JPH0725098B2 - リム成形サンドイッチ構造物の製造方法 - Google Patents

リム成形サンドイッチ構造物の製造方法

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JPH0725098B2
JPH0725098B2 JP62211251A JP21125187A JPH0725098B2 JP H0725098 B2 JPH0725098 B2 JP H0725098B2 JP 62211251 A JP62211251 A JP 62211251A JP 21125187 A JP21125187 A JP 21125187A JP H0725098 B2 JPH0725098 B2 JP H0725098B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はリム成形方法、特にリム成形サンドイッチ構造
物の製造方法に関するものである。
〔従来の技術〕
自動車のバンパーなどの部品を製作するために、リム
(RIM)成形という技術が用いられる。これは製作しよ
うとする部品の型内へ液状の反応性プラスチックを瞬間
的に注入し、急速に反応硬化させ、脱型するものであ
る。
従来のリム成形には、1つの金型内で、製品の剛性が余
り低下しない程度に物品全体を低発泡(比重0.25〜1.0g
/cm3)させる方法と、全体を非発泡のまま成形する方法
との2つがある。
全体が非発泡であれば、剛性は低下しないが、使用成形
材料を多量に要し、重量がかかり、コスト高となる不利
がある。
低発泡成形方法においては、金型温度とプラスチック温
度を微妙にコントロールして、表皮部分に積極的に非発
泡層ができるようにし、サンドイッチ構造に近い形を作
り出すことが行なわれている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところが、上記のような従来のリム成形には下記に列記
するような種々の問題点がある。
(1)全体を低発泡成形する方法では、発泡反応と硬化
反応とに時間がかかるため、サイクルタイムが非発泡方
法より1.5〜2倍も長くなる上に、得られた成形品の表
面の平滑性が悪くなる。
(2)表面に非発泡層を形成する方法は、表面外観の向
上と剛性アップを図る目的で行なわれる場合には、非発
泡層の厚さが一定になりにくいためヒケやウエルドが出
やすくなり、却って外観が悪くなる。
(3)発泡方法においては、発泡により使用材料が若干
少くなるため、或る程度の軽量化は可能であるが、発泡
剤を添加する必要があるため全体的にはコストアップと
なる。
(4)表面の非発泡の表皮層厚さは、金型とプラスチッ
クの温度差によって形成されるため、設計者の要求通り
にコントロールすることは難しく、また発泡体の密度も
0.15以下の低密度には調整が極めて困難であり、軽量化
に限界がある。
従って本発明は、これに従来技術の問題点を解消し、リ
ム成形品に十分な剛性を保有させつつ可能なかぎり軽量
化し、かつコスト低減を図れる、外観が優れた所定厚の
スキン層によって内部の高発泡体を包んだリム成形サン
ドイッチ構造物の製造方法を提供することを目的とす
る。
また本発明は、リム成形品のスキン層の厚さを設計者の
要求通りに精密にコントロールすることが容易で、優れ
た外観のスキン層を成形することができる方法を提供す
ることを目的とする。
さらに本発明は、スキン層を軟質から硬質まで幅広い選
択範囲で形成できるリム成形品の製造方法を提供するこ
とも目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
上記諸目的を達成するため本発明は、リム成形品を、内
部発泡体の成形と、スキン層のリム成形との二段階に分
けて製作する方法を採用する。
内部発泡体(または芯材ともいう)は、発泡成形型にお
いて、設計者が要求するスキン層の厚さを差引いた大き
さおよび形状に発泡成形される。この発泡は好適に高発
泡、例えば密度0.015〜0.20の程度に行なう。発泡材料
としては、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリエチレ
ン等を用いることができ、最終用途に応じて高硬度(高
剛性)のものからエネルギー吸収のよい半硬質柔軟性の
ものまで、任意に選択することができる。
内部発泡体の成形に際しては、最終製品の構造の一部と
なる金属製またはプラスチック製等の各種インサートを
発泡体の内部に封入し、または一部を外に突出させて一
体成形することがてきる。こうして内部発泡体は、所要
の機能を備えたリム成形用芯材として用意される。
ついで、上記のように用意された芯材をリム成形型に、
所要のスキン厚を周囲に残すようにセットし、ポリエス
テル、ポリアミド、ポリウレタンなどのような反応型の
熱硬化性および熱可塑性プラスチック、またはエラスト
マーを注入してリム成形し、スキン層と芯材とを一体と
したリム成形サンドイッチ構造体を得る。スキン層は、
用途に応じ、軟質、半硬質また硬質スキン層とすること
ができ、また非発泡スキン層もしくは発泡スキン層とす
ることができる。
本発明はまた、リム成形用芯材たる内部発泡体の表面を
保護するため、芯材の成形時または成形後に、次のよう
な芯材の表面処理を行なうことをも包含する。
(1)無機フィラー、繊維状物、もしくはその他の有機
物を添加した、または添加しない、硬質、半硬質または
軟質のウレタン溶液を塗布し、硬化させて芯材表面に被
膜を作る。
(2)ポリアミド(例えばナイロン6など)のギ酸溶液
(3%〜飽和)を塗布し乾燥させて芯材表面に被膜を作
る。
(3)天然繊維、合成繊維などの織布、編布または不織
布;パルプ、紙などの繊維素シート;塩ビ、ウレタンな
どのプラスチックフィルムを芯材の一部の表面に施す。
〔作用〕
本発明の方法によれば、非発泡のスキン層の、または場
合により発泡スキン層の、厚さを所望通りにコントロー
ルすることができ、また非発泡スキン層の外観を優れた
ものとすることができる。また、所定厚スキン層と内部
の高発泡体との組合わせにより、従来は実現できなかっ
た軽量化と高剛性とを共に備えたリム成形サンドイッチ
構造体が得られる。
本発明の方法によれば、高発泡体である芯材は表面被膜
の形成によりリム成形材料の注入からよく保護され、劣
化を免かれる。
〔実施例〕
図面を参照して本発明の好適実施例について説明する。
第1図は、自動車のエアスタビライザー(リヤースポイ
ラー)を本発明の方法によって製造する例を示す。第1
図(A)において、内部高発泡体1は第1の成形型、即
ち発泡成形型において、例えば半硬質ポリスチレンフォ
ームから作られる。高発泡体1には、取付金具としての
インサート2がインサート成形される。内部高発泡体1
は、低密度例えば半硬質のポリスチレン型内発泡成形ま
たは射出発泡成形させて、軽量化を図る。このような内
部発泡体1を、ついで第2の成形型、即ちリム成形型に
芯材としてセットし、硬質ポリウレタンを材料としてス
キン層4を第1図(B)の如くリム成形する。スキン層
は、非発泡層として形成し、製品スタビライザーの剛性
を保証する。スキン層4の厚さは、芯材1と第2成形型
の内部表面との隙間として設定されるから、設計者の意
図通りの正確な厚さを実現することができる。こうし
て、第1図のエアースタビライザーは、剛性と軽量化の
調和のとれた産物として製作され、外観も優美である。
第2図はサーフボードを製造する例を示すもので、第2
図(A)は、金属製またはプラスチック製のインサート
12を封入した、例えばスチレンフォームから成る内部高
発泡体11を示している。この高発泡体11は例えば半硬質
または硬質ポリエチレンの低密度に型内発泡成形または
射出発泡成形させられる。ついで、内部高発泡体11を芯
材として第2の成形型にセットし、第2図(B)に示す
ようなスキン層14をリム成形する。スキン層14の材質は
硬質ポリウレタンであり、厚さは約8〜10mmの非発泡層
である。この製品サーフボードも軽量でありながら、所
要の高い剛性を備えており、品質的に信頼性がある。
次に、第3図はコンベア用ローラを本発明の方法により
製造する例を説明するもので、まず第3図(A)に示す
ような一対のベアリングアセンブリーをインサート22と
して第1の成形型にセットして、ローラー本体部を半硬
質または硬質ポリプロピレンフォームにより内部高発泡
体21として型内発泡成形または射出発泡成形する。内部
高発泡体21には、シャフト孔25を残しておく。ついで、
この内部高発泡体21の全表面に第3図(B)に示すよう
な保護被膜23を施す。保護被膜23の材質は短ガラス繊維
入り半硬質ポリウレタンである。保護被膜23を施したイ
ンサート付き内部高発泡体21を次にリム成形型にセット
してスキン層24をリム成形する。スキン層24の材質はミ
ルガラス繊維入り硬質ポリウレタンである。シャフト孔
25にはシャフト25sが挿通される。
保護被膜23の存在は、スキン層の成形時に芯材21の劣化
を防護すると共に、製品ローラーの使用時に芯材とスキ
ン層との間の剥離を防止するもので、こうして本発明に
よれば、軽量であって剛性が高く、或る程度の弾性を備
え、かつ耐荷重性に優れたコンベア用ローラーが設計者
の要求通りの正確な仕様で製作され得る。
最後に、第4図は自動車バンパーを本発明の方法により
製造する例を説明する。まず、発泡成形型において、第
4図(A)に示すような内部高発泡体31をインサート32
を有するものとして発泡成形する。好適に、内部高発泡
体31は半硬質の発泡ポリプロピレンで、密度0.02〜0.06
に型内発泡成形させる。
ついで、この高発泡体31を芯材としてリム成形型にセッ
トし、所要厚のスキン層34を第4図(B)に示すように
リム成形する。スキン層34は、芯材31の全周を覆うと共
に延長部34aへ一体に連続して成形される。スキン層お
よび延長部の材質は半硬質ポリウレタンである。こうし
て製作されたリム成形品の内面に金属板製のバックアッ
プビーム35を取りつけて、バンパーが完成される。な
お、必要によりスキン層34の表面に適宜表面塗装36また
はその他の表面仕上を施してもよい。
〔発明の効果〕
本発明によれば、スキン層の厚さは芯材の形状をコント
ロールすることによって自由に調整できるので、スキン
層を非発泡とする場合でも従来のリム成形品のようにヒ
ケやウエルドを生ずることが極めて少くなり、優れた外
観の製品を得ることができる。こうして、本発明によれ
ば、非発泡のスキン層厚が自由に選べる上に、芯材の密
度を高発泡によって極めて小さくすることができるの
で、非常に軽くて強度の大きい、比強度の優れたサンド
イッチ成形構造対を得ることができる。
また、本発明によれば非発泡のスキン層は、場合によれ
ば発泡させることもできる上に、その軟一硬度も適度に
柔軟性のあるものから、かなり高硬質のものまで自由に
選択が可能であり、要求に応じた構造体の製作に容易に
応じることができるので、設計の自由度が非常に大きく
なる利点がある。
さらに、本発明の方法によれば、任意のインサートを予
め入れて成形しておいた高発泡体を芯材として使用する
ため、スキン層の成形は薄肉成形で済み、従来のような
薄肉成形とはならないことから、成形サイクルをかなり
早くすることができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
図は本発明の方法およびその製品を説明する断面であっ
て、 第1図(A)(B)はエアスタビライザーのリム成形の
例、 第2図(A)(B)はサーフボードのリム成形の例、 第3図(A)(B)はコンベア用ローラーのリム成形の
例、 第4図(A)(B)(C)は自動車バンパーの例をそれ
ぞれに示す。 〔主要符号〕 1,11,21,31……内部高発泡体(芯材) 2,12,22,32……インサート 23……保護被膜 4,14,24,34……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 B32B 7/02 7148−4F // B29K 25:00 67:00 75:00 77:00 105:04 B29L 9:00

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】1)第1の成形型において、インサートを
    挿置して、または挿置せずして、内部高発泡体を発泡成
    形し、ついで 2)第2の成形型に前記内部高発泡体を芯材としてセッ
    トし、芯材と成形型の隙間に反応性プラスチックまたは
    エラストマーを注入しリム成形して前記芯材と一体化し
    たスキン層を形成する ことから成るリム成形サンドイッチ構造物の製造方法。
  2. 【請求項2】前記内部高発泡体は密度0.015〜0.20にま
    で発泡させる特許請求の範囲第1項記載の方法。
  3. 【請求項3】前記内部高発泡体はポリスチレンフォーム
    である特許請求の範囲第2項記載の方法。
  4. 【請求項4】前記内部高発泡体はポリプロピレンフォー
    ムである特許請求の範囲第2項記載の方法。
  5. 【請求項5】前記内部高発泡体はポリエチレンフォーム
    である特許請求の範囲第2項記載の方法。
  6. 【請求項6】前記反応性プラスチックはポリウレタンま
    たはその複合体である特許請求の範囲第1項記載の方
    法。
  7. 【請求項7】前記反応性プラスチックはポリアミドまた
    はその複合体である特許請求の範囲第1項記載の方法。
  8. 【請求項8】前記反応性プラスチックはポリエステルま
    たはその複合体である特許請求の範囲第1項記載の方
    法。
  9. 【請求項9】前記スキン層を非発泡とする特許請求の範
    囲第6,7または8項記載の方法。
  10. 【請求項10】前記スキン層を発泡させる特許請求の範
    囲第6,7または8項記載の方法。
  11. 【請求項11】前記スキン層は硬質とする特許請求の範
    囲第9または10項記載の方法。
  12. 【請求項12】前記スキン層は半硬質とする特許請求の
    範囲第9または10項記載の方法。
  13. 【請求項13】前記スキン層は軟質とする特許請求の範
    囲第9または10項記載の方法。
  14. 【請求項14】1)第1の成形型において、インサート
    を挿置して、または挿置せずして、内部高発泡体を発泡
    成形し、 2)前記内部高発泡体の表面に保護被膜を形成し、つい
    で 3)第2の成形型に前記内部高発泡体を芯材としてセッ
    トし、芯材と成形型の隙間に反応性プラスチックまたは
    反応性エラストマーを注入しリム成形して前記芯材と一
    体化したスキン層を形成する ことから成るリム成形サンドイッチ構造物の製造方法。
  15. 【請求項15】前記保護被膜の形成は i)無機フィラー、繊維状物もしくはその他の有機物を
    添加した、または添加しない、硬質、半硬質または軟質
    のポリウレタン、エポキシ、ポリエステルなどの反応性
    プラスチックを塗布し硬化させるか、 ii)ポリアミドのギ酸溶液を塗布し乾燥させるか、また
    は iii)合成、天然および無機繊維よりなる各種不織布、
    編織物、パルプなどの繊維素シートもしくはプラスチッ
    クフィルムを貼用するか、のいずれかにより行なう特許
    請求の範囲第14項記載の方法。
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