JP4747248B2 - 表皮材成形型およびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は表皮材の成形を行う表皮材成形型に関する。

内装材の表面を覆う表皮材に、シボ模様を転写させるための成形型の製造方法に関する従来技術があった（例えば、特許文献１参照）。これは、成形時に、型面に開口した空気孔から表皮材を吸引しながら成形して、表皮材に予備賦形を行う成形型の製造方法に関するもので、最初に、樹脂製の第１モデル型を製作し、その表面にシボ模様付きシートを貼着し、これにシリコンを充填してシボ模様を反転し、保存モデル型を製作する。次に、この保存モデル型を用いて第２モデル型を製作し、この第２モデル型の表面を銀鏡加工した後、電鋳用槽に沈め、該当する表面にニッケル等の金属を積層、付着させて電鋳型を製作する。この電鋳型を冷却管とともに型枠に配置することにより、目的とする成形型を完成している。
特開平６−２５８８４号公報（第１図および第２図）

上述した製造方法によれば、複数の種類のモデル型を製作しなければならず、型製作の時間が長く、その製造コストもかさむという問題があった。本発明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、製造が容易で低コストな表皮材成形型およびその製造方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するための手段として、本発明は、型面に通気孔が開口し、前記型面に表皮材を載置した後、前記通気孔を介して、前記表皮材を前記型面に向けて吸引し、前記表皮材の成形を行う表皮材成形型であり、金属粒をバインダー樹脂によって固めた第１粒層と、それよりも細かい金属粒がバインダー樹脂によって固められるとともに、前記第１粒層と接合された第２粒層と、によって形成されている基体と、前記第２粒層の前記第１粒層との接合側とは反対側の面に接合され、前記通気孔が形成されている樹脂シートと、を備え、前記第２粒層と前記樹脂シートとの間に当該第２粒層及び当該樹脂シートと同材質の樹脂からなる接合層が介在しており、当該接合層の樹脂が前記第２粒層のバインダー樹脂と前記樹脂シートの樹脂とにそれぞれ溶着しており、前記通気孔が前記第２粒層内まで達していることを特徴とする表皮材成形型とした。

本発明において、前記樹脂シートは、セラミックスのウイスカーを含有しているものとすることができる。

本発明において、前記第１粒層は、格子状リブを含んでいるものとすることができる。

本発明において、型面に通気孔が開口し、前記型面に表皮材を載置した後、前記通気孔を介して、前記表皮材を前記型面に向けて吸引し、前記表皮材の成形を行う表皮材成形型の製造方法であり、ベース型を形成するベース型形成工程と、前記ベース型上に金属粒を含有したバインダー樹脂を載せて固めることにより、基体を形成する基体形成工程と、前記ベース型から前記基体を取り外し、前記ベース型と当接していた前記基体面上に、樹脂からなる接合層を介して樹脂シートを接合する樹脂シート接合工程と、前記基体に接合された前記樹脂シートの表面を穿孔して前記通気孔を形成する通気孔形成工程と、を備え、前記シート接合工程では、前記接合層の樹脂を、前記基体中の前記バインダー樹脂と前記樹脂シートの樹脂とに混融して固化することにより、前記基体と前記樹脂シートとの間を接合し、前記通気孔形成工程では、前記基体面に達するまで前記樹脂シートの表面を穿孔する、ことを特徴とする表皮材成形型の製造方法とした。

表皮材成形型は、粒状材を固めて形成した基体上に樹脂シートが接合され、この樹脂シートには通気孔が形成されていることにより、ベース型を１種類だけ製作し、その上に基体を形成した後、基体上に樹脂シートを接合すれば完成するため、短時間に製作でき、製造が容易で低コストな成形型にすることができる。さらに、基体は、金属粒をバインダー樹脂によって固めた第１粒層と、それよりも細かい金属粒がバインダー樹脂によって固められるとともに、第１粒層と接合された第２粒層とによって形成され、第２粒層の第１粒層との接合側とは反対側の面に、樹脂シートを接合して形成したことにより、粒の粗い第１粒層により表皮材を十分に吸引可能とするとともに、粒の細かい第２粒層により、その意匠面の平滑性を得ることができ、粒間の隙間が多く点在する点から、型製造の際に第２粒層に接合した樹脂シート表面の任意の位置に、通気孔を容易に穿孔できる。

樹脂シートは、セラミックスのウイスカーを含有していることにより、微細なシボ模様を容易に形成できるとともに、強度を大きくすることが可能である。

第１粒層は、格子状リブを含んでいることにより、その剛性を向上させることができる。

ベース型を形成するベース型形成工程と、ベース型上に金属粒を含有したバインダー樹脂を載せて固めることにより、基体を形成する基体形成工程と、ベース型から前基体を取り外し、ベース型と当接していた基体面上に、樹脂からなる接合層を介して樹脂シートを接合する樹脂シート接合工程と、基体に接合された樹脂シートの表面を穿孔して通気孔を形成する通気孔形成工程とから成り、シート接合工程では、接合層の樹脂を、基体中のバインダー樹脂と樹脂シートの樹脂とに混融して固化することにより、基体と樹脂シートとの間を接合し、通気孔形成工程では、基体面に達するまで樹脂シートの表面を穿孔することにより、モデル型を１種類だけ製作するのみで成形型を製造でき、短時間に容易に製作できる製造方法とすることができる。

本発明の実施形態を図１乃至図７によって説明する。図１に示すように、本実施形態による表皮材成形型１は、合成樹脂等によって形成された型枠５内に、粒子の粗いアルミニウムの粒（以下、アルミグリッドと呼ぶ）を、粒子を固めるためのバインダーとしてエポキシ樹脂を用いて、固めて形成した第１粒層２が収容され、第１粒層２上（図１においては、第１粒層２の下方）に、第１粒層２の粒よりも細かいアルミグリッドを、第１粒層２と同様にエポキシ樹脂によって固めて形成した第２粒層３が設けられ（第１粒層２および第２粒層３はポーラス材とも呼ばれ、本発明の基体に該当し、互いに接合されている）、更に、第２粒層３の表面（本発明の第１粒層との接合側とは反対側の面で、図１において第２粒層３の下面）には、その表面にシボ模様が形成された樹脂シート４が接合されている。樹脂シート４は成形型１の型面を形成し、セラミックスのウイスカーを含有したエポキシ樹脂にて形成されていて、伸張性を有するとともに、複数の通気孔４１が穿孔されている。本発明における樹脂シート４は、特許公告公報である特公平２−１４１７３号公報に記載されているものと同様のものである。

図１において、成形型１の上端部は蓋体６によって閉塞されており、第１粒層２の内部には、格子状リブ７が含まれている。格子状リブ７は、金属あるいは樹脂材料等にて一体に形成され、第１粒層２の剛性を向上させるために、その端部において、型枠５および蓋体６に当接している。更に、第１粒層２内には、複数の水冷管８が内蔵されており、表皮材ＳＫの成形時における成形型１の蓄熱を抑制するとともに、成形工数を低減させている。蓋体６の図示しないインレットには、真空ポンプＰＵがバルブＶＥを介して接続されており、これにより、第１粒層２内に負圧が導入可能とされている。

表皮材ＳＫを成形する予備賦形を行う場合、成形型１と相手型ＭＤとの間に、加熱して軟化させた表皮材ＳＫを載置した状態で、真空ポンプＰＵによって成形型１内に負圧を導入しながら、双方の型を閉める。これにより、真空ポンプＰＵによる負圧が、第１粒層２および第２粒層３の各々のアルミグリッド間を通過し、樹脂シート４の通気孔４１を介して、表皮材ＳＫを樹脂シート４側へと吸引する。真空ポンプＰＵによる吸引と、相手型ＭＤによる樹脂シート４に向けての支持とにより、表皮材ＳＫが樹脂シート４に各部均一に引きつけられ、その表面にシボ模様が形成されるとともに、所定の形状に成形される。

次に、図２乃至図７に基づいて、本実施形態による成形型１の製造方法について説明する。図２に示すように、最初に、例えば機械加工による削り出しによりベース型ＢＭを形成する（ベース型形成工程）。ベース型ＢＭは合成樹脂によって形成されており、成形型１の型面形状を反転した形状をしている。次に、ベース型ＢＭ上に型枠５を載置した後、ベース型ＢＭの表面に第２粒層３を形成する。第２粒層３は、所定の粗さのアルミグリッドを含有した軟質状態のエポキシ樹脂を、ベース型ＢＭ上に積層した後、所定時間だけ上方から押圧して、固まらせることにより形成される（図３示）。次に、固化した第２粒層３上の所定位置に水冷管８を配置した後、第２粒層３と同様に、アルミグリッドを含有した軟質状態のエポキシ樹脂を、第２粒層３上に格子状リブ７とともに積層し、所定時間だけ上方から押圧して固化させ、第１粒層２を形成する（基体形成工程）。第１粒層２の上からは、蓋体６を被せて上方を閉塞する（図４示）。

次に、図５に示すように、第１粒層２および第２粒層３とを積層したものをベース型ＢＭから取り外し、上下方向に反転させた後、第２粒層３上に樹脂シート４を貼着する(樹脂シート接合工程）。図６に基づいて、第２粒層３上に樹脂シート４を貼着する工程を詳述すれば、最初に、上面にハンドリングのための補強材としてマスターシート４ａの貼付された樹脂シート４の下面に、同種の材料である熱硬化性のエポキシ系樹脂を塗布した後（図６（Ａ）示）、第２粒層３上に載置し、所定の温度で、所定時間だけ加熱して仮焼成を行う（図６（Ｂ）示）。その後、樹脂シート４からマスターシート４ａを剥がし（図６（Ｃ）示）、更に、所定の温度、時間で加熱して本焼成を行う（図６（Ｄ）示）。第２粒層３と樹脂シート４間に介在したエポキシ樹脂は、第２粒層３および樹脂シート４と同材質であるため、これらと混融した後に焼成によって固化し、そのアンカー効果によって、双方を強固に接合する。尚、マスターシート４ａは、樹脂シート４の剛性を向上させて、貼着する際に樹脂シート４にしわが発生することを防止するために貼付されている。

第２粒層３上に樹脂シート４が接合されると、図７に示すように、ドリルＤＲ等で樹脂シート４の表面に複数の通気孔４１が穿孔される（通気孔形成工程）。通気孔４１は、例えば、直径が０．１ｍｍ程度の貫通孔で、第２粒層３にまで達しており、これを介して、樹脂シート４の表面に負圧が導かれる。

本実施形態によれば、表皮材成形型１は、アルミグリッドを固めて形成した第１粒層２および第２粒層３上に樹脂シート４を接合し、この樹脂シート４に通気孔４１を穿孔すれば完成するため、ベース型を１種類だけ製作するだけですみ、短時間に製作でき、製造が容易で低コストな成形型１にすることができる。また、成形型１は、所定粗さのアルミグリッドをエポキシ樹脂によって固めた第１粒層２と、それよりも細かいアルミグリッドがエポキシ樹脂によって固められ、第１粒層と接合された第２粒層３を備え、第２粒層３の上に樹脂シート４を接合して形成されたことにより、粒の粗い第１粒層２により真空引きした空気の通りをよくして、表皮材ＳＫを十分に吸引可能とするとともに、粒の細かい第２粒層３により、その意匠面の平滑性を得ることができ、また、粒間の隙間が多く点在する点から、樹脂シート４上において通気孔４１を任意の位置に設定でき、容易に穿孔できるため加工性が向上する。また、樹脂シート４は、セラミックスのウイスカーを含有していることにより、微細なシボ模様を容易に形成できるとともに、強度を大きくすることが可能である。

＜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、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
（１）樹脂シートを穿孔する場合、パンチ等によって打ち抜いてもよい。また、予め、穿孔された樹脂シートを、第２粒層の上に貼着してもよい。
（２）第１粒層および第２粒層は、アルミニウム以外の金属粒、あるいは金属以外の材質による粒状材を含んだ樹脂材料でもよい。
（３）成形型に水冷管を設けずに、冷風を送る等の他の方法で成形型の冷却を行ってもよい。

本実施形態による成形型と相手型の断面図である。 削り出しにより、ベース型を製造しているところを示す概略図である。 第２粒層の上に第１粒層を積層する時の状態を示した断面図である。 第２粒層の上に第１粒層を積層した状態を示した断面図である。 第２粒層の上に樹脂シートを貼着する時の状態を示した断面図である。 第２粒層の上に樹脂シートを配置した状態を示した断面図（Ａ）、樹脂シートを仮焼成した状態を示した断面図（Ｂ）、樹脂シートからマスターシートを剥離させたところを示した断面図（Ｃ）、および樹脂シートを本焼成した状態を示した断面図（Ｄ）である。 樹脂シート上に穿孔するところを示した断面図である。

符号の説明

１…表皮材成形型
２…第１粒層
３…第２粒層
４…樹脂シート
７…格子状リブ
４１…通気孔
ＢＭ…ベース型
ＭＤ…相手型
ＳＫ…表皮材

Claims (4)

1. 型面に通気孔が開口し、前記型面に表皮材を載置した後、前記通気孔を介して、前記表皮材を前記型面に向けて吸引し、前記表皮材の成形を行う表皮材成形型であり、
   金属粒をバインダー樹脂によって固めた第１粒層と、それよりも細かい金属粒がバインダー樹脂によって固められるとともに、前記第１粒層と接合された第２粒層と、によって形成されている基体と、
   前記第２粒層の前記第１粒層との接合側とは反対側の面に接合され、前記通気孔が形成されている樹脂シートと、を備え、
   前記第２粒層と前記樹脂シートとの間に当該第２粒層及び当該樹脂シートと同材質の樹脂からなる接合層が介在しており、当該接合層の樹脂が前記第２粒層のバインダー樹脂と前記樹脂シートの樹脂とにそれぞれ溶着しており、
   前記通気孔が前記第２粒層内まで達していることを特徴とする表皮材成形型。
2. 前記樹脂シートは、セラミックスのウイスカーを含有していることを特徴とする請求項１に記載の表皮材成形型。
3. 前記第１粒層は、格子状リブを含んでいることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の表皮材成形型。
4. 型面に通気孔が開口し、前記型面に表皮材を載置した後、前記通気孔を介して、前記表皮材を前記型面に向けて吸引し、前記表皮材の成形を行う表皮材成形型の製造方法であり、
   ベース型を形成するベース型形成工程と、前記ベース型上に金属粒を含有したバインダー樹脂を載せて固めることにより、基体を形成する基体形成工程と、前記ベース型から前記基体を取り外し、前記ベース型と当接していた前記基体面上に、樹脂からなる接合層を介して樹脂シートを接合する樹脂シート接合工程と、前記基体に接合された前記樹脂シートの表面を穿孔して前記通気孔を形成する通気孔形成工程と、を備え、
   前記シート接合工程では、前記接合層の樹脂を、前記基体中の前記バインダー樹脂と前記樹脂シートの樹脂とに混融して固化することにより、前記基体と前記樹脂シートとの間を接合し、
   前記通気孔形成工程では、前記基体面に達するまで前記樹脂シートの表面を穿孔する、
   ことを特徴とする表皮材成形型の製造方法。

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