(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形装置を用いて一体成形表面テクスチャを有する成形要素を作製する方法であって、前記成形装置は、前側金型表面テクスチャを備える前側金型表面を有する前側金型と、前記前側金型とは反対の後側金型表面を有する後側金型とを含み、前記方法は、
ａ）  スキンフィルム材料を含むスキンフィルムおよびフォームバック材料を含むフォームバックを含むカバーシートを設けるステップと、
ｂ）  前記スキンフィルム材料の融点以上の第１の温度に前記スキンフィルムを加熱しかつ前記フォームバック材料の融点よりも下の第２の温度に前記フォームバックを加熱するように、前記カバーシートを加熱するステップと、
ｃ）  前記スキンフィルムを前記前側金型に向けておよび前記フォームバックを前記後側金型に向けて前記前側金型と前記後側金型との間に前記カバーシートを配置し、次に、前記前側金型および前記後側金型のうち少なくとも１つを、前記カバーシートがその間にあるように、相対的に互いに向けて動かすステップと、
ｄ）  前記カバーシートを成形して、前記スキンフィルムを前記前側金型表面と直接に接触させて、前記スキンフィルムに、前記前側金型表面テクスチャとは逆の一体成形表面テクスチャを成形するステップと、
ｅ）  前記ステップｄ）の後、前記カバーシートを冷却し、前記前側金型および前記後側金型のうち少なくとも１つを互いに対して引き離すステップとを含む、方法。
【請求項２】
前記ステップｂ）は、前記スキンフィルムの前記スキンフィルム材料が、固体状態から融解された粘性液体状態に変換されかつ、前記フォームバック材料が弾性の発泡固体状態に維持されるように実行され、前記ステップｄ）は、前記ステップｄ）が始まった時点で、前記スキンフィルムの前記スキンフィルム材料が前記融解された粘性の液体状態にある、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ステップｄ）は、前記フォームバックと前記後側金型表面との間のギャップに加圧された圧力媒体を導入し、それにより、前記圧力媒体が前記前側金型表面に向けて均一に前記フォームバックをプレスして、前記スキンフィルムを前記前側金型表面と直接に接触させる前記ステップを均一に達成するステップを含み、前記スキンフィルムと前記前側金型表面との間に真空を適用するステップをさらに含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記ステップｄ）は、前記フォームバックと前記後側金型表面との間のギャップに加圧された圧力媒体を導入し、それにより、前記圧力媒体は前記前側金型表面に向けて均一に前記フォームバックをプレスして、前記スキンフィルムを前記前側金型表面と直接に接触させる前記ステップを達成するステップを含み、前記スキンフィルムと前記前側金型表面との間から空気を除去するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
空気を除去する前記ステップは、前記圧力媒体が前記前側金型表面に向けて前記フォームバックをプレスすることにより、前記スキンフィルムが前記前側金型表面に押し付けられて、前記スキンフィルムと前記前側金型表面との間の空間から空気が受動的に排気される、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記スキンフィルムと前記前側金型表面との間の空間から空気が受動的に排気された後、前記前側金型表面と前記スキンフィルムとの間に真空を適用するステップをさらに含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
空気を除去する前記ステップは、前記前側金型表面と前記スキンフィルムとの間に真空を適用するステップを含む、請求項４に記載の方法。
【請求項８】
前記真空は、大気圧よりも下の０．０５から０．３バールの圧力である、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記加圧された圧力媒体は、前記ギャップに導入されかつ、１から３０バールの範囲のゲージ圧に維持される、請求項４に記載の方法。
【請求項１０】
前記ゲージ圧は５から２０バールの範囲にある、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記加圧された圧力媒体は圧縮空気である、請求項４に記載の方法。
【請求項１２】
前記ステップｃ）は、前記後側金型の周のまわりに、前記フォームバックと前記後側金型表面との間に気密封止を形成するステップをさらに含む、請求項４に記載の方法。
【請求項１３】
前記加圧された圧力媒体は発泡ポリマー樹脂を含み、発泡ポリマー樹脂は、前記樹脂が膨らんで発泡体を形成すると、前記フォームバックと前記後側金型表面との間の前記ギャップに加圧圧力を生成する、請求項４に記載の方法。
【請求項１４】
前記ステップｃ）は、前記前側金型および前記後側金型のうち少なくとも１つが互いに向けて相対的に動くと、前記後側金型表面に対しておよび前記前側金型表面に向けて前記カバーシートを機械的に予成形するステップを含み、前記ステップｄ）で前記加圧された圧力媒体を導入する前記ステップは、前記機械的予成形に加えて、前記カバーシートのブロー成形を引き起こす、請求項４に記載の方法。
【請求項１５】
前記ステップｂ）は、前記スキンフィルムの前記第１の温度が、前記フォームバックの前記第２の温度よりも４０℃から７０℃高い範囲にあるように実行される、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記ステップｂ）は、前記スキンフィルムの前記第１の温度が１９０℃から２１０℃の範囲にありかつ、前記フォームバックの前記第２の温度が１３０℃から１５０℃の範囲にあるように実行される、請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
前記カバーシートは、前記ステップのすべてを通じて、前記スキンフィルムが上向きになりかつ前記フォームバックが下向きになるような向きにされる、請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
前記ステップｂ）は、温度調節されたプレートに前記フォームバックを接触させるステップと、赤外線ヒータからの熱放射を前記スキンフィルムに向けるステップとを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
前記前側金型表面および前記後側金型表面の温度を５０℃から６０℃の範囲に維持するように前記前側金型および前記後側金型を温度調節するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２０】
前記フォームバック材料は、その厚みを通って空気が浸透しない実質的に独立気泡の発泡体であり、前記スキンフィルム材料は熱可塑性ポリオレフィンである、請求項１に記載の方法。
【請求項２１】
前記フォームバック材料は、熱可塑性ポリオレフィンとは異なるポリマー材料を含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記フォームバック材料は熱可塑性ポリオレフィンを含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
前記フォームバック材料はポリプロピレン発泡体を含み、前記スキンフィルム材料はポリプロピレン膜を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２４】
前記ステップｅ）の後に、前記フォームバックと前記後側金型表面との間に基板材料を導入し、次に、前記前側金型および前記後側金型のうち少なくとも１つを互いに向けて相対的に動かして、それにより、前記後側金型表面が前記基板材料をプレスし、前記基板材料を前記フォームバックの上に成形しかつ接着して、前記基板材料から成形基板を形成するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２５】
前記基板材料は、ポリプロピレンおよび天然繊維、ポリプロピレンおよびポリエステル繊維ならびにポリプロピレンおよびグラスファイバからなる群から選択される少なくとも１つの複合材料の予め加熱されたシートである、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記基板材料はポリウレタン発泡体である、請求項２４に記載の方法。
【請求項２７】
前記基板材料を導入する前記ステップは、粘性の液体状態の前記基板材料を注入するステップ、噴霧するステップ、注ぐステップおよび注型するステップのうち１つを含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項２８】
前記ステップｄ）は、前記フォームバックと前記後側金型表面との間に規定された間隔を有するギャップの中に、加圧された圧力媒体を導入するステップを含み、前記基板材料を導入する前記ステップは、前記ステップｄ）では前記圧力媒体が占めていた、前記フォームバックと前記後側金型表面との間の前記規定された間隔を有する前記ギャップの中に前記基板材料を導入するステップを含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項２９】
前記一体成形表面テクスチャは、人工皮革面、人工木目、盛り上がった文字、凹んだ文字、盛り上がったロゴ、凹んだロゴ、突出部の幾何学的反復パターンおよび窪みの幾何学的反復パターンのうち１つを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３０】
成形装置を用いて成形要素を作製する方法であって、成形装置は、前側金型表面テクスチャを備える前側金型表面を有する前側金型と、前記前側金型とは反対の後側金型表面を有する後側金型とを含み、前記方法は、
ａ）  スキンフィルム材料を含むスキンフィルムおよびフォームバック材料を含むフォームバックを含むカバーシートを設けるステップと、
ｂ）  前記スキンフィルム材料の融点以上の第１の温度に前記スキンフィルムを加熱しかつ前記フォームバック材料の融点よりも下の第２の温度に前記フォームバックを加熱するように前記カバーシートを加熱するステップと、
ｃ）  前記スキンフィルムが前記前側金型に向きかつ前記フォームバックが前記後側金型に向くようにして、前記前側金型と前記後側金型との間に前記カバーシートを配置し、次に、前記前側金型および前記後側金型のうち少なくとも１つを、前記カバーシートがそれらの間にあるように、互いに向けて相対的に動かして、前記前側金型表面に向けて前記カバーシートを機械的に予成形するステップと、
ｄ）  前記フォームバックと前記後側金型表面との間に気密封止を形成し、１バールから３０バールの範囲の圧力の加圧空気を前記フォームバックと前記後側金型表面との間のギャップの中に導入して、前記カバーシートをブロー成形しかつ前記前側金型表面に対して前記スキンフィルムをプレスし、それにより、前記スキンフィルムの中に、前記前側金型表面テクスチャと逆の一体成形表面テクスチャを成形するステップと、
ｅ）  前記ステップｄ）の間に、前記スキンフィルムと前記前側金型表面との間から空
気を抜くステップと、
ｆ）  前記スキンフィルムと前記前側金型表面との間に真空を適用するステップと、
ｇ）  前記前側金型および前記後側金型のうち少なくとも１つを互いに対して引き離すステップと、
ｈ）  前記フォームバックと前記後側金型表面との間に基板材料を導入し、次に、前記前側金型および前記後側金型のうち少なくとも１つを互いに対して相対的に動かして、それにより、前記後側金型表面が前記基板材料をプレスし、前記フォームバックの上に前記基板材料を成形しかつ接着して、前記基板材料から成形基板を形成するステップとを含む、方法。
【請求項３１】
一体成形表面テクスチャを有する成形要素を作製するための装置であって、前側金型ツールおよび後側金型ツールを含み、
前記前側金型ツールは、前側金型表面に彫刻され、ミル加工され、刻印され、型押しされまたはエッチングされた前側金型表面テクスチャを備える前側金型表面を有する前側金型を含み、
前記前側金型ツールは、その中に真空状態の空間と、前記真空状態の空間に連通しかつ真空源に接続するように適合される真空ポートとを有し、
前記前側金型ツールは、前記前側金型表面から前記真空状態の空間までそれを通って連通する複数の真空孔を有し、
前記後側金型ツールは、前記前側金型表面とは反対の後側金型表面を有する後側金型と、加圧された空気の供給源に接続するように適合される空気供給ポートと、前記後側金型表面の中の複数の空気孔と、前記空気供給ポートから前記空気孔に連通する少なくとも１つの空気通路とを含み、
前記後側金型ツールは、前記後側金型に接続されかつ前記後側金型の周のまわりに延び、前記金型が互いに向けて閉じられるときに前記前側金型と前記後側金型との間に気密封止を形成する周方向封止フレームをさらに含む、装置。
【請求項３２】
前記前側金型は塊状の鋼の前側金型であり、前記真空孔の各々は、前記前側金型表面に開く、レーザであけられたそれぞれの孔を含む、請求項３１に記載の装置。
【請求項３３】
前記レーザであけられた各々の孔の直径は０．５ｍｍ以下である、請求項３２に記載の装置。
【請求項３４】
前記真空孔の各々は、前記レーザであけられた孔よりも大きな直径を有しかつ、前記レーザであけられた孔から前記真空状態の空間まで延びて連通する、機械的にあけられた孔をさらに含む、請求項３２に記載の装置。
【請求項３５】
前記前側金型は電気化学的に形成された亜鉛金型を含み、前記真空孔の各々は、前記亜鉛金型を通って化学的にエッチングされたまたはミル加工された細孔を含む、請求項３１に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、一体成形（molded-in）表面テクスチャを有する、自動車内装トリム要素などの成形部分の製造方法およびそのような方法を実行するための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
さまざまな技術分野ではおよび特に自動車製造業界では、表面テクスチャが成形部分の表面の中または上に成形されたさまざまな成形部分に対する需要が常に高まっている。たとえば、人工皮革面、人工木目、点もしくは線などのパターン、模造縫い目線、盛り上がった出っ張りおよび凹んだ窪みまたは成形すらされた文字もしくはロゴなどの表面テクスチャを有する、天井内張り、ドアトリムインサートパネル、柱トリムカバー、コンソール、荷物棚、ダッシュボードなどの、自動車の内装トリム要素を設けることがますます望まれている。そのような表面テクスチャは、目にする成形部分表面の外観を向上させたりまたは、表面が与える表面の感触もしくは把持特徴を向上させたりまたは、文字もしくはロゴなどにより、意図される情報を与えたりする。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、いずれにしても、意図される効果を達成するためには、成形部分の表面に正確にかつ一貫して一体成形テクスチャを表わしまたは再現しなければならない。他方で、意図される表面テクスチャが成形部分の表面に不正確にまたは歪んで再現されれば、これは、廃棄が必要な、視覚的に許容できない部分を生じる結果となる。したがって、部分がそれ以外では他の要件に完全に合っていたとしても、欠陥のあるまたは許容不可能な表面テクスチャ付けのために、むしろ、そのような部分の高い不合格および破棄率につながることが業界で大きな問題となっている。
【０００４】
また、これまでは、歪みまたは不正確な表示なく、従来の公知の方法を用いて複雑なまたは微細な表面テクスチャを達成することは極めて難しいまたは不可能であった。１つの従来の方法は、所望の表面テクスチャを備えて予めテクスチャを施されたカバー素材の平らな種板を設けることを含む。次に、この予めテクスチャを施されたカバー素材またはカバーシートは、裏当て基板などで積層される一方で、深絞りされかつ成形される。完成成形部分の３次元の外形を形成するこの成形動作の間に、カバーシートのパターンまたは表面テクスチャは、それぞれの区域で発生する３次元成形および伸張の度合に依存して、異なる区域で必ず歪んでしまう。すなわち、より深くまたはより広範に引っ張られかつ伸張される区域は、意図される表面テクスチャの面積拡大を招いてしまう。したがって、種板カバーシート材料上の点または線などの規則的な幾何学的パターンは、３次元成形から生じる歪みの区域をはっきりと示し、一般的に許容不可能である。成形区域には文字なども設けることができない。そのような技術は、歪みがわかりにくい不規則なテクスチャまたははっきりと外形付けされない区域上にテクスチャを設ける場合にしか好適でないのが一般的である。そのような従来のプロセスの別の問題は、カバーシートのテクスチャを施された表面が金型の平らな表面と接するようにプレスされるときに発生する。そのような場合、表面テクスチャは、少なくとも部分的に潰れたりまたは平らになったりまたは“ならされたり”（ironed out）するため、結果として生じるどの表面テクスチャも、非常にはっきりしたまたは凸凹をつけてプロファイル付けされたテクスチャを有することができない。
【０００５】
予めテクスチャを施されたカバーシートを深絞りまたは成形する際に起こる上述の歪みを回避するため、成形動作の前でなくむしろ成形後に、成形部分の表面またはカバーシート上に表面テクスチャを適用する技術が開発された。そのような技術は複雑で、時間がかかりかつ、生産が不経済である。
【０００６】
表面テクスチャを有する外形付けされたスキンシートを形成するための２つのさらなる従来のプロセスは、パウダーおよびスプレースラッシュ法である。パウダースラッシュ法では、外形付けされかつテクスチャを施された金型として、電気化学的に作製された薄い亜鉛シートを用いる。これを加熱し、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）粉末などのポリマー粉末に浸すかまたはそれで被覆する。次にこれを融解し、対応の外形付けされかつテクスチャを施されたＰＶＣスキンフィルムを亜鉛金型上に形成する。スキンフィルムを剥がし、その後、これを成形基板に適用することができる。これに代えて、スプレースラッシュ法では、テクスチャを施された金型にポリウレタンなどの液体ポリマーを噴霧して、テクスチャを施されたスキンフィルムを形成する。その後、これを剥がして成形基板に適用することができる。これらのスラッシュスキン法は、いくつかのさらなるステップが必要なためにむしろ複雑で、時間がかかりかつ費用がかかる。さらに、これらのプロセスは一般的に塩化ポリビニルおよびポリウレタン材料を用いるが、これらはリサイクルが難しく、毒性の危険性および廃棄の問題があるために、より一層望まれなくなっている。また、薄い金型シートの耐用寿命サイクルが比較的短いため、このことが高い工具費につながり、達成可能な表面テクスチャが限られてしまう。また、従来のパターニングまたはテクスチャ付けプロセスはすべて、成形動作そのものを超える付加的なステップおよび付加的な作業労力を含んでしまう。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記を鑑みて、この発明の目的は、高い微細性、精度および再現性を備える、意図される表面テクスチャを歪ませずに正確に表わしかつ、表面テクスチャのタイプに限定されず、代わりに、合成皮革面、合成木目、点およびストライプなどのパターン、盛り上がった出っ張り、凹んだ窪み、合成縫い目線、文字、ロゴなどを形成するのに使用可能な表面テクスチャを有する成形部分を生産するための方法および装置を提供することである。この発明のさらなる目的は、この表面テクスチャを達成するための付加的な作業ステップまたは労力を必要とせずに、成形部分の成形作製の間に、意図される表面テクスチャをその表面に成形可能にすることである。この発明の別の目的は、テクスチャを施されたカバーシート用に容易にリサイクル可能な材料を、本質的にどの可能な裏当てまたは基板材料とも組合せて用いることである。この発明はさらに、本明細書から明らかなように、先行技術の欠点を回避または克服することおよびさらなる利点を達成することを目的とする。
【０００８】
上記目的は、基板およびその上に積層されるカバーシートを含む３次元に外形付けされた成形部分において、この発明に従って達成され、カバーシートは、スキンフィルムおよび基板に付着または接着されるフォームバック（foam backing）を含む。スキンフィルムには、成形部分の３次元に外形付けされた区域の上に、歪みなく均一にかつ一貫して適用される表面テクスチャが与えられる。そのような成形部分を生産し得、表面テクスチャを有する３次元に外形付けされた成形部分を成形する方法において、この発明に従って上記目的をさらに達成した。
【０００９】
この発明の方法は以下のステップを含む。表面スキンフィルムおよびフォームバックを含むカバーシートが与えられる。カバーシートは、スキンフィルムが少なくともその融解温度（融点）に加熱される一方、フォームバックがその融解温度（融点）よりも下の温度にしか加熱されないような態様で加熱される。それにより、特に、スキンフィルム材料が粘性の液体状態に全体的に融解され、一方、フォームバックは弾性の発泡固体のままである。それにより、フォームバックは、粘性の液体膜を保持しかつ搬送するための固体担体として働く。粘性液体スキンフィルム材料は、液体がスポンジに吸収されるのといくぶん同様に、ある程度まではフォームバックの界面の開孔に浸透したりまたは部分的にそれを飽和したりもする。しかし、フォームバックは、その厚みを通って浸透不可能な独立気泡発泡体であるため、フォームバックへの粘性液体スキンフィルム材料の吸収の程度は界面に限られる。好ましくは、カバーシートは、発泡体で裏当てされた熱可塑性ポリオレフィン（ＴＰＯ）シート材料である。スキンフィルムに好適な熱可塑性物質は、たとえば、ポリプロピレン、ポリエチレン、塩化ポリビニル（ＰＶＣ）およびアクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）ポリマーを含む。
【００１０】
予め加熱されたカバーシートが第１のまたは前側の金型と第２のまたは後側の金型との間に配置される。前側金型の金型表面には、完成成形部分の、結果的にできる所望の表面テクスチャの正確なネガ型イメージが与えられる。すなわち、この表面テクスチャは、金型の表面をミル加工し（milled）および高度に研磨した後、機械的彫刻、型押し、化学的エッチングなどによって金型表面上に与えられた。予め加熱されたカバーシートを金型の間に配置した後、前側金型および後側金型を互いに対して閉じる一方、後側金型は好ましくは、前側金型に向けてカバーシートを機械的に予成形する。前側および後側金型の間に気密封止を設ける。カバーシートのフォームバックと後側金型との間のギャップに加圧された圧力媒体を導入し、それにより、圧力媒体は、前側金型に向けておよびそれに対してカバーシートをさらにブロー成形する。カバーシートのスキンフィルムと前側金型のテクスチャを施された表面との間から空気を抜き、スキンフィルムと前側金型のテクスチャを施された表面との間に低真空（low vacuum）を適用する。
【００１１】
このように、加圧された圧力媒体がカバーシートをプレスすることにより、（融解した粘性の液体状態の）スキンフィルムが前側金型のテクスチャを施された金型表面と均一にかつ均等に接するようにプレスされて、スキンフィルムに逆のテクスチャを成形する。一方、低真空は、スキンフィルムとテクスチャを施された金型表面との間のすべての空気ポケットを除去しかつ、テクスチャを施された金型表面上にスキンフィルムを固定位置合わせして保持し、テクスチャイメージの歪みまたは二重刻印を回避することを確実にする。カバーシートのフォームバックは、浸透不可能でありかつ弾性の固体（非融解）状態のまま留まる独立気泡フォーム体であるため、圧力媒体の吹き抜け（blow-through）の危険性はなく、代わりに、フォームバックは、スキンフィルムに成形圧を均一に適用して、前側金型の外形付けされおよびテクスチャを施された表面に対してそれを均一にプレスする成形バッファまたは中間層として働く。
【００１２】
スキンフィルムは上述のような融解された粘性液体状態にあるため、スキンフィルム材料は、前側金型のテクスチャを施された表面に対して成形されて、金型表面のテクスチャとは反対または逆のものをスキンフィルム表面に正確に再現する。次に前側金型を冷却することにより、スキンフィルムは、その中にこの表面テクスチャを固定した状態で再凝固する。カバーシートは本質的に同時に表面テクスチャを備えて外形付けおよび刻印されるため、カバーシートの外形付けまたは成形のために表面テクスチャが歪められる可能性はない。代わりに、外形付けされた金型表面上に彫刻またはエッチングまたはその他の方法で形成可能ないかなる表面テクスチャもスキンシート上に正確に再現可能である。
【００１３】
その後のステップで、金型を開けて、完成したテクスチャを施されたスキンをさらなる別の使用のために取外してもよく、または、同じ成形装置のすぐ中のカバーシートのフォームバックの後面に基板を形成もしくは積層することができる。好ましい実施例では、（天然繊維、グラスファイバまたはポリエステルファイバとポリプロピレン繊維などの熱可塑性繊維との複合体などの）基板材料の予め加熱されたシートは、フォームバックの後面に対する後側金型によって成形される。さらなる代替例に従うと、フォームバックの後面に対して発泡ポリマー樹脂材料を注入したり、噴霧したり、注いだりまたは注型してもよく、次に、後側金型でフォームバックに対して成形してもよい。たとえば、この点では、基板材料は発泡ポリウレタン材料であり得る。好ましくは、前側金型および後側金型は、カバーシートと、２から５ｍｍの範囲のギャップとをその間に収容するように、互いに対して寸法決めされかつ構成される。なお、ギャップは、上述のようなカバーシートの初期成形の間に圧力媒体受入れギャップとして働きかつ、その後の基板積層ステップの間にその中に基板を受けかつ形成するものである。
【００１４】
好ましくは、圧力媒体は、１から３０バールの範囲および特に５または６から２０バールの範囲のゲージ圧で与えられる圧縮空気である。他方で、前側金型の側から適用される低真空は、大気圧よりも下の実質的に１バール未満および大気圧よりも低い特に０．５バール未満であるかまたは、大気圧よりも低い０．３バール未満（たとえば０．０５から０．３バール）および大気圧よりも低い特に約０．１バールですらある。
【００１５】
真空は、前側金型の金型表面を通る、０．５ｍｍ未満、特に０．３ｍｍ未満および特に約０．２ｍｍの直径を有する、レーザで開けられた孔などの非常に細かい真空孔を通して適用される。これらの真空孔の非常に細かな直径は、適用される非常に低い真空および固体フォームバックのバッファ効果と組合さって、融解スキンフィルム材料がこれらの真空孔に吸い込まれずかつ、成形部分上のスキンフィルムの仕上げ表面が真空孔の場所にスキン材料のナブ（nub）またはピップ（pip）をまったく示さないのを確実にする。代わりに、成形部分の完成したテクスチャを施された表面は、歪みがまったくなくおよび真空孔のマークがまったくなく、前側金型表面に設けられる表面テクスチャの正確な再現となる。
【００１６】
さらに、上記説明から明らかなように、この発明の目的は、第１の前側金型および第２の後側金型を含む成形装置を用いてさらに達成された。前側金型は、求められる外形にミル加工され、次に高度に研磨され、その後、機械的彫刻、ミル加工、エッチングなどによって表面テクスチャがつけられた金型表面を有する。前側金型は、真空源に接続された真空プレナム（真空状態の空間）と、前側金型表面を通って真空プレナム（真空状態の空間）から延びる真空孔とを含む。これらの真空孔は特に、機械的に開けられた孔部分と、前側金型表面を通って機械的に開けられた孔部分から延びる、レーザで開けられた孔部分とを含む。レーザで開けられた孔部分は上述のような直径を有する。前側金型と後側金型との両者は、たとえば金型を５０から６０℃の温度に維持するため、冷却液通路を通して冷却水または冷却油などを流すことによって温度調節される（tempered）。
【００１７】
後側金型は、好適な金型ギャップを間に有して前方金型と実質的に嵌まり合い、前側金型に対して可動である。すなわち、金型の一方が他方に対して可動であるかまたは両者の金型が互いに対して可動であるかのいずれかである。後側金型は、１から３０バールの範囲の圧力の加圧空気などの圧力媒体の源に接続される圧力媒体孔および圧力媒体分配通路を含む。圧力媒体孔は後側金型の金型表面のすべての表面の上に設けられて、圧力媒体の均一な分配を確実にする。前側金型と後側金型との間に、その周のまわりに、周方向封止フレームが封止を設ける。封止フレームは好ましくは、ばね荷重摺動構成などによって撓んで接続するように後側金型に装着される。封止フレームは、金型の閉止の際の移動距離を限定して、上述のような意図されるギャップを信頼性を持ってその間に維持する機械的ストップとして機能することもできる。
【００１８】
前側金型または後側金型のいずれかを雌金型として構成してもよく、一方、それぞれの反対の金型は嵌まり合う雄金型である。同様に、前側金型または後側金型をネガ金型またはポジ金型と考えてもよく、これらの金型のいずれかが上部金型または底部金型であってもよい。好ましくは前側金型が上部金型であり、後側金型が底部金型である。この金型構成は、融解スキンフィルム材料をその上に搬送するフォームバックが底になる向きにされるカバーシートに対応する。これは、より大きな成形部分には特に必要である。なぜなら、この構成を“上下逆に”ひっくり返すことにより、融解されたスキンフィルム材料が、担体として働くフォームバックから流れ落ちたりまたは滴り落ちたりできるようになるからである。しかしながら、成形すべきより小さなサイズの部分に“上下ひっくり返した”構成をうまく用いることができる。
【００１９】
好ましい実施例では、この発明の装置および方法は、赤外線放射加熱によって（たとえば約２００℃に）上部スキンフィルム材料を加熱するための赤外線ヒータを上に有しおよびフォームバック材料を（たとえば約１４０℃の）より低い温度に保ちかつそれを支持する液体冷却金属温度調節プレートを底部に好ましくは有するヒータ構成をさらに含む。本明細書中で温度を参照しての“約”という語は、特に他に規定されなければ、±５℃を意味する。カバーシートは、張力のかかったフレーム、クランプフレーム、テンターフレームなどによって搬送される。このフレームは、カバーシートをヒータ構成の中に搬送し、次にそこから金型形成構成の中に搬送する。
【００２０】
この発明をより明確に理解し得るため、添付の図面を参照して、例示的な実施例と関連してこの発明を説明する。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１は、ヒータ構成５０と成形装置１と、第１にクランプフレーム６０を含むカバーシート転送キャリッジとを含む、この発明にしたがった形成ラインを概略的に示す。クランプフレーム６０は、フォームバック２２上のスキンフィルム２１を含むカバーシート２０を保持し、搬送する。クランプフレーム６０は搬送レール６１に沿って移動して、カバーシート２０をヒータ構成５０に搬送してここで加熱される間に保持し、次いでさらにレール６１に沿って移動して加熱されたカバーシートを成形装置１に搬送して位置決めする。
【００２２】
この実施例におけるヒータ構成５０は、好ましくはクランプフレーム６０の平面の上方に配置される赤外線ヒータアレイ５２と、クランプフレーム６０の平面の下方に配置される温度調節接触プレート５４を含む。温度調節接触プレート５４は、たとえば中の冷却材通路５６を流れる冷却液によって冷却される金属プレート５４である。ヒータアレイ５２と温度調節接触プレート５４とは、それぞれの両方向矢印によって概略的に示されるように、水圧シリンダまたは空気圧シリンダ（図示せず）のようなどのような従来の手段によっても、各々クランプフレーム６０の平面に近づき、また離れるよう垂直方向に可動である。
【００２３】
成形装置１は、前側成形ツール２と後側成形ツール３とを含む。この実施例においては、前側成形ツール２は、ヘッドプレートまたはクロスビーム４で支持される上側雌金型である一方、後側成形ツール３は下側雄金型である。成形ツール２および３のいずれかまたはその両方が、両方向矢印によって示されるように互いに対して垂直方向に可動である。金型の間の相対的な動きは、水圧シリンダ、空気圧シリンダ、スピンドル駆動のような機械的駆動などを含む、どのような従来公知である機構によっても得られる。これに代えて、前側成形ツール２または後側成形ツール３のどちらが上または下の金型であってもよく、かつ雄金型または雌金型であってもよい。一般的に、前側成形ツール２は上側成形ツールであることが好ましい。
【００２４】
前側成形ツール２は、上述のようにミル加工され、研磨され、彫刻またはエッチングなどで表面テクスチャを施された前側金型表面５’を備えた前側金型５を含む。この表面テクスチャは、前側金型表面５’の１つ以上の選択された領域またはその全体に設けられる。前側金型５は、好ましくは塊状の鋼金型であり、公知の金型製作および金属加工技術によって容易に製作、ミル加工、研磨、彫刻またはエッチングされるものである。そのような鋼金型は、大きな自己強度と、長い耐用動作寿命とを提供し、前側金型表面５’に広い範囲の異なった表面テクスチャを施すことを可能にする。これに代えて、前側金型５は電気化学的に製作される亜鉛金型表面であってもよく、これはより迅速に安価に製作され得るが（たとえば、成形するべき部品が少なく成形工程が稼動するので）、より短い耐用動作寿命しか有さない。そのような電気化学的に製作された亜鉛金型は、真空吸引を付与するために化学エッチングまたはミルプロセスによって穿孔を設けるかまたは多孔性にされ得る。
【００２５】
前側成形ツール２は、真空プレナムまたはチャンバ６を封入するが、少なくとも１つの真空ポート７が好適な真空源（図示せず）に接続されており、これは特に約０．１バール大気圧よりも低い、軽い真空を提供するよう適合される。真空ポート７はまた、受動排気ベント（passive exhaust air venting）ポートとしても機能するか、または前側成形ツール２は付加的に排気ベントポート８を含んでもよい。
【００２６】
複数の真空付与孔または単なる真空孔９が、前側金型５を通って延在し、真空プレナム６から前側金型表面５’に連通する。塊状鋼前側金型５におけるこれらの真空穴９の各々は、機械的に掘削された孔部分９Ａと、レーザで掘削された孔部分９Ｂとを含む。機械的掘削孔部分９Ａは、たとえば３〜５ｍｍなどのどのような好適な直径をも有し得る一方、レーザ掘削孔部分９Ｂはたとえば０．５ｍｍ未満、または特に０．３ｍｍ未満、特定的には約０．２ｍｍの非常に狭い直径を有する。概略的な図面に示されている真空孔９の寸法は、説明的に例示するために顕著に誇張されていることに留意されたい。真空孔９のこのような組合せ構造は、迅速で経済的な機械的掘削の利点と、レーザ掘削によって得られる微細掘削孔の利点とを効率的に組合せる。レーザ掘削孔部分９Ｂの直径は、溶解スキンフィルム材料が流れ出すこと、またはこれらの真空孔に吸いこまれることを防ぎ、よって成形された部品の仕上げ表面上に不所望のこぶ、ピップ（pip）、またはその他の欠陥が形成されることを避けるよう選択される。これに代えて、電気化学的に製作された亜鉛前側金型５においては、必要となる真空孔９は、必要とされる微細な直径で金型を貫通して化学的にミル加工またはエッチングされる。複数の真空孔９は真空が付与されるべき関連の前面金型表面５’の全面をわたってパターンに、たとえばそれぞれ互いから３０ｍｍから４０ｍｍ離れて分散されて配置され、均一な真空、および閉じ込められた排気物のベントならびに除去を確実にする。
【００２７】
前側成形ツール２は、適切な速度で成形部分を冷却し凝固するために好適な一定で均一の温度、たとえば４５〜６０℃の範囲、特に約５０℃の成形温度に前側金型５を温度調節するための、中を水または油などの温度調節液体が流れ得る冷却材通路１０をさらに含む。
【００２８】
後側成形ツール３は、前側金型５と嵌め合うよう一般的に構成され、後側金型表面１１’を備えた後側金型１１を含む一方、以下に説明するようにそれらの間に適切なギャップ（たとえば約４ｍｍ）を提供する。後側成形ツール３は、その中に、空気ライン１３に接続し、後側金型表面１１’のいくつかの表面または部分における空気孔１４で終了する空気プレナムまたは空気通路１２を有する。空気ライン１３は、圧縮空気源、または蒸気、他の何らかの気体、または液体などの他の圧力媒体に、１〜３０バール、より特定的には６〜３０バール、特に５〜２０バールで接続されるよう適合される。空気孔１４はどのような好適な直径を備えた機械的掘削孔であってもよく、後側金型表面１１’に分散されて成形プロセスにおける圧縮空気または他の圧力媒体の均一な分散を確実にする。
【００２９】
これに代えて空気孔１４は、前側金型５における真空孔９のように機械的掘削孔部分とレーザ掘削孔部分とを含むよう形成されてもよい。そのような実施例は、圧力媒体または真空のいずれかが、空気ライン１３に、次いで空気孔１４を通って付与されるようにすることが可能にする。成形装置は、第１の成形ステージにおいて真空が前側金型５を介し圧力が後側金型１１を介して与え、次いで後の成形ステージにおいて圧力が前側金型５を介し真空が後側金型１１を介して与えて、２つの反対側のカバーシートを基板の両側に成形して併せて積層するよう動作可能であり、こうして成形部分の両側のカバーシートのスキンフィルムにはこの発明にしたがって表面テクスチャが施される。このような実施例においては、後側金型表面１１’にもまた、前側金型表面５’と同様の表面テクスチャが施される。
【００３０】
前側金型５と同様に、後側金型１１には、後側金型１１をたとえば４５〜６０℃の範囲の均一の一定した温度に維持するための、温度調節液体が循環し得る冷却材通路１５が中に設けられる。
【００３１】
成形装置１はさらに、以下に説明する成形ギャップ内に加圧された圧力媒体を含むように、後側金型１１と前側金型５との間で外周部の周りで気密高圧封止を達成するよう適合される外周部封止フレーム１６を含む。この封止は、カバーシート２０の成形の間において、かつ以下に説明する基板材料３０をカバーシート２０に裏打ち成形（back molding）し積層する、後のステップにおいても確立され維持される。特に、外周部封止フレーム１６は好ましくは、封止部材１７がカバーシートに押しつけられて封止するまで（以下に説明する）、ともに前側成形ツール２に向かって移動するように、弾性的に降伏するよう（yieldably）後側成形ツール３に搭載される。次いで、ばねまたは空気圧シリンダなどの弾性的降伏装置１８は定格の力で降伏して、カバーシートを間にして封止１７を前側金型５に抗して緊密に保持する。封止フレーム１６は、要求される気密封止を達成するために、クランプフレーム６０に組み入れられるかまたは協働するよう設計され得る。
【００３２】
この発明にしたがった例示的な成形プロセスを、図面を参照して説明する。図１は、成形装置１の動作の最初のステージを示す。スキンフィルム２１とフォームバック２２とを含むカバーシート２０は、ヒータ構成５０で加熱されており（点線によって示す）、次いでクランプフレーム６０によって平坦な水平面、すなわちレール６１に沿って搬送され、前側金型５と後側金型１１との間に位置決めされる。
【００３３】
図１を参照してより特定的には、カバーシート２０は搬送されて、クランプスリップフレーム６０によってその外周端縁を保持される（または他のいずれかの公知の手段によって行なわれるか、またはカバーシート２０は単に後側金型１１の上に置かれる）。スキンフィルム２１は、熱可塑性フィルムであり、フォームバック２２は、好ましくはその厚さに通気性がない独立気泡または実質的な独立気泡ポリマーフォームである。好ましくは、カバーシート２０は従来公知であるフォームバック熱可塑性ポリオレフィン（ＴＰＯ）シートである。特に、スキンフィルム２１は好ましくはポリプロピレンフィルムまたはポリエチレンフィルムであるが、代替的にポリビニールクロライドフィルムであってもよい。フォームバック２２は、スキンフィルム２１と同様の高分子材料（たとえばポリプロピレン）のフォーム状態であるか、または異なった高分子材料（たとえばポリウレタン）であり、好ましくはスキンフィルム２１よりも高い融点を備えたものであり得る（または、その交差結合により実際の融点はないもの）。好ましい一般的な組合せは、非溶解熱硬化性樹脂または高温溶解熱可塑性フォームバック２２上の可溶熱可塑性スキンフィルム２１である。
【００３４】
図１に示されるステージにおいて、カバーシート２０はたとえば示される赤外線放射ヒータアレイ５２などの、いずれかの公知の加熱手段によって予め加熱されてスキンフィルム２１を（たとえば約２００℃に）加熱する一方、フォームバック２２は温度調節プレート５４に接触して、溶解しないようにフォームバックを比較的低温に保つ（たとえば約１６０℃未満、または特に約１４０℃）。いずれにしても、カバーシート２０は、スキンフィルム２１が少なくともその融点に加熱されるよう（かつ、次のステップにおいて成形されるまで溶解しているように十分な余熱を残すように）熱せられる一方、フォームバック２２が融点未満ではあるが成形可能な温度に到達することを可能にする。スキンフィルム２１は実質的にまたは完全に溶解粘性液体状態に溶解してフォームバック２２に均一に接着して搬送されるが、フォームバック２２は固体弾性発泡状態に留まっている、すなわち張力を保つことが不可能でありスキンフィルム２１の溶解材料を支持できない状態に溶解はしない。スキンフィルム２１の溶解粘性液体状態の観点から、カバーシート２０は好ましくは示されるように、溶解したスキンフィルムがフォームバックから滴ったり流れ出したりしないよう、スキンフィルム２１が上でフォームバック２２が下になるよう構成される。
【００３５】
予め加熱されたカバーシート２０が、図１に示されるように前側金型５と後側金型１１との間に位置決めされると、後側成形ツール３が上向きに駆動され、かつ／または前側成形ツール２が下向きに駆動され、よって後側金型１１または特に後側金型表面１１’がカバーシート２０を前側金型表面５’に対して上向きに押し上げ、それにより実質的に図２に示すように、カバーシート２０を総じて前側金型５の前側金型表面５’に抗して成形輪郭に、機械的に予め成形する。後側金型１１は、わずかにより低温の非溶解フォームバック２２に接触して押しつけられる一方、溶解スキンフィルム２１はテクスチャが施された前側金型表面５’に押しつけられることに留意されたい。また、外周部封止フレーム１６は、前側金型５に押し付けられてカバーシート２０の外周部の周りに気密封止を形成している。この予め成形するプロセスの間に、空気は受動的にカバーシート２０と前側金型表面５’との間の空間から、真空孔９を通り真空ポート７または排気ベントポート８から出て排出される。必要ではないが、任意で可能なのは、このステージで真空ポート８を介して真空することである。このステージの間に受動的に排気される比較的大量の空気の観点から、合計の真空需要を減じるために、このステージで真空することは好ましくない。
【００３６】
図２に示されるように、後側成形ツール３は前側成形ツール２に対してその最終位置にまで上向きに移動されており、前側金型表面５’と後側金型表面１１’との間に成形ギャップ２３が規定されている。この成形ギャップ２３は、外周部封止フレーム１６により、または何らかの他の、後側金型１１の前側金型５に対する移動への制限ストップとして作用する要素により維持される。ギャップ２３は、カバーシート２０および、前側金型表面５’と後側金型表面１１’との間の空気ギャップ２４を収容するのに必要な寸法を有する。この空気ギャップ２４は好ましくは、以下に説明する後のステップで定位置に成形される基板の厚みに対応するよう寸法決めされる（たとえば４ｍｍ）。
【００３７】
図２に示されるステージにおいて、外周部封止フレーム１６の封止部材１７はフォームバック２２の外周部端縁に接触し、よってカバーシート２０を前側金型５の端縁に押し付けることによりそれらの間に高圧封止を形成し、ばね１８などの弾性的降伏装置は降伏して定格封止圧力または力を維持する。次いで、好ましくは加圧された空気である圧力媒体は、空気ライン１３、空気通路１２、および空気孔１４を通ってかなりの圧力で（たとえば６〜３０バール）空気ギャップ２４に導入される。一方、スキンフィルム２１と前側金型表面５’との間に捕えられているいずれの空気も、真空孔９を通って真空プレナム６に受動的に排気される。同時に、または少し後に、真空孔９を介して残留する気泡を除去しスキンフィルムに均一に真空を与えるために、真空ポート７を介してわずかに真空してもよい。
【００３８】
こうして、フォームバック２２を均一に押圧する圧力媒体は、カバーシート２０の前側金型表面５’に抗する最終的な成形を、純粋に空気圧的な吹込成形態様で、好ましくはこのステージで後側金型表面１１’とカバーシート２０との間の直接的機械的成形接触なしに、達成する。その結果は、カバーシートの前側金型表面５’に対する非常に均一で輪郭が適合した成形となり、これは２つの金型の間のどのような許容差またはずれなどをも補償する。フォームバック２２は通気性がない（または実質的にそうではない）ので、フォームバック２２は成形緩衝材または仲介物として作用し、成形圧力をスキンフィルム２１に均一に分散させる。それにより、溶解したスキンフィルムは、テクスチャが施された前側金型表面５に押しつけられて均一に成形される。また、ここで同時に、または少し後に、真空孔９を介して真空するとスキンフィルム２１と前側金型表面５’との間にエアポケットが捕らえられて残らないことが確実になり、スキンフィルム２１を前側金型表面５’に対して固定された記録された位置に固定して保持する。これにより、スキンフィルム２１が前側金型表面に接触すると、これに対してずれないことが確実になる。これは、歪みの形成または、前側金型表面５’の表面テクスチャのスキンフィルム２１への「ダブルイメージ」を防ぐ。
【００３９】
上述のように、カバーシート２０は、スキンフィルム２１がその融点以上の温度で粘性液体状態に実質的に溶解されて、成形装置に提供される。したがって、カバーシート２０がテクスチャが施された前側金型表面５’に抗して加圧成形されると、正確な逆のすなわち反転したパターンまたはテクスチャが溶解したスキンフィルム２１に形成される。溶解スキンフィルム２１が（冷却材通路１０を流れる冷却液によって約５０℃の温度に温度調節された）前側金型５に接触すると、スキンフィルム２１の溶解材料は冷却され始め、次いで融点より下に冷却されると再凝固する。これにより、結果として生じる輪郭および表面テクスチャは「凍る」、すなわちスキンフィルム２１に固定して維持される。同時に、予め加熱されたフォームバック２２は温度調節された後側金型１１によって冷却され、それによりこれはより剛性を増し、成形された輪郭を維持する。
【００４０】
次いで、空気ライン１３を介した圧力媒体の供給が切断される一方、カバーシート２０の冷却と凝固を続けながら、成形されたカバーシート２０を前側金型５に対して固定された位置に保つために、真空ポート７と真空孔９とを介した真空の付与は好ましくは続けられる。次いで成形装置１が開放され、すなわち後側成形ツールは下向きに移動され、かつ／または前側成形ツールは上向きに移動される。このステージが完了すると、成形されテクスチャが付与されたカバーシート２０をはずすことができ、後に別の手順においてどのような所望の基板構成要素上にもカバースキンとして付与することが可能である。これに代えてこのステージにおいて、カバーシート２０は真空によって前側金型５に抗して保持され得る一方、基板材料３０は同じ成形装置１において予め成形されたカバーシート２０の裏に直接成形されてもよい。
【００４１】
このステップのために、基板材料３０は後側金型１１と前側金型５との間に、すなわち特に後側金型１１とカバーシート２０のフォームバック２２との間に導入される。好ましくはこの基板材料３０は、いずれかの従来の公知の手段によって予め加熱されいずれかの公知の手段によって搬送されるかまたは成形装置内に位置決めされる、ポリプロピレン繊維などのポリオレフィン繊維と、天然繊維、ガラス繊維、ポリエステル繊維などとの複合物の予め加熱されたシート、またはポリウレタンフォームであってもよい。
【００４２】
図３に示されるように、成形装置１は次いで再び閉鎖され、すなわち、後側金型１１が先行して成形されたカバーシート２０のフォームバック２２の裏面に基板３０を押しつけて成形するよう、後側成形ツール３は上向きに駆動され、かつ／または前側成形ツール２は下向きに駆動される。このステップにおいて、成形は全体的に機械的に、すなわち空気ライン１３を介した圧力媒体を必要とすることなく行なわれ得るが、これに代えて、基板３０に均一な成形圧力を付与するよう空気ライン１３を介して再び圧力媒体を導入することは有利であって、これにより成形輪郭のどのようなずれまたは許容差にも対処できるか、または補償できる。外周部封止フレーム１６は、成形構成の外周部の気密封止を維持する。予め加熱され、かつ少なくとも部分的に溶解された基板３０のポリオレフィン繊維は、基板３０が間に付加的な接着剤などを必要とすることなく、カバーシート２０に一体して接合されるよう、カバーシート２０のまだ暖かい、またはまだ熱いフォームバック２２と溶解接合する。また、基板３０は機械的に成形されて要求される３次元的に輪郭を整えられた構成に形成されている一方、基板材料３０はここで図２に示される成形ステージにおいて空気ギャップ２４であった成形ギャップ２３に入る。
【００４３】
これにより、全体的な成形動作または、成形してカバーシート２０に表面テクスチャを付与し次いで基板３０をカバーシート２０に成形し積層するシーケンスは、金型または他の装備の再調節または再位置決めを必要とすることなく、かつ成形部分を必要とされる処理ステップのいずれかのための異なった装置への移動を必要とすることなく、２つの連続する成形ステップにおいて、単一の成形装置内の単一の組の成形ツールによって達成することができる。
【００４４】
説明のために、図４は図２において行なわれる第１の成形ステージの誇張された結果を概略的に示す。すなわち、前側金型表面５’の表面テクスチャとカバーシート２０のスキンフィルム２１の結果として生じる表面テクスチャ２１’との両方が、誇張して示され、スキンフィルム２１の結果として生じる表面テクスチャ２１’が、前側金型５の前側金型表面５’に彫刻またはエッチングされた表面テクスチャの歪められていない正確なネガすなわち反転であることを明確に示す。同様に、図５は図３の第２の形成ステージを実行した結果の誇張した概略的な細部を示す。カバーシート２０は、その表面テクスチャと輪郭とを維持する一方、基板材料３０がその裏面に成形され積層される。後に図３のステージにおいて基板材料３０を収容する空気ギャップ２４を含む成形ギャップ２３を設けることにより、フォームバック２２がつぶされたり凝縮されたりしないことが確実にされ、仕上げられた成形部分４０は「ソフトタッチ」な特徴を維持する一方、正確にテクスチャが施され構成された表面テクスチャ２１’をも有する。
【００４５】
図３に示される第２の成形ステージにおいて基板材料３０のシートを導入することに代えて、この材料３０をカバーシート２０と後側金型１１との間の形成空気ギャップ２４に、スプレー、注型、流込み、または射出することにより、発泡ポリマー材料を導入して、基板３０を代替的に形成することも可能である。いずれにしても、基板材料３０は要求される３次元的に輪郭が整えられた形状に成形され形成される一方、カバーシート２０のフォームバック２２上に積層されて接着される。さらに代替的に、圧力媒体そのものが液体状態で、たとえば図２の成形ステージの適切な射出ポートを介して射出することにより、成形ギャップに導入される発泡ポリマー樹脂であってもよい。これは事実上、図２のステージと図３のステージとを単一のステージに組合せる。図２のステージで成形ギャップに射出される発泡ポリマー樹脂が発泡し始めて膨張すると、これは対応の圧力を生成し、それによりカバーシート２０を上述の図２の成形ステージにおいて前側金型表面５’に押しつける圧力媒体として作用する。次いで、発泡ポリマー樹脂が冷却し固まる、すなわち硬化すると、温度調節された後側金型１１とは対称的に、図３に示されるように直接基板３０を形成する。こうして、このような裏当て発泡プロセスにより、成形動作全体を単一の金型開放および閉鎖サイクルで行なうことが可能になる。
【００４６】
いずれにしても、基板３０の特定の形成態様に関わらず、基板３０とカバーシート２０とは、より低温に温度調節された前側金型５と後側金型１１との接触により、図３のステージにおいてさらに冷却されいくらか凝固する。最終的に金型が開放されたときに、図５に概略的に示される完成した成形部分４０は、真空ポート７からの真空を中断した後で金型からはずされる。
【００４７】
これに代えて、成形されたカバーシート２０は、図３にしたがった基板積層なしにそれ自体最終製品として用いられてもよい。すなわち、このプロセスは図２の完了の後に、終了したと考えられる。こうして、成形されテクスチャが施されたカバーシートはどのような従来の態様においてもどのような従来の基板と組み合わせることも可能であり、または好適な用途において「そのままで」用いることも可能である。
【００４８】
この発明にしたがったさらなる任意のステップにおいては、図３の第２の成形ステージの完了の後に、別のカバーシートが基板３０の反対側の面に成形されてもよく、それによりこの付加的なカバーシートにもそのスキンフィルムにテクスチャが施された表面が設けられる。これを達成するためには、スキンフィルムがその融点より高くなる一方でフォームバックがその融点未満になるよう、カバーシートがカバーシート２０と同様の態様で予め加熱される。次いで、予め加熱された付加的なカバーシートは基板と後側金型１１との間で開放された金型に導入されるが、この後側金型１１の後側金型表面１１’にもテクスチャが施された表面が設けられている。次いで金型は、付加的なカバーシートを収容するために十分な成形ギャップまで閉鎖される。真空孔９に加圧された空気が付与される一方、真空は空気孔１１から行なわれ、よって図２の初期の成形と表面テクスチャ付与プロセスが実質的に行なわれるが、前側金型と第２の金型の機能は反対になる。このステージは第１のステージとして吹込成形を達成しないが、これは一体成形表面テクスチャを形成する。この態様で、両面のそれぞれのスキンフィルムにテクスチャを施された表面を有する仕上げ成形部分が形成される。
【００４９】
この発明を特定の例示的な実施例について説明してきたが、すべての変形例と等価物とを前掲の特許請求の範囲に含むことが意図されることを認識されたい。また、この開示は、前掲の特許請求の範囲のいずれかに挙げられるいかなる個々の特徴のすべての可能な組み合わせをも含むことをも理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明にしたがった、成形部分を製作するための成形方法を行なうためのヒータ構成および成形装置の概略断面図である。
【図２】  後側金型を通して圧縮空気を、前側金型を通して真空を、その間で成形されるカバーシートに与える一方で金型を閉鎖した後の、図１の成形装置の概略断面図である。
【図３】  基板が成形されて成形カバーシートの裏面に積層される、後のステップにおける図２の成形装置の概略断面図である。
【図４】  前側金型と後側金型との間で成形されたカバーシートの概略形式における拡大断面概略詳細図である。
【図５】  図２の成形カバーシートに類似するが、基板が成形カバーシートの裏に積層された、後のステージを示す、断面概略詳細図である。
【符号の説明】
５  前側金型、１１  後側金型、２０  カバーシート、２１  スキンフィルム、２２  フォームバック、３０  基板。
【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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