JP2696061B2 - ２層発泡射出成形装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車の内装用パネル
（インストルメントパネル、ドアパネル、シートバック
パネル、ステアリングホィール、取手等）、家具（椅子
の座部等）、雑貨（靴、スリッパ等）の如く、硬質樹脂
でなる芯材の片面にクッション性を有する発泡層の表面
にスキン層を備えてなる表面材が一体的に形成された複
合発泡成形品を、射出成形によって得られる２層発泡射
出成形装置に関し、特に、発泡性樹脂の発泡状態を制御
して所望の感触と良好な表面を有した複合発泡成形品を
連続的に且つ効率的に得ることが出来る装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の複合発泡成形品を得る発
泡射出成形方法として、特公昭５１−８４２４号公報に
開示されるものが知られている。この方法は、型開き可
能に保持された金型の空間内に発泡剤を含む発泡性樹脂
を射出した後に、金型を開くことにより前記空間を拡大
して樹脂を発泡させ、金型表面側の冷却固化されたスキ
ン層と金型内部の発泡層とを有する発泡成形品を得るも
のである。この発泡射出成形方法においては、型開油圧
回路に流量調整弁を設けることにより、射出毎の型開速
度を変更できる回路構成が開示されているが、ワンショ
ットにおける射出ストローク中の型開速度の変更を意図
するものではない。

【０００３】近年、この発泡射出成形方法を上述した自
動車の内装用パネルの成形に適用することが試みられる
よになった。その理由は、スキン層を真空成形法等で別
途成形するものに比較して、樹脂の歩留りが高く、連続
成形することが可能であるためである。

【０００４】特に自動車の内装用パネルは、表面が柔ら
かくソフトな感触が求められる。この感触を得るために
は、材料の選択も重要であり、常温でゴム性弾性を具備
し、高温で可塑化し射出成形が可能な熱可塑性エラスト
マーをスキン層及び発泡層を形成するための素材として
使用することが試みられるようになった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
発泡射出成形方法を熱可塑性エラストマーの成形等に適
用した場合、発泡倍率或いは発泡セルの大きさが適切で
なかったりして、所望の感触を有するとともに表面状態
も良好な成形品を得られない問題があった。

【０００６】そのため、適切な発泡倍率や発泡セルの状
態を確保でき、所望の感触を有する発泡成形品を得るこ
とができる発泡射出成形方法が検討されている。そし
て、数多くの実験を行う中で得られた知見を元にして、
ワンショット中の型開速度（空間の拡大速度）を変化さ
せることで発泡を制御することにより、発泡セルが適当
な大きさで発泡倍率も適切であって、ソフトな感触を有
し、シボ転写性等が良好な表面状態の優れた発泡成形品
を得ることが可能な発泡射出成形方法が案出され、本願
と同一出願人により出願されている（未公開）。

【０００７】そこで、本発明は、上述の発泡射出成形方
法を適切に実用化できるとともに、特に自動車の内装用
パネルのように大量に生産されるものの成形に適した２
層発泡射出成形装置を提供することを目的とするもので
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、２層発泡射出成形装置を、硬質樹脂から
なる芯材の上に発泡層とこれの表面のスキン層とからな
る表面材が一体的に積層された発泡成形品を成形する２
層発泡射出成形装置において、前記芯材の成形用の一次
側金型の一方が取り付けられた固定盤と、この固定盤に
対設されて前記一次側金型の一方内に芯材料を供給する
一次側射出機と、前記表面材の成形用の二次側金型の一
方が前記固定盤に向けて取り付けられて該固定盤への方
向に進退するよう移動自在に設置された可動盤と、この
可動盤に対設されて前記二次側金型の一方内に発泡材料
を供給する二次側射出機と、前記固定盤と可動盤との間
において該固定盤への方向に進退するよう移動自在に設
置された回転盤と、前記一次側金型の一方および二次側
金型の一方に対しそれぞれ密着できる両面の位置に同一
形状の他方の金型の一対を備えて前記回転盤に回転自在
に装設された回転体と、前記可動盤と固定盤の間に設け
られて、型開き可能に保持された前記他方の金型と二次
側金型の一方との間の空間を拡大させるよう前記可動盤
を前記回転盤に対し離間させるレベリングシリンダとを
備えた構成とした。

【０００９】

【作用】１回目の成形サイクルにおいて、可動盤および
回転盤をそれぞれ固定盤の方向に移動させて、回転盤の
例えば雄金型と固定盤の例えば一次側雌金型間に型閉じ
により形成された空間の第１キャビティに、一次側射出
機から芯材料を供給し、先ず、芯材のみを形成する。続
いて、可動盤および回転盤を固定盤から離間する方向に
移動させて一次側および二次側の各金型のの型開きを行
った後に、回転体を１８０°回転させて、成形した芯材
が付着したままの雄金型を可動盤の方向、つまり二次側
に向ける。２回目からの成形サイクルにおいては、同様
の工程を繰り返す。可動盤および回転盤をそれぞれ固定
盤の方向に移動させて、回転盤の両側の雄金型をそれぞ
れ一次側および二次側の各雌金型に密着させる。雄金型
に付着したままの芯材と二次側雌金型との間の空間の第
２キャビティに、二次側射出機から発泡材料を供給する
と同時に、雄金型と一次側雌金型との間の空間の第１キ
ャビティに一次側射出機から芯材料を供給して、芯材を
成形する。その後に、レベリングシリンダの作動により
可動盤を回転盤から離間する方向に所定距離だけ移動さ
れると、芯材と二次側雌金型との間の空間が増大される
ので、発泡材料の圧力が低下して発泡臨界圧力以下とな
り、発泡材料の内部で発泡が起こって発泡層が形成さ
れ、二次側雌金型に接する部分の発泡材料は未発泡状態
で冷却固化して、硬質のスキン層が形成される。したが
って、一台の装置で連続的に製造できるとともに、表面
材と芯材とを同時に成形するので、生産効率が格段に向
上する。しかも、発泡材料を発泡させるための空間の拡
大を、レベリングシリンダで速度およびストロークを高
精度に制御して行うので、所望の発泡倍率と良好な表面
状態により、良好な外観と感触とを有する発泡成形品を
得られる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の好適な実施例について図面を
参照しつつ説明する。図１は本発明の２層発泡射出成形
装置の一部破断側面図を示し、図２は図１のＡ−Ａ線断
面図を示す。

【００１１】先ず、図１において、ベッド１上に固定盤
２が固定されており、このベッド１上に敷設されたガイ
ドレール３上に、回転盤３および可動盤４が、いずれも
車輪６によって前後方向、すなわち図１で左右方向に移
動自在に支持されている。固定盤２には、四つの移動シ
リンダ７が、図２に明示する如く、平衡を維持するよう
矩形状に配置して、そのピストン８のロッド７ａを貫通
させて固設されている。この各ロッド７ａの先端に各々
連結されたネジ付タイロッド９が、回転盤３および可動
盤４を貫通して後方に延びている。可動盤４には、各タ
イロッド９の先端部のネジに対し係脱自在に掴持す開閉
可能なハーフナット１２が配設されているとともに、回
転盤３には、各タイロッド９の中間部のネジに対し係脱
自在に掴持する開閉可能なハーフナット１３が配設され
ている。この各ハーフナット１２，１３を図示しない油
圧シリンダ等の駆動装置により閉めた状態とした後に移
動シリンダ７を駆動することにより、可動盤４および回
転盤３が固定盤２に向け進退する方向に移動される。そ
して、ハーフナット１３の開閉で回転盤３の単独移動又
は可動盤４と回転盤３の連動移動が選択できる。

【００１２】芯材を成形するための樹脂材料を溶融状態
で射出する一次側射出機１０が、固定盤２に対向して設
置されている。一方、表面材を成形するための発泡材料
を溶融状態で射出するための二次側射出機１１は、可動
盤４に対向してガイドレール５上に車輪１１ｂが載置さ
れて移動自在に支持されるとともに、可動盤４と一体に
移動するようになっている。そして、固定盤２には、一
次射出機１０のノズル１０ａに対向する位置に、一次側
雌金型１４が取り付けられている。また、可動盤４に
は、二次射出機１１のノズル１１ａに対向する位置に、
二次側雌金型１５が取り付けられている。一方、回転盤
３には、その両面における上述の雌金型１４，１５に対
向する位置に、それぞれ同一形状の雄金型１６，１７が
取り付けられている。

【００１３】回転盤３は、図２に示すように、両面に雄
金型１６，１７が固設された回転体２０が、ロータリー
アクチュエータ等の回転装置１９によって、鉛直方向の
軸線周りに１８０°の回転角度ずつ回転されるようにな
っている。この回転盤３には、四つのネジ付タイロッド
２２が、固定盤２を貫く如く、平衡を維持するよう矩形
状に配置して突設設されている。また、固定盤２に埋設
された型締シリンダ２４のピストンに連結された開閉可
能なハーフナット２３がタイロッド２２のネジを掴持す
ることができる。したがって、移動シリンダ７によって
回転盤３を固定盤２に対して近づけて、ハーフナット２
３を閉め、型締シリンダ２４を作動させると、金型１
４，１６間の締め付けが行われる。同様に、可動盤４に
も、型締シリンダト２５がそのピストンを前述のハーフ
ナット１２に対し連結状態に設けられており、移動シリ
ンダ７で回転盤３に可動盤４を近づけ、ハーフナット１
３，１２を閉じ、型締シリンダ２５を作動させると、金
型１５，１７間の締め付けが行われる。

【００１４】そして、可動盤４には、本発明の要旨の一
つである四つのレベリングシリンダ２６が、図２に明示
する如く、平衡を維持するよう矩形状に配置して設けら
れており、この各レベリングシリンダ２６のピストンロ
ッド２７が回転盤３の一面に対し対向されている。この
ピストンロッド２７は、可動盤４の移動によって回転盤
３の対向面に接離自在に当接する。

【００１５】次に、このように構成された２層発泡射出
成形装置による発泡成形品の製造工程を順に示した図３
乃至図１１について説明する。この装置は、一連工程の
成形サイクルを繰り返すことによって、複合発泡成形品
を極めて効率的に生産できるものであるが、１回目の成
形サイクルにおいてのみ、一次成形品としての芯材だけ
を作る。すなわち、後述する動作によって可動盤４及び
回転盤３を固定盤２側に移動させて、図３に示すよう
に、一次側雌金型１４と雄金型１６及び二次側雌金型１
５と雄金型１７をそれぞれ密着させて型閉じする。そし
て、一次側の金型１４，１６で形成される第１キャビテ
ィ２８内に、一次射出機１０から熱可塑性樹脂の芯材料
を供給し、一次成形品としての芯材２９を成形する。

【００１６】上述の成形が完了すると、図４に示すよう
に、成形がなされた芯材２９を雄金型１６に付着状態に
残したまま、回転盤３を固定盤２から離間させるととも
に、可動盤４を回転盤３から離間させ、一次側の金型１
４，１６および二次側の金型１５，１７をそれぞれ型開
きする。この状態とした後に、回転装置１９の駆動によ
り回転盤３を１８０°回転させると、図５に示すよう
に、芯材２８が可動盤４に対面する成形サイクルの初期
状態となる。

【００１７】図５の初期状態において、前記装置の一連
工程の成形サイクルが開始されることになる。先ず、図
１に示したハーフナット１２が駆動装置（図示せず）に
より閉じられて、タイロッド９に対し可動盤４が一体移
動するよう連結される。その後に、移動シリンダ７がピ
ストン８を吸引するよう作動し、このピストン８の移動
に伴って、タイロッド９を介し可動盤４が回転盤３の方
向に移動され、図６に示すように、二次側の金型１６，
１７が密着して型閉じされる。このとき、芯材２９と二
次側雌金型１５とで第２キャビティ３０が形成される。

【００１８】続いて、ハーフナット１３が駆動装置（図
示せず）により閉じられて、タイロッド９に対し回転盤
３が一体移動するよう連結される。その後に、移動シリ
ンダ７の吸引作動によって、可動盤４および回転盤３が
共に固定盤２の方向に移動されて、図７に示すように、
一次側の金型１４，１７が密着して型締シリンダ２４で
型閉じされ、この金型１４，１７により第１キャビティ
２８が形成される。なお、初期状態から図３の状態への
移行も、上述の図４乃至図７と同様の過程を経て行われ
る。

【００１９】図７の状態において、型締シリンダ２４に
高圧油が導入されて、これのピストン（図示せず）によ
りハーフナット２３を介してタイロッド２２に図の右方
への押圧力が加えられ、回転盤３が右方に押圧されて、
一次側の金型１４，１７の型締めが行われる。同様に、
型締シリンダ２５にも高圧油が導入されて、これのピス
トン（図示せず）によりハーフナット１２を介してタイ
ロッド９に図の右方への押圧力が加えられ、可動盤４も
図の右方に押圧されて、二次側の金型１５，１６の型締
めが行われる。

【００２０】上記型締めが完了すると、図８に示すよう
に、二次側の芯材２９と二次側雌金型１５とにより形成
された第２キャビティ３０内に、発泡材入りスチレン系
エラストマー等の発泡材料３１を、二次射出機１１のノ
ズル１１ａから所定の射出圧力で射出充填する。これと
同時に、一次側の金型１４，１７により形成された第１
キャビティ２８内に、一次射出機１０のノズル１０ａか
ら芯材料を供給して、一次成形品としての芯材２９を同
時に成形する。

【００２１】図８の状態において、左方の型締めシリン
ダ２５の油圧を上まわるようにレベリングシリンダ２６
に油圧を発生させると、レベリングシリンダ２６のレベ
リング力が型締シリンダ２５による圧力を上回る。この
時、回転盤３がコッター３２によりベース１に固定され
ているので、図９に示すように、レベリングシリンダ２
６のピストンロッド２７が伸長されて、可動盤４すなわ
ち二次側雌金型１５が所定のストロークｔ（例えば、４
ｍｍ）だけ左方に移動され、その分だけ第２キャビティ
３０の空間が増大される。そのため、発泡材料３１の圧
力が低下して発泡臨界圧力以下となり、発泡材料３１の
内部で発泡が起こって発泡層３３１が形成される。ま
た、雄金型１５と接する部分の発泡材料３１は未発泡状
態で冷却固化し、発泡しないままの硬質のスキン層３３
２が形成される。

【００２２】この第２キャビティ３０の空間の拡大速
度、すなわち二次側雌金型１５の雄金型１６に対する型
開速度は、レベリングシリンダ２６によって、例えば
２．０ｍ／ｓｅｃに高精度に制御される。この型開速度
の設定により、任意の発泡倍率又はスキン層３３２厚み
であって、良好な表面状態の発泡成形品を得ることがで
きる。すなわち、型開速度が大き過ぎるとと、発泡倍率
が高くなって発泡セルが大きくなり、スキン層３３２が
厚くなり、且つ発泡層３３１が極端に薄くなる。逆に、
型開速度が小さ過ぎると、発泡倍率が低くなって発泡セ
ルが小さくなり、スキン層３３２が極端に薄くなり、且
つ発泡層３３１における発泡セルが不揃いとなる。そこ
で、この発明では、前記型開速度を、レベリングシリン
ダ２６を用いることによって高精度に制御できるので、
所望の良好な発泡成形品を得ることができる。

【００２３】図９のように、芯材２９上に、発泡層３３
１とスキン層３３２からなる表面材３３が一体的に積層
成形されると、コッター３２をはずした後に、ハーフナ
ット２３を開き、移動シリンダ７がそのピストンロッド
を伸長させるよう作動される。したがって、図１０に示
すように、成形された芯材２９を雄金型１７に残したま
ま回転盤３と可動盤４が共に左方に移動され、一次側の
金型１４，１７が型開きされる。

【００２４】回転盤３が所定位置まで移動されると、回
転盤３に設けたハーフナット１３が開く。それにより、
図１１に示すように、移動シリンダ７のピストンロッド
７ａの伸長によって可動盤４が更に左方に移動され、二
次側の金型１５，１６が型開きされる。続いて、芯材２
９と表面材３３が一体的に積層された状態で雄金型１６
に付着している発泡成形品３４を取り出し、その後に、
回転盤３の回転体２０が１８０°回転されると、図５の
初期状態となり、成形サイクルが終了する。

【００２５】このように、芯材２９を雄金型１６（１
７）に残したままで、芯材２９と二次側雌金型１５との
間には、発泡材料３１を充填し発泡させ冷却固化させる
ために空間が拡がる第２キャビティ３０が形成され、芯
材２９上に、発泡層３３１とスキン層３３２とからなる
表面材３３が一体的に積層形成される。そのため、芯材
２９と表面材３３からなる複合発泡成形品３４を一台の
成形装置で連続的に製造することができる上に、芯材２
９と表面材３３とを同時に成形するため、生産効率が格
段に向上する。

【００２６】なお、大きな型締力を必要とする大型装置
の場合、型締シリンダ２４，２５として、ハイドロ機械
式の型締装置を用いるとともに、そのストロークが発泡
型開ストロークを十分に満足するものとすれば、大型の
場合における必要油量を減少させることができ、型開閉
の高速化を得ることができる。

【００２７】

【発明の効果】以上のように本発明の２層発泡射出成形
装置によれば、一次側射出機で成形した芯材を金型に付
着したままで回転盤の回転体を回転させ、この方向を転
換された芯材と二次側金型との間の空間の第２キャビテ
ィに、二次側射出機から発泡材料を供給すると同時に、
回転盤と固定盤との各一次側金型間の空間に一次側射出
機から芯材料を供給して芯材を成形する構成を備えてい
るので、表面材と芯材とからなる複合発泡成形品を一台
の装置で連続的に製造できるとともに、表面材と芯材と
を同時に成形するので、生産効率が格段に向上する。し
たがって、特に自動車の内装用パネルのように大量生産
されるものの成形に適している。

【００２８】しかも、最も大きな特徴は、レベリングシ
リンダの作動によって、可動盤を回転盤から離間する方
向に移動させるので、二次側雌金型と雄金型との間に発
泡材料を発泡させ冷却固化するために空間が拡がる第２
キャビティを、可動盤を所定距離だけ所定の速度で高精
度に制御して移動させることにより形成できる。そのた
め、所望の発泡倍率と良好な表面状態により、優れた外
観とソフトな感触とを有する発泡成形品を得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の一部破断側面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。

【図３】同上装置における芯材のみを成形する工程の一
部破断側面図である。

【図４】図３の状態から一次側及び二次側を型開きした
状態を示す一部破断側面図である。

【図５】同上装置の初期状態の一部破断側面図である。

【図６】同上装置の二次側を型閉じした状態を示す一部
破断側面図である。

【図７】同上装置の一次側を型閉じした状態を示す一部
破断側面図である。

【図８】同上装置の一次及び二次側に成形用材料を供給
した状態を示す一部破断側面図である。

【図９】同上装置における発泡材料を発泡させる状態を
示す要部の一部破断側面図である。

【図１０】同上装置における一次側を型開きした状態を
示す一部破断側面図である。

【図１１】同上装置における二次側を型開きした状態を
示す一部破断側面図である。

【符号の説明】

２ 固定盤 ３ 回転盤 ４ 可動盤 ７ 移動シリンダ ９，２２ タイロッド １０ 一次側射出機 １１ 二次側射出機 １２，１３，２３ ハーフナット １４ 一次側雌金型（一方の一次側金型） １５ 二次側雌金型（一方の二次側金型） １６，１７ 雄金型（他方の一次及び二次側金型） ２０ 回転体 ２４，２５ 型締シリンダ ２６ レベリングシリンダ ２９ 芯材 ３１ 発泡材料 ３３ 表面材 ３４ 発泡成形品 ３３１ 発泡層 ３３２ スキン層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２９Ｌ 9:00 31:58

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 硬質樹脂からなる芯材の上に発泡層とこ
   れの表面のスキン層とからなる表面材が一体的に積層さ
   れた発泡成形品を成形する２層発泡射出成形装置におい
   て、前記芯材の成形用の一次側金型の一方が取り付けら
   れた固定盤と、この固定盤に対設されて前記一次側金型
   の一方内に芯材料を供給する一次側射出機と、前記表面
   材の成形用の二次側金型の一方が前記固定盤に向けて取
   り付けられて該固定盤への方向に進退するよう移動自在
   に設置された可動盤と、この可動盤に対設されて前記二
   次側金型の一方内に発泡材料を供給する二次側射出機
   と、前記固定盤と可動盤との間において該固定盤への方
   向に進退するよう移動自在に設置された回転盤と、前記
   一次側金型の一方および二次側金型の一方に対しそれぞ
   れ密着できる両面の位置に同一形状の他方の金型の一対
   を備えて前記回転盤に回転自在に装設された回転体と、
   前記可動盤と固定盤の間に設けられて、型開き可能に保
   持された前記他方の金型と二次側金型の一方との間の空
   間を拡大させるよう前記可動盤を前記回転盤に対し離間
   させるレベリングシリンダとを備えたことを特徴とする
   ２層発泡射出成形装置。