(57)【要約】【課題】成形プレス、射出成形機などの汎用機の有効利用を図り、締結部品の射出型費の低減、締結部品の締結に必要な専用機、治具の費用低減を図る。【解決手段】締結部品一体型内装基材１は、金型２内で熱可塑性樹脂３を射出することにより、複数の締結部４ａ〜４ｆを熱可塑性樹脂及び植物系繊維を含有する成形基材５に対して溶着し取り付けてなるものであり、成形基材５は、重量比率で熱可塑性樹脂５０％及びケナフ繊維５０％を含有し、成形基材５中のＰＰ樹脂が溶融し、その熱で、成形基材５中のＰＰ樹脂と、射出されてくるＰＰ樹脂とが絡み合い、強固に溶着して結合され、内装基材１は中央に凹面１ａを部分的に有し全体として曲面を含む凸状である表面１ｂと、中央に凸面１ｃを部分的に有し全体として曲面を含む凹状である裏面１ｄとを備え、締結部４ａ〜４ｆとしてはクリップ形状であり、これらの締結部４ａ〜４ｆがシートのフロント部に嵌合的に結合する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型内で熱可塑性樹脂を射出することにより、締結部を熱可塑性樹脂及び植物系繊維を含有する成形基材に対して溶着してなることを特徴とする締結部品一体型内装基材。
【請求項２】
成形基材の面を成形する上型と下型とからなる金型と、
上型及び／又は下型に設置され射出ゲートと射出ゲートに連絡する締結部用凹部とを有する射出ユニットと、を備え、
前記射出ユニットに熱可塑性樹脂を供給し、前記成形基材の熱可塑性樹脂と、前記射出ユニットから射出される熱可塑性樹脂とを溶融接着させ、締結部を型内で成形することを特徴とする締結部品一体型内装基材製造装置。
【請求項３】
金型内に熱可塑性樹脂及び植物系繊維を含有する成形基材を置き、
金型を型締めし、
上型及び／又は下型に形成され射出ゲートと射出ゲートに連絡する締結部用凹部とを有する射出ユニットに熱可塑性樹脂を供給し、
前記成形基材の熱可塑性樹脂と、前記射出ユニットから射出される熱可塑性樹脂とを溶融接着させ、締結部を型内で成形する、
ことを特徴とする締結部品一体型内装基材製造方法。
【請求項４】
金型内に熱可塑性樹脂及び植物系繊維を含有する成形基材を置き、
金型を型締めして前記成形基材を熱成形し、
上型及び／又は下型に形成され射出ゲートと射出ゲートに連絡する締結部用凹部とを有する射出ユニットに熱可塑性樹脂を供給し、
前記成形基材の熱可塑性樹脂と、前記射出ユニットから射出される熱可塑性樹脂とを溶融接着させ、締結部を型内で成形する、
ことを特徴とする締結部品一体型内装基材製造方法。
【請求項５】
表皮材も同時に成形することを特徴とする請求項３又は４の締結部品一体型内装基材製造方法。
【請求項６】
締結部品一体型内装基材の端材によるリサイクルペレット材を使用してインジェクション成形を行なうことを特徴とする請求項３ないし５いずれかの締結部品一体型内装基材製造方法。
【請求項７】
前記内装基材における熱可塑性樹脂の含有重量比率は４０％〜６０％の範囲であることを特徴とする請求項３ないし５いずれかの締結部品一体型内装基材製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ドアトリム、シートバック等の締結部品一体型内装基材及びその製造方法に係り、特に、熱成形用木質系繊維板に締結部を一体的に結合する締結部品一体型内装基材及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
通常、自動車室内に内装される内装部品の基材として、コスト並びに成形性に優れていることから、木質系繊維板が使用されることが多い。この木質系繊維板は、木質系繊維５０重量部（例えばケナフ繊維）、ポリプロピレン樹脂（以下ＰＰ樹脂という）又はＰＰ樹脂繊維５０重量部をブレンダーにより混合した後、フォーマーによりマット状に形成し、更に、プレス機により板状に形成した繊維板をヒーターにより加熱軟化膨潤処理した後（例えば、３００℃くらいの加熱温度で３分程度）、所望の曲面形状を有する冷間プレス成形金型内に載置して、所望のプレス圧で絞り成形することにより、所要形状の内装基材を成形する。この内装基材が多孔性を備えていることから、この内装基材に対して真空貼着により適宜に表皮材を被覆貼着してドアトリム、シートバック、リヤコーナートリム等の種々の自動車用内装部品を製作している。
【０００３】
これらの木質系繊維板の自動車内装部品に、後工程において、取付フック、クリップ、リテーナ、ブラケット等の各種締結部品を、この基材に締結するのであるが、締結部品は基材とは別部品であって、締結部品を購入する場合もあるが、締結部品の型を作り、それをリベット、ボルト・ナット等の金属物で機械的に締結している。または、後工程において、木質系繊維板の表面に、ホットメルト材による溶着、あるいは、超音波及び振動溶着により、溶着面を形成し、この溶着面に各種各種締結部品を結合している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、（１）個々の締結部品の形状が異なっているため製品単価が高くなり、締結に必要な超音波、振動溶着機等の専用設備、治具が非常に高価であり、（２）基材に締結部品を締結するための部品費、工数、加工賃が必要であり、（３）更に、複数の締結部品をひとつずつ結合する必要があり作業も煩雑であり、原価アップの要因になっている。
そこで、本発明は、成形プレス、射出成形機などの汎用機の有効利用を図り、締結部品の射出型費の低減、締結部品の締結に必要な専用機、治具の費用低減を図ることを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
そこで、上記諸課題に鑑み、本発明はなされたものであり、金型内で熱可塑性樹脂を射出することにより、締結部を熱可塑性樹脂及び植物系繊維を含有する成形基材に対して溶着してなることを特徴とする締結部品一体型内装基材である。これにより、後工程での締結部品の結合作業を廃止でき、型内一体成形を実現し、従来の振動溶着、ホットメルト専用装置等の１／３程度の費用低減を達成できる。
【０００６】
熱可塑性樹脂及び植物系繊維を含有する成形基材の例としては、ＰＰ樹脂繊維とケナフ繊維とをほぼ所定比率（例えば同量）混合してマット状に成形した後、プレス機で所望厚みに圧縮加工を施すことにより、所望の剛性が得られる熱成形用繊維板を成形するものが挙げられる。ポリプロピレン樹脂繊維と植物系繊維とをほぼ同量配合したものをブレンダー工程、フォーマー工程を経てマット状に形成した後、プレス機により板状に形成する。
【０００７】
ここで、「植物系繊維」には、ケナフ、ヤシ、パーム、サイザル麻、マニラ麻、コウゾ、ヘンプ、ワラ、バガス等を原料とする非木材繊維や、針葉樹や広葉樹等を原料とする木材繊維、また機械パルプ、化学パルプ、セミケミカルパルプ、及びこれらのリサイクルパルプ、更には、これらのパルプを原料として合成される人造の各種セルロース系繊維を広く含むものとするが、特に、ケナフ繊維、ジュート繊維等が適しており、ケナフ繊維の素材であるケナフは、光合成により通常植物の約５倍のＣＯ２を吸収するという性質をもつことから、ケナフは地球環境の保全に有効である。
【０００８】
「熱可塑性樹脂繊維」は、加熱すると柔らかくなり可塑性（圧力に応じて変形する性質）がでる樹脂であり、好適にはポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等を原料とするものを用いることができる。
【０００９】
上記ＰＰ樹脂繊維と植物系繊維との配合割合は、好ましくはほぼ同等量であるが、用途や要求される機能、物性等を考慮して、ＰＰ樹脂繊維４０〜６０重量部に対して植物系繊維６０〜４０重量部のように、適宜配合を変更できる。
【００１０】
繊維積層マットのように、弾性の異なる複数の繊維マットを積層させたものでもよい。繊維マットは、植物系繊維と熱可塑性樹脂繊維とを混合したものであり、植物系繊維および熱可塑性樹脂繊維を混綿し、解繊することで調製される。この繊維マットの弾性に変化を与えるには、使用する植物系繊維の形状（繊維長さ、繊維太さ）、使用する植物系繊維の種類等を変えて対応することができる。
【００１１】
「成形基材」は、ボード状のものはもとよりその用途に応じた種々の形状のものをいい、厚さに対して密度が均一なもの、可変なものいずれも含まれ、さらに、繊維積層体成形品でもよく、例えば、低密度の繊維層の両面に高密度の繊維層を積層させたり、高密度の繊維層の両面に低密度の繊維層を積層させたり、高密度の繊維層と低密度の繊維層を交互に複数組積層させたりすることができる。
【００１２】
熱可塑性樹脂繊維の融点以上の温度で所定時間、熱処理（加熱）する。例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）を原料とする熱可塑性樹脂繊維を用いる場合、熱処理温度を１６０〜１７０℃程度以上に設定する。
【００１３】
本発明は、成形基材の面を成形する上型と下型とからなる金型と、
上型及び／又は下型に設置され射出ゲートと射出ゲートに連絡する締結部用凹部とを有する射出ユニットと、を備え、
前記射出ユニットに熱可塑性樹脂を供給し、前記成形基材の熱可塑性樹脂と、前記射出ユニットから射出される熱可塑性樹脂とを溶融接着させ、締結部を型内で成形することを特徴とする締結部品一体型内装基材製造装置である。
【００１４】
本発明は、
金型内に熱可塑性樹脂及び植物系繊維を含有する成形基材を置き、
金型を型締めし、
上型及び／又は下型に形成され射出ゲートと射出ゲートに連絡する締結部用凹部とを有する射出ユニットに熱可塑性樹脂を供給し、
前記成形基材の熱可塑性樹脂と、前記射出ユニットから射出される熱可塑性樹脂とを溶融接着させ、締結部を型内で成形する、
ことを特徴とすることが好ましい。
【００１５】
本発明は、
金型内に熱可塑性樹脂及び植物系繊維を含有する加熱されたシート材を投入し、
金型を型締めして前記成形基材を熱成形し、
上型及び／又は下型に形成され射出ゲートと射出ゲートに連絡する締結部用凹部とを有する射出ユニットに熱可塑性樹脂を供給し、
前記成形基材の熱可塑性樹脂と、前記射出ユニットから射出される熱可塑性樹脂とを溶融接着させ、締結部を型内で成形することが好ましい。
本発明では射出ユニットは射出ゲートや締結部品用溝を有し、この射出ユニットを型に取り付けるだけでよいので、型費が低減できる。即ち、成形基材の面形状をつけるために熱成型をするが、その成型と同時に締結部を形成する熱可塑性樹脂も射出する。これにより、２工程を１工程に集約することが可能となり、製造効率が高まる利点がある。
【００１６】
本発明は、表皮材も同時に成形することも可能である。例えば、表皮材をキャビティ側（上型）に固定し、後は、前段落で記載した成形基材の同時成形と同一方法で固定できる。
【００１７】
本発明は、締結部品一体型内装基材の端材によるリサイクルペレット材を使用してインジェクション成形を行なうことが好ましい。
もともと植物系繊維と熱可塑性樹脂の混合成形品であるので、これを細かく粉砕して、再生して同じ目的に使うことも可能である。その中でも一番の利点は、締結部品一体型内装基材の解体作業がないことが利点である。従来の金属製締結物がないからであり、簡単に粉砕できるのであることより可能となる。
【００１８】
本発明は、前記内装基材における熱可塑性樹脂の含有重量比率は４０％〜６０％の範囲であることが好ましい。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る締結部品一体型内装基材についての好適な実施形態について図面を参照して説明する。
図１に示す締結部品一体型内装基材１（以下、単に内装基材１という）は、金型２（図５、図６参照）内で熱可塑性樹脂３（図６参照）を射出することにより、複数の締結部４ａ〜４ｆを熱可塑性樹脂及び植物系繊維を含有する成形基材５に対して溶着し取り付けてなるものである。成形基材５は、重量比率で熱可塑性樹脂５０％及びケナフ繊維５０％を含有するものである。成形基材５中のＰＰ樹脂が溶融し、その熱で、成形基材５中のＰＰ樹脂と、射出されてくるＰＰ樹脂とが絡み合い、強固に溶着して結合されるのである。この成形基材５の製法の一例については前記従来技術の欄、特開２００１−１７９７１６、特開２００２−３７１４５５等を参照されたい。この締結部品一体型内装基材１は、フロントシートバックであり、フロントシートの背中の背もたれの後ろの部分である。その他の適用部位としては例えば内装トリム（ドアトリム、パケッジトレイ等）にもすべてに適用できる。
内装基材１は中央に凹面１ａを部分的に有し全体として曲面を含む凸状である表面１ｂと、中央に凸面１ｃを部分的に有し全体として曲面を含む凹状である裏面１ｄとを備えている。締結部４ａ〜４ｆとしてはクリップ、ブラケット等である。クリップの場合、弾性係止部材となり、弾性変形することで対象物に係止できる。ブラケットの場合には、孔が設けられて、嵌め込みで固定できるようになっている。これらの締結部４ａ〜４ｆがシートのフロント部（図示略）に嵌合的又はねじで結合するようになっている。締結部４ａ〜４ｆと連結している樹脂通路跡部６ａ〜６ｅも形成されている。樹脂通路跡部６ｃは中央から分岐して夫々、締結部４ｃ、４ｄと連結している。
【００２０】
次に内装基材１を製造する内装基材製造装置１０について説明する。
内装基材製造装置１０は、成形基材５を成形する凹状の上型１２と、凸状の下型１４とからなる金型２と、溶融したＰＰ樹脂が冷えないように加熱するヒータ１６と、射出ユニット１８と、から構成されている。この射出ユニット１８は、下型１４に予め組み込まれている凸状の本体部２０と、下型１４に形成された樹脂注入口２１及び射出通路２２と、射出通路２２と連通し本体部２０に形成される射出貯留スペース２４と、射出貯留スペース２４と連通する複数（ここでは５個）の射出ゲート２６ａ〜２６ｅと、複数の射出ゲート２６ａ〜２６ｅに各々に連通される凹溝形状の出口通路２８ａ〜２８ｅと、各出口通路２８ａ〜２８ｅに接続されて締結部４ａ〜４ｆに対応する締結部用凹部３０ａ〜３０ｆと、を備えている。それぞれの出口通路２８ａ〜２８ｅはゲート２６ａ〜２６ｅから分岐している。射出通路２２、射出貯留スペース２４、射出ゲート２６ａ〜２６ｅ、出口通路２８ａ〜２８ｅを経て熱可塑性樹脂３（ここではＰＰ）を締結部用凹部３０ａ〜３０ｆへ供給し、成形基材５に含有されている熱可塑性樹脂と、各出口通路２８から締結部用凹部３０ａ〜３０ｆへ射出される熱可塑性樹脂３とを溶融接着させ、締結部４を型内で成形することを特徴とするものである。
上型１２は、曲面を含む凹面１２ａを備えている。
【００２１】
次に内装基材１の製造方法について説明する。
成形基材５の局面形状を予め熱成形しておく。成形基材５をその裏面が下になるように射出ユニット１８の本体部２０の上にセットし、上型１２で型締めする。このときの上型１２及び下型１４の温度は３０℃〜５０℃であり、好ましくは４０℃である。なお、この上型１２及び下型１４の温度は、使用する熱可塑性樹脂３の種類等によって適宜調整することができる。
【００２２】
次いで、型締めしたそのままの状態で所定時間（例えば３０〜４０分）保持し、締結部４を固化させ、形状を安定させる。ここでは、熱型の熱に反応した熱可塑性樹脂が固化して熱型の形状に成形される。この保持時間は、製品の大きさ、成形条件、加圧力等によって適宜選択される。この際、高周波加熱を併用すると保持時間を短縮することもできる。
【００２３】
内装基材１の裏面側から熱可塑性樹脂３を射出して締結部４を多数箇所（ここでは５箇所）でもって同時に形状を造るわけである。即ち、樹脂注入口２１、射出通路２２から射出貯留スペース２４に熱可塑性樹脂３を供給し、ここから熱可塑性樹脂３を各射出ゲート２６へ供給し、各射出ゲート２６から分岐して出口通路２８を経て、締結部用凹部３０へ供給し、そこに溜まった熱可塑性樹脂３が固まってクリップや取手の部分等となる締結部４が成形基材５の表面に部分的に溶着して結合する。通常の木質繊維ボードであれば、普通では溶着しないが、成形基材５は植物系繊維にＰＰ樹脂を混ぜたものであるので（ここでは、植物系繊維が５０％、ＰＰ樹脂が５０％の配合割合である）、溶融した樹脂を成形基材５の表面部に射出すると、２００℃程度の熱可塑性樹脂３により、成形基材５中のＰＰ樹脂が自ずと溶融し、その熱で、成形基材５中のＰＰ樹脂と、射出されてくるＰＰ樹脂とが絡み合い、強固に結合されるわけである。これは普通の木質材では成し得ない事である。その結合力については、締結部品が別物で機械的に成型する方法である場合のものと何ら遜色ない。
予め成形された成形基材５に対し型内で熱可塑性樹脂を射出することによってコストの低減を図ることができるとともに、締結部４を成形基材５に対して一度で多数を同時に結合できるので、締結作業を簡絡的に行なうことができ、型費用、締結費用、工数等を大幅に低減できる。
基本的に既存設備を利用することで製造できる。設備は現有の一般的な設備を流用して射出ユニット１８の本体部２０を、新たに製品単位で製作し下型１４へ固定すれば、型費用は大幅に低減できる。専用機化された金型よりも汎用性のある金型を利用することが好ましい。
【００２４】
締結部４の原料となる、金型２へ射出される熱可塑性樹脂３は、植物系材料、例えばケナフ材料のリサイクルペレットの射出も可能であり、ケナフ材料のリサイクル部品として製品化を達成できる。
【００２５】
アンダカット用インジェクション機構の図示は略してある。下型１４からインジェクタピンを出し、ワークを持ち上げて取り出しやすくする入れ子機構であり、射出成形部がアンダカットのため、下型１４に引っ掛かってしまい、ワークがインジェクトできないことを解消するための機構である。
【００２６】
なお、成形基材５の曲面形状の成型と同時に締結部４を射出成形とすることもある。例えば、金型内に熱可塑性樹脂及び植物系繊維を含有する加熱されたシート材を投入し、金型を型締めして前記成形基材を熱成形し、上型及び／又は下型に形成され射出ゲートと射出ゲートに連絡する締結部用凹部とを有する射出ユニットに熱可塑性樹脂を供給し、前記成形基材の熱可塑性樹脂と、前記射出ユニットから射出される熱可塑性樹脂とを溶融接着させ、締結部を型内で成形することが好ましい。
更に、表皮材も同時に成形することも可能である。例えば、表皮材をキャビティ側（上型）に固定し、後は、前記した成形基材の同時熱成形と同一方法で固定できる。
熱型１１が上下に移動可能な構成ではあるが、これに限らず、上熱型１１と下熱型１２のいずれか一方又は両方が開閉方向に移動可能であって開閉自在となっていればよい。熱可塑性樹脂３の熱や型締めによる圧力から保護するためなどの目的で、熱可塑性エラストマーシート又はフィルム等で成形基材５の表面を被う構成としてもよい。
【００２７】
ところで、締結部４となる熱可塑性樹脂を内装基材１に射出して融着する際、熱可塑性樹脂が漏れて拡がるおそれがある。例えば、図７（ａ）〜（ｃ）に示す通り、下型１１４の締結部凹部１３０ａにより成形すると、成形基材１０４の上面に樹脂漏れ１０４ｂが拡がって固着される。これを防ぐ対応策としては次の構成がある。即ち、図７（ｄ）〜（ｆ）に示す通り、下型１４の各締結部用凹部３０、図では締結部用凹部３０ａの周囲に円環状の突起５０を形成し、下型１４に上型１２を型締めすると、円環状の突起５０よりも外側領域に熱可塑性樹脂３がはみ出さない。つまり、突起５０は熱可塑性樹脂３を堰き止める作用をなし、締結部４ａの周囲に盛り上がり部５１を形成するのである。
この溝は、１ｍｍ〜２ｍｍの幅で、１ｍｍ〜２ｍｍの深さが好ましい。その範囲までは表面に対してなんら悪影響はない。溝は１ｍｍ程度が好ましいが、この内装基材５自体が転写性が悪いこともあるので、２ｍｍの深さまで設定する。
【００２８】
上記に説明した内装基材１、内装基材製造装置１０、内装基材製造方法は、次のような効果を有する。
（１）個々の締結部品の形状が異なっても、締結部４ａ〜４ｆを成形基材５に射出成形で溶着するだけであるので、型費用が安価になる。
（２）既存のプレス機、射出機に一般的な成形型として固定するだけでよいので、締結に必要な超音波、振動溶着機等の専用設備、治具が不要になり、成形費用が非常に安価である。
（３）成形基材５に締結部４ａ〜４ｆを締結するための部品費、工数、加工賃が低減できる。
（４）複数の締結部４ａ〜４ｆを一挙に成形基材５に結合するので、作業が簡単であり、原価削減に寄与できる。
【００２９】
以上、本実施形態における内装基材１、内装基材製造装置１０及び、内装基材１の製造方法について説明したが、本発明は上記に限定されるものではなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採り得るものである。また、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲において、改変等を加えることができるものであり、それらの改変、均等物等も本発明の技術的範囲に含まれることとなる。例えば、本実施形態における内装基材１、内装基材１の製造装置及び製造方法を実施するに当たり、内装基材１の材質、金型に供給される熱可塑性樹脂の種類、金型の形状、型締め速度、型締め圧力、型温度等、各種の成形条件は、内装基材、締結部の種類等に応じて適宜選択され、特に限定されるものではない。
【００３０】
【発明の効果】
請求項１〜７の発明によれば、成形プレス、射出成形機などの汎用機の有効利用を図り、締結部品の射出型費の低減、締結部品の締結に必要な専用機、治具の費用低減を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は内装基材１の表面の斜視図、（ｂ）は内装基材１の裏面の斜視図である。
【図２】下型の射出通路及び射出貯留スペースを示す平面図である。
【図３】下型のゲート、出口通路及び締結部凹部を示す平面図である。
【図４】上型の裏面図である。
【図５】金型の中央縦断面図である。
【図６】金型の中央縦断面図（図５と直交する面で切断したもの）である。
【図７】（ａ）は従来品の締結部周りの断面図、（ｂ）は従来品の締結部周りの斜視図、（ｃ）は従来品の下型の断面図であり、一方、（ｄ）は本実施形態の締結部周りの断面図、（ｅ）は本実施形態の締結部周りの斜視図、（ｆ）は本実施形態の下型の断面図である。
【符号の説明】
１…締結部品一体型内装基材  ２…金型  ３…熱可塑性樹脂
４ａ〜４ｆ…締結部  ５…成形基材  １０…内装基材製造装置
１２…上型  １４…下型  １６…ヒータ  １８…射出ユニット
２０…本体部  ２２…射出通路  ２４…射出貯留スペース
２６ａ〜２６ｅ…ゲート  ２８ａ〜２８ｅ…出口通路
３０ａ〜３０ｆ…締結部用凹部
【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】
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