JP6808909B2 - 成形方法 - Google Patents

Description

本発明は、インサート部材を挿入して一体に成形する成形方法（いわゆるインサート成形方法）に関するものであり、特に、射出する樹脂材料のはみ出しを防止するための技術に関するものである。

自動車用のドアトリムは、プラスチック材料を成形することにより製造されるが、例えば手で握る部分をグリップ性の良い材料で形成すること等が要求されることがある。一般にプラスチック材料の成形品は滑りやすく、手で握る部分を例えばエラストマー等で形成すれば、グリップ性を大きく改善することができる。

このような異なる２種類の樹脂材料からなる成形品を成形する技術としては、いわゆるインサート成形が知られている。インサート成形は、予め成形した成形品をインサート部材として金型内に挿入し、この状態でエラストマー等の樹脂材料を射出することで一体に成形する方法である。

例えば、特許文献１には、中空状の芯材の外表面にインサートインジェクション工法によりエラストマー表皮を一体化した自動車用内装部品が開示されている。特許文献１に記載される自動車用内装部品では、芯材における一方側の半割体内面に遮断リブを設けることにより、インサートインジェクション成形時、エラストマー樹脂が芯材内部に侵入するのを規制している。

特開２００４−３１４４５１号公報

ところで、インサート部材の片面にのみエラストマー等からなる表皮材をインサート成形する場合、インサート部品の浮き上がりによりエラストマーがインサート部材の裏面にまで回り込んでしまうことがあり、製品の見栄えを大きく損なう要因となっている。特に、成形直後のインサート部材は変形し易く、インサート部材が変形した際に金型との間に隙間が発生し、そこから射出したエラストマーがはみ出す懸念がある。

本発明は、前述の従来の実情に鑑みてなされたものであり、金型とインサート部材間の隙間の形成を抑えることができ、金型内に射出した樹脂材料がインサート部材の裏面に回り込むことがなく、見栄えのよい成形品をインサート成形することができる成形方法を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するために、本発明の成形方法は、予め第１の樹脂材料を成形したインサート部材を金型内に挿入し、第２の樹脂材料をキャビティ内に射出して当該インサート部材と一体に成形する成形方法であって、前記インサート部材の一部を金型で挟み込んで固定するとともに、第２の樹脂材料を射出するゲートを、前記インサート部材の第２の樹脂材料と接する面側の外周縁から高さ方向に離間した位置に設けることを特徴とし、前記金型の突き合わせ面に前記第２の樹脂材料が流通する樹脂流路が形成され、当該樹脂流路のキャビティに臨む端部が前記ゲートとされており、ゲートをインサート部材の前記外周縁よりも距離Ｄだけ高い位置に形成し、距離Ｄを０．３ｍｍ〜１．０ｍｍとすることを特徴とする。あるいは、予め第１の樹脂材料を成形したインサート部材を金型内に挿入し、第２の樹脂材料をキャビティ内に射出して当該インサート部材と一体に成形する成形方法であって、前記インサート部材の一部を金型で挟み込んで固定するとともに、第２の樹脂材料を射出するゲートを、前記インサート部材の第２の樹脂材料と接する面側の外周縁から高さ方向に離間した位置に設けることを特徴とし、前記金型の突き合わせ面に前記第２の樹脂材料が流通する樹脂流路が形成され、当該樹脂流路のキャビティに臨む端部が前記ゲートとされており、前記インサート部材の前記第２の樹脂材料が成形される面を挟んで両側に前記金型で挟み込んで固定する保持部を設けることを特徴とする。

インサート部材を金型で固定することで、インサート部材の変形等に起因する隙間の発生が抑えられる。加えて、インサート部材の第２の樹脂材料と接する面側の外周縁から離間した位置に第２の樹脂材料を射出するゲートを設けることで、第２の樹脂材料を射出した時にインサート部材に向かう樹脂流れが生じ、その力によってインサート部材の浮き上がりが抑制される。

本発明によれば、金型とインサート部材間の隙間の形成を抑えることができ、金型内に射出した樹脂材料がインサート部材の裏面に回り込むことがなく、樹脂のはみ出しのない見栄えのよい成形品をインサート成形することが可能である。

インサート成形により成形される成形品の一例を示す概略斜視図である。 インサート部材の金型への挿入状態を示す図であり、図１のＡ−Ａ線方向における概略断面図である。 インサート部材の金型への挿入状態を示す図であり、図１のＢ−Ｂ線方向における概略断面図である。 ゲート近傍を拡大して示す要部概略断面図である。 インサート部材の金型への挿入状態を示す図であり、ゲートをインサート部材の表面と一致させた場合の概略断面図である。

以下、本発明の成形方法の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

本発明の成形方法で成形される成形品としては、例えば自動車用ドアトリム等を挙げることができる。図１は、成形されるドアトリムを模式的に示すものである。図１に示す成形品１は、第１の樹脂材料により所定の形状に成形されたインサート部材２に、エラストマー等の第２の樹脂材料からなる表皮材３を一体に形成してなるものである。手で握る部分がインサート部材２とは異なる第２の樹脂材料（エラストマ）で形成されているので、グリップ性が良好なものとなる。

本例の成形品１の場合、インサート部材２は湾曲面を有しており、この上にエラストマー等からなる表皮材３が形成されている。湾曲していることと、エラストマーにより形成されていることにより、握り易くなっている。また、インサート部材２の湾曲面の両側には、保持部２ａ，２ｂが形成されている。成形品１は、この保持部２ａ，２ｂを他の部材と結合することで、自動車のドア等に組み込まれる。

このような成形品１を成形するには、先ず、インサート部材２を予め第１の樹脂材料により成形しておく。インサート部材２の成形方法としては、任意の成形方法を採用することができ、例えば射出成形により成形する。勿論、インサート部材２の成形方法はこれに限定されるものではない。

インサート部材２を形成するために用いられる第１の樹脂材料についても、要求される機械特性等に応じて任意の樹脂材料を使用することができ、特に限定されない。例示するならば、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等のポリオレフィン樹脂や、エチレン−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル樹脂、ＡＢＳ樹脂（アクリロニトリル−スチレン−ブタジエン樹脂）、ポリアミド樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、変性ポリフェニレンエーテル等のエンジニアリング・プラスチック等を挙げることができ、必要に応じて適宜にガラス繊維、カーボンファイバー、炭酸カルシウム、タルク、マイカ等の充填材を添加することもできる。

インサート部材２の成形の後、いわゆるインサート成形を行い、エラストマー等からなる表皮材３を一体に形成する。インサート成形に際しては、金型キャビティ内に予め成形したインサート部材２を挿入しておき、その状態でエラストマー等の第２の樹脂材料を金型キャビティ内に射出する。

図２は、一対の金型１１，１２を突き合せることにより形成されるキャビティ１３内へインサート部材２を挿入した状態を示すものであり、図１のＡ−Ａ線方向での断面図である。前述の通り、インサート部材２の湾曲面の両側には保持部２ａ，２ｂが形成されているが、本実施形態の成形方法では、これら保持部２ａ，２ｂを金型１１，１２間に挟み込み、機械的に固定するようにしている。

成形した直後のインサート部材２は、変形し易く、金型１１，１２内に挿入した際に隙間が生じ易い。本実施形態の成形方法では、インサート部材２の保持部２ａ，２ｂを金型１１，１２間に挟み込み、機械的に固定しているので、金型キャビティ内に確実に固定することができる。また、金型１１，１２で保持部２ａ，２ｂを挟み込むことにより、矯正力も加わるので、インサート部材２に変形等が生じていても、矯正されて隙間の無い状態で金型キャビティ内に固定される。

前記保持部２ａ，２ｂは、インサート部材２を金型１１，１２間に挟み込むために必要であり、インサート部材２の成形の際に形成する必要がある。これら保持部２ａ，２ｂは、インサート成形が終了した後に、切断等により削除してもよいし、そのまま成形品１の一部として利用してもよい。本実施形態では、保持部２ａ，２ｂを成形品１の一部として残し、これを利用して他の部材と結合するようにしている。また、保持部２ａ，２ｂは、インサートされる部材（インサート部材２）の第２の樹脂材料が射出される領域（表皮材３が形成される領域）を挟んで両側に２箇所設けることが好ましく、インサート部材２の形状等によっては３箇所以上設けてもよい。

一方、図３は、やはり一対の金型１１，１２を突き合せることにより形成されるキャビティ１３内へインサート部材２を挿入した状態を示すものであり、図１のＢ−Ｂ線方向での断面図である。

インサート部材２を金型１１，１２間のキャビティ１３内に挿入することは前述の通りであるが、図１のＢ−Ｂ線方向での断面においては、金型１１，１２の突き合せ面１１ａ，１２ａのいずれかに、第２の樹脂材料が流通する樹脂流路Ｆと、樹脂流路Ｆを流通した第２の樹脂材料をキャビティ１３内に射出するためのゲートＧが設けられている。本実施形態においては、図中下側の金型１１の突き合わせ面１１ａに形成された溝部を樹脂流路Ｆとし、ゲートＧは樹脂流路Ｆのキャビティ１３側の端部に形成されている。第２の樹脂材料は、このゲートＧからキャビティ１３内へ射出される。

この時、ゲートＧをインサート部材２の射出面に対して垂直方向に設置することも考えられるが、この場合には、成形後の表皮材３の表面にゲート痕が形成されてしまう。そこで、本実施形態では、インサート部材２の射出面に対して水平方向から第２の樹脂材料が射出されるようにゲートＧを設けることが前提である。

これを前提として、本実施形態の場合、ゲートＧは金型１１，１２の突き合わせ面であるパーティングライＰＬの位置に形成されており、インサート部材２の横方向（Ｂ−Ｂ線方向）から第２の樹脂材料が射出される。この時、樹脂流れをダウンフローとするために、金型の突き合わせ方向において、ゲートＧがインサート部材２の上面２ｃ（第２の樹脂材料と接する面）側の外周縁Ｅから離間するように設定されている。

図４は、ゲート付近を拡大して示す図面である。本例の場合、金型１１，１２が上下に突き合わされる構成となっており、ゲートＧは下側の金型１１の突き合わせ面１１ａに形成されている。したがって、金型１１，１２を突き合わせた際にキャビティ１３内に臨む金型１１，１２間の境界線であるパーティングラインＰＬを、金型の突き合わせ方向において、インサート部材２の前記外周縁Ｅから所定の距離をもって離間させ、ゲートＧが外周縁Ｅから距離Ｄだけ離間するようにしている。すなわち、ゲートＧをインサート部材２の前記外周縁Ｅよりも距離Ｄだけ高い位置に形成している。

比較のために、図５にゲートＧの位置がインサート部材２の外周縁Ｅと一致する場合について示す。第２の樹脂材料を射出して表皮材３を成形する際には、できるだけ表皮材３にゲート痕が残らないように、図５に示すように、ゲートＧの位置をインサート部材２の上面２ｃと一致させることが好ましい。すなわち、金型１１，１２間のパーティングラインＰＬをインサート部材２の外周縁Ｅと一致させ、ゲートＧの位置をインサート部材２の外周部の上面２ｃと一致させることが好ましい。

ただし、図５に示すようにゲートＧの位置をインサート部材２の外周部の上面２ｃと一致させた場合、第２の樹脂材料の射出の際に、インサート部材２に浮き上がりが生じて金型１１との間に隙間が生じ、そこから第２の樹脂材料がはみ出す懸念がある。第２の樹脂材料のインサート部材２裏面へのはみ出しは、成形品１の見栄えを大きく損なうものであり、成形品１の品質を低下する要因となる。

そこで、本実施形態では、前述の通りゲートＧの位置がインサート部材２の外周部の上面２ｃ（外周縁Ｅ）よりも高くなるようにし、インサート部材２の浮き上がりを抑えるようにしている。ゲートＧの位置がインサート部材２の外周部の上面２ｃよりも高い（離間した）位置にあれば、第２の樹脂材料の射出の際の樹脂流れが、インサート部材２の外周部の上面２ｃに向かうダウンフローとなり、インサート部材２の浮き上がりが抑えられる。

また、本実施形態の成形方法では、インサート部材２の表皮材３が形成される面２ｄが湾曲面となっており、最も高い部分の高さがゲートＧよりも高くなっているので、これによる浮き上がり防止効果も期待できる。ゲートＧから射出された第２の樹脂材料は、湾曲面を乗り越えるように流れるため、湾曲面２ｄを下方に押し付けるような力が働く。これにより、インサート部材２の浮き上がりがさらに抑えられる。

インサート部材２が湾曲面を有する場合、インサート部材２の成形後の変形が顕著になる傾向にあり、第２の樹脂材料の射出吐時の浮き上がりの他、金型へ挿入し難くなるという問題もある。本実施形態のように、インサート部材２の保持部２ａ，２ｂを金型１１，１２間に挟み込み、機械的に固定するようにすることで、インサート部材２の金型への挿入も容易になり、ゲートの位置の適正化による効果や、湾曲面上の樹脂流れによる効果等とも相俟って、第２の樹脂材料の裏面へのはみ出しも確実に防止することが可能である。

なお、ゲートＧの位置を高くすると、表皮材３の外部から見える位置にゲート痕が形成される可能性が高くなる。したがって、ゲートＧの位置は、浮き上がりを抑制する効果と、見栄えの兼ね合いで、最小限に抑えることが好ましい。具体的には、インサート部材２の外周部の上面２ｃからゲートＧまでの距離（高さ）Ｄを０．３ｍｍ〜１．０ｍｍとすることが好ましく、例えば０．５ｍｍに設定することが好ましい。前記距離（高さ）が０．３ｍｍ未満であると、十分な浮き上がり防止効果が得られなくなるおそれがある。前記距離（高さ）が１．０ｍｍを越えると、ゲート痕が目立つようになり、見栄えが悪くなるおそれがある。

以上のような設定とし、ゲートＧから金型１１，１２により形成されるキャビティ内に第２の樹脂材料を射出し、いわゆるインサート成形を行う。射出する第２の樹脂材料は任意であり、要求される性質等に応じて適宜選定すればよい。例えばグリップ性を良好なものとするためには、エラストマー等が好適である。

エラストマーとしては、例えばスチレン系エラストマーや、エチレン・α−オレフィンランダム共重合体等を例示することができる。スチレン系エラストマーの代表例としては、ポリブタジエンブロックセグメントと、スチレン・ブタジエン共重合体ブロックセグメントとからなるブロック共重合体あるいはその水素添加物、ポリイソプレンブロックセグメントと、スチレン・イソプレン共重合体ブロックセグメントとからなるブロック共重合体あるいはその水素添加物、スチレンを主体とする重合体ブロックと共役ジエン化合物を主体とする重合体ブロックとからなるブロック共重合体、スチレンと共役ジエン化合物とのランダム共重合体あるいはその水素添加物、スチレンを主体とする重合体ブロックと共役ジエン化合物を主体とする重合体ブロックとからなるブロック共重合体あるいはその水素添加物等を挙げることができる。

インサート部材２のエラストマー等からなる表皮材３を一体に成形すれば、グリップ性の良好なグリップ部分を成形品１として得ることができる。得られる成形品１においては、エラストマー等がインサート部材２の裏面にはみ出すことがなく、見栄えの良い成形品１を得ることができる。

以上、本発明を適用した実施形態について説明してきたが、本発明がこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能であることは言うまでもない。

１ 成形品
２ インサート部材
２ａ，２ｂ 保持部
３ 表皮材
１１，１２ 金型
１３ キャビティ

Claims (5)

1. 予め第１の樹脂材料を成形したインサート部材を金型内に挿入し、第２の樹脂材料をキャビティ内に射出して当該インサート部材と一体に成形する成形方法であって、
   前記インサート部材の一部を金型で挟み込んで固定するとともに、第２の樹脂材料を射出するゲートを、前記インサート部材の第２の樹脂材料と接する面側の外周縁から高さ方向に離間した位置に設けることを特徴とし、
   前記金型の突き合わせ面に前記第２の樹脂材料が流通する樹脂流路が形成され、当該樹脂流路のキャビティに臨む端部が前記ゲートとされており、
   ゲートをインサート部材の前記外周縁よりも距離Ｄだけ高い位置に形成し、距離Ｄを０．３ｍｍ〜１．０ｍｍとすることを特徴とする成形方法。
2. 予め第１の樹脂材料を成形したインサート部材を金型内に挿入し、第２の樹脂材料をキャビティ内に射出して当該インサート部材と一体に成形する成形方法であって、
   前記インサート部材の一部を金型で挟み込んで固定するとともに、第２の樹脂材料を射出するゲートを、前記インサート部材の第２の樹脂材料と接する面側の外周縁から高さ方向に離間した位置に設けることを特徴とし、
   前記金型の突き合わせ面に前記第２の樹脂材料が流通する樹脂流路が形成され、当該樹脂流路のキャビティに臨む端部が前記ゲートとされており、
   前記インサート部材の前記第２の樹脂材料が成形される面を挟んで両側に前記金型で挟み込んで固定する保持部を設けることを特徴とする成形方法。
3. 前記インサート部材は湾曲面を有しており、当該湾曲面上に前記第２の樹脂材料が射出されることを特徴とする請求項１または２記載の成形方法。
4. 前記第２の樹脂材料は、エラストマーであることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の成形方法。
5. 予め第１の樹脂材料を成形したインサート部材を金型内に挿入し、第２の樹脂材料をキャビティ内に射出して当該インサート部材と一体に成形する成形方法であって、
   前記インサート部材の一部を金型で挟み込んで固定するとともに、第２の樹脂材料を射出するゲートを、前記インサート部材の第２の樹脂材料と接する面側の外周縁から離間した位置に設けることを特徴とし、
   成形される成形品は、自動車用ドアトリムのグリップ部分であることを特徴とする成形方法。

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