(57)【要約】【課題】  良好なクッション感を確保しつつ、表皮部材の変形を抑制し得る樹脂成形品の成形方法を提供する。【解決手段】  それぞれ所定の直径をもつ複数の発泡セルから構成される発泡層を含む発泡部材を、該発泡部材を金型の一方の型にセットした状態で、他方の型側から挿入されるノズルを介して接着性樹脂を金型内に注入充填し、該発泡部材と接着性樹脂とを一体的に成形する樹脂成形品の成形方法において、上記発泡部材の発泡倍率を１．５〜２．０倍に、また、該発泡部材を構成する発泡セルの直径を０．３〜０．７５ｍｍに、更に、該発泡セルのセル壁の厚さを０．６〜０．９ｍｍに設定する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ所定の直径をもつ複数の発泡セルから構成される発泡層を含む発泡部材を、該発泡部材を金型の一方の型にセットした状態で、他方の型側から挿入されるノズルを介して接着性樹脂を金型内に注入充填し、該発泡部材と接着性樹脂とを一体的に成形する樹脂成形品の成形方法において、
上記発泡部材の発泡倍率を１．５〜２．０倍に、また、該発泡部材を構成する発泡セルの直径を０．３〜０．７５ｍｍに、更に、該発泡セルのセル壁の厚さを０．６〜０．９ｍｍに設定することを特徴とする樹脂成形品の成形方法。
【請求項２】
上記各発泡セルの直径を０．４〜０．６ｍｍに、また、上記発泡セルのセル壁の厚さを０．７〜０．８ｍｍに設定することを特徴とする請求項１記載の樹脂成形品の成形方法。
【請求項３】
上記接着性樹脂を金型内に注入充填する箇所を複数設け、該注入充填箇所を順次移動させながら接着性樹脂を注入充填することを特徴とする請求項１又は２に記載の樹脂成形品の成形方法。
【請求項４】
上記ノズルの先端側に、該ノズルの長手方向に沿って送られてきた上記接着性樹脂の流れ方向を変更する構造を設けることを特徴とすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一に記載の樹脂成形品の成形方法。
【請求項５】
上記発泡部材を、ソリッド層を含むソリッド部材と積層して、該発泡部材及びソリッド部材を、２層構造を有する表皮部材として予め成形することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一に記載の樹脂成形品の成形方法。
【請求項６】
上記ノズルが挿入される型側に基材を予めセットした状態で、上記接着性樹脂を、上記発泡部材又はそれを含む表皮部材と基材との間に注入充填して、該発泡部材又はそれを含む表皮部材，接着性樹脂及び基材を一体的に成形することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一記載の樹脂成形品の成形方法。
【請求項７】
上記接着性樹脂として、非発泡性樹脂を用いることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一記載の樹脂成形品の成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、発泡部材を予め金型内にセットした状態で、金型内に接着性樹脂を注入充填して、該発泡部材と接着性樹脂とを一体的に成形する樹脂成形品の成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、インストルメントパネルやアームレスト等の車両用内装品を含む装飾性を備えた樹脂成形品の成形方法としては、表皮部材を、その表面側が一方の型に対向するように予めセットした状態で、表皮部材の裏面側から接着性樹脂を注入充填し、表皮材料及び接着性樹脂を一体的に成形するものが知られている。かかる樹脂成形品の成形方法では、通常、表皮部材に対して垂直をなすように配置されたノズルを通じて、熱容量が大きい接着性樹脂が比較的高圧で供給されるため、接着性樹脂の熱及び圧力によって、注入充填時に、表皮部材が変形（皺の発生）し易く、表皮部材の装飾性が損なわれる惧れがあった。
【０００３】
こうした問題に対処し得る方法の１つとして、例えば特開２００３−１１１５５号公報（特許文献１）には、型内に接着性樹脂を注入充填すべく、表皮部材に対して垂直をなすように配置されたノズルの先端側で、接着性樹脂の熱及び圧力の拡散を図り、接着性樹脂の流れをほぼ表皮部材の裏面に沿うように変更する構造を用いた技術が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１１１５５号公報
【０００５】
ところで、上記のような成形方法は、クッション性を有する表皮部材を採用する場合にも同様に適用可能である。この場合には、例えば、表面側をなすソリッド層とクッション性を確保するための発泡層とが積層されてなる表皮部材を、ソリッド層が型面に対向するようにセットした状態で、接着性樹脂を金型内に注入充填することで、表皮部材と接着性樹脂とが一体的に成形される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
かかるクッション性をもつ発泡層を備えた表皮部材を採用した場合には、接着性樹脂の注入充填に際し、接着剤の熱や充填圧力によって、型内にセットされた表皮部材が変形する問題が一層顕著になることがわかっている。発泡層の強度をあげれば、かかる問題はなくなる反面、成形品のクッション感が低下する。
【０００７】
本発明は、上記技術的課題に鑑みてなされたもので、良好な成形品のクッション感を確保しつつ、表皮部材の変形を抑制し得る樹脂成形品の成形方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そこで、本願の請求項１に係る発明は、それぞれ所定の直径をもつ複数の発泡セルから構成される発泡層を含む発泡部材を、該発泡部材を金型の一方の型にセットした状態で、他方の型側から挿入されるノズルを介して接着性樹脂を金型内に注入充填し、該発泡部材と接着性樹脂とを一体的に成形する樹脂成形品の成形方法において、上記発泡部材の発泡倍率を１．５〜２．０倍に、また、該発泡部材を構成する発泡セルの直径を０．３〜０．７５ｍｍに、更に、該発泡セルのセル壁の厚さを０．６〜０．９ｍｍに設定することを特徴としたものである。
【０００９】
また、本願の請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、上記各発泡セルの直径を０．４〜０．６ｍｍに、また、上記発泡セルのセル壁の厚さを０．７〜０．８ｍｍに設定することを特徴としたものである。
【００１０】
更に、本願の請求項３に係る発明は、請求項１又は２に係る発明において、上記接着性樹脂を金型内に注入充填する箇所を複数設け、該注入充填箇所を順次移動させながら接着性樹脂を注入充填することを特徴としたものである。
【００１１】
また、更に、本願の請求項４に係る発明は、請求項１〜３に係る発明のいずれか一において、上記ノズルの先端側に、該ノズルの長手方向に沿って送られてきた上記接着性樹脂の流れ方向を変更する構造を設けることを特徴としたものである。
【００１２】
また、更に、本願の請求項５に係る発明は、請求項１〜４に係る発明のいずれか一において、上記発泡部材を、ソリッド層を含むソリッド部材と積層して、該発泡部材及びソリッド部材を、２層構造を有する表皮部材として予め成形することを特徴としたものである。
【００１３】
また、更に、本願の請求項６に係る発明は、請求項１〜５に係る発明のいずれか一において、上記ノズルが挿入される型側に基材を予めセットした状態で、上記接着性樹脂を、上記発泡部材又はそれを含む表皮部材と基材との間に注入充填して、該発泡部材又はそれを含む表皮部材，接着性樹脂及び基材を一体的に成形することを特徴としたものである。
【００１４】
また、更に、本願の請求項７に係る発明は、請求項１〜６に係る発明のいずれか一において、上記接着性樹脂として、非発泡性樹脂を用いることを特徴としたものである。
【発明の効果】
【００１５】
本願の請求項１に係る発明によれば、上記発泡部材の良好なクッション感を確保しつつ、注入充填される接着性樹脂の熱及び圧力に対して、ノズルに対向する発泡部材の部位のダメージを防止することができる。
【００１６】
また、本願の請求項２に係る発明によれば、上記請求項１に係る発明による効果をより確実に実現することができる。
【００１７】
更に、本願の請求項３に係る発明によれば、上記ノズルの先端部に対向する発泡部材の１箇所当たりの接着性樹脂からの受圧及び受熱時間を短くすることが可能であり、上記請求項１に係る発明による効果を向上させることができる。
【００１８】
また、更に、本願の請求項４に係る発明によれば、比較的簡単な方法で、上記請求項１に係る発明による効果を向上させることができる。
【００１９】
また、更に、本願の請求項５に係る発明によれば、基本的には上記請求項１に係る発明と同様の効果を奏することができ、その上、より質感のある表皮を備えた樹脂成形品を成形することが可能である。
【００２０】
また、更に、本願の請求項６に係る発明によれば、基本的には上記請求項１に係る発明と同様の効果を奏することができ、その上、表皮部材及び基材の一体成形を比較的簡単に行なうことができる。
【００２１】
また、更に、本願の請求項７に係る発明によれば、接着性樹脂は、比較的粘度が低く金型内へ短時間で注入充填を行なうことができ、特に接着性樹脂の金型内に注入充填する箇所周辺で顕著に生じる発泡部材に対する熱的なダメージを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、添付図面を参照しながら、本発明に係る実施形態について詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る樹脂注入充填装置を概略的に示す図である。この樹脂注入充填装置１０では、上型１及び下型２が型締め及び型開き可能に構成されてなる金型３が装備され、下型２に、それぞれ所定の直径をもつ複数の発泡セルから構成される発泡層４と、表皮をなすソリッド層５とが積層されてなる二層構造の表皮部材６がセットされ、他方、上型１に、樹脂成形品の剛性を確保するための基材７がセットされた状態で、接着性樹脂が金型３内に注入充填されることで、樹脂成形品が成形される。上型１及び基材７には、それぞれ、樹脂注入充填用のノズル８の先端部が金型３内の所定位置（具体的には、上型１及び下型２にそれぞれセットされた基材７と表皮部材６との間）に位置するように挿通可能とすべく、互いに対応する注入充填孔１ａ，７ａが設けられている。
【００２３】
ノズル８は、モジュールブロック１１を介して、接着性樹脂を注入充填が可能な状態に溶融しつつノズル８側へ供給するアプリケータ１２に接続される。モジュールブロック１１は、アプリケータ１２及びノズル８へ連通する供給ライン２８上に配置される電磁弁２６（図３参照）等の構成を備えている。電磁弁２６の開閉動作により、アプリケータ１２からノズル８への接着性樹脂の流れが制御される。
【００２４】
この実施形態では、発泡層４，ソリッド層５，基材７及びノズル８を介して注入充填される接着性樹脂として、リサイクル化が可能であるように、ポリプロピレン（ＰＰ）等の同一のポリオレフィン樹脂が用いられる。また、この実施形態では、ノズル８から注入充填される接着性樹脂として、非発泡状態にある樹脂が採用される。非発泡状態にある接着性樹脂を用いた場合には、発泡状態にある接着性樹脂を用いた場合と比較して、粘度が低く、ノズル８を介した短時間での注入充填を行なうことができ、特に接着性樹脂の金型内に注入充填する箇所周辺で顕著に生じる表皮部材６に対する熱的なダメージを抑制することができる。
【００２５】
図２の（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、ノズル８の先端部を拡大して示す縦断面及び横断面説明図である。ノズル８には、その長手方向に沿って、樹脂流路８ａが形成されている。この樹脂流路８ａは、ノズル８の先端側でその長手方向に直交して延びる複数本（ここでは４本）の樹脂射出路８ｂに分岐する。このように、ノズル８の先端側に、その長手方向に沿って送られてきた接着性樹脂の流れ方向を変更する構造を設けることで、接着性樹脂はノズル８から表皮部材６が広がる方向に沿って射出されるようになり、接着性樹脂の熱及び圧力を効率的に拡散することができる。
なお、ここでは、樹脂経路８ａが、４本の樹脂射出路８ｂに分岐させられたが、これに限定されることなく、５本以上の樹脂射出路に分岐させられてもよい。
【００２６】
図３は、樹脂注入充填装置１０に組み込まれる制御回路部のブロック図である。制御手段としてのＣＰＵ２０は、温度センサ２３又は圧力センサ２４からの入力に基づき、ＲＯＭ２１に格納されたプログラムに従って、複数のアプリケータ１２やモジュールブロック１１（図１参照）に含まれる電磁弁２６を駆動制御する。また、ＲＡＭ２２は、各電磁弁２６の開閉タイミング，開閉時間等の必要なデータを記憶する。各アプリケータ１２には、接着性樹脂を供給すべく延びる供給ライン２８を介して、ノズル８がそれぞれ接続されている。この実施形態では、図３に示す各要素１２，２８，２６，８の組合せが、上型１及び基材７に形成された注入充填孔１ａ，７ａの数と同数設けられている。
【００２７】
更に、ＣＰＵ２０は、検知手段としての温度センサ２３又は圧力センサ２４の検知結果に基づき、ノズル８からの接着性樹脂の注入充填を停止すべく、各アプリケータ１２を同時に停止させる停止手段を兼ねる。
【００２８】
以上のように構成された樹脂注入充填装置１０を用いて、接着性樹脂を金型３内に構成された注入充填空間９内に注入充填する樹脂注入充填方法について以下に説明する。
まず、図１を参照しながら前述したように、予め成形された表皮部材６と基材７とを金型３（それぞれ下型２及び上型１）内に配設して、これら表皮部材６と基材７との間に接着性樹脂の注入充填空間９を形成するように型閉めする。
【００２９】
次に、複数のアプリケータ１２を同時駆動させるとともに、ＣＰＵ２０から電磁弁２６に開弁信号を送信し、これらの電磁弁２６を開弁させて、複数のノズル８から金型３内の注入充填空間９へ接着性樹脂を同時に注入充填する。この注入充填に際しては、注入充填空間９内で、特定の方向（例えば図１中の符号Ｄで示す方向）に沿って、注入充填位置を順次に移動させる。かかる注入充填作業の流れの詳細について、図４を参照しながら説明する。
【００３０】
図４は、上型１に設定される複数の注入充填ポイント及びその注入充填順序をあらわす説明図である。この図４では、各ノズル８に対応して注入充填孔１ａが形成された注入充填ポイントＰ１〜５，Ｐ１１〜Ｐ１５がそれぞれ黒丸で示されており、これら注入充填ポイントＰ１〜Ｐ５，Ｐ１１〜Ｐ１５は、それぞれ、同一直線上に配列されている。接着性樹脂の注入充填に際しては、実際に、注入充填ポイントＰ１及びＰ１１にて同時に接着性樹脂の注入充填が開始され、所定時間が経過すれば、注入充填ポイントＰ１及びＰ１１にて同時に注入充填が停止される。次に、Ｐ２及びＰ１２にて同時に接着性樹脂の注入充填が開始され、所定時間が経過すれば、同時に停止される。その後、同様にして、所定時間経過毎に注入充填ポイントが、Ｐ２及びＰ１２から次のＰ３及びＰ１３へ、また、次のＰ４及びＰ１４へ、更に、最終のＰ５及びＰ１５へ、符号Ｄ１及びＤ２で示す方向において順次に変更されながら、接着性樹脂の注入充填が行なわれる。
【００３１】
そして、成形品の端部への接着性樹脂の流動を検知する検知手段としての温度センサ２３又は圧力センサ２４が接着性樹脂の流動を検知した場合には、ＣＰＵ２０は最終の注入充填ポイントに挿入されるノズル８に接続されたアプリケータ１２を同時に停止して、接着性樹脂の注入充填を停止する。
【００３２】
このようにすれば、各ノズル８に対向する発泡層４の１箇所当たりの接着性樹脂からの受圧及び受熱時間を短くすることが可能であり、その結果、注入充填される接着性樹脂の熱及び圧力に対して、発泡層４及びソリッド層５からなる表皮部材６のダメージを抑制することができる。
【００３３】
本願発明者は、以上の構成を有する樹脂注入充填装置１０を用いて樹脂成形品を成形する上で、特に発泡層４に関した種々の設定条件のもとで接着性樹脂の注入充填を行い、各設定条件に関し、完成した樹脂成形品についての「発泡層のダメージ」及び「クッション感」を調べ、その結果に基づき、完成品のクッション感を確保しつつ、表皮部材６（発泡層４及びソリッド層５）へのダメージを抑制するために最適な設定条件を検討した。表１に、種々の設定条件についての検証データを示す。
【表１】
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【００３４】
ここで、「発泡層ダメージ」とは、金型内への接着性樹脂の注入充填時に、接着性樹脂の熱及び圧力により発泡層４の一部が溶けることをいい、発泡層４のダメージが大きいと、成形品の表面に凹凸が発生し、外観品質を損ねることとなる。また、「セル壁の厚さ」とは、隣接するセル間の距離をいう。
【００３５】
「クッション感」についての「○」は「軽く触れてもクッション感を感じることができるレベル」を、「△」は「強く触れるとクッション感を感じるが全体として硬く感じるレベル」を、「×」は「強く触れてもクッション感を感じないレベル」をあらわしている。
また、「発泡層のダメージ」についての「○」は「充填後の残存する発泡層の厚みが９０％以上であるレベル」を、「○’」は「充填後の残存する発泡層の厚みが８０％以上であるレベル」を、「△」は「充填後の残存する発泡層の厚みが６１％以上であるレベル」を、「×」は「充填後の残存する発泡層の厚みが６０％以下であるレベル」をあらわしている。
【００３６】
なお、この検証においては、表皮部材６の発泡層４は、その厚みの差が該発泡層４のクッション感に影響を及ぼさないレベルである１．５ｍｍの厚みに設定し、また、各発泡倍率の原料で加熱時間を変えてその発泡度合いを制御し、異なるセルの直径及びセル壁の厚さのものを作成した。このとき、発泡倍率が１．５倍である場合、セルの直径を約０．６ｍｍより大きくすることができず、また、発泡倍率が２．０倍である場合、セルの直径を約０．４０ｍｍより小さくすることができず、更に、発泡倍率が３．０倍である場合、セルの直径を約０．６ｍｍより小さくすることはできず、いずれについても、表皮部材６の成形自体が困難であった。
【００３７】
各設定条件について完成した樹脂成形品の品質を調べた結果、全体的には、発泡層４の発泡倍率が小さくなるにつれ、発泡層４の凹凸及び発泡層４へのダメージが小さくなるものの、クッション感に乏しくなり、また、発泡倍率が大きくなるにつれ、良好なクッション感が得られるものの、発泡層４の凹凸及び発泡層４へのダメージが大きくなる。
【００３８】
図５は、表１に示した検証データに基づき発泡層４の発泡倍率別にあらわした発泡セルの直径とセル壁の厚さとの関係をあらわすグラフを示す。破線で示す矩形領域Ａ１が、好ましい結果が得られた設定条件に対応し、また、一点鎖線で示す矩形領域Ａ２が、より好ましい結果が得られた設定条件に対応している。
【００３９】
上記の検証に基づき、発泡層４の発泡倍率が１．５〜２．０倍の間であり、セルの直径が０．３〜０．７５ｍｍの間であり、セル壁の厚さが０．６〜０．９ｍｍの間である設定条件の下で、比較的好ましい品質が得られることが分かった。
また、発泡層４の発泡倍率が１．５〜２．０倍の間であり、セルの直径が０．４〜０．６ｍｍの間であり、セル壁の厚さが０．７〜０．８ｍｍの間である設定条件の下で、より好ましい品質が得られることが分かった。
更に、発泡層４の発泡倍率が１．５倍であり、セルの直径が０．４１ｍｍであり、セル壁の厚さが０．７４ｍｍである設定条件、及び、発泡倍率が２．０倍であり、セルの直径が０．５６ｍｍであり、セル壁の厚さが０．７７ｍｍである設定条件の下で、特に好ましい品質が得られることが分かった。
【００４０】
以上のように、発泡層４の発泡倍率，発泡セルの直径及びセル壁の厚さを所定の範囲内に設定することにより、注入充填に際して、接着性樹脂の熱及び圧力に対して、ノズル８に対向する表皮部材６が影響を受けることなく、変形がなく、クッション感があり、また、質感のある良好な樹脂成形品を成形することができる。
【００４１】
なお、本発明は、例示された実施形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計上の変更が可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施形態に係る樹脂注入充填装置を概略的に示す図である。
【図２】（ａ）上記樹脂注入充填装置に含まれる樹脂注入充填用ノズルの縦断面説明図である。（ｂ）図２の（ａ）中のＣ−Ｃ線に沿った樹脂注入充填用ノズルの横断面説明図である。
【図３】上記樹脂注入充填装置に組み込まれる制御回路のブロック図である。
【図４】上記樹脂注入充填装置による樹脂注入充填手順を示す説明図である。
【図５】表１に示した検証データに基づき発泡層の発泡倍率別にあらわした発泡セルの直径とセル壁の厚さとの関係をあらわすグラフを示す。
【符号の説明】
【００４３】
１…上型
２…下型
３…金型
４…発泡層
５…ソリッド層
６…表皮部材
７…基材
８…ノズル
１０…樹脂注入充填装置
【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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