JPH06315994A - 樹脂積層体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本製造方法は、インストルメントパネルの薄
い部分であっても、発泡性樹脂ビーズＭを十分に熱溶着
させた発泡層を形成する。 【構成】 本インストルメントパネルを製造するには、
成形装置の成形型１９に表皮５を、成形部３５上に基材
２を設置し、その間隙５１に発泡性樹脂ビーズＭを供給
し、この状態にて基材２の窓部８から蒸気を間隙５１に
供給して発泡性樹脂ビーズＭを熱溶着させることにより
発泡層を形成する。基材２の窓部８は、上記間隙５１の
各部位における厚さｔに対する通気用透孔３６の開口ま
での距離Ｌ／２が８倍以下になるように形成されてい
る。よって、上記間隙５１の狭い部分であっても、窓部
８からの蒸気により、発泡性樹脂ビーズＭに熱が十分に
与えられて発泡層３が形成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、表皮と基材との間に発
泡層を積層形成する樹脂積層体の製造方法に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来、表皮に発泡層を積層する従来の技
術として、特開平３−３４４２２７号公報のものが知ら
れている。この方法では、所定の形状に真空賦形した表
皮と、通気孔および材料供給用透孔とを有する基材を準
備し、成形装置に上記表皮および基材を所定間隙隔てて
設置し、材料供給用透孔を介して上記間隙に発泡済みの
発泡性樹脂ビーズを供給し、その後、通気孔から蒸気を
送りこんで発泡性樹脂ビーズを熱溶着させることによ
り、表皮と基材との間に発泡層を形成する方法である。
このとき、発泡性樹脂ビーズは表皮および基材と熱溶着
して樹脂積層体が一体的に形成される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このように上記発泡性
樹脂ビーズは、基材の通気孔を介して供給される蒸気の
圧力で間隙内を均一に広がりつつ蒸気熱で僅かに膨張し
つつ熱溶着するが、その際に、発泡層の薄い部分では、
発泡性樹脂ビーズが運ばれないで充填不良を生じたり、
蒸気熱を十分に受けらないで熱溶着しない場合があっ
た。この熱溶着しない部分は、発泡性樹脂ビーズ同士が
十分に熱溶着していないから、その間の接着力が弱く、
その結果、製品自体の強度が低いという問題があった。

【０００４】本発明は、上記従来の技術の問題点を解消
するためになされたものであり、樹脂積層体の薄い部分
でも、発泡性樹脂ビーズが十分に熱溶着した発泡層を備
える樹脂積層体の製造方法を提供することを目的とす
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
になされた本発明は、表皮と基材との間に発泡層を形成
することにより樹脂積層体を製造する樹脂積層体の製造
方法において、表皮と、通気孔を複数有する基材と、発
泡性樹脂ビーズとを樹脂材料で準備する工程と、上記表
皮および基材を成形型のキャビティ内に所定間隙を隔て
て設置する工程と、上記所定間隙内に上記発泡性樹脂ビ
ーズを供給する工程と、上記基材の通気孔を介して上記
間隙に熱媒体を供給して、上記発泡性樹脂ビーズを熱媒
体で加熱させて発泡層を形成することにより発泡層と基
材および表皮とを熱溶着する工程と、を備え、上記間隙
内の各部位における厚さ対し、該各部位と上記通気孔ま
での距離は、８倍以下になるように上記通気孔を形成し
たこと、を特徴とする。

【０００６】

【作用】本発明では、まず、表皮、発泡性樹脂ビーズお
よび基材を同系の樹脂材料で形成する。上記基材には、
蒸気を通気するための通気孔を複数形成する。そして、
基材および表皮を成形型のキャビティ内に所定間隙だけ
隔てて設置し、上記間隙に発泡性樹脂ビーズを供給す
る。この状態にて、基材の通気孔から蒸気などの熱媒体
を上記所定間隙に供給して発泡性樹脂ビーズに熱を与え
て発泡層を形成する。このとき、熱媒体は、表皮および
基材の一部も溶融するから発泡層を介して表皮および基
材が熱溶着する。

【０００７】また、上記間隙の各部位における厚さに対
し、該各部位と通気孔までの距離は、８倍以下になって
いる。つまり、上記間隙の狭い部位であっても、厚さの
８倍以下の距離の位置に通気孔が設けられている。よっ
て、狭い間隙の部位であっても通気孔からの蒸気により
発泡性樹脂ビーズに熱が十分に与えられて完全に熱溶着
した発泡層が形成される。

【０００８】

【実施例】以上説明した本発明の構成・作用を一層明ら
かにするために、以下本発明の好適な実施例について説
明する。

【０００９】図１は本実施例にかかる樹脂積層体のうち
車両ボディに装着されるインストルメントパネル１を示
す外観図、図２はその要部の断面図である。なお、図２
は以下の説明を分かり易くするために、厚さ方向の寸法
を拡大して示している。このインストルメントパネル１
は、図２に示すように、ボディ（図示省略）側に固定さ
れる基材２と、発泡性樹脂ビーズを充填溶着させた発泡
層３と、シボ模様等を賦形した意匠面５ａを有する表皮
５と、を積層することにより構成されている。

【００１０】上記基材２は、平滑な内面２ａを有し、
１．０ｍｍ〜５．０ｍｍの厚さに形成されるとともに、
多数の窓部８（８ａ，８ｂ）を備えている。ここで、窓
部８の隣接するもののうち、例えば窓部８ａと窓部８ｂ
との距離は、インサート部２ｂの間隔と同じでありこれ
をＬとし、発泡層３の厚さをｔとすると、距離Ｌ／２は
発泡層３の各部位における厚さｔに対して８倍以下とな
るように、窓部８が形成されている。

【００１１】上記基材２は、融点の異なる２種類の樹脂
材料を混合して成形された硬質材であり、例えば、オレ
フィン系の樹脂材料である融点１４６℃のポリプロピレ
ン（ＰＰ）を３０重量％、融点１６２℃のＰＰを７０重
量％混合することにより形成されている。同一のＰＰで
あっても融点の違う樹脂材料とするには、分子量の異な
るものを用いればよく、つまり低融点とするには低分子
量のものを、高融点とするには高分子量のものを用いれ
ばよい。

【００１２】上記発泡層３は、発泡性樹脂ビーズを蒸気
で熱溶着させたものであり、厚さｔは５ｍｍ〜３０ｍｍ
である。上記表皮５は、熱可塑性樹脂からなるシート材
であり、０．２０ｍｍ〜１．５ｍｍの厚さである。上記
発泡層３は、オレフィン系樹脂であるポリプロピレン
（ＰＰ）から形成されており、その融点は１４０℃〜１
６０℃である。表皮５は、オレフィン系の熱可塑性エラ
ストマ（ＰＰおよび柔軟剤等）から形成され、その融点
が１６０℃〜１７０℃である。

【００１３】次にインストルメントパネル１を製造する
方法について説明する。インストルメントパネル１の製
造工程は、基材２（図３）、表皮５および発泡性樹脂ビ
ーズＭを準備した後に、加熱工程、真空成形工程および
熱溶着工程を経ることにより行なわれる。

【００１４】まず、表皮５の加熱工程は、図４に示すよ
うに、加熱装置１２を用いて行なう。図４に示すよう
に、加熱装置１２は、上部ヒータ１２ａおよび下部ヒー
タ１２ｂとを備え、その間に加熱室１２ｃを有してい
る。この加熱工程では、表皮５を形成する表皮用シート
５Ａの端部をクランプ１３で保持して、これを加熱装置
１２の加熱室１２ｃに移動し、上部ヒータ１２ａおよび
下部ヒータ１２ｂにより表皮５の上面と下面とをそれぞ
れ約１６０℃に加熱する。

【００１５】次に、真空成形工程および熱溶着工程を行
なう。両工程は、図５ないし図７に示す成形装置１５を
用いて行なうが、まず、成形装置１５の構成および動作
について説明する。成形装置１５は、下成形部１６と上
成形部１７とを備えている。下成形部１６は、外枠１８
と、この外枠１８内に固定された成形型１９とを備えて
おり、上記外枠１８の底面と成形型１９の下面とにより
囲まれた圧力室２１を有している。この圧力室２１は、
外枠１８の底中央部に形成された通気孔２２を介して管
路２３に接続され、さらに管路２３を通じて真空ポンプ
（図示省略）に接続されている。

【００１６】上記成形型１９は、表皮５の意匠面５ａを
成形するための成形面２５を有している。また、成形型
１９は、金属粉とセラミック粉を混合し、これを焼結し
た多孔質体から形成されており、多孔質であることか
ら、圧力室２１と成形面２５との間で通気可能である。
よって、表皮５は、成形面２５に設置した後、真空ポン
プにより吸引すると成形面２５に吸引密着可能になって
いる。

【００１７】一方、上成形部１７は、外枠３１と、この
外枠３１に固定され、かつ支持面３３を有する成形部３
５とを備えており、この成形部３５には、通気用透孔３
６及び材料供給透孔３７が複数個形成されている。

【００１８】上記外枠３１と成形部３５とに囲まれた空
間は、蒸気室３９になっており、この蒸気室３９に、バ
ルブ４３付きの管路４５が接続されると共にバルブ４７
付きの管路４９が接続されている。管路４５からの蒸気
（熱媒体）は、バルブ４３→蒸気室３９→成形部３５の
通気用透孔３６→基材２の窓部８→表皮５と基材２との
間隙５１を流れ、該間隙５１で一時停留した後に、上記
窓部８→通気用透孔３６→蒸気室３９→バルブ４７→管
路４９の経路で流れていく。なお、上成形部１７には、
表皮５と基材２との間の間隙５１に発泡性樹脂ビーズＭ
を供給するための管路５３が設けられている。

【００１９】次に成形装置１５を用いて、インストルメ
ントパネル１を製造する工程について説明する。まず、
予備加熱した表皮用シート５Ａを下成形部１６の成形型
１９に設置する。このとき表皮用シート５Ａを成形面２
５上に設置する。この状態にて、真空ポンプを駆動する
と、多孔質の成形型１９を通じて表皮用シート５Ａに対
して吸引力が加わって、表皮用シート５Ａは、図５に示
すように、成形面２５の形状に賦形されて表皮５とな
る。

【００２０】続いて、上成形部１７の成形部３５に、予
め所定形状に製造した基材２を仮止する。次に、図６に
示すように、上成形部１７を下降させて下成形部１６に
対して型締めする。この型締めにより、基材２は上成形
部１７に密着した状態で固定されると共に、表皮５の端
部が下成形部１６と上成形部１７との間の合わせ面１６
ａ，１７ａで固定される。このとき、基材２は、表皮５
に対して所定の間隙５１（約１５ｍｍ）を隔てて設置さ
れる。つまり、成形型１９の成形面２５は、凹所に形成
されているので、基材２を設置したときに、所定の間隙
５１が形成される。また、図７に示すように成形部３５
の多数形成された通気用透孔３６のうち、基材２の窓部
８に一致する通気用透孔３６が間隙５１への蒸気を供給
する通路となり、他の通気用透孔３６が基材２によって
封止されている。

【００２１】続いて、材料供給装置（図示省略）から管
路５３及び基材２の窓部８を介して発泡性樹脂ビーズＭ
を上記間隙５１に供給する。この発泡性樹脂ビーズＭ
は、発泡剤を含有するポリプロピレンから形成され、こ
れを１１倍から４５倍に発泡することにより平均粒径φ
３ｍｍに形成されたものであり、ソフト感を備えてい
る。発泡性樹脂ビーズＭの量は、上記間隙１５１を完全
に満たす量にて定められる。

【００２２】発泡性樹脂ビーズＭを供給した後、バルブ
４７を閉じたままでバルブ４３を開いて、管路４５を通
じて、蒸気を４〜５Kgf／cm²の圧力で蒸気室３９に送り
込む。この蒸気室３９の蒸気は、成形部３５の通気用透
孔３６、基材２の窓部８を通じて間隙５１に送り込ま
れ、バルブ４７が閉じているから該間隙５１に一時停留
して発泡性樹脂ビーズＭに熱を与える。上記間隙５１の
蒸気は、バルブ４７を開けることにより、窓部８、通気
用透孔３６を抜けて、蒸気室３９、管路４９を通じて排
出される。蒸気により熱を与えられた発泡性樹脂ビーズ
Ｍは、互いに熱溶着して発泡層３を形成する。

【００２３】これにより、発泡層３は、基材２、表皮５
と同じオレフィン系の樹脂で統一して形成されているの
で、それらの接する部分にて熱溶着されて、一体的なイ
ンストルメントパネル１となる。

【００２４】上述したように、発泡性樹脂ビーズＭは、
窓部８を通過した蒸気の熱で熱溶着するのであるが、発
泡層３の厚さｔ（間隙５１の距離）が薄い箇所では、発
泡性樹脂ビーズＭが均一に運ばれたり蒸気熱が十分に与
えられず、未充填や未溶着の状態になり易い。こうした
厚さｔと距離Ｌとの関係について調べた。図８は発泡層
３の厚さｔと窓部８の間の距離Ｌ（インサート部２ｂの
距離）との相関関係を示し、○は十分な熱溶着している
部分、△は一部熱溶着しているが製品としては不良品と
ならない部分、×は不十分な熱溶着で不良品となる部分
をそれぞれ示す。

【００２５】いま、インサート部２ｂのある位置での発
泡層３の厚さｔがほぼ同じであるとすると、間隙５１内
において窓部８から最も遠い箇所は、インサート部２ｂ
の中央部、つまりＬ／２の位置である。

【００２６】 発泡層３の厚さｔに対して、窓部８か
らの距離が遠い部位では、つまり、厚さｔに対して距離
Ｌ／２が８倍を越える部位（領域Ａ）では、発泡性樹脂
ビーズＭが未充填や熱溶着しない部分が多く不良となっ
た。

【００２７】 発泡層３の厚さｔに対して、窓部８か
らの距離Ｌがさほど遠くない部位では、つまり、厚さｔ
に対して距離Ｌ／２が８倍〜３倍範囲の部位（領域Ｂ）
では、発泡性樹脂ビーズＭがほぼ熱溶着していた。

【００２８】 発泡層３の厚さｔに対して、窓部８か
らの距離Ｌが近い部位では、つまり、厚さｔに対して距
離Ｌ／２が３倍以下の部位（領域Ｃ）では、発泡性樹脂
ビーズＭが完全に熱溶着していた。

【００２９】したがって、発泡層３の各部位から窓部８
までの距離Ｌ／２は、発泡層３の厚さｔに対して８倍以
下にすることにより、窓部８からの蒸気により発泡性樹
脂ビーズＭに熱が与えられて完全に熱溶着した発泡層３
を形成することができることが分かった。

【００３０】また、基材２には、ボディ側への取付やそ
の強度を確保するためのインサート部２ｂを残して、窓
部８を広い領域で形成しても、窓部８が発泡層３の一部
で埋められるので、それほど強度の低下が生ぜず、しか
も、基材２を形成する材料が少なくてすみ、インストル
メントパネル１の軽量化も実現できる。

【００３１】また、間隙５１への蒸気の供給は、基材２
に形成した窓部８により行なわれており、表皮５には透
孔等を形成していないので、表皮５の外観を損なうこと
もない。

【００３２】さらに、発泡層３の薄い箇所にある発泡性
樹脂ビーズＭに十分な熱を与えるために、蒸気圧力を発
泡層３の部位に応じて変更する手段にて対処した場合に
は、蒸気圧力の上昇により蒸気の温度も上昇するので、
各部毎の熱溶着に適する温度に調節するのは一般に難し
い。しかし、本実施例では、窓部８までの距離を近くし
て発泡性樹脂ビーズＭを熱溶着させるようにしたので、
その蒸気圧力および温度の調節も容易である。

【００３３】なお、上記各層の材料として以下のものを
適用することができる。すなわち、基材２のオレフィン
系樹脂材料としては、ポリプロピレン系の他に、ポリエ
チレン等からなるソリッド樹脂を用いることができる。
また、発泡層３のオレフィン系樹脂材料としては、ポリ
プロピレン系の発泡性樹脂ビーズの他に、例えば、ポリ
エチレン系の発泡製樹脂ビーズを用いることができる。
なお、クッション層となるように発泡層３を形成する場
合には、発泡性樹脂ビーズの粒径として、１ｍｍ〜５ｍ
ｍ程度が好ましく、特に２．５ｍｍ〜４ｍｍが望まし
い。さらに、表皮５のオレフィン系樹脂材料としては、
ポリエチレン系、ポリプロピレン系、ＳＥＢＳ系（スチ
レン−エチレン−ブチレン−スチレンブロック共重合
体）等を適用することができる。また、表皮は、軟質の
ポリ塩化ビニルからなる表皮層にポリプロピレンのフォ
ーム層を接着剤で接着することにより一体形成したもの
を用いてよい。

【００３４】さらに、上記実施例のように表皮及び基材
を成形型に設置した後に樹脂ビーズを供給する順序の工
程を採用するほか、表皮上に発泡性樹脂ビーズを堆積さ
せ、その後に基材で封止する順序や、上記基材上に発泡
性樹脂ビーズを堆積させ、これに表皮で封止する順序な
どの工程を採ることができる。なお、他の実施例とし
て、発泡性樹脂ビーズを表皮の上に堆積させた後に、他
の押圧部材等を用いて、発泡性樹脂ビーズを均一な厚さ
の堆積状態にならす工程を加えてもよく、これにより薄
い発泡層でも完全な熱溶着を行なえる。

【００３５】また、上記実施例では、発泡性樹脂ビーズ
Ｍを熱溶着する装置と表皮を真空成形する真空吸引装置
とを兼用した成形装置１５を用いて行なっているが、こ
れを別々の専用装置で行なってもよい。

【００３６】また、上記実施例では、車両用内装部材と
して、インストルメントパネルを用いたが、これに限ら
ず各種の部材に用いることができるのは勿論である。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように本発明の樹脂積層体
の製造方法よれば、表皮と基材との間にある発泡性樹脂
ビーズに、基材の通気孔を介して熱媒体を供給するに際
して、通気孔と各部位までの距離は、その部位における
厚さに対して、８倍以下になっているので、狭い間隙の
部位であっても通気孔からの蒸気により発泡性樹脂ビー
ズに熱が十分に与えられて完全に熱溶着した発泡層が形
成される。その結果、発泡層は、発泡性樹脂ビーズ同士
の不十分な熱溶着により生じる強度の低下がない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の樹脂成形方法により製造した車両用内
装部材を示す外観図である。

【図２】本発明の樹脂成形方法により製造した車両用内
装部材を示す断面図である。

【図３】同実施例の基材を示す斜視図である。

【図４】熱溶着性樹脂フィルムを表皮用シートで予熱し
ている工程を示す説明図である。

【図５】同実施例に係る成形装置における型締め前の状
態を示す断面図である。

【図６】同実施例に係る成形装置における発泡性樹脂ビ
ーズを充填している状態を示す断面図である。

【図７】図６の要部を示す拡大断面図である。

【図８】インサート部の幅と間隙との関係を示すグラフ
である。

【符号の説明】

１…インストルメントパネル ２…基材 ２ａ…内面 ２ｂ…インサート部 ３…発泡層 ５…表皮 ５Ａ…表皮用シート ５ａ…意匠面 ８…窓部 ８ａ…窓部 ８ｂ…窓部 １２…加熱装置 １２ａ…上部ヒータ １２ｂ…下部ヒータ １２ｃ…加熱室 １３…クランプ １５…成形装置 １６…下成形部 １６ａ，１７ａ…合わせ面 １７…上成形部 １８…外枠 １９…成形型 ２１…圧力室 ２２…通気孔 ２３…管路 ２５…成形面 ３１…外枠 ３３…支持面 ３５…成形部 ３６…通気用透孔 ３７…材料供給透孔 ３９…蒸気室 ４３…バルブ ４５…管路 ４９…管路 ５１…間隙 ５３…管路 Ｍ…発泡性樹脂ビーズ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表皮と基材との間に発泡層を形成するこ
   とにより樹脂積層体を製造する樹脂積層体の製造方法に
   おいて、 表皮と、通気孔を複数有する基材と、発泡性樹脂ビーズ
   とを樹脂材料で準備する工程と、 上記表皮および基材を成形型のキャビティ内に所定間隙
   を隔てて設置する工程と、 上記所定間隙内に上記発泡性樹脂ビーズを供給する工程
   と、 上記基材の通気孔を介して上記間隙に熱媒体を供給し
   て、上記発泡性樹脂ビーズを熱媒体で加熱させて発泡層
   を形成することにより発泡層と基材および表皮とを熱溶
   着する工程と、 を備え、 上記間隙内の各部位における厚さ対し、該各部位と上記
   通気孔までの距離は、８倍以下になるように上記通気孔
   を形成したこと、 を特徴とする樹脂積層体の製造方法。