(57)【要約】      （修正有）【課題】インサート部材による凹凸形状の露出を回避することができる一体成形体及びその製造方法の提供【解決手段】シート状の発泡成形体３と、インサート部材２とを備え、発泡成形体３は、互いに対向する第１面３ｄａ及び第２面３ｂを有し、インサート部材２は、本体部２ａと、本体部２ａから延出した延出部２ｂとを備え、延出部２ｂは、第１面３ｄａ側において、発泡成形体３の内部に埋設される、一体成形体１。【選択図】図３
2018167551.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート状の発泡成形体と、インサート部材とを備え、
前記発泡成形体は、互いに対向する第１及び第２面を有し、
前記インサート部材は、本体部と、前記本体部から延出した延出部とを備え、
前記延出部は、前記第１面側において、前記発泡成形体の内部に埋設される、
一体成形体。
【請求項２】
前記第２面は、前記インサート部材に対応する領域とその周囲の領域が平坦である、
請求項１に記載の一体成形体。
【請求項３】
前記発泡成形体は、第１及び第２部分を備え、
前記第１部分において、前記インサート部材が埋め込まれ、
ｔ１＞ｔ２であって、
前記ｔ１は、前記第１部分の肉厚であり、前記ｔ２は、前記第２部分の肉厚である、
請求項１又は請求項２に記載の一体成形体。
【請求項４】
前記第１部分と前記第２部分との境界には溝が設けられる、
請求項１〜請求項３の何れか１つに記載の一体成形体。
【請求項５】
前記第２面は、表皮部材で覆われている、
請求項１〜請求項４の何れか１つに記載の一体成形体。
【請求項６】
前記発泡成形体の平均肉厚は２０ｍｍ以下である、
請求項１〜請求項５の何れかに１つに記載の一体成形体。
【請求項７】
第１及び第２金型を用いた一体成形体の製造方法であって、
当該方法は、インサート工程と、配置工程と、成形工程とを備え、
前記インサート工程では、前記第２金型にインサート部材を装着し、
前記配置工程では、前記第２金型に前記インサート部材が装着された状態で、前記第１及び第２金型間に金型溶融状態の発泡樹脂を垂下させ、
前記インサート部材は、本体部と、前記本体部から延出した延出部とを備え、前記成形工程において前記延出部が前記発泡樹脂内に埋設される、
方法。
【請求項８】
前記成形工程は、膨張工程を含み、
前記膨張工程は、前記発泡樹脂の厚さよりも大きい隙間が前記第１及び第２金型の間に設けられるように前記第１及び第２金型を近づけた状態で前記第１及び第２金型の両方によって前記発泡樹脂を減圧吸引することによって、前記発泡樹脂を前記隙間の厚さにまで膨張させる、
請求項７に記載の方法。
【請求項９】
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、
前記第１吸引工程では、前記第１金型により前記発泡樹脂を減圧吸引して前記発泡樹脂を前記第１金型のキャビティに沿った形状に賦形し、
前記金型近接工程では、前記隙間が前記第１及び第２金型の間に設けられるように前記第１及び第２金型を近接させ、
前記第２吸引工程では、前記第１及び第２金型により前記発泡樹脂を減圧吸引することによって前記発泡樹脂を前記隙間の厚さにまで膨張させる、
請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記第２金型は、前記インサート部材の装着部位を囲む凸部を備え、
前記膨張工程では前記凸部が前記発泡樹脂を押し付けて前記発泡樹脂に溝が形成される、
請求項８又は請求項９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一体成形体及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ドアトリム等の自動車内装部材の中には、他部品との組み付けを目的として、熱可塑性樹脂製の樹脂成形体（基材）に対してクリップ等のインサート部材の取り付けが必要とされる場合がある。かかる場合、金型のキャビティ内にインサート部材が配置された状態で当該キャビティ内に樹脂を導入することによって、基材とインサート部材とからなる一体成形体を成形することとなる。特許文献１には、１枚の発泡樹脂シートを再加熱して軟化状態としたものを一対の分割金型の間に配置し、両方の金型から発泡樹脂シートを減圧吸引することによって発泡樹脂シートを二次発泡させて発泡成形体に厚肉部を形成する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−３１０３８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このように自動車内装部材として使用される一体成形体は、需要者によって視認される外観（意匠面）について高い意匠性が求められる。例えば、一体成形体が２重壁体であればインサート部材由来の凹凸形状が意匠面側に生じることはないが、１重壁体の場合、凹凸形状が意匠面側に現れ、意匠性が低下することが想定される。また回避策として、凹凸形状が現れなくなるレベルまで製品厚みを増すことが挙げられるが、製品重量が増加し、商品としての実用性が損なわれる恐れがある。
【０００５】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、インサート部材による凹凸形状の露出を回避することができる一体成形体及びその製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１観点によれば、シート状の発泡成形体と、インサート部材とを備え、前記発泡成形体は、互いに対向する第１及び第２面を有し、前記インサート部材は、本体部と、前記本体部から延出した延出部とを備え、前記延出部は、前記第１面側において、前記発泡成形体の内部に埋設される、一体成形体。が提供される。
【０００７】
本発明の第１観点による一体成形体において、基材は発泡樹脂製であり軽量であって且つ、インサート部材が基材に埋め込まれて成形されるため、需要者が視認しうる意匠面側においてインサート部材に由来する凹凸形状の露出を回避することができる。すなわち、より実用性及び意匠性の高い一体成形体を成形することができる。
【０００８】
本発明では基材にソリッド樹脂を用いるのではなく、発泡樹脂を用いる。ソリッドの１重壁体では凹凸を隠すために基材肉厚を増す必要があるが、発泡樹脂を用いる場合、未発泡成形品よりも軽量な製品を作りやすい。また発泡樹脂である為、真空賦型により厚肉化も可能である。この時、内在する気泡径が大きくなるのみでインサート成形を実施する場合、凹凸形状が出ないレベルまで製品厚みを増したとしても、製品重量を変える必要はほとんどない。
【０００９】
また、従来のソリッド樹脂と比較して、発泡樹脂であるため、インサート部材引抜強度が低下することが予想される。このため、インサート部材が配置される箇所周辺をコンプレッションすることで、インサート部材への樹脂周りを良くすることで引抜強度を上昇させることができる。
【００１０】
以上のように、本発明によればインサート部材取り付け部の凹凸形状を意匠面側に現すことなく、且つ基材の肉厚が大きい場合でも軽量で、且つ周辺部をコンプレッションすることでインサート部材引抜強度も高く、高意匠な発泡成形体を製造することができる。
【００１１】
以下、本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、前記第２面は、前記インサート部材に対応する領域とその周囲の領域が平坦である。
好ましくは、前記発泡成形体は、第１及び第２部分を備え、前記第１部分において、前記インサート部材が埋め込まれ、ｔ１＞ｔ２であって、前記ｔ１は、前記第１部分の肉厚であり、前記ｔ２は、前記第２部分の肉厚である。
好ましくは、前記第１部分と前記第２部分との境界には溝が設けられる。
好ましくは、前記第２面は、表皮部材で覆われている。
好ましくは、前記発泡成形体の平均肉厚は２０ｍｍ以下である。
【００１２】
また、本発明の第２観点によれば、第１及び第２金型を用いた一体成形体の製造方法であって、当該方法は、インサート工程と、配置工程と、成形工程とを備え、前記インサート工程では、前記第２金型にインサート部材を装着し、前記配置工程では、前記第２金型に前記インサート部材が装着された状態で、前記第１及び第２金型間に金型溶融状態の発泡樹脂を垂下させ、前記インサート部材は、本体部と、前記本体部から延出した延出部とを備え、前記成形工程において前記延出部が前記発泡樹脂内に埋設される、方法が提供される。
【００１３】
本発明の第２観点では、溶融状態の発泡樹脂シートを第１及び第２金型の両方によって減圧吸引することで、大気による冷却を受けにくく粘度が低い中心部の気泡が引き伸ばされ、金型間に設けられた隙間まで肉厚を増すことが可能となる。このため、インサート部材をインサートした際に、意匠面側に凹凸形状が現れにくく、意匠性が高いフラットな成形体を製造することができる。
【００１４】
好ましくは、前記成形工程は、膨張工程を含み、前記膨張工程は、前記発泡樹脂の厚さよりも大きい隙間が前記第１及び第２金型の間に設けられるように前記第１及び第２金型を近づけた状態で前記第１及び第２金型の両方によって前記発泡樹脂を減圧吸引することによって、前記発泡樹脂を前記隙間の厚さにまで膨張させる。
好ましくは、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、前記第１吸引工程では、前記第１金型により前記発泡樹脂を減圧吸引して前記発泡樹脂を前記第１金型のキャビティに沿った形状に賦形し、前記金型近接工程では、前記隙間が前記第１及び第２金型の間に設けられるように前記第１及び第２金型を近接させ、前記第２吸引工程では、前記第１及び第２金型により前記発泡樹脂を減圧吸引することによって前記発泡樹脂を前記隙間の厚さにまで膨張させる。
好ましくは、前記第２金型は、前記インサート部材の装着部位を囲む凸部を備え、前記膨張工程では前記凸部が前記発泡樹脂を押し付けて前記発泡樹脂に溝が形成される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係る一体成形体１の斜視図であり、特に図１Ａは第１面３ａ側を示し、図１Ｂは第２面３ｂ側を示している。
【図２】図１に示された一体成形体１をインサート部材２と発泡成形体３とに分解した分解図である。
【図３】図３Ａは、図１に示された一体成形体１の平面図であり、図３Ｂは、図３ＡのＰ−Ｐ断面図であり、図３Ｃは図３Ｂの部分拡大図である。
【図４】図２等に図示される第１部分第１面３ｃａ及び溝３ｅを設けない変形例に係る一体成形体１の斜視図である。
【図５】本発明の実施形態に係る一体成形体１の製造方法で利用可能な発泡成形機の一例を示す。
【図６】第１及び第２金型２１、２２の斜視図である。ここでは視認性を考慮して減圧吸引孔２１ａ、２２ａの図示を省略している。
【図７】図６とは別の角度から見た斜視図である。
【図８】第１及び第２金型２１、２２について、図７のＱ断面を示す端面図である。
【図９】図８の状態から続けて、インサート部材２を配置し且つ発泡樹脂シート２３を垂下させた状態を示す端面図である。
【図１０】図９の状態から続けて、減圧吸引孔２１ａを介して減圧吸引を行った状態を示す端面図である。
【図１１】図１０の状態から続けて、減圧吸引孔２１ａを介して減圧吸引を行った状態を示す端面図である。
【図１２】図１１の状態から続けて、減圧吸引孔２２ａを介して減圧吸引を行って発泡樹脂シート２３を隙間Ｇの厚さにまで膨張させた状態を示す端面図である。
【図１３】本発明の実施例で得られた発泡成形体３の断面写真を示す。
【図１４】仮平均気泡径の算出方法を説明するための気泡の形態の一例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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。
【００１７】
１．一体成形体１
図１Ａ及び図１Ｂは、本発明の実施形態に係る一体成形体１を示す斜視図である。図１Ａ及び図１Ｂに示されるように、本発明の一実施形態に係る一体成形体１は、例えばドアトリム等の自動車内装部材であり、インサート成形によって形成される一体成形体である。すなわち、一体成形体１は、射出成型等によって成形されたインサート部材２（例えばクリップ）と、インサート部材２が埋め込まれるように成形された発泡成形体３を備える。図１Ａ及び図１Ｂに示されるように、発泡成形体３はシート状の形状を有し、第１面３ａ及び第２面３ｂを有する。ここで第１面３ａは、インサート部材２が取り付けられる面であり、第２面３ｂはその裏面（いわゆる意匠面）であり、インサート部材２に対応する領域（すなわち、第２面３ｂのうち対向する第１面３ａにインサート部材２が埋め込まれている領域）とその周囲の領域が平坦であることを特徴とする。図１Ａ及び図１Ｂにおいては不図示であるが、第２面３ｂがカーペット等の表皮部材で覆われるように実施してもよい。なお、後述の一体成形体１の製造方法においては、表皮部材で覆う場合を想定して説明する。
【００１８】
図２は、図１Ａに示された一体成形体１をインサート部材２と発泡成形体３とに分解した分解図である。また、図３Ａは、図１Ａ及び図１Ｂに示された一体成形体１の平面図であり、図３Ｂは、図３ＡのＰ−Ｐ断面図であり、図３Ｃは、図３Ｂの部分拡大図である。インサート部材２は、樹脂成形体であっても金属成形体であってもよくその製造方法は特に限定されないものである。図２に示されるように、インサート部材２は、本体部２ａと延出部２ｂとを備える。特に図３Ｂ及び図３Ｃに示されるように、本体部２ａは、一体成形体１において、第１面３ａを介して発泡成形体３に埋め込まれる埋込部２ａａと、埋込部２ａａに隣接し且つ発泡成形体３に埋め込まれず第１面３ａから突出している突出部２ａｂとを備える。延出部２ｂは、埋込部２ａａよりも第２面３ｂ側において埋込部２ａａに隣接している。延出部２ｂは、第１及び第２面３ａ、３ｂに係る面方向に延在する。このような構成により、インサート部材２が発泡成形体３から抜け出ることを抑制している。なお、本実施形態においては図３Ａ等に示されるように延出部２ｂの平面視における形状が略正方形状であるが、これを略長方形状や略円形状としてもよい。
【００１９】
発泡成形体３は、上述の通り第１及び第２面３ａ、３ｂを有する。また、発泡成形体３は、互いに肉厚の異なる２つの部分である第１部分３ｃ及び第２部分３ｄを有し、当該２つの部分に対する第１面３ａを、第１部分第１面３ｃａ及び第２部分第１面３ｄａと称する。第１部分第１面３ｃａにおいてインサート部材２が埋め込まれるように配置される。図３Ｃに示されるように、第１部分３ｃの肉厚をｔ１、第２部分３ｄの肉厚をｔ２とすると、ｔ１＞ｔ２であるように実施される。ｔ１／ｔ２の値は、例えば１．１〜３．０であり、具体的には例えば、１．１、１．２、１．３、１．４、１．５、１．６、１．７、１．８、１．９、２．０、２．１、２．２、２．３、２．４、２．５、２．６、２．７、２．８、２．９、３．０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。
【００２０】
図３Ｃに示されるように、延出部２ｂの肉厚をｔ３とすると、ｔ３／ｔ１の値は、例えば、０．０５〜０．９０であり、具体的には例えば、０．０５、０．１０、０．１５、０．２０、０．２５、０．３０、０．３５、０．４０、０．４５、０．５０、０．５５、０．６０、０．６５、０．７０、０．７５、０．８０、０．８５、０．９０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。
【００２１】
図３Ｃに示されるように、埋込部２ａａの高さ（すなわち延出部２ｂが第１部分第１面３ｃａから埋まっている深さ）をｈとすると、ｈ／ｔ１の値は、例えば、０．０５〜０．８０であり、具体的には例えば、０．０５、０．１０、０．１５、０．２０、０．２５、０．３０、０．３５、０．４０、０．４５、０．５０、０．５５、０．６０、０．６５、０．７０、０．７５、０．８０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。
【００２２】
図３Ｂ及び図３Ｃに示されるように、第１部分第１面３ｃａと第２部分第１面３ｄａとの境界には溝３ｅが設けられる。図３Ｃに示されるように、溝の深さをｄとすると、ｄ／ｔ２の値は、例えば０．０５〜０．９０であり、具体的には例えば、０．０５、０．１０、０．１５、０．２０、０．２５、０．３０、０．３５、０．４０、０．４５、０．５０、０．５５、０．６０、０．６５、０．７０、０．７５、０．８０、０．８５、０．９０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。すなわち溝３ｅを隔てて第１部分３ｃと第２部分３ｄとがそれぞれ規定される。なお、本実施形態においては図３Ａ等に示されるように第１部分第１面３ｃａが略正方形状であるが、第１部分第１面３ｃａが略長方形状や略円形状であるように溝３ｅを形成してもよい。更に、あくまでもインサート部材２が発泡成形体３から抜け落ちることが抑制されていればよく、第１部分第１面３ｃａ及び溝３ｅが必須構成ではないことにも留意されたい（図４参照）。
【００２３】
また、図３Ｃに示されるように、面方向における第１部分第１面３ｃａの１辺の長さをＬ１、同方向における延出部２ｂの１辺の長さをＬ３、溝３ｅの幅をｗとすると、Ｌ３／Ｌ１の値は、例えば０．３０〜０．８０であり、具体的には例えば、０．３０、０．３５、０．４０、０．４５、０．５０、０．５５、０．６０、０．６５、０．７０、０．７５、０．８０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。ｗ／Ｌ１の値は、例えば、０．０１〜０．３０であり、具体的には例えば、０．０１、０．０２、０．０３、０．０４、０．０５、０．０６、０．０７、０．０８、０．０９、０．１０、０．１１、０．１２、０．１３、０．１４、０．１５、０．１６、０．１７、０．１８、０．１９、０．２０、０．２１、０．２２、０．２３、０．２４、０．２５、０．２６、０．２７、０．２８、０．２９、０．３０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。
【００２４】
なお、発泡成形体３の、第１及び第２部分３ｃ、３ｄや溝３ｅを全て勘案した平均肉厚は、好ましくは２０ｍｍ以下である。この平均肉厚は、例えば１〜２０ｍｍ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、１５、１６、１７、１８、１９、２０ｍｍ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。
【００２５】
２．発泡成形機４の構成
続いて、図５〜図１２を用いて、本発明の一実施形態の一体成形体の製造方法の実施に利用可能な発泡成形機について説明する。図５は、本発明の実施形態に係る一体成形体１の製造方法で利用可能な発泡成形機の一例を示す。発泡成形機４は、樹脂供給装置５と、Ｔダイ１８と、第１金型２１及び第２金型２２とを備える。樹脂供給装置５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。Ｔダイについては円筒形状のダイコアを用いても実施可能である。以下、各構成について詳細に説明する。
【００２６】
＜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。シリンダ１３ａ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。
【００２７】
＜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、及びブタン、ペンタン、ヘキサン、ジクロロメタン、ジクロロエタン等の有機系物理発泡剤、更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。
【００２８】
＜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。
【００２９】
＜金型２１、２２＞
図６及び図７は、第１及び第２金型２１、２２の斜視図である。ここでは視認性を考慮して減圧吸引孔２１ａ、２２ａの図示を省略している。発泡樹脂シート２３（図９参照）は、第１金型２１と第２金型２２間に導かれる（両者を合わせて金型２１、２２と表記）。図８〜図１２に示されるように、第１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を減圧吸引して第１金型２１のキャビティ２１ｂに沿った形状に賦形することが可能になっている。また、図６及び図８〜図１２に示されるように、キャビティ２１ｂを取り囲むようにピンチオフ部２１ｄが設けられている。図８〜図１２に示されるように、第２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を減圧吸引して第２金型２２のキャビティ２２ｂに沿った形状に賦形することが可能になっている。図７〜図１２に示されるように、キャビティ２２ｂを取り囲むようにピンチオフ部２２ｄが設けられている。
【００３０】
本実施形態では、第２金型２２には、インサート部材２をインサート可能なインサート部材配置箇所２２ｅが設けられている。ここでは一例としてインサート部材配置箇所２２ｅは１つであるものとしているが、複数のインサート部材２を配置できるように複数のインサート部材配置箇所２２ｅが設けられていてもよい。ここではインサート部材２は、第２金型２２の中央よりも上側に配置されていることに留意されたい。一般的に金型の上側の方が同下側に比して樹脂温度が高くなる傾向がある。すなわち、このような配置とすることで、インサート部材２を発泡成形体３に埋め込む際の肉回りがよくなる。またこれにより、インサート部材２の抜け強度がより強くなる。更に、第２金型２２におけるインサート部材配置箇所２２ｅの周囲には、凸部２２ｆが設けられる。金型２１、２２の型締めの際に凸部２２ｆによってインサート部材２の周囲の発泡樹脂が圧縮されることとなるが、これについては後に詳述する。
【００３１】
３．一体成形体１の製造方法
ここで、図８〜図１２を用いて、本発明の実施形態に係る一体成形体１の製造方法について説明する。本実施形態の方法は、インサート工程と配置工程と膨張工程を備える。以下、詳細に説明する。
【００３２】
３．１  インサート工程
この工程では、図８に示される開放された状態の金型２１、２２において、第２金型２２内のインサート部材配置箇所２２ｅに、予め成形されたインサート部材２を配置する（図９）。なお、ここでは表皮部材６が予め金型２１、２２の間に垂下されているものとする。第２金型２２内へのインサート方法については人間の手で取り付ける方法の他に、ロボットを用いる方法等であってもよい。
【００３３】
３．２  配置工程
この工程では、図９に示されるように、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１枚の発泡樹脂シート２３を金型２１、２２間であって表皮部材６よりも金型２２側に配置する。すなわち、表皮部材６、発泡樹脂シート２３、インサート部材２が金型２１から金型２２にかけてこの順に並列する状態である。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、０．５〜５．０ｍｍであり、好ましくは、１．０〜３．０ｍｍである。この肉厚は、具体的には例えば、０．５、１．０、１．５、２．０、２．５、３．０、３．５、４．０、４．５、５．０ｍｍ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。
【００３４】
３．３  膨張工程
この工程では、図１０〜図１２に示されるように、発泡樹脂シート２３の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の両方から発泡樹脂シート２３を減圧吸引する。これにより、発泡樹脂シート２３を隙間Ｇの厚さにまで膨張させる。このとき、凸部２２ｆが発泡樹脂シート２３を局所的に押し付けることにより当該箇所が圧縮される。当該箇所は発泡成形体３における溝３ｅに相当する。かかる圧縮によって、第２金型２２内に配置したインサート部材２の延出部２ｂに発泡樹脂が効果的に回り込み、インサート部材２の脱離が防止される。かかる成形の結果、第１部分３ｃは第２部分３ｄに比べて肉厚に成形されるため、第２面３ｂ側にインサート部材２が突出することはない。換言すると、第２面３ｂは、インサート部材２に対応する領域（すなわち、第２面３ｂのうち対向する第１面３ａにインサート部材２が埋め込まれている領域）とその周囲の領域が平坦になるように成形されることとなる。また、図１０〜図１２に示されるように、本工程において、金型２１の側で表皮部材６と発泡樹脂シート２３とが一体化される。なお、当該膨張工程は必須ではなく、例えば、発泡樹脂シート２３を第１及び第２金型２１、２２で押し潰してインサート部材２を埋め込むように成形してもよい。特にかかる場合は、発泡樹脂シート２３に代えて円筒状の発泡パリソンを採用してもよい。
【００３５】
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のうち密閉空間Ｓ内にある部位が発泡成形体３となる。一方、発泡樹脂シート２３のうち密閉空間Ｓ外にある部位はバリ３ｆとなる。
【００３６】
金型２１、２２のキャビティ２１ｂ、２２ｂは、発泡樹脂シート２３のうち発泡成形体３となる部位（つまり、密閉空間Ｓ内にある部位）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が隙間Ｇの厚さに膨張して発泡成形体３が形成される。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。
【００３７】
隙間Ｇの厚さは、特に限定されないが、発泡樹脂シート２３の厚さの１．１〜３．０倍であることが好ましい。（隙間Ｇの厚さ）／（発泡樹脂シート２３の厚さ）は、具体的には例えば、１．１、１．２、１．３、１．４、１．５、１．６、１．７、１．８、１．９、２．０、２．１、２．２、２．３、２．４、２．５、２．６、２．７、２．８、２．９、３．０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。
【００３８】
金型２１、２２による減圧吸引は、第１金型２１による減圧吸引を先に開始してもよく、第２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、第１金型２１による減圧吸引を先に停止してもよく、第２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。
【００３９】
金型２１、２２の両方によって発泡樹脂シート２３を減圧吸引すると、発泡樹脂シート２３の発泡が促進されて発泡樹脂シート２３が膨張する。発泡樹脂シート２３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発泡樹脂シート２３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成形体３が得られる。このような発泡成形体３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。
【００４０】
本実施形態の方法によって得られる発泡成形体３は、図１３の断面写真に示されるように、発泡成形体３に肉厚に対して、発泡成形体３の表面から厚さ１０％までの層を表面層とし、発泡成形体の表面から厚さ２５〜５０％の層を中央層とすると、中央層の平均気泡径が表面層の平均気泡径よりも大きくなる。（中央層の平均気泡径）／（表面層の平均気泡径）の比は、特に限定されないが、例えば、１．２〜１０である。この比は、具体的には例えば、１．２、１．３、１．４、１．５、１．６、１．７、１．８、１．９、２．０、２．５、３．０、３．５、４．０、４．５、５．０、５．５、６．０、７．０、８．０、９．０、１０．０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。
【００４１】
発泡成形体３の厚さ方向全体の平均気泡径は、例えば、１００〜２０００μｍである。この平均気泡径は、具体的には例えば、１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、９００、１０００、１５００、２０００μｍ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。表面層の平均気泡径は、例えば、８０〜５００μｍである。この平均気泡径は、具体的には例えば、８０、１００、１５０、２００、２５０、３００、３５０、４００、４５０、５００μｍ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。中央層の平均気泡径は、例えば、１００〜２０００μｍである。この平均気泡径は、具体的には例えば、１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、９００、１０００、１１００、１２００、１３００、１４００、１５００、１６００、１７００、１８００、１９００、２０００μｍ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。
【００４２】
平均気泡径は、以下の方法で測定する。
・まず、発泡成形体３について図１４に示されるように拡大倍率５０倍で断面写真を撮影する。
・次に、断面写真中で厚さ方向に延びる５本の基準線Ｒ１〜Ｒ５を引く。基準線の間の間隔は５００μｍとする。
・各基準線について、測定対象の層（表面層、中央層、又は厚さ方向全体）において、基準線が通過する気泡の数をカウントする。
・各気泡について厚さ方向の最大長さ（厚さ方向の長さが最長となる部位での長さ）を測定する。
・式１に従って、各基準線について仮平均気泡径を算出する。更に、各基準線について算出した仮平均気泡径を算術平均することによって、平均気泡径を算出する。
（式１）仮平均気泡径＝カウントした全ての気泡についての最大長さの合計／カウントした気泡数
【００４３】
例えば、図１４の例では、中央層において基準線Ｒが通過する気泡の数が６個であり、各気泡についての厚さ方向の最大長さは、ｌ１〜ｌ６である。このため、この例では、中央層の仮平均気泡径は、（ｌ１＋ｌ２＋ｌ３＋ｌ４＋ｌ５＋ｌ６）／６によって算出される。
【００４４】
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１０に示されるように、第１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を第１金型２１のキャビティ２１ｂに沿った形状に賦形する。金型近接工程では、図１１に示されるように、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１２に示されるように、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を隙間Ｇの厚さにまで膨張させる。
【００４５】
金型２１、２２を近接させた後に金型２１、２２による減圧吸引を開始すると、発泡樹脂シート２３が賦形される前に発泡樹脂シート２３が金型２２の凸部２２ｃに当接してしまう。通常は、金型２１、２２の温度は発泡樹脂シート２３の温度よりも低いので、発泡樹脂シート２３が金型２２の凸部２２ｃに当接すると発泡樹脂シート２３が冷却されてその粘度が上昇し、金型２１、２２のキャビティ２１ｂ、２２ｂへの追従性が悪化する。一方、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膨張工程を行う場合、発泡樹脂シート２３が第１金型２１のキャビティ２１ｂに沿った形状に賦形される前に発泡樹脂シート２３が金型２１、２２に接触することが最小限に抑えられるので、発泡樹脂シート２３の粘度が上昇することが抑制され、発泡樹脂シート２３を金型２１、２２のキャビティに高精度に追従させることができる。
【００４６】
３．４  仕上げ工程
膨張工程の後、金型２１、２２を開いて、バリ３ｆのついた発泡成形体３を取り出し、バリ３ｆを切除することによって発泡成形体３が得られる。かかる発泡成形体３にはインサート部材２が埋め込まれており、すなわち所望の一体成形体１を得ることができる。
【００４７】
４．結言
本実施形態に係る一体成形体１によれば、以下の効果を奏することできる。
（１）基材の原料として発泡樹脂を用いているため、未発泡成形体よりも軽量な製品を作ることができる。また発泡樹脂である為、上述の通り、真空賦型により厚肉化が可能である。この時、内在する気泡径が大きくなるのみで、インサート成形を実施する場合凹凸形状が出ないレベルまで製品厚みを増したとしても、製品重量を変える必要はほとんどない。
（２）従来のソリッド樹脂と比較して、発泡樹脂であるため、インサート部材引抜強度が低下することが予想される。このため、インサート部材２が埋め込まれる周辺をコンプレッション（圧縮部２３ｅ、溝３ｅ）することで、インサート部材２への樹脂周りを良くし引抜強度を上昇させることができる。
【００４８】
以上のように、本実施形態によればインサート部材２の取り付け部の凹凸形状を第２面３ｂ（意匠面）側に現すことなく、且つ発泡成形体３（基材）の肉厚が大きい場合でも軽量であるような、実用性と意匠性がともに高い一体成形体１を製造することができる
【００４９】
本発明に係る実施形態を説明したが、これらは、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。当該新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。当該実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００５０】
１      ：一体成形体
２      ：インサート部材
２ａ    ：本体部
２ａａ  ：埋込部
２ａｂ  ：突出部
２ｂ    ：延出部
３      ：発泡成形体
３ａ    ：第１面
３ｂ    ：第２面
３ｃ    ：第１部分
３ｃａ  ：第１部分第１面
３ｄ    ：第２部分
３ｄａ  ：第２部分第１面
３ｅ    ：溝
３ｆ    ：バリ
４      ：発泡成形機
５      ：樹脂供給装置
６      ：表皮部材
１１    ：原料樹脂
１２    ：ホッパー
１３    ：押出機
１３ａ  ：シリンダ
１６    ：インジェクタ
１７    ：アキュームレータ
１７ａ  ：シリンダ
１７ｂ  ：ピストン
１８    ：Ｔダイ
２１    ：第１金型
２１ａ  ：減圧吸引孔
２１ｂ  ：キャビティ
２１ｄ  ：ピンチオフ部
２２    ：第２金型
２２ａ  ：減圧吸引孔
２２ｂ  ：キャビティ
２２ｃ  ：凸部
２２ｄ  ：ピンチオフ部
２２ｅ  ：インサート部材配置箇所
２２ｆ  ：凸部
２３    ：発泡樹脂シート
２５    ：連結管
２７    ：連結管
【図１】
2018167551.tif 000003
【図２】
2018167551.tif 000004
【図３】
2018167551.tif 000005
【図４】
2018167551.tif 000006
【図５】
2018167551.tif 000007
【図６】
2018167551.tif 000008
【図７】
2018167551.tif 000009
【図８】
2018167551.tif 000010
【図９】
2018167551.tif 000011
【図１０】
2018167551.tif 000012
【図１１】
2018167551.tif 000013
【図１２】
2018167551.tif 000014
【図１３】
2018167551.tif 000015
【図１４】
2018167551.tif 000016