(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表皮材と熱可塑性樹脂発泡基材とが成形と同時に一体的に積層された発泡熱可塑性樹脂成形体であって、
前記表皮材が裏面に圧縮弾性率が０．３ＭＰａ以下のクッション層と前記クッション層に裏打ちされた保護層を有しており、
前記熱可塑性樹脂発泡基材は発泡コア層、表皮材側スキン層、及び裏面側スキン層から構成されており、前記表皮材側スキン層の厚さをＡ、前記裏面側スキン層の厚さをＢとしたとき、Ａ＜Ｂであることを特徴とする発泡熱可塑性樹脂成形体。
【請求項２】
前記表皮材側スキン層の厚さＡと前記裏面側スキン層の厚さＢとの関係が、Ａ≦０．８Ｂであることを特徴とする請求項１に記載の発泡熱可塑性樹脂成形体。
【請求項３】
前記Ａが１ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の発泡熱可塑性樹脂成形体。
【請求項４】
前記熱可塑性樹脂がポリプロピレン系樹脂であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の発泡熱可塑性樹脂成形体。
【請求項５】
前記ポリプロピレン系樹脂がメルトフローレート（ＭＦＲ）が１５以上である請求項４に記載の発泡熱可塑性樹脂成形体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発泡熱可塑性樹脂成形品に関し、詳しくは自動車内装部材等に適した軽量で高剛性であり、かつ表皮材層の触感がソフトである樹脂成形体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
熱可塑性樹脂を射出成形等の方法によって成形し、表皮材を積層した熱可塑性樹脂成形品は従来から自動車部品内装材等の分野において使用されているが、これらの成形品は、密度が高く、従って高重量であり、特に自動車用内装材の分野においてはその軽量化が求められている。
【０００３】
自動車部品内装材として、熱可塑性樹脂を使用し、かつその内層を発泡樹脂として軽量化を図るために、雌雄１組の金型間に表皮材をセットし、金型間隔（キャビティークリアランス）を特定の値にし、次いで発泡剤含有ポリプロピレン樹脂組成物を表皮材と雌金型との間に注入すると同時に型を閉じて樹脂を所定形状に賦形すると共に表皮材と一体化し、その後型を所定間隔だけ開いて樹脂のコア部を発泡させた後に冷却することにより成形を行う方法が知られている（特開平６−３４４３６２号公報）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記の特開平６−３４４３６２号公報に開示されるような、表皮材と熱可塑性樹脂基材とを積層一体化した成形体では、軽量化は可能であっても、表皮材のソフト感と成形体としての高剛性化の双方の要請を同時に満足させることはできなかった。
【０００５】
すなわち、この公報に開示されているような従来から知られている成形体は、発泡基材層の表皮材側及び裏面側の双方に同一の厚みを有するスキン層（発泡していない固化層）が形成されており、主にこのスキン層の厚みを調整することによって剛性と軽量化をバランスさせたものである。
【０００６】
このため、高剛性の成形体を得ようとすると、両面のスキン層が厚くなって成形体の表皮材のソフト感が十分に得られず、一方、表皮材のソフト感を十分に得ようとすると、両面のスキン層が薄くなって成形体としての剛性に劣るという問題があった。
【０００７】
本発明は、かかる問題を解決し、軽量かつ高剛性であって、しかも表皮材層の触感がソフトな、表皮材と熱可塑性樹脂発泡基材とを積層一体化した成形体を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、表皮材と熱可塑性樹脂発泡基材とが成形と同時に一体的に積層された発泡熱可塑性樹脂成形体であって、
前記表皮材が裏面に圧縮弾性率が０．３ＭＰａ以下のクッション層と前記クッション層に裏打ちされた保護層を有しており、
前記熱可塑性樹脂発泡基材は発泡コア層、表皮材側スキン層、及び裏面側スキン層から構成されており、前記表皮材側スキン層の厚さをＡ、前記裏面側スキン層の厚さをＢとしたとき、Ａ＜Ｂであることを特徴とする。
【０００９】
本発明におけるスキン層とは、発泡コア層の厚み方向の両面に形成される非発泡層を示し、表皮材側スキン層厚みＡ、と裏面側スキン層厚みＢの関係Ａ＜Ｂとは、成形体の厚み方向での同一位置における表皮材側のスキン層厚みと裏面側スキン層厚みの関係を示したものである。尚、本願発明の成形体において前記Ａ＜Ｂの関係は、表皮材が積層一体化されている部分において成立していればよく、例えば、表皮材が積層されていない非製品部分を有した成形品や表皮材が部分的に積層一体化された成形品の場合、これら表皮材が積層されていない成形体部分においては前記Ａ＜Ｂの関係が成立していなくてもよい。
【００１０】
発泡コア層、表皮材側スキン層、及び裏面側スキン層を有し、表皮材が積層された表皮材側スキン層の厚さＡと裏面側スキン層の厚さＢとの関係をＡ＜Ｂを充たす構成とすることにより、高剛性でありしかも軽量であるという要請を充たしつつソフトな表皮材層の触感を有する発泡熱可塑性樹脂成形体が得られる。ここで、発泡コア層の発泡倍率は、成形体の軽量化という観点から２倍以上、特に３倍以上であることが好ましい。
【００１１】
上記の発泡熱可塑性樹脂成形体においては、前記表皮材が裏面、即ち樹脂との積層面側に圧縮弾性率が０．３ＭＰａ以下のクッション層を有することが好ましい。
【００１２】
表皮材と樹脂層の間にクッション層が形成されることにより、さらに表皮材層の触感がソフトな発泡熱可塑性樹脂成形体が簡便に得られる。
【００１３】
上述のクッション層の圧縮弾性率は、クッション層構成材料を直径５０ｍｍの円板にて１ｍｍ／ｍｉｎの圧縮速度で圧縮した際の初期弾性率である。
【００１４】
上記の発明においては、前記表皮材側スキン層の厚さＡと前記裏面側スキン層の厚さＢとの関係が、Ａ≦０．８Ｂであることが、表皮材層の触感がソフトな発泡熱可塑性樹脂成形体がより確実に形成され、より好ましい。
【００１５】
ソフトな表皮材層のソフトな触感を維持するために前記Ａは、パネルの厚さにかかわらず１ｍｍ以下であることが好ましい。
【００１６】
本発明の発泡熱可塑性樹脂成形体を構成する前記熱可塑性樹脂は、ポリオレフィン系樹脂、とりわけポリプロピレン系樹脂であることが、低価格で高強度、高剛性の発泡熱可塑性樹脂成形体を得ることができ、好ましい。
【００１７】
ポリプロピレン系樹脂としては、特にメルトフローレート（ＭＦＲ）値が１５以上、より好ましくは２５以上のポリプロピレン系樹脂が使用される。
【００１８】
ＭＦＲが上記範囲のポリプロピレン系樹脂を使用することにより、気泡の破壊が防止され、発泡コア層が確実に形成される結果、高剛性でかつ軽量である発泡熱可塑性成形体であって上述のＡ＜Ｂ、好ましくはＡ≦０．８Ｂを充たし、ソフトな表皮材層の触感を有した成形体が得られる。
【００１９】
本発明の発泡熱可塑性樹脂成形体は、特に自動車内装部品に好適に使用可能であり、具体的には、インストルメントパネル、シートバック、パーティションボード、コンソールボックス、ドアトリム等が例示される。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１には発泡熱可塑性樹脂成形体（以下単にパネルという）の部分断面形状の例を示した。
パネル１は表皮材３と発泡熱可塑性樹脂層１０とが積層されており、発泡熱可塑性樹脂層１０は、表皮材側スキン層５、裏面側スキン層７、及び発泡コア層９から構成されており、表皮材側スキン層５の厚さをＡ、裏面側スキン層７の厚さをＢとすると、Ａ＜Ｂである。表皮材の厚さはＣにて表されている。
【００２１】
本発明のパネルの形状は、何ら平面的なものに限定されず、それぞれの用途、目的に応じて曲面状であったり、自動車内装材のように立体的な形状であってもよい。以下、図２に基づいて表面に表皮材層を積層した立体形状のパネルを作製する例を説明する。パネルの製造には雄金型２３と基台２６に固定された雌金型２５から構成され、キャビティークリアランス（ｔ）が任意に設定可能な１組の金型を使用する。
【００２２】
本発明の発泡熱可塑性樹脂成形体を成形するに際し、雄金型と雌金型、それぞれの金型の温度設定が重要であり、表皮材側となる雄雌いずれかの金型温度を反表皮材側となる金型温度よりも高く設定する。
【００２３】
表皮材側となる金型の温度は、８０℃以下とすることが冷却時間短縮の面から好ましく、反表皮材側の金型温度は表皮材側金型温度よりも１０℃以上低くするのが好ましく、２０℃以上低くするのがより好ましい。
【００２４】
表皮材３０は雄金型２３の端面とクランパー２８により保持する（図２（ａ））。クランパー２８による表皮材３０の保持は、成形に際して表皮材３０が金型凹部に引き込まれる場合に、摺動可能な程度に行われる。
【００２５】
次いで雄金型２３、雌金型２５の少なくとも一方を移動させて樹脂供給開始クリアランスを形成する。樹脂供給開始クリアランスは、適宜設定されるが、広過ぎると樹脂の発泡が急速に起こり、発泡剤がぬけて気泡が十分形成されない場合が有る。表皮材３０の厚さをＣとしたとき、（Ｃ＋５）ｍｍ未満であることが、発泡剤のいわゆるガス抜けを防止することができ、高発泡倍率の発泡コア層が容易に形成されるため、より好適である。
【００２６】
図２（ｂ）に示した工程は、発泡剤を含む溶融熱可塑性樹脂３３を樹脂供給通路３２を通じて注入する工程である。樹脂供給通路３２の分岐通路３２Ｂは、この例においては３本形成されているが、これに限定されるものではなく、成形体の形状、大きさにより任意に設定される。
【００２７】
発泡剤を含む溶融熱可塑性樹脂３３を所定量注入後、金型のキャビティークリアランスが成形体の設定厚み以下となるように圧縮し、その状態で樹脂表面層を冷却して樹脂のスキン層を形成する。この圧縮工程にて表皮材と樹脂層とが接着される。スキン層を形成するための冷却時間は、成形品の厚み、金型温度等を考慮して適宜設定されるが、成形時間の短縮等の実用的な条件を考慮すると、１〜３０秒程度であることが好適である。
【００２８】
次いで金型のキャビティークリアランスが成形体の設定厚みとなるように開き、スキン層の間の樹脂を発泡させて発泡コア層を形成することによって、最終製品であるパネル状の発泡熱可塑性樹脂成形体が得られる。
【００２９】
成形に際して金型のキャビティークリアランスの圧縮速度は１〜５０ｍｍ／ｓｅｃであることが好ましく、圧縮は、雌雄の金型を相対的に移動させて行われる。雌雄１組の金型は、一方のみを移動させてもよく、必要に応じて双方を移動させてもよい。また溶融熱可塑性樹脂の注入圧力は、０．５〜５０ＭＰａであることが好ましい。
【００３０】
本発明に使用する熱可塑性樹脂は、従来から自動車内装部材等に使用されている樹脂は限定なく使用可能であり、具体的には、ポリプロピレン系樹脂やポリエチレン系樹脂等のポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂等のアクリル系樹脂、ＡＢＳ、ナイロン−６等のポリアミド系樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂等が例示される。これらのなかでも、成形性、コスト、物理的強度等の観点からポリプロピレン系樹脂の使用が好ましく、特にメルトフローレート（ＭＦＲ）値が１５以上のポリプロピレン系樹脂であることがより好ましい。
【００３１】
上記の熱可塑性樹脂に添加する発泡剤は、熱可塑性樹脂の発泡体を製造する際に使用されてい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、発泡剤として重炭酸ナトリウム、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、アゾビ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類、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。
【００３２】
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。
【００３３】
また、前記化学発泡剤の他、液状またはガス状の二酸化炭素および／または窒素等を直接溶融樹脂中に圧入してもよい。
【００３４】
本発明のパネル状の発泡熱可塑性樹脂成形体の表皮材としては、公知の表皮材は限定なく使用可能である。具体的な表皮材としては、織布、不織布、編布、熱可塑性樹脂ないし熱可塑性エラストマーにて形成されたフィルム、シート等が例示される。さらにこれらの表皮材に、ポリウレタン、ゴム、熱可塑性エラストマー等の非発泡シートや発泡体シートを積層した複合表皮材を使用してもよい。
【００３５】
クッション層を構成する材料は、ポリウレタンフォーム、ＥＶＡフォーム、ＰＰフォーム、ＰＥフォーム等が例示されるが、圧縮永久歪が小さく、しかも圧縮弾性率が０．３ＭＰａ以下の材料が容易に形成可能であることから、ポリウレタンフォームが最も好ましい。またクッション層の保護層として、織布、不織布、編布、熱可塑性樹脂もしくは熱可塑性エラストマー等のシートもしくはフィルムがクッション層に裏打ちされていてもよい。
【００３６】
【実施例】
以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実施例を、５００トンの型締め力を有するプレス機に図２に示す雌雄１組の金型を取り付けて行った成形を例として以下に説明する。
【００３７】
表皮材としては、厚み０．５ｍｍのポリオレフィン系熱可塑性エラストマーシ−トに、厚み４ｍｍ、圧縮弾性率０．２ＭＰａのポリウレタン発泡層が積層され、裏打ち層として厚み０．２ｍｍ、目付け５０ｇ／ｍ2 の不織布を有する３層構成の表皮材を用いた。
【００３８】
また、芯材となる発泡熱可塑性樹脂としては、ポリプロピレン（住友化学工業株式会社製、住友ノーブレンＡＺ５６４：メルトフローレート３０ｇ／１０分）１００重量部に無機系化学発泡マスターバッチ（三協化成株式会社製、セルマイクＭＢ３０７２）を３重量部添加し２００℃で加熱溶融して用いた。
【００３９】
成形工程は以下の通りである。
（１）６０℃に温度設定された雌金型（２３）と３０℃に温度設定された雄金型（２５）間に前記表皮材（３０）を配置し、雌金型（２５）を移動させて金型キャビティークリアランス（ｔ）が８ｍｍとなったところでプレスを停止させ、雄金型（２５）内に設けられた樹脂供給通路（３２）より加熱溶融された上記発泡熱可塑性樹脂を表皮材（３０）と雄金型（２５）間に供給し、圧縮速度１０ｍｍ／ｓｅｃで型締めして表皮材（３０）と溶融状発泡熱可塑性樹脂芯材（３３）とを加圧賦形し積層一体化するとともに該芯材の表面にスキン層を形成させた。この時の加圧賦形条件は５ＭＰａの面圧で２秒間の加圧であり、加圧時のキャビティークリアランスは２．５ｍｍであった。
【００４０】
（２）前記加圧賦形後、すぐに雌金型（２３）を型開き方向に１．５ｍｍ移動させることにより冷却固化が進んでいない溶融状態の芯材コア部分を発泡させるとともに、この状態で５０秒間冷却した。
【００４１】
（３）冷却後、取り出した成形品の発泡樹脂芯材厚みは３．３ｍｍであり、表皮材側の芯材スキン層厚みが０．２ｍｍ、反表皮材側の芯材スキン層厚みは１ｍｍで芯材中央部の宛泡コア層厚みは２．１ｍｍで約２倍の発泡倍率を有しており、表皮一体積層体として表皮材ソフト感に非常に優れ、かつ製品剛性にも優れた成形品であった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のパネル状の発泡熱可塑性樹脂成形体の例の部分断面形状を示した図
【図２】本発明のパネル状の発泡熱可塑性樹脂成形体の製造工程の例を示した図
【符号の説明】
１  発泡熱可塑性樹脂成形体
３  表皮材
５  表皮材側スキン層
７  裏面側スキン層
９  発泡コア層
１０  熱可塑性樹脂発泡体
【図１】
0004580095.tif 000002
【図２】
0004580095.tif 000003