JP2006001021A

JP2006001021A - 外観部品とその製造方法

Info

Publication number: JP2006001021A
Application number: JP2004176602A
Authority: JP
Inventors: Yukihiro Nakagawa; 幸弘中川
Original assignee: Nakagawa Sangyo Co Ltd
Current assignee: Nakagawa Sangyo Co Ltd
Priority date: 2004-06-15
Filing date: 2004-06-15
Publication date: 2006-01-05

Abstract

【課題】軽量かつ高剛性を有しつつ、外観商品性の優れた外観部品を得る。
【解決手段】無機繊維と熱可塑性樹脂繊維を含有する基材１Ａを加熱して、該熱可塑性樹脂繊維を溶融させた後に成形した成形基材１の表面上１ａに、熱可塑性樹脂層７を射出成形することを特徴とする外観部品の製造方法。さらに、成形基材表面１ａに溝９又はスリット１０加工を施し、その表面に熱可塑性樹脂層７を射出成形することで、外観部品８の剛性を増し、変形を抑える。
【選択図】図４

Description

本発明は、外観部品とその製造方法に関する。

自動車、自動二輪車又はバギー等の外装材、例えば、外装ボデーには、ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂の射出成形部品、金属製鋼板のプレス部品又はＦＲＰ（ＦｉｂｅｒＲｅｉｎｆｏｒｃｅｄＰｌａｓｔｉｃｓ）等の熱硬化性樹脂部品が主として使用されている。

また、天井材、ドアトリム等の自動車用内装材として無機繊維及び樹脂繊維を含有する基材から成形した部材が使用されている。

外部に露出する表面を有する外観部品であって、例えば自動車、自動二輪車又はバギー等の外装材に用いられる外観部品には、軽量かつ高剛性で、かつ外観商品性が良いことが要求される。

また、内部に露出する表面を有する内装材に使用する外観部品であって、例えば自動車室内の内装材に用いられる部品においても、軽量かつ高剛性で、かつ外観商品性が良いことが要求される場合がある。

前記金属製鋼板のプレス部品は、外観商品性が良く、高剛性であるものの重量が重いという問題点がある。

また、前記熱可塑性射出成形部品においては、耐熱性が低いため、耐熱性が要求される部品においては、その部品の内側にアルミ箔等の断熱材を貼り付ける必要があるため、張り付けに手間を要するなどの問題点がある。

また、前記熱硬化性樹脂部材は、リサイクルの点において問題がある。
一方、前記無機繊維及び樹脂繊維を含有する基材から成形した成形基材は、軽量かつ高剛性であるものの、表面の外観商品性に劣るため、外観商品性が要求される内装材や外装材に使用するには、外観商品性の向上のため、繊維系表皮又はレザー表皮を張り合わせる必要があり、その張り合わせに手間を要するなどの問題点がある。

そこで、本発明は、例えば自動車の外部に表面が露出する外装材や自動車の室内に表面が露出する内装材、すなわち、表面が外視される外観部品において、軽量でかつ高剛性を有し、かつ、外観商品性がよく、更に製造が容易で、リサイクルにもよい外観部品とその製造方法を提供することを目的とする。

前記の課題を解決するために、請求項１記載の発明は、無機繊維と熱可塑性樹脂を含有する基材から成形した成形基材の表面に、熱可塑性樹脂層を設けたことを特徴とする外観部品である。

請求項２記載の発明は、無機繊維と熱可塑性樹脂と植物繊維を含有する基材から成形した成形基材の表面に、熱可塑性樹脂層を設けたことを特徴とする外観部品である。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記成形基材の表面に、溝又はスリットをを形成したことを特徴とする外観部品である。

請求項４記載の発明は、無機繊維と熱可塑性樹脂繊維を含有する基材を加熱して、該熱可塑性樹脂繊維を溶融させた後に成形した成形基材の表面上に、熱可塑性樹脂層を射出成形することを特徴とする外観部品の製造方法である。

請求項５記載の発明は、無機繊維、熱可塑性樹脂繊維及び植物繊維を含有する基材を加熱して、該熱可塑性樹脂繊維を溶融させた後に成形した成形基材の表面上に、熱可塑性樹脂層を射出成形することを特徴とする外観部品の製造方法である。

請求項６記載の発明は、請求項４又は５記載の発明において、成形基材上に熱可塑性樹脂を射出した後に、その熱可塑性樹脂が冷却する前にその熱可塑性樹脂の圧縮を行うことを特徴とする外観部品の製造方法である。

請求項７記載の発明は、請求項４乃至６のいずれかに記載の発明において、成形基材の表面上に溝又はスリット加工を施し、この溝又はスリット加工を施した成形基材の表面上に熱可塑性樹脂層を射出成形することを特徴とする外観部品の製造方法である。

本発明によれば、無機繊維と熱可塑性樹脂繊維又はこれらと植物繊維から外観部品を成形するため、軽量かつ高剛性の外観部品が得られる。

更に、樹脂成形等により外観部品の表面に樹脂層を有し、外観商品性良く仕上げることができるため、前記従来のような外観商品性の向上のための繊維系表皮又はレザー表皮の張合工程を必要とせず、容易に外観部品が製造できる。

また、本発明は成形基材に無機繊維を含有しているために、ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂単材の射出成形部品と比較すると、耐熱性が高く、熱源を近くに有する部材でも、成形基材面を熱源に向けることで断熱材の貼り付けを必要としない。

更に、植物繊維を使用することで、外観部品のより軽量化を図ることができる。
更に、従来のような熱硬化性樹脂を使用しないためにリサイクル上にもよい。

更に、成形基材の表面に溝又はスリットを施し、この成形基材の表面上に、樹脂を射出成形することにより射出樹脂が溝又はスリット部に侵入し成形基材との密着度を高めると共に、射出樹脂がリブ形状を形成することで、外観部品の剛性向上及び変形の抑制を図ることができる。

本発明を実施するための最良の形態を図１乃至図１０に基づいて説明する。
まず初めに、無機繊維と熱可塑性樹脂繊維を含有する基材１Ａを用意する。また、この無機繊維と樹脂繊維に、更に植物繊維を含有したものを基材１Ａとしてもよい。

ここに、無機繊維とは、無機物質を主成分とする繊維である。例えば、ガラス繊維、カーボン繊維、バサルト繊維、アルミナ繊維等があげられる。

熱可塑性樹脂繊維とは、樹脂を主成分とする長鎖状の合成高分子からなる繊維である。例えば、ポリプロピレン系繊維、ポリエチレン系繊維、ポリエステル系繊維等の熱可塑性樹脂繊維があげられる。

ポリエチレン系繊維は、溶融温度が低いために、低温にて加工できるが、ポリプロピレン系繊維と比較すると剛性が弱い。ポリエステル系繊維は、溶融温度が高いために、加工が施し難い。ポリプロピレン系の繊維は、ポリエチレン系繊維とポリエステル系繊維の間の溶融温度であり、剛性が比較的高い割に加工が施し易い等の特徴がそれぞれある。外観部品の形状、使用用途等に応じて熱可塑性樹脂繊維を使いわけることができる。

植物繊維としては、植物から得られる天然繊維である。例えば、ケナフ、サイザル等があげられる。

ここで、熱可塑性樹脂繊維は、無機繊維のバインターとして使用するため、基材中の熱可塑性樹脂繊維の割合は６０〜４０％、無機繊維の割合を４０〜６０％とするのが好ましい。

また、無機繊維及び植物繊維を基材として使用する場合、熱可塑性樹脂繊維は、無機繊維及び植物繊維のバインターとして使用するため、基材中の配合割合は、熱可塑性樹脂繊維を前記と同様６０〜４０％、無機繊維を２０〜３０％、植物繊維を２０〜３０％とするのが好ましい。

前記の任意の無機繊維、熱可塑性樹脂繊維及び植物繊維を所定量計量し、各繊維を約５０ｍｍ程にカットする。カットのサイズは任意に設定することができる。前記カットした繊維を綿状に解繊する。この解繊操作の際に、各繊維は混合される。前記解繊された繊維を積層し、ニードルにて絡ませて図１に示すようなマット状の基材１Ａを作る。

次に、前記マット状の基材１Ａを加熱炉で加熱し、前記熱可塑性樹脂繊維を溶融させ、熱可塑性樹脂繊維をバインダーとして該溶融状態に於いて、加熱プレス後に冷却プレスを行うことで所定の厚みに圧縮する。前記圧縮をした後に所定の大きさにカットして、図２に示すような基材ボード１Ｂを成形する。

次に、前記基材ボード１Ｂを再度加熱した後に、所望の形状に冷却成形を行う。その後に、形状の一部を削り取って修正する（トリミングという）作業を行い、成形基材１を得る。この成形基材１の形状例として図３に示す。

また、マット状基材１Ａを加熱し、前記熱可塑性樹脂を溶融させた後に、所望の形状に冷却成形を行った後に、トリミング作業を行い、成形基材１を得てもよい。

また、基材ボード１Ｂを、成形基材１としてもよい。
次に、前記成形基材１の表面１ａに熱可塑性樹脂を射出成形する。

この射出成形の工程について図４により説明する。
先ず、前記成形基材１を、図４（ａ）に示すコアプレート２の成形基材取付部３に、図４（ｂ）に示すように取付ける。

次に、キャビティプレート４を図４（ｃ）に示すＸ方向に移動し、図４（ｃ）に示すように、成形基材表面１ａとコアプレートとの間に射出成形を行う空間（キャビティ）５を形成した位置で停止させる。

次に、射出ノズル６より、図４（ｄ）に示すように前記空間５内に必要量の溶融した熱可塑性樹脂７を射出する。

射出する熱可塑性樹脂として、例えば、ポリプロピレン、アクリロニトリルブタジエンスチレン共重合体、ポリアミド（ナイロン）、ポリカーボネイト、ポリエチレンテレフタレート等の熱可塑性樹脂があげられる。射出樹脂は、外観部品の使用環境、使用部位又は顧客の要求により使い分けることができる。

次に、図４（ｅ）に示すようにキャビティプレート４をＸ方向に更に移動して、前記空間５内に注入された熱可塑性樹脂７を、その高温時に圧縮し、その後に冷却を行う。圧縮を行うことにより、熱可塑性樹脂表面が極め細やかとなり、外観商品性をより向上させることができる。なお、圧縮工程を有しなくても外観商品性の良い外観部品は得られる。

また、成形基材１に熱可塑性樹脂繊維、及び射出樹脂７に熱可塑性樹脂を使用しているため、成形基材１表面に高温高圧で熱可塑性樹脂を射出を行うと、成形基材１が変形するおそれがある。そのため熱可塑性樹脂の射出は低圧にて行うことが望ましい。熱可塑性樹脂の射出を低圧にて行うと、射出熱可塑性樹脂７を成形基材１の表面１ａに均一に射出成形することが困難となる。そのため、熱可塑性樹脂７を低圧にて射出した後に、その熱可塑性樹脂７を、高温状態で圧縮することにより、成形基材表面１ａ上に射出熱可塑性樹脂７を均一に射出成形することができる。

これら一連の工程により、成形基材表面１ａに樹脂層７が射出成形される。
次に、図４（ｅ）の状態からキャビティプレート４をＹ方向へ移動して脱型し、図４（ｆ）に示すような外観部品８を得る。

前記実施例では成形基材表面１ａを平面に形成したが、前記図３に示す成形基材表面１ａに、成形基材１の表裏を貫通しない溝９、又は成形基材１の表裏を貫通するスリット１０の加工を施しても良い。この溝９又はスリット１０の加工を施した成形基材１について図５乃至図１０により説明する。

図５は溝９の加工を施した成形基材１の斜視図、図６は溝９の加工を施した成形基材１の上面図である。図７は、図５に示す溝９の加工を施した成形基材の表面１ａに熱可塑性樹脂層７を射出成形したＡ−Ａ線断面図である。図８は、図５の成形基材１に、溝９の代りにスリット加工を施した成形基材のＡ−Ａ線断面図である。図９は、図８に示すスリット加工を施した成形基材表面１ａに樹脂層を射出成形した外観部品の図７と同様な位置の断面図である。図１０は、図９を斜め下から見た外観部品における中央部で切断した斜視図である。

この成形基材１の熱可塑性樹脂７を射出成形する側の面１ａに、図５乃至図１０に示すような成形基材１の表裏を貫通しない溝９、又は成形基材１の表裏を貫通するスリット１０の加工を、基材ボード１Ｂから成形基材１を成形する時に同時に行う。なお、成形基材１を成形した後に溝９又はスリット１０の加工を施してもよい。

前記溝９又はスリット１０は、所望の間隔で所望の本数を形成する。図５乃至図７に示す溝の断面は、三角形のもので例示したが、四角形、半円形等の所望の形状に形成してもよい。なお、図では溝又はスリットを平行に図示したが、溝又はスリットは、平行に施す必要はなく、交差したり、Ｖ字型にする等所望の位置に施すことができる。

成形基材表面１ａに溝９又はスリット１０の加工を施しておくことで、表面に射出された熱可塑性樹脂７の一部が、溝９部又はスリット１０部に侵入する。このことにより、図９及び図１０で示すように、熱可塑性樹脂層７にリブ１１が一体に形成されて、リブ構造が形成され、外観部品８の剛性強度を増すことができる。リブ構造を形成することにより、外観部品の反り等による変形を低減することができる。また、成形基材表面１ａに溝やスリット加工を施すことにより、成形基材１の表面積が増大し、成形基材表面１ａと射出熱可塑性樹脂７との接触面積が増大することにより、成形基材１と射出熱可塑性樹脂７との密着度を増加することができる。

次に、前記の製造工程による実施例について説明する。

ガラス繊維４０〜６０％とポリプロピレン系繊維６０〜４０％を基材とする。該基材から基材マットを形成する。該基材マットをそのポリプロピレン系繊維が溶融する温度に加熱し、所定の厚みに圧縮し、基材ボードに成形する。該基材ボードを加熱後、冷却成形し、成形基材とする。ここで、必要により、成形基材の成形と同時に、成形基材の表面に溝又はスリット加工を施す。該成形基材表面にポリプロピレンを射出し、樹脂が冷却する前に圧縮成形し、外観部品を製造する。

カーボン繊維４０〜６０％とポリプロピレン系繊維６０〜４０％を基材とする。該基材から基材マットを形成する。該基材マットをそのポリプロピレン系繊維が溶融する温度に加熱し、所定の厚みに圧縮し、基材ボードに成形する。該基材ボードを加熱後、冷却成形し、成形基材とする。ここで、必要により、成形基材の成形と同時に、成形基材の表面に溝又はスリット加工を施す。該成形基材表面にポリプロピレンを射出し、樹脂が冷却する前に圧縮成形し、外観部品を製造する。

カーボン繊維２０〜３０％とポリプロピレン系繊維６０〜４０％とケナフ繊維２０〜３０％を基材とする。該基材から基材マットを形成する。該基材マットをそのポリプロピレン系繊維が溶融する温度に加熱し、所定の厚みに圧縮し、基材ボードに成形する。該基材ボードを加熱後、冷却成形し、成形基材とする。ここで、必要により、成形基材の成形と同時に、成形基材の表面に溝又はスリット加工を施す。該成形基材表面にポリアミドを射出し、樹脂が冷却する前に圧縮成形し、外観部品を製造する。

カーボン繊維２０〜３０％とポリプロピレン系繊維４０〜６０％とサイザル繊維２０〜３０％を基材とする。該基材から基材マットを形成する。該基材マットをそのポリプロピレン系繊維が溶融する温度に加熱し、所定の厚みに圧縮し、基材ボードに成形する。該基材ボードを加熱後、冷却成形し、成形基材とする。ここで、必要により、成形基材の成形と同時に、成形基材の表面に溝又はスリット加工を施す。該成形基材表面にポリエチレンテレフタレートを射出し、樹脂が冷却する前に圧縮成形し、外観部品を製造する。

基材マットを示す斜視図。基材ボードを示す斜視図。本発明の成形基材の形状例を示す斜視図。本発明の射出成形工程を示す概略図。成形基材の表面に溝加工を施した斜視図。図５に示す成形基材表面に溝加工を施した上面図。図５に示す成形基材表面に溝加工を施したＡ−Ａ線断面図。図５の成形基材表面に溝の代りにスリット加工を施したＡ−Ａ線断面図。図８に示すスリット加工を施した成形基材１の表面１ａに樹脂層を射出成形した外観部品の図７と同様な位置の断面図。図９を斜め下から見た外観部品における中央部で切断した斜視図。

符号の説明

１成形基材
５キャビティ
６射出口
７熱可塑性射出樹脂
９溝
１０スリット

Claims

無機繊維と熱可塑性樹脂を含有する基材から成形した成形基材の表面に、熱可塑性樹脂層を設けたことを特徴とする外観部品。
無機繊維と熱可塑性樹脂と植物繊維を含有する基材から成形した成形基材の表面に、熱可塑性樹脂層を設けたことを特徴とする外観部品。
前記成形基材の表面に、溝又はスリットを形成した請求項１又は２記載の外観部品。
無機繊維と熱可塑性樹脂繊維を含有する基材を加熱して、該熱可塑性樹脂繊維を溶融させた後に成形した成形基材の表面上に、熱可塑性樹脂層を射出成形することを特徴とする外観部品の製造方法。
無機繊維、熱可塑性樹脂繊維及び植物繊維を含有する基材を加熱して、該熱可塑性樹脂繊維を溶融させた後に成形した成形基材の表面上に、熱可塑性樹脂層を射出成形することを特徴とする外観部品の製造方法。
成形基材上に熱可塑性樹脂を射出した後に、その熱可塑性樹脂が冷却する前にその熱可塑性樹脂の圧縮を行うことを特徴とする請求項４又は５記載の外観部品の製造方法。
成形基材の表面上に溝又はスリット加工を施し、この溝又はスリット加工を施した成形基材の表面上に熱可塑性樹脂層を射出成形することを特徴とする請求項４乃至６のいずれかに記載の外観部品の製造方法。