発泡樹脂成形品の成形方法並びに成形金型

【課題】発泡樹脂材料を薄肉成形した後、金型を寸開操作して発泡樹脂材料を発泡させる方式を採用した発泡樹脂成形品の成形方法並びに成形金型であって、ウエルドラインの生成を確実に防止するとともに、薄肉成形時における更なる薄肉化を可能とし、発泡倍率を高く設定して、より以上の軽量化を達成する。
【解決手段】可動側金型３０の型面に断熱性に富むセラミック製絞付きシート６０を積層形成することで、発泡樹脂材料Ｍの薄肉成形時における樹脂熱の低下を抑え、高温状態で発泡樹脂材料Ｍの流動性を高め、ウエルドラインＷＬの生成を防止するとともに、最大限の薄肉化を可能とし、発泡倍率の設定範囲を拡大できる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成形金型内で発泡樹脂材料を薄肉成形した後、金型を寸開操作し、次いで、発泡樹脂材料を発泡させて発泡樹脂成形品を成形する発泡樹脂成形品の成形方法並びに成形金型に係り、特に、多点ゲートで樹脂を供給しても、ウエルドラインが生成されることなく、外観見栄えに優れ、かつ薄肉成形時の厚みを最大限薄肉に設定することが可能になることから、発泡倍率をより自由に設定できる発泡樹脂成形品の成形方法並びに成形金型に関する。
【背景技術】
【０００２】
図８，図９は発泡成形により所要形状に成形された自動車用ドアトリム１を示すもので、図８は正面図、図９は断面図である。そして、この自動車用ドアトリム１を成形する際に使用する従来の成形金型２は、図１０に示すように、可動側金型３、固定側金型４、及び発泡樹脂材料Ｍを供給する射出機５とから構成されている。更に詳しくは、可動側金型３は、プレスラム３ａに連結され、所定ストローク進退動作可能に構成されている。一方、固定側金型４は、射出機５から供給される発泡樹脂材料Ｍの樹脂通路となるホットランナ４ａ、ゲート４ｂが設けられており、この樹脂通路を通じて金型３，４間で形成されるキャビティＣ内に発泡樹脂材料Ｍが射出充填される。
【０００３】
ところで、発泡樹脂材料Ｍを精度良く発泡させるためには、まず可動側金型３と固定側金型４との間の型クリアランスを狭く設定して、発泡樹脂材料Ｍを素早くキャビティＣ内に射出充填して、薄肉成形を行ない、その後、可動側金型３を寸開操作して、クリアランスを若干拡げた後、発泡樹脂材料Ｍを発泡させるという成形工法が多用されている。
【０００４】
そして、図１１に示すように、可動側金型３と固定側金型４との間の型クリアランスを狭くして薄肉成形を行なう際、発泡樹脂材料Ｍが複数のゲートからキャビティＣ内に充填されるが、両金型３，４の型面から樹脂熱が奪われ、ゲート４ｂから距離的に離れた遠隔地点では樹脂温度が低下するため、例えば、図８に示すように、ゲートＧ１，Ｇ２から供給される樹脂が会合する部位にはウエルドラインＷＬが生じ、外観性能を低下させる傾向がある。尚、ウエルドラインＷＬを解消するために、製品面に塗装を施す必要があり、トータルコストが高騰化するという欠点があった。尚、可動側金型３の型面には図１１に示すように、製品意匠面としてエッチング絞６が加工されている。また、図１２に示すように、薄肉成形時における板厚寸法を１．９ｍｍ以下に設定することは困難であり、最終製品の厚みが２．５〜３．３ｍｍに設定されるため、発泡倍率を高く設定することができないことから、製品の軽量化を達成できないという問題点があった。尚、発泡樹脂成形品の射出成形方法であって、可動側金型３を寸開操作をさせる工法については、特許文献１に詳細に示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１２０２５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このように、従来の発泡樹脂成形品の射出成形工法は、まず、発泡樹脂材料Ｍを薄肉成形した後、可動側金型３を寸開操作して発泡させるという型クリアランスを二段階で調整する方法が知られているが、発泡樹脂材料Ｍを薄肉成形する際、発泡樹脂材料Ｍを多点ゲートでキャビティＣ内に充填するため、ウエルドラインＷＬが生成され易く、特に、製品面となる可動側金型３面にエッチング絞６を採用した際、ウエルドラインＷＬが強く出る傾向にあり、外観性能を低下させる不具合があるとともに、このウエルドラインＷＬを解消させるためには、製品面への塗装が必要となり、塗装費用が嵩みコストアップを招来するという問題点が指摘されている。
【０００７】
また、従来方法では、発泡樹脂材料Ｍが冷え易いため、薄肉成形が困難で、薄肉成形時の厚みを１．９ｍｍ以下にするのが難しく、そのため、発泡倍率も低く設定せざるを得ず、発泡倍率の設定に制限を受けることから、製品の軽量化が達成できないという問題点がある。
【０００８】
この発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、多点ゲート方式を採用した発泡樹脂成形品の成形方法並びに成形金型であって、まず狭いクリアランスの金型間で薄肉成形した後、可動側金型を寸開操作して発泡樹脂材料を発泡させるという二段階駆動方式であって、ウエルドラインが解消され、外観見栄えを良好に保つとともに、薄肉成形時における厚みを最大限薄肉に設定できるため、発泡倍率を広範囲に設定できる発泡樹脂成形品の成形方法並びに成形金型を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明は、可動側金型と固定側金型との型クリアランスを狭く設定して型締めし、両金型間に形成されるキャビティ内に発泡樹脂材料を射出充填することにより薄肉成形を行なった後、可動側金型を寸開操作し、発泡樹脂材料を発泡させて発泡樹脂成形品を成形する発泡樹脂成形品の成形方法において、前記可動側金型の型面には、断熱性に富むセラミック製絞付きシートが積層形成されていることにより、発泡樹脂材料の射出充填時、発泡樹脂材料の流動性を高めることで厚みを最大限薄肉に設定した薄肉成形を可能とし、発泡倍率設定範囲を拡大したことを特徴とする。
【００１０】
更に、本発明方法に使用する成形金型は、可動側金型と固定側金型との型クリアランスを狭く設定して型締めし、両金型間に形成されるキャビティ内に発泡樹脂材料を射出充填することにより薄肉成形を行なった後、可動側金型を寸開操作し、発泡樹脂材料を発泡させて発泡樹脂成形品を成形する発泡樹脂成形品の成形金型であって、前記成形金型は、所定ストローク可動する可動側金型と、発泡樹脂材料を供給する射出機を付設した固定側金型とから構成され、上記発泡樹脂成形品の製品面となる可動側金型の型面には、断熱性に富むセラミック製絞付きシートが積層一体化されることで、発泡樹脂材料の薄肉成形時における流動性を高め、かつウエルドラインの解消を可能にし、発泡倍率設定範囲を拡大したことを特徴とする。
【００１１】
ここで、発泡樹脂成形品としては、例えば、ドアトリム、ラゲージトリム、トランクトリム等の自動車用内装部品や鉄道車両や家屋内の内装材、各種包装容器等の広範囲な用途に適用できる。また、発泡樹脂材料としては、汎用の熱可塑性樹脂に発泡剤を添加した構成であり、熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアセタール系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、アイオノマー系樹脂、アクリロニトリル／ブタジエン／スチレン（ＡＢＳ）樹脂等が使用でき、発泡剤としては、アゾジカルボンアミド等の有機発泡剤や重炭酸ナトリウム等の無機発泡剤が使用できる。
【００１２】
次いで、本発明方法に使用する成形金型は、可動側金型、固定側金型、固定側金型に連設される射出機とから構成される。そして、可動側金型の型面を製品表面として、固定側金型の型面を製品裏面とする。更に、可動側金型の型面には、断熱性に富むセラミック製絞付きシートが積層されている。例えば、シート状のセラミックシートが真空焼き付け等により金型の型面に積層一体化されている。
【００１３】
また、本発明は、発泡樹脂成形品の成形方法であって、可動側金型と固定側金型とを型締めし、型クリアランスを狭くした状態のキャビティ内に発泡樹脂材料を射出充填して薄肉成形を行なう。その後、可動側金型を寸開操作して発泡させるという二段階の型クリアランス調整を行なうことが特徴であるが、薄肉成形時の型クリアランスを１．５〜１．６ｍｍの範囲に設定することにより、発泡倍率を高めることができる。
【００１４】
従って、本発明方法によれば、可動側金型の型面に断熱性に富むセラミック製絞付きシートが積層されているため、発泡樹脂材料をキャビティ内に射出充填して薄肉成形する際、従来のエッチング絞に比べ樹脂熱が可動側金型側に奪われることがなく、樹脂温度を高温に保ったままキャビティ内への射出充填が可能となるため、ウエルドラインの生成を抑えるとともに、流動性が高まることから、型クリアランスを最大限薄肉に設定することができ、発泡倍率を高く設定することができる。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明した通り、本発明に係る発泡樹脂成形品の成形方法並びに成形金型によれば、可動側金型と固定側金型との間のキャビティ内に発泡樹脂材料を射出充填させ、型クリアランスを狭めて薄肉成形する際、可動側金型（製品面側金型）の型面に断熱性に富むセラミック製絞付きシートが積層されているため、樹脂熱が可動側金型に奪われることがなく、発泡性樹脂を高温のまま流動させることができ、ウエルドラインが生成されないことから、発泡樹脂成形品の外観見栄えを高め、かつウエルドラインを隠すための製品面の塗装等の後加工も必要でなくなり、加工コストを引き下げることができるという効果を有する。
【００１６】
更に、本発明に係る発泡樹脂成形品の成形方法並びに成形金型によれば、可動側金型の型面に断熱性に富むセラミック製絞付きシートを積層しているため、樹脂を高温のまま流動させることができ、薄肉成形が可能となることから、最終製品の厚みに応じて可動側金型を寸開させて発泡反応を行なわせれば、発泡倍率を高く設定することができ、製品仕様により発泡倍率の設定自由度を拡大することにより、製品の軽量化を達成できるという効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明に係る発泡樹脂成形品の成形方法並びに成形金型の実施例について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。尚、念のため付言すれば、本発明の要旨は特許請求の範囲に記載した通りであり、以下に説明する実施例の内容は、本発明の一例を単に示すものに過ぎない。
【実施例】
【００１８】
図１乃至図７は本発明の一実施例を示すもので、図１は本発明方法により成形されたドアトリムを示す正面図、図２は同ドアトリムの構成を示す断面図、図３は同ドアトリムの成形に使用する成形金型の全体構成を示す説明図、図４乃至図７は本発明方法の各工程を示す説明図である。
【００１９】
図１，図２において、本発明方法により成形されるドアトリム１０は、車両の左側ドアパネルの室内面側に内装される仕様であり、発泡樹脂成形品単体から構成され、後述する成形方法により所望の曲面形状に成形され、中央には乗員が肘を掛けて休めるようにアームレスト１１が室内側に膨出するように成形されている。このアームレスト１１の上方には、インサイドハンドルエスカッション１２が設けられており、アームレスト１１の下方には、備品を収容できるドアポケット用開口１３が開設され、ドアポケット用開口１３のフロント側には、ドアトリム１０と一体、あるいは別体にスピーカグリル１４が設けられている。尚、図１中Ｇ１，Ｇ２はそれぞれゲート位置を便宜的に示している。
【００２０】
そして、このドアトリム１０は、２．５〜３．３ｍｍの均一な厚みを有しており、図２に拡大して示すように、中央の発泡層１０ａの表裏面側にスキン層１０ｂが積層されている。そして、ドアトリム１０の製品表面は、成形金型から絞模様が忠実に転写され、かつこのドアトリム１０は多点ゲート方式で成形されるが、ウエルドラインＷＬ（図８で示す）が生成されることがなく、優れた外観性能を備えている。
【００２１】
このように、ドアトリム１０は、外観性能に優れるとともに、発泡樹脂成形品から構成されるため、軽量化に大きく貢献している。尚、ドアトリム１０の成形材料としては、汎用の熱可塑性樹脂に発泡剤を添加した構成であり、熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアセタール系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、アイオノマー系樹脂、アクリロニトリル／ブタジエン／スチレン（ＡＢＳ）樹脂等が使用でき、発泡剤としては、アゾジカルボンアミド等の有機発泡剤や重炭酸ナトリウム等の無機発泡剤が使用できる。尚、本実施例では、ポリプロピレン系樹脂に発泡剤（重炭酸ナトリウム）が添加された発泡樹脂材料が使用されている。
【００２２】
次いで、ドアトリム１０の成形に使用する成形金型２０の構成について、図３を基に説明する。成形金型２０は、可動側金型３０と、固定側金型４０と、固定側金型４０に連設される射出機５０とから大略構成されている。更に詳しくは、可動側金型３０は、プレスラム３１の駆動により所定ストローク量進退動作可能であり、固定側金型４０には、射出機５０から供給される発泡樹脂材料Ｍの通路となるホットランナ４１、ゲート４２が設けられている。尚、符号４３は、成形後の発泡樹脂成形品を突き出すためのエジェクタピンを示す。ところで、本発明に係る成形金型２０の特徴は、可動側金型３０の型面に断熱性に富むセラミック製絞付きシート６０が積層されていることが特徴である。このセラミック製絞付きシート６０は、真空焼き付けにより可動側金型３０の型面に積層されているが、化学的蒸着法や物理的蒸着法及び溶射法において、可動側金型３０の型面にセラミックスの硬質皮膜を形成しても良い。
【００２３】
次いで、図４乃至図７に基づいて、本発明の各工程について説明する。まず、図４に示すように、可動側金型３０をプレスラム３１の駆動により下死点まで下降させ、可動側金型３０と固定側金型４０との型クリアランスｄ１を最小限にする。この型クリアランスｄ１は断熱性に富むセラミック製絞付きシート６０を積層することで１．９ｍｍ以下に設定することが可能となり、好ましくは型クリアランスｄ１を１．５〜１．６ｍｍに調整するのが良い。
【００２４】
そして、型クリアランスｄ１を狭く設定した状態で射出機５０から発泡樹脂材料Ｍをホットランナ４１、ゲート４２を通じてキャビティＣ内に射出充填する。この時の樹脂流れを図５に示すが、可動側金型３０の型面には断熱性に富むセラミック製絞付きシート６０が積層されているため、樹脂熱の低下が少なく、そのため、各ゲート４２から供給される樹脂が会合してもウエルドライン（図８中ＷＬで示す）が生成されることがない。以上が発泡樹脂の薄肉成形である。次いで、型クリアランスをｄ１に設定した薄肉成形が完了すれば、図６に示すように、可動側金型３０を寸開操作させて両金型３０，４０間の型クリアランスをｄ２に設定して、発泡樹脂成形品の発泡反応を誘起させる。この時、図７に示すように、１．５〜１．６ｍｍに調整していた薄肉成形時の型クリアランスｄ１については、発泡反応時の型クリアランスｄ２を２．５〜３．３ｍｍに設定する。従って、製品厚みは従来と変わらないけれども、薄肉成形時の板厚（薄肉成形時の型クリアランスｄ１と等しい）を薄肉に設定できるため、その分発泡倍率を高く調整でき、軽量化に貢献できる。
【００２５】
以上説明したように、本発明方法は、可動側金型３０の型面に断熱性に富むセラミック製絞付きシート６０を積層一体化するという簡単な金型構成を採用するだけで、従来多点ゲート方式を採用した発泡樹脂成形品では避けられなかったウエルドラインＷＬを解消できるため、外観性能を良好に維持でき、かつ成形後の製品面の塗装も廃止でき、生産性を高めることができるとともに、発泡倍率も自由に調整できるため、軽量化に貢献することができる。尚、上述した実施例では、セラミック製絞付きシート６０を可動側金型３０の型面のみに積層したが、固定側金型４０の型面に絞無しのセラミックシートを積層し、可動側金型３０と固定側金型４０の相方にセラミックシートを積層しても良い。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
実施例はドアトリム１０の成形方法並びに成形金型について説明したが、ドアトリム１０以外の内装部品、例えば、ラゲージトリム、トランクトリム等の自動車用内装部品、あるいは鉄道車両や家屋内の内装材や包装容器等の発泡樹脂成形品全般に適用することができる。また、実施例では、可動側金型３０の型面にセラミック製絞付きシート６０を真空焼き付けにより積層形成したが、可動側金型３０の表面に、化学的蒸着法、物理的蒸着法、あるいは溶射法によってセラミックス絞を形成するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明方法により成形したドアトリムを示す正面図である。
【図２】図１中II−II線断面図である。
【図３】図１に示すドアトリムの成形に使用する成形金型の全体構成を示す説明図である。
【図４】図３に示す成形金型を使用するドアトリムの成形方法における薄肉成形時の状態を示す説明図である。
【図５】本発明方法における薄肉成形時の樹脂流れの状態を示す説明図である。
【図６】図３に示す成形金型を使用するドアトリムの成形方法における発泡反応時の状態を示す説明図である。
【図７】本発明方法により成形した発泡樹脂成形品の発泡前と発泡後の厚み変化を示す説明図である。
【図８】従来工法により成形したドアトリムを示す正面図である。
【図９】図８中IX−IX線断面図である。
【図１０】従来のドアトリムの成形方法を示す説明図である。
【図１１】従来のドアトリムの成形方法における薄肉成形時の樹脂流れを示す説明図である。
【図１２】従来のドアトリムの発泡前と発泡後の厚み変化を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２８】
１０ドアトリム
１０ａ発泡層
１０ｂスキン層
２０成形金型
３０可動側金型
３１プレスラム
４０固定側金型
４１ホットランナ
４２ゲート
５０射出機
６０セラミック製絞付きシート
Ｃキャビティ
Ｍ発泡樹脂材料

【特許請求の範囲】
【請求項１】
可動側金型（３０）と固定側金型（４０）との型クリアランスを狭く設定して型締めし、両金型（３０，４０）間に形成されるキャビティ内に発泡樹脂材料（Ｍ）を射出充填することにより薄肉成形を行なった後、可動側金型（３０）を寸開操作し、発泡樹脂材料（Ｍ）を発泡させて発泡樹脂成形品（１０）を成形する発泡樹脂成形品の成形方法において、
前記可動側金型（３０）の型面には、断熱性に富むセラミック製絞付きシート（６０）が積層形成されていることにより、発泡樹脂材料（Ｍ）の射出充填時、発泡樹脂材料（Ｍ）の流動性を高めることで厚みを最大限薄肉に設定した薄肉成形を可能とし、発泡倍率設定範囲を拡大したことを特徴とする発泡樹脂成形品の成形方法。
【請求項２】
可動側金型（３０）と固定側金型（４０）との型クリアランスを狭く設定して型締めし、両金型（３０，４０）間に形成されるキャビティ内に発泡樹脂材料（Ｍ）を射出充填することにより薄肉成形を行なった後、可動側金型（３０）を寸開操作し、発泡樹脂材料（Ｍ）を発泡させて発泡樹脂成形品（１０）を成形する発泡樹脂成形品の成形金型（２０）であって、
前記成形金型（２０）は、所定ストローク可動する可動側金型（３０）と、発泡樹脂材料（Ｍ）を供給する射出機（５０）を付設した固定側金型（４０）とから構成され、上記発泡樹脂成形品の製品面となる可動側金型（３０）の型面には、断熱性に富むセラミック製絞付きシート（６０）が積層一体化されることで、発泡樹脂材料（Ｍ）の薄肉成形時における流動性を高め、かつウエルドラインの解消を可能にし、発泡倍率設定範囲を拡大したことを特徴とする発泡樹脂成形品の成形金型。

【図１】