説明

発泡成形品の製造方法及び発泡成形品

【課題】金型の摺動面の隙間から発泡樹脂材料が漏出する問題を解決することのできる発泡成形品の製造方法を提供する。
【解決手段】第1分割型40と第2分割型46とに分割された金型の第1キャビティ50に、硬質の樹脂製の芯材12をセットした状態で、発泡樹脂材料を射出して表皮と発泡層を成形及び芯材12に一体化するに際し、第1キャビティ50の拡大のための第1分割型40の後退移動時に、第2分割型46の第2摺動面52,54を第1分割型40に対し金属接触させることなく、芯材12の側端面22,折曲げ部28の外面56を第1摺動面として摺動させ、第1キャビティ50を閉鎖状態に維持するようになす。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、発泡射出成形の手法を用いた硬質の樹脂製の芯材を有する発泡成形品の製造方法及び発泡成形品に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、硬質の樹脂製の芯材に対して熱可塑性樹脂の発泡層と、同じく熱可塑性樹脂の表皮とを積層状態に一体に有する発泡成形品の製造方法として発泡射出成形方法が知られている。
この製造方法は、自動車のドアトリムその他の自動車の内装品その他の製造方法に好適な方法として近年広く用いられるようになってきている。
【0003】
この製造方法では、型開き方向に第1分割型と第2分割型とに分割された金型の第1キャビティに、硬質の樹脂製の芯材を一方の第1分割型に重ねてセットし保持させた状態で、熱可塑性樹脂の基材に発泡剤を含有させた発泡樹脂材料を射出してキャビティに充填し、しかる後芯材を保持した一方の第1分割型を第2分割型に対し所定ストローク型開き方向に相対的に後退移動させてキャビティを拡大し、発泡樹脂材料を発泡させることによって、基材が金型内面で固化して形成された表皮と、発泡樹脂材料の発泡にて形成された、表皮の内側の発泡層及び芯材を積層状態に一体に有する発泡成形品を成形する。
【0004】
更にこの発泡成形品の製造方法として、異材質を成す基材と発泡層及び表皮とをほぼ同時的に連続して成形する2色成形方法も知れられている。
例えば下記特許文献1,特許文献2にその製造方法が開示されている。
図7はその具体例を示している。
【0005】
図7において、200は第1分割型、202は第3分割型、203は型締状態でそれら第1分割型200と第3分割型202とで形成される第2キャビティである。
ここでは先ず第2キャビティ203に芯材用の熱可塑性の樹脂材料を射出して芯材204を成形する。
【0006】
そして芯材204の成形後、第1分割型200を芯材204を保持した状態で第3分割型202に対して型開き方向に図中上向きに相対移動させ、しかる後第3分割型202と第2分割型206とを取り替えて型締めし、第1分割型200と第2分割型206とで発泡層成形用の第1キャビティを形成する。
図8(I)はこのときの状態を示している。
【0007】
同図において、208は第1分割型200と第2分割型206とで形成された第1キャビティである。
この製造方法では、熱可塑性樹脂の基材に発泡剤を含有させた発泡樹脂材料210を射出して第1キャビティ208に充填し、しかる後、第1分割型200を型開き方向に図中上向きに所定ストローク後退移動させ、第1キャビティ208を拡大させる。
【0008】
すると容積の拡大に伴う第1キャビティ208内の圧力の低下によって発泡樹脂材料210が発泡し、発泡層217を形成する。
またこのとき金型の内面に沿って、詳しくは第2分割型206の内面に沿って表皮215が形成される。
この表皮215は、熱可塑性樹脂の基材が金型の内面で冷却され固化することによって生ずる。
【0009】
しかしながらこの製造方法の場合、雄型を成す第1分割型200と雌型を成す第2分割型206の凸部と凹部とを嵌合させ、そしてそれらの摺動面、詳しくは型開閉方向の図中上下方向に延びる摺動面(第1摺動面)212と摺動面(第2摺動面)214を接触させ、第1キャビティ208をそれら摺動面212,214にて閉鎖するとともに、図8(I)の型締状態から第1キャビティ208を拡大する際にそれら摺動面212,214を摺動させて第1キャビティ208を閉鎖状態に維持するものであるため、更には型締め及び型開きの際にそれら摺動面212,214を摺動させるために次のような問題を生ずる。
【0010】
即ち、摺動面212と214との間には嵌合クリアランスに起因した隙間が生じるのを避け得ず、しかも摺動面212と214とは、金型が熱膨張したときには互いに押圧された状態で摺動するため、発泡成形品を何回も繰り返し成形する間に摺動面212,214が擦られて摩耗し、そのことによって隙間は次第に大きくなって行く。
【0011】
而してこのような隙間が摺動面212と214との間に生じていると、第1キャビティ208に発泡樹脂材料210を射出して充填し、更に発泡させる際に、その発泡樹脂材料の液が摺動面212と214との間の隙間を通じて第1キャビティ208から漏れ出てしまう。
【0012】
更に摺動面212と214との間の隙間を通じて第1キャビティ内で発生したガスが外部に漏れることによる樹脂内圧の低下によって発泡成形品にヒケが生じたり、また発泡成形品の寸法が不安定となったり、更に外観の形状も不安定化してしまう等発泡成形品の不良に繋がってしまう。
【0013】
更に摺動面212,214から漏出して固まった発泡樹脂材料がバリとなり、その後の仕上工程でこれを除去する工程が必要となって、発泡成形品の製造コストが高くなってしまう。
更にバリを除去した部分が製品の外観に影響を及ぼしてしまう。
また上記ヒケの問題は製品が厚肉部分を有している場合に特に発生し易く、このことが製品の設計に際しての制約となってしまう。即ち設計の自由度を阻害する要因となってしまう。
【0014】
その他に、従来の製造方法の場合、芯材が発泡層の端末から外部に延び出した取付部を有している場合、金型構造が複雑化し、また製造が困難化する問題を有していた。
図9は、芯材204が発泡層217から外部に延び出した取付部216を有する場合の製造方法を比較例として示したもので、この場合には、第1分割型200と第2分割型206の他に中型218を設けておかなければならない。
【0015】
例えば中型218を雌型を成す第2分割型206の側に一体に構成した場合、第1分割型200と第2分割型206とを型開き方向に僅かに開いて第1キャビティ208を拡大させると、第2分割型206と第1分割型200との間に隙間が生じて、そこから第1キャビティ208内の発泡樹脂材料の液が漏れ出てしまう。
【0016】
一方、中型218を第1分割型200の側に一体に構成しておいた場合、発泡成形品を成形した後において、これを型開き後に脱型することができなくなってしまう。
そのため、それら第1分割型200,第2分割型206とは別体で中型218を構成しておいて、型開き後に中型218を図中右方向にスライド移動させることで発泡成形品を脱型せざるを得ない。
【0017】
しかしながらこの場合金型構造が複雑となって金型コストが高くなり、また発泡成形品の成形に要する工程も多くなって、それらが製品コストを押し上げてしまう要因となる。
尚図において、220は第2分割型206の摺動面214に対応した中型218の摺動面を示している。
【0018】
【特許文献1】特開平7−80885号公報
【特許文献2】特開平7−88878号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0019】
本発明は以上のような事情を背景とし、第1キャビティの閉鎖面となる金型の摺動面の隙間から発泡樹脂材料が漏出する問題を解決し、発泡成形品にバリを生ぜしめず、また第1キャビティ内で発生したガスが漏れることによって発泡成形品にヒケが生じたり、寸法,外観が不安定化したりして発泡成形品の品質の低下をもたらすことのない発泡成形品の製造方法及び発泡成形品を提供することを目的としてなされたものである。
また本発明の他の目的は、発泡成形品の成形用の金型の構造を簡素化し得て金型に要するコストを低減でき、また発泡成形品の成形のための工数を少なくし得て、発泡成形品のコストを低減することのできる発泡成形品の製造方法及び発泡成形品を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0020】
而して請求項1は発泡成形品の製造方法に関するもので、型開き方向に第1分割型と第2分割型とに分割された金型の第1キャビティに、硬質の樹脂製の芯材を一方の該第1分割型に重ねてセットし保持させた状態で、熱可塑性樹脂の基材に発泡剤を含有させた発泡樹脂材料を射出して該第1キャビティに充填し、しかる後前記芯材を保持した前記一方の第1分割型を前記第2分割型に対し所定ストローク前記型開き方向に相対的に後退移動させて前記第1キャビティを拡大し、前記発泡樹脂材料を発泡させることによって、前記基材が金型内面で固化して形成された表皮と、該発泡樹脂材料の発泡にて形成された、該表皮の内側の発泡層及び前記芯材を積層状態に一体に有する発泡成形品を製造する発泡成形品の製造方法において、前記第1分割型の前記相対的な後退移動時に前記第1キャビティを閉鎖しつつ該第1分割型に対して相対移動する前記該第2分割型の型開閉方向に延びる第2摺動面を、型締状態で前記第1分割型に金属接触させることなく前記芯材の該型開閉方向に延びる縦の面に弾性接触させて前記第1キャビティを閉鎖し、且つ該第1キャビティの拡大のための前記第1分割型と第2分割型との相対移動の全ストロークに亘って、該縦の面を第1摺動面として前記第2摺動面を前記第1分割型に金属接触させることなく摺動させることで、該第1キャビティを閉鎖状態に維持するようになしたことを特徴とする。
【0021】
請求項2のものは、請求項1において、板状をなす前記芯材の厚みを前記相対移動のストローク以上の厚みとなし、該芯材の側端面を前記第1キャビティの端に位置させて、該側端面を前記縦の面をなす第1摺動面として前記第2摺動面を摺動させるようになしたことを特徴とする。
【0022】
請求項3のものは、請求項1において、前記芯材に前記第1キャビティ内の端位置で前記型開閉方向の折曲げ部が設けてあり、該折曲げ部の外面を前記縦の面をなす前記第1摺動面として、前記第2摺動面を摺動させるようになしたことを特徴とする。
【0023】
請求項4のものは、請求項3において、前記芯材には、前記第1キャビティから外部に延びた取付部が設けてあり、且つ前記折曲げ部は前記第1分割型の相対的な後退方向に折曲げられているとともに、該取付部には該折曲げ部に続いて該折曲げ部の折曲げ方向且つ前記型開閉方向に凹陥した形状の溝が備えてあることを特徴とする。
【0024】
請求項5のものは、請求項1〜4の何れかにおいて、前記第1分割型と、前記第2分割型とは別の第3分割型とを型締めして、それら第1分割型と第3分割型とで形成される第2キャビティに前記芯材用の熱可塑性樹脂を射出し、該芯材を成形した後、該第3分割型と前記第2分割型とを取り替えてそれら第1分割型と第2分割型とで形成される前記第1キャビティに、前記発泡樹脂材料を充填及び発泡させて、前記表皮と発泡層とを成形し前記芯体に一体化させることを特徴とする。
【0025】
請求項6は発泡成形品に関するもので、この請求項6の発泡成形品は、硬質の樹脂製の板状の芯材に対して、熱可塑性樹脂の発泡層と表皮とが一体に積層してあり、且つ該芯材は該発泡層及び表皮の端位置で該発泡層の厚み方向且つ該発泡層から離れる方向に折れ曲った折曲げ部と、該折曲げ部に続いて外部に延び出した取付部とを有しており、該取付部には該折曲げ部に続いて前記発泡層の厚み方向且つ該折曲げ部の折曲げ方向に凹陥した形状の溝を備えていることを特徴とする。
【発明の作用・効果】
【0026】
以上のように本発明の製造方法は、型開閉方向に延び、第1分割型に対して相対移動する第2分割型の第2摺動面を、型締状態で芯材の型開閉方向に延びる縦の面に接触させて第1キャビティを閉鎖し、且つ第1キャビティの拡大の際の第1分割型と第2分割型との相対移動の全ストロークに亘って、その縦の面を第1摺動面として、これに第2分割型の第2摺動面を第1分割型に金属接触させることなく摺動させることで、第1キャビティを閉鎖状態に維持するようになしたものである。
【0027】
本発明は、型締状態から第1キャビティを拡大して発泡層及び表皮を形成するまでの全期間を通じて、第2分割型の第2摺動面と芯材の縦の面とで第1キャビティを閉鎖し、また第2分割型の第2摺動面を芯材の縦の面に摺動させて第1キャビティを閉鎖状態に維持するものであり、従来のように第2分割型の第2摺動面を第1分割型の第1摺動面に嵌合状態に金属接触させて第1キャビティを閉鎖し、またそれら摺動面の摺動によって第1キャビティを閉鎖状態に維持するものでないため、更には芯材が硬質の樹脂から成っていて、第2分割型の第2摺動面を芯材の弾性変形を伴って芯材の縦の面に弾性的に密着状態に接触させることができるため、第2摺動面と芯材の縦の面との間を全期間を通じて、隙間のない弾性密着状態に維持し、シールすることができる。
【0028】
これにより摺動面間の隙間から発泡樹脂材料が漏出することによってバリを発生させたり、また第1キャビティ内で発生したガスがその隙間を通じて外部に漏れることで樹脂内圧が低下し、これにより発泡成形品にヒケを発生させたり、寸法,外観を不安定化したりして製品不良をもたらしてしまう問題も解決することができる。
また樹脂内圧低下による不良発生を防止できるため、発泡成形品の肉厚を厚くすることができ、発泡成形品の形状設計の自由度も高まる利点が得られる。
【0029】
またたとえ第2分割型の第2摺動面と芯材との間に万一隙間を生ぜしめたとしても、発泡成形品の成形ごとに芯材が新しく入れ替るため、その漏れは1回限りのものとなすことができる。
更に第2分割型の第2摺動面の相手側の第1摺動面となるのは、金型に比べて柔らかい芯材の縦の面であるため、第2分割型の第2摺動面が摺動を繰り返すことによって摩耗により擦り減ってしまうといった問題も生じない。
【0030】
本発明の製造方法では、板状をなす芯材の厚みを上記相対移動のストローク以上の厚みとなし、芯材の側端面を第1キャビティの端に位置させて、その側端面を上記の縦の面をなす第1摺動面として、これに第2分割型の第2摺動面を摺動させるようになすことができる(請求項2)。
このようにすれば、芯材に縦の面を形成するための特別な形状を設けなくても良い利点が得られる。
【0031】
本発明では、上記芯材に第1キャビティの端位置で型開閉方向の折曲げ部を設け、その折曲げ部の外面を上記の縦の面をなす第1摺動面として、これに対し第2分割型の第2摺動面を摺動させるようになすことができる(請求項3)。
【0032】
この請求項3の製造方法によれば、折曲げ部の長さを芯材の厚みに応じた側端面に比べて長くすることができ、第1キャビティを拡大させる際の第1分割型と第2分割型との相対的な移動ストロークを、芯材の厚みに左右されることなく大きく取ることが可能となる。
【0033】
次に請求項4は、上記芯材に、第1キャビティから外部に延びた取付部を設け、且つ上記折曲げ部を第1分割型の相対的な後退方向に折り曲げるとともに、取付部にはその折曲げ部に続いて、折曲げ部の折曲げ方向且つ型開閉方向に凹陥した形状の溝を備えたものである。
【0034】
芯材が第1キャビティから外部に延びた取付部を有しており、且つその取付部が、図9の比較例図に示しているように型開閉方向と直角方向に延びた形状のものである場合、図9に示しているように中型218を金型に分割構造で設けておくことで、発泡成形品を成形後において金型から脱型することが可能である(但しこの場合においても金型構造が複雑化するなど上記の問題を生ずる)。
【0035】
しかるにこの取付部が、折曲げ部に続いてその折曲げ方向に凹陥した形状の溝を有している場合、図9に示すような中型218を用いたとしても、成形した発泡成形品を金型から脱型できないか又は脱型のために極めて困難な作業が強いられる。
【0036】
取付部がこのような溝を有している場合、中型にこの溝に嵌合する凸部を備えておいて、その凸部と溝とを凹凸嵌合させることが必要となるが、その場合、中型を型開き方向と直角方向にそのままスライド移動させるといったことができなくなってしまう。
この場合において発泡成形品を脱型するためには、中型を一旦溝から浮き上らせるように移動させた上でなければ、型開き方向と直角方向に中型をスライド移動させることができず、金型の分解工程が極めて複雑となってしまう。
【0037】
しかるに本発明の製造方法では、芯材の折曲げ部の外面を第1摺動面として第2分割型の第2摺動面をこれに接触させ、第1キャビティを閉鎖するとともに、第1キャビティを拡大させる際に第2摺動面を芯材の折曲げ部の外面の第1摺動面に対して摺動させるものであることから、第2分割型の第2摺動面を摺動させるための相手側の摺動面として、中型に摺動面を設けるといった必要はなく、従って本発明では請求項4に従って取付部に上記の溝が備えてある場合においても、第1分割型と第2分割型だけで金型を構成することが可能となる。
【0038】
取付部の溝は、第1分割型と第2分割型との型開閉方向に凹陥しているため、その溝に嵌合する凸部を第2分割型に一体に設けておくことが可能であり、且つ発泡成形品の成形後において第1分割型と第2分割型とを型開きすることで、取付部の溝に凹凸嵌合した第2分割型の凸部を、その溝から型開き方向に離間させることができ、従って支障無く発泡成形品を金型から脱型することが可能となる。
【0039】
またこの請求項4では、折曲げ部に続いて上記の溝が形成してあることから、その折曲げ部の長さをより長いものとなすことができ、第1分割型と第2分割型との相対的な移動ストロークをより一層大きく取ることが可能となる。
【0040】
本発明では、請求項5に従って先ず芯材を成形した後、続いて発泡層及び表皮を連続して成形する2色成形によって発泡成形品を製造するようになすことができる。
【0041】
次に請求項6は発泡成形品に関するもので、この発泡成形品は、硬質の樹脂製の板状の芯材に熱可塑性樹脂の発泡層と表皮とを一体に積層し、且つその芯材には、発泡層及び表皮の側位置で発泡層の厚み方向且つ発泡層から離れる方向に折れ曲った折曲げ部と、その折曲げ部に続いて外部に延び出した取付部とを備え、且つその取付部には、折曲げ部に続いて発泡層の厚み方向且つ折曲げ部の折曲げ方向に凹陥した形状の溝を備えたものである。
【0042】
この発泡成形品においては、芯材を第1キャビティにセットした状態で発泡層及び表皮を成形する際、その折曲げ部の外面に対して第2分割型の第2摺動面を接触させ、これにより第1キャビティを閉鎖状態となすことができるとともに、この折曲げ部の外面を相手側の第1摺動面として、第2分割型の第2摺動面を摺動させることで、第1キャビティを閉鎖状態に維持しつつキャビティ容積を拡大し、発泡樹脂材料を良好に発泡させることができる。
その際、発泡樹脂材料がそれら摺動面を通じて外部に漏出するのを良好に防止することができる。
【0043】
またこの折曲げ部に続いて凹陥状をなす溝が取付部に備えてあるため、その溝によって折曲げ部の長さを長く確保でき、第1分割型と第2分割型との発泡層成形の際の相対移動のストロークを大きく取ることができる。
【0044】
またこの溝は折曲げ部の折曲げ方向に凹陥した形状の溝であるため、即ちこの溝の凹陥の向きは型開閉方向の向きであるため、第2分割型にこの溝に凹凸嵌合する凸部を一体に設けておくことで、第1分割型と第2分割型とで全体の金型を構成することが可能となる。
即ち発泡成形品を成形した後に第1分割型と第2分割型とを型開きすることで、支障無く発泡成形品を脱型することが可能となる。
尚、本発明では上記熱可塑性樹脂の基材として熱可塑性エラストマーを好適に用いることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0045】
次に本発明の実施形態を図面に基づいて詳しく説明する。
図1において、10は自動車のドアトリムその他自動車の内装品等に好適に用いられる樹脂の発泡成形品で、この発泡成形品10は、硬質の熱可塑性樹脂から成る芯材12と、芯材12に積層された熱可塑性樹脂の発泡層14と、発泡層14と同じ材質の樹脂から成り、発泡層14の外表面を全体的に覆うソリッド樹脂から成る表皮16とを積層状態に一体に有している。
【0046】
この発泡成形品10は、図中上向きに太鼓状に膨出した形状をなす膨出部10-1を有している。
図中12-1,14-1,16-1は発泡成形品10における膨出部10-1に対応した芯材12,発泡層14,表皮16におけるそれぞれの膨出部を表している。
【0047】
芯材12は、発泡成形品10の形状の保持と相手側への取付部としての機能を有するもので、この実施形態において芯材12は全体として板状をなしている。
この芯材12は、膨出部12-1の図中左端から下向きに垂下した形状の縦の折曲げ部18と、その縦の折曲げ部18の下端から直角且つ図中左向きに折れ曲った鍔部20とを有している。図中22はその鍔部20の側端面を表している。
【0048】
発泡層14は、膨出部14-1からこの折曲げ部18の外面に沿って図中下向きに延びる縦の壁24を有しており、更に表皮16もまた、この折曲げ部18に沿って膨出部16-1の左端から図中下向きに延びる縦の壁26を有している。
ここで芯材12における鍔部20の側端面22と、表皮16の縦の壁26の外面とは、図中左右方向において同じ位置に位置している。即ち側端面22と表皮16の壁26とは、上下方向に同一面(面一面)を成している。
【0049】
芯材12はまた、発泡層14及び表皮16の図中右側の端位置から図中下向きに垂下する形状、即ち発泡層14及び表皮16から離れる方向の図中下方向に折れ曲った折曲げ部28と、更にこの折曲げ部28に続いて図中右向きに延び出した取付部30とを有している。
【0050】
取付部30は、図中下向き即ち折曲げ部28の折曲げ方向に凹陥した形状の溝32と、図中右向きに水平形状を成す板状部34とを有しており、その板状部34に設けられた取付孔36において相手側部材に固定され、取り付けられるようになっている。
【0051】
本実施形態において、発泡層14及び表皮16を構成する熱可塑性樹脂として、様々な種類の樹脂を用いることが可能であるが、ここではこれら発泡層14及び表皮16を構成する熱可塑性樹脂として熱可塑性エラストマー(TPE)が用いられている。
またTPEとしてスチレン系(スチレン・ブロック・コポリマー(SBC)),オレフィン系(TPO),ウレタン系(TPU),ポリエステル系(TPEE),ポリアミド系(TPAE),1,2-ポリブタジエン系,塩ビ系(TPVC),フッ素系その他のものを用いることが可能であるが、ここでは特に好適なものとしてオレフィン系の熱可塑性エラストマー(TPO)が用いられている。
【0052】
一方、芯材12は上記の機能から剛性を有する硬質の熱可塑性樹脂を用いる必要があり、この実施形態ではかかる芯材12を構成する熱可塑性樹脂として様々な樹脂を用いることが可能であるが、特に好適なものとしてここではポリプロピレン樹脂が用いられている。
尚、芯材12は硬質のものであることが必要で、ここではロックウェル硬度(Rスケール)が80〜100、或いは100〜120程度のものが用いられているが、この芯材12としてはロックウェル硬度で50以上のものを用いるのが望ましい。
尚、芯材12はここではその厚みが2.3mmである。芯材12としては厚みが1.5mm以上であることが望ましい。
【0053】
一方、上記発泡層14は熱可塑性樹脂の基材に予め発泡剤を含有させた発泡樹脂材料を射出成形して発泡させたもので、その発泡の手段として物理的発泡法と化学的発泡法の何れも使用可能である。
具体的には、物理的発泡法として溶融状態の基材樹脂に、窒素や二酸化炭素等の発泡性ガスを物理的に強制的に注入し、これを射出成形後に発泡させる方法、或いは熱分解により発泡性ガスを放出する発泡剤を樹脂材料中に加えておいて、射出成形後においてこれを熱分解させて発泡させる方法の何れも可能である。
【0054】
後者の化学的発泡法を用いる場合には、発泡剤としてアゾ化合物やニトロソ化合物等の有機発泡剤又は重炭酸ナトリウム等の無機発泡剤を使用することができるが、ここでは重炭酸ナトリウムを発泡剤として用いている。
【0055】
図2〜図5は、図1の発泡成形品10の製造方法を具体的に示している。
ここでは発泡成形品10を2色成形によって成形し、金型の一部を共通に用いて先ず芯材12を成形した後、続いて発泡層14及び表皮16を連続して成形し、それらを一体化する。
図2は、先ず芯材12を成形する際の方法を示している。
図において、芯材12を成形する金型は雄型としての第1分割型40と、雌型としての第3分割型42との分割構造とされており、それら第1分割型40と第3分割型42とによって、芯材12の形状に対応した形状の第2キャビティ44が形成されている。
【0056】
ここでは、図2(II)に示しているように芯材12用の樹脂材料を射出成形によって第2キャビティ44に充填し、そこでこれを固化させることによって芯材12を成形する。
芯材12を成形したら、第1分割型40と第3分割型42とを図中上下方向に型開きする。
このとき、成形された芯材12は第1分割型40の側に残りそこに保持される。
【0057】
図3〜図5は、発泡射出成形によって発泡層14と表皮16とを成形し且つこれを芯材12に一体化する際の方法を示している。
図3に示しているように、発泡層14及び表皮16を成形する金型は、図2に示す第1分割型40と、第2分割型46との分割構造をなしている。
即ち、発泡層14及び表皮16を成形する発泡射出成形用の金型は、芯材12成形用の第1分割型40を共通の金型として備えている。
具体的には芯材12成形用の図2の第3分割型42と、図3の第2分割型46とを取り替えることで、発泡層14及び表皮16の発泡射出成形用の金型が構成される。
【0058】
図4(I)は、先に成形した芯材12を保持した第1分割型40と、第2分割型46とを型締めした状態を表している。
この状態で、第1分割型40と第2分割型46とによって発泡層14及び表皮16に対応した形状の第1キャビティ50が形成される。
図中52は、芯材12の上記の側端面22を第1摺動面として、これに摺動する第2分割型46側の第2摺動面を表している。
また54は、芯材12における縦の折曲げ部28の外面56を第1摺動面として、これに摺動する第2分割型46側の第2摺動面を表している。
尚図中P,Pはパーティングラインを示している。
【0059】
これら第2摺動面52,54及び芯材12の第1摺動面となる側端面22及び折曲げ部28の外面56は、何れも第1分割型40と第2分割型46の型開閉方向(図中上下方向)に延びる面をなしている。
尚、第2分割型46には芯材12の取付部30に備えられた溝32に対して凹凸嵌合する凸部58が一体に備えられている。
【0060】
この発泡射出成形方法では、図4(I)の状態において、熱可塑性樹脂の基材に発泡剤を含有させた発泡樹脂材料を射出機から溶融状態で第1キャビティ50内に射出して、第1キャビティ50に充填する。
図4(II)はこのときの状態を表している。
【0061】
尚図4に示す型締状態の下で、第1キャビティ50は、芯材12の側端面22と第2分割型46側の第2摺動面52、及び芯材12側の折曲げ部28の外面56と第2分割型46側の第2摺動面54とが、芯材12側の弾性に基づいて密着状態に弾性接触していることによって閉鎖状態に保持される。
【0062】
ここで第1摺動面をなす側端面22と第2分割型46の第2摺動面52との間には隙間は生じておらず、また芯材12における折曲げ部28の外面56と第2分割型46側の第2摺動面54との間にも隙間は生じておらず、従って図4(II)に示すように第1キャビティ50に充填された発泡樹脂材料は、それらの間の隙間から外部に漏出するといったことはない。
尚、170℃以上の高温状態で射出機から第1キャビティ50内に充填された発泡樹脂材料は、その高い射出圧に基づいて図4(II)に示す型締状態の下ではそこに含有された発泡剤のほとんどがガス化することはなく、従ってこの状態では発泡を生じない。
【0063】
この状態で、図4(III)に示しているように第1分割型40を図中下方向に所定ストローク第2分割型46に対して相対的に後退移動させ、これにより第1キャビティ50を拡大させると、詳しくは第1キャビティ50の容積を拡大させると、これによる第1キャビティ50の圧力低下によって、そこで発泡樹脂材料に含有させてある発泡剤がガス化し、発泡樹脂材料が発泡を生じる。
また熱可塑性樹脂の基材が冷却状態の金型の内面に接することで、そこで基材が冷却固化し、図1に示す表皮16を形成する。
そしてこの表皮16の内側に、発泡樹脂材料の発泡によって図1に示す発泡層14が形成される。
【0064】
ここで第1分割型40を第2分割型46に対して所定ストローク図中下向きに相対的に後退移動させる際、第2分割型46の第2摺動面52は、芯材12の側端面22を第1摺動面としてこれに対し摺動する。
また第2分割型46側の図中右側の第2摺動面54は、芯材12における折曲げ部28の外面56を第1摺動面としてこれに対し摺動する。
ここで第1分割型40の相対的な後退移動のストロークは芯材12の厚み、具体的には側端面22の図4中上下方向の高さ以下のストロークで最終の後退位置まで移動する。
芯材12の厚み即ち側端面22の高さが予めそのように定めてある。
【0065】
この実施形態では、その際の第1分割型40の後退移動の際においても、芯材12の側端面22及び折曲げ部28の外面56に対する第2分割型46側の第2摺動面52,56の摺動によって、第1キャビティ50が気密に閉鎖された状態に維持される。
【0066】
以上のようにして発泡層14及び表皮16の成形が終了したところで、図5に示すように第1分割型40を大きく図中下向きに後退移動させて、第1分割型40と第2分割型46とを型開きする。
このとき、芯材12の溝32に凹凸嵌合していた第2分割型46の凸部58もまた、溝32から図中上向きに相対的に大きく離間し、凸部58と溝32との凹凸嵌合が解除される。
従ってこの状態で発泡成形品10を容易に金型から脱型することができる。詳しくはこれを保持した第1分割型40から脱型することができる。
【0067】
因みに図6は、図9に示す比較例の製造方法を本実施形態の発泡成形品10の成形に適用した場合の比較例を示している。
図中218は、第1分割型40A,第2分割型46Aとは別体に分割構造で構成された中型で、220は中型218に形成された第1摺動面、214は第2分割型46Aに形成された第2摺動面である。
ここでは芯材12の溝32に凹凸嵌合する凸部58Aが、中型218に一体に構成されている。
【0068】
この図6に示す比較例の製造方法の場合、発泡層14及び表皮16を発泡射出成形によって成形するための金型として中型218が必要であり、金型構造が複雑化し、金型のための所要コストが高くなってしまう問題の他に次のような問題を生ずる。
【0069】
即ち、発泡層14及び表皮16の成形後において発泡成形品10を脱型するためには、第1分割型40Aと第2分割型46Aとを上下方向に大きく型開きした上で、更に中型218を第1分割型40Aに対して図中上向きに移動させて、これを第1分割型40Aから分離し、その上で中型218を図中右方向にスライド移動させなければ、発泡成形品10を金型から脱型することができない。
しかるに図1〜図5に示した本実施形態の製造方法によれば、単に第1分割型40と第2分割型46とを図中上下方向に型開きするだけで、簡単に発泡成形品10を金型から取り出すことができる。
【0070】
以上のように本実施形態の製造方法は、型開閉方向に延び、第1分割型40に対して相対移動する第2分割型46の第2摺動面52を、型締状態で芯材12の型開閉方向に立上がる縦の面である側端面22に接触させて第1キャビティ50を閉鎖し、且つ第1キャビティ50の拡大の際の第1分割型40と第2分割型46との相対移動の全ストロークに亘って、その側端面22を第1摺動面として、これに第2分割型46の第2摺動面52を第1分割型40に金属接触させることなく摺動させることで、第1キャビティ50を閉鎖状態に維持するようになしている。
【0071】
即ち従来のように第2分割型46の第2摺動面52を、第1分割型40の第1摺動面に嵌合状態に金属接触させて第1キャビティ50を閉鎖し、またそれら摺動面の摺動によって第1キャビティ50を閉鎖状態に維持するものでないため、更には芯材12が硬質の樹脂から成っていて、第2分割型46の第2摺動面52を芯材12の弾性変形を伴って側端面22に密着状態に接触させることができるため、第2摺動面52と芯材12の側端面22との間を全期間を通じて隙間のない弾性密着状態に維持し、シールすることができる。
【0072】
これにより摺動面間の隙間から発泡樹脂材料が漏出することによってバリを発生させたり、また第1キャビティ50内で発生したガスがその隙間を通じて外部に漏れることで樹脂内圧が低下し、これにより発泡成形品10にヒケを発生させたり、寸法,外観を不安定化したりして製品不良をもたらしてしまう問題も解決することができる。
【0073】
また樹脂内圧低下による不良発生を防止できるため、発泡成形品10の肉厚を厚くすることができ、発泡成形品10の形状設計の自由度も高まる利点が得られる。
またたとえ第2分割型46の第2摺動面52と芯材12の側端面22との間に万一隙間を生ぜしめたとしても、発泡成形品10の成形毎に芯材12が新しく入れ替わるため、その漏れを1回限りのものとなすことができる。
【0074】
更に第2分割型46の第2摺動面52の相手側の側端面22は、金属に較べて柔らかい芯材12の縦の面であるため、第2分割型46の第2摺動面52が、摺動を繰り返すことによって摩耗により擦りへってしまうといった問題も生じない。
【0075】
またこの実施形態では、板状をなす芯材12の厚みを第1分割型40と第2分割型46との相対移動のストローク以上の厚みとなし、その側端面22に対して第2摺動面52を摺動させるようになしていることから、図4の左端において芯材12に第1摺動面を形成するための特別な形状を設けなくてもよい利点が得られる。
【0076】
この実施形態ではまた、図4中右端位置において芯材12に折曲げ部28を設け、そしてその折曲げ部28の外面56を第1摺動面として、これに対し第2分割型46の第2摺動面54を摺動させるようになしている。
【0077】
例えば図4の左端においても、このような構造で第2分割型46と芯材12とを摺動させるようになした場合、第1キャビティ50を拡大させる際の、第1分割型40と第2分割型46との相対的な移動ストロークを芯材12の厚みに左右されることなく大きくとることが可能となり、従って発泡層14の発泡倍率を高めることができ、発泡成形品10をより軽量で、柔軟性の高い成形品となすことが可能となる。
【0078】
以上本発明の実施形態を詳述したがこれはあくまで一例示であり、本発明は上例以外の他の様々な形状,構造の発泡成形品を製造するに際して適用可能である等、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において種々変更を加えた形態,態様で構成,実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【0079】
【図1】本発明の一実施形態の発泡成形品を示した断面図である。
【図2】図1の発泡成形品の芯材の成形方法の説明図である。
【図3】図1の金型を型開きした状態を示した図である。
【図4】図1の発泡成形品の発泡層と表皮の製造方法の要部工程の説明図である。
【図5】図4に続く要部工程の説明図である。
【図6】図1の発泡成形品の製造方法の比較例図である。
【図7】従来公知の発泡成形品の製造方法の要部工程の説明図である。
【図8】図7に続く製造方法の要部工程の説明図である。
【図9】図7,8とは異なる発泡成形品の製造方法を比較例として示した比較例図である。
【符号の説明】
【0080】
10 発泡成形品
12 芯材
14 発泡層
16 表皮
18,28 折曲げ部
22 側端面
30 取付部
32 溝
40 第1分割体
42 第3分割体
44 第2キャビティ
46 第2分割体
50 第1キャビティ
52,54 第2摺動面
56 外面

【特許請求の範囲】
【請求項1】
型開き方向に第1分割型と第2分割型とに分割された金型の第1キャビティに、硬質の樹脂製の芯材を一方の該第1分割型に重ねてセットし保持させた状態で、熱可塑性樹脂の基材に発泡剤を含有させた発泡樹脂材料を射出して該第1キャビティに充填し、しかる後前記芯材を保持した前記一方の第1分割型を前記第2分割型に対し所定ストローク前記型開き方向に相対的に後退移動させて前記第1キャビティを拡大し、前記発泡樹脂材料を発泡させることによって、前記基材が金型内面で固化して形成された表皮と、該発泡樹脂材料の発泡にて形成された、該表皮の内側の発泡層及び前記芯材を積層状態に一体に有する発泡成形品を製造する発泡成形品の製造方法において、
前記第1分割型の前記相対的な後退移動時に前記第1キャビティを閉鎖しつつ該第1分割型に対して相対移動する前記該第2分割型の型開閉方向に延びる第2摺動面を、型締状態で前記第1分割型に金属接触させることなく前記芯材の該型開閉方向に延びる縦の面に弾性接触させて前記第1キャビティを閉鎖し、且つ該第1キャビティの拡大のための前記第1分割型と第2分割型との相対移動の全ストロークに亘って、該縦の面を第1摺動面として前記第2摺動面を前記第1分割型に金属接触させることなく摺動させることで、該第1キャビティを閉鎖状態に維持するようになしたことを特徴とする発泡成形品の製造方法。
【請求項2】
請求項1において、板状をなす前記芯材の厚みを前記相対移動のストローク以上の厚みとなし、該芯材の側端面を前記第1キャビティの端に位置させて、該側端面を前記縦の面をなす第1摺動面として前記第2摺動面を摺動させるようになしたことを特徴とする発泡成形品の製造方法。
【請求項3】
請求項1において、前記芯材に前記第1キャビティ内の端位置で前記型開閉方向の折曲げ部が設けてあり、該折曲げ部の外面を前記縦の面をなす前記第1摺動面として、前記第2摺動面を摺動させるようになしたことを特徴とする発泡成形品の製造方法。
【請求項4】
請求項3において、前記芯材には、前記第1キャビティから外部に延びた取付部が設けてあり、且つ前記折曲げ部は前記第1分割型の相対的な後退方向に折曲げられているとともに、該取付部には該折曲げ部に続いて該折曲げ部の折曲げ方向且つ前記型開閉方向に凹陥した形状の溝が備えてあることを特徴とする発泡成形品の製造方法。
【請求項5】
請求項1〜4の何れかにおいて、前記第1分割型と、前記第2分割型とは別の第3分割型とを型締めして、それら第1分割型と第3分割型とで形成される第2キャビティに前記芯材用の熱可塑性樹脂を射出し、該芯材を成形した後、該第3分割型と前記第2分割型とを取り替えてそれら第1分割型と第2分割型とで形成される前記第1キャビティに、前記発泡樹脂材料を充填及び発泡させて、前記表皮と発泡層とを成形し前記芯体に一体化させることを特徴とする発泡成形品の製造方法。
【請求項6】
硬質の樹脂製の板状の芯材に対して、熱可塑性樹脂の発泡層と表皮とが一体に積層してあり、且つ該芯材は該発泡層及び表皮の端位置で該発泡層の厚み方向且つ該発泡層から離れる方向に折れ曲った折曲げ部と、該折曲げ部に続いて外部に延び出した取付部とを有しており、該取付部には該折曲げ部に続いて前記発泡層の厚み方向且つ該折曲げ部の折曲げ方向に凹陥した形状の溝を備えていることを特徴とする発泡成形品。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【公開番号】特開2010−82842(P2010−82842A)
【公開日】平成22年4月15日(2010.4.15)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−251911(P2008−251911)
【出願日】平成20年9月29日(2008.9.29)
【出願人】(000219668)東海化成工業株式会社 (39)
【Fターム(参考)】