JP2977753B2 - 樹脂成形体とその製造方法 - Google Patents
樹脂成形体とその製造方法Info
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Description
ネル、ドアートリム、コンソールボックス等の樹脂成形
体とその製造方法に係り、詳しくは表皮材料を樹脂製の
芯体に貼合せて一体に成形した樹脂成形体とその製造方
法に関する。
パネル、ドアートリム、コンソールボックス等の樹脂成
形体の製造方法としては、塩化ビニルとABS樹脂のブ
レンド樹脂をシート状に押し出した後、エッチング絞り
ロールによって模様を付け、これを真空成形によって賦
形した表皮材と、射出成形やスタンピング成形で賦形し
た芯材(基材)とをウレタン発泡型に設置した後、発泡
ウレタンを注入して一体成形する方法が主流であった。
りのために、充分な皮絞り感が出現しないことや、真空
成形によるシートの延伸によって、絞りが拡大して浅く
なる等の意匠上の問題や、また部品のリサイクルを考え
た場合、上記3層構造の分離が容易に行うことができ
ず、その廃棄物処理の費用も増大する問題があった。更
には、上記工法は表皮成形、芯材成形、そして発泡成形
と3工程からなるため、とりわけ製品のソフト感を得る
ための発泡成形には、コストがかかり過ぎると言う評価
もあった。
り歪が少なく、変形の少ない成形品を得る方法として、
注入法プレス成形法、あるいはSPモールド(Low
Strain Molding Process)と呼
ばれるものが採用されている。これは、カレンダーある
いは押出成形されたシートにEPPの裏打ちされた複合
シートを真空成形により賦形し、射出成形の雌型にセッ
トして表皮材と芯材とを一体成形するものである。
から電鋳型を使用したスラッシュ表皮成形があり、当工
法を使用した塩化ビニル製表皮、塩化ビニル製発泡体、
そして芯体の一体発泡品が優れた絞り感のある製品とし
て採用されてきた。また、本皮絞り感をもつ脱ウレタン
工法として、電鋳型でシエルを造り、ZAS鋳造で裏打
ちした射出成形型の雌型を作製し、ダブルインジェクシ
ョンにより雌型面がポリプロピレン樹脂とプロセスオイ
ルを添加したエチレンプロピレンゴムの混合物、即ちオ
レフィン系熱可塑性エラストマー(TPO)、雄型面を
ポリプロピレン樹脂等で一体成形する方法もある。
して、電鋳型でシエルを造り、ZAS鋳造で裏打ちした
射出成形型の雌型を作製し、ダブルインジェクションに
より雌型面がポリプロピレン樹脂とプロセスオイルを添
加したエチレンプロピレンゴムの混合物、即ちオレフィ
ン系熱可塑性エラストマー(TPO)、雄型面をポリプ
ロピレン樹脂等で一体成形する方法もある。
法の欠点としては、表皮材が予めシートに加工されてい
るため、一体成形時に表皮端材が50〜60%発生する
ため、本皮絞り感が得られず、また質感が悪くなった割
りにはコスト削減効果が少ないとの評価となっている。
また、スラッシュ成形により得られた塩化ビニル製表
皮、塩化ビニル製発泡体、そして芯体の一体発泡品は、
表皮端材が30〜40%と少ないが、ウレタン発泡工程
を必要とするため、コスト高になると評価されている。
ず型作製上、ZAS鋳造作製の冷却段階で収縮歪みによ
って電鋳型が変形するため、インストルメントパネルの
ような大型品は作製不能であり、またTPOは流動性が
悪く、ソリッドで1.5〜2.5mmと板厚が厚くて製
品として重くなり、更に表面の艶ムラや傷防止のため
に、後塗装を必要とする問題があった。本発明はこのよ
うな問題点を改善するものであり、樹脂製芯体の表面
に、熱可塑性エラストマーの粉砕物をスラッシュ成形し
て得られた表皮材を一体成形することにより、表皮材を
芯材に強固に密着したソフト感を出すことのでき、また
質感が良好でリサイクル性の高い樹脂成形体とその製造
方法を提供することを目的とする。
るところは、樹脂製の芯体の表面に、ポリプロピレン樹
脂とスチレン系熱可塑性エラストマーとを重量比70/
30〜30/70の割合で混合した熱可塑性エラストマ
ーの粉砕物をスラッシュ成形して得られた表皮材料を一
体成形して積層した樹脂成形体にある。
ン樹脂とスチレン系熱可塑性エラストマーとを重量比7
0/30〜30/70の割合で混合した熱可塑性エラス
トマーの粉砕物をスラッシュ成形して得られたソリッド
の表面層と、上記粉砕物に発泡剤を添加したものをスラ
ッシュ成形して得られた発泡層と、上記表面層と同じ材
質をスラッシュ成形して得られたソリッドの内側層の3
層からなる場合を含む。
着し、未閉鎖の雌型と雄型間に溶融樹脂を供給した後
に、雌型と雄型を閉じて溶融樹脂をキャビティ内に押し
拡げ、加圧して賦形することで表皮材料を樹脂製の芯体
に貼合せて一体に成形する樹脂成形体の製造方法、即ち
圧縮成形方法を用いて樹脂成形体を製造する方法におい
て、上記表皮材料としてポリプロピレン樹脂とスチレン
系熱可塑性エラストマーとを重量比70/30〜30/
70の割合で混合したスチレン系熱可塑性エラストマー
の粉砕物をスラッシュ成形して得られたものを用いる樹
脂成形体の製造方法にある。そして、一方の型に表皮材
料を付着し、雌型と雄型を閉じた後、溶融樹脂を両型に
よって形成されたキャビティ内に射出して表皮材料を樹
脂製の芯体に一体に成形する樹脂成形体の製造方法、即
ち射出成形法を用いて樹脂成形体を製造する方法におい
て、上記表皮材料としてポリプロピレン樹脂とスチレン
系熱可塑性エラストマーとを重量比70/30〜30/
70の割合で混合したスチレン系熱可塑性エラストマー
の粉砕物をスラッシュ成形して得られたものを用いる樹
脂成形体の製造方法も含む。
ン樹脂とスチレン系熱可塑性エラストマーとを重量比7
0/30〜30/70の割合で混合したものを粉砕し、
この粉砕物をスラッシュ成形して得られたソリッドの表
面層と、上記粉砕物に発泡剤を添加したものをスラッシ
ュ成形して得られた発泡層と、上記表面層と同じ材質を
スラッシュ成形して得られたソリッドの内側層の3層か
らなる場合や、芯体がポリプロピレン、ABS、ポリス
チレンから選ばれた樹脂である場合を含む。
方法を添付図面に基づいて説明する。図1は本発明にお
いて使用するスラッシュ成形により得られた表皮材料の
断面図である。これによると、まず表皮材料1は、厚さ
が0.2〜1mmの皮シボやステッチを有しているソリ
ッドの表面層2と、厚さが1.0〜2.0mmのクッシ
ョン性を付与している発泡層3と、厚さが表面層より大
きく0.4〜1.2mmの内側層4から構成されてい
る。内側層4は芯材を賦形する際の熱と圧力から発泡層
3を保護し、かつ芯材との接着性を確保するためにあ
る。即ち、内側層4が成形時に熱溶融した樹脂に接触し
て溶融しても、中間層の発泡層3が破壊されないような
厚さに設定され、芯材との接着性を維持している。
の粉砕物をスラッシュ成形して得られたソリッドの表面
層2と、上記粉砕物にアゾ・ジ・カーボンアミド、ジ・
ニトロソ・ペンタメチレンテトラミン、4,4’−オキ
シビス・ベンゼン・スルフォニル・ヒドラジン等からな
る化学発泡剤、あるいはマイクロバルーン等の中空ビー
ズを添加したものをスラッシュ成形して得られた発泡層
3と、上記表面層2と同じ材質をスラッシュ成形して得
られたソリッドの内側層4の3層からなっている。尚、
本発明で使用する表皮材料1は、3層にする必要はな
く、ソリッドの表面層2と発泡層3の2層、あるいはソ
リッド層の一層でもよい。
0〜70°Cに予備加熱したスラッシュ成形用の金型を
約220〜270°Cまで上昇させた後、上記粉砕物を
この金型内に投入して一定時間経過後に型を反転し、余
分の粉末樹脂組成物を回収箱へ排出して型表面に付着し
た第1層を形成し、そして発泡剤を添加した粉砕物を金
型内に投入し排出して第2層を形成した後、キュアー
し、続いて上記粉砕物を金型内に投入し排出して第3層
を形成した後、キュアーし、金型を約50〜70°Cま
で冷却して表皮材料を脱型する。
トマーとして、ポリプロピレン樹脂とスチレン系熱可塑
性エラストマーとを重量比70/30〜30/70の割
合で混合したものが使用される。ポリプロピレン樹脂
は、ポリプロピレンホモポリマー、α−オレフィンとの
ランダム共重合体のいずれでもよいが、特にα−オレフ
ィンとしてエチレンを用いたブロックあるいはランダム
共重合体が成形体の柔軟性の面からいって好ましい。ま
た、圧力のかからない粉末スラッシュ成形に用いるため
には、ポリプロピレン樹脂の溶融流動性の指数としてJ
IS K7210により230°Cで荷重2.16kg
fで測定したMFR(メルトフローレート)が20g/
10分以上であることが必要である。
は、スチレン・エチレンブチレン・スチレンブロック共
重合体(SEBS)、スチレン・エチレンプロピレン・
スチレンブロック共重合体(SEPS)、もしくはスチ
レン含量20重量%以下の水素添加スチレンブタジエン
ゴム(水素添加SBR)から選ばれる。上記SEBSは
スチレン・ブタジエン・スチレンブロック共重合体(S
BS)を水素添加したものであり、シエル化学社製の商
品であるクレイトンGシリーズ、旭化成社製の商品であ
るタフテックHシリーズ等が挙げられる。このSEBS
ではスチレン含量が増えるにつれて強度が上昇するが、
柔軟性が低下する。また、同SEBSではスラッシュ成
形時に溶融してスチレンハードセグメントが凝集し、平
滑なシート状成形体を得にくいことがある。従って、ス
チレン含量は20%重量以下がよい。
ンブロック共重合体(SIS)を水素添加したもので、
クラレ社製の商品であるセプトンが代表的である。SE
BSと同様にスチレン含量が増えるにつれ柔軟性が低下
するために、スチレン含量は20重量%以下がよい。
がランダムに共重合しているスチレンブタジエンゴムを
水素添加している点で、ブロック共重合体であるSEB
Sと異なっている。代表的なものとして、日本合成ゴム
社製の商品であるダイナロンシリーズがある。
MFRは、大きい方が好ましい。また、ポリプロピレン
樹脂とスチレン系熱可塑性エラストマーの混合比率(ポ
リプロピレン樹脂/スチレン系熱可塑性エラストマー)
は重量比70/30〜30/70であり、重量比70/
30を越えると柔軟性が損なわれ、他方重量比30/7
0未満であると成形体の耐熱性や耐薬品性が低下する。
ポリプロピレン樹脂/スチレン系熱可塑性エラストマー
の混合系の溶融流動性は、MFR(230°,2.16
kgf)で少なくとも8g/10分以上が必要とされ
る。これ未満であると、得られたシート状成形体の粉末
間にピンホールが多数残ったり、はなはだしい場合には
粉末間の融着が不充分となってシートにならないことも
ある。
安定剤としては、通常のポリオレフィンに用いられるも
のが使用できる。一般的には、ヒンダードフェノールと
有機イオウ系の酸化防止剤を併用して使用するが、特に
限定されるものではない。また、光安定剤としては、ベ
ンゾチアゾール系のものが使用されることもある。顔料
は通常のオレフィン系に適した有機、無機のものが使用
される。更に、脂肪酸金属塩等の滑剤や炭酸カルシウ
ム、タルク等の充填剤等が必要に応じて添加される。
タンブラー、ヘンシェルミキサー等を用いて行われる。
次いで、この混合物を二軸押出機等によって溶融混練し
てペレット化する。このペレットはターボミル、ピンミ
ル、ハンマーミル等の衝撃型微粉砕機を用いて微粉砕さ
れる。この時通常では液体窒素を用いて冷凍粉砕され
る。常温で粉砕すると、糸を引いて粗い粉末しか得られ
ない。しかし、ポリプロピレン樹脂の少ないペレット
は、常温粉砕できる場合がある。粉砕されたものは篩い
等によって粒径が少なくとも500μm以下、好ましく
は300μm以下のものを集め、500μmを越えるも
のは再度粉砕される。
使用する粉末樹脂組成物が、充分な粉末流動性をもたな
い場合には、型の複雑形状部に流れ込まずに欠損やピン
ホールをもつシートを成形することになる。そのため、
本発明では、特に粉末樹脂組成物の中に流動性改良剤で
ある炭酸カルシウム、シリカ等の充填剤、あるいはステ
アリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム等の脂肪酸金属
塩や脂肪酸アミド、脂肪酸エステル等の滑剤、あるいは
樹脂微粉末等を添加することができる。尚、上記充填剤
はスラッシュ成形時に溶融せずにそのまま残存するが、
滑剤と樹脂微粉末は溶融して粉末樹脂組成物中に取り込
まれる。これらの流動性改良剤はペレットを粉砕した後
にヘンシェルミキサー等の混合機によって加えるが、粉
砕前にペレットにまぶして粉砕してもよい。
付着してコロの働きをするため、粉末の流動性を改良で
きる効果がある。しかし、上記添加物を多量に加える
と、シート成形体の機械的特性が低下するため、充填剤
と滑剤との添加量はポリプロピレン樹脂とスチレン系熱
可塑性エラストマーとの混合物100重量部に対して2
重量部未満であり、一方樹脂微粉末は10重量部未満で
ある。尚、この樹脂微粉末は粉末樹脂組成物と相溶性に
優れるオレフィン系であり、特に適当なものとしては低
密度ポリエチレン化学粉砕物である。化学粉砕とは樹脂
を溶剤に溶かし、これを不溶溶剤中に投入して析出させ
るもので、機械粉砕に比べて細かいものが得られる。
に示すように圧縮成形方法を用いて樹脂製の芯体に貼合
せて一体に成形される。まず、表皮材料1は、図2に示
すように、雌型7に装着される。この場合、雌型7内に
は型表面へ貫通した通路8が設けられ、吸引装置9を稼
働させ真空引きすることで、表皮材料1が雌型7に装着
する。雌型7には、型表面から突出した突起部10が設
けられ、表皮材料の端部11に密接している。他方、雄
型13は、型表面に雌型の突起部10を収容する凹部1
4を有し、また内部に溶融樹脂を射出するゲート15を
設けている。この場合の雌型7と雄型13の温度は30
〜40°Cである。
13を未閉鎖の状態で雄型7のゲート15から比較的粘
度の大きい溶融樹脂16を低圧で雄型13の型表面に供
給する。
13とを閉じて溶融樹脂16をキャビティ17内に押し
拡げ、更に図5に示すように型締面圧30〜150kg
/cm2 で加圧して賦形する。この場合、溶融樹脂16
は雌型7に設けた突起部10によって流動阻止され、型
表面と表皮材料1の間に浸入しない。
脂成形体を脱型する。得られた樹脂成形体18は、図6
に示すようにパネルであり、表皮材料1が樹脂製の芯体
19に貼合せてた構成になっている。表皮材料の端部1
1は芯体19の凹部21に収容され、良好な外観になっ
ている。ここで使用する芯体19は、ポリプロピレン、
ABS、ポリスチレン等からなる。
を付着し、雌型と雄型を閉じた後、溶融樹脂を両型によ
って形成されたキャビティ内に射出圧力500〜160
0kg/cm2 程度の高圧で射出して表皮材料を樹脂製
の芯体に一体に成形する射出成形法を用いた樹脂成形体
の製造方法であってもよい。
細に説明する。 実施例1 ポリプロピレン樹脂としてハイポールJ740(三井石
油化学社製のポリプロピレンブロック共重合体、MFR
25g/10分)50重量部と、SEBSとしてクレイ
トンG1657(シェル化学社製、スチレン含量13重
量%、MFR9g/10分)50重量部と、熱安定剤と
してスミライザーGA80(住友化学社製、高分子量ヒ
ンダードフェノール)0.1重量部と、スミライザーT
P−D(住友化学社製、有機イオウ系2次酸化防止剤)
0.2重量部と、紫外線吸収剤としてスミソーブ300
(住友化学社製、ベンゾトリアゾール系)0.1重量部
をタンブラーで混合し、二軸押出機(池貝鉄鋼社製、P
CM45)を用い、220°Cで押出してペレット化し
た。
ボ工業社製)に液体窒素に浸したペレットを投入して粉
砕し、500μmの篩い通過分のみを集めた。得られた
粉末に更に流動性改良剤であるステアリン酸亜鉛1.5
重量部を加えて流動性を改善した粉末樹脂組成物を得
た。
シュ成形を行った。このスラッシュ成形の方法として
は、まず電鋳型を加熱して型温が270°Cになった時
点で上記粉末樹脂組成物を一度に落とし型表面を覆っ
た。そして、10秒間静置した後に型を反転して余分の
粉末を排出した。続いて、上記粉末樹脂組成物にアゾ・
ジ・カーボンアミドを添加したものを同じく電鋳型に投
入し、60秒間静置した後に型を反転して余分の粉末を
排出した後、60秒間キュアーした。更に、上記粉末樹
脂組成物を同じ電鋳型に投入し、20秒間静置した後に
型を反転して余分の粉末を排出した。そして、30秒間
キュアーした後、60°Cまで急冷して、厚さ0.4m
mのソリッドの表面層と、厚さ1.5mmの発泡層と、
厚さ0.6mmのソリッドの内側層の3層からな表皮材
料を脱型した。
空引きして装着した後、雌型と雄型を未閉鎖の状態でポ
リプロピレンの溶融樹脂(樹脂温度190°C)を雄型
の型表面に供給した。そして、雌型と雄型とを閉じて溶
融樹脂をキャビティ内に押し拡げ、更に型締面圧約80
kg/cm2 で加圧して賦形した。その後、雌型と雄型
とを開けて、樹脂成形体を脱型した。得られた樹脂成形
体の表皮材料と芯体との接着は良好であり、また表皮材
料のソフト感、絞り感は充分に出現していた。
製造方法では、表皮材料としてポリプロピレン樹脂とス
チレン系熱可塑性エラストマーとを重量比70/30〜
30/70の割合で混合した熱可塑性エラストマーの粉
砕物をスラッシュ成形して得られたものを使用し、これ
を低圧あるいは高圧の射出成形法によって一体成形する
ことにより、表皮材料を芯材に強固に密着させ、またス
ラッシュ成形により得られた表皮材料の特長であるソフ
ト感、絞り感を充分に発揮することができ、更に得られ
た成形体は脱ウレタン、脱塩ビの材料構成によりリサイ
クル性の高いものになるといった優れた効果を有してい
る。
得られた表皮材料の断面図である。
溶融樹脂を雄型の型表面に供給する工程を示す。
に押し拡げる工程を示す。
する工程を示す。
Claims (6)
- 【請求項1】 樹脂製の芯体の表面に、ポリプロピレン
樹脂とスチレン系熱可塑性エラストマーとを重量比70
/30〜30/70の割合で混合した熱可塑性エラスト
マーの粉砕物をスラッシュ成形して得られた表皮材料を
一体成形して積層したことを特徴とする樹脂成形体。 - 【請求項2】 表皮材料がポリプロピレン樹脂とスチレ
ン系熱可塑性エラストマーとを重量比70/30〜30
/70の割合で混合した熱可塑性エラストマーの粉砕物
をスラッシュ成形して得られたソリッドの表面層と、上
記粉砕物に発泡剤を添加したものをスラッシュ成形して
得られた発泡層と、上記表面層と同じ材質をスラッシュ
成形して得られたソリッドの内側層の3層からなる請求
項1記載の樹脂成形体。 - 【請求項3】 一方の型に表皮材料を付着し、未閉鎖の
雌型と雄型間に溶融樹脂を供給した後に、雌型と雄型を
閉じて溶融樹脂をキャビティ内に押し拡げ、加圧して賦
形することで表皮材料を樹脂製の芯体に貼合せて一体に
成形する樹脂成形体の製造方法において、上記表皮材料
としてポリプロピレン樹脂とスチレン系熱可塑性エラス
トマーとを重量比70/30〜30/70の割合で混合
した熱可塑性エラストマーの粉砕物をスラッシュ成形し
て得られたものを用いることを特徴とする樹脂成形体の
製造方法。 - 【請求項4】 一方の型に表皮材料を付着し、雌型と雄
型を閉じた後、溶融樹脂を両型によって形成されたキャ
ビティ内に射出して表皮材料を樹脂製の芯体に一体に成
形する樹脂成形体の製造方法において、上記表皮材料と
してポリプロピレン樹脂とスチレン系熱可塑性エラスト
マーとを重量比70/30〜30/70の割合で混合し
た熱可塑性エラストマーの粉砕物をスラッシュ成形して
得られたものを用いることを特徴とする樹脂成形体の製
造方法。 - 【請求項5】 表皮材料がポリプロピレン樹脂とスチレ
ン系熱可塑性エラストマーとを重量比70/30〜30
/70の割合で混合した熱可塑性エラストマーの粉砕物
をスラッシュ成形して得られたソリッドの表面層と、上
記粉砕物に発泡剤を添加したものをスラッシュ成形して
得られた発泡層と、上記表面層と同じ材質をスラッシュ
成形して得られたソリッドの内側層の3層からなる請求
項3ま たは4記載の樹脂成形体の製造方法。 - 【請求項6】 芯体がポリプロピレン、ABS、ポリス
チレンから選ばれた樹脂である請求項3または4記載の
樹脂成形体の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34865795A JP2977753B2 (ja) | 1995-01-27 | 1995-12-18 | 樹脂成形体とその製造方法 |
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JP7-31458 | 1995-01-27 | ||
JP34865795A JP2977753B2 (ja) | 1995-01-27 | 1995-12-18 | 樹脂成形体とその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08258224A JPH08258224A (ja) | 1996-10-08 |
JP2977753B2 true JP2977753B2 (ja) | 1999-11-15 |
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ID=26369930
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JP34865795A Expired - Fee Related JP2977753B2 (ja) | 1995-01-27 | 1995-12-18 | 樹脂成形体とその製造方法 |
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1995
- 1995-12-18 JP JP34865795A patent/JP2977753B2/ja not_active Expired - Fee Related
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