JP2022175267A - 成形型および成形構造体の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】プレボードにおける原料の配合や目付量のムラに起因する樹脂漏れおよび意匠面の凹凸発生を抑制する。【解決手段】成形型50は、第1プレス面51を有する第1型51と、第2プレス面52Aを有する第2型52と、を備え、第1型51と第2型52とは、型閉じ状態において、基材14のプレボードPをプレス成形するための第1キャビティC1が構築される構成を備え、第2プレス面52Aは、主プレス面53Aと、この主プレス面53Aよりも上型51から離れる方向に凹み、樹脂成形体20の外形に対応した第2キャビティC2を構築する樹脂成形面54Aと、この樹脂成形面54Aに隣接し、主プレス面53Aよりも上型51の側に向けて突出する板詰面55Aと、を備え、板詰面55Aには、樹脂成形面54Aから離間した位置に、上型51から離れる方向に凹没する漏止め溝56が備えられている。【選択図】図7
Description
本発明は、成形型および成形構造体の製造方法に関する。
従来、ドアトリム等の成形構造体の製造方法として、繊維を含むプレボードを成形型によってプレスして基材を成形し、そのまま成形型のキャビティに溶融樹脂を射出することで、基材に樹脂成形体を一体的に形成する方法が知られている。例えば下記の特許文献1には、基材を成形型によってプレスする際に、樹脂成形体が接合される接合部の周縁を他の領域よりも高密度となるようにプレスする手法が開示されている。この手法によると、接合部からその周縁への溶融樹脂の染み出し(樹脂漏れ)を抑制することができる。
ところで、プレボードは、一般的には、基材の原料となる繊維とバインダとしての熱可塑性樹脂とを均質に混合して不織布を形成し、次いで、この不織布を加熱して繊維同士を結合させることで形成されている。このプレボードの原料は、比重や形状が大きく異なり得る繊維と樹脂とを含むため、原料の均質な混合や、均一な目付を達成することが難しい。ここで、原料の配合や目付量にムラによってプレボードの低密度となった部分が接合部の周縁に配されると、上記手法によって高密度にプレスすることができず、樹脂成形体の成形時に樹脂漏れが生じてしまうことがあった。一般に溶融樹脂は硬化に伴い収縮する。また、樹脂漏れは機材の低密度な部分において局所的に生じる。そのため、例えば図13に示すように、樹脂漏れ箇所においては漏れ出た溶融樹脂の凝縮に伴い基材の面方向に沿って圧縮応力が生じ、表面(意匠面)に凹凸が発生するという問題がある。このことは、繊維として天然の植物性繊維を用いた基材の場合等に特に顕著となり得る。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、プレボードにおける原料の配合や目付量のムラに起因する樹脂漏れおよび意匠面の凹凸発生を抑制することが可能な成形型および成形構造体の製造方法の提供を目的とする。
ここに開示される技術は、繊維および熱可塑性樹脂を含み板状をなす基材と、前記基材の少なくとも一方の面に接合された樹脂成形体と、を備える成形構造体を成形するための成形型を提供する。この成形型は、第1プレス面を有する第1型と、前記第1プレス面と対向する第2プレス面を有し前記第1型に対して組合わされる第2型と、を備え、前記第1型と前記第2型とは、型閉じ状態において、前記第1プレス面および前記第2プレス面の間に、前記基材の前駆体をプレス成形するための第1キャビティが構築される構成を備えており、前記第2プレス面は、主プレス面と、前記主プレス面よりも前記第1型から離れる方向に凹み、前記樹脂成形体の外形に対応した第2キャビティを構築する樹脂成形面と、前記樹脂成形面に隣接し、前記主プレス面よりも前記第1型の側に向けて突出する板詰面と、を備えている。そして、前記板詰面には、前記樹脂成形面から離間した位置に、前記第1型から離れる方向に凹没する漏止め溝が備えられている。
前駆体(例えば、プレボード)に配合ムラや目付ムラが生じていると、板詰面を備える成形型を用いて前駆体をプレス成形しても、基材と樹脂成形体との接合部の周縁を十分に高密度にプレスすることができない事態が生じ得る。上記構成によると、板詰面には漏止め溝が備えられていることから、接合部に隣接して形成される高密度領域の中に、相対的により低密度が領域を介在させることができる。これにより、たとえ樹脂漏れが生じた場合であっても、板詰面に漏れ出した樹脂をより低密度な領域と漏止め溝とに溜めることができ、溶融樹脂がさらに漏れ出すことを抑制することができる。これにより、樹脂漏れ面積の拡大を抑え、樹脂漏れに伴う基材の局所的なたわみや意匠面の凹凸の発生を抑制することができる。
本技術の好適な一態様において、前記板詰面は、前記樹脂成形面の周縁に沿って帯状に配されている。これにより、前駆体における配合ムラや目付ムラの発生位置を予め特定することは難しい。上記構成によると、板詰面は樹脂成形面の周縁に沿って帯状に配されるため、全体として第2キャビティからの樹脂漏れを安定して抑制するとともに、漏止め溝によって局所的な樹脂漏れを効果的に抑制することができる。
本技術の好適な一態様において、前記漏止め溝は、前記第2プレス面と前記板詰面との境界から10mm以内の位置に設けられている。溶融樹脂の硬化に伴う熱収縮は、基材と樹脂成形体との接合面に面方向に沿って圧縮応力を発生させるため、基材の接合面に作用する圧縮応力を低減させるには、樹脂漏れ面積の拡大を抑制することが効果的となる。上記構成によると、漏止め溝は第2プレス面に近い位置に設けられることとなり、樹脂漏れ面積の拡大と、これに起因する意匠面の凹凸発生とを効果的に抑制することができる。
本技術の好適な一態様において、前記第2型は、前記樹脂成形面に連続するものの、前記第2プレス面、および前記板詰面には連続しない樹脂流路が備えられている。上記構成によると、樹脂成形面にゲートが設けられて、溶融樹脂は第2キャビティに供給される。そのため、第2キャビティの周縁において樹脂漏れが発生しやすくなるものの、樹脂漏れが発生した場合には漏止め溝によってその拡大を効果的に抑制することができる。
他の側面において、本技術が提供する成形構造体の製造方法は、繊維および熱可塑性樹脂を含み板状をなす基材と、前記基材の少なくとも一方の面に接合された樹脂成形体と、を備える成形構造体の製造方法であって:前記繊維および前記熱可塑性樹脂を含む前記基材の前駆体を、上記いずれかの成形型を用いてプレス成形して前記基材を成形すること;および、前記基材の一方の面と前記樹脂成形面との双方によって構成された前記第2キャビティに溶融樹脂を供給することで、前記基材の前記一方の面と接合された状態の前記樹脂成形体を成形すること;を含む。上記構成によると、前駆体(プレボード)に配合ムラや目付ムラが生じており、板詰面によって高密度に圧縮できずに樹脂漏れが生じた場合であっても、板詰面に漏れ出した樹脂を漏止め溝に溜めることができる。これにより、さらなる樹脂漏れの拡大を抑制することができる。また、樹脂漏れ面積の拡大を抑え、樹脂漏れに伴う基材の局所的なたわみや意匠面の凹凸の発生を抑制することができる。
本明細書に開示される技術によれば、プレボードにおける原料の配合や目付量のムラに起因する樹脂漏れおよび意匠面の凹凸発生を抑制することができる成形型が提供される。また、意匠面における凹凸の発生を抑制して成形構造体を製造することができる。
≪実施形態≫
本技術に係る一実施形態について、図1から図11を参照しつつ説明する。本実施形態の成形型50および成形構造体の製造方法は、例えば、自動車等の車両内装材であるドアトリム1のトリムボード10(成形構造体の一例)の製造に好ましく適用される。まずは、製造対象であるトリムボード10について説明したのち、成形型50と、成形構造体の製造方法とについて説明する。以下の説明において、トリムボード10の車室内側を向く面を表面10Aといい、車室外側を向く面を裏面10Bという。なお、各図において、複数の同一部位については、一の部位に符号を付し、他の部位については符号を省略することがある。
本技術に係る一実施形態について、図1から図11を参照しつつ説明する。本実施形態の成形型50および成形構造体の製造方法は、例えば、自動車等の車両内装材であるドアトリム1のトリムボード10(成形構造体の一例)の製造に好ましく適用される。まずは、製造対象であるトリムボード10について説明したのち、成形型50と、成形構造体の製造方法とについて説明する。以下の説明において、トリムボード10の車室内側を向く面を表面10Aといい、車室外側を向く面を裏面10Bという。なお、各図において、複数の同一部位については、一の部位に符号を付し、他の部位については符号を省略することがある。
ドアトリム1は、図1に示すように、車両用ドアの車室内側の壁面を構成する内装部品の一つであり、図示しないドアパネルの車室内側に取付けられている。ドアトリム1は、図2に示すように、その骨格をなし、所望の外形を実現するための湾曲や凹凸等が施されているトリムボード10と、このトリムボード10の表面10Aに貼着される表皮材12とを含んでいる。また、トリムボード10は、その主体をなす板状の基材14と、この基材14の裏面14Bに一体的に形成される樹脂成形体20と、を含んでいる。
ドアトリム1は、図1に示すように、その上方において、車室内側に向けて丸みをもって膨出したショルダー部2を有している。ショルダー部2は、座席に着座した乗員が肘を置いたり、ドアの開閉の際に手を掛けたりすることが想定され、外部から荷重が掛かり易い部位である。したがって、基材14のショルダー部2を構成する領域の裏面10Bには、樹脂成形体20として、基材14を補強するための複数のリブ22が設けられている。
基材14は、繊維がバインダとしての熱可塑性樹脂により結着された構成を有している。基材14に用いられる繊維としては、例えば、植物性繊維や、ガラス繊維、炭素繊維等を用いるとよく、中でも、再生可能資源である植物性繊維の使用が好ましい。植物性繊維としては、例えば、マニラ麻、サイザル麻、ケナフ、フラックス、ヘンプ、ココナツ、ジュート、クロワ等の繊維が挙げられる。これらはいずれか1種を用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。本例では、ケナフ繊維を用いている。また、本実施形態においては、熱可塑性樹脂の一例としてポリプロピレンを例示しているが、本発明の技術的範囲はこれに限定されない。繊維とバインダとの割合は、質量比で、例えば、30:70~80:20(例えば、50:50)程度とすることができる。この基材14は、略平板状のプレボードP(図4参照)が熱プレス成形されて、所望のドアトリム1の外形を実現する湾曲や凹凸等が付与されることで形成されている。また、基材14には、必要に応じて、板面(典型的には表面14A)を覆うように表皮材が貼着される。
樹脂成形体20は、ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂により構成される部材であって、基材14に固着されている。樹脂成形体20は、熱可塑性樹脂の一部が基材14に含浸することによって、基材14に固定されていてもよい。樹脂成形体20は、基本的には、基材14の裏側において、板面(裏面14B)から車室外側に向けて突出するように設けられている。樹脂成形体20は、これに限定されるものではないが、トリムボード10をドアパネルに固定するためのクリップ等を装着するための台座となるクリップ座21や、基材14を補強するための複数のリブ22等の機能部材23を含む。また、樹脂成形体20は、これら機能部材23(クリップ座21および複数のリブ22)を連結するランナー成形体25を含む。
ランナー成形体25は、図2および図3に示すように、例えば、裏面14Bに沿って線状に延び、裏面14Bから車室外側に向けて突出する突条状をなしている。ランナー54(流路)とは、基材14に樹脂成形体20を射出成形によって一体的に成形する際に、例えば図4および図5に示すように、後述する射出成形用の成形型50に設けられるキャビティC1(空隙)のうち、クリップ座21、および複数のリブ22等の機能部材23に対応するキャビティC2にそれぞれ溶融樹脂を供給するための供給流路(キャビティC3)である。ランナー54は、各キャビティに送るための多量の溶融樹脂が、比較的高い圧力で送られる部分である。そしてランナー成形体25は、射出成形時にランナー54に満たされていた溶融樹脂が、冷却されて硬化(固化)したものである。
なお、基材14は、樹脂成形体20(例えば、ランナー成形体25)が接合されている接合部15と、接合部15の周辺部分である周辺部16と、接合部15および周辺部16以外の部分である一般部18と、を有している。また、周辺部16のうち、接合部15に離間しつつ、接合部15の周縁に沿う位置には、部分的に漏れ止め部17が設けられている。
一般部18は、図2および図3に示すように、基材14の大部分を占めている。一般部18は、基材14の主体となる部分であり、製造時に後述する成形型50の主プレス面53Aによって成形された部分である。一般部18は、全体として、基材14の本質的な板厚、密度等の物性を有している。これに対し、接合部15および周辺部16(漏れ止め部17を含み得る)は、基材14に局所的に設けられている。
接合部15は、樹脂成形体20と基材14が接合される部分である。接合部15は、製造時に後述する成形型50の成形面52Aに対向する位置に配された部分であり、典型的には成形型50によって直接押圧されない部分である。接合部15においては、樹脂成形体20の成形時に樹脂成形体20の材料である溶融した熱可塑性樹脂(以下、単に溶融樹脂という)が一部含浸し、その後硬化(固化)している。この硬化した樹脂のアンカー効果や溶着効果により、接合部15において、樹脂成形体20が基材14に固着されるようになっている。
周辺部16は、接合部15を中心にしてその周縁に一定の幅で帯状に設けられた領域である。周辺部16は、製造時に後述する成形型50の板詰面55Aによって成形された部分であり、概して、一般部18よりも厚みが薄い薄板部である。薄板部は、通常は、一般部18よりも密度の高い高密度部となっている。接合部15は、隣接する周辺部16に連続していることから、一般部18よりも厚みが薄い薄板部となり得るが、概して周辺部16よりも低密度な部分である。接合部15は、樹脂成形体20によって覆われるが、周辺部16は、通常は表面(裏面14B)に露出されている。また、漏れ止め部17は、製造時に後述する成形型50の漏止め溝56に対向する位置に配された部分であり、典型的には成形型50によって直接押圧されない部分である。漏れ止め部17は、他の周辺部16と比較して低密度な部分であり得る。
次に、本例におけるトリムボード10の製造方法について説明する。このトリムボード10の製造方法は、概して、以下の工程を含む。各工程について順に説明する。
S1.プレボードを用意する工程
S2.樹脂供給工程
S2-1.プレス成形工程
S2-2.樹脂注入工程
S1.プレボードを用意する工程
S2.樹脂供給工程
S2-1.プレス成形工程
S2-2.樹脂注入工程
<S1.プレボードを用意する工程>
工程S1-1では、プレボードPを用意する。プレボードは、基材の原料となる繊維(ここでは植物性繊維)と熱可塑性樹脂繊維とを湿式法(抄造法)または乾式法(エアレイ法)で均質に混合してフリースを形成した後、厚み方向で上下するニードル(針)によって繰り返し突くことで繊維同士を絡ませ、次いで、加熱することで繊維同士を結合させた、いわゆるスタンパブルシートと呼ばれるプレス用成形基材である。本工程における加熱は、バインダとしての熱可塑性樹脂からなる熱可塑性樹脂繊維の融点または軟化点以上の温度にまで加熱する。
工程S1-1では、プレボードPを用意する。プレボードは、基材の原料となる繊維(ここでは植物性繊維)と熱可塑性樹脂繊維とを湿式法(抄造法)または乾式法(エアレイ法)で均質に混合してフリースを形成した後、厚み方向で上下するニードル(針)によって繰り返し突くことで繊維同士を絡ませ、次いで、加熱することで繊維同士を結合させた、いわゆるスタンパブルシートと呼ばれるプレス用成形基材である。本工程における加熱は、バインダとしての熱可塑性樹脂からなる熱可塑性樹脂繊維の融点または軟化点以上の温度にまで加熱する。
なおこのとき、プレボードPは、一定の形状を有しない不織布(マット等ともいう)の形態であってもよいし、所定の板状をなす板状体であってもよい。プレボードPを板状体とするときは、不織布を加熱プレス盤によってプレス成形するとよい。このプレボードPは、次工程のプレス成形工程によって目的の基材密度を達成できるように、原料の配合、および、目付量等が設計されている。しかしながら、基材の原料として植物性繊維を高い配合で用いた場合、プレボードPの目付量のばらつきは、例えば、目標目付量を1.5kg/cm2としたとき、±10%(±0.15kg/cm2)程度にも及び得る。
<S2.樹脂供給工程>
工程S2-1では、用意したプレボードPを加熱してバインダを軟化させたのち、トリムボード製造装置40の成形型50によりプレスする。これにより、プレボードPに対してトリムボード10の基材14の形状を付与する。そこで、トリムボード製造装置40および成形型50について、図4および図5を参照しつつ説明する。
工程S2-1では、用意したプレボードPを加熱してバインダを軟化させたのち、トリムボード製造装置40の成形型50によりプレスする。これにより、プレボードPに対してトリムボード10の基材14の形状を付与する。そこで、トリムボード製造装置40および成形型50について、図4および図5を参照しつつ説明する。
トリムボード製造装置40は、成形型50と射出装置42とを備えている。成形型50は、射出プレス成形型とされ、一対の上型51と下型52とを備えている。本実施形態では、上方に配された上型51が基材14の表面14Aを成形するキャビティ型(雌型)とされ、下方に配された下型52が基材14の裏面14Bを成形するコア型(雄型)とされている。射出装置42は、例えばスクリュータイプのものとされ、ノズル46からゲート44へと溶融樹脂を圧送できるようになっている。射出装置42は、本実施形態では下型52に設けられている。射出装置42は、例えば50kg/cm2以上の圧力で溶融樹脂を射出する能力を備えている。
上型51は、図示しない駆動装置(例えば、電動モータ、エアシリンダ、油圧シリンダ等)によって下型52に対して移動可能であり、上型51を下型52に対して接近および離隔させることで、型閉じおよび型開きができる構成となっている。図4に示す型開き状態では、上型51および下型52の間に、上型51の側からプレボードPが配される。
下型52は、上型51との対向面である成形面52A(第2プレス面の一例)が、概して、上型51に向かって突き出す形状をなしている。また、上型51は、下型52との対向面である成形面51A(第1プレス面の一例)が、概して、下型52の形状に対応して凹む形状をなしている。上型51および下型52が型閉じられた閉状態では、上型51と下型52との間に、目的とするトリムボード10の外形に対応した主プレス面が構築される構成となっている。つまり、閉状態において成形面51Aと成形面52Aとは、基材14の板厚に等しい距離だけ離間して対向配置される(図6等参照)。そして図6に示すように、上型51および下型52でプレボードPをプレスすると、プレボードPが成形空間C1の形状に対応する形に圧縮され、基材14が成形される。この成形空間C1は、本技術における第1キャビティの一例である。また、基材14の板厚、すなわち、閉状態における上型51および下型52の離間距離は、プレボードPの板厚よりも圧縮率に応じて小さいものとされる。
下型52には、上述したクリップ座21を成形するための複数のクリップ座成用のキャビティC2(凹部、図4参照)や、複数のリブ22を形成するためのキャビティ(図示せず)が、成形面52Aに開口するように凹設されている。下型52には、また、樹脂供給路であるランナー54が成形面52Aに開口するように凹設されている。ランナー54は、成形面52Aにおいて、クリップ座21や複数のリブ22等の機能部材23を形成するためのキャビティ(例えばキャビティC2)に連通するように凹設されている。このランナー54は、キャビティへの溶融樹脂の供給経路であるとともに、ランナー成形体25を形成するキャビティでもあり、ランナー成形体25が設けられるべき位置および形状に対応したキャビティC3を構築している。これらキャビティC2,C3は、本技術における第2キャビティの一例である。
ここで、成形面52Aは、図5に示すように、主プレス面53Aと、樹脂成形面54Aと、板詰面55Aと、を含む。主プレス面53Aとは、型閉じしたときに成形空間C1の分だけ成形面51Aから離間して成形面51Aに対向し、プレボードPに当接するとともに、プレボードPを所定の圧縮率で圧縮して基材14の一般部18を形成する部分である。樹脂成形面54Aは、型閉じしたときに基材14の接合部15にあたる部分に配されており、主プレス面53Aよりも上型51から離れる方向に凹むとともに、樹脂成形体20の外形に対応したキャビティC2,C3を構築する部分である。そして、板詰面55Aは、主プレス面53Aと樹脂成形面54Aとの間に配され、主プレス面53Aよりも上型51の側に向けて突出する部分である。板詰面55Aは、型閉じしたときに成形空間C1の分だけ成形面51Aから離間して成形面51Aに対向し、プレボードPに当接するとともに、主プレス面53Aに比してより高い圧縮率でプレボードPを圧縮し、基材14の周辺部16を形成する部分である。板詰面55Aは、樹脂成形面54Aの周囲に帯状に設けられている。
この板詰面55Aには、さらに、樹脂成形面54Aから所定の寸法だけ離間した位置に、上型51から離れる方向に凹没する漏止め溝56が備えられている。本例の漏止め溝56は、樹脂成形面54Aの端部(板詰面55Aとの境界)から1cm以下(典型的には5mm以下、例えば約2~3mm)程度離間した位置に配されている。漏止め溝56は、断面コの字型の溝として形成されているが、断面形状はこれに限定されず、U字溝、V字溝などとされていてもよい。漏止め溝56の幅は、1cm以下であるとよく、典型的には5mm以下、例えば約2~3mmとするとよい。
漏止め溝56の深さ寸法L1は、主プレス面53Aに対する板詰面55Aの突出寸法をL2としたとき、以下の関係:0.5×L2≦L1≦1.5×L2;程度となるように構成されている。また、漏止め溝56の深さ寸法L1は、主プレス面53Aに対する板詰面55Aの突出寸法をL2について、以下の関係:0.8×L2≦L1≦1.2×L2;程度であるとよく、さらには、0.9×L2≦L1≦1.1×L2;程度であるとよい。漏止め溝56の深さ寸法L1は、一例として、約0.8~1.2cmとすることが挙げられる。
ランナー54は、ゲート44において射出装置42のノズル46と連結されている。ゲート44は、ランナー54に対し、開口とは反対側、すなわち成形面52Aとは反対側に配置されている。このような構成により、ノズル46からゲート44へ射出された溶融樹脂は、ランナー54に射出され、ランナー54を通じて、クリップ座21や複数のリブ22等の機能部材23を形成するためのキャビティに到達するようになっている。
このようなトリムボード製造装置40において、図8~10に示すように、予め加熱したプレボードPを下型52の所定の位置に載置したのち、成形型50を型閉じする。これにより、プレボードPを成形型50の成形面51A,52Aによってプレス成形し、所定の外形が付与された基材14を得ることができる。このとき、基材14の一般部18は、概ね目的の基材密度が達成される厚みにプレスされる。また、樹脂成形体20が接合される接合部15は、通常は成形型50によって直接的に圧縮されず、一般部18と比較して低密度な部分を含み得る。ここで、板詰面55Aによってプレス成形された周辺部16は、通常は一般部18と比較して高密度となる。したがって、周辺部16に連続する接合部15のうち、少なくとも一部は、一般部18と比較して高密度な部分を含んでもよい。また、周辺部16のうち、プレス成形時に漏止め溝56に対向する漏れ止め部17は、接合部15と同様に成形型50によって直接的に圧縮されない。したがって、漏れ止め部17は、通常は、他の周辺部16と比較して低密度な部分となり得る。
工程S2-2では、成形型50のキャビティC2,C3に溶融樹脂を供給する。より具体的には、図6に示すように、成形型50を閉状態としたまま、図7に示すように、射出装置42からゲート44を通じてランナー54に溶融状態にある熱可塑性樹脂を射出する。このとき、上記のプレス成形工程において付与された密度差によって、接合部15に溶融樹脂が含浸することは許容され、周辺部16に溶融樹脂が含浸することは抑制される。ランナー54に射出された溶融樹脂は、ランナー54に連続する、クリップ座21およびリブ22などの機能部材23を形成するためのキャビティ(例えばキャビティC2)に供給される。その後、キャビティC2,C3に供給された溶融樹脂が冷却されて硬化する。これにより、基材14の接合部15に樹脂成形体20を成形することができる。
このとき、プレボードPに局所的に配合ムラや目付ムラが生じる等して、周辺部16が板詰面55Aによってプレス成形されていても、溶融樹脂の含浸を抑制し得るほどに高密度にならない部分が生じる場合があり得る。その場合、従来の漏止め溝56の無い成形型50’を用いていると、図12に示すように、周辺部16のうちでも相対的に低密度な部分を通じて溶融樹脂が漏れ出して樹脂漏れ部R1’が形成される虞がある。この漏れ出した樹脂が凝固すると、図13に示すように、樹脂が収縮して硬化し(樹脂硬化部R2’)、基材14の裏面14Bに面方向に沿って局所的に圧縮応力が作用し、延いては基材の表面14Aに凹凸を生じさせる事態が起こり得る。しかしながら、上記の成形型50によってプレス成形した基材14は、図10に示すように、周辺部16に、接合部15の周縁に沿うように相対的に低密度な漏れ止め部17が配されている。このことによって、周辺部16に漏れ出た溶融樹脂は、漏れ止め部17に優先的に含浸されて、樹脂漏れ部R1の拡大を抑制することができる。また、さらに樹脂漏れが進む場合も、図11に示すように、漏れ出す樹脂は、漏れ止め部17の表面からより低密度な(空隙からなる)漏止め溝56へと送られる。これにより、接合部15から漏れ止め部17を超える広範囲での樹脂漏れ部R1および樹脂硬化部R2の形成が抑制され、基材の表面14Aに凹凸が生じることを効果的に抑制することができる。
以下に、本技術における作用効果について確認する。以上の実施形態において、成形型50は、繊維および熱可塑性樹脂を含み板状をなす基材14と、この基材14の裏面14B(少なくとも一方の面)に接合された樹脂成形体20と、を備えるトリムボード10(成形構造体)を成形するために用いられるものである。成形型50は、成形面51A(第1プレス面)を有する上型51(第1型)と、成形面51Aと対向する成形面52A(第2プレス面)を有し上型51に対して組合わされる下型52(第2型)と、を備えている。そして上型51と下型52とは、型閉じ状態において、成形面51Aおよび成形面52Aの間に、基材14のプレボードP(前駆体)をプレス成形するための成形空間C1(第1キャビティ)が構築される構成を備えている。また、成形面52Aは、主プレス面53Aと、この主プレス面53Aよりも上型51から離れる方向に凹み、樹脂成形体20の外形に対応したキャビティC2(第2キャビティ)を構築する樹脂成形面54Aと、この樹脂成形面54Aに隣接し、主プレス面53Aよりも上型51の側に向けて突出する板詰面55Aと、を備えている。そして、板詰面55Aには、樹脂成形面54Aから離間した位置に、上型51から離れる方向に凹没する漏止め溝56が備えられている。
このような成形型50を用いてプレボードPをプレス成形すると、成形面52Aには板詰面55Aが備えられていることから、基材14と樹脂成形体20との接合部15に隣接して、相対的に高密度な周辺部16を形成することができる。これにより、キャビティC2,C3に溶融樹脂を供給したときに、溶融樹脂が接合部15の周縁の周辺部16に漏れ出す事態を抑制することができる。また、万一、プレボードPの配合ムラや目付量のムラ等に起因して周辺部16を十分に高密度にプレス成形することができなかった場合でも、板詰面55Aには漏止め溝56が備えられていることから、周辺部16には、高密度領域の中に、相対的により低密度な漏れ止め部17を形成することができる。これにより、たとえ樹脂漏れが生じた場合であっても、板詰面55Aに漏れ出した溶融樹脂をより低密度な漏れ止め部17に吸収させることができ、溶融樹脂がさらに漏れ出すことを抑制することができる。また、板詰面55Aには漏止め溝56が備えられていることから、漏れ止め部17において吸収しきれなかった溶融樹脂は、漏止め溝56に溜めることができる。このことによっても、溶融樹脂がさらに広範囲に漏れ出すことを抑制することができる。これにより、樹脂漏れ面積の拡大を効果的に抑え、漏れ出した溶融樹脂の収縮に伴う基材14の局所的なたわみや意匠面(表面14A)における凹凸の発生を抑制することができる。
上記実施形態において、板詰面55Aは、樹脂成形面54Aの周縁に沿って帯状に配されている。プレボードP(前駆体)における配合ムラや目付ムラの発生位置を予め特定することは難しいが、上記構成によると、板詰面55Aは樹脂成形面54Aの周縁に沿って帯状に配される。これにより、全体としてキャビティC2,C3(第2キャビティ)からの樹脂漏れを安定して抑制するとともに、漏止め溝56によって局所的な樹脂漏れを効果的に抑制することができる。
上記実施形態において、前記漏止め溝は、前記第2プレス面と前記板詰面との境界から10mm以内の位置に設けられている。溶融樹脂の硬化に伴う収縮は、基材14と樹脂成形体20との接合部15に面方向に沿って圧縮応力を発生させるため、基材14の接合部15に作用する圧縮応力を低減させるには、樹脂漏れ面積の拡大を抑制することが効果的である。上記構成によると、漏止め溝56は、成形面52A(第2プレス面)に近い位置に設けられており、樹脂漏れ面積の拡大と、これに起因する意匠面の凹凸発生とを効果的に抑制することができる。
上記実施形態において、下型52(第2型)は、樹脂成形面54Aに連続するものの、成形面52A(第2プレス面)、および板詰面55Aには連続しないノズル46(樹脂流路)が備えられている。上記構成によると、キャビティC2,C3(第2キャビティ)に溶融樹脂を供給するための流路(典型的には、射出成形のためのゲート44)が樹脂成形面54Aに直接的に設けられて、溶融樹脂はキャビティC2,C3に直接供給される。そのため、キャビティC2,C3(第2キャビティ)の周縁においては樹脂漏れが発生しやすくなるものの、樹脂漏れが発生した場合には漏止め溝56によってその拡大を効果的に抑制することができる。上記構成によると、漏止め溝56の効果がより明瞭に発揮されるため、本技術における成形型50の構成として望ましい。
また、上記実施形態におけるトリムボード10(成形構造体)の製造方法は、繊維および熱可塑性樹脂を含み板状をなす基材14と、この基材14の裏面14B(少なくとも一方の面)に接合された樹脂成形体20と、を備えるトリムボード10(成形構造体)を製造するものである。この製造方法は、繊維および熱可塑性樹脂を含む基材14のプレボードP(前駆体)を、上記のいずれかの成形型50を用いてプレス成形して基材14を成形すること;および、基材14の裏面14B(一方の面)と樹脂成形面54Aとの双方によって構成されたキャビティC2,C3(第2キャビティ)に溶融樹脂を供給することで、基材14の裏面14B(一方の面)と接合された状態の樹脂成形体20を成形すること;を含む。
上記構成によると、プレボードP(前駆体)に配合ムラや目付ムラが生じるなどしてプレボードPを板詰面55Aによって高密度に圧縮できずに周辺部16に樹脂漏れが生じた場合であっても、周辺部16に溶融樹脂をより多量に含浸吸収させたり、漏止め溝56に溶融樹脂を溜めることができる。これにより、周辺部16および漏止め溝56を超える樹脂漏れの拡大を抑制することができる。また、樹脂漏れ面積の拡大を抑え、樹脂漏れに伴う基材の局所的なたわみや意匠面の凹凸の発生を抑制することができる。
<他の実施形態>
以上、本発明の具体例を上記記述および図面によって詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、例えば次のような実施形態も含まれる。さらに、ここに例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
以上、本発明の具体例を上記記述および図面によって詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、例えば次のような実施形態も含まれる。さらに、ここに例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
(1)上記実施形態の成形型50では、1つのランナー54に対して、ランナー54を挟むようにその両脇に漏止め溝56が設けられていた。しかしながら、漏止め溝56は、樹脂漏れを抑制したい箇所に設けられていればよく、必ずしも板片状の樹脂成形体20を挟むように設ける必要はない。例えば、基材14に複数のリブ22を平行に離間して配するとき、これら複数のリブ22に対応するキャビティの周縁には、一連の板詰面55Aを設けることができる。このとき、各リブ22に対応するキャビティの周縁の間にそれぞれ漏止め溝56を設けてもよいし、設けなくてもよい。この場合、複数のリブ22に対応する複数のキャビティの塊の周縁に、複数のキャビティを取り囲むように、漏止め溝56を設けてもよい。
(2)上記実施形態1では、漏止め溝56は、キャビティC2,C3(第2キャビティ)から離間し、かつ、キャビティC2,C3に近い位置に帯状に設けられていた。しかしながら、漏止め溝56は、必ずしも1本の溝でなくてもよく、互いに離間して配置される複数本(例えば、2本)の線状に設けられていてもよい。また、漏止め溝56は、必ずしも連続線状の溝でなくてもよく、例えば、点線状や破線状など、断続的な形態で設けられていてもよい。また、漏止め溝56は、位置によってその幅や深さ寸法が変更されていてもよい。例えば、ランナー54のゲート44直下や、コーナー部(図示せず)等、圧送される溶融樹脂の圧力が高い等の理由で樹脂漏れが起こりやすいと考えられる部位においては、漏止め溝56の幅や深さ寸法の少なくとも一方を大きくするとよい。
(3)上記実施形態1では、抄造法/エアレイ法、ニードルパンチ法、およびサーマルボンド法を組み合わせてプレボードを作製していた。しかしながらプレボードの製造方法はこれに限定されず、例えば、スパンボンド法、ケミカルボンド法、水流結合法、ラミネート法等の従来公知の各種の方法を組み合わせてもよい。
10…トリムボード、10A…表面(第1面)、10B…裏面(第2面)、14…基材、15…接合部、16…周辺部、17…漏れ止め部、18…一般部、20…樹脂成形体、23…機能部材、25…ランナー成形体、40…トリムボード製造装置、46…ノズル、50…成形型、51…上型、51A…成形面、52…下型、52A…成形面、53A…主プレス面、54…ランナー、54A…樹脂成形面、55A…板詰面、56…漏止め溝、C1…成形空間(第1キャビティ)、C2,C3…キャビティ(第2キャビティ)
Claims (5)
- 繊維および熱可塑性樹脂を含み板状をなす基材と、前記基材の少なくとも一方の面に接合された樹脂成形体と、を備える成形構造体を成形するための成形型であって、
第1プレス面を有する第1型と、前記第1プレス面と対向する第2プレス面を有し前記第1型に対して組合わされる第2型と、を備え、
前記第1型と前記第2型とは、型閉じ状態において、前記第1プレス面および前記第2プレス面の間に、前記基材の前駆体をプレス成形するための第1キャビティが構築される構成を備えており、
前記第2プレス面は、
主プレス面と、
前記主プレス面よりも前記第1型から離れる方向に凹み、前記樹脂成形体の外形に対応した第2キャビティを構築する樹脂成形面と、
前記樹脂成形面に隣接し、前記主プレス面よりも前記第1型の側に向けて突出する板詰面と、
を備え、
前記板詰面には、前記樹脂成形面から離間した位置に、前記第1型から離れる方向に凹没する漏止め溝が備えられている、成形型。 - 前記板詰面は、前記樹脂成形面の周縁に沿って帯状に配されている、請求項1に記載の成形型。
- 前記漏止め溝は、前記第2プレス面と前記板詰面との境界から10mm以内の位置に設けられている、請求項1または2に記載の成形型。
- 前記第2型は、前記樹脂成形面に連続するものの、前記第2プレス面、および前記板詰面には連続しない樹脂流路が備えられている、請求項1~3のいずれか1項に記載の成形型。
- 繊維および熱可塑性樹脂を含み板状をなす基材と、前記基材の少なくとも一方の面に接合された樹脂成形体と、を備える成形構造体の製造方法であって:
前記繊維および前記熱可塑性樹脂を含む前記基材の前駆体を、請求項1~4のいずれか1項に記載の成形型を用いてプレス成形して前記基材を成形すること;および、
前記基材の一方の面と前記樹脂成形面との双方によって構成された前記第2キャビティに溶融樹脂を供給することで、前記基材の前記一方の面と接合された状態の前記樹脂成形体を成形すること;
を含む、成形構造体の製造方法。
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JP2021081518A JP2022175267A (ja) | 2021-05-13 | 2021-05-13 | 成形型および成形構造体の製造方法 |
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