JP2010036563A - 樹脂成形品並びにその成形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】２シリンダタイプの射出成形装置を使用した二層構造の樹脂成形品並びにその成形方法であって、化学発泡剤を使用することなく軽量化を達成することを課題とする。
【解決手段】２シリンダタイプの射出成形装置４０を使用して、スキン層３２とその内部のコア層３３とのサンドイッチ構造の樹脂成形品（ドアトリムロア）３０並びにその成形方法であって、コア層３３の素材として、未乾燥、あるいは吸湿性を有するタルク入り複合樹脂材料Ｍ２を使用し、成形時に発生する水蒸気等のガスにより、コア層３３の比重を低減化して、ガスに見合う軽量化を達成する。
【選択図】図３

Description

この発明は、樹脂成形品並びにその成形方法に係り、特に、２シリンダタイプの射出成形装置を使用して、廉価に製作できるとともに、軽量化を達成することができる樹脂成形品並びにその成形方法に関する。

通常、車両の室内面側には各種内装部品が装着され、室内美観の向上、並びに乗員の安全保護に寄与している。例えば、図６，図７はドアパネルの室内面側に装着されるドアトリム１を示す正面図並びに断面図であり、ドアトリム１は、成形時における金型のコンパクト化並びに室内美観の向上を図るために、ドアトリムアッパー２とドアトリムロア３の上下二分割体から構成されている。

更に詳しくは、ドアトリムアッパー２としては樹脂芯材２ａの表面に表皮２ｂを貼着した積層構造体を使用し、ドアトリムロア３は射出成形金型に溶融樹脂を射出充填して所要形状に成形された樹脂単体品が使用されている。このドアトリムロア３の具体例について以下説明する。まず、図８（ａ）に示すように、ポリプロピレン樹脂を使用したソリッド品３Ａが実施されている。また、図８（ｂ）に示すように、ポリプロピレン樹脂内に発泡剤を混入して発泡成形してなる発泡成形品３Ｂが実施されている。更に、図８（ｃ）に示すようにスキン層４内部にコア層５を有するサンドイッチ成形品３Ｃが実施されている。尚、ソリッド品３Ａ、発泡成形品３Ｂを成形するには、通常の１シリンダタイプの射出成形装置が使用され、サンドイッチ成形によるスキン層４内部にコア層５を有するサンドイッチ成形品３Ｃを成形する射出成形機としては、２シリンダタイプの射出成形装置が使用されている。２シリンダタイプの射出成形装置により成形されるサンドイッチ成形品の従来例としては特許文献１に示されている。

特開平６−３２８５０７号公報

このように、従来、ドアトリムロア３としては、ソリッド品３Ａ、発泡成形品３Ｂ、サンドイッチ成形品３Ｃが実施されているが、ソリッド品３Ａは重量が嵩み軽量化にそぐわないとともに、発泡成形品３Ｂは軽量化できるものの、コーナー部の形状再現性が悪く、Ｒ垂れ等が生じ成形性に劣るという欠点がある。また、サンドイッチ成形品３Ｃはある程度の軽量化は達成できるものの、コア層５の樹脂材料中に混入する化学発泡剤のコストが高いため、経済的に不利であるという欠点が指摘されている。

この発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、軽量化を達成しつつ、成形性並びに成形品表面の外観性能を高めるために２シリンダタイプの射出成形装置を使用し、スキン層とその内部のコア層との二層構造体からなる樹脂成形品並びにその成形方法であって、化学発泡剤を使用することなくコア層の軽量化を廉価に達成できる樹脂成形品並びにそ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、２シリンダタイプの射出成形装置における成形金型のキャビティ内に樹脂材料、複合樹脂材料を射出充填して成形される樹脂成形品であって、上記樹脂成形品は、製品表面側のスキン層とその内部のコア層との二層構造体から構成され、コア層には未乾燥、あるいは吸湿性をもつ複合樹脂材料を使用し、成形時にガスが発生することでコア層の比重を低減させたことを特徴とする。

更に、本発明に係る樹脂成形品の成形方法は、２シリンダタイプの射出成形装置を使用して、製品表面側のスキン層とその内部のコア層の二層構造体からなる樹脂成形品を成形する樹脂成形品の成形方法において、前記射出成形装置における成形金型のキャビティ内にスキン層形成用の樹脂材料を射出充填した後、熱可塑性樹脂内にタルクを混入してなる複合樹脂材料であって、未乾燥、あるいは吸湿性をもつコア層形成用の複合樹脂材料をスキン層形成用の樹脂材料内に射出充填し、スキン層内部にコア層を一体化するとともに、コア層形成用の複合樹脂材料内でガスを発生させてコア層の比重を低減したことを特徴とする。

ここで、樹脂成形品としては、車両用内装部品の他に、家屋の内装パネル等の建材や、民生機器のカバーパネル等に使用することができる。更に、樹脂成形品の構成としては、スキン層とその内部のコア層の二層のサンドイッチ構造であり、スキン層としては、汎用の熱可塑性樹脂材料を使用することができる。また、タルク等の充填剤を添加しても、あるいは充填剤なしのいずれでも良い。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）樹脂等が使用できる。一方、コア層としては、熱可塑性樹脂材料内部にタルクを混入した複合樹脂材料を使用する。そして、タルクのもつ吸湿性により、成形時にガスが発生し、このガスによりコア層の比重を低減することで軽量化に結び付けている。例えば、コア層の素材としてポリプロピレン樹脂を選択した場合、ポリプロピレン樹脂：タルク＝７０〜１００（重量部）：３０〜０（重量部）の比率が好ましい。また、タルクの吸湿性についてはタルク：水分＝９８〜１００（重量部）：２〜０（重量部）のように調整するのが良い。

次いで、樹脂成形品の成形方法としては、２シリンダタイプの射出成形装置を使用し、スキン層用射出ユニットから樹脂材料を成形金型のキャビティ内に射出充填した後、コア層用射出ユニットからコア層の素材であるタルク入り複合樹脂材料で未乾燥、あるいは吸湿性を有するものをスキン層形成用の樹脂材料内部に射出充填して、サンドイッチ成形を行なえば、スキン層とその内部のコア層の二層構造体からなる樹脂成形品が所要形状に成形され、コア層には成形時にガスが発生し、このガスが軽量化に結び付く。

以上の構成から明らかなように、２シリンダタイプの射出成形装置を使用し、スキン層形成用の樹脂材料を成形金型のキャビティ内に射出充填した後、コア層を形成するためにタルク入り複合樹脂材料で未乾燥、あるいは吸湿性を有するものをスキン層形成用の樹脂材料内部に射出充填して、スキン層内部にコア層を成形すれば、コア層内でガスが発生し、このガスを活用して製品の軽量化を達成することができる。従って、高価な発泡剤を使用することなく、廉価に製品の軽量化を図ることができる。また、スキン層はＲ垂れ等が生じることがなく、外観性能並びに寸法精度を良好に維持することができる。

以上説明した通り、本発明に係る樹脂成形品並びにその成形方法は、２シリンダタイプの射出成形装置を使用し、成形金型にスキン層形成用の樹脂材料とコア層形成用の複合樹脂材料を射出充填して、スキン層とその内部のコア層のサンドイッチ状の樹脂成形品を成形する際、コア層形成用の複合樹脂材料として、未乾燥、あるいは吸湿性を有するものを使用し、成形時にガスが発生し、そのガスにより比重を低減化することで、コア層の重量を低減でき、軽量化を達成することができるとともに、従来の高価な発泡剤を使用することがないため、廉価に実施することができ、コストダウンを招来することができるという効果を有する。

更に、製品表面はスキン層が占有するため、シルバーストリーク等の外観不良が生じることがなく、また、Ｒ垂れも生じないことから、外観性能並びに寸法精度を良好に維持でき、外観見栄え並びに成形精度を高めることができるという効果を有する。

以下、本発明に係る樹脂成形品並びにその成形方法の好適な実施例について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。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５は本発明の一実施例を示すもので、図１は本発明に係る樹脂成形品をドアトリムロアに適用した自動車用ドアトリムを示す正面図、図２は同自動車用ドアトリムの構成を示す断面図、図３は同自動車用ドアトリムにおけるドアトリムロアの構成を示す模式断面図、図４，図５は本発明方法に使用する２シリンダタイプの射出成形装置の全体図並びに射出成形装置の金型部分の説明図である。

図１，図２において、自動車用ドアトリム１０は、ドアトリムアッパー２０とドアトリムロア３０の上下二分割体から構成されており、ドアトリムアッパー２０は、樹脂芯材２１の表面に表皮２２を積層一体化してなる積層構造体から構成されるとともに、ドアトリムロア３０は、後述する２シリンダタイプの射出成形装置を使用したサンドイッチ成形品で構成され、ドアトリムアッパー２０の下縁に沿って所定ピッチ間隔で設けた取付孔２３に対して、ドアトリムロア３０の上縁裏面に取付用ボス３１を立設し、取付用ボス３１を取付孔２３内に差し込んだ後、取付用ボス３１の先端に超音波溶着、あるいは熱溶着等のカシメ加工を施すことでドアトリムアッパー２０とドアトリムロア３０とを接合一体化して構成されている。

また、ドアトリム１０は、上述したように、ドアトリムアッパー２０とドアトリムロア３０との上下二分割体を接合固定して構成されているが、ドアトリムアッパー２０側には、インサイドハンドルユニット１１が装着され、また、アームレスト１２が室内側に膨出形成され、このアームレスト１２の上面には、プルハンドルユニット１３、パワーウインドウスイッチユニット１４が装着されている。更に、ドアトリムロア３０には、備品を収容できるポケット開口１５が開設され、ポケット開口１５の背面には、ポケットバックカバー１６が装着され、ポケット開口１５のフロント側にはスピーカグリル１７がドアトリムロア３０と一体、あるいは別体に設けられている。

ところで、本発明の特徴は、ドアトリム１０におけるドアトリムロア３０を廉価に提供できるとともに、軽量化を達成し、かつ成形精度を高めたことにある。

すなわち、図３の模式断面図に示すように、ドアトリムロア３０は、表面、または裏面等の製品外周を占有するスキン層３２と、スキン層３２内部のコア層３３の二層構造体からなるサンドイッチ成形品が使用されるとともに、特に、軽量化を廉価に達成するために、コア層３３の素材として、未乾燥、あるいは吸湿性を有するタルク入り複合樹脂材料を使用し、成形時に発生する水蒸気等のガスにより比重を低減化することで軽量化を達成している。本実施例ではスキン層３２の素材として、ポリプロピレン樹脂を使用し、コア層３３の素材として、タルク入りポリプロピレン樹脂で未乾燥、あるいは吸湿性を有するものを使用しているが、上記ポリプロピレン樹脂の他に、ポリエチレン系樹脂、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）樹脂等を使用することができる。

また、スキン層３２としては、樹脂材料にタルク等の充填剤を添加しても、あるいはしなくても良い。本実施例では、コア層３３の素材として、ポリプロピレン樹脂：タルクの割合を７０〜１００（重量部）：３０〜０（重量部）で、タルク：水分の割合を９８〜１００（重量部）：２〜０（重量部）に調整している。従って、タルク入りポリプロピレン樹脂は吸湿性があり、未乾燥、あるいは吸湿させ射出成形を行なうとガスが発生し、このガスを活用し、製品の軽量化を可能にすることができる。そして、コア層３３は、製品外観に影響しないため、良好な外観性能を維持できるとともに、スキン層３２にＲ垂れ等が生じることがないため、寸法精度も向上させることができる等、成形性を高めることができる。

このように、本発明に係る樹脂成形品の構造をドアトリムロア３０に適用した場合には、化学発泡剤を使用することなく軽量化を図ることができるため、ドアトリム１０のコストを引き下げることができるとともに、ドアトリム１０の軽量化を達成することができ、極めて実用価値が高いものである。

次いで、上記ドアトリムロア３０の成形方法について以下に説明する。図４はドアトリムロア３０を成形するための２シリンダタイプの射出成形装置４０の全体構成を示し、図５は金型内への２種類の樹脂材料を注入する形態をそれぞれ示している。まず、図４において、２シリンダタイプの射出成形装置４０の全体構成について説明する。射出成形装置４０は、ドアトリムロア３０を成形するためのキャビティＣを有する成形金型５０と、成形金型５０に連結する樹脂材料の注入機構６０と、注入機構６０に接続されるスキン層用射出ユニット７０と、コア層用射出ユニット８０とから大略構成されている。更に詳しくは、成形金型５０は、固定側金型５１と可動側金型５２とからなり、両金型５１，５２を型締めした際に形成されるキャビティＣ内に樹脂材料Ｍ１，Ｍ２を射出充填してドアトリムロア３０を所要形状に成形する。また、可動側金型５２には、駆動ラム５３が連結されて、可動側金型５２を所定ストローク動作させる。

更に、注入機構６０は、スキン層用ニードルバルブ６１、コア層用ニードルバルブ６２、また、上述したそれぞれのニードルバルブ６１，６２を駆動させるためのシャットオフシリンダ６３，６４が対応して設けられている。そして、駆動ラム５３が動作して、成形金型５０において可動側金型５２が駆動し、固定側金型５１と可動側金型５２とが型締めされて、キャビティＣが画成される。次いで、一方側のスキン層用シャットオフシリンダ６３が動作して、スキン層用ニードルバルブ６１が開成して、スキン層用射出ユニット７０からスキン層３２の素材である樹脂材料Ｍ１がキャビティＣ内に供給される。

その後、スキン層用シャットオフシリンダ６３が前進して、スキン層用ニードルバルブ６１が閉成され、次いで、コア層用シャットオフシリンダ６４が動作して、コア層用ニードルバルブ６２が開成し、コア層用射出ユニット８０からコア層３３を形成するための素材である複合樹脂材料Ｍ２が図５に示すようにキャビティＣ内に予め充填された樹脂材料Ｍ１内部に充填されて、スキン層３２内部にコア層３３を一体化したドアトリムロア３０を所要形状に成形することができる。

そして、コア層３３の素材である複合樹脂材料Ｍ２として、タルク入りポリプロピレン樹脂で未乾燥、あるいは吸湿性を有するものを使用しているため、成形時に水蒸気等のガスが発生し、コア層３３の比重を低減化させ軽量化を図ることができ、化学発泡剤等の高価な薬剤を使用することなく、ドアトリムロア３０の軽量化を廉価に達成することができる。また、コア層３３は製品表面に露出することがなく、スキン層３２が製品外観全面を占有し、かつ発泡スペースを確保するために成形金型を微調整する必要がないため、Ｒ垂れ等の外観不良も起こる恐れがなく、外観性能及び寸法精度を良好に維持でき、成形性を高めることができる。

以上説明した実施例は、ドアトリム１０におけるドアトリムロア３０に本発明の構造を適用したが、ドアトリム１０以外の内装部品はもとより、家屋の内装パネル等の建材や、民生機器のカバーパネル等に適用することができ、用途は限定されない。更に、２シリンダタイプの射出成形装置４０は、実施例の構造に限定されることなく、２シリンダタイプのサンドイッチ成形に使用するものであれば、構造についても限定されない。

本発明に係る樹脂成形品をドアトリムロアに適用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。 図１に示すドアトリムにおけるドアトリムロアを示す模式断面図である。 図１に示すドアトリムにおけるドアトリムロアの成形に使用する２シリンダタイプの射出成形装置の全体構成を示す説明図である。 図４に示す射出成形装置における成形金型に樹脂材料並びに複合樹脂材料を注入する工程を示す説明図である。 従来の上下二分割タイプの自動車用ドアトリムを示す正面図である。 図６中VII −VII 線断面図である。 従来のドアトリムにおけるドアトリムロアのソリッド品、発泡成形品、サンドイッチ成形品をそれぞれ示す説明図である。

符号の説明

１０ 自動車用ドアトリム
１１ インサイドハンドルユニット
１２ アームレスト
１３ プルハンドルユニット
１４ パワーウインドウスイッチユニット
１５ ポケット開口
１６ ポケットバックカバー
１７ スピーカグリル
２０ ドアトリムアッパー
２１ 樹脂芯材
２２ 表皮
２３ 取付孔
３０ ドアトリムロア
３１ 取付用ボス
３２ スキン層
３３ コア層
４０ ２シリンダタイプの射出成形装置
５０ 成形金型
５１ 固定側金型
５２ 可動側金型
５３ 駆動ラム
６０ 注入機構
６１ スキン層用ニードルバルブ
６２ コア層用ニードルバルブ
６３ スキン層用シャットオフシリンダ
６４ コア層用シャットオフシリンダ
７０ スキン層用射出ユニット
８０ コア層用射出ユニット
Ｍ１ 樹脂材料
Ｍ２ 複合樹脂材料
Ｃ キャビティ

Claims (2)

1. ２シリンダタイプの射出成形装置（４０）における成形金型（５０）のキャビティ（Ｃ）内に樹脂材料（Ｍ１）、複合樹脂材料（Ｍ２）を射出充填して成形される樹脂成形品（３０）であって、上記樹脂成形品（３０）は、製品表面側のスキン層（３２）とその内部のコア層（３３）との二層構造体から構成され、コア層（３３）には未乾燥、あるいは吸湿性をもつ複合樹脂材料（Ｍ２）を使用し、成形時にガスが発生することでコア層（３３）の比重を低減させたことを特徴とする樹脂成形品。
2. ２シリンダタイプの射出成形装置（４０）を使用して、製品表面側のスキン層（３２）とその内部のコア層（３３）の二層構造体からなる樹脂成形品（３０）を成形する樹脂成形品（３０）の成形方法において、
   前記射出成形装置（４０）における成形金型（５０）のキャビティ（Ｃ）内にスキン層形成用の樹脂材料（Ｍ１）を射出充填した後、熱可塑性樹脂内にタルクを混入してなる複合樹脂材料（Ｍ２）であって、未乾燥、あるいは吸湿性をもつコア層形成用の複合樹脂材料（Ｍ２）をスキン層形成用の樹脂材料（Ｍ１）内に射出充填し、スキン層（３２）内部にコア層（３３）を一体化するとともに、コア層形成用の複合樹脂材料（Ｍ２）内でガスを発生させてコア層（３３）の比重を低減したことを特徴とする樹脂成形品の成形方法。

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