JP2023087900A - スラッシュ成形装置及び表皮材の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】表皮材の周りに余肉部が形成されるのを防止する。【解決手段】実施形態に係るスラッシュ成形装置１は、成形面２１を有する成形型２０と、粉体樹脂材料を収容し、成形型２０と型締めされることにより、成形型２０とともに粉体樹脂材料の移動空間を形成するリザーバータンク１０と、リザーバータンク１０に設けられ、成形型２０とリザーバータンク１０とを型締めしたときに成形型２０に密接して、移動空間を密閉するシール部材１２と、シール部材１２の移動空間側に設けられ、表皮材２の外形を画定する弾性部材１３とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、スラッシュ成形装置及び表皮材の製造方法に関する。

自動車の内装部品であるインストルメントパネル等を構成する表皮材の成形方法としてスラッシュ成形が知られている。スラッシュ成形には、成形しようとする表皮材の表面形状に合致した成形面を有する成形型と、上面に開口部を有し、粉体樹脂材料を収容する収容部を備えるリザーバータンクとを含む、スラッシュ成形装置が用いられる。

スラッシュ成形では、まず、加熱した成形型を、その成形面を、リザーバータンクに収容された粉体樹脂材料側に向け、リザーバータンクの開口部を塞ぐようにリザーバータンクに取り付ける。成形型とリザーバータンクとを型締めすることで、成形型とリザーバータンクとによって、リザーバータンクの収容部の収容空間を含む一体的な内部空間が形成される。この内部空間は、粉体樹脂材料の移動空間となる。

そして、型締めした状態の成形型とリザーバータンクを回転させることで、リザーバータンク内の粉体樹脂材料を成形型の成形面側に移動させる。これにより、成形型の成形面に接触した粉体樹脂材料が成形型の熱により溶融され、成形面に付着する。その後、成形型及びリザーバータンクを回転させて元の状態に戻すことで、余分な粉体樹脂材料をリザーバータンクの収容部内に移動させる。そして、成形型を冷却することにより、溶融した樹脂材料を硬化させて表皮材を得ることができる。

特許文献１には、スラッシュ成形により、厚肉部を部分的に有する表皮材を成形する成形装置が開示されている。特許文献１では、収容部内に、成形しようとする表皮材の厚肉部に対応するようにエアバッグが設けられている。エアバッグにより粉体樹脂材料の一部を成形型の成形面に対して加圧することで、厚肉部を部分的に有する表皮材を成形することができる。

特開２００６－０９５７９４号公報

このようなスラッシュ成形においては、型締めした成形型とリザーバータンクとを回転させるときに、内部空間から粉体樹脂材料が外部に漏れる場合がある。これを防止するため、成形型とリザーバータンクとの接触部分（当接部分）には、内部空間を密閉するシール部材が設けられている。成形型とリザーバータンクとの接触部分にシール部材が設けられている場合、得られる成形品の外周縁はシール部材により画定される。

しかしながら、シール部材により画定される成形品は、成形しようとする表皮材の周りに余肉部が形成されるものとなる場合がある。例えば、シール部材の曲げ加工限界により、シール部材のＲ形状部が形成しようとする表皮材の形状に追従できない場合、シール部材のＲ形状に対応する位置に表皮材に不要な余肉部が形成される。この余肉部は後の工程で除去、廃棄する必要があるため、作業効率の悪化や、歩留まりの低下という問題がある。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、表皮材の周りに余肉部が形成されるのを防止することが可能なスラッシュ成形装置及び表皮材の製造方法を提供することである。

本発明の一態様に係るスラッシュ成形装置は、成形面を有する成形型と、粉体樹脂材料を収容し、前記成形型と型締めされることにより、前記成形型とともに前記粉体樹脂材料の移動空間を形成するリザーバータンクと、前記リザーバータンクに設けられ、前記成形型と前記リザーバータンクとを型締めしたときに前記成形型に密接して、前記移動空間を密閉するシール部材と、前記シール部材の前記移動空間側に設けられ、表皮材の外形を画定する弾性部材とを備えるものである。

本発明の一態様に係るスラッシュ成形装置において、前記弾性部材は、前記シール部材の前記移動空間側に接触して設けられている第１弾性体を含む。

本発明の一態様に係るスラッシュ成形装置において、前記弾性部材は、前記シール部材のＲ形状部に対応して設けられる。

本発明の一態様に係るスラッシュ成形装置は、前記リザーバータンクから伸びるフレームをさらに備え、前記弾性部材は、前記シール部材から離れて設けられており、前記フレームにより支持される第２弾性体を含む。

本発明の一態様に係るスラッシュ成形装置において、前記第２弾性体は、前記表皮材に薄肉部及び／又はくり抜き部を形成する。

本発明の一態様に係る表皮材の製造方法は、成形面を有する成形型と、粉体樹脂材料を収容するリザーバータンクとを型締めして、前記成形型と前記リザーバータンクとにより前記粉体樹脂材料の移動空間を形成し、前記リザーバータンクに設けられたシール部材を、前記成形型と前記リザーバータンクとを型締めしたときに前記成形型に密接させて、前記移動空間を密閉し、前記成形型と前記リザーバータンクとを一体に回転させて前記粉体樹脂材料を前記成形面に付着させ、前記シール部材の前記移動空間側に設けられた弾性部材により表皮材の外形を画定する。

本発明の一態様に係る表皮材の製造方法において、前記弾性部材は、前記シール部材の前記移動空間側に接触して設けられている第１弾性体を含む。

本発明の一態様に係る表皮材の製造方法において、前記弾性部材は、前記シール部材のＲ形状部に対応して設けられる。

本発明の一態様に係る表皮材の製造方法において、前記弾性部材は、前記シール部材から離れて設けられており、前記リザーバータンクから伸びるフレームにより支持される第２弾性体を含む。

本発明の一態様に係る表皮材の製造方法において、前記第２弾性体により、前記表皮材に薄肉部及び／又はくり抜き部を成形する。

本発明によれば、表皮材の周りに余肉部が形成されるのを防止することが可能となる。

実施形態１に係るスラッシュ成形装置の構成を示す模式図である。 図１のリザーバータンクを開口部側から見た図である。 図１のシール部材のＲ形状部の構成を示す図である。 実施形態１に係るスラッシュ成形装置を用いて製造された表皮材の一部を示す図である。 実施形態２に係るスラッシュ成形装置の構成を示す模式図である。 実施形態２に係るスラッシュ成形装置を用いて製造された表皮材の一部を示す図である。 比較例のスラッシュ成形装置の構成を示す模式図である。 図７のシール部材のＲ形状部の構成を示す図である。 比較例のスラッシュ成形装置を用いて製造された表皮材の一部を示す図である。 比較例のスラッシュ成形装置を用いて製造された表皮材の全体を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略、及び簡略化がなされている。また、各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。

本発明は、原料として粉体樹脂材料を用い、パウダースラッシュ成形により成形品を製造する技術に関する。以下の実施形態では、スラッシュ成形による成形品の一例として、自動車の内装部品であるインストルメントパネルを構成する表皮材を例にとって説明する。

インストルメントパネルは、例えば、ＰＰ（ポリプロピレン）等の合成樹脂を原料として射出成形により形成された基材と、スラッシュ成形により形成された表皮材と、基材と表皮材との間に配置され、ポリウレタン等の発泡樹脂材料により発泡成形された発泡体との３層構造を有する。表皮材は、その外表面によってインストルメントパネルの意匠面を形成する。

なお、本発明は、インストルメントパネルの表皮材に限定されず、例えば、自動車のドアトリムの表皮材等、粉体樹脂材料を原料としてスラッシュ成形により成形される成形品に広く適用可能である。

実施形態１．
図１は、実施形態１に係るスラッシュ成形装置１の構成を示す模式図である。図２は、図１のリザーバータンクを開口部側から見た図である。図３は、図１のシール部材のＲ形状部の構成を示す図である。

図１に示すように、スラッシュ成形装置１は、リザーバータンク１０、成形型２０を含む。成形型２０は、成形しようとする表皮材の表面形状に対応した３次元的な凹凸形状の成形面２１を有する部材である。成形型２０としては、例えば、伝熱性に優れたニッケル製の金型等を用いることができる。

表皮材の原料となる粉体樹脂材料３０は、スラッシュ成形において一般的に用いられている材料であり、例えば、塩化ビニル樹脂パウダー、オレフィン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＯ）の樹脂パウダー、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＵ）の樹脂パウダー等である。

リザーバータンク１０は、タンク本体１１、シール部材１２、弾性部材１３を有している。タンク本体１１は、開口部１５を有するボックス状の収容部１４を備える部材である。タンク本体１１は、例えば、アルミニウムやエポキシ樹脂等の材料により形成される。収容部１４には、表皮材の原料となる粉体樹脂材料３０が収容される。開口部１５は、平面視で、成形型２０の成形面２１範囲内に納まるように構成されている。

成形型２０は、その成形面２１をリザーバータンク１０の収容部１４内に収容された粉体樹脂材料３０と対向するように配置した状態で、開口部１５を塞ぐように、リザーバータンク１０に取り付けられる。つまり、リザーバータンク１０と成形型２０とは、成形面２１と開口部１５とを対向させた状態で型締めされる。

リザーバータンク１０と成形型２０とを型締めすることで、リザーバータンク１０と成形型２０とによって、収容部１４の収容空間を含む一体的な内部空間が形成される。この内部空間は、粉体樹脂材料３０の移動空間となる。粉体樹脂材料３０は、開口部１５を通過して、成形面２１側に移動可能である。リザーバータンク１０と成形型２０とは、型締めされた状態で、モータ等を用いた回転手段（不図示）により、所定の回転軸回りに回転可能である。

リザーバータンク１０には、シール部材１２が設けられている。シール部材１２は、耐熱性に優れたシリコーンゴム等の弾性材料からなる。シール部材１２は、リザーバータンク１０と成形型２０とを型締めした状態で回転させるときに、粉体樹脂材料３０が外部等に漏れることを防止する。シール部材１２は、リザーバータンク１０の、成形型２０と接触する部分（当接部分）に設けられている。実施形態１では、図１に示すように、シール部材１２は、開口部１５の周縁から立設した側壁部１６の頂部を覆うように配置されている。

シール部材１２は、成形型２０の凹凸形状に沿うとともに、平面視で、成形面２１の外形（表皮材２の外形）に沿って環状に設けられている。すなわち、シール部材１２は、成形型２０に密接して、粉体樹脂材料３０の移動空間を密閉する。

図１、２に示すように、シール部材１２の移動空間側には、弾性部材１３が設けられている。弾性部材１３としては、耐熱性に優れた、シリコーンゴム等のゴム弾性を有するエストラマーが用いられ得る。シール部材１２及び弾性部材１３は、成形しようとする表皮材２の外形を画定する。すなわち、実施の形態１では、シール部材１２と弾性部材１３とが、成形型２０の成形面２１における、表皮材２の成形領域とその外部領域との境界をなす。

ここで、図７～９を参照して、比較例について説明する。図７は、比較例のスラッシュ成形装置の構成を示す模式図である。図８は、図７のシール部材のＲ形状部の構成を示す図である。図９は比較例のスラッシュ成形装置を用いて製造された表皮材の一部を示す図であり、図１０はその全体を示す図である。

図７、８に示すように、比較例では、弾性部材１３が設けられておらず、シール部材１２が成形しようとする表皮材２の外形を画定する。すなわち、シール部材１２は、成形型２０の成形面２１における、表皮材２の成形領域とその外部領域との境界をなしている。

シール部材１２は、その曲げ加工限界により、シール部材１２の取りうるＲ形状の限界値（最小曲げ半径）が決まっている。すなわち、シール部材１２が曲げられたＲ形状部４は、最小曲げ半径よりも小さい半径をとることはできない。このため、シール部材１２のＲ形状部４が、形成しようとする表皮材２の形状に追従できない場合がある。

この場合、図９に示すように、シール部材１２のＲ形状部４に対応する位置において、表皮材２の周りに不要な余肉部３Ａが形成された成形品が得られることとなる。この余肉部３Ａは後の工程で除去、廃棄する必要があるため、作業効率の悪化や、歩留まりの低下という問題がある。

なお、シール部材１２は側壁部１６上に配置されるため、シール部材１２のＲ形状に対応する位置に限らず、リザーバータンク１０の側壁部１６の形状により余肉部３Ｂが形成される箇所も存在し得る（例えば、図１０を参照）。この場合、歩留り向上のために、シール部材１２の位置を成形しようとする表皮材２の外形に近づけるには、リザーバータンク１０の側壁部１６の形状を変更する必要があり、板金、溶接等のリザーバータンク１０を加工する追加の工程が必要となる。

上述の通り、実施形態１では、弾性部材１３がシール部材１２の移動空間側に設けられている。弾性部材１３は、シール部材１２の移動空間側に接触して設けられ得る。この場合、弾性部材１３はシール部材１２に支持される。弾性部材１３は、成形しようとする表皮材２の外形と一致する形状を有している。これにより、比較例のようにシール部材１２のみでは余肉部が形成されてしまう箇所に、所望の形状を成形した表皮材２を製造することが可能となる。

図３は、リザーバータンクの弾性部材が形成された箇所を拡大して示している。図３に示すように、弾性部材１３は、特に、シール部材１２のＲ形状部４に対応して設けられることが好ましい。図４は、実施形態１に係るスラッシュ成形装置を用いて製造された表皮材の一部を示す図である。図４では、図３のＲ形状部４に対応する表皮材２の一部が示されている。図４に示すように、成形品において、シール部材１２のみでは余肉部３Ａが形成されてしまうＲ形状部４に、より細かい所望の形状を成形した表皮材２を得ることが可能となる。

次に、表皮材２を製造する方法について説明する。まず、収容部１４内に粉体樹脂材料３０が収容された状態で、開口部１５が上側となるように、リザーバータンク１０が配置される。なお、シール部材１２の移動空間側には弾性部材１３が設けられている。

そして、成形型２０を、加熱炉等の加熱手段を用いて、例えば、２３０℃程度の温度となるまで加熱する。加熱した成形型２０を、その成形面２１がリザーバータンク１０の収容部１４内に収容された粉体樹脂材料３０に向くようにして、上部の開口部１５を塞ぐようにリザーバータンク１０に取り付け、型締めを行う。

その後、型締めした状態のリザーバータンク１０と成形型２０を、図示しない回転手段を用いて、上下反対の状態となるように回転させる。これにより、収容部１４内の粉体樹脂材料３０が、移動空間内を移動して、収容部１４を通って成形型２０側に移動する。成形面２１に接触した粉体樹脂材料３０は、成形型２０の熱により溶融され、成形面２１の形状に沿って付着、成形される。このとき、シール部材１２の移動空間側に設けられた弾性部材１３により、比較例のようにシール部材１２のみでは余肉部が形成されてしまう箇所に、所望の形状を成形することができる。

その後、リザーバータンク１０及び成形型２０を回転させて元の状態に戻すことで、余分な粉体樹脂材料３０を収容部１４内に移動させる。そして、成形型２０をリザーバータンク１０から取り外して、例えば、図示しない水槽内に浸漬することで冷却する。これにより、溶融した樹脂材料を硬化させて、余肉部のない表皮材２を得ることができる。

実施形態２．
図５は、実施形態２に係るスラッシュ成形装置１Ａの構成を示す模式図である。図５において、図１と同一の構成要素には同一の符号を付し。説明を省略する。実施形態２において、実施形態１と異なる点は、シール部材１２から離れた位置に弾性部材１３Ａが設けられる点である。

図５に示すように、スラッシュ成形装置１Ａはフレーム１７をさらに備える。フレーム１７は、例えば、アルミニウムやエポキシ樹脂等のタンク本体１１と同一の材料により形成され得る。フレーム１７の先端には、弾性部材１３Ａが設けられている。弾性部材１３Ａは、シール部材１２の移動空間側において、シール部材１２から離れて設けられている。弾性部材１３Ａは、フレーム１７により支持される。なお、フレーム１７の形状、本数、配置等は、弾性部材１３Ａを支持するための強度を確保していれば、特に限定されるものではない。

弾性部材１３Ａは、その形状や配置位置を調整することで、表皮材２に薄肉部及び／又はくり抜き部を形成するものである。例えば、図５に示すように、成形しようとする表皮材２の厚みよりも厚い弾性部材１３Ａを、成形型２０の成形面２１に接触するように配置した場合、成形面２１の弾性部材１３Ａが接触する箇所には粉体樹脂材料３０が付着しない。したがって、図６に示すように、このスラッシュ成形装置１Ａを用いて製造された表皮材２には、くり抜き部２Ａが形成される。

なお、弾性部材１３Ａの下面と成形型２０の成形面２１との距離が、成形しようとする表皮材２の厚みより小さい場合には、表皮材２に薄肉部が形成されることとなる。このように、くり抜き部２Ａや薄肉部を、表皮材２の成形と同時に形成することができ、製造工程の簡略化を図ることが可能となる。

以上説明したように、実施形態に係るスラッシュ成形装置では、シール部材１２の移動区間側に弾性部材１３を設けることで、余肉部か形成されるのを防止するとともに、所望の形状の表皮材２を得ることが可能となる。

なお、本発明は上記実施形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。

１、１Ａ スラッシュ成形装置
２ 表皮材
２Ａ くり抜き部
３Ａ、３Ｂ 余肉部
４ Ｒ形状部
１０ リザーバータンク
１１ タンク本体
１２ シール部材
１３、１３Ａ 弾性部材
１４ 収容部
１５ 開口部
１６ 側壁部
１７ フレーム
２０ 成形型
２１ 成形面
３０ 粉体樹脂材料

Claims (10)

1. 成形面を有する成形型と、
   粉体樹脂材料を収容し、前記成形型と型締めされることにより、前記成形型とともに前記粉体樹脂材料の移動空間を形成するリザーバータンクと、
   前記リザーバータンクに設けられ、前記成形型と前記リザーバータンクとを型締めしたときに前記成形型に密接して、前記移動空間を密閉するシール部材と、
   前記シール部材の前記移動空間側に設けられ、表皮材の外形を画定する弾性部材と、
   を備える、
   スラッシュ成形装置。
2. 前記弾性部材は、前記シール部材の前記移動空間側に接触して設けられている第１弾性体を含む、
   請求項１に記載のスラッシュ成形装置。
3. 前記弾性部材は、前記シール部材のＲ形状部に対応して設けられる、
   請求項２に記載のスラッシュ成形装置。
4. 前記リザーバータンクから伸びるフレームをさらに備え、
   前記弾性部材は、前記シール部材から離れて設けられており、前記フレームにより支持される第２弾性体を含む、
   請求項１～３のいずれか１項に記載のスラッシュ成形装置。
5. 前記第２弾性体は、前記表皮材に薄肉部及び／又はくり抜き部を形成する、
   請求項４に記載のスラッシュ成形装置。
6. 成形面を有する成形型と、粉体樹脂材料を収容するリザーバータンクとを型締めして、前記成形型と前記リザーバータンクとにより前記粉体樹脂材料の移動空間を形成し、
   前記リザーバータンクに設けられたシール部材を、前記成形型と前記リザーバータンクとを型締めしたときに前記成形型に密接させて、前記移動空間を密閉し、
   前記成形型と前記リザーバータンクとを一体に回転させて前記粉体樹脂材料を前記成形面に付着させ、
   前記シール部材の前記移動空間側に設けられた弾性部材により表皮材の外形を画定する、
   表皮材の製造方法。
7. 前記弾性部材は、前記シール部材の前記移動空間側に接触して設けられている第１弾性体を含む、
   請求項６に記載の表皮材の製造方法。
8. 前記弾性部材は、前記シール部材のＲ形状部に対応して設けられる、
   請求項７に記載の表皮材の製造方法。
9. 前記弾性部材は、前記シール部材から離れて設けられており、前記リザーバータンクから伸びるフレームにより支持される第２弾性体を含む、
   請求項６～８のいずれか１項に記載の表皮材の製造方法。
10. 前記第２弾性体により、前記表皮材に薄肉部及び／又はくり抜き部を成形する、
    請求項９記載の表皮材の製造方法。

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