JP5227215B2 - ステッチ模様を設けた部材の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、表面にステッチ模様を設けた合成樹脂製の部材を製造する方法に関するものである。

例えば、自動車の乗員室内に配設される車両内装部材(インストルメントパネルやフロアコンソール等)は、ポリエチレンやポリプロピレン等の樹脂材料からインジェクション成形した硬質の基材を主体としたもの(単層タイプ)や、塩化ビニルやポリウレタン等の樹脂材料から成形された軟質の表皮材を前記基材の表面に配設したもの(複層タイプ)等が実用化されている。単層タイプの車両内装部材は、前記基材が外部に露出して、該基材の表面が当該車両内装部材の意匠面を構成する。また、複層タイプの車両内装部材は、前記表皮材が外部に露出して、該表皮材の表面が当該車両内装部材の意匠面を構成する。

前記車両内装部材は、本革からなる複数の表皮片を糸で縫合した本革表皮を、基材の表面に配設して質感向上を図ったものがある。しかし、本革表皮はコストが嵩むと共に素材数に限りがあるため、実際には一部の高級自動車のみに該本革表皮が使用されている。従って、殆どの車両内装部材では、基材または表皮材の乗員室内に露出する表面に、本革の表面模様に似せたシボ模様を設けることで、本革の風合いを出して質感向上を図っている。

また、縫合に使用される前記糸を再現するステッチ模様を表面に形成した基材や表皮材も実施されている。なお、基材の表面または表皮材の表面にステッチ模様を設けるには、基材成形用の成形型または表皮材成形用の成形型の成形面に、前記シボ模様と同様にステッチ模様が反転した形状の凹凸部を設けることで、成形された基材または表皮材の表面にステッチ模様が反転して成形される。ステッチ模様を設けた部材(表皮材)の製造方法は、例えば特許文献１に開示されている。また、実物の糸からなるステッチ模様を設けた部材(表皮材)の製造方法が、特許文献２開示されている。

特開２００５−１２５８４５号公報 特開２００８−４９８３５号公報

特許文献１に開示のステッチ模様を設けた部材の製造方法は、該ステッチ模様の糸部を、基材または表皮材を成形する樹脂材料の一部から形成する。このため、糸部が基材または表皮材の表面と同色となるためステッチ模様が際立ち難く、該ステッチ模様が本物のステッチのように見えない課題がある。また、特許文献２に開示のステッチ模様を設けた部材の製造方法では、厚肉かつ硬質の基材にはステッチ模様を設けることができない課題がある。

従って本発明では、表面に該表面と異なる色のステッチ模様を設けた部材の製造方法を提供することを目的とする。

前記課題を解決し、所期の目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、
表面にステッチ模様を設けた合成樹脂製の部材を製造する方法であって、
レーザー光の照射により変色する合成樹脂製の部材の表面に向けレーザー光を照射して、前記表面を変色させて前記ステッチ模様の糸部を形成し、前記糸部の端部に対応して、レーザー光により表面から陥凹状に彫り込んで該ステッチ模様の針穴部を形成することを特徴とする。

従って、請求項１に係る発明によれば、表面にレーザー光を照射して、該レーサー光の照射部分を該表面と異なる色に変色させることで、表面の色と異なる色のステッチ模様を設けた部材を製造し得る。また、前記レーザー光により、糸部の端部に対応して針穴部を陥凹状に形成するので、ステッチ模様の糸部を部材の表面に食い込んだように見せて、部材の質感を向上させ得る。

請求項２に記載の発明は、
前記レーザー光の照射により、前記糸部に糸目模様を形成することを要旨とする。
従って、請求項２に係る発明によれば、糸部が実物の糸の如く見えるので、ステッチ模様をより実物のステッチに似せることができる。

請求項３に記載の発明は、
前記針穴部は、前記糸部の糸幅寸法以下となる輪郭形状で形成されることを要旨とする。
従って、請求項３に係る発明によれば、ステッチ模様における糸部の端部が部材の表面に食い込んだように見せることができ、部材の質感を向上させ得る。

請求項４に記載の発明は、
前記部材を、樹脂材料にレーザー光の照射により変色または発色する添加剤を添加して成形することを要旨とする。
従って、請求項４に係る発明によれば、樹脂材料に添加する添加剤の種類を変更することで、糸部の色の選択自由度が向上する。

請求項５に記載の発明は、
前記糸部を、該糸部の長手方向に対して斜めにレーザー光を移動照射させて形成することを要旨とする。
従って、請求項５に係る発明によれば、各糸部に実物の糸の如き撚り模様(糸目模様)を簡単に形成することができ、ステッチ模様をより実物のステッチに似せることができる。

本発明に係るステッチ模様を設けた部材の製造方法によれば、表面にレーザー光を照射して、該レーサー光の照射部分を該表面と異なる色に変色させることで、表面の色と異なる色の糸部からなるステッチ模様を設けた部材を製造し得る。また、レーザー光により、糸部の両端に対応して針穴部を陥凹状に形成するので、ステッチ模様の糸部が部材の表面に食い込んだように見え、部材の質感を向上させ得る。

実施例のステッチ模様を設けた合成樹脂製の部材である基材の製造方法を概略的に示す工程図である。 (ａ)は、レーザー光の照射により変色または発色する添加剤を添加した樹脂材料から基材をインジェクション成形する状態を示した部分断面図であり、(ｂ)は、成形された基材の部分斜視図である。 実施例の製造方法に使用されるレーザーマーキング装置の概略構成図である。 (ａ)は、レーザー光によりステッチ模様の１つ目の糸部を形成している状態を示す斜視図であり、(ｂ)は、１つ目の糸部の形成に引き続いて針穴部を形成している状態を示す斜視図である。 (ａ)は、１つ目の針穴部の形成に引き続いて２つ目の糸部を形成している状態を示す斜視図であり、(ｂ)は、糸部と針穴部とを交互に順次形成している状態を示す斜視図である。 (ａ)は、ステッチ模様の形成が完了した基材の表面を部分的に示す斜視図であり、(ｂ)は、(ａ)のVI-VI線断面図である。 ステッチ模様を設けた部材の製造方法の第１変更例を示す部分斜視図であって、(ａ)は、先ずステッチ成形予定部に沿って各糸部を順次形成することを示し、(ｂ)は、形成された各糸部間に針穴部を順次形成することを示している。 ステッチ模様を設けた部材の製造方法の第２変更例を示す部分斜視図であって、(ａ)は、先ずステッチ成形予定部に沿って各針穴部を順次形成することを示し、(ｂ)は、形成された各針穴部間に糸部を順次形成することを示している。 (ａ)は、表面にステッチ模様を設けた合成樹脂製の部材である表皮材を示す部分斜視図であり、(ｂ)は、(ａ)のIX−IX線断面図である。

次に、本発明に係るステッチ模様を設けた部材の製造方法につき、好適な実施例を挙げて、添付図面を参照しながら以下説明する。

図１は、実施例に係るステッチ模様を設けた部材の製造方法を概略的に示した工程図である。実施例では、ポリエチレンやポリプロピレン等の樹脂材料からインジェクション成形された硬質の基材１０の表面１２に、レーザーマーキング装置ＬＭによるレーザー光ＬＢを照射することで、該表面１２と異なる色のステッチ模様ＳＴを設けた該基材１０を製造する方法を示している。すなわち、基材１０を成形する樹脂材料に、レーザー光ＬＢの照射により変色または発色する添加剤を添加しておき、レーザー光ＬＢの照射により基材１０そのものを変色させることで、基材１０の表面１２と異なる色のステッチ模様ＳＴを基材１０に設けるようになっている。なお、前記レーザー光ＬＢの照射により変色する添加剤は、樹脂材料にコンパウンドしてもよいし、基材１０の成形前に樹脂材料にドライブレンドしてもよい。

前記添加剤は、レーザー光の照射により変色または発色するマーキング用材料、マイカ系顔料、ベンガラやテツグロ等の酸化鉄系顔料、カーボンブラック等が使用可能である。特に、顔料中の発色剤成分には金属イオンが含まれており、レーザーを照射すると該イオンの結晶構造が変化したり結晶中の水和量が変化し、成分の組成が化学的に変化して発色剤の濃度が増加することで、該発色剤が発色する現象が起こるようになっているものがよい。

実施例のステッチ模様を成形するのに使用されるレーザーマーキング装置ＬＭは、図３に示すように、Ｎｄ：ＹＡＧレーザー光を生成するレーザー発生ユニット４０と、第１ガルバノミラー４４、第２ガルバノミラー４６および平面化レンズ４８を内蔵したレーザーマーキングヘッド４２と、コントロールユニットおよびコントローラー(図示省略)等を備えている。前記第１ガルバノミラー４４および第２ガルバノミラー４６は、コントロールユニットによる制御下に２軸方向(Ｘ軸、Ｙ軸)に夫々姿勢変位が可能となっている。すなわち、レーザー発生ユニット４０で生成されたレーザー光ＬＢは、第１ガルバノミラー４４および第２ガルバノミラー４６を姿勢制御することで照射方向が変向調整されると共に、平面化レンズ４８によって焦点距離が調整されたもとで、基材(合成樹脂部材)１０の表面１２に設けたステッチ成形予定部１４に向けて照射される。なお、レーザーマーキング装置ＬＭは実用化されている公知の装置であるので、具体的な構成や機能等の詳細な説明は省略する。また、レーザーマーキング装置としては、ＣＯ２レーザー光を生成するものや、ＹＶＯ４レーザー光を発生するものを使用することも可能である。

次に、実施例のステッチ模様ＳＴを設けた基材１０の製造方法につき、図１〜図５を参照して説明する。

先ず、図１に示すように、基材１０を成形する樹脂材料(ポリエチレン、ポリプロピレン等)に、レーザー光ＬＢの照射により変色または発色する顔料を添加する。なお、前記顔料の種類と添加量は、基材１０の色とステッチ模様ＳＴの糸部２０を何色で形成するかにより決定される。実施例では、顔料として、ベンガラ、群青(顔料)、カーボンブラックおよび二酸化チタンが所要の割合で混合されたものを使用した。

次に、図２に示すように、前記顔料が添加された樹脂材料を、基材成形型(インジェクション成形型)５０のキャビティ５２内へ射出して、所要形状の基材１０をインジェクション成形する。これにより、成形された基材１０には前記顔料が含有し、また該基材１０の表面１２における所要位置には、全体的に平坦状をなすステッチ成形予定部１４が形成される。

次に、図３に示すように、成形された基材１０を、ステッチ成形予定部１４がレーザー光照射領域内に位置するように、レーザーマーキング装置ＬＭの設置台４９にセットする。また、レーザーマーキング装置ＬＭのコントロールユニットには、ステッチ模様ＳＴの糸部２０および針穴部２２の形状、サイズや、該ステッチ模様ＳＴの延在長、延在形状等に基づいた作動プログラムを予め入力しておく。

前記作動プログラムに基づくレーザーマーキング装置ＬＭの作動により、レーザー発生ユニット４０から出力されたレーザー光ＬＢは、姿勢変位する第１ガルバノミラー４４および第２ガルバノミラー４６で反射した後に、平面化レンズ４８を介してステッチ成形予定部１４に向けて所定の照射パターンで照射される。そして実施例では、ステッチ模様ＳＴを形成するに際し、設置台４９の移動またはレーザーマーキングヘッド４２の移動により、糸部２０と針穴部２２とを交互に順次設けるようになっている。すなわち実施例では、図４(ａ)および図５(ａ)に示すように、レーザー光ＬＢの照射により顔料を変色または発色させて糸部２０を形成する「糸部形成作業」と、レーザー光ＬＢの照射による陥凹状の針穴部２２を形成する「針穴部形成作業」とを、交互に繰り返しながらステッチ模様ＳＴを形成する。

各糸部２０は、ステッチ成形予定部１４のレーザー光ＬＢが照射された部位に含有した前記顔料が変色または発色することで、基材１０の表面１２と異なる色に形成される。そして各糸部２０には、レーザー光ＬＢの照射態様をプログラム制御することで、実物の糸のような糸目模様等を付与することが可能である。例えば、糸部２０の長手方向に対して斜めにレーザー光を移動照射させて該糸部２０を形成すると、実物の糸のような撚り模様(糸目模様)がリアルかつ簡単に形成される。

また各針穴部２２は、ステッチ成形予定部１４のレーザー光ＬＢが照射された部位を、レーザー光の照射によりドット状に徐々に彫り込んで切除することで、基材１０の表面１２に陥凹状に形成される。なお、糸部２０の端部に対応して設けられる針穴部２２は、糸部２０の長手方向(糸部２０の両端に対応して設けた針穴部２２,２２を結ぶ方向)と直交する方向(糸幅方向)における該針穴部２２の幅寸法Ｗ２が、糸部２０の糸幅方向における糸幅寸法Ｗ１より小さい円形の輪郭形状に形成される(図４(ｂ))。これにより、糸部２０の両端が基材１０の表面１２に食い込んだように見せることができ、基材１０の質感向上を図り得る。なお、針穴部２２の幅寸法Ｗ２は、糸部２０の糸幅寸法Ｗ１以下であればよい。

そして、表面１２に所定数の糸部２０を断続的に形成すると共に、各糸部２０の両端に対応して針穴部２２を陥凹的に形成し、各糸部２０および各針穴部２２の形成作業が完了したら、レーザー発生ユニット４０の作動を停止させてレーザー光ＬＢの照射を中止することで、基材１０に対するステッチ模様ＳＴの形成作業が完了する(図６)。

従って、実施例のステッチ模様ＳＴを設けた基材１０の製造方法によれば、表面１２におけるステッチ成形予定部１４に向け所定の照射パターンでレーザー光ＬＢを照射して、レーザー光ＬＢが照射された部位を変色させることで、表面１２の色と異なる色のステッチ模様ＳＴを該表面１２に設けた基材１０を製造することができる。これにより、基材１０の表面１２においてステッチ模様ＳＴが際立って見えるので、質感が向上した該基材１０を製造し得る。また、レーザー光ＬＢの照射により、各糸部２０の両側に該糸部２０の糸幅寸法Ｗ１以下の幅寸法Ｗ２を有する針穴部２２を陥凹状に形成したので、ステッチ模様ＳＴの各糸部２０を基材１０の表面１２に食い込んだように見せて、当該ステッチ模様ＳＴをより本物のステッチに似せることができる。

そして、レーザーマーキング装置ＬＭによるマーキングスピードは５０００ｍｍ／秒程度まで高めることが可能である。従って、前記ステッチ模様ＳＴの各糸部２０および各針穴部２２を短時間で形成することが可能であるから、基材１０の製造コストを抑えることができる。更に、糸部２０および針穴部２２の形状、サイズの変更は、レーザーマーキング装置ＬＭのコントロールユニットに入力した作動プログラムの変更で迅速かつフレキシブルに対応でき、様々な形状のステッチ模様ＳＴを簡易に形成し得る。また、樹脂材料に添加する添加剤の種類を変更することで、糸部２０の色を容易に変更することができると共に、色が異なる複数種類の基材１０があっても、各基材１０毎に、表面１２と異なる色のステッチ模様ＳＴを該表面１２に形成し得る。

(変更例)
本願のステッチ模様を設けた部材の製造方法は、表面１２に対するステッチ模様ＳＴの形成に関し、各糸部２０および各針穴部２２の形成順序は前記実施例に限定されない。
(１)図７は、ステッチ模様を設けた部材の製造方法に係る第１変更例を示す説明斜視図である。すなわち、第１変更例の製造方法は、先ず各糸部２０だけをステッチ成形予定部１４に沿って断続的に設け(図７(ａ))、次に成形された各糸部２０の長手方向端部に隣接した部位(各糸部２０の間)に各針穴部２２を設けることで(図７(ｂ))、表面１２にステッチ模様ＳＴを設けた基材１０を製造するようになっている。このように、各糸部２０および各針穴部２２を別々に成形しても、基材１０の表面１２にステッチ模様ＳＴを好適に成形し得る。
(２)図８は、ステッチ模様を設けた部材の製造方法に係る第２変更例を示す説明斜視図である。すなわち、第２変更例の製造方法は、先ず各針穴部２２だけをステッチ成形予定部１４に沿って所要間隔毎に設け(図８(ａ))、次に成形された各針穴部２２の間に各糸部２０を設けることで(図８(ｂ))、表面１２にステッチ模様ＳＴを設けた基材１０を製造するようになっている。このように、各針穴部２２および各糸部２０を別々に成形しても、基材１０の表面１２にステッチ模様ＳＴを好適に成形し得る。

(３)針穴部２２は、前記幅寸法Ｗ２が糸部２０の糸幅寸法Ｗ１以下であれば、その輪郭形状は、前記実施例で例示した円形に限らず、楕円形、多角形または複雑な環状スプライン曲線形状等に形成してもよい。

(４)本願が対象とする合成樹脂製の部材は、実施例に示す硬質の基材１０に限定されず、図９に示すように、前記硬質の基材１０等の表面に配設される軟質の表皮材３０であってもよい。この表皮材３０は、真空成形型により塩化ビニル等の樹脂シート材(樹脂材料)から真空成形されたもの、パウダースラッシュ成形型により樹脂粉末(樹脂材料)からスラッシュ成形されたもの、スプレー成形型によりウレタン(樹脂材料)からスプレー成形されたもの、射出成形型によりウレタン(樹脂材料)からＲＩＭ(Reaction Injection Molding)成形されたもの等である。

(５)本願のステッチ模様を設けた部材の製造方法は、車両内装部材における前記基材または表皮材等に限らず、ソファや椅子等の家具製品を構成する部材や、靴や鞄等の日用品を構成する部材等、各種製品を構成する合成樹脂製の部材に対してステッチ模様を形成することが可能である。

１０ 基材(部材)，１２ 表面，２０ 糸部，２２ 針穴部，３０ 表皮材(部材)
３２ 表面，ＳＴ ステッチ模様，ＬＢ レーザー光，Ｗ１ 糸部の糸幅寸法
Ｗ２ 針穴部の幅寸法

Claims (5)

1. 表面にステッチ模様を設けた合成樹脂製の部材を製造する方法であって、
   レーザー光の照射により変色する合成樹脂製の部材の表面に向けレーザー光を照射して、前記表面を変色させて前記ステッチ模様の糸部を形成し、前記糸部の端部に対応して、レーザー光により表面から陥凹状に彫り込んで該ステッチ模様の針穴部を形成する
   ことを特徴とするステッチ模様を設けた部材の製造方法。
2. 前記レーザー光の照射により、前記糸部に糸目模様を形成する請求項１記載のステッチ模様を設けた部材の製造方法。
3. 前記針穴部は、前記糸部の糸幅寸法以下となる輪郭形状で形成される請求項１または２記載のステッチ模様を設けた部材の製造方法。
4. 前記部材を、樹脂材料にレーザー光の照射により変色または発色する添加剤を添加して成形する請求項１〜３の何れか一項に記載のステッチ模様を設けた部材の製造方法。
5. 前記糸部を、該糸部の長手方向に対して斜めにレーザー光を移動照射させて形成する請求項１〜４の何れか一項に記載のステッチ模様を設けた部材の製造方法。

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