KR20200111668A - 구조체의 제조 방법 - Google Patents

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KR20200111668A
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hinge
hinge portion
resin
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thick
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KR1020207011518A
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켄지 이시이
카즈오 와키
쇼 나카지마
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교라꾸 가부시끼가이샤
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Abstract

수지 성형체를 구성하는 수지가 무기 섬유를 함유할 경우에도, 힌지부에 형성되는 절선의 사행에 의한 외관의 악화를 억제할 수 있는 수지 성형체를 갖는 구조체를 제공한다. 본 발명에 의하면, 수지 성형체를 갖는 구조체로서, 상기 수지 성형체는 제1 및 제2본체부와, 힌지부를 구비하고, 제1 및 제2본체부는 상기 힌지부로 서로 회동 가능하도록 연결되어 있고, 상기 힌지부는 제1 및 제2박육부와, 후육부를 구비하고,
상기 후육부는 제1 및 제2박육부보다 두께가 큰 부위이며, 제1 및 제2박육부 및 후육부는 상기 힌지부의 길이 방향에 따라 연장되고, 상기 후육부는 상기 힌지부의 폭방향에 있어서, 제1 및 제2박육부에 의해 끼워져 있는 구조체가 제공된다.

Description

구조체의 제조 방법
본 발명은 욕조 뚜껑이나 차량의 화물칸에 설치되는 플로어 보드(floor board) 등으로서 이용 가능한 수지 성형체(예: 수지성 패널)를 갖는 구조체에 관한 것이다.
특허문헌1에는 힌지부를 갖는 수지 성형체가 개시되어 있다.
일본공개특허 제 2013-067148호
특허문헌1과 같은 수지 성형체를 힌지부로 절곡했을 때에는, 힌지부에 절선(折線)이 형성된다. 수지 성형체를 구성하는 수지가 무기 섬유를 함유하지 않을 때에는, 도15A에 나타내는 바와 같이 절선이 직선 형상으로 형성되기 때문에, 외관은 문제없다. 한편, 수지 성형체를 구성하는 수지가 무기 섬유를 함유할 때에는, 도15B에 나타내는 바와 같이 절선이 사행(구불구불함, 蛇行)으로 형성되어 외관이 나빠지는 문제가 있다.
본 발명은 이러한 사정을 감안하여 실시된 것이며, 수지 성형체를 구성하는 수지가 무기 섬유를 함유할 경우에도, 힌지부에 형성되는 절선의 사행에 의한 외관의 악화를 억제할 수 있는 수지 성형체를 갖는 구조체를 제공하는 것이다.
본 발명에 의하면, 수지 성형체를 갖는 구조체로서, 상기 수지 성형체는 제1 및 제2본체부와, 힌지부를 구비하고, 제1 및 제2본체부는 상기 힌지부로 서로 회동 가능하도록 연결되어 있고, 상기 힌지부는 제1 및 제2박육부와, 후육부를 구비하고, 상기 후육부는 제1 및 제2박육부보다 두께가 큰 부위이며, 제1 및 제2박육부 및 후육부는 상기 힌지부의 길이 방향에 따라 연장되고, 상기 후육부는 상기 힌지부의 폭방향에 있어서, 제1 및 제2박육부에 의해 끼워져 있는 구조체가 제공된다.
본 발명의 수지 성형체의 힌지부에서는, 후육부가 제1 및 제2박육부에 의해 끼워져 있고, 박육부에 있어서 힌지부가 절곡되어 절선이 형성되기 쉽다. 박육부는 힌지부 전체에 비해 폭이 좁기 때문에, 박육부에 형성되는 절선이 사행하고 있어도, 별로 눈에 띄지 않는다. 그 때문에, 본 발명에 의하면, 힌지부에 형성되는 절선의 사행에 의한 외관의 악화가 억제된다.
이하, 본 발명의 여러가지 실시 형태를 예시한다. 이하에 나타내는 실시 형태는 서로 조합 가능하다.
바람직하게는, 상기 기재의 구조체에 있어서, 후육부는 상기 힌지부의 길이 방향의 단부에는 도달하지 않는 구조체이다.
바람직하게는, 상기 기재의 구조체에 있어서, 상기 힌지부의 길이 방향의 단부 근방에서, 상기 힌지부의 폭이 상기 힌지부의 길이 방향의 단부를 향해 서서히 작아지는 구조체이다.
바람직하게는, 상기 기재의 구조체에 있어서, 상기 후육부의 두께와 폭의 적어도 하나는 상기 후육부의 길이 방향의 단부 근방에서 상기 힌지부의 길이 방향의 단부를 향해 서서히 작아지는 구조체이다.
바람직하게는, 상기 기재의 구조체에 있어서, 상기 힌지부의 폭이 일정하게 되어 있는 부위에서의 상기 힌지부 및 상기 후육부의 폭을 각각 Wh 및 Wc로 하면, Wc/Wh=0.2~0.8인 구조체이다.
바람직하게는, 상기 기재의 구조체에 있어서, 상기 후육부의 두께는 상기 후육부의 폭방향의 끝을 향해 서서히 작아지는 구조체이다.
바람직하게는, 상기 기재의 구조체에 있어서, 제1본체부와, 상기 힌지부와, 제2본체부에 걸치도록 설치된 표피재를 구비하고, 상기 표피재는 상기 수지 성형체와 일체 성형되어 있는 구조체이다.
바람직하게는, 상기 기재의 구조체에 있어서, 상기 수지 성형체는 무기 섬유를 포함하고, 상기 무기 섬유는 상기 힌지부의 길이 방향에 비평행으로 배향(配向)되는 구조체이다.
본 발명의 다른 관점에 의하면, 구조체의 제조 방법으로서, 상기 구조체는 상기 기재의 구조체이며, 상기 방법은 압출 공정과, 부형(賦形) 공정과, 몰드 클램핑 공정을 구비하고, 상기 압출 공정에서는 제1 및 제2금형의 사이에 제1 및 제2수지 시트를 압출하고, 제1 및 제2금형은 각각 캐비티를 구비하고,
상기 부형 공정에서는 제1 및 제2수지 시트를 각각 제1 및 제2금형의 캐비티의 내면을 따라 부형하고, 상기 몰드 클램핑 공정에서는, 제1 및 제2금형을 몰드 클램핑하고, 제1 및 제2수지 시트는 무기 섬유를 포함하고, 제1 및 제2금형의 적어도 하나는 상기 힌지부를 형성하는 볼록조(凸條)를 구비하고, 상기 볼록조의 길이 방향이 제1 및 제2수지 시트의 압출 방향에 비평행으로 구성되는 구조체의 제조 방법이다.
바람직하게는, 상기 기재의 구조체의 제조 방법으로서, 상기 볼록조의 길이 방향이 제1 및 제2수지 시트의 압출 방향에 직교하도록 구성되는 구조체의 제조 방법이다.
본 발명의 다른 관점에 의하면, 구조체의 제조 방법으로서, 상기 구조체는 상기 기재의 구조체이며, 상기 방법은 압출 공정과, 부형 공정과, 몰드 클램핑 공정을 구비하고, 상기 압출 공정에서는, 제1 및 제2금형의 사이에 제1 및 제2수지 시트를 압출하고, 제1 및 제2금형은 각각 캐비티를 구비하고, 상기 부형 공정에서는, 제1수지 시트와 제1금형의 사이에 표피재를 배치한 상태에서 제1 및 제2수지 시트를 각각 제1 및 제2금형의 캐비티의 내면을 따라 부형하고, 상기 몰드 클램핑 공정에서는, 제1 및 제2금형을 몰드 클램핑하고, 제2금형은 상기 힌지부를 형성하는 볼록조를 구비하고, 상기 볼록조의 선단에는 상기 후육부에 대응하는 홈이 설치되어 있는 구조체의 제조 방법이 제공된다.
도1은 본 발명의 제1실시 형태의 구조체의 사시도이다.
도2는 도1 중의 영역A의 확대도이다.
도3은 도1 중의 힌지부(5)의 길이 방향의 중앙을 통하는 단면도이다.
도4는 도3 중의 영역B의 확대도이다.
도5는 도3 중의 영역C의 확대도이다.
도6은 본체부(2a, 2b)를 힌지부(5)로 절곡한 상태를 나타내는 도3과 같은 단면의 단면도이다.
도7은 도6 중의 영역D의 확대도이며, 도7A는 박육부(5a, 5b)가 균등하게 절곡한 상태를 나타내고, 도7B는 박육부(5a, 5b)가 치우쳐 절곡한 상태를 나타낸다.
도8은 힌지부(5)의 길이 방향의 단부(5d) 근방에서의 박육부(5e)를 통하는 단면에서의 힌지부(5) 근방의 확대도이다.
도9는 본 발명의 제1실시 형태의 구조체의 제조에 이용 가능한 성형기(10)의 구성 도(금형(21, 31) 및 그 근방의 부재에 대해서는 세로 단면도)이다.
도10은 금형(21, 31)의 사이에 수지 시트(23, 33)를 압출한 상태를 나타내는 단면도이다.
도11은 도10의 상태로부터, 수지 시트(23, 33)를 금형(21, 31)의 캐비티 내면에 따라 부형(賦形)한 후의 상태를 나타내는 단면도이다.
도12는 도11의 상태로부터, 인서트 부재(7)를 수지 시트(23)에 첩부한 후의 상태를 나타내는 단면도이다.
도13은 도12의 상태로부터 금형(21, 31)을 몰드 클램핑한 후의 상태를 나타내는 단면도이다.
도14는 유리 섬유가 힌지부(5)의 길이 방향에 직교하는 방향으로 배향되어 있는 수지 성형체(1)에 있어서, 박육부(5a, 5b)의 폭이 각각 1mm이며, 후육부(5c)의 폭이 2mm일 경우의 힌지부(5)로 수지 성형체(1)를 절곡한 상태의 사진이다.
도15는 힌지부의 폭이 4mm인 수지 성형체를 힌지부로 절곡한 상태의 사진이며, 도15A는 수지 성형체가 무기 섬유를 포함하지 않을 경우, 도15B는 유리 섬유가 힌지부의 길이 방향에 직교하는 방향으로 배향되어 있을 경우의 사진이다.
도16은 본 발명의 제2실시 형태의 구조체(100)의 도4에 대응하는 사시도이다.
도17 중, 도17A는 본 실시 형태의 구조체(100)를 표피재(8) 측으로부터 본 사진이며, 도17B는 종래의 구조체(100)를 표피재(8) 측으로부터 본 사진이다.
도18은 도16의 구조체(100)의 제조 공정을 나타내는 단면도이며, 도18A ~ 도18B는 도11 및 도13에 대응하는 상태이며, 도18C는 금형(21, 31)으로부터 취출된 구조체(100)를 나타내고, 도18D는 도18C 중의 영역D의 확대도이다.
도18에서는 인서트 부재(7)는 도시를 생략하고 있다.
도19는 종래의 구조체(100)의 제조 공정을 나타내는 단면도이며, 도19A ~ 도19B는 도11 및 도13에 대응하는 상태이며, 도19C는 금형(21, 31)으로부터 취출된 구조체(100)를 나타내고, 도19D는 도19C 중의 영역D의 확대이다.
도19에서는 인서트 부재(7)는 도시를 생략하고 있다.
도20은 제1실시 형태의 변형예에서의 도5에 대응하는 도면이다.
이하, 도면을 이용하여 본 발명의 실시 형태에 대해 설명한다. 이하에 나타내는 실시 형태 중에서 예시하는 각종 특징사항은 서로 조합 가능하다. 또한, 각 특징사항에 대해 독립적으로 발명이 성립한다.
1. 제1실시 형태
1-1. 구조체의 구조
도1~도2에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 제1실시 형태의 구조체는 수지 성형체(1)를 갖는다. 수지 성형체(1)는 제1 및 제2본체부(2a, 2b)와 힌지부(5)를 구비한다. 본체부(2a, 2b)는 힌지부(5)로 서로 회동 가능하도록 연결되어 있다.
본 실시 형태에서는, 수지 성형체(1)는 수지제 패널이며, 본체부(2a, 2b)는 패널 형상의 성형체이다.
수지 성형체(1)는 표벽(表壁)(3)과 이벽(裏壁)(4)을 구비한다. 표벽(3)과 이벽(4)은 간격을 두고 대향하고 있다. 표벽(3)과 이벽(4)의 주위는 주위벽(周圍壁)(6)에 의해 연결되어 있다.
도3~도4에 나타낸 바와 같이, 표벽(3)과 이벽(4)의 사이에는 인서트 부재(7)가 설치되어 있다. 인서트 부재(7)는 표벽(3)과 이벽(4) 사이의 스페이스를 확보하거나, 수지 성형체(1)의 강도나 단열성을 향상시키거나 하는 목적으로 배치되는 부재이며, 바람직하게는 발포체로 구성된다.
힌지부(5)는 제1 및 제2 박육부(5a, 5b)와, 후육부(5c)를 구비한다. 후육부(5c)는 박육부(5a, 5b)보다 두께가 큰 부위이다. 박육부(5a, 5b) 및 후육부(5c)는 가늘고 긴 형상이며, 힌지부(5)의 길이 방향에 따라 연장되어 있다. 후육부(5c)는 힌지부(5)의 폭방향에 있어서, 박육부(5a, 5b)에 의해 끼워져 있다.
도4 및 도7에 나타낸 바와 같이, 후육부(5c)는 단면이 거의 삼각 형상이며, 후육부(5c)의 두께는 후육부(5c)의 폭 방향의 끝을 향해 서서히 작아지고 있다. 그 때문에, 후육부(5c)는 원활하게 박육부(5a, 5b)에 연결된다.
박육부(5a, 5b)의 제일 얇은 부분의 두께는 예를 들면 0.001 ~ 0.5mm이며, 구체적으로는 예를 들면 0.001, 0.01, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5mm이며, 여기에서 예시한 임의의 2개 수치 사이의 범위 내이어도 된다. 후육부(5c)의 제일 두꺼운 부분의 두께는 0.1~3mm이며, 구체적으로는 예를 들면 0.1, 0.5, 1, 1.5, 2, 3mm이며, 여기에서 예시한 임의의 2개 수치 사이의 범위 내이어도 된다.
박육부(5a, 5b)는 후육부(5c)보다 두께가 작기 때문에 본체부(2a, 2b)를 힌지부(5)로 절곡했을 때에, 도7A에 나타낸 바와 같이, 박육부(5a, 5b)에 있어서 선택적으로 절곡되기 쉽다. 박육부(5a, 5b)는 힌지부(5) 전체에 비해 폭이 좁기 때문에, 박육부(5a, 5b)에 형성되는 절선이 사행하고 있어도 별로 눈에 띄지 않는다. 그 때문에, 본 실시 형태에 의하면, 힌지부(5)에 형성되는 절선의 사행에 의한 외관의 악화가 억제된다.
예를 들면, 종래 기술에서, 힌지부(5) 전체의 폭이 4mm이며, 힌지부(5)의 전체의 두께가 균일할 경우, 절선은 4mm의 폭에 걸쳐 사행하기 때문에, 사행의 진폭(振幅)이 커서, 도15B에 나타낸 바와 같이, 절선의 사행이 눈에 띈다. 한편, 본 실시 형태에서, 후육부(5c)가 박육부(5a, 5b)에 의해 끼워진 구성으로 박육부(5a, 5b)의 폭이 각각 1mm이며, 후육부(5c)의 폭이 2mm일 경우, 절선은 각 박육부(5a, 5b)에 형성되고, 각각의 절선이 사행하는 범위는 1mm의 폭에 제한된다. 이 때문에, 사행의 진폭이 종래 기술보다 대폭으로 저감되기 때문에, 도14에 나타낸 바와 같이, 절선의 사행이 눈에 띄지 않고, 절선의 사행에 의한 외관의 악화가 억제된다.
그런데, 본체부(2a, 2b)를 힌지부(5)로 절곡했을 때에, 박육부(5a, 5b)가 균등하게 절곡된다고는 보장할 수 없고, 도7B에 나타낸 바와 같이, 박육부(5a, 5b)의 절곡이 치우치는 경우가 있다. 도7B의 경우, 박육부(5b)의 곡률 반경이 박육부(5a)의 곡률 반경보다 대폭으로 작게 되어 있다. 이러한 경우, 박육부(5b)에서 균열이 생기기 쉬워지는 문제가 있다.
이러한 균열의 발생을 방지하기 위해, 본 실시 형태에서는, 도2 및 도5에 나타낸 바와 같이, 후육부(5c)는 힌지부(5)의 길이 방향의 단부(5d)에는 도달하지 않도록 설치되어 있다. 이 때문에, 단부(5d) 근방에는 후육부(5c)가 존재하지 않고, 1개의 박육부(5e)만 설치되어 있고, 본체부(2a, 2b)를 힌지부(5)로 절곡한 상태는 도8에 나타낸 바와 같게 된다. 박육부의 균열은 단부(5d)에서 생기기 쉽기 때문에, 단부(5d)에서 박육부가 후육부에 의해 분할되지 않는 것에 의해, 박육부에서의 균열의 발생이 억제된다.
한편, 단부(5d) 근방에 후육부를 설치하지 않을 경우에는, 단부(5d) 근방에서 절선의 사행이 눈에 띄게 되는 문제가 생긴다. 그래서, 이러한 문제의 영향을 완화하기 위해, 본 실시 형태에서는, 도2 및 도5에 나타낸 바와 같이, 단부(5d) 근방에서, 힌지부(5)의 폭이 단부(5d)를 향해 서서히 작아지도록 구성하고 있다. 한편, 단부(5d) 근방에서 힌지부(5)의 폭을 작게 하면 사행은 눈에 띄기 어렵게 되는 한편, 힌지부(5)로 절곡했을 때의 곡률 반경이 작아져 힌지부(5)에서의 균열이 발생하기 쉬워진다. 힌지부(5)에서의 균열을 보다 확실하게 방지하는 것을 우선으로 할 경우에는, 단부(5d) 근방에서 힌지부(5)의 폭을 작게 하지 않는 것이 바람직하다. 예를 들면, 도20에 나타낸 바와 같이, 단부(5d) 근방에서도, 힌지부(5)의 폭을 후육부(5c)가 설치되어 있는 부위에서의 힌지부(5) 전체의 폭과 같게 한다.
힌지부(5)의 폭이 일정하게 되어 있는 부위(이하, "폭 일정 부위")에서의 힌지부의 폭을 Wh라고 하고, 단부(5d)에서의 힌지부(5)의 폭을 We로 하면, We/Wh=0.2~0.8이 바람직하다. 이 값이 너무 크면, 절선의 사행이 눈에 띄기 쉬워진다. 이 값이 너무 작으면, 힌지부(5)에서의 절곡이 곤란하게 된다. We/Wh는 구체적으로는 예를 들면 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8이며, 여기에서 예시한 임의의 2개 수치 사이의 범위 내이어도 된다.
또한, 폭 일정 부위에서의 후육부(5c)의 폭을 Wc로 하면, Wc/Wh=0.2 ~ 0.8이 바람직하다. 이 값이 너무 크면, 박육부(5a, 5b)의 폭이 너무 작게 되어 힌지부(5)에서의 절곡이 곤란해진다. 이 값이 너무 작으면, 박육부(5a, 5b)의 폭이 너무 커져 절선의 사행이 눈에 띄기 쉬워진다. Wc/Wh는 구체적으로는 예를 들면 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8이며, 여기에서 예시한 임의의 2개 수치 사이의 범위 내이어도 된다.
Wh는 예를 들면 2~10mm이며, 3~6mm이 바람직하다. 이 값이 너무 크면, 힌지부(5)가 너무 눈에 띄여 외관이 손상된다. 이 값이 너무 작으면, 힌지부(5)에서의 절곡이 곤란해진다. Wh는 구체적으로는 예를 들면 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10mm이며, 여기에서 예시한 임의의 2개 수치 사이의 범위 내이어도 된다.
단부(5d)로부터 폭 일정 부위까지의 거리L은, 예를 들면 5~30mm이며, 구체적으로는 예를 들면 5, 10, 15, 20, 25, 30mm이며, 여기에서 예시한 임의의 2개 수치 사이의 범위 내이어도 된다. 이 값이 너무 크면, 절선의 사행이 눈에 띄기 쉬워진다. 이 값이 너무 작으면, 힌지부(5)에서의 절곡이 곤란해진다. 단부(5d)로부터, 후육부(5c)의 길이 방향의 단부(5c1)까지의 거리Lc는 예를 들면 3 ~ 15mm이며, 구체적으로는 예를 들면 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15mm이며, 여기에서 예시한 임의의 2개 수치 사이의 범위 내이어도 된다. 이 값이 너무 크면, 절선의 사행이 눈에 띄기 쉬워진다. 이 값이 너무 작으면, 단부(5d)에서의 힌지부(5)의 균열이 생기기 쉬워진다.
후육부(5c)의 두께와 폭의 적어도 하나는 후육부(5c)의 길이 방향의 단부(5c1) 근방에서, 단부(5d)를 향해 서서히 작아지도록 되어 있다. 이러한 구성에 의하면, 단부(5d)근방에서, 후육부(5c)가 스무드하게(smoothly) 소실된다.
후육부(5c)의 두께와 폭 중 적어도 하나가 서서히 작아지는 구간(서변(徐??) 구간)(V)의 길이는 예를 들면 3~25mm이며, 구체적으로는 예를 들면 3, 5, 10, 15, 20, 25mm이며, 여기에서 예시한 임의의 2개 수치 사이의 범위 내이어도 된다. 이 값이 너무 크면, 절선의 사행이 눈에 띄기 쉬워진다. 이 값이 너무 작으면, 후육부(5c)와 박육부(5e)의 경계에서 균열이 생기기 쉬워진다.
수지 성형체(1)는 무기 섬유를 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 무기 섬유는 힌지부(5)의 길이 방향에 평행되지 않는 방향으로 배향되는 것이 바람직하고, 힌지부(5)의 길이 방향에 직교하는 방향으로 배향되는 것이 더 바람직하다. 이러한 경우에, 절선의 사행이 특히 눈에 띄기 쉽기 때문에 본 발명의 구성을 이용하는 것의 기술적 의의가 특히 크기 때문이다. 무기 섬유로서는, 유리 섬유나 탄소 섬유 등을 들 수 있다. "무기 섬유가 배향되어 있다"는, 다수의 무기 섬유가 거의 같은 방향으로 향해 있는 상태를 나타낸다. 예를 들면, 무기 섬유를 포함하는 용융 수지를 압출하여 형성한 수지 시트를 이용하여 수지 성형체(1)를 형성할 경우, 다수의 무기 섬유는 거의 수지 시트의 압출 방향으로 향하기 때문에, 수지 시트의 압출 방향이 무기 섬유의 배향의 방향으로 된다. 수지 성형체(1) 중의 무기 섬유의 함유량은 1~40질량%이 바람직하고, 5 ~ 30질량%이 더 바람직하고, 10~25질량%이 보다 바람직하다. 이 함유량은 구체적으로는 예를 들면 1, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40질량%이며, 여기에서 예시한 임의의 2개 수치 사이의 범위 내이어도 된다. 함유량이 너무 적으면 수지 성형체(1)의 강성이 불충분하고, 함유량이 너무 많으면 수지 성형체(1)의 성형성이 나빠지거나, 수지 성형체(1)가 균열하기 쉬워지거나 한다.
1-2. 성형기(10)
이어서, 도9~도10을 이용하여, 본 발명의 제1실시 형태의 구조체의 제조 방법의 실시에 이용 가능한 성형기(10)에 대해 설명한다. 성형기(10)는 한 쌍의 수지 시트 형성 장치(20)와, 제1 및 제2금형(21, 31)을 구비한다. 각 수지 시트 형성 장치(20)는 호퍼(12)와, 압출기(13)와, 어큐뮬레이터(17)와, T다이(18)를 구비한다. 압출기(13)와 어큐뮬레이터(17)는 연결관(25)을 통해 연결된다. 어큐뮬레이터(17)와 T다이(18)는 연결관(27)을 통해 연결된다.
이하, 각 구성에 대해 상세하게 설명한다.
<호퍼(12), 압출기(13)>
호퍼(12)는 원료 수지(11)를 압출기(13)의 실린더(13a) 내에 투입하는데 사용된다. 원료 수지(11)의 형태는 특별히 한정되지 않지만, 통상은 펠렛(pellet) 형상이다. 원료 수지는 예를 들면 폴리올레핀 등의 열가소성 수지이며, 폴리올레핀으로서는, 저밀도 폴리에틸렌, 직쇄상 저밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌 공중합체 및 그 혼합물 등을 들 수 있다. 원료 수지(11)는 호퍼(12)로부터 실린더(13a) 내에 투입된 후, 실린더(13a) 내에서 가열됨으로써 용융되어 용융 수지로 된다. 또한, 실린더(13a) 내에 배치된 스크루(screw)의 회전에 의해 실린더(13a)의 선단을 향해 반송된다.
스크루는 실린더(13a) 내에 배치되고, 그 회전에 의해 용융 수지를 혼련하면서 반송한다. 스크루의 기단에는 기어 장치가 설치되어 있고, 기어 장치에 의해 스크루가 회전 구동된다.
수지 시트(23, 33) 중에 무기 섬유를 포함시킬 경우에는, 원료 수지에 무기 섬유를 포함시키는 것이 바람직하다.
<어큐뮬레이터(17), T다이(18)>
용융 수지는 실린더(13a)의 수지 압출구로부터 압출되고, 연결관(25)을 통해 어큐뮬레이터(17) 내로 주입된다. 어큐뮬레이터(17)는 실린더(17a)와 그 내부에서 접동(摺動) 가능한 피스톤(17b)을 구비하고 있고, 실린더(17a) 내에 용융 수지가 저류 가능하도록 되어 있다. 그리고, 실린더(17a) 내에 용융 수지가 소정량 저류된 후에 피스톤(17b)을 이동시킴으로써, 연결관(27)을 통해 용융 수지를 T다이(18) 내에 설치된 슬릿으로부터 압출하여 용융 상태의 제1 및 제2수지 시트(23, 33)를 형성한다. 원료 수지에 무기 섬유가 포함될 경우에는, 무기 섬유는 수지 시트(23, 33)의 압출 방향에 따라 배향된다.
<금형(21, 31)>
수지 시트(23, 33)는 금형(21, 31)의 사이에 압출된다. 도10에 나타낸 바와 같이, 금형(21, 31)은 캐비티(21a, 31a)를 구비하고, 캐비티(21a, 31a)를 둘러싸도록 핀치 오프부(21b, 31b)가 설치되어 있다. 캐비티(21a, 31a) 내에는 감압 흡인공(도시하지 않음)이 설치되어 있고, 감압 흡인공을 통해 수지 시트(23, 33)를 감압 흡인하여 금형(21, 31)의 캐비티(21a, 31a)의 내면에 따른 형상으로 부형하는 것이 가능하도록 되어 있다. 감압 흡인공은 극소한 구멍이며, 일단이 금형(21, 31) 내부를 통해 캐비티(21a, 31a)의 내면에까지 연통되어 있고, 타단이 감압 장치에 접속되어 있다.
금형(31)에는, 힌지부(5)를 형성하는 볼록조(凸條)(31c)가 설치되어 있다. 볼록조(31c)는 가늘고 긴 돌출부이며, 볼록조(31c)의 길이 방향이 수지 시트(23, 33)의 압출 방향에 평행되지 않도록 구성되는 것이 바람직하고, 볼록조(31c)의 길이 방향이 수지 시트(23, 33)의 압출 방향에 직교하도록 구성되는 것이 더 바람직하다. 이 경우, 힌지부(5)의 길이 방향에 따른 수지 시트(23, 33)의 두께의 변화가 억제된다. 도10에 나타낸 바와 같이, 볼록조(31c)의 선단에는 박육부(5a, 5b)에 대응하는 선단면(31c1)과, 후육부(5c)에 대응하는 홈(31c2)이 설치되어 있다.
1-3. 구조체의 제조 방법
여기에서, 도9 ~ 도13을 이용하여 본 발명의 1실시 형태의 구조체의 제조 방법에 대해 설명한다. 본 실시 형태의 방법은, 압출 공정과, 부형 공정과, 인서트 공정과, 몰드 클램핑 공정을 구비한다. 이하, 상세하게 설명한다.
(1) 압출 공정
압출 공정에서는, 도9~도10에 나타낸 바와 같이, 금형(21, 31)의 사이에 수지 시트(23, 33)를 압출한다.
(2) 부형 공정
부형 공정에서는, 도10~도11에 나타낸 바와 같이, 금형(21, 31)에 의해 수지 시트(23, 33)의 감압 흡인을 실시하고 수지 시트(23, 33)를 캐비티(21a, 31a)의 내면에 따른 형상으로 부형한다. 본 실시 형태에서, 수지 시트(23)와 금형(21)의 사이 및 수지 시트(33)와 금형(31)의 사이에는, 표피재 등의 다른 부재가 배치되지 않기 때문에, 수지 시트(23, 33)는 각각 금형(21, 31)에 직접 접촉하도록 부형된다. 한편, 수지 시트(23) 측에 표피재를 일체 성형해도 되고, 이 경우, 금형(21)과 수지 시트(23)의 사이에 표피재를 배치한 상태에서 수지 시트(23)를 부형한다.
(3) 인서트 공정
인서트 공정에서는, 도11~도12에 나타낸 바와 같이, 인서트 부재(7)를 수지 시트(23)에 용착시킨다. 인서트 부재(7)가 발포체로 구성되어 있을 경우, 수지 시트(23)의 열에 의해 발포체가 용융됨으로써 인서트 부재(7)의 한쪽의 면(7d)이 수지 시트(23)에 용착된다. 인서트 부재(7)의 다른 한쪽의 면(7e)은, 도13에 나타내는 몰드 클램핑이 이루어질 때 수지 시트(33)에 용착된다. 인서트 부재(7)는 제1 및 제2본체부(7a, 7b)가 연결부(7c)로 연결되어 구성된다. 본체부(7a, 7b)는 각각 수지 성형체(1)의 본체부(2a, 2b) 내에 수용된다. 연결부(7c)는 힌지부(5)에 대응한다. 연결부(7c)는 생략 가능하며, 그 경우, 본체부(7a, 7b)의 각각에 대응하는 2개의 인서트 부재를 삽입할 수 있다.
(4) 몰드 클램핑 공정
몰드 클램핑 공정에서는, 도12~도13에 나타낸 바와 같이, 금형(21, 31)의 몰드 클램핑을 실시한다. 이로 인해, 핀치 오프부(21b, 31b)에 따라 수지 시트(23, 33)가 서로 용착되어 한 쌍의 금형(21, 31)에 의해 형성되는 캐비티의 내면에 따른 형상의 수지 성형체(1)를 얻을 수 있다. 볼록조(31c)와 금형(21)의 사이에 있어서, 수지 시트(23, 33) 및 연결부(7c)가 압축되어 힌지부(5)가 형성된다. 볼록조(31c)의 선단면(31c1)으로 압축된 부위가 박육부(5a, 5b)로 되고, 홈(31c2)에 대향하는 부위가 후육부(5c)로 된다. 핀치 오프부(21b, 31b)의 외측이 버(burr)(41)로 된다. 그 다음은, 금형(21, 31)을 열어 수지 성형체(1)를 취출하고, 버(41)를 제거함으로써, 도1에 나타내는 수지 성형체(1)를 갖는 구조체를 얻을 수 있다. 선단면(31c1)은 평탄면이어도 되고 만곡면이어도 된다.
2. 제2실시 형태
도16 ~ 도19를 이용하여 본 발명의 제2실시 형태에 대해 설명한다. 본 실시 형태는, 제1실시 형태에 유사하며, 수지 성형체(1)와 표피재(8)에 의해 구조체(100)가 구성되어 있는 점이 주요한 차이점이다. 이하, 차이점을 중심으로 설명한다.
힌지부(5)는 수지 성형체(1)의 이벽(4) 측이 오목하게 되어 형성되어 있고, 후육부(5c)는 이벽(4) 측으로 돌출함으로써 박육부(5a, 5b)보다 두께가 두껍게 되어 있다. 힌지부(5)는 표벽(3) 측의 면이 평탄하다. 수지 성형체(1)의 표벽(3) 측에는 본체부(2a)와, 힌지부(5)와, 본체부(2b)에 걸치도록 평탄면이 설치되어 있다.
표피재(8)는 수지 성형체(1)의 표벽(3) 측에, 본체부(2a)와, 힌지부(5)와, 본체부(2b)에 걸치도록 설치되어 있다. 표피재(8)는 부직포와 같은 통풍성을 갖는 카펫 형상의 부재로 구성되는 것이 바람직하고, 수지 성형체(1)의 형성 시에 수지 성형체(1)와 일체 성형하는 것이 바람직하다. 이로 인해, 수지 성형체(1)와 표피재가 일체 성형된 구조체(100)가 얻어진다.
그런데, 본 실시 형태와 같이, 힌지부(5)가 박육부(5a, 5b)와 그 사이의 후육부(5c)로 구성되어 있을 경우에는, 도17A에 나타낸 바와 같이, 표피재(8)는, 힌지부(5)에 대향하는 부위(8a)의 외관이 표피재(8)의 다른 부위와 마찬가지로 대부분 변함없다. 한편, 힌지부(5)가 박육부만으로 구성되어 있는 종래의 형태에서는, 도17B에 나타낸 바와 같이, 표피재(8)는 힌지부(5)에 대향하는 부위(8a)가 두드러지게 외관이 나쁘게 되어 있다.
이와 같이, 본 실시 형태에 의하면, 힌지부(5)에 대향하는 부위(8a)의 외관이 향상되는 효과를 나타낸다.
이러한 효과가 나타나는 원리를 도18~도19를 이용하여 설명한다. 도18은 금형(31)의 볼록조(31c)의 선단에 선단면(31c1)과 홈(31c2)이 설치되는 본 실시 형태에 관한 것이고, 도19는 홈(31c2)이 설치되지 않은 종래 형태에 관한 것이다. 여기에서는, 표피재(8)가 부직포와 같은 카펫 형상의 부재일 경우를 예로 들어 설명한다.
도18A 및 도19A는 도11에 대응하는 상태이다. 금형(21)과 수지 시트(23)의 사이에 표피재(8)를 배치한 상태에서 수지 시트(23)가 금형(21)의 캐비티의 내면에 따라 부형되어 있다. 도18A 및 도19A에 나타낸 바와 같이, 금형(21, 31)이 이격된 상태에서는, 표피재(8)는 압축되지 않은 상태로 되어 있다.
도18B 및 도19B에 나타낸 바와 같이, 금형(21, 31)이 닫혀지면, 금형(31)의 볼록조(31c)의 선단면(31c1)이 금형(21)의 내면에 거의 당접한 상태로 된다. 이 상태에서는, 표피재(8)의 전체가 압축되어 있지만, 볼록조(31c)의 선단면(31c1)과 금형(21)으로 끼워진 부분이 특히 강하게 압축된다. 또한, 이 부위에서는, 수지 시트(23, 33)의 수지도 압축되어 표피재(8)에 함침된다. 도18B와 같이, 볼록조(31c)의 선단에 홈(31c2)이 있을 경우, 홈(31c2)에 대향하는 부위에서는, 표피재(8)가 압축되기 어렵고, 또한 표피재(8)에 수지가 함침되기 어렵다.
수지의 냉각 후에 금형(21, 31)으부터 취출한 구조체(100)를 도18C~도18D 및 도19C~도19D에 나타낸다. 어느 구조체(100)에 있어서도, 힌지부(5) 이외의 부위에 있어서는, 표피재(8)는 압축되지 않은 상태로 돌아와 있다.
도19D에 나타내는 종래의 구조체(100)에서는, 힌지부(5)에 대향하는 부위(8a)의 전체에 있어서, 표피재(8)가 압축된 상태인 채로 되어 있다. 이러한 상태로 되는 것은, 부위(8a)의 전체에 용융 수지가 함침되고, 그 상태로 용융 수지가 고착화되기 때문이다. 또한, 이러한 넓은 범위에서 표피재(8)가 압축되어 있기 때문에, 종래의 구조체(100)에서는, 도17B에 나타낸 바와 같이, 부위(8a)가 두드러져 외관이 나빠진다.
한편, 도18D에 나타내는 본 실시 형태의 구조체(100)에서는, 힌지부(5)에 대향하는 부위(8a) 중, 박육부(5a, 5b)에 대향하는 부위는 종래의 구조체(100)와 동일하게 압축된 채로 되어 있지만, 후육부(5c)에 대향하는 부분은 표피재(8)의 압축 및 수지의 함침의 정도가 낮기 때문에, 구조체(100)를 금형(21, 31)으로부터 취출하면, 표피재(8)는 거의 원래의 상태로 복원된다. 이 때문에, 본 실시 형태의 구조체(100)에서는, 표피재(8)가 압축되어 있는 영역의 폭이 종래의 구조체(100)에 비하여 좁게 되어, 도17A에 나타낸 바와 같이, 부위(8a)가 눈에 띄기 어려워진다.
3. 기타의 실시 형태
·인서트 부재(7)는 생략 가능하다.
·수지 성형체(1)는 1장의 발포 또는 비발포 수지 시트로 구성해도 된다.
1: 수지 성형체, 2a: 제1본체부, 2b: 제2본체부, 3: 표벽, 4: 이벽, 5: 힌지부, 5a: 제1박육부, 5b: 제2박육부, 5c: 후육부, 5c1: 단부, 5d: 단부, 5e: 박육부, 6: 주위벽, 7: 인서트 부재, 7a: 제1본체부, 7b: 제2본체부, 7c: 연결부, 7d: 한쪽의 면, 7e: 다른 한쪽의 면, 8: 표피재 8a: 부위, 10: 성형기, 11: 원료 수지, 12: 호퍼, 13: 압출기, 13a: 실린더, 17: 어큐뮬레이터, 17a: 실린더, 17b: 피스톤, 18: T다이, 20: 수지 시트 형성 장치, 21: 제1금형, 21a: 캐비티, 21b: 핀치 오프부, 23: 제1수지 시트, 25: 연결관, 27: 연결관, 31: 제2금형, 31a: 캐비티, 31b: 핀치 오프부, 31c: 볼록조, 33: 제2수지 시트, 41: 버, 100: 구조체

Claims (11)

  1. 수지 성형체를 갖는 구조체로서,
    상기 수지 성형체는 제1 및 제2본체부와, 힌지부를 구비하고,
    제1 및 제2본체부는 상기 힌지부로 서로 회동 가능하도록 연결되어 있고,
    상기 힌지부는 제1 및 제2박육부와, 후육부를 구비하고,
    상기 후육부는 제1 및 제2박육부보다 두께가 큰 부위이며,
    상기 제1 및 제2박육부 및 상기 후육부는 상기 힌지부의 길이 방향에 따라 연장되고,
    상기 후육부는 상기 힌지부의 폭방향에 있어서, 상기 제1 및 제2박육부에 의해 끼워져 있는, 구조체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 후육부는 상기 힌지부의 길이 방향의 단부에는 도달하지 않는, 구조체.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 힌지부의 길이 방향의 단부 근방에서, 상기 힌지부의 폭이 상기 힌지부의 길이 방향의 단부를 향해 서서히 작아지는, 구조체.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 후육부의 두께와 폭 중 적어도 하나는, 상기 후육부의 길이 방향의 단부 근방에서 상기 힌지부의 길이 방향의 단부를 향해 서서히 작아지는, 구조체.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 힌지부의 폭이 일정하게 되어 있는 부위에서의 상기 힌지부 및 상기 후육부의 폭을 각각 Wh 및 Wc로 하면, Wc/Wh=0.2 ~ 0.8인, 구조체.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 후육부의 두께는 상기 후육부의 폭방향의 끝을 향해 서서히 작아지는, 구조체.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1본체부와, 상기 힌지부와, 상기 제2본체부에 걸치도록 설치된 표피재를 구비하고,
    상기 표피재는 상기 수지 성형체와 일체 성형되어 있는, 구조체.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수지 성형체는 무기 섬유를 포함하고,
    상기 무기 섬유는 상기 힌지부의 길이 방향에 비평행으로 배향되는, 구조체.
  9. 구조체의 제조 방법으로서,
    상기 구조체는 제8항에 기재된 구조체이며,
    상기 방법은 압출 공정과, 부형 공정과, 몰드 클램핑 공정을 구비하고,
    상기 압출 공정에서는 제1 및 제2금형의 사이에 제1 및 제2수지 시트를 압출하고,
    상기 제1 및 제2금형은 각각 캐비티를 구비하고,
    상기 부형 공정에서는 상기 제1 및 제2수지 시트를 각각 상기 제1 및 제2금형의 캐비티의 내면을 따라 부형하고,
    상기 몰드 클램핑 공정에서는, 상기 제1 및 제2금형을 몰드 클램핑하고,
    상기 제1 및 제2수지 시트는 무기 섬유를 포함하고,
    상기 제1 및 제2금형의 적어도 하나는 상기 힌지부를 형성하는 볼록조를 구비하고,
    상기 볼록조의 길이 방향이, 상기 제1 및 제2수지 시트의 압출 방향에 비평행으로 구성되는, 구조체의 제조 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 볼록조의 길이 방향이, 상기 제1 및 제2수지 시트의 압출 방향에 직교하도록 구성되는, 구조체의 제조 방법.
  11. 구조체의 제조 방법으로서,
    상기 구조체는 제7항에 기재된 구조체이며,
    상기 방법은 압출 공정과, 부형 공정과, 몰드 클램핑 공정을 구비하고,
    상기 압출 공정에서는, 제1 및 제2금형의 사이에 제1 및 제2수지 시트를 압출하고,
    상기 제1 및 제2금형은 각각 캐비티를 구비하고,
    상기 부형 공정에서는, 상기 제1수지 시트와 상기 제1금형의 사이에 표피재를 배치한 상태에서 상기 제1 및 제2수지 시트를 각각 상기 제1 및 제2금형의 캐비티의 내면을 따라 부형하고,
    상기 몰드 클램핑 공정에서는, 상기 제1 및 제2금형을 몰드 클램핑하고,
    상기 제2금형은 상기 힌지부를 형성하는 볼록조를 구비하고,
    상기 볼록조의 선단에는 상기 후육부에 대응하는 홈이 설치되어 있는 구조체의 제조 방법.
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