JP4155912B2 - 被覆付樹脂成形品及びその成形型 - Google Patents

Description

本発明は、基材の表面に被覆層を設けた被覆付樹脂成形品及びその成形型に関するものである。

従来より、強化繊維等が混入された基材の表面に被覆樹脂材料を被覆して樹脂成形品の外観をよくした被覆付樹脂成形品は知られている。このような被覆付樹脂成形品を成形するために、上型と下型とを備えた成形型を、型閉じ状態で横方向に延びる横キャビティと、該横キャビティに対して交差して上下方向に延びる縦キャビティとを有するように構成し、型開き状態で上記横キャビティに対応する下型に第１熱硬化性樹脂材料を載置して型閉じし、加熱及び加圧して基材を成形した後、型開きし、上記基材上に第２熱硬化性樹脂材料を載置して型閉じし、加熱及び加圧して該基材に被覆層を形成することが行われている。

この種の被覆付樹脂成形品を製造する方法として、例えば、特許文献１の発明のように、基材が十分に硬化していない段階で型開きして、基材上に第２熱硬化性樹脂材料を載置し、再び型閉じすることで、適度な柔らかさを有する基材上に第２熱硬化性樹脂材料を押し拡げて基材と第２熱硬化性樹脂材料とが内部で大きく入り乱れた状態となるのを防止し、平滑できれいな被覆層を有する樹脂成形品を成形するものが知られている。

なお、例えば、特許文献２の成形型のように、バスタブに代表される横方向に延びる壁面と、該横方向に延びる壁面に対して交差して上下方向に延びる壁面とを有する樹脂成形品をインモールドコーティング法によって成形するときに、第１熱硬化性樹脂材料の加圧工程で、上下方向に延びる壁面（縦キャビティ）に対応する上型又は下型の成形面に設けたセンサーから圧力を測定して基材の硬化状態を検知し、検知圧力が低下したときに型開きし、第２熱硬化性樹脂材料を注入するものが知られている。
特開平８−２４４０５５号公報 特許第３０４８２８０号公報

しかしながら、上記従来のものであっても、一般に型閉じするときに、縦キャビティに対応する上型の成形面と下型の成形面との間隔は、型閉じの方向と成形面の延びる方向とが略同じ方向になるので、横キャビティに対応する上型の成形面と下型の成形面との間隔よりも早い段階で小さくなりやすく、第２熱硬化性樹脂材料が基材表面上にむらなく拡がり難くなり、基材（第１熱硬化性樹脂材料）と第２熱硬化性樹脂材料とが内部で大きく入り乱れた状態となるのを完全に防ぐことができないという問題があった。

また、上記特許文献２のような圧力センサーを特許文献１の成形型に設置した場合、圧力測定の結果はキャビティ内の温度、上型及び下型の製作誤差等により、バラツキが生じるため、基材と第２熱硬化性樹脂材料とが内部で大きく入り乱れた状態となるのを完全に防止できるように成形型を制御するのは困難である。

また、上記特許文献２のものは、樹脂成形品をインモールドコーティング法によって成形するものであるので、溶融樹脂材料を高圧でキャビティ内に射出することから射出成形機が高価なものとなると共に、設備が大型化するという問題がある。

さらに、上記特許文献１のものでは、基材成形後に型開きしたときに基材の端部からのバリが糸引き状態となり、この状態で基材の上に第２熱硬化性樹脂材料を載置して型閉じすると、糸引き状のバリが成形品となる基材表面上に落下するため、被覆付樹脂成形品の仕上がりが悪くなるという問題がある。

本発明は、かかる諸点に鑑みてなされたものであり、その主たる目的とするところは、型の構成に工夫を加えることにより、被覆付樹脂成形品の外観を美麗なものとすることにある。

また、別の目的とするところは、型の構成に工夫を加えることにより、簡単な構成で基材と第２熱硬化性樹脂材料とが内部で大きく入り乱れた状態となるのを有効に防止し、樹脂成形品を平滑なきれいな表面に成形することにある。

上記の目的を達成するために、請求項１の発明では、上型と下型とを備えた成形型を型閉じ状態で横方向に延びる横キャビティと、該横キャビティに対して交差して上下方向に延びる縦キャビティとを有するように構成し、型開き状態で上記横キャビティに対応する下型に第１熱硬化性樹脂材料を載置して型閉じし、加熱及び加圧して、基材を成形した後、型開きし、上記基材上に第２熱硬化性樹脂材料を載置して型閉じし、加熱及び加圧して該基材に被覆層を形成する被覆付樹脂成形品の成形型を対象とする。

そして、上記下型は、上記縦キャビティに対応する型表面の温度を、上記横キャビティに対応する型表面の温度よりも低く保つ温度調節手段を備えている。

ここで、以下、上下方向とは、斜め方向も含むものとする。

請求項２の発明では、上型と下型とを備えた成形型を型閉じ状態で横方向に延びる横キャビティと、該横キャビティに対して交差して上下方向に延びる縦キャビティとを有するように構成し、型開き状態で上記横キャビティに対応する下型に第１熱硬化性樹脂材料を載置して型閉じし、加熱及び加圧して、基材を成形した後、型開きし、上記基材上に第２熱硬化性樹脂材料を載置して型閉じし、加熱及び加圧して該基材に被覆層を形成する被覆付樹脂成形品の成形型を対象とする。

そして、上記上型と下型とを型閉じしたときに、上記縦キャビティは、上記横キャビティよりも厚さが大きく設定されている。

請求項３の発明では、上型と下型とを備え、型閉じ状態で横方向に延びる横キャビティと、該横キャビティに対して交差して上下方向に延びる縦キャビティとを有する成形型によって成形され、型開き状態で上記横キャビティに対応する下型に第１熱硬化性樹脂材料を載置して型閉じし、加熱及び加圧して、基材が成形された後、型開きし、該基材上に第２熱硬化性樹脂材料を載置して型閉じし、加熱及び加圧して該基材に被覆層が形成された被覆付樹脂成形品を対象とする。

そして、上記縦キャビティによって成形された壁面の肉厚が上記横キャビティによって成形された壁面の肉厚よりも大きく成形されている。

請求項４の発明では、上記請求項３の被覆付樹脂成形品において、上記縦キャビティによって成形された壁面の肉厚が上記横キャビティによって成形された壁面の肉厚よりも７．１〜１４．３％大きく成形されている。

上記請求項１の発明の成形型では、下型に設けた温度調節手段によって、縦キャビティに対応する下型の型表面の温度を横キャビティに対応する型表面の温度よりも低く保っている。

通常、縦キャビティに対応する上型の成形面と下型の成形面との間隔は、型閉じの方向と成形面の延びる方向とが略同じ方向になるので、横キャビティに対応する上型の成形面と下型の成形面との間隔よりも早い段階で小さくなりやすい。このため、縦キャビティ内の第２熱硬化性樹脂材料が拡がり難い。しかし、本願発明では、上記温度調節手段によって縦キャビティ内の基材の硬化を横キャビティ内の基材の硬化よりも遅らせることができる。このことで、縦キャビティ内の基材の表面が柔らかいうちに第２熱硬化性樹脂材料によって基材を上下方向に圧縮しながら、むらなく第２熱硬化性樹脂材料を拡げることができる。よって、樹脂成形品を平滑なきれいな表面に成形することができる。

請求項２の被覆付樹脂成形品の成形型では、上型と下型とを型閉じしたときに、縦キャビティの厚さを横キャビティの厚さよりも大きくしているので、縦キャビティ内の樹脂材料の硬化を横キャビティ内の樹脂材料の硬化よりも遅らせて、樹脂材料の流動性を高めて該樹脂材料を拡がりやすくしている。このため、縦キャビティ内の基材の表面が柔らかいうちに第２熱硬化性樹脂材料によって基材を上下方向に圧縮しながら、第２熱硬化性樹脂材料をむらなく拡げることができる。よって、樹脂成形品を平滑なきれいな表面に成形することができる。

請求項３の発明の被覆付樹脂成形品では、樹脂材料が拡がり難い縦キャビティに対応する壁面の肉厚を横キャビティに対応する壁面の肉厚よりも大きく成形して縦キャビティ内の樹脂材料の硬化を横キャビティ内の樹脂材料の硬化よりも遅らせて、樹脂材料の流動性を高めて該樹脂材料を拡がりやすくしている。このため、縦キャビティ内の基材の表面が柔らかいうちに第２熱硬化性樹脂材料によって基材を上下方向に圧縮しながら、第２熱硬化性樹脂材料をむらなく拡げることができ、表面の外観がきれいな樹脂成形品が得られる。

請求項４の発明の被覆付樹脂成形品では、第２熱硬化性樹脂材料がむらなく拡がるように、縦キャビティに対応する壁面の肉厚を横キャビティに対応する壁面の肉厚よりも７．１〜１４．３％大きく成形している。このため、さらに外観の美麗な樹脂成形品が得られる。

以下、本発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施形態に係る被覆付樹脂成形品としての洗面台カバー１を示す。なお、説明のために、図１の手前側を前側とし、奥側を後側とする。

上記洗面台カバー１は、強化繊維が混入された第１熱硬化性樹脂材料よりなる基材３（図３に示す）の表面に第２熱硬化性樹脂材料の被覆層５を被覆したものであり、横方向に延びる底壁部１１と、この底壁部１１に対して交差して斜め上方向に延びる側壁部１３とを備えている。この底壁部１１と側壁部１３とで容器形状をなしている。

さらに、上記洗面台カバー１は、上記側壁部１３の上端から横方向（水平方向）に延びて、平面視矩形状の外形を有する上壁部１５と、この上壁部１５の後端に対して交差して上方向に延びるバックガード部１７とを有している。

上記上壁部１５の前端には、下側へ折り曲げられるようにして上壁部１５に対して垂直に交差する前垂れ部１６が形成されている。また、バックガード部１７の上端には、後側へ折り曲げられるようにして、水平な後端部１８が形成されている。

そして、図３〜図５に示すように、上記側壁部１３、バックガード部１７及び前垂れ部１６の肉厚ｔ１が、上記底壁部１１、上壁部１５及び後端部１８の肉厚ｔ２よりも７．１〜１４．３％大きく厚肉に成形されている。

上記値が７．１％よりも小さいと、第１及び第２熱硬化性樹脂材料の流動性が悪化する。一方、１４．３％よりも大きくすると、側壁部１３、バックガード部１７及び前垂れ部１６と底壁部１１、上壁部１５及び後端部１８との肉厚差が大きくなり、成形品の脱型後の冷却時に両者の収縮差が増大し、成形品にヒケ、ソリ等が発生し、見映えが悪化する。

図２及び図３は、本実施形態に係る成形型２０によって上記洗面台カバー１を成形する様子を示す断面図である。この成形型２０は、上型２１及び下型２３を備える分割成形型である。この上型２１を移動させて型閉じしたときに、上記洗面台カバー１の底壁部１１、側壁部１３、上壁部１５、バックガード部１７、前垂れ部１６及び後端部１８に対応するように、第１横キャビティ２５、第１縦キャビティ２７、第２横キャビティ２９、第２縦キャビティ３１、第３縦キャビティ３３及び第３横キャビティ３５が形成されている。

そして、上記成形型２０を型閉じしたときに、上記第１〜第３縦キャビティ２７，３１，３３の厚さｔ１は、上記第１〜第３横キャビティ２５，２９，３５の厚さｔ２よりも、７．１〜１４．３％大きくなっている。

また、上記下型２３は、第１〜第３縦キャビティ２７，３１，３３に対応する型表面の温度を、第１〜第３横キャビティ２５，２９，３５に対応する型表面の温度よりも低く保つ温度調節手段（図示せず）を備えている。具体的には、この低温部分は図２に○で示されている。

なお、上型及び下型の型表面近傍には、スチーム流通路が形成され、スチームの温度により上記型表面温度を制御するように構成されている。そして、上記上型２１の型表面の温度は、全域に亘りほぼ一定であり、下型２３の第１〜第３横キャビティ２５，２９，３５に対応する型表面の温度よりも、さらに高く保たれている。

図３〜図５に示すように、成形型２０を型閉じしたときに、上記洗面台カバー１の前垂れ部１６及び後端部１８に相当する第３縦キャビティ３３及び第３横キャビティ３５の外周には、バリ溜まり部４１，４３が形成されている。両キャビティ３３，３５とバリ溜まり部４１，４３とは、上記上型２１及び下型２３間の第１流出路４５によってそれぞれ連通している。また、上記バリ溜まり部４１，４３は、上記上型２１及び下型２３間の第２流出路４７によってそれぞれ外気と連通している。なお、図示しないが、上記上壁部１５及びバックガード部１７に対応する第２横キャビティ２９及び第２縦キャビティ３１の左右側面にも、同様のバリ溜まり部、第１流出路４５及び第２流出路４７がそれぞれ形成されている。

そして、上記上型２１と下型２３とを型閉じしたときに、上記第１流出路４５の隙間ｔ３が上記第２流出路４７の隙間ｔ４よりも大きくなっている（ｔ３＞ｔ４）。

次に、本発明の実施形態に係る洗面台カバー１を成形型２０により成形する工程及び効果について説明する。図２に示すように、まず、上記上型２１と下型２３とを開放した状態で基材３の原料となる第１熱硬化性樹脂材料よりなるＢＭＣ材料３ａを第１横キャビティ２５に対応する下型２３の中央部に載置する。なお、ＢＭＣ材料３ａは、第１熱可塑性樹脂材料よりなるＳＭＣ材料であってもよい。また、第１熱硬化性樹脂材料としては、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ビニールエステル樹脂等に強化繊維を混入させた材料を使用する。

次に、上型２１と下型２３とを型閉じし、上記ＢＭＣ材料３ａを加熱及び加圧して基材３を形成する。この際、上記下型２３は、温度調節手段によって第１〜第３縦キャビティ２７，３１，３３に対応する型表面の温度が第１〜第３横キャビティ２５，２９，３５に対応する型表面の温度よりも低く保たれている。さらに、第１〜第３縦キャビティ２７，３１，３３の厚さｔ１は、第１〜第３横キャビティ２５，２９，３５の厚さｔ２よりも、７．１〜１４．３％大きくなっている。このため、側壁部１３、バックガード部１７及び前垂れ部１６の基材３の硬化を、底壁部１１、上壁部１５及び後端部１８の基材３の硬化よりも遅らせることができる。このことで、第１〜第３縦キャビティ２７，３１，３３内の第１熱可塑性樹脂材料の流動性が高くなり、該樹脂材料が円滑に拡大する。

また、上記上型２１と下型２３との型閉じが進行するに伴って上記第１熱硬化性樹脂材料が上記上型２１と下型２３との間の第２横キャビティ２９、第２縦キャビティ３１の左右側面、第３縦キャビティ３３及び第３横キャビティ３５から第１流出路４５を通ってバリ溜まり部４１，４３に流出する。このとき、第１熱硬化性樹脂材料を第２横キャビティ２９、第２縦キャビティ３１の左右側面、第３縦キャビティ３３及び第３横キャビティ３５からバリ溜まり部４１，４３に流れやすくする一方、バリ溜まり部４１，４３から第２流出路４７を通って流出し難くしているので、第１熱硬化性樹脂材料の端部はバリ溜まり部４１，４３に溜まる。このため、隙間の狭い第２流出路４７によって、成形型２０の全キャビティ２５，２７，…内に十分な圧力を確保することができるので、エアーが基材３、被覆層５、及び基材３と被覆層５との間に残留したり、表面が乱れたりしない。

そして、基材３が完全に固まる前に、上記上型２１及び下型２３を開いて、さらに被覆層５の原料となるアクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ビニールエステル樹脂等の第２熱硬化性樹脂材料よりなる軟化した被覆材料（図示せず）を基材３の底壁部１１に対応する部分の中央部に載置する。

この際、上記バリ溜まり部４１，４３を設けたことにより、型開きしたときに生じる糸引き状のバリが、再度上型２１を閉じるときに基材３の表面上に落下せず、すなわち、糸引き状のバリが基材３と被覆層５との間に混入して洗面台カバー１の仕上がりが悪くなるのを防止することができる。

次いで、再び上型２１と下型２３とを型閉じし、上記被覆樹脂材料を加熱及び加圧して、基材３の表面に被覆層５を形成する。この過程においても、温度調節手段によって、下型２３の第１〜第３縦キャビティ２７，３１，３３の表面温度が第１〜第３横キャビティ２５，２９，３５の表面温度よりも低く保たれているので、第２熱硬化性樹脂材料が拡がり難い上壁部１５、バックガード部１７及び前垂れ部１６に相当する基材３の硬化を、底壁部１１、上壁部１５及び後端部１８に相当する基材３の硬化よりも遅らせることができる。このため、基材３の表面近傍が柔らかく流動性の高いうちに、第２熱硬化性樹脂材料によって基材３を下型２３の成形面に圧縮しながら、むらなく第２熱硬化性樹脂材料を拡げる（拡散する）ことができる。

最後に、型開きし、成形型２０から洗面台カバー１を取り出し、第１流出路４５に相当する部分のバリを切断すればよい。

したがって、本発明の実施形態による成形型２０によると、外観の美麗な洗面台カバー１が得られる。

（その他の実施形態）
本発明は、上記実施形態について被覆付樹脂成形品を洗面台カバー１としたが、横方向に延びる壁面と、該横方向に延びる壁面に対して交差して上下方向に延びる壁面とを有するものであれば、どのような形状のものでもよい。また、上下方向に延びる壁面は、垂直方向に延びる壁面、又は斜め方向に延びる壁面のいずれであってもよい。

また、上記実施形態においては、下型２３に温度調節装置を設け、かつ型閉じしたときに、第１〜第３縦キャビティ２７，３１，３３の厚さｔ１を第１〜第３横キャビティ２５，２９，３５の厚さｔ２よりも、７．１〜１４．３％大きくしているが、下型２３に温度調節装置を設けるのみ、又は型閉じしたときに、第１〜第３縦キャビティ２７，３１，３３の厚さｔ１を第１〜第３横キャビティ２５，２９，３５の厚さｔ２よりも、７．１〜１４．３％大きくするのみでも本発明の効果は発揮される。

また、上記実施形態における第１熱硬化性樹脂材料は、強化繊維を混入したものを使用したが、強化繊維が混入しないものであってもよい。

さらに、第２熱硬化性樹脂材料は、クリアな樹脂材料であってもよい。

以上説明したように、本発明は、基材の表面に被覆樹脂材料が被覆された被覆付樹脂成形品及びその成形型について有用である。

本発明の実施形態に係る洗面台カバーを示す斜視図である。 実施形態に係る成形型によって洗面台カバーを成形する様子を示す断面図である。 成形型を閉じたときの様子を示す図１のIII-III線断面相当図である。 図３のＡ部拡大断面図である。 図３のＢ部拡大断面図である。

符号の説明

１ 洗面台カバー（被覆付樹脂成形品）
３ 基材
３ａ ＢＭＣ材料（第１熱硬化性樹脂材料）
５ 被覆層
２０ 成形型
２１ 上型
２３ 下型
２５ 第１横キャビティ
２７ 第１縦キャビティ
２９ 第２横キャビティ
３１ 第２縦キャビティ
３３ 第３縦キャビティ
３５ 第３横キャビティ
４１，４３ バリ溜まり部
４５ 第１流出路
４７ 第２流出路
ｔ１，ｔ２ 肉厚
ｔ３，ｔ４ 隙間

Claims (4)

1. 上型と下型とを備えた成形型を型閉じ状態で横方向に延びる横キャビティと、該横キャビティに対して交差して上下方向に延びる縦キャビティとを有するように構成し、
   型開き状態で上記横キャビティに対応する下型に第１熱硬化性樹脂材料を載置して型閉じし、加熱及び加圧して、基材を成形した後、
   型開きし、上記基材上に第２熱硬化性樹脂材料を載置して型閉じし、加熱及び加圧して該基材に被覆層を形成する被覆付樹脂成形品の成形型であって、
   上記下型は、上記縦キャビティに対応する型表面の温度を、上記横キャビティに対応する型表面の温度よりも低く保つ温度調節手段を備えていることを特徴とする被覆付樹脂成形品の成形型。
2. 上型と下型とを備えた成形型を型閉じ状態で横方向に延びる横キャビティと、該横キャビティに対して交差して上下方向に延びる縦キャビティとを有するように構成し、
   型開き状態で上記横キャビティに対応する下型に第１熱硬化性樹脂材料を載置して型閉じし、加熱及び加圧して、基材を成形した後、
   型開きし、上記基材上に第２熱硬化性樹脂材料を載置して型閉じし、加熱及び加圧して該基材に被覆層を形成する被覆付樹脂成形品の成形型であって、
   上記上型と下型とを型閉じしたときに、上記縦キャビティは、上記横キャビティよりも厚さが大きく設定されていることを特徴とする被覆付樹脂成形品の成形型。
3. 上型と下型とを備え、型閉じ状態で横方向に延びる横キャビティと、該横キャビティに対して交差して上下方向に延びる縦キャビティとを有する成形型によって成形され、
   型開き状態で上記横キャビティに対応する下型に第１熱硬化性樹脂材料を載置して型閉じし、加熱及び加圧して、基材が成形された後、
   型開きし、上記基材上に第２熱硬化性樹脂材料を載置して型閉じし、加熱及び加圧して該基材に被覆層が形成された被覆付樹脂成形品であって、
   上記縦キャビティによって成形された壁面の肉厚が上記横キャビティによって成形された壁面の肉厚よりも大きく成形されていることを特徴とする被覆付樹脂成形品。
4. 上記縦キャビティによって成形された壁面の肉厚が上記横キャビティによって成形された壁面の肉厚よりも７．１〜１４．３％大きく成形されていることを特徴とする請求項３の被覆付樹脂成形品。

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