JP2787611B2 - 積層成形体およびその製造方法 - Google Patents

積層成形体およびその製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、自動車内装材や電気製品に用いられる外観
の優れた表皮層を有する熱可塑性樹脂成形体及びその製
造方法に関する。
＜従来の技術＞ 従来より、熱可塑性樹脂成形体に表皮材を積層するこ
とにより、その美感、ソフト感を高め高級化した成形品
は広く知られており、その表皮材として、軟質ポリ塩化
ビニルあるいは熱可塑性エラストマーなどが用いられて
いる。
これらの表皮付き積層成形体を製造する方法として
は、予め熱可塑性樹脂を射出成形等の種々の成形法によ
り賦形した成形品の上に、表皮材を真空成形等により賦
形するか、もしくは同時賦形しながら、接着剤を使用し
て接着積層化する方法がある。
また、別の方法としては、表皮材を成形用の金型に配
置し、金型を閉じた後加熱溶融した熱可塑性樹脂を金型
のゲートより金型内に射出して表皮材と積層させ、冷却
後金型を開いて成形品を取り出す方法も知られている。
またこの方法に関しては、表皮層と発泡層等からなる表
皮材を内面に装飾模様が施された金型を用いることによ
って、成形時に表皮層に装飾模様を転写し表面外観を優
れたものにする方法も知られている（特開昭59−83633
号公報）。
＜発明が解決しようとする課題＞ しかしながら、表皮層と発泡層等からなる表皮材に、
熱可塑性樹脂溶融体を供給し、金型の装飾模様を転写す
る方法は、金型温度、熱可塑性樹脂溶融体温度、加圧力
等の成形条件を高く設定するため、発泡層の潰れる度合
いが大きくなり、成形不良状態が発生しやすいという問
題を有する。
また、発泡層を裏打ちしない表皮材を使用した場合
も、表皮材が高温・高圧の熱可塑性樹脂溶融体により金
型表面に強く押圧されるため、表皮材表面の変色・変形
が生じ、外観が損なわれやすい。
＜課題を解決するための手段＞ 本発明者らは、上記課題に鑑み鋭意検討の結果、ある
特定の溶融粘度を持つ熱可塑性エラストマーを表皮材と
して用いることにより、表皮層の局部的な薄肉化や破れ
がなく、且つ金型模様が正確に転写された積層成形体が
得られることを見出し、本発明を完成するに至った。す
なわち、本発明は、動的粘弾性測定により、雰囲気温度
200℃、振動角速度100rad/secにおける複素粘度
（η＊）が1.0×104〜5.0×104ポイズ、かつ振動角速度
50〜200rad/secの範囲においてニュートン粘性指数
（ｎ）が0.6〜0.8の流動特性を示すオレフィン系熱可塑
性エラストマーを表皮材として雌雄金型間に配設し、該
表皮材と雌または雄金型間に熱可塑性樹脂溶融体を供給
し、雌雄金型を合わせて表皮材と熱可塑性樹脂とを貼合
一体化した積層成形体、およびその製造方法である。
本発明において、表皮材として使用する熱可塑性エラ
ストマーの流動特性は、動的粘弾性測定により、雰囲気
温度200℃、振動角速度100rad/secにおける複素粘度
（η＊）が1.0×104〜5.0×104ポイズ、好ましくは、1.
3×104〜2.5×104ポイズであり、かつ振動角速度50〜20
0rad/secの範囲においてニュートン粘性指数（ｎ）が0.
6〜0.8、好ましくは、0.65〜0.75の流動特性を示すもの
である。複素粘度（η＊）が1.0×104以下では、成形時
において、熱可塑性樹脂溶融体の熱および流動の影響に
よる剪断変形量が大きくなり、表皮層の破れが発生しや
すくなる。また、5.0×104ポイズ以上では、Ｔダイ押出
機による表皮シートの加工が困難になるので好ましくな
い。
また、ニュートン粘性指数（ｎ）が0.6以下では、流
動特性が、よりニュートン流体に近づくため、表皮層
は、熱の影響のみでも流れ易くなり、より破れが発生し
易くなる。また、0.8以上では、より低剪断領域におけ
る粘度が高くなり、押出機によるシート加工が困難にな
るので好ましくない。
本発明において使用する、オレフィン系熱可塑性エラ
ストマーを具体的に例示すると、エチレン−プロピレン
ゴム、エチレン−プロピレン−ジエンターポリマー等の
オレフィン系ゴムとオレフィン系樹脂との動的架橋物お
よび、その動的架橋物とポリエチレン、ポリプロピレン
等のオレフィン系樹脂とのブレンド物を挙げることがで
きる。また、これらに必要に応じて各種添加剤、配合
剤、顔料、軟化剤等を適宜加えて使用することもでき、
得られる組成物をカレンダー法または押出成形法等によ
ってシート化する。
また、これらのシート表面は、傷つき性あるいは滑り
性改良のために、ポリウレタン系またはアクリル系樹脂
およびエンジニアリングプラスチック等の耐磨耗性に優
れた樹脂をフィルムとして接着または接着剤を介して貼
り付ける方法や、コート剤として塗布する方法により処
理して使用することもできる。また、コート剤について
は、成形後の製品表面に塗布することもできる。
本発明における熱可塑性樹脂としては、表皮材として
使用するオルフィン系熱可塑性エラストマーと熱融着が
可能であり、圧縮成形、射出成形あるいは押出成形にお
いて、通常使用されている熱可塑性樹脂であれは、いず
れも用いることができる。これらを例示すれば、高密度
ポリエチレン等各種ポリエチレン、ポリプロピレン、プ
ロピレンを主成分とする各種共重合体またこれらの混合
物等を挙げることができる。また、これらの熱可塑性樹
脂には、無機充填剤、ガラス繊維等の各種充填剤、顔
料、滑剤、帯電防止剤、安定剤等の各種添加剤を必要に
応じて配合することができる。
以下、図面に基づき本発明をさらに具体的に説明す
る。
表皮材である熱可塑性エラストマーシート（６）を連
続シートの形、または適当な大きさに切断して、表皮材
固定枠（４）の上に配設する。
次いで、雌型（３）を降下させ、表皮材固定枠（４）
と雌型（３）の間で熱可塑性エラストマーシート（６）
を適度のクランプ力で保持した後、雌型（３）と雄型
（２）が未閉鎖の状態で、熱可塑性エラストマーシート
（６）と雄型（２）の間に、雄型（２）内に設けられた
溶融樹脂通路を通じて溶融樹脂（７）を供給する。
雌型（３）と表皮材固定枠（４）とを降下させると溶
融樹脂（７）は流動して熱可塑性エラストマーシート
（６）を雌型（３）に押圧し、熱可塑性エラストマーシ
ート（６）の周縁が表皮材固定枠（４）と雌型（３）の
間を滑りつつ、かつ伸びつつ雌型（３）の凹部内に絞り
込まれる。
さらに雌型（３）と表皮材固定枠（４）とを下降さ
せ、雌雄両金型（３、２）が完全に型締めされ、表皮材
と熱可塑性樹脂とが一体となって賦形が完了する。
冷却後、雌型（３）を上昇させ、表皮材と熱可塑性樹
脂とが積層一体化された積層成形品を取り出す。
本発明においては、通常、厚み0.3〜1.2mmの表皮材
を、20〜120℃の未閉鎖の雌雄金型間に配設し、表皮材
と雌または雄金型の間に、180〜280℃の熱可塑性樹脂溶
融体を供給し、金型を閉鎖して、20〜150kg/cm2のプレ
ス圧で成形することにより、表皮材の表面に金型の装飾
模様、例えば、皮シボ模様、梨地模様あるいはヘアーラ
イン模様等が正確に転写された積層成形体を得ることが
できる。
以上は、成形方法の一例を示したものであり、表皮材
の予熱、予備賦形、溶融樹脂の供給方法、雌雄金型の位
置、表皮材固定枠の有無等は、本発明の範囲内で任意に
選択できる。
＜実施例＞ 本発明をさらに明確に説明するために、以下に実施例
を示す。なお、以下の実施例中の特性値は、下記の方法
で測定したものである。
（１）引張特性 100％モジュラス（M100）、破断点強度（TB）および
破断点伸び（EB）は、JIS Ｋ−6301に依った。
（２）流動特性 平行平板型動的粘弾性測定装置（レオメトリックス社
製）を用いて、次に示す条件で複素粘度（η＊）の振動
角度依存性を測定した。
ニュートン粘性指数（ｎ）は、この測定結果から算出
した。
振動角速度（回転速度）:1〜200rad/sec 回転変位量 : 5 ％ 雰囲気温度 :200、250℃ 実施例−１ エチレン−プロピレン−エチリデンノルボルネン共重
合体ゴム（プロピレン含量28重量％、ヨウ素価12）100
重量部あたり鉱物油系軟化剤（出光興産（株）製：ダイ
ナプロセスオイル PW380）100重量部を添加した油展EP
DM〔ムーニー粘度（ML1+4100℃）＝78〕を70重量部、ラ
ンダムポリプロピレン（エチレン含有4.5重量％、MFR
（230℃、2.16kg）＝1.3g/10min）30重量部および架橋
助剤（住友化学工業（株）製、スミファインBM ）0.4
重量部をミクストロン（（株）神戸製鋼所製、MIXTRON
BB−16）を用いて10分間混練し粒状にした後、この混
練物100重量部に対し、2,5−ジメチル−2,5−ジｔ−ブ
チルパーオキシヘキサンを0.04重量部加えたものを二軸
混練機（（株）日本製鋼所製、TEX−44）によって、220
℃で１分間動的架橋し、熱可塑性エラストマーとした。
この熱可塑性エラストマーの諸特性値は、次の通りであ
る。
引張特性:M100＝33kg/cm2 TB＝145kg/cm2 EB＝730％ 流動特性（雰囲気温度200℃）： η＊＝1.3×104ポイズ ｎ＝0.72 この熱可塑性エラストマーを40mm押出機を使用して、
厚さ0.6mm、温度220℃でＴダイ押出しすることによりシ
ートを得た。
このシートを表皮材として、内面に模様が刻まれた雌
型を用いて未閉鎖の金型内に載置し、雄型内に設けた樹
脂通路を通じて、200℃で可塑化溶融したポリプロピレ
ン（住友化学工業（株）製、住友ノーブレン AZ564）
を供給した後、金型を閉鎖し成形した。成形品は表皮材
の破れがなく、金型ほ模様が明確に転写されており、表
面外観が良好な積層体が得られた。
実施例−２ エチレン−プロピレン−エチリデンノルボルネン共重
合体ゴム（プロピレン含量30重量％、ヨウ素価10）100
重量部あたり鉱物油系軟化剤（出光興産（株）製：ダイ
ナプロセスオイル PW380）40重量部を添加した油展EPD
M〔ムーニー粘度（ML1+4100℃）＝78〕を40重量部、エ
チレン−プロピレン共重合体ゴム（プロピレン含量53重
量％、ムーニー粘度（ML1+4100℃）＝43）40重量部、ラ
ンダムポリプロピレン（エチレン含量4.5重量％、MFR
（230℃、2.16kg）＝1.3g/10min）20重量部および架橋
助剤（住友化学工業（株）製、スミファインBM ）0.4
重量部をミクストロン（（株）神戸製鋼所製、MIXTRON
BB−16）を用いて10分間混練し粒状にした後、この混
練物100重量部に対し、2,5−ジメチル−2,5−ジｔ−ブ
チルパーオキシヘキサンを0.04重量部加えたものを二軸
混練機（（株）日本製鋼所製、TEX−44）によって、220
℃で１分間動的架橋し、熱可塑性エラストマーとした。
この熱可塑性エラストマーの諸特性値は、次の通りであ
る。
引張特性:M100＝17kg/cm2 TB＝44kg/cm2 EB＝620％ 流動特性（雰囲気温度200℃）： η＊＝1.75×104ポイズ n ＝0.66 この熱可塑性エラストマーを40mm押出機を使用して、
厚さ0.6mm、温度220℃でＴダイ押出しすることによりシ
ートを得た。
このシートを表皮材として、実施例−１と同一条件で
成形を行った。成形品は、実施例−１と同様、表皮材の
破れがなく、金型の模様が明確に転写されており、表面
外観も良好な積層体が得られた。
実施例−３ エチレン−プロピレン−エチリデンノルボルネン共重
合体ゴム（プロピレン含量30重量％、ヨウ素価10）100
重量部あたり鉱物油系軟化剤（出光興産（株）製：ダイ
ナプロセスオイル PW380）40重量部を添加した油展EPD
M〔ムーニー粘度（ML1+4100℃）＝78〕を70重量部、ラ
ンダムポリプロピレン（エチレン含量4.5重量％、MFR
（230℃、2.16kg）＝1.3g/10min）30重量部および架橋
助剤（住友化学工業（株）製、スミファインBM ）0.4
重量部をミクストロン（（株）神戸製鋼所製、MIXTRON
BB−16）を用いて10分間混練し粒状にした後、この混
練物100重量部に対し、2,5−ジメチル−2,5−ジｔ−ブ
チルパーオキシヘキサンを0.04重量部加えたものを二軸
混練機（（株）日本製鋼所製、TEX−44）によって、220
℃で１分間動的架橋し、熱可塑性エラストマーとした。
この熱可塑性エラストマーの諸特性値は、次の通りであ
る。
引張特性:M100＝32kg/cm2 TB＝146kg/cm2 EB＝800％ 流動特性（雰囲気温度200℃）： η＊＝2.0×104ポイズ n ＝0.74 流動特性（雰囲気温度250℃）： η＊＝1.6×104ポイズ n ＝0.74 この熱可塑性エラストマーを40mm押圧機を使用して、
厚さ0.6mm、温度220℃でＴダイ押出しすることによりシ
ートを得た。
このシートを表皮材として、内面に模様が刻まれた雌
型を用いて未閉鎖の金型内に載置し、雄型内に設けた樹
脂通路を通じて、250℃で可塑化溶融したポリプロピレ
ン（住友化学工業（株）製、住友ノーブレン AZ564）
を供給した後、金型を閉鎖し成形した。成形品は表皮材
の破れがなく、金型の模様が明確に転写されており、表
面外観が良好な積層体が得られた。
比較例−１ エチレン−プロピレン−エチリデンノルボルネン共重
合体ゴム（プロピレン含量28重量％、ヨウ素価12）100
重量部あたり鉱物油系軟化剤（出光興産（株）製：ダイ
ナプロセスオイル PW380）100重量部を添加した油展EP
DM〔ムーニー粘度（ML1+4100℃）＝53〕を70重量部、ラ
ンダムポリプロピレン（エチレン含量4.5重量％、MFR
（230℃、2.16kg）＝8.0g/10min）30重量部および架橋
助剤（住友化学工業（株）製、スミファインBM ）0.4
重量部をミクストロン（（株）神戸製鋼所製、MIXTRON
BB−16）を用いて10分間混練し粒状にした後、この混
練物100重量部に対し、2,5−ジメチル−2,5−ジｔ−ブ
チルパーオキシヘキサンを0.04重量部加えたものを二軸
混練機（（株）日本製鋼所製、TEX−44）によって、220
℃で１分間動的架橋し、熱可塑性エラストマーとした。
この熱可塑性エラストマーの諸特性値は、次の通りであ
る。
引張特性:M100＝30kg/cm2 TB＝143kg/cm2 EB＝750％ 流動特性（雰囲気温度200℃）： η＊＝8.0×103ポイズ n ＝0.65 このシートを表皮材として、実施例−１と同一条件で
成形を行った。成形品は、表皮材の破れが発生した。
＜発明の効果＞ 熱可塑性エラストマーを用いた表皮材は、熱可塑性樹
脂溶融体の熱および流動から受ける剪断変形により破れ
等の外観不良が発生しやすい。本発明の、特定の流動特
性を有する熱可塑性エラストマーを表皮材として使用し
た場合は、金型面の装飾模様の転写性が良好で、破れ等
のない、良好な外観を有する積層成形体を製造すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
第１図〜第３図は、本発明の積層成形体の製造方法を表
わす装置の縦の断面図である。 １……金型装置、２……雄型 ３……雌型、４……表皮材固定枠 ５……伸縮装置、６……表皮材 ７……熱可塑性樹脂溶融体 ８……熱可塑性樹脂
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 原 孚尚 大阪府高槻市塚原２丁目10番１号 住友 化学工業株式会社内 (72)発明者 臼井 信裕 大阪府高槻市塚原２丁目10番１号 住友 化学工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平１−195040（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−85715（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−102034（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】動的粘弾性測定による、雰囲気温度200
    ℃、振動角速度100rad/secにおける複素粘度（η＊）が
    1.0x104〜5.0x104ポイズ、かつ、振動角速度50〜200rad
    /secの範囲においてニュートン粘性指数（ｎ）が0.6〜
    0.8の流動特性を示すオレフィン系熱可塑性エラストマ
    ーを表皮材として雌雄金型間に配設し、該表皮材と雌ま
    たは雄金型間に熱可塑性樹脂溶融体を供給し、雌雄金型
    を合わせて表皮材と熱可塑性樹脂とを貼合一体化した積
    層成形体。
  2. 【請求項２】動的粘弾性測定による、雰囲気温度200
    ℃、振動角速度100rad/secにおける複素粘度（η＊）が
    1.0x104〜5.0x104ポイズ、かつ、振動角速度50〜200rad
    /secの範囲においてニュートン粘性指数（ｎ）が0.6〜
    0.8の流動特性を示すオレフィン系熱可塑性エストラマ
    ーを表皮材として雌雄金型間に配設し、該表皮材と雌ま
    たは雄金型間に熱可塑性樹脂溶融体を供給し、雌雄金型
    を合わせて表皮材と熱可塑性樹脂とを貼合一体化するこ
    とを特徴とする積層成形体の製造方法。
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