JPH07112483A

JPH07112483A - 真空積層成形方法及び装置

Info

Publication number: JPH07112483A
Application number: JP5262566A
Authority: JP
Inventors: Noboru Araki; 荒木　　登
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 1993-10-20
Filing date: 1993-10-20
Publication date: 1995-05-02

Abstract

(57)【要約】【目的】化粧シートを積層すべき基材が大きく湾曲し
ているものや高さもしくは深さの大なる外形を持つ立体
成形品であっても、柄伸びや破断等の成形不良を生じさ
せることなく化粧シートを基材に適正に接着積層できる
真空積層成形方法及び装置を提供すること。【構成】化粧シートＳを基材Ｗに対向配置する際に、
該化粧シートＳを延伸させることなく前記基材Ｗの断面
外形に相似させるようにアーチ状にその形を整え、この
形を整えられた状態の化粧シートＳにより第１のチャン
バー２０と第２のチャンバー３０とを気密的に区画する
ようになす。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、絵柄模様等が施された
化粧シートを基材（成形品）の外表面に接着積層するた
めの真空積層成形方法及び装置に係り、特に、半円筒状
曲面を持つパネルや箱型状のＴＶキャビネットのように
大きく湾曲しているものや高さもしくは深さの大なる外
形を持つ立体成形品に化粧シートを沿わせて接着積層す
るのに好適な真空積層成形方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】木目模様等が施された熱可塑性の合成樹
脂製の化粧シートを基材の外表面に接着積層するにあた
っては、従来、図７及び図８に示される如くの真空積層
成形（ＯＶＬ）装置が用いられている。図示例の真空積
層成形装置６０は、例えば、特開平４−２８８２１４号
公報等に所載のものと同様に、下側チャンバー７０と上
側チャンバー８０とを備えている。下側チャンバー７０
は、積層すべき化粧シートＳの周縁部が載せられる対接
周壁部７１と化粧シートＳが積層される基材Ｗを保持す
るための治具７４が固定された置台７５を受ける底壁７
２とを有する、上面が開口した角箱形状とされている。
また、上側チャンバー８０は、前記下側チャンバーの対
接周壁部７１の上面に前記化粧シートＳの周縁部を介し
て対接せしめられる対接周壁部８１と幾つかのヒーター
８５が固定された天壁８２とを有する、下面が開口した
角箱形状とされている。なお、上記置台７５には化粧シ
ートＳを基材Ｗ側に吸引するための多数の吸引孔が開穿
されている。

【０００３】かかる装置６０においては、下側チャンバ
ー７０内の治具７４に基材Ｗを取り付け、化粧シートＳ
を水平面上に展開して下側チャンバー７０の上面開口を
覆うように対接周壁部７１上に載せてその周縁部を適宜
の手段で固定したもとで、下側チャンバー７０と上側チ
ャンバー８０とを、間に化粧シートＳを挟むように閉じ
合わせて、化粧シートＳにより下側チャンバー７０と上
側チャンバー８０とを気密的に区画し、次いで、ヒータ
ー８５により化粧シートＳを加熱軟化させるとともに、
下側チャンバー７０内と上側チャンバー８０内とを真空
吸引により均等に減圧し（図７）、続いて、基材Ｗを前
記置台７５、治具７４と共に上昇させて上側チャンバー
８０内に押し込む（図８）。

【０００４】それにより、化粧シートＳが基材Ｗの外表
面に沿うように引き延ばされて上側チャンバー８０内に
入り込む。その後は、上側チャンバー８０に対する真空
吸引を停止し、それに代えて圧空供給を行って上側チャ
ンバー８０内を加圧するとともに、下側チャンバー７０
に対する真空吸引を継続して置台７５の吸引孔を通じて
化粧シートＳを基材Ｗ側に引き寄せ、両チャンバー７
０、８０間の差圧により化粧シートＳを基材Ｗの外表面
に接着積層するようにされる。なお、上述の説明からも
明らかなように、真空積層成形方法（装置）とは化粧シ
ートＳを真空吸引するだけでなく、必要に応じて圧空供
給により化粧シートを加圧することを包含している方法
（装置）である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た如くの従来の真空積層成形方法においては、化粧シー
トＳを一平面（水平面）上に展開して、言い換えれば、
一平面に沿った平坦な形で下側チャンバー７０に配置す
るようにされているので、特に、基材Ｗが深絞り成形
品、半円筒状曲面を持つパネル、箱型状のＴＶキャビネ
ット等のように、大きく湾曲しているものや高さもしく
は深さ（図７のＨ）の大なる外形を持つ立体成形品であ
る場合には、積層成形時における化粧シートの延伸率が
極めて大きくなって、化粧シートに施された絵柄模様等
が著しく引き伸ば（柄伸び）されたり化粧シートが破断
したりするなどの成形不良が発生する。なお、前述した
図８のものでは、化粧シートＳの延伸率は基材Ｗの下端
側程大きくなり、基材Ｗの下部付近において極度な柄伸
びや化粧シートの破断等の成形不良が発生し易い。

【０００６】そのため、従来の真空積層成形方法及び装
置では、化粧シートを適正に接着積層し得る基材の寸法
形状が極めて狭い範囲に制限されてしまうという問題が
あった。かかる点に鑑み本発明は、化粧シートを積層す
べき基材が大きく湾曲しているものや高さもしくは深さ
の大なる外形を持つ立体成形品であっても、柄伸びや破
断等の成形不良を生じさせることなく化粧シートを基材
に適正に接着積層できる真空積層成形方法及びこの方法
を実施するための真空積層成形装置を提供することを目
的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成すべ
く、本発明に係る真空積層成形方法は、積層すべき化粧
シートをそれが積層される基材に対向配置するととも
に、該化粧シートにより前記基材側に第１のチャンバー
を、反対側に第２のチャンバーを互いに気密的に区画
し、それら両チャンバー間に差圧を生じさせることによ
り、前記化粧シートを前記基材の外表面に密着積層する
ようになす基本構成のもとにおいて、前記化粧シートを
前記基材に対向配置する際に、該化粧シートを延伸させ
ることなく前記基材の断面外形に相似させるようにアー
チ状にその形を整え、この形を整えられた状態の化粧シ
ートにより前記第１のチャンバーと第２のチャンバーと
を気密的に区画するようにしたことを特徴とするもので
ある。

【０００８】また、本発明に係る真空積層成形装置は、
積層すべき化粧シートの周縁部を受ける対接周壁部を有
し、内部に前記化粧シートが積層される基材が配される
第１のチャンバーと、この第１のチャンバーの対接周壁
部に前記化粧シートの周縁部を介して嵌合せしめられる
対接周壁部を有する第２のチャンバーと、を備え、前記
第１のチャンバーと第２のチャンバーとにおける対接周
壁部の嵌合面が前記基材の断面外形に相似する形状とさ
れていて、前記第１のチャンバーの対接周壁部と第２の
チャンバーの対接周壁部とで前記化粧シートの周縁部を
挟持するようにされていることを特徴としている。

【０００９】本発明に係る真空積層成形方法及び装置の
特徴部分が効果的に生かされるのは、基材の縦断面外形
もしくは横断面外形が、凸状、凹状、円弧もしくは半円
状、半長円状、門型状もしくは矩形状、「く」字状もし
くは三角形状、台形状、等であるものが挙げられる。具
体的には、ＴＶ、ラジオ、空調機、ＡＶ機器、ＯＡ機器
等のキャビネット（筐体）、各種のパネルや容器、、家
具、バンパー等の車両内外装品、等である。なお、図６
には、上記したもののうち、車両のバンパー（Ａ）、Ｔ
Ｖキャビネット（Ｂ）、車両内装品（Ｃ）、パネル
（Ｄ）が示されている。

【００１０】

【作用】本発明に係る真空積層成形方法及び装置にお
いては、例えば、予め第１のチャンバーと第２のチャン
バーとにおけるそれぞれの対接周壁部の嵌合面を化粧シ
ートを積層すべき基材の断面外形に相似する形状に作製
しておき、それらの対接周壁部の一方の嵌合面上に化粧
シートを延伸させることなく沿わせる。それにより、化
粧シートは基材の断面外形に相似するようにアーチ状に
その形が整えられる。

【００１１】そして、この状態で、第１のチャンバーに
対して第２のチャンバーを閉じ合わせ、第１のチャンバ
ーの対接周壁部と第２のチャンバーの対接周壁部とで化
粧シートの周縁部を挟持する。それにより、化粧シート
が基材に対向配置されるとともに、該化粧シートにより
第１のチャンバーと第２のチャンバーとが気密的に区画
される。

【００１２】続いて、従来のものと同様に、第１のチャ
ンバー及び第２のチャンバーに対して、真空吸引を行う
とともに必要応じて圧空供給を行うことにより両チャン
バー間に差圧を生じさせ、それによって、前記化粧シー
トを前記基材の外表面に接着積層するようになす。この
ように、化粧シートを積層成形前に基材の断面外形に相
似させるようにアーチ状にその形を整えておくことによ
り、基材が大きく湾曲しているものや高さもしくは深さ
の大なる外形を持つ立体成形品であっても、積層成形時
における化粧シートの延伸率を小さく抑えることができ
るので、柄伸びや破断等の成形不良を生じさせることな
く化粧シートを基材に適正に接着積層することが可能と
なる。

【００１３】

【実施例】以下に添付の図を参照して本発明を実施例に
基づいて詳細に説明する。図１〜図５は、本発明に係る
真空積層成形装置の一実施例を示している。図示例の真
空積層成形装置１０は、図中の符号Ｗで示される断面コ
の字状の基材に、図２に示される如くにロール状に巻か
れた化粧シートＳを所定長ずつ繰り出して接着積層する
ようにしたもので、前述した図７及び図８に示される従
来のものと同様に、下側チャンバー２０と上側チャンバ
ー３０とを備えている。

【００１４】下側チャンバー２０は、凸部４０ａを有す
る置台４０を受ける底壁２１と、積層すべき化粧シート
Ｓの周縁部を受ける対接周壁部２２とを有する、上面が
開口した角箱形状とされている。ここで、上記対接周壁
部２２は、断面倒立Ｌ字形の左右一対の受壁部２３、２
３と、この受壁部２３、２３の上面から上方に突出する
突出壁部２５Ａを有する前後一対の嵌合壁部２５、２５
とからなっており、前記嵌合壁部２５、２５の上面及び
側面が下側嵌合面２５ａとされ、この下側嵌合面２５ａ
が上記した基材Ｗの断面外形に相似するようになってい
る。

【００１５】また、上記した置台４０には化粧シートＳ
を基材Ｗ側に吸引するための多数の吸引孔２９が開穿さ
れており、その凸部４０ａには基材Ｗを保持するための
治具４２が固定されていて、該置台４０と治具４２と基
材Ｗは、下側チャンバー２０の下方に配されたシリンダ
５１により一体的に鉛直方向に昇降せしめられるように
なっている。なお、嵌合壁部２５、２５の内面には、上
記置台４０が上昇せしめられたときそれを受け止める係
合凸部２７が突設されている。

【００１６】一方、上側チャンバー３０は、天壁３１
と、下側チャンバー２０の対接周壁部２２の上面に化粧
シートＳの周縁部を介して対接せしめられる対接周壁部
３２とを有する、下面が開口した角箱形状とされてい
る。ここで、上記対接周壁部３２は、左右一対の受壁部
３３、３３と、上方に凹む凹部３５Ａを有する前後一対
の嵌合壁部３５、３５とからなっており、前記嵌合壁部
３５、３５の下面及び側面が上側嵌合面３５ａとされ、
この上側嵌合面３５ａが上記した基材Ｗの断面外形に相
似するようになっている。

【００１７】なお、上側チャンバー３０の天壁３１及び
対接周壁部３２の内面にはそれぞれ幾つかのヒーター５
７が取り付けられている。また、上側チャンバー３０
は、その上方に配されたシリンダ５３により、下側チャ
ンバー２０に対して接近−離隔する方向（鉛直方向）に
昇降せしめられるようになっている。そして、上記した
下側チャンバー２０と上側チャンバー３０内には、導管
４５、４６を通じて選択的に図示されていない真空源及
び圧空源による真空吸引及び圧空供給が行えるようにな
っている。

【００１８】このような構成のもとで、化粧シートＳの
積層成形を行うにあたっては、図２に示される如くに、
外表面に接着剤を塗工した基材Ｗを下側チャンバー２０
内の治具４２に取り付け、ロール状に巻かれた化粧シー
トＳを、下側チャンバー２０の前後左右に一対づつ設け
られた送りローラ３６、３７により、延伸させることな
く所定長ずつ繰り出して、下側チャンバー２０における
嵌合壁部２５の下側嵌合面２５ａ上に沿わせる。それに
より、化粧シートＳは基材Ｗの断面外形に相似するよう
にアーチ状にその形が整えられる。

【００１９】そして、この状態で、上側のシリンダ５３
を作動させてそのピストンロッド５４を突き出させるこ
とにより、下側チャンバー２０に対して上側チャンバー
３０を下降させて閉じ合わせ、下側チャンバー２０の対
接周壁部２２と上側チャンバー３０の対接周壁部３２と
で化粧シートＳの周縁部を挟持する。それにより、化粧
シートＳが基材Ｗに対向配置されるとともに、該化粧シ
ートＳにより下側チャンバー２０と上側チャンバー３０
とが気密的に区画される。

【００２０】次に、ヒーター５７により化粧シートＳを
加熱軟化させるとともに、下側チャンバー２０内と上側
チャンバー３０内とを真空吸引により均等に減圧し、さ
らに、下側のシリンダ５１を作動させてそのピストンロ
ッド５２を突き出させることにより、基材Ｗを前記置台
４０、治具４２と共に上昇させる。この場合、置台４０
が一定距離上昇せしめられると、該置台４０が受壁部２
３の上辺部下面と嵌合壁部２５に突設された係合凸部２
７とに衝接して停止せしめられる（図３）。このときに
は、化粧シートＳは基材Ｗの外表面から略均等に僅かに
離隔した状態で保持されている。

【００２１】その後、上側チャンバー３０に対する真空
吸引を停止し、それに代えて圧空供給を行って上側チャ
ンバー３０内を加圧するとともに、下側チャンバー２０
に対する真空吸引を継続し、置台４２の吸引孔２９を通
じて化粧シートＳを基材Ｗ側に引き寄せ、両チャンバー
２０、３０間の差圧により化粧シートＳを基材Ｗの外表
面に接着積層する（図４、図５）。

【００２２】この場合、化粧シートＳは上述のように積
層成形前に基材Ｗの断面外形に相似するようにアーチ状
にその形が整えられているので、積層成形時には、該化
粧シートの延伸率が小さく抑えられる。そのため、柄伸
びや破断等の成形不良を生じさせることなく化粧シート
を基材に適正に接着積層することが可能となる。このよ
うな効果を確認すべく、本実施例の真空積層成形装置１
０を用いた場合と、前述した図７及び図８に示される如
くの従来の装置を用いた場合とを、下記の条件のもとで
比較実験した。

【００２３】使用した化粧シート：可塑剤量２０重量
部のポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）シートダンブリング品
（０．２０ｍｍ厚）。使用した接着剤：１液硬化型ポリウレタン系（基材Ｗ
にスプレー塗布）。使用した基材：ポリウレタン樹脂製で上記した実施例
で使用したものと同一形状（断面コの字状）、絞り深さ
３００ｍｍ。使用した治具：シリコーン樹脂型取り品。 (1) 成形条件Ａ：化粧シートＳの表面温度１００°
Ｃ、予熱３０秒、加圧力３ｋｇｆ／立方センチメートル
で２５秒。 (2) 成形条件Ｂ：化粧シートＳの表面温度１５０°Ｃ、
予熱３０秒、加圧力３ｋｇｆ／立方センチメートルで２
５秒。

【００２４】このような条件下においては、上記した従
来例のものでは、成形条件Ａでは、柄伸び、成形シワが
発生し、成形条件Ｂでは、シート破断、柄伸びが発生
し、事実上化粧シートＳの成形加飾が不可能であった
が、本発明の実施例のものでは、化粧シートＳが破断す
ることもなく、柄伸びや成形シワの発生も抑えられて、
適正に積層成形できた。

【００２５】なお、基材Ｗの材料は、特に限定されず、
ＡＢＳ、ポリスチレン、ポリプロピレン、ＰＶＣ等の合
成樹脂、陶磁器等のセラミックス、木材等を使用でき
る。また、化粧シートＳの材料としては、ポリ塩化ビニ
ル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ酢酸ビニル−塩化ビニル
共重合体、ポリフッ化ビニル、ポリビニルブチラール、
ポリフッ化ビニリデン等のビニル重合体、ポリスチレ
ン、アクリルスチレン、ＡＢＳ等のスチレン系樹脂、ポ
リメタクリル酸エチル、ポリメタクリル酸メチル、ポリ
アクリロニトリル等のアクリル樹脂、ポリエチレン、ポ
リプロピレン、ポリメチルペンテン等のポリオレフィ
ン、酢酸セルロース、ニトロセルロース等のセルローズ
誘導体、ナイロン６、ナイロン６６等のポリアミド樹
脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフ
タレート−イフフタレート共重合体、ポリブチレンテレ
フタレート、ポリアクリレート等のポリエステル樹脂、
ブタジエン、クロロプレンゴム、シリコンゴム等のゴム
系樹脂、ビニロン、ポレビニルアルコール等のポリビニ
ルアルコール系樹脂、ポリカボート等が挙げられ、厚さ
は、２０〜２００μｍ程度であってよく、特に成形適性
の点から２０〜７０μｍであることが望ましい。

【００２６】化粧シートＳは、また、意匠性の賦与のた
めに、シートに着色、各種模様印刷、エンボス加工、金
属蒸着等が施こされてもよい。さらに、化粧シートＳと
積層基材Ｗとの接着性の向上のために、シート表面にコ
ロナ放電処理、公知の各種プライマ塗工等が行われても
よい。また、接着剤は、積層化粧シート側に塗ってもあ
るいは基材Ｗ側に塗ってもいずれでも良い。

【００２７】さらに、化粧シートＳは転写シートでもよ
く、その場合には化粧シートの転写層側を積層基材側に
向き合うように積層し、積層後、不要となる離型シート
のみを剥がして除去する。転写シートの構成としては離
型シート上に転写層を形成したものであり、離型シート
としては、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステ
ル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテ
ン等のポリオレフィン等の合成樹脂シート、紙、不織布
等に、さらに、必要に応じて離型層たるポリオレフィ
ン、メラミン、シリコン樹脂等を形成した公知のものを
用い、転写層としては、離型シート側から順に、剥離
層、絵柄模様層、金属蒸着層等の装飾層、接着剤層を形
成したもので、この内、剥離層、接着剤層は場合によっ
ては省くこともある。また、接着剤層は基材Ｗ側に塗工
しておくこともできるのは積層化粧シートの場合と同じ
である。剥離層、絵柄インキ、接着剤等に使用する樹脂
ビヒクルは、アクリル、塩化ビニル・酢酸ビニル共重合
体、ポリエステル、エポキシ、ウレタン等の公知のもの
を、また、顔料、蒸着金属層も公知のものを用いればよ
い。また、治具の材料としては金属、熱硬化性樹脂、木
材等を使用できる。

【００２８】

【発明の効果】以上の説明から理解されるように、本発
明による真空積層成形方法及び装置によれば、化粧シー
トを積層すべき基材が大きく湾曲しているものや高さも
しくは深さの大なる外形を持つ立体成形品であっても、
柄伸びや破断等の成形不良を生じさせることなく化粧シ
ートを基材に適正に接着積層できるという優れた効果が
得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による真空積層成形装置の一実施例を示
す概略斜視図。

【図２】本発明による真空積層成形方法における一工程
を示す横方向の断面図。

【図３】本発明による真空積層成形方法における他の一
工程を示す横方向の断面図。

【図４】本発明による真空積層成形方法におけるさらに
別の一工程を示す横方向の断面図。

【図５】本発明による真空積層成形方法におけるさらに
別の一工程を示す縦方向の断面図。

【図６】本発明による真空積層成形方法によって化粧シ
ートを接着積層するのに好適な製品を示す図。

【図７】従来の真空積層成形装置の一例を示す横方向の
断面図。

【図８】本発明による真空積層成形方法における一工程
を示す横方向の断面図。

【符号の説明】

１０真空積層成形装置２０下側チャンバー２２対接周壁部２５ａ下側嵌合面３０上側チャンバー３２対接周壁部３５ａ上側嵌合面４０置台４２治具５７シート加熱用ヒータＳ化粧シートＷ基材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】積層すべき化粧シートをそれが積層され
る基材に対向配置するとともに、該化粧シートにより前
記基材側に第１のチャンバーを、反対側に第２のチャン
バーを互いに気密的に区画し、それら両チャンバー間に
差圧を生じさせることにより、前記化粧シートを前記基
材の外表面に接着積層するようにした真空積層成形方法
において、前記化粧シートを前記基材に対向配置する際に、該化粧
シートを延伸させることなく前記基材の断面外形に相似
させるようにアーチ状にその形を整え、この形を整えら
れた状態の化粧シートにより前記第１のチャンバーと第
２のチャンバーとを気密的に区画するようにしたことを
特徴とする真空積層成形方法。
【請求項２】積層すべき化粧シートの周縁部を受ける
対接周壁部を有し、内部に前記化粧シートが積層される
基材が配される第１のチャンバーと、この第１のチャン
バーの対接周壁部に前記化粧シートの周縁部を介して嵌
合せしめられる対接周壁部を有する第２のチャンバー
と、を備え、前記第１のチャンバーと第２のチャンバーとにおける対
接周壁部の嵌合面が前記基材の断面外形に相似する形状
とされていて、前記第１のチャンバーの対接周壁部と前
記第２のチャンバーの対接周壁部とで前記化粧シートの
周縁部を挟持するようにされていることを特徴とする、
請求項１記載の方法を実施するための真空積層成形装
置。