JP2021172035A

JP2021172035A - 樹脂製パネルの製造方法

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Publication number: JP2021172035A
Application number: JP2020078623A
Authority: JP
Inventors: 洋介林; Yosuke Hayashi
Original assignee: Kyoraku Co Ltd
Current assignee: Kyoraku Co Ltd
Priority date: 2020-04-27
Filing date: 2020-04-27
Publication date: 2021-11-01
Anticipated expiration: 2040-04-27
Also published as: JP7457245B2

Abstract

【課題】樹脂シートと発泡体の間に空気溜まりが形成されることを抑制可能な、樹脂製パネルの製造方法を提供する。【解決手段】本発明によれば、溶着工程を備える、樹脂製パネルの製造方法であって、前記溶着工程では、第１及び第２樹脂シートの間に配置された発泡体を第１及び第２樹脂シートに溶着させ、前記発泡体は、第１又は第２樹脂シートに対向する主面に凸部を有し、［前記凸部の最高部の面積／前記凸部の面積］で定義される最高部面積比が０．５以下であり、［前記凸部の面積／前記主面の面積］で定義される凸部面積比が０．０１以上である、方法が提供される。【選択図】図１

Description

本発明は、樹脂製パネルの製造方法に関する。

特許文献１には、２枚の樹脂シートの周縁部同士を接合させることにより、樹脂シートに挟み込まれる発泡体のまわりに外周空間部を形成し、かかる発泡体の表面に格子状の溝部を設け、溝部と外周空間部を連通させた樹脂製サンドイッチパネルが開示されている。これにより、発泡体と樹脂シートが面接着される際に、予期せず空気溜まりが形成されるとしても、かかる空気を外周空間部に分散させることができる。

特開２０１５−１０４８８７号公報

しかし、特許文献１の構成でも、空気溜まりが解消されずに、樹脂シートと発泡体の間に空気溜まりが残ってしまう場合がある。そこで、樹脂シートの発泡体の間に空気溜まりを形成させないようにする技術が望まれている。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、樹脂シートと発泡体の間に空気溜まりが形成されることを抑制可能な、樹脂製パネルの製造方法を提供するものである。

本発明によれば、溶着工程を備える、樹脂製パネルの製造方法であって、前記溶着工程では、第１及び第２樹脂シートの間に配置された発泡体を第１及び第２樹脂シートに溶着させ、前記発泡体は、第１又は第２樹脂シートに対向する主面に凸部を有し、［前記凸部の最高部の面積／前記凸部の面積］で定義される最高部面積比が０．５以下であり、［前記凸部の面積／前記主面の面積］で定義される凸部面積比が０．０１以上である、方法が提供される。

本発明では、発泡体の主面に最高部面積比が０．５以下である比較的サイズが大きい凸部を設けていることを特徴とする。樹脂シートと発泡体の間の空気溜まりは、発泡体が最初に樹脂シートに接触する際に発生しやすいが、本発明では、発泡体の主面に上記構成の凸部を設けているので、発泡体が最初に樹脂シートに接触する部位の面積が小さくなるために、空気溜まりの発生が抑制される。

以下、本発明の種々の実施形態を例示する。以下に示す実施形態は互いに組み合わせ可能である。
好ましくは、前記記載の方法であって、前記凸部は、前記凸部の外周から前記最高部に向かって単調に高くなるように構成される、方法である。
好ましくは、前記記載の方法であって、前記凸部は、前記凸部の外周から前記最高部に向かって高くなるように傾斜する傾斜面を有する、方法である。
好ましくは、前記記載の方法であって、前記凸部は、前記凸部の外周から前記最高部に向かって高くなるように構成された段差構造を有する、方法である。
好ましくは、前記記載の方法であって、［前記凸部の高さ／前記樹脂シートの厚さ］で定義される凸部高さ比は、０．１〜２である、方法である。
好ましくは、前記記載の方法であって、前記凸部面積比は、０．２以上である、方法である。
好ましくは、前記記載の方法であって、前記凸部の数が２以上であり、前記凸部のそれぞれの前記凸部面積比が０．０１〜０．５である、方法である。

本発明の一実施形態に係る樹脂製パネル１の一部切り欠き斜視図である。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。第１及び第２金型２１，２２の近傍の拡大断面図である。第１及び第２樹脂シート４１，４２に溶着させる前の発泡体３の斜視図である。樹脂シート４１に発泡体３を溶着させ、かつ樹脂シート４２を賦形した後の状態を示す断面図である。金型２１，２２を閉じた後の状態を示す断面図である。変形例１の発泡体３を示す斜視図である。変形例２の発泡体３を示す斜視図である。変形例３の発泡体３を示す斜視図である。

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．樹脂製パネル１
図１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、中空の樹脂成形体２と、発泡体３を備える。樹脂成形体２には、パーティングラインＰＬが形成される。また、発泡体３は、樹脂成形体２内に配置される。

２．成形機１０の構成
次に、図２及び図３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、一対の樹脂シート形成装置２０と、第１及び第２金型２１，２２を備える。樹脂シート形成装置２０は、ホッパー１２と、押出機１３と、アキュームレータ１７と、Ｔダイ１８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。また、これらにガラス繊維、タルク、顔料などの添加剤を配合しても良い。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１１ａ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。

＜アキュームレータ１７、Ｔダイ１８＞
溶融樹脂１１ａ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４１，４２を形成する。樹脂シート４１，４２の厚さは、例えば、０．５〜５ｍｍであり、０．５〜２．５ｍｍが好ましく、０．５〜１．５ｍｍがさらに好ましい。

＜第１及び第２金型２１，２２＞
樹脂シート４１，４２は、金型２１，２２間に導かれる。金型２１は、凹部２１ａを有するキャビティ面２１ｂと、キャビティ面２１ｂを取り囲むピンチオフ部２１ｃを有する。金型２２は、凹部２２ａを有するキャビティ面２２ｂと、キャビティ面２２ｂを取り囲むピンチオフ部２２ｃを有する。金型２１，２２を閉じると、凹部２１ａ，２２ａが合わさることによって、樹脂製パネル１の相補形状のキャビティが形成される。金型２１，２２は、好ましくは、多数の減圧吸引孔が設けられており、樹脂シート４１，４２を減圧吸引可能になっている。

３．発泡体３
樹脂製パネル１の製造に用いる発泡体３について説明する。図３〜図４に示すように、発泡体３は、例えば発泡倍率が２５〜６０倍のビーズ発泡体であり、成形後の厚さが１５〜２５ｍｍとなるものを用いることができる。発泡倍率は、好ましくは、３０〜５５倍、さらに好ましくは、４０〜５０倍である。発泡体３は、樹脂シート４１，４２と溶着可能な樹脂で構成される。発泡体３は、第１及び第２主面３ａ，３ｂと、周面３ｃを備える。主面３ａ，３ｂは、樹脂製パネル１の製造時に樹脂シート４１，４２に対向し、樹脂シート４１，４２に溶着される面である。周面３ｃは、発泡体３の周囲を構成する面であり、主面３ａ，３ｂは、周面３ｃで連結される。

発泡体３の主面３ａには、凸部３１が設けられている。凸部３１は、［凸部３１の最高部３１ａの面積／凸部３１の面積］で定義される最高部面積比が０．５以下であることが好ましい。凸部３１の最高部３１ａの面積とは、凸部３１のうち最も高い領域の面積である。本実施形態では、図４に示すように、最高部３１ａは、点であるので、その面積はほぼ０である。凸部３１の面積とは、凸部３１の外周３１ｂで囲まれた領域の平面視での面積（つまり、主面３ａ側から発泡体３を見た平面図での面積）である。本実施形態では、最高部面積比は、ほぼ０である。最高部面積比は、例えば、０〜０．５であり、具体的には例えば、０．０００１、０．００１、０．０１、０．１、０．２、０．３、０．４、０．５であり、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内又は何れか１つの値以下であってもよい。

主面３ａに凸部３１が設けられていると、発泡体３が樹脂シート４１に溶着される際に、凸部３１の最高部３１ａが最初に樹脂シート４１に接触する。発泡体３と樹脂シート４１の間の空気溜まりは、発泡体３が最初に樹脂シート４１に接触する際に発生しやすいが、凸部３１は、最高部面積比が０．５以下であるので、発泡体３が最初に樹脂シート４１に接触する部位の面積が小さくなり、空気溜まりの発生が抑制される。

発泡体３は、樹脂シート４１に接触すると、樹脂シート４１の熱によって溶融して樹脂シート４１に溶着される。発泡体３の溶融に伴って凸部３１は高さが減少するので、凸部３１があまりにも小さい場合には、凸部３１を設けたことによる空気溜まりの発生抑制効果が得られにくい。このため、［凸部３１の面積／主面３ａの面積］で定義される凸部面積比が０．０１以上であることが好ましく、０．２以上であることが好ましい。主面３ａの面積とは、主面３ａの外周で囲まれた領域の平面視での面積である。凸部面積比は、本実施形態では、０．８である。凸部面積比は、具体的には例えば、０．０１、０．１、０．２、０．３、０．４、０．５、０．６、０．７、０．８、０．９、１．０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。また、凸部３１の面積は、２ｃｍ^２より大きいことが好ましく、３、４、５、６、７、８、９、１０ｃｍ^２より大きいことがさらに好ましい。

凸部３１は、凸部３１の外周３１ｂから最高部３１ａに向かって単調に高くなるように構成されることが好ましい。また、凸部３１は、凸部３１の外周３１ｂから最高部３１ａに向かって高くなるように傾斜する傾斜面３１ｃを有することが好ましい。凸部３１がこのような形状の場合に、凸部３１と樹脂シート４１の間の空気が外周３１ｂに向かって追い出されやすいので、空気溜まりの発生が一層抑制される。

最高部３１ａは、主面３ａの中央近傍に設けることが好ましい。最高部３１ａを設ける位置は、主面３ａの中央を起点として主面３ａの外周形状を相似比Ｘで縮小した領域３ｄの範囲内であることが好ましい。Ｘは、例えば、０〜０．８であり、０〜０．５が好ましく、具体的には例えば、０、０．１、０．２、０．３、０．４、０．５、０．６、０．７、０．８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。図４には、Ｘが０．５である場合の例を示す。最高部３１ａは、領域３ｄの範囲内に配置されている。

凸部３１の高さは、例えば、０．５〜５ｍｍであり、１〜３ｍｍが好ましい。凸部３１が高すぎると、主面３ａの凸部３１以外の部位と樹脂シート４１の間の溶着が不十分になる場合がある。凸部３１が低すぎると、凸部３１を設けたことによる効果が十分に発揮されない場合がある。この高さは、具体的には例えば、０．５、１．０、１．５、２．０、２．５、３．０、３．５、４．０、４．５、５．０ｍｍ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。

凸部３１は、発泡体３が樹脂シート４１に溶着される際に溶融するので、樹脂製パネル１中の発泡体３は、凸部３１が残っていないか、又は凸部３１の高さが低くなっている。樹脂製パネル１中の発泡体３の凸部３１の高さは、例えば０〜１ｍｍであり、０〜０．５ｍｍが好ましい。高さが０ｍｍであることは、凸部３１が残っていないことを意味する。

［凸部３１の高さ／樹脂シート４１の厚さ］で定義される凸部高さ比は、０．１〜２が好ましい。凸部高さ比が大きすぎると、主面３ａの凸部３１以外の部位と樹脂シート４１の間の溶着が不十分になる場合がある。凸部高さ比が小さすぎると、凸部３１を設けたことによる効果が十分に発揮されない場合がある。凸部高さ比は、具体的には例えば、０．１、０．２、０．３、０．４、０．５、０．６、０．７、０．８、０．９、１．０、１．１、１．２、１．３、１．４、１．５、１．６、１．７、１．８、１．９、２．０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。

発泡体３の主面３ｂには、凸部３２が設けられている。凸部３２の構成は、凸部３１と同様である。上記説明の凸部３１及び樹脂シート４１をそれぞれ凸部３２及び樹脂シート４２に読み替えることができる。

４．樹脂製パネル１の製造方法
次に、図３〜図６を用いて、本発明の一実施形態の樹脂製パネル１の製造方法について説明する。

４．１樹脂シート４１
４．１．１垂下工程
垂下工程では、図３に示すように、金型２１，２２間に樹脂シート４１を垂下する。

４．１．２賦形工程
賦形工程では、図５に示すように、金型２１によって樹脂シート４１を減圧吸引して金型２１のキャビティ面２１ｂに沿った形状に賦形する。

４．１．３溶着工程
溶着工程では、図３に示すように、ロボットハンド４に設けられた吸着パッド４ａを用いて発泡体３を吸着して、発泡体３を金型２１，２２間に配置し、図５に示すように、発泡体３を樹脂シート４１に向かって移動させて、発泡体３を樹脂シート４１に溶着させる。発泡体３を金型２１，２２間に配置する工程は、賦形工程の前や垂下工程の前に行っていてもよい。発泡体３を樹脂シート４１に溶着させる工程は、樹脂シート４１の賦形工程の後に行うことが好ましい。但し、賦形工程を省略して、発泡体３で樹脂シート４１を金型２１に向かって押し付けることによって図５に示す構成を得るようにしてもよい。吸着パッド４ａは、主面３ｂと吸着パッド４ａの間に隙間が生じない位置において発泡体３を吸着することが好ましい。本実施形態では、吸着パッド４ａは、凸部３２の傾斜面３２ｃにおいて、発泡体３を吸着することが好ましい。ロボットハンド４は、発泡体３を吸着して発泡体３を三次元的に移動可能に構成されている。ロボットハンド４は、発泡体３を樹脂シート４１に溶着させた後に金型２１，２２の外に退避させることができる。

発泡体３には、凸部３１が設けられているので、発泡体３と樹脂シート４１の間に空気溜まりが発生することが抑制される。

４．２樹脂シート４２
４．２．１垂下工程
垂下工程では、図５に示すように、金型２１，２２間に樹脂シート４２を垂下する。樹脂シート４２は、樹脂シート４１と同時に垂下させてもよいが、樹脂シート４２が冷却されることを抑制するために、樹脂シート４１よりも後に垂下させることが好ましい。

４．２．２賦形工程
賦形工程では、図５に示すように、金型２２によって樹脂シート４２を減圧吸引して金型２２のキャビティ面２２ｂに沿った形状に賦形する。

４．２．３型閉じ及び溶着工程
型閉じ及び溶着工程では、図５〜図６に示すように、金型２１，２２を閉じる。これによって、樹脂シート４１，４２の周縁が溶着されて、樹脂製パネル１が形成される。

金型２１，２２を閉じる際に、発泡体３が樹脂シート４２に溶着される。発泡体３には、凸部３２が設けられているので、発泡体３と樹脂シート４２の間に空気溜まりが発生することが抑制される。

型閉じ及び溶着工程は、賦形工程の後に行うことが好ましいが、賦形工程を省略して、型閉じの際に発泡体３で樹脂シート４２を金型２２に向かって押し付けるようにしてもよい。

４．３後工程
この後は、金型２１，２２を開いて成形体を取り出し、ピンチオフ部２１ｃ，２２ｃの外側のバリ２６を除去にすることによって、図１に示す樹脂製パネル１が得られる。金型２１，２２の合わせ面に対応する部位には、パーティングラインＰＬが形成される。

５．その他の実施形態
・上記実施形態では、最高部３１ａでは、面積がほぼ０であったが、図７に示す変形例１のように、最高部３１ａがある程度の面積を有するものであってもよい。変形例１では、最高部面積比は、約０．１１である。
・上記実施形態では、凸部３１は、４つの平坦な傾斜面３１ｃを有する四角錐状であるが、傾斜面３１ｃは、球面のような湾曲面であってもよい。
・上記実施形態では、凸部３１は、傾斜面３１ｃを有しているが、傾斜面３１ｃの代わりに、図８に示す変形例２のように、凸部３１の外周３１ｂから最高部３１ａに向かって高くなるように構成された段差構造３１ｄを有してもよい。段差の数は、図８では、３つであるが、２つ以下であっても、４つ以上であってもよい。段差の数は、例えば、１〜１０であり、具体的には例えば、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０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。
・凸部３１は、傾斜面３１ｃと段差構造３１ｄの両方を備えてもよい。
・上記実施形態では、凸部３１は、一つであったが、図９に示す変形例３のように、凸部３１を複数（図９では４つ）設けてもよい。この場合、各凸部３１について算出した最高部面積比及び凸部面積比が上記実施形態で説明した数値範囲内であることが好ましい。各凸部３１の凸部面積比は、０．０１〜０．５であることが好ましい。凸部３１の数は、好ましくは、１〜１００であり、１〜２０が好ましい。この数は、具体的には例えば、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、１００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。
・上記実施形態及び変形例では、凸部３１が外周３１ｂから最高部３１ａに向かって単調に高くなっているが、例えば、傾斜面３１ｃに溝や凹部を形成して凸部３１が外周３１ｂから最高部３１ａに向かって単調に高くならないようにしてもよい。
・上記実施形態では、発泡体３の主面３ａ，３ｂに凸部３１，３２を設けているが、凸部３１，３２の一方は省略してもよく、その場合に、代わりに、特許文献１と同様の格子状の溝を設けてもよい。

１：樹脂製パネル
２：樹脂成形体
３：発泡体
３ａ：第１主面
３ｂ：第２主面
３ｃ：周面
３ｄ：領域
４：ロボットハンド
４ａ：吸着パッド
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
１７：アキュームレータ
１７ａ：シリンダ
１７ｂ：ピストン
１８：Ｔダイ
２０：樹脂シート形成装置
２１：第１金型
２１ａ：凹部
２１ｂ：キャビティ面
２１ｃ：ピンチオフ部
２２：第２金型
２２ａ：凹部
２２ｂ：キャビティ面
２２ｃ：ピンチオフ部
２５：連結管
２６：バリ
２７：連結管
３１：凸部
３１ａ：最高部
３１ｂ：外周
３１ｃ：傾斜面
３１ｄ：段差構造
３２：凸部
３２ｃ：傾斜面
４１：第１樹脂シート
４２：第２樹脂シート
ＰＬ：パーティングライン
Ｘ：相似比

Claims

溶着工程を備える、樹脂製パネルの製造方法であって、
前記溶着工程では、第１及び第２樹脂シートの間に配置された発泡体を第１及び第２樹脂シートに溶着させ、
前記発泡体は、第１又は第２樹脂シートに対向する主面に凸部を有し、
［前記凸部の最高部の面積／前記凸部の面積］で定義される最高部面積比が０．５以下であり、
［前記凸部の面積／前記主面の面積］で定義される凸部面積比が０．０１以上である、方法。
請求項１に記載の方法であって、
前記凸部は、前記凸部の外周から前記最高部に向かって単調に高くなるように構成される、方法。
請求項１又は請求項２に記載の方法であって、
前記凸部は、前記凸部の外周から前記最高部に向かって高くなるように傾斜する傾斜面を有する、方法。
請求項１〜請求項３の何れか１つに記載の方法であって、
前記凸部は、前記凸部の外周から前記最高部に向かって高くなるように構成された段差構造を有する、方法。
請求項１〜請求項４の何れか１つに記載の方法であって、
［前記凸部の高さ／前記樹脂シートの厚さ］で定義される凸部高さ比は、０．１〜２である、方法。
請求項１〜請求項５の何れか１つに記載の方法であって、
前記凸部面積比は、０．２以上である、方法。
請求項１〜請求項６の何れか１つに記載の方法であって、
前記凸部の数が２以上であり、
前記凸部のそれぞれの前記凸部面積比が０．０１〜０．５である、方法。