KR20130024838A - 판형상 부분 부착 관형상 발포 성형체 - Google Patents

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마사유키 미시마
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교라꾸 가부시끼가이샤
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Abstract

[과제] 발포배율이 높은 용융 수지를 사용해서 제조한 경우이더라도, 관 본체 내측으로의 불필요한 혹의 발생을 확실하게 방지한다.
[해결수단] 관 본체(X1)와, 그 관 본체(X1)의 외측에 연접(連接)된 판형상 부분(Y1)을 갖는 관형상 발포 성형체에 대해서, 판형상 부분(Y1)에 있어서의 관 본체(X1)와의 연접면 근방에 오목부(106)를 형성한다. 이것에 의해, 분할 금형에서의 형 체결(型締, mold clamping)시에, 판형상 부분(Y1)이 캐비티면(10a), (10b) 간의 두께까지 압축되어, 관 본체(X1)의 내측 부분에는 공간이 빈 상태이더라도, 오목부(106)를 형성하기 위한 볼록부(18)가 기포 셀의 이동에 대해서 댐으로서 기능하여, 기포 셀의 이동을 이 볼록부(18)로 막는다.

Description

판형상 부분 부착 관형상 발포 성형체{Tubular molded form with plate portion}
본 발명은, 예를 들면 다른 부재와 접속하기 위한 플랜지부 등의 판형상 부분이 관 본체에 연접된 관형상 발포 성형체에 관한 것이다.
예를 들면 덕트 등의 경우는, 관 본체에 있어서의 개구부 근방에, 다른 관형상 부재와 접속하기 위한 플랜지부가 설치된 발포 형성체가 널리 사용되고 있다.
특히 에어컨으로부터의 공기를 통풍시키기 위한 덕트의 경우는, 관형상의 발포 성형체를 사용함으로써, 단열성이 우수하고, 경량인 덕트를 실현할 수 있다. 또한, 이러한 덕트의 경우는, 제조시의 발포배율을 올려서 발포체 내부의 기포를 많게 함으로써, 단열성, 경량도를 더욱 향상시킬 수 있기 때문에, 보다 효과적이다.
이러한 발포 성형체의 제조방법으로서는, 용융 수지를 분할 금형에서 형 체결하여 성형하는 방법이 널리 알려져 있다. 최근 들어서는, 성형 기술의 향상에 수반하여, 관형상 발포체의 발포배율을 향상시킨 양산화가 가능해지고 있다.
또한, 본 출원인에 의해 먼저 출원되어 있는 기술로서, 발포 수지에 의한 수지 시트와, 미발포 수지에 의한 수지 시트를 분할 금형에서 형 체결함으로써, 관형상 부분 및 판형상 부분을 갖는 성형품을 제조하는 것이 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).
일본국 특허공개 제2011-131776호 공보
그러나, 도 18에 나타내는 바와 같이, 전술한 덕트에 플랜지부를 설치하는 경우 등, 판형상 부분(Y8)을 관 본체(X8)에 연접시켜서 설치하는 경우, 이 판형상 부분(Y8)은, 플랜지부에서 다른 부재와 확실하게 접속시키도록, 소정의 구조적 강도가 요구되는 경우가 많다.
여기서, 전술한 바와 같이 관형상 발포체의 제조시에 용융 수지(P8)의 발포배율을 높이고, 또한, 판형상 부분(Y8)에 대해서는 높은 구조적 강도를 부여하고자 하면, 분할 금형에서의 형 체결시에 판형상 부분(Y8)을 압압(押壓)하여, 발포 수지(P8) 내의 기포를 눌러 부수도록 하게 된다.
여기서, 판형상 부분(Y8)은 관 본체(X8)에 연접되어 있고, 관 본체(X8)의 내측에는 공간이 비어 있다. 이 때문에, 발포배율이 높은 용융 수지(P8)를 판형상 부분(Y8)으로 강하게 압압하면, 판형상 부분(Y8)에 있어서의 발포 수지(P8) 내부의 기포가 형 체결에 의한 압압력(Z)에 의해, 비어 있는 공간 쪽을 향해서 이동한다. 이 때문에, 분할 금형에 의한 형 체결의 결과, 관 본체(X8) 내측의 공간에, 이동해 온 기포로 용융 수지(P8)가 쌓아 높여지는 것에 의한 혹(81)이 발생해버리는 경우가 있는 것을 본 건 발명자는 알게 되었다.
이렇게 해서 기포에 의한 혹(81)이 발생하면, 관 본체(X8)의 내측 형상이 설계와는 상이한 형상이 되어버린다. 이렇게 해서 내측 형상이 설계와는 상이한 형상이 되면, 내부를 통과하는 유체의 유량 효율이 저하되어버릴 우려가 있었다.
또한, 예를 들면 내부를 통과하는 기체의 속도 등에 따라서는, 이음(異音)이나 진동을 일으켜버리는 문제가 있었다. 또한, 혹(81) 내의 기포가 조대화(粗大化)되어 파포(破泡)가 발생하면, 이음이나 진동이 더욱 커지는 문제가 있었다.
또한, 전술한 특허문헌 1의 것은, 이러한 발포 수지 내의 기포 이동에 의한 과제에 대해서까지 고려된 것은 아니었다.
본 발명은 이러한 상황을 감안하여 이루어진 것으로, 발포배율이 높은 용융 수지를 사용하여 제조한 경우이더라도, 관 본체 내측으로의 불필요한 혹의 발생을 확실하게 방지할 수 있는 판형상 부분 부착 관형상 발포 성형체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 판형상 부분 부착 관형상 발포 성형체는,
관 본체와, 관 본체의 외측에 연접(連接)된 판형상 부분을 갖는 관형상 발포 성형체로서,
판형상 부분에 있어서의 관 본체와의 연접면 근방에 오목부가 형성된 것을 특징으로 한다.
이상과 같이, 본 발명에 의하면, 발포배율이 높은 용융 수지를 사용해서 제조한 경우이더라도, 관 본체 내측으로의 불필요한 혹의 발생을 확실하게 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시형태로서 관형상 발포 성형체(100)를 나타내는 외관 사시도이다.
도 2는 관형상 발포 성형체(100)에 있어서의 끼워 맞춤부(102a) 주변을 나타내는 평면도이다.
도 3은 도 2의 D-D' 단면도이다.
도 4는 제조방법에 있어서의 제1 공정을 나타내는 도면이다.
도 5는 제조방법에 있어서의 제2 공정을 금형 측면으로부터 나타내는 도면이다.
도 6은 제조방법에 있어서의 제2 공정을 분할 금형의 맞닿음면으로부터 나타내는 도면이다.
도 7(a)는 죽창 바늘, 도 7(b)는 로켓 바늘에 있어서의 유로를 나타내는 단면도이다.
도 8은 분할 금형에서의 형 체결(型締, mold clamping)시에 있어서의 끼워 맞춤부(102a) 주변을 나타내는 단면도이다.
도 9는 형 체결시에 있어서의 볼록부(18)의 작용에 대해서 설명하는 도면이다.
도 10은 관형상 발포 형성체(100)의 일실시예에 대해서 설명하는 도면이다.
도 11은 다른 제조방법예를 나타내는 도면이다.
도 12는 오목홈(106)의 다른 형성 위치예를 나타내는 도면이다.
도 13은 오목홈(106)의 또 다른 형성 위치예를 나타내는 도면이다.
도 14는 오목홈(106)을 한쪽 면 및 다른 쪽 면으로부터 형성한 예를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 15는 오목홈(106)을 한쪽 면 및 다른 쪽 면으로부터 형성한 다른 예를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 16은 오목홈(106)을 한쪽 면 및 다른 쪽 면으로부터 2열로 형성한 예를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 17은 오목홈(106)을 한쪽 면 및 다른 쪽 면으로부터 2열로 형성한 다른 예를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 18은 종래의 판형상 부분 부착 관형상 발포 성형체에 있어서의 문제를 설명하는 도면이다.
다음으로, 본 발명의 판형상 부분 부착 관형상 발포 성형체의 일실시형태에 대해서, 도면을 사용해서 상세하게 설명한다.
<관형상 발포 형성체(100)의 구성예>
먼저, 도 1~도 3을 참조하면서, 본 실시형태에 의해 성형하는 관형상 발포 성형체(100)의 구성예에 대해서 설명한다. 도 1은 전체 사시도, 도 2는 끼워 맞춤부(102a) 주변의 평면도, 도 3은 도 2의 D-D' 단면도이다.
본 실시형태의 관형상 발포 성형체(100)는, 에어컨 유닛으로부터 공급되는 냉난풍을 목적하는 부위로 유통시키기 위한 경량인 관형상 발포 성형체(100)로, 발포제를 혼합시킨 열가소성 수지를 분할 금형에서 형 체결하고, 블로우 성형함으로써 성형된다.
관형상 발포 성형체(100)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 에어컨 유닛(도시하지 않음)에 접속하기 위한 공급구(105)가 관부(101)의 일단에 개설되고, 타단에 끼워 맞춤부[102(102a~d)]가 설치된다. 또한, 이러한 관부(101), 공급구(105), 및 끼워 맞춤부(102)로 구성되는 관 본체(X1)에 플랜지부[103(103a~d)]가 연접되어 구성된다.
관 본체(X1)는, 발포배율 2.5배 이상에서 복수의 기포 셀을 갖는 독립 기포 구조(독립 기포율이 70% 이상)로 구성된다. 관 본체(X1)의 두께방향에 있어서의 기포 셀의 평균 기포 직경은 300 ㎛ 미만, 바람직하게는, 100 ㎛ 미만이다.
관 본체(X1)의 내측은, 유체를 유통시키는 유로를 갖도록 구성되고, 에어컨 유닛의 냉난풍을 유통시킬 수 있도록 되어 있다.
공급구(105)로부터 공급되는 유체의 유로는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 유로 A, B-1, B-2, C의 4개로 나누어진다. 이러한 공급구(105)로부터의 유체가, 유로(A)에서는 끼워 맞춤부(102a)의 개구부로부터, 유로(B-1)에서는 끼워 맞춤부(102b)의 개구부로부터, 유로(B-2)에서는 끼워 맞춤부(102c)의 개구부로부터, 유로(C)에서는 끼워 맞춤부(102d)의 개구부로부터, 각각 유출되도록 관형상 발포 성형체(100)는 구성된다.
관형상 발포 성형체(100)에 있어서의 유로(A) 주변의 구성으로서는, 관부(101a)의 일단에 공급구(105)가 개설되고, 타단에 끼워 맞춤부(102a)가 설치되며, 이러한 관부(101a), 공급구(105), 및 끼워 맞춤부(102a)로 구성되는 관 본체(X1)에 플랜지부(103a)가 연접되어 구성된다. 플랜지부(103a)에 있어서의 관 본체(X1)와의 연접면 근방에는 오목홈(106a)(오목부)이 형성된다.
또한, 플랜지부(103a)에는, 끼워 맞춤부(102a)에 의해 접속되는 다른 관형상 부재에 대해서 고정하기 위한 고정용 구멍(107a)이 개설된다. 이 고정용 구멍(107a)에 미도시의 볼트를 관통시켜서 너트로 단단히 죔으로써, 접속하는 다른 관형상 부재에 대해서 관형상 발포 성형체(100)를 고정할 수 있다.
관형상 발포 성형체(100)에 있어서의 유로(B-1) 주변의 구성으로서는, 관부(101b)의 일단에 공급구(105)가 개설되고, 타단에 끼워 맞춤부(102b)가 설치되며, 이러한 관부(101b), 공급구(105), 및 끼워 맞춤부(102b)로 구성되는 관 본체(X1)에 플랜지부(103b)가 연접되어 구성된다. 플랜지부(103b)에 있어서의 관 본체(X1)와의 연접면 근방에는 오목홈(106b)이 형성된다.
또한, 플랜지부(103b)에는, 끼워 맞춤부(102b)에 의해 접속되는 다른 관형상 부재에 대해서 고정하기 위한 고정용 구멍(107b)이 개설된다. 이 고정용 구멍(107b)에 미도시의 볼트를 관통시켜서 너트로 단단히 죔으로써, 접속하는 다른 관형상 부재에 대해서 관형상 발포 성형체(100)를 고정할 수 있다.
또한, 관부 101a와 101b 사이의 간격이 좁은 부분에는, 강도 유지를 위한 가교부(104e)가, 이들 관부(101a), (101b) 각각에 연접되어 설치된다. 가교부(104e)에 있어서의 관부(101a), (101b)와의 연접면에는 오목홈(106e)이 형성된다.
관형상 발포 성형체(100)에 있어서의 유로(B-2) 주변의 구성으로서는, 관부(101c)의 일단에 공급구(105)가 개설되고, 타단에 끼워 맞춤부(102c)가 설치되며, 이러한 관부(101c), 공급구(105), 및 끼워 맞춤부(102c)로 구성되는 관 본체(X1)에 플랜지부(103c)가 연접되어 구성된다. 플랜지부(103c)에 있어서의 관 본체(X1)와의 연접면 근방에는 오목홈(106c)이 형성된다.
또한, 플랜지부(103c)에는, 끼워 맞춤부(102c)에 의해 접속되는 다른 관형상 부재에 대해서 고정하기 위한 고정용 구멍(107c)이 개설된다. 이 고정용 구멍(107c)에 미도시의 볼트를 관통시켜서 너트로 단단히 죔으로써, 접속하는 다른 관형상 부재에 대해서 관형상 발포 성형체(100)를 고정할 수 있다.
또한, 관부(101c)와 (101d) 사이의 간격이 좁은 부분에도, 강도 유지를 위한 가교부(104f)가, 이들 관부(101c), (101d) 각각에 연접되어 설치된다. 가교부(104f)에 있어서의 관부(101c), (101d)와의 연접면에는 오목홈(106f)이 형성된다.
관형상 발포 성형체(100)에 있어서의 유로(C) 주변의 구성으로서는, 관부(101d)의 일단에 공급구(105)가 개설되고, 타단에 끼워 맞춤부(102d)가 설치되며, 이러한 관부(101d), 공급구(105), 및 끼워 맞춤부(102d)로 구성되는 관 본체(X1)에 플랜지부(103d)가 연접되어 구성된다. 플랜지부(103d)에 있어서의 관 본체(X1)와의 연접면 근방에는 오목홈(106d)이 형성된다.
또한, 플랜지부(103d)에는, 끼워 맞춤부(102d)에 의해 접속되는 다른 관형상 부재에 대해서 고정하기 위한 고정용 구멍(107d)이 개설된다. 이 고정용 구멍(107d)에 미도시의 볼트를 관통시켜서 너트로 단단히 죔으로써, 접속하는 다른 관형상 부재에 대해서 관형상 발포 성형체(100)를 고정할 수 있다.
플랜지부[103(103a~d)], 가교부[104(104e, f)] 각각에 있어서의 오목홈(106)은, 도 2, 도 3에 예시하는 바와 같이, 플랜지부(103), 가교부(104) 등의 판형상 부분(Y1)에 있어서의 관 본체(X1)와의 연접면 근방에, 그 연접면을 따르는 형상으로 형성된다. 단, 이 오목홈(106)은, 플랜지부(103), 가교부(104) 등의 판형상 부분(Y1)에 있어서의 가장자리 끝단부 근방에는 형성되지 않고, 이 가장자리 끝단부 근방 이외의 위치에 형성된다. 이와 같이, 가장자리 끝단부 근방에는 오목홈(106)을 형성하지 않고, 다른 부분과 동일한 두께를 부여함으로써, 오목홈(106)을 형성해도 판형상 부분(Y1)에 있어서의 구조적 강도를 충분히 확보할 수 있다.
본 실시형태의 관형상 발포 성형체(100)는, 폴리프로필렌계 수지로 되며, 바람직하게는, 1~20 wt%의 폴리에틸렌계 수지 및/또는 5~40 wt%의 수소 첨가 스티렌계 열가소성 엘라스토머를 혼합시킨 블렌드 수지로 구성하고, -10℃에 있어서의 인장파괴신도가 40% 이상이며, 또한, 상온시에 있어서의 인장탄성률이 1000 ㎏/㎠ 이상인 것이 바람직하다. 또한, -10℃에 있어서의 인장파괴신도가 100% 이상인 것이 바람직하다. 또한, 본 실시형태에서 사용하는 각 용어에 대해서 이하에 정의한다.
발포배율: 후술하는 본 실시형태의 제조방법에서 사용한 열가소성 수지의 밀도를, 본 실시형태의 제조방법에 의해 얻어진 관형상 발포 성형체(100)의 관 본체(X1)에 있어서의 겉보기 밀도로 나눈 값을 발포배율로 하였다.
인장파괴신도: 후술하는 본 실시형태의 제조방법에 의해 얻어진 관형상 발포 성형체(100)의 관 본체(X1)를 잘라내고, -10℃에서 보관 후에, JIS K-7113에 준해서 2호형 시험편으로 하여 인장속도 50 ㎜/분으로 측정을 행한 값을 인장파괴신도로 하였다.
인장탄성률: 후술하는 본 실시형태의 제조방법에 의해 얻어진 관형상 발포 성형체(100)의 관 본체(X1)를 잘라내고, 상온(23℃)에서, JIS K-7113에 준해서 2호형 시험편으로 하여 인장속도 50 ㎜/분으로 측정을 행한 값을 인장탄성률로 하였다.
<관형상 발포 성형체(100)의 제조방법예>
다음으로, 도 4~도 6을 참조하면서, 본 실시형태의 관형상 발포 성형체(100)의 제조방법예에 대해서 설명한다. 도 4는 분할 금형의 열림상태, 도 5는 닫힘상태를 금형 측면으로부터 나타내고, 도 6은, 닫힘상태를 2개의 분할 금형의 맞닿음면으로부터 분할 금형(12a)측에 대해서 나타내는 단면도이다.
먼저, 도 4에 나타내는 바와 같이, 발포 패리슨을 고리형상 다이스(11)로부터 사출하여, 원통형상의 발포 패리슨(13)을 분할 금형(12a), (12b) 사이로 압출(押出)한다.
다음으로, 분할 금형(12a), (12b)을 형 체결하고, 도 5에 나타내는 바와 같이, 발포 패리슨(13)을 분할 금형(12a), (12b) 사이에 끼워넣는다. 이것에 의해, 발포 패리슨(13)을 분할 금형(12a), (12b)의 캐비티(10a), (10b)에 수납시킨다.
다음으로, 도 5, 도 6에 나타내는 바와 같이, 분할 금형(12a), (12b)을 형 체결한 상태에서, 분할 금형(12a), (12b)에 설치된 소정의 구멍에 취입 바늘(吹入針)(14)과 취출 바늘(吹出針)(15)을 관통시켜서, 발포 패리슨(13)에 동시에 깊이 찌른다. 취입 바늘(14), 취출바늘(15)의 선단이 발포 패리슨(13) 내에 들어가면, 바로 취입 바늘(14)로부터 공기 등의 압축 기체를 발포 패리슨(13)의 내부에 취입하고, 발포 패리슨(13)의 내부를 경유하여 취출 바늘(15)로부터 압축 기체를 취출하여, 소정의 블로우압으로 블로우 성형을 행한다.
취입 바늘(14)은, 도 1에 나타내는 관형상 발포 성형체(100)의 공급구(105)의 개구부에 상당하는 위치에 깊이 찌르고, 압축 기체를 발포 패리슨(13)의 내부에 취입하기 위한 취입구를 형성한다. 또한, 취출 바늘(15)은, 도 1에 나타내는 관형상 발포 성형체(100)의 끼워 맞춤부[102(102a~d)]의 개구부 각각에 상당하는 위치에 깊이 찌르고, 압축 기체를 발포 패리슨(13)의 내부로부터 외부로 취출하기 위한 취출구를 형성한다.
이것에 의해, 취입 바늘(14)로부터 압축 기체를 발포 패리슨(13)의 내부에 취입하고, 발포 패리슨(13)의 내부를 경유해서 취출 바늘(15)로부터 압축 기체를 취출하여, 소정의 블로우압으로 블로우 성형을 행할 수 있다.
취입 바늘(14)은, 전술한 바와 같이 관형상 발포 성형체(100)의 공급구(105)의 개구부로부터 깊이 찌르기 때문에, 도 5에 나타내는 바와 같이, 분할 금형(12b)에 있어서의 분할 금형(12a)과 반대측으로부터 분할 금형(12b) 내에 삽입된다.
또한, 취출 바늘(15)은, 전술한 바와 같이 관형상 발포 성형체(100)의 끼워 맞춤부[102(102a~d)]의 개구부 각각으로부터 깊이 찌르기 때문에, 도 6에 나타내는 바와 같이, 분할 금형(12a), (12b)의 맞닿음면으로부터 분할 금형(12a), (12b) 내에 삽입된다.
취입 바늘(14)로서는, 도 7(a)에 나타내는 죽창 바늘을 사용하는 것이 바람직하다. 이 죽창 바늘은, 바늘의 찔러넣음방향과 취입/취출방향이 동일하고, 가공이 간단하다고 하는 이점이 있지만, 취출 바늘로서 사용하면, 바늘 선단 구멍으로부터 수지가 안으로 들어가, 에어의 취출을 할 수 없게 될 우려가 있다.
이 때문에, 취출 바늘(15)로서는, 도 7(b)에 나타내는 로켓 바늘을 사용하는 것이 바람직하다. 로켓 바늘은, 취입/취출방향이 바늘의 찔러넣음방향과 교차하는 방향이 되도록 형성되어 있다.
블로우압은, 레귤레이터(16), 배압(背壓) 레귤레이터(17)의 차압으로, 분할 금형(12a), (12b)을 밀폐한 상태에서 레귤레이터(16), 배압 레귤레이터(17)를 각각 소정의 압력으로 설정하고, 소정의 블로우압으로 블로우 성형을 행한다. 예를 들면, 소정 압력의 압축 기체를 소정의 시간만큼 취입 바늘(14)로부터 발포 패리슨(13) 내에 취입하고, 발포 패리슨(13) 내부의 압력(내압)을 대기압으로부터 소정의 압력상태로 가압한다.
블로우압은 0.5~3.0 ㎏/㎠으로 설정하고, 바람직하게는, 0.5~1.0 ㎏/㎠로 설정한다. 블로우압을 3.0 ㎏/㎠ 이상으로 설정하면, 관형상 발포 성형체(100)의 관 본체(X1)의 육후(肉厚)가 부서지기 쉬워지거나, 발포배율이 저하되기 쉬워지게 되어버린다. 또한, 블로우압을 0.5 ㎏/㎠ 이하로 설정하면, 레귤레이터(16), 배압 레귤레이터(17)의 차압의 조정이 어려워져버리거나, 관형상 발포 성형체(100) 내의 통기로(205)의 표면형상을, 발포 패리슨(13)의 내부에 취입한 압축 기체의 유로방향(F)을 따라서 변형시키기 어려워져버린다. 이 때문에, 블로우압은 0.5~3.0 ㎏/㎠로 설정하고, 바람직하게는, 0.5~1.0 ㎏/㎠로 설정한다.
또한, 소정의 블로우압으로 블로우 성형을 행하는 경우는, 온도조절 설비를 설치하고, 취입 바늘(14)로부터 발포 패리슨(13) 내에 공급하는 압축 기체를 소정의 온도로 가열하는 것도 가능하다. 이것에 의해, 발포 패리슨(13)의 내부에 공급된 압축 기체가 소정의 온도가 되기 때문에, 발포 패리슨(13) 내에 함유되어 있는 발포제를 발포시키기 쉽게 할 수 있다. 또한, 소정의 온도는, 발포제를 발포시키는 것에 적합한 온도로 설정하는 것이 바람직하다.
또한, 온도조절 설비를 설치하지 않고, 취입 바늘(14)로부터 발포 패리슨(13) 내에 공급하는 압축 기체를 실온에서 행하는 것도 가능하다. 이것에 의해, 압축 기체의 온도를 조정하기 위한 온도조절 설비를 설치할 필요가 없기 때문에, 관형상 발포 성형체(100)를 저비용으로 제조할 수 있다. 또한, 블로우 성형 후의 관형상 발포 성형체(100)를 냉각하게 되기 때문에, 블로우 성형시는 실온에서 행함으로써, 블로우 성형 후의 관형상 발포 성형체(100)의 냉각시간의 단축에 기여할 수 있다.
본 실시형태에서는, 취입 바늘(14)로부터 압축 기체를 발포 패리슨(13) 내에 취입하는 동시에, 분할 금형(12a), (12b)의 캐비티(10a), (10b)로부터 배기를 행하여, 발포 패리슨(13)과 캐비티(10a), (10b) 사이의 극간을 없애, 부압(負壓)상태가 되게 한다. 이것에 의해, 분할 금형(12a), (12b) 내부의 캐비티(10a), (10b)에 수납된 발포 패리슨(13)의 내외에 있어서 압력차(발포 패리슨(13)의 내부가 외부보다도 높은 압력)가 설정되고, 발포 패리슨(13)은, 캐비티(10a), (10b)의 벽면에 압압된다. 이렇게 해서, 관 본체(X1)의 내측에 유체의 유로를 갖는 관형상 발포 성형체(100)가 성형된다.
또한, 전술한 제조공정에 있어서, 발포 패리슨(13)의 내부에 압축 기체를 취입하는 공정과, 발포 패리슨(13)의 외부에 부압을 발생시키는 공정은 동시에 행할 필요는 없고, 서로의 공정을 시간적으로 겹치지 않게 조금 옮겨 행하는 것도 가능하다. 또한, 어느 한쪽의 공정만을 행하고, 발포 패리슨(13)을 분할 금형(12a), (12b)의 캐비티(10a), (10b)의 벽면에 압압시켜서, 관 본체(X1)의 내측에 유체의 유로를 갖는 관형상 발포 성형체(100)를 성형하는 것도 가능하다.
여기서, 도 8에 나타내는 바와 같이, 발포 패리슨(13)을 분할 금형(12a), (12b)에 의해 압압력(Z)으로 형 체결하고 있기 때문에, 전술한 바와 같이 발포 패리슨(13)에 있어서의 관 본체(X1)가 되는 부분에 대해서 소정의 블로우압에 의해 캐비티면(10a), (10b)에 압압하는 동시에, 플랜지부[103(103a~d)]나 가교부[104(104e, f)]의 판형상 부분(Y1)이 되는 부분에 대해서는, 두께방향으로 압압되어, 분할 금형(12a), (12b)의 캐비티면(10a), (10b) 간의 두께까지 압축되게 된다.
도 9에, 이렇게 해서 형 체결된 상태의 판형상 부분(Y1) 주변을 나타낸다.
발포 패리슨(13)은, 전술한 바와 같이 발포배율 2.5배 이상에서 복수의 기포 셀을 갖는 독립 기포 구조(독립 기포율이 70% 이상)로 구성되고, 기포 셀의 평균 기포 직경은 300 ㎛ 미만, 바람직하게는 100 ㎛ 미만으로 되어 있지만, 판형상 부분(Y1)에서는, 이들 기포 셀에도 형 체결에 의한 압압력(Z)이 가해진다.
여기서, 본 실시형태에 있어서의 분할 금형(12b)의 캐비티면(10b)에는, 관형상 발포 성형체(100)에 있어서의 오목홈(106)을 형성하기 위한 볼록부(18)가, 판형상 부분(Y1)에 있어서의 관 본체(X1)와의 연접면 근방에 설치되어 있다.
이 때문에, 판형상 부분(Y1)이 캐비티면(10a), (10b) 간의 두께까지 압축되어, 관 본체(X1)의 내측 부분에는 공간이 빈 상태이더라도, 이 볼록부(18)가 기포 셀의 이동에 대해서 댐으로서 기능하여, 기포 셀의 이동을 이 볼록부(18)로 막는다. 이 때문에, 판형상 부분(Y1) 내의 기포 셀은, 형 체결에 의한 압압으로 이동했다 하더라도 판형상 부분(Y1) 내부에 머무르고, 그대로 분할 금형(12a), (12b)에 의해 냉각되게 된다.
발포 패리슨(13)에 있어서의 관 본체(X1)가 되는 부분에 대해서는, 전술한 바와 같이 취입 바늘(14)로부터 공기 등의 압축 기체를 발포 패리슨(13)의 내부에 취입하고, 발포 패리슨(13)의 내부를 경유해서 취출 바늘(15)로부터 압축 기체를 취출하여, 소정의 블로우압에 의해 캐비티면(10a), (10b)에 압압한 후, 추가로 상기 소정의 블로우압으로 발포 패리슨(13)의 내측을 냉각한다.
취입 바늘(14)로부터 발포 패리슨(13) 내에 냉각을 위해서 공급하는 압축 기체의 온도는, 10℃~30℃로 설정하고, 실온(예를 들면, 23℃)으로 설정하는 것이 바람직하다. 압축 기체의 온도를 실온으로 설정함으로써, 압축 기체의 온도를 조정하기 위한 온도조절 설비를 설치할 필요가 없기 때문에, 관형상 발포 성형체(100)를 저비용으로 제조할 수 있다. 또한, 온도조절 설비를 설치하고, 취입 바늘(14)로부터 발포 패리슨(13) 내에 공급하는 압축 기체의 온도를 실온보다도 낮게 한 경우는, 관형상 발포 성형체(100)의 냉각시간을 단축할 수 있다. 또한, 압축 기체의 온도에 따라서도 다르지만, 냉각시간은 30초~80초로 행하는 것이 바람직하다.
이것에 의해, 내측에 유체의 유로를 가져서 구성하고, 그 내측의 유로 표면이 완만한 관 본체(X1)를 성형할 수 있다.
또한, 유로 역방향에 비해서, 유로방향(F)을 향해서 유체가 흐르기 쉬운 통기로(205)를 갖는 관형상 발포 성형체(100)를 제조할 수 있다. 이 유로방향(F)은, 관형상 발포 성형체(100)의 유로(A), (B-1), (B-2), (C)에 있어서의 유체의 유통방향과 동방향이 되어 있기 때문에, 각 유로에 있어서의 유체의 유통방향을 향해서 유체가 흐르기 쉬운 관형상 발포 성형체(100)를 제조할 수 있다.
또한, 본 실시형태의 관형상 발포 성형체(100)를 성형할 때에 적용 가능한 폴리프로필렌계 수지로서는, 230℃에 있어서의 용융장력(melt tension)이 30~350 mN 범위 내의 폴리프로필렌이 바람직하다. 특히, 폴리프로필렌계 수지는, 장쇄 분기 구조를 갖는 프로필렌 단독 중합체인 것이 바람직하고, 에틸렌-프로필렌 블록 공중합체를 첨가하는 것이 더욱 바람직하다.
또한, 폴리프로필렌계 수지에 블렌드되는 수소 첨가 스티렌계 열가소성 엘라스토머로서는, 내충격성을 개선하는 동시에 관형상 발포 성형체(100)로서의 강성(剛性)을 유지하기 위해서, 프로필렌계 수지에 대해서 5~40 wt%, 바람직하게는 15~30 wt%의 범위에서 첨가하는 것이 바람직하다.
구체적으로는, 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체, 스티렌-이소프렌-스티렌 블록 공중합체, 스티렌-부타디엔 랜덤 공중합체 등의 수소 첨가 폴리머를 사용한다. 또한, 수소 첨가 스티렌계 열가소성 엘라스토머로서는, 스티렌 함유량이 30 wt% 미만, 바람직하게는 20 wt% 미만이고, 230℃에 있어서의 MFR(JIS K-7210에 준해서 시험온도 230℃, 시험하중 2.16 ㎏으로 측정)은 10 g/10분 이하, 바람직하게는 5.0 g/10분 이하이고, 또한, 1.0 g/10분 이상이다.
또한, 폴리프로필렌계 수지에 블렌드되는 폴리올레핀계 중합체로서는, 저밀도의 에틸렌-α-올레핀이 바람직하고, 1~20 wt%의 범위에서 배합하는 것이 바람직하다. 저밀도의 에틸렌-α-올레핀은, 밀도 0.91 g/㎤ 이하의 것을 사용하는 것이 바람직하고, 에틸렌과 탄소원자수 3~20의 α-올레핀을 공중합해서 얻어지는 에틸렌-α-올레핀 공중합체가 매우 적합하며, 프로필렌, 1-부텐, 1-펜텐, 1-헥센, 1-헵텐, 1-옥텐, 1-노넨, 1-데센, 1-도데센, 4-메틸-1-펜텐, 4-메틸-1-헥센 등이 있고, 특히, 1-부텐, 1-헥센, 1-옥텐 등이 매우 적합하다. 또한, 상기의 탄소원자수 3~20의 α-올레핀은 단독으로 사용하거나, 2종 이상을 병용하는 것도 가능하다. 에틸렌-α-올레핀 공중합체 중의 에틸렌에 기초하는 단량체 단위의 함유량은, 에틸렌-α-올레핀 공중합체에 대해서, 50~99 wt%의 범위인 것이 바람직하다. 또한, α-올레핀에 기초하는 단량체 단위의 함유량은, 에틸렌-α-올레핀 공중합체에 대해서, 1~50 wt%의 범위인 것이 바람직하다. 특히, 메탈로센계 촉매를 사용해서 중합된 직쇄형상 초저밀도 폴리에틸렌 또는 에틸렌계 엘라스토머, 프로필렌계 엘라스토머를 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 본 실시형태의 관형상 발포 성형체(100)를 성형할 때에 적용 가능한 발포제로서는, 물리 발포제, 화학 발포제 및 그의 혼합물을 들 수 있다. 물리 발포제로서는, 공기, 탄산가스, 질소가스, 물 등의 무기계 물리 발포제, 및 부탄, 펜탄, 헥산, 디클로로메탄, 디클로로에탄 등의 유기계 물리 발포제, 더 나아가서는, 그들의 초임계 유체를 적용할 수 있다. 초임계 유체로서는, 이산화탄소, 질소 등을 사용해서 만드는 것이 바람직하고, 질소의 경우는 임계온도 -149.1℃, 임계압력 3.4 ㎫ 이상, 이산화탄소의 경우는 임계온도 31℃, 임계압력 7.4 ㎫ 이상으로 함으로써 만들 수 있다.
<실시예>
다음으로, 전술한 실시형태를 적용한 구체적인 일실시예에 대해서, 도 10을 참조하여 설명한다. 단, 이하에 설명하는 실시예는 일례로서, 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니다.
본 실시예에서는, 발포 패리슨(13)의 두께(L)를 3 ㎜로 하여, 전술의 제조방법에 의해 관형상 발포 성형체(100)를 성형하였다. 성형된 관형상 발포 성형체(100)의 치수는, 관 본체(X1)(도 10의 예에서는 끼워 맞춤부(102a))의 두께(N)가 2.5 ㎜, 판형상 부분(Y1)(도 10의 예에서는 플랜지부(103a))의 두께(M2)가 5 ㎜, 판형상 부분(Y1)의 오목홈(106) 최심부(最深部)에서의 두께(M1)가 2.5 ㎜였다.
본 실시예에서는, 관 본체(X1)가 되는 부분의 발포 패리슨(13)이 블로우 성형에 의해 소정의 불로우압으로 분할 금형(12a), (12b)의 캐비티면(10a), (10b)에 압압됨으로써, 관 본체(X1)의 두께(N)가, 발포 패리슨(13)의 두께(L)보다도 조금 얇아져 있다. 또한, 판형상 부분(Y1)에 대해서는, 발포 패리슨(13)의 두께(L)가 2매분 포개어져 분할 금형(12a), (12b)에서 형 체결되어 캐비티면(10a), (10b) 간의 두께까지 두께방향으로 압축됨으로써, 판형상 부분(Y1)의 두께(M2)가 발포 패리슨(13) 두께(L)의 2배보다도 얇아져 있다.
이와 같이, 본 실시예에서는, 판형상 부분(Y1)의 오목홈(106) 최심부에 있어서의 두께(M1)를, 판형상 부분(Y1)의 두께(M2)의 대략 절반으로 하도록 분할 금형(12a), (12b)에서 형 체결해서 성형함으로써, 설계대로의 양호한 형태의 관형상 발포 성형체(100)를 성형할 수 있었다.
즉, 본 실시예에서는, 도 18에 의해 전술한 종래의 제조방법에 의한 관 본체 내측으로의 혹의 융기가 전혀 발생하지 않았다. 이와 같이, 본 실시예에서는, 전술한 본 실시형태에 의한 제조방법에서의 형 체결시, 도 9에 의해 전술한 바와 같이, 오목홈(106)을 형성하기 위한 볼록부(18)가, 판형상 부분(Y1)이 되는 부분의 발포 수지 내의 기포 셀의 이동에 대해서 댐으로서 작용하여, 기포 셀이 판형상 부분(Y1)으로부터 관 본체(X1) 내측의 공간으로 이동하는 것을 확실하게 막아서, 기포 셀을 판형상 부분(Y1) 내에 멈추도록 되어 있는 것을 확인할 수 있었다.
또한, 판형상 부분(Y1)의 두께가 균일하지 않은 경우, 판형상 부분(Y1)에 있어서의 오목홈(106) 주위의 두께를 M2로 하여, 전술한 오목홈(106) 최심부에 있어서의 판형상 부분(Y1)의 두께(M1)를, 이 오목홈(106) 주위의 두께(M2)의 대략 절반으로 하게 된다.
<본 실시형태의 효과>
다음으로, 본 실시형태의 관형상 발포 성형체(100)에 의한 효과에 대해서, 오목홈(106)이 형성되어 있지 않은 종래의 판형상 부분 부착 관형상 발포 성형체와 대비하면서 설명한다.
종래의 판형상 부분 부착 관형상 발포 성형체의 경우는, 도 18에 의해 전술한 바와 같이, 발포 패리슨을 분할 금형에서 형 체결하면, 판형상 부분(Y8)에 있어서의 발포 수지를 분할 금형의 캐비티면 간의 두께까지 두께방향으로 압축함으로써, 그 판형상 부분(Y8)이 되는 부분의 발포 수지 내의 기포 셀이 관 본체(X8) 내측의 비어 있는 공간의 방향을 향해서 이동해버려, 관 본체(X8) 내측에 기포 셀의 집중에 의한 혹이 발생해버리고 있었다.
이러한 혹이 발생하면, 관 본체(X8) 내측의 형상이 설계와는 상이한 형상이 되어버리기 때문에, 관 본체(X8) 내측의 유로를 공기 등의 유체가 유통할 때의 유로 저항이 변화되어버려서, 유체의 유량효율이 저하되어버리고 있었다. 또한, 유체의 유통속도 등의 조건에 따라서는, 이음이나 진동을 일으켜버리는 문제가 있었다.
또한, 관 본체(X8) 내측의 혹으로서 집적된 혹 내의 기포가 조대화되어 파포가 발생하면, 유체가 유통할 때의 이음이나 진동이 더욱 커지는 문제가 있었다.
또한, 끼워 맞춤부의 외측에 플랜지부가 형성되어 있는 경우, 접속되는 다른 관형상 부재는 그 끼워 맞춤부의 내측에 삽입되어 끼워 맞춰지게 된다. 여기서, 끼워 맞춤부의 내측에 전술한 바와 같이 하여 기포 셀의 집중에 의한 혹이 발생해버리면, 혹의 크기 때문에, 끼워 맞춤부에 다른 관형상 부재를 삽입할 수 없게 되어버린다.
이 문제가 발생해버리면, 성형된 판형상 부분 부착 관형상 발포 성형체는, 발생한 혹의 부분을 하나 하나 수작업으로 깎아서 떨어뜨려 가는 것 이외에는 전혀 사용 불가능해져버린다. 이 때문에, 작업원이 수작업으로 깎아서 떨어뜨리기 위한 비용을 고려하면, 양산품으로서는 불량품으로서 취급될 수 밖에 없어, 판형상 부분 부착 관형상 발포 성형체를 저렴하게 대량생산하는 것은 곤란해져 있었다.
이에 대해서, 본 실시형태의 관형상 발포 성형체(100)에 의하면, 판형상 부분(Y1)에 있어서의 관 본체(X1)와의 연접면 근방에 오목홈(106)이 형성됨으로써, 도 9에 의해 전술한 바와 같이, 발포 패리슨(13)을 분할 금형(12a), (12b)에서 형 체결할 때에도, 이 오목홈(106)을 형성하기 위한 볼록부(18)가 기포 셀의 이동을 막는 댐으로서 기능한다. 이 때문에, 판형상 부분(Y1)의 내부의 기포 셀을, 관 본체(X1) 내측의 비어 있는 공간으로 이동시키지 않고, 판형상 부분(Y1) 내부에 머무르게 할 수 있다.
이 때문에, 본 실시형태에 의하면, 관형상 발포 성형체(100)를 대량생산하는 경우이더라도, 발포 패리슨(13)을 압출해서 분할 금형(12a), (12b)에서 형 체결하고, 블로우한다고 하는 일반적인 성형동작만으로, 종래품과 같은 혹을 발생시켜버리는 경우 없이, 거의 설계대로의 형상에 의한 관형상 발포 성형체(100)를 제조할 수 있다.
이 때문에, 높은 발포배율의 용융 수지를 사용한 단열성이 높은 경량인 관형상 발포 성형체(100)를, 저비용으로, 정확한 치수 정밀도로 대량생산할 수 있다.
이와 같이, 관 본체(X1)에 대해서는 높은 발포배율을 실현하면서도, 플랜지부(103)나 가교부(104) 등의 판형상 부분(Y1)에 대해서는 충분한 구조적 강도를 실현할 수 있고, 또한, 관 본체(X1) 내측에 공기 등의 유체를 유통시킨 경우에도, 유체의 유량효율이 우수하여, 이음이나 진동을 일으키는 경우가 없는 관형상 발포 성형체(100)를, 저비용으로 대량생산할 수 있다.
이 때문에, 관형상 발포 성형체(100)가 에어컨의 덕트로서 사용되는 경우에도, 우수한 단열성과 경량도의 양쪽을 실현할 수 있고, 동시에 플랜지 부분에서 다른 부재와 접속하기 위한 구조적 강도도 충분히 확보할 수 있다.
또한, 관 본체(X1)에 있어서의 끼워 맞춤부(102)의 내측에 대해서도, 전술한 바와 같이 기포 셀에 의한 혹의 발생이 없어, 거의 설계대로의 형상으로 제조할 수 있기 때문에, 접속하는 다른 관형상 부재를 확실하게 끼워 맞춤부(102)의 내측에 삽입해서 끼워 맞출 수 있다. 이 때문에, 끼워 맞춤부(102)의 외측에 플랜지부(103)가 연접되어 설치된 구성이면서, 다른 관형상 부재와의 끼워 맞춤을 확실하게 행할 수 있는 관형상 발포 성형체(100)를, 저렴하게 대량생산할 수 있다.
또한, 종래의 관형상 발포 성형체에 있어서의, 도 18에서 전술한 바와 같은 관 본체 내측으로의 혹 발생의 문제는, 특히 발포배율이 2.5배 이상인 경우에 현저하게 나타난다.
본 실시형태에 의하면, 발포 패리슨(13)의 발포배율을 2.5배 이상으로 하여 제조해도, 관 본체(X1) 내측으로의 혹의 발생을 확실하게 억제할 수 있어, 설계대로의 형상의 성형품을 얻을 수 있다.
또한, 오목홈(106)은, 전술한 바와 같이 판형상 부분(Y1)에 있어서의 가장자리 끝단부 근방 이외의 위치에 설치되기 때문에, 전술한 각 효과를 얻을 수 있는 동시에, 판형상 부분(Y1)과 관 본체(X1)의 연접 부분에 있어서의 구조적 강도도 충분히 확보할 수 있다.
[다른 제조방법예]
다음으로, 전술한 실시형태로서의 관형상 발포 성형체(100)의 다른 제조방법에 대해서, 도 11을 참조하여 설명한다.
여기서 설명하는 다른 제조방법은, 전술한 제조방법에서 원통형상의 발포 패리슨(13)을 분할 금형(12a), (12b) 사이에 압출해서 성형하는 것 대신에, 도 11에 나타내는 바와 같이, 시트형상의 용융 수지를 분할 금형(12a), (12b) 사이에 압출해서 성형하는 것이다.
다른 제조방법에서 사용하는 성형장치는, 도 11에 나타내는 바와 같이, 2대의 압출장치(50a), (50b)와, 전술한 제조방법예와 동일한 분할 금형(12a), (12b)을 가지고 구성된다.
압출장치[50(50a, 50b)]는, 전술한 제조방법예에 있어서의 발포 패리슨(13)과 동일한 재질로의, 용융상태의 발포 수지에 의한 용융 수지 시트(P1), (P2)를, 분할 금형(12a), (12b) 사이에 소정의 간격으로 대략 평행으로 수하(垂下)시키듯이 배치된다. 용융 수지 시트(P1), (P2)를 압출하는 T 다이(28a), (28b)의 아래쪽에는 조정 롤러(30a), (30b)가 배치되고, 이 조정 롤러(30a), (30b)에 의해 두께 등의 조정을 행한다. 이렇게 해서 압출된 용융 수지 시트(P1), (P2)를 분할 금형(12a), (12b) 사이에 끼워 형 체결하여 성형한다.
2대의 압출장치[50(50a, 50b)]의 구성은 동일하기 때문에, 하나의 압출장치(50)에 대해서, 도 11을 참조하여 설명한다.
압출장치(50)는, 호퍼(21)가 부설된 실린더(22)와, 실린더(22) 내에 설치된 스크류(도시하지 않음)와, 스크류에 연결된 유압 모터(20)와, 실린더(22)와 내부가 연통된 어큐뮬레이터(24)와, 어큐뮬레이터(24) 내에 설치된 플런저(26)와, T 다이(28)와, 한 쌍의 조정 롤러(30)를 가지고 구성된다.
호퍼(21)로부터 투입된 수지 펠릿이, 실린더(22) 내에서 유압 모터(20)에 의한 스크류의 회전에 의해 용융, 혼련되고, 용융상태의 수지가 어큐뮬레이터(24)에 이송되어서 일정량 저류되며, 플런저(26)의 구동에 의해 T 다이(28)를 향해서 용융 수지를 보낸다. 이렇게 해서, T 다이(28) 하단의 압출 슬릿으로부터, 용융상태의 수지에 의한 연속적인 용융 수지 시트가 압출되고, 간격을 두고 배치된 한 쌍의 조정 롤러(30)에 의해 협압(挾壓)되면서 아래쪽을 향해서 송출되어, 분할 금형(12a), (12b)의 사이에 수하된다.
또한, T 다이(28)에는, 압출 슬릿의 슬릿 간격을 조정하기 위한 다이 볼트(29)가 설치된다. 슬릿 간격의 조정기구는, 이 다이 볼트(29)를 사용한 기계식 기구에 더하여, 공지의 각종 조정기구를 더 구비해도 된다.
이러한 구성에 의해, 2개의 T 다이(28a), (28b)의 압출 슬릿으로부터, 내부에 기포 셀을 갖는 용융 수지 시트(P1), (P2)가 압출되고, 상하방향(압출방향)에 일률적인 두께를 갖는 상태로 조정되어, 분할 금형(12a), (12b)의 사이에 수하된다.
이렇게 해서 용융 수지 시트(P1), (P2)가 분할 금형(12a), (12b) 사이에 배치되면, 이 분할 금형(12a), (12b)을 수평방향으로 전진시켜, 분할 금형(12a), (12b)의 바깥 둘레에 위치하는 미도시의 형틀을, 용융 수지 시트(P1), (P2)에 밀착시킨다. 이렇게 해서 분할 금형(12a), (12b) 바깥 둘레의 거푸집에 의해 용융 수지 시트(P1), (P2)를 유지한 후, 분할 금형(12a), (12b)의 캐비티면(10a), (10b)에 용융 수지 시트(P1), (P2)를 진공 흡인함으로써, 용융 수지 시트(P1), (P2) 각각을 캐비티(10a), (10b)에 따른 형상으로 한다.
다음으로, 분할 금형(12a), (12b)을 수평방향으로 전진시켜서 형 체결하고, 전술한 제조방법과 동일하게, 취입 바늘(14)과 취출 바늘(15)을 용융 수지 시트(P1), (P2)에 깊이 찔러, 취입 바늘(14)로부터 공기 등의 압축 기체를 용융 수지 시트(P1), (P2)의 내부에 취입하고, 용융 수지 시트(P1), (P2)의 내부를 경유해서 취출 바늘(15)로부터 압축 기체를 취출한다. 이렇게 해서, 관형상 발포 성형체(100)의 관 본체(X1)가 되는 부분의 내측을 냉각한다.
다음으로, 분할 금형(12a), (12b)을 수평방향으로 후퇴시키고, 분할 금형(12a), (12b)을 관형상 발포 형성체(100)로부터 이형(離型)시킨다.
또한, 한 쌍의 분할 금형(12a), (12b) 사이에 수하된 용융 수지 시트(P1), (P2)는, 드로우다운, 넥인 등에 의해 육후의 고르지 못함이 발생하는 것을 방지하기 위해, 수지 시트의 두께, 압출속도, 압출방향의 육후 분포 등을 개별적으로 조정하는 것이 필요해진다.
이러한 수지 시트의 두께, 압출속도, 압출방향의 육후 등의 조정은, 공지의 각종 방법을 사용하면 된다.
이상과 같이, 도 11에 나타내는 다른 제조방법예에 의해서도, 도 4~도 9에서 전술한 제조방법과 동일하게, 본 실시형태에 있어서의 관형상 발포 성형체(100)를 매우 적합하게 제조할 수 있다. 또한, 도 11에 나타내는 다른 제조방법예에서는, 2매의 용웅 수지 시트(P1), (P2)의 재료, 발포배율, 육후 등을 상이한 것으로 함으로써, 각종 조건에 대응하는 관형상 발포 성형체(100)를 성형하는 것도 가능하다.
또한, 전술한 실시형태는 본 발명의 매우 적합한 실시형태로, 본 발명은 이것에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 토대로 각종 변형해서 실시하는 것이 가능하다.
예를 들면, 전술한 실시형태에서는, 판형상 부분(Y1)의 관 본체(X1)와의 연접면 근방에 있어서의 가장자리 끝단부 이외의 전체에, 관 본체 외벽면(X2)을 따르는 형상의 오목홈(106)을 형성하는 것으로서 설명했지만, 도 12에 나타내는 바와 같이, 판형상 부분(Y1)(도 12의 예에서는 플랜지부(103a))에 있어서의 끼워 맞춤부(102)와의 연접부 근방에만, 오목홈(106)을 형성해도 된다.
이렇게 해서 끼워 맞춤부(102)와의 연접부 근방에만 오목홈(106)을 형성하는 구성에 의해서도, 전술한 바와 같이, 끼워 맞춤부(102)의 내측에 혹의 발생이 없어, 다른 관형상 부재와의 끼워 맞춤을 확실하게 행할 수 있는 관형상 발포 성형체(100)를 저렴하게 대량생산할 수 있다.
또한, 이와 같이, 관 본체(X1)에 있어서의 끼워 맞춤부(102)의 적어도 일부를 포함하는 부분의 외측에 판형상 부분(Y1)이 연접되어 설치되는 경우, 오목홈(106)을, 판형상 부분(Y1)에 있어서의 끼워 맞춤부(102)와의 연접면 근방의 적어도 일부를 포함하는 부분에 형성함으로써, 끼워 맞춤부(102) 내측으로의 혹의 발생을 방지하는 구성으로 해도 된다.
또한, 이와 같이, 관 본체(X1) 내측으로의 혹의 발생을 특별히 방지하고자 하는 특정 장소에 대해서, 판형상 부분(Y1)에 있어서의 그 부분의 관 본체(X1)와의 연접면 근방에만, 오목홈(106)을 형성해도 된다.
또한, 도 13에 나타내는 바와 같이, 오목홈(106)을 연속한 하나로 연결되게 형성하는 것에 한정되지 않고, 홈이 아닌 부분을 적절히, 사이에 끼워서 이산적(離散的)으로 형성해도 된다. 이와 같이, 판형상 부분(Y1)에 있어서의 관 본체(X1)와의 연접면 근방이라면, 오목홈(106)을 이산적으로 형성해도 된다.
또한, 전술한 실시형태에서는, 도 8, 도 9에 나타내는 바와 같이, 오목홈(106)을 형성하기 위한 볼록부(18)가 분할 금형(12b)의 캐비티면(10b)에 설치되는 것으로서 설명했지만, 분할 금형(12a)의 캐비티면(10a)에 볼록부(18)를 설치하는 구성으로 해도, 본 발명은 동일하게 실현할 수 있다.
또한, 전술한 실시형태와 같이, 관 본체(X1)에 연접되는 판형상 부분(Y1)이복수 설치되는 경우, 오목홈(106)은 모두 동일한 쪽에 한정되지 않고, 각각 상이한 쪽에 형성해도, 본 발명은 동일하게 실현할 수 있다.
또한, 전술한 실시형태에서는, 오목홈(106)을 판형상 부분(Y1)의 편면에 형성하는 것으로서 설명했지만, 분할 금형(12a), (12b)에서의 형 체결시에 기포 셀의 이동에 대해서 댐으로서 기능시킬 수 있다면 편면에 한정되지 않고, 판형상 부분(Y1)의 양면에 오목홈을 형성한 구성이어도, 본 발명은 동일하게 실현할 수 있다.
이와 같이 판형상 부분(Y1)의 양면으로부터 오목홈(106)을 형성하는 경우의 예를, 도 14~도 17에 모식적으로 나타낸다. 도 14~도 17에 나타내는 오목홈(106)의 형성예는, 전술한 실시형태에 있어서의 플랜지부(103a)~(103d), 가교부(104e), (104f)의 각각에 있어서의 오목홈(106a)~(106f) 중 어느 것에도 적용 가능하다. 또한, 오목홈(106a)~(106f)의 일부분에만 적용해도 된다.
도 14에 나타내는 오목홈(106)의 형성예에서는, 플랜지부(103)나 가교부(104) 등의 판형상 부분(Y1)에 대해서, 한쪽 면 또는 다른 쪽 면으로부터 번갈아 오목홈을 형성한다. 이와 같이 오목홈을 번갈아 형성함으로써, 예를 들면 판형상 부분(Y1)의 평면방향과 수직인 방향에 있어서의 오목홈(106)이 형성된 방향으로부터 그 판형상 부분(Y1)에 대해서 힘이 가해진 경우이더라도, 그 방향으로부터의 힘에 대해서 판형상 부분(Y1)의 강성이 약한 구조가 되지 않고, 각 방향으로부터 가해지는 힘에 대해서 보다 강성이 높은 구조로 할 수 있다.
또한, 도 14에 나타내는 구성예에서는, G-G' 단면도에 나타내는 바와 같이, 번갈아 형성된 오목홈(106)과 오목홈(106) 사이 부분에 있어서의 두께(M3)가, 판형상 부분(Y1)의 오목홈(106) 최심부에 있어서의 두께(M1)보다도 얇아지는 것이 바람직하다. 즉, 한쪽 면 및 다른 쪽 면으로부터 번갈아 형성되는 오목홈(106)과 오목홈(106) 사이의 위치관계가, M3≤M1을 만족시키는 것이 바람직하다.
이러한 위치관계로 오목홈을 번갈아 형성함으로써, 전술한 바와 같이 분할 금형에서 발포 패리슨을 형 체결해서 관형상 기포 성형체(100)를 성형할 때에도, 번갈아 형성된 오목홈과 오목홈 사이로부터 기포 셀이 이동해버리는 경우가 없다. 이 때문에, 전술한 실시형태와 같이 편면으로부터만 오목홈을 형성한 경우와 동일하게, 오목홈(106)의 부분에서 기포 셀의 이동을 막을 수 있어, 판형상 부분(Y1) 내부의 기포 셀을 판형상 부분(Y1) 내부에 머무르게 할 수 있다.
이 때문에, 한쪽 면 및 다른 쪽 면으로부터 번갈아 오목홈(106)을 형성한 구성이더라도, 전술한 바와 같이 판형상 부분(Y1)의 강성을 높일 수 있는 동시에, 전술한 실시형태와 동일한 효과를 얻을 수 있다.
또한, 도 15에 나타내는 바와 같이, 한쪽 면 및 다른 쪽 면으로부터 번갈아 형성되는 오목홈(106)이 부분적으로 포개어지도록 오목홈을 형성하는 구성으로 해도 된다. 이 경우, G-G' 단면도에 나타내는 바와 같이, 판형상 부분(Y1)의 오목홈(106) 최심부에 있어서의 두께(M1)가, 판형상 부분(Y1)의 두께(M2)의 절반보다도 두꺼워지도록 형성하게 된다.
또한, 도 16에 나타내는 바와 같이, 한쪽 면으로부터 형성되는 오목홈(106)과, 다른 쪽 면으로부터 형성되는 오목홈(106)이 2열 늘어서도록 형성하는 구성으로 해도 된다. 즉, 관부(101), 공급구(105), 및 끼워 맞춤부(102)로 되는 관 본체(X1)와 판형상 부분(Y1)의 연접면을 따르는 형상의 오목홈(106)이, 관 본체(X1)로부터 떨어지는 방향으로 번갈아 형성되는 구성이어도 된다.
이와 같이 오목홈(106)을 형성함으로써, 전술한 바와 같이 분할 금형에서 발포 패리슨을 형 체결해서 관형상 발포 성형체(100)를 성형할 때에, 오목홈(106)의 부분에서 기포 셀의 이동을 막는 힘을 보다 강화할 수 있다. 이 때문에, 보다 확실하게, 판형상 부분(Y1) 내부의 기포 셀을 판형상 부분(Y1) 내부에 머무르게 할 수 있다.
또한, 도 17에 나타내는 바와 같이, 2열 늘어놓아서 형성되는 오목홈(106)의 각각을, 관 본체(X1)와 판형상 부분(Y1)의 연접면을 따라서 한쪽 면 및 다른 쪽 면으로부터 번갈아 형성하는 구성으로 해도 된다. 이 경우, 도 17에 나타내는 바와 같이, 2열 늘어놓아서 형성되는 오목홈(106)을 한쪽 면 및 다른 쪽 면으로부터 번갈아 형성할 때, 서로 이웃하는 2열의 오목홈에 대해서도 상이한 면으로부터 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 관 본체(X1)와 판형상 부분(Y1)의 연접면을 따라서 한쪽 면 또는 다른 쪽 면으로부터 번갈아 형성되는 오목홈과 오목홈의 위치관계는, 도 14에서 전술한 두께 M3≤M1을 만족시키는 위치관계인 것이 바람직하다.
이와 같이 오목홈(106)을 형성함으로써, 도 16에 나타내는 구성예와 같이, 보다 확실하게, 판형상 부분(Y1) 내부의 기포 셀을 판형상 부분(Y1) 내부에 머무르게 할 수 있는 동시에, 도 14에 나타내는 구성예와 같이, 각 방향으로부터 가해지는 힘에 대해서 판형상 부분(Y1)의 강성을 보다 높일 수 있다.
또한, 오목홈(106)의 단면형상은, 전술한 도 9, 도 14~도 17에 나타내는 것에 한정되지 않고, 분할 금형(12a), (12b)에서의 형 체결시에 기포 셀의 이동에 대해서 댐으로서 기능시킬 수 있다면, 임의의 형상이여도 된다.
이와 같이, 판형상 부분(Y1)에 있어서의 오목홈(106)의 위치는, 판형상 부분(Y1)에 있어서의 관 본체(X1)와의 연접면 근방이라면, 각종 설계조건에 따른 임의의 위치여도 된다.
또한, 전술한 실시형태에서는, 판형상 부분(Y1)에 있어서의 관 본체(X1)와의 연접면 근방에, 오목부의 일례로서의 「오목홈」을 형성하고 있지만, 이 경우에 한정되지 않는다. 예를 들면, 판형상 부분(Y1)에 있어서의 관 본체(X1)와의 연접면 근방에, 점형상의 오목부를 형성해도 된다. 점형상의 오목부는, 한 점만 형성해도 되지만, 점형상의 오목부를 소정의 간경을 두고 연접면을 따라서 열을 이루도록 복수 늘어놓음으로써, 기포의 관 본체(X1) 내측으로의 이동을 보다 억제할 수 있다.
또한, 이와 같이 점형상의 오목부를 형성하는 경우에 대해서도, 전술한 바와 같이 한쪽 면 및 다른 쪽 면으로부터 번갈아 오목부를 형성함으로써, 전술한 바와 같이 강성을 향상시킬 수 있다.
또한, 오목부가 형성되는 판형상 부분(Y1)은, 전술한 실시형태와 같은 평면형상에 한정되지 않고, 예를 들면 복잡하게 절곡(折曲)된 형상 등, 임의의 형상이어도 된다.
또한, 관 본체(X1)의 단면형상은, 전술한 실시형태와 같은 원통형상에 한정되지 않고, 예를 들면 모서리가 둥근 사각형 등, 임의의 형상이어도 된다.
이와 같이, 본 실시형태의 관형상 발포 성형체(100)의 형상이나 구성은, 도 1, 도 2 등에 나타내는 형상이나 구성에 한정되는 것은 아니고, 각종 설계조건에 따라서 적절히 변경할 수 있다.
본 발명의 판형상 부분 부착 관형상 발포 성형체는, 예를 들면 자동차, 열차, 선박, 항공기 등의 수송기에 있어서의 에어컨용 덕트 등의 각종 용도에 사용할 수 있다.
100 관형상 발포 성형체
101 관부
102 끼워 맞춤부
103 플랜지부
104 가교부
105 공급구
106 오목홈(오목부의 일례)
107 고정용 구멍
10a, 10b 캐비티면
11 고리형상 다이스
12a, 12b 분할 금형
13 발포 패리슨
14 취입 바늘(吹入針)
15 취출 바늘(吹出針)
16 레귤레이터
17 배압(背壓) 레귤레이터
18 볼록부
A, B, C, F 유로방향
20 유압 모터
21 호퍼
22 실린더
24 어큐뮬레이터
26 플런저
28 T 다이
29 다이 볼트
30 조정 롤러
50 압출장치
X1 관 본체
Y1 판형상 부분
Z 형 체결(型締, mold clamping)에 의한 압압력(押壓力)

Claims (8)

  1. 관 본체와, 상기 관 본체의 외측에 연접(連接)된 판형상 부분을 갖는 관형상 발포 성형체로서,
    상기 판형상 부분에 있어서의 상기 관 본체와의 연접면 근방에 오목부가 형성된 것을 특징으로 하는 판형상 부분 부착 관형상 발포 성형체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 오목부가 오목홈인 것을 특징으로 하는 판형상 부분 부착 관형상 발포 성형체.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 오목부는, 상기 관 본체와의 연접면을 따르는 형상으로 하여 형성된 것을 특징으로 하는 판형상 부분 부착 관형상 발포 성형체.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 오목부는, 상기 판형상 부분에 있어서의 가장자리 끝단부 근방 이외의 위치에 설치된 것을 특징으로 하는 판형상 부분 부착 관형상 발포 성형체.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 관 본체는, 다른 관형상 부재를 내측에 접속시키기 위한 끼워 맞춤부를 구비하고,
    상기 판형상 부분은, 상기 관 본체에 있어서의 상기 끼워 맞춤부의 적어도 일부를 포함하는 부분의 외측에 연접되어 설치되며,
    상기 오목부는, 상기 판형상 부분에 있어서의 상기 끼워 맞춤부와의 연접면 근방의 적어도 일부를 포함하는 부분에 형성된 것을 특징으로 하는 판형상 부분 부착 관형상 발포 성형체.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    발포배율 2.5배 이상의 발포체로 형성된 것을 특징으로 하는 판형상 부분 부착 관형상 발포 성형체.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 오목부는, 당해 오목부의 최심부(最深部)에 있어서의 상기 판형상 부분의 두께가, 그 판형상 부분에 있어서의 그 오목부 주위 두께의 대략 절반이 되도록 오목하게 설치된 것을 특징으로 하는 판형상 부분 부착 관형상 발포 성형체.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 오목부는, 상기 판형상 부분에 있어서의 한쪽 면 및 다른 쪽 면으로부터, 상기 관 본체와의 연접면을 따르는 형상이 되도록 번갈아 형성된 것을 특징으로 하는 판형상 부분 부착 관형상 발포 성형체.
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