JPH0679817B2 - 一体発泡成形方法 - Google Patents

一体発泡成形方法

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JPH0679817B2
JPH0679817B2 JP62031168A JP3116887A JPH0679817B2 JP H0679817 B2 JPH0679817 B2 JP H0679817B2 JP 62031168 A JP62031168 A JP 62031168A JP 3116887 A JP3116887 A JP 3116887A JP H0679817 B2 JPH0679817 B2 JP H0679817B2
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foam molding
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信夫 小林
浩之 中村
力司 藤原
正 吉田
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【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は表皮材と芯材の間にウレタン原液を注入し発
泡、一体化させ、製品を得る成形法に関するものであ
る。
(従来の技術) 一体発泡成形は既に知られた技術であり(例えば「生産
用語辞典」トヨタ自動車株式会社トヨタ技術会、昭和60
年12月24日発行、第391頁参照)、自動車等の内装部材
の製造に汎用されている。例えば一体発泡成形されたイ
ンストルメンタルパネルセイフティパッドは、表皮材と
芯材の間に発泡材を形成させたものである。発泡材とし
ては半硬質ウレタンフォームが一般的に用いられ、芯材
としては熱可塑性樹脂を射出成形したものが、また表皮
材としては塩化ビニールを原料としてスラッシュ成形し
たものが一般的に用いられている。このような一体発泡
成形品は圧縮性、復元性に富むため、事故等による乗員
と車室との衝突の際の衝撃緩和に役立っている。
従来、上記のような一体発泡成形インストルメンタルパ
ネルセイフティパッドは、上型、下型よりなる発泡型を
用いて以下のように製造されていた。
まず第4図に示すように下型5の成形面にスラッシュ成
形された表皮材3を配置し、一方、上型4の成形面には
同じく予備成形された芯材1を固定ピン(図示せず)等
を用いて取付ける。次いで注入機6から例えばポリエー
テルポリオール、ジイソシアネート等を混合したウレタ
ン原液2aを表皮材3上に所定量供給した後、上型4を回
転降下させて型を閉じる。
すると第5図に示すように発泡体2はその発泡原料液に
調合されていた発泡剤の作用により容積を増大し、芯材
1と表皮材3で形成される空間に充満するとともに、重
合反応と外部からの加熱により硬化してゆく。発泡体2
が充分に硬化した後、第6図に示すように上型4を開い
て脱型することにより、芯材1、発泡材(ウレタンフォ
ーム)2b、表皮材3からなるインストルメンタルパネル
セイフティパッド8が得られる。
ところで上型4と下型5間のパーティング部9(第5
図)に、バリの原因となる発泡体の漏出が起こると、そ
の近傍の成形部位でボイドやセル荒れが発生し、品質不
良製品となるばかりか、発泡体は接着性に富むことから
型の清掃に手間がかかることになる。その対応策として
従来はシール性のよい発泡型を用いるとともに、成形中
はクランプすることにより上型と下型を固定していた。
(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、型のシール性を高めた一体発泡成形シス
テムを採用すると、成形完了後の脱型時に、成形品のウ
レタンフォームと表皮材が剥離し、表面フクレが生じる
という問題があった。この原因を第6図を用いて説明す
ると、ウレタンフォーム2b中には、十分に逃げだすこ
とのできなかった発泡ガスが存在し、その残圧P1が大き
いこと、脱型時に表皮材3と下型5の間に、シール性
が良いために瞬間的に負圧P2の真空状空間7が生じるこ
と、によるものである。第7図は従来の一体発泡成形に
おける時間−表皮圧力曲線を示すもので、この圧力は表
皮材3と下型5の間の圧力であり、脱型時T3までは発泡
体2の内圧に等しい。なお第7図中、T0は型セット時、
T1は発泡原料注入時、T2は発泡終了時を示し、T2〜T3
はキュアタイムで、この間に発泡体2中のガスは僅かづ
つ型外へ逃げる(完全にシールしていないため)。
第7図から判るように脱型時T3には、表皮に瞬間的にP1
+P2の圧力が加わり、表皮とウレタンフォームの接着力
が該圧力P1+P2に負けることにより、表皮材がウレタン
フォームから剥離し、表面フクレが起こる。
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであ
り、その目的とするところは、成形品にバリを発生させ
ることなく且つ表面フクレを起こさせない一体発泡成形
方法を提供することである。
(問題点を解決するための手段) そのため本発明の一体発泡成形方法は、表皮材芯材一体
発泡成形方法において、発泡型内に付設した圧力センサ
ーによりウレタン発泡体の圧力を検出し、その圧力の微
分値(Δp/Δt)が0又は負になると同時に発泡型をア
ンクランプすることを特徴とする。
更に同一の目的を達成する本発明のもう一つの方法は、
表皮材芯材一体発泡成形方法において、制御装置には予
めオフラインのデータを入力しておき、ウレタン発泡体
の圧力微分値(Δp/Δt)が0又は負となる時点で発泡
型をアンクランプすることを特徴とする。
即ち本発明は、従来脱型時に行なわれていたアンクラン
プ(クランプを解除すること)を制御装置により発泡体
の内圧が最大値に達した直後に、且つ脱型することなし
に行なうことであり、その時期を圧力センサを用いるオ
ンライン方式で制御装置に感知させるか、或はまた諸デ
ータ、例えばウレタン原液の混合組成比率、注入量、温
度、シール度による圧力変化等とライズタイム(発泡反
応時間)の関連データを基に較正したアンクランプタイ
ミングを制御装置にインプットしておくことにより行な
うことができる。
上記のような本発明方法においては、脱型時に発泡型と
成形品間に発生する負圧を防止するための通気穴を発泡
型に穿設しておくのが好ましく、また他の手段としては
該通気穴から加圧空気を型内に送るようにしてもよい。
(作用) 発泡体内の圧力は発泡原料の反応とともに上昇し、発泡
完了と伴にピークに達し、その後漸減していくが、その
圧力微分値(Δp/Δt)が0又は負になる時点にアンク
ランプすると、発泡体の圧力により上型が押上げられ、
型のシール部に僅かなスキ間が生じる。そこからガスが
急激に抜けるため、発泡体中の残存ガスによる圧力は、
脱型時までに大巾に低下する。なお上記の圧力微分値
(Δp/Δt)が0又は負になる時点を過ぎた後にアンク
ランプすると、ガスの逃げる速度が極端に低下する。こ
れは設定されている芯材と表皮材のガス放出用クリアラ
ンスが硬化中の発泡体で塞がれるためである。
また、上記のアンクランプすべき時点においては発泡体
は充分に粘度を増しているため、アンクランプにより生
じた型シール部のスキ間から漏れ出すことがない。
(実施例) 以下に本発明の実施例を掲げて、より具体的に説明する
が、これにより本発明は何ら限定されるものではない。
実施例1 第1図は一実施例に係る一体発泡成形中の発泡型を示す
断面図である。これは下型5にスラッシュ成形された塩
化ビニル表皮材3を、上型4にアクリロニトリル−スチ
レン樹脂をガラス繊維により強化して成形した芯材1を
セットした後、表皮材3上にウレタン原液を注入してか
らヒンジ10を介して上型4を回転降下して型を閉じ、ク
ランプした後の、発泡反応が終了間際の状態を示すもの
である。
この発泡型のクランプ部は第2図(第1図の部分変化
図)に示すように、上型4、下型5それぞれに設けられ
たテーパ溝11とテーパ孔12、及びロッド13先端がテーパ
形状でなる油圧シリンダ14からなり、そのロッド13の伸
縮でクランプ操作が行なわれる。そして下型5には圧力
センサ15が設けられており、該センサ15は表皮圧力(表
皮材3からセンサ15が押される圧力)pを測定する。そ
の信号は制御装置19の検出器16で指数処理され、次いで
演算器17がΔp/Δt≦0を判別した時に指令信号を操作
部18へと送り、油圧シリンダ14を作動させて、第2図に
示すように型をアンクランプ状態にする。すると上型4
はウレタン発泡体2により僅かに押上げられ、型シール
部9にスキ間が生じ、そこから高圧の発泡ガスが逃げ
る。
そのためセンサ15が感知する表皮圧力は第3図の実線曲
線に示すように急激に低下する。その後は硬化中の発泡
体2が芯材1、表皮材3間のガス流出口を塞ぐようにな
るため、圧力pの減少速度は低下するが、脱型時T3の発
泡体内残圧P1は従来に比べかなり低くなる。なお第3図
中の点線曲線は、黒矢印の時点でアンクランプしたとき
の表皮圧力pを示したものであり、この場合は型外へガ
スが充分に逃げないことが判る。
脱型は図示しない装置により上型4を上昇回転させて行
なわれるが、その際、表皮材3と下型5間に発生する負
圧P2は極めて小さい。これは上型4に通気穴20が穿設さ
れており、型内へ侵入した空気が非製品部キャビティ
(図示せず)を通って裏側に回り込むためである。
こうして得られた製品には表皮フクレ(表皮材の剥離)
やバリ等の欠陥が見られない。
実施例2 圧力センサが無い以外は実施例1で用いたのと同様な発
泡型を多数用い、連続的大量生産ラインで同一の成形品
を製造する。その際、同型を用いて予め別の場所で得ら
れた諸データを生産ロボットの制御コンピュータに入力
する。これによりロボットは、芯材等のセット、ウレタ
ン原液の注入、閉型、クランプ操作、脱型などを実施例
1の手順と同様に行なう。なおアンクランプは上記オフ
ラインデータを基にΔp/Δt≦0となる時点で行なう
が、このようにしても欠陥が見られない一定品質の成形
品が生産性良く得られる。
(発明の効果) 本発明の一体発泡成形方法は以下のような効果を奏す
る。
まずバリを発生させることなく、表面フクレ不良の無い
一体発泡成形品を製造することが可能となる。
また発泡体中の残留ガスを極めて効果的に短時間で抜く
ことができるため、脱型する時期を早めることができ
る。即ち成形サイクルタイムを決定づける主要因の一つ
であるガス抜き時間を短縮できるため、成形サイクルを
早めることができる。
更にはガス抜きを最も効果的な時期に行なうためウレタ
ン層の連通化(独立気泡セルの解消化)が促進され、良
好なウレタンフォームを形成させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一体発泡成形方法の一実施例を示す説
明図、 第2図は第1図の部分変化図、 第3図は一実施例に係るアンクランプの効果を示す図、 第4図、第5図及び第6図は従来の一体発泡成形方法を
連続的に示す説明図、 第7図は従来の成形方法における、表皮材への圧力変化
を経時的に示す図である。 図中、 1……芯材、2……ウレタン発泡体 3……表皮材、4……上型 5……下型、7……真空状空間 9……パーティング部(型シール部) 14……油圧シリンダ、15……圧力センサ 19……制御装置、20……通気穴
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B29L 31:58 4F

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】表皮材芯材一体発泡成形方法において、発
    泡型内に付設した圧力センサーによりウレタン発泡体の
    圧力を検出し、その圧力の微分値(Δp/Δt)が0又は
    負になると同時に発泡型をアンクランプすることを特徴
    とする一体発泡成形方法。
  2. 【請求項2】脱型時に発泡型と成形品間に発生する負圧
    を防止するための通気穴を発泡型に穿設しておくことを
    特徴とする特許請求の範囲第1項記載の一体発泡成形方
    法。
  3. 【請求項3】上記通気穴から加圧空気を型内に送ること
    を特徴とする特許請求の範囲第2項記載の一体発泡成形
    方法。
  4. 【請求項4】表皮材芯材一体発泡成形方法において、制
    御装置には予めオフラインのデータを入力しておき、ウ
    レタン発泡体の圧力微分値(Δp/Δt)が0又は負とな
    る時点で発泡型をアンクランプすることを特徴とする一
    体発泡成形方法。
  5. 【請求項5】脱型時に発泡型と成形品間に発生する負圧
    を防止するための通気穴を発泡型に穿設しておくことを
    特徴とする特許請求の範囲第4項記載の一体発泡成形方
    法。
  6. 【請求項6】上記通気穴から加圧空気を型内に送ること
    を特徴とする特許請求の範囲第5項記載の一体発泡成形
    方法。
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