JPH0481924B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、シートやダツシユパネル等の表面を
形成する部材に用いられ、樹脂で成形された表皮
材の成形方法に関する。

（従来の技術） 従来、表皮材の成形方法としては、例えば、第
４図のａ〜ｃに示すような方法が用いられてい
る。

この方法は、まずａに示すように表皮材01の成
形型02を原料の熱可塑性樹脂0Pの溶融温度より
も高温になるようヒータ0Hで加熱し、成形型02
に畜熱する。

次に、ｂに示すように、この成形型02を粉末状
にした樹脂0Pを入れた容器03の上に被せ、その
ままの状態で成形型02及び容器03を上下逆になる
ように180°回転させて粉末の樹脂0Pを成形型02の
型面に付着させると同時に溶融させ、再び180°回
転させて元に戻す。

そして、ｃに示すように、成形型02の裏面にノ
ズル04から冷却水をかけて冷却し、成形された表
皮材01を脱型する。

以上のようにして表皮01を成形する。

尚、成形型02の加熱及び冷却方法としては、上
述のようにヒータ0Hを用いる方法の他に、成形
型02の外側にオイルを循環させるパイプを多数設
け、このパイプ内に、加熱時には高温のオイルを
循環させ、また、冷却時には低温のオイルを循環
させるようにして行なう方法もある。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このような従来の表皮材の成形
方法にあつては、以下に述べるような問題点があ
つた。

従来の方法は、基本的に樹脂を熱により溶融
させようとするもので、この溶融のための熱は
成形型に畜熱された熱を用いるようにしてい
る。

よつて、成形型には加熱後に放熱が生じても
樹脂を溶融させるだけの十分な熱量を畜熱させ
なければならないために、樹脂を溶融するのに
必要な熱エネルギよりも多くの熱エネルギを必
要とし、不経済であるし、加えて、それだけの
エネルギを与えるには多くの時間を要したり、
大容量の加熱装置を必要としたりする。

成形型は加熱、冷却を繰り返されるが、上述
のように、成形型は十分な熱量が畜熱されるよ
う加熱されて高温となるため、冷却時との温度
差が大きくサーマルシヨツクによりクラツクが
生じ成形型の寿命が短くなりがちである。

成形型の熱エネルギで樹脂を溶融するから、
樹脂の温度よりも成形型の温度の方が高い、よ
つて、樹脂（表皮材）の冷却は、まず成形型が
樹脂の温度と同じになるまで冷却されてから始
めて成されるものである。従つて、樹脂の冷却
が成され始める前までの成形型の冷却は、エネ
ルギ的にも時間的にも無駄であつて、非効率的
である。

樹脂を付着させる際に、成形型の形状や加熱
の仕方により成形型に温度ムラが生じている
と、樹脂が均一に付着されず、成形された表皮
材の厚みが均等に成形されない。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、上述のような問題点を解決すること
を目的としてなされたもので、この目的達成のた
めに、本発明では、熱可塑性樹脂の粉体を、静電
気により表皮材の成形型の型面に付着させ、次
に、型面に付着状態の粉体を、波長0.75〜1000μ
ｍの赤外線を照射して溶融させて表皮材を成形
し、その後、冷却して表皮材を脱型するようにし
たことを特徴とする手段とした。

（作用） 本発明の表皮材の成形方法では、上述のような
手段としたため、表皮材の原料である熱可塑性樹
脂の粉体は、静電気により成形型の型面に付着さ
れる。また、この粉体の溶融は、この粉体（高分
子物質）の振動波長と同一の波長である赤外線を
受けて粉体が共振することで行なわれる。

従つて、成形型は、粉体が溶融時に温度上昇す
ることで粉体（溶融樹脂）側から熱伝達されると
共に、赤外線の照射を受けることで加熱はされる
ものの、従来のように粉体を付着及び溶融できる
温度となるまで直接加熱されることは無く、よつ
て従来のように成形型が高温とならないようにで
きる。

また、上述の理由により（さらに説明を加える
と、成形型は分子の結合が強く赤外線により共振
し難いため、粉体に比べ非常に加熱され難い）、
成形型の温度を成形された表皮材の温度よりも低
くすることができる。

従つて、表皮材は、成形された瞬間から成形型
に熱を奪われ、冷却が成される。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面により詳述する。
尚、この実施例を述べるにあたつて、自動車のイ
ンストルメントパネル用の表皮材を成形する場合
を例にとる。

まず、本発明の成形方法を採用した成形装置Ａ
の構成を説明する。

実施例の成形装置Ａは、第１図に示すように、
成形型１０、粉体容器２０、溶融炉３０を主要な
構成としている。

成形型１０は、ニツケルや銅の電鋳により形成
された型であつて、第１図に示すように、内面側
には表皮材Ｓの型面１１が形成されている。尚、
この成形型１０は、電鋳以外にも彫りや鋳造やプ
レス等の他の手段で形成してもよい。

また、この成形型１０は、第１図及び第２図に
示すように、装置基部１０１に対してアーム１２
により図中位置ｄから位置ｅまで揺動可能に支持
され、かつ、このアーム１２の先端に設けられた
支軸１３によりアーム１２に対して回転可能に支
持されている。

尚、このアーム１２の揺動は、アーム１２の下
端に連結されたエアシリンダ１４の伸縮により成
され、かつ、成形型１０の回転は、チエーン１５
を介したモータ１６の駆動により成されるよう構
成されている。

粉体容器２０は、表皮材Ｓの原料である樹脂の
粉体Ｐを入れておくための容器であつて、この粉
体容器２０は、容器内の粉体Ｐに帯電可能に形成
され、さらに、第２図に示すように、前記装置基
部１０１に対して前後方向（第２図中左右方向）
にスライド可能に設けられた支持台車２１に支持
され、かつ、この粉体容器２０の上端縁部は前記
成形型１０の型面１１の縁部の形状と略一致する
よう形成されている。

従つて、第２図に示すように、成形型１０を粉
体容器２０に被せるように配置した上で、成形型
１０に高電圧の電極１０２を接続して成形型１０
をプラスに帯電させると共に、粉体容器２０にマ
イナス電極１０３を接続して内部の粉体Ｐをマイ
ナスに帯電させると、粉体Ｐは、静電気により粉
体Ｐに面して配置された型面１１に均一に付着さ
れるものである。

尚、前記粉体Ｐとしては、塩化ビニル等の熱可
塑性樹脂を用いるもので、本実施例では塩化ビニ
ルを採用している。

また、図中２２は前記支持台車２１をスライド
させるトラバースシリンダを示す。

溶融炉３０は、前記粉体Ｐを溶融させるための
ものであつて、この溶融炉３０は、前記装置基部
１０１に支持されて設けられ、かつ、前側にのみ
開口部３１が設けられると共に、前記成形型１０
を収納可能な大きさの箱形状に形成され、また、
この溶融炉３０の側面には、前記成形型１０を収
納したときに支軸１３との干渉を避けるための切
欠部３７が形成され、さらに、溶融炉３０の背面
側の壁面には赤外線ヒータ３２が多数設けられて
いる。

この赤外線ヒータ３２は、特に前記粉体Ｐ（塩
化ビニル）の分子の振動波長とほぼ同波長の遠赤
外線（波長50〜1000μｍ程度の長波長のもの）を
放射するものが用いられている。

また、前記溶融炉３０には、開口部３１を開閉
するシヤツタ３３が設けられている。このシヤツ
タ３３は、溶融炉３０に対し上下スライド可能に
設けられ、かつ、側部には、位置ｅに成形型１０
を配置した状態で前記支軸１３と干渉しないよう
にするための切欠部３４が形成され、また、前部
には冷却水ｗを噴出するシヤワーノズル３５が連
設された冷却水パイプ３６が設けられている。

次に、本発明方法に基づき実施例の作用を説明
する。

(イ) 粉体付着工程 まず、粉体Ｐを型面１１の全体に付着させる
のであるが、この場合、予め成形型１０のｄの
位置に対応する位置に粉体容器２０を配置す
る。

また、成形型１０にプラス電極１０２を接続
すると共に、粉体容器２０にマイナス電極１０
３を接続して、成形型１０をプラスに帯電させ
ると共に、粉体Ｐをマイナスに帯電させる。

そして、第２図に示すように、エアシリンダ
１４を作動させてアーム１２をｄ位置に揺動さ
せると共に、成形型１０の型面１１が下を向く
ようモータ１６を駆動させて、成形型１０を粉
体容器２０に被せる。

すると、マイナスに帯電された粉体Ｐはプラ
スに帯電された成形型１０の型面１１に静電気
により付着される。このように静電気による付
着であるため、粉体Ｐは全体に均一に付着され
る。尚、この付着の際には、成形型１０と粉体
容器２０とを一緒に回転させるようにしてもよ
い。

(ロ) 成形工程 型面１１に粉体Ｐを付着させると、次に、エ
アシリンダ１４を作動させてアーム１２をｅ位
置に揺動させ、溶融炉３０内に成形型１０を移
動させる。一方、粉体容器２０もトラバースシ
リンダ２２を作動させて支持台車２１と共に溶
融炉３０の下方に移動させる。

それから、シヤツタ３３を下して開口部３１
を閉じ、赤外線ヒータ３２から所定波長の遠赤
外線を所定時間放射させ、それと共に、モータ
１６を駆動させて溶融炉３０内で成形型１０を
回転させる。

すると、遠赤外線を照射された粉体Ｐは、振
動波長がほぼ等しいことで猛烈な共振現象を生
じ、溶融する。このように粉体Ｐが溶融されて
表皮材Ｓが成形される。

第３図は、この遠赤外線による溶融におけ
る、粉体Ｐの温度変化と時間の関係を実験結果
に基づき示すもので、図においてＴは、塩化ビ
ニルの溶融温度を示し、また、Ｒは塩化ビニル
単体での温度変化、RMは成形型１０に粉体
（塩化ビニル）Ｐを付着させた状態での粉体Ｐ
の温度変化、Ｍは成形型１０単体での成形型１
０の温度変化を示している。

このように、成形型１０に比べ塩化ビニルの
温度上昇は非常に速く、同熱エネルギ条件で
は、従来のように成形型１０を加熱するのに比
べ非常に短い時間で溶融が成されることが解
る。

また、成形型１０に粉体Ｐを付着した状態で
粉体Ｐが溶融するときの成形型１０の温度は、
RMが溶融温度Ｔに達したときのＭの温度ｔ付
近であつて、溶融状態の粉体Ｐ（表皮材Ｓ）の
１／２程度となつている。

(ハ) 脱型工程 上述のように、所定時間赤外線を放射して成
形を終えると、シヤツタ３３を上方スライドさ
せて開口部３１を開き、アーム１２を揺動させ
成形型１０をｄ位置に移動させる。それと共
に、型面１１が下を向くようにモータ１６で成
形型１０を回転させる。

次に、シヤワーノズル３５から冷却水を噴射
させて成形型１０及び、表皮材Ｓを冷却し、表
皮材Ｓを成形型１０から脱型する。

この冷却において、成形型１０は表皮材Ｓよ
りも高温とならないため、表皮材Ｓは成形され
ると同時にこれに接する成形型１０によつて冷
却され始めるもので、従来のように、まず成形
型１０の方を表皮材Ｓの温度まで冷却するとい
う必要がない。

以上説明してきたように、実施例のＡにあつて
は、以下に述べるような効果が得られる。

成形型１０が従来のように高温に加熱される
ことがないので、サーマルシヨツクが和らいで
クラツクが生じ難くなり成形型１０の寿命が長
くなる。

粉体Ｐを直接溶融するので、成形型１０を介
して熱伝達するよりも、少ないエネルギとし少
ない時間で溶融が行なえ、省エネルギ及び成形
サイクルの短縮が可能となる。

成形時に表皮材Ｓよりも成形型１０の温度の
方を低くできるため、冷却時に従来のようにま
ず成形型１０を表皮材Ｓの温度まで冷却すると
いつた事が無く、その分だけ冷却時間を短縮で
き、成形サイクルの短縮化が図れる。しかも、
この表皮材Ｓの温度まで冷却されることで無駄
となるエネルギもなく省エネルギとなる。

型面１１への粉体Ｐの付着を静電気で行なう
ようにしたため、粉体Ｐを型面１１にムラが生
じることなく付着することができ、表皮材Ｓの
品質向上が成される。

以上、本発明の実施例を図面により詳述してき
たが、具体的な構成はこの実施例に限られるもの
ではなく、例えば、実施例では、表皮材として自
動車のインストルメントパネルに採用されるもの
を例示したが、樹脂で成形される表皮材であれ
ば、シート等他の部分に採用されるものや、ま
た、自動車以外の物に採用されるもの等どのよう
なものに用いられるものであつてもよい。

また、実施例では、熱可塑性樹脂として塩化ビ
ニルを示したが、熱可塑性樹脂であればウレタン
等他の物を用いてもよい。

また、実施例では、赤外線としての波長の長い
物（いわゆる遠赤外線）を用いたが、この赤外線
として樹脂の粉体の分子の振動波長に応じて適宜
定めらるもので、波長0.75〜1000μｍの赤外線で
あればどの波長を用いてもよい。

また、実施例では、本発明を具現する成形装置
として独立した装置を示したが、工程に沿つて成
形型が流れていくラインとしてもよい。

（発明の効果） 以上説明してきたように、本発明の表皮材の成
形方法にあつては、成形型に付着された樹脂粉体
を赤外線で共振させて直接溶融する手段としたた
めに、従来のように成形型を介在させた間接的な
熱伝達で溶融するのに比べ、エネルギロスが少な
くなつて省エネルギが達成できると共に、同じエ
ネルギで成形型を加熱するのに比べると加熱時間
も短縮でき成形サイクルの短縮化が図れるという
効果が得られる。

加えて、本発明では上述のように、樹脂粉体を
直接溶融し、基本的には成形型を加熱しない手段
としたために、加熱時に成形型の温度が従来のよ
うに高くならないようにでき、加熱、冷却を繰り
換えすことによるサーマルシヨツクが和らいでク
ラツクが生じ難くなり、成形型の寿命を延ばすこ
とができるという効果が得られる。

さらに、上述の理由により、表皮材の成形時に
は、表皮材温度よりも成形型温度の方を低くでき
るために、従来のように表皮材の成形後、成形型
の温度を表皮の温度までさげることを要さず、冷
却時間を短縮させることができ、これによつても
成形サイクルの短縮化が図れるという効果が得ら
れる。

また、型面への粉体の付着を、静電気によつて
行なつているために、ムラが生じることなく付着
させることができ、よつて、表皮材の厚みが均等
化でき、品質向上が可能となるという効果が得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明一実施例の成形装置を示す斜視
図、第２図は実施例装置を示す側面図、第３図は
本発明の方法に基づく粉体及び成形型の温度変化
を示すグラフ、第４図は従来例を示す説明図であ
る。 １０……成形型、１１……型面、３２……赤外
線ヒータ、Ｐ……粉体、Ｓ……表皮材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 熱可塑性樹脂の粉末を、静電気により表皮材
   の成形型の型面に付着させ、 次に、型面に付着状態の粉体を、波長0.75〜
   1000μｍの赤外線を照射して溶融させて表皮材を
   成形し、 その後、冷却して表皮材を脱型するようにした
   ことを特徴とする表皮材の成形方法。