JP2001026036A - 複層成形品の製造方法及び金型構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】それぞれ１個の固定型と可動型を用いて、意匠
性に優れた複層成形品を小さな工数で容易にかつ安定し
て製造できるようにする。 【解決手段】第一キャビティ１２に成形材料を供給して
第一層４を形成し、第一層４が付着した可動型２を固定
型１から離れる方向へ移動させて可動型２の型割面と固
定型１の型割面との間に形成された空間に可動型２から
型割面部材３を突出させ、固定型１の型下面１４に型割
面部材３を当接させた後、第二キャビティ１３に成形材
料を供給して第二層５を形成する。型の反転が不要とな
るので、成形品の大きさの制約がない。またバリが生じ
ないのでバリ取り工程が不要となり、従来のようなスラ
イドコアを用いないので意匠表面に入子線が表出するよ
うな不具合もない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、射出成形、トラン
スファ成形などにより複層構造の成形品を製造する方法
と、この製造方法に用いられる金型構造に関する。本発
明の製造方法及び金型構造は、例えば自動車のインスト
ルメントパネル、ドアトリムなど大型の箱物の製造に用
いて好適である。

【０００２】

【従来の技術】例えば硬質の基材と軟質の表皮とからな
るような二層構造の成形品を製造する場合、別々に形成
された成形品を積層するのでは工数がきわめて多大とな
り、生産性が低い。また金型も多数必要となるため、生
産コストが高いという不具合がある。そこで従来より、
金型の数を減らしてできるだけ小さな工数で製造するこ
とが行われている。

【０００３】例えば図１０に示すように、２個の固定型
と１個の可動型を用いた成形方法が知られている。この
成形方法では、先ず可動型１００と第一固定型１０１を
用いて一層目２００を一次成形し、型開き後可動型１０
０を反転させて第二固定型１０２と型締めし、一層目２
００表面と第二固定型１０２の型面との間に二層目２０
１を二次成形する。したがって同じ可動型１００を２個
用意すれば、一次成形と二次成形を同時並行して行うこ
とができるので、サイクルタイムが一次成形のみの場合
と同一となり生産性が高い。

【０００４】しかしながらこの成形方法では、一次成形
と二次成形を同時並行して行う場合、全く同一寸法の可
動型が２個と、異寸法の固定型が２個必要となり、金型
費用が高い。逆に一次成形と二次成形を同時並行して行
わない場合は、サイクルタイムが２倍と長くなってしま
う。また可動型を反転するために、成形機の長さが大き
くなりスペース面での制約があるばかりか、反転できる
可動型の大きさにも限界があり大型の成形品を成形する
ことは困難である。

【０００５】そこで例えば特開平３−５３９１７号公報
には、図１１に示すような金型構造を用いた多色成形方
法が提案されている。この金型構造では、成形装置は一
次成形ノズル３０１と二次成形ノズル３０２を有し、少
なくとも２種類の樹脂を供給できる。また、固定型３０
３と可動型３０４の間に一次成形キャビティ部３０５と
二次成形キャビティ部３０６が設けられる。成形に際し
ては、型締めした状態で一次成形ノズル３０１から樹脂
を供給し、一次成形キャビティ部３０５で一次成形を行
う。次に、型開き装置により二次成形部の肉厚相当分だ
け型開きを行い、そこに形成された二次成形キャビティ
部３０６に二次成形ノズル３０２から樹脂を供給して二
次成形を行うものである。図１１では二次成形直後の状
態を示している。

【０００６】さらに特開平５−１３１４９４号公報に
は、まず第一の成形材料をキャビティ内に充填し、充填
された第一の成形材料が流動性を維持している間に圧力
空気を噴出し圧縮収縮させてキャビティ内に空間を形成
し、その空間に第二の成形材料を充填する射出成形方法
が記載されている。

【０００７】これらの方法によれば、単一の金型を用い
て二層構造の成形品を成形することができるため、金型
製作費用が低減され、成形工数も小さいので生産性が高
く安価に製造することができる。また型の反転が不要と
なるので、成形品の大きさの制約もない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが図１１に示し
た成形方法では、二次成形品の端面は一次成形時に可動
型と摺り合わせられ図の縦方向に延びる固定型の型面で
成形される。したがってその型面は平滑とする必要があ
り、二次成形品の端面にシボ模様などを形成することが
困難である。また二次成形時にバリが出るのを許容すれ
ば、二次成形品の端面にシボ模様を形成することも可能
となるが、成形後にバリ取りを行わなければならず工数
が多大となる。

【０００９】そこで特開平３−５３９１７号公報の実施
例２には、図１２に示すように型開きと連動するスライ
ドコア３０７を用いて二次成形を行うことが開示されて
いる。このようにすれば一次成形品及び二次成形品の端
面をともに図の横方向に延びるように構成できるので、
端面が意匠面を構成しないようにすることができる。し
たがって端面にシボ模様などが形成できなくても構わな
い。しかしながら特開平３−５３９１７号公報に開示さ
れたようなスライドコアを用いると、二次成形品の表面
に入子線が表出するという不具合がある。またインスト
ルメントパネル、ドアトリムなどのような成形品の場
合、表面全面が意匠面となるので、ゲートはサイドゲー
トとする必要がある。しかしサイドゲートの場合には、
このようなスライドコアを用いることは困難である。

【００１０】さらに特開平５−１３１４９４号公報に開
示の成形方法では、温度制御が難しく安定した連続成形
が困難となり、そのため成形サイクルが延びるという不
具合がある。

【００１１】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、それぞれ１個の固定型と可動型を用いて、
意匠性に優れた複層成形品を小さな工数で容易にかつ安
定して製造できるようにすることを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の複層成形品の製造方法の特徴は、固定型と可動型の
間に形成された第一キャビティに成形材料を供給して第
一層を形成する工程と、第一層が付着した可動型を固定
型から離れる方向へ移動させて可動型の型割面と固定型
の型割面との間に形成された空間に可動型から型割面部
材を突出させ、少なくとも固定型の型割面に型割面部材
を当接させる工程と、固定型の型面、第一層の表面及び
型割面部材で形成された第二キャビティに成形材料を供
給して第二層を形成する工程と、型開きにより第一層と
第二層とが積層された複層成形品を離型する工程と、よ
りなることにある。

【００１３】また上記製造方法を行うに最適な本発明の
金型構造の特徴は、固定型と、固定型の型面に近接する
方向及び離れる方向へ移動可能な可動型と、可動型に保
持され可動型の型割面の一部を構成するとともに少なく
とも固定型の型割面に接するように駆動される型割面部
材と、型割面部材を駆動する駆動手段とを備え、第一層
の成形後に可動型が固定型の型面から離れる方向へ移動
し、可動型の型割面と固定型の型割面との間に形成され
た空間に駆動手段の駆動により型割面部材が突出して少
なくとも固定型の型割面に当接し、可動型の型面、第一
層の表面及び型割面部材でキャビティとなる閉空間を形
成するように構成されたことにある。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の製造方法では、先ず固定
型と可動型の間に形成された第一キャビティに成形材料
を供給して第一層が形成される。次に第一層が付着した
可動型が固定型から離れる方向へ移動し、第一層表面と
固定型の型面との間に空間が形成される。

【００１５】このとき固定型の型割面と可動型の型割面
の間にも空間が生じ、その空間内に突出するように型割
面部材が駆動されることで、型割面部材は少なくとも可
動型の型割面に当接する。これにより第一層表面と、固
定型の型面及び型割面部材表面との間に閉空間が形成さ
れ、この閉空間を第二キャビティとして第一層の表面に
第二層が形成される。したがって１個の固定型と１個の
可動型を用いて複層成形品を製造することができ、金型
製作費用が低減され成形工数も小さいので生産性が高く
安価に製造することができる。

【００１６】また型の反転が不要となるので、成形品の
大きさの制約がなく、インストルメントパネルのような
大型の成形品も製造することができる。そしてバリが生
じないのでバリ取り工程が不要となり、従来のような固
定型とスライドコアを用いないので意匠表面に入子線が
表出するような不具合もない。

【００１７】型割面部材は、可動型の型割面に当接する
ように駆動されるとともに、第一層に近接する方向にも
駆動されることが好ましい。このようにすれば、型割面
部材の表面で第二層の端面を成形することができる。し
たがって第二層の端部の意匠表面を固定型の型面で成形
することができるので、シボ模様などを容易に形成する
ことができ、複層成形品の意匠性が向上する。

【００１８】型割面部材は、可動型に保持されたスライ
ド部材とし、型開きの力やバネ力を利用して駆動するこ
とができる。油圧あるいは空気圧を用いたシリンダ装置
を用いて駆動してもよい。またバルブゲートを型割面部
材とすることもできる。この場合にはサイドゲート構造
とすることができるので、第二層の表面全面を意匠表面
とすることが可能となる。

【００１９】

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。

【００２０】（実施例１）図１〜図３に本実施例に用い
た金型構造を示す。この金型構造は、固定型１と可動型
２とからなり、一次成形ノズル１０と二次成形ノズル１
１を有し、少なくとも２種類の樹脂を供給できる。そし
て、固定型１と可動型２の間に一次成形キャビティ部１
２と二次成形キャビティ部１３が設けられる。

【００２１】また可動型２の型割面には、その全周を一
周する分割リング状の複数の型割面部材３が、固定型１
の型割面１４に近接する方向及び遠ざかる方向に移動可
能に配置されている。型割面部材３の下面はテーパー面
となっている。そして可動型２には油圧によって駆動さ
れる複数のシリンダ装置３０が放射状に固定され、その
ピストンロッド先端にはそれぞれ押圧部材３１が固定さ
れている。この押圧部材３１の上面はテーパー面とさ
れ、押圧部材３１の上面と型割面部材３の下面とが互い
に係合している。

【００２２】上記した金型構造を用いて箱状の二層成形
品を製造するには、先ず図２に示すように固定型１と可
動型２とを型締めした状態で、一次成形ノズル１０から
樹脂を供給し、一次成形キャビティ部１２で一次成形を
行って第一層４を成形する。このときシリンダ装置３０
の駆動により押圧部材３１が前進し、型割面部材３は押
圧部材３１によって固定型１の型下面１４に押圧される
とともに、可動型２の型面に連続し型開き時に表出する
表出面２０に押圧されているので、バリの発生が防止さ
れている。

【００２３】次に、型開き装置により可動型２を固定型
１から離れる方向へ移動させる。第一層４は可動型２の
型面に付着した状態となり、固定型１の型面と第一層４
の表面の間に空間が生じる。また固定型１の型割面と可
動型２の型割面の間にも隙間が生じる。

【００２４】このときシリンダ装置３０の駆動により押
圧部材３１が前進すると、テーパ面どうしの係合によ
り、型割面部材３が固定型１の型割面と可動型２の型割
面の間に形成された隙間に突出して、図３に示すように
固定型１の型下面１４に押圧される。また可動型２の型
面に連続する表出面２０にも押圧される。これにより固
定型１の型面と、第一層４の表面及び型割面部材３とで
形成される空間は閉空間となり、二次成形キャビティ部
１３が形成される。

【００２５】そして二次成形ノズル１１から成形材料を
二次成形キャビティ部１３に供給することで、第一層４
の表面に第二層５が成形される。このときも、二次成形
キャビティ部１３の端部は型割面部材３によって塞がれ
ているので、バリの発生が防止されている。

【００２６】最後に可動型２を固定型１から離れる方向
へさらに移動させ、図示しないノックアウトピンで成形
品を突き出すことで、２層構造の成形品を離型する。得
られた二層成形品では、バリがないのでバリ取り工程が
不要となる。また１個の固定型１と１個の可動型２を用
いて二層成形品を製造することができるので、金型製作
費用が低減され成形工数も小さいので生産性が高く安価
となる。

【００２７】（実施例２）ところが上記実施例では、第
二層５の端面が外部に表出し、またその端面は型割面部
材３の摺接表面によって成形されるため、端面にシボを
形成することが困難となりその端面が表出するような製
品には用いられない。本実施例はこの不具合をさらに解
決するものである。

【００２８】図４及び図５に本実施例の金型構造を示
す。この金型構造では、型割面部材３と押圧部材３１と
の間に受け部材３２を介在させたこと以外は、実施例１
とほぼ同様の構成である。

【００２９】受け部材３２は一表面（上面）に凹部３３
をもち、凹部３３内に型割面部材３が移動自在に配置さ
れている。そして凹部３３内には、一方の内壁と型割面
部材３の間にスプリング３４が配置され、型割面部材３
はスプリング３４によって内側へ付勢されることによっ
て、可動型２の型面に連続し型開き時に表出する表出面
２０に押圧されている。また受け部材３２の下面はテー
パー面とされ、押圧部材３１のテーパー面と係合してい
る。

【００３０】さてこの金型構造では、先ず図４に示すよ
うに固定型１と可動型２とを型締めした状態で、一次成
形ノズル１０から樹脂を供給し、一次成形キャビティ部
１２で一次成形を行って第一層４を成形する。このとき
シリンダ装置３０の駆動により押圧部材３１が前進し、
受け部材３２が上昇することによって型割面部材３は固
定型１の型下面１４に押圧されている。また型割面部材
３は、スプリング３４によって可動型２の型面に連続し
型開き時に表出する表出面２０に押圧されているので、
バリの発生が防止されている。

【００３１】次に、型開き装置により可動型２を固定型
１から離れる方向へ移動させる。第一層４は可動型２の
型面に付着した状態となり、固定型１の型面と第一層４
の表面の間に空間が生じる。また固定型１の型割面と可
動型２の型割面の間にも隙間が生じる。

【００３２】このときシリンダ装置３０の駆動により押
圧部材３１が前進すると、テーパ面どうしの係合によ
り、型割面部材３が固定型１の型割面と可動型２の型割
面の間に形成された隙間に突出して、図５に示すように
固定型１の型下面１４に押圧される。また可動型２の型
面に連続する表出面２０にも押圧され、型割面部材３の
先端が固定型１の型面と第一層４の表面で形成される空
間に突出する。これによりその空間は閉空間となり、二
次成形キャビティ部１３が形成される。

【００３３】そして二次成形ノズル１１から成形材料を
二次成形キャビティ部１３に供給することで、第一層４
の表面に第二層５が成形される。このときも、二次成形
キャビティ部１３の端部は型割面部材３によって塞がれ
ているので、バリの発生が防止されている。

【００３４】最後に可動型２を固定型１から離れる方向
へさらに移動させ、図示しないノックアウトピンで成形
品を突き出すことで、２層構造の成形品を離型する。得
られた二層成形品では、バリがないのでバリ取り工程が
不要となる。また１個の固定型１と１個の可動型２を用
いて二層成形品を製造することができるので、金型製作
費用が低減され成形工数も小さいので生産性が高く安価
となる。

【００３５】さらに型割面部材３は第二層５の端面を成
形し、第二層５の端部は固定型１の型面で成形されるの
で、固定型１の型面全面にシボ模様を形成しておけばそ
のシボ模様を第二層５の端部表面にまで転写することが
できる。これにより意匠性が向上し、端部表面が表出す
るような製品としても用いることができる。

【００３６】（実施例３）上記実施例では、ゲートは一
般に中央に設けられるため、その部分に穴をもつもの又
は別部品によりその部分が隠されるものの成形に限られ
る。そこで本実施例では、上記実施例２の構成に加え
て、図６及び図７に示すようにサイドゲート構造を採用
し、しかも型割面部材としても機能するバルブを用いた
バルブゲートとすることで上記不具合を解決した。

【００３７】すなわち本実施例の金型構造では、一対の
サイドゲート１５，１６が設けられ、サイドゲート１
５，１６の部分における可動型２にはそれぞれのゲート
を開閉するバルブ３５，３６が設けられていること以外
は実施例２と同様の構成である。

【００３８】この金型構造では、先ず図６に示すように
固定型１と可動型２とを型締めした状態で、一次成形ノ
ズル１０からサイドゲート１５を介して樹脂を供給し、
一次成形キャビティ部１２で一次成形を行って第一層４
を成形する。このとき一次成形ノズル１０側のサイドゲ
ート１５は、バルブ３５の下降により開かれているが、
二次成形ノズル１１側のサイドゲート１６はバルブ３６
の上昇により閉じられている。したがって一次成形ノズ
ル１０からの樹脂がサイドゲート１６から漏れるような
不具合がない。なおサイドゲート１５，１６の部分以外
の第一層４の端部では、実施例２と同様に型割面部材３
が機能して、バリの発生が防止されている。

【００３９】次に型開き装置により可動型２を固定型１
から離れる方向へ移動させる。第一層４は可動型２の型
面に付着した状態となり、固定型１の型面と第一層４の
表面の間に空間が生じる。また固定型１の型割面と可動
型２の型割面の間にも隙間が生じる。

【００４０】そして図７に示すように、バルブ３５を上
昇させて固定型１の型下面１４に当接させることでサイ
ドゲート１５を閉じ、バルブ３６を下降させてサイドゲ
ート１６を開く。そして二次成形ノズル１１から成形材
料を二次成形キャビティ部１３に供給することで、第一
層４の表面に第二層５が成形される。このとき一次成形
ノズル１０側のサイドゲート１５は、バルブ３５の上昇
により閉じられているので、二次成形ノズル１１からの
樹脂がサイドゲート１５から漏れるような不具合がな
い。またサイドゲート１５，１６の部分以外の部分で
は、実施例２と同様に二次成形キャビティ部１３の端部
は型割面部材３によって塞がれているので、バリの発生
が防止されている。

【００４１】すなわち本実施例の金型構造によれば、実
施例２と同様の作用効果が奏されるとともに、サイドゲ
ート構造としたことにより第二層５の全表面を意匠表面
とすることができる。

【００４２】（実施例４）なお上記した各実施例におい
て、箱状の成形品を成形する場合、床面に対して側壁が
なす角度が９０度に近いほど側壁における第二層の厚さ
が薄くなるという問題がある。つまり成形品の床部で
は、固定型と可動型の型面どうしの距離が成形品の厚さ
となるが、可動型を固定型から離れる方向へ移動させて
二次成形キャビティ部１３の厚さを確保する場合、床面
と側壁のなす角度をθとすると、床面の厚さｔに対して
側壁の厚さはｔ・ｓｉｎθとなる。したがって側壁がな
す角度が９０度に近いほど側壁の厚さが薄くなってしま
い、極端な場合、二次成形キャビティ部１３への樹脂の
侵入が困難となって側壁に第二層５が形成されない場合
もある。

【００４３】この不具合を解決する本実施例の金型構造
では、図８及び図９に示すように、可動型２にシリンダ
装置２１を内蔵し、そのピストンロッドに可動型２の型
面の一部を構成する可動型部２２を固定している。可動
型部２２は、成形品の側壁の内周面を形成する型面を有
している。この金型構造のその他の構成は、実施例２の
構成と同様である。

【００４４】本実施例の金型構造では、先ず図８に示す
ように固定型１と可動型２とを型締めした状態で、一次
成形ノズル１０から樹脂を供給し、一次成形キャビティ
部１２で一次成形を行って第一層４を成形する。このと
き可動型部２２は前進して可動型２の型面の一部を構成
している。

【００４５】次に型開き装置により可動型２を固定型１
から離れる方向へ移動させる。第一層４は可動型２の型
面に付着した状態となり、固定型１の型面と第一層４の
表面の間に空間が生じて二次成形キャビティ部１３が形
成される。そして本実施例では、それと同時に図９に示
すように可動型部２２を後退させる。すると第一層４の
可動型部２２に付着している部分は、可動型部２２とと
もに内側へ移動するため、側壁を形成する部分の二次成
形キャビティ部１３の体積が増大する。

【００４６】すなわち本実施例の金型構造によれば、実
施例２と同様の作用効果が奏されるとともに、床面に対
する側壁の角度が９０度に近いような成形品であって
も、二次成形ノズル１１からの樹脂を側壁部にまで十分
に充填することができる。

【００４７】

【発明の効果】すなわち本発明の複層成形品の製造方法
及び金型構造によれば、１個の固定型と１個の可動型を
用いて二層成形品を製造することができるので、金型製
作費用が低減される。また大きな成形品でも、小さな工
数で容易に製造することができる。そしてバリの発生も
ない。したがって生産性が向上し、安価な成形品とする
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の金型構造を用いた射出成形
装置の全体概略構成を示す説明図である。

【図２】本発明の一実施例の金型構造の一次成形時にお
ける要部断面図である。

【図３】本発明の一実施例の金型構造の二次成形時にお
ける要部断面図である。

【図４】本発明の第二の実施例の金型構造の一次成形時
における要部断面図である。

【図５】本発明の第二の実施例の金型構造の二次成形時
における要部断面図である。

【図６】本発明の第３の実施例の金型構造の一次成形時
における要部断面図である。

【図７】本発明の第３の実施例の金型構造の二次成形時
における要部断面図である。

【図８】本発明の第４の実施例の金型構造の一次成形時
における要部断面図である。

【図９】本発明の第４の実施例の金型構造の二次成形時
における要部断面図である。

【図１０】従来の金型構造を用いた二色成形方法を示す
説明図である。

【図１１】従来の金型構造を用いた射出成形装置の全体
概略構成を示す説明図である。

【図１２】従来の他の態様の金型構造を用いた射出成形
装置の全体概略構成を示す説明図である。

【符号の説明】

１：固定型 ２：可動型 ３：型
割面部材 ４：第一層 ５：第二層 ３１：押
圧部材

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定型と可動型の間に形成された第一キ
   ャビティに成形材料を供給して第一層を形成する工程
   と、 該第一層が付着した該可動型を該固定型から離れる方向
   へ移動させて該可動型の型割面と該固定型の型割面との
   間に形成された空間に該可動型から型割面部材を突出さ
   せ、少なくとも該固定型の型割面に該型割面部材を当接
   させる工程と、 該固定型の型面、該第一層の表面及び該型割面部材で形
   成された第二キャビティに成形材料を供給して第二層を
   形成する工程と、 型開きにより該第一層と該第二層とが積層された複層成
   形品を離型する工程と、よりなることを特徴とする複層
   成形品の製造方法。
2. 【請求項２】 固定型と、該固定型の型面に近接する方
   向及び離れる方向へ移動可能な可動型と、該可動型に保
   持され該可動型の型割面の一部を構成するとともに少な
   くとも該固定型の型割面に接するように駆動される型割
   面部材と、該型割面部材を駆動する駆動手段とを備え、 第一層の成形後に該可動型が該固定型の型面から離れる
   方向へ移動し、該可動型の型割面と該固定型の型割面と
   の間に形成された空間に該駆動手段の駆動により該型割
   面部材が突出して少なくとも該固定型の型割面に当接
   し、該可動型の型面、該第一層の表面及び該型割面部材
   でキャビティとなる閉空間を形成するように構成された
   ことを特徴とする金型構造。