JPH0687131A - 多層成形品の成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】表皮材を金型面に予備賦形し、溶融状態の熱可
塑製樹脂を供給し、表面に表皮材を一体化した貼合成形
品を効率良く成形する。 【構成】予熱した表皮材を載置した予熱パネルを上ま
たは下金型に対向させ、金型と予熱パネル間で閉鎖空
間を構成し真空吸引して表皮材を金型面に吸引して吸着
し、予熱パネルを除き、型閉めを行いつつ、又は型閉
めを一時停止して樹脂通路から樹脂を供給し、型締め
を完了して、表皮材が貼合された多層成形品を得る成形
方法。 【効果】本発明により、深絞り、或いは複雑な形状の芯
材成形品表面に表皮材を一体貼合した多層成形品を得る
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、樹脂表面に表皮材を一
体的に貼合した多層成形品を効率良く製造するための成
形方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、樹脂成形品にソフトな感触、或い
は高級感を付与するために、その表面に表皮材を貼合す
ることは、種々試みられ、実用化されている。例えば
芯材層である樹脂成形品本体を射出成形などの方法で製
造し、これに熱成形法などで別途予備賦形した表皮材を
接着剤で貼り合わせる方法、予備賦形した芯材層と表
皮層を型にセットしておき、この間にウレタンを注入し
て発泡させ発泡中間層を持つ多層成形品を得る方法、
射出成形金型に表皮材を配設し、溶融樹脂を射出圧入す
る方法、特開平１−２３５６１３に開示されているよ
うに、未閉鎖の金型間に表皮材と溶融樹脂を供給して、
加圧冷却して多層成形品を得る方法等が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記した多層成形品を
得る方法は各々固有の問題点を有している。、の方
法は工程が多くなるためコスト高となる。の方法の射
出成形は高圧で行われるため、成形時の圧力と熱で表皮
材が損なわれやすく、実際に使用できる表皮材が極めて
限定される。一方、の方法は射出成形法に較べて数分
の１の圧力で成形ができるため、成形中に表皮材が損な
われることなく、種々の表皮材が貼合された多層成形品
を製造することができる優れた方法ではあるが、この方
法では、成形品が深絞り、或いは複雑な形状の場合は表
皮材が成形品形状に追従しにくく、また破れなどのトラ
ブルが発生し易いという問題がある。かかる問題を解決
するための方法として、成形金型と同じサイズの予備賦
形金型を用いて熱成形により予め賦形した表皮材を成形
金型に配設することも考えられているが、予備賦形時の
成形条件のバラツキにより、賦形表皮材が成形金型の成
形面に合わなくなることや、１つの予備賦形型で種々の
表皮材を予備賦形した場合には、表皮材の種類により収
縮率が異なるため、賦形表皮材が成形金型の成形面に合
わなくなる。また、別途に製造した賦形表皮材を成形金
型成形面に正確に位置決め、固定させるのに手間がかか
るなど成形工程が多くなりコスト高にもなるという問題
点がある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の
問題点を解決するため、鋭意検討の結果本発明に至った
ものである。即ち本発明は、未閉鎖の雌雄金型間に表皮
材と溶融状態の熱可塑性樹脂を供給し、型締め、冷却し
て成形品表面に該表皮材が貼合された多層成形品を成形
するにあたり、次の工程からなることを特徴とする多層
成形品の成形方法である。 （１）予熱した表皮材（６）を載置した予熱パネル
（１）を上又は下金型に対向させる第１の工程、（２）
予熱パネル（１）と上又は下金型の成形面外周（７）
を、表皮材周縁を介して当接させて閉鎖空間を構成し、
該上又は下金型に設けた小孔（１１）より真空吸引し
て、予熱した表皮材（６）を該表皮材と対面する上又は
下金型成形面に吸引して吸着する第２の工程、（３）予
熱パネル（１）を上下金型間から除き、型閉めを行いつ
つ又は型閉めを一時停止して、下又は上金型内に設けた
樹脂通路（１６）から吸着された表皮材（６）と下又は
上金型間に溶融状態の熱可塑性樹脂を供給する第３の工
程、（４）更に最終位置まで型締めを行って、加圧、冷
却する第４の工程。

【０００５】本発明で用いる熱可塑性樹脂としては、通
常の射出成形、押出成形で使用される樹脂であればいず
れも使用可能であり、例えば、ポリプロピレン、ポリエ
チレン、ポリスチレン、アクリロニトリル・ブタジエン
・スチレン共重合体、ナイロン、ポリ塩化ビニル等を挙
げることができる。

【０００６】本発明で使用する表皮材としては、ポリ塩
化ビニル、ポリスチレン、ポリプロピレン、アクリロニ
トリル・ブタジエン・スチレン共重合体、ナイロンなど
の各種熱可塑性樹脂からなるシ−トや熱可塑性エラスト
マーシート、これらの表面にシボ加工を施したレザー調
のシート、あるいはこれらのシ−トと織布、編布、不織
布などとの積層材、さらにはこれらの裏側に発泡ポリエ
チレンシート、発泡ポリプロピレンシート、発泡ポリウ
レタンシート等の発泡シートを貼り合わせた積層材など
挙げることができる。

【０００７】次に図により詳細に説明する。図１〜６は
成形工程を示す装置の略断面図である。予熱パネル
（１）は、予熱した表皮材が載置可能であって、かつ成
形金型への移送を可能とするものであり、加熱源と一体
的に構成されていてもよく、加熱源と分離可能であって
もよい。前者の場合には、たとえばパネルの内部にヒ−
タ−（１ａ）を埋め込み、パネル表面を表皮材が載置可
能な平面、半球面状などの所望の各種形状にすることに
より、加熱源と一体的に構成された予熱パネルとするこ
とができる。後者の場合には、所望形状の予熱パネルの
下部にヒ−タ−部を分離可能に設けたり、予熱パネルの
上部に（遠）赤外線ヒ−タ−（１ｂ）などが設けられ
る。勿論これらを適宜組み合わせることも可能である。
図１では内部に電気ヒ−タ−を埋め込んだ加熱一体型の
予熱パネルに、さらに上面から赤外線ヒ−タ−で加熱す
る場合が示されている。予熱パネル（１）の表皮材が載
置される上面には小孔（３）が多数設けてあり、これら
はパネル内の通路（４）に連結されている。この通路
（４）は切換弁（５）を介して真空ポンプに連結した真
空ラインおよびコンプレッサーに連結した圧縮空気ライ
ンに連結されている。切換弁（５）の切換えにより小孔
（３）により表皮材を吸引したり、圧縮空気による離型
を行なうことができる。予熱パネル上に載置した表皮材
を予熱し、表皮材（６）が予備賦形に適する温度になっ
たところで、予熱パネル（１）を上下金型間に移送し、
表皮材を上金型面と対向させる。通常、表皮材は位置ず
れ等を防止するため、予熱パネルに載置されている間は
小孔（３）からの真空吸引により予熱パネルに吸着、固
定されている。図２では表皮材は上金型の金型面と相対
しているが、表皮材を下金型の金型面と相対させる場合
には、表皮材は小孔（３）からの真空吸引により予熱パ
ネルに吸着、固定されているため、予熱パネルを上下反
転させることにより可能となる。

【０００８】上金型を降下させるか、予熱パネルを上昇
させることにより、上金型の成形面外周（７）に取り付
けてある耐熱性パッキング（９）に予熱パネル（１）を
表皮材（６）周縁を介して当接させると、予熱パネル
（１）と上金型成形面（１０）の間に閉鎖空間が構成さ
れる（図２）。ここで切換弁（５）を切り換えて、通路
（４）を介して小孔（３）から圧縮空気を供給すると同
時に上金型成形面（１０）に設けた多数の小孔（１１）
とつながった通路（１２）を連結している真空ポンプ
（１３）を作動させると、表皮材（６）は上金型成形面
（１０）に吸引されて吸着される。この時、表皮材の周
縁は上金型の成形面外周（７）と予熱パネル（１）との
当接により固定されているので、表皮材は伸びながら上
金型の成形面に吸着される（図３）。尚、表皮材の伸び
は表皮材の種類、形状あるいは予熱温度などによって異
なるが、加熱前に比べて２〜３倍程度にまで伸ばすこと
も可能であるが、どの程度の伸び率が必要とされるか
は、最終成形品の表面積に対する予熱パネルの表面積と
の関係で、事前に予想されるので、その伸び率を充分に
満足する表皮材を選択することが必要である。予熱表皮
材の金型成形面への移転、吸着にあたり、金型成形面に
予めシボ等の模様をつけておくことにより、シボ模様を
表皮材に転写することも可能である。表皮材の金型成形
面への移転、吸着が完了すれば、予熱パネル（１）を金
型間から後退させて元の位置に戻し（図４）、必要に応
じて次の成形のための表皮材の予熱を行う。

【０００９】一方、上金型（８）は図示してないが油圧
で上下に駆動するプレス機の上プラテンに取り付けられ
ていて、油圧の作動によりプレス機の固定下プラテンに
取り付けた下金型（１４）に向かって駆動され型締めが
行なわれる。表皮材が吸着された上金型を降下させ、下
金型成形面との間に適当なクリアランスとなったところ
で、下金型内の樹脂通路から所要量の溶融樹脂を供給す
る。図５は上金型成形面（１０）と下金型成形面（１
５）のクリアランスが１０ｍｍ程度のところで、下金型
（１４）に設けてある樹脂通路（１６）を介して、溶融
樹脂供給装置（１７）から溶融樹脂（１８）を吸着され
た表皮材（６）と下金型成形面（１５）の間に供給して
いる所を示す。尚、表皮材の上金型への吸着が完了後、
溶融樹脂を供給するまでの間に、たとえば上金型の外周
面に設けた適当な切断手段により表皮材周縁をカッティ
ングして所定の形状にあらかじめトリミングしておくこ
ともできる。また、上記のトリミングの有無にかかわら
ず、吸着された表皮材に空気を吹き付ける等の手段によ
り強制冷却を施すことは、得られた多層成形品の外観を
向上させるうえで有効である。

【００１０】溶融樹脂供給ののち更に上金型（８）を降
下させると溶融樹脂（１８）は表皮材（６）と下金型成
形面（１５）の間の空間を末端に流動し、端部まで充填
される（図６）。ここで、所定時間加圧冷却後、上金型
を上昇させて目的とする多層成形品を取り出す。

【００１１】次に別の例を示す。前記の例では表皮材を
吸着する雌金型成形面の外周が同一平面にあって、しか
も凹形状の金型であるため、この先端に平らな予熱パネ
ル（１）を当接させるだけで、雌金型成形面（１０）と
予熱パネル（１）の間に閉鎖空間が構成され、表皮材を
吸着することができた。図７のように予熱パネルを当接
させる上金型の成形面外周よりもその金型成形面が突出
している場合、或いは、成形面外周が同一平面内にない
場合は、平らな予熱パネルを上金型の成形面外周（７）
に当接させることができず閉鎖空間が構成されない。こ
の様な場合の成形法につき図７〜９で説明する。

【００１２】図７〜９で新たに設けたものは、上金型成
形面の外周側面に沿って、伸縮装置（２０）を介して上
下に摺動自在な枠（１９）である。非圧縮時には枠（１
９）の全外周下端は同一平面にあり、その先端に耐熱性
パッキング（９）が取り付けてある。伸縮装置（２０）
はスプリング、エアーシリンダー、油圧シリンダー等を
用いることができる。

【００１３】先の例と同様に、予熱された表皮材を載置
した予熱パネル（１）を上下金型間に移送し、表皮材を
上金型面と対向させる。上金型を降下させるか、予熱パ
ネルを上昇させると、伸縮装置（２０）により枠（１
９）の下端は、耐熱性パッキング（９）および表皮材
（６）周縁を介して予熱パネル（１）と当接され、予熱
パネル（１）、上金型成形面、枠（１９）で閉鎖空間が
構成される。その後前記と同様にして、予熱パネルの切
換弁（５）から圧縮空気をおくると同時に上金型の小孔
（１１）から真空吸引して、表皮材を雄金型成形面に吸
着、固定する（図７）。

【００１４】以後前記と同様にして成形を行う。図９は
最終型締め位置を示しており、伸縮装置（２０）は型締
め力より小さいため更に縮み、枠（１９）は殆ど、上金
型内に埋入している。

【００１５】本発明の成形方法は、加熱圧縮成形法であ
って、射出成形法に比べて成形圧力が数分の１程度と低
く、表皮材を成形中に損ないにくいという基本的特徴を
有するものではあるが、それでも表皮材の種類等によっ
てはこの程度の圧力ではあっても、成形中に圧力と熱に
より外観を損ないやすいことがある。これを防止するた
めには、溶融樹脂の供給を、上下金型成形面のクリアラ
ンスが（Ｃ＋０．１）〜（Ｃ＋１００）ｍｍの間の時
に、型締めを一時停止又は型締め速度を３０ｍｍ／ｓｅ
ｃ以下にして行うのがよい。なお、ここでＣとは最終型
締め位置の上下金型成形面（１０、１５）のクリアラン
スを意味する。

【００１６】尚、予熱パネル（１）は、加熱源との一体
構成型や、予熱パネルの下部にヒ−タ−部を分離可能に
設けたような主として加熱源よりの熱伝導により加熱さ
れるような場合には、通常鉄、銅、アルミニウムなどの
金属製であるが、加熱源が（遠）赤外線のように輻射熱
によるような場合にはセラミックスなどの熱伝導率の低
い材料であってもよく、その材質は耐熱性であれば任意
であるが、載置した表皮材が均一に接することができる
ように、その表面は平滑であることが好ましい。また、
表皮材の予熱にあたっては、表皮材全面が同一温度に均
等になるように加熱してもよいし、予熱パネルに温度分
布を設けて表皮材の温度を部分的に変えることによっ
て、金型への吸着時の表皮材の伸びを調節してもよく、
このようなことは表皮材の種類、成形品の形状等によっ
て適宜行われる。

【００１７】予熱パネル（１）に設ける小孔（３）は、
通常はその断面は円形であるが、その目的に照らして形
状には何ら特定されない。小孔の直径（円形以外の場合
はその最大幅）は、それが大き過ぎると吸着力は大きい
が貼合成形品の表面に小孔跡が残るため、跡が残らない
程度の大きさの小孔を設ける必要がある。かかる小孔の
大きさは、表皮材の種類や成形条件にもよるが通常直径
０．０５〜３ｍｍの範囲で選ばれる。小孔の数やその配
置は、吸着時に表皮材が予熱パネル（１）から落ちた
り、位置ずれしない程度に適宜設けられる。小孔部分
は、通常は予熱パネルに穿孔することにより設けられる
が、必要により小孔のパネル表面部分またはその全部に
ついて、セラミックスやステンレスなどの細管を該小孔
に埋め込んで嵌着させてもよい。このことは、成形金型
における小孔（１１）についても同様である。尚、この
ような小孔それ自体はパネル表面でみれば、通常は非連
続的に設けられているが、場合により溝幅が上記範囲に
あるような溝状であってもよく、このような場合の方法
として、予熱パネルに直接溝を設けたり、耐熱性のブロ
ックを、その間隙が上記範囲となるように並べてもよ
い。

【００１８】本発明は、予熱された表皮材を金型成形面
に吸着させたのち、溶融樹脂を供給し貼合する成形方法
であって、表皮材の予備賦形および表皮材と樹脂との貼
合成形を同一金型で行なうものである。

【００１９】

【発明の効果】本発明により、深絞り、或いは複雑な形
状の芯材成形品表面に表皮材を一体貼合した多層成形品
を効率良く得ることができる。これらは車輛部品、弱電
機器部品に好適なものとして使用することができる。特
にインストルメントパッド等の自動車内装部品の製造に
好適である。

【００２０】

【実施例】以下、実施例により本発明を説明するが、本
発明はこれら実施例に限定されるものではない。

【００２１】実施例１ 図１〜６に示される装置、方法で多層成形品を製造し
た。予熱パネル（１）として、内部に電気ヒ−タ−（１
ａ）を組み込み、その表面を平滑にした加熱源一体型を
用いた。パネル平面は２０ｘ３０ｃｍであって、直径１
ｍｍの小孔を１２個設け、予熱パネル上面の温度を１６
５℃に調節した。表皮材として、表面にシボ加工し伸縮
性の布で裏打ちした厚さ０．７ｍｍの塩化ビニルシート
（共和レザー株式会社製）を用い、そのシボ面を上にし
て予熱パネル上に置き、その上面を赤外線ヒ−タ−（１
ｂ）からも加熱してシボ面が１６０℃、裏面が１６５℃
になるように予熱した（図１）。予熱後予熱パネルを成
形用金型の上下金型間に移送し、表皮材を上金型に対向
させた。ただちに図２のように予熱パネルを表皮材の周
縁を介して上金型の成形面外周に当接させて閉鎖空間を
構成し、予熱パネルの小孔（３）からの真空吸引を停止
するとともに圧縮空気を送り、同時に上金型の小孔（１
１）から真空吸引した。周縁が固定されている表皮材
は、下からの圧縮空気と上からの真空吸引により、全体
を上金型成形面（１０）に沿うように伸ばしながら上金
型成形面に移転、吸着された（図３）。表皮材が上金型
成形面に吸着したのち予熱パネルからの圧縮空気の送付
を中止するとともに、予熱パネルを上下金型間から元の
位置まで後退させ（図４）、上金型を降下させた。上下
金型成形面クリアランスが１０〜７ｍｍとなったとき
に、型締め速度８ｍｍ／ｓｅｃで上金型を更に降下させ
ながら、成形用樹脂として２１０℃に溶融した住友ノー
ブレンＢＰＺ５０７７（住友化学工業株式会社製、タル
ク１５％添加ポリプロピレン、メルトフローインデック
ス４０ｇ／１０分）を下金型の樹脂通路より供給し（図
５）、最終的に上下金型成形面のクリアランスが２．５
ｍｍになるまで圧縮成形した（図６）。このときの上下
の金型成形面温度はそれぞれ５０℃、４０℃であった。
得られた多層成形品（１５ｃｍｘ２５ｃｍ、深さ１０ｃ
ｍ）は、外観良好なものであった。

【００２２】実施例２ 図７〜９に示される成形装置、方法により複雑形状の多
層成形品を製造した。尚、この例では実施例１で用いた
と同じ表皮材を、１３５Ｘ４５ｃｍの大きさの予熱パネ
ルで同様に予熱し、上金型成形面外周に設けた枠と予熱
パネルとを表皮材の周縁を介して当接して上金型成形面
で閉鎖空間を構成した。以下実施例１と同様に成形を行
った。得られた多層成形品（１３０ｃｍｘ４０ｃｍ 最
大深さ３０ｃｍ）は外観良好であった。

【００２３】

【図面の簡単な説明】

【図１】成形工程を示す装置の断面図である。

【図２】成形工程を示す装置の断面図である。

【図３】成形工程を示す装置の断面図である。

【図４】成形工程を示す装置の断面図である。

【図５】成形工程を示す装置の断面図である。

【図６】成形工程を示す装置の断面図である。

【図７】成形工程を示す装置の断面図である。

【図８】成形工程を示す装置の断面図である。

【図９】成形工程を示す装置の断面図である。

【符号の説明】

（１）予熱パネル （１１）小孔 （１ａ）ヒーター （１２）通路 （１ｂ）ヒ−タ− （１３）真空ポンプ （３）小孔 （１４）下金型 （４）通路 （１５）下金型成形
面 （５）切換弁 （１６）樹脂通路 （６）表皮材 （１７）溶融樹脂タ
ンク （７）成形面外周 （１８）溶融樹脂 （８）上金型 （１９）枠 （９）耐熱性パッキング （２０）伸縮装置 （１０）上金型成形面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 北山 威夫 大阪府高槻市塚原２丁目10番１号 住友化 学工業株式会社内 (72)発明者 松原 重義 大阪府高槻市塚原２丁目10番１号 住友化 学工業株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】未閉鎖の雌雄金型間に表皮材と溶融状態の
   熱可塑性樹脂を供給し、型締め、冷却して樹脂表面に該
   表皮材が貼合された多層成形品を成形するにあたり、次
   の工程からなることを特徴とする多層成形品の成形方
   法。 （１）予熱した表皮材（６）を載置した予熱パネル
   （１）を上又は下金型に対向させる第１の工程、（２）
   予熱パネル（１）と上又は下金型の成形面外周（７）
   を、表皮材周縁を介して当接させて閉鎖空間を構成し、
   該上又は下金型に設けた小孔（１１）より真空吸引し
   て、予熱した表皮材（６）を該表皮材と対面する上又は
   下金型成形面に吸引して吸着する第２の工程、（３）予
   熱パネル（１）を上下金型間から除き、型閉めを行いつ
   つ又は型閉めを一時停止して、下又は上金型内に設けた
   樹脂通路（１６）から吸着された表皮材（６）と下又は
   上金型間に溶融状態の熱可塑性樹脂を供給する第３の工
   程、（４）更に最終位置まで型締めを行って、加圧、冷
   却する第４の工程。
2. 【請求項２】第２の工程が、上又は下金型の成形面外周
   に伸縮装置（２０）を介して設けた型締め方向に摺動自
   在な枠（１９）と予熱パネル（１）を、表皮材周縁を介
   して当接させて閉鎖空間を構成し、該上又は下金型に設
   けた小孔（１１）より真空吸引して、予熱した表皮材
   （６）を該表皮材と対面する上又は下金型成形面に吸引
   して吸着することを特徴とする請求項１の多層成形品の
   成形方法。