JPH11198191A - 多層成形品成形用金型 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】成形サイクルを長くしたり、金型間クリアラン
スに変更を加えることなく、表皮材への圧力、温度によ
るダメージを少なくし、外観の優れた多層成形品を製造
するための金型を開発する。 【解決手段】雌雄いずれか一方の金型内に溶融樹脂供給
部を有する雌雄一対からなる樹脂成形品成形用金型にお
いて、溶融樹脂供給部が溶融樹脂通路部および該通路部
と連結して金型キャビティ面に開口するスプル部とから
なり、金型キャビティ面におけるスプル部の開口部の形
状が溶融樹脂通路の軸心に対して直角方向における投影
断面形状として、溶融樹脂通路の軸心部から一方向また
は二方向以上に放射状に伸びた長手形状であり、各長手
形状における長手方向の長さと幅方向における最大幅と
の比が２以上であることを特徴とする多層成形品成形用
金型。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は多層成形品成形用金
型に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】表皮材と熱可塑性樹脂の芯材層からなる
多層成形品は、その経済性、軽量性および良好な賦形性
から自動車内装部品（たとえばドアトリムやインストル
メントパネル）、家電製品の内外装部品その他の広い分
野で多く使用されており、このような多層成形品は、た
とえば特開平１−２３５６１３号公報に示されるよう
に、表皮材が供給された雄雌一対の金型間に溶融熱可塑
性樹脂を供給し、両金型を型締めして溶融樹脂を金型内
で賦形すると同時に樹脂表面に表皮材を貼合して、冷
却、固化させて製造されている。この時に使用する金型
としては、雌雄いずれか一方の金型内に溶融樹脂供給部
を有する雌雄一対からなる樹脂成形品成形用金型が使用
され、図４に示すように、溶融樹脂供給部は溶融樹脂通
路（３）および該通路と連結して金型キャビティ面（１
０）に開口する円錐状のスプル部（４）からなってお
り、金型キャビティ面に開口しているスプル部の溶融樹
脂通路の軸心に対して直角方向における投影断面形状は
ほぼ真円状であるのが一般的である。

【０００３】しかしながら、このような金型を用いて発
泡倍率の高い発泡層や非架橋の発泡層を表皮材として用
いた場合、特に溶融樹脂供給部の直上であるＡの部分
で、表皮材が溶融樹脂供給時の圧力、温度によりダメー
ジを受け、得られた成形体の表皮材表面ににあばたやふ
くれ、破れなどの外観不良が発生する。また、毛並みの
あるファブリック表皮材を用いた場合、毛倒れが問題と
なる。これらの問題を解決するため、溶融樹脂供給速度
を遅くすることにより表皮材へのダメージを低減するこ
とや、溶融樹脂供給時の雌雄金型間のクリアランスを大
きくとることが考えらるが、前者の場合には成形サイク
ルが長くなったり、溶融樹脂と表皮材との接触時間が長
くなって逆効果となってしまうことがあり、また、後者
の場合には装置や金型の構造上所定の金型間クリアラン
スを確保できない場合もあるなど装置上の制約を受ける
という問題がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような問
題を解決し、成形サイクルを長くしたり、金型間クリア
ランスに変更を加えることなく、表皮材への圧力、温度
によるダメージを少なくし、外観の優れた多層成形品を
製造するための金型を提供するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、雌雄いずれか
一方の金型内に溶融樹脂供給部を有する雌雄一対からな
る樹脂成形品成形用金型において、溶融樹脂供給部が溶
融樹脂通路部および該通路部と連結して金型キャビティ
面に開口するスプル部とからなり、金型キャビティ面に
おけるスプル部の開口部の形状が溶融樹脂通路の軸心に
対して直角方向における投影断面形状として、溶融樹脂
通路の軸心部から一方向または二方向以上に放射状に伸
びた長手形状であり、各長手形状における長手方向の長
さと幅方向における最大幅との比が２以上であることを
特徴とする多層成形品成形用金型を提供するものであ
る。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明を詳
細に説明する。尚、以下の説明は本発明の一例であり、
本発明がこれに限定されるものではないことは言うまで
もない。図１は本発明による金型を使用し、溶融樹脂を
供給した時の状態を概略断面図で示したものである。こ
こで、金型は雄型（１）および雌型（２）の雄雌一対か
らなり、雄型に溶融樹脂供給口が設けられている。溶融
樹脂は溶融樹脂供給通路（３）およびこれに接合するス
プル部（４）を通り金型キャビティ面から供給される。
尚、この例では溶融樹脂供給通路部（３）およびスプル
部（４）は、雄型（１）に設けているがもちろん雌型
（２）に設けてもよく、また雌雄両金型は上下方向ない
しは左右方向のいずれに開閉可能であってもよく、これ
らの相違は本質ではない。また、このような溶融樹脂供
給通路部（３）およびスプル部（４）は同一金型におい
て一組だけでなく、製品の大きさや形状に応じて二組以
上設けられていてもよい。

【０００７】図１において、記号（７）は溶融樹脂供給
通路（３）の開閉ピンを示しており、油圧装置（図示せ
ず）によって駆動する構造となっている。溶融樹脂を金
型キャビティに供給する時は供給ピン（７）が降下して
溶融樹脂供給通路部（３）の先端部（スプルとの接合部
であってノズル（１３）と呼ばれる）と供給ピン（７）
との間に空隙を作り、樹脂供給を停止する時は供給ピン
（７）が上昇し、その先端部が溶融樹脂供給通路部
（３）の先端を閉鎖する。この供給ピン（７）はなくて
もよいが、複数の供給口を有する場合等、樹脂供給量の
コントロールがより正確になるため、特に複数の供給口
を設けてそれぞれの供給口で樹脂供給量をコントロ−ル
する場合にはこれを設けることが好ましい。

【０００８】ここで、スプル部（４）は溶融樹脂供給通
路部（３）とキャビティ面との間に位置していて、その
上端部は金型キャビティ面に開口し、下端部は溶融樹脂
供給通路部（３）と接合しており、溶融樹脂通路からの
溶融樹脂（５）は該スプル（４）内を経由してキャビテ
ィ内に供給される。成形終了時にはこのスプル部（４）
内も樹脂で充填されており、該充填樹脂は製品と一体と
なっているため、成形後製品から取り除かれるのが一般
的である。

【０００９】図２は図１に示される金型のスプル部の拡
大断面図であって、該スプル部（４）の開口部形状（１
１）は溶融樹脂通路の軸心に対して直角方向における投
影断面形状として全体として細長い四角形となってお
り、これは、溶融樹脂通路の軸心（１２）から左右に伸
びた二つの長方形が軸心上で接続している状態を示して
おり、各々の長方形の長さＬと幅Ｗとの比が２以上とな
っている。このときのスプル部（４）の垂直高さは適宜
選択され、特に限定されない。

【００１０】尚、図２においてはスプル部（４）の開口
部形状（１１）は溶融樹脂通路の軸心に対して直角方向
における投影断面形状として細長い四角形である場合を
示したが、本発明においては、スプル部の開口部形状が
溶融樹脂通路の軸心に対して直角方向における投影断面
形状として、溶融樹脂通路の軸心部から一方向または二
方向以上に放射状に伸びた長手形状であり、その幅（短
軸長さ）は図２のように均一であってもよいし、長手方
向に対して一定でなく部分的に異なっていてもよいが、
図５に例示されるようにその断面における幅が長手方向
に対して一定でなく、軸心部付近の幅が狭く、軸心部か
ら離れるに従って徐々に広くすることがより好ましい。
しかし、いずれの場合であっても、長手形状における長
手方向の長さと幅方向における最大幅との比が２以上で
あることが必要であり、その比が２未満である場合には
所望の効果が得られない。

【００１１】また、図２や図５においてはスプル部
（４）の開口部が溶融樹脂通路の軸心部から二方向に直
線的に連続して二個設けた例を示したが、そのいずれか
一方だけの場合であってもよいし、図６に示すように放
射状に複数個設けるような場合であってもよく、また、
個々のスプル部（４）の開口部の投影断面形状はこれら
の図に示すような長方形や台形のような形状であっても
よいし、図には示していないが楕円形状のような場合で
あってもよく、開口部をどのように設け、またそれをど
のような形状にするかはそれぞれの成形条件、例えば製
品形状、使用樹脂や表皮材の種類、スプル部の位置など
によって適宜選択される。しかし、開口部を複数個設け
る場合には、図２や図５で示すように各開口部は軸心部
付近において接続し、連続していることが必要である。

【００１２】このようなスプル部（４）の開口部の大き
さ、すなわち該開口部の投影断面形状（１１）における
断面積も成形条件に応じて適宜選択されるが、それが小
さすぎると十分な効果が得られないため、溶融樹脂供給
通路（３）とスプル部（４）下部との接合部における溶
融樹脂通路の先端部であるノズル（１３）断面積の５倍
以上の大きさとすることが好ましい。

【００１３】尚、スプル部（４）の開口部の幅が製品の
芯材樹脂厚みに対して広い場合には、製品の該開口部に
対応する位置にひけが生じることがあるが、このような
場合には、図７に示すようにスプル部にガス供給口
（９）を設け、ガス供給通路（８）より供給されるガ
ス、例えば空気を溶融樹脂供給後にスプル内に供給する
ことにより引けを防止することができる。

【００１４】このような金型を使用することにより、熱
可塑性樹脂からなる基材に表皮材を貼合した多層成形品
を製造することができ、その成形方法としては射出成
形、射出圧縮成形等が挙げられる。

【００１５】例えば、射出圧縮成形法による場合には、
本発明に特定する金型を使用し、常法に従って以下の工
程により多層成形品を製造することができる。 開放状態にある雌雄金型間に表皮材を供給する工程。 表皮材と金型間に溶融樹脂を供給する工程。 型締めする工程。 冷却、固化する工程。 金型を開放して成形品を取り出す工程。

【００１６】このような成形方法において、本発明の金
型を用いれば、溶融樹脂の供給圧がノズル（１３）を通
過するときよりもスプル（４）の開口部（１１）よりキ
ャビティ内に供給するときに低くなって溶融樹脂供給時
の表皮材へのダメージを少なくすることができ、また、
このために樹脂供給時の雄雌金型のクリアランスを狭く
することが可能となり、従来のスプルを用いた金型では
適用できなかった高発泡倍率の発泡層や非架橋の発泡層
からなる表皮材を使用する場合であっても、表面にあば
たやふくれが改善され、製品外観が向上する。

【００１７】このような本発明の金型を用いて多層成形
品を製造する場合、表皮材としては各種の織布、編布、
不織布や熱可塑性樹脂もしくは熱可塑性エラストマーの
シートまたはフィルムの他、紙、金属箔、ネット状物、
あるいは熱可塑性樹脂や熱可塑性エラストマーの発泡シ
ートなど従来より知られている各種の表皮材が使用さ
れ、これら表皮材の表面には目的に応じてシボなどの凹
凸模様、印刷や染色等で加飾されていてもよい。また、
これら表皮材はそれぞれ単独で使用されるのみならず、
２種以上を積層した複合表皮材として使用することもで
き、特にポリプロピレン発泡シートなどの発泡シートを
裏打ち材としたポリ塩化ビニルシートやＥＰＤＭなどの
熱可塑性エラストマーシートは好んで用いられる。ポリ
プロピレン発泡シート等のオレフィン系樹脂発泡シート
は架橋タイプだけでなく、非架橋タイプも用いることが
でき、その発泡倍率は特に限定されない。これら表皮材
の使用にあたっては表皮材と熱可塑性樹脂との接着性を
あげるために予備加熱を行っていてもよいし、製品形状
に応じて予備賦形を行っていてもよい。更に、型締時の
表皮材の引き込みによる表皮材の皺や破れを防止するた
め金型の外周に表皮材固定枠を設けてもよい。

【００１８】また、熱可塑性樹脂としては圧縮成形、射
出成形、押し出し成形などで通常使用される樹脂が適用
可能であって、たとえばポリプロピレン、ポリエチレ
ン、アクリロニトリル−スチレン−ブタジエンブロック
共重合体、ポリスチレン、ナイロンなどのポリアミド、
ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ス
チレン−ブタジエンブロック共重合体などの一般的な熱
可塑性樹脂、ＥＰＭやＥＰＤＭなどの熱可塑性エラスト
マー、これらの混合物、あるいはこれらを用いたポリマ
ーアロイ等があげられ、これらは非発泡性であっても発
泡性であってもよい。また、これらの熱可塑性樹脂には
必要に応じて通常使用されるガラス繊維、各種の無機も
しくは有機フィラーなどの充填材が含有されていてもよ
く、もちろん通常使用される各種の顔料、滑材、帯電防
止剤、安定剤などの各種添加剤が配合されていてもよ
い。

【００１９】

【発明の効果】本発明の多層成形品成形用金型を用いて
多層成形品を製造する場合、溶融樹脂が金型キャビティ
面から供給される際の線速度が遅くなるため表皮材への
ダメージが低減され、外観の優れた多層成形品を得るこ
とが可能となり、また、射出圧縮法等による場合に、樹
脂供給時の雄雌金型間のクリアランスを狭くすることが
できるため、装置あるいは金型の構造上、クリアランス
を広くとれない場合に非常に有効である。

【００２０】

【実施例】以下、実施例により本発明をさらに詳細に説
明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものでは
ない。

【００２１】実施例１ スプル部が図５に示す断面形状を有する金型を用い、図
８〜図１０に示す工程を経る常法の射出圧縮成形法によ
り図１１にその断面形状を示す表皮材貼合の多層成形品
を製造した。本実施例においては、芯材用の熱可塑性樹
脂としてポリプロピレン（住友ノーブレン ＢＰＺ５０
７７：住友化学社製）を、表皮材として厚さ０．６ｍｍ
のポリ塩化ビニルシートの裏面に厚さ３ｍｍ、発泡倍率
２０倍の発泡ポリプロピレンシート（東レ製、ＰＰＡＭ
２００３０）をラミネートした積層シ−トを用いた。こ
のときのスプル部における溶融樹脂供給通路のノズル径
は３ｍｍ、金型キャビティ面におけるスプル開口部の形
状は、細長い二つの台形を溶融樹脂通路軸心の直上部で
該台形の上辺同士を接続させた形状であって、それぞれ
の細長い台形の溶融樹脂通路軸心に対して垂直方向の長
さＬは５０ｍｍであり、溶融樹脂通路軸心の直上部にお
ける幅Ｗ１は１ｍｍ、最大幅となる台形底辺の幅Ｗ２は
４ｍｍであった。また、溶融樹脂供給時の雄雌金型のキ
ャビティクリアランスは３０ｍｍであった。得られた多
層成形品（縦：３５０ｍｍ、横：４５０ｍｍ、基材樹脂
厚み：２．５ｍｍ）は表皮材表面にひけ、あばた、破
れ、ふくれ等のない外観の優れたものであった。

【００２２】実施例２ 表皮材として、厚さ０．６ｍｍのポリ塩化ビニルシート
の裏面に厚さ３ｍｍ、発泡倍率１５倍の発泡ポリプロピ
レンシート（東レ製、ＰＰＳＭ１５０３０）をラミネー
トした積層シ−トを用い、溶融樹脂供給時の雄雌金型の
キャビティクリアランスを１０ｍｍとしたこと以外は実
施例１と同様の方法で多層成形品を製造した。得られた
多層成形品は表皮材表面にひけ、あばた、破れ、ふくれ
等のない外観の優れたものであった。

【００２３】比較例１ スプル部が図４に示す断面形状を有する金型を用いたこ
と以外は実施例１と同様にして多層成形品の製造を行っ
た。尚、このときのスプル部における溶融樹脂供給通路
のノズル径は３ｍｍであり、金型キャビティ面における
スプル開口部の形状はその中心が溶融樹脂通路の軸心と
一致する真円であって、その直径は５ｍｍであった。得
られた多層成形品は表皮材表面にあばたがあり、外観の
悪いものであった。

【００２４】比較例２ 比較例１で用いたと同じ金型を使用すること以外は実施
例２と同様の方法で多層成形品を製造した。得られた多
層成形品は表皮材表面にあばたがあり、外観の悪いもの
であった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の金型を使用し、キャビティ内に溶融樹
脂を供給した時の状態の概略断面図である。

【図２】図１に示す金型のスプル部の拡大断面概略図で
あり、上部はスプル開口部の形状を示す。

【図３】従来の金型を使用し、キャビティ内に溶融樹脂
を供給した時の状態の概略断面図である。

【図４】図３に示す金型のスプル部の拡大断面概略図で
あり、上部はスプル開口部の形状を示す。

【図５】本発明の金型のスプル部の拡大断面概略図であ
り、上部はスプル開口部の形状を示す。

【図６】本発明の金型のスプル部の拡大断面概略図であ
り、上部はスプル開口部の形状を示す。

【図７】本発明の金型のスプル部の拡大断面概略図であ
り、上部はスプル開口部の形状を示す。

【図８】本発明の金型を使用した成形工程を示す金型断
面の概略図である。

【図９】本発明の金型を使用した成形工程を示す金型断
面の概略図である。

【図１０】本発明の金型を使用した成形工程を示す金型
断面の概略図である。

【図１１】本発明の金型を使用して成形された多層成形
品の断面図である。

【符号の説明】

１：雄金型 ２：雌金型 ３：溶融樹脂供給通路 ４：スプル部 ５：溶融樹脂 ６：表皮材 ７：溶融樹脂供給通路開閉ピン ８：ガス供給通路 ９：ガス供給口 １０：金型キャビティ面 １１：スプル開口部 １２：溶融樹脂通路軸心 １３：ノズル

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】雌雄いずれか一方の金型内に溶融樹脂供給
   部を有する雌雄一対からなる多層成形品成形用金型にお
   いて、溶融樹脂供給部が溶融樹脂通路部および該通路部
   と連結して金型キャビティ面に開口するスプル部とから
   なり、金型キャビティ面におけるスプル部の開口部の形
   状が溶融樹脂通路の軸心に対して直角方向における投影
   断面形状として、溶融樹脂通路の軸心部から一方向また
   は二方向以上に放射状に伸びた長手形状であり、各長手
   形状における長手方向の長さと幅方向における最大幅と
   の比が２以上であることを特徴とする多層成形品成形用
   金型。
2. 【請求項２】金型キャビティ面におけるスプル部の開口
   部の溶融樹脂通路の軸心に対して直角方向の投影断面積
   が、溶融樹脂供給通路とスプル部下部との接合部におけ
   る溶融樹脂通路先端部断面積の５倍以上であることを特
   徴とする請求項１に記載の多層成形品成形用金型。
3. 【請求項３】各長手形状における幅が長手方向に対して
   一定でなく、かつ、溶融樹脂通路の軸心部近傍における
   幅が最大幅とならないことを特徴とする請求項１に記載
   の多層成形品成形用金型。
4. 【請求項４】スプル部にガス注入口を備えたことを特徴
   とする請求項１に記載の多層成形品成形用金型。