JP3050509B2

JP3050509B2 - 二色積層成形品の成形装置および成形方法

Info

Publication number: JP3050509B2
Application number: JP15414595A
Authority: JP
Inventors: 哲行大田; 樹史大野; 正彦原
Original assignee: Kasai Kogyo Co Ltd
Current assignee: Kasai Kogyo Co Ltd
Priority date: 1995-05-30
Filing date: 1995-05-30
Publication date: 2000-06-12
Anticipated expiration: 2015-06-12
Also published as: JPH08323790A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、表皮材と熱可塑性樹脂
よりなる多積層成型品の成形装置および成形方法に関
し、特に所定部分のみを表皮材で被覆した表皮材と熱可
塑性樹脂との二色積層成型品の成形装置および成形方法
に関する。

【０００２】ここで、二色積層成型品とは、成形品の一
部は表皮材で覆われているも、他の部位は樹脂芯材がそ
のまま表出している成形品をいう。

【０００３】

【従来の技術】上記のような所定部分のみを表皮材で被
覆した表皮材と熱可塑性樹脂との二色積層成形品は、自
動車のドアトリム、リヤサイドトリム等の内装部品に用
いられている。このような二色積層成型品の製造は、熱
可塑性樹脂を射出成形等で予め樹脂芯材に成形してお
き、該樹脂芯材に接着剤等を用いて所定形状の表皮材を
貼着するか、予め表皮材をハードボード等に貼着させた
部品を製作しておいて、この部品をビス等を用いて前記
樹脂芯材に取り付ける方法等があるが、このような方法
では、後工程を要し手間がかかると共にコストアップの
要因となっていた。

【０００４】そこで、このような二色積層成型品の製造
について、改良すべく、例えば特開昭６４−２６４１４
号公報に記載されたものが提案されている。これによる
と、未閉鎖のモールド成形用上・下金型間に表皮材およ
び溶融樹脂を供給し、上下型を閉じ、表皮材と熱可塑性
樹脂からなる二色成型品を製造するに際し、所定形状に
裁断した表皮材を上または下金型上の所定位置に載置
し、表皮材の裏面側のほぼ中央部に溶着樹脂を供給する
ことにより、所定部分のみを表皮材で被覆した表皮材と
熱可塑性樹脂との二色積層成型品を得るというものであ
る。

【０００５】このような二色積層性成形品の製造は、次
のような工程において行われる（図５参照）。

【０００６】所定寸法に裁断した表皮材を表面側３を
上にしてそれぞれ上金型７の成形面の所定部分に載置す
る。

【０００７】次いで、型締め装置の昇降機構（図示せ
ず）を作動させ、上金型７を下降させて上金型７と下金
型９とが形成するキャビティ面のクリアランスが製品厚
さより大きい位置で一旦停止させる（図示状態）。この
停止位置で溶融樹脂４を射出成形機等の溶融樹脂供給装
置（図示せず）により、下型金型７内に設けられた樹脂
通路（図示せず）を通じて表皮材３の裏面側に供給す
る。

【０００８】次いで、再度昇降機構を作動させて上金
型７を下降させることにより表皮材３を下金型９側に押
圧させると、溶融樹脂４が金型キャビティ間に流動拡大
して、表皮材３と熱可塑性樹脂とが一体となって賦形が
完了する。この結果、一部分が表皮材３によって被覆さ
れた二色積層成型品が完成するのである。

【０００９】そして、溶融樹脂４は、賦形する過程に準
じて、下金型９に対して上金型７が下降するに従い、金
型キャビティ間に流動拡大して成形されていくものであ
ることから、金型キャビティ内全体に均等に行き渡り、
所定の形状に成形されるために、通常十分に樹脂温度を
高くした溶融樹脂を使用して、金型キャビティ内の流動
性を高めている。

【００１０】一方、上記の方法で成形する場合、供給さ
れた溶融樹脂が加圧される前から金型に接した部分は、
金型面より熱を吸収されて、溶融樹脂温度が低下するた
め、成形後他の部分に比較して、著しく光沢が悪くなっ
たり、小さな皺が発生するなどの問題があって、この問
題を解決するために、金型温度を十分に高くするという
対策を採っていた。しかし、この方法では、特に成型品
の肉厚が厚いときなど、製品を取り出すまでに必要な冷
却時間が長くなり、生産サイクルが長くなり製品コスト
が高くなる等の問題があって、金型内に冷却装置を具備
したものが提案されている（例えば、特開昭６０−２４
８３２６号公報）。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような二色積層成形品の製造において、注目すべきこと
は、表皮材を予め金型に載置した後、溶融樹脂を供給し
て成形するという点である。

【００１２】即ち、通常この表皮材は、塩化ビニルシー
トからなる表面層と、その裏面に裏打ちされたポリプロ
ピレンフォーム等からなる発泡層とで形成されている。
そして、二色積層成形品の成形に当たっては、この表皮
材が金型に載置された場合、金型成形面に表面層が当接
し、逆に発泡層がキャビティ側に表出して高温の溶融樹
脂に直接さらされることとなる。

【００１３】この結果、発泡層は、溶融樹脂の高速流動
や高温度によって一部が剥離することがあり、剥離した
発泡層は溶融樹脂と混合して他の部位に流動し、樹脂芯
材の表面に表出して外観不良を起こしたり、発泡層が剥
離した表皮材における裏面には、発泡層が薄い部分が存
在することとなり、表面にアバタ（小さな凹み）や膨れ
を発生させることが考えられる。

【００１４】この点を解決するために、溶融樹脂温度を
下げるという対策が考えられるが、この対策では、逆に
溶融樹脂の流動性が悪化して、金型キャビティ内の全体
に均等に流動拡大されなくなり、所定の形状に成形され
ずショートショット等の外観不良が発生し、外観意匠性
が損なわれるという不具合が発生すること考えられる。

【００１５】そこで、この発明は、このような事情に鑑
み、溶融樹脂温度はその流動性を十分考慮して、しかも
表皮材裏面発泡層の剥離を防止して、外観意匠性に優れ
た二色積層成型品の製造装置および成形方法を提供する
ことを目的としている。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの第１の発明は、二色積層成形品の成形装置として、
モールドプレス成形用上金型および下金型が形成するキ
ャビティ内で溶融樹脂を所要形状に成形してなる樹脂芯
材と、この樹脂芯材のモールドプレス成形時に、樹脂芯
材の表面の一部に被覆する表皮材とから構成される積層
成形体の成形装置において、前記上金型又は下金型にお
ける前記表皮材側成形面とそれ以外の成形面とをそれぞ
れ別々に冷却する少なくとも一対の冷却水通路と、これ
ら冷却水通路の冷却水温度を別個に制御する温度制御手
段とを有することを特徴とするものである。

【００１７】また、第２の発明は、二色積層成形品の成
形方法として、モールドプレス成形用上金型および下金
型が形成するキャビティ内で溶融樹脂を所要形状に成形
してなる樹脂芯材と、この樹脂芯材のモールドプレス成
形時に、樹脂芯材の表面の一部に被覆する表皮材とから
構成される積層成形体の成形方法において、成形時、前
記積層体成形時上金型又は下金型における前記表皮材側
成形面とそれ以外の成形面とをそれぞれ異なる温度の冷
却水で冷却するようにしたことを特徴とするものであ
る。

【００１８】また、第３の発明は、二色積層成形品の成
形装置または成形方法として、前記上金型又は下金型に
おける前記表皮材側成形面を冷却する前記冷却水温度
を、それ以外の成形面における冷却水温度より低く設定
することを特徴とするものである。

【００１９】

【作用】かかる構成により、上下金型の型締め後に上金
型又は下金型における表皮材側成形面は、低い温度で冷
却されて表皮材の裏面発泡層の剥離を防止し、表皮材側
成形面以外の成形面は高温に保持されて、溶融樹脂の流
動性を十分高めることとなる。

【００２０】

【実施例】以下、本発明成形装置又は成形方法により製
造される二色積層成型品は、実施例として例えば、図１
および図２に示すような自動車用内装部材としてのドア
トリムである。

【００２１】そこで、図１は、ドアトリムの斜視図、図
２は、図１のＩＩ−ＩＩ線における断面図であり、ドア
トリム１０は、所望の局面形状に成形された熱可塑性樹
脂である樹脂芯材１１と、この樹脂芯材１１の表面の一
部に貼着一体化された表皮材１２とから大略構成されて
おり、樹脂芯材１１は、タルク等の充填材を混入したポ
リプロピレン樹脂を素材としてモールド成形されたもの
で、表皮材１２は、塩化ビニルシートからなるトップ層
１２ａと、その裏面に裏打ちされたポリプロピレンフォ
ーム等からなる発泡層１２ｂとで形成され、このモール
ド成形時に、樹脂芯材１１の表面側の一部に一体貼着さ
れることとなる。更に、表皮材１２の下線に沿う見切り
ライン１３に沿って、樹脂芯材１１に木目込み溝１４を
形成し、この木目込み溝１４内に表皮材１２の端末を木
目込み処理しており、樹脂芯材１１は、表皮材１２が被
覆されたアッパー部分Ａと被覆されていないロア部Ｂと
の二色成形体としているのである。また、見切りライン
１３部位に設けた木目込み溝１４の他にも、木目込み溝
１５が形成されて、表皮材１２の中央部等に位置する中
接ぎ装飾シート１２ｄの端末を表皮材１２と共に木目込
み処理している。

【００２２】一方、上記のようなドアトリム１０は、図
３および図４に示すような成形装置により成形されたも
のである。

【００２３】即ち、図３は、本発明の実施例を示す成形
装置の平面図であり、図４は、図３のIV−IV線による縦
断面図である。

【００２４】この成形装置は、樹脂芯材１１のモールド
成形前に予め真空成形型等他の手段により予備成形され
た表皮材１２を真空吸引等によりセットするモールド成
形用上金型２０と、樹脂芯材１１の素材である溶融樹脂
Ｍが分配供給されるモールドプレス成形用下金型３０と
を有して、構成されている。

【００２５】また、上下金型２０及び／又は３０におけ
る成形面近傍内部には、冷却水通路４０及び５０が配設
されている。これら冷却水通路４０と５０は、それぞれ
ドアトリム１１の成形用金型キャビティ６０を木目込み
溝１４からアッパー部分Ａに相当する表皮材側成形面６
１とロア部分Ｂに相当するそれ以外の樹脂芯材単味側成
形面６２に区画して、表皮材側成形面６１側に冷却通路
４０を、樹脂芯材単味側成形面６２側に冷却水通路５０
が配置されている。

【００２６】そして、これら冷却水通路４０及び５０
は、入口４１，５１が冷却水供給配管７１，７２によっ
て、リザーバータンク８０に連通しており、出口４２，
５２は、冷却水戻し配管７３，７４によってリザーバー
タンク８０に連通している。

【００２７】前記冷却用配管７１，７２のは、リザーバ
ータンク８１に至る間において、冷却水通路４０及び５
０の入口４１，５１側から温度制御手段９０、ポンプ８
２が順次配置されている。

【００２８】温度制御手段９０は、冷却水通路４０と５
０にリザーバータンク８１からポンプ８２によって供給
される冷却水温度を、それぞれ独立して制御するもので
ある。

【００２９】以上のような成形装置を用いて二色積層成
形品を成形する場合の成形方法について次に説明する。
この方法を実施するに際し、表皮材１２のトップ層１２
ａには、厚さ０．６mmのＰＶＣシートを使用し、発泡層
１２ｂとしては、１５倍発泡のポリエチレンフォーム
（厚さ３．０mm）を用いた。また、溶融樹脂Ｍとして
は，メルトインデックス値１００以上のポリプロピレン
樹脂に、全重量に対して１０重量部以下、好ましくは５
〜１０重量部のタルクを混入したものを用いた。

【００３０】そしてまず、モールドプレス成形用上下金
型２０，３０を型開きした状態で、所要形状にプレフォ
ームされた表皮材１２をトップ層１２ａを上側にして上
金型２０の成形面上にセットする。

【００３１】この時、上金型２０の表皮材１２設置箇所
には、真空吸引等により表皮材１２を適性位置で密着保
持させている。

【００３２】その後、表皮材１２をセットした上型２０
が所定ストローク下降動作して、上下金型２０，３０の
型間クリアランス１０〜５０mmも到達した段階で、上金
型２０が一旦停止する（図４の状態）。

【００３３】そして、射出成形機等の溶融樹脂供給装置
８２より、溶融樹脂Ｍが型面３０所定箇所に分配供給さ
れる。なお、溶融樹脂Ｍは、溶融樹脂供給装置８２によ
って表皮材１２の裏面側にのみ供給されるようにして、
フローマーク等が樹脂芯材単味側成形面６２の表面に表
出しないようになっている。

【００３４】その後、上金型２０が芯材が所定の厚さに
なるように設定された下死点まで更に下降して、樹脂芯
材１１を所要形状にモールド成形すると共に、樹脂芯材
１１の表面側の一部に表皮材１２を一体貼着して、モー
ルド成形工程を完了する。

【００３５】このモールド成形工程において、成形用金
型キャビティ６０の表皮材側成形面６１側と樹脂芯材単
味側成形面６２側とは、冷却通路４０と冷却通路５０
に、温度制御手段９０によって別々に温度制御された冷
却水によって、別々に冷却されることとなる。

【００３６】そして、本発明における表皮材を、例えば
自動車用ドアトリムに使用する場合の最適なものとし
て、その商品性とコストの両面を満足する観点から、鋭
意検討した結果、表１に示すような表皮材を最適なもの
と判断した。

【００３７】

【表１】すなわち、表皮材１２のトップ層１２ａの厚さは、コス
ト面で選択すると、薄い方が良いのであるが、型成形に
当たって、展開率が大きな部位においては、表皮が切れ
て、樹脂芯材１１を形成する溶融樹脂Ｍが切れ目から表
面に漏れる現象が出て、成形性を悪くした。また、トッ
プ層１２ａに装飾の観点から、「シボ模様」をつけるこ
とをするが、この「シボ模様」が浅くなったり、流れて
シボ模様とならない場合が出て、商品性に問題を残し
た。また反面、トップ層１２ａの板厚を厚くすると、展
開率の大きな部位の正形成は良好となり、しかも、良好
な「シボ模様」が形成されたが、コスト面で高価なもの
となってしまう。そこで、コスト及び商品性の両面か
ら、上記実施例では、トップ層１２ａの板厚を、表１に
示すごとく、０．５〜０．６mmのものが最適であるとし
た。

【００３８】また、発泡層の厚さは、コスト面から選択
すると、やはり薄い方が良いのであるが、あまり薄過ぎ
ると、堅くクッション性に欠けて感触を悪くし、アバタ
等の成形上の問題が出て、商品性に難点が出てきた。ま
た、発泡層１２ｂを厚くすると、柔らかになりクッショ
ン性を高め、また断熱効果を大とすることから、アバタ
等の発生も少なくなり、商品性を高めたのであるが、コ
ストの面で高価なものとなってしまう。そこで、上記実
施例では、発泡層１２ｂの板厚を、表１に示すように、
３〜５mmのものを選択した。これによると、表皮材１２
を、樹脂芯材１１の成形と同時に行う同時成形の場合、
３〜５mmの発泡層１２ｂを使用すると、その一部が熱等
で溶けても、残厚が最低でも、１．５mm確保できて、ク
ッション性を悪化させることはなかった。また、表皮材
１２を予め賦形しておく予備賦形の場合、樹脂芯材１１
の成形時に、表皮材１２を上型に吸引して真空成形する
と、展開率の大きな部位は、真空成形後の残圧が、２mm
位で良く、これにより、予備賦形した表皮材１２の発泡
層１２ｂにおいて、樹脂芯材１１を形成する溶融樹脂Ｍ
の流動性が良好となり、剥離等を起こさなかった。

【００３９】次に、発泡層１２ｂの発泡率であるが、こ
れをコスト面から選択すると、発泡率は高い方が良い
が、あまり高いと、樹脂芯材１１への底づき感があり、
しかも剥離現象が出やすく、アバタ等が多く発生するよ
うになった。逆に、発泡率を低くすると、アバタ等が出
にくくなる反面、それだけ堅くなって、クッション性に
欠け、しかもコスト面で不利となってしまう。そこで、
発泡層１２ｂの発泡率を、表１に示すように、１５〜２
５倍発泡のものを選択した。そして、この選択に当たっ
て、アバタの発生率の観点から、発泡層１２ｂの発泡率
を種々検討したが、発泡率が低いと、発泡層１２ｂを構
成しているセルが適当に小さく、単位面積当たりのセル
同士が作る壁が多く強度性の富み、発泡率を高くする
と、強度性が悪化することから、アバタの発生が多くな
るのである。また、アバタの発生は、セルの破壊により
起こるものであるが、発泡倍率が小さいと、セルが小さ
くなって、発泡率の高い発泡層の大きなセルと同じ数だ
け、成形時につぶれてたとしても、その分発泡層１２ｂ
の表面のへこむ量が小さくて済むこととなる。このよう
な検討をする中で、樹脂芯材１１における木目込み溝構
成部位の板厚５を、その他の部位の一般板厚６に比して
厚くして構成すると共に、商品性及びコスト面から表１
に示す発泡率を選択した結果、特に二色積層成形体であ
る例えば自動車用ドアトリム等の内装材として最適なも
のを提供できるに至ったのである。

【００４０】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明において
は、上下金型の型締め後に上金型又は下金型における表
皮材側成形面は、低い温度で冷却されて表皮材の裏面発
泡層の剥離を防止して、アバタや膨れの発生を防止で
き、また、表皮材側成形面以外の成形面は高い温度に保
持されて、溶融樹脂の流動性を十分高めて、常に所定の
形状に成形されて外観不良を起こさず、外観意匠性が向
上するという効果を発揮することとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例により成形された自動車用ド
アトリムの正面斜視図である。

【図２】図１のII−II線における断面図である。

【図３】本発明の実施例による二色積層成形品の成形装
置の示す平面図である。

【図４】図３のIV−IV線における断面図である。

【図５】従来の二色積層成形品の成形装置の図４に相当
する断面図である。

【符号の説明】

４０冷却水通路５０冷却水通路６０成形用金型キャビティ６１表皮材側成形面６２樹脂芯材単味側成形面９０温度制御手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩＢ２９Ｌ 31:58 (56)参考文献特開平５−212740（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−11312（ＪＰ，Ａ) 実開昭64−27213（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B29C 33/00 - 33/76 B29C 43/00 - 43/58

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】モールドプレス成形用上金型および下金
型が形成するキャビティ内で溶融樹脂を所要形状に成形
してなる樹脂芯材と、この樹脂芯材のモールドプレス成
形時に、樹脂芯材の表面の一部に被覆する表皮材とから
構成される積層成形体の成形装置において、前記上金型
又は下金型における前記表皮材側成形面とそれ以外の成
形面とをそれぞれ別々に冷却する少なくとも一対の冷却
水通路と、これら冷却水通路の冷却水温度を別個に制御
する温度制御手段とを備えたことを特徴とする二色積層
成形品の成形装置。
【請求項２】前記温度制御手段が、前記上金型又は下
金型における前記表皮材側成形面を冷却する前記冷却水
温度を、それ以外の成形面における冷却水温度より低く
設定制御することを特徴とする請求項１記載の二色積層
成形品の成形装置。
【請求項３】モールドプレス成形用上金型および下金
型が形成するキャビティ内で溶融樹脂を所要形状に成形
してなる樹脂芯材と、この樹脂芯材のモールドプレス成
形時に、樹脂芯材の表面の一部に被覆する表皮材とから
構成される積層成形体の成形方法において、成形時に、
前記積層体成形時上金型又は下金型における前記表皮材
側成形面とそれ以外の成形面とをそれぞれ異なる温度の
冷却水で冷却するようにしたことを特徴とする二色積層
成形品の成形方法。
【請求項４】前記上金型又は下金型における前記表皮
材側成形面を冷却する前記冷却水温度を、それ以外の成
形面における冷却水温度より低く設定することを特徴と
する請求項３記載の二色積層成形品の成形方法。