JP2007098808A - 積層成形品の成形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】樹脂芯材と表皮とを成形金型内で一体成形する積層成形品の成形方法において、縦壁面で良好な製品外観を確保するとともに、クッション性能の低下を抑える。
【解決手段】成形金型４０は、可動側金型５０と固定側金型６０とから構成され、型開き時に表皮３０を型内にセットした後、可動側金型５０を型締めして、キャビティ内に溶融樹脂Ｍが供給されることで、曲面形状に樹脂芯材２０が成形され、その表面側に表皮３０が一体化される。その際、キャビティ部の面形状において、一般面Ａの型クリアランスＡ１に対して、縦壁面Ｂの型クリアランスＢ１をＡ１×１．０５〜１．２の範囲に設定することで、成形時における表皮３０の潰れをなくし、良好な表面外観、クッション性能を確保する。
【選択図】図４

Description

この発明は、ドアトリム、リヤパーセルシェルフ、フロアトリム、トランクトリム、ラゲージサイドトリム、ルーフトリム、リヤサイドトリム等の自動車用内装部品に好適な積層成形品の成形方法に係り、特に、樹脂芯材と表皮とを成形金型内で同時成形する際、造形形状に応じて、部位毎の型クリアランスを調整することで、表皮の風合い、ソフト感を高めた積層成形品を成形できる積層成形品の成形方法に関する。

従来から、ドアトリム、リヤサイドトリム、ラゲージサイドトリム等の自動車用内装部品としては、車体パネルへの取付剛性並びに形状保形性を備えた樹脂芯材の表面に、良好な表面風合い並びにソフト感を付与する表皮を貼付して構成されることが多い。例えば、図８にドアトリム１を例示して説明すると、ドアトリム１は、樹脂芯材２の表面に表皮３を一体貼着し構成されている。上記樹脂芯材２としては、ポリプロピレン樹脂にフィラーを適宜混入した複合ポリプロピレン系樹脂材料が使用される一方、表皮３としては、製品表面側からクロス３ａ、ポリウレタンフォーム３ｂ、不織布３ｃからなる三層の積層シート材料が使用されている。上記表皮３については、クロス３ａにより良好な表面風合いを確保し、ポリウレタンフォーム３ｂのクッション性によりソフト感を良好に維持でき、不織布３ｃにより樹脂芯材２成形時の熱の悪影響を排除して、樹脂芯材２と表皮３との接着性を高める機能を備えている。

次いで、ドアトリム１の成形方法の従来例について、図９を基に説明すると、まず、従来方法に使用する成形金型４は、可動側金型５と固定側金型６と、固定側金型６に連設されている射出機７とから大略構成されている。上記可動側金型５は、シリンダ５ａにより所定ストローク上下動作して型締め、型開きが行なわれ、固定側金型６には射出機７から供給される溶融樹脂Ｍの樹脂通路として、ホットランナ６ａ、ゲート６ｂが設定されている。

そして、成形金型４の型開き状態時に表皮３を金型内に投入した後、可動側金型５を型締めし、型締め途中、あるいは型締め後に射出機７から固定側金型６のホットランナ６ａ、ゲート６ｂを通じてキャビティ内に溶融樹脂Ｍを供給し、可動側金型５と固定側金型６とで形成されるキャビティ面形状に即して樹脂芯材２を成形するとともに、樹脂芯材２の表面側に表皮３を一体成形して従来のドアトリム１の成形が完了する。従来の積層成形品及びその成形方法については、特許文献１に詳細に記載されている。

特開平１０−１００１７６号公報

このように、従来の成形金型４による樹脂芯材２と表皮３との同時成形においては、例えば、図１０に示すように、可動側金型５と固定側金型６とで画成されるキャビティ面形状は、伸び率のゆるい一般面ａと、伸び率のきつい縦壁面ｂとから構成され、一般面ａ、縦壁面ｂの型クリアランスは、同一のｄｍｍに設定されているのが実情である。

ところで、一般面ａと縦壁面ｂに加わるプレス圧の関係については、それぞれ図１１に示すように、シリンダ５ａからのプレス圧をＦとした場合、一般面ａに加わる面圧はＦｃｏｓθであり、縦壁面ｂの面圧はＦｓｉｎθとなり、θが４５°以下の場合には、Ｆｓｉｎθ＜Ｆｃｏｓθの関係が成立する。従って、縦壁面ｂにおいては、表皮３の素材が過度に引き伸ばされるため、クッション性が低下するとともに、絞流れ等が生じ易く、表面風合いについても満足のいくものではなかった。

この発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、一般面に比べ、伸び率の高い縦壁面を有する成形金型を使用して、樹脂芯材と表皮とを一体成形してなる積層成形品の成形方法であって、特に、表面風合い、ソフト感が低下することを可及的に防止でき、手触り感、表面外観に優れた積層成形品が得られる積層成形品の成形方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、所要形状に成形され、保形性を有する樹脂芯材と、樹脂芯材の表面に積層一体化される表皮とから構成される積層成形品であって、可動側金型と固定側金型内に表皮をセットし、可動側金型と固定側金型とを型締めして形成されるキャビティ内に樹脂芯材の素材を供給することで、キャビティ面形状に沿って樹脂芯材を形成するとともに、この樹脂芯材の表面側に表皮を一体化する積層成形品の成形方法において、前記可動側金型と固定側金型との間で画成されるキャビティ面形状は、比較的伸び率のゆるい一般面と、伸び率のきつい縦壁面とから構成され、上記一般面の型クリアランスに対して縦壁面の型クリアランスを大きく設定することで、表皮に加わるテンションを緩和し、表皮の表面風合い、並びにクッション性を良好に維持したことを特徴とする。

ここで、積層成形品は、樹脂芯材と表皮とから構成されており、樹脂芯材としては、その素材として熱可塑性樹脂が使用され、１種類の熱可塑性樹脂でも２種類以上の熱可塑性樹脂からなっても良い。好ましくは、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアセタール系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、アイオノマー系樹脂、アクリロニトリル／ブタジエン／スチレン（ＡＢＳ）樹脂等が使用できる。また、使用できる充填剤としては、ガラス繊維、カーボン繊維等の無機繊維、タルク、クレイ、シリカ、炭酸カルシウム等の無機粒子等がある。また、酸化防止剤、紫外線吸収剤、着色剤、難燃剤、低収縮剤等の各種添加剤が配合されても良い。

一方、表皮としては、少なくとも表面風合いを良好に保つトップ層と、クッション性を付与するクッション層の二層から構成される。トップ層としては、クロス、合成樹脂シート等が使用でき、クッション層としては、ポリウレタンフォーム、ポリエチレンフォーム、ポリプロピレンフォーム等の発泡樹脂成形体が好ましい。また、トップ層とクッション層の二層のシート材料の裏面に、樹脂芯材との接着性を良好に維持するとともに、種々のバリア機能をもつ不織布、基布等のバッキングシートを裏打ちしても良い。

更に、積層成形品の用途としては、ドアトリム、リヤパーセルシェルフ、フロアトリム、トランクトリム、ラゲージサイドトリム、ルーフトリム、リヤサイドトリム等の自動車用内装部品に適用できる他に、鉄道車両等の内装パネルや家屋の内装パネル等に適用できる。

次いで、本発明に係る成形方法は、モールドプレス成形工法、コールドプレス成形工法、射出成形工法等に適用することが可能である。ここで、本発明方法に使用する成形金型は、相互に型締め、型開き可能な可動側金型と固定側金型が必須となり、モールドプレス成形工法、射出成形工法を使用する際は、固定側金型に射出機が連設される。そして、可動側金型と固定側金型とで画成されるキャビティ面形状は、伸び率の比較的ゆるい一般面と、伸び率のきつい縦壁面とから構成されており、上記一般面と、縦壁面の各型クリアランスは、縦壁面のほうが型クリアランスを大きく設定されることが本発明の特徴であるが、縦壁面の型クリアランスは一般面の型クリアランスの１．０５〜１．２倍の範囲が好ましい。

従って、本発明方法によれば、型開き状態にある時、表皮をセットした後、可動側金型を可動させて、可動側金型と固定側金型との間で、型締めを行なった場合、一般面の型クリアランスに対して縦壁面の型クリアランスが大きく設定されているため、縦壁面における表皮にかかる圧力が低く規制され、縦壁面における表皮の表面風合い、ソフト感を一般面と同等に保つことができることから、積層成形品の製品面全面に亘り、良好な外観性能、クッション性を付与することができる。

また、縦壁面について、型クリアランスを一般面よりも大きく設定することで、縦壁面における表皮の表面風合いやクッション性を良好に維持することができるため、積層成形品の絞り形状を自由に選択できることから、積層成形品の造形自由度を向上させることができる。

以上説明した通り、本発明に係る積層成形品の成形方法は、可動側金型と固定側金型との型開き状態時、表皮を型内に投入し、可動側金型と固定側金型の型締めにより形成されるキャビティ内に供給される樹脂材料を所望の曲面形状に成形するとともに、この樹脂芯材の表面側に表皮を同時成形する際、キャビティの面形状の型クリアランスについて、縦壁面の型クリアランスを一般面の型クリアランスよりも大きく設定することで、成形時、表皮にかかる圧力を緩和でき、表皮の表面風合い、並びにクッション性能を良好に維持することが可能となり、外観性能並びに手触り感の優れた積層成形品を提供できるという効果を有する。更に、本発明方法を使用すれば、深絞り形状の成形についても、外観性能を損なうことなく、良好に成形できるため、製品の造形自由度を飛躍的に向上させることができるという効果を有する。

以下、本発明に係る積層成形品の成形方法の一実施例について、ドアトリムの成形方法を例示して詳細に説明する。尚、念のため付言すれば、本発明の要旨は特許請求の範囲に記載した通りであり、以下に説明する実施例の内容は、本発明の一例を単に示すものに過ぎない。

図１乃至図７は本発明の一実施例を示すもので、図１は本発明方法により成形された自動車用ドアトリムを示す正面図、図２は同ドアトリムの構成を示す断面図、図３は本発明方法に使用する成形金型の全体図、図４は本発明方法の要部を示す説明図、図５乃至図７は本発明方法を適用したドアトリムの成形方法の各工程を示す説明図である。

まず、図１，図２において、ドアトリム１０は、所望の曲面形状に成形され、図示しないドアパネルへの取付剛性及び形状保持性を有する樹脂芯材２０の表面に表面外観並びに表面感触に優れた表皮３０を一体化して構成されている。尚、ドアトリム１０には、各種付属部品が装着されている。例えば、中接部には、インサイドハンドルエスカッション１１が取り付けられており、中接部の下方に位置するアームレスト１２は、室内側に膨出する形状に成形され、アームレスト１２の上面にプルハンドルユニット１３、パワーウインドウスイッチエスカッション１４が取り付けられている。また、アームレスト１２の下方には、備品を収容できるドアポケット１５が配備され、そのフロント側には、ドアトリム１０と一体、あるいは別体にスピーカグリル１６が取り付けられている。

そして、上記ドアトリム１０における樹脂芯材２０としては、熱可塑性樹脂の材料を使用し、後述するモールドプレス成形工法の他にコールドプレス成形工法、射出成形工法等の各種成形工法を採用することができる。使用する熱可塑性樹脂材料としては、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアセタール系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、アイオノマー系樹脂、アクリロニトリル／ブタジエン／スチレン（ＡＢＳ）樹脂等がある。一方、表皮３０としては、本実施例では、トップ層３１、クッション層３２、バッキング層３３の三層積層構造の積層シート材料が使用されており、トップ層３１としては本実施例ではクロス、クッション層３２としてはポリウレタンフォーム、バッキング層３３としてはポリエステル不織布（面密度８０〜１２０ｇ／ｍ² ）がそれぞれ使用されている。トップ層３１としてはクロスの他に不織布、熱可塑性樹脂シートが使用でき、クッション層３２としてはポリウレタンフォームの他にポリエチレンフォーム、ポリプロピレンフォーム等のポリオレフィンフォームが使用でき、バッキング層３３としてはメリヤス布等を使用することもできる。

ところで、本発明は、樹脂芯材２０と表皮３０とからなるドアトリム１０のような積層成形品を成形する際、積層成形品の表面風合い、クッション性能を深絞り部等においても良好に維持できることが特徴であり、以下、モールドプレス成形工法を適用した実施例について説明する。

図３はモールドプレス成形工法に使用する成形金型４０の全体構成を示すもので、成形金型４０は、所定ストローク上下動できる可動側金型５０と、可動側金型５０の他方側に位置する固定側金型６０と、固定側金型６０と固定側金型６０に連設されている射出機７０とから大略構成されている。更に詳しくは、可動側金型５０は、成形金型４０の型締め、型開き方向が上下方向に設定されているため、昇降シリンダ５１の駆動により、所定ストローク上下動可能であり、固定側金型６０は、射出機７０からの溶融樹脂Ｍの樹脂通路となるホットランナ６１、ゲート６２を通じて、固定側金型６０と可動側金型５０との間のキャビティ内に供給される。

ところで、本発明の特徴は、図４に示すように、可動側金型５０と固定側金型６０との間で画成されるキャビティ面形状において、伸び率がゆるく、なだらかな形状をした一般面Ａと、伸び率がきつく、比較的急斜面形状となる縦壁面Ｂにおいて、縦壁面Ｂの型クリアランスＢ１を一般面Ａの型クリアランスＡ１よりも大きく設定したことが特徴である。この実施例では、一般面Ａの型クリアランスＡ１が２〜３ｍｍ、縦壁面Ｂの型クリアランスＢ１が３〜４ｍｍに設定されている。この時、Ｂ１＝Ｂ×１．０５〜１．２の範囲の関係が成立するように、各型クリアランスＡ１，Ｂ１が調整されている。ここで、Ｂ１＜Ａ１×１．０５の場合には圧力が大きいため、表皮３０の表面風合いやソフト感が低下する傾向にある。逆に、縦壁面Ｂの型クリアランスＢ１＞Ａ１×１．２の場合には、樹脂芯材２０と表皮３０との接着強度が低下し、かつ溶融樹脂Ｍの流速が低下する不具合となる。

次いで、図５乃至図７に基づいて、本発明方法の各工程について説明する。まず、図５に示すように、可動側金型５０が最上方位置にある時、すなわち、成形金型４０が型開き状態の時に表皮３０を型内に投入する。そして、表皮３０を成形金型４０内に投入した後、図６に示すように、昇降シリンダ５１の動作により、可動側金型５０が所定ストローク下降し、所定位置で射出機７０から固定側金型６０のホットランナ６１、ゲート６２を通じて固定側金型６０の型面に溶融樹脂Ｍが供給される。

更に、図７に示すように、可動側金型５０が下死点まで下降して、可動側金型５０と固定側金型６０の型締めにより、溶融樹脂Ｍがキャビティ面形状に沿っていきわたり、樹脂芯材２０が所望の曲面形状に成形されるとともに、樹脂芯材２０の表面側に表皮３０が一体化される。この時、可動側金型５０と固定側金型６０との間の一般面Ａと縦壁面Ｂについて、縦壁面Ｂの型クリアランスＢ１が一般面Ａの型クリアランスＡ１よりも大きく設定されているため、縦壁面Ｂにおいて、表皮３０はそれ程強い圧力が加わることがないため、この部位の製品表面の風合いやクッション層３２のクッション性能が損なわれることがなく、ドアトリム１０の全面に亘り良好な製品外観、クッション性能を得ることができる。

また、このように、ドアトリム１０の製品外観が良好に維持でき、かつソフト感も良好であるため、縦壁面Ｂの形状も任意に設定でき、ドアトリム１０における造形自由度を高めることができる。

以上説明した実施例では、樹脂芯材２０の表面に表皮３０を同時成形してなるドアトリム１０に適用したが、リヤパーセルシェルフ、フロアトリム、トランクトリム、ラゲージサイドトリム、ルーフトリム、リヤサイドトリム等の自動車用内装部品全般に適用できるとともに、鉄道車両等の内装パネルや家屋の内装パネルに適用することもできる。更に、モールドプレス成形工法を適用したが、それ以外にコールドプレス成形工法、射出成形工法を適用することもできる。

本発明方法を適用して製作した自動車用ドアトリムを示す正面図である。 図１中II−II線断面図である。 本発明方法に使用する成形金型の概略構成を示す全体図である。 本発明方法の要部を示す説明図である。 本発明方法の一実施例を示すもので、表皮の型内セット工程を示す説明図である。 本発明方法の一実施例を示すもので、樹脂芯材の素材である溶融樹脂の供給工程を示す説明図である。 本発明方法の一実施例を示すもので、モールドプレス成形工程を示す説明図である。 従来のドアトリムを示す断面図である。 従来のドアトリムの成形方法を示す概要図である。 従来の成形金型の型締め状態を示す説明図である。 従来の成形金型の型締め時におけるキャビティ面にかかるプレス圧の分布状況を示す説明図である。

符号の説明

１０ 自動車用ドアトリム
２０ 樹脂芯材
３０ 表皮
３１ トップ層
３２ クッション層
３３ バッキング層
４０ 成形金型
５０ 可動側金型
５１ 昇降シリンダ
６０ 固定側金型
６１ ホットランナ
６２ ゲート
７０ 射出機
Ａ 一般面
Ｂ 縦壁面
Ａ１ 一般面の型クリアランス
Ｂ１ 縦壁面の型クリアランス

Claims (2)

1. 所要形状に成形され、保形性を有する樹脂芯材（２０）と、樹脂芯材（２０）の表面に積層一体化される表皮（３０）とから構成される積層成形品（１０）であって、可動側金型（５０）と固定側金型（６０）内に表皮（３０）をセットし、可動側金型（５０）と固定側金型（６０）とを型締めして形成されるキャビティ内に樹脂芯材（２０）の素材を供給することで、キャビティ面形状に沿って樹脂芯材（２０）を形成するとともに、この樹脂芯材（２０）の表面側に表皮（３０）を一体化する積層成形品（１０）の成形方法において、
   前記可動側金型（５０）と固定側金型（６０）との間で画成されるキャビティ面形状は、比較的伸び率のゆるい一般面（Ａ）と、伸び率のきつい縦壁面（Ｂ）とから構成され、上記一般面（Ａ）の型クリアランス（Ａ１）に対して縦壁面（Ｂ）の型クリアランス（Ｂ１）を大きく設定することで、表皮（３０）に加わるテンションを緩和し、表皮（３０）の表面風合い、並びにクッション性を良好に維持したことを特徴とする積層成形品の成形方法。
2. 前記成形金型（４０）における縦壁面（Ｂ）の型クリアランス（Ｂ１）は、一般面（Ａ）の型クリアランス（Ａ１）の１．０５〜１．２倍に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の積層成形品の成形方法。
   

Images