JP7492108B2 - 構造体の製造方法及び金型 - Google Patents
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Description
本発明は、構造体の製造方法及び金型に関する。
インサート部材及び発泡成形体を有するコア材（構造体）と、コア材の表面に形成されている樹脂成形体とを備えているパネルの製造方法が各種提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１において、発泡成形体は発泡ビーズが成形されて構成される。特許文献１のコア材の製造方法において、発泡成形体の端部をインサート部材の凹状部に押し込むことで、発泡成形体をインサート部材に固定している。
上記の固定方法において、発泡成形体とインサート部材との間に生じてしまう隙間に起因するコア材及びパネルの強度低下を解決するために、発泡成形体とインサート部材を一体成形する、構造体の製造方法が特許文献２に提案されている。
ビーズ発泡成形では、発泡成形体の重量調整や難充填部への原料ビーズ充填性の改善を目的として、クラッキングと呼ばれる手法を用いる。クラッキングでは、原料ビーズ充填時には両金型間にクラッキング隙間があり、原料ビーズ充填後のプレス工程において更に型閉じすることで、原料ビーズの充填密度を向上させる。
インサート部材を一体成形するビーズ発泡成形においてクラッキング隙間を大きく取ると、他方の金型とインサート部材の間にまで原料ビーズが充填され、成形されたコア材のインサート部材露出面に原料ビーズがバリとして付着してしまう場合がある。ひいては、上記バリが付着したコア材を用いてパネルの成形を行った場合、バリ形状が基材表面に転写され外観不良となってしまう。
本発明は、かかる事情を鑑みてなされたものであり、表面基材の外観不良を抑制した成形体の一部である構造体の製造方法を提供することを目的とする。
本発明の一態様によれば、インサート部材と発泡成形体とを有する構造体を金型で製造する製造方法であって、前記金型は、互いに開閉可能な第１及び第２の金型を備え、前記第２の金型は、入り込み防止部を備え、本製造方法は、型閉じ工程と、充填工程と、型締め工程と、成形工程とを備え、前記型閉じ工程では、前記第１の金型が前記インサート部材を保持した状態で前記金型を型閉じすることで、前記金型間に充填空間を形成するとともに前記第２の金型の主面と前記インサート部材の対向面との間にクラッキング隙間を形成し、前記充填工程では、前記充填空間内に発泡ビーズを充填し、このとき前記入り込み防止部が前記クラッキング隙間に前記発泡ビーズが入り込むことを防止し、前記型締め工程では、前記クラッキング隙間を無くすように前記金型をさらに閉じて型締めし、前記成形工程では、前記充填空間に充填された前記発泡ビーズから発泡成形体を成形する、方法が提供される。
本発明に係る構造体の製造方法によれば、インサート部材と他方の金型の間のクラッキング隙間にビーズが入り込まなくなるため、成形品のインサート部材露出面にバリができることが抑制される。その結果、上記成形品をコア材としてパネルを成形した場合でも、表面基材に外観不良を及ぼすことがなくなる。
以下、本発明の実施形態について説明する。以下に示す実施形態中で示した各種特徴事項は、互いに組み合わせ可能である。また、各特徴事項について独立して発明が成立する。
１．成形体１の構成
本節では、本実施形態に係るパネル状の成形体１について説明する。図１は、成形体１の構成を示す斜視図である。図２は、成形体１の構成を示す断面図である。図３は、芯材１２と、補強部材１３（インサート部材）とからなる構造体１５の断面図である。
本節では、本実施形態に係るパネル状の成形体１について説明する。図１は、成形体１の構成を示す斜視図である。図２は、成形体１の構成を示す断面図である。図３は、芯材１２と、補強部材１３（インサート部材）とからなる構造体１５の断面図である。
図１に示されるように、パネル状の成形体１は、表皮部材１１と、芯材１２と、補強部材１３とを備える。以下、各構成について詳細に説明する。
（表皮部材１１）
図１に示されるように、表皮部材１１は、樹脂のシートであり、後述の芯材１２の両面に配置される。具体的には、表皮部材１１としては、天然繊維、再生繊維、半合成繊維、合成繊維、及びこれらを混合した繊維を加工して得られる編物、織物、不織布、またはポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、熱可塑性ポリウレタンエラストマー（ＴＰＵ）または熱可塑性ポリオレフィンエラストマー（ＴＰＯ）等の熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）、ポリエチレンポリオレフィン系樹脂等の熱可塑性樹脂からなる樹脂シート、及びこれらの積層シート、プラスチック製段ボール、ハードボード等から適宜選択可能である。
図１に示されるように、表皮部材１１は、樹脂のシートであり、後述の芯材１２の両面に配置される。具体的には、表皮部材１１としては、天然繊維、再生繊維、半合成繊維、合成繊維、及びこれらを混合した繊維を加工して得られる編物、織物、不織布、またはポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、熱可塑性ポリウレタンエラストマー（ＴＰＵ）または熱可塑性ポリオレフィンエラストマー（ＴＰＯ）等の熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）、ポリエチレンポリオレフィン系樹脂等の熱可塑性樹脂からなる樹脂シート、及びこれらの積層シート、プラスチック製段ボール、ハードボード等から適宜選択可能である。
（芯材１２）
芯材１２は、例えば、熱可塑性樹脂の発泡体からなるものであり、熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン等が適宜採用されることが望ましい。また、かかる発泡体には、適宜、ガラス繊維、カーボンファイバー、炭酸カルシウム、タルク、マイカ等の充填材を添加することもできる。
芯材１２は、例えば、熱可塑性樹脂の発泡体からなるものであり、熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン等が適宜採用されることが望ましい。また、かかる発泡体には、適宜、ガラス繊維、カーボンファイバー、炭酸カルシウム、タルク、マイカ等の充填材を添加することもできる。
より具体的には、芯材１２は、いわゆるビーズ発泡成形により製造された発泡体である。ビーズ発泡成形の特長は、形状を自由に設計できることと、高倍率の発泡成形体が得られることにある。ビーズ発泡成形の工程は、予備発泡、熟成、成形、養生に分けられる。ビーズ発泡成形に用いられるビーズは炭化水素等の物理発泡剤を含浸した小径の樹脂粒子である。発泡剤を含浸させる方法として、ポリスチレンの場合には懸濁重合の際に重合系に発泡剤である炭化水素（ペンタン等）を存在させることで、発泡剤を含んだポリスチレン粒子が得られる。ＰＰやＰＥの場合には、あらかじめ用意したミニペレットに水中で炭化水素を含浸させる。
芯材１２の形成に使用されうる発泡剤としては、公知の物理発泡剤、化学発泡剤及びその混合物が挙げられる。例えば、物理発泡剤としては、空気、炭酸ガス、窒素ガス等の無機系物理発泡剤、及びブタン、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を適用できる。また、化学発泡剤としては、例えば、アゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）、Ｎ，Ｎ’－ジニトロソペンタメチレンテトラミン、４，４’－オキシビス（ベンゼンスルホニルヒドラジド）、ジフェニルスルホン－３，３’－ジスルホニルヒドラジド、ｐ－トルエンスルホニルセミカルバジド、トリヒドラジノトリアジン又はアゾビスイソブチロニトリルなどの有機発泡剤、クエン酸、シュウ酸、フマル酸、フタル酸、リンゴ酸、酒石酸、シクロヘキサン－１，２－ジカルボン酸、ショウノウ酸、エチレンジアミン四酢酸、トリエチレンテトラミン六酢酸、ニトリロ酸などのポリカルボン酸と、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素ナトリウムアルミニウム、炭酸水素カリウム、炭酸水素アンモニウム、炭酸アンモニウム等の無機炭酸化合物の混合物や、クエン酸二水素ナトリウム、シュウ酸カリウム等のポリカルボン酸の塩が無機発泡剤として挙げられる。
なお、芯材１２と、後述の補強部材１３とが一体成形されることで、構造体１５が構成される。これについては、第２節において改めて説明する。
（補強部材１３）
補強部材１３は、例えば金属、強化プラスチック等で構成することができる。補強部材１３は、成形体１の耐荷重性を向上させる骨格であり、成形体１を補強する機能を有する。補強部材１３は、一対のフランジ部１３１と、基体部１３２とを有する。各フランジ部１３１は、樹脂シート２１，２２（表皮部材１１）の内面に接触するように構成される。基体部１３２は一方のフランジ部１３１と他方のフランジ部１３１との間に設けられている。一方のフランジ部１３１が基体部１３２の一端に接続され、他方のフランジ部１３１が基体部１３２の他端に接続されている。すなわち、補強部材１３は、Ｈ字状に形成され、Ｈ字の凹部に芯材１２が充填されてなる。
補強部材１３は、例えば金属、強化プラスチック等で構成することができる。補強部材１３は、成形体１の耐荷重性を向上させる骨格であり、成形体１を補強する機能を有する。補強部材１３は、一対のフランジ部１３１と、基体部１３２とを有する。各フランジ部１３１は、樹脂シート２１，２２（表皮部材１１）の内面に接触するように構成される。基体部１３２は一方のフランジ部１３１と他方のフランジ部１３１との間に設けられている。一方のフランジ部１３１が基体部１３２の一端に接続され、他方のフランジ部１３１が基体部１３２の他端に接続されている。すなわち、補強部材１３は、Ｈ字状に形成され、Ｈ字の凹部に芯材１２が充填されてなる。
特に、補強部材１３は、長尺状の補強部材である。成形体１がこの補強部材１３を備えていることにより、成形体１の耐荷重性が向上する。また、補強部材１３は長尺状であるので、その分、成形体１の広範囲が補強部材１３によって補強されることになる。このため、成形体１は歪む等の変形がしにくくなり、成形体１の強度が向上する。
２．金型７１，７２の構成
本節では、前節で説明した成形体１の一部である構造体１５を製造するための金型（第１の金型７１及び第２の金型７２）について説明する。図４は、第１の金型７１及び第２の金型７２の概略的構造を示す断面図である。図５は、第１の金型７１及び第２の金型７２を型閉じした状態を示す断面図であり、特に図５Ａは、入り込み防止部８が突出した状態を示し、図５Ｂは入り込み防止部８が凹部７２５に収容された状態を示している。図６は、図５Ａの状態から発泡ビーズＢを充填空間Ｓ２に充填させた状態を示す断面図である。図７は、図６の状態から第１の金型７１及び第２の金型７２を型締めした状態を示す断面図である。
本節では、前節で説明した成形体１の一部である構造体１５を製造するための金型（第１の金型７１及び第２の金型７２）について説明する。図４は、第１の金型７１及び第２の金型７２の概略的構造を示す断面図である。図５は、第１の金型７１及び第２の金型７２を型閉じした状態を示す断面図であり、特に図５Ａは、入り込み防止部８が突出した状態を示し、図５Ｂは入り込み防止部８が凹部７２５に収容された状態を示している。図６は、図５Ａの状態から発泡ビーズＢを充填空間Ｓ２に充填させた状態を示す断面図である。図７は、図６の状態から第１の金型７１及び第２の金型７２を型締めした状態を示す断面図である。
この金型は、補強部材１３と芯材１２とを有する構造体１５を製造するため金型である。具体的には、金型は、互いに開閉可能な第１の金型７１及び第２の金型７２を備える。
第１の金型７１は、補強部材１３を保持するように構成される。補強部材１３の保持の仕方は特に限定されるものではないが、例えば、第１の金型７１におけるキャビティ７１１の内面には、保持部９が設けられている。保持部９は補強部材１３を保持する機能を有する。補強部材１３が保持部９に取り付けられると、補強部材１３はキャビティ７１１の内面に付勢され、その結果、補強部材１３はキャビティ７１１に取り付けられる。キャビティ７１１は発泡ビーズＢ（図６参照）が充填可能なように凹状に形成されている。
図５Ｂに示されるように第２の金型７２は、主面７２１を備える。主面７２１は、第２の金型７２におけるコア７２２が形成する面である。後述の入り込み防止部８が凹部７２５にその全体が収容される状態、すなわち入り込み防止部８が主面７２１に対して垂直方向に突出していない状態において、図示されるように、主面７２１は、型閉じ時に第１の金型７１に保持された補強部材１３の対向面１３ｆとの間にクラッキング隙間Ｓ１を有するように構成される。
［背景技術］において記載した通り、従来では、クラッキング隙間Ｓ１に発泡ビーズＢが入り込むことで、構造体１５、ひいては成形体１の成形不良が問題となっていた。一方、本実施形態では、第２の金型７２は、入り込み防止部８を備えることに留意されたい。入り込み防止部８は、金型の充填空間Ｓ２に発泡ビーズＢを充填する際に、クラッキング隙間Ｓ１に発泡ビーズＢが入り込むことを防止するように構成される。具体的には、図５Ａに示されるように、入り込み防止部８は、主面７２１に対して略垂直方向に突出することで、型閉じ時にクラッキング隙間Ｓ１を塞ぐように構成される。
特に、入り込み防止部８は、第２の金型７２の、主面７２１に対する凹部７２５に設けられ且つ主面７２１に対して略垂直方向に前後移動又は変形可能な変位部材であることが好ましい。そして入り込み防止部８は、型閉じ時には、主面７２１から突出してクラッキング隙間Ｓ１を塞ぐように構成される。
特に、入り込み防止部８は、第２の金型７２の、主面７２１に対する凹部７２５に設けられ且つ主面７２１に対して略垂直方向に前後移動又は変形可能な変位部材であることが好ましい。そして入り込み防止部８は、型閉じ時には、主面７２１から突出してクラッキング隙間Ｓ１を塞ぐように構成される。
より詳細には、入り込み防止部８は、突出部材８１（可動部）とバネ部材８２とを備えたスライド機構である。バネ部材８２は、突出部材８１を主面７２１から突出させるように付勢している。そして、補強部材１３における対向面１３ｆと接触することで、クラッキング隙間Ｓ１が塞がれている。
そして、図６に示されるように発泡ビーズＢを充填空間Ｓ２に充填すれば、従来問題となっていた発泡ビーズＢのクラッキング隙間Ｓ１への入り込みが生じず、その結果、成形体１の外観不良の発生が抑制される。その後の型締め時（図７参照）では、対向面１３ｆが突出部材８１を押圧することで、凹部７２５に入り込み防止部８の全体が収容される。
また、第１の金型７１及び第２の金型７２は、充填空間Ｓ２に発泡ビーズＢが充填された状態においてクラッキング隙間Ｓ１を無くすように、さらに閉じて型締め可能に構成される。例えば、第２の金型７２が第１の金型７１側にさらに移動可能に構成されればよい。
なお、実施形態において、クラッキング隙間Ｓ１は０．１ｍｍから１０．０ｍｍの間で調整されることが好ましい。具体的には例えば、０．１，０．２，０．３，０．４，０．５，０．６，０．７，０．８，０．９，１，１．１，１．２，１．３，１．４，１．５，１．６，１．７，１．８，１．９，２，２．１，２．２，２．３，２．４，２．５，２．６，２．７，２．８，２．９，３，３．１，３．２，３．３，３．４，３．５，３．６，３．７，３．８，３．９，４，４．１，４．２，４．３，４．４，４．５，４．６，４．７，４．８，４．９，５，５．１，５．２，５．３，５．４，５．５，５．６，５．７，５．８，５．９，６，６．１，６．２，６．３，６．４，６．５，６．６，６．７，６．８，６．９，７，７．１，７．２，７．３，７．４，７．５，７．６，７．７，７．８，７．９，８，８．１，８．２，８．３，８．４，８．５，８．６，８．７，８．８，８．９，９，９．１，９．２，９．３，９．４，９．５，９．６，９．７，９．８，９．９，１０ｍｍであり、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよい。
なお、実施形態において、使用する発泡ビーズＢの発泡倍率は１０倍から５０倍であるが、当該形態に限定されるものではない。具体的には例えば、１０，１１，１２，１３，１４，１５，１６，１７，１８，１９，２０，２１，２２，２３，２４，２５，２６，２７，２８，２９，３０，３１，３２，３３，３４，３５，３６，３７，３８，３９，４０，４１，４２，４３，４４，４５，４６，４７，４８，４９，５０倍であり、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよい。
３．構造体１５の製造方法
本節では、前節で説明した第１の金型７１及び第２の金型７２を用いた構造体１５の製造方法について説明する。本実施形態に係る製造方法では、補強部材１３（インサート部材）と芯材１２（発泡成形体）とを有する構造体１５を金型（第１の金型７１及び第２の金型７２）で製造する。本製造方法は、取付工程と、型閉じ工程と、充填工程と、型締め工程と、成形工程と、型開放工程と、取外工程とを備える。
本節では、前節で説明した第１の金型７１及び第２の金型７２を用いた構造体１５の製造方法について説明する。本実施形態に係る製造方法では、補強部材１３（インサート部材）と芯材１２（発泡成形体）とを有する構造体１５を金型（第１の金型７１及び第２の金型７２）で製造する。本製造方法は、取付工程と、型閉じ工程と、充填工程と、型締め工程と、成形工程と、型開放工程と、取外工程とを備える。
（取付工程）
まず、取付工程において、図４に示すように、第２の金型７２に設けられている保持部９に補強部材１３を取り付ける。補強部材１３の取付方法は、例えばロボットアームによるものでも良いし、人の手作業によるものでも良い。
まず、取付工程において、図４に示すように、第２の金型７２に設けられている保持部９に補強部材１３を取り付ける。補強部材１３の取付方法は、例えばロボットアームによるものでも良いし、人の手作業によるものでも良い。
（型閉じ工程）
次に、型閉じ工程において、第１の金型７１が補強部材１３を保持した状態で金型を型閉じすることで、金型間に充填空間Ｓ２を形成する。型閉じ工程が完了した状態において、第２の金型７２の主面７２１と補強部材１３の対向面１３ｆとの間には、クラッキング隙間Ｓ１が形成されている。このとき、補強部材１３と入り込み防止部８における突出部材８１とが接触して、クラッキング隙間Ｓ１が塞がれている。
次に、型閉じ工程において、第１の金型７１が補強部材１３を保持した状態で金型を型閉じすることで、金型間に充填空間Ｓ２を形成する。型閉じ工程が完了した状態において、第２の金型７２の主面７２１と補強部材１３の対向面１３ｆとの間には、クラッキング隙間Ｓ１が形成されている。このとき、補強部材１３と入り込み防止部８における突出部材８１とが接触して、クラッキング隙間Ｓ１が塞がれている。
（充填工程）
次に、充填工程において、図１１Ｂに示すように、充填空間Ｓ２内に発泡ビーズＢを充填する。このとき入り込み防止部８がクラッキング隙間Ｓ１に発泡ビーズＢが入り込むことを防止する。換言すると、補強部材１３と入り込み防止部８との間に発泡ビーズＢは充填されない。
次に、充填工程において、図１１Ｂに示すように、充填空間Ｓ２内に発泡ビーズＢを充填する。このとき入り込み防止部８がクラッキング隙間Ｓ１に発泡ビーズＢが入り込むことを防止する。換言すると、補強部材１３と入り込み防止部８との間に発泡ビーズＢは充填されない。
（型締め工程）
次に、型締め工程において、クラッキング隙間Ｓ１を無くすように金型（第１の金型７１）をさらに閉じて型締めする。具体的には、第２の金型７２が第１の金型７１側にさらに移動する。これにより、充填空間Ｓ２の発泡ビーズＢがプレスされ、充填空間Ｓ２の発泡ビーズＢの充填密度が上昇する。
次に、型締め工程において、クラッキング隙間Ｓ１を無くすように金型（第１の金型７１）をさらに閉じて型締めする。具体的には、第２の金型７２が第１の金型７１側にさらに移動する。これにより、充填空間Ｓ２の発泡ビーズＢがプレスされ、充填空間Ｓ２の発泡ビーズＢの充填密度が上昇する。
（成形工程）
次に、成形工程において、充填空間Ｓ２に充填された発泡ビーズＢを加熱した後に冷却する。これにより、充填空間Ｓ２に充填された発泡ビーズＢから芯材１２を成形する。つまり、図３に示されるように芯材１２と補強部材１３とが一体成形された構造体１５が成形される。ここで、第１の金型７１には図示省略の加熱冷却機構が付設されている。加熱冷却機構は、高温の蒸気や冷水が供給可能に構成されている。加熱冷却機構の熱はキャビティ７１１の表面を介して充填空間Ｓ２の発泡ビーズＢに伝達される。加熱冷却機構に高温の蒸気が供給されると、充填空間Ｓ２の発泡ビーズＢ同士が融着する。そして、加熱冷却機構に冷水が供給されると、融着した発泡ビーズが固まる。
次に、成形工程において、充填空間Ｓ２に充填された発泡ビーズＢを加熱した後に冷却する。これにより、充填空間Ｓ２に充填された発泡ビーズＢから芯材１２を成形する。つまり、図３に示されるように芯材１２と補強部材１３とが一体成形された構造体１５が成形される。ここで、第１の金型７１には図示省略の加熱冷却機構が付設されている。加熱冷却機構は、高温の蒸気や冷水が供給可能に構成されている。加熱冷却機構の熱はキャビティ７１１の表面を介して充填空間Ｓ２の発泡ビーズＢに伝達される。加熱冷却機構に高温の蒸気が供給されると、充填空間Ｓ２の発泡ビーズＢ同士が融着する。そして、加熱冷却機構に冷水が供給されると、融着した発泡ビーズが固まる。
（型開き工程）
次に、型開き工程において、第１の金型７１及び第２の金型７２を型開きする。
次に、型開き工程において、第１の金型７１及び第２の金型７２を型開きする。
（取外工程）
その後、取外工程において、構造体１５が第１の金型７１及び第２の金型７２から取り外される。
その後、取外工程において、構造体１５が第１の金型７１及び第２の金型７２から取り外される。
４．成形体１の製造
４．１ 成形装置３の構成
図８は、成形体１を成形可能な成形装置３の構成を示す概要図である。図８に示す成形装置３は、一体成形体を製造する装置である。具体的には、成形装置３は、樹脂シート２１，２２と構造体１５とを一体成形する装置である。成形装置３は押出機３０と、第３の金型７３及び第４の金型７４と、ローラー３８と、移動機構３９とを備えている。押出機３０は、溶融樹脂を押し出す機能を有する。成形装置３は２機の押出機３０を備えている。第３の金型７３及び第４の金型７４は、押出機３０の下側に設けられている。ローラー３８は、押出機３０から押し出された樹脂シート２１，２２を第３の金型７３及び第４の金型７４へ送り出す。移動機構３９はローラー３８を移動させる機能を有する。
４．１ 成形装置３の構成
図８は、成形体１を成形可能な成形装置３の構成を示す概要図である。図８に示す成形装置３は、一体成形体を製造する装置である。具体的には、成形装置３は、樹脂シート２１，２２と構造体１５とを一体成形する装置である。成形装置３は押出機３０と、第３の金型７３及び第４の金型７４と、ローラー３８と、移動機構３９とを備えている。押出機３０は、溶融樹脂を押し出す機能を有する。成形装置３は２機の押出機３０を備えている。第３の金型７３及び第４の金型７４は、押出機３０の下側に設けられている。ローラー３８は、押出機３０から押し出された樹脂シート２１，２２を第３の金型７３及び第４の金型７４へ送り出す。移動機構３９はローラー３８を移動させる機能を有する。
押出機３０は、ホッパ３６と、シリンダ３５と、図示省略のスクリューと、モーター３７と、アキュムレータ３３と、Ｔダイ３１と、プランジャ３４とを備えている。ホッパ３６は樹脂ペレットの投入部である。シリンダ３５はホッパ３６に繋がっており、シリンダ３５内にはスクリューが設けられている。モーター３７はシリンダ３５内に設けられているスクリューに連結されている。アキュムレータ３３は樹脂を貯留する機能を有し、アキュムレータ３３はシリンダ３５及びＴダイ３１に繋がっている。プランジャ３４は、アキュムレータ３３内の樹脂をＴダイ３１へ押し出す機能を有する。
第３の金型７３は、キャビティ７３１とピンチオフ７３２とを有し、第４の金型７４は、キャビティ７４１とピンチオフ７４２とを有する。キャビティ７３１は、ローラー３８から垂下する樹脂シート２１が賦形される部分である。キャビティ７４１は、ローラー３８から垂下する樹脂シート２２が賦形される部分である。ピンチオフ７３２，７４２は樹脂シート２１，２２を切る凸状部である。
４．２ 成形体１の製造方法
図９は、第３の金型７３及び第４の金型７４を開いた状態から、樹脂シート２１及び樹脂シート２２を金型形状に賦形させた態様を示す概要図である。図１０は、構造体１５を樹脂シート２１に押し付けた態様を示す概要図である。図１１は、第３の金型７３及び第４の金型７４を型締めして、成形体１を成形した態様を示す概要図である。
図９は、第３の金型７３及び第４の金型７４を開いた状態から、樹脂シート２１及び樹脂シート２２を金型形状に賦形させた態様を示す概要図である。図１０は、構造体１５を樹脂シート２１に押し付けた態様を示す概要図である。図１１は、第３の金型７３及び第４の金型７４を型締めして、成形体１を成形した態様を示す概要図である。
まず、樹脂シート２１，２２を製造するシート形成工程を説明する。ホッパ３６に投入された樹脂ペレットはシリンダ３５内に至る。シリンダ３５の樹脂ペレットは、スクリューによって溶融され、溶融樹脂となる。溶融樹脂はアキュムレータ３３に供給される。アキュムレータ３３の溶融樹脂は、プランジャ３４の押出作用によって、Ｔダイ３１から押し出される。Ｔダイ３１から押し出された樹脂シート２１，２２はローラー３８に垂下する。以上の一連のフローが、シート形成工程である。
次に、樹脂シート２１，２２がローラー３８の入口側から出口側へ送り出される（送出工程）。ローラー３８を通過した樹脂シート２１は第３の金型７３のキャビティ７３１の内面に沿って賦形され、また、ローラー３８を通過した樹脂シート２２は第４の金型７４のキャビティ７４１の内面に沿って賦形される（賦形工程）。第３の金型７３にはキャビティ７３１に連通する図示省略の真空吸引孔が形成されている。第４の金型７４にもキャビティ７４１に連通する図示省略の真空吸引孔が形成されている。真空吸引孔が真空吸引されることで、樹脂シート２１は第３の金型７３のキャビティ７３１の内面に沿って賦形され、樹脂シート２２は第４の金型７４のキャビティ７４１の内面に沿って賦形される（図９参照）。
構造体１５を保持しているマニュピレータが、構造体１５を樹脂シート２１に押し付ける（貼付工程）。ここで、構造体１５は発泡成形体である芯材１２を有する。樹脂シート２１の熱により、芯材１２が樹脂シート２１に溶着される。これにより、芯材１２を含む構造体１５は樹脂シート２１に貼り付けられる。第３の金型７３及び第４の金型７４が型閉じされると（型閉め工程）、樹脂シート２１，２２は、構造体１５と一体成形されて成形体１となる。その後、第３の金型７３及び第４の金型７４が開き（型開き工程）、バリ２５を含む成形体１が第３の金型７３から取り外される。バリ２５はその後除去され、成形体１が製造される。
５．変形例
本節では、前述の実施形態の変形例について説明する。図１２は、変形例（１）に係る入り込み防止部８の態様を示す概要図であり、図１２Ａは型閉じ状態、図１２Ｂは型締め状態を示している。図１３は、変形例（２）に係る入り込み防止部８の態様を示す概要図であり、図１３Ａは型閉じ状態、図１３Ｂは型締め状態を示している。
本節では、前述の実施形態の変形例について説明する。図１２は、変形例（１）に係る入り込み防止部８の態様を示す概要図であり、図１２Ａは型閉じ状態、図１２Ｂは型締め状態を示している。図１３は、変形例（２）に係る入り込み防止部８の態様を示す概要図であり、図１３Ａは型閉じ状態、図１３Ｂは型締め状態を示している。
（１）前述の実施形態では、入り込み防止部８は、突出部材８１（可動部）とバネ部材８２とを備えたスライド機構（変位部材の一例）であった。これに代えて、図１０Ａ及びＢに示されるように、主面７２１に対する垂直方向に圧縮変形可能な圧縮変形部材（変位部材の別例）を採用してもよい。型閉め工程において、入り込み防止部８が補強部材１３の対向面１３ｆと接触した後圧縮変形する。これにより、充填工程において、クラッキング隙間Ｓ１が塞がれ、ここに発泡ビーズＢは充填されない。なお、型締め工程において、入り込み防止部８は型締めに伴って更に圧縮変形し、型開き工程において、入り込み防止部８は型開きに伴って元の形状に復元する。かかる形態であれば、入り込み防止部８と第１の金型７１との干渉が生じず、それに起因する製造設備の破損の発生が抑制される。また、スライド機構のスライド動作は精密性を要する為、構成部品に一定の寸法精度が求められる。可圧縮性部材による構成を用いればスライド動作は無くなり、構成部品を単純化することができる。
（２）また、図１１Ａ及びＢに示されるように、主面７２１に対する垂直方向に常に突出した突出部材を採用してもよい。本変形例では、型閉じ工程において、クラッキング隙間Ｓ１の入り口を塞ぐことで、クラッキング隙間Ｓ１への発泡ビーズＢの入り込みが防止される。なお、その後の型締め工程及び成形工程では、入り込み防止部８が突出したまま成形がなされるため、芯材１２に切れ込み穴ができることに留意されたい。したがって、芯材１２の強度が落ちない程度に入り込み防止部８を薄くするとよい。また、成形体１には表皮部材１１が設けられるため、切れ込み穴によって意匠性を損なうことはないと考えられる。
（３）前述の実施形態では、入り込み防止部８における突出部材８１が、補強部材１３における対向面１３ｆと接触することで、クラッキング隙間Ｓ１が塞がれることとなったが、入り込み防止部８が発泡ビーズＢの径よりも小さくなる程度にクラッキング隙間Ｓ１を塞ぐのであれば、接触せずともよい。
（２）また、図１１Ａ及びＢに示されるように、主面７２１に対する垂直方向に常に突出した突出部材を採用してもよい。本変形例では、型閉じ工程において、クラッキング隙間Ｓ１の入り口を塞ぐことで、クラッキング隙間Ｓ１への発泡ビーズＢの入り込みが防止される。なお、その後の型締め工程及び成形工程では、入り込み防止部８が突出したまま成形がなされるため、芯材１２に切れ込み穴ができることに留意されたい。したがって、芯材１２の強度が落ちない程度に入り込み防止部８を薄くするとよい。また、成形体１には表皮部材１１が設けられるため、切れ込み穴によって意匠性を損なうことはないと考えられる。
（３）前述の実施形態では、入り込み防止部８における突出部材８１が、補強部材１３における対向面１３ｆと接触することで、クラッキング隙間Ｓ１が塞がれることとなったが、入り込み防止部８が発泡ビーズＢの径よりも小さくなる程度にクラッキング隙間Ｓ１を塞ぐのであれば、接触せずともよい。
６．結言
以上のように、本実施形態によれば、表面基材の外観不良を抑制した成形体１の一部である構造体１５の製造方法及びその金型を実施することができる。
以上のように、本実施形態によれば、表面基材の外観不良を抑制した成形体１の一部である構造体１５の製造方法及びその金型を実施することができる。
次に記載の各態様で提供されてもよい。
前記製造方法において、前記入り込み防止部は、前記主面に対して略垂直方向に突出することで、前記型閉じ時に前記クラッキング隙間を塞ぐように構成される、方法。
前記製造方法において、前記入り込み防止部は、前記第２の金型の、前記主面に対する凹部に設けられ、前記主面に対して略垂直方向に前後移動又は変形可能な変位部材であり、前記変位部材は、前記型閉じ時には、前記主面から突出して前記クラッキング隙間を塞ぐように構成され、前記型締め時には、前記凹部にその全体が収容される、方法。
インサート部材と発泡成形体とを有する構造体を製造するための金型であって、互いに開閉可能な第１及び第２の金型を備え、前記第１の金型は、前記インサート部材を保持するように構成され、前記第２の金型は、主面を備え、ここで前記主面は、型閉じ時に前記第１の金型に保持された前記インサート部材の対向面との間にクラッキング隙間を有するように構成され、前記第２の金型は、入り込み防止部を備え、ここで前記入り込み防止部は、前記金型の充填空間に発泡ビーズを充填する際に、前記クラッキング隙間に前記発泡ビーズが入り込むことを防止するように構成される、もの。
前記金型において、前記第１の金型及び第２の金型は、前記充填空間に前記発泡ビーズが充填された状態において前記クラッキング隙間を無くすように、さらに閉じて型締め可能に構成される、もの。
前記金型において、前記入り込み防止部は、前記主面に対して略垂直方向に突出することで、前記型閉じ時に前記クラッキング隙間を塞ぐように構成される、もの。
前記金型において、前記入り込み防止部は、前記第２の金型の、前記主面に対する凹部に設けられ、前記主面に対して略垂直方向に前後移動又は変形可能な変位部材であり、前記変位部材は、前記型閉じ時には、前記主面から突出して前記クラッキング隙間を塞ぐように構成され、前記型締め時には、その全体が前記凹部に収容される、もの。
もちろん、この限りではない。
前記製造方法において、前記入り込み防止部は、前記主面に対して略垂直方向に突出することで、前記型閉じ時に前記クラッキング隙間を塞ぐように構成される、方法。
前記製造方法において、前記入り込み防止部は、前記第２の金型の、前記主面に対する凹部に設けられ、前記主面に対して略垂直方向に前後移動又は変形可能な変位部材であり、前記変位部材は、前記型閉じ時には、前記主面から突出して前記クラッキング隙間を塞ぐように構成され、前記型締め時には、前記凹部にその全体が収容される、方法。
インサート部材と発泡成形体とを有する構造体を製造するための金型であって、互いに開閉可能な第１及び第２の金型を備え、前記第１の金型は、前記インサート部材を保持するように構成され、前記第２の金型は、主面を備え、ここで前記主面は、型閉じ時に前記第１の金型に保持された前記インサート部材の対向面との間にクラッキング隙間を有するように構成され、前記第２の金型は、入り込み防止部を備え、ここで前記入り込み防止部は、前記金型の充填空間に発泡ビーズを充填する際に、前記クラッキング隙間に前記発泡ビーズが入り込むことを防止するように構成される、もの。
前記金型において、前記第１の金型及び第２の金型は、前記充填空間に前記発泡ビーズが充填された状態において前記クラッキング隙間を無くすように、さらに閉じて型締め可能に構成される、もの。
前記金型において、前記入り込み防止部は、前記主面に対して略垂直方向に突出することで、前記型閉じ時に前記クラッキング隙間を塞ぐように構成される、もの。
前記金型において、前記入り込み防止部は、前記第２の金型の、前記主面に対する凹部に設けられ、前記主面に対して略垂直方向に前後移動又は変形可能な変位部材であり、前記変位部材は、前記型閉じ時には、前記主面から突出して前記クラッキング隙間を塞ぐように構成され、前記型締め時には、その全体が前記凹部に収容される、もの。
もちろん、この限りではない。
最後に、本発明に係る種々の実施形態を説明したが、これらは、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。当該新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。当該実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
１ ：成形体
１１ ：表皮部材
１２ ：芯材
１３ ：補強部材
１３ｆ ：対向面
１３１ ：フランジ部
１３２ ：基体部
１５ ：構造体
２１ ：樹脂シート
２２ ：樹脂シート
２５ ：バリ
３ ：成形装置
３０ ：押出機
３１ ：Ｔダイ
３３ ：アキュムレータ
３４ ：プランジャ
３５ ：シリンダ
３６ ：ホッパ
３７ ：モーター
３８ ：ローラー
３９ ：移動機構
７１ ：第１の金型
７１１ ：キャビティ
７２ ：第２の金型
７２１ ：主面
７２２ ：コア
７２５ ：凹部
７３ ：第３の金型
７３１ ：キャビティ
７３２ ：ピンチオフ
７４ ：第４の金型
７４１ ：キャビティ
７４２ ：ピンチオフ
８ ：入り込み防止部
８１ ：突出部材
８２ ：バネ部材
９ ：保持部
Ｂ ：発泡ビーズ
Ｓ１ ：クラッキング隙間
Ｓ２ ：充填空間
１１ ：表皮部材
１２ ：芯材
１３ ：補強部材
１３ｆ ：対向面
１３１ ：フランジ部
１３２ ：基体部
１５ ：構造体
２１ ：樹脂シート
２２ ：樹脂シート
２５ ：バリ
３ ：成形装置
３０ ：押出機
３１ ：Ｔダイ
３３ ：アキュムレータ
３４ ：プランジャ
３５ ：シリンダ
３６ ：ホッパ
３７ ：モーター
３８ ：ローラー
３９ ：移動機構
７１ ：第１の金型
７１１ ：キャビティ
７２ ：第２の金型
７２１ ：主面
７２２ ：コア
７２５ ：凹部
７３ ：第３の金型
７３１ ：キャビティ
７３２ ：ピンチオフ
７４ ：第４の金型
７４１ ：キャビティ
７４２ ：ピンチオフ
８ ：入り込み防止部
８１ ：突出部材
８２ ：バネ部材
９ ：保持部
Ｂ ：発泡ビーズ
Ｓ１ ：クラッキング隙間
Ｓ２ ：充填空間
Claims (2)
- インサート部材と発泡成形体とを有する構造体を金型で製造する製造方法であって、
前記金型は、互いに開閉可能な第１及び第２の金型を備え、前記第２の金型は、入り込み防止部を備え、
本製造方法は、型閉じ工程と、充填工程と、型締め工程と、成形工程とを備え、
前記型閉じ工程では、前記第１の金型が前記インサート部材を保持した状態で前記金型を型閉じすることで、前記金型間に充填空間を形成するとともに前記第２の金型の主面と前記インサート部材の対向面との間にクラッキング隙間を形成し、
前記充填工程では、前記充填空間内に発泡ビーズを充填し、このとき前記入り込み防止部が前記クラッキング隙間に前記発泡ビーズが入り込むことを防止し、
前記型締め工程では、前記クラッキング隙間を無くすように前記金型をさらに閉じて型締めし、
前記成形工程では、前記充填空間に充填された前記発泡ビーズから発泡成形体を成形し、
前記入り込み防止部は、前記主面に対して略垂直方向に突出することで、前記型閉じ時に前記クラッキング隙間を塞ぐように構成され、
前記入り込み防止部は、
前記第２の金型の、前記主面に対する凹部に設けられ、
前記主面に対して略垂直方向に前後移動又は変形可能な変位部材であり、
前記変位部材は、
前記型閉じ時には、前記主面から突出して前記クラッキング隙間を塞ぐように構成され、
前記型締め時には、前記凹部にその全体が収容される、方法。 - インサート部材と発泡成形体とを有する構造体を製造するための金型であって、
互いに開閉可能な第１及び第２の金型を備え、
前記第１の金型は、前記インサート部材を保持するように構成され、
前記第２の金型は、主面を備え、ここで前記主面は、型閉じ時に前記第１の金型に保持された前記インサート部材の対向面との間にクラッキング隙間を有するように構成され、
前記第２の金型は、入り込み防止部を備え、ここで前記入り込み防止部は、前記金型の充填空間に発泡ビーズを充填する際に、前記クラッキング隙間に前記発泡ビーズが入り込むことを防止するように構成され、
前記第１の金型及び第２の金型は、前記充填空間に前記発泡ビーズが充填された状態において前記クラッキング隙間を無くすように、さらに閉じて型締め可能に構成され、
前記入り込み防止部は、前記主面に対して略垂直方向に突出することで、前記型閉じ時に前記クラッキング隙間を塞ぐように構成され
前記入り込み防止部は、
前記第２の金型の、前記主面に対する凹部に設けられ、
前記主面に対して略垂直方向に前後移動又は変形可能な変位部材であり、
前記変位部材は、
前記型閉じ時には、前記主面から突出して前記クラッキング隙間を塞ぐように構成され、
前記型締め時には、その全体が前記凹部に収容される、もの。
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| WO2016009820A1 (ja) | 2014-07-15 | 2016-01-21 | 株式会社カネカ | ポリオレフィン系樹脂型内発泡成形用金型及び型内発泡成形品の製造方法並びに型内発泡成形品 |
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-
2020
- 2020-01-29 JP JP2020012626A patent/JP7492108B2/ja active Active
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