JP6620709B2 - 樹脂成形品の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、成形型内に樹脂を射出してインテグラルヒンジ部を有する樹脂成形品を製造する樹脂成形品の製造方法に関する。

インテグラルヒンジ部を有するプラスチックケースの製造方法に関する技術が特許文献１に記載されている。特許文献１に記載のプラスチックケース１００では、図１４に示すように、インテグラルヒンジ部１０２の折り曲げ方向における内側に二本の溝状の折り曲げ線１０３が形成されている。また、インテグラルヒンジ部１０２の折り曲げ方向における外側には、一本の折り曲げ線１０５が二本の折り曲げ線１０３の中間位置に形成されている。これにより、プラスチックケース１００のインテグラルヒンジ部１０２に加わる曲げ応力が三本の折り曲げ線１０３，１０５に分散されて、インテグラルヒンジ部１０２が折り曲げ易くなる。

プラスチックケース１００にインテグラルヒンジ部１０２を形成する場合には、図１５に示すように、二条の刃先１０８ｈを備える罫線刃１０８と、一条の刃先１０９ｈが突設された受け台１０９とが使用される。即ち、平板状のプラスチックケース１００を受け台１０９上にセットして、前記プラスチックケース１００を上方から罫線刃１０８で押圧することにより、上記したインテグラルヒンジ部１０２を形成することができる。また、製品形状の関係で罫線刃１０８等が使用できない場合には、図１６に示すように、成形型１２２，１２４を使用して樹脂成形品１２０を射出成形する際にインテグラルヒンジ部１０２を形成することができる。

特開平１１−１４７２５３号公報

前記樹脂成形品１２０を射出成形する場合、成形型１２２，１２４の成形面１２２ｆ，１２４ｆには、図１６に示すように、インテグラルヒンジ部１０２の折り曲げ線１０３，１０５を形成するための突条１２３，１２５を設ける必要がある。ここで、突条１２３，１２５が形成されている部分は、他の部分と比較して成形型１２２，１２４の成形面１２２ｆ，１２４ｆ間の隙間寸法が小さくなる。このため、成形型１２２，１２４内に溶融樹脂を射出する際、突条１２３，１２５が抵抗になってインテグラルヒンジ部１０２の成形部位に溶融樹脂が供給され難くなる。

近年、樹脂成形品の強度向上、使用性能の向上を図るため、樹脂成形品の素材として樹脂に植物繊維、ガラス繊維、炭素繊維、タルク、マイカ等を配合したフィラー配合樹脂が使用される。樹脂は加熱すると溶融するのに対し、植物繊維等は加熱しても固体のままであるため、フィラー配合樹脂は通常の樹脂と比較して溶融状態における流動性が低い。このため、フィラー配合樹脂を使用して樹脂成形品１２０を射出成形する際、インテグラルヒンジ部１０２の成形部位に樹脂が十分に供給されず、製品不良が発生するおそれがある。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、本発明が解決しようとする課題は、流動性が低いフィラー配合樹脂を使用しても複数本の折り曲げ溝を有するインテグラルヒンジ部を射出成形により良好に製造できるようにすることである。

上記した課題は、各請求項の発明によって解決される。請求項１の発明は、成形型内に樹脂を射出してインテグラルヒンジ部を有する樹脂成形品を製造する樹脂成形品の製造方法であって、前記樹脂成形品におけるインテグラルヒンジ部の折り曲げ方向における外側を成形する外側成形用型部と、前記インテグラルヒンジ部の折り曲げ方向における内側を成形する内側成形用型部と、前記内側成形用型部の成形面から突条状に突出可能に構成された突出型部とを備える前記成形型を準備する準備工程と、前記突出型部が前記内側成形用型部の成形面から突出しない状態で、型締めされた前記成形型内に溶融状態のフィラー配合樹脂を射出する射出工程と、前記射出工程後であって、前記フィラー配合樹脂が固化して前記成形型が型開きされた後、前記内側成形用型部の成形面から前記突出型部を一定寸法だけ突出させて、前記突出型部の突出端により前記インテグラルヒンジ部の折り曲げ方向における内側に複数本の折り曲げ溝を形成する溝形成工程と、を有しており、前記射出工程において、前記インテグラルヒンジ部に前記樹脂成形品の他の部分と比較して肉厚寸法が小さな薄肉部を形成し、前記溝形成工程において、前記インテグラルヒンジ部の薄肉部に複数本の折り曲げ溝を形成することで前記薄肉部をさらに薄肉にする。
ここで、フィラー配合樹脂とは、樹脂に植物繊維、ガラス繊維、炭素繊維、タルク、マイカ等を配合したものである。

本発明によると、射出工程では、突出型部が内側成形用型部の成形面から突出しない状態で、型締めされた成形型内に溶融状態のフィラー配合樹脂が射出される。このため、フィラー配合樹脂が流れる際に突出型部が抵抗にならず、前記フィラー配合樹脂を成形型内のインテグラルヒンジ部の成形部位まで良好に供給できるようになる。そして、射出工程後の溝形成工程において、内側成形用型部の成形面から突出型部が一定寸法だけ突出して、インテグラルヒンジ部に複数本の折り曲げ溝が形成される。これにより、流動性が低いフィラー配合樹脂を使用しても複数本の折り曲げ溝を有するインテグラルヒンジ部を射出成形により良好に製造できる。
また、前記薄肉部の働きで樹脂成形品のインテグラルヒンジ部がさらに折り曲げ易くなる。

請求項２に係る発明によると、成形型は、インテグラルヒンジ部の薄肉部を折り曲げ方向外側に凸となるように湾曲した形状で成形できるように構成されている。このため、インテグラルヒンジ部の薄肉部に加わる曲げ応力をさらに低減させることができる。

請求項３に係る発明によると、樹脂に対して木粉を配合してフィラー配合樹脂を製造する。これにより、樹脂成形品の強度及び耐熱性が向上する。

請求項４に係る発明によると、樹脂に対してセルロースナノファイバーを配合してフィラー配合樹脂を製造する。これにより、樹脂成形品の強度が木粉を配合する場合よりも向上する。

請求項５に係る発明によると、フィラー配合樹脂は、流動性がＭＦＲ（メルトフローレート）において0.5（ｇ/10分）以上のものが使用される。このため、フィラー配合樹脂を使用して射出成形により樹脂成形品を良好に製造できるようになる。

本発明によると、流動性が低いフィラー配合樹脂を使用しても複数本の折り曲げ溝を有するインテグラルヒンジ部を射出成形により良好に製造できる。

本発明の実施形態１に係る製造方法により製造された樹脂成形品（例えば、ドア下モール）を備える車両の模式斜視図である。 前記樹脂成形品の縦断面図（図１のII-II矢視断面図）である。 前記樹脂成形品のインテグラルヒンジ部を表す拡大縦断面図（図２のIII矢視拡大図）である。 前記樹脂成形品のインテグラルヒンジ部の平面図（図３のIV-IV矢視図）である。 前記樹脂成形品のインテグラルヒンジ部の動作を表す縦断面図である。 本発明の実施形態１に係る樹脂成形品の製造方法を表す縦断面図である。 前記樹脂成形品の製造方法を表す縦断面図である。 前記樹脂成形品の製造方法を表す縦断面図である。 前記樹脂成形品の製造方法を表す縦断面図である。 前記樹脂成形品の製造方法を表す縦断面図である。 前記樹脂成形品の製造方法で使用されるフィラー配合樹脂の配合割合と流動性とを表す図表である。 変更例に係る樹脂成形品のインテグラルヒンジ部を表す縦断面図である。 変更例に係る樹脂成形品の製造方法を表す縦断面図である。 従来の樹脂成形品（プラスチックシート）のインテグラルヒンジ部を表す斜視図である。 従来の樹脂成形品（プラスチックシート）のインテグラルヒンジ部の製造方法を表す縦断面図である。 従来の樹脂成形品のインテグラルヒンジ部の製造方法を表す縦断面図である。

［実施形態１］
以下、図１から図１３に基づいて本発明の実施形態１に係る樹脂成形品の製造方法について説明する。実施形態１に係る樹脂成形品は、例えば、図１、図２に示すように、車両１０のドア１２の下辺部分を覆うドアモール２０のモールインナ２３である。モールインナ２３は、図２に示すように、車室内側からドア１２の下辺部分を覆う部材であり、断面形状が略Ｌ字形で車両前後方向に延びるように形成されている。モールインナ２３は、ドア１２のインナパネル１４を覆うパネル被覆部２４と、モールアウタ２１と係合する係合板部２５と、パネル被覆部２４と係合板部２５間に設けられたインテグラルヒンジ部２６とから構成されている。ここで、図中に示す前後左右、及び上下は、ドア下モール２０を備える車両１０の前後左右、及び上下に対応している。

＜インテグラルヒンジ部２６について＞
モールインナ２３（以下、樹脂成形品２３という）のインテグラルヒンジ部２６は、図３〜図５に示すように、パネル被覆部２４と係合板部２５間に配置されて、パネル被覆部２４、係合板部２５よりも肉厚寸法が小さな薄肉部２６ｓを備えている。インテグラルヒンジ部２６の薄肉部２６ｓは、ドア１２の下辺部分に沿って車両前後方向に延びるように形成されている。そして、インテグラルヒンジ部２６の薄肉部２６ｓには、そのインテグラルヒンジ部２６の折り曲げ方向における内側（図３の下側）に車両前後方向に延びる断面角形の折り曲げ溝２６ｍが二本平行に形成されている（図４参照）。

このように、インテグラルヒンジ部２６の薄肉部２６ｓに二本の折り曲げ溝２６ｍが形成されているため、図５に示すように、インテグラルヒンジ部２６を折り曲げる際の折り曲げ箇所が二か所になり、曲げ応力が二か所に分散される。さらに、インテグラルヒンジ部２６には、樹脂成形品２３の他の部分よりも肉厚寸法が小さな薄肉部２６ｓが設けられているため、インテグラルヒンジ部２６が折り曲げ易くなる。このため、インテグラルヒンジ部２６が繰り返し折り曲げられた場合にも破損し難くなる。

＜樹脂成形品２３の製造装置について＞
樹脂成形品２３は、射出成形装置３０により製造される。射出成形装置３０は、成形型３１（金型）を備える型締めユニットと、加熱溶融させたフィラー配合樹脂Ｐ（後記する）を成形型３１内に射出する射出ユニット（図示省略）とから構成されている。成形型３１は、図６に示すように、樹脂成形品２３におけるインテグラルヒンジ部２６の折り曲げ方向における外側を成形する外側成形用型部３３と、インテグラルヒンジ部の折り曲げ方向における内側を成形する内側成形用型部３４とを備えている。ここで、外側成形用型部３３の成形面３３ｆは、図７に示すように、型開き時に樹脂成形品２３が外側成形用型部３３の成形面３３ｆに保持されるような形状に形成されている。

内側成形用型部３４には、インテグラルヒンジ部２６の薄肉部２６ｓに二本の折り曲げ溝２６ｍを成形するための板状の突出型部３６が内側成形用型部３４の前記薄肉部２６ｓを成形する部位に設けられている。突出型部３６は、内側成形用型部３４の成形面３４ｆに対して直角に形成されたガイド穴３４ｈに収納されている。そして、突出型部３６は、前記ガイド穴３４ｈに沿って移動することで、図８に示すように、突出型部３６の先端部が内側成形用型部３４の成形面３４ｆの位置から所定寸法だけ突条状に突出可能なように構成されている。即ち、型締めされた成形型３１における外側成形用型部３３の成形面３３ｆと内側成形用型部３４の成形面３４ｆとにより構成された空間内に溶融樹脂が圧入（射出）されることで樹脂成形品２３が成形される。

＜フィラー配合樹脂について＞
フィラー配合樹脂Ｐは、樹脂成形品２３の強度向上、使用性能の向上を図るため、ポリプロピレン樹脂（ＰＰ）に、例えば、植物繊維を配合したものである。フィラー配合樹脂Ｐとしては、ポリプロピレン樹脂（ＰＰ）に木粉を配合したものと、ポリプロピレン樹脂（ＰＰ）にセルロースナノファイバーを配合したものの二種類が使用される。ここで、射出成形装置３０により樹脂成形品２３を成形する際に必要にとなるフィラー配合樹脂Ｐの加熱溶融時の流動性はＭＦＲ（メルトフローレート）において0.5（ｇ/10分）以上である。このため、フィラー配合樹脂Ｐは、流動性がＭＦＲ（メルトフローレート）において0.5（ｇ/10分）となるようにポリプロピレン樹脂（ＰＰ）に対する木粉の配合割合、あるいはセルロースナノファイバーの配合割合が決められている。

図１１には、ポリプロピレン樹脂単独（No.１）の加熱溶融時の流動性と、フィラー配合樹脂（No.２〜No.７）の加熱溶融時の流動性を表している。例えば、No.２フィラー配合樹脂の場合、ポリプロピレン樹脂の重量比率が90％、木粉の重量比率が10％であり、混練機により混練されて所定サイズの樹脂ペレットに成形される。そして、樹脂ペレットの状態で射出成形装置３０の射出ユニットに供給される。前記No.２フィラー配合樹脂の加熱溶融時の流動性はＭＦＲにおいて20（ｇ/10分）であり、ポリプロピレン樹脂単独の場合（No.１）の流動性（ＭＦＲにおいて34（ｇ/10分））と比較して低くなる。また、No.３フィラー配合樹脂の場合、ポリプロピレン樹脂の重量比率が80％、木粉の重量比率が20％であり、加熱溶融時の流動性はＭＦＲにおいて15（ｇ/10分）である。即ち、木粉の重量比率が増えた分だけNo.２フィラー配合樹脂と比較して加熱溶融時の流動性が低くなる。No.４フィラー配合樹脂の場合、ポリプロピレン樹脂の重量比率が70％、木粉の重量比率が30％で、加熱溶融時の流動性はＭＦＲにおいて8（ｇ/10分）である。

No.５フィラー配合樹脂の場合、ポリプロピレン樹脂の重量比率が90％、セルロースナノファイバーの重量比率が10％であり、加熱溶融時の流動性はＭＦＲにおいて6（ｇ/10分）である。樹脂にセルロースナノファイバーを配合する場合、樹脂に木粉を配合する場合と比較して樹脂成形品２３の強度が向上するが、加熱溶融時の流動性は低下する。No.６フィラー配合樹脂の場合、ポリプロピレン樹脂の重量比率が80％、セルロースナノファイバーの重量比率が20％であり、加熱溶融時の流動性はＭＦＲにおいて0．7（ｇ/10分）である。No.７フィラー配合樹脂の場合、ポリプロピレン樹脂の重量比率が75％、セルロースナノファイバーの重量比率が25％であり、加熱溶融時の流動性はＭＦＲにおいて0.1（ｇ/10分）である。ここで、射出成形装置３０により樹脂成形品２３を成形する際に必要にとなるフィラー配合樹脂の流動性はＭＦＲにおいて0.5（ｇ/10分）以上であるため、No.７フィラー配合樹脂は使用できない。したがって、図１１に示すNo.２〜No.６フィラー配合樹脂が射出成形装置３０により樹脂成形品２３を射出成形する際に使用される。

＜樹脂成形品２３の製造方法について＞
先ず、樹脂成形品２３を成形する際に、前記樹脂成形品２３の仕様に合わせてフィラー配合樹脂ＰをNo.２〜No.６のうちから選択する。そして、選択したフィラー配合樹脂Ｐの樹脂ペレットを射出成形装置３０の射出ユニットに供給する。また、成形型３１の内側成形用型部３４に設けられた突出型部３６が内側成形用型部３４の成形面３４ｆから突出しない状態で、前記成形型３１を型締めユニットにより型締めする。この状態で、図６に示すように、射出ユニットにより加熱溶融させたフィラー配合樹脂Ｐを成形型３１内に射出する（射出工程）。このように、突出型部３６が内側成形用型部３４の成形面３４ｆから突出しない状態で成形型３１内にフィラー配合樹脂Ｐが射出されるため、フィラー配合樹脂Ｐが流れる際に突出型部３６が抵抗にならない。このため、フィラー配合樹脂Ｐが成形型３１内のインテグラルヒンジ部２６の成形部位まで良好に供給されるようになる。

このようにして、射出工程後にフィラー配合樹脂Ｐが固化すると、図７に示すように、型締めユニットが動作して成形型３１の型開きが行われる。この段階では、樹脂成形品２３には、パネル被覆部２４と係合板部２５とインテグラルヒンジ部２６の薄肉部２６ｓとが形成される。成形型３１の型開きが行われると、樹脂成形品２３は内側成形用型部３４の成形面３４ｆから離れて外側成形用型部３３の成形面３３ｆに保持される。次に、図８に示すように、内側成形用型部３４の成形面３４ｆから突出型部３６の先端部が所定寸法だけ突出し、突出型部３６の先端が樹脂成形品２３のインテグラルヒンジ部２６の薄肉部２６ｓを押圧する。

これにより、インテグラルヒンジ部２６の薄肉部２６ｓには、折り曲げ方向における内側に断面角形の折り曲げ溝２６ｍが二本平行に形成される。次に、図９に示すように、突出型部３６が内側成形用型部３４のガイド穴３４ｈに収納されて、内側成形用型部３４の成形面３４ｆの位置まで戻される。さらに、図１０に示すように、外側成形用型部３３側のエジェクトピン（図示省略）が動作して、前記樹脂成形品２３が外側成形用型部３３の成形面３３ｆから外される。

＜本実施形態に係る樹脂成形品２３の成形方法の長所について＞
本実施形態に係る樹脂成形品２３の成形方法によると、射出工程では、突出型部３６が内側成形用型部３４の成形面３４ｆから突出しない状態で、型締めされた成形型３１内に溶融状態のフィラー配合樹脂Ｐが射出される。このため、フィラー配合樹脂Ｐが流れる際に突出型部３６が抵抗にならず、前記フィラー配合樹脂Ｐを成形型３１内のインテグラルヒンジ部２６の成形部位まで良好に供給できるようになる。そして、射出工程後の溝形成工程において、内側成形用型部３４の成形面３４ｆから突出型部３６が一定寸法だけ突出して、インテグラルヒンジ部２６に複数本の折り曲げ溝２６ｍが形成される。これにより、流動性が低いフィラー配合樹脂を使用しても複数本の折り曲げ溝２６ｍを有するインテグラルヒンジ部２６を射出成形により良好に製造できる。

また、インテグラルヒンジ部２６には、樹脂成形品２３の他の部分２４，２５と比較して肉厚寸法が小さな薄肉部２６ｓが形成されており、前記薄肉部２６ｓに複数本の折り曲げ溝２６ｍを形成される。このため、前記薄肉部２６ｓの働きで樹脂成形品２３のインテグラルヒンジ部２６がさらに折り曲げ易くなる。

＜変更例＞
なお、本発明は上記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における変更が可能である。例えば、本実施形態に係る樹脂成形品２３は、図３等に示すように、インテグラルヒンジ部２６の薄肉部２６ｓを平板状に形成する例を示した。しかし、図１２、図１３に示すように、インテグラルヒンジ部２６の薄肉部２６ｅを折り曲げ方向の外側に凸となるように断面円弧形に湾曲させた形状に成形することも可能である。これにより、インテグラルヒンジ部２６を折り曲げる際にインテグラルヒンジ部２６の薄肉部２６ｅに加わる曲げ応力をさらに低減させることができる。また、本実施形態では、インテグラルヒンジ部２６の薄肉部２６ｓ，２６ｅに折り曲げ溝２６ｍを二本平行に形成する例を示したが、三本以上形成することも可能である。また、本実施形態では、ポリプロピレン樹脂に木粉等を配合してフィラー配合樹脂を製造する例を示したが、ポリプロピレン樹脂以外の樹脂を使用することも可能である。また、本実施形態では、ポリプロピレン樹脂に木粉等の植物繊維を配合する例を示したが、植物繊維の代わりにガラス繊維、炭素繊維、タルク、マイカ等を配合することも可能である。

また、本実施形態では、型開き後に、突出型部３６を所定寸法だけ突出させてインテグラルヒンジ部２６の薄肉部２６ｓを押圧し、折り曲げ溝２６ｍを形成する例を示した。しかし、射出工程後、型開き前、フィラー配合樹脂が軟化している状態で、突出型部３６を所定寸法だけ突出させてインテグラルヒンジ部２６の薄肉部２６ｓに折り曲げ溝２６ｍを形成することも可能である。また、本実施形態では、樹脂成形品２３として車両のドアモール２０を例示したが、バンパカバー、ワイヤハーネス等、インテグラルヒンジ部を備える樹脂成形品に本発明を適用することも可能である。

２３・・・樹脂成形品
２６・・・インテグラルヒンジ部
２６ｍ・・折り曲げ溝
２６ｓ・・薄肉部
２６ｅ・・薄肉部
３０・・・射出成形装置
３１・・・成形型
３３・・・外側成形用型部
３３ｆ・・成形面
３４・・・内側成形用型部
３４ｆ・・成形面
３６・・・突出型部
Ｐ・・・・フィラー配合樹脂

Claims (5)

1. 成形型内に樹脂を射出してインテグラルヒンジ部を有する樹脂成形品を製造する樹脂成形品の製造方法であって、
   前記樹脂成形品におけるインテグラルヒンジ部の折り曲げ方向における外側を成形する外側成形用型部と、前記インテグラルヒンジ部の折り曲げ方向における内側を成形する内側成形用型部と、前記内側成形用型部の成形面から突条状に突出可能に構成された突出型部とを備える前記成形型を準備する準備工程と、
   前記突出型部が前記内側成形用型部の成形面から突出しない状態で、型締めされた前記成形型内に溶融状態のフィラー配合樹脂を射出する射出工程と、
   前記射出工程後であって、前記フィラー配合樹脂が固化して前記成形型が型開きされた後、前記内側成形用型部の成形面から前記突出型部を一定寸法だけ突出させて、前記突出型部の突出端により前記インテグラルヒンジ部の折り曲げ方向における内側に複数本の折り曲げ溝を形成する溝形成工程と、
   を有しており、
   前記射出工程において、前記インテグラルヒンジ部に前記樹脂成形品の他の部分と比較して肉厚寸法が小さな薄肉部を形成し、
   前記溝形成工程において、前記インテグラルヒンジ部の薄肉部に複数本の折り曲げ溝を形成することで前記薄肉部をさらに薄肉にする樹脂成形品の製造方法。
2. 請求項１に記載された樹脂成形品の製造方法であって、
   前記成形型は、前記インテグラルヒンジ部の薄肉部を折り曲げ方向外側に凸となるように湾曲した形状で成形できるように構成されている樹脂成形品の製造方法。
3. 請求項１又は請求項２のいずれかに記載された樹脂成形品の製造方法であって、
   樹脂に対して木粉を配合して前記フィラー配合樹脂を製造する樹脂成形品の製造方法。
4. 請求項１又は請求項２のいずれかに記載された樹脂成形品の製造方法であって、
   樹脂に対してセルロースナノファイバーを配合して前記フィラー配合樹脂を製造する樹脂成形品の製造方法。
5. 請求項３又は請求項４のいずれかに記載された樹脂成形品の製造方法であって、
   前記フィラー配合樹脂は、流動性がＭＦＲ（メルトフローレート）において0.5（ｇ/10分）以上のものが使用される樹脂成形品の製造方法。

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