JP2019025855A

JP2019025855A - 立体形状の成形体の製造方法

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Publication number: JP2019025855A
Application number: JP2017150160A
Authority: JP
Inventors: 修士中川; Shuji Nakagawa
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2017-08-02
Filing date: 2017-08-02
Publication date: 2019-02-21

Abstract

【課題】フィルムと樹脂とが一体化された立体形状の成形体を製造する際に、凹凸形状の周囲のしわの発生を防止することができる立体形状の成形体の製造方法を提供する。【解決手段】不織布フィルム１２を可動型Ｋ１と固定型Ｋ２との間にセットし、可動型Ｋ１および固定型Ｋ２内に樹脂を射出して、立体形状の成形体１０を製造する製造方法であって、不織布フィルム１２が周囲と比較して相対的に糸目付量（ｇ／ｍ２）の少ない少量部位１２ｃと少量部位１２ｃに貼り付けられた熱収縮フィルム１２ｂとを有し、凸形状の周囲のしわが生ずると予測される部位に不織布フィルム１２の少量部位１２ｃおよび熱収縮フィルム１２ｂが位置するよう不織布フィルム１２を可動型Ｋ１と固定型Ｋ２との間の金型内にセットし、金型内に樹脂を射出し、その樹脂の熱で熱収縮フィルム１２ｂを収縮させる。【選択図】図４

Description

本発明は、射出成形による立体形状の成形体の製造方法に関する。

特許文献１には、可撓性シートの裏面に対し、樹脂よりなる発泡基材を射出するインモールド成形により、可撓性シートと発泡基材とを一体化するインモールド成形品の製造方法が開示されている。

特許文献１に記載のインモールド成形品の製造方法では、まず、不織布などの布の表面に軟質表皮層を積層して可撓性シートが形成され、可撓性シートがインモールド成形品の形状に対応する大きさにトリミングされる。そして、トリミングされた可撓性シートが射出成形装置の可動型と固定型との間にセットされ、キャビティ内で可撓性シートの裏面側に溶融状態の発泡基材が射出される。したがって、可撓性シートと発泡基材とが一体化され、インモールド成形品が製造される。この製造方法により、可撓性シートの潰れをなくし外観を向上させるとともに、成形品にリブなどの凹凸があってもひけの発生をなくし、品質を向上させるようにしている。

特開昭６１−１４６５１８号公報

しかしながら、可撓性シートは延伸性に乏しいため、凹凸がある成形体を形成する射出成型金型の内部に可撓性シートをセットすると、金型内の凹凸形状に追従せず、成形体の凹凸部分の周囲にしわが発生するおそれがある。

例えば、特許文献１に記載のインモールド成形品の製造方法においては、図７（ａ）に示す可撓性シート２と発泡基材３とを一体化したインモールド成形品１を製造する際に、インモールド成形品１に突出部分１ａがあると、図７（ｂ）に示すように、突出部分１ａの周囲の平坦部分１ｂにしわ１ｃが発生するおそれがある。

しわ１ｃの原因としては、図７（ｃ）、（ｄ）に示すように、可動型Ｋ１及び固定型Ｋ２の凹凸形状に可撓性シート２を追従させるために、固定型Ｋ２の突出部分４ａに合わせて可撓性シート２を送り込むと、平坦部分４ｂと交わる部位で表皮が余ることになり、その結果、図７（ｅ）に示すように、しわ１ｃが発生することが考えられる。なお、可撓性シート２は、不織布を含むフェルトやフィルムからなる可撓性を有するシートで構成されるが、以下、これらのシートをフィルムという。

本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、フィルムと樹脂とが一体化された立体形状の成形体を製造する際に、凹凸形状の周囲のしわの発生を防止することができる立体形状の成形体の製造方法を提供することを課題とする。

本発明に係る立体形状の成形体の製造方法は、不織布フィルムを金型内にセットし、前記金型内に樹脂を射出して、立体形状の成形体を製造する製造方法であって、前記不織布フィルムが周囲と比較して相対的に糸目付量の少ない少量部位と前記少量部位に貼り付けられた熱収縮フィルムとを有し、前記金型の凹凸形状の周囲のしわが生ずると予測される部位に前記不織布フィルムの前記少量部位および前記熱収縮フィルムが位置するよう前記不織布フィルムを前記金型内にセットし、前記金型内に前記樹脂を射出する際の熱で前記熱収縮フィルムを収縮させることを特徴とする。

本発明に係る立体形状の成形体の製造方法は、金型の凹凸形状の周囲のしわが生ずると予測される部位に不織布フィルムの少量部位および熱収縮フィルムが位置するよう不織布フィルムを金型内にセットしている。この構成により、金型内に樹脂を射出する際の熱で熱収縮フィルムが収縮し、不織布フィルムの少量部位が収縮する。その結果、成形時のしわの発生が防止される。

また、本発明に係る立体形状の成形体の製造方法は、糸目付量の少ない少量部位に熱収縮フィルムが貼り付けられているので、熱収縮フィルムの収縮により、糸目付量の少ない少量部位が収縮して、その部位における糸目付量が少量部位以外の他の部位と同等の糸目付量まで増加する。その結果、不織布フィルムの全体が粗密のない均一な糸目付量となり、不織布フィルムの全体の糸目付量が均一化される。

本発明によれば、フィルムと樹脂とが一体化された立体形状の成形体を製造する際に、凹凸形状の周囲にしわが発生するのを防止することができる立体形状の成形体の製造方法を提供することができる。

本発明の実施形態に係る成形体の斜視図。本発明の実施形態に係る成形体を不織布フィルムと本体とに分解した分解斜視図。本発明の実施形態に係る不織布フィルムにおける熱収縮フィルムの貼り付け位置および大きさの説明図。本発明の実施形態に係る立体形状の成形体を製造する射出成形装置の可動型と固定型とその間に位置する不織布フィルムの説明図であり、射出成形前の状態を示す図。射出成形後の成形体の断面図。本発明の実施形態に係る立体形状の成形体の製造方法の工程図。従来技術に係るインモールド成形品の製造方法を説明する説明図であり、図７（ａ）は、インモールド成形品の斜視図を示し、図７（ｂ）は、インモールド成形品の上面図を示し、図７（ｃ）は、インモールド成形品を成形する金型の平面図を示し、図７（ｄ）は、図７（ｃ）のＡ−Ａ断面を示し、図７（ｅ）は、図７（ｃ）のＢ−Ｂ断面を示す。

本発明に係る立体形状の成形体の製造方法を適用した本実施形態に係る成形体１０の製造方法について図面を参照して説明する。まず、成形体１０の構成について説明する。

本実施形態に係る成形体１０は、例えば自動車の内装部品などに使われるものであり、凹凸のある立体形状を有している。成形体１０は、全体が略均一な厚みｔを有している。成形体１０は、図１および図２に示すように、本体１１と、不織布フィルム１２とにより構成されている。本体１１は射出成形により板状に形成されており、その一方面に不織布フィルム１２が一体化されて設けられている。

本体１１は、図１および図２に示すように、半楕円体形状の凸部１１ａと、凸部１１ａの周辺の平坦部１１ｂとを有している。本体１１は、自動車の内装材料として汎用性のあるポリプロピレン（ＰＰ）系樹脂、アクリロニトリル、ブタジエン、スチレン（ＡＢＳ）系樹脂などの樹脂で成形されている。

不織布フィルム１２は、図２に示すように、不織布１２ａと熱収縮フィルム１２ｂとにより構成されている。不織布１２ａは、延伸性に乏しい可撓性のシートであり、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂などの樹脂製の繊維をフィルム状に形成することによって構成されている。不織布１２ａは、他の部位Ｃと比較して糸目付量（ｇ／ｍ^２）の少ない部位Ａおよび部位Ｂからなる少量部位１２ｃを有している。

この少量部位１２ｃは、本体１１の凸部１１ａの周囲の部位であって成形体１０を成形する時に不織布フィルム１２にしわが生ずると予測される部位に位置するように配置される。

不織布フィルム１２は、一体化される本体１１に、凸部１１ａのような部分的に突出した凸部や部分的に凹んだ凹部があると、しわが生じやすい。しわは、不織布フィルム１２の凸部や凹部から平坦部分に切り替わる境界を含む平坦な部位に発生することが予測される。この平坦な部位においては、成形の際、不織布フィルム１２の表皮が余ることになる。したがって、境界部分から平坦部分にわたって不織布フィルム１２にしわが発生しやすい。半楕円形状の凸部１１ａの場合、凸部１１ａの長軸方向に沿って凸部１１ａから離れた平坦な部位にしわが生ずると予測される。

熱収縮フィルム１２ｂは、射出成形する際の熱、例えば摂氏２００度程度の熱で収縮する樹脂で方形のフィルム状に形成されているが、方形以外の他の形状のフィルムであってもよい。熱収縮フィルム１２ｂは、例えば、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）系樹脂、ポリエチレン（ＰＥ）系樹脂、ポリプロピレン（ＰＰ）系樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂、ポリスチレン（ＰＳ）系樹脂で形成されるが、これらの樹脂には限定されない。

熱収縮フィルム１２ｂは、図２、図３（ａ）および図４に示すように、不織布１２ａの糸目付量（ｇ／ｍ^２）の少ない部位Ａおよび部位Ｂからなる少量部位１２ｃに対応する位置に、部位Ａおよび部位Ｂと同様の大きさで貼り付けられている。熱収縮フィルム１２ｂは、必要に応じて、図３（ｂ）に示すように、不織布１２ａの部位Ａおよび部位Ｂに対応する位置で幅ｗの全域にわたって貼り付けるようにしてもよい。熱収縮フィルム１２ｂは、不織布１２ａの裏面側（本体１１側）に貼り付けられている。

次いで、実施形態に係る成形体１０の製造方法について、図６を参照して説明する。
まず、図２に示す糸目付量（ｇ／ｍ^２）の少ない部位Ａおよび部位Ｂからなる少量部位１２ｃと、部位Ａおよび部位Ｂと比較して糸目付量（ｇ／ｍ^２）の多い部位Ｃを有するフィルム状の不織布１２ａを作製する（ステップＳ１）。

具体的には、１本ごとに独立に分散された繊維を接着剤や熱による接着、あるいはニードルパンチ加工などの機械的に繊維を絡ませるいわゆる絡合によって、少量部位１２ｃの糸目付量（ｇ／ｍ^２）を減少させるようコントロールすることでフィルム状の不織布１２ａを作製する。

このフィルム状の不織布１２ａは、他の方法で製造するようにしてもよい。例えば、全体的に均一な糸目付量（ｇ／ｍ^２）で部位Ａおよび部位Ｂからなる少量部位１２ｃのフィルム状の不織布を作製し、次いで、ニードルパンチ加工による絡合などの製造方法により、この少量部位１２ｃと比較して糸目付量（ｇ／ｍ^２）の多い部位Ｃを別個の工程で糸目付量（ｇ／ｍ^２）を増量する加工をすることで作製してもよい。

次いで、図２に示すように、熱収縮フィルム１２ｂを、不織布１２ａの糸目付量（ｇ／ｍ^２）の少ない部位Ａおよび部位Ｂからなる少量部位１２ｃに対応する位置に、少量部位１２ｃと同様の大きさで貼り付けて不織布フィルム１２を作製する（ステップＳ２）。

続いて、作製された不織布フィルム１２を、可動型Ｋ１と固定型Ｋ２とで構成される金型内にセットする。その際、図２に示すように、本体１１の射出成形時にしわが生ずると予測される部位に不織布１２ａの少量部位１２ｃが位置するよう、また、図４に示すように、熱収縮フィルム１２ｂが固定型Ｋ２に対向するように、不織布フィルム１２をセットする（ステップＳ３）。なお、可動型Ｋ１および固定型Ｋ２は図示しない射出成形機の一部を構成しており、本発明の金型に対応する。

続いて、固定型Ｋ２に設けられたランナーゲートから溶融したＰＰ系樹脂やＡＢＳ系樹脂などの樹脂を射出し、可動型Ｋ１および固定型Ｋ２で形成されたキャビティ内に樹脂を充填する。即ち、射出成形機によって射出成形がなされ、図２に示す不織布フィルム１２と本体１１とが一体化される（ステップＳ４）。樹脂は、キャビティ内で不織布フィルム１２と固定型Ｋ２との間に射出される。

この射出成形の際の熱により、図４から図５に示すように、熱収縮フィルム１２ｂが収縮する。そして、不織布フィルム１２の糸目付量（ｇ／ｍ^２）の少ない少量部位１２ｃも収縮して糸目付量が増加し、少量部位１２ｃ以外の他の部位と同等の糸目付量となる。

射出成形機によって射出成形がなされた後、公知の所定圧力（ＭＰａ）で保圧がなされ、可動型Ｋ１および固定型Ｋ２が冷却される冷却工程を経た後、成形体１０を可動型Ｋ１および固定型Ｋ２から取り出して射出成形が終了し、成形体１０が作製される（ステップＳ５）。

以上のように構成された実施形態に係る立体形状の成形体１０の製造方法の効果について説明する。

本実施形態に係る立体形状の成形体１０の製造方法は、以上に説明したように構成されているので、以下の効果が得られる。即ち、本実施形態に係る成形体１０の製造方法においては、まず、不織布フィルム１２が作製される。この不織布フィルム１２は周囲と比較して相対的に糸目付量（ｇ／ｍ^２）の少ない少量部位１２ｃと少量部位１２ｃの裏面に貼り付けられた熱収縮フィルム１２ｂとを有する。

次いで、作製された不織布フィルム１２は、可動型Ｋ１と固定型Ｋ２とで構成される金型内にセットされ、不織布フィルム１２と固定型Ｋ２との間に樹脂が射出されて成形される。樹脂が射出される際の熱で熱収縮フィルム１２ｂが収縮し、熱収縮フィルム１２ｂの収縮によって不織布１２ａの少量部位１２ｃが収縮し、保圧、冷却などの必要な工程を経て成形体１０が完成する。

本実施形態に係る立体形状の成形体１０の製造方法においては、可動型Ｋ１の凸形状の周囲のしわが生ずると予測される部位に不織布フィルム１２の少量部位１２ｃおよび熱収縮フィルム１２ｂが位置するよう不織布フィルム１２を金型内にセットしている。

この構成により、金型内に樹脂を射出する際の熱で熱収縮フィルム１２ｂが収縮し、不織布フィルム１２の少量部位１２ｃが収縮する。その結果、成形時のしわの発生が防止されるという効果が得られる。

また、本実施形態に係る立体形状の成形体１０の製造方法においては、熱収縮フィルム１２ｂを糸目付量（ｇ／ｍ^２）の少ない少量部位１２ｃの裏面に貼り付けるようにしているので、熱収縮フィルム１２ｂの収縮により、糸目付量の少ない少量部位１２ｃが、収縮して図２に示す少量部位１２ｃ以外の他の部位Ｃと同等の糸目付量まで増加する。その結果、不織布フィルム１２の全体が粗密のない均一な糸目付量となり、不織布フィルム１２の全体の糸目付量が均一化されることで品質が向上するという効果が得られる。

以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。

１・・・インモールド成形品、１ａ・・・突出部分、１ｂ・・・平坦部分、１ｃ・・・しわ、２・・・可撓性シート、３・・・発泡基材、４ａ・・・突出部分、４ｂ・・・平坦部分、１０・・・成形体、１１・・・本体、１１ａ・・・凸部、１１ｂ・・・平坦部、１２・・・不織布フィルム、１２ａ・・・不織布、１２ｂ・・・熱収縮フィルム、１２ｃ・・・少量部位、Ｋ１・・・可動型、Ｋ２・・・固定型

Claims

不織布フィルムを金型内にセットし、前記金型内に樹脂を射出して、立体形状の成形体を製造する製造方法であって、
前記不織布フィルムが周囲と比較して相対的に糸目付量の少ない少量部位と前記少量部位に貼り付けられた熱収縮フィルムとを有し、前記金型の凹凸形状の周囲のしわが生ずると予測される部位に前記不織布フィルムの前記少量部位および前記熱収縮フィルムが位置するよう前記不織布フィルムを前記金型内にセットし、前記金型内に前記樹脂を射出する際の熱で前記熱収縮フィルムを収縮させることを特徴とする立体形状の成形体の製造方法。