JP2015009539A - 板状成形体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】段差部を有する板状成形体において、段差部を構成する側面部の密度をより高くする。【解決手段】加熱されたプレボードＰ１を上型５１及び下型５６によってプレスすることで、板状成形体２０の主面を構成する主面部２１を成形するとともに、プレボードＰ１の一部を、下型５６に形成された成形型段差部５８に倣う形状の第１段差部３５として成形する第１成形工程と、第１成形工程の後に行われ、スライド型６１に設けられた突起部６２を、プレボードＰ１における第１段差部３５の底面部３６に押し当てた状態としつつ、スライド型６１を成形型段差部５８の側面５８Ａに向かってスライド移動させ、成形型段差部５８の側面５８Ａとスライド型６１との間で第１段差部３５の側面部３７を板厚方向にプレスすることで、段差部４０の側面部３１として成形する第２成形工程と、を備えることに特徴を有する。【選択図】図６

Description

本発明は、板状成形体の製造方法に関する。

従来、板状成形体として段差部を有するものが知られており、このような板状成形体の製造方法として、例えば、特許文献１に記載のものが知られている。下記特許文献１には、上型及び下型によって、成形体マット（板状体、プレボード）をプレス成形する製造方法が記載されている。上型及び下型には、製品における段差部の形状に倣った成形用段差部がそれぞれ形成されており、両成形用段差部によって成形体マットを、厚さ方向からプレスすることで、段差部が成形される。

特許文献１に示す製造方法では、図９に示すように、下型３にプレボードＰ１を載置した後、図１０に示すように、上型１に設けられた可動型２と下型３との間でプレボードＰ１をプレスすることで、板状成形体４の段差部５を成形するものとされる。なお、板状成形体４における段差部５以外の箇所は、上型１及び下型３によるプレスによって成形される。

特開昭６２−０８７３０３号公報

ところで、特許文献１に示す製造方法においては、可動型２の可動方向は、上型１及び下型３のプレス方向に沿うものとされる。つまり、可動型２によるプレボードＰ１のプレス方向は、板状成形体４の主面を構成する主面部４Ａの板厚方向（図１０では上下方向）に沿うものとされる。このため、可動型２によるプレス方向は、段差部５を構成する側面部４Ｂ（立壁部）の板厚方向（図１０では左右方向）と一致しない。

これにより、可動型２及び下型３によって、側面部４Ｂを板厚方向に十分にプレスすることができず、側面部４Ｂの密度が低くなってしまう事態が懸念される。

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、段差部を有する板状成形体において、段差部を構成する側面部の密度をより高くすることが可能な板状成形体の製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、繊維及び熱可塑性樹脂を含む板状体を、段差部を有する形状にプレス成形してなる板状成形体の製造方法であって、加熱された状態の前記板状体を一対の成形型によってプレスすることで、前記板状成形体の主面を構成する主面部を成形するとともに、前記板状体における前記主面部の外周側を、前記一対の成形型のうち、一方の成形型に形成された成形型段差部に倣う形状の第１段差部として成形する第１成形工程と、前記第１成形工程の後に行われ、前記一対の成形型のプレス方向と直交する方向に沿ってスライド移動可能なスライド型に設けられた突起部を、前記板状体における前記第１段差部の底面部に押し当てた状態としつつ、前記スライド型を前記成形型段差部の側面に向かってスライド移動させ、前記成形型段差部の前記側面と前記スライド型との間で前記第１段差部の側面部を板厚方向にプレスすることで、前記段差部の側面部として成形する第２成形工程と、を備えることに特徴を有する。

本発明によれば、スライド型を用いて、第１段差部の側面部を板厚方向にプレスすることで、段差部の側面部として成形している。これにより、段差部の側面部を、板厚方向において、十分にプレスすることができ、密度をより高くすることができる。

また、第１段差部の側面部をプレスする際には、スライド型に設けられた突起部を第１段差部の底面部に押し当てた状態で、スライド型を成形型段差部の側面に向かってスライド移動させている。

このようにすれば、第１段差部の底面部が、突起部によって成形型段差部の側面側に引き摺られる。これにより、底面部を構成する材料（繊維及び熱可塑性樹脂）の一部が、段差部の側面部を構成することとなる。この結果、段差部の側面部を構成するための材料を十分に確保することができ、当該側面部の密度を確保することができる。

上記構成において、前記スライド型における前記第１段差部の前記底面部と対向する面には、前記スライド型のスライド方向に沿って延びる溝部が凹設されているものとすることができる。

本発明では、第１段差部の底面部を構成する材料（繊維及び軟化状態の熱可塑性樹脂）が、スライド型の突起部によって、成形型段差部の側面側に引き摺られる。ここで、成形型段差部の側面側に引き摺られる材料の量が多すぎると、段差部の側面部を構成するための材料の量が所定量より多くなる場合がある。これにより、スライド型によって段差部の側面部を所定の厚さまでプレスすることが困難となり、側面部の板厚が所定の厚さよりも大きくなってしまう事態が懸念される。

そこで、本発明では、スライド型に溝部を設ける構成とした。このような構成とすれば、底面部を構成する材料の一部が溝部に入り込むことで、成形型段差部の側面側に引き摺られる材料の量が低減される。この結果、段差部の側面部を所定の厚さで成形し易くなる。

本発明によれば、段差部を有する板状成形体において、段差部を構成する側面部の密度をより高くすることが可能な板状成形体の製造方法を提供することができる。

本発明の実施形態１に係る板状成形体を示す斜視図 加熱工程を示す図 図１の板状成形体を成形する成形装置を示す断面図 図３において、成形型段差部付近を拡大して示す断面図 第１成形工程を示す断面図 第２成形工程を示す断面図（図１のｖｉ−ｖｉ線で切断した図に対応） 第２成形工程において溝部を示す断面図（図６のｖｉｉ−ｖｉｉ線で切断した図に対応） 変形例を示す断面図 従来例における型開き状態を示す断面図 従来例における型閉じ状態を示す断面図

＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を図１ないし図７によって説明する。本実施形態では、板状成形体２０として、車両の内装部材に用いられるものを例示する。このような板状成形体２０は、図１に示すように、例えば、車両用シートの背面に取り付けられるバックボードとして用いられる。

板状成形体２０は、図１に示すように、長手状をなし、車両後方に凹んだ湾曲形状をなしている。板状成形体２０は、図１に示すように、主面２１Ａ（パックボードにおける車両後側の面）を構成する主面部２１（主壁部）と、主面部２１における車幅方向の側端部から車両前方に向かって立ち上がる側面部３１（立壁部、側壁部）と、を備えている。側面部３１は、車幅方向における両側にそれぞれ設けられている。

板状成形体２０は、図３及び図６に示すように、プレボードＰ１（板状体）を一対のプレス型７０，７１によって加熱した後、一対の成形型（上型５１及び下型５６）、及び一対のスライド型６１，６１を用いてプレス成形することで製造される（詳しくは後述）。プレボードＰ１は、繊維（例えば、木質繊維、ガラス繊維、炭素繊維など）に熱可塑性樹脂（例えば、ポリアミドやポリプロピレンなど）を含浸させることで構成されたマット状をなしている。

板状成形体２０における側面部３１は、図６に示すように、プレボードＰ１における車幅方向（図３及び図６の左右方向）の一端部を段差状に成形することで形成される。つまり、板状成形体２０は、段差部４０を有する形状とされる。

段差部４０は、図６に示すように、主面部２１の周端部と、側面部３１と、底面部３６（底壁部）によって構成されている。なお、板状成形体２０をバックボードとして用いる場合には、段差部４０の底面部３６は、段差部４０を成形した後に切断される。言い換えると、底面部３６は、製品における不要部分とされる。

底面部３６は、主面部２１に対して板状成形体２０の外周側に配されている。また、段差部４０において、底面部３６は、主面部２１に対して低い位置に配される壁部とされる。また、段差部４０の側面部３１は、主面部２１から底面部３６に向かって延び、主面部２１と底面部３６とを連結する壁部とされる。

本実施形態の板状成形体２０は、図２に示す一対の加熱プレス型７０，７１と、図３に示す成形装置５０を用いて製造される。

次に一対のプレス型７０，７１の構成について説明する。図２に示す一対のプレス型７０，７１は、図示しない駆動装置（例えば、電動モータ、エアシリンダ、油圧シリンダなど）によって、互いに型閉じ及び型開きが可能な構成となっている。

一対のプレス型７０，７１（プレス板、熱板）には、例えば、通電によって発熱するヒータなどの発熱手段が内蔵されている。これにより、プレス型７０，７１は、所定の温度に加熱可能な構成となっており、プレボードＰ１を加熱プレスすることができる。

次に、成形装置５０について説明する。本実施形態における成形装置５０は、図３に示すように、一対の成形型（上型５１及び下型５６）と、一対のスライド型６１，６１と、を備えている。

上型５１は、図示しない駆動装置（例えば、電動モータ、エアシリンダ、油圧シリンダなど）によって、下型５６（固定型）に対して移動が可能な可動型とされる。上型５１を下型５６に対して接近離間させることで上型５１及び下型５６の型閉じ及び型開きが可能な構成となっている。

以下の説明では、上型５１及び下型５６が型閉じされた状態を閉状態（図５及び図６の状態）、上型５１及び下型５６が型開きされた状態を開状態（図３及び図４の状態）と呼ぶものとする。

図３に示すように、下型５６における上型５１との対向面には、上型５１に向かって突き出す突部５７が形成されている。これにより、突部５７の突出端面５７Ａは、その周囲の面よりも高い位置に配されている。これにより、下型５６（一対の成形型のうち、一方の成形型）には、一対の成形型段差部５８が形成されている。

成形型段差部５８は、板状成形体２０における段差部４０を成形するためのもので、段差部４０の延設方向（図６の紙面貫通方向）に沿って延びている。

上型５１における突部５７との対向面には、凹部５２が形成されている。閉状態では、図６に示すように、凹部５２の奥面５２Ａと、突部５７の突出端面５７Ａとが対向配置される。奥面５２Ａと突出端面５７Ａとの対向間隔は、主面部２１の厚さに等しいものとされる。つまり、閉状態では、奥面５２Ａと突出端面５７Ａの間に主面部２１を成形するための成形空間が形成される構成となっている。

一対のスライド型６１，６１は、一対の成形型段差部５８に対応して配されている。スライド型６１は、上型５１に対してスライド移動可能に取り付けられている。スライド型６１は、図示しない駆動装置（例えば、電動モータ、エアシリンダ、油圧シリンダなど）によって、上型５１及び下型５６の型閉じ方向（プレス方向）に対して直交する方向（図３の左右方向）に沿ってスライド移動可能な構成となっている。

スライド型６１は、成形型段差部５８に嵌合可能な形状をなしている。スライド型６１における下面６１Ａ（下型５６との対向面）には、図３に示すように、複数の突起部６２が設けられている。複数（本実施形態では３つ）の突起部６２は、スライド型６１のスライド方向に沿って配列されている。

突起部６２は、先端に向かうにつれて、幅方向（スライド型６１のスライド方向）の長さが小さくなる形状をなしている。また、図７に示すように、突起部６２は、段差部４０の延設方向（図７の左右方向）に沿って延びている。

スライド型６１の下面６１Ａ（第１段差部の底面部と対向する面）には、図７に示すように、溝部６３が凹設されている。溝部６３は下方に向けて開口されている。溝部６３の幅は、図７に示すように、下方に向かうにつれて大きくなるように設定されている。

溝部６３は、図６の破線で示すように、スライド型６１のスライド方向に沿って延びている。溝部６３は、スライド型６１のスライド方向における全長に亘って延びている。これにより、溝部６３は、突部５７とスライド型６１の間に形成される空間（側面部３１を成形するための成形空間）と連通されている。

次に、本実施形態の板状成形体２０の製造方法について説明する。本実施形態における板状成形体２０の製造方法は、プレボードＰ１を加熱する加熱工程と、加熱された状態のプレボードＰ１を上型５１及び下型５６によってプレスすることで主面部２１を成形する第１成形工程と、スライド型６１によって、段差部４０の側面部３１を成形する第２成形工程と、を備えている。

（加熱工程）
加熱工程では、図２に示すように、平板状をなすプレボードＰ１を、例えば、フッ素樹脂製の一対のシート７４，７５の間に挟み込んだ状態で、加熱された一対のプレス型７０，７１によって加熱プレスする。

これにより、プレス型７０，７１の熱は、シート７４，７５を介してプレボードＰ１に伝導される。この結果、プレボードＰ１は加熱される。なお、この時のプレボードＰ１の加熱温度は、プレボードＰ１を構成する熱可塑性樹脂の融点より高いものとされる。これにより、プレボードＰ１が軟化状態となる。

プレボードＰ１の加熱プレスが完了した後、プレス型７０，７１からプレボードＰ１を取り外す。プレス型７０，７１とプレボードＰ１の間には、シート７４，７５がそれぞれ介在されているから、軟化状態のプレボードＰ１がプレス型７０，７１に張り付くことがない。このため、プレボードＰ１を容易にプレス型７０，７１から取り外すことができる。

（第１成形工程）
加熱工程が完了した後、第１成形工程では、図３及び図４に示すように、型開き状態における下型５６の上面に、加熱され軟化した状態のプレボードＰ１を載置する。これにより、軟化状態のプレボードＰ１は、突部５７に倣った形状に変形する。つまり、プレボードＰ１は一対の成形型段差部５８，５８に倣う形状に変形し、一対の第１段差部３５を有する形状となる。

次に、図５に示すように、上型５１を下型５６に接近させ、上型５１及び下型５６を型閉じする。これにより、プレボードＰ１において、突出端面５７Ａに載置された部分は、上型５１及び下型５６によってプレスされる。これにより、板状成形体２０における主面部２１が成形される。なお、上述した第１段差部３５は、主面部２１の外周側に配されている。

また、型開き状態において、各スライド型６１は、図４に示すように、各第１段差部３５の底面部３６の上方にそれぞれ配されている。これにより、上型５１及び下型５６を型閉じすると、各スライド型６１の突起部６２は、対向する底面部３６に押し当てられる（図５参照）。この結果、突起部６２が、軟化状態の底面部３６に突き刺さる。

（第２成形工程）
次に、一対のスライド型６１，６１の各々を突部５７に向かってスライド移動させる。言い換えると、一対のスライド型６１，６１の各々を、対向する成形型段差部５８の側面５８Ａに向かって、それぞれスライド移動させる。

突起部６２を底面部３６に押し当てた状態で、スライド型６１を側面５８Ａに向けてスライド移動させることで、底面部３６を構成する材料（繊維及び軟化状態の熱可塑性樹脂）は、突起部６２によって側面５８Ａ側に引き摺られる。

これと同時に、スライド型６１の側面６１Ｂと成形型段差部５８の側面５８Ａとの間に配されている第１段差部３５の側面部３７（図５参照）は、側面６１Ｂと側面５８Ａによって、側面部３７の板厚方向にプレスされる。

この結果、側面部３７は、側面６１Ｂと側面５８Ａによってプレスされることで、段差部４０の側面部３１として成形される（図６参照）。また、突起部６２によって引き摺られた第１段差部３５の底面部３６は、段差部４０における底面部３６となる。これにより、主面部２１、側面部３１、底面部３６によって構成される段差部４０が成形され、板状成形体２０の製造が完了する。

次に、本実施形態の効果について説明する。本実施形態によれば、スライド型６１を用いて、第１段差部３５の側面部３７を、その板厚方向においてプレスすることで、段差部４０の側面部３１として成形している。これにより、段差部４０の側面部３１を、板厚方向において、十分にプレスすることができ、その密度をより高くすることができる。

また、第１段差部３５の側面部３７をプレスする際には、スライド型６１に設けられた突起部６２を第１段差部３５の底面部３６に押し当てた状態で、スライド型６１を成形型段差部５８の側面５８Ａに向かってスライド移動させている。

このようにすれば、第１段差部３５の底面部３６が、突起部６２によって成形型段差部５８の側面５８Ａ側に引き摺られる。これにより、底面部３６を構成する材料（繊維及び熱可塑性樹脂）の一部が、成形型段差部５８の側面５８Ａとスライド型６１の側面６１Ｂとの間に供給され、段差部４０の側面部３１を構成することとなる。この結果、段差部４０の側面部３１を構成するための材料（繊維及び熱可塑性樹脂）を十分に確保することができ、当該側面部３１の密度を確保することができる。

なお、本実施形態において、底面部３６は、製品における不要部分とされ、製品（バックボード）の意匠性に影響を与えることがない。このため、底面部３６は、突起部６２で押圧する箇所として好適である。

また、スライド型６１における下面６１Ａ（第１段差部３５の底面部と対向する面）には、スライド型６１のスライド方向に沿って延びる溝部６３が凹設されている。

本実施形態では、第１段差部３５の底面部３６を構成する材料（繊維及び軟化状態の熱可塑性樹脂）が、スライド型６１の突起部６２によって、成形型段差部５８の側面５８Ａ側に引き摺られる。ここで、成形型段差部５８の側面５８Ａ側に引き摺られる材料の量が多すぎると、側面６１Ｂと側面５８Ａとの間に配される材料（段差部４０の側面部３１を構成するための材料）の量が所定量より多くなる場合がある。これにより、スライド型６１によって段差部４０の側面部３１を所定の厚さまでプレスすることが困難となり、側面部３１の板厚が所定の厚さよりも大きくなってしまう事態が懸念される。

そこで、本実施形態では、スライド型６１に溝部６３を設ける構成とした。このような構成とすれば、図７に示すように、底面部３６を構成する材料の一部が溝部６３に入り込むことで、成形型段差部５８の側面５８Ａ側に引き摺られる材料の量が低減される。この結果、段差部４０の側面部３１を所定の厚さに成形し易くなる。

言い換えると、溝部６３は、成形型段差部５８の側面５８Ａ側に引き摺られる材料の量を調節する機能を有しており、溝部６３の寸法（深さや幅）を調節することで、成形型段差部５８の側面５８Ａ側に引き摺られる材料の量を調節することができる。

また、溝部６３は、スライド型６１の下面６１Ａ（底面部３６との対向面）に形成されており、下方に開口されている。このため、上型５１及び下型５６の型開き時において、スライド型６１が上方に移動する際には、溝部６３に入り込んだ材料（底面部３６を構成する材料の一部）は、溝部６３から離脱する。これにより、溝部６３から材料を取り出す作業を行う必要がなく、好適である。

＜実施形態２＞
次に、本発明の実施形態２を図８によって説明する。上記実施形態と同一部分には、同一符号を付して重複する説明を省略する。本実施形態の板状成形体２０の製造方法では、スライド型６１における突起部の構成が上記実施形態と異なる。

本実施形態の突起部１６２は、例えば、略円錐状をなしており、図８に示すように、段差部４０の延設方向（図８の左右方向）に沿って複数配列されている。第１成形工程においては、各突起部１６２を底面部３６に押し当てることで、底面部３６に各突起部１６２を突き刺すことができる。これにより、底面部３６に各突起部１６２を突き刺した状態で、スライド型６１をスライド移動させることで、成形型段差部５８の側面５８Ａ側に底面部３６を引き摺ることができる。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。

（１）上記実施形態では、板状成形体２０として、車両用シートの背面に取り付けられるバックボードに用いられるものを例示したが、これに限定されない。板状成形体の用途は、適宜変更可能である。例えば、板状成形体を、車両用ドアトリムを構成するトリムボードなどに用いてもよい。

（２）板状成形体２０の形状は、上記実施形態で例示したものに限定されず、適宜変更可能である。上記実施形態では、板状成形体２０として、一対の側面部３１，３１（一対の段差部）を有するものを例示したが、これに限定されない。板状成形体２０は、少なくとも一つの段差部を有するものであればよい。

（３）上型５１及びスライド型６１の駆動手段は、上記実施形態で例示したものに限定されず、適宜変更可能である。また、上記実施形態では、スライド型６１が上型５１に取り付けられている構成を例示したが、これに限定されない。スライド型６１が、一対の成形型（上型５１及び下型５６）とは独立して移動可能な構成であってもよい。

（４）上記実施形態では、加熱工程として、プレボードＰ１を一対のプレス型７０，７１によって加熱プレスする工程を例示したが、これに限定されない。プレボードＰ１の加熱工程としては、例えば、プレボードＰ１に熱風を吹き付ける工程や赤外線を照射する工程などを例示することができる。

（５）突起部の形状は、上記実施形態で例示したものに限定されず適宜変更可能である。なお、突起部の形状は、底面部３６の軟化の程度によって適宜設定することが好ましい。例えば、底面部３６の軟化の程度が比較的低い（底面部３６がより固体に近い）状態では、上記実施形態２で示すような突起部１６２を底面部３６に突き刺すことで、底面部３６を引き摺ることができる。

また、底面部３６の軟化の程度が比較的高い（底面部３６がより液体に近い）状態では、上記実施形態１に示すような突起部６２（段差部４０の延設方向に沿って延びる長手状の突起部）を設けることが好ましい。長手状の突起部とすれば、底面部３６がより液体に近い状態であっても、底面部３６を側面５８Ａ側に押し込むことができ、好適である。

２０…板状成形体、２１…主面部、２１Ａ…主面（板状成形体の主面）、３１…段差部の側面部、３５…第１段差部、３６…第１段差部の底面部、３７…第１段差部の側面部、４０…段差部、５１…上型（一対の成形型を構成）、５６…下型（一対の成形型のうち、一方の成形型）、５８…成形型段差部、５８Ａ…成形型段差部の側面、６１…スライド型、６１Ａ…スライド型の下面（スライド型における第１段差部の底面部と対向する面）、６２…突起部、６３…溝部、Ｐ１…プレボード（板状体）

Claims (2)

1. 繊維及び熱可塑性樹脂を含む板状体を、段差部を有する形状にプレス成形してなる板状成形体の製造方法であって、
   加熱された状態の前記板状体を一対の成形型によってプレスすることで前記板状成形体の主面を構成する主面部を成形するとともに、前記板状体における前記主面部の外周側を、前記一対の成形型のうち一方の成形型に形成された成形型段差部に倣う形状の第１段差部として成形する第１成形工程と、
   前記第１成形工程の後に行われ、前記一対の成形型のプレス方向と直交する方向に沿ってスライド移動可能なスライド型に設けられた突起部を、前記板状体における前記第１段差部の底面部に押し当てた状態としつつ、前記スライド型を前記成形型段差部の側面に向かってスライド移動させ、前記成形型段差部の前記側面と前記スライド型との間で前記第１段差部の側面部を板厚方向にプレスすることで、前記段差部の側面部として成形する第２成形工程と、を備える板状成形体の製造方法。
2. 前記スライド型における前記第１段差部の前記底面部と対向する面には、前記スライド型のスライド方向に沿って延びる溝部が凹設されている請求項１に記載の板状成形体の製造方法。

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