JP4811989B2 - 複合成形品の製造方法 - Google Patents
複合成形品の製造方法Info
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Description
1.熱可塑性樹脂を発泡成形して得られる、発泡熱可塑性樹脂からなり且つ突起を有するコア材と、
熱可塑性樹脂を成形して得られる、非発泡熱可塑性樹脂からなり且つ孔を有する中間材と、を形成し、
前記コア材の突起と前記中間材の孔とを嵌合させて、嵌合体を形成し、
前記嵌合体を真空成形の型として、前記中間材の上に、熱可塑性樹脂を一体成形して、非発泡熱可塑性樹脂からなり且つ前記突起と接する表皮材を形成する、複合成形品の製造方法。
2.前記コア材の突起に、前記表皮材を真空成形するための空気の出入りが可能な孔を開ける上記1.記載の複合成形品の製造方法。
3.前記コア材と前記中間材に孔を開け、コア材の孔と中間材の孔が連通する上記1.または上記2.に記載の複合成形品の製造方法。
4.前記中間材を真空成形して形成する上記1.〜上記3.のいずれか記載の複合成形品の製造方法。
5.前記コア材の密度が0.2g/cm3以下である上記1.〜上記4.のいずれか記載の複合成形品の製造方法。
6.前記コア材を構成する熱可塑性樹脂と、前記表皮材及び前記中間材を構成する熱可塑性樹脂が、相溶性である上記1.〜上記5.のいずれか記載の複合成形品の製造方法。
7.前記コア材を構成する熱可塑性樹脂と、前記表皮材及び前記中間材を構成する熱可塑性樹脂が、下記(1)〜(4)のいずれか一つの組み合わせである上記1.〜上記6.のいずれか記載の複合成形品の製造方法。
(1)コア材:発泡ポリスチレン
表皮材・中間材:ハイインパクトポリスチレン
(2)コア材:発泡スチレン・アクリロニトリル共重合体
表皮材・中間材:スチレン・アクリロニトリル共重合体、又はゴム成分によって変性されたスチレン・アクリロニトリル共重合体
(3)コア材:発泡ポリオレフィン
表皮材・中間材:ポリオレフィン
(4)コア材:メタクリル酸メチル・アクリロニトリル共重合体の発泡体
表皮材・中間材:アクリル系樹脂
密度が0.01g/cm3未満では、発泡成形による形状維持の精度が困難な場合がある。逆に、0.2g/cm3を超えるとコストアップの要因となる。
真空成形可能性な樹脂として、例えば、ポリメチルメタクリレート等のアクリル系樹脂、ポリプロピレン(PP)、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン(ABS)、ポリカーボネイト(PC)が挙げられる。
中間材と表皮材の熱可塑性樹脂は、同じでも異なってもよいが、リサイクル性、相溶性の観点から同じであることが好ましい。
(1)コア材:発泡ポリスチレン
表皮材・中間材:ハイインパクトポリスチレン
(2)コア材:発泡スチレン・アクリロニトリル共重合体
表皮材・中間材:アクリロニトリル・スチレン共重合体、又はゴム成分によって強化されたスチレン・アクリロニトリル共重合体
(3)コア材:発泡ポリオレフィン
表皮材・中間材:ポリオレフィン
(4)コア材:メタクリル酸メチル・アクリロニトリル共重合体の発泡体
表皮材・中間材:アクリル系樹脂
アクリル系樹脂としては、単量体として、アクリル酸アルキルエステル、メタクリル酸アルキルエステル等の(メタ)アクリル酸アルキルエステルを主成分として重合した樹脂が例示され、中でもポリメチルメタクリル酸メチル等のポリメチルメタクリレートが好ましい。
ポリオレフィンとしては、ポリエチレンやポリプロピレン樹脂が例示される。ゴム成分として、ブタジエンゴムやアクリルゴム等が例示される。
尚、中間体の成形方法は真空成形に限定されない。例えば、バスダブ用中間体等、形成する中間体が大きい場合は、射出成形は一般に困難であるが、射出成形可能な中間体は射出成形で成形してもよい。
このような孔と突起を形成して表皮材とコア材が直接触れると、表皮材を真空成形するときの熱及び成形時の真空吸引で、表皮材とコア材を密着させることができる。
孔を表皮材に達する突起に形成すれば、表皮材の真空成形時に表皮材とコア材の間の空気の吸引が可能でこれらが密着した一体成形体が形成できる。
また、中間材にも孔を形成して、コア材の孔と中間材の孔が連通するようにすれば、表皮材と嵌合体の間の空気の吸引が可能で、これらが密着した一体成形体が形成できる。
その結果、高強度で、断熱性に優れた複合成形品を得ることができる。
0.3mm未満では、十分な強度を得られない恐れがあり、5mmを超えると重量の増加やコストアップの要因となる。
0.3mm未満では、コア材に熱が伝導し表面が凸凹になる可能性があり、5mmを超えると必要ないばかりでなく重量の増加やコストアップの要因となる。
実施例1
1.コア材の製造
<予備発泡>
発泡性スチレン・アクリロニトリル共重合体(AS)樹脂粒子(日立化成工業製:ハイビーズGR)を、発泡スチロール用のバッチ式発泡機(日化設備エンジニアリング製:HBP−500LW)を用い、嵩密度0.03g/cm3に予備発泡したのち、成形までの18時間、通気性の良い袋に保管した。
発泡スチロール用成形機(日立化成工業製:モルデックスC10VS)に、おおよその外寸400×150×150mm厚さ10mmのバスタブ状の成形品を得るための発泡スチロール用金型を取り付けた。引き続き、型締めしたのち、上記の一次発泡粒子を金型に充填した。さらに0.08MPaのゲージ圧を有する水蒸気で25秒加熱し、水冷工程、真空冷却工程を経て、金型より取り出した。その後、50℃の雰囲気下に24時間放置して乾燥することにより、図1に示すバスタブ状のコア材本体10を得た。図1において、コア材本体10の内壁には、等間隔に突起1が47ヶ所設けられている。
コア材本体10の密度は、0.03g/cm3であった。尚、密度は、コア材本体10を水没させ上昇した水位をコア材本体10の体積として、コア材本体10の重量で除することにより求めた。
図2に示すように、コア材本体10にφ1の錐を用いドリルでコア材本体10の内壁の突起1を含む71ヶ所に孔2をまんべんなく開け、コア材20を得た。
<成形>
アクリロニトリル・アクリルゴム・スチレン共重合体(AAS)樹脂(日立化成工業製:バイタックス6700B)を、520×270×3.5mmのシートにシーティングした。真空成形機(布施真空製:CUVF 1221
PWB)におおよそ400×150×150mmのバスタブ状の成形品を得るための真空成型用金型を取り付けた。シートをセットし、350℃のヒータ設定温度でシートの上下を100秒間加熱後、真空成形、冷却工程を経て、図3に示す中間材本体30を得た。
トリミングマシーン(布施真空製:CUTM−1216)の刃物をφ6エンドミルにして、中間材本体30について、孔4と端部をNC制御にてカットした。さらに刃物をφ1の錐に交換して、コア材20の孔2と合う位置に孔3を開け、図4に示す中間材40を得た。
アクリロニトリル・アクリルゴム・スチレン共重合体(AAS)樹脂(日立化成工業製:バイタックス6700B)を、520×270×3.5mmのシートにシーティングした。真空成形機(布施真空製:CUVF 1221 PWB)に、600×350×300mmの真空台を固定した。その中央部に、コア材20と中間材40を、コア材20の内壁の突起1と中間材40の孔4が嵌合するように嵌合させ、図5に示す嵌合体50を得た。シートをセットし、350℃のヒータ設定温度でシートの上下を100秒間加熱後、真空成形、冷却工程を経て、表皮材6が嵌合体50上に形成された図6に示すバスタブ(複合成形品)60を得た。
複合成形品60は表皮材6と中間材40からなる複数層の非発泡樹脂層を有している。
この複合成形品は、真空成形時に熱を加えたにも係わらず表面の凸凹が非常に少なかった。
尚、実施例1の複合成形品60において、突起、孔の形、大きさ及び数は適宜変えることができる。
本発明の複合成形品は、コア材が発泡成形体であり、中間材・表皮材が非発泡成形体であるため、軽量かつ高強度、さらに表面の凸凹が非常に少なく、断熱性に優れるため浴槽ユニット等に特に好適に使用される。
2,3,4 孔
6 表皮材
10 コア材本体
20 コア材
30 中間材本体
40 中間材
50 嵌合体
60 バスタブ(複合成形品)
Claims (7)
- 熱可塑性樹脂を発泡成形して得られる、発泡熱可塑性樹脂からなり且つ突起を有するコア材と、
熱可塑性樹脂を成形して得られる、非発泡熱可塑性樹脂からなり且つ孔を有する中間材と、を形成し、
前記コア材の突起と前記中間材の孔とを嵌合させて、嵌合体を形成し、
前記嵌合体を真空成形の型として、前記中間材の上に、熱可塑性樹脂を一体成形して、非発泡熱可塑性樹脂からなり且つ前記突起と接する表皮材を形成する、複合成形品の製造方法。 - 前記コア材の突起に、前記表皮材を真空成形するための空気の出入りが可能な孔を開ける請求項1記載の複合成形品の製造方法。
- 前記コア材と前記中間材に孔を開け、コア材の孔と中間材の孔が連通する請求項1または2に記載の複合成形品の製造方法。
- 前記中間材を真空成形して形成する請求項1〜3のいずれか一項記載の複合成形品の製造方法。
- 前記コア材の密度が0.2g/cm 3 以下である請求項1〜4のいずれか一項記載の複
合成形品の製造方法。 - 前記コア材を構成する熱可塑性樹脂と、前記表皮材及び前記中間材を構成する熱可塑性
樹脂が、相溶性である請求項1〜5のいずれか一項記載の複合成形品の製造方法。 - 前記コア材を構成する熱可塑性樹脂と、前記表皮材及び前記中間材を構成する熱可塑性
樹脂が、下記(1)〜(4)のいずれか一つの組み合わせである請求項1〜6のいずれか
一項記載の複合成形品の製造方法。
(1)コア材:発泡ポリスチレン
表皮材・中間材:ハイインパクトポリスチレン
(2)コア材:発泡スチレン・アクリロニトリル共重合体
表皮材・中間材:スチレン・アクリロニトリル共重合体、又はゴム成分によって変性されたスチレン・アクリロニトリル共重合体
(3)コア材:発泡ポリオレフィン
表皮材・中間材:ポリオレフィン
(4)コア材:メタクリル酸メチル・アクリロニトリル共重合体の発泡体
表皮材・中間材:アクリル系樹脂
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