JP2012200868A

JP2012200868A - 積層成形体の製造方法

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Publication number: JP2012200868A
Application number: JP2011064306A
Authority: JP
Inventors: Masuo Yamaguchi; 増夫山口; Takuya Watanabe; 拓也渡辺
Original assignee: Kumi Kasei Co Ltd
Current assignee: Kumi Kasei Co Ltd
Priority date: 2011-03-23
Filing date: 2011-03-23
Publication date: 2012-10-22

Abstract

【課題】表皮材および基材の全面を均一かつ適切な圧力で加圧して、表皮材および基材を良好に圧着する積層成形体の製造方法および製造装置の提供。
【解決手段】立体形状の基材１３と、該基材１３の表面に貼着された表皮材１４とを有する積層成形体の製造装置として、一対の型２２を備え、該型２２により基材１３と表皮材１４とを粘着剤層を介してプレスするプレス手段２０を有し、該プレス手段２０は、プレス時に表皮材１４の外側に配置されるポリウレタンフォームシート３０などからなる緩衝材を備える装置を用いる。
【選択図】図４

Description

本発明は、基材の表面に表皮材が貼着された内装材などの積層成形体の製造方法および製造装置に関する。

ピラーやドアライニングなどの自動車の内装材には、樹脂などからなる立体形状の基材の表面に、本皮シート、合成皮革シート、ファブリックなどの表皮材が貼着された積層成形体からなるものが多い。このような積層成形体の製造方法としては、基材と表皮材とを接着剤を介してプレスし、圧着する方法がある。

例えば、特許文献１には、立体形状の基材に表皮材を貼着するための装置として、上下方向に出没自在なプラグを備えた上型と、プラグよりも水平方向外側に位置する保護プレートを備えた下型とを有する装置が開示され、この装置により、予め接着材が塗布された基材と表皮材とを貼着する方法が記載されている。具体的には、表皮材の基材側の外周縁を保護プレートで保護し、この部分の基材への貼着を防止しつつ、表皮材の中央をプラグにより押圧して、基材中央の凹部に仮接着する。ついで、このような仮接着の後、上型と下型とを型締めしてプレスし、表皮材と基材とを完全に一体化する工程を行う。特許文献１には、このような貼着方法によれば、仮接着において、表皮材を基材中央の凹部から外周縁に向けて徐々に接着できるため、表皮材の皺や破れを防止できる旨、記載されている。

特開２０００−８０００号公報

しかしながら、特許文献１に記載の装置を用いた場合、仮接着後のプレス工程において、表皮材および基材の全面に対して均一な圧力を加えることは難しい。すなわち、型を用いて単にプレスする方法では、型の移動方向（上下方向）に対してほぼ垂直な面には充分な圧力が加わりやすいが、型の移動方向とほぼ平行な面には充分な圧力が加わりにくく、その結果、圧力が不均一になりやすい。
特に、表皮材と基材とを粘着剤で一体化する場合には、プレス時の圧力が大きすぎても小さすぎても充分なタック力が得られないため、表皮材および基材の全面に対して均一に圧力が加わるようにすることだけでなく、その圧力の値も適切な範囲に制御する必要がある。ところが、上述のように一対の型で単にプレスする方法では、表皮材と基材の全面を適切な圧力で、かつ、均一に加圧することは困難である。

表皮材と基材とを粘着剤を介して圧着する方法としては、弾性反発力を備え、柔軟で伸度の大きな軟質ウレタンフォームなどからなるプレス台を用い、この上でプレスする方法も考えられる。この場合には、まず、粘着剤が塗布された表皮材を粘着剤が上側になるようにプレス台上に配置し、その上に基材を載せ、基材を上方から押し付けてプレスする。このような方法によれば、プレスにともなって表皮材と基材とがプレス台に沈み込むため、表皮材を基材の形状に充分に追従させることができる。
ところが、柔軟で伸度の大きな材料からなるプレス台上では、プレス時の圧力を大きくしてもその圧力がプレス台に吸収されてしまい、基材および表皮材には充分な圧力が加わりにくく、その結果、充分なタック力が得られにくい。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、表皮材および基材の全面を均一かつ適切な圧力で加圧して、表皮材および基材を良好に圧着する積層成形体の製造方法および製造装置の提供を課題とする。

本発明の積層成形体の製造方法は、立体形状の基材と、該基材の表面に貼着された表皮材とを有する積層成形体の製造方法であって、一対の型により、前記基材と前記表皮材とを粘着剤層を介してプレスするプレス工程を有し、該プレス工程では、前記表皮材の外側に緩衝材を配置してプレスすることを特徴とする。
前記緩衝材は、ポリウレタンフォームシートであることが好ましい。
前記プレス工程の前に、発泡軟質樹脂からなるプレス台上で、前記粘着剤層を介して前記表皮材に前記基材を押し付けて仮圧着する仮圧着工程を有することが好ましい。
本発明の積層成形体の製造装置は、立体形状の基材と、該基材の表面に貼着された表皮材とを有する積層成形体の製造装置であって、一対の型を備え、該型により前記基材と前記表皮材とを粘着剤層を介してプレスするプレス手段を有し、該プレス手段は、プレス時に前記表皮材の外側に配置される緩衝材を備えることを特徴とする。

本発明の製造方法および製造装置によれば、表皮材および基材の全面を均一かつ適切な圧力で加圧でき、表皮材および基材を良好に圧着することができる。

本発明で製造される内装材の一例を示す斜視図である。図１の内装材の製造に使用されるプレス手段の一例を示す縦断面図である。仮圧着工程を説明する縦断面図である。プレス工程を実施するにあたって、下型上に表皮材および基材を配置した状態を示す縦断面図である。プレス工程を示す縦断面図である。プレス工程後に型開きして内装材を取り出した状態を示す縦断面図である。予備検討（１）で得られたデータの一例を示すグラフである。予備検討（２）で得られたデータの一例を示すグラフである。

以下、本発明について詳細に説明する。
図１は、本発明の製造方法により製造される内装材（積層成形体）の一例を示す斜視図であり、この内装材は、例えば自動車のピラーとして使用される。
この例の内装材１０は、一方向に延びる頂壁板１１と、この頂壁板１１の幅方向の両側端に形成された一対の側壁板１２とからなる断面略コ字状の部材であり、立体形状に形成された樹脂製の基材１３と、図示略の粘着剤層により基材１３の一方の面（外面）に貼着された表皮材１４とからなる。

図２は、図１の内装材１０を製造する製造装置のプレス手段２０を示す図であり、このプレス手段２０は、嵌合時に図１の内装材１０に沿う形状のキャビティが形成される一対の型２２を有している。
この例の一対の型２２は、上型（雌型）２３と下型（雄型）２４とからなり、基材１３と表皮材１４とを粘着剤層を介してプレスすることにより、基材１３と表皮材１４とを圧着させるものである。

そして、このプレス手段２０は、プレス時に表皮材１４の外側に配置される緩衝材を有している。この例の緩衝材は、弾性反発力を有する厚さ３〜２０ｍｍのポリウレタンフォームシート３０であり、このポリウレタンフォームシート３０は、プレス時には上型２３のキャビティ面２３ａと表皮材１４との間の全面に亘って介在するように、撓んだ状態で、その縁部が保持部材４０により上型２３に取り付けられている。

次に、図１の内装材１０の製造方法について説明する。
まず、好ましくは、次に説明する仮圧着工程を行う。
仮圧着工程では、例えば図３（ａ）に示すように、弾性反発力を備え、柔軟で伸度の大きな軟質ウレタンフォームなどの発泡軟質樹脂からなるプレス台５０を用意し、このプレス台５０上に、図示略の粘着剤層が形成された表皮材１４を粘着剤層が上側になるように載置し、その上に基材１３を載せる。ついで、図３（ｂ）に示すように、プレス治具５１により基材１３を表皮材１４に押し付ける。このようにして基材１３を表皮材１４に押し付けることにより、表皮材１４と基材１３とはプレス台５０に沈み込み、これに伴って表皮材１４は基材１３の形状に追従しつつ、基材１３に仮圧着する。よって、このような仮圧着工程を行うことにより、表皮材１４を良好に基材１３の形状に沿わせつつ、仮圧着することができる。

ただし、この仮圧着工程は、発泡軟質樹脂からなるプレス台５０上で行うものであるため、基材１３を押し付ける圧力を大きくしたとしても、その圧力がプレス台５０に吸収されてしまう。その結果、基材１３および表皮材１４には圧力が加わりにくく、粘着剤層による充分なタック力が得られにくい。そのため、仮圧着工程の後に、図２のプレス手段２０によるプレス工程を行う。

プレス工程では、図４に示すように、一対の型２２を開き、仮圧着された表皮材１４と基材１３とを下型２４のキャビティ面２４ａ上に配置する。ここでは雌型である上型２３側に表皮材１４が位置し、雄型である下型２４側に基材１３が位置する。
ついで、図５に示すように、キャビティの厚みｔが所定値となるように、ポリウレタンフォームシート３０が取り付けられた上型２３を下降させ、表皮材１４の外側にポリウレタンフォームシート３０を配置した状態で上型２３と下型２４とを嵌合させ、基材１３と表皮材１４とをプレスし、圧着する。なお、キャビティの厚みｔとは、プレス時における上型２３のキャビティ面２３ａと下型２４のキャビティ面２４ａとの距離である。
その後、図６に示すように、上型２３および下型２４を開き、基材１３の外面に表皮材１４が貼着された内装材１０を取り出す。

ここでプレス条件は、プレス時に上型２３および下型２４により形成されるキャビティの厚みｔにより制御する。
キャビティの厚みｔは、使用する粘着剤の種類や基材および表皮材の材質などに応じて適宜設定すればよいが、具体的には、次に説明する予備検討（１）および（２）により決定することが好ましい。

予備検討（１）では、異なる種々の圧力で、粘着剤層を介して基材と表皮材とをプレスした試験片を製造し、これら試験片に対してクリープ試験などを行い、「プレス時の圧力ｐ」と、その圧力ｐで得られた試験片における「表皮材と基材の剥がれやすさα」との関係を求める。図７は、圧力ｐと剥がれやすさαとの関係を示すグラフである。グラフ中、α１は、許容される剥がれやすさの上限値である。剥がれやすさが大きいということは、粘着剤層のタック力が不足していることを意味する。
このグラフから、圧力ｐが大きすぎても小さすぎても表皮材と基材とは剥がれやすく、プレス時の圧力ｐをｐ１≦ｐ≦ｐ２の範囲とすることにより、剥がれやすさαをα１以下に制御できることが理解できる。
このように予備検討（１）では、実際に採用する粘着剤、基材、表皮材を用いて試験片を製造して、圧力ｐと剥がれやすさαとの関係から、プレス時の適切な圧力範囲（ｐ１≦ｐ≦ｐ２）を求めておく。

ついで、予備検討（２）では、図５に示したキャビティの厚みｔを種々に変化させてプレスを行い、その際に表皮材１４および基材１３に加わる圧力ｐを測定する。図８は、キャビティの厚みｔと、表皮材１４および基材１３に加わる圧力ｐとの関係を示すグラフである。
このグラフから、プレス時に形成されるキャビティの厚みｔをｔ１≦ｔ≦ｔ２の範囲とすることにより、表皮材１４および基材１３に適切な範囲の圧力ｐ（ｐ１≦ｐ≦ｐ２）が加わることが理解できる。
このような予備検討（１）〜（２）により、適切なキャビティの厚みｔ（ｔ１≦ｔ≦ｔ２）を求め、このような厚みｔとなるようにプレス工程を行う。キャビティの厚みｔは、基材１３と表皮材１４の合計厚みより大きく、基材１３と表皮材１４とポリウレタンフォームシート３０の合計厚みよりも小さい値となる。

このようなプレス工程によれば、表皮材１４の外側に弾性反発力を有するポリウレタンフォームシート３０が配置され、上型のキャビティ面２３ａと表皮材１４との間にポリウレタンフォームシート３０が介在した状態でプレスが行われるため、プレス時に加えられた圧力が表皮材１４および基材１３の全面に分散して均一化し、表皮材１４および基材１３の全面を均一かつ適切な圧力で加圧することができる。その結果、型２２の移動方向（上下方向）に対してほぼ垂直な頂壁板１１と型２２の移動方向に対して平行に近い側壁板１２とに、同程度の圧力が加わり、粘着剤層によるタック力が充分かつ均一な内装材１０を得ることができる。
これに対して、ポリウレタンフォームシートなどの緩衝材を介在させずにプレスした場合には、頂壁板には大きな圧力が加わる反面、側壁板には小さな圧力しか加わらず、全体として圧力が不均一になりやすい。その結果、表皮材と基材とのタック力が不均一となり、得られた内装材は製品価値が劣るものとなる。

なお、以上の例では、上型２３が雌型、下型２４が雄型であり、上型２３に緩衝材であるポリウレタンフォームシート３０が取り付けられた形態を示したが、反対に、上型２３が雄型、下型２４が雌型であり、下型２４にポリウレタンフォームシート３０が取り付けられた形態でもよい。また、ポリウレタンフォームシート３０は、型２２に取り付けられていなくてもよく、プレス工程時に表皮材１４の外側に配置され得る状態であればよい。
また、一対の型２２としては、上型２３が下方に移動する形態に限定されず、一対の型が互いに近接可能に相対移動して、プレスが可能なものであればよい。

また、以上の例では、緩衝材として、ポリウレタンフォームシート３０を例示したが、緩衝作用を奏するものであれば、発泡していないポリウレタンシートや、ポリウレタン以外の樹脂シートなどでもよく、制限はない。また、例えば、袋体に水などの流体が充填されたシート状物なども緩衝材として使用可能である。このような場合には、プレス工程において適切な圧力が加わるように、上述のようにキャビティの厚みｔを所定値に制御する代わりに、流体が充填されたシート状物内を所定の一定圧力に維持する方法なども採用できる。

また、以上の例では、積層成形体としてピラーやドアライニングなどの自動車の内装材１０を例示したが、積層成形体の用途には特に制限はなく、自動車以外の車両の内装材、建築物の内装材なども例示できる。
基材の材質にも特に制限はなく、種々の樹脂からなるものを使用できるが、例えば自動車内装材用途の場合には、好適にはポリプロピレンやＡＢＳが使用され、その他にも、例えば、ポリエチレン、ポリスチレンなどが用いられる。
表皮材の種類にも特に制限はなく、例えば本皮シート、合成皮革シート、ファブリックなどが挙げられる。
また、粘着剤層を構成する粘着剤としても、特に制限はなく、ゴム系、アクリル系、ビニルエーテル系、ウレタン系等の任意の粘着剤を使用できる。

１０内装材（積層成形体）
１３基材
１４表皮材
２０型
３０ポリウレタンフォームシート（緩衝材）
５０プレス台

Claims

立体形状の基材と、該基材の表面に貼着された表皮材とを有する積層成形体の製造方法であって、
一対の型により、前記基材と前記表皮材とを粘着剤層を介してプレスするプレス工程を有し、
該プレス工程では、前記表皮材の外側に緩衝材を配置してプレスすることを特徴とする積層成形体の製造方法。
前記緩衝材は、ポリウレタンフォームシートであることを特徴とする請求項１に記載の積層成形体の製造方法。
前記プレス工程の前に、発泡軟質樹脂からなるプレス台上で、前記粘着剤層を介して前記表皮材に前記基材を押し付けて仮圧着する仮圧着工程を有することを特徴とする請求項１または２に記載の積層成形体の製造方法。
立体形状の基材と、該基材の表面に貼着された表皮材とを有する積層成形体の製造装置であって、
一対の型を備え、該型により前記基材と前記表皮材とを粘着剤層を介してプレスするプレス手段を有し、
該プレス手段は、プレス時に前記表皮材の外側に配置される緩衝材を備えることを特徴とする積層成形体の製造装置。