JP2020093500A - 保護カバー及び発泡樹脂用の成形型 - Google Patents
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こうした工夫として、成形型の接触面にシリコーン樹脂等を含む離型剤を塗布する方法が挙げられる。しかし、離型剤は、成形品の表面を汚す、成形品の表面の塗装が難しくなる等の問題を有している。そこで、例えば特許文献1から4に記載されているように、成形型の型内で発泡樹脂との接触面にポリテトラフルオロエチレン等のフッ素樹脂を含む被膜を設けて、接触面を保護する方法が提案されている。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、上記形成材料の全量を100質量%とした場合に、上記ポリオレフィンの含有率が80質量%以上であることを要旨とする。
請求項3に記載の発明は、請求項1又は請求項2に記載の発明において、上記ポリオレフィンは、ポリプロピレンとポリエチレンであることを要旨とする。
請求項4に記載の車両用部品の発明は、請求項3に記載の発明において、上記形成材料の全量を100質量%とした場合に、上記ポリプロピレンの含有率が50〜80質量%であり、上記ポリエチレンの含有率が20〜50質量%であることを要旨とする。
請求項5に記載の発明は、請求項1から請求項4のうち何れか一項に記載の発明において、上記成形型は、インサート部材と上記発泡樹脂とを一体化してなるインサート成形品の成形に使用されるものであって、上記インサート部材が内部に装填される型本体と、上記型本体の内部に着脱可能に取り付けられるサポート部材と、を有しており、上記保護カバーは、上記サポート部材の上記接触面を被覆する形状に形成されていることを要旨とする。
請求項6に記載の発明は、請求項5に記載の発明において、上記サポート部材には、上記発泡樹脂を型内に注入する注入口が設けられており、上記保護カバーには、上記注入口に応じた形状の嵌入部が設けられており、上記嵌入部が上記注入口に嵌入されることによって、上記保護カバーが上記サポート部材に固定されることを要旨とする。
請求項7に記載の発泡樹脂用の成形型の発明は、請求項1から請求項4のうちいずれか一項に記載の保護カバーにより、発泡樹脂が接触する接触面が被覆されていることを要旨とする。
本発明の保護カバーは、ポリオレフィンを含む形成材料を使用して、成形型で発泡樹脂が接触する接触面に対応した形状に形成されている。このため、保護カバーを接触面に被着するのみで、該接触面を保護カバーで簡単に保護することができる。この保護カバーは、形成材料にポリオレフィンを含むことにより、発泡樹脂が接着され難く、繰り返して使用することができるため、頻繁に交換する必要がない。さらに、保護カバーは、必要であれば簡単に交換することができる。従って、保護カバーを使用することにより、成形型において発泡樹脂が接触する接触面の保護を簡易に行うことができる。
また、形成材料の全量を100質量%として、ポリオレフィンの含有率が80質量%以上の場合、保護カバーへの発泡樹脂の接着を好適に抑制することができる。
また、形成材料のポリオレフィンがポリプロピレンとポリエチレンである場合、ポリプロピレンによる機械的強度や耐熱性と、ポリエチレンによる成形性とを好適に発揮することができる。
また、形成材料の全量を100質量%として、ポリプロピレンの含有率が50〜80質量%、ポリエチレンの含有率が20〜50質量%の場合、ポリプロピレンによる機械的強度や耐熱性と、ポリエチレンによる良好な成形性とを良好に発揮することができる。
また、成形型がインサート成形品の成形に使用されるものであって、型本体と、型本体の内部に着脱可能に取り付けられたサポート部材と、を有するものである場合、保護カバーは、サポート部材の接触面を保護するものとして有用である。
また、サポート部材に発泡樹脂を型内に注入する注入口が設けられている場合、この注入口に応じた形状の嵌入部を保護カバーに設け、嵌入部を注入口に嵌入することにより、保護カバーをサポート部材に好適に固定することができるとともに、注入口の内周面を保護することができる。
本発明の発泡樹脂用の成形型は、上述の保護カバーによって、発泡樹脂が接触する接触面を被覆することにより、該保護カバーが接触面への発泡樹脂の接着を抑制するので、成形品が接触面に接着されて脱型できなくなる、発泡樹脂の注入口が詰まる等の不具合の発生を抑制することができる。そして、成形型への保護カバーの装着は、接触面への保護カバーの被着のみで簡単に行うことができ、必要であれば保護カバーを簡単に交換することができるとともに、形成材料にポリオレフィンを含む保護カバーには発泡樹脂が接着され難く、保護カバーを繰り返し使用することができるため、発泡樹脂用の成形型において、発泡樹脂が接触する接触面の保護を簡易に行うことができる。
本発明によれば、発泡樹脂用の成形型において、発泡樹脂が接触する接触面の保護を簡易に行うことができる保護カバー及び発泡樹脂用の成形型を提供することができる。
本発明の保護カバー(10)は、発泡樹脂用の成形型(30)に使用されるものであり、この成形型(30)において、発泡樹脂が接触する接触面を被覆し、保護するものである。
また、本発明の成形型(30)は、発泡樹脂が接触する接触面に保護カバー(10)が被着されることにより、該接触面を成形品や硬化した発泡樹脂の接着から保護することができる。
上記保護カバー(10)は、成形型(30)の接触面を被覆することができるように、ポリオレフィンを含む形成材料を使用し、接触面に対応した形状に形成されている。
発泡樹脂は、保護カバー(10)による成形型(30)の接触面の保護が特に有用となることから、接着性を有するものが好ましい。この接着性を有する発泡樹脂としては、分子内に極性を有するものであり、官能基としてカルボニル基又はヒドロキシ基を有する化合物が原料に使用されているものが挙げられる。
具体的に、接着性を有する発泡樹脂としては、イソシアネート基を有する化合物とヒドロキシ基を有する化合物とを原料に使用するウレタン樹脂、ヒドロキシ基を有するフェノールとカルボニル基を有するホルムアルデヒドとを原料に使用するフェノール樹脂、メラミンとホルムアルデヒドとから生成されたヒドロキシ基を有するメチロールメラミンを原料に使用するメラミン樹脂、エポキシ基(カルボニル基)を有するプレポリマーを原料に使用するエポキシ樹脂、カルボニル基を有する尿素とホルムアルデヒドとを原料に使用するユリア樹脂、ヒドロキシ基を有するポリアルコールとカルボニル基を有する多価カルボン酸とを原料に使用する不飽和ポリエステル樹脂などを例示することができる。そして、発泡樹脂は、保護カバー(10)による成形型(30)の接触面の保護が特に有用であるという観点から、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、ユリア樹脂、及び不飽和ポリエステル樹脂の中から選択される少なくとも1種であることがより好ましい。
また、注型発泡成形法の1種であるインサート成形法は、所定形状に形成されたインサート部材(21,23)を型内に装填し、型内でインサート部材(21,23)と発泡樹脂とを一体化してインサート成形品(20)を得る成形法である。このインサート成形法では、インサート部材(21,23)と発泡樹脂とを接着して一体化するべく、発泡樹脂には上述のウレタン樹脂やメラミン樹脂のような高い接着性を有するものが使用されるため、保護カバー(10)による成形型(30)の接触面の保護が極めて有用となる。インサート成形法で得られるインサート成形品としては、例えばインストルメントパネル(20)、ドアトリム、センターコンソールパネル、シート等の基材(21)と該基材(21)の表面に積層された発泡層(22)と該発泡層(22)の表面に積層された表皮材(23)とを有する車両用部品が挙げられる。
上記接触面は、成形型(30)において発泡樹脂が接触する部位の表面であれば特に限定されるものではない。具体的に、成形型の接触面としては、発泡樹脂の注入口(33)の内面、型内のキャビティ面(成形面)、型内における発泡樹脂の流れを調整するサポート部材(32)の表面などが例示される。
保護カバー(10)の形成材料は、ポリオレフィンを含むものであれば、特に限定されない。ポリオレフィンは、分子内に極性を有していないため、特に上述の分子内に極性を有するものであり、カルボニル基又はヒドロキシ基を有する化合物が原料に使用されている発泡樹脂が接着されないという性質を有している。
ポリオレフィンの含有率は、形成材料の全量を100質量%とした場合に、好ましくは80質量%以上であり、より好ましくは85質量%以上であり、さらに好ましくは90質量%以上である。ポリオレフィンの含有率が過剰に低い場合、発泡樹脂の接着を抑制する性能が劣るものになりやすい。
ここで、保護カバー(10)は、発泡樹脂の成形時における発熱に耐えられるような耐熱性を有することが望ましい。また、保護カバー(10)は、成形型の接触面を被覆した状態で、撓んだり、歪んだりしないような形状保持性を有することが望ましい。また、保護カバー(10)は、特に真空成形等で形成される場合に深絞りができるような成形性を有することが望ましい。
上述したポリオレフィンの中でも、ポリプロピレンは、耐熱性、形状保持性の観点から、保護カバー(10)の形成材料として好ましい。また、ポリエチレンは、成形性の観点から、保護カバー(10)の形成材料として好ましい。そして、ポリプロピレンとポリエチレンの混合物は、耐熱性、形状保持性及び成形性の観点から、保護カバー(10)の形成材料としてより好ましい。
ポリプロピレンの含有率が過剰に高く、ポリエチレンの含有率が過剰に低い場合、保護カバー(10)が成形性に劣るものになりやすい。ポリプロピレンの含有率が過剰に低く、ポリエチレンの含有率が過剰に高い場合、保護カバー(10)が耐熱性及び形状保持性に劣るものになりやすい。
上述のポリプロピレンは、耐熱温度が120℃〜130℃であり、ポリエチレンは、耐熱温度が90℃であり、発泡樹脂用の成形型(30)の保護カバー(10)に使用可能な形成材料として有用である。
なお、この吸水率は、ASTM D570に規定された試験方法により、23℃、浸漬24hrの条件で測定された値とする。
上述のポリエチレンは吸水率が0.01%未満であり、またポリプロピレンは吸水率が0.01%〜0,03%であり、発泡樹脂用の成形型(30)の保護カバー(10)として有用である。
保護カバー(10)の厚さが過剰に薄いと、形状保持性に劣るものになりやすく、また真空成形等で所定形状に形成する際に破れやすくなる点で成形性に劣るものになりやすい。保護カバー(10)の厚さが過剰に厚いと、成形型(30)の接触面に被着することが難しくなる。
その他の合成樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート、熱可塑性ポリエステル等のエステル系樹脂、ポリ塩化ビニル、塩化ビニリデン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体等のビニル系樹脂、エチレン−プロピレン共重合体、ポリスチレン、ポリアミド、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンエーテル,ポリフェニレンオキシド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリレート、ポリエーテルエーテルケトン、結晶性ポリエステル、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリアミノビスマレイミド、メチルペンテンコポリマー、セルロースアセテート等が挙げられる。
形成材料にポリオレフィン以外の合成樹脂を配合する場合、配合率は、形成材料の全量を100質量%として、好ましくは10質量%未満、より好ましくは8質量%以下、さらに好ましくは5質量%以下である。
添加剤としては、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、亜硫酸カルシウム、燐酸カルシウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化チタン、酸化鉄、酸化亜鉛、アルミナ、シリカ、コロイダルシリカ、雲母、珪藻土、ドロマイト、石膏、タルク、クレー、アスベスト、マイカ、ケイ酸カルシウム、ベントナイト、ホワイトカーボン、カーボンブラック、鉄粉、アルミニウム粉、ガラス粉、石粉、高炉スラグ、フライアッシュ、セメント、ジルコニア粉等の無機充填材;天然ゴムまたはその誘導体;スチレン−ブタジエンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、エチレン−プロピレンゴム、イソプレンゴム、イソプレン−イソブチレンゴム等の合成ゴム;ポリビニルアルコール、アルギン酸ナトリウム、澱粉、澱粉誘導体、ニカワ、ゼラチン、血粉、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ポリアクリル酸塩、ポリアクリルアミド等の水溶性高分子や天然ガム類;木粉、クルミ粉、ヤシガラ粉、小麦粉、米粉等の有機充填材;ステアリン酸、パルミチン酸等の高級脂肪酸、パルミチルアルコール、ステアリルアルコール等の高級アルコール;ブチリルステアレート、グリセリンモノステアレート等の脂肪酸のエステル類;脂肪酸アミド類;カルナバワックス等の天然ワックス類、合成ワックス類;パラフィン類、パラフィン油、シリコンオイル、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、ポリビニルアルコール、グリス等の離型剤;アゾジカーボンアミド、ジニトロソペンタメチレンテトラミン、P,P’−オキシビス(ベンゼンスルホニルヒドラジド)、アゾビス−2,2’−(2−メチルグロピオニトリル)等の有機発泡剤;重炭酸ナトリウム、重炭酸カリウム、重炭酸アンモニウム等の無機発泡剤;シラスバルーン、パーライト、ガラスバルーン、発泡ガラス、中空セラミックス等の中空粒体;発泡ポリエチレン、発泡ポリスチレン、発泡ポリプロピレン等のプラスチック発泡体や発泡粒;顔料、染料、酸化防止剤、帯電防止剤、結晶化促進剤、燐系化合物、窒素系化合物、硫黄系化合物、ホウ素系化合物、臭素系化合物、グアニジン系化合物、燐酸塩系化合物、燐酸エステル系化合物、アミノ系樹脂等の難燃剤、防炎剤、防虫剤、防腐剤、ワックス類、界面活性剤、滑剤、老化防止剤、紫外線吸収剤;DBP、DOP、ジシクロヘキシルフタレートのようなフタル酸エステル系可塑剤やその他のトリクレジルホスフェート等の可塑剤等が挙げられる。
形成材料に上述の添加剤を添加する場合、添加率は、形成材料の全量を100質量%として、好ましくは10質量%未満、より好ましくは8質量%以下、さらに好ましくは5質量%以下である。
本実施例の保護カバー10は、注型発泡成形法の1種であるインサート成形法により、インサート成形品として車両用部品であるインストルメントパネル20を成形するための成形型30に使用されるものである。
基材21の材料は、上述した発泡樹脂が接着可能なものであれば特に限定されず、ポリエステル、ABS樹脂、AGS(アクリロニトリル・スチレン・グラスファイバー)樹脂、変性ポリオレフィン等の合成樹脂や、鉄、ステンレス鋼、アルミニウム等の金属などが使用される。この基材21には、その外形形状が表面に発泡層22及び表皮材23を設けるための部位を有している他は概ねインストルメントパネル20の外形形状と同じになるように、インストルメントパネル20の成形前に予め所定形状に形成されたものが使用されている。
発泡層22は、上述した発泡樹脂を用い、成形型30を使用することにより、基材21の表面に沿った形状に形成されている。本実施例では発泡層22を形成する発泡樹脂として、高い接着性を有する液状のポリウレタンフォームが用いられている。
表皮材23の材料は、上述した発泡樹脂が接着可能なものであれば特に限定されず、塩化ビニル樹脂、ウレタン樹脂等の合成樹脂や、これら合成樹脂を編織物や不織布等の布地に含浸させてなる合成皮革や、天然皮革などが使用される。この表皮材23には、その外形形状が概ねインストルメントパネル20の外形形状と同じになるように、インストルメントパネル20の成形前に予め所定形状に形成されたものが使用されている。
インストルメントパネル20の略中央の上部には、図示しないメーターパネルを取り付けるための孔部24が設けられている。この孔部24は、基材21に予め設けられたものである。
なお、表皮材23にはその形成時に孔部24が予め設けられておらず、図7に示すように、発泡層22がインサート成形された後、発泡層22及び表皮材23の孔部24と対応する部位がカッター36で切除されることによって孔部24が形成されている。
型本体31は、下型31Aと上型31Bとを有しており、下型31Aには表皮材23が装着され、上型31Bには基材21が装着されている。そして、基材21と表皮材23との間には、発泡層22を形成するためのキャビティ31Cが形成されている。
サポート部材32の正面32Aには、複数の凸部34が形成されている。これら凸部34は、表皮材23とサポート部材32との間に所定の間隙を形成することで、発泡層22を形成するためのキャビティ31Cを形成するためのものである(図2参照)。また、サポート部材32の背面には、該サポート部材32を型本体31に取り付けるための複数の取付部35が突設されている。
図6に示したように、サポート部材32は、型本体31の上型31Bに対し、基材21に設けられた孔部24を塞ぐ位置に取り付けられている。このサポート部材32は、基材21及び表皮材23とともに発泡層22を形成するためのキャビティ31Cを形成している。そして、サポート部材32は、図6中に矢印で示したように、孔部24内への発泡樹脂の流入を堰き止めながら、注入口33から注入される発泡樹脂がキャビティ31Cへ流入するように、該発泡樹脂の流れを調整している。
図1に示すように、保護カバー10は、サポート部材32の正面視における外形形状と対応して、正面視で横長略5角形の薄皿状に形成されている。
保護カバー10の正面で略中央部には、嵌入部(貫通孔)11が設けられている。嵌入部11は、保護カバー10の正面から背面方向へ伸びる円筒状に形成され、一端部が保護カバー10の正面で開口されており、他端部が保護カバー10の背面から離れた位置で開口されている。この嵌入部11は、外径の寸法が、サポート部材32の注入口33の内径の寸法と略同じになるように設定されている。
また、保護カバー10には、サポート部材32の正面32Aに設けられた複数の凸部34と対応する位置及び形状となるように、複数の突部12が、正面から突出して形成されている。これら突部12は、中空状に形成されており、それぞれの内部にサポート部材32の凸部34を収容できるように形成されている。
図6に示したように、成形型30において、サポート部材32に保護カバー10を被着して構成された型部材37は、型本体31の内部に取り付けられている。そして、型部材37を構成するサポート部材32の注入口33から型本体31のキャビティ31Cに発泡樹脂が注入されて、上記インストルメントパネル20のインサート成形が行われる。
図7に示したように、成形型30から脱型されたインストルメントパネル20は、発泡層22及び表皮材23によって孔部24が塞がっている。この孔部24と対応する部位をカッター36で切除し、孔部24を開口することにより、インストルメントパネル20が形成される。
また、保護カバー10は、発泡樹脂と接触する接触面であるサポート部材32の正面32A及び注入口33の内周面を被覆することにより、インサート成形時に該接触面へ発泡樹脂が接着されることを防止することができる(図6参照)。
また、保護カバー10は、形成材料にポリオレフィンを含んでいるため、該保護カバー10に発泡樹脂が接着されにくく、繰り返し使用することができる。
また、保護カバー10は、真空成形法等によって量産が可能であり、変形、破れ等の理由で使用ができなくなった場合には、古い保護カバー10をサポート部材32から取り外し、新しい保護カバー10をサポート部材32に装着するのみで、簡便に交換することができる。
以上から、上述の保護カバー10は、発泡樹脂と接触する接触面の保護を簡易に行うことができる。
また、型部材36と型本体31とを有する成形型30において、型部材37は、サポート部材32の正面32Aが保護カバー10によって被覆されているため、該正面32Aに発泡樹脂が接着されることを防止することができる。さらに保護カバー10の形成材料にはポリオレフィンが含まれているため、型部材37(保護カバー10)への発泡樹脂の接着を抑制することができる。
11 嵌入部
12 突部
20 インサート成形品であるインストルメントパネル
21 基材
22 発泡層
23 表皮材
24 孔部
30 成形型
31 型本体
31A 下型
31B 上型
31C キャビティ
32 サポート部材
32A 接触面である正面
33 注入口
34 凸部
35 取付部
36 カッター
37 型部材
Claims (7)
- 発泡樹脂用の成形型で発泡樹脂が接触する接触面を被覆する保護カバーであって、
上記接触面に対応した形状に形成されており、その形成材料としてポリオレフィンを含むことを特徴とする保護カバー。 - 上記形成材料の全量を100質量%とした場合に、上記ポリオレフィンの含有率が80質量%以上である請求項1に記載の保護カバー。
- 上記ポリオレフィンは、ポリプロピレンとポリエチレンである請求項1又は請求項2に記載の保護カバー。
- 上記形成材料の全量を100質量%とした場合に、上記ポリプロピレンの含有率が50〜80質量%であり、上記ポリエチレンの含有率が20〜50質量%である請求項3に記載の保護カバー。
- 上記成形型は、インサート部材と上記発泡樹脂とを一体化してなるインサート成形品の成形に使用されるものであって、上記インサート部材が内部に装填される型本体と、上記型本体の内部に着脱可能に取り付けられるサポート部材と、を有しており、
上記保護カバーは、上記サポート部材の上記接触面を被覆する形状に形成されている請求項1から請求項4のうちいずれか一項に記載の保護カバー。 - 上記サポート部材には、上記発泡樹脂を型内に注入する注入口が設けられており、
上記保護カバーには、上記注入口に応じた形状の嵌入部が設けられており、
上記嵌入部が上記注入口に嵌入されることによって、上記保護カバーが上記サポート部材に固定される請求項5に記載の保護カバー。 - 請求項1から請求項4のうちいずれか一項に記載の保護カバーにより、発泡樹脂が接触する接触面が被覆されていることを特徴とする発泡樹脂用の成形型。
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