(57)【要約】【課題】表皮層と樹脂発泡体とが積層された積層樹脂成形体を効率よく且つ歩留まりよく製造する。【解決手段】成形装置１０を構成する下型１２、第１横型１４、第２横型１６及び上型１８によって、キャビティ２０が形成される。このキャビティ２０は、水平方向に延在する水平部２４と、該水平部２４から略垂直に立ち上がった第１鉛直部２６及び第２鉛直部２８とを有し、第１鉛直部２６の鉛直方向寸法は、第２鉛直部２８に比して大きく設定されている。上型１８には、水平部２４の略中央部に対応する部位に注入機３２が設置される一方、第２鉛直部２８に対応する部位に送気管４０が設けられる。注入機３２から原材料３８が射出される際、送気管４０を介して第２鉛直部２８に圧縮エア等のガスが導入され、このガスにより原材料３８が第１鉛直部２６側に押圧される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め所定形状に成形され且つ成形型のキャビティに配置された樹脂製成形体の一端面に樹脂発泡体を設けることで積層樹脂成形体を得る積層樹脂成形体の製造方法であって、
前記成形型として、前記キャビティが、前記樹脂発泡体の原材料を前記キャビティに供給する供給手段が設置された箇所を起点として前記原材料が流動する第１部位と、前記原材料が前記第１部位とは別方向に流動し且つ前記原材料の充填速度が前記第１部位に比して大きくなる第２部位とを有するものが使用されるとともに、
前記供給手段から前記原材料を供給した際、前記第２部位に対して気体を供給することで該第２部位に流動した前記原材料を押圧することによって、該第２部位における前記原材料の流動を抑制する工程と、
前記第１部位に対する前記原材料の充填が終了した後、前記気体の供給を停止する工程と、
を有することを特徴とする積層樹脂成形体の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の製造方法において、前記第１部位に前記原材料が充填される最中、前記気体の供給圧力を段階的に又は連続的に低減することを特徴とする積層樹脂成形体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、予め所定形状に成形され且つ成形型のキャビティに配置された樹脂製表皮材の一端面に樹脂発泡体を設けることで積層樹脂成形体を得る積層樹脂成形体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、自動車のインストルメンタルパネルは、樹脂材からなる基材層、気泡が略均一に分散した樹脂発泡体からなる中間層、樹脂材からなる表皮層がこの順序で互いに接合された積層体から構成されている。この種の積層体は、はじめに、表皮層の一端面に中間層を積層して積層樹脂成形体とし、次に、この積層樹脂成形体における中間層と、別途作製された基材層とが、真空成形機内で成形されながら接合されることによって製造される。
【０００３】
ここで、前記積層樹脂成形体は、所定形状に予め成形された状態で成形用金型のキャビティに挿入された表皮層の一端面上に中間層を設けることで作製される（例えば、特許文献１参照）。具体的には、表皮層が挿入されたキャビティに、樹脂発泡体の原材料である主剤及び硬化剤を同時に供給する。主剤は、硬化剤に接触することによって硬化する。
【０００４】
主剤には、発泡剤が含まれている。主剤及び硬化剤が充填された成形用金型を加熱すると、発泡剤の作用下に発泡が生じる。このようにして発泡した主剤が硬化することにより、中間層が形成される。
【０００５】
【特許文献１】特許第３６９８６６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
自動車のインストルメンタルパネル等は形状が複雑であり、従って、積層樹脂成形体を成形するためのキャビティの形状も複雑である。このようなキャビティにおいては、主剤及び硬化剤（樹脂発泡体の原材料）が容易に流動するので充填が容易な部位、すなわち、主剤及び硬化剤の充填速度が大きい部位と、主剤及び硬化剤が比較的流動し難いためにその充填速度が小さい部位とが存在するようになる。
【０００７】
同一のキャビティで充填速度が著しく異なると、場合によっては、充填速度が小さい部位が主剤及び硬化剤で満たされず、この状態で主剤が硬化してしまうことがある。勿論、この場合、得られる積層樹脂成形体は、その一部が欠肉した不良品である。
【０００８】
これを回避するためには、硬化剤に接触した主剤等の硬化を遅くしたり、又は、キャビティへの主剤及び硬化剤の供給速度を小さくしたりすればよい。しかしながら、この場合、積層樹脂成形体の作製が完了するまでのタクトタイムが長期化してしまう。タクトタイムを短縮するために、充填の初速度を大きくする、換言すれば、注入機の単位時間当たりの供給量を増加することも想起されるが、この場合、他の不具合が引き起こされる。
【０００９】
このように、従来技術に係る積層樹脂成形体の製造方法には、樹脂発泡体（中間層）の原材料をキャビティの全体にわたって効率よく充填することが困難であり、このために積層樹脂成形体の生産効率を向上させることが困難であるという不具合が顕在化している。
【００１０】
本発明は上記した問題を解決するためになされたもので、積層樹脂成形体を効率よく製造することが可能で、しかも、製造歩留まりも向上させることが可能な積層樹脂成形体の製造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】
【００１１】
前記の目的を達成するために、本発明は、予め所定形状に成形され且つ成形型のキャビティに配置された樹脂製成形体の一端面に樹脂発泡体を設けることで積層樹脂成形体を得る積層樹脂成形体の製造方法であって、
前記成形型として、前記キャビティが、前記樹脂発泡体の原材料を前記キャビティに供給する供給手段が設置された箇所を起点として前記原材料が流動する第１部位と、前記原材料が前記第１部位とは別方向に流動し且つ前記原材料の充填速度が前記第１部位に比して大きくなる第２部位とを有するものが使用されるとともに、
前記供給手段から前記原材料を供給した際、前記第２部位に対して気体を供給することで該第２部位に流動した前記原材料を押圧することによって、該第２部位における前記原材料の流動を抑制する工程と、
前記第１部位に対する前記原材料の充填が終了した後、前記気体の供給を停止する工程と、
を有することを特徴とする。
【００１２】
すなわち、本発明においては、キャビティにおける樹脂発泡体の原材料（例えば、主剤及び硬化剤）の充填速度が大きい第２部位から、該原材料の流動を抑制するように気体が供給される。この気体によって原材料が供給手段側に向かって押圧され、最終的に、第１部位側に流動するようになる。換言すれば、第１部位における原材料の充填速度が大きくなり、このため、該第１部位に対する原材料の充填が促進される。
【００１３】
このように、本発明によれば、原材料の充填速度が小さい第１部位に効率よく原材料を充填することが可能となる。このため、積層樹脂成形体を効率よく成形することができる。
【００１４】
気体の供給は、第１部位が原材料で満たされるまで続行される（第１部位が原材料で満たされるまでの時間は、予め、原材料の粘度や供給圧力、気体の供給圧力を種々変更して試験を行うことで求めておく）。これにより、欠肉のない積層樹脂成形体を得ることができる。換言すれば、積層樹脂成形体の歩留まりが向上する。
【００１５】
この場合、第１部位に原材料が充填される最中、気体の供給圧力を段階的に又は連続的に低減するようにしてもよい。これにより、第２部位に回り込んだ原材料に対する押圧力が小さくなる。従って、第１部位に原材料を充填しながら、第２部位への原材料の充填速度を上昇させることが可能となる。結局、第２部位に対しても原材料を効率よく充填することができるので、積層樹脂成形体の生産効率が上昇する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、キャビティにおける樹脂発泡体の原材料の充填速度が大きい第２部位から気体を供給して該第２部位に回り込んだ原材料を押圧し、これにより第２部位側における原材料の流動を抑制することで、充填速度が小さい第１部位に原材料を回り込ませるようにしている。このため、第１部位に対する原材料の充填が促進されるので、欠肉のない積層樹脂成形体を効率よく製造することができる。換言すれば、積層樹脂成形体の生産効率が向上するとともに、製造歩留まりが良好となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明に係る積層樹脂成形体の製造方法につき好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。
【００１８】
図１は、本実施の形態に係る積層樹脂成形体の製造方法を実施するための成形装置１０の要部縦断面構成図である。この成形装置１０は、下型１２、第１横型１４、第２横型１６及び上型１８を成形型として有し、これら型１２、１４、１６、１８の各々には、図示しない変位機構（例えば、流体圧シリンダ等）が取り付けられている。すなわち、下型１２、第１横型１４、第２横型１６及び上型１８は、前記変位機構の作用下に互いに離間・接近が可能であり、互いに接近した際に型閉じがなされてキャビティ２０が形成される一方、互いに離間した際に型開きがなされる。
【００１９】
上型１８におけるキャビティ２０に臨む底面からは、鉛直方向に沿って延在する第１横型１４及び第２横型１６の内壁に対向するようにして、凸部２２が鉛直下方に向かって突出形成されている。従って、型閉じがなされて形成されるキャビティ２０には、下型１２の水平な上端面１２ａに沿って延在する水平部２４と、該水平部２４から第１横型１４又は第２横型１６の各々に沿って略垂直に立ち上がった第１鉛直部２６及び第２鉛直部２８とが形成される。
【００２０】
この場合、凸部２２における第２横型１６に臨む壁部に段部３０が形成されており、該段部３０が第２横型１６の内壁に当接する。この段部３０が存在するため、第２鉛直部２８の鉛直方向寸法は、第１鉛直部２６に比して短くなる。
【００２１】
上型１８には、樹脂発泡体の原材料となる主剤及び硬化剤を供給する供給手段としての注入機３２が設置されている。すなわち、この注入機３２には、キャビティ２０の水平部２４に主剤を供給するための主剤供給管３４と、該主剤に添加される硬化剤を供給するための硬化剤供給管３６が連結されている。主剤及び硬化剤は注入機３２内で混合され、原材料３８として注入機３２から水平部２４に供給される。
【００２２】
また、上型１８には、その上端面１８ａから段部３０に至るまで貫通孔３９が形成されており、この貫通孔３９には、送気管４０が挿入されている。この送気管４０の先端部は上型１８の上端面１８ａから突出しており、さらに、レギュレータ４２を介してガス供給管４４が連結されている。図示しないガス供給源に連結された該ガス供給管４４には、バルブ４６が介装されている。
【００２３】
この中、レギュレータ４２には、該レギュレータ４２を操作する図示しないアクチュエータと、該アクチュエータを制御する図示しないアクチュエータ制御手段とが付設されている。
【００２４】
一方、バルブ４６は、電気的ないし光学的通信手段（図示せず）を介して該バルブ４６の開度を制御するバルブ開度制御手段（図示せず）に接続されている。バルブ４６の開度は、このバルブ開度制御手段の指令信号により、段階的又は連続的に変更可能である。
【００２５】
前記アクチュエータ制御手段及び前記バルブ開度制御手段は、同一の制御盤内に制御回路として設けられており、この制御盤によって成形装置１０の一連の動作が制御される。
【００２６】
以上の構成において、下型１２、第１横型１４、第２横型１６及び上型１８の各々には、図示しない排気通路が複数個形成されている。また、キャビティ２０には、樹脂材からなり、且つ水平部２４、第１鉛直部２６及び第２鉛直部２８におけるキャビティ２０に臨む端面２０ａの形状に対応する形状に成形された表皮層４８が挿入されている。
【００２７】
本実施の形態に係る積層樹脂成形体の製造方法は、上記のように構成された成形装置１０を用い、以下のようにして実施される。
【００２８】
先ず、注入機３２に対し、主剤供給管３４から主剤を供給するとともに硬化剤供給管３６から硬化剤を供給する。注入機３２内で混合された主剤及び硬化剤は、原材料３８として注入機３２から水平部２４に供給される。
【００２９】
供給された主剤及び硬化剤（原材料３８）は、図１に矢印で示すように、該注入機３２を介して水平部２４に供給された供給箇所を起点として分岐し、一部の原材料３８が第１鉛直部２６に向かって流動する一方、残部の原材料３８が第２鉛直部２８に向かって流動する。
【００３０】
原材料３８を単純に充填する場合、第１鉛直部２６及び第２鉛直部２８では、重力に逆らって原材料３８を充填することになる。従って、鉛直方向寸法が大きい第１鉛直部２６では、第２鉛直部２８に比して原材料３８の充填速度が小さくなる。すなわち、キャビティ２０には、原材料３８の充填速度が大きい部位（第２鉛直部２８）と、充填速度が小さい部位（第１鉛直部２６）とが存在することになる。
【００３１】
また、詳細な図示はしていないが、キャビティ２０が階層的に分岐している場合にも、第１鉛直部２６に相当する充填速度が小さい部位が存在する。
【００３２】
そこで、本実施の形態においては、原材料３８の充填を開始した直後、ないし所定量の原材料３８が導入された後、図２に示すように、前記ガス供給源から前記ガス供給管４４及び前記送気管４０を介して、第２鉛直部２８に圧縮エアを導入する。なお、圧縮エアに代替して窒素、アルゴン等を導入するようにしてもよい。
【００３３】
第２鉛直部２８に流動した原材料３８は、該原材料３８の流動方向に対して逆方向に流通するように導入された圧縮エアによって押圧される。このため、図２に矢印で示すように、原材料３８が第２鉛直部２８に流動することが抑制され、その充填速度が低減する。
【００３４】
このようにして第２鉛直部２８側から第１鉛直部２６側に押圧された原材料３８では、第１鉛直部２６に向かう流動が促進される。従って、第１鉛直部２６では、第２鉛直部２８側から圧縮エアが導入されない場合に比して原材料３８の流動速度が大幅に上昇する。のみならず、第１鉛直部２６に原材料３８が確実に回り込むので、該第１鉛直部２６を原材料３８で満たすことが容易となる。換言すれば、第１鉛直部２６に原材料３８を効率よく充填することができる。
【００３５】
第１鉛直部２６が原材料３８で満たされた後、前記バルブ開度制御手段の指令信号によって、バルブ４６を閉止して圧縮エアの導入を停止する。その結果、第２鉛直部２８に回り込んだ原材料３８が押圧されなくなるので、図３に示すように、第２鉛直部２８における原材料３８の界面が急速に上昇する。第２鉛直部２８における原材料３８の充填速度が大きくなるからである。
【００３６】
原材料３８が第１鉛直部２６に満たされる途中で、レギュレータ４２を操作することによって圧縮エアの供給圧力を低減するようにしてもよい。この場合、原材料３８に対する押圧力が小さくなるので、第２鉛直部２８への原材料３８の充填も促進されるようになる。すなわち、第１鉛直部２６に原材料３８を充填する最中に、第２鉛直部２８に対しても原材料３８を効率よく充填することができる。この圧力低減は、段階的に行ってもよいし、連続的に行ってもよい。
【００３７】
以上のように、注入機３２からの原材料３８の流動を抑制する方向からキャビティ２０に圧縮エア等のガスを供給して原材料３８を押圧すると、原材料３８におけるガスの供給手段に近接する部位では流動が遅延し、このため、発泡によって生成した気泡５０が大きく成長する。
【００３８】
なお、原材料３８がキャビティ２０に充填される最中、該キャビティ２０に残留していた大気は、原材料３８に押圧されることに伴い、前記排気通路を介してキャビティ２０の外部に排出される。
【００３９】
最終的に、図４に示すように、第２鉛直部２８が原材料３８で満たされる。この状態で成形型を加熱すれば、主剤に含まれた発泡剤の作用下に発泡が生じるとともに、原材料３８が表皮層４８に溶着する。同時に、硬化剤の作用下に主剤が硬化し、その結果、気泡５０を内包する樹脂発泡体５２（中間層）が表皮層４８上に設けられた積層樹脂成形体５４が形成されるに至る。前記変位機構の作用下に、下型１２、第１横型１４、第２横型１６及び上型１８を互いに離間するように変位させれば型開きが行われ、積層樹脂成形体５４が露呈する。
【００４０】
上記したように、第１鉛直部２６及び第２鉛直部２８の双方が原材料３８で満たされているので、積層樹脂成形体５４として欠肉のないものを得ることができる。すなわち、積層樹脂成形体５４の歩留まりが向上する。
【００４１】
以上のように、本実施の形態によれば、欠肉のない積層樹脂成形体５４を効率よく且つ歩留まりよく製造することができる。
【００４２】
なお、上記した実施の形態においては、原材料３８の充填速度が異なる部位として第１鉛直部２６と第２鉛直部２８を例示して説明したが、特にこれに限定されるものではなく、原材料３８の充填速度が互いに相違する部位を有するキャビティ２０であればよい。
【００４３】
また、原材料３８の充填速度が互いに異なる部位が３箇所以上存在する場合、例えば、原材料３８を単純に充填したときに充填速度が最大である部位から圧縮エア等のガスを導入するようにすればよい。
【００４４】
さらに、充填速度が互いに同等であったとしても、供給手段が設置された箇所を起点とする原材料３８の到達距離が互いに異なる部位が２箇所以上存在する場合において、原材料３８を同時に到達させるときにも、原材料３８を単純に充填したときに先に到達する部位から圧縮エア等のガスを導入して、原材料３８の流動を抑制するようにすればよい。
【００４５】
さらにまた、端面２０ａは、平坦面に特に限定されるものではなく、曲面であってもよい。勿論、表皮層４８の形状も特に限定されず、端面２０ａの形状に対応して平坦であってもよいし、湾曲または屈曲した部位が含まれていてもよい。同様に、第１鉛直部２６、第２鉛直部２８に代替して、製品形状に応じた曲面が設けられた立ち上がり部を形成するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本実施の形態に係る積層樹脂成形体の製造方法を実施するための成形装置の要部縦断面構成図である。
【図２】図１の成形装置のキャビティに樹脂発泡体の原材料を充填しながら第２鉛直部から圧縮エアを導入している状態を示す要部縦断面構成図である。
【図３】第１鉛直部が原材料で満たされる一方、第２鉛直部に原材料を充填している状態を示す要部縦断面構成図である。
【図４】原材料の充填を終了して積層樹脂成形体を形成した状態を示す要部縦断面構成図である。
【符号の説明】
【００４７】
１０…成形装置                      １２、１４、１６、１８…型
２０…キャビティ                    ２２…凸部
２４…水平部                        ２６…第１鉛直部
２８…第２鉛直部                    ３０…段部
３２…注入機                        ３８…原材料
４２…レギュレータ                  ４４…ガス供給管
４８…表皮層                        ５０…気泡
５２…樹脂発泡体                    ５４…積層樹脂成形体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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