JPS6366651B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は表皮と芯材樹脂よりなる多層構造成形
品（以下、多層成形品という）の製造法に関す
る。

プラスチツクス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、一方では安つぽさ、冷たい感じ、傷
がつき易い等の欠点があり、装飾性、ソフト感等
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も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。

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−
13859号他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つて、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。

また別の方法としては、特公昭50−19132号他
で提案されているように真空成形機能と芯材樹脂
注入機能と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出な
い。

さらに前記の二方法の欠点を克服する方法とし
て、特開昭53−63461号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。

本発明は、これら従来法における欠点を解消す
るものであり、成形品表皮層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。

すなわち、本発明は、雌型と雄型よりなる成形
装置の雌型または雄型に移動自在に取付けられ、
かつ雄型の凸部が貫通する開口を有する表皮材固
定板を用い、後固定板と雌型との間に表皮材の周
縁を挟持した後、該表皮材と雌型または雄型との
間に芯材溶融樹脂を供給し、前記樹脂および雄型
を合して成形を行なう表皮と芯材樹脂よりなる多
層成形品の製造方法を提供するものである。

以下に、本発明方法に用いられる装置の具体例
を示す図面を参照しながら、本発明をさらに詳し
く説明する。第１図ａ〜ｄは、本発明方法に用い
る成形装置の一具体例を示す断面図であり、該装
置は下部雌型１と上部雄型２からなり、両者合し
て成形装置を形成する。該雌型１は、上部中央に
成形品の外形に対応した凹部３を有し、側部に空
圧シリンダー４を備える。該空圧シリンダー４に
は、前記雌型１の上面にほぼ対向し、かつ開口５
を設けた表皮材固定板６を上端に固着した複数の
ロツド７が摺動可能に収納される。一方、雌型２
は周知の昇降機構（図示せず）により支持される
とともに、前記固定板６の開口５内を緊密状態に
て貫通し、雌型凹部３へ突出する突部８を下面に
備える。

該装置を用いて本発明方法を実施するには、ま
ず第１図ａに示すごとく、表皮材９を雌型１上面
の合せ面に載置する。つぎに第１図ｂに示すごと
く空圧シリンダー４のロツド７を下降させて固定
板６の下面と前記雌型１の上面とにより表皮材９
を挟持する。ついで押出機等、周知の溶融可塑化
手段（図示せず）により溶融樹脂１０を、開口５
内に露出した表皮材９上に供給する。さらに、昇
降機構を作動させて雄型２を下降させると第１図
ｃに示すごとく溶融樹脂１０が流動して表被材９
上面を押圧し、これに伴ない表皮材９の周縁１１
が固定板６と雌型１上面との間をスリツプしつつ
雌型１の凹部３内へ絞り込まれ、最後に第１図ｄ
に示すごとく、雌雄両型１，２が合し、芯材溶融
樹脂１０の成形と同時に表皮材９との一体化が完
了する。また、雌型１の凹部周囲の雄型対向面に
吸引機構を設けてもよく、これにより表皮材を載
置したときそれを確実に保持することができる。

本発明方法においては、第１図ｂ〜ｄに示すご
とく表皮材９の周縁１１が成形の進行に伴なつて
徐々に内方へ移動する必要があるので表皮材に対
する固定力の設定が特に重要である。すなわち、
表皮材９は雄型２の降下に伴ない雄型２の形状に
ほぼ沿つた形状に変形しようとする。ここで固定
板６よる固定力が過小であると、表皮材は雌型１
と固定板６の間で大きなすべりを生じ、成形品の
賦形に必要な面積以上の表皮材が雌型内へ供給さ
れることになりシワの原因となる。一方固定力が
過大であると表皮材はこの張力に耐えきれず破損
する。また表皮材の固定個所をたとえば特開昭53
−63461号に記載のごとく表皮材の対向する２辺
のみとした場合は、雌型凹部への表皮材の供給量
がアンバランスとなり、成形品の構造が複雑な場
合にはシワの発生は防止できないが、本具体例の
ごとく表皮材周囲を固定することによりこの問題
を解消しうるしたがつて、表皮材の周囲全体を最
適の固定力で把持することによりシワや破れのな
い成形品の賦形が可能となる。

本発明方法の実施にあたつて固定力を設定する
には材料特性、即ち表皮材の伸び、あるいは構造
特性、即ち雌雄金型間の間隙、絞り比、成形品の
各頂点や各辺の曲率等にもとづき最適の値を選択
する必要があるが、一般的には固定部分の断面積
当り５〜150Kg／cm²が用いられる。

なお、表皮材の必要面積の設定にあたつては、
成形品の展開面積を先ず基準とし、つぎに表皮材
の伸びを考慮してこれを縮少し、極力トリミング
ロスが出ないよう設計する必要があるが、雌雄両
型が閉じた時点で表皮材の周縁が脱落し、固定力
が消滅するような過小な面積であつてならないの
は当然である。

なお、本発明に用いられる表皮材としては、織
布、不織布、金属フオイルや熱可塑性樹脂及び熱
可塑性エラストマーのシートまたはフイルムが挙
げられ、またしぼ等の凹凸模様、印刷、染色等で
加飾されたもの、あるいは発泡体を用いてもよ
い。さらにこれらの単独もしくは２種以上を接着
剤等を用いて積層した積層品の形態にて使用する
ことも可能である。これら表皮材の使用にあたつ
ては表皮材の引張応力、伸びを調整するため供給
に先立つて予備加熱を行なつてもよい。

また、本発明に用いられる芯材樹脂としては射
出成形や押出し成形において通常使用されている
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−ブタジエンブロツク共重
合体、ナイロン等の熱可塑性樹脂、エチレン−プ
ロピレンブロツク共重合体、スチレン−ブタジエ
ンブロツク共重合体等の熱可塑性エラストマー、
エポキシ樹脂、フエノール樹脂等の熱硬化性樹
脂、加硫タイプ各種合成ゴム、及びRIM成形用
のウレタン等の非発泡性または発泡性樹脂、およ
び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物を含有し
たものを用いることができる。

第２図ａおよびｂは本発明方法に用いる成形装
置の他の具体例を示す断面図である。本具体例に
おいて、固定板６は、雌型２下面より垂設され下
端にストツパ１２を有する複数のロツド７を介し
て昇降自在に上部雌型２に取付けられ、該雄型２
と固定板６との間に配置された圧縮バネ１３によ
り常に下方へ押圧される。雄型２下面のロツド７
の垂設位置には収縮時のバネを収納する環状凹部
１４が設けられる。一方、下部雌型１にはその凹
部３に開口する樹脂供給経路１５が設けられる。

本具体例の成形装置により本発明方法を実施す
る場合は、第２図ａに示すごとく、雌型１上に表
皮材９を載置するとともに樹脂供給経路１５を通
じ溶融樹脂１０を供給した後、上部雄型２を降下
させ、固定板６を表皮材９に当接させて表皮材を
固定した後、さらに雄型を降下させて成形を行な
う。

この場合表皮材の固定力は圧縮バネ１３のバネ
定数により決定されるので、単一のバネ以外に、
目的に応じて異なつたバネ定数を有するバネから
なる組合せバネを使用してもよい。

また、第２図ｂに示すごとく、下部雌型１に表
皮材を載置し、上部雌型２を降下させて固定板６
により表皮材９を固定した後、さらに雄型２を降
下させて表皮材９を中間段階まで絞り込み、その
後樹脂供給経路１５を通じて溶融樹脂１０を供給
し成形を行なつてもよい。

第３図は、本発明方法に用いる成形装置のさら
に他の具体例を示す断面図であり、雌型１と雄型
２の配置が上下逆であることおよび雌型凹部方向
へ溶融樹脂を供給する樹脂供給経路１５が雄型２
に設けられている以外は第２図ａ，ｂに示す成形
装置と基本的に同じ構造を有する。

該装置により、本発明を実施する場合は、下部
雄型２に取付けられた固定板６上に表皮材９を載
置し、これを雌型１との間で固定した後、雄型に
設けられた樹脂供給経路１５より溶融樹脂１０を
表皮材９と雄型２との間に供給し成形を行なう。

以上述べたごとく、本発明方法によれば、簡略
な作業工程により極めて経済的に、表皮層にシワ
や破れのない良好な外観を備えた多層形品を製造
することができる。

また、本発明方法は芯材の成形が射出成形法で
ないため、配向等による残留ストレスが少なく、
ねじれ等の変形の少ない多層成形品が得られる。
さらに、芯材樹脂の賦形に要する有効圧力が小さ
いため表皮材に発泡シートを用いた場合の発泡層
の圧潰が防止され、起毛処理織布の場合には起毛
部の倒れが防止できるなど多層成形品における好
ましい風合を保持しうる。

以下に本発明方法を実施例および比較例により
さらに詳しく説明する。

実施例 第１図に示した成形装置を用いて多層成形品の
製造を行なつた。まず、表皮材を下方に位置する
雌型の合せ面に載置した後、空圧シリンダーを作
動させて固定板を下降させ、表皮材の周囲を70
Kg／cm²の圧力で固定した。ついでポータブル押出
機により樹脂温度250℃の溶融樹脂を表皮材上に
供給し、さらに上方に位置する雄型を降下させて
雌雄両型を閉じ、表皮材と芯材を一体化させた。
その結果、シワ、破れ、発泡層の圧潰のない良好
な多層成形品が得られた。使用した材料および得
られた製品は以下の通りである。

表皮材 0.3mm厚の熱可塑性エラストマー（住友TPE
＃1800、住友化学工業(株)製）に発泡倍率15倍、厚
み２mmの架橋ポリプロピレン発泡シートを積層し
た２層シート 芯材樹脂 メルトフローインデツクスが30ｇ／10分（230
℃／2.16Kg荷重）のエチレン−プロプレンブロツ
ク共重合体（住友ノーブレンAZ564、住友化学工
業(株)製） 成形品形状 縦160mm×横160mm×高さ70mm×厚さ４mmの箱
型、各頂点および辺は半径５mmの円弧をなす 比較例 １ 実施例と同様の表皮材、芯材樹脂を用い、実施
例で用いた成形装置（第１図）より表皮材固定機
構を除いた装置で多層成形品の製造を行なつた。
表皮材は四辺のうち対向方向の２辺のみを両面テ
ープを用いて雌型の上部合わせ面に固定した。こ
れを実施例と同様の操作および条件にて溶融樹脂
の供給、表皮材と芯材との一体化を行ない、実施
例と同様の形状の成形品を得た。得られた成形品
の表皮層は底部各頂点および非固定の２辺におい
て大きなシワが発生した。

比較例 ２ 表皮材周囲四辺をすべて両面テープで雌型の上
部合わせ面に固定した以外は前記比較例１と同様
にして成形を行なつた。得られた成形品の表皮層
は底部各頂点および各辺にて大きく亀裂を生じ
た。

比較例 ３ 実施例１と同様の表皮材、芯材樹脂を用いて成
形品を製造した。成形装置は実施例で用いた装置
（第１図）の雄型の入れ子（図子せず）を変換し、
溶融樹脂供給手段としてセンターダイレクトゲー
トを取付けたものを用いた。これを雌型と共に射
出成形機に取付け、型開きの状態で雌型の上部合
せ面に表皮材周囲を両面テープで固定した。つい
で雌型を前進させて雌雄両型を閉じ、ゲートより
樹脂温度250℃の溶融樹脂を注入した。

得られた成形品の表皮層は大きく破れ、発泡層
の圧潰が著しかつた。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ〜ｄは、本発明方法に用いられる装置
の一具体例により多層成形品の製造を行なう場合
の断面を示す概略説明図、第２図ａ，ｂおよび第
３図はいずれも他の具体例の断面を示す概略説明
図である。図中の主な符号は、つぎの通りであ
る。 １：雌型、２：雄型、３：凹部、５：開口、
６：固定板、８：凸部、９：表皮材、１０：溶融
樹脂、１５：樹脂供給経路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 織布、不織布、熱可塑性樹脂あるいは熱可塑
   性エラストマーのシート、フイルムからなる表皮
   材と芯材樹脂との多層成形品の製造法において、
   雌型と雄型よりなる成形装置の雌型または雄型に
   移動自在に取付けられ、かつ雄型の凸部が貫通す
   る開口を有する表皮材固定板により、該固定板と
   雌型との間に５〜150Kg／cm²の固定力で表皮材の
   周縁を挟持した後、前記雌型および雄型を接近さ
   せて該表皮材の周縁を固定板と雌型との間でスリ
   ツプさせつつ、雌型の凹部内に絞り込むととも
   に、雌型と雄型の型閉めが完了する前に雌型また
   は雄型内に設けられた樹脂通路を通じて該表皮材
   と雌型または雄型との間に芯材溶融樹脂を供給
   し、前記雌型および雄型を合して成形を行なうこ
   とを特徴とする表皮と芯材樹脂よりなる多層成形
   品の製造方法。