JPS6059867B2 - 積層成形体の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は積層成形体の製造方法に関する。

例えば車両のドアトリムボード●ダッシュボード・フロ
ントシートパネル・天井内張り板なの内装材は一般に基
板層＋クッション材層、基板層十クッション材層＋表皮
材層など二層・三層或はそれ以上の所要層を予め互に貼
り合せ一体化した全体熱成形性の積層平板を素材にして
それを真空成形法・圧空成形法・熱ブレス成形法等の成
形型を用いる熱成形手段で所定の立体形状に成形するこ
とにより製造される。

然しながらこの製造法は次のような問題点がある。（ａ
）成形品は成形と同時的に或は脱型後有効成形領域（成
形品部分）の周囲に連続している不要の非有効成形材料
分を切断除去処理（トリミング）されるが、これにより
排出されるトリミング廃材の量は多量なもので、そのト
リミング廃材量率は成形品の形状や材料取り等の関係上
例えは５０％以上にも及び場合もある。

ところがその廃材は異種材料層の貼り合せ体であるから
それを再溶融処理等することにより原材料としてリサイ
クル利用することは不能に近く、殆んどの場合そのまま
廃棄処分されている。従つて材料の利用率が悪くコスト
高のものにならざるを得す、又産業廃棄物問題、省資源
等の観点からもよろしくない。（ｂ）熱成形のための、
素材板たる積層平板の加熱軟化処理に当り、積層平板の
各構成層は互にその熱的性質を大きく異にする場合が多
いこと、各構成層の積層の結果板厚が一般に厚味のある
ものであること、などから各構成層の軟化バラ．ンスを
とりながら積層板全体を良好に軟化処理するには高度の
技能が要求され、処理時間も比較的長くかかり能率が悪
い。

本発明は上記のような問題点のないこの種積層成形体の
合理的な製造方法を提供することを目的４とするもので
、予め各構成層材料を互に一体に貼り合せた積層平板を
用いるのではなく、各構成層につき各層材料を順次個別
に成形し積層していくことにより最終的に所要層構成の
積層成形体を得る方式にしたものである。

以下二層構成の積層成形品を得る場合を例にして工程順
に具体的に説明する。

使宜上その二層構成積層成形品の外側の層を第１の層、
内側の層を第２層という。第１及び第２の層材料は何れ
も熱成形可能なシート状又は板状材料である。

例えば第１の層材料は熱可塑性樹脂或は熱可塑性ゴム（
Ｔ．Ｐ．Ｅ）の軟質系の充実又は発泡肉質材料、加熱伸
びを有するノ織布・編布・不織布・カーペット類などで
ある。熱可塑性の樹脂やコムの充実又は発泡肉質材料の
外面に更に表皮材層として薄肉の熱可塑性樹脂又はゴム
層や加熱伸びを有する布などをラミネートしたものなど
実際上複合層構成であるものも本例．に於ては単一の第
１の層材料として扱う。第２の層材料は例えば熱可塑性
の樹脂やゴムの硬質又は半硬質系の充実又は発泡肉質材
料、或はウレタン等のフォーム材、フェルト状繊維質材
、紙質材、硝子繊維材等に熱可塑性樹脂液又は熱硬化性
樹脂液、或はポリエチレン・ポリプロピレン等の樹脂粉
末などのバインダ分を含浸或は混合させた熱賦形性硬化
板などである。Ａ第１の層材料の成形（第１図） 目的の積層成形品の外面形状に対応した成形面を有する
成形型を用いて第１の層材料を真空成形・圧空成形・熱
ブレス成形などその他適宜の熱成形法により常法に従つ
て成形処理する。

第１図例は真空成形による場合を示す。

１０は真空成形型、１１はその型の有効成形面積領域、
１２はその領域外周面の余分面領域、１３は有効成形面
１１の各部に開口させた数多の真空吸引孔、１４は真空
ポンプ、１は型成形面１１にならつて真空成形された状
態の第１の層材料、１５はその材料の周縁を保持させた
シールクランプを示す。

型成形面１１にはシホ模様など所望の凹凸模様を刻設す
ることにより第１の層材料１が充実肉質又は緻密な発泡
肉質、又は表皮材層としてそのような肉質のものがラミ
ネートされているものであるときは材料１の成形と同時
にその材料の外表面に型成形面の凹凸模様に対応する凹
凸模様を鮮明に転写形成させることができる。

又該第１の層材料１が通気性でそのままでは真空成契約
は圧空成形か不能又は困難なもの、例えば通気性発泡肉
質材、布やカーペット類、布やカーペットと通気性発泡
肉質材との貼り合せ材料、吸音効果やデザイン等の目的
で物理的又は化学的に数多の貫通小孔形成処理をした単
一層材料又は貼り合せ材料（例えば塩化ビニールシート
とポリウレタン発泡フォーム或はポリエチレン発泡フォ
ームの貼り合せ材料）などであつても、加熱軟化処理し
た該材料１の裏面側（型成形面１１と対面する側と反対
側面）に例えばシリコンゴム膜など薄くて伸び率の大き
い耐熱性気密膜を成形補助材１として当てがつた状態に
して材料１の真空又は圧空成形操作をすることにより気
密膜が材料１の通気バリヤー層として作用して支障なく
該材料１の真空成形又は圧空成形が達せられる。

該材料１の成形後は成形補助材たる気密膜は除去する。
Ｂ第２の層材料の成形・積層（第２〜７図）（１）上記
成形した第１の層材料１は脱型せずそのまま型１０の成
形面に保持させておき、その成形材料１の上に、型１０
の平面外部形状と略同一の平面外部形状で、型１０の有
効成形面領域；１１に対応する面部分を該領域１１の外
形に略一致する形状のくりぬき透孔１６１とした耐熱性
剛性枠板１６を載置して該枠板１６により成形材料１の
有効成形材料領域外周面の非有効成形材料１１面を遮蔽
状態にする。（２）非有効成形部分が立体形である成形
体の場合は、枠板１６は平板てなく型形状の、凹凸を有
する成形板とする。

更にその上に第２の層材料２をかぶせてその材料２の周
囲をクランプ枠１７で枠板１６上面に対して気密に押え
付けた状態にする。（３）第１の層材料１と第２の層材
料２との間の空間Ｓの空気を排気して該空間を負圧状態
にする。

この排気手段として本例は第３．４図示のように枠板１
６を通気性ポーラス肉質材（例えば金属溶射法により作
つたポーラス金属板）のものにし、そのポーラス肉質枠
板の内周端面１６２を除き上面・下面・外周端面につき
パテなどを塗布して目つぶし層１６３を形成し、且つ該
枠板１６の外周面の１ケ所又は間隔をおいて適当数ケ所
に先端開口を枠板１６のポーラス肉質に連通させて空気
吸引筒金具１６４を取付け、この筒金具１６４に真空バ
イブ１６５を接続して空気吸引状態にすることにより上
記空間Ｓの空気を枠板１６の内周端面１６２→枠板１６
のポーラス肉質→筒金具１６４→バイブ１６５の径路で
サクションするようにしたものを示す。真空パイププ１
６５は本例の場合成形型１０が真空成型であるのでその
型の真空吸引路１４１（第２図）を分岐させ、その分岐
路を真空バイブ１６５として筒金具１６４に接続させて
ある。１６６は該真空バイブ１６５の途中に設けた開閉
バルブである。

枠板１６は耐熱変形性のよい樹脂を素材にしたポーラス
肉質のもの、或は充実肉質でその肉厚内に枠外周端面か
ら内周端面に至る空気吸引用貫通孔を穿設した構成のも
のなどでもよい。樹脂質の枠板の場合はその外面に遮熱
性塗料を塗布して使用するとよい。この排気に伴う空間
Ｓの負圧増大により第２の層材料２の剛性の程度により
該材料２に型１０内方への湾曲のたわみを生じるがそれ
はかまわない。

（４）第２の層材料２の上方に加熱装置１８を位置させ
て該材料２を全体的に加熱する。

材料２の加熱軟化に伴い該材料は空間Ｓの負圧により型
１０のキヤビテ内に引き込まれて最終的に、型１０の成
形面１１に保持されている成形された第１の層材料１の
有効成形材料領域の裏面に対して該裏面形状にならつて
密着接合する（第２図鎖線）。上記第１の層材料１と第
２の層材料２との接合は両材料１・２が互に熱融着性良
好のものであれば加熱軟化状態の材料２面が材料１の裏
面に密着することにより接着剤の介在なしで互に良好に
融着一体化する。

熱融着性が悪いもの同士でも予め材料１・２の相互接合
面の一方面又は両方面に加熱活性化する接着剤（ホット
メルト型接着剤）など適当な接着剤を塗布処理しておく
。或はオレフィン系樹脂などの場合は接合面を予め放電
活性処理しておく等の処置により両材料１・２の強固な
接合一体化がなされる。尚有効成形領域に於て必要によ
り第１の層材料１と第２の層材料２とが一体に接合して
いない部分を形成したいような場合には、第１の層材料
１の成形後その材料１の裏面所要領域部分に予め離形剤
１２（第１図）を塗布しておけばよい。

深絞り成形の場合は加熱軟化に伴い型１０の内方へ引き
込まれていく第２の層材料２の下縁に追随させて第５図
示のように加熱装置１８も下降動させて材料２の加熱軟
化状態を各部常に均一化させるような処置をするを可と
する。上記（３）項の空間Ｓの空気排除と、（４）項の
第２の層材料２の加熱軟化は並行して行なつてもよい。

又予め全体的に加熱軟化処理した第２の層材料２を、枠
板１６を載置した第１の成形済み層材料１にかふせて空
間Ｓの空気排除を行なつてもよい。上記例のプロセスの
ように空間Ｓの空気を排除して空間Ｓを略真空状態にし
た状態に於て第２の層材料２の加熱軟化を行なうように
すると該材料２の空間Ｓ側は断熱状態にあるから該材料
２の加熱効率が高まるという利益がある。第２の層材料
１が通気性でそのままでは真空成契約は圧空成形が不能
又は困難なものでも、前述Ａ項の第１の層材料１の成形
で説明したようにシリコンゴム膜など薄くて伸び率の大
きい耐熱性気密膜を成形補助剤として利用する等により
該材料の真空成形又は圧空成形を行なうことができる。

第２の層材料２の第１の層材料１面に対する真空成形・
接合過程に於て第２の層材料２の真空引き込みが或る程
度進行したとき成形形状などの具合により第１の層材料
１と第２の層材料２との間に局部的に真空吸引枠板１６
に連通しない独立密閉エア留り空間を生じて第２の層材
料２が第１の層材料１面に対して真空成形・接合されな
い部分を生じるおそれがあるような場合には第６図に示
すような要領で第２の層材料２の加熱軟化・真空成形を
行なうようにするとよい。即ち第１の層材料１を既に成
形してそのままその成形物を型成形面に保持し、更に枠
板１６を載置した型１０の上に第２の層材料２をのせた
後、その材料２の上面にニクロム線ヒータ・蒸気バイブ
などの熱源素子１９１で加熱され、下面に数多！の真空
吸引孔１９２を開口させた加熱盤１９をおろして該材料
２の周縁を枠板１６の上面と加熱盤１９の下面間に気密
に挾み込み状態にすると共に、加熱盤１９の下面に各真
空吸引孔１９２の真空吸引力で材料２の上面を全面的に
密着保持させ・て材料２の加熱軟化を行なわせる。

そしてその加熱軟化材料２はそのまま加熱盤１９の下面
に真空吸引で保持させた状態で第１の層材料１と第２の
層材料２との間の空間Ｓの空気を可及的に排除して空間
Ｓを略真空状態にする。その後に加熱盤１９の下面に対
する第２の加熱軟化状態の層材料２の真空吸引保持を解
除する。そうするとその材料２は空間Ｓの真空力で型１
０の内方へ瞬間的に強力に引き込まれて第１の層材料１
の有効成形材料領域裏面に全体的にエア溜りを生じるこ
となく密着接合する。別工程で加熱軟化させた第２の層
材料２を加熱盤１９に吸着・保温させた状態にして上記
手順で成形するようにしてもよい。ノ 上記の加熱盤１
９下面からの第２の層材料２の真空吸引保持解除時、真
空吸引解除と共に各真空吸引孔１９２から空気或は温風
を積極的に噴出させるようにすれば更に材料２に圧空成
形力が作用して一層効果的な材料２の成形がなされる。

第６図に於て１９３は加熱盤１９の真空吸引室に接続し
た真空吸引バイブで、他端はバルブ１９，を介して真空
成形型１０の真空吸引路１４１に接続させる。１９５は
その真空吸引バイブ１９３から分岐させた大気開放又は
圧空導入バイブ、１９６はその分岐バイブの開閉バルブ
である。

第７図は第２の層材料２として、ウレタン等のフォーム
材、フェルト状繊維質材、紙質材、硝子繊維材等に熱可
塑性樹脂、熱硬化性樹脂液、塩化ビニル等の発泡性樹脂
ゾル液など所望濃度のバインダ成分液を含浸させ適当に
しぼつた賦形性硬化性板、或はバインダ成分としてポリ
エチレン・ポリプロピレン等の樹脂粉末を混入させた賦
形性硬化性板を用い、これを熱ブレス方式で成形するよ
うにした例を示すものである。

即ち第１の層材料１を既に成形してそのままその成形物
を型成形面に保持し、更に枠板１６を載置した型１０の
上に、第２の層材料２として加熱処理した賦形性硬化性
板をかふせてその周囲縁をクランプ１７で枠板１６の上
面に押え込む。

この場合必要によつては材料２がずれこみ成形できるよ
うに押圧力を調整しながら押え込む。次いで該材料２の
上方の加温したブレス用凸型２０を下降させて材料２を
型１０内に押し込むことにより第１の層材料１の有好成
形材料領域の裏面に対して該裏面形状にならつて第２の
層材料２がブレスされて密着接合される。２０１は凸型
２０内に埋設した型加熱発熱体である。

ブレス成形された第２の層材料２は上記成形のための加
熱でバインダ成分樹脂がゲル化してその後の冷却で硬化
状態となる。

或は熱硬化して硬化状態となる。又第１の層材料１と第
２の層材料２の接合一体化は第２の層材料２のバインダ
成分樹脂が接着剤として機能して、或は予め両材料１・
２接合面の一方面又は両方面に施こした加熱活性化接着
剤等の接着剤層により強固になされる。第２の層材料２
が非通気性・難通気性のときは第１及び第２の層材料１
・２の間の空間Ｓの空気は抜気してエア溜りの発生を防
止する。Ｃ成形品の脱型及びトリミング（第８〜１０図
）（１）上記第１図及び第２の層材料１・２の順次成形
・積層処理後、成形体を所定の型外し温度まで冷却して
脱型する。

脱型した積層成形体は有効成形材料領域に於て第１及び
第２の層材料１・２が互に一体に接合し、，その領域周
囲の非有効成形材料領域の第１及び第２の層材料部分１
１・１２はその間に枠板１６が介入していて互に分離し
た形態のものである（第８図）。（２）枠板１６を取り
去る。この枠板１６の除去は層材料１・２の何れかが軟
質のものであればその層の枠板面覆い部分をめくりたわ
めることにより容易に行なうことができる。両層材料１
・２が何れも硬質のものであるときは枠板１６を第３図
の区分線ａのように幾つかの分割タイプのものに構成し
ておくことにより容易に抜き取り除去することができる
。枠板１６の面に層材料１・２（１１・２１）が貼り付
き状態になつて枠板１６の除去が困難となる事態を生じ
るのを防止するために、枠板１６は予めその上下の面に
シリコンオイル・シリコングリースなどの離形剤を塗布
処理して使用するとよい。

或は枠板材質を層材料１・２と接着性のない或は接着性
の弱いもの、例えばシリコンゴム質、弗素樹脂、ポリプ
ロピレン樹脂、そのような樹脂類を含浸さたガラス繊維
マット材などにする。（３） 成形品の有効成形材料領
域外周囲の非有効成形材料部分１１・２１をトリミング
除去Ｃ−Ｃする（第９図）。

このトリミングにより排出される排材は互に構成層材料
１１・２１が互に分離した形態のものである。

なお両材料１１・２１が切断端面側に於て一部接着状態
て連結していても両材料部分１１２１を引つ張ることに
より容易に分離できる。従つてこのトリミング廃材は材
料１１と２１とに種類分けして集めることによりそれ等
の材料１１・２１が単一材質であれば再溶融等により再
び第１の層材料１或は第２の層材料２の製造原料として
有効に再利用できる。又例えば材料１１が表皮層と裏打
ち層との異種樹脂の二層貼り合せ材料であつたとしても
表皮層が薄くそれに対して裏打ち層が厚く樹脂量割合が
大きく異なるような場合には両材料を一緒に溶融して裏
打ち層材料として再利用しても支障のない場合が多い。
又例えば材料１１が布やカーペットなどでも素材が熱可
塑性の実質単質のものであれば同じく再溶融して原料と
して再利用できる。又非有効成形材料部分１１・２１の
トリミングを第１０図のように部分２１については成形
品の有効成形領域外周面に沿つたトリミングを行い、部
分１１についてはそれよりも一廻り或は二廻り程大きな
外形にトリミングしその余分延長材料部分１″１を成形
体の裏面側つまり層２の自由面側へ折り返して接着等の
手段で止めることにより成形品の外周囲トリミング切断
端面が材料１″１の折り返しで隠蔽されて体裁よく縁仕
上げされた製品を容易に得ることも可能であ。

以上便宜上実質二層構成の積層成形体の製造を例にして
説明したが、三層構成或はそれ以上の層構成の積層成形
品の場合も第１の層材料１に対する第２の層材料２の成
形・積層と同要領で枠板を利用して非有効成形材料領域
相互の接合を防止し”て三層目以降の構成層材料を順次
に成形・積層を重ねていくことにより目的の多層積層成
形品が得られる。

以上のように本発明は積層成形体の製造につき各構成層
材料を各層材料の非有効成形材料領域相．互の接合を枠
板の使用により防止し、又構成層材料間の空間空気を枠
板に具備させた抜気機能で抜気して或は抜気しながら順
次に成形・積層していく方法であるから次のような大き
な利点があり、所期の目的がよく達成される。

ノイ トリミング処理で排出される廃材は各構成層材料
が互に分離した状態のもの、或は一部接着状態で連結し
ていても引張ることにより容易に分離させることができ
る形態であるから、その各分離層材料を分類して集める
ことにより夫々再び各構成層の原材料として再生利用し
得、製品コストを低下させることができると共に、省資
源され、又産業廃棄物の問題も軽減される。

口 成形のための材料の加熱軟化処理は個々の層材料毎
に行なうから予め各異質の構成層材料を一体に積層した
肉厚の複合板を加熱軟化処理する場合よりも格段に処理
が容易で又時間も短かくてすみ、能率的である。ハ 第
１０図のような体裁のよい縁仕上げ形態のものも容易に
製造できる。

二 各構成層材料として長尺原反を利用することにより
連続成形も可能である。

ホ 有効成形材料領域の各構成層材料相互がそれ等の間
にエア溜りを生じることなく良好に密着接合し、エア溜
り存在による品質不良のないものを歩留りよく能率的に
製造できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１の層材料を真空成形した状態の成形型の断
面図、第２図はその型の上に枠板を介して第２の層材料
を載置して加熱処理している段階の断面図、第３図は枠
板の一例の平面図、第４図は第３図■−■線拡大断面図
、第５図は深絞り成形のために加熱装置を材料の引き込
みに追随させて下降させている状態の断面図、第６図は
第２の層材料の加熱軟化を加熱盤面に材料を吸引保持さ
せて行なつている状態の断面図、第７図は第２の層材料
を熱ブレスで成形する状態の断面図、第８図は脱型し、
枠板を外す前の成形品の一部の拡大断面図、第９図は不
要材料部分をトリミングした状態を示す成形品の一部の
拡大断面図、第１０図は不要材料部分を利用して体裁よ
く縁仕上げ処理した状態の成形品の一部の拡大断面図。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ａ 第１の構成層材料１を真空成形・圧空成形・熱
   プレス成形など成形型１０を用いて所要の形状に熱成形
   処理する工程、ｂ 成形した第１の構成層材料１をその
   まま型成形面に保持させ、その上に第１の構成層材料１
   の非有効成形材料領域を自由面を覆う枠板１６を介して
   第２の構成層材料２を被せ、第１の構成層材料１の有効
   成形材料領域と、第２の構成層材料２の間の空間Ｓの空
   気を枠板１６に具備させた抜気機能により抜気して、或
   は抜気しつつ第２の構成層材料２を上記既に成形した第
   １の構成層材料１を型として熱成形処理して第２の構成
   層材料２を第１の構成層材料１の有効成形材料領域の自
   由面に積層一体化させる工程、ｃ 第３ないしそれ以上
   の構成層のあるときはその構成層材料につき上記ｂ工程
   と同様の操作を繰り返し実行することにより第３層以降
   の構成層材料を順次に積層一体化する工程、ｄ 積層成
   形体を脱型し、成形体の非有効成形材料領域に於て各構
   成層材料間に介在している枠板１６を除去する工程、ｅ
   成形体の非有効成形材料領域をトリミング除去する工
   程、を特徴とする積層成形体の製造方法。 ２ ｂ工程に於て空間Ｓの排気をポーラス肉質とした枠
   板１６のポーラス肉質、或は枠板１６の内周端面に開口
   させた抜気孔を介して行なう、特許請求の範囲１項記載
   の積層成形体の製造方法。 ３ ｂ工程に於て成形済みの第１の構成層材料１に枠板
   １６を介して被せた第２の構成層材料２の熱成形処理の
   ための加熱軟化処理を、該材料２の自由面に真空吸引保
   持機能を有する加熱板１９を接触させ該加熱板面に材料
   を全面的に吸引保持させた状態で行なわせ、且つ第１と
   第２の構成層材料１、２の間の空間Ｓの空気を充分に排
   気して空間Ｓを略真空にした状態に於て上記加熱軟化処
   理した第２の構成層材料の加熱盤面に対する真空吸引保
   持を解除するようにした、特許請求の範囲第１項記載の
   積層成形体の製造方法。 ４ 第２の構成層材料２の加熱盤面に対する真空吸引保
   持の解除に引き続いて加熱盤面に真空吸引孔１９から逆
   に空気を噴出させる、特許請求の範囲第３項記載の積層
   成形体の製造方法。 ５ 第２の構成層材料２が、ウレタン等のフォーム材、
   フェルト状繊維質材、硝子繊維材等に熱可塑性樹脂液、
   熱硬化性樹脂液、塩化ビニル等の発泡性樹脂ゾル液など
   所望濃度のバインダ成分液を含浸させ適当にしぼつた賊
   形性硬化性板、或はバインダ成分としてポリエチレン、
   ポリプロピレン等の樹脂粉末を混入させた賊形性硬化性
   板であり、これを熱プレス或は王室成形で、成形済みの
   第１の構成層材料に積層一体化させる、特許請求の範囲
   第１項記載の積層成形体の製造方法。