(57)【要約】【課題】表皮材の形状や位置に拘わらず、良好な多層成形品を製造することができる製造方法を提供すること。【解決手段】熱可塑性樹脂の基材１４と、表皮材１２とからなる多層成形品１０を製造するための本発明による方法は、主たる樹脂供給ゲート及びこのゲートから離れた位置の凹部を有する第１の金型２４と、この第１の金型に対して開閉可能であり、前記凹部に対向する位置で、製造完了後の多層成形品の表皮材端縁に相当する位置に突条を有する第２の金型３０とを用意し、次いで、開放状態にある第１と第２の金型間の所定位置に表皮材を配置して、金型を閉じた際に当該表皮材の端縁の一部分が第２の金型の突条に接するようにし、金型間を狭めて主たる樹脂供給ゲートから溶融樹脂５４を供給し、型締めすることを特徴とする。【選択図】  図３
2004284269.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂からなる基材と、該基材の表面の少なくとも一部に貼合一体化された表皮材とを備える多層成形品を製造する方法であって、
溶融状態の熱可塑性樹脂を供給するための主たる樹脂供給ゲートと、前記樹脂供給ゲートから離れた位置に設けられた凹部とを有する第１の金型、及び、前記第１の金型に対して開閉可能であり、閉じた際に前記第１の金型との間にキャビティを形成する第２の金型であって、前記凹部に対向する位置で、製造完了後の多層成形品における表皮材の端縁に相当する位置に設けられた突条を有する前記第２の金型を用意し、
開放状態にある前記第１の金型と前記第２の金型との間の所定位置に表皮材を配置して、前記第１の金型と前記第２の金型との間を閉じた際に当該表皮材の端縁の一部分が前記第２の金型に接するようにし、
前記第１の金型と前記第２の金型との間を間隔を狭めて前記主たる樹脂供給ゲートから溶融状態の熱可塑性樹脂を供給し、型締めすることを特徴とする多層成形品の製造方法。
【請求項２】
前記主たる樹脂供給ゲートから溶融状態の熱可塑性樹脂を供給する際、前記第１の金型と前記第２の金型との間のキャビティクリアランスを前記突条の高さよりも小さな状態とすることを特徴とする請求項１に記載の多層成形品の製造方法。
【請求項３】
表皮材の端縁の一部分が前記突条に接し又は前記凹部内に位置するよう当該表皮材を前記所定位置に配置することを特徴とする請求項１又は２に記載の多層成形品の製造方法。
【請求項４】
表皮材として予備賦形された表皮材を用いることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の多層成形品の製造方法。
【請求項５】
前記第２の金型の前記キャビティ面に吸引により前記表皮材を吸着して配置することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の多層成形品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱可塑性樹脂製の基材と、その表面の少なくとも一部に貼合一体化された表皮材とからなる多層成形品の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、熱可塑性樹脂からなる基材の表面の一部に合成樹脂シートや織布、不織布等の表皮材を貼り合わせて構成された多層成形品は、その経済性、軽量性及び良好な賦形性等の観点から、自動車内装部品（例えばドアトリムやインストルメントパネル）、家電製品の内外装部品、その他の分野で広く使用されている。
【０００３】
このような多層成形品の製造方法としては、例えば下記の特許文献１に開示されているものが知られている。この製造方法は、図５に示すように、雌雄一対の金型１，２間に表皮材３を配置し、その後、表皮材３の裏面側に設けられている主たる樹脂供給ゲート４から、基材となる溶融状態の熱可塑性樹脂（溶融樹脂）５を金型１，２間のキャビティ６内に供給して多層成形品を製造するというものである。ここで、「主たる樹脂供給ゲート」とは、基材を製造するに必要な樹脂量の大部分、例えば６０％以上を供給することができるゲートをいい、不足分を補うような補助的な樹脂供給ゲートを含まない意である。以下、単に「樹脂供給ゲート」と称した場合、「主たる樹脂供給ゲート」を示すものとする。
【０００４】
【特許文献１】
特公平５−３９１７２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述したような従来の多層成形品の製造方法においては、図５に示す如く、表皮材３が配置される部位に対向する位置に樹脂供給ゲート４が形成されている場合には、好適に多層成形品を製造することが可能である。
【０００６】
しかしながら、表皮材の形状や位置等によっては表皮材配置部位に対向する位置に樹脂供給ゲートを設けることができない場合がある。例えば図６に示す多層成形品（自動車内装部品であるドアトリム）１０のように、表皮材１２が細長く、且つ、その貼合部の位置が基材１４の端縁にかかる位置である場合等には、表皮材配置部位に対向する位置に樹脂供給ゲートを形成することが困難である。
【０００７】
表皮材配置部位からずれた位置にある樹脂供給ゲートから溶融樹脂を供給した場合、表皮材の端縁が溶融樹脂の流れにより押し動かされ、位置ずれを起こしたり、或いは、表皮材の意匠面（表面）側に溶融樹脂が回り込み、製品の外観を損なったりする。
【０００８】
勿論、表皮材配置部位に対向するよう樹脂供給ゲートを形成することも可能であるが、そのようなゲートを有する金型を製造するためのコストは多大なものとなる。
【０００９】
そこで、本発明は、表皮材の形状や位置に拘わらず、良好な多層成形品を製造することができる製造方法を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明による多層成形品の製造方法は、（１）溶融状態の熱可塑性樹脂を供給するための主たる樹脂供給ゲートと、樹脂供給ゲートから離れた位置に設けられた凹部とを有する第１の金型、及び、第１の金型に対して開閉可能であり、閉じた際に第１の金型との間にキャビティを形成する第２の金型であって、凹部に対向する位置で、製造完了後の多層成形品における表皮材の端縁に相当する位置に設けられた突条を有する前記第２の金型を用意し、（２）開放状態にある第１の金型と第２の金型との間の所定位置に表皮材を配置して、第１の金型と第２の金型との間を閉じた際に当該表皮材の端縁の一部分が第２の金型の突条に接するようにし、（３）第１の金型と第２の金型との間を狭めて主たる樹脂供給ゲートから溶融樹脂を供給し、型締めすることを特徴としている。
【００１１】
このような方法で多層成形品を製造した場合、表皮材から離れた位置にある樹脂供給ゲートからの溶融樹脂が突条の存在により表皮材の端縁に直接当たらず、これを押動したり、表皮材の意匠面側に溶融樹脂が回り込んだりすることを防止できる。
【００１２】
また、主たる樹脂供給ゲートから溶融樹脂を供給する際、第１の金型と第２の金型との間のキャビティクリアランスを突条の高さよりも小さな状態とすることが好適である。樹脂供給ゲートからの溶融樹脂を表皮材の裏面側により確実に供給するためである。
【００１３】
更に、表皮材の端縁の一部分が突条に接し又は凹部内に位置するよう当該表皮材を第１と第２の金型間の所定位置に配置することが好ましい。より正確な位置決めのためである。
【００１４】
表皮材としては、予備賦形された表皮材を用いることが好ましい。予備賦形された表皮材は扱い易く、位置決めも正確に行えるからである。
【００１５】
位置決めを正確に行うためには、第２の金型のキャビティ面に吸引により表皮材を吸着して配置してもよい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、本実施形態は、先に説明した図６に示す多層成形品１０を製造する方法に関するものである。
【００１７】
先ず、本発明による方法に従って図６の多層成形品１０を製造するために用いられる成形装置について図１及び図２に基づいて説明する。図示するように、この成形装置２０は、固定の金型支持盤２２と、金型支持盤２２の上面に支持された雄型である第１の金型２４と、金型支持盤２２の上方に配置され、駆動装置２６により上下動される金型支持盤２８と、金型支持盤２８の下面に支持された雌型である第２の金型３０とから構成されている。
【００１８】
上下一対の金型２４，３０はそれぞれ、所望の多層成形品１０の形状に対応し且つ互いに対向するキャビティ面３２，３４を有している。キャビティ面３２，３４は、上下の金型２４，３０が閉じた際に、所望の多層成形品１０の外形に概ね一致するキャビティを間に形成するものである。金型２４，３０の材質は特に限定されず、必要とする形状や表面状態、成形条件によって、各種金属材料或いは樹脂、セラミック等から適宜選択される。
【００１９】
下側の金型２４のキャビティ面３２には溶融樹脂をキャビティ内に供給するための主たる樹脂供給ゲート３６が設けられており、この樹脂供給ゲート３６は金型２４に形成された樹脂供給通路３８と連通している。また、樹脂供給通路３８には、熱可塑性樹脂を溶融し所望量だけ射出することのできる射出装置（図示しない）の射出ノズルが接続されている。樹脂供給ゲート３６の位置及び数については、製造すべき多層成形品１０の形状や大きさによって適宜変更される。なお、主たる樹脂供給ゲート１０のみではキャビティ内に溶融樹脂を行き渡らせることができない場合等には、適宜、キャビティ面３２の他の部位にも補助的な樹脂供給ゲート（図示しない）を設けてもよい。
【００２０】
上側の金型３０のキャビティ面３４には突条４０が形成されている。この突条４０は、成形中に金型２４，３０間に配置される多層成形品１０における表皮材１２の端縁に相当する位置に設けられている。突条４０は、その外側となる金型のキャビティ面３４の端縁との間で、成形中に表皮材１２が配置される表皮材配置部位を画する。突条４０の高さは、用いられる表皮材１２の圧縮時の厚みよりも大きいことが望ましい。また、多層成形品１０の基材１４の厚さにもよるが、この突条４０に対向する下側の金型キャビティ面３２の部分に凹部４２を形成することが好適である。突条４０の部分だけ基材１４の肉厚が減じられることを回避するためであり、また、後述するが溶融樹脂の供給中にキャビティクリアランスを突条４０の高さよりも小さくするためである。
【００２１】
更に、下側の金型２４の外側には、表皮材１２をクランプするためのクランプ装置４４が配設されている。このクランプ装置４４はクランプ枠４６を備えている。クランプ枠４６は、図２の二点鎖線からも理解される通り、金型２４，３０間に表皮材１２を供給した際に金型２４，３０のキャビティ面３２，３４からはみ出した表皮材１２の一部分を上側金型３０の外周部分の下面との間で挟持するよう構成されている。図示実施形態では、クランプ枠４６は図２に示すように連続したコの字状体であるが、その他の形態、例えば複数の分割された形態であってもよい。また、クランプ枠４６は、エアシリンダ等の駆動装置４８により上下動可能となっている。
【００２２】
次に、上述した成形装置２０を使用して図６の多層成形品１０を製造する方法について、図１〜図４に沿って説明する。
【００２３】
まず、多層成形品１０の基材１４となる熱可塑性樹脂と、表皮材１２とを用意する。
【００２４】
熱可塑性樹脂については、図示しない射出装置に投入し、予め溶融状態としておく。
【００２５】
一方、表皮材１２については、図３の（ａ）に示すように、開放状態にある金型２４，３０間に供給し、下側金型２４のキャビティ面３２上の所定位置に配置する。この状態では、図２に二点鎖線で示すように表皮材１２の外周部分の一部分が金型２４からはみ出しており、この部分をクランプ枠４６上に置き、ピン等の適当な固定手段（図示しない）によりクランプ枠４６に位置決め、固定する。位置決めの際、表皮材１２の端縁５０の一部分は突条４０に接した状態、又は、凹部４２内に位置した状態とする。その程度については、後述する型締め段階において表皮材１２の端縁５０が突条４０から離脱しない程度であることが好ましいが、型締め完了時点において、表皮材１２の端縁５０が突条４０の先端部と一致している程度とすることがより好ましい。
【００２６】
次に、駆動装置２６を制御して上側の金型支持盤２８及び金型３０を下方に移動させ、上側金型３０の外周部分の下面とクランプ枠４６との間で表皮材１２の外周部分を挟持する。そして、クランプ装置４４の駆動装置４８を制御して、表皮材１２をクランプした状態を維持したまま金型３０と共にクランプ枠４６を下降させる。
【００２７】
このようにして金型を下降し、所定位置で停止すると、金型２４，３０間に所定の大きさのキャビティ５２が形成される。金型２４，３０間にキャビティが形成されたならば、射出装置から溶融樹脂５４を射出すると、溶融樹脂５４は金型２４の樹脂供給通路３８から樹脂供給ゲート３６を通ってキャビティ５２内に供給される（図３の（ｂ））。この際、樹脂供給ゲート３６から供給された溶融樹脂５０は、表皮材１２が配置されていないキャビティ５２内の空間から徐々に外方に拡がり、やがて突条４０及び凹部４２に達する。そして、図４に示すように、溶融樹脂５４は突条４０により流れ方向が下向きに変えられた後、凹部４２の内面に沿って外方流れる。その結果、溶融樹脂５４は表皮材１２の裏面側に優先的に供給され、突条４０又は凹部４２に隣接配置されている表皮材１２の端縁５０を押動させて表皮材１２の意匠面側（金型３０に面する側）に入り込むことはない。
【００２８】
この溶融樹脂５４の供給時には、金型２４，３０間のキャビティクリアランスが突条４０の高さよりも小さい状態となるよう位置設定することが好ましい。すなわち、突条４０の先端が凹部４２内に僅かに入り込む位置となるようにするのがよい。仮にキャビティクリアランスが突条４０の高さよりも大きな状態で溶融樹脂を供給した場合には、突条４０が溶融樹脂５４の流れ偏向機能ないしは堰としての機能を果たせず、表皮材１２の意匠面側に溶融樹脂５４が入り込んでしまい製品の外観不良をもたらすおそれがあるからである。
【００２９】
次いで、金型３０を更に下降させて型締めを行い、キャビティ５２内に供給した溶融樹脂を冷却、固化させる（図３の（ｃ））。型締めを行うタイミングは溶融樹脂５４の供給中又は供給が完了した後のいずれでもよいが、供給完了後に型締めを行う場合には、溶融樹脂５４の供給完了後速やかに型締めを開始することが好ましい。
【００３０】
所定の冷却・固化時間が経過したならば、金型支持盤２８及び金型３０を上昇させ、溶融樹脂５２が固化して形成された基材１４と、表皮材１２とが貼り合わされた多層成形品を取り出す。この後、表皮材１２のはみ出し部分の切除や製品裏面への巻込み等の処理を施し、図６に示す製品としての多層成形品１０が完成する。前述した通り、表皮材１２の意匠面側に溶融材料が流れることはないため、製品の外観は極めて良好なものとなる。
【００３１】
なお、熱可塑性樹脂としては、圧縮成形、射出成形、押出成形等で通常使用される樹脂をそのまま適用することができる。例えばポリプロピレン、ポリエチレン、アクリロニトリル−スチレン−ブタジエンブロック共重合体、ポリスチレン、ナイロン等のポリアミド、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、アクリル樹脂、スチレン−ブタジエンブロック共重合体等の一般的な熱可塑性樹脂、ＥＰＭやＥＰＤＭ等の熱可塑性エラストマー、これらの混合物、或いはこれらを用いたポリマーアロイ等を挙げることができ、これらは非発泡性であっても発泡性であってもよい。
【００３２】
また、これらの熱可塑性樹脂には必要に応じて通常使用されるガラス繊維、各種の無機若しくは有機フィラー等の充填剤が含有されていてもよく、勿論通常使用される各種の顔料、滑材、帯電防止剤、安定剤等の添加剤が配合されていてもよい。
【００３３】
表皮材としては、溶融状態の熱可塑性樹脂に接しても溶融することなく、且つ、熱可塑性樹脂に熱融着可能であるものであればよく、例えば、モケットやトリミット等の織物ないしは編み物、ニードルパンチカーペット等の不織布、金属フォイル、熱可塑性樹脂や熱可塑性エラストマーのシート又はフィルムを、基材の熱可塑性樹脂に応じて適宜選択することができる。
【００３４】
これらの表皮材は必要に応じて発泡層や裏打ち層が適宜積層された２層又は３層以上とした積層表皮材であってもよく、特に発泡層を積層した表皮材が好ましく適用できる。なお、これらの積層表皮材は、基材の熱可塑性樹脂と熱融着可能なもの、或いは表面層となる表皮材に溶融状態の熱可塑性樹脂が含浸して基材の熱可塑性樹脂と接着可能なものであることが必要である。
【００３５】
この場合の発泡層としては、ポリプロピレンやポリエチレン等のポリオレフィン系発泡体や、ポリ塩化ピニル発泡体、軟質或いは半硬質のポリウレタン発泡体が用いられ得る。
【００３６】
裏打ち層としては、不織布や合成樹脂のシート又はフィルム等を用いることができる。不織布を構成する繊維としては、綿、毛、絹、麻等の天然繊維、或いは、ポリアミド、ポリエステル、ナイロン等の合成樹脂を使用することができ、これらを単独で或いは混紡して種々の方法により不織布としたものが用いられる。例えばニードルパンチ式、サーマルボンド式、スパンボンド式、メルトブロー式、スパンレース式等の不織布が挙げられる。合成樹脂からなるシート又はフィルムとしては、ポリプロピレンやポリカチレン等の熱可塑性樹脂やポリオレフィン系熱可塑性エラストマーのシートやフィルムが挙げられ、基材の熱可塑性樹脂と融着性のあるものが用いられる。
【００３７】
以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されないことはいうまでもない。
【００３８】
例えば、基材１４に発泡性の熱可塑性樹脂を用いることができる。基材１４を発泡させるためには、上記の図３の（ａ）〜（ｃ）の手順と同様にして、表皮材１２を位置決めして金型２４，３０間にキャビティ５２を形成した後、発泡材を含有した溶融樹脂５４を樹脂供給ゲート３６から供給し、型締めを行う。そして、先ずは図３の（ｃ）に示す型締め状態で一次冷却を行い、金型３０のキャビティ面３４に接する溶融樹脂５４にスキン層を形成する。この時の一次冷却時間は金型温度や溶融樹脂の温度、特性等の諸条件により異なるが、通常０．１〜５秒程度である。所定時間の一次冷却を終了したならば、図３の（ｄ）に示すように、金型３０を上方に移動させてキャビティ５２を拡大すると、供給された溶融樹脂５４の未固化部分に閉じ込められていた発泡剤の分解により発生した発泡ガスが膨張し、成形体の厚さ方向に発泡層を形成しながら厚みを増す。キャビティクリアランスが発泡後の製品厚さとなった時点でキャビティ拡大動作、すなわち金型３０の上昇を停止し、その状態を維持して溶融樹脂５４を冷却、固化するのである。
【００３９】
この方法で用いられる発泡剤としては、ベースとなる熱可塑性樹脂の発泡体を製造する際に使用される公知の化学発泡剤を使用することができる。具体的には、重炭酸ナトリウム、重炭酸アンモニウム、炭酸アンモニウム等の無機系発泡剤、Ｎ，Ｎ′−ジニトロソペンタメチレンテトラミン等のニトロソ化合物、アゾジカルボンアミド、アゾピスイソブチロニトリル等のアゾ化合物、ベンゼンスルホニルヒドラジド、トルエンスルホニルヒドラジド、ジフェニルスルホン−３，３′−ジスルホニルヒドラジド等のスルホニルヒドラジド累、ｐ−トルエンスルホニルセミカルバジド等の発泡剤が使用可能である。必要に応じてサリチル酸、尿素並びにこれらを含む発泡助剤を添加することは好適な態様である。勿論、発泡剤の種類は、使用する熱可塑性樹脂の溶融温度や目的とする発泡倍率等を考慮して選択される。また、その添加量は、目的とする成形品の強度、密度等を考慮して調整されるが、一般的に樹脂１００重量部に対して０．１〜５重量部である。また、化学発泡剤の他、液状又はガス状の二酸化炭素及び／又は窒素等を直接溶融樹脂中に圧入して発泡させてもよい。
【００４０】
また、上記実施形態では、成形装置２０は型締め方向が上下方向であるいわゆる縦型のものを用いているが、本発明は、型締め方向が横方向、すなわち金型の少なくとも一方が横方向に可動である横型の成形装置にも適用可能である。
【００４１】
更に、上記実施形態では、表皮材１２に対して予め処理は行っていないが、表皮材１２に対して金型２４，３０間への供給前に予備加熱したり、予備賦形を行ったりしてもよい。特に予備賦形を行った場合には、正確な位置決めを行うことができるという利点がある。
【００４２】
表皮材の正確な位置決めという観点からは、図１の点線で示すように金型に真空ポンプに接続された吸引通路５６を形成し、表皮材１２を金型３０のキャビティ面３４に吸着させることも有効である。
【００４３】
更にまた、表皮材１２を配置する位置は基材１４の端縁部分に限られない。例えば、中央部であっても、金型２４，３０内においては主たる樹脂供給ゲート３６から離れた部位に表皮材を配置しなければならない場合もある。かかる場合には、金型の表皮材配置部位を囲むように環状の突条を設け、表皮材の端縁が全周にわたって環状の突条に接するように配置すればよい。
【００４４】
また、型締めは溶融樹脂の供給完了前に行う場合もある。
【００４５】
【発明の効果】
以上のように、本発明の製造方法によれば、表皮材の位置決め性や外観が良好な多層成形品を効率良く製造することができる。また、樹脂供給ゲートの位置も一般的な位置でよいため、金型の製造に係るコストも少なくて済むという効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による多層成形品の製造方法に用いられ得る成形装置を示す概略図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿っての概略矢視図である。
【図３】（ａ）〜（ｄ）は多層成形品の製造方法を段階的に示す概略説明図であり、（ｄ）は発泡性の基材を有する多層成形品を製造する場合の図である。
【図４】溶融樹脂の流れの状態を示す金型の拡大図である。
【図５】従来一般の多層成形品の製造方法を示す概略説明図である。
【図６】本発明の方法により製造される多層成形品の一例を示す概略図である。
【符号の説明】
２０…成形装置、２４…第１の金型、３０…第２の金型、３６…主たる樹脂供給ゲート、４０…突条、４２…凹部、４４…クランプ装置、５０…端縁、５２…キャビティ、５４…溶融樹脂、５６…吸引通路。
【図１】
2004284269.tif 000003
【図２】
2004284269.tif 000004
【図３】
2004284269.tif 000005
【図４】
2004284269.tif 000006
【図５】
2004284269.tif 000007
【図６】
2004284269.tif 000008