JPH0280213A - 可塑性樹脂材の圧縮成形方法 - 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） 本発明は可塑性樹脂材の圧縮成形方法に関し、より具体
的には圧縮成形を利用して自動車のドアライニング等の
内装材に適した樹脂成形体を製造する方法に関する。

（従来の技術） 結晶性ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂を融点以上に加
熱して溶融し、賦形金型（成形型）を開いて所定量チャ
ージし、次いで所定の圧力で型閉めした後に冷却固化さ
せて樹脂成形体を製造する技術は溶融スタンピング成形
法として知られており、その成形法としては型上に直接
チャージして単一層の樹脂構造体を製造する例と、成形
型に表皮層材料等の別種の構造体を載置しておいて其の
上面又は下面若しくは両面にチャージして一体化するこ
とによって積層構造体を製造する例があり、後者の例と
しては特開昭６２−１８１１１１号公報記載の技術を挙
げることが出来る。尚、溶融樹脂をチャージする際は適
宜な軌跡を描いて行っており、それを示す技術としては
特公昭５９−１９９３１号公報記載のものを挙げること
が出来る。

（発明が解決しようとする課題） 而して、結晶性ポリプロピレン等を用いる上記した従来
技術においては今までにメルトインデックスで０．１〜
４０程度までの材料紹介や実用例があり、この場合の成
形時の樹脂材料温度は一般的には１９０°Ｃ以上を保っ
て型内にチャージされている。又、この際の成形圧力と
しては５０〜３００ｋｇ／ａ１１程度が必要とされてい
る。

斯る如く、従来のスタンピング成形方法においては成形
圧力が比較的高圧であることがら成形型もスチール型等
の耐圧強度の高い型材が要求されており、型材の選択幅
が限定されると共に、装置全体としても大型化する不都
合があった。又、成形温度に関しても比較的高温である
ところから冷却時間が長期化するのみならず、前記した
積層構造体を製造する例で云えば、電子線架橋タイプの
ポリオレフィン系クツション材を用いたときは成形時の
熱によって発泡層の破れ、膨れ、デフオーム、潰れ等の
変質が生じており、製品としての外観、品質を著しく損
なう不都合があった。そのため従来は、斯るポリオレフ
ィン系クツション材を用いるときにはフオーム層の溶融
樹脂と接する面倒に保護シートを接着する等して変質を
回避せざるを得ないと云う不都合があった。

従って、本発明の目的は従来技術の上記した欠点を解消
することにあり、成形温度及び成形圧力を低下させるこ
とが出来る可塑性樹脂材の圧縮成形方法を提供すること
にある。

（課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するために請求項１項に記載した成形
方法においては、可塑性樹脂を溶融して成形型内にチャ
ージし、所定の圧力で型閉めした後に冷却固化させる工
程からなる可塑性樹脂材の圧縮成形方法において、該溶
融樹脂のメルトインデックスを４０以上とする如く構成
した。

又、請求項２項に記載した成形方法にあっては、可塑性
樹脂を溶融し、該溶融樹脂を成形型内において表皮層材
料の上面又は下面にチャージし、所定の圧力で型閉めし
た後に冷却固化させて一体化する可塑性樹脂材の圧縮成
形方法において、該溶融樹脂のメルトインデックスを同
様に４０以上とする如く構成した。

（実施例及び作用） 以下、添付図面に即して本発明の実施例及び作用を説明
する。第１図は請求項２項に記載した表皮層材料と溶融
樹脂とを一体的にスタンピング成形する積層構造体の製
造方法を全体的に説明する工程図である。同図を参照し
て本成形方法を概括すると、成形型１０に表皮層材料１
４を！！置した後、所定温度に溶融した樹脂をチャージ
し、次いで所定の圧力で型閉めした後に冷却固化させて
一体化し、積層構造体４２を製造する工程からなるが、
本方法の特徴の一つは、該溶融閘脂のメルトインデック
スを４０以上として、成形圧力及び成形温度を低下させ
たことにある。

即ち、本発明者達は溶融樹脂のメルトインデックスと成
形温度並びに成形圧力との関係に着目し、メルトインデ
ックスを上げることによって成形圧力及び／又は成形温
度とを低下させることが出来ることを見出して本発明を
なしたものである。第２図は、その成形圧力とメルトイ
ンデックスとの関係を示す実験データであるが、図示の
データから、メルトインデックスが大きくなるにつれて
成形圧力が少ない値で足り、例えばメルトインデックス
４０時の圧力は約３５ｋｇ／ｃｄ、１００での圧力は２
０ｋｇ／ｃｗｔ程度で足ることが読み取れる。尚、上記
データにおいて溶融樹脂としては結晶性ポリプロピレン
（タルク２０％含有）を使用し、又よって得られる積層
構造体としては自動車のドアライニング等の比較的大型
形状のものを予定すると共に、成形型中でチャージされ
る溶融樹脂が占める面積率を３０％とした。又、上記デ
ータは溶融樹脂温を従前通りの１９０°Ｃとした場合の
値であるが、本発明者達は実験を通じてメルトインデッ
クスを４０以上に上げることによって成形温度に関して
も１７０　’Ｃまで低下させることが出来ることを見出
したものである。その結果、低圧成形を実現出来たこと
により、型材に関しては従来ではスチール型等の耐圧強
度の高い型材に限定されていたのに対し、樹脂型、アル
ミ型、セラミック型、電鋳型、精密鋳造型等が使用可能
となると共に、それらのポーラス構造型も使用可能とな
り、型材選定範囲の自由度を大幅に拡大することが出来
た。更に、ポーラス構造型の使用も可能となった結果、
後述する如く、スタンピング成形時に予熱された表皮層
材料（例えば軟質塩化ビニル）を同時に雌引き（真空引
き）することが可能となり、商品性の高い外観、品質を
得ることが出来る等の副次的な効果も生じたものである
。又、１７０°Ｃ程度での低温成形が可能となった結果
、冷却時間が短縮されて作業工程が短縮されると共に、
表皮層材料の変質が解消され、表皮層材料に関しても素
材選択の幅が拡がると共に、ポリオレフィン系フオーム
材を表皮層材料として用いるときであっても保護シート
を最早必要としなくなったものである。

以下、第１図に戻って本成形方法を詳細に説明する。尚
、本成形方法においては自動車内装用のドアライニング
を製作する場合を例にとって説明する。先ず、同図（ａ
）に示す如く、先ずコア型１０ａ及び雌型１０ｂとから
なる成形型１ｏを開き、パッド１２及び表皮材１４を型
内に載置する。パッド１２は織布乃至は不織布等の立毛
繊維材或いは紙等からなり、製品仕上がり時には自動車
の室内側の最上面に位置する装飾部材として機能する。

又、表皮層材料１４は拡大図に良く示す様に、クツショ
ン層（発泡層）１４ａ及び其れにラミネートした表皮１
１４ｂの２層構造からなる。クツション層材としては前
記した（電子線架橋タイプ）ポリオレフィン発泡体、（
軟質）塩化ビニル発泡体の他、ポリプロピレン発泡体、
ポリウレタン発泡体、ポリエチレン発泡体等を使用し、
表皮層材としては塩化ビニル等を使用する。尚、両者は
適宜手段で接着して一体化しておく。この表皮層材料１
４は図示の如く、ヒータ１６を介して別工程で予め加熱
（例えば１８０°Ｃ）しておく。尚、前記パッド１２の
表皮材に対向する面には加熱すると活性化して反応する
接着材を塗布しておく。又、成形型においては前記の如
くポーラス型も使用可能となったことから、雌型１０ｂ
を真空減圧装置（図示せず）に管路１８を介して接続し
、雌引き可能な構造としている。即ち、その管路の中途
には開閉弁２０が設けられると共に、該管路は更に通気
路２２を介して雌型の成形キャビティ２４と連通させて
いる。而して、第１図（ａ）に示す工程においては上記
の如く、成形キャビティ２４内にパッド１２と加熱した
表皮材１４をセットする。

続いて、同図（ｂ）に示す如く、型閉めして加圧すると
共に、雌型を脱気して表皮材を真空成形（雌引き）する
。ここで真空成形することにより、コア型１０ａ乃至は
雌型１０ｂの面状に形成されている絞等の模様を表皮層
材料に刻印することが出来て製品の商品性を向上させる
ことが出来る。尚、この真空成形によって表皮層材料１
４の温度は、例えば３５°Ｃ程度に冷却する。

同図（ａ）（ｂ）に示した工程と平行して同図（ｃ）に
示す如く、ヒータ３０を備えた押出機３２を介してペレ
ット状ρ基材用樹脂３４が所定の圧力下で加熱されて溶
融されており、溶融した樹脂３４は所定量が計量されて
適宜な貯留装置３６に移され、そこで−旦貯留される。

尚、貯留される樹脂は、ヒータ３８を介して保温される
。又、メルトインデックスを４０以上とした結果、この
溶融樹脂の温度は１７０°Ｃ程度まで低減することが出
来たことは前記した通りである。この基材用樹脂３４と
しては前述した（結晶性）ポリプロピレンの他、ＡＢＳ
等を使用する。

次いで同図（ｄ）に示す如く、再度型開きし、貯留して
おいた溶融樹脂３４を貯留時の形状を保持させたまま型
内の表皮層材料１４上に一度にチャージ（投入）する。

尚、ここにおいて溶融樹脂を一旦貯留し、その後一度に
チャージするのは本発明に係る成形方法の別の特徴をな
すものである。即ち、従来技術においては溶融樹脂を分
配装置（図示せず）に受け、その噴射ノズル（図示せず
）を型上においてジグザグ状等の適宜な軌跡で前後左右
に移動させてチャージしていたものであり、その結果、
従来技術においては、射出方向によって樹脂が規則的な
配向特性を有してしまって機械的な強度が特定の方向で
弱化する不都合があると共に、噴射の初めから終わりま
で比較的長時間を要して其の間に樹脂温が変化すること
から低減分を考慮して比較的高温でチャージせざるを得
ない不都合があった。しかしながら、図示に係る成形方
法においては軌跡を描きながら噴射してチャージするこ
となく、−旦貯留した後一度に投入することから、配向
特性がランダムになって方向性が生じる不都合がなく、
またチャージに要する時間が短くなることから低減分を
勘案する必要がなく、結果として低温成形が可能となる
利点を備える。従って、図示の例によるときは、メルト
インデックスを４０以上としたことに加えて、−旦貯留
してチャージすることによっても樹脂温度を更に低減す
ることが出来るものである。

続いて同図（ｅ）に示す如く、再び型閉めして加圧する
。このときの圧力は前述の如くメルトインデックスを４
０以上としたことから低圧で足り、第２図において選択
したインデックス値に対応する低圧値で加圧する。尚、
脱気作業は、工程（ｂ）から継続して行われている。こ
の加圧・脱気工程によって溶融樹脂３４は延伸硬化して
表皮材１４と同様のシート状の基材４０となり、その下
部の表皮材と一体化して複合成形体４２が製作される。

尚、基材４０と表皮層材料１４とは加圧・冷却によって
一体化するが、表皮層材料と基材材料との組合せによっ
ては表皮層材料１４に接着剤を塗布しておいて両者を接
合することも行なわれる。

続いて同図（ｆ）に示す如く、再度型開きして積層構造
体４２を取り出せば良い。同図（ｇ）は、斯る如くして
製作された積層構造体４２の全体図及び其の部分拡大図
を示す。図示の如く、複合成形体４２は、基材４０　（
３４）、表皮材クツション層１４ａ、表皮材表皮層１４
ｂ及びパッド１２の４層から構成される。斯る如くして
製造された成形体は、基材４２側が自動車のドア部イン
ナパネルに取り付けられ、表皮層及びバッドが室内側に
露呈することになる。

出願に係る成形方法は上記の如く、樹脂をメルトインデ
ックスにおいて４０以上の値で溶融することによって成
形圧力を低下させることが出来、型材の選択の自由度を
向上させることが出来、装置全体としても小型化するこ
とが出来る。又、樹脂温度は従前通りとした場合でも、
加圧力が減少して樹脂流れ時の剪断熱が少ないことから
、発泡層が変質することがない。更に、成形温度をも低
減することが出来て冷却時間が短縮し、表皮層材料の変
質を生じることがなく、また保護シートが不要となると
共に、表皮層材料に付いても選択自由度を向上させるこ
とが出来る。

更には、樹脂温度と成形圧力とを低下させたことによっ
て、前記したパッド１２或いは表皮層１４ｂに立毛繊維
材を用いた場合でも、毛（パイル系）倒れが低減する等
の効果も生じた。更に、表皮層材料では、表皮層側の原
反に予め絞を形成しておいた場合でも、絞の潰れ（ベタ
リ）が微小となり、且つクツション層側の残存厚におい
てもヘタリの低減が確認され、ソフト感に優れた商品性
の高い製品を得ることが出来た。更に、天然素材である
天然銘木のツキ板状シートや各種天然皮革材等も、導管
構造成いはセルロースの変質乃至は毛穴の潰れ、若しく
は″に！４４層の変質、銀面層の変質又はコラーゲンの
変質等を生じることがなく表皮層として同時成形可能で
あることが判明し、表皮層選択に対しても其の自由度を
大幅に拡大することが出来た。

而して、第２図に関して述べた如く、本発明に係る成形
方法においては溶融樹脂のメルトインデックスを４０以
上の値に適宜選択して管理するものであるが、メルトイ
ンデックスを上げた場合には流動性や加工性が良好とな
る反面、引張強さ等の機械的強度が低下する不都合が存
する。第３図は本発明者達が実験して得た物性表であり
、第４図及び第５図は其の中でデュポン衝撃強さとアイ
ゾツト衝撃強さとをグラフ化したものである（尚、樹脂
としてはタルク２０％含有ポリプロピレンを使用した）
。図示の如く、衝撃強さはメルトインデックスを上げる
に従って低下しており、本発明者達が知見した限りでは
メルトインデックスが１５０を超えると衝撃性或いは伸
び特性の低下が顕著となって自動車内装材として期待さ
れる機能を備えた商品としての実用は困難なものであり
、従ってメルトインデックスを４０〜１５０程度の間に
おいて適宜選択する必要があることが当初予想された。

しかしながら、本発明者達が更に此の問題を追求したと
ころ、メルトインデックスが１５０以上においても、グ
ラスファイバ材を表皮成形後セットして成形することに
より、衝撃強さに関しても問題がないことが判明した。

第６図は此のグラスファイバ材を使用する第２の実施例
を示す工程図である。第１図と相違する点のみを説明す
ると、表皮成形した後（第６図（ｂ））、グラスファイ
バ材からなるマット５０を表皮層材料１４上に載置し、
その上に樹脂３４をチャージして成形するものである。

従って、樹脂３４はグラスファイバマット中に侵入して
一体化し、第６図（ｇ）の拡大図に示す如く、ＦＲＰか
らなる基材４０を備えた積層構造体４２が製作されるこ
とになる。尚、図示例ではグラスファイバ材を樹脂３４
の下面に配置したが、上面或いは両面に配置しても良い
。尚、グラスファイバ材を添設することによって補償出
来るメルトインデックスの上限値は明確にはｌ＋ｌ認さ
れていないが、２００程度まで可能と思われる。

尚、上記実施例においては溶融樹脂を表皮層材料の上面
にチャージして一体化する複合積層体を製造する場合を
例にとって説明したが此れに限られるものではなく、表
皮層材料の下面或いは両面にチャージしても良く、溶融
樹脂のみからなる単一層の圧縮体の成形にも妥当するこ
とは云うまでもない。而して、その場合にメルトインデ
ックス１５０以上においてグラスファイバ材を使用する
場合には成形型にグラスファイバ材を載置し、その上に
溶融樹脂をチャージすることになる。

又、上記実施例においては溶融樹脂を一旦貯留し、次い
で一度に成形型内にチャージする例を示したが、従来技
術における如く、溶融樹脂を噴射ノズルによって適宜な
軌跡を描きつつ噴射する手法でチャージしても良いこと
は云うまでもない（発明の効果） 請求項１項に記載した可塑性樹脂材の圧縮成形方法は、
可塑性樹脂を溶融して成形型内にチャージし、所定の圧
力で型閉めた後に冷却固化させる工程からなる可塑性樹
脂材の圧縮成形方法において、該溶融樹脂のメルトイン
デックスを４０以上とする如く構成したので、成形圧力
及び成形温度を低下させることが出来、冷却時間が短縮
して作業工程が短縮し、更に型材選択の自由度が大幅に
向上すると共に、装置全体としても小型化にすることが
出来る利点を備える。

請求項２項に記載した可塑性樹脂材の圧縮成形方法にあ
っては５．可塑性樹脂を溶融し、該溶融樹脂を成形型内
番こおいて表皮層材料の上面又は下面にチャージし、所
定圧力で型閉めした後に冷却固化させて一体化する可塑
性樹脂材の圧縮成形方法において、該溶融樹脂のメルト
インデックスを同様に４０以上とする如く構成したので
、成形圧力及び成形温度を低下させることが出来、冷却
時間が短縮して作業工程が短縮し、更に型材のみならず
表皮層材料に付いても選択の自由度が大幅に向上すると
共に、保護シートが不要となる利点を備える。

請求項３項に記載した可塑性樹脂材の圧縮成形方法は、
前記溶融樹脂の上面若しくは下面にグラスファイバ材を
添設する如く構成したので、メルトインデックスを大幅
に上げた場合であっても因って生じる引張強さ乃至は伸
び特性の劣化を補償することが出来る利点を備える。

請求項４項に記載した可塑性樹脂材の圧縮成形刃法は、
前記溶融樹脂を成形型内にチャージするに際し、型外で
一旦貯留した後、一度にチャージする如く構成したので
、メルトインデックスを４０以上としたことによって得
る成形型温度の低下に加えて、チャージ時間の短縮化に
よって得られる温度低下を相乗させることが出来、−層
の低温成形が可能となると共に、配向特性がランダムに
なることによって機械的強度が特定の方向に対して劣化
する等の不都合が生じることがない利点を備える。

【図面の簡単な説明】

第１図は出願に係る可塑性樹脂材の圧縮成形方法を概略
的に示す説明工程図、第２図はメルトインデックスと成
形圧力との関係を示す実験データ、第３図はメルトイン
デックスが４５，１０８．１６５，１８５としたときの
物性データ、第４図は該物性データ中のデュポン衝撃強
さを図示化したグラフ、第５図は同様に其の中のアイゾ
ツト衝撃強さのグラフ及び第６図は出願に係る可塑性樹
脂材の圧縮成形方法の第２実施例を示す説明工程図であ
る。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）可塑性樹脂を溶融して成形型内にチャージし、所
   定の圧力で型閉めした後に冷却固化させる工程からなる
   可塑性樹脂材の圧縮成形方法において、該溶融樹脂のメ
   ルトインデックスを４０以上としたことを特徴とする可
   塑性樹脂材の圧縮成形方法。
2. （２）可塑性樹脂を溶融し、該溶融樹脂を成形型内にお
   いて表皮層材料の上面又は下面にチャージし、所定の圧
   力で型閉めした後に冷却固化させて一体化する可塑性樹
   脂材の圧縮成形方法において、該溶融樹脂のメルトイン
   デックスを４０以上としたことを特徴とする可塑性樹脂
   材の圧縮成形方法。
3. （３）前記溶融樹脂の上面又は下面にグラスファイバ材
   を添設して一体化することを特徴とする請求項１項又は
   ２項記載の可塑性樹脂材の圧縮成形方法。
4. （４）前記溶融樹脂を成形型内にチャージするに際し、
   型外で一旦所定量を貯留した後、一度にチャージするこ
   とを特徴とする請求項１項乃至３項のいずれかに記載の
   可塑性樹脂材の圧縮成形方法。