| 【発明の名称】 |
真空成形品の製造方法 |
| 【発明者】 |
【氏名】西川 孝志
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| 【要約】 |
【課題】真空成形でも微細凹凸絞形状の転写が可能な真空成形品の製造方法を提供する。
【解決手段】金型１により熱可塑性樹脂シート１２を真空吸引する際に、真空成形しながら金型１を冷却するため、真空吸引初期に金型１のキャビティ面３に相応して転写された熱可塑性樹脂シート１２の微細凹凸絞形状１０を、そのまま安定させることができる。従って、大規模な設備を必要としない真空成形でも微細凹凸絞形状１０の転写が可能となる。金型１の加熱温度は１００〜１４０°Ｃ、冷却温度は６０〜８０°Ｃが好適である。金型１で熱可塑性樹脂シート１２を真空成形する際、プラグアシスト２から０．０５ＭＰａ〜０．５Ｍｐａの圧空をかけると転写性が向上する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空成形用の金型（１）のキャビティ面（３）に真空成形による転写が可能な微細凹凸絞形状（１０）を形成し、
熱可塑性樹脂シート（１２）を軟化点以上の温度で少なくとも表面側から加熱し、
加熱された熱可塑性樹脂シート（１２）を、金型（１）により真空吸引して真空成形すると共に、真空吸引しながら金型（１）を冷却し、
熱可塑性樹脂シート（１２）の表面に微細凹凸絞形状（１０）を転写することを特徴とする真空成形品の製造方法。
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【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
本発明は、微細凹凸絞形状を表面に有する真空成形品の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車内装材等に用いられる樹脂成型品の表面には、質感を高めるために、高級スエード調、天然皮革調、緻密毛穴調等の微細凹凸絞形状が付与される。このような、微細凹凸絞形状は、例えば熱可塑性樹脂の射出成形により、十分な温度と圧力とをかけて成形される（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００４−３２２３９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、射出成形は大規模な設備を必要とし、コスト的な負担が大きいため、比較的簡単な設備で済む真空成形で微細凹凸絞形状の成形が行えないか検討されている。真空成形では、真空吸引初期に一時的に樹脂シートの表面を金型の微細凹凸絞形状に相応した形状に賦形しても、樹脂の復元力により賦形された微細凹凸絞形状が金型内で崩れてしまうおそれがある。
【０００４】
本発明は、このような従来の技術に着目してなされたものであり、真空成形でも微細凹凸絞形状の転写が可能な真空成形品の製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１記載の発明は、真空成形用の金型のキャビティ面に真空成形による転写が可能な微細凹凸絞形状を形成し、熱可塑性樹脂シートを軟化点以上の温度で少なくとも表面側から加熱し、加熱された熱可塑性樹脂シートを、金型により真空吸引して真空成形すると共に、真空吸引しながら金型を冷却し、熱可塑性樹脂シートの表面に微細凹凸絞形状を転写することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１記載の発明によれば、金型により熱可塑性樹脂シートを真空吸引する際に、真空成形しながら金型を冷却するため、真空吸引初期に金型のキャビティ面に相応して転写された熱可塑性樹脂シートの微細凹凸絞形状を、そのまま安定させることができる。従って、大規模な設備を必要としない真空成形でも微細凹凸絞形状の転写が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明は、真空成形でも微細凹凸絞形状の転写が可能な真空成形品の製造方法を提供するという目的を、真空成形用の金型のキャビティ面に真空成形による転写が可能な微細凹凸絞形状を形成し、熱可塑性樹脂シートを軟化点以上の温度で少なくとも表面側から加熱し、加熱された熱可塑性樹脂シートを、金型により真空吸引して真空成形すると共に、真空吸引しながら金型を冷却し、熱可塑性樹脂シートの表面に微細凹凸絞形状を転写することで、実現した。以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【実施例】
【０００８】
図１〜図８は、本発明の一実施例を示す図である。この実施例に用いられる金型１の構造を図１及び図２に基づいて説明する。金型１には、コア型のプラグアシスト２も組み合わせて使用される。
【０００９】
金型１は、表面のキャビティ面３が電鋳層４により形成された電鋳型である。キャビティ面３には微細凹凸絞形状１０が形成されている。電鋳層４はキャビティ面３の微細凹凸絞形状１０が形成し易く、耐久性の面で優れている。キャビティ面３には真空吸引孔（図示せず）が全面に形成されている。真空吸引孔の径は、微細凹凸絞形状１０のサイズにもよるが、１００μｍ以下が好ましい。１００μｍ以下であれば、真空吸引孔自体の転写を防ぐことができる。
【００１０】
電鋳層４の裏面には複数の温配管５と冷配管６が交互に設けられている。温配管５には温流体を、冷配管６には冷流体を、それぞれ流すことができる。温配管５と冷配管６はそれぞれロウ付け７により、電鋳層４の裏面に結合されている。温配管５と冷配管６のピッチはなるべく細かく設定し、温度のバラツキが発生しにくいように設定する必要がある。温配管５及び冷配管６は断熱材８により周囲が囲まれており、電鋳層４及び断熱材８はバッキング材９により保持されている。
【００１１】
次に、この金型１を用いて、微細凹凸絞形状１０を転写した樹脂製の真空成形品１１を製造する方法を説明する。
【００１２】
まず、図７の成形サイクルに示すように、ステップ１で、自動車内装材となる熱可塑性樹脂シート（ＴＰＯ）１２をクランプ１３で保持してセットすると共に、金型１の加熱を開始する。金型１の電鋳層４の加熱は、温配管５に温流体を流すことで行われる。
【００１３】
次に、ステップ２で、熱可塑性樹脂シート１２をヒーター１４により上下両面から１９０°Ｃに加熱する。表面側からだけの加熱でも良いが、両面から加熱した方が、温度のバラツキが生じにくい。熱可塑性樹脂シート１２は軟化点以上に加熱するのが必要で、ＴＰＯの場合、１６０〜２１０°Ｃ（好ましくは１７０〜２００°Ｃ）に加熱することで、転写性を向上させることができる。金型１の加熱は図８に示すように、１５０°Ｃ〜７０°Ｃまでの８通りの温度で試験した。
【００１４】
次に、ステップ３で、金型１が所定の温度になったらプラグアシスト２を下降して、熱可塑性樹脂シート１２を金型１のキャビティ面３に押し付ける。
【００１５】
次に、ステップ４で、プラグアシスト２から０．２ＭＰａ（０．０５ＭＰａ〜０．５Ｍｐａが好適）の圧空をかけると共に、約０．１秒の遅れで、キャビティ面３より真空吸引する。プラグアシスト２からの圧空はなくても良いが、あった方が転写性が向上する。
【００１６】
次に、ステップ５で、圧空を停止し、真空吸引を維持したまま、温配管５への温流体の供給を停止し、代わりに冷配管６に冷流体を循環することで、金型１を冷却する。冷却は金型１の電鋳層４が７０°Ｃになるまで短時間で行う。短時間で冷却することにより、成形した熱可塑性樹脂シート１２に転写された微細凹凸絞形状１０の形状を安定させることができると共に、金型１との離型を容易にすることができる。
【００１７】
次に、ステップ６で、金型１の冷却を維持したため、真空を大気圧開放して、プラグアシスト２を上昇させ、真空成形品１１を脱型する。金型１の冷却温度を極端に低くすると、成形サイクルタイムが伸びて生産性が落ちるという問題が発生するため、６０°Ｃ〜８０°Ｃが好ましい。また、高温で脱型を行おうとすると、脱型時に真空成形品１１が塑性変形したり、製品の寸法安定性に欠けるという問題が生じる。
【００１８】
金型１の加熱温度ごとに得られた８種類のサンプル（Ｎｏ．１〜８）の形状転写性と微細凹凸絞形状１０の転写性について評価して図８に示した（図８中の「表皮」は熱可塑性樹脂シート１２を示している）。
【００１９】
サンプルＮｏ．２〜５のものは、形状転写及び絞転写性の両方において良好であった。従って、それらの真空成形品１１の表面には微細凹凸絞形状１０の微細部分まで確実に転写されていた。このように微細凹凸絞形状１０の微細部分まで確実に転写できたのは、熱可塑性樹脂シート１２を真空成形しながら金型１を冷却して、キャビティ面３に相応して転写された微細凹凸絞形状１０を、そのまま安定させることができたからである。
【００２０】
金型１の温度が高いサンプルＮｏ．１は、形状転写の面で曲げ部のＲ形状が不良であった。また、絞転写性の面で、先にキャビティ面３と接触した部分にエアー溜まりが発生しやすく、外観不良となっていた。
【００２１】
金型１の温度が低いサンプルＮｏ．６〜８では、微細凹凸絞形状１０の微細部分まで確実に転写されなかった。また、サンプル８では、形状転写の面で曲げ部のＲ形状が若干不良であった。以上のことから、熱可塑性樹脂シート（ＴＰＯ）１２の場合は、金型１の加熱温度は１００〜１４０°Ｃが好適といえる。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
以上の説明では、金型１に温配管５と冷配管６を設け、それぞれに温流体及び冷流体を流すことにより、金型１の加熱と冷却を行う例を示したが、共用配管を所定ピッチで設け、そこにバルブの切換等により、全ての配管に温流体を流したり、冷流体を流すことにより、金型１の加熱と冷却を選択して行っても良い。また、本発明は、自動車内装部品に限定されず、微細凹凸絞形状を有するあらゆる真空成形品に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態に係る金型及びプラグアシストを示す断面図。
【図２】図１中矢示ＤＡ部分を示す拡大断面図。
【図３】熱可塑性樹脂シートの加熱状態を示す断面図。
【図４】金型熱可塑性樹脂シートを真空吸引する直前の状態を示す断面図。
【図５】真空成形品を示す断面図。
【図６】図５中矢示ＤＢ部分を示す拡大断面図。
【図７】成形サイクルを表で示した図。
【図８】成形条件を及び成形結果を表で示した図。
【符号の説明】
【００２４】
１ 金型
２ プラグアシスト
３ キャビティ面
４ 電鋳層
５ 温配管
６ 冷配管
１０ 微細凹凸絞形状
１１ 真空成形品
１２ 熱可塑性樹脂シート
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００４７６５
【氏名又は名称】カルソニックカンセイ株式会社
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| 【出願日】 |
平成１８年１月１０日（２００６．１．１０） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８３８０６
【弁理士】
【氏名又は名称】三好 秀和
【識別番号】１００１００７１２
【弁理士】
【氏名又は名称】岩▲崎▼ 幸邦
【識別番号】１００１００９２９
【弁理士】
【氏名又は名称】川又 澄雄
【識別番号】１０００９５５００
【弁理士】
【氏名又は名称】伊藤 正和
【識別番号】１００１０１２４７
【弁理士】
【氏名又は名称】高橋 俊一
【識別番号】１０００９８３２７
【弁理士】
【氏名又は名称】高松 俊雄
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| 【公開番号】 |
特開２００７−１８２０３５（Ｐ２００７−１８２０３５Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１９年７月１９日（２００７．７．１９） |
| 【出願番号】 |
特願２００６−２９０７（Ｐ２００６−２９０７） |
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