樹脂成形品の成形方法及び成形装置
【課題】 損傷やシワの発生がなく表皮材を樹脂成形品に貼り付ける。
【解決手段】 本発明は、表皮材１４をインモールド成形法により成形品基材表面に貼り付け一体化してなる樹脂成形品の成形方法であって、固定型５２ａと可動型５２ｂとでなる一対の成形金型５２の前記固定型と前記可動型との間に表皮材をセットする工程と、表皮材セット後に所定のプレス速度で前記可動型を移動させて前記成形金型を閉じるプレス工程と、前記プレス工程後に表皮材の背面側の成形空間に熱可塑性の成形品基材樹脂を所定の射出率で射出する射出工程と、前記射出工程によって充満された成形空間内の成形品基材樹脂に該成形品基材樹脂の射出装置により所定の圧力を加えて保持する保圧工程とを含み、前記プレス工程中の表皮材の温度が該表皮材のガラス転移温度より高くなるように前記成形金型を所定の成形型温度Ｔ１に加熱保持することを特徴とする。
【解決手段】 本発明は、表皮材１４をインモールド成形法により成形品基材表面に貼り付け一体化してなる樹脂成形品の成形方法であって、固定型５２ａと可動型５２ｂとでなる一対の成形金型５２の前記固定型と前記可動型との間に表皮材をセットする工程と、表皮材セット後に所定のプレス速度で前記可動型を移動させて前記成形金型を閉じるプレス工程と、前記プレス工程後に表皮材の背面側の成形空間に熱可塑性の成形品基材樹脂を所定の射出率で射出する射出工程と、前記射出工程によって充満された成形空間内の成形品基材樹脂に該成形品基材樹脂の射出装置により所定の圧力を加えて保持する保圧工程とを含み、前記プレス工程中の表皮材の温度が該表皮材のガラス転移温度より高くなるように前記成形金型を所定の成形型温度Ｔ１に加熱保持することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、意匠面をなす印刷層を備えたシート状の表皮材を、インモールド成形法により成形品基材表面に貼り付け一体化してなる樹脂成形品の成形方法、および樹脂成形品の成形装置に関し、樹脂成形分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えば自動車の内装品や家電製品などの樹脂成形品において装飾性や触感を向上させる等のために、意匠面をなす印刷層を備えたシート状の表皮材をインモールド成形法により成形品基材表面に貼り付け一体化してなるものが、実用に供されるようになってきている（例えば、特許文献１参照。）。印刷層を備えた表皮材として、例えば光輝インキを樹脂シートにスクリーン印刷して意匠面をなすシート状の表皮材がある。
【０００３】
このような表皮材を成形品基材表面に貼り付け一体化する方法においては、賦形完了した後に金型を開き、成形品基材の顕熱を利用して表皮材が該表皮材の樹脂シートのガラス転移温度以上になるまで保持することにより、成形時に損傷したまたはシワが発生した表皮材を該表皮材の樹脂シートの熱弾性変形を利用して自己回復させている。この表皮材の損傷やシワの発生は、成形品基材樹脂が成形金型の成形空間に射出されることにより、成形空間の面に沿って表皮材が熱変形するときに発生しやすい。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１９８１７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、成形品基材樹脂の顕熱は、表皮材だけでなく外気や金型にも伝達され、表皮材の温度が該表皮材の樹脂シートのガラス転移温度以上にならない場合がある。この場合、損傷したまたはシワが発生した表皮材は、良品な意匠面を備える状態に回復しないことがある。その結果、良品な意匠面を備える樹脂成形品ができないことになる。
【０００６】
そこで、本発明は、成形品基材樹脂の顕熱が十分に表皮材に伝達されなくても表皮材が成形空間の面に沿って良好に熱弾性変形し、その結果、表皮材の損傷やシワの発生が抑制されて良品な意匠面を備える樹脂成形品を提供することができる樹脂成形品の成形方法および成形装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するために、本発明の請求項１に係る発明は、
意匠面をなす印刷層を備えたシート状の熱可塑性樹脂の表皮材をインモールド成形法により成形品基材表面に貼り付け一体化してなる樹脂成形品の成形方法であって、
固定型と可動型とでなる一対の成形金型の前記固定型と前記可動型との間に表皮材をセットする工程と、
表皮材セット後に、所定のプレス速度で前記可動型を移動させて前記成形金型を閉じるプレス工程と、
前記プレス工程後、表皮材の背面側の成形空間に熱可塑性の成形品基材樹脂を所定の射出率で射出する射出工程と、
前記射出工程によって充満された成形空間内の成形品基材樹脂に該成形品基材樹脂の射出装置により所定の圧力を加えて保持する保圧工程とを含み、
前記プレス工程中の表皮材の温度が該表皮材のガラス転移温度より高くなるように前記成形金型を所定の成形型温度に加熱保持することを特徴とする。
【０００８】
また、請求項２に係る発明は、
前記請求項１に記載の樹脂成形品の成形方法において、
前記所定の成形型温度が、表皮材のガラス転移温度より２０〜４０℃高い温度であることを特徴とする。
【０００９】
さらに、請求項３に係る発明は、
前記請求項１または2に記載の樹脂成形品の成形方法において、
前記所定のプレス速度が０．１５ｍｍ／ｓ以上３０ｍｍ／ｓ未満であることを特徴とする。
【００１０】
さらにまた、請求項４に係る発明は、
前記請求項３に記載の樹脂成形品の成形方法において、
前記所定のプレス速度が０．３ｍｍ／ｓ以上５ｍｍ／ｓ未満であることを特徴とする。
【００１１】
加えて、請求項５に係る発明は、
前記請求項１から４までのいずれか１つに記載の樹脂成形品の成形方法において、
前記所定の圧力が５０〜７５ＭＰａであることを特徴とする。
【００１２】
加えて、請求項６に係る発明は、
前記請求項５に記載の樹脂成形品の成形方法において、
前記所定の射出率が１２０〜２００ｇ／ｓであることを特徴とする。
【００１３】
また、前記課題を解決する本発明の請求項７に係る発明は、
意匠面をなす印刷層を備えたシート状の熱可塑性樹脂の表皮材をインモールド成形法により成形品基材表面に貼り付け一体化してなる樹脂成形品の成形装置であって、
固定型と可動型とでなる一対の成形金型と、
前記成形金型を所定の成形型温度に加熱保持する金型加熱手段と、
表皮材の背面側の成形空間に熱可塑性の成形品基材樹脂を所定の射出率で射出する射出手段と、
前記射出手段によって充満された成形空間内の成形品基材樹脂に該成形品基材樹脂の射出装置により所定の圧力を加えて保持する保圧手段と、
前記固定型に対して前記可動型を所定のプレス速度で移動させて前記成形金型を閉じる可動型移動手段とを有し、
前記金型加熱手段が、前記可動型移動手段による前記可動型の型閉方向への移動中において、表皮材の温度が該表皮材のガラス転移温度より高くなるように成形金型を加熱保持することを特徴とする。
【００１４】
また、請求項８に係る発明は、
前記請求項７に記載の樹脂成形品の成形装置において、
前記金型加熱手段が、表皮材のガラス転移温度より２０〜４０℃高い温度になるように前記成形金型を加熱保持することを特徴とする。
【００１５】
さらに、請求項９に係る発明は、
前記請求項７または８に記載の樹脂成形品の成形装置において、
前記可動型移動手段が、前記固定型に向かって０．１５ｍｍ／ｓ以上３０ｍｍ／ｓ未満のプレス速度で前記可動型を移動させて前記成形金型を閉じることを特徴とする。
【００１６】
さらにまた、請求項１０に係る発明は、
前記請求項９に記載の樹脂成形品の成形装置において、
前記可動型移動手段が、前記固定型に向かって０．３ｍｍ／ｓ以上５ｍｍ／ｓ未満のプレス速度で前記可動型を移動させて前記成形金型を閉じることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、請求項１に記載するように、成形金型によって表皮材が該表皮材のガラス転移温度より高い温度に維持されるため、ガラス転移温度以上の表皮材は成形金型の成形空間の面に沿って良好に熱弾性変形し、その結果、損傷やシワの発生が抑制された許容できるレベルの良品な意匠面を備える樹脂成形品が作製される。
【００１８】
また、請求項２に記載の発明によれば、成形金型が表皮材のガラス転移温度より２０〜４０℃高い温度に維持されるため、ガラス転移温度以上の表皮材は成形金型の成形空間の面に沿って良好に安定して熱弾性変形し、その結果、損傷やシワの発生が抑制された許容できるレベルの良品な意匠面を備える樹脂成形品が確実に作製される。
【００１９】
さらに、請求項３に記載の発明によれば、プレス速度が０．１５ｍｍ／ｓ以上３０ｍｍ／ｓ未満であるため、プレス時に変形される表皮材が大きく損傷することがない。その結果、許容できるレベルの良品な意匠面を備える樹脂成形品が作製される。
【００２０】
さらにまた、請求項４に記載の発明によれば、プレス速度が０．３ｍｍ／ｓ以上５ｍｍ／ｓ未満であるため、プレス時に変形される表皮材が大きく損傷することがなく、バラツキ幅が小さい好ましいレベルの良品な意匠面を備える樹脂成形品が作製される。
【００２１】
加えて、請求項５に記載の発明によれば、成形空間内の圧力が５０〜７５ＭＰａであるため、表皮材が成形空間の面に向かって押圧されることにより該表皮材にシワが発生することが抑制され、成形空間の面が良好に転写された意匠面を備える樹脂成形品が作製される。
【００２２】
加えて、請求項６に記載の発明によれば、成形空間に射出される樹脂の射出率が１２０〜２００ｇ／ｓであるため、樹脂が成形空間全体に完全に充填される前に表皮材が金型によって長時間加熱されて過剰に熱変形することが抑制される。その結果、良好な意匠面を備えた樹脂成形品が作製される。
【００２３】
請求項７に記載の発明によれば、成形金型が表皮材の温度が該表皮材のガラス転移温度より高くなるように金型加熱手段によって加熱保持されるため、ガラス転移温度以上の表皮材は成形金型の成形空間の面に沿って良好に熱弾性変形し、その結果、損傷やシワの発生が抑制された許容できるレベルの良品な意匠面を備える樹脂成形品が作製される。
【００２４】
また、請求項８に記載の発明によれば、成形金型が表皮材のガラス転移温度より２０〜４０℃高い温度になるように金型加熱手段によって加熱保持されるため、ガラス転移温度以上の表皮材は成形金型の成形空間の面に沿って良好に安定して熱弾性変形し、好ましいレベルの良品な意匠面を備える樹脂成形品が確実に作製される。
【００２５】
さらにまた、請求項９に記載の発明によれば、可動型移動手段が可動型を固定型に向かって移動させるプレス速度が０．１５ｍｍ／ｓ以上３０ｍｍ／ｓ未満であるため、プレス時に変形される表皮材が大きく損傷することがない。その結果、許容できるレベルの良品な意匠面を備える樹脂成形品が作製される。
【００２６】
加えて、請求項１０に記載の発明によれば、可動型移動手段が可動型を固定型に向かって移動させるプレス速度が０．３ｍｍ／ｓ以上５ｍｍ／ｓ未満であるため、プレス時に変形される表皮材が大きく損傷することなく、バラツキ幅が小さい好ましいレベルの良品な意匠面を備える樹脂成形品が作製される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
図１は、本発明の一実施形態に係る樹脂成形品の成形方法、及び成形装置によって作製された樹脂成形品の一例を示している。
【００２８】
図１に示すように、符号１０で示される樹脂成形品は、意匠面１２を備えるシート状の表皮材１４で覆われた成形品基材１６から構成される。
【００２９】
表皮材１４の一例を説明すると、図２に示すように、表皮材１４はシート状の多層構造体であって、最も意匠面１２側に配置されて基材となる例えばＰＥＴなどの樹脂シート２０と、樹脂シート２０の裏面（意匠面１２と反対の面）側にスクリーン印刷によって所定の模様（意匠面１２側から見た場合の模様）に印刷される透明インク２２と、透明インク２２の上から樹脂シート２０に印刷される意匠に関わるカラーインク（例えば、メタリックインク）２４と、意匠面１２側から見て成形品基材１６の色が見えないようにするグレーやブラックなどのインク層２６と、これらのインクを保持するとともに成形品基材１６に対する接着剤として機能するバインダ２８から構成される。
【００３０】
図３は、図２に示す表皮材１４を用いて樹脂成形品１０を作製する成形装置の概略的な構成を示している。
【００３１】
図３において、符号５０で示される成形装置は、概略、樹脂成形品を成形するための成形金型５２と、金型５２を所定の型温度Ｔ１にするために該金型５２を加熱する加熱手段であるヒータ５４と、成形金型５２の成形空間に成形品基材１６となる溶融樹脂を射出する射出装置５６と、成形金型５２を型閉じするまたは型開きする型締め装置５８から構成される。
【００３２】
成形金型５２は、固定型５２aと可動型５２ｂから構成され、所定の形状の樹脂成形品１０を成形しつつその表面に表皮材１４を貼り付けるように構成されている。
【００３３】
固定型５２ａと可動型５２ｂそれぞれには、ヒータ５４が内蔵されており、それぞれの型がヒータ５４によって所定の型温度Ｔ１に加熱され維持されている。所定の型温度Ｔ１については後述する。
【００３４】
また、固定型５２ａには、射出装置５６が接続されており、射出装置５６からの溶融樹脂を成形空間に案内するチャンネル６０が形成されている。
【００３５】
射出装置５６は、概略、溶融した樹脂を収容する射出シリンダ６２と、シリンダ６２内に配置されて前進動することにより該シリンダ６２内の溶融樹脂をチャンネル６０を介して成形金型５２の成形空間内に所定の射出率Ｑで射出する射出スクリュ６４と、スクリュ６４を回転駆動させるモータ６６と、成形空間内の溶融樹脂に所定の圧力Ｐを加えて保持する保圧機構６８から構成される。所定の射出率Ｑと所定の圧力Ｐについては後述する。
【００３６】
一方、可動型５２ｂは、固定型５２ａに向かって可動型５２ｂを進退させることにより、成形金型５２を型閉じするまたは型開きする型締め装置５８に接続されている。型締め装置５８は、一定の所定のプレス速度Ｖで可動型５２ｂを固定型５２ａに移動させて成形金型５２を閉じるように構成されている。所定のプレス速度Ｖについては後述する。
【００３７】
ここからは、成形装置５０による成形動作、すなわち樹脂成形品１０の成形方法について説明する。
【００３８】
樹脂成形品１０の成形は、図４に示す、型閉じ工程、プレス工程、射出充填工程、保圧工程、冷却工程、型開き工程を経て行われる。図４は、固定型５２aと可動型５２ｂの間の距離Ｌと成形時間tの関係を示しており、１成形サイクル分の距離Ｌの変化を示している。
【００３９】
まず、図３に示すように、固定型５２ａと可動型５２ｂの間に表皮材１４がセッティングされる。このとき、意匠面１２が可動型５２ｂ側に向くように表皮材１４がセッティングされる。また、成形金型５２の温度が所定の温度Ｔ１であるようにヒータ５４により予め該成形金型５２が加熱されている。
【００４０】
次に、成形金型５２を閉じるために、可動型５２ｂが型締め装置５８によって固定型５２ａに向かって移動される。このとき固定型５２ａと可動型５２ｂの間の距離Ｌ（以下、「金型距離と称する」。）がＬ１になるまで高速で該可動型５２ｂは固定型５２ａに向かって移動される。距離Ｌ１は、固定型５２ａと可動型５２ｂとに表皮材１４が挟持される直前の距離である。例えば、Ｌ１は表皮材１４の厚さより１０〜５０ｍｍ大きい距離である。
【００４１】
金型距離ＬがＬ１になると、所定のプレス速度Ｖで可動型５２ｂが型締め装置５８によって固定型５２ａに移動される。所定のプレス速度Ｖは、金型距離Ｌ１になるまでの速度より遅い速度である。これは、高速で可動型５２ｂと固定型５２ａが表皮材１４を挟持すると該表皮材１４が損傷する、または良好に表皮材１４を成形金型５２によって所望の形状に変形させることができないためである。すなわち、プレス速度Ｖが高速すぎると、成形金型５２の熱が十分に表皮材１４に伝わらずに、表皮材１４が熱変形ではなく強制変形されるためである。
【００４２】
所定のプレス速度Ｖは、０．１５ｍｍ／ｓ以上３０ｍｍ／ｓ未満、より好ましくは０．３ｍｍ／ｓ以上５ｍｍ／ｓ未満がよい。これらの値は実験的に求めたものである。所定のプレス速度Ｖの値を変化させてプレスした結果を図６に示す。図は、プレス速度Ｖと、成形性やサイクルタイムとの関係を示している。
【００４３】
図６においての良好な成形性は、図５に示すように、損傷やシワが発生することなく、表皮材１４が成形金型５２の成形空間Ｓの面に沿って良好に熱弾性変形することを言う。したがって、図６に示すように、プレス速度Ｖが３０ｍｍ／ｓ以上になると、高速すぎて成形性は悪くなる。しかしながら、良好な成形性を得るためにプレス速度Ｖを遅くし過ぎると、成形サイクルのサイクルタイムが長くなり、樹脂成形品１０の生産性が悪くなる。したがって、プレス速度Ｖは、０．１５ｍｍ／ｓ以上３０ｍｍ／ｓ未満、より好ましくは０．３ｍｍ／ｓ以上５ｍｍ／ｓ未満がよい。
【００４４】
また、図５に示すように、表皮材１４を成形金型５２の成形空間Ｓの面に沿って良好に熱弾性変形させるには、型温度Ｔ１が重要である。型温度Ｔ１は、表皮材温度Ｔと動的粘弾性特性の損失係数ｔａｎδとの関係を示す図７のように、表皮材１４、特に表皮材１４の基材である樹脂シート２０のガラス転移温度Ｔｇ以上の温度である。厳密には、型温度Ｔ１は、成形金型５２と接触している表皮材１４が確実に上記のガラス転移温度Ｔｇ以上の温度になって良好に熱弾性変形するのに必要な温度である。ただし当然ながら、型温度Ｔ１は表皮材１４を溶融する温度ではなく、表皮材１４のガラス転移温度Ｔｇ近傍の温度である。
【００４５】
型温度Ｔ１は上記のガラス転移温度Ｔｇ以上の温度であればよいが、好ましくはＴｇ＋（２０〜４０）℃の範囲の温度が好ましい。さらに好ましくは、樹脂成形品１０のバラツキを考慮すると、Ｔｇ＋（２５〜３５）℃の範囲の温度が好ましい。
【００４６】
型温度Ｔ１を上記のような温度範囲に設定すると、表皮材１４の温度Ｔは、動的粘弾性特性の損失係数ｔａｎδが安定したＴｇ＋（２０〜４０）℃の範囲（図７に示すハッチング部分）の温度になる。これにより、表皮材１４は、樹脂成形品１０ごとにバラツキなく、安定した熱弾性変形をする。
【００４７】
なお、一例までに、表皮材の各材種毎のガラス転移温度Ｔｇと型温度Ｔ１の関係を図８に示す。図８は、種類が異なる表皮材（基材である樹脂シートの材種や各表皮材のガラス転移温度Ｔｇが異なる。）に対する、安定した熱弾性変形を可能とする、各表皮材に対する型温度Ｔ１の一例を示している。
【００４８】
図４に戻って、プレス工程が完了した後、具体的には図５に示すように表皮材１４が閉じた成形金型５２の成形空間Ｓの面に沿って良好に熱弾性変形した後（成形金型５２を閉じて所定の時間経過後）、図９に示すように、射出装置５６よりチャンネル６０を介して表皮材１４の裏側の成形空間Ｓに溶融した樹脂（後に硬化して成形品基材１６となる樹脂）ＭＰが射出される（図４に示す射出充填工程が開始される。）。射出された溶融樹脂ＭＰの温度は、型温度Ｔ１より高温のＴ２である。成形空間Ｓに充填された溶融樹脂ＭＰにより表皮材１４は意匠面１２が可動型５２ｂの成形面に沿うように熱変形していく。
【００４９】
後に硬化して成形品基材１６となる溶融樹脂ＭＰの射出率Ｑは、射出スクリュ６４を回転させるモータ６６によって調整され、１２０〜２００ｇ／ｓに調整される。
【００５０】
この射出率Ｑの値、１２０〜２００ｇ／ｓは実験的に求めたものである。実験結果である図１０に示すように、射出率Ｑが小さすぎると成形性が悪くなる。すなわち、溶融樹脂ＭＰが成形空間Ｓ全体に完全に充填される前に表皮材１４が長時間加熱されて過剰に熱変形する。また、当然ながらサイクルタイムも長くなる。したがって、射出率Ｑは、１２０〜２００ｇ／ｓが好ましい。
【００５１】
図１１に示すように、溶融樹脂ＭＰが成形空間Ｓに十分に充填されると、射出充填工程が完了する。次に、図１２に示すように、保圧機構６８により、成形空間Ｓ内の圧力が所定の圧力Ｐにされる（図４に示す保圧工程が開始される。）。
【００５２】
所定の圧力Ｐは、実験の結果より５０〜７５ＭＰａが好ましい。実験結果を示す図１３の表に記載するように、５０ＭＰａより低すぎると、成形性が下がる。これは、成形空間Ｓ内の圧力Ｐが低いために、溶融樹脂ＭＰが表皮材１４を成形金型５２に向かって十分に押圧できず、成形空間Ｓに対応した形状の樹脂成形品１０が十分にできないためである。一方、所定の圧力が７５ＭＰａより高すぎるとバリが発生する。したがって、成形空間Ｓ内の所定の圧力Ｐは５０〜７５ＭＰａが好ましい。
【００５３】
保圧工程が完了すると、図４に示すように冷却工程が始まる。溶融樹脂ＭＰが型温度Ｔ１で硬化するような材料である場合、時間の経過とともに成形空間Ｓ内の溶融樹脂ＭＰは硬化する。そうでない場合、ヒータ５４の出力が低下されまたは停止され成形空間Ｓ内の溶融樹脂ＭＰは硬化される。
【００５４】
冷却工程が完了すると、図４に示すように型開きが行われる。図１４に示すように、型締め装置５８により可動型５２ｂが固定型５２ａから離反され型開きが完了する。これにより、樹脂成形品１０の成形が完了する。
【００５５】
以上、上述のように１つの実施形態を挙げて本発明を説明したが本発明は是に限定されない。
【００５６】
例えば、本発明の改良形態として、樹脂シートの真空成形を利用した実施形態が考えられる。
【００５７】
図１５は、表皮材１１４を真空成形し、その表皮材を貼り付けた樹脂成形品を形成できる金型を示す図である。図において金型１５２は、意匠面側（型１５２ｂ側）から見て部分的に凹部が形成される樹脂成形品を成形するためのもので、一方の型１５２ｂに凸部１８０を有し、他方の型１５２ａの対応する部分に凹部１８２を有する。
【００５８】
金型１５２を使用する成形においては、上述の実施形態とは異なり、意匠面側である型１５２ｂに表皮材１１４が真空吸引される。吸引機構１９０は型１５２ｂに設けられており、表皮材１１４を真空吸引するためのポンプ１９２と、ポンプ１９２と接続され型１５２ｂの成形面に表皮材１１４を真空吸着させるための吸引路１９４から構成される。
【００５９】
吸引機構１９０によって表皮材１１４が型１５２ｂに真空吸着されると、表皮材１１４は、型１５２ｂに内蔵されたヒータ１５４により熱変形する。ヒータ１５４は、成形金型１５２ｂと当接している表皮材１１４が該表皮材１１４のガラス転移温度以上の温度になるように該成形金型１５２ｂを加熱している。これにより、表皮材１１４は、損傷やシワの発生がなく熱弾性変形する。そして、その後成形金型１５２が閉じられ、チャンネル１６０を介して溶融樹脂が射出充填され、最終的に、良好な意匠面を備えた表皮材１１４を有する樹脂成形品が成形される。
【００６０】
本実施形態の利点は、通常、真空成形を行う場合には成形金型にセットする前に被成形対象を予め暖めて軟化させる軟化工程を必要とするが、本発明によれば、成形金型が被成形対象を暖めて軟化するので軟化工程が不要になる。また、真空成形を利用するため意匠面を複雑な形状にできる利点もある。
【００６１】
また、上述の実施形態は、表皮材に覆われた形態の樹脂成形品を作製するものであったが、これに限定されない。例えば、図１６に示すように、２つの金型２５２ａ、２５２ｂの一方に表皮材２１４を部分的に貼り付け、その後成形金型２５２を閉じて樹脂を充填すれば、部分的に表皮材２１４によって装飾された樹脂成形品が成形される。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明は、樹脂成形品において、単純形状または複雑な凹凸形状の表面に、全体的にまたは部分的に意匠性を高めたい場合、特に有益である。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明によって成形される表皮材を備えた樹脂成形品の一例である。
【図２】表皮材の断面図である。
【図３】本発明に係る一実施形態の成形装置である。
【図４】成形サイクルを説明するための図である。
【図５】プレス後の図３の成形装置を示している。
【図６】プレス速度と成形性、サイクルタイムとの関係を示す図である。
【図７】表皮材温度を説明するための図である。
【図８】表皮材温度と型温度の関係を示す図である。
【図９】溶融樹脂を射出充填中の図３の成形装置である。
【図１０】射出率と成形性、サイクルタイムとの関係を示す図である。
【図１１】溶融樹脂が略成形空間に充填された様子を示す図３の成形装置である。
【図１２】成形空間を保圧している状態の図３の成形装置である。
【図１３】保圧圧力と成形性、バリの発生との関係を示す図である。
【図１４】型開き後の図３の成形装置である。
【図１５】別の実施形態の成形を行うための金型を示す図である。
【図１６】さらに別の実施形態の成形を行うための金型を示す図である。
【符号の説明】
【００６４】
１４：表皮材
５２：成形金型
５２ａ：固定型
５２ｂ：可動型
Ｔ１：型温度
【技術分野】
【０００１】
本発明は、意匠面をなす印刷層を備えたシート状の表皮材を、インモールド成形法により成形品基材表面に貼り付け一体化してなる樹脂成形品の成形方法、および樹脂成形品の成形装置に関し、樹脂成形分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えば自動車の内装品や家電製品などの樹脂成形品において装飾性や触感を向上させる等のために、意匠面をなす印刷層を備えたシート状の表皮材をインモールド成形法により成形品基材表面に貼り付け一体化してなるものが、実用に供されるようになってきている（例えば、特許文献１参照。）。印刷層を備えた表皮材として、例えば光輝インキを樹脂シートにスクリーン印刷して意匠面をなすシート状の表皮材がある。
【０００３】
このような表皮材を成形品基材表面に貼り付け一体化する方法においては、賦形完了した後に金型を開き、成形品基材の顕熱を利用して表皮材が該表皮材の樹脂シートのガラス転移温度以上になるまで保持することにより、成形時に損傷したまたはシワが発生した表皮材を該表皮材の樹脂シートの熱弾性変形を利用して自己回復させている。この表皮材の損傷やシワの発生は、成形品基材樹脂が成形金型の成形空間に射出されることにより、成形空間の面に沿って表皮材が熱変形するときに発生しやすい。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１９８１７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、成形品基材樹脂の顕熱は、表皮材だけでなく外気や金型にも伝達され、表皮材の温度が該表皮材の樹脂シートのガラス転移温度以上にならない場合がある。この場合、損傷したまたはシワが発生した表皮材は、良品な意匠面を備える状態に回復しないことがある。その結果、良品な意匠面を備える樹脂成形品ができないことになる。
【０００６】
そこで、本発明は、成形品基材樹脂の顕熱が十分に表皮材に伝達されなくても表皮材が成形空間の面に沿って良好に熱弾性変形し、その結果、表皮材の損傷やシワの発生が抑制されて良品な意匠面を備える樹脂成形品を提供することができる樹脂成形品の成形方法および成形装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するために、本発明の請求項１に係る発明は、
意匠面をなす印刷層を備えたシート状の熱可塑性樹脂の表皮材をインモールド成形法により成形品基材表面に貼り付け一体化してなる樹脂成形品の成形方法であって、
固定型と可動型とでなる一対の成形金型の前記固定型と前記可動型との間に表皮材をセットする工程と、
表皮材セット後に、所定のプレス速度で前記可動型を移動させて前記成形金型を閉じるプレス工程と、
前記プレス工程後、表皮材の背面側の成形空間に熱可塑性の成形品基材樹脂を所定の射出率で射出する射出工程と、
前記射出工程によって充満された成形空間内の成形品基材樹脂に該成形品基材樹脂の射出装置により所定の圧力を加えて保持する保圧工程とを含み、
前記プレス工程中の表皮材の温度が該表皮材のガラス転移温度より高くなるように前記成形金型を所定の成形型温度に加熱保持することを特徴とする。
【０００８】
また、請求項２に係る発明は、
前記請求項１に記載の樹脂成形品の成形方法において、
前記所定の成形型温度が、表皮材のガラス転移温度より２０〜４０℃高い温度であることを特徴とする。
【０００９】
さらに、請求項３に係る発明は、
前記請求項１または2に記載の樹脂成形品の成形方法において、
前記所定のプレス速度が０．１５ｍｍ／ｓ以上３０ｍｍ／ｓ未満であることを特徴とする。
【００１０】
さらにまた、請求項４に係る発明は、
前記請求項３に記載の樹脂成形品の成形方法において、
前記所定のプレス速度が０．３ｍｍ／ｓ以上５ｍｍ／ｓ未満であることを特徴とする。
【００１１】
加えて、請求項５に係る発明は、
前記請求項１から４までのいずれか１つに記載の樹脂成形品の成形方法において、
前記所定の圧力が５０〜７５ＭＰａであることを特徴とする。
【００１２】
加えて、請求項６に係る発明は、
前記請求項５に記載の樹脂成形品の成形方法において、
前記所定の射出率が１２０〜２００ｇ／ｓであることを特徴とする。
【００１３】
また、前記課題を解決する本発明の請求項７に係る発明は、
意匠面をなす印刷層を備えたシート状の熱可塑性樹脂の表皮材をインモールド成形法により成形品基材表面に貼り付け一体化してなる樹脂成形品の成形装置であって、
固定型と可動型とでなる一対の成形金型と、
前記成形金型を所定の成形型温度に加熱保持する金型加熱手段と、
表皮材の背面側の成形空間に熱可塑性の成形品基材樹脂を所定の射出率で射出する射出手段と、
前記射出手段によって充満された成形空間内の成形品基材樹脂に該成形品基材樹脂の射出装置により所定の圧力を加えて保持する保圧手段と、
前記固定型に対して前記可動型を所定のプレス速度で移動させて前記成形金型を閉じる可動型移動手段とを有し、
前記金型加熱手段が、前記可動型移動手段による前記可動型の型閉方向への移動中において、表皮材の温度が該表皮材のガラス転移温度より高くなるように成形金型を加熱保持することを特徴とする。
【００１４】
また、請求項８に係る発明は、
前記請求項７に記載の樹脂成形品の成形装置において、
前記金型加熱手段が、表皮材のガラス転移温度より２０〜４０℃高い温度になるように前記成形金型を加熱保持することを特徴とする。
【００１５】
さらに、請求項９に係る発明は、
前記請求項７または８に記載の樹脂成形品の成形装置において、
前記可動型移動手段が、前記固定型に向かって０．１５ｍｍ／ｓ以上３０ｍｍ／ｓ未満のプレス速度で前記可動型を移動させて前記成形金型を閉じることを特徴とする。
【００１６】
さらにまた、請求項１０に係る発明は、
前記請求項９に記載の樹脂成形品の成形装置において、
前記可動型移動手段が、前記固定型に向かって０．３ｍｍ／ｓ以上５ｍｍ／ｓ未満のプレス速度で前記可動型を移動させて前記成形金型を閉じることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、請求項１に記載するように、成形金型によって表皮材が該表皮材のガラス転移温度より高い温度に維持されるため、ガラス転移温度以上の表皮材は成形金型の成形空間の面に沿って良好に熱弾性変形し、その結果、損傷やシワの発生が抑制された許容できるレベルの良品な意匠面を備える樹脂成形品が作製される。
【００１８】
また、請求項２に記載の発明によれば、成形金型が表皮材のガラス転移温度より２０〜４０℃高い温度に維持されるため、ガラス転移温度以上の表皮材は成形金型の成形空間の面に沿って良好に安定して熱弾性変形し、その結果、損傷やシワの発生が抑制された許容できるレベルの良品な意匠面を備える樹脂成形品が確実に作製される。
【００１９】
さらに、請求項３に記載の発明によれば、プレス速度が０．１５ｍｍ／ｓ以上３０ｍｍ／ｓ未満であるため、プレス時に変形される表皮材が大きく損傷することがない。その結果、許容できるレベルの良品な意匠面を備える樹脂成形品が作製される。
【００２０】
さらにまた、請求項４に記載の発明によれば、プレス速度が０．３ｍｍ／ｓ以上５ｍｍ／ｓ未満であるため、プレス時に変形される表皮材が大きく損傷することがなく、バラツキ幅が小さい好ましいレベルの良品な意匠面を備える樹脂成形品が作製される。
【００２１】
加えて、請求項５に記載の発明によれば、成形空間内の圧力が５０〜７５ＭＰａであるため、表皮材が成形空間の面に向かって押圧されることにより該表皮材にシワが発生することが抑制され、成形空間の面が良好に転写された意匠面を備える樹脂成形品が作製される。
【００２２】
加えて、請求項６に記載の発明によれば、成形空間に射出される樹脂の射出率が１２０〜２００ｇ／ｓであるため、樹脂が成形空間全体に完全に充填される前に表皮材が金型によって長時間加熱されて過剰に熱変形することが抑制される。その結果、良好な意匠面を備えた樹脂成形品が作製される。
【００２３】
請求項７に記載の発明によれば、成形金型が表皮材の温度が該表皮材のガラス転移温度より高くなるように金型加熱手段によって加熱保持されるため、ガラス転移温度以上の表皮材は成形金型の成形空間の面に沿って良好に熱弾性変形し、その結果、損傷やシワの発生が抑制された許容できるレベルの良品な意匠面を備える樹脂成形品が作製される。
【００２４】
また、請求項８に記載の発明によれば、成形金型が表皮材のガラス転移温度より２０〜４０℃高い温度になるように金型加熱手段によって加熱保持されるため、ガラス転移温度以上の表皮材は成形金型の成形空間の面に沿って良好に安定して熱弾性変形し、好ましいレベルの良品な意匠面を備える樹脂成形品が確実に作製される。
【００２５】
さらにまた、請求項９に記載の発明によれば、可動型移動手段が可動型を固定型に向かって移動させるプレス速度が０．１５ｍｍ／ｓ以上３０ｍｍ／ｓ未満であるため、プレス時に変形される表皮材が大きく損傷することがない。その結果、許容できるレベルの良品な意匠面を備える樹脂成形品が作製される。
【００２６】
加えて、請求項１０に記載の発明によれば、可動型移動手段が可動型を固定型に向かって移動させるプレス速度が０．３ｍｍ／ｓ以上５ｍｍ／ｓ未満であるため、プレス時に変形される表皮材が大きく損傷することなく、バラツキ幅が小さい好ましいレベルの良品な意匠面を備える樹脂成形品が作製される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
図１は、本発明の一実施形態に係る樹脂成形品の成形方法、及び成形装置によって作製された樹脂成形品の一例を示している。
【００２８】
図１に示すように、符号１０で示される樹脂成形品は、意匠面１２を備えるシート状の表皮材１４で覆われた成形品基材１６から構成される。
【００２９】
表皮材１４の一例を説明すると、図２に示すように、表皮材１４はシート状の多層構造体であって、最も意匠面１２側に配置されて基材となる例えばＰＥＴなどの樹脂シート２０と、樹脂シート２０の裏面（意匠面１２と反対の面）側にスクリーン印刷によって所定の模様（意匠面１２側から見た場合の模様）に印刷される透明インク２２と、透明インク２２の上から樹脂シート２０に印刷される意匠に関わるカラーインク（例えば、メタリックインク）２４と、意匠面１２側から見て成形品基材１６の色が見えないようにするグレーやブラックなどのインク層２６と、これらのインクを保持するとともに成形品基材１６に対する接着剤として機能するバインダ２８から構成される。
【００３０】
図３は、図２に示す表皮材１４を用いて樹脂成形品１０を作製する成形装置の概略的な構成を示している。
【００３１】
図３において、符号５０で示される成形装置は、概略、樹脂成形品を成形するための成形金型５２と、金型５２を所定の型温度Ｔ１にするために該金型５２を加熱する加熱手段であるヒータ５４と、成形金型５２の成形空間に成形品基材１６となる溶融樹脂を射出する射出装置５６と、成形金型５２を型閉じするまたは型開きする型締め装置５８から構成される。
【００３２】
成形金型５２は、固定型５２aと可動型５２ｂから構成され、所定の形状の樹脂成形品１０を成形しつつその表面に表皮材１４を貼り付けるように構成されている。
【００３３】
固定型５２ａと可動型５２ｂそれぞれには、ヒータ５４が内蔵されており、それぞれの型がヒータ５４によって所定の型温度Ｔ１に加熱され維持されている。所定の型温度Ｔ１については後述する。
【００３４】
また、固定型５２ａには、射出装置５６が接続されており、射出装置５６からの溶融樹脂を成形空間に案内するチャンネル６０が形成されている。
【００３５】
射出装置５６は、概略、溶融した樹脂を収容する射出シリンダ６２と、シリンダ６２内に配置されて前進動することにより該シリンダ６２内の溶融樹脂をチャンネル６０を介して成形金型５２の成形空間内に所定の射出率Ｑで射出する射出スクリュ６４と、スクリュ６４を回転駆動させるモータ６６と、成形空間内の溶融樹脂に所定の圧力Ｐを加えて保持する保圧機構６８から構成される。所定の射出率Ｑと所定の圧力Ｐについては後述する。
【００３６】
一方、可動型５２ｂは、固定型５２ａに向かって可動型５２ｂを進退させることにより、成形金型５２を型閉じするまたは型開きする型締め装置５８に接続されている。型締め装置５８は、一定の所定のプレス速度Ｖで可動型５２ｂを固定型５２ａに移動させて成形金型５２を閉じるように構成されている。所定のプレス速度Ｖについては後述する。
【００３７】
ここからは、成形装置５０による成形動作、すなわち樹脂成形品１０の成形方法について説明する。
【００３８】
樹脂成形品１０の成形は、図４に示す、型閉じ工程、プレス工程、射出充填工程、保圧工程、冷却工程、型開き工程を経て行われる。図４は、固定型５２aと可動型５２ｂの間の距離Ｌと成形時間tの関係を示しており、１成形サイクル分の距離Ｌの変化を示している。
【００３９】
まず、図３に示すように、固定型５２ａと可動型５２ｂの間に表皮材１４がセッティングされる。このとき、意匠面１２が可動型５２ｂ側に向くように表皮材１４がセッティングされる。また、成形金型５２の温度が所定の温度Ｔ１であるようにヒータ５４により予め該成形金型５２が加熱されている。
【００４０】
次に、成形金型５２を閉じるために、可動型５２ｂが型締め装置５８によって固定型５２ａに向かって移動される。このとき固定型５２ａと可動型５２ｂの間の距離Ｌ（以下、「金型距離と称する」。）がＬ１になるまで高速で該可動型５２ｂは固定型５２ａに向かって移動される。距離Ｌ１は、固定型５２ａと可動型５２ｂとに表皮材１４が挟持される直前の距離である。例えば、Ｌ１は表皮材１４の厚さより１０〜５０ｍｍ大きい距離である。
【００４１】
金型距離ＬがＬ１になると、所定のプレス速度Ｖで可動型５２ｂが型締め装置５８によって固定型５２ａに移動される。所定のプレス速度Ｖは、金型距離Ｌ１になるまでの速度より遅い速度である。これは、高速で可動型５２ｂと固定型５２ａが表皮材１４を挟持すると該表皮材１４が損傷する、または良好に表皮材１４を成形金型５２によって所望の形状に変形させることができないためである。すなわち、プレス速度Ｖが高速すぎると、成形金型５２の熱が十分に表皮材１４に伝わらずに、表皮材１４が熱変形ではなく強制変形されるためである。
【００４２】
所定のプレス速度Ｖは、０．１５ｍｍ／ｓ以上３０ｍｍ／ｓ未満、より好ましくは０．３ｍｍ／ｓ以上５ｍｍ／ｓ未満がよい。これらの値は実験的に求めたものである。所定のプレス速度Ｖの値を変化させてプレスした結果を図６に示す。図は、プレス速度Ｖと、成形性やサイクルタイムとの関係を示している。
【００４３】
図６においての良好な成形性は、図５に示すように、損傷やシワが発生することなく、表皮材１４が成形金型５２の成形空間Ｓの面に沿って良好に熱弾性変形することを言う。したがって、図６に示すように、プレス速度Ｖが３０ｍｍ／ｓ以上になると、高速すぎて成形性は悪くなる。しかしながら、良好な成形性を得るためにプレス速度Ｖを遅くし過ぎると、成形サイクルのサイクルタイムが長くなり、樹脂成形品１０の生産性が悪くなる。したがって、プレス速度Ｖは、０．１５ｍｍ／ｓ以上３０ｍｍ／ｓ未満、より好ましくは０．３ｍｍ／ｓ以上５ｍｍ／ｓ未満がよい。
【００４４】
また、図５に示すように、表皮材１４を成形金型５２の成形空間Ｓの面に沿って良好に熱弾性変形させるには、型温度Ｔ１が重要である。型温度Ｔ１は、表皮材温度Ｔと動的粘弾性特性の損失係数ｔａｎδとの関係を示す図７のように、表皮材１４、特に表皮材１４の基材である樹脂シート２０のガラス転移温度Ｔｇ以上の温度である。厳密には、型温度Ｔ１は、成形金型５２と接触している表皮材１４が確実に上記のガラス転移温度Ｔｇ以上の温度になって良好に熱弾性変形するのに必要な温度である。ただし当然ながら、型温度Ｔ１は表皮材１４を溶融する温度ではなく、表皮材１４のガラス転移温度Ｔｇ近傍の温度である。
【００４５】
型温度Ｔ１は上記のガラス転移温度Ｔｇ以上の温度であればよいが、好ましくはＴｇ＋（２０〜４０）℃の範囲の温度が好ましい。さらに好ましくは、樹脂成形品１０のバラツキを考慮すると、Ｔｇ＋（２５〜３５）℃の範囲の温度が好ましい。
【００４６】
型温度Ｔ１を上記のような温度範囲に設定すると、表皮材１４の温度Ｔは、動的粘弾性特性の損失係数ｔａｎδが安定したＴｇ＋（２０〜４０）℃の範囲（図７に示すハッチング部分）の温度になる。これにより、表皮材１４は、樹脂成形品１０ごとにバラツキなく、安定した熱弾性変形をする。
【００４７】
なお、一例までに、表皮材の各材種毎のガラス転移温度Ｔｇと型温度Ｔ１の関係を図８に示す。図８は、種類が異なる表皮材（基材である樹脂シートの材種や各表皮材のガラス転移温度Ｔｇが異なる。）に対する、安定した熱弾性変形を可能とする、各表皮材に対する型温度Ｔ１の一例を示している。
【００４８】
図４に戻って、プレス工程が完了した後、具体的には図５に示すように表皮材１４が閉じた成形金型５２の成形空間Ｓの面に沿って良好に熱弾性変形した後（成形金型５２を閉じて所定の時間経過後）、図９に示すように、射出装置５６よりチャンネル６０を介して表皮材１４の裏側の成形空間Ｓに溶融した樹脂（後に硬化して成形品基材１６となる樹脂）ＭＰが射出される（図４に示す射出充填工程が開始される。）。射出された溶融樹脂ＭＰの温度は、型温度Ｔ１より高温のＴ２である。成形空間Ｓに充填された溶融樹脂ＭＰにより表皮材１４は意匠面１２が可動型５２ｂの成形面に沿うように熱変形していく。
【００４９】
後に硬化して成形品基材１６となる溶融樹脂ＭＰの射出率Ｑは、射出スクリュ６４を回転させるモータ６６によって調整され、１２０〜２００ｇ／ｓに調整される。
【００５０】
この射出率Ｑの値、１２０〜２００ｇ／ｓは実験的に求めたものである。実験結果である図１０に示すように、射出率Ｑが小さすぎると成形性が悪くなる。すなわち、溶融樹脂ＭＰが成形空間Ｓ全体に完全に充填される前に表皮材１４が長時間加熱されて過剰に熱変形する。また、当然ながらサイクルタイムも長くなる。したがって、射出率Ｑは、１２０〜２００ｇ／ｓが好ましい。
【００５１】
図１１に示すように、溶融樹脂ＭＰが成形空間Ｓに十分に充填されると、射出充填工程が完了する。次に、図１２に示すように、保圧機構６８により、成形空間Ｓ内の圧力が所定の圧力Ｐにされる（図４に示す保圧工程が開始される。）。
【００５２】
所定の圧力Ｐは、実験の結果より５０〜７５ＭＰａが好ましい。実験結果を示す図１３の表に記載するように、５０ＭＰａより低すぎると、成形性が下がる。これは、成形空間Ｓ内の圧力Ｐが低いために、溶融樹脂ＭＰが表皮材１４を成形金型５２に向かって十分に押圧できず、成形空間Ｓに対応した形状の樹脂成形品１０が十分にできないためである。一方、所定の圧力が７５ＭＰａより高すぎるとバリが発生する。したがって、成形空間Ｓ内の所定の圧力Ｐは５０〜７５ＭＰａが好ましい。
【００５３】
保圧工程が完了すると、図４に示すように冷却工程が始まる。溶融樹脂ＭＰが型温度Ｔ１で硬化するような材料である場合、時間の経過とともに成形空間Ｓ内の溶融樹脂ＭＰは硬化する。そうでない場合、ヒータ５４の出力が低下されまたは停止され成形空間Ｓ内の溶融樹脂ＭＰは硬化される。
【００５４】
冷却工程が完了すると、図４に示すように型開きが行われる。図１４に示すように、型締め装置５８により可動型５２ｂが固定型５２ａから離反され型開きが完了する。これにより、樹脂成形品１０の成形が完了する。
【００５５】
以上、上述のように１つの実施形態を挙げて本発明を説明したが本発明は是に限定されない。
【００５６】
例えば、本発明の改良形態として、樹脂シートの真空成形を利用した実施形態が考えられる。
【００５７】
図１５は、表皮材１１４を真空成形し、その表皮材を貼り付けた樹脂成形品を形成できる金型を示す図である。図において金型１５２は、意匠面側（型１５２ｂ側）から見て部分的に凹部が形成される樹脂成形品を成形するためのもので、一方の型１５２ｂに凸部１８０を有し、他方の型１５２ａの対応する部分に凹部１８２を有する。
【００５８】
金型１５２を使用する成形においては、上述の実施形態とは異なり、意匠面側である型１５２ｂに表皮材１１４が真空吸引される。吸引機構１９０は型１５２ｂに設けられており、表皮材１１４を真空吸引するためのポンプ１９２と、ポンプ１９２と接続され型１５２ｂの成形面に表皮材１１４を真空吸着させるための吸引路１９４から構成される。
【００５９】
吸引機構１９０によって表皮材１１４が型１５２ｂに真空吸着されると、表皮材１１４は、型１５２ｂに内蔵されたヒータ１５４により熱変形する。ヒータ１５４は、成形金型１５２ｂと当接している表皮材１１４が該表皮材１１４のガラス転移温度以上の温度になるように該成形金型１５２ｂを加熱している。これにより、表皮材１１４は、損傷やシワの発生がなく熱弾性変形する。そして、その後成形金型１５２が閉じられ、チャンネル１６０を介して溶融樹脂が射出充填され、最終的に、良好な意匠面を備えた表皮材１１４を有する樹脂成形品が成形される。
【００６０】
本実施形態の利点は、通常、真空成形を行う場合には成形金型にセットする前に被成形対象を予め暖めて軟化させる軟化工程を必要とするが、本発明によれば、成形金型が被成形対象を暖めて軟化するので軟化工程が不要になる。また、真空成形を利用するため意匠面を複雑な形状にできる利点もある。
【００６１】
また、上述の実施形態は、表皮材に覆われた形態の樹脂成形品を作製するものであったが、これに限定されない。例えば、図１６に示すように、２つの金型２５２ａ、２５２ｂの一方に表皮材２１４を部分的に貼り付け、その後成形金型２５２を閉じて樹脂を充填すれば、部分的に表皮材２１４によって装飾された樹脂成形品が成形される。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明は、樹脂成形品において、単純形状または複雑な凹凸形状の表面に、全体的にまたは部分的に意匠性を高めたい場合、特に有益である。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明によって成形される表皮材を備えた樹脂成形品の一例である。
【図２】表皮材の断面図である。
【図３】本発明に係る一実施形態の成形装置である。
【図４】成形サイクルを説明するための図である。
【図５】プレス後の図３の成形装置を示している。
【図６】プレス速度と成形性、サイクルタイムとの関係を示す図である。
【図７】表皮材温度を説明するための図である。
【図８】表皮材温度と型温度の関係を示す図である。
【図９】溶融樹脂を射出充填中の図３の成形装置である。
【図１０】射出率と成形性、サイクルタイムとの関係を示す図である。
【図１１】溶融樹脂が略成形空間に充填された様子を示す図３の成形装置である。
【図１２】成形空間を保圧している状態の図３の成形装置である。
【図１３】保圧圧力と成形性、バリの発生との関係を示す図である。
【図１４】型開き後の図３の成形装置である。
【図１５】別の実施形態の成形を行うための金型を示す図である。
【図１６】さらに別の実施形態の成形を行うための金型を示す図である。
【符号の説明】
【００６４】
１４：表皮材
５２：成形金型
５２ａ：固定型
５２ｂ：可動型
Ｔ１：型温度
【特許請求の範囲】
【請求項１】
意匠面をなす印刷層を備えたシート状の熱可塑性樹脂の表皮材をインモールド成形法により成形品基材表面に貼り付け一体化してなる樹脂成形品の成形方法であって、
固定型と可動型とでなる一対の成形金型の前記固定型と前記可動型との間に表皮材をセットする工程と、
表皮材セット後に、所定のプレス速度で前記可動型を移動させて前記成形金型を閉じるプレス工程と、
前記プレス工程後、表皮材の背面側の成形空間に熱可塑性の成形品基材樹脂を所定の射出率で射出する射出工程と、
前記射出工程によって充満された成形空間内の成形品基材樹脂に該成形品基材樹脂の射出装置により所定の圧力を加えて保持する保圧工程とを含み、
前記プレス工程中の表皮材の温度が該表皮材のガラス転移温度より高くなるように前記成形金型を所定の成形型温度に加熱保持することを特徴とする樹脂成形品の成形方法。
【請求項２】
前記請求項１に記載の樹脂成形品の成形方法において、
前記所定の成形型温度が、表皮材のガラス転移温度より２０〜４０℃高い温度であることを特徴とする樹脂成形品の成形方法。
【請求項３】
前記請求項１または2に記載の樹脂成形品の成形方法において、
前記所定のプレス速度が０．１５ｍｍ／ｓ以上３０ｍｍ／ｓ未満であることを特徴とする樹脂成形品の成形方法。
【請求項４】
前記請求項３に記載の樹脂成形品の成形方法において、
前記所定のプレス速度が０．３ｍｍ／ｓ以上５ｍｍ／ｓ未満であることを特徴とする樹脂成形品の成形方法。
【請求項５】
前記請求項１から４までのいずれか１つに記載の樹脂成形品の成形方法において、
前記所定の圧力が５０〜７５ＭＰａであることを特徴とする樹脂成形品の成形方法。
【請求項６】
前記請求項５に記載の樹脂成形品の成形方法において、
前記所定の射出率が１２０〜２００ｇ／ｓであることを特徴とする樹脂成形品の成形方法。
【請求項７】
意匠面をなす印刷層を備えたシート状の熱可塑性樹脂の表皮材をインモールド成形法により成形品基材表面に貼り付け一体化してなる樹脂成形品の成形装置であって、
固定型と可動型とでなる一対の成形金型と、
前記成形金型を所定の成形型温度に加熱保持する金型加熱手段と、
表皮材の背面側の成形空間に熱可塑性の成形品基材樹脂を所定の射出率で射出する射出手段と、
前記射出手段によって充満された成形空間内の成形品基材樹脂に該成形品基材樹脂の射出装置により所定の圧力を加えて保持する保圧手段と、
前記固定型に対して前記可動型を所定のプレス速度で移動させて前記成形金型を閉じる可動型移動手段とを有し、
前記金型加熱手段が、前記可動型移動手段による前記可動型の型閉方向への移動中において、表皮材の温度が該表皮材のガラス転移温度より高くなるように成形金型を加熱保持することを特徴とする樹脂成形品の成形装置。
【請求項８】
前記請求項７に記載の樹脂成形品の成形装置において、
前記金型加熱手段が、表皮材のガラス転移温度より２０〜４０℃高い温度になるように前記成形金型を加熱保持することを特徴とする樹脂成形品の成形装置。
【請求項９】
前記請求項７または８に記載の樹脂成形品の成形装置において、
前記可動型移動手段が、前記固定型に向かって０．１５ｍｍ／ｓ以上３０ｍｍ／ｓ未満のプレス速度で前記可動型を移動させて前記成形金型を閉じることを特徴とする樹脂成形品の成形装置。
【請求項１０】
前記請求項９に記載の樹脂成形品の成形装置において、
前記可動型移動手段が、前記固定型に向かって０．３ｍｍ／ｓ以上５ｍｍ／ｓ未満のプレス速度で前記可動型を移動させて前記成形金型を閉じることを特徴とする樹脂成形品の成形装置。
【請求項１】
意匠面をなす印刷層を備えたシート状の熱可塑性樹脂の表皮材をインモールド成形法により成形品基材表面に貼り付け一体化してなる樹脂成形品の成形方法であって、
固定型と可動型とでなる一対の成形金型の前記固定型と前記可動型との間に表皮材をセットする工程と、
表皮材セット後に、所定のプレス速度で前記可動型を移動させて前記成形金型を閉じるプレス工程と、
前記プレス工程後、表皮材の背面側の成形空間に熱可塑性の成形品基材樹脂を所定の射出率で射出する射出工程と、
前記射出工程によって充満された成形空間内の成形品基材樹脂に該成形品基材樹脂の射出装置により所定の圧力を加えて保持する保圧工程とを含み、
前記プレス工程中の表皮材の温度が該表皮材のガラス転移温度より高くなるように前記成形金型を所定の成形型温度に加熱保持することを特徴とする樹脂成形品の成形方法。
【請求項２】
前記請求項１に記載の樹脂成形品の成形方法において、
前記所定の成形型温度が、表皮材のガラス転移温度より２０〜４０℃高い温度であることを特徴とする樹脂成形品の成形方法。
【請求項３】
前記請求項１または2に記載の樹脂成形品の成形方法において、
前記所定のプレス速度が０．１５ｍｍ／ｓ以上３０ｍｍ／ｓ未満であることを特徴とする樹脂成形品の成形方法。
【請求項４】
前記請求項３に記載の樹脂成形品の成形方法において、
前記所定のプレス速度が０．３ｍｍ／ｓ以上５ｍｍ／ｓ未満であることを特徴とする樹脂成形品の成形方法。
【請求項５】
前記請求項１から４までのいずれか１つに記載の樹脂成形品の成形方法において、
前記所定の圧力が５０〜７５ＭＰａであることを特徴とする樹脂成形品の成形方法。
【請求項６】
前記請求項５に記載の樹脂成形品の成形方法において、
前記所定の射出率が１２０〜２００ｇ／ｓであることを特徴とする樹脂成形品の成形方法。
【請求項７】
意匠面をなす印刷層を備えたシート状の熱可塑性樹脂の表皮材をインモールド成形法により成形品基材表面に貼り付け一体化してなる樹脂成形品の成形装置であって、
固定型と可動型とでなる一対の成形金型と、
前記成形金型を所定の成形型温度に加熱保持する金型加熱手段と、
表皮材の背面側の成形空間に熱可塑性の成形品基材樹脂を所定の射出率で射出する射出手段と、
前記射出手段によって充満された成形空間内の成形品基材樹脂に該成形品基材樹脂の射出装置により所定の圧力を加えて保持する保圧手段と、
前記固定型に対して前記可動型を所定のプレス速度で移動させて前記成形金型を閉じる可動型移動手段とを有し、
前記金型加熱手段が、前記可動型移動手段による前記可動型の型閉方向への移動中において、表皮材の温度が該表皮材のガラス転移温度より高くなるように成形金型を加熱保持することを特徴とする樹脂成形品の成形装置。
【請求項８】
前記請求項７に記載の樹脂成形品の成形装置において、
前記金型加熱手段が、表皮材のガラス転移温度より２０〜４０℃高い温度になるように前記成形金型を加熱保持することを特徴とする樹脂成形品の成形装置。
【請求項９】
前記請求項７または８に記載の樹脂成形品の成形装置において、
前記可動型移動手段が、前記固定型に向かって０．１５ｍｍ／ｓ以上３０ｍｍ／ｓ未満のプレス速度で前記可動型を移動させて前記成形金型を閉じることを特徴とする樹脂成形品の成形装置。
【請求項１０】
前記請求項９に記載の樹脂成形品の成形装置において、
前記可動型移動手段が、前記固定型に向かって０．３ｍｍ／ｓ以上５ｍｍ／ｓ未満のプレス速度で前記可動型を移動させて前記成形金型を閉じることを特徴とする樹脂成形品の成形装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２００８−１７８９８２（Ｐ２００８−１７８９８２Ａ）
【公開日】平成２０年８月７日（２００８．８．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１２１０１（Ｐ２００７−１２１０１）
【出願日】平成１９年１月２３日（２００７．１．２３）
【出願人】（３０００４１１９２）宇部興産機械株式会社 (268)
【出願人】（０００１１４８１３）ヤマックス株式会社 (8)
【出願人】（０００００３１３７）マツダ株式会社 (6,115)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年８月７日（２００８．８．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１月２３日（２００７．１．２３）
【出願人】（３０００４１１９２）宇部興産機械株式会社 (268)
【出願人】（０００１１４８１３）ヤマックス株式会社 (8)
【出願人】（０００００３１３７）マツダ株式会社 (6,115)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]