JP3102917B2 - 真空積層成形方法及び装置 - Google Patents

真空積層成形方法及び装置

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JP3102917B2
JP3102917B2 JP19446991A JP19446991A JP3102917B2 JP 3102917 B2 JP3102917 B2 JP 3102917B2 JP 19446991 A JP19446991 A JP 19446991A JP 19446991 A JP19446991 A JP 19446991A JP 3102917 B2 JP3102917 B2 JP 3102917B2
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荒木  登
功 吉村
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、真空積層成形方法及び
装置に関し、特に模様等を印刷された合成樹脂シートを
基材の外表面に密着積層する真空積層成形方法、及びこ
の方法に実施に使用される装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ラミネート、ホットスタンプ式の転写等
のために、模様等を印刷された熱可遡性の合成樹脂製の
化粧シート(合成樹脂シート)を基材の外表面に密着積
層する真空積層成形方法の一つとして、開閉可能な密閉
容器内にて、基材を基材載置台上に載置し、化粧シート
をその上側に対向配置し、この化粧シートにより基材
側、即ち下側に第一の室を、反対側、即ち上側に第二の
室を互いに気密に区画し、化粧シートを加熱により軟化
させると共に第一の室と第二の室とを減圧して両室内を
ほぼ真空状態とし、この後に前記第二の室の減圧を解除
して両室間の差圧を与え、この差圧により化粧シートを
基材の外表面に密着積層させるOVL法による真空積層
成形方法が知られており、これは例えば特公昭56−4
5768号公報に示されており、またこの方法を実施す
る装置が特開昭56−99624号公報に示されてい
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】OVL法による真空積
層成形方法に於いては、化粧シートの伸展量がシート全
体に亘って均一であれば、化粧シートの模様に、歪み、
乱れを生じることはないが、しかし局部的な伸展等によ
り伸展量に違いがあると、化粧シートの模様に、歪み、
乱れが生じ、これは製品の外観不良になる。
【0004】これに対し、上述の如きOVL法による真
空積層成形方法に於いては、化粧シートは、第一の室と
第二の室との差圧、換言すれば第二の室の減圧による真
空引きにより、基材の外表面に押し付けられて自由状態
にて伸展するから、基材の外表面形状の影響を受けて局
部的な不均一な伸展を生じ易く、このため外観不良が生
じ易いと云う問題があった。
【0005】本発明は、従来の真空積層成形方法に於け
る上述の如き問題点に着目してなされたものであり、化
粧シートの如き合成樹脂シートが基材の外表面形状の影
響を受けて局部的な不均一な伸展を生じないようにし、
これによって外観不良の発生を回避し、良質な真空積層
成形品を安定生産することができる真空積層成形方法、
及びこの方法に実施に使用される装置を提供することを
目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】上述の如き目的は、本発
明によれば、基材載置台に載置された基材に対し積層す
べき合成樹脂シートを対向配置し、前記合成樹脂シート
より前記基材側に第一の室を、その反対側に第二の室を
各々形成し、前記第一の室を減圧状態として前記第一の
室と前記第二の室とに差圧を与えることにより、前記合
成樹脂シートを前記基材の外表面に密着させ、前記基材
に前記合成樹脂シートを積層する真空積層成形方法に於
て、前記第一の室と前記第二の室とに差圧を与えること
に先立って、前記第二の室の側より押圧手段により前記
合成樹脂シートを前記基材に押し付け、合成樹脂シート
の伸展を制限することを特徴とする真空積層成形方法に
よって達成される。
【0007】また上述の如き目的を達成するために、本
発明による真空積層成形装置は、基材載置台を有し、前
記基材載置台に載置された基材に対し対向配置される積
層部材としての合成樹脂シートより前記基材載置台側に
第一の室を、その反対側に第二の室を各々形成し、前記
第一の室を減圧状態として前記第一の室と前記第二の室
とに差圧を与えることにより前記合成樹脂シートを前記
基材の外表面に密着させ、前記基材の外表面に前記合成
樹脂シートを積層する真空積層成形装置に於て、前記第
二の室に前記基材載置台に対し前後進可能に押圧部材が
設けられていることを特徴としている。
【0008】
【作用】上述の如き構成によれば、前記第一の室と前記
第二の室とに差圧を与えて合成樹脂シートを基材の外表
面に密着させる時には、合成樹脂シートは押圧手段によ
り基材の外表面に押し付けられて伸展を制限される。
【0009】
【実施例】以下に添付の図を参照して本発明を実施例に
ついて詳細に説明する。図1は本発明による真空積層成
形装置の一実施例を示している。真空積層成形装置は基
台1上に固定の下部容器2と可動の上部容器3とによる
開閉可能な密閉容器4を有している。
【0010】下部容器2は上方開口のカップ状容器によ
り構成され、下部容器2内には通気構造の基材載置台5
が設けられている。基材載置台5は、基台1に固定され
た流体圧シリンダ装置6のピストンロッド7の上端に固
定され、下部容器2内を流体圧シリンダ装置6より上下
動されるようになっている。下部容器2の上部開口縁に
は合成樹脂シート取付部8が設けられている。
【0011】上部容器3は、上枠9に固定された流体圧
シリンダ装置10のピストンロッド11の下端に固定さ
れ、流体圧シリンダ装置10より上下動されて密閉容器
4の開閉を行うようになっている。下部容器2と上部容
器3には各々空気圧ポート13、14が設けられてい
る。下部容器2の空気圧ポート13は、導管15より切
換弁16と接続され、切換弁16の切換作動により真空
ポンプ17、導管18よりの負圧と大気圧ポート19よ
りの大気圧の何れかを選択的に与えられるようになって
いる。上部容器3の空気圧ポート14は、導管20より
切換弁21と接続され、切換弁21の切換作動により真
空ポンプ17、導管22よりの負圧と空気圧ポンプ2
3、導管24よりの空気圧と大気圧ポート25よりの大
気圧の何れかを選択的に与えられるようになっている。
【0012】上部容器3内には垂直方向に流体圧シリン
ダ装置26が取付られており、流体圧シリンダ装置26
のピストンロッド27の下端部に押圧パッド28が取付
けられている。押圧パッド28は、基材載置台5と対向
し、流体圧シリンダ装置26により図示されている如き
上昇位置とこれより降下して基材載置台5上の基材Wの
上面と当接する降下位置との間に上下動するようになっ
ている。押圧パッド29は、シリコンゴム、クロロプレ
ンゴム、ネオプレンゴム等、適当な摩擦抵抗と弾性とを
備え、しかも熱伝導率が比較的低いゴム状弾性体により
基材Wの上面形状と概略一致する形状に構成され、基材
Wに押し付けられることによりこれの外表面形状に倣っ
て弾性変形するようになっている。
【0013】また上部容器3の下部近傍にはには水平方
向に流体圧シリンダ装置29が取付られており、流体圧
シリンダ装置29のピストンロッド30の先端部にシー
ト加熱用ヒータ31が下向きに取付けられている。流体
圧シリンダ装置29は、シート加熱用ヒータ31を、図
1にて仮想線により示されている如く上昇位置にある押
圧パッド28と下部容器2の上部開口縁に合成樹脂シー
ト取付部8により装着される化粧シートSとの間の前進
位置と、図1にて実線により示されている如く前記前進
位置より図に右側に退避した後退位置との間に移動させ
るようになっている。
【0014】次に上述の如き構成よりなる真空積層成形
装置の作用について図1〜図3を用いて説明する。先ず
上部容器3を流体圧シリンダ装置10により上方へ移動
させて密閉容器4を開いた状態にて下部容器2内の基材
載置台5の中央部上に基材Wを載置し、下部容器2の合
成樹脂シート取付部8に化粧シートSの全周縁部を張り
付ける。尚、基材Wは、例えばABS樹脂製の自動車内
装用インナパネルであり、これの外表面には、例えばウ
レタン系接着剤を9g/m2程度スプレー塗布してお
く。化粧シートSは、厚さ0.3mm程度のバッカPVC
シートと厚さ0.2mm程度の着色PVCシートと厚さ
0.5mm程度のアクリルシートとの積層複合シートで、
着色PVCシートとアクリルシートとの間に模様等の印
刷層を有するものであってよい。
【0015】この後に上部容器3を流体圧シリンダ装置
10により下方へ移動させて密閉容器4を閉じる。これ
により図1に示されている如く、化粧シートSは密閉容
器4内にて基材載置台5上の基材Wと対向し、基材載置
台5側、即ち下部容器2側に第一の室Aを、反対側に、
即ち上部容器3側に第二の室Bを互いに気密に区画する
ようになる。
【0016】切換弁16、21の切換作動により真空ポ
ンプ17の負圧を空気圧ポート12と13の各々に与
え、第一の室Aと第二の室Bの真空減圧を行う。この状
態下にて流体圧シリンダ装置29によりシート加熱用ヒ
ータ31を上昇位置にある押圧パッド28と化粧シート
Sとの間に前進させ、シート加熱用ヒータ31を化粧シ
ートSの上面に対向させた状態にてこれを加熱作動させ
る。これにより化粧シートSが加熱され、これの軟化が
行われる。
【0017】化粧シートSの加熱が規定値まで、例えば
化粧シートSの温度が80〜100℃程度に達したなら
ば、シート加熱用ヒータ31の加熱作動を停止させ、こ
れを流体圧シリンダ装置31により押圧パッド28と化
粧シートSとの間より後退させ、流体圧シリンダ装置6
により基材載置台5を上昇させる。これにより基材載置
台5上の基材Wは、化粧シートSに接触するようにな
る。またこの時に、図2に示されている如く、流体圧シ
リンダ装置26により押圧パッド28を降下させ、押圧
パッド28を化粧シートS上より基材Wの上面に押し当
てる。これにより化粧シートSの中央部は、基材Wの上
面に対し適当な摩擦抵抗をもって押し付けられ、伸展を
制限されることになる。
【0018】次に切換弁21の切換作動により空気圧ポ
ート14に空気圧ポンプ23より3kgf/cm2程度
の空気圧を供給し、第二の室Bを加圧空気状態にする。
これにより第一の室Aと第二の室Bとの間に大きい差圧
が生じ、この差圧により化粧シートSは、図3に示され
ている如く、基材Wの外表面に押し付けられ、伸展しつ
つ、基材Wの外表面に密着して積層される。
【0019】この時、化粧シートSの中央部は、基材W
の上面に対し適当な摩擦抵抗をもって押し付けられ、伸
展を制限されているから、基材Wの上面に凹凸があって
も、局部的に大きく伸展することがなく、全体が一様に
伸展するようになる。基材Wは、切換弁16、21の切
換作動により、第一の室Aと第二の室Bを各々大気圧に
戻した後、流体圧シリンダ装置10により上部容器3を
上昇させて密閉容器4を開くことにより取り出される。
【0020】尚、化粧シートSの材料としては、ポリ塩
化ビニル,ポリ塩化ビニリデン,ポリ酢酸ビニル−塩化
ビニル共重合体,ポリフッ化ビニル,ポリビニルブチラ
ール,ポリフッ化ビニリデン等のビニル重合体、ポリス
チレン、アクリルスチレン、ABS等のスチレン系樹
脂、ポリメタクリル酸エチル,ポリメタクリル酸メチ
ル,ポリアクリロニトリル等のアクリル樹脂、ポリエチ
レン,ポリプロピレン,ポリメチルペンテン等のポリオ
レフィン、酢酸セルロース,ニトロセルロース等のセル
ローズ誘導体、ナイロン6,ナイロン66等のポリアミ
ド樹脂、ポリエチレンテレフタレート,ポリエチレンテ
レフタレート−イソフタレート共重合体,ポリブチレン
テレフタレート,ポリアクリレート等のポリエステル樹
脂、ブタジエン,クロロプレンゴム、シリコンゴム等の
ゴム系樹脂、ビニロン,ポレビニルアルコール等のポリ
ビニルアルコール系樹脂、ポリカーボネート等が挙げら
れる。
【0021】化粧シートSには、意匠性の賦与のため
に、シートに着色、各種模様印刷、金属蒸着等が施こさ
れて良い。また、化粧シートSと基材Wとの接着性の向
上のために、シート表面にコロナ放電処理、公知の各種
プライマ塗工等が行われても良い。
【0022】
【発明の効果】以上の説明により明らかな如く、本発明
による真空積層成形方法及び装置によれば、第一の室と
第二の室とに差圧を与えて化粧シートの如き合成樹脂シ
ートを基材の外表面に密着させる時には、合成樹脂シー
トは押圧手段により基材の外表面に押し付けられて伸展
を制限されるから、合成樹脂シートが基材の外表面形状
の影響を受けて局部的な不均一な伸展を生じなくなり、
これにより外観不良の発生が回避され、良質な真空積層
成形品を安定生産することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による真空積層成形装置の一実施例を示
す概略構成図。
【図2】本発明による真空積層成形装置による真空積層
成形工程を示す工程図。
【図3】本発明による真空積層成形装置による真空積層
成形工程を示す工程図。
【符号の説明】
1 基台 2 下部容器 3 上部容器 4 密閉容器 5 基材載置台 17 真空ポンプ 23 空気圧ポンプ 26 流体圧シリンダ装置 28 押圧パッド W 基材 S 化粧シート
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B29C 65/00 - 65/82 B29C 63/00 - 63/48 B32B 1/00 - 35/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基材載置台に載置された基材に対し積層
    すべき合成樹脂シートを対向配置し、前記合成樹脂シー
    トより前記基材側に第一の室を、その反対側に第二の室
    を各々形成し、前記第一の室を減圧状態として前記第一
    の室と前記第二の室とに差圧を与えることにより、前記
    合成樹脂シートを前記基材の外表面に密着させ、前記基
    材に前記合成樹脂シートを積層する真空積層成形方法に
    於て、 前記第一の室と前記第二の室とに差圧を与えることに先
    立って、前記第二の室の側より押圧手段により前記合成
    樹脂シートを前記基材に押し付け、合成樹脂シートの伸
    展を制限することを特徴とする真空積層成形方法。
  2. 【請求項2】 基材載置台を有し、前記基材載置台に載
    置された基材に対し対向配置される積層部材としての合
    成樹脂シートより前記基材載置台側に第一の室を、その
    反対側に第二の室を各々形成し、前記第一の室を減圧状
    態として前記第一の室と前記第二の室とに差圧を与える
    ことにより前記合成樹脂シートを前記基材の外表面に密
    着させ、前記基材の外表面に前記合成樹脂シートを積層
    する真空積層成形装置に於て、 前記第二の室に前記基材載置台に対し前後進可能に押圧
    部材が設けられていることを特徴とする真空積層成形装
    置。
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