JP2019077155A - 樹脂成形品及び樹脂成形品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】樹脂成形品の表皮における第１層から第２層への可塑剤の移行を抑制する。【解決手段】表皮５を、ＰＶＣからなる第１層１１と、第１層１１の裏面に形成され、ＴＰＵの発泡成形体からなる第２層１３とで形成する。そして、第１層１１の裏面に、表面側に凹む複数の凹部１７を形成し、第１層１１と第２層１３との間に、壁面の一部を凹部１７の壁面とする複数の発泡セル１５を形成する。【選択図】図４

Description

本発明は、樹脂成形品及び樹脂成形品の製造方法に関するものである。

この種の樹脂成形品として、従来、例えば特許文献１には、塩化ビニル系樹脂からなる第１層と、該第１層の裏面に形成され、例えば熱可塑性ポリウレタン樹脂からなる第２層とを有する樹脂成形品が開示されている。また、第１層を構成する塩化ビニル系樹脂には、可塑剤が含まれている。

特表２００４−５３３３６２号公報

しかし、特許文献１のものでは、第１層と第２層とが接触しているため、第１層に含まれている可塑剤が第２層へ移行してしまう。可塑剤が移行してしまうと、第１層の柔軟性が低下して、経年劣化により収縮してしまう。特に、このような樹脂成形品を自動車のインストルメントパネルの表皮材に適用した場合、エアバッグのティアラインとなる切込部が設けられていると、その切込部が収縮によって広がってしまい、表皮材の表面に切り込み痕が現れてインストルメントパネルの意匠性が低下してしまう。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、第１層から第２層への可塑剤の移行を抑制して、経年劣化による収縮を低減させることにある。

前記の目的を達成するために、この発明では、第１層と第２層との接触面積を発泡セルによって小さくするようにした。

具体的には、第１の発明は、塩化ビニル系樹脂からなる第１層と、該第１層の裏面に形成され、塩化ビニル系樹脂との相溶性を有する熱可塑性樹脂の発泡成形体からなる第２層とを有する表皮と、上記第２層の裏面に形成され、発泡ポリウレタンからなるクッション部とを備え、上記第１層の裏面には、表面側に凹む複数の凹部が形成されており、上記第１層と第２層との間には、壁面の一部を上記凹部の壁面とする複数の発泡セルが形成されていることを特徴とする。

第２の発明は、第１の発明において、上記第２層は、熱可塑性ポリウレタン樹脂の発泡成形体からなることを特徴とする。

第３の発明は、第１又は第２の発明において、上記第１層と第２層との間に形成された発泡セルのセル径は、上記第２層の発泡成形体の発泡セルのセル径よりも大きいことを特徴とする。

第４の発明は、樹脂成形品の製造方法を対象とする。そして、加熱されたスラッシュ成形型の成形面に、塩化ビニル系樹脂の粉体を付着させて、該粉体を溶融することで、上記スラッシュ成形型に塩化ビニル系樹脂からなる第１層を成形する工程と、上記スラッシュ成形型の成形面に付着した上記第１層の裏面に、発泡剤と、塩化ビニル系樹脂との相溶性を有し且つ溶融時の粘度が上記塩化ビニル系樹脂の溶融時の粘度よりも高い熱可塑性樹脂の粉体とを付着させて溶融することで、第２層を成形する工程と、上記第１層及び第２層が付着した状態のスラッシュ成形型を加熱して上記発泡剤を発泡させることで、上記第１層と第２層との間に、壁面の一方を上記第１層の裏面とし且つ他方を第２層の表面とする複数の発泡セルを形成する工程と、上記スラッシュ成形型を冷却して、上記第１層と第２層とを備える表皮を成形する工程と、上記表皮の裏面に、発泡ポリウレタンからなるクッション部を成形する工程とを備えることを特徴とする。

第１の発明によれば、第１層の裏面が発泡セルの壁面となっている。すなわち、凹部では、第１層の裏面と第２層の表面とが接触していない。よって、第１層と第２層との接触面積を減らすことができる。したがって、第１層から第２層への可塑剤の移行を抑制して、経年劣化による樹脂成形品の収縮を低減させることができる。

第２の発明によれば、表皮として一般的に用いられる熱可塑性ポリウレタン樹脂を用いて、樹脂成形品を得ることができる。

第３の発明によれば、第１層と第２層との間に形成された発泡セルのセル径が大きいので、第１層との第２層との接触面積をより小さくすることができる。

第４の発明によれば、第２層を構成する熱可塑性樹脂の溶融時の粘度は、上記塩化ビニル系樹脂の溶融時の粘度よりも高い。よって、第１層と第２層との境界近くの発泡剤が発泡するときには、第１層の裏面が表面側に変形する。このため、第１層と第２層との間に、壁面の一方を上記第１層の裏面とし且つ他方を第２層の表面とする複数の発泡セルを形成することができる。したがって、樹脂成形品において、第１層から第２層への可塑剤の移行を抑制して、経年劣化による収縮を低減させることができる。

本発明の実施形態に係るインストルメントパネルの斜視図である。 図１のII-II線断面図である。 図２のIII-III部分拡大図である。 図３のIV部分拡大図である。 スラッシュ成形金型を第１スラッシュ原料供給箱にセットした状態を示す工程図である。 図５の状態から第１スラッシュ原料供給箱を反転させてスラッシュ成形金型の成形面に粉体樹脂原料を付着溶融させている状態を示す工程図である。 スラッシュ成形金型を第２スラッシュ原料供給箱にセットした状態を示す工程図である。 図７の状態から第２スラッシュ原料供給箱を反転させてスラッシュ成形金型の成形面に粉体樹脂原料を付着溶融させている状態を示す工程図である。 スラッシュ成形金型の再加熱状態を示す工程図である。 クッション部を成形している状態を示す工程図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものでは全くない。

−インストルメントパネルの構成−
図１は、本発明の実施形態に係る樹脂成形品としての自動車用のインストルメントパネル１を示す。このインストルメントパネル１の裏面の助手席側には、図１に示すように、薄肉部３（ティアライン）が形成されている。車両衝突時にエアバッグ装置（図示せず）の作動により、薄肉部３が破断する。

図２及び図３に示すように、インストルメントパネル１は、表皮５とクッション部７と基材パネル９とからなる。

表皮５は、インストルメントパネル１の表面部を構成している。表皮５は、塩化ビニル系樹脂であるＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）からなる第１層１１と、ＰＶＣとの相溶性を有する熱可塑性樹脂であるＴＰＵ（熱可塑性ポリウレタン樹脂）の発泡成形体からなる第２層１３とを有する。第１層１１は、インストルメントパネル１の意匠面となる表面部を構成している。第１層１１の裏面には、表面側に凹陥する複数の凹部１７が形成されている。第１層１１を構成するＰＶＣは、可塑剤を含有しており、このことによって、第１層１１に柔軟性を付与している。

第２層１３は、第１層１１の裏面に形成されている。第２層１３は第１層１１よりも厚く形成された発泡成形体であり、表皮５にクッション性を付与している。

図３及び図４に示すように、第１層１１と第２層１３との間には、壁面の一部を上記凹部１７の壁面とする複数の略半球形状の発泡セル１５が形成されている。言い換えると、各発泡セル１５は、第１層１１と第２層１３との間に形成されており、壁面のうち表面側を第１層１１の裏面に位置する凹部１７の壁面とし、壁面の裏面側を第２層１３の表面としている。第１層１１と第２層１３との間に形成された発泡セル１５のセル径ｄ１は、第２層１３の発泡成形体の発泡セル１６のセル径ｄ２よりも大きい（ｄ１＞ｄ２）。発泡セル１５のセル径ｄ１は、およそ０．０５〜０．５ｍｍで好ましくは０．２ｍｍである。また、第２層１３の発泡成形体の発泡セル１６のセル径（長径）ｄ２はおよそ０．０２〜０．１ｍｍで好ましくは０．０５ｍｍである。

クッション部７は、第２層１３の裏面に形成され、発泡ポリウレタンからなる。このクッション部７はインストルメントパネル１にクッション性を付与している。

基材パネル９は、クッション部７の裏面に形成されている。基材パネル９は、例えばＰＰ（ポリプロピレン）、ＡＢＳ（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン）等の樹脂材で射出成形された一体物の成形品である。基材パネル９の裏面には、上述したように、エアバック展開時における破断予定部としての２つのＹ字を横向きにして左右対称に連結した形状の薄肉部３が形成されている。尚、図３中、４は表皮５の裏面に薄肉部３に対応して形成された切込部であり、薄肉部３と共に上記破断予定部を形成する。

次に、樹脂成形品としてのインストルメントパネル１の製造方法について説明する。

インストルメントパネル１の表皮５はスラッシュ成形によって形成される。図５に示すように、インストルメントパネル１の表皮５を成形するためのスラッシュ成形型としてのスラッシュ成形金型２０は、成形面２１とフランジ部２３とを備えている。

上記スラッシュ成形金型２０を用いて表皮５を成形する要領について説明する。以下に括弧書で付した番号は、製造工程の順番を示す。

（１）スラッシュ成形金型２０を加熱炉に搬入し、熱風や赤外線等の加熱装置で例えば２２０℃〜２６０℃に加熱する（図示省略）。

（２）図５に示すように、上記加熱されたスラッシュ成形金型２０を、成形面２１が下になるようにした状態で、上記第１層１１となるＰＶＣの粉体樹脂原料Ｒ１が収容された反転可能な第１スラッシュ原料供給箱２５の上側に移動させる。そして、第１スラッシュ原料供給箱２５の開口端縁のフランジ部２７とスラッシュ成形金型２０のフランジ部２３とを重ね合わせてクランプ治具２９で挟持し、スラッシュ成形金型２０のフランジ部２３と第１スラッシュ原料供給箱２５のフランジ部２７との合わせ面をシールする。

（３）図６に示すように、図示しない回転装置によって、第１スラッシュ原料供給箱２５をスラッシュ成形金型２０と共に水平軸回りに回動させて上下方向に反転させて、第１スラッシュ原料供給箱２５内に収容されているＰＶＣの粉体樹脂原料Ｒ１をスラッシュ成形金型２０の成形面２１に落下により供給して付着させる。この成形面２１に付着した粉体樹脂原料Ｒ１が型温により加熱溶融してＰＶＣからなる第１層１１の溶融樹脂層Ｒ２が形成される。その後第１スラッシュ原料供給箱２５を上記とは逆に上下方向に反転させて元の姿勢に戻し、余剰の粉体樹脂原料Ｒ１を第１スラッシュ原料供給箱２５内に落下させて回収する。

（４）次いで、スラッシュ成形金型２０を第１スラッシュ原料供給箱２５から取り外し、図７に示すように、第１層１１の溶融樹脂層Ｒ２が付着した状態の成形面２１が下になるようにした状態で、上記第２層１３となるＴＰＵと発泡剤が混合した粉体樹脂原料Ｒ３が収容された反転可能な第２スラッシュ原料供給箱３１の上側に移動させる。そしてスラッシュ成形金型２０のフランジ部２３と、第２スラッシュ原料供給箱３１の開口端縁のフランジ部３３とを重ね合わせてクランプ治具２９で挟持し、スラッシュ成形金型２０のフランジ部２３と第２スラッシュ原料供給箱３１のフランジ部３３との合わせ面をシールする。なお、発泡剤としては、例えば、熱分解型の有機系化合物が用いられる。

（５）図８に示すように、図示しない回転装置によって、第２スラッシュ原料供給箱３１をスラッシュ成形金型２０と共に水平軸回りに回動させて上下方向に反転させて、第２スラッシュ原料供給箱３１内に収容されているＴＰＵと発泡剤が混合した粉体樹脂原料Ｒ３を第１層１１の溶融樹脂層Ｒ２が付着した状態の成形面２１に落下により供給して第１層１１の溶融樹脂層Ｒ２に付着させる。この第１層１１の上に付着した粉体樹脂原料Ｒ３が型温により加熱溶融してＴＰＵと発泡剤とからなる第２層１３の溶融樹脂層Ｒ４が形成される。その後第２スラッシュ原料供給箱３１を上記とは逆に上下方向に反転させて元の姿勢に戻し、余剰の粉体樹脂原料Ｒ３を第２スラッシュ原料供給箱３１内に落下させて回収する。

（６）次いで、スラッシュ成形金型２０を第２スラッシュ原料供給箱３１から取り外し、図９に示すように、成形面２１が下になるようにして再度加熱炉３５に搬入して、例えば２２０℃〜２６０℃に再加熱する。こうして第１層１１及び第２層１３の溶融樹脂層Ｒ２,Ｒ４が付着した状態のスラッシュ成形金型２０を再加熱すると、未溶融の粉体樹脂が完全に溶融すると共に、発泡剤が熱分解により発泡する。このとき、第２層１３を構成するＴＰＵの溶融時の粘度は、第１層１１を構成するＰＶＣの溶融時の粘度よりも高い。よって、第１層１１と第２層１３との境界近くの発泡剤が発泡すると、第１層１１の溶融樹脂層Ｒ２の裏面が表面側に変形して凹部１７が形成される。このため、第１層１１と第２層１３との間に、壁面の一方を上記第１層１１の裏面とし且つ他方を第２層１３の表面とする複数の発泡セル１５を形成することができる。

（７）この後、スラッシュ成形金型２０の成形面２１の裏面に水を吹き付けることにより、スラッシュ成形金型２０を冷却して、第１層１１及び第２層１３の溶融樹脂層Ｒ２,Ｒ４を硬化させて第１層１１と第２層１３とを備える表皮５を成形する。

（８）表皮５をスラッシュ成形金型２０から剥がして、表皮５を脱型する。その後、表皮５の外縁に形成された製品にならない不要部分を切断する。また、表皮５の裏面における、表皮５のエアバック展開時における破断予定部に対応する部位に、表皮の表面に達しない切込部４をカッター刃を用いて形成する。

（９）図１０に示すように、ウレタン注入型４０の下型４１の載置面４３に、表皮５を第２層１３が上になるように載置する。そして、別途射出成形により成形された基材パネル９を、裏面が上になるように表皮５の上に配置する。このとき、表皮５と基材パネル９とは、端縁同士が接触し且つ中間部同士の間には隙間４５が空けられた状態で上型４７によりシールされる。この状態で、基材パネル９に設けられた孔部にウレタン注入ノズル４９を挿入し、そのノズル４９から上記表皮５の裏面と基材パネル９との隙間４５に、発泡ポリウレタン原料を注入し発泡させる。そうすることで、表皮５の裏面に発泡ポリウレタンからなるクッション部７を成形する。

したがって、本実施形態によれば、第１層１１の裏面が発泡セル１５の壁面となっている。すなわち、凹部１７では、第１層１１の裏面と第２層１３の表面とが接触していない。よって、発泡セル１５の存在する分だけ第１層１１と第２層１３との接触面積を減らすことができる。したがって、第１層１１から第２層１３への可塑剤の移行を抑制して、経年劣化による樹脂成形品の収縮を低減させることができる。このため、長期間に亘り、インストルメントパネル１の切込部４が広がることを抑制して意匠性の低下を抑えることができる。

また、表皮５として一般的に用いられる熱可塑性ポリウレタン樹脂を第２層１３に用いて、インストルメントパネル１を得ることができる。

さらに、第１層１１と第２層１３との間に形成された発泡セル１５のセル径ｄ１が、第２層１３の発泡成形体の発泡セル１６のセル径ｄ２よりも大きいので、第１層１１との第２層１３との接触面積をより小さくすることができる。

ところで、表皮５にクッション性を付与するために、第２層１３としてＴＰＵの発泡成形体ではなく、ウレタンフォームを用いることが考えられる。しかし、ウレタンフォームにはアミンが含まれている。このアミンが第１層１１のＰＶＣと反応すると、第１層１１内にポリエンが生成する。ポリエンが生成されると可塑剤が第１層１１内から離れ易くなってしまう。また、ウレタンフォームの表面には、発泡セル１５が形成されないスキン層が形成される。すなわち、第１層１１のＰＶＣはスキン層と接触する。このため、第１層１１と第２層１３との接触面積は、第２層１３としてＴＰＵの発泡成形体用いる場合に比べて大きくなる。したがって、第２層１３としてウレタンフォームを用いると可塑剤がウレタンフォームに移行してしまう。

これに対し、本実施形態では、第２層１３としてアミンが含まれていないＴＰＵを使用し且つ、第１層１１と第２層１３との間に発泡セル１５が形成されているので、上記のように第１層１１からＰＶＣが移行することを低減することができる。

（その他の実施形態）
上記実施形態では、第２層１３を構成する塩化ビニル系樹脂との相溶性を有する熱可塑性樹脂として、ＴＰＵを挙げたが、本発明はこれに限定されない。例えば、熱可塑性ポリエーテルエステルやポリエーテルブロックアミド等種々の材料が用いられてもよい。

本発明では、樹脂成形品の経年劣化による収縮が抑えられて有用である。

１ インストルメントパネル（樹脂成形品）
５ 表皮
７ クッション部
１１ 第１層
１３ 第２層
１５ 発泡セル
１７ 凹部
２０ スラッシュ成形金型（スラッシュ成形型）
２１ 成形面

Claims (4)

1. 塩化ビニル系樹脂からなる第１層（11）と、該第１層（11）の裏面に形成され、塩化ビニル系樹脂との相溶性を有する熱可塑性樹脂の発泡成形体からなる第２層（13）とを有する表皮（5）と、
   上記第２層（13）の裏面に形成され、発泡ポリウレタンからなるクッション部（7）とを備え、
   上記第１層（11）の裏面には、表面側に凹む複数の凹部（17）が形成されており、
   上記第１層（11）と第２層（13）との間には、壁面の一部を上記凹部（17）の壁面とする複数の発泡セル（15）が形成されていることを特徴とする樹脂成形品。
2. 請求項１に記載の樹脂成形品において、
   上記第２層（13）は、熱可塑性ポリウレタン樹脂の発泡成形体からなることを特徴とする樹脂成形品。
3. 請求項１又は２に記載の樹脂成形品において、
   上記第１層（11）と第２層（13）との間に形成された発泡セル（15）のセル径（d1）は、上記第２層（13）の発泡成形体の発泡セル（16）のセル径（d2）よりも大きいことを特徴とする樹脂成形品。
4. 加熱されたスラッシュ成形型（20）の成形面（21）に、塩化ビニル系樹脂の粉体を付着させて、該粉体を溶融することで、上記スラッシュ成形型（20）に塩化ビニル系樹脂からなる第１層（11）を成形する工程と、
   上記スラッシュ成形型（20）の成形面（21）に付着した上記第１層（11）の裏面に、発泡剤と、塩化ビニル系樹脂との相溶性を有し且つ溶融時の粘度が上記塩化ビニル系樹脂の溶融時の粘度よりも高い熱可塑性樹脂の粉体とを付着させて溶融することで、第２層（13）を成形する工程と、
   上記第１層（11）及び第２層（13）が付着した状態のスラッシュ成形型（20）を加熱して上記発泡剤を発泡させることで、上記第１層（11）と第２層（13）との間に、壁面の一方を上記第１層（11）の裏面とし且つ他方を第２層（13）の表面とする複数の発泡セル（15）を形成する工程と、
   上記スラッシュ成形型（20）を冷却して、上記第１層（11）と第２層（13）とを備える表皮（5）を成形する工程と、
   上記表皮（5）の裏面に、発泡ポリウレタンからなるクッション部（7）を成形する工程とを備えることを特徴とする樹脂成形品の製造方法。

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