JP3561451B2

JP3561451B2 - 真空成形方法

Info

Publication number: JP3561451B2
Application number: JP32134599A
Authority: JP
Inventors: 清博尾崎
Original assignee: Kojima Industries Corp
Current assignee: Kojima Industries Corp
Priority date: 1999-11-11
Filing date: 1999-11-11
Publication date: 2004-09-02
Anticipated expiration: 2019-11-11
Also published as: JP2001138389A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は真空成形方法に関する。詳しくは、フィルムクランプのフレキシブル化と上方からの押えボックスによるアシストにより深絞り時のフィルムの過度な厚さ減少を防止した真空成形方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より自動車の各種部品、家電製品、日用品等には、軽量化、コスト低減をするため、熱可塑性樹脂フィルム（またはシート）を真空成形により賦形した真空成形品が広く用いられている。例えば自動車のセンターコンソールパネルには、所定の模様が施された樹脂フィルムを真空成形により所定形状に賦形し、これを射出成形金型にセットした後に基材となるＡＢＳ等の樹脂を射出成形するいわゆるインモールド成形により成形したものが用いられている。このような真空成形品を成形する真空成形方法には、ストレート成形、リバースドロー成形、プラグアシスト成形、プラグアシストリバースドロー成形、ドレープ成形、エアスリップ成形等の加工方法がある。本発明は主として深絞りに適するドレープ成形に関するものである。
【０００３】
ドレープ成形法は基本的な雄型成形であり、その成形機の概略構成を図５に、成形工程を図６に示す。成形機は図５（ａ）に示すように、フィルム１をクランプするクランプ枠２と、クランプされたフィルム１の上面及び下面を加熱する上ヒータ３及び下ヒータ４と、真空賦形型５を載置して上下に移動可能な型取付け台６と、真空ボンプ７及び真空タンク８等より構成され、前記上ヒータ３及び下ヒータ４は左右に移動可能でフィルム１を加熱した後は退避できるようになっている。なお、符号５ａは真空賦形型５に設けた真空引き用の小孔、６ａは型取付け台６に設けた真空引き用の孔である。
【０００４】
また、成形工程は、図６に示すように、
▲１▼ まず（ａ）図の如く熱可塑性樹脂フィルム（またはシート）１をクランプ２によりクランプする。
▲２▼ 次いで（ｂ）図に示すように、ヒータ３，４をフィルム１の上下に移動させ、該ヒータ３，４によりフィルム１を、その上下より加熱して軟化させる。
【０００５】
▲３▼ 次いで（ｃ）図の如く、下ヒータ３を退避させた後、真空賦形型５を上昇させて形の外周にフィルム１を密着させエアタイトにする。
▲４▼ 次いで、（ｄ）図の如く、真空賦形型５とフィルム１との間の空気を真空引き用の孔５ａ，６ａを通して真空ポンプにより排気し、フィルム１を大気圧により真空賦形型５に密着させ冷却固化する。
▲５▼ 次いで、真空賦形型５を降下させ成形品より離型する。
▲６▼ その後、成形品はクランプ２より取り外し周辺をトリミングして完成品とする。以上のようにして成形した熱可塑性樹脂フィルムをインモールド成形に用いることができる。
【０００６】
上記従来の真空成形方法においては、図５（ｂ）の如く、フィルム１の４辺をそれぞれクランプ２により固定する場合、深絞り品では、真空賦形型５にフィルム１を密着させたときのフィルム１の伸び率が大きくなり、偏肉（薄肉化）が著しくなる。このフィルムをインモールド成形に用いると「しわ」の発生及び「樹脂かぶり」不良が発生し易くなる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このような不良発生を防止する対策としてフィルム２の厚さを増す方法及びフィルムの２辺をクランプする方法（特開平８−１３２５１８号、特開平１０−０７６５７０号参照）があるが、フィルム２の厚さを増す方法では賦形精度の低下やコストアップを招くことになる。また、フィルムの２辺をクランプする方法では、クランプした以外の辺にエアータイト面が形成されにくくなり精度低下をきたす。そのためクランプした以外の辺はフィルムの耳を大きく取ったり、フィルムをより軟化させて真空賦形型に密着させたりするので、歩留りの低下やフィルムにボイド発生等の欠陥を招きやすくなる。
【０００８】
本発明は、上記従来の問題点に鑑み、真空成形法により深絞りを行う場合に、過度なフィルム厚の減少を防止し、それにより、インモールド成形におけるしわ、樹脂かぶり等の不良発生を防止し、且つ賦形精度の低下を防止した真空成形方法を実現することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１においては、矩形状の熱可塑性樹脂フィルム１０の対向する２辺をそれぞれクランプ１１，１１’によりクランプし、該２個のクランプ１１，１１’を互いに近づける方向に移動して前記樹脂フィルム１０にたるみを与えると共に、前記クランプ１１，１１’によりクランプした対向する２辺に直交する他の２辺のそれぞれ一部を前記クランプ１１，１１’とは異なるクランプ１５，１５’によりクランプし、該２個のクランプ１５，１５’を互いに近寄らせて樹脂フィルム１０にたるみを与える工程と、前記樹脂フィルム１０を加熱して軟化させる工程と、前記軟化した状態の樹脂フィルム１０により真空賦形型１２を覆う工程と、前記軟化状態の樹脂フィルム１０と真空賦形型１２の外周との間にシール面ができるように上方から押えボックス１３により押えてシール面を形成する工程と、前記真空賦形型１２の真空吸引孔から真空吸引して該真空賦形型１２に前記軟化状態の樹脂フィルム１０を密着させた後、冷却固化させる工程と、の諸工程から成ることを特徴とする。
【００１０】
この構成を採ることにより、賦形前のフィルムにたるみを持たせたため、フィルム厚の減少が少なくなり、インモールド成形におけるしわ、樹脂かぶり等の不良発生を防止することができる。また、押えボックスによる補助作用によりシール面を形成することができるため、フィルム幅を増すことなく賦形精度の低下を防止することができる。
【００１２】
また請求項２は、矩形状の熱可塑性樹脂フィルム１０の４隅をそれぞれクランプ１６_-1〜１６_-4によりクランプし、その状態で加熱して樹脂フィルム１０を軟化させ、その自重でたるませる工程と、前記軟化した状態の樹脂フィルム１０により真空賦形型１２を覆う工程と、前記軟化状態の樹脂フィルム１０と真空賦形型１２の外周との間にシール面ができるように上方から抑えボックス１３により押えてシール面を形成する工程と、前記真空賦形型１２の真空吸引孔から真空吸引して該真空賦形型１２に前記軟化状態の樹脂フィルム１０を密着させた後、冷却固化させる工程と、の諸工程から成ることを特徴とする。この構成を採ることにより、請求項１と同様な効果が得られる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１及び図２は本発明の第１の実施の形態の真空成形方法を説明するための図である。本真空形成方法は、
▲１▼ まず図１（ａ）及び図２（ａ）に示すように、フィルム１０の対向する２辺をそれぞれクランプ１１，１１′によりクランプし、該２個のクランプ１１，１１′を矢印の如く互いに近づく方向に移動してフィルム１０にたるみを持たせ、その状態で上下のヒータ（図示省略）により加熱する。但し、この際フィルム１０が自重で伸びすぎないような温度で加熱する。なお、図１において、符号１３は後述する押えボックス、１４は該押えボックス１３を上下に移動させる手段であるエアシリンダである。
【００１４】
▲２▼ 次いで図１（ｂ）に示すように真空賦形型１２を上昇させ、フィルム１０を成形型１２になじませる。このときフィルム１０は白ぬき矢印の如くある程度中央に移動して賦形型１２に沿いながら型になじんでいくことで極端な厚みの減少がさけられる。しかし、この状態では真空吸引用のエアータイト（シール）面はできない。
▲３▼ 次いで図１（ｃ）に示すように、シール面ができるように上方から図２（ｃ）に示すような箱形の押えボックス１３を降下させてフィルム１０を押えてシール面を形成する。なお、この押えボックス１３は真空賦形型１２の突部の周囲を押圧できるように箱状になっている。
【００１５】
▲４▼ 次いで真空引用の小孔１２ｂから真空吸引してフィルム１０を真空賦形型１２に密着させた後冷却する。
▲５▼ 次いで、真空賦形型１２を降下させ成形品より離型し、その後、成形品をクランプ１１，１１′より取り外し周辺をトリミングして完成品とする。
【００１６】
このように真空成形品を形成する本実施の形態は、図１（ｂ）に示すようにフィルム１０が真空賦形型１２を覆うと、フィルム１０はある程度賦形型に沿いながら型になじんでゆくため極端な厚みの減少は避けられる。また押えボックス１３によりフィルム１０を押えることによりシール面の形成ができ、また加熱されたフィルムの熱の発散を防止できるため、賦形精度も向上する。
【００１７】
なお従来の如く、押えボックスを用いない場合は図２（ｂ）に示す真空賦形型１２の周角部１２ａを真空引きのためのシール部とすることになり、フィルムがその分大きくなり歩留りが低下するが、本実施の形態では周角部より内側を押えボックス１３により押さえるためフィルムを小さくでき歩留りは向上する。また、図１（ｃ）の如く、押えボックス１３内に空気供給孔１３ａからゲージ圧力０．５〜０．６ＭＰａの圧縮空気を導入しフィルム１０に圧力を加えることにより一層の賦形精度の向上を期待することができる。
【００１８】
図３は本発明の第２の実施の形態の真空成形方法を説明するための図である。本形成方法は、基本的には前第１の実施の形態と同様であり、異なるところは、前第１の実施の形態が、フィルム１０をクランプするのに、その対向する２辺をクランプ１１，１１′によりクランプしたのに対し、本第２の実施の形態では、図２に示すように、さらに他の２辺のそれぞれ一部をクランプ１５，１５′によりクランプし、該クランプ１５，１５′を互いに近寄らせてフィルム１０にたるみをもたせたものであり、その他の工程は第１の実施の形態と同様である。
【００１９】
このように真空成形品を形成する本実施の形態の真空成形方法は、前実施の形態と同様な作用効果を有する上、さらに他の２辺をクランプし、フィルムをたるませることにより、一層のフィルム厚の減少を防止することができる。
【００２０】
図４は本発明の第３の実施の形態の真空成形方法を説明するための図である。本成形方法は、基本的には前第１の実施の形態と同様であり、異なるところは、フィルムの保持形態が異なることである。即ち、前第１の実施の形態が、フィルム１０をクランプするのに、その対向する２辺をクランプ１１，１１′によりクランプしたのに対し、本第２の実施の形態では、図４に示すように、フィルム１０の４隅をクランプ１６_−１〜１６_−４によりクランプしたことである。
【００２１】
このように真空成形品を形成する本実施の形態の真空成形方法は、加熱した時にフィルム自身の重さによりたるみが形成され、第１の実施の形態と同様な作用効果を奏し、フィルム厚の減少及び賦型精度の低下を防止することができる。
【００２２】
【発明の効果】
本発明の真空成形方法に依れば、樹脂フィルムの保持方法を工夫したこと、及び押えボックスを使用したことにより、過度なフィルム厚減少がなくなるため、インモールド成形におけるしわ、樹脂かぶり等の不良を防止することができると共に、余分なフィルム幅を要さずに賦形精度の低下を防止でき、コストダウンに寄与することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の真空成形方法の第１の実施の形態を説明するための図である。
【図２】本発明の真空成形方法の第１の実施の形態を説明するための図で、（ａ）はフィルムをクランプした状態、（ｂ）は真空賦形型、（ｃ）は押えボックスを示す図である。
【図３】本発明の真空成形方法の第２の実施の形態を説明するための図である。
【図４】本発明の真空成形方法の第３の実施の形態を説明するための図である。
【図５】従来の真空成形機を示す概略構成図である。
【図６】従来の真空成形工程を説明するための図である。
【符号の説明】
１０…熱可塑性樹脂フィルム
１１，１１′，１５，１５′，１６_−１〜１６_−４…クランプ
１２…真空賦形型
１３…押えボックス
１４…エアシリンダ

Claims

矩形状の熱可塑性樹脂フィルム（１０）の対向する２辺をそれぞれクランプ（１１，１１’）によりクランプし、該２個のクランプ（１１，１１’）を互いに近づける方向に移動して前記樹脂フィルム（１０）にたるみを与えると共に、前記クランプ（１１，１１’）によりクランプした対向する２辺に直交する他の２辺のそれぞれ一部を前記クランプ（１１，１１’）とは異なるクランプ（１５，１５’）によりクランプし、該２個のクランプ（１５，１５’）を互いに近寄らせて樹脂フィルム（１０）にたるみを与える工程と、
前記樹脂フィルム（１０）を加熱して軟化させる工程と、
前記軟化した状態の樹脂フィルム（１０）により真空賦形型（１２）を覆う工程と、
前記軟化状態の樹脂フィルム（１０）と真空賦形型（１２）の外周との間にシール面ができるように上方から押えボックス（１３）により押えてシール面を形成する工程と、
前記真空賦形型（１２）の真空吸引孔から真空吸引して該真空賦形型（１２）に前記軟化状態の樹脂フィルム（１０）を密着させた後、冷却固化させる工程と、
の諸工程から成ることを特徴とする真空成形方法。
矩形状の熱可塑性樹脂フィルム（１０）の４隅をそれぞれクランプ（１６_-1〜１６_-4）によりクランプし、その状態で加熱して樹脂フィルム（１０）を軟化させ、その自重でたるませる工程と、
前記軟化した状態の樹脂フィルム（１０）により真空賦形型（１２）を覆う工程と、
前記軟化状態の樹脂フィルム（１０）と真空賦形型（１２）の外周との間にシール面ができるように上方から抑えボックス（１３）により押えてシール面を形成する工程と、
前記真空賦形型（１２）の真空吸引孔から真空吸引して該真空賦形型（１２）に前記軟化状態の樹脂フィルム（１０）を密着させた後、冷却固化させる工程と、
の諸工程から成ることを特徴とする真空成形方法。