JP4782541B2 - 発泡成形品用基材及び発泡成形方法 - Google Patents

Description

この発明は、例えば自動車等の車両におけるインストルメントパネル等の発泡成形品の一部を構成する発泡成形品用基材及びその成形品用基材を用いた発泡成形方法に関するものである。

従来、この種の技術としては、例えば、特許文献１に開示されるようなものが提案されている。すなわち、この従来技術は、ウレタンクローズ注入法に関するものであって、図５〜図７に示すように、発泡成形品の外殻の一部を構成する発泡成形品用基材３１に発泡原料を注入するための平面円形状の注入用開口３２が形成されている。注入用開口３２の外周には、発泡原料の分配を調節するための複数のスリット３３が注入用開口３２の中心から外方へ向かって延びるように形成されている。

そして、発泡成形品の成形時には、発泡成形型３４における上型３５の成形面に前記発泡成形品用基材３１がセットされるとともに、下型３６の成形面に発泡成形品の意匠面を構成する表皮３７がセットされて、上下両型３５，３６が型閉めされる。この状態で、上型３５のノズル挿入口３８にセットされた原料注入用ノズル３９から発泡成形品用基材３１の注入用開口３２を介して、発泡成形型３４内における発泡成形品用基材３１と表皮３７との間の成形空間に発泡原料が注入されて発泡される。これにより、弾性発泡材４０が生成され、その弾性発泡材４０が発泡成形品用基材３１及び表皮３７と一体に結合されて、発泡成形品４１が成形される。

また、特許文献２には、図８に示すように、注入用開口３２を複数（４箇所）の小開口に区画した構成が開示されている。特許文献２のその他の構成は特許文献１とほぼ同様である。
特開平９−２６２８４９号公報 特開平９−２９７６２号公報

ところで、前記特許文献１において、平面円形状の注入用開口３２の外周には、複数のスリット３３が形成されている。そのため、これらのスリット３３を発泡成形型３４内の成形空間において欠肉等を生じやすい部分に向かって延びるように配置することにより、発泡原料が注入用開口３２からスリット３３を介してその部分に優先的に分配されて、欠肉等の発生を防止することができる。

しかしながら、この特許文献１においては、注入用開口３２が単純な円形に構成されている。このため、図７に示すように、発泡成形品４１の成形硬化後に、発泡成形型３４の上型３５及び下型３６を型開きして、発泡成形品４１を発泡成形型３４から離型する際に、発泡成形品用基材３１の注入用開口３２内に成形されている弾性発泡材４０の部分（以下、ゲート部とする）４０ａが上型３５側に持ち去られやすい。これにより、発泡成形品４１の注入用開口３２と対応する部分で弾性発泡材４０に抉れ部４２が生じて、その抉れ部４２における発泡成形品４１の弾性発泡材４０の肉厚が薄くなり、発泡成形品４１の表面側の表皮３７上に引け部４３が発生して、外観が著しく低下するという問題があった。

一方、特許文献２においては、注入用開口３２が複数の小開口に区画されているため、ゲート部４０ａが持ち去られることによる引け部４３の発生を抑制できる。しかし、特許文献２においては、注入用開口３２が小開口に分断されることにより、粘性を有する発泡原料が開口３２内を通過しにくくなって、発泡原料が発泡成形品用基材３１と上型３５の成形面との間に侵入したり、成形空間内に供給される発泡原料の量が少なくなったり、あるいは、発泡原料内にエアが巻き込まれたりする。そして、この結果、成形された弾性発泡材４０内にエア溜まりやピンホールが生じて前記のような引け部４３が生じることになる。

以上のように、従来は、引け部の抑制と、エア溜まり等の抑制とを両立させることが困難であった。
この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的は、発泡成形品の離型時に、発泡成形品の注入用開口と対応する部分で弾性発泡材に抉れ部が生じるのを抑制することができて、発泡成形品の表面側に引けが発生するおそれを防止することができるとともに、あわせて、発泡原料が注入用開口内を円滑に通過することにより、エア溜まりが生じるのを防止できる発泡成形品用基材を提供することにある。

上記の目的を達成するために、この発明は、発泡原料を注入するための円形の注入用開口を備え、その注入用開口から発泡原料を注入して発泡させることにより生成される弾性発泡材と結合して、発泡成形品を形成する発泡成形品用基材において、前記注入用開口の内周縁に略扇形状をなす突起を突出形成し、前記突起は、前記注入用開口の内周縁よりそのまま一様に延在するように突出形成され、前記突起における一対の直線部のなす角度が４０〜９０度であるとともに、その先端部が前記注入用開口の中心から該注入用開口の半径の２０％の距離を隔てた範囲内に位置していることを特徴としている。

従って、発泡原料の注入時には、同発泡原料は、注入用開口の突起以外の広い部分を介して成形空間内に円滑に注入される。また、発泡成形品の離型時には、成形空間内の発泡成形品が注入用開口内の突起により押さえ込まれるとともに、発泡成形品用基材の注入用開口内に成形されている弾性発泡材のゲート部が突起により分断される。このため、発泡成形品の注入用開口と対応する部分で弾性発泡材に抉れ部が生じたり、発泡成形品内にエア溜まりが生じたりすることがほとんどなく、発泡成形品の弾性発泡材の肉厚が薄くなるのを抑制することができる。よって、発泡成形品の注入用開口と対応する部分やエア溜まりの表面側に引けが発生するおそれを確実に防止することができる。

また、前記の構成において、前記突起を、一対の直線部のなす角度を４０〜９０度の範囲内に設定することにより、発泡材料の通過面積を充分に確保できるとともに、発泡成形品の離型時に、発泡成形品用基材の注入用開口内に成形されている弾性発泡材のゲート部を効果的に分断することができる。

さらに、前記の構成において、前記突起の先端部の位置を、その開口の中心から開口の半径の２０％の距離を隔てた範囲内に設定することにより、発泡材料の通過面積をさらに有効に確保できるとともに、注入用開口内に成形されている弾性発泡材のゲート部を一層効果的に分断することができる。

また、前記突起の先端部を先鋭状にするとよい。このように構成した場合には、発泡成形品の離型時に弾性発泡材のゲート部を一層効果的に分断することができる。
そして、前記のような発泡成形品用基材を成形型内に収容し、発泡成形品用基材の注入用開口から発泡原料を注入して発泡成形品を成形することにより、前述した作用を有する発泡成形品を得ることができる。

加えて、前記成形型内に発泡成形品の意匠部となる表皮を収容し、その表皮と発泡成形品用基材との間に発泡原料を注入すれば、意匠面を備えた商品価値の高い発泡成形品を得ることができる。

以上のように、この発明によれば、エア溜まりを抑制できるとともに、発泡成形品の離型時に、発泡成形品の注入用開口と対応する部分で弾性発泡材に抉れ部が生じるのを抑制することができて、発泡成形品の表面側に引けが発生するおそれを防止することができ、製品価値の高い成形が可能となる。

以下に、この発明の一実施形態を、図１〜図４に基づいて説明する。
図１〜図３に示すように、この実施形態の発泡成形品用基材１１はポリプロピレン、ＡＢＳ樹脂等の合成樹脂からなり、その中央部等の適当位置にはポリウレタン等よりなる発泡原料を注入するための平面ほぼ円形状の注入用開口１２が形成されている。

ここで、前記発泡原料は、その粘度が５０〜１０００Ｐａ・ｓである。そして、前記注入用開口１２を介して、前記のような粘度の発泡原料の注入が、円滑にかつエアの巻き込み等が生じることなく行われるようにするために、注入用開口１２の直径Ｄは、２０〜２５ｍｍの範囲内に設定されている。注入用開口１２の内周縁には、後述する発泡成形品の離型時に注入用開口１２の部分において硬化後の弾性発泡材を押さえ込むとともに、弾性発泡材を分断するための略扇形状をなす先鋭状の突起１３が突出形成されている。

そして、この発泡成形品用基材１１を用いて、車両におけるインストルメントパネル等の発泡成形品を成形する際には、図１及び図２に示すように、発泡成形型１４における上型１５の成形面に発泡成形品用基材１１がセットされる。それとともに、発泡成形型１４における下型１６の成形面に軟質合成樹脂シート等からなり、発泡成形品の意匠面を構成する表皮１７がセットされて、上下両型１５，１６が型閉めされる。

この状態で、上型１５のノズル挿入口１８にセットされた原料注入用ノズル１９から発泡成形品用基材１１の注入用開口１２を介して、発泡成形型１４内における発泡成形品用基材１１と表皮１７との間の成形空間に、発泡原料が注入される。そして、この発泡原料が発泡されるとともに、硬化されることにより弾性発泡材２０が生成され、その弾性発泡材２０が発泡成形品用基材１１及び表皮１７と一体的に結合されて、発泡成形品２１が成形される。

この場合、図３に示すように、前記発泡成形品用基材１１における注入用開口１２内の突起１３は扇形状に形成され、一対の直線部によって形成されるその先端部（扇の要の部分）１３ａのなす角度αが４０〜９０度の範囲内となるように設定されている。また、突起１３の先端部１３ａは、注入用開口１２の中心Ｏを含んで、その開口１２の中心Ｏから開口１２の半径の２０％の距離Ｌ１を隔てた円形領域の範囲内に位置するように設定されている。

そして、図４に示すように、発泡成形品２１の成形硬化後に、発泡成形型１４の上型１５及び下型１６が型開きされて、発泡成形品２１が発泡成形型３４から離型される際には、発泡成形品用基材１１と表皮１７との間の成形空間内の弾性発泡材２０が突起１３により押さえ込まれるとともに、発泡成形品用基材１１の注入用開口１２内に成形されている弾性発泡材２０のゲート部２０ａが先鋭状の突起１３の部分から分断される。このため、発泡成形品２１の注入用開口１２と対応する部分で弾性発泡材２０に抉れ部が生じることはなく、弾性発泡材２０の表皮１７側が抉れ部によって薄くなるのを抑制することができる。よって、発泡成形品２１の注入用開口１２と対応する部分の表面側の表皮１７上に引けが発生することを確実に防止することができる。

ちなみに、前記注入用開口１２内における突起１３の先端部１３ａの角度αを９０度よりも広く設定した場合には、注入用開口１２の開口面積が小さくなって、発泡原料が注入用開口１２を通過しにくくなる。このため、注入用開口１２からの発泡原料の注入にともない、発泡原料が発泡成形品用基材１１と上型１５の成形面との間に入り込んだり、エアが巻き込まれやすくなったりする。このため、発泡原料の円滑な注入に支障を来たしたり、エアの巻き込みにより弾性発泡材２０にエア溜まりやピンホールが生じたりすることがある。

逆に、突起１３の先端部１３ａの角度αを４０度よりも狭く設定した場合には、突起１３による弾性発泡材２０の押さえ込みを有効に行うことができないとともに、ゲート部２０ａを効果的に分断することができなくなって、弾性発泡材２０に前述した抉れ部が生じることがある。

同様に、突起１３の先端部１３ａと開口１２の中心Ｏとの距離Ｌ１を開口１２の半径の２０％よりもプラス方向（図３の左方向）に大きく設定して、突起１３の高さＬ２が高くなりすぎた場合には、注入用開口１２の開口面積が狭くなって、発泡原料が発泡成形品用基材１１と上型１５の成形面との間に入り込んだり、エアが巻き込まれやすくなったりして、発泡原料の円滑な注入に支障を来たすことがある。

逆に、突起１３の先端部１３ａと開口１２の中心Ｏとの距離Ｌ１を開口１２の半径の２０％よりもマイナス方向（図３の右方向）に大きく設定して、突起１３の高さが低くなりすぎた場合には、弾性発泡材２０に対する押さえ込みが充分ではなく、しかも突起１３による弾性発泡材２０のゲート部２０ａの分断効果が低減して、弾性発泡材２０に抉れ部が生じるおそれがある。

これに対し、この実施形態においては、このような問題を未然に回避できるため、引け部等が生じない高品質の成形製品を得ることができる。
また、実施形態では突起１３の先端部を先鋭状としているが、Ｒ形状であっても、Ｃ面取りがしてあってもよい。

以上に述べた実施形態の効果を列挙すれば以下の通りである。
（１） 注入用開口１２内の突起１３が適切な大きさの扇形をなしているため、発泡原料が注入用開口１２を円滑に通過して、成形空間内に注入される。従って、発泡原料が発泡成形品用基材１１と上型１５の成形面との間に侵入したり、エアを巻き込んだりすることを抑制でき、エア溜まりやピンホールの形成を有効に防止できる。

（２） 弾性発泡材２０の生成後は、突起１３が同弾性発泡材２０を押さえ込むだけではなく、ゲート部２０ａを分断させる。従って、くびれ部に起因した引け部の発生を防止できる。

（３） 注入用開口１２内の突起１３の先端部１３ａのなす角度αが４０〜９０度の範囲内となるように設定されているため、前述した発泡原料の円滑な通過、発泡原料の押さえ込み及びゲート部２０ａの分断を高いレベルで達成できる。

（４） 突起１３の先端部１３ａを、開口１２の中心Ｏから開口１２の半径の２０％の距離Ｌ１を隔てた円形領域の範囲内に位置するように設定されているため、前記と同様に、発泡原料の円滑な通過、発泡原料の押さえ込み及びゲート部２０ａの分断を高いレベルで達成できる。

（変更例）
なお、この実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・ 前記実施形態において、発泡成形型１４の下型１６の成形面に表皮１７をセットすることなく、上型１５の成形面のみに発泡成形品用基材１１をセットして、表皮１７のない発泡成形品２１を成形すること。この場合には、発泡原料の発泡成形に先立って、下型１６の成形面に離型剤を塗布する必要がある。

・ 前記実施形態では、注入用開口１２及び原料注入用ノズル１９を１箇所に設けたが、複数箇所に設けること。
・ 注入用開口１２の形状を真円形だけではなく、楕円形に形成すること。

一実施形態の発泡成形品用基材を用いた発泡成形品の製造装置を示す断面図。 図１の製造装置の一部を拡大して示す部分断面図。 発泡成形品用基材の注入用開口付近を拡大して示す部分平面図。 図２の製造装置において発泡成形品の離型状態を示す部分断面図。 従来の発泡成形品用基材を用いた発泡成形品の製造装置を示す部分断面図。 図５の発泡成形品用基材の注入用開口付近を拡大して示す部分平面図。 図６の製造装置において発泡成形品の離型状態を示す部分断面図。 前記とは異なる従来の発泡成形品用基材の注入用開口付近を拡大して示す部分平面図。

符号の説明

１１…発泡成形品用基材、１２…注入用開口、１３…突起、１３ａ…先端部、１４…発泡成形型、１５…上型、１６…下型、１７…表皮、２０…弾性発泡材、２０ａ…ゲート部、２１…発泡成形品、Ｏ…中心、α…角度、Ｌ１…距離。

Claims (4)

1. 発泡原料を注入するための円形の注入用開口を備え、その注入用開口から発泡原料を注入して発泡させることにより生成される弾性発泡材と結合して、発泡成形品を形成する発泡成形品用基材において、
   前記注入用開口の内周縁に略扇形状をなす突起を突出形成し、
   前記突起は、前記注入用開口の内周縁よりそのまま一様に延在するように突出形成され、前記突起における一対の直線部のなす角度が４０〜９０度であるとともに、その先端部が前記注入用開口の中心から該注入用開口の半径の２０％の距離を隔てた範囲内に位置していることを特徴とする発泡成形品用基材。
2. 前記突起の先端部は、先鋭状になっていることを特徴とする請求項１に記載の発泡成形品用基材。
3. 請求項１又は２に記載の発泡成形品用基材を成形型内に収容して、発泡成形品用基材の注入用開口から発泡原料を注入して発泡成形品を成形することを特徴とした発泡成形方法。
4. 前記成形型内に発泡成形品の意匠部となる表皮を収容し、その表皮と発泡成形品用基材との間に発泡原料を注入することを特徴とする請求項３に記載の発泡成形方法。

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