JP2024050304A - Foam molded products, vehicle components and vehicle back doors - Google Patents

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JP2024050304A JP2022157104A JP2022157104A JP2024050304A JP 2024050304 A JP2024050304 A JP 2024050304A JP 2022157104 A JP2022157104 A JP 2022157104A JP 2022157104 A JP2022157104 A JP 2022157104A JP 2024050304 A JP2024050304 A JP 2024050304A
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Abstract

【課題】軽量化と剛性の向上とを両立可能な発泡成形品の提供。【解決手段】発泡成形品は、第1のスキン層と発泡層と第2のスキン層とがこの順で積層された発泡部位を有し、前記発泡部位における最大厚みをXとしたときに、前記発泡部位における最小厚みが0.625Xを超える。【選択図】図3[Problem] To provide a foam-molded product that can achieve both weight reduction and improved rigidity. [Solution] The foam-molded product has a foamed part in which a first skin layer, a foamed layer, and a second skin layer are laminated in this order, and when the maximum thickness in the foamed part is X, the minimum thickness in the foamed part exceeds 0.625X. [Selected Figure] Figure 3

Description

本開示は、発泡成形品、車両用部材及び車両用バックドアに関する。 This disclosure relates to foam molded products, vehicle components, and vehicle back doors.

樹脂構造体は、金属に比べて軽量であることから、車両用構造部品、車両搭載用品、電子機器の筐体等として幅広く用いられている。樹脂構造体の中でも特に樹脂成形品は軽量であり、自動車等の車両の部品に用いれば、燃費の向上が期待される。
樹脂成形品のさらなる軽量化には、樹脂成形品の薄肉化が有効である。一方、過剰な薄肉化は樹脂成形品の剛性の低下を招くことがある。また、剛性確保のためのリブ、ボス等といった形状が、樹脂成形品の表面外観を損ねる恐れがある。
Since resin structures are lighter than metals, they are widely used as vehicle structural parts, vehicle mounted items, housings for electronic devices, etc. Among resin structures, resin molded products in particular are lighter in weight, and their use in vehicle parts such as automobiles is expected to improve fuel efficiency.
To further reduce the weight of resin molded products, it is effective to make them thinner. However, excessive thinning can lead to a decrease in the rigidity of the resin molded product. In addition, shapes such as ribs and bosses that are used to ensure rigidity can damage the surface appearance of the resin molded product.

強度を保持したままで樹脂成形品を軽量化するための方法として、例えば、特許文献1に記載の発泡成形方法が知られている。特許文献1では、移動型と固定型により形成される成形用金型のキャビティ内に溶融樹脂を注入後、移動型をわずかに寸開移動(コアバック)させた状態で発泡処理を行うことで樹脂成形品を得ている。以下、発泡処理を行うことで得られた樹脂成形品を、発泡成形品と称することがある。
溶融樹脂をキャビティ内に注入した場合、成形用金型と接する部分が冷却固化されて膜状のスキン層が形成される。その状態で固定型に対して可動型をコアバックさせてキャビティ内の容積を拡張すると、スキン層で覆われた溶融樹脂が発泡して発泡層となり、発泡成形品が製造される。
発泡成形方法によれば、キャビティ内の容積を拡張することで重さを一定にしたまま発泡成形品を厚肉化できるため、発泡成形品の軽量化と剛性の向上を図ることができる。
As a method for reducing the weight of a resin molded product while maintaining its strength, for example, a foam molding method described in Patent Document 1 is known. In Patent Document 1, after molten resin is injected into a cavity of a molding die formed by a movable die and a fixed die, a foaming process is performed in a state in which the movable die is moved slightly apart (cored back) to obtain a resin molded product. Hereinafter, the resin molded product obtained by the foaming process may be referred to as a foam molded product.
When molten resin is injected into the cavity, the part in contact with the molding die cools and solidifies to form a membrane-like skin layer. When the movable die is then cored back against the fixed die to expand the volume of the cavity, the molten resin covered by the skin layer foams to form a foam layer, producing a foam molded product.
According to the foam molding method, the volume inside the cavity can be expanded to increase the thickness of the foam molded product while keeping the weight constant, thereby making it possible to reduce the weight of the foam molded product and improve its rigidity.

特開2005-238726号公報JP 2005-238726 A

ところで、発泡前の発泡成形品(コアバック前のキャビティ)の厚みをどの部位も同じとした場合、発泡成形品の厚みは、成形用金型の開閉方向(コアバック方向)と発泡成形品の表面とがなす角度(型抜き角度)に応じて変化する。そのため、発泡成形品の断面形状が複雑化すると、型抜き角度によっては発泡成形品に十分な厚肉化を図ることのできない箇所が生じて当該箇所の強度が不足することがある。市場要求としては、デザイン性向上のために発泡成形品の断面形状は複雑さを増している。
複雑な断面形状を呈する発泡成形品の具体例としては、車両用バックドアを構成するアウターパネル及びインナーパネル、スポイラー、アーチモール、サッコモール等が挙げられる。これら発泡成形品の形成には多様な型抜き角度を有する金型が用いられるため、強度が不足する箇所が生じやすい傾向にある。
本開示は上記従来の事情に鑑みてなされたものであり、軽量化と剛性の向上とを両立可能な発泡成形品、並びに、この発泡成形品を用いた車両用部材及び車両用バックドアを提供することを目的とする。
Incidentally, if the thickness of the foam-molded product before foaming (cavity before core-back) is the same at every location, the thickness of the foam-molded product changes depending on the angle (pulling angle) between the opening and closing direction of the molding die (core-back direction) and the surface of the foam-molded product. Therefore, when the cross-sectional shape of the foam-molded product becomes complex, depending on the punching angle, there may be some parts of the foam-molded product that cannot be sufficiently thickened, resulting in insufficient strength at those parts. Market demands are for the cross-sectional shape of foam-molded products to become more complex in order to improve design.
Specific examples of foam-molded products with complex cross-sectional shapes include outer and inner panels constituting vehicle tailgates, spoilers, arch moldings, sacco moldings, etc. Since molds with a variety of punching angles are used to form these foam-molded products, they tend to have areas that are insufficient in strength.
The present disclosure has been made in consideration of the above-mentioned conventional circumstances, and aims to provide a foam-molded product that can achieve both weight reduction and improved rigidity, as well as a vehicle component and a vehicle tailgate that use this foam-molded product.

前記課題を達成するための具体的手段は以下の通りである。
<1> 第1のスキン層と発泡層と第2のスキン層とがこの順で積層された発泡部位を有し、
前記発泡部位における最大厚みをXとしたときに、前記発泡部位における最小厚みが0.625Xを超える発泡成形品。
<2> <1>に記載の発泡成形品を含む車両用部材。
<3> アウターパネルと、前記アウターパネルの車両内側に設けられたインナーパネルと、を有し、前記アウターパネル及び前記インナーパネルの少なくとも一方が、<1>に記載の発泡成形品を含む車両用バックドア。
Specific means for achieving the above object are as follows.
<1> A foamed portion in which a first skin layer, a foamed layer, and a second skin layer are laminated in this order,
A foam-molded article having a minimum thickness in the foamed region exceeding 0.625X, where X is the maximum thickness in the foamed region.
<2> A vehicle member comprising the foam-molded article according to <1>.
<3> A vehicle back door having an outer panel and an inner panel provided on an inner side of the outer panel, wherein at least one of the outer panel and the inner panel includes the foam molded product according to <1>.

本開示によれば、軽量化と剛性の向上とを両立可能な発泡成形品、並びに、この発泡成形品を用いた車両用部材及び車両用バックドアを提供することができる。 This disclosure makes it possible to provide a foam-molded product that is both lightweight and has improved rigidity, as well as a vehicle component and a vehicle back door that use this foam-molded product.

発泡成形方法に用いられる成形装置10の概略断面図である。1 is a schematic cross-sectional view of a molding apparatus 10 used in a foam molding method. 成形装置10において、樹脂材料Rをキャビティ14内に射出充填した状態を示す図である。2 is a diagram showing the state in which resin material R is injected and filled into cavity 14 in molding device 10. FIG. 成形装置10において、可動型16を固定型12に対して開放方向にコアバックした状態を示す図である。1 is a diagram showing a state in which the movable mold 16 is cored back in the opening direction relative to the fixed mold 12 in the molding device 10. FIG. 型抜き角度θが30°以上90°未満である領域Z’におけるキャビティ14の厚みPが、型抜き角度θが90°である領域Yにおけるキャビティ14の厚みQよりも厚い金型17を備える成形装置10の一例を示す概略断面図である。This is a schematic cross-sectional view showing an example of a molding apparatus 10 equipped with a mold 17 in which the thickness P of the cavity 14 in region Z' where the mold drawing angle θ is greater than or equal to 30° and less than 90° is thicker than the thickness Q of the cavity 14 in region Y where the mold drawing angle θ is 90°. 本開示の車両用バックドアを示す背面図である。FIG. 2 is a rear view showing the vehicle back door of the present disclosure. 図5の車両用バックドアの分解斜視図である。FIG. 6 is an exploded perspective view of the vehicle back door of FIG. 5 .

以下、本開示の実施形態について詳細に説明する。但し、本開示は以下の実施形態に限定されるものではない。以下の実施形態において、その構成要素(要素ステップ等も含む)は、特に明示した場合を除き、必須ではない。数値及びその範囲についても同様であり、本開示を制限するものではない。 Embodiments of the present disclosure are described in detail below. However, the present disclosure is not limited to the following embodiments. In the following embodiments, the components (including element steps, etc.) are not essential unless otherwise specified. The same applies to numerical values and their ranges, and do not limit the present disclosure.

本開示において「~」を用いて示された数値範囲には、「~」の前後に記載される数値がそれぞれ最小値及び最大値として含まれる。
本開示中に段階的に記載されている数値範囲において、一つの数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。
本開示において「層」又は「膜」との語には、当該層又は膜が存在する領域を観察したときに、当該領域の全体に形成されている場合に加え、当該領域の一部にのみ形成されている場合も含まれる。
本開示において「積層」との語は、層を積み重ねることを示し、二以上の層が結合されていてもよく、二以上の層が着脱可能であってもよい。
本開示において、層又は膜の平均厚みは、対象となる層又は膜の5点の厚みを測定し、その算術平均値として与えられる値とする。
層又は膜の厚みは、実体顕微鏡、電子顕微鏡等による断面観察、X線CTスキャンによる発泡成形品の観察等により測定することができる。また、発泡成形品の厚みは、ノギス等の測定工具を用いて測定することができる。
In the present disclosure, the numerical range indicated using "to" includes the numerical values before and after "to" as the minimum and maximum values, respectively.
In the present disclosure, in which numerical ranges are described in stages, the upper or lower limit value described in one numerical range may be replaced with the upper or lower limit value of another numerical range described in stages.
In the present disclosure, the terms "layer" and "film" include cases where the layer or film is formed over the entire area when the area in which the layer or film is present is observed, as well as cases where the layer or film is formed over only a portion of the area.
In this disclosure, the term "lamination" refers to stacking layers, where two or more layers may be bonded together or two or more layers may be removable.
In the present disclosure, the average thickness of a layer or film is defined as the arithmetic mean value of thicknesses measured at five points on the layer or film of interest.
The thickness of the layer or film can be measured by observing the cross section with a stereomicroscope, an electron microscope, etc., observing the foam-molded product with an X-ray CT scan, etc. The thickness of the foam-molded product can also be measured using a measuring tool such as a vernier caliper.

<発泡成形品及びその製造方法>
本開示の発泡成形品は、第1のスキン層と発泡層と第2のスキン層とがこの順で積層された発泡部位を有し、前記発泡部位における最大厚みをXとしたときに、前記発泡部位における最小厚みが0.625Xを超えるものである。
本開示の発泡成形品によれば、軽量化と剛性の向上とを両立可能な発泡成形品を得ることが可能となる。
本開示の発泡成形品は、特に、断面形状が複雑な発泡成形品であっても軽量化と剛性の向上とを両立可能な点で有効である。
断面形状が複雑な発泡成形品としては、例えば、任意の2箇所の領域についての後述の型抜き角度θを対比したときに、型抜き角度θの差が30°以上となる関係を示す領域が存在する発泡成形品が挙げられる。なお、任意の領域からは、リブ及びボスは除かれる。
<Foam-molded product and its manufacturing method>
The foam molded article of the present disclosure has a foamed portion in which a first skin layer, a foamed layer, and a second skin layer are laminated in this order, and when the maximum thickness in the foamed portion is X, the minimum thickness in the foamed portion exceeds 0.625X.
According to the foam-molded article of the present disclosure, it is possible to obtain a foam-molded article that is both lightweight and has improved rigidity.
The foam-molded product of the present disclosure is particularly effective in that it is possible to achieve both weight reduction and improved rigidity even in a foam-molded product having a complex cross-sectional shape.
An example of an expansion-molded product having a complex cross-sectional shape is an expansion-molded product having a region where, when comparing the draft angle θ described below for any two regions, the difference in the draft angle θ is 30° or more. Note that ribs and bosses are excluded from the arbitrary region.

以下に、発泡成形方法による発泡成形品の製造方法の概略について、図面に基づき説明する。なお、各図における部材の大きさは概念的なものであり、部材間の大きさの相対的な関係はこれに限定されない。また、同様の機能を有する部材又は部位には、全図面を通して同じ符合を付与し、その説明を省略することがある。
図1は、発泡成形方法に用いられる発泡成形装置の概略断面図である。
図1に示されるように、成形装置10は、固定型12と、固定型12に対して図1において矢印で示す開閉方向Aに移動可能とされ、固定型12との間に空隙であるキャビティ14を形成する可動型16と、を備えている。以降、固定型12及び可動型16を「金型17」と総称する場合がある。
Below, an outline of a method for producing a foam-molded product by a foam molding method is explained with reference to the drawings. Note that the sizes of the members in each drawing are conceptual, and the relative relationships between the sizes of the members are not limited to these. In addition, members or parts having similar functions are given the same reference numerals throughout the drawings, and their explanations may be omitted.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a foam molding apparatus used in the foam molding method.
As shown in Fig. 1, the molding device 10 includes a fixed mold 12 and a movable mold 16 that is movable relative to the fixed mold 12 in an opening/closing direction A shown by the arrow in Fig. 1 and forms a cavity 14, which is a gap, between the fixed mold 12 and the movable mold 16. Hereinafter, the fixed mold 12 and the movable mold 16 may be collectively referred to as a "mold 17".

キャビティ14は、固定型12及び可動型16を型閉めした状態におけるキャビティ面12Aとコア面16Aとの間の空隙である。なお、図1では、キャビティ14の厚みは、どの部位も同じL0とされている。
キャビティ14は、発泡前の発泡成形品の形状に対応している。つまり、図1に示す開閉方向Aとキャビティ面12A又はコア面16Aとがなす型抜き角度θは、開閉方向Aと発泡前の発泡成形品の表面とがなす型抜き角度θと一致する。
The cavity 14 is a gap between the cavity surface 12A and the core surface 16A when the fixed mold 12 and the movable mold 16 are closed. In Fig. 1, the thickness of the cavity 14 is the same L0 at every location.
The cavity 14 corresponds to the shape of the foam-molded product before foaming. In other words, the mold-pulling angle θ formed by the opening/closing direction A and the cavity surface 12A or the core surface 16A shown in Fig. 1 is the same as the mold-pulling angle θ formed by the opening/closing direction A and the surface of the foam-molded product before foaming.

キャビティ14では、開閉方向Aとキャビティ面12A又はコア面16Aとがなす型抜き角度θは、キャビティ14の形状に応じて変化している。
図1における領域Xでは、開閉方向Aとキャビティ面12A又はコア面16Aとがなす型抜き角度θは、凡そ0°である。図1における領域Yでは、開閉方向Aとキャビティ面12A又はコア面16Aとがなす型抜き角度θは、凡そ90°である。図1における領域Zでは、開閉方向Aとキャビティ面12A又はコア面16Aとがなす型抜き角度θは、0°を超え90°未満の角度である。
In the cavity 14 , the drawing angle θ formed by the opening/closing direction A and the cavity surface 12 A or the core surface 16 A varies depending on the shape of the cavity 14 .
In region X in Fig. 1, the draft angle θ between the opening/closing direction A and the cavity surface 12A or the core surface 16A is approximately 0°. In region Y in Fig. 1, the draft angle θ between the opening/closing direction A and the cavity surface 12A or the core surface 16A is approximately 90°. In region Z in Fig. 1, the draft angle θ between the opening/closing direction A and the cavity surface 12A or the core surface 16A is an angle greater than 0° and less than 90°.

さらに、成形装置10は、キャビティ14まで固定型12を貫通するゲート18と、ゲート18を通じてキャビティ14に溶融状態の樹脂材料Rを射出充填する射出機20と、を備えている。射出機20は、図示しないホッパ(供給部)と図示しないシリンダとを備えている。この射出機20では、樹脂、発泡剤、添加剤等を含有する混合物がホッパ(供給部)からシリンダに供給され、シリンダ内にてスクリュー等で攪拌されて樹脂材料Rとして調製され、所定の圧力でゲート18を通じて樹脂材料Rをキャビティ14内に射出充填する。なお、射出機20は、ゲート18を通じてキャビティ14に溶融状態の樹脂材料Rを射出充填できれば、上記構成に限定されるものではない。 Furthermore, the molding device 10 includes a gate 18 that penetrates the fixed mold 12 to the cavity 14, and an injection machine 20 that injects and fills the cavity 14 with molten resin material R through the gate 18. The injection machine 20 includes a hopper (supply unit) not shown and a cylinder not shown. In the injection machine 20, a mixture containing resin, foaming agent, additives, etc. is supplied from the hopper (supply unit) to the cylinder, and is stirred in the cylinder with a screw or the like to prepare the resin material R, which is then injected and filled into the cavity 14 through the gate 18 at a predetermined pressure. Note that the injection machine 20 is not limited to the above configuration as long as it can inject and fill the cavity 14 with molten resin material R through the gate 18.

発泡成形品は、例えば、金型17のキャビティ14内に発泡剤を含有する樹脂材料Rを射出し、キャビティ14内を樹脂材料で充填した後、金型17を構成する固定型12から可動型16を開閉方向Aにおける可動型16の開放方向に移動させてキャビティ14内の容積を拡張することで、製造することができる。 A foam molded product can be manufactured, for example, by injecting a resin material R containing a foaming agent into the cavity 14 of the mold 17, filling the cavity 14 with the resin material, and then moving the movable mold 16 from the fixed mold 12 that constitutes the mold 17 in the opening direction of the movable mold 16 in the opening/closing direction A to expand the volume of the cavity 14.

図2に示されるように、射出機20からゲート18を通じて、発泡剤を含有する樹脂材料Rをキャビティ14内に射出充填する。樹脂材料Rが熱可塑性樹脂で構成される場合、樹脂材料Rは加熱して流動化させてキャビティ14内に供給される。 As shown in FIG. 2, resin material R containing a foaming agent is injected and filled into cavity 14 from injector 20 through gate 18. If resin material R is composed of a thermoplastic resin, resin material R is heated and fluidized before being supplied into cavity 14.

射出機20のシリンダ温度は、250℃以下が好ましい。射出機20のシリンダ温度を250℃以下にすることによって、ホッパ出口側からの発泡ガス抜けを抑制でき、成形時の発泡性の改善、安定化等の効果が得られやすい。射出機20のシリンダ温度は、150℃以上であってもよい。 The cylinder temperature of the injection machine 20 is preferably 250°C or less. By setting the cylinder temperature of the injection machine 20 to 250°C or less, it is possible to suppress the escape of foaming gas from the hopper outlet side, and it is easy to obtain effects such as improving and stabilizing the foaming property during molding. The cylinder temperature of the injection machine 20 may be 150°C or more.

本開示で使用される樹脂材料は、特に制限されない。例えば、射出発泡成形に使用される樹脂材料は、一般的に、樹脂と発泡剤とを含有する。樹脂材料Rに用いる樹脂としては、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂(PP)、複合ポリプロピレン系樹脂(PPC)、ポリスチレン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、塩化ビニル系樹脂、アイオノマー系樹脂、ポリアミド系樹脂、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合系樹脂(ABS)及びポリカーボネート系樹脂からなる群より選択される少なくとも1種が挙げられる。この中でも、ポリプロピレン系樹脂(PP)、複合ポリプロピレン系樹脂(PPC)及びアクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合系樹脂(ABS)からなる群より選択される少なくとも1種が好ましい。
樹脂材料には、必要に応じて繊維成分が含まれていてもよい。繊維成分としては、炭素繊維、ガラス繊維、金属繊維、セラミックス繊維等の無機繊維、アラミド繊維、セルロース繊維等の有機繊維などが挙げられる。
The resin material used in the present disclosure is not particularly limited. For example, the resin material used in injection foam molding generally contains a resin and a foaming agent. The resin used in the resin material R includes at least one selected from the group consisting of polyethylene resin, polypropylene resin (PP), composite polypropylene resin (PPC), polystyrene resin, polyethylene terephthalate resin, polyvinyl alcohol resin, vinyl chloride resin, ionomer resin, polyamide resin, acrylonitrile butadiene styrene copolymer resin (ABS) and polycarbonate resin. Among these, at least one selected from the group consisting of polypropylene resin (PP), composite polypropylene resin (PPC) and acrylonitrile butadiene styrene copolymer resin (ABS) is preferred.
The resin material may contain a fiber component as required, such as inorganic fibers, such as carbon fibers, glass fibers, metal fibers, and ceramic fibers, and organic fibers, such as aramid fibers and cellulose fibers.

また、発泡剤としては、アゾジカルボンアミド等の有機系発泡剤、炭酸水素ナトリウム(別名、重炭酸ナトリウム、重曹)等の無機系発泡剤などが挙げられる。現在、自動車用内装部品の発泡成形では、発泡剤として無機系の炭酸水素ナトリウムが主に用いられているが、有機系発泡剤も用いられる。 Examples of foaming agents include organic foaming agents such as azodicarbonamide, and inorganic foaming agents such as sodium hydrogen carbonate (also known as sodium bicarbonate or baking soda). Currently, inorganic sodium hydrogen carbonate is the main foaming agent used in foam molding of automotive interior parts, but organic foaming agents are also used.

有機系発泡剤としては、アゾジカルボンアミド(ADCA)、N,N-ジニトロソペンタメチレンテトラミン(DPT)、4,4-オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジド(OBSH)、ヒドラゾジカルボンアミド(HDCA)等が挙げられ、アゾジカルボンアミド(ADCA)が好ましい。 Organic blowing agents include azodicarbonamide (ADCA), N,N-dinitrosopentamethylenetetramine (DPT), 4,4-oxybisbenzenesulfonylhydrazide (OBSH), hydrazodicarbonamide (HDCA), etc., with azodicarbonamide (ADCA) being preferred.

また、金型17は、通常、供給される樹脂材料Rよりも低い温度となっている。そのため、樹脂材料Rがキャビティ14内へ充填されることで、金型に接した部分から、樹脂材料Rの固化(スキン層の形成)が始まる。 The mold 17 is usually at a lower temperature than the temperature of the resin material R being supplied. Therefore, when the resin material R is filled into the cavity 14, the resin material R starts to solidify (form a skin layer) from the part that comes into contact with the mold.

なお、キャビティ14内に樹脂材料Rを射出する前に、予めキャビティ14内に窒素ガスを充填しておいてもよい。この場合、窒素ガスは、加温されていてもよい。充填する窒素ガスを加温することで、キャビティ14内(金型17)の急激な温度低下が抑えられ、樹脂材料Rの発泡性が安定する傾向にある。また、充填する窒素ガスを加温することで、外気温に左右されることなく、樹脂材料Rの発泡力の外気温依存性が抑制され、樹脂材料Rの発泡性が安定する傾向にある。 In addition, before injecting the resin material R into the cavity 14, the cavity 14 may be filled with nitrogen gas in advance. In this case, the nitrogen gas may be heated. By heating the nitrogen gas to be filled, a sudden drop in temperature inside the cavity 14 (mold 17) is suppressed, and the foaming property of the resin material R tends to be stabilized. In addition, by heating the nitrogen gas to be filled, the dependence of the foaming power of the resin material R on the outside temperature is suppressed without being affected by the outside temperature, and the foaming property of the resin material R tends to be stabilized.

キャビティ14内に充填される窒素ガスの温度は、キャビティ14内(金型17)の急激な温度低下を抑えられる温度であれば特に限定されず、成形安定性の観点からは、30℃~50℃であってもよい。 The temperature of the nitrogen gas filled into the cavity 14 is not particularly limited as long as it is a temperature that can prevent a sudden drop in temperature inside the cavity 14 (mold 17), and from the viewpoint of molding stability, it may be 30°C to 50°C.

次に、図3に示されるように、可動型16を固定型12に対して開放方向に所定量開き(コアバック)、固化していない樹脂材料Rを発泡させて発泡層22を形成し、発泡成形品を得る。図3に示すように、発泡層22を囲うように、キャビティ面12A及びコア面16Aに接してスキン層24(第1のスキン層及び第2のスキン層)が形成されている。 Next, as shown in Figure 3, the movable mold 16 is opened a predetermined amount in the opening direction relative to the fixed mold 12 (core back), and the unsolidified resin material R is foamed to form a foam layer 22, thereby obtaining a foam-molded product. As shown in Figure 3, a skin layer 24 (first skin layer and second skin layer) is formed in contact with the cavity surface 12A and the core surface 16A so as to surround the foam layer 22.

ここで、発泡成形品の厚みLは、発泡前の発泡成形品の厚みL0とコアバック量LBと開閉方向Aと発泡前の発泡成形品の表面とがなす型抜き角度(つまり、開閉方向Aとキャビティ面12A又はコア面16Aとがなす型抜き角度)θとを用いて、下記式Aで表される。
L=L0+LB・sinθ・・・式A
Here, the thickness L of the foam-molded product is expressed by the following formula A using the thickness L0 of the foam-molded product before foaming, the core-back amount LB, and the demolding angle θ formed by the opening/closing direction A and the surface of the foam-molded product before foaming (i.e., the demolding angle θ formed by the opening/closing direction A and the cavity surface 12A or core surface 16A).
L = L0 + LB · sinθ ... Equation A

発泡前の発泡成形品の厚みが均一である場合(つまり、式AにおけるL0が一様である場合)、型抜き角度θが90°に近い領域では、厚みLは厚みL0にコアバック量LBを加算した厚みとなる。一方、型抜き角度θが0°に近づくにつれて、厚みLにおける型抜き角度θに対応する分の厚みが減少することになる。
例えば、図3における発泡成形品の厚みLは、領域XではL0であり、領域YではL0+LBであり、領域ZではL0+LB・sinθとなる。
When the thickness of the foam-molded product before foaming is uniform (i.e., when L0 in formula A is uniform), in the region where the drawing angle θ is close to 90°, the thickness L is the thickness L0 plus the core-back amount LB. On the other hand, as the drawing angle θ approaches 0°, the thickness L decreases by an amount corresponding to the drawing angle θ.
For example, the thickness L of the foam-molded product in FIG. 3 is L0 in the region X, L0+LB in the region Y, and L0+LB·sin θ in the region Z.

以下に、L0とLBとθとを変化させたときのLの値の具体例を、表1~表18に示す。合わせて、LB×sinθの値、及び、型抜き角度θが30°のときのL(L30°)と型抜き角度θが90°のときのL(L90°)との比(L30°/L90°)を示す。なお、表18のL0’については後述する。 Below, Tables 1 to 18 show specific examples of the value of L when L0, LB, and θ are changed. Also shown are the value of LB × sin θ, and the ratio (L30°/L90°) between L when the mold drawing angle θ is 30° (L30°) and L when the mold drawing angle θ is 90° (L90°). L0' in Table 18 will be explained later.

物体の曲げ剛性は、物体の弾性率と板厚の3乗とに比例する。また、発泡前の発泡成形品の弾性率とコアバック後で発泡済みの発泡成形品の弾性率とを比較すると、発泡済みの発泡成形品の弾性率は、発泡前の発泡成形品の弾性率よりも低い。
そのため、コアバックにより増加する板厚による強度の増加分と発泡により減少する成形体の弾性率の減少分とを加味して、所定の曲げ剛性が得られるようにコアバック量と発泡前の発泡成形品の厚みとが設定されることが望ましい。
また、型抜き角度θが小さく、コアバックにより増加する厚みが少ない箇所では、予め、発泡前の発泡成形品の厚みを厚くすることにより、発泡成形品の強度を補うことができる。
例えば、発泡成形品における型抜き角度θが90°に近い領域での厚みと略同等の厚みを確保可能なように、型抜き角度θに応じて発泡前の発泡成形品の厚み(つまり、キャビティ14の厚み)を増加させてもよい。
L0が1.50mmでLBが1.60mmである場合を例にとると、表18に記載のように、型抜き角度θが90°の領域ではLは3.10mmとなる。そこで、型抜き角度θが90°未満の領域では、型抜き角度θが90°の領域と同じくLが3.10mmとなるように、L0を調整する。型抜き角度θが90°のときのLから型抜き角度θが90°未満の場合におけるLの差分だけ、予めL0の厚みを増加させてL0’とすることで、型抜き角度θが90°未満の領域でも、型抜き角度θが90°の領域と同じLとすることができる。
表18に、型抜き角度θが90°の領域でのL0が1.50mmでLBが1.60mmである場合における、型抜き角度θが90°未満の領域についての調整済みのL0(L0’)の具体例を併せて示す。例えば、型抜き角度θが30°の箇所では、型抜き角度θが90°のときのL(3.10mm)から型抜き角度θが30°のときのL(2.30mm)の差分(0.80mm)だけL0(1.50mm)を増加させてL0’を2.30mmにする。これにより、型抜き角度θが30°の箇所において、Lを3.10mmとすることができる。
型抜き角度θに応じて発泡前の発泡成形品の厚みL0’を変化させることで、発泡成形品の板厚の不足に起因する部分的な剛性の低下を抑制可能となる。
The bending rigidity of an object is proportional to the elastic modulus of the object and the cube of the plate thickness. In addition, when comparing the elastic modulus of a foam-molded product before foaming with that of a foam-molded product after core-backing, the elastic modulus of the foam-molded product after foaming is lower than that of the foam-molded product before foaming.
Therefore, it is desirable to set the amount of core back and the thickness of the foamed molded product before foaming so that a specified bending rigidity is obtained, taking into account the increase in strength due to the increased plate thickness caused by the core back and the decrease in the elastic modulus of the molded product due to foaming.
Furthermore, in areas where the demolding angle θ is small and the increase in thickness due to the core back is small, the strength of the foam-molded product can be compensated for by previously increasing the thickness of the foam-molded product before foaming.
For example, the thickness of the foam-molded product before foaming (i.e., the thickness of cavity 14) may be increased according to the demolding angle θ so as to ensure a thickness approximately equal to the thickness in the region of the foam-molded product where the demolding angle θ is close to 90°.
Taking the example where L0 is 1.50 mm and LB is 1.60 mm, L is 3.10 mm in the region where the draft angle θ is 90°, as shown in Table 18. Therefore, in the region where the draft angle θ is less than 90°, L0 is adjusted so that L is 3.10 mm, the same as in the region where the draft angle θ is 90°. By increasing the thickness of L0 in advance to L0' by the difference between L when the draft angle θ is 90° and L when the draft angle θ is less than 90°, it is possible to make L the same as in the region where the draft angle θ is 90°, even in the region where the draft angle θ is less than 90°.
Table 18 also shows a specific example of adjusted L0 (L0') for the region where the draft angle θ is less than 90°, in the case where L0 is 1.50 mm and LB is 1.60 mm in the region where the draft angle θ is 90°. For example, in the region where the draft angle θ is 30°, L0 (1.50 mm) is increased by the difference (0.80 mm) between L (3.10 mm) when the draft angle θ is 90° and L (2.30 mm) when the draft angle θ is 30°, to set L0' to 2.30 mm. This makes it possible to set L to 3.10 mm in the region where the draft angle θ is 30°.
By changing the thickness L0' of the foam-molded product before foaming in accordance with the demolding angle θ, it is possible to suppress a partial decrease in rigidity caused by an insufficient plate thickness of the foam-molded product.

一方、発泡成形品の軽量化のためには、発泡成形品の剛性を補うために増加させる発泡前の発泡成形品の厚みは、少ないことが好ましい。本発明者等は、鋭意検討の結果、型抜き角度が30°以上90°未満の領域におけるLが型抜き角度90°の領域におけるLに近づくように(より好ましくは、型抜き角度が30°以上90°未満の領域におけるLが型抜き角度90°の領域におけるLと同じになるように)、型抜き角度が30°以上90°未満の領域におけるL0を予め増加させるのが望ましいことを見出した。
例えば、表5に示すように、発泡前の発泡成形品の厚みL0を均一に1.00mmとしLBを3.00mmとした場合に、L(L30°)とL(L90°)との比(L30°/L90°)は、0.625である。この値に基づいて、本発明者等は、発泡部位における最大厚みをXとしたときに、発泡部位における最小厚みを0.625Xを超える範囲に設定した。
本開示では、発泡部位における最大厚みをXとしたときに、発泡部位における最小厚みは、0.643Xを超えるものであってもよく、0.667Xを超えるものであってもよく、0.688Xを超えるものであってもよく、0.700Xを超えるものであってもよく、0.714Xを超えるものであってもよく、0.722Xを超えるものであってもよく、0.740Xを超えるものであってもよく、0.742Xを超えるものであってもよく、0.750Xを超えるものであってもよく、0.767Xを超えるものであってもよく、0.786Xを超えるものであってもよく、0.800Xを超えるものであってもよく、0.803Xを超えるものであってもよく、0.833Xを超えるものであってもよく、0.848Xを超えるものであってもよく、0.850X以上であってもよく、0.900X以上であってもよく、0.950X以上であってもよい。本開示では、発泡部位における最大厚みをXとしたときに、発泡部位における最小厚みは、X以下であってもよい。
On the other hand, in order to reduce the weight of the foam-molded product, it is preferable that the thickness of the foam-molded product before foaming, which is increased to compensate for the rigidity of the foam-molded product, is small. As a result of intensive research, the present inventors have found that it is desirable to increase L0 in advance in the region where the draft angle is 30° or more and less than 90° so that L in the region where the draft angle is 30° or more and less than 90° approaches L in the region where the draft angle is 90° (more preferably, so that L in the region where the draft angle is 30° or more and less than 90° becomes the same as L in the region where the draft angle is 90°).
For example, as shown in Table 5, when the thickness L0 of the foam-molded product before foaming is uniformly set to 1.00 mm and LB is set to 3.00 mm, the ratio of L (L30°) to L (L90°) (L30°/L90°) is 0.625. Based on this value, the inventors set the minimum thickness in the foamed region to a range exceeding 0.625X, where X is the maximum thickness in the foamed region.
In the present disclosure, when the maximum thickness in the foamed region is X, the minimum thickness in the foamed region may be greater than 0.643X, may be greater than 0.667X, may be greater than 0.688X, may be greater than 0.700X, may be greater than 0.714X, may be greater than 0.722X, may be greater than 0.740X, may be greater than 0.742X, may be greater than 0.750X, may be greater than 0.767X, may be greater than 0.786X, may be greater than 0.800X, may be greater than 0.803X, may be greater than 0.833X, may be greater than 0.848X, may be 0.850X or greater, may be 0.900X or greater, or may be 0.950X or greater. In the present disclosure, when the maximum thickness in the foamed region is X, the minimum thickness in the foamed region may be equal to or less than X.

本開示において、発泡部位における最大厚みと最小厚みとの関係を規定したのは、発泡部位が、剛性を保持したままで発泡成形品の軽量化が図られた箇所であることによる。
なお、発泡成形品では、型抜き角度θが小さいと、コアバック後に発泡層が生じない領域(例えば、図3における領域X)が生ずる場合がある。特に、型抜き角度θが30°未満の領域では発泡層が形成されにくい。本開示の発泡成形品では、発泡部位における最大厚みと最小厚みとの関係を規定するに際し、発泡層が生じない領域(つまり、発泡部位ではない領域)については、考慮しなくともよい。特に、発泡成形品におけるリブ、ボス等の箇所の型抜き角度θは0°に近く、発泡部位が形成されにくい傾向にある。
In the present disclosure, the relationship between the maximum thickness and the minimum thickness in the foamed portion is specified because the foamed portion is a portion where the weight of the foam-molded product is reduced while maintaining rigidity.
In addition, in a foam molded product, if the mold-drawing angle θ is small, there may be a region (e.g., region X in FIG. 3) where no foam layer is formed after core-backing. In particular, a foam layer is difficult to form in a region where the mold-drawing angle θ is less than 30°. In the foam molded product of the present disclosure, when defining the relationship between the maximum thickness and the minimum thickness in the foamed portion, it is not necessary to take into consideration the region where no foam layer is formed (i.e., the region that is not a foamed portion). In particular, the mold-drawing angle θ of a portion such as a rib or boss in the foam molded product is close to 0°, and a foamed portion tends not to be formed.

本開示の発泡成形品は、発泡成形方法により製造されることが好ましいが、その製法に特に限定はない。
本開示の発泡成形品の製造方法は、例えば、固定型と、前記固定型に対して開閉方向に移動可能とされ、前記固定型との間に空隙であるキャビティを形成する可動型と、を備える一対の金型における前記キャビティ内に発泡剤を含有する樹脂材料を射出することと、前記キャビティ内を樹脂材料で充填した後、前記金型を構成する固定型から可動型を開放方向に移動させて前記キャビティ内の容積を拡張することと、を有し、前記開放方向と前記キャビティ表面とのなす型抜き角度θが30°以上90°未満である領域における前記キャビティの厚みが、前記開放方向と前記キャビティ表面とのなす型抜き角度θが90°である領域における前記キャビティの厚みよりも厚いものであってもよい。
The foam-molded article of the present disclosure is preferably produced by a foam molding method, but the production method is not particularly limited.
A manufacturing method for a foam molded product of the present disclosure includes, for example, injecting a resin material containing a foaming agent into a cavity of a pair of molds including a fixed mold and a movable mold that is movable in an opening/closing direction relative to the fixed mold and forms a cavity that is a gap between the fixed mold and the movable mold, and after filling the cavity with resin material, moving the movable mold that constitutes the mold in an opening direction from the fixed mold to expand the volume of the cavity, wherein the thickness of the cavity in a region where the draw angle θ between the opening direction and the cavity surface is 30° or more and less than 90° may be thicker than the thickness of the cavity in a region where the draw angle θ between the opening direction and the cavity surface is 90°.

図4は、開放方向Aとキャビティ面12A又はコア面16Aとのなす型抜き角度θが30°以上90°未満である領域Z’におけるキャビティ14の厚みPが、開放方向Aとキャビティ面12A又はコア面16Aとのなす型抜き角度θが90°である領域Yにおけるキャビティ14の厚みQよりも厚い金型17を備える成形装置10の一例を示す概略断面図である。
キャビティ14の厚みPがキャビティ14の厚みQよりも厚いと、発泡成形品におけるコアバックにより増加する厚みが少ない箇所での強度不足を、補うことが可能になる。
なお、発泡成形品の重量増加を抑制するため、キャビティ内の容積を拡張後(即ち、コアバック後)における、型抜き角度θが30°以上90°未満である領域Z’についての発泡成形品の厚みが、型抜き角度θが90°である領域Yについての発泡成形品の厚みよりも厚くならないように、キャビティ14の厚みPを調整するのが望ましい。
具体的には、キャビティの厚みPは、以下の範囲であることが好ましい。
Q<P<Q+LB・(1-sinθ)・・・式B
式Bにおいて、LBはコアバック量を示す。
Figure 4 is a schematic cross-sectional view showing an example of a molding apparatus 10 equipped with a mold 17 in which the thickness P of the cavity 14 in region Z' where the draft angle θ between the opening direction A and the cavity surface 12A or core surface 16A is 30° or more and less than 90° is thicker than the thickness Q of the cavity 14 in region Y where the draft angle θ between the opening direction A and the cavity surface 12A or core surface 16A is 90°.
When the thickness P of the cavity 14 is greater than the thickness Q of the cavity 14, it becomes possible to compensate for the lack of strength in the portions of the foam-molded product where the thickness increase due to the core back is small.
In addition, in order to suppress an increase in the weight of the foam-molded product, it is desirable to adjust the thickness P of the cavity 14 so that the thickness of the foam-molded product in region Z' where the demolding angle θ is 30° or more and less than 90° after expanding the volume within the cavity (i.e., after core back) is not thicker than the thickness of the foam-molded product in region Y where the demolding angle θ is 90°.
Specifically, the thickness P of the cavity is preferably in the following range.
Q<P<Q+LB・(1-sinθ)・・・Equation B
In formula B, LB represents the core-back amount.

<車両用部材及び車両用バックドア>
本開示の発泡成形品は、例えば、自動車、鉄道等の車両に用いられる車両用部材として有用である。本開示の発泡成形品は、特に、アウターパネルと、アウターパネルの車両内側に設けられたインナーパネルとを有する車両用バックドアにおける、アウターパネル及びインナーパネルの少なくとも一方として好適に用いることができる。車両用バックドアを構成するアウターパネル及びインナーパネル、スポイラー、アーチモール、サッコモール等の車両用部材を発泡成形により得ようとすると、その型抜き角度の多様性から、十分な厚肉化を図ることのできない箇所が生じて当該箇所の強度が不足することがある。本開示の発泡成形品を車両用部材に適用することで、強度が不足する箇所の発生が抑制される傾向にある。
<Vehicle components and vehicle back doors>
The foam molded product of the present disclosure is useful as a vehicle component for use in, for example, automobiles, railways, and other vehicles. The foam molded product of the present disclosure can be suitably used as at least one of the outer panel and the inner panel in a vehicle back door having an outer panel and an inner panel provided on the vehicle inner side of the outer panel. When attempting to obtain vehicle components such as the outer panel and inner panel, spoiler, arch molding, and sacco molding constituting a vehicle back door by foam molding, due to the diversity of the mold-drawing angles, there are some parts that cannot be sufficiently thickened, and the strength of the parts may be insufficient. By applying the foam molded product of the present disclosure to vehicle components, the occurrence of parts with insufficient strength tends to be suppressed.

図5は、二点鎖線で示す車体30のバックドア開口部(図示省略)を閉じた状態のバックドア40が示されている。バックドア40は、車体30に取り付けられて、車体30のバックドア開口部を開閉する機能を有する。
バックドア40は、インナーパネル42(図6参照)と、アウターパネル44(図6参照)と、不図示の補強部材とを備えている。
インナーパネル42は、図6に示されるように、バックドア40の車両内側部を構成する樹脂製のパネル材である。
アウターパネル44は、図6に示されるように、バックドア40の車両外側部を構成する樹脂製のパネル材である。このアウターパネル44は、インナーパネル42に取り付けられる。一例としてアウターパネル44は、接着剤を用いてインナーパネル42に取り付けられるが、本開示はこれに限定されない。
また、バックドア40には、ドアガラスとしてのリアウインドガラス46が取り付けられている。
5 shows the back door 40 in a state where a back door opening (not shown) of the vehicle body 30, indicated by a two-dot chain line, is closed. The back door 40 is attached to the vehicle body 30 and has a function of opening and closing the back door opening of the vehicle body 30.
The back door 40 includes an inner panel 42 (see FIG. 6), an outer panel 44 (see FIG. 6), and a reinforcing member (not shown).
As shown in FIG. 6 , the inner panel 42 is a resin panel material that constitutes the vehicle interior side of the back door 40 .
6, the outer panel 44 is a resin panel material that constitutes the vehicle outer side portion of the back door 40. The outer panel 44 is attached to the inner panel 42. As an example, the outer panel 44 is attached to the inner panel 42 using an adhesive, but the present disclosure is not limited thereto.
Further, a rear window glass 46 serving as door glass is attached to the back door 40.

10 成形装置
12 固定型
14 キャビティ
16 可動型
17 金型
22 発泡層
24 スキン層
30 車体
40 バックドア
42 インナーパネル
44 アウターパネル
46 リアウインドガラス
REFERENCE SIGNS LIST 10 molding device 12 fixed mold 14 cavity 16 movable mold 17 mold 22 foam layer 24 skin layer 30 vehicle body 40 back door 42 inner panel 44 outer panel 46 rear window glass

Claims (3)

第1のスキン層と発泡層と第2のスキン層とがこの順で積層された発泡部位を有し、
前記発泡部位における最大厚みをXとしたときに、前記発泡部位における最小厚みが0.625Xを超える発泡成形品。
a foamed portion in which a first skin layer, a foamed layer, and a second skin layer are laminated in this order;
A foam-molded article having a minimum thickness in the foamed region exceeding 0.625X, where X is the maximum thickness in the foamed region.
請求項1に記載の発泡成形品を含む車両用部材。 A vehicle component comprising the foam molded product according to claim 1. アウターパネルと、前記アウターパネルの車両内側に設けられたインナーパネルと、を有し、前記アウターパネル及び前記インナーパネルの少なくとも一方が、請求項1に記載の発泡成形品を含む車両用バックドア。
A vehicle back door comprising: an outer panel; and an inner panel provided on an inner side of the outer panel, wherein at least one of the outer panel and the inner panel includes the foam molded product according to claim 1.
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