(57)【要約】【課題】表皮の触感及び外観品質を従来と同等に維持するとともに、表皮の厚さを薄くし、かつ工数を低減する。【解決手段】成形型の型面と基材１の表面との間に表皮２の厚さ分の間隙４０を有するように基材１を成形型内に配置し、ＲＩＭ成形法により間隙４０内でショアＡ硬度３０〜７５，厚さ  ０．５〜  １．５ｍｍの軟質のソリッド表皮２を成形する。発泡層をもたない薄肉のソリッド表皮２をＲＩＭ成形法で形成するので、全体が均一な触感を有し、エアバッグドアの展開に支障を来すこともない。また工数が小さく安価となる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂製の基材と、該基材の意匠表面を覆って一体的に積層された軟質のソリッド表皮とよりなる表皮付き内層品の製造方法であって、
成形型の型面と該基材の表面との間に該表皮の厚さ分の間隙を有するように該基材を成形型内に配置し、
反応射出成形により該間隙内でショアＡ硬度３０〜７５，厚さ  ０．５〜  １．５ｍｍの軟質のソリッド表皮を成形することを特徴とする表皮付き内装品の製造方法。
【請求項２】
前記反応射出成形時において、前記表皮の反応収縮率が前記基材の収縮率の  ０．７〜  １．１倍に調整されている請求項１に記載の表皮付き内装品の製造方法。
【請求項３】
前記基材はオレフィン系熱可塑性樹脂であり、前記表皮はグリコール系架橋剤を含有するポリオールとポリイソシアネートとの２液成分を用いて反応射出成形される請求項１又は請求項２に記載の表皮付き内装品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車のインストルメントパネル，ドアトリムなどの表皮付き内装品の製造方法に関し、詳しくは表皮を反応射出（以下、ＲＩＭという）成形法を用いて形成する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
中級者以上のグレードにおける自動車のインストルメントパネルなどは、硬質樹脂製の基材と、その基材の表面に一体的に積層された表皮と、その表皮と基材との間に形成された発泡層と、からなるものが一般的である。
【０００３】
具体的には、予め所定形状に賦形された表皮と、予め所定形状に成形された基材を金型内に配置し、表皮と基材との間に発泡層を形成する方法が多く用いられている。この製造方法は、熱可塑性エラストマなどから真空成形あるいは粉体スラッシュ成形などを用いて所定形状の表皮を形成し、それを基材と共に発泡成形型内に配置した状態で、基材と表皮の間に発泡ウレタン樹脂などを注入して発泡成形することで、表皮及び基材と一体的に接合した発泡層を形成するものである。
【０００４】
しかしこの製造方法では、基材及び表皮をそれぞれ成形する工程と、発泡層を成形する工程が必要となり、それぞれの成形型も必要となるために、工数及びコストが多大であるという欠点がある。
【０００５】
そこで表皮がある程度の弾力を有すれば、必ずしも発泡層を形成する必要はなく、表皮を直接基材に接着する方法もあるが、接着工数が多大であり、歩留まりが悪く貼着不良も発生し易いという問題がある。
【０００６】
そこで特開平０５−２３７８７１号公報、特開平０４−０１５０９２号公報、特開平０５−２６１７４９号公報などに記載の製造方法によれば、一度の成形で発泡体からなる表皮層を形成することができ、工数を低減できるという利点がある。
【０００７】
しかし発泡層を成形により形成する場合には、キャビティの間隔をある程度広くせざるを得ず、発泡層の厚さが必要以上に厚くなり、重量が嵩むという不具合があった。またインストルメントパネルの基材には、エアバッグが展開するためのエアバッグドアが設けられているが、発泡層の厚さ及び気泡密度の不均一性によっては、エアバッグドアの展開に支障を来す場合もあった。
【０００８】
【特許文献１】特開平０５−２３７８７１号
【特許文献２】特開平０４−０１５０９２号
【特許文献３】特開平０５−２６１７４９号
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、表皮の触感及び外観品質を従来と同等に維持するとともに、表皮の厚さを薄くし、かつ工数を低減することを目的とする。
【００１０】
【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表皮付き内装品の製造方法の特徴は、熱可塑性樹脂製の基材と、基材の意匠表面を覆って一体的に積層された軟質のソリッド表皮とよりなる表皮付き内層品の製造方法であって、成形型の型面と基材の表面との間に表皮の厚さ分の間隙を有するように基材を成形型内に配置し、ＲＩＭ成形により上記間隙内でショアＡ硬度３０〜７５，厚さ  ０．５〜  １．５ｍｍの軟質のソリッド表皮を成形することにある。
【００１１】
ＲＩＭ成形時において、表皮の反応収縮率が基材の収縮率の  ０．７〜  １．１倍に調整されていることが望ましい。また基材はオレフィン系熱可塑性樹脂であり、表皮はグリコール系架橋剤を含有するポリオールとポリイソシアネートとの２液成分を用いてＲＩＭ成形されることが望ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の製造方法により製造される表皮付き成形品では、ショアＡ硬度３０〜７５，厚さ  ０．５〜  １．５ｍｍの軟質のソリッド表皮が成形される。この表皮はショアＡ硬度が３０〜７５であるため、従来の表皮と同等に内装品として好ましい触感が確保されている。しかも発泡層をもたないソリッドの薄肉であるので、全体が均一な触感を有し、エアバッグドアの展開に支障を来すことがない。また発泡層をもたないため、重量を軽減できるとともに、インストルメントパネル裏面の空間を広くできるので、諸部品の配置スペースとして有効に利用できる。
【００１３】
本発明の製造方法では、先ず、成形型の型面と基材の間に表皮の厚さ分の間隙を有するように、基材が成形型内に配置される。基材としては、ＰＰ，ＰＥ，ＰＥＴ，ＰＡ，ＡＳ，ＡＢＳ，ＡＡＳ，ＰＢＳ，アクリル樹脂，ＰＯＭなどの熱可塑性樹脂から成形されたものを用いることができる。基材の成形方法は、射出成形，プレス成形，押出成形，ブロー成形などを利用することができ、特に制限されない。基材の厚さは、  ０．５〜５ｍｍの間で自由に設定することができる。
【００１４】
また表皮の材料としては、ＲＩＭ成形可能であり成形された表皮のショアＡ硬度が３０〜７５の範囲にあれば用いることができ、ポリオールとイソシアネートとの２液からなるものが代表的に例示される。
【００１５】
この表皮は、成形型の型面と基材の間に形成された表皮の厚さ分の間隙内で、ＲＩＭ成形法を用いて成形される。表皮のＲＩＭ成形には、基材の成形と同じ成形型を用いてもよいし、別の成形型を用いることもできる。別の成形型を用いれば、基材を基材成形型から取り出す工程が増えるものの、基材の表面を処理する工程を追加することもでき、表皮の付着性をさらに高めることも可能となる。
【００１６】
成形型の型面と基材の間に形成された間隙は、脱型後の膨張・収縮を加味して０．５〜  １．５ｍｍ程度とし、その間隙で成形される表皮の厚さが  ０．５〜  １．５ｍｍとなるようにする。表皮の厚さが  ０．５ｍｍより薄いと触感が悪化し、  １．５ｍｍより厚くなるとエアバッグドアの展開に支障を来すからである。
【００１７】
ＲＩＭ成形時において、表皮の反応収縮率が基材の収縮率の  ０．７〜  １．１倍に調整されていることが望ましい。このように調整することで、ＲＩＭ成形時における表皮の収縮と基材の収縮とのバランスが良好となるので、成形品の反り変形あるいは脱型後の表皮のヒケなどの成形不良を大きく抑制することができる。なお基材の収縮率は、基材の線膨張係数にＲＩＭ成形時の基材の昇温温度を乗ずることで算出できる。
【００１８】
ところで、間隔が  ０．５〜  １．５ｍｍという狭い間隙内でＲＩＭ成形する場合には、大きな射出圧力が必要であるために、射出圧力によって基材に変形が生じ易いという問題がある。たとえその変形が弾性変形であったとしても、脱型時に基材が元の形状に復元すると、表皮に膨れあるいはヒケなどの変形が生じてしまう。
【００１９】
そこで、基材がオレフィン系熱可塑性樹脂の場合には、表皮はグリコール系架橋剤を含有するポリオールとポリイソシアネートとの２液成分を用いてＲＩＭ成形することが望ましい。従来より、アミン系架橋剤を含有するポリオールとポリイソシアネートとの２液成分からなるＲＩＭ成形用の組成物が知られているが、この２液成分を用いて  ０．５〜  １．５ｍｍの厚さの表皮をＲＩＭ成形しようとすると、射出圧力が単位面積当たり２０ｋｇ程度と高くなるために、成形時に基材が変形する場合がある。しかしグリコール系架橋剤を含有するポリオールとポリイソシアネートとの２液成分を用いれば、流動性が改善されるために、  ０．５〜  １．５ｍｍの厚さの表皮を成形する場合でもＲＩＭ成形時の射出圧力が単位面積当たり１０ｋｇ程度に低下する。またこの２液成分を用いれば、反応時の発熱量が小さくなるので、基材の熱変形も抑制できる。
【００２０】
したがって、グリコール系架橋剤を含有するポリオールとポリイソシアネートとの２液成分を用いれば、基材に作用する圧力が減少するとともに反応時の発熱量も低下するため、基材の変形をさらに抑制することができる。
【００２１】
さらに、グリコール系架橋剤を含有するポリオールとポリイソシアネートとの２液成分の反応により得られる表皮の反応収縮率は、オレフィン系熱可塑性樹脂の収縮率の  ０．７〜  １．１倍となるので、ＲＩＭ成形時における表皮の収縮と基材の収縮とのバランスが良好となり、成形品の反り変形を大きく抑制することができる。
【００２２】
オレフィン系熱可塑性樹脂としては、ＰＰ，ＰＥが例示される。ただこれらの樹脂は表皮との接着性に難点があるので、塩素化ポリプロピレンなどのプライマもしくはフレーム（火炎）にて基材表面を予め処理しておくことが望ましい。
【００２３】
ポリオールとしては、ポリエーテルポリオール，ポリエステルポリオールのいずれも用いることができ、ポリイソシアネートとしてはＴＤＩ，ＭＤＩ，ＨＭＤＩ，ＩＰＤＩなど、公知のものを用いることができる。またその配合比（  ＮＣＯ／ＯＨ：インデックス）は、従来と同様に  １．０前後とされる。
【００２４】
グリコール系架橋剤としては、エチレングリコール，ジエチレングリコール，トリエチレングリコール，プロピレングリコールなどの２価アルコールを用いることができる。その添加量は、ポリオール  １００重量部に対して２〜７重量部の範囲が好ましい。グリコール系架橋剤の添加量が２重量部未満では添加した効果が奏されず、７重量部を超えて添加すると表皮としての触感が損なわれるようになる。
【００２５】
ＲＩＭ成形時の条件は、従来の成形条件と同様でよいが、グリコール系架橋剤を含有するポリオールとポリイソシアネートとの２液成分を用いた場合には、流動性が向上するため射出圧力が低下するものの、流動性が向上するため欠肉などの不具合が生じない。したがって射出圧力による基材の変形を抑制しつつ、安定した形状の表皮を形成することができる。またグリコール系架橋剤を含有するポリオールとポリイソシアネートとの２液成分を用いる場合の反応時間は、１〜３分程度でよい。
【００２６】
ＲＩＭ成形後は、型開き後成形品を脱型することで、ショアＡ硬度３０〜７５，厚さ  ０．５〜  １．５ｍｍの軟質のソリッド表皮と、樹脂製の基材とが一体的に接合され、変形が無く触感及び外観品質に優れた表皮付き内層品が得られる。
【００２７】
【実施例】
以下、実施例及び試験例により本発明を具体的に説明する。
【００２８】
（実施例）
本実施例は、自動車のインストルメントパネルの製造に本発明を適用したものである。図１に製造されたインストルメントパネルの要部断面図を示す。このインストルメントパネルは、ＰＰ製の基材１と、ポリウレタン製の中実の表皮２とからなり、基材１の平均厚さは３ｍｍ、表皮２の平均厚さは１ｍｍである。
【００２９】
先ず基材成形型を用意し、ＰＰを成形材料として、射出成形法により所定形状の基材１を成形した。その後、基材１の表皮２に対向する側の表面に塩素化ポリプロピレンよりなるプライマを塗布した。
【００３０】
次にＲＩＭ成形型を用意し、図２に示すように、形成された基材１を可動型３の型面に配置し、固定型４と型閉めした。配置された基材１の表面と固定型４の型面との間には、間隔１ｍｍのキャビティ４０が形成されている。
【００３１】
一方、「ＳＵＢ  ポリオールＭ３９０」（住化バイエルウレタン（株）製）と「ＳＵＢ  ポリオールＭ３３７」（住化バイエルウレタン（株）製）の重量比で１：１の混合品  １００重量部に対してエチレングリコールを  ３．５重量部添加したポリオールと、ポリイソシアネートとして「ＳＵＢ  イソシアネートＭ３９３」（住化バイエルウレタン（株）製）を選び、  ＮＣＯ／ＯＨ＝１．０５となるように混合して、図示しないゲートからキャビティ４０内に射出してＲＩＭ成形を行った。射出圧力は、単位面積当たり１０ｋｇであった。
【００３２】
このとき、基材１の線膨張係数は７×１０−５であり、ＲＩＭ成形時の基材１の昇温温度は４５℃であるので、基材１の収縮率は約  ０．３％となる。また表皮２の反応収縮率は  ０．３％であるので、表皮２の反応収縮率は基材１の収縮率の  １．０倍となる。
【００３３】
射出された混合樹脂はキャビティ４０を充填し、反応して固化することでソリッド表皮２が成形された。
【００３４】
その後可動型３と固定型４を型開きし、基材１に表皮２が一体的に接合された成形品を脱型した。表皮２は１ｍｍ厚の軟質ソリッドで、そのショアＡ硬度は６５であり、欠肉などの不具合なく、良好な触感を有していた。また成形品に反りやヒケなどの不具合も生じておらず、良好な外観品質を有していた。
【００３５】
（試験例１）
実施例と同様のＰＰから形成された、  ３００ｍｍ×  ９００ｍｍ×２ｍｍの基板を試験用金型に配置し、実施例と同様のポリオール及びポリイソシアネートを用い、基板の表面に厚さ  １．５ｍｍとなるようにＲＩＭ成形法により収縮率を種々変化させた表皮をそれぞれ形成した。成形条件は実施例と同様である。表皮の収縮率は、ポリオール中のエチレングリコールの添加量の調整、エチレングリコールに代えてアミン系架橋剤を用いる、などして変化させた。そして成形品の変形の程度として、一定間隙をもつクランプ治具と隙間ゲージを用いて  １００ｍｍ離れた部位の変位量を測定し、結果を図３に示す。
【００３６】
図３より、基材の収縮率に対する表皮の反応収縮率が  ０．７〜  １．１倍であれば、成形品の変位量を小さくできることがわかる。
【００３７】
（試験例２）
図４に示すように、型面に幅（ｗ）の溝３０をもつ可動型３を用い、実施例と同様にして基材１を可動型３の型面に配置し、実施例と同様にして表皮２をＲＩＭ成形法にて成形した。溝３０の幅（ｗ）を種々変化させて同様に成形し、成形品の変形の程度をハイトゲージを用いて評価し、結果を図５に示す。またエチレングリコールに代えてアミン系架橋剤を９重量部添加したこと以外は実施例と同様のポリオールを用いた比較例についても同様に試験し、結果を図５に示す。
【００３８】
図５より、比較例では溝３０の幅が２ｍｍ以上で変形が生じているのに対し、実施例では溝３０の幅が５ｍｍまで変形が生じていない。これはアミン系架橋剤に代えてグリコール系架橋剤を用いた効果であり、射出圧力が低減された効果であることが明らかである。
【００３９】
【発明の効果】
すなわち本発明の表皮付き内装品の製造方法によれば、変形やヒケなどの不具合がなく触感及び外観品質に優れた内装品を、小さな工数で製造することができ、安価な内装品とすることができる。また表皮の厚さが薄いので、エアバッグドアの展開に対する支障が無く、自動車室内をさらに広くすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例で製造されたインストルメントパネルの要部断面図である。
【図２】本発明の一実施例におけるＲＩＭ成形時の成形型内部を示す説明図である。
【図３】表皮の収縮率と変位量との関係を示すグラフである。
【図４】試験例２におけるＲＩＭ成形時の成形型内部を示す説明図である。
【図５】成形型の溝の幅（ｗ）と変位量との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１：基材          ２：表皮        ３：可動型        ４：固定型
４０：キャビティ    ３０：溝
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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