JP2010201758A - 積層成形品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ホットメルトを表皮側に設定して、表皮を加熱軟化処理した後、圧着金型で芯材と表皮とをプレス一体化する積層成形品の製造方法において、表皮の加熱工程時における表皮の熱的ダメージを抑え、かつ加熱時間を短縮化する。
【解決手段】表皮２２にホットメルト２２ｃをプレコート処理し、表皮２２を加熱処理する際、熱電対４６等の熱源を埋め込んだ加熱板４４を表皮２２のホットメルト２２ｃ面に接触加熱させることで、短時間で有効にホットメルト２２ｃだけを加熱軟化させ、表皮２２の加熱工程での熱的ダメージを最小限に抑え、かつ加熱時間を短縮化する。
【選択図】図３

Description

この発明は、ドアトリム、リヤサイドトリム、ラゲージサイドトリム、ルーフトリム等の自動車用内装部品に好適な積層成形品の製造方法に係り、特に、表皮を加熱軟化処理して圧着金型で芯材と一体成形する際、加熱工程での表皮の熱的ダメージを最小限に抑えるとともに、加熱時間も短縮化でき、生産性を高めた積層成形品の製造方法に関する。

例えば、自動車用内装部品の代表的なものとしてドアパネルの室内側に装着されるドアトリムが挙げられる。図１１に示すように、ドアトリム１はドアトリムアッパー２とドアトリムロア３との上下二分割体から構成されており、ドアトリムアッパー２は芯材２ａの表面に表皮２ｂを一体化した積層成形品が使用されることが多い。上記ドアトリムアッパー２の従来の製造方法について、以下に説明する。まず、図１２に示すように、表皮２ｂを加熱炉４内に投入して表皮２ｂにプレコート処理されているホットメルト２ｃを軟化させる。この時、ホットメルト２ｃは、１５０℃程度まで加熱し軟化させる必要がある。また、表皮２ｂ全体を加熱する加熱炉４としては、インフラヒーター、又はライスターが使用される。

その後、図１３に示すように、圧着金型５内に芯材２ａと表皮２ｂとをセットし、圧着金型５の型締めにより、芯材２ａの表面に表皮２ｂをプレス一体化させる。そして、圧着金型５を型開きした後、芯材２ａの表面に表皮２ｂをプレス一体化した半製品を取り出し、図１４に示すように、表皮２ｂ周縁の巻込みシロ２ｄをドライヤー６等で加熱し、ホットメルト２ｃを加熱軟化した後、巻込みシロ２ｄを芯材２ａの裏面側に巻込み処理して、ドアトリムアッパー２の製造が完了する。上述した芯材２ａの表面に表皮２ｂを圧着金型５を使用して一体化する従来工法としては、特許文献１に詳細に記載されている。

特開昭６３−８０４０号公報

このように、芯材２ａの表面に表皮２ｂを圧着金型５の圧着加工により一体化する際、表皮２ｂを加熱処理するために、従来ではインフラヒーターやライスター等の加熱炉４を使用しているため、表皮２ｂ全体が加熱され、熱によるダメージを表皮２ｂが受け易く、熱劣化による伸び特性の低下や外観不良等を誘発する不具合が指摘されているとともに、ホットメルト２ｃを加熱溶融させるための加熱時間を多く費やすため、生産性を低下させる要因となっている。

この発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、芯材の表面に表皮を圧着一体化する際、ホットメルトをプレコート処理した表皮を使用するとともに、ホットメルトのみを効率的に加熱軟化させることで、表皮にかかる熱的ダメージを最小限に抑え、かつ加熱時間も大幅に短縮化でき、生産性に大きく貢献できる積層成形品の製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を達成するために、本発明者等は鋭意研究の結果、ホットメルトをプレコート処理した表皮を加熱する際、従来のインフラヒーター、ライスターに替えて、加熱板をホットメルト面に接触させることで、ホットメルトだけを簡単かつ短時間に軟化させることが可能になることに着目し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、ホットメルトをプレコート処理した表皮を加熱軟化処理し、圧着金型内に芯材と加熱軟化処理した表皮とをセットし、圧着金型の型締めにより芯材と表皮とをプレス一体化するとともに、表皮の周縁に沿う巻込みシロを芯材の裏面側に巻込み処理する積層成形品の製造方法において、表皮用加熱炉のテーブル上に表皮をホットメルトが上面に向くようにセットした後、テーブルの動作により、セット位置から加熱位置まで表皮を搬送し、この加熱位置において、内部に熱源を備え、かつ表皮対向面側に離型層が形成された加熱板を駆動操作して、加熱板の離型層をホットメルト表面に接触させることにより、加熱板で表皮のホットメルトだけを加熱処理するようにしたことを特徴とする。

ここで、積層成形品は、所要形状に成形された芯材の表面に表皮を貼付した構成であり、ドアトリム、リヤサイドトリム、ラゲージサイドトリム、ルーフトリム等、自動車用内装部品全般を対象としている。芯材としては、熱成形が可能で、適度な剛性、保形性を備えていれば良く、熱可塑性樹脂板、ガラス繊維等の補強フィラーを混入した熱可塑性樹脂板、あるいは熱可塑性樹脂バインダを混入した不織布マット等を使用することができる。

一方、表皮としては、熱可塑性樹脂シート、クロス、不織布等の布地シート、熱可塑性樹脂シート、布地シート等のトップ層裏面にポリウレタンフォーム、ポリエチレンフォーム、ポリプロピレンフォーム等のクッション層を裏打ちした積層シート材料を使用することができる。更に、表皮の裏面、すなわち、芯材対向面側には、ポリエチレン樹脂等のホットメルトがプレコート処理されている。

そして、積層成形品の製造方法は、以下の工程から構成される。

（１）表皮の加熱工程
表皮は芯材対向面側にホットメルトがプレコート処理されており、表皮の加熱工程では、特殊な加熱炉が使用される。この加熱炉は、ホットメルトをプレコート処理してなる表皮を圧着金型により芯材の表面に圧着一体化する前に、表皮を加熱処理する表皮用加熱炉であって、上記加熱炉は、テーブル上に表皮をセットする可動板がセット位置と加熱位置との間でスライド自在に配置されており、加熱炉のフレーム内には、内部に熱源を備え、かつ表面対向面に離型層を設けた加熱板がシリンダにより上下動可能に支持されており、可動板上にセットした表皮が可動板の駆動により加熱炉のフレーム内の加熱位置に搬送される。その後、シリンダの駆動により加熱板が下降して、表皮のホットメルトに加熱板が接触して、ホットメルトを短時間に加熱軟化させる。

表皮の加熱工程においては、プレコート処理したホットメルトを上面に向けて表皮を加熱炉の可動板上にセットすれば、可動板がセット位置から加熱位置まで駆動して加熱炉内に表皮を搬送する。その後、加熱炉のフレームに支持された加熱板がシリンダ駆動により下降して、加熱板が表皮のホットメルト面に接触して、ホットメルトだけを短時間で所定温度に加熱する。従って、この加熱工程においては、短時間で効率良くホットメルトを加熱軟化させることができるため、加工時間の短縮化が期待できるとともに、表皮全体を長時間加熱するという従来例に比べ、表皮に与える熱的ダメージが少なく、伸び特性の低下や外観不良を招くことがない。また、離型層により加熱板と表皮とが不用意に付着することがない。

（２）芯材と表皮の圧着成形工程
圧着金型が型開き状態にある時、芯材並びに表皮のホットメルト面が芯材対向面側になるように両者をセットした後、圧着金型を型締めして、芯材を所要形状に成形するとともに、芯材の表面に表皮を一体貼着することができる。この時、表皮は、熱的ダメージを受けておらず、良好な伸び特性や美麗な外観性能を維持している。

（３）表皮の端末処理工程
芯材と表皮の圧着成形が完了した後、圧着金型が型開きし、芯材表面に表皮を一体化した半製品を型外に取り出し、表皮周縁の巻込みシロにおけるホットメルトをドライヤー等で加熱処理し、ホットメルトを再度活性化させた後、芯材裏面に巻込みシロを折り返して積層成形品を完成させる。

以上の構成から明らかなように、本発明に係る積層成形品の製造方法は、特に、表皮用加熱炉内に表皮のホットメルト面を接触加熱する加熱板を採用したため、表皮の加熱工程での熱的ダメージを最小限に抑え、かつ表皮の加熱時間を大幅に短縮化できる。

以上説明した通り、本発明に係る積層成形品の製造方法は、ホットメルトをプレコート処理した表皮を使用し、表皮の加熱工程において、加熱板を表皮のホットメルト面に接触させてホットメルトだけを短時間に有効に加熱軟化処理するというものであるから、表皮の加熱工程において、表皮に熱的ダメージを与えることがなく、伸び特性並びに外観性能の低下を招くことがないため、外観性能を良好に維持することができるとともに、表皮の加熱時間を短縮化できることから、積層成形品の製造時間を短縮化でき、生産性を高めることができるという効果を有する。

本発明方法により製作されたドアトリムアッパーを備えたドアトリムを示す正面図である。 図１中II−II線断面図である。 本発明方法に使用する表皮用加熱炉の構成を示す説明図である。 本発明方法における表皮の加熱工程での加熱炉への表皮のセット工程を示す説明図である。 本発明方法における表皮の加熱工程での表皮の加熱炉内への搬送工程を示す説明図である。 本発明方法における表皮の加熱工程での表皮の加熱板による接触加熱工程を示す説明図である。 本発明方法における圧着金型への芯材と表皮のセット工程を示す説明図である。 本発明方法における芯材と表皮の圧着成形工程を示す説明図である。 本発明方法における表皮周縁の巻込みシロの加熱工程を示す説明図である。 本発明方法における表皮の端末処理工程を示す説明図である。 従来のドアトリムの構成を示す断面図である。 従来のドアトリムの製造方法における表皮の加熱工程を示す説明図である。 従来のドアトリムの製造方法における芯材と表皮の圧着成形工程を示す説明図である。 従来のドアトリムの製造方法における表皮の端末処理工程を示す説明図である。

以下、本発明に係る積層成形品の製造方法の一実施例について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。尚、念のため付言すれば、本発明の要旨は特許請求の範囲に記載した通りであり、以下に説明する実施例の内容は、本発明の一例を単に示すものに過ぎない。

図１乃至図１０は本発明の一実施例を示すもので、図１，図２は本発明方法により製造されたドアトリムアッパーを採用したドアトリムを示す正面図並びに断面図、図３は本発明方法に使用する表皮用加熱炉の全体構成を示す説明図、図４乃至図１０は本発明方法の一実施例であるドアトリムアッパーの製造方法の各工程を示す説明図である。

図１，図２において、本発明方法を適用して製作されたドアトリム１０の構成について簡単に説明する。ドアトリム１０は、ドアトリムアッパー２０とドアトリムロア３０との上下二分割体から構成されており、外観上のアクセント効果並びに金型のコンパクト化によるコストダウンが期待できる。上記ドアトリム１０は、ドアトリムアッパー２０とドアトリムロア３０との上下二分割体から構成されているが、ドアトリム１０には各種機能部品が装着されている。例えば、ドアトリムアッパー２０側には、インサイドハンドルユニット１１、プルハンドル１２、パワーウインドウスイッチユニット１３等の機能部品が取り付けられており、ドアトリムロア３０側には、ポケット開口１４の背面側にポケットバックカバー１５が装着され、そのフロント側には、スピーカグリル１６がドアトリムロア３０と一体、あるいは別体に設けられている。

そして、ドアトリムアッパー２０は、適度な剛性と保形性を備えた芯材２１の表面に表皮２２を貼付した積層構造体であり、この実施例においては、芯材２１としては熱可塑性樹脂材料が使用され、表皮２２は、クロス等のトップ層２２ａの裏面にポリウレタンフォーム等のクッション層２２ｂを積層一体化した積層シート材料が使用されている。更に、クッション層２２ｂの裏面には、ポリエチレン樹脂等のホットメルト２２ｃがプレコート処理され、芯材２１と表皮２２との接着媒体として機能している。更に詳しくは、上記芯材２１に使用する熱可塑性樹脂材料としては、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアセタール系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、アイオノマー系樹脂、アクリロニトリル／ブタジエン／スチレン（ＡＢＳ）樹脂等がある。

一方、表皮２２におけるトップ層２２ａは、クロスの他に不織布や熱可塑性樹脂シートを使用することができ、クッション層２２ｂとしては、ポリウレタンフォームの他にポリエチレンフォーム、ポリプロピレンフォーム等のポリオレフィン系フォームを使用することもできる。また、ドアトリムロア３０は、熱可塑性樹脂材料の射出成形工法により所望の曲面形状に成形されており、図示はしないが、例えば、ドアトリムロア３０側にボス、ドアトリムアッパー２０側に取付孔を開設し、ボスを超音波カシメ加工により一体化する等の慣用手段により接合一体化することができる。

ところで、本発明方法は、上述したドアトリム１０におけるドアトリムアッパー２０のような積層成形品の製造方法を適用対象としている。以下、本発明をドアトリムアッパー２０の製造方法を例示して説明する。まず、本発明方法は、（１）表皮２２の加熱工程、（２）芯材２１と表皮２２の圧着成形工程、（３）表皮２２の端末処理工程の各工程から構成されており、表皮２２の加熱工程に工夫が加えられているが、図３を基に表皮２２の加熱工程に使用する表皮用加熱炉４０の構成について簡単に説明する。

表皮用加熱炉４０は、テーブル４１上に可動板４２がＰ１矢印方向に往復動作可能に支持されており、この可動板４２上に表皮２２をセットすれば、表皮２２は、セット位置Ａから加熱位置Ｂまで搬送される。更に、テーブル４１の上面には、加熱炉のフレーム４３が組み付けられており、加熱板４４がフレーム４３内に内装されている。具体的には、フレーム４３に固定されているエアシリンダ４５のピストンロッド４５ａに加熱板４４が取り付けられており、エアシリンダ４５の駆動により、加熱板４４がＰ２矢印方向に昇降動作可能であり、可動板４２に載置されて搬送された表皮２２のホットメルト２２ｃ面に対して加熱板４４が接触加熱を行なう。更に詳しくは、加熱板４４は、熱電対４６等の熱源が備わっており、更に、表皮２２と接触する面には、高耐熱性のフッ素系離型剤を焼き付けコーティングした離型層４７が設けられている。尚、加熱板４４の表面温度は、１８０℃程度まで昇温している。

次に、上記表皮用加熱炉４０を使用して、ドアトリムアッパー２０を製造する各工程について、図４乃至図１０を基に説明する。まず、図４に示すように、表皮用加熱炉４０に表皮２２をセットするが、表皮２２のホットメルト２２ｃを上面に向けて可動板４２上にセットする。そして、表皮２２のセットが完了すれば、図５に示すように、可動板４２が可動して、表皮２２が加熱炉のフレーム４３内まで表皮２２のセット位置Ａから加熱位置Ｂまで搬送される。更に、表皮２２が加熱炉のフレーム４３内の加熱位置Ｂに位置決めされれば、図６に示すように、エアシリンダ４５の駆動により、加熱板４４が下降して、加熱板４４が表皮２２のホットメルト２２ｃに接触して加熱する。加熱時間は、５〜１０秒程度であり、加熱板４４の表面温度を１８０℃程度まで昇温している。

そして、加熱が完了すれば、エアシリンダ４５の収縮動作により加熱板４４が上昇するが、その際、加熱板４４の表面には、離型剤がコーティング処理された離型層４７が設けられているため、表皮２２が加熱板４４に付着することがなく円滑に離型する。このように、加熱板４４の接触加熱によるため、５〜１０秒程度の短時間で表皮２２におけるホットメルト２２ｃを集中的に加熱処理することができ、生産性を高めることができるとともに、表皮２２に熱的ダメージを与えることがない。

次いで、図７に示すように、圧着上下型５１，５２が型開き状態にある時、芯材２１と表皮２２とを投入し、図８に示すように、圧着上下型５１，５２を型締めすることで、芯材２１を所望の曲面形状に成形するとともに、芯材２１と表皮２２とをホットメルト２２ｃを接着媒体として強固に圧着一体化することができる。尚、この時、表皮２２は、熱的ダメージを受けておらず、良好な伸び特性や美麗な外観性能を維持して芯材２１と表皮２２の圧着成形が完了する。

そして、圧着成形が完了すれば、圧着上下型５１，５２が型開きした後、半製品Ｐを圧着金型５０から取り出し、図９に示すように、表皮２２の周縁端末に設定された巻込みシロ２３のホットメルト２２ｃをドライヤー６０により再活性させ、図１０に示すように、芯材２１の裏面側に巻込み処理することで、端末処理が終了し、ドアトリムアッパー２０を製作することができる。

このように、本発明方法によりドアトリムアッパー２０を製造した場合、表皮２２にプレコート処理したホットメルト２２ｃを加熱板４４の接触加熱により短時間で有効に加熱軟化させるというものであるから、表皮２２全体を長時間加熱処理する必要がないため、熱的ダメージを最小限に抑え、表皮２２の良好な伸び特性及び美麗な外観性能を維持できることから、生産性を高め、かつ外観見栄えを高めることができるという格別の作用効果を有する。

以上説明した実施例は、ドアトリム１０におけるドアトリムアッパー２０の製造方法に適用したが、ホットメルト２２ｃを表皮２２側にプレコート処理して芯材２１と圧着一体化して得られる積層成形品であれば用途は問わない。更に、表皮用加熱炉４０内に使用する加熱板４４には、熱電対４６が埋め込まれているが、熱電対４６以外の熱源を使用することもできる。

１０ 自動車用ドアトリム
１１ インサイドハンドルユニット
１２ プルハンドルユニット
１３ パワーウインドウスイッチユニット
１４ ポケット開口
１５ ポケットバックカバー
１６ スピーカグリル
２０ ドアトリムアッパー
２１ 芯材
２２ 表皮
２２ａ トップ層
２２ｂ クッション層
２２ｃ ホットメルト
２３ 巻込みシロ
３０ ドアトリムロア
４０ 表皮用加熱炉
４１ テーブル
４２ 可動板
４３ フレーム
４４ 加熱板
４５ エアシリンダ
４６ 熱電対
４７ 離型層
５０ 圧着金型
５１ 圧着上型
５２ 圧着下型
６０ ドライヤー
Ａ セット位置
Ｂ 加熱位置

Claims (1)

1. ホットメルト（２２ｃ）をプレコート処理した表皮（２２）を加熱軟化処理し、圧着金型（５０）内に芯材（２１）と加熱軟化処理した表皮（２２）とをセットし、圧着金型（５０）の型締めにより芯材（２１）と表皮（２２）とをプレス一体化するとともに、表皮（２２）の周縁に沿う巻込みシロ（２３）を芯材（２１）の裏面側に巻込み処理する積層成形品（２０）の製造方法において、
   表皮用加熱炉（４０）のテーブル（４１）上に表皮（２２）をホットメルト（２２ｃ）が上面に向くようにセットした後、テーブル（４１）の動作により、セット位置（Ａ）から加熱位置（Ｂ）まで表皮（２２）を搬送し、この加熱位置（Ｂ）において、内部に熱源（４６）を備え、かつ表皮対向面側に離型層（４７）が形成された加熱板（４４）を駆動操作して、加熱板（４４）の離型層（４７）をホットメルト（２２ｃ）表面に接触させることにより、加熱板（４４）で表皮（２２）のホットメルト（２２ｃ）だけを加熱処理するようにしたことを特徴とする積層成形品の製造方法。

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