JP3203738B2 - 多層成形品の製造方法 - Google Patents

多層成形品の製造方法

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孚尚 原
正人 松本
信裕 臼井
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  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、熱可塑性樹脂からなる
芯材層の表面に各種表皮材が貼合された多層成形品の製
造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】プラスチック成形品は、その経済性、自
由な賦形性、及び軽量性等の理由から自動車、家電をは
じめあらゆる分野において大量に使用されている。しか
し、一方では、安っぽさ、冷たい感じ、傷がつき易い等
の欠点があり、装飾性、ソフト感の付与が強く求められ
てきた。従来、これらの要望を満足する機能を備えたコ
ンパウンドを得るべく種々の検討がなされてきたが、単
一の材料で自由な賦形性および強度を保持しつつ前記欠
点の改良された表面性状を有することは困難であり、現
状では異種の機能を持つ複数の材料を組み合わせた多層
成形品が一般に多く用いられている。
【0003】これら多層成形品を製造する方法として
は、多数の公知のものがあるが例えば、特開昭51−1
3859号公報で提案されているように表皮材を熱成形
等の手段で予備成形し、これを金型内に載置し、その
後、芯材樹脂を注入、一体化する方法がある。しかし、
この方法では作業工程数、装置数が多くなり、しかも個
々の装置及び成形方法にはそれぞれ固有の技術的問題が
あって、最終製品が得られるまでには多くの労力と費用
を要する。
【0004】また別の方法としては、特公昭50−19
132号公報で提案されているように真空成形機能と芯
材樹脂注入機能を単一の金型に備えた装置を用いて製造
する方法があるが基本的には前者の域をでない。
【0005】さらに前記の2方法の欠点を克服する方法
として、特開昭53−63461号公報で提案されてい
るように、予備成形されていない表皮材を金型内に載置
し、芯材樹脂と一体化する方法が提案されている。この
方法は経済的ではあるが張力コントロールが一方向であ
り、他の方向の張力コントロールができないのでシワが
発生し、三次元的な絞りの深い成形品を得るには困難が
あり、比較的単純な形状のものしか得られないという点
で限界がある。
【0006】さらに、特公昭63−24807号公報に
提案されているように、表皮材の周縁を表皮材固定枠と
雌型で挟持し、表皮材を予備賦形したのち芯材となる熱
可塑性樹脂を溶融して供給し成形を行う多層成形品の製
造方法があるが、大型の成形品について、特にその形状
が複雑なものとなった場合には必ずしも満足すべき結果
を得ることができない。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、これら従来
法の欠点を解消しようとするものであり、特に複雑な形
状の成形品についても成形品表面の表皮材にシワや破れ
等のない良好な外観を与えるとともに作業工程が簡略化
された極めて経済的な多層成形品の製造方法を提供する
ことを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
に鑑み鋭意検討した結果、表皮材の周縁をピンで保持し
ながら圧縮成形を行うことにより、極めて良好な外観を
有する多層成形品が得られることを見いだし本発明を完
成させるに至った。すなわち、本発明は、一対の上下金
型間に表皮材と熱可塑性樹脂を供給し、加圧、冷却して
熱可塑性樹脂芯材層の表面に表皮材が貼合された多層成
形品を成形するにあたり、上金型または下金型の外周を
摺動する表皮材保持枠に設けられたピンで表皮材の周縁
を保持しながら成形することを特徴とする多層成形品の
製造方法である。
【0009】本発明に用いられる表皮材としては、織
布、不織布やポリオレフィン、塩化ビニル、ナイロン等
の熱可塑性樹脂及びポリオレフィン系、ポリエステル
系、ウレタン系、塩化ビニル系等の熱可塑性エラストマ
ーのシートまたはフィルムが挙げられる。またこれらの
シートまたはフィルムの単独もしくは2種以上を積層し
たものを表皮材として使用することも可能である。さら
にソフトな感触を出すために、表皮材の裏面にポリプロ
ピレン、ポリエチレン、ウレタン等の発泡シートを貼合
わせたものや、あるいは成形時において溶融樹脂の熱か
ら保護したり、表皮材と芯材層を接着力を強化させる目
的で布、またはシート等を裏面に貼合わせたものを使用
することもできる。これらの表皮材の使用にあたって
は、表皮材の引張応力、伸びを調節するため供給に先立
って予備加熱を行ってもよい。
【0010】本発明に芯材層として用いられる熱可塑性
樹脂としては、圧縮成形、射出成形および押出成形に通
常使用されるものをいずれも用いることができ、例え
ば、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、ア
クリロニトリル−スチレン−ブタジエン共重合体、ナイ
ロン等の熱可塑性樹脂、エチレン−プロピレンブロック
共重合体、スチレン−ブタジエンブロック共重合体等の
熱可塑性エラストマーを挙げることができる。また、こ
れらに無機質充填剤、ガラス繊維等の充填剤顔料、滑
剤、帯電防止剤等の添加剤を含有したものも適宜用いる
ことができる。
【0011】本発明では、上金型または下金型の外周を
摺動する表皮材保持枠を設け、この表面にピンを多数設
ける。ピンは、3〜6mmφのものを、表皮材保持枠表面
から20mm程度垂直に突き出しているように設けるのが
好ましい。
【0012】表皮材保持枠は上または下金型に、バネ、
エヤーシリンダー、油圧シリンダー等の伸縮機能を持つ
伸縮装置を介して取り付けるが、表皮材保持枠は伸縮装
置に固定して取り付けておいてもよいし、容易に伸縮装
置から取り外せるようにしてもよい。取り外し可能な表
皮材保持枠の場合は、これを複数個用意しておき、一つ
の成形体を成形中に他の表皮材保持枠に表皮材をセット
して次の成形に備えることができるので、成形サイクル
の向上に有効である。
【0013】本発明においては、表皮材保持枠に設けら
れたピンに表皮材の周縁を突き刺しセットするか或いは
表皮材周縁の所定位置に予め開けておいた孔にピンを通
して、表皮材を表皮材保持枠にセットすることができ
る。このように表皮材周縁を保持しながら金型を閉じ熱
可塑性樹脂を圧縮成形することにより、表面に表皮材が
貼合された多層成形品を得る。この成形の際、表皮材に
張力がかかりピンで保持されている表皮材はピンにより
ピンの位置から金型中心方向に切れることを前提にして
表皮材保持枠のピンの径と設置密度とを調整し、表皮材
の保持力を部分的にコントロールすることによって表皮
材の金型への滑り込み量を調節する。同一径のピンを用
いる場合は、ピンの設置密度の大きい所では表皮材の保
持力が大きく、表皮材の滑り込み量は小さくなり、また
密度の小さい所では保持力が小さいので滑り込み量は大
きくなる。
【0014】例えば、箱状成形品の全面に表皮材を貼合
するような場合、各コーナーの立ち上がり部分では表皮
材にシワが入りやすいので、このようにシワの入りやす
い部分にはピンを多く設けて表皮材周縁の保持力を大き
くしておくとよい。また、表皮材が成形中に切れたり、
過度に引き伸ばされたりする場合は、予め表皮材を幾分
たるませ余裕をもたせた状態で表皮材保持枠上のピンに
取り付ける。
【0015】径の大きなピンを用いた場合は、小さな径
のピンに較べて表皮材保持力は大きくなり、従って表皮
材の滑り込み量は小さくなるので、ピンの径により滑り
込み量を調節することも可能である。
【0016】ピンで保持されている部分の表皮材は金型
の中心方向に切れるので、この表皮材の切れ目が成形品
表面に貼合されることのないよう、製品とする成形品端
部の金型相当位置から10mm以上外側にピンを設けてお
くのが好ましい。また、表皮材保持枠に表皮材をセット
する時の作業性、ピンの耐久性等から、ピンの径は3〜
6mmであるのが好ましい。
【0017】本発明における溶融樹脂の供給は、金型外
に設けた溶融樹脂供給装置によって供給してもよいが、
上または下金型内に設けた樹脂通路を通じて供給する方
法がより好ましい。この場合、溶融樹脂の供給は通常、
型締め速度を30mm/秒以下として、上下金型クリアラ
ンスが(C+5)〜(C+100)mm(ここで、Cは賦
形完了時のクリアランスを表す)の間で行う。さらにク
リアランスがCmmとなるまで型締めを行い、所定時間加
圧、冷却して目的とする多層成形品を得る。
【0018】
【実施例】次に実施例により本発明をさらに詳細に説明
するが、本発明はこれによって限定されるものではな
い。
【0019】実施例1 400トンの型締力のプレス機に図3に示す成形品を成
形する金型を取り付け、図1に示す成形装置を使用して
成形の例を以下に説明する。表皮材保持枠には、図2に
示す通り5mmφ、20mm長さのピンを、保持枠の各辺に
は230 mmの間隔で設け、保持枠の各コーナー部で
は、50mmの間隔で設けてある。
【0020】表皮材としては、シボ加工した塩化ビニル
シートに伸縮性の布を裏打ちした厚さ0. 7mmのもの
(共和レザー株式会社製)を用い、熱可塑性樹脂として
は、タルク15%添加ポリプロピレン(住友化学工業株
式会社製、住友ノーブレンBPZ5077、メルトフロ
ーインデックス 40g/10分)を用い、上金型およ
び下金型をそれぞれ、50℃、60℃に温度設定する。
【0021】表皮材(7)を表皮材保持枠(4)に設け
たピン(5)に突き刺して保持し、下金型を上昇させ、
表皮材保持枠(4)と上金型(1)とを表皮材(7)を
介して当接させる。さらに下金型(2)を上昇させると
伸縮装置(6)は下金型の上昇力に負けて縮み、上金型
側面と下金型側面が表皮材(7)を介して接し、閉じら
れたキャビティを構成する。
【0022】下金型をさらに上昇して、上金型下平面と
下金型平面とのキャビティクリアランスが50mmとなっ
たところで、下金型上昇速度を7mm/秒にして、上記熱
可塑性樹脂を220℃に加熱溶融した溶融樹脂を上金型
内に設けられた樹脂通路(3)を通じて金型内に供給開
始し、クリアランスが20mmの時に供給を完了する。下
金型(2)をさらに上昇させると、溶融樹脂は加圧され
表皮材(7)を下金型面に押しつけながら、また表皮材
(7)を引き伸ばしながらキャビティの末端まで流動し
て金型内に充填される。
【0023】クリアランスが3.1mmとなった時に、表
皮材保持枠(4)は、上金型の水平部に当接し、下金型
(2)の上昇は停止する。この状態で所定時間加圧、冷
却(40秒間)した後、下金型(2)を降下させて目的
とする成形品を取り出すと、表面にシワ、破れなどがな
く、美しいシボに覆われた芯材層の厚さ2.5mmの成形
品を得る。
【0024】実施例2 400トンの型締力のプレス機に図3に示す成形品を成
形する金型を取り付け、図4に示す成形装置を使用す
る。表皮材保持枠には、図5に示すように、5mmφ、2
0mm長さのピンを、保持枠の各辺には230 mm の間隔
で設け、保持枠の各コーナー部ではピンを50mmの間隔
で設け、また、各辺の中央部にはバー透過孔(11)を
設けてある。
【0025】表皮材としては、シボ加工した厚さ0.5
mmの塩化ビニルシートの裏側に厚さ3.0mmの発泡ポリ
プロピレン(東レ株式会社製、発泡倍率15倍)を貼合
わせたものを用い、熱可塑性樹脂としては、タルク15
%添加ポリプロピレン(住友化学工業株式会社製、住友
ノーブレンBPZ5077、メルトフローインデックス
40g/10分)を用い、上金型および下金型をそれ
ぞれ、20℃、30℃に温度設定する。
【0026】表皮材(7)を表皮材保持枠(4)に設け
たピン(5)に突き刺して保持し、上金型(1)を降下
させ、表皮材保持枠(4)と上金型(1)とを当接させ
る。さらに上金型(1)を下降させると伸縮装置(6)
は上金型の下降力に負けて縮み、上金型側面と下金型側
面が表皮材(7)を介して接し、閉じられたキャビティ
を構成する。
【0027】上金型(1)をさらに降下して、上金型下
平面と下金型平面とのキャビティクリアランスが50mm
となったところで、上金型降下速度を7mm/秒にして、
上記熱可塑性樹脂を190℃に加熱溶融した溶融樹脂を
下金型内に設けられた樹脂通路(3)を通じて金型キャ
ビティ内に供給開始し、キャビティクリアランスが20
mmの時に供給を完了する。上金型(1)をさらに降下さ
せると、溶融樹脂は加圧され表皮材(7)を上金型面に
押しつけながら、また表皮材(7)を引き伸ばしながら
キャビティの末端まで流動して金型内に充填される。
【0028】クリアランスが2.7mmとなった時に、表
皮材保持枠(4)は下金型の水平部に当接し、上金型
(1)の降下は停止する。この状態で所定時間加圧、冷
却(40秒間)した後、上金型(1)を上昇させて目的
とする成形品を取り出すと、表面にシワ、破れなどがな
く、美しいシボに覆われた芯材層の厚さ2.0mmの成形
品を得る。
【0029】表皮材保持枠を複数個用意し、予めこれに
表皮材をセットしておいて、これを順次成形に供すれ
ば、成形を非常にハイサイクルで行うことが可能にな
る。
【0030】
【発明の効果】本発明によれば、簡単な装置で、複雑な
形状の成形品について成形品表面の表皮材にシワや破れ
等のない良好な外観の多層成形品をハイサイクルで経済
的に製造することができる。
【0031】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1において使用する装置の縦の
平面図である。
【図2】本発明の実施例1において使用する表皮材保持
枠の平面図である。
【図3】本発明の実施例で成形する多層成形品の斜視図
である。
【図4】本発明の実施例2において使用する装置の縦の
断面図である。
【図5】本発明の実施例2において使用する表皮材保持
枠の平面図である。
【符号の説明】
(1)上金型 (2)下金型 (3)樹脂通路 (4)表皮材保持枠 (5)ピン (6)伸縮装置 (7)表皮材 (8)溶融樹脂 (9)バー (10)バネ (11)バー透過孔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松原 重義 大阪府高槻市塚原2丁目10番1号 住友 化学工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平2−175111(JP,A) 特開 昭63−159022(JP,A) 特開 平1−61214(JP,A) 特開 平2−167713(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B29C 43/00 - 43/58

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一対の上下金型間に一種の表皮材と熱可塑
    性樹脂を供給し、加圧、冷却して熱可塑性樹脂芯材層の
    全表面に表皮材が貼合された多層成形品を製造するにあ
    たり、上金型または下金型の外周を摺動する表皮材保持
    枠に設けられたピンで表皮材の全周縁を保持しながら成
    形することを特徴とする多層成形品の製造方法。
  2. 【請求項2】請求項1の製造方法により得られる多層成
    形物品。
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