JP3841136B2 - 貼り合わせ成形方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表皮材とコア材の溶融樹脂を一体的に成形する貼り合わせ成形方法に係わり、特に裏面に樹脂の発泡層を有する表皮材を用いる貼り合わせ成形において、該成形時に発泡層に生じる損傷を防止して、ソフトで触感の良い貼り合わせ成形品を得ることができる貼り合わせ成形方法に関するものである。
【０００２】
【従来技術】
従来から、成形品の外観や触感等を向上させて成形品の付加価値を高めるための方法として、型開した一対の金型の間に加飾した表皮材を入れて、型閉した後、金型内にコア材である溶融樹脂を充填して表皮材とコア材の樹脂を一体的に成形する貼り合わせ成形方法が行われている。
【０００３】
貼り合わせ成形方法に用いる表皮材は、成形後に外観面を形成することとなる表皮材の表面（表面側と称することもある）に付加価値を高めるための加飾として、絵柄が印刷されていたり、起毛が植設されていたり、あるいは、クリヤー感を出すために透明樹脂の層が形成されていたり等、様々な加工が施されている。また、貼り合わせ成形時にコア材である樹脂と融着することとなる表皮材の裏面（裏面側と称することもある）は、コア材の溶融樹脂との融着性のある材料が選定されている。
【０００４】
また、前記表皮材は、予めプレス成形などによって金型のキャビティ形状とほぼ同形状に賦形された表皮材（以下、プリフォームされた表皮材と称することもある）、あるいは、シート状の表皮材（表皮シートと称することもある）として用いられることが多く、シート状の表皮材は、型閉した金型の間に挟み込まれることによって金型キャビティとほぼ同様な形状に賦形されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年、高級感のあるソフトで触感の良い貼り合わせ成形品を成形するため、裏面に発泡樹脂の層（発泡層と称することもある）を有した表皮材を用いて貼り合わせ成形を行なうことが多くなっている。
【０００６】
ところが、前記した従来の貼り合わせ成形方法では、コア材である溶融樹脂を金型内に充填して表皮材とコア材の樹脂を一体的にする際に、充填するコア材の溶融樹脂が発泡層に直接接するため、金型内に充填するコア材の溶融樹脂の温度で表皮材が加熱され、また、該充填される樹脂の高い充填圧で表皮材が金型に強く押圧される。
【０００７】
前記発泡層は加熱された状態で高い圧力を受けると、融かされて消失したり、つぶされたりする等して損傷（溶損と称することもある）するため、裏面に発泡層を有する表皮材を用いて貼り合わせ成形をおこなっても、発泡層が溶損し成形品にソフト感を出すことができない。
【０００８】
金型内に充填するコア材樹脂の溶融温度や充填圧力を下げると前記のような問題は生じないが、樹脂の溶融温度や充填圧力を下げるとコア材が金型に充填できなくなるので該コア材樹脂の溶融温度や充填圧力を充分に下げることができない。また、コア材樹脂を低い溶融温度で充填できる樹脂に変更しようとしても、成形品に要求される強度等の面からコア材の樹脂の種類を変更できないことが多く、該コア材樹脂の溶融温度や充填圧力を下げることができない。
なお、成形時に発泡層が溶損することを考慮して、表皮材の裏面に厚い発泡層を配したとしても、該発泡層に生じる溶損の程度は、全体に均一でなく場所によって異なるため成形後の発泡層の厚みが不均一となり、その結果、成形品の表面に凹凸が生じて外観を損ねる等といった問題がおこる。
【０００９】
そのため、貼り合わせ成形に発泡層を有する表皮材を使用する場合は、該発泡層がコア材の溶融樹脂によって極度に加熱されることを防ぐため、発泡層がコア材の溶融樹脂と直接に接しないよう保護層を設け、発泡層を表皮材の表面を形成する層と保護層の間の中間層として配していた。しかし、この方法は予め表皮材に保護層を設けるため表皮材の賦形性が悪化し、プリフォーム等の賦形の際にしわや破れ等が生じるので不良品が多く発生する。特に、表皮シートを用いた貼り合わせ成形の場合は、金型で挟み込むことによって表皮材を賦形するので、賦形性が悪いと不良品率が高い。
【００１０】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、裏面に樹脂の発泡層を有する表皮材を用いてソフトで触感の良い貼り合わせ成形品を得ることができる貼り合わせ成形方法に関するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明は、
（１） 型開された一対の金型の間に、裏面に樹脂の発泡層を有する表皮材を配して型閉を行い、該金型のキャビティ面と該発泡層との間に第一の樹脂を溶融状態で充填した後、該第一の樹脂に内包するよう第二の樹脂を溶融状態で充填し、該表皮材と前記二つの樹脂とを一体的に成形する貼り合わせ成形方法であって、該第一の樹脂の充填時の溶融温度は、該第二の樹脂の充填時の溶融温度より低くすることを構成とした。
【００１２】
（２） 型開された一対の金型の間に、裏面に樹脂の発泡層を有する表皮材を配して型閉を行い、該金型のキャビティ面と該発泡層との間に第一の樹脂を溶融状態で充填した後、該第一の樹脂に内包するよう第二の樹脂を溶融状態で充填し、該表皮材と前記二つの樹脂とを一体的に成形する貼り合わせ成形方法であって、前記溶融状態で充填する際において該第一の樹脂は該第二の樹脂より高流動性とすることを構成とした。
【００１３】
（３） 上記（１）、または、（２）の貼り合わせ成形方法おいて、前記第一の樹脂を溶融状態で充填するとともに、金型をわずかに開いて該第一の樹脂と金型のキャビティ面との間に空隙を形成し、該第一の樹脂を該空隙内に膨らませながら、前記第二の樹脂を該第一の樹脂に内包するよう充填することを構成とした。
【００１４】
（４） 上記（１）、または、（２）の貼り合わせ成形方法おいて、前記第一の樹脂の充填前に金型をわずかに開き、該第一の樹脂と金型のキャビティ面との間に空隙を残すようにして該金型に該第一の樹脂を溶融状態で充填し、該第一の樹脂を該空隙内に膨らませながら、前記第二の樹脂を該第一の樹脂に内包するよう充填することを構成とした。
【００１５】
（５） 上記（１）、または、（２）の貼り合わせ成形方法おいて、前記第一、第二の樹脂を金型に充填する際において、該第一、第二の樹脂の充填圧力により金型がわずかに開く型締力で金型を型締し、該第二の樹脂の充填圧力により該第一の樹脂を膨らませながら、該第二の樹脂を該第一の樹脂に内包するよう充填することを構成とした。
【００１６】
（６） 上記（１）から（４）までのいずれか１項に記載の貼り合わせ成形方法において、前記第一の樹脂は、熱可塑性エラストマ樹脂とすることを構成とした。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態（実施例と称することもある）を詳細に説明する。図１、および、図２は本発明の実施例に係り、図１は本発明方法に使用する貼り合わせ成形装置の全体構成図、図２は貼り合わせ成形の際におけるステップを示す金型と金型内の状態を説明する概念図である。図３は表皮シートＳの成形後の発泡層を厚みを従来方法と実施例とで比較したグラフである。図４は本発明の実施例による貼り合わせ成形方法のフローチャートである。図５は本発明方法に係る貼り合わせ成形品の構造を説明する縦断面図である。図６は本発明の第２の実施例による貼り合わせ成形方法のフローチャートである。
【００１８】
図１に示すように、本発明の貼り合わせ成形方法に使用される実施例の貼り合わせ成形装置１００は、金型１０と型締装置２０と多層射出装置３０と制御装置６０とで構成される。
【００１９】
ここで、金型１０は固定盤１に取り付けられた固定金型３と可動盤２に取り付けられた可動金型４とからなり、本実施例に用いた金型１０で成形した成形品は可動金型４のキャビティ面に付着して残る構造であり、図示されていない製品突き出し装置によって可動金型３より突き出して、取りだすことができる構造となっている。
【００２０】
以下、本実施例に用いた型締装置２０を説明する。
型締装置２０は、固定盤１と可動盤２と型締シリンダ２２と、型締シリンダ２２に所望の油圧を供給する油圧源とを備え、可動盤２は型締シリンダ２２の作動により図示しないタイバーに案内されて、固定盤１に対して前後進できるよう構成されている。
【００２１】
また、本実施例においては、位置センサＨが可動盤２の位置を検出できるよう配されており、可動盤２の位置を検出した該位置センサＨの出力信号は、詳細を後述する制御装置６０に入力される。
制御装置６０は、該位置センサＨの出力信号よって可動盤２の位置を検知し、型締シリンダ２２に油圧を供給する型締シリンダ制御バルブを制御して、可動盤２を所望の速度で所望の位置に正確に移動させることにより、可動盤２に取り付けられた可動金型４を所望の速度で所望の位置に正確に移動させて金型１０を自在に開閉し、また、型締できるよう構成されている。
【００２２】
なお、本実施例においては図１に示すような直圧タイプの型締装置２０を使用したが、可動盤２を所望の速度で所望の位置に、正確に、かつ、自在に移動させることができ、金型に十分な型締力を負荷することのできる型締装置であれば、本実施例で説明したものに限らず、トグルタイプ、あるいは、他のタイプの型締装置を本発明に用いても良い。
【００２３】
次に、本実施例に用いた多層射出装置３０を説明する。
多層射出装置３０は図１に示す第一の射出装置３０Ａと第二の射出装置３０Ｂから構成されている。そして、射出装置３０Ａ、および、射出装置３０Ｂは、その各々に、バレルと、バレルに内装されるスクリュと、該バレル内にコア材樹脂を供給するホッパと、該スクリュを前後進させる射出シリンダと、該スクリュを回転させる油圧モータと、射出シリンダと油圧モータに所望の油圧を供給する油圧源を備え、前記バレル外周面には、図示しないヒータが取付けられている。
【００２４】
また、前記射出装置３０Ａ、および、射出装置３０Ｂは、油圧モータによってスクリュが回転することにより、前記ホッパからペレット形状の樹脂がバレル内に供給される構造となっており、該供給された樹脂は、バレルに取付けられたヒータによって加熱され、また、スクリュの回転によって混練圧縮作用を受けることによって溶融しながらスクリュ前方に送られる。
【００２５】
本実施例においては、前記射出装置３０Ａのバレル先端部にあるノズル部には回転式のバルブ３１Ａが配され、バルブ３１Ａが回転することによって、樹脂流路の開閉をおこなう。従って、スクリュの前方に送られた溶融樹脂はバルブ３１Ａが開の状態となっている場合にのみ、射出シリンダにより前進するスクリュにより、バレルの先端部にあるノズルから押出（射出と称することもある）ことができる。
【００２６】
同様に射出装置３０Ｂについてもバレル先端部にあるノズル部には回転式のバルブ３１Ｂが配され、溶融樹脂はバルブ３１Ｂが開の状態となっている場合にのみ、射出シリンダにより前進するスクリュにより、バレルの先端部にあるノズルから押出ことができる。
【００２７】
次に、本実施例に用いた制御装置６０の構成を説明する。
制御装置６０は、型締装置２０を制御する型締制御部と型締条件設定器、および、多層射出装置３０を制御する射出装置制御部と射出条件設定器とからなり、また、本実施例では、金型１０の型開量Ｌｔを制御するため、可動盤２の動きを位置センサＨで検知し常時測定しており、測定結果が制御装置６０に入力される構成となっている。
【００２８】
上記のような構成の貼り合わせ成形装置を用いて行った本発明の実施例に係る貼り合わせ成形方法の工程を、図２、および、図４に基づいて以下に詳細に説明する。
貼り合わせ成形工程は、図４（１）で成形開始（サイクルスタート）を始め、次の図４（２）、（３）の工程で、型締装置２０の作動により金型１０を大きく型開きする。そして、図２（ａ）に示すように、金型が大きく型開き状態のとき、上下のロール６、６により、表皮材である表皮シートＳを固定金型３側に裏面（発泡層）を向けた状態で張架して、固定金型３と可動金型４の間に供給し、表皮シートＳを金型間にセットする。
【００２９】
表皮シートＳを型内にセット完了後、図４（４）の工程に進み、金型１０は型締装置２０の作動により型閉される。この時、表皮シートＳが一定の張力を保って引っ張られたまま、可動金型４によって固定金型３側に押しつけられ、固定金型３と可動金型４の間に挟み込まれる。そして、表皮シートＳは、固定金型３と可動金型４の間に挟み込まれることによって、キャビティ形状にそって、伸ばされ、変形し、キャビティ形状とほぼ同様な形状になり金型の中に配される。
また、本実施例においては型閉時に、金型１０内に内蔵された図示していないシート切断機構が作動し金型１０の上下両端部で表皮シートＳを切断する。
【００３０】
図５に成形後の成形品の縦断面図を示すが、本実施例で表皮材として使用した表皮シートＳは多層構造のシートであり裏面側にポリオレフィン系樹脂（ポリプロピレンとポリエチレンの混合物）の発泡層、中間層（ベース層と称することもある）にポリプロピレン、表面側の表面層にポリ沸化ビニリデン、アクリル等を含有したクリヤー層を有する加飾シートである。
なお、本発明に使用できる表皮材は、本実施例にあるような多層構造のシートに限らず、シートでもプリフォームでも、単層構造でも多層構造でも、裏面が樹脂の発泡層で形成される表皮材であればよい。
【００３１】
次に、金型１０が型閉された後、図４（５）、（６）の工程に進む。
図４（５）、（６）の工程では、図２（ｂ）に示すように、切替バルブ３１Ａが閉から開に切替えて、射出装置３０Ａが射出動作を行い、第一の樹脂（本実施例においては、低密度ポリエチレン）を、表皮シートＳの裏面である発泡層と固定金型３のキャビティ５間に射出充填するが、型締装置２０は第一の樹脂を射出充填する直前から型開動作をはじめ、可動盤２の位置を位置センサーＨでモニターして、前記第一の樹脂を射出充填しながら予め型締条件設定器に設定された所望の型開量Ｌｔ（本実施例においては３．５ｍｍ）まで、正確に金型を型開きする。
【００３２】
充填完了直後の第一の樹脂は、全体の冷却が完了しておらず表面に半固化のスキン層が形成された状態であり、この状態で短時間に型開きを行うと、第一の樹脂は発泡層に融着し第一の樹脂と金型のキャビティ５面との間にわずかな空隙を生じる。しかし、型開き量がわずかなため、スプール部、ランナー部、および、ゲート部等の樹脂は切断されないまま残る。
【００３３】
型開き後は、可動金型４が常に所望の位置（型開量制御と称することもある）にあるように可動盤２の位置を制御する。
勿論、この型開き時には、両金型３，４間に形成されるキャビティ空間は、樹脂が漏れ出さないように封止されている。なお、この時の両金型３，４の相対位置は図２（ｃ）に示す通りである。
【００３４】
なお、本実施例に使用した第一の樹脂（該低密度ポリエチレン）は射出装置３０Ａのバレル設定温度１４０℃で可塑化溶融している。また前記低密度ポリエチレンのメルトフローレートは、ＡＳＴＭのＤ１２３８において５０ｇ／１０ｍｉｎである。また、該低密度ポリエチレンは、後述する第二の樹脂（本実施例においては、ポリプロピレン）との融着性を高める目的で、成形に用いる前にマレイン化処理を予め行ない、マレイン変性としている。
【００３５】
次の図４（７）の工程では、図２（ｃ）に示すように、切替バルブ３１Ｂが閉から開に切替わり、射出装置３０Ｂの射出動作することにより、第二の樹脂（本実施例においては、ポリプロピレン）を金型１０内に射出充填する。
本実施例においては、第一の樹脂の射出充填とともに金型を型開きして空隙を形成し、すぐに、第二の樹脂（本実施例においては、ポリプロピレン）を第一の樹脂と同一のゲートから金型１０内に射出充填することにより、第二の樹脂は第一の樹脂を前記空隙内に膨らませながら第一の樹脂に内包されるように充填される。
【００３６】
なお、本実施例において使用したポリプロピレンのメルトフローレートは、ＡＳＴＭのＤ１２３８において５５ｇ／１０ｍｉｎであり、射出装置３０Ｂのバレル設定温度２００℃で可塑化溶融している。
【００３７】
第二の樹脂の射出充填完了後、図４（８）、（９）の工程に進み、図２（ｄ）に示すように切替バルブ３１Ｂを開から閉に切替えるとともに、切替バルブ３１Ａを閉から開に切替えて第一の樹脂をわずかな量だけ射出充填する。
そして、充填完了とともに、予め型締条件設定器に設定された型開量Ｌｔ（本実施例においては、２．５ｍｍ）まで金型を閉じることにより、金型内に充填された第一、第二の樹脂に圧力をかけながら（型締による保圧工程と称することもある）成形品の冷却を行なって、第一、第二の樹脂の冷却にともない発生するひけの発生を防止する。
なお、第一の樹脂を最後に射出充填したのは、スプール部やランナー部等に残っている第二の樹脂を第一の樹脂によって金型キャビティ内に押出すことによって、次の成形サイクルにおいて、最初の第一の樹脂の射出充填の際に、第二の樹脂が混入することを防止するためである。
【００３８】
冷却完了後、図４（１１）の工程に進み、可動盤２の型開量制御を解除する。そして、図４（１２）から（１４）までの工程では、図２（ｅ）に示すように型締シリンダ２２の作動により金型１０を大きく型開きし、成形品を金型より取出すことにより１サイクルを終了する。
【００３９】
なお、本実施例は、型締による保圧工程をおこなうことで、射出装置３１Ａより保圧をかけた際に生じる金型ゲート部からの補償流動による樹脂の損傷を防止し、また、保圧の低圧化をはかることができる。
しかしながら、前記ひけの発生を防止するために、射出装置３０Ｂより保圧をかけるといった射出成形において一般的な保圧方法を、本発明においても適用できることは勿論である。
【００４０】
図３は、成形後の表皮シートＳの発泡層の厚みを測定した結果を示すグラフであり、図３の実施例（第１）が本実施例の場合の発泡層の厚みを示す。
本実施例において使用した裏面側にポリオレフィン系樹脂（ポリプロピレンとポリエチレンの混合物）の発泡層を配する表皮材の発泡層の融点は１２０℃から１４０℃の間である。
従来法では、第一の樹脂を充填することなく、充填に高い溶融温度（２００℃）を要する第二の樹脂（ポリプロピレン）のみを充填しているため、高い溶融温度を有した第二の樹脂が発泡層に直接接し発泡層は極度に加熱されて溶損が発生し、成形前と比べると発泡層の厚みが著しく減少している。
それに比較して、本実施例（第１）の場合は発泡層の厚みの減少が少なく発泡層の溶損が防止されている。
【００４１】
本実施例では、成形品のコア材として２種類の樹脂を充填する。第一の樹脂は溶融温度（本実施例においては、１４０℃である）が低く、充填の際の発泡層が受ける温度を低く抑えることができ、また充填時に金型１０がわずかに型開状態となっていることで該充填時の樹脂流路が拡大されて発泡層にかかる樹脂の充填圧力が低減される等の理由から、第一の樹脂完了後は、発泡層の溶損が少なく、成形後でも発泡層の厚みは十分に厚みを保持している。
その後、第二の樹脂を射出充填するが、第二の樹脂は第一の樹脂に内包されるように充填されるため、高い溶融温度（本実施例においては、２００℃である）を有した第二の樹脂が発泡層に直接接することはなく、発泡層は極度に加熱されることがないので溶損することがない。
【００４２】
なお、第一の樹脂の充填時の溶融温度が、前記表皮材の裏面の発泡層が溶解する温度（溶解温度と称することもある）より高くても、第二の樹脂が発泡層に直接接する時に比較すれば、発泡層の溶損が抑える効果が認められる。
しかし、第一の樹脂の充填時の溶融温度は該発泡層の溶解温度よりあまり高くない範囲の温度（溶解温度より４０℃程度まで高い範囲の温度）であることが好ましく、第一の樹脂の充填時の溶融温度が、該発泡層の溶解温度と同等、あるいは、それより低い範囲の温度であることが特に好ましい。
なお、前記溶解温度は、結晶性樹脂では融点に相当する温度である。
【００４３】
また、本実施例の場合、第一の樹脂と第二の樹脂の種類を異ならせたが、一般的に、樹脂は分子量によってその性質が大きくことなり、同じ種類の樹脂であっても、分子量が低いものは軟化温度が低いが強度的に弱く、分子量が大いものは軟化温度が高いが強度的に強いという性質を有することが多いことから、同じ種類で分子量のみが異なる樹脂を２種類用い、分子量の小さいものを第一の樹脂とし、分子量の大きいものを第二の樹脂として用い、本発明を実施しても良い。
【００４４】
また、本実施例の場合、第一の樹脂を充填するとともに金型１０を所望の型開量Ｌｔまで型開きするようにしたが、大きく型開きした金型１０を所望するわずかな型開量Ｌｔになるまで型閉することにより、あるいは、大きく型開きした金型１０を一旦完全に型閉して所望の型開量Ｌｔまで型開きすることにより、金型１０をわずかに型開き状態とした後、第一の樹脂の射出充填を開始するといった方法を本発明の貼り合わせ成形方法に用いても良い。
この場合は、第一の樹脂を充填する際に金型１０内のキャビティ内に未充填部分（該第一の樹脂と金型１０のキャビティ面との間の空隙）を残すようにしてショート気味に射出し、次に第二の樹脂を射出して該第一の樹脂を該未充填部分の空隙に膨らませながら、第二の樹脂が第一の樹脂に内包されるように充填する。そして、充填完了とともに、予め型締条件設定器に設定された型開量まで金型を閉じることにより、金型内に充填された第一、第二の樹脂に圧力をかけながら成形品の冷却を行なって、第一、第二の樹脂の冷却にともない発生するひけの発生を防止する。
射出前に金型１０を所望の寸法まで開くこの方法は、射出動作と型開動作を同時に行う必要がないため、動作が安定して正確に行え、常に安定した貼り合わせ成形を実施することができる。
【００４５】
また、本実施例においては、第一の樹脂の充填とともに、金型をわずかに開いて型開状態として第一の樹脂と固定金型３の金型キャビティ５面との間に空隙を生じさせたが、金型のキャビティ部に中子（可動コア）を配してキャビティ可変機構とし、第一樹脂の充填するとともに、油圧シリンダ等の駆動手段によって該中子を摺動させることにより前記空隙を生じさせる方法を、本発明の貼り合わせ成形方法に用いても良い。
【００４６】
なお、第一の樹脂を充填する際において、金型１０を開くことなく、金型１０内のキャビティ内に未充填部分（金型内の空隙）を残してショート気味に射出し、次に第二の樹脂を射出して該第一の樹脂を該未充填部分の空隙に膨らませながら、第二の樹脂が第一の樹脂に内包されるように充填し、その後、第一の樹脂、あるいは、第二の樹脂により金型１０内に保圧をかけるといった一般的なサンドイッチ成形方法の樹脂の充填方法を本発明の貼り合わせ成形方法に用いても良い。
【００４７】
次に、本発明による第２の実施例として、図６に示すような工程の貼り合わせ成形方法を以下に説明する。
第２の実施例には、前述した実施例（第１の実施例と称することもある）と同一の材料（表皮材、第一の樹脂、第二の樹脂）を使用した。
第２の実施例は、図６のフローチャートに示すように、図６（４）の工程までは第１の実施例と同一の工程である。
【００４８】
第２の実施例では、第一の樹脂が射出充填される前に、金型の型締力を調整して、第一の樹脂の充填により金型１０が開くような型締力に設定する。
第２の実施例では、第一の樹脂の射出充填圧力の設定が３００ｋｇ／ｃｍ2であり、金型キャビティの投影面積が６００ｃｍ2であったので、型締力を３０トン（３００００ｋｇ）として、第一の樹脂の充填により金型１０が容易に開くような型締力に調整した。
【００４９】
通常、樹脂の充填時の圧力で金型１０は開かない型締力で型締されているため、第一の樹脂の射出充填圧力の設定が３００ｋｇ／ｃｍ2の時には、金型１０内に最大３００ｋｇ／ｃｍ2の充填圧力が発生する可能性がある。
しかし、金型１０内に充填される樹脂の平均圧力は、型締力を投影面積で除した値を超えることはないので、型締力を低く抑えれば該平均圧力を低く抑えることができる。従って、第２の実施例おいては、該第一の樹脂の充填時の平均圧力は、５０ｋｇ／ｃｍ2を超えることはなく、発泡層にかかる圧力を低減化することができる。
【００５０】
次に、第二の樹脂の充填圧力で金型１０が開くように型締力を調整した後、図２（ｃ）に示すように、第二の樹脂（本実施例においては、ポリプロピレン）を第一の樹脂と同一のゲートから金型１０内に射出充填すると、第二の樹脂はその充填圧力で金型１０を開きながら第一の樹脂を膨らませて、第一の樹脂に内包されるように充填する。
【００５１】
なお、第二の樹脂の充填時の際も、前述した第一の樹脂の充填時同様に、型締力を低く抑えれば該平均圧力を低く抑えることができ、発泡層にかかる圧力を低減化することができる。
【００５２】
第二の樹脂の射出充填完了後、図６（８）、（９）の工程に進み、切替バルブ３１Ｂを開から閉に切替えるとともに、切替バルブ３１Ａを閉から開に切替えて第一の樹脂をわずかな量だけ射出充填し、充填完了とともに、予め型締条件設定器に設定された型締力を金型１０に負荷することにより金型内に充填された第一、第二の樹脂に圧力をかけながら（型締による保圧工程と称することもある）成形品の冷却を行ない、第一、第二の樹脂の冷却にともない発生するひけの発生を防止する。
【００５３】
冷却完了後、図６（１１）の工程に進み、可動盤２の型締力制御を解除する。その後は、第１の実施例と同様な工程を進み、型締シリンダ２２の作動により金型１０を大きく型開きし、成形品を金型より取出すことにより１サイクルを終了する。
【００５４】
第２の実施例は、以上のような工程により、第１の実施例と同様に成形品のコア材として２種類の樹脂を充填する。そして、第１の実施例と同様に、充填の際に発泡層が受ける温度を低く抑えることができ、また、発泡層にかかる圧力を低く抑えることができるので、発泡層の溶損を防止することができる。
図３の実施例（第２）に第２の実施例の場合の発泡層の厚みを示すが、従来法と比べて発泡層の溶損を防止する効果が高いことがわかる。
また、第２の実施例においては、第１の実施例と異なり型開き位置の制御などは必要なく、型締圧力を制御するだけでよいので装置が簡略化でき効率的である。
【００５５】
次に、本発明による第３の実施例として、充填時の溶融粘度が第二の樹脂より低く高流動性である樹脂を、第一の樹脂として用いて前述した第１の実施例と同様な貼り合わせ成形方法をおこなった。
その結果、流動性の悪い第二の樹脂を流動性の良好な第一の樹脂に内包した状態で金型１０内に充填していくことで、流動性の悪い第二の樹脂を単体で充填していく従来の成形法に比べると充填圧力を低下させることができ、発泡層の溶損を防止することができた。
【００５６】
なお、充填時の流動性が第二の樹脂より高流動性である樹脂を第一の樹脂として用い、かつ、第一の樹脂の充填時の溶融温度を第二の樹脂の充填時の溶融温度より低くすれば、成形時に発泡層が溶融樹脂から受ける温度と圧力の両方を低く抑えることができるので、さらに発泡層の溶損を防止する効果が高く、良好な成形品を得ることができる。
【００５７】
また、本発明による第４の実施例として、第一の樹脂に熱可塑性エラストマ樹脂を用いて第１の実施例と同様な貼り合わせ成形方法をおこなった。
その結果、発泡層と第二の樹脂との間にソフト感のある熱可塑性エラストマ樹脂が配されて、成形後の貼り合わせ成形品の触感が大きく向上し、高級感のある貼り合わせ成形品を得ることができた。
第４の実施例に使用した熱可塑性エラストマ樹脂は、ポリスチレン系の熱可塑性エラストマ樹脂であり、射出装置３０Ａのバレル設定温度１８０℃で可塑化溶融している。この材料の硬度は、ＪＩＳＫ６３０１のＡ法において、３５ポイントのものである。
【００５８】
低密度ポリエチレンを使用した実施例に比較すると、発泡層の溶損は大きいが、第二の樹脂のみをコア材として充填する、従来法に比較すれば発泡層の溶損は小さく発泡層の厚みが減少も小さい。
【００５９】
なお、熱可塑性エラストマ樹脂（ＴＰＥと称することもある）は、常温では加硫ゴムの性質を示すが、加熱すると可塑化されて一般的なプラスチック成形装置で成形できる高分子材料であり、例えば、プラスチックとエラストマのブレンドによって、あるいは、（ポリスチレン）−（ポリブタジエン）−（ポリスチレン）のようなブロックコポリマー等の形で存在している。
また、第４の実施例には第一の樹脂としてポリスチレン系の熱可塑性エラストマ樹脂を使用したが、発泡層、および、第二の樹脂との融着性を有し、充填時の溶融温度が第二の樹脂の充填時の溶融温度より低い、あるいは、第二の樹脂より充填時に高流動性である、かすれば、ポリスチレン系の熱可塑性エラストマ樹脂に限らず、ポリオレフィン系、ポリエステル系、ポリブタジエン系等、どのような熱可塑性熱エラストマ樹脂を第一の樹脂として用いても良い。
【００６０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の貼り合わせ成形方法においては、
第１の発明では、裏面に樹脂の発泡層を有する表皮材を用いて貼り合わせ成形する際において、金型のキャビティ面と表皮材の裏面の発泡層との間に、充填時の溶融温度が低い第一の樹脂を充填した後に、充填時の溶融温度が高い第二の樹脂を第一の樹脂に内包するように充填することによって、高い溶融温度を有する第二の樹脂が発泡層に直接接することがなくなり、発泡層は極度に加熱されることがなく溶損が防止されて、良好な貼り合わせ成形品を得ることができる。
【００６１】
第２の発明では、裏面に樹脂の発泡層を有する表皮材を用いて貼り合わせ成形する際において、金型のキャビティ面と表皮材の裏面の発泡層との間に、高流動性の第一の樹脂を低い充填圧力で充填した後、第二の樹脂を第一の樹脂に内包するように充填することにより、流動性の悪い第二の樹脂を流動性の良好な第一の樹脂に内包した状態で金型内に充填していくことで、流動性の悪い第二の樹脂を単体で充填していく従来の成形法に比べると充填圧力を低下させることができ、発泡層が受ける圧力を低く抑えることができるので、成形時の発泡層のつぶれが抑えられ発泡層の損傷を防止できる。
【００６２】
第３、４の発明では、第一の樹脂を充填する前に金型をわずかに開く、あるいは、第一の樹脂を溶融状態で充填するとともに金型をわずかに開く、ことにより、第一の樹脂の充填時に金型をわずかに型開状態することによって、第一の樹脂が充填時に発泡層に強く衝突しすることを防止し、かつ、第二の樹脂を第一の樹脂に内包するように充填することができるので、発泡層が受ける温度、圧力を低く抑えて溶損のない良好な貼り合わせ成形品を得ることができる。
【００６３】
第５の発明では、第一、第二の樹脂の充填圧力により金型が開く型締力で金型を型締し、該第一、第二の樹脂の射出充填の圧力により金型を開きながら金型内に樹脂を充填するといった簡単な方法によって、低い充填圧力により前記第二の樹脂を前記第一の樹脂に内包するよう充填することができ、型締装置や金型等の構造を複雑にすることなく、溶損のない良好な貼り合わせ成形品を得る貼り合わせ成形を実施することができる。
【００６４】
第６の発明では、前記第一の樹脂を熱可塑性エラストマ樹脂とすることによって、発泡層と第二の樹脂との間にソフト感のある熱可塑性エラストマ樹脂が配されて、成形後の貼り合わせ成形品の触感が大きく向上し、高級感のある高付加価値な貼り合わせ成形品を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法に適用される貼り合わせ成形装置の実施例に係る全体構成図である。
【図２】本発明の貼り合わせ成形の実施例に係る際におけるステップを示す金型と金型内の状態を説明する概念図であり、（ａ）は金型間に表皮シートＳをセットした状態を示す図、（ｂ）は第一の樹脂を射出充填した状態を示す図、（ｃ）は第二の樹脂を射出充填した状態を示す図、（ｄ）は第一の樹脂を射出充填した状態を示す図、（ｅ）は成形品を金型より取出した状態を示す図である。
【図３】成形後の発泡層の厚みを従来方法と本発明の実施例とで比較したグラフである。
【図４】本発明の貼り合わせ成形方法の実施例に係る工程フローチャートである。
【図５】本発明の貼り合わせ成形方法の実施例に係る成形品の構造を説明する縦断面図である。
【図６】本発明の貼り合わせ成形方法の第２の実施例に係る工程フローチャートである。
【符号の簡単な説明】
３ 固定金型
４ 可動金型
５ 金型キャビティ
１０ 金型
２０ 型締装置
３０ 多層射出装置
６０ 制御装置
１００ 貼り合わせ成形装置
Ｓ 表皮シート
【発明の属する技術分野】
本発明は、表皮材とコア材の溶融樹脂を一体的に成形する貼り合わせ成形方法に係わり、特に裏面に樹脂の発泡層を有する表皮材を用いる貼り合わせ成形において、該成形時に発泡層に生じる損傷を防止して、ソフトで触感の良い貼り合わせ成形品を得ることができる貼り合わせ成形方法に関するものである。
【０００２】
【従来技術】
従来から、成形品の外観や触感等を向上させて成形品の付加価値を高めるための方法として、型開した一対の金型の間に加飾した表皮材を入れて、型閉した後、金型内にコア材である溶融樹脂を充填して表皮材とコア材の樹脂を一体的に成形する貼り合わせ成形方法が行われている。
【０００３】
貼り合わせ成形方法に用いる表皮材は、成形後に外観面を形成することとなる表皮材の表面（表面側と称することもある）に付加価値を高めるための加飾として、絵柄が印刷されていたり、起毛が植設されていたり、あるいは、クリヤー感を出すために透明樹脂の層が形成されていたり等、様々な加工が施されている。また、貼り合わせ成形時にコア材である樹脂と融着することとなる表皮材の裏面（裏面側と称することもある）は、コア材の溶融樹脂との融着性のある材料が選定されている。
【０００４】
また、前記表皮材は、予めプレス成形などによって金型のキャビティ形状とほぼ同形状に賦形された表皮材（以下、プリフォームされた表皮材と称することもある）、あるいは、シート状の表皮材（表皮シートと称することもある）として用いられることが多く、シート状の表皮材は、型閉した金型の間に挟み込まれることによって金型キャビティとほぼ同様な形状に賦形されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年、高級感のあるソフトで触感の良い貼り合わせ成形品を成形するため、裏面に発泡樹脂の層（発泡層と称することもある）を有した表皮材を用いて貼り合わせ成形を行なうことが多くなっている。
【０００６】
ところが、前記した従来の貼り合わせ成形方法では、コア材である溶融樹脂を金型内に充填して表皮材とコア材の樹脂を一体的にする際に、充填するコア材の溶融樹脂が発泡層に直接接するため、金型内に充填するコア材の溶融樹脂の温度で表皮材が加熱され、また、該充填される樹脂の高い充填圧で表皮材が金型に強く押圧される。
【０００７】
前記発泡層は加熱された状態で高い圧力を受けると、融かされて消失したり、つぶされたりする等して損傷（溶損と称することもある）するため、裏面に発泡層を有する表皮材を用いて貼り合わせ成形をおこなっても、発泡層が溶損し成形品にソフト感を出すことができない。
【０００８】
金型内に充填するコア材樹脂の溶融温度や充填圧力を下げると前記のような問題は生じないが、樹脂の溶融温度や充填圧力を下げるとコア材が金型に充填できなくなるので該コア材樹脂の溶融温度や充填圧力を充分に下げることができない。また、コア材樹脂を低い溶融温度で充填できる樹脂に変更しようとしても、成形品に要求される強度等の面からコア材の樹脂の種類を変更できないことが多く、該コア材樹脂の溶融温度や充填圧力を下げることができない。
なお、成形時に発泡層が溶損することを考慮して、表皮材の裏面に厚い発泡層を配したとしても、該発泡層に生じる溶損の程度は、全体に均一でなく場所によって異なるため成形後の発泡層の厚みが不均一となり、その結果、成形品の表面に凹凸が生じて外観を損ねる等といった問題がおこる。
【０００９】
そのため、貼り合わせ成形に発泡層を有する表皮材を使用する場合は、該発泡層がコア材の溶融樹脂によって極度に加熱されることを防ぐため、発泡層がコア材の溶融樹脂と直接に接しないよう保護層を設け、発泡層を表皮材の表面を形成する層と保護層の間の中間層として配していた。しかし、この方法は予め表皮材に保護層を設けるため表皮材の賦形性が悪化し、プリフォーム等の賦形の際にしわや破れ等が生じるので不良品が多く発生する。特に、表皮シートを用いた貼り合わせ成形の場合は、金型で挟み込むことによって表皮材を賦形するので、賦形性が悪いと不良品率が高い。
【００１０】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、裏面に樹脂の発泡層を有する表皮材を用いてソフトで触感の良い貼り合わせ成形品を得ることができる貼り合わせ成形方法に関するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明は、
（１） 型開された一対の金型の間に、裏面に樹脂の発泡層を有する表皮材を配して型閉を行い、該金型のキャビティ面と該発泡層との間に第一の樹脂を溶融状態で充填した後、該第一の樹脂に内包するよう第二の樹脂を溶融状態で充填し、該表皮材と前記二つの樹脂とを一体的に成形する貼り合わせ成形方法であって、該第一の樹脂の充填時の溶融温度は、該第二の樹脂の充填時の溶融温度より低くすることを構成とした。
【００１２】
（２） 型開された一対の金型の間に、裏面に樹脂の発泡層を有する表皮材を配して型閉を行い、該金型のキャビティ面と該発泡層との間に第一の樹脂を溶融状態で充填した後、該第一の樹脂に内包するよう第二の樹脂を溶融状態で充填し、該表皮材と前記二つの樹脂とを一体的に成形する貼り合わせ成形方法であって、前記溶融状態で充填する際において該第一の樹脂は該第二の樹脂より高流動性とすることを構成とした。
【００１３】
（３） 上記（１）、または、（２）の貼り合わせ成形方法おいて、前記第一の樹脂を溶融状態で充填するとともに、金型をわずかに開いて該第一の樹脂と金型のキャビティ面との間に空隙を形成し、該第一の樹脂を該空隙内に膨らませながら、前記第二の樹脂を該第一の樹脂に内包するよう充填することを構成とした。
【００１４】
（４） 上記（１）、または、（２）の貼り合わせ成形方法おいて、前記第一の樹脂の充填前に金型をわずかに開き、該第一の樹脂と金型のキャビティ面との間に空隙を残すようにして該金型に該第一の樹脂を溶融状態で充填し、該第一の樹脂を該空隙内に膨らませながら、前記第二の樹脂を該第一の樹脂に内包するよう充填することを構成とした。
【００１５】
（５） 上記（１）、または、（２）の貼り合わせ成形方法おいて、前記第一、第二の樹脂を金型に充填する際において、該第一、第二の樹脂の充填圧力により金型がわずかに開く型締力で金型を型締し、該第二の樹脂の充填圧力により該第一の樹脂を膨らませながら、該第二の樹脂を該第一の樹脂に内包するよう充填することを構成とした。
【００１６】
（６） 上記（１）から（４）までのいずれか１項に記載の貼り合わせ成形方法において、前記第一の樹脂は、熱可塑性エラストマ樹脂とすることを構成とした。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態（実施例と称することもある）を詳細に説明する。図１、および、図２は本発明の実施例に係り、図１は本発明方法に使用する貼り合わせ成形装置の全体構成図、図２は貼り合わせ成形の際におけるステップを示す金型と金型内の状態を説明する概念図である。図３は表皮シートＳの成形後の発泡層を厚みを従来方法と実施例とで比較したグラフである。図４は本発明の実施例による貼り合わせ成形方法のフローチャートである。図５は本発明方法に係る貼り合わせ成形品の構造を説明する縦断面図である。図６は本発明の第２の実施例による貼り合わせ成形方法のフローチャートである。
【００１８】
図１に示すように、本発明の貼り合わせ成形方法に使用される実施例の貼り合わせ成形装置１００は、金型１０と型締装置２０と多層射出装置３０と制御装置６０とで構成される。
【００１９】
ここで、金型１０は固定盤１に取り付けられた固定金型３と可動盤２に取り付けられた可動金型４とからなり、本実施例に用いた金型１０で成形した成形品は可動金型４のキャビティ面に付着して残る構造であり、図示されていない製品突き出し装置によって可動金型３より突き出して、取りだすことができる構造となっている。
【００２０】
以下、本実施例に用いた型締装置２０を説明する。
型締装置２０は、固定盤１と可動盤２と型締シリンダ２２と、型締シリンダ２２に所望の油圧を供給する油圧源とを備え、可動盤２は型締シリンダ２２の作動により図示しないタイバーに案内されて、固定盤１に対して前後進できるよう構成されている。
【００２１】
また、本実施例においては、位置センサＨが可動盤２の位置を検出できるよう配されており、可動盤２の位置を検出した該位置センサＨの出力信号は、詳細を後述する制御装置６０に入力される。
制御装置６０は、該位置センサＨの出力信号よって可動盤２の位置を検知し、型締シリンダ２２に油圧を供給する型締シリンダ制御バルブを制御して、可動盤２を所望の速度で所望の位置に正確に移動させることにより、可動盤２に取り付けられた可動金型４を所望の速度で所望の位置に正確に移動させて金型１０を自在に開閉し、また、型締できるよう構成されている。
【００２２】
なお、本実施例においては図１に示すような直圧タイプの型締装置２０を使用したが、可動盤２を所望の速度で所望の位置に、正確に、かつ、自在に移動させることができ、金型に十分な型締力を負荷することのできる型締装置であれば、本実施例で説明したものに限らず、トグルタイプ、あるいは、他のタイプの型締装置を本発明に用いても良い。
【００２３】
次に、本実施例に用いた多層射出装置３０を説明する。
多層射出装置３０は図１に示す第一の射出装置３０Ａと第二の射出装置３０Ｂから構成されている。そして、射出装置３０Ａ、および、射出装置３０Ｂは、その各々に、バレルと、バレルに内装されるスクリュと、該バレル内にコア材樹脂を供給するホッパと、該スクリュを前後進させる射出シリンダと、該スクリュを回転させる油圧モータと、射出シリンダと油圧モータに所望の油圧を供給する油圧源を備え、前記バレル外周面には、図示しないヒータが取付けられている。
【００２４】
また、前記射出装置３０Ａ、および、射出装置３０Ｂは、油圧モータによってスクリュが回転することにより、前記ホッパからペレット形状の樹脂がバレル内に供給される構造となっており、該供給された樹脂は、バレルに取付けられたヒータによって加熱され、また、スクリュの回転によって混練圧縮作用を受けることによって溶融しながらスクリュ前方に送られる。
【００２５】
本実施例においては、前記射出装置３０Ａのバレル先端部にあるノズル部には回転式のバルブ３１Ａが配され、バルブ３１Ａが回転することによって、樹脂流路の開閉をおこなう。従って、スクリュの前方に送られた溶融樹脂はバルブ３１Ａが開の状態となっている場合にのみ、射出シリンダにより前進するスクリュにより、バレルの先端部にあるノズルから押出（射出と称することもある）ことができる。
【００２６】
同様に射出装置３０Ｂについてもバレル先端部にあるノズル部には回転式のバルブ３１Ｂが配され、溶融樹脂はバルブ３１Ｂが開の状態となっている場合にのみ、射出シリンダにより前進するスクリュにより、バレルの先端部にあるノズルから押出ことができる。
【００２７】
次に、本実施例に用いた制御装置６０の構成を説明する。
制御装置６０は、型締装置２０を制御する型締制御部と型締条件設定器、および、多層射出装置３０を制御する射出装置制御部と射出条件設定器とからなり、また、本実施例では、金型１０の型開量Ｌｔを制御するため、可動盤２の動きを位置センサＨで検知し常時測定しており、測定結果が制御装置６０に入力される構成となっている。
【００２８】
上記のような構成の貼り合わせ成形装置を用いて行った本発明の実施例に係る貼り合わせ成形方法の工程を、図２、および、図４に基づいて以下に詳細に説明する。
貼り合わせ成形工程は、図４（１）で成形開始（サイクルスタート）を始め、次の図４（２）、（３）の工程で、型締装置２０の作動により金型１０を大きく型開きする。そして、図２（ａ）に示すように、金型が大きく型開き状態のとき、上下のロール６、６により、表皮材である表皮シートＳを固定金型３側に裏面（発泡層）を向けた状態で張架して、固定金型３と可動金型４の間に供給し、表皮シートＳを金型間にセットする。
【００２９】
表皮シートＳを型内にセット完了後、図４（４）の工程に進み、金型１０は型締装置２０の作動により型閉される。この時、表皮シートＳが一定の張力を保って引っ張られたまま、可動金型４によって固定金型３側に押しつけられ、固定金型３と可動金型４の間に挟み込まれる。そして、表皮シートＳは、固定金型３と可動金型４の間に挟み込まれることによって、キャビティ形状にそって、伸ばされ、変形し、キャビティ形状とほぼ同様な形状になり金型の中に配される。
また、本実施例においては型閉時に、金型１０内に内蔵された図示していないシート切断機構が作動し金型１０の上下両端部で表皮シートＳを切断する。
【００３０】
図５に成形後の成形品の縦断面図を示すが、本実施例で表皮材として使用した表皮シートＳは多層構造のシートであり裏面側にポリオレフィン系樹脂（ポリプロピレンとポリエチレンの混合物）の発泡層、中間層（ベース層と称することもある）にポリプロピレン、表面側の表面層にポリ沸化ビニリデン、アクリル等を含有したクリヤー層を有する加飾シートである。
なお、本発明に使用できる表皮材は、本実施例にあるような多層構造のシートに限らず、シートでもプリフォームでも、単層構造でも多層構造でも、裏面が樹脂の発泡層で形成される表皮材であればよい。
【００３１】
次に、金型１０が型閉された後、図４（５）、（６）の工程に進む。
図４（５）、（６）の工程では、図２（ｂ）に示すように、切替バルブ３１Ａが閉から開に切替えて、射出装置３０Ａが射出動作を行い、第一の樹脂（本実施例においては、低密度ポリエチレン）を、表皮シートＳの裏面である発泡層と固定金型３のキャビティ５間に射出充填するが、型締装置２０は第一の樹脂を射出充填する直前から型開動作をはじめ、可動盤２の位置を位置センサーＨでモニターして、前記第一の樹脂を射出充填しながら予め型締条件設定器に設定された所望の型開量Ｌｔ（本実施例においては３．５ｍｍ）まで、正確に金型を型開きする。
【００３２】
充填完了直後の第一の樹脂は、全体の冷却が完了しておらず表面に半固化のスキン層が形成された状態であり、この状態で短時間に型開きを行うと、第一の樹脂は発泡層に融着し第一の樹脂と金型のキャビティ５面との間にわずかな空隙を生じる。しかし、型開き量がわずかなため、スプール部、ランナー部、および、ゲート部等の樹脂は切断されないまま残る。
【００３３】
型開き後は、可動金型４が常に所望の位置（型開量制御と称することもある）にあるように可動盤２の位置を制御する。
勿論、この型開き時には、両金型３，４間に形成されるキャビティ空間は、樹脂が漏れ出さないように封止されている。なお、この時の両金型３，４の相対位置は図２（ｃ）に示す通りである。
【００３４】
なお、本実施例に使用した第一の樹脂（該低密度ポリエチレン）は射出装置３０Ａのバレル設定温度１４０℃で可塑化溶融している。また前記低密度ポリエチレンのメルトフローレートは、ＡＳＴＭのＤ１２３８において５０ｇ／１０ｍｉｎである。また、該低密度ポリエチレンは、後述する第二の樹脂（本実施例においては、ポリプロピレン）との融着性を高める目的で、成形に用いる前にマレイン化処理を予め行ない、マレイン変性としている。
【００３５】
次の図４（７）の工程では、図２（ｃ）に示すように、切替バルブ３１Ｂが閉から開に切替わり、射出装置３０Ｂの射出動作することにより、第二の樹脂（本実施例においては、ポリプロピレン）を金型１０内に射出充填する。
本実施例においては、第一の樹脂の射出充填とともに金型を型開きして空隙を形成し、すぐに、第二の樹脂（本実施例においては、ポリプロピレン）を第一の樹脂と同一のゲートから金型１０内に射出充填することにより、第二の樹脂は第一の樹脂を前記空隙内に膨らませながら第一の樹脂に内包されるように充填される。
【００３６】
なお、本実施例において使用したポリプロピレンのメルトフローレートは、ＡＳＴＭのＤ１２３８において５５ｇ／１０ｍｉｎであり、射出装置３０Ｂのバレル設定温度２００℃で可塑化溶融している。
【００３７】
第二の樹脂の射出充填完了後、図４（８）、（９）の工程に進み、図２（ｄ）に示すように切替バルブ３１Ｂを開から閉に切替えるとともに、切替バルブ３１Ａを閉から開に切替えて第一の樹脂をわずかな量だけ射出充填する。
そして、充填完了とともに、予め型締条件設定器に設定された型開量Ｌｔ（本実施例においては、２．５ｍｍ）まで金型を閉じることにより、金型内に充填された第一、第二の樹脂に圧力をかけながら（型締による保圧工程と称することもある）成形品の冷却を行なって、第一、第二の樹脂の冷却にともない発生するひけの発生を防止する。
なお、第一の樹脂を最後に射出充填したのは、スプール部やランナー部等に残っている第二の樹脂を第一の樹脂によって金型キャビティ内に押出すことによって、次の成形サイクルにおいて、最初の第一の樹脂の射出充填の際に、第二の樹脂が混入することを防止するためである。
【００３８】
冷却完了後、図４（１１）の工程に進み、可動盤２の型開量制御を解除する。そして、図４（１２）から（１４）までの工程では、図２（ｅ）に示すように型締シリンダ２２の作動により金型１０を大きく型開きし、成形品を金型より取出すことにより１サイクルを終了する。
【００３９】
なお、本実施例は、型締による保圧工程をおこなうことで、射出装置３１Ａより保圧をかけた際に生じる金型ゲート部からの補償流動による樹脂の損傷を防止し、また、保圧の低圧化をはかることができる。
しかしながら、前記ひけの発生を防止するために、射出装置３０Ｂより保圧をかけるといった射出成形において一般的な保圧方法を、本発明においても適用できることは勿論である。
【００４０】
図３は、成形後の表皮シートＳの発泡層の厚みを測定した結果を示すグラフであり、図３の実施例（第１）が本実施例の場合の発泡層の厚みを示す。
本実施例において使用した裏面側にポリオレフィン系樹脂（ポリプロピレンとポリエチレンの混合物）の発泡層を配する表皮材の発泡層の融点は１２０℃から１４０℃の間である。
従来法では、第一の樹脂を充填することなく、充填に高い溶融温度（２００℃）を要する第二の樹脂（ポリプロピレン）のみを充填しているため、高い溶融温度を有した第二の樹脂が発泡層に直接接し発泡層は極度に加熱されて溶損が発生し、成形前と比べると発泡層の厚みが著しく減少している。
それに比較して、本実施例（第１）の場合は発泡層の厚みの減少が少なく発泡層の溶損が防止されている。
【００４１】
本実施例では、成形品のコア材として２種類の樹脂を充填する。第一の樹脂は溶融温度（本実施例においては、１４０℃である）が低く、充填の際の発泡層が受ける温度を低く抑えることができ、また充填時に金型１０がわずかに型開状態となっていることで該充填時の樹脂流路が拡大されて発泡層にかかる樹脂の充填圧力が低減される等の理由から、第一の樹脂完了後は、発泡層の溶損が少なく、成形後でも発泡層の厚みは十分に厚みを保持している。
その後、第二の樹脂を射出充填するが、第二の樹脂は第一の樹脂に内包されるように充填されるため、高い溶融温度（本実施例においては、２００℃である）を有した第二の樹脂が発泡層に直接接することはなく、発泡層は極度に加熱されることがないので溶損することがない。
【００４２】
なお、第一の樹脂の充填時の溶融温度が、前記表皮材の裏面の発泡層が溶解する温度（溶解温度と称することもある）より高くても、第二の樹脂が発泡層に直接接する時に比較すれば、発泡層の溶損が抑える効果が認められる。
しかし、第一の樹脂の充填時の溶融温度は該発泡層の溶解温度よりあまり高くない範囲の温度（溶解温度より４０℃程度まで高い範囲の温度）であることが好ましく、第一の樹脂の充填時の溶融温度が、該発泡層の溶解温度と同等、あるいは、それより低い範囲の温度であることが特に好ましい。
なお、前記溶解温度は、結晶性樹脂では融点に相当する温度である。
【００４３】
また、本実施例の場合、第一の樹脂と第二の樹脂の種類を異ならせたが、一般的に、樹脂は分子量によってその性質が大きくことなり、同じ種類の樹脂であっても、分子量が低いものは軟化温度が低いが強度的に弱く、分子量が大いものは軟化温度が高いが強度的に強いという性質を有することが多いことから、同じ種類で分子量のみが異なる樹脂を２種類用い、分子量の小さいものを第一の樹脂とし、分子量の大きいものを第二の樹脂として用い、本発明を実施しても良い。
【００４４】
また、本実施例の場合、第一の樹脂を充填するとともに金型１０を所望の型開量Ｌｔまで型開きするようにしたが、大きく型開きした金型１０を所望するわずかな型開量Ｌｔになるまで型閉することにより、あるいは、大きく型開きした金型１０を一旦完全に型閉して所望の型開量Ｌｔまで型開きすることにより、金型１０をわずかに型開き状態とした後、第一の樹脂の射出充填を開始するといった方法を本発明の貼り合わせ成形方法に用いても良い。
この場合は、第一の樹脂を充填する際に金型１０内のキャビティ内に未充填部分（該第一の樹脂と金型１０のキャビティ面との間の空隙）を残すようにしてショート気味に射出し、次に第二の樹脂を射出して該第一の樹脂を該未充填部分の空隙に膨らませながら、第二の樹脂が第一の樹脂に内包されるように充填する。そして、充填完了とともに、予め型締条件設定器に設定された型開量まで金型を閉じることにより、金型内に充填された第一、第二の樹脂に圧力をかけながら成形品の冷却を行なって、第一、第二の樹脂の冷却にともない発生するひけの発生を防止する。
射出前に金型１０を所望の寸法まで開くこの方法は、射出動作と型開動作を同時に行う必要がないため、動作が安定して正確に行え、常に安定した貼り合わせ成形を実施することができる。
【００４５】
また、本実施例においては、第一の樹脂の充填とともに、金型をわずかに開いて型開状態として第一の樹脂と固定金型３の金型キャビティ５面との間に空隙を生じさせたが、金型のキャビティ部に中子（可動コア）を配してキャビティ可変機構とし、第一樹脂の充填するとともに、油圧シリンダ等の駆動手段によって該中子を摺動させることにより前記空隙を生じさせる方法を、本発明の貼り合わせ成形方法に用いても良い。
【００４６】
なお、第一の樹脂を充填する際において、金型１０を開くことなく、金型１０内のキャビティ内に未充填部分（金型内の空隙）を残してショート気味に射出し、次に第二の樹脂を射出して該第一の樹脂を該未充填部分の空隙に膨らませながら、第二の樹脂が第一の樹脂に内包されるように充填し、その後、第一の樹脂、あるいは、第二の樹脂により金型１０内に保圧をかけるといった一般的なサンドイッチ成形方法の樹脂の充填方法を本発明の貼り合わせ成形方法に用いても良い。
【００４７】
次に、本発明による第２の実施例として、図６に示すような工程の貼り合わせ成形方法を以下に説明する。
第２の実施例には、前述した実施例（第１の実施例と称することもある）と同一の材料（表皮材、第一の樹脂、第二の樹脂）を使用した。
第２の実施例は、図６のフローチャートに示すように、図６（４）の工程までは第１の実施例と同一の工程である。
【００４８】
第２の実施例では、第一の樹脂が射出充填される前に、金型の型締力を調整して、第一の樹脂の充填により金型１０が開くような型締力に設定する。
第２の実施例では、第一の樹脂の射出充填圧力の設定が３００ｋｇ／ｃｍ2であり、金型キャビティの投影面積が６００ｃｍ2であったので、型締力を３０トン（３００００ｋｇ）として、第一の樹脂の充填により金型１０が容易に開くような型締力に調整した。
【００４９】
通常、樹脂の充填時の圧力で金型１０は開かない型締力で型締されているため、第一の樹脂の射出充填圧力の設定が３００ｋｇ／ｃｍ2の時には、金型１０内に最大３００ｋｇ／ｃｍ2の充填圧力が発生する可能性がある。
しかし、金型１０内に充填される樹脂の平均圧力は、型締力を投影面積で除した値を超えることはないので、型締力を低く抑えれば該平均圧力を低く抑えることができる。従って、第２の実施例おいては、該第一の樹脂の充填時の平均圧力は、５０ｋｇ／ｃｍ2を超えることはなく、発泡層にかかる圧力を低減化することができる。
【００５０】
次に、第二の樹脂の充填圧力で金型１０が開くように型締力を調整した後、図２（ｃ）に示すように、第二の樹脂（本実施例においては、ポリプロピレン）を第一の樹脂と同一のゲートから金型１０内に射出充填すると、第二の樹脂はその充填圧力で金型１０を開きながら第一の樹脂を膨らませて、第一の樹脂に内包されるように充填する。
【００５１】
なお、第二の樹脂の充填時の際も、前述した第一の樹脂の充填時同様に、型締力を低く抑えれば該平均圧力を低く抑えることができ、発泡層にかかる圧力を低減化することができる。
【００５２】
第二の樹脂の射出充填完了後、図６（８）、（９）の工程に進み、切替バルブ３１Ｂを開から閉に切替えるとともに、切替バルブ３１Ａを閉から開に切替えて第一の樹脂をわずかな量だけ射出充填し、充填完了とともに、予め型締条件設定器に設定された型締力を金型１０に負荷することにより金型内に充填された第一、第二の樹脂に圧力をかけながら（型締による保圧工程と称することもある）成形品の冷却を行ない、第一、第二の樹脂の冷却にともない発生するひけの発生を防止する。
【００５３】
冷却完了後、図６（１１）の工程に進み、可動盤２の型締力制御を解除する。その後は、第１の実施例と同様な工程を進み、型締シリンダ２２の作動により金型１０を大きく型開きし、成形品を金型より取出すことにより１サイクルを終了する。
【００５４】
第２の実施例は、以上のような工程により、第１の実施例と同様に成形品のコア材として２種類の樹脂を充填する。そして、第１の実施例と同様に、充填の際に発泡層が受ける温度を低く抑えることができ、また、発泡層にかかる圧力を低く抑えることができるので、発泡層の溶損を防止することができる。
図３の実施例（第２）に第２の実施例の場合の発泡層の厚みを示すが、従来法と比べて発泡層の溶損を防止する効果が高いことがわかる。
また、第２の実施例においては、第１の実施例と異なり型開き位置の制御などは必要なく、型締圧力を制御するだけでよいので装置が簡略化でき効率的である。
【００５５】
次に、本発明による第３の実施例として、充填時の溶融粘度が第二の樹脂より低く高流動性である樹脂を、第一の樹脂として用いて前述した第１の実施例と同様な貼り合わせ成形方法をおこなった。
その結果、流動性の悪い第二の樹脂を流動性の良好な第一の樹脂に内包した状態で金型１０内に充填していくことで、流動性の悪い第二の樹脂を単体で充填していく従来の成形法に比べると充填圧力を低下させることができ、発泡層の溶損を防止することができた。
【００５６】
なお、充填時の流動性が第二の樹脂より高流動性である樹脂を第一の樹脂として用い、かつ、第一の樹脂の充填時の溶融温度を第二の樹脂の充填時の溶融温度より低くすれば、成形時に発泡層が溶融樹脂から受ける温度と圧力の両方を低く抑えることができるので、さらに発泡層の溶損を防止する効果が高く、良好な成形品を得ることができる。
【００５７】
また、本発明による第４の実施例として、第一の樹脂に熱可塑性エラストマ樹脂を用いて第１の実施例と同様な貼り合わせ成形方法をおこなった。
その結果、発泡層と第二の樹脂との間にソフト感のある熱可塑性エラストマ樹脂が配されて、成形後の貼り合わせ成形品の触感が大きく向上し、高級感のある貼り合わせ成形品を得ることができた。
第４の実施例に使用した熱可塑性エラストマ樹脂は、ポリスチレン系の熱可塑性エラストマ樹脂であり、射出装置３０Ａのバレル設定温度１８０℃で可塑化溶融している。この材料の硬度は、ＪＩＳＫ６３０１のＡ法において、３５ポイントのものである。
【００５８】
低密度ポリエチレンを使用した実施例に比較すると、発泡層の溶損は大きいが、第二の樹脂のみをコア材として充填する、従来法に比較すれば発泡層の溶損は小さく発泡層の厚みが減少も小さい。
【００５９】
なお、熱可塑性エラストマ樹脂（ＴＰＥと称することもある）は、常温では加硫ゴムの性質を示すが、加熱すると可塑化されて一般的なプラスチック成形装置で成形できる高分子材料であり、例えば、プラスチックとエラストマのブレンドによって、あるいは、（ポリスチレン）−（ポリブタジエン）−（ポリスチレン）のようなブロックコポリマー等の形で存在している。
また、第４の実施例には第一の樹脂としてポリスチレン系の熱可塑性エラストマ樹脂を使用したが、発泡層、および、第二の樹脂との融着性を有し、充填時の溶融温度が第二の樹脂の充填時の溶融温度より低い、あるいは、第二の樹脂より充填時に高流動性である、かすれば、ポリスチレン系の熱可塑性エラストマ樹脂に限らず、ポリオレフィン系、ポリエステル系、ポリブタジエン系等、どのような熱可塑性熱エラストマ樹脂を第一の樹脂として用いても良い。
【００６０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の貼り合わせ成形方法においては、
第１の発明では、裏面に樹脂の発泡層を有する表皮材を用いて貼り合わせ成形する際において、金型のキャビティ面と表皮材の裏面の発泡層との間に、充填時の溶融温度が低い第一の樹脂を充填した後に、充填時の溶融温度が高い第二の樹脂を第一の樹脂に内包するように充填することによって、高い溶融温度を有する第二の樹脂が発泡層に直接接することがなくなり、発泡層は極度に加熱されることがなく溶損が防止されて、良好な貼り合わせ成形品を得ることができる。
【００６１】
第２の発明では、裏面に樹脂の発泡層を有する表皮材を用いて貼り合わせ成形する際において、金型のキャビティ面と表皮材の裏面の発泡層との間に、高流動性の第一の樹脂を低い充填圧力で充填した後、第二の樹脂を第一の樹脂に内包するように充填することにより、流動性の悪い第二の樹脂を流動性の良好な第一の樹脂に内包した状態で金型内に充填していくことで、流動性の悪い第二の樹脂を単体で充填していく従来の成形法に比べると充填圧力を低下させることができ、発泡層が受ける圧力を低く抑えることができるので、成形時の発泡層のつぶれが抑えられ発泡層の損傷を防止できる。
【００６２】
第３、４の発明では、第一の樹脂を充填する前に金型をわずかに開く、あるいは、第一の樹脂を溶融状態で充填するとともに金型をわずかに開く、ことにより、第一の樹脂の充填時に金型をわずかに型開状態することによって、第一の樹脂が充填時に発泡層に強く衝突しすることを防止し、かつ、第二の樹脂を第一の樹脂に内包するように充填することができるので、発泡層が受ける温度、圧力を低く抑えて溶損のない良好な貼り合わせ成形品を得ることができる。
【００６３】
第５の発明では、第一、第二の樹脂の充填圧力により金型が開く型締力で金型を型締し、該第一、第二の樹脂の射出充填の圧力により金型を開きながら金型内に樹脂を充填するといった簡単な方法によって、低い充填圧力により前記第二の樹脂を前記第一の樹脂に内包するよう充填することができ、型締装置や金型等の構造を複雑にすることなく、溶損のない良好な貼り合わせ成形品を得る貼り合わせ成形を実施することができる。
【００６４】
第６の発明では、前記第一の樹脂を熱可塑性エラストマ樹脂とすることによって、発泡層と第二の樹脂との間にソフト感のある熱可塑性エラストマ樹脂が配されて、成形後の貼り合わせ成形品の触感が大きく向上し、高級感のある高付加価値な貼り合わせ成形品を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法に適用される貼り合わせ成形装置の実施例に係る全体構成図である。
【図２】本発明の貼り合わせ成形の実施例に係る際におけるステップを示す金型と金型内の状態を説明する概念図であり、（ａ）は金型間に表皮シートＳをセットした状態を示す図、（ｂ）は第一の樹脂を射出充填した状態を示す図、（ｃ）は第二の樹脂を射出充填した状態を示す図、（ｄ）は第一の樹脂を射出充填した状態を示す図、（ｅ）は成形品を金型より取出した状態を示す図である。
【図３】成形後の発泡層の厚みを従来方法と本発明の実施例とで比較したグラフである。
【図４】本発明の貼り合わせ成形方法の実施例に係る工程フローチャートである。
【図５】本発明の貼り合わせ成形方法の実施例に係る成形品の構造を説明する縦断面図である。
【図６】本発明の貼り合わせ成形方法の第２の実施例に係る工程フローチャートである。
【符号の簡単な説明】
３ 固定金型
４ 可動金型
５ 金型キャビティ
１０ 金型
２０ 型締装置
３０ 多層射出装置
６０ 制御装置
１００ 貼り合わせ成形装置
Ｓ 表皮シート
Claims (6)
- 型開された一対の金型の間に、裏面に樹脂の発泡層を有する表皮材を配して型閉を行い、該金型のキャビティ面と該発泡層との間に第一の樹脂を溶融状態で充填した後、該第一の樹脂に内包するよう第二の樹脂を溶融状態で充填し、該表皮材と前記二つの樹脂とを一体的に成形する貼り合わせ成形方法であって、
該第一の樹脂の充填時の溶融温度は、該第二の樹脂の充填時の溶融温度より低いことを特徴とする貼り合わせ成形方法。 - 型開された一対の金型の間に、裏面に樹脂の発泡層を有する表皮材を配して型閉を行い、該金型のキャビティ面と該発泡層との間に第一の樹脂を溶融状態で充填した後、該第一の樹脂に内包するよう第二の樹脂を溶融状態で充填し、該表皮材と前記二つの樹脂とを一体的に成形する貼り合わせ成形方法であって、
前記溶融状態で充填する際において該第一の樹脂は該第二の樹脂より高流動性であることを特徴とする貼り合わせ成形方法。 - 前記第一の樹脂を溶融状態で充填するとともに、金型をわずかに開いて該第一の樹脂と金型のキャビティ面との間に空隙を形成し、該第一の樹脂を該空隙内に膨らませながら、前記第二の樹脂を該第一の樹脂に内包するよう充填することを特徴とする請求項１、又は、請求項２記載の貼り合わせ成形方法。
- 前記第一の樹脂の充填前に金型をわずかに開き、該第一の樹脂と金型のキャビティ面との間に空隙を残すようにして該金型に該第一の樹脂を溶融状態で充填し、該第一の樹脂を該空隙内に膨らませながら、前記第二の樹脂を該第一の樹脂に内包するよう充填することを特徴とする請求項１、又は、請求項２記載の貼り合わせ成形方法。
- 前記第一、第二の樹脂を金型に充填する際において、該第一、第二の樹脂の充填圧力により金型がわずかに開く型締力で金型を型締し、該第二の樹脂の充填圧力により該第一の樹脂を膨らませながら、該第二の樹脂を該第一の樹脂に内包するよう充填することを特徴とする請求項１、又は、請求項２記載の貼り合わせ成形方法。
- 前記第一の樹脂は、熱可塑性エラストマ樹脂であることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の貼り合わせ成形方法。
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