(57)【要約】【課題】射出発泡成形において、溶融樹脂からの発泡用のガスの漏出による発泡不良を防止して成形品質を高める。【解決手段】固定型１１及び可動型１２によってキャビティＣ１を形成し、キャビティＣ１の末端部に捨てキャビティＣ２を設ける。キャビティＣ１内にガスを混入した溶融樹脂１３を射出、充填する。このとき、溶融樹脂１３の流動先端部からガスが漏出するが、溶融樹脂１３の流動先端部は、捨てキャビティＣ２内へ逃がされてキャビティＣ１には良好な状態の溶融樹脂が充填される。溶融樹脂１３の表皮層１７が固化した後、可動型１２を後退して溶融樹脂１３の発泡を促進し、発泡層１８を成形する。成形完了後、捨てキャビティＣ２によって形成された部分を切除する。ガスが漏出した溶融樹脂を捨てキャビティＣ２に逃がすことにより、発泡不良による成形品質の低下を防止することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型のキャビティ内に溶融樹脂を射出、充填した後、前記キャビティを拡大して溶融樹脂を減圧発泡させることによって発泡層を成形する射出発泡成形方法において、前記キャビティの末端部に捨てキャビティを設けて前記キャビティ内を流動する溶融樹脂の先端部を前記捨てキャビティ内へ逃がすことを特徴とする射出発泡成形方法。
【請求項２】
前記キャビティと前記捨てキャビティとは溶融樹脂の流路を絞る絞り通路によって連通されていることを特徴とする請求項１に記載の射出発泡成形方法。
【請求項３】
金型のキャビティ内に溶融樹脂を射出、充填した後、前記キャビティを拡大して溶融樹脂を減圧発泡させることによって発泡層を成形する射出発泡成形装置において、前記キャビティの末端部に、前記キャビティ内を流動する溶融樹脂の先端部を逃がす捨てキャビティを設けたことを特徴とする射出発泡成形装置。
【請求項４】
前記キャビティと前記捨てキャビティとは溶融樹脂の流路を絞る絞り通路によって連通されていることを特徴とする請求項３に記載の射出発泡成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車のインストルメントパネル等の発泡層を有する射出発泡成形品を成形するための射出発泡成形方法及び装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば自動車の内装部品であるインストルメントパネル（以下、インパネという）には、硬質の基材の表面にクッション性を有する発泡層及び意匠面となる表皮層を積層した三層構造のものがある。このような積層構造のインパネを射出成形するための射出発泡成形方法の一例について図４を参照して説明する。図４（Ａ）に示すように、射出発泡成形用金型１は、キャビティＣを形成する固定型２及び可動型３を備えている。キャビティＣ内の可動型３側に基材４をセットし、射出発泡成形用金型１を閉じた状態にして射出ユニット５によってキャビティＣ内に発泡剤又はＣＯ２等のガスが混入された溶融樹脂６を射出、充填する。そして、溶融樹脂６の固定型２に接する表皮層７（意匠面）がある程度固化した後、図４（Ｂ）に示すように可動型３を数ｍｍ後退させることによって射出発泡成形用金型１を開いてキャビティＣを拡大、減圧する。これにより、発泡剤又はガスによる溶融樹脂６の発泡が促進されて発泡層８が形成される。成形品が冷却、固化した後、射出発泡成形用金型１を開いて成形品を離型する。このようにして、基材４、表皮層７及び発泡層８を有する三層構造のインパネを製造することができる。
【０００３】
しかしながら、上述の射出発泡成形方法では、次のような問題がある。溶融樹脂６をキャビティＣ内に射出、充填する際、図５に示すように、キャビティＣ内を流動する溶融樹脂６の先端部から発泡用のガスＧが漏出する。そして、図６に示すように、溶融樹脂６がキャビティＣの末端部に到達すると、溶融樹脂６から漏出したガスＧは固定型２と可動型３とのパーティングラインＰを通して外部へ排出される。インパネのような寸法の大きな成形品の場合、溶融樹脂６の流動距離が長く、漏出するガスＧの量が多いので、キャビティＣの末端部に充填される溶融樹脂６は、発泡用のガスＧ（気泡）が殆ど含まれていない状態となる。この状態で、射出発泡成形用金型１を開いてキャビティＣ内を減圧すると、発泡用のガスが殆ど含まれていないキャビティ末端部の溶融樹脂６は、充分に発泡することができず、亀裂が生じてしまい、成形品質が低下することになる。
【０００４】
図７に示すように、溶融樹脂の流動距離が長いほど発泡用のガスの漏出が大きくなるため、発泡セルＡの生成状態が不均一になり、亀裂Ｋが発生しやすくなる。また、流動距離が短い場合でも、キャビティＣの末端部では、発泡用ガスの漏出が見られるため、発泡セルＡの生成状態が不均一になりやすく、成形品質が低下する傾向がある。
【０００５】
なお、特許文献１には、キャビティ内を流動する溶融樹脂の先端部から漏出したガスをキャビティの末端部から円滑に排出することによって成形品質を高めるようにした射出発泡成形装置が記載されている。これにより、キャビティ末端部に溜まるガスによる充填不良及びガスの圧縮による温度上昇に起因するガス焼け等の不具合を防止することができるが、上述の溶融樹脂から発泡用ガスの漏出による発泡不良の対策にはならない。
【特許文献１】特開２００５−１１９１４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、溶融樹脂からの発泡用のガスの漏出による発泡不良を防止して成形品質を高めることができる射出発泡成形方法及び装置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】
【０００７】
本発明に係る射出発泡成形方法は、金型のキャビティ内に溶融樹脂を射出、充填した後、前記キャビティを拡大して溶融樹脂を減圧発泡させることによって発泡層を成形する射出発泡成形方法において、前記キャビティの末端部に捨てキャビティを設けて前記キャビティ内を流動する溶融樹脂の先端部を前記捨てキャビティ内へ逃がすことを特徴とする。
本発明に係る射出発泡成形装置は、金型のキャビティ内に溶融樹脂を射出、充填した後、前記キャビティを拡大して溶融樹脂を減圧発泡させることによって発泡層を成形する射出発泡成形装置において、前記キャビティの末端部に、前記キャビティ内を流動する溶融樹脂の先端部を逃がす捨てキャビティを設けたことを特徴とする。
【０００８】
（発明の態様）
以下に、本願において特許請求が可能と認識されている発明（以下、「請求可能発明」という場合がある。）の態様をいくつか例示し、それらについて説明する。各態様は請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまでも請求可能発明の理解を容易にするためであり、請求可能発明を構成する構成要素の組み合わせを、以下の各項に記載されたものに限定する趣旨ではない。つまり、請求可能発明は、各項に付随する記載，実施例の記載等を参酌して解釈されるべきであり、その解釈に従う限りにおいて、各項の態様にさらに他の構成要素を付加した態様も、また、各項の態様から構成要素を削除した態様も、請求可能発明の一態様となり得るのである。なお、以下の（１）の内容が請求項１及び３に対応し、また、（２）の内容が請求項２及び４に対応する。
【０００９】
（１）金型のキャビティ内に溶融樹脂を射出、充填した後、前記キャビティを拡大して溶融樹脂を減圧発泡させることによって発泡層を成形する射出発泡成形方法及び装置において、前記キャビティの末端部に捨てキャビティを設けて前記キャビティ内を流動する溶融樹脂の先端部を前記捨てキャビティ内へ逃がすことを特徴とする射出発泡成形方法（請求項１）及び装置（請求項３）。
射出発泡成形においては、射出、充填時にキャビティ内を流動する溶融樹脂の先端部から発泡用のガスが漏出するが、この流動先端部の溶融樹脂を捨てキャビティへ逃がすことにより、キャビティ内において良好な発泡を行うことができ、成形品質を向上させることができる。
キャビティ内を流動する溶融樹脂の先端部からの発泡用のガスの漏出による成形不良は、ポリプロピレン等の溶融樹脂に発泡剤又はＣＯ２等の発泡用のガスを混入する射出発泡成形において特に生じやすい問題である。溶融樹脂をキャビティ内に射出、充填した後、キャビティを拡大、減圧して発泡を促進することによって、表皮層及び発泡層が形成される。このとき、可動型を用いてキャビティを拡大、減圧することができる。
溶融樹脂の流動距離が長いほど流動先端部からの発泡用のガスの漏出の影響が大きくなるので、捨てキャビティは、例えば、溶融樹脂をキャビティ内に導入するゲートからの流動距離が長いキャビティの末端部に必要に応じて複数配置する。また、実際には、流動距離が短くても溶融樹脂からの発泡用のガスの漏出による発泡不良が生じる部位が存在するため、そのような部位に捨てキャビティを配置するとよい。
（２）上記（１）の構成において、前記キャビティと前記捨てキャビティとは溶融樹脂の流路を絞る絞り通路によって連通されていることを特徴とする射出発泡成形方法（請求項２）及び装置（請求項４）。
キャビティと捨てキャビティとの間に絞りを設けることにより、成形品から捨てキャビティの部分を容易に切除することが可能になる。また、捨てキャビティへ流入する溶融樹脂の流動に絞り通路の流路面積に応じた抵抗を付与することによって、キャビティ内の末端部に充填される溶融樹脂の状態を良好にコントロールすることが期待される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る射出発泡成形方法及び装置によれば、発泡用のガスが漏出した流動先端部の溶融樹脂は、キャビティの末端部を通過して捨てキャビティ内へ逃がされるので、キャビティ内において良好な発泡を行うことができ、成形品質を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
本実施形態に係る射出発泡成形装置は、図２に示すインパネ９を射出発泡成形するためのものであって、図１に示す射出発泡成形用金型１０（金型）を備えている。インパネ９は、硬質の基材の表面にクッション性を有する発泡層及び意匠面となる表皮層を積層した三層構造になっている。射出発泡成形金型１０は、キャビティＣ１を形成する固定型１１及び可動型１２を備えており、可動型１２を移動させることによって、閉じた状態の射出充填位置と、射出充填位置から可動型１２を数ｍｍ程度後退させてキャビティＣ１を拡大する発泡位置とを切換えることができるようになっている。
【００１２】
射出発泡成形用金型１０には、図４に示すものと同様、固定金型１１に射出ユニットが接続されており、射出ユニットによって、発泡剤又はＣＯ２等のガスを混入したポリプロピレン等の溶融樹脂１３をキャビティＣ１内に射出、充填するようになっている。
【００１３】
また、固定型１１及び可動型１２には、キャビティＣ１の末端部に連通する複数の捨てキャビティＣ２が設けられている。キャビティＣ１と捨てキャビティＣ２とは溶融樹脂１３の流路を絞る絞り通路１４によって連通されている。図２に示すように、捨てキャビティＣ２は、射出ユニットから射出された溶融樹脂１３をキャビティＣ１内に導入するための複数のゲート１５（図２中にインパネ９に対する位置を示す）からの溶融樹脂１３の流動距離が長いキャビティＣ１の末端部に連通するように配置されている（図２中に白抜き矢印で溶融樹脂１３の流路を示す）。
【００１４】
次に、本実施形態に係る射出発泡成形装置を用いてインパネ９を射出発泡成形する工程について説明する。
図１（Ａ）に示すように、基材１６をキャビティＣ１内の可動型１２側にセットする。このとき、可動型１２を一方の金型として基材１６を射出成形し、基材１６を他方の金型から離型して可動型１２から離型せず、そのまま可動型１２を固定型１１と組合わせることによって基材１６をキャビティＣ１内にセットする工程を簡略化することができる。
【００１５】
そして、図１（Ａ）に示すように、射出発泡成形用金型１０を閉じて射出充填位置とし、射出ユニットによって発泡剤又はＣＯ２等のガスを混入したポリプロピレン等の溶融樹脂１３をゲート１５（図２参照）を介してキャビティＣ１内に射出充填する。キャビティＣ１内を流動する溶融樹脂１３の先端部は、キャビティＣ１の末端に達した後、更に、絞り通路１４を通って捨てキャビティＣ２に流入、充填される。このとき、溶融樹脂１３の流動先端部から発泡用のガスが漏出するが、このガスが漏出した流動先端部の溶融樹脂１３は、キャビティＣ１の末端部から絞り通路１３を通過して捨てキャビティＣ２内に逃がされる。
【００１６】
溶融樹脂１３のキャビティＣ１及び捨てキャビティＣ２内への充填が完了し、溶融樹脂６の固定型１１に接する表皮層１７（意匠面）がある程度固化した後、図１（Ｂ）に示すように、可動型１２を発泡位置まで数ｍｍ後退させてキャビティＣ１及び捨てキャビティＣ２を拡大して減圧する。これにより、発泡剤又はガスによる溶融樹脂１３の発泡が促進して発泡層１８が形成される。
【００１７】
このとき、流動距離が長い溶融樹脂１３の先端部では、発泡用ガスの漏出によって充分な発泡が行われずに発泡層８に亀裂Ｋが生じることがあるが、このような溶融樹脂１３の流動先端部は、キャビティＣ１の末端部を通過し、絞り通路１４を通って捨てキャビティＣ２内へ逃がされているので、捨てキャビティＣ２内において発泡層１８に亀裂Ｋが生じることになっても製品を成形するキャビティＣ１内では良好な発泡を行うことができる。
【００１８】
成形品が冷却、固化した後、射出成形用金型１０を開いて成形品を離型する。そして、捨てキャビティＣ２によって成形された部分を成形品から切除してインパネ９を得る。このとき、絞り通路１４によってキャビティＣ１と捨てキャビティＣ２との境界部分が絞られているので、捨てキャビティＣ２によって成形された部分を容易に切除することができる。このようにして、基材１６、表皮層１７及び発泡層１８を有する三層構造のインパネ９を製造することができる。
【００１９】
このように、射出発泡成形用金型１０に捨てキャビティＣ２を設けることにより、発泡用ガスが漏出した溶融樹脂１３の流動先端部を捨てキャビティＣ２へ逃がすことができるので、キャビティＣ１内において、良好な発泡を行うことができ、成形品質を向上させることができる。溶融樹脂の流動距離及び発泡倍率と成形品質との関係を図３に示す。図３に示すように、捨てキャビティＣ２を設けることにより（図３中実線領域参照）、捨てキャビティＣ２を設けない場合（図３中破線領域参照）に対して、溶融樹脂１３の流動距離及び発泡倍率に対して良品が得られる領域を拡大することができる。その結果、溶融樹脂１３の流動距離を長くとることが可能になり、金型設計の自由度を高めることができ、また、発泡倍率を大きくすることが可能となり、発泡層１８のクッション性を高めることができる。
【００２０】
なお、捨てキャビティＣ２は、溶融樹脂１３の流動距離が長くなるキャビティＣ１の末端部に配置するほか、溶融樹脂１３からの発泡用ガスの漏出による成形不良が問題となる他の部位に適宜配置するとよい。また、捨てキャビティＣ２の配置、数、形状、容積、絞り通路１４の流路面積等は、必要に応じて適宜設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態に係る射出発泡成形装置による射出発泡成形工程を示す概略図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る射出発泡成形方法及び装置によって成形されるインパネ及び捨てキャビティの配置を示す斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る射出発泡成形方法及び装置による溶融樹脂の流動距離及び発泡倍率の向上を示すグラフ図である。
【図４】射出発泡成形の射出、充填及び減圧、発泡工程を示す概略図である。
【図５】金型のキャビティ内を流動する溶融樹脂の先端部から発泡用のガスが漏出する状態を示す説明図である。
【図６】発泡用のガスが漏出した溶融樹脂の流動先端部がキャビティの末端部に到達した状態を示す金型の縦断面図である。
【図７】射出発泡成形品の溶融樹脂の流動距離と成形品質との関係を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２２】
１０  射出発泡成形用金型（金型）、１３  溶融樹脂、１４  絞り通路、１８  発泡層、Ｃ１  キャビティ、Ｃ２  捨てキャビティ
【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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