JP5125911B2 - 樹脂発泡成形体 - Google Patents

Description

本発明は、樹脂発泡成形体に関する。

従来、一対の金型の間に形成されたキャビティ内に発泡剤が添加されている溶融樹脂を射出して充填した後に、前記一対の金型を互いに所定の距離だけ離間させることによって、前記キャビティ内に充填された前記溶融樹脂を発泡膨張させることで成形された樹脂発泡成形体が知られている（特許文献１を参照）。

特開２００７−２９６６９８公報

以下、本発明が解決しようとする課題について図１０〜図１８を参照しながら説明する。
図１０は、従来の樹脂発泡成形体１３０を成形するための成形用金型１００の断面図である。図１０に示すように、成形用金型１００は、その型面同士が対向するように配置された上型１０２及び下型１０４を備えている。上型１０２と下型１０４の間には、キャビティ１０６が形成されている。

樹脂発泡成形体１３０を成形するためには、まず、発泡剤が添加された溶融樹脂１０８をキャビティ１０６内に射出する（図１１参照）。つぎに、上型１０２と下型１０４を互いに所定の距離だけ離間させる。これにより、キャビティ１０６内の圧力が減少するために、溶融樹脂１０８が発泡して発泡体１０９となることで樹脂発泡成形体１３０が成形される（図１２参照）。

図１０〜図１２に示すように、上型１０２と下型１０４の型面には、先端側に向けて次第に細くなった円錐台形状のボス部１０２ａ、１０４ａがそれぞれ形成されている。このボス部１０２ａ、１０４ａによって、樹脂発泡成形体１３０には、当該樹脂発泡成形体１３０を表裏に貫通する真空吸引孔１１０が形成される。この真空吸引孔１１０によって、樹脂発泡成形体１３０の表面１３０ａに向けて表皮材を真空吸引することが可能であり、樹脂発泡成形体１３０の表面１３０ａに接着剤を塗布することで樹脂発泡成形体１３０の表面１３０ａに表皮材を貼着することが可能である。

ところで、従来の成形用金型１００によって樹脂発泡成形体１３０を成形した場合には、図１２に示すように、真空吸引孔１１０の周囲の表面には、凹状の陥没部１１４が形成されてしまうという問題があった。

このような陥没部１１４が形成される理由について以下に詳しく説明する。
図１１に示すように、キャビティ１０６内に溶融樹脂１０８が射出されたときには、溶融樹脂１０８の表面部にはスキン層１１２が形成される。このスキン層１１２は、溶融樹脂１０８の表面部のみが成形用金型１００の型面によって冷却されることで形成された層である。
図１２に示すように、上型１０２と下型１０４を所定の距離だけ離間させたときには、溶融樹脂１０８が発泡膨張して発泡体１０９になる。このとき、溶融樹脂１０８は上下方向（上型１０２と下型１０４が離間する方向）に発泡膨張するのであるが、スキン層１１２は上下方向に十分に延びることができない。なぜなら、スキン層１１２は、溶融樹脂１０８が冷却されることで固化した層だからである。その結果、真空吸引孔１１０の周囲の表面には、凹状の陥没部１１４が形成されてしまう。

そこで、従来、真空吸引孔１１０の周囲に凹部１１６を形成するための凸部１１８を備えた成形用金型１００が提案されている（図１３〜図１５を参照）。この凸部１１８によって、樹脂発泡成形体１３０の表面１３０ａに陥没部１１４が形成されることを防止することができる。以下、この凸部１１８を備えた成形用金型１００について具体的に説明する。

図１３〜図１５に示すように、成形用金型１００は、上型１０２及び下型１０４を備えている。上型１０２の型面には凸部１１８が形成されている。この凸部１１８によって、樹脂発泡成形体１３０の表面１３０ａには凹部１１６が形成されている。この凹部１１６は、真空吸引孔１１０を中心として放射状に形成された複数本の溝となっている（図１６を参照）。

樹脂発泡成形体１３０の表面１３０ａに凹部１１６を形成することによって、樹脂発泡成形体１３０の表面１３０ａの剛性を高くすることが可能である。これにより、樹脂発泡成形体１３０の表面１３０ａに前述したような陥没部１１４が形成されることを防止することができる。

また、溶融樹脂１０８の表面に形成されたスキン層１１２は、上型１０２の型面から離れにくくなっている。なぜなら、上型１０２の型面に形成された凸部１１８は、スキン層１１２に埋没しており（図１４を参照）、この凸部１１８が埋没している部位において、凸部１１８と凹部１１６との間で上下方向への摩擦力が作用するためである。このため、上型１０２と下型１０４を互いに所定の距離だけ離間させる際に、スキン層１１２が上型１０２の型面に接した状態が維持されるために、樹脂発泡成形体１３０の表面１３０ａに陥没部１１４が形成されることを防止することができる。

図１７は、樹脂発泡成形体１３０の表面１３０ａに表皮材１５０を貼着するための表皮材貼着装置１４０の一例を示す断面図である。図１７に示すように、表皮材貼着装置１４０は、金属製の支持台１４２と、その支持台１４２の下方に配置された基台１４４によって構成されている。支持台１４２には、当該支持台１４２を上下方向に貫通する複数の通気孔１４６が形成されている。また、支持台１４２と基台１４４との間には、真空室１４８が形成されている。樹脂発泡成形体１３０に形成された複数の真空吸引孔１１０は、通気孔１４６を介して真空室１４８に連通している。

樹脂発泡成形体１３０の表面１３０ａに表皮材１５０を貼着するためには、まず、支持台１４２の上に、樹脂発泡成形体１３０をセットする。次に、樹脂発泡成形体１３０の上に、表皮材１５０をセットする。そして、図示しない真空ポンプによって、真空室１４８の内部の空気を吸引する。これにより、真空室１４８の内部が陰圧となるために、通気孔１４６及び真空吸引孔１１０を介して、樹脂発泡成形体１３０の表面１３０ａに向けて表皮材１５０を真空吸引することができる。

しかしながら、従来の樹脂発泡成形体１３０においては、図１８に示すように、樹脂発泡成形体１３０の表面１３０ａに向けて表皮材１５０を真空吸引する際に、樹脂発泡成形体１３０の表面１３０ａと、表皮材１５０との間に、エア溜まり１５２ができてしまう場合があった。そして、このエア溜まり１５２が原因となって、表皮材１５０にシワや破れ等が発生してしまい、樹脂発泡成形体１３０の外観に悪影響を及ぼすおそれがあるという問題があった。

本発明は上記のような事情に鑑みてなされたものであって、樹脂発泡成形体の表面に対して表皮材を貼着する際に、樹脂発泡成形体の表面と表皮材との間にエア溜まりが発生することを防止することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の樹脂発泡成形体は、一対の金型の間に形成されたキャビティ内に発泡剤が添加されている溶融樹脂を射出して充填した後に、前記一対の金型を互いに所定の距離だけ離間させることによって、前記キャビティ内に充填された前記溶融樹脂を発泡膨張させることで成形された樹脂発泡成形体であって、前記樹脂発泡成形体を表裏に貫通する貫通孔と、前記貫通孔を中心に放射状に形成された線状の溝と、前記線状の溝よりも外側の領域に形成された格子状の溝と、前記線状の溝と前記格子状の溝との境界領域に形成された環状の溝と、を有しており、前記格子状の溝は、前記環状の溝を介して前記線状の溝に連通していることを特徴とする。

このような構成によれば、樹脂発泡成形体の表面と表皮材との間に入り込んだ空気は、格子状の溝、環状の溝、及び線状の溝を通った後に、貫通孔を通って外部に排出される。したがって、樹脂発泡成形体の表面と表皮材との間にエア溜まりが発生することを防止することができる。

前記貫通孔の開口周辺部には、前記線状の溝が形成されている領域の表面よりも段差状に低くなった段差部が形成されており、前記線状の溝は、前記段差部を介して前記貫通孔に連通していることが好ましい。

このような構成によれば、樹脂発泡成形体の表面と表皮材との間に入り込んだ空気は、格子状の溝、環状の溝、線状の溝、及び、段差部を通った後に、貫通孔を通って外部に排出される。したがって、樹脂発泡成形体の表面と表皮材との間にエア溜まりが発生することを防止することができる。

本発明によれば、樹脂発泡成形体の表面に対して表皮材を貼着する際に、樹脂発泡成形体の表面と表皮材との間にエア溜まりが発生することを防止することができる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
図１に示すように、本実施形態の樹脂発泡成形体４０を成形するための成形用金型１０は、その型面同士が対向するように配置された上型１２及び下型１４を備えている。上型１２と下型１４の間には、キャビティ１６が形成されている。

樹脂発泡成形体４０を成形するためには、まず、図２に示すように、発泡剤が添加された溶融樹脂１８をキャビティ１６内に射出する。つぎに、図３に示すように、上型１２と下型１４を互いに所定の距離だけ離間させる。これにより、キャビティ１６内の圧力が減少するために、溶融樹脂１８が発泡して発泡体１９となることで樹脂発泡成形体４０が成形される。このように成形された樹脂発泡成形体４０は、例えば、車両用内装材の基材として使用することができる。例えば、ドアトリム、インストルメントパネル、シートバックボード、パーティションボード、コンソールボックス、ピラーガーニッシュ、クォータトリム等の車両用内装材の基材として使用することができる。

溶融樹脂１８の種類は特に制限するものはなく、例えば、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリメチルメタクリレート等のアクリル系樹脂、ＡＢＳ、ナイロン６等のポリアミド系樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂等を使用することができる。

溶融樹脂１８に添加される発泡剤の種類は特に制限するものではなく、例えば、化学発泡剤を使用することもできるし、物理発泡剤を使用することもできる。化学発泡剤としては、例えば、炭酸水素ナトリウム、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使用することができる。物理発泡剤としては、例えば、炭酸ガスや窒素ガス等を使用することができる。

図１〜図３に示すように、上型１２と下型１４の型面には、先端側に向けて次第に細くなった円錐台形状のボス部１２ａ、１４ａが設けられている。このボス部１２ａ、１４ａによって、樹脂発泡成形体４０を表裏方向に貫通する真空吸引孔２０が形成される（図３参照）。この真空吸引孔２０は、例えば直径がφ１ｍｍ程度に形成される。この真空吸引孔２０は、１つの樹脂発泡成形体４０に対して１箇所あるいは複数箇所に形成される。

真空吸引孔２０は、樹脂発泡成形体４０の表面４０ａに表皮材を貼着するために使用される。すなわち、樹脂発泡成形体４０の表面４０ａに表皮材を載置した後に、その表皮材を真空ポンプ等によって樹脂発泡成形体４０の表面４０ａに向けて真空吸引するために使用される。このような真空吸引孔２０の使い方については、特開２００７−２９６６９８公報等に詳細に開示されている。

図２に示すように、キャビティ１６内に射出された溶融樹脂１８の表面部には、スキン層２２が形成されている。このスキン層２２は、キャビティ１６内に溶融樹脂１８が射出されたときに、溶融樹脂１８の表面部のみが上型１２及び下型１４の型面によって冷却されることで形成された層であり、溶融樹脂１８の表面部のみが発泡前に固化することで形成された層である。

図１〜図３に示すように、上型１２の型面には凸部２８が設けられている。この凸部２８によって、樹脂発泡成形体４０の表面４０ａには凹部２６が形成されている。この凹部２６は、真空吸引孔２０を中心に放射状に形成された線状の溝となっている（図４参照）。この凹部２６（線状の溝）は、円周方向に沿って等間隔に合計８本形成されている。この凹部２６が、本発明の「線状の溝」に対応している。

上型１２の型面に形成された凸部２８によって、樹脂発泡成形体４０の表面４０ａには凹部２６が形成されている。この凹部２６によって、樹脂発泡成形体４０の表面４０ａの剛性が高くなっており、樹脂発泡成形体４０の表面４０ａに陥没部１１４（図１２参照）が形成されることが防止されている。

また、上型１２の型面に形成された凸部２８は、溶融樹脂１８の表面に形成されたスキン層２２に埋没している（図２を参照）。この凸部２８が埋没している部位において、スキン層２２は、上型１２の型面から離れにくくなっている。なぜなら、凸部２８と凹部２６との間で上下方向への摩擦力が働くためである。このため、上型１２と下型１４を互いに所定の距離だけ離間させる際に、スキン層２２が上型１２の型面に接した状態が維持されるために、樹脂発泡成形体４０の表面４０ａに陥没部１１４が形成されることを防止することができる。

図４は、樹脂発泡成形体４０の表面４０ａの状態を示す平面図である。図５は、図４に示す樹脂発泡成形体４０のＡ−Ａ線断面図である。図６は、図４に示す樹脂発泡成形体４０のＢ−Ｂ線断面図である。

図４〜図６に示すように、樹脂発泡成形体４０の表面４０ａには、凹部２６が形成されている。上述したように、この凹部２６は、真空吸引孔２０を中心に放射状に形成された線状の溝となっている。この線状の溝（凹部２６）が形成されている領域Ｅよりも外側の領域には、格子状の溝３０が形成されている。そして、線状の溝（凹部２６）が形成されている領域Ｅと、格子状の溝３０が形成されている領域Ｆとの境界領域には、環状の溝３２が形成されている。

つまり、樹脂発泡成形体４０の表面４０ａには、外側から順番に、格子状の溝３０と、環状の溝３２と、線状の溝（凹部２６）とが形成されている。そして、格子状の溝３０は、環状の溝３２を介して線状の溝（凹部２６）に連通している。したがって、格子状の溝３０に入り込んだ空気は、環状の溝３２を介して線状の溝（凹部２６）に流入することが可能となっている。

また、図４〜図６に示すように、真空吸引孔２０の上方側の開口部周辺には、線状の溝（凹部２６）が形成されている領域Ｅの表面よりも段差状に低くなった段差部２０ａが形成されている。線状の溝（凹部２６）は、段差部２０ａを介して真空吸引孔２０に連通している。したがって、線状の溝（凹部２６）に入り込んだ空気は、段差部２０ａを介して真空吸引孔２０に流入することが可能となっている。

図７は、樹脂発泡成形体４０の表面４０ａに表皮材３４を貼着した後の状態を示す断面図である。図７に示すように、段差部２０ａと表皮材３４との間には、隙間Ｃが形成されている。表皮材３４の下面側に入り込んだ空気は、格子状の溝３０、環状の溝３２、線状の溝（凹部２６）、及び、隙間Ｃを通った後に、真空吸引孔２０に流入する。したがって、段差部２０ａが形成されていない場合（つまり、線状の溝（凹部２６）が段差部２０ａを介さずに真空吸引孔２０につながっている場合）と比較すると、表皮材３４の下面側に入り込んだ空気をより速やかに排出することが可能となっている。

図８は、樹脂発泡成形体４０の表面４０ａの拡大斜視図である。図８中の矢印Ｘに示すように、格子状の溝３０に入り込んだ空気は、環状の溝３２を通って、線状の溝（凹部２６）に速やかに流入することが可能となっている。

図９は、環状の溝３２が形成されていない場合の比較例を示す拡大斜視図である。図９中の矢印Ｙに示すように、環状の溝３２が形成されていない場合には、凹部２６（線状の溝）の入り口が、格子状の溝３０を構成している略直方体のブロック３６によって塞がれた状態となる。このため、格子状の溝３０に入り込んだ空気は、線状の溝（凹部２６）に流入することがほとんど不可能である。

本実施形態の樹脂発泡成形体４０によれば、樹脂発泡成形体４０の表面４０ａと表皮材３４との間に入り込んだ空気は、格子状の溝３０、環状の溝３２、及び線状の溝（凹部２６）を通った後に、真空吸引孔２０に流入して外部に排出される。したがって、表皮材３４を真空ポンプ等によって真空吸引する際に、樹脂発泡成形体４０の表面４０ａと表皮材３４との間にエア溜まりが発生することを防止することができる。

本実施形態の樹脂発泡成形体４０によれば、線状の溝（凹部２６）が形成されている領域よりも外側の領域には、格子状の溝３０が形成されている。したがって、真空吸引孔２０から遠い場所に入り込んだエアを排出することも可能であり、樹脂発泡成形体４０の表面４０ａと表皮材３４との間にエア溜まりが発生することをより確実に防止することができる。

本実施形態の樹脂発泡成形体４０によれば、陥没部１１４が発生することを防止するために形成された線状の溝（凹部２６）を、エア溜まりが発生することを防止するための溝として利用することが可能である。したがって、新たに線状の溝を形成する必要がないために、低コストでエア溜まりが発生することを防止することが可能である。

本実施形態の樹脂発泡成形体４０によれば、線状の溝（凹部２６）が形成されている領域Ｅと、格子状の溝３０が形成されている領域Ｆとの境界領域には、環状の溝３２が形成されている。したがって、線状の溝（凹部２６）の入り口がブロック３６によって塞がれることがないために、表皮材３４の下面側に入り込んだ空気をより速やかに排出することが可能である。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
（１）上記実施形態では、成形用金型１０が上下方向に配置された上型１２及び下型１４によって構成されている例を示したが、成形用金型１０は左右方向に配置された一対の金型によって構成されてもよい。つまり、成形用金型１０は、上下方向に開閉するものであってもよいし、左右方向に開閉するものであってもよい。
（２）上記実施形態では、環状の溝３２がほぼ真円形に形成されている例を示したが（図４参照）、環状の溝３２は例えば楕円形に形成されてもよい。
（３）上記実施形態では、格子状の溝３０が略直角に交差する複数本の溝で構成されている例を示したが、その他の形状であってよい。例えば、格子状の溝３０は、斜めに交差する複数本の溝で構成されてもよい。
（４）上記実施形態では、ボス部１２ａ、１４ａの形状が円錐台状である例を示したが、その他の形状であってもよい。例えば、ボス部１２ａ、１４ａの形状は、円柱状であってもよい。
（５）上記実施形態では、真空吸引孔２０の開口部周辺に段差部２０ａが形成されている例について説明したが、段差部２０ａ形成されていない場合であっても本発明を適用することが可能である。つまり、線状の溝（凹部２６）が空吸引孔２０につながっている場合であっても、本発明を適用することが可能である。

成形用金型の断面図である。 成形用金型の断面図であり、キャビティ内に溶融樹脂が射出された後の状態を示している。 成形用金型の断面図であり、上型及び下型を互いに離間させることで溶融樹脂を発泡させた後の状態を示している。 樹脂発泡成形体の表面の状態を示す平面図である。 図４に示す樹脂発泡成形体のＡ−Ａ線断面図である。 図４に示す樹脂発泡成形体のＢ−Ｂ線断面図である。 樹脂発泡成形体の断面図であり、樹脂発泡成形体の表面に表皮材を貼着した後の状態を示している。 樹脂発泡成形体の表面の拡大斜視図である。 環状の溝が形成されていない場合の比較例を示す拡大斜視図である。 従来の成形用金型の断面図である。 従来の成形用金型の断面図であり、キャビティ内に溶融樹脂が射出された後の状態を示している。 従来の成形用金型の断面図であり、上型及び下型を互いに離間させることで溶融樹脂を発泡させた後の状態を示している。 上型の型面に凸部が形成された従来の成形用金型の断面図である。 上型の型面に凸部が形成された従来の成形用金型の断面図であり、キャビティ内に溶融樹脂が射出された後の状態を示している。 上型の型面に凸部が形成された従来の成形用金型の断面図であり、上型及び下型を互いに離間させることで溶融樹脂を発泡させた後の状態を示している。 従来の成形用金型によって成形された樹脂発泡成形体の表面の状態を示す平面図である。 樹脂発泡成形体の表面に表皮材を貼着するための表皮材貼着装置の一例を示す断面図である。 従来の樹脂発泡成形体の断面図であり、樹脂発泡成形体の表面に表皮材が貼着された後の状態を示している。

符号の説明

１０…成形用金型
１６…キャビティ
１８…溶融樹脂
１９…発泡体
２０…真空吸引孔
２２…スキン層
２６…凹部（線状の溝）
２８…凸部
３０…格子状の溝
３２…環状の溝
３４…表皮材
４０…樹脂発泡成形体
４０ａ…表面
Ｅ…線状の溝が形成されている領域
Ｆ…格子状の溝が形成されている領域

Claims (2)

1. 一対の金型の間に形成されたキャビティ内に発泡剤が添加されている溶融樹脂を射出して充填した後に、前記一対の金型を互いに所定の距離だけ離間させることによって、前記キャビティ内に充填された前記溶融樹脂を発泡膨張させることで成形された樹脂発泡成形体であって、
   前記樹脂発泡成形体を表裏に貫通する貫通孔と、前記貫通孔を中心に放射状に形成された線状の溝と、前記線状の溝よりも外側の領域に形成された格子状の溝と、前記線状の溝と前記格子状の溝との境界領域に形成された環状の溝と、を有しており、
   前記格子状の溝は、前記環状の溝を介して前記線状の溝に連通していることを特徴とする樹脂発泡成形体。
2. 請求項１に記載の樹脂発泡成形体であって、
   前記貫通孔の開口周辺部には、前記線状の溝が形成されている領域の表面よりも段差状に低くなった段差部が形成されており、
   前記線状の溝は、前記段差部を介して前記貫通孔に連通していることを特徴とする樹脂発泡成形体。

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