JPH06170881A - 合成樹脂製窓の成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、合成樹脂製窓、特に車両用合成樹
脂製窓の成形方法に関する。 【構成】 合成樹脂製窓の成形方法であって、窓部に窓
枠部を形成するに際し、窓部を金型キャビティに装着
し、型締め後窓枠用の溶融樹脂を射出した後の冷却工程
において、金型内に設けた別のノズルより溶融樹脂中に
圧縮不活性ガス又は流体を注入し、冷却・固化時の変形
およびヒケを防止することを特徴とする合成樹脂製窓の
成形方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、合成樹脂製窓の成形方
法に関する。特に車両用合成樹脂製窓の成形方法に関す
る。無機ガラス製窓は乗用車をはじめ各種交通車両の窓
に広く利用されている。現在、車両用窓は無機ガラス製
がほとんどであるが、軽量で耐衝撃性に優れる合成樹脂
窓は、車両の軽量化、安全性の向上の点からも広く実用
化されることが望まれている。

【０００２】

【従来の技術】現在、車両用窓として無機ガラスを使用
すると、車両取付金具や枠部をガラス本体に取り付けた
後、車両本体に組付ける工程が必要となるが、この場合
工程数が多く、又作業にも長時間を要していた。一方、
樹脂成形品あるいはシートにて車両窓の作製が検討され
ているが、樹脂の射出成形後、表面にハードコート処理
される工程で、製品に曲率があると液だまりが生じた
り、埃がついたりし、外観不良等の不具合が多く、更に
歩留まりと工程数の多さにから生産性が低く、製造技術
の改良が望まれている。

【０００３】また、樹脂製窓を製造する際、上記窓部
に、枠部を別工程で作製し組み付ける場合と、生産性を
上げるため対の金型に成形品を装着して、射出成形にて
軟質材料と成形品外周部枠と一体化させる方法（ＣＦＩ
技術）が知られている。すなわち、特開昭６３−１３７
０１７号公報には窓部と窓枠部が一体成形された模様付
枠部一体クオータウインドが開示されている。しかしな
がら、上記開示された方法において、射出成形より窓部
に窓枠部を形成する際、冷却・固化工程で窓枠部に変形
およびヒケを生じ、該成形品を取付ける際に著しい不都
合を生ずる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
した課題を解決し、ＣＦＩ技術と中空成形技術により、
変形が少なく表面に傷つきの少ない一体成形された合成
樹脂製窓の成形方法を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは合成樹脂製
窓を成形する方法について鋭意研究を重ねた結果、窓部
に窓枠部を形成する際、枠部の溶融樹脂を注入後、冷却
工程で溶融樹脂中に圧縮ガス等を注入する中空成形技術
を採用することにより、上記課題を解決しうることを見
いだし、本発明を完成させた。すなわち、本発明は、窓
部（Ａ）と窓枠部（Ｂ）とが熱可塑性樹脂により一体成
形された合成樹脂製窓（Ｃ）を成形するに際し、窓部
（Ａ）を窓枠部形成のための金型キャビティに装着し、
型締め後窓枠用の溶融樹脂を射出した後の冷却工程にお
いて、金型内に設けた別のノズルより溶融樹脂中に圧縮
不活性ガス又は流体を注入し、冷却・固化時の変形およ
びヒケを防止することを特徴とする合成樹脂製窓の成形
方法に関する発明である。以下、本発明について説明す
る。

【０００６】本発明において、窓部（Ａ）は熱可塑性樹
脂の単一シート、もしくは室外側の表面を構成するシー
ト（シート（Ｄ））と室内側の表面を形成するシート
（シート（Ｅ））にＣＦＩ技術を利用した積層体を使用
することができる。車両用合成樹脂製窓を成形する場合
は、上記ＣＦＩ技術を利用して成形した積層体をするの
が望ましい。

【０００７】窓部（Ａ）を形成する合成樹脂として、Ｐ
Ｃ（ポリカーボネート）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフ
タレート）、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、ＰＭＭＡ（ア
クリル系樹脂）、ＭＳ（メタクリレートスチレン）、等
が使用可能である。

【０００８】また、ＣＦＩ技術を採用して、予め窓部
（Ａ）を成形する場合、その外表面（シート（Ｄ）と内
表面（シート（Ｅ））、及びピラー部（シート（Ｆ））
を形成する熱可塑性樹脂として上記と同様にＰＣ（ポリ
カーボネート）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレー
ト）、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、ＰＭＭＡ（アクリル
系樹脂）、ＭＳ（メタクリレートスチレン）、等が例示
できるが透明性及び安全性の面から耐衝撃性に特に優れ
るＰＣの使用が好ましい。上記シートとして、厚みは限
定されないが、好ましくは０．１ｍｍ〜２．０ｍｍのも
のを使用することで製品外観、成形性は向上する。

【０００９】シート（Ｄ）の室外側の表面処理として
は、外気に曝されるので耐候性能を有す紫外線吸収剤を
含んだシリコーン系あるいはアクリル系の塗料を選択す
るのが望ましい。この場合、ハードコート面上に更に機
能性を付与するために印刷や蒸着等の方法により、デザ
イン付与、防曇、防眩、熱線反射等の膜を施すことも可
能である。シート（Ｅ）の室内側の表面処理としては、
ある程度の耐候性能を有し、かつ印刷可能なアクリル系
やウレタン系の塗料を選択するのが望ましい。シート
（Ｆ）の表面処理を行う際の表面処理剤としてシリコン
系ハードコートが例示できる。

【００１０】ＣＦＩ技術によりシート（ＤとＥ、必要に
よりＦ）を金型に装着後、熱可塑性樹脂（Ｇ）を射出し
て窓部（Ａ）を形成する場合、シート（Ｄ）とシート
（Ｅ）の間、もしくはピラー部を形成する熱可塑性樹脂
（Ｇ）として、透明性及び耐衝撃性に優れるものが望ま
しく、具体的にはＰＣ、ＰＭＭＡ、ＰＳ、ＡＳ、等が例
示できる。この場合、熱可塑性樹脂としてはシート
（Ｄ）及び（Ｅ）、更にはシート（Ｆ）と溶着するもの
が望ましく、例えばシート（Ｄ）及び（Ｅ）にＰＣを使
用する場合、溶着性からＰＣの使用が望ましい。また溶
着性の低い材料間では、積層する面に接着層を設けるこ
ともできる。例えばＰＣシートにＰＭＭＡフィルムをラ
ミネート後、ＰＭＭＡを該シート上に射出成形すること
で積層可能となる。

【００１１】積層シートの成形は、公知のＣＦＩ技術に
より行うことができる。すなわち、シート（Ｄ）及び
（Ｅ）、また必要によりシート（Ｆ）をそれぞれ金型キ
ャビティのキャビティサイド、コアサイド、必要により
ピラー部の室外側に装着し、型閉後金型キャビティ内に
熱可塑性樹脂（Ｇ）を射出注入して一体の積層シートを
形成することができる。

【００１２】窓枠部（Ｂ）に使用する熱可塑性樹脂
（Ｈ）としては、これまで車両用無機ガラスの窓枠に利
用されている軟質ＰＶＣ、ウレタン組成物、およびエラ
ストマー組成物等の軟質用樹脂が使用できる。上記材料
は、車体と窓の緩衝材としての機能も有している。

【００１３】本発明において、窓部（Ａ）に更に窓枠部
（Ｂ）を形成するため、窓部（Ａ）である単層シートも
しくは積層シートを金型キャビティ内に装着し、窓枠部
（Ｂ）を形成する熱可塑性樹脂（Ｈ）を溶融下に金型キ
ャビティ内射出し、一体化する。この際、単層もしくは
積層シート（Ｄ、Ｅ、もしくはＦ）と熱可塑性樹脂
（Ｈ）軟質樹脂（Ｅ）との接着性に考慮する必要があ
る。使用する熱可塑性樹脂（Ｈ）が窓部（Ａ）の積層部
と溶着性を有する場合はそのまま使用することができ
る。

【００１４】しかしながら、熱可塑性樹脂（Ｈ）が窓部
（Ａ）の積層部と溶着性を有しない場合は窓部（Ａ）の
積層させる部分に予めプライマー処理をしておけばよ
い。また、上記溶着性が低い場合は、使用する樹脂また
は樹脂配分に溶着性を向上させる成分を配合したり、同
組成の低分子量のものをを添加する事により接着性を向
上させることもできる。シート（Ｄ）、（Ｅ）及び
（Ｆ）の表面処理加工されたシート表面にシリコン系ハ
ードコートやその他の印刷インクが存在している場合
は、通常熱可塑性樹脂（Ｈ）との接着が弱いため、接着
させる部分の表面処理コートを後加工で削って、樹脂成
形品生地を出したり、表面処理コート上に特殊な組成の
プライマーで処理することもできる。

【００１５】本発明において、窓部（Ａ）に更に窓枠部
（Ｂ）を形成するため、窓部（Ａ）を金型キャビティ内
に装着し、窓枠用の熱可塑性樹脂（Ｈ）を溶融下に金型
キャビティ内に射出し、一体化した合成樹脂製窓（Ｃ）
を成形する。一般に合成樹脂製窓（Ｃ）は、取り付けの
際、転写性及び寸法安定性が要求される。特に車体に取
り付ける場合、高度の転写性及び寸法安定性が要求され
る。

【００１６】上記転写性及び寸法安定性を向上するため
に、窓枠部用の溶融樹脂を所定量射出注入した後、冷却
・固化する工程で金型キャビティに設けた別のノズルよ
り溶融樹脂中に圧縮不活性ガスまたは流体を注入する技
術（中空成形技術）を採用することにより、樹脂成形品
の変形を防ぐとともに、厚肉部分のヒケも防止すること
ができる。上記圧縮ガス又は液体の注入法については公
知の方法、例えば特開昭６０−２４９１３号公報、特開
昭６４−１４０１２号公報等に記載の方法により実施す
ることができる。尚、樹脂成形品を枠部用金型キャビテ
ィに装着後、軟質樹脂を射出する際に、上記ノズルは、
熱可塑性樹脂（Ｈ）のノズル内での固化を防止するため
成形温度（シリンダ温度）とほぼ同等の温度で、常に暖
めておくのが望ましい。また、熱可塑性樹脂（Ｈ）とし
て軟質の樹脂を使用すれば圧縮不活性ガスまたは流体を
注入する際の流体圧力を１０〜４０ｋｇ／ｃｍ² 程度で
行うことも可能であり、この場合窓部（Ａ）の変形を防
止する効果も期待できる。

【００１７】合成樹脂製窓を取り付ける際、取付用の部
品として、一般的にはボス又はネジ等の取り付け部品を
使用するが、これらの取り付け部品を本発明の合成樹脂
製窓（Ｃ）の一部として成形することも可能である。上
記ボス又はネジ等の取り付け部品の材質は特に限定され
ず、金属、プラスチック等すべて使用可能である。上記
ボス又はネジ等は、窓部（Ａ）を射出成形する際に金型
キャビティに装着しておき、熱可塑性樹脂（Ｇ）中に埋
め込んだ成形をすることも可能である。上記ボス又はネ
ジ等の材料としてプラスチックスを使用する場合、成形
材料の溶融温度と同等またはそれ以上の耐熱性を有する
材料が好ましい。

【００１８】また，熱可塑性樹脂（Ｈ）と接触する部分
については、耐熱性と樹脂圧によるバリの発生要因があ
るため、該部分については金型部分の裏面にスプリング
や密閉系の空気、水、油等でクション性を与え、更に摺
動性構造とする事で、金型閉時の製品面の傷付を防止で
きる。該一体成形品の枠部成形時の金型に挟まれる熱可
塑性樹脂（Ｈ）と積層されない部分の傷付を防止するた
めに、該部分の金型キャビティー表面を耐熱性のあるシ
リコンゴムやそれ相当の弾性のゴムか繊維等で織り込ん
だ風船状物体の内部に空気あるいは媒体を金型閉時に注
入して成形時の圧力やそれによる成形品の動きにより傷
つきを防止させるための緩衝材として利用しる。

【００１９】窓部（Ａ）を金型に装着する際、好適には
突き出しピンを利用してシートを装着することにより、
ゲート部シートが要らず、容易に次工程へ移れる。また
上記の様に、片面に表面処理したシートは処理面を金型
面に向けて装着し、装着方法としてゲートやタブ部にシ
ートに穴空けし、ピンで固定したり同様にシートに鉄片
を貼付け、同位置の金型部に磁石を埋め込んで装着す
る。ハードコートの外観も平板にて塗布されるために、
液だまりの心配はなく、成形されても外観の変化はな
い。

【００２０】以下に本発明の成形方法について説明す
る。尚、本発明は下記の記載に限定されるものではな
い。 (1) 第１工程 窓部（Ａ）の成形 ポリカーボネート製シート（シート（Ｄ）及び（Ｅ））
を所定形状に切断して、金型キャビティの両面に装着
し、さらに製品取付部の金具を金型の所定位置に装着
し、その後型締めをする。次に金型キャビティ内にポリ
カーボネート（熱可塑性樹脂（Ｇ））を溶融下で射出注
入し、該ポリカーボネートの射出成形の熱、圧力により
該シートあるいは取付用金具を射出樹脂と一体化させ、
且つ該部位のほかに窓周辺部品までを構成させた一体化
した窓部（Ａ）を積層成形した。

【００２１】(2) 第２工程 窓部（Ａ）の外周部に窓枠
部（Ｂ）の成形 窓部（Ａ）の外周部に枠を形成するため、枠形成用の金
型キャビティに窓部（Ａ）を装着し、型締後熱可塑性樹
脂（Ｈ）を射出注入する。熱可塑性樹脂（Ｈ）注入後、
冷却・固化工程で溶融状態の樹脂中にガス用のノズルよ
り圧縮ガスを注入する。該圧縮ガスの注入により成形品
のヒケを防止でき、更に金型の転写性を向上することが
可能となる。熱可塑性樹脂（Ｈ）を射出注入する際、変
形を防止するため、ゲート径は大きくして成形圧を低圧
にするのが望ましく、またウェルドラインを少なくする
ために溶融樹脂ゲートは少なめにするのが望ましい。

【００２２】尚、第２工程において、該一体成形品の枠
部成形時の金型に挟まれる軟質樹脂と積層されない部分
の傷付を防止するために、該部分の金型キャビティー表
面を耐熱性のあるシリコンゴムやそれ相当の弾性のゴム
か繊維等で織り込んだ風船状物体の内部に空気あるいは
媒体を金型閉時に注入して成形時の圧力やそれによる成
形品の動きにより傷つきを防止させるための緩衝材とし
て利用する。

【００２３】本発明により窓ガラスのデザインの自由度
が増し、また工程削減により製品のコストダウンと大量
生産、樹脂を使用するために軽量化による燃費軽減且つ
安全性の向上などが期待できる。

【００２４】

【実施例】以下、実施例により本発明の詳細を説明す
る。 実施例１ 使用金型として車両用窓とピラー部品の一体成形可能な
金型と該成形品の枠部成形用のガスノズルを組み込んだ
モジュール金型（ウインド製品部との接触部分にシリコ
ンゴムを埋設）を使用した。厚み０．５ｍｍのポリカー
ボネート製シート（以下、シート）のそれぞれ片面にハ
ードコート処理したもの（外装用）と防曇処理したシー
ト（内装用）を窓形状より小さめに（軟質樹脂の積層代
分）切断して成るシートを、窓部キャビティの両面に処
理面が金型面に接する方向にして装着し、ピラー部分の
外面になるキャビティ側に黒色片面ハードコートシート
を同様に装着し、さらに製品取付用の金具を金型の所定
位置に装着した。

【００２５】ポリカーボネート樹脂（三菱瓦斯化学
（株）製、商品名：ユーピロンＭＬ３００）を樹脂温度
２８５℃、金型温度６０℃、射出圧力（ゲージ圧 １６
００ｋｇｆ／ｃｍ² ）の条件で射出注入し、該成形材料
の射出成形の熱、圧力により該シートまたは取付用金具
を射出樹脂と一体化させ、且つ該部位のほかにピラー部
品までも一体化させた。一体化させた成形品のゲート部
を切断機にて切断し、該一体成形品を、その枠部分を構
成する為のモジュール金型に成形品を装着し、ポリ塩化
ビニル樹脂（理研ビニル工業製、商品名：ＨＶＶ９９９
８Ｒ）を樹脂温度１９０℃、金型温度６０℃、射出圧力
（ゲージ圧 ８０ｋｇｆ／ｃｍ² ）の条件にてキャビテ
ィ容量より少量を低圧射出し、ついで金型に設けたガス
ノズルよりガス注入装置（三菱瓦斯化学（株）製シンプ
レスキット）を用いて窒素ガスをＰＶＣ内に注入圧力２
０ｋｇ／ｃｍ² で注入しＰＶＣをキャビティ最終形状ま
で充填させた。該成形品周囲枠を該成形品と一体化させ
た合成樹脂製窓を得た。

【００２６】この窓とピラーは表面外観が美しく、窓表
面は耐擦傷性且つ耐候性能を有し、裏面は防曇効果を有
す機能性の高い窓であった。また窓部分の成形時の傷つ
きもモジュール金型に組み込んだシリコンゴムや金型裏
面にスプリングを埋め込んだ摺動性部で防いでいるため
に傷は発生しなかった。枠部と窓、ピラーは完全に接着
しており、接着強度として２０ｋｇ／ｃｍ² 以上であり
手では到底剥せるものでなかった。また取り付け用の金
具も窓についているために、車体組み付けの一工程を省
くことが可能であり、且つガラスの半分の重量のために
組み付け時の負担が軽減できた。

【００２７】比較例１ 従来工法である合成樹脂製ガラスを同樹脂、同軟質材料
にて取付金具も装着して作製した。樹脂ガラス部分は、
実施例と同様の成形条件で得られ、その後ハードコート
処理するためにシリコン系のハードコートにて表面に塗
布したが、製品に曲率があるために液だまりが生じ、外
観的に満足されるものでなかった。該成形品のゲート部
分を切断機で切断し、枠部成形用の金型（スプリングや
ゴムは装着されていない従来のもの）に装着した。成形
温度、金型温度は実施例と同じだが、完全充填させるた
めに射出圧力をゲージ圧で９００ｋｇ／ｃｍ² まで上げ
た。ここで作製した一体成形品を見ると、射出圧力が高
いために樹脂ガラスの変形が発生しており、また製品を
金型で挟んでいる部分と製品面で傷つきが発生してい
た。また軟質樹脂と樹脂ガラスもハードコート処理され
ているために、接着性が悪く、手で簡単に剥せるもので
あった。

【００２８】

【発明の効果】本発明のＣＦＩと中空成形技術を組み合
わせることにより、変形が少なく表面に傷つきの少ない
一体成形された合成樹脂製窓の成形方法を簡略化された
成形法により得ることができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田原 久志 神奈川県平塚市東八幡５丁目６番２号 三 菱瓦斯化学株式会社プラスチックスセンタ ー内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 窓部（Ａ）と窓枠部（Ｂ）とが熱可塑性
   樹脂により一体成形された合成樹脂製窓（Ｃ）の成形方
   法であって、窓部に窓枠部を形成するに際し、窓部
   （Ａ）を金型キャビティに装着し、型締め後窓枠用の溶
   融樹脂を射出した後の冷却工程において、金型内に設け
   た別のノズルより溶融樹脂中に圧縮不活性ガス又は流体
   を注入し、冷却・固化時の変形およびヒケを防止するこ
   とを特徴とする合成樹脂製窓の成形方法。
2. 【請求項２】 請求項１において、窓部（Ａ）が室外側
   の表面を構成するシート（Ｄ）と室内側の表面を構成す
   るシート（Ｅ）をそれぞれ金型キャビティのキャビティ
   サイドとコアサイドに装着し、型閉後金型キャビティ内
   に熱可塑性樹脂を射出注入して得られた一体の積層樹脂
   ガラスであることを特徴とする車両用合成樹脂製窓の成
   形方法。
3. 【請求項３】 請求項１〜２において、窓部（Ａ）が室
   外側の表面を構成するシート（Ｄ）、室内側の表面を構
   成するシート（Ｅ）、およびピラー部を形成する室外側
   の表面を構成するシート（Ｆ）をそれぞれ金型キャビテ
   ィのキャビティサイドとコアサイドに装着し、型閉後金
   型キャビティ内に熱可塑性樹脂を射出注入して得られた
   一体の積層樹脂ガラスであることを特徴とする車両用合
   成樹脂製窓の成形方法。
4. 【請求項４】 請求項２〜３において、シート（Ｄ）、
   シート（Ｅ）、もしくはシート（Ｆ）に使用する熱可塑
   性樹脂の少なくとも一種がポリカーボネート樹脂である
   車両用合成樹脂製窓の成形方法。
5. 【請求項５】 請求項２〜３において、窓枠部（Ｂ）に
   使用する熱可塑性樹脂が塩化ビニル樹脂である車両用合
   成樹脂製窓の成形方法。
6. 【請求項６】 請求項２〜３に記載の合成樹脂製窓の成
   形方法において、窓部（Ａ）を成形する際に、取付け金
   具を埋め込むことを特徴とする車両用合成樹脂製窓の成
   形方法。
7. 【請求項７】 請求項１〜４に記載の合成樹脂製窓の成
   形方法であって、室外側の表面を構成するシート（Ｄ）
   の外表面に耐候性能を有するハードコート処理したシー
   トを使用し、車両室内側の表面を構成するシート（Ｅ）
   の表面に防曇性、防眩性、熱線反射性もしくは熱線封入
   による曇り防止の少なくとも一種以上の機能性を付与し
   たシートを用いることを特徴とする車両用合成樹脂製窓
   の成形方法。
8. 【請求項８】 窓枠部（Ｂ）の樹脂を溶融下に該成形体
   の外周部に射出し枠部を形成する際に、窓部（Ａ）の金
   型に挟まれる積層されない部分の傷付を防止するため
   に、該積層されない部分の金型キャビティ表面をクッシ
   ョン材と繊維で被った内部に空気あるいは媒体を注入し
   て緩衝材として金型閉時または成形材料注入時の成形品
   の動きによる傷付を防止する構造を有する金型を使用す
   ることを特徴とする請求項１に記載の合成樹脂製窓の成
   形方法。
9. 【請求項９】 窓部（Ａ）に枠を形成するため金型キャ
   ビティ内に装着し、窓枠部（Ｂ）を形成する樹脂を溶融
   下に該成形体の外周部に射出し、一体成形する際に、一
   体成形品を挟み込む金型部分のコア部にスプリング、空
   気、水もしくは作動油でクッション性を付与した金型を
   使用することを特徴とする請求項１に記載の合成樹脂製
   窓の成形方法。