JP4820050B2

JP4820050B2 - 積層樹脂材

Info

Publication number: JP4820050B2
Application number: JP2003020919A
Authority: JP
Inventors: 賢一中條; 一城若林; 浩江橋本
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2003-01-29
Filing date: 2003-01-29
Publication date: 2011-11-24
Anticipated expiration: 2020-04-05
Also published as: JP2003200515A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、屈曲部位または湾曲部位の寸法精度および強度が優れた積層樹脂成形品を得ることが可能な積層樹脂材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術に係る積層樹脂成形品の概略縦断面図およびその要部拡大図を図１０に示す。この積層樹脂成形品１は、基材層２、中間層３および表面層４がこの順序で互いに接合されてなる。各層２〜４は全て樹脂材からなり、このうち、中間層３は、直径が互いに略等しい気泡５が略均一に分散した樹脂発泡体である。
【０００３】
この積層樹脂成形品１は、以下のようにして製造されている。
【０００４】
まず、射出成形装置を型締めした後、該射出成形装置のキャビテイに溶融樹脂（溶湯）を射出し、該溶湯を冷却固化することにより樹脂成形体からなる樹脂基材体を作製する。
【０００５】
次に、型開きを行った後、該樹脂基材体を取り出して真空成形装置の一方の型に保持し、この状態で該樹脂基材体の表面上に接着剤を塗布する。
【０００６】
次に、前記真空成形装置の他方の型と樹脂基材体との間に、樹脂発泡体と該樹脂発泡体に接合された樹脂製カバーからなるシート状積層体を、樹脂発泡体が樹脂基材体に対向するように配置した後、型締めを行う。この型締めにより、シート状積層体が型の形状に沿って粗く屈曲変形する。
【０００７】
さらに、シート状積層体に当接する側の型を介してキャビテイ内のガスを真空引きして該キャビテイ内を負圧にすることにより、この型にシート状積層体を密着させる。これにより、シート状積層体が型の形状に沿って微細に屈曲変形するとともに表面層４にシボ形状が転写され、所定の面形状および屈曲率の屈曲部位Ｒ（図１０参照）が成形される。
【０００８】
キャビテイ内のガスの排出を終了した後、シート状積層体が密着した型に予め形成された通路を介してキャビテイに圧縮ガスを供給するか、または通路を大気開放するとともに、樹脂基材体が密着した型および樹脂基材体にそれぞれ予め形成されたガス吸気孔を介してキャビテイ内のガスを真空引きする。これにより、樹脂発泡体が樹脂基材体に指向して押圧されるので、前記接着剤を介して両者が互いに堅牢に接合される。
【０００９】
最後に、キャビテイへの圧縮ガスの供給およびキャビテイ内のガスの排出を終了した後、型開きを行えば、樹脂基材体からなる基材層２、樹脂発泡体からなる中間層３および樹脂製カバーからなる表面層４がこの順序で互いに接合されてなる積層樹脂成形品１が得られるに至る。
【００１０】
このようにして製造された積層樹脂成形品１は、例えば、自動車のインストルメンタルパネルとして使用されている。
【００１１】
ところで、上記の従来技術に係る積層樹脂成形品の製造方法には、積層樹脂成形品１の屈曲部位Ｒに引けが生じているものや、該屈曲部位Ｒの強度が良好でないものが製造される可能性がある。
【００１２】
この理由は、中間層３となる樹脂発泡体の延性が乏しく、したがって、キャビテイ内を負圧にすることによりシート状積層体を型に密着させて屈曲部位Ｒを成形する際、図１１に示すように、樹脂発泡体３ａが充分に展延しないからである。一方、樹脂製カバー４ａは樹脂発泡体３ａに接合されているので、この樹脂製カバー４ａが展延することもない。結局、このために屈曲部位Ｒに引けが生じる。
【００１３】
なお、図１１中、参照符号２ａは基材層２となる樹脂基材体を示す。また、参照符号６、７は図示しない前記真空成形装置が備える凸型、凹型であり、両型６、７が型締めされることによってキャビテイ８が形成される。そして、参照符号９、１０は凸型６、凹型７にそれぞれ形成されたガス吸気孔であり、参照符号１１は樹脂基材体２ａに形成されて凸型６のガス吸気孔９に連通する孔部である。
【００１４】
さらに、屈曲部位Ｒでは樹脂発泡体３ａが展延されるので該樹脂発泡体３ａの肉厚が薄くなり、したがって、平坦部よりも強度が低下する。しかも、気泡５が伸張されることによりクラック１２が発生し、その結果、気泡５、５同士が変形して連なることがある。このような事態が生じると、屈曲部位Ｒのさらなる強度低下を招く。
【００１５】
すなわち、従来技術に係る積層樹脂成形品の製造方法には、屈曲部位Ｒの寸法精度および強度が優れた積層樹脂成形品１を歩留まりよく製造することができないという問題がある。
【００１６】
一方、特許文献１には、中央部の発泡の直径が表層部のそれに比して大きい樹脂発泡体が開示されている。この特許文献１によれば、この樹脂発泡体と樹脂材または布からなる表皮材とを高温で接合する際、前記樹脂発泡体に凹凸が発生することがなく、また、これにより得られた積層体においては、表皮材と樹脂発泡体との間に空気が侵入することがないとされている。
【００１７】
【特許文献１】
特開平９−１２７６２号公報（［００１３］、［００１４］）
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１においては、樹脂発泡体を単体で真空成形した場合の評価は詳細になされているが、表皮材と樹脂発泡体とを一体的に真空成形する試みはなされておらず、したがって、この際における表皮材の引けの発生を抑制する試みも勿論なされていない。
【００１９】
すなわち、上記のように樹脂発泡体３ａと樹脂製カバー４ａとを一体的に真空成形する場合における表面層４の引けの発生を抑制する技術は、未だ確立されていない。
【００２０】
本発明は上記した問題を解決するためになされたもので、屈曲部位が寸法精度よく成形され、しかも、該屈曲部位の強度が優れる積層樹脂成形品を得ることが可能な積層樹脂材を提供することを目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明は、発泡体と、前記発泡体に接合される樹脂からなる表皮とを有する積層樹脂材であって、
前記発泡体においては、表皮が接合される側に存在する気泡の平均径が、表皮から離間する側に存在する気泡の平均径よりも小さいことを特徴とする。
【００２２】
なお、ここでいう平均径とは、中間層の平坦部の表面層側領域または基材層側領域を構成する樹脂をそれぞれ１ｍｍ³の直方体に切り出し、該直方体の１辺に切断された気泡を除く全気泡の直径を全て測定してその和を求め、この和を測定した気泡の個数で除することにより求められたものである。
【００２３】
このような構成とすることにより、当該積層樹脂材と樹脂基材体とを成形装置のキャビテイにて接合し、さらに前記キャビテイ内のガスを排気して前記積層樹脂材と前記樹脂基材体とからなる積層樹脂成形品を製造する際、屈曲部位における引けの発生が著しく抑制され、このために屈曲部位が寸法精度よく成形された積層樹脂成形品を得ることができる。しかも、発泡体が延性に富むので、従来技術に係る積層樹脂成形品に比して、該屈曲部位の強度が向上する。
【００２４】
この場合、前記中間層の表面層側領域に存在する気泡の平均径が該中間層の基材層側領域に存在する気泡の平均径の１／２０〜３／４であることが好ましい。屈曲部位の寸法精度および強度が確実に確保されるからである。
【００２５】
また、前記基材層側領域の厚みが前記表面層側領域の厚みの１／６〜１／２であることが好ましい。１／６未満であると、引けが発生しやすくなる。また、１／２を大きく超えるものであると、前記樹脂発泡体の製造コストが高騰するので、結局、積層樹脂成形品の製造コストも高騰するからである。
【００２６】
さらに、前記表面層側領域を構成する樹脂が架橋されたものであることが好ましい。これにより、屈曲部位の強度が一層向上するからである。
【００２７】
このような積層樹脂材は、自動車の室内に配設される内装用部材を構成する部材として好適に使用することができる。
【００２８】
また、内装用部材の好適な例としては、インストルメンタルパネルを挙げることができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る積層樹脂材につきそれを具備する積層樹脂成形品との関係で好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。なお、図１０および図１１に示される構成要素に対応する構成要素については同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００３０】
本実施の形態に係る積層樹脂成形品の概略縦断面図を図１に示す。この積層樹脂成形品２０は、基材層２、中間層２２および表面層４がこの順序で互いに接合されてなる。各層２、２２および４は樹脂材からなり、このうち、中間層２２はポリプロピレン（ＰＰ）樹脂やポリエチレン（ＰＥ）樹脂等の樹脂発泡体である。一方、基材層２の構成材料としては、ＰＰ樹脂やアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ）樹脂等が例示され、表面層４の構成材料としては、熱可塑性ポリオレフィン（ＴＰＯ）樹脂や塩化ビニル（ＰＶＣ）樹脂、ＡＢＳ樹脂等が例示される。この場合、基材層２、中間層２２および表面層４の厚みの比は、２〜６：２〜６：０．３〜１となっている。
【００３１】
ここで、図１において円Ｃ１で囲繞した部分を拡大して図２に示す。この図２に示されるように、中間層２２は、複数個の大気泡２４ａが略均一に分散して存在する領域Ｗ１と、平均径が大気泡２４ａに比して小さい複数個の小気泡２４ｂが略均一に分散して存在する領域Ｗ２とに区分され、領域Ｗ１は基材層２側に位置し、一方、領域Ｗ２は表面層４側に位置している。そして、この場合、領域Ｗ２の厚みは領域Ｗ１の厚みの１／２程度である。
【００３２】
各大気泡２４ａの直径は互いに略等しい。また、大気泡２４ａの平均径は、通常、中間層２２の厚みの１／２０〜３／１０程度である。
【００３３】
同様に、各小気泡２４ｂの直径も互いに略等しい。そして、小気泡２４ｂの平均径は、大気泡２４ａの平均径の１／２０〜３／４程度である。
【００３４】
すなわち、例えば、中間層２２の厚みが約３ｍｍである場合、領域Ｗ１の厚みは約２ｍｍ、領域Ｗ２の厚みは約１ｍｍ、大気泡２４ａの平均径は約０．１５〜０．９ｍｍ、小気泡２４ｂの平均径は約０．００７５〜０．６７５ｍｍである。
【００３５】
さらに、図１において円Ｃ２で囲繞した部分、すなわち、積層樹脂成形品２０における屈曲部位Ｒを拡大して図３に示す。この図３から、該屈曲部位Ｒには引けがなく、かつ該屈曲部位Ｒ近傍の小気泡２４ｂがわずかに伸張しており、クラックが発生していないことが諒解される。
【００３６】
次に、この積層樹脂成形品２０の製造方法につき説明する。本実施の形態に係る積層樹脂成形品の製造方法は、第１の成形装置にて樹脂成形体からなる樹脂基材体を成形する第１工程Ｓ１と、第２の成形装置の一方の型に保持された前記樹脂基材体と他方の型との間に樹脂発泡体を介して樹脂製カバー（表皮）を配置する第２工程Ｓ２と、前記第２の成形装置を型締めする第３工程Ｓ３と、前記第２の成形装置の他方の型を介して前記第２の成形装置のキャビテイを負圧にすることにより前記樹脂製カバーを成形する第４工程Ｓ４と、前記第２の成形装置の前記樹脂基材体が保持された型および前記樹脂基材体を介して前記キャビテイ内を負圧にすることにより前記樹脂発泡体を成形する第５工程Ｓ５とを備える。
【００３７】
まず、第１工程Ｓ１において、図４に示すように、下型３０と図示しないアクチュエータ機構が付勢されることにより下型３０に対して接近または離間可能な上型３２を有する図示しない射出成形装置（第１の成形装置）により、樹脂基材体２ａを成形する。具体的には、下型３０と上型３２とを互いに密着させてキャビテイ３４、３４を形成した後、ＰＰ樹脂やＡＢＳ樹脂が溶融されてなる溶湯を図示しない射出機構から射出し、図示しない通路を介して該溶湯をキャビテイ３４、３４にそれぞれ導入する。この溶湯を冷却固化することにより、２個の樹脂基材体２ａ、２ａが得られる。
【００３８】
ここで、下型３０には複数個の図示しない突起部が設けられている。したがって、得られた樹脂基材体２ａ、２ａには、後述するように、この突起部に対応する箇所に孔部１１が形成される。
【００３９】
そして、図示しない前記アクチュエータ機構を付勢することにより上型３２を上方に移動させて型開きを行って樹脂基材体２ａ、２ａを露呈させる。
【００４０】
次いで、第２工程Ｓ２において、図５に示すように、この樹脂基材体２ａ、２ａを図示しない真空成形装置（第２の成形装置）の凸型６に保持させる。この状態で、該樹脂基材体２ａ、２ａの表面に接着剤（図示せず）を塗布する。
【００４１】
そして、凸型６に保持させた樹脂基材体２ａ、２ａと凹型７との間に、樹脂発泡体２２ａと該樹脂発泡体２２ａに樹脂製カバー（表皮）４ａが接合されてなるシート状積層体（積層樹脂材）３８を配置する（図５参照）。なお、図５の要部拡大図に示すように、シート状積層体３８は、樹脂発泡体２２ａが樹脂基材体２ａに対向するように配置される。また、図５の要部拡大図から諒解されるように、樹脂発泡体２２ａとしては、大気泡２４ａが存在する領域Ｗ１と、大気泡２４ａに比して平均径が小さい小気泡２４ｂが存在する領域Ｗ２とに区分されるものが使用される。
【００４２】
ここで、シート状積層体３８は、例えば、以下のようにして作製される。
【００４３】
まず、ペレット状のＰＰ樹脂やＰＥ樹脂と分解性発泡剤とをミキサで混合することにより得られた混合物を押し出し成形してシート状に成形し、シート状成形体とする。
【００４４】
次に、このシート状成形体の一端面に電子線を照射する。所定時間が経過した後に電子線の照射を終了し、シート状成形体全体を加熱処理する。この際、シート状成形体は、気泡が大きく成長し易い部位（架橋の度合いが低い樹脂からなる部位）と気泡が比較的成長し難い部位（架橋の度合いが高い樹脂からなる部位）とに区分され、このため、得られた樹脂発泡体２２ａは、平均径が互いに異なる２つの領域Ｗ１、Ｗ２に区分される（図５の要部拡大図参照）。すなわち、架橋の度合いが低い樹脂からなる部位は大気泡２４ａが存在する領域Ｗ１となり、一方、架橋の度合いが高い樹脂からなる部位は大気泡２４ａに比して平均径が小さい小気泡２４ｂが存在する領域Ｗ２となる。
【００４５】
上記のようにして樹脂発泡体２２ａを作製する一方で、樹脂製カバー４ａを作製する。すなわち、ＴＰＯ樹脂やＰＶＣ樹脂、ＡＢＳ樹脂等のペレットを押し出し成形あるいはカレンダー成形してシート状の樹脂製カバー４ａとする。
【００４６】
次に、樹脂発泡体２２ａの領域Ｗ２側に樹脂製カバー４ａを重ね、これらを樹脂発泡体２２ａの領域Ｗ１側と樹脂製カバー４ａ側の双方から押圧して密着させながら加熱炉内に導入する。該加熱炉内で加熱処理が施されることにより樹脂発泡体２２ａと樹脂製カバー４ａとが融着し、その結果、シート状積層体３８が得られる。
【００４７】
上記のようにして得られたシート状積層体３８を、第２工程Ｓ２で樹脂基材体２ａ、２ａと凹型７との間に配置した後、第３工程Ｓ３において、図示しない前記アクチュエータ機構を付勢して凹型７を下方に移動させ、図６に示すように、該凹型７と凸型６とを型締めすることによりキャビテイ８、８を形成する。この際、シート状積層体３８が凹型７の形状に沿って粗く屈曲変形するとともに、樹脂基材体２ａ、２ａの表面に塗布された接着剤を介してシート状積層体３８と樹脂基材体２ａ、２ａとが互いに接着される。
【００４８】
なお、屈曲部位Ｒ近傍、すなわち、図６において円Ｃ３で囲繞した部分の拡大図である図７に示すように、凸型６には、樹脂基材体２ａ、２ａの孔部１１に対応する位置にガス吸気孔９が設けられている。また、凹型７にもガス吸気孔１０が設けられている。そして、これらガス吸気孔９、１０は、図示しない排気機構の吸気口に接続された吸気管（図示せず）に連通している。すなわち、この真空成形装置のキャビテイ８、８内のガスは、図示しない前記排気機構によりガス吸気孔９、１０を介して排気する（真空引きする）ことができる。
【００４９】
なお、ガス吸気孔９または１０からの真空引きは個別に行うことができる。
【００５０】
次いで、第４工程Ｓ４において、図示しない前記排気機構を付勢して、凹型７のガス吸気孔１０からキャビテイ８、８内のガスの真空引きを行い、該キャビテイ８、８内を負圧にする（図６参照）。これにより、シート状積層体３８、すなわち、樹脂製カバー４ａおよび樹脂発泡体２２ａが凹型７の形状に沿ってさらに微細に屈曲変形するとともに、凹型７の表面のシボ形状が樹脂製カバー４ａに明確に転写される。
【００５１】
樹脂発泡体２２ａの領域Ｗ２（図５の要部拡大図参照）は、該領域Ｗ２に存在する小気泡２４ｂの平均径が小さいため、延性に富む。したがって、シート状積層体３８が吸引された際、図７に示されるように、該領域Ｗ２は、小気泡２４ｂがわずかに伸張された状態で樹脂製カバー４ａを介して凹型７に密着する。勿論、これに応じて、樹脂製カバー４ａも凹型７に密着するので、結局、シート状積層体３８は、引けを生じることなく凹型７に密着する。これにより、積層樹脂成形品２０の屈曲部位Ｒの寸法精度が著しく向上する。
【００５２】
しかも、小気泡２４ｂはわずかに伸張されるのみであり、したがって、小気泡２４ｂを開始点とするクラックが発生することが回避される。その上、上記したように領域Ｗ２は架橋樹脂からなる。このため、屈曲部位Ｒの強度が低下することもない。
【００５３】
次いで、第５工程Ｓ５において、図８に示すように、図示しない圧縮ガス供給機構から凹型７のガス吸気孔１０（図７参照）を介して圧縮ガスをキャビテイ８、８に供給する。または、ガス吸気孔１０を大気開放するようにしてもよい。この状態で、図示しない前記排気機構により凸型６のガス吸気孔９および樹脂基材体２ａ、２ａに形成された孔部１１を介してキャビテイ８、８内のガスを真空引きする。これにより凸型６に吸着された樹脂基材体２ａ、２ａに樹脂発泡体２２ａが前記接着剤を介して堅牢に密着接合され、その結果、樹脂基材体２ａからなる基材層２、樹脂発泡体２２ａからなる中間層２２および樹脂製カバー４ａからなる表面層４がこの順序で互いに接合された積層樹脂成形品２０、２０が２個形成される。
【００５４】
そして、所定時間が経過した後、キャビテイ８、８への圧縮ガスの供給およびキャビテイ８、８内のガスの真空引きを終了して型開きを行えば、図９に示すように、シート状積層体３８により互いに連結された２個の積層樹脂成形品２０、２０が露呈する。
【００５５】
最後に、両者を連結しているシート状積層体３８を切断し、後加工を施せば、互いに左右対称な積層樹脂成形品２０、２０が得られるに至る。これら積層樹脂成形品２０、２０の各屈曲部位Ｒは、寸法精度および強度が優れる。したがって、積層樹脂成形品２０の歩留まりが向上する。
【００５６】
なお、上記した実施の形態においては、樹脂基材体２ａ上に樹脂発泡体２２ａと樹脂製カバー４ａとが互いに接合されたシート状積層体３８を接合するようにしたが、樹脂基材体２ａ上に樹脂発泡体２２ａを接合し、次いで該樹脂発泡体２２ａ上に樹脂製カバー４ａを接合するようにしてもよい。
【００５７】
また、積層樹脂成形品２０、２０を連結するシート状積層体３８の切断は、キャビテイ８、８内で行うようにしてもよい。
【００５８】
さらに、この実施の形態では屈曲部位Ｒを例として説明したが、湾曲部位であっても同様に引けがなくかつ強度に優れたものとなる。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、樹脂製の表皮が接合される側に存在する気泡の平均径が、表皮から離間する側に存在する気泡の平均径よりも小さいので、従来技術に係る積層樹脂成形品に比して、屈曲部位の寸法精度および強度が優れた積層樹脂成形品を得ることができるという効果が達成される。
【００６０】
上記の効果は、特に、鋭利な屈曲部位において顕著である。すなわち、鋭利な屈曲部位を有する積層樹脂成形品を製造する場合においても、該屈曲部位の表面層に引けのない高品質でかつ強度に優れた積層樹脂成形品を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係る積層樹脂成形品の概略縦断面図である。
【図２】図１において円Ｃ１で囲繞した部分の拡大図である。
【図３】図１において円Ｃ２で囲繞した部分の拡大図である。
【図４】成形装置により樹脂基材体を作製した状態を示す一部省略縦断面図である。
【図５】樹脂基材体と凹型との間にシート状積層体を配置した状態を示す一部省略縦断面図およびシート状積層体の要部拡大図である。
【図６】キャビテイを形成した状態で該キャビテイ内のガスを真空引きしている状態を示す一部省略縦断面図である。
【図７】図６において円Ｃ３で囲繞した部分の要部拡大図である。
【図８】凹型を介してキャビテイ内へ圧縮ガスを供給するとともに凸型からキャビテイ内のガスを排出している状態を示す一部省略縦断面図である。
【図９】製造された積層樹脂成形品の概略縦断面図である。
【図１０】従来技術に係る積層樹脂成形品の概略縦断面図およびその要部拡大図である。
【図１１】図１０に示す積層樹脂成形品を製造する際にキャビテイ内のガスを真空引きしている状態を示す一部省略縦断面図である。
【符号の説明】
１、２０…積層樹脂成形品２…基材層
２ａ…樹脂基材体３、２２…中間層
３ａ、２２ａ…樹脂発泡体４…表面層
４ａ…樹脂製カバー５、２４ａ、２４ｂ…気泡
６…凸型７…凹型
８、３４…キャビテイ９、１０…ガス吸気孔
１１…孔部３０…下型
３２…上型３８…シート状積層体
Ｒ…屈曲部位Ｗ１、Ｗ２…領域

Claims

発泡体と、前記発泡体に接合される樹脂からなる表皮とを有する積層樹脂材であって、
前記発泡体においては、前記表皮が接合される側の架橋の度合いが前記表皮から離間する側に比して大きく、且つ該表皮が接合される側に存在する気泡の平均径が、前記表皮から離間する側に存在する気泡の平均径よりも小さいことを特徴とする積層樹脂材。
請求項１記載の積層樹脂材において、当該積層樹脂材は、自動車の室内に配設される内装用部材を構成することを特徴とする積層樹脂材。
請求項２記載の積層樹脂材において、前記内装用部材は、インストルメンタルパネルであることを特徴とする積層樹脂材。