(57)【要約】【課題】１種類の金型でクッション層を含む成形品を成形でき、コストの低減を図れるようにする。【解決手段】固定金型１と可動金型２とを型閉めして形成したキャビティ３に射出ユニット５ａから硬質溶融樹脂の基材層１０を形成し、キャビティ３内に基材層１０と同等の硬度またはそれよりも硬度の低い溶融樹脂１１ａを射出して基材層１０に表皮層１１を積層して形成し、表皮層１１を発泡させた後、表皮層１１内に発泡性軟質溶融樹脂１２ａを射出してクッション層１２を形成してこのクッション層１２を発泡させる。これにより、１種類の金型により、基材層１０と表皮層１１と、この表皮層１１に内包されたクッション層１２を有するインパネ１４を射出成形することができ、インパネ１４の製造コストの低減を図ることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定金型と可動金型とを型閉めすることで前記両金型間にキャビティを形成し、前記キャビティに射出ユニットから溶融樹脂を射出することで所定の成形品の成形を行う射出成形方法において、
前記キャビティ内で硬質溶融樹脂の基材層を形成する工程と、
前記キャビティ内で前記基材層よりも硬度の低い溶融樹脂の表皮層を前記基材層に積層して形成する工程と、
前記表皮層内に発泡性軟質溶融樹脂を射出してクッション層を形成する工程と、
前記表皮層内で前記クッション層を発泡させる工程と
を備えることを特徴とする射出成形方法。
【請求項２】
前記表皮層の形成のために発泡性溶融樹脂を前記射出ユニットから射出した後に前記表皮層を発泡させる工程をさらに備え、発泡させた前記表皮層内に前記クッション層を形成することを特徴とする請求項１に記載の射出成形方法。
【請求項３】
前記各層の溶融樹脂を、前記射出ユニットにより前記成形品の前面側から射出することを特徴とする請求項１または２に記載の射出成形方法。
【請求項４】
固定金型と可動金型とを型閉めすることで前記両金型間に形成されるキャビティに射出ユニットから硬質溶融樹脂を射出して形成された基材層と、
前記キャビティ内で前記基材層と同等の硬度またはそれよりも硬度の低い溶融樹脂が前記射出ユニットから射出され前記基材層に積層されて形成された表皮層と、
発泡性軟質溶融樹脂が前記射出ユニットから前記表皮層内に射出された後に発泡され前記表皮層に内包された状態で形成されたクッション層と
を備えることを特徴とする成形品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固定金型と可動金型とを型閉めすることで両金型間に形成されるキャビティに、射出ユニットから溶融樹脂を射出することで所定の成形品の成形を行う射出成形方法および成形品に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両のインストルメントパネル（以下、インパネという）やドアトリム、ピラー、バンパー等の樹脂製品を射出成形する場合、固定金型と可動金型とを型閉めしてキャビティを形成し、このキャビティ内に射出ユニットから溶融樹脂を射出して成形している（特許文献１参照）。
【０００３】
特に、インパネのように乗員の手が触れる機会が多い成形品の場合、表面の手触り感をよくするために、表面をソフトにしてしっとり感やシボ加工によるザラザラ感が出るように、成形品を基材層とクッション層とを有する多層構造にする工夫がなされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−７３１７８号公報（段落００２３および図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来の成形方法では、基材層を成形する金型とクッション層を成形する金型が異なるため、クッション層を含む樹脂成形品を成形するには複数種類の金型が必要になり製造コストの上昇を招くという問題があった。
【０００６】
本発明は、１種類の金型でクッション層を含む成形品を成形でき、コストの低減を図れるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記した目的を達成するために、本発明の射出成形方法は、固定金型と可動金型とを型閉めすることで前記両金型間にキャビティを形成し、前記キャビティに射出ユニットから溶融樹脂を射出することで所定の成形品の成形を行う射出成形方法において、前記キャビティ内で硬質溶融樹脂の基材層を形成する工程と、前記キャビティ内で前記基材層よりも硬度の低い溶融樹脂の表皮層を前記基材層に積層して形成する工程と、前記表皮層内に発泡性軟質溶融樹脂を射出してクッション層を形成する工程と、前記表皮層内で前記クッション層を発泡させる工程とを備えることを特徴としている（請求項１）。
【０００８】
また、前記表皮層の形成のために発泡性溶融樹脂を前記射出ユニットから射出した後に前記表皮層を発泡させる工程をさらに備え、発泡させた前記表皮層内に前記クッション層を形成するようにしてもよい（請求項２）。
【０００９】
また、前記各層の溶融樹脂を、前記射出ユニットにより前記成形品の前面側から射出するのが望ましい（請求項３）。
【００１０】
また、本発明の成形品は、固定金型と可動金型とを型閉めすることで前記両金型間に形成されるキャビティに射出ユニットから硬質溶融樹脂を射出して形成された基材層と、前記キャビティ内で前記基材層と同等の硬度またはそれよりも硬度の低い溶融樹脂が前記射出ユニットから射出され前記基材層に積層されて形成された表皮層と、発泡性軟質溶融樹脂が前記射出ユニットから前記表皮層内に射出された後に発泡され前記表皮層に内包された状態で形成されたクッション層とを備えることを特徴としている（請求項４）。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に係る発明によれば、固定金型と可動金型とを型閉めして形成したキャビティに射出ユニットから硬質溶融樹脂の基材層を形成し、キャビティ内に基材層よりも硬度の低い溶融樹脂を射出して基材層に表皮層を積層して形成し、表皮層内に発泡性軟質溶融樹脂を射出してクッション層を形成してこのクッション層を発泡させるため、１種類の金型により、基材層、表皮層およびクッション層を有する成形品を射出成形することができ、製造コストの低減を図ることが可能になる。
【００１２】
また、請求項２に係る発明によれば、表皮層となる発泡性溶融樹脂を発泡させるため、表皮層内部に空洞を形成することができ、表皮層内にクッション層を形成するときにクッション層となる樹脂を広範囲に行き渡らせることができ、成形品全体にむらなくクッション層を形成することができる。
【００１３】
また、請求項３に係る発明によれば、成形品の前面側から表皮層内にクッション層の発泡性軟質溶融樹脂を射出すると、そのクッション層が発泡する際に表皮層を押しのけるようにして発泡性軟質溶融樹脂が成形品の前面側からその反対側の後部に向かって滑らかに広がるため、表皮層の硬い部分をクッション性の不要な成形品後部に追いやることができ、ユーザの手や体が触れやすい成形品の前面の手触り感を良好に保つことができる。
【００１４】
また、請求項４に係る発明によれば、基材層に積層された表皮層に、発泡性軟質溶融樹脂からなるクッション層が内包された状態で形成されているため、基材層、表皮層およびクッション層を有する成形品を１種類の金型による射出成形で成形できて製造コストの低減を図ることができるとともに、クッション層が表皮層に内包することにより、クッション層が表に露出せず、クッション層が剥がれたり水や空気に晒されて劣化したりすることを防止して、成形品の耐久性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る射出成形方法による各工程を示す断面図である。
【図２】図１における一工程の具体例を示す斜視図である。
【図３】（ａ），（ｂ）は図１の各工程を経て成形されたインパネ（成形品）の異なる工程における断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る射出成形方法による各工程を示す断面図である。
【図５】図４の各工程を経て成形された成形品を示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（第１実施形態）
本発明に係る射出成形方法の第１実施形態について、図１ないし図３を参照して詳細に説明する。
【００１７】
例えば、車両のインパネを成形品として射出成形する場合に、１種類の金型により、図１に示すような複数の工程を経て成形する。
【００１８】
図１（ａ）に示すように、固定金型１に対して可動金型２を図中のＸ矢印の型閉め方向に移動して型閉めし、双方の金型１，２間にインパネの形状に準じた形状を有する１つのキャビティ３を形成する。このとき、可動金型２には、回転駆動部により回転されるスクリューおよび該スクリューを内蔵したシリンダを有する第１、第２射出ユニット５ａ，５ｂが配設され、キャビティ３内にいずれかの射出ユニット５ａ，５ｂから溶融樹脂が射出されるようになっている。
【００１９】
そして、図１（ｂ）に示すように、第１射出ユニット５ａからキャビティ３内に、硬質溶融樹脂として例えば曲げ弾性率２０００、ＪＩＳ規格のデュロメータＤ硬度８０の硬質ポリプロピレン（ＰＰ）を射出して基材層１０を形成し、続いて同図（ｃ）に示すように、コアバックすなわち可動金型２を図中のＹ矢印の型開き方向に可動して型開きをし、表皮層形成用のキャビティ３ａを形成し、同図（ｄ）に示すように、第１の射出ユニット５ａからキャビティ３ａ内に基材層１０と同等の硬度またはそれよりも硬度の低い例えばＰＰ（ポリプロピレン）、熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）或いはポリエチレン（ＰＥ）などの溶融樹脂１１ａをキャビティ３ａの一部に射出する。このとき、ＰＰ，ＴＰＥ，ＰＥなどの溶融樹脂は、ＪＩＳ規格のデュロメータＡ硬度が５０以上であるのが望ましい。
【００２０】
次に、図１（ｅ）に示すように、可動金型２を型閉め方向である図中のＸ矢印方向に可動し、両金型１，２の型閉めを行ってキャビティ３ａに射出したＰＰ，ＴＰＥ，ＰＥなどの溶融樹脂１１ａを圧縮することにより、溶融樹脂１１ａをキャビティ３ａ全体に行き渡らせて表皮層１１を形成した後、同図（ｆ）に示すように、可動金型２を型開き方向である図中のＹ矢印方向に可動して、同図（ｇ）に示すように、表皮層１１を発泡させて表皮層１１内部に空洞を形成する。
【００２１】
続いて、図１（ｈ）に示すように、発泡させた表皮層１１の内部に第２射出ユニット５ｂから、ＪＩＳ規格のデュロメータＡ硬度１０〜７０の軟質ＰＰ（ポリプロピレン）或いはＴＰＥ等の発泡性軟質溶融樹脂１２ａを射出し、同図（ｉ）に示すように、可動金型２を型閉め方向である図中のＸ矢印方向に可動し、表皮層１１をできるだけ薄くし、かつ、発泡性軟質溶融樹脂１２ａを表皮層１１の内部全般に広げるために、表皮層１１を圧縮する。
【００２２】
そして、図１（ｊ）に示すように、可動金型２を型開き方向である図中のＹ矢印方向に可動し、発泡性軟質溶融樹脂１２ａを発泡、膨張させるためのキャビティ３ｂを形成した後、同図（ｋ）に示すように、発泡性軟質溶融樹脂１２ａを発泡させて表皮層１１に内包された状態でクッション層１２を形成し、その後同図（ｌ）に示すように、可動金型２を型開き方向である図中のＹ矢印方向に可動して両金型１，２の型開きを行い、成形品としてのインパネ１４を取り出す。
【００２３】
なお、各層１０，１１，１２それぞれの溶融樹脂材の具体例として、基材層１０には硬質ＰＰが好ましく、表皮層１１には軟質ＰＰ、オレフィン系エラストマー（ＴＰＯ）が好ましく、クッション層１２にはスチレン系エラストマー（ＴＰＳ）、オレフィン系エラストマー（ＴＰＯ）が好ましい。
【００２４】
ところで、図１（ａ）に示す固定金型１と可動金型２とを型閉めして形成される成形品であるインパネ１４の形状に準じた形状を有するキャビティ３は、例えば図２に示すように、インパネ１４の前面部の領域３１とインパネ１４の上面部の領域３２とからなり、ユーザの手や体が触れる機会の多いインパネ１４の前面部のユーザ座席側からその反対側に向かってクッション層１２の発泡性軟質溶融樹脂１２ａが表皮層１１を押しのけて広がり、表皮層１１の硬い部分をクッション性の不要なインパネ１４の後部に追いやるべく、射出ユニット５ａ，５ｂをインパネ１４の前面部の領域３１側に配設し、このインパネ１４の前面部の領域３１側から溶融樹脂を射出するのが望ましい。
【００２５】
このように、表皮層１１用の溶融樹脂１１ａを発泡することにより、図３（ａ）に示すように表皮層１１内部に鍾乳洞のような空洞１１ｂができ、この空洞１１ｂ内に発泡性軟質溶融樹脂１２ａを射出して発泡させることにより、同図（ｂ）に示すように、薄い表皮層１１にクッション層１２が挟まれるようにしてインパネ１４の末端部にまで広がり、ユーザがインパネ１４の前面や上面に触れたときに、薄い表皮層１１を通してクッション層１２のソフトな手触り感を与えることができる。
【００２６】
したがって、上記した第１実施形態によれば、固定金型１と可動金型２とを型閉めして形成したキャビティ３に射出ユニット５ａから硬質溶融樹脂の基材層１０を形成し、キャビティ３内に基材層１０と同等の硬度またはそれよりも硬度の低い溶融樹脂１１ａを射出して基材層１０に表皮層１１を積層して形成し、表皮層１１内に発泡性軟質溶融樹脂１２ａを射出してクッション層１２を形成してこのクッション層１２を発泡させるため、１種類の金型により、基材層１０、表皮層１１およびクッション層１２を有するインパネ１４を射出成形することができ、インパネ１４の製造コストの低減を図ることができる。
【００２７】
また、表皮層１１となる発泡性溶融樹脂１２ａを発泡させるため、表皮層１２内部に空洞１１ｂを形成して表皮層１１の空洞内にクッション層１２を形成するときにクッション層１２となる発泡性軟質溶融樹脂１２ａを広範囲に行き渡らせることができ、インパネ１４の全体にほぼむらなくクッション層１２を形成することが可能になる。
【００２８】
さらに、インパネ１４の前面部のユーザ座席が配置される側から表皮層１１内にクッション層１２の発泡性軟質溶融樹脂１２ａを射出すると、そのクッション層１２が発泡する際に表皮層１１を押しのけるようにして発泡性軟質溶融樹脂１２ａがインパネ１４の前面側からその反対側の後部に向かって滑らかに広がるため、表皮層１１の硬い部分をクッション性の不要なインパネ１４の後部に追いやることができ、インパネ１４のユーザの手や体が触れ易い部分の手触り感を良好に保つことができる。
【００２９】
（第２実施形態）
本発明に係る射出成形方法の第２実施形態について、図４および図５を参照して説明する。なお、第２実施形態において第１実施形態と相違するのは、表皮層１１の発泡工程がない点であり、詳細には以下のとおりである。
【００３０】
図４（ａ）に示すように、固定金型１に対して可動金型２を図中のＸ矢印の型閉め方向に移動して型閉めし、双方の金型１，２間に成型品の形状に準じた形状を有する１つのキャビティ３を形成し、同図（ｂ）に示すように、第１射出ユニット５ａからキャビティ３内に、硬質ＰＰを射出して基材層１０を形成し、続いて同図（ｃ）に示すように、コアバックすなわち可動金型２を図中のＹ矢印の型開き方向に可動して型開きをし、表皮層形成用のキャビティ３ａを形成し、同図（ｄ）に示すように、第１の射出ユニット５ａからキャビティ３ａ内に、基材層１０と同等の硬度またはそれよりも硬度の低いＰＰ，ＴＰＥ，ＰＥなどの溶融樹脂１１ａをキャビティ３ａの一部に射出する。
【００３１】
次に、図４（ｅ）に示すように、可動金型２を型閉め方向である図中のＸ矢印方向に少し可動して溶融樹脂１１ａを圧縮することにより、溶融樹脂１１ａをキャビティ３ａ全体に行き渡らせて表皮層１１を形成した後、同図（ｆ）に示すように、表皮層１１の内部に第２射出ユニット５ｂから、軟質ＰＰ、ＴＰＥ等の発泡性軟質溶融樹脂１２ａを射出する。なお、表皮層１１は発泡させない。
【００３２】
続いて、図４（ｇ）に示すように、可動金型２を型閉め方向である図中のＸ矢印方向に可動して表皮層１１を少し圧縮して発泡性軟質溶融樹脂１２ａを表皮層１１の内部全体に行き渡らせ、同図（ｈ）に示すように、可動金型２を型開き方向である図中のＹ矢印方向に少し可動して発泡性軟質溶融樹脂１２ａを発泡、膨張させるためのキャビティ３ｂを形成した後、同図（ｉ）に示すように、発泡性軟質溶融樹脂１２ａを発泡させてクッション層１２を表皮層１１に内包状態で形成し、その後同図（ｊ）に示すように、可動金型を型開き方向である図中のＹ矢印方向に可動して両金型１，２の型開きを行い、成形品１５を取り出す。
【００３３】
このとき、表皮層１１を発泡しないため、クッション層１２用の発泡性軟質溶融樹脂１２ａを表皮層１１内に射出したときに、図５（ａ）に示すように、発泡性軟質溶融樹脂１２ａが図３（ｂ）のように成形品１５の末端部まで広がらず、成形品１５の表皮層１１の一部にだけクッション層１２が形成されることとなる。このように、インパネほどユーザの手や体が触れる範囲や機会が多くない成形品１５については、図５（ｂ）のように、ユーザの手や体が触れる可能性のある範囲にだけクッション層１２を形成すればよいので、表皮層１１の発泡工程を省略してさらに製造コストを低減した図４の方法により形成するのが好ましい。
【００３４】
したがって、上記した第２実施形態によれば、インパネ１４ほどユーザの手や体が触れる範囲や機会が多くない成形品１５については、ユーザの手や体が触れる可能性のある狭い特定範囲（ユーザ座席に近い位置）における良好な手触り感を確保することができ、表皮層１１の発泡工程を省略することによって、第１実施形態よりもいっそう製造コストを低減することができる。
【００３５】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行なうことが可能である。
【００３６】
例えば第１実施形態では、成形品をインパネ１４とした場合について説明したが、これに限らず、ドアトリム、ピラーやバンパー等の射出成形品に本発明を適用できるのはいうまでもない。
【００３７】
また、基材層１０、表皮層１１、クッション層１２の各樹脂材は、上記した素材に限定されるものではなく、要するに基材層１０の素材は、曲げ弾性率２０００、ＪＩＳ規格のデュロメータＤ硬度８０などの硬質溶融樹脂であればよく、表皮層１１の素材は、ＪＩＳ規格のデュロメータＡ硬度５０以上の溶融樹脂であればよく、クッション層１２の素材は、ＪＩＳ規格のデュロメータＡ硬度１０〜７０の発泡性軟質溶融樹脂であればよい。
【符号の説明】
【００３８】
１    …固定金型
２    …可動金型
３，３ａ，３ｂ    …キャビティ
５ａ，５ｂ    …射出ユニット
１０    …基材層
１１    …表皮層
１１ａ  …溶融樹脂
１２    …クッション層
１２ａ  …発泡性軟質溶融樹脂
１４  …インパネ（成形品）
１５  …成形品
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2015051602.tif 000006
【図５】
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