内饰用面板及注射成形方法

专利名称：内饰用面板及注射成形方法
技术领域：
本发明涉及内饰用面板及注射成形方法。更详细地说，本发明涉 及使用树脂进行注射成形且具有弯曲的凹凸形状的薄板状内饰用面板 和这种面板的注射成形方法。
背景技术：
在使用树脂注射成形为薄板状的内饰用面板、例如机动车用仪表 板上，形成有用于配设表框、手套箱、通风格栅等的开口部。而且， 为了安装设置于面板背面侧的其他各种部件或装置，形成复杂弯曲的 凹凸形状。并且，在内饰用面板的表面侧，作为设计而要求具有如下 设计性，即不会无意义地露出外表不好看的凹凸形状等。
这种内饰用面板的注射成形通常使用由具有熔融树脂的供给路径 的固定型腔模和与其相对的可动型芯模构成的注射成形模而进行。一 般而言，利用型腔模形成内饰用面板的表面侧，利用型芯模形成背面 侧。在这种注射成形模的设计中，因面板复杂的弯曲、凹凸形状，导 致经常不可避免地产生干涉型腔模或型芯模脱模的突出形状部分。这
样的突出形状部分被称为"底切(undercut)部"。
作为成形底切部时的一般对策，考虑将沿与脱模方向不同的合适 方向进行进退动作的滑动模装入型腔模或型芯模的一部分中。
但是，在型芯模中原本就必须使用很多滑动模。之所以这样是因 为，在型芯模中，作为确保面板表面侧的设计性的代价，需要成形面 板背面侧的部件连结用的销止动部、螺钉止动部或其他多种形状部分。 即，关于型芯模中的底切部成形用的滑动模的利用，设计的自由度原 来就被显著限定。因此，需要一种不使用型芯模侧的滑动模便可以消 除底切部的成形问题的技术。
作为基于这种观点而想到的底切部对策，由于面板底切部中的型 芯模侧的底切空间与面板表面侧的设计性无关，故可以考虑利用树脂 填埋底切空间。由此，可以消除型芯模侧的底切部。但是，由于这样 的填埋部分构成树脂积存部，因此随着熔融树脂的冷却、固化而导致
3树脂表面产生凹陷即缩痕。若产生缩痕，则存在面板表面侧的设计性 变差的问题。即使在作为基材的面板本体成形后在其表面侧粘接表皮 材料时，由于与基材的缩痕产生部相当的部分的表皮材料凹陷，故同 样会导致设计性变差。在基材和表皮材料之间，发泡形成发泡材料层 时的情况与上述情况不同，但在基材成形后粘接已有的发泡材料层及 表皮材料层时，由于与基材的缩痕产生部相当的部分的发泡材料层及 表皮材料凹陷，故与上述同样地也会导致设计性劣化。
在下述文献1及文献2中，虽然与底切部的处理意思不一样，但 作为防止在仪表板等的局部形成的树脂积存部产生缩痕的技术，公开 了气体注入法。气体注入法指的是，在树脂积存部的部分，利用其周 边部迅速冷却、固化而树脂积存部的中心部分的固化慢这一点的技术。 即，抓住树脂积存部的周边部冷却、固化的时机，利用气压将树脂积 存部的中心部分的未固化树脂排出。这样，通过将树脂积存部形成为 中空结构，结果是可以防止缩痕的产生。
l文献l]:日本特开平7-40372号公报:日本实开平6-39555号公报
但是，在将该方法应用于底切部的处理时，需要将文献2的图3 所示的气体注射机37那样的装置新装备到例如型芯模中。并且，也需
要在成形模表面新设定用于接收借助气压排出的熔融树脂的空间。因 此，导致进一步有损上述注射成形模的设计自由度。

发明内容
本发明的课题在于提供一种方案，对内饰用面板而言，该方案不 必改变在注射成形时成为底切部的部分的表面形状，并且不必将底切 部形成用的滑动模装入注射成形用的型芯模中，便能够有效处理注射 成形中的底切部的问题。
本申请的发明人在研究上述课题的解决方案的过程中，想到"伴随 沿着成形模的脱模方向的多个槽突出的多个肋"这种肋结构。这种肋结 构由于伴随槽，所以不会成为树脂积存部，故不会产生缩痕。另外， 由于肋结构的槽沿成形模的脱模方向形成，因此不会干涉成形模的脱 模。
将上述肋结构形成于面板表面侧时，该部分的背面侧可以形成不
4存在底切部的平坦面。因此，不需要在型芯模侧设置底切部处理用的 滑动模。另外，即便由形成于面板表面側的肋结构填埋型芯模侧的底 切空间，面板表面侧的底切部形状也不变。面板表面侧的底切部形状 根据需要例如可以通过将滑动模装入型腔模而成形。为了维持面板表 面的设计性，优选至少在肋结构部分覆盖表皮层，但内饰用面板经常 预定在其表面侧的整个面覆盖薄表皮层。
作为面板底切部处的肋结构，优选形成于面板表面侧(型腔模侧) 且填埋型芯模侧的底切空间的肋结构。 (第一发明)
本申请第一发明是一种内饰用面板，该内饰用面板是使用由一对 模构成的注射成形模成形为薄板状的树脂制的内饰用面板，该一对模 是用于对面板表面侧赋形的型腔模和用于对面板背面侧赋形的型芯 模，并且型腔模和型芯模中的某一个是内置熔融树脂供给路径结构的 固定模，另一个是与该固定模相对的可动模，其中，在所述内饰用面 板的本来形状中作为相对于成形模的脱模方向的底切部的部分，在面 板表面侧设置由平坦的底部和多个肋构成的肋结构部，该底部具有消 除型芯模侧的整个底切空间的形状，该多个肋伴随沿着脱模方向的多 个槽而从该底部突出成填埋底切空间的形状。
在上述第一发明的结构中， 一般而言，多数情况下用于对面板表 面侧赋形的型腔模为固定模，用于对面板背面侧赋形的型芯模为可动 模。但是，在第一发明中，并不限于上述结构，也包含型腔模为可动 模而型芯模为固定模的情况。另外，上述"填埋，，指的是设为将底切部 完全消除且不干涉脱模的平坦面的状态。
另外，基于图1 (a)及图1 (b)说明第一发明中的"具有消除整 个底切空间的形状的平坦底部"、"突出成填埋底切空间的形状的多个 肋"的意思。在图1 (a)中，图示出由型芯模1和型腔模2注射成形的 面板3。面板3表示其一部分的截面形状。面板3在其本来的形状中具 有相对型芯模l的脱模方向X及型腔模2的脱模方向Y产生干涉的底 切部。在底切部，存在型芯模1侧的底切空间4和型腔模2侧的底切 空间9。
图1 (b)表示消除图1 (a)中的型芯模l侧的底切空间4的情况。 此时的肋结构部5由平坦的底部6和从该底部6突出的多个肋7构成。肋7在图中仅图示出单个肋，但实际上伴随沿着脱模方向(X、 Y)的 多个槽8，朝图中的进深方向重叠地形成有多个。另外，底部6是具有 消除整个底切空间4的形状的平坦底板部分，各个肋7从底部6突出 为填埋底切空间4的形状，
根据第一发明，不用变更面板表面侧的底切部形状，利用肋结构 部便可以消除型芯模侧的底切部。即，肋结构部中的底部由于具有消 除整个底切空间的平坦形状，故不干涉型芯模的脱模。因此，可以不 需要用于成形底切部的型芯模侧的滑动模。设于面板表面侧的肋结构 部虽然形成型腔模的底切部，但例如如后述的实施例所述，通过将底 切部成形用的适当的滑动模装入型腔模中，可以避免其干涉。由于肋 结构部由构成薄板状面板的一部分的底部和从该底部突出且伴随多个 槽的多个肋构成，因此与树脂积存部不同，不会产生缩痕。 (第二发明)
在本申请的第二发明中，上述第一发明的内饰用面板的表面中至 少包含肋结构部的一部分面或面板表面的整个面被表皮层覆盖。
在该第二发明的结构中，"表皮层"存在如下情况由单层的薄表 皮材料构成的情况，或由在背面层叠了中间层的表皮材料构成的情况， 其中该中间层由发泡材料或其他适当材料构成。另外，肋结构部优选 形成为相对其周围的非底切部不产生台阶。但是，也包含为下述形态 的情况，即，肋结构部的周边部分的一部分或全部相对于其周围的非 底切部产生台阶。
如第二发明所述，从面板表面侧的设计性问题来看，优选或要求 至少在肋结构部分覆盖表皮层。在利用所谓的"负压真空成形"形成内 饰用面板时，通常原本就预定在面板表面侧的整个面覆盖薄表皮层。 (第三发明)
在本申请的第三发明中，上述第二发明的肋结构部设计成满足以 下的(1)和(2):
(1) 槽的宽度为覆盖的表皮层不产生凹陷的程度；
(2) 肋顶部的宽度为能够确保相对于覆盖的表皮层所需要的粘 接强度的程度。
如上述第二发明所述，存在如下情况在包含肋结构部的面板表 面的一部分或全部，覆盖表皮层。此时，若肋结构中的槽宽度过于宽
6广，则恐怕会在表皮层产生凹陷，若肋顶部的宽度过于狭窄，则恐怕 会导致表皮层的粘接强度不足。因此，优选第三发明所述的肋结构部 设计上的考虑。其中，实际上最合适的槽宽度或肋顶部的宽度，因表 皮层的材料种类、层结构、厚度等因素而不同，难以一律由数值来规定。
(第四发明)
在本申请的第四发明中，上述笫一发明至第三发明中任一发明的
肋结构部处的各个肋具有下述形状在与肋的中央部或顶端部相当的 部分由连结部一体连结。
根据第四发明，利用连结部可以提高肋结构部的强度。另外，在 肋结构部上覆盖表皮层时，由于连结部的存在，可以更有效地防止肋 结构部的槽处的表皮层凹陷。并且，可以进一步提高相对肋结构部的 表皮层粘接强度。 (第五发明)
在本申请的第五发明中，上述第一发明至第四发明中任一发明的 内饰用面板为与以下(3) ~ (5)中任一项对应的内饰用面板
(3) 具有相对于作为基材层的薄板状面板粘接了薄表皮层的层 叠结构；
(4) 具有相对于作为基材层的薄板状面板粘接了由发泡材料或 其他材料构成的中间层和薄表皮层的层叠结构；
(5) 机动车用的仪表板或其他交通工具用的内饰面板。 内饰用面板的用途和层结构并无限定，但可优选地例示出第五发
明的(3)至(5)所述那样的内饰用面板。 (第六发明)
本申请的第六发明是成形第一发明至第五发明中任一发明的内饰 用面板的注射成形方法，在将具有成形内饰用面板所需结构的型腔模 和型芯模的间隔稍微扩大的状态下，射出并注入熔融树脂后，使型芯 模与型腔模接近而使熔融树脂流入整个型腔内部。
在内饰用面板的注射成形中，通常存在如下情况，即为了使熔融 树脂完全流入微细结构的肋结构部中，仅靠熔融树脂的注射压力是不 够的。根据第六发明，由于利用比熔融树脂的注射压力大得多的型芯 模的驱动压力，因此容易使熔融树脂完全流入肋结构部中。


图l是表示底切部处理的问题的剖面图。
图2是机动车用仪表板的表面侧及背面侧的立体图。 图3是实施例的肋结构部的立体图。
图4 (a)是将沿图3的Z-Z线的截面的主要部分和注射成形模的 截面一并表示的图，图4 (b)是表示层叠、粘接有发泡材料层和表皮 层的面板的截面的图。
图5 (a)及图5 (b)是表示由注射成形模进行肋结构部的成形的 两个实施例的图。
图6是表示肋结构部的细微部分的剖面图。
具体实施例方式
接着，包含最优实施方式说明第一发明至第六发明的实施方式。 [内饰用面板J
本发明的内饰用面板是使用型腔模和型芯模注射成形为薄板状的 树脂制面板，该型腔模用于对面板表面侧赋形，该型芯模用于对面板 背面侧赋形。通常，型腔模为内置熔融树脂供给路径结构的固定模， 型芯模为与其相对的可动模，它们也可为相反的关系。
另外，本发明的内饰用面板在其本来的形状中，预定存在相对于成 形模的脱模方向的底切部。
作为内饰用面板，存在如下面板由注射成形的单层薄板状树脂构 成的面板，或者将注射成形的单层薄板状树脂面板作为基材层，在其 表面侧粘接、覆盖表皮层而形成的面板。当在注射成形的树脂面板的 表面侧形成有肋结构部时，也可以仅在至少包含肋结构部的表面侧的 一部分面上粘接、覆盖表皮层。
作为上述的表皮层，例示有如下表皮层由薄的单层表皮材料构成 的表皮层，该表皮材料由热塑性树脂构成；或者，由与基材层相接的 中间材料(例如发泡材料)和与该中间材料相接的薄表皮材料构成的 层叠结构的表皮层。在作为基材层而成形树脂面板之后，相对于该树 脂面板，表皮层可以利用通常的方法粘接或利用负压压接成形法粘接。 该负压压接成形法是由如下工艺构成的方法，即真空成形表皮层，与
8此同时，将表皮层向基材压接成形。
为了使表皮层和基材层之间包含发泡材料层，有时使发泡材料发泡 填充于在发泡成形模内定位的基材层和表皮材料之间。此时，其结果 是，因肋结构部的形成而防止产生缩痕的效果被抵消。
内饰用面板的种类或用途并无限定，但可优选例示出机动车用的仪 表板、或其他交通工具用的内饰用面板。作为机动车用仪表板，优选 在面板表面侧(车室侧)的整个面上粘接、覆盖上述表皮层，特别优 选地，该表皮层是由与基材层相接的发泡材料和与发泡材料相接的薄 表皮材料构成的层叠结构。
本发明的内饰用面板如上所述，使用型腔模和型芯模来成形，这两 个模既可为在上下方向上相对，也可为在水平方向上相对。
在内饰用面板的注射成形时，使用将型腔模和型芯模的间隔保持为 本来的间隙而注射熔融树脂的通常方法即可。另一方面，下述方法从
成形精度方面来看也可以优选使用在使两个模的间隔比本来间隙稍 微扩大的状态下射出并注入熔融树脂后，使型芯模与型腔模接近而使 熔融树脂流入整个型腔内。 [肋结构部]
用于消除形成于内饰用面板的底切部的肋结构部具有如下三种肋， 在本发明中，为了保留型腔模侧的设计形状，采用(a)所述的肋。 (a )消除型芯模侧的底切部的肋
(b) 消除型腔模側的底切部的肋
(c) 消除型芯模侧/型腔模侧双方的底切部的肋
另一方面，从肋结构部的形成部位来看可以分类为以下两种，在本 发明中，为了不需要型芯模侧的滑动模，在面板表面侧形成肋结构。
(d) 在面板表面侧形成肋结构时
(e) 在面板背面侧形成肋结构时
形成肋结构部的目的在于防止考虑内饰用面板的设计性时产生的 缩痕。因此，在上述(d)的情况下， 一般而言，优选由表皮层至少覆 盖肋结构部，或由表皮层覆盖整个面板表面侧。
若采用"(a)及(d)"的实施方式，则可以维持内饰用面板表面侧 的设计形状，且至少可以不需要型芯模側的、底切部形成用的滑动模。 形成于内饰用面板表面侧的肋结构部优选因表皮层的覆盖等而隐藏。肋结构部的设计I
形成于内饰用面板表面侧的肋结构部如上所述，从设计性方面考 虑，优选利用上述表皮层覆盖包含肋结构部的一部分表面或整个面板 表面。
覆盖肋结构部的表皮层若在肋结构部的槽的部分产生凹陷，则有损 设计性。另外，当肋结构部中的肋顶部相对于表皮层不具有足够的粘 接强度时，有可能导致该部分的表皮层剥离而浮起。因此，肋结构部 的槽宽度优选为覆盖的表皮层不产生凹陷的程度，并且肋顶部的宽度 优选为相对于覆盖的表皮层可以确保必要的粘接强度的程度。
作为可以有效应对这些问题的肋结构部的优选设计，因多种因素而 各不相同，难以一样地规定。作为多种因素，例如例示有表皮层的厚 度。也例示有如下所述的表皮层的层结构，即表皮层是仅由薄表皮材 料构成，还是由伴随发泡材料等中间材料的表皮材料构成。也例示有 如下所述的表皮层的粘接方法，即是利用压接等直接粘接，还是经由 粘接材料进行粘接。
但是，若举出优选设计的一例，则可以将肋结构部中的各个肋的间
隔设为3mm以下，并将从底部起的肋高度设为3 20mm左右。另夕卜， 考虑肋结构部的脱模，可以将各个肋的厚度方向截面形状设为具有数 度左右的脱模角度的梯形。
另外，肋结构部的各个肋优选具有在与其中央部或顶端部相当的部 分利用连结部一体连结的形状。可以期待该连结部具有如下效果加 强肋结构，利用对表皮层的支承效果来防止槽部分处的表皮层凹陷， 并且增强肋结构部处的表皮层粘接效果。 (实施例)
接着，基于图2~图6说明本发明的实施例。本发明的技术范围并 不限于以下的实施例。
图2 (a)表示与本实施例的机动车用仪表板相同形状的现有仪表 板的主视图，图2 (b)表示从其倾斜背面侧看到的立体图。该仪表板 分别利用省略图示的型腔模对面板本体10的表面侧11赋形，利用省 略图示的型芯模对背面侧12赋形，并注射成形而构成。此后，使参照 图4 ( b )在后面描述的发泡材料层13和表皮层14层叠于面板本体10 的表面侧11。上述注射成形中的型芯模设计成向图中的箭头X方向脱
10模，型腔模设计成向图中的箭头Y方向脱模。
在如上所述的面板本体10中，即便相当费功夫地进行模设计，以 对型芯模和型腔模的脱模产生干涉的方式突出的底切部，也至少在10 个左右的部位产生。例如，被图2中的椭圆形的线所包围的部分为仪 表板的除霜器开口部，在该部分也存在底切部。在现有类型的仪表板 中，该底切部通常通过使用滑动模而成形。
在本实施例中，在面板本体10的该部分设有图3及图4所示的肋 结构部15。图3是从表面侧看面板本体10的立体图，图4是表示沿图 3的Z-Z线的截面的主要部分的图。图3的Z-Z线是通过槽17的形 成部位的线。另外，在图4 (a)中， 一并表示注射成形模，在图4 (b) 中，表示在成形后的面板本体上层叠、粘接有发泡材料层和表皮层的 状态。
肋结构部15由平坦的底部16和多个肋19构成，该底部16具有消 除型芯模23侧的作为底切部的整个部分的形状，肋19伴随沿着型芯 模23的脱模方向X的多个槽17而从该底部16突出成填埋底切空间18 的形状。
底部16具有消除型芯模侧的作为底切部的整个部分的形状，因此， 如图4所示，相对于型芯模的脱模方向X不会产生干涉。因此，型芯 模侧的底切部被消除，不需要用于成形该底切部的滑动模。另外，借 助肋结构部15的多个肋19,该底切部处的面板本体IO表面侧的设计 形状被维持。并且，由于肋结构部15由伴随槽17的多个肋19构成， 所以该部分处的树脂不会产生缩痕。
另外，在肋结构部15，各个肋19的中央部利用连结部20—体地 连结。该连结部20使肋结构部15整体的结构强度提高，进而，更加 切实地维持面板10表面侧的设计形状。另外，在面板本体10的表面 侧，存在由肋结构部15形成的底切部，因此如图4(a)所示，需要使 用型腔模21和滑动模22,该滑动模22为了成形面板本体10表面侧的 底切部而装入型腔模21中。可以在型腔模21脱模前，使滑动模22向 图4 (a)的箭头A方向滑动移动。
作为肋结构部15中的各个肋19的形状，若是例如图6所示的截面 为梯形的形状，则对于脱模而言优选。作为设计的一例，肋19的基部 的相互间隔为1.5mm,肋19顶部的宽度为3mm，肋19顶部的相互间
ii隔最大为3mm。截面梯形的肋19的侧壁部的倾角(脱模角度)例如设 为2。至3。左右。
肋结构部15具有连结部20，故从型腔模21的脱模的问题来看， 需要利用型腔模21和滑动模22分别成形图4中的肋结构部15的左右 各一半的部分。即，如图5(a)所示，需要将型腔模21和滑动模22 的边界沿连结部20的中央线设定，将用于成形肋19的左侧部分19a 的模面形成于型腔模21,将用于成形肋19的右侧部分19b的模面形成 于滑动模22。
当肋结构部15不具有连结部20时，也可以使用图5(a)所示的 肋结构部的形成方法，但即便如图5(b)所示，肋19的左侧部分19a 及右侧部分19b全部利用型腔模21来成形，也可以毫无障碍地对型腔 模21进行脱模。
在本实施例中，如图4(b)所示，在面板本体IO成形完成后，层 叠、粘接发泡材料层13和表皮层14。 产业上的利用领域
根据本发明，可以提供一种方案，在注射成形具有底切部的内饰用 面板时，在维持表面侧的设计形状的基础上，不需要使用型芯模中的
滑动模。
1权利要求
1. 一种内饰用面板，该内饰用面板是使用由一对模构成的注射成形模成形为薄板状的树脂制的内饰用面板，该一对模是用于对面板表面侧赋形的型腔模和用于对面板背面侧赋形的型芯模，并且型腔模和型芯模中的某一个是内置熔融树脂供给路径结构的固定模，另一个是与该固定模相对的可动模，其特征在于，在所述内饰用面板的本来形状中作为相对于成形模的脱模方向的底切部的部分，在面板表面侧设置由平坦的底部和多个肋构成的肋结构部，该底部具有消除型芯模侧的整个底切空间的形状，该多个肋伴随沿着脱模方向的多个槽而从该底部突出成填埋底切空间的形状。
2. 如权利要求1所述的内饰用面板，其特征在于，所述内饰用面板的表面中至少包含肋结构部的一部分面或面板表面的整个面被表皮
3. 如权利要求2所述的内饰用面板，其特征在于，所述肋结构部设计成满足以下的(1)和(2):(1) 槽的宽度为覆盖的表皮层不产生凹陷的程度；(2) 肋顶部的宽度为能够确保相对于覆盖的表皮层所需要的粘接强度的程度。
4. 如权利要求1 ~3中任一项所述的内饰用面板，其特征在于，所述肋结构部处的各个肋具有下述形状在与肋的中央部或顶端部相当的部分由连结部一体连结。
5. 如权利要求1~4中任一项所述的内饰用面板，其特征在于，所述内饰用面板为与以下(3) ~ (5)中任一项对应的内饰用面板(3) 具有相对于作为基材层的薄板状面板粘接了薄表皮层的层叠结构；(4) 具有相对于作为基材层的薄板状面板粘接了由发泡材料或其他材料构成的中间层和薄表皮层的层叠结构；(5) 机动车用的仪表板或其他交通工具用的内饰面板。
6. —种注射成形方法，是成形权利要求1 5任一项所述的内饰用面板的方法，其特征在于，在将具有成形内饰用面板所需结构的型腔模和型芯模的间隔稍微扩大的状态下，射出并注入熔融树脂后，使型芯模与型腔模接近而使熔融树脂流入整个型腔内部。
全文摘要
本发明涉及一种内饰用面板及注射成形方法。该树脂制内饰用面板使用型腔模和型芯模成形为薄板状，在作为相对于成形模的脱模方向的底切部的部分，在面板表面侧设置由平坦的底部和多个肋构成的肋结构部，该底部具有消除型芯模侧的整个底切空间的形状，该多个肋伴随沿着脱模方向的多个槽从该底部突出成填埋底切空间的形状。根据以上发明，提供一种在维持具有底切部的内饰用面板表面侧的设计形状的基础上，不需要使用型芯模中的滑动模的方案。
文档编号B29C33/42GK101500776SQ20078002923
公开日2009年8月5日 申请日期2007年8月7日 优先权日2006年8月9日
发明者北岛正信, 宇佐美纯也, 村濑孝雄 申请人:丰田车体株式会社