(57)【要約】【課題】基材と表皮との間の接着性を高めつつ、端末部分における良好な基材と表皮との間の剥離性及び良好な外観を有する積層体を成形可能な積層体の成形型及び端末加工方法を提供する。【解決手段】成形型１１の表皮側型１７の型面１７ａにおいて積層材１５の端末部分１５ａと対応する部分に溝２１を設け、その溝２１内に冷却チューブ２２を収容する。この冷却チューブ２２には、内部を流通する冷却空気を、前記積層材１５の表皮１２の外表面に対して所定圧力をもって噴射する噴射孔３０を所定間隔おきに複数対穿設する。そして、積層材１５の熱プレス時に、その冷却チューブ２２から冷却空気を表皮１２の端末部分１２ａに噴射して、その端末部分１２ａを局所的に冷却し、より高温で熱プレスを行ったときにおける積層材１５の端末部分１５ａの剥離性を確保する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材、表皮及び接着剤を含む積層材を成形型で熱プレスして賦形するとともに熱による接着を行う積層体の成形型において、
前記積層材の所定部分に対応する型面に、前記積層材の表皮側の外表面に所定の圧力を作用させつつ、その外表面を局所的に冷却する局所冷却手段を設け、その局所冷却手段は、前記型面に形成された溝と、その溝内に収容され、前記積層材における表皮側の外表面に冷却気体を供給する冷却気体供給管とを含む積層体の成形型。
【請求項２】
前記冷却気体が所定圧力の空気である請求項１に記載の積層体の成形型。
【請求項３】
前記冷却気体供給管が、樹脂チューブからなる請求項２に記載の積層体の成形型。
【請求項４】
前記冷却気体供給管は、前記積層材を熱プレスする際に、その積層材を押さえるものである請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の積層体の成形型。
【請求項５】
前記積層体が車両における車室内の天井を覆うルーフライナである請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の積層体の成形型。
【請求項６】
基材、表皮及び接着剤を含む積層材を成形型で熱プレスして賦形するとともに型面の熱で接着し、それにより得られた積層体の端末部分における前記基材にその外表面から切り込みを入れ、その切り込み線から端末側の基材を剥離させて除去し、前記表皮の端末部分を前記基材の外表面側に巻き込んで固着する積層体の端末加工方法において、
前記熱プレス時に、前記積層材の基材を除去する基材除去部分の少なくとも一部における前記積層材の前記表皮側に所定圧力の冷却気体を供給し、前記基材除去部分の少なくとも一部を、その表皮側から冷却しながら前記積層材の賦形及び接着を行う積層体の端末加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば車両の内装材等に利用される積層体の成形型及び、その積層体の端末加工方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の積層体の一例として、車両における車室内の天井に取付られるルーフライナが挙げられる。このルーフライナとしては、一般にポリプロピレン、ウレタン発泡体シート、ガラス繊維マット、熱硬化性樹脂シート材等からなる基材に、ポリエステル繊維等のファブリック、プラスチックシート、不織布等からなる表皮を、ホットメルトフィルム等の接着剤で接着させたものが多い。そして、このようなルーフライナは、前記基材、前記表皮及び前記接着剤を、熱プレス機を使用して熱をかけながらプレスすることで、前記基材と表皮とを接着させつつ、車両の天井の形状に沿うように賦形することにより製造されることが多い。
【０００３】
ここで、前記ルーフライナでは、基材の端末を表皮の端末で巻き込むことにより、基材端末を覆い隠して、美観の向上を図ることが多い。このような構造を有する端末は、例えば次のような方法で加工されている。すなわち、熱プレスにより所定の形状に賦形された積層体の端末部分に、基材の外表面側からカッタ等を用いて、基材に切り込みを入れる。この切り込みより端末側の基材を積層体から剥離して除去し、表皮の端末部分を残す。そして、その残された表皮の端末部分で、前記基材の端末部分を巻き込んで固着するといった方法である。
【０００４】
この端末加工方法において、ルーフライナの形状あるいは基材、表皮及び接着剤の材質等によっては、前記基材の端末部分と前記表皮の端末部分とが剥離しにくいものとなることがある。このような場合には、作業効率が著しく低下したり、基材の端末部分を剥離させる際に表皮の端末部分の破れが生じたりすることがある。
【０００５】
そこで、例えば図７に示すように、積層材５１を熱プレスする際に使用する成形型５２として、表皮５３側の端末部型面５４に、積層材５１の端末部分に対応するように溝５５を設けたものが知られている。この成形型５２では、前記端末部型面５４から積層材５１に加えられる熱量が、他の部分の型面５６から加えられる熱量よりも小さくなり、積層材５１の端末部分における基材５７と表皮５３との間の接着を弱くすることができる（特許文献１参照。）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−４２６６１号公報（第３頁、図１）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年、車両用部品に対する耐久性の向上要求が高まっている。このような耐久性の向上要求の高まりは、ルーフライナにおいても例外ではなく、表皮と基材との間における接着性のさらなる向上が求められるようになってきている。このような要求に対応するため、ルーフライナの成形においては、積層材の熱プレス時における成形温度が高くなり、加熱時間が長くなる傾向にある。
【０００８】
ところが、前記従来構成の成形型５２を使用する場合では、熱プレスを行うにあたって、成形温度が高くなったり、加熱時間が長くなったりすると、次のような問題を生じるやすい。すなわち、他の部分の型面５６よりも伝熱性が低くなってはいるものの、積層材５１の端末部分に加えられる熱量が想定外に増大し、表皮５３と基材５７との間の接着性が高められる。これにより、作業性の低下及び基材５７の端末部分の除去時における表皮５３の破れ等の不具合が発生することがある。
【０００９】
また、溝５５に対応する部分には、積層材５１に加えられる圧力が低下し、積層材５１の表皮５３及び基材５７が膨張して、図７において二点鎖線で示すように変形を生じることもある。このような変形が生じると、表皮５３と基材５７との端末部分を剥離させる際に支障を生じたり、表皮５３が想定外に伸ばされて、その表皮５３で基材５７の端末部分を巻き込んだとしても、ルーフライナの端末部分の意匠性が悪化する。
【００１０】
これに対して、例えば図７に一点鎖線で示すように、前記溝５５の開口部に蓋５８を設けて、このような積層材の端末部分の熱プレス時における変形を抑える構成が知られている（特許文献１参照。）。しかしながら、この構成では、その蓋５８を介して前記他の部分の型面５６から積層材５１の端末部分に熱が供給されてしまい、その端末部分における表皮５３と基材５７との間の接着性が想定外に高められる。特に、積層材５１において、端末部分を除く他の部分における表皮５３と基材５７との間の接着性とを高めるために、熱プレス時の加熱温度を上昇させたような場合には、この蓋５８を介した熱の伝達が無視できなくなる。
【００１１】
本発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的としては、大部分の基材と表皮との間の接着性を高めつつ、端末部分における良好な基材と表皮との間の剥離性及び良好な外観を有する積層体を成形可能な積層体の成形型及び端末加工方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本願請求項１に記載の発明は、基材、表皮及び接着剤を含む積層材を成形型で熱プレスして賦形するとともに熱による接着を行う積層体の成形型において、前記積層材の所定部分に対応する型面に、前記積層材の表皮側の外表面に所定の圧力を作用させつつ、その外表面を局所的に冷却する局所冷却手段を設け、その局所冷却手段は、前記型面に形成された溝と、その溝内に収容され、前記積層材における表皮側の外表面に冷却気体を供給する冷却気体供給管とを含むことを要旨とするものである。
【００１３】
また、本願請求項２に記載の発明は、前記請求項１に記載の発明において、前記冷却気体が所定圧力の空気であることを要旨とするものである。
また、本願請求項３に記載の発明は、前記請求項２に記載の発明において、前記冷却気体供給管が、樹脂チューブからなることを要旨とするものである。
【００１４】
また、本願請求項４に記載の発明は、前記請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の発明において、前記冷却気体供給管は、前記積層材を熱プレスする際に、その積層材を押さえるものであることを要旨とするものである。
【００１５】
また、本願請求項５に記載の発明は、前記請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の発明において、前記積層体が車両における車室内の天井を覆うルーフライナであることを要旨とするものである。
【００１６】
また、本願請求項６に記載の発明は、基材、表皮及び接着剤を含む積層材を成形型で熱プレスして賦形するとともに型面の熱で接着し、それにより得られた積層体の端末部分における前記基材にその外表面から切り込みを入れ、その切り込み線から端末側の基材を剥離させて除去し、前記表皮の端末部分を前記基材の外表面側に巻き込んで固着する積層体の端末加工方法において、前記熱プレス時に、前記積層材の基材を除去する基材除去部分の少なくとも一部における前記積層材の前記表皮側に所定圧力の冷却気体を供給し、前記基材除去部分の少なくとも一部を、その表皮側から冷却しながら前記積層材の賦形及び接着を行うことを要旨とするものである。
【００１７】
この発明によれば、表皮と基材との接着性を高めるために、熱プレス時における成形温度を上昇させたり、加熱時間を長くしたりしても、積層材の端末部分が局所冷却手段により冷却されるため、熱プレス時における端末部分への熱の影響を大きく低減される。また、熱プレス時において、局所冷却手段により積層材の端末部分の外表面に所定の圧力が作用されるため、表皮及び基材の端末部分の膨張が抑制され、その端末部分の変形が抑制される。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明を車両用のルーフライナの成形型及びそのルーフライナの端末加工方法に具体化した一実施形態について図１〜図４に基づいて説明する。
【００１９】
まず、成形型１１について説明する。
図１に示す成形型１１は表皮１２、基材１３、及び接着剤１４とを含む積層材１５を熱プレスして車両の天井に対応する形状に賦形するとともに、前記接着剤１４を熱で溶融させ、表皮１２と基材１３とを接着させるためのものである。成形型１１は、前記積層材１５の基材１３が配置される裏面側型１６と、前記積層材１５の表皮１２が配置される表皮側型１７とを備え、周知の駆動機構により型閉め及び型開き可能に構成されている。
【００２０】
前記裏面側型１６の型面１６ａは、前記積層材１５の基材１３側を押圧して賦形し、前記表皮側型１７の型面１７ａは、前記積層材１５の表皮１２側を押圧して賦形するものとなっている。これら型面１６ａ，１７ａは、車両の天井をなす車体外板の形状に対応した形状となっている。また、前記裏面側型１６及び表皮側型１７の内部には、熱媒循環流路１８が形成されており、この熱媒循環流路１８内に加熱したオイル等の熱媒を循環させることによって、前記型面１６ａ，１７ａを所定温度に加熱するようになっている。
【００２１】
図１及び図２に示すように、前記表皮側型１７の型面１７ａにおいて、基材除去部分をなす前記積層材１５の端末部分１５ａと対応する部分には、局所冷却手段の一部を構成する所定深さの溝２１が形成されている。そして、その溝２１内には、局所冷却手段の一部を構成し、冷却気体供給管をなす合成樹脂製の冷却チューブ２２が収容されている。この冷却チューブ２２は、積層材１５の熱プレス時において、表皮１２と凝着しないことが必要となるため、例えばフッ素樹脂製のチューブが好ましい。また、この冷却チューブ２２は、２００℃程度の耐熱性を有するものが好ましい。図３に示すように、この冷却チューブ２２は、断面Ｊ字状をなすブラケット２３を介して、前記溝２１の内底面２１ａ上に所定間隔おきに固定されている。
【００２２】
図１に示すように、この冷却チューブ２２には、一端にその冷却チューブ２２内に冷却気体として冷却空気を供給する冷却空気供給ライン２４が接続されている。この冷却空気供給ライン２４には、圧力計２５付きのレギュレータ２６及び第１流量調整バルブ２７が配設されている。また、冷却空気供給ライン２４の他端には冷却空気排出ライン２８が接続されており、その冷却空気排出ライン２８には第２流量調整バルブ２９が配設されている。そして、これら第１及び第２流量調整バルブ２７，２９の開度を適宜調整することで、冷却チューブ２２内を流れる冷却空気の流量を調整するようになっている。
【００２３】
また、前記冷却チューブ２２には、内部を流通する前記冷却空気を成形型１１に挟持され賦形される積層材１５における表皮１２の端末部分１２ａに向かって、所定の圧力をもって噴射する噴射孔３０が所定間隔おきに複数対穿設されている。この噴射孔３０を介して、冷却空気が前記表皮１２における前記溝２１の立ち上がり部との接合部の近傍に向かって直接噴射されるようになっている。
【００２４】
次に、前記成形型１１を用いて行う積層体としてのルーフライナ３１の端末加工方法について説明する。
まず、図１に示すように、前記成形型１１内に、基材１３，表皮１２および接着剤１４を含む積層材１５をセットし、熱プレスして、車体の天井をなす外板形状に対応した形状に賦形する。このとき、熱プレス時の型面１６ａ，１７ａの熱により接着剤１４が溶融されるため、基材１３と表皮１２とが接着された状態で、所望の形状を有するルーフライナ３１が成形される。
【００２５】
ここで、前記積層材１５における各層の構成について説明する。
前記基材１３は、ルーフライナ３１の形状保持および車体外板への取り付け等のためのもので、剛性、断熱性、作業性に優れた種々の材質からなる。例えば、基材１３の材質としては、主に熱硬化性樹脂液を含浸させた半硬質ウレタン発泡体シートにガラス繊維マット等を積層したもの、フェノール樹脂シートにガラス繊維マット等を積層したもの等が挙げられる。なお、前記基材１３の裏面（車体外板に接する面）には、不織布等からなる裏面材（図示せず）が接着剤を介して積層されることもある。
【００２６】
前記表皮１２は、ルーフライナ３１の表面を装飾あるいは保護するためのもので、織布、不織布、ポリエステル繊維等のファブリックやプラスチックシート等からなり、接着剤１４を介して基材１３の表面（車室内側に配置される面）に積層される。
【００２７】
前記接着剤１４は、表皮１２を基材１３により確実に接着するとともに、その基材１３の通気を妨げるためのもので、熱プレス時に溶融して溶着する周知のホットメルトフィルムが好適である。
【００２８】
さて、前記したように、成形型１１の表皮側型１７の型面１７ａには、積層材１５の端末部分１５ａに対応する部分に、冷却チューブ２２が配設されており、積層材１５の熱プレスを行う際に表皮１２の端末部分１２ａに冷却空気が噴射されるようになっている。このため、熱プレス時において、積層材１５の表皮１２の端末部分１２ａに加えられる熱量が少なくなる。ここで、本実施形態では、基材１３の端末部分１３ａには裏面側型１６の型面１６ａから熱が加えられることになるが、基材１３としては断熱性の高いものが使用されることが多く、この熱が表皮１２の端末部分１２ａに及ぼす影響は大きくない。これにより、積層材１５の端末部分１５ａに加わる熱量は、積層材１５の他の部分に比べて大幅に低減され、この端末部分１５ａにおける接着剤１４の溶融量が減少し、端末部分１５ａの基材１３と表皮１２間の接着が弱くなる。
【００２９】
続いて、前記熱プレスにより成形されたルーフライナ３１を成形型１１から脱型する。そして、図４（ａ）に示すように、カッタ等により、前記積層材１５の縁部１５ｂを切除するとともに、ルーフライナ３１の端末部分１５ａの内端１５ｃに沿って基材１３の厚さに対応する分だけ切り込み線Ｌｃを入れる。その後、図４（ｂ）に示すように、前記切り込み線Ｌｃより端末側における基材１３の端末部分１３ａを表皮１２の端末部分１２ａから剥がして除去する。その際、前記基材１３の端末部分１３ａと表皮１２の端末部分１２ａとが弱く接着しているので、両者をスムーズかつ良好に剥離させることができる。
【００３０】
次いで、図４（ｃ）に示すように、残された表皮１２の端末部分１２ａにより、新たに形成された基材１３の端末を巻き込んで基材１３の裏側へ固着することにより、所望の端末構造を有するルーフライナ３１が得られる。
【００３１】
ところで、前記積層材１５の端末部分１５ａに対して噴射される冷却空気の噴射圧力は、０．１〜０．４Ｐａの範囲であることが好ましく、０．１〜０．３Ｐａの範囲であることがより好ましく、０．１〜０．２Ｐａの範囲であることがさらに好ましい。ここで、前記冷却空気の噴射圧力が０．１Ｐａを下回る場合には、積層材１５の端末部分１５ａに加えられる熱量が多くなり、表皮１２の端末部分１２ａと基材１３の端末部分１３ａとの剥離性が低下するおそれがある。一方、前記冷却空気の噴射圧力が０．４Ｐａを超える場合には、表皮１２における表皮側型１７の型面１７ａとの接触部分の近傍に気泡が巻き込まれて、その部分の意匠性が低下することがある。
【００３２】
また、例えば基材１３がウレタン発泡体５ｍｍ、表皮１２がポリエステルからなる不織布１ｍｍ、接着剤が公知のホットメルトシート４０μｍの積層材１５で、ルーフライナ３１を形成した場合における端末部分１５ａの剥離性及びその他の部分の接着性は、以下の通りであった。なお、これ以降、前記その他の部分は、「一般部分」と呼ぶことにする。ここで、一般部分の接着強度は引張試験機を用いてピーリング試験を行って測定し、端末部分１５ａの剥離性は手で剥がしたときの感触により評価した。
【００３３】
まず、従来の冷却チューブ２２を設けていない成形型を用いて例では、表皮側型１７の型面１７ａの温度が１３５℃の条件で成形した場合、一般部分の接着強度は３０ｍｍ幅のサンプルを用い、毎分２００ｍｍの速度で接着面に沿うように引っ張ったときの抵抗値として１７〜２０Ｎであった。また、端末部分１５ａの剥離性は、若干抵抗は大きいものの問題なく剥がれ、基材１３の端末部分１３ａの剥がし作業性が問題となるものではなかった。
【００３４】
これに対して、一般部分の接着強度を上昇させるべく、前記表皮側型１７の型面１７ａの温度を１４０℃の条件で成形した場合、一般部分の接着強度は４１〜４７Ｎまで上昇したが、端末部分１５ａの剥離が困難なものとなった。
【００３５】
一方、本実施形態の成形型１１を用いて、前記表皮側型１７の型面１７ａの温度を１４０℃の条件で成形した場合、一般部分の接着強度は４１〜４７Ｎまで上昇したにもかかわらず、端末部分１５ａの剥離を容易に行うことができた。このように、本実施形態の成形型１１を用いてルーフライナ３１の端末加工を行うことにより、成形型１１における成形温度を上昇させることができて、一般部分の接着強度を向上しつつ、端末部分１５ａの剥がし作業の作業性を向上させることができる。
【００３６】
従って、本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（イ）  この成形型１１では、積層材１５の端末部分１５ａに対応する表皮側型１７の型面１７ａに、その積層材１５の表皮１２の外表面に所定の圧力を作用させつつ、その外表面を局所的に冷却する冷却チューブ２２を有している。このため、表皮１２と基材１３との接着性を高めるために、熱プレス時における成形温度を上昇させたりしても、積層材１５の端末部分１５ａが冷却チューブ２２からの冷却空気により冷却され、熱プレス時における端末部分１５ａへの熱の影響を大きく低減できる。従って、積層材１５の端末部分１５ａにおける表皮１２と基材１３との接着性が想定外に高められることが抑制される。従って、ルーフライナ３１における表皮１２の端末部分１２ａと基材１３の端末部分１３ａの剥離性を良好に保つことができる。
【００３７】
（ロ）  この成形型１１では、熱プレス時において、冷却チューブ２２からの冷却空気により、表皮１２の端末部分１２ａの外表面に所定の圧力が作用される。また、裏面側型１６の溝２１内に冷却チューブ２２が存在することで、積層材１５の熱プレスを行う際に、冷却チューブ２２により表皮１２の端末部分１２ａにおける溝２１の内底面２１ａ側への移動が規制される。これらのため、表皮１２及び基材１３の端末部分１２ａ，１３ａの膨張が抑制され、表皮１２の端末部分１２ａの変形が抑制される。このため、ルーフライナ３１における基材１３の端末を表皮１２の端末部分１２ａで巻き込んだ状態の外観を良好に保つことができる。
【００３８】
（ハ）  この成形型１１では、冷却チューブ２２が合成樹脂製で、しかもフッ素樹脂製のチューブからなっている。このため、積層材１５の熱プレス時において、表皮側型１７の溝２１の内底面２１ａから表皮１２の端末部分１２ａへ冷却チューブ２２を介して移動する熱量を小さくすることができる。また、冷却チューブ２２と表皮１２の端末部分１２ａとの凝着を抑制することができて、表皮１２の端末部分１２ａの外観を良好に保つことができる。
【００３９】
（変更例）
なお、本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。
・  前記実施形態では、熱プレス時における表皮側型１７の型面１７ａの温度を上昇させることにより、一般部分の接着強度を向上させるものとした。これに対して、前記実施形態の成形型１１及び端末加工方法を適用するのであれば、熱プレス時における加熱時間を長くすることによって前記接着強度を向上させてもとしてもよい。
【００４０】
・  例えば図５に示すように、冷却チューブ２２に、成形型１１の型閉め状態にて積層材１５の端末部分１５ａを押さえる突部４１を設けてもよい。
・  例えば図６に示すように、冷却チューブ２２を溝２１内に固定するブラケット２３に表皮１２側に突出する押さえ部４２を設け、この押さえ部４２を熱プレス時における積層材１５の端末部分１５ａに当接させることにより、その端末部分１５ａの変形を抑制するようにしてもよい。
【００４１】
・  前記裏面側型１６の型面１６ａにおける積層材１５の端末部分１５ａに対応する部分に、溝２１及び冷却チューブ２２を設けてもよい。
・  前記実施形態では冷却チューブ２２をフッ素樹脂で構成したが、この冷却チューブ２２は、熱プレス時の成型温度に耐えうるものであれば、例えばその他の合成樹脂材料、金属材料、セラミックス等であってもよい。ただし、金属材料で冷却チューブ２２を構成する場合には、型面１６ａ，１７ａから冷却チューブ２２を介して積層材１５への熱の伝達を抑制するために、その冷却チューブ２２を溝２１の内底面２１ａと離隔した状態で配設する必要がある。
【００４２】
【発明の効果】
本発明によれば、熱プレス時における積層材の端末部分への熱の影響を大きく低減することができ、端末部分における良好な剥離性を確保しつつ、その他の部分における表皮と基材との間の接着性が向上された積層体を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の成形型の一実施形態を熱プレス状態で示す断面図。
【図２】図１の２−２線断面で冷却チューブを中心に示す部分断面図。
【図３】図１の冷却チューブの取付構造を示す部分断面図。
【図４】（ａ）は、図１のルーフライナの端末部分に切り込み線を入れた状態を、（ｂ）は基材の端末部分を除去した状態を、（ｃ）は表皮の端末部分を巻き込んだ状態を、それぞれ示す部分断面図。
【図５】変更例の冷却チューブを適用した成形型の要部を示す部分断面図。
【図６】その他の変更例のブラケットを適用した成形型の要部を示す部分断面図。
【図７】従来の成形型の一実施形態を熱プレス状態で示す断面図。
【符号の説明】
１１…成形型、１２…表皮、１２ａ，１３ａ，１５ａ…基材除去部分をなす端末部分、１３…基材、１４…接着剤、１５…積層材、１６ａ，１７ａ…型面、２１…溝、２２…冷却気体供給管としての冷却チューブ、３１…積層体としてのルーフライナ、Ｌｃ…切り込み線。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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