(57)【要約】【課題】  肉厚が一定で、製造コストの安価な表皮材及びその成形方法を提供する。【解決手段】  樹脂供給装置１１を移動させて樹脂供給ノズル１７を金型１のキャビティ９の内部に配置し、樹脂供給ノズル１７から溶融樹脂Ｐを充填し、この金型１を構成する上型３と下型５とを閉成し、前記キャビティ９の溶融樹脂Ｐを加圧して低圧射出成形を施したのち、溶融樹脂Ｐを冷却及び硬化させることによって、表皮材を成形する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型（１，６３）のキャビティ内（９）に溶融樹脂（Ｐ）を充填し、この金型（１，６３）を閉成し、前記キャビティ内（９）の溶融樹脂（Ｐ）を加圧して低圧射出成形を施すことを特徴とする表皮材の成形方法。
【請求項２】
複数種の溶融樹脂（Ｐ）から特定の溶融樹脂（Ｐ）を適宜選択して射出するＴ型ノズル（２９）を介して、前記溶融樹脂（Ｐ）を金型（１，６３）のキャビティ内（９）に充填させることにより、単層構造又は多層構造の表皮材（３５）を成形することを特徴とする請求項１に記載の表皮材の成形方法。
【請求項３】
複数種の溶融樹脂（Ｐ）から特定の溶融樹脂（Ｐ）を適宜選択して射出するサンドイッチノズル（１９）を介して、前記溶融樹脂（Ｐ）を金型（１，６３）のキャビティ（９）内に充填させることにより、単層構造又は多層構造の表皮材（３５）を成形することを特徴とする請求項１に記載の表皮材の成形方法。
【請求項４】
前記溶融樹脂（Ｐ）に光触媒を配合することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の表皮材の成形方法。
【請求項５】
進退自在に構成された樹脂供給装置（１１）を前記金型内（１）に導入し、この樹脂供給装置（１１）から金型（１）のキャビティ内（９）に溶融樹脂（Ｐ）を充填することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の表皮材の成形方法。
【請求項６】
前記金型内（６３）に形成されてキャビティ（９）に通じる連通路（６９）の端部（６９ａ）に樹脂注入装置（７１）を接続し、該樹脂注入装置（７１）から前記連通路（６９）を介してキャビティ内（９）に溶融樹脂（Ｐ）を充填することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の表皮材の成形方法。
【請求項７】
前記請求項１〜６のいずれか１項に記載された成形方法によって成形されたことを特徴とする表皮材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表皮材及びその成形方法に関し、更に詳しくは、芯材に貼着されて、自動車等の内装材（例えば、インストルメントパネル）として用いることができる表皮材及び該表皮材の成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両室内には、合成樹脂からなる内装材が配設されており、該内装材は、従来より、真空成形、パウダースラッシュ表皮成形、及びラミネートシート成形などによって成形されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
まず、真空成形法とは、加熱軟化させたプラスチックシートを金型に押し当てて密着させることによって、表皮材を所定の製品形状に成形する方法であり、この真空成形法には、凸引真空成形法と凹引真空成形法とがある。
【０００４】
また、パウダースラッシュ表皮成形法は、加熱した金型内に合成樹脂の粉末を供給することによって、金型内の粉末を溶融させて金型内部の形状に形成する方法である。
【０００５】
さらに、ラミネートシート成形法とは、バッチ発泡や電子線照射発泡によって形成した発泡体の表面に、カレンダー成形によって形成した表皮を、熱ラミネート加工又は接着剤によって形成する方法である。
【特許文献１】特開平１１−３２０７３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記真空成形法では、表皮材の肉厚が展開率に応じて変化するため、表皮材の部位により、耐候性や耐機械的特性にバラツキが発生するおそれがある。また、凸引真空成形法では、表皮材の表面に予め形成されている表皮材の絞が展開率により延びるため、外観絞造形が劣るという問題がある。
【０００７】
そして、パウダースラッシュ表皮成形法では、金型を加熱する加熱装置に多大なコストがかかるという問題がある。即ち、金型の加熱方式には、熱煤循環加熱・冷却方式、外部加熱炉方式、及び熱風循環加熱炉方式などがあるが、いずれも多額の設備投資が必要となる。さらに、金型の凸形状の角部は、表皮材の肉厚が薄くなり、凹形状の角部は肉厚が厚くなり、表皮材の肉厚にバラツキが発生するという問題もある。
【０００８】
さらに、パウダースラッシュ表皮成形法では、加工工程数が多いため、製造コストが上昇するという問題がある。
【０００９】
そこで、本発明は、肉厚が一定で、製造コストの安価な表皮材及びその成形方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的を達成するために、本発明の請求項１に記載された表皮材の成形方法は、溶融樹脂を金型のキャビティ内に充填し、この金型を閉成し、前記キャビティ内の溶融樹脂を加圧して低圧射出成形を施すことを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載された表皮材の成形方法は、請求項１に記載の表皮材の成形方法であって、複数種の溶融樹脂から特定の溶融樹脂を適宜選択して射出するＴ型ノズルを介して、前記溶融樹脂を金型のキャビティ内に充填させることにより、単層構造又は多層構造の表皮材を成形することを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載された表皮材の成形方法は、請求項１に記載の表皮材の成形方法であって、複数種の溶融樹脂から特定の溶融樹脂を適宜選択して射出するサンドイッチノズルを介して、前記溶融樹脂を金型のキャビティ内に充填させることにより、単層構造又は多層構造の表皮材を成形することを特徴とする。
【００１３】
請求項４に記載された表皮材の成形方法は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の表皮材の成形方法であって、前記溶融樹脂に光触媒を配合することを特徴とする。
【００１４】
請求項５に記載された表皮材の成形方法は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の表皮材の成形方法であって、進退自在に構成された樹脂供給装置を前記金型内に導入し、この樹脂供給装置から金型のキャビティ内に溶融樹脂を充填することを特徴とする。
【００１５】
請求項６に記載された表皮材の成形方法は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の表皮材の成形方法であって、前記金型内に形成されてキャビティに通じる連通路の端部に樹脂注入装置を接続し、該樹脂注入装置から前記連通路を介してキャビティ内に溶融樹脂を充填することを特徴とする。
【００１６】
請求項７に記載された表皮材は、前記請求項１〜６のいずれか１項に記載された成形方法によって成形された表皮材であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１に記載された表皮材の成形方法によれば、キャビティ内の溶融樹脂を加圧して低圧射出成形を施すため、各部位において肉厚が均一に形成された表皮材を成形することができる。また、溶融樹脂を直接にキャビティ内に充填させるため、パウダースラッシュ表皮成形法に比較して、工程数を削減することができ、生産性の向上及びコスト低減を図ることができる。
【００１８】
請求項２に記載された表皮材の成形方法によれば、複数種の溶融樹脂から特定の溶融樹脂を適宜選択して射出するＴ型ノズルを介して、前記溶融樹脂を金型のキャビティ内に充填させるため、表皮材を単層構造にしたり、多層構造にすることができる。また、通常的に使用されているＴ型ノズルを用いるため、設備コストを安価に抑制することができる。
【００１９】
請求項３に記載された表皮材の成形方法によれば、複数種の溶融樹脂から特定の溶融樹脂を適宜選択して射出するサンドイッチノズルを介して、前記溶融樹脂を金型のキャビティ内に充填させるため、表皮材を単層構造にしたり、多層構造にすることができる。また、通常的に使用されているサンドイッチノズルを用いるため、設備コストを安価に抑制することができる。
【００２０】
請求項４に記載された表皮材の成形方法によれば、前記溶融樹脂に光触媒を配合しているため、表皮材に抗菌作用、防汚作用、及び抗カビ作用などをもたせることができる。なお、この光触媒は、表皮材の表面側に形成した表皮層、及び芯材側に形成した発泡体層にも配合させることができる。
【００２１】
請求項５に記載された表皮材の成形方法によれば、進退自在に構成された樹脂供給装置を前記金型内に導入して溶融樹脂を充填するため、設備仕様を簡素化して設備コストを安価に抑制することができる。
【００２２】
請求項６に記載された表皮材の成形方法によれば、樹脂注入装置から前記連通路を介してキャビティ内に溶融樹脂を充填するため、樹脂供給装置を前記金型内に進退させる方法よりも、成形速度を向上させることができる。
【００２３】
請求項７に記載された表皮材は、前述した成形方法によって成形された表皮材であるため、これまで説明した効果と同様の効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
【００２５】
[第１の実施形態]
図１は、本発明の第１実施形態による金型及び樹脂供給ノズルからなる表皮材成形装置を概略的に示す側面図である。
【００２６】
前記金型１は、上下動自在の上型３と、下側に固定された下型５とから構成されており、上型３及び下型５の側部には、上下ストロークを検出するレーザ変位計７が取り付けられている。前記上型３の下面は、凹状に形成され、これらの上型３を下限位置に下降させて金型１を閉成したときに、上型３と下型５とでキャビティ９が形成される。また、金型１のキャビティ面は、多孔質構造に形成され、ガスや型内エアーが抜けるようになっている。
【００２７】
また、図１の左右方向に進退自在に構成された樹脂供給装置１１が金型１の側方に配置されている。この樹脂供給装置１１は、溶融樹脂（プラチゾル）Ｐを収容する容器状の樹脂収容部１３と、該樹脂収容部１３の溶融樹脂Ｐを送給するアーム部１５と、該アーム部１５の先端に取り付けられた樹脂供給ノズル１７とを備えている。また、樹脂供給装置１１は、図外の駆動装置で左右方向に進退自在に支持されている。
【００２８】
図２は、図１の樹脂供給ノズルとしてサンドイッチノズルを用いた場合を示す拡大側面図である。
【００２９】
このサンドイッチノズル１９は、基端側に形成されたシリンダー部２１と、該シリンダー部２１の先端側に一体形成されたノズル部２３とから構成されている。前記シリンダー部２１は、二股状に枝分かれした第１シリンダー部２５及び第２シリンダー部２７から構成されている。そして、第１シリンダー部２５の内部には、一対に形成されて延びる２本の樹脂流路Ａ，Ｂが形成され、第２シリンダー部２７の内部には、１本の樹脂流路Ｃが形成されている。なお、ノズル部２３の先端においては、第２シリンダー部２７の樹脂流路Ｃが、第１シリンダー部２５の２本の樹脂流路Ａ，Ｂの間に挟まれた位置に形成されている。このサンドイッチノズル１９においては、第２シリンダー部２７の樹脂流路Ｃからのみ溶融樹脂を送給することもでき、第１シリンダー部２５及び第２シリンダー部２７の双方の樹脂流路Ａ，Ｂから溶融樹脂を送給することもできる。
【００３０】
図３は、図１の樹脂供給ノズルとしてＴ型ノズルを用いた場合を示す拡大側面図である。このように、樹脂供給ノズルとして前記サンドイッチノズル１９及びＴ型ノズル２９の双方を用いることができる。
【００３１】
このＴ型ノズル２９は、基端側に形成されたシリンダー部３１と、該シリンダー部３１の先端側に一体形成されたノズル部３３とから構成されている。ノズル部３３の内部には、該ノズル部３３の軸方向に沿って３本の樹脂流路Ｄ，Ｅ，Ｆが形成されている。このＴ型ノズル２９においても、中央側の樹脂流路Ｆのみに溶融樹脂を送給することもでき、３本の樹脂流路Ｄ，Ｅ，Ｆに同時に溶融樹脂を送給することもできる。
【００３２】
前記構成を有する金型１及び樹脂供給装置１１を用いたスタンピング方式によって表皮材を成形する手順を説明する。
【００３３】
まず、図１に示すように、アーム部１５を矢印方向（右方向）に移動させながら、樹脂供給装置１１の樹脂供給ノズル１７を金型１のキャビティ９内に配置させ、この状態で、樹脂供給ノズル１７先端から溶融樹脂Ｐをキャビティ９内に射出させる。
【００３４】
ここで、樹脂供給ノズル１７としてサンドイッチノズル１９を用いた場合は、図２で説明したように、第１シリンダー部２５及び第２シリンダー部２７の樹脂流路Ａ，Ｂ，Ｃのうち、所定の樹脂流路を適宜選択して溶融樹脂Ｐを送給する。樹脂供給ノズル１７としてＴ型ノズル２９を用いた場合は、図３で説明したように、３本の樹脂流路Ｄ，Ｅ，Ｆのうち、所定の樹脂流路を適宜選択して溶融樹脂Ｐを送給する。
【００３５】
次いで、図４に示すように、上型３を下方に移動させて金型１を閉成させ、図５のように、下型５が下降限近傍までくると、溶融樹脂Ｐが上型３と下型５によって徐々に加圧される。
【００３６】
さらに、図６に示すように、金型１が完全に閉成すると、溶融樹脂Ｐが上型３と下型５によって加圧され（低圧射出成形）、この状態で、冷却及びキュアされる。
【００３７】
そして、図７に示すように、上型３を上昇させて金型１を開成し、表皮材３５を取り出して、本実施形態による表皮材３５の成形が完了する。
【００３８】
以下に、図８〜図１１を用いて、本実施形態による表皮材の構造を簡単に説明する。
【００３９】
図８は、図７のＡ−Ａ線による拡大断面図であり、単層の表皮材３５を示している。この単層の表皮材３５を成形する場合は、図２のサンドイッチノズル１９の場合は、第２シリンダー部２７の樹脂流路Ｃのみに溶融樹脂Ｐを送給することにより成形され、図３のＴ型ノズル２９の場合は、中央側の樹脂流路Ｆのみに溶融樹脂Ｐを送給することにより成形することができる。
【００４０】
図９は、２層の表皮材３７の拡大断面図である。この表皮材３７は、下側の発泡体層３９と、該発泡体層３９の上部に形成された単層表皮４１とから構成されている。この表皮材３７を成形する場合は、図２のサンドイッチノズル１９の場合は、第２シリンダー部２７の樹脂流路Ｃに発泡体層３９の溶融樹脂Ｐを送給し、第１シリンダー部２５の樹脂流路Ａ，Ｂの一方側に単層表皮４１の溶融樹脂Ｐを送給することにより成形される。また、図３のＴ型ノズル２９の場合は、中央側の樹脂流路Ｆに発泡体層３９の溶融樹脂Ｐを送給し、残りの２本の樹脂流路Ｄ，Ｅのいずれか一方側に単層表皮４１の溶融樹脂Ｐを送給することにより成形される。
【００４１】
図１０は、３層の表皮材の拡大断面図である。この表皮材４３は、芯材側に形成されたバリア層４５と、該バリア層４５の表面側に形成された発泡体層４７と、該発泡体層４７の表面側に形成された単層表皮４９とから構成されている。この表皮材４３を成形する場合は、図２のサンドイッチノズル１９の場合は、第２シリンダー部２７の樹脂流路Ｃに発泡体層４７の溶融樹脂Ｐを送給し、第１シリンダー部２５の樹脂流路Ａ，Ｂのいずれか一方側に単層表皮４９の溶融樹脂Ｐを送給し、他方側にバリア層４５の溶融樹脂Ｐを送給することにより成形される。また、図３のＴ型ノズル２９の場合は、中央側の樹脂流路Ｆに発泡体層４７の溶融樹脂Ｐを送給し、残りの２本の樹脂流路Ｄ，Ｅのいずれか一方側に単層表皮４９の溶融樹脂Ｐを送給し、他方側にバリア層４５の溶融樹脂Ｐを送給することにより成形される。
【００４２】
図１１は、サンドイッチノズルを用いて成形した３層の表皮材の拡大断面図である。この表皮材５１は、中央側に配置された発泡体層５３と、該発泡体層５３を上下から挟持する単層表皮５５，５７とから３層に形成され、図２のサンドイッチノズル１９を用いて成形することができる。具体的には、第２シリンダー部２７の樹脂流路Ｃに発泡体層５３の溶融樹脂Ｐを送給し、第１シリンダー部２５の２本の樹脂流路Ａ，Ｂに単層表皮５５，５７の溶融樹脂Ｐを送給することにより成形される。なお、最終的には、表皮材３５を図外の芯材の表面に貼着することにより、車両の内装材を製造することができる。
【００４３】
また、前記図８〜図１１の表皮材３５，３７，４３，５１に光触媒を配合させることもできる。この光触媒は、表皮材３５，３７，４３，５１を構成する単層表皮４１，４９，５５や発泡体層３９，４７，５３に所定量、配合させることができる。
【００４４】
この光触媒による光触媒反応は、まず光触媒が光を吸収して励起状態になり、その上に分子が吸着して活性化状態になって反応し、カビや雑菌等から好適に保護する。光触媒としては、二酸化チタン（ＴｉＯ２）を特に有用に用いることができ、二酸化チタンにあるエネルギー以上の光が当たると、二酸化チタンを構成している価電子帯電子が上のレベルの伝導帯に光励起され、価電子帯には電子の抜け跡である正孔（hole、ホール）が残り、これらの電子と正孔が光触媒反応を起こす。なお、光触媒としては、前記二酸化チタン以外にも、種々の触媒を用いることができる。
【００４５】
以下に、第１実施形態による作用効果を説明する。
【００４６】
金型１のキャビティ９の内部の溶融樹脂Ｐを加圧して低圧射出成形を施すため、表皮材３５の各部位において、肉厚が均一に形成される。また、溶融樹脂Ｐを直接にキャビティ９内に充填させるため、パウダースラッシュ表皮成形法等に比較して、工程数を削減することができ、生産性の向上及びコスト低減を図ることができる。
【００４７】
また、樹脂供給ノズル１７としてサンドイッチノズル１９やＴ型ノズル２９を用いれば、複数種の溶融樹脂Ｐから特定の溶融樹脂Ｐを適宜選択して、表皮材３５を単層構造にしたり、多層構造にすることができる。また、通常的に使用されているサンドイッチノズル１９やＴ型ノズル２９を用いるため、設備コストを安価に抑制することができる。
【００４８】
さらに、前記溶融樹脂Ｐに光触媒を配合するため、表皮材３５に抗菌作用、防汚作用、及び抗カビ作用などをもたせることができる。なお、この光触媒は、表皮材の表面側に形成した単層表皮４１，４９，５５、及び芯材側に形成した発泡体層３９，４７，５３にも配合させることができる。
【００４９】
また、樹脂供給装置１１のアーム部１５を金型１の内部に進入及び後退させて、溶融樹脂Ｐの射出を行うため、設備費用を安価に抑制することができる。
【００５０】
さらに、レーザ変位計７で上型３の高さ位置やストロークを検知及び制御することができるため、表皮材３５の肉厚を均一に成形することができる。
【００５１】
なお、図９〜図１１で説明した発泡体層３９，４７，５３の成形に用いる樹脂材料には、発泡剤が配合され、化学発泡によって発泡成形させることができる。また、発泡体層３９，４７，５３は、化学発泡によらずに、コアバック方式又は金型開き方式で成形することができる。
【００５２】
[第２の実施形態]
以下に、本発明の第２実施形態について説明するが、前記第１実施形態と同一内容については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００５３】
図１２は、本発明の第２実施形態による金型を概略的に示す断面図である。この金型６３は、上下動自在に構成された上型６５と、固定された下型６７とを備えている。また、下型６７には、キャビティ９に通じる連通路６９が形成されており、該連通路６９の端部６９ａには、樹脂注入装置７１が接続されている。この樹脂注入装置７１の先端には、樹脂供給ノズル７３が設けられ、該樹脂供給ノズル７３の先端が連通路６９の端部６９ａに接続されている。前記連通路６９には、溶融樹脂Ｐが冷却によって硬化しないように、図外のヒータによって加熱するホントランナー方式に構成されている。
【００５４】
この樹脂供給ノズル７３についても、前述した図２，３のサンドイッチノズル１９やＴ型ノズル２９を採用することができる。
【００５５】
前記構成を有する金型及び樹脂注入装置７１を用いた射出プレス方式によって、表皮材を成形する手順を説明する。
【００５６】
まず、図１２に示すように、樹脂注入装置７１の樹脂供給ノズル７３から金型６３の連通路６９を介して溶融樹脂Ｐをキャビティ９内に射出させる。
【００５７】
ここで、サンドイッチノズル１９やＴ型ノズル２９を用いた場合は、前記第１実施形態と同様に、所定の樹脂流路を選択して溶融樹脂Ｐを送給する。
【００５８】
次いで、図１３に示すように、上型６５を下方に移動させて金型６３を閉成させ、図１４のように、下降限近傍までくると、溶融樹脂Ｐが上型６５と下型６７によって徐々に加圧される。
【００５９】
さらに、図１５に示すように、金型６３が完全に閉成すると、溶融樹脂Ｐが上型６５と下型６７によって加圧され（低圧射出成形）、この状態で、溶融樹脂Ｐが冷却及びキュアされる。
【００６０】
そして、図１６に示すように、上型６５を上昇させて金型６３を開成し、表皮材３５を取り出して、本実施形態による表皮材３５の成形が完了する。
【００６１】
以下に、第２実施形態による作用効果を説明する。
【００６２】
本実施形態による作用効果は、前記第１実施形態による作用効果のほか、樹脂注入装置７１から前記連通路６９を介してキャビティ９内に溶融樹脂Ｐを充填するため、表皮材３５の成形速度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の第１実施形態による金型内に、樹脂供給ノズルを介して溶融樹脂を充填している状態を概略的に示す側面図である。
【図２】図１の樹脂供給ノズルとしてサンドイッチノズルを用いた場合を示す拡大側面図である。
【図３】図１の樹脂供給ノズルとしてＴ型ノズルを用いた場合を示す拡大側面図である。
【図４】本発明の第１実施形態による金型を閉成している状態を概略的に示す側面図である。
【図５】本発明の第１実施形態による金型を閉成し、溶融樹脂を賦形している状態を概略的に示す側面図である。
【図６】本発明の第１実施形態による金型を完全に閉成し、溶融樹脂を冷却及びキュアしている状態を概略的に示す側面図である。
【図７】本発明の第１実施形態による金型を開成し、成形が完了した表皮材を取り出している状態を概略的に示す側面図である。
【図８】図７のＡ−Ａ線による拡大断面図であり、単層の表皮材を示している。
【図９】２層の表皮材の拡大断面図である。
【図１０】３層の表皮材の拡大断面図である。
【図１１】サンドイッチノズルを用いて成形した３層の表皮材の拡大断面図である。
【図１２】本発明の第２実施形態による金型内に、連通路を介して溶融樹脂を充填している状態を概略的に示す側面図である。
【図１３】本発明の第２実施形態による金型を閉成している状態を概略的に示す側面図である。
【図１４】本発明の第２実施形態による金型を閉成し、溶融樹脂を賦形している状態を概略的に示す側面図である。
【図１５】本発明の第２実施形態による金型を完全に閉成し、溶融樹脂を冷却及びキュアしている状態を概略的に示す側面図である。
【図１６】本発明の第２実施形態による金型を開成し、成形が完了した表皮材を取り出している状態を概略的に示す側面図である。
【符号の説明】
【００６４】
Ｐ…溶融樹脂
１，６３…金型
９…キャビティ
１１…樹脂供給装置
１９…サンドイッチノズル
２９…Ｔ型ノズル
３５，３７，４３，５１…表皮材
６９…連通路
７１…樹脂注入装置
【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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【図６】
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【図７】
2005205653.tif 000009
【図８】
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【図９】
2005205653.tif 000011
【図１０】
2005205653.tif 000012
【図１１】
2005205653.tif 000013
【図１２】
2005205653.tif 000014
【図１３】
2005205653.tif 000015
【図１４】
2005205653.tif 000016
【図１５】
2005205653.tif 000017
【図１６】
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