JP5658903B2 - 発泡成形体及び発泡成形体を成形するための発泡成形用金型 - Google Patents

Description

本発明は、発泡成形用金型に充填された発泡性樹脂粒子を加熱して成形する発泡成形体及び発泡成形体を成形するための発泡成形用金型に関する。

発泡成形体は、一般に樹脂粒子を含浸させて予備発泡し、得られた発泡性樹脂粒子を所望の発泡成形用金型に充填してスチーム等で加熱して再度発泡させる、所謂型内成形法によって製造される（例えば、特許文献１参照）。

尚、発泡成形体の中でも、ポリプロピレン系樹脂の発泡成形体は、機械的強度が大きく、緩衝性、耐摩耗性、耐薬品性等が優れていることから、自動車部品等の機械部品の通い箱や、液晶用ガラス基板や精密電子機器のデバイス等の搬送用容器として広く用いられている（特許文献１の段落０００２に記載）。

特開平１１−３４３３６０号公報（段落０００３参照）

ところで、近年において、発泡成形体において外観が重要視されるものが増えてきている。これは、使用者の目に触れる場所に使用される一般緩衝包材、自動車内装部材、通い箱と言った用途が増えてきているからであり、発泡成形体には、元来有している剛性、軽量性、断熱性などの物性に加え、意匠的な外観価値が求められている。

しかしながら、発泡成形体の表面には、その製法上、発泡性樹脂粒子の粒径や発泡密度のバラツキ等に起因して亀甲模様が発生することがあり、この亀甲模様が意匠的な外観価値を損なうことがある。亀甲模様を目立たなくさせるためには、一般に型内発泡成形時の加熱蒸気圧力を高くし、粒子同士の融着を促進させるなどの方法が採られるが、十分な効果が得られない。

また、車両等においては、軽量で成形性の良い発泡成形体が内装材として用いられることもあるが、車両走行中等において、車両構造物と内装材として配設した発泡成形体とが互いに擦れ合って異音を発生する不都合が発生することがある。

さらに、車両の室内側フロアには、フロアパネルと内装材としてのフロアカーペットとの間に乗員の足に対する緩衝性を高めて乗り心地を高める目的のために発泡成形体でなるフロアスペーサを介在することがあるが、フロアカーペットに置かれた乗員の足の動きによってはフロアカーペットがフロアスペーサに対して位置ずれすることがあるため、両面テープ等を用いてフロアカーペットをフロアスペーサに固定しなければならず、手間がかかるものであり、改善の余地がある。

本発明が前述の状況に鑑み、解決しようとするところは、亀甲模様を目立たなくさせること、異音が発生すること、内装材が位置ずれすること、のうちの少なくとも１つを解消することができる発泡成形体及び発泡成形体を成形するための発泡成形用金型を提供することを課題とする。

本発明の発泡成形体は、前述の課題解決のために、発泡成形用金型に充填された発泡性樹脂粒子を加熱して成形される発泡成形体であって、表面に独立した複数の凹部を備え、前記複数の凹部は、所定ピッチで一方向に沿う凹部の列が前記一方向に交差する他方向に複数配置されてなる複数列をなし、かつ、前記他方向に隣り合う列の凹部が互いに前記一方向に位置ずれをなす千鳥状をなして前記表面に設けられており、前記一方向及び他方向の少なくとも一つの方向に沿って並ぶ複数の凹部間のピッチは、隣同士で大きさが異なっていることを特徴としている。

また、本発明の発泡成形体は、前記凹部のピッチは、前記一方向に沿うピッチと前記他方向に沿うピッチとが互いに異なるように構成されており、前記一方向及び他方向のうちの一つの方向に沿うピッチは、隣同士で大きさが異なり、かつ、前記残る他の方向に沿うピッチは、隣同士で同一乃至略同一であるように構成されていてもよい。

また、本発明の発泡成形体は、隣り合う列の凹部が大きさの異なる凹部から構成されていてもよい。

また、本発明の発泡成形用金型は、充填された発泡性樹脂粒子を加熱して発泡成形体を成形するための発泡成形用金型であって、表面に独立した複数の凹部を備えた発泡成形体を成形すべく、複数の凸部を備え、前記複数の凸部は、所定ピッチで一方向に沿う凸部の列が前記一方向に交差する他方向に複数配置されてなる複数列をなし、かつ、前記他方向に隣り合う列の凸部が互いに前記一方向に位置ずれをなす千鳥状をなして前記表面に設けられており、前記一方向及び他方向の少なくとも一つの方向に沿って並ぶ複数の凸部間のピッチは、隣同士で大きさが異なっていることを特徴としている。

（ａ）は参考例の第１の発泡成形用金型（以下、単に「金型」という）を示す平面図及びＡ−Ａ線断面図、（ｂ）は参考例の第２の金型を示す平面図及びＢ−Ｂ線断面図である。 （ａ）は参考例の第３の金型を示す平面図及びＣ−Ｃ線断面図、（ｂ）は参考例 の第４の金型を示す平面図及びＤ−Ｄ線断面図である。 （ａ）は参考例の第５の金型を示す平面図及びＥ−Ｅ線断面図、（ｂ）は参考例 の第６の金型を示す平面図及びＦ−Ｆ線断面図である。 （ａ）は本発明の金型を示す平面図及びＧ−Ｇ線断面図、（ｂ）は参考例の第７の金型を示す平面図及びＨ−Ｈ線断面図である。 （ａ）は参考例の第８の金型を示す平面図及びＩ−Ｉ線断面図、（ｂ）は参考例 の第９の金型を示す平面図及びＪ−Ｊ線断面図である。 本発明の他の金型を示す平面図及びＫ−Ｋ線断面図である。 車両に装着したツールボックスの蓋を閉じる直前の状態を示す斜視図である。 フロアスペーサを介在した車両下部の断面図である。

以下、本発明に係る発泡成形体の一実施形態について、図面を参酌しつつ説明する。

発泡成形体は、予め発泡させた発泡性樹脂粒子を金型に充填し、充填された発泡性樹脂粒子を加熱して発泡成形される。尚、発泡倍率は、使用目的に応じて適宜変更することができる。前記成形された発泡成形体の一例として、図７に車両に搭載されるツールボックス１を示している。このツールボックス１は、３個の収納部２，３，４を備えた長方形状のボックス本体５と、ボックス本体５の上端に備えた環状のフランジ部６とを備え、このフランジ部６を車体側に備えているほぼＵ字状の金属製の枠部材９に載置支持させている。また、前記ボックス本体５の上面に被せることによって該上面を覆うための板状の蓋７を備え、該蓋７の外周縁に不織布Ｆを備えている。

また、発泡成形体は、任意の発泡性樹脂材料で作ることができるが、発泡性樹脂材料の中でも熱可塑性樹脂で成形された発泡成形体であることが好ましい。前記熱可塑性樹脂には、ポリスチレン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂（例えばポリプロピレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂）、ポリエステル系樹脂（例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート）、ポリカーボネート系樹脂、ポリ乳酸系樹脂などが挙げられる。なかでも、ポリスチレンとポリエチレンとを含む複合樹脂を用いることが好ましい。

前記ツールボックス１の水平な上面には、基準面となる上面８Ａから下方に凹んだ断面形状が円弧状の凹部８が縦横に所定ピッチ（同一ピッチであってもよいし、異なるピッチであってもよい）を置いて多数形成されている。従って、前記蓋７を閉じたときに、蓋７の不織布Ｆが蓋７の重量で押し付けられることによって、不織布Ｆの繊維の一部が凹部８に入り込むことでアンカー効果を発揮することができ、例えば車両の走行中に発生する振動等により蓋７がツールボックス１に対して位置ずれすることを抑制することができる利点がある。

ところで、充填された発泡性樹脂粒子を加熱して成形されたツールボックス１の表面には、発泡粒子の粒径や発泡密度のバラツキ等に起因して亀甲模様が発生することがある。この発生した亀甲模様は、前述したように、ツールボックス１の上面に凹部８を形成することによって、目立ち難くすることができ、意匠性に優れたツールボックス１にすることができ、商品価値を高めることができる。また、ツールボックス１（発泡成形体）に例えキズが付いたとしても、凹部８によってキズを打ち消してキズを目立ち難くすることができる、というのも凹部８が奏する効果である。尚、これらの効果を目的として、ツールボックス１の凹部８を備えていない他の箇所にも凹部８を形成するようにしてもよい。

また、フランジ部６の下面６Ａにも凹部８を備えさせておけば、例えば車両の走行中に、金属製の枠部材９に対してツールボックス１が不測に移動した際において、フランジ部６の下面６Ａと枠部材９の上面９Ａとが擦れて異音が発生することを抑制することができる。また、図７の２点鎖線で示す車体構成部材１０に接触するボックス本体５の下面５Ａにも凹部８を備えさせておけば、車両の走行中に、車体構成部材１０に対してツールボックス１が不測に移動した際において、ボックス本体５の下面５Ａと車体構成部材１０とが擦れて異音が発生することを抑制することができる。

一般的に、異音が発生するメカニズム（音鳴りのメカニズム）については、スティックスリップ現象により異音（音鳴り）が発生するものと考えられる。このスティックスリップ現象は、２つの物体が、荷重を受け押し付けられている状態で接触を保ちながら相対的に移動する時、これらの物体表面で付着と滑りが交互に発生して２つの物体の円滑な相対移動が阻害される現象であり、これにより物体内に振動（摩擦振動）が起こり、音が鳴る現象が現れる。すなわち、一方側の物体が、他方（相手）側の物体に対して滑っては付着し、付着しては滑るといった小刻みな移動を繰り返し行うことにより音鳴りが発生すると考えられる。かかる現象に対し、凹部８は非常に効果的である。

また、発泡成形体として、図８に示すフロアスペーサ１１であってもよい。このフロアスペーサ１１は、フロアパネル１２とそれの上に配置される内装材としてのフロアカーペット１３との間に配置され、乗員の足１４に対する緩衝性を高めて乗り心地を高めることを目的としている。

前記フロアスペーサ１１は、発泡性樹脂粒子を加熱して板状に発泡成形され、その上面１１Ａには、基準となる上面から下方に凹んだ断面形状が円弧状の凹部１５が縦横に所定ピッチを置いて多数形成されている（図８では縦方向の一列に所定ピッチを置いて多数形成されている状態を示している）。このようにフロアスペーサ１１の上面１１Ａに下方に凹んだ凹部１５を備えさせることによって、フロアカーペット１３の裏地材などの一部が凹部１５に入り込むことで、フロアカーペット１３がフロアスペーサ１１に対して位置ずれすることを抑制することができるようにしている。尚、異音が発生することを抑制するため、あるいは意匠性を高めるためにフロアスペーサ１１の下面にも凹部１５を形成してもよい。

前記発泡成形体１，１１を成形するための金型を、図１〜図６に示している。この金型は、発泡成形体１，１１の表面に独立した凹部８，１５を形成するために、金型表面に表面から突出するように独立した複数の凸部を備えている。尚、発泡成形品の形状に応じて金型の形状は変わるが、図１〜図６は、便宜上、同じ形で表しており、また、下側半分の記載を省略している。

前記発泡成形体に形成する凹部は、その深さが非常に浅い小さなものであることから、金型としては、エッチング加工により作製することが好ましいが、切削加工等その他の作製方法を用いてもよく、金型の作製方法については特に限定されない。

図１〜図３には、参考例の６個の金型を示し、これら６個の金型は、凸部の形状（円柱状）及び配列（格子状配列）は同一であるが、凸部の大きさや凸部間のピッチが異なる金型である。図１（ａ）は、発泡成形体の表面に円形の凹部を多数形成することができるように、金型２０の表面２０Ｂに独立した多数の円柱状の凸部２０Ａを備えている。多数の凸部２０Ａは、縦方向及び横方向のいずれの方向にも同一のピッチＰ１で格子状に配置されている。また、図１（ｂ）は、図１（ａ）と同様に、金型２１の表面２１Ｂに多数の円柱状の凸部２１Ａを備え、多数の凸部２１Ａが、縦方向及び横方向のいずれの方向にも図１（ａ）のピッチＰ１と同一のピッチＰ１で格子状に配置されている。この凸部２１Ａは、図１（ａ）で示した凸部２０Ａよりも大きな直径を有する円柱状の凸部であり、凸部２１Ａの直径のみが異なる金型２１にしている。

図２（ａ）に示す金型２２の表面２２Ｂに備えた円柱状の凸部２２Ａは、図１（ｂ）で示した凸部２１Ａの直径とほぼ同一の大きさの直径を有し、縦方向のピッチと横方向のピッチが同一であり、そのピッチＰ２の大きさが、図１（ａ），（ｂ）で示したピッチＰ１に比べて小さくなるように設定している。

図２（ｂ）に示す金型２３の表面２３Ｂに備えた円柱状の凸部２３Ａは、図２（ａ）で示した凸部２２Ａよりも大きな直径を有し、縦方向のピッチと横方向のピッチが同一であり、そのピッチＰ３の大きさが、図１（ａ），（ｂ）で示したピッチＰ１に比べて大きくなるように設定している。

図３（ａ）に示す金型２４の表面２４Ｂに備えた円柱状の凸部２４Ａは、図２（ｂ）で示した凸部２３Ａよりも大きな直径を有し、縦方向のピッチと横方向のピッチが同一であり、そのピッチＰ４の大きさが、図２（ｂ）で示したピッチＰ３に比べて大きくなるように設定している。

図３（ｂ）に示す金型２５の表面２５Ｂに備えた円柱状の凸部２５Ａは、図３（ａ）で示した凸部２４Ａよりも大きな直径を有し、縦方向のピッチと横方向のピッチが同一であり、そのピッチＰ５の大きさが、図３（ａ）で示したピッチＰ４に比べて更に大きくなるように設定している。

図１（ａ），（ｂ）〜図３（ａ），（ｂ）の金型を見てみると、凸部の大きさと凸部間のピッチとの関係から、図３（ｂ）の金型２５で成形される発泡成形体の凹部が、形成されていない表面に対して占める割合が最も多くなり、これとは逆に図１（ａ）の金型２０で成形された発泡成形体の凹部が、形成されていない表面に対して占める割合が最も少なくなり、使用目的に応じて適宜、金型を選択することになる。

図４（ａ）に示す金型２６の表面２６Ｂには、図１〜図３で示した円柱状の凸部と同じ形状の凸部が備えられている。図４（ａ）の拡大図において、縦方向に第１ピッチＰ６で、かつ、横方向に第１ピッチＰ６よりも大きな第２ピッチＰ７で格子状になるように多数の第１凸部２６Ａを配置し、第１凸部２６Ａで構成された横列間に横方向に沿って千鳥状になるように第２凸部２６Ｃ及び第３凸部２６Ｄを配置している。第２凸部２６Ｃは、横方向に第１ピッチＰ８と第１ピッチＰ８よりも大きな第２ピッチＰ９とが交互になるように配置され、第３凸部２６Ｄは、横方向に前記第２ピッチＰ９と前記第１ピッチＰ８とが交互になるように配置され、第２凸部２６Ｃと第３凸部２６Ｄとが上下方向（縦方向）において同一位置にならないように両凸部２６Ｃ，２６Ｄの一方を横方向に僅かにずらしている。また、上下方向において第２凸部２６Ｃの横列が複数列（図では２列）配置されてから、第３凸部２６Ｄの横列が複数列（図では２列）配置されるように設定しているが、上下方向において第２凸部２６Ｃの横列と第２凸部２６Ｃの横列とが交互に第１凸部２６Ａで構成された横列間に配置されてもよい。尚、上下方向の第２凸部２６Ｃ，２６Ｃ間の間隔及び第３凸部２６Ｄ，２６Ｄの間隔は、同一の間隔Ｋ１である。

図４（ｂ）に示す参考例の金型２７の表面２７Ｂには、直径の異なる２種類の円柱状の凸部２７Ａ，２７Ｃを備えている。縦方向及び横方向のいずれの方向にも同一のピッチＰ１０で大きな直径を有する第１凸部２７Ａが多数配置され、第１凸部２７Ａで形成される複数の縦列同士間及び複数の横列同士間に第１凸部２７Ａよりも小さな直径を有する第２凸部２７Ｃが、第１凸部２７Ａと同一のピッチＰ１０で上下（縦）方向において隣り合う列の第１凸部２７Ａとの位置が横方向で異なるように千鳥状に配置されている。

図５（ａ）に示す参考例の金型２８の表面２８Ｂに備えた凸部２８Ａは、平面視において十字型の凸部であり、十字型の凸部２８Ａが縦横に所定ピッチＰ１１，Ｐ１２（Ｐ１２＜Ｐ１１であるが、同一又はＰ１２＞Ｐ１１であってもよい）で備え、上下（縦）方向で隣り合う列の凸部２８Ａが横方向において互いに位置が異なる千鳥状に備えられている。図５（ｂ）に示す参考例の金型２９の表面２９Ｂに備えた凸部２９Ａは、平面視において菱形の凸部であり、縦方向及び横方向のいずれの方向にも同一のピッチＰ１３で格子状に配置されている。

図６に示す金型３０の表面３０Ｂには、図１〜図３で示した円柱状の凸部と同じ形状の凸部が備えられている。図６（ａ）の右側半分の拡大図において、縦方向に第１ピッチＰ１４で、かつ、横方向に第１ピッチＰ１４よりも小さな第２ピッチＰ１５で格子状になるように多数の円柱状の第１凸部３０Ａを配置し、第１凸部３０Ａで構成された横列間のそれぞれに、横方向に列をなした複数列（図では２列であるが、３列以上又は１列であってもよい）の円柱状の第２凸部３０Ｃ群と複数列（図では２列であるが、３列以上又は１列であってもよい）の円柱状の第３凸部３０Ｄ群とを上下方向に交互又は連続して配置し、配置された２列の第２凸部３０Ｃ群の第２凸部３０Ｃ及び２列の第３凸部３０Ｄ群の第３凸部３０Ｄを、第１凸部３０Ａと上下方向で位置ずれする千鳥状に配置している。第２凸部３０Ｃは、横方向に第１ピッチＰ１７と第１ピッチＰ１７よりも大きな第２ピッチＰ１８とが交互になるように配置され、第３凸部３０Ｄは、横方向に前記第２ピッチＰ１８と前記第１ピッチＰ１７とが交互になるように配置され、第２凸部３０Ｃと上下方向（縦方向）において少し位置がずれるように配置されている。このように凸部３０Ａ，３０Ｃ，３０Ｄを配置することによって、図に示すようにこれら凸部３０Ａ，３０Ｃ，３０Ａの中心を結ぶことによって、６つの頂点を有する六角形３０Ｈが形成されるようになっている。つまり、金型３０により成形される発泡成形体の凹部が形成されていない部分（発泡成形体の上面）が、六角形の内側部分の纏まった範囲に形成されることになる。図１〜図６に示した金型の凸部（発泡成形体の凹部）の形状及び大きさは、図に示したものに限らず、使用目的に応じて自由に変更することができる。

尚、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

前記実施形態では、車両に備えられる発泡成形体を示したが、車両以外のもの、例えば部屋の中に置いておく装飾品やソファーやベッドあるいは床下の中に入れるクッション材等を発泡成形体で構成してもよい。

また、前記実施形態では、金型の凸部を円柱状にしているが、この円柱状は、先端部が平坦面であってもよいし、例えば半球状といったように、丸みのある（角の取れた）先端部であってもよい。特に先端部の形状は問わない。

また、前記実施形態では、発泡成形体に定型の凹部を形成したが、不定形の凹部を発泡成形体に形成してもよい。この場合、単数種（同一）の不定形の凹部を発泡成形体に多数形成する他、複数種の不定形の凹部を発泡成形体に多数形成して実施してもよい。また、前記実施形態では、発泡成形体の基準面となる上面を平面に形成したが、特定部分が盛り上がった凸状の湾曲面や特定部分が盛り下がった凹状の湾曲面の他、凸凹面に形成し、それら形成された面に凹部を形成してもよい。

１…ツールボックス（発泡成形体）、２，３，４…収納部、５…ボックス本体、５Ａ…下面、６…フランジ部、６Ａ…下面、８…凹部、９…枠部材、９Ａ…上面、１０…車体構成部材、１１…フロアスペーサ（発泡成形体）、１２…フロアパネル、１３…フロアカーペット、１４…足、１５…凹部、２０〜３０…金型、２０Ａ〜３０Ａ…凸部、２０Ｂ〜３０Ｂ…表面、Ｆ…不織布

Claims (4)

1. 発泡成形用金型に充填された発泡性樹脂粒子を加熱して成形される発泡成形体であって、
   表面に独立した複数の凹部を備え、
   前記複数の凹部は、所定ピッチで一方向に沿う凹部の列が前記一方向に交差する他方向に複数配置されてなる複数列をなし、かつ、前記他方向に隣り合う列の凹部が互いに前記一方向に位置ずれをなす千鳥状をなして前記表面に設けられており、
   前記一方向及び他方向の少なくとも一つの方向に沿って並ぶ複数の凹部間のピッチは、隣同士で大きさが異なっていることを特徴とする発泡成形体。
2. 前記凹部のピッチは、前記一方向に沿うピッチと前記他方向に沿うピッチとが互いに異なるように構成されており、
   前記一方向及び他方向のうちの一つの方向に沿うピッチは、隣同士で大きさが異なり、かつ、前記残る他の方向に沿うピッチは、隣同士で同一乃至略同一であることを特徴とする請求項１に記載の発泡成形体。
3. 隣り合う列の凹部が大きさの異なる凹部から構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の発泡成形体。
4. 充填された発泡性樹脂粒子を加熱して発泡成形体を成形するための発泡成形用金型であって、
   表面に独立した複数の凹部を備えた発泡成形体を成形すべく、複数の凸部を備え、
   前記複数の凸部は、所定ピッチで一方向に沿う凸部の列が前記一方向に交差する他方向に複数配置されてなる複数列をなし、かつ、前記他方向に隣り合う列の凸部が互いに前記一方向に位置ずれをなす千鳥状をなして前記表面に設けられており、
   前記一方向及び他方向の少なくとも一つの方向に沿って並ぶ複数の凸部間のピッチは、隣同士で大きさが異なっていることを特徴とする発泡成形用金型。

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