JP2007245367A

JP2007245367A - 樹脂成形品とその製造方法

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Publication number: JP2007245367A
Application number: JP2006068069A
Authority: JP
Inventors: Shinji Urano; 伸治浦野; Yoshihiro Yokoyama; 孔洋横山; Hiroshi Kojima; 啓小嶋
Original assignee: Matsushita Electric Works Bathroom Ware System and Life Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Bath and Life Co Ltd
Priority date: 2006-03-13
Filing date: 2006-03-13
Publication date: 2007-09-27
Anticipated expiration: 2026-03-13
Also published as: JP4830554B2

Abstract

【課題】樹脂成形品の全ての部位で外皮層と芯材と断熱材とが順に積層して成る高強度の層構造を有するようにして強度を確保した樹脂成形品及びその製造方法を提供する。
【解決手段】芯材４に断熱材３をその少なくとも表面と全周端面とが露出しないように埋設して芯層２を形成する。外皮となる外皮層５を上記芯層２に囲うように積層一体化する。
【選択図】図１

Description

本発明は、樹脂成形品とその製造方法に関するものである。

従来から、図６（ａ）のように断熱材３と芯材４とが積層された芯層２とその外皮となる外皮層５とが積層一体化されて成る樹脂成形品１´は浴槽１０に用いられている（たとえば特許文献１参照）。このような樹脂成形品１´の周端面は成形型からの脱型後にバリの除去等の仕上げ処理によって切断端面２４となることが一般的であり、内部の層構造がそのまま外部に露出することとなる。上記従来一般の浴槽１０はエプロン２１や浴室壁２２等で囲繞されて浴室１３に配置されることから、上記浴槽１０を構成する樹脂成形品１における切断端面２４はエプロン２１等で隠匿されて浴室１３の外観上問題になることはなかったが、近年では趣向の多様化からたとえば西洋式の浴槽１０（浴槽１０全体が外観に露出するタイプの浴槽１０（図１（ａ）参照））を設置したいという希望も顧客サイドからあがってきており、この西洋式の浴槽１０は少なくとも底面以外の箇所が外観に露出することから、切断端面２４はおろか芯層２自体が外観に露出する上記従来一般の樹脂成形品１´は使用できるものではない。

このような希望に対処するには、たとえば図６（ｂ）のようにいずれの外面も外皮層５となるように芯層２を外皮層５で囲うような樹脂成形品１´´で構成した浴槽１０を採用することができる。しかしながら、この樹脂成形品１´´は従来一般の上記樹脂成形品１´と同様にその周端部が切断端面２４となっている。したがって、この樹脂成形品１´´を西洋式の浴槽１０として使用するには仕上げ処理で切断端面２４に外皮層５を被覆することが行われるのであるが、このとき断熱材３の周端面に外皮層５を直接被着するようにすると、この部位では外皮層５と芯材４と断熱材３とが順に積層して成る高強度の層構造を得ることができず強度不足に陥ってしまうのである。殊に樹脂成形品１の周端部分は人や物がぶつかったりし易い箇所であるので、樹脂成形品１の破損を招き易いのである。
特開平８−１９７５７３号公報

本発明は上記の従来の問題点に鑑みて為したものであって、樹脂成形品の全ての部位で外皮層と芯材と断熱材とが順に積層して成る高強度の層構造を有するようにして強度を確保した樹脂成形品及びその製造方法を提供することを課題とするものである。

上記課題を解決するために本発明の請求項１に係る樹脂成形品は、芯材４に断熱材３をその少なくとも表面と全周端面とが露出しないように埋設して芯層２を形成すると共に、外皮となる外皮層５を上記芯層２に囲うように積層一体化したことを特徴とする。これによると、樹脂成形品１の全ての部位で外皮層５と芯材４と断熱材３とが順に積層して成る高強度の層構造を得ることができ、全ての部位で強度を確保した樹脂成形品１を得ることができる。

また請求項２に係る樹脂成形品は、請求項１において、芯材４に断熱材３をその全面が露出しないように埋設して芯層２を形成したことを特徴とする。これによると、樹脂成形品１の表面及び裏面からの層構造がそれぞれ外皮層５と芯材４と断熱材３とが順に積層して成る高強度の層構造となり、表面及び裏面に衝撃が加わる恐れのある箇所で樹脂成形品１を使用する際に有効である。

また請求項３に係る樹脂成形品は、請求項１または２において、断熱材３に表裏に貫通する貫通孔６を形成すると共にこの貫通孔６に芯材４を充填して芯層２を形成したことを特徴とする。これによると、芯材４と断熱材３との接合強度を向上できるのであり、断熱材３の表面及び裏面側に芯材４がそれぞれ存在する場合（請求項２の樹脂成形品１）には上記各芯材４同士も貫通孔６への充填部分で一体に連結できて芯材４の剛強度を向上でき、芯層２の強度を向上できるのである。

また請求項４に係る樹脂成形品の製造方法は、半割り状の一対の成形型１５の型面にそれぞれ外皮形成樹脂を沿わせて外皮層５を形成し、一方の成形型１５の外皮層５の周端部以外の外皮層５の内面部位に沿わせて断熱材３を配置し、一対の成形型１５を型締めして対向させた各外皮層５の間に、外皮層５の内面と断熱材３の表面との間の隙間１６ａと、各外皮層５の周端部の内面と断熱材３の周端面との間に隙間１６ｃとが備わる芯材形成用キャビティ１６を形成し、この芯材形成用キャビティ１６に芯材形成樹脂４ａを充填して、芯材４に断熱材３が少なくとも表面と全周端面とを露出させずに埋設された芯層２を得ると共に、この芯層２に外皮となる外皮層５が囲うように積層一体化された樹脂成形品１を得るようにしたことを特徴とする。これによると、樹脂成形品１の全ての部位で外皮層５と芯材４と断熱材３とが順に積層して成る高強度の層構造となった樹脂成形品１を得ることができる。

また請求項５に係る樹脂成形品の製造方法は、請求項４において、一方の成形型１５に形成した外皮層５の内面にスペーサ材７を介して断熱材３の裏面を対向するように配置して、芯材形成用キャビティ１６に外皮層５の内面と断熱材３の裏面との間の隙間１６ｂを備え、この芯材形成用キャビティ１６に芯材形成樹脂４ａを充填して、芯材４に断熱材３の全面が露出せずに埋設された芯層２を得るようにしたことを特徴とする。これによると、樹脂成形品１の表面及び裏面からの層構造がそれぞれ外皮層５と芯材４と断熱材３とが順に積層して成る高強度の層構造となった、表面及び裏面に衝撃が加わる恐れのある箇所で使用する際に有効な樹脂成形品１を得ることができる。

また請求項６に係る樹脂成形品の製造方法は、請求項５において、芯材形成用キャビティ１６における外皮層５の内面と断熱材３の裏面との間の隙間１６ｂに露出するスペーサ材７の面のうち、成形型１５の注入口１８から芯材形成用キャビティ１６の上記隙間１６ｂに流れる芯材形成樹脂４ａの流れ方向に対向する面１４を、上記流れ方向に非直交状態に傾斜させるようにして、スペーサ材７を配置したことを特徴とする。これによると、芯材形成用キャビティ１６に芯材形成樹脂４ａを充填した際にスペーサ材７が芯材形成樹脂４ａの流れを阻害することを防止でき、つまり芯材形成用キャビティ１６の隅々にまで芯材形成樹脂４ａを確実に至らしめることができて、樹脂成形品１の歩留まりを向上できる。

本発明は、樹脂成形品の全ての部位で外皮層と芯材と断熱材とが順に積層して成る高強度の層構造を得ることができ、樹脂成形品の全ての部位で強度を確保できる、という利点を有する。

以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基いて説明する。

本例の樹脂成形品１は浴槽１０として使用されるものであって、入浴者が入浴する入浴用凹所１０ｃを内部に形成するべく底壁部１０ｂの周縁から側壁部１０ａが立設されて主体が形成されている。この樹脂成形品１の主体は、図１（ｂ）のように、入浴用凹所１０ｃに臨む側壁部１０ａの内面部位及び底壁部１０ｂの上面部位を構成する内側層１１になる外皮層５ａと、入浴用凹所１０ｃに臨まない浴槽１０の側壁部１０ａの外面部位及び底壁部１０ｂの外面部位を構成する外側層１２になる外皮層５ｂを有し、これら内側層１１や外側層１２を構成する両外皮層５ａ，５ｂの間に、入浴用凹所１０ｃに張られた浴水が冷めないように浴槽１０の断熱性能を確保すると共に浴槽１０の強度を確保するための芯層２を有してなる層構造に形成されている。

詳しくは、本例の樹脂成形品１で構成された浴槽１０は、図１（ａ）のように浴槽１０の周囲をエプロン２１（図６（ａ）参照）などで覆わずに浴室１３の床１３ａに単体で載置される西洋式の浴槽１０に用いられるものであって、浴槽１０の入浴者の目にふれる部位（少なくとも浴槽１０の底壁部１０ｂの外面部位（下面）を除く全ての表面部位）を、良好な外観を確保する化粧面としている。ここで、化粧面は浴室１３に露出する浴槽１０に良好な外観を付与できる面であり、たとえば後述のように浴槽１０を成形する際に形成されるゲルコート層８で構成される。化粧面とした浴槽１０の部位は浴室１３に露出させても外観が良く、つまり、浴槽１０の周囲をエプロン２１や浴室壁２２（図６（ａ）参照）等で囲わずに浴槽１０を浴室１３に設置した場合にも、浴槽１０の浴室１３への配設状態に良好な外観が現出可能にされている。

本例の樹脂成形品１は、上述のように浴槽１０の周囲をエプロン２１などで覆わずに浴室１３に配設する西洋式の浴槽１０として使用されるものであって、つまり周囲がエプロン２１で保護されずにそのまま浴室１３に露出することとなるから、浴槽１０の上縁部分（樹脂成形品１の周端部分）は、入浴者が不意にその身体をぶつけたりして衝撃が加わり易いと共に、入用者が座ったり手をついて身体を支えたり等、集中的に荷重がかけられる部位となっており、すなわち樹脂成形品１の他部位に比べても特に強度が必要とされる部位である。従来技術にある樹脂成形品１で構成した浴槽１０では浴槽１０の上縁部分を構成する樹脂成形品１の周端面に高い強度を備えることができないものであったが、本例の樹脂成形品１では他の部位同様にこの樹脂成形品１の周端面にも高い強度を備えている。

すなわち、本例の樹脂成形品１は、芯材４に断熱材３をその全面が露出しないように埋設して芯層２を形成すると共に、外皮となる外皮層５を上記芯層２に囲うように積層一体化して成るものであって、つまり、樹脂成形品１の全ての部位で外皮層５と芯材４と断熱材３とが順に積層して成る高強度の層構造が得られたものであり、周端面にも強度が確保された樹脂成形品１となっている。詳しくは、樹脂成形品１に衝撃等の外力がかかった場合、この外力が比較的軟質の断熱材３に至る前に比較的硬質の外皮層５と芯材４とで支えることができるから、上記外皮層５と芯材４と断熱材３とが順に積層して成る層構造には高い強度が確保されているのである。

しかも、本例の樹脂成形品１の芯層２は芯材４が断熱材３をその表裏から挟むようなサンドイッチ構造の層構造となっているから、樹脂成形品１の表面側（浴槽１０の内面側）及び裏面側（浴槽１０の外面側）から見た樹脂成形品１の層構造がそれぞれ外皮層５と芯材４と断熱材３とが順に積層して成る高強度の層構造となっているので、上述した西洋式の浴槽１０等、表面及び裏面に衝撃が加わる恐れのある箇所で樹脂成形品１を使用する際に有効なものとなっている。

更に言うと、本例の断熱材３には図３のように所定間隔毎に表裏に貫通する貫通孔６が穿設されており、この貫通孔６には断熱材３を埋設させた芯材４が充填されていて、この貫通孔６に充填した芯材４の部位は断熱材３の表側及び裏側に位置する芯材４の部位を一体に連結させているから、芯材４と断熱材３との接合強度は勿論のこと断熱材３を挟む芯材４の剛強度も向上できて芯層２に高い強度が備えられている。
上記構成の樹脂成形品１は図２のように製造される。この製造方法は、まず、樹脂成形品１の表面側を構成して浴槽１０の内側層１１となる外皮層５ａや、樹脂成形品１の裏面側を構成して浴槽１０の外側層１２となる外皮層５ｂを別個に製造する。各外皮層５は半割り状の一対の成形型１５の型面にそれぞれ外皮形成樹脂を沿わせて形成されるのであるが、詳しくは、まず、成形型１５の型面にスプレーガン１７にて樹脂を塗布して化粧面となるゲルコート層８を成形し、次にこのゲルコート層８にガラスマットを積層させた後に樹脂を含浸させてＦＲＰ層を得ると共に上記ゲルコート層８に貼り付け、このＦＲＰ層にガラスマットを積層させた後に樹脂を含浸させて更なるＦＲＰ層を得ると共に先のＦＲＰ層に貼り付けるといった作業を複数回繰り返し、ゲルコート層８を表面に有したＦＲＰ層９で構成された所定厚みの外皮層５を得るものである。なお、浴槽１０の内側層１１となる外皮層５ａは浴槽１０の内面形状に対応した型面を有する雄成形型１５ａを用いて成形されるのであり、浴槽１０の外側層１２となる外皮層５ｂは浴槽１０の外面形状に対応した型面を有した雌成形型１５ｂを用いて成形される。ここで、雌成形型１５ｂには、外皮層５ｂに貫通する注入口用穴１９を形成するための穴形成用突部２０が設けられると共に、穴形成用突部２０の突出端面に芯材樹脂充填用の注入口１８が開口するように設けられている。また、上記ゲルコート層８の成形のために塗布される樹脂及びＦＲＰ層を成形するべくガラスマットに含浸させる樹脂にはそれぞれ、たとえば不飽和ポリエステル樹脂や、アクリル樹脂や、ビニルエステル樹脂を好適に用いることができる。

次に、一方の成形型１５（本例では雌成形型１５ｂ）の外皮層５の内面部位に断熱材３をその裏面が外皮層５の内面に対向するように沿わせて配置する。断熱材３は図３のように板状であって、たとえば独立発泡のウレタン発泡体や、塩ビ発泡体、ＰＥ／ＰＳ発泡体（ポリエチレンとポリスチレンとの合成発泡体）、フェノール発泡体が好適に用いられる。この断熱材３には所定間隔（好ましくは１００〜２００ｍｍ間隔）ごとに表裏に貫通する径３〜２０ｍｍの貫通孔６が穿設されている。本例では断熱材３を外皮層５の内面部位に配置するにあたってはスペーサ材７を用いて行われる。スペーサ材７は断熱性や軽量化を考慮して断熱材３と同質の材料で形成されるたとえば矩形柱体７ａ（図４（ａ））や円柱体７ｂ（図４（ｂ））のような柱体であり、成形型１５に配置する前の断熱材３の裏面の四隅部にタッカーやウレタンまたはエポキシ系の接着剤等を用いて取付けられる。断熱材３を成形型１５に動かないように配置するために、断熱材３に取り付けたスペーサ材７は外皮層５の内面にも固着される。上記スペーサ材７の外皮層５の内面への固着は、接着剤を用いたり、硬化する前の外皮層５の内面にスペーサ材７を圧接して硬化する外皮層５と一体化させることで行われる。上記のように行われる断熱材３の成形型１５への配置は、従来技術のように外皮層５の全内面部位に断熱材３を沿わせて配置するのではなく、外皮層５の周端部以外の外皮層５の内面部位に断熱材３を沿わせて配置する。つまり、断熱材３は外皮層５の周端部の内面には配置されないようになっている。なお、本例では断熱材３は浴槽１０の底壁部１０ｂと側壁部とに対応してそれぞれ配置されている。

次に、上記外皮層５や断熱材３が型面内に有する状態にある一対の成形型１５を型締めする。このとき各成形型１５の各外皮層５は内面同士が隙間を隔てて対向するのであってこの隙間は芯材形成用キャビティ１６となる。詳しくは、この芯材形成用キャビティ１６には、外皮層５の内面と断熱材３の表面との間の隙間１６ａ、外皮層５の内面と断熱材３の裏面との間の隙間１６ｂ、各外皮層５の内面の周端面部分と断熱材３の周端面との間の隙間１６ｃが備わるようになっている。

次に、芯材形成用キャビティ１６に雌成形型１５ｂの注入口１８から溶融状態にある芯材形成樹脂４ａを流し込んで充填する。芯材形成樹脂４ａとしてはポリエステル、エポキシ、ウレタン、アクリル樹脂が好適に用いられる。このとき芯材形成樹脂４ａは芯材形成用キャビティ１６の上記各隙間１６ａ，１６ｂ，１６ｃを埋めるように充填されることから、断熱材３はその全面が芯材４で覆われるようになる。なお、樹脂成形品１に良好な強度を確保するために、芯材４と外皮層５との合計厚みは３〜１０ｍｍにされることが望ましい。

ここで、芯材形成用キャビティ１６への芯材形成樹脂４ａの充填の際には、芯材形成用キャビティ１６への隅々にまで芯材形成樹脂４ａを至らせるために、芯材形成樹脂４ａを加圧して芯材形成用キャビティ１６に充填させたり、成形型１５を振動させながら行うことも好ましい。

また、断熱材３には上述のように多数の貫通孔６が穿設されているが、この貫通孔６によっても芯材形成用キャビティ１６への芯材形成樹脂４ａの充填効率の向上が図られている。つまり、芯材形成樹脂４ａは多数の貫通孔６に通って芯材形成用キャビティ１６の隅々にまで素早く充填されるようになっている。

また、芯材形成用キャビティ１６の外皮層５の内面と断熱材３の裏面との間の隙間１６ｂにはスペーサ材７が位置するのであるが、このスペーサ材７は外皮層５の内面と断熱材３の裏面との間の隙間１６ｂを流れる芯材形成樹脂４ａの流れを阻害しないように配置されている。つまり、芯材形成用キャビティ１６における外皮層５の内面と断熱材３の裏面との間の隙間１６ｂに露出するスペーサ材７の面のうち、成形型１５の注入口１８から芯材形成用キャビティ１６の上記隙間１６ｂに流れる芯材形成樹脂４ａの流れ方向に対向する面１４を、上記流れ方向に非直交状態に傾斜させるようにして、スペーサ材７が配置されているのであり、これにより図４のように上記隙間１６ｂに流れる芯材形成樹脂４ａ（矢印Ｂ）は上記スペーサ材７の面１４に沿うように分岐してスムーズに流れるのであり（矢印Ｃ）、芯材形成用キャビティ１６への芯材形成樹脂４ａの充填効率が向上されている。

芯材形成用キャビティ１６に充填された芯材形成樹脂４ａが硬化すると、断熱材３を芯材４に埋設させてなる芯層２が得られると同時に、この芯層２に外皮となる外皮層５が囲うように積層一体化された樹脂成形品１が得られるのであり、芯材形成樹脂４ａの硬化後には成形型１５から脱型し、注入口１８や一対の成形型１５のパーティングラインに残る芯材形成樹脂４ａのバリを除去する等の仕上げ処理をし、西洋式の浴槽１０として使用可能な本例の樹脂成形品１を得るのである。

なお、上記例では西洋式の浴槽１０となる樹脂成形品１を例に挙げたが、たとえば図５の例ように床材２３となる樹脂成形品１であってもよい。この樹脂成形品１は、スペーサ材７を用いずに樹脂成形品１の裏面側を構成する外皮層５ｂの内面に断熱材３の裏面を載置するようにして配置しているが、芯材形成用キャビティ１６には、外皮層５の内面と断熱材３の裏面との間の隙間１６ｂは無いが、外皮層５の内面と断熱材３の表面との間の隙間１６ａ、外皮層５の周端部と断熱材３の周端面との間の隙間１６ｃが備わっているために、断熱材３の表面と全周端面とが露出せずに芯材４に埋設された芯層２を有すると共に外皮となる外皮層５がこの芯層２を囲うように積層一体化してなる樹脂成形品１を製造することができたものであり、つまり、先例と同様に、樹脂成形品１の全ての部位で外皮層５と芯材４と断熱材３とが順に積層して成る高強度の層構造を得ることができたものであり、強度が確保された樹脂成形品１となっている。

本発明の実施の形態の例であって、（ａ）は西洋式の浴槽としての樹脂成形品を浴室に設置した状態の斜視図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面線における樹脂成形品の断面図である同上の樹脂成形品の製造方法を説明する説明図である。同上の成形型に配置する前の状態の断熱材の斜視図である。（ａ）（ｂ）は同上のスペーサ材の例の斜視図である。本発明の実施の形態の他例の樹脂成形品の製造方法を説明する説明図である。従来技術の例であり、（ａ）は一般の樹脂成形品である浴槽の設置状態を示す側断面図であり、（ｂ）は西洋式の浴槽を構成する樹脂成形品の側断面図である。

符号の説明

１樹脂成形品
２芯層
３断熱材
４芯材
５外皮層
６貫通孔
７スペーサ材
１０浴槽

Claims

芯材に断熱材をその少なくとも表面と全周端面とが露出しないように埋設して芯層を形成すると共に、外皮となる外皮層を上記芯層に囲うように積層一体化したことを特徴とする樹脂成形品。
芯材に断熱材をその全面が露出しないように埋設して芯層を形成したことを特徴とする請求項１に記載の樹脂成形品。
断熱材に表裏に貫通する貫通孔を形成すると共にこの貫通孔に芯材を充填して芯層を形成したことを特徴とする請求項１または２に記載の樹脂成形品。
半割り状の一対の成形型の型面にそれぞれ外皮形成樹脂を沿わせて外皮層を形成し、一方の成形型の外皮層の周端部以外の外皮層の内面部位に沿わせて断熱材を配置し、一対の成形型を型締めして対向させた各外皮層の間に、外皮層の内面と断熱材の表面との間の隙間と、各外皮層の周端部の内面と断熱材の周端面との間に隙間とが備わる芯材用キャビティを形成し、この芯材用キャビティに芯材形成樹脂を充填して、芯材に断熱材が少なくとも表面と全周端面とを露出させずに埋設された芯層を得ると共に、この芯層に外皮となる外皮層が囲うように積層一体化された樹脂成形品を得るようにしたことを特徴とする樹脂成形品の製造方法。
一方の成形型に形成した外皮層の内面にスペーサ材を介して断熱材の裏面を対向するように配置して、芯材用キャビティに外皮層の内面と断熱材の裏面との間の隙間を備え、この芯材用キャビティに芯材形成樹脂を充填して、芯材に断熱材の全面が露出せずに埋設された芯層を得るようにしたことを特徴とする請求項４に記載の樹脂成形品の製造方法。
芯材用キャビティにおける外皮層の内面と断熱材の裏面との間の隙間に露出するスペーサ材の面のうち、成形型の注入口から芯材用キャビティの上記隙間に流れる芯材形成樹脂の流れ方向に対向する面を、上記流れ方向に非直交状態に傾斜させるようにして、スペーサ材を配置したことを特徴とする請求項５に記載の樹脂成形品の製造方法。