JP5554559B2 - 表皮付発泡成形体の製造方法及び表皮付発泡成形体 - Google Patents

Description

本発明は、表皮付発泡成形体の製造方法及び表皮付発泡成形体に関し、更に詳しくは、軽量でありながら、強度が優れる表皮付発泡成形体の製造方法及び表皮付発泡成形体に関する。

表皮付発泡成形体は、軽量であるので、表皮側を表として、カーゴフロアパネルやリアパーセルシェルフ等の自動車用内装品、内壁用パーティションや扉等の建築用内装品に用いられている。
かかる表皮付発泡成形体の製造方法としては、筒状パリソン又は樹脂シートを加熱溶融させて分割金型間に表皮材と共に配置し型締めを行う方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

国際公開第０６／０４３７０３号パンフレット

しかしながら、上記特許文献１記載の表皮付発泡成形体の製造方法においては、パリソンの壁面同士を完全に密着させずにパリソンを金型で挟み込む際、パリソン間に中空の部分（以下「中空部」という。）が生成しやすい。そうすると、図１０に示すように、得られる表皮付発泡成形体５０は、一部に中空部５１が残った構造となってしまい、耐衝撃性等の強度が不十分となる。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、軽量でありながら、強度が優れる表皮付発泡成形体の製造方法及び表皮付発泡成形体を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討したところ、発泡パリソンの向かい合う内壁面同士を確実に密着させる型締工程を敢えて経由することにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させるに至った。

すなわち、本発明は、（１）発泡成形体と、該発泡成形体の一面に貼着された繊維表皮材とからなる表皮付発泡成形体の製造方法であって、発泡剤及び熱可塑性樹脂を含む混合樹脂を押出して、発泡パリソンとする押出工程と、該発泡パリソンと、繊維表皮材とを分割金型で挟み込んで密閉することにより、発泡パリソンと繊維表皮材とを密着させると共に、発泡パリソンの向かい合う内壁面同士を完全に密着させる型締工程と、型締工程が施された後、分割金型内の空気を吸引して減圧し、発泡パリソンの体積を増加させる吸引工程と、を備える表皮付発泡成形体の製造方法に存する。

本発明は、（２）分割金型が第１金型と第２金型とからなり、第１金型の発泡パリソンを挟み込む側の面には繊維表皮材が垂下されており、第２金型の発泡パリソンを挟み込む側の面には複数の突起が設けられている上記（１）記載の表皮付発泡成形体の製造方法に存する。

本発明は、（３）第２金型には刃形部が設けられており、該刃形部を第１金型の発泡パリソンを挟み込む側の面に押し付けることにより、ピンチオフが施される上記（２）記載の表皮付発泡成形体の製造方法に存する。

本発明は、（４）第１金型及び第２金型にはそれぞれ刃形部が設けられており、該刃形部同士を互いに押し付けることにより、ピンチオフが施される上記（２）記載の表皮付発泡成形体の製造方法に存する。

本発明は、（５）発泡成形体がポリオレフィンからなり、繊維表皮材が不織布からなる上記（１）〜（４）のいずれか一つに記載の表皮付発泡成形体に存する。

本発明は、（６）型締工程において発泡パリソンの向かい合う内壁面の間の空気を吸引する上記（１）〜（５）のいずれか一つに記載の表皮付発泡成形体の製造方法に存する。

本発明は、（７）型締工程において分割金型に設けられた吹出口から分割金型内に空気を吹き込む上記（１）〜（６）のいずれか一つに記載の表皮付発泡成形体の製造方法に存する。

本発明は、（８）発泡パリソンが円筒状の円筒状発泡パリソンである上記（１）〜（７）のいずれか一つに記載の発泡成形体の製造方法に存する。

本発明は、（９）上記（１）〜（８）のいずれか一つに記載の表皮付発泡成形体の製造方法により得られる表皮付発泡成形体であって、繊維表皮材の一部が発泡成形体の表面から内部に向けて物理的に侵入している表皮付発泡成形体に存する。

本発明の表皮付き発泡成形体の製造方法においては、発泡パリソンの向かい合う内壁面同士を確実に密着させる型締工程を備えることで、中空部の生成が抑制される。このため、上記表皮付発泡成形体の製造方法により得られる表皮付発泡成形体は、軽量であることを維持したまま強度が優れるものとなる。
また、上記表皮付発泡成形体の製造方法においては、型締工程を経ることにより、発泡パリソンの内壁面同士が離れ難くなる。このため、発泡倍率を上げることが可能となるので、発泡成形体全体を十分な発泡状態とすることができ、より軽量なものとすることが可能となる。

本発明の表皮付き発泡成形体の製造方法においては、第１金型の発泡パリソンを挟み込む側の面に繊維表皮材を垂下させることにより、簡便な方法でありながら、繊維表皮材を発泡成形体に貼着することができる。
また、第２金型の発泡パリソンを挟み込む側の面に複数の突起を設けることにより、突起が、表皮付発泡成形体表面への凹部形成手段と、密着させる手段とを兼ねるため、簡易な構成で、表面に凹部が形成された表皮付発泡成形体を製造することができる。

本発明の表皮付発泡成形体の製造方法においては、第２金型には刃形部が設けられており、該刃形部を第１金型の発泡パリソンを挟み込む側の面に押し付けることにより、ピンチオフが施されるようにすると、繊維表皮材が発泡成形体に平面状に貼付されるため、繊維表皮材が発泡成形体から剥がれ難くなる。

本発明の表皮付発泡成形体の製造方法においては、第１金型及び第２金型にはそれぞれ刃形部が設けられており、該刃形部同士を互いに押し付けることにより、ピンチオフが施されるようにすると、繊維表皮材が発泡成形体の側面に回り込むため、繊維表皮材の端部が滑らかになり使いやすいという利点がある。

本発明の表皮付発泡成形体の製造方法においては、発泡成形体がポリオレフィンからなり、繊維表皮材が不織布からなるものであると、繊維表皮材を発泡パリソンに密着させる際、不織布を構成する繊維がポリオレフィン内部に入り込むため、貼着強度がより向上する。このため、繊維表皮材が発泡成形体から剥がれ難くなる。

本発明の表皮付発泡成形体の製造方法においては、型締工程において発泡パリソンの向かい合う内壁面の間の空気を吸引する場合、発泡パリソンの向かい合う内壁面同士の密着性を向上させることができる。

本発明の表皮付発泡成形体の製造方法においては、型締工程において分割金型に設けられた吹出口から分割金型内に空気を吹き込む場合、発泡パリソンの向かい合う内壁面同士の密着性をより向上させることができる。

本発明の表皮付発泡成形体には、上述した製造方法により得られ、且つ繊維表皮材の一部が発泡成形体の表面から内部に向けて物理的に侵入しているので、軽量でありながら、強度が優れるものとなる。

図１は、第１実施形態に係る表皮付発泡成形体の製造方法を示すフローチャートである。 図２は、第１実施形態に係る表皮付発泡成形体の製造方法で用いられるダイを示す部分断面図である。 図３は、第１実施形態に係る表皮付発泡成形体の製造方法において分割金型の間に円筒状発泡パリソンが押出された状態を示す垂直断面図である。 図４の（ａ）は、第１実施形態に係る表皮付発泡成形体の製造方法において型締め後の円筒状発泡パリソンが分割金型に挟み込まれ密閉された状態を示す垂直断面図であり、（ｂ）は、（ａ）の部分Ｐを拡大した垂直断面図である。 図５は、第１実施形態に係る表皮付発泡成形体の製造方法において型締めの後の発泡パリソン体に吸引工程を施した後の状態の一部を示す水平断面図である。 図６の（ａ）は、第１実施形態に係る表皮付発泡成形体の製造方法によって得られる表皮付発泡成形体を示す斜視図であり、（ｂ）は、その断面図である。 図７は、第２実施形態に係る表皮付発泡成形体の製造方法において分割金型の間に円筒状発泡パリソンが押出された状態を示す垂直断面図である。 図８の（ａ）は、第２実施形態に係る表皮付発泡成形体の製造方法において円筒状発泡パリソンが分割金型に挟み込まれ密閉された状態を示す垂直断面図であり、（ｂ）は、（ａ）を押圧した後の部分Ｑを模式的に拡大した垂直断面図である。 図９の（ａ）は、第２実施形態に係る表皮付発泡成形体の製造方法によって得られる表皮付発泡成形体を示す斜視図であり、（ｂ）は、その断面図である。 図１０は、従来の表皮付発泡成形体の製造方法によって製造された発泡製形体を示す断面図である。

以下、必要に応じて図面を参照しつつ、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面中、同一要素には同一符号を付すこととし、重複する説明は省略する。また、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。

図１は、第１実施形態に係る表皮付発泡成形体の製造方法を示すフローチャートである。
図１に示すように、第１実施形態に係る表皮付発泡成形体の製造方法は、発泡剤及び熱可塑性樹脂を含む混合樹脂を押出して、発泡パリソンとする押出工程Ｓ１と、該発泡パリソンと、繊維表皮材とを分割金型で挟み込んで密閉することにより、発泡パリソンと繊維表皮材とを密着させると共に、発泡パリソンの向かい合う内壁面同士を密着させる型締工程Ｓ２と、型締工程Ｓ２が施された後、分割金型内の空気を吸引して減圧する吸引工程Ｓ３と、を備える。すなわち、押出工程Ｓ１、型締工程Ｓ２、吸引工程Ｓ３がこの順序で施されることとなる。

上記表皮付発泡成形体の製造方法によれば、軽量でありながら、強度が優れる（中空部が生じない）表皮付発泡成形体を製造することができる。
以下、各工程を更に詳細に説明する。

（押出工程）
押出工程Ｓ１は、押出口から発泡剤及び熱可塑性樹脂を含む混合樹脂を押出し、円筒状の円筒状発泡パリソンとする工程である。

図２は、第１実施形態に係る表皮付発泡成形体の製造方法で用いられるダイの例を示す部分断面図であり、図３は、第１実施形態に係る表皮付発泡成形体の製造方法において分割金型の間に円筒状発泡パリソンが押出された状態を示す垂直断面図である。
図２に示すように、ダイ１０は、ダイ外筒１８と、ダイ外筒１８の略中央に配置されたマンドレル１７と、ダイ外筒１８及びマンドレル１７の間の円筒状空間１９と、該円筒状空間１９に貯留された混合樹脂を下方に押すためのリング状ピストン１２と、混合樹脂を排出する押出口（ダイ出口１１）と、を備える。

押出工程Ｓ１においては、まず、ダイ１０内において、熱可塑性樹脂及び発泡剤を混合した超臨界流体である混合樹脂が混練され、マンドレル１７とダイ外筒１８との間の円筒状空間１９に貯留される。このとき、貯留させる混合樹脂の量は、５〜４０リットルであることが好ましい。
そして、円筒状空間１９に所定量の混合樹脂が貯留された後、リング状ピストン１２を押し下げることにより、図３に示すように、混合樹脂がダイ出口１１から後述する分割金型１３の間に円筒状に押出され、押出されると同時に混合樹脂が発泡し、円筒状発泡パリソン２０となる。

上記表皮付発泡成形体の製造方法においては、混合樹脂を円筒状空間１９で貯留させる方式としたので、混合樹脂が貯留されている間に、気泡セルのサイズの均質化が図られることになる。
また、ダイ外筒１８内でリング状ピストン１２が混合樹脂を押し出す方式（ダイ内アキュムレーター方式）としたので、ダイ出口１１の上下の距離を短くすることができ、押出速度も速くすることができる。このため、気泡セルの状態を維持できる。
このときの混合樹脂の押出速度は、７００ｋｇ／時以上であることが好ましい。この場合、より表面の平滑性が高い表皮付発泡成形体が得られる。

ここで、出発材料となる混合樹脂について説明する。
混合樹脂は、発泡剤及び熱可塑性樹脂を含む。

熱可塑性樹脂としては、エチレン、プロピレン、ブテン、イソプレンペンテン、メチルペンテン等のオレフィン類の単独重合体あるいは共重合体であるポリオレフィン、ポリアミド、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリアクリロニトリル、エチレン−エチルアクリレート共重合体等のアクリル誘導体、ポリカーボネート、エチレン−酢酸ビニル共重合体等の酢酸ビニル共重合体、アイオノマー、エチレン−プロピレン−ジエン類等のターポリマー、ＡＢＳ樹脂、ポリオレフィンオキサイド、ポリアセタール等が挙げられる。なお、これらは一種類を単独で用いても、二種類以上を混合して用いてもよい。
これらの中でも、熱可塑性樹脂は、プロピレン単位を有するものであることが好ましく、具体的には、プロピレン単独重合体、エチレン−プロピレンブロック共重合体、エチレン−プロピレンランダム共重合体であることが好ましい。
さらに、これらの中でも、長鎖分岐構造を有するプロピレン単独重合体であることが特に好ましい。この場合、溶融張力が高くなるので、発泡しやすくなり、気泡セルもより均一化される。

長鎖分岐構造を有するプロピレン単独重合体は、０．９以下の重量平均分岐指数を有するプロピレン単独重合体であることが好ましい。また、重量平均分岐指数ｇ’は、Ｖ１／Ｖ２で表され、Ｖ１が分岐ポリオレフィンの極限粘度数、Ｖ２が分岐ポリオレフィンと同じ重量平均分子量を有する線状ポリオレフィンの極限粘度数である。

熱可塑性樹脂は、２３０℃におけるメルトテンションが３０〜３５０ｍＮの範囲内のポリプロピレン樹脂を用いることが好ましい。ここで、メルトテンションとは、溶融張力を意味する。メルトテンションが上記範囲内であると、発泡用ポリプロピレン系樹脂は歪み硬化性を示し、高い発泡倍率を得ることができる。

熱可塑性樹脂は、２３０℃におけるメルトフローレイト（ＭＦＲ）が１〜１０であることが好ましい。ここで、ＭＦＲとは、ＪＩＳ Ｋ−７２１０に準じて測定した値である。
ＭＦＲが１未満であると、ＭＦＲが上記範囲内にある場合と比較して、押出速度を上げることが困難となる傾向にあり、ＭＦＲが１０を超えると、ＭＦＲが上記範囲内にある場合と比較して、ドローダウン等の発生によりブロー成形が困難となる傾向にある。

混合樹脂には、スチレン系エラストマー及び／又は低密度のポリエチレンを更に添加することが好ましい。スチレン系エラストマーまたは低密度のポリチレンを添加すると、表皮付発泡成形体の低温時の衝撃強度がより向上する。

スチレン系エラストマーとしては、特に限定されないが、分子内に水素が添加されたスチレン単位を有するエラストマーであればよい。例えば、スチレン−エチレン・ブチレン−スチレンブロック共重合体、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、スチレン−ブタジエンランダム共重合体等の水素添加エラストマーが挙げられる。
スチレン系エラストマーの配合割合は、熱可塑性樹脂に対して、成形性の観点から４０ｗｔ％未満の範囲であることが好ましい。
また、スチレン系エラストマー中のスチレンの含有量は、低温時の衝撃強度の観点から、３０ｗｔ％未満であることが好ましく、２０ｗｔ％未満であることがより好ましい。

低密度のポリエチレンは、低温時の衝撃強度の観点から、密度０．９１ｇ／ｃｍ^３以下のものが好適に用いられる。特に、メタロセン系触媒により重合された直鎖状超低密度ポリエチレンを用いることが好ましい。
低密度のポリエチレンの配合割合は、熱可塑性樹脂に対して、剛性及び耐熱性の観点から４０ｗｔ％未満の範囲であることが好ましい。

混合樹脂には、スチレン系エラストマー、低密度のポリエチレン及び発泡剤以外に、シリカ、マイカ、タルク、炭酸カルシウム、ガラス繊維、カーボン繊維等の無機フィラー、核剤、着色剤、可塑剤、安定剤、帯電防止剤、難燃剤、発泡剤等が添加されていてもよい。

発泡剤としては、空気、炭酸ガス、窒素ガス、水等の無機系発泡剤、又は、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ジクロロメタン、ジクロロエタン等の有機系発泡剤が挙げられる。
これらの中でも、発泡剤は、空気、炭酸ガス又は窒素ガスを用いることが好ましい。この場合、有機物の混入がなく、耐久性等の低下がない。

また、発泡方法としては、超臨界流体を用いることが好ましい。特に、炭酸ガス又は窒素ガスを超臨界状態とし、混合樹脂を発泡させることが好ましい。この場合、均一且つ確実に発泡することができる。なお、窒素の超臨界流体は、窒素を臨界温度−１４９．１℃、臨界圧力３．４ＭＰａ以上とすることにより得られ、二酸化炭素の超臨界流体は、二酸化炭素を臨界温度３１℃、臨界圧力７．４ＭＰａ以上とすることにより得られる。

（型締工程）
型締工程Ｓ２は、押出された円筒状発泡パリソンと、繊維表皮材とを分割金型で挟み込んで密閉する工程である。これにより、円筒状発泡パリソンと繊維表皮材とを密着させると共に、円筒状発泡パリソンの向かい合う内壁面同士を密着させる。

図３は、第１実施形態に係る表皮付発泡成形体の製造方法において分割金型の間に円筒状発泡パリソンが押出された状態を示す垂直断面図である。
図３に示すように、第１実施形態に係る表皮付発泡成形体の製造方法においては、分割金型１３が、左側金型１３ａ（第１金型）と右側金型１３ｂ（第２金型）とからなり、円筒状発泡パリソン２０が、左側金型１３ａと右側金型１３ｂとの間に押出される。

左側金型１３ａは、円筒状発泡パリソン２０を挟み込む側の面２３ａの上部に引掛け部２５が設けられており、該引掛け部２５に繊維表皮材２１の端を引掛けることにより、繊維表皮材２１が垂下される。これに加え、面２３ａは、平面となっている。このため、繊維表皮材２１を介して円筒状発泡パリソン２０を挟み込む際、簡便な方法でありながら、繊維表皮材２１に皺等が発生することを抑制できる。

一方、右側金型１３ｂは、円筒状発泡パリソン２０を挟み込む側の面２３ｂの上下それぞれに刃形部２４が設けられており、上下の刃形部２４間に挟まれる部分が後に表皮付発泡成形体となる。
また、右側金型１３ｂは、円筒状発泡パリソン２０を挟み込む側の面２３ｂに複数の突起２３が設けられている。

型締工程Ｓ２においては、ダイ１０の先端に設けられたコアには吸引口１５ａ（図３参照）が設けられており、吸引口１５ａから円筒状発泡パリソン２０の向かい合う内壁面の間、すなわち、円筒状発泡パリソン内の空気が吸引される。これにより、円筒状発泡パリソン２０の向かい合う内壁面同士の密着性をより向上させることができる。

また、型締工程Ｓ２においては、分割金型１３に設けられた吹出口２７から右側金型１３ｂ内に空気が吹き込まれる。これにより、右側金型１３ｂ内の密閉された空間の気圧が上がるので、円筒状発泡パリソン２０の向かい合う内壁面同士の密着性がより一層向上する。すなわち、突起２３により挟み込まれていない部分が、空気の圧力により密着することになる。なお、このときの空気を吹き込む圧力は、気泡セルの形状維持の観点から、０．０５〜０．１５ＭＰａの圧力であることが好ましい。発泡パリソンの冷却を防ぐ観点から、吹き込まれる空気の温度は、発泡パリソンの温度よりも高温であることが好ましい。

図４の（ａ）は、第１実施形態に係る表皮付発泡成形体の製造方法において型締め後の円筒状発泡パリソンが分割金型に挟み込まれ密閉された状態を示す垂直断面図であり、（ｂ）は、（ａ）の部分Ｐを拡大した垂直断面図である。
図４の（ａ）に示すように、型締工程Ｓ２においては、円筒状発泡パリソン２０を分割金型１３で挟み込むことにより、右側金型１３ｂに設けられた突起２３が円筒状発泡パリソン２０の外壁面を押圧する。これにより、円筒状発泡パリソン２０の向かい合う内壁面同士が密着された発泡パリソン体３０となる。また、同時に、発泡パリソン体３０と繊維表皮材２１とが密着される。このとき、発泡パリソン体３０が繊維表皮材２１の表面から内方に侵入し、投錨効果が発揮される。

上記表皮付発泡成形体の製造方法によれば、右側金型１３ｂの突起２３が、表皮付発泡成形体表面への凹部形成手段と、密着させる手段とを兼ねるため、簡易な構成で、表面に凹部が形成された表皮付発泡成形体を製造することが可能となる。

また、図４の（ｂ）に示すように、右側金型１３ｂの上方の刃形部２４は、左側金型１３ａの円筒状発泡パリソン２０を挟み込む側の面２３ａに押し付けられる。これにより、発泡パリソン体３０及び繊維表皮材２１にピンチオフが施される。このため、得られる表皮付発泡成形体においては、発泡成形体に繊維表皮材２１が平面状に貼付されるので、繊維表皮材２１が剥がれ難くなる。

ここで、繊維表皮材２１の素材としては、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリウレタン、アクリル、ビニロン等の合成繊維、アセテート、レーヨン等の半合成繊維、ビスコースレーヨン、銅アンモニアレーヨン等の再生繊維、綿、麻、羊毛、絹等の天然繊維、ガラス繊維、炭素繊維、又はこれらのブレンド繊維が挙げられる。
これらの中でも、繊維表皮材２１の素材は、触感、耐久性及び成形性の観点から、ポリプロピレン又はポリエステルであることが好ましい。

繊維表皮材２１に用いられる糸は、例えば、ポリエステル：（３〜５）デニール×（５０〜１００）ｍｍ等の繊度が３〜１５デニール、繊維長さが２〜５インチ程度のステープルの紡績糸と、細い柔軟なフィラメントを束にしたポリエステル：約５デニール×（約３０〜２００本）＝約１５０〜１０００デニール／１等のマルチフィラメント、又は、ポリエステル：４００〜８００デニール／１等の太いモノ・フィラメントと、を組み合わせて用いることが好ましい。

繊維表皮材２１の組織としては、不織布、織物、編物、それらを起毛した布地等が挙げられる。なお、織物には、織組織が縦糸、横糸が順次上下に交絡する平組織のほか、何本かの糸を跳び越して交絡する種々の変化織も含まれる。
これらの中でも、繊維表皮材２１の組織は、伸びに対する方向性がないため、立体形状に成形し易く、且つ表面の触感、風合いに優れることから、不織布であることが好ましい。

特に、円筒状発泡パリソン２０がポリオレフィンからなり、繊維表皮材２１が不織布からなるものであると、繊維表皮材２１を円筒状発泡パリソンに密着させる際、不織布を構成する繊維がポリオレフィン内部に入り込むため、貼着強度がより向上する。このため、円筒状発泡パリソンが硬化した発泡成形体から繊維表皮材２１が剥がれ難くなる。

これらのことから、繊維表皮材２１は、ポリプロピレン不織布又はポリエステル不織布であることがより好ましい。
この場合、繊維表皮材２１自体が熱可塑性であるので、剥離回収後、加熱して変形させることによって、別の用途に用いることも可能である。

ここで、表皮付発泡成形体の製造方法において、繊維表皮材２１がポリプロピレン不織布であると、発泡成形体と繊維表皮材２１とが同じ素材であることから、リサイクルが容易になる。
一方、繊維表皮材２１がポリエステル不織布であると、発泡成形体と繊維表皮材２１との融点が異なるので、発泡成形体に繊維表皮材２１を接着する際、熱により変質、変形したり、正しい位置に接着できない等の不具合が生じるのを抑制できる。また、この場合、成形性、剛性、外観及び耐久性にも優れる。

第１実施形態に係る表皮付発泡成形体の製造方法においては、円筒状発泡パリソン２０の向かい合う内壁面同士を確実に密着させる型締工程Ｓ２を施すことで、中空部の生成が抑制される。このため、表皮付発泡成形体の製造方法により得られる表皮付発泡成形体は、軽量であることを維持したまま耐衝撃性等の強度が優れるものとなる。
また、上記表皮付発泡成形体の製造方法においては、型締工程Ｓ２を経ることにより、内壁面同士が離れ難くなる。このため、発泡倍率を上げることが可能となるので、表皮付発泡成形体全体を十分な発泡状態とすることができ、より軽量なものとすることが可能となる。

（吸引工程）
吸引工程Ｓ３は、型締工程Ｓ２が施された後、円筒状発泡パリソン２０が分割金型１３間で密閉された状態で、分割金型１３内の空気を吸引して減圧する工程である。

図５は、第１実施形態に係る表皮付発泡成形体の製造方法において型締めの後の発泡パリソン体に吸引工程を施した後の状態の一部を示す垂直断面図である。
図５に示すように、吸引工程Ｓ３においては、分割金型１３に設けられた吹出口２７から分割金型１３内の空気が吸引される。すなわち、繊維表皮材２１及び発泡パリソン体３０は、右側金型１３ｂの突起２３により押圧され、互いに密着された状態を維持したまま、分割金型１３内の密閉された空間の気圧が下がる。
これにより、発泡パリソン体３０は、吹出口２７側に膨出され、これとともに気泡が成長して発泡パリソン体３０の体積が増加する。

このとき、特に繊維表皮材２１が不織布である場合、発泡パリソン体３０が膨出により流動する際に、不織布の表面の繊維も同時に移動するので、繊維表皮材２１と発泡成形体３１との貼着強度はより向上する。
そして、冷却固化させることにより、表皮付発泡成形体が得られる。

図６の（ａ）は、第１実施形態に係る表皮付発泡成形体の製造方法によって得られる表皮付発泡成形体を示す斜視図であり、（ｂ）は、その断面図である。
図６の（ａ）に示すように、表皮付発泡成形体４０は、表面に凹部が形成された発泡成形体３１と、発泡成形体３１の裏面に貼着された繊維表皮材２１とからなる。
このとき、表皮付発泡成形体４０においては、繊維表皮材２１の一部が発泡成形体３１の表面から内部に向けて物理的に侵入している（図示しない）。このため、強度が優れる。

また、図６の（ｂ）に示すように、表皮付発泡成形体４０は、熱可塑性樹脂が内部まで充填されており、中空部が生成されていない。このため、軽量でありながら、強度にも優れるものとなる。

表皮付発泡成形体４０は、複数の気泡セルを複数含んだ独立気泡構造となっている。ここで、独立気泡構造とは、複数の気泡セル有する構造であり、少なくとも独立気泡率が５０％以上のものを意味する。したがって、表面平滑性が優れる。

気泡セルは、平均気泡径が１０００μｍ未満であることが好ましく、５００μｍ未満であることがより好ましい。ここで、平均気泡径とは、沢山ある気泡の最大直径の平均値を意味する。
平均気泡径が１０００μｍ以上であると、平均気泡径が上記範囲内にある場合と比較して、表面粗さが大きくなり表面の平滑性が劣る傾向にある。

表皮付発泡成形体４０は、高発泡の成形体であって、発泡倍率が３．０〜２０倍である。ここで、発泡倍率とは、熱可塑性樹脂の密度を表皮付発泡成形体の見かけ密度で割った値である。

表皮付発泡成形体４０においては、温度２５℃における繊維表皮材２１の発泡成形体３１からの剥離強度が５０Ｎ／２５ｍｍ幅以上であり、好ましくは、８０Ｎ／２５ｍｍ幅以上である。なお、上記剥離強度の値は、ＪＩＳ−Ｋ−７１１３に準拠して測定したものである。
上記剥離強度が５０Ｎ／２５ｍｍ幅以上であると、通常の成人男性の力でも剥がすことが困難であり、耐剥離性に優れた表皮付発泡成形体４０を得ることができる。
特に、自動車用カーブフロアボードに適用する場合、上記の剥離強度が５０Ｎ／２５ｍｍ幅以上、好ましくは８０Ｎ／２５ｍｍ幅以上とすることにより、カーブフロアボードとしての耐久性を十分満足することができる。

表皮付発泡成形体４０においては、温度１５０℃における繊維表皮材２１の発泡成形体３１からの剥離強度が１０Ｎ／２５ｍｍ幅以下であり、好ましくは、５Ｎ／２５ｍｍ幅以下である。
上記剥離強度が１０Ｎ／２５ｍｍ幅以下であると、残留物を発生させることなく容易に剥離が可能となるので、異材質の部材を分離回収する機械的な作業又は人的な作業が容易に行われる。

表皮付発泡成形体４０において、繊維表皮材２１の目付け重量は、立体形状再現性及び成形性の観点から、１００〜５００ｇ／ｍ^２であることが好ましく、１５０〜５００ｇ／ｍ^２であることがより好ましい。なお、かかる目付け重量は、１０ｃｍ^２の重量を直示天秤にて測定し、１ｍ^２当たりの重量に換算した値である。

繊維表皮材２１の引張強度は、立体形状再現性及び成形性の観点から、１５ｋｇ／ｃｍ^２以上であることが好ましく、伸度は、３０％以上であることが好ましい。なお、かかる引張強度及び伸度の値は、温度２０℃にて、ＪＩＳ−Ｋ−７１１３に準拠して測定したものである。

表皮付発泡成形体４０は、発泡板材として好適に用いられ、具体的には、自動車用、航空機用、車両・船舶用、建材用、各種電気機器のハウジング用、スポーツ・レジャー用の撓み剛性又は曲げ座屈に強い構造部材等に用いられる。
特に、カーゴフロアボード、デッキボード、リアパーセルシェルフ、ルーフパネル、ドアトリム等の内装パネル、ドアインナーパネル、プラットフォーム、ハードトップ、サンルーフ、ボンネット、バンパー、フロアスペーサー、ディビアパッド等の自動車の構造部材として用いると、自動車の軽量化が測れるので、燃費が向上することになる。

［第２実施形態］
本発明に係る表皮付発泡成形体の製造方法の第２実施形態について説明する。
第２実施形態に係る表皮付発泡成形体の製造方法は、分割金型５３が異なること以外は、第１実施形態に係る表皮付発泡成形体の製造方法と同様である。

図７は、第２実施形態に係る表皮付発泡成形体の製造方法において分割金型の間に円筒状発泡パリソンが押出された状態を示す垂直断面図である。
図７に示すように、第２実施形態に係る表皮付発泡成形体の製造方法においては、分割金型５３が、左側金型５３ａと右側金型５３ｂとからなり、円筒状発泡パリソン２０が、左側金型５３ａと右側金型５３ｂとの間に押出される。

左側金型５３ａは、円筒状発泡パリソン２０を挟み込む側の面６３ａの上下それぞれに刃形部５４ａが設けられており、上方の刃形部５４ａの更に上部に引掛け部５５が設けられている。そして、引掛け部５５に繊維表皮材２１の端を引掛けることにより、繊維表皮材２１が垂下される。すなわち、繊維表皮材２１は、刃形部５４ａを覆うように垂下されている。これに加え、面６３ａは、平面となっている。このため、繊維表皮材２１を介して円筒状発泡パリソン２０を挟み込む際、簡便な方法でありながら、繊維表皮材２１への皺の発生を防止できる。

一方、右側金型５３ｂは、上下それぞれに刃形部５４ｂが設けられており、上下の刃形部５４ｂ間に挟まれる部分が後に表皮付発泡成形体となる。
また、右側金型５３ｂは、円筒状発泡パリソン２０を挟み込む側の面６３ｂに複数の突起６３が設けられている。

図８の（ａ）は、第２実施形態に係る表皮付発泡成形体の製造方法において円筒状発泡パリソンが分割金型に挟み込まれ密閉された状態を示す垂直断面図であり、（ｂ）は、（ａ）を押圧した後の部分Ｑを模式的に拡大した垂直断面図である。
図８の（ａ）に示すように、型締工程においては、円筒状発泡パリソン２０を分割金型５３で挟み込むことにより、右側金型１３ｂに設けられた突起６３が円筒状発泡パリソン２０の外壁面を押圧し、円筒状発泡パリソン２０の向かい合う内壁面同士が密着された発泡パリソン体３０となる。また、同時に、発泡パリソン体３０と繊維表皮材２１とが密着（貼着）される。

上記表皮付発泡成形体の製造方法によれば、右側金型５３ｂの突起６３が、表皮付発泡成形体表面への凹部形成手段と、密着させる手段とを兼ねるため、簡易な構成で、表面に凹部が形成された表皮付発泡成形体を製造することが可能となる。

また、図８の（ｂ）に示すように、左側金型５３ａの刃形部５４ａと、右側金型５３ｂの刃形部５４ｂとを互いに押し付ける。これにより、発泡パリソン体３０及び繊維表皮材２１にピンチオフが施される。このため、得られる表皮付発泡成形体においては、繊維表皮材２１が発泡成形体の側面に回り込むため、繊維表皮材の端部が滑らかになり使いやすいという利点がある。

そして、第１実施形態に係る表皮付発泡成形体の製造方法と同様に、吸引工程Ｓ３を経て、冷却固化することにより、表皮付発泡成形体が得られる（図９参照）。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。

例えば、第１及び第２実施形態に係る表皮付発泡成形体の製造方法においては、円筒状発泡パリソンを用いて、表皮付発泡成形体を製造しているが、他の実施形態に係る表皮付発泡成形体の製造方法においては、複数（例えば２枚）のシート状発泡パリソンを用いてもよい。
この場合、表皮付発泡成形体の製造方法は、発泡剤及び熱可塑性樹脂を含む混合樹脂を押出して、シート状発泡パリソンとする押出工程と、複数のシート状発泡パリソンと、繊維表皮材とを分割金型で挟み込んで密閉することにより、シート状発泡パリソンと繊維表皮材とを密着させると共に、シート状発泡パリソンの向かい合う内壁面同士を密着させる型締工程と、型締工程が施された後、分割金型内の空気を吸引して減圧する吸引工程と、を備えることになる。

また、押し出した発泡パリソンを直接分割金型間に搬送して成形する場合に限らず、押出後、発泡パリソンを冷却固化して発泡パリソン成形体とし、その後、発泡パリソン成形体を再加熱して、発泡パリソンに戻し、分割金型間に搬送して成形してもよい。

第１実施形態に係る表皮付発泡成形体の製造方法においては、密着工程において発泡パリソンの向かい合う内壁面の間の空気を吸引しているが、必須ではない。
また、型締工程において分割金型に設けられた吹出口から分割金型内に空気を吹き込んでいるが必須ではない。

本発明に係る表皮付発泡成形体の製造方法によって得られる表皮付発泡成形体は、発泡板材として好適に用いられ、具体的には、自動車用、航空機用、車両・船舶用、建材用、各種電気機器のハウジング用、スポーツ・レジャー用の撓み剛性又は曲げ座屈に強い構造部材等に用いられる。かかる表皮付発泡成形体は、軽量でありながら、強度が優れるものである。

１０・・・ダイ
１１・・・ダイ出口
１２・・・リング状ピストン
１３，５３・・・分割金型
１３ａ，５３ａ・・・左側金型（第１金型）
１３ｂ，５３ｂ・・・右側金型（第２金型）
１５ａ・・・吸引口
１７・・・マンドレル
１８・・・ダイ外筒
１９・・・円筒状空間
２０・・・円筒状発泡パリソン
２１・・・繊維表皮材
２３，６３・・・突起
２３ａ，２３ｂ，６３ａ，６３ｂ・・・面
２４，５４ａ，５４ｂ・・・刃形部
２５，５５・・・引掛け部
２７・・・吹出口
３０・・・発泡パリソン体
３１・・・発泡成形体
４０，５０・・・表皮付発泡成形体
５１・・・中空部
Ｓ１・・・押出工程
Ｓ２・・・型締工程
Ｓ３・・・吸引工程

Claims (9)

1. 発泡成形体と、該発泡成形体の一面に貼着された繊維表皮材とからなる表皮付発泡成形体の製造方法であって、
   発泡剤及び熱可塑性樹脂を含む混合樹脂を押出して、発泡パリソンとする押出工程と、
   該発泡パリソンと、前記繊維表皮材とを分割金型で挟み込んで密閉することにより、前記発泡パリソンと前記繊維表皮材とを密着させると共に、前記発泡パリソンの向かい合う内壁面同士を完全に密着させる型締工程と、
   前記型締工程が施された後、前記分割金型内の空気を吸引して減圧し、発泡パリソンの体積を増加させる吸引工程と、
   を備える表皮付発泡成形体の製造方法。
2. 前記分割金型が第１金型と第２金型とからなり、
   前記第１金型の前記発泡パリソンを挟み込む側の面には前記繊維表皮材が垂下されており、
   前記第２金型の前記発泡パリソンを挟み込む側の面には複数の突起が設けられている請求項１記載の表皮付発泡成形体の製造方法。
3. 前記第２金型には刃形部が設けられており、
   該刃形部を前記第１金型の前記発泡パリソンを挟み込む側の面に押し付けることにより、ピンチオフが施される請求項２記載の表皮付発泡成形体の製造方法。
4. 前記第１金型及び前記第２金型にはそれぞれ刃形部が設けられており、
   該刃形部同士を互いに押し付けることにより、ピンチオフが施される請求項２記載の表皮付発泡成形体の製造方法。
5. 前記発泡成形体がポリオレフィンからなり、前記繊維表皮材が不織布からなる請求項１〜４のいずれか一項に記載の表皮付発泡成形体。
6. 前記型締工程において前記発泡パリソンの向かい合う内壁面の間の空気を吸引する請求項１〜５のいずれか一項に記載の表皮付発泡成形体の製造方法。
7. 前記型締工程において前記分割金型に設けられた吹出口から前記分割金型内に空気を吹き込む請求項１〜６のいずれか一項に記載の表皮付発泡成形体の製造方法。
8. 前記発泡パリソンが円筒状の円筒状発泡パリソンである請求項１〜７のいずれか一項に記載の発泡成形体の製造方法。
9. 請求項１〜８のいずれか一項に記載の表皮付発泡成形体の製造方法により得られる表皮付発泡成形体であって、
   繊維表皮材の一部が発泡成形体の表面から内部に向けて物理的に侵入している表皮付発泡成形体。

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