JP7204178B2 - 中空板材をプレス成形してなるプレス成形品 - Google Patents

Description

本発明は、中空板材をプレス成形してなるプレス成形品に関する。

熱可塑性樹脂製の中空構造体は軽量であって適度な剛性を備えていることから、様々な立体形状に成形することにより、車両用内装材や建材等に適用することが知られている。特許文献１には、熱可塑性樹脂製のプラスチックハニカム体をプレス成形して凹凸形状を賦形して、車両や住宅等の内装部材として使用することが記載されている。

特開平８－２５２８６３号公報

特許文献１に記載される内装部材は、受け型及び押し型の型合わせにより形成されたキャビティ内でプラスチックハニカム体をプレス成形することにより所望の凹凸形状に成形されてなる。特許文献１では、受け型の凹部に対応する部分に凸部が形成された押し型を使用した従来のプレス成形では、プラスチックハニカム体の外面層が凸部及び凹部に沿うように延伸されて薄くなってしまって、プレス成形後の圧縮強度が低下してしまうことを課題としている。そのため、特許文献１では、内装部材としての強度を確保するために、受け型の凹部に対応する部分に、複数の板状の熱刃が立設された押し型を使用している。プレス成形時には、プラスチックハニカム体の表面を受け型側に向けて載置して押し型を下降させると、プラスチックハニカム体の裏面側は押し型に立設された板状の熱刃によって軟化溶融されつつ受け型の凹部に向かって押される。このとき、凹凸形状が賦形されたプレス成形品の凹部では熱刃によって複数の凹溝が形成され、熱刃の周囲では樹脂が溶融して溶融側壁が形成される。これにより、プラスチックハニカム体の圧縮強度がプレス成形前より向上し、強度に優れた内装部材が得られるとされている。

しかし、凹溝が形成された部分では内装部材の板厚が薄くなっている。そのため、凹溝の部分に曲げ力が作用したような場合、凹溝を起点とする変形が生じやすく、強度の点においてなお問題があるものであった。

本発明は、従来のこうした問題を解決するためになされたものであり、その目的は、強度に優れたプレス成形品を提供することである。

上記の課題を解決するため、本発明の中空板材は、プレス成形に適用されて凹凸形状が賦形される熱可塑性樹脂製の中空板材であって、内部に複数のセルが並設された板状のコア層と、前記コア層の主面の少なくともいずれかに接合されたスキン層を備え、前記スキン層は、メルトマスフローレイトが０．２～３．０ｇ／１０ｍｉｎである。

上記の構成によれば、スキン層のメルトマスフローレイトが０．２～３．０ｇ／１０ｍｉｎであるため、凹凸形状を賦形するためのプレス成形時の加熱によって中空板材のスキン層が過度に軟化することが抑制される。プレス成形用金型の下型上に中空板材を載置した場合に、中空板材が下型に形成された凹部に向かってドローダウンしにくい。そのため、プレス成形時に中空板材がキャビティの表面形状に沿いやすくなる。これにより、凹凸形状が賦形されても強度が低下することが抑制され、強度に優れたプレス成形品が得られる。

上記の発明において、前記スキン層は、ポリプロピレン製であることが好ましい。
上記の課題を解決するため、本発明のプレス成形品は、上記の中空板材がプレス成形されて凹凸形状が賦形されている。

上記の発明において、前記スキン層の表面にはプレス成形によるシボ加工が施されていることが好ましい。
上記の課題を解決するため、本発明のプレス成形品の製造方法は、内部に複数のセルが並設された板状のコア層と、前記コア層の主面の少なくともいずれかに接合されたスキン層を備えた熱可塑性樹脂製の中空板材をプレス成形してなるプレス成形品の製造方法であって、メルトマスフローレイトが０．２～３．０ｇ／１０ｍｉｎである前記スキン層を前記コア層に接合して中空板材を得る接合工程と、金型内に加熱状態でセットされた前記中空板材をプレス成形して凹凸形状が賦形されたプレス成形品を得るプレス工程を備えている。

上記の構成によれば、接合工程でコア層に接合されるスキン層は、メルトマスフローレイトが０．２～３．０ｇ／１０ｍｉｎであるため、プレス工程において、プレス成形用金型の下型上に載置された加熱状態の中空板材では、スキン層が過度に軟化することが抑制される。プレス工程において、下型に形成された凹部に向かって中空板材がドローダウンしにくく、中空板材が金型の表面形状に沿いやすくなる。これにより、凹凸形状が賦形されても強度が低下することが抑制され、強度に優れたプレス成形品を製造することができる。

本発明によれば、強度に優れたプレス成形品が得られる。

本実施形態のプレス成形品の斜視断面図。 図１におけるβ‐β線断面図。 （ａ）はコア層の斜視図、（ｂ）は（ａ）におけるγ‐γ線断面図、（ｃ）は（ａ）におけるδ‐δ線断面図。 （ａ）はコア層を構成するシート材の斜視図、（ｂ）は同シート材の折り畳み途中の状態を示す斜視図、（ｃ）は同シート材を折り畳んだ状態を示す斜視図。 本実施形態のプレス成形品を製造する方法について説明する図であり、コア層形成工程及び接合工程について説明する図。 （ａ）～（ｅ）はプレス成形品を製造する方法について説明する図であり、加熱工程、プレス工程、後加工工程について説明する図。

本実施形態のプレス成形品について、図１～図３を参照して説明する。
図１に示すように、本実施形態のプレス成形品１０は、左右対称で左右方向に長い略長方形板状に形成されており、プレス成形品１０の長手方向中間部分には下方に凹んだ凹部１１が前後方向に延びるように形成されている。プレス成形品１０における凹部１１以外の部分は平坦面として形成されている。ここでは、便宜上、プレス成形品１０の上下方向、左右方向、前後方向を図１に示す方向で言うものとする。また、図１においてプレス成形品１０の上方に位置する面を上面１０ａ、下方に位置する面を下面１０ｂと言うものとする。

図２に示すように、プレス成形品１０は、内部に複数のセルＳが並設された熱可塑性樹脂製のコア層２０と、その上下両面に接合されたスキン層３０、４０を備えている。スキン層３０は、コア層２０におけるプレス成形品１０の上面１０ａ側でコア層２０全体を覆うように接合された熱可塑性樹脂製のシート層である。スキン層３０は接着層３１を介してコア層２０に接合されている。スキン層４０は、コア層２０におけるプレス成形品１０の下面１０ｂ側でコア層２０全体を覆うように接合された熱可塑性樹脂製のシート層である。スキン層４０は接着層４１を介してコア層２０に接合されている。なお、図１では、接着層３１、４１の図示を略している。

スキン層３０、４０の表面（上面１０ａ及び下面１０ｂ）には、シボ加工が施されて図示しない微細な凹凸模様が形成されている。本実施形態の微細な凹凸模様は、エッジ形状や湾曲形状が、均一又は不均一に形成されている。これは、後に説明するプレス工程におけるプレス成形用金型（上型７１、下型７２）の表面の微細な凹凸模様が転写されて形成されたものである。例えば、スキン層３０、４０の表面に微細な凹凸模様としての湾曲形状が形成されていると、プレス成形品１０の表面に対する手触りが良好であり、布などが引っ掛かりにくいといった効果が得られる。なお、本実施形態の微細な凹凸模様は、スキン層３０、４０の肉厚内で形成されており、コア層２０にまでは達していない。

図２及び図３（ａ）に示すように、コア層２０は、所定形状に成形された１枚の熱可塑性樹脂製のシート材を折り畳んで形成されている。そして、コア層２０は、上壁部２１と、下壁部２２と、上壁部２１及び下壁部２２の間に立設されてセルＳを六角柱形状に区画する側壁部２３とで構成されている。以下で説明するように、コア層の上壁部２１及び下壁部２２は、１層構造と２層構造とが混在した構造とされているが、図１、図２、及び図３（ａ）では、コア層２０の上壁部２１及び下壁部２２を１層構造で示している。また、図１では、セルＳを区画する側壁部２３がすべて上下方向に延びるように示されているが、実際には、特に凹部１１が形成された部分（斜面状の部分）では、側壁部２３が上下方向に対して傾斜する方向に延びたり、やや座屈したりしているものが含まれる。

図３（ｂ）及び図３（ｃ）に示すように、コア層２０の内部に区画形成されるセルＳには、構成の異なる第１セルＳ１及び第２セルＳ２が存在する。図３（ｂ）に示すように、第１セルＳ１においては、側壁部２３の上部に２層構造の上壁部２１が設けられている。この２層構造の上壁部２１の各層は互いに接合されている。また、２層構造の上壁部２１には、スキン層３０、４０接合時の熱可塑性樹脂の熱収縮により、図示しない開口部が形成されている。第１セルＳ１においては、側壁部２３の下部に１層構造の下壁部２２が設けられている。

一方、図３（ｃ）に示すように、第２セルＳ２においては、側壁部２３の上部に１層構造の上壁部２１が設けられている。また、第２セルＳ２においては、側壁部２３の下部に２層構造の下壁部２２が設けられている。この２層構造の下壁部２２の各層は互いに接合されている。２層構造の下壁部２２には、スキン層３０、４０接合時の熱可塑性樹脂の熱収縮により、図示しない開口部が形成されている。

また、図３（ｂ）及び図３（ｃ）に示すように、隣接する第１セルＳ１同士の間、及び隣接する第２セルＳ２同士の間は、それぞれ２層構造の側壁部２３によって区画されている。この２層構造の側壁部２３は、コア層２０の厚み方向中央部に互いに熱溶着されていない部分を有する。したがって、コア層２０の各セルＳの内部空間は、２層構造の側壁部２３の間を介して他のセルＳの内部空間に連通している。なお、図３（ｂ）及び図３（ｃ）では、図示されている複数のセルＳのうち、最も左側のセルＳに代表して符号を付しているが、他のセルＳについても同様である。

図３（ａ）に示すように、第１セルＳ１はＸ方向に沿って列を成すように並設されている。同様に、第２セルＳ２はＸ方向に沿って列を成すように並設されている。第１セルＳ１の列及び第２セルＳ２の列は、Ｘ方向に直交するＹ方向において交互に配列されている。そして、これら第１セルＳ１及び第２セルＳ２により、コア層２０は、全体としてハニカム構造をなしている。

コア層２０及びスキン層３０、４０を構成する熱可塑性樹脂は、従来周知の熱可塑性樹脂であればよく、例えば、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリエチレン、アクリロニトリル‐ブタジエン‐スチレン共重合体、アクリル、ポリブチレンテレフタレート等が挙げられる。中でもポリプロピレン製であると、後に説明するプレス工程前の加熱工程での加熱温度を比較的低温に設定することができるため、製造効率、製造コストの観点から好ましい。また、ポリプロピレンの場合、ホモポリマー、ランダムコポリマー、ブロックコポリマーのいずれであってもよい。本実施形態のコア層２０は、ポリプロピレン製のブロックコポリマーとホモポリマーとを適宜の割合で混合したものを使用している。また、本実施形態のスキン層３０、４０は、ポリプロピレン製のブロックコポリマーであるエチレン‐プロピレン共重合体を使用している。

また、スキン層３０、４０を構成する熱可塑性樹脂は、後に説明するプレス工程でのドローダウンを抑制する観点から、メルトマスフローレイト（ＭＦＲ）が所定範囲とされている。スキン層３０、４０を構成する熱可塑性樹脂のメルトマスフローレイトは、０．２～３．０ｇ／１０ｍｉｎであることが好ましく、０．５～２．０ｇ／１０ｍｉｎであることがより好ましく、０．５～１．０ｇ／１０ｍｉｎであることがさらに好ましい。スキン層３０、４０を構成する熱可塑性樹脂のメルトマスフローレイトがこの範囲であると、後に説明するプレス工程において、コア層２０にスキン層３０、４０が接合されてなる中空板材８０が熱溶融してドローダウンしにくい。そのため、プレス工程において、上型７１を下型７２に接近させて型締めする際に、中空板材８０はその形状を維持しながら上型７１に押圧され、上型７１からの押圧力によって下型７２の表面に沿う形状に変形しやすい。

一方、コア層２０を構成する熱可塑性樹脂のメルトマスフローレイトは特に限定されない。スキン層３０、４０を構成する熱可塑性樹脂のメルトマスフローレイトが所定範囲であることにより、中空板材８０のドローダウンは好適に抑制される。コア層２０を構成する熱可塑性樹脂のメルトマスフローレイトは、スキン層３０、４０を構成する熱可塑性樹脂のメルトマスフローレイトより大きいことが好ましい。

スキン層３０、４０の厚みは、約０．３ｍｍ～１．０ｍｍ程度であることが好ましい。また、スキン層３０、４０に積層された接着層３１、４１は、本実施形態ではポリプロピレン樹脂と相溶性のある樹脂で構成されている。

図２に示すように、プレス成形品１０のすべての端部では、後に説明するプレス工程においてコア層２０が変形して圧縮部分２０ａが形成されており、スキン層３０、４０はコア層２０の圧縮部分２０ａに向かって曲げられている。そして、スキン層３０の端縁３２とスキン層４０の端縁４２は、コア層２０の圧縮部分２０ａを間に挟んで突き合わされた状態とされている。そのため、コア層２０の端部では、スキン層３０とスキン層４０とでコア層２０が封止されている。

また、プレス成形品１０のすべての端部では、コア層２０の端部側１列目のセルＳ及び端部側２列目のセルＳが変形して側壁部２３が折り重なったり、溶融して冷却固化された熱可塑性樹脂が塊状となったりしている。一方、端部側３列目のセルＳは変形しておらず、その側壁部２３は立設状態を維持している。そのため、プレス成形品１０の端部では、端面近傍までコア層２０のハニカム構造が維持されているとともに、セルＳが変形した部分では熱可塑性樹脂の密度が高くなっており、その強度が保持されている。

次に、プレス成形品１０を製造する方法を、図４～図６に従って、その作用とともに説明する。プレス成形品１０を製造する方法は、熱可塑性樹脂製の第１シート材１００を折り畳んでコア層２０を形成するコア層形成工程、コア層２０及びスキン層３０、４０を接合して中空板材８０を得る接合工程、中空板材８０を加熱する加熱工程、中空板材８０をプレス成形して中空構造体９０を得るプレス工程、中空構造体９０の端面の形状を整えてプレス成形品１０を得る後加工工程に分けることができる。本実施形態では、コア層形成工程と接合工程を、図５に示す装置Ｔによって一連の流れで行う。また、中空構造体９０の端面の形状を整える後加工工程を省略することが可能であり、この場合、プレス工程で得られた中空構造体９０がプレス成形品１０となる。

まず、図５に示す装置について説明する。図５は装置Ｔを模式図として示しており、左側が上流側、右側が下流側である。装置Ｔには、上流側から順に、熱可塑性樹脂製のシートが巻回されたシートロール６１、第１シート材１００を成形するための真空成形用ドラム６２、コア層２０を形成するための搬送ロール６３及び第１のコンベヤ６４、コア層２０を加熱するための第２のコンベヤ６５、スキン層３０、４０となるシートが巻回されたシートロール６６、６７、及びスキン層３０、４０を接合するための第３のコンベヤ６８が配置されている。

図５に示すように、コア層形成工程では、シートロール６１に巻回された熱可塑性樹脂製のシートが真空成形用ドラム６２に供給されて、シートに所定の凹凸形状が形成された第１シート材１００が成形されるとともに、第１シート材１００が搬送ロール６３及び第１のコンベヤ６４に供給されて折り畳まれてコア層２０が形成される。

図４（ａ）に示すように、真空成形用ドラム６２で成形された第１シート材１００は、所定の凹凸形状を有する。第１シート材１００には、帯状をなす平面領域１１０及び膨出領域１２０が、第１シート材１００の長手方向（Ｘ方向）に交互に配置されている。膨出領域１２０には、上面と一対の側面とからなる断面下向溝状をなす第１膨出部１２１が膨出領域１２０の延びる方向（Ｙ方向）の全体にわたって形成されている。なお、第１膨出部１２１の上面と側面とのなす角は９０度であることが好ましく、その結果として、第１膨出部１２１の断面形状は下向コ字状となる。また、第１膨出部１２１の幅（上面の短手方向の長さ）は平面領域１１０の幅と等しく、かつ第１膨出部１２１の膨出高さ（側面の短手方向の長さ）の２倍の長さとなるように設定されている。

また、膨出領域１２０には、その断面形状が正六角形を最も長い対角線で二分して得られる台形状をなす複数の第２膨出部１２２が、第１膨出部１２１に直交するように形成されている。第２膨出部１２２の膨出高さは第１膨出部１２１の膨出高さと等しくなるように設定されている。また、隣り合う第２膨出部１２２間の間隔は、第２膨出部１２２の上面の幅と等しくなっている。

なお、こうした第１膨出部１２１及び第２膨出部１２２は、シートの塑性を利用してシートを部分的に上方に膨出させることにより形成されている。
図５に示すように、第１シート材１００は、搬送ロール６３及び第１のコンベヤ６４に向かって移動する。第１のコンベヤ６４の搬送速度は、搬送ロール６３の回転速度よりも遅くなるように設定されている。これにより、図４（ａ）～図４（ｃ）に示すように、第１シート材１００は、境界線Ｐ、Ｑに沿って順次折り畳まれてコア層２０が形成される。具体的には、第１シート材１００は、平面領域１１０と膨出領域１２０との境界線Ｐにて谷折りされるとともに、第１膨出部１２１の上面と側面との境界線Ｑにて山折りされてＸ方向に折り畳まれる。そして、図４（ｂ）及び図４（ｃ）に示すように、第１膨出部１２１の上面と側面とが折り重なるとともに、第２膨出部１２２の端面と平面領域１１０とが折り重なることによって、一つの膨出領域１２０に対して一つのＹ方向に延びる角柱状の区画体１３０が形成される。こうした区画体１３０がＸ方向に連続して形成されていくことにより中空板状のコア層２０が形成される。

上記のように第１シート材１００が折り畳まれるとき、第１膨出部１２１の上面と側面とによってコア層２０の上壁部２１が形成されるとともに、第２膨出部１２２の端面と平面領域１１０とによってコア層２０の下壁部２２が形成される。なお、図４（ｃ）に示すように、上壁部２１における第１膨出部１２１の上面と側面とが折り重なって２層構造を形成する部分、及び下壁部２２における第２膨出部１２２の端面と平面領域１１０とが折り重なって２層構造を形成する部分がそれぞれ重ね合わせ部１３１となる。

また、第２膨出部１２２が折り畳まれて区画形成される六角柱形状の領域が第２セルＳ２となるとともに、隣り合う一対の区画体１３０間に区画形成される六角柱形状の領域が第１セルＳ１となる。本実施形態では、第２膨出部１２２の上面及び側面が第２セルＳ２の側壁部２３を構成するとともに、第２膨出部１２２の側面と、膨出領域１２０における第２膨出部１２２間に位置する平面部分とが第１セルＳ１の側壁部２３を構成する。そして、第２膨出部１２２の上面同士の当接部位、及び膨出領域１２０における上記平面部分同士の当接部位が２層構造をなす側壁部２３となる。

続いて、第１シート材１００が折り畳まれてなるコア層２０は、第２のコンベヤ６５に向かって移動する。第２のコンベヤ６５による搬送速度は、第１のコンベヤ６４による搬送速度と等しくなるように設定されている。また、第２のコンベヤ６５内には、加熱装置６５ａが設けられている。加熱装置６５ａの加熱温度は、コア層２０を構成する熱可塑性樹脂が溶融する程度に設定されている。このとき、第２のコンベヤ６５を通過したコア層２０では、加熱装置６５ａによる加熱によりコア層２０を構成する熱可塑性樹脂が溶融するとともに熱収縮し、第１セルＳ１の２層構造の上壁部２１、及び第２セルＳ２の２層構造の下壁部２２に開口部が形成される。

第２のコンベヤ６５により加熱されたコア層２０は、第３のコンベヤ６８に向かって移動する。第３のコンベヤ６８による搬送速度は第２のコンベヤ６５による搬送速度と等しくなるように設定されている。また、第３のコンベヤ６８の搬入口近傍には、スキン層３０、４０となる熱可塑性樹脂製のシートが巻回されたシートロール６６、６７がそれぞれ配置されている。シートロール６６、６７に巻回されたシートには接着層が積層されている。

第３のコンベヤ６８の間を通過することにより、コア層２０の上面及び下面には、シートロール６６、６７に巻回されたシートが順次供給される。この状態では、シートロール６６、６７からのシートに積層された接着層は溶融状態とされている。一方、第３のコンベヤ６８には加熱装置が設けられていないため、コア層２０の上面及び下面に供給されたシートは、積層された接着層が冷却固化されて接合される。これにより、コア層２０の上面に接着層３１を介してスキン層３０が接合され、下面に接着層４１を介してスキン層４０が接合された中空板材８０が得られる。

また、コア層２０の２層構造の側壁部２３の上端縁及び下端縁では、熱可塑性樹脂が溶融して熱溶着される一方、コア層２０の厚み方向中央部では、側壁部２３が互いに熱溶着されていない部分が形成される。そのため、コア層２０とスキン層３０、４０との間の空気が、コア層２０の上壁部２１、下壁部２２の開口部や、コア層２０内の隙間から抜けやすくなる。これにより、中空板材８０の内部での空気溜まりの発生が抑制され、コア層２０とスキン層３０、４０との接合強度が向上する。

次に、中空板材８０を加熱する加熱工程について説明する。
図６（ａ）に示すように、まず、プレス成形品１０を成形するための中空板材８０として、装置Ｔによる一連の流れによって製造した中空板材８０を、プレス成形品１０より少し大きな略長方形板状に切断したものを準備する。例えば、プレス成形品１０の大きさより、長手方向及び短手方向にそれぞれ２０ｍｍ程度大きな長方形板状に切断したものを準備する。なお、図６では、中空板材８０におけるコア層２０の中空構造を省略して示している。また、図６は模式図であり、中空板材８０の形状、厚み等は実際のものとは異なっている。

図６（ａ）に示すように、長方形板状に切断した中空板材８０を、図示しない冶具でクランプした状態で加熱炉５１に入れて所定時間加熱する。加熱炉５１内の温度は、コア層２０及びスキン層３０、４０を構成する熱可塑性樹脂（ポリプロピレン）が溶融する程度に設定されている。具体的には、加熱炉５１内は約１６５℃程度となるように設定されている。

次に、中空板材８０をプレス成形して中空構造体９０を得るプレス工程について説明する。
図６（ｂ）に示すように、プレス工程に使用するプレス成形用金型は、上型７１及び下型７２を備えている。上型７１には、中空構造体９０の形状に沿う形状の凸部７１ａと凹部７１ｂ、７１ｃが形成されており、下型７２には、中空構造体９０の形状に沿う形状の凹部７２ａ、７２ｂが形成されている。本実施形態の上型７１及び下型７２は、全体が加熱されることなく常温に保持されている。

上型７１の凸部７１ａ及び凹部７１ｂ、７１ｃと下型７２の凹部７２ａ、７２ｂには、図示しない吸引孔が複数形成されており、上型７１及び下型７２の型締め時にはコア層２０及びスキン層３０、４０を吸引することができるように構成されている。そのため、上型７１及び下型７２は、真空ポンプ等による吸引孔からの空気の吸引によってスキン層３０、４０をその表面に密着させる真空成形、或いは真空圧空成形のいずれにも対応可能に構成されている。また、上型７１の凸部７１ａ及び凹部７１ｂ、７１ｃと下型７２の凹部７２ａ、７２ｂには、ブラスト加工が施されて表面に微細な凹凸模様が形成されている。ブラスト加工とは、研削材を加工面に高速で噴射し、その衝撃力で適切な粗さの粗面（凹凸模様）を生み出す加工をいうものとする。

上型７１の凸部７１ａ及び凹部７１ｂ、７１ｃと下型７２の凹部７２ａ、７２ｂは、上型７１及び下型７２を型締めすることにより、中空構造体９０をプレス成形するためのキャビティを形成する。上型７１の凸部７１ａ及び凹部７１ｂと下型７２の凹部７２ａ、７２ｂは、中空構造体９０の本体部９２を形成する部分であり、プレス成形品１０に対応する部分である。上型７１の凸部７１ａと下型７２の凹部７２ｂは、プレス成形品１０の凹部１１に対応する部分である。また、上型７１において凸部７１ａ及び凹部７１ｂの周囲に形成された凹部７１ｃは、中空構造体９０の圧縮部分９１を形成する部分である。

図６（ｂ）に示すように、加熱工程で加熱された中空板材８０を、冶具でクランプした状態のまま加熱炉５１内から取り出し、下型７２の上に移動させて凹部７２ａ、７２ｂの上に載置する。中空板材８０は、プレス成形品１０より大きな長方形状に切断されていることから、凹部７２ａ、７２ｂの上に載置した状態では、長手方向両端部及び短手方向両端部が凹部７２ａ、７２ｂから外方に突出した状態となる。

スキン層３０、４０を構成する熱可塑性樹脂は、メルトマスフローレイトが所定範囲とされている。そのため、中空板材８０は、加熱炉５１から移動させる際や、下型７２の上に載置する際に、下側に位置するスキン層４０がドローダウンしにくく、その形状を保持することができる。また、スキン層４０のドローダウンが抑制されることにより、中空板材８０のドローダウンが抑制される。

続いて、中空板材８０をクランプしている冶具を外し、上型７１を下型７２に向けて下降させて型締めして、中空板材８０をプレスすることによりプレス工程を行う。このとき、中空板材８０は、上型７１の凸部７１ａによって押圧され、キャビティの形状に沿うように変形していく。

上型７１及び下型７２に形成された図示しない吸引孔によって中空板材８０が吸引されることで、中空板材８０は、上型７１及び下型７２の表面に沿って位置決め状態で密着される。また、上型７１の凸部７１ａ及び凹部７１ｂ、７１ｃと下型７２の凹部７２ａ、７２ｂには、ブラスト加工が施されて表面に微細な凹凸模様が形成されているため、微細な凹凸模様に沿って空気の通り道が形成され、中空板材８０の表面と上型７１及び下型７２の表面との間に存在する空気が微細な凹凸模様に沿って流れやすくなる。これにより、中空板材８０の表面と上型７１及び下型７２の表面との間に空気が滞留することが抑制され、滞留した空気が加熱時に膨張することにより中空構造体９０の表面に予期しない変形が生じるといった事態が抑制される。

また、上型７１及び下型７２の表面に微細な凹凸模様が形成されていると、中空板材８０の表面が、上型７１及び下型７２の表面に形成された複数の吸引孔の周辺だけで真空引きされるといった事態が抑制される。微細な凹凸模様に沿って空気が流れやすくなることで、中空板材８０の表面全体が均等に真空引きされることになる。そのため、本実施形態のように、コア層２０及びスキン層３０、４０が比較的柔らかい樹脂であるポリプロピレン製であるような場合でも、吸引孔に中空板材８０が引き込まれることが抑制され、中空板材８０の表面と上型７１及び下型７２の表面が密着しにくかったり、中空板材８０の表面と上型７１及び下型７２の表面との間に空気が滞留したりすることが抑制される。

スキン層４０のドローダウンが抑制されるとともに、中空板材８０全体のドローダウンが抑制されることから、中空板材８０は、上型７１の下降によって凸部７１ａに押圧され、徐々に変形しながら上型７１及び下型７２の表面に密着していく。なお、プレス時の圧力、プレス時間は、適宜設定すればよい。

図６（ｃ）に示すように、プレス工程を経た中空板材８０は、キャビティに沿う形状に成形されて中空構造体９０となる。中空構造体９０は、プレス成形品１０の形状である本体部９２の周囲に圧縮部分９１が形成された形状とされている。本体部９２では、プレス工程によってコア層２０を構成する熱可塑性樹脂がほぼ溶融せず、コア層２０が左右方向に変形することが抑制されて、その高さ寸法を維持した形状となっている。また、圧縮部分９１では、プレス工程によってコア層２０を構成する熱可塑性樹脂が溶融して樹脂溜まりが形成されている。そして、本体部９２と圧縮部分９１との境界部分では、上側のスキン層３０と下側のスキン層４０が上型７１及び下型７２に押されて曲げられて、その曲げられたスキン層３０、４０によってコア層２０の端面が封止される。

また、中空構造体９０の表面には、上型７１及び下型７２の内表面に形成された微細な凹凸模様（ブラスト加工による凹凸模様）が転写されて、微細な凹凸模様であるシボ加工が施される。

図６（ｄ）に示すように、下型７２から上型７１を離間させて中空構造体９０を冷却した後、中空構造体９０を下型７２から取り出す。プレス工程を経て得られた中空構造体９０は、コア層２０の上面にスキン層３０が接合され、コア層２０の下面にスキン層４０が接合され、プレス成形品１０に相当する大きさ、形状を有する本体部９２の端部全周に亘って圧縮部分９１が形成された形状となる。圧縮部分９１では、水平方向に延びたスキン層３０、４０の間に、コア層２０の圧縮部分２０ａが介在している。圧縮部分２０ａでは、プレス工程によってコア層２０が熱溶融したことにより形成された樹脂溜まりが冷却されて、コア層２０の上壁部２１、下壁部２２、及び側壁部２３を構成する熱可塑性樹脂が一体化した状態となっている。

次に、中空構造体９０の形状を整えてプレス成形品１０を得る後加工工程について説明する。
図６（ｅ）に示すように、中空構造体９０に形成された圧縮部分９１を、図示しない切断冶具で切断してプレス成形品１０を得る。図２に示すように、切断された部分では、スキン層３０の端縁３２とスキン層４０の端縁４２との間にコア層２０の圧縮部分２０ａが介在しており、曲げられた状態のスキン層３０、４０及びコア層２０の圧縮部分２０ａによって、プレス成形品１０の端面が形成されている。その後、切断された部分を研磨、塗装等してその形状を整える。なお、圧縮部分９１を切断する切断冶具としてトムソン刃やレーザー等を使用して、研磨、塗装等を行わないようにしてもよい。

本実施形態によれば、次のような効果を得ることができる。
（１）本実施形態のプレス成形品１０は、中空板材８０がプレス用成形金型（上型７１及び下型７２）によりプレス成形されて得られる。コア層２０にスキン層３０、４０が仮接合された中空板材８０では、スキン層３０、４０を構成する熱可塑性樹脂（ポリプロピレン樹脂）のメルトマスフローレイトが０．２～３．０ｇ／１０ｍｉｎである。

そのため、プレス成形の際に加熱された中空板材８０では、スキン層３０、４０が過度に軟化することが抑制される。プレス成形用金型の下型７２上に中空板材８０を載置した場合に、下側のスキン層４０がドローダウンしにくく、その結果、中空板材８０がドローダウンしにくい。これにより、上型７１を下降移動させて型締めする際、上型７１の凸部７１ａで押圧された中空板材８０は、上型７１及び下型７２の表面形状に沿いやすくなる。強度に優れたプレス成形品１０が得られる。

（２）本実施形態の中空板材８０のコア層２０及びスキン層３０、４０はポリプロピレン製とされている。ポリプロピレンは、従来周知の熱可塑性の中でも比較的低融点のものであるため、中空板材８０の加熱温度を比較的低温に設定することができる。製造効率がよく、製造コストを抑えることができる。

（３）本実施形態のプレス成形品１０の表面にはシボ加工が施されている。シボ加工は、プレス加工において、上型７１及び下型７２の内表面に形成された微細な凹凸模様が転写されてなるものである。シボ加工によりプレス成形品１０の表面はつや消し状態となり、プレス成形品１０に所望の意匠性を付与することができる。

（４）本実施形態のプレス成形品１０の製造方法では、コア層２０に接合するスキン層３０、４０として、メルトマスフローレイトが０．２～３．０ｇ／１０ｍｉｎである熱可塑性樹脂製のシートを使用している。そのため、加熱工程での加熱により中空板材８０のスキン層３０、４０が過度に軟化することが抑制される。加熱された中空板材８０をプレス成型用金型としての下型７２上に載置した状態で、下側に位置するスキン層４０がドローンダウンすることが抑制される。また、中空板材８０全体がドローンダウンすることが抑制される。これにより、プレス工程での上型７１による押圧により、中空板材８０が上型７１及び下型７２の表面形状に沿いながら変形していく。その結果、強度に優れたプレス成形品１０を製造することができる。

（５）本実施形態では、コア層形成工程、接合工程を装置Ｔによる一連の流れで行っている。そのため、製造工程が簡略化され、作業性、コスト面において有利である。
（６）上型７１及び下型７２には、吸引孔が複数形成されている。そのため、型締め時には中空板材８０を、上型７１及び下型７２の内表面に精度よく密着させることができ、上型７１及び下型７２の内表面の形状（キャビティの形状）に沿うように成形することができる。

（７）上型７１及び下型７２の内表面はブラスト加工されて微細な凹凸模様が形成されている。そのため、プレス成形時に真空引きする際、中空板材８０の表面と上型７１及び下型７２の表面との間に存在する空気が微細な凹凸模様に沿って流れやすくなる。これにより、中空板材８０の表面と上型７１及び下型７２の表面との間に空気が滞留することが抑制され、中空構造体９０の表面に予期しない変形が生じるといった事態が抑制される。

（８）本実施形態のプレス成形品１０は、その端面が、スキン層３０曲げられた部分、コア層２０の圧縮部分２０ａ、及びスキン層４０が曲げられた部分で形成され、コア層２０は、曲げられたスキン層３０、４０で封止されている。そのため、コア層２０内に並設されたセルＳ内にゴミや埃等が入ることが抑制される。

（９）本実施形態のプレス成形品１０の端面は、スキン層３０の端縁３２とスキン層４０の端縁４２とが、コア層２０の圧縮部分２０ａを挟んで突き合わされている。コア層２０の圧縮部分２０ａは、コア層２０を構成する熱可塑性樹脂が溶融して冷却固化することにより、上壁部２１、下壁部２２、及び側壁部２３が一体化された塊状となっている。そのため、プレス成形品１０の端面での剛性が向上する。

（１０）プレス成形品１０の端部では、コア層２０の端部側１列目のセルＳ及び端部側２列目のセルＳが厚み方向に変形して側壁部２３が折り重なったり、溶融して冷却固化された熱可塑性樹脂が塊状となったりしている。一方、端部側３列目のセルＳは変形しておらず、その側壁部２３は立設状態を維持している。そのため、プレス成形品１０の端部では、端面近傍までコア層２０のハニカム構造が維持されているとともに、セルＳが変形した部分では熱可塑性樹脂の密度が高くなっている。これにより、プレス成形品１０の端部での強度が保持されている。

上記実施形態は、次のように変更することができる。なお、上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて適用することができる。
・上記実施形態のプレス成形品１０は、スキン層３０、４０を構成する熱可塑性樹脂のメルトマスフローレイトが０．２～３．０ｇ／１０ｍｉｎであるが、スキン層３０、４０を構成する熱可塑性樹脂のうちの一方のみのメルトマスフローレイトが０．２～３．０ｇ／１０ｍｉｎであってもよい。この場合、プレス工程において、中空板材８０を下型７２上に載置する際に下型７２側に位置するスキン層３０、４０（上記実施形態ではスキン層４０）を構成する熱可塑性樹脂のメルトマスフローレイトを０．２～３．０ｇ／１０ｍｉｎの範囲とする。

・プレス成形品１０のコア層２０に接合されたスキン層３０、４０のいずれか一方を省略することができる。この場合であっても、スキン層３０、４０が接合されていない側のコア層２０の主面は、コア層２０の上壁部２１或いは下壁部２２によって閉塞されている。接合されたスキン層３０或いはスキン層４０を構成する熱可塑性樹脂のメルトマスフローレイトが０．２～３．０ｇ／１０ｍｉｎであり、プレス工程では、スキン層３０、４０が接合された側を下型７２側に向けて下型７２上に載置する。

・スキン層３０とスキン層４０との厚みを異ならせてもよい。例えば、プレス工程において下型７２側に載置するスキン層４０の厚みをスキン層３０の厚みより厚くしてもよい。これにより、スキン層４０のドローダウンをより抑制することができる。

・上記実施形態のプレス成形品１０では、長手方向の中間部分に下方に凹んだ凹部１１が前後方向に延びるように１箇所形成されているが、凹部１１の形状、個数はこれに限定されない。凹部１１が複数個所に形成されていてもよく、凹部１１にさらに別の凹部が形成されていてもよい。

・上記実施形態のプレス成形品１０は左右対称で左右方向に長い略長方形板状に形成されているが、その形状は特に限定されない。左右非対称であってもよく、略長方形板状でなくてもよい。

・プレス成形品１０のスキン層３０、４０の形態は特に限定されない。例えば、熱可塑性樹脂製の不織布、織物、編物や、合成樹脂を延伸してなる平滑な延伸シート等から適宜選択することができる。スキン層３０とスキン層４０が同じ形態であってもよく、異なる形態であってもよい。スキン層３０、４０の形態を適宜選択することにより、プレス成形品１０の上面１０ａ及び下面１０ｂの一方を意匠面としたり両方を意匠面としたりすることができる。これにより、プレス成形品の外観形状を向上させることができる。

・プレス成形品１０の厚みは、すべて同じとしてもよく部位によって適宜変更してもよい。例えば、凹部１１の傾斜した部分について、他の部分と同等の厚みとしてもよく２／３程度の厚みとしてもよい。

・本実施形態のプレス成形品１０は、上面１０ａ及び下面１０ｂに形成された微細な凹凸模様がスキン層３０、４０の肉厚内で形成されていてコア層２０にまで達していないが、これに限定されない。コア層２０にまで達するような深さに形成されていてもよい。微細な凹凸模様の深さとしては、０．０２～２．０ｍｍであることが好ましく、０．０３～０．１ｍｍまたは０．５～１．５ｍｍであることがより好ましい。

・上記実施形態のプレス成形品１０の一部に、補強部としての鋼板が接合されていたり、金属棒材等が圧入されていたりしてもよい。鋼板は、例えばプレス成形品１０の凹部１１においてコア層２０とスキン層４０との間に接合されていてもよい。また、金属棒材は、例えばプレス成形品１０の凹部１１においてコア層２０内部で前後方向に所定間隔をあけて複数本圧入されていてもよい。

・コア層２０に並設されたセルＳ内にウレタン等の樹脂材を注入して補強してもよい。この場合、例えば、コア層２０成形時の熱可塑性樹脂の熱収縮により形成された上壁部２１の開口部に、ウレタン等の樹脂材を注入すればよい。

・プレス成形品１０の端面は、曲げられたスキン層３０、４０で封止されるのではなく、スキン層３０、４０とは異なる別部材で封止されていてもよい。また、曲げられたスキン層３０、４０で封止された上で、さらに別部材で覆われていてもよい。

・コア層２０は、一枚の第１シート材１００を折り畳み成形して構成するのに限らない。例えば、複数の帯状のシートを所定間隔毎に屈曲させて配置してセルの側壁を構成し、これら帯状のシートの上下両側にシート層を配置してセルの上壁及び下壁を構成するようにしてもよい。

・上記実施形態では、コア層２０の内部に六角柱状のセルＳが区画形成されているが、セルＳの形状は、特に限定されるものでない。例えば、四角柱状、八角柱状等の多角形状や円柱状としてもよい。また、セルＳの形状は、接頭円錐形状であってもよい。その際、異なる形状のセルが混在していてもよい。また、各セルは隣接していなくともよく、セルとセルとの間に隙間（空間）が存在していてもよい。

・コア層２０は、柱形状のセルＳが区画されたものに限らない。例えば、所定の凹凸形状を有するコア層の上下両面にシート層を接合したものであってもよい。このような構成のコア層としては、例えば特開２０１４－２０５３４１号公報に記載のものが挙げられる。また、断面がハーモニカ状のプラスチックダンボール等であってもよい。

・上記実施形態では、一枚の第１シート材１００を折り畳み成形して、コア層２０の内部に六角形状のセルＳが区画形成されたハニカム構造体としてのコア層２０を形成したが、成形方法はこれに限定されない。例えば、特許第４３６８３９９号に記載されるように、断面台形状の凸部が複数列設された三次元構造体を順次折り畳んでいくことにより、ハニカム構造体としてのコア層２０を形成してもよい。

・スキン層３０、４０は１層構造としたが、積層数は特に限定されない、いずれか一方が２層構造以上の多層構造であってもよく、いずれも２層構造以上の多層構造であってもよい。

・コア層２０及びスキン層３０、４０を構成する熱可塑性樹脂として、各種機能性樹脂を添加したものを使用してもよい。例えば、熱可塑性樹脂に難燃性の樹脂を添加することにより、難燃性を高めることが可能である。コア層２０及びスキン層３０、４０のすべてに対して各種機能性樹脂を添加したものを使用することも可能であり、また、コア層２０及びスキン層３０、４０の少なくともいずれかに対して使用することも可能である。

・上記実施形態のプレス成形品１０の製造方法では、コア層形成工程及び接合工程を装置Ｔによる一連の流れで行い、接合工程で得られた中空板材８０を加熱工程、プレス工程、後加工工程に供してプレス成形品１０を得ているが、各工程の順序はこれに限定されない。例えば、コア層２０及びスキン層３０、４０を接合する接合工程の前に、それぞれを加熱する加熱工程を行ってもよい。この場合、コア層形成工程及び接合工程を装置Ｔによる一連の流れで行うことなく、別個に行う。そして、コア層形成工程により得られたコア層２０と、スキン層３０，４０とを別個の加熱炉内で加熱した後、接合工程を行えばよい。こうすると、コア層２０とスキン層３０、４０とをそれぞれ適宜の温度で管理することができる。加熱工程の後、加熱炉内で加熱されたコア層２０及びスキン層３０、４０を下型７２上に載置すると、加熱炉内での加熱によって溶融された接着層３１、４１により、コア層２０及びスキン層３０、４０が仮接合された状態となる。そのため、この状態でコア層２０及びスキン層３０、４０が位置決めされ、それぞれが下型７２上で位置ずれすることが抑制される。その後、下型７２に向かって上型７１を下降移動させることにより、コア層２０及びスキン層３０、４０が接合されるとともに、中空構造体９０が形成される。したがって、この場合には、接合工程とプレス工程が同時に行われることになる。なお、ここでは、仮接合された状態のコア層２０及びスキン層３０、４０を中空板材８０というものとする。中空板材８０では、スキン層３０、４０を構成する熱可塑性樹脂のメルトマスフローレイトが所定範囲であるため、接合工程及びプレス工程で中空板材８０を下型７２上に載置する際、スキン層４０のドローダウンが抑制され、中空板材８０のドローダウンが抑制される。

・各工程の順序を変更するだけでなく、例えば、加熱工程での加熱方法を変更することもできる。上記実施形態では、加熱炉５１内で中空板材８０を加熱しているが、加熱方法はこれに限定されない。加熱炉５１内での加熱ではなく、加熱冶具を使用しての加熱であってもよい。また、加熱冶具での加熱を、上型７１及び下型７２の位置で行ってもよい。この場合、プレス工程で使用する上型７１及び下型７２として、加熱装置としての加熱冶具が併設されたものを使用する。加熱冶具としては、中空板材８０を加熱可能な大きさの一対の加熱板が、上型７１の下方及び下型７２の上方に水平移動可能に設置されたものを使用する。接合工程で得られた中空板材８０を所定形状に切断した後、中空板材８０を冶具でクランプし、上型７１及び下型７２の間に移動させる。続いて、加熱冶具としての一対の加熱板のそれぞれを上型７１と中空板材８０の間、下型７２と中空板材８０の間に水平移動させ、中空板材８０の両面から所定時間加熱する。加熱処理後、一対の加熱板を水平移動させて上型７１及び下型７２間から退避させる。その後、下型７２に向かって上型７１を下降移動させることによりプレス工程を行う。

このように、プレス成形品１０を製造する各工程の順序、各工程での態様は適宜変更することができる。コア層２０及びスキン層３０、４０が接合された中空板材８０が、金型内に加熱状態でセットされてプレス成形されるプレス工程を備えていれば他の工程の順序、態様は特に限定されない。

・加熱工程における加熱温度は、適宜設定することができる。コア層２０を構成する熱可塑性樹脂の材質、スキン層３０、４０を構成する熱可塑性樹脂の材質、及び、スキン層３０、４０に積層された接着層３１、４１を構成する熱可塑性樹脂の材質等により適宜設定することができる。

・加熱工程での加熱は、加熱炉５１内での加熱ではなく、開放された環境下での加熱であってもよい。例えば、一対の加熱板で加熱してもよく、バーナーで加熱してもよく、ＩＨヒータや赤外線ヒータ等で加熱してもよい。

・スキン層３０は接着層３１を介してコア層２０に接合され、スキン層４０は接着層４１を介してコア層２０に接合されているが、接合するものは接着層に限定されない。粘着層を介して接合されていてもよい。

・スキン層３０には接着層３１があらかじめ積層されており、スキン層４０には接着層４１があらかじめ積層されている。これに限定されず、接合する際に、接着剤を塗布するようにしてもよい。

・接着層３１、４１を省略してもよい。この場合、コア層２０及びスキン層３０、４０を加熱することにより、コア層２０及びスキン層３０、４０を構成する熱可塑性樹脂が一部溶融して接合される。

・接合工程及びプレス工程で使用する上型７１及び下型７２には、吸引孔が複数形成されているものを使用したが、吸引孔の個数、形状は特に限定されない。スリット状の吸引溝であってもよい。また、吸引孔が形成されていないものを使用してもよい。吸引孔が形成されていなくてもプレス加工のみでプレス成形品１０を成形することができる。

・接合工程及びプレス工程は、上型７１及び下型７２を加熱して行ってもよい。
・上型７１の凸部７１ａ及び凹部７１ｂ、７１ｃと下型７２の凹部７２ａ、７２ｂには、ブラスト加工が施されて表面に微細な凹凸模様が形成されているが、ブラスト加工以外の方法で微細な凹凸模様が形成されていてもよい。微細な凹凸模様は、各種溶剤によって上型７１及び下型７２の表面を溶かす化学処理や、各種研磨処理等の物理処理で形成することができる。

・上型７１或いは下型７２として、その表面に微細な凹凸模様が形成されていないものを使用してもよい。
・上型７１及び下型７２の表面に、不織布・繊維シート等が貼着されていてもよい。この場合、例えば、不織布シートの間に形成された微細な隙間が空気の通り道となり、中空板材８０の表面と上型７１及び下型７２の表面との間に存在する空気が、微細な隙間に沿って流れやすくなる。これにより、微細な凹凸模様と同様の効果が得られる。

・上記実施形態のプレス成形品１０の製造方法では、プレス用成形金型として上型７１及び下型７２を使用したが、一つの大きい金型ではなく多数の小さい金型（分割金型）を連結したものを使用してもよい。この場合、分割金型の合わせ面に生じた隙間が吸引孔の役割をする。また、分割金型間に生じた隙間によって、スキン層３０、４０の表面に微細な凹凸模様が形成される。なお、上型７１及び下型７２のいずれか一方のみを分割金型としてもよく、両方を分割金型としてもよい。

１０…プレス成形品、２０…コア層、２１…上壁部、２２…下壁部、２３…側壁部、３０…スキン層、３１…接着層、４０…スキン層、４１…接着層、７１…上型（金型）、７２…下型（金型）、８０…中空板材、９０…中空構造体、Ｓ…セル、Ｓ１…第１セル、Ｓ２…第２セル。

Claims (1)

1. 熱可塑性樹脂製の中空板材がプレス成形されて凹凸形状が賦形されたプレス成形品であって、
   前記中空板材は、内部に複数のセルが並設された板状のコア層と、前記コア層の両方の主面に接合されたスキン層を備え、
   前記スキン層を構成する樹脂のメルトマスフローレイトは、前記コア層を構成する樹脂のメルトマスフローレイトより小さく、０．５～１．０ｇ／１０ｍｉｎであり、
   前記主面に沿う方向の端部では、前記セルが変形して、端部以外の部分に比べて熱可塑性樹脂の密度が高くなっており、
   前記スキン層の表面にはプレス成形によるシボ加工が施されて微細凹凸模様が形成されており、
   前記微細凹凸模様は、前記スキン層の肉厚内で形成されて、前記コア層まで達していないことを特徴とするプレス成形品。

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