JP2018103625A - 樹脂製品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】製造時間の短縮化、かつ歪み発生を防止した樹脂製品の製造。【解決手段】本発明は次の工程を備える。第１キャビティ及び第２キャビティを形成する成形型と、透明な第１樹脂製の第１板材とを準備する工程。該第１板材を該第１キャビティ内に収納する工程。溶融した第２樹脂１９を該第２キャビティに射出し、不透明な該第２樹脂からなる該第２板材が該第１板材と一体となった樹脂製品を得る射出工程。該第１板材は意匠面を有し、該第２部材は意匠面と逆側の該第１板材の裏面に一体に設けられる。該成形型は、該第２キャビティに開いて該第２樹脂を射出可能な複数のゲート１７ｂ〜１７ｆを有する。特に射出工程では、該第２キャビティの中央領域に位置するゲート１７ｄから該第２樹脂を射出し、該第２キャビティの外側領域に位置するゲート１７ｃ、１７ｅ、１７ｂ、１７ｆが順次該第２樹脂を射出するように、該第２樹脂を射出するタイミングをずらす。【選択図】図７

Description

本発明は樹脂製品の製造方法に関する。

特許文献１に従来の樹脂製品の製造方法が開示されている。この製造方法は、キャビティを形成する成形型を準備する準備工程と、溶融した樹脂を成形型のキャビティに射出し、樹脂製品を得る射出工程とを備えている。成形型は、キャビティに開いて溶融した樹脂を射出可能な複数のゲートを有している。各ゲートは、キャビティの中央領域には存在せず、キャビティの端部のみに存在している。射出工程では、キャビティの一端側に位置するゲートから、順次隣に位置するゲートへと、溶融した樹脂を射出するタイミングをずらしている。

この製造方法では、キャビティ内を進行する溶融状態の樹脂の先頭側に、新たな溶融状態の樹脂が補給される。このため、キャビティの一端側から他端側まで樹脂が円滑に行き渡り、キャビティ内の樹脂の固化スピードも均等化できる。これにより、この製造方法では、ウエルドのない樹脂製品を製造できる。

特開２００８−１００３６７号公報

しかし、上記従来の製造方法では、射出工程において、樹脂が一端側から他端側にタイミングをずらして射出しているため、樹脂が一方通行で流れるだけであり、樹脂製品の製造に長時間を要する。

このため、製造時間を短縮化するため、仮に、キャビティの両端側のゲートから順次隣に位置するゲートへと、溶融した樹脂をタイミングをずらして射出すると、各樹脂の先頭が中央において衝突する。この衝突により、樹脂製品の中央にウエルドが発生し、樹脂製品はその意匠面に歪みが生じてしまう。

本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、製造時間の短縮化が可能であり、かつ歪みの発生を防止した樹脂製品を製造することを解決すべき課題としている。

本発明の製造方法では、互いに連通する第１キャビティ及び第２キャビティを形成する成形型と、第１樹脂製の第１部材とを準備する準備工程と、
前記第１部材を前記成形型の前記第１キャビティ内に収納する収納工程と、
溶融した第２樹脂を前記成形型の前記第２キャビティに射出し、前記第２樹脂からなる第２部材が前記第１部材と一体となった樹脂製品を得る射出工程とを備えた樹脂製品の製造方法において、
前記第１部材は意匠面を有する透明な第１板材であり、前記第２部材は前記意匠面と逆側の前記第１部材の裏面に一体に設けられる不透明な第２板材であり、 前記成形型は、前記第２キャビティに開いて前記第２樹脂を射出可能な複数のゲートを有し、
前記射出工程では、前記第２キャビティの中央領域に位置する単一の前記ゲートから前記第２樹脂を射出し、前記第２キャビティの外側領域に位置する前記ゲートが順次前記第２樹脂を射出するように、前記第２樹脂を射出するタイミングをずらすことを特徴とする。

本発明の製造方法では、中央領域に位置する単一のゲートから第２樹脂を射出し、外側領域に位置するゲートが順次第２樹脂を射出するように、第２樹脂を射出するタイミングをずらしているため、従来の製造方法と同一の長さの樹脂製品を製造する場合、第２樹脂がその長さの約半分の距離を同時に進行することになるため、その従来の製造方法に比べ、樹脂製品の製造時間を短縮化することが可能となる。

また、この製造方法では、第２樹脂は、中央で衝突することがないため、中央におけるウエルドの発生が抑制される。このため、第１樹脂が第２樹脂の影響により歪み難い。

したがって、この製造方法では、製造時間の短縮化が可能であり、かつ歪みの発生を防止した樹脂製品を製造することが可能となる。

本発明の製造方法において、中央領域とは、特定のゲートに着目した場合、その両側に他のゲートが存在する領域をいう。

第２キャビティは、直線状をなす特定範囲を有し得る。特定範囲内には、奇数個のゲートが設けられていることが好ましい。射出工程では、中央に位置するゲートから、順次隣の外側に位置するゲートへと、第２樹脂を射出するタイミングをずらしていることが好ましい。

この場合、特定範囲に存在する複数のゲートには、中央に位置するゲートが存在することになる。このため、中央のゲートから順次隣の外側のゲートへと第２樹脂を射出するタイミングをずらせば、第２樹脂の衝突が生じないため、特定範囲内にはウエルドが発生しない。

他方、特定範囲内に偶数個のゲートが設けられている場合には、中央に位置するゲートが２個存在することになる。このため、中央の２個のゲートからそれぞれ順次外側のゲートへと第２樹脂を射出するタイミングをずらせば、２個のゲート間で第２樹脂の衝突が生じるため、特定範囲内の中央でウエルドが発生し易い。また、中央の２個のゲートの内、いずれか一方のゲートから第２樹脂を射出すると、ウエルドは発生しないが、樹脂製品が左右非対称になってしまう。

第２キャビティには、各ゲート毎に第２樹脂の存在を検知可能なセンサが設けられていることが好ましい。各ゲートは、各センサの検出信号に基づいて開閉制御されることが好ましい。

この場合、第２樹脂の進行状況をセンサによって把握することが可能となるため、各ゲートが開くタイミングを実際の必要性に応じて制御できる。このため、ウエルドの発生をより確実に抑制できる。

各ゲートは、予め定められたプログラムに基づいて開閉制御されていることも好ましい。この場合、各ゲートが開くタイミングを予想して制御できる。このため、この場合も、ウエルドの発生をより確実に抑制できる。

成形型は、第１型と、第１型とともに第１キャビティを形成する第２型と、第１型とともに第１キャビティ及び第２キャビティを形成する第３型とを有し得る。また、準備工程及び収納工程では、第１型及び第２型により第１部材を成形した後、第１型及び第３型を型締めすることが好ましい。

この場合、第１部材の成形に使用した第１型をそのまま使用することが可能であり、準備工程及び収納工程を容易化できる。このため、製造コストの低廉化を実現できる。そして、第２キャビティ内において、第２樹脂の衝突によって第２部材にウエルドを発生させてしまうと、その影響によって第１部材の意匠面に歪みが生じるおそれがある。しかし、本発明の製造方法によれば、第２部材は中央領域にウエルドを生じないため、第１部材の意匠面に生ずる歪みを防止することができる。

第１部材は透明な第１板材であり、第２部材は第１板材の裏面に一体に設けられる不透明な第２板材であることが好ましい。この場合、透明色と不透明色とを有する平板状の樹脂製品を２色成形することが可能である。

本発明の製造方法では、製造時間の短縮化が可能であり、かつ歪みの発生を防止した樹脂製品を製造することが可能である。

実施例１の製造方法で製造した樹脂製品に係り、図（Ａ）は樹脂製品全体の裏面図、図（Ｂ）は樹脂製品全体のＢ−Ｂ矢視断面図である。 実施例１の製造方法に係り、成形型の第１型及び第２型の断面図である。 実施例１の製造方法に係り、第１型、第２型及び第１板材の断面図である。 実施例１の製造方法に係り、第１型、第３型及び第１板材の断面図である。 実施例１の製造方法に係り、第１型、第３型及び樹脂製品の断面図である。 実施例１の製造方法に係り、特定範囲における各ゲート等の模式図である。 実施例１の製造方法に係り、図（Ａ）は射出工程の初期を示す模式平面図であり、図（Ｂ）は射出工程の中期を示す模式平面図であり、図（Ｃ）は射出工程の後期を示す模式平面図である。 比較例１の製造方法に係り、射出工程を示す模式平面図である。 比較例２の製造方法に係り、射出工程を示す模式平面図である。 比較例３の製造方法に係り、射出工程を示す模式平面図である。 実施例２の製造方法に係り、射出工程を示す模式平面図である。 実施例３の製造方法に係り、特定範囲における各ゲート等の模式図である。

以下、本発明を具体化した実施例１〜３を図面を参照しつつ説明する。

（実施例１）
実施例１では、図１（Ａ）及び（Ｂ）に示す樹脂製品１を製造する。この樹脂製品１は、長方形状の透明な第１板材３と、黒色の不透明な第２板材５とからなる。第２板材５は、第１板材３の４辺において、第１板材３と一体に設けられている。なお、図１（Ａ）には、後述する第３型１７の各ゲート１７ｂ〜１７ｆ等の痕跡１８ｂ〜１８ｆ等が残存している。

まず、図２及び図３に示すように、準備工程及び収納工程として、成形型７を用意する。この成形型７は、第１型９と、第２型１１とを有している。なお、図２及び図３は、図１（Ａ）に示す樹脂製品１の右辺を成形する位置における特定範囲Ａの断面を示している。図４〜７、１１も同様である。

第１型９には、第１板材３の表面を成形可能な第１成形面９ａが形成されている。また、第２型１１には、第１成形面９ａと対面する第２成形面１１ａが形成されている。第２成形面１１ａは第１板材３の裏面側を成形可能にされている。図３に示すように、第１型９及び第２型１１が型閉じされれば、第１成形面９ａ及び第２成形面１１ａは第１キャビティＣ１を形成可能である。

また、第２型１１には、第１樹脂１３を射出するためのゲート１１ｂが設けられている。ゲート１１ｂは、第１キャビティＣ１に開いている。ゲート１１ｂには配管１５が接続され、配管１５には溶融した第１樹脂１３を射出させる図示しないシリンダが接続されている。第１樹脂１３は、透光性を有するポリカーボネートを主成分としている。

第１型９及び第２型１１が型閉じされた状態において、ゲート１１ｂから溶融した第１樹脂１３を第１キャビティ内Ｃ１に射出する。そして、第１樹脂１３が固化した後、成形型７を型開きする。こうして、平板状の第１板材３が成形される。

次に、図４に示すように、準備工程として、第２型１１の代わりに第３型１７が用意される。第３型１７には、第３成形面１７ａが形成されている。第３成形面１７ａは第２板材５の裏面側を成形可能にされている。図５に示すように、第１型９及び第３型１７が型閉じされれば、第１型９の裏面と第３成形面１７ａとにより、第２キャビティＣ２が形成される。つまり、第１成形面９ａと第３成形面１７ａとが互いに連通する第１キャビティＣ１及び第２キャビティＣ２を形成可能である。

また、第３型１７には、溶融した第２樹脂１９を射出するための５つのゲート１７ｂ〜１７ｆが設けられている。各ゲート１７ｂ〜１７ｆは、第２キャビティＣ２に開いている。各ゲート１７ｂ〜１７ｆにはそれぞれ配管２１が接続されている。各配管２１は、図６に示すように、１本の配管２３に接続され、配管２３には溶融した第２樹脂１９を射出させるシリンダ２５が接続されている。第２樹脂１９は、黒色で不透光性を有するポリカーボネートを主成分としている。

また、特定範囲Ａには、４個のセンサＳ１〜Ｓ４が設けられている。センサＳ１は特定範囲Ａにおける左端のゲート１７ｂの付近に設けられている。センサＳ２は特定範囲Ａにおける左から２番目のゲート１７ｃの付近に設けられている。センサＳ３は特定範囲Ａにおける右から２番目のゲート１７ｅの付近に設けられている。センサＳ４は特定範囲Ａにおける右端のゲート１７ｆの付近に設けられている。各センサＳ１〜Ｓ４は信号線２７によってコントローラ２９に接続されている。シリンダ２５も制御線３１によってコントローラ２９に接続されている。コントローラ２９は、各センサＳ１〜Ｓ４の検出信号に基づいて各ゲート１７ｂ〜１７ｆを開くタイミングを制御するようになっている。

そして、射出工程を行う。図６及び図７（Ａ）に示すように、まず、コントローラ２９がシリンダ２５に対して中央のゲート１７ｄを開くように指示を行う。そして、第２樹脂１９がゲート１７ｄから特定範囲Ａ内に射出される。射出された第２樹脂１９は特定範囲Ａ内の中央領域から外側領域に進行していく。なお、図７（Ａ）〜（Ｃ）において、各ゲート１７ｂ〜１７ｆが開いている場合はそれらを白丸とし、各ゲート１７ｂ〜１７ｆが閉じている場合はそれらを黒丸としている。

図６及び図７（Ｂ）に示すように、しばらく時間が経過すると、ゲート１７ｄから射出された第２樹脂１９が各センサＳ２、Ｓ３近傍を通過する。そうすると、各センサＳ２、Ｓ３が第２樹脂１９の存在を検知し、各センサＳ２、Ｓ３の検出信号がコントローラ２９に送信される。このため、コントローラ２９は、シリンダ２５に対してゲート１７ｃ、１７ｅを開くように指示を行う。そして、ゲート１７ｃ、１７ｅから第２樹脂１９が射出される。射出された第２樹脂１９はここでも外側領域に進行していく。

図６及び図７（Ｃ）に示すように、さらに時間が経過すると、ゲート１７ｃ、１７ｅから射出された第２樹脂１９が各センサＳ１、Ｓ４近傍を通過する。そうすると、各センサＳ１、Ｓ４は、第２樹脂１９の存在を検知し、各センサＳ１、Ｓ４の検出信号がコントローラ２９に送信される。このため、コントローラ２９は、シリンダ２５に対してゲート１７ｂ、１７ｆを開くように指示を行う。そして、ゲート１７ｂ、１７ｆから第２樹脂１９が射出される。射出された第２樹脂１９はここでも外側領域に進行していく。

こうして、射出工程では、コントローラ２９からの指示に基づき、中央に位置するゲート１７ｄから、順次隣の外側に位置するゲート１７ｃ、１７ｅ、さらに隣の外側に位置するゲート１７ｂ、１７ｆへと開いていく。こうして、各ゲート１７ｂ〜１７ｆは、第２樹脂１９を射出するタイミングをずらしながら開いている。なお、特定範囲Ａ以外の部分も、特定範囲Ａ内の製造方法と同様に製造する。

そして、第２樹脂１９からなる平板状の第２板材５が第１樹脂１３からなる第１板材３と一体となり、樹脂製品１が固化した後、成形型７を型開きする。こうして、透明色と黒色で不透明色との２色からなる平板状の樹脂製品１が２色成形によって製造される。

本発明の製造方法では、特定範囲Ａにおいて、中央に位置する単一のゲート１７ｄから、順次隣の外側に位置するゲート１７ｃ、１７ｅ、さらに隣の外側に位置するゲート１７ｂ、１７ｆへと開いていく。こうして、第２樹脂１９を射出するタイミングをずらしているため、従来の製造方法と同一の長さの樹脂製品１を製造する場合、第２樹脂１９がその長さの約半分の距離を同時に進行することになる。このため、この製造方法では、その従来の製造方法に比べ、樹脂製品１の製造時間を短縮化することが可能となる。

また、この製造方法では、第２樹脂１９は、中央で衝突することがないため、中央におけるウエルドの発生が抑制される。

さらに、この製造方法では、第２樹脂１９の進行状況をセンサＳ１〜Ｓ４によって把握することが可能となるため、各ゲート１７ｂ〜１７ｆが開くタイミングを実際の必要性に応じて制御できる。このため、ウエルドの発生をより確実に抑制できる。

また、この製造方法によれば、第２板材５は中央領域にウエルドを生じないため、第１板材３の意匠面に生ずる歪みを防止することができる。このため、樹脂製品１の意匠面は好適になっている。

さらに、この製造方法では、第１板材３の成形に使用した第１型９をそのまま使用することが可能であり、準備工程及び収納工程を容易化できる。このため、製造コストの低廉化を実現できる。

したがって、この製造方法では、製造時間の短縮化が可能であり、かつ歪みの発生を防止した樹脂製品１を製造することが可能となる。

（比較例１）
比較例１は従来の製造方法である。比較例１では、図８に示すように、射出工程において、コントローラ２９からの指示に基づき、一番左側に位置するゲート２７ｂから、順次隣の右側に位置するゲート２７ｃ、次に隣の右側に位置するゲート２７ｄ、次に隣の右側に位置するゲート２７ｅ、最後にゲート２７ｆへと開いていく。こうして、各ゲート２７ｂ〜２７ｆは、第２樹脂１９を射出するタイミングをずらしながら開いている。その他の構成は実施例１と同様である。

比較例１では、特定範囲Ａ内にウエルドが発生しないものの、第２樹脂１９は左側から右側へと一方通行で流れるだけである。このため、実施例１と比べて、第２樹脂１９の進行する距離が約２倍になり、樹脂製品１の製造に長時間を要してしまう。

（比較例２）
比較例２は樹脂製品１の製造時間を短縮するための製造方法である。比較例２では、図９に示すように、射出工程において、コントローラ２９からの指示に基づき、特定範囲Ａ内の両端側の各ゲート３７ｂ、３７ｅから順次隣に位置する各ゲート３７ｃ、３７ｄへと開いていく。こうして、各ゲート３７ｂ〜３７ｅは、第２樹脂１９を射出するタイミングをずらしながら開いている。その他の構成は実施例１と同様である。

比較例２では、各ゲート３７ｂ、３７ｅから射出された各第２樹脂１９の先頭が中央において衝突する。この衝突により、樹脂製品１の中央にウエルドＷが発生してしまう。

（比較例３）
比較例３では、図１０に示すように、特定範囲Ａに偶数個である４つの各ゲート４７ｂ〜４７ｅが設けられている。この場合、中央に位置する各ゲート４７ｃ、４７ｄが２個存在することになる。射出工程では、コントローラ２９からの指示に基づき、特定範囲Ａ内の中央の２個の各ゲート４７ｃ、４７ｄからそれぞれ順次外側の各ゲート４７ｃ、４７ｄへと開いていく。こうして、各ゲート４７ｂ〜４７ｅは、第２樹脂１９を射出するタイミングをずらしながら開いている。その他の構成は実施例１と同様である。

比較例３では、ゲート４７ｃとゲート４７ｄとの間で第２樹脂１９の衝突が生じるため、特定範囲内Ａの中央でウエルドＷが発生してしまう。

（実施例２）
実施例２では、図１１に示すように、特定範囲Ａに偶数個である４つの各ゲート５７ｂ〜５７ｅが設けられている。この場合、中央の２個のゲート５７ｃ、５７ｄが２個存在することになる。射出工程では、コントローラ２９からの指示に基づき、特定範囲Ａ内の中央領域である一方のゲート５７ｄからそれぞれ順次外側の各ゲート５７ｃ、５７ｅへと、最後にゲート５７ｂへと開いていく。こうして、各ゲート５７ｂ〜５７ｅは、第２樹脂１９を射出するタイミングをずらしながら開いている。その他の構成は実施例１と同様である。

実施例２では、特定範囲内Ａの中央でウエルドは発生しないが、樹脂製品２が左右非対称になってしまう。このため、実施例１の樹脂製品に比べ、製品の品質が劣る。

（実施例３）
実施例３では、図１２に示すように、各ゲート６７ｂ〜６７ｆが予め定められたプログラムに基づいて開閉制御されている。その他の構成は実施例１と同様である。この場合も実施例１と同様の作用効果を奏する。

以上において、本発明を実施例１〜３に即して説明したが、本発明は上記実施例１〜３に制限されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して適用できることはいうまでもない。

実施例１〜３では、第１樹脂１３及び第２樹脂１９の主成分を透光性を有するポリカーボネートとしているが、これに替えて、例えば、透明性を有するアクリル樹脂を主成分としてもよい。

実施例１、３では、特定範囲Ａのゲートの数を５個にしているが、ゲートの数は奇数個であればいくつでもよい。

また、第１板材３は透明でなくてもよく、第２板材は黒色でなくてもよい。また、第１樹脂を透明性樹脂、第２樹脂を有色樹脂として、車両の窓部等に利用可能である。

本発明は車両のルーフ等に利用可能である。

１、２…樹脂製品
３…第１部材（第１板材）
５…第２部材（第２板材）
７…成形型
９…第１型
１１…第２型
１３…第１樹脂
１７…第３型
１７ｂ〜１７ｆ、５７ｂ〜５７ｅ、６７ｂ〜６７ｆ…ゲート
１９…第２樹脂
Ａ…特定範囲
Ｃ１…第１キャビティ
Ｃ２…第２キャビティ
Ｓ１〜Ｓ４…センサ

Claims (5)

1. 互いに連通する第１キャビティ及び第２キャビティを形成する成形型と、第１樹脂製の第１部材とを準備する準備工程と、
   前記第１部材を前記成形型の前記第１キャビティ内に収納する収納工程と、
   溶融した第２樹脂を前記成形型の前記第２キャビティに射出し、前記第２樹脂からなる第２部材が前記第１部材と一体となった樹脂製品を得る射出工程とを備えた樹脂製品の製造方法において、
   前記第１部材は意匠面を有する透明な第１板材であり、前記第２部材は前記意匠面と逆側の前記第１部材の裏面に一体に設けられる不透明な第２板材であり、 前記成形型は、前記第２キャビティに開いて前記第２樹脂を射出可能な複数のゲートを有し、
   前記射出工程では、前記第２キャビティの中央領域に位置する単一の前記ゲートから前記第２樹脂を射出し、前記第２キャビティの外側領域に位置する前記ゲートが順次前記第２樹脂を射出するように、前記第２樹脂を射出するタイミングをずらすことを特徴とする樹脂製品の製造方法。
2. 前記第２キャビティは、直線状をなす特定範囲を有し、
   前記特定範囲内には、奇数個の前記ゲートが設けられ、
   前記射出工程では、中央に位置する前記ゲートから、順次隣の外側に位置する前記ゲートへと、前記第２樹脂を射出するタイミングをずらす請求項１記載の樹脂製品の製造方法。
3. 前記第２キャビティには、前記各ゲート毎に前記第２樹脂の存在を検知可能なセンサが設けられ、
   前記各ゲートは、前記各センサの検出信号に基づいて開閉制御される請求項１又は２記載の樹脂製品の製造方法。
4. 前記各ゲートは、予め定められたプログラムに基づいて開閉制御される請求項１又は２記載の樹脂製品の製造方法。
5. 前記成形型は、第１型と、前記第１型とともに前記第１キャビティを形成する第２型と、前記第１型とともに前記第１キャビティ及び前記第２キャビティを形成する第３型とを有し、
   前記準備工程及び前記収納工程では、前記第１型及び前記第２型により前記第１部材を成形した後、前記第１型及び前記第３型を型締めする請求項１乃至４のいずれか１項記載の樹脂製品の製造方法。

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