JP4772018B2 - 内装品の真空成形機及び真空成形方法 - Google Patents
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Description
本発明は、表皮材用及び基材用真空吸引型を備えると共に、型締めして両側から真空吸引することにより、扁平状表皮材の加熱軟化させられた発泡層を基材用真空吸引型にセットされた基材に熱溶融した接着剤で接着すると共に、表皮材を表皮材用真空吸引型の型面に沿って賦形するようになった内装品の真空成形機及び真空成形方法に関するものである。
本願出願人は、この種の真空成形機として、特許文献１により、吸気路を分散形成された基材がセットされる基材用凸状真空吸引型と、表皮全域の表面形状に対応する型面を有する表皮材用凹状真空吸引型と対向状態に備え、表面に表皮が接合され、裏面に熱溶融性の接着剤が塗布された熱可塑性の発泡層付きの扁平状表皮材が、基材用凸状真空吸引型にセットされた基材に加温処理されてセットされた状態で、型締めして表皮材用凹状真空吸引型側及び基材用凸状真空吸引型側から真空吸引することにより、軟化させられた発泡層を基材に熱溶融した接着剤で接着すると共に、表皮材を表皮材用凹状真空吸引型の型面に沿って賦形するようになった内装品の真空成形機を提案した。
即ち、図５に示すように、例えば図４に示すような自動車のインストルメントパネル１を製作するために、基材５がセットされる基材用凸状真空吸引型８と、表皮全域の表面形状に対応する型面を有し、かつ吸引口７ａで真空吸引される表皮材用凹状真空吸引型７とが対向し、表面に表皮１１が接合され、裏面に熱溶融性の接着剤１３が塗布された熱可塑性の発泡層１２付きの扁平状表皮材１０が加温処理されて、基材用凸状真空吸引型８にセットされた分散吸気路付きの基材５にセットされた状態で型締めして両側から真空吸引する。これにより、軟化させられて基材５に密着した発泡層１２を分散吸気路を通して吸引することにより加圧もしくは圧着状態で熱溶融した接着剤１３で接着されると共に、表皮材１０は表皮材用凹状真空吸引型７の型面７ｂに沿って賦形される。
このような成形加工に際して、表皮材１０の端末部が直接密着する基材用凸状真空吸引型８の型面領域Ａ、Ｅを含む金型周辺領域に離型材を塗布するのに加えて、メータクラスタ部取付け用フード１ａ（図４参照）を形成するために、基材５に開口部５ａが形成されて、その基材表面領域Ｃ、Ｄを含む周辺領域に、取付けのために表皮材１０を接着させないで切取る場合、開口部５ａに対応する型面領域Ｂにも離型材を塗布し、基材表面領域Ｃ、Ｄ等にテープ等でカバーしてマスキングを行っている。
特開２００５−１２５７３５
したがって、このような発泡層付き表皮材を基材に熱溶融性の接着剤で接着する内装品の成形加工に際して、表皮材を基材側に接着させたくない領域が存在する場合、離型材の塗布或はマスキング等の前処理を要し、さらにこれらに起因する金型の汚れを解消するために定期的な清掃も必要であった。
本発明は、このような点に鑑みて、表皮材の熱溶融性接着剤が塗布された発泡層を基材に接着させる際に、接着させたくない基材領域、基材開口部により露出される型面領域或は金型周辺の発泡層が直接セットされる型面領域等に対して非着用の前処理を不要にし得る内装品の真空成形機及び真空成形方法を提供することを目的とする。
本発明は、この目的を達成するための真空成形方法としては、請求項１により、発泡層を接着させない非着基材領域を有する基材がセットされる基材用凸状真空吸引型と、表皮全域の表面形状に対応する型面を有する表皮材用凹状真空吸引型とを対向状態に備え、表面に表皮が接合され、裏面に熱溶融性の接着剤が塗布された熱可塑性の発泡層付きの扁平状表皮材が基材用凸状真空吸引型にセットされた基材に加温処理されてセットされた状態で、型締めして表皮材用凹状真空吸引型側及び基材用凸状真空吸引型側から真空吸引することにより、軟化させられた発泡層を基材に熱溶融した接着剤で接着すると共に、表皮材を表皮材用凹状真空吸引型の型面に沿って賦形するように形成されている真空成形機を用いて基材に表皮材が接着された内装品を製作する内装品の真空成形方法において、発泡層を基材側に吸引する吸気路が、基材における非着基材領域を除いた一般面に分散形成され、非着基材領域に対面する表皮材用凹状真空吸引型の型面が、型締め時の加温状態での非着基材領域からの表皮材の厚み分に相当する離間位置から後退した形状に形成され、表皮材用凹状真空吸引型側での吸引を行って非着基材領域における発泡層の裏面に空隙を形成した後に、基材用凸状真空吸引型側での吸引を行うことを特徴とする。
特徴とする。
特徴とする。
型締め状態で、発泡層を接着させる基材領域には、この基材領域及び対面する表皮材用凹状真空吸引型の型面間では両側からの真空引きにより両側に圧着状態で表皮材用凹状真空吸引型の型面で賦形されると共に、発泡層が接着される。一方、発泡層を接着させたくない非着基材領域では、キャビティ間隔が広くなると共に、非着基材領域では吸気路が廃止もしくは機能しないことを前提に吸引が行われないことにより、表皮材は、表皮材用凹状真空吸引型側に吸引されて非着基材領域への発泡層の圧着が回避され、したがって発泡層の接着が行われない。
本発明は、この目的を達成するための真空成形方法としては、請求項５により、吸気路を分散形成され、かつ発泡層を接着させない非着基材領域を有する基材がセットされる基材用凸状真空吸引型と、表皮全域の表面形状に対応する型面を有する表皮材用凹状真空吸引型とを対向状態に備え、表面に表皮が接合され、裏面に熱溶融性の接着剤が塗布された熱可塑性の発泡層付きの扁平状表皮材が基材用凸状真空吸引型にセットされた基材に加温処理されてセットされた状態で、型締めして表皮材用凹状真空吸引型側及び基材用凸状真空吸引型側から真空吸引することにより、軟化させられた発泡層を基材に熱溶融した接着剤で接着すると共に、表皮材を表皮材用凹状真空吸引型の型面に沿って賦形するように形成されている真空成形機を用いて基材に表皮材が接着された内装品を製作する内装品の真空成形方法において、発泡層を接着させない非着基材領域に対面する表皮材用凹状真空吸引型の型面が、型締め時の加温状態での非着基材領域からの表皮材の厚み分に相当する離間位置から後退した形状に形成され、表皮材用凹状真空吸引型側での吸引を行って非着基材領域における発泡層の裏面に空隙を形成した後に、基材用凸状真空吸引型側での吸引を行うことを特徴とする。
型締め状態で先ず表皮材用凹状真空吸引型側で吸引が行われることにより、非着基材領域では発泡層の裏面に空隙が形成され、したがって続いて基材用凸状真空吸引型側で吸引が行われた状態で、非着基材領域では吸気路が廃止されていない場合でも吸引力が低下し、非着基材領域への発泡層の圧着が回避され、発泡層の接着が行われない。
基材用凸状真空吸引型の発泡層を接着させない非着型面領域への離型剤の塗布を不要にするには、請求項２又は請求項６により、基材用凸状真空吸引型が、基材に形成された開口部もしくは切欠部に対応して発泡層を接着させない非着型面領域を備えると共に、この非着型面領域に対面する表皮材用凹状真空吸引型の型面が、型締め時の加温状態での非着型面領域からの表皮材の厚み分に相当する離間位置から後退した形状に形成される。
基材用凸状真空吸引型側への圧着を確実に回避させるには、請求項３又は請求項４により、表皮材用凹状真空吸引型の型面の後退量が、型締め時の加温状態での表皮材の厚みに、最小０．２の空隙係数を乗算した値であるか、或は表皮材用凹状真空吸引型の型面の後退量が、少なくとも１ｍｍである。
請求項１又は請求項５の発明によれば、溶融状態の接着剤が塗布された発泡層の非着基材領域への圧着が回避されることにより、発泡層が接着不能となる。したがって、非着基材領域をマスキング材でカバーする前処理が不要になり、その清掃も不要になる。請求項２又は請求項６の発明によれば、溶融状態の接着剤が塗布された発泡層の接着させたくない型面領域への圧着回避で発泡層の接着が行われず、したがって非着型面領域に離型材を塗布する前処理が不要になり、これらに伴う汚れに対する定期的な金型の清掃も不要になる。その際、請求項３又は請求項４の発明によれば、表皮材質等に応じて設定した空隙係数を乗算した表皮材の厚みに対応する空隙或は最小絶対量として１ｍｍの空隙により、基材用凸状真空吸引型側への圧着が確実に回避され、発泡層の接着が確実に回避される。
図１乃至図４を基に本発明の実施の形態による内装品の真空成形機を説明する。尚、前述の図５による成形機と同一もしくは同等部分は同一符号を用いて説明する。図１に示すように、従来と同様な構成の基材用凸状真空吸引型８に対向し、かつ真空吸引用されるように多孔性である表皮材用凹状真空吸引型１７は、前述の表皮材用凸状真空吸引型７に相当し、その型面１７ｂの一般面は同一型面形状に形成されると共に、基材用凸状真空吸引型８側に発泡層１２を接着させない領域には、型締め時におけるキャビティ間隔を広くするように、通常の賦形を行う型面に対して後退面１７Ａとして形成されている。この後退面は、表皮材１０の端末領域が直接接触するために従来離型材が塗布されていた前述の奥行方向に延在する型面領域Ａと、基材５のメータクラスタ部取付け用の開口部５ａに対応する型面領域Ｂと、その四方の表皮材１０を接着させない基材表面領域Ｃ、Ｄを含む領域に対応して形成されている。同様に、型面領域Ａの残りの周辺の表皮材１０の端末領域の型面領域Ｅに対面する領域にも後退面１７Ｂが形成されている。同図で、２点鎖線は、通常のキャビィティ間隔を形成する型面を示す。後退面１７Ａ、１７Ｂの後退量ｃは下記の式を基に設定される。
ｃ＝ｔ０×（ａ／Ｈ）×ｂ・・・・・・（式１）
ｔ０：表皮材１０の初期の厚さ（ｍｍ）
ａ：表皮材１０の加熱による膨張係数
Ｈ：表皮材１０の展開率（型締め時の伸び率）
ｂ：空隙係数
ｔ０：表皮材１０の初期の厚さ（ｍｍ）
ａ：表皮材１０の加熱による膨張係数
Ｈ：表皮材１０の展開率（型締め時の伸び率）
ｂ：空隙係数
ここで、例えば表皮１１はＴＰＯ製、発泡層１２はＰＰフォーム製として、一般的には、表皮１１の厚み１ｍｍ及び発泡層１２の厚み４ｍｍに対応してｔ０＝５ｍｍ、材質に対応してａ＝１．２、Ｈは基材５の凹凸形状等により変化し、開口部５ａの周辺の凹凸形状で型締め時に引伸ばされることにより、その領域近辺でＨ＝１．１とすると、型面１７ｂ及び基材５の表面間の間隔は、ｔ０×（ａ／Ｈ）＝５．５ｍｍに相当するように設定される。これにより、加温状態での型締め時に表皮材１０は表皮１１及び発泡層１２で両側に密着し、基材５では、その吸気路を通して吸引され、加圧もしくは圧着状態で確実に発泡層１２が接着剤１３で接着される。
本発明によれば、空隙係数ｂは、一般的な１乃至８ｍｍ程度の厚みの発泡層付きの扁平状表皮材について膨張或は伸びる表皮材１０を表皮材用凹状真空吸引型１７側への吸着により、基材用凸状真空吸引型８側に確実に空隙を発生させて圧着させないための安全係数として最小で０．２、例えば０．５程度に設定される。したがって、後退量ｃは、前述の５．５ｍｍに対応して式１により、ｃ＝５．５×０．５＝２．７５ｍｍとなり、型締め時の加温状態の表皮材１０の厚み５．５ｍｍに相当する離間位置よりも２．７５ｍｍ後退した型面形状を形成させる。
つまり、この後退量、即ち発生さすべき空隙は、型締め状態での膨張もしくは伸びた表皮材１０の厚みのばらつきに対して安全度を見て、その厚みに応じて大きくなる。いずれにしても表皮材１０の材質或は厚みに依らず少なくともｃ＝１ｍｍ程度の空隙を確実に形成し得るように、後退面型を形成するのが好ましい。
これにより、基材表面領域Ｃ、Ｄにおけるキャビティ間隔は、基材間の前述の間隔５．５ｍｍに、基材５の厚み５ｍｍを加算した通常の間隔に対して、後退面１７Ａでは後退量２．７５ｍｍをさらに加算した間隔になる。開口部５ａの基材５の介在しない型面領域Ｂ或は表皮材１０の端末領域の型面領域Ａに対面する領域も前述の式（１）に従い同程度の後退量に設定する。さらに、型面領域Ｅに対面する後退面１７Ｂ或は残りの周辺の表皮材１０の端末領域の型面領域に対面する後退面も、同様に型締め時の加温状態での非着型面領域からの表皮材１０の厚み分に相当する離間位置から２．７５ｍｍ程度後退した形状に形成される。その際、型面領域Ａ、Ｅについては、真空を逃がさないように、型面１７ｂの最外周領域は、図示のように、後退させることなく通常通り表皮材１０に密着するようになっている。
基材用凸状真空吸引型８には、保温装置から温水を供給される保温用パイプ１９が内蔵させられて、周知のように、型面を接着剤の所要の温度特性に対応して室温よりも高く設定するようになっている。また、この金型にセットされる基材５の一般面には、図３に例示するように、マトリックス状に吸気路５ｃが分散形成されると共に、その裏面に形成された吸引口５ｄに、基材用凸状真空吸引型８を貫通するパイプ状吸引路９が接続して、型締め状態で発泡層１２を基材５側にその分散された吸気路５ｃを通して真空吸引して密着させるようになっている。但し、本発明により、基材５におけるメータクラスタ部取付け用の開口部５ａの四方の表皮材１０を接着させない基材表面領域Ｃ、Ｄについては、発泡層１２を基材５側に吸引させないように、吸気路５ｃが廃止されている。即ち、発泡層１２を基材５側に吸引するための吸気路５ｃは、非着基材領域を除いた基材一般面にのみ分散形成されている。
このように構成された内装品の真空成形機を用いたインストルメントパネル１の製作方法は次の通りである。熱可塑性の表皮材１０は、例えばＴＰＯ製の表皮１１にＰＰフォーム製の発泡層１２が溶着され、その裏面に熱溶融性のオレフィン系接着剤１３が塗布され、ロール状に巻回されて保管されており、成形に際して所定形状に切断され、扁平状に支持されてヒータで全域を加温処理されている。その温度設定は、発泡層１２を軟化させ、かつ接着剤１３を接着可能に熱溶融させるようにする。基材用凸状真空吸引型８には基材５をセットし、表皮材１０の端末領域の後退面に対面しない基材用凸状真空吸引型８の型面の最外領域には、従来通り離型材を塗布する。
次いで、図２に示すように、ヒータを逃がした表皮材１０を基材５の表面にセットし、表皮材用凹状真空吸引型１７及び基材用凸状真空吸引型８を型締めすると共に、双方の金型から両側に真空吸引を行う。その際、表皮材用凹状真空吸引型１７側では、吸引口１７ａからその全域の型面１７ｂ、１７Ａにおいて吸引が行われ、基材用凸状真空吸引型８では基材５の吸気路５ｃを備えた一般面で吸引が行われる。したがって、吸引の行われない領域Ａ、Ｅでは、接着剤１３の溶融状態で表皮材１０が後退面１７Ａ、１７Ｂへ吸着されると共に、対応して基材用凸状真空吸引型８側には空隙２０、２１が形成されて、その側の型面及び基材表面への圧着が確実に回避され、接着が不可能となる。
即ち、表皮１１は、熱軟化状態の発泡層１２と共に全域にわたり多孔性の表皮材用凹状真空吸引型１７の後退面１７Ａ、１７Ｂを含む型面１７ｂに緊密に吸着されて賦形され、オールオレフィン３層のインストルメントパネルが製作される。その際、発泡層１２の開口部５ａの型面領域Ｂへの接着、その周辺の基材表面領域Ｃ、Ｄ等への接着が回避され、表皮材端末部の型面領域Ａ、Ｅへの接着もその最外領域を残して回避される。型開き後に、真空成形されたインストルメントパネルが脱型され、表皮材１０の端末が切断されると共に、開口部５ａはその周辺の表皮材１０の非着部分を切削することにより、容易に開口される。車両への組付け時には、この開口部にメータクラスタ部が装着され、露出状態の周辺の基材部分にクリップ等で固定される。
尚、以上説明した実施の形態においては、基材５の吸気路５ｃの廃止を前提にしたが、その機能は基材５の非着領域の形状或は場所によって異なる可能性があり、吸気機能を実質上無視できる場合には、吸気路を廃止することなく、残しておくこともできる。要するに、非着基材領域には、発泡層１２を基材５側に吸引する吸気路が、形成されないようになっている。
また、本発明の目的を達成するための内装品の真空成形方法として、前述の真空成形機において、基材５の非着領域の吸気路の有無とは無関係に、最初に表皮材用凹状真空吸引型１７側で吸引を行い、発泡層１２の非着領域の裏面において、空隙形成により吸引力が低下させられた後に、基材用凸状真空吸引型８の吸引を行って確実に非着領域を形成することも可能である。
即ち、表皮材１０を基材用凸状真空吸引型８にセットされた基材５の表面にセットして型締めし、後退面１７Ａ、１７Ｂを備えた表皮材用凹状真空吸引型１７側の真空ポンプ及び付属のタイマを始動させて表皮材１０を真空吸引させ、例えば数秒後に発生するタイマ信号に応答して基材用凸状真空吸引型８側の真空ポンプを作動させる。これにより、基材用凸状真空吸引型８では基材５の吸気路５ｃを備えた一般面で発泡層１２が略密着状態で吸引が行われて圧着され、一方空隙２０、２１の形成された領域Ａ〜Ｅでは発泡層１２の離反による吸引力の低下或は吸気機能を備えないことにより、圧着、つまり接着が回避される。
１ インストルメントパネル
５ 基材
５ａ 基材の開口部
８ 基材用凸状真空吸引型
１７ 表皮材用凹状真空吸引型
１７Ａ、１７Ｂ 後退面
１０ 表皮材
１１ 表皮
１２ 発泡層
１３ 接着剤
２０、２１ 空隙
５ 基材
５ａ 基材の開口部
８ 基材用凸状真空吸引型
１７ 表皮材用凹状真空吸引型
１７Ａ、１７Ｂ 後退面
１０ 表皮材
１１ 表皮
１２ 発泡層
１３ 接着剤
２０、２１ 空隙
Claims (6)
- 発泡層を接着させない非着基材領域を有する基材がセットされる基材用凸状真空吸引型と、表皮全域の表面形状に対応する型面を有する表皮材用凹状真空吸引型とを対向状態に備え、表面に表皮が接合され、裏面に熱溶融性の接着剤が塗布された熱可塑性の発泡層付きの扁平状表皮材が基材用凸状真空吸引型にセットされた基材に加温処理されてセットされた状態で、型締めして表皮材用凹状真空吸引型側及び基材用凸状真空吸引型側から真空吸引することにより、軟化させられた発泡層を基材に熱溶融した接着剤で接着すると共に、表皮材を表皮材用凹状真空吸引型の型面に沿って賦形するように形成されている内装品の真空成形機において、
発泡層を基材側に吸引する吸気路が、基材における非着基材領域を除いた一般面に分散形成され、
前記非着基材領域に対面する表皮材用凹状真空吸引型の型面が、型締め時の加温状態での前記非着基材領域からの表皮材の厚み分に相当する離間位置から後退した形状に形成されることを特徴とする内装品の真空成形機。 - 基材用凸状真空吸引型が、基材に形成された開口部もしくは切欠部に対応して発泡層を接着させない非着型面領域を備えると共に、この非着型面領域に対面する表皮材用凹状真空吸引型の型面が、型締め時の加温状態での前記非着型面領域からの表皮材の厚み分に相当する離間位置から後退した形状に形成されることを特徴とする請求項１記載の内装品の真空成形機。
- 表皮材用凹状真空吸引型の型面の後退量が、型締め時の加温状態での表皮材の厚みに、最小０．２の空隙係数を乗算した値であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の内装品の真空成形機。
- 表皮材用凹状真空吸引型の型面の後退量が、少なくとも１ｍｍであることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の内装品の真空成形機。
- 吸気路を分散形成され、かつ発泡層を接着させない非着基材領域を有する基材がセットされる基材用凸状真空吸引型と、表皮全域の表面形状に対応する型面を有する表皮材用凹状真空吸引型とを対向状態に備え、表面に表皮が接合され、裏面に熱溶融性の接着剤が塗布された熱可塑性の発泡層付きの扁平状表皮材が基材用凸状真空吸引型にセットされた基材に加温処理されてセットされた状態で、型締めして表皮材用凹状真空吸引型側及び基材用凸状真空吸引型側から真空吸引することにより、軟化させられた発泡層を基材に熱溶融した接着剤で接着すると共に、表皮材を表皮材用凹状真空吸引型の型面に沿って賦形するように形成されている真空成形機を用いて基材に表皮材が接着された内装品を製作する内装品の真空成形方法において、
発泡層を接着させない非着基材領域に対面する表皮材用凹状真空吸引型の型面が、型締め時の加温状態での前記非着基材領域からの表皮材の厚み分に相当する離間位置から後退した形状に形成され、
前記表皮材用凹状真空吸引型側での吸引を行って前記非着基材領域における前記発泡層の裏面に空隙を形成した後に、基材用凸状真空吸引型側での吸引を行うことを特徴とする内装品の真空成形方法。 - 基材用凸状真空吸引型が、基材に形成された開口部もしくは切欠部に対応して発泡層を接着させない非着型面領域を備えると共に、この非着型面領域に対面する表皮材用凹状真空吸引型の型面が、型締め時の加温状態での前記非着型面領域からの表皮材の厚み分に相当する離間位置から後退した形状に形成されることを特徴とする請求項５記載の内装品の真空成形方法。
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