JP3641973B2 - マッチドダイ成形方法及びマッチドダイ成形装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶融樹脂シートより板状製品を成形するマッチドダイ成形方法及びこれに使用するマッチドダイ成形装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
このようなマッチドダイ成形装置としては、例えば図３〜図６に示すようなものがある。これは、第１成形面２が上側に形成された下型１と、この下型１に対し接近離隔可能に設けられて第２成形面２１が下側に形成された上型２０と、樹脂供給装置からの溶融樹脂シート３０ｍを供給する供給ダイス３５よりなるものである。
【０００３】
下型１の成形面２には大きな凹部２ａが形成され、上型２０の第２成形面２１には凹部２ａと対応する凸部２１ａが形成され、両型１，２０が最も接近した位置（図５及び図６参照）では、両成形面２，２１の間の隙間はほゞ一定となっている。下型１内に形成された中間室６には、第１成形面２に開口する多数の細い吸引孔７（例えば孔径が０．３mmでピッチが３０mm程度）と下面に開口する下側ポート８が連通され、また上型２０内に形成された上側中間室２６には、第２成形面２１に開口する多数の細い上側吸引孔２７と、上面に開口する上側ポート２８が連通されている。この中間室６、吸引孔７及び下側ポート８が下側通路５を形成し、上側中間室２６，上側吸引孔２７及び上側ポート２８が上側通路２５を形成している。成形される板状製品３０の意匠面（使用状態で表面側となる面）は、上型２０の第２成形面２１により形成される。
【０００４】
供給ダイス３５は、図３において紙面と直交方向に伸びる細長い形状で、下型１の上方に張り出して移動し、基材３１となる溶融樹脂と表皮３２となる溶融樹脂をそれぞれ供給する２本の供給管３６，３７を備えている。基材３１及び表皮３２の材料は、何れもポリオレフィン系の合成樹脂（例えばポリプロピレン）である。
【０００５】
このような従来技術のマッチドダイ成形装置により板状製品３０を形成する場合の説明をする。各供給管３６，３７から供給ダイス３５に供給された溶融状態の各合成樹脂材料は、互いに接合されて一体的に重ね合わされた基材溶融樹脂層３１ｍ及び表皮溶融樹脂層３２ｍよりなる所定幅の塑性に富んだ溶融樹脂シート３０ｍ（その厚さは、最接近状態における両成形面２，２１の間の隙間より小さい）となって、供給ダイス３５の下側の細長いスリット状の押出し口から押し出される。この溶融樹脂シート３０ｍを押し出しながら供給ダイス３５を、図３において右向きの水平方向に移動することにより、溶融樹脂シート３０ｍは基材溶融樹脂層３１ｍ側を下にして、下型１の第１成形面２全体を覆うように供給される。溶融樹脂シート３０ｍは溶融状態であって塑性に富んでいるので、図３の実線及び二点鎖線に示すように、全体としては第１成形面２に沿った形となるが、中央の大きな凹部２ａ及び両側の凹角部では第１成形面２から浮き上がった状態となる。
【０００６】
この供給後、真空源（図示省略）からの負圧を下側ポート８を介して下型１の下側通路５に与えることにより、溶融樹脂シート３０ｍは、図４の実線に示すように全面が下型１の第１成形面２に吸引密着される。次いで、供給ダイス３５を下型１の上方から側方に完全に退避させてから、図５に示すように、上型２０を最接近位置まで下降させる。この状態では、上型２０の外周の突出部２２が下型１の外周部の上面に当接して溶融樹脂シート３０ｍの外周の不要部分は切断され、溶融樹脂シート３０ｍの上側の表皮溶融樹脂層３２ｍと上型２０の第２成形面２１の間には多少の隙間がある。
【０００７】
次いで、真空源からの負圧を上側ポート２８を介して上型２０の上側通路２５に与えて溶融樹脂シート３０ｍと第２成形面２１の間に負圧を作用させ、これと同時に下側通路５に対する負圧の付与を停止して下側ポート８を大気に連通することにより、図６に示すように、溶融樹脂シート３０ｍは上型２０側に吸引され、表皮溶融樹脂層３２ｍは第２成形面２１に密着される。そして自然放冷または強制冷却により溶融樹脂シート３０ｍの温度を低下させて硬化させ、基材３１と表皮３２よりなる板状製品３０となったところで、上側通路２５に対する負圧の付与を停止し、上側ポート２８を大気に連通してから、上型２０を上昇させて板状製品３０を取り出す。
【０００８】
上述のように、溶融樹脂シート３０ｍを第２成形面２１に吸引密着させる（図６）のは意匠面となる表皮溶融樹脂層３２ｍの表面を所定の形状に賦形するためであり、またそれに先立ち溶融樹脂シート３０ｍを下型１の第１成形面２に吸引密着させるのは、前述のように第１成形面２から浮き上がった溶融樹脂シート３０ｍの部分（図１参照）に下降中の上型２０の下部が局部的に当たることにより溶融樹脂シート３０ｍ（特に意匠面側である表皮溶融樹脂層３２ｍ）の肉厚を不揃いにして成形された板状製品３０の品質が低下するのを防止するためである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
溶融樹脂シート３０ｍと第２成形面２１の間に作用する負圧により、溶融樹脂シート３０ｍが第１成形面２に密着された状態（図５）から第２成形面２１に密着される状態（図６）に移る際には、溶融樹脂シート３０ｍは強く屈曲された部分よりも平坦な部分の方が板厚方向に移動しやすい。従って溶融樹脂シート３０ｍは、曲率の小さい平坦な部分が先に第１成形面２側から第２成形面２１側に移動して密着され、曲率の大きい屈曲部３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄは、両側に連なる曲率の小さい部分が密着された後に、第１成形面２側から第２成形面２１側に移動して密着される。これにより第１成形面２の凹部２ａの開口側となる溶融樹脂シート３０ｍの凸屈曲部３０ｃ，３０ｄは表面に沿った方向に肉不足を生じ、第２成形面２１に密着される際に表面に沿った方向に引き伸ばされるので、多少薄肉となる傾向を生じるが特に問題となるほどのことはない。しかしながら、凹部２ａの底部側となる溶融樹脂シート３０ｍの側部に形成される凹屈曲部３０ａ，３０ｂは表面に沿った方向に肉余りを生じ、第２成形面２１に密着される際に表面に沿った方向に押し縮められるので、図６に示すように溶融樹脂シート３０ｍにはこの凹屈曲部３０ａ，３０ｂの裏側となる部分にしわが寄せられて凸凹を生じる。このためこの付近に取り付ける部品は板状製品３０の裏面から浮き上がって取付精度及び取付強度が低下し、あるいはこの凸凹に対応して板状製品３０の表面につやむらや引けを生じて外観が低下するという問題を生じる。本発明はこのような問題を解決することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明によるマッチドダイ成形方法は、凹部を有する第１成形面が上側に形成された下型と、この下型に対し接近離隔可能に設けられ最接近位置では第１成形面との間の隙間がほゞ一定となる第２成形面が下側に形成された上型を用いてなるマッチドダイ成形方法において、上記隙間より小さい厚さの溶融樹脂シートを第１成形面を覆うように供給し、この溶融樹脂シートを先ず第１成形面のほゞ全面に密着させ、両型を最接近位置としてから凹部の底部付近となる溶融樹脂シートを第２成形面に密着させ、次いで凹部の底部付近以外となる溶融樹脂シートを第２成形面に密着させることを特徴とするものである。上型の第２成形面に対する溶融樹脂シートの密着は、先ず凹部の底部付近となる溶融樹脂シートがその側部に形成される凹屈曲部と共に第２成形面に密着され、次いで溶融樹脂シートのそれ以外の部分が第２成形面に密着される。このように凹屈曲部は、その両側に連なる曲率の小さい部分のうち凹部の底部と反対となる側が第２成形面に密着される前に第２成形面に密着されるので、溶融樹脂シートの凹屈曲部が表面に沿った方向に押し縮められることはない。
【００１１】
前項の発明は、下型内には、凹部の底部付近となる第１成形面に開口する複数の細い第１連通孔を有する第１通路と、凹部の底部付近以外となる第１成形面に開口する複数の細い第２連通孔を有し第１通路とは連通しない第２通路を形成し、上型内には第２成形面に開口する多数の細い上側吸引孔を有する上側通路を形成し、第１成形面のほゞ全面に対する溶融樹脂シートの密着は第１通路と第２通路に負圧を与えることにより行い、第２成形面に対する凹部の底部及びそれより多少外側となる溶融樹脂シートの密着は第１通路に正圧を与えることにより行い、上記以外となる溶融樹脂シートの密着は上側通路に負圧を与えることにより行うことが好ましい。
【００１２】
前項の発明における第２成形面に対する凹部の底部付近以外となる溶融樹脂シートの密着は、上側通路に負圧を与えることに代えてまたはこれと共に第２通路に正圧を与えることにより行ってもよい。
【００１３】
また本発明によるマッチドダイ成形装置は、凹部を有する第１成形面が上側に形成された下型と、この下型に対し接近離隔可能に設けられ最接近状態では第１成形面との間の隙間がほゞ一定となる第２成形面が下側に形成された上型よりなるマッチドダイ成形装置において、下型内に形成されて凹部の底部付近となる第１成形面に開口する複数の細い第１連通孔を有する第１通路と、下型内に形成されて凹部の底部付近以外となる第１成形面に開口する複数の細い第２連通孔を有し第１通路とは連通しない第２通路と、上型内に形成されて第２成形面に開口する多数の細い上側吸引孔を有する上側通路を備えたことを特徴とするものである。第１通路と第２通路に負圧を与えることにより先ず溶融樹脂シートは第１成形面のほゞ全面に密着され、第１通路に正圧を与えることにより凹部の底部及びそれより多少外側となる溶融樹脂シートは第１成形面から第２成形面に密着され、上側通路に負圧を与えることにより上記以外となる溶融樹脂シートも第１成形面から第２成形面に密着される。第２成形面に対する上記以外となる溶融樹脂シートの密着は、上側通路に負圧を与えることに代えてまたはこれと共に第２通路に正圧を与えることにより行ってもよい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１及び図２により、本発明によるマッチドダイ成形方法及びこれに使用するマッチドダイ成形装置の実施の形態を説明をする。この実施の形態により製造される板状製品３０は剛性のある基材３１の外表面を薄い柔軟な表皮３２により覆ったものであり、その厚さはほゞ一定である。
【００１５】
先ずこの実施の形態によるマッチドダイ成形装置の説明をする。このマッチドダイ成形装置は下部の固定側型支持部材（図示省略）に取り付けられる下型１０と、上部の可動側型支持部材（図示省略）に取り付けられる上型２０を備えている。上型２０及び供給ダイス３５は、図３〜図６で説明した従来技術と実質的に同じであり、下型１０は、その内部に形成される通路が従来技術と異なっているだけである。樹脂供給装置からの溶融樹脂シート３０ｍを供給する供給ダイス３５は、図３〜図６で説明した従来技術と実質的に同じである。
【００１６】
下型１０の上側となる第１成形面１１には、上述した従来技術と同様な大きな凹部１１ａが形成され、下型１０内には、平面視において凹部１１ａとほゞ対応する範囲に第１中間室１６Ａが形成され、またそれ以外の範囲には第２中間室１６Ｂが形成されている。第１中間室１６Ａには、凹部１１ａの底部となる第１成形面１１に開口する多数の細い第１通路１５Ａと、下型１０の底面に開口する第１ポート１８Ａが連通され、この第１中間室１６Ａ、第１連通孔１７Ａ及び第１ポート１８Ａが第１通路１５Ａを形成している。また第２中間室１６Ｂには、凹部１１ａの底部以外となる第１成形面１１に開口する多数の細い第２通路１５Ｂと、下型１０の底面に開口する第２ポート１８Ｂが連通され、この第２中間室１６Ｂ、第２連通孔１７Ｂ及び第２ポート１８Ｂは、第１通路１５Ａとは連通されない第２通路１５Ｂを形成している。各ポート１８Ａ，１８Ｂには、それぞれ、真空ポンプと真空タンクと開閉弁からなる真空源、及び圧縮ポンプと圧縮タンクと開閉弁からなる圧縮空気源（何れも図示省略）が接続されている。
【００１７】
下型１０に対し上側から接近離隔可能に設けられた上型２０の下面となる第２成形面２１には、下型１０の凹部１１ａと対応する凸部２１ａが形成され、両型１０，２０が最も接近した位置（図１及び図２参照）では、両成形面１１，２１の間の隙間はほゞ一定となっている。上型２０内に形成された上側中間室２６には、第２成形面２１に開口する多数の上側吸引孔２７と、上型２０の上面に開口する上側ポート２８が連通され、この上側中間室２６、上側吸引孔２７及び上側ポート２８が上側通路２５を形成している。上側ポート２８には、真空ポンプと真空タンクと開閉弁からなる真空源（図示省略）が接続されている。上型２０の第２成形面２１には、板状製品３０の意匠面である表皮３２に転写するためのしぼ模様が形成されている。
【００１８】
次にこの実施の形態によるマッチドダイ成形方法の説明をする。この実施の形態でも、上述した従来技術と同様、供給ダイス３５から押し出された基材溶融樹脂層３１ｍと表皮溶融樹脂層３２ｍよりなる溶融樹脂シート３０ｍは、基材溶融樹脂層３１ｍ側を下にして、下型１０の第１成形面１１全体を覆うように供給され、下型１０の第１成形面１１に全面が吸引密着されるが、この吸引密着が下型１０に形成した第１通路１５Ａ及び第２通路１５Ｂの両方に真空源からの負圧を与えることにより行われる点を除き、図３及び図４により説明した従来技術の場合と同じであるので、詳細な説明は省略する。
【００１９】
第１成形面１１への溶融樹脂シート３０ｍの吸引密着後、供給ダイス３５を下型１０の上方から側方に完全に退避させてから、図１に示すように、上型２０を最接近位置まで下降させる。この状態でも上述した従来技術と同様、上型２０の外周の突出部２２が下型１０の第１成形面１１外周部の上面に当接して溶融樹脂シート３０ｍの外周の不要部分は切断され、溶融樹脂シート３０ｍの上側の表皮溶融樹脂層３２ｍと上型２０の第２成形面２１の間には多少の隙間がある。上側通路２５内の上側通路２５の上側ポート２８は大気に連通されている。
【００２０】
次いで、圧縮空気源からの正圧を第１ポート１８Ａを介して下型１０の第１通路１５Ａに与える。これにより溶融樹脂シート３０ｍは、先ず凹部１１ａの底部となる曲率が小さい部分が第２成形面２１の凸部２１ａに押圧密着されてから、すぐにその両側の曲率が大きい凹屈曲部３０ａ，３０ｂが第２成形面２１の凸部２１ａに押圧密着され、続いてそれより外側の曲率が小さい部分まで第２成形面２１に密着されるが、これにより生じた溶融樹脂シート３０ｍと第１成形面１１の間の隙間が第２通路１５Ｂの第２連通孔１７Ｂの一部に達すれば（図１参照）、この隙間内の正圧が第２通路１５Ｂ側に漏れて正圧が低下するので、この隙間の範囲はそれ以上拡大しなくなる。
【００２１】
これに続いて、真空源からの負圧を上側ポート２８を介して上型２０の上側通路２５に与えて溶融樹脂シート３０ｍと第２成形面２１の間に残った隙間に負圧を作用させ、これと同時に第２通路１５Ｂに対する負圧の付与を停止して第２ポート１８Ｂを大気に連通することにより、溶融樹脂シート３０ｍはそれまで第１成形面１１側に密着されていた部分も第２成形面２１に吸引密着される。これにより溶融樹脂シート３０ｍは、図２に示すように全面的に上型２０側に吸引され、表皮溶融樹脂層３２ｍは第２成形面２１に密着されて、第２成形面２１のしぼ模様が表皮溶融樹脂層３２ｍの表面に転写される。そして自然放冷または強制冷却により溶融樹脂シート３０ｍの温度を低下させて硬化させ、基材３１と表皮３２よりなる板状製品３０となったところで、上側通路２５に対する負圧の付与を停止し、上側ポート２８を大気に連通してから、上型２０を上昇させて板状製品３０を取り出す。引き続いて供給ダイス３５を再び下型１０の上に移動させ、前述と同様に溶融樹脂シート３０ｍを押し出して次の板状製品３０の成形を開始する。
【００２２】
上述した実施の形態によれば、溶融樹脂シート３０ｍは、先ず凹部１１ａの底部となる曲率が小さい部分が第２成形面２１の凸部２１ａに押圧密着されてから、すぐにその両側の曲率が大きい凹屈曲部３０ａ，３０ｂが第２成形面２１の凸部２１ａに押圧密着される。すなわち凹屈曲部３０ａ，３０ｂは、その両側に連なる曲率の小さい部分のうち凹部１１ａの底部と反対となる側が第２成形面２１に密着される前に第２成形面２１に密着されるので、この密着により溶融樹脂シート３０ｍの凹屈曲部３０ａ，３０ｂが表面に沿った方向に押し縮められることはない。従って、板状製品３０の凹屈曲部３０ａ，３０ｂの裏側にしわが寄せられて凸凹を生じることはないので、この付近に取り付ける部品は板状製品３０の裏面にぴったり取り付けられて取付精度及び取付強度は向上し、またこの凹屈曲部３０ａ，３０ｂとなる板状製品３０の表面につやむらや引けを生じて外観が低下することもない。
【００２３】
また上述した実施の形態では、下型１０内に第１通路１５Ａと、これとは連通しない第２通路１５Ｂを形成し、上型２０内に上側通路２５を形成し、これら各通路に負圧または正圧を所定の順序で与えて第１成形面１１及び第２成形面２１に対する溶融樹脂シート３０ｍの密着を制御して上述したような成形を行っているので、このような成形にための制御を容易かつ確実に行うことができる。
【００２４】
上述した実施の形態では、溶融樹脂シート３０ｍのうち第１通路１５Ａからの正圧により第２成形面２１に密着されない部分の密着は、上側通路２５に負圧を与えることにより行っているが、この密着は、上側通路２５に負圧を与える代わりに第２通路１５Ｂに正圧を与えるようにして行ってもよいし、上側通路２５に負圧を与えると同時に第２通路１５Ｂに正圧を与えるようにして行ってもよい。
【００２５】
また上述した実施の形態では、シート状の溶融樹脂３０ｍは基材溶融樹脂層３１ｍと表皮溶融樹脂層３２ｍよりなる２枚重ねとしたが、この２枚の間に発泡剤が混練されて発泡層となる中間溶融樹脂層を加えた３枚重ねとしてもよいし、これと逆にシート状の溶融樹脂をただ１枚の溶融樹脂層により形成してもよい。
【００２６】
【発明の効果】
本発明のマッチドダイ成形方法によれば、下型の凹部の底部付近に形成される溶融樹脂シートの凹屈曲部は、その両側に連なる曲率の小さい部分のうち凹部の底部と反対となる側が第２成形面に密着される前に第２成形面に密着されるので、溶融樹脂シートの凹屈曲部となる部分が表面に沿った方向に押し縮められることはない。従って、この部分となる板状製品の裏側にしわが寄せられて凸凹を生じることはないので、この付近に取り付ける部品は板状製品の裏面にぴったり取り付けられて取付精度及び取付強度は向上し、またこの凹屈曲部となる板状製品の表面につやむらや引けを生じて外観が低下することもない。
【００２７】
前項の発明において、下型内に第１通路と、これとは連通しない第２通路を形成し、上型内に上側通路を形成し、これら各通路に負圧または正圧を所定の順序で与えて第１成形面及び第２成形面に対する溶融樹脂シートの密着を制御するようにした２つの発明によれば、このような密着の制御を容易かつ確実に行うことができる。
【００２８】
また本発明のマッチドダイ成形装置によれば、第１通路、第２通路及び上側通路に負圧または正圧を所定の順序で与えて、下型の第１成形面上に供給した溶融樹脂シートの第１成形面及び第２成形面に対する密着を制御するすることができる。従って本発明により成形される板状製品は、前各項の発明と同様、凹屈曲部となる部分の裏側に凸凹が生じないようにして、この付近に取り付ける部品の取付精度及び取付強度を向上させ、またこの凹屈曲部となる板状製品の表面につやむらや引けを生じて外観が低下しないようにすることができ、しかも前述した密着の制御を容易かつ確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明によるマッチドダイ成形方法及びマッチドダイ成形装置の一実施形態の、上型の凹部の底部付近となる溶融樹脂シートを上型の第２成形面に密着させた状態を示す断面図である。
【図２】 図１に示す実施の形態の、凹部の底部付近以外となる溶融樹脂シートも第２成形面に密着させた状態を示す断面図である。
【図３】 従来技術によるマッチドダイ成形方法及びマッチドダイ成形装置の一例の、下型上に溶融樹脂シートを供給している状態を示す断面図である。
【図４】 図３に示す従来技術の、下型上に供給した溶融樹脂シートを第１成形面に吸引密着した状態を示す断面図である。
【図５】 図４において、上型２０を下降させて下型１０に最接近させた状態を示す断面図である。
【図６】 図５において、溶融樹脂シートを上型の第２成形面に密着させた状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１０…下型、１１…第１成形面、１１ａ…凹部、１５Ａ…第１通路、１５Ｂ…第２通路、１７Ａ…第１連通孔、１７Ｂ…第２連通孔、２０…上型、２１…第２成形面、２５…上側通路、２７…上側吸引孔、３０ｍ…溶融樹脂シート。

Claims (4)

1. 凹部を有する第１成形面が上側に形成された下型と、この下型に対し接近離隔可能に設けられ最接近位置では前記第１成形面との間の隙間がほゞ一定となる第２成形面が下側に形成された上型を用いてなるマッチドダイ成形方法において、前記隙間より小さい厚さの溶融樹脂シートを前記第１成形面を覆うように供給し、この溶融樹脂シートを先ず前記第１成形面のほゞ全面に密着させ、前記両型を最接近位置としてから前記凹部の底部付近となる前記溶融樹脂シートを前記第２成形面に密着させ、次いで前記凹部の底部付近以外となる前記溶融樹脂シートを前記第２成形面に密着させることを特徴とするマッチドダイ成形方法。
2. 前記下型内には、前記凹部の底部付近となる前記第１成形面に開口する複数の細い第１連通孔を有する第１通路と、前記凹部の底部付近以外となる前記第１成形面に開口する複数の細い第２連通孔を有し前記第１通路とは連通しない第２通路が形成され、前記上型内には前記第２成形面に開口する多数の細い上側吸引孔を有する上側通路が形成され、前記第１成形面のほゞ全面に対する前記溶融樹脂シートの密着は前記第１通路と第２通路に負圧を与えることにより行い、前記第２成形面に対する前記凹部の底部付近となる前記溶融樹脂シートの密着は前記第１通路に正圧を与えることにより行い、前記第２成形面に対する前記凹部の底部付近以外となる前記溶融樹脂シートの密着は前記上側通路に負圧を与えることにより行うことを特徴とする請求項１に記載のマッチドダイ成形方法。
3. 前記第２成形面に対する前記凹部の底部付近以外となる前記溶融樹脂シートの密着は、前記上側通路に負圧を与えることに代えてまたはこれと共に前記第２通路に正圧を与えることにより行うことを特徴とする請求項２に記載のマッチドダイ成形方法。
4. 凹部を有する第１成形面が上側に形成された下型と、この下型に対し接近離隔可能に設けられ最接近状態では前記第１成形面との間の隙間がほゞ一定となる第２成形面が下側に形成された上型よりなるマッチドダイ成形装置において、前記下型内に形成されて前記凹部の底部付近となる前記第１成形面に開口する複数の細い第１連通孔を有する第１通路と、前記下型内に形成されて前記凹部の底部付近以外となる前記第１成形面に開口する複数の細い第２連通孔を有し前記第１通路とは連通しない第２通路と、前記上型内に形成されて前記第２成形面に開口する多数の細い上側吸引孔を有する上側通路を備えたことを特徴とするマッチドダイ成形装置。

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