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JP6768274B2 - In-mold material and its manufacturing method, and manufacturing method of laminated molded body - Google Patents

In-mold material and its manufacturing method, and manufacturing method of laminated molded body Download PDF

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JP6768274B2 JP2015176781A JP2015176781A JP6768274B2 JP 6768274 B2 JP6768274 B2 JP 6768274B2 JP 2015176781 A JP2015176781 A JP 2015176781A JP 2015176781 A JP2015176781 A JP 2015176781A JP 6768274 B2 JP6768274 B2 JP 6768274B2
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Description

本発明は、繊維構造体を含む、インモールド成形に用いられるインモールド材及びその製造方法、並びに積層成形体の製造方法に関する。 The present invention relates to an in-mold material used for in-mold molding including a fiber structure, a method for producing the same, and a method for producing a laminated molded product.

射出成形体の表面にインモールド材を一体化した積層成形体が知られている。このような積層成形体は、シートまたは予め賦形されたプリフォーム成形体であるインモールド材を金型のキャビティに配置し、射出成形するインモールド成形により製造される。 A laminated molded body in which an in-mold material is integrated on the surface of an injection molded body is known. Such a laminated molded body is manufactured by in-mold molding in which a sheet or an in-mold material which is a preformed preform molded body is placed in a cavity of a mold and injection molded.

インモールド成形により積層成形体を製造する方法の一例について、図5を参照して説明する。図5中、11は繊維構造体を含むインモールド材,2aは可動側型,2bは固定側型,3は射出成形機の射出部本体,3aはノズル,3bはシリンダ,3cはインラインスクリュ,4は充填ゲート,5は射出成形体,5aは溶融樹脂,20は積層成形体である。 An example of a method for producing a laminated molded product by in-mold molding will be described with reference to FIG. In FIG. 5, 11 is an in-mold material containing a fiber structure, 2a is a movable side type, 2b is a fixed side type, 3 is an injection part main body of an injection molding machine, 3a is a nozzle, 3b is a cylinder, and 3c is an inline screw. 4 is a filling gate, 5 is an injection molded product, 5a is a molten resin, and 20 is a laminated molded product.

インモールド成形を用いる積層成形体の製造方法においては、はじめに、図5(a)に示すように、可動側型2aのキャビティを形成するための凹部にインモールド材11を配置する。そして、可動側型2aの凹部にインモールド材11を配置させた後、図5(b)に示すように、可動側型2aと固定側型2bとを型締めする。そして、図5(c)に示すように、可動側型2aと固定側型2bとを型締めすることにより形成されるキャビティcに溶融樹脂5aを充填する。そして、キャビティc内の溶融樹脂5aを冷却する冷却工程の終了後、図5(d)に示すように、可動側型2aを後退させて、可動側型2aと固定側型2bとを型開きすることにより、射出成形体5にインモールド材11が一体化されてなる積層成形体20が取り出される。 In the method for manufacturing a laminated molded product using in-mold molding, first, as shown in FIG. 5A, the in-mold material 11 is arranged in a recess for forming a cavity of the movable side mold 2a. Then, after arranging the in-mold material 11 in the recess of the movable side mold 2a, the movable side mold 2a and the fixed side mold 2b are molded as shown in FIG. 5 (b). Then, as shown in FIG. 5C, the molten resin 5a is filled in the cavity c formed by molding the movable side mold 2a and the fixed side mold 2b. Then, after the cooling step of cooling the molten resin 5a in the cavity c is completed, as shown in FIG. 5D, the movable side mold 2a is retracted to open the movable side mold 2a and the fixed side mold 2b. By doing so, the laminated molded body 20 in which the in-mold material 11 is integrated with the injection molded body 5 is taken out.

意匠性や触感に優れたインモールド材として、不織布や織物等の繊維構造体、繊維構造体を含む人工皮革や合成皮革等の皮革様素材、紙等のような繊維構造体を含む素材が用いられている。例えば、下記特許文献1は、人工皮革の背面に補強シートを貼り合わせたスエード調又は銀付調触感を有するインサート材を予備成形により3次元形状にし、必要な形状に打抜いて射出成形金型内のキャビティ内に収めた後、インサート材の補強シート側から溶融樹脂を射出することにより、樹脂成形品を成形すると同時にその表面にインサート材を一体化して得られた成形品を開示する。 As an in-mold material with excellent design and tactile sensation, fiber structures such as non-woven fabrics and textiles, leather-like materials such as artificial leather and synthetic leather including fiber structures, and materials including fiber structures such as paper are used. Has been done. For example, in Patent Document 1 below, an insert material having a suede-like or silver-like feel, in which a reinforcing sheet is attached to the back surface of artificial leather, is preformed into a three-dimensional shape and punched into a required shape to form an injection molding die. Disclosed is a molded product obtained by molding a resin molded product by injecting a molten resin from the reinforcing sheet side of the insert material after being housed in the inner cavity, and at the same time integrating the insert material on the surface thereof.

特開2005−104328号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-104328

一般的な熱可塑性樹脂の射出成形体に比べて、射出成形体の表面にインモールド材を一体化するインモールド成形により得られた積層成形体においては、反りが大きくなりやすいという問題があった。とくに、繊維構造体を含むインモールド材を射出成形体に積層した場合、反りが大きくなりやすい傾向があった。 Compared to a general thermoplastic resin injection-molded body, there is a problem that the laminated molded body obtained by in-mold molding in which the in-mold material is integrated with the surface of the injection-molded body tends to have a large warp. .. In particular, when an in-mold material containing a fiber structure is laminated on an injection-molded product, the warp tends to increase.

一般的な射出成形法における、反りを低減させるための後処理工程として、成形後の射出成形体を加熱することにより射出成形体に蓄積された残留歪みを解消するアニール処理は知られていた。しかしながら、繊維構造体を含むインモールド材を射出成形体に積層した場合においては、得られた積層成形体をアニール処理することによっては、反りを充分に低減させることが困難であった。 As a post-treatment step for reducing warpage in a general injection molding method, an annealing treatment for eliminating residual strain accumulated in an injection-molded product by heating the molded injection-molded product has been known. However, when the in-mold material containing the fiber structure is laminated on the injection-molded product, it is difficult to sufficiently reduce the warpage by annealing the obtained laminated molded product.

本発明は、繊維構造体を含むインモールド材を射出成形体に積層して得られる積層成形体に発生する反りを低減させる手段を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a means for reducing warpage generated in a laminated molded product obtained by laminating an in-mold material containing a fiber structure on an injection molded product.

本発明者らは、繊維構造体を含むインモールド材を射出成形体に積層して得られる積層成形体に発生する反りを低減させるために鋭意検討した。そして、繊維構造体は、例えば、一方向に引き取られるようにして製造され、引き取り方向に強く延伸され、引き取り方向と直角方向に弱く延伸されて製造されているため、繊維構造体を熱処理したときには、生産時の引き取り方向に大きく繊維が収縮して直角方向よりも大きく寸法変化することに着目した。インモールド成形において、金型のキャビティ内に収容された繊維構造体を含むインモールド材は射出された溶融樹脂が固着したまま冷却されるため、繊維構造体の応力歪みが固定される。そして、繊維構造体を含むインモールド材を射出成形体に積層して得られる積層成形体の反りは、射出成形体に積層された状態で繊維構造体が残留歪みを解消しようとするときの応力緩和が一因であると考えた。そして、残留歪みの異方性を予め低減させたインモールド材を用いることにより、反りが抑制された積層成形体が得られることを見出し、本発明に想到した。 The present inventors have diligently studied in order to reduce the warpage generated in the laminated molded product obtained by laminating the in-mold material containing the fiber structure on the injection molded product. Then, for example, the fiber structure is manufactured so as to be picked up in one direction, strongly stretched in the picking direction, and weakly stretched in the direction perpendicular to the picking direction. Therefore, when the fiber structure is heat-treated, the fiber structure is manufactured. Attention was paid to the fact that the fibers contracted significantly in the pick-up direction during production and the dimensions changed more than in the perpendicular direction. In in-mold molding, the in-mold material containing the fiber structure housed in the cavity of the mold is cooled while the injected molten resin is fixed, so that the stress strain of the fiber structure is fixed. The warp of the laminated molded body obtained by laminating the in-mold material containing the fiber structure on the injection molded body is the stress when the fiber structure tries to eliminate the residual strain in the state of being laminated on the injection molded body. I thought that mitigation was one of the causes. Then, they have found that a laminated molded product in which warpage is suppressed can be obtained by using an in-mold material in which the anisotropy of residual strain is reduced in advance, and have arrived at the present invention.

すなわち、本発明の一局面は、繊維構造体を含む、インモールド成形に用いられるインモールド材であって、繊維構造体の繊維を形成する樹脂のガラス転移温度(Tg)よりも10℃高い温度で熱処理したときの面積収縮率が2%以下であるインモールド材である。このような、ガラス転移温度(Tg)よりも10℃高い温度で10分間熱処理したときの面積収縮率が2%以下であるような繊維構造体を含むインモールド材は、インモールド成形の射出成形工程の前に存在する残留歪みが小さい。そのために、このような残留歪みの小さい繊維構造体を含むインモールド材を用いた場合には、反りが抑制された積層成形体が得られる。 That is, one aspect of the present invention is an in-mold material used for in-mold molding including a fiber structure, which is 10 ° C. higher than the glass transition temperature (T g ) of the resin forming the fiber of the fiber structure. It is an in-mold material having an area shrinkage rate of 2% or less when heat-treated at temperature. Such an in-mold material containing a fiber structure having an area shrinkage of 2% or less when heat-treated at a temperature 10 ° C. higher than the glass transition temperature (T g ) for 10 minutes is an injection of in-mold molding. The residual strain that exists before the molding process is small. Therefore, when an in-mold material containing such a fiber structure having a small residual strain is used, a laminated molded product in which warpage is suppressed can be obtained.

また、インモールド材が、3次元形状を有するプリフォーム成形体である場合には、反りの抑制効果がとくに高くなる点から好ましい。 Further, when the in-mold material is a preform molded body having a three-dimensional shape, the effect of suppressing warpage is particularly high, which is preferable.

また、繊維構造体を含むインモールド材としては、例えば、合成皮革、人工皮革、皮革様素材、不織布、織布、編布、紙等が挙げられる。 Examples of the in-mold material containing the fiber structure include synthetic leather, artificial leather, leather-like material, non-woven fabric, woven fabric, knitted fabric, and paper.

また、本発明の他の一局面は、繊維構造体を含む素材を準備する工程と、外力を与えずに繊維構造体の繊維を形成する樹脂のガラス転移温度(Tg)以上の温度で素材を一定時間加熱して残留歪みを解消させた後、加熱を停止して冷却させるアニール処理する工程と、を含むインモールド成形に用いられるインモールド材の製造方法である。このように、繊維構造体を含む素材をアニール処理することにより、繊維構造体の残留歪みが解消される。それにより、反りが抑制された積層成形体が得られる。アニール処理は、繊維構造体の繊維を形成する樹脂のガラス転移温度(Tg)以上の温度で加熱する処理であることが、残留歪みがさらに解消される点から好ましい。 Further, another aspect of the present invention is a step of preparing a material containing a fiber structure and a temperature of the material at a temperature equal to or higher than the glass transition temperature (Tg) of the resin forming the fiber of the fiber structure without applying an external force. after eliminating the residual strain by heating a certain time, a method of manufacturing the in-mold material used for in-mold molding comprising the steps of a Neil process is cooled by stopping the heating, the. By annealing the material containing the fiber structure in this way, the residual strain of the fiber structure is eliminated. As a result, a laminated molded product in which warpage is suppressed can be obtained. The annealing treatment is preferably a treatment in which the resin forming the fibers of the fiber structure is heated at a temperature equal to or higher than the glass transition temperature (T g ) from the viewpoint of further eliminating residual strain.

また、本発明の他の一局面は、繊維構造体を含む素材を準備する工程と、外力を与えずに繊維構造体の繊維を形成する樹脂のガラス転移温度(Tg)以上の温度で素材を一定時間加熱して残留歪みを解消させた後、加熱を停止して冷却させるアニール処理を施してインモールド材を形成する工程と、可動側型と固定側型とを型締めすることによりキャビティを形成する射出成形用金型の該キャビティにインモールド材を収容して射出成形することにより、成形される射出成形体の表面にインモールド材を一体化させた樹脂積層体を形成する工程と、を備える積層成形体の製造方法である。このような製造方法によれば、反りが抑制された、繊維構造体を含むインモールド材を表面に積層一体化した積層成形体が得られる。 Further, another aspect of the present invention is a step of preparing a material containing a fiber structure and a temperature of the material at a temperature equal to or higher than the glass transition temperature (Tg) of the resin forming the fiber of the fiber structure without applying an external force. after eliminating the residual strain by heating a predetermined time, a cavity by forming an in-mold material is subjected to a Neil process of cooling down the heating and clamping the fixed mold and the movable mold A step of forming a resin laminate in which the in-mold material is integrated on the surface of the injection-molded product to be molded by accommodating the in-mold material in the cavity of the injection-molding mold to be formed. , Is a method for producing a laminated molded product. According to such a manufacturing method, a laminated molded body in which an in-mold material containing a fiber structure with suppressed warpage is laminated and integrated on the surface can be obtained.

本発明によれば、反りが抑制された、繊維構造体を含むインモールド材を表面に積層一体化した積層成形体が得られる。 According to the present invention, a laminated molded body in which an in-mold material containing a fiber structure with suppressed warpage is laminated and integrated on the surface can be obtained.

図1は、実施形態の積層成形体の製造方法の各工程を説明する説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating each step of the method for manufacturing the laminated molded article of the embodiment. 図2は、実施例1に記載した各温度でのアニール処理における、熱処理時間に対する面積変化を示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing the area change with respect to the heat treatment time in the annealing treatment at each temperature described in Example 1. 図3は、実施例2に記載した各温度でのアニール処理における、加熱による反り変化量を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing the amount of change in warpage due to heating in the annealing treatment at each temperature described in Example 2. 図4は、実施例3のプリフォーム前アニール処理成形体、プリフォーム後アニール処理成形体、アニール処理無しプリフォーム成形体の、加熱による反り変化量を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing the amount of change in warpage of the preform pre-annealed molded product, the preform-post-annealed molded product, and the preform molded product without annealing treatment according to Example 3. 図5は、インモールド成形体を用いる、従来の積層成形体の製造方法の各工程を説明する説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating each step of a conventional method for manufacturing a laminated molded product using an in-mold molded product.

本実施形態の積層成形体の製造方法を図面を参照して説明する。図1は、本実施形態の積層成形体の製造方法の各工程を説明する説明図である。 The manufacturing method of the laminated molded article of this embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating each step of the method for manufacturing the laminated molded product of the present embodiment.

図1中、1は繊維構造体を含むインモールド材,1aはアニール処理前のインモールド材である繊維構造体を含む素材,2aは可動側型,2bは固定側型,3は射出成形機の射出部本体,3aはノズル,3bはシリンダ,3cはインラインスクリュ,4は充填ゲート,5は射出成形体,5aは溶融樹脂,10はインモールド成形体(積層成形体)である。また、100は、プリフォーム材1aをアニール処理するための加熱ヒーターである。可動側型2aと固定側型2bとは一対になってキャビティcを形成する射出成形用金型2を構成する。なお、本実施形態においては、可動側型2aは射出成形用金型の雌型、固定側型2bは射出成形用金型の雄型である。 In FIG. 1, 1 is an in-mold material containing a fiber structure, 1a is a material containing a fiber structure which is an in-mold material before annealing, 2a is a movable side type, 2b is a fixed side type, and 3 is an injection molding machine. 3a is a nozzle, 3b is a cylinder, 3c is an in-line screw, 4 is a filling gate, 5 is an injection molded product, 5a is a molten resin, and 10 is an in-mold molded product (laminated molded product). Further, reference numeral 100 denotes a heater for annealing the preform material 1a. The movable side mold 2a and the fixed side mold 2b form a pair to form the injection molding mold 2 forming the cavity c. In the present embodiment, the movable side mold 2a is a female mold for injection molding, and the fixed side mold 2b is a male mold for injection molding.

本実施形態の積層成形体の製造方法においては、射出成形を行うより前に、図1(a)に示すように、加熱ヒーター100を用いて、繊維構造体を含む素材1aを所定の温度で加熱処理するアニール処理を行う。 In the method for producing a laminated molded product of the present embodiment, as shown in FIG. 1A, a heating heater 100 is used to heat the material 1a containing the fiber structure at a predetermined temperature before injection molding is performed. Annealing treatment is performed by heat treatment.

アニール処理は、繊維構造体を含む素材を加熱することにより、残留歪みを有するアニール処理前の繊維構造体を含む素材の残留歪みを解消させる処理である。このようなアニール処理は、例えば、所定の温度に設定された熱風乾燥器や、遠赤外線ヒーター等を用いて行われる。 The annealing treatment is a treatment for eliminating the residual strain of the material containing the fiber structure before the annealing treatment, which has residual strain, by heating the material containing the fiber structure. Such annealing treatment is performed using, for example, a hot air dryer set to a predetermined temperature, a far-infrared heater, or the like.

上述のように繊維構造体は、例えば、引き取り方向に強く延伸され、引き取り方向と直角方向に弱く延伸されて製造されている。そのために歪みが残留しやすく、歪みが残留した状態のアニール処理前の繊維構造体を含む素材をキャビティ内に収容させて射出成形を行った場合、射出成形後に得られる積層成形体にまで繊維構造体の歪みが残留することにより、反りが発生しやすくなる。また、積層成形体をアニール処理しても、繊維構造体と射出成形体とは一体化されているために、繊維構造体の繊維の動きの自由度が低くなっている。本実施形態におけるアニール処理前のインモールド材である繊維構造体を含む素材のアニール処理によれば、射出成形体と一体化されていない、繊維の自由度が高い状態の繊維構造体にアニール処理することにより、残留歪みを解消させる効果が高い。 As described above, the fiber structure is manufactured, for example, by being strongly stretched in the pick-up direction and weakly stretched in the direction perpendicular to the pick-up direction. Therefore, strain tends to remain, and when injection molding is performed by accommodating a material containing the fiber structure before annealing in a state where strain remains in the cavity, the fiber structure is even in the laminated molded body obtained after injection molding. Due to the residual strain of the body, warpage is likely to occur. Further, even if the laminated molded body is annealed, the fiber structure and the injection molded body are integrated, so that the degree of freedom of movement of the fibers in the fiber structure is low. According to the annealing treatment of the material including the fiber structure which is the in-mold material before the annealing treatment in the present embodiment, the fiber structure which is not integrated with the injection molded body and has a high degree of freedom of the fiber is annealed. By doing so, the effect of eliminating the residual strain is high.

後に詳しく説明するが、アニール処理の条件は、繊維構造体の種類に応じて残留歪みを解消させることに適した条件が適宜設定される。アニール処理の温度の一例としては、繊維構造体の繊維を形成する樹脂のガラス転移温度(Tg)以上、さらにはTg+10℃以上、とくにはTg+20℃以上、であって、繊維構造体の繊維を形成する樹脂の融点または軟化温度未満、であることが好ましい。また、アニール処理の時間の一例としては、1分間以上、さらには5分間以上、とくには30分間以上であって、4時間以下、さらには3時間以下であることが好ましい。アニール処理の温度が低すぎたり、処理時間が短すぎたりすると、残留歪みが充分に解消しない傾向がある。また、アニール処理の時間が長すぎたり、例えば、ゴム状平坦領域を超える温度のような高すぎる温度で処理を行ったりすると、熱劣化したり、変形したりする傾向がある。 As will be described in detail later, as the conditions for the annealing treatment, conditions suitable for eliminating the residual strain are appropriately set according to the type of the fiber structure. An example of the temperature of the annealing treatment is the glass transition temperature (T g ) or higher of the resin forming the fiber of the fiber structure, and further T g + 10 ° C. or higher, particularly T g + 20 ° C. or higher, and the fiber structure. It is preferably below the melting point or softening temperature of the resin that forms the body fibers. Further, as an example of the annealing treatment time, it is preferably 1 minute or more, further 5 minutes or more, particularly 30 minutes or more, 4 hours or less, and further preferably 3 hours or less. If the temperature of the annealing treatment is too low or the treatment time is too short, the residual strain tends not to be sufficiently eliminated. Further, if the annealing treatment takes too long, or if the treatment is performed at a temperature that is too high, for example, a temperature exceeding the rubber-like flat region, there is a tendency for thermal deterioration or deformation.

次に、図1(b)に示すように、可動側型2aのキャビティを形成するための凹部にアニール処理されたインモールド材1をインサートさせる。なお、インモールド材1は、溶融樹脂を充填する時の位置ずれを抑制するために、可動側型の凹部に固定してもよい。固定手段の具体例としては、例えば、可動側型表面に両面テープで貼り付けたり、真空吸着させたり、インモールド材自身の表面粘着性を用いて付着させたり、可動側型の凹部に突起を設けてインモールド材をはめ込む方法等が挙げられる。また、インモールド材は1枚だけ用いてもよいし、2枚以上を組み合わせて用いてもよい。 Next, as shown in FIG. 1B, the annealed in-mold material 1 is inserted into the recess for forming the cavity of the movable side mold 2a. The in-mold material 1 may be fixed to the recess of the movable side type in order to suppress the positional deviation when filling the molten resin. Specific examples of the fixing means include sticking to the surface of the movable side mold with double-sided tape, adsorbing in a vacuum, adhering using the surface adhesiveness of the in-mold material itself, and providing a protrusion in the concave portion of the movable side mold. Examples thereof include a method of providing and fitting an in-mold material. Further, only one in-mold material may be used, or two or more in-mold materials may be used in combination.

次に、図1(c)に示すように、可動側型2aと固定側型2bとを型締めする。そして、図1(d)に示すように、可動側型2aと固定側型2bとを型締めした状態で形成されるキャビティcに溶融樹脂5aを充填する。詳しくは、射出成形機の射出部3を前進させ、ノズル3aを固定側型2bに形成された充填ゲート4に当接させ、シリンダ3b内で溶融樹脂5aをインラインスクリュ3cで射出することにより、溶融樹脂5aが所定の充填圧でキャビティcに完充填される。 Next, as shown in FIG. 1C, the movable side mold 2a and the fixed side mold 2b are molded. Then, as shown in FIG. 1D, the molten resin 5a is filled in the cavity c formed by molding the movable side mold 2a and the fixed side mold 2b. Specifically, the injection portion 3 of the injection molding machine is advanced, the nozzle 3a is brought into contact with the filling gate 4 formed in the fixed side mold 2b, and the molten resin 5a is injected in the cylinder 3b with the in-line screw 3c. The molten resin 5a is completely filled in the cavity c at a predetermined filling pressure.

射出される樹脂の具体例としては、例えば、ABS系樹脂、PMMA樹脂のようなアクリル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート(PET)やポリブチレンテレフタレート(PBT)等のポリエステル系樹脂、各種ポリアミド系樹脂、COP樹脂等が挙げられる。また、これらは、フィラー等を配合したコンパウンド品や、複数種の樹脂をアロイ化またはブレンド化した混合品であってもよい。これらは用途に応じて適宜選択される。例えば、携帯電話、モバイル機器、家電製品等の筐体に用いる樹脂としては、ABS系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂等の耐衝撃性に優れた樹脂が好ましく用いられる。 Specific examples of the injected resin include ABS-based resin, acrylic resin such as PMMA resin, polystyrene-based resin, polycarbonate-based resin, polyolefin-based resin such as polypropylene, polyethylene terephthalate (PET), and polybutylene terephthalate (PET). Examples thereof include polyester resins such as PBT), various polyamide resins, and COP resins. Further, these may be a compound product containing a filler or the like, or a mixed product obtained by alloying or blending a plurality of types of resins. These are appropriately selected according to the application. For example, as the resin used for the housing of mobile phones, mobile devices, home appliances, etc., a resin having excellent impact resistance such as ABS resin, polycarbonate resin, polyolefin resin such as polypropylene, etc. is preferably used.

射出成形条件は、射出される樹脂の熱特性や溶融粘度、成形体の形状、および樹脂厚みに応じて完充填可能な条件(樹脂温度、金型温度、射出圧力、射出速度、射出後の保持圧力、冷却時間)が適宜設定される。 The injection molding conditions are conditions that can be completely filled according to the thermal characteristics and melt viscosity of the injected resin, the shape of the molded body, and the resin thickness (resin temperature, mold temperature, injection pressure, injection speed, retention after injection). Pressure, cooling time) are set appropriately.

成形される射出成形体の厚さも特に限定されず、用途や成形性に応じて適宜選択される。例えば、携帯電話、モバイル機器、家電製品等の筐体に用いる場合には、0.3〜2mm、さらには0.5〜1.5mmが好ましい範囲として選ばれる。 The thickness of the injection-molded article to be molded is also not particularly limited, and is appropriately selected depending on the application and moldability. For example, when it is used for a housing of a mobile phone, a mobile device, a home electric appliance, etc., 0.3 to 2 mm, more preferably 0.5 to 1.5 mm is selected as a preferable range.

そして、冷却工程において、可動側型2aと固定側型2bとが型締めした状態で形成されるキャビティc内で成形された射出成形体5と射出成形体5に積層されたインモールド材1とが一体化された積層体を所定の時間冷却した後、図1(e)に示すように、可動側型2aと固定側型2bとを型開きして、成形された射出成形体5と射出成形体5に積層されたインモールド材1とが一体化されたインモールド成形体10が取り出される。そして、得られたインモールド成形体10の不要な部分、具体的には、インモールド材の端部をトリミングしたり、ゲートやランナーを切断除去することにより、最終的な製品形状に整えられる。 Then, in the cooling step, the injection molded body 5 formed in the cavity c formed by molding the movable side mold 2a and the fixed side mold 2b, and the in-mold material 1 laminated on the injection molded body 5. After cooling the laminated body in which is integrated for a predetermined time, as shown in FIG. 1 (e), the movable side mold 2a and the fixed side mold 2b are opened, and the molded injection molded body 5 and the injection are injected. The in-mold molded body 10 in which the in-mold material 1 laminated on the molded body 5 is integrated is taken out. Then, the unnecessary portion of the obtained in-mold molded body 10, specifically, the end portion of the in-mold material is trimmed, and the gate and runner are cut and removed to prepare the final product shape.

次に、本実施形態の積層成形体の製造方法に用いられるインモールド材用の素材及びアニール処理について詳しく説明する。 Next, the material for the in-mold material used in the method for producing the laminated molded product of the present embodiment and the annealing treatment will be described in detail.

インモールド材用の素材の形態としては、本実施形態で参照する図1では、繊維構造体を含む素材に予め賦形したプリフォーム成形体を例示したが、プリフォーム成形体に限定されず、不織布,織布,織物,編物等の繊維構造体のシート,または繊維構造体を含む人工皮革や合成皮革等の皮革様シートを賦形せずにそのまま用いてもよい。なお、予め賦形されたプリフォーム成形体は、人工皮革や合成皮革等の皮革様素材や、不織布や織物,紙等のシートを熱プレス成形、真空成形、圧空成形、真空圧空成形等の成形手段により賦形することにより得られる。また、インモールド材の厚さは、特に限定されないが、0.1〜2mm、さらには、0.2〜1mm程度であることが好ましい。 As the form of the material for the in-mold material, in FIG. 1 referred to in the present embodiment, a preform molded body preformed to a material including a fiber structure is illustrated, but the form is not limited to the preform molded body. A sheet of a fiber structure such as a non-woven fabric, a woven fabric, a woven fabric, or a knitted fabric, or a leather-like sheet such as artificial leather or synthetic leather containing the fiber structure may be used as it is without shaping. The preformed preform molded body is formed by hot-press molding, vacuum forming, vacuum forming, vacuum forming of a leather-like material such as artificial leather or synthetic leather, or a sheet of non-woven fabric, woven fabric, or paper. Obtained by shaping by means. The thickness of the in-mold material is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 2 mm, more preferably about 0.2 to 1 mm.

繊維構造体の繊維を形成する樹脂の具体例としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、変性PET、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリトリメチレンテレフタレート(PTT)、ポリトリエチレンテレフタレート、ポリヘキサメチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、等の芳香族ポリエステル系樹脂;ポリ乳酸、ポリエチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネートアジペート、ポリヒドロキシブチレート−ポリヒドロキシバリレート共重合体等の脂肪族ポリエステル系樹脂;ポリアミド6、ポリアミド66、ポリアミド610、ポリアミド10、ポリアミド11、ポリアミド12、ポリアミド6−12等のポリアミド系樹脂;ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリブテン、ポリメチルペンテン、塩素系ポリオレフィン、エチレン酢酸ビニル共重合体、スチレンエチレン共重合体、などのポリオレフィン系樹脂;エチレン単位を25〜70モル%含有する変性ポリビニルアルコール等から形成される変性ポリビニルアルコール系樹脂;及び、ポリウレタン系エラストマー、ポリアミド系エラストマー、ポリエステル系エラストマーなどの結晶性エラストマー等の熱可塑性樹脂等が挙げられる。これらは一種類だけを用いても良いし、二種類以上を組み合わせて用いても良い。これらの中では、とくに、ガラス転移温度(Tg)が90〜120℃、さらには100〜115℃であるような芳香族ポリエステル系樹脂が熱収縮性の高い繊維が得られるために、残留歪みが大きくなりやすい点から、本実施形態のアニール処理による残留歪みの解消効果が顕著である点から好ましい。 Specific examples of the resin forming the fibers of the fiber structure include polyethylene terephthalate (PET), modified PET, polybutylene terephthalate (PBT), polytrimethylene terephthalate (PTT), polytriethylene terephthalate, and polyhexamethylene terephthalate. , Polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, etc. Aromatic polyester resins; polylactic acid, polyethylene succinate, polybutylene succinate, polybutylene succinate adipate, polyhydroxybutyrate-polyhydroxyvariate copolymer, etc. Polyamide-based resin; polyamide-based resin such as polyamide 6, polyamide 66, polyamide 610, polyamide 10, polyamide 11, polyamide 12, polyamide 6-12, etc .; Polyamide, polyethylene, polybutene, polymethylpentene, chlorine-based polyolefin, ethylene vinyl acetate Polyethylene-based resins such as polymers and styrene-ethylene copolymers; modified polyvinyl alcohol-based resins formed from modified polyvinyl alcohols containing 25 to 70 mol% of ethylene units; and polyurethane-based elastomers, polyamide-based elastomers, polyesters. Examples thereof include thermoplastic resins such as crystalline elastomers such as based elastomers. Only one type of these may be used, or two or more types may be used in combination. Among these, in particular, the aromatic polyester-based resin having a glass transition temperature (T g ) of 90 to 120 ° C. and further 100 to 115 ° C. provides fibers having high heat shrinkage, resulting in residual strain. Is preferable because the effect of eliminating the residual strain by the annealing treatment of the present embodiment is remarkable from the viewpoint that the temperature tends to increase.

gは、例えば、動的粘弾性測定装置(例えば、レオロジ社製FTレオスペクトラDDVIV)を用いて、幅5mm、長さ30mmの試験片を間隔20mmのチャック間に固定して、測定領域30〜250℃、昇温速度3℃/min、歪み5μm/20mm、測定周波数10Hzの条件で動的粘弾性挙動を測定することにより得られる。 For T g , for example, a dynamic viscoelasticity measuring device (for example, FT Leospectra DDVIV manufactured by Rheology Co., Ltd.) is used to fix a test piece having a width of 5 mm and a length of 30 mm between chucks having an interval of 20 mm, and the measuring area 30 is measured. It is obtained by measuring the dynamic viscoelastic behavior under the conditions of ~ 250 ° C., a heating rate of 3 ° C./min, a strain of 5 μm / 20 mm, and a measurement frequency of 10 Hz.

gが100〜120℃の芳香族ポリエステルの具体例としては、例えば、ポリエチレンテレフタレートの構成単位に直鎖の構造を乱す共重合成分を構成単位として含有する変性ポリエチレンテレフタレート、特に、イソフタル酸、フタル酸、5−ナトリウムスルホイソフタル酸等の非対称型芳香族カルボン酸や、アジピン酸等の脂肪族ジカルボン酸を共重合成分として所定割合で含有する変性ポリエチレンテレフタレートが挙げられる。さらに具体的には、モノマー成分としてイソフタル酸単位を2〜12モル%含有する変性ポリエチレンテレフタレートが好ましい。 Specific examples of aromatic polyesters having a T g of 100 to 120 ° C. include modified polyethylene terephthalates containing a copolymerizing component that disturbs the linear structure as a constituent unit of polyethylene terephthalate, particularly isophthalic acid and phthalate. Examples thereof include modified polyethylene terephthalate containing an asymmetric aromatic carboxylic acid such as acid and 5-sodium sulfoisophthalic acid and an aliphatic dicarboxylic acid such as adipic acid as a copolymerization component in a predetermined ratio. More specifically, modified polyethylene terephthalate containing 2 to 12 mol% of isophthalic acid units as a monomer component is preferable.

また、繊維構造体の繊維を形成する繊維の繊度は特に限定されず、1dtex超の通常繊維の繊度であっても、1dtex以下、さらには0.6dtex以下、とくには0.5dtex以下であるような極細繊維の繊度であってもよい。なお、極細繊維の繊度を有する繊維は、熱収縮性が高くなる傾向があり、残留歪みが大きくなりやすい点から、本実施形態のアニール処理による残留歪みの解消効果が顕著である点から好ましい。 Further, the fineness of the fibers forming the fibers of the fiber structure is not particularly limited, and even if the fineness of a normal fiber exceeding 1 dtex is 1 dtex or less, further 0.6 dtex or less, particularly 0.5 dtex or less. The fineness of ultrafine fibers may be used. It should be noted that the fiber having the fineness of the ultrafine fiber tends to have high heat shrinkage and tends to have a large residual strain, and is preferable because the effect of eliminating the residual strain by the annealing treatment of the present embodiment is remarkable.

また、繊維構造体は、形態安定性や充実感を向上させることを目的として、内部の空隙に高分子弾性体を含有してもよい。このような高分子弾性体の具体例としては、例えば、ポリカーボネート系ポリウレタン、ポリエステル系ポリウレタン、ポリエーテル系ポリウレタン等の各種ポリウレタンや、アクリル系弾性体、ポリウレタンアクリル複合弾性体、ポリ塩化ビニル、合成ゴム等が挙げられる。これらの中では、ポリウレタンが接着性や機械特性に優れる点から好ましい。 Further, the fiber structure may contain a polymer elastic body in the internal voids for the purpose of improving morphological stability and a feeling of fullness. Specific examples of such polymer elastic bodies include various polyurethanes such as polycarbonate-based polyurethanes, polyester-based polyurethanes, and polyether-based polyurethanes, acrylic-based elastic bodies, polyurethane acrylic composite elastic bodies, polyvinyl chlorides, and synthetic rubbers. And so on. Among these, polyurethane is preferable because it has excellent adhesiveness and mechanical properties.

高分子弾性体の含有割合としては、0〜40質量%、さらには、5〜35質量%、とくには8〜30質量%であることが好ましい。高分子弾性体の含有割合が高すぎる場合には、賦形性が低下する傾向がある。 The content ratio of the polymer elastic body is preferably 0 to 40% by mass, more preferably 5 to 35% by mass, and particularly preferably 8 to 30% by mass. If the content of the polymer elastic body is too high, the shapeability tends to decrease.

このような繊維構造体の一面に銀面調の樹脂層を積層形成した場合には、銀付皮革調の外観を有する銀面調皮革様シートが得られる。また、繊維構造体の一面を起毛処理することにより起毛調の外観を有する起毛調皮革様シートが得られる。 When a grain-like resin layer is laminated on one surface of such a fiber structure, a grain-like leather-like sheet having a silver-attached leather-like appearance can be obtained. Further, by raising one surface of the fiber structure, a brushed leather-like sheet having a brushed appearance can be obtained.

銀面調皮革様シートを形成する方法としては、繊維構造体の一面に乾式造面法やダイレクトコート法などの方法によりポリウレタン等の高分子弾性体を含む銀面調の樹脂層を形成する方法が挙げられる。乾式造面法は、離型紙などの支持基材上に高分子弾性体を含む樹脂膜を形成した後、その樹脂膜の表面に接着剤を塗布し、繊維構造体の一面に貼り合せて、必要によりプレスして接着し、離型紙を剥離することにより銀面調の樹脂層を形成する方法である。また、ダイレクトコート法は、高分子弾性体を含む液状樹脂または樹脂液を繊維構造体の一面に直接塗布した後、硬化させることにより銀面調の樹脂層を形成する方法である。 As a method of forming a grain-like leather-like sheet, a method of forming a grain-like resin layer containing a polymer elastic material such as polyurethane on one surface of a fiber structure by a method such as a dry surface forming method or a direct coating method. Can be mentioned. In the dry surface forming method, a resin film containing a polymer elastic body is formed on a supporting base material such as a release paper, and then an adhesive is applied to the surface of the resin film and bonded to one surface of the fiber structure. This is a method of forming a grain-like resin layer by pressing and adhering if necessary and peeling off the release paper. Further, the direct coating method is a method in which a liquid resin or a resin liquid containing a polymer elastic body is directly applied to one surface of a fiber structure and then cured to form a grain-like resin layer.

銀面調の樹脂層を形成する高分子弾性体としては、従来から銀面調の樹脂層の形成に用いられているポリウレタンやアクリル系弾性体等を用いることができる。その具体例としては、例えば、ポリカーボネート系ポリウレタン、ポリエステル系ポリウレタン、ポリエーテル系ポリウレタン等の各種ポリウレタンや、アクリル系弾性体、ポリウレタンアクリル複合弾性体、ポリ塩化ビニル弾性体、合成ゴム等が挙げられる。 As the polymer elastic body that forms the grain-like resin layer, polyurethane, an acrylic elastic body, or the like that has been conventionally used for forming the grain-like resin layer can be used. Specific examples thereof include various polyurethanes such as polycarbonate-based polyurethane, polyester-based polyurethane, and polyether-based polyurethane, acrylic elastic bodies, polyurethane acrylic composite elastic bodies, polyvinyl chloride elastic bodies, synthetic rubbers, and the like.

また、起毛調皮革様シートを形成する方法としては、繊維構造体の表面をバフィング処理することにより起毛処理されたスエード調やヌバック調の加飾面を形成する方法が挙げられる。バフィング処理は、繊維構造体の表面をサンドペーパーやブラシ等で擦り、繊維を起毛させる処理である。 Further, as a method of forming a brushed leather-like sheet, a method of forming a brushed suede-like or nubuck-like decorative surface by buffing the surface of the fiber structure can be mentioned. The buffing treatment is a treatment in which the surface of the fiber structure is rubbed with sandpaper, a brush, or the like to raise the fibers.

なお、繊維構造体の見かけ密度は特に限定されないが、0.45g/cm3以上、さらには0.50〜0.85g/cm3、とくには0.50〜0.80g/cm3であることが好ましい。このように高い見かけ密度の場合には、薄くても均質性が高くなるために、射出成形により金型内のキャビティに充填される溶融樹脂が、繊維構造体を含むインモールド材の表面まで染み出ることが抑制される点から好ましい。 The apparent density of the fiber structure is not particularly limited, but it should be 0.45 g / cm 3 or more, further 0.50 to 0.85 g / cm 3 , and particularly 0.50 to 0.80 g / cm 3. Is preferable. In the case of such a high apparent density, the homogeneity is high even if it is thin, so that the molten resin filled in the cavity in the mold by injection molding stains the surface of the in-mold material including the fiber structure. It is preferable because it is suppressed from coming out.

以上説明したような繊維構造体は、例えば、一方向に引き取られるようにして製造されるために、引き取り方向に熱収縮しやすい傾向がある。本実施形態のインモールド成形に用いられるインモールド材は、インモールド成形前に、このような繊維構造体を含む素材の熱収縮の異方性を緩和する。 Since the fiber structure as described above is manufactured so as to be picked up in one direction, for example, it tends to be easily heat-shrinked in the pick-up direction. The in-mold material used for the in-mold molding of the present embodiment relaxes the anisotropy of heat shrinkage of the material containing such a fiber structure before the in-mold molding.

具体的には、繊維構造体に蓄積された残留歪みは、インモールド成形に供される前に熱処理によりアニール処理を施すことにより解消される。アニール処理による残留歪みの解消は、実施例の結果を示す図2を参照して説明すれば、比較的短時間、具体的には、熱処理開始後の3分間程度で大きく収縮し、その後、徐々に、収縮していることがわかる。従って、アニール処理の熱処理条件は、このような、残留歪みの解消度合いと、生産性とのバランスを勘案して適宜決定される。 Specifically, the residual strain accumulated in the fiber structure is eliminated by performing an annealing treatment by heat treatment before being subjected to in-mold molding. The elimination of the residual strain by the annealing treatment will be described with reference to FIG. 2, which shows the results of the examples, and will shrink significantly in a relatively short time, specifically, about 3 minutes after the start of the heat treatment, and then gradually shrink. It can be seen that it is contracting. Therefore, the heat treatment conditions for the annealing treatment are appropriately determined in consideration of the balance between the degree of elimination of such residual strain and the productivity.

図2を参照すれば、繊維構造体を形成する樹脂のTg以上、とくにはTgよりも10〜50℃程度高い温度で熱処理した場合、わずか3分間程度で大きく収縮し、その後は大きく変化せずに安定する。具体的には、その後の面積変化率は2%以下であることがわかる。従って、このようなアニール処理を受けた繊維構造体を含有するインモールド材は、繊維構造体を形成する樹脂のTgよりも10℃以上の温度で10分間熱処理したときに、面積収縮率(面積変化率)が2%以下になる程度に残留歪みが充分に解消されていることがわかる。 Referring to FIG. 2, or T g of the resin forming the fibrous structure, especially when heat-treated at a temperature of about 10 to 50 ° C. higher than the T g, increased shrinkage in only about 3 minutes, then the large variation Stable without. Specifically, it can be seen that the subsequent area change rate is 2% or less. Therefore, the in-mold material containing the fiber structure subjected to such an annealing treatment has an area shrinkage rate (area shrinkage rate) when heat-treated for 10 minutes at a temperature of 10 ° C. or higher than T g of the resin forming the fiber structure. It can be seen that the residual strain is sufficiently eliminated to the extent that the area change rate) is 2% or less.

以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明する。なお、本発明は実施例により何ら限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. The present invention is not limited to the examples.

[実施例1:人工皮革片のアニール処理による面積収縮率の測定]
厚さ0.5mmの銀面調の表面を有する人工皮革(繊度0.9dtexで、Tg100℃の変性PETの極細繊維を含む、見かけ密度0.50g/cm3)の幅1000mmの原反を準備した。そして、原反から縦300×横100mmの長方形の人工皮革片を切り抜いた。
[Example 1: Measurement of area shrinkage by annealing an artificial leather piece]
(In fineness 0.9 dtex, comprising ultrafine fibers of T g 100 ° C. denaturation PET, apparent density 0.50 g / cm 3) Artificial leather Leather with grain tone surface of thickness 0.5mm width 1000mm of I prepared the original fabric. Then, a rectangular artificial leather piece having a length of 300 mm and a width of 100 mm was cut out from the original fabric.

そして、得られた人工皮革片を100℃、110℃、130℃、及び150℃に設定された熱風乾燥機中に、5分間、30分間、60分間、及び240分間放置して熱処理した。なお、人工皮革片は、各温度の各時間ごとに5枚ずつ準備した。 Then, the obtained artificial leather piece was left in a hot air dryer set at 100 ° C., 110 ° C., 130 ° C., and 150 ° C. for 5 minutes, 30 minutes, 60 minutes, and 240 minutes for heat treatment. Five pieces of artificial leather were prepared for each time at each temperature.

そして、熱処理していない人工皮革片の面積を100%として、100℃、110℃、130℃、及び150℃で各時間熱処理されて収縮した後の、人工皮革片の面積変化を測定した。なお、面積変化は、5枚の平均値である。各温度における、熱処理時間に対する面積変化を示すグラフを図2に示す。 Then, assuming that the area of the artificial leather piece not heat-treated was 100%, the area change of the artificial leather piece after being heat-treated at 100 ° C., 110 ° C., 130 ° C., and 150 ° C. for each time and shrinking was measured. The area change is an average value of 5 sheets. A graph showing the area change with respect to the heat treatment time at each temperature is shown in FIG.

図2に示すように、インモールド材として用いられる人工皮革片は、Tg以上の何れの温度及び何れの時間のアニール処理によっても2%以上収縮したことがわかる。この結果から、アニール処理により、繊維構造体を含むインモールド材の残留歪みが解消することがわかる。また、アニール処理温度においては、人工皮革片に含まれる変性PETの極細繊維のTgである100℃でのアニール処理と、Tgよりも10℃以上高い110℃、130℃及び150℃でのアニール処理を比較すると、変性PETの極細繊維のTg100℃よりも10℃以上高い温度で顕著に収縮率が大きくなっていることがわかる。また、5分間程度の加熱により、面積変化率は安定することがわかる。 As shown in FIG. 2, it can be seen that the artificial leather piece used as the in-mold material shrank by 2% or more by any temperature of T g or more and any time of annealing treatment. From this result, it can be seen that the annealing treatment eliminates the residual strain of the in-mold material including the fiber structure. The annealing treatment temperature was 100 ° C., which is the T g of the ultrafine fibers of the modified PET contained in the artificial leather piece, and 110 ° C., 130 ° C., and 150 ° C., which are 10 ° C. or higher higher than the T g . Comparing the annealing treatments, it can be seen that the shrinkage rate is remarkably increased at a temperature 10 ° C. or higher higher than T g 100 ° C. of the ultrafine fibers of the modified PET. Further, it can be seen that the area change rate is stabilized by heating for about 5 minutes.

また、100℃、110℃、130℃、及び150℃アニール処理した後のインモールド材を一旦冷却した後、さらにTgよりも10℃高い温度で10分間熱処理したときの面積変化率(面積収縮率)は、それぞれ、1.6%、1.0%、0.8%、0.3%、となり、何れも2%以下であった。 Further, the area change rate (area shrinkage) when the in-mold material after annealing at 100 ° C., 110 ° C., 130 ° C., and 150 ° C. is once cooled and then heat-treated at a temperature 10 ° C. higher than T g for 10 minutes. The rates) were 1.6%, 1.0%, 0.8%, and 0.3%, respectively, and all were 2% or less.

[実施例2:アニール処理された人工皮革片を用いたインモールド成形]
実施例1で得られた、各温度で240分間熱処理した5枚ずつの人工皮革片を用いてインモールド成形を行った。具体的には、電動式射出成形機(住友重機械工業(株)製のSE−180DU)に搭載された、射出成形用金型の可動側型と固定側型とを型開きした状態で、可動側型のキャビティ形成面に熱処理された人工皮革片を配置した。そして、可動側型と固定側型とを型締めした。なお、射出成形用金型のキャビティ形状は、厚さ1.5mmで、縦300×横100mmの長方形の角板形状であった。
[Example 2: In-mold molding using an annealed artificial leather piece]
In-mold molding was performed using five artificial leather pieces obtained in Example 1 that were heat-treated at each temperature for 240 minutes. Specifically, the movable side mold and the fixed side mold of the injection molding mold mounted on the electric injection molding machine (SE-180DU manufactured by Sumitomo Heavy Industries, Ltd.) are opened. A heat-treated artificial leather piece was placed on the cavity-forming surface of the movable side mold. Then, the movable side mold and the fixed side mold were molded. The cavity shape of the injection molding die was a rectangular square plate having a thickness of 1.5 mm and a length of 300 mm and a width of 100 mm.

そして、樹脂温度235℃、金型温度50℃、射出ピーク圧140MPaの条件でABS樹脂(Tg98℃/MFR:4.2g/10分 220℃)を射出してキャビティ内に充填した。そして、完充填後、保圧20MPaを付与しながら、40秒間の冷却時間を保持した後、型開きした。そして、ABS樹脂成形体の表面に人工皮革片が一体化された積層成形体を得た。 Then, ABS resin (T g 98 ° C./MFR: 4.2 g / 10 minutes 220 ° C.) was injected under the conditions of a resin temperature of 235 ° C., a mold temperature of 50 ° C., and an injection peak pressure of 140 MPa to fill the cavity. Then, after complete filling, the mold was opened after maintaining a cooling time of 40 seconds while applying a holding pressure of 20 MPa. Then, a laminated molded body in which an artificial leather piece was integrated on the surface of the ABS resin molded body was obtained.

そして、各温度において5枚ずつ得られた積層成形体の加熱による反り変化量を以下のように評価した。 Then, the amount of change in warpage due to heating of the five laminated molded products obtained at each temperature was evaluated as follows.

〈反り変化量評価〉
成形された積層成形体を23℃,50%RHの恒温恒湿室に24時間放置することにより状態調節した。そして、状態調節後の反り量を測定した。そして、状態調節後の反り量を測定された積層成形体を、70℃,95%RHの恒温恒湿室に200時間放置する熱処理により反りを顕在化させた。そして、熱処理後の積層成形体を23℃,50%RHの恒温恒湿室に1時間放置して冷却した。そして、熱処理により顕在化した反り量を測定した。
なお、反り量の測定は、積層成形体を上に凸の状態に反るように水平な盤上に置き、凸の状態に反るように配置された積層成形体の盤上の表面から測定したときの最も大きい隙間の部分の間隔をダイヤルゲージで測定した。なお、5枚のサンプルの測定値の平均を反り量(mm)とした。そして、(熱処理後の反り量―熱処理前の反り量)の絶対値を反り変化量として、図3のグラフに示した。
<Evaluation of warpage change amount>
The state of the molded laminated molded product was adjusted by leaving it in a constant temperature and humidity chamber at 23 ° C. and 50% RH for 24 hours. Then, the amount of warpage after the state adjustment was measured. Then, the laminated molded product whose warp amount was measured after the state adjustment was left in a constant temperature and humidity chamber at 70 ° C. and 95% RH for 200 hours to make the warp manifest. Then, the laminated molded product after the heat treatment was left in a constant temperature and humidity chamber at 23 ° C. and 50% RH for 1 hour to cool. Then, the amount of warpage that became apparent by the heat treatment was measured.
The amount of warpage is measured by placing the laminated molded product on a horizontal plate so as to warp upward in a convex state, and measuring from the surface of the laminated molded product arranged so as to warp in a convex state. The distance between the largest gaps was measured with a dial gauge. The average of the measured values of the five samples was taken as the amount of warpage (mm). Then, the absolute value of (warp amount after heat treatment-warp amount before heat treatment) is shown in the graph of FIG. 3 as the warp change amount.

図3に示すように、アニール処理なしの人工皮革片を用いてインモールド成形された積層成形体の反り量は2.90mmであったのに対して、100℃、110℃、130℃、150℃でアニール処理した人工皮革片を用いてインモールド成形された積層成形体は、それぞれ、2.75mm、0.88mm、0.75mm、0.75mmと反り変化量が小さくなっていた。特に、人工皮革片に含まれる変性PETの極細繊維のTgである100℃よりも高い110℃、130℃及び150℃でアニール処理した人工皮革片を用いて得られた積層成形体は、反り変化量の顕著な改善効果が見られた。 As shown in FIG. 3, the amount of warpage of the laminated molded product in-molded using the artificial leather piece without annealing treatment was 2.90 mm, whereas the amount of warpage was 100 ° C., 110 ° C., 130 ° C., 150. The laminated molded body in-molded using the artificial leather piece annealed at ° C. had a small amount of change in warpage of 2.75 mm, 0.88 mm, 0.75 mm, and 0.75 mm, respectively. In particular, the laminated molded product obtained by using the artificial leather piece annealed at 110 ° C., 130 ° C. and 150 ° C., which is higher than 100 ° C., which is the T g of the ultrafine fiber of the modified PET contained in the artificial leather piece, is warped. A remarkable improvement effect of the amount of change was observed.

[実施例3:アニール処理された、人工皮革のプリフォーム成形体を用いたインモールド成形]
実施例1で用いた、厚さ0.5mmのスエード調の表面を有する人工皮革の原反から、縦400mm×横600mmの長方形のシートを複数枚切り出した。そして、得られたシートを用いて、型温60℃、加圧力300kPaで真空圧空成形を行うことにより、縦150mm×横300mm×高さ20mmの箱型形状のプリフォーム成形体を成形した。
[Example 3: In-mold molding using a preform molded body of artificial leather that has been annealed]
Used in Example 1, from raw artificial leather leather having a surface of suede thick 0.5 mm, a rectangular sheet of longitudinal 400 mm × horizontal 600mm were cut multiple sheets. Then, using the obtained sheet, vacuum pressure air molding was performed at a mold temperature of 60 ° C. and a pressing force of 300 kPa to form a box-shaped preform molded body having a length of 150 mm, a width of 300 mm, and a height of 20 mm.

なお、プリフォーム成形体の成形に際しては、得られた長方形のシートのうち、5枚はシートの状態で130℃で240分間アニール処理した後にプリフォーム成形を行った。また、得られた長方形のシートのうち、他の5枚はそのままプリフォーム成形した後に、得られたプリフォーム成形体を130℃で240分間アニール処理した。さらに、得られた長方形のシートのうち他の5枚は、プリフォーム成形の前も、得られたプリフォーム成形体もアニール処理を行わなかった。得られたプリフォーム成形体のそれぞれを、プリフォーム前アニール処理成形体、プリフォーム後アニール処理成形体、アニール処理無しプリフォーム成形体、と称する。 When molding the preform molded product, five of the obtained rectangular sheets were annealed at 130 ° C. for 240 minutes in the state of the sheets, and then preform molding was performed. Further, among the obtained rectangular sheets, the other 5 sheets were preform-molded as they were, and then the obtained preform-molded article was annealed at 130 ° C. for 240 minutes. Further, the other five of the obtained rectangular sheets were not annealed before the preform molding or the obtained preform molded body. Each of the obtained preform molded products is referred to as a preform pre-annealed molded product, a preform post-annealed molded product, and a preform molded product without annealing treatment.

そして、それぞれ5つの、プリフォーム前アニール処理成形体、プリフォーム後アニール処理成形体、アニール処理無しプリフォーム成形体の天面部から、縦300×横100mmの長方形の角板形状に切り出し、インモールド成形を行った。具体的には、電動式射出成形機(住友重機械工業(株)製のSE−180DU)に搭載された、射出成形用金型の可動側型と固定側型とを型開きした状態で、可動側型のキャビティ形成面に人工皮革片を配置した。そして、可動側型と固定側型とを型締めした。なお、射出成形用金型のキャビティ形状は、厚さ1.5mmで、縦300×横100mmの長方形の角板形状であった。 Then, from the top surface of each of the five preform pre-annealed molded bodies, post-preform annealed molded bodies, and non-annealed preform molded bodies, they are cut into a rectangular square plate shape of length 300 x width 100 mm and in-molded. Molding was performed. Specifically, the movable side mold and the fixed side mold of the injection molding mold mounted on the electric injection molding machine (SE-180DU manufactured by Sumitomo Heavy Industries, Ltd.) are opened. An artificial leather piece was placed on the cavity forming surface of the movable side type. Then, the movable side mold and the fixed side mold were molded. The cavity shape of the injection molding die was a rectangular square plate having a thickness of 1.5 mm and a length of 300 mm and a width of 100 mm.

そして、それぞれのインモールド成形において、樹脂温度235℃、金型温度50℃、射出ピーク圧140MPaの条件でABS樹脂(Tg87℃)を射出してキャビティ内に充填した。そして、完充填後、保圧20MPaを付与しながら、40秒間の冷却時間を保持した後、型開きした。そして、ABS樹脂成形体の表面に各プリフォーム成形体が一体化された積層成形体を得た。 Then, in each in-mold molding, ABS resin (T g 87 ° C.) was injected under the conditions of a resin temperature of 235 ° C., a mold temperature of 50 ° C., and an injection peak pressure of 140 MPa to fill the cavity. Then, after complete filling, the mold was opened after maintaining a cooling time of 40 seconds while applying a holding pressure of 20 MPa. Then, a laminated molded body in which each preform molded body was integrated on the surface of the ABS resin molded body was obtained.

そして、各積層成形体の反り変化量を、実施例2と同様にして評価した。反り変化量の結果を、図4のグラフに示す。 Then, the amount of change in warpage of each laminated molded product was evaluated in the same manner as in Example 2. The result of the amount of change in warpage is shown in the graph of FIG.

図4に示すように、アニール処理無しプリフォーム成形体を用いてインモールド成形された積層成形体の反り変化量は2.9mmであったのに対して、シートの状態でアニール処理した後プリフォーム成形を行ったプリフォーム前アニール処理成形体を用いてインモールド成形された積層成形体の反り変化量は1.8mmと明らかに小さくなっていた。さらに、プリフォーム成形体の成形後にアニール処理した、プリフォーム後アニール処理成形体を用いてインモールド成形された積層成形体の反り変化量は0.75mmと著しく小さくなっていた。このことから、プリフォーム成形体を用いてインモールド成形する場合には、プリフォーム成形体の成形後にアニール処理することにより、反り変化量の改善効果が顕著に向上することがわかる。 As shown in FIG. 4, the amount of change in warpage of the laminated molded product in-molded using the preform molded product without annealing treatment was 2.9 mm, whereas the amount of change in warpage was 2.9 mm, whereas the amount of change in warpage was 2.9 mm after annealing treatment in the sheet state. The amount of change in warpage of the laminated molded product in-molded using the preform pre-annealed molded product that had been reform-molded was clearly as small as 1.8 mm. Further, the amount of change in warpage of the laminated molded product in-molded by using the preform-annealed molded product, which was annealed after molding of the preform molded product, was remarkably small at 0.75 mm. From this, it can be seen that in the case of in-mold molding using the preform molded body, the effect of improving the amount of change in warpage is remarkably improved by performing the annealing treatment after molding the preform molded body.

本発明によれば、反りの発生が抑制された、繊維構造体を含むインモールド材を一体化したインモールド成形体(積層成形体)を製造することができる。 According to the present invention, it is possible to manufacture an in-mold molded product (laminated molded product) in which an in-mold material including a fiber structure is integrated, in which the occurrence of warpage is suppressed.

1、11 繊維構造体を含むインモールド材
1a アニール処理前の繊維構造体を含む素材
2 射出成形用金型
2a 可動側型
2b 固定側型
3 射出成形機の射出部本体
3a ノズル
3b シリンダ
3c インラインスクリュ
4 充填ゲート
5 射出成形体
5a 溶融樹脂
10 インモールド成形体(積層成形体)
100 加熱ヒータ
c キャビティ
1,11 In-mold material containing fiber structure 1a Material containing fiber structure before annealing treatment 2 Injection molding die 2a Movable side mold 2b Fixed side mold 3 Injection part body of injection molding machine 3a Nozzle 3b Cylinder 3c In-line Screw 4 Filling gate 5 Injection molded product 5a Molten resin 10 In-mold molded product (laminated molded product)
100 heater c cavity

Claims (7)

繊維構造体を含む、インモールド成形に用いられるインモールド材であって、前記繊維構造体の繊維を形成する樹脂のガラス転移温度(Tg)よりも10℃高い温度で10分間熱処理したときに、面積収縮率が2%以下であることを特徴とするインモールド材。 An in-mold material used for in-mold molding, including a fiber structure, which is heat-treated for 10 minutes at a temperature 10 ° C. higher than the glass transition temperature (Tg) of the resin forming the fibers of the fiber structure. An in-mold material characterized by an area shrinkage rate of 2% or less. 前記インモールド材は、プリフォーム成形体である請求項1に記載のインモールド材。 The in-mold material according to claim 1, wherein the in-mold material is a preform molded body. 前記インモールド材は、繊維構造体シートである請求項1に記載のインモールド材。 The in-mold material according to claim 1, wherein the in-mold material is a fiber structure sheet. 前記インモールド材は、皮革様素材、不織布、織布、編布、及び紙からなる群より選ばれる少なくとも1種である請求項1〜3の何れか1項に記載のインモールド材。 The in-mold material according to any one of claims 1 to 3, wherein the in-mold material is at least one selected from the group consisting of a leather-like material, a non-woven fabric, a woven fabric, a knitted fabric, and paper. 繊維構造体を含む素材を準備する工程と、外力を与えずに前記繊維構造体の繊維を形成する樹脂のガラス転移温度(Tg)以上の温度で前記素材を一定時間加熱して残留歪みを解消させた後、前記加熱を停止して冷却させるアニール処理する工程とを含むことを特徴とする、インモールド成形に用いられるインモールド材の製造方法。 Step and the glass transition temperature (Tg) of more than a temperature of the resin forming the fibers of the fiber structure by heating the pre Kimoto material fixed time residual strain without giving an external force to prepare a material containing fibrous structure after eliminating the heating, characterized in that it comprises a step of a Neil process is cooled to stop the method of in-mold material used for in-mold molding. 前記素材が、皮革様素材、不織布、織布、編布、及び紙からなる群より選ばれる少なくとも1種を含む素材のプリフォーム成形体である請求項5に記載のインモールド材の製造方法。 Manufacturing said material, leather-like material, a nonwoven fabric, a woven fabric, a knitted fabric, and in-mold material according to at least one selected from the group consisting of paper Motomeko 5 is a preform body including material Method. 繊維構造体を含む素材を準備する工程と、
外力を与えずに前記繊維構造体の繊維を形成する樹脂のガラス転移温度(Tg)以上の温度で前記素材を一定時間加熱して残留歪みを解消させた後、前記加熱を停止して冷却させるアニール処理を施してインモールド材を形成する工程と、
可動側型と固定側型とを型締めすることによりキャビティを形成する射出成形用金型の該キャビティに前記インモールド材を収容して射出成形することにより、成形される射出成形体の表面に前記インモールド材を一体化させた樹脂積層体を形成する工程と、を備えることを特徴とする積層成形体の製造方法。
The process of preparing the material including the fiber structure and
After eliminating the residual strain by heating a certain period of time before Kimoto material at the glass transition temperature (Tg) of more than a temperature of the resin forming the fibers of the fibrous structure without applying an external force, by stopping the heating forming an in-mold material is subjected to a Neil process for cooling,
A cavity is formed by molding a movable side mold and a fixed side mold. By accommodating the in-mold material in the cavity of an injection molding mold and performing injection molding, the surface of the injection molded body is formed. A method for producing a laminated molded body, which comprises a step of forming a resin laminated body in which the in-molded material is integrated.
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