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JP4010690B2 - 車両用パネルの製造方法 - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱可塑性樹脂よりなる表皮材層と、熱可塑性樹脂よりなる基材層と、表皮材層および基材層間に挟まれて一体に溶着された熱可塑性樹脂の発泡体よりなるクッション材層と、基材層の背面に溶着されて該基材層との間にダクトを形成する熱可塑性樹脂よりなるダクト部材とを備えた車両用パネルの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に自動車用インストルメントパネルは、何れも樹脂製の表皮材層、クッション材層および基材層を積層した３層構造を有しており、かかるインストルメントパネルの製造方法として、特公昭６３−４７７６号公報に記載されたものが公知である。
【０００３】
上記従来の製造方法は、ポリプロピレン樹脂にオレフィン系熱可塑性エラストマーを配合した材料で表皮材層を形成し、これに接着剤を塗布してポリプロピレンフォームのクッション材層に接着したものを加熱して真空成形型で所定形状に成形する。そして前記表皮材層および前記クッション材層の積層体に、予め接着剤を塗布したＡＢＳ樹脂製の基材層を接着して３層構造のインストルメントパネルを得るようになっている。
【０００４】
またインストルメントパネルの背面側には空調用のダクト部材が取り付けられるが、従来、このダクト部材はインストルメントパネルの基材に形成したボス部にタッピングスクリューを用いて取り付けられていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで上記公報に記載されたものは、表皮材層とクッション材層とを接着により接合し、かつ表皮材層およびクッション材層の積層体と基材層とを接着により接合するため、接着の前処理としてのプライマの塗布工程と、接着剤の塗布工程と、接着工程とが必要になって工数が増加する問題がある。
【０００６】
また上記公報には、予め成形した表皮材層および基材層を成形型の内部にセットした状態で、表皮材層および基材層の間にウレタン樹脂を注入・発泡させてクッション材層を成形することにより３層構造のインストルメントパネルを得る方法も開示されているが、この方法では、発泡樹脂が成形型内を流れ難いオレフィン系樹脂をクッション材層の材料として選択することができず、素材の選択自由度が阻害されるという問題がある。
【０００７】
しかも、インストルメントパネルに空調用のダクト部材を取り付ける際にタッピングスクリューを用いるものでは、その工数および部品点数が増加する問題がある。
【０００８】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、表皮材層、クッション材層、基材層およびダクト部材を一体化してなる車両用パネルを、接着剤やタッピングスクリューを必要とすることなく、また樹脂材料の種類を制限されることなく製造する方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、熱可塑性樹脂よりなる表皮材層と、熱可塑性樹脂よりなる基材層と、表皮材層および基材層間に挟まれて一体に溶着された熱可塑性樹脂の発泡体よりなるクッション材層と、基材層の背面に溶着されて該基材層との間にダクトを形成する熱可塑性樹脂よりなるダクト部材とを備えた車両用パネルの製造方法であって、成形型の内部に予め成形した表皮材層、基材層およびダクト部材をセットし、表皮材層および基材層間に発泡剤およびマイクロ波吸収材料を混合した未発泡樹脂材料を介在させるとともに、基材層およびダクト部材の当接部にマイクロ波吸収材料を介在させる工程と；成形型にマイクロ波を照射して、未発泡樹脂材料に含まれるマイクロ波吸収材料と、基材層およびダクト部材の当接部に介在させたマイクロ波吸収材料とを発熱させる工程と；発泡剤を含む未発泡樹脂材料を、それに含まれるマイクロ波吸収材料の発熱で加熱・発泡させてクッション材層を成形する工程と；溶融したクッション材層の熱で該クッション材層を表皮材層および基材層に溶着する工程と；基材層およびダクト部材の当接部に介在させたマイクロ波吸収材料の発熱でダクト部材を基材層に溶着する工程と；を含むことを特徴とする車両用パネルの製造方法が提案される。
【００１０】
上記構成によれば、予め成形した表皮材層、基材層およびダクト部材と、発泡剤およびマイクロ波吸収材料を混合した未発泡樹脂材料とを成形型の内部にセットし、成形型にマイクロ波を照射することにより、未発泡樹脂材料を発泡させてクッション材層を成形するとともに該クッション材層を表皮材層および基材層に溶着し、これと同時に基材層およびダクト部材間に介在させたマイクロ波吸収材料を発熱させてダクト部材を基材層に溶着することができるので、接着剤やタッピングスクリューを用いてクッション材層を表皮材層および基材層に一体化したりダクト部材を基材層に一体化したりする必要がなくなり、少ない工程および少ない部品点数で車両用パネルを得ることができる。しかも、基材層、表皮材層、クッション材層およびダクト部材は熱可塑性樹脂であれば良いため、素材の選択自由度が高められる。
【００１１】
また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、成形型の内部に表皮材層および基材層をセットした状態で、表皮材層および基材層間に未発泡樹脂材料の発泡を許容する空間が形成されることを特徴とする車両用パネルの製造方法が提案される。
【００１２】
上記構成によれば、表皮材層および基材層間に形成された空間の内部で未発泡樹脂材料を発泡させるので、発泡の圧力で成形型を変形させることなく、また余剰の樹脂を成形型の外部に排出することなく車両用パネル成形することができる。
【００１３】
また請求項３に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、表皮材層、基材層、クッション材層およびダクト部材が全てオレフィン系樹脂であることを特徴とする車両用パネルの製造方法が提案される。
【００１４】
上記構成によれば、車両用パネルの表皮材層、基材層、クッション材層およびダクト部材が全てオレフィン系樹脂であるので、表皮材層、基材層、クッション材層およびダクト部材を分離することなく容易にリサイクルすることができる。
【００１５】
また請求項４に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、表皮材層がスラッシュ成形品であることを特徴とする車両用パネルの製造方法が提案される。
【００１６】
上記構成によれば、表皮材層をスラッシュ成形することにより、シャープな角部を有した複雑な形状の表皮材層を得ることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【００１８】
図１〜図４は本発明の一実施例を示すもので、図１は型開きした成形型内に表皮材層、基材層、ダクト部材および未発泡樹脂材料をセットした状態を示す図、図２は型締めした成形型内でクッション材層を成形する状態を示す図、図３はインストルメントパネルの外周部をトリミングする状態を示す図、図４はインストルメントパネルの断面構造を示す図である。
【００１９】
図４は、本発明の製造方法により製造した自動車用インストルメントパネル１１の断面を示すもので、そのインストルメントパネル１１は、表面側に位置して車室に臨む表皮材層１２と、裏面側に位置してインストルメントパネル１１の形状を維持する強度部材を構成する基材層１３と、柔軟な発泡体から構成されて前記表皮材層１２および前記基材層１３間に挟まれたクッション材層１４とを３層に積層してなり、更に基材層１３の背面にダクト部材１５を溶着して空調用ダクト１６を形成した構造を有する。表皮材層１２、基材層１３、クッション材層１４およびダクト部材１５は、全てオレフィン系の熱可塑性樹脂から構成されているため、各層１２，１３，１４およびダクト部材１５を分離することなく一体のまま細かく破断してリサイクルしても、異種の樹脂を含まない高品質のリサイクル材を得ることができる。また、後述するように表皮材層１２、基材層１３、クッション材層１４およびダクト部材１５を一体に溶着する際に、それらが同材質であるため互いに溶融し易くなって強度が増加する。オレフィン系の熱可塑性樹脂としては、ポリプロピレン、ポリエチレン、あるいはプロピレンおよびエチレンの共重合体等のポリオレフィンが挙げられる。
【００２０】
図１に示すように、インストルメントパネル１１を成形する成形型１７はマイクロ波を透過する非金属材料で形成されるもので、支点１８を介して開閉自在に枢支された下型１９および上型２０を備えており、下型１９のキャビティには表皮材層１２と、基材１３と、クッション材層１４の素材となる未発泡樹脂材料２１とがピン２２で位置決めされた状態でセットされ、また上型２０のキャビティにはダクト部材１５がセットされる。成形型１７の素材には、耐熱性の高いスーパーエンジニアリングプラスチック（例えば、ポリイミドやポリエーテルエーテルケトン）が用いられる。
【００２１】
表皮材層１２はオレフィン系の熱可塑性樹脂で予めスラッシュ成形される。オレフィン系の樹脂を用いることにより、インストルメントパネル１１の表皮材層１２に要求される落ち着きのある風合や色調を与えることができ、またスラッシュ成形を行うことにより、精密なシボ模様を表現するとともにシャープな角部を有した複雑な形状に成形することができる。表皮材層１２の内面（基材層１３に対向する面）には、クッション材層１４の素材となる未発泡樹脂材料２１が、基材層１３との間に空間２３を存するように付着させてある。未発泡樹脂材料２１は、オレフィン系の熱可塑性樹脂を粉体状あるいは粒体状に形成したものに、発泡剤２４およびマイクロ波吸収材料２５を混合したものである。
【００２２】
マイクロ波吸収材料２５には、カーボンブラック、酸化物型セラミック粒子、微粒酸化インジウム、アニリン系重合体微粒子（チタネート系カップリング剤またはアルミニウム系カップリング剤で表面処理したもの）、酸化亜鉛（表面を金属処理したもの）、ガラスビーズ（表面を金属処理したもの）、酸化チタン（表面を金属処理したもの）がある。また、発泡剤２４としてはＡＤＣＡ系のもの、あるいはＯＢＳＨ系のものが用いられる。
【００２３】
また上型２０にセットしたダクト部材１５の溶着部には、未発泡樹脂材料２１に含まれる前記マイクロ波吸収材料２５と同じマイクロ波吸収材料２６が予め付着させてある。尚、マイクロ波吸収材料２６をダクト部材１５側に付着させる代わりに、インストルメントパネル１１側に付着させることも可能である。
【００２４】
続いて、図２に示すように成形型１７の下型１９および上型２０を型締めする。この状態で上型２０にセットしたダクト部材１５が、それに付着したマイクロ波吸収材料２６を介して基材層１３の背面に当接する。次に、成形型１７をマイクロ波照射装置２７の内部に入れ、下型１９および上型２０を型締め方向に加圧しながらマイクロ波を照射する。
【００２５】
マイクロ波照射装置２７から照射されたマイクロ波は非金属製の成形型１７を透過して未発泡樹脂材料２１に含まれたマイクロ波吸収材料２５と、基材層１３およびダクト部材１５間に介在するマイクロ波吸収材料２６とに作用し、それらマイクロ波吸収材料２５，２６を発熱させる。その結果、マイクロ波吸収材料２５が発する熱により未発泡樹脂材料２１の熱可塑性樹脂が溶融するとともに発泡剤２４が分解してガスが発生し、このガスによって溶融した熱可塑性樹脂が発泡して表皮材層１２および基材層１３間の空間２３を満たすように膨張する。溶融した未発泡樹脂材料２１の熱可塑性樹脂に接触した表皮材層１２および基材層１３の表面が溶融し、未発泡樹脂材料２１の熱可塑性樹脂が冷却固化してクッション材層１４が成形される際に、該クッション材層１４の両面に表皮材層１２および基材層１３が溶着される。
【００２６】
これと同時に、基材層１３およびダクト部材１５間に介在するマイクロ波吸収材料２６が発熱することにより、熱可塑性樹脂よりなる基材層１３およびダクト部材１５の接触面が溶融して一体に溶着される。
【００２７】
而して、接着剤やタッピングスクリューを用いることなく、クッション材層１４を表皮材層１２および基材層１３に一体化し、かつダクト部材１５と基材層１３に一体化することが可能となり、工数および部品点数の大幅な削減に寄与することができる。しかも、成形型１７の内部で未発泡樹脂材料２１を発泡させるので、その未発泡樹脂材料２１としてオレフィン系樹脂を採用することが可能となって素材の選択自由度が増加する。また未発泡樹脂材料２１が発泡・膨張するための空間２３を成形型１７の内部に形成したことにより、余剰となった前記未発泡樹脂材料２１を成形型１７の外部に逃がすことなく、また成形型１７に大きな内圧を作用させることなくクッション材層１４を成形することができる。
【００２８】
上述のようにして表皮材層１２、基材層１３およびクッション材層１４の積層体にダクト部材１５を一体化したものが成形されると、図３に示すように、その外周の不要部分をウオータージェットによりトリミングしてインストルメントパネル１１を完成する。
【００２９】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００３０】
例えば、実施例では表皮材層１２、基材層１３、クッション材層１４およびダクト部材１５を熱可塑性のオレフィン系樹脂で構成しているが、それらを以下のようなオレフィン系以外の熱可塑性樹脂で構成しても充分な溶着性能を確保することができる。
【００３１】
「ポリスチレン」、「ポリ塩化ビニル」、「ポリ塩化ビニリデン」、「ポリメチルメタクリレート」、「スチレン、塩化ビニル、メチルメタクリレート、塩化ビニリデン等の共重合体」、「ポリカーボネート、ポリアミド、ポリエステル、ポリイミド等の縮合系エンジニアリングプラスチック」
【００３２】
また、本発明はインストルメントパネル１１以外の車両用パネルに適用することができ、ダクト部材１５で形成されるダクトも空調用のものに限定されず、他の任意の用途のものであっても良い。
【００３３】
また、成形型１７の構造は実施例のものに限定されず、一対の型が上下方向あるいは左右方向に平行移動して開閉するものであっても良い。
【００３４】
【発明の効果】
以上のように請求項１に記載された発明によれば、予め成形した表皮材層、基材層およびダクト部材と、発泡剤およびマイクロ波吸収材料を混合した未発泡樹脂材料とを成形型の内部にセットし、成形型にマイクロ波を照射することにより、未発泡樹脂材料を発泡させてクッション材層を成形するとともに該クッション材層を表皮材層および基材層に溶着し、これと同時に基材層およびダクト部材間に介在させたマイクロ波吸収材料を発熱させてダクト部材を基材層に溶着することができるので、接着剤やタッピングスクリューを用いてクッション材層を表皮材層および基材層に一体化したりダクト部材を基材層に一体化したりする必要がなくなり、少ない工程および少ない部品点数で車両用パネルを得ることができる。しかも、基材層、表皮材層、クッション材層およびダクト部材は熱可塑性樹脂であれば良いため、素材の選択自由度が高められる。
【００３５】
また請求項２に記載された発明によれば、表皮材層および基材層間に形成された空間の内部で未発泡樹脂材料を発泡させるので、発泡の圧力で成形型を変形させることなく、また余剰の樹脂を成形型の外部に排出することなく車両用パネル成形することができる。
【００３６】
また請求項３に記載された発明によれば、車両用パネルの表皮材層、基材層、クッション材層およびダクト部材が全てオレフィン系樹脂であるので、表皮材層、基材層、クッション材層およびダクト部材を分離することなく容易にリサイクルすることができる。
【００３７】
また請求項４に記載された発明によれば、表皮材層をスラッシュ成形することにより、シャープな角部を有した複雑な形状の表皮材層を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】型開きした成形型内に表皮材層、基材層、ダクト部材および未発泡樹脂材料をセットした状態を示す図
【図２】型締めした成形型内でクッション材層を成形する状態を示す図
【図３】インストルメントパネルの外周部をトリミングする状態を示す図
【図４】インストルメントパネルの断面構造を示す図
【符号の説明】
１２ 表皮材層
１３ 基材層
１４ クッション材層
１５ ダクト部材
１６ 空調用ダクト（ダクト）
１７ 成形型
２１ 未発泡樹脂材料
２３ 空間
２４ 発泡剤
２５ マイクロ波吸収材料
２６ マイクロ波吸収材料

Claims (4)

  1. 熱可塑性樹脂よりなる表皮材層（１２）と、熱可塑性樹脂よりなる基材層（１３）と、表皮材層（１２）および基材層（１３）間に挟まれて一体に溶着された熱可塑性樹脂の発泡体よりなるクッション材層（１４）と、基材層（１３）の背面に溶着されて該基材層（１３）との間にダクト（１６）を形成する熱可塑性樹脂よりなるダクト部材（１５）とを備えた車両用パネルの製造方法であって、
    成形型（１７）の内部に予め成形した表皮材層（１２）、基材層（１３）およびダクト部材（１５）をセットし、表皮材層（１２）および基材層（１３）間に発泡剤（２４）およびマイクロ波吸収材料（２５）を混合した未発泡樹脂材料（２１）を介在させるとともに、基材層（１３）およびダクト部材（１５）の当接部にマイクロ波吸収材料（２６）を介在させる工程と；
    成形型（１７）にマイクロ波を照射して、未発泡樹脂材料（２１）に含まれるマイクロ波吸収材料（２５）と、基材層（１３）およびダクト部材（１５）の当接部に介在させたマイクロ波吸収材料（２６）とを発熱させる工程と；
    発泡剤（２４）を含む未発泡樹脂材料（２１）を、それに含まれるマイクロ波吸収材料（２５）の発熱で加熱・発泡させてクッション材層（１４）を成形する工程と；
    溶融したクッション材層（１４）の熱で該クッション材層（１４）を表皮材層（１２）および基材層（１３）に溶着する工程と；
    基材層（１３）およびダクト部材（１５）の当接部に介在させたマイクロ波吸収材料（２６）の発熱でダクト部材（１５）を基材層（１３）に溶着する工程と；
    を含むことを特徴とする車両用パネルの製造方法。
  2. 成形型（１７）の内部に表皮材層（１２）および基材層（１３）をセットした状態で、表皮材層（１２）および基材層（１３）間に未発泡樹脂材料（２１）の発泡を許容する空間（２３）が形成されることを特徴とする、請求項１に記載の車両用パネルの製造方法。
  3. 表皮材層（１２）、基材層（１３）、クッション材層（１４）およびダクト部材（１５）が全てオレフィン系樹脂であることを特徴とする、請求項１に記載の車両用パネルの製造方法。
  4. 表皮材層（１２）がスラッシュ成形品であることを特徴とする、請求項１に記載の車両用パネルの製造方法。
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