(57)【要約】【課題】  バリの発生を抑制しつつ、好適な成形性を維持することが可能な成形方法を提供する。【解決手段】  表皮成形用金型３０の内部に形成された表皮成形用キャビティ３３内に溶融状態の表皮成形用材料４０を射出して充填することで、該表皮成形用材料４０からなる成形品を製造する。この場合、表皮成形用キャビティ３３内を流動する表皮成形用材料４０のうち、表皮成形用キャビティ３３内における該表皮成形用キャビティ３３と表皮成形用金型３０の分割面３６との境界線５０の近接領域３３ａを流動する表皮成形用材料４０の温度が、表皮成形用キャビティ３３内における該表皮成形用キャビティ３３と表皮成形用金型３０の分割面３６との境界線５０の非近接領域３３ｂを流動する表皮成形用材料４０の温度よりも低くなるように、表皮成形用金型３０の温度を調節した状態で表皮成形用キャビティ３３内に表皮成形用材料４０を充填する。【選択図】      図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の型を組み合わせてなる金型の内部に形成されたキャビティ内に溶融状態の熱可塑性の合成樹脂を射出して充填することにより、該合成樹脂からなる成形品を製造する成形方法であって、
前記キャビティ内への充填に基づき、該キャビティ内を流動する前記合成樹脂のうち、前記キャビティと前記金型の分割面との境界線の近接領域を流動する合成樹脂の温度が、前記キャビティと前記金型の分割面との境界線の非近接領域を流動する合成樹脂の温度よりも低くなるように、前記金型の温度を調節した状態で前記キャビティ内に前記合成樹脂を充填することを特徴とする成形方法。
【請求項２】
前記合成樹脂は、結晶性樹脂であることを特徴とする請求項１に記載の成形方法。
【請求項３】
前記近接領域を流動する合成樹脂の温度を、該合成樹脂の結晶化温度よりも低くし、前記非近接領域を流動する合成樹脂の温度を、該合成樹脂の結晶化温度よりも高くすることを特徴とする請求項２に記載の成形方法。
【請求項４】
前記合成樹脂は、ＪＩＳ  Ｋ７２１０で規定されるメルトフローレートが３０〜６０の範囲内の高流動性樹脂であることを特徴とする請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば車両のインストルメントパネル等の成形品を製造する成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、車両のインストルメントパネル等の成形品は、金型の内部に形成されたキャビティに溶融状態の熱可塑性樹脂を射出して充填する射出成形法によって成形されている。このような射出成形法を利用した成形品の成形方法では、溶融状態の熱可塑性樹脂を金型のキャビティに充填する際に、該金型の温度を高くしておくと、前記熱可塑性樹脂の流動性が良好となってウエルドの発生が抑制されるため、前記熱可塑性樹脂を金型のキャビティに充填する間だけキャビティ面を加熱するようにしている。
【０００３】
しかしながら、前記熱可塑性樹脂の流動性が良好になると、キャビティ内の熱可塑性樹脂が金型の分割面から漏れ出してバリが発生するため、従来、このようなバリの発生を抑制すべく種々の提案がなされている。例えば、特許文献１では、入れ子を複数に分割し、該各入れ子のそれぞれに水管を設け、該各水管にそれぞれ異なる温度の流体を流入させて前記各入れ子ごとに独立して温度制御する成形方法が提案されている。そして、この特許文献１では、前記温度制御により、型開き方向で対向する入れ子同士を強く接触させることで、該入れ子同士の分割面に熱可塑性樹脂を入り難くしてバリの発生を抑制している。
【０００４】
また、特許文献２には、複数の型体間に薄肉部材を配置した後、型締めして薄肉部材の縁部付近に射出成形部を有する成形体を製造する際に、型体の射出成形部に接する部分（高温金型）よりも、型体の薄肉部材に接する部分（低温金型）の温度を低く設定するようにした射出成形体の製造方法が記載されている。そして特許文献２では、低温金型と高温金型との分割面を、キャビティ内において、薄肉部材の輪郭位置よりも該キャビティの中央側に位置させることで、射出時のそのままの勢いを保った状態で溶融樹脂が前記分割面に入り込むことによるバリの発生を防止するようにしている。
【特許文献１】特開２００３−３３４８５２号公報
【特許文献２】特開２００３−１９１２７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記特許文献１においては、入れ子の温度変化に基づく伸縮作用を利用して入れ子の高さを微調整することで、キャビティ周縁部における入れ子の接触圧を増減させている。このため、熱可塑性樹脂を固化させるべく型冷却を行うと、入れ子が収縮されてキャビティ周縁部における入れ子同士の接触圧が低下することで、入れ子同士の分割面に熱可塑性樹脂が入りやすくなり、結果的にバリが発生してしまうことになる。また、特許文献２においては、キャビティ内へ溶融樹脂を充填する際に、高温金型により射出成形部を加熱しているため、高温金型の分割面からは、前記溶融樹脂が漏れ出しやすくなってバリが発生してしまうことになる。
【０００６】
したがって、成形品を好適に成形すべく成形時の熱可塑性樹脂の温度を高くすれば、該熱可塑性樹脂の流動性が向上されるため、金型の分割面から漏れ出しやすくなってバリの発生を促進することになる。一方、単純に成形時の熱可塑性樹脂の温度を低くするのみでは、バリの発生を抑制することは可能であっても、熱可塑性樹脂の流動性の低下に伴う成形不良（ウエルドの発生）が避けられない。よって、射出成形においては、バリの発生の抑制と好適な成形性の維持という相反する要求を満たすことが急務となっていた。
【０００７】
本発明は、このような従来技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的とするところは、バリの発生を抑制しつつ、好適な成形性を維持することが可能な成形方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、複数の型を組み合わせてなる金型の内部に形成されたキャビティ内に溶融状態の熱可塑性の合成樹脂を射出して充填することにより、該合成樹脂からなる成形品を製造する成形方法であって、前記キャビティ内への充填に基づき、該キャビティ内を流動する前記合成樹脂のうち、前記キャビティと前記金型の分割面との境界線の近接領域を流動する合成樹脂の温度が、前記キャビティと前記金型の分割面との境界線の非近接領域を流動する合成樹脂の温度よりも低くなるように、前記金型の温度を調節した状態で前記キャビティ内に前記合成樹脂を充填することを要旨とする。
【０００９】
上記構成によれば、前記近接領域を流動する合成樹脂の流動性が低下しやすくなり、前記非近接領域を流動する合成樹脂の流動性が低下しにくくなる。このため、前記近接領域を流動する合成樹脂によって前記分割面と前記キャビティとの間が閉塞されて、分割面への合成樹脂の漏れが抑制される。一方、前記非近接領域では、合成樹脂の流動性の低下に伴うウエルドの発生が抑制される。したがって、成形品のバリの発生を抑制しつつ、好適な成形性を維持することが可能となる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記合成樹脂は、結晶性樹脂であることを要旨とする。
上記構成によれば、結晶性樹脂を用いることで、成形品を好適な性状とすることが可能となる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記近接領域を流動する合成樹脂の温度を、該合成樹脂の結晶化温度よりも低くし、前記非近接領域を流動する合成樹脂の温度を、該合成樹脂の結晶化温度よりも高くすることを要旨とする。
【００１２】
上記構成によれば、前記近接領域を流動する合成樹脂の流動性が低下し、前記非近接領域を流動する合成樹脂の流動性が向上する。このため、前記近接領域を流動する合成樹脂によって前記分割面と前記キャビティとの間が好適に閉塞されて、分割面への合成樹脂の漏れが抑制される。一方、前記非近接領域では、合成樹脂の流動性が向上するため、ウエルドの発生が抑制される。したがって、成形品のバリの発生を抑制しつつ、好適な成形性を維持することが可能となる。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の発明において、前記合成樹脂は、ＪＩＳ  Ｋ７２１０で規定されるメルトフローレートが３０〜６０の範囲内の高流動性樹脂であることを要旨とする。
【００１４】
上記構成によれば、バリの発生しやすい高流動性樹脂を用いても、成形品のバリの発生を抑制しつつ、好適な成形性を維持することが可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、バリの発生を抑制しつつ、好適な成形性を維持することが可能な成形方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を自動車のインストルメントパネルに具体化した実施形態を図１〜図７に基づいて説明する。
図１に示すように、成形品としてのインストルメントパネル２０の中央部には図示しないセンタークラスタが組み付けられる凹部２１が形成されている。そして、インストルメントパネル２０は、図示しない車室内の前端部に組み付けられる。車室内に組み付けられたインストルメントパネル２０は、他の部品等と面一で高精度に組み付けられたり、外部から見えたり等することから、特にその周縁端部２０ａや凹部２１におけるバリの形成を抑制する必要がある。そして、これらインストルメントパネル２０の周縁端部２０ａや凹部２１にバリが形成された場合、外観が損なわれたり、他の部品と面一で高精度に組み付けたりすることが困難となる等の不具合が生じる。なお、バリとは、射出成形時において、金型が有する隙間へ成形用材料が漏出して形成される余剰部の一般呼称である。
【００１７】
図２に示すように、インストルメントパネル２０は、熱可塑性の合成樹脂よりなる基材２２と、該基材２２上に設けられたウレタン樹脂層２３と、該ウレタン樹脂層２３上に設けられた熱可塑性の結晶性樹脂よりなる表皮２４とを備えた三層構造になっている。これら基材２２、ウレタン樹脂層２３及び表皮２４は、それぞれ射出成形によって成形されたものである。
【００１８】
次に、インストルメントパネル２０の製造方法について説明する。
図３に示すように、インストルメントパネル２０は、基材２２を成形する基材成形工程（ステップＳ１）と、表皮２４を成形する表皮成形工程（ステップＳ２）と、基材２２上に表皮２４を接合する接合工程（ステップＳ３）とを経て製造される。
【００１９】
基材成形工程（ステップＳ１）では、まず図示しない基材成形用固定金型と基材成形用移動金型とで型締めを行うことで、これらの金型により図示しない基材成形用キャビティを形成する（ステップＳ４）。続いて、基材成形用キャビティに図示しないゲートから溶融状態の熱可塑性の合成樹脂を射出することにより基材成形用キャビティに熱可塑性の合成樹脂を充填し、固化させる（ステップＳ５）。その後、基材成形用固定金型と基材成形用移動金型との型開きを行い（ステップＳ６）、基材成形用移動金型上の基材２２を取り出す（ステップＳ７）。
【００２０】
ここで、表皮成形工程（ステップＳ２）で表皮２４を成形する際に用いる表皮成形用金型について説明する。
図４〜図６に示すように、表皮２４を成形するための金型としての表皮成形用金型３０は、型としての表皮成形用固定金型３１と、型としての表皮成形用移動金型３２とを備えている。そして、これら表皮成形用固定金型３１及び表皮成形用移動金型３２を型締めすることにより、表皮成形用金型３０の内部にキャビティとしての表皮成形用キャビティ３３が形成されるようになっている。この場合、前記表皮成形用金型３０の分割面３６と、前記表皮成形用キャビティ３３とは、境界線５０によって隔てられている。
【００２１】
前記表皮成形用固定金型３１には、前記表皮成形用キャビティ３３の上側に位置するように上側加熱管３４が埋設されている。上側加熱管３４は、前記境界線５０の内側において、平面視で直角状の屈曲部が連続するように設けられている。上側加熱管３４は、図示しない熱媒体供給源に接続されており、該熱媒体供給源から供給される温水等の熱媒体が上側加熱管３４内を流通することで、前記表皮成形用固定金型３１を介して前記表皮成形用キャビティ３３が上側から全体的に加熱されるようになっている。
【００２２】
さらに、前記表皮成形用固定金型３１には、前記表皮成形用キャビティ３３を囲むように上側冷却管３５が埋設されている。この上側冷却管３５は、前記境界線５０に沿って延びている。上側冷却管３５は、図示しない冷却媒体供給源に接続されており、該冷却媒体供給源から供給される冷水等の冷却媒体が上側冷却管３５内を流通することで、前記表皮成形用固定金型３１を介して前記表皮成形用キャビティ３３における該表皮成形用キャビティ３３と前記分割面３６との前記境界線５０の近接領域３３ａが冷却されるようになっている。また、表皮成形用固定金型３１には、表皮成形用キャビティ３３に表皮成形用材料を射出するためのゲート３７が設けられている。
【００２３】
前記表皮成形用移動金型３２には、前記表皮成形用キャビティ３３の下側に位置するように、前記上側加熱管３４と同様の下側加熱管３８が埋設されている。したがって、前記上側加熱管３４と下側加熱管３８とは、前記表皮成形用キャビティ３３を挟んで互いに対向するように設けられている。下側加熱管３８は、図示しない熱媒体供給源に接続されており、該熱媒体供給源から供給される温水等の熱媒体が下側加熱管３８内を流通することで、前記表皮成形用移動金型３２を介して前記表皮成形用キャビティ３３が下側から全体的に加熱されるようになっている。
【００２４】
さらに、前記表皮成形用移動金型３２には、前記分割面３６を挟んで対向するように、前記上側冷却管３５と同様の下側冷却管３９が埋設されている。すなわち、この下側冷却管３９も、前記上側冷却管３５と同様に、前記境界線５０に沿って延びている。下側冷却管３９は、図示しない冷却媒体供給源に接続されており、該冷却媒体供給源から供給される冷水等の冷却媒体が下側冷却管３９内を流通することで、前記表皮成形用移動金型３２を介して前記近接領域３３ａが冷却されるようになっている。
【００２５】
さて、表皮成形工程（ステップＳ２）では、図５及び図６に示すように、表皮成形用固定金型３１と表皮成形用移動金型３２とで型締めを行うことで、表皮成形用キャビティ３３を形成する（ステップＳ８）。続いて、図７に示すように、表皮成形用キャビティ３３に前記ゲート３７から溶融状態の合成樹脂よりなる表皮成形用材料４０を射出することにより表皮成形用キャビティ３３に表皮成形用材料４０を充填し、固化させる（ステップＳ９）。その後、表皮成形用固定金型３１と表皮成形用移動金型３２との型開きを行い（ステップＳ１０）、表皮成形用移動金型３２上の表皮２４を取り出す（ステップＳ１１）。
【００２６】
前記ステップＳ９は、表皮成形用材料４０の温度が１９０〜２３０℃、射出圧が２０〜５０ＭＰａ、保圧が１０〜４０ＭＰａの条件で行われる。このとき、図７に示すように、前記近接領域３３ａを流動する表皮成形用材料４０の温度が、前記表皮成形用キャビティ３３における前記境界線５０の非近接領域３３ｂを流動する表皮成形用材料４０の温度よりも低くなるように前記表皮成形用金型３０の温度を調節する。すなわち、前記近接領域３３ａと隣接する部分Ａの前記表皮成形用金型３０の温度を２０℃以下（表皮成形用材料４０の結晶化温度よりも低い温度）に調節し、前記非近接領域３３ｂを流動する表皮成形用材料４０と隣接する部分Ｂの前記表皮成形用金型３０の温度を３０〜６０℃の範囲内（表皮成形用材料４０の結晶化温度よりも高い温度）に調節する。なお、前記表皮成形用金型３０には、前記近接領域３３ａと隣接する部分Ａの前記表皮成形用金型３０の温度及び前記非近接領域３３ｂを流動する表皮成形用材料４０と隣接する部分Ｂの前記表皮成形用金型３０の温度を計るための図示しない熱電対が埋設されており、該熱電対は図示しない温度計測器に接続されている。
【００２７】
すると、前記近接領域３３ａにおける表皮成形用材料４０の流動性が低下し、前記非近接領域３３ｂにおける表皮成形用材料４０の流動性が向上される。これにより、前記近接領域３３ａにおける表皮成形用材料４０によって前記分割面３６と前記表皮成形用キャビティ３３との間が好適に閉塞されて、前記分割面３６への表皮成形用材料４０の漏れが抑制される。一方、前記非近接領域３３ｂにおける表皮成形用材料４０の流動性は、向上されるため、ウエルドの発生が抑制される。したがって、表皮２４のバリの発生が抑制されつつ、該表皮２４の表面（意匠面）のウエルドの発生が抑制される。
【００２８】
前記表皮成形用材料４０には、流動性がＪＩＳ  Ｋ７２１０で規定されるメルトフローレートで３０〜６０の範囲内（測定条件：２３０℃、２．１６ｋｇ）の熱可塑性の結晶性の合成樹脂が使用され、該合成樹脂として具体的には、ＴＰＯ（サーモプラスチックオレフィン）やＰＰ（ポリプロピレン）等が挙げられる。メルトフローレートが６０よりも大きければ、表皮成形用材料４０が表皮成形用キャビティ３３から分割面３６に漏れ出し易くなり、成形後における表皮２４の周縁端部２０ａにバリが発生しやすくなる。一方、メルトフローレートが３０よりも小さければ、表皮成形用キャビティ３３への表皮成形用材料４０の充填時に、ウエルドが発生しやすくなる。
【００２９】
なお、前記近接領域３３ａを流動する表皮成形用材料４０と隣接する部分Ａの表皮成形用金型３０の温度が２０℃よりも高ければ、前記近接領域３３ａにおける表皮成形用材料４０の流動性が高められることで、該表皮成形用材料４０が前記分割面３６に漏れ出して表皮２４のバリが大きくなる。また、前記非近接領域３３ｂを流動する表皮成形用材料４０と隣接する部分Ｂの表皮成形用金型３０の温度が、３０℃よりも低ければ前記非近接領域３３ｂにおける表皮成形用材料４０の流動性が低下してウエルドが発生しやすくなり、６０℃よりも高ければ前記非近接領域３３ｂにおける表皮成形用材料４０の固化時間が長くなる。
【００３０】
接合工程（ステップＳ３）では、基材２２と表皮２４とを接合するための図示しない接合用固定金型と接合用移動金型との型開きを行い、接合用移動金型のキャビティ面に基材成形工程（ステップＳ１）で成形した基材２２を配置し、接合用固定金型のキャビティ面に表皮成形工程（ステップＳ２）で成形した表皮２４を配置する（ステップＳ１２）。続いて、接合用固定金型と接合用移動金型との型締めを行う（ステップＳ１３）。このとき、接合用固定金型と接合用移動金型とで形成される図示しない接合用キャビティの基材２２と表皮２４との間に隙間が形成されるようにしておく。引き続き、この隙間に図示しないゲートからウレタン樹脂を射出して充填する（ステップＳ１４）。この充填したウレタン樹脂が固化することにより、基材２２と表皮２４とがウレタン樹脂の接着作用により接合される。これにより、基材２２と表皮２４との間にウレタン樹脂層２３が形成され、インストルメントパネル２０が形成される。その後、接合用固定金型と接合用移動金型との型開きを行い（ステップＳ１５）、接合用移動金型上のインストルメントパネル２０を取り出す（ステップＳ１６）。
【００３１】
以上詳述した実施形態によれば次のような効果が発揮される。
（１）前記ステップ９において、前記近接領域３３ａを流動する表皮成形用材料４０の温度が、前記非近接領域３３ｂを流動する表皮成形用材料４０の温度よりも低くなるように前記表皮成形用金型３０の温度が調節されている。このため、前記近接領域３３ａにおける表皮成形用材料４０の流動性を低下させつつ、前記非近接領域３３ｂにおける表皮成形用材料４０の流動性を向上させることができる。したがって、前記近接領域３３ａにおける表皮成形用材料４０によって前記分割面３６と前記表皮成形用キャビティ３３との間を閉塞することができ、該分割面３６への表皮成形用材料４０の漏れを抑制することができる。一方、前記非近接領域３３ｂでは、表皮成形用材料４０の流動性を向上させることができるので、ウエルドの発生を抑制することができる。よって、インストルメントパネル２０（表皮２４）のバリの発生を抑制しつつ、好適な成形性を維持することができる。
（２）前記表皮成形用材料４０には、結晶性樹脂が用いられているため、インストルメントパネル２０（表皮２４）を好適な性状とすることができる。
【００３２】
（変更例）
なお、前記実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・前記表皮成形用材料４０には、流動性がスパイラルフローで４５〜６５ｃｍの範囲内（測定条件：測定する材料の温度は２００℃、圧力は１０〜６０ＭＰａ、渦巻き状のキャビティの内径は１０ｍｍ）の熱可塑性の結晶性の合成樹脂を使用してもよい。この場合、スパイラルフローが６５ｃｍよりも大きければ、表皮成形用材料４０が表皮成形用キャビティ３３から分割面３６に漏れ出し易くなり、成形後における表皮２４の周縁端部２０ａにバリが発生しやすくなる。一方、スパイラルフローが４５ｃｍよりも小さければ、表皮成形用キャビティ３３への表皮成形用材料４０の充填時に、ウエルドが発生しやすくなる。
【００３３】
・前記基材成形工程（ステップＳ１）を、前記表皮成形工程（ステップＳ２）と同様の操作で行ってもよい。
・前記実施形態の成形方法を、インストルメントパネル２０以外の成形品、例えば、車両のコンソールサイドパッド等の内装パネルや、あるいはバンパー、サイドモール等に適用してもよい。
【００３４】
・前記表皮成形用材料４０は、非結晶性樹脂であってもよい。
上記実施形態から把握できる技術的思想を以下に記載する。
（１）前記合成樹脂は、スパイラルフローが４５〜６５ｃｍの範囲内の高流動性樹脂であることを特徴とする請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載の成形方法。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】実施形態におけるインストルメントパネルを示す斜視図。
【図２】図１の２−２線における拡大断面図。
【図３】実施形態におけるインストルメントパネルの製造工程を示すフローチャート。
【図４】実施形態における表皮成形用金型の平面簡略図。
【図５】図４の５−５線断面図。
【図６】実施形態における表皮成形用金型の型締め状態を示す断面図。
【図７】実施形態における表皮成形用キャビティに表皮成形用材料を充填した状態を示す断面図。
【符号の説明】
【００３６】
２０…成形品としてのインストルメントパネル、３０…金型としての表皮成形用金型、３１…型としての表皮成形用固定金型、３２…型としての表皮成形用移動金型、３３…キャビティとしての表皮成形用キャビティ、３３ａ…近接領域、３３ｂ…非近接領域、３６…表皮成形用金型の分割面、４０…合成樹脂としての表皮成形用材料、５０…境界線。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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