JPS625836A - 積層物の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 り友二立且皿±１ 本発明は超音波ウエルダー処理を行なうことによって積
層物を製造する方法に関する。さらにくわしくは、オレ
フィン系重合体を母材とし、表皮材と両者を重ね合わせ
た後、該母材端部を表皮材によって覆い、巻き込んだ後
、巻き込まれた表皮材を超音波ウエルダー処理によって
母材に溶接させることを特徴とする積層物の製造方法に
関するものであり、母材と表皮材との一面が強固に接着
ある。

差速Ｊと皮遭 現在、自動車用ドアなどの内装材として、基材部材（母
材）であるハードボードと不繊布、ニット、発泡物（た
とえば、ウレタンスポンジ）１合成皮革（たとえば、ビ
ニルレザー）、天然または合成繊維の繊布などを緩衝部
材（表皮材）とし、これらを強固に密着した積層物が広
く利用されている。その積層物を製造する方法として特
公昭５６−１２２４号が提案されている。この方法によ
って得られる積層物は、母材であるハードボードが有す
る機械的強度と表皮材が有する緩衝性および装飾性のい
ずれも発揮させるものである。しかし。

この方法では表皮材と母材である充填剤入り結晶性ポリ
プロピレン組成物との間に未充填の結晶性ポリプロピレ
ン組成物を介在させる方法であり、その製造工程が充填
剤入りおよび未充填の組成物を使われるポリプロピレン
の結晶融点より高温に加熱し、充填剤入り組成物表面を
、加熱の前１間發轟　ｔ↓仏Ｉプ　　　ホ云争盾創虐龜
小撫浦　シ珀軸七符　　夷皮材を一部の未充填組成物が
表皮材に流入または接触させるような温度および圧力の
条件下に未充填組成物の他の表面と接触させ、ついで充
填剤入りおよび未充填の組成物を結晶融点より低く冷却
させ、そのさい未充填組成物を介在させて表皮材と充填
剤入り組成物とを接着（一体化）させてラミネートを形
成させる方法である。この方法では、その工程が複雑で
あるばかりでなく、工程をコントロールすることが難し
い。

一般に前記母材と表皮材とを強固に接着する方法として
母材と表皮材とを合わせ、表皮材の表面に超音波が行な
われている。しかし、この方法では積層物の両端末にお
いて表皮材と母材との接着が悪く、そのため両端末を切
断する方法および両端末を機械的に密接させる方法（た
とえば、ホッチキスで打ち止める方法）あるいは接着剤
を用いて接着させる方法が実施されている。前者の方、
法では、切断部がロスするのみならず、切断という工程
が必要である。また、後者の方法では接着という面倒な
工程が必要であり、その工程に長時間を要する。

が　・　しよう　　る。　点 以上のことから、本発明はこれらの欠点（問題一点）が
なく、オレフィン系重合体を母材とし、不繊布、ニット
または発泡物を表皮材とする積層物を簡易に製造するこ
とができ、かつ接着性が良好な積層物を得ることである
。

μ　占　　　　るための　　　よび 本発明にしたがえば、これらの問題点は、オレフィン系
重合体を母材とし、表皮材と両者を重ね合わせた後、該
母材端部を表皮材によって覆い、巻き込んだ後、巻き込
まれた表皮材を超音波ウエルダー処理に−よって母材に
溶接させることを特徴とする積層物の製造方法 によって解決することができる。以下、本発明を具体的
に説明する。

（Ａ）オレフィン系重合体および母材 本発明いおいて母材として使われるオレフィン系重合体
としては、エチレンの単独重合体、プロピレンの単独重
合体、エチレンとプロピレンとのランダムまたはブロッ
ク共重合体ならびにエチレンおよび／またはプロピレン
と炭素数が多くとも１２個の他のα−オレフィンとのラ
ンダムまたはブロック共重合体（α−オレフィンの共重
合割合は多くとも２０重量％）があげられる、これらの
オレフィン系重合体のメルトインデックス（ＪＩＳＫ−
６７８０にしたがい、温度が１９０℃および荷重が２．
１８Ｋｇｃ７）条件で測定、以下ｒＭ、１．Ｊ　ト云う
）マタはメルトフローインデックス（ＪＩＳ　　Ｋ−８
７５８にしたがい、温度が２３０℃および荷重が２．１
８Ｋｇの条件で測定、以下「肝■」と云う）が０．０１
〜１００　ｇｌｌＯ分のものが好ましく、とりわけ０．
Ｏ１〜８０　ｇ　／　１０分のものが好適である。Ｍ、
１．またはＭＦＩが０．００１ｇ７１０分未満のオレフ
ィン系重合体を使用するならば、得られる組成物の成形
性がよくないのみならず、後記の溶融混練性が悪いため
に均−状の組成物を得ることが困難となる。一方１００
　ｇ　／　１０分を越えたオレフィン系重合体を用いる
ならば、溶融混練性および成形性はすぐれているが、得
ら度（０，９００ｇ　／　ｃ　ｎｆ）ないし高密度（０
，９８０７Ｃｍ″）のエチレン単独重合体、プロピレン
単独重合体、エチレンとプロピレンとのランダムまたは
ブロック共重合体ならびにエチレンまたはプロピレンと
他のα−オレフィンとのランダムまたはブロック共重合
体が望ましい。

さらに、本発明においてはこれらのオレフィン系重合体
に少なくとも１個の二重結合を有する化合物（たとえば
、不飽和カルボン酸、ビニルシラン化合物）をグラフト
重合することによって得られる変性ポリオレフィンも含
まれる。

これらのオレフィン系重合体および変性ポリオレフィン
は、それぞれ単独で使用してもよく、二種以上併用して
もよい、さらに、これらのオレフィン系重合体および変
性ポリオレフィンのうち、二種以上を任意の割合で樹脂
ブレンドして用いてもよい。

これらのオレフィン系重合体および変性ポリオレフィン
については、それらの製造方法がよく知また、本発明に
おける母材は前記オレフィン系重合体のみからなるもの
でもよいが、ざらにオレフィン系重合体に通常合成樹脂
またはゴムの分野において一般に使われている無機充填
剤（たとえば、タルク、ガラス繊維）を配合させてもよ
い。

このさい、無機充填剤の組成割合は通常８０重量％以下
であり、とりわけ７５重量％以下が好適である。

以上のオレフィン系重合体または無機充填剤含有オレフ
ィン系重合体をオレフィン系重合体の分野において一般
に行なわれている方法でシートを成形させることによっ
て本発明の母材を製造することができる。シートの厚さ
は通常１．０〜５０ｍ■であり、特に２．０〜３０ｍｍ
が好ましい。このシートの厚さが１．０ｍ＋ａ未満では
、母材としての機能を発揮しない。一方、５０ｍａｒを
越えると、超音波を後記表皮材の裏面まで伝達させるこ
とが困難となる。

（Ｂ）表皮材 また、本発明において用いられる表皮材としては、不繊
布、編物、織物、合成皮革、天然皮革、発泡物、シート
および紙があげられる。

不繊布、編物および織物は、木綿、麻、木材繊維（天然
パルプ）、絹および羊毛のごとき天然繊維ならびにガラ
ス、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、
ポリ塩化ビニリデン、フッ素含有重合体（たとえば、ポ
リフッ化ビニリデン、ポリ四フッ化エチレン）、ナイロ
ン（ポリアミド（ナイロン）、ポリアクリロニトリル、
ポリビニルアルコールのアセタール化物、ポリウレタン
、炭素およびポリエステル（ポリエチレンテレフタレー
ト）のごとき合成繊維から製造されるものである。また
１合成皮革は、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアルコール
の７−セタール化物およびポリウレタンのごとき重合物
から製造されるものである。さらに、天然皮革は、羊、
馬、牛、豚などの動物の皮革である。また、発泡物はポ
リウレタン、ポリエチレン、ポリスチレンおよびポリウ
レタンを発泡させることによって得られるものであり、
その発泡倍率は通常４０倍以下である。さらに、シート
はポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリ
塩化ビニル、ポリスチレン、アクリロニトリル−ブタジ
ェン−スチレン三元共重合体（ＡＥＳ　）　、ポリアク
リロニトリルおよびポリアミドから製造されるものであ
る。その上、紙は　・一般に紙として広く利用されてい
るものの他に、合成紙として使用されているものも使う
ことができる。

これらの表皮材の厚さは、一般には０．１〜１０ｍ＋ａ
であり、とりわけ０．５〜６■のものが望ましい。

この表皮材の厚さが１０ｍｍを越えると、前記と同様に
超音波を伝達させることが困難となる。一般には、母材
に比べて表皮材のほうが薄いが、本発明ではその逆でも
、良好な融着性を有する積層物が得られる。

（Ｃ）差込み方法 本発明において、差込みを実施する方法としては、前記
母材と表皮材とを重ね合わせた後、母材の端部を表皮材
によって覆い、母材の裏面の一部を覆ってもよく、また
全部を覆ってもよい、このさい、母材と表皮材とは木質
的に完全に重ね合せることが必要である。そのさい、前
記したように表面の母材と表皮材はラミネート成形、そ
のほか射出成形同時布貼成形、スタンピング同時布貼成
形などで完全に重ね合わせ、その後手動で母材の端部ま
たは裏面の一部を覆い、二次加工的に後記の超音波ウエ
ルダー処理で裏面を溶着させてもよく、また射出成形金
型、スタンピング成形金型などに差込み装置を取り付け
て置き、両者が同時布貼成形後に同じ金型の開閉工程を
利用して巻込ませ、後記の超音波ウエルダー処理にて裏
面を溶着させてもよく、同時布貼成形時の前に差込む状
態にしておき、成形後、金型を二次加工装置に移動させ
、後記の超音波ウエルダー処理して溶着させた後、金型
を開き、製品を取り出してもよい。

（Ｄ）超音波ウエルダー処理 この処理は一般に利用されている超音波振動を発生する
装置を使用し、該発振器より供給される高周波電力を磁
歪型ニッケル振動子で超音波振動エネルギーに変換させ
る。磁歪振動子の端面の振動振幅はわずかであるために
円錐型の金属製ホーンで増幅させる。この溶接装置の荷
重装置は下部治具のほうは固定されており、上部のホー
ンを空気圧シリンダーで上下させ、被溶接部に静荷重（
通常、　１〜１０Ｋｇ／　ｃ　ｍ”）を加える。この処
理を実施するには治具面とホーン面との間に母材および
表皮材からなる被溶接物を設定させ、ホーンを空気圧な
どで降下させ、被溶接物に静荷重を加えるとともにホー
ンから被溶接物の表面に振動を伝達させることによって
母材と表皮材を溶接させることができる。

本発明を実施するにあたり、超音波電気容量は被溶接物
の種類、面積および厚みによって異なるが、通常３０ワ
ツトないし２００ワツトであり、３０ワツトないし　１
５０ワツトが好ましく、特に５０〜１５０ワツトが好適
である。また、超音波周波数は５に＆ないし５０に＆で
あり、５に＆ないし４０に＆が望ましく、とりわけ５Ｋ
Ｈｚないし３０ＫＨ，が好適である。さらに、使用治具
の表面積は１０ｃｍ”ないし１０００ｃｒｎ”ｃ’あり
、　１００　ｃ　ｒｎ’ないし１０００ｃｍ”が好まし
く、特に３００〜１０００　ｃ　ｍ″が好適である。該
治具の材質としては、鉄およびアルミニウムの金属なら
びにこれらの金属を主成分とする合金（たとえば、ステ
ンレス鋼、ジュラルミン）があげられる。

さらに、ホーンの表面積は通常ｆｅｒｎ’ないし１００
ｃｒｎ”ｃ’あり、　２ｃｍ”ないし５０ｃｒｒｆが望
ましく、とりわけ５ｃｍ″ないし５０ｃｒｎ”が好適で
ある。

なお、該ホーンの材質としては、前記の金属および合金
があげられる。また、この処理をするさい、ホーンを降
下させて被溶接物に加圧するが、加圧力は一般にはＩＫ
ｇ／ｃｒｎ”ないし５０Ｋｇ／　ｃ　ｒｎ’　テあり、
　ＩＫｇ／ｃｍ″ないし４０Ｋｇ／　ｃ　ｒｎ’が望ま
しく。

とりわけ　ＩＫｇ／ｃゴないし一２０Ｋｇ／ｃｒｒｆが
好適である。また、加圧時間は１０秒ないし１分間であ
り、１０秒ないし４５秒が好ましく、特に１０秒ないし
３０秒が好適である。さらに、この加圧時間内に超音波
振動を行なう。振動時間は１秒ないし４０秒であり、　
５秒ないし４０秒が望ましく、とりわけ５秒ないし３０
秒が好適である。

本発明におけるこの処理を実施することにょって母材と
表皮材とのうち、いずれかの接触面が溶融することが必
要である。

以下、図面によって本発明の巻き込み方法および超音波
ウエルダー処理について説明する。

第１−１図は母材の裏面の一部に表皮材が巻き込ませた
被溶接物の裏面図であり、第１−２図は斜視図である。

また、第２図は第１−１図および第１−２図によって示
される被溶接物に超音波ウエルダー処理を施すさいの側
面図である。これらの図において、１は母材であり、２
は表皮材である。さらに、３は溶接部である。また、Ａ
は超音波発振機のホーンであり、Ｂは治具である。

本発明の特異的現象は母材を表皮材で覆い、超音波ウエ
ルダー処理させると裏面においてのみ母材と表皮材とが
溶接することである。このさい、表面では母材と表皮材
とは溶接されていない。

実用性の意味として、この処理をさせることにより、か
りに表面において母材と表皮材とが溶接し、製品の表面
である表皮材に溶接跡が残った場合では、母材と表力材
との泣培（培碧）ｔ−を可甜であるけれども、外観につ
いて好ましくない。また１本発明の差込み方法と同時に
母材の端部を表皮材によって覆い、母材の裏面の一部ま
たは全部を巻き込ませ、この処理をさせることにより、
かりに表面と裏面とにおいて母材と表皮材とが溶接し、
製品の表面である表皮材、と裏面に溶接跡が残った場合
でも、同じ様に好ましくない。

以上のいずれのごとく、この処理をすることによって製
品の表面に溶接跡を残さない、つまり表面を溶接させず
に外観を良好にするためには、裏面のみを溶接させる本
発明の方法が最適であると考えられる。

ゝよび 以下、実施例によって本発明をさらにくわしく説明する
。

なお、実施例および比較例において、剥離強度はＪＩＳ
’　Ｋ６８５４にしたがい、幅が１０ｍｍの試験片を使
って測定した。

なお、実施例および比較例において、母材および表皮材
の種類、形状、物性などを下記に示す。

〔（Ａ）母材〕

母材として、厚さが２．０ｍｍ、横が１０ｃｍおよび縦
カ１Ｏｃｌｎ１７）エチレン−プロピレンランダム共重
合体（ＭＦＲ１０ｇ／１０分、エチレン含有量　１７．
５重量％）のシート〔以下「母材（Ａ）」と云う〕なら
びに上記と同じ厚さ、横および縦を有するエチレン−プ
ロピレンブロック共重合体（ＭＦＲ１，０ｇ／１０分、
エチレン含有量　１７．３重量％）のシート〔タルク２
０重量％含有、以下「母材（Ｂ）」と云う〕を使った。

〔（Ｂ）表皮材〕

表皮材として、厚さが０．５ｍｍのポリエステル不繊布
〔以下「表皮材（１）」と云う〕、厚さが３．０ｍｍの
発泡ウレタン〔密度　０．０５ｇ／ｃｍ’、以下「表皮
材（２）」と云う〕、厚さが０．５ｍｍのポリ塩化ビニ
ルのニット〔以下「表皮材（３）」と云う〕、厚さが　
１．０ｍｍのポリプロピレンの不繊布〔以下「表皮材（
４）」と云う〕および厚さが０．８ｎｏのＡＢＳニット
〔以下「表皮材（５）」と云う〕を用いた。

実施例　１〜１０ 第１表に種類が示される各母材と表皮材とを重ね合わせ
た後、母材の端部な表皮材によって覆い、各母材の裏面
のｉ部（端部よりそれぞれ２．Ｏｃｍ）を覆った。

これらを超音波ウエルダー処理するために超音波発振ｍ
（海上電機社製、型式　ＷＡ−７２８３型）を使用し、
ホーンの加圧力が４Ｋｇ／　ｃ　ｍ’、加圧時間が１５
秒間−、ホーンの振動周波数が１９．５ＫＨｚ、振動時
間が１０秒および電気容量が６０ワツトの条件下で行な
った。なお、超音波発振機の治具は高さが１００ｍｍ、
幅が２００ｍｍおよび長さは２００ｍａ＋であり、材質
はアルミニウム合金−（ジュラルミン）である。また、
ホーンの接触面積は、幅が１Ｏｎ＋ｍであり、長さは４
０ｍｍである。

比較例　１〜６ 第１表に種類が示される各母材と表皮材とを重ね合わせ
たが、実施例１〜１０と同様に母材の端部および裏面を
覆うことなく、実施例１〜１ｏと同様に超音波ウエルダ
ー処理を行なった０以上のようにして得られた製品の母
材と表皮材との剥離強度を測定した。それらの結果を第
１表に示す。

（以下余白） 第１表 なお、実施例工ないし１０によって得られた製品は、い
ずれも裏面に溶接跡は認められたが、表面に溶接跡を認
めることができなかった。しかし、比較例１ないし６に
よって得られた製品は、いずれも表面に溶接跡が認めら
れた。

以トの実施例および比較例の結果から、本発明方法によ
って得られた製品は、母材と表皮材との密着性（接着性
）がすぐれているのみならず、製品の表面に溶接跡を認
めることができず、表面が良好であることが明らかであ
る。

え旦立皇］ 本発明の積層物を製造するにあたり、巻き込み方法が簡
単であり、一般に製造されている前記機械的に密接させ
る方法および接着剤を使って接着させる方法に比べて切
断によるロスおよび切断または接着などの面倒な工程を
省略させることができるのみならず、下記のごとき効果
を発揮する。

（１）母材と表皮材との接着性が良好である。

（２）表皮材の表面が溶接跡がなく、美麗である。

（３）表皮材をえらぶことによってソフト感を有する積
層物を得られるし、またあらかじめ表皮材に印刷を施す
ことによって美麗な積層物を得ることができる。

本発明によって得ちれる積層物は以上のごとき効果を発
揮するために多方面にわたって利用することができる。

代表的な用途を下記に示す。

（１）ピラー、トリムなどの自動車内装物。

（２）自転車、オートバイなどのサドル。

（３）その他に家具（たとえば、椅子）、玩具。

【図面の簡単な説明】

第１−１図は母材の裏面の一部に表皮材が巻き込ませた
被溶接物の裏面図であり、第１−２図は斜視図である。 また、第２−図は第１−１図および第１−２図によって
示される被溶接物に超音波ウエルダー処理を施すさいの
側面図である。 １・・・・・・母材、　２・・・・・・表皮材、　３・
・・・・・溶接部、Ａ・・・・・・超音波発振機のホー
ン Ｂ・・・・・・治具

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. オレフィン系重合体を母材とし、表皮材と両者を重ね合
   わせた後、該母材端部を表皮材によって覆い、巻き込ん
   だ後、巻き込まれた表皮材を超音波ウエルダー処理によ
   って母材に溶接させることを特徴とする積層物の製造方
   法。