JP2014000773A - 成形品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】孔部を備える成形品を製造する際、成形後のトリミング等を必要としないか、又は少なくともトリミング等の作業が軽減される効率の良い成形品の製造方法を提供する。
【解決手段】本製造方法は、第１底壁１、側壁３、及び第２底壁５を有する中空の成形型７の内部空間に、原料９を吹き込んで成形品を製造する成形品の製造方法であって、第１底壁１には、第２底壁５側に向かって移動可能な柱状の移動体１１が収納されており、第１底壁１に移動体１１が収納された状態で、成形型７の内部空間に、原料９を吹き込んで供給する原料供給工程と、原料９が供給された後、移動体１１を第２底壁５側に移動させることにより、移動体１１の移動経路に吹き込まれた原料９を押し退ける押し退け工程と、原料９が押し退けられた後、原料９を加熱する加熱工程と、を備える。
【選択図】図４

Description

本発明は、成形品の製造方法に関する。更に詳しくは、本発明は、孔部を備える成形品を製造する際、成形後のトリミング等を必要としないか、又は少なくともトリミング等の作業が軽減される効率の良い成形品の製造方法に関する。

従来、フロアサイレンサ、フロアカーペット、ルーフトリム、ドアトリム等の車両用内装材の製品分野や、建築物の床、天井、壁、カーペット等の建材等の製品分野で、断熱、遮音、緩衝等を目的としてシート状等の繊維成形品が用いられている。このような繊維成形品は各種の方法により製造される。例えば、バインダ繊維と樹脂フォームチップとの混合原料を中空の成形型に吹き込み、加熱し、その後、冷却する方法が挙げられる（図７参照、図７の成形型２３中の破線矢印は、原料供給筒Ｎから吹き込まれ、供給された原料９が流動している方向を表す。）。このように原料を型に吹き込んで成形する方法として、繊維状バインダと軟質ウレタンフォーム等のチップとを混合した処理材を成形型等に吹き込む際、抵抗の増大を検知し、吹き込み風量を調整する防音材の製造方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００１−６００９１号公報

図８に示すような孔部２５を備える成形品２７を、特許文献１のように、型に原料を吹き込んで成形しようとする場合、図９に示すような、第１底壁２９、側壁３１、第２底壁３２、及び、第１底壁２９に形成され且つ内部空間（キャビティ）側に突出した突部３３を備える成形型３５を用いることが考えられる（尚、図８は、第２底壁３２を外した成形型３５の分解図である）。
しかしながら、図１０に示すように、成形型３５（図９参照）において、孔部２５（図８参照）を形成するための突部３３が存在する場合、矢印方向に原料を吹き込んで供給する際、原料の流れが直接当たらずに突部３３の陰となる領域Ｘ（即ち、内部空間における原料の供給方向に対して風下側となる領域）には原料が供給されにくい。そのため、成形後において、孔部付近のトリミング工程が必須となってしまう。更には、所定の孔部を形成できないおそれもある。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、孔部を備える成形品を製造する際、成形後のトリミング等を必要としないか、又は少なくともトリミング等の作業が軽減される効率の良い成形品の製造方法を提供することを目的とする。

上記問題を解決するために、請求項１に記載の発明は、第１底壁、側壁、及び第２底壁を有する中空の成形型の内部空間に、原料を吹き込んで成形品を製造する成形品の製造方法であって、
前記第１底壁には、前記第２底壁側に向かって移動可能な柱状の移動体が収納されており、
前記第１底壁に前記移動体が収納された状態で、前記成形型の内部空間に、前記原料を吹き込んで供給する原料供給工程と、
前記原料が供給された後、前記移動体を前記第２底壁側に移動させることにより、前記移動体の移動経路に吹き込まれた前記原料を押し退ける押し退け工程と、
前記原料が押し退けられた後、前記原料を加熱する加熱工程と、を備えることを要旨とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１記載において、前記移動体の前記第２底壁側の先端部は、テーパー状とされており、
前記第２底壁には、前記先端部を挿入可能な挿入口が形成されており、
前記挿入口には、弁体が設けられており、
前記原料供給工程では、前記挿入口は前記弁体で塞がれており、
前記押し退け工程では、前記先端部が前記弁体に接触しながら前記第２底壁側の方向に移動することで、前記弁体を押し開けることを要旨とする。

本発明の成形品の製造方法によれば、原料を供給し終えた後、移動体によって、この移動体の移動経路に吹き込まれた原料を押し退ける。そのため、成形型内において孔加工することが可能であり、成形後のトリミング等の作業が必要なくなるか、少なくとも軽減され、効率よく成形品を製造することができる。更には、移動体を第１底壁側から第２底壁側に移動させる際に、移動体の移動経路に吹き込まれた原料を打ち抜くのではなく、成形型内に押し退けることができるため、廃材が出ずに歩留まりもよい。
また、移動体の先端部をテーパー状とし、この先端部を、第２底壁における挿入口に設けられた弁体に接触させながら、第２底壁側の方向に移動させることで、弁体を押し開ける場合には、移動体の移動経路に吹き込まれた原料を、より確実に成形型内に押し退けることができる。そのため、歩留まりをより向上させることができる。

本発明について、本発明による典型的な実施形態の非限定的な例を挙げ、言及された複数の図面を参照しつつ以下の詳細な記述にて更に説明するが、同様の参照符号は図面のいくつかの図を通して同様の部品を示す。
成形型の模式的な分解斜視図である。 成形型の模式的な断面図である。 原料供給工程を説明する模式的な断面図である。 押し退け工程を説明する模式的な断面図である。 押し退け工程を説明する模式的な断面図である。 押し退け工程を説明する模式的な断面図である。 従来の成形品の製造方法を表す模式的な説明図である。 孔部を備える成形品の模式的な説明図である。 孔部を形成するための突部を備える成形型の模式的な説明図である。 成形型内に吹き込まれる原料の流れを説明する模式的な説明図である。

以下、本発明を図も参照しながら詳しく説明する。
ここで示される事項は例示的なもの及び本発明の実施形態を例示的に説明するためのものであり、本発明の原理と概念的な特徴とを最も有効に且つ難なく理解できる説明であると思われるものを提供する目的で述べたものである。この点で、本発明の根本的な理解のために必要である程度以上に本発明の構造的な詳細を示すことを意図してはおらず、図面と合わせた説明によって本発明の幾つかの形態が実際にどのように具現化されるかを当業者に明らかにするものである。

本発明の成形品の製造方法は、第１底壁１、側壁３、及び第２底壁５を有する中空の成形型７の内部空間Ｓに、原料９を吹き込んで成形品を製造する成形品の製造方法である（図１〜図３参照）。また、第１底壁１には、第２底壁５側に向かって移動可能な柱状の移動体１１が収納されている（図２参照）。そして、この製造方法は、第１底壁１に移動体１１が収納された状態で、成形型７の内部空間Ｓに、原料９を吹き込んで供給する原料供給工程（図３参照）と、原料９が供給された後、移動体１１を第２底壁５側に移動させることにより、移動体１１の移動経路Ｐ（図２参照）に吹き込まれた原料９を押し退ける押し退け工程（図４及び図５参照）と、原料９が押し退けられた後、原料９を加熱する加熱工程と、を備える。

［１］成形型
成形型７は、中空であり、第１底壁１、側壁３及び第２底壁５を有する（図１及び図２参照）。
この成形型７の材質は特に限定されないが、取り扱い易さ及び耐熱性等を考慮すると金属製であることが好ましい。金属の種類も特に限定されないが、ステンレス鋼、アルミニウム等を用いることができる。ステンレス鋼製であれば、十分な強度を有するとともに、発錆し難い成形型７とすることができる。また、アルミニウム製であれば、十分な強度を有するとともに、軽量な成形型７とすることができる。

上記第１底壁１には、第２底壁５側に向かって移動可能な柱状の移動体１１が収納されている（図２参照）。
上記移動体１１は柱状であり、その形状は、製造される成形品の孔部の形状と略同一となる。そのため、成形品の孔部の形状に応じて適宜調整される。具体的には、例えば、円柱、四角柱等の多角柱等とすることができる。
この移動体１１における第２底壁側の先端部１３は、テーパー状とされていることが好ましい。即ち、第２底壁側に向けて尖鋭となっていることが好ましい。この場合、成形型７内において、移動体１１の移動経路Ｐに供給された原料９を容易に押し退けることができる。
また、移動体１１の材質は特に限定されないが、取り扱い易さ及び耐熱性等を考慮すると金属製であることが好ましい。金属の種類も特に限定されないが、ステンレス鋼、アルミニウム等を用いることができる。ステンレス鋼製であれば、十分な強度を有するとともに、発錆し難い移動体１１とすることができる。また、アルミニウム製であれば、十分な強度を有するとともに、軽量な移動体１１とすることができる。
尚、移動体１１は、図示しない移動手段により移動可能とされている。

上記第２底壁５には、移動体１１の先端部１３を挿入可能な挿入口１５を設けることが好ましい。この場合、成形型７内において、孔加工をより確実に行うことができる。
また、上記挿入口１５には、弁体１７を設けることが好ましい。弁体１７が設けられている場合、移動体１１を移動させた際、挿入口１５からの原料９の漏出を十分に抑制することができる。
上記弁体１７の構成は特に限定されない。具体的には、例えば、キャビティ外方へ開閉可能な複数の羽根体により構成されていてもよい。また、第２底壁５の面方向に開閉可能な複数の羽根体を有するカメラに用いるのと同様の絞り羽根により構成されていてもよい。尚、この弁体１７は、挿入口１５を塞ぐ方向に付勢されていることが好ましい。

また、上記成形型７の型壁のうち側壁３は通気性を有している。側壁３に、側壁通気孔を設けてもよいし、通気性を有する材料を用いて側壁３を形成してもよい。側壁通気孔を設ける場合、その個数、形状は特に限定されない。例えば、その形状としては、円形、楕円形、三角形や四角形等の多角形等とすることができる。
側壁通気孔の大きさは、供給される原料９が側壁通気孔から漏出しない限り、特に限定されない。
また、側壁通気孔は成形型７の側壁３の全面に略均等に設けられていることが好ましい。この場合、均質な成形品を製造することができる。

［２］原料供給工程
原料供給工程では、図２及び図３に示すように、第１底壁１に移動体１１が収納された状態で、成形型７の内部空間Ｓに、原料９が吹き込まれる。この際、第２底壁５における挿入口１５は弁体１７で塞がれている。
原料９を原料供給口（図示せず）から吹き込んで供給する方法は特に限定されない。例えば、原料９の入った容器（図示せず）からブロア等を用いた気流とともに原料を流動させ、空送して、吹き込む方法が採用される。また、図１〜図３では、第１底壁１が図面下方側の底壁であり、原料９は図面左方側から吹き込まれ、供給されるように図示されているが、第１底壁１を上方側の底壁とすることもできる。更には、原料９を図面左方以外から吹き込み、供給することもできる。尚、原料供給口は、１箇所のみに形成されていてもよいし、複数箇所に形成されていてもよい。

［３］押し退け工程
押し退け工程は、得られる成形品の孔部となる部位を形成するための工程であり、上記のように成形型７の内部空間Ｓに原料９が供給された後（図３参照）、移動体１１を第２底壁５側に移動させる（図４〜図６参照）。
具体的には、移動体１１の先端部１３が、第２底壁５に設けられた挿入口１５を塞ぐ状態（図６参照）となるまで、移動体１１を第２底壁５側へ移動させることが好ましい。

この押し退け工程においては、図４に示すように、移動体１１の移動経路Ｐ上に存在する原料９が、移動体１１により矢印方向に押し退けられる。そのため、移動体１１によって、移動経路Ｐに供給された原料がキャビティ外に押し出されて廃材となることを抑制でき、成形品を効率よく製造することができる。
また、この工程では、図５に示すように、移動体１１の先端部１３をテーパー状とし、この先端部１３を、第２底壁５における挿入口１５に設けられた弁体１７に接触させながら、第２底壁５側の方向に移動させることで、弁体１７を押し開けることができる。この場合、移動体１１の移動経路Ｐに吹き込まれた原料９をキャビティ外へ漏出させることなく、より確実に成形型７内に押し退けることができる。そのため、歩留まりをより向上させることができる。

［４］加熱工程
成形型７に吹き込まれ、供給される原料９には、通常、加熱により溶融し、原料９の繊維間、粒子間等を融着させる熱融着成分が含有されている。そして、この加熱工程では、上記押し退け工程後の予備成形品を加熱することにより、熱融着成分が溶融し、原料９の繊維間、粒子間等が接合される。その後、冷却することにより、成形品が製造される。
加熱温度は、原料９の材質、熱融着成分の融点等を勘案し、非熱融着成分は全く溶融せず、熱融着成分のみが溶融してバインダとして機能する所定の温度とすることができる。
また、加熱時間は、原料９の材質、及び加熱温度等にもより、特に限定されないが、熱融着成分のほぼ全体が溶融し、原料９の繊維間、粒子間等が十分に接合される限り、短時間の加熱とすることが好ましい。

上述の加熱の方法は特に限定されない。例えば、原料９が充填された成形型７に熱風を慣通させる方法で加熱することができる。また、原料９が充填された成形型７を、加熱炉を通過させたり、加熱炉内に所定時間静置したり、遠赤外線ヒータ等により加熱したりする方法で加熱することができる。これにより、熱融着成分を軟化、溶融させることができる。その後、型に室温又は低温の風を慣通させる方法、及び型を外部から空冷する方法、冷風や冷水等により強制冷却する方法等によって冷却し、成形品を製造することができる。

本発明の成形品の製造方法によれば、例えば、車両用内装材等として用いられる孔部を備える成形品を、孔加工も含めて成形型内で行うことができる。そのため、成形後、孔部付近のトリミング等の作業が必要ないか、少なくとも軽減される。
また、成形品は、所定形状の内部空間Ｓを有する成形型７を用いて、所定形状の成形品として製造することができる。更に、孔部を備える平板状に成形し、その後、予め所定温度に加熱された平板状の予備成形体を、雰囲気温度又は必要に応じて所定温度に冷却された成形型により加圧することにより、所定形状の成形品とすることもできる。また、成形型を使用し、所定温度に調温された型内に孔部を備える平板状の予備成形体を載置し、加熱、加圧し、その後、冷却することにより、所定形状の成形品とすることもできる。

［５］原料
原料９は特に限定されない。通常、バインダとなる熱融着性繊維１９と、樹脂発泡体粒子２１とを含有する原料９が用いられる（図３〜図７参照）。
熱融着性繊維１９としては、各種の合成繊維を用いることができる。合成繊維としては、ポリエチレンテレフタレート繊維、ポリブチレンテレフタレート繊維等のポリエステル繊維、ナイロン６繊維、ナイロン６６繊維等のポリアミド繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維等のポリオレフィン繊維、及びポリメチルメタクリレート繊維等のアクリル繊維等が挙げられる。熱融着性繊維１９としては、これらの繊維を１種のみ用いてもよく、２種以上を併用してもよい。

また、熱融着性繊維１９としては、比較的低温で融解し、樹脂発泡体粒子２１等を接合させることができる低融点ポリエステル繊維及びポリオレフィン繊維等が好ましい。また、熱融着性繊維１９としては、低融点の鞘部と、鞘部が溶融する温度では溶融しない高融点の芯部とからなる芯鞘繊維を用いることもできる。このような芯鞘繊維としては、例えば、次のものが挙げられる。即ち、鞘部が相対的に低融点のポリエステルからなり、芯部が相対的に高融点のポリエステルからなる芯鞘繊維、及び鞘部がポリエチレンからなり、芯部がポリプロピレンからなる芯鞘繊維等が挙げられる。更に、熱融着性繊維１９としては、ポリプロピレンとポリエチレンとのサイドバイサイド繊維等のサイドバイサイド繊維を用いることもできる。

樹脂発泡体粒子２１としては、ポリウレタン発泡体、ポリオレフィン発泡体等の各種の樹脂発泡体の粒子を用いることができる。樹脂発泡体粒子２１としては、これらの粒子を１種のみ用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
また、樹脂発泡体粒子２１としては、未使用の発泡体の粒子を用いてもよく、所定の品質の成形品とすることができる限り、廃材を再利用することもできる。例えば、車両のシュレッダーダストから金属、ガラス、ワイヤハーネス等のダストを除いた残分に含まれる破砕物、及び車両用内装材を製造するときのトリミングにより発生する端材等を再利用することもできる。

樹脂発泡体粒子２１の形状は特に限定されず、どのような形状であってもよい。例えば、破砕物及び端材等は不定形である。樹脂発泡体粒子２１の寸法も特に限定されず、最大寸法が８〜１８ｍｍ、特に１０〜１４ｍｍである樹脂発泡体粒子２１を用いることができる。この樹脂発泡体粒子２１の最大寸法は、成形品の厚さ等によって適宜の寸法とすることが好ましい。

更に、熱融着性繊維１９と樹脂発泡体粒子２１との質量割合は、熱融着性繊維１９により樹脂発泡体粒子２１を容易に脱落することがないように接合させることができる限り特に限定されない。熱融着性繊維１９と樹脂発泡体粒子２１との合計を１００質量％とした場合に、熱融着性繊維１９は、５〜７０質量％とすることができ、２５〜４５質量％であることが好ましい。これにより、十分な強度等を備える成形品をより容易に製造することができる。尚、熱融着性繊維１９と樹脂発泡体粒子２１とを十分に均一に分散させ、混合させることが好ましい。分散、混合が十分に均一であれば、熱融着性繊維１９がより少量であっても、樹脂発泡体粒子２１を容易に脱落することがないように接合させることができる。

原料には、必要に応じて各種の添加剤が含有されていてもよい。そのような添加剤としては、例えば、酸化防止剤、紫外線吸収剤、滑剤、難燃剤、難燃助剤、軟化剤、繊維構造体の耐衝撃性及び耐熱性等を向上させるための無機又は有機の各種充填剤、帯電防止剤、着色剤、可塑剤等が挙げられる。また、これらの添加剤は、熱融着性繊維１９及び／又は樹脂発泡体粒子２１に配合することで、成形品に含有させることができる。

［６］成形品の用途等
本発明の成形品の用途は特に限定されない。車両、建材等の広範な製品分野で用いることができ、特に車両用内装材として有用である。車両用内装材としては、例えば、フロアサイレンサ、フロアカーペット、ルーフトリム、ドアトリム等の各種の内装材が挙げられる。成形品は、これらの各種の用途において用いられるため、その厚さは特に限定されず、用途等によって適宜の厚さとすることができる。成形品の厚さは、通常、５〜７５ｍｍ、特に５〜６５ｍｍ、更には３０〜６５ｍｍとすることができる。成形品の厚さが５〜７５ｍｍであれば、多くの用途において十分な強度等を備えるとともに、比較的軽量な部材として好適に用いることができる。

以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
成形品の製造（実施例１）
（１）原料
原料である熱融着性繊維及び樹脂発泡体粒子としては以下のものを用いた。熱融着性繊維としては、芯部の材質がポリエチレンテレフタレート（融点；２６０℃）、鞘部の材質が共重合ポリエステル樹脂（融点；１１０℃）である芯鞘型熱融着性短繊維（東レ社製、商品名「Ｔ９６１１」、平均繊度；２．２デシテックス、平均繊維長；１０ｍｍ）を用いた。また、樹脂発泡体粒子としては、塊状の軟質ポリウレタン発泡体を破砕してなる破砕物である粒状ポリウレタン発泡体を用いた（密度；０．０１５〜０．０３０ｇ／ｃｍ^３、最大寸法；１５ｍｍ）。また、熱融着性繊維と樹脂発泡体粒子との合計を１００質量％とした場合に、熱融着性繊維は２５質量％とした。

（２）原料供給工程
図２及び図３に示すように、第１底壁１に移動体１１が収納されており、且つ第２底壁５における挿入口１５が弁体１７で塞がれた状態で、成形型７の内部空間Ｓに、原料供給口（図示せず）を介して原料９を矢印方向に吹き込み、全量で３５００ｇの原料９を供給した。
尚、この原料９は、上述の熱融着性繊維と、粒状ポリウレタン発泡体とをドライブレンドした混合物からなる。

（３）押し退け工程
成形型７の内部空間Ｓに原料９が供給された後、図４〜図６に示すように、移動体１１のテーパー状の先端部１３が、第２底壁５に設けられた挿入口１５を塞ぐ状態（図６参照）となるまで、移動体１１を第２底壁５側へ移動させた。この際、移動体１１は、図４に示すように、移動経路Ｐ上に存在する原料９を矢印方向に押し退けながら移動している。更に、挿入口１５付近においては、図５に示すように、先端部１３が弁体１７に接触しながら第２底壁５側の方向に移動することで、弁体１７を押し開けて移動している。

（４）加熱工程
その後、成形型７に２００℃の熱風を慣通させ、熱融着性繊維を軟化、溶融し、熱融着性繊維と樹脂発泡体粒子との間等を接合した。次いで、室温の風を慣通させて室温にまで冷却し、乗用車の内装材であるフロア部品の一部として用いられる、孔部を備える平板状の成形品を製造した。

（５）実施例の効果
このようにして製造された成形品では、孔部及びその近傍に形状の異常はなく、トリミングの必要はなかった。また、成形型７内において、移動体１１を移動させた際には、移動体１１の移動経路Ｐに吹き込まれた原料９を外部へ漏出させることなく、成形型７内に押し退けることができ、歩留まりよく成形品を製造することができた。

尚、前述の記載は単に説明を目的とするものでしかなく、本発明を限定するものと解釈されるものではない。本発明を典型的な実施態様を挙げて説明したが、本発明の記述及び図示において使用された文言は、限定的な文言ではなく、説明的および例示的なものであると理解される。ここで詳述したように、その態様において本発明の範囲又は精神から逸脱することなく、添付の特許請求の範囲内で変更が可能である。ここでは、本発明の詳述に特定の構造、材料及び実施態様を参照したが、本発明をここにおける開示事項に限定することを意図するものではなく、寧ろ、本発明は添付の特許請求の範囲内における、機能的に同等の構造、方法、使用の全てに及ぶものとする。

本発明は、車両及び建材等の広範な製品分野で利用することができる。本発明の方法により製造された成形品は、成形後のトリミング等が必要なく、生産性が高く、前述の製品分野における各種部材、特に車両用内装材の製品分野において有用である。

１；第１底壁、３；側壁、５；第２底壁、７；成形型、９；原料、１１；移動体、１３；先端部、１５；挿入口、１７；弁体、１９；熱融着性繊維、２１；樹脂発泡体粒子、Ｓ；内部空間、Ｐ；移動経路。

Claims (2)

1. 第１底壁、側壁、及び第２底壁を有する中空の成形型の内部空間に、原料を吹き込んで成形品を製造する成形品の製造方法であって、
   前記第１底壁には、前記第２底壁側に向かって移動可能な柱状の移動体が収納されており、
   前記第１底壁に前記移動体が収納された状態で、前記成形型の内部空間に、前記原料を吹き込んで供給する原料供給工程と、
   前記原料が供給された後、前記移動体を前記第２底壁側に移動させることにより、前記移動体の移動経路に吹き込まれた前記原料を押し退ける押し退け工程と、
   前記原料が押し退けられた後、前記原料を加熱する加熱工程と、を備えることを特徴とする成形品の製造方法。
2. 前記移動体の前記第２底壁側の先端部は、テーパー状とされており、
   前記第２底壁には、前記先端部を挿入可能な挿入口が形成されており、
   前記挿入口には、弁体が設けられており、
   前記原料供給工程では、前記挿入口は前記弁体で塞がれており、
   前記押し退け工程では、前記先端部が前記弁体に接触しながら前記第２底壁側の方向に移動することで、前記弁体を押し開ける請求項１に記載の成形品の製造方法。

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