(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂からなる基材表面の二ケ所以上の異なる位置に、それぞれの表皮材が、接着剤を介さずに貼合一体化された複数の表皮材貼合部と、前記表皮材が貼合されていない表皮材非貼合部と、から構成される多層成形体の製造方法であって、
雌雄一対からなる金型の雌雄いずれか一方の金型面の前記多層成形体の前記表皮材貼合部に対応する位置に、前記表皮材をそれぞれ供給し、次いで、
前記各表皮材と、前記雌雄いずれか一方の金型面と、の間に溶融状の発泡性熱可塑性樹脂を供給し、型締めを行った後に、金型キャビティを拡大して発泡させ、次いで、
前記表皮材非貼合部に対応する部分の金型キャビティ内に、非発泡性熱可塑性樹脂を供給、充填することを特徴とする多層成形体の製造方法。
【請求項２】
前記発泡性熱可塑性樹脂を供給し、型締めを行った後に、所定時間冷却を行う工程を更に有することを特徴とする請求項１に記載の多層成形体の製造方法。
【請求項３】
前記金型キャビティを拡大して発泡させた後に、所定時間冷却を行う工程を更に有することを特徴とする請求項１又は２に記載の多層成形体の製造方法。
【請求項４】
前記表皮材貼合部と前記表皮材非貼合部との境界部に対応する位置に、進後退可能な樹脂止め枠が設けられており、この樹脂止め枠を、前記非発泡性熱可塑性樹脂を供給する際に、突出させることを特徴とする請求項１から３いずれかに記載の多層成形体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱可塑性樹脂からなる基材表面の一部に表皮材が貼合一体化された多層成形体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
熱可塑性樹脂を射出成形や圧縮成形の方法により成形し、基材表面の一部に表皮材を接着剤を介さずに貼合一体化した多層成形体は、自動車内装材の分野等で広く使用されており、また最近ではニーズの多様化に伴って表皮材貼合部分を複数化し、基材表面の二ケ所以上の異なる位置に表皮材が貼合一体化された製品が要望されているが、これらの成形体は高重量であるため、特に自動車内装材の分野では、軽量化が求められている。
【０００３】
かかる成形体の軽量化のために、基材全体を発泡させることが一般的に知られている（特開平８−１７４５８５）。
しかしながら、基材全体を発泡させることは軽量化という点では満足し得ても、成形体の耐衝撃性や剛性といった機械的物性の低下を招くことになり、特に、高い耐衝撃性や剛性が通常要求される表皮材非貼合部においては、発泡させることによる機械的物性の低下が大きな問題となっていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このようなことから、本発明者は、熱可塑性樹脂からなる基材表面の一部において二ケ所以上の異なる位置にそれぞれの表皮材が接着剤を介さずに貼合一体化され、より外観の向上した多層成形品において、軽量で、しかも、表皮非貼合部における耐衝撃性や剛性に優れる多層成形体およびその製造方法について検討の結果、本発明に至った。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明の第一は、熱可塑性樹脂からなる基材表面の二ケ所以上の異なる位置にそれぞれの表皮材が接着剤を介さずに貼合一体化された表皮材貼合部と、表皮材非貼合部から構成される多層成形体において、表皮材貼合部における基材が、発泡倍率１.５〜５倍の発泡層であることを特徴とする多層成形体を提供するものである。
【０００６】
また、本発明の第二は、雌雄一対からなる金型の雌雄いずれか一方の金型面の表皮材貼合部に対応する所定の位置に貼合すべき表皮材をそれぞれ供給し、次いで各表皮材と雌雄いずれか一方の金型面の間に溶融状の発泡性熱可塑性を供給し、型締めした後、金型キャビティを拡大して発泡させ、次いで、表皮材非貼合部の雌雄両金型面間に非発泡性熱可塑性樹脂を供給、充填することからなる前記多層成形体の製造方法を提供するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の多層成形体およびその製造方法について、図に基づいて説明するが、この説明は本発明の一例であり、本発明が係る説明に限定されるものではないことは言うまでもない。
【０００８】
【実施例】
図１は本発明の多層成形体（１）の１例であって、その左図は表皮材側からみた平面図を、その右図はＡ−Ａ’での断面図であり、この多層成形体は発泡した熱可塑性樹脂からなる発泡基材（２）の表面に第一の表皮材（４）及び第二の表皮材（５）が接着剤を介せず貼合一体化された表皮材貼合部と、非発泡の熱可塑性樹脂からなる非発泡基材（３）（表皮材非貼合部）から構成され、かつ発泡基材と非発泡基材とが強固に接合された構造となっている。
【０００９】
この例においては、第一の表皮材（４）及び第二の表皮材（５）は隣接して設けられているが、これらは互いに離れていてもよいし、表皮材の貼合位置は２ケ所に限られず、互いに隣接あるいは離れて任意の異なる位置に３ケ所以上設けられていてもよい。
【００１０】
これら表皮材は、表皮材が隣接して設けられている場合には隣接する各表皮材は異なっていることが必要であるが、隣接することなく互いに離れた位置に貼合されている各表皮材は同一であってもよい。
【００１１】
ここで、異なる表皮材とは、表皮材の材質それ自体が異なる場合に限られず、たとえ材質自体は同一であっても、その外観、触感等において両者が区別しえる表皮材を意味する。
【００１２】
このような多層成形体（１）において、表皮材貼合部の基材は発泡した熱可塑性樹脂からなり、表皮材非貼合部の基材は非発泡の熱可塑性樹脂からなり、また各表皮材は接着剤を介せず基材に貼合一体化されていることが重要であり、表皮材貼合部および表皮材非貼合部に相当する基材をそれぞれ別個に成形し、後工程でビス止め等により接合して製造してもかまわないが、基材同士の接合強度を考えれば、表皮材貼合部と表皮材非貼合部における基材同士が接する部分は融着一体化していることが好ましい。
【００１３】
表皮材貼合部における基材は、それが発泡基材（発泡層）であればその発泡倍率は特に限定されないが、通常は１．１〜５倍であり、多層成形体の軽量化を考えれば１．５〜５倍が更に好ましい。
【００１４】
かかる発泡層を得るための製造方法は何ら特定されないが、熱可塑性樹脂に発泡剤を添加して発泡を行う方法や溶融状熱可塑性樹脂中にガス体を圧入する方法などの一般的な方法が適用される。
【００１５】
このような発泡剤としては、重炭酸ナトリウム、重炭酸アンモニウム、炭酸アンモニウムなどの無機系発泡剤、Ｎ，Ｎ’−ジニトロソペンタメチレンテトラミンなどのニトロソ化合物、アゾジカルボンアミド、アゾビスイソブチロニトリルなどのアゾ化合物、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−３，９’−ジ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などが例示され、その使用量は目的とする成形品の強度、密度などを考慮して調整される。
【００１６】
また、ガス体としては炭酸ガス、窒素ガス、一酸化炭素ガスなどが使用可能であり、これらはガス状で使用してもよいし超臨界状態で使用することもでき、特に超臨界状態で使用することによりガス体を溶融状熱可塑性樹脂中に容易に溶解させることができる。
これらのガス体の溶融樹脂への溶解量は目的とする成形品の強度、密度などを考慮して調整される。
【００１７】
本発明の多層成形体において、発泡および非発泡の基材として適用される熱可塑性樹脂としては、圧縮成形、射出成形、押出成形などで通常使用される樹脂であれば特に制限されず、たとえばポリプロピレン、ポリエチレン、アクリロニトリルースチレンーブタジエンブロック共重合体、ポリスチレン、ナイロンなどのポリアミド、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、アクリル樹脂、スチレンーブタジエンブロック共重合体などの一般的な熱可塑性樹脂、ＥＰＭやＥＰＤＭなどの熱可塑性エラストマー、これらの混合物あるいはこれらを用いたポリマーアロイ等があげられ、本発明においてはこれらを総称して熱可塑性樹脂という。
【００１８】
これらの熱可塑性樹脂には必要に応じて通常使用されるガラス繊維、各種の無機もしくは有機フィラーなどの充填材が含有されていてもよく、もちろん通常使用される各種の顔料、滑材、帯電防止剤、安定剤などの各種添加材が配合されていてもよい。
【００１９】
本発明に適用される表皮材としては、モケットやトリコット等の織物や編み物、ニードルパンチカーペット等の不織布、金属フォイル、熱可塑性樹脂のシートもしくはフィルムが挙げられる。
これらの表皮材は必要に応じて発泡層や裏打ち層が適宜積層された２層あるいは３層以上とした積層表皮材であってもよいが、熱可塑性樹脂と熱融着可能なもの、あるいは表皮材裏面に溶融状態の熱可塑性樹脂が含浸して基材樹脂部分と接着可能なものであることが必要である。
【００２０】
この場合の表皮材の発泡層としては、ポリプロピレンやポリエチレンなどのポリオレフィンの発泡体や、ポリ塩化ビニル発泡体、軟質あるいは半硬質のポリウレタン発泡体が好んで使用される。
【００２１】
本発明の多層成形体の製造方法は任意であるが、例えば、雌雄一対からなる金型の雌雄いずれか一方の金型面の表皮材貼合部に対応する所定の位置に貼合すべき表皮材をそれぞれ供給し、次いで各表皮材と雌雄いずれか一方の金型面の間に溶融状の発泡性熱可塑性を供給し、型締めした後、金型キャビティを拡大して発泡させ、次いで、表皮材非貼合部の雌雄両金型面間に非発泡性熱可塑性樹脂を供給、充填することにより、表皮材貼合部の基材が発泡層であり、表皮材非貼合部の基材が非発泡層である多層成形体を製造することができる。
【００２２】
以下に上記製造方法の一例を詳しく説明する。
図２は開放状態にある雄金型（６）および雌金型（７）の雄雌一対からなる金型間に、２種類の表皮材（４、５）を供給した状態を示している。この例では２種類の表皮材（４，５）が隣接している例を示しているが、隣接することなくそれぞれの表皮材が独立して供給されていてもよい。
【００２３】
このとき、第一の表皮材（４）と第二の表皮材（５）は、目的とする成形体のそれぞれの表皮材貼合位置に対応するように、雄金型（６）の成形面の所定の位置に載置するだけでもよいし、成形品表面における表皮材の位置決めを確実にするために、雄型内に設けられたクランプ装置により各表皮材を固定したり、雌金型（７）側の成形面に真空吸引により固定してもよい。
また、表皮材が製品外周部にまで貼合される形態の場合には、雄金型（６）の外周部に設けたクランプ枠で表皮材端部を固定してもよい。
【００２４】
これらの表皮材は予め予備加熱を行なったり、製品形状に応じて予備賦形を行なっていてもよい。
【００２５】
表皮材を供給した後、各表皮材と雌雄いずれか一方の金型面との間に、発泡性熱可塑性樹脂（１０）を溶融状態で供給する。
【００２６】
図３は金型間に供給した第一の表皮材（４）及び第二の表皮材（５）と雄金型（６）の成形面との間に溶融状の発泡性熱可塑性樹脂（１０）を金型内に設けた樹脂供給通路（８）を介して供給している状態を示している。
【００２７】
この例では、第一の表皮材（４）と第二の表皮材（５）の端部が接している例を示しているが、隣接することなくそれぞれの表皮材が離れた位置に独立している場合においては、それぞれの表皮材貼合部に対応して樹脂供給口を設け、それぞれの樹脂供給口から発泡性熱可塑性樹脂を供給すればよい。
また、この例では第一の表皮材（４）と第二の表皮材（５）に対応する発泡基材形成部分に同じ発泡性熱可塑性樹脂を供給する例を示しているが、各表皮材に対応して異なる発泡層を設けたい場合には、各表皮材貼合部に対応してそれぞれの樹脂供給口を設け、それぞれの樹脂供給口から異なる発泡性熱可塑性樹脂を供給すればよい。
【００２８】
発泡性熱可塑性樹脂供給時の雄雌両金型間のキャビティクリアランスは、使用する表皮材の種類、供給する熱可塑性樹脂の種類や溶融温度などの成形条件によって適宜決定される。
【００２９】
溶融状の発泡性熱可塑性樹脂（１０）の供給、充填方法としては、発泡前の成形品厚み以下のキャビティクリアランスになるように雄雌両金型を閉じた状態から供給を開始し、金型を開きつつ発泡前の成形品厚みになるとともに供給を完了して射出充填してもよいし、発泡前の成形品厚みを維持しながら供給して射出充填を完了してもよく、あるいはキャビティクリアランスが発泡前の成形品厚み以上となるように雌雄両金型を開放した状態で金型キャビティ内に溶融状の発泡性熱可塑性樹脂（１０）を供給し、供給完了後もしくは供給しながら発泡前の成形品厚みになるように両金型を型締して充填してもよい。（図４）
【００３０】
このときの、キャビティクリアランスにおける発泡前の成形品厚みの意味は必ずしも厳密である必要はなく、多少異なっていても何ら差し支えない。
また、供給完了後に型締めを行なう際には、溶融状の発泡性熱可塑性樹脂（１０）の供給完了後速やかに型締めを開始することが好ましい。
【００３１】
このような供給、充填方法において、基材へ貼合する表皮材へのダメージを少なくするためには、開放状態にある金型キャビティ内に溶融状の発泡性熱可塑性樹脂（２）を供給した後、両金型の型締め動作によって充填することが好ましい。
【００３２】
供給完了後に型締めを行なう際には、溶融状の発泡性熱可塑性樹脂（１０）の供給完了後速やかに型締めを開始することが好ましい。
尚、雌雄金型の型締め方向は縦方向であっても横方向であってもよい。
この図の例では縦方向を示している。
【００３３】
溶融状の発泡性熱可塑性樹脂（１０）の充填により、表皮材裏面が溶融状の発泡性熱可塑性樹脂と密着し、融着あるいは含浸等により強固に貼合一体化される。
【００３４】
溶融状の発泡性熱可塑性樹脂の供給や型締めに際して、溶融状の発泡性熱可塑性樹脂（１０）が供給時や型締めによりキャビティ内を流動して非発泡の熱可塑性樹脂からなる基材側に入り込むのを防止するため、発泡性熱可塑性樹脂（１０）からなる発泡基材部と非発泡性熱可塑性樹脂（１１）からなる非発泡基材部の境界部に対応する金型位置に樹脂止め枠（９）を設け、該樹脂止め枠をばねや油圧等の進後退可能な装置によって金型キャビティ内に突出させて、発泡性熱可塑性樹脂（１０）の流動を樹脂止め枠（９）で遮断し、非発泡性熱可塑性樹脂からなる基材側に流入するのを防止することは有効な手段である。
尚、この樹脂止め枠（９）は、溶融状の発泡性熱可塑性樹脂（１０）の供給開始時より金型キャビティ内に突出させておいてもよいし、型締め開始時に突出させてもよい。
【００３５】
キャビティ内の表皮材貼合部への発泡性熱可塑性樹脂（１０）の充填が完了した後、キャビティクリアランスが最終製品厚みとなるように金型を開き、金型キャビティを拡大して、供給した発泡性熱可塑性樹脂を発泡させる。（図５）。
【００３６】
金型キャビティの拡大のタイミングは、充填完了後すぐに開始してもよいが、充填完了後に冷却を行い、その表面、特に金型成形面に接している樹脂表面にスキン層を形成せしめてから金型キャビティの拡大を行うことが望ましい。
前記冷却時間は、金型温度、発泡性熱可塑性樹脂の種類や溶融温度等の諸条件によって変わるが、通常０．１〜５秒の範囲である。
【００３７】
金型キャビティの拡大を、金型キャビティクリアランスが最終成形品厚みに達するまで継続し、発泡性熱可塑性樹脂をキャビティ内で発泡させたのち、金型キャビティの拡大を停止する。
このようにして基材樹脂部を発泡させた後、一定時間冷却を行うことが好ましい。この冷却時間は、金型温度、発泡性熱可塑性樹脂の種類や溶融温度等の諸条件によって変わるが、通常０．１〜２０秒の範囲である。
【００３８】
このようにして表皮材貼合の基材樹脂部を発泡させた後、キャビティクリアランスをこの状態で維持しつつ、表皮材非貼合部に相当する雌雄金型間の金型キャビティに、溶融状の非発泡性熱可塑性樹脂（１１）を供給し、キャビティ内に充填する。
【００３９】
図６は、雄型（６）内に設けられた非発泡性熱可塑性樹脂（１１）を供給するための樹脂供給路（８）を介して金型キャビティ内に溶融状の非発泡性熱可塑性樹脂（１１）を供給しているところを示している。
【００４０】
尚、前記樹脂止め枠（９）を使用している場合には、先の工程でキャビティ内に突出させた樹脂止め枠は、溶融状の非発泡性熱可塑性樹脂（１１）の供給開始時から供給完了までの任意の段階、好ましくは供給開始時には金型内に戻しておくことが好ましい。
【００４１】
この後、冷却・固化を行い、雌雄両金型を開放することにより、表皮材貼合部の基材は発泡した樹脂から、表皮材非貼合部の基材は非発泡樹脂からそれぞれ形成され、かつこの基材同士が強固に接合された成形品が取出される。
【００４２】
【発明の効果】
本発明の多層成形体は、表皮材貼合部の基材が発泡層であって表皮材非貼合部の基材が非発泡層であるために、全体として軽量で、且つ表皮非貼合部における耐衝撃性や剛性に優れるという特徴を有し、しかも、本発明の方法によればかかる多層成形体を容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の多層成形体の例を概略図で示したものであって、その左図は表皮材側からみた平面図を、右図はその断面図である。
【図２】本発明の多層成形体の製造工程を金型の断面概略図で示したものである
【図３】本発明の多層成形体の製造工程を金型の断面概略図で示したものである
【図４】本発明の多層成形体の製造工程を金型の断面概略図で示したものである
【図５】本発明の多層成形体の製造工程を金型の断面概略図で示したものである
【図６】本発明の多層成形体の製造工程を金型の断面概略図で示したものである
【符号の説明】
１：多層成形体
２：発泡基材
３：非発泡基材
４：第一の表皮材
５：第二の表皮材
６：雄金型
７：雌金型
８：樹脂供給通路
９：樹脂止め枠
１０：発泡性熱可塑性樹脂
１１：非発泡性熱可塑性樹脂
【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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