JP3560210B2 - 2色成形方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、射出成形による樹脂の2色成形方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
物性上あるいは意匠上の要求から複数種類の樹脂、あるいは同一種類で色調の異なる複数の樹脂から一つの物品を成形する必要がある場合には、従来より2色成形方法が用いられている。この2色成形方法では、先ず第1キャビティに第1溶融樹脂を射出して第1樹脂部を成形し、次いで第1キャビティに隣接する第2キャビティに第2溶融樹脂を射出して第2樹脂部を成形する。これにより第1樹脂部と第2樹脂部とは互いに溶着し、一体的な2色成形品が形成される。
【0003】
この2色成形方法では、第1溶融樹脂が第2キャビティへ流入するのを規制するために第1キャビティと第2キャビティとを区画する必要がある。その方法としては、異なる複数の金型を用いる場合には金型自体で区画する方法もあるが、一種類の金型を用いる場合にはスライドコアによる区画が多用されている。
例えば自動車のインストルメントパネルにエアバッグドアを設けるためには、両者を異なる樹脂から形成する必要があり2色成形方法を利用することが好ましい。すなわち、インストルメントパネルは軟質の表皮と硬質の樹脂基材とから構成されているが、同じ材質からエアバッグドアを形成すると、エアバッグの展開時に硬質の樹脂基材の端部が表出することとなる。またエアバッグの展開時にエアバッグドアが割れ、破片が飛散する恐れもある。したがってエアバッグドアは軟質樹脂から形成することが望ましい。
【0004】
そこで図1に示すようなエアバッグドア3をもつインストルメントパネル1を製造する場合、図3に示すように予め所定形状に賦形された表皮2を成形型4内に配置する。次に、スライドコア40を前進させて第1キャビティ41と第2キャビティ42とを区画し、先ず第1キャビティ41内においてポリプロピレン(PP)などの硬質樹脂からインストルメントパネルの樹脂基材を射出成形により形成する。
【0005】
そして樹脂基材が固化後スライドコア40を後退させ、第2キャビティ42内においてオレフィン系軟質樹脂(TPO)などからエアバッグドアの基材を射出成形により形成する。これにより、第1キャビティ41と第2キャビティ42の境界部において、エアバッグドアの基材はインストルメントパネルの樹脂基材と一体的に溶着して一体化する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところが上記したインストルメントパネルの2色成形方法では、第1キャビティ41で形成される樹脂基材が固化する前にスライドコア40を後退させると、第1キャビティ41内の溶融樹脂が第2キャビティ42内に進入してエアバッグドアの基材に混入する。これによりエアバッグドアの基材が硬質となるため、エアバッグの展開時にエアバッグドアが割れて破片が飛散する恐れがある。
【0007】
したがって、上記したインストルメントパネルの2色成形方法では、第1キャビティ41において樹脂基材が固化するまで第2キャビティ42での成形が困難となるため、その時間が長く成形のサイクルタイムが長くなって生産性が低いという不具合がある。
さらに、第2キャビティ42における射出成形時には、第1キャビティ41においては樹脂基材と表皮とが一体的に接合されている。そのため第2キャビティ42へ射出された溶融樹脂の流動により、第1キャビティ41と第2キャビティ42との境界部で表皮に熱と応力が作用し、表皮の表面に光沢むらなどの不具合が発生する場合がある。
【0008】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、スライドコアが後退したときに第1キャビティの溶融樹脂が第2キャビティへ流動することを阻止するとともに、成形品の外観品質を良好に維持しつつ成形のサイクルタイムを短縮することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明の2色成形方法の特徴は、第1キャビティと第2キャビティとからなるキャビティの一方の型面に表皮を配置する表皮配置工程と、スライドコアにより第1キャビティと第2キャビティとを区画した状態で第1キャビティに第1溶融樹脂を射出し、第2キャビティに第2溶融樹脂を射出する射出工程と、第1キャビティを充填した第1樹脂部及び第2キャビティを充填した第2樹脂部が共に溶融状態にあるときにスライドコアを後退させ、次いで第1樹脂部及び第2樹脂部の一方の圧力が他方より高くなるように保圧する保圧工程と、を行うことにある。
【0010】
【発明の実施の形態】
本発明の2色成形方法では、先ずスライドコアが前進して第1キャビティと第2キャビティとを不連通状態に区画する。次に第1キャビティに第1溶融樹脂が射出され、第1キャビティは第1溶融樹脂で充填される。一方、第2キャビティには第2溶融樹脂が射出され、第2キャビティは第2溶融樹脂で充填される。
【0011】
このとき、第1溶融樹脂が第1キャビティを充填した後に、第2キャビティに第2溶融樹脂を充填してもよいが、第1キャビティの充填完了と第2キャビティの充填完了とがほぼ同時になるように射出の時期を調節することが好ましい。これにより射出時間を短縮することができ、工数が一層低減される。
第1キャビティを充填した第1樹脂部及び第2キャビティを充填した第2樹脂部が共に溶融状態にあるときに、スライドコアを後退させ、第1キャビティと第2キャビティとが連通した状態で保圧工程を行う。第1樹脂部及び第2樹脂部はそれぞれ溶融状態にあるが、スライドコアと接触した界面には、スライドコアに熱を奪われてスキン層が形成されている。したがってスライドコアは無理なく第1キャビティ及び第2キャビティから抜くことができる。
【0012】
第1キャビティ及び第2キャビティの一方が充填され他方が未充填の状態でスライドコアを後退させると、充填された側のキャビティから未充填のキャビティへ溶融樹脂が流入するため、未充填のキャビティでは樹脂の混合が生じて成形品の物性が損なわれる場合がある。したがって、第1キャビティ及び第2キャビティの両方が充填された状態でスライドコアを後退させることにより、このような不具合の発生を防止することができる。
【0013】
また成形型内に表皮を配置した状態で成形する表皮一体成形方法に適用しているので、第1キャビティと第2キャビティの境界部においても表皮には溶融樹脂のみが接する。したがって表皮に過大な応力が作用することがなく、通常の表皮一体成形におけるウェルド部分と同様に表皮の外観品質が高く維持される。
そして保圧工程では、第1樹脂部及び第2樹脂部の一方の圧力が他方より高くなるように保圧する。これにより保圧圧力の高い側の樹脂部の溶融樹脂が低い方の樹脂部の内部に楔状に進入するため、両樹脂の接触面積が増大し接合強度が一層増大する。圧力差を設けるには、実際の保圧圧力に差をもたせてもよいし、保圧時間に差をもたせてもよい。
【0014】
保圧工程では、充填完了までの時間が短い側の樹脂部の保圧時間を長くして、充填完了までの時間が長く粘度が上昇している樹脂部の内部に、粘度の低い充填完了までの時間が短い側の樹脂部が進入するようにすることが好ましい。
【0015】
【実施例】
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。本実施例は、エアバッグドアをもつインストルメントパネルの成形に本発明を適用したものである。
図1に本実施例で成形されるインストルメントパネルの斜視図を、図2に図1のA−A断面図を示す。このインストルメントパネル1は、PP製の樹脂基材10と、樹脂基材10表面を覆う表皮2とから構成され、一部にエアバッグドア3が設けられている。エアバッグドア3は、オレフィン系軟質樹脂(TPO)よりなるドア基材30から形成され、インストルメントパネル1から連続する表皮2によって表面が覆われている。
【0016】
そしてインストルメントパネル1とエアバッグドア3との境界部では、エアバッグドア3のドア基材30がインストルメントパネル1の樹脂基材10内へ楔状に進入して一体化している。
上記成形品は以下のようにして製造された。
先ずPPよりなる樹脂層20と、樹脂層20表面に積層された発泡PPよりなる発泡層21と、発泡層21表面に積層されたTPOよりなる表皮層22とよりなり、ラミネート法により三層が一体的に接合された表皮2を用意する。
【0017】
この表皮2は、真空成形によりインストルメントパネル1形状に賦形され、図3に示すように成形型4内に配置される。
成形型4には、インストルメントパネル1の樹脂基材10を成形する第1キャビティ41と、エアバッグドア3のドア基材30を成形する第2キャビティ42が形成され、第1キャビティ41と第2キャビティ42の境界部にはスライドコア40が進退自在に設けられている。
【0018】
この成形型4を用い、図4に示すタイムチャートに従って成形を行った。先ずT1 で成形型4が型閉めされ、型閉めが完了したT2 でスライドコア40が前進して、図3に示すように第1キャビティ41と第2キャビティ42の境界部に突出する。スライドコア40は、先端が表皮2の樹脂層20に当接した後さらに前進されて表皮2を僅かに圧縮する。自身の弾性反力により表皮2はスライドコア40の先端表面と圧接され、第1キャビティ41と第2キャビティ42は互いに不連通状態で区画される。
【0019】
スライドコア40の前進が完了したT3 において、溶融PPが第1キャビティ41に射出され、溶融PPが第1キャビティ41を充填途中のT4 において、溶融TPOが第2キャビティ42に射出される。
第1キャビティ41及び第2キャビティ42が共に充填され、第1樹脂部10’と第2樹脂部30’とが形成された直後のT5 において、スライドコア40が後退する。このときスライドコア40と接していた第1樹脂部10’及び第2樹脂部30’には、スライドコア40への放熱により冷却されてスキン層が形成されている。したがってスライドコア40は、溶融樹脂の付着なく後退することができる。
【0020】
このとき第1樹脂部10’及び第2樹脂部30’は共にまだ溶融状態にあるが、第1キャビティ41及び第2キャビティ42は共に充填されているので、流動はスライドコア40の厚さ分生じるだけである。
そしてT6 で第2樹脂部30’の保圧が開始され、それに僅か遅れたT7 で第1樹脂部10’の保圧が開始される。したがって保圧初期には第2樹脂部30’の圧力が第1樹脂部10’よりも大きくなり、図5に示すように第1樹脂部10’の溶融樹脂は第1樹脂部10’へ進入する。このとき、第1樹脂部10’では中央部が最も温度が高く最も粘度が低いので、第2樹脂部30’の溶融樹脂は第1樹脂部10’の中央部が最も深くなるように楔状に進入する。
【0021】
そしてT8 で第1樹脂部10’の保圧が終了すると、それに僅かに遅れたT9で第2樹脂部30’の保圧が終了する。これにより保圧終了時にも第2樹脂部30’の圧力が第1樹脂部10’よりも大きくなるようにされている。その後30秒間保持冷却され、T10で成形型4が開かれてエアバッグドア3をもつインストルメントパネル1が離型される。
【0022】
すなわち本実施例の2色成形方法によれば、2種類の溶融樹脂を平行して射出しているので、射出時間を短縮することができ成形サイクルがきわめて短縮される。
また本実施例の2色成形方法によれば、インストルメントパネル1とエアバッグドア3との境界部において表皮2には溶融樹脂のみが接触する。したがって通常の射出成形のウェルド部分と同様に、表皮2に大きな応力が作用することがないので、表皮2の外観上の不具合が生じず不良率を著しく低減することができる。
【0023】
そして本実施例の2色成形方法により成形されたインストルメントパネル1では、エアバッグドア3はPP材が混入することなく、全体がTPO材から形成されている。したがってエアバッグドア3は軟質性が損なわれることがないので、PP材の混入によりエアバッグ作動時に割れて飛散するような不具合が回避されている。
【0024】
さらに、インストルメントパネル1とエアバッグドア3との境界部においては、TPO製ドア基材30がPP製樹脂基材10中に楔状に進入している。したがって両者の接合強度が格段に向上している。
【0025】
【発明の効果】
すなわち本発明の2色成形方法によれば、成形品の外観品質を良好に維持しつつ成形のサイクルタイムを短縮することができる。また一方の成形品は確実に1種類の樹脂のみから形成できるので、少なくとも一方の成形品に目的とする特性を確実に与えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例で製造されたインストルメントパネルの斜視図である。
【図2】図1のA−A断面図である。
【図3】本発明の一実施例においてスライドコアを前進させた状態で示す成形型の要部断面図である。
【図4】本発明の一実施例における成形工程のタイムチャートである。
【図5】本発明の一実施例において保圧工程を行っている状態で示す成形型の要部断面図である。
【符号の説明】
1:インストルメントパネル 2:表皮 3:エアバッグドア
4:成形型 10:樹脂基材 10’:第1樹脂部
30:ドア基材 30’:第2樹脂部 40:スライドコア
Claims (1)
- 第1キャビティと第2キャビティとからなるキャビティの一方の型面に表皮を配置する表皮配置工程と、スライドコアにより該第1キャビティと該第2キャビティとを区画した状態で該第1キャビティに第1溶融樹脂を射出し、該第2キャビティに第2溶融樹脂を射出する射出工程と、
該第1キャビティを充填した第1樹脂部及び該第2キャビティを充填した第2樹脂部が共に溶融状態にあるときに該スライドコアを後退させ、次いで該第1樹脂部及び該第2樹脂部の一方の圧力が他方より高くなるように保圧する保圧工程と、を行うことを特徴とする2色成形方法。
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