特開 2022-21411 表皮層を備えた発泡樹脂製品の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022021411

(43)【公開日】2022-02-03

(54)【発明の名称】表皮層を備えた発泡樹脂製品の製造方法

(51)【国際特許分類】

   B29C 44/06 20060101AFI20220127BHJP

   B29C 44/00 20060101ALI20220127BHJP

   B29C 44/44 20060101ALI20220127BHJP

   B29K 105/04 20060101ALN20220127BHJP

   B29L 9/00 20060101ALN20220127BHJP

【ＦＩ】

B29C44/06

B29C44/00 G

B29C44/44

B29K105:04

B29L9:00

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020124945

(22)【出願日】2020-07-22

(71)【出願人】

【識別番号】591209361

【氏名又は名称】ＤＡＩＳＥＮ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001977

【氏名又は名称】特許業務法人なじま特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】西尾 誠

(72)【発明者】

【氏名】細澤 孝晃

【テーマコード（参考）】

4F214

【Ｆターム（参考）】

4F214AC01

4F214AG20

4F214UA21

4F214UB01

4F214UB22

4F214UC02

4F214UC10

4F214UH18

4F214UR29

(57)【要約】

【課題】表皮層を備えた発泡樹脂製品を、同一の原料を用いて安価に製造することができる表皮層を備えた発泡樹脂製品の製造方法を提供する。
【解決手段】分割金型を用いて発泡樹脂成形品を成形する第１工程と、第１工程で成形された発泡樹脂成形品Ｗを加熱された下型３０の内面に押し付けて表面を溶融させて表皮層を形成する第２工程と、第２工程で表皮層が形成された発泡樹脂成形品Ｗを冷却する第３工程と、第３工程で冷却された発泡樹脂成形品Ｗを取り出す第４工程とからなる。第１工程と第２工程を同一のステーションで進行させるか、全工程を同一のステーションで進行させる。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

上型と下型とからなる分割金型を用いて発泡樹脂成形品を成形する第１工程と、
第１工程で成形された発泡樹脂成形品を、加熱された下型の内面に押し付けて表面を溶融させ、表皮層を形成する第２工程と、
第２工程で表皮層が形成された発泡樹脂成形品をさらに冷却する第３工程と、
第３工程で冷却された発泡樹脂成形品を取り出す第４工程とを含むことを特徴とする表皮層を備えた発泡樹脂製品の製造方法。

【請求項2】

上記の第１工程から第4工程を、同一のステーションで進行させることを特徴とする請求項１に記載の表皮層を備えた発泡樹脂製品の製造方法。

【請求項3】

上記の第１工程と第２工程を同一の第１ステーションで進行させ、第３工程と第４工程を次の第２ステーションで進行させることを特徴とする請求項１に記載の表皮層を備えた発泡樹脂製品の製造方法。

【請求項4】

下型の加熱を第１工程と並行して行うことを特徴とする請求項１に記載の表皮層を備えた発泡樹脂製品の製造方法。

【請求項5】

下型の加熱を、加熱オイル槽への浸漬によって行うことを特徴とする請求項１から４の何れかに記載の表皮層を備えた発泡樹脂製品の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、発泡層の表面に平滑な表皮層を備えた発泡樹脂製品の製造方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

発泡樹脂成形品は、発泡剤を含有させた原料ビーズを金型内に充填し、加熱し発泡させて成形されるものであり、断熱性、緩衝性に優れるうえに軽量であるため、食品用容器や梱包用緩衝材などとして広く用いられている。また近年においてはその吸音性に着目し、自動車の室内騒音の低減のために車室の床面などにも適用されている。

【0003】

しかし通常の発泡樹脂製品は発泡粒子が表面に露出しているために崩れやすく、内装材として用いるには外観が好ましくないという問題がある。そこで発泡層の表面に平滑な表皮層を形成した発泡樹脂製品が開発されている。

【0004】

例えば特許文献１には、緻密な遮音層と空隙率の大きい吸音層とを積層した車両用フロアマット材が記載されている。これらの各層はともにポリプロピレンの発泡ビーズを金型内で発泡させたものであるが、発泡条件を変えて個別に製造したうえで積層したものであり、一体成形品ではない。

【0005】

また、特許文献２には同一の金型内で表皮層を備えた発泡樹脂製品を成形する方法が開示されている。ここでは先ず表皮層を形成する樹脂を金型内に射出し、次に発泡層を形成する樹脂を高圧のガスとともに金型内に射出し、発泡させている。この発泡圧により表皮層を形成する樹脂は金型の内面に押し付けられ、滑らかな表皮層が形成される。

【0006】

このように、従来の表皮層を備えた発泡樹脂製品は表皮層と発泡層を個別に成形したものであったり、表皮層と発泡層とを別の原料として２回に分けて充填したものである。このため、工程が複雑で製造コストが高くなるという問題があった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２００５－４３８２６号公報

【特許文献2】特開２００２－１７２６５１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

従って本発明の目的は上記した従来技術の問題点を解決し、表皮層を備えた発泡樹脂製品を、同一の原料を用いて安価に製造することができる表皮層を備えた発泡樹脂製品の製造方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記の課題を解決するためになされた本発明の表皮層を備えた発泡樹脂製品の製造方法は、上型と下型とからなる分割金型を用いて発泡樹脂成形品を成形する第１工程と、第１工程で成形された発泡樹脂成形品を、上型により加熱された金型の内面に押し付けて表面を溶融させ、表皮層を形成する第２工程と、第２工程で表皮層が形成された発泡樹脂成形品をさらに冷却する第３工程と、第３工程で冷却された発泡樹脂成形品を取り出す第４工程とを含むことを特徴とするものである。

【0010】

なお、上記の第１工程から第４工程を、同一のステーションで進行させることができ、あるいは上記の第１工程と第２工程を同一の第１ステーションで進行させ、第３工程と第４工程を次の第２ステーションで進行させることができる。また、下型の加熱を第１工程と並行して行うことが好ましく、下型の加熱を、加熱オイル槽への浸漬によって行うことが好ましい。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、第１工程で成形された発泡樹脂成形品を第２工程において加熱された金型の内面に押し付けて表面を溶融させて表皮層を形成する。このため同一の原料を用いて表皮層を備えた発泡樹脂製品を製造することができる。また、発泡樹脂成形品を成形する第１工程と、表面を溶融させて表皮層を形成する第２工程とを同一のステーションで連続して又は並行して行えば、成形時間を短縮することができる。このため生産性が高まり、製造コストも安価となる。また金型の加熱を加熱オイル槽への浸漬によって行えば、金型の形状に拘わらず、金型の全面を均一温度に加熱することができ、しかも金型と加熱オイルとを直接接触させることができるので、金型への熱伝達を極めて効率よく行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】第１工程の説明図である。

【図2】第２工程の説明図である。

【図3】第３工程の説明図である。

【図4】第４工程の説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下に本発明の実施形態を説明する。この実施形態では、第１工程と第２工程を同一の第１ステーションで進行させ、第３工程と第４工程を次の第２ステーションで進行させている。

【0014】

（第１工程）
図１は第１工程の説明図である。この図において、１０は機台、１１は機台１０上に立設された複数のガイド支柱、１２はガイド支柱１１の上部に固定された上部架台、１３はガイド支柱１１にガイドされて昇降できる昇降盤である。上部架台１２には昇降用モータ１４が搭載されており、減速機１５を介して駆動される送りねじ１６が、昇降盤１３の上部に固定されたナット１７に螺合している。このため送りねじ１６を正逆何れかの方向に回転させることによって、昇降盤１３を昇降させることができる。

【0015】

昇降盤１３の下面には、分割型を構成する上型２０が取り付けられている。上型２０は中空の上型ホルダ２１に支持されている。上型ホルダ２１の内部は蒸気室となっており、加熱蒸気供給ライン２２、冷却水供給ライン２３、ドレン排出ライン２４が設けられている。このほか、上型２０を貫通して原料ビーズ供給管２５が設けられている。原料ビーズ供給管２５の上部は、図示を略した原料ビーズ供給用ホッパに接続されている。

【0016】

機台１０の上には上面が開口した固定フレーム２６が設けられており、その上に移動フレーム２７が置かれている。この移動フレーム２７には分割型を構成する下型３０が取り付けられている。移動フレーム２７は固定フレーム２６に対して、位置決め手段２９によって正しく位置決めされる。この実施形態では、左右一対の搬送手段３１によって移動フレーム２７と下型３０を、第１ステーションと第２ステーションとの間で移動させることができる。この搬送手段３１は、上昇、水平方向移動、下降、後退の一連の動作を繰り返すものであり、公知の搬送機構を利用することができる。

【0017】

固定フレーム２６の内部には、加熱オイル槽７０が配置されている。加熱オイル槽７０にはシリコーンオイル等の揮発しにくく安全性の高いオイル７１が充填されている。加熱オイル槽７０の内部にはシーズヒータ７２と温度センサ７３が配置され、温度制御手段７４によりオイル７１を加熱する。また加熱オイル槽７０の底部下面には電磁加熱手段７５を配置することもできる。

【0018】

第１工程では図１に示す状態から昇降盤１３とともに上型２０を下降し、下型３０との間にキャビティを形成する。また加熱オイル槽７０による下型３０の加温を開始する。加熱オイル槽７０は例えば２４０℃に維持されているが、下型３０の初期温度は６０～７０℃であるから、下型３０は次第に昇温して行く。発泡樹脂成形に適した温度、例えば１２０～１５０℃に達したときに原料ビーズ供給管２５から発泡剤を含む原料ビーズをキャビティ内に供給する。また、上型２０の蒸気室内に加熱蒸気供給ライン２２を通じて加熱蒸気を吹き込み、上型２０を加熱する。このように上型２０と下型３０を加熱することにより原料ビーズは発泡し、図２に示されるように発泡樹脂成形品Ｗが成形される。成形後、上型２０の蒸気室から蒸気を排気し、冷却水供給ライン２３から冷却水を導入して発泡樹脂成形品Ｗを冷却する。

【0019】

なお、上型２０と下型３０は熱伝導率が大きいアルミ合金製とすることが好ましい。また上型２０と下型３０は加熱と冷却を繰り返されるので、熱容量を小さくしておくことが好ましい。このためにはアルミ材を用いるとともに肉薄化し、リブを設けて強度及び剛性を確保することが好ましい。

【0020】

（第２工程）
第１工程で成形された発泡樹脂成形品Ｗはそのまま上型２０と下型３０に挟まれた状態にあるが、下型３０は加熱オイル槽７０に浸漬されたままであるから、その温度は更に上昇し、樹脂の溶融温度に達する。この状態において上型２０を冷却したまま更に下降させ、発泡樹脂成形品Ｗの下面を溶融温度に達した下型３０に押し付ける。その結果、発泡樹脂成形品Ｗの表面が溶融して表皮層が形成される。なお、原料ビーズの種類に応じてキャビティ内の発泡圧が異なるため、原料ビーズの種類に応じて上型２０による発泡樹脂成形品Ｗの押圧力を調整するものとする。

【0021】

（第３工程）
第２工程において表皮層が形成された発泡樹脂成形品Ｗは、搬送手段３１によって次の第２ステーションに搬送される。図３に示すように、第２ステーションには冷却オイル槽７６が設けられている。この冷却オイル槽７６の内部には冷却コイル７７により冷却されたオイル７８が充填されており、冷却装置７９により常温～４０℃程度に維持されている。第２ステーションに搬送された下型３０はこの冷却オイル槽７６に浸漬され、表皮層が形成された発泡樹脂成形品Ｗが急速に冷却される。この冷却は下型３０の下面から行われるので、表皮層が形成された発泡樹脂成形品Ｗが変形するおそれがある。そこで第３ステーションにも昇降可能な冷却用金型８０を設けておき、発泡樹脂成形品Ｗを軽く押圧しながら冷却することが好ましい。なお、冷却用金型８０にも冷却ノズルを設け、発泡樹脂成形品Ｗを上下両面から急速に冷却することもできる。

【0022】

（第４工程）
冷却された発泡樹脂成形品Ｗは下型３０から取り出される。図４の実施形態では昇降可能な冷却用金型８０を用い、表皮層が形成された発泡樹脂成形品Ｗを冷却用金型８０に吸着して下型３０から取り出す。しかし取り出し方法はこれに限定されるものではなく、例えばロボットハンドを用いることも可能である。このときの下型３０の温度は６０℃前後であり、第１ステーションに返送される。

【0023】

このように本発明によれば、表皮層が形成された発泡樹脂成形品Ｗを、同一の原料を用いて安価に製造することができる。また、第１工程と第２工程を同一の上型２０と下型３０とを用いて連続して進行させるので、成形時間を短縮することができる。このため生産性が高まり、製造コストも安価となる。

【0024】

上記した実施形態では、第１工程と第２工程を同一の第１ステーションで進行させ、第３工程と第４工程を次の第２ステーションで進行させた。しかし全工程を同一のステーションで進行させることもできる。この場合には２４０℃前後に加熱された加熱オイル槽７０と４０℃前後に維持された冷却オイル槽７６とを移動可能に設け、第１工程と第２工程では下型３０を加熱し、第３工程では下型３０を冷却すればよい。

【0025】

何れの実施形態においても、下型３０の加熱、冷却をオイルバスを利用して行うので、下型３０の全体を速やかに均一温度に昇温させたり降温させることができる。また下型３０とオイルを直接接触させるので熱伝達効率がよく、下型３０の形状が変化しても設備構成を変更する必要がない等の利点がある。

【符号の説明】

【0026】

１０ 機台
１１ ガイド支柱
１２ 上部架台
１３ 昇降盤
１４ 昇降用モータ
１５ 減速機
１６ 送りねじ
１７ ナット
２０ 上型
２１ 上型ホルダ
２２ 加熱蒸気供給ライン
２３ 冷却水供給ライン
２４ ドレン排出ライン
２５ 原料ビーズ供給管
２６ 固定フレーム
２７ 移動フレーム
２９ 位置決め手段
３０ 下型
３１ 搬送手段
７０ 加熱オイル槽
７１ 加熱されたオイル
７２ シーズヒータ
７３ 温度センサ
７４ 温度制御手段
７５ 電磁加熱手段
７６ 冷却オイル槽
７７ 冷却コイル
７８ 冷却されたオイル
７９ 冷却装置
８０ 冷却用金型

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】