JP2012139967A - 複層部材の製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】複層部材を効率よく製造する。
【解決手段】基材32の突条部34に合わせた凹溝部を有する第1成形型および第2成形型の間に画成された第1のキャビティに、樹脂原料を注入することで基材32を成形する。突条部34の一部が凹溝部に挿入されて該突条部34により凹溝部を塞いだ状態を保つように、第1成形型を第2成形型から第1のコアバックを行う。基材32と第1成形型との間に画成された第2のキャビティに発泡樹脂原料を注入し、第1成形型を第2成形型から第2のコアバックを行うことで、発泡樹脂原料を発泡膨張させて発泡体36を成形する。
【選択図】図3

Description

この発明は、一面に突出形成された突条部を有する基材と、該基材における突条部が設けられた位置を該突条部の先端部を除いて覆う発泡体とを備えた複層部材の製造方法に関するものである。
色や硬さ等の物性が異なる合成樹脂を積層して構成される複層部材が、例えばテープレコーダーの操作ボタンなどに用いられている(例えば、特許文献1参照)。図8(d)に示すように、操作ボタン100は、上面に突起102aが設けられた第1の樹脂成形体102と、第1の樹脂成形体102の突起102a以外の上面を被覆する第2の樹脂成形体104とから構成され、第2の樹脂成形体104の上面が突起102aの上端面と揃うようになっている。そして、操作ボタン100では、第2の樹脂成形体104に囲われて上面に露出する突起102aの上端面が、例えば巻き戻しモード表示マーク等の所定の意匠形状に形成されている。このような、複層部材は、所謂二色成形法によって成形される。
二色成形による操作ボタン100の製造方法を説明すると、図8(a)に示すように、第1の金型110と突起102aに合わせた凹部を有する第2の金型112とにより画成される第1のキャビティ114に第1の樹脂原料を注入して、第1の樹脂成形体102を形成する。図8(b)に示すように、第2の金型112を取り外し、第1の樹脂成形体102を保持した第1の金型110に対して、第3の金型116を第1の樹脂成形体102の突起102aの上端面に突き当てて接合する。図8(c)に示すように、第1の樹脂成形体102の上面と第3の金型116との間に画成される第2のキャビティ118に対して第2の樹脂原料を注入して、第2の樹脂成形体104を突起102aの上端面が露出するように第1の樹脂成形体102の上面に形成する。
特開昭60−184819号公報
前述した製造方法では、夫々の樹脂成形体102,104に合わせて、片方の金型112,116を取り替える必要があり、第1の金型110および第2の金型112の組と、第1の金型110および第3の金型116の組との2組が使用される。従って、金型代が嵩むと共に、金型112,114を取り替える手間がかかり、製造効率を上げるのが難しい。しかも、突起102aの上端面を第2の樹脂成形体104で覆わないようするために、第3の金型116を先に成形した樹脂成形体102の突起102aの上端面に突き当てて該上端面を塞ぐ必要がある。このため、突起102aの上端面に凹凸等の模様を形成すると、第2のキャビティ118の封止がうまくできず、第2の樹脂成形体104が突起102aの上端面にはみ出したり、突き当てた第3の金型116によって模様が潰れてしまったりする問題が指摘される。
すなわち本発明は、従来の技術に係る複層部材の製造方法に内在する前記問題に鑑み、これらを好適に解決するべく提案されたものであって、1組の成形型で複層部材を効率よく成形し得る複層部材の製造方法を提供することを目的とする。
前記課題を克服し、所期の目的を達成するため、本願の請求項1に係る発明の複層部材の製造方法は、
一面に突出形成された突条部を有する基材と、この基材における突条部が設けられた一面を該突条部の先端部を除いて覆う発泡体とを備えた複層部材の製造方法であって、
前記突条部に合わせた凹溝部を有する第1成形型と、第2成形型との間に、前記基材の外形に合わせた第1のキャビティを画成し、
前記第1のキャビティに樹脂原料を注入することで基材を成形し、
前記突条部の一部が前記凹溝部に挿入されて該突条部により凹溝部を塞いだ状態を保つように、第1成形型および第2成形型を該突条部の突出方向に沿って相対的に離間する第1のコアバックを行うことで、前記基材と第1成形型との間に第2のキャビティを画成し、
前記第2のキャビティに発泡樹脂原料を注入し、
前記第1成形型および第2成形型を前記突条部の突出方向に沿って相対的に離間する第2のコアバックを行い、前記第2のキャビティを広げた第3のキャビティを画成することで、発泡樹脂原料を発泡膨張させて前記発泡体を成形するようにしたことを要旨とする。
請求項1に係る発明によれば、1組の成形型を用いるだけで、基材と発泡体とからなる複層部材を簡単に成形することができる。また、同じ成形型をコアバックすることで基材および発泡体を成形しているので、基材に設けた突条部の先端面に凹凸等の模様を施しても当該模様が発泡体の成形に際して潰されたりすることを回避できる。
請求項2に係る発明では、前記第2のコアバックは、前記突条部の一部が前記凹溝部に挿入されて該突条部により凹溝部を塞いだ状態を保つように行われることを要旨とする。
請求項2に係る発明によれば、基材の突条部を形成する第1成形型の凹溝部が、コアバックしても突条部で塞がれているので、基材の突条部を発泡体で覆うことなく複層部材の表面に適切に臨ませることができる。また、基材に設けた突条部の先端面に凹凸等の模様を施しても、第1成形型の凹溝部に挿入された突条部の先端面が成形面から離れているので、発泡体の成形に際して当該模様が潰されたりすることを回避できる。
請求項3に係る発明では、前記第2のコアバックは、前記発泡樹脂原料の表面にスキン層が形成された段階で行われることを要旨とする。
請求項3に係る発明によれば、発泡樹脂原料の表面にスキン層が形成された段階で第2のコアバックを行うことで、該発泡樹脂原料の漏出を防止しつつ発泡膨張させることができる。
本発明に係る複層部材の製造方法によれば、1組の成形型で複層部材を効率よく成形し得る。
本発明の好適な実施例に係る製造方法によって得られたパネル部材を備えたインストルメントパネルを示す概略斜視図である。 図1のA−A線断面図である。 実施例のパネル部材の要部を破断して示す概略斜視図である。 図3のB−B線断面図である。 図3のC−C線断面図である。 実施例の製造方法における基材成形工程を示す説明断面図であって、(a)は第1成形型および第2成形型で第1のキャビティを画成した状態を示し、(b)は第1のキャビティに樹脂原料を注入した状態を示し、(c)は第1のキャビティで基材を成形した状態を示す。 実施例の製造方法における発泡体成形工程を示す説明断面図であって、(a)は第1のコアバックを行って第2のキャビティを画成した状態を示し、(b)は第2のキャビティに発泡樹脂原料を注入した状態を示し、(c)は発泡樹脂原料の表面にスキン層が形成された状態を強調して示し、(d)は第2のコアバックを行って発泡体を発泡成形した状態を示し、(e)はパネル部材を成形型から取り出した状態を示す。 従来の複層部材の製造工程を示す説明断面図であって、(a)は第1の金型と第2の金型とによって第1の樹脂成形体を成形する状況を示し、(b)は第2金型を取り外して第3の金型をセットする状況を示し、(c)は第1の金型と第3の金型とによって第2の樹脂成形体を成形する状況を示し、(d)は得られた複層部材を示す。
次に、本発明に係る複層部材の製造方法につき、好適な実施例を挙げて、添付図面を参照して以下に説明する。なお、実施例では、車両の乗員室の前側に設置されるインストルメントパネルを例として挙げて説明する。
図1または図2に示すように、実施例のインストルメントパネル10は、上部本体20と下部本体18とを上下に組み付けて、フロントウインドウから前部座席の前側にかけて延在する所要の意匠形状に構成されている。実施例の下部本体18は、合成樹脂製の成形部材からなる板部材を主体とした単層構造であって、主に前部座席の前側下部を構成している。
前記上部本体20は、図2に示すように、下部本体18の上部に連結されると共にフロントウインドウの下部に突き合わせられる本体部材22と、この本体部材22に組み付けられた複層部材としてのパネル部材30とから構成される。本体部材22は、図2に示すように、基盤となるベース材24と、このベース材24の後側(乗員席側)上面に設けられた後側加飾部26と、ベース材24の前側(フロントウインドウ側)上面に設けられた前側加飾部28とを備えている。また、本体部材22には、ベース材24における後側加飾部26と前側加飾部28との間に設置部22aが設けられ、この設置部22aに対してパネル部材30が前後の加飾部26,28に挟まれて取り付けられる。後側加飾部26は、外方に露出して表面をなすTPO(オレフィン系エラストマー)等の柔軟な表皮材26aと、この表皮材26aおよびベース材24の間に設けられ、弾力性を有するウレタン等のフォーム体26bとから構成され、本体部材22の後側部分は、ベース材24、フォーム体26bおよび表皮材26aからなる3層構造になっている。一方、前側加飾部28は、外方に露出して表面をなすTPO(オレフィン系エラストマー)等の柔軟な表皮材のみから構成され、本体部材22の前側部分が、ベース材24および表皮材としての前側加飾部28からなる2層構造になっている。
図2または図3に示すように、実施例のパネル部材30は、基材32と、この基材32の乗員室側となる一面(以下、表面という)を覆う発泡体36とから構成された2層構造になっている。また、パネル部材30は、基材32の表面に突出形成された突条部34が該パネル部材30の表面を構成する発泡体36の間から外方に露出するように形成されている。ここで、パネル部材30では、複数の突条部34が該パネル部材30の外縁等の所定ラインに沿って並ぶように設けられ、複数の突条部34が発泡体36をあたかも糸で縫製したような疑似ステッチを構成するようになっている(図1参照)。
前記基材32は、パネル部材30の形状を維持し得る剛性を有する硬質な合成樹脂の板状体であって、ポリプロピレン(PP)やポリエチレン(PE)等の合成樹脂からインジェクション成形等により所定形状に形成されている。実施例の基材32には、本体部材22の後側加飾部26に突き当てられる後縁に沿って突条部34が複数設けられている(図1参照)。複数の突条部34は、先端34aの長手辺が所定ラインに沿って並ぶように、互いに離間して配置されている(図3または図4参照)。各突条部34は、基材32の表面から突出するよう形成された小突起であって、先端の角が円弧状に面取りされた形状になっている。突条部34は、先端34aの面取り部分を除いて向かい合う面が平行に形成されており、根元部分から面取り部分の下端にかけて横断面形状が同じになるよう構成されている(図4または図6(c)参照)。なお、各突条部34においてパネル部材30の表面に露出する先端34aには、斜めに延在する細かい凹凸によって糸目模様(図示せず)が施されている。また、実施例の基材32は、表面側が突条部34の根元部分で凹むように形成される一方、裏面側が突条部34の根元部分および当該凹みに対応して膨らむように形成されている(図3参照)。
前記発泡体36は、パネル部材30の表面を構成する部材であって、例えばTPO(オレフィン系エラストマ)やスチレン係エラストマに対して化学発泡剤や超臨界の不活性ガスを混入した発泡樹脂原料から、コアバッグによる射出発泡成形を行うことで形成される。
前記発泡体36は、突条部34の先端34aがパネル部材30の表面側に露出するように該突条部34の周りを囲うように設けられる(図3参照)。また、発泡体36は、突条部34の周りが凹むように形成され、この発泡体凹部36aによって縫い目を構成する突条部34によって発泡体36の表面があたかも押し込んでいるように形成されている。ここで、発泡体36では、発泡体凹部36aが突条部34に近づくにつれてなだらかに湾曲するように沈み込み、発泡体凹部36aの下縁が突条部34の面取り部分の下端より僅かに下側に揃うようになっている。また、実施例のパネル部材30では、発泡体36における発泡体凹部36aの上縁に連なる表面が突条部34の先端34aより僅かに上方に位置している(図4または図5参照)。
次に、実施例に係る複層部材としてのパネル部材30の製造方法について説明する。実施例では、基材32の表面側に対応した成形面を有する第1成形型40と、基材32の裏面側に対応した第2成形型42とを備える型設備による型成形によって、前記パネル部材30が成形される(図6または図7参照)。第1成形型40は、基材32の表面に突設する突条部34に合わせた凹溝部40aを有しており、凹溝部40aの閉塞端に突条部34の先端34aに糸目模様を転写する凹凸が設けられている。また、第1成形型40は、凹溝部40aの開口縁が第2成形型42側に膨らむように形成されて、得られるパネル部材30は、発泡体36が突条部34の周りで凹むように形成される。ここで、実施例の型設備は、第2成形型42に対して第1成形型40が進退移動するよう構成され、第1成形型40が該第1成形型40に設けられた凹溝部40aの延在方向(凹溝部40aの深さ方向)に沿って直線的に移動するようになっている。
先ず、基材32を成形する基材成形工程が行われる。図6(a)に示すように、第1成形型40および第2成形型42を最も近接させた状態になるよう型閉めすることで、突条部34を含めた基材32の外形形状と同じ第1のキャビティ44が画成される。この第1のキャビティ44に基材32の素になる樹脂原料45を注入する(図6(b)参照)。そして、樹脂原料45を第1のキャビティ44内で硬化させることで、第1のキャビティ44で基材32が成形される(図6(c)参照)。実施例の基材成形工程では、加熱により流動化した樹脂原料45を圧力をかけつつ第1のキャビティ44に対して注入する射出成形法によって基材32が成形される。
次に、発泡樹脂原料47(図7(b)参照)を注入する発泡体一次成形工程が行われる。発泡体一次成形工程では、基材32の突条部34の一部が第1成形型40の凹溝部40aに挿入された状態を保つように、第1成形型40および第2成形型42を突条部34の突出方向に沿って相対的に離間する第1のコアバックを行う(図7(a)参照)。すなわち、型設備では、第1成形型40を第2成形型42から離すように突条部34に沿って直線的に移動させることで、基材32の表面と第1成形型40の成形面との間に発泡体36の厚みより小さい第2のキャビティ46を画成する。ここで、突条部34の2/3程度が凹溝部40aから抜け出る(突条部34の1/3程度が凹溝部40aに残った状態)まで、第1成形型40が第1のコアバックをするように設定され、凹溝部40aが該凹溝部40aに嵌り込んだ突条部34によって塞がれている(図7(a)参照)。第1のコアバック量は、突条部34の突出寸法の範囲内で発泡体36の発泡倍率等に応じて適宜調節されるが、凹溝部40aが突条部34で塞がれた状態を必ず維持するように設定される。
第2のキャビティ46に対して発泡体36の素になる発泡樹脂原料47を注入する(図7(b)参照)。ここで、発泡樹脂原料47は、第2のキャビティ46を満たす量が充填され、発泡体一次成形工程では、基材32や第1成形型40に接触する発泡樹脂原料47の表面にスキン層50が形成されるまで当該状態が維持される(図7(c)参照)。このように、発泡体一次成形工程では、第1のコアバックを行って第2のキャビティ46を画成しても凹溝部40aを突条部34で塞いでいるので、凹溝部40aに発泡樹脂原料47が流入することがなく、突条部34の先端34aが発泡体36で被覆されるのを防止することができる。スキン層50は、発泡体36において発泡せずに気泡が形成されていない所謂ソリッド状の部分または発泡体36において発泡が進行せずに内側と比べて見掛け密度が高い部分であって、発泡樹脂原料47の発泡膨張に際して破れない厚み(例えば0.4mm〜0.5mm程度)に設定される。
次に、発泡樹脂原料47を発泡成形する発泡体二次成形工程が行われる。発泡体二次成形工程では、基材32や第1成形型40に接触する発泡樹脂原料47の表面にスキン層50が形成された段階で、第1成形型40および第2成形型42を突条部34の突出方向に沿って相対的に離間する第2のコアバックを行う(図7(d)参照)。すなわち、型設備では、第1成形型40を第2成形型42から離すように突条部34に沿って直線的に移動されて、第2のキャビティ46を広げた第3のキャビティ48が画成され、これにより発泡樹脂原料47を発泡膨張させて発泡体36を成形する。第3のキャビティ48は、第2のキャビティ46より基材32と第1成形型40の成形面との間が離れており、最終的に得る発泡体36の厚みに合わせて基材32と第1成形型40の成形面との間に画成される。第2のコアバック量は、突条部34のほとんどが凹溝部40aから抜け出るまで第1成形型40が第2成形型42から離間移動するように設定されている。すなわち、実施例において、第2のコアバックは、突条部34の一部が凹溝部40aに挿入された状態を保つように行われる。第2のコアバックを行っても、凹溝部40aの開口端が突条部34の先端34aにおける対向する面が平行な部位(突条部34の先端34aの面取り端部より僅かに根元側)に整合し、実施例では凹溝部40aが該凹溝部40aに嵌り込んだ突条部34によって塞がれている。
前記発泡体二次成形工程では、第2のコアバックを行うことで、第2のキャビティ46から拡開した第3のキャビティ48において発泡樹脂原料47の発泡膨張が許容され、スキン層50を押し広げつつ第3のキャビティ48で発泡体36が発泡成形される(図7(d)参照。そして、型設備を開いて、基材32の表面側に発泡体36が一体的に接合されたパネル部材30が取り出される(図7(e)参照)。
このように、前述した製造方法によれば、第1成形型40を順次コアバックするだけで、基材32を成形し、この基材32の表面側に発泡体36を発泡成形することができる。すなわち、従来例で説明したように金型110,112,114の組み合わせを変えることなく、1組の成形型40,42だけで2層構造のパネル部材30を簡単に成形することができる。従って、実施例の製造方法によれば、成形型40,42の必要数を最小限に抑え、成形する層に応じて成形型40,42を取り替えるための機構を省略することが可能で、型設備を簡易にすることができ、設備にかかるコストを低減することができる。また、成形型40,42の取り替え作業が必要ないので、製造効率がよい。
実施例の製造方法では、基材成形工程で基材32の突条部34の先端34aに凹凸等の模様を形成しても、発泡体成形工程において突条部34の先端34aから第1成形型40が離れるように移動されて、該発泡成形工程で凹溝部40aの閉塞端と突条部34の先端34aとが当接しない。このように、同じ組み合わせの成形型40,42をコアバックすることで基材32および発泡体36を成形しても、突条部34の先端34aに第1成形型40の成形面を突き当てる必要がなく、突条部34の先端34aに凹凸等の模様を施しても当該模様が発泡体36の成形に際して潰されたりすることを回避できる。すなわち、パネル部材30は、突条部34の先端34aにレーザー等によって模様を後加工することなく、1組の成形型40,42による一連の製造工程で簡単に模様を形成することができる。
発泡体一次成形工程において、基材32の突条部34を形成する第1成形型40の凹溝部40aが、第1のコアバックしても突条部34で塞がれているので(図7(b)参照)、発泡樹脂原料47を第2のキャビティ46に注入しても凹溝部40aへの該発泡樹脂原料47の流入を防止することができる。また、発泡体二次成形工程において、凹溝部40aが、第2のコアバックしても突条部34で塞がれているので(図7(d)参照)、第2のキャビティ46を第3のキャビティ48に広げて発泡樹脂原料47を発泡膨張させても凹溝部40aへの該発泡樹脂原料47(発泡体36)の流入を防止することができる。更に、発泡体二次成形工程では、発泡樹脂原料47の表面にスキン層50が形成された段階で第2のコアバックを行うことで、凹溝部40aおよび外方への発泡樹脂原料47の漏出を防止しつつ発泡膨張させることができる。
すなわち、突条部34の先端34aを第1成形型40の成形面に突き当てて封止しなくても、凹溝部40aに挿入された突条部34自身または発泡樹脂原料47の発泡に先立って形成されるスキン層50によって、凹溝部40aへの発泡樹脂原料47の流入を防止できる。このように、実施例の製造方法によれば、1組の成形型40,42のコアバックによって基材32および該基材32の表面側に発泡体36を設けても、発泡体36に先立って形成された基材32の突条部34が発泡体36で覆われることなく、該突条部34をパネル部材30の表面に適切に臨ませることができる。従って、得られたパネル部材30は、突条部34の先端34aから発泡体36を除去する等の仕上げを省略することができ、突条部34を縫い目とする疑似ステッチの如き細かい模様にも対応可能である。そして、実施例の製造方法によれば、凹溝部40aに挿入された突条部34自身または発泡樹脂原料47の発泡に先立って形成されるスキン層50によって、凹溝部40aへの発泡樹脂原料47の流入を防止しているので、突条部34の先端34aまたは発泡体36の表面に凹凸等の模様を設けることができる。
(変更例)
前述した実施例の構成に限定されず、以下のように変更可能である。
(1)実施例では、インストルメントパネルの一部であるパネル部材を例に挙げたが、車両内装部材であれば、インストルメントパネル全体、グローブボックスのリッド、アームレスト、ドアトリム等に本願発明の製造方法が適用できる。また、いすやソファー等の家具であってもよい。
(2)基材としては、硬質な合成樹脂に限定されず、弾力性がある弾性体であってもよい。
(3)実施例では、パネル部材を2層構造としたが、基材を多層に形成したり、発泡体を多層に形成してもよい。例えば、第1の基材を成形した後にコアバックして第2の基材を成形し、この第2の基材の表面に発泡体を形成したり、発泡体を成形した後に発泡体の表面に別の合成樹脂層を成形してもよい。この場合、一番最初に成形される基材に設けられる突条部が各層の成形時に凹溝部を塞いでるのが好ましい。
(4)実施例では、複合部材の外方に露出する突条部によって疑似ステッチを構成したが、突条部をライン状に形成して複合部材の縁取り等の模様を設けたり、突条部を文字や図形等を表すように形成してもよい。
(5)実施例では、第2のコアバックを突条部で凹溝部を塞いだ状態を保つように行ったが、突条部の先端面と凹溝部の開口端が揃う位置であったり、突条部が凹溝部から僅かに引き抜かれた状態であってもよい。この場合は、第2のコアバックに先立ってスキン層を形成するのが望ましい。
(6)発泡樹脂原料の表面にスキン層が形成される前に、第2のコアバックを行ってもよい。この場合は、第2のコアバックを突条部で凹溝部を塞いだ状態を保つように行うのが望ましい。
32 基材,34 突条部,36 発泡体,40 第1成形型,40a 凹溝部,
42 第2成形型,44 第1のキャビティ,45 樹脂原料,
46 第2のキャビティ,47 発泡樹脂原料,48 第3のキャビティ

Claims (3)

  1. 一面に突出形成された突条部を有する基材と、この基材における突条部が設けられた一面を該突条部の先端部を除いて覆う発泡体とを備えた複層部材の製造方法であって、
    前記突条部に合わせた凹溝部を有する第1成形型と、第2成形型との間に、前記基材の外形に合わせた第1のキャビティを画成し、
    前記第1のキャビティに樹脂原料を注入することで基材を成形し、
    前記突条部の一部が前記凹溝部に挿入されて該突条部により凹溝部を塞いだ状態を保つように、第1成形型および第2成形型を該突条部の突出方向に沿って相対的に離間する第1のコアバックを行うことで、前記基材と第1成形型との間に第2のキャビティを画成し、
    前記第2のキャビティに発泡樹脂原料を注入し、
    前記第1成形型および第2成形型を前記突条部の突出方向に沿って相対的に離間する第2のコアバックを行い、前記第2のキャビティを広げた第3のキャビティを画成することで、発泡樹脂原料を発泡膨張させて前記発泡体を成形するようにした
    ことを特徴とする複層部材の製造方法。
  2. 前記第2のコアバックは、前記突条部の一部が前記凹溝部に挿入されて該突条部により凹溝部を塞いだ状態を保つように行われる請求項1記載の複層部材の製造方法。
  3. 前記第2のコアバックは、前記発泡樹脂原料の表面にスキン層が形成された段階で行われる請求項1または2記載の複層部材の製造方法。
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