JP4883404B2 - 表皮付発泡成形体の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、皺の発生がなく優れた外観品質を呈することができる表皮付発泡成形体の製造方法に関するものである。

従来から自動車用シート等として、種々のものが用いられているが、最近では特許文献１や特許文献２に示されるように成形型の下型に表皮を敷設し、上型を閉じた後に、下型の真空吸引を行い、表皮を下型になつかせた状態として発泡原液を注入し、キャビティ形状に発泡させた後、型開きして脱型を行い、表皮を一体成形するようにした表皮付クッション体の製造方法が広く利用されている。

しかしながら、上記に示す表皮一体発泡により表皮を成形した場合には、図１２〜１３に示すように、表皮材表面に皺を発生させる場合があり、シート意匠面の品質を低下させるという問題点があった。図１２は写真であり、図１３はその写真に現れている皺の状況を説明した図である。このシートは一般的なシートクッションであり、天板部の両側にカマチ部を形成した構造を有する。問題となる皺は、図１３に示したように天板部に広く分布しており、著しく商品性を阻害している。
特開平１−３４０７７号公報 特開平１１−５６８６７号公報

本発明は上記のような問題点を解決して、表皮材に皺を発生させることがなく、優れた外観品質を呈することができる表皮付発泡成形体の製造方法を提供することを目的として完成されたものである。

上記課題を解決するためになされた本発明は、真空成形型に表皮材をセットし、真空吸引を行い、表皮材を型面形状に沿って密着させた後、その内部に発泡合成樹脂材料を注入したうえ型開口を閉じ、発泡合成樹脂材料を発泡させて成形する表皮付発泡成形体の製造方法において、発泡合成樹脂材料の発泡により表皮材内で成形された発泡体が硬化する前に、型開口を閉じた状態で表皮材の外面に向け圧空ブローを行い表皮材の内面を発泡体に密着させる工程を付加することを特徴とするものである。ここで、圧空ブローとは、成形表皮材内で成形された発泡体に対し、型開口を閉じた状態で成形表皮材の外側に向け加圧エアをブローすることをいう。

また、圧空ブローは、発泡体の発泡が完了するタイミングに合わせて、表皮材に対する真空引きを停止すると同時に開始し、所定時間実施することを特徴とする請求項１に記載の表皮付発泡成形体の製造方法を請求項２に係る発明とする。

また、真空成形型の型面には吸排機能を発揮するための複数の孔部が形成されており、該孔部を通じて表皮材の真空吸引成形および成形表皮材の外面に向けた圧空を行う方法を請求項２に係る発明とする。

また、真空成形型への表皮材のセットが、分割面ごとに順次真空吸引を行いながら行われる方法を請求項３に係る発明とする。

更に、圧空ブローを表皮材の全域にわたり、ほぼ均一圧で行う方法を請求項４に係る発明とする。

本発明では、発泡合成樹脂材料の発泡により表皮材内で成形された発泡体が硬化する前に、型開口を閉じた状態で表皮材の外面に向け圧空ブローを行い表皮材の内面を発泡体に密着させる工程を付加したので、発泡体表面が均質となって表皮材との密着性が向上し、皺の発生が的確に防止されることとなる。

以下に、図面を参照しつつ本発明の好ましい実施の形態を示す。
図面は自動車用シート用の表皮付クッション体を製造する場合を示すものであり、図１は真空成形型の下型を示す概略斜視図、図２は図１のＡ−Ａ断面図、図３は図１のＢ−Ｂ断面図である。図１〜３において、１は下型、３はこの成形型により形成されるキャビティである。また、図２〜３に示すように、真空成形型の型面には吸排機能を発揮するための複数の孔部４、４・・が形成されており、以上の成形型の構造は従来の表皮付クッション体の製造用成形型と基本的に同じである。
なお、５は前記孔部４を通じて型表面を真空吸引したり加圧したりするのに空気を
送り込んだり排気したりするための吸排気口である。

更に、図示のものでは、真空成形型の型面が、それぞれ独立した吸排機能を備えた複数の分割型面よりなるものとしてあり、成形表皮材の外面に向け圧空して成形表皮材の内面を発泡体に密着させる工程を、必要とする分割面に対してのみ、あるいは必要とする分割面に対し順次行えるように構成されている。

次に、上記のような真空成形型を用いて表皮付クッション体を製造する手順を説明する。

先ず、図４に示すように、真空成形型の下型１に表皮材８をセットする。この時、下型１に設置した位置決め刃７に表皮材８のステッチ８aを合わせれば簡単に位置決めを行うことができる。
次いで、図５〜図７に示すように、吸排気口５より真空吸引して孔部４を通じ表皮材８を型面に添った成形表皮材に真空吸引成形する。この時、真空成形型の型面が、所定領域毎にそれぞれ独立した吸排機能を備えた構成としてあり、真空成形型への表皮材８のセットを、分割面ごとに順次真空吸引を行いながら行えば、型面が深い凹凸形状であっても、表皮材８を型面に添った形状とすることができる。

次いで、図８に示すように、キャビティ３の内部にパッド材形成用の発泡ウレタン等の発泡合成樹脂材料を注入し、図９に示すように、上型２で開口を閉じ、発泡合成樹脂材料を発泡させて表皮材付きクッション体とする。

そして本発明の製造方法では、図１０に示すように、発泡合成樹脂材料の発泡により成形表皮材内で成形された発泡体が硬化する前に、型開口を閉じた状態で成形表皮材の外面に向け圧空ブローして成形表皮材の内面を発泡体に密着させる工程を付加した点に特徴を有している。
ここで、圧空ブローとは、成形表皮材内で成形された発泡体に対し、型開口を閉じた状態で成形表皮材の外面に向け加圧エアをブローすることをいう。

本発明者の研究によれば、成形後の発泡ウレタンの密度（内圧）は完全に均一ではなく、また密度（内圧）のムラは脱型後に表面の凹凸となって現れ、更に表面の凹凸は表皮の皺の発生原因となっていることを究明した。また、型表面は一見平滑に見えるものの、実際には微少の凹凸が存在しており、表皮材がその凹凸に沿った状態で真空吸引成形され、これが皺の発生要因となっていることを究明した。

そこで、本発明では発泡体が硬化する前に、型開口を閉じた状態で成形表皮材の外面に向け圧空ブローして成形表皮材の内面を発泡体に密着させる工程を付加することで、皺の発生が防止できることを新たに発見し、本発明を完成するに至った。

図１４は圧空ブローの作用効果を示す説明図である。（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｅ）、（Ｆ）において、矢印の長さは圧力の大きさを表している。（Ａ）〜（Ｃ）図に示すように、ウレタン発泡を行った場合、ウレタン内圧のムラがあったとしても成形型が発泡体表面を押さえているので、表面はフラットな状態が保たれている。しかしながら、脱型して型による押さえがなくなると、表面に凹凸が発生する。一方、（Ｄ）〜（Ｆ）図に示すように、一定圧力の圧空ブローを行うと、一定の外圧がかかり、内圧も一定となって表面はフラットな状態となり、その後、脱型して外圧がなくなった場合も、フラットな状態が保持されることとなる。
なお、圧空ブロー工程を付加することで皺の防止ができる技術的な理論は十分には解明できていないが、圧空ブローにより表皮材が未硬化の発泡体に密着させられることや、発泡体中の発泡ガスが均一に分散されて発泡ウレタンの密度が均一化されることや、大きな発泡ガスが表面に向けて移動するのが抑制されることで密度のバラツキが少なくなる等の要因が考えられる。

前記圧空ブローとして、発泡工程完了後に、０．５ＭＰａのエアを２分間ブローしたところ、図１１に示すような皺がなく外観品質に優れた表皮付発泡成形体を得ることができた。図１５に、この場合の発泡工程のタイムチャートを示す。まず、混合・攪拌工程においてウレタン発泡を行うための２種類の溶液を混合し、攪拌した。その後、その結果得られた原料を図８に示すように型内に注入して発泡成形のための加熱を開始した。一方、成形型における真空引きは混合・攪拌工程と同時に開始し、加熱開始から２分経過のタイミングで、真空引きを停止すると同時に圧空ブローを開始した。圧空ブローは２分間行った。成形型の加熱は１０分経過した時点で終了し、脱型し、取り出された成形品のクラッシングを行った。クラッシング工程では成形品を足踏みすることにより発泡体内の独立気泡を互いに連続した気泡とした。
なお、真空成形型の型面には吸排機能を発揮するための複数の孔部が形成されており、該孔部を通じて吸排気口５よりブローエアを注入して行うことができる。

本発明の製造方法により得られた自動車用シートの意匠面は図１１の写真に示すとおり皺の発生は見られないものであり、圧空ブロー工程を付加しなかった従来例（図１２の写真に示す）のものに比べて外観品質に優れていることが確認できた。

以上の説明からも明らかなように、本発明は発泡合成樹脂材料の発泡により成形表皮材内で成形された発泡体が硬化する前に、型開口を閉じた状態で成形表皮材の外面に向け圧空して成形表皮材の内面を発泡体に密着させる工程を付加したので、発泡体表面が均質となって表皮材との密着性が向上し、皺の発生が的確に防止されることとなる。

本発明の実施の形態を示す下型の概略斜視図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 図１のＢ−Ｂ断面図である。 表皮材を下型上にセットした状態を示す断面図である。 表皮材を下型上に真空吸引成形した状態を示す断面図である。 表皮材を下型上に真空吸引成形した状態を示す断面図である。 表皮材を下型上に真空吸引成形した状態を示す断面図である。 発泡合成樹脂材料の注入工程を示す断面図である。 発泡合成樹脂材料の発泡工程を示す断面図である。 圧空ブロー工程を示す断面図である。 本発明で製造されたシートの意匠面を示す写真である。 従来例で製造されたシートの意匠面を示す写真である。 図１２を図面で現した説明図である。 圧空ブローの効果を示す説明図である。 発泡工程のタイムチャートである。

符号の説明

１ 下型
２ 上型
３ キャビティ
４ 孔部
５ 吸排気口
７ 位置決め刃
８ 表皮材
８a ステッチ

Claims (5)

1. 真空成形型に表皮材をセットし、真空吸引を行い、表皮材を型面形状に沿って密着させた後、その内部に発泡合成樹脂材料を注入したうえ型開口を閉じ、発泡合成樹脂材料を発泡させて成形する表皮付発泡成形体の製造方法において、発泡合成樹脂材料の発泡により表皮材内で成形された発泡体が硬化する前に、型開口を閉じた状態で表皮材の外面に向け圧空ブローを行い表皮材の内面を発泡体に密着させる工程を付加することを特徴とする表皮付発泡成形体の製造方法。
2. 圧空ブローは、発泡体の発泡が完了するタイミングに合わせて、表皮材に対する真空引きを停止すると同時に開始し、所定時間実施することを特徴とする請求項１に記載の表皮付発泡成形体の製造方法。
3. 真空成形型の型面には吸排機能を発揮するための複数の孔部が形成されており、該孔部を通じて表皮材の真空吸引成形および成形表皮材の外面に向けた圧空ブローを行うことを特徴とする請求項１または２に記載の表皮付発泡成形体の製造方法。
4. 真空成形型の型面は複数の領域に分割されて成り、真空成形型への表皮材のセットが、分割面ごとに順次真空吸引を行いながら行われることを特徴とする請求項１または２または３に記載の表皮付発泡成形体の製造方法。
5. 圧空ブローを表皮材の全域にわたり、ほぼ均一圧で行うことを特徴とする請求項１または２または３または４に記載の表皮付発泡成形体の製造方法。