JP4994004B2

JP4994004B2 - 発泡成形型

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Publication number: JP4994004B2
Application number: JP2006307753A
Authority: JP
Inventors: 浩鈴木
Original assignee: Inoac Corp
Current assignee: Inoac Corp
Priority date: 2006-11-14
Filing date: 2006-11-14
Publication date: 2012-08-08
Anticipated expiration: 2026-11-14
Also published as: JP2008119995A

Description

この発明は、発泡成形型の内面に合成樹脂原料を塗布して表皮を形成した後、発泡成形型内に発泡原料を注入して、アンダーカット部を有する表皮付き発泡成形品の製造方法に使用される発泡成形型に関する。

従来、ポリウレタン等からなる発泡体の表面を表皮で覆った表皮付き発泡成形品は、自動車のインストルメントパネルやグローブボックスの蓋体等の自動車内装部材や、その他の分野の部材等として用いられている。なお、前記表皮付き発泡成形品は、表皮とは反対側の発泡体表面に適宜基材（芯材とも称される）を有している。

前記表皮付き発泡成形品の製造方法として、発泡成形型の内面に合成樹脂原料を塗布して表皮を形成するスプレーリム法（スプレースキン法とも称される）を利用し、表皮形成後の発泡成形型内にポリウレタン原料等の発泡原料を注入し、表皮と一体に発泡体を形成し、その後、型開きを行って表皮付き発泡成形品を脱型する方法がある。このスプレーリム法を利用する表皮付き発泡成形品の製造方法は、発泡体の成形と同時に表皮を発泡体と一体にできるため製造作業が容易であり、しかも表皮と発泡体の位置関係が一定になるため製品品質を一定にできる等の利点がある。

前記表皮付き発泡成形品は、求められるデザイン等によっては、脱型時に表皮付き発泡成形品の一部が型内面と干渉して脱型の妨げとなるアンダーカット部を有するものがある。例えば、発泡成型用型内に形成された表皮付き発泡成形品において、脱型方向と交差する成形品内方向へ窪んで形成された表面の凹部などがアンダーカット部を構成する。

従来、アンダーカット部を有する表皮付き発泡成形品の製造方法では、発泡成形型における表皮付き発泡成形品のアンダーカット部を成形する部分を入れ子（成形駒とも称される）で構成し、アンダーカット部成形用入れ子を型外方へ移動させることにより型内面のアンダーカット形状を解除して、表皮付き発泡成形品の脱型を可能にしている。

しかし、前記入れ子を有する発泡成形型は、入れ子の外周にパーティングライン（分割線）が存在するため、型面に塗布して形成した表皮に、入れ子外周のパーティングラインによる見苦しいラインが発生し、表皮付き発泡成形品の外観を損ねる問題がある。さらには、型面に合成樹脂原料を塗布する際に合成樹脂原料が入れ子外周のパーティングライン部の隙間に侵入して塗膜のバリを生じ、脱型後の表皮付き発泡成形品に対して塗膜のバリ除去作業が必要となることもある。特に、表皮付き発泡成形品の製造を繰り返すうちに前記入れ子のパーティングライン部が摩耗してパーティングライン部で隙間が大きくなると、前記塗膜のバリが一層発生しやすくなる。

特開２００５−９６２１７号公報特開２０００−３５１３５１号公報

この発明は前記の点に鑑みなされたものであって、スプレーリム法により発泡成形型内に表皮を形成した後、そのまま発泡原料を注入してアンダーカット部を有する表皮付き発泡成形品を製造する際に、発泡成形型のアンダーカット部成形用入れ子の存在に起因するパーティングライン跡の発生やバリの発生を防いで後工程によるバリ除去作業を不要とし、美観の良好な表皮付き発泡成形品を得ることのできる発泡成形型の提供を目的とする。

請求項１の発明は、雌型と雄型を備え、前記雌型にはアンダーカット部成形用入れ子が型外方向へ移動可能に設けられ、前記雌型の内面と前記アンダーカット部成形用入れ子の内面で発泡成形型表面部材載置用凹部が構成され、前記発泡成形型表面部材載置用凹部に、屈曲可能な材質からなる一連の発泡成形型表面部材が、少なくとも前記アンダーカット部成形用入れ子とは分離可能に積層されて、前記発泡成形型表面部材によって前記雌型と前記アンダーカット部成形用入れ子の境界が覆われ、前記アンダーカット部成形用入れ子が型外方へ移動することにより前記アンダーカット部成形用入れ子が前記発泡成形型表面部材から離れ、前記アンダーカット部成形用入れ子の離れた部分で前記発泡成形型表面部材が型外方へ屈曲可能となる発泡成形型であって、前記アンダーカット部成形用入れ子の内面には、型内方へ突出した突起が該アンダーカット部成形用入れ子の型外方への移動を妨げないように形成され、
前記発泡成形型表面部材の前記突起に対応する位置に屈曲及び位置決め用溝が形成され、
前記突起と前記屈曲及び位置決め用溝が、前記アンダーカット部成形用入れ子が型外方向への移動前の状態において係合していることを特徴とする発泡成形型。

請求項１の発明における発泡成形型によれば、雌型の内面とアンダーカット部成形用入れ子の内面で構成される発泡成形型表面部材載置用凹部に、屈曲可能な材質からなる一連の発泡成形型表面部材が、少なくとも前記アンダーカット部成形用入れ子とは分離可能に積層されて、前記発泡成形型表面部材によって前記雌型と前記アンダーカット部成形用入れ子の境界が覆われているため、請求項１の発明の発泡成形型を用いて表皮付き発泡成形品を製造すれば、後工程によるバリ除去作業を不要にすることができると共に、パーティングラインによる見苦しいラインが表面に存在しない美観の良好な表皮付き発泡成形品を、アンダーカット部によって脱型が妨げられることなく製造することができる。

以下この発明の実施形態を詳細に説明する。図１は本発明の一実施例における発泡成形型の分解断面図、図２は同実施例における発泡成形型の断面図、図３は表皮付き発泡成形品の製造方法における合成樹脂原料塗布時の断面図、図４は同製造方法における発泡原料注入時の断面図、図５は同製造方法における発泡時の断面図、図６は同製造方法における型開き時の断面図、図７は同製造方法におけるアンダーカット部成形用入れ子の型外方移動時の断面図、図８は同製造方法における発泡成形型表面部材の屈曲変形時の断面図、図９は同製造方法における表皮付き発泡成形品の脱型時の断面図である。

図１および図２に示す発泡成形型１０について説明する。前記発泡成形型１０は、アンダーカット部を有する表皮付き発泡成形品を、前記スプレーリム法を利用して製造するのに好適なものであり、図示の例では自動車の内装部品としてのインストルメントパネル成形用の型である。前記発泡成形型１０は、雌型１１、アンダーカット部成形用入れ子２１、発泡成形型表面部材３１および雄型４１からなり、図示の例では電鋳製からなる。

前記雌型１１は、下型とも称され、製造する表皮付き発泡成形品の形状に応じた窪みからなる内面１２が上部に形成されている。前記内面１２は、製造する表皮付き発泡成形品におけるアンダーカット部を除く部分と対応している。前記雌型１１の内面１２には、真空吸引孔１３が開口して設けられており、型外の真空吸引装置（図示せず）によって内面１２上の空気を型外へ吸引可能となっている。また、前記雌型１１における雄型４１との境界部、すなわち雌型１１の上端部は、所定位置が入れ子載置部１４となっている。前記入れ子載置部１４は、製造する表皮付き発泡成形品のアンダーカット部と対応する位置において、アンダーカット部成形用入れ子２１が載置可能でかつ発泡成形型１０の外方向へスライド移動可能な凹形状で構成されている。

前記アンダーカット部成形用入れ子２１は、製造する表皮付き発泡成形品のアンダーカット部と対応する部分であり、アンダーカット部成形用駒とも称される。前記アンダーカット部成形用入れ子２１は、前記雌型１１の入れ子載置部１４に発泡成形型１０の外方向へ、シリンダ装置等のスライド手段（図示せず）によって移動可能に載置されている。前記アンダーカット部成形用入れ子２１における内面２２、すなわち、前記発泡成形型１０の内方を向く側面は、図２に示すように、前記アンダーカット部成形用入れ子２１が型外方側から発泡成形型１０の内方所定位置に前記スライド手段で移動した際に、前記雌型１１の内面１２と組み合わされて前記雌型１１の内面１２とで一つの発泡成形型表面部材載置用凹部２９を構成する。前記発泡成形型表面部材載置用凹部２９は、製造する表皮付き発泡成形品の外形よりも、前記発泡成形型表面部材３１の厚み分だけ大きな窪み形状とされている。

前記アンダーカット部成形用入れ子２１の内面２２には、真空吸引孔２３が開口して設けられており、型外の真空吸引装置（図示せず）によって内面２２上の空気を型外へ吸引可能となっている。また、前記アンダーカット部成形用入れ子２１の内面２２には、前記吸引孔２３を避けた位置に、型内方へ突出した突起２４が形成されている。前記突起２４は、後述する発泡成形型表面部材３１における屈曲及び位置決め用溝３３と係合して発泡成形型表面部材３１の位置決めを行うのに用いられる。前記突起２４は発泡成形型表面部材３１の屈曲及び位置決め用溝３３との係合状態から、前記アンダーカット部成形用入れ子２１がスライドにより発泡成形型外方へ移動するのを妨げないように、前記アンダーカット部成形用入れ子２１の移動方向と略平行に形成されており、図示の例では型内方側が細くなった横向きの楔状に形成されている。さらに、前記アンダーカット部成形用入れ子２１の上面には、後述する発泡成形型表面部材３１の位置決め突部３５が嵌る位置決め用凹部２５が設けられている。なお、前記発泡成形型表面部材３１の位置決め突部３５と前記アンダーカット部成形用入れ子２１の内面２２の位置決め用凹部２５は、製造する表皮付き発泡成形品の形状や前記発泡成形型表面部材３１の形状等によっては、不要とされることもある。前記アンダーカット部成形用入れ子２１の内面２２に位置決め用凹部２５を設けない場合、前記発泡成形型表面部材３１における屈曲及び位置決め用溝３３は屈曲専用の屈曲用溝３３とされる。また、前記アンダーカット部成形用入れ子２１は、前記発泡成形型１０の内方所定位置へ移動する際に、前記内面２２と前記雌型１１の内面１２と正しく組み合わされる位置で、前記雌型１１の一部と衝突して前記アンダーカット部成形用入れ子２１の移動を停止させる入れ子位置決め部２６が形成されている。

前記発泡成形型表面部材３１は、屈曲可能な材質で構成され、前記雌型１１の内面１２と前記アンダーカット部成形用入れ子２１の内面２２および両内面の境界を覆うことのできる大きさの一連のものからなり、前記雌型１１の内面１２と前記アンダーカット部成形用入れ子２１の内面２２とで構成される前記発泡成形型表面部材載置用凹部２９に載置される。前記発泡成形型表面部材３１の表面３２、すなわち雄型４１の内面４２と対向する面３２は、製造する表皮付き発泡成形品の表面形状と等しくされており、表皮付き発泡成形品のアンダーカット部を形成する部分３７は、前記発泡成形型１０の内方へ突出して、発泡成形型１０におけるアンダーカット形状、すなわち脱型方向（図示の例では雌型１１の真上方向）への表皮付き発泡成形品の脱型を妨げる突出形状で形成されている。

前記発泡成形型表面部材３１における表面３２とは反対側の前記発泡成形型表面部材載置用凹部２９に載置される載置側の面３４は、前記発泡成形型表面部材載置用凹部２９に略合致した形状とされている。また、前記発泡成形型表面部材３１における載置側の面３４には、前記表面３２におけるアンダーカット部を形成する部分３７と対応する位置に屈曲及び位置決め用溝３３が形成されている。前記屈曲及び位置決め用溝３３に、前記アンダーカット部成形用入れ子２１の突起２４が挿入されることにより、前記発泡成形型表面部材３１の位置決めが行われる。さらに、前記アンダーカット部成形用入れ子２１を発泡成形型１０の外方へ移動させて前記発泡成形型表面部材３１から離した状態では、前記屈曲及び位置決め用溝３３によって発泡成形型表面部材３１がアンダーカット部を形成する部分３７で外方へ屈曲し易くなり、表皮付き発泡成形品の脱型を可能にする。また、前記発泡成形型表面部材３１の両外側端部には、前記アンダーカット部成形用入れ子２１の位置決め用凹部２５と係合する位置決め突部３５が形成されている。

前記発泡成形型表面部材３１は、前記雌型１１と前記アンダーカット部成形用入れ子２１に対して分離可能となっている。図示の例では、前記発泡成形型表面部材３１を前記発泡成形型表面部材載置用凹部２９に載置して、前記真空吸引孔１３，２３を利用する真空吸引によって前記雌型１１と前記アンダーカット部成形用入れ子２１に固定することができる。また、前記発泡成形型表面部材３１が損傷等により交換の必要な場合等には、前記雌型１１から雄型４１を離した型開き状態で、前記真空吸引を停止し、必要に応じて前記アンダーカット部成形用入れ子２１を発泡成形型の外方へ移動させることにより、前記発泡成形型表面部材３１を前記雌型１１と前記アンダーカット部成形用入れ子２１の上方へ外すことが可能となる。

前記発泡成形型表面部材３１を構成する屈曲可能な材質は、ゴム、シリコン樹脂、ウレタンエラストマー等、公知ものから適宜選択される。好ましくは、表面硬度１０〜６０度（ＪＩＳＫ６２５３）のものである。また、屈曲可能な樹脂にプラスチック製の網状体を埋設したものでもよい。前記発泡成形型表面部材３１の例として、表面硬度２０〜４０のシリコン樹脂内に、５０メッシュのポリアミド樹脂網状体を埋設した、厚み１０ｍｍのものを挙げる。

前記雄型４１は、上型とも称され、表皮付き発泡成形品の裏面と対応する形状の内面４２が下方へ突出して形成されている。前記雄型４１の内面４２は、図示の例では表皮付き発泡成形品の製造時に、表皮付き発泡成形品裏面の基材がセットされる面となっている。また、前記雄型４１の内面４２は、図５に示すように、閉型状態時に型面４２の基材５３と前記発泡成形型表面部材３１の間に発泡体形成空間４５を形成すると共に、基材５３の縁を前記雌型１１およびアンダーカット部成形用入れ子２１とでシールするようになっている。

次に、前記発泡成形型１０を用いて行う表皮付き発泡成形品の製造方法について説明する。表皮付き発泡成形品の製造方法は、表皮形成工程と、発泡原料注入・発泡工程と、アンダーカット部成形用入れ子の型外方移動工程と、発泡成形型表面部材屈曲・脱型工程とよりなる。

表皮形成工程では、まず、図２に示すように、前記発泡成形型１０は、前記雄型４１が雌型１１およびアンダーカット部成形用入れ子２１から離れた状態とされると共に、前記アンダーカット部成形用入れ子２１が発泡成形型の内方所定位置へ移動して前記アンダーカット部成形用入れ子２１と前記雌型１１とによって形成された前記発泡成形型表面部材載置用凹部２９に、前記発泡成形型表面部材３１が載置され、前記真空吸引によって前記発泡成形型表面部材載置用凹部２９に前記発泡成形型表面部材３１が吸引固定される。その状態で、図３に示すように、前記発泡成形型表面部材３１の表面３２に表皮形成用の合成樹脂原料５１ａを、公知のスプレーリム法にしたがい、スプレーガン等の塗布手段６１で塗布し、所定厚み、例えば０．５〜１．５ｍｍの表皮５１を形成する。その際、前記雌型１１と前記アンダーカット部成形用入れ子２１の境界が前記発泡成形型表面部材３１で覆われているため、前記合成樹脂原料５１ａが前記雌型１１と前記アンダーカット部成形用入れ子２１間に入り込んでバリを生じるおそれがなく、また、前記表皮５１には前記雌型１１と前記アンダーカット部成形用入れ子２１間のパーティングラインによるラインが形成されることがない。

前記表皮形成用の合成樹脂原料５１ａとしては、ウレタン系合成樹脂原料等を挙げることができる。なお、前記発泡成形型表面部材３１の材質によっては、前記合成樹脂原料５１ａの塗布に先立って、前記発泡成形型表面部材３１の表面３２に離型剤を塗布することもある。また、前記雄型４１の型面４２には、プラスチック製あるいは金属製の基材５３がセットされる。前記基材５３には表皮付き発泡成形品の取り付け等のために利用されるクリップ等（図示せず）が取り付けられており、そのクリップ等を利用して型面４２に保持される。

発泡原料注入・発泡工程では、図４に示すように、ポリウレタン原料等の発泡原料５５ａを前記表皮５１上に吐出ノズル６３等を用いて所定量注入し、前記雄型４１を前記雌型１１および前記アンダーカット部成形用入れ子２１と組み合わせて閉型する。そして、図５に示すように、前記閉型によって前記基材５３と前記発泡成形型表面部材３１間に形成された発泡体形成空間４５内で前記発泡原料５５ａを発泡させ、前記発泡体形成空間４５に充満させて発泡体５５を形成する。その際、前記発泡体５５は自己の接着性によって前記表皮５１および基材５３と一体となり、表皮付き発泡成形品５０が形成される。また、前記発泡原料注入は、前記雄型４１を閉型した後に、予め前記基材５３に設けてある発泡原料注入口（図示せず）より注入を行ってもよい。

アンダーカット部成形用入れ子の型外方移動工程では、図６に示すように、前記雄型４１を前記雌型１１および前記アンダーカット部成形用入れ子２１から離して型開きし、次いで、図７に示すように、前記アンダーカット部成形用入れ子２１を型外方の横方向へスライドさせて発泡成形型の外方へ移動させ、前記発泡成形型表面部材３１から離す。その際、前記雌型１１およびアンダーカット部成形用入れ子２１における真空吸引については、前記アンダーカット部成形用入れ子２１のみを停止し、前記雌型１１の真空吸引については続けた状態とする。また、適宜、前記発泡成形型表面部材３１の両外側端部を持ち上げて前記位置決め突部３５と、前記アンダーカット部成形用入れ子２１の位置決め用凹部２５との係合を解除すれば、前記アンダーカット部成形用入れ子２１のスライドをよりスムーズに行うことができる。

発泡成形型表面部材屈曲・脱型工程では、前記アンダーカット部成形用入れ子２１が前記発泡成形型表面部材３１から離れた状態で、図８に示すように、前記発泡成形型表面部材３１を、前記アンダーカット部成形用入れ子２１が離れた部分３８で発泡成形型の外方へ、すなわち前記アンダーカット部成形用入れ子２１がスライドした横外方へ屈曲させて、図９に示すように、前記表皮付き発泡成形品５０のアンダーカット部５６から離す。前記発泡成形型表面部材３１の屈曲は、前記表皮付き発泡成形品５０のアンダーカット部５６が前記発泡成形型表面部材３１と干渉することなく前記表皮付き発泡成形品５０の脱型が可能な状態となるまで行う。その際、前記発泡成形型表面部材３１は、前記屈曲及び位置決め用溝３３の存在によって、前記表皮付き発泡成形品５０のアンダーカット部５６と対応する付近から外方へ容易に屈曲することができる。前記屈曲によって、前記発泡成形型表面部材３１は前記表皮付き発泡成形品５０のアンダーカット部５６においても上方が拡開される。また、前記発泡成形型表面部材３１を前記アンダーカット部成形用入れ子２１が離れた部分３８で屈曲させる際、前記発泡成形型表面部材３１は前記雌型１１の真空吸引によって雌型１１に吸引固定されているため、容易かつ正しく屈曲させることができる。次に前記表皮付き発泡成形品５０を上方へ脱型する。その際にも前記雌型１１における真空吸引を続けて前記発泡成形型表面部材３１を雌型１１に吸引固定しておく。これにより、前記発泡成形型表面部材３１を雌型１１に残して前記表皮付き発泡成形品５０のみを脱型することができる。

このようにして得られた表皮付き発泡成形品（図示の例ではインストルメントパネル）５０は前記アンダーカット部５６で表皮５１の表面からバリが出ていないため、後工程でバリ除去を行う必要がない。また、前記表皮付き発泡成形品５０は前記アンダーカット部５６で表皮５１の表面に、前記雌型１１と前記アンダーカット部成形用入れ子２１間のパーティングラインによるラインが存在せず、美観が良好である。

なお、本発明は、自動車のインストルメントパネル用に限定されず、他の自動車内装部材や他の成形品にも適用可能である。また、前記実施例では、発泡成形型を開けた状態で発泡原料の注入を行うオープン注入の場合を示したが、本発明の製造方法および発泡成形型は、閉型した状態で発泡原料を注入するクローズド注入の場合にも適用可能である。その場合、前記雄型４１には、発泡原料注入口が開口形成される。

本発明の一実施例における発泡成形型の分解断面図である。同実施例における発泡成形型の断面図である。表皮付き発泡成形品の製造方法における合成樹脂原料塗布時の断面図である。同製造方法における発泡原料注入時の断面図である。同製造方法における発泡時の断面図である。同製造方法における型開き時の断面図である。同製造方法におけるアンダーカット部成形用入れ子の型外方移動時の断面図である。同製造方法における発泡成形型表面部材の屈曲変形時の断面図である。同製造方法における表皮付き発泡成形品の脱型時の断面図である。

符号の説明

１０発泡成形型
１１雌型
２１アンダーカット部成形用入れ子
３１発泡成形型表面部材
４１雄型

Claims

雌型と雄型を備え、前記雌型にはアンダーカット部成形用入れ子が型外方向へ移動可能に設けられ、前記雌型の内面と前記アンダーカット部成形用入れ子の内面で発泡成形型表面部材載置用凹部が構成され、
前記発泡成形型表面部材載置用凹部に、屈曲可能な材質からなる一連の発泡成形型表面部材が、少なくとも前記アンダーカット部成形用入れ子とは分離可能に積層されて、前記発泡成形型表面部材によって前記雌型と前記アンダーカット部成形用入れ子の境界が覆われ、
前記アンダーカット部成形用入れ子が型外方へ移動することにより前記アンダーカット部成形用入れ子が前記発泡成形型表面部材から離れ、前記アンダーカット部成形用入れ子の離れた部分で前記発泡成形型表面部材が型外方へ屈曲可能となる発泡成形型であって、
前記アンダーカット部成形用入れ子の内面には、型内方へ突出した突起が該アンダーカット部成形用入れ子の型外方への移動を妨げないように形成され、
前記発泡成形型表面部材の前記突起に対応する位置に屈曲及び位置決め用溝が形成され、
前記突起と前記屈曲及び位置決め用溝が、前記アンダーカット部成形用入れ子が型外方向への移動前の状態において係合していることを特徴とする発泡成形型。