JPS6377718A - 発泡製品の射出成形方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、発泡製品を射出成形する方法および装置に関
する。

（従来の技術） 発泡製品を射出成形する場合、従来では、例えば懸濁重
合された塩化ビニル樹脂の粉末またはペレットを、射出
成形機のシリンダ内で加熱溶融するとともに発泡させ、
発泡させた樹脂をノズル部から金型内へ射出して成形し
でいた。

また、金型内へ溶融樹脂を充填させた後発泡させる方法
もある。

（発明か解決しようとする問題点） しかし、これらの方法では、射出機のシリンダ内や金型
内で発泡が生じるため、特殊な射出機や金型を必要とし
た。

また、発泡の制御が複雑で、所望の発泡製品を得るのが
困難であった。

さらに、−り記原料では製品表面まで発泡層となるため
、表面が荒れており、外観および感触が悪く耐摩耗性等
に劣っていた。

（問題点を解決するための手段） 本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、
その要りは、発泡型プラスチゾルからなる原料が射出機
のシリンダ部内で発泡温度以Ｆに加熱されてゲル化され
、このゲル化された原料が射出機のノズル部で発泡温度
以上に昇温されて発泡し、この発泡状態の原料が金型の
キャビティに射出されて冷却固化することを特徴とする
発泡製品の射出成形方法にある。

もう〜・っの発明の要りは、シリンダ部とノズル部を有
する射出成形機と、射出成形機のノズル部に連なるキャ
ビティを有する金型とを備え、上記シリンダ部には、発
泡型プラスチゾルを発泡温度より低い温度まで加熱して
ゲル化する加熱装置が設けられ、上記ノズル部は、シリ
ンダ部側に位置して流通断面積が減少するようなテーパ
をなす第１通路部と、小径で長く形１され」ユ記デル化
した原料を通過の際に生じる摩擦熱で発泡温度以上に昇
温させる第２通路部とを有していることを特徴とする発
泡製品の射出成形装置にある、。

（作用） 本発明方法では、ノズル部で発泡させるので、汎用型の
射出成形装置を用いることが可能であり、設備コストを
安くすることができる。また、ノズル部での発泡は、制
御がしやすく所望の発泡製品を得ることが可能である。

さらに、流動性の高いプラスチゾルを原料として用いた
ので、射出圧力が低くて済み原料内の気泡が余りつぶれ
ずに良好なりッション層を得ることがでトるとともに、
成形物の表面側に、平滑な面を有するスキン層を得−３
〜 ることかでざる。

本発明装置では、ノズル部の第２通路部を通過する際の
摩擦熱により、原料を発泡温度主で上昇させることによ
り、確実に発泡を行なうことかで外る。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を第１図から第８図までの図面
に基づいて説明する。第１図、第２図において、符号１
は射出成形装置を示し、この射出成形装置１は、射出機
１０と金型２０とを有している。

Ｌ記射出磯１０は、シリンダ１１（シリンダ部）と、こ
のシリンダ１１内に挿入されたスクリュー１２と、シリ
ンダ１１の後端部近傍に取り付けられたホッパ１３と、
シリンダ１１の外周に配置された４紺のバンドヒータ１
４ａ、１４１）、１４ｃ、１４ｄ（加熱装置）と、シリ
ンダ１１の前端に取りイ］けられたノズルチップ１５（
７ズ゛ル部）とを有して（］る。なお、］二記バンドヒ
ータ１．４ａ、１４１）、１４ｃ。

１４ｄは互いに独立して制御されている。

一ト記シリンダ】Ｊの通路］６は、前端部１６ａで・緩
やかなテーパをなしている。

上記ノズルチップ１５は第３図に示すように、漏斗形状
をなしており、軸芯に沿って通路１７を有している。こ
の通路１７は、）−記通路１６の前端部１６ａに連なり
これより急なテーパをなす第１通路部１７ａと、この第
１通路部１７ａに連なる小径で長い第２通路部１７）〕
とを有している。第２通路部］、７ｂは図示の例では緩
やかなテーパとなっているか、ストレートであってもよ
い。この第２通路部１７ｂの平均径は例えば約２＋１１
ｍであり、−Ｉ―記シリンダ１１の通路１６の径（約６
０ｍｍ）に比べて非常に細い。また、第２通路部１７１
）の長さは約３〜７ｃｍ程度である。

］１記射出磯１０は通常の溶融樹脂を射出する場合に用
いられる汎用型であり、ノズルチップ１５だけか特別製
で、通常の短いノズルチップの約：（イＳの長さを有し
ている。

上記金型２０は固定板２１と、図示１７ない移動数構に
より固定型２１に対して接近したり離れたリする移動板
２２とを有している。これら固定板２１と移動板２２に
はそれぞれ固定型２３および移動型２４が取り付けられ
ている。

第４図〜第６図に詳しく示すように、固定型２３と移動
型２４の対向面にはそれぞれ矩形状の四部２５．２６が
形成されており、固定型２３と移動型２４とが閉した時
に、これら四部２５．２６によりキャビティ２７が形成
されるようになっている。固定型２３の凹部２５の成形
面２５ａは後述する発泡製品４０の表面を成形するため
のものであり、第４図に示すようにシボ模様が形成され
ている。

第１図、第２図に示すように、固定型２３には、上記ノ
ズルチップ１５の第２通路部１７１〕に連通するスプル
ー２８と、キャビティ２７に連なるゲート２９と、これ
らスプルー２８とゲート２９とを連通させるランチ３０
とが形成されている。

第６図に示すように、移動型２４には、一端が四部２６
の周縁近傍の成形面２６ａで開口する複数のピン孔３１
か形成されでおり、このピン孔３１には突外出しピン３
２が収納されている。

上述構成の射出成形装置１を用いて第７図の発泡製品４
０を射出成形する。

まず、第６図に示すように、金型２０が開いた状態で移
動型２４の四部２６の成形面２６ａに板状の芯材４１を
両面テープ等を用いて貼り付ける。

芯材４１としては、ガス透過性の材料例えば木質繊維ボ
ード等が好ましい。この状態で、ピン孔３１は芯材４１
により塞がれるとともに、芯材４１の周縁４１　ａと四
部２Ｇの周縁（キャビティ２７の周縁）との間に若干の
隙間４５が形成される。

芯材４１の取付後に、移動板２２を固定板２１方向へ移
動させ、移動型２４を固定型２３に当てて型締めを行な
う。

他方、原料（図中符号５０で示す）をホッパ１３からシ
リンダ１１に供給する。原料としては、流動性の高い低
発泡型（発泡倍率約３倍以下）のプラスチゾル、例えば
塩化ビニル樹脂ペーストと、可塑剤と、発泡剤と、微小
の中空ガラスビーズとから得られるプラスチゾルを用い
る。スクリュー１２は後退位置にあり、回転することに
より原料をノズルチップ１５方向へ送る。」１記原料は
、シリンダ１１の通路１６を通過する過程でバンドヒー
タ１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１．４ｃｌに加熱されてゲ
ル化される。バンドヒータ１４ａ、１４１）、１４ｃ、
１４ｄは、ノズルチップ１５に向かって徐々に温度が高
くなるように制御されている。最もノズルチップ１５に
近い通路１６の前端部１６ａでは、原料は発泡温度を蓋
上下回る温度まで加熱される。なお、シリンダ１１の温
度を原料の発泡温度具」二に上げると、シリンダ１１内
で原料が発泡し、汎用の射出機１０では射出量が一定に
ならない。

原料がシリンダ１１に充満し７ズルチ・ンプ１５の通路
１７の途中まで到達した状態で、スクリュー１２が前進
し、この前進ストロークに対応する量の原料を射出する
。原料は上述したようにシリンダ１１の通路１６で加熱
されてゲル化しノズルチップ１５の直前で発泡温度に近
い温度になり、さらに、ノズルチップ１５の第１通路部
１７ａで急激に流通断面積が減少される。そして、この
原料が非常に狭い第２通路部１７１〕を通過する際に摩
擦熱が生じ、発泡温度以上になる。この結果、ノズルチ
ップ１５の第２通路部１７１）内で原料が発泡する。な
お、原料が高圧であるため気泡は小さい。

発泡した原料は金型２０のスプルー２８、ランナ３０お
よびゲート２９を経てキャビティ２７内に高速で流入し
、ここで冷却固化され、第７図のパッド４２が成形され
る。なお、発泡現象を正確に把握することは困難である
が、上記発泡原料はキャビティ２７内で低圧となるため
、発泡が再び活発になり気泡も大とくなるものと推測で
きる。　　′この発泡原料は第６図に示す隙間４５にも
入り込み、ここで固化してパッド４２の端末部４２ａと
なる。この結果、第７図に示すような発泡製品４０が得
られる。

上記射出成形後に、移動型２４を固定型２３ｈ・ら離し
て型開トした後、突外出しピン３２を作動して上記発泡
製品４０を移動型２４から離型させる。

上記発泡製品４０では、芯材４１と、芯材・１１の−・
而に配されたバット’　４２　（発泡製品）とが積層さ
れて一体になっている。パッド４２の内部では、第９図
に示すように表面に向がって気泡が小さくなっており、
比較的気泡が大きく発泡倍率が高いクッション層４３と
、比較的気泡が小さく発泡倍率が低いかまたは気泡かな
いスキン層４４とが連続して形成されている。スキン層
４４の表面４・４ａには、成形面２５ａの転写により、
第１３図に示すようなシボ模様が付されている。

芯材４１の周縁部４１．ａには、薄肉の端末部、１２ａ
が一体に設けられており、端末処理を行なう必要がない
。

プラスチゾルを出発原料とし、しがち原料には微細なガ
ラスビーズが含有されているので、流動性が高く、発泡
された原料１土ノズルチツプ１５の通路１７やランナ３
０等で留まることなく、確実にキャビティ２７内に円滑
に充填され、また、狭い隙間４５にも確実に充填される
ため、トれいな端末部４２ａ＋８−成形することかで外
る１゜また、原料の流動性か高いので゛、射出圧力は低
くて済み、発生した気泡か余り一つ、〈−′されること
か゛なく、良好なりッション層＝１３か得られる。また
、高い流動性により、スキン層４・１の表面４４　ａを
平滑にすることができる。

射出の際、木質繊Ｍ［ボード製の芯材４１を通ってピン
孔３１からガス抜トが行なわれ、また、パーティング而
に形成した図示しない溝からも力゛ス抜きか行なわれる
。また、徽細なガラスビー・ズはこの原料内のガ又抜ト
に寄−リしている。このように、良好なガス抜トがなさ
れるので、表面、１４ａのきれいなスＡン層４４が１（
１−られる１、実−験− 原料としてのプラスチゾルの組成は、乳化重合により得
られたＰ　Ｖ　Ｃ（塩化ビニル樹脂）のペース１、をｌ
　Ｏ０重量部、可塑剤としてｌ）　Ｕ　Ｐ　（ディウン
デカ７−ルフタレート）を；）５部、Ｓｎ系安定剤を６
重量部、Ｂａ−７，ｎ系安定剤を５重量部、ｌ＼１）Ｃ
Ａ発泡剤（アゾディカルボン酸アミド）を２重量部、Ｍ
８−ＡＩ系滑剤を２重量部、中空ガラスビーズを１０重
量部である。なお、上記中空ガラスビーズは非常に微細
なものであり、１００　ミクロン程度である。

まず、ｌ−記プラスチゾルの組成物の内、ガラスビーズ
を除く組成物をニーグーにより混練し、その後、真空脱
泡し、初期粘度１５００　ｃｐｓの配合物を作った。こ
の配合物に上記ガラスビーズを添加し・粘度３（’）　
（１（’）　ｃｐｓのプラスチゾルを得た。

見料としてフェノール樹脂含浸の木質繊維のボード（厚
さ３ｍ＋ｎ）を金型２０にセットし、上記プラスチゾル
をホッパ１３から投入した。

そして、シリンダ１１の各部位ノ＼〜・Ｄの温度を１４
０　’Ｃ１Ｉ　５０’Ｃ，］　６０’Ｃ１１８０℃で制
御し、低い射出圧力８０−１２０　Ｋ）＜／ｃｍ’で射
出した。なお、金型２０は、約２０へ−３０’Ｃ程度に
維持されており、その型締力は］　ＯＯｔｏｎである。

樹脂の温度はノズルチップ１５の出口で２１０°　とな
））、ノズルチップ１Ｓを通過する過程で発泡温度１９
０〜２１０’Ｃ（１秒間で発泡する温度）に達し、発泡
する。

得られた成形品４０において、パッド４２は、厚さ１．
　、５　ｎｕｎのクッション層４３と、厚さく、１　、
５　ｍａｎのスキン層４４の２層構造を右１７、表面４
４ａの外観および感触が良好で、芯材・４１の周縁４１
ａに形成された端末部４２ａ（厚さく、１　、　Ｓ　ｍ
ｍ　）もきれいにできた。また、スキン層４・１の表面
にはピンホール、色むら、ジェツテイング、フローマー
ク、シャークスキン、ウェルドラインが全く発生しなか
った。また、発泡製品に多く見られるミミズ腫れ、およ
び２段発泡の現象もなかった。

パッド４２の物性は比重０．２ｉ　Ｓ、引張強度°７３
に８、伸長率２２５％、引裂強度”Ａ　３．６　Ｌ＋／
ｃ＋ｎであり、スキン層４・１およびクッション層４３
を含めた平均発泡倍率は１．８倍であった。

第１０図〜第１２図は本発明を自動車のドア）・リム６
０（発泡製品）の製造に適用した例を示す。

木質（哉維ボード等からなる板状の芯材６１は、例えば
周縁部６　］、　ａが９０°曲げ゛られており、１−縁
の近傍に段６１１〕が形成され、中央部よりやや下方に
凸部６１ｃが形成されている。

能力、金型７０では、固定型７３の四部７５と移動型７
−Ｓの四部７６により形成されるキャビティ７７の形状
が」１記芯材６１とほぼ相似形をなしている。また、固
定型７３の四部７５の成形面７Ｓａには、環状をなす溝
７８ａと横方向に延びる溝７８１〕が形成されている。

そして、芯材６１を移動型７・１の四部７５の成形面７
６ａに収り伺げた状態で、芯材６１の周縁部６］ａとキ
ャビティ７７の周縁部との間には隙間６５が形成されて
いる。

この状態で、前述と同様に射出機のノズル部で発泡した
原料がランナ８（）およびゲート７９を通ってキャビテ
ィ７７に射出され、キャビティ７７内で冷却固化するこ
とにより、パッド６２か芯材６１と一体に成形され、隙
間部６５で端末部６２ａが゛成形される。

この例でも、パッド６２は、連続したクッション層６３
とスキン層６４とを有している。そして、このドアトリ
ム６０には、芯材６１の段６１１〕に対応して段６０１
〕が形成され、芯材６１の凸部６１ｃに対応してアーム
レス）６０ｃが形成されている。さらに、固定型２３の
溝７８ａにより環状のモール６０ｄ（突起）が形成され
、溝７８１〕により横に延びるモール６０ｅが形成され
ている。

上記ドアトリム６０には、さらに高周波ウエルダーによ
りトリコント等の加飾布６０　ｆが溶着されている。パ
ッド６２は低発泡であるため、高周波による溶着が可能
となる。

本発明は上記実施例に制約されず種々の態様が可能であ
る。例えば、第７図および第１１図に示すように、端末
部４２ａを、芯材４１，６１の裏側まで延長させて成形
してもよい。延長部を図中４２ａ’、６２ａ’で示す。

この場合には、芯材４１゜６１の裏面と移動型２４．７
４の成形面２６ａ、７６ａとの間にも隙間か形成される
。

射出前の芯材を真空吸着で保持してもよい。主だ、芯材
は木質＃＆維ボードの池に、樹脂成形品や板金でもよい
。

シリンダの前端部にテーパの第１通路部を形成し、ノズ
ルチップでは小径で細長い第２通路部だけを形成しても
よい。この場合、シリンダの前端１５一 部とノズルチップとでノズル部が構成される。

金型内において、例えば固定型に別部品取付用の７７ス
ナーをセットしておき、発泡原料の射出により、発泡製
品にファスナーを一体に取り付けてもよい。

さらに、本発明は、上記のドアトリムの他に、アームレ
スト、インストルメントパネル、サンバイザー、コンソ
ールボックス、ハンドル、シートカバー等の自動車内装
品および、自動車内装品以外の発泡製品にも適用できる
。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明方法では、汎用型の射出成
形装置を用いることが可能であり、設備コストを安くす
ることがでとる。また、ノズル部での発泡は、制御がし
やすく所望の発泡製品を得ることが可能である。さらに
、良好なりッション層と平滑な表面を有するスキン層を
得ることがでとる。

本発明装置では、ノズル部での発泡を確実に行なうこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図から第９図までの図面は本発明の一実施例を示す
ものであり、第１図は射出前の射出成形装置の概略断面
図、第２図は射出終了後の射出成形装置の概略断面図、
＠３図は７ズ゛ルチツプの拡大断面図、第４図は固定型
の正面図、第５図は移動型の正面図、第６図は型開き状
態の金型要部の断面図、第７図は発泡製品の断面図、第
８図は発泡製品の正面図、第９図は発泡製品のスキン層
およびクッション層を拡大して見た図である。第１０図
〜第１２図は本発明の池の実施例を示すものであり、第
１０図はドアＦリム成形用金型の断面図、第１１図は成
形されたドア）　ＩＪムの断面図、第１２図はドアトリ
ムの正面図である。 １・・・射出成形装置、１（〕・・・射出機、１１・・
・シリンダ（シリンダ部）、１２・・・スクリュー、１
３・・・ホッパ、１４ａ、］　４１）、１４ｃ、ｌ　４
ｃｌ−加熱装置（バンドヒータ）、１５・・・ノズル部
（ノズルチップ）、１Ｇ・・・シリンダ部の通路、１７
・・・ノズル部の通路、１７ａ・・・第１通路部、１７
１〕・・・第２通路部、２０．７０・・・金型、２３．
７３・・・固定型、２４＋７４・・・移動型、２７．７
７・・・キャビティ、４０．６０・・・発泡製品、４．
１．６１・・・芯材、４２．６２・・・パッド層、４３
．６３・・・クッション層、４５．６５・・・隙間、４
．４゜６４・・・スキン層、５０・・・原料。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）発泡型プラスチゾルからなる原料が射出機のシリ
   ンダ部内で発泡温度以下に加熱されてゲル化され、この
   ゲル化された原料が射出機のノズル部で発泡温度以上に
   昇温されて発泡し、この発泡状態の原料が金型のキャビ
   ティに射出されて冷却固化することを特徴とする発泡製
   品の射出成形方法。
2. （２）上記ゲル化した原料が射出機のノズル部を通過す
   る際に、その摩擦熱により発泡温度以上にされ、これに
   よりノズル部で発泡する特許請求の範囲第１項に記載の
   発泡製品の射出成形方法。
3. （３）上記発泡型プラスチゾルが、塩化ビニル樹脂ペー
   ストと、可塑剤と、発泡剤と、微小の中空ガラスビーズ
   とから得られる特許請求の範囲第１項に記載の発泡製品
   の射出成形方法。
4. （４）シリンダ部とノズル部を有する射出成形機と、射
   出成形機のノズル部に連なるキャビティを有する金型と
   を備え、上記シリンダ部には、発泡型プラスチゾルを発
   泡温度より低い温度まで加熱してゲル化する加熱装置が
   設けられ、上記ノズル部は、シリンダ部側に位置して流
   通断面積が減少するようなテーパをなす第１通路部と、
   小径で長く形成され上記ゲル化した原料を通過の際に生
   じる摩擦熱で発泡温度以上に昇温させる第２通路部とを
   有していることを特徴とする発泡製品の射出成形装置。