JPH08207145A

JPH08207145A - 多層品及びその製造方法

Info

Publication number: JPH08207145A
Application number: JP7014143A
Authority: JP
Inventors: Minoru Takaishi; 稔高石; Koji Okamoto; 晃治岡本; Hideyuki Iwamoto; 英之岩本
Original assignee: Showa Denko KK
Current assignee: Resonac Holdings Corp
Priority date: 1995-01-31
Filing date: 1995-01-31
Publication date: 1996-08-13

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は多層品及びその成形方法に関し、低
コストで外観が良好でかつリサイクル可能な多層品及び
その簡単な成形方法を提供することを目的とする。【構成】表層材が、温度２３０℃、荷重２．１６ｋｇに
おけるメルトフローレートが１０〜２００ｇ／１０分で
ある熱可塑性エラストマーであり、基材が熱可塑性樹脂
であり、表層材及び基材が溶融状態で共押出しされた後
に圧縮成形されたことを特徴とする多層品。【効果】外観が非常に良好であり、リサイクルが可能
である多層品が得られ、低コストで成形することができ
る。また本発明の多層品は多方面に利用することがで
き、中でも自動車内装分野の材料として好適である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は圧縮成形による多層品に
関するものであり、更に詳しくは、外観が非常に良好な
圧縮成形品及びその効率的な成形方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動車内装における表層材と樹脂
基材との積層成形品は、ポリプロピレン基材を用いる場
合は、先ず射出成形により基材を成形した後、塩化ビニ
ルレザー等の表層材、または、表層材とプラスチックフ
ォームの積層材を該基材に接着剤により、真空成形と同
時に貼り合わせる方法により製造されている。しかしな
がらこの方式では、接着剤を使用しなければならず、作
業環境が悪化する問題が発生すると同時に、作業工程が
複雑となってしまう。これらの点を改善した方法として
近年、表層材またはこれとプラスチックフォームの積層
材を金型内に設置し、基材としての樹脂を溶融供給後圧
縮成形する方法が実施されている。この方法において
は、作業環境の問題は改善されるものの、成形時に熱と
圧力により表層材にダメージが加えられ、しぼ流れ、表
層材の凹凸、あばた等の外観上の問題が起きる。また使
用される表層材の余剰部分をトリミングし、成形後表層
材を基材の裏側に折り返す工程が必要となるなどの後処
理工程の複雑さと共に、トリミング端材が多量に発生
し、コスト上不利でありまたリサイクルの問題も発生す
る。他方、２種類の異なった樹脂を積層させる成形法と
して、射出成形により２組の金型を用いて成形する、い
わゆる２色成形法がある。しかし、この場合、１つの型
締め装置に対し、２組の金型を用いることから、金型の
回転機構等を含め、装置が複雑になり、コストの上昇を
招くことにもなる。また、大型の成形品には対応できて
いないのが現状である。また、特開平４−４１４７号公
報には、特定のポリプロピレン系複合樹脂と特定の熱可
塑性エラストマーとからなる積層成形体及びその製造方
法が示されているが、本発明におけるエラストマーはこ
こで限定されている動的粘度では解決できない更にハイ
フローの領域に該当し、また該特許においては何ら規定
されていない基材の特定領域における粘度を規定するこ
とにより成形効率が格段に向上し、かつ外観が非常に優
れた製品を得ることができる。特に表層の隠蔽性が向上
し、幅広い成形条件に対応できることとなった。更に特
公平５−２４９１号公報には、プラスチック成形方法が
開示されているが、そこには単に複数の射出ユニットと
ダイヘッドから金型上への樹脂の供給方法が示されてい
るに過ぎない。また特開平３−２６５１７号公報には、
多層品の製造方法及び装置が開示されているが、使用す
る樹脂についてはほとんど記載されていない。これらの
方法によって成形を実施した場合、成形品意匠面のチャ
ージマーク、成形品端部の基材樹脂露出、形状の複雑な
部分での表層材と基材の混じり合い等の外観不良が起こ
り、良好な外観の成形品を得ることができない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事情に鑑
みてなされたものであり、低コストで且つ従来このよう
な圧縮成形法では不可能であった、外観が良好でかつリ
サイクル可能な多層品及びその効率的な圧縮成形方法を
提供することを目的とするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記課題を
解決するために鋭意研究を重ねた結果、表層材が、温度
２３０℃、荷重２．１６ｋｇにおけるメルトフローレー
トが１０〜２００ｇ／１０分である熱可塑性エラストマ
ーであり、基材が熱可塑性樹脂であり、表層材及び基材
が溶融状態で共押出しされた後に圧縮成形されたことを
特徴とする多層品及びその製造方法によって解決できる
ことを見出した。

【０００５】以下、本発明を具体的に説明する。（Ａ）熱可塑性エラストマー本発明の表層材は熱可塑性エラストマーからなり、該熱
可塑性エラストマーとは加熱すれば流動して通常の熱可
塑性プラスチックと同様の成形加工ができ、常温ではゴ
ム弾性を示す材料をいう。中でもオレフィン系エラスト
マーであるプロピレン系エラストマー（ＴＰＯ）やスチ
レン部分が３０重量％以下であるスチレン−ブタジエン
共重合体エラストマーの水素添加物が、特に製品外観や
表層材としての物性を満足し、かつ内層材との溶融接着
性も良好であるのでさらに好適である。スチレン部分が
３０重量％を越えるスチレン−ブタジエン共重合体エラ
ストマーの水素添加物の場合は、ゴム弾性が小さく従っ
て成形品の表面硬度が高くなり、クッション感が得られ
ない。また同時に基材に、使用される熱可塑性樹脂、特
にオレフィン系樹脂に対する密着性が失われる。また、
本発明の熱可塑性エラストマーには必要に応じて、一般
に使われている安定剤、難燃化剤、加工性改良剤、滑
剤、帯電防止剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、着色剤、
顔料のごとき添加剤や各種充填剤を添加してもよいこと
はもちろんである。表層材の熱可塑性エラストマーの温
度２３０℃、荷重２．１６ｋｇにおけるメルトフローレ
ート（以下、ＭＦＲと略す）は、１０〜２００ｇ／１０
分が好ましく更には２０〜１５０ｇ／１０分が好適であ
る。１０ｇ／１０分未満では、表層材としての流動性が
不十分となり、厚みの制御が困難になってしまうととも
に、フローマークによる外観不良が発生する。２００ｇ
／１０分を越えるとダイリップへの付着等の成形上の問
題が起き、また耐熱性、耐傷付き性等表層材としての必
要物性が不良となってしまう。また熱可塑性エラストマ
ーの結晶化温度は、降温速度２０℃／分において８０〜
１００℃であり且つ１０３℃における等温結晶化開始時
間が５〜６０秒であることが好ましい。熱可塑性エラス
トマーの結晶化温度は、パーキンエルマー製の示差熱測
定装置により、降温速度２０℃／分にて測定できる。ま
た１０３℃における等温結晶化開始時間は、同じ測定装
置により２３０℃から８０℃／分にて降温させ、１０３
℃に達した時点で温度を保った場合の、１０３℃に到達
した時点から結晶化が始まるまでの時間とした。結晶化
温度が１００℃を越えると成形の際、早い段階で流動が
停止してしまい基材を万遍なく被うことができない。８
０℃に満たないものでは早い冷却サイクルに対応でき
ず、成形品取り出しの際に傷が付いたりといった機械的
損傷を受けることとなる。また１０３℃における等温結
晶化開始時間が５秒未満では、成形の冷却に対し、金型
のタッチに応じ敏感に結晶化が進展するため、成形品の
表面に金型タッチ時間の差による光沢むらや転写不良が
発生する。また６０秒を越えるといつまでも軟化状態が
続くため冷却サイクルが長くなってしまい実用的でな
い。

【０００６】（Ｂ）熱可塑性樹脂本発明の基材は熱可塑性樹脂からなり、中でもオレフィ
ン系樹脂が好ましく、プロピレン系樹脂が成形性や製品
物性が良好であるのでさらに好適である。プロピレン系
樹脂としてはプロピレン単独重合体、プロピレン・エチ
レンブロック共重合体、プロピレン・エチレンランダム
共重合体及びそれらの混合物、さらには前記プロピレン
系樹脂を含む他の樹脂、例えばポリエチレン、エチレン
−α−オレフィン共重合体エラストマー、スチレン−ブ
タジエン共重合体エラストマー及びその誘導体等との混
合物も含まれる。本発明の熱可塑性樹脂は一種類でも二
種類以上でも用いることができ、タルク、ガラスファイ
バー、木粉等の充填材が混合されたものも熱可塑性樹脂
として用いることができる。また必要に応じて、一般に
使われている安定剤、難燃化剤、加工性改良剤、滑剤、
帯電防止剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、着色剤、顔料
のごとき添加剤を添加してもよいことはもちろんであ
る。基材の熱可塑性樹脂の温度２３０℃、荷重２．１６
ｋｇにおけるＭＦＲは、３〜４０ｇ／１０分が好ましく
更には５〜３０ｇ／１０分が好適である。３ｇ／１０分
未満では内層材としての流動性が不十分であり、成形品
がショートショットとなる。４０ｇ／１０分を越えると
機械的特性、特に耐衝撃性が劣る。また、熱可塑性樹脂
は通常一般の粘度のものを用いることができるが、５０
０ｓｅｃ^-1の剪断速度において、２１０℃での粘度が７
×１０² 〜４×１０³ ポイズのものが好ましく、更に好
ましくは８×１０² 〜３×１０³ ポイズ、更に好適には
１×１０³ 〜２．５×１０³ のものを用いると、良好な
成形品が得られる。熱可塑性樹脂の粘度はＪＩＳ−Ｋ７
１９９熱可塑性プラスチックのキャピラリーレオメータ
による流れ特性試験方法に準じ、キャピログラフ（東洋
精機製）により、剪断速度、温度及び粘度の関係を測定
できる。この範囲の粘度は共押出シートのチャージにお
ける最適粘度であり、７×１０² ポイズに満たない場合
にはシートの供給の際に重なりが生じその結果圧縮成形
の際に表層エラストマーと基材樹脂の混じりあいが起こ
り、まだら模様となってしまう。逆に４×１０³ ポイズ
を越えるような樹脂を用いると溶融時の樹脂のドローダ
ウンが小さく、製品形状に応じ所望のシート形状に供給
できなくなる。この場合には加圧の際に流動させるに必
要な距離が長くなることから、成形品端部に表層材の欠
損を生じる。いずれも外観不良となってしまう。

【０００７】（Ｃ）多層品本発明における多層品は表層材と基材とからなり、表層
材は多層品の表面片側に位置して基材を覆う一層または
二層以上の材料であり、基材は表層材に覆われる一層ま
たは二層以上の材料である。表層材または基材が一層の
場合には、表層材である熱可塑性エラストマー及びまた
は基材である熱可塑性樹脂を発泡させ、クッション性を
付与することにより更に高級感を持たせ意匠性を高めた
り、軽量化することができる。表層材または基材が二層
以上の場合には、基材に接する側の表層材である熱可塑
性エラストマーまたは表層材に接する側の基材である熱
可塑性樹脂の一層を発泡させることができる。発泡体は
圧縮成形の工程において、押出機による溶融過程から型
締め後に固化する過程までの間に得ることができる。具
体的には発泡させたい層の熱可塑性エラストマー及びま
たは熱可塑性樹脂を、予め発泡剤を混練して発泡能力を
持たせたペレットとし、押出機より金型上に発泡剤に適
合した温度にて溶融供給し発泡させ、後型締めを行い金
型のクリアランス、開閉のタイミング、型締力等を適切
にコントロールすることにより得ることができる。また
表層材と基材の接着力が不足する場合には、表層材また
は基材の一方を二層とし、接着性の高い熱可塑性エラス
トマーまたは熱可塑性樹脂を介在させ全体として三層と
することにより、各種樹脂の積層に対応することができ
る。本発明の多層品において表層材及び基材の厚みの関
係は、基材の厚みが表層材の厚みよりも大きいほうが製
品の機械的特性が改善されるので好ましいが、その他の
目的に応じ適宜選択できることはもちろんである。基材
の厚みが表層材の厚みよりも大きい場合には、表層材の
ＭＦＲは基材のＭＦＲよりも大きいことが好ましい。表
層材のＭＦＲが基材のＭＦＲと同じかまたは小さい場
合、表層材が基材をまんべんなく覆うことができず、基
材が製品表面に露出してしまい外観を損なうこととな
る。本発明の多層品の表層材には各種しぼ模様を付ける
ことが可能であり、本発明の表層材を用いることにより
成形金型との均一な接触が図られ、しぼ模様をきれいに
転写した、非常に外観の良好な成形品が得られる。また
他の成形法との併用による表面への加飾、絵柄の転写
や、他のフィルム、シート、表皮材などのインサート成
形も可能であり更に意匠性を向上させることができる。

【０００８】（Ｄ）成形方法本発明の多層品は、圧縮成形機に取り付けられた金型上
に表層材及び基材の溶融樹脂を供給後、金型を所定圧力
で圧縮し型締めし、その後金型を開放することにより得
られる。溶融樹脂の供給は、金型上に基材の熱可塑性樹
脂を供給後、表層材の熱可塑性エラストマーを供給して
もよいが、基材の熱可塑性樹脂と表層材の熱可塑性エラ
ストマーとを同時に金型上に供給することが成形方法が
簡単になるので好ましい。上記のように同時に供給する
方法としては、複数の押出機を用いて溶融状態の表層材
及び基材を多層Ｔダイスより共押出する方法が好まし
い。なお多層Ｔダイスを用い共押出により樹脂を金型上
に供給することから、基材の厚みが１ｍｍ以上であるこ
とが望ましい。基材の厚みが１ｍｍに満たず、且つ表層
材がそれ以上の厚みを有する場合には共押出された溶融
樹脂が適切に供給されず流動の乱れを生じ、外観を損な
うこととなる。しかしながらこれに限定されるわけでは
なく用途によっては使用され得ることはいうまでもな
い。本発明で用いる圧縮成形機は各種の装置を用いるこ
とができ、圧縮する時の圧力は成形品によって適宜設定
することができる。

【０００９】

【作用】本発明の多層品は、特定の表層材及び基材から
なるため、該多層品成形の際に表層材が基材を均一に覆
うことができ端材が発生しない。これは基材の熱可塑性
樹脂の粘度が適切にコントロールされ金型上への平坦な
樹脂供給が行えるためである。また、表層材の固化速度
が適度に遅いため、表層材は金型面と均一に接触するこ
とができ金型の形状をそのまま転写し、外観が良好な多
層品となる。また表層材にオレフィン系エラストマーや
スチレン部分が３０重量％以下であるスチレン−ブタジ
エン共重合体エラストマーの水素添加物を用い、基材に
オレフィン系樹脂を選択することによりリサイクルも可
能となる。

【００１０】

【実施例】

（実施例１）表層材としてＭＦＲが２０ｇ／１０分であ
り、プロピレン含量が７０重量％であるエチレン−プロ
ピレン共重合物を６３重量％含むプロピレン系エラスト
マー（以下、ＴＰＯと略す）を用い、基材としてＭＦＲ
が２０ｇ／１０分であり、プロピレン含量が５０重量％
であるエチレン−プロピレン共重合物２０重量％とプロ
ピレン８０重量％からなるプロピレン−エチレンブロッ
ク共重合体８０重量部に対し、タルク２０重量％を含む
ブレンド物を用いた。表層材及び基材を各々別の押出機
で溶融させ、２層Ｔダイスを有するホットフロー成形機
より温度１８５℃にて２層共押出しすることにより下金
型上に供給した。しぼ模様を有する上金型としぼ模様を
有しない下金型とを圧縮、型締めし、冷却した後、金型
を開放して成形品を取り出した。その結果を表１に示し
たが、得られた成形品は図３に示すような形状の、表層
材の厚み１．０ｍｍ、基材の厚み２．５ｍｍの多層品で
あり、上金型のしぼ模様が鮮明に転写されたものであ
り、表層材及び基材の端材が発生することなく、短時間
で成形できた。なおこの実施例における成形条件は以下
のように設定した。上金型の温度：６０℃、下金型の温
度：４０℃、加圧圧力：５０ｋｇ／ｃｍ２、冷却時間：
２０秒。

【００１１】（実施例２）表層材としてＭＦＲが４０ｇ
／１０分であり、プロピレン含量が７０重量％であるエ
チレン−プロピレン共重合物を７０重量％含むＴＰＯを
用い、基材としてＭＦＲが１０ｇ／１０分であり、プロ
ピレン単独重合体９０重量％とプロピレン含量が４０重
量％であるエチレン−プロピレン共重合体１０重量％の
混合物８５重量％に対し、タルク１５重量％を含むブレ
ンド物を用い、２００℃にて２層共押出しした以外は実
施例１と同様に行った。冷却時間は３５秒とした。その
結果を表１に示した。

【００１２】（実施例３）表層材としてＭＦＲが８０ｇ
／１０分であり、プロピレン含量が７０重量％であるエ
チレン−プロピレン共重合物を５５重量％含むＴＰＯ用
いた以外は実施例２と同様に行った。冷却時間は２５秒
とした。その結果を表１に示した。

【００１３】（実施例４）表層材としてＭＦＲが１６０
ｇ／１０分であり、プロピレン含量が７０重量％である
エチレン−プロピレン共重合物を６７重量％含むＴＰＯ
を用い、基材としてＭＦＲが８ｇ／１０分であり、プロ
ピレン含量が５０重量％であるエチレン−プロピレン共
重合物１５重量％とプロピレン８５重量％からなるプロ
ピレン−エチレンブロック共重合体を用い、２１０℃に
て２層共押出しした以外は実施例１と同様に行った。冷
却時間は３０秒とした。その結果を表１に示した。

【００１４】（実施例５）表層材としてＭＦＲが２０ｇ
／１０分であり、スチレン含量が１８重量％であるスチ
レン−ブタジエン共重合体エラストマーの水素添加物を
用い、基材としてＭＦＲが５ｇ／１０分であり、エチレ
ン含量が３重量％であるプロピレン・エチレンランダム
共重合体を用い、２３０℃にて２層共押出しした以外は
実施例１と同様に行った。冷却時間は４０秒とした。そ
の結果を表１に示した。

【００１５】（実施例６）表層材としてＭＦＲが３０ｇ
／１０分であり、スチレン含量が２５重量％であるスチ
レン−ブタジエン共重合体エラストマーの水素添加物を
用い、基材としてＭＦＲが２５ｇ／１０分であり、プロ
ピレン含量が５０重量％であるエチレン−プロピレン共
重合物２２重量％とプロピレン７８重量％からなるプロ
ピレン・エチレンブロック共重合体を用い、１８５℃に
て２層共押出しした以外は実施例１と同様に行った。冷
却時間は４０秒とした。その結果を表１に示した。

【００１６】（実施例７）表層材として実施例４と同様
のＴＰＯを用い、基材としてＭＦＲが３０ｇ／１０分で
あるプロピレン単独重合体を用い、２１０℃にて２層共
押出しした以外は実施例１と同様に行った。冷却時間は
３０秒とした。その結果を表１に示した。

【００１７】（比較例１）表層材としてＭＦＲが５ｇ／
１０分であり、プロピレン含量が７０重量％であるエチ
レン−プロピレン共重合物を７２重量％含むＴＰＯを用
い、基材としてＭＦＲが３０ｇ／１０分であるプロピレ
ン単独重合体を用いた以外は実施例１と同様に行った。
冷却時間は７０秒とした。その結果を表２に示した。

【００１８】（比較例２）基材としてＭＦＲが８０ｇ／
１０分であり、プロピレン単独重合体８５重量％とプロ
ピレン含量が４０重量％であるエチレン−プロピレン共
重合体１５重量％の混合物８７重量％に対し、タルク１
３重量％を含むブレンド物を用いた以外は実施例１と同
様に行った。その結果を表２に示した。

【００１９】（比較例３）表層材としてＭＦＲが２２０
ｇ／１０分であり、プロピレン含量が７０重量％である
エチレン−プロピレン共重合物を４５重量％含むＴＰＯ
を用い、基材としてＭＦＲが８ｇ／１０分であり、プロ
ピレン含量が５０重量％であるエチレン−プロピレン共
重合物１２重量％とプロピレン８８重量％からなるプロ
ピレン・エチレンブロック共重合体を用い、２１０℃に
て２層共押出しした以外は実施例１と同様に行った。冷
却時間は２０秒とした。その結果を表２に示した。

【００２０】（比較例４）１層ダイスを有するホットフ
ロー成形機より基材を供給後、表層材を供給した以外は
実施例１と同様に行った。１サイクルの成形時間が６０
秒と倍になった。その結果を表２に示した。

【００２１】（比較例５）表層材としてＭＦＲが１０ｇ
／１０分であり、スチレン含量が４０重量％であるスチ
レン−ブタジエン共重合体エラストマーの水素添加物を
用いた以外は実施例１と同様に行った。冷却時間は８０
秒とした。その結果を表２に示した。

【００２２】（比較例６）基材としてＭＦＲが１ｇ／１
０分であり、プロピレン含量が５０重量％であるエチレ
ン−プロピレン共重合物１０重量％とプロピレン９０重
量％からなるプロピレン・エチレンブロック共重合体を
用い、２６０℃にて２層共押出しした以外は実施例１と
同様に行った。冷却時間は２０秒とした。その結果を表
２に示した。

【００２３】

【表１】

【００２４】

【表２】

【００２５】

【発明の効果】本発明により、下記のごとき効果を発揮
することができる。（１）金型からの直接転写により、鮮明なしぼ模様を有
する外観の非常に良好な多層品が得られる。（２）表層材と基材との密着性が良好な多層品が得られ
る。（３）従来の表皮貼り成形に比べて、表層材の端材ロス
が無く、併せて表層材の巻き込み処理が不要であり、省
人化、コストダウンを達成できる。（４）表層材及び基材がオレフィン系の場合、リサイク
ルが可能である。（５）従来の圧縮成形機を使用することができ、装置コ
ストの負担が軽い。また多色射出成形に比べ、装置及び
金型がシンプルとなる。（６）本発明の多層品は多方面に利用することができ
る。中でも自動車内装分野の材料として好適であり、代
表的な用途として、ドアトリム、ピラー、コンソールボ
ックス、シートバックパネルなどが挙げられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る多層品の成形において表層材及び
基材を下金型上に供給する状態の一例を示す立面図。

【図２】本発明に係る多層品の成形において表層材及び
基材を上下金型で圧縮した状態の一例を示す立面図。

【図３】本発明の多層品の一例である自動車内装材のド
アトリムの平面図。

【符号の説明】

１上金型２下金型３ホットフロー成形機ダイス４基材５表層材６ドアトリム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｂ３２Ｂ 25/14 27/32 Ｚ // Ｂ２９Ｋ 9:06 23:00 Ｂ２９Ｌ 9:00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表層材が、温度２３０℃、荷重２．１６
ｋｇにおけるメルトフローレートが１０〜２００ｇ／１
０分である熱可塑性エラストマーであり、基材が熱可塑
性樹脂であり、表層材及び基材が溶融状態で共押出しさ
れた後に圧縮成形されたことを特徴とする多層品。
【請求項２】熱可塑性樹脂が、５００ｓｅｃ^-1の剪断
速度において、２１０℃での粘度が７×１０² 〜４×１
０³ ポイズであることを特徴とする請求項１記載の多層
品。
【請求項３】熱可塑性エラストマーが、降温速度２０
℃／分における結晶化温度が８０〜１００℃であり且つ
１０３℃における等温結晶化開始時間が５〜６０秒であ
ることを特徴とする請求項１または２記載の多層品。
【請求項４】熱可塑性エラストマーがオレフィン系エ
ラストマー及びまたはスチレン部分が３０重量％以下で
あるスチレン−ブタジエン共重合体エラストマーの水素
添加物であり、熱可塑性樹脂がオレフィン系樹脂である
ことを特徴とする請求項１〜３のうちのいずれか１項記
載の多層品。
【請求項５】表層材及び基材を溶融状態で共押出しし
た後に圧縮成形することを特徴とする請求項１〜４のう
ちのいずれか１項記載の多層品の製造方法。