JP6156985B2 - 射出成形方法及び樹脂成形品 - Google Patents

Description

本発明は、射出成形方法に関し、特に、異なる樹脂材料からなる第１部分及び第２部分を一体に有する樹脂成形品を同一金型内で成形する、いわゆる多色成形法に関する。

例えば、自動車の内装品（インストルメントパネル等）は、異なる材質や色を有する複数種の樹脂材料を用いて、複数の部分を一体的に射出成形する、いわゆる多色成形法で製造することが知られている（例えば、下記の特許文献１参照）。具体的には、図８に示すように、上型１０１と下型１０２とを型締めしてキャビティを形成した状態で、スライド型１０３を上型１０１に当接させて第１のキャビティ１０４を区画する。この第１のキャビティ１０４に第１の樹脂材料を射出し、これを固化させて第１部分１１０を成形する（図９参照）。その後、スライド型１０３を降下させて上型１０１から離反させ、第２のキャビティ１０５を形成する（図１０参照）。この第２のキャビティ１０５に第２の樹脂材料を射出し、これを固化させて第２部分１２０を形成する（図１１参照）。以上により、第１部分１１０及び第２部分１２０を一体に有する樹脂成形品１３０が一つの射出成形金型内で成形される。

特開平６−１９０８６５号公報

上記のような多色成形を行うにあたっては、第１のキャビティ１０４に第１の樹脂材料を射出した後、スライド型１０３を降下させるタイミングが非常に重要となる。スライド型１０３を降下させるタイミングが早すぎると、第１部分１１０の端部が内部まで完全に硬化していない状態で、第２のキャビティ１０５に第２の樹脂材料が射出される（図１２参照）。この場合、第２の樹脂材料の射出圧により、第１部分１１０の未硬化部１１１が変形し、第１部分１１０と上型１０１との間に第２の樹脂材料が入り込み（図１２の矢印参照）、第１部分１１０と第２部分１２０との境界線（いわゆる見切り線）が不明瞭となる恐れがある。

従って、スライド型１０３は、第１部分１１０の端部が内部まで完全に硬化してから降下させる必要がある。しかし、この場合、第１部分１１０の硬化を待つ時間が必要となってタクトタイムが長くなる。また、第１部分１１０の硬化範囲が広がりすぎると、第２の樹脂材料の射出圧により、第１部分１１０の意匠面（図中上面）のうち、スライド型１０３と下型１０２との境界の上方（図１０のＡ部）に白化が生じる恐れがある。

以上の点をまとめると、第１部分１１０の端部が内部まで完全に硬化した後で、且つ、白化が生じるほど硬化範囲が広くなりすぎないタイミングで、スライド型１０３を降下させる必要がある。しかし、このようなタイミングを見つけることは現実的には極めて困難であるため、実際には、ユーザの目に留まりやすい見切り線の不明瞭を回避するために、スライド型１０３の降下を遅めに設定し、若干の白化の発生を犠牲にしている。

以上のような事情から、本発明が解決すべき技術的課題は、多色成形を行うにあたり、見切り線の不明瞭化、及び白化の発生の双方を防止することにある。

前記課題を解決するために、本発明は、意匠面を成形する一方の金型と、裏面を成形する他方の金型と、両金型で形成されるキャビティを区画するスライド型とを備えた射出成形金型を用いて、異なる樹脂材料からなる第１部分及び第２部分を一体に有する樹脂成形品を成形するための方法であって、前記スライド型を前記一方の金型に当接させて、前記一方の金型、前記他方の金型、及び前記スライド型で第１キャビティを形成し、該第１キャビティに第１の樹脂材料を射出して前記第１部分を成形する工程と、前記スライド型を前記一方の金型から離反させて、前記一方の金型、前記他方の金型、前記スライド型、及び前記第１部分で第２キャビティを形成し、該第２キャビティに第２の樹脂材料を射出して前記第２部分を成形する工程とを有し、前記第１部分と前記第２部分の見切り線の延在方向と直交する断面において、前記第１キャビティの前記見切り線側の端部が、先端へ向けて厚さを徐々に薄くした先細り形状を成すことを特徴とするものである。

このように、第１キャビティの見切り線側の端部を先細り形状とすることで、第１部分の端部を内部まで完全に早期に硬化させることができる。これにより、スライド型を一方の金型から早期に離反させることが許容されるため、見切り線の不明瞭の防止、及び、白化の発生の双方を防止できるような、スライド型のスライドのタイミングの設定が容易化される。

上記のように、第１部分の見切り線側の端部を先細り形状とすると、この端部の強度（剛性）が低くなるため、第２キャビティに射出された樹脂の圧力により端部が変形して、端部と一方の金型との間に第２の樹脂材料が入り込んで見切り線が不明瞭となる恐れがある。そこで、第１部分の見切り線側の端部を裏面側へ向けて曲げれば、この端部が射出圧により変形しにくくなるため、見切り線の不明瞭化をより確実に防止できる。

ところで、二色成形法で形成された樹脂成形品の意匠面には、デザイン上の観点から、見切り線の近傍に、他の領域よりも曲率半径の小さい小円弧部を設ける場合がある。この場合、前記第１キャビティの成形面に、見切り線と直交する断面における曲率半径が相対的に大きい大円弧部と、大円弧部の見切り線側に隣接し、上記の断面における曲率半径が相対的に小さい小円弧部とを設け、第１キャビティにおけるスライド型と一方の金型との境界を、小円弧部の裏面側に配することが好ましい。これにより、第１部分の硬化範囲が広がりすぎて、第２の樹脂材料の射出圧により第１部分の意匠面の上記境界付近に白化が生じた場合でも、その白化を小円弧部に発生させることができるため、白化が目立たなくなる。このため、スライド型を一方の金型から離反させるタイミングを遅らせることが許容されるため、見切り線の不明瞭の防止、及び、白化の発生の双方を防止できるような、スライド型のスライドのタイミングの設定がさらに容易化される。

上記の射出成形方法によれば、第１部分を射出成形した後、同一金型内で第２部分を射出成形することにより、異なる樹脂材料からなる前記第１部分と前記第２部分を一体に有する樹脂成形品であって、前記第１部分と前記第２部分との見切り線の延在方向と直交する断面において、前記第１部分の前記見切り線側の端部が、先端へ向けて厚さを徐々に薄くした先細り形状を成すことを特徴とする樹脂成形品が得られる。

以上のように、本発明によれば、多色成形を行うにあたり、見切り線の不明瞭化、及び、白化の発生の双方を防止することが可能となる。

樹脂成形品（インストルメントパネル）の斜視図である。 上記樹脂成形品の断面図である。 上記樹脂成形品の射出成形金型の断面図である（第１キャビティ形成）。 上記樹脂成形品の射出成形金型の断面図である（第１部分成形）。 上記樹脂成形品の射出成形金型の断面図である（第２キャビティ形成）。 上記樹脂成形品の射出成形金型の断面図である（第２部分成形）。 他の実施形態に係る射出成形金型の断面図である。 従来の射出成形金型の断面図である（第１キャビティ形成）。 従来の射出成形金型の断面図である（第１部分成形）。 従来の射出成形金型の断面図である（第２キャビティ形成）。 従来の射出成形金型の断面図である（第２部分成形）。 図１０の拡大図である。

図１に示す樹脂成形品１は、自動車のインストルメントパネルであり、第１部分としての上面部２と、第２部分としての正面部３とを一体に有する。上面部２及び正面部３は、異なる樹脂材料で形成される。樹脂成形品１の意匠面（搭乗者から見える面）には、上面部２と正面部３との境界線（見切り線４）が設けられる。図２は、樹脂成形品１の見切り線４に垂直な断面であり、上面部２及び正面部３の図中上側の面が意匠面２ａ，３ａである。上面部２及び正面部３の端部同士は重ね合わせられ、図示例では、上面部２の裏面側（図中下側）に正面部３が配される。上面部２と正面部３の重合部の両側において、上面部２の意匠面２ａは正面部３の意匠面３ａよりも図中上方に位置し、上面部２の裏面２ｂは正面部３の裏面３ｂよりも図中上方に位置している。

図３は、上記の樹脂成形品１を成形する射出成形金型１０であり、上型２０と、下型３０と、スライド型４０とを備える。図示例では、上型２０が固定型であり、下型３０が図中上下方向にスライドする可動型である。スライド型４０は、下型３０に対して図中上下方向にスライド可能とされる。

上型２０は、上面部２の意匠面２ａを成形する第１成形面２１と、正面部３の意匠面３ａを成形する第２成形面２２と、第１成形面２１と第２成形面２２との間に設けられた当接部２３とを有する。第１成形面２１の見切り線側（図中左側）の端部には、他の領域よりも曲率半径が小さい小円弧部２１ａが設けられる。本実施形態では、第１成形面２１に、曲率半径が相対的に大きい大円弧部２１ｂと、大円弧部２１ｂの見切り線側に隣接して設けられ、曲率半径が相対的に小さい小円弧部２１ａと、小円弧部２１ａのさらに見切り線側に隣接して設けられた直線部２１ｃとが設けられる。図示例では、大円弧部２１ｂを平面（曲率０）で示している。大円弧部２１ｂと小円弧部２１ａ、及び小円弧部２１ａと直線部２１ｃは、それぞれ滑らかに連続している。小円弧部２１ａと大円弧部２１ｂとの境界には、変曲点２１ｄが設けられる。直線部２１ｃは、樹脂成形品１の離型を容易化するために、スライド型４０のスライド方向（図中上下方向）に対して若干傾斜しており、その傾斜角αは例えば２°以上（図示例では５°）に設定される。第１成形面２１の大円弧部２１ｂは、第２成形面２２よりも図中上方に位置している。当接部２３は、第２成形面２２よりも図中下方に突出している。

下型３０は、上面部２の裏面２ｂを成形する第３成形面３１と、正面部３の裏面３ｂを成形する第４成形面３２と、第３成形面３１と第４成形面３２との間に設けられ、スライド型４０を収容する孔３３とを有する。第３成形面３１は第４成形面３２よりも図中上方に位置している。

スライド型４０は、下型３０の孔３３の内部に配され、図中実線で示す上端位置と、図中鎖線で示す下端位置との間で上下方向にスライド可能とされる。スライド型４０は、上面４１に、平坦面４１ａ，４１ｂとこれらの間に設けられた傾斜面４１ｃとを有する。図中左側の平坦面４１ａは、スライド型４０を下端位置に配したときに、下型３０の第４成形面３２と連続する。図中右側の平坦面４１ｂは、左側の平坦面４１ａよりも図中上側に配され、スライド型４０を上端位置に配したときに、下型３０の第３成形面３１と連続する。スライド型４０のスライド方向に対する傾斜面４１ｃの傾斜角度βは、傾斜面４１ｃで成形される正面部３の傾斜部３ｃの肉厚を確保するために、例えば３０°以上（図示例では４５°）に設定される。

以下、上記の射出成形金型１０を用いた射出成形方法の手順を説明する。

まず、図３に示すように、上型２０と下型３０を型締めした状態でスライド型４０を上昇させて、スライド型４０の上面４１を上型２０の当接部２３に当接させる。これにより、上型２０と下型３０とで形成されるキャビティがスライド型４０により区画され、上型２０の第１成形面２１、下型３０の第３成形面３１、及びスライド型４０の上面４１の平坦面４１ｂ及び傾斜面４１ｃで囲まれた第１キャビティ５０が形成される。

第１キャビティ６０の見切り線側（図中左側）の端部５１は、先端へ向けて厚さを徐々に薄くした先細り形状を成している。図示例では、第１キャビティ６０の端部５１が、見切り線側へ向けて裏面側（図中下方）に変位した成形面の間、具体的には、上型２０の第１成形面２１の直線部２１ｃ及び小円弧部２１ａと、スライド型４０の上面４１の傾斜面４１ｃとの間に形成される。第１キャビティ５０の端部５１の先端の角度θ（図示例では、直線部２１ｃと傾斜面４１ｃとの間の角度θ）が大きすぎると、端部５１の肉厚が過剰となり、端部５１に満たされた樹脂を早期に硬化させる効果（詳細は後述する）が得られないため、端部５１の先端の角度θは６０°以下、好ましくは４５°以下とされる。また、端部５１の先端の角度θが小さすぎると、端部５１の肉厚が不足し、第２の樹脂材料の射出圧（詳細は後述する）で変形しやすくなるため、角度θは２０°以上、好ましくは３０°以上とされる。

そして、図４に示すように、第１キャビティ５０に第１の樹脂材料を射出し、上面部２を成形する。具体的には、第１キャビティ５０に射出された第１の樹脂材料が、金型に接触して冷却されることにより硬化する。このとき、第１キャビティ５０の端部５１が先細り形状を成していることで、この端部５１に満たされた第１の樹脂材料（すなわち、上面部２の端部２ｃ）を、内部まで完全に早期に硬化させることができる。

その後、図５に示すように、スライド型４０を降下させて上型２０から離反させ、第２キャビティ６０を形成する。第２キャビティ６０は、上型２０の第２成形面２２及び当接部２３と、下型３０の第４成形面３２と、スライド型４０の上面４１と、上面部２の裏面２ｂとで囲まれている。このとき、スライド型４０の降下は、（ｉ）上面部２の端部２ｃが内部まで完全に硬化した後であって、且つ、（ｉｉ）上面部２のうち、第１キャビティ５０におけるスライド型４０の上面４１と下型３０の第３成形面３１との境界Ｐ（図４参照）付近が完全に硬化する前のタイミングで行う。従来、上記（ｉ）及び（ｉｉ）を両立させるタイミングを設定することは困難であったが、本発明では、上記のように第１キャビティ５０の端部５１を先細り形状とすることで、この部分に満たされた樹脂材料を早期に硬化させることができるため、上記（ｉ）のタイミングを早期化することが許容され、これにより上記（ｉ）及び（ｉｉ）を両立させるタイミングの設定が容易化される。尚、上記（ｉｉ）に示すように、上面部２の一部が完全に硬化していない状態でスライド型４０を降下させることで、上面部２に加わる射出圧により、上面部２の裏面２ｂのうち、完全に硬化した端部５１を除く領域が下方に若干膨らむ（図５に点線で誇張して示す）。

そして、図６に示すように、第２キャビティ５０に第２の樹脂材料を射出する。このとき、上面部２の端部２ｃは内部まで完全に硬化しているため、第２の樹脂材料の射出圧による変形が防止される。従って、上面部２の端部２ｃと上型２０の第１成形面２１（特に直線部２１ｃ）との間に第２の樹脂材料が入り込む事態が回避され、上面部２と正面部３との意匠面における境界線（見切り線４）の不明瞭化を防止できる。特に、本実施形態では、上面部２の端部２ｃが裏面側（図中下側）に曲がっていることで、第２の樹脂材料の射出圧による端部２ｃの変形を確実に防止し、端部２ｃと第１成形面２１との間への第２の樹脂材料の侵入を確実に防止できる。また、上面部２のうち、スライド型４０の上面４１と下型３０の第３成形面３１との境界Ｐ付近は完全には硬化していないため、第２の樹脂材料の射出圧により上面部２の意匠面２ａ、特に境界Ｐの上方部分に白化が生じる事態を防止できる。その後、正面部３が硬化することで、上面部２と正面部３とを一体に有する樹脂成形品１が完成する。

本発明は上記の実施形態に限られない。例えば、上記の実施形態では、図３に示すようにスライド型４０を上型２０に当接させて第１キャビティ５０を形成した状態で、スライド型４０の上面４１と下型３０の第３成形面３１との境界Ｐが、第１成形面２１の大円弧部２１ｂの裏面側（すなわち、変曲点２１ｄよりも図中右側）に配されているが、これに限られない。例えば図７に示す実施形態は、第１キャビティ５０を形成した状態で、スライド型４０の上面４１と下型３０の第３成形面３１との境界Ｐが、第１成形面２１の小円弧部２１ａの裏面側（すなわち、変曲点２１ｄよりも図中左側）に配されている。このように、白化が生じやすい境界Ｐを、曲率半径の小さい小円弧部２１ａの下方に配することで、万が一この部分に白化が生じても、大円弧部２１ｂに白化が生じた場合よりも白化を目立たなくすることができる。

１ 樹脂成形品
２ 上面部（第１部分）
２ａ 意匠面
３ 正面部（第２部分）
３ａ 意匠面
４ 見切り線
１０ 射出成形金型
２０ 上型（一方の金型）
２１ 第１成形面
２１ａ 小円弧部
２１ｂ 大円弧部
２１ｃ 直線部
２１ｄ 変曲点
２２ 第２成形面
３０ 下型（他方の金型）
３１ 第３成形面
３２ 第４成形面
４０ スライド型
５０ 第１キャビティ
６０ 第２キャビティ

Claims (2)

1. 意匠面を成形する一方の金型と、裏面を成形する他方の金型と、両金型で形成されるキャビティを区画するスライド型とを備えた射出成形金型を用いて、異なる樹脂材料からなり、それぞれ意匠面が設けられた第１部分及び第２部分を一体に有する樹脂成形品を成形するための方法であって、
   前記スライド型を前記一方の金型に当接させて、前記一方の金型、前記他方の金型、及び前記スライド型で第１キャビティを形成し、該第１キャビティに第１の樹脂材料を射出して前記第１部分を成形する工程と、前記スライド型を前記一方の金型から離反させて、前記一方の金型、前記他方の金型、前記スライド型、及び前記第１部分で第２キャビティを形成し、該第２キャビティに第２の樹脂材料を射出して前記第２部分を成形する工程とを有し、
   前記第１部分と前記第２部分の見切り線の延在方向と直交する断面において、前記第１キャビティの前記見切り線側の端部が、先端へ向けて厚さを徐々に薄くした先細り形状を成し、且つ、裏面側へ曲がっていることを特徴とする射出成形方法。
2. 第１部分を射出成形した後、同一金型内で第２部分を射出成形することにより、異なる樹脂材料からなり、それぞれ意匠面が設けられた前記第１部分と前記第２部分を一体に有する樹脂成形品であって、
   前記第１部分と前記第２部分との見切り線の延在方向と直交する断面において、前記第１部分の前記見切り線側の端部が、先端へ向けて厚さを徐々に薄くした先細り形状を成し、且つ、裏面側へ曲がっていることを特徴とする樹脂成形品。

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