JP3005932B2 - 樹脂製品の成形方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車用インストルメ
ントパネル等に代表される、基材本体表面に部分的にシ
ート材が熱融着されてなる樹脂製品の成形方法及びその
成形用金型装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、インストルメントパネル（以
下、「インパネ」という）は、硬質樹脂よりなる基材及
びその表面に取着された弾性シート材よりなっている。
インパネは、その構造上、表面全体に弾性シート材の設
けられた「フルパッドタイプ」、基材の一部が剥き出し
になった「ハーフパッドタイプ」、基材のみから構成さ
れる「パッドレスタイプ」の３種類に大別される。

【０００３】例えば、図７に示すように、大衆車に多く
採用される「ハーフパッドタイプ」のインパネ５１の基
材５２は、所定の剛性及び成形性等が要求されることか
ら、ＡＢＳ（アクリロニトリル−ブタジエン−スチレ
ン）やＰＰ（ポリプロピレン）等を主材として形成され
ている。また、弾性シート材５３は、例えば、軟質ポリ
ウレタンフォームよりなるクッション層５４、ＰＶＣ
（ポリ塩化ビニル）よりなる表皮層５５等を備えてい
る。

【０００４】上記インパネ５１は、例えば次にようにし
て成形される。すなわち、予め公知の真空成形等により
弾性シート材５３を所定の形状としておく。次に、図８
に示すように、その弾性シート材５３を基材５２を成形
するための金型装置５６内の所定の位置にセットする。
この金型装置５６は固定型５７及び可動型５８を有し、
これら両型５７，５８により基材５２を形成するための
キャビティ５９が構成される。そして、このキャビティ
５９内に可塑化された樹脂材料を固定型５７に形成され
た複数のゲート６０より射出充填する。すると、該樹脂
材料により、基材５２が形成されるとともに、その表面
には、弾性シート材５３が熱融着される。その後、両型
５７，５８が型開きされ、固定型５７に設けられた図示
しない押し上げピンにより押し上げられることにより、
前述したインパネ５１が取り出される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、気温の
比較的高い夏期等において、上記技術にてインパネ５１
を成形しようとした場合には、弾性シート材５３が軟化
してしまい、金型装置５６内の所定の位置へのセット時
において、弾性シート材５３が脱落したり、垂れたりし
てしまうおそれがあった。そのため、弾性シート材５３
の前記所定位置へのセットが著しく困難となってしま
い、作業性の悪化を招くおそれがあった。

【０００６】また、気温の高い場合には、前記弾性シー
ト材５３の温度も比較的高くなってしまっている。この
ため、射出成形時においては、可塑化された樹脂材料の
熱により、弾性シート材５３の表面側温度が速やかにガ
ラス転移点又は融点に達してしまい、弾性シート材５３
が損傷されてしまうおそれがあった。その結果、得られ
たインパネ５１において、弾性シート材５３の表面には
凹凸が形成されてしまうおそれがあった。

【０００７】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたものであって、その目的は、基材本体及びその表面
に熱融着されたシート材を備えた樹脂製品を成形するに
際し、作業性の悪化を招くことなく、シート材の損傷を
抑制することができ、もって、外観品質の低下を確実に
防止することのできる樹脂製品の成形方法を提供するこ
とにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明においては、樹脂材料よりな
る基材本体と、その表面に対し熱融着されたシート材と
からなる樹脂製品の成形方法であって、前記シート材
を、真空成形法により成形し、所定の形状とする工程
と、一部に前記シート材がセットされるセット面を有
し、前記基材本体の一部を形成するための第１の成形面
を備えた第１の金型と、該第１の金型に対し相対的に接
離可能に配設され、前記基材本体の残りの部分を形成す
るための第２の成形面を備えた第２の金型とからなる金
型装置を用意する工程と、前記シート材を予め冷却する
工程と、前記シート材の表面を前記第１の金型のセット
面にほぼ当接させた状態で、予め冷却された前記シート
材を前記第１の成形面及び第２の成形面によって構成さ
れるキャビティ内にセットする工程と、可塑化された樹
脂材料を、前記第２の金型に設けられた少なくとも１つ
のゲートより前記キャビティ内に射出し、充填する工程
と、前記第１の金型及び第２の金型を型開きし、表面の
一部に対し前記シート材が熱融着された基材本体を前記
金型装置から取り出す工程とを備えたことをその要旨と
している。

【０００９】また、請求項２に記載の発明においては、
請求項１に記載の樹脂製品の成形方法において、前記樹
脂材料を射出する直前における前記シート材の温度は、
「−２０℃」以上、「１５℃」未満であることをその要
旨としている。前記シート材の温度が「−２０℃」未満
の場合には、シート材が凝縮したり、脆化してしまう可
能性がある。また、「１５℃」以上の場合には、樹脂材
料の射出時において、シート材が損傷されてしまうおそ
れがある。

【００１０】

【作用】上記発明によれば、まず、シート材が、真空成
形法により成形され、所定の形状とされる。また、第１
の成形面を備えた第１の金型と、該第１の金型に対し相
対的に接離可能に配設され、第２の成形面を備えた第２
の金型とからなる金型装置が用意される。さらに、シー
ト材が予め冷却される。次に、シート材の表面が第１の
金型のセット面にほぼ当接された状態で、シート材が第
１の成形面及び第２の成形面によって構成されるキャビ
ティ内にセットされる。

【００１１】そして、可塑化された樹脂材料が前記第２
の金型に設けられた少なくとも１つのゲートよりキャビ
ティ内に射出され、充填される。その後、表面の一部に
対しシート材が熱融着された基材本体が、金型装置から
取り出される。上記一連の工程を経ることにより、樹脂
材料よりなる基材本体と、その表面に対し熱融着された
シート材とからなる樹脂製品が成形される。

【００１２】本発明によれば、シート材がセットされる
前に予め冷却される。このため、セット時において、シ
ート材が軟化していることはない。また、可塑化された
樹脂材料が射出される際においても、シート材の温度は
比較的低いものとなっている。そのため、樹脂材料の熱
によりシート材の表面側温度が加熱されるのに十分な時
間がかかることとなり、シート材が損傷される温度に達
するまでには、射出充填が完了しうる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図１〜
６に基づいて説明する。自動車の運転席及び助手席の前
側には、図２に示すように、計器板周りの樹脂製品とし
てのインストルメントパネル（以下、「インパネ」とい
う）１が配設される。このインパネ１は、基材本体２
と、その上面（図では斜線を付した箇所）に取着された
弾性シート材３とを備えている。すなわち、本実施例の
インパネ１は、大衆車に多く採用される「ハーフパッド
タイプ」のものであって、基材本体２の一部が剥き出し
になっている。

【００１４】図３に示すように、前記基材本体２は、フ
ィラーの混入されたポリプロピレン（フィラー入りＰ
Ｐ）よりなり、所定の剛性が確保されている。但し、図
では、説明の便宜上、基材本体２及び弾性シート材３の
肉厚は、実際よりも大きめに描かれている。また、図
３，４に示すように、弾性シート材３は、内層側（図の
下側）から順に、ＰＰよりなる熱融着層４、該熱融着層
４の外側（図の上側）に位置し、ＰＰフォームよりなる
クッション層５及び該クッション層５の外側に位置し、
ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）よりなるソリッド表皮層６が
一体となることにより構成されている。そして、本実施
例では、弾性シート材３の熱融着層４が、基材本体２の
上面に対し熱融着により接合されることにより、弾性シ
ート材３と基材本体２との間の密着性が確保されてい
る。

【００１５】次に、上記のインパネ１の基材本体２を成
形するための金型装置１１について説明する。図５に示
すように、金型装置１１は、第１の金型を構成する可動
型１２及び第２の金型を構成する固定型１３を備えてい
る。可動型１２は、固定型１３に対し接離可能に配設さ
れている。また、可動型１２は、基材本体２の一部を形
成するための第１の成形面１４を備えているとともに、
前記弾性シート材３がセットされるセット面１５を有し
ている。さらに、固定型１３は、第２の成形面１６を備
えている。そして、固定型１３及び可動型１２が相互に
当接し、第１の成形面１４と第２の成形面１６とが整合
することにより、前記基材本体２を形成するためのキャ
ビティ１７が構成される。

【００１６】併せて、本実施例では、前記固定型１３に
は、キャビティ１７に開口する複数のゲート♯１〜♯８
（図５では１つのゲート♯４のみを示す。各ゲート♯１
〜♯８対応する位置については図２参照）が形成されて
いる。

【００１７】次に、本実施例における、上記インパネ１
の製造方法について説明する。まず、予め、図４に示す
ように、弾性シート材３を製造する。すなわち、上記の
３層構造よりなる平面状のシートを得る。次いで、公知
の真空成形法により、インパネ１の上面の形状に沿う形
状に成形する。その後、余分な箇所をトリミングにより
切断除去する。これら一連の工程を経ることにより、弾
性シート材３が得られる。

【００１８】次に、前記弾性シート材３を冷却工程に供
する。すなわち、弾性シート材３に冷風を吹き付けると
か、冷水を浴びせる等の処置が採られる。また、その外
にも弾性シート材３を冷蔵庫に収納することにより冷却
させてもよい。

【００１９】そして、図１に示すように、前記金型装置
１１のキャビティ１７内の所定の箇所に、予め形成さ
れ、かつ、冷却された前記弾性シート材３をセットす
る。より詳しくは、両型１２，１３を型開きした状態
で、前記可動型１２のセット面１５に弾性シート材３を
当接させ、その後、可動型１２を固定型１３に当接させ
る。このとき、弾性シート材３は、そのソリッド表皮層
６がセット面１５に当接した状態でセットされる。

【００２０】本実施例において、前記セット後、射出工
程直前における弾性シート材３の表面温度は、「−２０
℃」以上、「１５℃」未満であるのが望ましい。弾性シ
ート材３の温度が「−２０℃」未満の場合には、シート
材３が凝縮したり、脆化してしまう可能性がある。ま
た、「１５℃」以上の場合には、樹脂材料の射出時にお
いて、弾性シート材３が損傷されてしまうおそれがあ
る。また、弾性シート材３のより望ましい表面温度は、
「０℃」以上、「１５℃」未満である。「０℃」未満の
場合には、水滴が弾性シート材３の表面に付着するおそ
れがあり、成形時に該水滴が発泡する場合がありうる。

【００２１】続いて、図６に示すように、図示しない射
出成形機を用いて、可塑化されたフィラー入りＰＰ（樹
脂材料）を、前記ゲート♯１〜♯８を介してキャビティ
１７内に射出する。このとき、前記弾性シート材３に対
向するゲート♯１〜♯５から樹脂材料を射出し、その
後、ゲート♯６〜♯８から樹脂材料を射出する。このよ
うに射出に時間差を設けることにより、弾性シート材３
の裏側にまで樹脂材料が回り込んでしまうのを防止する
ことができる。

【００２２】そして、上記射出により、樹脂材料がキャ
ビティ１７内に充填される。このとき、樹脂材料の持つ
熱により、熱融着層４が多少軟化する。その後、樹脂材
料が冷却固化することにより、熱融着層４が樹脂材料と
融着する。この融着により、弾性シート材３と樹脂材料
（基材本体２）とが接合される。そして、両型１２，１
３が型開きされ、弾性シート材３が取着された基材本体
２が取り出されることにより、上記インパネ１が得られ
る。

【００２３】このようにして得られたインパネ１におい
ては、フィラー入りＰＰよりなる基材本体２により所定
の剛性が確保される。また、基材本体２の一部に取着さ
れた弾性シート材３のクッション層５により、触れたと
きのソフト感が確保され、ソリッド表皮層６により、防
眩性、耐候性、耐熱性、外観品質等が確保される。さら
に、熱融着層４により、弾性シート材３と基材本体２と
の密着性が確保される。

【００２４】また、本実施例では、弾性シート材３をセ
ットする前において、該シート材３が予め冷却される。
このため、セット時において、弾性シート材３が軟化し
ていることはない。従って、弾性シート材３が軟化する
ことにより脱落したり、垂れたりしてしまうおそれがな
く、所定位置へのセットを容易に行うことができる。そ
の結果、作業性の悪化を防止することができる。

【００２５】さらに、可塑化された樹脂材料が射出され
る際においても、弾性シート材３の温度は比較的低いも
のとなっている。そのため、樹脂材料の熱により弾性シ
ート材３、特に、クッション層５及びソリッド表皮層６
が加熱されるのに十分な時間がかかることとなり、弾性
シート材３が損傷される温度に達するまでには、射出充
填を完了することができる。従って、弾性シート材３の
損傷を防止することができる。その結果、得られたイン
パネ５１において、弾性シート材３の表面に凹凸が形成
されてしまうのを防止することができ、もって外観品質
の低下を防止することができる。

【００２６】次に、上記効果を確認するための実験を行
った。すなわち、射出直前の弾性シート材３の温度を適
宜に変更させた場合の、インパネ１の表面側に凹凸が形
成されたサンプル数を測定した。尚、各実験のサンプル
数は「２０」とした。本実施例に含まれる、射出直前の
弾性シート材３の温度が「１０℃」の場合には、凹凸の
発生数は「０」であった。また、これに対し、「１５
℃」の場合には、凹凸の発生数は「２」であった。さら
に、「４０℃」の場合には、凹凸の発生数は「１０」で
あり、「６０℃」の場合には、凹凸の発生数は「２０」
であった。これらの実験結果からも明らかなように、弾
性シート材３を予め冷却することにより、凹凸が形成さ
れてしまうという不具合の発生を確実に防止することが
できるといえる。

【００２７】尚、本発明は構成の一部を適宜に変更して
次のように実施してもよい。 （１）前記実施例では、基材本体２をフィラー入りＰＰ
により構成したが、ＰＰのみにより構成されていてもよ
い。また、固化時に所定の剛性を有するその外の熱可塑
性樹脂（例えばＡＢＳ樹脂等）により構成されていても
よい。

【００２８】さらに、前記実施例では、弾性シート材３
を熱融着層４、クッション層５及びソリッド表皮層６に
より構成したが、表皮として採用されうる素材よりなれ
ば、何層からなっていてもよいし、また、その素材も何
ら限定されるものではない。従って、クッション層５を
有しない表皮層のみからなるシート材を用いてもよい。

【００２９】（２）前記実施例における可動型１２と固
定型１３を図面上、左右逆にしても差し支えない。 （３）前記実施例では、樹脂製品としてインパネ１を採
用したが、その外にもドアトリム、サイドガーニッシ
ュ、ピラーガーニッシュ等の樹脂製品に具体化してもよ
い。特許請求の範囲の各請求項に記載されないものであ
って、上記実施例から把握できる技術的思想について以
下にその効果とともに記載する。

【００３０】（ａ）請求項１又は２樹脂製品の製造方法
において、前記基材本体と、前記シート材のうち前記基
材本体に当接する部分とは、共に同一の素材を主成分と
していることを特徴とする。このような構成とすること
により、両者間での接合力の向上を図ることができる。

【００３１】（ｂ）請求項１、２又は上記付記（ａ）に
記載の樹脂製品の製造方法において、前記シート材に対
向するゲートから樹脂材料を射出し、その後、それ以外
のゲートから樹脂材料を射出する。このように射出に時
間差を設けることにより、シート材の裏側にまで樹脂材
料が回り込んでしまうのを防止できる。

【００３２】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１又は２記
載の発明によれば、基材本体及びその表面に熱融着され
た弾性シート材を備えた樹脂製品を成形するに際し、作
業性の悪化を招くことなく、シート材の損傷を抑制する
ことができ、もって、外観品質の低下を確実に防止する
ことができるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を具体化した一実施例において、キャビ
ティ内に弾性シート材をセットした状態を示す金型装置
の断面図である。

【図２】一実施例におけるインパネの斜視図である。

【図３】一実施例における図２のＡ−Ａ線断面図であ
る。

【図４】一実施例における弾性シート材を示す断面図で
ある。

【図５】一実施例におけるインパネを成形するための金
型装置を示す断面図である。

【図６】一実施例において、キャビティ内に樹脂を射出
した状態を示す金型装置の断面図である。

【図７】従来技術におけるインパネの一部を示す拡大断
面図である。

【図８】従来技術におけるインパネを成形するための金
型装置を示す断面図である。

【符号の説明】

１…樹脂製品としてのインストルメントパネル（インパ
ネ）、２…基材本体、３…シート材としての弾性シート
材、１１…金型装置、１２…第１の金型としての可動
型、１３…第２の金型としての固定型、１４…第１の成
形面、１５…セット面、１６…第２の成形面、１７…キ
ャビティ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B29C 45/00 - 45/24 B29C 45/72

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 樹脂材料よりなる基材本体（２）と、そ
   の表面に対し熱融着されたシート材（３）とからなる樹
   脂製品の成形方法であって、 前記シート材（３）を、真空成形法により成形し、所定
   の形状とする工程と、 一部に前記シート材（３）がセットされるセット面（１
   ５）を有し、前記基材本体（２）の一部を形成するため
   の第１の成形面（１４）を備えた第１の金型（１２）
   と、該第１の金型（１２）に対し相対的に接離可能に配
   設され、前記基材本体（２）の残りの部分を形成するた
   めの第２の成形面（１６）を備えた第２の金型（１３）
   とからなる金型装置（１１）を用意する工程と、 前記シート材（３）を予め冷却する工程と、 前記シート材（３）の表面を前記第１の金型（１２）の
   セット面（１５）にほぼ当接させた状態で、予め冷却さ
   れた前記シート材（３）を前記第１の成形面（１４）及
   び第２の成形面（１６）によって構成されるキャビティ
   （１７）内にセットする工程と、 可塑化された樹脂材料を、前記第２の金型（１３）に設
   けられた少なくとも１つのゲート（２１）より前記キャ
   ビティ（１７）内に射出し、充填する工程と、 前記第１の金型（１２）及び第２の金型（１３）を型開
   きし、表面の一部に対し前記シート材（３）が熱融着さ
   れた基材本体（２）を前記金型装置（１１）から取り出
   す工程とを備えたことを特徴とする樹脂製品の成形方
   法。
2. 【請求項２】 前記樹脂材料を射出する直前における前
   記シート材（３）の温度は、「−２０℃」以上、「１５
   ℃」未満であることを特徴とする請求項１に記載の樹脂
   製品の成形方法。