(57)【要約】【課題】  固定具等の機能性部材を軽量部材に熱接着させた複合体を製造するに際し、軽量部材に貫通穴を形成させることなく、固定具等の機能性部材を軽量部材に強固に熱接着させることができる複合体の製造方法を提供する。【解決手段】  軽量部材と熱接着可能に構成すると共に棒状部を有する形状からなる機能性部材の棒状部先端を、少なくとも軽量部材に回転押圧して、軽量部材、取付け部材に進入させ、棒状部先端を少なくとも軽量部材の熱可塑性樹脂発泡体層を貫通させ、基台に押し付けた状態で回転押圧して棒状部先端及び軽量部材を溶融させて膨らみ係止部を形成し、該係止部を軽量部材及び／又は取付け部材表面から突出させることなく軽量部材に溶融接着して機能性部材を固着する。これにより軽量部材及び取付け部材に貫通穴を形成させることなく、機能性部材を軽量部材に強固に熱接着させることができる。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂発泡体層を含む単層又は多層構造の軽量部材を基台に接触させ、該軽量部材と熱接着可能に構成すると共に棒状部を有する形状からなる機能性部材の棒状部の先端を該軽量部材に回転押圧して、軽量部材に進入させ、棒状部の先端を少なくとも軽量部材の熱可塑性樹脂発泡体層に貫通させ、機能性部材を基台側に押し付けた状態で更に回転押圧して棒状部の先端を溶融させて膨らみ係止部を形成し、該係止部により機能性部材を軽量部材に固着させることを特徴とする複合体の製造方法。
【請求項２】
熱可塑性樹脂発泡体層を含む単層又は多層構造の軽量部材と取付け部材とを重ねて基台に接触させ、該軽量部材と熱接着可能に構成すると共に棒状部を有する形状からなる機能性部材の棒状部の先端を少なくとも軽量部材に回転押圧して、取付け部材、軽量部材の順に進入させ、該棒状部の先端を取付け部材と軽量部材の少なくとも熱可塑性樹脂発泡体層とに貫通させ、機能性部材を基台側に押し付けた状態で更に回転押圧して棒状部の先端を溶融させて膨らみ係止部を形成し、該係止部により機能性部材を軽量部材に固着させ軽量部材と取付け部材とを固定することを特徴とする複合体の製造方法。
【請求項３】
熱可塑性樹脂発泡体層を含む単層又は多層構造の軽量部材と取付け部材とを重ねて、該軽量部材と熱接着可能に構成すると共に棒状部を有する形状からなる機能性部材の棒状部の先端を少なくとも軽量部材に回転押圧して、軽量部材、取付け部材の順に進入させ、該棒状部の先端を軽量部材に貫通させるが取付け部材に貫通させず、機能性部材を取付け部材に押し付けた状態で更に回転押圧して棒状部の先端を溶融させて膨らみ係止部を形成し、該係止部により機能性部材を軽量部材及び取付け部材に固着させ軽量部材と取付け部材とを固定することを特徴とする複合体の製造方法。
【請求項４】
機能性部材が、棒状部の先端に空間部を有することを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載の複合体の製造方法。
【請求項５】
機能性部材が、棒状部の先端から他方の端部方向に向かって太くなるテーパを有することを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載の複合体の製造方法。
【請求項６】
熱可塑性樹脂発泡体層を含む単層又は多層構造の軽量部材と、該軽量部材と熱接着可能に構成すると共に棒状部を有する形状からなる機能性部材とからなる複合体であって、該棒状部の先端が少なくとも軽量部材の熱可塑性樹脂発泡体層を貫通して膨らみをもった係止部を形成してなり、該係止部により機能性部材が軽量部材に固着してなることを特徴とする複合体。
【請求項７】
熱可塑性樹脂発泡体層を含む単層又は多層構造の軽量部材と取付け部材と、該軽量部材と熱接着可能に構成すると共に棒状部を有する形状からなる機能性部材とからなる複合体であって、該棒状部の先端が少なくとも軽量部材の熱可塑性樹脂発泡体層を貫通して膨らみをもった係止部を形成してなり、該係止部により機能性部材が軽量部材に固着して軽量部材と取付け部材とを固定してなることを特徴とする複合体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱可塑性樹脂発泡体層を含む単層又は多層構造の軽量部材と機能性部材との複合体及び軽量部材と取付け部材とを機能性部材で固定してなる複合体の製造方法及び複合体に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱可塑性樹脂発泡体層を含む単層又は多層構造の軽量部材は軽量であるとともに断熱性や衝撃吸収性に優れるため、広く様々な用途に使用されている。
【０００３】
例えば、軽量部材は、断熱材として風呂の蓋に使用できる。かかる風呂の蓋は、折り畳み可能に構成するとより使い勝手の良いものとなる。折り畳み容易な風呂の蓋は、ヒンジ機能を持つ連結部材を、複数の軽量部材同士を連結するように取付けることによって形成できる。また軽量部材にブラケットやフック等の他の取付け部材を取付けて使用することができる。
【０００４】
軽量部材に上記したような連結部材等の取付け部材を取付けるには、連結部材等の取付け部材を軽量部材に重ね、その状態で両者を貫通するように穴を開け、その穴にリベット等の固定具を通じ、固定具の軸部の先端を押し潰したり又は広げてかしめることにより連結部材等の取付け部材を軽量部材に固定すればよい。このようにすれば連結部材等の取付け部材と軽量部材は強固に固定できるが、固定具を通す箇所の寸法が大きいと貫通穴を開けることが困難となり、また貫通穴を開けることができても固定具の軸部の長さを貫通穴の深さに合わせて長くせざるを得ず、固定具の材料費が必要以上に嵩んでしまう。さらに、軽量部材及び連結部材等の取付け部材の所定の位置に予め貫通穴を設ける作業を必要とし作業工程が増え煩雑になり効率的でなく全体としてコスト高になってしまう。
【０００５】
また、連結部材等の取付け部材を軽量部材に取付けたものについて、その外観をできる限り悪化させないためには、固定具を通じる側と反対側の面に穴やリベットが露出しないように、軽量部材に貫通穴を開けないで連結部材等を軽量部材に取付ける方が良い。これは、例えば、リベットのような形態のプラスチック製の固定具を用意し、連結部材等の取付け部材を軽量部材に重ね、固定具の先端部を加熱して軟化状態にして連結部材等の取付け部材を貫通させて軽量部材の表面に軟化状態の固定具の先端を押し付けて融着させるという方法により実施できる。しかしながら、このような方法では、軽量部材と固定具とは平面上で融着しているだけであるから、両者の間に大きな接着力を期待出来ない。
【０００６】
また、熱可塑性樹脂発泡体層を含む単層又は多層構造の軽量部材は、自動車を軽量化したりその断熱性を向上させるため、自動車内装材の裏面側に内装材と一体的に設られる裏打材として使用される。このように軽量部材を設けた内装材は、通常、軽量部材側にクリップを取り付けており、ドアインナーパネルの所定の穴にクリップを嵌め込むことで自動車のドアパネルに取付け固定される（特許文献１参照。）。
この場合、クリップの軽量部材側への取付けが必要となるが、既述した風呂蓋の例の如く固定具の軽量部材への取付けと同様の問題が生じる。
【０００７】
さらに、熱可塑性樹脂発泡体層を含む単層又は多層構造の軽量部材は、保冷ボックスや部品の通い箱等にも利用されるが、これらの表面に識別表示又は内容表示等するために、それらの表示を記した又は印刷した又は刻印したプレート等を固定具を使用して取付ける場合に、上記した風呂の蓋の例に示した如く、固定具を軽量部材に取付ける場合と同様の問題がある。
【０００８】
【特許文献１】特開平１０−１６０５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前記した問題点に鑑み、固定具等の機能性部材を軽量部材に熱接着させた複合体を製造するに際し、固定具等の機能性部材を軽量部材に熱接着させた複合体の製造方法および複合体について先に出願した（特願２００３−２７０７４２号）。先の方法における複合体は当初の目的は十分に達成されたものの、時として接着性が十分でないことがあり、機能性部材と軽量部材との熱接着強度を強固に接着すべく検討を重ね本発明を為した。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、（１）熱可塑性樹脂発泡体層を含む単層又は多層構造の軽量部材を基台に接触させ、該軽量部材と熱接着可能に構成すると共に棒状部を有する形状からなる機能性部材の棒状部の先端を該軽量部材に回転押圧して、軽量部材に進入させ、棒状部の先端を少なくとも軽量部材の熱可塑性樹脂発泡体層に貫通させ、機能性部材を基台側に押し付けた状態で更に回転押圧して棒状部の先端を溶融させて膨らみ係止部を形成し、該係止部により機能性部材を軽量部材に固着させることを特徴とする複合体の製造方法、
（２）熱可塑性樹脂発泡体層を含む単層又は多層構造の軽量部材と取付け部材とを重ねて基台に接触させ、該軽量部材と熱接着可能に構成すると共に棒状部を有する形状からなる機能性部材の棒状部の先端を少なくとも軽量部材に回転押圧して、取付け部材、軽量部材の順に進入させ、該棒状部の先端を取付け部材と軽量部材の少なくとも熱可塑性樹脂発泡体層を貫通させ、機能性部材を基台側に押し付けた状態で更に回転押圧して棒状部の先端を溶融させて膨らみ係止部を形成し、該係止部により機能性部材を軽量部材に固着させ軽量部材と取付け部材とを固定することを特徴とする複合体の製造方法、
（３）熱可塑性樹脂発泡体層を含む単層又は多層構造の軽量部材と取付け部材とを重ねて、該軽量部材と熱接着可能に構成すると共に棒状部を有する形状からなる機能性部材の棒状部の先端を少なくとも軽量部材に回転押圧して、軽量部材、取付け部材の順に進入させ、該棒状部の先端を軽量部材を貫通させるが取付け部材に貫通させず、機能性部材を取付け部材に押し付けた状態で更に回転押圧して棒状部の先端を溶融させて膨らみ係止部を形成し、該係止部により機能性部材を軽量部材及び取付け部材に固着させ軽量部材と取付け部材とを固定することを特徴とする複合体の製造方法に関する。
【００１１】
さらに、本発明は、（６）熱可塑性樹脂発泡体層を含む単層又は多層構造の軽量部材と、該軽量部材と熱接着可能に構成すると共に棒状部を有する形状からなる機能性部材とからなる複合体であって、該棒状部の先端が少なくとも軽量部材の熱可塑性樹脂発泡体層を貫通して膨らみをもった係止部を形成してなり、該係止部により機能性部材が軽量部材に固着してなることを特徴とする複合体、
（７）熱可塑性樹脂発泡体層を含む単層又は多層構造の軽量部材と取付け部材と、該軽量部材と熱接着可能に構成すると共に棒状部を有する形状からなる機能性部材とからなる複合体であって、該棒状部の先端が少なくとも軽量部材の熱可塑性樹脂発泡体層を貫通してなる膨らみをもった係止部を形成してなり、該係止部により機能性部材が軽量部材に固着して軽量部材と取付け部材とを固定してなることを特徴とする複合体に関する。
【発明の効果】
【００１２】
（１）本発明の製造方法によって得られる熱可塑性樹脂発泡体層を含む単層又は多層構造の軽量部材に機能性部材を固着させてなる複合体は、機能性部材の棒状部の先端が軽量部材の少なくとも熱可塑性樹脂発泡体層を貫通させ、該棒状部の先端部を溶融させて棒状部の先端部に膨らみ係止部を形成し、該係止部により機能性部材を軽量部材に固着させることから機能性部材が熱可塑性樹脂発泡体層に強固に固着された複合体を提供する。
（２）また、熱可塑性樹脂発泡体層を含む単層又は多層構造の軽量部材と取付け部材とを機能性部材により固定してなる複合体にあっては、機能性部材の棒状部の先端を取付け部材と軽量部材の少なくとも熱可塑性樹脂発泡体層とに貫通させ、該棒状部の先端部を溶融させて膨らみ係止部を形成し、該係止部により機能性部材を軽量部材に固着させ軽量部材と取付け部材とを固定することから軽量部材と取付け部材とが機能性部材により強固に固定された複合体を提供する。
（３）また、熱可塑性樹脂発泡体層を含む単層又は多層構造の軽量部材と取付け部材とを機能性部材により固定してなる複合体にあっては、機能性部材の棒状部の先端を軽量部材を貫通させるが取付け部材に貫通させず、機能性部材を取付け部材に押し付けた状態で更に回転押圧して棒状部の先端を溶融させて膨らみ係止部を形成し、該係止部により機能性部材を軽量部材及び取付け部材に固着させ軽量部材と取付け部材とを固定することから軽量部材と取付け部材とが機能性部材により強固に固定された複合体を提供する。
（４）機能性部材が、棒状部の先端に空間部を有するので回転押圧により容易に溶融し膨らみ係止部を形成しやすく、機能性部材と軽量部材、又は機能性部材により軽量部材と取付け部材とをより強固に固定された複合体が得られる。
（５）機能性部材が、棒状部の先端から他方の端部方向に向かって太くなるテーパを有するので予め発泡体層又は取付け部材に穴をあけなくとも容易に発泡体層に侵入させることができる。
（６）さらにまた、本発明の複合体は、該棒状部の先端が少なくとも軽量部材の熱可塑性樹脂発泡体層を貫通して膨らみをもった係止部を形成してなり、該係止部により機能性部材が軽量部材に固着してなるので、軽量部材に機能性部材がより強固に固定された複合体である。
（７）さらにまた、本発明の複合体は、該棒状部の先端が少なくとも軽量部材の熱可塑性樹脂発泡体層を貫通して膨らみをもった係止部を形成してなり、該係止部により機能性部材が軽量部材に固着して軽量部材と取付け部材とを固定してなるので機能性部材により軽量部材と取付け部材とが強固に固定された複合体である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明は、熱可塑性樹脂発泡体層を含む単層又は多層構造の軽量部材を、または軽量部材と取付け部材とを重ねて基台に接触させ、該軽量部材と熱接着可能に構成すると共に棒状部を有する形状からなる機能性部材の棒状部の先端（以下、単に「棒状部先端」ともいう）を該軽量部材又は取付け部材に回転押圧して、取付け部材及び軽量部材に進入させ、棒状部先端を少なくとも軽量部材の熱可塑性樹脂発泡体層（以下、単に「発泡体層」ということがある）を貫通させ、基台に押し付けた状態で更に回転押圧して棒状部先端部及び軽量部材を軟化／溶融させて棒状部先端部に膨らみ係止部を形成し、該係止部を軽量部材又は取付け部材に機能性部材を固着させる複合体の製造方法および複合体に関する。
【００１４】
本発明について、図面を参照して詳細に説明する。
図１及び図２は本発明における機能性部材１の一例を示し、図１は該機能性部材１の外観斜視図、図２（１）は該機能性部材１の上面図、図２（２）は側面図、図２（３）は底面図を夫々示す。本発明における機能性部材１は、図１、図２（１）から図２（３）に示すように、棒状部１１の一端に該棒状部の中心軸より横方向に張り出し、棒状部１１の径よりも大きい径の頭部１２を有する。この頭部１２の形状としては、例えば、半円球状、円柱状、円筒状の形状が挙げられる。前記した中でも軽量部材２の表面から飛び出しても外観が優れる円柱状、円筒状が好ましい。該棒状部１１は先端部から他方の端部（頭部側）方向に向かって太くなるテーパを有する。頭部１２には、頭部１２の中心より棒状部１１の先端に向かって回転軸突出部の受け孔１３が形成され、棒状部１１の先端に孔等の空間部１４が形成されている。なお、頭部１２に形成された受け孔１３は棒状部１１の先端まで連通して先端部の開口部を形成してもよい。かかる構成であると回転押圧により容易に溶融し膨らみ係止部を形成しやすく、より強固に固定された複合体が得られる。
【００１５】
機能性部材１を回転させる回転装置の説明図を、スピン溶着に使用される装置を一例として図７に示す。回転装置９は回転手段（モータ）７と移動調整手段を備え、モータに接続された回転軸４に接続した上下に移動可能な円柱状のヘッド５を備えており、該ヘッド５の先端部には、機能性部材１の頭部１２の受け孔１３に嵌合可能な形状の突出部６が設けられている。なお、該ヘッド５の先端部を機能性部材１の頭部１２自体を嵌合可能な形状に設計して使用することもできる。例えば、機能性部材１の頭部１２の形状を多角形状に形成し、該ヘッド５の先端部付近を機能性部材１の頭部１２が嵌合するように陥没部を形成し、陥没部の内周縁部を頭部１２の形状に相当する多角形状に成形するとともに、その中央部に棒状部の受け孔１３に嵌合可能な形状の突出部を形成することもできる。
【００１６】
なお、回転装置９は、機能性部材１の回転可能及び停止可能な装置であればよく、例えば、電動ドリルやボール盤など適宜採用することができる。例えば、回転装置９として電動ドリルが採用される場合、電動ドリルの回転軸に取付けられるヘッド５の先端に取付ける突出部６を機能性部材１の受け孔１３の形状に応じて嵌合可能に設計すれば、本発明の方法を容易に実施することができる。なお、回転装置９がクラッチ機構を備えていれば、この機構により機能性部材１のトルク管理と回転装置９の回転軸の回転及び停止が容易に管理できるので好ましい。このような回転装置９を用い本発明の方法を実施するに際しては、所定の位置に基台８を配し、該基台上に軽量部材２を、または軽量部材２及び取付け部材３１、３２を重ねて水平に載置して所要に部位に機能性部材１を回転押圧して装着する。
【００１７】
本発明における機能性部材１の溶融接着の状態を説明するための部分断面を示す模式図を図３から図６に示す。図３（１）は、機能性部材１を軽量部材２に固着した態様を示し、図３（２）は、軽量部材２の一方の面に合成樹脂層２２を有する多層構造の軽量部材２に機能性部材１を固着した例を示す。図３（３）は軽量部材２の両面に合成樹脂層２２を有する多層構造であって、機能性部材１の頭部１２を軽量部材２の表面と同一面とした例を示す。図３はいずれも軽量部材２の発泡体層２１を貫通するが突出せず、軽量部材２内で機能性部材１の先端部に膨らみ係止部１５を形成している。
【００１８】
図４（１）、（２）、（３）は軽量部材２に取付け部材３を機能性部材１で固定した態様を示し、軽量部材２の発泡体層２１を貫通するが突出せず、軽量部材２内で機能性部材１の先端部に膨らみ係止部１５を形成している。図４（１）は、取付け部材３として板状部材３１を軽量部材２の一方の面に機能性部材１で固定した例を示し、図４（２）は、図４（１）の別の態様（変形例）を示し、軽量部材２、取付け部材３、軽量部材２の順に重ねて取付け部材３として板状部材３１を機能性部材１で固定した例を示し、図４（３）は取付け部材３としてフック３２を機能性部材１で固定した例を示す。
【００１９】
図５（１）、（２）は軽量部材２に取付け部材３を機能性部材１で固定した態様を示し、図５（１）は機能性部材１の先端が発泡体層を貫通しているが取付け部材３には貫通しておらず、機能性部材１の先端部は突出せず発泡体層及び取付け部材３内に膨らみ係止部１５を形成し、該係止部１５を軽量部材２及び取付け部材３に溶融接着して機能性部材１を固着させ軽量部材２と取付け部材３とを機能性部材１により固定されている。
図５（２）は取付け部材３として軽量部材２の端部にコ字状のコーナー部材３３を機能性部材１で固定した例を示す。尚、本明細書でいう取付け部材３とは、軽量部材２に取り付けられるものをいう。
上述した図３及び図４では膨らみ係止部１５は、軽量部材２の表面から突出しない例を挙げたが突出していても構わない。膨らみ係止部１５が軽量部材２の表面から突出する場合の例としては、図６に示したように基台に凹部８１を設けることで機能性部材１が軽量部材２に固着させて形成できる。膨らみ係止部１５が軽量部材２の表面から突出しない場合は、外観に優れる複合体とすることができる。
【００２０】
本発明において、機能性部材１は、以下のようにして所望箇所に熱接着する。図７に示した回転装置９のモータ７に取付けられた回転軸４、ヘッド５及び突出部６の回転により機能性部材１が棒状部１１の中心軸を回転軸にして回転し、機能性部材１の棒状部１１の先端が軽量部材２の所定の箇所に押圧され、軽量部材２と機能性部材１の当接箇所において機能性部材１の棒状部１１と軽量部材２との摩擦によって発熱し、軽量部材２における上記箇所が軟化又は溶融して、棒状部１１の先端がネジの如く軽量部材２の発泡体層２１に進入する。棒状部１１の先端を所要の深さ、好ましくは少なくとも発泡体層２１を貫通するまで進入させ、その状態で押圧回転させると、軽量部材２の発泡体層が軟化／溶融し、押圧力に対する基台の反作用により回転する棒状部１１の周囲の樹脂を巻き込み膨らみ係止部１５が形成される。その後、機能性部材１の回転を停止させ、軟化／溶融して形成した上記膨らみ係止部１５が冷えて固化し、機能性部材１が軽量部材２に熱接着し固着する。この場合、ヘッド５の突出部６を機能性部材１より離脱させるタイミングは、機能性部材１の回転を停止させた直後でも膨らみ係止部１５が冷えて固化した後でも構わない。
【００２１】
また、例えば軽量部材２を立設した状態で軽量部材２に機能性部材１を取付けることもできる。このような場合は、機能性部材１を取付ける面に対応する反対側の面に機能性部材１の棒状部を進入させる押圧に抗する受け基盤（基台）を接触させて、機能性部材１を回転押圧して棒状部１１の先端及び軽量部材２を溶融させて膨らみ係止部を形成し、該機能性部材１の係止部を軽量部材２に固着することができる。
【００２２】
上記回転装置９を用いて軽量部材２と機能性部材１とを熱融着させる場合には、機能性部材１及び軽量部材２の素材によるが回転数としては、１０００〜６０００ｐｐｍが好ましい、１５００〜５０００ｐｐｍがより好ましく、２０００〜４０００ｐｐｍがさらに好ましい。送りとしては、１〜５ｍｍ／秒が好ましく、１〜３ｍｍ／秒がより好ましい。最大荷重としては、８０〜２００Ｎが好ましく、１００〜１８０Ｎがより好ましく、１００〜１５０Ｎがさらに好ましい。
さらに、上記条件は、発泡体層の見掛け密度、機能性部材１の剛性によるが発泡体層の見掛け密度が高い場合は、機能性部材１と軽量部材２との摩擦が大きくなることか回転数は低くなる傾向、送り速度は密度が高い分遅くなる。
【００２３】
かくして形成された膨らみ係止部１５はアンカー効果を発揮し軽量部材２と機能性部材１とが強固に固着される。また所望の深さに棒状部１１を進入させた状態で押圧回転を行うことにより棒状部１１の先端部に膨らみ係止部１５が形成されると共に先端部以外の棒状部１１の周囲の樹脂も摩擦熱で軟化／溶融し棒状部１１に付着し軽量部材２と機能性部材１との接着を強固にする効果をも有する。なお、軽量部材２における発泡体層を構成する樹脂は、押圧進入に際して軟化又は溶融して、機能性部材１の棒状部１１の先端に設けられた孔部等の空間部１４に流れ込んで固化し機能性部材と軽量部材、又は機能性部材により軽量部材と取付け部材とをより強固に固定されてた複合体となる。
【００２４】
このように本発明の方法においては、軽量部材２における発泡体層２１と機能性部材１とが熱接着性を有するとともに、機能性部材１は棒状部１１を有することにより、その棒状部１１の先端を発泡体層中に進入させた状態で膨らみ係止部１５を形成して該発泡体層と機能性部材１を熱融着させることができるので機能性部材１の固定力が大きい。
【００２５】
また、軽量部材２が発泡体層を含むので、機能性部材１を回転させつつ棒状部１１の先端を軽量部材２の任意の箇所に押し付けることによりその箇所を発熱させて軟化または溶融させつつ、棒状部１１の先端を発泡体層の内部に進入させる際、発泡体層が容易に溶融して体積を減じるので棒状部１１の発泡体層への進入が容易に行なえる。
【００２６】
さらに、軽量部材２に機能性部材１を熱接着するに際しては、機能性部材１の棒状部１１の中心軸を回転軸として機能性部材１を回転させつつ棒状部１１の先端を軽量部材２の任意の箇所に押し付けることによりその箇所を発熱させて軟化または溶融させると共に、該棒状部１１の先端を発泡体層２１の内部に進入させて軽量部材２に機能性部材１を熱接着するため、軽量部材２に予め穴を開ける必要がなく機能性部材１の軽量部材２への固定が効率的に行なえる。
【００２７】
本発明においては、軽量部材２の表面に取付け部材３を重ね、取付け部材３を貫通して機能性部材１を軽量部材２に熱接着させることにより取付け部材３を軽量部材２に固定することができる。この場合は、例えば、軽量部材２の所要位置に取付け部材３を重ねて基台８に接触させ、機能性部材１の棒状部１１を回転押圧して取付け部材３を貫通して取付け部材３、軽量部材２の順に進入させ、前記したと同様に所望の深さ、好ましくは少なくとも発泡体層２１を貫通させ、その状態で押圧回転させて前記と同様に軽量部材２の発泡体層２１が軟化／溶融し、押圧力に対する基台の反作用により回転する棒状部１１の周囲の樹脂を巻き込み膨らみ係止部１５が形成されて、機能性部材１を軽量部材２に熱接着させることにより、取付け部材３を軽量部材２に強固に固定される。これにより、例えば、軽量部材２の合成樹脂製ヒンジを取付け複数の軽量部材２を折りたたみ可能に連結することができる。またフック形状を取付けることによりこれを介して他の部材に連結することができる。尚、取付け部材３に予め穴をあけておけば、機能性部材１を回転押圧する箇所が明確になるので作業性に優れる。この場合、機能性部材１の棒状部１１の直径が取付け部材３の穴より小さい場合、機能性部材１の棒状部１１先端は、軽量部材２に回転押圧される。
【００２８】
本発明においては、軽量部材２は、熱可塑性樹脂発泡体層を含む多層構造又は熱可塑性樹脂発泡体の単層構造のいずれを形成してもよく、多層構造の場合、さらに、非発泡熱可塑性樹脂層（合成樹脂層）２２を表面に形成してもよい。その他に紙、織布、不織布、等の表面材を形成していても良く、これら合成樹脂層、紙、織布、不織布等の表面材は片面、又は両面のいずれであってもよい。また発泡体層は異種の発泡体層を２層積層した多層であってもよい。尚、前記非発泡熱可塑性樹脂層（合成樹脂層）２２を機能性部材１と熱接着可能な構成とするとより機能性部材１又は取付け部材３をより強固に固定することができる。
【００２９】
本発明において、軽量部材２が表面に合成樹脂層２２を有する多層構造を形成している場合、機能性部材１の棒状部１１が軽量部材２表面の合成樹脂層２２を貫通し、更に、棒状部１１の先端が軽量部材２の内部に進入することによって、軽量部材２に機能性部材１を接着させてなる複合体が形成される。例えば、表面を合成樹脂層とする多層構造を形成する軽量部材２を用いることによって、複合体において、機能性部材１の棒状部１１の周囲を取り巻くように軽量部材２の表面に硬い合成樹脂層２２が存在しており、機能性部材１の周囲を補強し機能性部材１に横方向の力が加わっても、合成樹脂層２２が機能性部材１の横倒れを効果的に防止し、従って、機能性部材１がより強固に軽量部材２に固定される。
【００３０】
ここで、軽量部材２の表面に存在させる合成樹脂層２２は、あまりにも薄すぎると機能性部材１の補強効果が小さく、あまりにも厚くなり過ぎると機能性部材１の棒状部１１が合成樹脂層２２を通り発泡体層を貫通できなくなる虞がある。そのような観点から軽量部材２の表面に存在させる合成樹脂層２２の厚みは、０．０２ｍｍ〜５．０ｍｍ程度が好ましく、０．０７ｍｍ〜３．０ｍｍがより好ましく、０．１ｍｍ〜２．０ｍｍが更に好ましい。
【００３１】
本発明において、機能性部材１の棒状部１１は、円錐台形状に限られず、円柱状又は円筒状に形成されてもよい。棒状部１１が、軸対称に形成された形状である円柱状又は円筒状でなければ、棒状部１１を回転押圧して軽量部材２中に進入させた場合、軽量部材２と棒状部１の周囲との間に大きな隙間が生じやすく、機能性部材１のぐらつきが生じ易くなる。なお、棒状部１１は先端部から他方の端部方向に向かって太くなるテーパを有する円錐台形状に形成するよりも、円柱状の方が接着力は大きくなる傾向にある。ただ、機能性部材１自体が大きくその棒状部の径が大きい場合には、テーパを有する形状であることが押圧進入させ易いので好ましい。
【００３２】
本発明において、機能性部材１の材料としては、軽量部材と熱接着可能に構成すれば、特に限定されないが、軽量部材と熱接着可能な熱可塑性樹脂で構成されたものであることが好ましい。
該機能性部材１が熱可塑性樹脂から構成されたものであることにより、軽量部材２を構成する熱可塑性樹脂発泡体層との熱接着力を高めることができる。ただし、機能性部材１を構成する熱可塑性樹脂と、軽量部材２の熱可塑性樹脂発泡体層を構成する熱可塑性樹脂とは、熱接着性を有している必要があるため、相互に熱接着力の大きいものであることがより好ましい。また、機能性部材１が熱可塑性樹脂からなる場合、鉄製の機能性部材１と比較して錆が発生しないので、複合体を湿気や水気の多いところで使用しても錆の発生がなく汚れが生じないため好ましい。
【００３３】
軽量部材２の発泡体層を構成する熱可塑性樹脂と、機能性部材１を構成する熱可塑性樹脂とは、互いに熱接着性を有するものであれば特に制限されないが、両熱可塑性樹脂は同一の熱可塑性樹脂であるか又は熱可塑性樹脂を形成するモノマー成分の内、主モノマー成分が共通していることが望ましい。熱可塑性樹脂としては、プロピレン単独重合体、プロピレンを主成分とする他のモノマーとの共重合体等のプロピレン系樹脂、エチレン単独重合体、エチレンを主成分とする他のモノマーとの共重合体等のエチレン系樹脂、スチレン単独重合体、スチレンを主成分とする他のモノマーとの共重合体等のスチレン系樹脂、熱可塑性ポリエステル樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリアセタール樹脂等が例示される。
【００３４】
また、軽量部材２の発泡体層を構成する熱可塑性樹脂が、官能基を持つ熱可塑性樹脂を含む場合、金属とも熱接着可能である。例えば、ポリスチレンやポリオレフィンに無水マレイン酸をグラフト重合した官能基を持つ熱可塑性樹脂、スチレンやオレフィンを主成分とし、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸等のα、β不飽和カルボン酸とを共重合させたものの、その金属塩架橋物であるアイオノマーは、金属と熱接着させやすい。この場合、機能性部材１は、回転押圧して棒状部先端及び軽量部材２を溶融させて膨らみ係止部を形成するものであれば、金属を材料とするものであってもよい。尚、非発泡熱可塑性樹脂層（合成樹脂層）２２の熱可塑性樹脂としては、発泡体層を構成する熱可塑性樹脂と同様な熱可塑性樹脂が挙げられる。
【００３５】
本発明において、機能性部材１は、棒状部１１の先端を回転させつつ軽量部材２に押し付け可能であれば、頭部１２を備えなくともよい。また、機能性部材１は、その棒状部１１の先端を除く任意の位置において横方向に張り出した鍔状物が形成された部分（以下、鍔部ということがある。）を有してもよい。
【００３６】
本発明の軽量部材２における発泡体層の見掛け密度は、０．３〜０．０１４ｇ／ｃｍ3が好ましい。０．３ｇ／ｃｍ3未満では軽量性に乏しく、機能性部材１も剛性に強いものを選択する必要があることから０．１８ｇ／ｃｍ3以上がより好ましく、０．１１ｇ／ｃｍ3以上がさらに好ましい。一方、その上限は、軽量部材２の剛性と、軽量部材２と機能性部材１との強固な固着のバランスから０．０１６ｇ／ｃｍ3以下がより好ましく、０．０２ｇ／ｃｍ3以下がさらに好ましい。
前記した発泡体層の見掛け密度とは、ＪＩＳ  Ｋ７２２２（１９９９年）で定義される見掛け全体密度を意味する。
【００３７】
機能性部材１が横方向に張り出した頭部や鍔部を設けられていることにより、これを使用して他の部材を軽量部材２に固定する場合に、他の部材が軽量部材２から外れにくくなるという利点がある。
また、機能性部材１が横方向に張り出した鍔部を設けて鍔部の上に更に突出した部位を形成している場合、他の部材と軽量部材２とを固定するに際し、他の部材を鍔部と軽量部材２との間に挟まず、その鍔部まで棒状部１１を回転させつつ熱可塑性樹脂発泡体層に進入させて熱接着し、その後、上記突出する部位に他の部材を結合可能にすれば、軽量部材２に機能性部品１をその鍔部によって安定して固定でき、更に他の部材を機能性部材１の突出した部位に固定できるので好ましい。このような例としてはクリップ等が挙げられる。
【００３８】
本発明の複合体は、機能性部材１における係止部１５以外の棒状部１１が軽量部材２と融着してなることが好ましい。かかる構成であると機能性部材１が軽量部材２に固着してなる複合体の場合、機能性部材１が軽量部材２により強固に固着する。また、軽量部材２と取付け部材３とを機能性部材１により固定してなる複合体の場合、軽量部材２と取付け部材３とを機能性部材１によってより強固に固定することができる。上記の方法としては、回転押圧する方法が容易に形成できるので好ましい態様である。
【００３９】
本発明は、機能性部材１を連結部材やネームプレートの如き他の取付け部材３を、軽量部材２に固定するためのリベットの如き固定具として使用したり、機能性部材１を他の部材へ固定するためのクリップ等の如き固定具として使用することにより、より簡単に且つより強固に、他の部材を軽量部材２に固定できる利点がある。また、図８、図９に示すように機能性部材１として比較的大きな頭部を有し、頭部が半円球状の形状のものを用いて、例えば、通い箱や収納箱などの底面部の所要個所に複数個取付けることにより通い箱や収納箱などの脚部として利用することができるので、移動に便利である。図９の態様は、図８の態様と比べて機能性部材１が軽量部材２により強固に固定されている。
【００４０】
また、本発明によって形成された複合体は、軽量部材２と機能性部材１との固定力をより高めた複合体となるから、風呂の蓋、自動車内装材の裏打材、通い箱や収納箱の標識板等の取付けや、脚部としての用途により好適に使用可能なものである。
【実施例】
【００４１】
実施例１、実施例２
融点（融解ピーク温度）１５９℃のポリプロピレンからなる発泡体層の全表面に、ポリプロピレンと高密度ポリエチレンの混合物からなる非発泡層が一体的に接着された板状の軽量部材２（軽量部材２の厚み２０ｍｍ、非発泡層（ポリプロピレン系樹脂）の厚み０．７５ｍｍ、発泡体層の厚み１８．５ｍｍ、発泡体層の見掛け密度０．０３ｇ／ｃｍ3の三層）と、後述するような寸法や形状の頭部１２と棒状部１１を持つ機能性部材１（融点（融解ピーク温度）１６２℃のポリプロピレンからなる）を用意し、機能性部材１の頭部中央位置に形成された受け穴に、回転手段に設けたヘッドの先端を嵌め込み固定して、機能性部材１の棒状部１１を中心軸として表１に示すような回転速度（ｒｐｍ）で回転させ、機能性部材１の棒状部１１の先端が回転したまま表１に示す送り（降下速度）（ｍｍ／秒）で軽量部材２に押し付け、軽量部材２の表面から２５ｍｍ進入したところで回転を停止して、機能性部材１の棒状部１１の先端を５ｍｍ溶融させ、機能性部材１をヘッドから取り外し、機能性部材１と軽量部材２との複合体を得た。その際、機能性部材１が軽量部材２を貫通させ、機能性部材１の棒状部先端が軽量部材２の面と同じ面を形成させるようにした。
尚、上記融解ピーク温度とは、ＪＩＳ  Ｋ  ７１２１  １９８７年に従って、試験片の状態調節として「一定の熱処理を行なった後、融解温度を測定する場合」を採用して熱流束ＤＳＣにより測定した値である。この際、試験片の状態調節及び試験における加熱速度は毎分１０℃とし、試験片の状態調節における冷却速度は毎分マイナス１０℃とした。
【００４２】
参考例１
機能性部材１を軽量部材２の発泡体層の厚み方向において中心部で止めた以外は実施例と同じ条件で機能性部材１と軽量部材２との複合体を得た。
【００４３】
実施例１、実施例２、参考例１において使用された機能性部材１の寸法や形状は、表１の形状欄のＡで表される。
表１において形状がＡは、機能性部材１は、長さ３０ｍｍ、直径５ｍｍの円柱状に形成された棒状部１１を設け、頭部１２から棒状部１１の先端にかけて開口する直径（棒状部の中心軸と同じ中心軸を持つ）５ｍｍ、深さ３０ｍｍの穴部を形成しており、更に、直径（棒状部１１の中心軸と同じ中心軸を持つ）１０ｍｍ、高さ２．５ｍｍの円柱状に形成された頭部１２を設け、頭部中央位置に直径５ｍｍの六角形状の受け穴を形成してなるものである。
【００４４】
前述のようにして得られた複合体を２３℃の部屋で４８時間放置後に２ｍｍ／分のスピードで複合体から機能性部材１を引抜いた時の最大荷重を測定した。その結果を表１に示した。
【００４５】
(表１)
2006167918.tif 000003
【００４６】
表１の結果、機能性部材１が軽量部材２の発泡体層を貫通して膨らみ係止部１５を形成してなるので最大荷重がいずれの実施例でも６０Ｎを大きく超えて大きな最大荷重を示し、得られた複合体における機能性部材１と軽量部材２の固定強度が大きいことが証明された。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明における機能性部材１の１例を示す外観斜視図を示す。
【図２】図１に示す機能性部材１の説明図を示す。（１）は機能性部材１の上面図である。（２）は機能性部材１の側面図である。（３）は機能性部材１の底面図である。
【図３】本発明の機能性部材１における膨らみ係止部１５を示す部分断面を示す模式図を示す。（１）は、機能性部材１を軽量部材２に固着した態様を示し、（２）は、軽量部材２の一方の面に合成樹脂層２２を有する多層構造の軽量部材２に機能性部材１を固着した例を示す。（３）は軽量部材２の両面に合成樹脂層２２を有する多層構造であって、機能性部材１の頭部を軽量部材２の表面と同一面とした例を示す。
【図４】本発明の機能性部材１における膨らみ係止部１５が発泡層内に形成されている部分断面を示す模式図を示す。（１）は板状取付け部材３１を機能性部材１で固定した例を示し、（２）は、（１）の別の実施態様の例を示す。（３）は取付け部材としてフック３２を機能性部材１で固定した例を示す。
【図５】本発明の機能性部材１における膨らみ係止部１５が発泡層及び取付け部材内に形成されている部分断面を示す模式図を示す。（１）は軽量部材１の発泡体層及び板状取付け部材３１内に膨らみ係止部１５を形成して、軽量部材２と取付け部材３とを機能性部材１により固定した例を示す。（２）は取付け部材３として軽量部材２の端部にコ字状のコーナー部材３３を機能性部材１で固定した例を示す。
【図６】膨らみ係止部１５が軽量部材２の表面から突出する場合の例を示す。
【図７】本発明において機能性部材１を軽量部材２に取付ける装置の１例を示す説明図である。
【図８】通い箱や収納箱などの底面部に機能性部材１を取付け、通い箱や収納箱などの脚部として利用する比較例の１例を示す。
【図９】通い箱や収納箱などの底面部に機能性部材１を取付け、通い箱や収納箱などの脚部として利用する本発明の実施態様の１例を示す。
【符号の説明】
【００４８】
１  機能性部材
１１  棒状部
１２  頭部
１３  受け孔
１４  空間部
１５  膨らみ係止部
２    軽量部材
２１  発泡体層
２２  合成樹脂層
３、３１、３２、３３  取付け部材
４  回転軸
５  ヘッド
６  突出部
７  モータ
８  基台
８１  凹部
９  回転装置
【図１】
2006167918.tif 000004
【図２】
2006167918.tif 000005
【図３】
2006167918.tif 000006
【図４】
2006167918.tif 000007
【図５】
2006167918.tif 000008
【図６】
2006167918.tif 000009
【図７】
2006167918.tif 000010
【図８】
2006167918.tif 000011
【図９】
2006167918.tif 000012