JPWO2006038670A1 - 樹脂成形品および樹脂成形品の製造方法 - Google Patents

Abstract

本発明により、熱硬化性樹脂からなる硬質の発泡体である樹脂基材と熱可塑性樹脂からなる樹脂フィルムとの間にスキン層を有し、前記スキン層は、前記樹脂基材と同一の熱硬化性樹脂からなり、前記樹脂基材の密度よりも高い密度を有していることを特徴とする樹脂成形品が提供される。これにより、樹脂成形品の表皮層との界面となる樹脂基材表面もしくはその表面を含む部分の強度を高め、樹脂成形品の表面における変形を抑制し、かつ樹脂成形品としての成形性を向上させることができる。

Description

本発明は、熱硬化性樹脂からなる硬質の発泡体である樹脂基材と、熱可塑性樹脂からなる樹脂フィルムとの間にスキン層を有する樹脂成形品及びその製造方法に関する。

一般に、自動車の室内には、インストルメントパネルやステアリングホイール等の内装部品が装着されている。また、外装部品としては、バンパー等が取り付けられている。これらの自動車用の内装部品や外装部品には、例えばポリウレタン等の樹脂を所望の形状に成形した樹脂成形品を用いることが知られている。

例えば、前記樹脂成形品を製造する場合には、反応射出成形法（ＲＩＭ；Ｒｅａｃｔｉｏｎ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ Ｍｏｌｄｉｎｇ）により、原料となるイソシアネートと、発泡剤を含むポリオールとをそれぞれ所定の圧力下で混合室に導入して混合し、混合と同時に密閉された金型内に射出する。これにより、反応性のポリウレタン樹脂からなり、所望の形状とした樹脂成形品を得られる。

この樹脂成形品の表面に表皮層を形成する方法の一例として、特許文献１に記載されている、インモールドコート法が知られている。この方法は、樹脂を所望の形状に成形する際に、予め金型の内面に塗料（インモールドコート剤）を塗布して塗膜を形成しておき、射出成形法により樹脂原料を金型内に導入する。これによって、樹脂基材表面に塗膜が一体成形された樹脂成形品を製造することができる。また、別の例として特許文献２では、熱可塑性樹脂シートを熱成形して得られる表皮を予め金型の内面に形成しておき、射出成形法により芯材用原料（樹脂材料）を金型内に導入し、表皮と芯材を直接一体化させた複合成形体（樹脂成形品）の製造方法が開示されている。
特開平７−３２９０９９号公報 特開昭５９−１７８２３６号公報

しかしながら、成形品の樹脂基材が発泡体からなる場合には、塗膜または表皮からなる表皮層との界面となる樹脂基材表面に気泡が存在し強度が高くないため、例えば図４（ｂ）に模式的に示したように、発泡体１２上に薄い表皮層１３を形成した樹脂成形品１１の表面を硬い物で押したときに、樹脂成形品１１の表面が容易に変形してその変形の跡が残るという問題があった。また、この問題を解決するために、表皮に厚さが大きい熱可塑性樹脂シート（厚さ：２〜４ｍｍ）を使うことも可能であるが、その熱可塑性樹脂シートの熱成形時に曲げ半径の小さな角部などを形成することが困難で、樹脂成形品としての成形性に問題があった。

本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、樹脂成形品の表皮層との界面となる樹脂基材表面もしくはその表面を含む部分の強度を高め、樹脂成形品の表面における変形を抑制し、かつ樹脂成形品としての成形性を向上させることができる樹脂成形品及びその樹脂成形品を製造する方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の樹脂成形品は、熱硬化性樹脂からなる硬質の発泡体である樹脂基材と熱可塑性樹脂からなる樹脂フィルムとの間にスキン層を有し、前記スキン層は、前記樹脂基材と同一の熱硬化性樹脂からなり、前記樹脂基材の密度よりも高い０．９ｇ／ｃｃ以上の密度を有していることを特徴としている。

上記本発明の樹脂成形品において、前記スキン層は、前記樹脂基材の発泡成形時に前記樹脂基材と前記樹脂フィルムとの間に生成され、前記樹脂フィルムと接着一体化されてなることが好ましい。

さらに、前記樹脂フィルムは、塩化ビニル、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂、ＡＥＳ樹脂、ＡＳＡ樹脂、ポリウレタンおよびナイロンのうちの１種以上からなるものであることが好ましい。

また、前記スキン層の厚さは０．２ｍｍ以上１ｍｍ以下であることが好ましく、さらに前記熱硬化性樹脂がポリウレタンまたはナイロンであることが好ましい。なお、本発明において、前記樹脂基材となる硬質の発泡体は、曲げ弾性率が４００ＭＰａ以上で、曲げ強度が１５ＭＰａ以上となるものである。

さらに、前記本発明の樹脂成形品を製造するために、本発明の樹脂成形品の製造方法は、熱硬化性樹脂からなる硬質の発泡体である樹脂基材と熱可塑性樹脂からなる樹脂フィルムとの間にスキン層を有する樹脂成形品を製造する製造方法であって、少なくとも、前記樹脂フィルムを樹脂基材を発泡成形するための金型内に取り付けて、該金型を型締めする型締め工程と、前記金型内に導入する熱硬化性樹脂材料温度よりも前記樹脂フィルムに直接接触する側の金型温度を低く設定して、予め揮発性有機溶剤が添加された前記樹脂基材の熱硬化性樹脂材料を金型内に導入して発泡させ、同熱硬化性樹脂材料の発泡時に生成されるスキン層を介して前記樹脂基材を前記樹脂フィルムに成形一体化する工程と、を含んでなることを特徴としている。

また、上記本発明の樹脂成形品の製造方法は、前記樹脂フィルムは、塩化ビニル、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂、ＡＥＳ樹脂、ＡＳＡ樹脂、ポリウレタンおよびナイロンのうちの１種以上からなることを含んでなることが好ましい。

また、前記熱硬化性樹脂が、ポリウレタンまたはナイロンであることを含んでなることが好ましく、また、前記揮発性有機溶剤が、ペンタン、メチレンクロライド、トリクレン、代替フロンのうちのいずれかからなることを含んでなることが好ましい。

さらに、上記本発明の樹脂成形品の製造方法では、前記樹脂基材と樹脂フィルムとの間に前記のように所定の肉厚でスキン層を生成するために、前記熱硬化性樹脂の発泡時において、前記樹脂フィルムに直接接触する側の金型温度を、導入された熱硬化性樹脂材料温度よりも５℃以上１０℃以下低く設定することが好ましい。

本発明の樹脂成形品は、上記のように、熱硬化性樹脂からなる硬質の発泡体である樹脂基材と熱可塑性樹脂からなる樹脂フィルムとの間にスキン層を有しており、スキン層が樹脂基材と同一の熱硬化性樹脂からなり、樹脂基材の密度よりも高い０．９ｇ／ｃｃ以上の密度を有している。これにより、スキン層は樹脂基材よりも強度が高く、樹脂成形品の表面における変形を抑制することができる。また、スキン層の効果により樹脂フィルムが使用できるため、樹脂成形品としての成形性を向上させることができる。

また、本発明に係る樹脂成形品の製造方法は、少なくとも、樹脂フィルムを金型内に設置して金型を型締めする工程と、前記金型内に導入する熱硬化性樹脂材料温度よりも樹脂フィルムに直接接触する側の金型温度を低く設定して予め揮発性有機溶剤が添加された前記樹脂基材の熱硬化性樹脂材料を金型内に導入して発泡させ、この熱硬化性樹脂材料の発泡時に生成されるスキン層を介して樹脂基材を樹脂フィルムに成形一体化する工程とを含んでおり、これにより樹脂基材と樹脂フィルムとの間にスキン層が生成され、場合によっては樹脂基材の金型と直接接触する面にもスキン層が更に生成されて３層構造又は４層構造をなす本発明の樹脂成形品を製造することができる。

図１は、本発明の樹脂成形品の構成を概略的に図示する模式図である。 図２は、本発明の樹脂成形品の製造方法を概略的に説明する説明図である。 図３は、熱硬化性樹脂の発泡成形時における熱硬化性樹脂温度に対する樹脂フィルムが直接接触する側の金型温度の温度差と、生成されるスキン層の厚さとの関係を表すグラフである。 図４は、（ａ）が本発明の樹脂成形品の表面を硬い物で押したときの樹脂成形品の状態を示す図であり、（ｂ）が従来の成形品表面を硬い物で押したときの成形品の状態を示す図である。

符号の説明

１ 樹脂成形品
２ 樹脂基材
３ 樹脂フィルム
４ スキン層
５ 金型
６ 導入口
１１ 従来の成形品
１２ 発泡体
１３ 表皮層

以下、本発明についての好適な実施の形態を説明する。
先ず、本発明の実施形態に係る樹脂成形品について図１及び図４を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に係る樹脂成形品の構成を概略的に図示する模式図であり、図４（ａ）は、本発明の実施形態に係る樹脂成形品の表面を硬い物で押したときの樹脂成形品の状態を図示しており、図４（ｂ）は従来の成形品表面を硬い物で押したときの成形品の状態を図示している。

本発明の実施形態に係る樹脂成形品１は、図１に示したように、熱硬化性樹脂からなる硬質の発泡体である樹脂基材２と熱可塑性樹脂からなる樹脂フィルム３との間にスキン層４が形成され、更に樹脂基材２の表面にもスキン層４が形成されている４層構造を有する。

このような樹脂成形品１において、上記樹脂フィルム３は、塩化ビニル、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂、ＡＥＳ樹脂、ＡＳＡ樹脂、ポリウレタン、及びナイロンのうちの１種以上からなるものであることが好ましい。特に、樹脂フィルム３がＡＥＳ樹脂からなるものであれば、樹脂成形品１に優れた耐候性を具備させることができ、自動車に用いられる外装部品や建築物の外壁等に好適に適用させることができる。さらに、樹脂フィルム３がＡＥＳ樹脂またはＡＢＳ樹脂上に肉厚が０．２ｍｍ程度のＰＭＭＡが生成されているＰＭＭＡ／ＡＥＳ樹脂の二層膜、またはＰＭＭＡ／ＡＢＳ樹脂の二層膜からなるものであれば、樹脂成形品１に優れた光沢（成形品表面の光沢度が８０以上）を付与することができる。

また、この樹脂フィルム３は、顔料及び／または金属粉を含有していることにより、塗装膜として機能し、樹脂基材２及びスキン層４を隠ぺいして樹脂成形品１に優れた装飾効果を与えることができる。例えば、樹脂フィルム３が有機顔料や無機顔料を含有することにより、樹脂フィルム３が着色されて樹脂成形品１の表面に様々な色彩を与えることができ、さらには、樹脂フィルム３の強度、耐久性、耐食性を向上させることも可能となる。また、樹脂フィルム３が金属粉を含有することで、樹脂成形品１の表面にきらきらした金属光沢や豪華さを与えることができる。

上記スキン層４は、樹脂基材２を発泡成形するときに樹脂基材２と樹脂フィルム３との間に生成され、樹脂フィルム３と接着一体化されている。このようにスキン層４が樹脂フィルム３と接着一体化されていることにより、スキン層４と樹脂フィルム３との接合が強固となり、スキン層４と樹脂フィルム３との間で剥離が生じるのを防止することができる。

このスキン層４は、以下で詳細に説明するように、樹脂基材２の原料となる熱硬化性樹脂材料を金型に導入する際に熱硬化性樹脂材料にペンタン等の揮発性有機材料を予め添加しておき、かつ、熱硬化性樹脂を金型のキャビティ内で発泡させるときに、熱硬化性樹脂温度よりも樹脂フィルム３が接触する側の金型温度を低く設定することによって、樹脂基材２と樹脂フィルム３との間に生成することができる。このような樹脂基材２と樹脂フィルム３との間で所定の肉厚を有し、また樹脂基材２の密度よりも高い０．９ｇ／ｃｃ以上の密度を有するスキン層４は、従来技術を用いて生成することは不可能であり、樹脂基材２とスキン層４と樹脂フィルム３との３層構造を有する樹脂成形品、又は、樹脂基材２の表面にも更にスキン層４が形成された４層構造を有する樹脂成形品１は、本発明によって初めて達成することができる。

本実施形態における樹脂成形品１は、上記スキン層４を樹脂基材２と樹脂フィルム３との間に有することにより、例えば図４（ａ）に示したように、樹脂成形品１の表面から５０ｃｍの高さよりφ６０ｍｍの鋼球を樹脂成形品に落下させた場合であっても、樹脂成形品１の変形を抑制し、従来のような成形品の表面に変形の跡が残ることを防ぐことができる。すなわち、従来の成形品では、前述したように、発泡体１２上に塗膜または表皮からなる表皮層１３を形成した成形品１１の表面から５０ｃｍの高さよりφ６０ｍｍの鋼球を樹脂成形品に落下させたときに、表皮層１３の直下に柔らかい発泡体１２が存在するために成形品１１が容易に変形し（図４（ｂ）参照）、φ２３ｍｍのくぼみ跡が残るという問題があった。しかし、本実施形態の樹脂成形品１では、スキン層４の存在により、これらの問題を解消することができる。

さらに、本実施形態において、上記樹脂基材２は、樹脂基材の発泡成形時に金型内に導入した熱硬化性樹脂材料を反応させることにより発泡・硬化させて成形されており、曲げ弾性率が４００ＭＰａ以上で、曲げ強度が１５ＭＰａ以上を示す硬質の発泡体であれば良い。特に、上記樹脂基材２の材質は、ポリウレタンまたはナイロンの熱硬化性樹脂であることが好ましい。このように樹脂基材２がポリウレタンまたはナイロンからなるものであれば、樹脂成形品１の軽量化を容易に達成することができ、特にポリウレタンは樹脂成形品１の用途を、自動車の内装及び外装部品、家具、建材、保温庫や冷蔵庫等の幅広い分野に広げることができる。

例えば、樹脂基材２が硬質のポリウレタン発泡体である場合に、樹脂フィルム３が顔料や金属粉の含有により皮しぼ模様や木目調の装飾が施された塗装フィルムとして機能するものであれば、樹脂成形品１を自動車における運転席やインストルメントパネル等の内装部品として使用することができる。また、樹脂基材２がポリウレタン発泡体であり、樹脂フィルム３が耐食性及び耐候性を有する塗装フィルムとして機能するものであれば、自動車のバンパー等の外装部品として使用することができる。さらにその他に、樹脂基材２がポリウレタン発泡体であり、樹脂フィルム３がメタリック塗装フィルムまたは着色フィルムとして機能するものであれば、保温庫や冷蔵庫等に適用することができ、樹脂フィルム３が木目塗装フィルムまたは化粧パネルとして機能するものであれば、家具や建材等に適用することもできる。

なお、本実施形態に係る樹脂成形品１において、樹脂成形品１の寸法及び形状、また樹脂フィルム３及びスキン層４の肉厚は特に限定されるものではなく、樹脂成形品１の用途等に応じて任意に選択することができる。例えば、図１に示した樹脂成形品１はコの字形状を有するが、さらに補強用のリブを取り付けたり、他部品と組み立てる為のボスを突設することが可能であり、その他にも様々な形状を有することができる。この場合、スキン層４と接着一体化されている樹脂フィルム３は、樹脂基材２とスキン層４を介して成形一体化される前に所望の形状に熱成形されてなり、また樹脂基材２は、熱硬化性樹脂を発泡成形する際に高精度に設計された金型を用いることにより、所望の形状に発泡成形されてなる。

また、上記樹脂成形品１では、樹脂基材２と樹脂フィルム３との間に形成されるスキン層４の肉厚は０．２ｍｍ以上であることが好ましい。このようにスキン層４の肉厚が０．２ｍｍ以上であれば、樹脂基材２よりも硬質なスキン層４により前述のような成形品表面での変形の跡が残ることをより一層防止することができ、さらにスキン層４と樹脂フィルム３との界面で剥離が生じるのを一層防止できる。一方、スキン層４の肉厚をあまり厚くし過ぎると、スキン層４の硬度の向上とともに脆性も現れてくるので、スキン層４の肉厚は１ｍｍ以下とすることが好ましい。

また、上記樹脂フィルム３の肉厚については、例えば樹脂フィルム３に含まれる顔料や金属粉の種類及び量によって異なるが、樹脂基材２がカーボンブラックを含有しており、樹脂フィルム３が黄色や白等の淡色系の塗装フィルムである場合には、樹脂フィルム３の十分な隠ぺい力を確保するために、樹脂フィルム３の肉厚を０．４ｍｍ以上、特に０．４５ｍｍ以上とすることが好ましい。また、樹脂フィルム３がブラックグレイや紺等の濃色系の塗装フィルムである場合には、その肉厚が０．２５ｍｍ以上、特に０．３ｍｍ以上となるようにすることが好ましい。なお、樹脂フィルム３の肉厚をあまりに厚くし過ぎると、コストへの負担が大きく、また樹脂成形品１の軽量化を妨げることにも繋がるため、樹脂フィルム３の肉厚は１ｍｍ以下とすることが好ましい。

次に、上記で説明した本発明の実施形態に係る樹脂成形品１を製造する方法について、図２及び図３を参照しながら説明する。図２は、本発明の実施形態に係る樹脂成形品１の製造方法を概略的に説明する説明図であり、図３は、熱硬化性樹脂の発泡成形時における熱硬化性樹脂温度に対する樹脂フィルムが直接接触する側の金型温度の温度差と、生成されるスキン層の厚さとの関係を表すグラフである。

先ず、図２の（ａ）に示したように、樹脂基材２を発泡成形するための金型５を準備する。このとき、準備する金型５は、従来使用されているものと同様のものを用いることができ、所望の形状を有する樹脂成形品１が製造できるように高精度に設計されたものを使用する。また、熱硬化性樹脂材料を導入する導入口６は、樹脂成形品１を発泡成形後に取り出し易くするため、上下の金型５の合わせ面の一部に溝部を設けて形成している。ここでは、樹脂フィルム３と上側の金型５により形成される空間（キャビティ）に熱硬化性樹脂材料を導入するために、上側の金型５に導入口６のための溝部が形成されている。

次に、樹脂フィルム３を所定の厚さで作製し、得られた樹脂フィルム３を金型５に取り付ける前に所望の形状となるように、予め真空成形や圧空成形等の熱成形を行っておく。この樹脂フィルム３の作製方法や熱成形の方法は特に限定されず、従来と同様の方法を用いて行うことができる。なお、例えば樹脂成形品１としてシート状のものを製造する際に、樹脂フィルム３の熱成形が不要である場合には、樹脂フィルム３の熱成形工程を省略することができる。

このとき、作製する樹脂フィルム３は、熱可塑性樹脂であれば良いが、例えば前述のように、塩化ビニル、ＰＭＭＡ、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂、ＡＥＳ樹脂、ＡＳＡ樹脂、ポリウレタン、及びナイロンのうちの１種以上からなることが好ましい。また樹脂フィルムの製造時に、樹脂フィルム３に顔料及び／または金属粉を含有させることができる。このように樹脂フィルム３に顔料や金属粉を含有させることにより、樹脂成形品１を製造した際に、前記のように樹脂フィルム３が塗装膜として機能して樹脂成形品１に優れた装飾効果を与えることができる。

そして、この熱成形した樹脂フィルム３を、図２の（ｂ）に示すように、準備した金型５に取り付けて、型締機構により金型５を型締めする。樹脂フィルム３の金型５への取り付けに際しては、樹脂フィルム３の金型５への密着性を高めるために、金型５の樹脂フィルム３と接する側に、吸引機構を設けても良い。例えば、金型５に外部から樹脂フィルム３に接する面まで貫通する孔部を必要に応じて単数または複数設けて、金型５外部の孔部開口を吸気ポンプと接続し、孔部内部の空気を吸引することで樹脂フィルム３と金型５の密着性を高めることができる。

上記型締め工程を行った後、その型締めした金型５内に、予め揮発性有機溶剤が添加された樹脂基材２の原料となる熱硬化性樹脂材料を導入する。このとき、熱硬化性樹脂材料を導入する方法は、その樹脂材料の性質等に応じて種々選択することができ、例えば熱硬化性樹脂材料が低粘度である場合には、金型５のキャビティ内に樹脂材料を低圧で流し込んで注入することができ、一方、熱硬化性樹脂材料が比較的高い粘度を有する場合は、金型５のキャビティ内に樹脂材料を高圧で射出することができる。また、例えば熱硬化性樹脂が前述のようにポリウレタンまたはナイロンである場合、反応射出成形法（ＲＩＭ）を用いて揮発性有機溶剤が添加された熱硬化性樹脂材料を金型５内に射出することができる。

ここで、反応射出成形法によってポリウレタンを発泡成形する場合についてより具体的に説明すると、先ず原料タンクに別々に収容されているイソシアネート、発泡剤を含んだポリオールの熱硬化性樹脂材料を、それぞれ所定量で金型５の直前に設けた混合室に導入して混合するとともに揮発性有機溶剤を所定量で添加する。低圧で熱硬化性樹脂材料を金型５に注入する場合には、例えば混合室内に攪拌羽根を電動モータで回転する機構を設けて、熱硬化性樹脂材料を攪拌しながら混合させ、高圧で注入する場合には、攪拌する機構を必要とせず、熱硬化性樹脂材料を衝突混合させる。その後、その混合した熱硬化性樹脂材料を混合室から型締めした金型５のキャビティ内に射出する。このとき、発泡剤として水を予めポリオールへ混合したものを混合室へ導入することも可能であり、さらには、必要に応じて、金型内に導入される熱硬化性樹脂材料に触媒、硬化剤、発泡剤等をさらに添加することができる。

この場合、上記熱硬化性樹脂材料の一つであるイソシアネートとしては、例えば、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ヘキサンメチレンジイソシアネート等を用いることができる。また、上記ポリオールとしては、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリオレフィンポリオール、アクリルポリオール等を用いることができる。

また、本実施形態では、熱硬化性樹脂材料に添加する揮発性有機溶剤として、ペンタン、メチレンクロライド、トリクレン、オゾンセーフタイプの代替フロン（例えば、ＨＦＣやＨＣＦＣ等）のうちのいずれかからなる揮発性有機溶剤を用いることができる。これにより、熱硬化性樹脂材料を金型５のキャビティ内で発泡させた際に、硬質の発泡体である樹脂基材２と熱可塑性樹脂からなる樹脂フィルム３との間にスキン層４を確実に形成することができる。

さらにこの場合、揮発性有機溶剤の添加量を変化させることにより、熱硬化性樹脂材料を発泡させる発泡倍率をコントロールすることができる。例えば、熱硬化性樹脂の発泡成形時にその発泡倍率が大き過ぎると、樹脂成形品１を製造した際に発泡体の組織が粗大化して強度が低下したり、また樹脂成形品１を曲げたときに座屈が発生し易くなることがある。一方、発泡倍率が逆に小さ過ぎると、発泡成形時にヒケが生じて樹脂基材を所望の形状に高精度に成形できなくなることが考えられる。従って、揮発性有機溶剤の添加量は、熱硬化性樹脂材料に対して所定の値に調節することが好ましく、例えば揮発性有機溶剤がペンタンである場合には、その添加量をポリオールに対して３〜２４重量％に調節することが好ましく、特に樹脂成形品１における座屈の発生を確実に防止するためには、ペンタンのポリオールに対する添加量を４〜７重量％、できれば５重量％程度に調節することがより好ましい。また、揮発性有機溶剤がメチレンクロライドであれば、その添加量をポリオールに対して５〜７重量％に調節することが好ましく、トリクレンであれば８〜１２重量％に、また代替フロンであれば２〜１５重量％、特に２〜５重量％に調節することが好ましい。

そして、導入される熱硬化性樹脂材料温度よりも樹脂フィルム３に直接接触する側の金型温度を低く設定し、上述の混合室より揮発性有機溶剤が添加された熱硬化性樹脂材料を導入口６を介して金型５内に導入し、その熱硬化性樹脂材料を金型５のキャビティ内で反応させることによって低圧で発泡させ、樹脂材料の発泡時に生成されるスキン層４を介して樹脂基材２を樹脂フィルム３に成形一体化する工程を行う（図２の（ｃ））。

この工程において、金型５内に導入された熱硬化性樹脂材料を発泡・硬化させる際に、樹脂フィルム３に直接接触する側の金型５の温度を熱硬化性樹脂材料の温度よりも低くなるように設定することにより、樹脂フィルム３と接触する部分やその近傍における熱硬化性樹脂材料の反応を他の部分よりも遅らせて発泡を抑制するとともに、揮発性有機溶剤の発生するガスと発泡ガスとによる圧力が、反応の遅れている樹脂フィルム３と接触する部分やその近傍に加わることによりさらに発泡を抑制することになり、樹脂基材２よりも高密度であると同時に高硬度であるスキン層４の生成を行うことができる。例えば、熱硬化性樹脂がポリウレタンである場合、樹脂温度は２０〜４５℃程度であるため、樹脂フィルム３が直接接触している側の金型温度をその樹脂温度よりも低い温度に設定する。このように金型温度を樹脂温度よりも低く設定することにより、熱硬化性樹脂材料を短時間で発泡・硬化させて樹脂基材２を成形すると同時に、硬化させた樹脂基材２と樹脂フィルム３との間にスキン層４を生成させ、さらに、その生成したポリウレタンであるスキン層４の接着性を利用することにより、樹脂基材２をスキン層４を介して樹脂フィルム３と接着一体化させることができる。

また、この熱硬化性樹脂の発泡時において、樹脂フィルム３に直接接触する側の金型５の温度は、例えば図３に示したように、熱硬化性樹脂材料の温度よりも低くなっていく程、樹脂基材２と樹脂フィルム３間に生成されるスキン層４の肉厚を厚くすることができる。すなわち、金型温度と熱硬化性樹脂温度との温度差を調節することにより、樹脂成形品に生成されるスキン層の厚さを調整することができる。従って、例えば樹脂フィルム３に直接接触する側の金型５の温度を熱硬化性樹脂材料温度よりも５℃以上低く設定することにより、スキン層４を０．２ｍｍ以上１ｍｍ以下という好適な肉厚で容易に生成することができ、特に金型温度を熱硬化性樹脂材料温度よりも３℃以上１０℃以下の範囲、より好ましくは５℃以上１０℃以下の範囲で低く設定することにより、スキン層４を０．４ｍｍ以上０．５５ｍｍ以下の肉厚で安定して生成することができる。

また、熱硬化性樹脂材料の発泡倍率を下げて、樹脂基材２およびスキン層４からなる部分の密度ρを上げることにより、スキン層４の肉厚を厚くすることができる。例えば、密度ρ＝０．５〜０．６（発泡倍率で２倍程度）まで上げると、スキン層４の肉厚を厚くすることができるが、密度ρ＝０．６を越えるとスキン層４の肉厚が厚くなるとともに重量増となりコストアップを招くので、密度ρを０．６以下に抑えることが好ましい。

さらに本実施形態では、例えば前記のように反応射出成形法によってポリウレタンを発泡成形する場合、熱硬化性樹脂の発泡を低圧で行うことができる。このため、樹脂の発泡成形に用いられる金型として、従来一般的に用いられている金属製の金型だけでなく、例えば樹脂製の型を使用することもできる。更にまた、本実施形態においては、樹脂フィルム３を取り付けてない側の金型の温度も、熱硬化性樹脂材料の温度よりも低くすることにより、樹脂基材２の樹脂フィルム３を設けていない側の面にもスキン層４を所定の肉厚で形成することが可能となる。

そして、熱硬化性樹脂の発泡が完全に終了した後、樹脂基材２とスキン層４と樹脂フィルム３との３層構造を有する樹脂成形品１を金型５内から取り出し、樹脂フィルム３の外周と導入口６内で硬化した熱硬化性樹脂などの不要部分を切断することによって、図２の（ｄ）に示すような樹脂成形品１を製造することができる。

なお、上記では、主に樹脂基材２となる熱硬化性樹脂がポリウレタンである場合を例に挙げて本発明の実施形態を説明しているが、本発明はこれに限定されず、熱硬化性樹脂がナイロンである場合、さらにはその他の熱硬化性樹脂からなる硬質の発泡体である場合にも同様に適用することができる。

例えば、熱硬化性樹脂がナイロンである場合、樹脂フィルム３を取り付けた金型５に熱硬化性樹脂材料を導入する際に、樹脂材料としてε−カプロラクタムと、カリウム等の重合触媒と、及びＮ−アセチル−ε−カプロラクタム等の重合開始剤とを混合し、それに揮発性有機溶剤と発泡剤とを添加して金型５内に導入し、それ以外の工程については前記ポリウレタンの場合と同様にして樹脂成形品１の製造を行えば良い。

以下に、実施例として、硬質のポリウレタンからなる樹脂基材２とＡＥＳ樹脂からなる樹脂フィルム３との間にスキン層４を有する樹脂成形品１を図２に示したような本発明の実施形態に係る製造方法により製造し、得られた樹脂成形品１に対して耐候試験、耐寒試験及び凍結試験を実施した。

先ず、無機顔料を含有させて着色したＡＥＳ樹脂からなる樹脂フィルム３を約０．６ｍｍの厚さで作製し、その樹脂フィルム３を金型５の形状に合わせて熱成形した。続いて、この熱成形した樹脂フィルム３を金型５に取り付け、型締機構により金型５の型締めを行った。

次に、揮発性有機溶剤としてペンタンが５重量％添加されたエーテルポリオールに発泡剤としての水が混合されたものと、トリレンジイソシアネートとを混合して、型締めされた金型５のキャビティ内に射出し、熱硬化性樹脂材料を約３０℃で発泡・硬化させることによって、樹脂基材２がスキン層４を介して樹脂フィルム３に成形一体化された樹脂成形品１を製造した。なお、熱硬化性樹脂を発泡成形する際に、樹脂フィルム３が接触している側の金型温度を約２５℃に設定した。

得られた樹脂成形品１におけるポリウレタン発泡体の平均密度を調べたところ、約０．２８ｇ／ｃｃであることが確認された。

（耐候試験）
その後、製造した樹脂成形品１に対し、キセノンガスを封入した放電灯（キセノンランプ）を光源とする促進耐候試験機を用いて、樹脂成形品１の樹脂フィルム３表面に１２５ＭＪ／ｍ²までのエネルギー（約１０年分の暴露エネルギー）を曝露する促進暴露試験を行った。そして、この促進暴露試験を行った樹脂成形品１について、樹脂フィルム３表面の色差ΔＥを測定して、樹脂成形品１の耐候性を評価した。

先ず、促進暴露試験を行った樹脂フィルム３表面の色差ΔＥについて、耐候試験前の樹脂フィルム３表面を基準にして色差計により測定した。その結果、色差ΔＥ＝２．８４を示し、見た目にほとんど退色が認識できないΔＥ≦５であって、退色性を満足していることが確認された。また、暴露後のテストピースで樹脂フィルムの強制剥離テストを実施したが、スキン層と樹脂フィルムとの界面、スキン層と内部発泡組織との界面での剥離は発生しなかった。

（耐寒試験）
上記で製造した樹脂成形品１を−６０±２℃の雰囲気で５時間保持した後、樹脂成形品１の樹脂フィルム３表面及び樹脂フィルム３とスキン層４との界面を観察した。その結果、樹脂フィルム３表面における泡、膨れ、割れ等の欠陥や、樹脂フィルム３の剥離は全く認められず、さらに樹脂フィルム３の変色や艶の変化も認められなかった。

（凍結試験）
上記で製造した樹脂成形品１を水中で２４時間浸漬した後、−３０℃の雰囲気で１時間凍結し、その後樹脂成形品１の樹脂フィルム３表面及び樹脂フィルム３とスキン層４との界面を観察した。その結果、樹脂フィルム３表面における泡、膨れ、割れ等の欠陥や、樹脂フィルム３の剥離は全く認められず、さらに樹脂フィルム３の変色や艶の変化も認められなかった。また、試験後のテストピースで樹脂フィルムの強制剥離テストを実施したが、スキン層と樹脂フィルムとの界面、スキン層と内部発泡組織との界面での剥離は発生しなかった。

以上の耐候試験、耐寒試験、凍結試験の結果から、本発明の樹脂成形品１は耐候性・耐環境性にも十分に優れていることが確認された。また、スキン層と樹脂フィルムとの界面、スキン層と内部発泡組織との界面での剥離は発生しなかった。

本発明の樹脂成形品は、建設機械及び自動車の内装部品及び外部部品、保温庫、冷蔵庫、家具、建材等に適用することができる。

Claims (11)

1. 熱硬化性樹脂からなる硬質の発泡体である樹脂基材と熱可塑性樹脂からなる樹脂フィルムとの間にスキン層を有し、
   前記スキン層は、前記樹脂基材と同一の熱硬化性樹脂からなり、前記樹脂基材の密度よりも高い０．９ｇ／ｃｃ以上の密度を有していることを特徴とする樹脂成形品。
2. 前記スキン層は、前記樹脂基材の発泡成形時に前記樹脂基材と前記樹脂フィルムとの間に生成され、前記樹脂フィルムと接着一体化されてなる請求の範囲第１項記載の樹脂成形品。
3. 前記樹脂フィルムは、塩化ビニル、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂、ＡＥＳ樹脂、ＡＳＡ樹脂、ポリウレタンおよびナイロンのうちの１種以上からなるものである請求の範囲第１項記載の樹脂成形品。
4. 前記スキン層の厚さは、０．２ｍｍ以上１ｍｍ以下である請求の範囲第１項記載の樹脂成形品。
5. 前記熱硬化性樹脂が、ポリウレタンまたはナイロンである請求の範囲第１項記載の樹脂成形品。
6. 前記樹脂基材となる硬質の発泡体は、曲げ弾性率が４００ＭＰａ以上であり、曲げ強度が１５ＭＰａ以上である請求の範囲第１項記載の樹脂成形品。
7. 熱硬化性樹脂からなる硬質の発泡体である樹脂基材と熱可塑性樹脂からなる樹脂フィルムとの間にスキン層を有する樹脂成形品を製造する製造方法であって、
   少なくとも、前記樹脂フィルムを、樹脂基材を発泡成形するための金型内に取り付けて、該金型を型締めする型締め工程と、
   前記金型内に導入する熱硬化性樹脂材料温度よりも前記樹脂フィルムに直接接触する側の金型温度を低く設定して、予め揮発性有機溶剤が添加された前記樹脂基材の熱硬化性樹脂材料を金型内に導入して発泡させ、同熱硬化性樹脂材料の発泡時に生成されるスキン層を介して前記樹脂基材を前記樹脂フィルムに成形一体化する工程と、
   を含んでなることを特徴とする樹脂成形品の製造方法。
8. 前記樹脂フィルムは、塩化ビニル、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂、ＡＥＳ樹脂、ＡＳＡ樹脂、ポリウレタンおよびナイロンのうちの１種以上からなることを含んでなる請求の範囲第７項記載の樹脂成形品の製造方法。
9. 前記熱硬化性樹脂が、ポリウレタンまたはナイロンであることを含んでなる請求の範囲第７項記載の樹脂成形品の製造方法。
10. 前記揮発性有機溶剤が、ペンタン、メチレンクロライド、トリクレン、代替フロンのうちのいずれかからなることを含んでなる請求の範囲第７項記載の樹脂成形品の製造方法。
11. 前記熱硬化性樹脂の発泡時において、前記樹脂フィルムに直接接触する側の金型温度を、導入された熱硬化性樹脂材料温度よりも５℃以上１０℃以下低く設定することを含んでなる請求の範囲第７項記載の樹脂成形品の製造方法。
    

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