JP6876459B2

JP6876459B2 - 長尺の発泡部品

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Publication number: JP6876459B2
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Authority: JP
Inventors: 村田　誠志郎; 誠志郎村田
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Priority date: 2017-02-14
Filing date: 2017-02-14
Publication date: 2021-05-26
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Also published as: JP2018130855A

Description

本発明は、寸法安定性に優れる熱可塑性樹脂発泡体からなる長尺発泡部品に関する。

一般に熱可塑性樹脂発泡体からなる成形品は軽量であり、柔軟性を有するが一定の剛性も有し、衝撃吸収性にも優れているため自動車部品や梱包資材、生活雑貨等非常に広い分野で多用されている。しかし、樹脂発泡体は一般に樹脂が多量の空気あるいはガスを内包する独立気泡の無数の気泡から構成されており、そのため線膨張率が大きく周囲の温度変化による伸縮が大きい。このため、小型部品であれば寸法変化量も小さいため問題とはなりにくいが、長尺発泡部品では線膨張等による寸法変化量が大きくなる問題があった。

また、樹脂発泡体の中でも自由な形状に容易に成形できる熱可塑性樹脂発泡粒子成形体は、金型中へ発泡粒子を充填した後、スチーム等で加熱し発泡粒子を溶着し、その後冷却して取り出す工程を経て成形される。しかし、発泡粒子の発泡倍率の僅かな差異、スチームの温度や圧力、冷却水の温度、成形機の個体差、金型から取り出す際の外気温の影響、気泡内外のガス透過速度の影響等により発泡粒子成形体からなる成形品の寸法バラツキが他の樹脂部品に比べ大きいという問題があった。従って、発泡粒子成形体が、周囲の温度変化による伸縮に加え、成形時の成形寸法のバラツキによる寸法差が加わるため、特に長尺の発泡粒子成形体からなる成形品では、他部品との組み付け上の問題、すなわち実用上好ましくない大きな隙間が生じたり、あるいは他部品に干渉し変形してしまう等の問題があった。

そこで、長尺発泡部品の寸法精度確保のために、従来においては第一の方法として、寸法精度を維持するために、後加工で切断仕上げする方法、あるいは長尺となることを避けるため、複数に分割する等の手段がやむなく講じられてきた。

第二の方法として、発泡粒子成形体からなる成形品の伸縮を抑制しようとする方法であって、補強や部品としての取付け手段を付加する目的も兼ね、線膨張係数が小さく剛性のある素材、例えば金属製のワイヤーフレームを予め金型中へセットし、その後、金型中に熱可塑性樹脂発泡粒子を充填しワイヤーフレームをインサート成形する方法がある。この方法は自動車のサンバイザー、リアシートクッションの軽量化を目的とした部品等で一部用いられている。金属製のワイヤーフレーム等の温度変化による伸縮が小さい材料からなる枠体に囲まれた内側に位置する発泡粒子成形体は、温度変化による伸縮を前記枠体によって強制的に抑制されるため、発泡粒子成形体の部品全体としての温度変化による寸法変化は、主に枠体によって囲まれた範囲の外側に位置する合成樹脂発泡体の伸縮だけとなるため、部品全体としての寸法安定性を多少良化することができる。

また、特許文献１には、発泡ポリプロピレンシートの両面に、ガラス繊維シートの両面をポリプロピレンシートによってラミネートしたガラス繊維シートラミネ−ト構造体が、それぞれ積層されて形成された７層構造のポリプロピレンフォーム積層体を有してなる自動車内装天井成形用部材が開示されている。ガラス繊維を使用することによって寸法精度を確保しようとする方法である。

特開２００３−３４１９２号公報

第一の方法の場合は、合成樹脂型内発泡体からなるトラックの仮眠ベッド、乗用車の一体型後席用シートバック、家具用のクッション材等発泡部品の場合に見られるが、後加工や分割によりコストアップとなり、後加工可能又は分割可能な用途に限定しなければならないという問題があった。

第二の方法の場合は、ワイヤーフレームの強度が、当該フレームを設ける本来の目的が達成できる範囲、かつ軽量化も達成できる範囲の曲げ強度や引張強度に設定されている場合、あるいは形状や設置位置に偏りがあった場合には、発泡部品を得ようとすると、型内成形直後において発泡粒子成形体が金型から取り出され外気に触れた際に生じる強い収縮力に負け、合成樹脂型内発泡体の部品全体に反り等の変形が生じ、その反り等が残留してしまう問題があった。

特許文献１の発明は、ポリプロピレンフォーム積層体の構造が複雑であるため製造コストが高価になるという問題があった。また、用途として自動車内装天井成形部材としては適するが、乗用車の一体型後席用シートバックコアやシートクッションコア、建屋の柱間に埋め込む断熱材には適さないという問題があった。

そこで、本発明の目的は、用途として乗用車の後席用シートバックコアやシートクッションコア、家具、トラック用仮眠ベッド、それらの芯材などとしての使用に適し、軽量で優れた寸法精度が確保できる合成樹脂発泡体からなる発泡部品を提供することである。

本発明の長尺の発泡部品１は、
（１）長手方向Ｌと短手方向Ｓと厚み方向Ｔを有する熱可塑性樹脂発泡粒子成形体からなる基材２と、前記基材の長手方向又は短手方向の対向する両端内部に設けた一対の移動規制部２２と、前記移動規制部同士を連結する連結部２３とを有する寸法規制具３と、を備え、前記基材は、前記基材を前記連結部と交差する方向に複数の基材部分に離隔する１つ以上の継手構成部１２を有し、該継手構成部は、隣接する２つの基材部分を連結する単数又は複数の継手部５により構成されているとともに、該継手部の両端に位置する基材部分とのそれぞれの連結部位の位置を長手方向、短手方向及び／又は厚み方向にてずれた状態とする、又は、前記連結部位の位置を長手方向、短手方向及び厚み方向で正対させて前記継手部を屈曲形体とすることで、該継手部の各々は、該基材が収縮もしくは膨張したときに、該隣接する２つの基材部分の間の相対移動を許すように変形可能であり、前記寸法規制具が前記基材の内部にインサート成形にて一体に設けられていることを特徴とする長尺の発泡部品１、
（２）前記寸法規制具３は、前記基材の長手方向Ｌ又は短手方向Ｓの両端内部に設けた移動規制部２２，２２と前記移動規制部同士を移動規制部の両端部にて連結する連結部２３，２３とを有する環状の形態であることを特徴とする上記（１）に記載の長尺の発泡部品、
（３）前記寸法規制具３は、金属製のワイヤーフレームであることを特徴とする上記（１）または（２）に記載の長尺の発泡部品、
（４）前記基材２は、ＪＩＳＫ７２２１−２（２００６）の曲げ試験における曲げ撓み量が２０ｍｍ以上、かつ２０ｍｍ撓み時の荷重が２〜１００Ｎである上記（１）〜（３）のいずれかに記載の長尺の発泡部品１、
（５）前記熱可塑性樹脂発泡粒子成形体の基材樹脂がポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、およびこれらの複合樹脂から選択されるいずれかの樹脂である上記（１）〜（４）のいずれかに記載の長尺の発泡部品１。

本発明の寸法規制具がインサート成形されている発泡粒子成形体からなる長尺の発泡部品は、該成形体を得る際の発泡粒子型内成形直後の成形体収縮による寸法規制具の変形、長尺の発泡部品の変形や、型内成形後の温度変化による発泡粒子成形体の伸縮を効果的に抑制することができる。

本発明の長手方向に分割された離隔状態の基材部分からなる発泡部品の一つの形態を示す図であり、（ａ）は平面図で、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ断面図である。寸法規制具の形態を示す平面図である。寸法規制具の他形態を示す平面図である。基材の厚みと継手部の厚みが同じ場合の一つの形態の継手構成部の曲げ変形の説明図で、（ａ）は無負荷時を示す図で、（ｂ）は基材が伸長して縮小方向の負荷が加わった場合の継手構成部の曲げ変形を示す図で、（ｃ）は基材が縮小して拡張方向の負荷が加わった場合の継手構成部の曲げ変形を示す図である。基材の厚みと継手部の厚みが同じ場合の他の形態の継手構成部の曲げ変形の説明図で、（ａ）は無負荷時を示す図で、（ｂ）は基材が伸長して縮小方向の負荷が加わった場合の曲げ変形を示す図で、（ｃ）は基材が縮小して拡張方向の負荷が加わった場合の曲げ変形を示す図である。離隔状態の基材部分を継手構成部にて相互に連結した形態を示す説明図で、（ａ）は基材の長手方向の２か所に継手構成部を設けた形態を示す図で、（ｂ）は基材の短手方向の端部２か所に継手構成部を設けた形態を示す図である。本発明の短手方向に分割された離隔状態の基材部分からなる発泡部品の一つの形態を示す図であり、（ａ）は平面図で、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ断面図である。基材の厚みと継手部の厚みが同じ場合の継手構成部の他の形態の事例の説明図で、（ａ）は継手部がＩ字型の場合で、（ｂ）は継手部がＶ字型の場合で、（ｃ）は継手部がＸ字型の場合を示す図である。基材の厚みと継手部の厚みが異なる場合の継手構成部の他の形態の事例の説明図で、（ａ）は平面図で、（ｂ）は正面図を示した図である。基材の厚みと継手部の厚みが異なる場合の継手構成部の他の形態の事例の説明図で、（ａ）は平面図で、（ｂ）は正面図を示した図である。基材の厚みと継手部の厚みが異なる場合の継手構成部の他の形態の事例の説明図で、（ａ）は平面図で、（ｂ）は正面図を示した図である。

本発明の長尺の発泡部品１は、長手方向と短手方向と厚み方向を有する熱可塑性樹脂発泡粒子成形体からなり、好ましくはシートクッションコア、シートバックコアとして車両用の座席部材として使用できる。該発泡部品１は、車両用のシートクッションコアとして使用する場合は、車幅方向が長手方向、車両前後方向が短手方向、車幅方向と車両前後方向とに直交する方向が厚み方向に相当し、シートバックコアとして使用する場合は、車幅方向が長手方向、車両シートバックの上下方向が短手方向、車幅方向と車両シートバックの上下方向とに直交する方向が厚み方向に相当する。なお、本発明における長尺とは、長手方向Ｌの寸法が概ね６５０ｍｍ以上のものである。更に、本発明の発泡部品１は、例えば図１に示すように、平面視において直交する長手方向Ｌと短手方向Ｓを有する概ね矩形形状の基材２と、前記基材２の長手方向Ｌの両端内部にインサート成形されて一体に設けられている移動規制部２２を有し、かつ前記規制部２２同士を連結部２３で連結させた、温度変化による寸法収縮が基材２よりも小さく剛性を有する材料からなる寸法規制具３と、を備え、前記基材２は、前記基材２の長手方向Ｌの両端側を構成する離隔状態の基材部分１０、１１と、連結部２３と交差する任意の位置で前記離隔状態の両端側の基材部分１０、１１を連結する継手構成部１２とにより構成され、例えば、前記継手構成部１２の継手部５と前記両端側の基材部分１０、１１とのそれぞれの連結部位Ｋの位置を長手方向Ｌ、短手方向Ｓ又は厚み方向Ｔでずれた状態とし、又は、前記連結部位Ｋの位置を長手方向Ｌ、短手方向Ｓ及び厚み方向Ｔで正対させている場合は前記継手部５を屈曲形体とし、前記継手部５が長手方向Ｌに曲げ変形することによって前記基材２の長手方向の全長寸法が安定して一定の範囲内の値となる長尺の発泡部品である。なお、寸法規制具３は、基材２内にインサート成形されて基材２と一体に設けられている。また、離隔状態の基材部分は、断続的に形成された継手部５にて連結されていてもよい。本発明において継手構成部１２は、基材２の伸縮に伴う応力を吸収部分として機能する。

本発明は、第一に熱可塑性樹脂発泡粒子成形体からなる基材２が、長手方向Ｌ又は短手方向Ｓの圧縮又は引張に対して柔軟に長さを変えることができるように継手構成部１２を有するようにし、第二に前記合成樹脂発泡体からなる発泡部品１に、剛性を有するフレーム、ワイヤー又はプレート状等の寸法規制具３の移動規制部２２を、基材２内にインサート成形して基材２と一体に設けたものであっても、前記発泡粒子成形体からなる発泡部品１の長手方向および／又は短手方向の寸法精度を確保できる長尺の発泡部品を提供する発明である。

本発明の長尺発泡部材には、熱可塑性樹脂発泡粒子の型内成形体が使用される。該発泡粒子は、多量の空気、またはガスを内包するセルから構成された材料であるため、型内成形に使用するスチームの温度、圧力、冷却水の温度、成形機の個体差、外気温、原料発泡粒子の発泡倍率のバラツキ等、非常に多くの因子により発泡粒子成形体の寸法バラツキを生じる。例えばポリプロピレン発泡粒子成形体の場合、一般に製品寸法に対し±０．７~１．２％程度の寸法バラツキを生じる。そのバラツキは例えば発泡粒子成形体の長さ１，０００ｍｍである場合±１０ｍｍ前後に相当する。したがって、長尺の発泡粒子成形体に寸法規制具３をインサート成形すると型内成形後において発泡粒子成形体の強い収縮力に負け、寸法規制具３が変形して合成樹脂型内発泡体の部品全体にソリなどの変形が生じ残留してしまう現象が見られる。
本発明の発泡部品１は、熱可塑性樹脂発泡粒子成形体の寸法精度がバラツキやすい性質を折り込みながら寸法精度を確保できる構造を提供するものである。

まず、基材２について説明する。基材２を構成している熱可塑性樹脂発泡粒子成形体は、熱可塑性樹脂発泡粒子を金型へ充填した後、加熱することで発泡粒子を相互に融着させ一体化させて形成される。具体的にはポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂とポリスチレン系樹脂との複合樹脂（改質ポリスチレン樹脂）等を基材樹脂とする熱可塑性樹脂発泡粒子成形体であり、特にポリプロピレン基材樹脂とする熱可塑性樹脂発泡粒子成形体が好ましい。ただし、上記の熱可塑性樹脂発泡粒子成形体としては、曲げ変形によって容易に破断、あるいは不可逆性の変形を生じる脆性の高い材料は適さない。なお、基材２を構成する発泡粒子成形体の密度は、本発明の発泡部材を車両用座席の芯材やシートバックの芯材等として使用する場合は、発泡粒子成形体の寸法精度を維持することが難しくはなるが、軽量性、剛性などの必要物性の観点から０．０１５〜０．３ｇ／ｃｍ^３、更に０．０２〜０．２ｇ／ｃｍ^３、特に０．０２５〜０．１ｇ／ｃｍ^３であることが好ましい。上記発泡粒子成形体の密度は、発泡粒子成形体の質量を該成形体の体積で除することにより算出される。

基材２は、ＪＩＳＫ７２２１−２（２００６）の曲げ試験における曲げ撓み量が２０ｍｍ以上、かつ２０ｍｍ撓み時の荷重が２〜１００Ｎの物性を満足する熱可塑性樹脂発泡粒子成形体であることが、所期の目的を十分に達成する観点から、特に好ましい。

更に、前記基材２は長手方向Ｌ又は短手方向Ｓの隣接する２つの基材部分１０、１１と、前記基材部分１０、１１を連結する１つ以上の継手構成部１２から構成されている。隣接する２つの基材部分１０、１１の連結部位Ｋは、継手構成部１２の単数又は複数の継手部５で連結されている。基材部分１０、１１同士が継手部５で連結していることにより、発泡部品１が発泡粒子成形体の伸縮する力を受けても継手部がその力を効率的に吸収、分散することにより発泡部品１の寸法精度のバラツキ、変形を抑制することができる。なお、継手部５の両側の基材部分１０、１１同士は、継手部５のみで連結していることが上記観点から好ましい。

次に、寸法規制具３について説明する。寸法規制具３は、基材２と一体成形する場合において、基材２の長手方向Ｌ又は短手方向Ｓの両端内部に位置するように形成された移動規制部２２，２２と、前記移動規制部同士を連結部２３で連結させている。連結部２３で連結させたことによって移動規制部２２同士の両端間の寸法が安定して一定の値となる。

また、寸法規制具３は、温度変化による寸法収縮が基材２よりも小さく剛性を有する材料からなる。線膨張率が小さく（通常、５×１０^−６／℃〜３０×１０^−６／℃）剛性に富む（通常、ＪＩＳＧ３５３２に基づく引張強さが２００Ｎ／ｍｍ^２〜２０００Ｎ／ｍｍ^２、好ましくは引張強さが２５０Ｎ／ｍｍ^２〜１３００Ｎ／ｍｍ^２）寸法規制具３の材料としては、具体的には鉄、アルミ等の金属、木材、または、ガラス繊維、炭素繊維、ポリアミド繊維等で補強された樹脂等が挙げられ、中でも金属製のものが好ましい。また、寸法規制具は、直径が２〜８ｍｍ、ＪＩＳＧ３５３２に基づく引張強さが２００Ｎ／ｍｍ^２以上のワイヤー材にて構成することが、軽量性、基材の補強の観点から好ましい。

寸法規制具３は、移動規制部２２や連結部２３の形態として、略板状構造体、棒状構造体の形態や、図２に示すようにワイヤーフレーム状の線状構造体等の形態がある。前記移動規制部２２の形態と前記連結部２３の形態との組み合わせは任意に選択することができ、例えば、図２に示すように寸法規制具３の全体形状としては、環状の形態や図３に示すようにＨ字状の形態が挙げられる。なお、寸法規制具３は、軽量性、基材の補強の観点から、図２に示すように、前記基材２の長手方向Ｌ又は短手方向Ｓの両端部に設けられる移動規制部２２，２２と前記移動規制部２２，２２同士を移動規制部の両端部にて連結する連結部２３，２３とを有する環状の形態であることが好ましく、略矩形の環状の形態であることが特に好ましい。

本発明の発泡部品１は、基材２と寸法規制具３との組み合わせで構成される。例えば、図１に示すように基材２に、図２に示すような環状の寸法規制具３を埋設されている。基材２と寸法規制具３との組み合わせは、図１、図７に示すような形態に限らず、長尺の基材２の長手方向Ｌ又は短手方向Ｓの寸法のばらつきを、後述する継手構成部１２の構成と合わせることにより抑制可能な基材２と寸法規制具３との一体成形構造であれば、どのような形態であってもよい。なお、基材２に寸法規制具３を埋設した一体成形構造の発泡部品は、従来公知の発泡粒子の金型インサート成形方法にて得られる。具体的には、金型内のインサート部材支持部に寸法規制具３を配置し、型締めして金型内に発泡粒子を充填し、スチーム加熱を行い、発泡粒子を相互に融着させると共に発泡粒子成形体と寸法規制具とを一体化させる型内成形方法を採用すればよい。

次に、継手構成部１２について説明する。継手構成部１２は、図１、図６（ａ）、図６（ｂ）、図７に示すように、基材２の長手方向Ｌ又は短手方向Ｓの隣接する２つの離隔状態の基材部分１０、１１を、連結部２３と交差する任意の位置で前記離隔状態の基材部分１０、１１を連結する単数又は複数の継手構成部１２とにより構成される。

単数の継手構成部１２の基材２に対する配設形態の例としては、図１に示すように、継手構成部１２が長手方向Ｌに１か所で、かつ短手方向Ｓの両端にわたって形成している形態や、図７に示すように、継手構成部１２が短手方向Ｓに１か所で、かつ長手方向Ｌの両端にわたって形成している形態がある。また、複数の継手構成部１２の基材２に対する配設形態の例としては、図６（ａ）に示すように、長手方向Ｌに２か所で、かつ短手方向Ｓの両端にわたって形成している形態や、図６（ｂ）に示すように、長手方向Ｌに１か所で、かつ短手方向Ｓの両端にそれぞれ形成している形態や、図示しないが、長手方向Ｌ又は短手方向Ｓに離隔状態の基材部分を、断続的に複数設けた継手部５を有する継手型構造部１２にて連結する形態等がある。継手型構造部１２の基材２に対する配設形態は、寸法規制具３の連結部２３と交差する任意の位置に配置され、継手型構造部１２が曲げ変形可能となる配設形態であればいずれの形態であってもよい。

次に、継手構成部１２の構成について説明する。継手構成部１２は、図４、図５、図８乃至図１１に示すように、継手構成部１２の両側の基材部分１０、１１同士を連結する継手部５を構成している。前記継手部５は、図４等に示すように、基材部分１０、１１とのそれぞれの連結部位Ｋの位置を長手方向Ｌ、短手方向Ｓおよび厚み方向Ｔの少なくともいずれかでずれた状態で連結し又は、図５等に示すように、前記連結部位Ｋの位置を長手方向Ｌ、短手方向Ｓ及び厚み方向Ｔで正対させて前記継手部５自体を屈曲形体としていることが好ましい。また、図示のように、継手部５の両側には継手部５を曲げ変形可能にするための空隙６又は開口型空隙６ａが設けられていることが好ましい。

隣接する２つの基材部分１０、１１とのそれぞれの連結部位Ｋの位置を長手方向Ｌ、短手方向Ｓ又は厚み方向Ｔでずれた状態で連結させたり、前記連結部位Ｋの位置を長手方向Ｌ、短手方向Ｓ及び厚み方向Ｔで正対させている場合は前記継手部５自体を屈曲形体とすることにより、継手部５を曲げ変形させることができる。基材２が温度変化等によって伸縮する際、継手部５が柔軟に曲げ変形することによって伸縮を吸収する。このことにより基材２全体が伸縮により反る等の変形を起こすことを防止できる。

また、好ましい態様として、継手構成部１２の継手部５の両側の連結部位Ｋは、継手部５のみで基材部分１０、１１と連結させて両側の基材部分１０、１１同士を直接連結させないようにするために、例えば、図６（ｂ）に示すように、長手方向Ｌに対する前記継手構成部１２の範囲であって短手方向Ｓで継手部５が存在しない範囲には両側の基材部分１０、１１同士を離隔させるための空隙６を設けている。

継手部５の形態の例を、継手部５と両側の基材部分１０、１１との連結部位Ｋの形態別に説明する。継手部５の形態は、継手部５の基材部材１０、１１との厚み関係、連結部位Ｋの長手方向Ｌ、短手方向Ｓ又は厚み方向Ｔの位置関係によって異なる。

まず、図４、図５、図８に示すように、継手部５の厚みが基材部分１０、１１の厚みと同じ場合と、図９乃至図１１に示すように、継手部５の厚みを基材部分１０、１１の厚みより薄くして異なる場合とがある。

継手部５の厚みが基材部分１０、１１の厚みと同じ場合で、連結部位Ｋを長手方向Ｌ又は短手方向Ｓでずらした継手部５の形態は、例えば、図４に示すように連結部位Ｋを短手方向Ｓでずらして開口型空隙６ａを両側に配設した形態、図８（ａ）に示すように図４に示す継手部５を変形させて連結部位Ｋを短手方向Ｓでずらして開口型空隙６ａを両側に配設した形態、図８（ｃ）に示すように連結部位Ｋを短手方向Ｓでずらした継手部５をＸ字型に形成して開口型空隙６ａと空隙６とを両側に配設した形態がある。これらの形態は例であって、継手部５の形態は長手方向及び／又は短手方向に曲げ変形可能な形態であればよい。

次に、継手部５の厚みが基材部分１０、１１の厚みと同じ場合で、連結部位Ｋを長手方向Ｌ及び短手方向Ｓ及び厚み方向Ｔで正対させている継手部５の形態は、例えば、図５に示すように連結部位Ｋの位置を長手方向Ｌ、短手方向Ｓ及び厚み方向Ｔで一致させて平面視で屈曲部を設けて略Ｕ字型とし開口型空隙６ａを両側に配設した形態、図８（ｂ）に示すように連結部位Ｋの位置を長手方向Ｌ、短手方向Ｓ及び厚み方向Ｔで一致させて平面視で屈曲部を設けて略Ｖ字型とし開口型空隙６ａを両側に配設した形態がある。これらの形態は例であって、継手部５の形態は長手方向及び／又は短手方向に曲げ変形可能な形態であればよい。

次に、継手部５の厚みが基材部分１０、１１の厚みと異なる場合で、連結部位Ｋを長手方向Ｌ、短手方向Ｓ又は厚み方向Ｔでずらした継手部５の形態は、例えば、図１０に示すように継手部５の厚みを基材部分１０、１１の厚みより薄くし、連結部位Ｋを短手方向Ｓ及び厚み方向Ｔでずらして開口型空隙６ａを両側に配設した形態、図１１に示すように継手部５の厚みを基材部分１０、１１の厚みより薄くし、連結部位Ｋを基材部材１０の方を２ケ所とし基材部材１１の方を１か所とした平面視略Ｖ字型とし、連結部位Ｋを短手方向Ｓ及び厚み方向Ｔでずらして、開口型空隙６ａと空隙６とを両側にそれぞれ配設した形態がある。これらの形態は例であって、継手部５の形態は長手方向及び／又は短手方向に曲げ変形可能な形態であればよい。

次に、継手部５の厚みが基材部分１０、１１の厚みと異なる場合で、連結部位Ｋを長手方向Ｌ、短手方向Ｓ及び厚み方向Ｔで正対させている継手部５の形態は、例えば、図９に示すように継手部５の厚みを基材部分１０、１１の厚みより薄くし、連結部位Ｋを長手方向Ｌ、短手方向Ｓ及び厚み方向Ｔで正対させて、平面視で屈曲部を設けて略Ｖ字型とし開口型空隙６ａを両側に配設した形態がある。これらの形態は例であって、継手部５の形態は長手方向及び／又は短手方向に曲げ変形可能な形態であればよい。

次に、前記継手型構造部１２の継手部５の曲げ変形について図４又は図５で説明する。図４（ａ）及び図５（ａ）に熱可塑性樹脂発泡粒子成形体からなる基材部分１０、１１の設計時の形態を示し、図４（ｂ）及び図５（ｂ）に発泡粒子成形体からなる基材部分１０、１１が寸法的に拡張してきた場合の継手部５の曲げ変形状態を示し、図４（ｃ）及び図５（ｃ）に発泡粒子成形体からなる基材部分１０、１１が寸法的に縮小してきた場合の継手部５の曲げ変形状態を示している。このように、継手部５の曲げ変形によって、発泡粒子成形体からなる基材部分１０、１１の拡張又は縮小を寸法的に吸収することができる。これにより、基材部分１０、１１の変形を防ぐことができ、発泡粒子成形体からなる長尺発泡部品１の寸法精度を安定化させることができる。

次に、空隙６、６ａの幅ついて説明する。空隙６、６ａの幅は、基材２の内部に寸法規制具３をインサート成形にて埋設した後の基材２の収縮による寸法変化等を抑制、緩和する観点から、予測される基材２の型内成形後の寸法バラツキの最大寸法と同等以上とすることが好ましい。空隙６、６ａの幅は、具体的には、３ｍｍ〜７０ｍｍ、更に５ｍｍ〜５０ｍｍ、特に１０〜２５ｍｍであることが好ましい。また継手型構造部１２は発泡粒子成形体からなる長尺発泡部品１に複数設けることができるため、空隙６、６ａの幅はその数に応じて按分することもできる。また、空隙６、６ａの周縁を形成する継手部５や基材部分１０、１１のコーナー部には、応力の集中を避けるためＲを付加することがより望ましい。

次に本発明を実施例にて説明する。実施例として想定した部品は乗用車に取り付けられるリアシートクッションの芯材である。図１に示すように長手方向に分割された離隔状態の２つの基材部分からなる発泡部品形状の金型（なお、継手構成部はインサート成形された寸法規制具を覆うように短手方向に２箇所に図５（ｃ）で示す形状の継手部を設けた。）を用意し、該金型内に図２に示すような環状形状の直径４．５ｍｍ、引張強さ（ＪＩＳＧ３５３２ＳＷＭ−Ｂ）５００Ｎ／ｍｍ^２の鉄製ワイヤー材からなるワイヤーフレームを寸法規制具として金型に挿入、支持し、続いて型締め後、該金型内に嵩密度が０．０３ｇ／ｃｍ^３、発泡粒子径が約４ｍｍのポリプロピレン系樹脂発泡粒子を充填した。次いで、金型内をスチームにより加熱する型内成形を行った。加熱方法は両面の型のドレン弁を開放した状態でスチームを５秒間供給して予備加熱（排気工程）を行った後、０．２２ＭＰａ（Ｇ）の成形蒸気圧で一方加熱を行い、さらに０．０４ＭＰａ（Ｇ）の成形蒸気圧で逆方向から一方加熱を行った後、０．３ＭＰａ（Ｇ）の成形蒸気圧で、両面から本加熱を行った。加熱終了後、放圧し、３０秒間空冷し、２４０秒間水冷して、寸法規制具が発泡粒子成形体の周縁に沿って一体成形されたポリプロピレン系樹脂発泡粒子成形体を得た。次いで、発泡粒子成形体を６０℃の雰囲気下で２４時間乾燥して養生した後、長さ１３００ｍｍ、幅４５０ｍｍ、厚み１００〜１５０ｍｍ、空隙６ａの幅が１０ｍｍの長手方向に２等分された離隔状態の２つの基材部分が２箇所の継手部にて連結された長尺発泡部品を得た。なお、寸法規制具は、発泡粒子成形体からなる基材の周縁から５０ｍｍ内側、成形体の底面から厚み方向に５０ｍｍの高さの位置に発泡粒子成形体の周縁に沿って埋め込まれていた。なお、発泡粒子成形体の厚みは、リアシートクッションの芯材として使用される際に前部となる端部が１５０ｍｍであり、後部となる端部が１００ｍｍとなるように傾斜して形成されていた。

上記インサート成形後の本発明の長尺発泡部品は、継手構成部において離隔状態の２つの基材部分の間隔が金型寸法よりも１５ｍｍ広がっており、長尺発泡部品の上方への反りが３ｍｍであった。なお、継手構成部を有していない以外は同様の比較例に相当する長尺発泡部材は、同様の測定において長尺発泡部品の上方への反りが１０ｍｍであった。

また、得られた長尺発泡部品を摂氏８０度及び−３０度の環境下へ一定時間放置し、温度変化により生じる寸法の変化を観察した。上記本発明の実施例の長尺発泡部品は、温度変化による伸縮も±３ｍｍ以下であった。なお、寸法規制具および継手構成部を有していない以外は同様の他の比較例に相当する長尺発泡部材は、同様の測定において温度変化による伸縮が約±８ｍｍであった。

上記のとおり本発明の発泡部品は、型内成形後の反りによる底面の浮き上がり、温度変化による寸法変化が抑制されており十分な寸法安定性を示した。

１発泡部品
２基材
３寸法規制具
５継手部
６空隙
６ａ開口型空隙
１０基材部分
１１基材部分
１２継手構成部
２２移動規制部
２３連結部
Ｋ連結部位
Ｌ長手方向
Ｓ短手方向
Ｔ厚み方向

Claims

長手方向と短手方向と厚み方向を有する熱可塑性樹脂発泡粒子成形体からなる基材と、
前記基材の長手方向又は短手方向の対向する両端内部に設けた一対の移動規制部と、前記移動規制部同士を連結する連結部とを有する寸法規制具と、を備え、
前記基材は、前記基材を前記連結部と交差する方向に複数の基材部分に離隔する１つ以上の継手構成部を有し、
該継手構成部は、隣接する２つの基材部分を連結する単数又は複数の継手部により構成されているとともに、該継手部の両端に位置する基材部分とのそれぞれの連結部位の位置を長手方向、短手方向及び／又は厚み方向にてずれた状態とする、又は、前記連結部位の位置を長手方向、短手方向及び厚み方向で正対させて前記継手部を屈曲形体とすることで、該継手部の各々は、該基材が収縮もしくは膨張したときに、該隣接する２つの基材部分の間の相対移動を許すように変形可能であり、
前記寸法規制具が前記基材の内部にインサート成形にて一体に設けられていることを特徴とする長尺の発泡部品。
前記寸法規制具は、前記基材の長手方向又は短手方向の両端内部に設けた移動規制部と前記移動規制部同士を移動規制部の両端部にて連結する連結部とを有する環状の形態であることを特徴とする請求項１に記載の長尺の発泡部品。
前記寸法規制具は、金属製のワイヤーフレームであることを特徴とする請求項１または２に記載の長尺の発泡部品
前記基材は、ＪＩＳＫ７２２１−２（２００６）の曲げ試験における曲げ撓み量が２０ｍｍ以上、かつ２０ｍｍ撓み時の荷重が２〜１００Ｎである請求項１〜３のいずれかに記載の長尺の発泡部品。
前記熱可塑性樹脂発泡粒子成形体の基材樹脂がポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、およびこれらの複合樹脂から選択されるいずれかの樹脂である請求項１〜４のいずれかに記載の長尺の発泡部品。