(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルムを真空成形により予備成形するフィルムの予備成形方法であって、
前記フィルムを加熱し、
前記加熱によりフィルムを垂下させ、
前記成形型の成形面の曲面が前記フィルムの垂下曲面に沿うとともに、  前記フィルムの垂下曲面と当該垂下曲面の形状と略相似形状である前記成形型の成形面の曲面との距離が前記フィルム全体にわたり略均一となるように、前記成形型の角度を調節し、
前記角度が調節された成形型を前記加熱によるフィルムの垂下方向に向かって相対的に接近させ、
前記フィルムを成形するフィルムの予備成形方法。
【請求項２】
前記フィルムは、模様若しくは色彩又はこれらの組み合わせを有する請求項１に記載のフィルムの予備成形方法。
【請求項３】
フィルムを真空成形により予備成形するフィルムの予備成形装置であって、
前記フィルムを加熱するヒータと、
前記加熱による前記フィルムの垂下方向に向かって、前記フィルムに相対的に接近する成形型とを有し、
前記成形型は、当該成形型の成形面の曲面が前記フィルムの垂下曲面に沿うとともに、前記フィルムの垂下曲面と当該垂下曲面の形状と略相似形状である前記成形型の成形面の曲面との距離が前記フィルム全体にわたり略均一となるように前記成形型の角度を調節する角度調節手段を備えたフィルムの予備成形装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、非塗装の樹脂製パネルを被覆するフィルムに関し、特に、フィルムの全面において伸び率が均一で、色むら、柄くずれのない外観品質の高いフィルムの予備成形方法及びフィルムの予備成形装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の、非塗装品でありながら塗装品と同等の外観を得る樹脂パネルの製造方法を図９及び図１０を参照して説明する。図９に示した樹脂パネルは３層の構造となっている。具体的には、成形品の色、深み及び鮮映性を出すための透明性ポリプロピレン樹脂層を上層に配置し、着色された着色ポリプロピレン樹脂層を中間層に配置し、高剛性、高衝撃性のポリプロピレン樹脂層を基材層に配置している。基材層とフィルム層とは一体成形されている。この樹脂パネルの製造工程を図１０に示した。ここで用いられるフィルム層は押し出しラミネーション法、共押し出しラミネーション法などの方法で製造され（図１０（ａ））、その後、射出成型金型（上型３１，下型３２）の間にセットされる（図１０（ｂ））。フィルム層をセットする方法としては、射出成形金型内で圧空成形して上型３１にセットされる方法、又はプリフォーム型で圧空成形や真空成形をして予備賦形した後に射出成形上型３１にセットされる方法がある。
【０００３】
フィルム層がセットされた状態で基材層を充填構成する樹脂を射出成形装置のダイレクトゲート６から充填して射出成形又は射出圧縮成形により樹脂パネルが成形される（図１０（ｃ））。
【０００４】
次に、フィルム層の予備成形工程についての従来技術を図１１を参照して説明する。ここでは、図１に示したリヤフェンダー１０を例にして説明する。まず、フィルム層１をプリフォーム型３を使用して真空成形する。フィルム層１はフィルムクランプ７に固定され、上部に設けられたヒータ２により加熱される。加熱されたフィルム層１は軟化し、フィルムの自重により図１１中二点鎖線で示したように矢印Ｄ方向へ垂下（ドローダウン）する。この状態でプリフォーム型３が矢印Ｃ方向へ上昇し、真空ポンプ４により予備成形装置１００’内を真空にしてフィルムを予備成形する。
垂下したフィルム層は曲面を形成しており、最も低い位置にある部分が最も先にプリフォーム型３に接触し、その部分を中心に接触領域が拡大していく。このように、プリフォーム型は、フィルム層の垂下曲面の頂点付近に最初に接触し、その後時間差をもって他のフィルム層に触れることとなる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図１２に示すように、フィルム層１のうち、プリフォーム型３と最初に接触した部分のフィルム層は急速に冷却されて伸びを失い、フィルム層１のうち、最初にプリフォーム型３に接した部分と最後にプリフォーム型３と接した部分との伸びに差が生じてしまうという問題点があった。すなわち、フィルム層１のうち最初に接触した部分は接触後急速に伸びを失い、それ以外の部分が伸びてプリフォーム型３の成形面を覆うこととなるため、成形型３に後で接触したフィルム層１の部分の伸びは先に接触した部分よりも大きく伸びることとなる。すなわち、フィルム層１の各部分にはフィルムの伸びに差が生じてしまうこととなる。
このフィルム層１の伸び率の差は、フィルム層１が用いられる樹脂パネルに色むらを生じさせ、製品の外観品質を低下させてしまうという問題があった。さらに、フィルム層１に印刷層が含まれ、大理石調、木目調などの意匠性がある場合には、伸び率の変化により柄が崩れてしまい、外観品質を著しく低下させるという問題があった。特に、フェンダー１０のように形状面が深い場合には、これらの問題点が顕著であった。これらの問題は、圧空成形する場合にあっても同様に生じる問題であった。
【０００６】
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、フィルムの全面において伸び率が均一で、色むら、柄くずれのない外観品質の高いフィルムの予備成形方法及びフィルムの予備成形装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
（１）請求項１記載の発明によれば、フィルムを真空成形により予備成形するフィルムの予備成形方法であって、前記フィルムを加熱し、前記加熱による前記フィルムの垂下方向に向かって成形型を相対的に接近させ、前記フィルムを成形するフィルムの予備成形方法が提供される。
この発明では、成形型をフィルムの垂下方向に向かって相対的に接近させることとしたため、フィルムと成形型とは、フィルムの全面にわたりフィルムの伸びが略均一となった状態で接触することとなる。
これにより、色むらや柄くずれを防止して、外観品質の高いフィルムの予備成形方法を提供することができる。
【０００８】
（２）請求項２記載の発明によれば、フィルムを真空成形により予備成形するフィルムの予備成形方法であって、前記フィルムを加熱し、前記加熱により垂下した前記フィルムを押し上げる圧縮空気を送り込み、前記フィルムの押し上げられた方向に向って成形型を相対的に接近させ、前記フィルムを成形するフィルムの予備成形方法が提供される。
この発明では、成形型を、フィルムの押し上げられた方向に向って相対的に接近させることとしたため、フィルムと成形型とは、フィルムの全面にわたりフィルムの伸びが略均一となった状態で接触することとなる。
これにより、色むらや柄くずれを防止して、外観品質の高いフィルムの予備成形方法を提供することができる。
【０００９】
（３）請求項１又は２記載の発明において、請求項３記載の発明によれば、前記成形型を接近させる際に、当該成形型の成形面の曲面が、前記フィルムの垂下曲面に沿うように、前記成形型の角度を調節する予備成形方法が提供され、請求項４記載の発明によれば、前記成形型を接近させる際に、前記成形型の成形面の曲面と前記フィルムの垂下曲面との距離が略均一となるように、前記成形型の角度を調節するフィルムの予備成形方法が提供される。
【００１０】
また、請求項６記載の発明によれば、フィルムを真空成形により予備成形するフィルムの予備成形装置であって、前記フィルムを加熱するヒータと、前記加熱による前記フィルムの垂下方向に向かって、前記フィルムに相対的に接近する成形型とを有し、前記成形型は、当該成形型の成形面の曲面が、前記フィルムの垂下曲面に沿うように、前記成形型の角度を調節する角度調節手段を備えたフィルムの予備成形装置が提供される。  請求項７記載の発明によれば、フィルムを真空成形により予備成形するフィルムの予備成形装置であって、前記フィルムを加熱するヒータと、前記加熱により垂下した前記フィルムを押し上げる圧縮空気を送り込むポンプと、前記フィルムの押し上げられた方向に向って、前記フィルムに相対的に接近する成形型とを有し、前記成形型は、当該成形型の成形面の曲面が、前記フィルムの垂下曲面に沿うように、前記成形型の角度を調節する角度調節手段を備えたフィルムの予備成形装置が提供される。
【００１１】
この発明では、成形型の角度を、成形型の成形面の曲面がフィルムの垂下曲面に沿うように調節することとした。成形型の角度を厳密に調節することにより、フィルム面と成形型面との距離が略均一となる。このため、フィルムと成形型とは、フィルムの全面にわたり実質的に同時に接触することとなり、フィルムは全面にわたり伸びが略均一となった状態で成形型と接触することとなる。
これにより、色むらや柄くずれを防止して、外観品質の高いフィルムの予備成形方法を提供することができる。
【００１２】
（４）請求項１〜４記載の発明において、請求項５記載の発明によれば、前記フィルムは、模様若しくは色彩又はこれらの組み合わせを有するのフィルムの予備成形方法が提供される。
この発明では、模様若しくは色彩又はこれらの組み合わせを有するフィルムがフィルムの全面にわたり略均一に伸びることとなる。
これにより、フィルムに施された色彩はフィルム全体において色差がなく、またフィルムに施された模様はフィルム全体において崩れることがない。よって、外観品質の高い色つき・柄つきのフィルムの予備成形方法を提供することができる。
【００１３】
【発明の効果】
請求項１〜７に係る発明によれば、色むらや柄くずれを防止して、外観品質の高いフィルムの予備成形方法及びフィルムの予備成形装置を提供することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１は本実施形態のフィルムが用いられる車輌用フェンダパネルの一例を示す図、図２は第１の例のフィルム予備成形装置を示す図、図３は角度調節手段の機能を説明するための図、図４は本実施形態に係るフィルムを用いた射出成形の一例を示す図、図５は本実施形態に係るフィルムを用いた樹脂パネルを示す図、図６は本実施形態に係るフィルムの伸びについて説明する図、図７は本実施形態に係るフィルムの伸びと色差変化について説明する図、図８は第２の例のフィルム予備成形装置を示す図である。
【００１５】
本実施形態では、図１に示した車輌のリヤフェンダを例にして説明する。リヤフェンダは、形状面が深い（外形面の曲率が大きい）ので、特に、部分ごとの伸び率の差が大きくなる傾向があることから本実施形態の例として採用した。
【００１６】
第１のフィルムの予備成形装置  
本実施形態に係るフィルムの予備成形方法を使用する予備成形装置１００について説明する。図２は、予備成形装置１００の第１の例を示す。
図２は、図１で示したリアフェンダ１０のＡ−Ａ断面方向から見た第１の予備成形装置１００を示す図である。
予備形成装置１００は、フィルム１を加熱するヒータ２と、フィルム１の上側に配置され、フィルム１を成形する成形型３と、フィルム１の端を保持するフィルムクランプ７と、キャビティ内の空気を吸引する真空ポンプ４と、成形型３の角度を調整する角度調整手段５とを有している。
【００１７】
フィルム１は、フィルムクランプ７に固定され、ヒータ２によって加熱される。加熱されたフィルム１は柔らかくなって、その自重により二点鎖線で示したように垂下（ドローダウン）する（図２中Ｄ方向）。加熱後、ヒータ２は図２中上方向へ後退する。成形型３は、垂下した状態のフィルム１に対して、フィルムの垂下方向に向かって成形型を相対的に接近させられる（図２中Ｃ方向）。
【００１８】
この際に、角度調整手段５は、成形型３の成形面の曲面が、フィルム１の垂下曲面（二点鎖線）に沿うように、成形型３の振り角を調節する。この状態で、真空ポンプ４は予備成形装置１００を真空引きする。真空引きされたフィルム１は、成形型３の成形面に応じて成形される。図３には、角度調整手段５によって角度が調整された成形型３と、これに接するフィルム１とを示した。垂下したフィルム１と成形３型とは、フィルム１の全面にわたり実質的に同じ距離（図２、３中ａ）を保って接近し、同時に接触することとなる。このため、フィルム１は全面にわたり伸びが略均一となった状態で成形型３と接触することとなる。図３で示したフィルム１のｘ領域、ｙ領域、ｚ領域のいずれの部分においても成形型３とフィルム１との距離はａに保たれている。すなわち、フィルムｘ、ｙ、ｚの各領域の成形型３とフィルム１との距離は略均一（ａ）となり、略同時に接触することとなる。
【００１９】
また、フィルム１の垂下の程度（ドローダウン量）は、フィルム１の材質、フィルム１の表面温度によって決定されるため、ヒータ２の設定温度、過熱時間、フィルム１とヒータ２との距離によって調節することができる。
【００２０】
予備成形されたフィルム  
予備成形されたフィルム１は、フィルム１の不要な部分をカットして、図４で示す射出成形装置の射出成形上型３１側にセットされる。図４は、セットされた図１のリアフェンダ１０のＢ−Ｂ断面方向から射出成形装置を見たものである。
【００２１】
射出成形型の上型３１にフィルム１をセットした後、基材層樹脂製板９を構成する樹脂をダイレクトゲート６から充填する。充填された樹脂が固化すればフィルム１に被覆されたリアフェンダ１０を得ることができる。 このリアフェンダ１０を構成するフィルム１の伸び率は全面に渡り略均一となる。
【００２２】
＜フィルムの伸び率＞
本発明によって得られるフィルム１を伸び率の観点から説明する。
フィルム１の伸び率の分布を図６に示した。測定試料は、厚さ約０．６mmのフィルム１を用いて、自動車のリアフェンダ１０を成形したものである。図６に示したフィルム１の伸び率は、リアフェンダ１０の外表面の前後方向（図１中Ｂ−Ｂ方向）のフィルム１の伸び量と上下方向（図１中Ａ−Ａ方向）の伸び量とを各測定点において測定し、その伸び率をプロットした。図６に示すように、測定対象のフィルム１の伸び量は２０％以下になっている。樹脂パネル１０におけるフィルム１の伸び率の許容範囲は５０％であるから、本実施形態におけるフィルム１は、許容範囲を大きく下回り、全面に渡り、伸び率が均一なフィルム１が得られることがわかる。
【００２３】
＜フィルムの伸び率と色差＞
次に、フィルム層１の伸び率と色差変化の関係を図７に示した。色差変化は、フィルム層１の初期の色に対する色の差を示す。人間が色を見たとき、色の変化を感じられるのは、この色差変化が２以下の場合である。よって、製品に関しては、色差変化を２以下にする必要があり、色差変化を２以下にするためにはフィルムの伸び率は５０％以下とすることが要求される。本実施形態においては、図６に示したように車輌上下方向及び車輌前後方向の伸び率は２０％以下であるから、このフィルム１に生じる色差変化は通常人間の目には感知できない程度の変化である。ちなみに、従来の方法におけるフィルム層では場所によっては１００％以上に伸びる部分もあるため、色の濃淡の差が大きく出てしまう。
【００２４】
＜フィルムの材質＞
本実施形態のフィルム１に適用される樹脂の材質は、特に限定されることなく、例えば、ＰＰフィルム（ポリプロピレンフィルム）、ＰＣフィルム（ポリカーボネートフィルム）、ＰＰＯ（ポリフェニレンオキシド：ノリル樹脂）、ＡＢＳフィルム（アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂フィルム）、ＰＣフィルム（ポリカーボネートフィルム）、ＰＥＴフィルム（ポリエチレンテレフタレートフィルム）、ＰＥＴ、ＰＰ及びＴＰＯフィルム（ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン及びポリオレフィン系熱可塑性エラストマーフィルム）、ＰＥＴ、ＰＰ及びＴＰＯフィルム（ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン及びポリオレフィン系熱可塑性エラストマーフィルム）などの中から適宜選択される。
【００２５】
フィルム１は、模様若しくは色彩又はこれらの組み合わせを有していてもよい。例えば、ソリッド色やメタリック色の着色がされていてもよく、色分け、カーボン調、木目調、などの柄が印刷されたフィルム１であってもよい。このような特殊な色や模様が施されていても、本発明によれば、色むら、柄くずれを生じることがない。
【００２６】
また、本発明によるフィルム１は、車輌を例にとると、樹脂外板であるフロントフェンダー、フード、ドアパネル、ルーフ及びトランクリッドなどすべての樹脂外板に用いることができる。本実施形態においては、車輌のリアフェンダーを例としたが、車輌用パネルに限られることなく、家庭電気製品や建築物など広く樹脂製品一般に利用することができる。
【００２７】
第２のフィルムの予備成形装置  
図８には、第２のフィルムの予備成形装置１００を示した。基本的構成は図２に示した第１の予備成形装置１００と同じである。異なる点は、成形したフィルム１の成形を圧縮空気を送り込むことにより行う点である。そのため、第２のフィルム予備成形装置１００は、圧縮空気を送り込む圧縮空気ポンプ７が設けられている。フィルム１をヒータ２で加熱すると、フィルム１は垂下する。圧縮空気ポンプ８は、このタイミングで垂下したフィルム１を押し上げる圧縮空気を送り込む。フィルム１は、垂下方向（図８中Ｄ方向）とは反対の方向（図８中Ｅ方向）に押し上げられ、図７中点線で示したような形状となる。この状態で成形型２を上昇させ（図７中Ｅ方向）、その後真空ポンプ４で空気を抜いてフィルム１を予備成形する。
【００２８】
角度調整手段５は、第１のフィルムの予備成形装置１００と同様に、成形型３とフィルム１との距離が均一となるように成形型３の振れ角を調整する。この成形型３とフィルム１との関係は、第１の予備成形装置１００により得られたフィルム１と同様である。成形型３とフィルム１との距離は、圧縮空気ポンプ８が送り込む圧縮空気量を制御することにより調節できる。このため、成形型３を上昇させた時にフィルム１と成形型３とがほぼ同時に接するため、第１のフィルム予備成形装置と同様の作用、効果を奏する。
以上説明した実施例は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施例に開示された各要素および各数値は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態のフィルムが用いられる車輌用フェンダパネルの一例を示す図である。
【図２】本実施形態に係るフィルム予備成形装置の第１の例を示す図である。
【図３】角度調節手段の機能を説明するための図である。
【図４】本実施形態に係るフィルムを用いた射出成形の一例を示す図である。
【図５】本実施形態に係るフィルムを用いた樹脂パネルを示す図である。
【図６】本実施形態に係るフィルムの伸びについて説明する図である。
【図７】本実施形態に係るフィルムの伸びと色差変化について説明する図である。
【図８】本実施形態に係るフィルム予備成形装置の第２の例を示す図である。
【図９】従来の樹脂パネルの構成を示す図である。
【図１０】従来の樹脂パネルの製造工程を示す図である。
【図１１】従来のフィルムの予備成形装置を説明するための図である。
【図１２】従来の予備成形フィルムの問題点を説明するための図である。
【符号の説明】
１０、１０’…樹脂製品、樹脂パネル、（車輌用）リアフェンダ
１００、１００’・・・フィルム予備成形装置
１…フィルム、フィルム層
２…ヒータ
３…金型、プリフォーム型
３１・・・射出成形上型
３２・・・射出成形下型
４…真空ポンプ
５…角度調整手段
６…ダイレクトゲート、射出口
７…フィルムクランプ
８…圧縮空気ポンプ
９…基材層樹脂製板
Ｄ・・・フィルムの垂下方向
Ｃ，Ｅ・・・成形型の移動方向
【図１】
0004003404.tif 000002
【図２】
0004003404.tif 000003
【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】
0004003404.tif 000008
【図８】
0004003404.tif 000009
【図９】
0004003404.tif 000010
【図１０】
0004003404.tif 000011
【図１１】
0004003404.tif 000012
【図１２】
0004003404.tif 000013