JP2006027014A - 樹脂成形品の製造方法及び樹脂材 - Google Patents

Abstract

【課題】 自動車のインストルメントパネルに代表される、樹脂成形品の製造技術に関し、樹脂材間を接着する溶融樹脂の導入部分における強度を損なうことなく、樹脂材の損傷、若しくは表面外観性の悪化を抑制すること。
【解決手段】 樹脂材１０と、ノズル３の挿入口２１ａを有する樹脂材２０と、を溶融樹脂３０で接着して樹脂成形品を製造するにあたり、樹脂材２０として、挿入口２１ａと連通すると共に溶融樹脂３０の導入空間２１ｂを形成するボス部２１を有し、かつ、導入空間内２１ｂに、挿入口２１ａに挿入されるノズル３の先端面と樹脂材１０との間を仕切る仕切り部材２１ｃと、仕切り部材２１ｃとボス部内面２１’とを接続すると共に溶融樹脂３０の注入通路２１ｅを形成する接続部材２１ｄと、が設けられた樹脂材を用い、ノズル３の先端の側面から溶融樹脂３０を吐出することで溶融樹脂３０を注入する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、自動車のインストルメントパネルに代表される、樹脂成形品の製造技術に関するものである。

自動車のインストルメントパネル等の樹脂成形品は、剛性、耐久性、触感、意匠性等の様々な条件を満足させるために、複数の樹脂材を積層して構成される。この種の樹脂成形品の製造方法としては、例えば、基材層となる樹脂材と、表皮層となる樹脂材と、を型内に配置し、基材層となる樹脂材からノズルを挿入して両者の空隙に溶融樹脂を注入して接着する技術が提案されている（例えば、特許文献１）。

図８（ａ）及び（ｂ）は、溶融樹脂の注入方法の従来例を示す図である。同図の例では、一方の金型１０１に基材層となる樹脂材２０１がセットされ、他方の金型１０２に表皮層となる樹脂材２０２がセットされている。樹脂材２０１にはノズル１０３及び１０３’の挿入口２０１ａが設けられており、金型１０１を貫通するノズル１０３及び１０３’がこの挿入口２０１ａに挿入され、樹脂材２０１と樹脂材２０２との隙間２０３にノズル１０３及び１０３’から溶融樹脂が導入される。

図８（ａ）の例ではノズル１０３の先端面に溶融樹脂の吐出口が設けられ、ノズル１０３の軸方向に溶融樹脂が吐出される。しかし、この例では、ノズル１０３から吐出される溶融樹脂の吐出圧が樹脂材２０２の一部（ノズル１０３の真下の部分）に集中するため、樹脂材２０２の表皮の模様が潰れる等、溶融樹脂の導入部分において樹脂材２０２が損傷し易いという問題がある。この問題を解決する例として、図８（ｂ）の例では、ノズル１０３’の先端の側面に吐出口が設けられ、ノズル１０３’の半径方向に溶融樹脂が吐出される。図８（ｂ）の例ではノズル１０３’から吐出される溶融樹脂の吐出圧が樹脂材２０２の一部に集中しないため、溶融樹脂の吐出圧に伴う樹脂材２０２の損傷を抑制することができる。

特開２０００−２６３６４７号公報

しかし、図８（ｂ）の例では、ノズル１０３’の先端の側面から溶融樹脂を吐出する都合上、ノズル１０３’の先端部分を隙間２０３へ吐出させる必要がある。このため、図８（ｃ）に示すようにノズル１０３’が存在していた空間２０３ａには溶融樹脂が存在しなくなり、溶融樹脂の導入部分の強度が低下し、樹脂材２０２のへこみ等を生じる畏れがある。これを解決するために、図８（ｄ）に示すように、ノズル１０３’を引き上げながら溶融樹脂を吐出することも考えられる。しかし、この方法においても、ノズル１０３’を引き上げる際、ノズル１０３’の先端面と樹脂材２０２との間に介在する半硬化状態の溶融樹脂２０３ｂがノズル１０３’の先端面に付着し、ノズル１０３’の上昇に伴って樹脂材２０２を同図の矢印に示すように引っ張るため、樹脂材２０２にへこみが生じるおそれがあり、やはり溶融樹脂の導入部分において樹脂材２０２の表面外観性が悪化し易いという問題がある。

従って、本発明の目的は、溶融樹脂の導入部分における強度を損なうことなく、樹脂材の損傷、若しくは表面外観性の悪化を抑制することにある。

本発明によれば、第１の樹脂材と、ノズルの挿入口を有する第２の樹脂材と、を型内に配置する配置工程と、前記挿入口に挿入されたノズルから、前記第１の樹脂材と前記第２の樹脂材との隙間に、両者を接着する溶融樹脂を注入する注入工程と、を備えた樹脂成形品の製造方法において、前記配置工程では、前記第２の樹脂材として、前記挿入口と連通すると共に前記溶融樹脂の導入空間を形成するボス部を有し、かつ、前記導入空間内に、前記挿入口に挿入されるノズルの先端面と前記第１の樹脂材との間を仕切る仕切り部材と、前記仕切り部材と前記ボス部内面とを接続すると共に前記溶融樹脂の前記隙間への注入通路を形成する接続部材と、が設けられた樹脂材を配置し、前記注入工程では、前記ノズルの先端の側面から前記溶融樹脂を吐出することで前記溶融樹脂を注入することを特徴とする樹脂成形品の製造方法が提供される。

本発明の樹脂成形品の製造方法によれば、溶融樹脂の導入空間において、前記第２の樹脂材に前記仕切り部材を設けたことにより、前記ノズルの先端面と前記第１の樹脂材との間で溶融樹脂の縁切りがされる。従って、前記ノズルを前記挿入口から引き上げる際、前記ノズルの先端面と前記第１の樹脂材との間に介在する半硬化状態の溶融樹脂により、前記第１の樹脂材が引っ張られることはない。また、前記仕切り部材は前記接続部材により前記ボス部内面と接続されるので、溶融樹脂の導入空間に溶融樹脂が充填されない場合であってもその強度が損なわれない。更に、溶融材料は前記ノズルの先端の側面から前記注入通路を介して吐出されるので、溶融材料の吐出圧が前記第１の樹脂材の一部に集中することもない。従って、溶融樹脂の導入部分における強度を損なうことなく、樹脂材の損傷、若しくは表面外観性の悪化を抑制することができる。

本発明においては、前記注入通路が複数形成され、前記ノズルの先端の側面には、複数の前記注入通路に対応する位置に、それぞれ前記溶融樹脂の吐出口が設けられていることが望ましい。この構成によれば、溶融樹脂が前記ノズルから前記第１の樹脂材と前記第２の樹脂材との隙間へ効果的に注入され、当該隙間への溶融樹脂の流入性を向上できる。

また、本発明においては、前記第１の樹脂材が表皮層を形成する樹脂材であり、前記第２の樹脂材が基材層を形成する樹脂材であることが望ましい。表皮側ではなく、基材側に前記ボス部を設けることで樹脂成形品の表皮側の意匠性を向上できる。

この場合、前記第１の樹脂材は、前記表皮層と当該表皮層の裏側の発泡層とを形成する樹脂材であることが望ましい。前記第１の樹脂材が前記発泡層を有することにより、この発泡層で溶融樹脂の吐出圧が緩衝され、より一層前記第１の樹脂材に対する損傷、若しくは表面外観性の悪化を防止できる。

また、本発明によれば、樹脂材間の隙間に溶融樹脂を注入して両者を接着することで形成される樹脂成形品を製造するための、一方の前記樹脂材を構成する樹脂材であって、前記溶融樹脂を注入するためのノズルの挿入口と、前記挿入口と連通すると共に前記溶融樹脂の導入空間を形成するボス部と、前記導入空間内に設けられ、前記挿入口に挿入されるノズルの先端面と他方の前記樹脂材との間を仕切る仕切り部材と、前記導入空間内に設けられ、前記仕切り部材と前記ボス部内面とを接続すると共に前記溶融樹脂の前記隙間への注入通路を形成する接続部材と、を備えたことを特徴とする樹脂材が提供される。

本発明の樹脂材によれば、これを用いて前記樹脂成形品を製造するにあたり、溶融樹脂の導入空間において、前記仕切り部材を設けたことにより、前記ノズルの先端面と当該樹脂材と接着される他方の樹脂材との間で溶融樹脂の縁切りがされる。従って、前記ノズルを前記挿入口から引き上げる際、前記ノズルの先端面と前記他方の樹脂材との間に介在する半硬化状態の溶融樹脂により、前記他方の樹脂材が引っ張られることはない。また、前記仕切り部材は前記接続部材により前記ボス部内面と接続されるので、溶融樹脂の導入空間に溶融樹脂が充填されない場合であってもその強度が損なわれない。従って、溶融樹脂の導入部分における強度を損なうことなく、前記他方の樹脂材の損傷、若しくは表面外観性の悪化を抑制することができる。

以上述べた通り本発明によれば、溶融樹脂の導入部分における強度を損なうことなく、樹脂材の損傷、若しくは表面外観性の悪化を抑制することができる。

図１は本発明の一実施形態に係る製造方法により製造された樹脂成形品である、自動車のインストルメントパネルＡの外観図（表皮側から見た図）であり、図２は図１の線I−Iに沿う断面図である。本実施形態では、樹脂成形品としてインストルメントパネルを挙げるが、本発明は他の樹脂成形品にも適用可能である。このインストルメントパネルＡは左ハンドル仕様車における助手席側のものであり、その右端側には送風用開口１ａ及び１ｂが設けられている。インストルメントパネルＡは、表皮層を形成する、第１の樹脂材としての樹脂材１０と、基材層を形成する、第２の樹脂材としての樹脂材２０と、を積層し、両者の隙間にホットメルト接着剤等の溶融樹脂３０を注入し、冷却固化して接着することにより形成されている。樹脂材１０及び２０は、予め所定の形状に一次成形されたものであり、その材料としては、例えばポリプロピレン系の材料が挙げられる。樹脂材２０は、溶融樹脂３０の導入部分となるボス部２１が設けられている。ボス部２１の詳細は後述する。

次に、インストルメントパネルＡの製造方法について説明する。図３は、インストルメントパネルＡを製造する製造装置Ｂに樹脂材１０及び２０をセットした態様を示す図である。製造装置Ｂは、樹脂材１０を支持する金型２ａと、樹脂材２０を支持する金型２ｂと、を備える。金型２ｂは図示しない駆動手段により同図の位置から金型２ａから離隔する位置に移動可能に設けられており、これにより樹脂材１０及び２０の金型２ａ及び２ｂ内への配置や、成形したインストルメントパネルＡの脱型が行われる。

金型２ｂには溶融樹脂３０を注入するためのノズル３がその軸方向に移動可能に挿入されている。本実施形態においてノズル３の先端面（下端面）は閉鎖されており、その側面には溶融樹脂３０の吐出口３ａが設けられている。本実施形態の場合、この吐出口３ａはノズル３の周面回りに複数設けられている。ノズル３の上端はノズル３への溶融樹脂３０の供給を制御するアプリケータ４が接続されており、アプリケータ４は溶融樹脂３０を貯留するタンク（同図において図示せず）から溶融樹脂３０をノズル３へ供給する。アプリケータ４は昇降機構５のロッドの下端に吊り下げられるようにして接続されており、昇降機構５の駆動によってロッドを収縮することで、アプリケータ４と共にノズル３を昇降することができる。

昇降機構５は例えばエアシリンダ、油圧シリンダ等である。図４は製造装置Ｂのシステム図である。コントローラ７は製造装置Ｂ全体を制御する回路であり、アプリケータ４と昇降装置５とはこのコントローラ７により制御される。アプリケータ４は、溶融樹脂タンク６から溶融樹脂３０を吸引するポンプ４ａと、ポンプ４ａから送出される溶融樹脂３０をノズル３へ供給するか否かを切り替える弁機構４ｂとを備え、コントローラ７の指示に従って、ノズル３へ溶融樹脂３０を供給する。

図３に戻り、本実施形態において樹脂材１０は表皮層１１と表皮層１１の裏側に設けられた発泡層１２とを積層して構成されている。表皮層１１は、例えば、パウダースラッシュ形成等により、その表側に微細な凹凸が形成された樹脂材であり、また、発泡層１２はクッション性を有する発泡樹脂材である。樹脂材２０はその上面から突出し、ノズル３からの溶融樹脂３０の導入部分となるボス部２１が形成されている。ボス部２１は内部が中空状に形成された略円錐形状をなし、その中心部にノズル３の挿入口２１ａが形成されている。ボス部２１の内部空間は、挿入口２１ａと連通して、ノズル３の吐出口３ａから吐出される溶融樹脂３０の導入空間２１ｂを構成しており、この導入空間２１ｂは樹脂材２０の下面において開口している。

導入空間２１ｂには円板状の仕切り部材２１ｃが設けられている。この仕切り部材２１ｃはノズル３の先端面が当接するように、挿入口２１ａの略真下に配置されており、ノズル３と同径か若しくは僅かに大径とされている。また、本実施形態では、仕切り部材２１ｃの下面が樹脂材２０全体の下面と略面一となるように形成されている。本実施形態では仕切り部材２１ｃを円板状としているが、その形状はこれに限られない。仕切り部材２１ｃは、ボス部２１の内面２１’から離れ島状に配置されており、接続部材２１ｄを介してボス部２１の内面２１’に接続されている。図５（ａ）は図３の線II−IIに沿う樹脂材２０の断面図、図５（ｂ）は図３の線III−IIIに沿う樹脂材２０の断面図である。また、図５（ｃ）は図５（ａ）の線IV−IVに沿う樹脂材２０の断面図、図５（ｄ）は図５（ａ）の線V−Vに沿う樹脂材２０の断面図である。更に、図６はボス部２１の概略を示す透視図である。

接続部材２１ｄは台形板状の部材であり、その下端部内側において仕切り部材２１ｃと接続され、その外側側面の下端から上端に渡ってボス部２１の内面２１’に接続されている。本実施形態の場合、接続部材２１ｄは複数（ここでは４つ）設けられているが一つでもよい。仕切り部材２１ｃ及び接続部材２１ｄは樹脂材２０本体とは別に製造し、樹脂材２０本体に取り付けるようにしてもよいが、射出成形等により樹脂材２０本体と一体的に形成することが望ましい。

接続部材２１ｄは、ノズル３の吐出口３ａから吐出される溶融樹脂３０が樹脂材１０と樹脂材２０との隙間３０’（図３参照）へ流出することを妨げないように、一定の間隔を置いて仕切り部材２１ｃの周回りに略等間隔に配置され、導入空間２１ｂを仕切るように配置されている。つまり、各接続部材２１ｄ間の空間が溶融樹脂３０の隙間３０’への注入通路２１ｅを形成することになる。本実施形態の場合、接続部材２１ｄを複数設けているので、注入通路２１ｅも複数（ここでは４つ）となり、特に仕切り部材２１ｃ回りに放射状に形成される。また、図６に示すように、ノズル３の先端の側面の吐出口３ａは、各注入通路２１ｅに対応するように、その周回りに４つ設けられている。このように構成することで、溶融樹脂３０がノズル３から樹脂材１０と樹脂材２０との隙間３０’へ効果的に注入され、隙間３０’への溶融樹脂３０の流入性を向上できる。特に、本実施形態では溶融樹脂３０が４方向に分配されるようにして注入されることになるため、隙間３０’への流入性をより向上することができる。

次に、樹脂材１０と樹脂材２０とによるインストルメントパネルＡの製造手順について説明する。まず、図３に示すように、樹脂材１０と樹脂材２０とを隙間３０’が形成されるように両者を金型２ａ、２ｂ内に配置する。そして、ノズル３の先端面が仕切り部材２１ｃの上面に当接する位置までノズル３を挿入口２１ａから挿入する。仕切り部材２１ｃ、挿入口２１ａ及びノズル３はその軸心が略共通するように配置されており、当該軸心は樹脂材１０及び２０の平面と略直交する関係にある。

次に、ノズル３の吐出口３ａから溶融樹脂３０を吐出する。吐出された溶融樹脂３０は接続部材２１ｄ間の各注入通路２１ｅを通って隙間３０’へ注入される。溶融樹脂３０はノズル３の半径方向に吐出されるため、溶融樹脂３０の吐出圧が樹脂材１０の一部に集中せず、溶融樹脂３０の吐出圧に伴う樹脂材１０の損傷、若しくは表面外観性の悪化を抑制することができる。特に、本実施形態では、仕切り部材２１ｃがノズル３と樹脂材１０との間に介在しているため、より一層、溶融樹脂３０の吐出圧が樹脂材１０の一部に集中することを防止できる。更に、樹脂材１０が発泡層１２を有することにより、この発泡層１２で溶融樹脂３０の吐出圧が緩衝され、より一層樹脂材１０に対する損傷、若しくは表面外観性の悪化を防止できる。

溶融樹脂３０が隙間３０’へ注入されると、ノズル３を引き上げて挿入口２１ａから離脱させ、その後、金型２ａ及び２ｂから樹脂材１０及び２０を脱型してインストルメントパネルＡが完成する。ノズル３を引き上げる際、溶融樹脂３０の導入空間２１ｂに仕切り部材２１ｃを設けたことにより、ノズル３の先端面と樹脂材１０との間で溶融樹脂３０の縁切りがされる。従って、ノズル３を挿入口２１ａから引き上げる際、ノズル３の先端面と樹脂材１０との間に介在する半硬化状態の溶融樹脂３０により、樹脂材１０が引っ張られることはない。

図７は脱型後の樹脂材１０及び２０、つまり、インストルメントパネルＡのボス部２１近傍の断面図である。導入空間２１ｂの上部においては溶融樹脂３０が充填されていないが、仕切り部材２１ｃが接続部材２１ｄによりボス部２１の内面２１’と接続されており、導入空間２１ｂ内が補強されているので、その強度が損なわれない。とりわけ、本実施形態では接続部材２１ｄの外側の側面下端から上端に向かって一様にボス部２１の内面２１’と接続されているので、十分な強度が得られる。なお、ノズル３を引き上げる際、溶融樹脂３０を吐出しながら引き上げることにより、導入空間２１ｂ内全体に溶融樹脂３０が充填されるようにしてもよいことはいうまでもない。

このように本実施形態では、樹脂材１０及び２０間を接着する溶融樹脂３０の導入部分における強度を損なうことなく、樹脂材１０の損傷、若しくは表面外観性の悪化を抑制することができる。また、溶融樹脂３０の導入部分となるボス部２１を基材側である樹脂材２０に設けているので、インストルメントパネルＡの表皮側の意匠性も向上できる。

本発明の一実施形態に係る製造方法により製造された樹脂成形品である、自動車のインストルメントパネルＡの外観図（表皮側から見た図）である。 図１の線I−Iに沿う断面図である。 インストルメントパネルＡを製造する製造装置Ｂに樹脂材１０及び２０をセットした態様を示す図である。 製造装置Ｂのシステム図である。 （ａ）は図３の線II−IIに沿う樹脂材２０の断面図、（ｂ）は図３の線III−IIIに沿う樹脂材２０の断面図、（ｃ）は図５（ａ）の線IV−IVに沿う樹脂材２０の断面図、（ｄ）は図５（ａ）の線V−Vに沿う樹脂材２０の断面図である。 ボス部２１の概略を示す透視図である。 脱型後の樹脂材１０及び２０、つまり、インストルメントパネルＡのボス部２１近傍の断面図である。 （ａ）及び（ｂ）は、溶融樹脂の注入方法の従来例を示す図、（ｃ）及び（ｄ）は従来例の問題点を示す図である。

符号の説明

Ａ インストルメントパネル（樹脂成形品）
Ｂ 製造装置
１０ 樹脂材（第１の樹脂材）
２０ 樹脂材（第２の樹脂材）
２１ ボス部
２１ｃ 仕切り部材
２１ｄ 接続部材
３０ 溶融樹脂
３０’ 隙間

Claims (5)

1. 第１の樹脂材と、ノズルの挿入口を有する第２の樹脂材と、を型内に配置する配置工程と、
   前記挿入口に挿入されたノズルから、前記第１の樹脂材と前記第２の樹脂材との隙間に、両者を接着する溶融樹脂を注入する注入工程と、
   を備えた樹脂成形品の製造方法において、
   前記配置工程では、
   前記第２の樹脂材として、前記挿入口と連通すると共に前記溶融樹脂の導入空間を形成するボス部を有し、かつ、前記導入空間内に、前記挿入口に挿入されるノズルの先端面と前記第１の樹脂材との間を仕切る仕切り部材と、前記仕切り部材と前記ボス部内面とを接続すると共に前記溶融樹脂の前記隙間への注入通路を形成する接続部材と、が設けられた樹脂材を配置し、
   前記注入工程では、
   前記ノズルの先端の側面から前記溶融樹脂を吐出することで前記溶融樹脂を注入することを特徴とする樹脂成形品の製造方法。
2. 前記注入通路が複数形成され、
   前記ノズルの先端の側面には、
   複数の前記注入通路に対応する位置に、それぞれ前記溶融樹脂の吐出口が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の樹脂成形品の製造方法。
3. 前記第１の樹脂材が表皮層を形成する樹脂材であり、前記第２の樹脂材が基材層を形成する樹脂材であることを特徴とする請求項１又は２に記載の樹脂成形品の製造方法。
4. 前記第１の樹脂材は、前記表皮層と当該表皮層の裏側の発泡層とを形成する樹脂材であることを特徴とする請求項３に記載の樹脂成形品の製造方法。
5. 樹脂材間の隙間に溶融樹脂を注入して両者を接着することで形成される樹脂成形品を製造するための、一方の前記樹脂材を構成する樹脂材であって、
   前記溶融樹脂を注入するためのノズルの挿入口と、
   前記挿入口と連通すると共に前記溶融樹脂の導入空間を形成するボス部と、
   前記導入空間内に設けられ、前記挿入口に挿入されるノズルの先端面と他方の前記樹脂材との間を仕切る仕切り部材と、
   前記導入空間内に設けられ、前記仕切り部材と前記ボス部内面とを接続すると共に前記溶融樹脂の前記隙間への注入通路を形成する接続部材と、
   を備えたことを特徴とする樹脂材。

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