JP2021030495A - 複合成形品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】可撓性を有するシート体に位置ズレ防止のための孔を形成することなく成形時の位置ズレを防止でき、成形性の向上を図ることができる複合成形品の製造方法を提供する。【解決手段】可撓性を有するシート体２と、シート体の一方の面２０に接合された樹脂成形体３とを有する複合成形品１を製造する製造方法において、前記シート体の一方の面に取着される基部４０と、前記基部に設けられるとともに前記シート体側とは反対側に突出する突部４１とを有する一次部材４を成形する一次成形工程と、成形型に設けられた凹部１３０に前記突部を嵌合させ前記シート体を位置決めした後に、溶融樹脂を前記成形型のキャビティ１１０内に射出し前記樹脂成形体を成形する二次成形工程と、を備え、前記一次成形工程において、前記基部の外縁部は、その厚みが段階的に薄くなるように形成されることを特徴とする。【選択図】図３

Description

本発明は、シート体と、該シート体の一方の面に接合された樹脂成形体とを有する複合成形品の製造方法に関する。

従来、複合成形品の製造方法としては、特許文献１及び特許文献２が挙げられる。
下記特許文献１には、板状部材に予め突起部材を設け、突起部材をキャビティの内面に設けられた凹形状部に嵌め込んで位置決めを行い、板状部材に樹脂部材を射出成形により一体化させた複合成形品を製造する方法が記載されている。
下記特許文献２には、発泡体に透孔を形成しておき、下型の突起に嵌め合わせて発泡体を位置決めした後、溶融樹脂を射出して成形する発泡体と高分子材料とを有する複合成形品を製造する方法が記載されている。

特開２０１２−８６５５６号公報 特開２０１６−１２８２５６号公報

このようにシート体と樹脂成形体とを有した複合成形品を成形する際には、射出成形時の射出圧をシート体が受けて、位置ズレを起こさないように位置決めする工程を要する。特にシート体が可撓性を有し、薄状のものであると、射出成形時にシート体が位置ズレしたり、シート体の端部が捲れ上がったりする等の問題が生じやすい。しかしながら、特許文献１に開示されているようにインサート成形する板状部材自体に突起部材を形成できる場合はよいが、そうでない場合、特許文献１の構成を採用できない。また特許文献２に開示されているように位置ズレを防止するためにシート体に透孔を設けると、完成品として使用する際に不具合が生じる場合がある。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、可撓性を有するシート体に位置ズレ防止のための孔を形成することなく成形時の位置ズレを防止でき、成形性の向上を図った複合成形品の製造方法を提供することを目的としている。

本発明に係る複合成形品の製造方法は、可撓性を有するシート体と、シート体の一方の面に接合された樹脂成形体とを備える複合成形品を製造する製造方法において、前記シート体の一方の面に取着される基部と、前記基部に設けられるとともに前記シート体側とは反対側に突出する突部とを有する一次部材を成形する一次成形工程と、成形型に設けられた凹部に前記突部を嵌合させ前記シート体を位置決めした後に、溶融樹脂を前記成形型のキャビティ内に射出し前記樹脂成形体を成形する二次成形工程と、を備え、前記一次成形工程において、前記基部の外縁部は、その厚みが段階的に薄くなるように形成されることを特徴とする。

本発明に係る複合成形品の製造方法によれば、可撓性を有するシート体に位置ズレ防止のための孔を形成することなく成形時の位置ズレを防止でき、成形性の向上を図ることができる。

本発明の第１実施形態に係る複合成形品の製造方法の一工程例を示すフローチャートである。 同製造方法を説明するための図であり、（ａ）は一次成形工程を示す模式的断面図、（ｂ）はシートカット工程を示す模式的断面図である。 同製造方法を説明するための図であり、（ａ）は二次成形工程を示す模式的断面図、（ｂ）はゲートカット工程を示す模式的断面図である。 （ａ）及び（ｂ）は第１実施形態に係る製造方法で製造される複合成形品の変形例を模式的に示した図であり、（ａ）は複合成形品の斜視図、（ｂ）はその断面図である。（ｃ）及び（ｄ）は第１実施形態に係る製造方法で製造される複合成形品のさらに異なる変形例を模式的に示した図であり、（ｃ）は複合成形品の斜視図、（ｄ）はその断面図である。 （ａ）及び（ｂ）は第１実施形態に係る製造方法で製造される複合成形品のさらに異なる変形例を模式的に示した図であり、（ａ）は複合成形品の斜視図、（ｂ）はその断面図である。（ｃ）及び（ｄ）は第１実施形態に係る製造方法で製造される複合成形品のさらに異なる変形例を模式的に示した図であり、（ｃ）は複合成形品の斜視図、（ｄ）はその断面図である。 本発明の第２実施形態に係る複合成形品の製造方法の一工程例を示すフローチャートである。 同製造方法を説明するための図であり、（ａ）及び（ｂ）は、プリフォーム成形工程を模式的断面図である。 同製造方法を説明するための図であり、（ａ）は二次成形工程を示す模式的断面図、（ｂ）はゲートカット工程を示す模式的断面図、（ｃ）は複合成形品をスペーサに適用した例を示す図であり、冷却水流路内に組付けシート体が膨大化した装着状態を示す模式的断面図である。

本実施形態に係る製造方法は、可撓性を有するシート体２と、シート体の一方の面２０に接合された樹脂成形体３とを有する複合成形品１を製造する製造方法に関する。
本実施形態に係る製造方法は、少なくとも一次成形工程と、二次成形工程とを備える。
一次成形工程では、可撓性を有するシート体２の一方の面２０に取着される基部４０と、基部４０に設けられるとともにシート体２側とは反対側に突出する突部４１とを有する一次部材４を成形する。二次成形工程では、成形型１０に設けられた凹部１３０に突部４１を嵌合させシート体２を位置決めした後に、溶融樹脂を成形型１０のキャビティ１１内に射出し、樹脂成形体３を成形する。一次成形工程において、基部４０の外縁部４０ａは、その厚みが段階的に薄くなるように形成される。
以下、図面を参照しながら説明する。なお、一部の図では、他図に付している詳細な符号の一部を省略している。

＜第１実施形態＞
まずは図１〜図５を参照しながら、第１実施形態に係る複合成形品の製造方法について説明する。
本実施形態に係る製造方法は、可撓性を有するシート体２と、シート体２の一方の面２０に接合された樹脂成形体３とを備える複合成形品１の製造方法であって、シート体２の他方の面２１がおもて面１ａ、すなわち意匠面（装飾面）として使用される複合成形品１の製造方法である。

＜一次成形工程・Ｓ１００〜シートカット工程・Ｓ１０１＞
複合成形品１を製造するに際し、まずシート体２の位置決め機能を果たすことになる突部４１を有した一次部材４を成形する。
そこで図２（ａ）に示すように、第１型１０ａと、第２型１０ｂとを備えた一次成形用の成形型１０を用意する。一次成形用の成形型１０は、第１型１０ａと第２型１０ｂとがシート体２を介して型締めされるとキャビティ１１を形成する。そして、このキャビティ１１内に樹脂が射出されることによって一次部材４が形成される。このとき一次成形工程・Ｓ１００では、後述する二次成形工程・Ｓ１０２で射出される樹脂の融点と同じか、それより低い融点となる樹脂（例えば、ポリアミド６６）によって一次部材４を形成する。図２（ａ）に示す第１型１０ａは、第１型凹部１２と、第２型凹部１３とを備えている。第１型凹部１２は、溶融された樹脂が通じるゲートになり、この第１型凹部１２を通じて樹脂がキャビティ１１内へ射出される。また、第１型凹部１２は、略円錐状に形成されるとともに、突部４１を模る凹部である。第１型凹部１２によって突部４１が成形されると、突部４１は略円錐形状に成形される。第２型凹部１３は、平面視において、シート体２より小さい領域になるように形成されている。また、第２型凹部１３は、その外縁部が傾斜状に形成されている。第２型凹部１３は、一次部材４の基部４０を模る凹部であり、第２型凹部１３によって基部４０が成形されると、一次部材４の基部４０がシート体２より小さい面積に形成され、且つ基部４０の外縁部４０ａの厚みが段階的に薄く成形される。図例の外縁部４０ａは断面視すると次第に厚みが薄くなるように傾斜している。シート体２としては、可撓性を有する素材のシートが用いられる。シート体２の大きさ、形状は、この一次成形工程Ｓ１００で第１型１０ａと第２型１０ｂの間に配され、一次部材４を形成した後にシートカット工程Ｓ１０１でカットすることを想定して用意される。

上述の成形型１０を準備し、シート体２を配し、第１型１０ａと第２型１０ｂとを型締めし、キャビティ１１を形成する（図２（ａ）参照）。そしてこの状態で第１型凹部１２を通じて樹脂を射出して、キャビティ１１内に樹脂を充填する。第１型凹部１２及び第２型凹部１３によって形成されるキャビティ１１全域に樹脂を充填した後、保圧状態で冷却し樹脂を固化させる。型開きして脱型すると、図２（ｂ）に示すような一次部材４を得ることができる。そして一次部材４を不図示のトリミング用の型に配置し、シート体２をトリミングする。具体的には、突部４１をトリミング用の型に設けられた凹部に嵌合させてシート体２を位置決めし、シート体２を所望する形状に切断する（図２（ｂ）の点線参照）。

こうして、シート体２の一方の面２０に取着されるとともにシート体２より小さい面積の基部４０と、基部４０に設けられるとともにシート体２側とは反対側に突出する突部４１とを有する一次部材４を得ることができる。またこの一次成形工程・Ｓ１００において、基部４０の外縁部４０ａは、その厚みが段階的に薄くなるように形成される。さらに一次成形工程Ｓ１００では、基部４０を成形するために望ましい形状・大きさのシート体２とし、一次成形工程Ｓ１００の後にシート体２を所望の形状にトリミングすることができる。したがって、製造し易さを確保しつつ、シート体２の外形形状を自由に形成することができる。また基部４０が取着されたシート体２をトリミング用の型に配置してトリミングする際、上述のように突部４１をトリミング用の型に設けられた凹部に嵌合してシート体２を位置決めすることで、シート体２に対する加工精度が低下することを抑制できる。

＜二次成形工程・Ｓ１０２〜ゲートカット工程・Ｓ１０３＞
次に図３（ａ）に示すように第１型１００ａと、第２型１００ｂとを備えた二次成形用の成形型１００を用意する。第１型１００ａは、キャビティ１１０に樹脂を射出するゲート１２０と、突部４１が嵌合される凹部１３０とを備えている。凹部１３０の深さ寸法、形状は、突部４１の突出寸法、形状等に合わせて形成されている。凹部１３０に突部４１を嵌合させれば、樹脂がキャビティ１１０内に高圧で射出されても、シート体２が所望する位置に位置決めされる。第２型１００ｂには、樹脂成形体３を模る第２型凹部１４０が形成されており、図３（ａ）に示す例では、第２型凹部１４０内に一次部材４が収まるように形成されている。つまり、第２型凹部１４０は、一次部材４より大きい空間を区画している。ここで、キャビティ１１０に樹脂を射出するゲート１２０の位置は、基部４０に対向する位置に設けられる構成が望ましい。この場合、二次成形工程Ｓ１０２において、ゲート１２０から樹脂が射出された際、樹脂は基部４に向い、基部４０がその樹脂の射出圧を直接受けることになる。したがって、シート体２は、ゲート１２０から射出された樹脂の射出圧を直接受けることはないため、樹脂の圧力によってシート体２がずれることをより一層効果的に抑制できる。

上述の成形型１００を準備し、第１型１００ａの凹部１３０に一次部材４の突部４１を嵌合した状態で一次部材４を所定の位置に配置する。このとき、凹部１３０があるので、凹部１３０に突部４１を嵌め合わせればよく、一次部材４を所定の位置へ配置する位置決めがし易い。そして第１型１００ａと第２型１００ｂとを型締めし、キャビティ１１０を形成する（図３（ａ）参照）。この状態でゲート１２０を通じて樹脂を射出して、キャビティ１１０内に樹脂を充填する。このとき二次成形工程・Ｓ１０２でキャビティ１１０内に充填される樹脂は、一次成形工程・Ｓ１００で射出される樹脂と同類の材料（例えばポリイミド６６）とする。

こうして、キャビティ１１０全域に樹脂を充填した後、保圧状態で冷却し樹脂を固化させる。型開きして脱型しシート体２と接合された樹脂成形体３を取り出し、ゲート残り部４２を切断すると、図３（ｂ）に示す複合成形品１を得ることができる。この複合成形品１において、シート体２が配された側が一方面（おもて面）１ａ、突部４１が配された側が他面１ｂとなる。

以上の本実施形態に係る製造方法によれば、二次成形用の成形型１００の凹部１３０に突部４１を嵌合させた状態で、成形型１００のキャビティ１１０内に樹脂を射出することで、シート体２が位置ズレすることなく、シート体２と樹脂成形体３とを所望する位置関係で接合させることができる。

上述のような樹脂成形体３を成形する場合、樹脂が、ゲート１２０から射出され、基部４０の外縁部４０ａを経由し、基部４０が存在しない領域Ｅ１と基部４０が存在する領域Ｅ２との間を流れる。図３（ａ）に示すように基部４０の外縁部４０ａの厚みは、段階的に薄くなるように形成されているので、樹脂は円滑に基部４０の外縁部４０ａを経由できるようになり、樹脂成形体３の成形品質が低下することを抑制できる。

また二次成形工程Ｓ１０２で射出された樹脂は、上述のとおり、固化して樹脂成形体３として成形される。樹脂が固化する際に、樹脂成形体３の体積は若干収縮するため、シート体２に接合された部分と基部４０に接合された部分とではその体積収縮量に差が生じる。そこで、樹脂成形体３における体積収縮量に差があることにより、シート体２の一方の面２０に接合される基部４０と樹脂成形体３との境目、これに対応するシート体２の他方の面２１に模様が現れて外観品質を損なうおそれがある。
しかしながら、上述の本実施形態に係る製造方法によれば、樹脂成形体３の樹脂が固化する際に、シート体２に接合された部分と基部４０に接合された部分とでその体積収縮量に差が生じても、基部４０の外縁部４０ａの厚みは段階的に薄くなるように形成されているため、その樹脂成形体３の体積収縮量の変化は段階的になる。したがって、シート体２の他方の面２１に現れる樹脂成形体３とシート体２との境目の模様を目立たなくすることができる。

さらに上述のようにシート体２の位置ズレを抑制するために位置決めピンとなる突部４１を有する一次部材４を成形することは有効である。しかし、一次成形工程・Ｓ１００で基部４０を成形する際の成形条件と、二次成形工程・Ｓ１０２で樹脂成形体３を成形する際の成形条件とが異なることに起因して、シート体２の他方の面２１に基部４０と樹脂成形体３との境目に対応する模様が現れ易いことが問題になる。
しかしながら、本実施形態に係る製造方法によれば、一次成形工程・Ｓ１００と二次成形工程・Ｓ１０２とで成形条件が異なっても、基部４０の外縁部４０ａの厚みは段階的に薄くなるように形成されているため、シート体２の他方の面２１に及ぼす影響の変化も段階的になり、基部４０と樹脂成形体３との境目に対応する模様がシート体２の他方の面２１に現れることを抑制できる。よって、意匠面となるシート体２の他方の面２１側、すなわち、複合成形品１のおもて面１ａの外観品質を向上させることができる。

また上述の実施形態に係る製造方法において、一次成形工程・Ｓ１００で射出される樹脂と二次成形工程・Ｓ１０２で射出される樹脂とは、同類の材料としてもよい。この場合、一次部材４と樹脂成形体３とが別材料からなる場合に比べて、一次部材４と樹脂成形体３との接合強度を高めることができる。さらに上述の実施形態に係る製造方法において、一次成形工程・Ｓ１００で射出される樹脂は、その融点が、二次成形工程・Ｓ１０２で射出される樹脂の融点以下としてもよい。この場合、二次成形工程・Ｓ１０２で射出された樹脂が、一次部材４に達すると、一次部材４の表面を溶かし、一次部材４の樹脂と二次成形工程・Ｓ１０２で射出された樹脂とが絡み合ったうえで固化する。したがって、一次成形工程・Ｓ１００で射出される樹脂の融点が、二次成形工程・Ｓ１０２で射出される樹脂の融点より大きい場合に比べて、一次部材４と樹脂成形体３との接合強度を高めることができる。そして上述の実施形態に係る製造方法において、一次部材４を成形する際に射出する樹脂の量と、樹脂成形体３を成形する際に射出する樹脂の量とが同量となるように成形してもよい。この場合、同じサイズの成形機（不図示）を用いて、一次部材４を成形する時に用いられる成形機のシリンダ内で滞留する樹脂と、樹脂成形体３を成形する時に用いられる成形機のシリンダ内で滞留する樹脂とをほぼ同量にすることができる。したがって、それぞれの成形機のシリンダ内で樹脂が滞留する時間を平準化できるため、基部４０及び樹脂成形体３で使われる樹脂の劣化を抑制することができる。

＜変形例＞
次に図４、図５を参照しながら、本実施形態に係る製造方法で製造される複合成形品１の種々変形例として複合成形品１Ａ〜１Ｄについて説明する。ここでは一次部材４の形状が異なる変形例を示している。上述の実施形態と共通する部位には共通の符号を付し、共通の効果を奏する点の説明は省略し、異なる点を主に説明する。また次に説明する図４、図５の変形例では、基部４０に複数の突部４１が設けられた例を示すが、この構成は特に図例に限定されない。すなわち、この位置決めピンの役割を担う突部４１は、数が多ければ位置決め精度の向上が期待できる。また複数の突部４１を備えた場合、突部４１，４１同士の間隔を大きく離した方が位置決め精度が向上する。さらにシート体２の大きさに対して、基部４０の大きさはシート体２の大きさに近いほど、シート体２のズレやシート体２の端部の捲れ上がりを抑制し易くなるとともに、複合成形品１の変形防止効果も期待できる。また一次部材４の体積と樹脂成形体３の体積のバランスは、複合成形品１の外観品質の悪化、寸法悪化、材料費上昇等に影響するため、樹脂成形体３の厚みが一次部材４の厚みより厚くなりすぎないよう留意する必要がある。

まず図４（ａ）及び図４（ｂ）に示す変形例は、基部４０に複数の略円形状の接合凹部４０ｂ，４０ｂが形成されている点が上述の実施形態と異なる。またこの例では、図４（ｂ）に示すように基部４０の一方面４３が樹脂成形体３を形成する樹脂で被覆されている。そして、二次成形工程Ｓ１０２では、樹脂成形体３を成形する樹脂が接合凹部４０ｂ，４０ｂ内に行き渡るように成形する。すると、基部４０の一方面４３に行き渡った樹脂が接合凹部４０ｂにも充填される。そして、基部４０の接合凹部４０ｂと樹脂成形体３の接合凸部３０とが係合して、基部４０と樹脂成形体３との界面強度を向上させることができる。またこのように接合凹部４０ｂを複数備えている点で、樹脂成形体３が外部から受ける力の方向に拘らず、樹脂成形体３と基部４０との接合状態を保ち易くなる。さらに接合凹部４０ｂの形状が複雑でないシンプルな構成であるので、一次成形用の成形型１０のコスト上昇を抑えることができ、製造も容易である。

この接合凹部の構成は図４（ａ）及び図４（ｂ）に限定されない。
例えば図４（ｃ）及び図４（ｄ）に示すように樹脂成形体３の短手方向中央及びこれと交わるように樹脂成形体３の長手方向にも複数の溝条の接合凹部４０ｃ，４０ｃ,４０ｃを形成してもよい。またこの例では、図４（ｄ）に示すように基部４０の一方面４３が樹脂成形体３を形成する樹脂で被覆されておらず、露出している点は上述の例と相違する。

このように基部４０に溝条の接合凹部４０ｃを複数形成するようにしても、樹脂成形体３が外部から受ける力の方向に拘らず、樹脂成形体３と基部４０との接合状態を保ち易くなる。また図４（ｃ）及び（ｄ）に示すように基部４０の一方面４３が一部露出していても、溝状の接合凹部４０ｃの形成面積が確保できるので、基部４０と樹脂成形体３の界面強度は十分に確保できる。
この他、溝条の接合凹部４０ｃの形成態様としては、樹脂成形体３の短手方向、長手方向のいずれか一方に形成されたものとしてもよいし、十字でもよい。さらには、樹脂成形体３の短手方向、長手方向のそれぞれに２本以上形成してもよい。

図５（ａ）及び図５（ｂ）には、さらに異なる変形例を示す。この例では、基部４０、突部４１の形状や外縁部４０ａの構成が上述とは異なる。すなわち、ここに示す例は、基部４０が平面視において略方形状に形成されている。また突部４１が略円柱状に形成されている。さらに基部４０の外縁部４０ａの厚みが段階的に薄くなる点は上述と同様であるが、段差状（階段状）に薄くなるように形成される点で異なり、接合凹部４０ｄといえる部位も段差状の外縁部４０ａに設けられている。図例では接合凹部４０ｄが、３段階に段差状になっている例を示しているが、これに限定されず、２段でもよいし、３段以上でもよい。

基部４０の外縁部４０ａがこのように段差状であっても、ゲート１２０から射出された樹脂が、基部４０の外縁部４０ａを円滑に経由して、基部４０が存在しない領域Ｅ１と基部４０が存在する領域Ｅ２との間を流れる（図５（ｂ）参照）。図５（ａ）に示すように基部４０の外縁部４０ａの厚みは、段差状に段階的に薄くなるように形成されているので、樹脂は円滑に基部４０の外縁部４０ａを経由できるようになり、樹脂成形体３の成形品質が低下することを抑制できる。また複合成形品１となった際のおもて面１ａの外観品質を向上させることができる点も上述と同様である。さらにこの外縁部４０ａの構成は接合凹部４０ｄの役割も担うことができる。すなわち、この段差状の外縁部４０ａによって段差状に凹部が形成されることになるため、これが接合凹部４０ｄとなり、樹脂成形体３が外部から受ける力の方向に拘らず、樹脂成形体３と基部４０との接合状態を保ち易くなる。また基部４０と樹脂成形体３の界面強度を向上させることもできる。

図５（ｃ）及び図５（ｄ）には、さらに異なる変形例を示す。この例では、基部４０の外縁部４０ａの構成が傾斜している点は、図４（ｄ）等に示す例と共通するが、この外縁部４０ａに接合凹部４０ｅが形成されている点で、上述とは異なる。すなわち、ここに示す例は、基部４０の外縁部４０aに適宜間隔を空けて、略台形状に接合凹部４０ｅが複数形成されている。また基部４０の形状は平面視において略方形状に形成されている。突部４１は、略円柱形状に形成されている。基部４０の外縁部４０ａがこのような傾斜状であれば、接合凹部４０ｅが外縁部４０ａに形成されていても、ゲート１２０から射出された樹脂が、基部４０の外縁部４０ａを円滑に経由して、基部４０が存在しない領域Ｅ１と基部４０が存在する領域Ｅ２との間を流れるため（図５（ｄ）参照）、樹脂成形体３の成形品質が低下することを抑制できる。また複合成形品１となった際のおもて面１ａの外観品質を向上させることができる点も上述と同様である。さらにこのように外縁部４０ａに複数の接合凹部４０ｅを形成した例でも、接合凹部４０ｅがくさびの役割を果たし、また基部４０と樹脂成形体３の界面強度を向上させることもできる。また樹脂成形体３が外部から受ける力の方向に拘らず、樹脂成形体３と基部４０との接合状態を保ち易くなる。

＜第２実施形態＞
次に図６〜図８を参照しながら、第２実施形態に係る複合成形品の製造方法について説明する。上述の第１実施形態と共通する部位には共通の符号を付し、共通の効果を奏する点の説明は省略し、異なる点を主に説明する。
第２実施形態に係る製造方法も、第１実施形態に係る製造方法と同様に、可撓性を有するシート体２と、シート体２の一方の面２０に接合された樹脂成形体３とを備える複合成形品１の製造方法である。しかしこの実施形態では、エンジンのシリンダブロックに設けられた冷却水流路５に配置されるスペーサＳ（図８（ｃ）参照）に適用される複合成形品１を製造する例を説明する。

スペーサＳに用いられるシート体２としては、圧縮された状態から水分に晒されることによって復元する特性を有するものであれば、特に限定されないが、例えば、多孔質素材であるセルロース系スポンジがよい。セルロース系スポンジは、パルプ由来のセルロースと、補強繊維として加えられた天然繊維（例えば、綿等）とからなる天然素材からなり、連続気泡型で優れた吸水性を有する。またセルロースは、親水基（ＯＨ）を有しており、化学的に水分になじみ易い性質を有する。よって、セルロース系スポンジは、加圧した状態で乾燥させるとセルロース分子間が水素結合して圧縮状態に維持される一方、この状態から水分に晒されると水分子がセルロース分子間の水素結合を解離して圧縮状態から復元する特性を有するため、シート体２として、好適である。

＜一次成形工程・Ｓ２００〜シートカット工程・Ｓ２０１＞
まずは複合成形品１であるスペーサＳを製造するに際し、突部４１を有した一次部材４を形成する。一次成形工程Ｓ２００及びシートカット工程Ｓ２０１は、基本的に第１実施形態の一次成形工程Ｓ１００及びシートカット工程Ｓ１０１と共通であるので詳しく図示しながらの説明を省略するが、スペーサＳとして用いる複合成形品１とするため、基部４０の形状は図７（ａ）に示すように湾曲した形状の基部４０に成形される一次成形用の成形型１０が準備される。
＜プリフォーム成形工程Ｓ２０２＞
シート体２を備え、突部４１を有した一次部材４を成形したら、シート体２を湾曲形状に賦形するプリフォーム成形工程Ｓ２０２を行う。すなわち、プリフォーム成形工程Ｓ２０２の際には、シート体２のみを二次成形用の成形型１００に配置するのではなく、シート体２と一体成形された一次部材４を成形型１００に配置する。

二次成形用の成形型１００は、第１型１００ａと第２型１００ｂとを有し、型締めしたときに円弧形状のキャビティ１１０を形成するように構成される。キャビティ１１０は、凸曲状の第２型凹部１４０と、第１型凹部１５０とで構成されている。第２型凹部１４０は、樹脂成形体３の四周部を成形する。第１型凹部１５０は、樹脂成形体３の他面１ｂ（図８（ｂ）参照）側部分を成形するように形成されている。

第２型１００ｂには、樹脂成形体３を模る第２型凹部１４０が形成されており、第２型凹部１４０内に一次部材４が収まるように形成されている。キャビティ１１０に樹脂を射出するゲート１２０の位置は、この例においても、図７（ａ）に示すように基部４０に対向する位置に設けられ、ゲート１２０から基部４０に向って樹脂を射出する構成が望ましい。この場合、後述する二次成形工程Ｓ２０３において、ゲート１２０から樹脂が射出された際、基部４０がその樹脂の射出圧を直接受けることになる。したがって、シート体２は、ゲート１２０から射出された樹脂の射出圧を直接受けることはないため、樹脂の圧力によってシート体２がずれることをより一層効果的に抑制できる。

第１型凹部１５０には、一次部材４の突部４１が嵌合される凹部１３０が設けられている。凹部１３０の深さ寸法、形状は、突部４１の突出寸法、形状等に合わせて形成され、凹部１３０に突部４１が嵌合すれば、樹脂がキャビティ１１０内に高圧で射出されても、シート体２が所望する位置に位置決めされるように形成される。

上述の成形型１００を準備し、第２型１００ｂの第２型凹部１４０内に一次部材４を配置する。このとき、第１型１００ａの凹部１３０に一次部材４の突部４１を嵌合する。この場合も、凹部１３０の位置に合わせて突部４１を配置すればよいので、一次部材４を所定の位置へ配置する位置決めがし易い。そして、第１型１００ａと第２型１００ｂとを型締めし、キャビティ１１０を形成する（図７（ｂ）参照）。すると、この型締めに伴い、シート体２が湾曲形状にプリフォーム成形される。

＜二次成形工程Ｓ２０３〜ゲートカット工程Ｓ２０４＞
図７（ｂ）、図８（ａ）に示すように成形型１００を型締めしプリフォーム成形したら、ゲート１２０から樹脂を充填していく。この充填工程においても、シート体２は樹脂圧によって、第２型凹部１４０に沿って捲れることなく、湾曲した形状を備え一体成形される。そしてキャビティ１１０全域に樹脂を充填した後、保圧状態で冷却し樹脂を固化させる。型開きして、シート体２と接合された樹脂成形体３を取り出し、ゲート残り部４２を切断すれば、図８（ｂ）に示すスペーサＳ（１）を得ることができる。このとき、突部４１もゲート残り部４２と同様に切断してもよいし、突部４１の突出寸法を設計すれば、スペーサＳとして冷却水流路内に設置される際の冷却水の規制を制御する突部として機能させることもできる。

以上の第２実施形態に係る製造方法によれば、二次成形用の成形型１００の凹部１３０に突部４１を嵌合させた状態で、成形型１００のキャビティ１１０内に樹脂を射出することで、シート体２が位置ズレすることなく、シート体２と樹脂成形体３とを所望する位置関係で接合させることができる。

またゲート１２０から射出された樹脂が、基部４０の外縁部４０ａを円滑に経由して、基部４０が存在しない領域Ｅ１と基部４０が存在する領域Ｅ２との間を流れる。図８（ａ）等に示すように基部４０の外縁部４０ａの厚みは、段階的に薄くなるように形成されているので、樹脂は円滑に基部４０の外縁部４０ａを経由できるようになり、樹脂成形体３の成形品質が低下することを抑制できる。

また第１実施形態に係る製造方法と同様に上述の第２実施形態に係る製造方法によっても、樹脂成形体３の樹脂が固化する際に、シート体２に接合された部分と基部４０に接合された部分とでその体積収縮量に差が生じても、基部４０の外縁部４０ａの厚みは段階的に薄くなるように形成されているため、その樹脂成形体３の体積収縮量の変化は段階的になる。したがって、他方の面２１に現れる樹脂成形体３とシート体２との境目の模様を目立たなくすることができる。また一次成形工程・Ｓ２００と二次成形工程・Ｓ２０３とで成形条件が異なっても、基部４０の外縁部４０ａの厚みは段階的に薄くなるように形成されているため、シート体２の他方の面２１に及ぼす影響の変化も段階的になるため、基部４０と樹脂成形体３との境目に対応する模様がシート体２の他方の面２１に現れることを抑制できる。

上述の製造方法によって製造されたスペーサＳは、以下のように使用される。第２実施形態で示すスペーサＳは、冷却水流路５内の適所に部分的に配置される部分スペーサである。スペーサＳは、冷却水流路５の円弧形状部５０に沿うような円弧形状に形成され、スペーサＳを冷却水流路５内に配置し組付ける際には、シート体２は図８（ｂ）に示すように圧縮された状態であるので、スペーサＳ自体が薄板体でコンパクトな状態にある。よって、スペーサＳが冷却水流路５内に組付けられる際に、スペーサＳが冷却水流路５の内側壁面５１及び外側壁面５２に干渉することなく、スムーズに組付けられる。一方、冷却水流路５内に組付けた後は、図８（ｃ）に示すようにシート体２が膨大化する。シート体２が膨大化すると、突部４１の先端が外側壁面５２に当接するとともに、内側壁面５１には膨大化したシート体２の他方の面２１が当接する状態となる。すると内側壁面５１側の冷却水が堰き止められ、冷却水は外側壁面５２側に流入するため、冷却水流路５中、スペーサＳが配された部位は冷却水が流れにくくなる。こうして冷却水流路５内に設置されるスペーサＳによって過冷却等を防止することができる。

以上、第１実施形態及び第２実施形態として種々製造方法を説明したが、上述の例に限定されるものではない。第１実施形態及び第２実施形態に示すシート体２、基部４０、突部４１、一次部材４、樹脂成形体３、複合成形品１の構成、形状、構造は図例に限定されるものではない。
シート体２としては、可撓性を有するシート状のものであればよく、例えば、皮革、布、織物、木皮等を用いることができる。またシート体２としては、天然素材や多孔質素材に限定されず、塩化ビニル等の樹脂製シート等としてもよい。第１実施形態で図２（ａ）に示したシート体２は成形型１０からはみ出すほどに大きい例を模式的に示しているが、これに限定されるものではない。実際には成形型１０内におさまる大きさであってもよく、要はシート体２の一方の面２０に一次部材４が成形し易く配されればよい。また第１実施形態において一次成形工程・Ｓ１００を示す図２（ａ）では、射出ゲート及びキャビティとなる第１型凹部１２を備えた例を示しているが、突部４１を形成する第１型凹部１２とは別に射出ゲートを設けてもよい。さらにシートカット工程Ｓ１０１（Ｓ２０１）では、図示していないが、位置決め治具に成形型１０から取り出した一次部材４を載置し、トムソン刃を用いて切断するようにしてもよい。シート体２と一体に成形される一次部材４の構成、形状も、一次部材４と一体に成形される樹脂成形体３の構成、形状も、製品として求められる複合成形品１の構成、形状に応じて適宜設計される。

一次部材４及び樹脂成形体３に用いられる合成樹脂としては、上述の実施形態に限定されず、例えば、ポリアミド６６同士や、ポリプロピレン同士等同一組成の組み合わせでもよい。また、さらに具体的には、一次部材４及び樹脂成形体３に用いられる合成樹脂として、同一組成の樹脂の組み合わせで、かつ一次成形工程で射出される樹脂の融点が二次成形工程で射出される樹脂の融点以下である樹脂を用いてもよい。また、一次部材４及び樹脂成形体３に用いられる樹脂の種類が異なるように、例えば、ポリエチレンやポリプロピレン、ＡＢＳ、アクリル、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリアセタール、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン等の熱可塑性樹脂からそれぞれ選んで用いてもよい。さらに合成樹脂としては、種々の添加剤が添加されたものでもよく、また、例えば、炭素繊維やガラス繊維等の強化繊維を含む繊維強化樹脂でもよい。複合成形品１は、主としてシート体２を有した合成樹脂製であればよく、インサート成形等によって一部に金属製の部材を含んだ構成とされたものでもよい。

また上述の実施形態に係る製造方法によって製造される複合成形品１は、自動車の内装ドアトリムやピラーガーニッシュ等の他、産業機械、電子機器、建築資材等において、断熱性、緩衝性及び防音性が求められる構成部材にも好ましく採用されるものに適している。また基部４０の一方面４３は樹脂成形体３を形成する樹脂で被覆されていてもいいし、されていなくてもよい。またさらに、基部４０の一方面４３にはリブを形成して樹脂成形体３の変形防止、強度アップを図った構成としてもよい。またこの場合、突部４１の形成位置とリブとをかみ合わすように形成すれば、突部４１の強度を向上させることができる。

また第２実施形態に係る複合成形品１の適用例として示したスペーサＳの構成、形状は、図に示すものに限定されるものではない。例えば、スペーサＳを構成する樹脂成形体３に対してシート体２を固着させる位置や枚数は、冷却水流路５内に配置されるスペーサＳの安定性、或いは、冷却水流路内を流通する冷却水の冷却機能等、求められる仕様に応じて適宜変更してもよい。樹脂成形体３の形状は、第２実施形態で示すような部分スペーサでなく、半筒状（半割状）のものでもよいし、冷却水流路５の全周に及ぶ全筒状のものの製造方法にも適用可能である。

さらに図８（ｂ）及び図８（ｃ）に示すスペーサＳの場合は、冷却水流路５内の一か所に配置してもよいし、複数箇所に配置してもよく、配置する部分スペーサの数は、冷却水流路内のスペースや求められる仕様等に応じて適宜設定するものに適用してもよい。シート体２として用いられる多孔質体も気泡の大きさが非常に小さい微粒品、気泡の大きさが小程度の小粒品、気泡の大きさが中程度の中粒品のいずれを用いてもよい。具体的には、気泡の大きさ（径）が０．１〜５ｍｍ程度のセルロース系スポンジを用いてもよい。セルロース系スポンジは、セルロースと補強繊維とからなるものが好ましいが、これに限らず、セルロース単独で構成されるものであってもよい。

また、シート体２は、セルロース系スポンジに限定されない。シート体２としては、例えば、水膨潤性シート、水可溶性のバインダー或いは所定温度以上の温度で溶解するバインダーによって圧縮状態に維持された多孔質体シート等を用いてもよい。さらにシート体２が膨大化する所定の外的要因としては、冷却水流路内を流通する冷却水に限定されず、水分に晒されることによって復元するエンジンの作動によって加熱されて所定の温度以上に至った冷却水であってもよい。

１ 複合成形品
２ シート体
３ 樹脂成形体
４ 一次部材
４０ 基部
４０ａ 外縁部
４１ 突部
１３０ 凹部
４０ｂ〜４０ｅ 接合凹部

Claims (9)

1. 可撓性を有するシート体と、シート体の一方の面に接合された樹脂成形体とを備える複合成形品を製造する製造方法において、
   前記シート体の一方の面に取着される基部と、前記基部に設けられるとともに前記シート体側とは反対側に突出する突部とを有する一次部材を成形する一次成形工程と、
   成形型に設けられた凹部に前記突部を嵌合させ前記シート体を位置決めした後に、溶融樹脂を前記成形型のキャビティ内に射出し前記樹脂成形体を成形する二次成形工程と、を備え、
   前記一次成形工程において、前記基部の外縁部は、その厚みが段階的に薄くなるように形成されることを特徴とする複合成形品の製造方法。
2. 請求項１において、
   前記一次成形工程で射出される樹脂は、前記二次成形工程で射出される樹脂と同類の材料であることを特徴とする複合成形品の製造方法。
3. 請求項１又は請求項２において、
   前記一次成形工程で射出される樹脂は、その融点が、前記二次成形工程で射出される樹脂の融点以下であることを特徴とする複合成形品の製造方法。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか１項において、
   前記一次部材を成形する際に射出する樹脂の量と、前記樹脂成形体を成形する際に射出する樹脂の量とが同量となるように成形することを特徴とする複合成形品の製造方法。
5. 請求項１〜請求項４のいずれか一項において、
   前記成形型のキャビティに樹脂を射出するゲートは、前記基部に対向する位置に設けられ、前記ゲートから前記基部に向って樹脂を射出することを特徴とする複合成形品の製造方法。
6. 請求項１〜請求項５のいずれか１項において、
   前記基部には、接合凹部が設けられ、
   前記二次成形工程では、前記樹脂成形体を成形する樹脂が前記接合凹部内に行き渡るように成形することを特徴とする複合成形品の製造方法。
7. 請求項１〜請求項６のいずれか１項において、
   前記一次成形工程後、前記シート体を湾曲形状に賦形するプリフォーム成形工程を備えることを特徴とする複合成形品の製造方法。
8. 請求項１〜請求項７のいずれか一項において、
   前記一次成形工程後、前記シート体をトリミングするシートカット工程を備えることを特徴とする複合成形品の製造方法。
9. 請求項１〜請求項８のいずれか一項において、
   前記シート体は、圧縮された状態から水分に晒されることによって復元する特性を有する多孔質体であり、
   前記複合成形品はエンジンのシリンダブロックに設けられた冷却水流路に配置されるスペーサであることを特徴とする複合成形品の製造方法。

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