(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
すなわち、一方の分割型のキャビティに対して、他方の分割型に向けて突起する複数の突起部を設けた分割形式の金型を用い、2枚の溶融状態の熱可塑性樹脂製シート素材を一対の分割型の間に位置決めする。そして、一方のシート素材と一方の分割型のキャビティとの間に密閉空間を形成した後、一方の分割型の側から密閉空間を吸引する。この吸引作用により、複数の突起部で複数の凹部をシート素材に成形し、一対の分割型を型締めすることで、凹部の底を他方のシート素材に溶着し、複数のリブで補強された中空構造の樹脂積層板を得る。
【0009】
このような製造技術を用いれば、2枚のシート素材それぞれの厚みを最大限に薄くすることができ、これにより製造効率及び製品品質を確保しつつ、軽量化、薄肉化を図ることができる。
【0010】
ところで、車両用内装材に代表される樹脂積層板には、一層の品質向上が求められている。このため、積層板の製造技術に更なる向上が期待されており、上記分割形式の金型を用いた製造技術においても更なる改良が望まれる。
【0011】
すなわち、
図16に示すように、分割型401のキャビティ402と、シート素材403との間の密閉空間404を真空吸引穴405から吸引する過程において、密閉空間404から十分に空気が抜けず、シート素材403がキャビティ402の表面に良好に沿わない場合がある。この場合、突起部406と突起部406との間において、シート素材403が折れる部分(いわゆる折れ肉)407が生ずる。この折れ肉407を補強部として利用することも可能であるが、一般には、量産品の品質向上の観点から、突起部406と突起部406の間では、シート素材403が良好に賦形されることが望ましい。
【0012】
また、突起部406は、分割型401の一部であるため、分割型401の切削時に加工可能な形状であることが求められる。このため、突起部を設計する際、形状の制約を受ける。樹脂積層板の更なる品質向上を図るためには、突起部の形状を自由に設計できる製造技術が望まれる。
【0013】
そこで、本発明は、軽量化、薄肉化を確保しつつ、成形性及び製品設計の自由度を高め、更なる品質向上が実現できる樹脂積層板の製造技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0014】
請求項1の発明は、
一対の分割型を構成する一方の分割型及び他方の分割型の各々にキャビティを設け、これらキャビティを対向させた状態で配置される前記一方の分割型及び他方の分割型の間に、熱可塑性樹脂からなる2枚のシート素材
を配置し、
前記一方の分割型に設けた複数の突起部により、一方のシート素材を他方のシート素材に向けて凹ませて複数の凹部を成形し、前記一対の分割型を型締めすることで、前記複数の凹部の底を他方のシート素材に溶着し、中空構造の樹脂積層板を得る、樹脂積層板の製造方法であって、
前記一方の分割型のキャビティに複数のコマ部材を配置し、これら複数のコマ部材の各々を、前記突起部と、この突起部の基端に設けた雄ねじ部とで構成し、この雄ねじ部を、前記一方の分割型に設けた雌ねじ穴にねじ込むようにした成形金型を用い、
前記一方のシート素材と前記
一方の分割型のキャビティとの間に密閉空間を形成し、
この密閉空間を、前記
一方の分割型のキャビティと前記突起部の基端との隙間、及び、前記雌ねじ穴と前記雄ねじ部との隙間を通じて真空吸引することにより、前記一方のシート素材を前記突起部に沿うように成形することを特徴とする。
【0015】
請求項2の発明は、
一対の分割型を構成する一方の分割型及び他方の分割型の各々にキャビティを設け、これらキャビティを対向させた状態で配置される前記一方の分割型及び他方の分割型の間に、熱可塑性樹脂からなる2枚のシート素材を挟むように配置される
前記一対の分割型と、
前記一方の分割型に設けられ、一方のシート素材を他方のシート素材に向けて凹ませて複数の凹部を成形し、前記一対の分割型が型締めされることで、前記複数の凹部の底を他方のシート素材に溶着させる複数の突起部と、を備える樹脂積層板の成形金型であって、
前記一方の分割型のキャビティに複数のコマ部材を配置し、
これら複数のコマ部材の各々を、前記突起部と、この突起部の基端に設けた雄ねじ部とで構成し、
この雄ねじ部を、前記一方の分割型に設けた雌ねじ穴にねじ込み、
前記
一方の分割型のキャビティと前記突起部の基端との間に隙間を設けると共に、前記雌ねじ穴を、前記一方の分割型に設けた真空吸引経路に連通させたことを特徴とする。
【発明の効果】
【0016】
請求項1の発明では、突起部と雄ねじ部とからなる複数のコマ部材を用いることにより、密閉空間を、キャビティと突起部の基端との隙間、及び、雌ねじ穴と雄ねじ部との隙間を通じて真空吸引するようにした。
【0017】
突起部の基端周りにおいて、空気が良好に雌ねじ穴に抜けるため、シート素材は、突起部の基端周りや突起部と突起部の間で良好に賦形される。結果、折れ肉の発生を防ぐことができ、樹脂積層板の量産品質を高めることができる。
【0018】
また、突起部を有するコマ部材は、分割型とは別部品である。このため、突起部の形状は、分割型の加工による制約を受けない。したがって、樹脂積層板に要求される品質に応じて、突起部の形状を自由に設計することができる。
【0019】
加えて、2枚の樹脂製シートそれぞれの厚みを個別に最大限まで薄肉化することが可能であり、それにより製造効率及び製品品質を確保しつつ、十分な軽量化、薄肉化を達成可能である。
【0020】
したがって、本発明によれば、軽量化、薄肉化を確保しつつ、凹部の成形性及び突起部の設計自由度を高め、更なる品質向上を実現できる樹脂積層板の製造技術が提供される。
【0021】
請求項2に係る発明では、分割型のキャビティに複数のコマ部材を配置し、このコマ部材を、突起部と雄ねじ部とで構成し、この雄ねじ部を分割型の雌ねじ穴にねじ込み、キャビティと突起部の基端との間に隙間を設けると共に、雌ねじ穴を真空吸引経路に連通させた。
【0022】
突起部の基端付近の空気は、キャビティと突起部の基端との隙間、及び、雌ねじ穴から真空吸引経路に良好に抜けるようになる。このため、シート素材が、突起部の基端周りや突起部と突起部の間で良好に賦形される。結果、折れ肉の発生を防ぐことができ、樹脂積層板の量産品質を高めることができる。
【0023】
また、突起部を有するコマ部材は、分割型とは別部品である。このため、突起部の形状は、分割型の加工による制約を受けない。したがって、樹脂積層板に要求される品質に応じて、突起部の形状を自由に設計することができる。
【0024】
加えて、2枚の樹脂製シートそれぞれの厚みを個別に最大限まで薄肉化することが可能であり、それにより製造効率及び製品品質を確保しつつ、十分な軽量化、薄肉化を達成可能である。
【0025】
したがって、本発明によれば、軽量化、薄肉化を確保しつつ、製品設計の自由度及び成形性を高め、更なる品質向上を実現できる樹脂積層板の製造技術が提供される。
【発明を実施するための形態】
【0027】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
【0028】
先ず、本発明の製造技術で製造される樹脂積層板について説明する。なお、成形金型及び製造方法については後述する。
図1に示すように、樹脂積層板100は、表面側シート120Aと、裏面側シート120Bと、表面側シート120Aの外表面に貼り合わされた化粧材シート140と、からなる3層構造である。このような樹脂積層板100は、例えば車両用内装材として使用される。なお、
図1において、樹脂積層板100の内部構造を明瞭に示すために、樹脂積層板100の周端部まわりを省略して示している。
【0029】
図2に示すように、樹脂積層板100は、深さが小さい複数の第1凹部200Sを有する薄板部100aと、深さが大きい複数の第2凹部200Lを有する厚板部100bと、から構成される。
【0030】
図3に示すように、樹脂積層板100は、外形が長方形に形成されており、薄板部100aは、各辺の近傍の領域で且つ外周部の全体に亘り一定幅で形成される。厚板部100bは、中央部側の領域で且つ薄板部100aに囲われる領域に形成される。このように厚板部100bを形成すると、化粧材シート(
図1、符号140)が曲げ荷重を受け、薄板100aが支持される構造体として、樹脂積層板100が使用される場合、厚板部100bの剛性により撓み量を抑制することができる。
【0031】
次に、第1凹部200S及び第2凹部200Lの構成を
図4及び
図5に基づいて詳細に説明する。
図4に示すように、複数の第1凹部200S及び複数の第2凹部200Lは、同一のピッチPで千鳥模様状に配置される。複数の第1凹部200S及び複数の第2凹部200Lを同一のピッチPで配置したので、樹脂積層板100における剛性の均一化が図れる。同時に、金型の加工性、成形性を高め、見栄えも良くなる。
【0032】
また、
図5(A)に示すように、薄板部100aと厚板部100bとは、裏面側シート120Bに形成される段差101を介して連なる。第1凹部200S及び第2凹部200Lは、表面側シート120Aのうち、化粧材シート140が接着される外表面150と反対側の面である内表面170に溶着される。第1凹部200Sの深さd1と第2凹部200Lの深さd2との差が、薄板部100aの厚みt1及び厚板部100bの厚みt2の差となる。第1凹部200S及び第2凹部200Lは、裏面側シート120Bの内表面180と表面側シート120Aの内表面170との間を連結する第1リブ122S及び第2リブ122Lを構成する。第1凹部200S及び第2凹部200Lは、円錐台形状を呈しており、底240S、240Lから開口260S、260Lに向けて拡径した形状である。
【0033】
底240S、240Lは、表面側シート120Aの内表面170に溶着される。表面側シート120Aと裏面側シート120Bとの間には、中空部280が形成され、この中空部280は、樹脂積層板100の周端面において閉じられる。第1凹部200S及び第2凹部200Lの個数は、樹脂積層板100の用途により適宜設定すればよいが、数が多いほど重量に比して高い剛性を得ることができる。
【0034】
そして、第1凹部200Sの開口径と第2凹部200Lの開口径を同一寸法aに設定する。さらに、第1凹部200Sの傾斜角dと第2凹部200Lの傾斜角eを調整する(具体的には傾斜角d>傾斜角eとする)ことで、第1凹部200Sの底径と第2凹部200Lの底径を同一寸法bに設定する。
【0035】
このように、第1凹部200S及び第2凹部200Lの開口径・底径を合わせることで、樹脂積層板100における剛性の均一化を図ることができ、金型の加工性、厚板部100bの成形性を高めることができる。
【0036】
これに対して、
図5(B)に示すように、開口径aを同一にし、傾斜角dを同一にすることも可能である。しかし、この場合、第1凹部200Sの底径bと第2凹部200Lの底径cの大きさが異なる。底径の異なる2種類の凹部が成形品に混在することは、成形品の剛性を不均一にし、また金型の加工性や厚板部の成形性において好ましくない。
【0037】
続いて、樹脂積層板の製造に供される成形装置を
図6に基づいて説明する。
図6に示すように、樹脂積層板(
図1、符号100)の成形装置10は、押出装置12A、12Bと、押出装置12A、12Bの下方に配置された型締装置14とを有し、押出装置12A、12Bから押出された溶融状態の熱可塑性樹脂からなるシート素材P1、P2を型締装置14に送り、型締装置14により溶融状態のシート素材P1、P2を成形する。押出装置12Aと押出装置12Bは、同様であるので、シート素材P1に対応する押出装置12Aのみを説明し、シート素材P2に対応する押出装置12Bについては説明を省略する。なお、押出装置12Aの各部の符号には「A」を付け、押出装置12Bの各部の符号には「B」を付けることとする。
【0038】
押出装置12Aは、従来既知のタイプであり、その詳しい説明は省略するが、ホッパー16Aが付設されたシリンダー18Aと、シリンダー18A内に設けられたスクリュー(図示せず)と、スクリューに連結された油圧モーター20Aと、シリンダー18Aと内部が連通したアキュムレータ22Aと、アキュムレータ22A内に設けられたプランジャー24Aとを有し、ホッパー16Aから投入された樹脂ペレットが、シリンダー18A内で油圧モーター20Aによるスクリューの回転により溶融、混練され、溶融状態の樹脂がアキュムレータ室22Aに移送されて一定量貯留され、プランジャー24Aの駆動によりTダイ28Aに向けて溶融樹脂を送り、押出スリット34Aを通じて所定の長さの連続的なシート素材P1が押し出され、間隔を隔てて配置された一対のローラー30A、30Aによって挟圧されながら下方へ向けて送り出されて分割型32Aの間に垂下される。これにより、後に詳細に説明するように、シート素材P1が上下方向(押出方向)に一様な厚みを有する状態で、分割型32A、32Bの間に配置される。
【0039】
押出装置12Aの押出の能力は、成形する樹脂成形品の大きさ、シート素材P1のドローダウンあるいはネックイン発生防止の観点から適宜選択する。より具体的には、実用的な観点から、間欠押出における1ショットの押出量は好ましくは1〜10kgであり、押出スリット34Aからの樹脂の押出速度は、数百kg/時以上、より好ましくは700kg/時以上である。また、シート素材P1のドローダウンあるいはネックイン発生防止の観点から、シート素材Pの押出工程はなるべく短いのが好ましく、樹脂の種類、MFR値、メルトテンション値に依存するが、一般的に、押出工程は40秒以内、より好ましくは10〜20秒以内に完了するのがよい。このため、熱可塑性樹脂の押出スリット34からの単位面積、単位時間当たりの押出量は、50kg/時/cm
2以上、より好ましくは150kg/時/cm
2以上である。
【0040】
一対のローラー30A、30Aの間に挟み込まれたシート素材P1を下方に送り出すことで、シート素材P1を延伸薄肉化することが可能であり、押し出されるシート素材P1の押出速度と一対のローラー30A、30Aによるシート素材P1の送り出し速度との関係を調整することにより、ドローダウンあるいはネックインの発生を防止することが可能であるから、樹脂の種類、特にMFR値及びメルトテンション値、あるいは単位時間当たりの押出量に対する制約を小さくすることが可能である。
【0041】
Tダイ28Aに設けられる押出スリット34Aは、鉛直下向きに配置され、押出スリット34Aから押し出されたシート素材P1は、そのまま押出スリット34Aから垂下する形態で、鉛直下向きに送られるようにしている。押出スリット34Aは、その間隔を可変とすることにより、シート素材P1の厚みを変更することが可能である。
【0042】
一対のローラー30A、30Aについて説明すれば、一対のローラー30A、30Aは、押出スリット34Aの下方において、各々の回転軸が互いに平行にほぼ水平に配置され、一方が回転駆動ローラーであり、他方が被回転駆動ローラーである。より詳細には、一対のローラー30A、30Aは、押出スリット34Aから下方に垂下する形態で押し出されるシート素材P1に関して、線対称となるように配置される。
【0043】
ローラー30Aの直径及びローラー30Aの軸方向長さは、成形すべきシート素材P1の押出速度、シート素材P1の押出方向長さ及び幅、並びに樹脂の種類等に応じて適宜設定すればよいが、後に説明するように、一対のローラー30A、30A間にシート素材P1を挟み込んだ状態で、ローラー30A、30Aの回転によりシート素材P1を円滑に下方に送り出す観点から、回転駆動ローラーの径は、被回転駆動ローラーの径より若干大きいのが好ましい。ローラー30Aの径は50〜300mmの範囲であることが好ましく、シート素材P1との接触においてローラーの曲率が大きすぎてもまた、小さすぎてもシート素材がローラーへ巻き付く不具合の原因となる。一方、型締装置14も、押出装置12と同様に、従来既知のタイプであり、その詳しい説明は省略するが、一対の分割型(後述)を、溶融状態のシート素材P1、P2の供給方向に対して略直交する方向に開位置と閉位置との間で移動させる金型駆動装置を有する。
【0044】
成形金型32は、分割形式であり、分割型32Aと、この分割型32Aに合わさる分割型32Bとを備える。分割型32A、32Bは、キャビティ116A、116Bを対向させた状態で配置され、キャビティ116A、116Bが略鉛直方向沿うように配置される。
【0045】
裏面側シート(
図1、符号120B)を成形する分割型32Aのキャビティ116Aの表面には、第1・第2凹部(
図5、符号200S・200L)を形成する第1突起部119S、第2突起部119Lが設けられる。第1突起部119S、第2突起部119Lは、第1・第2凹部(
図5、符号200S・200L)と相補形状であり、他方の分割型32Bのキャビティ116Bに向けて突出する。
【0046】
ここで、複数の第1突起部119S及び第2突起部119Lの構成を
図7及び
図8に基づいて詳細に説明する。
図7に示すように、第1突起部119S及び第2突起部119Lは、各々、分割型32Aとは別部品の第1コマ部材40S及び第2コマ部材40Lに設けられる。
【0047】
この第1コマ部材40Sは、先端側の第1突起部119Sと、第1突起部119Sの基端に設けられる嵌合部42と、この嵌合部42の基端面に設けられ、嵌合部42よりも細い雄ねじ部44と、からなる。第2コマ部材40Lにおいても、嵌合部42及び雄ねじ部44の構成は同様である。
【0048】
一方、分割型32Aのキャビティ116Aの表面には、嵌合部42よりも大きな内径を有する嵌合穴46と、この嵌合穴46の底部中央に開口する雌ねじ穴48とが設けられる。これら嵌合穴46及び雌ねじ穴48は、分割型32Aのキャビティ116Aにおいて、複数の第1凹部(
図3、符号200S)及び複数の第2凹部(
図3、符号200L)に対応するように複数個配列される。
【0049】
図8に示すように、雄ねじ部44を雌ねじ穴48にねじ込んで、第1コマ部材40S、第2コマ部材40Lを分割型32Aに固定した状態において、第1突起部119S、第2突起部119Lの基端(根本)はキャビティ116Aの表面と面一になる。また、嵌合部42の外周面と嵌合穴46の内周面との間に環状の隙間S1が形成されると共に、嵌合部42の基端面と嵌合穴46の底面との間にも隙間S2が形成される。さらに、雄ねじ部44と雌ねじ穴48との間には、ねじ山とねじ谷との間に隙間S3が形成される。分割型32Aの内部には、真空吸引室80が設けられ、真空吸引室80は、真空吸引穴82を介して雌ねじ穴48の底面に連通される。結果、隙間S1〜S3及び真空吸引穴82によって、真空吸引室80とキャビティ116Aとが連通する。
【0050】
図6に戻り、分割型32A、32Bそれぞれにおいて、キャビティ116A、116Bの周りには、ピンチオフ部118A、118Bが形成され、このピンチオフ部118A、118Bは、キャビティ116A、116Bの周りに環状に形成され、対向する分割型32A、32Bに向けて突出する。これにより、分割型32A、32Bを型締めする際、それぞれのピンチオフ部118A、118Bの先端部が当接し、2枚のシート素材P1、P2は、その周縁にパーティングラインが形成されるように溶着され、中空部(
図5、符号280)を閉塞する外周壁が形成される。
【0051】
分割型32Aの外周部には、型枠33Aが密封状態で摺動可能に外嵌し、図示しない型枠移動装置により、型枠33Aが、分割型32Aに対して相対的に移動可能としている。より詳細には、型枠33Aは、分割型32Bに向けて突出することにより、分割型32A、32B間に配置されたシート素材P1の側面に当接可能である。
【0052】
金型駆動装置については、従来と同様のものであり、その説明は省略するが、分割型32A、32Bは、それぞれ金型駆動装置により駆動され、開位置において、分割型32A、32Bの間に2枚のシート素材P1、P2が配置され、一方、閉位置において、分割型32A、32Bのピンチオフ部118A、118Bが互いに当接することにより、分割型32A、32B内に密閉空間が形成される。開位置から閉位置への分割型32A、32Bの移動について、閉位置、すなわち、ピンチオフ部118A、118B同士が互いに当接する位置は、シート素材P1、P2間で、両シート素材P1、P2から等距離の位置とし、分割型32A、32Bが金型駆動装置により駆動されてその位置に向けて移動するようにしている。なお、シート素材P1用の押出装置及び一対のローラー30A、30Aと、シート素材P2用の押出装置及び一対のローラー30B、30Bとは、この閉位置に関して対称に配置されている。
【0053】
一方、分割型32Bには、分割型32A、32Bを型締めしたときに両金型により形成される密閉空間内から吹き込み圧をかけることが可能なように、従来既知のブローピン(図示せず)が設置されている。
【0054】
次に、各シートの材質について詳細に説明する。
表面側シート120A及び裏面側シート120Bの材料であるシート素材P1、P2は、ポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン系樹脂、または非晶性樹脂などから形成されたシートからなる。より詳細には、シート素材P1、P2は、ドローダウン、ネックインなどにより肉厚のバラツキが発生することを防止する観点から溶融張力の高い樹脂材料を用いることが好ましく、一方で金型への転写性、追従性を良好とするため流動性の高い樹脂材料を用いることが好ましい。
【0055】
より具体的にはエチレン、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(例えば、ポリプロピレン、高密度ポリエチレン)であって、230℃におけるMFR(JIS K−7210に準じて試験温度230℃、試験荷重2.16kgにて測定)が3.0g/10分以下、さらに好ましくは0.3〜1.5g/10分のもの、またはアクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体、ポリスチレン、高衝撃ポリスチレン(HIPS樹脂)、アクリロニトリル・スチレン共重合体(AS樹脂)等の非晶性樹脂であって、200℃におけるMFR(JIS K−7210に準じて試験温度200℃、試験荷重2.16kgにて測定)が3.0〜60g/10分、さらに好ましくは30〜50g/10分で且つ230℃におけるメルトテンション(株式会社東洋精機製作所製メルトテンションテスターを用い、余熱温度230℃、押出速度5.7mm/分で、直径2.095mm、長さ8mmのオリフィスからストランドを押し出し、このストランドを直径50mmのローラーに巻き取り速度100rpmで巻き取ったときの張力を示す)が50mN以上、好ましくは120mN以上のものを用いて形成される。
【0056】
また、シート素材P1、P2には衝撃により割れが生じることを防止するため、水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーが30wt%未満、好ましくは15wt%未満の範囲で添加されていることが好ましい。具体的には水素添加スチレン系熱可塑性エラストマーとしてスチレン−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、水添スチレン−ブタジエンゴム及びその混合物が好適であり、スチレン含有量が30wt%未満、好ましくは20wt%未満であり、230℃におけるMFR(JIS K−7210に準じて試験温度230℃、試験荷重2.16kgにて測定)は1.0〜10g/10分、好ましくは5.0g/10分以下で且つ1.0g/10分以上あるものがよい。さらに、シート素材P1、P2には、添加剤が含まれていてもよく、その添加剤としては、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、可塑剤、安定剤、着色剤、帯電防止剤、難燃剤、発泡剤等が挙げられる。具体的にはシリカ、マイカ、ガラス繊維等を成形樹脂に対して50wt%以下、好ましくは30〜40wt%添加する。
【0057】
表面側シート120Aの材料であるシート素材P2の表面に化粧材シート140を設ける場合において、化粧材シート140とは、外観性向上、装飾性、成形品と接触する物(例えば、カーゴフロアボードの場合、ボード上面に載置される荷物など)の保護を目的として構成されるものである。化粧材シート140の材質は、繊維表皮材、シート状表皮材、フィルム状表皮材等が適用される。かかる繊維表皮材の素材としては、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、又はこれらのブレンド繊維が挙げられる。
【0058】
これらの中でも、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く、ポリエステルであることがより好ましい。繊維表皮材に用いられる糸は、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150〜1000デニール/30〜200フィラメント=約5デニール×30〜200本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フィラメント等の太いモノ・フィラメントと、を組み合わせて用いることが好ましい。
【0059】
化粧材シート140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、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。ここで、不織布とは、繊維を平行に又は交互させて積上げるか又はランダムに散布してウエブを形成し、次いでウエブとなった繊維を接合してなる布状品を意味する。これらの中でも、成形品の立体形状再現性及び外観特性の観点から、ニードルパンチ法により製造された不織布であることが好ましい。また、ニードルパンチ法にて得られた不織布は、織物に比べて強度が小で伸度が大であり任意方向に対する変形度合いが大きいので、不織布としての強度を向上させると共に寸法の安定化を図るために、織布にバインダーを付着させる、又は、ウエブと不織布を重ね針でパンチさせておくことがより好ましい。これらのことから、化粧材シート140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、化粧材シート140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。例えば主体樹脂層をポリプロピレンにて構成し、化粧材シート140をポリプロピレン不織布で構成すると、成形品の主体樹脂層と化粧材シート140とが同じ素材であることから、リサイクルが容易になる。
【0060】
一方、化粧材シート140がポリエステル不織布であると、ポリプロピレンにて構成した主体樹脂層と繊維表皮材との融点が異なるので、成形品に化粧材シート140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。また、化粧材シート140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℃においてJIS−K−7113に準拠して測定したものである。シート状表皮材、フィルム状表皮材としては、熱可塑性エラストマ−、エンボス加工された樹脂層、印刷層が外面に付された樹脂層、合成皮革、滑り止め用メッシュ形状の表皮層等が使用できる。
【0061】
以上に述べた成形装置及び各種シートを用いて、樹脂積層板を製造する方法を
図6及び
図9〜
図13に基づいて説明する。
先ず、
図6において、溶融混練した熱可塑性樹脂をアキュムレータ22A、22B内に所定量貯留し、Tダイ28A、28Aに設けられた所定間隔の押出スリット34A、34Bから、貯留された熱可塑性樹脂を単位時間当たり所定押出量で間欠的に押し出すことにより、熱可塑性樹脂はスウェルし、溶融状態のシート状に下方に垂下するように所定の厚みにて所定押出速度で押し出される。
【0062】
次いで、ローラー30A、30Bを開位置に移動し、押出スリット34A、34Bの下方に配置された一対のローラー30A、30B同士の間隔をシート素材P1、P2の厚みより広げることにより、下方に押し出された溶融状態のシート素材P1、P2の最下部がローラー30A、30Bに円滑に供給されるようにする。なお、ローラー30A、30Aの間隔、ローラー30B、30Bの間隔をシート素材P1、P2の厚みより広げるタイミングは、押し出し開始後でなく、ワンショットごとに二次成形が終了時点で行ってもよい。次いで、一対のローラー30A、30A同士、ローラー30B、30B同士を互いに近接させて閉位置に移動し、シート素材P1、P2を挟み込み、ローラー30A、30Bの回転によりシート素材P1、P2を下方に送り出す。
【0063】
次いで、押出方向に一様な厚みを形成したシート素材P1、P2をローラー30A、30Bの下方に配置された分割型32A、32B間に配置する。これにより、シート素材P1、P2は、ピンチオフ部118A、118Bのまわりにはみ出す形態で位置決めされる。以上のようにして、表面側シート(
図1、符号120A)の材料であるシート素材P2と、裏面側シート(
図1、符号120B)の材料であるシート素材P1とを互いに間隔を隔てた状態で、分割型32A、32B間に配置する。この場合、シート素材P1、P2はそれぞれ、互いに独立に、押し出しスリット34A、34Bの間隔、あるいはローラー30A、30Bの回転速度を調整することにより、分割型32A、32B間に配置される際の厚みを調整可能である。
【0064】
より詳細には、裏面側シートの材料であるシート素材P1については、複数の第1・第2凹部(
図5、符号200S・200L)が形成されることから、成形時に、第1突起部119S、第2突起部119Lに沿って引き伸ばされて、凹部を設けない表面側シートの材料であるシート素材P2に比べて薄肉化される傾向にあるところ、後に説明するように、分割型32A、32Bを型締めすることにより、裏面側シートと表面側シートとを溶着して樹脂積層板(
図1、符号100)を完成した際、裏面側シートの厚みと表面側シートの厚みとが実質的に同じとなるように、シート素材P1については、例えば押し出しスリット34Aの間隔を押し出しスリット34Bの間隔より広げることにより、より厚くしておくことが可能である。
【0065】
次いで、
図9に示すように、型枠33Aを分割型32Aからシート素材P1の外表面117に当たるまで移動させる。なお、化粧材シート140は、適宜金型上方に保持させてキャビティ面に沿って予め垂下させておけばよい。この化粧材シート140の配置のタイミングは、成形金型32を型締めするまでに行えばよい。
【0066】
次いで、
図10に示すように、分割型32Aのキャビティ116A、型枠33Aの内周面102、及び分割型32Aに対向するシート素材P1の外表面117により構成された第1密閉空間84を真空吸引室80、真空吸引穴82によって真空吸引することで、シート素材P1をキャビティ116Aに押し付ける。
【0067】
ここで、隙間S1〜S3の作用を
図11に基づいて説明する。
図11(A)に示すように、真空吸引が行われると、第1密閉空間84は、真空吸引室80、真空吸引穴82、隙間S1〜S3により吸引される。このとき、第1突起部119S、第2突起部119Lの基端周りの空気は、隙間S1に吸引されて良好に抜ける(矢印(1))。これにより、
図11(B)に示すように、シート素材P1が、第1突起部119S、第2突起部119Lの基端周り及び隣り合う第1突起部119Sの間、あるいは、第2突起部119Lの間において良好に賦形される。結果、折れ肉の発生が防止される。
【0068】
次いで、
図12に示すように、シート素材P1の外表面117に当接する型枠33Aをそのままの位置に保持した状態でシート素材P1を吸引保持しつつ、それぞれの環状のピンチオフ部118A、118B同士が当接するまで分割型32A、32Bを互いに近づく向きに移動させる。この場合、ピンチオフ部118A、18B同士の型締方向の当接位置は、互いに離間するシート素材P1、P2の間となるところ、ピンチオフ部118A、118B同士が当接することにより、シート素材P1、P2は互いの周縁部同士が溶着固定される。
【0069】
そして、
図13に示すように、分割型32A、32Bを型開きして、成形された樹脂積層板100を取り出し、ピンチオフ部118A、118Bの外側のバリ部分Bを切断し、これで成形が完了する。
【0070】
得られた樹脂積層板100では、分割型32A、32Bの型締めにより、裏面側シート120Bの表面に形成された第1・第2凹部200S、200Lの底(
図5、符号240S・240L)は、表面側シート120Aの内表面170に溶着される。これにより、裏面側シート120Bと表面側シート120Aとの間に、密閉中空部280を形成する。
【0071】
以上のように、溶融状態のシート素材P1、P2を間欠的に押し出すたびに、各工程を繰り返すことにより、シート状の樹脂積層板100を次々に成形することが可能であり、押出成形により熱可塑性樹脂を間欠的に溶融状態のシート素材P1、P2として押し出し、真空成形または圧空成形により押し出されたシート素材P1、P2を金型を用いて所定の形状に賦形することが可能である。
【0072】
以上に述べた樹脂積層板100の製造技術によれば、次の効果が得られる。
図11に示したように、隙間S1〜S3により、シート素材P1が、キャビティ116A、第1突起部119Sあるいは第2突起部119Lの外形に沿って良好に賦形される。このため、折れ肉の発生を防ぐことができる。特に、深さが大きく成形が困難な第2凹部200Lの成形性が良好になり、樹脂積層板の量産品質を高めることができる。
【0073】
また、第1・第2突起部119S、119Lを有する第1・第2コマ部材40S、40Lは、分割型32Aとは別部品である。このため、第1・第2突起部119S、119Lの形状は、分割型32Aによる加工上の制約を受けない。したがって、樹脂積層板に要求される品質に応じて、第1・第2突起部119S、119Lは、円錐形状、円柱形状、角柱形状、角錐形状、半球形状など多種の形状から自由に設計することができる。
【0074】
求められる樹脂積層材の品質によっては、突起部を円柱形状や円錐台形状などの回転体形状に加工する必要がある。一方、分割型は、切削で加工される。分割型の加工時に、回転体形状の部位を加工することは容易でない。
【0075】
この点、本実施形態では、分割型32Aとは別部品のコマ部材に第1・第2突起部119S、119Lを設けたので、第1・第2突起部119S、119Lを回転体形状に容易に加工することができる。
【0076】
そして、本実施形態では、必要な強度を確保する限度で2枚のシート素材P1、P2それぞれの厚みを個別に最大限まで薄肉化することが可能であり、それにより製造効率及び製品品質を確保しつつ、十分な軽量化、薄肉化を達成可能である。
【0077】
以上、本発明の実施形態を詳細に説明したが、本発明の範囲から逸脱しない範囲内において、当業者であれば種々の修正あるいは変更が可能である。例えば、本実施形態においては、分割型の型締前の吸引により賦形するものとして説明したが、それに限定されることなく、例えばシートの表面に賦形する模様の態様に応じて、分割型の型締後に吹き込み圧をかけてもよいし、一対の分割型により内部に形成された第2密閉空間86を通じてシート素材P1、P2を加圧すると共に、第1密閉空間84を通じて分割型32Aの側からシート素材P1を引き続き吸引するものとしてもよい。
【0078】
また、本実施形態においては、押し出された溶融状態のシート状パリソンを利用して、樹脂積層板100としてダイレクトに賦形・成形するものとして説明したが、それに限定されることなく、賦形・成形するのに必要な溶融状態を実現する限り、いったん押出成形し、冷却した熱可塑性樹脂製シートを再度加熱して溶融状態とした材料を利用して賦形・成形を行ってもよい。
【0079】
さらに、本実施形態においては、表面側シート120Aを一対の分割型32A、32Bの間に配置する際、分割型32B上方に保持させてキャビティ面に沿って垂下させるものとして説明したが、それに限定されることなく、化粧材シート140を例えば分割型32Bから吸引することによりキャビティ116B内に配置した状態で分割型32A、32Bを型締めするものでもよいし、表面側シート120Aに化粧材シート140が予め接着された状態で配置されるものとしてもよい。
【0080】
続いて、樹脂積層板100の使用例として、以下に自動車用のデッキボードの補助板に使用する例を
図14に基づいて説明する。
図14に示すように、表面側シート120Aと裏面側シート120Bとの間には、裏面側シート120Bの内表面180、表面材シート120Aの内表面170及びリブ122Sの外表面により構成される密閉中空部280が形成されており、密閉中空部280が樹脂積層板100の周端面において、裏面シート120Bの外周壁により閉じられている。
【0081】
図14(A)に示すように、化粧材シート140及び表面側シート120Aそれぞれは、周縁部が一方の側に湾曲したへり290を有し、裏面側シート120Bは、その周縁部が一方の側に湾曲したへり292を有し、へり290の端周面294と、へり292の端周面296とを突き合わせることにより、外周壁の外周面が構成されている。これにより、外周壁の外周面は、化粧材シート140の外周面と裏面側シート120Bの外周面とにより構成されるところ、突き合わせ部には外周面上に周方向に延びるパーティングラインPLが形成されるが、化粧材シート140の外周面と裏面側シート120Bの外周面とは、連続的に滑らかに連なる構成としている。このような構成によれば、化粧材シート140の外周面と裏面側シート120Bの外周面との境目であるパーティングラインPLに継ぎ目、あるいは段差なく、外観上の美観を維持することが可能である。
【0082】
図14(A)の変形例として、
図14(B)に示すように、化粧材シート140及び表面側シート120Aそれぞれは、周縁部が一方の側に湾曲したへり290を有する一方、裏面側シート120Bは、その周縁部を含め平板状であり、へり290の端周面294と、裏面側シート120Bの内表面180とを突き合わせることにより、外周壁の外周面が構成されるのでもよい。
【0083】
図14(A)の別の変形例として、
図14(C)に示すように、化粧材シート140及び表面側シート120Aそれぞれは、その周縁部を含め平板状であり、一方、裏面側シート120Bは、
図14(A)と同様に、周縁部が一方の側に湾曲したへり292を有し、表面側シート120Aの内表面170と、へり292の端周面296とを突き合わせることにより、外周壁の外周面が構成されるのでもよい。特に、
図14(B)によれば、化粧材14を車両室内に露出する形態で車両用内装材を凹部に組み込むように装着する際、
図14(A)及び
図14(C)に比べて、パーティングラインが奥まった位置に形成され、見えにくくなるので、外観上の美観の観点から有利である。したって、樹脂積層板100は、意匠性が求められる自動車用のデッキボードの補助板に使用することが有効である。
【0084】
次に、樹脂積層板100の他の使用例として、自動車のラゲッジボード300に使用した例を
図15に基づいて説明する。
自動車の車室内後方には、リヤシートクッション302と左右一対のリヤシートバック304とを備えるリヤシート306が設置されている。リヤシートバック304は、リヤシートクッション302に対して前後へリクライニング可能であり、また前方へ大きく倒れて折り畳むことができる。リヤシートバック304の後方にはラゲッジルーム308が形成されており、そのラゲッジルーム308のフロアパネル上には、工具類やスペアタイヤを収納する収納ボックス310とラゲッジボード300が載置されている。
【0085】
ラゲッジボード300は、ラゲッジルーム308の底面を構成するようにして、収納ボックス310の上部開口全体を覆って載置されるラゲッジボード本体部312Aと、左右のリヤシートバック304の起立・傾倒動作に追従する左右一対の補助ボード部312B、312Bとからなる。
【0086】
ラゲッジボード本体部312Aや左右の補助ボード部312B、312Bは、収納ボックス310の開口やリヤシートバック304の下部後方の空間を覆う内装材であり、同時に様々な荷物が載せられる支持体でもある。このように意匠性と剛性とが要求されるラゲッジボード本体部312Aや左右の補助ボード部312B、312Bに、樹脂積層板(
図1、符号100)を使用することで、高品質なラゲッジボード300を得ることができる。
【0087】
以上、本発明の実施形態を詳細に説明したが、本発明の範囲から逸脱しない範囲内において、当業者であれば種々の修正あるいは変更が可能である。例えば、実施形態においては、自動車向けの内装材として説明したが、それに限定されることなく、鉄道車両、飛行機、船舶等一般車両のみならず、遊園地の乗り物等の特殊車両に対しても適用可能であり、特に特殊車両の場合には、幼児向けに色彩も含めた外観上の美観が重視されることから、樹脂製内装材が適している。また、実施形態においては、平板状の内装材として説明したが、それに限定されることなく、例えば天井材、インストルメントパネル等立体形状を有する用途にも適用可能であり、その場合、軽量化を達成すると共に外形形状を保持できる剛性を維持しつつ、必要な厚みを確保することが可能である。