JP5154288B2 - 合成樹脂表皮材の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、表面加飾目的で利用される合成樹脂表皮材の製造方法に係り、特に合成樹脂シートに対する絞転写性が高く、合成樹脂シートに連続的に絞付け加工するのに好適であって自動車内装部品、鉄道車両・航空機内装部品、家具表皮、靴・履物・鞄、建築物内外装、衣類表層材・裏地等の用途に有効な合成樹脂表皮材の製造方法に関する。

一般に、所定の凹凸模様が形成された絞シートを形成する場合、所定の絞模様が彫刻された絞ロール、絞シートあるいは絞板等を用い、これらの絞ロール、絞シートあるいは絞板等を絞を形成するための合成樹脂シート面に押圧し、合成樹脂シート面に所定の絞模様を転写する方法が採用されている。（例えば、特許文献１〜特許文献４等）

所定の絞模様が彫刻された絞ロールを用いて合成樹脂シートに絞押する場合、回転する絞ロールに順次合成樹脂シートを送り込み、絞ロール面を合成樹脂シート面に押圧して絞を形成している。しかし、この方法は絞ロール面と合成樹脂シート面との接触時間が少ないと絞転写性が低くなり、絞転写性を高めるために絞ロール面を合成樹脂シート面との接触時間が長く設定すると生産効率が低下する。

自動車内装材の表皮等を製造する場合、絞シートあるいは絞板等を用い、これらの絞シートあるいは絞板等を合成樹脂シート面に押圧して表皮を製造する方法が採られている。
この方法は絞転写性がよいが、１枚の絞シートあるいは絞板等による１枚の合成樹脂シートへの絞押工程と、その後の所定時間の工程を要する。このため、多数枚の絞押された表皮を形成するには生産効率が低いものであり、改善が望まれていた。

特開平７−２７６５８０号公報 特開２００７−６２２４５号公報 特開平６−２３８８２８号公報 特開２００６−２１３４５号公報

本発明の目的は、上記した問題点を解決し、合成樹脂シートに対する絞転写性が高く、絞形態の見栄えがよく、しかも生産効率の高い自動車内装材等の製造方法を提供することにある。

本発明は上記した問題点を解決するために下記の構成からなる。
すなわち、本発明の合成樹脂表皮材の製造方法は、以下の構成からなる。
＜１＞ 回転自在に設けられた第１の絞付エンドレスベルトと、回転自在に設けられ、シリコンゴム層が布ベルト面に形成された又はフッ素系ゴム層が布ベルト面に形成された第２のエンドレスベルトと、第１の絞付エンドレスベルトで囲まれる領域又は第２のエンドレスベルト側で囲まれる領域の少なくとも一方の領域からなる第１領域に配置された加熱プレス盤と、第１の絞付エンドレスベルトで囲まれる領域又は第２のエンドレスベルト側で囲まれる領域の他方の領域からなり、第１の領域と対応する位置に配置された加熱盤と、前記加熱プレス盤のエンドレスベルト搬送方向下流側に配置された冷却プレス盤と、前記加熱固定盤のエンドレスベルト搬送方向下流側に配置された冷却盤と、を備え、第１の絞付エンドレスベルトと第２のエンドレスベルトとの間に合成樹脂シートを搬送し、前記加熱プレス盤と前記加熱盤との間で合成樹脂シートを挟圧して絞押する絞押工程と、絞押工程を経た合成樹脂シートを冷却プレス盤と冷却盤で冷却する冷却工程とを有し、前記絞押工程と前記冷却工程を順次連続的に行うことを特徴とする合成樹脂表皮材の製造方法である。
＜２＞ 第１の絞付エンドレスベルトが、表面に絞が形成されているシリコンゴム層が布ベルト面に形成されたもの又は表面に絞が形成されているフッ素系ゴム層が布ベルト面に形成されたものであることを特徴とする前記＜１＞に記載の合成樹脂表皮材の製造方法である。
＜３＞ 前記合成樹脂シートが、絞付けされるためのシートとこのシートに張り付けられる下貼り用シート又は発泡シートとからなることを特徴とする前記＜１＞又は前記＜２＞に記載の合成樹脂表皮材の製造方法である。
＜４＞ 第２のエンドレスベルトが、シリコンゴム層が布ベルト面に形成されたものであることを特徴とする前記＜１＞〜前記＜３＞のいずれかに記載の合成樹脂表皮材の製造方法である。

自動車内装用部品の表面には最近ますます精緻な絞意匠が求められており、従来の絞ロールを使用する方式による合成樹脂シートに転写された絞の精緻さでは品質が不十分であるという限界が見られつつある。本発明によれば、合成樹脂シートに対して所定時間加熱挟圧による絞押工程によって絞転写性を高くすることができ、冷却工程によって合成樹脂シートが十分に冷却した状態で冷却盤から剥がれるため微細な絞形態が崩れることがなく微細な絞形態を維持できる。また、合成樹脂シートは、エンドレスベルト間に順次搬送されながら絞押工程及び冷却工程が経て絞付けされるため生産効率が極めて高い。

以下、本発明の好ましい実施の形態について説明する。
図１は、本発明の一実施の形態を示す概略的構成図である。図１において、第１の絞付エンドレスベルト１０と、第２のエンドレスベルト１２を備えている。第１の絞付エンドレスベルト１０は、布ベルトの片面（第２のエンドレスベルト１２側に対応する面側）にシリコンゴム層が設けられ、このシリコンゴム層表面に絞が形成されている。第２のエンドレスベルト１２は、布ベルトの片面（第１の絞付エンドレスベルト１０側に対応する面側）にシリコンゴム層が設けられている。

第１の絞付エンドレスベルト１０としては、布ベルトの片面に設けられているシリコンゴム層の代わりに彫刻が容易で耐熱性が高く、離型性が高い材料を用いることもできる。このような材料としては、フッ素系ゴム等を用いることができる。また、第２のエンドレスベルトとしては、ステンレス製ベルト、フッ素系ゴム層が布ベルト面に形成されたフッ素系ゴム布ベルト、シリコンゴム層が布ベルト面に形成されたシリコン布ベルトを用いることができる。

第１の絞付エンドレスベルト１０は、駆動ロール１４Ａ、１４Ｂ、ガイドロール１４Ｃ、１４Ｄを介して図中矢印で示す方向に回動するようになっている。第２のエンドレスベルト１２は、駆動ロール１６Ａ、１６Ｂ、ガイドロール１６Ｃ、１６Ｄを介して図中矢印で示す方向に回動するようになっている。

第１の絞付エンドレスベルト１０で囲まれる領域であって、ガイドロール１４Ｃ側に加熱盤１８が設けられている。この加熱盤１８は、図中実線で示す位置に固定されると共に図中破線で示す位置に昇降可能な機構となっている。

第２のエンドレスベルト１２で囲まれる領域であって、ガイドロール１６Ｃ側に加熱プレス盤２２が設けられている。この加熱プレス盤２２は、図中実線で示す位置に固定されると共に図中破線で示す位置に昇降可能な機構となっている。

加熱盤１８及び加熱プレス盤２２には加熱ヒーターが内蔵されており、これらの加熱ヒーターによって加熱盤１８及び加熱プレス盤２２のそれぞれのエンドレスベルト面側が所定の温度に保持できるようになっている。

第１の絞付エンドレスベルト１０で囲まれる領域であって、加熱盤１８の第１の絞付エンドレスベルト１０の搬送方向下流側には冷却盤２０が設けられている。この冷却盤２０は、図中実線で示す位置に固定されると共に図中破線で示す位置に昇降可能な構造となっている。

第２のエンドレスベルト１２で囲まれる領域であって、加熱プレス盤２２の第２エンドレスベルト１２の搬送方向下流側には、冷却プレス盤２４が設けられている。この冷却プレス盤２４は、図中実線で示す位置に固定されると共に図中破線で示す位置に昇降可能な構造となっている。

冷却盤２０及び冷却プレス盤２４には、冷却水等の冷却媒体が図示していない配管を介して流動する機構となっている。なお、図中、２６は加熱ヒーター、２８は搬送ロールを示している。

次に上記した装置を用いて合成樹脂表皮材を製造する例を説明する。
加熱盤１８及び加熱プレス盤２２、冷却盤２０及び冷却プレス盤２４は、それぞれ図中、破線で示す位置に待機した状態とし、この状態で絞押されるべき合成樹脂シート３０が加熱ヒーター２６によって加熱される。この加熱温度は、合成樹脂シートの種類、絞形態、絞押する領域の大きさ等によって任意に設定されるべきものであるが、合成樹脂シート３０表面で１００℃〜２５０℃が好ましく、１２０℃〜２００℃がより好ましい。

加熱盤１８及び加熱プレス盤２２はそれぞれ熱所定の温度に調整され、冷却盤２０及び冷却プレス盤２４がそれぞれ所定の温度に調整される。これらの温度は、絞押するための合成樹脂シートの種類、絞形態、絞押する領域の大きさ等によって任意に設定されるべきものであるが、加熱盤１８及び加熱プレス盤２２をそれぞれ合成樹脂シート３０表面で１００℃〜２５０℃が好ましく、１２０℃〜２００℃に設定することがより好ましい。冷却盤２０及び冷却プレス盤２４をそれぞれ合成樹脂シート３０表面で０℃〜８０℃が好ましく、１０℃〜４０℃とすることがより好ましい。

次に加熱された合成樹脂シート３０は両エンドレスベルト間に搬送されると共に必要に応じて巻き取りロールに巻かれた下貼り合成樹脂シート又はフォーム又は基布３２と重ねられた状態で第１の絞付エンドレスベルト１０と第２のエンドレスベルト１２との間を搬送される。

合成樹脂シート３０と下貼り合成樹脂シート又はフォーム又は基布３２を重ねた状態でその搬送方向先端部が加熱プレス盤２２と冷却プレス盤２４との境界付近を達したとき、加熱盤１８が図示していない駆動機構によって上昇し、加熱プレス盤２２が図示していない駆動機構によって下降する。これによって合成樹脂シート３０と下貼り合成樹脂シート又はフォーム又は基布３２の積層体は、加熱盤１８と加熱プレス盤２２との間で挟圧される。

この挟圧される時間は、絞押するための合成樹脂シートの種類、絞形態、絞押する領域の大きさ等によって任意に設定されるべきものであるが、１秒間〜２０秒間が好ましく、１秒間〜５秒間がより好ましい。

この挟圧によって、第１の絞付エンドレスベルト１０面に彫刻された絞形態が合成樹脂シート３０面に転写される。その後、加熱盤１８が図示していない駆動機構によって下降し、加熱プレス盤２２が図示していない駆動機構を介して上昇する。その後、再び、第１の絞付エンドレスベルト１０と第２のエンドレスベルトが作動して合成樹脂シート３０と下貼り合成樹脂シート又はフォーム又は基布３２の積層体は搬送され、その搬送方向先端部が駆動ロール１４Ａと駆動ロール１６Ｂ付近に到達する。

このとき、再び、加熱盤１８が図示していない駆動機構によって上昇し、加熱プレス盤２２が図示していない駆動機構によって下降して合成樹脂シート３０と下貼り合成樹脂シート又はフォーム又は基布３２の積層体は、加熱盤１８と加熱プレス盤２２との間で挟圧されると同時に冷却盤２０が図示していない駆動機構によって上昇し、加熱プレス盤２２が図示していない駆動機構によって下降して積層体を冷却盤２０及び冷却プレス盤２４によって冷却する。

冷却盤２０及び冷却プレス盤２４による冷却時間は、加熱盤１８と加熱プレス盤２２のよる挟圧時間と連動することが必要である。合成樹脂シート３０に対する冷却盤２０及び冷却プレス盤２４による冷却工程と加熱盤１８と加熱プレス盤２２のよる挟圧による絞押工程が同時に行われた後、加熱盤１８と加熱プレス盤２２がエンドレスベルト面から離間し、また、冷却盤２０及び冷却プレス盤２４がエンドレスベルト面から離間したとき、合成樹脂シート３０と下貼り合成樹脂シート又はフォーム又は基布３２の積層体が搬送されて搬送ロール２８を経て取り出される。その後、合成樹脂シート３０面が絞押された積層体は、各々の用途に応じて凸型真空成形に移される。

本発明において、第１の絞付エンドレスベルト１０で囲まれる領域に配置される加熱盤１８および冷却盤２０は、上記した実施の形態に示すようにそれぞれ昇降自在な機構を有することが望ましいが、加熱盤１８および冷却盤２０はそれぞれ固定した機構とし、加熱プレス盤２２および冷却プレス盤２４側のみを昇降自在な機構としてもよい。

本発明において、第１の絞付エンドレスベルト１０のシリコンゴム層又はフッ素系ゴム層に形成される絞模様はベルトの長手方向（搬送方向）に沿って連続して形成されていてもよく、ベルトの長手方向（搬送方向）に所定の間隔をおいて、所定の領域（合成樹脂シートに絞を形成させる領域）に絞模様が形成されたものでもよい。

第１の絞付エンドレスベルト１０のシリコンゴム層又はフッ素系ゴム層に形成される絞模様は、絞の凹凸パターンの形態、絞深さに基づいてコンピュータグラフィック上に予め計算されたデータに基づいたスポット径のレーザービームをシリコンゴム層又はフッ素系ゴム層の表面に照射して表面が彫刻されたものが望ましい。

レーザービームを照射する場合、シリコンゴム層又はフッ素系ゴム層の表面に長波長の第１のレーザービームを照射して、シリコンゴム層又はフッ素系ゴム層の表面に粗い表面構造を彫刻し、その後、第１のレーザービームよりも短波長で、第１のレーザービームよりも小さいスポット径の第２のレーザービームをシリコンゴム層又はフッ素系ゴム層の表面に照射してシリコンゴム層又はフッ素系ゴム層の表面に微細な表面構造を彫刻したものを用いることができる。
レーザービームによる彫刻以外に絞付エンドレスベルトを形成する方法としては、通常の絞形成方法であるミルロール方式、電鋳方式、原稿からの樹脂転写方式のいずれかの方法によるものであっても良い。

本発明において、合成樹脂シート３０を構成する成分は、絞押された合成樹脂表皮材の必要に応じてオレフィン系樹脂、熱可塑性オレフィン（ＴＰＯ）系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、熱可塑性ウレタン系樹脂、熱可塑性スチレン系樹脂、熱可塑性ポリエステル系樹脂等から任意に選定されるべきものであり、さらに絞付けされる合成樹脂シート３０の裏面には必要に応じて下貼り合成樹脂シート又はフォーム又は基布３２が裏打ちされる。自動車内装部品用の表皮材の場合、凸型真空成形によって平面部、曲面部等を有し、展開率が異なる部位を有する表皮材張り込み部品等に有効である。このような表皮材が使用できる部位としては、インストルメントパネル、ドアトリムの他に、センターコンソール、センターコンソールリッド、フロントピラー、センターピラー、リヤピラー、グラブボックス、天井材、メーターフード等が挙げられる。

自動車内装部品用の表皮材で真空成形しない縫製部品の場合は、座席用表皮のように座席形状と位置をきちんと合わせた絞外観を持つ表皮を作るのに有効である。このような表皮材が使用できる部位としては、シートメイン、シートカマチ、シートバックの他に、ヘッドレスト、アームレスト、インストルメントパネル、メーターフード等が挙げられる。

自動車内装材の場合、凸型真空成形によって平面部、曲面部等を有する部品においては、凸型真空成形前の合成樹脂シートは、成型後の部位によって展開率が異なる。例えば、インストルメントパネルを凸型真空成形によって成形した場合、インストルメントパネルの各ゾーン、部位によって展開率が異なる。ここで展開率とは、テスト成形用シートにおける凸型真空成形前の合成樹脂シート面に示された１つのマス目（分割領域）の（Ｘ方向、Ｙ方向、Ｘ×Ｙ＝面積）が凸型真空成形後どの程度拡大したかを示す指標である。

このような成型後の部位によって展開率が異なると、成型前の合成樹脂シートに形成された絞模様および絞深さが凸型真空成形後の部位によって異なることになる。そこで各ブロック毎に所定の絞模様、絞深さを設定することによって凸型真空成形後の部品の部位にかかわらず、均一な絞形態を保持することができる。

ここで各ブロック毎の所定の絞模様および絞深さとは、例えば、各ブロック毎に上記した展開率に基づいて展開率の逆数を基準にして求められた絞模様および絞深さを意味する。これらの絞模様および絞深さとなるように各ブロック毎の絞模様および絞深さを設定した絞付エンドレスベルトを用いて合成樹脂シートに絞押し、その後、凸型真空成形すると、成型後の各部位の絞模様および絞深さがほぼ均一となる。

したがって、本発明において上記のような各ブロック毎の絞模様および絞深さを設定した絞付エンドレスベルトを用いると、絞転写性が高く、凸型真空成形後の自動車内装材部品の部位にかかわらず絞形態が均一で見栄えがよく、かつ生産効率も高くなる。

実施例１
図１における第１の絞付エンドレスベルト１０として綿帆布製の布ベルト面に２ｍｍ厚のシリコンゴム層が形成され、このシリコンゴム層面に絞が形成されたシリコンエンボス布ベルトを用い、第２のエンドレスベルト１２として綿帆布製の布ベルト面に２ｍｍ厚のシリコンゴム層が形成されたシリコン布ベルトを用いた。
また、合成樹脂シート３０として厚さ０．５ｍｍの熱可塑性オレフィン系樹脂シートを用い、フォームとして厚さ２ｍｍのポリプロピレン系発泡体シートを用いた。加熱ヒーター２６を合成樹脂シート表面で１５０℃に設定し、加熱盤１８および加熱プレス盤２２をそれぞれ合成樹脂シート表面で２００℃に設定してプレス時間を３秒とした。また、冷却盤２０および冷却プレス盤２４をそれぞれ２０℃に設定し、プレス時間を３秒とした。
上記のような設定の絞押工程および冷却工程 ⇒エンドレスベルトによる熱可塑性オレフィン系樹脂シートとポリプロピレン系発泡体シートとの積層体の搬送 ⇒ 絞押工程および冷却工程 ⇒ エンドレスベルトによる熱可塑性オレフィン系樹脂シートとポリプロピレン系発泡体シートとの積層体の搬送 ⇒ を連続的に行ったところ、熱可塑性オレフィン系樹脂シート面に鮮明な絞が形成された。

本発明の合成樹脂表皮材の製造方法の好ましい一実施の形態を示す概略的構成図である。

符号の説明

１０ 第１の絞付エンドレスベルト
１２ 第２のエンドレスベルト
１４Ａ、１４Ｂ 駆動ロール
１４Ｃ、１４Ｄ ガイドロール
１６Ａ、１６Ｂ 駆動ロール
１６Ｃ、１６Ｄ ガイドロール
１８ 加熱盤
２０ 冷却盤
２２ 加熱プレス盤
２４ 冷却プレス盤
２６ 加熱ヒーター
２８ 搬送ロール
３０ 合成樹脂シート
３２ 下貼り合成樹脂シート又はフォーム又は基布

Claims (4)

1. 回転自在に設けられた第１の絞付エンドレスベルトと、回転自在に設けられ、シリコンゴム層が布ベルト面に形成された又はフッ素系ゴム層が布ベルト面に形成された第２のエンドレスベルトと、第１の絞付エンドレスベルトで囲まれる領域又は第２のエンドレスベルト側で囲まれる領域の少なくとも一方の領域からなる第１領域に配置された加熱プレス盤と、第１の絞付エンドレスベルトで囲まれる領域又は第２のエンドレスベルト側で囲まれる領域の他方の領域からなり、第１の領域と対応する位置に配置された加熱盤と、前記加熱プレス盤のエンドレスベルト搬送方向下流側に配置された冷却プレス盤と、前記加熱盤のエンドレスベルト搬送方向下流側に配置された冷却盤と、を備え、第１の絞付エンドレスベルトと第２のエンドレスベルトとの間に合成樹脂シートを搬送し、前記加熱プレス盤と前記加熱盤との間で合成樹脂シートを挟圧して絞押する絞押工程と、絞押工程を経た合成樹脂シートを冷却プレス盤と冷却盤との間で冷却する冷却工程とを有し、前記絞押工程と前記冷却工程を順次連続的に行うことを特徴とする合成樹脂表皮材の製造方法。
2. 第１の絞付エンドレスベルトが、表面に絞が形成されているシリコンゴム層が布ベルト面に形成されたもの又は表面に絞が形成されているフッ素系ゴム層が布ベルト面に形成されたものであることを特徴とする請求項１に記載の合成樹脂表皮材の製造方法。
3. 前記合成樹脂シートが、絞付けされるためのシートとこのシートに張り付けられる下貼り用シート又は発泡シートとからなることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の合成樹脂表皮材の製造方法。
4. 第２のエンドレスベルトが、シリコンゴム層が布ベルト面に形成されたものであることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の合成樹脂表皮材の製造方法。

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