JP2001334554A - 部分貼合わせ成形用金型装置および貼合わせ成形法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プレス機能も、微少型開機能も持
たない通常の射出成形機を用いてコア材樹脂に部分的に
表皮材を貼合わせる場合に、ゲート部での表皮材の部分
的な損傷と熱履歴による表皮材の全体的な損傷の両方を
防止し、貼合わせを行なった部分の境界線を鮮明にする
とともに、段差をなくす部分貼合わせ成形用金型装置お
よび貼合わせ成形法を提供すること。 【解決手段】 第１の発明では、金型の意匠面を
構成する一部分に型締方向に進退可能な可動部を有する
可動金型と、該可動部に対向する位置に溶融樹脂を供給
するためのゲートを持った固定金型からなる部分貼合わ
せ成形を行うための部分貼合わせ成形用金型装置におい
て、該可動部の進退位置が任意に設定可能であり、且つ
該可動部の外周部と該可動部に接する一般部の内周面先
端部に該可動部が最前進時に一対の略三角錐となる突起
を備えた可動金型と、該突起に対向する位置に該突起を
収納する溝を持った固定金型からなる構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、射出成形またはプ
レス成形によりコア材溶融樹脂に樹脂製加飾層を有する
表皮材を部分的に貼合わせて融着一体化して表皮材が部
分的に貼合された樹脂成形品を成形する部分貼合わせ成
形用金型装置および貼合わせ成形法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、自動車、家電，建材等に使用され
る樹脂成形品は、装飾性や触感等の付加価値を付けて成
形品品質や付加価値を高めたり、成形工程の省工程化に
よるコストダウンを図るために、樹脂製加飾層を有する
表皮材を熱可塑性樹脂からなるコア材の表面に融着一体
化する貼合わせ成形方法により生産されることが多くな
っている。また、コア材の一部に表皮材を部分的に貼合
わせた部分加飾成形品も生産されている。この部分貼合
わせ成形方法の先行技術としては特開平７−１９５４３
１号公報がある。

【０００３】この先行技術においては、少なくとも一つ
の可動金型に表皮材を配設した複数の可動金型と、前記
の複数の可動金型に対向して基材となる溶融樹脂を射出
するゲートが複数形成された固定金型とを用いて、表皮
材を配設した可動金型を可動する。そして可動金型に対
向したゲートから溶融樹脂を注入して成形し、次に表皮
材を備えていない可動金型を可動すると共に可動金型に
対向したゲートから溶融樹脂を注入して成形し、溶融樹
脂の注入はバルブゲートのタイミングを遅らせて調整し
各ゲートから注入することが記載されている。

【０００４】一方、部分貼合わせ成形方法において、金
型内で表皮材の損傷を回復させる先行技術としては特開
平１１−３１４２２７号公報がある。この先行技術にお
いては、表皮材と接する金型部分が可動ブロックからな
る金型を使用して、コア材の表面に表皮材が部分的に貼
合されてなる多層成形品を製造する方法において、開放
状態にある雌雄両金型間に表皮材を供給し、この表皮材
と金型間との間に溶融熱可塑性樹脂を供給し、この溶融
熱可塑性樹脂を供給した後あるいは供給しながら型締め
し、金型内で溶融熱可塑性樹脂を一次冷却した後、表皮
材と接している可動ブロックを金型内に後退させ、表皮
材表面と可動ブロックの成形面との間に隙間を形成させ
て前記溶融熱可塑性樹脂を二次冷却する成形方法が記載
されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前述の先行技術では、
表皮材の種類や成形条件によっては表皮材の損傷を完全
には防止できなかった。また、部分的に表皮材を貼合し
た部分とコア材のみの部分との境界に段差ができたり、
境界線が鮮明でなかったりして成形品の見映えを低下さ
せていた。本願発明の目的は、プレス機能も、微少型開
機能も持たない通常の射出成形機を用いてコア材樹脂に
部分的に表皮材を貼合わせる場合に、ゲート部での表皮
材の部分的な損傷と熱履歴による表皮材の全体的な損傷
の両方を防止し、貼合わせを行なった部分の境界線を鮮
明にするとともに、段差をなくす部分貼合わせ成形用金
型装置および貼合わせ成形法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】以上のような課題を解決
するために本発明において、第１の発明では、金型の意
匠面を構成する一部分に型締方向に進退可能な可動部を
有する可動金型と、該可動部に対向する位置に溶融樹脂
を供給するためのゲートを持った固定金型からなる部分
貼合わせ成形を行うための部分貼合わせ成形用金型装置
であって、該可動部の進退位置が任意に設定可能であ
り、且つ該可動部の外周部と該可動部に接する一般部の
内周面先端部に該可動部が最前進時に一対の略三角錐と
なる突起を備えた可動金型と、該突起に対向する位置に
該突起を収納する溝を持った固定金型からなる構成とし
た。第２の発明では、第１の発明において、固定金型に
前記可動部に対向する部分の外側にも溶融樹脂を供給す
るためのゲートと、所定のタイミングで前記溶融樹脂の
供給・遮断を行なうバルブを備えた構成とした。更に、
第３の発明では第１の発明および第２の発明において、
表皮材を貼合わせる部分のキャビティ厚みが他の一般部
のキャビティ厚みより厚くなるようにした。

【０００７】次に第４の発明では、第１の発明〜第３の
発明において、固定金型の前記可動部に対向する部分が
入れ子で構成され、該入れ子と固定金型との接触面に隙
間を設ける構成とした。更に、第５の発明では、第１の
発明〜第４の発明において、前記可動部が最前進時に一
般部表面より表皮材の回復分キャビティ内に突出させる
構成とした。

【０００８】第６の発明では、金型の意匠面を構成する
一部分に型締方向に進退可能な可動部を有する可動金型
と、該可動金型に対向する位置に溶融樹脂を供給するた
めのゲートを持った固定金型からなり、該可動部の進退
位置が任意に設定可能で、且つ該可動部の外周部と該可
動部に接する一般部の内周面先端部に該可動部が最前進
時に一対の略三角錐となる突起を備え、該突起に対向す
る位置に該突起を収納する溝を有するとともに、固定金
型に前記可動部に対向する部分の外側にも溶融樹脂を供
給するためのゲートを備え、バルブにより所定のタイミ
ングで前記溶融樹脂の供給・遮断を行なう部分貼合わせ
成形用金型装置を用いて、前記可動部を後退させて、可
動部に表皮材を配設した後に型締を行ない、次に可動部
に対向するゲートおよび他のゲートから溶融樹脂を所定
のタイミングで射出し、射出完了後または射出しながら
該可動部前進させて前記溶融樹脂を金型内に充填した後
に、前記可動部を後退させて表皮材の表面に断熱層とし
ての隙間を設けることとした。

【０００９】また、、第７の発明では、第６の発明にお
いて、表皮材の表層を構成する樹脂のガラス転移温度よ
り賦形中の前記表層温度の方が高く、且つ賦形中の前記
表層温度より該可動部を後退させて隙間を設けた以後に
再上昇して達する前記表層の温度が高くなるように該可
動部の後退時期を設定することとした。

【００１０】

【作用】可動部の後退量が任意に設定できることにより
溶融樹脂の射出時は後退量を大きくして表皮材のある可
動部近傍のキャビティ内の樹脂圧力を低くすることによ
り、ゲート部での表皮材の局所的な損傷を防止できる。
また、可動部に対向する部分の外側から溶融樹脂を所定
のタイミングで供給することにより、キャビティ全体を
溶融樹脂で充満させるための圧力を低くすることができ
る。賦形（型締力を作用させている状態を言う）完了
後、可動部を所定のタイミングで所定量だけ後退させる
ことにより、溶融樹脂の持つ熱量で表皮材が熱処理さ
れ、賦形中に受けた毛倒れや発泡層の厚みの減少を回復
させることができる。更に、表皮材を貼合わせた部分の
キャビティ厚みを厚くすることにより、この部分での樹
脂の冷却がおくれ、可動部を後退させるタイミングを遅
くすることが可能となる。このように賦形時間を長くす
ることができ、成形品の賦形性が向上する。このような
効果は固定金型側の可動部に対向する位置の金型面を入
れ子構造として、入れ子と他の部分との間に空気断熱層
としての隙間を設けることによりこの部分の樹脂の冷却
を遅らせることにより同様の効果が発揮される。

【００１１】また、可動部分が再前進時に金型内に表皮
厚みの回復分だけ突出することにより、成形後の意匠面
が表皮のある部分とない部分で略同一となり段差がなく
なるとともに、可動金型の先端部に設けた略三角錐とな
る突起により表皮材の端部を確実に溶融樹脂に埋没させ
ることができ、この境界線を鮮明にすることが可能とな
り、見栄えの良い部分貼合わせ成形品を得ることが可能
となる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る部分貼合わ
せ成形用金型装置および貼合わせ成形法の実施例を図１
〜図５に基づいて説明するが、本発明はこのような実施
例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しな
い範囲でさまざまな様態で実施できるものである。本発
明における射出成形装置および成形方法は以下の実施例
に記載されている項目以外はごく一般的なものであり、
詳細な説明は省略する。

【００１３】

【実施例１】本発明の部分貼合わせ成形用金型装置１
は、固定金型１１及び可動金型１２より構成されてい
る。この金型のキャビティ形状は成形品に対応した型形
状となっている。この固定金型１１にはゲート１４がキ
ャビティに開口して形成されており、このゲート１４
は、以下に説明する可動部１３と対向して配設されてい
る。また、この固定金型１１には、型締めにおける可動
部１３と可動金型１２との境界部分に可動金型１２の先
端に配設された三角錐部（突起）１５を収納できる溝部
１６が形成されている。更に、この固定金型１１には図
示しない射出装置が付設されており、この射出装置から
溶融状態の合成樹脂１８が金型キャビティに供給され
る。

【００１４】上記固定金型１１と対向して、可動金型１
２と可動部１３が配設されている。この可動金型１２と
可動部１３との境界部先端（固定金型側）には固定金型
１１の溝部１６に挿入できる突起１５が配設されてい
る。

【００１５】可動金型１２内には図示しない可動部１３
を進退させる駆動機構が配設されており、この駆動機構
により可動部１３は型締方向に進退できる構成になって
いる。この駆動機構としてはサーボモータや油圧装置等
の公知の手段を用いることができる。可動部を正確に位
置制御を行なうためにはサーボモータを使用したサーボ
駆動機構が最適である。また、可動金型１２も図示しな
い駆動機構等により固定金型に対して進退自在に構成さ
れており、可動部とは独立して型締め制御が可能な構成
となっている。そして可動金型１２及び可動部１３を後
退させることにより、部分表皮材１７を可動部１３の内
周面に取り付けることができる。

【００１６】次に、上記構成からなる部分貼合わせ成形
用金型装置１を用いてコア材樹脂に表皮材を部分的に貼
合わせする成形方法について説明する。先ず、可動金型
を型開き状態に保持する。この状態で可動部１３を後退
位置に保持し、固定金型１１に対向して配設されている
可動部１３に部分表皮材１７を取付ける（図１に示す状
態）。

【００１７】次に、可動金型１２を型閉して初期型締力
を負荷し、可動部１３を後退位置に待機させておく。こ
の状態で、ゲート１４より溶融樹脂をキャビティ内へ射
出する（図２に示す状態）。 次に、部分表皮材１７と
コア材樹脂１８との貼合わせ一体化を行う。この成形
は、部分表皮材１７を取り付けた可動部１３を可動して
対向している固定金型１１側へ移動させると共に、型締
め加圧して部分表皮材１７とコア材樹脂１８とを賦形・
一体化する。このとき部分表皮材１７の端末は可動分の
突起１５に端部が取り付けられているので、部分表皮材
１７の端部が溶融樹脂１８により当接されながら溝部１
６に押し込まれるとともに、突起１５を乗り越えて金型
キャビティの隅々まで充填される。この場合に、可動金
型１２の加圧力を小さくしておけば、充填時の金型内の
ガス抜けが良好に行なわれる。

【００１８】所定の時間だけ、賦形のための型締力を可
動金型１２及び可動部１３によりコア材樹脂に負荷した
後に、以下に説明するタイミングで可動部１３を所定の
量だけ後退させて、部分表皮材１７と可動部１３のキャ
ビティ面との間に隙間（空気断熱層）１９を設ける（図
４の状態）。次に、表皮材の損傷回復と可動部を後退さ
せるタイミングについて説明する。この成形法において
は表皮材はその表層が繊維を基本構成単位とする織布・
不織布あるいは織布であって、その素材樹脂のガラス転
移温度が賦形中の表皮材の表層部の最高温度よりも低く
なるように表皮材表層の材料及び成形条件を選定してお
く。更に、可動部１３を後退させて空気断熱層１９を形
成することにより、表層部の温度がコア材樹脂の熱量に
より再上昇して達する最高温度が賦形中に表皮材が受け
た温度より高くなるようなタイミングで、可動部を後退
させることにより表皮材の損傷を樹脂の弾性により自己
回復させることができる。この場合、表皮の表面に起毛
処理が施されているとさらに顕著な効果が発揮される。

【００１９】また、この成形法においては表皮材中に樹
脂製の発泡層をもっている場合には発泡層の厚みの減少
が抑制される。この場合、表皮材の表層が樹脂シートで
あって、シボ等の凹凸模様をもっていても、形状を保持
することができる。

【００２０】更に、この成形法における賦形後の可動部
の後退量は非常に重要な意味を持っている。即ち、表皮
材表面は可動部表面から離れることにより、金型への熱
伝導を空気断熱層により遮断され、表皮材の温度が基材
樹脂の持つ熱量により上昇し、金型内で表皮材の熱処理
が可能となる。このため、表皮材の損傷をより少なくす
るには表皮が回復可能な厚さ以上に可動部を後退させる
必要がある。もちろん、それ以下の場合であっても損傷
の程度は軽減される。また、むやみに大きくすると空気
の対流がおこり、断熱層としての効果を低下させるの
で、大きすぎることは好ましくない。

【００２１】また、この成形法においては可動部の表面
形状にもよるが、表皮は必ずしも予備賦形されていなく
ても成形可能であるが、可動部の表面形状によっては予
備賦形することにより成形が可能となる。

【００２２】可動部１３を所定量後退させた状態で、所
定の時間保持した後に、可動金型１２を型開きするとと
もに、可動部を後退限まで後退させてから、成形品を取
り出して１サイクルを終了する。

【００２３】

【実施例２】次に、図５に基づいて実施例２について説
明する。 この固定金型１１にはゲート２１ｂ、２１
ａ、２１ｃがキャビティに開口して形成されており、こ
のゲート２１ｂは可動部１３と対向して配設されてい
る。また、ゲート２１ａ、２１ｃは可動部１３に対向す
る部分の外側に配設してある。これらのゲート２１ｂ、
２１ａ、２１ｃよりコア材となる溶融樹脂１８を所定の
タイミングで金型キャビティ内に射出する。その他の構
成については実施例１と同じであるので説明を省略す
る。

【００２４】次に、上記構成からなる部分貼合わせ成形
用金型装置１を用いてコア材樹脂に表皮材を部分的に貼
合わせする成形方法について説明する。可動部１３に部
分表皮材１７を取付けるまでは実施例１と同じである。

【００２５】次に、可動金型１２を型閉し、可動部１３
は後退位置に待機させておく。この状態で、図示しない
バルブを開の状態にしてゲート２１ｂより溶融樹脂をキ
ャビティ内へ射出する。次に、可動部１３を前進させて
部分表皮材１７を加圧し、部分表皮材１７とコア材樹脂
１８との融着・一体化を行う。引き続き、ゲート２１ａ
および２１ｃより溶融樹脂をキャビティ内へ射出する。
この両者の射出タイミングは金型形状や表皮材の種類に
応じて適宜決定される。射出完了後型締状態を所定時間
保持し賦形工程を完了する。次に、実施例１と同じよう
に、所定のタイミングで可動部を所定量だけ後退させ
て、所定の隙間を保持した状態で所定の時間だけ保持す
る。また、部分表皮材１７の端末は可動分の突起１５に
端部が取り付けられているので、部分表皮材１７の端部
が溶融樹脂１８により当接されながら溝部１６に押し込
まれる。

【００２６】このとき、溝部１６の可動金型先端部に配
設された突起１５により部分表皮材１７が溶融樹脂１８
と接合される。さらに、溶融樹脂は溝部１６で突起１５
を回り込むように移動するが、この回り込んだ樹脂は、
可動部１３と対向した固定金型１１のゲート２１ｂから
射出された樹脂と接合され、部分表皮材１７の端部を樹
脂で挟持する。このため部分表皮材７の端末処理が不要
となるとともに、境界線が鮮明になる。

【００２７】また、本実施例においては、可動部１３の
前進動作により溶融樹脂をキャビティ末端まで流動させ
る必要がなくなるため、表皮部にかかる樹脂圧力を低下
させることができる。この結果、表皮の全体的な損傷を
より低下させることが可能となる。また、可動部の前進
動作と可動部外のゲートからの溶融樹脂の供給を連動し
て行うことにより、樹脂合流部の温度低下を最低限に押
えることが可能となり、強度低下を抑制することができ
る。

【００２８】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、コア材樹
脂に部分加飾をしたドアトリム等の自動車内装部品の成
形品に関して、コア材樹脂の成形と同時にファブリック
等の表皮材を部分的に貼合せて融着・一体化する成形を
後工程なしにすることができ、工程を削減して生産効率
を向上させるとともに、接着剤を使用せず、接合強度を
向上させたコア材樹脂に部分加飾を施した成形品を効率
的に得ることができる。また、部分的に貼合わされた表
皮材は表皮材貼合わせ部分の肉厚を厚くすることや可動
部に対向した固定金型の入れ子部に隙間（空気断熱層）
を設けることと相俟って、賦形時に発生した表皮材の損
傷を空気断熱層を設けることにより、樹脂の弾性により
自己回復させることができ、損傷のない表皮材が部分的
に貼合わされた成形品を効率的に得ることが可能となっ
た。

【００２９】更に、可動部分が再前進時に金型内に表皮
厚みの回復分だけ突出することにより、成形後の意匠面
が表皮のある部分とない部分で略同一となり段差がなく
なるとともに、可動金型の先端部に設けた略三角錐とな
る突起により表皮材の端部を確実に溶融樹脂に埋没させ
ることができ、この境界線を鮮明にすることが可能とな
り、見栄えの良い部分貼合わせ成形品を得ることが可能
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１に係る部分貼合わせ成形用金
型装置の説明図であり、可動金型を型開きの上、金型の
意匠面の一部である可動部を後退させて表皮材を配設し
た状態を示したものである。

【図２】本発明の実施例１に係る部分貼合わせ成形用金
型装置の説明図であり、溶融樹脂を射出した状態を示し
たものである。

【図３】本発明の実施例１に係る部分貼合わせ成形用金
型装置の説明図であり、賦形状態を示したものである。

【図４】本発明の実施例１に係る部分貼合わせ成形用金
型装置の説明図であり、空気断熱層を設けた状態を示し
たものである。

【図５】本発明の実施例２に係る部分貼合わせ成形用金
型装置の断面図であり、多点ゲートでの射出完了直前の
状態を示したものである。

【符号の説明】

１ 部分貼合わせ成形用金型装置 １１ 固定金型 １２ 可動金型 １３ 可動部 １４ ゲート １５ 突起（三角錐部） １６ 溝 １７ 部分表皮材 １８ 溶融樹脂 １９ 空気断熱層 ２１ａ ゲート ２１ｂ ゲート ２１ｃ ゲート

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金型の意匠面を構成する一部分に型締方
   向に進退可能な可動部を有する可動金型と、該可動部に
   対向する位置に溶融樹脂を供給するためのゲートを持っ
   た固定金型からなる部分貼合わせ成形を行うための部分
   貼合わせ成形用金型装置であって、 該可動部の進退位置が任意に設定可能であり、且つ該可
   動部の外周部と該可動部に接する一般部の内周面先端部
   に該可動部が最前進時に一対の略三角錐となる突起を備
   えた可動金型と、該突起に対向する位置に該突起を収納
   する溝を持った固定金型からなることを特徴とする部分
   貼合わせ成形用金型装置。
2. 【請求項２】 固定金型に前記可動部に対向する部分の
   外側にも溶融樹脂を供給するためのゲートと、所定のタ
   イミングで前記溶融樹脂の供給・遮断を行なうバルブを
   備えたことを特徴とする請求項１記載の部分貼合わせ成
   形用金型装置。
3. 【請求項３】 表皮材を貼合わせる部分のキャビティ厚
   みが他の一般部のキャビティ厚みより厚いことを特徴と
   する請求項１および請求項２記載の部分貼合わせ成形用
   金型装置。
4. 【請求項４】 固定金型の前記可動部に対向する部分が
   入れ子で構成され、該入れ子と固定金型との接触面に隙
   間が設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項
   ３記載の部分貼合わせ成形用金型装置。
5. 【請求項５】 前記可動部が最前進時に一般部表面より
   表皮材の回復分キャビティ内に突出していることを特徴
   とする請求項１〜請求項４記載の部分貼合わせ成形用金
   型装置。
6. 【請求項６】 金型の意匠面を構成する一部分に型締方
   向に進退可能な可動部を有する可動金型と、該可動金型
   に対向する位置に溶融樹脂を供給するためのゲートを持
   った固定金型からなり、該可動部の進退位置が任意に設
   定可能で、且つ該可動部の外周部と該可動部に接する一
   般部の内周面先端部に該可動部が最前進時に一対の略三
   角錐となる突起を備え、該突起に対向する位置に該突起
   を収納する溝を有するとともに、固定金型に前記可動部
   に対向する部分の外側にも溶融樹脂を供給するためのゲ
   ートを備え、バルブにより所定のタイミングで前記溶融
   樹脂の供給・遮断を行なう部分貼合わせ成形用金型装置
   を用いて、 前記可動部を後退させて、可動部に表皮材を配設した後
   に型締を行ない、次に可動部に対向するゲートおよび他
   のゲートから溶融樹脂を所定のタイミングで射出し、射
   出完了後または射出しながら該可動部を前進させて前記
   溶融樹脂を金型内に充填した後に、前記可動部を後退さ
   せて表皮材の表面に断熱層としての隙間を設けることを
   特徴とする部分貼合わせ成形法。
7. 【請求項７】 表皮材の表層を構成する樹脂のガラス転
   移温度より賦形中の前記表層温度の方が高く、且つ賦形
   中の前記表層温度より該可動部を後退させて隙間を設け
   た以後に再上昇して達する前記表層の温度が高くなるよ
   うに該可動部の後退時期を設定することを特徴とする請
   求項６記載の部分貼合わせ成形法。