JP5384024B2 - 合成樹脂表皮材及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、合成樹脂表皮材及びその製造方法に係り、合成樹脂表皮材を成形加工機の加工時又は打ち抜き加工機の加工時に所定の位置に配置させて加工するのに有効な合成樹脂表皮材及びそ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。（特許文献１〜特許文献４等）

これらの絞押された合成樹脂表皮材は用途に応じて成形加工機を用いた凸型真空成形機等により又は打ち抜き加工機による打ち抜き後縫製加工等により製品となる。このような製品においては、製品面に形成される絞模様には種々の絞模様があり、これらの種々の絞模様は製品に特有の位置に配置されることが要求されている。自動車内装材として、例えば、インストルメントパネルにおいて、絞押された合成樹脂シートを凸型真空成形機で真空成形する場合、絞押された合成樹脂シートを凸型真空成形機にセットする際の位置決めが不十分であると、インストルメントパネルの各ゾーンにおける絞模様が所定の位置に正確に配置されないことがある。

また、椅子、ソファ等の家具類の表皮材においては、背もたれ部分の絞模様は背もたれ部分の両側から中央部分に向けてシートの絞模様が連続的に変化することがある。椅子、ソファ等の家具類の表皮材を製造する場合、所定の絞が形成された合成樹脂シートを打ち抜き加工機によって所定の形状に打ち抜きされた後、打ち抜きされた合成樹脂シートを縫い合わせている。

この場合、所定の絞が形成された合成樹脂表皮材を正確に打ち抜き加工機にセットしないと、背もたれ部分の絞模様が所望の模様を発現できなくなる。

上記した例は、合成樹脂表皮材の製品において、あくまで絞模様が所望の位置に配置されることが要望される一例であって、その他の用途例として、自動車内装部品（インパネ、ドアトリム、座席、天井など）、鉄道車両・航空機内装部品（トリム、座席、天井など）、家具、靴・履物・鞄、建装用内外装部材、衣類表装材・裏地、壁装材などが挙げられる。絞模様が所望の位置に配置されることが要望される合成樹脂表皮材を使用した製品はこのように多数にわたって存在し、絞模様が所定の位置に配置されないと部品の見栄えが低下し、商品価値が大幅に低下することになる。

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、合成樹脂表皮材によって製造される製品における絞模様が所定に位置に配置されて見栄えのよい製品を確実に製造することができる合成樹脂表皮材及びそ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は、以下の構成からなる。
＜１＞ 合成樹脂シート面に第１の絞模様と第２の絞形態を有し、第１の絞模様が前記合成樹脂シートから製造される製品面に形成される絞模様であり、第２の絞形態が、製品面に形成される前記第１の絞模様とは異なる領域に設けられ、前記合成樹脂シートから製造される製品面における第１の絞模様が所定の位置に配置されるように前記合成樹脂シートの成形加工機の加工時又は打ち抜き加工機の加工時の位置決めをするための絞形態であることを特徴とする合成樹脂表皮材である。
＜２＞ 前記第２の絞形態が、レーザー光、パルス発生器を使用したストロボ画像、超音波、赤外線、及びＸ線から選ばれる検知手段により検知が可能な絞形態である＜１＞に記載の合成樹脂表皮材。
＜３＞ 合成樹脂表皮材の１つの部品に使用される領域に、前記第２の絞形態が３箇所ないし４箇所に設けられた＜１＞又は＜２＞に記載の合成樹脂表皮材。
＜４＞ インストルメントパネル、ドアトリム、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、及びメーターフードから選ばれる真空成形される少なくとも１つの部品に用いられる＜１＞〜＜３＞のいずれか１項に記載の合成樹脂表皮材。
＜５＞ 合成樹脂シート面に第１の絞模様と第２の絞形態を同時に形成する方法であって、第１の絞模様が前記合成樹脂シートから製造される製品面に形成される絞模様であり、第２の絞形態が、製品面に形成される前記第１の絞模様とは異なる領域に設けられ、前記合成樹脂シートから製造される製品における第１の絞模様が所定の位置に配置されるように前記合成樹脂シートの成形加工機の加工時又は打ち抜き加工機の加工時の位置決めをするための絞形態であることを特徴とする合成樹脂表皮材の製造方法である。

第１の絞模様及び第２の絞形態が形成された合成樹脂シートを成形加工機又は打ち抜き加工機にセットする際に、合成樹脂シート面に同時に形成された第１の絞模様と第２の絞形態のうち、製品面に形成される前記第１の絞模様とは異なる領域に設けられた第２の絞形態の位置を検知し、その検出情報に基づいて絞模様が形成された合成樹脂シートを成形加工機又は打ち抜き加工機にセットすることができる。したがって、成形加工機又は打ち抜き加工機により加工された成形品・縫製品における絞模様は所定の配置状態となり、製品の見栄えが高くなる。また、成形加工機又は打ち抜き加工機による位置決めのための第２の絞形態は、製品に形成される第１の絞模様と同時に形成されるので、作業工程を増加させることなく加工することができる。

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って、合成樹脂シートに絞押する工程と、該工程で得られる絞押された合成樹脂シートの平面を示している。図１において、合成樹脂シート１０の片面は熱ドラム１２で加熱され、合成樹脂シート１０の他面は加熱ヒータ１４で加熱される。

絞ロール１６は表面に絞が彫刻されたシリコンゴム層１８を有しており、このシリコンゴム層１８はロールのほぼ１周方向にわたって絞模様及び絞形態が形成された絞形成領域１８Ａとロールの周方向の一部にはロールの軸方向に沿って第１の絞模様及び第２の絞形態が形成されていない領域（絞不形成領域）１８Ｂを有している。

合成樹脂シート１０は絞ロール１６で絞押され、剥がしロール２０を介して絞ロール１６から剥がされて搬送される。この搬送される絞付合成樹脂シート（合成樹脂表皮材）２２の矢印Ｌで示す間隔は絞ロール１６の周距離に相当する。
このとき、絞付合成樹脂シート２２を平面的に見ると、図に示すように絞形成領域１８Ａに相当する領域１８a・・が絞不形成領域域１８b・・・を挟んで順次並設されている。

ここで絞ロール１０の絞形成領域１８Ａには、本発明における製品面に形成される第１の絞模様と前記第１の絞模様とは異なる領域に設けられた第２の絞形態が形成され、絞押された合成樹脂表皮材２２には、第１の絞模様として、例えば、インストルメントパネルの絞模様が形成された領域２２aと第２の絞形態として絞形態２２ｂが形成されている。この絞形態２２ｂは、位置決めのための絞形態である。

位置決めのための第２の絞形態は、図１において、「く」の形をした凹形態を示しているが、レーザー光等による検知手段による検知が可能な絞形態であればよく、特に制約はない。検知できれば凸形態でも良い。したがって、単に種々の形状の絞形態、例えば、＋、×、＊、○、△、□、矩形状、楕円状、各種文字等任意の絞形態も採用することができる。また、図１では絞形成領域１８a内に３箇所絞形態で設けられた例を示しているが、１箇所のみに絞形態を設けてもよく、２箇所に絞形態を設けてもよい。ただし、絞付合成樹脂シートの加工機における位置決めの精度を高めるためには、３箇所ないし４箇所に絞形態を設けることが望ましい。

第１の絞模様と第２の絞形態との位置関係は、絞付された合成樹脂表皮材２２が成形加工機又は打ち抜き加工機におけるセットされる位置等によって個別に設定することができる。この設定条件に基づいて絞ロールのシリコンゴム層における第１の絞模様と第２の絞形態の位置関係及び第２の絞形態の形状が決められる。

合成樹脂表皮材２２は、図１に示す絞不形成領域１８bの部分で個々に切断された後、積み重ねられた状態で、あるいは図１に示す合成樹脂表皮材２２を巻き取った状態で成形加工機に搬送される。

成形加工機上には搬送された合成樹脂表皮材２２の第２の絞形態の位置がレーザー光等の検知手段により検知され、この検知信号に基づいて成形加工機上にセットされる合成樹脂表皮材２２の配置状態が補正された後、所定の加工が施される。これによって、例えば、インストルメントパネルの場合、インストルメントパネル面に形成されるそれぞれの第１の絞模様が所定に位置に配置されることになる。

第２の絞形態の検知手段は、レーザー光による高さ検知で凹形態の位置ずれを確認して補正する方法や、パルス発生器を使用したストロボ画像を基に凹形態の位置ずれを補正する方法の他に、超音波、赤外線、Ｘ線等による検知の方法を使用することもできる。また、第２の絞形態の位置を目視で捉え、手動で成形加工機上の合成樹脂表皮材２２の配置状態を調整してもよい。

上記した実施の形態は、合成樹脂表皮材２２を成形加工機にセットする場合を説明したが、本発明においては、合成樹脂表皮材２２を打ち抜き加工機上にセットする場合には、第２の絞形態の位置を検知し、その検知情報に基づいて打ち抜き加工機上の合成樹脂表皮材２２の配置状態を補正又は調整することができる。これによって、打ち抜きされた合成樹脂表皮材２２面の第１の絞模様が製品における所定の位置に配置されることになり、これらを縫製して得られる製品は全体において所望の絞模様となり、見栄えのよいものとなる。

本発明において、絞ロールの代わりに絞板を用いて合成樹脂表皮材を製造することもできる。絞ロール又は絞板の表面に形成される絞形成層は特に制約されるものではなく、任意の材質が用いられる。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、ゴム層の代わりに金属層であってもよい。金属としては、鉄、銅、亜鉛、ニッケル、真鍮等が挙げられる。これらの中でレーザーによる絞の微細な形態の再現性が良い点で特にシリコンゴムからなる絞板が望ましい。彫刻時間が長くなるのでコスト的には難点があるが、レーザーによる金属への彫刻の方が耐久性の点で優れているので金属絞板もシリコンゴム絞板に次いで望ましい。

絞ロール又は絞板の表面に形成される絞模様及び絞形態は、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ゴム層又は金属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、ゴム層又は金属層の表面に長波長の第１のレーザービームを照射して、ゴム層又は金属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ゴム層又は金属層の表面に照射してゴム層又は金属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望ましい。

レーザービームによる彫刻以外に絞ロール又は絞板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、合成樹脂シートを構成する成分は、合成樹脂表皮材の用途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の裏面には用途に応じてオレフィン系発泡体あるいはポリエステル系・テトロン系・レーヨン系等の生地が裏打ちされる。これらの用途として、自動車内装部品、鉄道車両・航空機内装部品、家具、建築物内外装、靴・履物・鞄、衣類表層材・裏地、壁装の表皮材等が挙げられる。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、上記した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材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。

自動車内装部品等の表皮材の場合、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。

このように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第１の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。合成樹脂シートに対して各ブロック毎に任意の絞模様および絞深さを形成させることが望ましい。

ここで各ブロック毎の任意の絞模様とは、例えば、各ブロック毎に上記した展開率の逆数から求められた収縮率を織り込んだ絞模様を有する絞ロールまたは絞板を作成し、次いで図１の絞ロールエンボス法または平板プレス法により合成樹脂シート面に各ブロック毎に任意の絞模様を形成し、その後、凸型真空成形すると、成型後の各部位の絞模様がほぼ均一となる。
一方、各ブロック毎の任意の絞深さとは、例えば、一様な絞深さの絞板を用いる場合は、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深さを設定し、これらの絞深さとなるように各ブロックの加圧ユニットによるプレス圧、加熱温度、加熱時間及びストロークを調整して絞押し、その後、凸型真空成形すると、成型後の各部位の絞深さがほぼ均一となる。
あるいは、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深さを設けた絞模様を有する絞ロールまたは絞板を作成し、次いで図１の絞ロールエンボス法または平板プレス法により合成樹脂シート面に各ブロック毎に任意の絞深さを形成し、その後、凸型真空成形すると、成型後の各部位の絞深さがほぼ均一となる。
したがって、このような凸型真空成形によって成型される部品の場合、合成樹脂シートに対して各ブロック毎に展開率の逆数から求められた収縮率を織り込んだ絞パターンを形成し、かつ、展開率の逆数を基準にして求められた絞深さを形成すると、部品の各部位に所望の一様な絞パターンと絞深さ（絞パターンと絞深さを合わせて絞模様と呼ぶ）を持った極めて見栄えの良い製品を得ることができる。

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 合成樹脂シート
１２ 熱ドラム
１４ 加熱ヒーター
１６ 絞ロール
１８ シリコンゴム層
１８Ａ 絞形成領域
１８Ｂ 絞不形成領域
２０ 剥がしロール
２２ 合成樹脂表皮材

Claims (5)

1. 合成樹脂シート面に第１の絞模様と第２の絞形態を有し、第１の絞模様が前記合成樹脂シートから製造される製品面に形成される絞模様であり、第２の絞形態が、製品面に形成される前記第１の絞模様とは異なる領域に設けられ、前記合成樹脂シートから製造される製品面における第１の絞模様が所定の位置に配置されるように前記合成樹脂シートの成形加工機の加工時又は打ち抜き加工機の加工時の位置決めをするための絞形態であることを特徴とする合成樹脂表皮材。
2. 前記第２の絞形態が、レーザー光、パルス発生器を使用したストロボ画像、超音波、赤外線、及びＸ線から選ばれる検知手段により検知が可能な絞形態である請求項１に記載の合成樹脂表皮材。
3. 前記合成樹脂表皮材の１つの部品に使用される領域に、前記第２の絞形態が３箇所ないし４箇所に設けられた請求項１又は請求項２に記載の合成樹脂表皮材。
4. インストルメントパネル、ドアトリム、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、及びメーターフードから選ばれる真空成形される少なくとも１つの部品に用いられる請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の合成樹脂表皮材。
5. 合成樹脂シート面に第１の絞模様と第２の絞形態を同時に形成する方法であって、第１の絞模様が前記合成樹脂シートから製造される製品面に形成される絞模様であり、第２の絞形態が、製品面に形成される前記第１の絞模様とは異なる領域に設けられ、前記合成樹脂シートから製造される製品における第１の絞模様が所定の位置に配置されるように前記合成樹脂シートの成形加工機の加工時又は打ち抜き加工機の加工時の位置決めをするための絞形態であることを特徴とする合成樹脂表皮材の製造方法。

Images