(57)【要約】【課題】  大掛かりな金型などの設備を必要とせず、１つの工程で、あらかじめ作製された発泡体の表面に硬質層を成形することができる発泡成形体の製造方法と、これを用いた冷蔵庫を提供する。【解決手段】  発泡倍率の高い第１の発泡体と発泡倍率の低い第２の発泡体とを重ね合わせて熱プレス成形することにより、第１の発泡体と第２の発泡体を積層して一体化するとともに所定の形状に成形したことを特徴とする。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発泡倍率の高い第１の発泡体と発泡倍率の低い第２の発泡体とを重ね合わせて熱プレス成形することにより、前記第１の発泡体と前記第２の発泡体を積層して一体化するとともに所定の形状に成形したことを特徴とする発泡成形体。
【請求項２】
前記第２の発泡体は、前記第１の発泡体よりも耐熱温度が高いことを特徴とする請求項１に記載の発泡成形体。
【請求項３】
前記第１の発泡体は、ポリスチレン系樹脂であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の発泡成形体。
【請求項４】
前記第２の発泡体は、ポリオレフィン系樹脂であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の発泡成形体。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の発泡成形体を用いた冷蔵庫であって、前記第１の発泡体を断熱層に配置し、前記第２の発泡体の表面を内壁としたことを特徴とする冷蔵庫。
【請求項６】
発泡倍率の高い第１の発泡体に発泡倍率の低い第２の発泡体を重ね合わせる工程と、
加熱した金型で前記第２の発泡体を前記第１の発泡体に押圧する工程と、
前記金型を冷却する工程と、
前記金型から前記第１の発泡体及び前記第２の発泡体が積層された発泡成形体を取り出す工程と
を含むことを特徴する発泡成形体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発泡成形体とその製造方法、発泡成形体を用いた冷蔵庫に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリアセタール、ポリアミド等の材料から作られる発泡体は、軽量で断熱性に優れているなどの長所を有しており、梱包材や断熱材として、自動車、家電、建材等のさまざまな用途に幅広く使用されている。
【０００３】
このような発泡体から成形された発泡成形体は、そのままでは表面のきめが粗いため、見た目が美しくなく、また、強度も弱いため、傷がつきやすいなどの問題がある。このような問題に対し、発泡体の表面に装飾や強度補強のためのシートを貼り付ける方法が一般に行われている。
【０００４】
具体的には、例えば、あらかじめ作製された発泡成形体の表面に接着剤を塗布し、次いでシートを貼付する方法がある。しかしながら、この方法では、発泡成形体に貼付する工程が増えるため、生産効率が良くない上に、発泡成形体の表面に凹凸があるような場合には、シートを精度よく貼付するのが難しく、また、シートの接着不良や劣化による剥離が生じるという問題がある。
【０００５】
これらの問題に対し、例えば、特許文献１に示すような表皮を有するポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体の製造方法が提案されている。
【０００６】
図４は、特許文献１に示された表皮を有するポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体の製造方法に用いられる成形型４の一例を示す概略説明図である。成形型４は、金型４０、金型４１の内面に表皮材４２を設け、該金型４０と金型４１を型締めして成形型を構成した後、ポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子を成形型内に充填し、金型４１の蒸気孔４３から水蒸気を供給し、ポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子を予備加熱した後、本加熱することで表皮を有するポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体を形成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第３０８１７２５号（平成１２年６月２３日登録）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記特許文献１に示された方法では、ポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子の発泡圧力が、例えば、２〜３ｋｇ／ｃｍ２程度といった高い発泡圧力であり、この発泡圧力に耐えることができる強度を有する大掛かりな金型が必要となる。さらに、ポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子の注入後は、ポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子が硬化するまでの間、金型により発泡圧力を保持するための待ち時間が必要となるため、生産効率も悪い。
【０００９】
また、上記の課題に加え、特許文献１に示された方法では、金型の内面形状に沿わせるような形に表皮層を成形した後にポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子を充填して発泡するため、あらかじめ作製された発泡体の表面には、表皮を接着層を介在しないで直接的に互いの面形状に沿わせるような形で成形することができないという課題があった。
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、大掛かりな金型などの設備を必要とせず、１つの工程で、あらかじめ作製された発泡体の表面に硬質層を追加工で成形することができる発泡成形体の製造方法と、これを用いた冷蔵庫を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の発泡成形体は、発泡倍率の高い第１の発泡体と発泡倍率の低い第２の発泡体とを重ね合わせて熱プレス成形することにより、第１の発泡体と第２の発泡体を積層して一体化するとともに所定の形状に成形したことを特徴とする。
【００１２】
また、第２の発泡体は、第１の発泡体よりも耐熱温度が高いことを特徴とする。
【００１３】
また、第１の発泡体は、ポリスチレン系樹脂であることを特徴とする。
【００１４】
また、第２の発泡体は、ポリオレフィン系樹脂であることを特徴とする。
【００１５】
本発明の発泡成形体を用いた冷蔵庫は、第１の発泡体を断熱層に配置し、第２の発泡体の表面を内壁としたことを特徴とする。
【００１６】
本発明の発泡成形体の製造方法は、発泡倍率の高い第１の発泡体に発泡倍率の低い第２の発泡体を重ね合わせる工程と、加熱した金型で第２の発泡体を第１の発泡体に押圧する工程と、金型を冷却する工程と、金型から第１の発泡体及び第２の発泡体が積層された発泡成形体を取り出す工程とを含むことを特徴する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、大掛かりな金型などの設備を必要とせず、１つの工程で、あらかじめ作製された発泡体の表面に硬質層を成形することができる発泡成形体の製造方法と、これを用いた冷蔵庫を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施形態１に係る発泡成形体の製造方法に用いられる熱プレス成形機の構成図である。
【図２】発泡成形体の製造方法を説明する図である。
【図３】発泡成形体を用いた冷蔵庫の構成図である。
【図４】従来の成形型の一例を示す概略説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の各実施形態について、図面を用いて説明すれば以下の通りである。なお、本発明の図面において、同一の参照符号は、同一部分又は相当部分を表わすものとする。
【００２０】
（実施形態１）
図１は、実施形態１の発泡成形体２を製造するための熱プレス成形機１の概略構成図である。熱プレス成形機１は、金型１０と、金型１０を取り付けるスライド板１１と、金型１０とスライド板１１を矢印Ａ方向に駆動させる油圧シリンダ１２と、油圧シリンダ１２を支持するフレーム１３と、フレーム１３を支持する支持部１４を備えている。
【００２１】
本発明の発泡成形体２の製造方法は、上記の熱プレス成形機１に、発泡成形体２を製造するためのシート材料として、発泡倍率の高い第１の発泡体２１と、発泡倍率の低い第２の発泡体２２を用いることを特徴としている。第１の発泡体２１、第２の発泡体２２については、後に詳述する。
【００２２】
金型１０は、熱伝導率が高く、圧力が加えられても歪まない強度があればよく、鉄、アルミニウム、チタン、これらの合金等により構成される。本実施形態では、熱伝導率の高いアルミニウムを用いた。金型１０の構造は、圧力が加えられても歪まないことと、尚且つ加熱の際の投入熱量削減と冷却の際の冷却時間短縮のために金型全体の熱容量を少なくすることを両立できるように、例えば厚み５ｍｍの板材を中空状に溶接加工したものに、必要に応じて補強構造を加えたものとしている。金型１０には、発泡成形体２の表面に任意の形状を成形するために、そのプレス面に凸部が設けられている。
【００２３】
油圧シリンダ１２は、金型１０をスライド板１１とともに昇降させる機能を有し、支持部１４は、第１の発泡体２１を固定して支える機能を有する。第１の発泡体２１の上面には第２の発泡体２２が載置される。
【００２４】
熱プレス成形機１は、油圧シリンダ１２により金型１０を第１の発泡体２１の方へ下降させ、支持部１４の第１の発泡体２１とその上に載置された第２の発泡体２２へ金型１０の加熱したプレス面を押し当て、金型１０と支持部１４の間で第１の発泡体２１と第２の発泡体２２を挟み込むことにより、第１の発泡体２１と第２の発泡体２２が一体に積層された発泡成形体２を成形する。
【００２５】
金型１０の内部には、プレス面を第１の発泡体２１と第２の発泡体２２を溶融温度以上まで加熱することができるカートリッジヒータや熱媒体流路等の加熱機構が設けられている。また、加熱機構として、スライド板１１をプレートヒータで構成してもよい。金型１０の加熱機構の他には、金型１０の温度制御や油圧シリンダ１２の駆動制御を行うため、図示しない制御部を備えている。
【００２６】
次に、熱プレス成形機１を用いた本発明の発泡成形体２の製造方法について説明する。図２の（ａ）〜（ｃ）は、発泡成形体２の製造方法を説明する図である。
【００２７】
本発明の発泡成形体２の製造方法は、大掛かりな金型を必要としない熱プレス成形機１と、シート材料として市販されている発泡倍率の高い第１の発泡体２１と、発泡倍率の低い第２の発泡体２２を用いることにより、断熱性及び緩衝性を有するとともに、表面強度と外観品質の優れた硬質層を備えた発泡成形体２を製造するものである。
【００２８】
まず、図２（ａ）に示すように、熱プレス成形機１の支持部１４の上に第１の発泡体２１を載置し、第１の発泡体２１の上に第２の発泡体２２を載置する。第２の発泡体２２は、金型１０のプレス面の凹凸に倣いやすくするため、予め加熱炉やホットプレートで加熱処理して軟化させておくことが好ましい。
【００２９】
第１の発泡体２１は、発泡倍率の高い発泡体であり、例えば、発泡倍率が４５倍で厚みが１０ｍｍの発泡ポリスチレンからなることにより、発泡成形体２に十分な断熱性と緩衝性を付与することができる。なお、第１の発泡体２１の厚みは必要な断熱性能や緩衝性能に応じて、１０ｍｍ以上の厚みに調整することも可能である。
【００３０】
第２の発泡体２２は、発泡倍率の低い発泡体であり、例えば、発泡倍率が３倍で厚みが１．５ｍｍの発泡ポリオレフィン、好ましくはポリプロピレン系樹脂からなることにより、発泡成形体２の表面で硬質層となって、強度と外観品質を向上させることができる。
【００３１】
金型１０のプレス面は、加熱機構により温度が第１の発泡体２１と第２の発泡体２２の耐熱温度よりも高温に加熱される。例えば、第１の発泡体２１としてポリスチレンを用い、第２の発泡体２２としてポリプロピレンを用いると、それぞれの耐熱温度は、ポリスチレンが７０〜９０℃であり、ポリプロピレンが１００〜１４０℃であるため、表面を溶融して圧縮するのに必要な温度はポリスチレンは１００℃以上であり、ポリプロピレンが１５０℃以上であり、金型１０のプレス面の温度は１６０〜１９０℃に加熱される。
【００３２】
金型１０が十分に加熱されると、図２（ｂ）に示すように、油圧シリンダ１２を矢印Ａ方向に下降させて、金型１０の加熱したプレス面を第２の発泡体２２の表面に位置調整しながら当てがい、金型１０のプレス面の熱で第２の発泡体２２をさらに軟化させ、プレス面の形状に沿わせて変形していく。
【００３３】
次に、図２（ｃ）に示すように、油圧シリンダ１２により金型１０をさらに下降させて、プレス面に第２の発泡体２２を挟み込みながら、第１の発泡体２１の表面に加熱押圧していく。このとき、熱プレス成形機１のプレス条件は、プレス圧力が約１．０ｋｇ／ｃｍ２であり、圧縮速度は約１．５ｍｍ／ｓである。
【００３４】
第１の発泡体２１は、加熱された第２の発泡体２２が押し当てられることにより、表面の発泡部が溶融して気泡が押し潰されて体積が減少していく。
【００３５】
さらに、金型１０を加熱しながら押圧し続けることにより、表面溶融を始めた第１の発泡体２１と既に表面を軟化させている第２の発泡体２２が積層界面で溶着しながら、プレス面の形状に倣って一体に成形される。
【００３６】
このとき、第２の発泡体２２の耐熱温度が第１の発泡体２１よりも高いことから、第２の発泡体２２は、第１の発泡体２１の内部に取り込まれずに層状態を維持することができ、発泡成形体２の表面に均一な膜厚の硬質層が成形される。
【００３７】
続いて、第１の発泡体２１が所望の寸法近傍になると、金型１０の加熱を停止し、金型１０の冷却を開始する。第１の発泡体２１が所望の寸法になったかどうかの判断は、目視の他、例えば、あらかじめ加熱押圧する時間を設定するなどの方法を用いる。
【００３８】
さらに、金型１０を冷却しながら所望の寸法まで加圧を続け、成形された発泡成形体２の温度が充分に下がった後、金型１０と発泡成形体２の間の圧力を開放し、金型１０から発泡成形体２を取り外し、発泡成形体２の製造を終了する。
【００３９】
このように金型１０の冷却を行ってから発泡成形体２を取り外すことにより、発泡成形体２の余熱による型くずれを防止することができる。金型１０から取り外した発泡成形体２は、プレス面の形状に倣った形状に成形されており、表面には厚みが約１ｍｍで光沢のある硬質層が成形されていた。
【００４０】
本発明の発泡成形体２によれば、発泡倍率の高い第１の発泡体２１により、良好な断熱性と緩衝性を備えるとともに、第１の発泡体２１に積層した発泡倍率の低い第２の発泡体２２により、発泡成形体２の表面に硬質層を成形し、強度と外観品質を向上することができる。
【００４１】
また、本発明の発泡成形体２の製造方法によれば、熱プレス成形機１によって、第１の発泡体２１と第２の発泡体２２を積層するとともに、発泡成形体２を任意の形状で表面に均一な硬質層を成形することができ、大掛かりな金型などの設備を必要とせず、１つの工程で、あらかじめ作製された発泡体の表面にも硬質層を成形することができる。
【００４２】
（実施形態２）
次に、実施形態２の発泡成形体２について説明する。本実施形態では、発泡成形体２の硬質層となる第２の発泡体２２として、発泡倍率が５倍であり、厚みが５ｍｍの低発泡ポリエチレンシートを用いている点が実施形態１と異なる。発泡成形体２を製造するための熱プレス成形機１の構成等については、実施形態１と同一であり、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００４３】
実施形態１と同様に、図２に示した熱プレス成形機１の加熱押圧により製造するが、実施形態２では、第２の発泡体２２としてポリエチレンシートを用いることにより、実施形態１よりも金型１０の温度を下げることができる。具体的には、ポリエチレンの耐熱温度は９０〜１１０℃であるため、金型１０のプレス面が１４０〜１６０℃の温度であっても、第１の発泡体２１と第２の発泡体２２をプレス面の形状に倣って一体に成形することができる。
【００４４】
金型１０の温度を上記のように設定した後、実施形態１と同様に、第１の発泡体２１と第２の発泡体２２を加熱押圧していくが、熱プレス成形機１のプレス条件は、プレス圧力が約１．３ｋｇ／ｃｍ２であり、圧縮速度は約１．５ｍｍ／ｓとした。金型１０から取り外した発泡成形体２は、プレス面の形状に倣った形状に成形されており、表面に厚みが約１ｍｍで光沢のある硬質層が成形されていた。
【００４５】
実施形態２の発泡成形体２によれば、発泡成形体２の表面に硬質層を成形し、強度と外観品質を向上できるともに、実施形態１よりも低温で成形することができるので、発泡成形体２の発泡部分を多く残留させることができ、緩衝性と断熱性をさらに向上させることができる。
【００４６】
（実施形態３）
次に、実施形態３について説明する。本実施形態では、発泡成形体２の第１の発泡体２１として、発泡倍率が４５倍であり厚みが１０ｍｍの発泡ポリエチレンを用いている点が実施形態２とは異なる。発泡成形体２を製造するための熱プレス成形機１の構成等については、実施形態１や実施形態２と同一であり、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００４７】
発泡成形体２の第１の発泡体２１として発泡ポリエチレンを用いる以外は、実施形態２と同様に、第１の発泡体２１と第２の発泡体２２を加熱押圧していくが、熱プレス成形機１のプレス条件は、プレス圧力が約１．０ｋｇ／ｃｍ２であり、圧縮速度は約２．０ｍｍ／ｓとした。金型１０から取り外した発泡成形体２は、プレス面の形状に倣った形状に成形されており、表面に厚みが約１ｍｍで光沢のある硬質層が成形されていた。
【００４８】
実施形態３の発泡成形体２によれば、発泡成形体２の表面に硬質層を成形し、強度と外観品質を向上できるともに、第１の発泡体２１に発泡ポリエチレンを用いることにより、第２の発泡体２２のポリエチレンシートとの親和性が向上し、実施形態１や実施形態２の発泡成形体２よりも第１の発泡体２１と第２の発泡体２２の密着性の良い発泡成形体２を得ることができた。
【００４９】
（実施形態４）
本発明の発泡成形体２を用いた冷蔵庫３について、図３に示す冷蔵庫３の断面図を用いて説明する。冷蔵庫３は、一側面が開口した剛板製の箱型の外壁３１を有し、開口部には開閉可能な扉（不図示）が設けられており、開口部の内側の空間が冷蔵室になっている。図３では、冷蔵庫３の開口部側から見た断面を示している。
【００５０】
本発明の冷蔵庫３は、実施形態１から実施形態３の製造方法で作製した発泡成形体２を、側面部、背面部、底面部、上面部の形状に合うように切り出して加工し、箱状に組み上げて接合することにより、冷蔵庫３の断熱壁を構成したことを特徴としている。このとき、発泡成形体２の第１の発泡体２１が冷蔵庫３の外壁３１側に配置され、第２の発泡体２２が冷蔵庫３の庫内側に配置されている。
【００５１】
上記のように発泡成形体２を冷蔵庫３の断熱層として組み上げて接合することにより、発泡倍率の高い第１の発泡体２１が冷蔵庫３の断熱部材として用い、強度と良好な外観品質を有する発泡倍率の低い第２の発泡体２２をそのまま冷蔵室の内壁面として用いることができる。
【００５２】
断熱層に必要な断熱性能は、第１の発泡体２１の厚みを設定することで確保することができる。発泡ポリスチレンや発泡ポリエチレンを用いる場合、冷蔵庫の断熱層としてよく用いられている発泡ポリウレタンより熱伝導率が劣るため、断熱層の厚みは増えることになる。そのため、発泡ポリスチレンや発泡ポリエチレンと外壁の間に発泡ポリウレタンや真空断熱材を挟み込むように配置することで、全体の厚みを薄くして断熱性能を高めることもできる。
【００５３】
なお、冷蔵室の内壁面に貯蔵物を載置するための棚３２を支持する棚受部があるが、一般的な冷蔵庫の内壁面はＡＢＳ樹脂やＨＩＰS樹脂のシートを真空成形で形成したものになり、内壁面の裏側には発泡ポリウレタンが充填されており、内壁面の成形と内側の発泡ポリウレタンの充填は別々に行われるのに対して、本発明では、発泡成形体２を成形する際に棚受部となる凸部２０を発泡成形体２と一体に成形することができるため、製造コストを抑えた低価格の冷蔵庫３を提供することができる。
【００５４】
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、実施形態に開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００５５】
１  熱プレス成形機
２  発泡成形体
３  冷蔵庫
４  成形型
１０  金型
１１  スライド板
１２  油圧シリンダ
１３  フレーム
１４  支持部
２０  凸部
２１  第１の発泡体
２２  第２の発泡体
３１  外壁
３２  棚
４０  金型
４１  金型
４２  表皮材
４３  蒸気孔
【図１】
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【図２】
2015003425.tif 000004
【図３】
2015003425.tif 000005
【図４】
2015003425.tif 000006