JPH07148762A - 硬質発泡補強材を有する積層構造部品の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ドアパネルなどの構造部品の成形工程の一部と
して、硬質発泡補強ブロックをそのドアパネルに合体さ
せ、硬質発泡補強ブロックを予成形ドアパネルに手操作
によって接着させる後工程を省く。 【構成】少なくとも１つの予成形された硬質発泡部材が
各入れ子モールドキャビティに挿入される。その後、中
間繊維材料層がこの発泡部材の上に載置され、更に、装
飾外部表面を有する表面被覆層が、その装飾面を上モー
ルド部に向けて、中間繊維材料層に載置される。そし
て、モールドは型閉めされ、必要な熱と圧力が付加さ
れ、中間繊維材料層が被覆層に積層される。その後、入
れ子型が付加的な圧力を硬質発泡部材に作用させて硬質
発泡ブロックを中間繊維材料層に接着させる。材料の選
定によっては、接着剤を繊維材料層と被覆層間および／
又は繊維材料層と硬質発泡部材間に設けてもよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、横方向衝撃に対する強
度を向上させる硬質発泡補強材を有する車両ドアなどの
積層構造部品を製造する方法に関する。

【０００２】

【従来技術】１９９２年１２月２３日に提出された同時
係属出願の米国特許出願番号第０７／９９６、９０１号
および１９９２年５月１３日に提出された同時係属親出
願の米国特許出願番号第０７／８８３、０２４号の開示
内容は、本明細書中に参照されている。同時係属出願番
号第０７／９９６、９０１号は、パネルリムの周囲に積
層パネルのトリムを折り曲げて、トリムパネルを形成す
る方法と装置を開示している。また、同時係属親出願番
号第０７／８８３、０２４号は、トリムパネルを製造す
る方法と装置に関する。このようなトリムパネルはその
発明に準じた方法で補強され、例えば車両ドアにすぐれ
た耐横方向衝撃性を与えることができる。

【０００３】１９９０年５月８日に発行された米国特許
第４、９２３、５３９号（スペングラ等）およびその米
国特許第４、９２３、５３９号の分割出願として１９９
１年１２月３１日に発行された米国特許第５、０７６、
８８０号（スペングラ等）は、いくつかのトリム構成部
品を含むトリムパネルを製造する方法と装置を開示して
いる。モールド内でトリムパネルを製造する装置は、所
謂、モールド内モールドを形成する１つ以上の入れ子キ
ャビティとその入れ子キャビティ内で移動可能な各入れ
子型を備えている。入れ子キャビティと入れ子型を備え
るモールドは本発明の方法を実施するのに適している。

【０００４】１９８９年４月２７日に発行されたドイツ
特許第３、７２２、８７３号（ロッシュ）は、積層され
た構造部品を製造する方法と装置を開示している。支持
層すなわち裏当てが少なくともその片面において支持層
を形成する発泡材料の溶融温度に加熱され、その加熱さ
れた支持層は被覆層と共に加圧される熱可塑性プラスチ
ック発泡材料からなる中間層と接触し、その中間層の溶
融によって、裏当てと被覆層が互いに接着される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】これらの公知の方法と
装置は、ドアトリムパネルなどの積層構造部品を製造す
るのに適している。しかし、例えば、乗用車のドアパネ
ルをそのドア自身が横方向衝撃力の一部を実質的に吸収
できる程度にまで補強するという課題は前記の先行技術
によっては解決することができない。

【０００６】従来、ドアパネルは、接着剤を用いて予成
形パネルに手操作で接着された硬質発泡挿入物によって
補強されている。ここで使用される「硬質発泡体」とい
う用語は、硬質発泡ブロックの全体にわたって、互いに
接着された小さい発泡粒子からなる発泡体を意味する。
これらの硬質発泡体は、例えば、ポリプロピレン粒子発
泡体として知られている。

【０００７】そこで、本発明は、以下の各目的を個別に
又は組み合わせて達成することを意図してなされた。

【０００８】本発明は、ドアパネルなどの構造部品の成
形工程の一部として、硬質発泡補強ブロックをそのドア
パネルに合体させ、硬質発泡補強ブロックを予成形ドア
パネルに手操作によって接着させる後工程を省くことを
目的とする。

【０００９】また、本発明は、パネルを形成する種々の
層の硬化処理又はモールドに別に挿入された接着剤によ
って、硬質発泡補強ブロックをパネルに固着させること
を目的とする。

【００１０】さらに、本発明は、一度の成形操作によっ
て、補強挿入物を有する前記の形式のパネルを製造する
ことを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の目的は、上モール
ド部と、入れ子型を内部に有する少なくとも１つのモー
ルドキャビティを備える下モールド部からなるモールド
を用いた、以下に述べる本発明の方法によって達成する
ことができる。

【００１２】第１に、予成形された硬質発泡部材が入れ
子モールドキャビティの少なくとも１つに挿入される。

【００１３】第２に、中間繊維材料層を、その繊維材料
層の片面が予成形された硬質発泡部材に面するように、
上下モールド部間に載置される。

【００１４】第３に、被覆層が中間繊維材料層と上モー
ルド間に載置される。

【００１５】第４に、上下モールド部が加熱され、そし
て型締めされ、中間繊維材料層を被覆層と接着させるた
めの積層成形圧を付与する。

【００１６】第５に、入れ子型は入れ子キャビティ内で
硬質発泡部材に対して加圧され、硬質発泡部材が中間繊
維材料層に積層され、これによって、硬質発泡部材は仕
上製品の一部として使用時に構造部品に付加される衝撃
を吸収できる補強材として機能する。

【００１７】

【作用】硬質発泡部材は、熱活性の硬質発泡材料であ
り、好ましくは、所定の形状と寸法を有する予成形され
た部材である。この硬質発泡部材は、積層パネルの裏面
の少なくとも一部を被覆する。車両パネル以外に、例え
ば、荷棚、シート構造物など、種々の構造部品がこのよ
うな補強材を必要とする。本発明によれば、成形、積層
および補強の各操作が一度の操作工程で１つのモールド
内で行われ、その温度をパネルの裏当てを溶融させるに
十分な程度に上昇させ、それに続く硬化によって各層を
互いにそして硬質発泡補強材に接着させる。

【００１８】表面被覆層は、好ましくは、ポリオレフィ
ン発泡体、ポリプロピレン発泡体、ポリエチレン発泡
体、およびそれらの混合物のシート、およびポリオレフ
ィンのフィルム材料に接着される布などの装飾被覆材料
を含む群から選択される。中間繊維材料層は、好ましく
は、ポリオレフィン繊維、ガラス繊維、ポリプロピレン
繊維、天然繊維およびこれらの繊維の混合物の群から選
択される繊維の毛被からなる。硬質発泡部材は、好まし
くは、寸法的に安定した硬質発泡パネル、すなわち硬質
発泡予加工ブロック又は硬質発泡予成形物の形態に予形
成された、ポリオレフィン粒子、ポリプロピレン粒子、
ポリエチレン粒子およびこれらの粒子の混合物からな
る。このように、硬質発泡部材は熱可塑性プラスチック
粒子の発泡体であり、個々の発泡粒子は硬質発泡部材の
全体にわたって互いに接着されている。

【００１９】中間毛被材料層は、好ましくは、ポリオレ
フィン繊維およびガラス繊維を含む繊維混合物からな
り、ガラス繊維の好ましい含有量は毛被材料の約２０な
いし３０体積％で、残部はポリオレフィン繊維である。
ガラス繊維は、毛被材料に望ましい寸法安定性を与え
る。

【００２０】本発明の方法において、成形圧は比較的低
く、例えば、約２８ポンド／平方インチ以下の圧力が本
発明の目的に適している。しかし、入れ子型キャビティ
が配置されている領域においては、これらの入れ子キャ
ビティ内の入れ子型を２８ポンド／平方インチより高い
圧力に個別に作動することによって、成形圧を上昇させ
る。この高い圧力は、例えば、約４０ポンド／平方イン
チである。

【００２１】種々の層の材料の選定によっては、繊維材
料層と装飾被覆層間および／又は繊維材料層と硬質発泡
ブロック間に接着剤を用いてもよい。これらの接着層
は、成形熱および成形圧に対応して溶融して硬化中に望
ましい接着を付与する熱可塑性材料であることが望まし
い。又は、接着層はモールド中で硬化し表面層を硬質発
泡部材に又は硬質発泡部材を中間繊維材料層に接着する
２成分系のプレプリグからなる接着フィルムであっても
よい。しかし、別に準備した接着フィルムを用いること
もできる。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき、詳細
に説明する。

【００２３】図１は、図２に示される下モールド部３と
組合わせて用いられる構造の上モールド部１を示す。上
モールド部１は、例えばピストンシリンダ装置からなる
モールド駆動装置１Ａを備え、また上モールドキャビテ
ィ１Ｄの底部を形成する下向輪郭１Ｂを有する。上モー
ルド部１の温度は、ダクト１Ｃを介して冷媒液又は加熱
液を流すことによって制御可能である。同様に、下モー
ルド部３は、下モールド部の温度を制御するダクト３Ａ
を有する。下モールド部３の輪郭３Ｂは、上モールド部
１の輪郭１Ｂと一致する。下モールド部３は、例えばピ
ストンシリンダ装置からなる各駆動装置４Ｂによって独
立して駆動される移動可能な入れ子型４Ａをそれぞれ含
む２つの入れ子モールドキャビティ４を備え、各入れ子
型４Ａは上下モールド部１と３の型締めから独立して各
入れ子キャビティ４内で移動することができる。本発明
によれば、前述の粒子発泡体からなる１つ又は図示され
た例におけるように２つの硬質発砲部材２が入れ子キャ
ビティ４のそれぞれに挿入される。これらの部材２は、
前述の熱可塑性硬質発砲体のような材料から予成形され
るか又は予切削加工される。これらの部材２は、オペレ
ータの手によって矢印２Ａで示すように挿入される。

【００２４】図３は、硬質発砲部材２が各入れ子キャビ
ティ４に十分に挿入され、各入れ子型４Ａに載置された
下モールド部３を示している。なお、この硬質発砲部材
２の挿入において、図３に示すように、それらの垂直位
置は、硬質発砲部材２の上向輪郭２Ｂが下モールド部の
輪郭３Ｂと滑らかに合体するように、調整される。駆動
装置４Ｂは、入れ子型４Ａのそれぞれに対して配置され
ている。

【００２５】図４は、図３と同じように、硬質発砲部材
２が挿入された状態の下モールド部を示す。なお、例え
ば張り枠のようなフレーム形状を有する工具６Ａによっ
て保持された中間繊維材料６が、下モールド部３の上方
に載置される。また、工具６Ａと同様の工具５Ａによっ
て保持された装飾材料５が繊維材料層６の上方に載置さ
れる。装飾材料５は、仕上製品の良好な外面となる被覆
層を形成する。また、点線２Ｃは、別の接着形態とし
て、この位置に挿入される、少なくとも各硬質発砲部材
２の輪郭２Ｂを被覆する大きさを有する接着フィルムを
示す。成形中、これらの接着フィルム２Ｃは、硬質発砲
部材２を繊維材料層６に接着する。

【００２６】同様に、点線６Ｂによって示される接着フ
ィルムが繊維層６と装飾層すなわち被覆層５間に挿入さ
れ、成形中にそれらを互いに接着してもよい。

【００２７】図５は、積層／成形圧を付加して中間繊維
材料層６を被覆層５に接着させるために行われるモール
ド部の加熱と型閉めを示す。このとき、成形圧は、例え
ば、約２８ポンド／平方インチ（標準圧）である。矢印
Ａ１およびＡ２によって示される各力が公知の駆動装置
によって付加される。

【００２８】図６は、硬質発砲部材２が、繊維層６と装
飾層５を介して、型閉めされた上モールド部１に対して
入れ子型４Ａによって加圧される成形操作を示す。モー
ルド部のそれぞれの温度は、前記の同時係属出願におい
てさらに詳細に記載されているように制御可能である。
図６の操作において、各硬質発砲部材２は中間繊維材料
６に積層され、すなわち、確実に接着され、横方向衝撃
が付加される車両ドアなどに構造部品が使用されたと
き、その構造部品における衝撃吸収装置として機能す
る。

【００２９】図７は、成形および接着工程のあとでトリ
ミングされる前の製品を示す。図８は、例えばピストン
シリンダ装置によって付加される切削力７Ａに対応して
仕上製品の端部を切削する公知のトリミングナイフ７を
示す。また、このトリミングナイフ７は公知の対向ホル
ダ７Ｂと組み合わせて使用される。

【００３０】モールド部の温度と圧力は、少なくとも発
砲部材２と繊維材料６間の界面で所定の溶融が生じるよ
うに選択される。圧力は、熱圧接が上述したように行わ
れるとき、発砲体が繊維に密接に接着するように設定さ
れる。

【００３１】前述の中間繊維層６は、好ましくは、繊維
毛被からなる。しかし、目的によっては、繊維複合材料
を用いてもよい。この場合、繊維とマトリックスは、本
発明の熱接着操作によって適当な接着が得られる熱可塑
性材料であることが好ましい。

【００３２】補強硬質発砲層を必要とする構造部品は、
その構造部品の形状に沿ってその構造部品の裏面を形成
する単一の硬質発砲層を備えるが、本発明のどの例にお
いても、一度の操作だけでそのような構造部品を形成で
きるので、硬質発泡体を別の操作で構造部品に取付ける
工程を避けることができる。

【００３３】以上、本発明は特定の実施例に基づいて説
明されたが、本発明が、請求の範囲内で全ての変形例又
は相当例を包含することは明らかである。

【００３４】

【発明の効果】本発明は上記のように構成されるので、
以下に記載されるような効果を奏する。すなわち、ドア
パネルなどの構造部品の成形工程の一部として、硬質発
泡補強ブロックをそのドアパネルに合体させ、硬質発泡
補強ブロックを予成形ドアパネルに手操作によって接着
させる後工程を省くことができる。また、パネルを形成
する種々の層の硬化処理又はモールドに別に挿入された
接着剤によって、硬質発泡補強ブロックをパネルに固着
させることができる。さらに、一度の成形操作によっ
て、補強挿入物を有するパネルを製造することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に用いられるモールドの上モールド部の
断面図である。

【図２】硬質粒子発泡ブロックを下モールド部の入れ子
キャビティに挿入する直前の上モールド部に対して開状
態にある下モールド部を示す断面図である。

【図３】下モールド部の入れ子キャビティに硬質発泡ブ
ロックを挿入した状態を示す断面図である。

【図４】上下２つのモールド部間に装飾材料と成形可能
な繊維材料が介在された開状態の２つのモールド部を示
すだ断面図である。

【図５】入れ子型によって付加的な圧力が作用される前
の閉状態の２つのモールド部を示す断面図である。

【図６】入れ子型によって付加的な成形圧が作用される
状態を示す、図５と同様の断面図である。

【図７】端部のトリミング操作が行われる前の本発明に
よって製造された製品を例示する断面図である。

【図８】端部のトリミング操作の一例を示す断面図であ
る。

【符号の説明】 １：上モールド部 ２：硬質発泡部材 2C：接着フィルム ３：下モールド部 ４：入れ子モールドキャビティ（入れ子キャビティ） 4a：入れ子型 ５：装飾表面被覆層 （装飾材料） ６：中間繊維材料層 6B：接着フィルム （中間繊維材料）

───────────────────────────────────────────────────── 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

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上モールド部と下モールド部を有するモ
   ールドによって衝撃を保護する機能を有する積層構造部
   品を製造する方法において、前記下モールド部は入れ子
   型を内部に有する少なくとも１つの入れ子モールドキャ
   ビティを備え、前記構造部品は装飾表面被覆層、中間繊
   維材料層および少なくとも１つの硬質発泡部材を備え、
   前記製造方法が、 （ａ）予成形された硬質発泡部材を少なくとも１つの前
   記入れ子モールドキャビティ内に挿入する段階と、 （ｂ）前記中間繊維材料層を加熱する段階と、 （ｃ）前記中間繊維材料層を、前記入れ子モールドキャ
   ビティを含む前記下モールド部と隣接させるようにし
   て、前記上下モールド部間に載置する段階と、 （ｄ）前記被覆層を、前記上モールド部に隣接させるよ
   うにして、前記上下モールド部間に載置する段階と、 （ｅ）前記上下モールド部を型閉めすることによって、
   前記中間繊維材料層を前記被覆層と共に積層成形する段
   階と、 （ｆ）前記硬質発泡部材に対して前記入れ子型を加圧す
   ることによって、前記硬質発泡部材を前記中間繊維材料
   層に積層および熱接着させ、これによって、前記硬質発
   泡部材が前記構造部品の前記装飾表面被覆層と反対の裏
   面側に衝撃吸収要素を形成する段階からなることを特徴
   とする方法。
2. 【請求項２】 前記表面被覆層は、ポリオレフィン発泡
   体、ポリプロピレン発泡体、ポリエチレン発泡体、およ
   びこれら発泡体の混合物のシート、およびポリオレフィ
   ンのフィルム材に熱接着される装飾被覆材料からなる群
   から選択され、前記中間繊維材料層は、ポリオレフィン
   繊維、ガラス繊維、ポリプロピレン繊維、天然繊維およ
   びこれらの繊維の混合物の毛被からなる群から選択さ
   れ、前記硬質発泡部材は、寸法的に安定した硬質発泡材
   料を形成するポリオレフィン粒子、ポリプロピレン粒
   子、ポリエチレン粒子およびこれらの粒子の混合物から
   なる群から選択されることを特徴とする請求項１に記載
   の方法。
3. 【請求項３】 前記中間繊維毛被材料は、ポリオレフィ
   ン繊維とガラス繊維からなり、前記ガラス繊維は前記繊
   維毛被に対して体積含有率で２０ないし３０％含有さ
   れ、前記ポリオレフィン繊維は前記繊維毛被に対して体
   積含有率で８０ないし７０％含有されることを特徴とす
   る請求項２に記載の方法。
4. 【請求項４】 前記上下モールド部を型閉めする前に、
   前記中間繊維材料層と前記表面被覆層の内方面の間に接
   着フィルムを挿入する段階をさらに含むことを特徴とす
   る請求項１に記載の方法。
5. 【請求項５】 前記接着層は、前記モールド内で硬化し
   て前記表面被覆層を前記中間繊維材料層に接着する２成
   分系プリプレグであることを特徴とする請求項４に記載
   の方法。
6. 【請求項６】 前記モールドは、２８ポンド／平方イン
   チ以下の成形圧で型閉めされることを特徴とする請求項
   １に記載の方法。
7. 【請求項７】 前記入れ子型は、前記硬質発泡部材の領
   域において、前記成形圧を４０ポンド／平方インチにま
   で増加させることを特徴とする請求項６に記載の方法。
8. 【請求項８】 前記硬質発泡部材として熱可塑性プラス
   チック粒子発泡体を用い、個々の発泡粒子が硬質発泡部
   材の全体にわたって互いに接着されていることを特徴と
   する請求項１に記載の方法。
9. 【請求項９】 前記中間繊維材料層に対する前記硬質発
   泡部材の熱接着は、加熱された前記中間繊維材料層によ
   って前記硬質発泡部材の界面を溶融し、前記硬質発泡部
   材と前記中間繊維材料層間に付加的な接着剤を用いない
   ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
10. 【請求項１０】 前記界面の前記溶融によって、前記硬
    質発泡部材が前記中間繊維材料層の外形に順応すること
    を特徴とする請求項９に記載の方法。
11. 【請求項１１】 前記中間繊維材料層の加熱は、前記上
    下モールド部を型閉めする前記段階の前に行われる予加
    熱であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
12. 【請求項１２】 前記上下モールド部を型閉めする前で
    かつ前記予加熱の後に、少なくとも部分的に前記中間繊
    維材料層を予成形する段階をさらに含むことを特徴とす
    る請求項１１に記載の方法。
13. 【請求項１３】 少なくとも前記上下モールド部の１つ
    を冷却する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１
    に記載の方法。
14. 【請求項１４】 前記硬質発泡部材は、互いに緊密に接
    着されたポリプロピレン粒子からなる粒子発泡部材であ
    ることを特徴とする請求項８に記載の方法。
15. 【請求項１５】 前記中間繊維材料層と前記硬質発泡部
    材間に接着フイルムを挿入する段階をさらに含むことを
    特徴とする請求項１に記載の方法。