(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルムを、成形金型内にその一部を固定するとともに固定箇所から離れた端部が自由な状態で配置し、溶融樹脂を金型内に射出して樹脂製のパネル本体の表面にフィルムを一体成形する樹脂パネルの製造方法において、
前記金型のキャビティには、フィルムの固定箇所から遠い部分にその深さが浅くなる部分を設け、可動金型及び固定金型の一方に前記フィルムの一部を固定し、金型に固定された前記フィルムの自由端が前記深さが浅くなる部分と対応する状態でゲートから溶融樹脂を射出する樹脂パネルの製造方法。
【請求項２】
前記フィルムの固定箇所は、前記ゲートの射出口の近傍に配置される請求項１に記載の樹脂パネルの製造方法。
【請求項３】
前記フィルムはその一端において前記金型に固定され、前記キャビティの深さが浅くなる部分は前記射出口と反対側に設けられている請求項２に記載の樹脂パネルの製造方法。
【請求項４】
前記金型は可動金型が水平方向へ移動可能に設けられ、前記フィルムは上端で固定されて上下方向に延びるようにキャビティ内に配置される請求項３に記載の樹脂パネルの製造方法。
【請求項５】
前記樹脂パネルは自動車用の樹脂ウインドウである請求項３又は請求項４に記載の樹脂パネルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は樹脂パネルの製造方法に係り、詳しくはフィルムを成形金型内にその一部を固定して端部が自由に伸縮可能な状態で配置し、溶融樹脂を金型内に射出して樹脂パネルの表面にフィルムを一体成形する樹脂パネルの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車におけるウインドウ部材の材料としてはガラスが一般的であるが、ガラスは比重が大きいので軽量化のため、ガラスに代えてポリカーボネートあるいはアクリル等の樹脂を材料にした樹脂ウインドウも使用されている。樹脂ウインドウはガラスに比較して表面が柔らかいため、片面にハードコート処理が施された樹脂（ポリカーボネート）フィルムを射出成形金型内にハードコート面が金型壁面と対向するように設置した状態で、溶融樹脂を金型内に射出して一体成形するインサート成形により、少なくとも片面にハードコート層が形成されている（例えば、特開平６−１７０８８３号公報）。
【０００３】
樹脂フィルムは、金型内への配置前に、金型壁面の形状に沿った形状に成形することも可能であるが、余分な工数が必要であり、ハードコート処理等の作業上も扱いづらくなる。従って、製品の曲率がよほど大きい場合を除いて、平板状の樹脂フィルムを予備成形なしに金型内に配置し、キャビティ内に射出される溶融樹脂が樹脂フィルムを金型壁面に押圧することにより、所定の形状に成形する方法が一般的である。そして、樹脂フィルムの上端を固定し、他の部分は自由状態で金型内に配置し、溶融樹脂をキャビティの上側から下側に向かって流れるように射出する方法が実施されている。
【０００４】
前記フィルムインサート法では、製品形状が大きく、また、曲率が大きくなるほどフィルムが製品形状、即ち金型内面の形状に追従し難くなる。そして、図７及び図８に示すように、金型のキャビティ３０内に配置された状態で金型内面の形状に追従しきれなくなったフィルム３１には、金型内でゲートから遠い位置に大きな波打ち（しわ）３２が発生する。なお、図７では上側にゲート（図示せず）が配置されている。波打ち３２が大きな状態で樹脂が射出されると、波打ちが解消されずに、図９に示すように、製品３３にフィルム３１が折れ重なって生じるすじや、フィルム３１の反対側への樹脂の回り込み等の欠点部３４や、フィルムの剥がれが発生して製品不良となる。また、フィルム３１が折れ曲がった際にハードコート層が割れて、割れた部分が金型内に残る場合がある。ハードコート層の破片が金型内に残った状態で次の製品を製造すると、その破片が次に成形される製品に付着して次の製品まで不良品となる。
【０００５】
このような波打ちに起因する不良品の発生を防止する方法として、特開平８−２６７５０４号公報や特開平１０−１０９３２７号公報には、キャビティ内に溶融樹脂が所定量射出されるまで、インサートフィルムを金型の所定位置に可動部材で押さえ付けておき、しわの発生を防止した状態で溶融樹脂の射出を行う方法が開示されている。可動部材は溶融樹脂がキャビティ内に完全に射出されるまでにキャビティ外へ退避する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記のように可動部材を使用してフィルムを所定位置に保持する構成では、構造が複雑になり、装置が大型化する、あるいは、樹脂の射出等の制御が複雑になるといった問題がある。
【０００７】
本発明は前記の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は曲率あるいは型が大きな製品のフィルムインサート成形において、簡単な構成で製品表面にすじ、樹脂の回り込み、フィルムの剥がれ等の発生を防止できる樹脂パネルの製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、フィルムを、成形金型内にその一部を固定するとともに固定箇所から離れた端部が自由な状態で配置し、溶融樹脂を金型内に射出して樹脂製のパネル本体の表面にフィルムを一体成形する樹脂パネルの製造方法において、前記金型のキャビティには、フィルムの固定箇所から遠い部分にその深さが浅くなる部分を設け、可動金型及び固定金型の一方に前記フィルムの一部を固定し、金型に固定された前記フィルムの自由端が前記深さが浅くなる部分と対応する状態でゲートから溶融樹脂を射出する。
【０００９】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、前記フィルムの固定箇所は、前記ゲートの射出口の近傍に配置される。
請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の発明において、前記フィルムはその一端において前記金型に固定され、前記キャビティの深さが浅くなる部分は前記射出口と反対側に設けられている。
【００１０】
請求項４に記載の発明では、請求項３に記載の発明において、前記金型は可動金型が水平方向へ移動可能に設けられ、前記フィルムは上端で固定されて上下方向に延びるようにキャビティ内に配置される。
【００１１】
請求項５に記載の発明では、請求項３又は請求項４に記載の発明において、前記樹脂パネルは自動車用の樹脂ウインドウである。
従って、請求項１に記載の発明では、金型に一部において固定されたフィルムの自由端がキャビティの深さが浅くなる部分と対応する状態となり、フィルムに波打ちがある場合に自由端が小さな波打ち状態となるようにセットされる。その状態でゲートから溶融樹脂がキャビティ内に射出されると、フィルムの自由端における波打ちが小さいため、フィルムは溶融樹脂の流れに押されてしわや隙間の発生が防止されつつ金型壁面に押さえ付けられる。その結果、製品にしわ等の欠点部が発生しなくなる。
【００１２】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、前記フィルムの固定箇所は、前記ゲートの射出口の近傍に配置され、フィルムの自由端のうちキャビティの射出口と遠い部分に配置される部分がキャビティの深さが浅くなる部分と対応する状態となる。
【００１３】
請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の発明において、フィルムはその一端において前記金型に固定されるため、波打ちは固定部と反対側の端部に発生する。しかし、当該部分はキャビティの深さが浅くなっているため、波打ちが小さく分散され、射出口から離れた側のフィルムの端部との距離が大きくても射出成形品の表面にフィルムのしわ等の欠点部が発生しなくなる。
【００１４】
請求項４に記載の発明では、請求項３に記載の発明において、フィルムは上端で固定されて上下方向に延びるようにキャビティ内に配置されるため、水平に延びるように配置される場合に比較して、フィルムの一端を固定するだけでフィルムがキャビティに沿った位置に配置され易い。
【００１５】
請求項５に記載の発明では、請求項３又は請求項４に記載の発明において、自動車用の樹脂ウインドウの生産時の歩留まりが良くなる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を自動車の樹脂ウインドウの製造方法に具体化した一実施の形態を図１〜図４に従って説明する。図１（ａ）に示すように、金型は固定金型１と可動金型２とを備え、可動金型２が水平方向に移動可能に形成されている。固定金型１にはゲート３と、インサート用のフィルム４の一端を係止する係止部としての２本以上（図２では４本）の係止ピン５と、フィルム４の上端を吸引する吸引孔６（図２（ａ）にのみ図示）とが設けられている。図２（ａ），（ｂ）に示すように、係止ピン５はゲート３の射出口３ａを挟んで左右両側に突設されている。吸引孔６は係止ピン５周辺に複数設けられ、図示しない負圧源から負圧が作用するようになっている。
【００１７】
固定金型１及び可動金型２の対向する面にはキャビティ７を形成するための凹部１ａ，２ａが形成されている。キャビティ７の形状は可動金型２側から固定金型１を見た場合、図２に示すようにほぼ長方形状の成形品の形状に対応する部分の上側に、フィルム４の取付け部４ａに対応する形状が膨出形成された形状となっている。また、水平面で切断した場合、図３に示すように固定金型１側に凸となる円弧状に形成されている。
【００１８】
キャビティ７は全ての部分が同じ深さに形成されているのではなく、射出口３ａから遠い側の端部、この実施の形態では下側の端部が辺に沿うように所定の幅で他の部分（メイン部分７ａ）より浅く形成されて、しわ分散部７ｂを構成している。しわ分散部７ｂはメイン部分７ａに滑らかに連続するように形成されている。
【００１９】
例えば、製品の大きさが５００ｍｍ×８００ｍｍでメイン部分の深さが５ｍｍの場合、しわ分散部７ｂの深さは４ｍｍ以下に形成される。また、しわ分散部７ｂの幅は数ｍｍ以上あればよい。
【００２０】
この金型内にセットされるフィルム４は、図２（ａ）に鎖線で示すように、キャビティ７と対応する形状に形成されるとともに、取付け部４ａに係止ピン５が嵌挿される孔４ｂと、射出口３ａと対応する位置に形成され射出口３ａより大きな孔４ｃとが形成されている。フィルム４には片面にハードコート処理が施されている。この実施の形態ではフィルムの材質としてポリカーボネートが使用されている。
【００２１】
次に前記のように形成された金型を使用して樹脂ウインドウを成形する場合の手順及び作用を説明する。
先ず可動金型２を開放位置に移動した状態でフィルム４をハードコート処理面が固定金型１と対向する状態で係止ピン５に係止して位置決めする。そして、負圧源から吸引孔６に吸引作用を及ぼさせ、フィルム４をその取付け部４ａにおいて固定金型１に固定する。キャビティ７が上下方向に延びるように形成されているため、フィルム４は自重でキャビティ７に沿った状態に配置される。その状態で可動金型２を閉じ、固定金型１と可動金型２によりフィルム４の一部を挟持する。成形品の曲率が大きな場合は、フィルム４の取付け部４ａから遠い部分が波打つた状態となる。
【００２２】
次に溶融樹脂（ポリカーボネート）をゲート３からキャビティ７内に射出する。溶融樹脂がキャビティ７内に射出されると、フィルム４はその熱により膨張する。そして、溶融樹脂はキャビティ７内を射出口３ａから離れた側及び下方に向かって順次フィルム４を固定金型１の壁面に押し付けながら流れていく。
【００２３】
成形品が大型の場合フィルム４の熱膨張によって伸びる絶対量が大きくなり、フィルム４はキャビティ７内で弛んだ状態となる。そして、溶融樹脂の流れによってその弛みが順次フィルム４の自由端側へ押されて自由端側が波打つ状態となる。図４（ａ）はしわ分散部７ｂと対応する位置で切断した模式断面図を示し、図４（ｂ）はしわ分散部７ｂがなくキャビティ７が一定の深さの場合の図４（ａ）と対応模式断面図を示す。図４（ｂ）に示すように、しわ分散部７ｂがない場合はキャビティ７が深いため、フィルム４の波打ち８が大きな状態となる。このように波打ち８が大きな状態のまま溶融樹脂が波打ち部分まで到達すると、溶融樹脂が波打ち部を均一に固定金型１の壁面に押さえ付けるのが難しくなる。その結果、図４（ｃ）に示すように、成形品９に波打ち８の頂点と対応する箇所にしわ１０が発生したり、フィルム４が折れ曲がったり、あるいは隙間が残った状態となって不良品となる。
【００２４】
しかし、この実施の形態ではキャビティ７の端部にメイン部分７ａより浅いしわ分散部７ｂが存在するため、大きな波打ちとはならず図４（ａ）に示すように、小さな波打ち８が多く存在する状態、即ち大きな波打ちが分散された状態になる。波打ち８が小さな状態、即ち波の高さが低くなると、溶融樹脂が波打ち部分を押圧しながら移動する際に、フィルム４が均一に押し広げられて金型面に押し付けられ、成形品９にフィルム４のしわや折れ曲がりあるいは隙間が生じるのが防止される。
【００２５】
所定量の溶融樹脂の射出が終了し、金型の冷却後、成形品が金型から取り出され、取付け部４ａが除去されて、成形品（樹脂ウインドウ）９が完成する。図５に示すように、成形品９はパネル本体９ａの表面にフィルム４が一体成形された状態に形成される。
【００２６】
この実施の形態では以下の効果を有する。
（１）  金型のゲート３の射出口３ａから遠いキャビティ７の部位に、キャビティ７のメイン部分７ａより深さが浅いしわ分散部７ｂを設け、金型にフィルム４の一部を射出口３ａの近傍において固定し、金型に固定されたフィルム４の自由端がしわ分散部７ｂと対応する状態でゲート３から溶融樹脂を射出する。従って、キャビティ７の曲率や溶融樹脂の熱による膨張の影響で波打ちが発生する場合、大きな波打ちが発生せずに小さな波打ち８に分散され、成形品９にフィルム４のしわや折れ曲がりあるいは隙間が生じるのが防止される。
【００２７】
（２）  フィルム４は、取付け部４ａにて係止ピン５と吸引孔６により固定され、取付け部４ａを除去することによりその跡や射出口３ａは、製品には残らない。
【００２８】
（３）  金型は可動金型２が水平方向へ移動可能に設けられ、フィルム４は上端で金型に固定されて上下方向に延びるようにキャビティ７内に配置される。従って、水平に延びるように配置される場合に比較して、フィルム４の一端を固定するだけでフィルム４がキャビティ７に沿った位置に配置され易く、フィルム４のセットが簡単になる。
【００２９】
（４）  パネル本体９ａ及びフィルム４は共に同じ材質で形成されているため、パネル本体９ａ及びフィルム４が別の材質で形成された場合に比較してその界面の密着性が向上する。
【００３０】
（５）  パネル本体９ａ及びフィルム４の材質にポリカーボネートを使用しているため、自動車の樹脂ウインドウとして従来使用されている材料をそのまま使用でき、樹脂ウインドウとしての必要な機能を確保できる。
【００３１】
（６）  しわ分散部７ｂはキャビティ７を構成する固定金型１及び可動金型２の凹部１ａ，２ａの形状を一部変更するだけで構成できるため、構成が簡単である。
【００３２】
なお、実施の形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
○  しわ分散部７ｂの形状はキャビティ７の端部をメイン部分７ａより浅く形成する構成に限らず、フイルム４の自由端側に発生する波打ちの高さを抑えて小さな波打ちに分散させる機能があればよく、図６（ａ）に示すように、キャビティ７の端部はメイン部分７ａとほぼ同じ深さで、端部から少し内側の部分のキャビティ７の深さを浅くしてもよい。また、図６（ｂ）に示すように深さの浅い部分の幅Ｗを狭くしてもよい。図６（ｂ）の場合、キャビティ７内に突出する凸部１１の幅Ｗは５ｍｍ以上、凸部１１とキャビティ７の端部までの距離Ｌは１ｍｍ以上あればよい。
【００３３】
○  フィルム４を固定金型１に固定する代わりに、可動金型２に固定してもよい。その場合、キャビティ７の形状は可動金型２側に凸となり、フィルム４はハードコート処理面が可動金型２の壁面と対向するように配置される。
【００３４】
○  フィルム４を金型に固定する場合、吸引孔６からの吸引作用をなくして、係止ピン５による位置決めと、係止ピン５よりフィルム４の端部寄りの部分を固定金型１と可動金型２とで挟持するのみの構成としてもよい。この場合負圧源が不要となり、構成がより簡単になる。また、係止ピン５による位置決めと、吸引孔６による吸引のみとしてもよい。
【００３５】
○  金型を、可動金型２が上下方向へ移動する構成、即ちキャビティ７が水平に延びるように配置される構成としてもよい。
○  自動車用の樹脂ウインドウに限らず、建築物の窓用の樹脂ウインドウや間仕切りあるいは装飾用のパネル等他の樹脂パネルに適用してもよい。この場合、フィルム４の片面のハードコート処理を省略してもよい。つまり、フィルム４は、ハードコート処理を施し表面硬化を目的とするものに限定されず、例えば、加飾（模様付け）を目的としたものであってもよく、特にその目的が限定されるものではない。
【００３６】
○  フィルム４は、必ずしもゲート３の射出口３ａの近傍で固定しなければならないものではない。例えば、成形品が比較的小型等、フィルムの熱膨張によって伸びる絶対量が小さな場合は、固定の位置をフィルムの一端とし、射出口をフィルムの中央付近とすることも可能である。
【００３７】
○  フィルム４をゲート３の射出口３ａの近傍に固定しなければならない場合においても、透明な樹脂パネルでない場合は、射出口３ａの位置を成形品の端部と対向する位置ではなく、中央と対向する位置に配置してもよい。この場合は、フィルム４の固定に吸引孔を使用するのが好ましい。
【００３８】
前記実施の形態から把握できる請求項記載以外の発明（技術的思想）について、以下にその効果とともに記載する。
（１）  樹脂製のパネル本体の表面にフィルムが一体形成された樹脂パネルであって、ほぼ長方形状に形成され、その一辺に相当する部分の端部又は端部近傍の板厚が所定の幅で他の部分より薄く形成されている樹脂パネル。この場合、射出成形時にフィルムの波打ちが大きくならず、フィルムのしわや折れ曲がりあるいは隙間が生じるのを防止できる。
【００３９】
（２）  請求項４に記載の発明において、前記パネル本体及びフィルムは共にポリカーボネートで形成されている。この場合、自動車の樹脂ウインドウとして従来使用されている材料をそのまま使用でき、樹脂ウインドウとしての必要な機能を確保できる。
【００４０】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１〜請求項５に記載の発明によれば、曲率あるいは型が大きな製品のフィルムインサート成形において、簡単な構成で製品表面にすじ、樹脂の回り込み、フィルムの剥がれ等の発生を防止できる。
【００４１】
請求項３に記載の発明によれば、フィルムは取付け部が射出口近くに固定され、製品外に位置する状態となり、固定跡や射出口が製品内に残らないようにする処理が簡単になる。
【００４２】
請求項４に記載の発明によれば、水平に延びるように配置される場合に比較して、フィルムの一端を固定するだけでフィルムがキャビティに沿った位置に配置され易く、フィルムのセットが簡単になる。
【００４３】
請求項５に記載の発明によれば、自動車用の樹脂ウインドウとして生産時の歩留まりが良くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  （ａ）は一実施の形態の金型にフィルムがセットされた状態の模式断面図、（ｂ）はその部分拡大図。
【図２】  （ａ）は固定金型のキャビティ部分の模式正面図、（ｂ）はフィルムの取付け部が固定金型と可動金型で挟持された状態の模式部分断面図。
【図３】  金型をしわ分散部より上で水平に切断した状態の模式断面図。
【図４】  （ａ）はしわ分散部でのフィルムの波打ち状態を示す模式断面図、（ｂ）はしわ分散部がない状態での波打ち状態を示す模式断面図、（ｃ）はしわが寄った状態でフィルムが一体成形された成形品の部分模式断面図。
【図５】  成形品の部分模式断面図。
【図６】  （ａ），（ｂ）はそれぞれ別の実施の形態のキャビティの形状を示す模式部分断面図。
【図７】  波打ちの発生状態を示す模式正面図。
【図８】  図７のVIII−VIII線における断面図。
【図９】  しわ等の欠点部が発生した成形品の斜視図。
【符号の説明】
１…固定金型、２…可動金型、３…ゲート、３ａ…射出口、４…フィルム、７…キャビティ、７ｂ…しわ分散部、９…成形品、９ａ…パネル本体。
【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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【図８】
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【図９】
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