一型と前記第二型との間に形成されるキャビティは、前記一般型面と前記第二型面との間に形成され前記一般部を成形する一般キャビティ部と、前記取付型面と前記第二型面との間に形成され前記取付部を成形する取付キャビティ部とを有し、
   前記第一型の前記取付型部又は前記第二型は、前記取付孔を成形するための突起外周型面を有する孔成形突起を備え、
   前記一般型面が前記取付型面に比べて前記第二型面側に位置し、前記突起外周型面に対面し且つ前記一般型面に連続し前記一般型面及び前記取付型面と交差する段差型面が前記取付キャビティ部を区画する第一状態と、
   前記第一状態から、前記キャビティのキャビティ幅のなかで、前記取付キャビティ部のキャビティ幅を一定としつつ前記一般キャビティ部のキャビティ幅を増大させるように、前記一般型部、前記取付型部、及び前記第二型のうち少なくとも１つを移動させる第二状態へと状態変化する成形型。
5. 相手部材を取付けるための取付孔及び前記取付孔の開口周縁部からなる取付部と前記取付部以外の一般部とを有し、表面にスキン層を備える発泡樹脂成形体であって、
   前記一般部は、多孔質の発泡層と前記発泡層の表面に形成された前記スキン層の一部とを有し、
   前記取付部は、前記発泡層よりも密度の高い微発泡層と前記微発泡層の表面に形成された前記スキン層の他の一部とを有し、
   前記取付部と前記一般部との境界には、前記スキン層の残部が折り重なって前記表面から内部に向かって延びる補強部を有する発泡樹脂成形体。

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