JP6583873B1

JP6583873B1 - 樹脂パネルの製造方法

Info

Publication number: JP6583873B1
Application number: JP2019094669A
Authority: JP
Inventors: 則之加納
Original assignee: 株式会社庄内工業
Priority date: 2019-05-20
Filing date: 2019-05-20
Publication date: 2019-10-02
Anticipated expiration: 2039-05-20
Also published as: JP2020189413A

Abstract

【課題】簡便に複雑な形状を呈する樹脂パネルを成形することができる樹脂パネルの製造方法を提供する。【解決手段】樹脂パネル１は、厚さ方向に貫通する複数の孔の形成されるプレートが樹脂の内部に埋め込まれている。そして、樹脂パネル１の製造方法は、プレートが樹脂の内部に埋め込まれている母材としての母材樹脂パネル２を型１１に嵌め込み外形形状を成形する成形工程を備える。これにより、母材樹脂パネル２から簡便に複雑な形状を呈する樹脂パネル１を成形することができる。【選択図】図３

Description

本発明は、樹脂パネル、特にプレートが樹脂の内部に埋め込まれている樹脂パネルの製造方法に係るものである。

従来から、厚さ方向に貫通する複数の孔の形成されるプレートが樹脂の内部に埋め込まれている樹脂パネルが知られている。
このような樹脂パネルは、樹脂のみで構成される樹脂パネルに比して強度を大幅に向上させることができる。

このような樹脂パネルの製造方法では、樹脂パネルが、型により区画されるキャビティ内に厚さ方向に貫通する複数の孔の形成されるプレートを配し、溶融樹脂をキャビティ内に充填することで成形されているものがある（例えば、特許文献１参照。）。

近年、軽量化、加工の容易さ等の理由から様々な分野において金属等に代わって内部にプレートが埋め込まれている樹脂パネルを使用することが積極的に行われるようになっており、複雑な外形を呈する形状の樹脂パネルも必要となっている。

しかし、樹脂パネルが複雑な形状を呈する場合、上記樹脂パネルの製造方法では、複雑な型および複雑な形状に加工されたプレート等が必要となり、成形に非常に手間が掛かる問題があった。
また、上記樹脂パネルの製造方法は、電磁石を用いてプレートを溶融樹脂内で移動させるものであるため、最終的な樹脂パネル表面に電磁石痕がどうしても残ってしまう問題があった。
さらに、上記樹脂パネルの製造方法では、電磁石、および、電磁石の駆動機構等を含めた製造装置自体が大型化、複雑化してしまう問題もあった。

特許第６３３０１１６号公報

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、簡便に複雑な形状を呈する樹脂パネルを成形することができる樹脂パネルの製造方法を提供することにある。

本願発明によれば、樹脂パネルは、厚さ方向に貫通する複数の孔の形成されるプレートが樹脂の内部に埋め込まれている。
そして、樹脂パネルの製造方法は、プレートが樹脂の内部に埋め込まれている母材としての母材樹脂パネルを型に嵌め込み外形形状を成形する成形工程を備える。
なお、母材樹脂パネルは、プレートに対して溶融樹脂を供給する溶融樹脂供給工程を経てプレートが溶融樹脂に埋め込まれて形成されている。

これにより、母材樹脂パネルから簡便に複雑な形状を呈する樹脂パネルを成形することができる。
なお、プレートには複数の孔が形成されているため、変形させることも容易である。

母材樹脂パネルおよびプレートの斜視図である（実施例）。母材樹脂パネルの製造方法の説明図である（実施例）。樹脂パネルの製造方法の説明図である（実施例）。母材樹脂パネルの製造設備の全体斜視図である（変形例）。母材樹脂パネルの製造設備の説明図である（変形例）。

以下、発明を実施するための形態を実施例に基づいて説明する。
なお、以下の実施例は具体的な一例を開示するものであり、本発明が以下の実施例に限定されないことは言うまでもない。

［実施例］
本発明の実施例による樹脂パネル１の母材となる母材樹脂パネル２を図１に示す。
本発明に係る樹脂パネル１は、例えば、スムースな外観が必要となる車両の天井パネルや、強度が必要となる車両の床パネルとして用いるものである。

母材樹脂パネル２は、厚さ方向に貫通する複数の孔３の形成されるプレート４の埋め込まれる樹脂成型体となっている。
なお、プレート４は上面側、および、下面側に配されており、それぞれ全表面が樹脂材に埋設されている。
以下、下側に配されるプレート４を下側プレート４ｄ、上側に配されるプレート４を上側プレート４ｕと呼ぶことがある。なお、特に断りのない限り図示上側を上側とし、図示下側を下側としている。

ここで、プレート４は、例えば、六角形の穿設形成される孔３が蜂の巣状に配列する金属製となっている。
ここで、孔３は蜂の巣状に配列しているため、孔３を密に配することができ、プレート４における孔３の開口率を大きくすることができる。
なお、孔３の形状、配列態様等はこの構成に限定されるものではなく、プレート４の材質も金属製に限定されるものではない。
また、プレート４の厚さ（０．０５〜３．０ｍｍ）、母材樹脂パネル２の厚さ（２〜２０ｍｍ）等もこの厚みに限定されるものではない。

ここで、母材樹脂パネル２の製造方法について図２を用いて説明する。
先ず、図２（ａ）に示すように、断面略Ｕ字型の有底筒状の下型５ｄの上面開口を塞ぐように下側プレート４ｄを下型５ｄに固定する。
なお、下側プレート４ｄは、外側に向かって引っ張られるように孔３に係合する係合突起部（図示しない。）等で下型５ｄに固定されているため、容易に変形することはない。

次に、下側プレート４ｄ上に筒状の中型５ｍを、下型５ｄの開口部と中型５ｍの開口部とが重なるように配する。
ここで、中型５ｍには上面開口を塞ぐように上側プレート４ｕが固定されている。
なお、上側プレート４ｕは、外側に向かって引っ張られるように孔３に係合する着脱自在の係合ピン（図示しない。）等で中型５ｍに固定されているため、容易に変形することはない。
なお、中型５ｍは、着脱のため紙面上下方向に分割可能となっている。

次に、図２（ｂ）に示すように、上方からシャワーヘッド６を用いて溶融樹脂９を中型５ｍ、および、下型５ｄ内に注ぐ。
そして、溶融樹脂９は、上側プレート４ｕ、および、下型プレート４ｄの孔３を通過して下型５ｄ、および、中型５ｍ内に溜まり込む。
なお、溶融樹脂９は、ポリウレタン、エポキシ等の溶融樹脂であるが、特に材質を限定するものではない。

そして、溶融樹脂９を、上側プレート４ｕ上に所定量盛り上がるまでシャワーヘッド６による供給を行う。
なお、溶融樹脂９の上側プレート４ｕ上の盛り上がり量は、溶融樹脂９の粘性、上側プレート４ｕおよび下側プレート４ｄの開口率等からシャワーヘッド６からの溶融樹脂９の供給率を調整することで調節が可能である。

次に、図２（ｃ）に示すように、断面略逆Ｕ字型の有天筒状の上型５ｕによって溶融樹脂９を上型５ｕ、中型５ｍ、および、下型５ｄによって形成される内部空間に閉じ込めて硬化させる。
なお、上型５ｕにおける脱気用の貫通孔等は省略している。

換言すると、母材樹脂パネル２の製造方法は、以下に説明する溶融樹脂供給工程と閉塞工程とを有することになる。ここで、中型５ｍ、下型５ｄ、および、下側プレート４ｄよりなる部分を型本体部５ｂ、上型５ｕを型蓋部５ｃとしている。
溶融樹脂供給工程は、上端開口面に上側プレート４ｕの固定された型本体部５ｂの内側に溶融樹脂９を上側プレート４ｕ上まで盛り上がるまで供給する工程である。
また、閉塞工程は、溶融樹脂供給工程後に型本体部５ｂの上端開口を塞ぐ型蓋部５ｃにより上側プレート４ｕ上に溶融樹脂９が存する状態で型内部に溶融樹脂９を閉じ込める工程である。

そして、図２（ｄ）に示すように、硬化後の樹脂材を上型５ｕ、中型５ｍ、および、下型５ｄから取り出し、所望量を切り出すことで図２（ｅ）に示すように平板状の母材樹脂パネル２が成形される。

次に、樹脂パネル１の製造方法を、図３を用いて説明する。
ここで、樹脂パネル１の製造方法は、以下に説明する保持工程と、成形工程とを有している。
保持工程では、図３（ａ）に示すように母材樹脂パネル２を樹脂の軟化点で保持する。
なお、母材樹脂パネル２の樹脂の軟化点での保持は、軟化点の温度に維持される恒温槽等の内部に吊り下げて保持する等が考えられる。

成形工程では、図３（ｂ）、（ｃ）に示すように、恒温槽等から取り出された母材樹脂パネル２を軟化点における状態を維持するように速やかに所望の形状の型１１に嵌め込み外形形状を成形する。
なお、本実施例では、型１１を、上型１１ｕ、および、下型１１ｄに分割し、双方が母材樹脂パネル２を挟み込むことで母材樹脂パネル２を型１１に嵌め込んでいるが、この態様に拘るものではない。
また、図中白抜き矢印は、上型１１ｕ、および、下型１１ｄの押圧方向を表している。

そして、図３（ｄ）に示すように、母材樹脂パネル２の温度が十分に下がってから型１１を外すことで樹脂パネル１は成形される。
なお、型１１は特別な型である必要はなく、通常の金属成形等に用いられる金型等となっている。

［実施例の効果］
実施例の樹脂パネル１の製造方法は、母材樹脂パネル２を所望の形状の型１１に嵌め込み外形形状を成形する成形工程を備える。
これにより、母材樹脂パネル２から簡便に複雑な形状を呈する樹脂パネル１を成形することができる。
なお、プレート４には複数の孔３が形成されているため、変形させることも容易である。

また、樹脂パネル１の製造方法は、成形工程の前に母材樹脂パネル２を樹脂の軟化点で保持する保持工程を備え、成形工程では軟化点における状態で母材樹脂パネル２を型１１に嵌め込んでいる。
これにより、母材樹脂パネル２は樹脂の軟化点で保持されているため、容易に形状を変更させることができる。このため、型１１の形状が複雑であっても、その形状により追随させやすくなる。
また、軟化点における樹脂もプレート４に纏わりつくことで、工程内および工程間で母材樹脂パネル２の形が大きく崩れることもない。

また、最終的な樹脂パネル１の形状は、型１１によって決定されるため、母材樹脂パネル２の形状を平板状等の容易に形成できる形状とすることができる。
このため、母材樹脂パネル２の生産性を高めることができる。

さらに、型１１も特別なものである必要はなく、現状の設備を利用して樹脂パネル１を製造することができる。
このため、新たなる設備投資を抑えることができ、樹脂パネル１の生産コストを抑制することもできる。

［変形例］
本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形例を考えることができる。
実施例においては、樹脂パネル１、および、母材樹脂パネル２に内在するプレート４は２枚であったが、プレート４を２枚より多い複数枚配する構成としてもよい。
これにより、樹脂パネル１の強度をより向上させることができる。
また、樹脂パネル１、および、母材樹脂パネル２に内在するプレート４を１枚とすることもできる。これにより、樹脂パネル１、および、母材樹脂パネル２の軽量化を図ることができる。

また、プレート４は網材であってもよい。これにより、プレート４の選択肢を増やすことができる。なお、網材としては、特許第６０５９８４１号公報に記載の構成を利用することもできる。

また、本実施例においては、母材樹脂パネル２を樹脂の軟化点で保持する保持工程を経由していたが、型１１の形状、プレート４の配置位置、型１１の温度等によっては必ずしも必要ではない。

また、母材樹脂パネル２を、本実施例のように下型５ｄ、中型５ｍ、および、上型５ｕを用いて形成するものではなく、インサート成型品としてもよい。
また、母材樹脂パネル２を、図４に示すような、所謂サンドイッチパネルの製造設備１５を用いて成形することもできる。
なお、実施例と同一機能物には同一符号を付している。

なお、母材樹脂パネル２は、製造設備１５によって製造される母材２０から所望サイズで切り出されるものであり平板状になっている。
製造設備１５は、母材２０の製造方法を構成するプレート供給工程、溶融樹脂供給工程、プレート移動工程、および、上下成形工程を実現する。

プレート供給工程は、上下に対向配置するように上側プレート４ｕと下側プレート４ｄとを供給する工程である。
ここで、下側プレート４ｄは、図示しないベルトコンベア上を水平に保たれて搬送されている。
また、上側プレート４ｕは、上方より供給されて、ニップローラ２１によって方向を変化させて下側プレート４ｄと対向配置となるように供給される。
なお、ニップローラ２１は、上側プレート４ｕと下側プレート４ｄとの間に供給される溶融樹脂９を幅方向に均一に分散させるものである。

ここで、上側プレート４ｕの上面、および、下側プレート４ｄの下面には離型紙２２が配されている。
以下、上側プレート４ｕの上面に配される離型紙２２を上側離型紙２２ｕ、下側プレート４ｄの下面に配される離型紙２２を下側離型紙２２ｄと呼ぶことがある。
なお、離型紙２２は、ベルトコンベア、ニップローラ２１等に溶融樹脂９が付着しないように設けられている。

溶融樹脂供給工程は、下側プレート４ｄ上に溶融樹脂９を供給する工程である。
なお、溶融樹脂９は、製造設備１５の樹脂供給部２３から供給される。
プレート移動工程は、上側プレート４ｕを下側プレート４ｄ側に、下側プレート４ｄを上側プレート４ｕ側に移動させる工程である。
なお、プレート４の移動により孔３からの溶融樹脂９の流れに押され離型紙２２はプレート４と分離し、そのまま溶融樹脂９に押されて溶融樹脂９の存しない側に移動する。

上下成形工程は、上側離型紙２２ｕ、および、下側離型紙２２ｄを上側プレート４ｕ、下側プレート４ｄ、および溶融樹脂９を内包した状態で溶融樹脂９の存在する側に押圧することで上下方向の成形を行う工程である。
より具体的には、スラットコンベア２５を通過することで、それぞれの離型紙２２は、上側プレート４ｕ、下側プレート４ｄ、および溶融樹脂９を内包して狭持されることになり、上下方向の成形が行われる。

なお、プレート移動工程におけるプレート４の内側への移動は、スラットコンベア２５の対向するスラット間に配される内側に張り出す内側張出部材２６によって実現している。
すなわち、プレート４が内側張出部材２６によって内側に移動することで、図４、５に示すように、内側張出部材２６通過後のプレート４とスラットコンベア２５のスラットとの間には間隙が形成されることになる。

そして、プレート４とスラットに当接する離型紙２２との間の空間にも、スラットコンベア２５による押圧によって、プレート４の孔３を介して溶融樹脂９が行き渡るため、この空間も溶融樹脂９で満たされた状態で上下方向の成形が行われる。
すなわち、上側プレート４ｕの上側および下側プレート４ｄの下側にも、溶融樹脂９が十分に行き渡った状態で上下方向の成形が行われることになる。

なお、母材２０は、図示しない一対のサイドブロックコンベアによって幅方向の成形も上下方向の成形と同時に行われている。
また、下側離型紙２２の幅方向の両サイドを立ち上げることで、サイドブロックコンベアとの間に離型紙２２を配する構成とすることもできる。

製造設備１５は、既存のサンドイッチパネル製造設備となっているため、母材樹脂パネル２の生産に新たな設備投資の必要がない。
また、製造設備１５は、母材樹脂パネル２の大量生産に適しており、所謂スケールメリットを享受できるため、樹脂パネル１の生産に際し大幅なコストダウンを図ることができる。

１樹脂パネル２母材樹脂パネル３孔４プレート１１型

Claims

厚さ方向に貫通する複数の孔（３）の形成されるプレート（４）が樹脂の内部に埋め込まれている樹脂パネル（１）の製造方法において、
前記プレートが前記樹脂の内部に埋め込まれている母材としての母材樹脂パネル（２）を型（１１）に嵌め込み外形形状を成形する成形工程を備え、
前記母材樹脂パネルは、前記プレートに対して溶融樹脂を供給する溶融樹脂供給工程を経て前記プレートが溶融樹脂に埋め込まれて形成されていることを特徴とする樹脂パネルの製造方法。
請求項１に記載の樹脂パネルの製造方法において、
前記成形工程の前に前記母材樹脂パネルを前記樹脂の軟化点で保持する保持工程を備え、
前記成形工程では前記軟化点における状態で前記母材樹脂パネルを前記型に嵌め込むことを特徴とする樹脂パネルの製造方法。
請求項１または請求項２に記載の樹脂パネルの製造方法において、
前記母材樹脂パネルは平板状であることを特徴とする樹脂パネルの製造方法。