JP6032007B2 - 発泡構造材、樹脂製パネルの製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、発泡構造材、及び、当該発泡構造材を表皮材シートで覆う樹脂製パネル、並びにその製造技術に関する。
従来から、樹脂製パネルが、自動車、航空機等の輸送機械用、建材用、電気機器のハウジング用、スポーツ・レジャー用等多用途に用いられてきた。樹脂製パネルは、芯材を表皮材シートで覆うものであるが、芯材の一方の面のみを表皮材シートで覆うものと、芯材の両方の面を表皮材シートで覆うものが存在する。芯材の一方の面のみを表皮材シートで覆う樹脂製パネルは、例えば建材用等、使用者に視認されないために芯材の他方の面を表皮材シートで覆う必要がない用途などに用いられる。芯材の両方の面を表皮材シートで覆う樹脂製パネルは、サンドイッチパネルとも呼称される。樹脂製パネルは、２枚の表皮材シート、両表皮材シートとの間に介在する芯材とを有する。すなわち、樹脂製パネルは、表皮材シート、芯材および表皮材シートの積層構造が基本的形態である。
従来、芯材となる樹脂発泡体に金属製の補強材をインサートしたものが知られている。例えば引用文献１には、中空二重壁構造の中空部に、中空部内の空間と略同一形状に予め成形された熱可塑性樹脂からなる芯材に補強材を嵌合して芯材と補強材が一体となった内装材を内装することにより、内装する内装材の位置決めが的確にできて、ガタツキ防止や成形収縮による変形を起こすことがないようにした樹脂製パネルが開示されている。
特開２０１０−１７４５７７号公報
芯材と補強材が一体となった従来の樹脂製パネル用内装材（発泡構造材）は、芯材となる２つの発泡体の間に補強材を嵌合させるものであり、その２つの発泡体は基本的には同一の成形装置を用いて成形される。しかしその場合であっても、異なるロット、あるいは異なる状況（装置の動作状態や、装置内及び周囲の環境条件）で成形される場合が生じ、成形装置から取り出した後の個々の発泡体の体積変化が異なることがある。個々の発泡体の体積変化が異なると、その後に２つの発泡体を補強材に嵌合させたときに、一方にのみ補強材との間隙が相対的に大きくなる等によって、樹脂製パネルにしたときの見栄えが悪くなる（例えば、樹脂製パネルの面が全域で平坦ではなく、部分的にも隆起している等）。
本発明を上述した点に鑑みてなされたものであり、その目的は、芯材と補強材が一体となった発泡構造材、及び樹脂製パネルを製造するに当たって、芯材を補強材に嵌合させるときの精度を従来よりも向上させること、及び精度を向上させた発泡構造材、及び樹脂製パネルを提供することである。
本発明の第１の観点は、発泡構造材である。
この発泡構造材は、補強材を嵌合するための直線状の溝部が設けられる発泡体を、前記溝部において割断した、第１の芯材及び第２の芯材と、第１の芯材及び第２の芯材がそれぞれ前記補強材の一方及び他方から嵌合された補強材と、を含む。
本発明の第２の観点は、上記発泡構造材を表皮材シートで覆った樹脂製パネルである。
本発明の第３の観点は、発泡構造材を表皮材シートで覆う樹脂製パネルの製造方法である。
この樹脂製パネル用の製造方法は、補強材を嵌合するための直線状の溝部が設けられる発泡体を、前記溝部において割断して、第１の芯材及び第２の芯材に分割する工程と、第１の芯材及び第２の芯材をそれぞれ前記補強材の一方及び他方から嵌合して、芯材と補強材が一体となった発泡構造材を組み立てる工程と、表皮材シートとなる樹脂シートを前記発泡構造材に溶着させる工程とを含む。
本発明によれば、芯材と補強材が一体となった発泡構造材、及び樹脂製パネルを製造するに当たって、芯材を補強材に嵌合させるときの精度を従来よりも向上させることができる。それによって、精度を向上させた発泡構造材、及び樹脂製パネルが得られる。
実施形態の樹脂製パネルの斜視図及びその一部の拡大破断図。 実施形態の樹脂製パネル用内装材の斜視図。 実施形態の樹脂製パネル用内装材の芯材となる発泡体の斜視図。 図３に示す発泡体を成形する工程を説明するための図。 図３に示す発泡体を成形する工程を説明するための図。 実施形態の樹脂製パネル用内装材の芯材となる発泡体の平面図。 図５に示すＡ−Ａ，Ｂ−Ｂ，Ｃ−Ｃ，Ｄ−Ｄの断面図。 図５に示すＥ部の拡大斜視図。 実施形態の樹脂製パネル用内装材を組み立てる工程を示す図。 図８において別の補強材を使用した場合の工程を示す図。 実施形態の樹脂製パネル用内装材の断面図。 実施形態の樹脂製パネルの成形装置の全体構成を示す図。 実施形態の樹脂製パネルの成形方法において、樹脂シートと分割金型の形成面との間でキャビティが形成された状態を示す図。 実施形態の樹脂製パネルの成形方法において、樹脂シートが分割金型の形成面に沿った形状に形成された状態を示す図。 実施形態の樹脂製パネルの成形方法において、芯材を分割金型内に挿入した状態を示す図。 実施形態の樹脂製パネルの成形方法において、分割金型を閉位置まで移動させた状態を示す図。 実施形態の変形例において、溶融状態の樹脂シートに対して芯材を押し付ける前の状態を示す図。 実施形態の変形例において、溶融状態の樹脂シートに対して芯材を分割金型の形成面に達するまで押し付けた後の状態を示す図。
以下、本発明の樹脂製パネル、樹脂製パネル用内装材（発泡構造材）、及びこれらの製造方法の一実施形態について説明する。
（１）樹脂製パネル、及び樹脂製パネル用内装材（発泡構造材）
図１に示すように、実施形態に係る樹脂製パネル１の外形は、おもて面１ａと裏面１ｂ、及びおもて面１ａと裏面１ｂの間に介在する側壁面１ｃからなる。おもて面１ａ、裏面１ｂ、及び側壁面１ｃは熱可塑性樹脂の樹脂シートＳＡ，ＳＢによって構成されており、その内部には内装材１０（発泡構造材）が内装されている。つまり、樹脂製パネル１は、熱可塑性樹脂の樹脂シートＳＡ，ＳＢによって、内装材１０を挟み込むようにしたサンドイッチ構造となっている。
実施形態の樹脂製パネル１において、表皮材シートとなる樹脂シートＳＡ，ＳＢは、その樹脂材料を限定しないが、樹脂製パネル１の剛性を確保するために非発泡樹脂から形成されることが好ましい。例えば、成形性を考慮して、樹脂シートＳＡ，ＳＢは、主材料であるポリプロピレン（ＰＰ）にポリスチレン（ＰＳ）とスチレンエチレンブチレンスチレンブロック共重合体樹脂（ＳＥＢＳ）を混合させてもよい。
図２に示すように、内装材１０は、樹脂発泡体である芯材２１，２２がそれぞれ補強材３０の一方の側、及び他方の側に嵌合して、芯材２１，２２と補強材３０が一体となった複合構造体である。補強材３０は芯材２１，２２の端と同程度の長さの長尺状の部材である。本実施形態の補強材３０はその断面形状がＨ形の部材（いわゆるＨ形押出リンフォース）であるが、補強材３０の形状はこれに限られない。補強材３０の断面形状は、例えばＣ形、コ字形、角形パイプ状あるいは円形パイプ状等であってもよく、芯材２１，２２に嵌合一体化可能な形状であれば適宜のものでよい。補強材３０は、好ましくはアルミニウムなどの金属製あるいは硬質のプラスチック製である。
芯材２１，２２の厚さは、樹脂製パネル１としての目標厚さ、さらには、樹脂製パネル１の目標の剛性を確保するための樹脂シートの厚さに応じて適宜決定され、特に限定されるものではない。
実施形態の樹脂製パネル１において、芯材２１，２２は例えば熱可塑性樹脂を用いて成形される。その樹脂材料は限定しないが、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィンや、ポリアミド、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル等のアクリル誘導体のいずれか、又は２種類以上の混合物を含む。芯材２１，２２は樹脂製パネル１の体積に占める割合が大きく、軽量化のために発泡剤を用いて発泡させた発泡樹脂であることが好ましいが、発泡倍率は特に限定するものではない。
実施形態の樹脂製パネル１において、芯材２１，２２に使用されうる発泡剤としては、公知の物理発泡剤、化学発泡剤及びその混合物が挙げられる。例えば、物理発泡剤としては、空気、炭酸ガス、窒素ガス等の無機系物理発泡剤、及びブタン、ペンタン、ヘキサン、ジクロロメタン、ジクロロエタン等の有機系物理発泡剤を適用できる。また、化学発泡剤としては、例えば、アゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）、Ｎ，Ｎ’−ジニトロソペンタメチレンテトラミン、４，４’−オキシビス（ベンゼンスルホニルヒドラジド）、ジフェニルスルホン−３，３’−ジスルホニルヒドラジド、ｐ−トルエンスルホニルセミカルバジド、トリヒドラジノトリアジン又はアゾビスイソブチロニトリルなどの有機発泡剤、クエン酸、シュウ酸、フマル酸、フタル酸、リンゴ酸、酒石酸、シクロヘキサン−１，２−ジカルボン酸、ショウノウ酸、エチレンジアミン四酢酸、トリエチレンテトラミン六酢酸、ニトリロ酸などのポリカルボン酸と、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素ナトリウムアルミニウム、炭酸水素カリウム、炭酸水素アンモニウム、炭酸アンモニウムなどの無機炭酸化合物の混合物や、クエン酸ニ水素ナトリウム、シュウ酸カリウムなどのポリカルボン酸の塩が無機発泡剤として挙げられる。
樹脂シートＳＡ，ＳＢ及び芯材２１，２２は、剛性及び強度を増加させる目的で、ガラスフィラーを混入した樹脂材料を用いて成形するようにしてもよい。
ガラスフィラーとしては、ガラス繊維、ガラスクロスやガラス不織布などのガラス繊維布、ガラスビーズ、ガラスフレーク、ガラスパウダー、ミルドガラスなどが挙げられる。ガラスの種類としては、Ｅガラス、Ｃガラス、Ａガラス、Ｓガラス、Ｄガラス、ＮＥガラス、Ｔガラス、クオーツ、低誘電率ガラス、高誘電率ガラスなどが挙げられる。
なお、ガラスフィラーに限らず、剛性を上げるためのタルク、炭酸カルシウム、珪灰石（Wollastonite）、マグネシウム系材料等の無機フィラー、カーボンファイバー等を混入させてもよい。
（２）内装材１０（発泡構造材）及びその製造方法
次に、図３〜図１０を参照して、本実施形態の内装材１０及びその製造方法について説明する。
図３は、実施形態の内装材１０の芯材２１，２２となる発泡体２０の斜視図である。図４Ａ及び図４Ｂは、図３に示す発泡体２０を成形する工程を順に説明するための図である。図５は、実施形態の内装材１０の芯材２１，２２となる発泡体２０の平面図である。図６（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ、図５に示すＡ−Ａ，Ｂ−Ｂ，Ｃ−Ｃ，Ｄ−Ｄの断面図である。図７は、図５に示すＥ部の拡大斜視図である。図８は、実施形態の内装材１０を組み立てる工程を示す図である。図１０は、実施形態の内装材１０の、図５のＢ−Ｂに相当する位置における断面図である。
（２−１）芯材の元となる発泡体
本実施形態の芯材２１，２２は、一体物として成形される発泡体２０を割断することによって作製される。図３に示すように、発泡体２０の外形は、おもて面２０ａと裏面２０ｂ、及びおもて面２０ａと裏面２０ｂの間に介在する側壁面２０ｃからなる。
図３に示すように、発泡体２０のおもて面２０ａには一端から他端に亘って直線状の溝部２３０が形成されている。なお、発泡体２０の裏面２０ｂにもおもて面２０ａと同様に、溝部２３０形成されている。溝部２３０は、発泡体２０を割断し、かつ割断後に補強材３０を嵌合するために設けられている。溝部２３０については後で詳述する。
（２−２）芯材の元となる発泡体の成形
発泡体２０は、図４Ａ及び図４Ｂに示す成形装置５０を使用してビーズ法型内発泡成形法によって成形される。図４Ａ（ａ）に示すように、成形装置５０には対向して配置される型５１，５２が設けられる。型５１，５２はそれぞれ、空室５３，５４の一部を構成している。空室５３，５４には、冷却管４１，４２が配設されている。
図４Ａ（ａ）に示す状態から型５１，５２を閉じると、図４Ａ（ｂ）に示すように型５１，５２による密閉空間であるキャビティ５０ａが形成される。型５１，５２が閉じられた状態で、フィーダ４３，４４を通して発泡ビーズを充填する。充填される発泡ビーズの量は、例えばキャビティ５０ａの容積の１０５〜１１０％である。次に、図４Ｂ（ｃ）に示すように、蒸気注入口５５，５６より、空室５３，５４に蒸気（例えば蒸気圧３．０〜３．５kgｆ／cm2 ）を、例えば１０〜３０秒間注入する。蒸気は型に形成された細孔から発泡ビーズ内の気泡、個々間の空隙に入り込み、ビーズ相互を融着させる。その後、図４Ｂ（ｄ）に示すように、冷却水注入口５７，５８から冷却水を冷却管４１，４２に注入し、型５１，５２に噴霧して型５１，５２および発泡体２０を冷して発泡体２０を固化させる。次いで、図４Ｂ（ｅ）に示すように型を開けて発泡体２０を取り出す。発泡体２０はその後、例えば５０〜７０°Ｃの部屋に１２〜２４時間置いて養生させることで硬化を促進させ、ヒケ、変形を防止する。
（２−３）芯材の元となる発泡体の詳細形状の一例
次に、発泡体２０の溝部２３０の詳細形状について、図５〜７を参照して説明する。以下では、おもて面２０ａ側の溝部２３０についてのみ説明するが、裏面２０ｂ側の溝部２３０も同様の形状である。なお、本実施形態では、溝部２３０の中央にあるおもて面２０ａに直交する面を想定したときに、その面を挟んで溝部２３０は対称構な構造になっている。
溝部２３０では、発泡体２０のおもて面２０ａを基準に所定の段差量をもって係合面２１１，２２１が形成されている。図５に示すように、係合面２１１，２２１は、発泡体２０のおもて面２０ａの一端から他端に亘って溝部２３０の全域で形成されている。係合面２１１，２２１は、断面形状がＨ形の補強材３０（Ｈ形押出リンフォース）が係合し、それによって、芯材２１，２２が補強材３０に一体嵌合するために設けられている。おもて面２０ａと係合面２１１，２２１の間の段差量は、芯材２１，２２が補強材３０に一体嵌合した状態においておもて面２０ａと補強材３０の上面とが概ね同一平面上となる限り、適宜設定されてよい。また、係合面２１１，２２１の幅は、少なくとも補強材３０が係合可能な長さが確保されていればよい。
図５に示すように、係合面２１１，２２１が延びる方向に沿って突起２１１ａ，２２１ａがそれぞれ６箇所形成されているが、突起２１１ａ，２２１ａの個数は一例に過ぎず、図示された個数に限られない。突起２１１ａ，２２１ａは、断面形状がＨ形の補強材３０（Ｈ形押出リンフォース）が係合したときに、補強材３０と係合面２１１，２２１の間に生ずる面圧を高め、それによって芯材２１，２２の補強材３０に対する嵌合力を大きくすることを目的として設けられている。つまり、突起２１１ａ，２２１ａを設けることで、芯材２１，２２を補強材３０に嵌合した後に、係合面２１１，２２１が延びる方向と直交する方向に芯材２１，２２が補強材３０から離脱しにくくすることができる。
なお、図５及び図６では、突起２１１ａ，２２１ａがすべての箇所で対向する位置に設けている場合が示されているが、この場合に限られない。突起２１１ａ及び突起２２１ａはそれぞれ係合面２１１及び係合面２２１上で互いに独立した位置に設けてもよい。
突起２１１ａ，２２１ａの高さ、係合面２１１，２２１が延びる方向に沿った長さ、及び各突起の個数は、芯材２１，２２と補強材３０を組み立てるときの作業性（つまり、嵌合するときの力）と、芯材２１，２２を補強材３０に嵌合した後の離脱力とを勘案して、適宜に設定される。
図５及び図６に示した例では、突起２１１ａ，２２１ａはそれぞれ、係合面２１１，２２１の端に形成されているが、この例に限られない。補強材３０が係合面２１１，２２１に係合している範囲であれば、補強材３０と係合面２１１，２２１の間に生ずる面圧を高めることができるため、突起２１１ａ，２２１ａは係合面２１１，２２１の端に形成されていなくても構わない。
図６で明瞭に見られるように、好ましくは、係合面２１１，２２１の間には、発泡体２０を割断するための溝として、溝の深さが比較的浅い浅溝２３０ａと、溝の深さが比較的深い深溝２３０ｂとが形成される。図５及び図６に示した例では、１１箇所の浅溝２３０ａと１０箇所の深溝２３０ｂが設けられている。発泡体２０を割断するための溝として浅溝２３０ａと深溝２３０ｂを設ける理由は、以下のとおりである。すなわち、仮に深溝のみを設けた場合には、後の工程において発泡体２０を割断する力が少なくて済み、作業性が向上するが、発泡体２０を成形する工程において深溝に相当する位置での型のキャビティの通路が狭いために発泡ビーズをフィーダからキャビティの全域に充填し難くなる。一方、仮に浅溝のみを設けた場合には、発泡体２０を成形する工程において発泡ビーズをフィーダから充填しやすくなるが、後の工程において発泡体２０を割断する力が大きくなってしまい、作業性が悪化する。そこで、成形性と作業性を両立する観点から、浅溝２３０ａと深溝２３０ｂを設けている。
なお、図５に示したように、浅溝２３０ａと深溝２３０ｂはそれぞれ複数個を交互に設けることが好ましい。これは、成形性と作業性を両立しつつ、係合面２１１，２２１が延びる方向に沿って複数の浅溝の位置が分散されるため、発泡体２０の割断位置の精度が良好となるためである。
図７に示すように、図５のＥ部、つまり溝部２３０の一端には、内装材１０を組み立てた後に補強材３０の脱落を防止するためのストッパ２１２，２２２が形成されていることが好ましい。
なお、図７に示す例では、ストッパ２１２，２２２はおもて面２０ａと同一の平面を構成しているが、これに限られない。ストッパ２１２，２２２は、補強材３０がその長手方向に沿って移動して脱落することを防止できればよいので、必ずしもおもて面２０ａと同一平面である必要はなく、補強材３０が係合する係合面２１１，２２１よりもおもて面２０ａ側に突出していればよい。
（２−４）発泡体の割断、及び内装材の組み立て
次に、発泡体２０が成形された後の工程について説明する。
発泡体２０が成形されると、発泡体２０を溝部２３０の浅溝２３０ａ及び深溝２３０ｂにおいて割断して、第１の芯材及び第２の芯材としての芯材２１，２２に分割する。次いで、図８に示すように、芯材２１，２２をそれぞれ補強材３０の一方及び他方から嵌合して、芯材２１，２２と補強材３０が一体となった内装材１０を組み立てる。図９に示すように、内装材１０において突起２１１ａ，２２１ａが形成された箇所では芯材２１，２２の補強材３０に対する面圧が高くなり、かつ仮に芯材２１，２２がそれぞれ図中の右方向又は左方向に移動した場合でも補強材３０の突起３０ａが芯材２１，２２の突起２１１ａ，２２１ａと当接して芯材２１，２２が補強材３０から離脱しない。なお、図１０に示すように、突起３０ａがない補強材３０を使用してもよい。この場合でも、芯材２１，２２の突起２１１ａ，２２１ａが設けられた位置で補強材３０との間の面圧が高くなるため、芯材２１，２２がそれぞれ図中の右方向又は左方向に離脱し難くなる。
本実施形態では、芯材２１，２２の元となる発泡体２０は同一の成形装置を用いて一体的に成形されるため、成形装置の動作状態や、成形装置内及び周囲の環境条件等に起因して成形時の発泡体２０の体積変化が生じたとしても、その発泡体２０を元に割断して得られる芯材２１，２２について、補強材３０と嵌合する部位の形状の差は無いに等しい。そのため、芯材２１，２２を補強材３０に嵌合させたときに、一方の芯材にのみ補強材３０との間隙が相対的に大きくなる等といった、芯材の形状の不一致に起因する問題が生じ難い。そのため、後述する樹脂製パネルの成形工程によって樹脂製パネル１を作製したときに、例えば、樹脂製パネルの面が全域で平坦ではなく部分的にも隆起している等といった、見栄えの悪化が生じ難い。
（３）樹脂製パネルの成形方法
次に、図１１〜１７を参照して、実施形態の樹脂製パネル１を、金型を用いて成形する装置および方法について説明する。
先ず、実施形態の樹脂製パネル１の成形装置について説明する。
図１１に示すように、実施形態の成形装置９０は、押出装置６０と、押出装置６０の下方に配置された型締装置７０とを有する。押出装置６０から押出された溶融状態の樹脂シートＰは、型締装置７０に送られ、型締装置７０において溶融状態の樹脂シートＰが成形される。なお、図１１では、型締装置７０及び溶融状態の樹脂シートＰのみを断面図で示してある。
押出装置６０は、Ｔダイ６１Ａ，６１Ｂ、アキュムレータ８１Ａ，８１Ｂ、プランジャー８２Ａ，８２Ｂ、押出機８３Ａ，８３Ｂ、及び樹脂供給ホッパー８４Ａ，８４Ｂを備える。押出装置６０では、樹脂原料が押出機を用いて可塑化溶融させられ、この溶融樹脂がＴダイ６１Ａ，６１Ｂでダイ外へ押し出される。押出装置６０において、押出機８３Ａ，８３Ｂの押出能力は、樹脂製パネル１の大きさにより適宜選択することができるが、樹脂製パネル１の成形サイクルを短縮させる観点から、５０kg/時以上であることが好ましい。
押出装置６０では、樹脂シートの押出速度は、Ｔダイ６１Ａ，６１Ｂ及びアキュムレータ８１Ａ，８１Ｂにより設定される。また、ドローダウンを防止する観点から、Ｔダイ６１Ａ，６１Ｂにおける樹脂シートの押し出しは、４０秒以内に完了することが好ましく、３０秒以内に完了するのがさらに好ましい。このため、アキュムレータ８１Ａ，８１Ｂに貯留された溶融樹脂材料は、Ｔダイ６１Ａ，６１Ｂから１cm2当たり５０kg/時以上、好ましくは６０kg/時以上で押し出されることになる。このとき、Ｔダイ６１Ａ，６１Ｂのダイ先端のスリットを樹脂シートの押出速度に応じて変化させることでドローダウンの影響をさらに抑制することができる。すなわち、Ｔダイ６１Ａ，６１Ｂのスリットの間隔を押出開始から徐々に広げ、押出終了時に最大とすることで、樹脂シートの自重による肉厚変化を抑制し、上下方向の広い範囲に亘り樹脂シートを均一な厚さとすることができる。これにより、後述する一対の分割金型を開位置から閉位置へ移動させる時点において、樹脂シートの厚みを均一にすることができる。
図１１を再度参照すると、型締装置７０は、溶融状態の樹脂シートＰの供給方向に対して略直交する方向に、開位置と閉位置との間で移動させられる一対の分割金型７１Ａ，７１Ｂを有する。一対の分割金型７１Ａ，７１Ｂは、各々に対応する形成面７２Ａ，７２Ｂを対向させた状態で配置される。形成面７２Ａ，７２Ｂの表面には、樹脂製パネル１の略外形に応じて凹凸部が設けられてもよい。
一対の分割金型７１Ａ，７１Ｂの各々において、各々に対応する形成面７２Ａ，７２Ｂの上下端近傍には、ピンチオフ部７４Ａ，７４Ｂが形成されている。このピンチオフ部７４Ａ，７４Ｂはそれぞれ、形成面７２Ａ，７２Ｂのまわりに環状に形成され、対向する分割金型７１Ｂ，７１Ａに向かって突出する。これにより、一対の分割金型７１Ａ，７１Ｂを型締する際、それぞれのピンチオフ部７４Ａ，７４Ｂの先端部が当接し、溶融状態の樹脂シートＰの周縁にパーティングラインＰＬが形成されるようになっている。
一対の分割金型７１Ａ，７１Ｂには、形成面７２Ａ，７２Ｂの周囲において、形成面７２Ａ，７２Ｂから突出可能に摺動部７５Ａ，７５Ｂが設けられている。摺動部７５Ａ，７５Ｂは、形成面７２Ａ，７２Ｂから突出した状態において、その端面が樹脂シートＰに接触し、それにより、樹脂シートＰと一対の分割金型７１Ａ，７１Ｂの形成面７２Ａ，７２Ｂとの間に密閉空間（キャビティ）が形成されるようにして、設けられている。
一対の分割金型７１Ａ，７１Ｂには、真空チャンバ７３Ａ，７３Ｂが内蔵されている。真空チャンバ７３Ａ，７３Ｂは、真空ポンプおよび真空タンク（いずれも図示せず）と接続されている。真空チャンバ７３Ａ，７３Ｂと形成面７２Ａ，７２Ｂの間には、キャビティの真空吸引のために連通する連通路（図示せず）が設けられている。
一対の分割金型７１Ａ，７１Ｂは、金型駆動装置（図示せず）によって、開位置と閉位置の間を移動可能となるように駆動される。開位置では、一対の分割金型７１Ａ，７１Ｂの間に、２枚の溶融状態の連続した樹脂シートＰが、互いに間隔を隔てて配置可能となっている。２枚の樹脂シートＰは、成形後に、樹脂製パネル１における樹脂シートＳＡ，ＳＢとなる。閉位置では、一対の分割金型７１Ａ，７１Ｂのピンチオフ部７４Ａ，７４Ｂが当接することにより、一対の金型７１Ａ，７１Ｂの各々は、開位置から閉位置への移動の際、２枚の溶融状態の樹脂分割金型７１Ａ，７１Ｂ内にキャビティが形成されるようにしている。なお、一対の分割シートＰの中心線の位置に向かって移動するように駆動される。
次に、樹脂製パネル１の成形方法について説明する。
先ず、図１１に示したように、押出装置６０から溶融状態の樹脂シートＰが各ダイスリットから鉛直下方に押し出される。この押し出された樹脂シートＰはそれぞれ、ローラ６５Ａ，６５Ｂを通して、一対の分割金型７１Ａ，７１Ｂの間に供給される。この時点で、一対の分割金型７１Ａ，７１Ｂは開位置にある。
なお、樹脂製パネル１の表面に装飾シート（例えば布製の装飾シート）を付加する場合には、垂下する樹脂シートＰと装飾シートを、ローラ６５Ａ，６５Ｂにより互いに圧着させることができる。このとき、装飾シートは、その内面が布状であることが、樹脂シートＰとの溶着を強くするうえで好適である。ローラ６５Ａ，６５Ｂは、表面にフッ素の薄膜でコーティングを施し、また７０〜１００℃程度に加熱することが樹脂の付着防止および溶着強度の向上のうえで好ましい。
また、あらかじめ、装飾シートを分割金型の形成面に設置しておき、樹脂シートＰの成形と同時に、樹脂シートＰを装飾シートに溶着させてもよい。
尚、布製の装飾シートとしては、不織布が好ましい。特に、かえしのある針を突き刺して機械的に繊維を結合させてなるニードルパンチ不織布を用いることが、溶着強度向上のうえで好ましい。
次に、図１２に示すように、形成面７２Ａ，７２Ｂの周囲にある摺動部７５Ａ，７５Ｂを突出させて、その端面を樹脂シートＰに接触させる。これにより、樹脂シートＰと一対の分割金型７１Ａ，７１Ｂの形成面７２Ａ，７２Ｂとの間にキャビティが形成される。そして、真空チャンバ７３Ａ，７３Ｂと形成面７２Ａ，７２Ｂの間に設けられた連通路（図示せず）によって、キャビティ内の空気を吸引する。この吸引により、２枚の樹脂シートＰがそれぞれ、一対の分割金型７１Ａ，７１Ｂの形成面７２Ａ，７２Ｂに押圧させられ、図１３に示すように、形成面７２Ａ，７２Ｂに沿った形状、すなわち、樹脂製パネル１の略外形に形成される。
尚、形成面７２Ａ，７２Ｂの周囲にある摺動部７５Ａ，７５Ｂの先端から樹脂シートＰ側の空気を吸引できるように構成することで、樹脂シートＰを摺動部７５Ａ，７５Ｂに接触させた状態で、確実に保持することができる。また、キャビティを吸引して樹脂シートＰを形成面７２Ａ，７２Ｂに沿った形状にするときに、皺が発生することを抑制できる。
次に、マニピュレータ（図示せず）を用いて一対の分割金型７１Ａ，７１Ｂの間で内装材１０を位置決めし、図１４に示すように、側方より一方の分割金型（図１４では、分割金型７１Ｂ）に押し付けるようにして挿入する。これにより、内装材１０が樹脂シートＰに溶着する。なお、樹脂材料にもよるが、樹脂シートＰは成形後の冷却により１％前後収縮する。分割金型７１Ａ，７１Ｂの形成面７２Ａ，７２Ｂは、その収縮を見込んで形状が設定されている。すなわち、形成面７２Ａ，７２Ｂは、樹脂シートの成形後の目標寸法よりも僅かに大きく設定されている。そのため、常温状態の内装材１０を余裕を持って分割金型内に挿入することができる。
次に、図１５に示すように、一対の分割金型７１Ａ，７１Ｂを開位置から閉位置まで移動させて、型締する。これにより、一方の樹脂シートＰ（図面右側）に対して溶着されていた内装材１０は、他方の樹脂シートＰ（図面左側）に対しても溶着される。さらに、一対の分割金型７１Ａ，７１Ｂのピンチオフ部７４Ａ，７４Ｂにおいて、一対の樹脂シートＰの周縁が溶着させられ、パーティングラインＰＬが形成される。なお、型締の際、予め成形された常温状態の内装材１０を溶融状態の樹脂シートＰに対して溶着させるため、内装材１０自体は、型締により変形を受けないように予め位置決めされている。
最後に、一対の分割金型７１Ａ，７１Ｂを再び開位置に移動させ、成形した樹脂製パネル１を形成面７２Ａ，７２Ｂから離間させ、パーティングラインＰＬまわりに形成されたバリを、カッター等で切断して除去する。尚、型締めと同時に、ピンチオフ部７４Ａ，７４Ｂでバリが切断されるように構成してもよい。以上で、樹脂シートＳＡ、内装材１０、樹脂シートＳＢが積層された樹脂製パネル１が完成する。
なお、前述したように、剛性及び強度を増加させる目的で、樹脂シートＰにはガラスフィラー、無機フィラーやカーボンフィラーを混入するようにしてもよい。
上述したように、押し出された溶融状態の樹脂シートが固化する前に、分割金型で挟み込んで、内装材に溶着させる方法によれば、成形コストを低減できる。なぜなら、例えば、固化した樹脂シートを再度加熱して溶融させ、内装材に溶着させる方法に比べて、再加熱工程が不要になり、成形コストを低減できるからである。
また、鉛直下方に溶融状態の樹脂シートを押し出す構成とすることで製造装置の占有面積を減らすことができる。なぜなら、例えば、水平方向に押し出して成形する場合は、水平方向に樹脂シートを移動させるための搬送装置が別途必要になるとともに、当該搬送装置や金型を押出装置と水平方向に並べて設置することが必要になるからである。
なお、上述した実施形態の樹脂製パネルの成形方法は、適宜変形するようにしてもよい。以下、実施形態の樹脂製パネルの成形方法の変形例について説明する。
（変形例１）
上述した樹脂製パネルの成形方法では、一対のＴダイが溶融状態の樹脂シートを押し出す場合について説明したが、円筒状のパリソンを切断しつつ押し出すことで樹脂シートを得るようにしてもよい。
（変形例２）
上述した樹脂製パネルの成形方法では、一対の分割金型７１Ａ，７１Ｂを閉位置に移動させる前に、樹脂シートＰと一対の分割金型７１Ａ，７１Ｂの形成面７２Ａ，７２Ｂとの間にキャビティを形成する場合について説明したが、これに限られない。一対の分割金型７１Ａ，７１Ｂを閉位置に移動させることでキャビティを形成するようにしてもよい。
（変形例３）
上述した樹脂製パネルの成形方法では、樹脂シートＰを一対の分割金型７１Ａ，７１Ｂの形成面７２Ａ，７２Ｂに押圧させるために、キャビティ内部の空気を吸引するようにした場合について説明したが、これに限られない。樹脂シートＰに空気等の流体を吹き付けることによって樹脂シートＰを一対の分割金型７１Ａ，７１Ｂの形成面７２Ａ，７２Ｂに押圧させるようにしてもよい（ブロー成形）。
（変形例４）
上述した樹脂製パネルの成形方法では、溶融状態の樹脂シートの外層を分割金型の形成面に押圧させる工程は、キャビティからの吸引による方法、又はブロー成形による方法を用いたが、これらの方法に限られない。キャビティを形成することなく、内装材１０を用いて溶融状態の樹脂シートを分割金型のキャビティに押し付ける方法を適用してもよい。この方法について、図１６及び図１７を参照して説明する。
図１６は、溶融状態の樹脂シートに対して内装材１０を押し付ける前の状態を示す図である。図１７は、溶融状態の樹脂シートに対して内装材１０を分割金型の形成面に達するまで押し付けた後の状態を示す図である。
本変形例の方法では先ず、図１６に示すように、押出装置６０から溶融状態の樹脂シートＰが鉛直下方に押し出された状態（図１１と同じ状態）で、マニピュレータ１２０によって保持された内装材１０が、樹脂シートＰを挟んで分割金型７１Ｂと対向する位置に位置決めされる。内装材１０が位置決めされると、内装材１０を保持するマニピュレータ１２０は、分割金型７１Ｂの形成面７２Ｂに向けて移動させられる。すると、内装材１０が溶融状態の樹脂シートＰに接触し、内装材１０と樹脂シートＰが溶着する。内装材１０との接触時において、溶融状態の樹脂シートＰは、熱伝導率の高い分割金型７１Ｂと接触していないため比較的高温に保たれている。よって、内装材１０と樹脂シートＰは良好に溶着する。
マニピュレータ１２０がさらに移動させられ、樹脂シートＰの外層が分割金型７１Ｂの形成面７２Ｂに達すると、図１７に示す状態となる。このとき、マニピュレータ１２０によって樹脂シートＰの外層が内装材１０を介して形成面７２Ｂに押し付けられる。その後、内装材１０からマニピュレータ１２０が取り外される。
以降の工程は、前述したとおりである。
すなわち、図１５に示したように、一対の分割金型７１Ａ，７１Ｂを開位置から閉位置まで移動させて、型締する。これにより、一方の樹脂シートＰ（図面右側）に対して溶着されていた内装材１０が他方の樹脂シートＰ（図面左側）に対しても溶着される。そして、一対の樹脂シートが分割金型７１Ａ，７１Ｂの形成面７２Ａ，７２Ｂに押圧させられ、図１３に示すように、形成面７２Ａ，７２Ｂに沿った形状、すなわち、樹脂製パネル１の略外形に形成される。さらに、一対の分割金型７１Ａ，７１Ｂのピンチオフ部７４Ａ，７４Ｂにおいて、一対の樹脂シートＰの周縁が溶着させられ、パーティングラインＰＬが形成される。最後に、一対の分割金型７１Ａ，７１Ｂを再び開位置に移動させ、成形した樹脂製パネル１を形成面７２Ａ，７２Ｂから離間させ、パーティングラインＰＬまわりに形成されたバリを、カッター等で切断して除去する。以上で、樹脂シートＳＡ、内装材１０、樹脂シートＳＢが積層された樹脂製パネル１が完成する。
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の発泡構造材とその製造方法、及び樹脂製パネルとその製造方法は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのは勿論である。
例えば、本発明の発泡構造材は、樹脂製パネルの内装材として用いる場合に限定されず、発泡構造材を樹脂シートで覆わずに、そのままの状態で、補強部材、緩衝部材、断熱部材などとして用いることができる。具体的には、木材などで形成された板材に固定したり、当該板材でサンドイッチして使用してもよい。
１…樹脂製パネル
ＳＡ，ＳＢ…樹脂シート（表皮材シート）
１ａ…おもて面
１ｂ…裏面
１ｃ…側壁面
１０…内装材（発泡構造材）
２１…芯材
２２…芯材
３０…補強材
２０…成形体
２０ａ…おもて面
２０ｂ…裏面
２０ｃ…側壁面
２３０…溝部
２３０ａ…浅溝
２３０ｂ…深溝
２１１，２２１…係合面
２１１ａ，２２１ａ…突起
２１２、２２２…ストッパ
５０…成形装置
５０ａ…キャビティ
４１，４２…冷却管
４３，４４…フィーダ
５１，５２…型
５３，５４…空室
５５，５６…蒸気注入口
５７，５８…冷却水注入口
６０…押出装置
７０…型締装置
６１Ａ，６１Ｂ…Ｔダイ
６５Ａ，６５Ｂ…ローラ
７１Ａ，７１Ｂ…分割金型
７２Ａ，７２Ｂ…形成面
７３Ａ，７３Ｂ…真空チャンバ
７４Ａ，７４Ｂ…ピンチオフ部
７５Ａ，７５Ｂ…摺動部
９０…成形装置
Ｐ…樹脂シート

Claims (9)

  1. 補強材を嵌合するための直線状の溝部が設けられた、発泡体である第１の芯材及び第２の芯材と、
    第１の芯材及び第２の芯材の前記溝部がそれぞれ前記補強材の一方及び他方から嵌合されている補強材と、
    を含み、
    前記補強材は、断面形状がＨ形であって、
    前記第１の芯材及び前記第２の芯材の少なくともいずれかの芯材の溝部は、Ｈ形の前記補強材の互いに対向する一対の面と係合する一対の係合面を含み、前記係合面には、前記補強材の前記一対の面に向かって突出する１又は複数の突起が形成されていることを特徴とする、
    発泡構造材。
  2. 補強材を嵌合するための直線状の溝部が設けられた、発泡体である第１の芯材及び第２の芯材と、
    第１の芯材及び第２の芯材の前記溝部がそれぞれ前記補強材の一方及び他方から嵌合されている補強材と、
    を含み、
    前記第１の芯材及び前記第２の芯材の少なくともいずれかの芯材の溝部の端には、前記補強材の脱落を防止するためのストッパが形成されていることを特徴とする、
    発泡構造材。
  3. 前記ストッパは、前記第１の芯材及び前記第２の芯材の少なくともいずれかの芯材の溝部の両端に形成されていることを特徴とする、
    請求項２に記載された発泡構造体。
  4. 補強材を嵌合するための直線状の溝部が設けられた、発泡体である第１の芯材及び第２の芯材と、
    第１の芯材及び第２の芯材の前記溝部がそれぞれ前記補強材の一方及び他方から嵌合されている補強材と、
    を含み、
    第１の芯材及び第２の芯材のそれぞれの前記直線状の溝部には、当該溝部が形成されている直線方向に沿って、複数の浅溝と深溝がそれぞれ交互に形成されていることを特徴とする、
    発泡構造材。
  5. 発泡構造材を表皮材シートで覆う樹脂製パネルの製造方法であって、
    補強材を嵌合するための直線状の溝部が設けられる発泡体を、前記溝部において割断して、第１の芯材及び第２の芯材に分割する工程と、
    第１の芯材及び第２の芯材をそれぞれ前記補強材の一方及び他方から嵌合して、芯材と補強材が一体となった発泡構造材を組み立てる工程と、
    表皮材シートとなる樹脂シートを前記発泡構造材に溶着させる工程と
    を含む、樹脂製パネルの製造方法。
  6. 前記補強材は、断面形状がＨ形であって、
    前記第１の芯材及び前記第２の芯材の少なくともいずれかの芯材の溝部は、Ｈ形の前記補強材の互いに対向する一対の面と係合する一対の係合面を含み、前記係合面には１又は、前記補強材の前記一対の面に向かって突出する複数の突起が形成されていることを特徴とする、
    請求項５に記載された、樹脂製パネルの製造方法。
  7. 前記第１の芯材及び前記第２の芯材の少なくともいずれかの芯材の溝部の端には、前記補強材の脱落を防止するためのストッパが形成されていることを特徴とする、
    請求項５又は６に記載された、樹脂製パネルの製造方法。
  8. 前記ストッパは、前記第１の芯材及び前記第２の芯材の少なくともいずれかの芯材の溝部の両端に形成されていることを特徴とする、
    請求項７に記載された樹脂製パネルの製造方法。
  9. 前記発泡体の溝部には、前記発泡体を割断するための溝として複数の浅溝と深溝がそれぞれ交互に形成されていることを特徴とする、
    請求項５〜８のいずれかに記載された、樹脂製パネルの製造方法。
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