(57)【要約】【課題】少ない工程で多層の樹脂成形物を得る多層成形品並びにその成形方法及び成形装置を提供することを目的とする。【解決手段】サンドイッチ成形されたサンドイッチ成形体の片面に、溶融した樹脂が該面に積層されてのちそのまま冷却された仕上層が形成されてなる多層成形品である。また、キャビティの容積を変更可能なスライド型を備える金型のキャビティにスキン層となる第一の樹脂を射出したのちコア層となる第二の樹脂を射出しサンドイッチ成形し、次いでスライド型を移動させてキャビティの容積を拡大してできた空間に仕上層となる第三の樹脂を射出する多層成形品の成形方法である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
サンドイッチ成形されたサンドイッチ成形体の片面に、溶融した樹脂が該面に積層されてのちそのまま冷却された仕上層が形成されてなる多層成形品。
【請求項２】
樹脂からなる仕上層が、サンドイッチ成形されたサンドイッチ成形体に積層されてなり、該サンドイッチ成形体のスキン層を構成する樹脂が、溶融した状態で前記仕上層に積層されてのちそのまま冷却されて、前記仕上層と前記サンドイッチ成形体との接合面が形成された多層成形品。
【請求項３】
前記サンドイッチ成形体のコア層が発泡材料から形成された請求項１又は請求項２に記載の多層成形品。
【請求項４】
請求項１に記載の多層成形品を成形する方法であって、キャビティの容積を変更可能なスライド型を備える金型の前記キャビティにスキン層となる第一の樹脂を射出したのちコア層となる第二の樹脂を射出しサンドイッチ成形し、次いで前記スライド型を移動させて前記キャビティの容積を拡大してできた該キャビティ内の空間に仕上層となる第三の樹脂を射出する多層成形品の成形方法。
【請求項５】
請求項２に記載の多層成形品を成形する方法であって、キャビティの容積を変更可能なスライド型を備える金型の前記キャビティに仕上層となる樹脂Ａを射出したのち、前記スライド型を移動させて前記キャビティの容積を拡大してできた該キャビティ内の空間にスキン層となる樹脂Ｂを射出し次いでコア層となる樹脂Ｃを射出しサンドイッチ成形する多層成形品の成形方法。
【請求項６】
キャビティの容積を変更可能なスライド型を備える金型の前記キャビティにスキン層となる第一の樹脂を射出した後コア層となる第二の樹脂を射出して第一のサンドイッチ成形体を形成し、次いで前記スライド型を移動させて前記キャビティの容積を拡大してできた該キャビティ内の空間にスキン層となる第三の樹脂を射出した後コア層となる第四の樹脂を射出して第二のサンドイッチ成形体を形成する成形方法。
【請求項７】
前記請求項６に記載する成形方法によって形成された多層成形品であり、
前記第一のサンドイッチ成形体及び前記第二のサンドイッチ成形体から成る多層成形品。
【請求項８】
前記第一のサンドイッチ成形体のコア層及び前記第二のサンドイッチ成形体のコア層の一方又は両方が発泡材料から形成された請求項７に記載の多層成形品。
【請求項９】
キャビティの容積を変更可能なスライド型を備える金型と、
前記金型のキャビティにスキン層となる第一の樹脂を射出する第一の射出ユニットと、
前記第一の樹脂を射出した後コア層となる第二の樹脂を射出する第二の射出ユニットと、
前記スライド型を移動させて前記キャビティの容積を拡大してできた該キャビティ内の空間にスキン層となる第三の樹脂を射出する第三の射出ユニットと、
前記第三の樹脂を射出した後コア層となる第四の樹脂を射出する第四の射出ユニットと、
を備えた成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多層成形品、成形方法、及び成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
樹脂製の多層成形品は各層の素材の特徴を活かした複合素材として各種用途に使用されている。なかでもクッション層を有するものが特に自動車用の素材として需要が伸びている。多層成形品の従来技術としては、真空成形による緩衝用成形複合パネル（例えば、特許文献１参照）や、スラッシュと発泡とを組み合わせた一体発泡による表皮成形方法（例えば、特許文献２参照）が開示されている。しかしながら、これらの方法では、基材が別に成形され、表皮層およびクッション層と一体化されるため、製造工程が多くて手間がかかり、製造コストが高くなる。
【０００３】
また、クッション性複合成形品の製造方法（例えば、特許文献３参照）においては予め成形した硬質樹脂成形品を、硬質樹脂成形品より大きい空隙を有する金型内に挿着し、次いで発泡性のゴム状弾性体を空隙内に射出して金型内を完全充填した後、金型内を拡大して発泡性のゴム状弾性体を発泡させることが開示されている。
【０００４】
しかしながら、この方法では、発泡時に硬質樹脂成形品の表皮層が軟化するために、発泡層の圧力や基材を形成する樹脂の射出力により模様が潰れるという難点がある。また、金型の移動により所定の板厚を得ようとしても、発泡速度が各部位で異なるため、制御が困難である。また、この方法は４層の成形品を得るものではない。
【０００５】
一方、表皮層と基材の間隙に発泡層が配置された３層の成形品として、基材と表皮材とを別々に形成し、その間隙に発泡樹脂層を形成することが開示されている。（例えば、特許文献４参照）。この製造方法においては、基材の成形工程、表皮層の成形工程、発泡層の成形する工程の３工程が必要となり、製造工数が多いことから高い製造コストを要する問題がある。この製造方法は原理的には基本的には４層の成形品の製造にも適用可能であるがこの場合はさらに製造工数が多くなる。
【０００６】
また、サンドイッチ成形方法とシートインサート成形方法とを組み合わせ、クッション性のシートをインサートされるシートとして用いる方法が開示されている（例えば、特許文献５、６参照）この方法では４層の成形品が２段の射出で得られるが、予めインサートされるシート成形して金型に装着する手間がかかる。
【０００７】
さらに、成形金型のキャビティ内に一次溶融樹脂を充填し、成形品意匠面を形成した後、金型キャビティ容積の拡大と、意匠面裏面側への二次溶融樹脂の射出およびガスの注入を行うことにより、該二次溶融樹脂中の所望箇所に中空部を形成する複合成形品の製造方法が開示されている（例えば、特許文献７参照）。また、熱可塑性樹脂を射出成形金型キャビティに射出し、層（Ｉ）を形成した後、可動金型を後退して成形金型キャビテイを拡大し、繊維を含有し溶融膨張性を有する熱可塑性樹脂を、射出あるいは射出圧縮充填後、成形金型キャビティ容積を拡大して膨張し、層（ＩＩ）を形成する多層成形品の製造方法が開示されている（例えば、特許文献８参照）。
【０００８】
しかし、これらはいずれも２種類の樹脂による層構造品を得るもので、３種類の樹脂からなる多層構造品は得られない。
【特許文献１】特開昭５５−５８１７号公報
【特許文献２】特公平５−１１２３号公報
【特許文献３】特開平６−２３４１３３号公報
【特許文献４】特開平９−１５８２号公報
【特許文献５】２００１−２３２６６３号公報
【特許文献６】２００４−２３０５９５号公報
【特許文献７】２００１−３３４５３９号公報
【特許文献８】２００１−９９８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、少ない工程で多層の樹脂成形物を得る多層成形品及びその成形方法を提供しようとすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の要旨とするところは、サンドイッチ成形されたサンドイッチ成形体の片面に、溶融した樹脂が該面に積層されてのちそのまま冷却された仕上層が形成されてなる多層成形品であることにある。
【００１１】
また、本発明の要旨とするところは、樹脂からなる仕上層が、サンドイッチ成形されたサンドイッチ成形体に積層されてなり、該サンドイッチ成形体のスキン層を構成する樹脂が、溶融した状態で前記仕上層に積層されてのちそのまま冷却されて、前記仕上層と前記サンドイッチ成形体との接合面が形成された多層成形品であることにある。
【００１２】
また、本発明の多層成形品の要旨とするところは、前記サンドイッチ成形体のコア層が発泡材料から形成されたことにある。
【００１３】
さらに、本発明の要旨とするところは、前記多層成形品を成形する方法であって、キャビティの容積を変更可能なスライド型を備える金型の前記キャビティにスキン層となる第一の樹脂を射出したのちコア層となる第二の樹脂を射出しサンドイッチ成形し、次いで前記スライド型を移動させて前記キャビティの容積を拡大してできた該キャビティ内の空間に仕上層となる第三の樹脂を射出する多層成形品の成形方法であることにある。
【００１４】
さらにまた、本発明の要旨とするところは、前記多層成形品を成形する方法であって、キャビティの容積を変更可能なスライド型を備える金型の前記キャビティに仕上層となる樹脂Ａを射出したのち、前記スライド型を移動させて前記キャビティの容積を拡大してできた該キャビティ内の空間にスキン層となる樹脂Ｂを射出し次いでコア層となる樹脂Ｃを射出しサンドイッチ成形する多層成形品の成形方法であることにある。
【００１５】
また、本発明の成形方法の要旨とするところは、キャビティの容積を変更可能なスライド型を備える金型の前記キャビティにスキン層となる第一の樹脂を射出した後コア層となる第二の樹脂を射出して第一のサンドイッチ成形体を形成し、次いで前記スライド型を移動させて前記キャビティの容積を拡大してできた該キャビティ内の空間にスキン層となる第三の樹脂を射出した後コア層となる第四の樹脂を射出して第二のサンドイッチ成形体を形成することにある。
【００１６】
また、本発明の多層成形品の要旨とするところは、前記成形方法によって形成された多層成形品であり、前記第一のサンドイッチ成形体及び前記第二のサンドイッチ成形体から成ることにある。
【００１７】
また、本発明の多層成形品の要旨とするところは、前記第一のサンドイッチ成形体のコア層及び前記第二のサンドイッチ成形体のコア層が発泡材料から形成されたことにある。
【００１８】
また、本発明の成形装置の要旨とするところは、キャビティの容積を変更可能なスライド型を備える金型と、前記金型のキャビティにスキン層となる第一の樹脂を射出する第一の射出ユニットと、前記第一の樹脂を射出した後コア層となる第二の樹脂を射出する第二の射出ユニットと、前記スライド型を移動させて前記キャビティの容積を拡大してできた該キャビティ内の空間にスキン層となる第三の樹脂を射出する第三の射出ユニットと、前記第三の樹脂を射出した後コア層となる第四の樹脂を射出する第四の射出ユニットと、を備えたことにある。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によると、型締めのまま４層の樹脂成形物を成形することができ、４層成形品の製造において、インサート法を用いた製造方法にくらべて製造工程が大幅に短縮され、製造コストの削減が可能となる。
【００２０】
本発明によると、４層の樹脂成形物を得る多層成形品の製造において、インサート法を用いた製造方法にくらべて最外層とその最外層に隣接の層との接着力が強くなり、この両層それぞれの素材の選択の幅が拡がる。
【００２１】
本発明によると、溶融混合して射出し混合樹脂として成形することが困難な互いに異種の樹脂または樹脂群を、型締めのままサンドイッチ成形により一体に成形することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明の多層成形品及びその成形方法について説明する。本発明においては、キャビティの容積を変更可能なスライド型を備える金型のそのキャビティに、スキン層となる第一の樹脂を射出したのちコア層となる第二の樹脂を射出してサンドイッチ成形し、次いでそのスライド型を移動させてキャビティの容積を拡大してできたキャビティ内の空間に、第三の樹脂を射出して多層成形品を得る。
【００２３】
サンドイッチ成形とは、まず、外層を形成する樹脂材料をキャビティ内に注入し、次いでこの樹脂材料層の内部に内層を形成する樹脂材料を注入し、これらの樹脂材料を冷却固化することで外層の内部に内層が形成された３層構造の樹脂成形体を形成する成形である。
【００２４】
本発明においては例えば図１に示すような成形装置２が用いられる。なお、本明細書においては、各図にわたって記される同じ符号は同一又は同様の部材やものを示す。成形装置２は、第一の樹脂（スキン材料）を一定量射出する射出シリンダ２２及び第一の樹脂を送通するためのスキン流路４と、第二の樹脂（コア材料）を一定量射出する射出シリンダ２４及び第一の樹脂７を送通するためのコア流路６と、両流路より成形金型１０のキャビティ１２内へ溶融状態の樹脂を射出するための共有の第一の注入ノズル孔１４とを有する。
【００２５】
さらに、成形装置２はキャビティ１２の容積を変更可能なスライド型１６と、スライド型１６を移動させてキャビティ１２の容積を拡大してできたキャビティ１２の空間に第三の樹脂９を一定量射出するための射出シリンダ２６及び第三の樹脂（仕上材料）を送通するための仕上材料流路１１及び第二の注入ノズル孔２０を備える。
【００２６】
成形装置２を用いた本発明の多層成形品の成形手順を説明する。ステージ１（図２（ａ））において、キャビティ１２内にスキン材料５（第一の樹脂）が第一の注入ノズル孔１４を介して射出され、次いでステージ２（図２（ｂ））において、スキン材料５の内部へ第一の注入ノズル孔１４を介してコア材料７（第二の樹脂）が射出され、サンドイッチ成形体５０が形成される。コア材料が射出されたのち、ステージ３（図２（ｃ））においてスライド型１６を移動させキャビティ１２の容積を拡大してキャビティ１２に空間１８が形成される。ステージ４（図２（ｄ））において、空間１８に第二の注入ノズル孔２０を介して仕上材料９（第三の樹脂）が射出される。
【００２７】
射出シリンダ２２とスキン流路４とを含んで、第一の樹脂を射出するための第一の射出ユニット３０が構成され、射出シリンダ２４とスキン流路６とを含んで第二の樹脂を射出するための第二の射出ユニット３２が構成され、射出シリンダ２６と第三材料流路１１とを含んで第三の樹脂を射出するための第三の射出ユニット３４が構成される。
【００２８】
図３に、このような操作ステージを経て得られた多層成形品４０の構造を示す。多層成形品４０は、スキン層４２で表裏面が被覆されたコア層４４からなるサンドイッチ成形体５０の片面に仕上層（第三層）４６が積層されてなる。コア層４４を構成する樹脂がスキン層４２から例えばコア層４４の端部の部位で一部外部に露出していてもよい。仕上層４６は、上述のように説明されたその成形過程からわかるように、溶融した樹脂がサンドイッチ成形体５０の片面に積層されてのちそのまま冷却されてなる。
【００２９】
本発明の多層成形品の成形方法及び成形装置の他の態様について説明する。この態様においては、キャビティの容積を変更可能なスライド型を備える金型の前記キャビティに仕上層となる樹脂Ａを射出したのち、スライド型を移動させてキャビティの容積を拡大してできたキャビティ内の空間にスキン層となる樹脂Ｂを射出し次いでコア層となる樹脂Ｃを射出しサンドイッチ成形して多層成形品を得る。
【００３０】
この態様においては例えば図４に示すような成形装置２ｒが用いられる。成形装置２ｒは、スキン材料（樹脂Ｂ）を一定量射出する射出シリンダ２２ｒ及び樹脂Ｂを送通するためのスキン流路４ｒと、コア材料（樹脂Ｃ）を一定量射出する射出シリンダ２４ｒ及び樹脂Ｃを送通するためのコア流路６ｒと、両流路より成形金型１０ｒのキャビティ１２ｒ内へ溶融状態の樹脂を射出するための共有の注入ノズル孔１４ｒ（注入ノズル孔Ａ）とを有する。
【００３１】
成形装置２ｒは、キャビティ１２ｒの容積を変更可能なスライド型１６ｒを有し、注入ノズル孔１４ｒ及び注入ノズル孔２０ｒ（注入ノズル孔Ｂ）を有する成形金型１０ｒを備える。さらに、成形装置２ｒは、キャビティ１２ｒに、注入ノズル孔２０ｒを介して仕上材料（樹脂Ａ）を一定量射出可能な射出ユニット３０ｒ（射出ユニットＡ）を備える。スライド型１６ｒを移動させてキャビティ１２ｒの容積を拡大してできた空間に、注入ノズル孔１４ｒを介してスキン層となる樹脂Ｂとコア層となる樹脂Ｃが射出される。
【００３２】
射出シリンダ２２ｒとスキン流路４ｒとを含んで樹脂Ｂを射出する射出ユニット３２ｒが構成され、射出シリンダ２４ｒとスキン流路６ｒとを含んで樹脂Ｃを射出する射出ユニット３４ｒが構成され、射出シリンダ２６ｒと仕上材料流路１１ｒとを含んで樹脂Ａを射出する射出ユニット３０ｒが構成される。
【００３３】
成形装置２ｒを用いた本発明の多層成形品の成形手順を説明する。ステージ１（図５（ａ））において、キャビティ１２ｒ内に注入ノズル孔２０ｒを介して樹脂９ｒ（樹脂Ａ）が射出される。次いでステージ２（図５（ｂ））において、スライド型１６ｒ及び射出され成形さた樹脂９ｒを移動させキャビティ１２ｒの容積を拡大してキャビティ１２ｒに空間１８ｒが形成される。射出され成形された樹脂９ｒは、重力あるいはスライド型１６ｒとの付着力あるいは不図示の圧空吹き込みなどの移動手段あるいはスキン材料５ｒの射出圧などにより移動する。ステージ３（図５（ｃ））において、空間１８ｒにスキン材料５ｒ（樹脂Ｂ）が注入ノズル孔１４ｒを介して射出され、次いでステージ４（図５（ｄ））において、スキン材料５ｒの内部へ注入ノズル孔１４ｒを介してコア材料７ｒ（樹脂Ｃ）が射出されサンドイッチ成形体９０が形成される。
【００３４】
このような操作ステージを経て得られた多層成形品の形状の態様は図３に示す多層成形品４０の形状の態様と同じであり、樹脂Ａからなる仕上層がサンドイッチ成形されたサンドイッチ成形体に積層されてなるが、サンドイッチ成形体のスキン層を構成する樹脂Ｂが、溶融した状態で仕上層に積層されたまま冷却されて、仕上層とサンドイッチ成形体との接合面が形成されている。
【００３５】
本発明の多層成形品は全体としてブロック形状のものや、板状のものとすることができる。特に、曲面板形状のものは自動車用の構造材料例えばインストルメントパネルやドアトリム等の内装材として好適に用いることができる。
【００３６】
コア層４４としては例えば、射出直後に発泡する発泡樹脂を用いることができる。また、リサイクルされた樹脂を再生して用いてもよい。仕上層４６は多層成形品の使用時の表面層となる場合が多く、外観や感触が重視されるので、エラストマーなどクッション性を有する樹脂が用いられることが好ましい。また、表面がわにテクスチュアの向上を目的とする微細な凹凸を付与されていてもよい。本発明においては、このような凹凸を付与する表面を有する金型を用意することができ、各種の金型から用途に応じた凹凸を有するものを選択して迅速かつ容易なロット切り替え生産を行うことができる。また、仕上層４６として外観や感触の向上、表面強度向上等用途に応じた性能を有する素材を選択して、インサート法のような手間をかけずに容易に成形が可能である。また、素材の切り替えにより、このような性状の異なる仕上層４６を備える各種製品のロットの生産の迅速かつ容易な切り替えが可能である。
【００３７】
スキン層４２や仕上層４６としては用途によっては優れた発色性を有する樹脂が用いられてもよい。さらに、優れた耐スクラッチ性を備えた高硬度の樹脂が選択されてもよい。透明性の樹脂が選択されてもよい。
【００３８】
コア層４４としてはパネルの剛性を確保する場合はポリプロピレンのような硬質の樹脂が用いられてもよい。また、スキン層４２は薄くて強靭な被膜を形成する樹脂からなることが好ましい。
【００３９】
また、コア層４４としてはリサイクルされた再生樹脂が用いられてもよい。この場合は、スキン層４２の樹脂としては隠蔽性に優れた樹脂が選択されてもよい。
【００４０】
コア層４４やスキン層４２や仕上層４６に使用する樹脂としては、例えば、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアクリルスチレン樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＡＳ樹脂、ＡＥＳ樹脂、ＡＳＡ樹脂、ＳＭＡ樹脂、ポリアルキルメタクリレート樹脂などに代表される汎用プラスチックス、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリカーボネート樹脂、芳香族ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、環状ポリオレフィン樹脂、ポリアリレート樹脂（非晶性ポリアリレート、液晶性ポリアリレート）等に代表されるエンジニアリングプラスチックス、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンサルファイドなどのいわゆるスーパーエンジニアリングプラスチックスと呼ばれるものも用いることができる。更にスチレン系熱可塑性エラストマー、オレフィン系熱可塑性エラストマー、ポリアミド系熱可塑性エラストマー、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、ポリウレタン系熱可塑性エラストマーなどの熱可塑性エラストマーも用いることができる。これらの樹脂を混合して用いてもよい。
【００４１】
また、コア層４４やスキン層４２や仕上層４６に使用する樹脂には必要に応じてホスファイト化合物のようなリン系熱安定剤や、フェノール系酸化防止剤のような酸化防止剤や、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤のような紫外線吸収剤や光安定剤を配合してもよい。
【００４２】
さらにまた、コア層４４やスキン層４２や仕上層４６に使用する樹脂には増量、高比重化、導電化、電磁波遮蔽化、高強力化、難燃化、抗菌、光触媒系防汚、衝撃改質、耐熱などを目的にフィラーを相当量含む樹脂が採用されてもよい。フィラーとしては、タルク、マイカ、クレー、炭酸カルシウム、ガラスビーズ、カーボンビーズ、ガラスバルーン、炭素フレーク、ガラス繊維、炭素繊維、セラミック繊維、アラミド繊維、金属繊維、金属コートガラス繊維、金属コート炭素繊維、シリカ、セラミック粒子、カーボンブラック、ウイスカー、ハロゲン系、リン酸エステル系などの難燃剤、帯電防止剤、流動改質剤、結晶核剤、抗菌剤、グラフトゴムのような衝撃改質剤、などが挙げられる。特に無機充填材を多く含む必要がある場合には、コア層４４の樹脂に含めることが好ましい。
【００４３】
また、コア層４４やスキン層４２や仕上層４６に使用する樹脂には光拡散、着色、蛍光増白などを目的に、顔料、染料、蓄光顔料、蛍光顔料、蛍光染料、ブルーイング剤、光拡散剤（アクリル系樹脂粒子、シリコーン系樹脂粒子、ガラスフレーク、炭酸カルシウム粒子、金属フレーク、金属コートガラスフレーク、など）が添加されてもよい。
【００４４】
相接する２層を構成する樹脂は互いに相溶性を有するように選択されることが好ましいが、製品の要求特性上選択が制約される場合は、それぞれにあるいはいずれかに相溶剤
を混入させて用いることができる。
【００４５】
また、本発明においては、仕上層が溶融状態でスキン層に接合されるため、インサート法を用いた製造方法にくらべて両層間の接着強力を高くすることができ、また素材選択の幅が大きくなる。とくに、スキン層を形成する樹脂、あるいは、スキン層を形成する樹脂と仕上層を形成する樹脂のそれぞれに相溶剤を購入させて成形することにより、異素材間の溶着であってもインサート法を用いた製造方法にくらべて両層間の接着強力をさらに高くすることができる。
【００４６】
さらに、本発明においては、スキン層、スキン層の表裏のコア層、仕上層が同時に成形される。従って、仕上層を予め成形しておく必要がなく、成形された仕上層を金型に装着する操作も当然ないので、インサート法を用いた製造方法にくらべて製造工程が大幅に短縮され、製造コストの削減が可能となる。なお、本発明において、仕上層をスキン層及びコア層から構成してもよい。
【００４７】
また、本発明においては、サンドイッチ構造体と仕上層とがワンサイクルで同時打ちされ、いずれかが接合面において接合時に溶融状態にあるので、両者の熱収縮差が接合時に緩和され、製品のそりが発生しにくい。
【００４８】
本発明の多層成形品はその特徴を活かして車のインストルメントパネルやドアトリム等の内装材として好適に用いることができる。例えば、ＰＰやＡＢＳ（アクリル・ブタジエン・スチレン樹脂）を用いたスキン層に発泡ＰＰのような断熱性や防音性に優れるコア層を内包した２色サンドイッチ構造体に、触感が優れたエラストマー等の機能性材料を表皮として配した３色複合成形品からなる内装材を1個の金型でワンサイクルの射出成形工程で得ることができる。
【００４９】
さらに、本発明の多層成形品の用途としては、エアコンやテレビのような家電製品のボデイが挙げられる。これに用いる３色複合成形品の一例としては、意匠性を発現させるためのスキン材とコア材とを組み合わせた２色サンドイッチ構造体に、さらに各種ロゴ等の表面装飾模様を有する他の材料を、1個の金型でワンサイクルの射出成形工程で付与した３色複合成形品が挙げられる。
【００５０】
またさらに、本発明の多層成形品の用途としては、什器、用具、機械類の構造部材が挙げられる。一例としては、椅子式マッサージ機のアームレストで、ボデイ本体は剛性及び軽量性を実現させるべくＡＢＳ等によるスキン材と、発泡剤を添加して成形したコア材によるサンドイッチ構造体に、触感が優れたエラストマー等の機能性材料を表面カバー層として用いた３色複合成形品からなる部材を1個の金型でワンサイクルの射出成形工程で得ることができる。
【実施例１】
【００５１】
図１に示す装置により、車両用ドアトリムを想定した車両用ドアトリム構造モデルを成形した。金型は車両用ドアトリムの形状にあわせて製作し、第一の樹脂（スキン材料）としてＰＰ（ポリプロピレン樹脂）（日本ポリケム社製ノバテックＰＰ  ＢＣ０２Ａ）を射出シリンダ２２に通ずる押し出し機のスクリューにて１９５℃で溶融した。第二の樹脂（コア材料）としてＰＰスクラップ樹脂を射出シリンダ２４に通ずる押し出し機のスクリューにて２００℃で溶融した。キャビティ１２内にスキン材料５（第一の樹脂）を第一の注入ノズル孔１４を介して射出し、次いで、スキン材料５の内部へ第一の注入ノズル孔１４を介してコア材料７（第二の樹脂）を射出し、サンドイッチ成形体５０を形成した。コア材料が射出されたのち、スライド型１６を移動させキャビティ１２の容積を拡大してキャビティ１２に形成した空間１８に第二の注入ノズル孔２０を介して仕上材料９（第三の樹脂）を射出した。
【００５２】
表皮材である仕上材料９（第三の樹脂）としては、エラストマー（クラレ製セプトンＣＪ００１Ｎ）を用いた。第三の樹脂は射出シリンダ２６に通ずる押し出し機のスクリューにて２２０℃で溶融した。
【００５３】
第三の樹脂の射出後冷却し型開きして、エラストマー表皮を有するＰＰスクラップ入りの３色４層複合成形体からなる車両用ドアトリム構造モデルが得られた。
【実施例２】
【００５４】
図６に示す成形装置２ｇにより、３色複合材料加色プレートを成形した。成形装置２ｇは、スキン材料（樹脂Ｂ）を一定量射出する射出シリンダ２２ｇ及び樹脂Ｂを送通するためのスキン流路４ｇと、コア材料（樹脂Ｃ）を一定量射出する射出シリンダ２４ｇ及び樹脂Ｃを送通するためのコア流路６ｇと、両流路より成形金型１０ｇのキャビティ１２ｇ内へ溶融状態の樹脂を射出するための共有の注入ノズル孔１４ｇとを有する。
【００５５】
また、成形装置２ｇは、成形金型１０ｇを備える。成形金型１０ｇは、第一のキャビティ１２ｇの容積を変更可能な第一のスライド型１６ｇ及び第二のスライド型１６ｇｇを有し、注入ノズル孔１４ｇ及び注入ノズル孔２０ｇ（注入ノズル孔Ｂ）を有する。さらに、成形装置２ｇは、キャビティ１２ｇに、注入ノズル孔２０ｇを介して仕上材料（樹脂Ａ）を一定量射出する射出シリンダ２６ｇ及び樹脂Ａを送通するための流路８ｇを備える。
【００５６】
スライド型１６ｇ及びスライド型１６ｇｇを移動させてキャビティ１２ｇの容積を拡大してできた空間に、注入ノズル孔１４ｇを介してスキン層となる樹脂Ｂとコア層となる樹脂Ｃが射出される。
【００５７】
成形金型１０ｇには、第一のスライド型１６ｇ、第二のスライド型１６ｇｇ及び成形金型１０ｇの本体５２ｇとで囲まれた第二のキャビティ１２ｇｇが形成される。
【００５８】
成形装置２ｇによる３色複合材料加飾プレートの成形は以下の手順で行なった。まず、ステージ１（図７（ａ））において、キャビティ１２ｇｇ内に注入ノズル孔２０ｇを介して樹脂９ｇ（樹脂Ａｇ）を射出した。加飾用の樹脂Ａｇとしてはポリスチレン系着色樹脂（東洋スチロール社製  ＭＷ−１Ｃ）を用いた。５秒の冷却時間をおいてステージ２（図７（ｂ））に移行し、スライド型１６ｇ、スライド型１６ｇｇ及び射出され成形された樹脂９ｇを移動させキャビティ１２ｇの容積を拡大してキャビティ１２ｇに空間１８ｇを形成した。この移動においては、スライド型１６ｇを図面視下方に移動させ、スライド型１６ｇｇは上面がスライド型１６ｇの上面と略面一になるように移動させた。なお、この移動はスライド型１６ｇ、スライド型１６ｇｇ及び射出され成形された樹脂９ｇの相対位置が変わらない状態での移動であってもよい。
【００５９】
射出され成形された樹脂９ｇは、重力あるいはスライド型１６ｇｇとの付着力などにより移動し、スライド型１６ｇｇの上面に載置された状態に位置する。
【００６０】
ステージ３（図７（ｃ））において、空間１８ｇにスキン材料５ｇ（樹脂Ｂｇ）を注入ノズル孔１４ｇを介して射出し、次いでステージ４（図７（ｄ））において、スキン材料５ｇの内部へ注入ノズル孔１４ｇを介してコア材料７ｇ（樹脂Ｃｇ）を射出しサンドイッチ成形体９０ｇを形成した。樹脂Ｂｇとしてはポリスチレン系透明樹脂（東洋スチロール社製  ＭＷ−１Ｃ）を用いた。樹脂Ｃｇとしてはポリスチレン系着色樹脂（東洋スチロール社製  ＭＷ−１Ｃ）を用いた。
【００６１】
サンドイッチ成形体９０ｇを形成後冷却時間３０秒をおいて型開きし、３色複合材料加飾プレートが得られた。サンドイッチ成形体９０ｇは、透明なスキン層１０４ｇとなった樹脂Ｂｇの外側に密着して樹脂Ａｇからなる成形体１０２ｇが存在し、樹脂Ｃｇからなるコア層１００ｇは成形体１０２ｇを避けてスキン層１０４ｇ内を流れたものである。この３色複合材料加飾プレートは、透明樹脂（樹脂Ｃ）の中に一の有色成形体（樹脂Ｂ）が存在する層の部分（１）と、他の有色成形体（樹脂Ａ）からなる層の部分（２）とが合体した構造を有し、部分（２）が部分（１）に喰い込んでおり、かつ部分（２）の露出した表面と部分（２）の露出した表面とが面一となる構成となっている。このように、本発明により、上面視で外観色相の異なる２種類のゾーンが存在する層状パネルからなる３色複合材料加飾プレート（サンドイッチ成形体９０ｇ）が得られる。このうちの一のゾーンの表面は、部分（１）の表面であり、透明樹脂（樹脂Ｃ）を介して一の有色成形体（樹脂Ｂ）が透視され、他のゾーンの表面は他の有色成形体（樹脂Ａ）が露出した表面である。また、サンドイッチ成形体９０ｇの表皮となるコア層１００ｇの表面はロゴ等の模様を表示する不図示の凹凸面となっている。
【実施例３】
【００６２】
次に、本発明の多層成形品、成形方法及び成形装置として、多層成形品２００、多層成形品２００を成形する成形方法、及び多層成形品２００を成形する成形装置２０２を使用した実施例について説明する。成形装置２０２は、図８に示すように、キャビティ２０４の容積を変更可能なスライド型２０６を備える金型２０８と、金型２０８のキャビティ２０４にスキン層２１０となる第一の樹脂２１１を射出する第一の射出ユニット２１２と、第一の樹脂２１１を射出した後コア層２１４となる第二の樹脂２１５を射出する第二の射出ユニット２１６と、スライド型２０６を移動させてキャビティ２０４の容積を拡大してできたキャビティ２０４内の空間にスキン層２１８となる第三の樹脂２１９を射出する第三の射出ユニット２２０と、第三の樹脂２１９を射出した後コア層２２２となる第四の樹脂２２３を射出する第四の射出ユニット２２４と、を備えている。
【００６３】
第一の樹脂２１１としては、ＰＰ（ポリプロピレン）のバージン材料（プライムポリマー株式会社製、グレードＪ−３０５６ＨＰ）を使用し、第二の樹脂２１５としては、ＰＰの再生材料を使用し、第三の樹脂２１９としては、ＴＰＥ（サーモプラスチックエラストマー）のバージン材料（角一化成株式会社製、グレードＥ２０１２６０）を使用し、第四の樹脂２２３としては、ＴＰＥの発泡材料（三協化成株式会社製、グレードＭＢ３０６６）を使用した。ＴＰＥの発泡材料には３％の発泡剤を配合した。
【００６４】
まず、第一の射出ユニット２１２を作動させて、図９（ａ）に示すように、第一の樹脂２１１をキャビティ２０４内に射出した。図１２に示すように、第一の樹脂２１１の樹脂温度１９０℃、射出速度４．７ｍｍ／ｓｅｃで行った。次に、第一の射出ユニット２１２及び第二の射出ユニット２１６を作動させて、図９（ｂ）に示すように、第一の樹脂２１１及び第二の樹脂２１５を射出してスキン層２１０及びコア層２１４を形成した。図１２に示すように、第一の樹脂２１１の樹脂温度１９０℃、射出速度１７ｍｍ／ｓｅｃ、第二の樹脂２１５の樹脂温度１８０℃、射出速度９．３ｍｍ／ｓｅｃで行った。
【００６５】
次に、スライド型２０６を移動させて、図９（ｃ）に示すように、キャビティ２０４の容積を拡大し、第三の射出ユニット２２０を作動させて、図９（ｄ）に示すように、第三の樹脂２１９をキャビティ２０４内に射出した。図１２に示すように、第三の樹脂２１９の樹脂温度２２０℃、射出速度５．７ｍｍ／ｓｅｃで行った。次に、第三の射出ユニット２２０及び第四の射出ユニット２２４を作動させて、図９（ｅ）に示すように、第三の樹脂２１９及び第四の樹脂２２３を射出し、図９（ｆ）に示すように、スキン層２１８及びコア層２２２を形成した。
【００６６】
その結果、図１１に示すように、第一のサンドイッチ成形体２２６及び第二のサンドイッチ成形体２２８から成る多層成形品２００が形成された。第一のサンドイッチ成形体２２６と第二のサンドイッチ成形体２２８の接着強度は高かった。これは、一個の金型２０８によって第一のサンドイッチ成形体２２６及び第二のサンドイッチ成形体２２８を連続的に成形したことによるものと考えられる。また、第二のサンドイッチ成形体２２８は、コア層２２２がスキン層２１８よりも軟らかくて弾性を有するため、手で押さえた時の感触が良好であった。また、スキン層２１８がコア層２２２よりも硬いため、表面の磨耗や損傷を防止できる。このような本発明の成形方法を利用すれば、樹脂成形品の必要な部分のみに弾性体から成るコア層を形成することもでき、このようにして形成した多層成形品は自動車の内装部品として最適である。また、多層成形品の表面側のスキン層をバージン材料から形成し、コア層を再生材料から形成すれば、全体をバージン材料から形成した場合に比してコスト低減を図ることができる。
【００６７】
その他、本発明は、主旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づき種々なる改良、修正、変更を加えた態様で実施できるものである。
【００６８】
例えば、スキン層の樹脂とコア層の樹脂との射出方法としては、逐次射出、同時射出、あるいは逐次射出と同時射出の組み合わせを適宜使用することができる。また、本発明の多層成形品において、コア層をスキン層に比して、より軟らかく形成してもより硬く形成してもよい。
【００６９】
また、本発明の多層成形品の成形方法及び装置においては、射出シリンダーをそれぞれの樹脂に対して独立として複数シリンダーを使用する方法の他、１本の射出シリンダーによる方法を使用することもできる。１本の射出シリンダーによる場合は、可動マンドレルで前室と後室に分けてスキン層の樹脂とコア層の樹脂を分離して蓄積し、射出によりスキン層の樹脂が金型内に充填された後、可動マンドレル先端部の孔よりコア層の樹脂が充填される可動マンドレル法が挙げられる。また補助装置よりスキン層の樹脂を押出し、ホットランナー内の切り替えバルブ等により射出装置内への蓄積を可能とし蓄積した後、コア層の樹脂を射出装置で可塑化、スキン層の樹脂とコア層の樹脂を射出装置内に蓄積した後、ホットランナー内の切り替えバルブ等により金型内への充填を可能とし充填するモノサンドイッチ法を挙げることができ、いずれの方法も本発明において使用することができる。この場合、本発明における第一の射出ユニットと第二の射出ユニットとは一部部品を兼用することとなる。
【００７０】
また複数シリンダーによる場合、スキン層の樹脂とコア層の樹脂はスキン流路４とコア流路６とが合流する合流ノズルを用いて層構造とする方法の他、金型内のゲート部等で合流させる方法を使用することもできる。合流ノズルを使用する場合、平行型ノズル、Ｖ型ノズルのいずれも使用可能であり、そのノズルの内部構造としては同心円状２重管型を使用することができる。あるいは、遮断ピンを用いて合流ノズル内の樹脂の流れを制御する方法も使用可能である。また、ノズル内の樹脂層数としては、２チャンネルタイプを基本とするが、さらに多層化を可能とする３チャンネルタイプ以上のものも使用可能である。
【００７１】
また、図３の多層成形品４０において、サンドイッチ成形体５０のコア層４４がバージン材料又は再生材料である発泡材料から形成されてもよい。この場合、例えば、スキン層４２がＰＰのバージン材料から形成され、仕上層４６がエラストマー化粧材料から形成される。すなわち、コア層は、バージン材料の発泡材料、バージン材料の通常材料、再生材料の発泡材料、又は再生材料の通常材料の４態様のいずれかから選択される。また、図１１の多層成形品２００において、コア層２１４がバージン材料又は再生材料である発泡材料から形成されてもよい。この場合、例えば、スキン層２１８がエラストマー化粧材料から形成され、コア層２２２がバージン材料若しくは再生材料である発泡材料又はエラストマーの再生材料から形成され、スキン層２１０がＰＰのバージン材料から形成される。また、本発明の多層成形方法又は多層成形品は、上述のスキン層又は仕上層が発泡材料から成る態様であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の多層成形品を成形する成形装置の態様の一例を示す模式図である。
【図２】本発明の多層成形品の製造のステップを説明する図である。
【図３】本発明の多層成形品の構成を示す断面模式図である。
【図４】本発明の多層成形品を成形する成形装置の他の態様の一例を示す模式図である。
【図５】図４に示す成形装置による本発明の多層成形品の製造のステップを説明する図である。
【図６】本発明の多層成形品を成形する成形装置のさらに他の態様の一例を示す模式図である。
【図７】図６に示す成形装置による本発明の多層成形品の製造のステップを説明する図である。
【図８】本発明の多層成形品を成形する成形装置のさらに他の態様の一例を示す模式図である。
【図９】図８に示す成形装置による本発明の多層成形品の製造のステップを説明する図である。
【図１０】図８に示す成形装置による本発明の多層成形品の製造のステップを説明する図である。
【図１１】図８に示す成形装置による本発明の多層成形品の構成を示す断面模式図である。
【図１２】図８に示す成形装置による成形試験の条件を示す表である。
【符号の説明】
【００７３】
２、２ｒ、２ｇ、２０２：成形装置
５、２１１：第一の樹脂（スキン材料）
４：スキン流路
６：コア流路
７、２１５：第二の樹脂（コア材料）
９：第三の樹脂（第三材料）
１０、２０８：成形金型
１１：第三材料流路
１２：キャビティ
１４：第一の注入ノズル孔
１６、１６ｒ、１６ｇ、１６ｇｇ、２０６：スライド型
２０：第二の注入ノズル孔
２２、２２ｒ、２２ｇ、２４、２４ｒ、２４ｇ、２６、２６ｒ、２６ｇ：射出シリンダ
３０、３０ｒ、３０ｇ、２１２：第一の射出ユニット
３２、３２ｒ、３２ｇ、２１６：第二の射出ユニット
３４、３４ｒ、３４ｇ、２２０：第三の射出ユニット
４０、２００：多層成形品
４２、２１０、２１８：スキン層
４４、２１４、２２２：コア層
４６：仕上層
５０、２２６、２２８：サンドイッチ成形体
２１９：第三の樹脂（スキン材料）
２２３：第四の樹脂（コア材料）
２２４：第四の射出ユニット
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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