JP2007313841A - 化粧部材、車両用内装材及び化粧部材の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】強度並びに剛性に優れた化粧部材を提供する。
【解決手段】木質化粧材２と、木質化粧材２に対して射出成形された発泡樹脂体３とからなり、発泡樹脂体３の発泡倍率が１．５以下であるとともに平均気泡径が１００μｍ以下であることを特徴とする化粧部材１を採用する。
【選択図】図２

Description

本発明は、化粧部材、車両用内装材及び化粧部材の製造方法に関する。

従来、自動車の内装部品、家具、電気機器などに、木目柄を有する化粧部材が広く使用されている。こうした化粧部材を製造するには、突板と呼ばれる木材の薄片、木材単板、合板、不織布等で裏打ちされた単板等の木質化粧材を射出成形金型内に配置し、合成樹脂を射出成形してインサート成形したり（例えば特許文献１）、あるいは合成樹脂成形体を表面にサンディング、塩素化処理等によって表面処理を施し、接着性を向上させた後、接着剤を塗布して、木質化粧材を圧着する方法などが採用されている。

ところで、特許文献１に記載の製造方法によれば、射出成形後の冷却固化時に合成樹脂の体積収縮が生じる一方、木質化粧材は体積収縮しないため、化粧部材において反りが発生し、化粧部材の外形寸法が安定しない等の問題があった。
そこで最近では、合成樹脂の射出成形時に、合成樹脂に発泡剤を添加し、発泡させながら射出成形を行うことにより、木質化粧材に対して発泡樹脂をインサート成形する方法が提案されている。この発泡成形法によれば、成形後の樹脂の体積収縮が小さくなって化粧部材における反りの発生が抑制され、また合成樹脂の使用量が低減されて材料コストの面で有利になり、化粧部材の軽量化も図られる。
特公平５−５８８９０号公報

しかし、発泡樹脂の平均気孔径が大きくなると、発泡樹脂の弾性率が低下し、これにより化粧部材の強度や剛性が大幅に低下するという問題があった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、反りが少なく、強度並びに剛性に優れた化粧部材、車両用内装材及び化粧部材の製造方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。
本発明の化粧部材は、木質化粧材と、前記木質化粧材に対して射出成形された発泡樹脂体とからなり、前記発泡樹脂体の発泡倍率が１．５以下であるとともに平均気泡径が１００μｍ以下であることを特徴とする。
また、本発明の化粧部材は、木質化粧材と、前記木質化粧材に対して射出成形された発泡樹脂体とからなり、前記発泡樹脂体の発泡倍率が１．２以下であるとともに平均気泡径が２００μｍ以下であることを特徴とする。
次に、本発明の車両用内装材は、先のいずれかに記載の化粧部材からなることを特徴とする。
次に、本発明の化粧部材の製造方法は、先のいずれかに記載の化粧部材の製造方法であって、溶融樹脂に発泡剤となる超臨界流体を拡散混合してから、前記木質化粧材に射出成形することにより、前記発泡樹脂体とすることを特徴とする。

ここで木質化粧材とは、木目柄からなる化粧面を有し、かつ、全部または一部が木質系材料からなるものを例示できる。また、木質系材料としては、木材単板材、木材合板材等を例示できる。
また、発泡樹脂体とは、発泡成形された樹脂体であれば良く、特に独立気泡を有するものが好ましい。更に発泡樹脂体は、木質化粧材の化粧面以外の部分に射出成形されていることが好ましい。
また、上記の製造方法における超臨界流体としては、例えば水や二酸化炭素を用いることが好ましい。

上記の化粧部材によれば、木質化粧材に対して射出成形された発泡樹脂体の発泡倍率が１．５以下であるとともに平均気泡径が１００μｍ以下なので、発泡樹脂体の弾性率を高めることが可能となり、化粧部材の強度並びに剛性が高められ、これにより反りが少なくなる。
また、発泡樹脂体の発泡倍率が１．２以下であるとともに平均気泡径が２００μｍ以下の場合にも、発泡樹脂体の弾性率を高めることが可能となり、化粧部材の強度並びに剛性が高められ、これにより反りが少なくなる。

また、上記の化粧部材の製造方法によれば、溶融樹脂に発泡剤となる超臨界流体を拡散混合してから木質化粧材に射出成形するので、発泡樹脂体の平均気孔径を小さくすることが可能となり、これにより反りが少なく、強度及び剛性に優れた化粧部材を製造できる。

本発明によれば、反りが少なく、強度並びに剛性に優れた化粧部材及び車両用内装材並びに化粧部材の製造方法を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の実施形態である化粧部材の一例を示す平面模式図であり、図２は図１のＡ−Ａ’線に対応する断面模式図であり、図３は図２の一部を拡大した断面模式図であり、図４は化粧部材に備えられた発泡樹脂体を示す模式図である。
尚、これらの図は本実施形態に係る化粧部材等の構成を説明するためのものであり、図示される各部の大きさや厚さや寸法等は、実際の化粧部材等の寸法関係とは異なる場合がある。

「化粧部材」
図１及び図２に示すように、本実施形態の化粧部材１は、木質化粧材２と、木質化粧材２に対して射出成形された発泡樹脂体３とから概略構成されている。この化粧部材１は後述するように、木質化粧材２を射出成形金型内に配置し、次いで発泡剤を含む溶融樹脂をインサート成形して発泡樹脂体３とすることで、発泡樹脂体３と木質化粧材２とを一体化させることにより得られる。

木質化粧材２は、図１〜図３に示すように、化粧面２ａを有する表木材板２ｂと、裏木材板２ｃと、表木材板２ｂ及び裏木材板２ｃの間に配置された金属薄板２ｄと、表木材板２ｂ及び裏木材板２ｃと金属薄板２ｄとを相互に接着する接着層２ｅ、２ｅとが積層されて概略構成されている。また、この木質化粧材２の両端部分には、裏木材板２ｃ側に湾曲された湾曲部２ｆが形成されている。

表木材板２ｂと裏木材板２ｃは同じものを用いてもよいが、表木材板２ｂは化粧面２ａを構成することから、木目柄の美しいものを用いることが好ましい。表木材板２ｂと裏木材板２ｃの厚みはそれぞれ、０．１５〜０．５ｍｍ程度が好ましい。厚みが０．１５ｍｍ未満では化粧部材１の機械的強度が低下するので好ましくなく、０．５ｍｍを超えると化粧部材１が剛直化して形状追従性が低下するので好ましくない。また、表木材板２ｂと裏木材板２ｃはそれぞれ、木材単板でもよく、木材合板でもよい。

次に金属薄板２ｄは、可撓性で、かつ表木材板２ｂ及び裏木材板２ｃを補強する強度を有するものが望ましく、例えば、アルミニウム、アルミニウム系合金、マグネシウム、マグネシウム系合金、チタン、チタン系合金、銅、銅系合金、鉄、鉄系合金、真鍮またはステンレス等の薄板が用いられる。金属薄板２ｄは、使用される金属によって厚さが選定される。例えばアルミニウム薄板では０．０１〜０．５ｍｍが好ましく、０．０５〜０．２ｍｍが好ましい。厚みが０．０１ｍｍ未満では表木材板２ｂ及び裏木材板２ｃに対する補強効果が得られないので好ましくなく、０．５ｍｍを超えると剛性が高すぎてしまうので好ましくない。
また、金属薄板２ｄには、耐食性、接着性を向上させるために、必要に応じて表面に化成被膜処理や酸化皮膜処理を施してもよい。
更に、金属薄板２ｄに代えて、不織布、繊維、織物、プリプレグを用いてもよい。

次に、接着層２ｅは、接着剤のみからなるものでもよく、紙、不織布等の基材に接着剤を含浸させたものでもよい。使用する接着剤の種類に特に制限はないが、発泡樹脂体３をインサート成形することから、耐熱性の熱硬化型接着剤を用いることが好ましく、フェノール樹脂系、エポキシ樹脂系、メラミン樹脂系などの接着剤がより好ましい。

次に、発泡樹脂体３は、木質化粧材２の裏木材板２ｃ側に配置され、木質化粧材２と一体化されている。図４に示すように、発泡樹脂体３の内部には多数の気泡３ａが形成されている。また、気泡３ａの大部分が独立気泡となっている。発泡樹脂体３を構成する合成樹脂は、一般的に射出成形に使用される樹脂であればどのような樹脂でもよい。例えば、オレフィン系樹脂、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリアミド樹脂（ナイロン）、ポリカーボネート樹脂、ポリシラスチレン樹脂、ＰＰＳ樹脂等が好ましく、またこれらの樹脂にガラス繊維等を混合して強化したガラス繊維強化樹脂でもよい。

発泡樹脂体３は、木質化粧材２のバックアップ材としての役割を果たすものであり、その物理的特性が化粧部材１の機械的強度及び剛性に大きく影響する。特に、発泡樹脂体３の発泡倍率及び平均気泡径の関係が重要であり、これらの値が適正値から外れると、化粧部材１の機械的強度及び剛性並びに弾性率保持率が低下する。
発泡倍率及び平均気泡径の好ましい範囲は、発泡倍率が１．５以下のときには平均気泡径が１００μｍ以下であることが好ましい。また、発泡倍率が１．２以下のときには平均気泡径が２００μｍ以下であってもよい。発泡倍率及び平均気泡径がこの範囲から外れると、化粧部材１の機械的強度及び剛性並びに弾性率保持率が大幅に低下し、反りが大きくなるので好ましくない。

また、木質化粧材２の表木材板２ｂ側には、塗装膜４が形成されている。この塗装膜４は、無色透明塗料もしくは着色透明塗料が塗布されてなり、表木材板２ｂの化粧面２ａを保護するともに、化粧面２ａに光沢を与えて化粧面２ａの美観性をより向上させる。
尚、塗装膜４は必ずしも必要ではなく、省略してもよい。

「化粧部材の製造方法」
次に、上記の化粧部材の製造方法について図面を参照して説明する。図５は本実施形態の化粧部材の製造方法を説明する工程図であり、図６は化粧部材の製造方法における射出成形工程を説明する工程図である。

上記の化粧部材１は、木質化粧材２を形成する工程と、木質化粧材２に発泡樹脂体３をインサート成形する射出成形工程とから概略構成されている。
まず、木質化粧材２を形成する工程では、図５Ａに示すように、表木材板２ｂ、接着層２ｅ、金属薄板２ｄ、接着層２ｅ及び裏木材板２ｃを順次重ね合わせる。
次に図５Ｂに示すように、熱プレスによって表木材板２ｂ、接着層２ｅ、金属薄板２ｄ、接着層２ｅ及び裏木材板２ｃを一体化すると共に、両端部分を湾曲させて湾曲部２ｆを形成する。このようにして木質化粧材２を製造する。

次に射出成形工程では、図５Ｃに示すように、木質化粧材２の裏木材板２ｃ側に、発泡樹脂体３をインサート成形する。このインサート成形については後ほど詳細に説明する。
そして図５Ｄに示すように、木質化粧材２の表木材板２ｂ側に、表面塗装を施し、塗装膜４を形成する。このようにして化粧部材１が得られる。

次に、発泡樹脂体３のインサート成形方法の一例について詳細に説明すると、インサート成形するためにまず図６に示すように、木質化粧材２を射出成形用の金型５内に配置する。この金型５は、上型５ａと下型５ｂとからなり、上型５ａと下型５ｂが一体化されてキャビティ５ｃが形成され、このキャビティ５ｃ内に木質化粧材２が配置される。また、下型５ｂには、キャビティ５ｃに溶融樹脂を注入するためのスプルー５ｄが設けられている。このスプルー５ｄを通じて、発泡剤入りの溶融樹脂をキャビティ５ｃ内に射出することにより、発泡樹脂体３を発泡成形する。本実施形態では、後述する射出成形機を用いて、溶融樹脂に対して発泡剤として超臨界流体を拡散混合してから、木質化粧材２に射出成形して発泡樹脂体３を形成することにより、発泡樹脂体３における平均気泡径を１００μｍ以下乃至２００μｍ以下にすることが好ましい。

溶融樹脂には、オレフィン系樹脂、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリアミド樹脂（ナイロン）、ポリカーボネート樹脂、ポリシラスチレン樹脂、ＰＰＳ樹脂等を用いることが好ましく、またこれらの樹脂にガラス繊維等を混合して強化したガラス繊維強化樹脂を用いてもよい。
また、発泡剤としては、溶融樹脂に対して超臨界状態で拡散混合できるものが好ましく、具体的には水または二酸化炭素が好ましく、特に二酸化炭素が好ましい。

発泡樹脂体３の発泡倍率及び平均気泡径は、様々な方法で制御することが可能だが、例えば、溶融樹脂に対する発泡剤の混合率を調整することで制御すればよい。発泡剤の混合率の最適値は溶融樹脂の種類によって異なるので、樹脂に併せて適宜設定すればよい。
更に、発泡剤として二酸化炭素を用いる場合には、二酸化炭素を超臨界状態にすべく、二酸化炭素の温度を３１℃以上とし、二酸化炭素の圧力を７．５ＭＰａ以上とする条件で、二酸化炭素を溶融樹脂に拡散混合させることが好ましい。また、射出成形機内部における溶融樹脂については、二酸化炭素が超臨界状態を保持できる温度及び圧力以上にすることが好ましい。

図７には、射出成形工程で使用される射出成形機３１を示す。この射出成形機３１は、樹脂の可塑化と射出とを別プロセスで行う、いわゆるプリプラ式射出成形機である。
図７に示す射出成形機３１は、可塑化部３２と、該可塑化部３２の先端部に連絡されている攪拌部３３と、該攪拌部３３に発泡剤としての二酸化炭素を供給する二酸化炭素供給装置（発泡剤供給装置）４０を備えるものである。

可塑化部３２は、合成樹脂の樹脂ペレット（図示せず）を可塑化のため溶融させるものであって、外周に複数のバンドヒータ３４が装着された可塑化部加熱筒３５ａと、該可塑化部加熱筒３５ａ内の軸線方向に形成された軸穴（可塑化空間）３６に回転自在に配置された可塑化スクリュ３７と、該可塑化スクリュ３７の駆動および駆動制御を行う可塑化スクリュ駆動機構２８と、可塑化空間３６内に基体樹脂の樹脂ペレットを供給するホッパ−５とを備えた構成とされている。

可塑化スクリュ３７は、ホッパー５から供給された樹脂ペレットを可塑化のために溶融させ、溶融樹脂を前方に移送するものであって、その外周面には螺旋状に形成されたフライト６１が突設されており、隣接するフライト６１および上記外周面により螺旋溝６６が形成されている。
また、可塑化スクリュ３７の先端側には、攪拌−可塑逆流防止機構（第一の逆流防止機構）６３が設けられている。攪拌−可塑逆流防止機構６３は、攪拌部３３から可塑化部３２へと溶融樹脂および二酸化炭素が逆流するのを防止する機構である。

可塑化スクリュ駆動機構２８は、ホッパー５から供給される樹脂ペレットを溶融させるために可塑化スクリュ３７を回転させるものであって、サーボモータ７８と、該サーボモータ７８の出力軸に固定して取り付けられた駆動プーリ７９と、該駆動プーリ７９からタイミングベルト８０を介して駆動力が伝達される従動プーリ８１とを備えており、この従動プーリ８１は可塑化スクリュ３７に一体的に連結されている。また、サーボモータ７８には、該サーボモータ７８の回転駆動を制御するモータ制御部９８が接続されている。

攪拌部３３は、二酸化炭素供給装置４０により供給される二酸化炭素と可塑化スクリュ３７により移送された溶融樹脂とを攪拌するものであって、攪拌部加熱筒３５ｂと攪拌スクリュ５７と攪拌スクリュ駆動機構２９とを備えた構成とされている。
攪拌部加熱筒３５ｂの内部には、軸線方向に向けた軸穴（攪拌空間）３０が設けられ、該攪拌空間３０に軸線回りに回転自在に、かつ軸線方向に移動自在に攪拌スクリュ５７が挿入されている。また、攪拌部加熱筒３５ｂの先端には、シャットオフノズル（射出ノズル）３８が着脱可能に連結されている。

シャットオフノズル３８は、内部に前記攪拌空間３０に連通するノズル空間３８ａと、該ノズル空間３８ａを外部に開口する射出口３８ｂとを有すると共に、上記ノズル空間３８ａに射出口３８ｂを開閉するニードル弁３８ｃが収納された構成となっている。
また、攪拌空間３０に連通するシャットオフノズル３８のノズル空間３８ａは、貯留部７０となっており、攪拌空間３０と可塑化部加熱筒３５ａの可塑化空間３６とは、可塑化部加熱筒３５ａの先端と攪拌部加熱筒３５ｂの中間部との間に設けた接続金具５６ａの内部の連通路５６により連通されている。

攪拌部加熱筒３５ｂの外周には複数のバンドヒータ３４が、シャットオフノズル３８の外周にはノズルヒータ３９がそれぞれ装着されており、これらは、上記攪拌空間３０、貯留部７０を加熱するものであって、図示しない加熱制御部により制御されている。なお、上記接続金具５６ａの外周に、連通路５６を加熱するバンドヒータを装着することもできる。

一方、攪拌部加熱筒３５ｂの中間部には、二酸化炭素供給装置４０が設けられている。二酸化炭素供給装置４０は、二酸化炭素供給源（発泡剤供給源）４１と、該二酸化炭素供給源４１から供給される二酸化炭素を昇圧する昇圧ポンプ４２と、該昇圧ポンプ４２により昇圧された二酸化炭素を攪拌部加熱筒３５ｂの攪拌空間３０へ導くガス管（導入路）４３とを備えている。
ガス管４３の昇圧ポンプ４２の下流には、昇圧ポンプ４２により昇圧された二酸化炭素の圧力を検知して表示する表示部４４が配設されており、表示部４４の下流側にはガス管４３の開閉操作を行う開閉弁４５が設けられている。開閉弁４５および昇圧ポンプ４２には、これらの作動を制御するガス供給制御部４６が接続されている。

また、ガス管４３と攪拌空間３０との間には、流入防止機構４７が設けられている。流入防止機構４７は、攪拌空間３０からガス管４３へ溶融した溶融樹脂が流入したり、攪拌空間３０に流入した二酸化炭素が逆流することを防止する機構である。

また、攪拌スクリュ５７は、二酸化炭素供給装置４０から供給された二酸化炭素と可塑化スクリュ３７により移送された溶融樹脂とを攪拌して、該二酸化炭素（発泡剤）を溶融樹脂に溶解させると共に、この二酸化炭素が溶解された溶融樹脂（以下、発泡剤溶解樹脂と呼ぶ）を貯留部７０内に移送して貯留させ、また貯留された発泡剤溶解樹脂をシャットオフノズル３８より射出させるものである。また、攪拌スクリュ５７には、ヘッド−攪拌逆流防止機構（第二の逆流防止機構）６９が設けられている。このヘッド−攪拌逆流防止機構６９は、シャットオフノズル３８のノズル空間３８ａにおける、スクリュヘッド５８の前方に形成された貯留部７０に貯留された発泡剤溶解樹脂が攪拌空間３０へ逆流を防止する機構である。

次に、攪拌スクリュ駆動機構２９は、攪拌スクリュ５７の駆動および駆動制御を行うものであって、スクリュ回転駆動機構７５とスクリュ移動駆動機構７６とモータ制御部９９とを備えた構成とされている。
スクリュ回転駆動機構７５は、攪拌スクリュ５７を回転させるものであって、サーボモータ１００と、該サーボモータ１００の出力軸に固定して取り付けられた駆動プーリ１０１と、該駆動プーリ１０１からタイミングベルト１０２を介して駆動力が伝達される従動プーリ１０３とを備えており、この従動プーリ１０３は攪拌スクリュ５７に一体的に連結されている。

スクリュ移動駆動機構７６は、射出および射出完了後の計量時等で攪拌スクリュ５７を軸線方向に移動させるものであって、サーボモータ８２と、該サーボモータ８２の出力軸に固定して取り付けられた駆動プーリ８３と、該駆動プーリ８３からタイミングベルト８４を介して駆動力が伝達される従動プーリ８５と、ボールネジ軸８６と、移動盤８７と、固定盤８８、８９とを備えた構成とされている。
固定盤８８は、攪拌部加熱筒３５ｂの射出方向、後方端部に固定されており、その中心には、攪拌スクリュ５７が貫通する孔９０が形成されている。また、固定盤８８には、一定間隔を隔てて他の固定盤８９が対向配置されており、これら固定盤８８，８９の間には、攪拌部加熱筒３５ｂの軸線方向（射出方向）に平行に懸架されたガイド軸９１が複数本配設されており、ガイド軸９１には、移動盤８７が前記軸線方向に移動自在に支持されている。
ボールネジ軸８６は、一端側が従動プーリ８５に一体的に連結されると共に、固定盤８９に対して回転自在に、かつ射出方向の移動不能に取り付けられており、その外周にはボールネジが形成されている。移動盤８７には、ボールネジ軸８６のボールネジの他端側に螺合するボールナット（図示せず）が固定して設けられると共に、スクリュ回転駆動機構７５が該移動盤８７の移動に追従するように配置されている。

また、上記サーボモータ１００およびサーボモータ８２には、該サーボモータ１００の回転駆動を制御するモータ制御部９９が接続されており、このモータ制御部９９および上記モータ制御部９８はスクリュ制御装置７７に接続されてこれに制御されるようになっている。
スクリュ制御装置７７は、モータ制御部９８およびモータ制御部９９を制御して、即ち、可塑化スクリュ駆動機構２８および攪拌スクリュ駆動機構２９を制御して、計量による攪拌スクリュ５７の後退完了後においても該攪拌スクリュ５７および可塑化スクリュ３７の回転を継続させるものであって、圧力センサ９２（圧力検知具）とスクリュ制御部９３とを備えるものである。
圧力センサ９２は、射出ノズル３８に取り付けられ、貯留部７０内の発泡剤溶解樹脂の圧力を検知するものであって、検知した結果を常時スクリュ制御部９３へ送信するように該スクリュ制御部９３に接続されている。スクリュ制御部９３は、圧力センサ９２の検知した結果に基づいて、貯留部７０内の発泡剤溶解樹脂の圧力を一定に維持するようにモータ制御部９８，９９、即ちサーボモータ７８，８２，１００を制御するものである。

上記の構成の射出成形機３１により、発泡成形を行う手順を以下に説明する。まず、樹脂供給工程における計量が開始される。即ち、モータ制御部９８に制御されてサーボモータ７８が作動して、その回転が駆動プーリ７９からタイミングベルト８０を介して従動プーリ８１に伝達される。この従動プーリ８１の回転によって、従動プーリ８１に連結された可塑化スクリュ３７も回転する。
可塑化スクリュ３７の回転により、ホッパー５内の樹脂ペレットは、可塑化スクリュ３７に形成された螺旋溝６６に供給された後、螺旋に沿って射出方向に移送される。この移送の過程においては、樹脂は、バンドヒータ３４に与えられる熱および可塑化スクリュ３７で混練される際のせん断による内部発熱により溶融状態になり該可塑化スクリュ３７の先端に到達する。

この溶融樹脂の供給により、可塑化空間３６においては、連通路５６に対して可塑化スクリュ３７側の内圧が高くなり、この圧力により、攪拌−可塑逆流防止機構（第一の逆流防止機構）６３が作動して、可塑化スクリュ３７の先端に到達した溶融樹脂が連通路５６へ送出される。連通路５６は、可塑化空間３６と攪拌空間３０とを連通するものなので、可塑化空間３６から連通路５６へ到達した溶融樹脂は、攪拌空間へ到達することができる。

一方、サーボモータ７８の作動の際には、モータ制御部９９の制御によりサーボモータ８２、１００も作動する。そして、サーボモータ８２の回転は、駆動プーリ８３からタイミングベルト８４を介して従動プーリ８５に伝達される。この従動プーリ８５の回転によって、一端側が従動プーリ８５に連結されたボールネジ軸８６も回転するので、このボールネジ軸８６が螺合するボールナットを介して移動盤８７がガイド軸９１に案内されて射出方向後方側へ後退する。
そして、移動盤８７の射出方向後方側への後退により、攪拌スクリュ５７も同方向に移動する。このとき、攪拌スクリュ５７には、移送される溶融樹脂の反力により後退する側へ押圧されるが、スクリュ移動駆動機構７６により後退駆動が制御されて、上記樹脂に対して一定の圧力を与えた状態で、即ち背圧をかけた状態で後退する。

一方、連通路５６を経て攪拌空間３０へ到達した溶融樹脂に対しては、二酸化炭素供給装置４０が作動して、発泡剤として加圧された二酸化炭素が所定量供給される。即ち、先ず、ガス供給制御部４６が昇圧ポンプ４２を制御して二酸化炭素供給源４１から供給された二酸化炭素を昇圧させた後に、開閉弁４５を制御して昇圧された二酸化炭素をガス管４３を通して流入防止機構４７へ送出する。昇圧されている二酸化炭素により流入防止機構４７が作動し、これにより昇圧された二酸化炭素が攪拌空間３０へ導入される。

一方、サーボモータ１００の作動により、その回転が駆動プーリ１０１からタイミングベルト１０２を介して従動プーリ１０３に伝達される。この従動プーリ１０３の回転によって、従動プーリ１０３に連結された攪拌スクリュ５７も軸線回りに回転する。そのため、攪拌空間３０内へ導入された二酸化炭素は、この攪拌空間３０内において、攪拌スクリュ５７の回転により溶融樹脂と攪拌されて該溶融樹脂内に溶解して、二酸化炭素が溶解された溶融樹脂は発泡剤溶解樹脂としてシャットオフノズル３８へと移送される。この際、二酸化炭素の供給圧力は、上記攪拌スクリュ５７の後退時にかけられる背圧よりも高く設定されているため、二酸化炭素は支障なく攪拌空間３０内へ導入される。

この二酸化炭素は、昇圧された状態で攪拌空間３０内へ導入されるため、攪拌空間３０の内圧が高くなる。これにより攪拌−可塑逆流防止機構６３が作動して、溶融樹脂および二酸化炭素が攪拌スクリュ５７から可塑化スクリュ３７へ逆流することが防止される。
一方、可塑化スクリュ３７の回転による攪拌空間３０への溶融樹脂の供給により、攪拌空間３０内の溶融樹脂の圧力が上昇し、これによりヘッド−攪拌逆流防止機構６９が作動して、攪拌空間３０と貯留部７０とが連通される。これにより発泡剤溶解樹脂は貯留部７０へ到達することができる。
貯留部７０へ到達した発泡剤溶解樹脂は、シャットオフノズル３８のニードル弁３８ｃが射出口３８ｂを閉じているため、貯留部７０に貯留された状態でノズルヒータ３９に加熱される。このときの発泡剤溶解樹脂の温度及び圧力は、発泡剤である二酸化炭素が超臨界状態を維持できる条件に設定することが好ましい。

次に、サーボモータ７８，１００が作動を停止するとともに、可塑化スクリュ３７および攪拌スクリュ５７の回転も停止して射出工程に移行する。射出工程においては、先ず、シャットオフノズル３８の射出口３８ｂが開くことによって、貯留部７０に貯留されている発泡剤溶解樹脂が図示しない金型へ向けて射出可能状態になる。
射出工程が開始されると、シャットオフノズル３８のニードル弁３８ｃが射出口３８ｂを開くと同時に、サーボモータ８２が上記計量による後退時と逆方向に作動して、その回転が駆動プーリ８３からタイミングベルト８４を介して従動プーリ８５に伝達される。これにより、後退時と同様の作用により攪拌スクリュ５７が射出方向前方に移動して、攪拌スクリュ５７の先端部に設けられたスクリュヘッド５８が貯留部７０の発泡剤溶解樹脂を押圧する。

この押圧と、シャットオフノズル３８のニードル弁３８ｃが射出口３８ｂを開けていることにより、発泡剤溶解樹脂はシャットオフノズル３８の射出口３８ｂから金型５内のキャビティ５ｃへ所定の射出圧力で所定量充填される。射出工程開始と同時に、充填した発泡剤溶解樹脂の反力によりヘッド−攪拌逆流防止機構６９が作動して、発泡剤溶解樹脂が貯留部７０から攪拌スクリュ５７へ逆流することが防止される。この後、キャビティ５ｃ内に充填された発泡剤溶解樹脂は、所定時間、保圧されて射出工程が完了する。
射出工程が完了すると、シャットオフノズル３８のニードル弁３８ｃが射出口３８ｂを閉じて、金型５ｃにおいては、冷却工程に移行し、射出成形機３１においては、再び樹脂供給工程に移行して計量が開始される。かくして、発泡成形の一工程が完了する。

射出成形によって、発泡剤溶解樹脂に含まれていた二酸化炭素（発泡剤）が超臨界流体状態から気体状態に移行し、溶融樹脂が冷却固化する際に樹脂中に気泡を形成する。このようにして発泡樹脂体３が形成される。形成された発泡樹脂体３は、発泡倍率が１．５以下になるとともに平均気泡径が１００μｍ以下となるか、あるいは、発泡倍率が１．２以下になるとともに平均気泡径が２００μｍ以下になる。

以上説明したように、上記の化粧部材１によれば、木質化粧材２に対して射出成形された発泡樹脂体３の発泡倍率が１．５以下であるとともに平均気泡径が１００μｍ以下なので、発泡樹脂体３の弾性率を高めることが可能となり、化粧部材１の強度並びに剛性が高められ、また反りを少なくすることができる。
また、発泡樹脂体３の発泡倍率が１．２以下であるとともに平均気泡径が２００μｍ以下の場合にも、発泡樹脂体３の弾性率を高めることが可能となり、化粧部材１の強度並びに剛性が高められ、反りを少なくできる。
また、上記の発泡倍率及び平均気泡径を有する発泡樹脂体３を備えることで、化粧部材１の弾性率保持率を０．７以上にすることができ、化粧部材１の剛性を高めることができる。

また、上記の化粧部材の製造方法によれば、溶融樹脂に発泡剤として超臨界状態の二酸化炭素を拡散混合してから木質化粧材２に射出成形するので、発泡樹脂体３の平均気孔径を小さくすることが可能となり、これにより反りが少なく、強度及び剛性に優れた化粧部材１を製造できる。

また、本実施形態においては、上記の化粧部材１を例えば自動車の内装材として使用することができる。自動車等の車両の室内は、特に夏期に室内温度が上昇し、これにより内装材に反り等が発生する虞があるところ、本実施形態の化粧部材１を内装材として使用することによって、反りの発生や、弾性率の径時劣化を抑制することができる。

また本実施形態では、発泡樹脂体３の形成方法として、超臨界状態の二酸化炭素を発泡剤として用いる例を説明したが、本発明はこれに限らず、ブタン等の発泡剤を予め樹脂に含浸させ、この発泡剤含浸樹脂を射出成形機に導入して射出成形を行ってもよい。

「実験例１」
（実施例１）
表木材板及び裏木材板として厚さ０．２ｍｍのメープル単板を用意し、接着層として厚さ０．１ｍｍのフェノール樹脂含浸紙を用意し、金属薄板として厚さ０．１ｍｍのアルミニウム板を用意した。そして、裏木材単板、接着層、金属薄板、接着層、表木材板の順に重ね合わせ、１５０℃、１ＭＰａの条件で熱プレス成形することにより、横２２０ｍｍ、縦８０ｍｍ、厚み０．７ｍｍの木質化粧部材を製造した。
次に、合成樹脂としてガラス繊維が２０質量％含有されたＡＢＳ樹脂を用意し、このＡＢＳ樹脂を１８０℃に加熱して溶融樹脂とし、この溶融樹脂に対して温度１８０℃、圧力２０ＭＰａの状態の二酸化炭素を拡散混合させた。そして、射出成形金型内に木質化粧材を設置し、射出成形金型のキャビティ内に、二酸化炭素が混合された溶融樹脂を温度１８０℃で射出し、成形と同時に発泡させた。このようにして、質化粧部材の裏木材板側に発泡樹脂体を形成することにより、実施例１の化粧部材を製造した。化粧部材は全部で３０個製造した。各化粧部材の外形寸法は、横２２０ｍｍ、縦８０ｍｍ、厚み１５ｍｍであった。

実施例１の化粧部材について、発泡樹脂体側を下にして平坦な基台上に載置し、化粧部材の中央部における基台に対する中央部の浮き量を計測し、これを反り量とした。３０個の化粧部材について反り量をそれぞれ計測するとともに、標準偏差を求めた。また、化粧部材自体の平均質量も測定した。更に、化粧部材の曲げ弾性率を測定した。
また、各化粧部材の発泡樹脂体における平均気泡径及び発泡倍率を測定した。
これらの結果を表１に示す。

（実施例２）
二酸化炭素の圧力を３０ＭＰａとしたこと以外は上記実施例１と同様にして、実施例２の化粧部材を３０個製造した。
そして、実施例１と同様にして、実施例２の化粧部材について、反り量、標準偏差、平均質量、曲げ弾性率を測定するとともに、発泡樹脂体における平均気泡径及び発泡倍率を測定した。
これらの結果を表１に示す。

（実施例３）
ガラス繊維が２０質量％含有されたＡＢＳ樹脂からなるペレットを用意し、このペレットをブタンガス（発泡剤）と共にオートクレーブ内に導入して、ＡＢＳ樹脂にブタンを含浸させてブタン含浸樹脂とした。
次いで、射出成形金型内に木質化粧材を設置し、射出成形金型のキャビティ内に射出成形機によってブタン含浸樹脂を温度１８０℃で射出し、成形と同時に発泡させた。このようにして、実施例３の化粧部材を３０個製造した。
そして、実施例１と同様にして、実施例３の化粧部材について、反り量、標準偏差、平均質量、曲げ弾性率を測定するとともに、発泡樹脂体における平均気泡径及び発泡倍率を測定した。
これらの結果を表１に示す。

（比較例１）
発泡剤である二酸化炭素を溶融樹脂に拡散混合させなかったこと以外は上記実施例１と同様にして、比較例１の化粧部材を３０個製造した。
そして、実施例１と同様にして、比較例１の化粧部材について、反り量、標準偏差、平均質量、曲げ弾性率を測定するとともに、発泡樹脂体における平均気泡径及び発泡倍率を測定した。
これらの結果を表１に示す。

表１に示すように、実施例１〜３の化粧部材は、比較例１に比べて反り量が小さく、またそのバラツキ（標準偏差）も小さくなっており、外形寸法の安定性に優れていることがわかる。
また、実施例１〜３の化粧部材は、射出成形時に発泡剤を添加しなかった比較例１と比べて、平均重量が２５ｇ程度小さくなっており、軽量化されていることがわかる。また、この２５ｇの差は、ＡＢＳ樹脂の使用量の差でもあり、このことから実施例１〜３ではＡＢＳ樹脂の使用量が低減され、材料コストが約３３％程度低減できていることがわかる。
更に、実施例１及び２の化粧部材は、実施例３と比べて、平均気泡径が小さく、これにより曲げ弾性率が大きくなり、より剛性に優れていることがわかる。

「実験例２」
溶融樹脂に対する二酸化炭素の混合率を変更することにより、発泡倍率を１〜１．６９倍としたこと以外は上記実施例１と同様にして、発泡倍率が１〜１．６９倍であり、平均気泡径が１００μｍである発泡樹脂体を備えた化粧部材を製造した。

また、溶融樹脂に対する二酸化炭素の混合率を変更することにより、発泡倍率を１〜１．７５倍としたこと以外は上記実施例２と同様にして、発泡倍率が１〜１．７５倍であり、平均気泡径が５０μｍである発泡樹脂体を備えた化粧部材を製造した。

更に、溶融樹脂に対するブタンの混合率を変更することにより、発泡倍率を１〜１．５１倍としたこと以外は上記実施例３と同様にして、発泡倍率が１〜１．５１倍であり、平均気泡径が２００μｍである発泡樹脂体を備えた化粧部材を製造した。

得られた化粧部材の発泡樹脂体について、２５℃における弾性率保持率を測定した。弾性率保持率、発泡倍率及び平均気泡径の関係を表２及び図８に示す。表２では、例えば、発泡倍率が１．２１で平均気泡径が２００μｍのときの弾性率保持率は０．７２になることを示している。

表２及び図８に示すように、平均気泡径が５０μｍまたは１００μｍの場合、平均気泡径２００μｍのものと比べて、弾性率保持率の低下が少なくなっていることがわかる。
また、表２及び図８に示すように、弾性率保持率を０．７以上にするには、平均気泡径１００μｍでは発泡倍率を１．５以下にする必要があり、平均気泡径２００μｍでは発泡倍率を１．２以下にする必要があることがわかる。

図１は本発明の実施形態である化粧部材の一例を示す平面模式図である。 図２は図１のＡ−Ａ’線に対応する断面模式図である。 図３は図２の一部を拡大した断面模式図である。 図４は化粧部材に備えられた発泡樹脂体を示す模式図である。 図５は本発明の実施形態である化粧部材の製造方法を説明する工程図である。 図６は化粧部材の製造方法における射出成形工程を説明する工程図である。 図７は化粧部材の製造方法における射出成形工程に使用される射出成形機を示す概略構成図である。 図８は化粧部材の弾性率保持率と発泡樹脂体の発泡倍率との関係を示すグラフである。

符号の説明

１…化粧部材、２…木質化粧材、３…発泡樹脂体

Claims (4)

1. 木質化粧材と、前記木質化粧材に対して射出成形された発泡樹脂体とからなり、前記発泡樹脂体の発泡倍率が１．５以下であるとともに平均気泡径が１００μｍ以下であることを特徴とする化粧部材。
2. 木質化粧材と、前記木質化粧材に対して射出成形された発泡樹脂体とからなり、前記発泡樹脂体の発泡倍率が１．２以下であるとともに平均気泡径が２００μｍ以下であることを特徴とする化粧部材。
3. 請求項１または請求項２に記載の化粧部材からなることを特徴とする車両用内装材。
4. 請求項１または請求項２に記載の化粧部材の製造方法であって、
   溶融樹脂に発泡剤となる超臨界流体を拡散混合してから、前記木質化粧材に射出成形することにより、前記発泡樹脂体とすることを特徴とする化粧部材の製造方法。
   
   

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