JP7250242B2

JP7250242B2 - 成形体及び成形体の製造方法

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Publication number: JP7250242B2
Application number: JP2019033675A
Authority: JP
Inventors: 尊佐野
Original assignee: Kyoraku Co Ltd
Current assignee: Kyoraku Co Ltd
Priority date: 2019-02-27
Filing date: 2019-02-27
Publication date: 2023-04-03
Anticipated expiration: 2039-02-27
Also published as: JP2020138341A

Description

本発明は、通信タグを有した成形体及び成形体の製造方法に関する。

従来から、表皮材シートにより形成した樹脂製の成形体が開示されている。例えば、特許文献１には、２枚の樹脂製表皮材シートと、この表皮材シートとの間に介在する熱可塑性の樹脂製芯材とを有し、両表皮材シートの間で樹脂製芯材と一体接合される補強材が設けられたサンドイッチパネルが開示されている。

特開２０１５－１６４７６３号

このような樹脂製表皮材シートにより形成された成形体において、製造や流通等に関連する情報を紐付づける際、用途によっては製品の外装面に対してラベル等の貼着ができず、情報の紐付けが難しい場合がある。

本発明は、情報提供を容易とした成形体及び成形体の製造方法を提供することを目的とする。

本発明の成形体は、第１樹脂材及び第２樹脂材が互いに溶着されて囲繞部が形成された表皮材と、前記囲繞部内に配置された通信タグと、を備えることを特徴とする。

本発明の成形体の製造方法は、第１樹脂材及び第２樹脂材を、第１金型及び第２金型の間に配置する工程と、前記第１樹脂材及び前記第２樹脂材の間に通信タグを配置して前記第１金型及び前記第２金型を型締めし、前記通信タグを前記第１樹脂材及び前記第２樹脂材が溶着されて形成された囲繞部内に配置させる工程と、を含むことを特徴とする。

本発明によれば、情報提供を容易とした成形体及び成形体の製造方法を提供することができる。

本発明の実施形態に係るサンドイッチ部材の斜視図である。本発明の実施形態に係る図１のサンドイッチ部材のＩＩ－ＩＩ断面におけるリンフォース周辺の拡大図である。本発明の実施形態に係るサンドイッチ部材を成形する樹脂供給装置及び金型を示す図である。本発明の実施形態に係るサンドイッチ部材の製造方法を示す図であり、（ａ）は型枠を溶融樹脂シートに当接させた状態を示し、（ｂ）は溶融樹脂シートを金型内に賦形させた状態を示す。本発明の実施形態に係るサンドイッチ部材の製造方法を示す図であり、（ａ）は溶融樹脂シートの間に内装材を配置した状態を示し、（ｂ）は第１金型及び第２金型を型締めした状態を示す。本発明の実施形態に係るＲＦＩＤタグとの通信距離の実験結果を示す図である。

次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１に示すサンドイッチ部材１は、全体が略長矩形平板状に形成される。サンドイッチ部材１は、内部に内装材２を有し、内装材２の外周面を表皮材３により覆われて形成された成形体である。サンドイッチ部材１は、例えば、自動車の荷室用ボード等の構造部材として使用される。

内装材２は、熱可塑性樹脂の芯材２１と、リンフォース２２により形成される。図１に示す長矩形平板状の芯材２１は、リンフォース２２を挟んで対向して２枚設けられる。芯材２１の側面には、断面視略矩形状の凸部２１１が形成される。凸部２１１は、芯材２１の側面において、サンドイッチ部材１の長尺方向に亘って形成される。また、内装材２と表皮材３との間には、ＲＦＩＤタグ４が設けられる。

芯材２１は、発泡剤を添加した樹脂により形成することができる。芯材２１を形成する材料としては、例えば、エチレン、プロピレン、ブテン、イソプレンペンテン、メチルペンテン等のオレフィン類の単独重合体或いは共重合体であるポリオレフィン、ポリアミド、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリアクリロニトリル、エチレン－エチルアクリレート共重合体等のアクリル誘導体、ポリカーボネート、エチレン－酢酸ビニル共重合体等の酢酸ビニル共重合体、アイオノマー、エチレン－プロピレン－ジエン類等のターポリマー、アクリロニトリル－スチレン共重合体、ＡＢＳ樹脂、ポリフェニレンオキサイド、ポリアセタール、熱可塑性ポリイミド等の熱可塑性樹脂、及びフェノール樹脂、メラニン樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン、熱硬化性ポリイミド等の熱硬化性樹脂が挙げられる。

また、発泡剤としては、物理発泡剤、化学発泡剤及びそれらの混合物のいずれを用いてもよい。物理発泡剤としては、空気、炭酸ガス、窒素ガス、水等の無機系物理発泡剤、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、及び、それらの超臨界流体を用いることができる。

リンフォース２２は、略Ｈ型鋼状の長尺棒状に形成される。図２に示すように、リンフォース２２の両側方には、互いに逆向きに開口する凹部２２１が形成される。リンフォース２２の凹部２２１には、芯材２１の凸部２１１を嵌合させることができる。したがって、内装材２は、２枚の芯材２１と、各芯材２１を接続するリンフォース２２とにより、一体に形成することができる。リンフォース２２は、芯材２１の長尺方向に亘って設けられる。また、リンフォース２２の凹部２２１を形成する平板部２２２の外表面は、芯材２１の板面と略同一面状に形成される。

リンフォース２２は、芯材２１及び表皮材３よりも剛性の高い導電性を有した材料により形成することができる。本実施形態のリンフォース２２は、アルミニウム製である。また、リンフォース２２の材料としては、その他の金属材料等の導電部材により形成することができる。

ＲＦＩＤタグ４には、内部に情報を記憶して読み書きが可能なＩＣチップと、ＩＣチップと無線通信を行うループアンテナ等のアンテナとが含まれる（不図示）。ＲＦＩＤタグ４の外形は、長矩形状に形成される。図１に示すＲＦＩＤタグ４は、リンフォース２２上に近接又は接触するように配置される。具体的に、ＲＦＩＤタグ４は、リンフォース２２に対して近接又は接触するように平板部２２２と表皮材３との間に設けられる（図１及び図５参照）。なお、ＲＦＩＤタグ４は、平板部２２２と凸部２１１との間（図２も参照）に内装するように設けたり、凹部２２１の底部と、凸部２１１の先端部との間に設けてもよい。また、平板部２２２の表皮材シート３ａ側に窪み部を設け、その窪み部にＲＦＩＤタグ４を収容するように配置してもよい。

表皮材３は、表皮材シート３ａと、化粧材シート３ｂとにより形成される。表皮材シート３ａは、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂、エンジニアリングプラスチックなどから形成される。また、本実施形態における表皮材シート３ａの一方側の表面には、化粧材シート３ｂが形成される。化粧材シート３ｂは、ＰＥＴ材の不織布により形成される。本実施形態では、表皮材３によって外部から全周が閉塞された囲繞部３１が形成される（図１及び図２参照）。内装材２及びＲＦＩＤタグ４はこの囲繞部３１内に配置される。

次にサンドイッチ部材１の製造方法について説明する。本実施形態のサンドイッチ部材１は、図３に示す樹脂成形装置６０により形成される。樹脂成形装置６０は、対向して配置された２台の樹脂供給装置６１（第１樹脂供給装置６１Ａ、第２樹脂供給装置６１Ｂ）により、それぞれ第１樹脂材である第１溶融樹脂シート１１、及び第２樹脂材である第２溶融樹脂シート１２を成形する。樹脂供給装置６１の下方には、金型８０（第１金型８１、第２金型８２）が配置される。

樹脂供給装置６１は、樹脂材料の供給口とされるホッパー６５と、油圧モータ６８に接続されて内部に配置されるスクリューによりホッパー６５から供給された材料を溶融、混錬する押出機６６と、を有する。押出機６６は、プランジャ７２を備えるアキュムレータ７０と接続される。溶融、混錬された樹脂材料は、押出機６６によりアキュムレータ７０に送られる。樹脂材料は、アキュムレータ７０で高圧とされてＴダイ７１に送られる。そして、適宜のタイミングでＴダイ７１のダイスリットが開かれて、ローラ７９により送り出された第１溶融樹脂シート１１及び第２溶融樹脂シート１２が形成される。

第１金型８１及び第２金型８２は、対向して配置される。第１金型８１及び第２金型８２の外周には、型枠８３，８４が設けられる。第１金型８１には、第１金型８１のキャビティ８１ａ内に囲われた空間を減圧する真空ポンプ（不図示）が設けられる。同様に、第２金型８２にも、第２金型８２のキャビティ８２ａ内に囲われた空間を減圧する真空ポンプ（不図示）が設けられる。

まず、材料供給工程において、樹脂供給装置６１は、第１溶融樹脂シート１１及び第２溶融樹脂シート１２を、第１金型８１及び第２金型８２の間に垂下して配置させる（図３参照）。また、一方側の第１金型８１と第１溶融樹脂シート１１との間には化粧材シート３ｂが挿入されて、図示しない仮止めピン等により仮止めされる。化粧材シート３ｂは、第１金型８１のキャビティ８１ａを覆うように配置される。

賦形工程では、型枠８３を第１溶融樹脂シート１１に向けて移動させて第１溶融樹脂シート１１のシート面に当接させる（図４（ａ）参照）。そして、型枠８３と第１金型８１とを相対的に近づけるとともに、第１溶融樹脂シート１１、キャビティ８１ａ、及び型枠８３とで形成される空間内を減圧して、第１溶融樹脂シート１１とキャビティ８１ａに賦形させる（図４（ｂ）参照）。このとき、化粧材シート３ｂも第１溶融樹脂シート１１に溶着されて賦形される。

第１金型８１と対向する第２金型８２側も同様に、型枠８４を第２溶融樹脂シート１２に向けて移動させて第２溶融樹脂シート１２のシート面に当接させる（図４（ａ）参照）そして、型枠８４と第２金型８２とを相対的に近づけるとともに、第２溶融樹脂シート１２、キャビティ８２ａ、及び型枠８３とで形成される空間内を減圧して、第２溶融樹脂シート１２とキャビティ８２ａに賦形させる（図４（ｂ）参照）。

内装材挿入工程では、材料供給工程から賦形工程の間に、図示しないロボットハンド等で支持した内装材２を、第１溶融樹脂シート１１及び第２溶融樹脂シート１２を賦形させた第１金型８１及び第２金型８２間に配置させる（図５（ａ）参照）。内装材２は、芯材２１をリンフォース２２により接続させて予め作製される。また、内装材２の一方面側である第１金型８１側には、ＲＦＩＤタグ４が貼着されている。ＲＦＩＤタグ４は、リンフォース２２に近接又は接触するように配置される。したがって、内装材挿入工程では第１溶融樹脂シート１１及び第２溶融樹脂シート１２の間にＲＦＩＤタグ４も配置される。

そして、一方の金型である第１金型８１のキャビティ８１ａに、内装材２を挿入する（図５（ａ）の２点鎖線参照）。内装材２の芯材２１は、温度の高い状態の第１溶融樹脂シート１１と接触する部分が溶けて、内装材２と第１溶融樹脂シート１１とが溶着して接続される。このとき、第１金型８１側に配置されたＲＦＩＤタグ４は、内装材２と第１溶融樹脂シート１１との間に挟まれて配置される。

型締工程では、第１溶融樹脂シート１１を第１金型８１のキャビティ８１ａ内に賦形した状態で内装材２が挿入された第１金型８１と、第２金型８２とを相対的に接近させて、環状のピンチオフ部８１ｂ，８２ｂ同士が当接するまで型締めする（図５（ｂ）参照）。第１溶融樹脂シート１１と第２溶融樹脂シート１２は、内装材２を挟み込むようにして外周縁のピンチオフ部８１ｂ，８２ｂに沿って互いに溶着されて表皮材３として形成される。内装材２の芯材２１と、第２溶融樹脂シート１２とが接する部分は、芯材２１が溶けて溶着される。これにより、表皮材３に形成された囲繞部３１内にはＲＦＩＤタグ４を含む内装材２が配置されて、内装材２が第１溶融樹脂シート１１及び第２溶融樹脂シート１２により覆われたサンドイッチ部材１が形成される。また、内装材２の表面からはＲＦＩＤタグ４が僅かに突出するが、化粧材シート３ｂを含む第１溶融樹脂シート１１がキャビティ８１ａ内面に沿って成型されるため、ＲＦＩＤタグ４を表皮材３の表面から浮き上がらせることなく、表皮材３を成型することができる。

そして、取出工程にて、第１金型８１及び第２金型８２を型開きさせて、金型８１，８２内から成形されたサンドイッチ部材１が取り出される。

次に、ＲＦＩＤタグ４との通信距離の実験結果について図６を参照して説明する。本実験におけるＲＦＩＤタグ４は、ＳＭＡＲＴＲＡＣ社のＤｏｇＢｏｎｅ（ＩｍｐｉｎｊＭｏｎｚａ４ＱＴ）を用いた。ＲＦＩＤタグ４は、ＩＳＯ／ＩＥＣ１８０００－６Ｃに準拠した９１０～９２０ＭＨｚのＵＨＦ帯を用いており、全体が１００ｍｍ×３０ｍｍの略矩形状に形成される。ＲＦＩＤタグ４のリーダとしては、例えば、マイティキューブ社のＡＴ８８０－ＲＦを用いることができる。

図１に示すように、ＲＦＩＤタグ４は、サンドイッチ部材１の化粧材シート３ｂ側に配置される。化粧材シート３ｂは、層厚み０．５ｍｍのＰＥＴ系の不織布によりカーペット状に形成される。また、表皮材シート３ａはガラス２０ｗｔ％を含有する層厚み１．０ｍｍの樹脂により、成型時の樹脂温度が２２０度に設定されて形成される。

図６に示す実験１～実験６は、電波の増強条件及び遮蔽条件が異なるようＲＦＩＤタグ４を配置して、リーダによる読取可能な最大距離の測定結果を示している。実験１は、図１の二点鎖線に示すように、ＲＦＩＤタグ４を、サンドイッチ部材１のリンフォース２２から離れた位置において、表皮材３の外面に配置しており、読取可能距離は８ｍであった。実験２は、図１の一点鎖線に示すように、ＲＦＩＤタグ４をサンドイッチ部材１のリンフォース２２から離れた位置において、内装材２と表皮材３との間に配置しており、読取可能距離は３ｍであった。また、実験３は、図１の実線に示すように、ＲＦＩＤタグ４をサンドイッチ部材１のリンフォース２２上の近接位置おいて、内装材２と表皮材３との間に配置しており、読取可能距離は１８ｍであった。

実験４は、長さ３０ｃｍの長尺状のアルミテープ上に、ＲＦＩＤタグ４を配置した場合（不図示）であり、読取可能距離は１３ｍであった。実験５は、長さ５０ｃｍの長尺状のアルミテープ上にＲＦＩＤタグ４を配置した場合であり、読取可能距離は１５ｍであった。また、実験６は、長さ１ｍのリンフォース２２単体の上にＲＦＩＤタグ４を配置した場合であり、読取可能距離は２０ｍであった。

以上の実験結果によると、ＲＦＩＤタグ４を表皮材３により覆うと、ＲＦＩＤタグ４単体で実験した場合（実験１）よりも読取可能距離が短くなる。一方、ＲＦＩＤタグ４を長尺状の金属であるアルミテープ又はリンフォース２２（アルミＨ型鋼）上に配置させると（実験４～６）、ＲＦＩＤタグ４単体で実験した場合（実験１）に比べて読取可能距離が長くなる。また、実験４乃至実験６の結果によると、アルミテープ又はリンフォース２２が長いほど、ＲＦＩＤタグ４の読取可能距離が長くなった。さらに、ＲＦＩＤタグ４は、表皮材３で覆われた場合であってもリンフォース２２上に配置すると（実験３）、ＲＦＩＤタグ４単体で実験した場合（実験１）よりも読取可能距離が長くなることが確認できた。

以上のように、図１の実線で示したＲＦＩＤタグ４では、ＲＦＩＤタグ４を表皮材３の内側に配置したため、外観（意匠性）に影響を与えることなくサンドイッチ部材１に設けることができる。また、ＲＦＩＤタグ４は表皮材３に覆われるため外部からの摩耗等から保護することができる。さらに、リンフォース２２上に配置したため、ＲＦＩＤタグ４を曲げ等の負荷から保護しつつ、通信可能距離を増加させることができる。よって、ＲＦＩＤタグ４への情報の書き込みや読み出しが容易となり、サンドイッチ部材１と紐付いた種々の情報提供を容易に行うことができる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は各実施形態により限定されることは無く、種々の変更を加えて実施することができる。例えば、本実施形態では、内装材２と表皮材３との間にＲＦＩＤタグ４を設けた例について示したが、通信アンテナを備えたその他の通信タグを設けてもよい。通信アンテナとしては、ループアンテナ、ダイポールアンテナ等の線状アンテナや、平面アンテナ等のその他の形態のアンテナを適用することができる。また、ＲＦＩＤタグ４のＩＣチップは予め情報を記憶しておき読取専用としてもよい。

また、図１においては、ＲＦＩＤタグ４の長尺方向をリンフォース２２の長尺方向に対して略直交するように配置したが、ＲＦＩＤタグ４とリンフォース２２の長尺方向の長さを一致させる等して、ＲＦＩＤタグ４の内装材２側がリンフォース２２のみと接触するように配置させてもよい。

また、サンドイッチ部材１等の成形体は、芯材２１を補強支持するリンフォース２２を設けずに、ＲＦＩＤタグ４に近接又は接触する他の形態の導電部材を表皮材３の囲繞部３１内に設けてもよい。導電部材は板状、シート状又はテープ状等の長尺状に形成することができる。また、芯材２１は、図１等に示すように表皮材３内の略全領域に亘って配置した例について示したが、ＲＦＩＤタグ４を固定可能な程度の大きさや形状に形成した芯材を、表皮材３の囲繞部３１内の一部に配置する構成としてもよい。したがって、囲繞部３１は中空部を含んでもよい。

また、表皮材３の囲繞部３１内には、芯材２１を配置しない構成としてもよい。例えば、表皮材３の内面に、ＲＦＩＤタグ４と導電部材を貼着等により近接又は接触させて配置してもよい。ＲＦＩＤタグ４の片面を表皮材３の内面に近接又は接触させて配置してもよいし、ＲＦＩＤタグ４の両面を表皮材３の対向する内面同士により挟持されるようにして、成形体を構成してもよい。

また、本実施形態では、成形体として平板状のサンドイッチ部材１について示したがその他の形状としてもよい。例えば、成形体は全体又は一部を、柱状や筒状としたり、凹凸を設けた形状とすることができる。

また、表皮材３内に形成される囲繞部３１は、全周が閉塞される構成に限らず、表皮材３に形成された開口部を介して表皮材３の外部と連通させてもよい。例えば、表皮材３を筒状に形成して一つ又は複数の開口部を設けた成形体の囲繞部内に、ＲＦＩＤタグ４と導電部材を配置してもよい。ＲＦＩＤタグ４はその開口部を介して外部から視認しにくい囲繞部内の位置に配置することができる。

１サンドイッチ部材２内装材
３表皮材３ａ表皮材シート
３ｂ化粧材シート４ＲＦＩＤタグ
１１第１溶融樹脂シート１２第２溶融樹脂シート
２１芯材２２リンフォース
３１囲繞部６０樹脂成形装置
６１樹脂供給装置６１Ａ第１樹脂供給装置
６１Ｂ第２樹脂供給装置６５ホッパー
６６押出機６８油圧モータ
７０アキュムレータ７１Ｔダイ
７２プランジャ７９ローラ
８０金型８１第１金型
８１ａキャビティ８１ｂピンチオフ部
８２第２金型８２ａキャビティ
８２ｂピンチオフ部８３型枠
８４型枠２１１凸部
２２１凹部２２２平板部

Claims

第１樹脂材及び第２樹脂材が互いに溶着されて囲繞部が形成された表皮材と、
前記表皮材に覆われて、樹脂製の芯材と、長尺棒状に形成される導電部材を含む内装材と、
長矩形状に形成され、長尺方向が前記導電部材の長尺方向と直交すると共に前記導電部材に近接又は接触して前記囲繞部内における前記内装材の前記芯材と前記表皮材との間に配置された通信タグと、
を備えることを特徴とする成形体。
第１樹脂材及び第２樹脂材が互いに溶着されて囲繞部が形成された表皮材と、
前記表皮材に覆われて、樹脂製の芯材と、長尺棒状に形成される導電部材を含む内装材と、
前記導電部材に近接又は接触して前記囲繞部内における前記内装材と前記表皮材との間に配置された通信タグと、
を有し、
前記第１樹脂材は、表皮材シートと、前記表皮材シートの表面に形成される化粧材シートとにより形成され、
前記通信タグは、前記化粧材シート側に配置される、
ことを特徴とする成形体。
前記導電部材はアルミニウム製であり、
前記通信タグはＲＦＩＤタグである
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の成形体。
前記囲繞部は、前記表皮材に形成された開口部を介して外部と連通させる、又は前記表皮材により全周が閉塞されることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の成形体。
第１樹脂材及び第２樹脂材を、第１金型及び第２金型の間に配置する工程と、
前記第１樹脂材を前記第１金型に賦形し、前記第２樹脂材を前記第２金型に賦形する工程と、
樹脂製の芯材及び長尺棒状に形成される導電部材を含んで予め作製した内装材に、長矩形状に形成された通信タグの長尺方向を前記導電部材の長尺方向と直交するように前記導電部材と前記通信タグを近接又は接触するよう前記通信タグを前記芯材に貼着し、前記第１樹脂材及び前記第２樹脂材の間に前記通信タグを貼着した前記内装材を配置して前記第１金型及び前記第２金型を型締めし、前記通信タグを前記第１樹脂材及び前記第２樹脂材が溶着されて形成された囲繞部内に配置させる工程と、
を含むことを特徴とする成形体の製造方法。
第１樹脂材及び第２樹脂材を、第１金型及び第２金型の間に配置し、前記第１樹脂材と前記第１金型の間には化粧材シートを挿入する工程と、
前記第１樹脂材及び前記化粧材シートを前記第１金型に賦形し、前記第２樹脂材を前記第２金型に賦形する工程と、
樹脂製の芯材及び長尺棒状に形成される導電部材を含んで予め作製した内装材に、前記導電部材と通信タグを近接又は接触するよう前記通信タグを前記内装材に貼着し、前記第１樹脂材及び前記第２樹脂材の間に前記通信タグを貼着した前記内装材を、前記通信タグが前記化粧材シート側となるよう配置して前記第１金型及び前記第２金型を型締めし、前記通信タグを前記第１樹脂材及び前記第２樹脂材が溶着されて形成された囲繞部内に配置させる工程と、
を含むことを特徴とする成形体の製造方法。