JP7490319B2

JP7490319B2 - 発泡成形品の製造方法及び自動車の内装品の製造方法

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Publication number: JP7490319B2
Application number: JP2021025056A
Authority: JP
Inventors: 雄示廣瀬
Original assignee: Inoac Corp
Current assignee: Inoac Corp
Priority date: 2021-02-19
Filing date: 2021-02-19
Publication date: 2024-05-27
Anticipated expiration: 2041-02-19
Also published as: JP2022127106A

Description

本開示は、発泡成形品の製造方法に関する。

従来、この種の発泡成形品の製造方法として、発泡樹脂の原料を成形型に流し込んで発泡させるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００９－２５３０５３号公報（段落［００５８］、図２（ａ））

上述した従来の発泡成形品の製造方法においては、発泡成形品の品質を向上することが求められている。

上記課題を解決するためになされた発明の一態様は、発泡成形型の内側面に予め面部材を配置しておき、前記発泡成形型内で発泡樹脂の原料を発泡させ、前記発泡樹脂が前記面部材に付着すると、前記発泡樹脂の発泡の進行具合に合わせて、前記面部材を前記発泡成形型に対して相対的に上方へ移動させる工程を含む、発泡成形品の製造方法である。

（Ａ）本開示の天井パネルを備える自動車の斜視図、（Ｂ）自動車のルーフ近傍の断面図天井パネルの断面図発泡成形品の斜視図発泡成形型の断面図内部でポリウレタンフォームが発泡する発泡成形型の断面図内部でポリウレタンフォームが発泡する発泡成形型の断面図内部でポリウレタンフォームが発泡する発泡成形型の断面図内部でポリウレタンフォームが発泡する発泡成形型の断面図変形例に係る発泡成形型の断面図変形例に係る発泡成形型の断面図変形例に係る発泡成形型の断面図変形例に係る発泡成形型の断面図変形例に係るベルトコンベアの断面図

図１には、自動車の内装品に相当する天井パネル１００が示されている。天井パネル１００は、自動車９０のルーフ９１の下側に取り付けられて、自動車９０における車室の天井部を構成する。

図２に示すように、天井パネル１００は、発泡シート１１に、１対のガラス繊維シート１２、裏面材１４（例えば、ポリプロピレンフィルムとポリエチレンテレフタラートの不織布とのラミネート品）、表皮材１６（例えば、ポリエチレンテレフタラート繊維）が、積層されてなる。このうち発泡シート１１は、硬質ポリウレタンフォーム製または半硬質ポリウレタンフォーム製であり、硬質ポリウレタンフォームまたは半硬質ポリウレタンフォームをブロック状にした発泡成形品２０（図３参照）から製造される。発泡成形品２０は、発泡成形型３０内でポリウレタン原料２０Ｚ（特許請求の範囲中の「発泡樹脂の原料」に相当する）を発泡させてなる。以下、この発泡成形品２０の製造方法について詳細を説明する。

まず、図４（Ａ）に示される平面視矩形形状の発泡成形型３０にシート４０が敷かれる。シート４０は、一枚のシート４０を箱状に折ったものを発泡成形型３０にはめる構成であってもよいし、発泡成形型３０の底面３１と内側面３２とに合わせた形状の複数のシート４０をそれぞれ宛がう構成でもよい。以降、適宜、シート４０が敷かれた発泡成形型３０を単に「発泡成形型３０」という。

発泡成形型３０の対向する１対の内側面３２のうち、例えば、底面３１から１／３程の高さの位置（底面３１と、底面３１から１／３程の高さとの間であればどの位置であってもよい）に、カバー部材４５が固定される（図４（Ｂ）参照）。カバー部材４５は、内側面３２における水平方向の両端間を延びた帯状をなし、下部４５Ａが、発泡成形型３０の内側面３２（内側面３２に宛がわれたシート４０）に貼り付けられている。カバー部材４５における上下方向の中間部分より上方部は、上方に向かうにつれて内側面３２から離れるように傾斜している。なお、その上方部は、図４（Ｂ）に示すように、下部４５Ａに対して屈曲して直線状に延びていてもよいし、下部４５Ａからなだらかに湾曲して延びていてもよいし、下部４５Ａからなだらかに湾曲したのち先端部が垂れ下がっていてもよい。

そして、図４（Ｂ）に示すように、発泡成形型３０の１対の内側面３２（内側面３２に宛がわれたシート４０）に紙製の補助シート５０（特許請求の範囲中の「面部材」、「紙製シート」に相当する）が宛がわれる。補助シート５０は、カバー部材４５と同様に発泡成形型３０の内側面３２における水平方向の両端間を延び、その下端部が内側面３２とカバー部材４５との間に挟まれ、上端部が、発泡成形型３０より上方に突出している。発泡成形型３０の準備は以上である。

次いで、図５（Ａ）に示すように、発泡成形型３０内に、ポリウレタン原料２０Ｚが注入され、それが発泡してポリウレタンフォーム２０Ｘとなる。ポリウレタンフォーム２０Ｘの発泡が進行すると、図５（Ｂ）に示すように、ポリウレタンフォーム２０Ｘの上部が、カバー部材４５を通り越し、補助シート５０に付着する。このとき、カバー部材４５は、発泡するポリウレタンフォーム２０Ｘに押されて、発泡成形型３０の内側面３２に近付く。

その後、さらに発泡するポリウレタンフォーム２０Ｘの発泡の進行具合に合わせて、図６に示すように、補助シート５０が引き上げられる。この補助シート５０の引き上げ作業は、例えば、作業者が目視でポリウレタンフォーム２０Ｘの上面の上昇を確認し、その上昇に合わせて補助シート５０の上端部を手で掴んで引き上げる構成であってもよい。また、図７に示すように、ポリウレタンフォーム２０Ｘの上面を検出する検出機３５（カメラやレーザー等）と、補助シート５０の上端部を把持する作業ロボット３６と、を用い、検出機３５により検出された上昇具合に応じて作業ロボット３６が補助シート５０を引き上げるように制御される構成であってもよい。

図８に示すように、ポリウレタンフォーム２０Ｘが発泡し終わり硬化すると、シート４０ごと発泡成形型３０から外され、図３の状態の発泡成形品２０が完成する。なお、図３では、シート４０、カバー部材４５、補助シート５０が省略されている。発泡成形品２０は、シート４０が固着した外側面部２０Ａと、膨出した上部２０Ｂと、が切り取られて直方体状にされてから、上下方向にスライスされ、発泡シート１１として用いられる。

ところで、この種の発泡成形品では、ポリウレタンフォーム２０Ｘの発泡中、発泡成形型３０の内側面３２（内側面３２に宛がわれたシート４０）に付着した外縁部の上昇が、内側面３２との摩擦により、中央側部分の上昇と比べて停滞し、外縁部と中央側部分との間に発生する剪断応力により外側面部２０Ａの発泡セルが潰れて発泡セルが不均一になることがある。また、発泡セルの潰れが多く発生してしまうと、外側面部２０Ａを大きく切り落とすことが必要になり、歩留まりが低下するという問題があった。

これに対して、本実施形態の発泡成形品２０の製造方法によれば、予め発泡成形型３０の内側面３２に配された補助シート５０が、ポリウレタンフォーム２０Ｘの発泡の進行具合に合わせて引き上げられ、補助シート５０に付着した外縁部が、中央側部分の上昇に合わせて上昇するので、剪断応力が発生しにくくなる。これにより、発泡セルの潰れが抑制され、発泡セルが不均一になりにくいので、発泡成形品２０の品質が向上される。また、外側面部２０Ａの切り落とす部分を小さくすることができ、歩留まりも向上する。

また、補助シート５０を発泡成形型３０の内側面３２に配置する際に、補助シート５０の下端部をカバー部材４５と内側面３２との間に挟むので、ポリウレタンフォーム２０Ｘの発泡途中で補助シート５０と内側面３２（内側面３２に宛がわれたシート４０）との間にポリウレタンフォーム２０Ｘが入り込むことが防がれる。しかも、カバー部材４５が上方に向かうにつれて内側面３２から離れるように傾斜しているので、補助シート５０をカバー部材４５と内側面３２との間に上方から差し込みやすくなっている。

また、本実施形態の製造方法のように発泡成形型３０に蓋がない場合、ポリウレタンフォーム２０Ｘの外縁部の上昇の停滞により、発泡成形品の上面が、中央が大きく膨出した山形状になることが考えられるが、本実施形態の製造方法によれば、補助シート５０に付着した外縁部が、中央側部分の上昇に合わせて上昇するので、発泡成形品２０の上面の膨出を従来よりも小さくすることができる。また、発泡高さが均一化されるので、上面が山形状の発泡成形品よりも全体的な高さは低くなる。

これにより、発泡成形品２０のうち上部２０Ｂの切り落とす部分も小さくすることができるので、歩留まりがより向上する。また、発泡成形品の上面が山形状である場合、発泡成形品同士を積み重ねると不安定になるため、保管時に発泡成形品を平置きで並べる必要があったが、本実施形態の発泡成形品２０は、上部２０Ｂの膨出が小さいため積み重ねて保管することができ、発泡成形品２０の保管スペースの面積を小さくすることができる。

なお、上面が山形状の発泡成形品でも、保管容器の壁に沿わせる等すれば積み重ねることが可能となるが、この場合であっても、本実施形態の発泡成形品２０の方が、上面が山形状の発泡成形品より全体的の高さが低いので、同じスペースに発泡成形品２０をより多く積み重ねることができる。

［他の実施形態］
（１）補助シート５０の高さを維持し、シート４０ごと発泡成形型３０を降下させる構成であってもよい。この場合であっても、補助シート５０が発泡成形型３０に対して相対的に上昇することとなり、外縁部と中央側部分との間に発生する剪断応力が抑制される。

（２）補助シート５０の引き上げの指標を、ポリウレタンフォーム２０Ｘの上面の上昇ではなく、時間経過にしてもよい。特に、同じ条件で発泡成形品２０を複数製造する場合に、時間経過とポリウレタンフォーム２０Ｘの上面の上昇との相関データを予め計測しておき、その相関データに基づいて補助シート５０の引き上げを行う構成としてもよい。

（３）図９に示すように、発泡成形型３０が蓋３０Ｆを備えた構成であってもよい。この場合、発泡成形型３０の側壁３０Ａと蓋３０Ｆとの間に、補助シート５０を引き上げるためのスリット３０Ｓを設けることが考えられる。

（４）また、図１０に示すように、発泡成形型３０の側壁３０Ａと蓋３０Ｆとの間に加えて発泡成形型３０の側壁３０Ａと底壁３０Ｂとの間にもスリット３０Ｓを設け、ロール状に巻かれた補助シート５０が、上下のスリット３０Ｓの間に順次送り出される構成であってもよい。

（５）図１１に示すように、ポリウレタンフォーム２０Ｘ上に浮かぶフロート５１を補助シート５０に取り付け、ポリウレタンフォーム２０Ｘの上面の上昇に応じて補助シート５０が上昇する構成であってもよい。

（６）上記実施形態では、補助シート５０やカバー部材４５が、紙製であったが、ビニールやポリウレタン等の合成樹脂製であってもよい。

（７）発泡成形型３０にシート４０を敷かず、直接ポリウレタン原料を注入する構成であってもよい。この場合、発泡成形型３０内に、離型剤（液体であってもよいし、ワックスのような固体であってもよい）を塗布しておくことが好ましい。

（８）上記実施形態では、発泡成形型３０が、平面視矩形形状であったが、これに限られるものではなく、例えば、平面視円形状であってもよい。

（９）上記実施形態では、補助シート５０が、発泡成形型３０の対向する１対の内側面３２に配されていたが、一の内側面３２のみに配されていてもよいし、全ての内側面３２に配されていてもよい。

（１０）カバー部材４５を用いずに、補助シート５０の下端部を発泡成形型３０内に露出させた状態で、ポリウレタンフォーム２０Ｘを発泡させる構成であってもよい。

（１１）図１２に示すように、発泡成形型３０の内側面６１に複数枚の補助シート５０を内側ほど上方に位置するように配置しておき、外側の補助シート５０（即ち、下側に位置する補助シート５０）から上昇を停止していく構成としてもよい。この構成によれば、ポリウレタンフォーム２０Ｘの下部が既に硬化している場合に、補助シート５０に固着した部分が無理に上方へ移動させられて剥がれることが防がれる。なお、複数枚の補助シート５０は、全て同時に上昇を開始する構成であってもよいし、外側の補助シート５０（即ち、下側に位置する補助シート５０）から順に上昇させていく構成であってもよい。

（１２）図１３に示すように、ベルトコンベア６０上で発泡樹脂を連続発砲させる構成であってもよい。この場合、ベルトコンベア６０を挟んで対向する１対の内側面６１に補助シート５０を宛がい、その補助シート５０を、ベルトコンベア６０の移送方向に対して、相対的に斜め上方に移動させる構成であってもよい。補助シート５０は、ロール状に巻かれたものを、順次送り出していく構成とすることが考えられる。

（１３）発泡成形品２０は、ポリウレタン以外の発泡樹脂であってもよい。

なお、本明細書及び図面には、特許請求の範囲に含まれる技術の具体例が開示されているが、特許請求の範囲に記載の技術は、これら具体例に限定されるものではなく、具体例を様々に変形、変更したものも含み、また、具体例から一部を単独で取り出したものも含む。

＜付記＞
以下、上述した実施形態から抽出される発明の第１～第９の態様について、必要に応じて効果等を示しつつ説明する。

［第１態様］
発泡成形型の内側面に予め面部材を配置しておき、前記発泡成形型内で発泡樹脂の原料を発泡させ、
前記発泡樹脂が前記面部材に付着すると、前記発泡樹脂の発泡の進行具合に合わせて、前記面部材を前記発泡成形型に対して相対的に上方へ移動させる工程を含む、発泡成形品の製造方法。

従来の発泡成形品の製造方法では、発泡中の発泡樹脂のうち発泡成形型の内側面に付着した部分（外縁部とする）の上昇が、内側面との摩擦により、中央側部分の上昇と比べて停滞し、外縁部と中央側部分との間に発生する剪断応力により発泡セルが潰れて発泡セルが不均一になることがある。

これに対して、発明の第１態様によれば、発泡成形型の内側面に予め面部材を配置しておき、発泡樹脂の発泡の進行具合に合わせて、面部材を前記発泡成形型に対して相対的に上方へ移動させるので、外縁部と中央側部分との間に剪断応力が発生しにくくなる。これにより、発泡セルの潰れが抑制され、発泡セルが不均一になりにくいので、発泡成形品の品質が向上される。

［第２態様］
前記発泡樹脂の上面の上昇に合わせて、前記面部材を上昇させる第１態様に記載の発泡成形品の製造方法。

面部材に対して発泡成形型を降下させる構成であってもよいし、発明の第２態様のように、発泡成形型に対して面部材を上昇させる構成であってもよい。

［第３態様］
前記発泡成形型に固定され、前記内側面との間に前記面部材の下端部を挟むカバー部材を設ける第１態様又は第２態様に記載の発泡成形品の製造方法。

発明の第３態様によれば、面部材の下端部が内側面とカバー部材との間に挟まれているので、面部材と内側面との間に発泡樹脂が入り込むことが防がれる。

［第４態様］
前記カバー部材は、上方に向かうにつれて前記内側面から離れるように傾斜し、発泡する前記発泡樹脂に押されて前記内側面に近付く第３態様に記載の発泡成形品の製造方法。

発明の第４態様によれば、カバー部材が上方に向かうにつれて内側面から離れるように傾斜しているので、面部材を配置しやすくなる。

［第５態様］
前記発泡成形型にはシートが敷かれていて、
前記カバー部材は、前記シートに固定される第３態様又は第４態様に記載の発泡成形品の製造方法。

第５態様のように、発泡成形型にはシートが敷かれていてもよい。

［第６態様］
前記発泡成形型は平面視矩形形状をなし、
前記面部材は、前記発泡成形型の４つの内側面のうち対向する１対の内側面に少なくとも配置される第１態様から第５態様の何れか１の態様に記載の発泡成形品の製造方法。

［第７態様］
ベルトコンベアの上面と、その両側で対向する１対の前記内側面と、を有する前記発泡成形型で連続発泡させ、
前記面部材を、前記ベルトコンベアの移送方向に沿って斜めに移動させる第１態様に記載の発泡成形品の製造方法。

発明の第１態様は、第６態様のように、平面視矩形形状の発泡成形型内で発泡樹脂を発泡させる方法に適用してもよいし、第７態様のように、発泡成形型の一部を構成するベルトコンベア上で発泡樹脂を発泡させる方法に適用してもよい。

［第８態様］
前記面部材は、紙製シートを含んでなる第１態様から第７態様の何れか１の態様に記載の発泡成形品の製造方法。

面部材は、第８態様のように紙製シートを含んでいてもよいし、合成樹脂のフィルムであってもよいし、発泡樹脂を薄切りしたもの等であってもよい。

［第９態様］
第１態様から第８態様の何れか１の態様に記載の発泡成形品の製造方法により製造した発泡成形品をスライスする工程を含む自動車の内装品の製造方法。

１１発泡シート
２０発泡成形品
２０Ｘポリウレタンフォーム
２０Ｚポリウレタン原料
３０発泡成形型
３２内側面
４０シート
４５カバー部材
５０補助シート

Claims

発泡成形型の内側面に予めシートが宛がわれかつ、面部材と、前記シートに固定され、前記シートとの間に前記面部材の下端部を挟むカバー部材と、を配置しておき、
前記発泡成形型内で発泡樹脂の原料を発泡させ、
前記発泡樹脂が前記面部材に付着すると、前記発泡樹脂の発泡の進行具合に合わせて、前記面部材を前記発泡成形型に対して相対的に上方へ移動させる工程を含む、発泡成形品の製造方法。
発泡成形型の内側面に予め、面部材と、前記内側面に固定され、前記内側面との間に前記面部材の下端部を挟むカバー部材と、を配置しておき、
前記発泡成形型内で発泡樹脂の原料を発泡させ、
前記発泡樹脂が前記面部材に付着すると、前記発泡樹脂の発泡の進行具合に合わせて、前記面部材を前記発泡成形型に対して相対的に上方へ移動させる工程を含む、発泡成形品の製造方法。
平面視矩形状の発泡成形型の４つの内側面のうち対向する１対の内側面にのみ予め面部材を前記発泡成形型の底面から離して配置しておき、前記発泡成形型内で発泡樹脂の原料を発泡させ、
前記発泡樹脂が前記面部材に付着すると、前記発泡樹脂の発泡の進行具合に合わせて、前記面部材の下端部が前記発泡成形型の底面から遠ざかるように、前記面部材を前記発泡成形型に対して相対的に上方へ移動させる工程を含む、発泡成形品の製造方法。
請求項１から３の何れか１の請求項に記載の発泡成形品の製造方法により製造した発泡成形品をスライスする工程を含む自動車の内装品の製造方法。