JP2019150967A - 樹脂製パネル及び製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】樹脂成形体にヒケが発生することを抑制することができる、樹脂製パネルを提供する。【解決手段】本発明によれば、中空の樹脂成形体と、スペーサー部材を備える樹脂製パネルであって、前記スペーサー部材は、前記樹脂成形体内に配置され、かつ貫通又は非貫通の穴部を備え、前記スペーサー部材の表面と裏面は前記樹脂成形体に密着し、前記穴部が密閉空間にならないように構成される、樹脂製パネルが提供される。【選択図】図1

Description

本発明は、樹脂製パネル及び製造方法に関する。
特許文献1には、中空部内に、熱可塑性樹脂の発泡体からなるスペーサー部材を内装して形成される樹脂製パネルが開示されている。
特開2000−218682号公報
ところで、例えば中空の樹脂成形体には無い穴部をスペーサー部材に設ける場合がある。このような場合、樹脂成形体表面にヒケが発生し、外観不良となる場合がある。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、樹脂成形体にヒケが発生することを抑制することができる、樹脂製パネルを提供するものである。
本発明によれば、中空の樹脂成形体と、スペーサー部材を備える樹脂製パネルであって、前記スペーサー部材は、前記樹脂成形体内に配置され、かつ貫通又は非貫通の穴部を備え、前記スペーサー部材の表面と裏面は前記樹脂成形体に密着し、前記穴部が密閉空間にならないように構成される、樹脂製パネルが提供される。
樹脂成形体にヒケが発生する原因について調べたところ、スペーサー部材に穴部がある場合、穴部の周囲においてスペーサー部材が樹脂成形体と密着することによって、穴部内が密閉空間となり、この密閉空間内の空気が収縮することにより、ヒケが発生することが分かった。そして、この知見に基づいて、穴部が密閉空間にならないように樹脂製パネルを構成することによって、樹脂成形体にヒケが発生することを抑制することができることを見出し、本発明の完成に到った。
以下、本発明の種々の実施形態を例示する。
好ましくは、前記記載の樹脂製パネルであって、前記スペーサー部材は、前記穴部に連通する空気逃がし経路を備える、樹脂製パネルである。
好ましくは、前記記載の樹脂製パネルであって、前記スペーサー部材の外周側面と前記樹脂成形体の間に隙間が設けられ、前記空気逃がし経路は、前記穴部から前記隙間まで繋がる、樹脂製パネルである。
好ましくは、前記記載の樹脂製パネルであって、前記樹脂成形体は、前記樹脂成形体の内部と外部を繋ぐ大気開放貫通孔を備え、前記空気逃がし経路は、前記穴部から前記大気開放貫通孔まで繋がる、樹脂製パネルである。
好ましくは、前記記載の樹脂製パネルであって、前記スペーサー部材は、表面に前記穴部に繋がる溝を備え、前記溝によって、前記空気逃がし経路が構成される、樹脂製パネルである。
好ましくは、前記記載の樹脂製パネルであって、前記スペーサー部材は、前記穴部に繋がる連通孔を備え、前記連通孔によって、前記空気逃がし経路が構成される、樹脂製パネルである。
好ましくは、前記記載の樹脂製パネルであって、前記樹脂成形体は、前記樹脂成形体の内部と外部を繋ぐ大気開放貫通孔を備え、前記穴部に対向する位置に前記大気開放貫通孔が設けられる、樹脂製パネルである。
好ましくは、前記記載の樹脂製パネルであって、前記樹脂成形体の表面に段差形状があり、前記スペーサー部材も前記段差形状に追従した段差形状を持ち、前記段差形状が、前記穴部に対向する位置に設けられる、樹脂製パネルである。
好ましくは、前記記載の樹脂製パネルであって、前記穴部は、前記スペーサー部材を貫通するように設けられる、樹脂製パネルである。
好ましくは、前記記載の樹脂製パネルであって、前記穴部は、前記スペーサー部材を貫通しないように設けられる、樹脂製パネルである。
本発明の別の観点によれば、垂下工程と、インサート工程と、型締め工程を備える、樹脂製パネルの製造方法であって、前記垂下工程では、第1及び第2金型の間に第1及び第2樹脂シートを垂下させ、前記インサート工程では、スペーサー部材を第1樹脂シートに固着させ、前記型締め工程では、第1及び第2金型を型締めし、前記スペーサー部材は、穴部を備え、前記穴部が密閉空間にならないように構成される、方法が提供される。
好ましくは、前記記載の方法であって、前記スペーサー部材は、前記穴部に連通する空気逃がし経路を備える、方法である。
本発明の第1実施形態に係る樹脂製パネル1の斜視図である。 図1の反対側から見た斜視図である。 図3Aは、図1の樹脂製パネル1の幅方向中央を通る面の断面図であり、図3Bは、図3Aの正面図である。 図4Aは、図3A中の領域Aの拡大図であり、図4Bは、図3B中の領域Bの拡大図である。 穴部3aと溝3bを備えるスペーサー部材3の斜視図である。 図6Aは、図5のスペーサー部材3の幅方向中央を通る面の断面図であり、図6Bは、図6Aの正面図である。 図4Bのスペーサー部材3の位置がずれて取りついた場合の断面拡大図である。 樹脂製パネル1の製造方法で利用可能な成形機10の一例を示す図である。 図8の金型21,22近傍の拡大図である。 図9の状態から第1及び第2樹脂シート23a,23bを減圧吸引した様子を表す図である。 スペーサー部材3を第1樹脂シート23aに溶着した状態を表す図である。 第1及び第2金型21,22を型締めした状態を表す断面図である。 図13Aは、本発明の第2実施形態の樹脂製パネル1のスペーサー部材3の斜視図であり、図13Bは、図13Aのスペーサー部材3の幅方向中央を通る面の断面図である。 図14Aは、本発明の第3実施形態の樹脂製パネル1のスペーサー部材3の斜視図であり、図14Bは、図14Aのスペーサー部材3の幅方向中央を通る面の断面図である。 図15Aは、本発明の第4実施形態の樹脂製パネル1の斜視図であり、図15Bは、図15Aの樹脂製パネル1の幅方向中央を通る面の断面図である。 図16Aは、本発明の第4実施形態の樹脂製パネル1のスペーサー部材3の斜視図であり、図16Bは、図16Aのスペーサー部材3の幅方向中央を通る面の断面図である。
以下、本発明の実施形態について説明する。以下に示す実施形態中で示した各種特徴事項は、互いに組み合わせ可能である。また、各特徴事項について独立して発明が成立する。
1.第1実施形態
1−1.樹脂製パネル1
図1〜図6に示すように、本発明の一実施形態に係る樹脂製パネル1は、平面視において矩形状の樹脂成形体2に覆われたパネルである。
樹脂製パネル1は、中空の樹脂成形体2と、スペーサー部材3を備え、スペーサー部材3は樹脂成形体2内に配置される。スペーサー部材3の表面及び裏面は、樹脂成形体2に密着している。スペーサー部材3は、一例では、発泡体で形成される。樹脂成形体2には、表皮材6が一体成形されている。表皮材6は、一例では、不織布である。
樹脂成形体2は、表壁2fと、裏壁2rを備える。表壁2fと裏壁2rは、間隔をおいて対向している。表壁2fと裏壁2rの周囲は、周囲壁2sによって繋がれている。表皮材6は、裏壁2r及び周囲壁2sを覆うように設けられている。裏壁2rは、露出領域2r1を除く全面が表皮材6で覆われている。周囲壁2sは、裏壁2r側の半分が表皮材6で覆われている。
スペーサー部材3には、スペーサー部材3を貫通する穴部3aが設けられている。裏壁2rは、露出領域2r1において、穴部3a内に柱状に突出した柱部2r2を備える。柱部2r2の先端は、表壁2fに溶着されている。穴部3aにおいては、柱部2r2の周囲が空間になっている。
スペーサー部材3の穴部3aが密閉空間になっていると、穴部3a内の空気が冷却されて収縮したときに、穴部3aに対向する部位において樹脂成形体2にヒケが発生して外観不良になりやすい。本実施形態では、穴部3aが密閉空間とならないように、穴部3aに連通する空気逃がし経路5として、溝3bが設けられている。
スペーサー部材3の外周側面と樹脂成形体2の間には隙間4が設けられており、溝3bは、穴部3aから隙間4まで繋がるように設けられている。成形直後の時点で隙間4内の空気の温度が穴部3a内の空気の温度よりも低くなりやすい。このため、隙間4では、穴部3aよりも空気が収縮しにくい。従って、穴部3aと隙間4を溝3bで繋ぐことによって、穴部3aでの圧力低下が軽減される。
スペーサー部材3の溝3bは、空気が通過可能な断面を有するものであればよく、幅や深さは特に限定されない。溝3bは、直線状であっても曲線状であってもよい。また、溝3bの断面形状は、特に限定されず、三角形、四角形、半円形などであってもよい。
樹脂製パネル1内に配置された状態でのスペーサー部材3の溝3bの深さは、例えば0.1〜3.0mmであり、0.5〜2.0mmが好ましく、具体的には例えば、0.1、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0mmであり、ここで例示した数値の何れか2つの間の範囲内であってもよい。
後述するように、スペーサー部材3は、樹脂シート23a,23bに溶着され、この溶着時に溶融されることによって表面が後退する。スペーサー部材3を樹脂シート23a,23bに溶着する前の溝3bの深さが不十分だと、溶着時に溝3bが消失して穴部3aが密閉空間となってしまう虞がある。
このため、スペーサー部材3を樹脂シート23a,23bに溶着させる前の段階での溝3bの深さは、1.0mm以上が好ましく、例えば、1.0〜3.0mmであり、具体的には例えば、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0mmであり、ここで例示した数値の何れか2つの間の範囲内であってもよい。この場合、溶着時の溶融深さを1.0mm未満(好ましくは、0.9mm以下)にすることによって、溝3bが消失することを避けることができ、溶着後も空気逃がし経路5を維持することができる。
また、図1〜図6に示すように、中空の樹脂成形体2に段差形状2dがあり、スペーサー部材3にも樹脂成形体2形状に追従した段差形状3dがある。段差形状2d,3dは、穴部3aに対向する位置に設けられている。このような場合、図4Bと比較して図7に示すように中空の樹脂成形体2とスペーサー部材3の位置関係が本来の位置からずれると、スペーサー部材3と樹脂シート23aの溶着工程時に穴部3aに閉じ込められる空気量は多くなることがある為、樹脂製パネル1の表面にヒケが発生しやすくなる場合がある。そのため、本発明は中空の樹脂成形体2とスペーサー部材3に同一形状の段差がある場合に特に有用である。
1−2.成形機の構成
次に、図8〜図9を用いて、本発明の一実施形態の樹脂製パネル1の製造方法の実施に利用可能な成形機10について説明する。
成形機10は、樹脂供給装置14と、Tダイ18と、第1及び第2金型21,22を備える。樹脂供給装置14は、ホッパー12と、押出機13と、アキュームレータ17を備える。押出機13とアキュームレータ17は、連結管25を介して連結される。アキュームレータ17とTダイ18は、連結管27を介して連結される。以下、各構成について詳細に説明する。
<ホッパー12,押出機13>
ホッパー12は、原料樹脂11を押出機13のシリンダ13a内に投入するために用いられる。原料樹脂11の形態は、特に限定されないが、通常は、ペレット状である。原料樹脂は、例えばポリオレフィンなどの熱可塑性樹脂であり、ポリオレフィンとしては、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体及びその混合物などが挙げられる。原料樹脂11は、ホッパー12からシリンダ13a内に投入された後、シリンダ13a内で加熱されることによって溶融されて溶融樹脂になる。また、シリンダ13a内に配置されたスクリューの回転によってシリンダ13aの先端に向けて搬送される。スクリューは、シリンダ13a内に配置され、その回転によって溶融樹脂を混練しながら搬送する。スクリューの基端にはギア装置が設けられており、ギア装置によってスクリューが回転駆動される。
<アキュームレータ17、Tダイ18>
原料樹脂は、シリンダ13aの樹脂押出口から押し出され、連結管25を通じてアキュームレータ17内に注入される。アキュームレータ17は、シリンダ17aとその内部で摺動可能なピストン17bを備えており、シリンダ17a内に溶融樹脂11aが貯留可能になっている。そして、シリンダ17a内に発泡樹脂が所定量貯留された後にピストン17bを移動させることによって、連結管27を通じて発泡樹脂をTダイ18内に設けられたスリットから押し出して垂下させて第1及び第2樹脂シート23a,23bを形成する。
<金型21,22>
樹脂シート23a,23bは、金型21,22間に導かれる。金型21には、多数の減圧吸引孔(不図示)が設けられており、樹脂シート23aを減圧吸引して金型21のキャビティ21bに沿った形状に賦形することが可能になっている。キャビティ21bは、凹部21cを有する形状になっており、凹部21cを取り囲むようにピンチオフ部21dが設けられている。キャビティ21bには、柱部2r2に対応した形状の柱部21aが設けられている。金型22には、多数の減圧吸引孔(不図示)が設けられており、樹脂シート23bを減圧吸引して金型22のキャビティ22bに沿った形状に賦形することが可能になっている。キャビティ22bは、凹部22cを有する形状になっており、凹部22cを取り囲むようにピンチオフ部22dが設けられている。キャビティ22bには、段差形状2dに対応した形状の凹部22aが設けられている。ここで、減圧吸引孔は、極小の孔であり、一端が金型21,22内部を通ってキャビティ21b,22bの内面にまで連通されてり、他端が減圧装置に接続されている。また、金型21のピンチオフ部21dには、表皮材6を取り付ける取付部(不図示)が設けられる。
1−3.樹脂製パネル1の製造方法
次に、図9〜図12を用いて、本発明の第1実施形態の樹脂製パネル1の製造方法について説明する。本実施形態の方法は、垂下工程と、賦形工程と、インサート工程と、型締め工程を備える。以下、詳細に説明する。
(1)垂下工程
垂下工程では、図9に示すように、金型21に表皮材6を取り付けた後、金型21,22間に、溶融状態の発泡樹脂をTダイ18のスリットから押し出して垂下させて形成した樹脂シート23a,23bを垂下する。本実施形態では、Tダイ18から押し出された樹脂シート23a,23bをそのまま使用するダイレクト真空成形が行われるので、樹脂シート23a,23bは、成形前に室温にまで冷却されて固化されることがなく、固化された樹脂シート23a,23bが成形前に加熱されることもない。
(2)賦形工程
次に、図10に示すように、金型21によって表皮材6及び樹脂シート23aを減圧吸引して金型21のキャビティ21bに沿った形状に賦形し、金型22によって樹脂シート23bを減圧吸引して金型22のキャビティ22bに沿った形状に賦形する。樹脂シート23a,23bを賦形するタイミングは、ずれていてもよく、例えば、インサート工程の後に樹脂シート23bを賦形したり、型締め工程において樹脂シート23bを賦形したりしてもよい。また、樹脂組成物23a,23bを予め賦形せずに、型締め工程において賦形してもよい。賦形の際に、樹脂シート23a,23bは、最初に、ピンチオフ部21d,22dに接触する。樹脂シート23a,23bが金型21,22に接触する時間が長いほど、樹脂シート23a,23bの温度が低くなるので、樹脂シート23a,23bは、ピンチオフ部21d,22dに近い部位において温度が低くなりやすい。このため、成形直後の時点で、樹脂成形体2とスペーサー部材3の間の隙間4内の空気の温度が低くなりやすい。
(3)インサート工程
インサート工程では、図11に示すように、スペーサー部材3を樹脂シート23aに溶着させる。スペーサー部材3は、不図示の治具を用いて、樹脂シート23a,23bの間に配置し、樹脂シート23aに向かって移動させることによって、樹脂シート23aに溶着させる。治具は、治具に設けられた吸盤等により、スペーサー部材3を吸引することで、スペーサー部材3を支持する。
本実施形態では、スペーサー部材3は発泡体であるので、樹脂シート23aの熱によって発泡体が溶融されることによってスペーサー部材3が樹脂シート23aに溶着される。その後、治具を図中の右方向に後退させる。
スペーサー部材3を樹脂シート23a,23bの間に配置するタイミングは限定されず、垂下工程又は賦形工程において樹脂シート23a,23bの間に配置してもよい。また、スペーサー部材3を樹脂シート23bに先に溶着させてもよい。
(4)型締め工程
型締め工程では、図12に示すように、金型21,22を型締めする。表皮材6は、樹脂シート23aと金型21に挟まれた状態で圧力を受けるので、表皮材6が樹脂シート23aに溶着される。これにより、金型21,22のキャビティ21b,22bに沿った形状の成形体が得られる。
そして、金型21,22から成形体を取り出し、ピンチオフ部21d,22dの外側のバリ26を除去することによって、図1に示される樹脂製パネル1が得られる。
型締め工程の直後では、穴部3a内の空気が高温になっている。成形体を金型21,22から取り出すと、成形体が徐々に冷却され、穴部3a内の空気も冷却される。仮に、穴部3aが密閉空間になっていると、穴部3a内が減圧状態となり、樹脂成形体2にヒケが発生しやすい。一方、本実施形態では、穴部3aが密閉空間にならないように構成されているので、樹脂成形体2にヒケが発生することが抑制される。
2.第2実施形態
図13を用いて、本発明の第2実施形態の樹脂製パネル1について説明する。
本実施形態では、図13に示すように、スペーサー部材3の穴部3aは表面から裏面に貫通していない。スペーサー部材3にこのような穴部3aが設けられている場合でも、第1実施形態と同様の作用によって樹脂成形体2にヒケが発生することが抑制される。
3.第3実施形態
図14を用いて、本発明の第3実施形態の樹脂製パネル1について説明する。
本実施形態では、図14に示すように、スペーサー部材3には、穴部3aが密閉空間とならないように、穴部3aに連通する空気逃がし経路5として、連通孔3cが設けられている。スペーサー部材3の外周側面と樹脂成形体2の間には隙間4が設けられており、連通孔3cは、穴部3aから隙間4まで繋がるように設けられている。このような形態であっても、第1実施形態と同様の作用によって樹脂成形体2にヒケが発生することが抑制される。
4.第4実施形態
図15〜図16を用いて、本発明の第4実施形態の樹脂製パネル1について説明する。
本実施形態では、図15〜図16に示すように、樹脂成形体2には、樹脂成形体2の内部と外部を繋ぐ大気開放貫通孔2aが設けられており、空気逃がし経路5として設けられている溝3bは、穴部3aから大気開放貫通孔2aまで繋がるように構成されている。このような形態であっても、第1実施形態と同様の作用によって樹脂成形体2にヒケが発生することが抑制される。
大気開放貫通孔2aは、樹脂シート23a,23bの少なくとも一方にピンを刺す等の方法によって形成可能である。大気開放貫通孔2aは、型締め工程において形成することが好ましいが、それよりも前の工程で形成してもよい。また、大気開放貫通孔2aは、成形体を金型21,22から取り出した後に形成してもよい。穴部3a内の空気が十分に冷却される前に大気開放貫通孔2aを形成することによって、穴部3a内の空間が減圧状態になることを抑制することができる。また、大気開放貫通孔2aは、穴部3a内の空気が十分に冷却された後に閉じてもよい。
5.その他実施形態
空気逃がし経路5とは別に大気開放貫通孔2aを設け、大気開放貫通孔2aと隙間4を繋げることで、隙間4を通じて、間接的に穴部3aと大気開放貫通孔2aを繋げるように構成してもよい。この場合、穴部3aの空気をより逃がしやすくすることができる。
また、穴部3aに対向する位置に大気開放貫通孔2aを設けてもよい。この場合、空気逃がし経路5を設けることなく、穴部3aが密閉空間になることを防ぐことができる。
スペーサー部材3は、溶着以外の方法で、樹脂シート23a,23bに固着させてもよい。
1 :樹脂製パネル
2 :樹脂成形体
2a :大気開放貫通孔
2d :段差形状
2f :表壁
2r :裏壁
2r1 :露出領域
2r2 :柱部
2s :周囲壁
3 :スペーサー部材
3a :穴部
3b :溝
3c :連通孔
3d :段差形状
4 :隙間
5 :空気逃がし経路
6 :表皮材
10 :成形機
11 :原料樹脂
11a :溶融樹脂
12 :ホッパー
13 :押出機
13a :シリンダ
14 :樹脂供給装置
17 :アキュームレータ
17a :シリンダ
17b :ピストン
18 :Tダイ
21 :第1金型
21a :柱部
21b :キャビティ
21c :凹部
21d :ピンチオフ部
22 :第2金型
22a :凹部
22b :キャビティ
22c :凹部
22d :ピンチオフ部
23a :第1樹脂シート
23b :第2樹脂シート
25 :連結管
26 :バリ
27 :連結管

Claims (12)

  1. 中空の樹脂成形体と、スペーサー部材を備える樹脂製パネルであって、
    前記スペーサー部材は、前記樹脂成形体内に配置され、かつ貫通又は非貫通の穴部を備え、
    前記スペーサー部材の表面と裏面は前記樹脂成形体に密着し、
    前記穴部が密閉空間にならないように構成される、樹脂製パネル。
  2. 請求項1に記載の樹脂製パネルであって、
    前記スペーサー部材は、前記穴部に連通する空気逃がし経路を備える、樹脂製パネル。
  3. 請求項2に記載の樹脂製パネルであって、
    前記スペーサー部材の外周側面と前記樹脂成形体の間に隙間が設けられ、
    前記空気逃がし経路は、前記穴部から前記隙間まで繋がる、樹脂製パネル。
  4. 請求項2又は請求項3に記載の樹脂製パネルであって、
    前記樹脂成形体は、前記樹脂成形体の内部と外部を繋ぐ大気開放貫通孔を備え、
    前記空気逃がし経路は、前記穴部から前記大気開放貫通孔まで繋がる、樹脂製パネル。
  5. 請求項2〜請求項4の何れか1つに記載の樹脂製パネルであって、
    前記スペーサー部材は、表面に前記穴部に繋がる溝を備え、
    前記溝によって、前記空気逃がし経路が構成される、樹脂製パネル。
  6. 請求項2〜請求項4の何れか1つに記載の樹脂製パネルであって、
    前記スペーサー部材は、前記穴部に繋がる連通孔を備え、
    前記連通孔によって、前記空気逃がし経路が構成される、樹脂製パネル。
  7. 請求項1〜請求項6の何れか1つに記載の樹脂製パネルであって、
    前記樹脂成形体は、前記樹脂成形体の内部と外部を繋ぐ大気開放貫通孔を備え、
    前記穴部に対向する位置に前記大気開放貫通孔が設けられる、樹脂製パネル。
  8. 請求項1〜請求項7の何れか1つに記載の樹脂製パネルであって、
    前記樹脂成形体の表面に段差形状があり、
    前記スペーサー部材も前記段差形状に追従した段差形状を持ち、
    前記段差形状が、前記穴部に対向する位置に設けられる、樹脂製パネル。
  9. 請求項1〜請求項8の何れか1つに記載の樹脂製パネルであって、
    前記穴部は、前記スペーサー部材を貫通するように設けられる、樹脂製パネル。
  10. 請求項1〜請求項8の何れか1つに記載の樹脂製パネルであって、
    前記穴部は、前記スペーサー部材を貫通しないように設けられる、樹脂製パネル。
  11. 垂下工程と、インサート工程と、型締め工程を備える、樹脂製パネルの製造方法であって、
    前記垂下工程では、第1及び第2金型の間に第1及び第2樹脂シートを垂下させ、
    前記インサート工程では、スペーサー部材を第1樹脂シートに固着させ、
    前記型締め工程では、第1及び第2金型を型締めし、
    前記スペーサー部材は、穴部を備え、
    前記穴部が密閉空間にならないように構成される、方法。
  12. 請求項11に記載の方法であって、
    前記スペーサー部材は、前記穴部に連通する空気逃がし経路を備える、方法。
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