JP4061706B2

JP4061706B2 - 多層成形品の製造方法

Info

Publication number: JP4061706B2
Application number: JP12871098A
Authority: JP
Inventors: 由卓小林; 信裕臼井
Original assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date: 1998-05-12
Filing date: 1998-05-12
Publication date: 2008-03-19
Anticipated expiration: 2018-05-12
Also published as: JPH11320589A

Description

【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の表面に表皮材が貼合された多層成形品の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
熱可塑性樹脂からなる基材の表面に表皮材が貼合された多層成形品は自動車内装部品（たとえばドアトリムやインストルメントパネル）、家電製品の内外装部品その他の広い分野で多く使用されている。
【０００３】
このような多層成形品の製造法としては、例えば、熱可塑性樹脂を射出成形等の種々の方法により予め所望の形状に成形した成形品（基材）の上に表皮材を接着剤等を使用して接着積層する方法や、雌雄一対の金型間に表皮材を供給したのち溶融熱可塑性樹脂を供給し、両金型を型締めして溶融熱可塑性樹脂を所望の形状に賦型すると同時にその表面に表皮材を貼合する射出プレス法による方法（特公平５−８３０５８号公報）などが知られている。
【０００４】
しかし、このような方法において、前者の方法は工程が複雑なうえに、接着剤に含まれる溶剤による人体や環境等への問題があり、また、後者の方法は、基材を形成すると同時にその表面に表皮材が貼合できるという利点はあるが、表皮材にも他の樹脂部分と全く同条件で成形圧が加えられるため、得られた成形品における表皮材の風合いが損なわれ、特に表皮材として起毛を有するファブリック表皮材を使用した場合には型締め時の圧力により毛倒れが生じて外観が著しく損なわれ、また、発泡層を裏打ちした表皮材を用いるような場合には型締め時の温度と成形圧により発泡層が潰れてクッション性が損なわれるという問題がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このようなことから、本発明者らは、基材を形成すると同時にその表面に表皮材が貼合できるという射出プレス法の利点を活かしつつ、起毛を有するファブリック表皮材や発泡層を裏打ちした表皮材を使用する場合であっても、毛倒れや発泡層の潰れにより外観が損なわれたりクッション性が損なわれることのない多層成形品の製造法について検討の結果、本発明に至った。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、雌雄一対からなる金型を使用して、熱可塑性樹脂からなる基材の表面に表皮材が貼合されてなる多層成形品を製造する方法において、
１．開放状態にある雌雄両金型間の所定の位置に表皮材を供給する工程、
２．表皮材と雌雄いずれか一方の金型の金型面との間に溶融熱可塑性樹脂を供給する工程、
３．溶融熱可塑性樹脂を供給後あるいは供給しながら型締めする工程、
４．金型内で溶融熱可塑性樹脂を一次冷却する工程、
５．両金型を（ｔ−ｔ ₀ ）／２〜（ｔ−ｔ ₀ ）の範囲で開き、表皮材表面と金型の成形面との間に隙間を形成させる工程（ここで、ｔは表皮材の成形前の原反厚みを示し、ｔ ₀ は型締めにより圧縮された状態での表皮材厚みを示す）、
６．前記５．の状態で溶融熱可塑性樹脂を二次冷却する工程、
７．溶融熱可塑性樹脂が固化したのち両金型を開き、成形品を取り出す工程、
からなることを特徴とする多層成形品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、図面に基づいて本発明を説明する。
尚、以下の説明は本発明の一例であり、本発明がこれに限定されるものでないことはいうまでもない。
【０００８】
【実施例】
本発明に使用される金型は、射出プレス成形等に通常使用されているものであって、型締め時に所望の製品形状となるキャビティを有する雄金型（１）および雌金型（２）の雌雄一対から構成され、そのいずれか一方はプレス機に連結されて上下もしくは左右に移動し、雌雄両金型が開閉可能となっている。
以下、上下に開閉する縦型の金型装置を用いた例を中心として説明する。
【０００９】
本発明の方法においては、先ず、かかる両金型を開いて開放状態とし、両金型間に表皮材（３）が供給される。（工程１．）（図１）
表皮材は、開閉が上下方向である縦型の金型装置である場合のようにそれが可能であれば、その下型（図１では雄金型に相当する）の金型面を覆うように載置してもよいし、雌雄両金型間に設けた表皮材固定枠等を用いて固定してもよく、或いは雌金型のパ−ティング面等にピン等の適宜の手段により固定してもよく、その供給、固定方法は任意である。
【００１０】
雌雄両金型間に表皮材が供給された後、表皮材と雌雄いずれか一方の金型の金型面との間に溶融熱可塑性樹脂（４）が供給される。（工程２．）（図２）
このとき、溶融熱可塑性樹脂は基材側となる成形面（図においては雄金型の成形面）と表皮材との間に供給される。
溶融熱可塑性樹脂（４）の供給は、金型外に設けた樹脂供給手段から金型面上に供給するような外部供給手段によってもよいが、図に示されるように基材樹脂側の成形面となる金型（図においては雄金型）の金型内に予め設けた溶融樹脂通路（５）を介して供給する方法が特に好ましい。
後者の場合、溶融樹脂通路（５）の一端は成形面に開口する樹脂供給口（６）と連結し、他端は金型外の可塑化装置（図示せず）と接続されている。
溶融樹脂通路（５）や樹脂供給口（６）の数は製品形状やその大きさ等により１つでもよいし２以上の複数であってもよく、その配置も適宜決定される。
また、このときの雌雄両金型間のキャビティクリアランスは、具体的には使用する表皮材の種類、厚みなどによって適宜決定される。
【００１１】
次いで、雌雄両金型を閉じて型締めを行う。（工程３．）（図３）
この型締めは、溶融熱可塑性樹脂の供給完了後に開始してもよいし、前記工程２．と同時に、すなわち溶融熱可塑性樹脂を供給しながら並行的に行ってもよい。
尚、溶融熱可塑性樹脂の供給完了後に型締めを行う際には、溶融熱可塑性樹脂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。
型締めにより、表皮材（３）は雌金型（１）の成形面に接触すると同時に溶融熱可塑性樹脂層に一体的に貼合される。
【００１２】
型締めの後、型締め状態を保持しつつ一次冷却を行い（工程４．）、その後直ちに金型を僅かに開いて表皮材と接している金型成形面と表皮材表面との間に（ｔ−ｔ ₀ ）／２〜（ｔ−ｔ ₀ ）の範囲で隙間Ａを設け（工程５．）（図４）、この状態で二次冷却を行う。（工程６．）（ここで、ｔは表皮材の成形前の原反厚みを示し、ｔ ₀ は型締めにより圧縮された状態での表皮材厚みを示す）。
【００１３】
ここで、一次冷却とは、型締め状態において溶融熱可塑性樹脂の表面部分が僅かに固化している状態にあればよく、熱可塑性樹脂層の厚み方向の中心部まで完全に固化している必要はない。
この一次冷却時間は、それが短すぎると製品の変形が大きく、長すぎる場合は表皮材へのダメ−ジが大きくなって毛倒れや発泡層のつぶれが生じるため、使用する表皮材の種類や製品厚み、成形時の樹脂温度、型締め圧力等によって最適の時間が選択される。
例えば、金型温度３０℃で、樹脂温度２００℃のポリプロピレン樹脂を使用し、２．５ｍｍ厚の基材に起毛のあるファブリック表皮材を貼合した多層成形品を製造する場合には、一次冷却時間はおよそ５秒から１０秒程度である。
【００１４】
また、金型を僅かに開いて表皮材と接している金型成形面と表皮材表面との間に設ける隙間Ａは金型の開き量に相当し、それがあまりに少なすぎると、例えば表皮材が発泡層を有している場合には圧縮された発泡層の回復量が少なく、また起毛のあるファブリック表皮材の場合には、圧縮により倒れた起毛部が十分に回復できず、成形後においても外観の悪いものとなり、一方、隙間Ａが広すぎると、冷却不足が顕著となって変形等の問題が生じるため、その隙間量Ａは、表皮材の成形前の原反厚みｔと型締めにより圧縮された状態での表皮材厚みｔ₀との関係において、（ｔ−ｔ ₀ ）／２〜（ｔ−ｔ ₀ ）の範囲であり、表皮材の成形前の原反厚みと型締めにより圧縮された状態での厚みの差だけとするのが好ましい。
【００１５】
金型を僅かに開いて隙間Ａを設けた状態での二次冷却は、通常の成形方法と同様に、型締めされている溶融熱可塑性樹脂が完全に固化されるまで行われる。
前記工程３．の型締めによって圧縮された表皮材は、前記工程５．による隙間Ａによって圧縮状態が緩和され、この冷却期間中に発泡層付の表皮材であれば圧縮されていた発泡層が回復し、また起毛のある表皮材であれば倒れていた起毛部分が復元する。
【００１６】
溶融熱可塑性樹脂が固化した後、両金型を開き（工程７．）（図５）、基材表面に表皮材が貼合された多層成形品が取り出される。（図６）
【００１７】
かかる方法において、製品の大きさ、基材の厚み、製品形状、使用する表皮材等によっては冷却不足によって製品の変形が問題となることがあるが、このような場合には、基材の裏面側にリブ（７）等を設ける（図７）ことにより変形を抑制することができる。
【００１８】
以上の説明においては、金型の開閉方向が上下である雌雄両金型を用いた例について述べたが、金型の開閉方向は何ら本質ではなく、開閉方向が左右の横方向である雌雄両金型を用いても全く同様に実施することができる。
【００１９】
本発明の方法に適用される表皮材としてはファブリック表皮材が好んで用いられ、特に起毛のあるモケット、トリコット等の織物や編物、ニ−ドルパンチカ−ペット等の不織布などが好適に使用される。
このような表皮材はそれ単独で使用されるのみならず、２種以上を接着剤等で接着した複合表皮材として使用することもでき、特にポリプロピレン発泡シ−トなどのポリオレフィン系樹脂発泡シ−トやウレタン発泡シ−トなどを裏打ち材としたファブリック表皮材は好んで用いられる。
また、熱可塑性樹脂もしくは熱可塑性エラストマ−のシ−トまたはフィルム、紙、金属箔、ネット状物などに前記したような発泡シ−トを裏打ち材とした複合表皮材も好んで使用される。
尚、前記したポリプロピレン発泡シ−トなどのポリオレフィン系樹脂発泡シ−トは架橋タイプだけではなく非架橋タイプの発泡シ−トも用いることができ、その発泡倍率は特に限定されない。
また、これら表皮材の使用にあたっては、貼合すべき表皮材形状に応じて予備賦型を行っていてもよい。
【００２０】
また、本発明の方法に適用される熱可塑性樹脂としては、一般の射出成形、射出圧縮成形、押出成形、スタンピング成形などで通常使用されているものであれば特に制限なく使用することができ、例えば、ポリエチレンやポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂、ポリスチレン、アクリル樹脂、アクリロニトリル−スチレン−ブタジエンブロック共重合体、ナイロンなどのポリアミド、ポリ塩化ビニル、ポリカ−ボネ−ト、スチレン−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の他、ＥＰＭやＥＰＤＭなどの熱可塑性エラストマ−、これらの混合物、あるいはこれらを用いたポリマ−アロイなどが挙げられ、これらは発泡性であっても非発泡性であってもよい。
本発明でいう熱可塑性樹脂とはこれらのすべてを含むものである。
また、これらの熱可塑性樹脂には必要に応じてガラス繊維などの強化繊維、タルク、ワラストナイトなどの各種の無機もしくは有機フィラ−などの充填材を含有していてもよく、もちろん、通常使用される各種の顔料、滑材、帯電防止剤、酸化防止剤、紫外線防止剤などが適宜配合されていてもよい。
【００２１】
【発明の効果】
本発明の方法によれば、基材を形成すると同時にその表面に表皮材が貼合できるという射出プレス法の利点を活かしつつ、起毛を有するファブリック表皮材や発泡層を裏打ちした表皮材を使用する場合であっても、毛倒れや発泡層の潰れにより外観が損なわれたりクッション性が損なわれることがなく、しかも変形の少ない外観の良好な表皮材貼合の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】本発明の方法による製造工程を金型の概略断面図で示したものである。
【図２】本発明の方法による製造工程を金型の概略断面図で示したものである。
【図３】本発明の方法による製造工程を金型の概略断面図で示したものである。
【図４】本発明の方法による製造工程を金型の概略断面図で示したものである。
【図５】本発明の方法による製造工程を金型の概略断面図で示したものである。
【図６】本発明の方法により得られる多層成形品の例を断面図で示したものである。
【図７】本発明の方法による得られるリブ付の多層成形品の例を断面図で示したものである。
【符号の説明】
１：雄金型
２：雌金型
３：表皮材
４：溶融熱可塑性樹脂
５：溶融樹脂通路
６：樹脂供給口
７：リブ
Ａ：隙間

Claims

雌雄一対からなる金型を使用して、熱可塑性樹脂からなる基材の表面に表皮材が貼合されてなる多層成形品を製造する方法において、
１．開放状態にある雌雄両金型間の所定の位置に表皮材を供給する工程、
２．表皮材と雌雄いずれか一方の金型の金型面との間に溶融熱可塑性樹脂を供給する工程、
３．溶融熱可塑性樹脂を供給後あるいは供給しながら型締めする工程、
４．金型内で溶融熱可塑性樹脂を一次冷却する工程、
５．両金型を（ｔ−ｔ ₀ ）／２〜（ｔ−ｔ ₀ ）の範囲で開き、表皮材表面と金型の成形面との間に隙間を形成させる工程（ここで、ｔは表皮材の成形前の原反厚みを示し、ｔ ₀ は型締めにより圧縮された状態での表皮材厚みを示す）、
６．前記５．の状態で溶融熱可塑性樹脂を二次冷却する工程、
７．溶融熱可塑性樹脂が固化したのち両金型を開き、成形品を取り出す工程、
からなることを特徴とする多層成形品の製造方法。
表皮材が起毛を有するファブリック表皮である請求項１に記載の多層成形品の製造方法。