JPH0225315A - インサートブロー成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明はインサート部を持った熱可塑性樹脂により成形
されたプロー成形体で、例えば自動車のシートの上部に
取付けられるヘッドレストや、座席に取付けられるアー
ムレストの芯等に用いられる部品をインサートして成形
したプロー成形体に関する。

〈従来の技術〉 プロー成形において、成形品に取付る部品をあらかじめ
押出機より押出された円筒状の溶融パリソンの内部に部
品例えば棒状体を挿入しておいたり（例えばヘッドレス
ト芯成形時のスティ）、金型の内部にプレート状等の各
種の型をした部品（例えばネジ）を取付けておきここに
プロー成形するごとにより部品を一体成形するインサー
トブロー成形は自動車部品等で広（行われている。

しかし、金属製部品と成形品本体との接合に当って十分
な接合強度を得ることはむずかしく、又高い強度が得ら
れてもコストが高くなる等の問題があり、低コストで高
い接合強度が得られる技術の開発が望まれている。

従来技術は例えば特公昭６２−４２０９号の場合、ダイ
より押出された円筒状パリソンの外に別途樹脂の出口を
パリソン流出口の直近にもうけ、この出口よりシート状
の溶融樹脂を押出し、パリソンとシートの間にインサー
トするスティを挿入しプロー成形してヘッドレスト芯を
製造するものである。

この方法によればパリソンとシートの間にステイがはさ
まれた状態で冷却固化されるのでスティは樹脂によって
固定される。

しかし、この方法では樹脂を押出すための複雑な特殊な
ダイを必要とするばかりでなく融着したシートとパリソ
ンが重なり合う（パリソンの約２倍の厚さとなる）ため
この部分の冷却がしずらくなり従って冷却時間を大巾に
長くする必要がある。

その上インサート部品と樹脂とは接着していないため抜
は止め等の工夫をほどこしても高い強度は得にくい。

又特開昭６０−２１７１１７号は、インサートする部品
をあらかじめ加温しておいたものを挿入して成形する方
法であるが、この場合インサートした部品の温度が高い
ため冷却に長時間かけな（てはならない。例えば、金属
製のステイを加熱してインサートした場合金型内に入る
部分がわずかでステイの冷却は大半が空気中での冷却と
なるため冷えにく（、ステイ部の温度低下が遅れインサ
ートした部品との接合部の冷却が大巾に遅くなり冷却に
長時間かけなくてはならない。

以上のべた様に従来の方法では冷却時間が長く、インサ
ート部品との接着力も低いため強度面でも問題があった
。

〈発明が解決しようとする課題〉 従来の方法では溶融樹脂層が重なり合うことにより冷却
がし離（なること、インサート部品を加熱して成形する
場合はインサート部品の除熱に時間を要し、冷却時間を
長くしなくてはならず、その上インサート部品と本体と
の接合も強度面でも不十分で特にヘッドレストやアーム
レスト等高い強度を必要とする用途には不十分なもので
あった本発明はこの点を解決しようとしてなされたもの
である。

〈課題を解決するための手段〉 本発明は、熱可塑性樹脂からなる本体に金属製部品をイ
ンサートしたインサートブロー成形体において、部品が
本体と接合する個所の部品の表面に本体と溶着性があり
、かつ、融点が本体より５℃以上低い熱可塑性樹脂を０
．２ｍｍ以上の厚さで被覆してあることを特徴とするイ
ンサートブロー成形体を提供する。

次に本発明について図面を参照しながら詳細に説明する
。第１図は本発明の実施例で自動車用へンドレスト芯の
概略層、第２図は第１図の部分断面図である。ただしこ
の例は用途の一例としてあげたもので用途を限定するも
のではない。

第１図に於て１はプロー成形された芯すなわち本体、２
は金属で作られたステイつまり部品であり、３は金型に
よって本体の樹脂が圧縮成形された圧縮部である。つぎ
に断面図の第２図に於て、４はステイを被覆したところ
の本体と溶着性かあり、かつ融点が本体より５℃以上低
い樹脂の被覆層、５は芯（本体）とステイ（部品）に被
覆した樹脂の被覆層との接合部である。

芯（本体）を成形するに当っては、あらかじめステイ（
部品）２に本体を構成する熱可塑性樹脂、例えば高密度
ポリエチレン樹脂で融点が１３１℃（本発明において、
融点の測定方法はＰＥＲＫＩＮ−ＥＬＭＥＲ社製ＤＳＣ
測定装置により、次の条件で測定した値である。

試料の量８．０〜を室温から２００℃／ｍ　ｉ　ｎの速
度で１６０℃まで昇温し試料を溶融させた後８℃／ｍｉ
ｎで５０℃まで温度を下げ５０℃で１ｍ１ｎ保持後８−
１？　℃／　ｍｉ　ｎで再び加熱昇温した時の融解エネ
ゝＸ ルギーのピークの温度である。）の樹脂を用いて成形す
る場合、インサートするスティには本体の樹脂より融点
が５℃以上低く本体となる樹脂に溶着性のある、例えば
低密度ポリエチレンで融点が１１０℃の樹脂を厚さが０
．２Ｂ以上となるように例えば０．５ｍの厚さでステイ
の先端に本体と接合する個所へ被覆し、これを第３図に
示すよ５にダイ６より押出されたパリソン７の直下中央
付近にこのステイを配置し、溶融パリソンが所定の長さ
まで垂下し、ステイの先端をおおった所で金型１０を閉
じパリソンとステイを金型ではさむ、この時金型９に設
ゆられた圧縮部９によりパリソン同志が融着すると共に
、ステイに被覆した樹脂も同時に圧縮された本体の樹脂
と圧着される。この時、ステイに被覆した本体と溶着性
のある樹脂の表面は本体となる樹脂の持っている熱によ
って溶融し本体樹脂と融着接合する。次に中空体の内部
に流体を吹込みプロー成形すればステイをインサートし
た部品と本体が一体化したブロー成形体が得られる。

なお、スデイにはあらかじめ必要な個所すなわち本体と
接合する個所に本体を成形する樹脂より融点が５℃以上
低いかつ本体と溶着性のある樹脂を被覆するがこの理由
は第７図に示したごと（、本体成形樹脂に被覆した樹脂
の融点が近くなるにつれ接合強度の低下が大きく接合強
度の限界値を例えば８０に亀とすると本体を成形してい
る樹脂の融点に対し５℃以上低いものが必要となる。又
被覆の厚みについても下限はこの場合０．２鴎が接合強
度限界を得られる最低厚みで、望ましくは０．４Ｘ以上
が望ましい。被覆の厚さを増すことにより接合強度は増
す傾向にあるが必要以上に厚くすることは被覆する時の
手間や、冷却時間が長くなる、材料費が高くなる等から
おのずと限界が出来、厚さは５鴎以内が実用的である。

被覆する樹脂の融点と被覆厚みを規制する理由はインサ
ートする部品が金属のため熱伝導率が高くこれを室温（
例えば２５℃ンのまま、インサートして成形すると、こ
の部品に接触した溶融樹脂が固化し、接触した初期の段
階では部品の表面に固化した膜状の層が出来る。続いて
他の部分が徐々に冷却され固化して来るが、この時固化
による体積の収縮が起きる（特にポリエチレン、ポリプ
ロピレン等の樹脂は収＃率が大きいンため始めインサー
トした部品の表面に出来た膜状に固化した部分が引張ら
れ、インサート部品から浮き上ってしまい部品と樹脂と
の間にすきまが出来固定が不十分となってしまう。

この対策として部品をあらかじめ加熱して溶融樹脂が接
触してもただちｌｅｔ脂が固化しない様にするために通
常融点近くの温度にまで加熱する。

この加熱によって部品と樹脂の間のすきまの発生は防ぐ
ことが出来るが部品が加熱されているため、部品の周辺
の樹脂が冷却されにくくなり、成形品の寸法精度を保つ
ためにはかなり長い時間冷却をしなくてはならず生産性
が悪くなる。

この対策として本発明では、０．２ＭＩＩＩ以上、望ま
１、＜＆ｔ０．４ｍ以上の樹脂層をインサートする部品
の成形品本体と接合する個所に設け、この樹脂層を断熱
層として溶融樹脂が接触してもただちに結晶化すること
のない様にし、かつ、この断熱層が本体を成形する樹脂
より融点が５℃以上低い樹脂を用いているためあらかじ
め加熱せず室温（例えば２５８Ｃ）のままでインサート
しても金属に対し断熱されているため本体を成形する溶
融樹脂と接触した個所はこの溶融樹脂により加熱され接
触面の温度が上昇しインサートした部品に被覆した樹脂
の表面が溶融して本体樹脂と接触面が融着する。

つまり融点が本体樹脂より５℃以上低い樹脂により断熱
層をもうけることにより溶融樹脂によってインサート部
品の樹脂の本体樹脂との接触面が溶融し本体樹脂と融着
して高い接合強度が得られるようになる。断熱層を本体
と同じかこれに近い融点の樹脂とした場合はインサート
部品の温度が室温のままでは接合面の温度が融点以上に
あがらず融着しないため接合強度が低（十分な強度は得
られない。但し、本体を成形する樹脂の温度を大巾に高
くしたり（高密度ポリエチレンの場合例えば通常２００
℃としていた場合２５０℃とする。）インサート部品の
温度を１００℃以上に加熱したものを用いればお互が融
着し十分な強度が得られる様にはなるが、樹脂温度を高
くした場合はブロー成形ではドローダウンが大きく肉厚
が不均一となったり、樹脂の酸化劣化もはなはだしく樹
脂の焼けが発生、パリの再生をした場合、樹脂の劣化に
よる強度低下が起り、その上冷却時間も長くしな（ては
ならない等の問題が起る。一方部品を加熱してインサー
トした場合はこの部品の周辺が冷却されＫ＜＜なり、こ
れも冷却時間が大巾に長くなり、これに加えて部品の加
熱時の温度や、時間のコントロール、熱い部品の取扱い
は危険で手間がか匁り作業面でもわずられしい等の問題
がある。

本発明で用いる樹脂は本体を成形する樹脂もインサート
部品に被覆する樹脂も熱可塑性樹脂であればよく、一般
に公知のものは広く使用し得る。

本体用はプロー成形し得る樹脂であれば良く特に限定さ
れない。代表例をあげればポリオレフィン系樹脂（例え
ばポリエチレン、ポリプロピレン樹脂及びこれらを含有
する共重合体）、ポリアミド系樹脂（例えばナイロン６
、ナイロン１１、ナイロン１２またはこれらの共重合体
）並びにこれらの樹脂を主体とする他の重合体とのブレ
ンド物などが用いられる。

インサートする部品の形状の例をあげれば金属製棒状体
の一部又は全部を樹脂で被覆したもの、ネジや金具等を
樹脂でおおったもので、プレート状、ブロック状のもの
等で形状に限定されるものではなく、任意の形状のもの
を用いることが出来る。

金属と樹脂との接着強度を高めるためには、金属に対し
接着性のある樹脂を用いることが好′ましい。例えば成
形品本体がポリオレフィンの場合は、ポリエチレン、ポ
リプロピレンのアクリル酸やメタクリル酸、カルボキシ
ル基を共重合又はグラフト重合したもの、アイオノマー
樹脂、ナイロンに対してはナイロン１１．１２等が好適
に用いられる。

インナートする金属製部品は鉄および鉄の合金、アルミ
ニウムおよびその合金又は金属の表面にニッケル、クロ
ーム、亜鉛等のメツキをほどこしたものなどが樹脂との
接着面から好ましい。

しかし、用いられる金属は以上に限定されるものではな
い。

被覆する樹脂の融点の下限は用いる材料や用途に応じて
決められる。例えば、耐熱性、高強度を要求される自動
車部品の場合融点は１００℃以上のものが≠＋４１１Ｌ
＜、−膜内には８０℃以上の融点を持つ樹脂を用いるこ
とが好ましい。

次に本体を成形する樹脂とインサート部品に被覆する樹
脂の組合せの代表例を以下に示す。

表　　１ 〕 注）＊は無水マレイン酸をグラフト重合したものこの様
にして成形された成形品は部品と本体との接合強度が高
（、従来の様に部品を加熱してインサートしていたもの
で良く見らねた温度のバラツキによる接着強度の斑がな
いため高い信頼性を要求される用途に好適に使用され、
用途例としてヘッドレスト、アームレスト、バンパー、
スポイくノ ラー、ダクト、タンク等の自動車部品、椅の座席、複写
機のパネル電子機器、楽器のケース等がある。

インサートする部品への被覆方法は樹脂の粉体を用いた
流動浸漬による被覆法や、射出成形プレス成形等の任意
の一般的方法で良（方法に限定されるものではない。

以下に実施例として、自動車のヘッドレスト芯について
図面を参照しながら本発明をさらに詳細に説明するがこ
れに限定するものではない。

実施例１ 第３図は本発明の実施例で自動車のヘッドレスト芯をイ
ンサートブロー成形するところを示したもので２はイン
サートする金属製のステイ、４はこのステイが本体と接
合する部分に密度０．９２６メルトインデツクス４、融
点１１０℃の無水マレイン酸をグラフト重合した低密度
ポリエチレン樹脂の粉末を、流動浸漬法により厚さ０．
５へとなる様に被覆した被覆層でありこのステイの他端
をホルダー８に固定した後ダイ６からバリンンを押出し
所定の長さまで押出した後金型１０をとじ内部に加圧流
体（空気）を吹込み冷却を行ってヘッドレスト芯材を成
形した。

この時本体を成形した樹脂は密度０．９５８．メル）・
インデックス０．４、融点１３１℃の高密度ポリエチレ
ンを用いた。

尚ダイより押出された高密度ポリエチレン樹脂の温度は
２００℃でパリソンの厚さは４ｍ、成形する金型の温度
は２５℃、冷却時間は３５秒とした。冷却時間は３０秒
以下では冷却が不十分で金型から取出した後の収縮が太
き（ステイの問題が不揃となって、寸法の許容範囲を外
れてしまった。

成形後２日置いてステイと成形品本体との接合強度をト
ルクレンチにより回転トルクを測定した。

この結果は表２のごとくトルクは１９０に＆−ａｍで接
合部の強度は十分で接合部がはがれる前にブロー成形さ
れた本体部が大変形する程であった。

実施例２ ステイを被覆する樹脂を密度０．９２２、メルトインデ
ックス２、融点１２３℃の低密度ポリエチレン樹脂とし
た他は実施例１と同じ条件で成形をした。結果は表１に
示したとおりインサート物の接合部の強度は１４ｏｋｇ
−ｃｍで接合部がはく離した。

この強度は実用に十分耐えられるものである。

実施例３ 実施例２に於て被覆厚さを０．２順とした他は実施例２
と同じ条件で成形した。この結果表２のごとく接合部の
強度は８０に９−ｃｍで強度は先のものより劣るが実用
に耐え得る強度であった。

比較例１ 実施例２で被覆部の厚さのみを０．Ｉｎとした以外は同
じ条件で成形をした。結果は表２のとおり接合強度は１
５ｋＣ１ｌ−ｃｍと低（わずかの力でスティが動いてし
まった。

比較例２ ステイに被覆する樹脂を密度０．９５２、メルトインデ
ックス７、融点１２８℃の高密度ポリエチレンを用い０
．５Ｂの厚さに流動浸漬法で被覆したものを用いた他は
、実施例１と同じ条件で成形した。

この成形品へのステイの接合強度は表２に見られるごと
＜　８ｋｌ／−ｃｐｎとほとんど融着はしていなかった
。

比較例３ 比較例２に於てスティをあらかじめｉｏｏ℃となる様に
加熱したものを用いて成形した以外は比較例２と同じ条
件で成形した。この成形品へのステイの接合強度は８０
に９−ｃｒｎで接合強度はやや低いが実用に耐えられる
ものが得られた。しかし所定の寸法精度のものを得るた
めの冷却に必要な時間は９０秒と大巾に冷却時間を長く
しなければならなかった。

比較例４ 比較例２に於て成形時のパリソンの温度を２３０℃と高
（した他は比較例２と同じ条件で成形した。

この時の接合強度は宍２のとおり、インサート物との接
合強度は４　ｏｋ６！−篩と低く実用に耐えられるもの
とはならなかった、又冷却には５０秒を要し冷却時間は
長くしなければならなかった。

比較例５ 比較例２と同じ条件であるが成形時のパリソンの樹脂温
度を２５０℃とした点が異っている。この時の接合強度
は表２のごとく接合強度は１３０ニー確と優れているが
、冷却に要する時間は６０秒とより長くしなければなら
なかった。

比較例６ 実施例１と同じに本体を成形する樹脂は高密度ポリエチ
レン（樹脂Ａ）を用いステイは表面に伺も被覆せず脱脂
処理のみのものを用いての他は実施例１と同じ条件で成
形した、この成形品とスティとの場合は成形品取出し時
にステイが抜けてしまう位の弱い強度でステイと樹脂と
の間にすき間が出来ていた。

比較例７ 比較例６と同じでステイの温度を１００℃に加熱したも
のを用いた他は条件を同じ ＝１７ にして成形した。成形されたものはステイと樹脂との間
のすき間は見られないが接合強度は表２のどと＜　５Ｋ
ｇ−ｃｍと非常に低く実用可能レベルにははと遠いもの
であった。

〈発明の効果〉 本発明はインサートする部品と成形体本体との接合強度
を効率的に高めるためＫなされたものでありインサート
部品を予熱しておく必要もなく、冷却に要する時間も短
かく、インサート部品に抜けや回転を防ぐための特別な
加工も要せず、パリソンを重ね合わせて成形することも
ないごく簡単な方法で接合強度の高いインサートブロー
成形体を得ることが出来るものである。特に従来の部品
を加熱してインサートする方法では、温度のバラツキに
よる強度の不良が発生し信頼性に欠けていた又、１つの
本体に多くの部品を同時に取付ることは時間がかかり部
品の温度が下るため出来なかった。しかし本発明によれ
ばこれらの問題を全べて解決できる。

【図面の簡単な説明】

ｊＩ１図は本発明の例であるヘッドレスト芯の正面図、
第２図はこの断面図、第３，４図はヘッドレストの成形
方法を示す略図、第５図はステイ２の先端に樹脂を被覆
した実施例、第６図はステイに切り欠きを付けたものの
例、第７図は接合強度の限界の説明図である。 １・・・ヘッドレスト芯本体、２・・・ステイ、３・・
・圧縮成形部、４・・・樹脂被覆部、５・・・芯木体と
被覆樹脂との接合部、６・・・グイ、７・・・パリソン
、８・・・ステイホルダー　９・・・溶融樹脂圧縮部、
１０・・・ブロー成形用金星、１１・・・ヘッドレスト
芯の内部空間、１２、１３・・・ステイの切り欠き。　
　　　　　　　−捕出麩　旭化成工業株式会社 第３図 第５図 讃４ 第４図 第６図 Ｌ″」 手続補正書（自発） 昭和６３年９月７３日

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 熱可塑性樹脂からなる本体に金属製の部品をインサート
   したインサートブロー成形体において、部品が本体と接
   合する個所の部品の表面に本体と溶着性がありかつ融点
   が本体より５℃以上低い熱可塑性樹脂を０．２ｍｍ以上
   の厚さで被覆してあることを特徴とするインサートブロ
   ー成形体