JPH01228824A - 熱可塑性材料の真空成形方法および成形物品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は剛性基体に材料を粘着又は結合する方法および
それにより製造された物品に関し、とくに真空成形技術
を用いて布が熱可塑性基体に粘着される成形方法および
成形物品に関する。

〔従来の技術１ 膨大な市販製品が剛性基体に布織物を接着することによ
り成形されている。平たんではない基体に布織物を接着
することはとくに接着される布織物が平たんではない基
体と同じプロフィル又は輪郭を有することが要求される
場合は極めて困難である。このような製品の適切な一例
としては自動車のような車両に組込まれた内部ドア板が
ある。

自動車の内部ドア板の輪郭は最終組立ての時点では機能
上及び美観上の理由から一般に極めて複雑である。代表
的には内部ドア板の輪郭はかなりの機能的な突起部（例
えば肘掛け）及びドアの装飾上の美観を高めるための隆
起部又はくぼみを有している。

一般に内部のドア板と関連する全ての輪郭は手ざわりと
みためが良いことが望ましく、そのため、それぞれの輪
郭は一般に織物層で被覆されている。従来の製造技術は
輪郭が平たんではない単一の内部ドア板の基体上に容易
にしかも確実に単一の布織物片を接着させる方法をこれ
まで提示していない。そのため、一般に内部板は合成板
として形成されている。すなわち、複数個の別個に形成
されたドア板の基体部のそれぞれに別個に布織物を接着
し、次に別個に成形されたドア板基体部を相互に固定す
る。（例えば、はぼ平たんな板部に肘掛は部を取付ける
場合。） 従来の技術では適宜の裏張り（例えばビニール）を有す
る布織物が使用される。布織物は複数個の布片に切断さ
れ、各布片はそれが接着される特定の基体部に応じて適
宜の寸法に切断される。布の裏張りにはにかわが塗布さ
れ、にかわを塗布された布の裏張りは対応する板の基体
部の上に配置される。布織物が対応する板の基体部に接
着されると、その基体部は締付具その他によって内ドア
板構造を形成する別の基体部と固定される。固定される
ドア部の相当の境界部を覆うため内張り剤等が使用され
る場合も多い。このように、相当の時間と労働力を要す
る多くの段階が内部ドア板の製造には必要である。

内部ドア板は、布織物が基体の輪郭、とくに裂は目に密
着するように複雑な基体の輪郭に単一の布織物片を接着
することが極めて困難であることにかんがみ、単一の内
部ドア板の基体に単一の布片を接着するのではなく、合
成部品として構成されてきた。布織物を適正ににかわ付
けすることができない限り布織物の輪郭はどうしても乱
雑になり、基体輪郭の鮮明な線が得られない。

剛性の平たんでない基体上に布織物をしっかりと接着す
ることが必要とされる真空成形技術に雄型（例えば第１
図の型２０）を使用することが提案されている。この提
案によれば第１図Ａに示されるとうり布織物２２が接着
剤を用いて、先ず熱可塑性基体２４上に被着される。布
織物２２と基体２４は両方とも少なくとも６０％乃至７
０％のかなりの寸法上の伸び率に耐えるのもでなければ
ならない。このような伸縮性を有する織物は一般にリク
ラを含んでおり、比較的高価である。次に織物を被覆し
た基体が第１図Ｂに示すように十分にたわむまで加熱さ
れる。ドア板のような物品に適する種類の基体のたわみ
温度はかなり高い。このような温度（一般に２２０・Ｆ
以上）では、ある種の布織物は焦げついてしまう。焦げ
ついた布織物は車両の内装に適する美観を備えておらず
、繊維組織が損傷される。

より低い温度（例えば１８０−Ｆ程度の温度）でたわむ
基体を使用可能であるとしても仕上げ品は満足し得るも
のにはならないであろう。この点に関しては、第１図Ｃ
が雄型２０上にたわんだ織物被覆基体を配置した状態を
示している。雄型２０内の真空孔２６に真空が加えられ
るとそれにより基体の真空成形が行なわれるが、平たん
ではない角の領域では布織物が基体から分離する傾向が
ある。

織物産業では熱成形可能な伸縮自在な布織物に三次元の
形状を付与するために熱可塑性真空成形技術が従来採用
されてきたものの、このような技術は自動車のような車
両に組込む内部ドア板のような製品用の剛性の平ばんで
はない基体上に布織物を固着するには利用することはで
きない。これに関しては、コナー氏に授与された米国特
許第３９６２３９２号は真空成形工程で空気流への障壁
として熟成形可能な組成薄板材料を使用し、熱成形可能
な布織物が型の空洞内に引込まれる方法を開示している
。織物が塑性材料上ですべり、その形状がゆるむことを
防止するため織物と塑性材料との間にある程度のかみあ
いは生じるが、織物は塑性材料から離れるので織物自体
は装飾用製品の一要素として利用されるに過ぎない。

［発明が解決しようとする課題］ 上記の事項にかんがみ、本発明の目的は、布織物のよう
な単一の材料片を容易且つ固く基体に接着し且つそれに
より基体に平ばんではない構造を付与する真空成形方法
および該方法によって製造される物品を提供することで
ある。

本発明の利点は単一の布片を単一の接着段階にて平ばん
ではない剛性基体に接着する方法を提供することである
。

本発明の別の利点は比較的安価な単一の布片を平ばんで
はない基体に接着する方法を提供することである。

本発明の更に別の利点は、基体に平ばんではない輪郭が
付与され、これが接着される布の輪郭にも厳密に再現さ
れるように剛性基体に単一の材料片が容易に接着される
方法を提供することである。

〔課題を解決するための手段１ 多孔質の海綿状の裏張りの布織物を熱可塑性基体に接着
し且つ基体およびこれに接着される布織物に平たんでは
ない輪郭を付与する真空成形方法を採用するものである
。多孔性の、海綿状の裏張りされた布織物が雌型上にゆ
るく配置される。基体はたわむに十分なだけ加熱される
。たわんだ基体は、該基体が有効型周囲で布織物と接触
するように雌型上に配置される。雌型を通して付与され
る真空は多孔性の海綿状裏張りの布織物を通して伝達さ
れ、たわんだ基体を型内に吸引する。この吸引によって
加熱された基体と、海綿状の裏張りの布織物とが接触し
且つ接着する。

〔実施例］ 次に本発明の前述の目的、特徴及び利点、及びその他の
目的、特徴及び利点を、添付図面を参照しつつ好適な実
施例に基づき詳細に説明する０図面中、同一の参照番号
は同一の部品を示す０図面は本発明の詳細な説明するた
め、必ずしも同天度ではなく、誇張している場合もある
。

第２図Ａ乃至第２図Ｅは布のような材料が平ばんではな
い輪郭の熱可塑性基体に接着される本発明の方法に含ま
れる連続的段階を示している。第２図及び第３図に示す
ように、本成形方法には雌型３０を使用することが含ま
れる。第２図及び第３図に示す雌型３０は本発明に基づ
き、特定の物品、すなわち自動車、パン、又はレジャー
用車両のような車両の内部ドア板を製造するための構造
になっている。雌型は本発明の方法に基づき、車両用又
は非車両用の用途の他の種類の製品を製造するようにも
構成可能であることが了解されよう・ 第２図及び第３図に示す特定の雌型３０は側壁３２Ａ、
３２Ｂ、３２Ｃ及び３２Ｄ及び底壁３４からなるケース
３２を備えている。第２図及び第３図に示した雌型３０
では、それぞれの側壁３２Ａ乃至３２Ｄの内へ９３６Ａ
、３６Ｂ、３６Ｇ及び３６Ｄは有効型周囲３６の役割を
果し、且つ型の雌の空洞部３８の境界を形成している。

型のケース３２は雌の空洞部３８を限定する型わ＜４０
の側部及び底部をほぼ包囲している。型わ＜４０は本発
明の方法によって製造される物品の所望の形状に従って
構成された複数個の表面４２を有している。車両の内部
ドア板を製造するために用いる第２図及び第３図の雌型
３０の場合は、表面４２には表面４２Ａ（肘掛は突起部
の水平表面を製造するための面）と、表面４２Ｂ（肘掛
は突起部の垂直表面を製造するための面）と、表面４２
Ｃ（肘掛けの下部傾斜面を製造するための面）と、表面
４２Ｄ（ドア板の上部空洞限定面を製造するための面）
とを含んでいる。複数個の真空孔４４が型わ＜４０内に
設けられ、型表面の交叉部を形成する線に沿って間隔を
おいて配設されている。それぞれの真空孔４０は適宜の
真空源（図示せず）と連結された真空口４６と連通して
いる。

本発明の方法には更に布片のような材料を使用すること
も含まれる。好適には布織物の裏側に既に接着された弾
力的海綿状態（例えば弾性ポリウレタンフォーム５２）
を備えた第２図及び第３図に示すような布片５０が使用
される。別途に指摘がない限り、本文及び特許請求項で
用いる用語「材料」及び「布」は弾性海綿状裏張りの布
織物及び海綿状裏張りのない布織物の双方を含蓄するも
のである。布５０と海綿体５２は真空を加えることによ
り生ずる負圧が布５０及び海綿体５２を通して伝達され
、効力な発輝できるのに十分に流動多孔性のものでなけ
ればならない。

この点に関しては布５０は例えばポリエステルを含め、
多くの種類の織物のいずれかのものでよい。従って布織
物は熱成形可能なものである必要はない。

弾性海綿体５２は弾性ウレタンフオームのような任意の
開放多泡海綿体でよい。海綿体の厚さは一インチ以下で
あるのが望ましい。海綿体５２は、布織物５０にかかる
応力が最小であるときに布織物５０に被覆されている。

（すなわち、被覆中は布は引伸ばされない、）本発明に
使用する布織物５０は従来まで真空成形技術で使用され
てきた非多孔性の（例えばビニール裏張り）布織物では
ない。更に、本発明で使用される布織物５０と海綿体５
２は寸法伸び率が６０％未満のものであってよい。すな
わち、布織物が使用される従来の真空成形技術に必要な
最低の寸法伸び率の６０％乃至７０％以下の伸び率のも
のでよい。布織物５０と海綿体５２の寸法伸び率は相互
に適合性がある必要があろう。

本方法の第１段階では、布５０は第２図Ａ及び第３図に
示すように上向きの雌型３０の上に織物面を下にしてゆ
るく配置される。布５０は少なくとも雌の空洞部２８を
境界づける周囲３６の上までは延在するようにされる。

布は周囲３６の上にピンと張るのではなく、布５０を雌
型３０上に軽く掛けたときのように自然のゆるさで置か
れることが重要である。

本方法の第２段階では、熱可塑性基体６０はそれが「た
わみ」且つ流動するまで加熱される。本発明にとって好
適であることがこれまでに判明している熱可塑性基体に
は、ポリスチレン、ＡＢＳ　　（スチレン、アクリロニ
ドリール及びニドリールゴムの重合混合物）、ポリプロ
ピレン、ポリエチレン及びポリ塩化ビニールのような押
出成形可能な熱可塑性材料が含まれる。基体６０の厚さ
は約０、１５０インチ程度であることが望ましい。後述
のとうり、熱可塑性基体６０は、該基体６０が半液体状
態になり、且つ繊維５０と基体６０との間に強固な機械
的粘着力が形成されるに十分なだけ流れることができる
温度まで加熱される。この点に関しては、海綿体の裏当
てなしの布５０を用いる場合は、機械的粘着力は布織物
の繊維と熱可塑性基体６０との間に生成される。海綿状
裏張り５２を備えた布５０を使用する場合は、機械的粘
着力は海綿体５０の開放多泡体と熱可塑性基体との間に
生成される。

この点に関し、一実施例ではＡＢＳ　（Ｍｏｎ５ａｎｔ
。

７５２等級）の基体６０を該基体６０が強固な機械的粘
着力を生成するのに十分なだけ流動化させるため２９０
・Ｆまで加熱した。この特定の例では２７０−Ｆに加熱
すると真空成形可能であるが、所望の強力な機械的粘着
力を得るには更に高温に加熱することが必要である。熱
可塑性基体がたわみ、且つ流動化する温度は基体の種類
によって異なるが、従来のほとんどの基体については、
例えば「モダン・プラスチック百科事典」のようなハン
ドブックによって、当業者には判断可能である。

第２図Ｂは端部が（図示しない手段により）雌型３０上
に保持されている、たわんだ半液体状基体６０を示して
いる。

第２図Ｃに示した本方法の第３段階では、たわんだ半液
体状の基体６０は上方を向いた雌型３゜内の海綿体の裏
張りを備えた布５０上に配置される。基体６０を型の有
効周囲３６の周りで布５０と接触するに十分な寸法にす
ることは自明である。しかし、第２図Ｃに示すように、
基体６０と布５０との間には内部に空隙が存在するので
、基体６０は必ずしも海綿体を裏張りした布５０および
型３０の雌の空洞部３８の内部全てと接触する必要はな
い。

本方法の第４の段階では、第２図りに示すように、たわ
んだ半液体状の基体６ｏが型３０内で海綿体の裏張りを
した布５０上に載置された後、基体的には即座に真空が
加えられる。真空孔４４を介して付与される。真空力は
布５０と基体６０を雌型３０内に吸引して、布５０と基
体６０とが雌型の形状又は輪郭を得るのに十分強くなけ
ればならないだけではなく、流動する熱可塑性材料を布
織物の繊維内に引込む（あるいは、海綿体の裏張りのあ
る布の場合は、海綿体の多泡細胞内に引込む）のに十分
強いものでなければならない。従って真空力は少なくと
も１７水銀インチ程度でなければならず、約２５水銀イ
ンチであることが望ましい。

海綿状の裏張り５２は熱により損傷を受ける布織物５０
を、その上に載置された加熱された熱可塑性基体６０の
高温から保護する断熱材としての機能を果たす。この点
に関し、海綿状裏張り５２の厚さと種類は液体の浸透を
可能にし、しかも熱伝達を遮断又は少なくとも抑制でき
るように選択することができる。

真空が加えられた後、産出された物品は、使用される特
定の熱可塑性材料が十分に冷却して、物品を取出した後
変形しないために必要な期間だけ型３０内に留めておく
必要がある。ある種に熱可塑性材料では成形時間はわず
か２０秒でよい。

又、別の材料（例えばポリエチレン）では３乃至４分間
必要である。

発明人が上述の方法を開発するまでは、雌の真空成形型
上に乱雑にゆるく多孔布織物を置に、その上に半液体上
の熱可塑性基体を載置すれば、真空を加えると乱雑にし
わが寄るものと考えられていた。しかし、上述の方法を
実施して産出された製品は基本的にしわがなく極めて良
質であることが実証された。この点に関して、基体６０
は、基体６０が海綿体の裏ばりを備えた布５０と接触す
る有効型周囲３６の囲りで密封状態を形成する。

布５０と海綿体５２が多孔質であることにより、真空と
対応する負の流体圧が基体６０へと伝達可能であり、そ
れゆえ基体６０を吸引して、基体６０が型３０上に配置
された海綿体の裏ばりを備えた布５０に対するプレスと
しての機能を果たすことができる。基体６０のプレス様
の機能によって海綿体部ばり布５０は均一に雌型３０内
に押圧される。

基体６０の熱可塑性材料が冷却すると、基体６０と布５
ｏとの間に強力な機械的粘着力が形成される。この強力
な機械的粘着力は半液体状の熱可塑性材料が真空力に吸
引されて布５０内に流入すること及び、基体６０が冷却
する際に布と基体６０との間に生ずる機械的結合力によ
って生成されるものである。布に海綿状の裏ばりがなさ
れていない実施例では、半液体状の熱可塑性材料は布の
繊維内に流入する。海綿状の裏張りがなされた実施例で
は、半液体上の熱可塑性材料は多泡体５２を成す開放細
胞内に流入する。

布５０と基体６０との機械的な粘着力によって平ばんで
はない構造の雌型３０に応じた布５ｏの適正な形状が維
持される。すなわち、基体６０が冷却されると、布５０
は布目体の変形特性によるよりもむしろ基体６０に対す
る布５０の機械的粘着力によって基体６０の形状を呈す
るのである。

本方法の第５段階に於ては、物品は型３ｏから取出され
、仕上げされる。第２図Ｅ及び第４図は前述のように自
動車のような車両用の内部ドア板である取出し後の製品
７０を示している。雌型３０の構造に従って、ドア板７
０は肘掛けの水平の表面７０Ａと、肘掛けの垂直の表面
７０Ｂと、肘掛けの低部傾斜面７０Ｃと、ドア板の上部
の空洞形成表面７０Ｄとを備えている。板７ｏの輪郭（
車両の内側向き）はこのような各表面を伴って形成され
ており、平ばんではない。板７０の表面は均一に、しわ
なく海綿体で裏張りされた布によって被覆されている。

この板は耐久性があり、しかも軽量である。

本発明の方法に基づき、ヘッドライナ、ダツシュボード
及び航空機の客室板のような車両関連の内装用ボデ一部
品を含め、別の物品の成形も可能である。多くの用途で
は美観上の理由及び防音効果の点で布織物に海綿体の裏
張りを設けるのが望ましいが、海綿体の裏張りは必ずし
も必要ではなく、前述の方法の各段階は裏張りされてい
ない材料によって実施可能であることが了解されよう。

本明細書の説明ではケース３２の内へ９３６Ａ乃至３６
Ｄが有効型周囲として機能しているが、別の実施例では
型の縁に近い型形成面のうち比較的隆起した部分を有効
型周囲として機能させることができよう。

本発明は好適な実施例に関して説明してきたが、当業者
には、本発明の範囲と精神から離れることなく形状及び
細部に多くの変化が可能であることが了解されよう。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａ、１図Ｂ及び１図Ｃは布を熱可塑性基体に接着
させ、平たんではない輪郭の熱可塑性基体を成形しよう
と試みた従来の成形方法の連続的な段階の横断面図であ
る。 第２図Ａ乃至２図Ｅは、平たんではない輪郭の熱可塑性
基体に布を接着させる本発明の成形方法の連続的な段階
の横断面図である。 第３図は第２図Ａに示した段階の透視図である。 第４図は第２図Ａ乃至第２図Ｅに示した段階で産出され
た物品の透視図である。 ３０．１１１型、３２．ケース、３２Ａ〜３２Ｄ。 側壁、３４．底壁、３６．有効型周囲、３８．超空洞部
、４０．型わく、４２０表面、４４．真空孔、４６．真
空口、５０．布織物、５２．海綿体、６０．基体、７０
．ドア板。 特許出願人　　コラン・ミルズ・コーポレイション 寸 Ｃ ζ− ミ 手続補正書 昭和４３年３月２７日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、熱可塑性基体に布片を固着させる真空成形方法に於
   て、 雌型の上に布片を置く段階であって、該布片は負の流体
   圧の吸引力を伝達するのに十分な多孔性のものであり、 熱可塑性基体が少なくとも半液体状になり且つ前記布片
   を浸透して前記基体と前記布との間に機械的粘着力が形
   成されるのに十分流れることができる温度まで前記熱可
   塑性基体を加熱する段階と、 前記熱可塑性基体を前記雌型内の前記布片上に配置する
   段階と、 前記雌型を通して負圧を加える段階であって、該負圧は
   前記負の流体圧と関連する吸引力が、 （ｉ）前記布片を通して伝達され且つ前記加熱された熱
   可塑性基体を前記型の雌の空洞部へと吸引して前記基体
   に所望の形状を付与し且つ、 （ｉｉ）前記半液体状の熱可塑性基体を前記布片内へと
   吸引し、それにより前記半液体状の熱可塑性材料が、前
   記基体と前記布との間に機械的粘着力が形成されるのに
   十分前記布片に浸透するような大きさと態様とに於て加
   えられる段階と、 前記布と前記熱可塑性基体との機械的粘着を利用して前
   記布片の所望の形状を維持する段階、の各段階から成る
   ことを特徴とする真空成形方法。 ２、前記型の前記雌の空洞部の形状は、前記負の流体圧
   を加えると平ばんではない基体の形状を生じるように構
   成されたことを特徴とする請求項１記載の真空成形方法
   。 ３、前記布片は該布片が少なくとも前記型の雌の空洞を
   囲む有効型周囲上に延びるように前記雌型上に配置され
   、且つ前記加熱された熱可塑性基体は、該基体が前記型
   の有効周囲で前記布片と接触するような態様で前記型上
   に配置されることを特徴とする請求項１記載の真空成形
   方法。 ４、前記布片は裏側に開放多泡海綿状部を有し、該海綿
   状部は前記負の流体圧に対して十分多孔性であり且つ、
   前記熱可塑性基体は前記海綿状部を成す開放多泡部内に
   少なくとも部分的には流入することを特徴とする請求項
   １記載の真空成形方法。 ５、前記基体はＡＢＳ、ポリスチレン、ポリプロピレン
   、ポリエチレン及びポリ塩化ビニールから成る材料群か
   ら選別された熱可塑性材料であることを特徴とする請求
   項１記載の真空成形方法。 ６、前記布片の寸法伸び率は６０％未満であることを特
   徴とする請求項１記載の真空成形方法。 ７、基体と固着された布片から成る物品に於て、請求項
   １の製造方法によって製造されることを特徴とする物品
   。 ８、基体と固着された布片を有する物品に於て、請求項
   ４の製造方法によって製造されることを特徴とする物品
   。 ９、基体と固着された布片を有する物品に於て、請求項
   ５の製造方法によって製造されることを特徴とする物品
   。 １０、基体と固着された布片を有する物品に於て、請求
   項６の製造方法によって製造されることを特徴とする物
   品。 １１、車両用の内装車体板に於て、該車体板は剛性基体
   に固着された布片を有しており、該車体板は請求項１の
   製造方法によって製造されることを特徴とする内装車体
   板。 １２、熱可塑性基体に材料を固着し且つ、基体及びこれ
   と粘着される材料に平ばんではない輪郭を付与する方法
   に於て、 開放多泡海綿状裏張りを付着させた流動多孔織物材料を
   前記海綿状裏張りが前記雌型の空洞とは逆向きになるよ
   うに且つ、前記材料が有効型周囲上をピンと張ってでは
   なく覆うように雌型の空洞上に配置する段階と、 熱可塑性基体が半液体状態になり、且つ前記開放多泡海
   綿状裏張り内部に流れて、該海綿状裏張りと前記熱可塑
   性基体との間に機械的粘着力が形成され得る温度にまで
   熱可塑性基体を加熱する段階と、 前記基体が前記型の有効周囲の近傍で前記材料と接触す
   るように前記熱可塑性基体を前記雌型の空洞上を覆う前
   記材料上に配置する段階と、前記負の流体圧と関連する
   吸引力が前記材料を通して伝達され前記基体を吸引する
   ように前記雌型を通して負の流体圧を加える段階と、 前記負の流体圧を加える段階中に前記加熱された熱可塑
   性基体をプレスとして利用して前記材料を前記雌型の空
   洞へと押圧して、前記材料に平ばんではない輪郭を付与
   する段階と、 前記加熱された熱可塑性基体が前記開放多泡海綿状裏張
   り内に十分流れるようにすることにより前記材料と前記
   熱可塑性基体との間に機械的粘着力を形成する段階、 の各段階から成ることを特徴とする方法。 １３、前記材料は、前記布と前記海綿状裏張りのいずれ
   も６０％未満の寸法上の伸び率を有するように選択され
   ることを特徴とする請求項１２記載の方法。 １４、前記海綿状裏張りの厚さは前記布と前記基体との
   間に熱絶縁をもたらし且つ前記負の流体圧が十分伝達可
   能なように流動多孔性であるように選択されることを特
   徴とする請求項１２記載の方法。 １５、基体に粘着される材料を有する物品に於て請求項
   １２の方法により製造されることを特徴とする物品。 １６、基体に粘着される材料を有する物品に於て請求項
   １３の方法により製造されることを特徴とする物品。 １７、基体に粘着される材料を有する物品に於て請求項
   １４の方法により製造されることを特徴とする物品。 １８、自動車のような車両内の内装板に於て、平たんで
   はない構造を有する熱可塑性基体と、前記平たんではな
   い基体をほぼ連続的に覆う材料片であって、該材料片は
   布と開放多泡海綿状裏張りから成り、該海綿状裏ばりは
   前記基体と接触するように配置されている材料片と、 前記海綿状裏張りを前記基体に固着する結合手段であっ
   て、海綿状体と、多泡体を浸透した前記基体からの熱可
   塑性体から成る多泡体の機械的接着を含む結合手段、 とから構成されたことを特徴とする内装板。