JP2020075389A

JP2020075389A - 型構成部材の製造方法

Info

Publication number: JP2020075389A
Application number: JP2018209411A
Authority: JP
Inventors: 清水　康之; Yasuyuki Shimizu; 康之清水
Original assignee: Toyota Boshoku Corp
Current assignee: Toyota Boshoku Corp
Priority date: 2018-11-07
Filing date: 2018-11-07
Publication date: 2020-05-21

Abstract

【課題】工数をより少なくすることが可能な型構成部材の製造方法を提供する。【解決手段】表皮材２０の表面にシボ模様２１を形成するための凹凸部３５を有する成形面３４を有すると共に成形型３０の少なくとも一部を構成する意匠板４０の製造方法であって、意匠板４０が有する成形面３４の一部をマスキング材５１で覆う第１マスキング工程と、意匠板４０における裏面３６の一部をマスキング材５２で覆う第２マスキング工程と、１マスキング工程及び第２マスキング工程の後に実行され、意匠板４０をエッチング液６１に漬けることで、成形面３４においてマスキング材５１で覆われていない箇所を溶かして凹凸部３５を成形面３４に形成すると共に、裏面３６においてマスキング材５２で覆われていない箇所を溶かして裏面３６から成形面３４まで達する貫通孔４１を形成するエッチング工程と、を備えることに特徴を有する。【選択図】図５

Description

本明細書で開示される技術は、型構成部材の製造方法に関する。

従来、成形型を用いた成形方法として、シート部材を真空吸引によって賦形すると共に、成形型の成形面に形成された凹凸形状をシート部材の表面に転写することで、シボ模様を有する成形品を成形する成形方法が知られている（下記特許文献１）。また、このような成形型の一部を構成する型構成部材を製造する製造方法としては、型構成部材の成形面に凹凸形状を形成した後、成形型に真空吸引を行うための貫通孔（吸引孔）を貫通形成する方法が知られている。

特開２０１０−２０１６６１号公報

上記製造方法においては、成形面に凹凸形状を形成する工程の後、貫通孔を形成する工程が必要となり、工数が増えてしまう。また、貫通孔はドリルやレーザ等の加工手段によって形成されるため、加工による影響が成形面に生じる事態が懸念される。具体的には、貫通孔を加工する過程でバリや焼けが成形面で発生したり、加工時に生じたスパッタが成形面に付着したりする事態が懸念される。このような場合、貫通孔を形成した後、成形面を補修する作業が必要となる。

本明細書で開示される技術は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、工数をより少なくすることが可能な型構成部材の製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための手段として、本明細書で開示される技術は、成形品の表面にシボ模様を形成するための凹凸部を有する成形面を有すると共に成形型の少なくとも一部を構成する型構成部材の製造方法であって、前記型構成部材が有する前記成形面の一部を第１マスキング材で覆う第１マスキング工程と、前記型構成部材における前記成形面とは反対側の面の一部を第２マスキング材で覆う第２マスキング工程と、前記第１マスキング工程及び前記第２マスキング工程の後に実行され、前記型構成部材をエッチング液に漬けることで、前記成形面において前記第１マスキング材で覆われていない箇所を溶かして前記凹凸部を前記成形面に形成すると共に、前記反対側の面において前記第２マスキング材で覆われていない箇所を溶かして前記反対側の面から前記成形面まで達する貫通孔を形成するエッチング工程と、を備えることに特徴を有する。

上記構成によれば、エッチング工程において、型構成部材の両面側からエッチングを行うことで、凹凸部及び貫通孔を同時に形成することができる。このため、凹凸部を形成した後、貫通孔を形成する方法と比べて工数をより少なくすることができる。また、貫通孔はエッチングによって形成されることから、ドリルやレーザ加工によって貫通孔を形成する場合に比べて、加工による影響が成形面に生じる事態を抑制できる。

また、前記エッチング工程では、前記反対側の面側において前記エッチング液の流れを生じさせるものとすることができる。エッチング工程では、エッチング液に型構成部材の一部が溶け出すことになる。エッチング液の流れを生じさせることで、型構成部材が溶け出したエッチング液が一箇所に留まることがなく、反対側の面には比較的純度の高いエッチング液が接触し易くなる。このため、成形面に比べて、反対側の面のエッチングを促進することができる。このようにすれば、凹凸部の凹部の深さよりも貫通孔の深さが大きい場合において、貫通孔をより確実に形成することができる。

本発明によれば、工数をより少なくすることが可能な型構成部材の製造方法を提供することができる。

実施形態１に係る成形装置を示す図（型開き状態）成形装置を示す図（型閉じ状態）第１マスキング工程及び第２マスキング工程を示す図エッチング工程を示す図エッチング工程における板材の一部を拡大した拡大図（エッチングが完了した状態）実施形態２に係るエッチング工程を示す図

＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を図１から図５によって説明する。本実施形態の成形装置１０は、車両等の乗物に設けられる乗物用内装材（車両用内装材）の意匠面を構成する表皮材２０（成形品）を予め設定された形状に成形すると共に、表皮材２０の表面にシボ模様を転写させるための装置である。表皮材２０としては、例えば、樹脂シートや皮革等を用いることが可能である。成形装置１０は、図１に示すように、一対の成形型１１，３０と、成形型３０に接続される吸引ポンプ１３と、成形型３０と吸引ポンプ１３とを接続する配管１４と、を備える。

成形型１１はコア型とされ、成形面１１Ａを有する。成形型１１及び成形型３０は型開き及び型閉じが可能な構成となっている。成形型３０は、キャビ型とされ、基台３１と、型枠３２と、通気層３３と、成形面３４を構成する意匠板４０と、を備える。通気層３３は、基台３１、型枠３２、意匠板４０に囲まれている。通気層３３は、例えばアルミニウム等の粉体をエポキシ樹脂等のバインダーで固めることで構成された多孔質のポーラス材であり、通気性を有している。意匠板４０には、複数の貫通孔４１が板厚方向に貫通する形で形成されている。意匠板４０の一方の面（通気層３３と反対側の面）は表皮材２０の製品形状に倣う形状をなす成形面３４とされる。成形面３４は、微細な凹凸部３５を有している。この凹凸部３５は表皮材２０の表面にシボ模様を形成するためのもので、凹凸部３５の形状が表皮材２０の表面に転写されることでシボ模様となる。

表皮材２０を成形する際には、表皮材２０をヒータ等の加熱装置で加熱することで軟化状態とし、表皮材２０を成形型１１と成形型３０との間に配置した後、成形型１１及び成形型３０を型閉じする。成形型１１及び成形型３０を型閉じする際には、吸引ポンプ１３を動作させることで、通気層３３及び各貫通孔４１を通じて、成形面３４と表皮材２０との間の空気が吸引され、図２に示すように、表皮材２０が成形面３４に対して隙間なく密着する。これにより、表皮材２０が成形面３４及び成形面１１Ａの形状に倣う形状に賦形されると共に、凹凸部３５の形状が表皮材２０の表面に転写されることでシボ模様２１となる。つまり、成形型３０は、真空成形型であって、貫通孔４１は真空引き用の真空孔である。

次に、意匠板４０の製造方法（型構成部材の製造方法）について説明する。意匠板４０は、上述したように、成形型３０の一部を構成する型構成部材であり、例えば金属製（炭素鋼等）の板材である。意匠板４０の製造方法は、第１マスキング工程と、第２マスキング工程と、エッチング工程と、を備える。

第１マスキング工程では、図３に示すように、意匠板４０の基になる板材５０（成形面３４を有する板材）の成形面３４の一部（凹凸部３５において凸部となる箇所）をマスキング材５１（第１マスキング材）で覆う。なお、このような板材５０は、例えば、鋳造や切削によって製造することができる。マスキング材５１は、例えば、耐酸性を有するインクを成形面３４に塗布したり、耐酸性を有するフィルムを成形面３４に貼り付けたりすることで形成することができる。マスキング材５１は、表皮材２０に形成するシボ模様に倣う模様を有している。

第２マスキング工程では、図３に示すように、板材５０における成形面３４とは反対側の面３６（以下、裏面３６と呼ぶ）の一部をマスキング材５２（第２マスキング材、図３参照）で覆う。マスキング材５２は、例えば、複数の孔５３を有する耐酸性のフィルム等を用いることができ、裏面３６に対して貼り付けられる。なお、第１マスキング工程及び第２マスキング工程は、どちらの工程を先に行ってよい。また、マスキング材５１とマスキング材５２は同じ材質のマスキング材であってもよく、その場合には、第１マスキング工程と第２マスキング工程とが同じ工程であってもよい。なお、マスキング材５１，５２の材質は、上述したものに限定されず、後述するエッチング液６１に対して耐性を有するものであればよい。

エッチング工程は、第１マスキング工程及び第２マスキング工程の後に実行される。エッチング工程では、図４に示すように、エッチング液６１が貯留されたエッチング槽６０を用いてエッチング処理を行う。エッチング槽６０には、エッチング液６１を循環させるポンプ６２が設けられている。ポンプ６２は、板材５０の裏面３６側に配されており、ポンプ６２に吸い込まれたエッチング液６１は、例えば裏面３６に向かって吐き出される。これにより、ポンプ６２を駆動させると、板材５０の裏面３６側においてエッチング液６１の流れを生じさせることができる。なお、エッチング液６１としては、例えば、硫酸、硝酸などの酸性溶液を用いることができるが、これに限定されず、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどのアルカリ性溶液でもよく、板材５０の材質に応じて適宜選択すればよい。

エッチング工程では、マスキング材５１，５２に覆われた板材５０（型構成部材）をエッチング液６１に漬けると共にポンプ６２を駆動させる。これにより、裏面３６側においてエッチング液６１の流れを生じさせつつ、意匠板４０に対して表裏両面（成形面３４及び裏面３６）側から同時にエッチング処理を行う。この結果、図５に示すように、成形面３４においてマスキング材５１で覆われていない箇所を溶かして凹凸部３５を成形面３４に形成すると共に、裏面３６においてマスキング材５２で覆われていない箇所（孔５３に対応する箇所）を溶かして裏面３６から成形面３４まで達する貫通孔４１を形成する。これにより、板材５０の成形面３４に凹凸部３５が形成されると共に貫通孔４１が貫通形成される。その後、マスキング材５１，５２を板材５０から剥離させることで、意匠板４０が完成する。

次に本実施形態の効果について説明する。本実施形態によれば、エッチング工程において、板材５０の両面（成形面３４及び裏面３６）側からエッチングを行うことで、凹凸部３５及び貫通孔４１を同時に形成することができる。このため、凹凸部３５を形成した後、貫通孔４１を形成する方法と比べて工数をより少なくすることができる。また、貫通孔４１はエッチングによって形成されることから、ドリルやレーザ加工によって貫通孔４１を形成する場合に比べて、加工による影響が成形面３４に生じる事態を抑制できる。

また、エッチング工程では、板材５０の裏面３６（反対側の面）側においてエッチング液の流れを生じさせている。エッチング工程では、エッチング液６１に板材５０の一部が溶け出すことになる。エッチング液６１の流れを生じさせることで、板材５０が溶け出したエッチング液６１が一箇所に留まることがなく、裏面３６には比較的純度の高いエッチング液６１が接触し易くなる。このため、成形面３４に比べて、裏面３６のエッチングを促進することができる。このようにすれば、凹凸部３５の凹部の深さよりも貫通孔４１の深さが大きい場合において、貫通孔４１をより確実に形成することができる。

＜実施形態２＞
次に、本発明の実施形態２を図６によって説明する。本実施形態では、エッチング工程が上記実施形態と異なる。本実施形態では、図６に示すように、板材５０の裏面３６のうち、マスキング材５２の孔５３に対応する箇所に予め凹部１５４を形成した状態で板材５０をエッチング液６１に漬ける。エッチング工程の前に凹部１５４を形成しておけば、エッチング工程では、マスキング材５２の孔５３を通じて凹部１５４にエッチング液６１が侵入することから、凹部１５４の底面から成形面３４に達する孔１４１（図６の二点鎖線で図示）を形成することができる。これにより、凹部１５４と孔１４１が連通することで、裏面３６から成形面３４に達する貫通孔１６０を形成することができる。

このようにすれば、凹部１５４が形成されていない構成と比べて貫通孔１６０を形成するための時間をより短くすることができ、上記実施形態のポンプ６２を用いることなく、貫通孔１６０を確実に形成することも可能となる。なお、凹部１５４は、例えば、裏面３６側からドリルやレーザによる加工を行うことで形成することができるが、裏面３６にエッチング処理を行うことで凹部１５４を形成してもよい。なお、本実施形態においては、凹部１５４を形成する際には、裏面３６側から加工処理を行う。これにより、加工処理の影響が成形面３４に生じる事態を抑制できる。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施形態では、意匠板がキャビ型を構成するもの例示したが、これに限定されず、意匠板がコア型を構成するものであってもよい。
（２）上記実施形態では、成形品として、乗物用内装材の意匠面を構成する表皮材を例示したが、これに限定されない。
（３）上記実施形態では、型構成部材として意匠板を例示したが、型構成部材は板状に限定されず、例えばブロック状をなしていてもよい。

２０…表皮材（成形品）、３０…成形型、３４…成形面、３５…凹凸部、３６…裏面（型構成部材における成形面とは反対側の面）、４０…意匠板（型構成部材）、４１，１４１…貫通孔、５１…マスキング材（第１マスキング材）、５２…マスキング材（第２マスキング材）、６１…エッチング液

Claims

成形品の表面にシボ模様を形成するための凹凸部を有する成形面を有すると共に成形型の少なくとも一部を構成する型構成部材の製造方法であって、
前記型構成部材が有する前記成形面の一部を第１マスキング材で覆う第１マスキング工程と、
前記型構成部材における前記成形面とは反対側の面の一部を第２マスキング材で覆う第２マスキング工程と、
前記第１マスキング工程及び前記第２マスキング工程の後に実行され、前記型構成部材をエッチング液に漬けることで、前記成形面において前記第１マスキング材で覆われていない箇所を溶かして前記凹凸部を前記成形面に形成すると共に、前記反対側の面において前記第２マスキング材で覆われていない箇所を溶かして前記反対側の面から前記成形面まで達する貫通孔を形成するエッチング工程と、を備える型構成部材の製造方法。
前記エッチング工程では、前記反対側の面側において前記エッチング液の流れを生じさせる請求項１に記載の型構成部材の製造方法。