JP4359170B2 - 樹脂成形品の成形方法 - Google Patents

Description

本発明は、複数の樹脂層が積層された積層体からなる樹脂成形品の成形方法に関し、樹脂成形時の接着剤漏れ防止技術の分野に属する。

自動車のインストルメントパネルなどの樹脂成形品は、剛性、耐久性、触感、意匠性等の様々な条件を満足させるために、複数種の樹脂の層からなる積層体によって構成される場合がある。

このような積層体からなる樹脂成形品の成形方法として、例えば、特許文献１に、第１の型にセットされた基材と第２の型にセットされた表皮材との間のキャビティ空間に、ホットメルト接着剤を注入するものが開示されている。

特開２０００−２６３６４７号公報

ところで、特許文献１に記載の方法で成形すると、成形品の基材と表皮材との重合部端部から接着剤が漏れ、成形品の品質低下を招く虞がある。

この接着剤漏れ防止の対策としては、例えば、図１９及び図２１に示すように、
基材１０２に三角リブ（凸部）１０２ｅを設け、表皮材１０１の裏面側に型締めを行うことにより上記三角リブ１０２ｅを押し付け、空間Ｙに注入される接着剤をシールする方法と、図１９及び図２０に示すように、基材１０２に表皮材１０１側に向けて開放する折り返し部１０２ｂを設け、折り返し部１０２ｂに表皮材１０１の辺部１０１ａを挿入して該折り返し部１０２ｂの内面に表皮材１０１の上記辺部１０１aの表面側１０１ｂを当接させ、基材１０２の折り返し部１０２ｂの内面と表皮材１０１の辺部１０１ａの上面１０１ｂとが注入された接着剤の圧力により圧接するシール方法とがあり、これらのシール方法は所望する成形品の形状、用途によって組み合わせて用いられることがある。しかし、上記２つのシール方法を組み合わせて使用した場合、シール方法が切り替る部位で表皮材１０１を基材１０２に圧接する方向が逆方向に切り替るため折り返し部１０２ｂの側端部で表皮材１０１は基材１０２にどちらのシール方法でも圧接できない部位が生じる。さらに、図２０に示すように、折り返し部１０２ｂの側端部では、表皮材１０１と基材１０２との間に隙間Ｚが残存するため、これらの部位から接着剤の漏れが生じてしまう。

そこで、本発明は、第１の型に表皮材をセットすると共に、第２の型に、上記表皮材を積層する部位において少なくとも1つの辺部に該表皮材側に向けて開放する折り返し部が設けられ、かつ該辺部に隣接する他の辺部の表皮材に対向する面に該他の辺部に沿って延びる凸部が設けられた基材をセットし、上記第１の型と第２の型とを型締めして、上記折り返し部に表皮材の辺部を挿入して該折り返し部の内面に表皮材の上記辺部の表面側を当接させ、かつ基材の上記凸部に表皮材の裏面側を押し付けた状態で、表皮材と基材との間の空間に接着剤を注入する場合において、折り返し部の側端部からの接着剤漏れを防止することができる成形方法を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明は、次のように構成したことを特徴とする。

まず、本願の請求項１に記載の発明（以下、第１発明という）は、第１の型に表皮材をセットすると共に、第２の型に、上記表皮材を積層する部位において少なくとも1つの辺部に該表皮材側に向けて開放する折り返し部が設けられ、かつ該辺部に隣接する他の辺部の表皮材に対向する面に該他の辺部に沿って延びる凸部が設けられた基材をセットし、上記第１の型と第２の型とを型締めして、上記折り返し部に表皮材の辺部を挿入して該折り返し部の内面に表皮材の上記辺部の表面側を当接させ、かつ基材の上記凸部に表皮材の裏面側を押し付けた状態で、表皮材と基材との間の空間に接着剤を注入することにより複数層に成形される樹脂成形品の成形方法であって、表皮材及び基材を、上記折り返し部内における接着剤を注入する表皮材と基材との間の空間断面が、上記折り返し部が設けられた辺部に沿う方向において側端部側よりも内方側の方が大きくなるようにセットする。

また、本願の請求項２に記載の発明（以下、第２発明という）は、第１発明において、表皮材の辺部の表面側に、先端に向けて傾斜した端面を設け、基材の折り返し部内面に、上記表皮材の端面を密着させることを特徴とする。

また、本願の請求項３に記載の発明（以下、第３発明という）は、第１発明または第２発明において、表皮材として、スキン層と発泡層とからなるものを用いることを特徴とする。

次に、本発明の効果について説明する。

まず、第１発明によれば、本願の請求項１に記載の発明（以下、第１発明という）は、第１の型に表皮材をセットすると共に、第２の型に、上記表皮材を積層する部位において少なくとも1つの辺部に該表皮材側に向けて開放する折り返し部が設けられ、かつ該辺部に隣接する他の辺部の表皮材に対向する面に該他の辺部に沿って延びる凸部が設けられた基材をセットし、上記第１の型と第２の型とを型締めして、上記鋭角状折り返し部に表皮材の辺部を挿入して該折り返し部の内面に表皮材の上記辺部の表面側を当接させ、かつ基材の上記凸部に表皮材の裏面側を押し付けた状態で、表皮材と基材との間の空間に接着剤を注入する場合に、表皮材及び基材を、上記折り返し部内における接着剤を注入する表皮材と基材との間の空間断面が、上記折り返し部が設けられた辺部に沿う方向において側端部側よりも内方側の方が大きくなるようにセットするから、折り返し部の設けられた辺部に沿う方向においては内方側に接着剤の流入が促進される一方、側端部側には接着剤の流入が抑制され、上記側端部からの接着剤の漏れが防止される。また、このような作用効果を、上記のような簡単なシール方法で実現することができる。

また、第２発明によれば、表皮材の辺部の表面側に、先端に向けて傾斜した端面を設け、基材の折り返し部内面に、上記表皮材の端面を密着させるから、接着剤の漏れがより確実に防止されることとなる。

そして、第３発明によれば、表皮材として、スキン層と発泡層とからなるものを用いるから、成形品の触感を向上しつつ、第１発明及び第２発明の作用効果を得ることができる。

以下、本発明の実施の形態について説明する。

まず、本発明に係る成形方法により成形されたインストルメントパネル１について説明する。図１は、このインストルメントパネル１の平面図（表面側）であり、図２は、図１のＡ−Ａ断面、図３は、図２のＢ−Ｂ断面である。図１に示すように、このインストルメントパネル１は、左ハンドル仕様車における助手席側座席の前部のものであり、該パネル１の右端側には、乗員側への送風用開口１ａが設けられていると共に、その前方側にはフロントウィンドウ側への送風用開口１ｂが設けられている。

このインストルメントパネル１は、図２に示すように、該パネル１の表面側（車室に面する側）を構成する表皮材２の層と、裏面側を構成する基材３の層と、これらの層を接着する接着剤４が硬化した層とからなる積層体で構成されている。図３に示すように、表皮材２の層は、表面を構成するスキン層５とクッション性を有する発泡材からなる発泡層６とからなる。なお、表皮材２としては、公知のパウダースラッシュ成形により、基材３としては、公知の射出成形により、それぞれ予めインストルメントパネル形状に成形されたものが用いられている。接着剤４が硬化した層は、溶融樹脂としての溶融したホットメルト接着剤を冷却硬化して形成されている。また、各層はリサイクルを容易にするためポリプロピレン系の材料で統一されている。

図１、図２に示すように、材料としての基材３には、基材３と表皮材２との間の空間に接着剤４を注入するときにノズル２１（後述する）が挿通されるノズル挿通孔３ａが設けられており、成形後は、このノズル挿通孔３ａ内にも接着剤４が上端まで充填される。

ここで、このインストルメントパネル１の図１に示す車両前方側となる辺部１ｃ側は、図４、図５に示すように、基材３の辺部３ｂに設けられた折り返し部３ｃ内に、表皮材２の辺部２ａが挿入された構造とされている。以下、この折り返し部３ｃと表皮材２の辺部２ａとの間からの接着剤漏れ防止のためのシール構造、及びその成形方法について説明する。

まず、図６を用いてこのインストルメントパネル１の成形装置１０について説明する。この成形装置１０は、図示しない駆動手段により図６上で上下方向に移動可能に支持されて、基材３がセットされる可動金型１１と，図示しない支持部材に固定されて、表皮材２がセットされる固定金型１２との、一対の金型を有する。

金型１１の外面には、型閉めにより上記表皮材２と基材３との間に形成される接着剤注入空間Ｘ（図１３参照）に接着剤４を注入する接着剤注入装置２０がブラケット１３を介して設けられている。

この接着剤注入装置２０は、可動金型１１に設けられたノズル挿通孔１１ａに摺動可能に挿通されたノズル２１と、ノズル２１への接着剤４の供給を制御するアプリケータ２２と、ノズル２１及びアプリケータ２２を昇降させるノズル昇降機構２３と、接着剤タンク２４とを有する（図７参照）。

図７に示すように、アプリケータ２２は、接着剤タンク２４内の接着剤４をノズル２１側に移送するポンプ２２ａと、ノズル２１側への接着剤４の供給を制御する電磁弁２２ｂとで構成されている。ノズル昇降機構２３はエアシリンダで構成されている。なお、該昇降機構２３は油圧シリンダや電動モータ等を用いて構成してもよい。

成形装置１０はコントローラ１００を有し、該コントローラ１００は、接着剤注入装置２０のアプリケータ２２のポンプ２２ａ及び電磁弁２２ｂを制御してノズル２１への接着剤４の供給を制御すると共に、ノズル昇降機構２３を制御してノズル２１及びアプリケータ２２を昇降させる。コントローラ１００には、上記金型１１，１２を閉じた後、接着剤注入装置２０の作動を開始させるためのスタートスイッチが接続されている。

次に、この成形に用いられる基材３及び表皮材２について説明する。

まず、基材３としては図８に示すものを用いる。この基材３は、上記辺部３ｂに表皮材２が重合される側に向けて開放して折り返された折り返し部３ｃを有する。この折り返し部３ｃは斜め下方に屈曲して延びる下壁３ｇと、該下壁３ｇの下端で斜め上方に鋭角的に屈曲する端壁３ｈと、該端壁３ｈの上端で屈曲して斜め上方に延びる上壁３ｉとを有する。上壁３ｉと下壁３ｇとは略平行に設けられている。

また、折り返し部３ｃが設けられた辺部３ｂに隣接する他の辺部３ｄの表皮材２に対向する面３ｅには、該他の辺部３ｄに沿って延びる三角リブ（凸部）３ｆが設けられている。該三角リブ３ｆは、折り返し部３ｃの端壁３ｈの内面に接合されている。また、図４、図５に示すように、折り返し部３ｃには、辺部３ｂに沿う方向において側端部３ｒより内方側に、膨出部３ｊが設けられている。なお、この膨出部３ｊについては後ほど詳述する。

一方、表皮材２としては図９に示すものを用いる。この表皮材２は、基材３の上記折り返し部３ｃに挿入される表皮材２の辺部２ａの表面側２ｃの端面２ｂが、先端２ｆに向けて傾斜している。この傾斜角度φ１は、図８に示す基材３の端壁３ｈ内面と上壁３ｉ内面との挟み角φ２と略同一とされている。また、表皮材２の辺部２ａの屈曲部２ｅから先端２ｆまでの長さが、図８に示す三角リブ３ｆの屈曲部３ｐから先端３ｑまでの長さとほぼ同じもしくは若干長くされている。これは、図５に示すように、表皮材２の辺部２ａを折り返し部３ｃ内に挿入して、基材３の折り返し部３ｃの上壁３ｉ内面と表皮材２の上面２ｃとが当接した状態のときに、基材３の折り返し部３ｃの端壁３ｈ内面と表皮材２の端面２ｂとを密着させることを目的とする。

また、表皮材２のスキン層５及び発泡層６は、それぞれ、端面２ｂ側においては厚みがそれぞれ徐々に薄くなりながら先端２ｆまで延びている。

ここで、この表皮材２の製造方法について説明しておく。前述したように、この表皮材２はスラッシュ成形法により成形されるが、スラッシュ成形型として、図１０（ａ）に示すように、紙面に直交する方向に延びる断面三角形の凸部が型面に形成されたスラッシュ成形型Ｋを用い、該成形型Ｋ上にスキン層５′及び発泡層６′を順次形成する。これによれば、図１０（ｂ）に示すように、スキン層５′及び発泡層６′にＶ字状の溝（図上手前側から奥側に延びる）を有する表皮材２′が形成される。そして、Ｖ字状溝に沿って２つに切断すれば、端面２ｂが傾斜面とされた表皮材２が２個形成される。なお、この切断は、例えば、手作業等で、矢印で示すような方向に引っ張るだけで、容易に行える。

次に、基材３の折り返し部３ｃ近傍の構造について詳しく説明する。図１１に示すように、折り返し部３ｃは、基材３の側端部３ｒにおいては、折り返し部３ｃ内側の先端部３ｍと、該折り返し部３ｃに挿入された表皮材２の辺部２ａの先端２ｆとの距離がｄ１とされている。一方、図１２に示すように、内方側ではｄ２とされ、側端部３ｒ側よりも内方側の方が大きくなるように設定されている。つまり、この内方側が、前述の膨出部３ｊを構成している。そして、その内部の空間断面は２点鎖線で示すように側端部３ｒ側よりも拡張されている。

三角リブ３ｆ上端と上壁３ｉ内面との隙間Ｌ１（図８参照）は、表皮材２の厚さＬ２（図９参照）よりも小さくされている。

次に、インストルメントパネル１の成形方法について説明する。

まず、図６に示すように、表皮材２を第１の型としての固定型１２にセットすると共に、基材３を第２の型としての可動型１１にセットした後、図１３に示すように、型１１，１２の型締めをする。なお、基材３の三角リブ３ｆに対応した部位では、型１１，１２同士の間隔は、表皮材２の厚さと基材３の厚さと基材３の三角リブ３ｆの高さとを加えた値よりも小さな値に設定されており、これによれば、図５、図１４に示すように、型締めにより表皮材２が基材３の三角リブ３ｆに押し付けられて、基材３の三角リブ３ｆが表皮材２の発泡層６に食い込むこととなる。

また、三角リブ３ｆ上端と上壁３ｉ内面との間隔Ｌ１は、前述のように、表皮材２の厚みＬ２よりも小さくされているから、辺部３ｂに沿う方向における三角リブ３ｆが設けられている部位では、表皮材２を構成する発泡層６が厚さ方向に圧縮されて、図５に示すように、表皮材２の辺部２ａの表面側２ｃが基材３の折り返し部３ｃの上壁３ｉ内面に密着すると共に、表皮材２の辺部２ａの裏面が基材３の三角リブ３ｆに食い込んだ状態で密着することとなる。また、表皮材２の屈曲部２ｅから先端２ｆまでの長さは、三角リブ３ｆの屈曲部３ｐから先端３ｑまでの長さとほぼ同じもしくは若干長くされているから、表皮材２の辺部２ａの端面２ｂが、基材３の折り返し部３ｃの端壁３ｈ内面に密着することとなる。

次に、スタートスイッチをＯＮにすると、図１３に示すように、コントローラ１００は、接着剤注入装置２０のノズル昇降機構２３を制御してノズル２１を基材３側に進出（下降）させる。ノズル２１の下降量は、その先端部の注入口が接着剤注入空間Ｘに所定量臨む量に設定されている。

次いで、コントローラ１００は、接着剤注入装置２０のアプリケータ２２を制御し、ノズル２１の先端部の注入孔から上記空間Ｘ内に接着剤４を所定時間注入させる。

その場合に、注入された接着剤４は、図１３に示すように、基材３と表皮材２との間の空間Ｘを拡散することとなるが、図１１、図１２に示すように、辺部３ｂは、基材３の折り返し部３ｃの上壁３ｉ内面と表皮材２の辺部２ａの表面側２ｃとが注入された接着剤の圧力で圧接されることにより、一方、辺部３ｄは、図１４に示すように、表皮材２が基材３の三角リブ３ｆに押し付けられることにより、シールされることとなる。

しかも、基材３の折り返し部３ｃは、該折り返し部３ｃが設けられた辺部３ｂに沿う方向において側端部３ｒよりも内方側に膨出部３ｊが設けられているから、折り返し部３ｃ内において、膨出部３ｊの設けられた内方側に接着剤４の流入が促進される一方（図４参照）、側端部３ｒ側には接着剤４の流入が抑制されることとなる。つまり、折り返し部３ｃ側端部３ｒからの接着剤４の漏れが防止されることとなる。

さらに、表皮材２の辺部２ａの表面側２ｃに先端２ｆに向けて傾斜した端面２ｂを設け、基材３の折り返し部３ｃ内面に、上記端面２ｂが密着されるから、接着剤４の漏れがより確実に防止されることとなる。

加えて、表皮材２として、スキン層５と発泡層６とからなるものを用いるから、成形品の触感を向上しつつ、上記作用効果を得ることができる。

次に、図１５〜図１８を用いて他の成形方法例について説明する。

この成形方法は前述の成形方法で用いた基材３に代えて、図１５、図１６に示すように、端壁３ｈ′が延長されて上壁を有さない基材３′を用いるものである。この場合、図１５、図１６に示すように、基材３′の側端部３ｒ′では基材３′の折り返し部３ｃ′に挿入される表皮材２′の辺部２ａ′の大部分を型１１′，１２′（図１７、図１８参照）の型締めにより基材３′に設けた三角リブ３ｆ′に圧接すると共に、図１６に示すように、表皮材２′の辺部２ａ′の表面側２ｃ′の一部をなす端面２ｂ′を、端壁３ｈ′の内面に密着して接着剤をシールしている。なお、その場合でも、図１８に示すように、辺部３ｂ′に沿う方向において側端部３ｒ′より内方側には、膨出部３ｊ′が設けられているので、前述の実施の形態同様、折り返し部３ｃ′の内方側に接着剤の流入が促進される一方、三角リブ３ｆ′側には接着剤の流入が抑制され、他辺部３ｄ′側端部３ｒ′からの接着剤の漏れが防止されることとなる。

尚、本実施の形態では、基材３の全面に表皮材２を積層する例を示したが、本発明は、基材３の一部の面に表皮材２を部分的に積層する場合でも適用できる。

本発明は、樹脂成形品の成形時における接着剤漏れ対策に広く適用することができる。

本発明の実施の形態に係る成形方法により成形されたインストルメントパネルの平面図（表面図）である。 図１のＡ−Ａ線による断面図である。 図２のＢ−Ｂ線による断面図である。 図１の矢印Ｃ方向からの拡大斜視図である。 図１、図４の矢印Ｄで示す部分の拡大図である。 本発明の実施の形態に係る成形方法で用いる成形装置の要部断面正面図（型を開いた状態）である。 同成形装置の制御構成図である。 基材の図５に示す部分に対応する図である。 表皮材の図５に示す部分に対応する図である。 表皮材の成形方法の説明図である。 図４のＥ−Ｅ線による断面図である。 図４のＦ−Ｆ線による断面図である。 成形装置の要部断面正面図（型を閉じた状態）である。 図４のＧ−Ｇ線による断面図である。 他の成形方法例に係る図４相当の図である。 図１５の矢印Ｈで示す部分の拡大図である。 図１５のＪ−Ｊ線による断面図である。 図１５のＫ−Ｋ線による断面図である。 従来の成形方法に係るシール構造の斜視図である。 図１９のＬ部分の拡大図である。 図１９のＭ−Ｍ線による断面図である。

符号の説明

１ インストルメントパネル（樹脂成形品）
２ 表皮材
２ａ 表皮材の辺部
２ｂ 端面
２ｃ 表面側
３ 基材
３ｂ 基材の辺部（少なくとも１つの辺部）
３ｃ 折り返し部
３ｄ 基材の辺部（少なくとも１つの辺部に隣接する辺部）
３ｅ 基材の表皮材に対向する面
３ｆ 三角リブ（凸部）
３ｇ 下壁
３ｈ 端壁
３ｉ 上壁
３ｊ 膨出部
４ 接着剤
５ スキン層
６ 発泡層
１１ 可動型（第２の型）
１２ 固定型（第１の型）
２０ 接着剤注入装置

Claims (3)

1. 第１の型に表皮材をセットすると共に、第２の型に、上記表皮材を積層する部位において少なくとも1つの辺部に該表皮材側に向けて開放する折り返し部が設けられ、かつ該辺部に隣接する他の辺部の表皮材に対向する面に該他の辺部に沿って延びる凸部が設けられた基材をセットし、上記第１の型と第２の型とを型締めして、上記折り返し部に表皮材の辺部を挿入して該折り返し部の内面に表皮材の上記辺部の表面側を当接させ、かつ基材の上記凸部に表皮材の裏面側を押し付けた状態で、表皮材と基材との間の空間に接着剤を注入することにより複数層に成形される樹脂成形品の成形方法であって、表皮材及び基材を、上記折り返し部内における接着剤を注入する表皮材と基材との間の空間断面が、上記折り返し部が設けられた辺部に沿う方向において側端部側よりも内方側の方が大きくなるようにセットすることを特徴とする樹脂成形品の成形方法。
2. 表皮材の辺部の表面側に、先端に向けて傾斜した端面を設け、基材の折り返し部内面に、上記表皮材の端面を密着させることを特徴とする請求項１に記載の樹脂成形品の成形方法。
3. 表皮材として、スキン層と発泡層とからなるものを用いることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の樹脂成形品の成形方法。
   

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