JP2018176576A - 樹脂成形体及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】樹脂成形体及びその製造方法を提供する。【解決手段】補強繊維及び前記補強繊維同士を結着している第１熱可塑性樹脂を含有する板状の基材１１と、射出成形部材からなり、基材１１の端面１１ａから、基材１１の板面方向へと延設された延設部１２と、を備える樹脂成形体１である。補強繊維はケナフ等の植物繊維であることが好ましい。また、基材１１と延設部１２との接続部の一面及び他面のうちの少なくとも一面の側において、基材１１と延設部１２とが面一に接続されていることが好ましい。更に、延設部１２には、脂成形体１の外縁部を構成するとともに、他面の側へ向かって内巻き形状をなしている板状部が更に延設されていてもよい。また、樹脂成形体の製造方法は、基材１１の賦形をする賦形工程と、延設部１２を射出成形により形成する延設部形成工程と、を備える。【選択図】図４

Description

本発明は樹脂成形体及びその製造方法に関する。更に詳しくは、本発明は、補強繊維を含有する熱可塑性樹脂製の板状の基材の端面から、板面方向へと延設された延設部を備える樹脂成形体であり、延設部により意匠アンダー形状部を形成することもできる樹脂成形体及びその製造方法に関する。

従来、樹脂成形体からなる車両内装用基材の、車室側とは反対側となる裏面には、内装材を車両パネルに取り付けるためのリテーナーブラケット、ボス、ランナー等のアンダー形状構造物が取り付けられている（図１参照）。これらのアンダー形状構造物は、基材をプレス成形すると同時に、基材の裏面に熱可塑性樹脂を射出成形することにより設けられている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に記載された成形構造体では、トリムボードに溶融樹脂を射出することで、トリムボードと接合されたブラケットが成形されたドアトリムが例示されている。

特開２０１３−９１２８７号公報

前述のように、プレス成形された車両内装用基材の裏面には、射出成形により各種のアンダー形状構造物が取り付けられている。また、植物繊維等の補強繊維を含有する熱可塑性樹脂を用いて成形された基材は、通常、その全面が板状に形成される。そのため、表面（裏面）にアンダー形状構造物を取り付けることはできるが、基材の外周部の端面に、補強繊維を含有しない熱可塑性樹脂のみからなる樹脂成形部を、基材の板面方向に設けることは、これまでなされていない。従って、基材の外縁部に意匠アンダー形状部を有する場合は、基材及び意匠アンダー形状部、即ち、樹脂成形体の全体を熱可塑性樹脂を射出成形することにより形成している。

本発明は、前述の従来技術の状況に鑑みてなされたものであり、加熱された板状の基材成形用シートが成形型にインサートされ、基材がプレス成形されると同時に、基材の端面となる側面に、補強繊維を含有しない熱可塑性樹脂のみからなる樹脂が射出され、基材の板面方向に延設部が延設されてなる樹脂成形体及びその製造方法を提供することを目的とする。

本発明は以下のとおりである。
１．補強繊維及び前記補強繊維同士を結着している第１熱可塑性樹脂を含有する板状の基材と、
射出成形部材からなり、前記基材の端面から、前記基材の板面方向へと延設された延設部と、を備えることを特徴とする樹脂成形体。
２．前記補強繊維は植物繊維である前記１．に記載の樹脂成形体。
３．前記基材と前記延設部との接続部の一面及び他面のうちの少なくとも前記一面の側において、前記基材と前記延設部とが面一に接続されている前記１．又は２．に記載の樹脂成形体。
４．前記延設部は、前記延設部から更に延設された板状部を備え、
前記板状部は、本樹脂成形体の外縁部を構成するとともに、前記他面の側へ向かって内巻き形状をなしている前記３．に記載の樹脂成形体。
５．前記基材から前記板状体へと前記他面の側に配置されるとともに、前記基材の前記板面方向に対して略垂直に立設されたリブを備え、
前記リブは、前記射出成形部材の一部である前記４．に記載の樹脂成形体。
６．前記第１熱可塑性樹脂と、前記射出成形部材に含有される第２熱可塑性樹脂と、が同種の熱可塑性樹脂である前記１．乃至５．のうちのいずれか１項に記載の樹脂成形体。
７．前記１．乃至６．のうちのいずれか１項に記載の樹脂成形体の製造方法であって、
前記基材の賦形をする賦形工程と、
前記延設部を射出成形により形成する延設部形成工程と、を備えることを特徴とする樹脂成形体の製造方法。

本発明の樹脂成形体は、補強繊維同士を結着している第１熱可塑性樹脂を含有する板状の基材と、射出成形部材からなり、基材の端面から、その板面方向へと延設された延設部と、を備える。このような構成とされているため、これまでの延設部を備えない基材のように、外周端部に生じたバリを除去するため外周をカットし、除去する工程が不要となり、端材が発生しないため、原材料の歩留まりが向上する。また、基材のプレス成形時に、射出成形により、基材の表面（裏面）にリテーナーブラケット、ボス、ランナー等のアンダー形状構造物を取り付けることができるばかりでなく、同時に、延設部に連設された意匠アンダー形状部も形成することができる。基材の端面に意匠アンダー形状部が連設された樹脂成形体は、これまで成形体全体が熱可塑性樹脂を射出成形することにより形成されていたが、熱可塑性樹脂のみからなる基材は、補強繊維と熱可塑性樹脂とを用いてなる基材と比べて重量が大きく、樹脂成形体全体の重量も大きくなるという問題があった。一方、本発明の樹脂成形体では、補強繊維と熱可塑性樹脂とを用いてなる基材であるため、特に意匠アンダー形状部を備える樹脂成形体である場合に軽量化の観点で有利である。
また、補強繊維が植物繊維である場合は、二酸化炭素排出量削減及び二酸化炭素の固定化等の環境浄化の観点で好ましい。特に、ケナフ等の成長が早く且つ二酸化炭素吸収量が多い植物資源は、樹脂との複合材料からなる樹脂成形体として有用である。
更に、基材と延設部との接続部の一面及び他面のうちの少なくとも一面の側において、基材と延設部とが面一に接続されている場合は、車両用内装材、建築物用内装材等として用いるときに、面一とされた一面側を意匠面とすることで、優れた外観を有する製品とすることができる。
また、延設部から更に延設された板状部を備え、板状部が、本樹脂成形体の外縁部を構成するとともに、他面の側へ向かって内巻き形状をなしている場合は、樹脂成形体が、例えば、車両用のドアトリム、ルーフトリム等の内装材であるときに、内巻き形状をなす外縁部を意匠アンダー形状部とすることができる。
更に、基材から板状体へと他面の側に配置されるとともに、基材の板面方向に対して略垂直に立設されたリブを備え、リブが、射出成形部材の一部である場合は、樹脂成形体が、例えば、車両用ドアトリム、ルーフトリム等の内装材であるときに、特に外縁部の強度を向上させることができ、所定形状を保持することができるとともに、他の物品が接触したときなどに外縁部における変形等を抑えることができる。
また、第１熱可塑性樹脂と、射出成形部材に含有される第２熱可塑性樹脂と、が同種の熱可塑性樹脂である場合は、基材と延設部とが強固に接合された樹脂成形体とすることができる。
本発明の樹脂成形体の製造方法は、プレス成形等により所定の平面形状に賦形された基材を形成し、同時に、射出成形により延設部を形成することで、簡易な工程により、所定の形状、寸法の樹脂成形体を容易に製造することができる。

基材と、基材の表面（他面）にアンダー形状構造物が取り付けられた樹脂成形体の一部の模式的な断面図である。 基材が板状であり、その端面から板面方向へと延設部が延設された樹脂成形体の模式的な断面図である。 図２における延設部が板状部を備え、板状部によって意匠アンダー形状部が形成されている樹脂成形体の模式的な断面図である。 図３の基材から意匠アンダー形状部へとリブが設けられた樹脂成形体の模式的な断面図である。 本発明の樹脂成形体の一例の模式的な斜視図である。 本発明の樹脂成形体の製造時の形態を表す模式的な断面図である。

以下、本発明を図も参照しながら詳しく説明する。
ここで示される事項は例示的なもの及び本発明の実施形態を例示的に説明するためのものであり、本発明の原理と概念的な特徴とを最も有効に且つ難なく理解できる説明であると思われるものを提供する目的で述べたものである。この点で、本発明の根本的な理解のために必要である程度以上に本発明の構造的な詳細を示すことを意図してはおらず、図面と合わせた説明によって本発明の幾つかの形態が実際にどのように具現化されるかを当業者に明らかにするものである。

［１］樹脂成形体
本発明の樹脂成形体１は、補強繊維及び補強繊維同士を結着している第１熱可塑性樹脂を含有する板状の基材１１と、射出成形部材からなり、基材の端面１１ａから、基材１の板面方向Ｄへと延設された延設部１２と、を備える（図２参照）。このように、射出成形により形成される延設部１２は、少なくとも基材１１の周縁部においては同一の平面方向（板面方向Ｄ）へと延設される。

基材１１は、補強繊維と、この補強繊維同士を結着している第１熱可塑性樹脂とを含有する板状体である。補強繊維は特に限定されず、植物繊維、無機繊維及び動物繊維等を用いることができ、植物繊維が特に好ましい。植物繊維は環境の観点で好ましく、通常、熱可塑性樹脂と比べて比重が小さく、樹脂成形体を軽量化することもできる。植物繊維としては、ケナフ、麻、綿、しゅろ繊維、ここやし繊維等が挙げられ、木質茎を有する早育性の一年草であるケナフが特に好ましい。また、無機繊維としては、ガラス繊維、炭素繊維、金属繊維等が挙げられる。これらの植物繊維及び無機繊維は、通常、解繊された長繊維として用いられる。

特に好ましい補強繊維として用いられるケナフは、木質茎を有する早育性の一年草であり、アオイ科に分類される植物である。学名におけるｈｉｂｉｓｃｕｓ ｃａｎｎａｂｉｎｕｓ及びｈｉｂｉｓｃｕｓ ｓａｂｄａｒｉｆｆａ等が含まれ、更に、ケナフには、通称名における紅麻、キュウバケナフ、洋麻、タイケナフ、メスタ、ビムリ、アンバリ麻及びボンベイ麻等が含まれる。

補強繊維と第１熱可塑性樹脂との量比は特に限定されず、樹脂成形体の種類、用途等によって適宜設定することができる。例えば、補強繊維がケナフ等の植物繊維である場合、植物繊維と第１熱可塑性樹脂との合計量を１００質量％としたときに、植物繊維は３０〜６０質量％、特に４０〜５０質量％とすることができる。

補強繊維と、この補強繊維同士を結着している第１熱可塑性樹脂とを含有する基材１は、板状体として成形される。そして、樹脂成形体が、例えば、ドアトリム、ルーフトリム等の車両用内装材などである場合、板状体の表面（裏面）には、車両パネルに取り付けるためのリテーナーブラケット、ボス、ランナー等の熱可塑性樹脂からなるアンダー形状構造物１３が、射出成形により形成される。しかし、板状体として成形される基材１１の端面１１ａに、板状体と同一平面方向、即ち、板状体の板面方向Ｄへと熱可塑性樹脂を射出し、何らかの成形部を延設することはなされていない。

本願発明では、基材１１の端面１１ａに、第２熱可塑性樹脂を射出することで、射出成形部材からなる延設部１２が基材１１の板面方向Ｄに設けられる。この場合、射出圧により、基材１１の端面１１ａ近傍では、射出された第２熱可塑性樹脂が基材１１側に侵入したり、補強繊維が延設部１２側に侵入したりすることが有り得るが、これらは特に問題になることではない。一方、第２熱可塑性樹脂からなる延設部１２は、補強繊維を含有する第１熱可塑性樹脂からなる基材１１と比べて熱収縮率が大きく、射出成形後の冷却過程においてより大きく収縮する。これにより、基材１１の端面１１ａと延設部１２との間で段差が発生し、樹脂成形体が車両用内装材等である場合に、意匠面側に段差が視認されることで意匠性が低下する。

そのため、基材１１と延設部１２との接続部の一面及び他面のうちの少なくとも一面の側において、基材１１と延設部１２とが面一に接続されていることが好ましい。このように、基材１１と延設部１２とが面一に接続された樹脂成形体１は、所定のキャビティを有する成形型を用いること等の成形方法により形成することができる。更に、基材１１と延設部１２との接続部の他面の側においても基材１１と延設部１２とが面一に接続されている形態とすることもできる。しかし、車両用内装材等では、より複雑な構造の成形型が必要となることなどを併せて考慮すると、非意匠面（車両用内装材では車両パネル側となる面）まで面一に接続する必要は特にはない。

また、延設部１２は、板状の基材１１の端面１１ａから、その板面方向Ｄへと延設されているが、この延設部１２から、射出成形部材の一部として、更に延設された板状部を備えていてもよい。この板状部はどのような形状に形成されていてもよいが、樹脂成形体１が車両用内装材等である場合、板状部を意匠アンダー形状部１２ａとすることができる（図３参照）。板状部は、例えば、樹脂成形体１の外縁部を構成するとともに、基材１１と延設部１２との接続部のうちの、面一に接続されていても、面一に接続されていなくてもよい他面の側へ向かって内巻き形状をなしている形態とすることができ、これにより意匠アンダー形状部１２ａを形成することができる。

更に、樹脂成形体１が車両用内装材等であり、意匠アンダー形状部１２ａが形成されている場合、樹脂成形体１は、基材１１から板状部へと意匠面とならない他面の側に配置されるとともに、基材１１の板面方向に対して略垂直に立設されたリブ１４を備えていてもよい。このリブ１４は、延設部１２及び意匠アンダー形状部１２ａとすることができる板状部の形成に用いられる第２熱可塑性樹脂を射出するときに、これらの射出成形部材の一部として形成することができる。このようにリブ１４を形成することで、樹脂成形体１が車両用内装材等であるときに、その外縁部を強化することができ、所定の意匠面形状を保持することができるとともに、他の物品等が接触したときなどに、容易に変形することのない内装材とすることができる。

基材１１は第１熱可塑性樹脂を用いて形成される。また、延設部１２を構成する射出成形部材は第２熱可塑性樹脂を用いて形成される。第１熱可塑性樹脂と第２熱可塑性樹脂とは、同種の樹脂であってもよく、異なる種類の樹脂であってもよいが、基材１１の端面１２ａと射出成形部材からなる延設部１２の端面とを十分に、且つ容易に接合させるためには同種の樹脂であることが好ましい。この同種の樹脂とは、樹脂（重合体）を構成する主たる単量体が同一であるという意味であり、この単量体からなる単独重合体からなる樹脂であってもよく、所定量の他の単量体が共重合された共重合体からなる樹脂であってもよい。

第１及び第２熱可塑性樹脂は特に限定されず、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィン系樹脂、ポリメチルアクリレート、ポリメチルメタクリレート等のアクリル系樹脂、ナイロン−６、ナイロン−６６等のポリアミド系樹脂、及びポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂などが挙げられる。これらの各種の樹脂のうちでは、ポリオレフィン系樹脂、特にポリプロピレン単独重合体等のポリプロピレン系樹脂が好ましい。尚、これらの熱可塑性樹脂には、所要量の、酸化防止剤、紫外線吸収剤、滑剤、帯電防止剤等の通常この種の樹脂に用いられる添加剤が必要に応じて所要量配合され、含有される。

本発明の樹脂成形体１は、車両関連分野及び建築関連分野などの広範な製品分野において用いることができる。車両関連分野においては、車両の内装材、外装材及び構造材等として好適である。例えば、ドアトリム、ピラーガーニッシュ、シートバックボード、ルーフトリム、インストルメントパネル、コンソールボックス、ダッシュボード及びデッキトリム等として用いられる。また、鉄道車両、船舶及び飛行機等の各種移動手段及び輸送手段等においても同様に利用することができる。更に、建築関連分野においては、各種建築物の内装材、外装材及び構造材等として好適である。例えば、ドア表装材、ドア構造材、各種家具（机、椅子、棚、箪笥など）の表装材、構造材などとして用いられる。

［２］樹脂成形体の製造方法
本発明の樹脂成形体の製造方法は、基材１１の賦形をする賦形工程と、延設部１２を射出成形により形成する延設部形成工程と、を備える。賦形工程は、基材１１を板状であり、所定の平面形状を有する成形体に賦形する工程であり、延設部形成工程は、賦形された基材１１の端面１１ａに向けて樹脂を射出し、端面１１ａに、基材１１の板面方向へと延設部１２を延設する工程である。

基材１１の成形方法は特に限定されないが、通常、プレス成形により成形される。また、基材１１には、その端面１１ａに樹脂が射出され、延設部１２が延設されるため、樹脂成形体１の成形はインサート成形によりなされる。成形型にインサートされる基材１１となる予備成形体としては、例えば、植物繊維等の補強繊維と第１熱可塑性樹脂とが混合され、形成されるウェブを用いることができる。ウェブの形成には、第１熱可塑性樹脂は、繊維、粉末等の形態で混合されるが、繊維の形態で混合すれば、ウェブの形成がより容易であり好ましい。

また、基材１１は、上述のようにして形成されたウェブ等の予備成形体を、第１熱可塑性樹脂の融点等により所定温度に加熱し、その後、所定形状のキャビティを有する成形型内にインサートし、次いで、加圧することにより賦形し、成形することができる。更に、予備成形体を加圧すると同時に、第２熱可塑性樹脂を基材１１の端面１１ａとなる面に向けて樹脂が流動するようにして射出し、その後、冷却することにより、基材１１と延設部１２とを同時に成形することができる。また、予備成形体が加熱され、加圧されるときに、溶融した第１熱可塑性樹脂により、補強繊維の交絡点が結着され、繊維により補強された基材１１とすることができる。

更に、樹脂成形体１が車両用内装材等である場合、第２熱可塑性樹脂を基材１１の端面１１ａとなる面に向けて樹脂が流動するようにして射出し、延設部１２を成形するときに、所定の成形型を用いることにより、延設部１２から更に延設された板状部を同時に成形し、前述のような意匠アンダー形状部１２ａ（図３参照）を形成することができ［射出成形機３が配設された固定型（コア型）４１と移動型（キャビ型）４２とからなる成形型により樹脂成形体を成形している形態を表す図６、及びこのようにして成形後、脱型されて得られた樹脂成形体２を表す図５参照］、リブ１４も同時に形成することができる。

尚、前述の記載は単に説明を目的とするものでしかなく、本発明を限定するものと解釈されるものではない。本発明を典型的な実施態様を挙げて説明したが、本発明の記述及び図示において使用された文言は、限定的な文言ではなく、説明的および例示的なものであると理解される。ここで詳述したように、その態様において本発明の範囲又は精神から逸脱することなく、添付の特許請求の範囲内で変更が可能である。ここでは、本発明の詳述に特定の構造、材料及び実施態様を参照したが、本発明をここにおける開示事項に限定することを意図するものではなく、寧ろ、本発明は添付の特許請求の範囲内における、機能的に同等の構造、方法、使用の全てに及ぶものとする。

本発明の樹脂成形体及びその製造方法は、車両関連分野及び建築関連分野などの広範な製品分野において利用することができる。特に、車両用内装材、例えば、ドアトリム、ルーフトリム、フロアトリム等の技術分野において有用である。

１、２；樹脂成形体、１１；基材、１１ａ；基材の端面、１２；延設部、１２ａ；意匠アンダー形状部、１３；アンダー形状構造物１３、１４；リブ、Ｄ；基材の板面方向、３；射出成形機、４１；固定型（コア型）、４２；移動型（キャビ型）。

Claims (7)

1. 補強繊維及び前記補強繊維同士を結着している第１熱可塑性樹脂を含有する板状の基材と、
   射出成形部材からなり、前記基材の端面から、前記基材の板面方向へと延設された延設部と、を備えることを特徴とする樹脂成形体。
2. 前記補強繊維は植物繊維である請求項１に記載の樹脂成形体。
3. 前記基材と前記延設部との接続部の一面及び他面のうちの少なくとも前記一面の側において、前記基材と前記延設部とが面一に接続されている請求項１又は２に記載の樹脂成形体。
4. 前記延設部は、前記延設部から更に延設された板状部を備え、
   前記板状部は、本樹脂成形体の外縁部を構成するとともに、前記他面の側へ向かって内巻き形状をなしている請求項３に記載の樹脂成形体。
5. 前記基材から前記板状部へと前記他面の側に配置されるとともに、前記基材の前記板面方向に対して略垂直に立設されたリブを備え、
   前記リブは、前記射出成形部材の一部である請求項４に記載の樹脂成形体。
6. 前記第１熱可塑性樹脂と、前記射出成形部材に含有される第２熱可塑性樹脂と、が同種の熱可塑性樹脂である請求項１乃至５のうちのいずれか１項に記載の樹脂成形体。
7. 請求項１乃至６のうちのいずれか１項に記載の樹脂成形体の製造方法であって、
   前記基材の賦形をする賦形工程と、
   前記延設部を射出成形により形成する延設部形成工程と、を備えることを特徴とする樹脂成形体の製造方法。

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