JP2007216668A - Multilayered molding, method for molding, and apparatus for molding - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、多層成形品、成形方法、及び成形装置に関する。 The present invention relates to a multilayer molded article, a molding method, and a molding apparatus.
樹脂製の多層成形品は各層の素材の特徴を活かした複合素材として各種用途に使用されている。なかでもクッション層を有するものが特に自動車用の素材として需要が伸びている。多層成形品の従来技術としては、真空成形による緩衝用成形複合パネル(例えば、特許文献1参照)や、スラッシュと発泡とを組み合わせた一体発泡による表皮成形方法(例えば、特許文献2参照)が開示されている。しかしながら、これらの方法では、基材が別に成形され、表皮層およびクッション層と一体化されるため、製造工程が多くて手間がかかり、製造コストが高くなる。 Resin multilayer molded products are used in various applications as composite materials that take advantage of the characteristics of each layer material. Among them, those having a cushion layer are growing in demand especially as materials for automobiles. As conventional techniques for multilayer molded products, there are disclosed a composite panel for buffering by vacuum forming (for example, see Patent Document 1) and a skin forming method by integral foaming combining slash and foaming (for example, see Patent Document 2). Has been. However, in these methods, since the base material is separately molded and integrated with the skin layer and the cushion layer, the number of manufacturing steps is increased and the manufacturing cost is increased.
また、クッション性複合成形品の製造方法(例えば、特許文献3参照)においては予め成形した硬質樹脂成形品を、硬質樹脂成形品より大きい空隙を有する金型内に挿着し、次いで発泡性のゴム状弾性体を空隙内に射出して金型内を完全充填した後、金型内を拡大して発泡性のゴム状弾性体を発泡させることが開示されている。 Moreover, in the manufacturing method (for example, refer patent document 3) of a cushioning composite molded product, the hard resin molded product shape | molded previously is inserted in the metal mold | die which has a space | gap larger than a hard resin molded product, and then foamable. It is disclosed that after a rubber-like elastic body is injected into a gap and the inside of a mold is completely filled, the inside of the mold is expanded to foam a foamable rubber-like elastic body.
しかしながら、この方法では、発泡時に硬質樹脂成形品の表皮層が軟化するために、発泡層の圧力や基材を形成する樹脂の射出力により模様が潰れるという難点がある。また、金型の移動により所定の板厚を得ようとしても、発泡速度が各部位で異なるため、制御が困難である。また、この方法は4層の成形品を得るものではない。 However, in this method, since the skin layer of the hard resin molded product is softened at the time of foaming, there is a problem that the pattern is crushed by the pressure of the foamed layer and the radiant power of the resin forming the base material. Moreover, even if it is going to obtain predetermined | prescribed board thickness by movement of a metal mold | die, since a foaming speed differs in each location, control is difficult. Further, this method does not obtain a four-layer molded product.
一方、表皮層と基材の間隙に発泡層が配置された3層の成形品として、基材と表皮材とを別々に形成し、その間隙に発泡樹脂層を形成することが開示されている。(例えば、特許文献4参照)。この製造方法においては、基材の成形工程、表皮層の成形工程、発泡層の成形する工程の3工程が必要となり、製造工数が多いことから高い製造コストを要する問題がある。この製造方法は原理的には基本的には4層の成形品の製造にも適用可能であるがこの場合はさらに製造工数が多くなる。 On the other hand, as a three-layer molded article in which a foam layer is disposed in the gap between the skin layer and the base material, it is disclosed that the base material and the skin material are separately formed and a foamed resin layer is formed in the gap. . (For example, refer to Patent Document 4). In this manufacturing method, three steps of a base material forming step, a skin layer forming step, and a foam layer forming step are required, and there is a problem that a high manufacturing cost is required due to a large number of manufacturing steps. In principle, this manufacturing method can be applied to the manufacture of a four-layer molded product, but in this case, the number of manufacturing steps is further increased.
また、サンドイッチ成形方法とシートインサート成形方法とを組み合わせ、クッション性のシートをインサートされるシートとして用いる方法が開示されている(例えば、特許文献5、6参照)この方法では4層の成形品が2段の射出で得られるが、予めインサートされるシート成形して金型に装着する手間がかかる。
Further, a method is disclosed in which a sandwich molding method and a sheet insert molding method are combined and a cushioning sheet is used as a sheet to be inserted (see, for example,
さらに、成形金型のキャビティ内に一次溶融樹脂を充填し、成形品意匠面を形成した後、金型キャビティ容積の拡大と、意匠面裏面側への二次溶融樹脂の射出およびガスの注入を行うことにより、該二次溶融樹脂中の所望箇所に中空部を形成する複合成形品の製造方法が開示されている(例えば、特許文献7参照)。また、熱可塑性樹脂を射出成形金型キャビティに射出し、層(I)を形成した後、可動金型を後退して成形金型キャビテイを拡大し、繊維を含有し溶融膨張性を有する熱可塑性樹脂を、射出あるいは射出圧縮充填後、成形金型キャビティ容積を拡大して膨張し、層(II)を形成する多層成形品の製造方法が開示されている(例えば、特許文献8参照)。 Furthermore, after filling the mold mold cavity with the primary molten resin and forming the molded product design surface, expand the mold cavity volume, inject the secondary molten resin to the back side of the design surface, and inject gas. A method for producing a composite molded product is disclosed in which a hollow part is formed at a desired location in the secondary molten resin by performing (see, for example, Patent Document 7). Also, after the thermoplastic resin is injected into the injection mold cavity and the layer (I) is formed, the movable mold is retracted to expand the mold mold cavity, and the fiber contains fibers and has a melt expansion property. A method for producing a multilayer molded article is disclosed in which a resin is injected or injection-compressed and then expanded by expanding the mold cavity volume to form a layer (II) (see, for example, Patent Document 8).
しかし、これらはいずれも2種類の樹脂による層構造品を得るもので、3種類の樹脂からなる多層構造品は得られない。
本発明の目的は、少ない工程で多層の樹脂成形物を得る多層成形品及びその成形方法を提供しようとすることである。 An object of the present invention is to provide a multilayer molded article for obtaining a multilayer resin molded article with a small number of steps and a molding method thereof.
本発明の要旨とするところは、サンドイッチ成形されたサンドイッチ成形体の片面に、溶融した樹脂が該面に積層されてのちそのまま冷却された仕上層が形成されてなる多層成形品であることにある。 The gist of the present invention lies in a multilayer molded article in which a finished layer is formed on one side of a sandwich-molded sandwich formed by laminating a molten resin and then cooling it as it is. .
また、本発明の要旨とするところは、樹脂からなる仕上層が、サンドイッチ成形されたサンドイッチ成形体に積層されてなり、該サンドイッチ成形体のスキン層を構成する樹脂が、溶融した状態で前記仕上層に積層されてのちそのまま冷却されて、前記仕上層と前記サンドイッチ成形体との接合面が形成された多層成形品であることにある。 Further, the gist of the present invention is that a finishing layer made of a resin is laminated on a sandwich-molded sandwich molded body, and the resin constituting the skin layer of the sandwich-molded body is melted in the finished state. It is a multilayer molded article in which the joined surface between the finishing layer and the sandwich molded body is formed after being laminated on the layer and then cooled as it is.
また、本発明の多層成形品の要旨とするところは、前記サンドイッチ成形体のコア層が発泡材料から形成されたことにある。 The gist of the multilayer molded article of the present invention is that the core layer of the sandwich molded body is formed of a foam material.
さらに、本発明の要旨とするところは、前記多層成形品を成形する方法であって、キャビティの容積を変更可能なスライド型を備える金型の前記キャビティにスキン層となる第一の樹脂を射出したのちコア層となる第二の樹脂を射出しサンドイッチ成形し、次いで前記スライド型を移動させて前記キャビティの容積を拡大してできた該キャビティ内の空間に仕上層となる第三の樹脂を射出する多層成形品の成形方法であることにある。 Further, the gist of the present invention is a method for molding the multilayer molded article, wherein a first resin serving as a skin layer is injected into the cavity of a mold having a slide mold capable of changing the volume of the cavity. After that, the second resin that becomes the core layer is injected and sandwiched, and then the slide mold is moved to expand the volume of the cavity, and the third resin that becomes the finishing layer is formed in the space in the cavity. The present invention resides in a method for molding a multilayer molded product to be injected.
さらにまた、本発明の要旨とするところは、前記多層成形品を成形する方法であって、キャビティの容積を変更可能なスライド型を備える金型の前記キャビティに仕上層となる樹脂Aを射出したのち、前記スライド型を移動させて前記キャビティの容積を拡大してできた該キャビティ内の空間にスキン層となる樹脂Bを射出し次いでコア層となる樹脂Cを射出しサンドイッチ成形する多層成形品の成形方法であることにある。 Furthermore, the gist of the present invention is a method for molding the multilayer molded article, in which a resin A serving as a finishing layer is injected into the cavity of a mold having a slide mold capable of changing the volume of the cavity. After that, the slide mold is moved to expand the volume of the cavity, and the resin B serving as the skin layer is injected into the space in the cavity, and then the resin C serving as the core layer is injected and sandwich molding is performed. The molding method is as follows.
また、本発明の成形方法の要旨とするところは、キャビティの容積を変更可能なスライド型を備える金型の前記キャビティにスキン層となる第一の樹脂を射出した後コア層となる第二の樹脂を射出して第一のサンドイッチ成形体を形成し、次いで前記スライド型を移動させて前記キャビティの容積を拡大してできた該キャビティ内の空間にスキン層となる第三の樹脂を射出した後コア層となる第四の樹脂を射出して第二のサンドイッチ成形体を形成することにある。 Further, the gist of the molding method of the present invention is that the second resin to be the core layer after injecting the first resin to be the skin layer into the cavity of the mold having the slide mold capable of changing the volume of the cavity. The resin was injected to form a first sandwich molded body, and then the slide mold was moved to expand the volume of the cavity, and a third resin serving as a skin layer was injected into the space in the cavity. A fourth sandwich resin is formed by injecting a fourth resin to be the rear core layer.
また、本発明の多層成形品の要旨とするところは、前記成形方法によって形成された多層成形品であり、前記第一のサンドイッチ成形体及び前記第二のサンドイッチ成形体から成ることにある。 The gist of the multilayer molded article of the present invention is a multilayer molded article formed by the molding method, and is composed of the first sandwich molded article and the second sandwich molded article.
また、本発明の多層成形品の要旨とするところは、前記第一のサンドイッチ成形体のコア層及び前記第二のサンドイッチ成形体のコア層が発泡材料から形成されたことにある。 The gist of the multilayer molded article of the present invention is that the core layer of the first sandwich molded body and the core layer of the second sandwich molded body are formed of a foam material.
また、本発明の成形装置の要旨とするところは、キャビティの容積を変更可能なスライド型を備える金型と、前記金型のキャビティにスキン層となる第一の樹脂を射出する第一の射出ユニットと、前記第一の樹脂を射出した後コア層となる第二の樹脂を射出する第二の射出ユニットと、前記スライド型を移動させて前記キャビティの容積を拡大してできた該キャビティ内の空間にスキン層となる第三の樹脂を射出する第三の射出ユニットと、前記第三の樹脂を射出した後コア層となる第四の樹脂を射出する第四の射出ユニットと、を備えたことにある。 The gist of the molding apparatus of the present invention is that a mold having a slide mold capable of changing the volume of the cavity, and a first injection for injecting a first resin as a skin layer into the cavity of the mold. A unit, a second injection unit for injecting a second resin that becomes a core layer after injecting the first resin, and an inside of the cavity formed by moving the slide mold to enlarge the volume of the cavity A third injection unit that injects a third resin that becomes a skin layer into the space, and a fourth injection unit that injects a fourth resin that becomes the core layer after injecting the third resin. That is.
本発明によると、型締めのまま4層の樹脂成形物を成形することができ、4層成形品の製造において、インサート法を用いた製造方法にくらべて製造工程が大幅に短縮され、製造コストの削減が可能となる。 According to the present invention, a four-layer resin molded product can be molded while being clamped, and in the production of a four-layer molded product, the manufacturing process is greatly shortened compared to the manufacturing method using the insert method, and the manufacturing cost is reduced. Can be reduced.
本発明によると、4層の樹脂成形物を得る多層成形品の製造において、インサート法を用いた製造方法にくらべて最外層とその最外層に隣接の層との接着力が強くなり、この両層それぞれの素材の選択の幅が拡がる。 According to the present invention, in the production of a multilayer molded product for obtaining a four-layer resin molded product, the adhesive strength between the outermost layer and the layer adjacent to the outermost layer is stronger than that in the manufacturing method using the insert method. The range of material selection for each layer is expanded.
本発明によると、溶融混合して射出し混合樹脂として成形することが困難な互いに異種の樹脂または樹脂群を、型締めのままサンドイッチ成形により一体に成形することができる。 According to the present invention, different types of resins or resin groups that are difficult to be melt-mixed and injected and molded as a mixed resin can be integrally molded by sandwich molding while being clamped.
本発明の多層成形品及びその成形方法について説明する。本発明においては、キャビティの容積を変更可能なスライド型を備える金型のそのキャビティに、スキン層となる第一の樹脂を射出したのちコア層となる第二の樹脂を射出してサンドイッチ成形し、次いでそのスライド型を移動させてキャビティの容積を拡大してできたキャビティ内の空間に、第三の樹脂を射出して多層成形品を得る。 The multilayer molded product and the molding method of the present invention will be described. In the present invention, a first resin to be a skin layer is injected into a cavity of a mold having a slide mold capable of changing the volume of the cavity, and then a second resin to be a core layer is injected and sandwich-molded. Then, the third resin is injected into a space in the cavity formed by moving the slide mold to enlarge the volume of the cavity to obtain a multilayer molded product.
サンドイッチ成形とは、まず、外層を形成する樹脂材料をキャビティ内に注入し、次いでこの樹脂材料層の内部に内層を形成する樹脂材料を注入し、これらの樹脂材料を冷却固化することで外層の内部に内層が形成された3層構造の樹脂成形体を形成する成形である。 In sandwich molding, first, a resin material that forms the outer layer is injected into the cavity, then a resin material that forms the inner layer is injected inside the resin material layer, and these resin materials are cooled and solidified to cool the outer layer. This is a molding for forming a resin molded body having a three-layer structure in which an inner layer is formed.
本発明においては例えば図1に示すような成形装置2が用いられる。なお、本明細書においては、各図にわたって記される同じ符号は同一又は同様の部材やものを示す。成形装置2は、第一の樹脂(スキン材料)を一定量射出する射出シリンダ22及び第一の樹脂を送通するためのスキン流路4と、第二の樹脂(コア材料)を一定量射出する射出シリンダ24及び第一の樹脂7を送通するためのコア流路6と、両流路より成形金型10のキャビティ12内へ溶融状態の樹脂を射出するための共有の第一の注入ノズル孔14とを有する。
In the present invention, for example, a
さらに、成形装置2はキャビティ12の容積を変更可能なスライド型16と、スライド型16を移動させてキャビティ12の容積を拡大してできたキャビティ12の空間に第三の樹脂9を一定量射出するための射出シリンダ26及び第三の樹脂(仕上材料)を送通するための仕上材料流路11及び第二の注入ノズル孔20を備える。
Further, the
成形装置2を用いた本発明の多層成形品の成形手順を説明する。ステージ1(図2(a))において、キャビティ12内にスキン材料5(第一の樹脂)が第一の注入ノズル孔14を介して射出され、次いでステージ2(図2(b))において、スキン材料5の内部へ第一の注入ノズル孔14を介してコア材料7(第二の樹脂)が射出され、サンドイッチ成形体50が形成される。コア材料が射出されたのち、ステージ3(図2(c))においてスライド型16を移動させキャビティ12の容積を拡大してキャビティ12に空間18が形成される。ステージ4(図2(d))において、空間18に第二の注入ノズル孔20を介して仕上材料9(第三の樹脂)が射出される。
A procedure for molding the multilayer molded product of the present invention using the
射出シリンダ22とスキン流路4とを含んで、第一の樹脂を射出するための第一の射出ユニット30が構成され、射出シリンダ24とスキン流路6とを含んで第二の樹脂を射出するための第二の射出ユニット32が構成され、射出シリンダ26と第三材料流路11とを含んで第三の樹脂を射出するための第三の射出ユニット34が構成される。
The
図3に、このような操作ステージを経て得られた多層成形品40の構造を示す。多層成形品40は、スキン層42で表裏面が被覆されたコア層44からなるサンドイッチ成形体50の片面に仕上層(第三層)46が積層されてなる。コア層44を構成する樹脂がスキン層42から例えばコア層44の端部の部位で一部外部に露出していてもよい。仕上層46は、上述のように説明されたその成形過程からわかるように、溶融した樹脂がサンドイッチ成形体50の片面に積層されてのちそのまま冷却されてなる。
FIG. 3 shows the structure of the multilayer molded
本発明の多層成形品の成形方法及び成形装置の他の態様について説明する。この態様においては、キャビティの容積を変更可能なスライド型を備える金型の前記キャビティに仕上層となる樹脂Aを射出したのち、スライド型を移動させてキャビティの容積を拡大してできたキャビティ内の空間にスキン層となる樹脂Bを射出し次いでコア層となる樹脂Cを射出しサンドイッチ成形して多層成形品を得る。 Another aspect of the molding method and molding apparatus of the multilayer molded article of the present invention will be described. In this embodiment, after injecting the resin A as the finishing layer into the cavity of the mold having the slide mold capable of changing the volume of the cavity, the slide mold is moved to expand the volume of the cavity. A resin B as a skin layer is injected into the space, and then a resin C as a core layer is injected and sandwiched to obtain a multilayer molded product.
この態様においては例えば図4に示すような成形装置2rが用いられる。成形装置2rは、スキン材料(樹脂B)を一定量射出する射出シリンダ22r及び樹脂Bを送通するためのスキン流路4rと、コア材料(樹脂C)を一定量射出する射出シリンダ24r及び樹脂Cを送通するためのコア流路6rと、両流路より成形金型10rのキャビティ12r内へ溶融状態の樹脂を射出するための共有の注入ノズル孔14r(注入ノズル孔A)とを有する。
In this embodiment, for example, a
成形装置2rは、キャビティ12rの容積を変更可能なスライド型16rを有し、注入ノズル孔14r及び注入ノズル孔20r(注入ノズル孔B)を有する成形金型10rを備える。さらに、成形装置2rは、キャビティ12rに、注入ノズル孔20rを介して仕上材料(樹脂A)を一定量射出可能な射出ユニット30r(射出ユニットA)を備える。スライド型16rを移動させてキャビティ12rの容積を拡大してできた空間に、注入ノズル孔14rを介してスキン層となる樹脂Bとコア層となる樹脂Cが射出される。
The
射出シリンダ22rとスキン流路4rとを含んで樹脂Bを射出する射出ユニット32rが構成され、射出シリンダ24rとスキン流路6rとを含んで樹脂Cを射出する射出ユニット34rが構成され、射出シリンダ26rと仕上材料流路11rとを含んで樹脂Aを射出する射出ユニット30rが構成される。
An
成形装置2rを用いた本発明の多層成形品の成形手順を説明する。ステージ1(図5(a))において、キャビティ12r内に注入ノズル孔20rを介して樹脂9r(樹脂A)が射出される。次いでステージ2(図5(b))において、スライド型16r及び射出され成形さた樹脂9rを移動させキャビティ12rの容積を拡大してキャビティ12rに空間18rが形成される。射出され成形された樹脂9rは、重力あるいはスライド型16rとの付着力あるいは不図示の圧空吹き込みなどの移動手段あるいはスキン材料5rの射出圧などにより移動する。ステージ3(図5(c))において、空間18rにスキン材料5r(樹脂B)が注入ノズル孔14rを介して射出され、次いでステージ4(図5(d))において、スキン材料5rの内部へ注入ノズル孔14rを介してコア材料7r(樹脂C)が射出されサンドイッチ成形体90が形成される。
The molding procedure of the multilayer molded product of the present invention using the
このような操作ステージを経て得られた多層成形品の形状の態様は図3に示す多層成形品40の形状の態様と同じであり、樹脂Aからなる仕上層がサンドイッチ成形されたサンドイッチ成形体に積層されてなるが、サンドイッチ成形体のスキン層を構成する樹脂Bが、溶融した状態で仕上層に積層されたまま冷却されて、仕上層とサンドイッチ成形体との接合面が形成されている。
The shape of the multilayer molded product obtained through such an operation stage is the same as the shape of the multilayer molded
本発明の多層成形品は全体としてブロック形状のものや、板状のものとすることができる。特に、曲面板形状のものは自動車用の構造材料例えばインストルメントパネルやドアトリム等の内装材として好適に用いることができる。 The multilayer molded product of the present invention can be generally block-shaped or plate-shaped. In particular, a curved plate can be suitably used as a structural material for automobiles, for example, interior materials such as instrument panels and door trims.
コア層44としては例えば、射出直後に発泡する発泡樹脂を用いることができる。また、リサイクルされた樹脂を再生して用いてもよい。仕上層46は多層成形品の使用時の表面層となる場合が多く、外観や感触が重視されるので、エラストマーなどクッション性を有する樹脂が用いられることが好ましい。また、表面がわにテクスチュアの向上を目的とする微細な凹凸を付与されていてもよい。本発明においては、このような凹凸を付与する表面を有する金型を用意することができ、各種の金型から用途に応じた凹凸を有するものを選択して迅速かつ容易なロット切り替え生産を行うことができる。また、仕上層46として外観や感触の向上、表面強度向上等用途に応じた性能を有する素材を選択して、インサート法のような手間をかけずに容易に成形が可能である。また、素材の切り替えにより、このような性状の異なる仕上層46を備える各種製品のロットの生産の迅速かつ容易な切り替えが可能である。
As the
スキン層42や仕上層46としては用途によっては優れた発色性を有する樹脂が用いられてもよい。さらに、優れた耐スクラッチ性を備えた高硬度の樹脂が選択されてもよい。透明性の樹脂が選択されてもよい。
As the
コア層44としてはパネルの剛性を確保する場合はポリプロピレンのような硬質の樹脂が用いられてもよい。また、スキン層42は薄くて強靭な被膜を形成する樹脂からなることが好ましい。
As the
また、コア層44としてはリサイクルされた再生樹脂が用いられてもよい。この場合は、スキン層42の樹脂としては隠蔽性に優れた樹脂が選択されてもよい。
Further, recycled resin may be used for the
コア層44やスキン層42や仕上層46に使用する樹脂としては、例えば、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアクリルスチレン樹脂、ABS樹脂、AS樹脂、AES樹脂、ASA樹脂、SMA樹脂、ポリアルキルメタクリレート樹脂などに代表される汎用プラスチックス、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリカーボネート樹脂、芳香族ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、環状ポリオレフィン樹脂、ポリアリレート樹脂(非晶性ポリアリレート、液晶性ポリアリレート)等に代表されるエンジニアリングプラスチックス、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンサルファイドなどのいわゆるスーパーエンジニアリングプラスチックスと呼ばれるものも用いることができる。更にスチレン系熱可塑性エラストマー、オレフィン系熱可塑性エラストマー、ポリアミド系熱可塑性エラストマー、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、ポリウレタン系熱可塑性エラストマーなどの熱可塑性エラストマーも用いることができる。これらの樹脂を混合して用いてもよい。
Examples of the resin used for the
また、コア層44やスキン層42や仕上層46に使用する樹脂には必要に応じてホスファイト化合物のようなリン系熱安定剤や、フェノール系酸化防止剤のような酸化防止剤や、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤のような紫外線吸収剤や光安定剤を配合してもよい。
Further, the resin used for the
さらにまた、コア層44やスキン層42や仕上層46に使用する樹脂には増量、高比重化、導電化、電磁波遮蔽化、高強力化、難燃化、抗菌、光触媒系防汚、衝撃改質、耐熱などを目的にフィラーを相当量含む樹脂が採用されてもよい。フィラーとしては、タルク、マイカ、クレー、炭酸カルシウム、ガラスビーズ、カーボンビーズ、ガラスバルーン、炭素フレーク、ガラス繊維、炭素繊維、セラミック繊維、アラミド繊維、金属繊維、金属コートガラス繊維、金属コート炭素繊維、シリカ、セラミック粒子、カーボンブラック、ウイスカー、ハロゲン系、リン酸エステル系などの難燃剤、帯電防止剤、流動改質剤、結晶核剤、抗菌剤、グラフトゴムのような衝撃改質剤、などが挙げられる。特に無機充填材を多く含む必要がある場合には、コア層44の樹脂に含めることが好ましい。
Furthermore, the resin used for the
また、コア層44やスキン層42や仕上層46に使用する樹脂には光拡散、着色、蛍光増白などを目的に、顔料、染料、蓄光顔料、蛍光顔料、蛍光染料、ブルーイング剤、光拡散剤(アクリル系樹脂粒子、シリコーン系樹脂粒子、ガラスフレーク、炭酸カルシウム粒子、金属フレーク、金属コートガラスフレーク、など)が添加されてもよい。
In addition, the resin used for the
相接する2層を構成する樹脂は互いに相溶性を有するように選択されることが好ましいが、製品の要求特性上選択が制約される場合は、それぞれにあるいはいずれかに相溶剤
を混入させて用いることができる。
It is preferable that the resins constituting the two layers to be in contact with each other are selected so as to be compatible with each other. However, when selection is restricted due to the required characteristics of the product, a compatibilizing solvent may be mixed in each or either of them. Can be used.
また、本発明においては、仕上層が溶融状態でスキン層に接合されるため、インサート法を用いた製造方法にくらべて両層間の接着強力を高くすることができ、また素材選択の幅が大きくなる。とくに、スキン層を形成する樹脂、あるいは、スキン層を形成する樹脂と仕上層を形成する樹脂のそれぞれに相溶剤を購入させて成形することにより、異素材間の溶着であってもインサート法を用いた製造方法にくらべて両層間の接着強力をさらに高くすることができる。 Further, in the present invention, since the finishing layer is bonded to the skin layer in a molten state, the adhesive strength between the two layers can be increased compared to the manufacturing method using the insert method, and the range of material selection is large. Become. In particular, the insert method can be used for welding between different materials by purchasing the resin that forms the skin layer, or by purchasing the compatibilizer for each of the resin that forms the skin layer and the resin that forms the finishing layer. Compared with the manufacturing method used, the adhesive strength between both layers can be further increased.
さらに、本発明においては、スキン層、スキン層の表裏のコア層、仕上層が同時に成形される。従って、仕上層を予め成形しておく必要がなく、成形された仕上層を金型に装着する操作も当然ないので、インサート法を用いた製造方法にくらべて製造工程が大幅に短縮され、製造コストの削減が可能となる。なお、本発明において、仕上層をスキン層及びコア層から構成してもよい。 Furthermore, in the present invention, the skin layer, the core layer on the front and back of the skin layer, and the finishing layer are formed simultaneously. Therefore, there is no need to mold the finishing layer in advance, and there is naturally no operation to mount the molded finishing layer on the mold, so the manufacturing process is greatly reduced compared to the manufacturing method using the insert method. Cost can be reduced. In the present invention, the finishing layer may be composed of a skin layer and a core layer.
また、本発明においては、サンドイッチ構造体と仕上層とがワンサイクルで同時打ちされ、いずれかが接合面において接合時に溶融状態にあるので、両者の熱収縮差が接合時に緩和され、製品のそりが発生しにくい。 In the present invention, since the sandwich structure and the finishing layer are simultaneously beaten in one cycle, and one of them is in a molten state at the time of joining at the joining surface, the difference in thermal contraction between the two is relaxed at the time of joining, and the product warps. Is unlikely to occur.
本発明の多層成形品はその特徴を活かして車のインストルメントパネルやドアトリム等の内装材として好適に用いることができる。例えば、PPやABS(アクリル・ブタジエン・スチレン樹脂)を用いたスキン層に発泡PPのような断熱性や防音性に優れるコア層を内包した2色サンドイッチ構造体に、触感が優れたエラストマー等の機能性材料を表皮として配した3色複合成形品からなる内装材を1個の金型でワンサイクルの射出成形工程で得ることができる。 The multilayer molded article of the present invention can be suitably used as an interior material such as a vehicle instrument panel and a door trim by taking advantage of the feature. For example, a two-color sandwich structure in which a skin layer using PP or ABS (acrylic / butadiene / styrene resin) includes a core layer having excellent heat insulation and soundproofing properties such as foamed PP, an elastomer having excellent tactile sensation, etc. An interior material made of a three-color composite molded product with a functional material as the skin can be obtained with a single mold in a one-cycle injection molding process.
さらに、本発明の多層成形品の用途としては、エアコンやテレビのような家電製品のボデイが挙げられる。これに用いる3色複合成形品の一例としては、意匠性を発現させるためのスキン材とコア材とを組み合わせた2色サンドイッチ構造体に、さらに各種ロゴ等の表面装飾模様を有する他の材料を、1個の金型でワンサイクルの射出成形工程で付与した3色複合成形品が挙げられる。 Furthermore, the use of the multilayer molded product of the present invention includes a body of a home appliance such as an air conditioner or a television. As an example of a three-color composite molded product used for this, other materials having a surface decoration pattern such as various logos are added to a two-color sandwich structure combining a skin material and a core material for exhibiting design properties. A three-color composite molded product provided by a one-cycle injection molding process with a single mold.
またさらに、本発明の多層成形品の用途としては、什器、用具、機械類の構造部材が挙げられる。一例としては、椅子式マッサージ機のアームレストで、ボデイ本体は剛性及び軽量性を実現させるべくABS等によるスキン材と、発泡剤を添加して成形したコア材によるサンドイッチ構造体に、触感が優れたエラストマー等の機能性材料を表面カバー層として用いた3色複合成形品からなる部材を1個の金型でワンサイクルの射出成形工程で得ることができる。 Furthermore, the use of the multilayer molded article of the present invention includes structural members such as furniture, tools, and machinery. As an example, the armrest of a chair type massage machine, the body body has excellent tactile sensation in a sandwich structure made of a skin material made of ABS or the like and a core material formed by adding a foaming agent in order to achieve rigidity and light weight. A member made of a three-color composite molded product using a functional material such as an elastomer as a surface cover layer can be obtained with a single mold in a one-cycle injection molding process.
図1に示す装置により、車両用ドアトリムを想定した車両用ドアトリム構造モデルを成形した。金型は車両用ドアトリムの形状にあわせて製作し、第一の樹脂(スキン材料)としてPP(ポリプロピレン樹脂)(日本ポリケム社製ノバテックPP BC02A)を射出シリンダ22に通ずる押し出し機のスクリューにて195℃で溶融した。第二の樹脂(コア材料)としてPPスクラップ樹脂を射出シリンダ24に通ずる押し出し機のスクリューにて200℃で溶融した。キャビティ12内にスキン材料5(第一の樹脂)を第一の注入ノズル孔14を介して射出し、次いで、スキン材料5の内部へ第一の注入ノズル孔14を介してコア材料7(第二の樹脂)を射出し、サンドイッチ成形体50を形成した。コア材料が射出されたのち、スライド型16を移動させキャビティ12の容積を拡大してキャビティ12に形成した空間18に第二の注入ノズル孔20を介して仕上材料9(第三の樹脂)を射出した。
A vehicle door trim structure model assuming a vehicle door trim was formed by the apparatus shown in FIG. The mold is manufactured according to the shape of the vehicle door trim, and PP (polypropylene resin) (Novatech PP BC02A manufactured by Nippon Polychem Co., Ltd.) is used as the first resin (skin material) 195 with the screw of the extruder connected to the
表皮材である仕上材料9(第三の樹脂)としては、エラストマー(クラレ製セプトンCJ001N)を用いた。第三の樹脂は射出シリンダ26に通ずる押し出し機のスクリューにて220℃で溶融した。
An elastomer (Kuraray Septon CJ001N) was used as the finishing material 9 (third resin) which is a skin material. The third resin was melted at 220 ° C. with the screw of an extruder connected to the
第三の樹脂の射出後冷却し型開きして、エラストマー表皮を有するPPスクラップ入りの3色4層複合成形体からなる車両用ドアトリム構造モデルが得られた。 After injection of the third resin, the mold was cooled and opened to obtain a vehicle door trim structure model composed of a three-color four-layer composite molded body containing PP scrap and having an elastomer skin.
図6に示す成形装置2gにより、3色複合材料加色プレートを成形した。成形装置2gは、スキン材料(樹脂B)を一定量射出する射出シリンダ22g及び樹脂Bを送通するためのスキン流路4gと、コア材料(樹脂C)を一定量射出する射出シリンダ24g及び樹脂Cを送通するためのコア流路6gと、両流路より成形金型10gのキャビティ12g内へ溶融状態の樹脂を射出するための共有の注入ノズル孔14gとを有する。
A three-color composite material colored plate was molded by the
また、成形装置2gは、成形金型10gを備える。成形金型10gは、第一のキャビティ12gの容積を変更可能な第一のスライド型16g及び第二のスライド型16ggを有し、注入ノズル孔14g及び注入ノズル孔20g(注入ノズル孔B)を有する。さらに、成形装置2gは、キャビティ12gに、注入ノズル孔20gを介して仕上材料(樹脂A)を一定量射出する射出シリンダ26g及び樹脂Aを送通するための流路8gを備える。
The
スライド型16g及びスライド型16ggを移動させてキャビティ12gの容積を拡大してできた空間に、注入ノズル孔14gを介してスキン層となる樹脂Bとコア層となる樹脂Cが射出される。
Resin B serving as the skin layer and resin C serving as the core layer are injected through the
成形金型10gには、第一のスライド型16g、第二のスライド型16gg及び成形金型10gの本体52gとで囲まれた第二のキャビティ12ggが形成される。
In the molding die 10g, a second cavity 12gg surrounded by the
成形装置2gによる3色複合材料加飾プレートの成形は以下の手順で行なった。まず、ステージ1(図7(a))において、キャビティ12gg内に注入ノズル孔20gを介して樹脂9g(樹脂Ag)を射出した。加飾用の樹脂Agとしてはポリスチレン系着色樹脂(東洋スチロール社製 MW−1C)を用いた。5秒の冷却時間をおいてステージ2(図7(b))に移行し、スライド型16g、スライド型16gg及び射出され成形された樹脂9gを移動させキャビティ12gの容積を拡大してキャビティ12gに空間18gを形成した。この移動においては、スライド型16gを図面視下方に移動させ、スライド型16ggは上面がスライド型16gの上面と略面一になるように移動させた。なお、この移動はスライド型16g、スライド型16gg及び射出され成形された樹脂9gの相対位置が変わらない状態での移動であってもよい。
The three-color composite material decorative plate was molded by the
射出され成形された樹脂9gは、重力あるいはスライド型16ggとの付着力などにより移動し、スライド型16ggの上面に載置された状態に位置する。
The injected and molded
ステージ3(図7(c))において、空間18gにスキン材料5g(樹脂Bg)を注入ノズル孔14gを介して射出し、次いでステージ4(図7(d))において、スキン材料5gの内部へ注入ノズル孔14gを介してコア材料7g(樹脂Cg)を射出しサンドイッチ成形体90gを形成した。樹脂Bgとしてはポリスチレン系透明樹脂(東洋スチロール社製 MW−1C)を用いた。樹脂Cgとしてはポリスチレン系着色樹脂(東洋スチロール社製 MW−1C)を用いた。
In stage 3 (FIG. 7C), skin material 5g (resin Bg) is injected into
サンドイッチ成形体90gを形成後冷却時間30秒をおいて型開きし、3色複合材料加飾プレートが得られた。サンドイッチ成形体90gは、透明なスキン層104gとなった樹脂Bgの外側に密着して樹脂Agからなる成形体102gが存在し、樹脂Cgからなるコア層100gは成形体102gを避けてスキン層104g内を流れたものである。この3色複合材料加飾プレートは、透明樹脂(樹脂C)の中に一の有色成形体(樹脂B)が存在する層の部分(1)と、他の有色成形体(樹脂A)からなる層の部分(2)とが合体した構造を有し、部分(2)が部分(1)に喰い込んでおり、かつ部分(2)の露出した表面と部分(2)の露出した表面とが面一となる構成となっている。このように、本発明により、上面視で外観色相の異なる2種類のゾーンが存在する層状パネルからなる3色複合材料加飾プレート(サンドイッチ成形体90g)が得られる。このうちの一のゾーンの表面は、部分(1)の表面であり、透明樹脂(樹脂C)を介して一の有色成形体(樹脂B)が透視され、他のゾーンの表面は他の有色成形体(樹脂A)が露出した表面である。また、サンドイッチ成形体90gの表皮となるコア層100gの表面はロゴ等の模様を表示する不図示の凹凸面となっている。
After forming 90 g of the sandwich molded body, the mold was opened with a cooling time of 30 seconds to obtain a three-color composite material decorative plate. The sandwich molded
次に、本発明の多層成形品、成形方法及び成形装置として、多層成形品200、多層成形品200を成形する成形方法、及び多層成形品200を成形する成形装置202を使用した実施例について説明する。成形装置202は、図8に示すように、キャビティ204の容積を変更可能なスライド型206を備える金型208と、金型208のキャビティ204にスキン層210となる第一の樹脂211を射出する第一の射出ユニット212と、第一の樹脂211を射出した後コア層214となる第二の樹脂215を射出する第二の射出ユニット216と、スライド型206を移動させてキャビティ204の容積を拡大してできたキャビティ204内の空間にスキン層218となる第三の樹脂219を射出する第三の射出ユニット220と、第三の樹脂219を射出した後コア層222となる第四の樹脂223を射出する第四の射出ユニット224と、を備えている。
Next, an embodiment using the multilayer molded
第一の樹脂211としては、PP(ポリプロピレン)のバージン材料(プライムポリマー株式会社製、グレードJ−3056HP)を使用し、第二の樹脂215としては、PPの再生材料を使用し、第三の樹脂219としては、TPE(サーモプラスチックエラストマー)のバージン材料(角一化成株式会社製、グレードE201260)を使用し、第四の樹脂223としては、TPEの発泡材料(三協化成株式会社製、グレードMB3066)を使用した。TPEの発泡材料には3%の発泡剤を配合した。
As the
まず、第一の射出ユニット212を作動させて、図9(a)に示すように、第一の樹脂211をキャビティ204内に射出した。図12に示すように、第一の樹脂211の樹脂温度190℃、射出速度4.7mm/secで行った。次に、第一の射出ユニット212及び第二の射出ユニット216を作動させて、図9(b)に示すように、第一の樹脂211及び第二の樹脂215を射出してスキン層210及びコア層214を形成した。図12に示すように、第一の樹脂211の樹脂温度190℃、射出速度17mm/sec、第二の樹脂215の樹脂温度180℃、射出速度9.3mm/secで行った。
First, the
次に、スライド型206を移動させて、図9(c)に示すように、キャビティ204の容積を拡大し、第三の射出ユニット220を作動させて、図9(d)に示すように、第三の樹脂219をキャビティ204内に射出した。図12に示すように、第三の樹脂219の樹脂温度220℃、射出速度5.7mm/secで行った。次に、第三の射出ユニット220及び第四の射出ユニット224を作動させて、図9(e)に示すように、第三の樹脂219及び第四の樹脂223を射出し、図9(f)に示すように、スキン層218及びコア層222を形成した。
Next, the
その結果、図11に示すように、第一のサンドイッチ成形体226及び第二のサンドイッチ成形体228から成る多層成形品200が形成された。第一のサンドイッチ成形体226と第二のサンドイッチ成形体228の接着強度は高かった。これは、一個の金型208によって第一のサンドイッチ成形体226及び第二のサンドイッチ成形体228を連続的に成形したことによるものと考えられる。また、第二のサンドイッチ成形体228は、コア層222がスキン層218よりも軟らかくて弾性を有するため、手で押さえた時の感触が良好であった。また、スキン層218がコア層222よりも硬いため、表面の磨耗や損傷を防止できる。このような本発明の成形方法を利用すれば、樹脂成形品の必要な部分のみに弾性体から成るコア層を形成することもでき、このようにして形成した多層成形品は自動車の内装部品として最適である。また、多層成形品の表面側のスキン層をバージン材料から形成し、コア層を再生材料から形成すれば、全体をバージン材料から形成した場合に比してコスト低減を図ることができる。
As a result, as shown in FIG. 11, a multilayer molded
その他、本発明は、主旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づき種々なる改良、修正、変更を加えた態様で実施できるものである。 In addition, the present invention can be carried out in a mode in which various improvements, modifications, and changes are added based on the knowledge of those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention.
例えば、スキン層の樹脂とコア層の樹脂との射出方法としては、逐次射出、同時射出、あるいは逐次射出と同時射出の組み合わせを適宜使用することができる。また、本発明の多層成形品において、コア層をスキン層に比して、より軟らかく形成してもより硬く形成してもよい。 For example, as a method for injecting the resin of the skin layer and the resin of the core layer, sequential injection, simultaneous injection, or a combination of sequential injection and simultaneous injection can be used as appropriate. In the multilayer molded article of the present invention, the core layer may be formed softer or harder than the skin layer.
また、本発明の多層成形品の成形方法及び装置においては、射出シリンダーをそれぞれの樹脂に対して独立として複数シリンダーを使用する方法の他、1本の射出シリンダーによる方法を使用することもできる。1本の射出シリンダーによる場合は、可動マンドレルで前室と後室に分けてスキン層の樹脂とコア層の樹脂を分離して蓄積し、射出によりスキン層の樹脂が金型内に充填された後、可動マンドレル先端部の孔よりコア層の樹脂が充填される可動マンドレル法が挙げられる。また補助装置よりスキン層の樹脂を押出し、ホットランナー内の切り替えバルブ等により射出装置内への蓄積を可能とし蓄積した後、コア層の樹脂を射出装置で可塑化、スキン層の樹脂とコア層の樹脂を射出装置内に蓄積した後、ホットランナー内の切り替えバルブ等により金型内への充填を可能とし充填するモノサンドイッチ法を挙げることができ、いずれの方法も本発明において使用することができる。この場合、本発明における第一の射出ユニットと第二の射出ユニットとは一部部品を兼用することとなる。 In the method and apparatus for molding a multilayer molded article of the present invention, a method using a single injection cylinder can be used in addition to a method using a plurality of cylinders with the injection cylinder independent of each resin. In the case of a single injection cylinder, the skin layer resin and the core layer resin are separated and accumulated in the front and rear chambers with a movable mandrel, and the skin layer resin is filled into the mold by injection. Thereafter, there is a movable mandrel method in which the resin of the core layer is filled from the hole at the tip of the movable mandrel. Also, the resin of the skin layer is extruded from the auxiliary device and can be accumulated in the injection device by a switching valve in the hot runner, and then accumulated, the resin of the core layer is plasticized by the injection device, the resin of the skin layer and the core layer The mono-sandwich method can be used in which the resin can be filled in the mold by a switching valve or the like in the hot runner after the resin is accumulated in the injection apparatus, and any method can be used in the present invention. it can. In this case, the first injection unit and the second injection unit in the present invention also serve as a part of the parts.
また複数シリンダーによる場合、スキン層の樹脂とコア層の樹脂はスキン流路4とコア流路6とが合流する合流ノズルを用いて層構造とする方法の他、金型内のゲート部等で合流させる方法を使用することもできる。合流ノズルを使用する場合、平行型ノズル、V型ノズルのいずれも使用可能であり、そのノズルの内部構造としては同心円状2重管型を使用することができる。あるいは、遮断ピンを用いて合流ノズル内の樹脂の流れを制御する方法も使用可能である。また、ノズル内の樹脂層数としては、2チャンネルタイプを基本とするが、さらに多層化を可能とする3チャンネルタイプ以上のものも使用可能である。
In the case of using a plurality of cylinders, the resin of the skin layer and the resin of the core layer are formed in a layer structure by using a merging nozzle where the
また、図3の多層成形品40において、サンドイッチ成形体50のコア層44がバージン材料又は再生材料である発泡材料から形成されてもよい。この場合、例えば、スキン層42がPPのバージン材料から形成され、仕上層46がエラストマー化粧材料から形成される。すなわち、コア層は、バージン材料の発泡材料、バージン材料の通常材料、再生材料の発泡材料、又は再生材料の通常材料の4態様のいずれかから選択される。また、図11の多層成形品200において、コア層214がバージン材料又は再生材料である発泡材料から形成されてもよい。この場合、例えば、スキン層218がエラストマー化粧材料から形成され、コア層222がバージン材料若しくは再生材料である発泡材料又はエラストマーの再生材料から形成され、スキン層210がPPのバージン材料から形成される。また、本発明の多層成形方法又は多層成形品は、上述のスキン層又は仕上層が発泡材料から成る態様であってもよい。
Moreover, in the multilayer molded
2、2r、2g、202:成形装置
5、211:第一の樹脂(スキン材料)
4:スキン流路
6:コア流路
7、215:第二の樹脂(コア材料)
9:第三の樹脂(第三材料)
10、208:成形金型
11:第三材料流路
12:キャビティ
14:第一の注入ノズル孔
16、16r、16g、16gg、206:スライド型
20:第二の注入ノズル孔
22、22r、22g、24、24r、24g、26、26r、26g:射出シリンダ
30、30r、30g、212:第一の射出ユニット
32、32r、32g、216:第二の射出ユニット
34、34r、34g、220:第三の射出ユニット
40、200:多層成形品
42、210、218:スキン層
44、214、222:コア層
46:仕上層
50、226、228:サンドイッチ成形体
219:第三の樹脂(スキン材料)
223:第四の樹脂(コア材料)
224:第四の射出ユニット
2, 2r, 2g, 202:
4: Skin channel 6:
9: Third resin (third material)
10, 208: Mold 11: Third material flow path 12: Cavity 14: First injection nozzle holes 16, 16r, 16g, 16gg, 206: Slide mold 20: Second injection nozzle holes 22, 22r, 22g , 24, 24r, 24g, 26, 26r, 26g:
223: Fourth resin (core material)
224: Fourth injection unit
Claims (9)
前記第一のサンドイッチ成形体及び前記第二のサンドイッチ成形体から成る多層成形品。 A multilayer molded article formed by the molding method according to claim 6,
A multilayer molded article comprising the first sandwich molded body and the second sandwich molded body.
前記金型のキャビティにスキン層となる第一の樹脂を射出する第一の射出ユニットと、
前記第一の樹脂を射出した後コア層となる第二の樹脂を射出する第二の射出ユニットと、
前記スライド型を移動させて前記キャビティの容積を拡大してできた該キャビティ内の空間にスキン層となる第三の樹脂を射出する第三の射出ユニットと、
前記第三の樹脂を射出した後コア層となる第四の樹脂を射出する第四の射出ユニットと、
を備えた成形装置。
A mold having a slide mold capable of changing the volume of the cavity;
A first injection unit for injecting a first resin as a skin layer into the cavity of the mold;
A second injection unit for injecting a second resin to be a core layer after injecting the first resin;
A third injection unit for injecting a third resin as a skin layer into a space in the cavity formed by moving the slide mold and expanding the volume of the cavity;
A fourth injection unit for injecting a fourth resin to be a core layer after injecting the third resin;
A molding apparatus comprising:
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