(57)【要約】【課題】表層部材で囲まれた発泡体を発泡成形する場合に、ガス溜まりによる外観不良を防止するとともに、発泡成形時に発泡樹脂の漏れを防止する。【解決手段】発泡樹脂の発泡開始から所定時間経過後に、表層部材１の一部に形成されている薄膜部12に針状物41を突き刺すことで、表層部材１と発泡体７の界面に存在するガスを抜く。型閉じ状態を維持したまま表層部材１に突き刺すことができ、突き刺すタイミングが安定する。また発泡成形時にはキャビティは気密状態であるので、発泡樹脂の漏れもない。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表層部材で囲まれた発泡体における該表層部材の少なくとも一部を構成し、発泡成形型内に配置され裏面に該発泡体が一体的に成形される硬質樹脂製のインサートであって、
基体と、該基体を貫通するガス抜き孔と、該ガス抜き孔を気密に被覆する薄膜部と、よりなることを特徴とする発泡成形用インサート。
【請求項２】
前記薄膜部は前記基体の成形時に前記基体と同一材料から一体に成形されている請求項１に記載の発泡成形用インサート。
【請求項３】
発泡成形型の型面に表層部材を配置し、該表層部材どうしの間に形成されたキャビティに発泡樹脂を注入して発泡成形することで該表層部材と一体的に接合し該表層部材で囲まれた発泡体を形成する発泡成形品の製造方法であって、
該発泡樹脂の発泡開始から所定時間経過後に、該表層部材の一部に針状物を突き刺すことで該表層部材と該発泡体の界面に存在するガスを抜くことを特徴とする発泡成形品の製造方法。
【請求項４】
前記表層部材の少なくとも一部は請求項１〜２のいずれかに記載のインサートから構成され、前記薄膜部に前記針状物を突き刺す請求項３に記載の発泡成形品の製造方法。
【請求項５】
前記発泡樹脂の注入は、前記発泡成形型を型閉めした状態でクローズド注入法により行われる請求項３〜４のいずれかに記載の発泡成形品の製造方法。
【請求項６】
前記針状物は、前記発泡成形型から出入する可動針である請求項３〜５のいずれかに記載の発泡成形品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はインサートなどの気密な表層部材に発泡体が囲まれた一体成形品を製造する方法と、その製造方法に用いられるインサートに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば自動車のインストルメントパネルは、硬質樹脂製の基体と、軟質樹脂製の表皮と、基体と表皮との間に形成された発泡層とから構成されている、このインストルメントパネルを製造するには、先ず射出成形などで基体を成形し、また真空成形などで表皮を成形する。そして表皮を発泡成形型の下型の型面に配置するとともに、基体を上型の型面に配置し、表皮と基体との間に形成されたキャビティ内に所定量の発泡樹脂を注入して発泡成形を行うことで、基体及び表皮と一体的に接合した発泡層を形成している。
【０００３】
一般的な発泡成形においては、上型と下型を開いた状態で下型に所定量の発泡樹脂を注入し、その後型閉めして発泡成形を行うオープン注入法が主流である。しかし注入ノズルから吐出された発泡樹脂は直ちに反応が開始されるため、オープン注入法では、注入後型閉めまでの作業を慌てて行わなければならないという不具合がある。またこの理由から、反応速度の大きな発泡樹脂を用いることも困難であった。
【０００４】
そこで上記の対策として、型を閉じてから発泡樹脂を注入するクローズド注入法が採用されている。クローズド注入の場合には、反応速度の大きな発泡樹脂を用いることができ発泡成形に要する時間を短縮できるので、生産性が向上するという利点がある。このクローズド注入法においては、上型及び基体にキャビティに連通する注入孔が形成され、上型と下型を閉じた後に注入孔から発泡樹脂が注入される。
【０００５】
発泡成形においては、発泡樹脂の反応ガスに起因して、「膨れ」という現象が発生することが知られている。発泡反応がほぼ終了した発泡成形型の内部では、上型と下型が閉じられた状態では反応ガスの逃げ場がなく、発泡成形体は内圧がきわめて高い状態にある。その状態で型開きすると、軟質の表皮を押し上げる方向に内圧が作用して圧力が開放されるが、このとき内圧が高すぎると、最も弱い部分のセルを破ってガスが溜まり、その部分が「膨れ」となると考えられている。
【０００６】
セルが破れる部分は、一般には表皮と発泡成形体との界面、あるいは基体と発泡成形体との界面であり、まれに厚肉品の場合には発泡成形体内部で発生する場合もある。そしてこのような「膨れ」が生じると、ガスが抜けた後も変形として残ったり、あるいは接着不良となるため、結果的に不良品となってしまう。
【０００７】
また硬質の基体と軟質の表皮を型内に配置し、両者の間で発泡成形する場合には、両者とも通気性がないため、成形時に発生したガスが基体又は表皮と発泡成形体との界面など内部に溜まりやすい。また自動車のインストルメントパネルは、軽量化の観点から近年益々薄肉化の傾向にあり、クローズド注入法を採用した場合には、隅々まで発泡樹脂が行き届くように高圧で発泡樹脂を注入する必要がある。そのためガスの発生量も多くなり、発生したガスによって「膨れ」が発生する確率も高くなっている。
【０００８】
そこで直接「膨れ」などの対策ではないが、特開平09−029763号公報に、クローズド注入法において、発泡樹脂の注入孔の近傍にガス抜き孔を有するインサートを型内に配置して発泡成形し、発泡成形時にガス抜き孔及び成形型とインサートの隙間からガスを逃がす方法が記載されている。この方法によれば、注入孔から集中的にガスが放出されるのを抑制することができ、発泡樹脂の膨張によって発泡樹脂とインサートの間に空気を主成分とする高圧のガスが溜まるのを防止できる。
【０００９】
しかしこの方法では、発泡成形時に発泡樹脂がガス抜き孔から漏れるのが避けられず、バリが成形型に付着してガス抜き通路が詰まるという問題がある。そのため、キャビティ内の空気を逃がすことはできても、反応が進行するにつれて発生する反応ガスを効率よく逃がすことは困難であった。
【００１０】
なお本発明と一見類似した技術として、特開平11−019953号公報に、型開き時あるいは型開き直前に型面から針を出入りさせて発泡体に突き刺した後に脱型する方法が記載されている。この方法によれば、タイミングよく針を突き刺して発泡体中の独立気泡の膜を破ることで、連通気泡の割合が高まり、独立気泡に溜まっていたガスを成形品外にスムーズに排出することができる。
【００１１】
しかしこの方法は、独立気泡のセルの収縮によって発生する「ヒケ」を防止するために、セル内のガスを排出するものであり、それぞれのセルを連通状態とするには発泡体の奥深くまで針を浸入させなければ意味がない。また、連通気泡が大部分を占めるような発泡体（連泡率80％以上）を成形する場合には、このような方法は元々不要である。さらにヘッドレストなど、比較的十分に厚みをもった製品においては、平板形状で大きなインストルメントパネルと比較すると、内圧もそれほど高くする必要がなく、「膨れ」の現象も少ない。
【００１２】
【特許文献１】特開平09−029763号
【特許文献２】特開平11−019953号
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、表層部材で囲まれた発泡体を発泡成形する場合に、反応時に発生するガスによる「膨れ」の発生を確実に防止し、発泡成形後の外観不良を防止するとともに、発泡成形時には発泡樹脂の漏れを確実に防止することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明の発泡成形用インサートの特徴は、表層部材で囲まれた発泡体における表層部材の少なくとも一部を構成し、発泡成形型内に配置され裏面に発泡体が一体的に成形される硬質樹脂製のインサートであって、基体と、基体を貫通するガス抜き孔と、ガス抜き孔を気密に被覆する薄膜部と、よりなることにある。
【００１５】
薄膜部は基体の成形時に基体と同一材料から一体に成形されていることが望ましい。
【００１６】
また本発明の発泡成形品の製造方法の特徴は、発泡成形型の型面に表層部材を配置し、表層部材どうしの間に形成されたキャビティに発泡樹脂を注入して発泡成形することで表層部材と一体的に接合し表層部材で囲まれた発泡体を形成する発泡成形品の製造方法であって、発泡樹脂の発泡開始から所定時間経過後に、表層部材の一部に針状物を突き刺すことで表層部材と発泡体の界面に存在するガスを抜くことにある。
【００１７】
表層部材の少なくとも一部は本発明のインサートから構成され、その薄膜部に針状物を突き刺すことが望ましい。
【００１８】
発泡成形型を型閉めした状態で発泡樹脂を注入するクローズド注入法により行われる場合に、特に大きな効果が得られる。また針状物は、発泡成形型から出入する可動針であるのが好ましい。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明の発泡成形用インサートは、基体と、基体を貫通するガス抜き孔と、ガス抜き孔を気密に被覆する薄膜部と、から構成されている。この薄膜部は、針状物を突き刺すことで容易に貫通するものであり、基体と別体のテープなどをガス抜き孔を塞ぐように貼着して構成することができるが、基体の成形時に基体と同一材料から一体に成形されていることが望ましい。この場合、薄膜部の厚さを 0.2〜 0.5mm以下とすれば、針状物を突き刺して容易に貫通させることができ、ガス抜き孔からガスを抜くことができる。
【００２０】
本発明のインサートは、樹脂、金属などから、射出成形あるいはプレス成形などの成形法を用いて形成することができる。ガス抜き孔を設ける位置は特に制約されないが、ガス溜まりが生じやすい部分に設けるのが好ましい。
【００２１】
本発明の発泡成形品の製造方法では、先ず発泡成形型の型面に表層部材が配置される。表層部材としては、軟質樹脂製の表皮、発泡体を保持する基材となる硬質樹脂製のインサート、装飾用の金属箔などのガス非透過性のものが主として対象となるが、ガス透過性であっても、ガスが逃げにくいような表層においては対象となり得る。
【００２２】
次に、表層部材どうしの間に形成されたキャビティに発泡樹脂を注入し、発泡成形することで表層部材と一体的に接合した発泡体を形成する。オープン注入法を採用した場合には、下型の表面に配置された表層部材の上に発泡樹脂を適量注入し、表層部材が配置された上型を閉じて発泡成形を行う。この場合、表層部材の端部は上型及び下型で挟持されてシールされるので、キャビティは気密状態となる。
【００２３】
またクローズド注入を採用した場合には、表層部材の一部に発泡成形型のノズル孔に連通するように予め注入孔が形成され、発泡樹脂はノズル孔に挿入された注入ノズルから注入孔を介してキャビティ内に注入される。ノズル孔は注入ノズル自体あるいは注入栓によって塞がれ、表層部材の端部は上型及び下型で挟持されてシールされるので、端末にある型内のエア抜き穴又はエア抜き溝などの連通部を除き、この場合もキャビティは気密状態となっている。
【００２４】
したがって発泡樹脂が漏れるような隙間はどこにもなく、発泡成形型の表面に発泡樹脂のバリが付着するような不具合が生じない。なお発泡樹脂としては、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂など、従来用いられている発泡樹脂を用いることができる。
【００２５】
本発明の製造方法では、発泡樹脂の発泡開始から所定時間経過後に、表層部材の一部に針状物を突き刺すことで表層部材と発泡体の界面に存在するガスを抜く工程を行う。表層部材の少なくとも一部に本発明のインサートを用いた場合には、薄膜部に針状物を突き刺すことができる。
【００２６】
一般的には、表皮と発泡成形体との界面、あるいは基体と発泡成形体との界面にガスが溜まって「膨れ」となるので、表皮や基体を貫通するストロークだけ針状物を進入させればよい。また外観上問題のない部位であれば、表皮に針状物を突き刺してもよい。しかしガス溜まりによって外観不良が生じやすい部分は、意匠性が必要となる部位であるので、本発明のインサートを用い、そのような部位にガス抜き孔と薄膜部を形成しておくことが望ましい。
【００２７】
また発泡樹脂の発泡開始から所定時間経過後とは、表層部材に針状物を突き刺しても発泡樹脂が漏れない程度に発泡樹脂の粘度が上昇した時間から、表層部材で囲まれた発泡体よりなる成形品を脱型するまでの時間をいう。針状物を突き刺すタイミングが重要であり、発泡樹脂の粘度が十分高くないうちに針状物を突き刺すと発泡樹脂が漏れてしまい、成形品を脱型後では外観不良が生じてしまう。
【００２８】
針状物を突き刺すには、型開き後であれば作業員が行うこともできるが、突き刺すタイミングの確実性に欠け工数も多大となるので、発泡成形型から出入する可動針を用いることが望ましい。可動針を用いれば、型閉じ状態を維持したまま表層部材に突き刺すことができ、突き刺すタイミングも安定するので、小さな工数で外観不良を確実に防止することができる。
【００２９】
【実施例】
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。本実施例は、自動車のインストルメントパネルの製造に本発明を適用したものである。このインストルメントパネルは、図３に示すように、硬質樹脂製の基体１と、軟質樹脂製の表皮２と、基体１及び表皮２の間で発泡成形されてなる発泡体３とから構成されている。
【００３０】
（実施例１）
図１に本実施例のインサートの裏面側から見た正面図を、図２にこのインサートを発泡成形型内に配置した要部断面図を示す。このインサートは、硬質樹脂からなる基体１と、基体１を貫通し発泡樹脂が注入される注入孔10と、基体１を貫通する複数のガス抜き孔11と、それぞれのガス抜き孔11を塞ぐ複数の薄肉部12とから構成されている。
【００３１】
基体１は射出成形により形成され、注入孔10、ガス抜き孔11及び薄肉部12は、基体１の成形時に同時に一体成形されている。基体１は２〜３mmの厚さに形成され、注入孔10の孔径は15mm、ガス抜き孔11の孔径はそれぞれ基体１の厚さと同等に形成されている。また薄肉部12の厚さはそれぞれ 0.5mmである。
【００３２】
このインサートを用いた本実施例のインストルメントパネルの製造方法では、図２に示すように、予め真空成形などで形成され所定形状に賦形された軟質樹脂製の表皮２が固定型３の型面に配置され、上記基体１が可動型４の型面に配置された状態で、可動型４が固定型３と型閉めされる。可動型４には、基体１の注入孔10に連通するノズル孔40が形成され、可動針41が型面に向かって前進後退可能に配置されている。
【００３３】
基体１と表皮２の間に、キャビティ６が形成されている。また基体１と表皮２の端部は、全周が可動型４と固定型３で挟持されてシールされ、キャビティ６内は気密状態となっている。
【００３４】
次にノズル孔40及び注入孔10内に注入ノズル５が挿入され、基体１と表皮２の間に形成されたキャビティ６に所定量の発泡樹脂がクローズド注入される。そして初期反応終了後（発泡と硬化の大部分が終了した28〜34秒経過後）から型開きの前（60〜90秒経過時点）に、図３に示すように、可動針41が前進し薄肉部12を突き刺して破る。これによりガス抜き孔11近傍の発泡体７と基体１の界面に溜まっていたガスは、薄肉部12の破れ穴から外部に排出される。
【００３５】
その後型開きされ、基体１及び表皮２と、基体１及び表皮２の間に形成され基体１及び表皮２と一体的に接合した連泡率85〜90％の発泡体７と、からなる成形品が脱型され表皮２の周縁部がトリミングされて製品とされる。得られた成形品には、「膨れ」の外観不良がなく、良好な外観品質を有していた。
【００３６】
（実施例２）
本実施例は、オープン注入法を採用し、実施例１と同様のインストルメントパネルを製造した。
【００３７】
図４に示すように、基体１には厚さ方向に貫通する複数のガス抜き孔11が形成され、発泡体７が形成される表面と反対側の表面側からガス抜き孔11を塞ぐようにテープ13が貼着されている。
【００３８】
そして表皮２を下型80に配置し、所定量の発泡樹脂を表皮２の上にオープン注入した後、基体１が配置された上型81を直ちに下型80と型閉めして発泡成形した。基体１と表皮２の間に、キャビティ６が形成され、基体１と表皮２の端部は、全周が下型80と上型81で挟持されてシールされ、キャビティ６内は気密状態となっている。
【００３９】
そして発泡終了後の型開き直前に、実施例１と同様に可動針41が前進しテープ13を突き刺して破る。これによりガス抜き孔11近傍の発泡体と基体１の界面に溜まっていたガスは、テープ13の破れ穴から外部に排出される。
【００４０】
【発明の効果】
すなわち本発明のインサート及び発泡成形品の製造方法によれば、内圧が高い状態での発泡成形後の脱型をした後に、成形品に「膨れ」の外観不良が生じるのを確実に防止することができる。また発泡成形時に発泡樹脂が漏れるような不具合もない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例のインサートを裏面側から見た正面図である。
【図２】本発明の一実施例のインサートを発泡成形型内に配置して、クローズド注入法で発泡成形する直前の状態で示す要部断面図である。
【図３】本発明の一実施例の製造方法における型開き直前の状態の発泡成形型内を示す要部断面図である
【図４】本発明の第２の実施例のインサートを発泡成形型内に配置した型閉め状態で示す要部断面図である。
【符号の説明】
１：インサート            ２：表皮              ３：固定型
４：可動型                ５：注入ノズル        10：注入孔
11：ガス抜き孔            12：薄肉部（薄膜部）  13：テープ（薄膜部）
40：ノズル孔              41：可動針（針状物）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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