专利名称:成型品和插入成型方法
技术领域：
本发明涉及以相当于成型品的期望部位的尺寸形成层压的软树脂表皮的成型品和在该成型品的制造中特别适合的插入成型方法。
背景技术：
作为在现有的树脂面板的基材中通过发泡层贴附衬垫的表皮的成型品，通常按照如下方法制造通过烧结搪塑、喷皮(spray skin)法或真空成型法以预备成型位于产品最表面侧的表皮层，将其与上述基材一起插入模具中，从而在表皮层与基材之间注入发泡作为衬垫层用的聚氨酯树脂的方法。
作为其它众所周知的方法，采用如下的方法在由氯乙烯或热塑性弹性体薄片(烯烃类、聚氨酯类等，分别简称为TPO、TPU等)构成的薄片上预先通过由发泡聚乙烯(简称为PEF)构成的发泡层，在余热的刀模具中吸附赋形衬垫的层压薄片进行预备成型，使层压薄片与基材匹配，通过粘合剂等进行贴附或插入成型模具中，从而与基材形成整体的插入成型方法。在保护衬垫层，确保对产品表面的磨损等的耐久性上，表皮层在尤其是严酷的环境下的使用中要求耐久性的汽车内饰部件中是必须不可缺的。获得表皮层与衬垫层的粘合强度也是重要的，在成型品用于通常用手接触或保持操作的上述汽车的内饰部件用途的情况下，这些层间的粘合强度(附着强度)，它们与基材的粘合强度必须达到足够的级别。
在专利文献1中公开了现有制造方法的一个例子。在该文献公开的技术的情况下，为了使表皮层与发泡层层压成型，必须两阶段的成型工序，因此烦杂而没有生产性，是不现实的。
此外，作为通过具有薄表皮层与内部层的聚氨酯树脂材料形成二色成型品的制法，已知在减压的模具内注入表皮原料，贴附在型内面上，然后注入内部层用材料等的方法(参见例如专利文献2)。然而，用于使模腔内减压的专用设备和气密性高的模具是必须的，此外需要减压至规定压力的时间，因此非常烦杂且成本提高，是难以采用的。
此外，由本申请人申请的专利文献3还公开了通过连续的工序使聚氨酯的无发泡表皮层和发泡层成型的方法。然而，该方法在要求表皮层和发泡层的高均匀性的情况下，也不一定是足够的。尤其在仪器面板的上仪表板(upperfacia)这样的大型成型品中，在注入点(门)附近和与其分离的部位中难以获得均匀的触感，在注入点附近的部位中，无发泡层较厚，而在与注入点分离的部位中，无发泡层的厚度极薄，因此，在注入点附近形成较硬的触感，另一方面，在以其分离的部位形成非常软的触感。在与注入点更远离的部位中，形成表皮层的聚氨酯树脂材料无法流入，因此，产品表面无法完全被表皮层覆盖，有时还会露出发泡层，因此难以适用于面板状的大型部件等中。
专利文献1特表2002-527263专利文献2特许第3358416号专利文献3特开2004-58564
发明内容
本发明的目的之一是提供一种制造方法，其是在常压(大气压)下，在一个工序中将层压表皮层和发泡层的整体发泡表皮(整体表皮薄膜)成型的方法，通过该成型方法制造的成型品可以获得在产品的相当范围内高度均匀的层压产品。此外，本发明的目的是提供一种该表皮层与发泡层沿基材在表皮形成材料的流动方向形成规定长度且具有高均匀性的层压成型品。
本发明者进行了精心的研究，结果发现控制向模具内注入的表皮层成型用聚氨酯树脂材料的粘度和发泡层成型用聚氨酯树脂材料的注入或发泡特性对提高这二层的均匀性是重要的，从而完成本发明。
即，本发明涉及[1]一种成型品，其是沿基材表面整体形成软质表皮的成型品，其中表皮由在表面侧的无发泡聚氨酯树脂层与在无发泡聚氨酯树脂层与基材之间的发泡聚氨酯树脂层构成，从注入点至基材表面的延长规定点形成整体且均匀的层，[2]一种成型品，其是沿基材表面整体形成软质表皮的成型品，其中表皮由在表面侧的第1无发泡聚氨酯树脂层和基材侧的第2无发泡聚氨酯树脂层与在这些层之间的发泡聚氨酯树脂层构成，从注入点至基材表面的延长规定点形成的整体且均匀的层，[3]一种成型品，其是上述[1]或[2]的成型品，其特征在于，该成型品是气囊装置用的覆盖面板，通过使至形成上述整体且均匀层的延长规定点的范围面向乘客，从而在膨胀的气囊的压力下，形成具有开口的凸出开口预定部分，[4]如[2]或[3]的成型品，其中覆盖面板是仪器面板的覆盖物，具有与乘员接近的接近侧和与乘员分离的反乘员侧，在接近侧形成上述整体且均匀的层，[5]如[2]的成型品，其中成型品是具有用于乘客掌握的保持部分和用于在车体中安装保持部分的安装部分的保持部件，表皮覆盖基材保持部分和基材安装部分的基材保持部分侧的基部，在保持部分的一点至分离的保持部分的其它点之间形成整体且均匀的保持层，[6]一种插入成型方法，该方法是，在模具模腔内设置基材，在常压下沿该基材的表面侧注入无发泡聚氨酯树脂的反应成型材料和发泡聚氨酯树脂的反应成型材料，从而整体形成表皮的插入成型方法，其特征在于，发泡聚氨酯树脂的反应成型材料含有在注入后立刻开始发泡的第1发泡剂和延缓至第1发泡剂的发泡开始后才开始发泡的第2发泡剂，表皮在从上述反应成型材料的注入点至分离点，沿基材表面形成整体且均匀的层，[7]一种插入成型方法，该方法是，在模具模腔内设置基材，在常压下沿该基材的表面侧注入无发泡聚氨酯树脂的反应成型材料，在注入该无发泡聚氨酯树脂的反应成型材料后，随即注入发泡聚氨酯材料的反应成型材料，从而整体形成表皮的插入成型方法，其特征在于，发泡聚氨酯树脂的反应成型材料由一种反应成型材料和其它反应成型材料构成，其中，该一种反应型材料选自含有在注入溶解发泡剂(不包括气体发泡剂)的反应成型材料之后开始发泡的第1发泡剂的反应成型材料，其它反应成型材料含有在上述一种反应成型材料开始发泡之后才开始发泡的第2发泡剂，表皮在从上述无发泡聚氨酯树脂与发泡聚氨酯树脂两种反应成型材料的注入点至分离点，沿模具模腔内的基材表面形成整体且均匀的层，[8]如[6]或[7]的插入成型方法，其特征在于，在大气压下，将粘度为400cps～700cps的无发泡聚氨酯树脂的反应成型材料与发泡聚氨酯树脂的反应成型材料同时在模具模腔内流动，在发泡基本完成的同时向模具模腔内填充反应成型材料。
根据本发明，在基材上具有由发泡聚氨酯树脂衬垫层和无发泡聚氨酯表皮层构成的表皮层的层压成型品或在具有由无发泡聚氨酯表皮层(底层)、发泡聚氨酯树脂中间衬垫层(中间层)和无发泡聚氨酯表皮层(顶层)构成的表皮层的层压成型品中，能在成型品相当广的范围内实现各层的厚度、发泡层的发泡状态等的高均匀性。此外，本发明的插入成型法可以在一工序中且在常压(大气压)下，以良好的生产性和低成本制造各层具有高度均匀性的层压成型品。
图1实施例的说明图，在模腔内注入无发泡表皮层形成用树脂材料的状态的说明图。
图2在同一模腔内注入表皮层形成用树脂材料后，注入中间发泡层形成用树脂材料的发泡状态的说明图。
图3在向模腔内同时注入表皮层形成用树脂材料和中间发泡层形成用树脂材料情况下使用的模具门附近的说明图。
图4(a)是图3a-a线截面的同轴状门的说明图，(b)是所得成型品层压结构的说明图。
图5(a)是图3a-a线截面的同轴状门的说明图，(b)是所得成型品层压结构的说明图。
图6气囊覆盖物面板实施例的说明图。
图7表示图6气囊覆盖物面板外观的说明图。
图8(a)是方向盘实施例的说明图，(b)是(a)的X-X线截面说明图。
图9控制手柄兼扶手的实施例的说明图符号说明1模具模腔2、20基材3无发泡聚氨酯树脂材料
4发泡聚氨酯树脂材料具体实施方式
在本发明的制造方法中，无发泡聚氨酯树脂的反应注射成型用材料的粘度是重要的。
为了在本发明目的的基材上形成由无发泡聚氨酯树脂层和发泡聚氨酯树脂层构成的二层或三层结构(挟持中间发泡聚氨酯树脂衬垫层的无发泡聚氨酯的薄膜层结构)的均匀层压结构，重要的是将向模腔内注入的无发泡聚氨酯的粘度控制在发泡聚氨酯材料的注入时规定的粘度范围内。如果表皮层或底层或顶层形成用无发泡聚氨酯树脂的粘度过低，则该无发泡聚氨酯树脂材料与发泡聚氨酯树脂材料会在模腔内混合，无法获得期望的层压结构。
此外，由于发泡会导致表皮层(或顶层，以下一并称为“表皮层”。)被破坏，从而发泡层也会变成露出状态。此外，如果表皮层形成用的无发泡聚氨酯材料的粘度过高，则在门附近的树脂的流动顶端部分中，无发泡聚氨酯树脂层的厚度等有所不同，此外，在发泡层的内部产生大颗粒的气泡(空洞)，层结构的均匀性降低。
此外，在本发明中，除了上述的粘度控制以外，控制发泡时间，使得表皮层形成用材料的特定粘度变化随时间继续也是重要的。在本发明中，必须继续发泡直至表皮层形成用材料增粘至800cps(粘度上升)。在增粘不足够发泡就结束的情况下，表皮层形成用材料涂膜容易在流动顶端侧中被破坏，产生内部的发泡层露出等问题，可适用的产品尺寸只能局限于较小。
因此，在本发明中，通过使在常压下注入模腔的无发泡聚氨酯树脂材料的反应少量进行，使得在粘度增粘为400cps～700cps，优选为600cps～700cps，更优选为650cps～700cps的状态下注入发泡聚氨酯材料是重要的。注入之后，由于发泡，表观粘度通常降低。此时的发泡聚氨酯树脂材料的粘度可以为100cps～400cps。
如果在这样的时机注入发泡聚氨酯材料，则能在分离为期望层状的状态下到达模腔内规定的距离并同时发泡。此外，在表皮层形成用无发泡聚氨酯树脂材料的粘度增粘至800cps～1000cps的粘度范围时继续发泡，且在上述粘度范围内基本结束发泡。即使该无发泡聚氨酯树脂层的粘度超过上述的粘度范围，则如果还进行发泡，则在发泡层内部产生空洞等而导致层均匀性降低。
由此形成的层压成型品的表皮在门附近以及与其距离较远的部位中，均能获得高的层均匀性。该均匀性在层压成型品的外感、触感或将气囊覆盖功能整体化的仪器面板中，其开裂性也象所期望的那样。
由此，在发泡层的内部没有空洞，在相当广的范围内形成均匀的发泡层，此外，可以获得无发泡层、发泡层的厚度也均匀的层压成型品。例如，可以通过从门至500mm以上、800mm左右的距离形成均匀的层而产生流动。
用于形成本发明无发泡聚氨酯树脂层的材料只要是通过调整催化剂和交联剂等，就能实现上述粘度的材料，基本上可以使用通常的反应注射成型用材料。
此外，对于用于形成本发明发泡聚氨酯树脂中间层的材料也是一样的。
本发明中使用的发泡剂只要是在模腔内能满足上述发泡条件那样的发泡剂，就没有特别的限制，可以使用二氧化碳、氮气、空气等气体或这些气体与化学发泡剂的组合。作为化学发泡剂，可以是水和酸(甲酸等)。此外，还可以使用氟代烃和戊烷等热蒸发发泡剂。
在成型的操作性上，特别优选的发泡剂是甲酸与二氧化碳的组合。
在本发明的插入成型方法中，表皮层与中间发泡层的聚氨酯树脂材料可以将相同的多元醇与多异氰酸酯组合，也可以将不同的组合。在使用同种组合的情况下，例如将表皮层形成用多元醇与多异氰酸酯各自的原料管线在混合头中连接，将含有发泡剂的第三成分与不含有发泡剂的第三成分的各原料管线，通过选择其中的一个连接的切换泵，连接至上述混合头中，将这些原料从一个头中注入至模腔内。
此时，作为表皮形成用而最初注入的材料没有加入发泡剂，在注入模腔后增粘至规定的粘度，然后切换至含有发泡剂的上述泵，经过混合头向模腔内注入中间发泡层形成用聚氨酯。此外，还可以将来自由加入发泡剂的第三成分的原料管线和多元醇与多异氰酸酯用的各原料管线构成的第一系列、以及不含有发泡剂的第三成分的原料管线和多元醇与多异氰酸酯用的各原料管线完全独立构成的二系列的材料经过在各系列中连接的混合头注入模腔内。
在该情况下，可以将二系列的原料同时注入模腔中，但由于与上述相同，从不含有发泡剂的系列的混合头向模腔内注入表皮层形成用材料，通过进行反应而增高至规定粘度后，从另外系统的混合头注入发泡层形成用材料在设备操作设定上容易，因此是优选的。
即，由于注入前的粘度较低，因此混合、输送等中所需装置的能力较小就足够了，正确计量喷出等的困难性也降低，但变为高粘度流体的事情有所不同，用于操作的设备也必须选择可以与其对应的设置，在稳定的量产上无法避免不稳定，在技术和成本上困难且不利。
此外，在表皮层形成用材料和发泡层使用不同材料的情况下，上述二系列也可以分为表皮层形成用和发泡层形成用来使用。在该情况下，门侧顶部厚度方向也必须用表盘层形成用材料覆盖时，还可以组合设备操作的顺序，使用最后仅注入少量的表皮层形成用材料。
此外，在将表皮层形成用材料和发泡层形成用材料同时注入模腔内的情况下，头的结构如图3～图5所示，从各个混合头向外侧同轴状喷出表皮层形成用树脂材料的通路可以设置向内侧喷出发泡层形成用树脂材料的通路(以下，使用“同轴头”的简称。)。
即，如图3所示，从表皮层形成用树脂材料的混合头和发泡层形成用树脂材料的喷头同轴状喷出各材料。该同轴头的结构在如作为图3a-a线截面说明图的图4(a)的情况下，为如图4(b)所示的层压结构的成型品，此外，在该同轴头的结构如图5(a)所示的情况下，可以获得如图5(b)所示层压结构的成型品。
然而，在使用同轴头同时向模腔内注入的情况下，必须事先将外侧的表皮层形成用树脂材料的粘度调整为预先规定的粘度范围内。粘度调整可以通过选择所使用多元醇的种类或添加增粘度剂而进行。粘度上升所需的时间也可以通过调整交联剂的种类、催化剂的种类、这些物质的量而形成所期望的时间，只要是短时间内粘度上升，则聚氨酯材料可以在模具模腔内流动的时间也相应缩短。
因而，由于难以获得大面积的产品，因此可以根据产品的尺寸设定粘度上升时间。然而，如果仅延长粘度上升时间，则形成表皮层的聚氨酯树脂的固化时间增长，成型注射时间不必要地延长，从而导致生产性恶化，因此需要回避。此外，由于无发泡聚氨酯与发泡聚氨酯二种树脂材料在流动状态下接触的时间延长，因此存在发泡剂向表皮层侧移动，从而导致相邻二层边界不明确的倾向，因此是不优选的。还有如下的可能性表皮层实际厚度可能会减少，或对表面外观产生影响，由于发泡层的发泡降低导致注射性降低，发泡的均匀性降低等。
因此，表皮层形成材料的粘度可以形成如下的粘度特性在注入后5～15秒上升至400～700cps，之后在10～30秒后达到停止流动的粘度。发泡聚氨酯树脂必须根据其进行调整，与维持层状的表皮层形成材料一起调节为能在模腔内流动那样的粘度特性。
发泡聚氨酯材料的注入时间如果选择为表皮层形成材料的粘度为400cps以下时，这二种材料会互相混合，或发泡聚氨酯材料突破表皮层形成材料而露出，从而无法实现本发明的目的。因此，在注入后的表皮层形成材料粘度为400～700cps时注入。在该情况下，粘度上升并不急剧，因此注入时间不必是高精度的，因此，即使通过可以在注入设备中使用的通常更替时间开始注入发泡聚氨酯，也可以充分获得目的的层状表皮。因此，从设备成本对于本发明的实施不是瓶颈，且制造工序的管理上也不是特别难的观点上来看，非常适合量产。
发泡聚氨酯材料必须调整为在表皮层形成材料到达800～1000cps时能继续发泡。如果在到达该粘度区域前结束发泡，则表皮层只能达到狭小范围的从门至不太远的地方，因此在门附近会是最厚的地方。另一方面，如果即使表皮层形成材料的粘度超过1000cps还继续发泡，则发泡聚氨酯材料会大量从流动顶端侧的气体喷头口溢出，表皮层形成树脂材料会一并从气体喷头口失去，表皮层的厚度减少，发泡聚氨酯的密度也会降低。
由此，粘度特性需要对应于必要的流动距离进行调整，通过对应于产品形状、表皮的贴合范围、表皮层的厚度、发泡聚氨酯密度的选择以及作为目标的触感和气囊门开裂特性等而进行微调整。
此外，为了即使在成型品顶端的厚度方向也被表皮层形成用树脂材料所覆盖，可以最初仅少量注入表皮层形成用树脂材料。此外，为了获得即使在门侧的顶端也被表皮层形成用树脂材料所覆盖的成型品，可以最后仅少量注入表皮层形成用树脂材料。
由此得到的本发明的层压成型品通过调整表皮层的材料和发泡层材料的比率，从而使得表皮层的厚度为0.3～2.0mm，发泡层的厚度为1～15mm，表皮整体为1.3～17mm左右(最大)，通常可以稳定实施的产品适用上的有用的范围是1～15mm，可以在该范围内自由调整。
本发明层压成型品的表皮只要看见切割面，就能形成各层可以明确目视程度的各个层。然而，由于表皮层与发泡层的界面、三层结构中的发泡层与无发泡薄膜层的界面同时进行模具内反应，因此在相邻的其它层之间，多元醇与多异氰酸酯形成化学键，从而形成不能分离程度的牢固附着的层状体。
因此，该表皮即使将例如表皮层在边界部分从发泡层剥离，在边界部分也不会产生分离，而在发泡层的内部形成分离(撕裂)。与发泡层自身的强度相比，界面中的附着强度较好，可以获得不会引起层间剥离水准的强度。
在三层结构中，尤其是在发泡层与基材之间由于通过无发泡薄膜层，因此能通过确保基材与无发泡聚氨酯的附着性，从而容易地实现表皮牢固的固定。例如在基材中使用聚氨酯树脂等的情况下，在贴合表皮侧的基材表面中施加火焰处理、电晕处理、等离子体处理等，通过使用能提高与聚氨酯亲和性的各种聚合物和粘合剂，从而牢固地粘合表皮与基材。通过组合使用这些处理和聚合物，还可以形成更牢固的粘合。
在获得作为形成气囊用门的覆盖物的功能上，该粘合强度是尤其重要的。为了形成气囊用的门，二层结构表皮中表皮层和发泡层的厚度均匀性、三层结构表皮中表皮层、发泡层和无发泡薄膜层的厚度均匀性是重要的。如果空洞在门形成用的破断预定线上和铰链预定线上或其附近，则具有该空洞的部位的破断特性与没有空洞的部位不同，因此需要回避。此外，门部分的一部分和其它部分只要各层的厚度不均匀，则难以获得期望的开裂和回转的特性。优选对用于气囊展开的基材的形状产生敏感的影响，从而表皮层与发泡层或无发泡薄膜层的厚度关系产生很大变化，会减少基材侧改良的效果或不会实现改良，因此是需要回避的。
根据本发明，对基材侧的凹凸不会产生敏感的影响，在保持均匀性的同时在对流动方向的凹凸的前后中，层的厚度关系不会大的混乱。因此，破断预定线上的表皮不会产生个体间的分散，且通过具有稳定的品质和特性，从而在破断预定线上或沿其开裂。气囊展开用门通常采用通过H字状破断预定线的双翼形式(观音打开)和通过U字状破断预定线的单翼形式。此外，在门的整个周围采用切割，闭门与覆盖物的其它部分在作为另外元件的铰链结构体中连接(即密封)形式的情况下，双翼形式中的破断预定线是汉字的“日”字状，在单翼形式中，变为片假名的“口”字状。这些例示的H、U、日、口均在相邻的二边挟持的角部中引起破断进行的方向转换。
此外，在H、日的情况下，中央横断线与左右线的交点为T字，在该T交点处，在气囊展开时，由于上压的力产生很大作用，瞬间变形而使得覆盖物隆起。在该T交点与相邻的覆盖物周围边缘部分之间产生极大的剪断力，在构成表皮的多层的层间形成大的应力。层间的剥离通过门的稳定形成而减少，应该避免。所有表皮通过同时形成表皮层和衬垫层，从而形成这些层的材料成分同时反应而在边界面中相互结合，因而获得层间的附着性，获得期望的门形状。
即，可以抑制剪断中的面板在面方向的层间剥离，此时，可以在板厚度方向开裂中集中应力。因此，表皮通常在基材的破断预定线的正上方，忠实地沿破断预定线切开。上述T交点等还可以位于从略微的正上方朝外的的位置，即使在该情况下，只要是例如左右线是直线，则通过使得该左右线平行而移动至外部，且形成整齐直线状的破断线。面向基材表皮侧的面还可以是单纯的平面，由于如果形成沿破断预定线的低棱，则能确实控制表皮的破断方向，因此是优选的。如果考虑不对表皮形成产生影响，则低棱为1mm以下，例如为0.5mm的高度。
表皮层能向适宜表面赋予形成微细凹凸的皱纹。作为皱纹，对于汽车用内装材料，通常是仿皮革的革皱纹，但并不限定于其中，可以赋予各种皱纹。皱纹还可以是随机柄状，此外，可以采用微细的垫加工(消光泽、囊表皮色调)、半球装的微小突起或规则正向排列微小凹部(凹痕等)，获得软的外观或通过抑制光泽而产生外光反射，从而获得防止向窗玻璃的映射等的效果。
基材可以是热塑性树脂(聚丙烯树脂、ABS树脂、苯乙烯马来酰胺树脂(SMA)、改性聚亚苯基氧化物树脂(m-PPO)等)的硬质树脂、热塑性弹性体树脂(烯烃类弹性体(TPE)、聚氨酯类弹性体(TPU)等)软质树脂、通过二色成型等将这些硬质或软质树脂组合的材料，在没有赋予表皮侧的面中，通过激光束切断、超声波切断、热刃加工机、NC切断机等施加刻线(scoreline)，从而形成可以通在膨胀气囊的压力下容易破断的较弱部分(破断预定沟、破裂线(tear line))。在允许表皮的聚氨酯材料侵入的情况下，还可以仅在赋予表皮的一侧或表面内面两侧使用上述方法施加刻线。刻线通常可以选择为1mm左右的浅沟，绝对不能是深沟，这样对表皮成型上基本没有影响。使表面侧变浅，将内面侧加深等还可以形成表面内面不同的深度和宽度。
此外，在基材成型时，还可以通过固定模具形状或进退的模具结构整体形成沟的形状。在该情况下，由于模具内体积收缩的不同而基材表面的光泽有所不同，会出现收缩线(下沉线(sink line))，但作为基材单体，不是构成最终涉及质量的材料，此后，通过与表皮整体成型，从而覆盖隐去，在设计上完全没有问题。通过上述切割等，从而还可以与刻线同样，在表面侧设置沟槽形状，由于可以在对向沟槽形状中放入表皮材料没有问题的限度下，可以进行自由设定，因此即使在表面内面两侧设置沟槽形状，在通过表皮隐蔽的外观上没有问题。
在本发明中，作为表皮层形成用聚氨酯树脂材料，尤其只要是没有黄变类型的聚氨酯，即使没有涂布隐蔽涂布剂(隐蔽用涂膜形成材料)，也能满足产品要求的耐光特性(耐光类型)。由于不需要模内(in-mold)涂布层，因此可以省略在模具的成型面上，从成型品除去涂布的遮蔽涂膜的工序，可以降低制造成本，可以抑制涂布用溶剂的使用和碎片的产生，即使在降低环境负荷的观点上，也是优异的。此时，发泡原料由于表皮层形成用聚氨酯树脂材料使得紫外线等光线无法达到遮光的内部，因此，也可以使用不施加通常类型黄变对策的聚氨酯树脂材料。
此外，还可以根据选择的表皮层形成用聚氨酯原料的种类形成硬度提高，轻量且硬质的面板，如果赋予木纹等的柄，则可以形成具有与天然木类似的质感的面板。如果赋予作为在其中覆盖气囊装置的覆盖物的功能，则通过使木纹面板自身开裂，从而出现气囊是通常乘客所不会预期到的，因此具有能构成乘客完全不会感到气囊装置存在的优点。能有效利用本发明成型品特性的木质面板的一个例子是软木板色调的木纹柄。
以下，基于附图对本发明产品的适用例进行说明。
图1、2是说明本发明层压成型品(气囊覆盖物整体型仪器面板，简称为“气囊覆盖物面板”)的制造方法的图。在图1、2中，1是模具模腔，2是基材，收容气囊的内部5在注射成型软质树脂，例如烯烃类弹性体树脂(TPE)的材料的外圆周上与预先在别的模具中由硬质树脂，例如聚丙烯树脂(PP)构成的框体6整体成型，即在软质树脂部分的周围水平设置硬质树脂部分，通过气囊展开用门是柔软的，其周围是提高刚性的注射物等，从而形成能有效抑制变形的结构。基材的框体6使用硬质树脂(例如PP树脂、添加滑石等填充材料的PP树脂(PP复合物(PPC))、ABS树脂、改性PPO树脂(m-PPO)、尼龙66)，内部5使用软质树脂(例如烯烃类弹性体(TPE)、聚氨酯类弹性体(TPU)、苯乙烯类弹性体(SEBS)、聚酯类弹性体(TPEE)等)。此外，使用硬质树脂成型基材，接合由上述软质树脂等成型的支持体，使得与该基材的内面重叠，即还可以是在软质树脂部分的上方垂直设置硬质树脂部分的形式。此外，可以挤压切割硬铝、钢等薄板的方式、将它们适当组合的方式、在例如切割成单独形状的钢板中通过PPC注射插入成型整体形成任意复杂形状的部分等。还可以使用树脂层压钢板切出基材，利用层压树脂而与表皮的亲和性提高附着强度。
3表示无发泡聚氨酯树脂材料，4表示发泡聚氨酯树脂材料。在模具模腔内设置基材2，关闭模具。首先在该模具模腔内注入将由二醇类交联剂、平均分子量为4000～6000左右的多元醇与三倍体以上的比例为90％以上的芳香族多异氰酸酯构成，凝胶时间调整为30～40秒左右的无发泡聚氨酯树脂材料3(图1)。该树脂材料在反应进行的同时粘度提高，在6秒后达到600cps，此时注入含有二醇类交联剂、二氧化碳和甲酸作为发泡剂，由平均分子量为5000～7000左右的多元醇与三倍体以上的比例为5％以下的芳香族多异氰酸酯构成，乳化时间调整为10秒、增长时间调整为30～40秒左右的发泡聚氨酯树脂材料。
注入时的发泡聚氨酯树脂材料的粘度为300cps。通过向作为发泡聚氨酯树脂的多元醇罐内、第三成分罐内、导管中直接吹入等而吹入二氧化碳等气体。在混合化学发泡剂的情况下，可以适当选择为向多元醇罐内、第三成分罐内投入而进行混合。如果这样实施，则不必将原料管线减压，不必在向模腔内注入时，将无发泡聚氨酯树脂材料的粘度上升至不会与发泡聚氨酯混合的粘度，此外，也不必考虑注入高粘度材料时的压力改变，也不必计量发泡聚氨酯材料的微妙注入时间。因此，由于不需要工序的严密管理，因此适合稳定的工业生产。
通过注入该树脂材料，可以在模腔内的整体中，在分为三层的状态下进行填充发泡，使得在无发泡聚氨酯树脂材料的内部包容发泡聚氨酯树脂材料(图2)。此外，在无发泡聚氨酯树脂材料的粘度达到800～1000cps时，发泡基本结束。此后，直至反应结束一直保持该状态，然后打开模具，取出层压成型品。
作为所得层压成型品的气囊覆盖物面板，在基材上具有形成了膜厚0.5mm的无发泡聚氨酯树脂层，厚度为3.0mm的发泡聚氨酯树脂中间层以及膜厚为0.5mm的发泡聚氨酯树脂表皮层的表皮7。此外，这些树脂层在包括形成膨出气囊的门部分的所有部位的大范围内，厚度基本均匀，此外，在发泡层中没有空洞等缺陷，其发泡状态也是均匀的。
由此，由于在表皮层下的发泡层下形成无发泡聚氨酯层，因此在用手指等挤压表面情况下的触感由于无发泡聚氨酯树脂层的反力，在对无发泡聚氨酯树脂中间层的压缩失败后立刻到达底部，并且能缓和基材的硬物感，从而获得更优选的触感。
成型方法的其他方式如下所述。在常压下，在向模具模腔内注入表皮层形成用的无发泡聚氨酯树脂材料之后，注入混合了作为发泡剂的二种具有发泡特性的发泡剂的衬垫层形成用发泡聚氨酯树脂材料。该二种发泡剂是具有在注入之后就开始发泡特性的发泡剂(即效性发泡剂)与具有在注入之后基本不发泡，经过规定时间后发泡一段时间特性的发泡剂(持续性发泡剂)的组合。
作为即效性发泡剂，使用例如通过与异氰酸酯接触就立刻放出气体的二氧化碳气体吸附胺、通过吹入贮藏罐内的多元醇而溶解的二氧化碳或热蒸发发泡的氟代烃和戊烷等。作为持续性发泡剂，使用水、甲酸等酸的1种或2种以上的组合。
实施例实施例1说明气囊覆盖物面板成型的实施例。
作为表皮成型用材料，准备表皮层用原料与衬垫层用原料。在表皮层用原料中，使用如下材料调整分别混合了胺类交联剂与二醇类交联剂1∶1混合的交联剂以及金属类催化剂与胺类催化剂组合的催化剂，含有平均分子量为4000～6000的多元醇和三倍体以上的比例为90％以上(原始型(crudetype))的芳香族异氰酸酯，使得混合时的无粘附性时间(至固化的必须时间)为20～30秒左右。该表皮层用原料供应装置(第1 RIM机)由异氰酸酯用罐、多元醇用罐、颜料(着色剂)用罐、注入头和连接这些罐和注入头的给料管线以及送液装置概略组成。
即，颜料在上述多元醇用罐和上述芳香族异氰酸酯用罐以外的其他罐内准备，在注入头中分别与3根给料管线连接，将由这3个体系供应的各个液体在注入头(3液混合类的头)中一并混合。
衬垫层用原料使用如下材料，调整加入了各自为5重量％、0.3重量％的二醇类交联剂和催化剂的平均分子量为5000～7000左右的多元醇和添加了作为发泡剂的甲酸，进一步溶解二氧化碳，三倍体以上的比例为5％以下(纯MDI的改性类型)的芳香族异氰酸酯，使得混合时的乳化时间(混合后的发泡开始时间)为0秒，增长时间(混合后的发泡停止时间)为20～30秒。
该衬垫层用原料供应装置(第2 RIM机)由异氰酸酯用罐、多元醇用罐、注入头和连接这些罐和注入头(2液混合类型的头)的给料管线以及送液装置概略组成。在衬垫层用原料中不添加着色剂。这2台RIM机通过中央控制装置与模具关闭装置整体控制。各RIM机的注入头均安装在其气囊覆盖物面板成型用模具中。2个注入头分别与1个流路导入口连接，在该导入口的下流侧，流路的2个体系彼此合流，从而与作为一个流路的模具模腔的注入门连接。
气囊覆盖物面板的基材是注射聚丙烯树脂成型的，模具模腔的空间是大概一定的距离(4mm)。门厚度是1.5mm的扇形门(fan gate)。基材是略微单纯的板状，除去用于对与注射成型的同时形成的沟槽部分、仪器面板的结构体和气囊装置的反应罐(reaction can)等连接的支持体(结构)进行焊接的突起类，板厚为3mm，基本一定。模具模腔的基材内部的空间，即表皮形成用的空间是1mm，基本一定。
表皮成型用材料的时间～粘度特性是持续增加的，最初(注入模具模腔时)为100cps，6秒后为600cps，15秒后为800cps，20秒后(成型结束时)为1000cps左右。
图6表示在基材20上部分贴合上述实施例表皮的气囊覆盖物面板。贴合部分10膨出，表皮7的末端71位于基材20上的非贴合部分11上。表皮在角部弯曲，使得锋利的末端位于上端线12上。在非贴合部分11中，其他部件，例如与仪器面板相邻的装饰(finisher)类(气体排除口的框状面板、线束盖(cluster lid)等)可以直接与基材20相连，从而确定位置地安装。即使在该末端部分中，表皮与基材的粘附强度也得到提高，因此在车辆组装工序的操作中，上述最终产品类的边缘中被不会产生由于拉引而引起剥离等的问题。
如图7所示，气囊覆盖物面板基本上是梯形，大约左右尺寸W1是450mm，前后是500mm(长边D1)、250mm(短边D2)。气囊膨出用门是H字状，是长D3为120mm，宽W2为230mm的矩形，从车辆的后方侧端的门位置至门后端的距离L是350mm，包括气囊膨出用门的区域，在全部面板中形成具有基本均匀厚度的表皮。在门接近部分41中，顶层为0.2mm、中间层为3.5mm、底层为0.3mm，在门最远部分42中，顶层为0.8mm、中间层为2.5mm、底层为0.7mm，在离开500mm的部位，作为衬垫层的厚度，存在1mm的差别，膜厚度具有稳定性。此外，气囊展开时还可以沿门的开裂线滑开，形成忠实地沿基材的破断预定线的形状。
实施例2对方向盘的成型实施例进行说明。
对与以上实施例1不同的本实施例的特征点进行说明，对与上述实施例相同部位的说明省略。
作为表皮成型用材料，准备表皮层用原料和衬垫层用原料。表皮层用原料使用如下与上述实施例相同类型的材料调整多元醇和脂肪族异氰酸酯，使得混合时的无粘附性时间(至固化时的必要时间)为20～30秒左右。
衬垫层用原料使用如下材料，调整加入了作为交联剂的乙二醇和作为催化剂的加入TEPA的平均分子量为5000～7000左右的多元醇和作为发泡剂的甲酸，进一步溶解二氧化碳，三倍体以上的比例为5％以下(纯MDI的改性类型)的芳香族异氰酸酯，使得混合时的乳化时间(混合后的发泡开始时间)为0秒，增长时间(混合后的发泡停止时间)为20～30秒。
图8表示上述实施例的方向盘50。方向盘50的基材54也称为心骨，是用镁合金模铸成型的骨架部件，具有圆环状的环部分和从环部分向圆环的中心延伸设置形成的轮辐部分。表皮成型用材料的时间～粘度特性是持续增加的，最初(注入模具模腔时)为100cps，6秒后为600cps，15秒后为800cps，20秒后(成型结束时)为1000cps左右。
上述实施例的方向盘50在门附近51中，顶层55为0.3mm、中间层56为4.4mm、底层57为0.3mm，在门最远部分52中，顶层为1.0mm、中间层为3.0mm、底层为1.0mm，可以看出层厚度具有均匀性。另外轮辐部分与圆环部分的连接点53还可以滑开，即使从正面看表皮的薄管线，在外观上也尤其没有问题。
图9是利用实施例2聚氨酯材料的具有罩的中心操纵台的部分截面剖视图。罩60兼有作为扶手的功能，因此要求衬垫性与复原性。罩的全长为350mm，车辆搭载时，在位于后方的部位设定门。在门接近部分61中，顶层为0.5mm、中间层为7.0mm、底层为0.6mm，在门最远部分62中，顶层为0.9mm、中间层为6.3mm、底层为0.9mm。即使通过通常回复程度的负荷即可立刻复原。
工业上的可利用性本发明在例如仪器面板的下面板(仪表盘的下面板)、尤其是膝部气囊用气囊覆盖物面板、塑性变形板(scuffing plate)(踢板(kicking plate)、柱装饰(pillar garnish)(后柱装饰、中柱装饰等)、遮光板、靠背垫面、控制台盒(中控台、顶控台等)、装饰盒(finisher)、手套盒外面板等面板状部件中，除了方向盘以外，还可以适用为控制台按钮、辅助手柄等把持部件。
权利要求
1.一种成型品，其是沿基材表面整体形成软质表皮的成型品，其中，表皮由在表面侧的无发泡聚氨酯树脂层与在无发泡聚氨酯树脂层与基材之间的发泡聚氨酯树脂层构成，从注入点至基材表面的延长规定点形成整体且均匀的层。
2.一种成型品，其是沿基材表面整体形成软质表皮的成型品，其中，表皮由在表面侧的第1无发泡聚氨酯树脂层和基材侧的第2无发泡聚氨酯树脂层与在这些层之间的发泡聚氨酯树脂层构成，从注入点至基材表面的延长规定点形成整体且均匀的层。
3.一种成型品，其是如权利要求
1或2所述的成型品，其特征在于该成型品是气囊装置用的覆盖面板，通过使至形成上述整体且均匀层的延长规定点的范围面向乘客，从而在膨胀气囊的压力下形成具有开口的凸出开口预定部分。
4.如权利要求
2或3所述的成型品，其中覆盖面板是仪器面板的覆盖物，具有与乘客接近的接近侧和与乘客分离的反乘客侧，在接近侧形成上述整体且均匀的层。
5.如权利要求
3的成型品，其中成型品是具有用于乘客掌握的保持部分和用于在车体中安装保持部分的安装部分的保持部件，表皮覆盖基材保持部分和基材安装部分的基材保持部分侧的基部，在保持部分的一点至分离的保持部分的其它点之间形成整体且均匀的保持层。
6.一种插入成型方法，该方法是在模具模腔内设置基材，在常压下沿该基材的表面侧注入无发泡聚氨酯树脂的反应成型材料和发泡聚氨酯树脂的反应成型材料，从而整体形成表皮的插入成型方法，其特征在于，发泡聚氨酯树脂的反应成型材料含有在注入后立刻开始发泡的第1发泡剂和延缓至第1发泡剂的发泡开始后才开始发泡的第2发泡剂，表皮在从上述反应成型材料的注入点至分离点，沿基材表面形成整体且均匀的层。
7.一种插入成型方法，该方法是在模具模腔内设置基材，在常压下沿该基材的表面侧注入无发泡聚氨酯树脂的反应成型材料，在注入该无发泡聚氨酯树脂的反应成型材料后，随即注入发泡聚氨酯树脂的反应成型材料，从而整体形成表皮的插入成型方法，其特征在于，发泡聚氨酯树脂的反应成型材料，由一种反应成型材料和其它反应成型材料构成，其中，该一种反应成型材料包括选自含有在注入溶解了发泡剂(不包括气体发泡剂)的反应成型材料之后开始发泡的第1发泡剂的反应成型材料，其它反应成型材料含有在上述一种反应成型材料开始发泡之后才开始发泡的第2发泡剂，表皮在从上述无发泡聚氨酯树脂与发泡聚氨酯树脂两种反应成型材料的注入点至分离点，沿模具模腔内的基材表面形成整体且均匀的层。
8.如权利要求
6或7所述的插入成型方法，其特征在于，在大气压下，将粘度为400cps～700cps的无发泡聚氨酯树脂的反应成型材料与发泡聚氨酯树脂的反应成型材料同时在模具模腔内流动，在发泡基本完成的同时向模具模腔内填充反应成型材料。
专利摘要
本发明提供一种制造方法，其是在常压(大气压)下，在一个工序中将层压表皮层和发泡层的整体发泡表皮(整体表皮薄膜)成型的方法，通过该成型方法制造的成型品可以获得在产品的相当宽范围内高度均匀的层压产品。以及提供一种该表皮层与发泡层沿基材在表皮形成材料的流动方向形成规定长度且具有高均匀性的层压成型品。一种成型品，其是沿基材表面整体形成软质表皮的成型品，其中表皮由表面侧的无发泡聚氨酯树脂层与在无发泡聚氨酯树脂层与基材之间的发泡聚氨酯树脂层构成，从注入点至基材表面的延长规定点形成整体且均匀的层。
文档编号B60R21/04GK1990229SQ200610064215
公开日2007年7月4日 申请日期2006年12月27日
发明者山田修司 申请人:日本塑料株式会社导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan