JP6560955B2

JP6560955B2 - 複合部材の製造方法

Info

Publication number: JP6560955B2
Application number: JP2015205692A
Authority: JP
Inventors: 夕介橋本
Original assignee: Inoac Corp
Current assignee: Inoac Corp
Priority date: 2015-10-19
Filing date: 2015-10-19
Publication date: 2019-08-14
Anticipated expiration: 2035-10-19
Also published as: JP2017077637A

Description

この発明は、不織布からなる繊維体と、この繊維体の一部領域に重ねて形成される樹脂成形体とを備えた複合部材の製造方法に関するものである。

車両のドアトリムなどに用いられる複合部材としては、不織布からなる板状の繊維体を主体とし、この繊維体の裏面に形成された樹脂成形体によって、繊維体を補強したり、車体への取付部分を形成したものがある(例えば特許文献１および２参照)。このような複合部材は、繊維体をセットした型で樹脂成形体を射出成形することで、繊維体に樹脂成形体をなす樹脂を含浸させて、繊維体と樹脂成形体とを接合している。

特許第５３６９９０４号公報特許第５７４８１０５号公報

前述した射出成形では、樹脂成形体をなす樹脂が繊維体の表面や樹脂成形体の形成部位周辺に染み出してしまい、得られる複合部材の見栄えが悪化してしまうといった問題が指摘される。特許文献２のように、繊維体をプレス成形して高密度にしておくことで、樹脂成形体となる樹脂の染み出しを防止できるが、繊維体を高密度にすることで、繊維特有の吸音性能や断熱性能などが損なわれてしまう。

すなわち本発明は、従来の技術に係る前記問題に鑑み、これらを好適に解決するべく提案されたものであって、繊維体の性能を損なうことなく、繊維体への樹脂の染み出しを防止できる複合部材の製造方法を提供することを目的とする。

前記課題を克服し、所期の目的を達成するため、本願の請求項１に係る発明の複合部材の製造方法は、
不織布からなる板状の繊維体と、この繊維体の一部領域に重ねて形成される樹脂成形体とを備えた複合部材の製造方法であって、
型閉じした成形型の型面で挟んで、前記繊維体を板厚方向へ圧縮し、
型閉じした前記成形型において前記繊維体との間に画成されるキャビティに樹脂材料を充填して、樹脂成形体を成形し、
前記繊維体の圧縮により前記型面に引っ掛かった該繊維体を、前記成形型の型開きに伴って板厚方向へ膨らませるようにしたことを要旨とする。
請求項１に係る発明によれば、繊維体を圧縮した状態で樹脂成形体を一体成形することで、圧縮により繊維体が高密度になるから、繊維体の繊維間を伝って樹脂材料が広い範囲に染み出すことを抑制することができる。また、圧縮した繊維体を型開きに伴って型面に引っ掛けて膨らませるので、圧縮によって高くなった密度が回復されて、不織布からなる繊維体の性能を損なうことはない。このように、圧縮により性能が悪化することなく、樹脂材料の染み出しがなくて見栄えのよい繊維体を備えた複合部材を簡単に得ることができる。

請求項２に係る発明では、前記成形型における前記繊維体に当接する型面に突出して形成された突部を、繊維体を圧縮する際に該繊維体に差し込み、
前記成形型の型開きに伴って、前記繊維体を前記突部に引っ掛けて引っ張るようにしたことを要旨とする。
請求項２に係る発明によれば、繊維体に当接する型面に形成した突部に引っ掛けて繊維体の繊維を引っ張ることで、型開きする際に繊維体の表面を起毛させることができる。

請求項３に係る発明では、前記繊維体を圧縮する際に、該繊維体における前記樹脂成形体の形成部位周辺を、型開き時に繊維体と引っ掛からない型面で押さえるようにしたことを要旨とする。
請求項３に係る発明によれば、繊維体における樹脂成形体の形成部位周辺を、型開き時に繊維体と引っ掛からない型面で押さえているので、型面が繊維体に引っ掛かることに伴う樹脂材料の染み出しを防止できる。これにより、樹脂成形体を成形した際に、樹脂成形体を形成した部位の周辺への樹脂材料の染み出しをより確実に防止できる。

請求項４に係る発明では、前記繊維体を圧縮する際に、該繊維体における前記樹脂成形体の形成部位周辺を、繊維体におけるその他の部位よりも圧縮するようにしたことを要旨とする。
請求項４に係る発明によれば、繊維体における樹脂成形体の形成部位周辺を、繊維体におけるその他の部位よりも圧縮することで、繊維体における樹脂成形体の形成部位周辺を比較的高密度にすることができる。これにより、樹脂成形体を成形した際に、樹脂成形体を形成した部位の周辺への樹脂材料の染み出しをより確実に防止できる。

本発明に係る複合部材の製造方法によれば、繊維体の性能を損なうことなく、繊維体への樹脂の染み出しを防止できる。

本発明の好適な実施例に係る製造方法で得られる複合部材を示す概略斜視図である。実施例の製造工程を示す説明図である。実施例の製造工程の要部を拡大して示す説明図である。

次に、本発明に係る複合部材の製造方法につき、好適な実施例を挙げて、添付図面を参照して以下に説明する。

図１に示すように、実施例に係る製造方法で得られる複合部材１０は、不織布からなる板状の繊維体１２と、表面が意匠面となる繊維体１２の裏面に形成された樹脂成形体１４とから構成されている。繊維体１２は、ポリエステル繊維、ポリオレフィン繊維、アラミド繊維、ガラス繊維、セルロース繊維、ナイロン繊維、ビニロン繊維、レーヨン繊維などの不織布からなる板状体であり、不織布に由来する吸音や断熱などの所定の機能を発揮するように構成される。樹脂成形体１４は、繊維体１２の板面全体を覆わないように、繊維体１２の裏面における一部領域に重ねて形成され、繊維体１２を補強する骨格部分や、複合部材１０を取り付ける際の相手方との取付部分などを構成する。実施例の樹脂成形体１４は、矩形状の繊維体１２の外周縁に沿った枠状に形成された外延部分１４ａと、この外延部分１４ａの内側に縦横に延在する格子状に形成された内延部分１４ｂとを備え、繊維体１２を補強するよう構成されている。このような複合部材１０は、車両におけるトランクルームのデッキ部分、ドアトリム、天井、ピラーなどの車両内装部材、エンジンアンダーカバー、フェンダーライナーなど、車両を構成する部材として好適に用いることができる。

前記複合部材１０は、図２および３に示すように、プレス成形型(以下成形型という)２０を用いた射出成形により製造される。成形型２０は、第１型２２と、この第１型２２と相対的に開閉可能に構成された第２型２４とを備えている。また、成形型２０は、第１型２２と第２型２４との間に繊維体１２をセットした状態で型閉じすることで、繊維体１２を賦形すると共に、繊維体１２と第１型２２との間に樹脂成形体１４に合わせたキャビティ２６を画成するようになっている。成形型２０は、型閉じした際に、第１型２２と第２型２４との間隔が繊維体１２の板厚よりも小さくなるように設定され、型閉じに伴って第１型２２と第２型２４との間にセットした繊維体１２を板厚方向に挟んで圧縮するよう構成される。

図３(ａ)〜(ｄ)に示すように、第１型２２および第２型２４には、型閉じした際に繊維体１２に当接する型面２２ｂ,２４ａに、複数の突部２８,３０が突出するように形成されている。突部２８,３０は、根元と比べて先端が細く形成された突起であり、型閉じ時に繊維体１２に差し込み可能で、かつ型開き時に繊維体１２を構成する繊維に引っ掛かるように構成される。突部２８,３０は、根元から先端に向かうにつれて成形型２０の開閉方向に対して傾く形状(実施例)としたり、先端を屈曲させるまたは返しを設けて鉤状とするなどにより、型閉じ時に差し込まれた繊維体１２の繊維に型開き時に引っ掛かるようになっている。また、突部２８,３０は、根元から先端まで突出寸法が、繊維体１２の圧縮時の板厚よりも小さく設定されている。そして、実施例では、第１型２２の型面２２ｂに設けられた第１突部(突部)２８の先端と、第２型２４の型面２４ａに設けられた第２突部(突部)３０の先端とが、互いにずらして配置されている。

図３(ａ)〜(ｄ)に示すように、前記第１型２２は、樹脂成形体１４の外延部分１４ａおよび内延部分１４ｂに合わせて第２型２４側に開口する凹状に形成された凹状型面２２ａによって、キャビティ２６を画成している。また、第１型２２は、型閉じ時に繊維体１２に当接する型面として、第１突部２８が設けられて繊維体１２に引っ掛け可能に構成された係合型面２２ｂと、繊維体１２と引っ掛からないように構成された押圧型面２２ｃとを備えている。押圧型面２２ｃは、繊維体１２における樹脂成形体１４の形成位置周辺に型閉じ時に当接する部位に対応して設けられ、凹状型面２２ａに連なって該凹状型面２２ａの開口縁を構成している。ここで、押圧型面２２ｃは、凹凸があっても繊維体１２を構成する繊維の隙間よりも大きいことで、繊維体１２に差し込まれない面形状などであればよく、実施例では、平坦な面で構成されている。また、押圧型面２２ｃは、係合型面２２ｂにおける突部２８の根元よりも第２型２４側に延在するように形成され、型閉じした際に、繊維体１２における押圧型面２２ｃに当接する部位を、係合型面２２ｂに当接する部位よりも圧縮するように設定してある。なお、実施例では、押圧型面２２ｃと突部２８の先端とが揃っている。

次に前述した成形型２０を用いた複合部材１０の製造方法について説明する。なお、実施例では、熱可塑性樹脂繊維の不織布で構成された繊維体１２で複合部材１０を構成する場合である。まず、繊維体１２をヒータ等の加熱手段３２で加熱し、繊維体１２を軟化させる(図２(ａ))。軟化した繊維体１２を第１型２２と第２型２４との間にセットし(図２(ｂ)および図３(ａ))、型閉じすることで、第１型２２の型面２２ｂ,２２ｃと第２型２４の型面２４ａとの間で繊維体１２を挟んで、繊維体１２を板厚方向に圧縮する(図２(ｃ),(ｄ)および図３(ｂ))。なお、実施例では、板厚５ｍｍの繊維体１２を板厚１ｍｍまで圧縮している。また、繊維体１２を圧縮するのに合わせて、第１型２２の第１突部２８および第２型２４の第２突部３０が繊維体１２に差し込まれる。このように、型閉じに伴って繊維体１２を圧縮することで、繊維体１２の繊維の隙間が詰まって高密度になる。ここで、繊維体１２を圧縮する際に、繊維体１２における樹脂成形体１４の形成部位周辺が、係合型面２２ｂで押される部位(繊維体１２におけるその他の部位)よりも圧縮するように、押圧型面２２ｃによって押される。これにより、繊維体１２における樹脂成形体１４の形成部位周辺を、より高密度にしている。そして、型閉じによって、軟化した繊維体１２が第１型２２および第２型２４で所定形状に成形されると共に、第１型２２の凹状型面２２ａの開口を塞ぐ繊維体１２と凹状型面２２ａとの間にキャビティ２６が画成される(図２(ｄ)および図３(ｂ))。

前記キャビティ２６に樹脂材料を圧力をかけつつ充填し、樹脂成形体１４を成形する(図３(ｃ))。この際に、繊維体１２は、圧縮されて繊維が高密度になっているので、キャビティ２６に充填された樹脂材料が繊維体１２に浸透し難く、樹脂材料が繊維体１２の表面や樹脂成形体１４の形成部位周辺などの広い範囲に染み出すことを防止できる。しかも、繊維体１２は、樹脂成形体１４の形成部位周辺がその他の部位よりも大きく圧縮されて繊維がより高密度になっているので、キャビティ２６に充填された樹脂原料を、キャビティ２６に隣接する樹脂成形体１４の形成部位周辺に、より染み出し難くすることができる。また、繊維体１２における樹脂成形体１４の形成部位周辺を、第１突部２８が設けられていない平坦な押圧型面２２ｃで押さえているので、キャビティ２６の開口縁を好適に封止することができる。そのため、キャビティ２６に充填された樹脂原料が、キャビティ２６に隣接する樹脂成形体１４の形成部位周辺に染み出すことを防止できる。更に、繊維体１２は、第１型２２において開口する凹状型面２２ａに臨む樹脂成形体１４の形成部位も、周辺が圧縮されることに追従して圧縮されるが、その圧縮度合いが周辺と比べて小さくなる。これにより、キャビティ２６に面する繊維体１２における樹脂成形体１４の形成部位に、樹脂材料をある程度含浸させて、繊維体１２と成形された樹脂成形体１４とを強固に接合することができる。

射出成形により樹脂成形体１４を成形した後に、第１型２２と第２型２４とを型開きする(図２(ｅ)および図３(ｄ))。型開きする際に、繊維体１２に差し込まれた第１突部２８および第２突部３０が繊維体１２の繊維に引っ掛かるので、相対的に互いに離間する第１型２２および第２型２４に繊維体１２が追従して、圧縮されていた繊維体１２が板厚方向へ膨らむ。これにより、繊維体１２は、圧縮していた状態よりも密度が小さくなるように繊維がほぐされる。この際に、繊維体１２に当接する型面２２ｂ,２４ａに形成した突部２８,３０に引っ掛けて繊維体１２の繊維を引っ張るので、型開きに伴って繊維体１２の表面を起毛させることができる。更に型開きすることで、第１突部２８および／または第２突部３０を繊維体１２から抜き出し、圧縮状態から繊維の状態が復元された繊維体１２を備える複合部材１０を脱型する(図２(ｆ)および図３(ｅ))。このように、型開きを利用して繊維体１２を圧縮状態から復元するので、設備を簡単にできると共に、工数の増加を招かない。なお、突部２８,３０を繊維体１２から抜き出して複合部材１０が脱型可能になるまで連続して型開きしても、突部２８,３０が繊維体１２から外れない程度型開きした後に、更に型開きするように段階的に行ってもよい。また、型開き時に突部２８,３０が繊維体１２に引っ掛かった状態で第１型２２および／または第２型２４を振動させたり、繊維体１２に空気を吹き込むなどを行って、圧縮した繊維体１２の復元を補助してもよい。

このように、型開きに伴って、先の工程で圧縮した繊維体１２を型面２２ｂ,２４ａに引っ掛けて膨らませるので、圧縮によって高くなった繊維の密度を回復させることができる。そして、得られた複合部材１０は、繊維体１２が圧縮状態から繊維がほぐされているので、繊維がある程度の隙間を有することで発現する繊維体１２の吸音性能や断熱性能などの所定の性能が損なわれることがなく、所望の性能を確保できる。また、複合部材１０は、樹脂材料の染み出しを防止するために、高目付量の不織布から繊維体１２を用いた場合のように、繊維体１２の重量が嵩むことがなく、全体として軽量化できる。更に、樹脂材料が染み出してしまうために使用できなかった低目付量の不織布からなる繊維体１２であっても、前述したように圧縮した状態で樹脂成形体１４を成形することで染み出しを防止した後に復元できるので、繊維体１２の設計の自由度が高くなる。このように前述した製造方法によれば、繊維体１２の性能を損なうことなく、樹脂材料の染み出しがなくて見栄えのよい繊維体１２を備えた複合部材１０を簡単に得ることができる。

(変更例)
前述した実施例に限らず、例えば以下のようにも変更可能である。
(１)突部は、大きさや形状を全て同じであってもよく、突出寸法などの大きさや形状を部位によって変更してもよい。
(２)突部は、所定間隔で並べて配置しても、ランダムに配置しても、何れであってもよい。
(３)第２型の第２突部は、型面の全体に設けても、一部領域だけに設けても、何れであってもよい。
(４)成形した樹脂成形体を第１型で保持できる構成であれば、第１型の第１突部を省略してもよい。

１２繊維体，１４樹脂成形体，２０成形型，２２ｂ係合型面(型面)，
２２ｃ押圧型面(型面)，２４ａ型面，２６キャビティ，２８第１突部(突部)，
３０第２突部(突部)

Claims

不織布からなる板状の繊維体と、この繊維体の一部領域に重ねて形成される樹脂成形体とを備えた複合部材の製造方法であって、
型閉じした成形型の型面で挟んで、前記繊維体を板厚方向へ圧縮し、
型閉じした前記成形型において前記繊維体との間に画成されるキャビティに樹脂材料を充填して、樹脂成形体を成形し、
前記繊維体の圧縮により前記型面に引っ掛かった該繊維体を、前記成形型の型開きに伴って板厚方向へ膨らませるようにした
ことを特徴とする複合部材の製造方法。
前記成形型における前記繊維体に当接する型面に突出して形成された突部を、繊維体を圧縮する際に該繊維体に差し込み、
前記成形型の型開きに伴って、前記繊維体を前記突部に引っ掛けて引っ張るようにした請求項１記載の複合部材の製造方法。
前記繊維体を圧縮する際に、該繊維体における前記樹脂成形体の形成部位周辺を、型開き時に繊維体と引っ掛からない型面で押さえるようにした請求項１または２記載の複合部材の製造方法。
前記繊維体を圧縮する際に、該繊維体における前記樹脂成形体の形成部位周辺を、繊維体におけるその他の部位よりも圧縮するようにした請求項１〜３の何れか一項に記載の複合部材の製造方法。