JP6826590B2 - 車両用内装材の製造方法 - Google Patents
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Description
尚、上述した問題は、ドアトリム以外にも、デッキサイドトリムやルーフトリム等、種々の車両用内装材について同様に存在する。
前記基材の形状に合わせられた一般面、及び、前記基材のうちゲートの周囲にある第一周囲部を該第一周囲部の周囲にある第二周囲部よりも圧縮させる押圧部を含む型面を有する射出成形型に前記素材成形型から前記基材を移す移送工程と、
型締め前に前記熱可塑性の材料の融点未満とされた前記基材が配置された前記射出成形型のキャビティに前記ゲートから樹脂を射出する射出工程と、
前記樹脂による成形部とともに前記基材を前記射出成形型から取り出し、前記押圧部により圧縮された前記第一周囲部の厚みの少なくとも一部が復元した前記基材に前記成形部が接合された内装材を得る取出工程と、を含む、態様を有する。
まず、図1〜13に示される例を参照して本発明に含まれる技術の概要を説明する。尚、図1〜13は模式的に例を示す図であり、これらの図に示される各方向の拡大率は異なることがあり、各図は整合していないことがある。むろん、本技術の各要素は、符号で示される具体例に限定されない。
図4,8に例示するように、本技術の車両用内装材1の製造方法は、素材成形工程ST1、移送工程ST2、射出工程ST3、及び、取出工程ST4を含む。前記素材成形工程ST1では、熱可塑性の材料を含む素材(例えば素材シート20)を素材成形型(例えばプレス成形型210)で空気Arを含む所要形状の基材10に成形する。前記移送工程ST2では、前記基材10の形状に合わせられた一般面340、及び、前記基材10のうちゲート316の周囲にある第一周囲部11を該第一周囲部11の周囲にある第二周囲部12よりも圧縮させる押圧部350を含む型面330を有する射出成形型310に前記素材成形型(210)から前記基材10を移す。前記射出工程ST3では、型締め前に前記熱可塑性の材料の融点未満(好ましくは軟化点未満)とされた前記基材10が配置された前記射出成形型310のキャビティCA1に前記ゲート316から樹脂R1を射出する。前記取出工程ST4では、前記樹脂R1による成形部50とともに前記基材10を前記射出成形型310から取り出し、前記押圧部350により圧縮された前記第一周囲部11の厚みの少なくとも一部が復元した前記基材10に前記成形部50が接合された内装材1を得る。
また、射出成形型310に配置された基材10が熱可塑性の材料の融点以上あると変形してキャビティCA1に入り込み、成形部50が形成されるべきキャビティCA1における樹脂R1の流れが妨げられる懸念がある。キャビティCA1内の樹脂R1の流れが妨げられると、成形部50の一部が形成されない可能性が考えられる。本技術の態様1では、射出成形型310に配置される基材10が型締め前に熱可塑性の材料の融点未満とされているので、基材10の変形が抑制されて基材10がキャビティCA1に入り込み難くなり、樹脂R1の流動性が向上する。これにより、良好な成形部50が形成される。従って、本態様は、射出成形による樹脂の成形部が基材に接合された車両用内装材を製造する際にゲート周りからの樹脂漏れを抑制しながら良好な成形部を形成することが可能な新規の製造方法を提供することができる。
さらに、成形部50とともに基材10を射出成形型310から取り出すと、基材10において押圧部350により圧縮された第一周囲部11の厚みの少なくとも一部が復元する。これにより、局所的に強い押圧による内装材の劣化が抑制される。
素材の成形は、プレス成形、射出成形、等を含む。すなわち、素材成形型は、プレス成形型、射出成形型、等を含む。素材を成形することには、空気を含む素材シートをプレス成形型で空気を含む所要形状の基材にプレス成形すること、素材を射出成形型に射出して発泡させながら所要形状の基材に射出成形すること、等が含まれる。
基材の第一周囲部は、ゲートの周囲に限定された部位でもよいし、成形部に沿った部位等を含んでもよい。型面の押圧部は、ゲートの周囲のうちキャビティを除く部位でもよい。従って、基材の第一周囲部は、ゲートの周囲のうち成形部を除く部位でもよい。
射出される樹脂は、溶融樹脂、硬化性の液状樹脂、等を含む。
取出工程で得られる内装材は、不要部分を切除する前の内装材でもよい。
図6等に例示するように、前記基材10に沿った方向D5において前記第一周囲部11の前記ゲート316の外周316oから前記第二周囲部12までの長さW1は、1〜10mmでもよい。前記長さを1mm以上にするとゲート周りの樹脂漏れを効果的に抑制することができ、前記長さを10mm以下にすると局所的に強い押圧による内装材1の劣化を効果的に抑制することができる。本態様は、基材10において局所的に強い押圧が加わる第一周囲部11がゲート周りの狭い範囲であるので、局所的に強い押圧による内装材の劣化をさらに抑制することが可能な製造方法を提供することができる。
尚、本願において、「Min〜Max」は、最小値Min以上、且つ、最大値Max以下を意味する。
また、図8に例示するように、本技術の車両用内装材1の製造方法は、素材(例えば素材シート20)を素材成形型(例えばプレス成形型210)で所要形状の基材10に成形する素材成形工程ST1と、
前記基材10の形状に合わせられた一般面340を含む型面330を有する射出成形型310であって配置される前記基材10の一面側にキャビティCA1があって該基材10の他面側にゲート316がある射出成形型310に前記素材成形型(210)から前記基材10を移す移送工程ST2と、
厚み方向D3へ貫通した貫通孔14を有する前記基材10が配置された前記射出成形型310のキャビティCA1に前記貫通孔14を介して前記ゲート316から樹脂R1を射出する射出工程ST3と、
前記樹脂R1による成形部50が前記基材10の一面側に接合された内装材1を前記射出成形型310から取り出す取出工程ST4と、を含む、態様を有する。
図8に例示するように、前記素材成形型(210)は、前記基材10に前記貫通孔14を形成するための構造(例えば穿孔構造220)を有してもよい。前記孔形成工程ST5は、前記素材成形型(210)で前記素材を成形することにより前記基材10に前記貫通孔14を形成する工程でもよい。本態様は、基材の一面側に成形部が接合された内装材の製造効率を向上させることが可能な製造方法を提供することができる。
前記樹脂R1は、発泡性の樹脂でもよい。前記成形部50は、発泡樹脂で形成されてもよい。本態様は、樹脂R1の発泡力により樹脂の限界流動長を増やすことができるので、好適な製造方法を提供することができる。
さらに、図7〜9に例示するように、本技術の車両用内装材1は、厚み方向D3へ貫通した貫通孔14を有する成形された基材10と、該基材10の一面側に接合された樹脂の成形部50であって前記貫通孔14を通って前記基材10の他面側にある樹脂射出用のゲート316の跡60に繋がった成形部50と、を備える、態様を有する。
図1は、自動車の内装の例を側面部の図示が省略された状態で示している。図2は、車両用内装材の例を車外側から見て示している。図2の下部には、補強リブ51(成形部50の例)を拡大して例示している。図3は、図2のA1−A1の位置における車両用内装材の断面の例を模式的に示している。これらの図中、FRONT、REAR、UP、DOWNは、それぞれ、前、後、上、下を示す。左右の位置関係は、自動車100から前を見る方向を基準とする。また、符号D1は自動車100の前後方向を示し、符号D2は自動車100の上下方向を示し、符号D3は車両用内装材1の厚み方向を示し、符号D4は補強リブ51の延びた方向を示し、符号D5は基材10に沿った方向を示す。図2等に示す補強リブ51の延びた方向D4は、基材10に沿った方向D5に含まれる。
尚、本技術の車両用内装材は、表皮材30とバッキング40が無くてもよい。この場合、表皮材30の代わりに表面10aが車両用内装材の意匠面となる。
基材10Aを形成するための繊維F1には、熱可塑性樹脂といった合成樹脂(エラストマーを含む)の繊維、合成樹脂に添加剤を添加した繊維、ガラス繊維や炭素繊維といった無機繊維、ケナフといった植物繊維、反毛繊維、これらの少なくとも一部の組合せ、等を用いることができ、熱可塑性樹脂繊維といった熱可塑性の繊維を含む繊維が好ましい。前記熱可塑性樹脂には、ポリプロピレン(PP)樹脂やポリエチレン樹脂(PE)といったポリオレフィン樹脂、ポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂といったポリエステル樹脂、ポリアミド(PA)樹脂、アクリル(PMMA)樹脂、等を用いることができる。繊維F1には、主繊維と接着性繊維(バインダー)が含まれてもよく、芯鞘構造やサイドバイサイド構造といったコンジュゲート構造の繊維が含まれてもよい。また、熱可塑性の繊維にガラス繊維といった無機繊維を混ぜると、基材の剛性を高めることができる。基材10Aに含まれる熱可塑性の材料は、繊維F1に含まれてもよいし、繊維F1以外の材料に含まれてもよい。
基材10Bを形成するための樹脂材料は、熱可塑性樹脂といった熱可塑性の材料が含まれていれば、種々の合成樹脂(エラストマーを含む)を用いることができ、添加剤が添加されてもよい。基材10Bを形成するための熱可塑性樹脂には、PP樹脂やPE樹脂といったポリオレフィン樹脂、ポリスチレン(PS)樹脂、これらの組合せ、等を用いることができ、充てん材等の添加剤が含まれてもよい。樹脂の発泡には、シリンダー内で加圧された気体を溶融樹脂に溶解させる物理発泡、化学発泡剤を添加して熱分解や化学反応により気体を溶融樹脂に混入させる化学発泡、等を採用することができる。発泡剤には、ブタンやペンタンといった炭化水素を発生させる揮発性発泡剤、アゾジカルボンアミド(ADCA)やヒドラゾジカルボンアミド等といった有機系発泡剤、炭酸アンモニウムといった炭酸ガス等を発生させる無機系発泡剤、等を用いることができる。
補強リブの高さHrは、特に限定されないが、例えば、2〜10mm程度とすることができる。補強リブの厚みTrは、特に限定されないが、例えば、1〜5mm程度とすることができる。補強リブ51は、図4〜6に例示するように溶融樹脂R1を射出成形することにより形成することができ、ゲート316の跡60が形成されることがある。
図4は、車両用内装材の製造方法の例として内装材1の第一の製造方法を模式的に示している。図5は、射出成形型の型面の例として固定型314における型面330の要部を模式的に示している。図6は、射出成形型から内装材を取り出す例として車外側に成形部50を有する内装材1を射出成形型310から取り出す様子を模式的に示している。図6は、図5のA2−A2の位置における射出成形機300の断面の例を模式的に示している。
最初の素材セット工程ST1aでは、所要形状が付与されていない素材シート20を熱可塑性の材料の軟化点以上、好ましくは熱可塑性の材料の融点以上に加熱して型212,214の間にセットする。尚、図4には示していないが、素材シート20の表面20aに表皮材30と必要に応じてバッキング40等を重ねてもよい。この場合、表皮材30と必要に応じてバッキング40等も加熱しプレス成形前の素材シート20の表面20a側に重ねて型212,214の間にセットすればよい。むろん、素材シート20と表皮材30と必要に応じてバッキング40が原反状態で一体となっている場合、同時に加熱してもよい。加熱された素材シート20が接着機能を有する場合、表皮材30やバッキング40の加熱を省略してもよいし、バッキング40自体を省略してもよい。続くプレス工程ST1bでは、両型212,214を近接させて少なくとも素材シート20を三次元形状にプレス成形する。表皮材30を重ねた場合には所要形状の基材10(具体的には図3に示す繊維F1が集合した基材10A)と表皮材30の積層物が得られ、表皮材30とバッキング40を重ねた場合には所要形状の基材10とバッキング40と表皮材30の積層物が得られる。このようにして、素材シート20から所要形状の基材10にプレス成形される(素材成形工程ST1)。
以上により、補強リブ51と必要に応じてクリップ取付座等が射出成形され、樹脂R1が固化すると空気Arを含む基材10の裏面10bの一部に補強リブ51等が接合されて固定された状態となる。
以上より、取出工程ST4では、押圧部350により圧縮された第一周囲部11の厚みの少なくとも一部が復元した基材10に成形部50が接合された内装材1を得ることになる。
また、射出成形型310に配置される基材10に含まれる熱可塑性の材料の固化が進んでいるので、基材10の変形が抑制されて基材10がキャビティCA1に入り込み難くなり、溶融樹脂R1の流動性が向上する。これにより、補強リブ51等が良好に形成される。
従って、本具体例は、射出成形による樹脂の成形部が基材に接合された車両用内装材を製造する際にゲート周りからの樹脂漏れを抑制し、局所的に強い押圧による内装材の劣化を抑制しながら良好な成形部を形成することが可能となる。
図7は、室内(例えば車室SP1)側に成形部を有する車両用内装材(例えばドアトリム112)の例を室内側から見て示している。図7の下部には、加飾部52(成形部50の例)を拡大して例示している。図8は、車両用内装材の製造方法の例として内装材1の第二の製造方法を模式的に示している。図9は、射出成形型から内装材を取り出す例として室内側に成形部50を有する内装材1を射出成形型310から取り出す様子を模式的に示している。図10は、射出成形型の型面の例として固定型314における型面330の要部を模式的に示している。尚、本具体例のキャビティCA1はゲート316の無い可動型312における型面330にあるため、固定型314における型面330に対応するキャビティCA1の位置を二点鎖線で示している。すなわち、射出成形型310に配置される基材10の表面10a(一面の例)の側に加飾部用のキャビティCA1があって該基材10の裏面10b(他面の例)の側にゲート316がある。
図7に示す表皮材30の背後にある基材10のうちゲート316(図8〜10参照)の周囲にある第一周囲部11は、加飾部52及びキャビティCA1に沿っており、第一周囲部11の周囲にある第二周囲部12よりも射出工程ST3において圧縮される。
ここで、基材10に沿った方向D5において第一周囲部11のキャビティCA1の縁部から第二周囲部12までの長さW3、及び、一般面340に沿った方向D6においてキャビティCA1に沿った押圧部350の幅W4は、1mm以上が好ましく、1.5mm以上がより好ましい。これにより、キャビティCA1から所要の領域以外への樹脂漏れを効果的に抑制することができる。また、これらの長さW3,W4は、10mm以下が好ましく、5mm以下がより好ましく、3mm以下がさらに好ましい。これにより、局所的に強い押圧による内装材(例えば表皮材)の劣化を効果的に抑制することができる。さらに、キャビティCA1に沿った押圧部350の高さ(H3とする。)は、0.2mm以上が好ましく、0.3mm以上がより好ましい。これにより、キャビティCA1から所要の領域以外への樹脂漏れを効果的に抑制することができる。また、押圧部350の高さH3は、1.0mm以下が好ましく、0.7mm以下がより好ましい。これにより、局所的に強い押圧による内装材(例えば表皮材)の劣化を効果的に抑制することができる。
最初の素材セット工程ST1aでは、所要形状が付与されていない素材シート20を熱可塑性の材料の軟化点以上、好ましくは熱可塑性の材料の融点以上に加熱して型212,214の間にセットする。むろん、素材シート20に表皮材30と必要に応じてバッキング40等を重ねてもよい。続くプレス工程ST1bでは、両型212,214を近接させて少なくとも素材シート20を三次元形状にプレス成形する。このとき、穿孔構造220の凸部222が少なくとも素材シート20を貫通して凹部224とで貫通孔14を少なくとも素材シート20に形成する(孔形成工程ST5)。
以上により、加飾部52と必要に応じて補強リブやクリップ取付座等が射出成形され、樹脂R1が固化すると空気Arを含む基材10の表面10aの一部に加飾部52が接合されて固定された状態となる。
以上より、取出工程ST4では、押圧部350により圧縮された第一周囲部11の厚みの少なくとも一部が復元した基材10の表面10a(一面の例)に成形部50が接合された内装材1を得ることになる。この内装材1は、厚み方向D3へ貫通した貫通孔14を有する成形された基材10と、該基材10の一面側に接合された樹脂の成形部50であって貫通孔14を通って基材10の他面側にある樹脂射出用のゲート316の跡60に繋がった成形部50と、を備える。
以上説明したように、本具体例も、射出成形による樹脂の成形部が基材に接合された車両用内装材を製造する際にゲート周りからの樹脂漏れを抑制し、局所的に強い押圧による内装材の劣化を抑制しながら良好な成形部を形成することが可能となる。
ホットランナーを配置する都合等により射出成形型にゲートを製品の位置に設定することできない場合、ゲートを製品外の位置に設定して成形部を射出成形した後に成形部が接合された基材から製品と不要部分とを分ける裁断工程を実施してもよい。
図11は、射出成形型の型面の例として固定型314における型面330の要部を模式的に示している。図12は、裁断前の内装材の例を車外側から見て示している。図12の下部には、裁断線LN1と交差した長尺状の補強リブ51(成形部50の例)及びその周辺を拡大して示している。
尚、型面330のうち製品に対応する部分のキャビティCA1に沿って押圧部を形成する場合には、この押圧部の幅(図10で示した幅W4に相当)は、不要部分3に対応する押圧部350の幅W6よりも狭い方が好ましい。
本具体例も、射出成形による樹脂の成形部が基材に接合された車両用内装材を製造する際にゲート周りからの樹脂漏れを抑制し、局所的に強い押圧による内装材の劣化を抑制しながら良好な成形部を形成することができる。
本技術は、種々の変形例が考えられる。
例えば、本技術は、ドアトリム112、ピラートリム113、ルーフトリム114、トランクの内装材、等に適用可能である。
繊維F1が集合した基材10Aと発泡樹脂製の基材10Bとが混在した基材10にも、本技術を適用可能である。
以下、実施例を示して具体的に本発明を説明するが、本発明は以下の例により限定されるものではない。
基材サンプル1には、PET繊維(平均繊維長51mm、繊維径3.3dtex(デシテックス))、PP繊維(平均繊維長64mm、繊維径6.6dtex)、及び、芯部が融点255〜265℃のPET樹脂で鞘部が融点110℃のPET系共重合樹脂の芯鞘繊維(平均繊維長51mm、繊維径4.4dtex)を混合した目付800g/m2の繊維集合体を用いた。
基材サンプル2には、PP繊維とガラス繊維とを混合した目付800g/m2の繊維集合体に、表皮材として目付200g/m2のプレーンニーパン不織布にPE樹脂をバッキングして積層したものを用いた。
図13は、溶融樹脂の限界流動長を測定する試験機を模式的に示している。図13の下部には、固定型314の外観を模式的に示している。図13に示す試験機は、可動型312、固定型314、及び、溶融樹脂の射出装置320を有している。固定型314には、ゲート316、及び、長尺状のキャビティCA1が形成されている。固定型314は、射出成形される補強リブの高さHr、及び、ゲート周りの押圧部の有無を変えることが可能である。基材サンプルに含まれる熱可塑性樹脂の軟化点よりも低い温度の基材サンプルを試験機に設置した。補強リブの厚みTrは2.0mmとし、押圧部の幅W2は2.0mmとし、押圧部の高さH1は0.5mmとした。型312,314の温度は50℃とし、溶融樹脂に230℃のPP樹脂(比重0.9、MFR(メルトマスフローレイト)が30g/10min)を用い、射出速度を50mm/secとした。
以下の各試験区1〜6において押圧部が有る場合と押圧部が無い場合とで溶融樹脂を射出して内装材サンプルを形成し、限界流動長を測定し、押圧部が有る場合に内装材に劣化があるか否かを目視により評価した。
押圧部が有る場合の限界流動長、押圧部が無い場合の限界流動長、及び、押圧部により基材サンプルが圧縮されたことによる劣化が見られたか否かを、以下に示す。
以上より、射出成形による樹脂の成形部が基材に接合された車両用内装材を製造する際にゲート周りからの樹脂漏れを抑制し、局所的に強い押圧による内装材の劣化を抑制しながら良好な成形部を形成することができることが確認された。
以上説明したように、本発明によると、種々の態様により、射出成形による樹脂の成形部が基材に接合された車両用内装材を製造する際にゲート周りからの樹脂漏れを抑制しながら良好な成形部を形成することが可能な技術等を提供することができる。むろん、従属請求項に係る構成要件を有しておらず独立請求項に係る構成要件のみからなる技術でも、上述した基本的な作用、効果が得られる。
また、上述した例の中で開示した各構成を相互に置換したり組み合わせを変更したりした構成、公知技術及び上述した例の中で開示した各構成を相互に置換したり組み合わせを変更したりした構成、等も実施可能である。本発明は、これらの構成等も含まれる。
10…基材、10A…繊維が集合した基材、10B…発泡樹脂製の基材、
10a…表面、10b…裏面、11…第一周囲部、12…第二周囲部、13…跡、
14…貫通孔、
20…素材シート(素材の例)、20a…表面、
30…表皮材、40…バッキング、
50…成形部、51…補強リブ、52…加飾部、60…跡、
100…自動車、101…シート、
111…デッキサイドトリム、112…ドアトリム、
113…ピラートリム、114…ルーフトリム、
200…プレス成形機、
210…プレス成形型(素材成形型の例)、212…上型、214…下型、
220…穿孔構造、222…凸部、224…凹部、
300…射出成形機、310…射出成形型、312…可動型、314…固定型、
316…ゲート、316o…外周、320…射出装置、
330…型面、340…一般面、350…押圧部、350o…外周、
Ar…空気、CA1…キャビティ、CA1o…縁部、
D1…前後方向、D2…上下方向、D3…厚み方向、D4…延びた方向、
D5…基材に沿った方向、D6…一般面に沿った方向、
F1…繊維、H1…押圧部の高さ、H2…押圧部の跡の深さ、LN1…裁断線、
R1…樹脂、
SP1…車室、SP2…荷室、
ST1…素材成形工程、ST1a…素材セット工程、ST1b…プレス工程、
ST2…移送工程、ST3…射出工程、ST4…取出工程、ST5…孔形成工程、
W1,W3,W5…第一周囲部の長さ、W2,W4,W6…押圧部の幅。
Claims (3)
- 熱可塑性の材料を含む素材を素材成形型で空気を含む所要形状の基材に成形する素材成形工程と、
前記基材の形状に合わせられた一般面、及び、前記基材のうちゲートの周囲にある第一周囲部を該第一周囲部の周囲にある第二周囲部よりも圧縮させる押圧部を含む型面を有する射出成形型に前記素材成形型から前記基材を移す移送工程と、
型締め前に前記熱可塑性の材料の融点未満とされた前記基材が配置された前記射出成形型のキャビティに前記ゲートから樹脂を射出する射出工程と、
前記樹脂による成形部とともに前記基材を前記射出成形型から取り出し、前記押圧部により圧縮された前記第一周囲部の厚みの少なくとも一部が復元した前記基材に前記成形部が接合された内装材を得る取出工程と、を含む、車両用内装材の製造方法。 - 前記基材に沿った方向において前記第一周囲部の前記ゲートの外周から前記第二周囲部までの長さが1〜10mmである、請求項1に記載の車両用内装材の製造方法。
- 前記基材に対して厚み方向へ貫通した貫通孔を形成する孔形成工程をさらに含み、
前記射出成形型に配置される前記基材の一面側に前記キャビティがあって該基材の他面側に前記ゲートがあり、
前記射出工程では、前記ゲートから前記貫通孔を介して前記キャビティに樹脂を射出し、
前記取出工程では、前記基材の一面側に前記成形部が接合された内装材を得る、請求項1又は請求項2に記載の車両用内装材の製造方法。
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