WO2019107433A1 - 構造体及びその製造方法 - Google Patents

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WO2019107433A1
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sheet
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skin
foamed resin
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佑太 南川
芳裕 山崎
優 五十嵐
丹治 忠敏
石田 龍一
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キョーラク株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a method of manufacturing a structure such as an automobile interior member (eg, door trim, deck side trim, ceiling material), a board such as a luggage floor board, a duct, and an engine undercover.
  • a structure such as an automobile interior member (eg, door trim, deck side trim, ceiling material), a board such as a luggage floor board, a duct, and an engine undercover.
  • Patent Document 1 discloses a duct formed of a resin molded body.
  • Structures such as interior members such as door trims and deck side trims and ducts are desired to have improved sound absorbing properties in order to enhance the quietness in a car and the like.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and provides a structure excellent in sound absorption.
  • a structure having a foam molded body and a porous skin sheet, wherein the skin sheet is integrally molded with the foam molded body, and the foam molded body is A wide space is provided inside, and the thickness of the expanded molded body at the position where the thickness of the wide space is maximum is Ft, and the width of the wide space is Sw, Sw / Ft F 0.5, Body is provided.
  • the present inventors have found that a porous skin sheet is integrally formed on a foam molded article, and a structure having a wide space of the above-described shape provided in the foam molded article has excellent sound absorption, and the present invention has been completed. It reached to.
  • the foam is a structure including a plurality of the wide spaces adjacent in the width direction.
  • a method of manufacturing a structure having a foam molded body and a porous skin sheet comprising a disposing step and an expanding step, and in the disposing step, the foamed resin sheet and the porous Between the first and second molds, and in the expansion stroke, a gap larger than the total thickness of the foamed resin sheet and the skin sheet is provided between the first and second molds
  • the thickness of the foamed resin sheet is increased to 1.5 times or more by suctioning the foamed resin sheet under reduced pressure by both the first and second molds in a state in which the first and second molds are brought close to each other.
  • a method is provided for inflating.
  • the skin sheet is disposed between the foamed resin sheet and the first mold, and the expansion step includes a first suction step, a mold proximity step, and a second step.
  • a suction process is provided in this order, and in the first suction process, the foamed resin sheet is vacuum-sucked by the first mold to shape the foamed resin sheet and the skin sheet into a shape along the inner surface of the first mold.
  • the first and second dies are brought close to each other so that the gap is provided between the first and second dies in the die approaching step, and the first and second dies are used in the second suction step.
  • the foamed resin sheet is expanded by vacuum suction of the foamed resin sheet.
  • the gap is 2 to 10 times the thickness of the foamed resin sheet.
  • a skin sheet may be integrally formed on the surface of a molded body for the purpose of improving appearance and the like.
  • a skin sheet is formed on the surface of a molded body by forming a resin sheet and a skin sheet by performing vacuum suction in a state where the skin sheet is disposed between a resin sheet and a mold. It is integrally molded.
  • a skin sheet may be formed on a single-walled molded product, in which case a skin sheet may be provided on both sides of a single resin sheet, or the surface of the resin sheet on the side opposite to the mold may be skinned. A seat may be provided. In such a case, the method described in Patent Document 1 can not be used, and wrinkles easily occur on the cover sheet.
  • the second invention of the present application has been made in view of such circumstances, and when the skin sheet and the resin sheet in a molten state are integrally formed using a mold, wrinkles are formed on the skin sheet It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a structure which can suppress
  • a method of manufacturing a structure comprising a heating step and a mold closing step, in the heating step, the skin sheet is heated, and in the mold closing step
  • the first and second molds are closed in a state in which the skin sheet is disposed between the second mold and the resin sheet, and in the heating step, the second mold is the skin in the mold closing step.
  • a method is provided, which is performed before contacting a sheet, and the mold closing is performed in a state where the skin sheet is not pressed against the resin sheet.
  • the inventors of the present invention conducted intensive studies to suppress the occurrence of wrinkles on the surface sheet, but forming the wrinkles on the surface sheet by performing mold closing in a state where the heated surface sheet is not pressed against the resin sheet. It has been found that the present invention can be suppressed.
  • a shaping step is provided before the mold closing step, and in the shaping step, the resin sheet disposed between the first and second molds is a first metal.
  • the heating step is performed after the shaping step and before the mold closing step, and the heating step includes a contacting step and a returning step.
  • the method further comprises: bringing the skin sheet into contact with the resin sheet in the contacting step, and moving the skin sheet and the resin sheet relative to each other in a direction in which the skin sheet is separated from the resin sheet in the returning step.
  • the resin sheet in the shaping step, is shaped such that the resin sheet contacts the convex portion of the first mold, and in the contacting step, the convex portion It is a method of pressing the skin sheet on the resin sheet.
  • the skin sheet and the resin sheet are relatively moved so that the skin sheet is not in contact with the resin sheet.
  • the resin sheet is a foamed resin sheet.
  • the method described above wherein the skin sheet is a non-woven sheet.
  • a structure formed of a resin sheet of a single wall structure has been used as a structure of an automobile interior member or the like.
  • the resin sheet is used for the door trim for motor vehicles.
  • the foamed resin sheet as the base material may be exposed at the end, which may cause a problem in design. Also, in many cases, it is necessary to remove the burrs outside the outer peripheral part of the product when making it into a product, and usually, the burrs are cut along the outer periphery of the structure with a cutter or the like, There is also a problem that the cut surface of the foamed resin sheet is exposed, and the design of the structure is inconvenient.
  • the third invention of the present application is proposed in view of such conventional circumstances, and for example, the appearance of an end portion or a cut surface of a foamed resin sheet is not exposed after another member is assembled. It aims at providing a structure, and also aims at providing the manufacturing method.
  • the structure of the third invention of the present application is a structure in which a skin sheet and a foamed resin sheet are integrally formed, wherein the foamed resin sheet has at least the outer peripheral edge thereof.
  • the foamed resin sheet has at least the outer peripheral edge thereof.
  • it is characterized in that it is molded so that the expansion ratio gradually decreases toward the peripheral edge.
  • a method of manufacturing a structure according to the present invention is a method of manufacturing a structure including a step of integrally molding a skin sheet and a foamed resin sheet in a molten state using a mold, It is characterized in that at least a part of the outer peripheral edge is molded so that the expansion ratio gradually decreases toward the peripheral edge.
  • the skin sheet can be overlapped and extended on the outer peripheral edge of the foamed resin sheet with increased rigidity, and the design surface is extended, for example, extension of other members
  • the outer cover sheet By overlapping and assembling the outer cover sheet, the end portion and the cut surface of the foamed resin sheet are not exposed to the portion seen from the outside.
  • the third invention of the present application it is possible to provide a structure having a good appearance and a method of manufacturing the same without the cut surface of the foamed resin sheet being exposed.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
  • FIG. 2 is a schematic view of a cross section of a structure 1;
  • An example of the foam molding machine 10 which can be utilized by the manufacturing method of the foam-molded object of one Embodiment of this invention is shown.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing a state in which the foamed resin sheet 23 and the skin sheet 3 are shaped into a shape along the inner surface 21b of the mold 21 by vacuum suction of the foamed resin sheet 23 from the state of FIG. .
  • FIG. 16 is a cross-sectional view corresponding to the cross section AA of FIG. 15; It is a continuation from FIG. 16 and shows a state in which the gripping unit 105a grips the resin sheet 101. It is a continuation from FIG. 17 and shows a state in which the distance between the pair of gripping units 105a is expanded.
  • FIG. 18 is a continuation from FIG.
  • FIG. 19 is a continuation from FIG. 19, showing a state in which the resin sheet 101 is sucked by the mold 103 under reduced pressure and the skin sheet 102 is pressed against the resin sheet 101 at the convex portion 103 a. It is a continuation from FIG. 20, and shows a state in which the skin sheet 102 is moved away from the resin sheet 101. It is a continuation from FIG. 21, and shows a state after the molds 103 and 104 are closed.
  • FIG. 22 is a continuation from FIG. 22 and shows the state after the molds 103 and 104 are opened and the compact is taken out and post-treated.
  • FIG. 1 It is a schematic sectional drawing which shows 3rd Embodiment of the structure to which this invention is applied. It is a schematic sectional drawing which shows an example of the structure which the cut surface of a foamed resin sheet exposes. It is a figure which shows an example of the molding machine for shape
  • (A) is a supply state of a resin sheet and an outer_skin
  • (B) is the state which closed the mold
  • (C) is a resin sheet by vacuum suction.
  • a structure 1 according to a first embodiment of the present invention includes a foam molded body 2 and a skin sheet 3.
  • the skin sheet 3 is porous and integrally molded with the foam molded body 2. More specifically, the skin sheet 3 is fixed to the foam molded body 2 by the resin constituting the foam molded body 2 entering the pores of the skin sheet 3.
  • the skin sheet 3 is, in one example, a non-woven sheet.
  • the material of the skin sheet 3 is not particularly limited, but a resin such as PET is preferable.
  • the thickness of the surface sheet 3 is, for example, 0.5 to 5 mm, preferably 1 to 2.5 mm, and specifically, for example, 0.5, 1, 1.5, 2, 2.5, 3 , 3.5, 4, 4.5, 5 mm, and may be in the range between any two of the numerical values exemplified here.
  • the foam molded body 2 is a molded body formed of a foamed resin.
  • the expansion ratio of the foam molded body 2 is, for example, 2 to 15 times, preferably 3 to 10 times, and specifically, for example, specifically 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 and may be in the range between any two of the numerical values exemplified here. It may be in the range between any two of the numerical values exemplified here.
  • the thickness of the foam molded body 2 is, for example, 1 to 15 mm, preferably 4 to 10 mm, and specifically, for example, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, It is 11, 12, 13, 14, 15 mm, and may be in the range between any two of the numerical values exemplified here.
  • the foam molded body 2 is constituted by a large number of cells 2 a, and a wide space 2 b is provided inside the foam molded body 2.
  • the wide space 2b is configured by communication of a plurality of adjacent bubbles 2a. Therefore, the wide space 2b is surrounded by a large number of air bubbles 2a.
  • the position at which the wide space 2 b is provided is not particularly limited, but it is preferably provided at the center in the thickness direction of the foam molded body 2.
  • the width Sw is a width of the wide space 2b at a portion where the length in the width direction of the wide space 2b is maximum as shown in FIG.
  • the porous skin sheet 3 is integrally formed with the foam molded body 2 and the wide space 2 b of the above shape is provided in the foam molded body 2, the structure 1 has excellent sound absorption.
  • the Sw / Ft is, for example, 0.5 to 5, preferably 0.5 to 3, and specifically, for example, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1, 1.5, 2, 2.5, 3, 3.5, 4, 4.5, 5 and may be in the range between any two of the numerical values exemplified here.
  • the foam molded body 2 may have at least one wide space 2 b having such a shape, but it is more preferable to have a plurality of such wide spaces 2 b.
  • the thickness St is a thickness of the wide space 2b at a portion where the length in the thickness direction of the wide space 2b is maximum as shown in FIG.
  • St / Ft is, for example, 0.1 to 0.6, preferably 0.15 to 0.5, and specifically, for example, 0.1, 0.15, 0.2, 0.25, 0.3, 0.35, 0.4, 0.45, 0.5, 0.55, 0.6, and may be in the range between any two of the numerical values exemplified here.
  • the wide space 2b preferably has a width of four or more of the air bubbles 2a.
  • Nw means the average value of the widths of the bubbles 2a adjacent to the wide space 2b in the thickness direction and having a width of 100 ⁇ m or more.
  • Sw / Nw is, for example, 4 to 30, and specifically, for example, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 15, 20, 25, 30, any of the numerical values exemplified herein. It may be in the range between the two.
  • the wide space 2b preferably has a thickness equal to or greater than two air bubbles 2a.
  • Nt means the average value of the thickness of the bubbles 2a adjacent to the wide space 2b in the thickness direction and having a thickness of 100 ⁇ m or more.
  • St / Nt is, for example, 2 to 10, and specifically, for example, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, between any two of the values exemplified herein. It may be in the range.
  • the foam molding machine 10 includes a resin supply device 20, a T-die 18, and molds 21 and 22.
  • the resin supply device 20 includes a hopper 12, an extruder 13, an injector 16, and an accumulator 17.
  • the extruder 13 and the accumulator 17 are connected via a connecting pipe 25.
  • the accumulator 17 and the T-die 18 are connected via a connecting pipe 27.
  • the hopper 12 is used to introduce the raw material resin 11 into the cylinder 13 a of the extruder 13.
  • the form of the raw material resin 11 is not particularly limited, but is usually in the form of pellets.
  • the raw material resin is, for example, a thermoplastic resin such as polyolefin, and examples of the polyolefin include low density polyethylene, linear low density polyethylene, high density polyethylene, polypropylene, ethylene-propylene copolymer and mixtures thereof.
  • the raw material resin 11 is introduced into the cylinder 13a from the hopper 12 and then melted by being heated in the cylinder 13a to become a molten resin.
  • the screw is disposed in the cylinder 13a and is conveyed while kneading the molten resin by its rotation.
  • a gear device is provided at the proximal end of the screw, and the screw device is rotationally driven by the gear device.
  • the cylinder 13a is provided with an injector 16 for injecting a foaming agent into the cylinder 13a.
  • the blowing agent injected from the injector 16 includes physical blowing agents, chemical blowing agents, and mixtures thereof, with physical blowing agents being preferred.
  • physical blowing agents inorganic physical blowing agents such as air, carbon dioxide gas, nitrogen gas, water and the like, organic physical blowing agents such as butane, pentane, hexane, dichloromethane, dichloroethane and the like, and their supercritical fluids are used. be able to.
  • the chemical blowing agent include those which generate carbon dioxide gas by the chemical reaction of an acid (eg, citric acid or a salt thereof) and a base (eg, sodium bicarbonate). The chemical blowing agent may be fed from the hopper 12 instead of the injector 16.
  • the foamed resin obtained by melt-kneading the raw resin and the foaming agent is extruded from the resin extrusion port of the cylinder 13 a and is injected into the accumulator 17 through the connecting pipe 25.
  • the accumulator 17 includes a cylinder 17 a and a piston 17 b slidable therein, and the foam resin can be stored in the cylinder 17 a. Then, by moving the piston 17b after a predetermined amount of foamed resin is stored in the cylinder 17a, the foamed resin is pushed out from the slit provided in the T die 18 through the connection pipe 27 and suspended, and the foamed resin sheet 23 is Form.
  • the foamed resin sheet 23 is guided between the first and second molds 21 and 22.
  • the mold 21 is provided with a large number of vacuum suction holes 21a, and the foamed resin sheet 23 is vacuum drawn and shaped into a shape along the inner surface 21b of the mold 21.
  • the inner surface 21b has a shape having a convex portion 21c, and a pinch off portion 21d is provided to surround the convex portion 21c.
  • the mold 22 is provided with a large number of vacuum suction holes 22a, and it is possible to vacuum-suck the foamed resin sheet 23 and form it into a shape along the inner surface 22b of the mold 22.
  • the inner surface 22b has a concave portion 22c having a shape in which the convex portion 21c is inserted, and the pinch off portion 22d is provided so as to surround the concave portion 22c.
  • the inner surface 22b of the mold 22 may have a convex portion, and the inner surface 21b of the mold 21 may have a concave portion that enters the convex portion.
  • a foamed resin sheet 23 formed by extruding a foamed resin in a molten state from a slit of a T die 18 and hanging it down and a porous surface sheet 3 are molded into a mold 21. , 22 between.
  • the foamed resin sheet 23 since direct vacuum forming is performed using the foamed resin sheet 23 extruded from the T die 18 as it is, the foamed resin sheet 23 is not cooled to room temperature and solidified before forming. The solidified foamed resin sheet 23 is not heated before molding.
  • the foamed resin sheet 23 of the present embodiment has a substantially uniform temperature immediately after being extruded from the slit, and is gradually cooled from the surface by the air while suspended. And since it becomes difficult to receive the influence of the cooling by air
  • the thickness of the foamed resin sheet 23 is not particularly limited, but is, for example, 0.5 to 5 mm, and preferably 1 to 3 mm. Specifically, the thickness is, for example, 0.5, 1, 1.5, 2, 2.5, 3, 3.5, 4, 4.5, 5 mm, and any of the numerical values exemplified here It may be in the range between or two.
  • the mold G is provided such that a gap G larger than the total thickness of the foamed resin sheet 23 and the resin sheet 3 is provided between the molds 21 and 22.
  • the foamed resin sheet 23 is expanded so as to have a thickness of 1.5 times or more.
  • the expansion ratio (thickness after expansion / thickness before expansion) of the foamed resin sheet 23 is, for example, 1.5 to 10 times, and specifically, for example, 1.5, 1.6, 1.7, It is 1.8, 1.9, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 times, and may be in the range between any two of the numerical values exemplified here.
  • the expansion ratio of the foamed resin sheet 23 before expansion is not particularly limited, but as the expansion ratio is higher, the wide space 2b is easily formed, and is preferably 1.2 times or more, for example, 1.2 to 8 times Specifically, for example, 1.2, 1.5, 2, 2.5, 3, 3.5, 4, 4.5, 5, 6, 7, 8 times, and the numerical values exemplified here It may be in the range between any two.
  • the molds 21 and 22 are provided with pinch-off parts 21d and 22d, and when the molds 21 and 22 are brought close to each other until the pinch-off parts 21d and 22d abut, a space surrounded by the pinch-off parts 21d and 22d. Is the enclosed space S. A portion of the foamed resin sheet 23 and the skin sheet 3 outside the closed space S is a burr 23 b.
  • the inner surfaces 21 b and 22 b of the molds 21 and 22 are configured such that the gap G between the molds 21 and 22 is substantially constant throughout the sealed space S. In this state, when the foamed resin sheet 23 is sucked under reduced pressure by the molds 21 and 22, the foamed resin sheet 23 expands, and the total thickness of the foamed resin sheet 23 and the skin sheet 3 matches the gap G.
  • the pinch-off portions 21d and 22d are not essential components, and the molds 21 and 22 may be brought close to each other without contact so that the gap G is formed between the molds 21 and 22.
  • the vacuum suction by the molds 21 and 22 may start vacuum suction by the mold 21 first, or vacuum suction by the mold 22 may start first, and vacuum suction by the molds 21 and 22 simultaneously May start.
  • the vacuum suction by the mold 21 may be stopped first, the vacuum suction by the mold 22 may be stopped first, and the vacuum suction by the molds 21 and 22 may be stopped simultaneously.
  • the vacuum suction by the molds 21 and 22 may be started before bringing the molds 21 and 22 into proximity, or may be started after the molds are brought into proximity.
  • the expansion step is preferably performed by performing a first suction step, a mold proximity step, and a second suction step in this order.
  • the first suction step as shown in FIG. 6, the foamed resin sheet 23 is sucked under reduced pressure by the mold 21 to shape the foamed resin sheet 23 and the skin sheet 3 into a shape along the inner surface 21 b of the mold 21.
  • the mold approach step as shown in FIG. 6, the molds 21 and 22 are made to approach so that the gap G is provided between the molds 21 and 22.
  • the foamed resin sheet 23 is expanded by depressurizing and sucking the foamed resin sheet 23 by the molds 21 and 22. In such a process, since the foamed resin sheet 23 does not come in direct contact with the mold 21, cooling of the foamed resin sheet 23 by the mold 21 is suppressed.
  • the structure 1 that is lightweight, has high rigidity, and is excellent in sound absorption.
  • the structure 1 of the present invention has high sound absorption, it can be used for various applications in which such physical properties are suitable.
  • the structure 1 of the present invention can be used, for example, as an interior member for an automobile such as a door trim or a ceiling material, a board such as a luggage floor board, a duct, an engine undercover, and the like.
  • the skin sheet 3 is integrally molded on one side of the foam molded body 2, but the skin sheet 3 may be integrally molded on both sides of the foam molded body 2. Alternatively, the skin sheet 3 may be integrally molded on one surface of the foam molded body 2 and the skin sheet 3 may be attached to the other surface of the foam molded body 2 later.
  • the foamed resin sheet 23 may be formed by ring-opening a tubular foamed parison into a sheet.
  • Example 1 Sample Preparation A sample for sound absorption measurement was prepared by the following method.
  • the mass ratio of polypropylene resin A (product of Porreals AG, trade name "Daploy WB140”) and polypropylene resin B (trade name "Novatec PP ⁇ BC4 BSW” made by Nippon Polypropylene Corp.) LDPE base master batch containing 20 wt% of sodium hydrogen carbonate blowing agent as nucleating agent mixed at 60:40 and 100 parts by mass of resin (Dainselmaster P0217K, trade name by Dainichiseika Kogyo Co., Ltd.) And 1.0 parts by weight of an LLDPE-based masterbatch containing 40% by weight of carbon black as a colorant.
  • the temperature control of each part was performed so that the temperature of the foamed resin sheet 23 became 190 to 200.degree.
  • the number of rotations of the screw was 60 rpm, and the amount of extrusion was 20 kg / hr.
  • the blowing agent was injected through the injector 16 using N 2 gas.
  • the injection amount was 0.4 [wt. %] (N 2 injection amount / resin extrusion amount).
  • the foamed resin sheet 23 controls the lip clearance and the extrusion amount of the T-die 18 so that the thickness is 3 mm.
  • the expansion ratio of the foamed resin sheet 23 was 4.5 times.
  • the foamed resin sheet 23 formed under the above conditions and the skin sheet (non-woven fabric sheet) 3 having a thickness of 1.5 mm were disposed between the molds 21 and 22.
  • the skin sheet 3 was disposed between the foamed resin sheet 23 and the mold 21.
  • the foamed resin sheet 23 was subjected to reduced pressure suction using the mold 21 to shape the foamed resin sheet 23 and the skin sheet 3 into a shape along the inner surface of the mold 21.
  • vacuum suction of the foamed resin sheet 23 by the molds 21 and 22 is performed to expand the foamed resin sheet 23.
  • the foamed resin sheet 23 was expanded so that the thickness of the foam molded body 2 was 6.3 mm.
  • the vacuum suction by the molds 21 and 22 was performed at -0.1 MPa.
  • the structure 1 was cut so that a cross section parallel to the thickness direction of the structure 1 was exposed, and a cross-sectional photograph was taken at a magnification of 50 times.
  • the photographs obtained are shown in FIGS.
  • FIGS. As shown in these photographs, in the foam molded body 2 of the structure 1 of Example 1, a plurality of wide spaces 2b adjacent in the width direction were formed. In the photograph of FIG. 8, five wide spaces 2b were confirmed. The five wide spaces 2b are sequentially numbered from the top. Assuming that it is 1 to 5, the thickness St, width Sw, and Sw / Ft of each wide space 2b are as shown in Table 1. As shown in Table 1, Sw / Ft ⁇ 0.5 was established for all the wide spaces 2b.
  • Sample 2 (comparative example) A foam molded article 2 was produced by the same method as the sample 1 except that the skin sheet 3 was not integrally molded, and the skin foam sheet 2 was attached to the foam molded body 2 as a sample 2.
  • Sample 3 (comparative example) A foamed molded article 2 was produced by the same method as that of the sample 1 except that the skin sheet 3 was not integrally molded, and this foamed molded article 2 was used as the sample 3 as it was.
  • Sample 4 (comparative example) Only the epidermal sheet 3 was used as the sample 4 as it was.
  • Sample 5 (comparative example) A structure 1 was manufactured as a sample 5 in the same manner as the sample 1 except that the foamed resin sheet 23 was expanded so that the thickness of the foam molded body 2 was 3.8 mm.
  • photographed by the method similar to the sample 1 is shown in FIG. As shown in FIG. 11, the sample 5 did not have a wide space where Sw / Ft ⁇ 0.5.
  • Sample 6 (comparative example) A foam molded article 2 was produced by the same method as the sample 5 except that the skin sheet 3 was not integrally molded, and the skin foam sheet 2 was attached to the foam molded article 2 as a sample 6.
  • Sample 7 (comparative example) A foamed molded article 2 was produced by the same method as that of the sample 5 except that the skin sheet 3 was not integrally molded, and this foamed molded article 2 was used as the sample 7 as it was.
  • the sample 37 is placed in the thin tube 34, and the speaker 35 outputs a sound. Then, the sound pressure of the output sound and the reflection sound is measured by the microphone 36, and the sound absorption coefficient is measured from the attenuation of the sound pressure of the output sound and the reflection sound.
  • the measurement result of sound absorption coefficient will be described with reference to FIGS. 13 to 14.
  • the thin tube 34 has a diameter of 29 mm.
  • the output sound of the speaker 35 was changed to 100 to 6000 Hz, and the sound absorption coefficient was measured for the sound of each frequency.
  • the measurement results for samples 1 to 4 are shown in FIG. 13, and the measurement results for samples 5 to 7 are shown in FIG.
  • the sound absorption coefficient of the sample 5 in which the skin sheet 3 is integrally formed with the foam molding 2 but the wide space does not exist in the foam molding 2 is low because the wide space exists in the foam molding 2 Indicates that it is also an essential requirement to enhance sound absorption.
  • the molding machine 110 includes a resin supply device 120, a T-die 118, and molds 103 and 104.
  • the resin supply device 120 includes a hopper 112, an extruder 113, an injector 116, and an accumulator 117.
  • the extruder 113 and the accumulator 117 are connected via a connecting pipe 125.
  • the accumulator 117 and the T-die 118 are connected via a connecting pipe 127.
  • the hopper 112 is used to introduce the raw material resin 111 into the cylinder 113 a of the extruder 113.
  • the form of the raw material resin 111 is not particularly limited, but is usually in the form of pellets.
  • the raw material resin is, for example, a thermoplastic resin such as polyolefin, and examples of the polyolefin include low density polyethylene, linear low density polyethylene, high density polyethylene, polypropylene, ethylene-propylene copolymer and mixtures thereof.
  • the raw material resin 111 is introduced into the cylinder 113a from the hopper 112, and then is melted by being heated in the cylinder 113a to become a molten resin.
  • the screw is disposed in the cylinder 113a and is conveyed while kneading the molten resin by its rotation.
  • a gear device is provided at the proximal end of the screw, and the screw device is rotationally driven by the gear device.
  • the number of screws disposed in the cylinder 113a may be one or two or more.
  • the cylinder 113a is provided with an injector 116 for injecting the foaming agent into the cylinder 113a.
  • the injector 116 can be omitted.
  • the blowing agents injected from the injectors 116 include physical blowing agents, chemical blowing agents, and mixtures thereof, with physical blowing agents being preferred.
  • physical blowing agents inorganic physical blowing agents such as air, carbon dioxide gas, nitrogen gas, water and the like, organic physical blowing agents such as butane, pentane, hexane, dichloromethane, dichloroethane and the like, and their supercritical fluids are used. be able to.
  • the chemical blowing agent include those which generate carbon dioxide gas by the chemical reaction of an acid (eg, citric acid or a salt thereof) and a base (eg, sodium bicarbonate). The chemical blowing agent may be fed from the hopper 112 instead of injecting from the injector 116.
  • the molten resin 111 a to which the foaming agent is added or not added is extruded from the resin extrusion port of the cylinder 113 a and injected into the accumulator 117 through the connecting pipe 125.
  • the accumulator 117 includes a cylinder 117a and a piston 117b slidable therein, and the molten resin 111a can be stored in the cylinder 117a.
  • the piston 117b is moved to push down the molten resin 111a from the slit provided in the T-die 118 through the connecting pipe 127, thereby dropping the resin sheet 101.
  • the resin sheet 101 is guided between the first and second molds 103 and 104 and molded by the molds 103 and 104.
  • the mold 103 has a convex portion 103 a on the surface facing the mold 104.
  • the mold 104 has a recess 104 a on the surface facing the mold 103.
  • the convex portion 103a and the concave portion 104a are substantially complementary to each other.
  • the mold 103 is preferably provided with a large number of vacuum suction holes so that the resin sheet 101 can be vacuum suctioned and shaped into a shape along the surface of the mold 103.
  • the mold 104 may also be provided with a vacuum suction hole.
  • the skin sheet 102 is disposed at a position adjacent to the resin sheet 101 so as to overlap the resin sheet 101, and the skin sheet 102 and the resin sheet 101 are integrally molded by sandwiching the skin sheet 102 and the resin sheet 101 with molds 103 and 104. be able to. As a result, as shown in FIG. 23, a structure 109 in which the skin sheet 102 is integrally formed on the molded body 101a is obtained.
  • an expander 105 for applying tension to the resin sheet 101 between the molds 103 and 104 is provided.
  • the expander 105 includes a pair of gripping units 105a.
  • Each holding unit 105a includes holding portions 105a1 and 105a2, and as shown in FIG. 19, the resin sheet 101 can be held between the holding portions 105a1 and 105a2.
  • the distance in the width direction of the pair of gripping units 105a is variable. It is possible to apply tension in the width direction to the resin sheet 101 by increasing the distance in the width direction of the pair of gripping units 105 a in a state in which the pair of gripping units 105 a grips both ends in the width direction of the resin sheet 101 There is.
  • the expander 105 can move relative to the mold 103 in the mold closing direction. The relative movement of the expander 105 toward the mold 103 enables the resin sheet 101 to be pressed against the convex portion 103 a of the mold 103.
  • a sheet holder 106 for holding the skin sheet 102 is provided.
  • the sheet holder 106 includes a pair of gripping units 106a.
  • Each gripping unit 106a includes gripping portions 106a1 and 106a2, and can hold the skin sheet 102 between the gripping portions 106a1 and 106a2.
  • the distance between the pair of gripping units 106 a in the width direction is variable.
  • the sheet holder 106 can move relative to the mold 103 in the mold closing direction.
  • the relative movement of the sheet holder 106 toward the mold 103 makes it possible to press the skin sheet 102 against the resin sheet 101 at the convex portion 103 a of the mold 103.
  • the method of the present embodiment includes a skin sheet disposing step, a shaping step, a heating step, a mold closing step, and a post-treatment step.
  • the skin sheet 102 attached to the sheet holder 106 is arranged between the molds 103 and 104.
  • the material and configuration of the skin sheet 102 are not particularly limited as long as they can be integrally molded with the resin sheet 101, and may or may not have air permeability.
  • the surface sheet 102 is, in one example, a non-woven sheet.
  • the resin sheet 101 disposed between the molds 103 and 104 is shaped using the mold 103.
  • the resin sheet 101 is shaped such that the resin sheet 101 is in contact with the convex portion 103 a of the mold 103.
  • this step can be carried out by the following method.
  • the distance between the pair of gripping units 105a is reduced, and each end of the resin sheet 101 disposed between the dies 103 and 104 in the width direction is gripped by the gripping portions 105a1 and 105a2.
  • the resin sheet 101 is gripped by being pinched.
  • the resin sheet 101 is formed by extruding a resin in a molten state from a slit provided in the T die 118 and hanging it down, and as shown in FIG. .
  • the resin sheet 101 is a foamed resin sheet, the degree of corrugation is remarkable, so the technical significance of applying tension in the width direction to the resin sheet 101 is remarkable.
  • tension in the width direction is applied to the resin sheet 101 by increasing the distance between the pair of gripping units 105a.
  • the resin sheet 101 is pressed against the convex portion 103 a of the mold 103 by moving the expander 105 relative to the mold 103.
  • the expander 105 is moved to approach the mold 103 in FIGS. 18 to 19, the mold 103 may be moved to approach the expander 105.
  • vacuum suction of the resin sheet 101 is performed through vacuum suction holes provided in the mold 103 to shape the resin sheet 101 into a shape along the surface of the mold 103.
  • one of the pressing on the convex portion 103a and the reduced pressure suction can be omitted.
  • the resin sheet 101 is shaped by vacuum suction.
  • the vacuum suction is omitted, the resin sheet 101 is shaped by pressing the resin sheet 101 against the convex portion 103 a of the mold 103.
  • the skin sheet 102 is heated. Since the skin sheet 102 is heated to a temperature higher than room temperature and softened by heating, the skin sheet 102 is formed integrally with the resin sheet 101 in a heated state, and the skin sheet 102 is wrinkled. Formation is suppressed.
  • the rising temperature by heating is, for example, 5 to 100 ° C. Specifically, for example, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75 80, 85, 90, 95, 100 ° C., and may be in the range between any two of the numerical values exemplified here.
  • the temperature of the heated skin sheet 102 is usually lower than the temperature of the resin sheet 101.
  • the heating process can be performed at any time before the mold 104 contacts the skin sheet 102 in the mold closing process, but it is from the heating process until the mold 104 contacts the skin sheet 102. If the time is too long, the effect of heating the surface sheet 102 is reduced, so it is preferable to perform mold closing immediately after heating.
  • the time from the completion of the heating step to the contact of the mold 104 with the skin sheet 102 is, for example, 1 to 60 seconds, and specifically, for example, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 , 9, 10, 15, 20, 60 seconds, and may be in the range between any two of the numerical values exemplified here.
  • the heating step is performed, for example, by a method including a contacting step and a returning step.
  • the surface sheet 102 is brought into contact with the resin sheet 101.
  • This process can be performed, for example, by relatively moving the sheet holder 106 toward the mold 103 and pressing the skin sheet 102 against the resin sheet 101 at the convex portion 103 a of the mold 103.
  • the skin sheet 102 is heated by the heat of the resin sheet 101.
  • the heating of the skin sheet 102 may be performed using a heater or the like, but in the method of this embodiment, the skin sheet 102 receives heat from the resin sheet 101 having a distribution corresponding to the shape of the molded product. Since the surface sheet 102 is selectively expanded and contracted, the generation of wrinkles in the surface sheet 102 is particularly easily suppressed.
  • the skin sheet 102 and the resin sheet 101 are relatively moved in the direction in which the skin sheet 102 is separated from the resin sheet 101. As a result, the surface sheet 102 is not pressed against the resin sheet 101. It is preferable that the skin sheet 102 be in non-contact with the resin sheet 101 when the return process is completed, but the skin sheet 102 may be in contact with the resin sheet 101. Even in the contact state, the contact area of the skin sheet 102 and the resin sheet 101 is reduced by the return process, so that the restraint of the skin sheet 102 by the resin sheet 101 is relaxed, and the wrinkle reduction effect can be obtained.
  • ⁇ Mold closing process> In the mold closing process, as shown in FIGS. 21 to 22, the molds 103 and 104 are closed in a state where the skin sheet 102 is disposed between the mold 104 and the resin sheet 101. When the mold is closed, the mold 104 contacts the skin sheet 102 and sandwiches the skin sheet 102 and the resin sheet 101 between the molds 103 and 104, whereby the skin sheet 102 and the resin sheet 101 are integrally formed. .
  • the mold closing is performed in a state where the skin sheet 102 is not pressed against the resin sheet 101.
  • the cover sheet 102 is difficult to move relative to the resin sheet 101 in the in-plane direction, and the cover sheet 102 is not easily stretched smoothly when the mold is closed, Hemorrhoids are easily generated.
  • the skin sheet 102 is not pressed against the resin sheet 101, the skin sheet 102 is stretched relatively smoothly, so that the occurrence of wrinkles is suppressed.
  • the skin sheet 102 when the skin sheet 102 is not in contact with the resin sheet 101, the skin sheet 102 can move relative to the surface more smoothly, so that the occurrence of wrinkles is more effectively suppressed.
  • the resin sheet 101 may be shaped into a shape along the surface of the mold 104 by performing vacuum suction of the resin sheet 101 through a vacuum suction hole provided in the mold 104.
  • the surface sheet 102 may or may not be under tension.
  • a mold clamping process may be performed in which pressure is further applied between the molds 103 and 104.
  • the gap between the inner surfaces of the molds 103 and 104 is preferably 0.3 to 2 times the total thickness of the resin sheet 101 and the surface sheet 102. If this value is less than 1, the resin sheet 101 and the skin sheet 102 are compressed in the mold closing process. When this value is larger than 1 and the resin sheet 101 is a foamed resin sheet, the resin sheet 101 is expanded by vacuum suction by the mold 104. Specifically, for example, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1.1, 1.2, 1.. 3, 1.4, 1.5, and 2 times, and may be in the range between any two of the numerical values exemplified here.
  • the mold closing operation may be started after the completion of the returning process, or may be started during the movement of the skin sheet 102 in the returning process.
  • the movement speed of the mold 103 is preferably equal to or less than the movement speed of the skin sheet 102.
  • the skin sheet 102 can be released from the state where the skin sheet 102 is pressed against the resin sheet 101 while shortening the tact time.
  • the skin sheet 102 is heated by the heat of the resin sheet 101.
  • the skin sheet 102 may be heated using a heater or the like.
  • the skin sheet 102 is heated after the skin sheet 102 is disposed between the molds 103 and 104, the skin sheet 102 that has been heated in advance is between the molds 103 and 104. It may be arranged. That is, the heating process may be performed before disposing the skin sheet 102 between the molds 103 and 104.
  • the sheet holder 106 grips both ends in the width direction of the surface sheet 102, but may be configured to grip another part.
  • the sheet holder 106 may be configured to include an upper end gripping portion for gripping the upper end of the skin sheet 102 and a lower end gripping portion for gripping the lower end of the skin sheet 102.
  • the lower end gripping portion may include first and second lower end gripping portions, and the first and second lower end gripping portions may be configured to respectively grip both sides in the width direction at the lower end of the surface sheet 102.
  • the sheet holder 106 may hold the skin sheet 102 so that tension is applied to the skin sheet 102, and may hold the skin sheet 102 in a state where the skin sheet 102 is slightly slackened.
  • Example 1 Examples and Comparative Examples 1-1.
  • Example 1 Using the molding machine 110 shown in FIG. 15, a structure 109 in which the resin sheet 101 and the skin sheet 102 were integrally molded was produced.
  • the mass ratio of polypropylene resin A product name: "Daploy WB140” manufactured by Porreals AG (Borealis AG)
  • polypropylene resin B product name: “Novatec PP ⁇ BC4 BSW” manufactured by Japan Polypropylene Corp.
  • LDPE base master batch containing 20 wt% of sodium hydrogen carbonate blowing agent as nucleating agent mixed at 60:40 with 100 parts by mass of resin (manufactured by Dainichi Seisei Kogyo Co., Ltd., trade name "Finecell Master P0217K” And 1.0 parts by weight of an LLDPE-based masterbatch containing 40% by weight of carbon black as a colorant.
  • Temperature control of each part was performed such that the temperature of the resin sheet 101 was 190 to 200 ° C.
  • the number of revolutions of the screw was 60 rpm, and the amount of extrusion was 20 kg / hr.
  • the blowing agent was injected through the injector 16 using N 2 gas.
  • the injection amount is 0.4 [wt. %] (N 2 injection amount / resin extrusion amount).
  • the T-die 118 was controlled so that the resin sheet 101 had a thickness of 3 mm.
  • the resin sheet 101 formed under the above conditions is disposed between the molds 103 and 104, and pressed against the convex portion 103a of the mold 103 as shown in FIG. It shape
  • a skin sheet 102 made of a non-woven fabric having a thickness of 1 mm was pressed against the resin sheet 101 at the convex portion 103a (contacting step).
  • the skin sheet 102 was moved in the direction away from the mold 103, and the skin sheet 102 was pulled away from the resin sheet 101 (return step).
  • the molds 103 and 104 were closed to produce a structure 109 in which the resin sheet 101 and the skin sheet 102 were integrally formed.
  • Comparative Example 1 In Comparative Example 1, a structure 109 was produced in the same manner as in Example 1 except that the contacting step and the returning step were not performed. That is, in Comparative Example 1, after the resin sheet 101 was shaped into a shape conforming to the surface shape of the mold 103, the molds 103 and 104 were closed without heating the skin sheet 102.
  • Comparative example 2 In Comparative Example 2, a structure 109 was produced in the same manner as in Example 1 except that the returning step was not performed. That is, in the second comparative example, after the resin sheet 101 is shaped into a shape conforming to the surface shape of the mold 103, the skin sheet 102 is pressed against the resin sheet 101 at the convex portion 103a, and the mold is not performed. 103, 104 were closed.
  • Example 1 since the cover sheet 102 was heated and the cover sheet 102 was not pressed against the resin sheet 101, the mold closure was performed, so that the occurrence of wrinkles was suppressed.
  • Comparative Example 1 since the epidermal sheet 102 was not heated, the suppression of the occurrence of wrinkles was insufficient.
  • the comparative example 2 although the skin sheet 102 was heated, since mold closing was performed in the state by which the skin sheet 102 was pressed by the resin sheet 101, suppression of generation
  • the structure 201 of the present embodiment has a so-called carpet-like skin sheet 203 laminated and integrated on the surface of the foamed resin sheet 202, and the skin sheet 203 side is a design surface of the vehicle. It is used as a trim material etc.
  • thermoplastic resin used for the foamed resin sheet 202 examples include polyolefin and the like, and examples of the polyolefin include low density polyethylene, linear low density polyethylene, high density polyethylene, polypropylene, ethylene-propylene copolymer And mixtures thereof.
  • the foamed resin sheet 202 is a single-layered resin sheet, but its thickness is expanded by vacuum suction in the mold at the time of molding, whereby it is molded in contact with the mold, and as a result It is cooled and is in a dense (low expansion ratio) state (a state having a skin layer on the front and back) compared to the central portion. Therefore, a structure similar to a so-called double wall structure is obtained, and even a single layer has high rigidity.
  • the skin sheet 203 constitutes a design surface as described above, and a so-called carpet material, a non-woven fabric or the like is used.
  • the surface sheet 203 is formed so as to overlap with the foamed resin sheet 202 in a molten state, and is integrated with the foamed resin sheet 202 in a heat-welded state.
  • the structural body 201 is formed by laminating the foamed resin sheet 202 and the skin sheet 203, compressing the periphery to form a pinch-off portion, and cutting off the burrs outside the pinch-off portion to form a product. At this time, if the cut surface of the foamed resin sheet 202 is exposed due to the removal of the burrs, the appearance of the product will be greatly impaired.
  • FIG. 25 shows a structure 301 obtained by cutting a peripheral burr at a pinch-off portion.
  • the foamed resin sheet 202 exists to the last, the end of the foamed resin sheet 202 may be seen from the outside.
  • the skin sheet 203 is slightly retracted from the end of the structure 301, and the cut surface 202a of the foamed resin sheet 202 is exposed, and this foam is formed even when another member A is assembled. The cut surface 202a of the resin sheet 202 can be seen, and the appearance is poor.
  • the skin sheet 203 is extended so that the skin sheet 203 extends to the back side of the member A when the other member A is assembled.
  • the cut surface 202a of is not exposed. That is, the skin sheet 203 is extended beyond the end (the position indicated by T in the figure) of the predetermined thickness portion of the foam resin sheet 202, and the skin sheet 203 has the extension portion 203a. This prevents the exposure of the end portion of the and the cut surface 202a.
  • the extension portion when extending the skin sheet 203, assuming that the portion where the foamed resin sheet 202 is completely compressed (ie, the portion where only the skin sheet 203 is almost compressed) is the extension portion, the thin portion is the extension portion. It will be formed, and there is a problem that it escapes from the cutter due to its low strength, and there is a problem that the cutting position is not clear, which may hinder the deburring operation.
  • the compression part 202b which the thickness of the foamed resin sheet 202 becomes thin gradually may be formed in the back surface side of the extension part 203a of the skin sheet 203.
  • the rigidity of the extension portion 203a of the skin sheet 203 is enhanced, and it is possible to easily remove the burr.
  • the compression part 202b of the foamed resin sheet 202 is compressed by a mold at the time of molding, and has a lower expansion ratio and higher rigidity than the other parts.
  • FIG. 26 shows an example of a molding machine for molding the structure 201.
  • the molding machine 210 includes a resin supply device 220, a T-die 218, and molds 230 and 240.
  • the resin supply device 220 includes a hopper 212, an extruder 213, an injector 216, and an accumulator 217.
  • the extruder 213 and the accumulator 217 are connected via a connecting pipe 225.
  • the accumulator 217 and the T-die 218 are connected via a connecting pipe 227.
  • the hopper 212 is used to introduce the raw resin 211 into the cylinder 213 a of the extruder 213.
  • the form of raw material resin 211 is not specifically limited, Usually, it is a pellet form.
  • the raw material resin 211 is introduced into the cylinder 213a from the hopper 212, and then is melted by being heated in the cylinder 213a to become a molten resin. Further, it is conveyed toward the tip of the cylinder 213a by the rotation of a screw disposed in the cylinder 213a.
  • the screw is disposed in the cylinder 213a, and the molten resin is conveyed while being kneaded by its rotation.
  • a gear device is provided at the proximal end of the screw, and the screw device is rotationally driven by the gear device.
  • the number of screws disposed in the cylinder 213a may be one or two or more.
  • the cylinder 213a is provided with an injector 216 for injecting the foaming agent into the cylinder 213a.
  • the blowing agent injected from injector 216 may include physical blowing agents, chemical blowing agents, and mixtures thereof, with physical blowing agents being preferred.
  • physical blowing agents inorganic physical blowing agents such as air, carbon dioxide gas, nitrogen gas, water and the like, organic physical blowing agents such as butane, pentane, hexane, dichloromethane, dichloroethane and the like, and their supercritical fluids are used. be able to.
  • the chemical blowing agent include those which generate carbon dioxide gas by the chemical reaction of an acid (eg, citric acid or a salt thereof) and a base (eg, sodium bicarbonate). The chemical blowing agent may be fed from the hopper 212 instead of the injector 216.
  • the molten resin 211 a to which the foaming agent is added or not added is extruded from the resin extrusion port of the cylinder 213 a and injected into the accumulator 217 through the connecting pipe 225.
  • the accumulator 217 includes a cylinder 217 a and a piston 217 b slidable therein, and the molten resin 211 a can be stored in the cylinder 217 a. Then, after the molten resin 211a is stored in the cylinder 217a by a predetermined amount, the piston 217b is moved to extrude the molten resin 211a from the slit provided in the T die 218 through the connecting pipe 227 and drop it, and the resin sheet S Form
  • the resin sheet S is guided between the first and second molds 230 and 240 and molded by the molds 230 and 240.
  • the mold 230 has a projection 230 a on the surface facing the mold 240.
  • the mold 240 has a recess 240 a on the surface facing the mold 230.
  • the convex portion 230a and the concave portion 240a are substantially complementary to each other.
  • the mold 230 is preferably provided with a large number of vacuum suction holes so that the resin sheet S can be vacuum suctioned and shaped into a shape along the surface of the mold 230.
  • the mold 240 may also be provided with a vacuum suction hole.
  • the skin sheet 203 is disposed at a position adjacent to the resin sheet S so as to overlap the resin sheet S, and the skin sheet 203 and the resin sheet S are sandwiched between the molds 230 and 240, whereby the skin sheet 203 and the resin sheet S ( The foamed resin sheet 202) can be integrally molded.
  • a structure 201 in which the skin sheet 203 is integrally formed on the foamed resin sheet 202 is obtained.
  • the end of the formed structure is compressed to form a pinch-off portion (parting line), and cutting at this pinch-off portion PC to remove the burr B is shown in FIG.
  • the cut surface 202a of the foamed resin sheet 202 is exposed.
  • the skin sheet 203 is formed in a form having the extension portion 203a.
  • the purpose of preventing the cut surface 202a of the foamed resin sheet 202 from being exposed by the extension portion 203a of the skin sheet 203 is achieved.
  • the extension 203a of the skin sheet 203 becomes thin and it is difficult to secure its rigidity. Therefore, it is difficult to cut the burrs.
  • the compression portion 202b of the foamed resin sheet 202 is formed in a portion in contact with the extension portion 203a of the skin sheet 203 so as to secure rigidity.
  • the compression portion 202b of the foamed resin sheet 202 has a circular arc shape in cross section, and is formed so that the thickness thereof becomes gradually thinner toward the tip (the burr direction). With such a configuration, the compression portion 202b of the foamed resin sheet 202 is appropriately compressed to lower the expansion ratio, and as a result, rigidity is imparted to the compression portion 202b to facilitate burr removal. It is possible.
  • the resin sheet S is placed between the molds 230 and 240. And the surface sheet 203 are supplied.
  • the thickness of the supplied resin sheet S is slightly smaller than the distance between the dies 230 and 240.
  • the molds 230 and 240 are clamped. At this stage, the thickness of the resin sheet S is smaller than the distance between the dies 230 and 240.
  • the resin sheet S is shaped into a cavity shape, and the resin sheet S and the skin sheet 203 are joined and integrated by welding. At this time, as described above, vacuum suction is performed from the vacuum suction holes provided in the molds 230 and 240, the thickness of the resin sheet S is enlarged, and the molds 230 and 240 are shaped into cavities.
  • a curved surface portion 230a is formed in one of the dies 230 corresponding to the outer peripheral edge of the foamed resin sheet 202 so that the distance is gradually narrowed.
  • the outer peripheral edge of the resin sheet S is compressed to form the compression portion 202b. Due to the compression at the time of shaping by the curved surface portion 230a of the mold 230, the expansion ratio of the compression portion 202b is suppressed to a small value, and a structure in which the rigidity becomes higher toward the outer peripheral tip is realized.
  • the fabric weight of resin sheet S supplied is constant, and the fabric weight of the foamed resin sheet 202 after shaping
  • the basis weight is preferably 300 to 1000 g / m 2 .
  • the foamed resin sheet 202 after molding has a feature of relatively high rigidity, and hence the expansion ratio thereof is 2 to 20 times, more preferably 5 to 15 times.
  • the foaming ratio of the end (the compression portion 202b) is gradually lower toward the peripheral edge than the above magnification.
  • the shape of the compression portion 202b of the foamed resin sheet 202 is not limited to this, and for example, as shown in FIG. 30, it may be a slope inclined at a predetermined angle.
  • the convex portion 230b is formed on the mold 230 of the portion corresponding to the burr B, and the concave portion 202d is transferred (shaped) to the burr portion 202c of the foamed resin sheet 202. It is also possible to perform positioning at the time of deburring work by
  • the burrs are mechanically removed, there are problems that the position of the parting line (PL) is not easy to understand and that the shape of the burrs is not constant and the setting property to the receiving jig is poor. If the concave portion 202d is transferred to the burr portion 202c of the foamed resin sheet 202, positioning can be performed using this, and the exposure prevention of the cut surface of the foamed resin sheet 202 and the clarification of the PL position 2 Both points can be made compatible.
  • PL parting line
  • FIG. 32 shows a burr removing step in the structure 201 formed by the forming step of FIG.
  • the structural body 201 is placed on the mounting table 250, and the positioning jig 251 is abutted against the recess 202d formed in the burr portion 202c to perform positioning.
  • the burrs can be cut reliably at a predetermined position (parting line).
  • the compression section 202b of the foamed resin sheet 202 having high rigidity is present in the vicinity of the cut portion, the burr is smoothly cut off even when the mounting table 250 is retracted from the cutting position. be able to.
  • a foam parison may be supplied instead of the resin sheet S, and this may be crushed and molded with a mold. .

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Abstract

【課題】吸音性に優れた構造体を提供する。 【解決手段】本発明によれば、発泡成形体と、多孔性の表皮シートを有する構造体であって、前記表皮シートは、前記発泡成形体に一体成形されており、前記発泡成形体は、内部に幅広空間を備え、前記幅広空間の厚さが最大の位置での前記発泡成形体の厚さをFt、前記幅広空間の幅をSwとすると、Sw/Ft≧0.5である、構造体が提供される。

Description

構造体及びその製造方法
 本発明は、自動車の内装部材(例:ドアトリム、デッキサイドトリム、天井材)、ラゲッジフロアボード等のボード類、ダクト、エンジンアンダーカバー等の構造体の製造方法に関する。
 特許文献1には、樹脂成形体で形成されたダクトが開示されている。
特開2015-1353号公報
 ドアトリム、デッキサイドトリム等の内装部材やダクトのような構造体は、自動車内等の静音性を高めるために、吸音性を高めることが望まれている。
 本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、吸音性に優れた構造体を提供するものである。
 本願の第1の発明によれば、発泡成形体と、多孔性の表皮シートを有する構造体であって、前記表皮シートは、前記発泡成形体に一体成形されており、前記発泡成形体は、内部に幅広空間を備え、前記幅広空間の厚さが最大の位置での前記発泡成形体の厚さをFt、前記幅広空間の幅をSwとすると、Sw/Ft≧0.5である、構造体が提供される。
 本発明者は、多孔性の表皮シートが発泡成形体に一体成形され、かつ上記形状の幅広空間が発泡成形体に設けられた構造体が優れた吸音性を有することを見出し、本発明の完成に到った。
 以下、本願の第1の発明の種々の実施形態を例示する。以下に示す実施形態は互いに組み合わせ可能である。
 好ましくは、前記記載の構造体であって、前記幅広空間の厚さをStとすると、St/Ft≧0.1である、構造体である。
 好ましくは、前記記載の構造体であって、前記幅広空間に対して厚さ方向に隣接する気泡の平均幅をNwとすると、Sw/Nw≧4である、構造体である。
 好ましくは、前記記載の構造体であって、前記幅広空間の厚さをStとし、前記幅広空間に対して厚さ方向に隣接する気泡の平均厚さをNtとすると、St/Nt≧2である、構造体である。
 好ましくは、前記記載の構造体であって、前記発泡成形体は、幅方向に隣接する複数の前記幅広空間を備える、構造体である。
 好ましくは、前記記載の構造体であって、互いに隣接する3つの幅広空間についてのSw/Ftの平均値をAv(Sw/Ft)とすると、Av(Sw/Ft)≧0.5である、構造体である。
 本発明の別の観点によれば、発泡成形体と、多孔性の表皮シートを有する構造体の製造方法であって、配置工程と、膨張工程を備え、前記配置工程では、発泡樹脂シートと多孔性の表皮シートを第1及び第2金型間に配置し、前記膨張行程では、前記発泡樹脂シートと前記表皮シートの合計厚さよりも大きい隙間が第1及び第2金型の間に設けられるように第1及び第2金型を近づけた状態で第1及び第2金型の両方によって前記発泡樹脂シートを減圧吸引することによって、前記発泡樹脂シートを厚さが1.5倍以上になるように膨張させる、方法が提供される。
 好ましくは、前記記載の方法であって、前記表皮シートは、前記発泡樹脂シートと第1金型の間に配置され、前記膨張工程は、第1吸引工程と、金型近接工程と、第2吸引工程をこの順に備え、第1吸引工程では、第1金型により前記発泡樹脂シートを減圧吸引して前記発泡樹脂シート及び前記表皮シートを第1金型の内面に沿った形状に賦形し、前記金型近接工程では、前記隙間が第1及び第2金型の間に設けられるように第1及び第2金型を近接させ、第2吸引工程では、第1及び第2金型により前記発泡樹脂シートを減圧吸引することによって前記発泡樹脂シートを膨張させる、方法である。
 好ましくは、前記記載の方法であって、前記隙間は、前記発泡樹脂シートの厚さの2~10倍である、方法である。
 また、自動車内装部材などの構造体においては、美観向上等の目的で成形体の表面に表皮シートを一体成形する場合がある。特開2015-104886号公報では、樹脂シートと金型の間に表皮シートを配置した状態で真空吸引を行うことにより樹脂シート及び表皮シートの成形を行うことによって、成形体の表面に表皮シートを一体成形している。
 ここで、一重壁構造の成形体に表皮シートを成形する場合があり、その場合、一枚の樹脂シートの両面に表皮シートを設けたり、樹脂シートの、金型とは反対側の面に表皮シートを設けたりする場合がある。このような場合には、特許文献1に記載の方法を使うことができず、表紙シートに皺が発生しやすい。
 本願の第2の発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、表皮シートと溶融状態の樹脂シートとを金型を用いて一体に成形する際に表皮シートに皺が形成されることを抑制することができる、構造体の製造方法を提供するものである。
 本願の第2の発明によれば、構造体の製造方法であって、加温工程と、型閉じ工程を備え、前記加温工程では、表皮シートを加温し、前記型閉じ工程では、前記表皮シートが第2金型と前記樹脂シートの間に配置された状態で第1及び第2金型を型閉じし、前記加温工程は、前記型閉じ工程において、第2金型が前記表皮シートに接触する前に行われ、前記型閉じは、前記表皮シートが前記樹脂シートに押し付けられていない状態で行われる、方法が提供される。
 本発明者は表皮シートの皺発生を抑制すべく鋭意検討を行ったところ、加温された表皮シートが樹脂シートに押し付けられていない状態で型閉じを行うことによって、表皮シートに皺が形成されることを抑制することができることを見出し、本発明の完成に到った。
 以下、本願の第2の発明の種々の実施形態を例示する。以下に示す実施形態は互いに組み合わせ可能である。
 好ましくは、前記記載の方法であって、前記型閉じ工程の前に賦形工程を備え、前記賦形工程では、第1及び第2金型の間に配置された樹脂シートを、第1金型を用いて賦形する、方法である。
 好ましくは、前記記載の方法であって、前記加温工程は、前記賦形工程の後であって、前記型閉じ工程の前に行われ、前記加温工程は、接触工程と、戻し工程を備え、前記接触工程では、前記樹脂シートに前記表皮シートを接触させ、前記戻し工程では、前記表皮シートが前記樹脂シートから離れる方向に前記表皮シートと前記樹脂シートを相対移動させる、方法である。
 好ましくは、前記記載の方法であって、前記賦形工程では、前記樹脂シートが第1金型の凸部に接触するように前記樹脂シートを賦形し、前記接触工程では、前記凸部において前記樹脂シートに前記表皮シートを押し付ける、方法である。
 好ましくは、前記記載の方法であって、前記戻し工程では、前記表皮シートが前記樹脂シートと非接触になるように前記表皮シートと前記樹脂シートを相対移動させる、方法である。
 好ましくは、前記記載の方法であって、前記樹脂シートは、発泡樹脂シートである、方法である。
 好ましくは、前記記載の方法であって、前記表皮シートは、不織布シートである、方法である。
 さらに、従来、自動車内装部材等の構造体として一重壁構造の樹脂シートからなる構造体が用いられている。例えば、特許4297738号公報では、樹脂シートを自動車用のドアトリムに用いている。
 ここで、一重壁構造の成形体に表皮シートを成形する場合があり、その場合、1枚の発泡樹脂シートと表皮シートを重ねて成形し、外周部分をコンプレッションしてバリを切除するという方法が行われる。
 このような発泡樹脂シートと表皮シートを重ねて成形した構造体においては、端部において基材である発泡樹脂シートが露出することがあり、意匠上、問題となることがある。また、多くの場合、製品とする際に製品の外周部分より外側のバリを除去する必要があり、通常は、構造体の外周に沿ってバリをカッター等で切断し、これを切除するが、発泡樹脂シートの切断面が露呈し、構造体の意匠上、都合が悪いという問題もある。
 本願の第3の発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、例えば他部材を組み付けた後に発泡樹脂シートの端部や切断面が露呈することなく、見映えのよい構造体を提供することを目的とし、さらにはその製造方法を提供することを目的とする。
 前述の目的を達成するために、本願の第3の発明の構造体は、表皮シートと発泡樹脂シートが一体に成形されてなる構造体であって、前記発泡樹脂シートは、その外周縁の少なくとも一部において、周縁に向かって発泡倍率が次第に小となるように成形されていることを特徴とする。
 また、本発明の構造体の製造方法は、表皮シートと溶融状態の発泡樹脂シートとを金型を用いて一体に成形する工程を備える構造体の製造方法であって、前記発泡樹脂シートを、その外周縁の少なくとも一部において、周縁に向かって発泡倍率が次第に小となるように成形することを特徴とする。
 このような形態を採用した場合、バリを除去する際に、前記表皮シートの延長部分を切断する必要があるが、表皮シートを延長しようとすると、その強度が低いためにカッターから逃げるという問題や、切断位置が明瞭でないという問題があり、バリ取り作業に支障をきたすおそれがある。本発明では、発泡樹脂シートの外周縁の少なくとも一部において、周縁に向かって発泡倍率が次第に小となるように成形することで剛性を増すようにし、バリの切除を円滑に行えるようにしている。
 その結果、構造体の端部において、表皮シートを剛性の増した発泡樹脂シートの外周縁部に重ねて延長させることができ、意匠面が延長される形になることから、例えば他部材の延長された表皮シートに重ねて組み付けることにより、発泡樹脂シートの端部や切断面が外から見える部分に露出することがない。
 本願の第3の発明によれば、発泡樹脂シートの切断面が露呈することなく、見映えのよい構造体、及びその製造方法を提供することが可能である。
本発明の第1の実施形態の構造体1の斜視図である。 図1中のA-A断面図である。 構造体1の断面の模式図である。 本発明の一実施形態の発泡成形体の製造方法で利用可能な発泡成形機10の一例を示す。 図4の第1及び第2金型21,22近傍の拡大断面図である。 図5の状態から、金型21によって発泡樹脂シート23を減圧吸引して、発泡樹脂シート23及び表皮シート3を金型21の内面21bに沿った形状に賦形した状態を示す断面図である。 図6の状態から金型21,22を互いに近接させた後に、第2金型22によって発泡樹脂シート23を減圧吸引して発泡樹脂シート23を金型21,22の間の隙間Gの厚さにまで膨張させた状態を示す断面図である。 サンプル1(本発明の実施例の構造体1)の断面写真を示す。 図8中の領域Aの拡大写真である。 図9中の領域Bに存在する幅広空間2b及びこれに隣接した気泡の拡大写真である。 サンプル5(本発明の比較例の構造体1)の断面写真を示す。 吸音率の測定装置を説明するための概念図である。 サンプル1~4についての、吸音率の測定結果を表すグラフである。 サンプル5~7についての、吸音率の測定結果を表すグラフである。 本発明の第2の実施形態の構造体の製造方法で利用可能な成形機110の一例を示す。 図15のA-A断面に対応する断面図である。 図16からの続きであり、把持ユニット105aが樹脂シート101を把持した状態を示す。 図17からの続きであり、一対の把持ユニット105aの間隔が広げられた状態を示す。 図18からの続きであり、樹脂シート101が金型103の凸部103aに押し付けられた状態を示す。 図19からの続きであり、樹脂シート101が金型103によって減圧吸引され、さらに表皮シート102が凸部103aにおいて、樹脂シート101に押し付けられた状態を示す。 図20からの続きであり、表皮シート102が樹脂シート101から離れるように移動した状態を示す。 図21からの続きであり、金型103,104が型閉じされた後の状態を示す。 図22からの続きであり、金型103,104を開いて成形体を取り出し、後処理を行った後の状態を示す。 本発明を適用した構造体の第3の実施形態を示す概略断面図である。 発泡樹脂シートの切断面が露出する構造体の一例を示す概略断面図である。 表皮シートと発泡樹脂シートを一体化した構造体を成形するための成形機の一例を示す図である。 図25に示す構造体の成形状態を示す概略断面図である。 表皮シートを延長した場合の成形状態を示す概略断面図である。 図24に示す構造体の成形状態を示す概略断面図であり、(A)は樹脂シート及び表皮シートの供給状態、(B)は金型を閉じた状態、(C)は真空吸引により樹脂シートをキャビティ形状に賦形した状態をそれぞれ示す。 発泡樹脂シートの端部を斜面とした構造体の成形状態を示す概略断面図である。 発泡樹脂シートのバリ部分に位置決め凹部を形成する場合の成形状態を示す概略断面図である。 図31に示す成形方法で成形された構造体のバリ切除工程を示す概略断面図である。
 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。
(第1の実施形態)
1.構造体1
 図1~図3に示すように、本発明の第1の実施形態の構造体1は、発泡成形体2と表皮シート3を備える。
 表皮シート3は、多孔性であり、発泡成形体2に一体成形されている。より具体的には、発泡成形体2を構成する樹脂が表皮シート3の細孔内に入り込むことによって表皮シート3が発泡成形体2に固着されている。表皮シート3は、一例では、不織布シートである。表皮シート3の材料は、特に限定されないが、PETなどの樹脂が好ましい。
 表皮シート3の厚さは、例えば0.5~5mmであり、好ましくは1~2.5mmであり、具体的には例えば、0.5、1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5mm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。
 発泡成形体2は、発泡樹脂で形成された成形体である。発泡成形体2の発泡倍率は、例えば2~15倍であり、好ましくは3~10倍であり、具体的には例えば、具体的には例えば、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15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。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。
 発泡成形体2の厚さは、例えば1~15mmであり、好ましくは4~10mmであり、具体的には例えば、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15mm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。
 図3に示すように、発泡成形体2は、多数の気泡2aによって構成されており、発泡成形体2の内部には幅広空間2bが設けられている。幅広空間2bは、隣接する複数の気泡2aが連通されて構成されている。従って、幅広空間2bは、多数の気泡2aで取り囲まれている。幅広空間2bが設けられる位置は特に限定されないが、発泡成形体2の厚さ方向の中央に設けられることが好ましい。
 幅広空間2bの厚さが最大の位置での発泡成形体2の厚さをFt、幅広空間2bの幅をSwとすると、Sw/Ft≧0.5であることが好ましい。幅Swは、図3に示すように、幅広空間2bの幅方向の長さが最大となる部位での幅広空間2bの幅である。後述する実施例・比較例で示すように、多孔性の表皮シート3が発泡成形体2に一体成形され、かつ上記形状の幅広空間2bが発泡成形体2に設けられている場合に、構造体1は、優れた吸音性を有する。Sw/Ftは、例えば0.5~5であり、好ましくは0.5~3であり、具体的には例えば、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5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。発泡成形体2は、このような形状の幅広空間2bを少なくとも1つ有していればよいが、複数有していることがさらに好ましい。
 また、互いに隣接する3つの幅広空間2bについてのSw/Ftの平均値をAv(Sw/Ft)とすると、Av(Sw/Ft)≧0.5であることが好ましい。この値の具体例は、Sw/Ftと同様である。
 幅広空間2bの厚さをStとすると、St/Ft≧0.1であることが好ましい。厚さStは、図3に示すように、幅広空間2bの厚さ方向の長さが最大となる部位での幅広空間2bの厚さである。St/Ftは、例えば0.1~0.6であり、好ましくは0.15~0.5であり、具体的には例えば、0.1、0.15、0.2、0.25、0.3、0.35、0.4、0.45、0.5、0.55、0.6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。
 また、互いに隣接する3つの幅広空間2bについてのSt/Ftの平均値をAv(St/Ft)とすると、Av(St/Ft)≧0.1であることが好ましい。この値の具体例は、St/Ftと同様である。
 幅広空間2bに対して厚さ方向に隣接する気泡2aの平均幅をNwとすると、Sw/Nw≧4であることが好ましい。つまり、幅広空間2bは、気泡2aの4つ分以上の幅を有することが好ましい。Nwは、幅広空間2bに対して厚さ方向に隣接する気泡2aのうち幅が100μm以上であるものの幅の平均値を意味する。Sw/Nwは、例えば4~30であり、具体的には例えば、4、5、6、7、8、9、10、15、20、25、30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。
 幅広空間2bに対して厚さ方向に隣接する気泡2aの平均厚さをNtとすると、St/Nt≧2であることが好ましい。つまり、幅広空間2bは気泡2aの2つ分以上の厚さを有することが好ましい。Ntは、幅広空間2bに対して厚さ方向に隣接する気泡2aのうち厚さが100μm以上であるものの厚さの平均値を意味する。St/Ntは、例えば2~10であり、具体的には例えば、2、3、4、5、6、7、8、9、10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。
2.発泡成形機10の構成
 図4~図7を用いて、本発明の一実施形態の構造体1の製造方法の実施に利用可能な発泡成形機10について説明する。発泡成形機10は、樹脂供給装置20と、Tダイ18と、金型21,22を備える。樹脂供給装置20は、ホッパー12と、押出機13と、インジェクタ16と、アキュームレータ17を備える。押出機13とアキュームレータ17は、連結管25を介して連結される。アキュームレータ17とTダイ18は、連結管27を介して連結される。
 以下、各構成について詳細に説明する。
<ホッパー12,押出機13>
 ホッパー12は、原料樹脂11を押出機13のシリンダ13a内に投入するために用いられる。原料樹脂11の形態は、特に限定されないが、通常は、ペレット状である。原料樹脂は、例えばポリオレフィンなどの熱可塑性樹脂であり、ポリオレフィンとしては、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン-プロピレン共重合体及びその混合物などが挙げられる。原料樹脂11は、ホッパー12からシリンダ13a内に投入された後、シリンダ13a内で加熱されることによって溶融されて溶融樹脂になる。また、シリンダ13a内に配置されたスクリューの回転によってシリンダ13aの先端に向けて搬送される。スクリューは、シリンダ13a内に配置され、その回転によって溶融樹脂を混練しながら搬送する。スクリューの基端にはギア装置が設けられており、ギア装置によってスクリューが回転駆動される。
<インジェクタ16>
 シリンダ13aには、シリンダ13a内に発泡剤を注入するためのインジェクタ16が設けられる。インジェクタ16から注入される発泡剤は、物理発泡剤、化学発泡剤、及びその混合物が挙げられるが、物理発泡剤が好ましい。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、およびブタン、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、さらにはそれらの超臨界流体を用いることができる。超臨界流体としては、二酸化炭素、窒素などを用いて作ることが好ましく、窒素であれば臨界温度-149.1℃、臨界圧力3.4MPa以上、二酸化炭素であれば臨界温度31℃、臨界圧力7.4MPa以上とすることにより得られる。化学発泡剤としては、酸(例:クエン酸又はその塩)と塩基(例:重曹)との化学反応により炭酸ガスを発生させるものが挙げられる。化学発泡剤は、インジェクタ16から注入する代わりに、ホッパー12から投入してもよい。
<アキュームレータ17、Tダイ18>
 原料樹脂と発泡剤が溶融混練されてなる発泡樹脂は、シリンダ13aの樹脂押出口から押し出され、連結管25を通じてアキュームレータ17内に注入される。アキュームレータ17は、シリンダ17aとその内部で摺動可能なピストン17bを備えており、シリンダ17a内に発泡樹脂が貯留可能になっている。そして、シリンダ17a内に発泡樹脂が所定量貯留された後にピストン17bを移動させることによって、連結管27を通じて発泡樹脂をTダイ18内に設けられたスリットから押し出して垂下させて発泡樹脂シート23を形成する。
<第1及び第2金型21,22>
 発泡樹脂シート23は、第1及び第2金型21,22間に導かれる。図4~図7に示すように、金型21には、多数の減圧吸引孔21aが設けられており、発泡樹脂シート23を減圧吸引して金型21の内面21bに沿った形状に賦形することが可能になっている。内面21bは、凸部21cを有する形状になっており、凸部21cを取り囲むようにピンチオフ部21dが設けられている。金型22には、多数の減圧吸引孔22aが設けられており、発泡樹脂シート23を減圧吸引して金型22の内面22bに沿った形状に賦形することが可能になっている。内面22bは、凸部21cが入り込む形状の凹部22cを有する形状になっており、凹部22cを取り囲むようにピンチオフ部22dが設けられている。なお、金型22の内面22bが凸部を有する形状で、金型21の内面21bが凸部に入り込む凹部を有する形状であってもよい。
3.発泡成形体の製造方法
 ここで、図5~図7を用いて、本発明の第1の実施形態の構造体1の製造方法について説明する。本実施形態の方法は、配置工程と膨張工程を備える。以下、詳細に説明する。
2.1 配置工程
 この工程では、図5に示すように、溶融状態の発泡樹脂をTダイ18のスリットから押し出して垂下させて形成した発泡樹脂シート23と多孔性の表皮シート3を金型21,22間に配置する。本実施形態では、Tダイ18から押し出された発泡樹脂シート23をそのまま使用するダイレクト真空成形が行われるので、発泡樹脂シート23は、成形前に室温にまで冷却されて固化されることがなく、固化された発泡樹脂シート23が成形前に加熱されることもない。また、本実施形態の発泡樹脂シート23は、スリットから押し出された直後は全体がほぼ均一の温度であり、垂下されている間に大気によって表面から徐々に冷却されるものである。そして、発泡樹脂シート23の厚さ方向の中央に向かうほど大気による冷却の影響を受けにくくなるので、本実施形態の発泡樹脂シート23は、厚さ方向の中央に向かうほど温度が上昇して粘度が低くなるという性質を有する。発泡樹脂シート23の肉厚は、特に限定されないが、例えば、0.5~5mmであり、好ましくは、1~3mmである。この肉厚は、具体的には例えば、0.5、1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5mm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。
2.2 膨張工程
 この工程では、図6~図7に示すように、発泡樹脂シート23と樹脂シート3の合計厚さよりも大きい隙間Gが金型21,22の間に設けられるように金型21,22を近づけた状態で金型21,22の両方によって発泡樹脂シート23を減圧吸引することによって、発泡樹脂シート23を厚さが1.5倍以上になるように膨張させる。
 発泡樹脂シート23を厚さが1.5倍以上になるように膨張させると、発泡樹脂シート23の厚さ方向の中央付近の気泡の周囲壁が大きく引き伸ばされて破断されることによって発泡成形体2に幅広空間2bが形成されやすい。幅広空間2bは、隣接する気泡の間の境界壁を破断させて連通させることによって形成される。発泡樹脂シート23の膨張倍率(膨張後の厚さ/膨張前の厚さ)は、例えば1.5~10倍であり、具体的には例えば、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2、3、4、5、6、7、8、9、10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。
 膨張前の発泡樹脂シート23の発泡倍率は特に限定されないが、この発泡倍率が高いほど幅広空間2bが形成されやすく、1.2倍以上であることが好ましく、例えば1.2~8倍であり、具体的には例えば、1.2、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、6、7、8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。
 本実施形態では、金型21,22にピンチオフ部21d,22dが設けられており、ピンチオフ部21d,22dが当接するまで金型21,22を近接させると、ピンチオフ部21d,22dで囲まれる空間が密閉空間Sとなる。発泡樹脂シート23及び表皮シート3のうち密閉空間S外にある部位はバリ23bとなる。
 金型21,22の内面21b,22bは、密閉空間S内の全体に渡って、金型21,22の間の隙間Gが略一定となるように構成されている。この状態で金型21,22によって発泡樹脂シート23を減圧吸引すると発泡樹脂シート23が膨張して、発泡樹脂シート23と表皮シート3の合計厚さが隙間Gと一致する。なお、ピンチオフ部21d,22dは、必須の構成ではなく、金型21,22の間に隙間Gが形成されるように金型21,22を非接触で近接させてもよい。但し、ピンチオフ部21d,22dを当接させて密閉空間Sを形成した状態で金型21,22による減圧吸引を行うと密閉空間S内の圧力が低下されやすいので、発泡樹脂シート23が膨張されやすいというメリットがある。
 金型21,22による減圧吸引は,金型21による減圧吸引を先に開始してもよく,金型22による減圧吸引を先に開始してもよく,金型21,22による減圧吸引を同時に開始してもよい。また,金型21による減圧吸引を先に停止してもよく,金型22による減圧吸引を先に停止してもよく,金型21,22による減圧吸引を同時に停止してもよい。金型21,22による減圧吸引は,金型21,22を近接させる前に開始してもよく,近接させた後に開始してもよい。
 膨張工程は,好ましくは,第1吸引工程と,金型近接工程と,第2吸引工程をこの順で実行することによって行う。第1吸引工程では,図6に示すように,金型21により発泡樹脂シート23を減圧吸引して発泡樹脂シート23及び表皮シート3を金型21の内面21bに沿った形状に賦形する。金型近接工程では,図6に示すように,隙間Gが金型21,22の間に設けられるように金型21,22を近接させる。第2吸引工程では,図7に示すように,金型21,22により発泡樹脂シート23を減圧吸引することによって発泡樹脂シート23を膨張させる。このような工程では、発泡樹脂シート23が金型21と直接接触しないので、発泡樹脂シート23が金型21によって冷却されることが抑制される。
2.3 仕上げ工程
 膨張工程の後,金型21,22を開いて,バリ23bのついた構造体1を取り出し,バリ23bを切除して,図1に示す構造体1が得られる。
 以上のように,本実施形態の方法によれば,軽量且つ高剛性であり、且つ吸音性に優れた構造体1を製造することができる。
3.用途
 本発明の構造体1は,吸音性が高いので,そのような物性が好適である種々の用途に利用可能である。
 本発明の構造体1は,例えば,ドアトリムや天井材などの自動車用内装部材,ラゲッジフロアボード等のボード類,ダクト,エンジンアンダーカバー等に利用可能である。
4.その他の実施形態
・上記実施形態では、発泡成形体2の片面に表皮シート3が一体成形されているが、発泡成形体2の両面に表皮シート3を一体成形してもよい。また、発泡成形体2の一方の面に表皮シート3を一体成形して、発泡成形体2の他方の面に表皮シート3を後貼りしてもよい。
・上記実施形態では、Tダイから発泡樹脂シート23を押し出しているが、筒状の発泡パリソンを開環してシート状にすることによって発泡樹脂シート23を形成してもよい。
実施例
1.サンプルの製造
 以下の方法で吸音率測定のためのサンプルを準備した。
1-1.サンプル1(本発明の実施例)
 図4に示す発泡成形機10を用いて,構造体1を作製した。押出機13のシリンダ13aの内径は50mmであり,L/D=34であった。原料樹脂には,ポリプロピレン系樹脂A(ポレアリス社(Borealis AG)製,商品名「Daploy WB140」)と,ポリプロピレン系樹脂B(日本ポリプロ株式会社製,商品名「ノバテックPP・BC4BSW」)を質量比60:40で混合し,樹脂100質量部に対して,核剤として20wt%の炭酸水素ナトリウム系発泡剤を含むLDPEベースマスターバッチ(大日精化工業株式会社製,商品名「ファインセルマスターP0217K」)を1.0重量部,および着色剤として40wt%のカーボンブラックを含むLLDPEベースマスターバッチ1.0重量部を添加したものを用いた。発泡樹脂シート23の温度が190~200℃になるように各部位の温度制御を行った。スクリューの回転数は,60rpmとし,押出量は,20kg/hrとした。発泡剤は,Nガスを用い,インジェクタ16を介して注入した。注入量は,0.4[wt.%](N注入量/樹脂押出量)とした。発泡樹脂シート23は,厚さが3mmになるようにTダイ18のリップのクリアランスと押出量の制御を行った。発泡樹脂シート23の発泡倍率は4.5倍であった。
 以上の条件で形成された発泡樹脂シート23と厚さ1.5mmの表皮シート(不織布シート)3を金型21,22の間に配置した。表皮シート3は、発泡樹脂シート23と金型21の間に配置した。次に,金型21によって発泡樹脂シート23の減圧吸引を行って発泡樹脂シート23及び表皮シート3を金型21の内面に沿った形状に賦形した。次に,金型21,22の距離を近づけた状態で,金型21,22による発泡樹脂シート23の減圧吸引を行って発泡樹脂シート23を膨張させた。発泡樹脂シート23は、発泡成形体2の厚さが6.3mmになるように膨張させた。これによって、表皮シート3が発泡成形体2に一体成形された構造体1を得た。金型21,22による減圧吸引は,-0.1MPaで行った。
 構造体1の厚さ方向に平行な断面が露出するように、構造体1を切断し、拡大倍率50倍で断面写真を撮影した。得られた写真を図8~図10に示す。これらの写真に示すように、実施例1の構造体1の発泡成形体2には、幅方向に隣接する複数の幅広空間2bが形成されていた。図8の写真では、5つの幅広空間2bが確認できた。5つの幅広空間2bを上から順にNo.1~5とすると、各幅広空間2bの厚さSt、幅Sw、Sw/Ftは、表1の通りであった。表1に示すように、全ての幅広空間2bについて、Sw/Ft≧0.5となっていた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
1-2.サンプル2(比較例)
 表皮シート3を一体成形させない点以外は、サンプル1と同様の方法で発泡成形体2を製造し、発泡成形体2に表皮シート3を後貼りしたものをサンプル2とした。
1-3.サンプル3(比較例)
 表皮シート3を一体成形させない点以外は、サンプル1と同様の方法で発泡成形体2を製造し、この発泡成形体2をそのままサンプル3とした。
1-4.サンプル4(比較例)
 表皮シート3のみをそのままサンプル4とした。
1-5.サンプル5(比較例)
 発泡成形体2の厚さが3.8mmになるように発泡樹脂シート23を膨張させた点以外は、サンプル1と同様の方法で構造体1を製造してサンプル5とした。サンプル1と同様の方法で撮影した断面写真を図11に示す。図11に示すように、サンプル5には、Sw/Ft≧0.5となる幅広空間は存在していなかった。
1-6.サンプル6(比較例)
 表皮シート3を一体成形させない点以外は、サンプル5と同様の方法で発泡成形体2を製造し、発泡成形体2に表皮シート3を後貼りしたものをサンプル6とした。
1-7.サンプル7(比較例)
 表皮シート3を一体成形させない点以外は、サンプル5と同様の方法で発泡成形体2を製造し、この発泡成形体2をそのままサンプル7とした。
2.吸音率の測定装置
 次に、図12を用いて、吸音率の測定装置について説明する。本実施形態では、細管34にサンプル37を設置し、スピーカ35から音を出力する。そして、出力音と反射音の音圧をマイク36で測定し、出力音と反射音の音圧の減衰から吸音率を計測する。
3.吸音率の測定結果
 次に、図13~図14を用いて、吸音率の測定結果について説明する。本実施形態では、ISO10534-2に準拠し、細管34はφ29mmである。スピーカ35の出力音を100~6000Hzまで変化させ、各周波数の音について吸音率を測定した。サンプル1~4についての測定結果を図13に示し、サンプル5~7についての測定結果を図14に示す。
 図13~図14に示すように、サンプル1と、その他のサンプルとでは、1000Hz以上の周波数領域において吸音率に顕著な差異が見られた。
 表皮シート3を発泡成形体2に一体成形させていないサンプル2において吸音率が低かったことは、表皮シート3を発泡成形体2に一体成形させることが、吸音性を高めるのに必須の要件であることを示している。また、表皮シート3が発泡成形体2に一体成形されているが発泡成形体2に幅広空間が存在していないサンプル5において吸音率が低かったことは、発泡成形体2に幅広空間が存在していることも吸音性を高めるのに必須の要件であることを示している。
(第2の実施形態)
1.成形機110の構成
 最初に、図15~図23を用いて、本発明の第2の実施形態の構造体の製造方法の実施に利用可能な成形機110について説明する。成形機110は、樹脂供給装置120と、Tダイ118と、金型103,104を備える。樹脂供給装置120は、ホッパー112と、押出機113と、インジェクタ116と、アキュームレータ117を備える。押出機113とアキュームレータ117は、連結管125を介して連結される。アキュームレータ117とTダイ118は、連結管127を介して連結される。
 以下、各構成について詳細に説明する。
<ホッパー112,押出機113>
 ホッパー112は、原料樹脂111を押出機113のシリンダ113a内に投入するために用いられる。原料樹脂111の形態は、特に限定されないが、通常は、ペレット状である。原料樹脂は、例えばポリオレフィンなどの熱可塑性樹脂であり、ポリオレフィンとしては、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン-プロピレン共重合体及びその混合物などが挙げられる。原料樹脂111は、ホッパー112からシリンダ113a内に投入された後、シリンダ113a内で加熱されることによって溶融されて溶融樹脂になる。また、シリンダ113a内に配置されたスクリューの回転によってシリンダ113aの先端に向けて搬送される。スクリューは、シリンダ113a内に配置され、その回転によって溶融樹脂を混練しながら搬送する。スクリューの基端にはギア装置が設けられており、ギア装置によってスクリューが回転駆動される。シリンダ113a内に配置されるスクリューの数は、1本でもよく、2本以上であってもよい。
<インジェクタ116>
 シリンダ113aには、シリンダ113a内に発泡剤を注入するためのインジェクタ116が設けられる。原料樹脂111を発泡させない場合は、インジェクタ116は省略可能である。インジェクタ116から注入される発泡剤は、物理発泡剤、化学発泡剤、及びその混合物が挙げられるが、物理発泡剤が好ましい。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、およびブタン、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、さらにはそれらの超臨界流体を用いることができる。超臨界流体としては、二酸化炭素、窒素などを用いて作ることが好ましく、窒素であれば臨界温度-149.1℃、臨界圧力3.4MPa以上、二酸化炭素であれば臨界温度31℃、臨界圧力7.4MPa以上とすることにより得られる。化学発泡剤としては、酸(例:クエン酸又はその塩)と塩基(例:重曹)との化学反応により炭酸ガスを発生させるものが挙げられる。化学発泡剤は、インジェクタ116から注入する代わりに、ホッパー112から投入してもよい。
<アキュームレータ117、Tダイ118>
 発泡剤が添加されている又は添加されていない溶融樹脂111aは、シリンダ113aの樹脂押出口から押し出され、連結管125を通じてアキュームレータ117内に注入される。アキュームレータ117は、シリンダ117aとその内部で摺動可能なピストン117bを備えており、シリンダ117a内に溶融樹脂111aが貯留可能になっている。そして、シリンダ117a内に溶融樹脂111aが所定量貯留された後にピストン117bを移動させることによって、連結管127を通じて溶融樹脂111aをTダイ118内に設けられたスリットから押し出して垂下させて樹脂シート101を形成する。
<第1及び第2金型103,104>
 樹脂シート101は、第1及び第2金型103,104間に導かれ、金型103,104によって成形される。金型103は、金型104に対向する面に凸部103aを有する。金型104は、金型103に対向する面に凹部104aを有する。凸部103aと凹部104aは互いに略相補形状になっている。金型103には、好ましくは、多数の減圧吸引孔が設けられており、樹脂シート101を減圧吸引して金型103の表面に沿った形状に賦形することが可能になっている。金型104にも減圧吸引孔が設けられていてもよい。溶融樹脂が発泡剤を含有する場合、樹脂シート101は、発泡樹脂シートとなり、成形体は、発泡成形体となる。
 樹脂シート101に隣接した位置に樹脂シート101に重なるように表皮シート102を配置し、表皮シート102と樹脂シート101を金型103,104で挟むことによって表皮シート102と樹脂シート101を一体成形することができる。これによって、図23に示すように、成形体101aに表皮シート102が一体成形された構造体109が得られる。
 図16に示すように、金型103,104の間にある樹脂シート101に張力を加えるためのエキスパンダ105が設けられている。エキスパンダ105は、一対の把持ユニット105aを備える。各把持ユニット105aは把持部105a1,105a2を備え、図19に示すように、把持部105a1,105a2の間に樹脂シート101を把持可能になっている。また、一対の把持ユニット105aは、幅方向の距離が可変になっている。一対の把持ユニット105aが樹脂シート101の幅方向の両端を把持した状態で一対の把持ユニット105aの幅方向の距離を大きくすることによって樹脂シート101に幅方向の張力を加えることが可能になっている。エキスパンダ105は、金型103に対して、型閉じ方向に相対移動が可能になっている。エキスパンダ105が金型103に向かって相対移動することによって樹脂シート101を金型103の凸部103aに押し付けることが可能になっている。
 図16に示すように、表皮シート102を保持するためのシートホルダ106が設けられている。シートホルダ106は、一対の把持ユニット106aを備える。各把持ユニット106aは把持部106a1,106a2を備え、把持部106a1,106a2の間に表皮シート102を把持可能になっている。また、一対の把持ユニット106aは、幅方向の距離が可変になっている。一対の把持ユニット106aが表皮シート102の幅方向の両端を把持した状態で一対の把持ユニット106aの幅方向の距離を大きくすることによって表皮シート102に幅方向の張力を加えることが可能になっている。シートホルダ106は、金型103に対して、型閉じ方向に相対移動が可能になっている。シートホルダ106が金型103に向かって相対移動することによって、金型103の凸部103aにおいて、表皮シート102を樹脂シート101に押し付けることが可能になっている。
2.構造体の製造方法
 ここで、図16~図23を用いて、本発明の第2の実施形態の構造体の製造方法について説明する。本実施形態の方法は、表皮シート配置工程、賦形工程、加温工程、型閉じ工程、後処理工程を備える。
<表皮シート配置工程>
 表皮シート配置工程では、図16に示すように、シートホルダ106取り付けられた表皮シート102を金型103,104の間に配置する。表皮シート102は、樹脂シート101と一体成形可能なシートであれば、その材質・構成は特に限定されず、通気性を有していてもいなくてもよい。表皮シート102は、一例では、不織布シートである。
<賦形工程>
 賦形工程では、図16~図20に示すように、金型103,104の間に配置された樹脂シート101を、金型103を用いて賦形する。例えば、樹脂シート101が金型103の凸部103aに接触するように、樹脂シート101を賦形する。
 この工程は、具体的には、以下の方法で実施可能である。
 まず、図16~図17に示すように、一対の把持ユニット105a間の距離を近づけ、金型103,104間に配置された樹脂シート101の幅方向の各端部を把持部105a1,105a2で挟むことによって樹脂シート101を把持する。樹脂シート101は、溶融状態の樹脂をTダイ118内に設けられたスリットから押し出して垂下させることによって形成されたものであり、図17に示すように、通常、波打った形状になっている。樹脂シート101が発泡樹脂シートである場合には、波打ちの程度が顕著であるので、樹脂シート101に幅方向の張力を加える技術的意義が顕著である。
 次に、図17~図18に示すように、一対の把持ユニット105a間の距離を増大させることによって樹脂シート101に対して幅方向の張力を加える。
 次に、図18~図19に示すように、エキスパンダ105を金型103に向かって相対移動させることによって樹脂シート101を金型103の凸部103aに押し付ける。図18~図19では、エキスパンダ105を移動させて金型103に近づけているが、金型103を移動させてエキスパンダ105に近づけてもよい。
 次に、図20に示すように、金型103に設けられた減圧吸引孔を通じて樹脂シート101の減圧吸引を行って樹脂シート101を金型103の表面に沿った形状に賦形する。
 なお、凸部103aへの押し付けと減圧吸引のうちの一方は、省略可能である。凸部103aへの押し付けを省略する場合、樹脂シート101は、減圧吸引によって賦形される。一方、減圧吸引を省略する場合、樹脂シート101を金型103の凸部103aに押し付けることによって、樹脂シート101が賦形される。
<加温工程>
 加温工程では、表皮シート102を加温する。加温によって表皮シート102が室温よりも高い温度になって柔軟化されるので、表皮シート102が加温された状態で表皮シート102を樹脂シート101に一体成形させることによって表皮シート102に皺が形成されることが抑制される。加温による上昇温度は、例えば5~100℃であり、具体的には例えば、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100℃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。加温された表皮シート102の温度は、通常、樹脂シート101の温度よりも低い。
 加温工程は、型閉じ工程において金型104が表皮シート102に接触する前の任意の時点で行うことができるが、加温工程を行ってから金型104が表皮シート102に接触するまでの時間が長すぎると、表皮シート102の加温の効果が低減されるので、加温後、速やかに、型閉じを行うことが好ましい。加温工程の完了から金型104が表皮シート102に接触するまでの時間は、例えば1~60秒であり、具体的には例えば、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、60秒であり、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。
 加温工程は、例えば、接触工程と、戻し工程を備える方法によって実施される。
 接触工程では、図19~図20に示すように、表皮シート102を樹脂シート101に接触させる。この工程は、例えば、シートホルダ106を金型103に向かって相対移動させて、金型103の凸部103aにおいて、表皮シート102を樹脂シート101に押し付けることによって行うことができる。これによって、樹脂シート101の熱によって表皮シート102が加温される。表皮シート102の加温は、ヒーターなどを用いて行ってもよいが、本実施形態の方法では、表皮シート102が成形品の形状に応じた分布を持った熱を樹脂シート101から受け取ることができるので、表皮シート102が選択的に伸縮することによって、表皮シート102の皺の発生が特に抑制されやすい。
 戻し工程では、図20~図21に示すように、表皮シート102が樹脂シート101から離れる方向に表皮シート102と樹脂シート101を相対移動させる。これによって、表皮シート102が樹脂シート101に押し付けられていない状態となる。戻し工程が完了した時点で表皮シート102は樹脂シート101から非接触になっていることが好ましいが、表皮シート102が樹脂シート101に接触している状態であってもよい。接触している状態であっても、戻し工程によって表皮シート102と樹脂シート101の接触面積が低減されるので、樹脂シート101による表皮シート102の拘束が緩和されて皺低減の効果が得られる。
<型閉じ工程>
 型閉じ工程では、図21~図22に示すように、表皮シート102が金型104と樹脂シート101の間に配置された状態で金型103,104を型閉じする。型閉じの際に、金型104が表皮シート102に接触して、金型103,104の間に表皮シート102及び樹脂シート101を挟み込むことによって、表皮シート102と樹脂シート101が一体成形される。
 型閉じは、表皮シート102が樹脂シート101に押し付けられていない状態で行われる。表皮シート102が樹脂シート101に押し付けられていると、表皮シート102が樹脂シート101に対して面内方向に相対移動しにくく、型閉じの際に表皮シート102がスムーズに引き伸ばされにくいために、皺が発生しやすい。一方、表皮シート102が樹脂シート101に押し付けられていない状態であれば、表皮シート102が比較的スムーズに引き伸ばされるので、皺の発生が抑制される。さらに、表皮シート102が樹脂シート101と非接触になっていると、表皮シート102は、よりスムーズに相対移動できるので、皺の発生がより効果的に抑制される。
 型閉じ工程では、金型104に設けられた減圧吸引孔を通じて樹脂シート101の減圧吸引を行って樹脂シート101を金型104の表面に沿った形状に賦形してもよい。型閉じの際に、表皮シート102には張力が加わっていてもいなくてもよい。型閉じの後に、金型103,104の間にさらに圧力を加える型締め工程を行ってもよい。
 金型103,104の内面間の隙間は、樹脂シート101と表皮シート102の合計厚さの0.3~2倍が好ましい。この値が1未満の場合は、型閉じ工程で樹脂シート101と表皮シート102が圧縮される。この値が1よりも大きく、かつ樹脂シート101が発泡樹脂シートである場合、金型104による減圧吸引によって樹脂シート101が膨張される。この値は、具体的には例えば、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、2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。
 型閉じ動作は、戻し工程の完了後に開始してもよく、戻し工程での表皮シート102の移動中に開始してもよい。表皮シート102の移動中に開始する場合、金型103の移動速度が表皮シート102の移動速度以下であることが好ましい。この場合、タクトタイムを短縮しつつ、表皮シート102が樹脂シート101に押し付けられた状態から表皮シート102を開放することができる。
<後処理工程>
 図22~図23に示すように、後処理工程では、型閉じ工程で得られた成形体を金型103,104から取り出し、不要部分を切除することによって、成形体101aに表皮シート102が一体成形された構造体109が得られる。
3.その他実施形態
・上記実施形態では、樹脂シート101の熱で表皮シート102を加温しているが、ヒーターなどを用いて表皮シート102の加温を行ってもよい。
・上記実施形態では、表皮シート102を金型103,104の間に配置した後に表皮シート102の加温を行っているが、予め加温された表皮シート102を金型103,104の間に配置してもよい。つまり、表皮シート102を金型103,104の間に配置する前に加温工程を行ってもよい。
・上記実施形態では、シートホルダ106は、表皮シート102の幅方向の両端を把持しているが、別の部位を把持する構成であってもよい。シートホルダ106は、表皮シート102の上端を把持する上端把持部と、表皮シート102の下端を把持する下端把持部を備える構成であってもよい。下端把持部は、第1及び第2下端把持部を備え、第1及び第2下端把持部が、表皮シート102の下端での幅方向の両側をそれぞれ把持するように構成してもよい。
・シートホルダ106は、表皮シート102に張力が加わるように表皮シート102を保持してもよく、表皮シート102が若干たるんだ状態で表皮シート102を保持してもよい。
実施例
1.実施例・比較例
1-1.実施例1
 図15に示す成形機110を用いて、樹脂シート101と表皮シート102が一体成形された構造体109を作製した。押出機113のシリンダ113aの内径は50mmであり、L/D=34であった。原料樹脂には、ポリプロピレン系樹脂A(ポレアリス社(Borealis AG)製、商品名「Daploy WB140」)と、ポリプロピレン系樹脂B(日本ポリプロ株式会社製、商品名「ノバテックPP・BC4BSW」)を質量比60:40で混合し、樹脂100質量部に対して、核剤として20wt%の炭酸水素ナトリウム系発泡剤を含むLDPEベースマスターバッチ(大日精化工業株式会社製、商品名「ファインセルマスターP0217K」)を1.0重量部、および着色剤として40wt%のカーボンブラックを含むLLDPEベースマスターバッチ1.0重量部を添加したものを用いた。樹脂シート101の温度が190~200℃になるように各部位の温度制御を行った。スクリューの回転数は、60rpmとし、押出量は、20kg/hrとした。発泡剤は、Nガスを用い、インジェクタ16を介して注入した。注入量は、0.4[wt.%](N注入量/樹脂押出量)とした。樹脂シート101は、厚さが3mmになるようにTダイ118の制御を行った。
 以上の条件で形成された樹脂シート101を金型103,104の間に配置し、図19に示すように、金型103の凸部103aに押し付けた後に、減圧吸引することによって、樹脂シート101の金型103の表面形状に沿った形状に賦形した。次に、図20に示すように、厚さ1mmの不織布からなる表皮シート102を凸部103aにおいて樹脂シート101に押し付けた(接触工程)。次に、図21に示すように、表皮シート102を金型103から離れる方向に移動させて、表皮シート102を樹脂シート101から引き離した(戻し工程)。
 次に、図22に示すように、金型103,104の型閉じを行って樹脂シート101と表皮シート102が一体成形された構造体109を作製した。
1-2.比較例1
 比較例1では、接触工程及び戻し工程を行わない以外は、実施例1と同様の方法で、構造体109を作成した。つまり、比較例1では、樹脂シート101を金型103の表面形状に沿った形状に賦形した後、表皮シート102の加温を行わずに、金型103,104の型閉じを行った。
1-3.比較例2
 比較例2では、戻し工程を行わない以外は、実施例1と同様の方法で、構造体109を作成した。つまり、比較例2では、樹脂シート101を金型103の表面形状に沿った形状に賦形した後、表皮シート102を凸部103aにおいて樹脂シート101に押し付け、戻し工程を行わずに、金型103,104の型閉じを行った。
2.皺評価
 実施例及び比較例の構造体109を100個ずつ作製し、表皮シート102を目視観察して、以下の基準で評価した。
 ○:表皮シート102に皺があるものが0個
 △:表皮シート102に皺があるものが1~3個
 ×:表皮シート102に皺があるものが4個以上
 評価結果は、表2に示す通りであった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 実施例1では、表皮シート102が加温されており、且つ、表皮シート102が樹脂シート101に押し付けられていない状態で型閉じを行ったために、皺の発生が抑制された。
 比較例1では、表皮シート102が加温されていなかったので、皺の発生の抑制が不十分であった。
 比較例2では、表皮シート102が加温されていたが、表皮シート102が樹脂シート101に押し付けられた状態で型閉じを行ったために、皺の発生の抑制が不十分であった。
(第3の実施形態)
 本実施形態の構造体201は、図24に示すように、発泡樹脂シート202の表面にいわゆるカーペットのような表皮シート203を積層一体化してものであり、表皮シート203側を意匠面として車両のトリム材等として用いられるものである。
 発泡樹脂シート202に使用する前記熱可塑性樹脂としては、例えばポリオレフィン等を挙げることができ、ポリオレフィンとしては、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン-プロピレン共重合体及びその混合物等が挙げられる。
 発泡樹脂シート202は、単層の樹脂シートであるが、成形時に金型内を真空吸引することにより厚さが拡大され、それによって金型に接する形で成形され、その結果、表裏両面近傍が冷却されて中心部分に比べて緻密な(発泡倍率が低い)状態(表裏にスキン層を有する状態)となっている。このため、いわゆる2重壁構造に類似する構造となり、単層であっても高い剛性を有する。
 表皮シート203は、前記の通り意匠面を構成するものであり、いわゆるカーペット材や、不織布等が用いられる。表皮シート203は、溶融状態の発泡樹脂シート202と重ねて成形され、熱溶着された状態で発泡樹脂シート202と一体化されている。
 前記構造体201は、発泡樹脂シート202と表皮シート203を重ねて成形し、周囲をコンプレッションしてピンチオフ部とするとともに、このピンチオフ部の外側のバリを切除することで製品となる。この時、バリの切除によって発泡樹脂シート202の切断面が露出してしまうと、製品の外観を大きく損なうことになる。
 例えば図25は、周囲のバリをピンチオフ部で切断した構造体301を示すものである。このような構造体301では、ぎりぎりまで発泡樹脂シート202が存在するため、発泡樹脂シート202の端部が外から見えてしまうことがある。また、構造体301では、構造体301の端部から表皮シート203が若干後退し、発泡樹脂シート202の切断面202aが露出した形になり、他の部材Aを組み付けた際にも、この発泡樹脂シート202の切断面202aが見えてしまい、見映えの悪いものとなっている。
 そこで、本実施形態の構造体201では、表皮シート203を延長させることで、他の部材Aを組み付けた際に、部材Aの裏側にまで表皮シート203が延在するようにし、発泡樹脂シート202の切断面202aが露出しないようにしている。すなわち、発泡樹脂シート202の所定の厚さ部分の端部(図中、Tで示す位置)を越えて表皮シート203を延長し、表皮シート203が延長部203aを有することで、発泡樹脂シート202の端部や切断面202aの露出を防止している。
 ただし、この表皮シート203の延長に際して、発泡樹脂シート202が完全にコンプレッションされた部分(すなわち、ほとんど圧縮された表皮シート203のみの部分)を延長部分とすると、厚さの薄い部分が延長部として形成されることになり、強度が低いためにカッターから逃げるという問題や、切断位置が明瞭でないという問題があり、バリ取り作業に支障をきたすおそれがある。
 そこで、本実施形態においては、表皮シート203の延長部203aの裏面側に発泡樹脂シート202の厚さが次第に薄くなるようなコンプレッション部202bが形成されるように成形している。コンプレッション部202bの形成により、表皮シート203の延長部203aの剛性が高められ、バリの切除を容易に行うことが可能である。発泡樹脂シート202のコンプレッション部202bは、成形の際に金型でコンプレッションされる形になり、他の部分に比べて発泡倍率が低く、剛性が高い。
 次に、本実施形態の構造体201の製造方法について説明する。
 図26は、構造体201を成形するための成形機の一例を示すものである。図26に示すように、成形機210は、樹脂供給装置220と、Tダイ218と、金型230,240を備える。樹脂供給装置220は、ホッパー212と、押出機213と、インジェクタ216と、アキュームレータ217を備える。押出機213とアキュームレータ217は、連結管225を介して連結される。アキュームレータ217とTダイ218は、連結管227を介して連結される。
 ホッパー212は、原料樹脂211を押出機213のシリンダ213a内に投入するために用いられる。原料樹脂211の形態は、特に限定されないが、通常は、ペレット状である。原料樹脂211は、ホッパー212からシリンダ213a内に投入された後、シリンダ213a内で加熱されることによって溶融されて溶融樹脂になる。また、シリンダ213a内に配置されたスクリューの回転によってシリンダ213aの先端に向けて搬送される。スクリューは、シリンダ213a内に配置され、その回転によって溶融樹脂を混練しながら搬送する。スクリューの基端にはギア装置が設けられており、ギア装置によってスクリューが回転駆動される。シリンダ213a内に配置されるスクリューの数は、1本でもよく、2本以上であってもよい。
 シリンダ213aには、シリンダ213a内に発泡剤を注入するためのインジェクタ216が設けられる。原料樹脂211を発泡させない場合は、インジェクタ216は省略可能である。インジェクタ216から注入される発泡剤は、物理発泡剤、化学発泡剤、及びその混合物が挙げられるが、物理発泡剤が好ましい。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、およびブタン、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、さらにはそれらの超臨界流体を用いることができる。超臨界流体としては、二酸化炭素、窒素などを用いて作ることが好ましく、窒素であれば臨界温度-149.1℃、臨界圧力3.4MPa以上、二酸化炭素であれば臨界温度31℃、臨界圧力7.4MPa以上とすることにより得られる。化学発泡剤としては、酸(例:クエン酸又はその塩)と塩基(例:重曹)との化学反応により炭酸ガスを発生させるものが挙げられる。化学発泡剤は、インジェクタ216から注入する代わりに、ホッパー212から投入してもよい。
 発泡剤が添加されている又は添加されていない溶融樹脂211aは、シリンダ213aの樹脂押出口から押し出され、連結管225を通じてアキュームレータ217内に注入される。アキュームレータ217は、シリンダ217aとその内部で摺動可能なピストン217bを備えており、シリンダ217a内に溶融樹脂211aが貯留可能になっている。そして、シリンダ217a内に溶融樹脂211aが所定量貯留された後にピストン217bを移動させることによって、連結管227を通じて溶融樹脂211aをTダイ218内に設けられたスリットから押し出して垂下させて樹脂シートSを形成する。
 樹脂シートSは、第1及び第2金型230,240間に導かれ、金型230,240によって成形される。金型230は、金型240に対向する面に凸部230aを有する。金型240は、金型230に対向する面に凹部240aを有する。凸部230aと凹部240aは互いに略相補形状になっている。金型230には、好ましくは、多数の減圧吸引孔が設けられており、樹脂シートSを減圧吸引して金型230の表面に沿った形状に賦形することが可能になっている。金型240にも減圧吸引孔が設けられていてもよい。溶融樹脂が発泡剤を含有することで、樹脂シートSは発泡樹脂シートとなり、成形体(構造体)は発泡成形体となる。
 また、樹脂シートSに隣接した位置に樹脂シートSに重なるように表皮シート203を配置し、表皮シート203と樹脂シートSを金型230,240で挟むことによって、表皮シート203と樹脂シートS(発泡樹脂シート202)を一体成形することができる。これによって、図24に示すように、発泡樹脂シート202に表皮シート203が一体成形された構造体201が得られる。
 ここで、例えば図27に示すように、成形された構造体の端部をコンプレッションしてピンチオフ部(パーティングライン)とし、このピンチオフ部PCで切断してバリBを除去すると、図25に示すように、発泡樹脂シート202の切断面202aが露出する。
 このような事態を避けるためには、例えば図28に示すように、表皮シート203が延長部203aを有するような形態で成形することも考えられる。この場合、表皮シート203の延長部203aにより発泡樹脂シート202の切断面202aが露出しなようにする、という目的は達成される。ただし、この表皮シート203の延長部203aは、発泡樹脂シート202が完全にコンプレッションされるので、厚さが薄くなり、剛性を確保することが難しい。そのため、バリの切断が難しい。
 そこで、図29に示すように、表皮シート203の延長部203aと接する部分に発泡樹脂シート202のコンプレッション部202bが形成されるように成形し、剛性を確保するようにする。発泡樹脂シート202のコンプレッション部202bは、本実施形態の場合、断面円弧状にされており、先端(バリ方向)に向かってその厚さが次第に薄くなるように形成されている。このような形態とすることで、発泡樹脂シート202のコンプレッション部202bが適度に圧縮されて発泡倍率が低くなり、その結果、コンプレッション部202bに剛性が付与され、バリの切除を容易に行うことが可能である。
 図29に示す成形方法を説明すると、発泡樹脂シート202と表皮シート203を一体に成形するには、先ず、図29(A)に示すように、金型230,240の間に樹脂シートSと表皮シート203とを供給する。供給される樹脂シートSの厚さは、金型230,240間の間隔よりも若干小さい。
 次いで、図29(B)に示すように、金型230,240の型締めを行う。この段階では、樹脂シートSの厚さは金型230,240の間隔よりも小さい。次いで、図29(C)に示すように、樹脂シートSをキャビティ形状に賦形するとともに、樹脂シートSと表皮シート203を溶着により接合一体化する。この時、前記の通り、金型230,240に設けた減圧吸引孔より真空吸引を行い、樹脂シートSの厚さを拡大させ、金型230,240のキャビティ形状に賦形する。
 金型230,240の両方によって樹脂シートSを減圧吸引すると、樹脂シートSの発泡が促進されて樹脂シートSが膨張する。樹脂シートSは厚さ方向の中央付近での粘度が最も低い(流動性が最も高い)ので、厚さ方向の中央付近での発泡が特に促進されて樹脂シートSが膨張する。その結果、厚さ方向の中央付近の層(中央層)での平均気泡径が大きく、表面近傍の表面層の平均気泡径が小さいという構成の発泡樹脂シート202が得られる。このような発泡樹脂シート202は、平均気泡径が大きい中央層が、平均気泡径が小さい表面層で挟まれたサンドイッチ構造となっているために、軽量且つ高剛性である。
 また、発泡樹脂シート202の賦形に際して、一方の金型230には、発泡樹脂シート202の外周縁に対応して間隔が徐々に狭くなる曲面部230aが形成されており、成形(賦形)時には、樹脂シートSの外周縁部が圧縮されてコンプレッション部202bが形成される。この金型230の曲面部230aによる賦形時のコンプレッションにより、前記コンプレッション部202bの発泡倍率が小さく抑えられ、外周縁先端に向かうにしたがって剛性が高くなる構造が実現される。
 前述の成形において、供給される樹脂シートSの目付は一定であり、成形後の発泡樹脂シート202の目付も一定である。ここで、前記目付けは300~1000g/mであることが好ましい。また、成形後の発泡樹脂シート202は、比較的剛性が高いという特徴を有し、したがって、その発泡倍率は、2~20倍、より好ましくは5~15倍である。端部(コンプレッション部202b)の発泡倍率は、周縁に向けて前記倍率よりも次第に低くなっている。
 発泡樹脂シート202のコンプレッション部202bの形状としては、これに限らず、例えば図30に示すように、所定の角度で傾斜する斜面とすることもできる。
 また、成形に際して、図31に示すように、バリBに対応する部分の金型230に凸部230bを形成しておき、発泡樹脂シート202のバリ部分202cに凹部202dが転写(賦形)されるようにすることで、バリ除去作業時の位置決めを行うことも可能である。
 例えばバリの切除を機械的に行う場合、パーティングライン(PL)の位置がわかり難いこと、バリの形状が一定でないため受け治具へのセット性が悪いこと等の問題がある。発泡樹脂シート202のバリ部分202cに前記凹部202dを転写しておけば、これを利用して位置決めを行うことができ、発泡樹脂シート202の切断面の露出防止と、PL位置の明確化の2点を両立することができる。
 図32は、図31の成形工程により成形された構造体201におけるバリ切除工程を示すものである。バリ切除に際しては、載置台250の上に構造体201を載せ、バリ部分202cに形成された凹部202dに位置決め治具251を付き当て、位置決めを行う。この状態でカッター252でバリの切除を行えば、確実に所定の位置(パーティングライン)でバリの切除を行うことができる。また、成形された構造体201では、切断部分近傍に剛性の高い発泡樹脂シート202のコンプレッション部202bが存在することから、載置台250を切断位置から後退させても、円滑にバリの切除を行うことができる。
 以上、本発明を適用した実施形態についてを説明してきたが、本発明が前述の実施形態に限られるものでないことは言うまでもなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の変更を加えることが可能である。
 例えば、先の実施形態では、樹脂シートSを供給して成形する場合について説明したが、樹脂シートSの代わりに発泡パリソンを供給し、これを金型で押し潰して成形するようにしてもよい。

Claims (21)

  1.  発泡成形体と、多孔性の表皮シートを有する構造体であって、
     前記表皮シートは、前記発泡成形体に一体成形されており、
     前記発泡成形体は、内部に幅広空間を備え、
     前記幅広空間の厚さが最大の位置での前記発泡成形体の厚さをFt、前記幅広空間の幅をSwとすると、Sw/Ft≧0.5である、構造体。
  2.  請求項1に記載の構造体であって、
     前記幅広空間の厚さをStとすると、St/Ft≧0.1である、構造体。
  3.  請求項1又は請求項2に記載の構造体であって、
     前記幅広空間に対して厚さ方向に隣接する気泡の平均幅をNwとすると、Sw/Nw≧4である、構造体。
  4.  請求項1~請求項3の何れか1つに記載の構造体であって、
     前記幅広空間の厚さをStとし、前記幅広空間に対して厚さ方向に隣接する気泡の平均厚さをNtとすると、St/Nt≧2である、構造体。
  5.  請求項1~請求項4の何れか1つに記載の構造体であって、
     前記発泡成形体は、幅方向に隣接する複数の前記幅広空間を備える、構造体。
  6.  請求項5に記載の構造体であって、
     互いに隣接する3つの幅広空間についてのSw/Ftの平均値をAv(Sw/Ft)とすると、Av(Sw/Ft)≧0.5である、構造体。
  7.  発泡成形体と、多孔性の表皮シートを有する構造体の製造方法であって、
     配置工程と、膨張工程を備え、
     前記配置工程では、発泡樹脂シートと多孔性の表皮シートを第1及び第2金型間に配置し、
     前記膨張行程では、前記発泡樹脂シートと前記表皮シートの合計厚さよりも大きい隙間が第1及び第2金型の間に設けられるように第1及び第2金型を近づけた状態で第1及び第2金型の両方によって前記発泡樹脂シートを減圧吸引することによって、前記発泡樹脂シートを厚さが1.5倍以上になるように膨張させる、方法。
  8.  請求項7に記載の方法であって、
     前記表皮シートは、前記発泡樹脂シートと第1金型の間に配置され、
     前記膨張工程は、第1吸引工程と、金型近接工程と、第2吸引工程をこの順に備え、
     第1吸引工程では、第1金型により前記発泡樹脂シートを減圧吸引して前記発泡樹脂シート及び前記表皮シートを第1金型の内面に沿った形状に賦形し、
     前記金型近接工程では、前記隙間が第1及び第2金型の間に設けられるように第1及び第2金型を近接させ、
     第2吸引工程では、第1及び第2金型により前記発泡樹脂シートを減圧吸引することによって前記発泡樹脂シートを膨張させる、方法。
  9.  請求項7又は請求項8に記載の方法であって、
     前記隙間は、前記発泡樹脂シートの厚さの2~10倍である、方法。
  10.  構造体の製造方法であって、
     加温工程と、型閉じ工程を備え、
     前記加温工程では、表皮シートを加温し、
     前記型閉じ工程では、前記表皮シートが第2金型と前記樹脂シートの間に配置された状態で第1及び第2金型を型閉じし、
     前記加温工程は、前記型閉じ工程において、第2金型が前記表皮シートに接触する前に行われ、
     前記型閉じは、前記表皮シートが前記樹脂シートに押し付けられていない状態で行われる、方法。
  11.  請求項10に記載の方法であって、
     前記型閉じ工程の前に賦形工程を備え、
     前記賦形工程では、第1及び第2金型の間に配置された樹脂シートを、第1金型を用いて賦形する、方法。
  12.  請求項11に記載の方法であって、
     前記加温工程は、前記賦形工程の後であって、前記型閉じ工程の前に行われ、
     前記加温工程は、接触工程と、戻し工程を備え、
     前記接触工程では、前記樹脂シートに前記表皮シートを接触させ、
     前記戻し工程では、前記表皮シートが前記樹脂シートから離れる方向に前記表皮シートと前記樹脂シートを相対移動させる、方法。
  13.  請求項12に記載の方法であって、
     前記賦形工程では、前記樹脂シートが第1金型の凸部に接触するように前記樹脂シートを賦形し、
     前記接触工程では、前記凸部において前記樹脂シートに前記表皮シートを押し付ける、方法。
  14.  請求項12又は請求項13に記載の方法であって、
     前記戻し工程では、前記表皮シートが前記樹脂シートと非接触になるように前記表皮シートと前記樹脂シートを相対移動させる、方法。
  15.  請求項10~請求項14の何れか1つに記載の方法であって、
     前記樹脂シートは、発泡樹脂シートである、方法。
  16.  請求項10~請求項15の何れか1つに記載の方法であって、
     前記表皮シートは、不織布シートである、方法。
  17.  表皮シートと発泡樹脂シートが一体に成形されてなる構造体であって、
     前記発泡樹脂シートは、その外周縁の少なくとも一部において、周縁に向かって発泡倍率が次第に小となるように成形されていることを特徴とする構造体。
  18.  前記発泡樹脂シートは、周縁に向かって次第に厚さが薄くなるように成形されていることを特徴とする請求項17記載の構造体。
  19.  前記発泡樹脂シートは、表裏両面に発泡倍率の低いスキン層を有することを特徴とする請求項17または18記載の構造体。
  20.  表皮シートと溶融状態の発泡樹脂シートとを金型を用いて一体に成形する工程を備える構造体の製造方法であって、
     前記発泡樹脂シートを、その外周縁の少なくとも一部において、周縁に向かって発泡倍率が次第に小となるように成形することを特徴とする構造体の製造方法。
  21.  発泡樹脂シートのバリ部に凹部を賦形し、バリを除去する際に前記凹部により治具への位置決めを行うことを特徴とする請求項20記載の構造体の製造方法。
     

     
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