JP2001301077A - 発泡熱可塑性樹脂成形体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】軽量かつ高剛性であって、しかも表皮材層の触
感がソフトな、表皮材と熱可塑性樹脂発泡基材とを積層
一体化した成形体を提供する。 【解決手段】表皮材３と熱可塑性樹脂発泡体１０とが積
層一体化され、前記熱可塑性樹脂発泡体１０は発泡コア
層９、表皮材側スキン層５、及び裏面側スキン層７とか
ら構成されており、前記表皮材側スキン層５の厚さを
Ａ、前記裏面側スキン層７の厚さをＢとしたとき、Ａ＜
Ｂである発泡熱可塑性樹脂成形体１とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、発泡熱可塑性樹脂
成形品に関し、詳しくは自動車内装部材等に適した軽量
で高剛性であり、かつ表皮材層の触感がソフトである樹
脂成形体に関する。

【０００２】

【従来の技術】熱可塑性樹脂を射出成形等の方法によっ
て成形し、表皮材を積層した熱可塑性樹脂成形品は従来
から自動車部品内装材等の分野において使用されている
が、これらの成形品は、密度が高く、従って高重量であ
り、特に自動車用内装材の分野においてはその軽量化が
求められている。

【０００３】自動車部品内装材として、熱可塑性樹脂を
使用し、かつその内層を発泡樹脂として軽量化を図るた
めに、雌雄１組の金型間に表皮材をセットし、金型間隔
（キャビティークリアランス）を特定の値にし、次いで
発泡剤含有ポリプロピレン樹脂組成物を表皮材と雌金型
との間に注入すると同時に型を閉じて樹脂を所定形状に
賦形すると共に表皮材と一体化し、その後型を所定間隔
だけ開いて樹脂のコア部を発泡させた後に冷却すること
により成形を行う方法が知られている（特開平６−３４
４３６２号公報）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の特開平
６−３４４３６２号公報に開示されるような、表皮材と
熱可塑性樹脂基材とを積層一体化した成形体では、軽量
化は可能であっても、表皮材のソフト感と成形体として
の高剛性化の双方の要請を同時に満足させることはでき
なかった。

【０００５】すなわち、この公報に開示されているよう
な従来から知られている成形体は、発泡基材層の表皮材
側及び裏面側の双方に同一の厚みを有するスキン層（発
泡していない固化層）が形成されており、主にこのスキ
ン層の厚みを調整することによって剛性と軽量化をバラ
ンスさせたものである。

【０００６】このため、高剛性の成形体を得ようとする
と、両面のスキン層が厚くなって成形体の表皮材のソフ
ト感が十分に得られず、一方、表皮材のソフト感を十分
に得ようとすると、両面のスキン層が薄くなって成形体
としての剛性に劣るという問題があった。

【０００７】本発明は、かかる問題を解決し、軽量かつ
高剛性であって、しかも表皮材層の触感がソフトな、表
皮材と熱可塑性樹脂発泡基材とを積層一体化した成形体
を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、表皮材と熱可
塑性樹脂発泡基材とが成形と同時に一体的に積層された
発泡熱可塑性樹脂成形体であって、前記熱可塑性樹脂発
泡基材は発泡コア層、表皮材側スキン層、及び裏面側ス
キン層から構成されており、前記表皮材側スキン層の厚
さをＡ、前記裏面側スキン層の厚さをＢとしたとき、Ａ
＜Ｂであることを特徴とする。

【０００９】本発明におけるスキン層とは、発泡コア層
の厚み方向の両面に形成される非発泡層を示し、表皮材
側スキン層厚みＡ、と裏面側スキン層厚みＢの関係Ａ＜
Ｂとは、成形体の厚み方向での同一位置における表皮材
側のスキン層厚みと裏面側スキン層厚みの関係を示した
ものである。尚、本願発明の成形体において前記Ａ＜Ｂ
の関係は、表皮材が積層一体化されている部分において
成立していればよく、例えば、表皮材が積層されていな
い非製品部分を有した成形品や表皮材が部分的に積層一
体化された成形品の場合、これら表皮材が積層されてい
ない成形体部分においては前記Ａ＜Ｂの関係が成立して
いなくてもよい。

【００１０】発泡コア層、表皮材側スキン層、及び裏面
側スキン層を有し、表皮材が積層された表皮材側スキン
層の厚さＡと裏面側スキン層の厚さＢとの関係をＡ＜Ｂ
を充たす構成とすることにより、高剛性でありしかも軽
量であるという要請を充たしつつソフトな表皮材層の触
感を有する発泡熱可塑性樹脂成形体が得られる。ここ
で、発泡コア層の発泡倍率は、成形体の軽量化という観
点から２倍以上、特に３倍以上であることが好ましい。

【００１１】上記の発泡熱可塑性樹脂成形体において
は、前記表皮材が裏面、即ち樹脂との積層面側に圧縮弾
性率が０．３ＭＰａ以下のクッション層を有することが
好ましい。

【００１２】表皮材と樹脂層の間にクッション層が形成
されることにより、さらに表皮材層の触感がソフトな発
泡熱可塑性樹脂成形体が簡便に得られる。

【００１３】上述のクッション層の圧縮弾性率は、クッ
ション層構成材料を直径５０ｍｍの円板にて１ｍｍ／ｍ
ｉｎの圧縮速度で圧縮した際の初期弾性率である。

【００１４】上記の発明においては、前記表皮材側スキ
ン層の厚さＡと前記裏面側スキン層の厚さＢとの関係
が、Ａ≦０．８Ｂであることが、表皮材層の触感がソフ
トな発泡熱可塑性樹脂成形体がより確実に形成され、よ
り好ましい。

【００１５】ソフトな表皮材層のソフトな触感を維持す
るために前記Ａは、パネルの厚さにかかわらず１ｍｍ以
下であることが好ましい。

【００１６】本発明の発泡熱可塑性樹脂成形体を構成す
る前記熱可塑性樹脂は、ポリオレフィン系樹脂、とりわ
けポリプロピレン系樹脂であることが、低価格で高強
度、高剛性の発泡熱可塑性樹脂成形体を得ることがで
き、好ましい。

【００１７】ポリプロピレン系樹脂としては、特にメル
トフローレート（ＭＦＲ）値が１５以上、より好ましく
は２５以上のポリプロピレン系樹脂が使用される。

【００１８】ＭＦＲが上記範囲のポリプロピレン系樹脂
を使用することにより、気泡の破壊が防止され、発泡コ
ア層が確実に形成される結果、高剛性でかつ軽量である
発泡熱可塑性成形体であって上述のＡ＜Ｂ、好ましくは
Ａ≦０．８Ｂを充たし、ソフトな表皮材層の触感を有し
た成形体が得られる。

【００１９】本発明の発泡熱可塑性樹脂成形体は、特に
自動車内装部品に好適に使用可能であり、具体的には、
インストルメントパネル、シートバック、パーティショ
ンボード、コンソールボックス、ドアトリム等が例示さ
れる。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。図１には発泡熱可塑性樹脂成形体（以下
単にパネルという）の部分断面形状の例を示した。パネ
ル１は表皮材３と発泡熱可塑性樹脂層１０とが積層され
ており、発泡熱可塑性樹脂層１０は、表皮材側スキン層
５、裏面側スキン層７、及び発泡コア層９から構成され
ており、表皮材側スキン層５の厚さをＡ、裏面側スキン
層７の厚さをＢとすると、Ａ＜Ｂである。表皮材の厚さ
はＣにて表されている。

【００２１】本発明のパネルの形状は、何ら平面的なも
のに限定されず、それぞれの用途、目的に応じて曲面状
であったり、自動車内装材のように立体的な形状であっ
てもよい。以下、図２に基づいて表面に表皮材層を積層
した立体形状のパネルを作製する例を説明する。パネル
の製造には雄金型２３と基台２６に固定された雌金型２
５から構成され、キャビティークリアランス（ｔ）が任
意に設定可能な１組の金型を使用する。

【００２２】本発明の発泡熱可塑性樹脂成形体を成形す
るに際し、雄金型と雌金型、それぞれの金型の温度設定
が重要であり、表皮材側となる雄雌いずれかの金型温度
を反表皮材側となる金型温度よりも高く設定する。

【００２３】表皮材側となる金型の温度は、８０℃以下
とすることが冷却時間短縮の面から好ましく、反表皮材
側の金型温度は表皮材側金型温度よりも１０℃以上低く
するのが好ましく、２０℃以上低くするのがより好まし
い。

【００２４】表皮材３０は雄金型２３の端面とクランパ
ー２８により保持する（図２（ａ））。クランパー２８
による表皮材３０の保持は、成形に際して表皮材３０が
金型凹部に引き込まれる場合に、摺動可能な程度に行わ
れる。

【００２５】次いで雄金型２３、雌金型２５の少なくと
も一方を移動させて樹脂供給開始クリアランスを形成す
る。樹脂供給開始クリアランスは、適宜設定されるが、
広過ぎると樹脂の発泡が急速に起こり、発泡剤がぬけて
気泡が十分形成されない場合が有る。表皮材３０の厚さ
をＣとしたとき、（Ｃ＋５）ｍｍ未満であることが、発
泡剤のいわゆるガス抜けを防止することができ、高発泡
倍率の発泡コア層が容易に形成されるため、より好適で
ある。

【００２６】図２（ｂ）に示した工程は、発泡剤を含む
溶融熱可塑性樹脂３３を樹脂供給通路３２を通じて注入
する工程である。樹脂供給通路３２の分岐通路３２Ｂ
は、この例においては３本形成されているが、これに限
定されるものではなく、成形体の形状、大きさにより任
意に設定される。

【００２７】発泡剤を含む溶融熱可塑性樹脂３３を所定
量注入後、金型のキャビティークリアランスが成形体の
設定厚み以下となるように圧縮し、その状態で樹脂表面
層を冷却して樹脂のスキン層を形成する。この圧縮工程
にて表皮材と樹脂層とが接着される。スキン層を形成す
るための冷却時間は、成形品の厚み、金型温度等を考慮
して適宜設定されるが、成形時間の短縮等の実用的な条
件を考慮すると、１〜３０秒程度であることが好適であ
る。

【００２８】次いで金型のキャビティークリアランスが
成形体の設定厚みとなるように開き、スキン層の間の樹
脂を発泡させて発泡コア層を形成することによって、最
終製品であるパネル状の発泡熱可塑性樹脂成形体が得ら
れる。

【００２９】成形に際して金型のキャビティークリアラ
ンスの圧縮速度は１〜５０ｍｍ／ｓｅｃであることが好
ましく、圧縮は、雌雄の金型を相対的に移動させて行わ
れる。雌雄１組の金型は、一方のみを移動させてもよ
く、必要に応じて双方を移動させてもよい。また溶融熱
可塑性樹脂の注入圧力は、０．５〜５０ＭＰａであるこ
とが好ましい。

【００３０】本発明に使用する熱可塑性樹脂は、従来か
ら自動車内装部材等に使用されている樹脂は限定なく使
用可能であり、具体的には、ポリプロピレン系樹脂やポ
リエチレン系樹脂等のポリオレフィン系樹脂、ポリスチ
レン系樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂等のアクリ
ル系樹脂、ＡＢＳ、ナイロン−６等のポリアミド系樹
脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリフ
ェニレンエーテル系樹脂等が例示される。これらのなか
でも、成形性、コスト、物理的強度等の観点からポリプ
ロピレン系樹脂の使用が好ましく、特にメルトフローレ
ート（ＭＦＲ）値が１５以上のポリプロピレン系樹脂で
あることがより好ましい。

【００３１】上記の熱可塑性樹脂に添加する発泡剤は、
熱可塑性樹脂の発泡体を製造する際に使用されている公
知の化学発泡剤を使用することができる。具体的には、
発泡剤として重炭酸ナトリウム、重炭酸アンモニウム、
炭酸アンモニウム等の無機系発泡剤、Ｎ，Ｎ’−ジニト
ロソペンタメチレンテトラミン等のニトロソ化合物、ア
ゾジカルボンアミド、アゾビスイソブチロニトリル等の
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−３，３’
−ジスルホニルヒドラジド等の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等の発泡剤
が使用可能である。必要に応じてサリチル酸、尿素並び
にこれらを含む発泡助剤を添加することは好適な態様で
ある。

【００３２】発泡剤の種類は、使用する熱可塑性樹脂の
溶融温度や目的とする発泡倍率等を考慮して選択され
る。またその添加量は、目的とする成形品の強度、密度
等を考慮して調整されるが、一般的に樹脂１００重量部
に対して０．１〜５重量部である。

【００３３】また、前記化学発泡剤の他、液状またはガ
ス状の二酸化炭素および／または窒素等を直接溶融樹脂
中に圧入してもよい。

【００３４】本発明のパネル状の発泡熱可塑性樹脂成形
体の表皮材としては、公知の表皮材は限定なく使用可能
である。具体的な表皮材としては、織布、不織布、編
布、熱可塑性樹脂ないし熱可塑性エラストマーにて形成
されたフィルム、シート等が例示される。さらにこれら
の表皮材に、ポリウレタン、ゴム、熱可塑性エラストマ
ー等の非発泡シートや発泡体シートを積層した複合表皮
材を使用してもよい。

【００３５】クッション層を構成する材料は、ポリウレ
タンフォーム、ＥＶＡフォーム、ＰＰフォーム、ＰＥフ
ォーム等が例示されるが、圧縮永久歪が小さく、しかも
圧縮弾性率が０．３ＭＰａ以下の材料が容易に形成可能
であることから、ポリウレタンフォームが最も好まし
い。またクッション層の保護層として、織布、不織布、
編布、熱可塑性樹脂もしくは熱可塑性エラストマー等の
シートもしくはフィルムがクッション層に裏打ちされて
いてもよい。

【００３６】

【実施例】以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実
施例を、５００トンの型締め力を有するプレス機に図２
に示す雌雄１組の金型を取り付けて行った成形を例とし
て以下に説明する。

【００３７】表皮材としては、厚み０．５ｍｍのポリオ
レフィン系熱可塑性エラストマーシ−トに、厚み４ｍ
ｍ、圧縮弾性率０．２ＭＰａのポリウレタン発泡層が積
層され、裏打ち層として厚み０．２ｍｍ、目付け５０ｇ
／ｍ² の不織布を有する３層構成の表皮材を用いた。

【００３８】また、芯材となる発泡熱可塑性樹脂として
は、ポリプロピレン（住友化学工業株式会社製、住友ノ
ーブレンＡＺ５６４：メルトフローレート３０ｇ／１０
分）１００重量部に無機系化学発泡マスターバッチ（三
協化成株式会社製、セルマイクＭＢ３０７２）を３重量
部添加し２００℃で加熱溶融して用いた。

【００３９】成形工程は以下の通りである。 （１）６０℃に温度設定された雌金型（２３）と３０℃
に温度設定された雄金型（２５）間に前記表皮材（３
０）を配置し、雌金型（２５）を移動させて金型キャビ
ティークリアランス（ｔ）が８ｍｍとなったところでプ
レスを停止させ、雄金型（２５）内に設けられた樹脂供
給通路（３２）より加熱溶融された上記発泡熱可塑性樹
脂を表皮材（３０）と雄金型（２５）間に供給し、圧縮
速度１０ｍｍ／ｓｅｃで型締めして表皮材（３０）と溶
融状発泡熱可塑性樹脂芯材（３３）とを加圧賦形し積層
一体化するとともに該芯材の表面にスキン層を形成させ
た。この時の加圧賦形条件は５ＭＰａの面圧で２秒間の
加圧であり、加圧時のキャビティークリアランスは２．
５ｍｍであった。

【００４０】（２）前記加圧賦形後、すぐに雌金型（２
３）を型開き方向に１．５ｍｍ移動させることにより冷
却固化が進んでいない溶融状態の芯材コア部分を発泡さ
せるとともに、この状態で５０秒間冷却した。

【００４１】（３）冷却後、取り出した成形品の発泡樹
脂芯材厚みは３．３ｍｍであり、表皮材側の芯材スキン
層厚みが０．２ｍｍ、反表皮材側の芯材スキン層厚みは
１ｍｍで芯材中央部の宛泡コア層厚みは２．１ｍｍで約
２倍の発泡倍率を有しており、表皮一体積層体として表
皮材ソフト感に非常に優れ、かつ製品剛性にも優れた成
形品であった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のパネル状の発泡熱可塑性樹脂成形体の
例の部分断面形状を示した図

【図２】本発明のパネル状の発泡熱可塑性樹脂成形体の
製造工程の例を示した図

【符号の説明】

１ 発泡熱可塑性樹脂成形体 ３ 表皮材 ５ 表皮材側スキン層 ７ 裏面側スキン層 ９ 発泡コア層 １０ 熱可塑性樹脂発泡体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4F100 AK01B AK01C AK01D AK01E AK03 AK11C AK51 AL09 AR00A AR00B AR00D BA05 BA07 BA10A CA01 DG15 DJ01C EH31 GB33 JA06C JK07E JK11E JK13 JK14 YY00B YY00D YY00E

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表皮材と熱可塑性樹脂発泡基材とが成形
   と同時に一体的に積層された発泡熱可塑性樹脂成形体で
   あって、 前記熱可塑性樹脂発泡基材は発泡コア層、表皮材側スキ
   ン層、及び裏面側スキン層から構成されており、前記表
   皮材側スキン層の厚さをＡ、前記裏面側スキン層の厚さ
   をＢとしたとき、Ａ＜Ｂであることを特徴とする発泡熱
   可塑性樹脂成形体。
2. 【請求項２】 前記表皮材が裏面に圧縮弾性率が０．３
   ＭＰａ以下のクッション層を有することを特徴とする請
   求項１に記載の発泡熱可塑性樹脂成形体。
3. 【請求項３】 前記表皮材側スキン層の厚さＡと前記裏
   面側スキン層の厚さＢとの関係が、Ａ≦０．８Ｂである
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の発泡熱可塑性
   樹脂成形体。
4. 【請求項４】 前記Ａが１ｍｍ以下であることを特徴と
   する請求項１〜３のいずれかに記載の発泡熱可塑性樹脂
   成形体。
5. 【請求項５】 前記熱可塑性樹脂がポリプロピレン系樹
   脂であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記
   載の発泡熱可塑性樹脂成形体。
6. 【請求項６】 前記ポリプロピレン系樹脂がメルトフロ
   ーレート（ＭＦＲ）が１５以上である請求項１〜５のい
   ずれかに記載の発泡熱可塑性樹脂成形品。