JP2022034383A - 成形構造体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】樹脂成形体を成形するための溶融樹脂が、樹脂成形体と基材との境界部の周囲に漏れる事態を抑制する。【解決手段】植物性繊維７１と、熱可塑性樹脂からなる第１の繊維と、第１の繊維よりも融点が高い第２の繊維７２とを混合した混合繊維７０を板状に広げた繊維ウェブ１１Ｗを形成する繊維ウェブ工程と、繊維ウェブ１１Ｗを第１の繊維が溶融する温度であって第２の繊維７３は溶融しない温度で加熱してプレボード１１Ｐを形成するプレボード工程と、プレボード１１Ｐのうち樹脂成形体１６が設けられる成形部１２を含む成形部含有領域１３を加熱プレス成形して基材１１を形成する基材工程と、成形部１２に対して樹脂成形体１６を射出成形により一体に形成する樹脂成形体工程と、を順に実行する成形構造体の製造方法。【選択図】図８

Description

本明細書で開示される技術は、成形構造体の製造方法に関する。

従来、繊維及び熱可塑性樹脂を含む基材と、基材上に射出成形された成形体とを備える成形構造体の製造方法として、例えば下記特許文献１のものが知られている。下記特許文献１には、成形前の基材（プレボード）を成形型によってプレス成形し、その状態で成形型に形成されたキャビティ（成形空間）に溶融樹脂を射出する方法が記載されている。これにより、基材と成形体（例えば、ブラケット等の機能部品）とが接合された状態の成形構造体を形成することができる。

特開２０１０－２７４６３６号公報

上記構成においては、キャビティに溶融樹脂を射出した際に、溶融樹脂が基材の内部（表面付近）に浸透し、基材の内部を通って基材と成形型の成形面との間に漏れ出したり、成形体と基材との境界部の周囲に漏れ出す事態が懸念される。溶融樹脂が漏れ出すと、漏れた分だけ成形体になる溶融樹脂の量が減ることになり、成形体の欠肉が発生する虞がある。また、漏れ出した溶融樹脂により成形体と基材との接合面積が増えた場合には、溶融樹脂が冷却されて収縮する際に基材に余計な応力が作用し、この応力によって、基材において成形体が形成される面とは反対側の面（例えば意匠面）に凹凸が生じる事態が懸念される。

このため、少なくとも基材における成形体が形成される領域およびその周辺領域を成形型により圧縮することで、基材の密度を高めて溶融樹脂が基材に浸透することを抑制したり、圧縮時の押圧力により成形体と基材との境界部の周囲に溶融樹脂が漏れ出すことを抑制することが考えられる。しかし、圧縮によって溶融樹脂が基材に浸透することは抑制できるものの、基材が薄肉化することで基材の剛性が低下し、溶融樹脂の射出圧により基材が変形して、結局、成形体と基材との境界部の周囲には溶融樹脂が漏れてしまうという問題がある。

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、樹脂成形体を成形するための溶融樹脂が、樹脂成形体と基材との境界部の周囲に漏れる事態を抑制することを目的とする。

本発明は、繊維及び熱可塑性樹脂を含む板状の基材と、前記基材における一方の面上に成形された樹脂成形体と、を備える成形構造体の製造方法であって、 少なくとも植物性繊維と、熱可塑性樹脂からなる第１の繊維と、前記植物性繊維とは異なるとともに前記第１の繊維よりも融点が高い第２の繊維とを混合した混合繊維を板状に広げた繊維ウェブを形成する繊維ウェブ形成工程と、前記繊維ウェブを前記第１の繊維が溶融する温度であって前記第２の繊維は溶融しない温度で加熱してプレボードを形成するプレボード形成工程と、前記第１の繊維が溶融する温度であって前記第２の繊維は溶融しない温度で、前記プレボードのうち少なくとも前記樹脂成形体が設けられる成形部を含む成形部含有領域の板厚が前記プレボードの板厚よりも薄くなるように加熱プレス成形して基材を形成する基材形成工程と、前記成形部に対して前記樹脂成形体を射出成形により一体に形成する樹脂成形体成形工程と、を順に実行するものである。

上記の製造方法によれば、基材形成工程においてプレボード（成形前の基材）に対して加熱プレス成形を行って基材を形成した後も、基材中には植物性繊維とともに第２の繊維が溶融しない状態で残っているから、基材が第２の繊維を含有しない場合と比較して、基材の剛性が高まっている。従って、樹脂成形体を成形するため溶融樹脂を基材に対して射出成形する際に、溶融樹脂の射出圧により基材の成形部が変形することが抑制され、もって、樹脂成形体と基材との境界部の周囲に溶融樹脂が漏れる事態を抑制することができる。これにより、樹脂成形体の欠肉が発生することが抑制される。また、従来のように基材が変形して溶融樹脂が漏れ出した場合には、その漏れ出した溶融樹脂が冷却されて収縮する際に、溶融樹脂と接合された基材に余計な応力が作用することで、基材において樹脂成形体が形成される面とは反対側の面（例えば意匠面）に凹凸が生じる事態が懸念されるが、そのような事態を抑制することができる。このため、意匠性の高い成形構造体を製造することができる。

上記製造方法において、繊維ウェブ形成工程とプレボード形成工程との間に、植物性繊維と第１の繊維と第２の繊維とを交絡させる交絡工程を実行してもよい。このような構成によれば、交絡工程を経ない場合と比較して、基材中の繊維同士がしっかり絡まった状態とされるから、基材の剛性がさらに高くなる。

上記基材形成工程において、プレボードを、成形部含有領域の板厚が当該成形部含有領域以外の外側領域の板厚よりも薄くなるように加熱プレス成形してもよい。このような構成によれば、成形部含有領域の密度がより高くなるから、溶融樹脂が基材中に滲み出すことが抑制される。

上記第２の繊維の径は、植物性繊維の径より大とされていてもよい。このような構成によれば、第２の繊維の剛性がより高まるから、基材の剛性をさらに向上させることができる。

上記混合繊維は、植物性繊維が４０～５０ｗｔ％、第１の繊維が４０～５０ｗｔ％、第２の繊維が１０～２０ｗｔ％の割合で混合されたものであってもよい。第１の繊維は、成形構造体を製造する過程で溶融して、繊維同士を結着するバインダーとして機能する。したがって、第１の繊維が４０ｗｔ％より少なくなるとバインダーとしての量が不足し、基材の剛性が低下する。また、５０ｗｔ％より多くなると、溶け残る繊維（植物性繊維および第２の繊維）の割合が減少するため、基材の剛性が低下する。一方、第２の繊維は、１０ｗｔ％より少ないと基材の剛性の向上効果が得られ難い。また、第２の繊維は、軽量化を目的として使用される植物性繊維と比較して密度が高いため、２０ｗｔ％より多いと基材の重量が重くなって、軽量化の妨げになる。

第１の繊維がポリプロピレン繊維であり、第２の繊維がポリエチレンテレフタレート繊維であってもよい。ポリプロピレンとポリエチレンテレフタレートとは、融点の温度差が大きいため、ポリエチレンテレフタレート繊維を溶融させないままポリプロピレン繊維だけを溶融させることが容易である。また、ポリプロピレンとポリエチレンテレフタレートとは、他の使用可能な材料と比較した場合に、互いの相溶性が良好であるとともに、植物性繊維との相溶性も比較的に遜色ない。さらに、汎用のものが使用可能であり、材料コストも安価である。

本発明によれば、樹脂成形体を成形するための溶融樹脂が、樹脂成形体と基材との境界部の周囲に漏れる事態を抑制することができる。

一実施形態に係るドアトリムを裏面側から視た斜視図 プレボード製造装置を示す概略図 プレボードを成形装置に配置した状態を示す断面図 基材形成工程において加熱プレス成形により基材が形成された状態を示す断面図 樹脂成形体成形工程において取付ボスが成形された状態を示す断面図 図３のＡ－Ａ断面図 図４のＢ－Ｂ断面図 プレボードの構成材料を模式的に示す図

一実施形態を図１から図８によって説明する。本実施形態では、成形構造体としてのドアトリム１０について、その構成と製造方法について例示する。

まず、ドアトリム１０について説明する。このドアトリム１０は、自動車等の車両用ドアを構成するもので、図１に示すように、トリムボード１１（基材の一例）と、トリムボード１１の一方の面上に射出成形によって一体に形成された取付ボス１６（樹脂成形体の一例）と、を備える。

トリムボード１１は略平板状をなし、繊維及び熱可塑性樹脂を含むものとされる。トリムボード１１に含まれる繊維は、植物性繊維、および、植物性繊維以外の繊維（第２の繊維の一例）の少なくとも２種類である。植物性繊維としては、ケナフ等の靭皮植物繊維や繊維木材等を解繊して得た木質繊維等を例示することができる。また、植物性繊維以外の繊維としては、熱可塑性樹脂繊維、炭素繊維、ガラス繊維等が挙げられる。このうち熱可塑性樹脂繊維としては、例えば、ポリエチレンテレフタレートやナイロン等の繊維が挙げられる。

トリムボード１１に含まれる、繊維でない熱可塑性樹脂は、繊維を結着するバインダーとしての機能を有するものである。バインダーとして機能する熱可塑性樹脂としては、ポリプロピレン、ポリエチレン等のポリエステル系樹脂を例示することができるが、これらに限定されるものではない。なお、上述した熱可塑性樹脂繊維を構成する熱可塑性樹脂は、バインダーとして機能する熱可塑性樹脂と比較して、融点が高いものとされる。

このような本実施形態のトリムボード１１は、植物性繊維と、熱可塑性樹脂からなる第１の繊維と、植物性繊維とは異なるとともに第１の繊維より融点が高い第２の繊維とを混合した混合繊維７０から製造されており、第１の繊維が溶融する温度であって第２の繊維は溶融しない温度で加熱する工程を経ることで、第１の繊維だけを溶融してバインダーとして機能させ、植物性繊維および第２の繊維は溶融させずに繊維の状態で残存させている。詳細については後述する。

一方、トリムボード１１に一体に形成される取付ボス１６は、例えば、熱可塑性樹脂であるポリプロピレンからなり、図１に示すように、トリムボード１１における裏面１１Ｅ（一方の面の一例、車室外側の面）から突出する形で複数個（本実施形態では２個）が形成されている。取付ボス１６は、円筒状をなす本体部１７と、本体部１７の基端からトリムボード１１の板面に沿って延びる複数の補強リブ１８とを備えている。取付ボス１６は、例えば、ドアトリム１０に取り付けられる部品（例えば、ドアポケット、オーナメント、アームレストなど）の取付部として機能するものである。

次に、ドアトリム１０を製造するための製造装置について説明する。ドアトリム１０は、プレボード製造装置２０により製造されたプレボード１１Ｐを、成形装置４０でプレス成形するとともに取付ボス１６を射出成形することにより製造される。

まず、プレボード製造装置２０について説明する。プレボード製造装置２０は、植物性繊維、熱可塑性樹脂からなる第１の繊維、植物性繊維とは異なるとともに第１の繊維よりも融点が高い第２の繊維を含む混合繊維７０から板状のプレボード１１Ｐを製造することが可能なものである。

プレボード製造装置２０は、図２に示すように、繊維供給部２１と、フィードコンベア２２と、開繊シリンダ２３と、ブロア部２６と、コンベア２７と、吸引装置２８と、交絡装置２９と、カッター３０と、加熱加圧装置３１と、を備える。

繊維供給部２１に投入され、混合状態とされた繊維（混合繊維７０）は、フィードコンベア２２によって開繊シリンダ２３に供給される。開繊シリンダ２３は、円筒状をなすシリンダ本体２３Ａの表面（外周面）に複数の突起部２３Ｂを備えてなり、中心軸Ｌ１を中心として、図２中時計回りに回転する。回転する開繊シリンダ２３は、フィードコンベア２２から送られた混合繊維７０を、突起部２３Ｂで引っ掻くようにして開繊することが可能となっている。また、開繊シリンダ２３が回転することで、混合繊維７０は、開繊シリンダ２３の表面（突起部２３Ｂ）に引っ掛けられることで上方に搬送され、その後、開繊シリンダ２３の回転による遠心力によって、空中に放出される。なお、図２において開繊シリンダ２３の回転方向を矢線Ａ１で示す。

開繊シリンダ２３の外周には、ストリッパーローラ２４及びウォーカローラ２５が設けられており、それらの各表面にも複数の突起部が形成されている。ウォーカローラ２５は、開繊シリンダ２３との間に混合繊維７０を通過させることで、その混合繊維７０に対して開繊処理を施す機能を有しており、ストリッパーローラ２４は、ウォーカローラ２５の表面に付着した混合繊維７０を剥離する機能を有している。

開繊シリンダ２３の下流側にはブロア部２６が配されており、開繊シリンダ２３に向けて空気を吹き付けるようになっている。開繊された混合繊維７０は、ブロア部２６から吹き付けられた空気によって飛散し、コンベア２７上に落下する。

コンベア２７は網目状をなすメッシュコンベアとされ、その上面２７Ａに混合繊維７０を堆積させることが可能である。コンベア２７の下方には吸引装置２８が配されており、空気を吸引することで、混合繊維７０をコンベア２７の上面２７Ａに吸引可能とされている。コンベア２７は、上面２７Ａに混合繊維７０を堆積させつつ混合繊維７０の層を図２の右側に搬送することで、繊維ウェブ１１Ｗを形成する。なお、コンベア２７による混合繊維７０の搬送方向を矢線Ａ２で示す。

交絡装置２９は、例えば、ニードルパンチ装置とされ、繊維ウェブ１１Ｗに含まれる繊維同士を交絡させることで繊維ウェブ１１Ｗを不織布１１Ｎとすることが可能な構成とされている。交絡された繊維ウェブ１１Ｗ（不織布１１Ｎ）は、カッター３０により裁断され、加熱加圧装置３１に搬送される。

加熱加圧装置３１は例えば熱板プレス装置や熱ベルトプレス装置等からなり、例えば、通電によって発熱するヒータなどの発熱手段を備えている。不織布１１Ｎは加熱されつつ、又は、加熱の後に加圧され、平板状のプレボード１１Ｐとされる。プレボード１１Ｐは、車両用内装材の製品形状（ドアトリム１０、トリムボード１１）に成形される前の状態である。

次に、成形装置４０について図３から図７を参照に説明する。成形装置４０は、射出装置４１と、成形型５０（上型５１及び下型６１）とを備えている。射出装置４１は、例えば、スクリュータイプのものとされ、本実施形態では下型６１に設けられている。プレボード製造装置２０により製造されたプレボード１１Ｐは、上型５１及び下型６１によって製品形状にプレス成形されることで、ドアトリム１０のトリムボード１１（基材の一例）とされる。また、トリムボード１１を上型５１及び下型６１によってプレスした状態で、トリムボード１１と下型６１との間に形成された後述する樹脂供給路６５及び取付ボス成形空間Ｓ２に溶融樹脂を射出することで、取付ボス１６（樹脂成形体の一例）およびリブ１９が成形される。

上型５１は、図示しない駆動装置（例えば、電動モータ、エアシリンダ、油圧シリンダなど）によって、下型６１（固定型）に対して移動が可能な可動型とされる。上型５１を下型６１に対して接近離間させることで上型５１及び下型６１の型閉じ及び型開きが可能な構成となっている。

下型６１は、上型５１との対向面である成形面６１Ａが上型５１に向かって突き出す形状をなしている。また、上型５１は、下型６１との対向面である成形面５１Ａが、下型６１の形状に対応して凹む形状をなしている。上型５１は、図４に示すように、上型５１及び下型６１が型閉じされた閉状態では、下型６１に対して、トリムボード１１の板厚に等しい距離だけ離間して対向配置される。つまり、閉状態では上型５１と下型６１との間にはトリムボード１１を成形するための基材成形空間Ｓ１が形成される。これにより、上型５１及び下型６１でプレボード１１Ｐをプレスすると、プレボード１１Ｐが基材成形空間Ｓ１の形状に対応する形に圧縮され、トリムボード１１が成形される構成となっている。なお、トリムボード１１の板厚、すなわち、閉状態における上型５１および下型６１の離間距離は、プレボード１１Ｐの板厚よりも小さいものとされる。

図３に示すように、下型６１には、樹脂供給路６５が形成されると共に、その内部には、樹脂射出口であるゲート６２が設けられており、ゲート６２を通じて、射出装置４１から樹脂供給路６５に対して溶融樹脂が射出可能とされている。また、下型６１には、取付ボス１６を成形するための２つの取付ボス成形空間Ｓ２が形成されている。取付ボス成形空間Ｓ２は、取付ボス１６の本体部１７を成形するための本体部成形空間Ｓ２１と、各補強リブ１８を成形するための複数の補強リブ成形空間Ｓ２２を有している。つまり、本体部成形空間Ｓ２１は、本体部１７の円筒形状に対応して凹む形状をなしており、補強リブ成形空間Ｓ２２は、補強リブ１８の壁形状に対応した溝形状をなしている。

２つの取付ボス成形空間Ｓ２は、樹脂供給路６５により連通されている。これにより、閉状態において、射出装置４１（ひいてはゲート６２）から射出された溶融樹脂は、樹脂供給路６５を通じて、２つの取付ボス成形空間Ｓ２の双方に流通されるようになっている。取付ボス成形空間Ｓ２および樹脂供給路６５は、下型６１の成形面６１Ａにおいて外部へ開口するように凹設されている。なお、基材成形空間Ｓ１と取付ボス成形空間Ｓ２との連通部分は、トリムボード１１と各取付ボス１６との接合部分に対応している。

図６は図３におけるＡ－Ａ線で切断した断面に対応する断面図であって、樹脂供給路６５付近を示す図である。図３および図６に示すように、下型６１における上型５１との対向面（成形面６１Ａ）において、取付ボス成形空間Ｓ２および樹脂供給路６５を含むそれらの周辺領域は、その外側の領域よりも上型５１に向かって盛り上がる台形状に突出する突出部６３とされる。言い換えると、取付ボス成形空間Ｓ２および樹脂供給路６５は、突出部６３の突出端面６３Ａを凹設することで形成されている。なお、樹脂供給路６５は、その開口幅が上方（開口側）に向かうにつれて大きくなる形状をなしており、樹脂供給路６５から、リブ１９の型抜きを容易に行うことができるようになっている。

次にドアトリム１０の製造方法の一例について説明する。本実施形態のドアトリム１０を構成するトリムボード１１は、植物性繊維であるケナフ繊維７１と、熱可塑性樹脂繊維であるポリプロピレン繊維（第１の繊維の一例、以下、ＰＰ繊維と表記する）と、ＰＰ繊維より融点が高い熱可塑性樹脂繊維であるポリエチレンテレフタレート繊維７３（第２の繊維の一例、以下、ＰＥＴ繊維と表記する）との混合繊維７０を材料として製造されており、ＰＰ繊維が溶融する温度であってＰＥＴ繊維７３は溶融しない温度で加熱する工程を経ることで、ＰＰ繊維だけが溶融されてバインダーとして機能し、ケナフ繊維７１およびＰＥＴ繊維７３は繊維の状態のまま残存している。

なお、ケナフ繊維７１と混合させる繊維としてＰＰ繊維およびＰＥＴ繊維７３を使用するのは、これらの融点の温度差が大きく、ＰＥＴ繊維７３を溶融させないままＰＰ繊維を溶融し易いことと、他の使用可能な材料と比較して、互いの相溶性が良好であるとともに、ケナフ繊維７１との相溶性も遜色ないためである。さらに、入手し易く、材料コストも安価であるためである。

具体的には、本実施形態のドアトリム１０の製造方法は、ケナフ繊維７１と、ＰＰ繊維と、ＰＰ繊維よりも融点が高いＰＥＴ繊維７３とを混合した混合繊維７０を板状に広げた繊維ウェブ１１Ｗを形成する繊維ウェブ形成工程と、ケナフ繊維７１とＰＰ繊維とＰＥＴ繊維７３とを交絡させる交絡工程と、繊維ウェブ１１ＷをＰＰ繊維が溶融する温度であってＰＥＴ繊維７３は溶融しない温度で加熱加圧してプレボード１１Ｐを形成するプレボード形成工程と、ＰＰ繊維が溶融する温度であってＰＥＴ繊維７３は溶融しない温度で、プレボード１１Ｐのうち取付ボス１６が設けられる成形部１２を含む成形部含有領域１３の板厚がその外側の外側領域１４の板厚よりも薄くなるように加熱プレス成形してトリムボード１１を形成する基材形成工程と、成形部１２に対して取付ボス１６を射出成形により一体に形成する樹脂成形体成形工程と、を順に実行するものである。

＜繊維ウェブ形成工程＞
繊維ウェブ形成工程では、ケナフ繊維７１、ＰＰ繊維、ＰＥＴ繊維７３を後述する所定の割合で繊維供給部２１に投入し、混合する。混合状態とされた混合繊維７０は、図２に示すように、繊維供給部２１からフィードコンベア２２によって開繊シリンダ２３に供給され、回転する開繊シリンダ２３によって開繊されると共に、開繊シリンダ２３から空中に放出される。

放出された混合繊維７０は、ブロア部２６から吹き付けられた空気によって飛散し、動作中のコンベア２７の上面２７Ａに堆積する。この時、コンベア２７の下方には吸引装置２８が配されているから、混合繊維７０は吸引装置２８によりコンベア２７の上面２７Ａに層の状態で吸引される。コンベア２７の上面２７Ａに堆積された混合繊維７０は、コンベア２７の動作によって図２の右側に連続的に搬送され、これにより、混合繊維７０が層状に堆積してなる繊維ウェブ１１Ｗが作製される。

本実施形態では、混合繊維７０の総質量を１００ｗｔ％とした場合に、上述したケナフ繊維７１は４０～５０ｗｔ％、ＰＰ繊維は４０～５０ｗｔ％、ＰＥＴ繊維７３は１０～２０ｗｔ％の割合で含有されている。ＰＰ繊維を４０ｗｔ％以上とするのは、ＰＰ繊維は後述する工程を経ることで加熱により溶融して繊維同士を結着するバインダーとなるため、４０ｗｔ％より少なくなるとバインダーとしての量が不足し、トリムボード１１の剛性が低下するためである。また、５０ｗｔ％以下とするのは、５０ｗｔ％より多くなると、逆にバインダーが増えることで繊維の割合が不足して、トリムボード１１の剛性が低下するためである。

また、ＰＥＴ繊維７３を１０ｗｔ％以上とするのは、剛性が高いＰＥＴ繊維７３を使用することにより、トリムボード１１の剛性を高めるためである。１０ｗｔ％よりも少ない場合には、トリムボード１１の剛性の向上効果が得られ難い。なお、ＰＥＴ繊維７３は、要求性能に応じて太さや長さが選択可能であり、本実施形態で使用するＰＥＴ繊維７３は、ケナフ繊維７１の径よりも大きい径を有して剛性が高いものが使用されている。一方、ＰＥＴ繊維７３を２０ｗｔ％以下とするのは、ＰＥＴ繊維７３は比較的に密度が高いため、２０ｗｔ％より多くなるとトリムボード１１の重量の増加が無視できなくなって軽量化の妨げになるためである。

＜交絡工程＞
繊維ウェブ形成工程により作製された繊維ウェブ１１Ｗは、交絡工程において、交絡装置２９により繊維（主に熱可塑性樹脂）同士が交絡され、不織布１１Ｎとされる。

交絡装置２９としては例えばニードルパンチが挙げられ、上下に往復運動するニードルが繊維ウェブ１１Ｗを連続して突き刺すことにより、繊維ウェブ１１Ｗ中の混合繊維７０が交絡される。なお、交絡工程では、ニードルパンチ式の交絡装置２９以外の交絡装置（例えばウォータージェット式の交絡装置等）を用いてもよい。

＜プレボード形成工程＞
交絡工程により作製された不織布１１Ｎ（交絡された繊維ウェブ１１Ｗ）は、カッター３０により適宜長さに切断され、加熱加圧装置３１に供給されて加熱加圧処理される。プレボード形成工程における不織布１１Ｎの加熱温度は、不織布１１Ｎに含まれるＰＰ繊維（融点Ｔ１＝１７０℃）が溶融する温度以上であって、ＰＥＴ繊維７３（融点Ｔ２＝２６０℃）が溶融しない温度とされる。具体的には、例えば２３０℃に加熱された熱盤で不織布１１Ｎの内部温度が約２１０℃となるまで加熱することにより、ＰＰ繊維を完全に溶融させ、ケナフ繊維７１およびＰＥＴ繊維７３は溶融させずに繊維の状態で残存させる。

このように、比較的に融点が低い熱可塑性樹脂繊維（第１の繊維）の融点よりも高い温度で不織布を加熱してバインダーとなる熱可塑性樹脂繊維（第１の繊維）を完全に溶融することが好ましいことから、バインダーとなる熱可塑性樹脂繊維、すなわち第１の繊維と、繊維の状態で残存する第２の繊維との融点の温度差はなるべく大きいことが好ましい。具体的には、融点の温度差が５０℃以上とされることが好ましい。

プレボード形成工程により、不織布１１Ｎに含まれるＰＰ繊維だけが溶融し、溶融したＰＰは、溶融せずに残ったケナフ繊維７１およびＰＥＴ繊維７３を結着するバインダーとして機能する。すなわち、バインダーとしてのＰＰ７２（熱可塑性樹脂の一例）と、繊維としてのケナフ繊維７１およびＰＥＴ繊維７３と、を含むプレボード１１Ｐが作製される（図８参照）。

＜基材形成工程＞
基材形成工程では、まず、プレボード形成工程により作製されたプレボード１１Ｐを、成形装置４０の開状態にある上型５１と下型６１の間にセットし（図３参照）、上型５１及び下型６１を型閉じする（図４参照）。この時の成形型５０の加熱温度は、プレボード１１Ｐを構成するＰＰ７２が溶融する温度であってＰＥＴ繊維７３は溶融しない温度とされる。換言すると、上述したプレボード形成工程と同様に、ＰＰ繊維の融点より高く、ＰＥＴ繊維７３の融点より低い温度とされる。これにより、プレボード１１Ｐは軟化状態となり、成形型５０の成形面５１Ａ及び成形面６１Ａによってプレス成形される。つまり、プレボード１１Ｐの表面は成形面５１Ａに倣う形状に成形され、プレボード１１Ｐの裏面１１Ｅは成形面６１Ａに倣う形状に成形される。

上型５１と下型６１によるプレス成形時には、図４および図７に示すように、プレボードＰ１において下型６１の突出部６３に対応する領域、すなわち、取付ボス１６およびリブ１９が設けられる成形部１２を含む成形部含有領域１３は、突出部６３によって押圧されることで、その外側の外側領域１４と比較して板厚が薄くなるようにプレス成形される。つまり成形部含有領域１３は、外側領域１４と比較して、密度が高い高密度領域とされる。

また同時に、プレボード１１Ｐの周端部の不要部分は両型５１，６１のせん断によって切除される。これにより、上型５１と下型６１によってトリムボード１１が成形される。また、上型５１及び下型６１を型閉じした状態では、トリムボード１１が成形面５１Ａ及び成形面６１Ａの双方に当接した状態となっている。このため、成形面６１Ａに凹設された取付ボス成形空間Ｓ２及び樹脂供給路６５は、トリムボード１１によって塞がれた状態となっている。

基材形成工程において加熱プレスされたトリムボード１１中では、ケナフ繊維７１およびＰＥＴ繊維７３がバインダーとしてのＰＰ７２により結着された状態となっている（図８参照）。また、加熱プレスされたトリムボード１１は、成形部含有領域１３だけでなく、外側領域１４も圧縮されて加熱プレス前のプレボード１１Ｐと比較して全体的に板厚が薄くなっており、密度が高まっている。

＜樹脂成形体成形工程＞
樹脂成形体成形工程では、図５に示すように、上型５１及び下型６１（成形面５１Ａ及び成形面６１Ａ）によってトリムボード１１がプレスされた状態で、射出装置４１によりゲート６２から溶融樹脂を樹脂供給路６５に射出する。樹脂供給路６５に射出された溶融樹脂は、樹脂供給路６５を通じて、取付ボス成形空間Ｓ２に射出される。これにより、樹脂供給路６５および取付ボス成形空間Ｓ２が溶融樹脂により充填される。

この時、トリムボード１１中には、ケナフ繊維７１とともにＰＥＴ繊維７３が溶融しない状態で残っているから、トリムボード１１は軟化した状態であっても、ＰＥＴ繊維７３を含有しない場合と比較して高い剛性を備えている。従って、溶融樹脂を射出成形する際に、溶融樹脂の射出圧によりトリムボード１１における成形部含有領域１３が変形することが抑制される。すなわち、トリムボード１１と、取付ボス１６やリブ１９との境界部から、溶融樹脂が漏れ出すことが抑制される。

その後、取付ボス成形空間Ｓ２および樹脂供給路６５に充填された溶融樹脂が冷却されることで、取付ボス１６およびリブ１９がトリムボード１１と接合された状態で成形される。この後、上型５１及び下型６１を開き、ドアトリム１０を脱型する。これにより、ドアトリム１０の製造が完了する。

次に、本実施形態の作用効果について説明する。本実施形態におけるドアトリム１０の製造方法は、繊維及び熱可塑性樹脂を含む板状のトリムボード１１と、トリムボード１１における一方の面上に成形された取付ボス１６と、を備えるドアトリム１０の製造方法であって、 ケナフ繊維７１と、ＰＰ繊維と、ＰＰ繊維よりも融点が高いＰＥＴ繊維７３とを混合した混合繊維７０を板状に広げた繊維ウェブ１１Ｗを形成する繊維ウェブ形成工程と、繊維ウェブ１１ＷをＰＰ繊維が溶融する温度であってＰＥＴ繊維７３は溶融しない温度で加熱してプレボード１１Ｐを形成するプレボード形成工程と、ＰＰ繊維が溶融する温度であってＰＥＴ繊維７３は溶融しない温度で、プレボード１１Ｐのうち取付ボス１６が設けられる成形部１２を含む成形部含有領域１３の板厚がプレボード１１Ｐの板厚よりも薄くなるように加熱プレス成形してトリムボード１１を形成する基材形成工程と、成形部１２に対して取付ボス１６を射出成形により一体に形成する樹脂成形体成形工程と、を順に実行するものである。

このような製造方法によれば、基材形成工程においてプレボード１１Ｐ（成形前の基材）に対して加熱プレス成形を行ってトリムボード１１を形成した後も、トリムボード１１中にはケナフ繊維７１とともにＰＥＴ繊維７３が溶融しない状態で残っているから、トリムボード１１がＰＥＴ繊維７３を含有しない場合と比較して、トリムボード１１の剛性が高まっている。従って、取付ボス１６を成形するため溶融樹脂をトリムボード１１に対して射出成形する際に、溶融樹脂の射出圧によりトリムボード１１の成形部１２が変形することが抑制され、もって、取付ボス１６とトリムボード１１との境界部の周囲に溶融樹脂が漏れる事態を抑制することができる。これにより、取付ボス１６の欠肉が発生することが抑制される。また、従来のようにトリムボードが変形して溶融樹脂が漏れ出した場合には、その漏れ出した溶融樹脂が冷却されて収縮する際に、溶融樹脂と接合されたトリムボードに余計な応力が作用することで、トリムボードにおいて取付ボスが形成される面とは反対側の面（例えば意匠面）に凹凸が生じる事態が懸念されるが、そのような事態を抑制することができる。このため、意匠性の高いドアトリム１０を製造することができる。

また、繊維ウェブ形成工程とプレボード形成工程との間に、ケナフ繊維７１とＰＰ繊維とＰＥＴ繊維７３とを交絡させる交絡工程を実行する。従って、交絡工程を経ない場合と比較して、トリムボード１１中の繊維同士がしっかり絡まった状態とされ、トリムボード１１剛性がさらに高くなる。

また、基材形成工程において、プレボード１１Ｐを、成形部含有領域１３の板厚が当該成形部含有領域１３以外の外側領域１４の板厚よりも薄くなるように加熱プレス成形する。これにより、成形部含有領域１３の密度がより高くなるから、溶融樹脂がトリムボード１１中に滲み出すことが抑制される。

また、ＰＥＴ繊維７３の径は、ケナフ繊維７１の径より大とされている。このような構成によれば、ＰＥＴ繊維７３の剛性がより高まるから、トリムボード１１の剛性をさらに向上させることができる。

また、混合繊維７０は、植物性繊維が４０～５０ｗｔ％、ＰＰ繊維が４０～５０ｗｔ％、ＰＥＴ繊維７３が１０～２０ｗｔ％の割合で混合されている。ＰＰ繊維は、トリムボード１１を製造する過程で溶融して、繊維同士を結着するバインダーとして機能する。したがって、ＰＰ繊維が４０ｗｔ％より少なくなるとバインダーとしての量が不足し、トリムボード１１の剛性が低下する。また、５０ｗｔ％より多くなると、溶け残る繊維（ケナフ繊維７１およびＰＥＴ繊維７３）の割合が減少するため、トリムボード１１の剛性が低下する。一方、ＰＥＴ繊維７３は、１０ｗｔ％より少ないとトリムボード１１の剛性の向上効果が得られ難い。また、ＰＥＴ繊維７３は、軽量化を目的として使用されるケナフ繊維と比較して密度が高いため、２０ｗｔ％より多いとトリムボード１１の重量が重くなって、軽量化の妨げになる。

また、本実施形態のようにＰＰ繊維とＰＥＴ繊維７３とを用いた場合には、融点の温度差が大きいため、ＰＥＴ繊維７３を溶融させないままＰＰ繊維だけを溶融させることが容易である。また、ＰＰとＰＥＴとは、他の使用可能な材料と比較した場合に、互いの相溶性が良好であるとともに、ケナフ繊維７１との相溶性も比較的に遜色ない。さらに、汎用のものが使用可能であり、材料コストも安価である。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。

（１）上記実施形態では、ケナフ繊維７１と、ＰＰ繊維と、ＰＥＴ繊維７３とが混合された混合繊維７０からドアトリム１０を製造する例を示したが、使用する繊維は上記実施形態に限るものでなく、様々な組み合わせが可能である。また、取付ボス１６を構成する熱可塑性樹脂も、ＰＰに限るものではない。

（２）上記実施形態では、混合繊維７０の積層をエアレイ方式で行う例を示したが、例えばカード機方式等、他の方法で行ってもよい。

（３）上記実施形態では、繊維ウェブ１１Ｗに対して繊維同士を交絡させるための交絡工程を設けたが、交絡工程は省略することもできる。その場合、繊維ウェブ１１Ｗに対して直接加熱処理または加熱加圧処理を行うことで、プレボード１１Ｐを作製することができる。

（４）上記実施形態では、プレボード形成工程において不織布１１Ｎに対して加熱加圧処理を行うことによりプレボード１１Ｐを作製したが、必ずしも加圧しなくても、加熱だけ行うことによりプレボード１１Ｐを作製してもよい。

（５）上記実施形態では、基材形成工程において、成形部含有領域１３の板厚を外側領域１４の板厚より薄くなるようにプレス成形する例を示したが、トリムボード１１全体が同じ板厚になるようにプレス成形する構成も本発明に含まれる。

１０：ドアトリム（成形構造体）、１１：トリムボード（基材）、１１Ｅ：裏面（一方の面）、１１Ｗ：繊維ウェブ、１１Ｎ：不織布、１１Ｐ：プレボード、１２：成形部、１３：成形部含有領域、１４：外側領域、１６：取付ボス（樹脂成形体）、１９：リブ、２０：プレボード製造装置、２１：繊維供給部、２２：フィードコンベア、２３：開繊シリンダ、２６：ブロア部、２７：コンベア、２８：吸引装置、２９：交絡装置、３１：加熱加圧装置、４０：成形装置、４１：射出装置、５０：成形型、７０：混合繊維、７１：ケナフ繊維（植物性繊維）、７２：ポリプロピレン（第１の繊維が溶融したもの）、７３：ポリエチレンテレフタレート繊維（第２の繊維）

Claims (6)

1. 繊維及び熱可塑性樹脂を含む板状の基材と、前記基材における一方の面上に成形された樹脂成形体と、を備える成形構造体の製造方法であって、
   少なくとも植物性繊維と、熱可塑性樹脂からなる第１の繊維と、前記植物性繊維とは異なるとともに前記第１の繊維よりも融点が高い第２の繊維とを混合した混合繊維を板状に広げた繊維ウェブを形成する繊維ウェブ形成工程と、
   前記繊維ウェブを前記第１の繊維が溶融する温度であって前記第２の繊維は溶融しない温度で加熱してプレボードを形成するプレボード形成工程と、
   前記第１の繊維が溶融する温度であって前記第２の繊維は溶融しない温度で、前記プレボードのうち少なくとも前記樹脂成形体が設けられる成形部を含む成形部含有領域の板厚が前記プレボードの板厚よりも薄くなるように加熱プレス成形して基材を形成する基材形成工程と、
   前記成形部に対して前記樹脂成形体を射出成形により一体に形成する樹脂成形体成形工程と、を順に実行する成形構造体の製造方法。
2. 前記繊維ウェブ形成工程と前記プレボード形成工程との間に前記植物性繊維と前記第１の繊維と前記第２の繊維とを交絡させる交絡工程が実行される請求項１に記載の成形構造体の製造方法。
3. 前記基材形成工程において、前記プレボードを、前記成形部含有領域の板厚が当該成形部含有領域以外の外側領域の板厚よりも薄くなるように加熱プレス成形する請求項１又は請求項２に記載の成形構造体の製造方法。
4. 前記第２の繊維の径は前記植物性繊維の径より大とされている請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の成形構造体の製造方法。
5. 前記混合繊維は、前記植物性繊維が４０～５０ｗｔ％、前記第１の繊維が４０～５０ｗｔ％、前記第２の繊維が１０～２０ｗｔ％の割合で混合されている請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の成形構造体の製造方法。
6. 前記第１の繊維がポリプロピレン繊維であり、前記第２の繊維がポリエチレンテレフタレート繊維である請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の成形構造体の製造方法。

Images