JP6787114B2

JP6787114B2 - 樹脂製品の製造方法

Info

Publication number: JP6787114B2
Application number: JP2016250984A
Authority: JP
Inventors: 里奈鈴木
Original assignee: Toyota Auto Body Co Ltd
Current assignee: Toyota Auto Body Co Ltd
Priority date: 2016-12-26
Filing date: 2016-12-26
Publication date: 2020-11-18
Anticipated expiration: 2036-12-26
Also published as: WO2018123200A1; EP3560681A4; JP2018103436A; US20190373989A1; EP3560681A1; EP3560681B1; US11395528B2

Description

本発明は、樹脂製品本体部の接触面が繊維製品に張り付きが可能なように、前記接触面に複数の糸状の突起が形成されている樹脂製品を製造する樹脂製品の製造方法に関する。

これに関連する技術が特許文献１に記載されている。特許文献１に記載の樹脂製品は、車窓用の防虫網である。前記防虫網は、縁部を折り返して結合できるように、縁部にマジックテープ（登録商標）のフック状突起と、そのフック状突起が掛けられる糸輪とが設けられている。

特開２０１５−７７９５３号公報

上記したマジックテープ（登録商標）では、フック状突起と糸輪とが一対で使用されるため、フック状突起のみ、あるいは糸輪のみでは、結合の機能を果たすことはできない。このため、例えば、フック状突起、あるいは糸輪等のいずれか一方で結合の機能を果たす部材と比較すると、コスト高になる。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、本発明が解決しようとする課題は、樹脂製品を繊維製品に張り付け可能にするため、樹脂製品の接触面に複数の糸状の突起を低コストで形成できるようにすることである。

上記した課題は、各請求項の発明によって解決される。請求項１の発明は、樹脂製品本体部の接触面が繊維製品に張り付きが可能なように、前記接触面に複数の糸状の突起が形成されている樹脂製品を製造する樹脂製品の製造方法であって、先端が鋭角に形成された板状金属の先端を前記樹脂製品本体部の接触面に押し込む押し込み工程と、前記押し込み工程の前、あるいは押し込み工程中に前記板状金属を前記樹脂製品本体部の樹脂素材の溶融温度より高い温度まで加熱する加熱工程と、前記板状金属の先端の周囲にある前記樹脂製品本体部の樹脂素材が溶融して溶融樹脂となり、前記溶融樹脂の周囲の樹脂素材が固化している状態で、前記板状金属を前記樹脂製品本体部の接触面から引き抜く引き抜き工程と、を有しており、前記引き抜き工程では、前記板状金属の先端に付着した前記溶融樹脂が前記樹脂製品本体部の溶融樹脂から引き離されることで、前記溶融樹脂が糸状に伸びて前記突起が形成される。

本発明によると、板状金属の先端を加熱して樹脂製品本体部に押し込み、さらに板状金属を引き抜くようにする。これにより、板状金属の先端に付着した溶融樹脂が樹脂製品本体部の溶融樹脂から引き離されることで、前記溶融樹脂が糸状に伸びて前記突起が形成される。即ち、樹脂製品本体部の接触面の一部を溶融させて引き出すことで、糸状の突起を形成できるため、低コストで糸状の突起が形成された樹脂製品を製造できるようになる。また、樹脂製品は、複数の糸状の突起により繊維製品等に張り付けられる構成のため、樹脂製品が張り付けられる繊維製品側には何ら引っ掛け構造は必要とされない。即ち、マジックテープ（登録商標）等のように、張り付け側（一方）にフック状の突起を形成し、被貼り付け側（他方）にフック状の突起が掛けられる糸輪を設ける構造と比べて、経済的である。

請求項２の発明によると、板状金属を往復移動させることで、前記板状金属の先端を前記樹脂製品本体部の接触面に対して押し込み、あるいは引き抜く構成であり、前記樹脂製品本体部の接触面と、前記板状金属の往復移動方向との成す角は鋭角に設定されており、前記板状金属の先端角度と前記成す角との和が90度よりも小さな値に設定されている。これにより、微細な糸状の突起を効率良く製造できるようになる。

請求項３の発明によると、定位置に設置されている固定装置と、前記固定装置に対して往復移動が可能な可動装置とを準備し、多数の前記板状金属を前記固定装置、あるいは可動装置のいずれか一方に固定し、前記樹脂製品本体部の接触面を前記往復移動方向に対して所定角度だけ傾斜させた状態で、前記樹脂製品本体部を前記固定装置、あるいは可動装置のいずれか他方にセットする。これにより、樹脂製品本体部の接触面に多数の突起を一度に成形できるようになる。

請求項４の発明によると、樹脂製品本体部の接触面に対して板状金属を往復移動させて、前記糸状の突起を形成した後、前記樹脂製品本体部を予め決められた角度だけ回動させ、前記樹脂製品本体部の接触面に対して前記板状金属を往復移動させて、別の方向を向いた前記糸状の突起を形成する。このように、樹脂製品本体部の接触面に方向の異なる糸状の突起を形成することで、樹脂製品を繊維製品に良好に張り付けられるようになる。

請求項５の発明によると、樹脂製品本体部の接触面に対して垂直に設けられた回転中心軸を中心にして前記樹脂製品本体部を予め決められた角度だけ回動させる。これにより、樹脂製品本体部の接触面に方向の異なる糸状の突起を効率的に形成できるようになる。

本発明によると、樹脂製品を繊維製品に張り付け可能にするため、樹脂製品の接触面に複数の糸状の突起を低コストで形成できるようになる。

本発明の実施形態１に係る樹脂製品の模式縦断面図である。前記樹脂製品の製造に使用される板状金属の拡大斜視図である。樹脂製品本体部の接触面に糸状の突起を形成する方法を表す側面図である。樹脂製品本体部の接触面に糸状の突起を形成する装置を表す側面図である。樹脂製品本体部の接触面に糸状の突起を形成する際の実施例、及び比較例を表示する表である。樹脂製品本体部の接触面に糸状の突起を形成する方法を表す側面図である。樹脂製品本体部の接触面に糸状の突起を形成する方法を表す側面図である。樹脂製品本体部の接触面に糸状の突起を形成する方法を表す斜視図である。樹脂製品本体部の接触面に糸状の突起を形成する方法を表す側面図である。樹脂製品本体部の接触面に糸状の突起を形成する方法を表す側面図である。板状金属の傾斜角度を変えた状態を表す側面図である。変更例に係る糸状の突起を形成する方法を表す側面図である。変更例に係る糸状の突起の側面図である。

［実施形態１］
＜樹脂製品１０の構成について＞
以下、図１から図１３に基づいて本発明の実施形態１に係る樹脂製品１０、及びその製造方法について説明する。本実施形態に係る樹脂製品１０は、例えば、腕や脚部に巻き付けられる樹脂バンドであり、繊維製品に接触する面１２ｆ（接触面１２ｆ）に、図１に示すように、糸状の突起１３（太さ約400μm）が多数形成されている。そして、多数の微細な突起１３が繊維製品に絡まることで、樹脂製品１０が繊維製品に張り付けられる。即ち、樹脂製品１０は、樹脂バンド本体部１２と、その樹脂バンド本体部１２の接触面１２ｆに形成された多数の糸状の突起１３とから構成されている。即ち、前記樹脂バンド本体部１２が本発明の樹脂製品本体部に相当する。ここで、樹脂製品１０の樹脂素材としては、例えば、融点が95℃〜130℃のポリエチレン樹脂（ＰＥ）が使用される。

＜樹脂製品１０の突起製造装置２０について＞
樹脂製品１０の突起製造装置２０は、樹脂バンド本体部１２の接触面１２ｆに多数の糸状の突起１３を形成する装置である。突起製造装置２０は、図３等に示すように、加熱した板状金属２１の先端を樹脂バンド本体部１２の接触面１２ｆに押し込み、その板状金属２１の周囲の樹脂素材が溶融した状態で板状金属２１を引き抜くことで糸状の突起１３を形成する。突起製造装置２０は、図４に示すように、樹脂バンド本体部１２を所定位置に位置決めする固定装置２２と、多数の板状金属２１を水平に保持した状態で前後移動（水平移動）する可動装置２６とから構成されている。なお、図４等に記載された前後、及び上下は突起製造装置２０の前後、及び上下に対応している。

固定装置２２は、樹脂バンド本体部１２の接触面１２ｆを水平線に対して角度φで傾斜させた状態に保持できるように構成されている。固定装置２２は、図４に示すように、樹脂バンド本体部１２を支持する傾斜回転テーブル２５と、傾斜回転テーブル２５の回転中心軸２５ｊを回転可能な状態で支持するテーブル支持架台２４とを備えている。回転中心軸２５ｊは傾斜回転テーブル２５に対して垂直に設けられており、前記回転中心軸２５ｊがテーブル支持架台２４に設けられたモータ等の駆動機構（図示省略）に連結されている。これにより、固定装置２２の駆動機構が動作することで、傾斜回転テーブル２５が回転中心軸２５ｊの軸心回りに回動するようになる。また、固定装置２２では、テーブル支持架台２４に対する回転中心軸２５ｊの傾斜角度が調整可能なように構成されている。これにより、傾斜回転テーブル２５の水平線に対する傾斜角度φを、図５の表に示すように、15°（実施例１）、30°（実施例２）、45°（実施例３）、55°（実施例４）と変化させることが可能になる。

可動装置２６は、図４に示すように、多数の板状金属２１を互いに平行な状態で水平に支持する金具支持架台２７を備えている。即ち、金具支持架台２７の下側には、多数の板状金属２１を支持する金具支持部２７ｓが傾斜した状態で設けられている。そして、多数の板状金属２１が傾斜回転テーブル２５上の樹脂バンド本体部１２（接触面１２ｆ）の突起形成部位に対応して等間隔で位置決めされている。また、金具支持架台２７の金具支持部２７ｓには、多数の板状金属２１を加熱する加熱装置２８が設けられている。加熱装置２８は、多数の板状金属２１を樹脂素材の融点以上に加熱できるように構成されている。

上記構成により、可動装置２６が所定距離だけ前進することで、加熱装置２８に加熱された板状金属２１の先端が、図３に示すように、傾斜回転テーブル２５上の樹脂バンド本体部１２の接触面１２ｆに対して角度φの方向から押し込まれるようになる。また、可動装置２６が後進することで、各々の板状金属２１の先端が傾斜回転テーブル２５にセットされた樹脂バンド本体部１２の接触面１２ｆから角度φの方向に引き抜かれる。即ち、前記突起製造装置２０の前後方向が本発明における板状金属の往復移動方向に相当する。

＜板状金属２１について＞
板状金属２１は、図２等に示すように、先端楔形部２１ｋと帯板部２１ｗとからなるカッター刃形状の鋼板であり、図５の表に示すように、糸状の突起１３のサイズに応じて板厚寸法ｔが0.1mm、あるいは0.3mmのものが使用される。また、板状金属２１の先端角度θは、例えば、35°に設定されている。さらに、板状金属２１は、図３に示すように、樹脂バンド本体部１２の接触面１２ｆに対して垂直な面と平行になるように保持されている。そして、この状態で、板状金属２１は、前記樹脂バンド本体部１２の接触面１２ｆに対して角度φの方向から押し込まれ、あるいは角度φの方向に引き抜かれる。ここで、板状金属２１の先端角度θと、樹脂バンド本体部１２の接触面１２ｆに対する板状金属２１の往復移動方向（前後方向（水平方向））の成す角（角度φ）との和は、図３に示すように、90°よりも小さな値に設定されている。

＜樹脂製品１０の突起形成方法について＞
次に、突起製造装置２０を使用して樹脂製品１０の樹脂バンド本体部１２に糸状の突起１３を形成する方法について説明する。先ず、突起製造装置２０のテーブル支持架台２４に対する回転中心軸２５ｊの傾斜角度を調整し、板状金属２１の往復移動方向（水平方向）に対する傾斜回転テーブル２５の傾斜角度φを調整する。ここで、傾斜角度φ（角度φ）は、図５の表に示すように、15°、30°、45°、55°のいずれかに設定するのが好ましい。次に、図４に示すように、接触面１２ｆを表側にした状態で樹脂バンド本体部１２を傾斜回転テーブル２５上にセットする。また、糸状の突起１３の太さ寸法に合わせて、板状金属２１の厚み寸法を決定し、厚み寸法が0.1mmの板状金属２１、あるいは厚み寸法が0.3mmの板状金属２１のいずれかを突起製造装置２０の金具支持架台２７にセットする。

次に、突起製造装置２０の金具支持架台２７に設けられた加熱装置２８により、板状金属２１を樹脂バンド本体部１２の樹脂素材の融点（溶融温度）以上に加熱する。この状態で、突起製造装置２０の金具支持架台２７を所定寸法だけ前進させ、図６に示すように、板状金属２１の先端を樹脂バンド本体部１２の接触面１２ｆに押し込むようにする。そして、一定時間後、板状金属２１の先端の周囲にある樹脂バンド本体部１２の樹脂素材が溶融し、その溶融樹脂１２ｍの周囲の樹脂素材が固化している状態で、突起製造装置２０の金具支持架台２７を後進させる。これにより、板状金属２１の先端が樹脂バンド本体部１２の接触面１２ｆから引き抜かれる。この結果、図７〜図９に示すように、板状金属２１の先端に付着した溶融樹脂１２ｍが樹脂バンド本体部１２の溶融樹脂１２ｍから引き離され、前記溶融樹脂１２ｍが糸状に伸ばされる。そして、板状金属２１の先端に付着した溶融樹脂１２ｍが外れ、あるいは糸状に伸ばされた溶融樹脂１２ｍが途中で切れることで、図１０に示すように、糸状の突起１３が形成される。

ここで、板状金属２１の先端（先端楔形部２１ｋの先端）は、図２に示すように、傾斜上面２１ｕ、及び両側壁面２１ｓが平坦面であるため、溶融樹脂１２ｍが付着し易い。このため、板状金属２１の先端を樹脂バンド本体部１２の接触面１２ｆから引き抜く際、溶融樹脂１２ｍが良好に伸ばされる。なお、図５における表の比較例に示すように、板状金属２１の代わりに先端が円錐形の針形状金属を使用した場合、溶融樹脂１２ｍが前記針形状金属の先端に付着し難く、溶融樹脂１２ｍを良好に伸ばすことができなかった。

このようにして、樹脂バンド本体部１２の接触面１２ｆに多数の糸状の突起１３を形成した後、さらに突出方向が異なる突起１３を形成する場合には、突起製造装置２０の傾斜回転テーブル２５を回転中心軸２５ｊの軸心回りに所定角度回転させる。そして、上記したように、突起製造装置２０の金具支持架台２７を所定寸法だけ前進させ、さらに、一定時間後、金具支持架台２７を後進させることで、突出方向が異なる突起１３を形成することができる。また、傾斜角度が異なる突起１３を形成する場合には、傾斜回転テーブル２５の傾斜角度φを調整した後、上記手順を繰り返すことで、傾斜角度が異なる突起１３を形成することができる。

＜本実施形態に係る樹脂製品１０の長所＞
本実施形態に係る樹脂製品１０の製造方法によると、板状金属２１の先端を加熱して樹脂バンド本体部１２の接触面１２ｆ（樹脂製品本体部）に押し込み、さらに板状金属２１を引き抜くようにする。これにより、板状金属２１の先端に付着した溶融樹脂１２ｍが樹脂バンド本体部１２の溶融樹脂１２ｍから引き離され、前記溶融樹脂１２ｍが糸状に伸びて突起１３が形成される。即ち、樹脂バンド本体部１２の接触面１２ｆの一部を溶融させて引き出すことで、糸状の突起１３を形成できるため、低コストで糸状の突起１３が形成された樹脂製品１０を製造できるようになる。また、樹脂製品１０は、複数の糸状の突起１３により繊維製品等に張り付けられる構成のため、樹脂製品１０が張り付けられる繊維製品側には何ら引っ掛け構造は必要とされない。即ち、マジックテープ（登録商標）等のように、張り付け側（一方）にフック状の突起を形成し、被貼り付け側（他方）にフック状の突起が掛けられる糸輪を設ける構造と比べて、経済的である。

また、突起製造装置２０は、板状金属２１を水平方向に往復移動させることで、板状金属２１の先端を樹脂バンド本体部１２の接触面１２ｆに対して押し込み、あるいは引き抜く構成であり、樹脂バンド本体部１２の接触面１２ｆと、水平線（往復移動方向）との成す角は角度φに設定されている。そして、角度φと板状金属２１の先端角度θとの和が90度よりも小さな値に設定されている（図３参照）。これにより、微細な糸状の突起１３を効率良く製造できるようになる。また、樹脂バンド本体部１２の接触面１２ｆに方向の異なる糸状の突起１３を形成することで、樹脂製品１０を繊維製品に良好に張り付けられるようになる。

＜変更例＞
なお、本発明は上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における変更が可能である。例えば、本実施形態では、図３等に示すように、板状金属２１の先端楔形部２１ｋの傾斜上面２１ｕを上側にする例を示した。しかし、図１１に示すように、板状金属２１の先端楔形部２１ｋの傾斜上面２１ｕを下側にすることも可能である。また、本実施形態では、図３等に示すように、板状金属２１の往復移動方向（水平方向）に対して傾斜回転テーブル２５の傾斜角度φが鋭角になるように調整する例を示した。しかし、図１２に示すように、板状金属２１の往復移動方向（水平方向）と傾斜回転テーブル２５のテーブル面とを直角に配置し、樹脂バンド本体部１２の接触面１２ｆに対して直角に突起１３を形成することも可能である。この場合、図１３に示すように、突起１３の先端が重力で垂れ下がるようにすることで、突起１３の先端にフック状の部位を形成することができる。

また、本実施形態では、突起製造装置２０の固定装置２２に樹脂バンド本体部１２をセットし、可動装置２６に板状金属２１と加熱装置２８とを設ける例を示した。しかし、突起製造装置２０の可動装置２６に樹脂バンド本体部１２をセットし、固定装置２２に板状金属２１と加熱装置２８とを設ける構成でも可能である。また、本実施形態では、板状金属２１を樹脂バンド本体部１２の接触面１２ｆに押し込む前に、前記板状金属２１を加熱装置２８により加熱する例を示した。しかし、板状金属２１を樹脂バンド本体部１２の接触面１２ｆに押し込む際に、前記板状金属２１を加熱装置２８により加熱することも可能である。また、本実施形態では、樹脂バンド本体部１２の樹脂素材としてポリエチレン樹脂（ＰＥ）を使用する例を示した。しかし、ポリエチレン樹脂（ＰＥ）の代わりにポリプロピレン樹脂（ＰＰ）等を使用することも可能である。

１０・・・・樹脂製品
１２・・・・樹脂バンド本体部（樹脂製品本体部）
１２ｆ・・・接触面
１２ｍ・・・溶融樹脂
１３・・・・突起
２１・・・・板状金属
２２・・・・固定装置
２４・・・・テーブル支持架台
２５ｊ・・・回転中心軸
２５・・・・傾斜回転テーブル
２６・・・・可動装置
２７・・・・金具支持架台
２７ｓ・・・金具支持部
２８・・・・加熱装置

Claims

樹脂製品本体部の接触面が繊維製品に張り付きが可能なように、前記接触面に複数の糸状の突起が形成されている樹脂製品を製造する樹脂製品の製造方法であって、
先端が鋭角に形成された板状金属の先端を前記樹脂製品本体部の接触面に押し込む押し込み工程と、
前記押し込み工程の前、あるいは押し込み工程中に前記板状金属を前記樹脂製品本体部の樹脂素材の溶融温度より高い温度まで加熱する加熱工程と、
前記板状金属の先端の周囲にある前記樹脂製品本体部の樹脂素材が溶融して溶融樹脂となり、前記溶融樹脂の周囲の樹脂素材が固化している状態で、前記板状金属を前記樹脂製品本体部の接触面から引き抜く引き抜き工程と、を有しており、
前記引き抜き工程では、前記板状金属の先端に付着した前記溶融樹脂が前記樹脂製品本体部の溶融樹脂から引き離されることで、前記溶融樹脂が糸状に伸びて前記突起が形成される樹脂製品の製造方法。
請求項１に記載の樹脂製品の製造方法であって、
前記板状金属を往復移動させることで、前記板状金属の先端を前記樹脂製品本体部の接触面に対して押し込み、あるいは引き抜く構成であり、
前記樹脂製品本体部の接触面と、前記板状金属の往復移動方向との成す角は鋭角に設定されており、
前記板状金属の先端角度と前記成す角との和が90度よりも小さな値に設定されている樹脂製品の製造方法。
請求項１又は請求項２のいずれかに記載の樹脂製品の製造方法であって、
定位置に設置されている固定装置と、前記固定装置に対して往復移動が可能な可動装置とを準備し、
多数の前記板状金属を前記固定装置、あるいは可動装置のいずれか一方に固定し、
前記樹脂製品本体部の接触面を前記往復移動方向に対して所定角度だけ傾斜させた状態で、前記樹脂製品本体部を前記固定装置、あるいは可動装置のいずれか他方にセットする樹脂製品の製造方法。
請求項２から請求項３のいずれかに記載の樹脂製品の製造方法であって、
前記樹脂製品本体部の接触面に対して前記板状金属を往復移動させて、前記糸状の突起を形成した後、
前記樹脂製品本体部を予め決められた角度だけ回動させ、前記樹脂製品本体部の接触面に対して前記板状金属を往復移動させて、別の方向を向いた前記糸状の突起を形成する樹脂製品の製造方法。
請求項４に記載の樹脂製品の製造方法であって、
前記樹脂製品本体部の接触面に対して垂直に設けられた回転中心軸を中心にして前記樹脂製品本体部を予め決められた角度だけ回動させる樹脂製品の製造方法。