(57)【要約】【課題】所望の温度の熱可塑性樹脂を短時間で得ることができる温度調節用ダイ及び温度調節用ダイを用いた樹脂成形体の製造方法を提供する。【解決手段】本発明は、金型と金型に溶融状の熱可塑性樹脂を供給するための樹脂供給装置との間に配置され、金型に供給される溶融状の熱可塑性樹脂の温度を調節するための温度調節用ダイ１であって、溶融状の熱可塑性樹脂が流れる複数の流路Ｂを有するランド部４と、ランド部４に設けられ、流路Ｂを流れる熱可塑性樹脂の温度を変化させるカートリッジヒータ９及び／又は冷却水配管８と、を備え、ランド部４内の流路Ｂを形成する壁部１１，４ｄ、４ｅの少なくとも一部は、熱伝導率が１８０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の材料からなる。この温度調節用ダイ１によれば、効率良く熱可塑性樹脂の温度調節を行うことができ、処理能力が大きく向上するので、所望の温度の熱可塑性樹脂を短時間で得ることができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型と前記金型に溶融状の熱可塑性樹脂を供給するための樹脂供給装置との間に配置され、前記金型に供給される溶融状の熱可塑性樹脂の温度を調節するための温度調節用ダイであって、
前記熱可塑性樹脂が流れる複数の流路を有するランド部と、
前記ランド部に設けられ、前記流路を流れる前記熱可塑性樹脂の温度を調節するヒータ及び／又はクーラと、
を備え、
前記ランド部内の前記流路を形成する壁部の少なくとも一部は、熱伝導率が１８０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の材料からなる温度調節用ダイ。
【請求項２】
前記複数の流路は、前記ランド部における前記熱可塑性樹脂の流れ方向と直交する方向で一列に並んで形成され、
前記壁部における前記複数の流路の間の部分は、板から形成されている請求項１に記載の温度調節用ダイ。
【請求項３】
前記複数の流路は、前記ランド部における前記熱可塑性樹脂の流れ方向と直交する方向で前記ランド部の一方の端部から前記ランド部の他方の端部まで一列に並んで形成されている請求項２に記載の温度調節用ダイ。
【請求項４】
前記板は、熱伝導率が１８０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の材料から構成されている請求項２又は３に記載の温度調節用ダイ。
【請求項５】
各前記流路の前記熱可塑性樹脂の流れ方向に垂直な断面の形状は、短辺が１ｍｍ以上３ｍｍ以下の長方形状である請求項２〜４の何れか一項に記載の温度調節用ダイ。
【請求項６】
前記ランド部における前記熱可塑性樹脂の流れ方向において、前記板の長さは前記ランド部の長さと略同一である請求項２〜５の何れか一項に記載の温度調節用ダイ。
【請求項７】
前記熱伝導率が１８０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の材料は銅である請求項１〜６の何れか一項に記載の温度調節用ダイ。
【請求項８】
前記ランド部に対して前記流路の下流側に設けられ、前記複数の流路を流れる前記熱可塑性樹脂を合流させる合流部を更に備える請求項１〜７の何れか一項に記載の温度調節用ダイ。
【請求項９】
溶融状の熱可塑性樹脂が流れる複数の流路を有するランド部と、前記ランド部に設けられ、前記流路を流れる前記熱可塑性樹脂の温度を調節するヒータ及び／又はクーラと、を備え、前記ランド部内の前記流路を形成する壁部の少なくとも一部は、熱伝導率が１８０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の材料からなる温度調節用ダイを用いた樹脂成形体の製造方法であって、
前記溶融状の熱可塑性樹脂を前記ランド部の前記流路内に導入する工程と、
前記ヒータ及び前記クーラの少なくとも一方により前記流路を流れる前記熱可塑性樹脂の温度を設定温度に調節する工程と、
温度調節された前記熱可塑性樹脂を前記金型のキャビティ内に供給する工程と、
前記熱可塑性樹脂により樹脂成形体を成形する工程と、
を備える方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶融状の熱可塑性樹脂の温度を調節する温度調節用ダイ及び温度調節用ダイを用いた樹脂成形体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
押出成形や射出成形、射出圧縮成形やプレス成形では、押出機や射出機のバレル内で熱可塑性樹脂を加熱することで熱可塑性樹脂を溶融させている。この場合、溶融状の熱可塑性樹脂を安定して得るために、バレルの温度が熱可塑性樹脂の融点より高めの温度に設定されている。これにより、融点より２０℃以上高温の熱可塑性樹脂が成形機の金型内に供給されて成形が行われることが一般的となっている。しかしながら、例えば樹脂成形体の成形時に表皮材を貼り合わせて一体化する場合、熱可塑性樹脂の温度が高すぎると、表皮材にダメージを与えてしまい外観の好ましい樹脂成形体を得ることができないなどの問題が生じる。
【０００３】
この問題に対して、溶融状の熱可塑性樹脂を冷却ダイに通すことで、所望の温度まで冷却する方法が知られている。例えば、特許文献１には、複数の流路を設けることで効率的な冷却を行う冷却ダイを利用する方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−６８４０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した従来の方法では、冷却効率が低く処理能力も小さいため、樹脂の温度にバラツキが生じやすくなり、所望の温度の熱可塑性樹脂を得るまでに時間がかかるという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は、所望の温度の熱可塑性樹脂を短時間で得ることができる温度調節用ダイ及び温度調節用ダイを用いた樹脂成形体の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、以下のような構成を採用することにより本発明の目的を達成し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
本発明は、金型と金型に溶融状の熱可塑性樹脂を供給するための樹脂供給装置との間に配置され、金型に供給される溶融状の熱可塑性樹脂の温度を調節するための温度調節用ダイであって、熱可塑性樹脂が流れる複数の流路を有するランド部と、ランド部に設けられ、流路を流れる熱可塑性樹脂の温度を調節するヒータ及び／又はクーラと、を備え、ランド部内の流路を形成する壁部の少なくとも一部は、熱伝導率が１８０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の材料からなることを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る温度調節用ダイにおいては、複数の流路は、ランド部における熱可塑性樹脂の流れ方向と直交する方向で一列に並んで形成され、壁部における複数の流路の間の部分は板から形成されていることが好ましい。
【０００９】
本発明に係る温度調節用ダイにおいては、複数の流路は、ランド部における熱可塑性樹脂の流れ方向と直交する方向でランド部の一方の端部からランド部の他方の端部まで一列に並んで形成されていることが好ましい。
【００１０】
また、上記板は熱伝導率が１８０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の材料から構成されていることが好ましい。
【００１１】
本発明に係る温度調節用ダイにおいては、各流路の熱可塑性樹脂の流れ方向に垂直な断面の形状は、短辺が１ｍｍ以上３ｍｍ以下の長方形状であることが好ましい。
【００１２】
本発明に係る温度調節用ダイにおいては、ランド部における熱可塑性樹脂の流れ方向において、上記板の長さはランド部の長さと略同一であることが好ましい。
【００１３】
本発明に係る温度調節用ダイにおいては、熱伝導率が１８０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の材料は銅であることが好ましい。
【００１４】
本発明に係る温度調節用ダイにおいては、ランド部に対して流路の下流側に設けられ、複数の流路を流れる熱可塑性樹脂を合流させる合流部を更に備えることが好ましい。
【００１５】
本発明は、溶融状の熱可塑性樹脂が流れる複数の流路を有するランド部と、ランド部に設けられ、流路を流れる熱可塑性樹脂の温度を調節するヒータ及び／又はクーラと、を備え、ランド部内の流路を形成する壁部の少なくとも一部は、熱伝導率が１８０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の材料からなる温度調節用ダイを用いた樹脂成形体の製造方法であって、溶融状の熱可塑性樹脂をランド部の流路内に導入する工程と、ヒータ及びクーラの少なくとも一方により流路を流れる熱可塑性樹脂の温度を設定温度に調節する工程と、温度調節された熱可塑性樹脂を金型のキャビティ内に供給する工程と、熱可塑性樹脂により樹脂成形体を成形する工程と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、所望の温度の熱可塑性樹脂を短時間で得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る温度調節用ダイの一実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１の温度調節用ダイを示す斜視図である。
【図３】図１の温度調節用ダイを示す平面図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。
【図６】図３のＶＩ−ＶＩ線に沿った断面図である。
【図７】図３のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係る温度調節用ダイ及び温度調節用ダイを用いた樹脂成形体の製造方法の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図面における寸法、形状、構成要素間の大小関係は実際のものとは必ずしも同一ではない。
【００１９】
［温度調節用ダイ］
図１及び図２に示されるように、本実施形態に係る温度調節用ダイ１は、射出機（樹脂供給装置）２と図示しないプレス装置（成形機）との間に配置され、射出機２からプレス装置に取り付けられた金型内に供給する溶融状の熱可塑性樹脂の温度を調節するためのものである。
【００２０】
熱可塑性樹脂は、射出機２のバレル２ａ内で融点以上に加熱され、ノズル２ｂを通じて温度調節用ダイ１に導入される。温度調節用ダイ１に導入された高温の熱可塑性樹脂は、ダイ内部を通過する過程で温度の調節が行われ、適温の状態でプレス装置に取り付けられた金型へと供給される。図１〜図５に温度調節用ダイ１における熱可塑性樹脂の流れ方向Ｔを示す。
【００２１】
熱可塑性樹脂は特に限定されないが、例えばポリプロピレン、ポリエチレン、アクリル、アクリロニトリルースチレンーブタジエンブロック共重合体、ポリスチレン、ナイロン等のポリアミド、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、スチレン−ブタジエンブロック共重合体等の一般的な熱可塑性樹脂、ＥＰＭ、ＥＰＤＭ等の熱可塑性エストラマ−、これらの混合物、これらを用いたポリマーアロイ等が挙げられ、特にポリプロピレンが好ましい。また、必要に応じてガラス繊維、各種の無機、有機フィラー等の充填材等を含有してもよい。熱可塑性樹脂が流路Ａ〜Ｃを流れる方向を矢印Ｔとして各図に示す。
【００２２】
図３及び図４に示されるように、温度調節用ダイ１は、射出機２から溶融状の熱可塑性樹脂が導入される入口部３と、熱可塑性樹脂の温度調節が主に行われるランド部４と、熱可塑性樹脂をプレス装置に取り付けられた金型内に供給する合流部５と、から構成されている。以下、入口部３、ランド部４、及び合流部５について順番に説明する。
【００２３】
図１，図３及び図４に示されるように、入口部３は、射出機２のノズル２ｂと接続される部位である。入口部３は、ノズル２ｂから溶融状の熱可塑性樹脂が導入される円筒状の入口流路Ａを有している。入口部３は、鉄、炭素鋼などの一般的な構造用材料から構成されており、ボルト６によってランド部４に固定されている。入口部３の入口流路Ａに導入された溶融状の熱可塑性樹脂は、入口流路Ａを流れてランド部４に流れ込む。
【００２４】
図３〜図５に示されるように、ランド部４は、溶融状の熱可塑性樹脂が流れる複数の流路Ｂを有し、流路Ｂを流れる熱可塑性樹脂の温度調節を行う部位である。流路Ｂは、ランド部４における熱可塑性樹脂の流れ方向Ｔに直交する方向（ランド部４の横幅方向）でランド部４の一方の端部からランド部４の他方の端部まで一列に並んで形成されている。ランド部４の大部分は、鉄、炭素鋼などの一般的な構造用材料から構成されている。なお、流路Ｂは、必ずしもランド部４の一方の端部からランド部４の他方の端部まで形成されている必要はなく、中央付近にのみ形成されていても良く、左右何れかの端に片寄って形成されていても良い。
【００２５】
このランド部４は、複数の流路Ｂを形成するブロック状の本体部４ａと、本体部４ａの左右に固定された厚板状のサイドガイド４ｂ，４ｃを有している。サイドガイド４ｂ，４ｃは、流路Ｂの左右に対応する位置に配置され、ボルト７によって本体部４ａに固定されている。
【００２６】
図１，図２，図４，図６に示されるように、本体部４ａには、流路Ｂを流れる熱可塑性樹脂の温度を調節するための冷却水配管８及びカートリッジヒータ９が備えられている。なお、図３及び図５については冷却水配管８及びカートリッジヒータ９の図示を省略する。
【００２７】
冷却水配管８は、冷却水の循環により流路Ｂ内の熱可塑性樹脂を冷却するクーラとして機能する。冷却水配管８の入口には自動開閉弁が設置されている。冷却水配管８は、本体部４ａ内で流路Ｂの上側に形成された上側冷却水配管８ａと、流路Ｂの下側に設けられた下側冷却水配管８ｂと、本体部４ａの外側で上側冷却水配管８ａ及び下側冷却水配管８ｂを連結するＵ字状の連結管８ｃと、を有している。
【００２８】
上側冷却水配管８ａ及び下側冷却水配管８ｂは、ランド部４の横幅方向（水平方向のうち流れ方向Ｔと直交する方向）で本体部４ａを貫通して設けられ、サイドガイド４ｂ側がＵ字状の連結管８ｃに連結されている。上側冷却水配管８ａ及び下側冷却水配管８ｂのサイドガイド４ｃ側は、図示しない冷却水ポンプ及び冷却水タンクに接続されている。冷却水配管８は、本体部４ａに対し、流れ方向Ｔで等間隔に四箇所設けられている。上側冷却水配管８ａ、下側冷却水配管８ｂ、及び連結管８ｃ内を冷却水が循環することで本体部４ａの流路Ｂ内の熱可塑性樹脂の冷却が行われる。
【００２９】
カートリッジヒータ９は、電熱により流路Ｂ内の熱可塑性樹脂を加熱するヒータとして機能する。棒状のカートリッジヒータ９は、ランド部４の横幅方向で本体部４ａを貫くように設けられている。また、カートリッジヒータ９は、流路Ｂの上側と下側に四つずつ設けられ、流れ方向Ｔでは冷却水配管８と交互になるように配置されている。
【００３０】
図１〜図４に示されるように、ランド部４の上側には、流路Ｂを流れる熱可塑性樹脂の温度を検出するための温度センサ１０が取り付けられている。温度センサ１０は、本体部４ａ内に差し込まれた棒状の検出部１０ａを有しており、検出部１０ａの先端は流路Ｂの近傍に位置している。
【００３１】
温度センサ１０は、配線を通じて図示しない温度制御装置に接続されている。温度制御装置は、温度センサ１０の検出温度に応じて冷却水配管８の通水やカートリッジヒータ９の通電を制御する。温度制御装置は、予め設定された設定温度よりも温度センサ１０の検出温度が低い場合、冷却水配管８に自動開閉弁を閉じて冷却水の通水を停止し、カートリッジヒータ９の通電をＯＮにする。一方、温度制御装置は、設定温度よりも温度センサ１０の検出温度が高い場合、カートリッジヒータ９の通電をＯＦＦにして冷却水配管８の自動開閉弁を開き冷却水の通水を行う。
【００３２】
図４〜図７に示されるように、ランド部４内には長方形状の板１１が複数配置されており、これらの板１１によって複数の流路Ｂが形成されている。具体的には、１９枚の板１１によりランド部４内に２０の流路Ｂが形成されている。板１１は、流れ方向Ｔに沿って延在するように配置されており、ランド部４の横幅方向で流路Ｂを等間隔に分割している。
【００３３】
板１１は、上端及び下端が本体部４ａに差し込まれて支持されている。流れ方向Ｔにおいて、板１１の長さはランド部４の長さと略同一である。ここで、略同一の範囲には、例えば板１１の長さがランド部４の長さの８０％〜１１０％程度である場合も含まれる。
【００３４】
流路Ｂは、板１１の他、ランド部４内の上部内壁４ｄ及び下部内壁４ｅにより囲まれることで形成されている。本実施形態において、板１１はランド部４の横幅方向における流路Ｂの内壁であり、上部内壁４ｄ及び下部内壁４ｅはランド部４の縦幅方向（高さ方向）における流路Ｂの内壁である。上部内壁４ｄ、下部内壁４ｅ、及び板１１は、特許請求の範囲に記載の壁部に相当する。また、板１１は、壁部における流路Ｂの間の部分に相当する。
【００３５】
各流路Ｂの熱可塑性樹脂の流れ方向Ｔに垂直な断面の形状は、縦長の長方形状をなしている。ランド部４の有する全ての流路Ｂの断面形状が縦長の長方形状をなしている。長方形状をなす断面形状の短辺（横幅）は１ｍｍ以上３ｍｍ以下であることが好ましく、長辺（縦幅）は６ｍｍ以上であることが好ましい。また、長辺は１０ｍｍ以上であることがより好ましく、１５ｍｍ以上であることが更に好ましい。長辺が６ｍｍ以下の場合、ダイ１から供給される熱可塑性樹脂の量が少なくなるため、所要の量を得るまでに熱可塑性樹脂を供給する長さが長くなり、取り扱いが難しくなる。なお、長辺と短辺の位置関係は本実施形態の位置関係の逆であっても良い。
【００３６】
また、流路Ｂの長さＬ（流れ方向Ｔの長さ）と断面形状における短辺Ｈの比Ｌ／Ｈは、好ましくは５０以上３００以下であり、より好ましくは５０以上２００以下である。５０以下の場合は十分な冷却効果が得られず、３００以上ではランド部４が大型化して重量も増加するので射出機２及びプレス装置への取付作業が困難となったり、スペースの確保が必要となったりする。
【００３７】
板１１は、温度調節用ダイ１の大部分を構成する鉄等の一般的な構造材料と比べて熱伝導率の大きい銅からなる部材である。板１１は、熱伝導率が１８０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の銅から構成されている。熱伝導率の大きい銅から構成された板１１は、冷却水配管８やカートリッジヒータ９により本体部４ａの温度が変更されると、直ぐに熱伝導が行われて本体部４ａの温度と同じ温度となる。
【００３８】
図２，図３及び図４に示されるように、温度調節用ダイ１の合流部５は、ランド部４に対して流路Ｂの下流側に設けられ、熱可塑性樹脂を合流して外部のプレス装置に取り付けられた金型内に供給する部位である。合流部５は、流路Ｂを流れた熱可塑性樹脂が合流する合流流路Ｃを有している。合流部５は、鉄などの一般的な構造用材料から構成されており、ボルト１２によってランド部４に固定されている。なお、合流部５の入口部と出口部の形状は異なっていても良い。
【００３９】
合流流路Ｃの断面形状は横長の長方形状をなしており、合流流路Ｃの横幅はランド部４の流路Ｂ全体に対してほぼ同等か若干小さく形成されている。合流流路Ｃの縦幅（高さ）は６ｍｍ以上であることが好ましい。また、合流流路Ｃの縦幅（高さ）は、１０ｍｍ以上であることがより好ましく、１５ｍｍ以上であることが更に好ましい。
【００４０】
合流部５内には、合流流路Ｃの左右に二本の合流部用カートリッジヒータ１３が配置されている。カートリッジヒータ１３は、合流部５を上下方向に貫いて設けられており、合流流路Ｃを左右で挟みこんでいる。カートリッジヒータ１３は、合流流路Ｃを流れる熱可塑性樹脂の温度調節を行う。
【００４１】
また、合流部５の上側には、温度センサ１４が設けられている。温度センサ１４は、ランド部４に設けられた温度センサ１０と同様の構造を有しており、棒状の検出部１４ａの先端は合流流路Ｃの近傍に位置している。この温度センサ１４及びカートリッジヒータ１３は、配線を通じて上述した温度制御装置に接続されており、温度センサ１４の検出温度が設定温度よりも低い場合にはカートリッジヒータ１３を用いて合流流路Ｃの温度を調節する。
【００４２】
以上説明した本実施形態に係る温度調節用ダイ１によれば、ランド部４内に配置された板１１が熱伝導率１８０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の銅から構成されることで、流路Ｂを形成する壁部１１，４ｄ，４ｅを鉄等の一般的構造材料のみから形成する場合と比べて、冷却水配管８の冷却水及びカートリッジヒータ９と流路Ｂ内の熱可塑性樹脂との間の熱伝導効率を著しく向上させることができ、熱可塑性樹脂の温度を非常に効率良く調節することができる。従って、この温度調節用ダイ１によれば、効率良く熱可塑性樹脂の温度調節を行うことができ、処理能力が大きく向上するので、所望の温度の熱可塑性樹脂を短時間で得ることができる。
【００４３】
しかも、この温度調節用ダイ１によれば、流路Ｂを形成する壁部１１，４ｄ，４ｅの一部を熱伝導率の高い材料から形成することで、流路Ｂが短くても十分な温度調節が可能となるので、ダイの小型化を図ることができる。従って、この温度調節用ダイ１によれば、ダイの小型化を図ることができるので、小型化により射出機やプレス装置への取付作業性を向上させることができる。
【００４４】
また、この温度調節用ダイ１によれば、熱伝導率の高い材料として安価な銅を用いているので、他の材料を用いる場合と比べてダイの製造コストを下げることができる。
【００４５】
更に、この温度調節用ダイ１によれば、板１１によって仕切ることで複数の流路Ｂを形成する構成とすることで、ランド部４に複数の流路を直接形成する場合と比べて、簡素な構成で複数の流路Ｂを形成することができる。この構成は、温度調節用ダイ１の小型化にも有利である。しかも、板１１を熱伝導率が１８０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の銅から構成することで、ランド部４の内壁に銅等を配置する場合と比べて、簡素な構成で温度調節の効率向上を図ることができる。
【００４６】
また、この温度調節用ダイ１では、ランド部４の横幅方向でランド部４の一方の端部から他方の端部まで一列に流路Ｂが設けられ、これら全ての流路Ｂの流れ方向に垂直な断面形状が短辺１ｍｍ以上３ｍｍ以下の縦長の長方形状となるように形成されているので、流路Ｂ内の熱可塑性樹脂の温度調節が効率良く行われ、熱可塑性樹脂を流路Ｂの断面形状に沿ってシート状に押し出すことができる。具体的には、流路Ｂの断面形状の短辺を１ｍｍ以上とすることで熱可塑性樹脂の流れを妨げる狭さとなることが避けられ、短辺を３ｍｍ以下とすることで熱可塑性樹脂に温度のバラツキが生じることが避けられるので、熱可塑性樹脂の温度調節をより効率的に行うことができる。
【００４７】
更に、この温度調節用ダイ１では、ランド部４の複数の流路Ｂから流れ出た熱可塑性樹脂を合流させる合流部５を有することで、複数の流れに分かれている場合と比べ外気と接触する面積を少なくできるので、バラツキが小さく安定した温度の熱可塑性樹脂を供給することが可能になる。また、流れが分割されている場合と比べて熱可塑性樹脂の取り扱いを容易にすることができる。
【００４８】
［温度調節用ダイを用いた樹脂成形体の製造方法］
上述した温度調節用ダイ１を用いた樹脂成形体の製造方法について説明する。本実施形態では表皮材を有する樹脂成形体を成形する場合について説明する。
【００４９】
まず、溶融状の熱可塑性樹脂が射出機２から温度調節用ダイ１の入口部３に導入される導入工程が行われる。この導入工程では、バレル２ａ内で融点以上に加熱された熱可塑性樹脂を入口部３の入口流路Ａに導入する。導入の方法は射出機の可塑化時にスクリュが後退しないように背圧をかけてスクリュ回転のみで熱可塑性樹脂を押出して導入してもよいし、背圧を小さくしてスクリュを後退させて射出機シリンダー内に熱可塑性樹脂を計量し、その後、射出することで導入してもよい。スクリュ回転のみで押出して導入する場合は、スクリュの回転数により導入量を制御する。射出により導入する場合は、射出速度により導入量を制御する。また、射出機に替えて押出機を用いる場合には、スクリュの回転数により導入量を制御することが好ましい。
【００５０】
入口部３の入口流路Ａに導入された溶融状の熱可塑性樹脂は、ランド部４の流路Ｂ内に入り込む。ランド部４では、冷却水配管８を循環する冷却水やカートリッジヒータ９により流路Ｂを流れる熱可塑性樹脂の温度を所定の設定温度に調節する温度調節工程が行われる。
【００５１】
この温度調節工程では、温度センサ１０の検出温度に基づいて冷却水配管８内の冷却水の流量やカートリッジヒータ９の発熱量が制御されることで、熱可塑性樹脂の温度を設定温度に調節する。冷却水配管８内の冷却水の流量やカートリッジヒータ９の発熱量は、手動で制御しても良く、また設定温度に応じて自動制御されても良い。
【００５２】
その後、ランド部４の流路Ｂを流れる熱可塑性樹脂は、合流部５の合流流路Ｃへと流れ込む。合流流路Ｃでは、複数の流路Ｂによって分けられていた流れが合流して一つの流れとなる。合流流路Ｃ内を流れる熱可塑性樹脂の温度は、温度センサ１４によって検出され、必要に応じてカートリッジヒータ１３による加熱が行われる。
【００５３】
その後、温度調節された熱可塑性樹脂が合流流路Ｃからプレス装置の金型のキャビティ内に供給される供給工程が行われる。供給工程では、合流流路Ｃから直接金型のキャビティ内に供給してもよいし、合流流路Ｃから排出される溶融状の熱可塑性樹脂を金型以外の樹脂受け容器等に取り出し、その後、取り出した溶融状の熱可塑性樹脂を金型のキャビティ内に供給してもよい。プレス装置では、金型内に供給された熱可塑性樹脂により樹脂成形体が成形される成形工程が行われる。
【００５４】
この成形工程において、表皮材の一体成形が行われる。表皮材としては、公知のものを用いることができる。具体的には、織布、不織布、編布、熱可塑性樹脂ないし熱可塑性エラストマーにて形成されたフィルム、シートが例示される。また、表皮材としてポリウレタン、ゴム、熱可塑性エラストマー等の非発泡シートを積層した複合表皮材を使用してもよい。またクッション層を有する表皮材を用いてもよい。かかるクッション層を構成する材料としては、ポリウレタンフォーム、ＥＶＡフォーム、ポリプロピレンフォーム、ポリエチレンフォーム等が例示される。特にポリプロピレンフォームが積層された表皮材が好ましく用いられる。なお、表皮材の大きさは特に限定されず、成形体の全体を覆う大きさであっても一部を覆う大きさであってもよい。
【００５５】
成形工程では、プレス装置の金型内に温度調節された熱可塑性樹脂、及び表皮材が供給されて成形される。成形は、金型内に供給された熱可塑性樹脂を型締めにより成形体の形状に賦形するプレス成形を用いることが好ましいが、金型内に直接温度調節された熱可塑性樹脂を供給して成形する射出成形または射出圧縮成形であってもよい。
【００５６】
以上説明した温度調節用ダイ１を用いた樹脂成形体の製造方法によれば、表皮材が配置された金型内に温度調節された熱可塑性樹脂が供給されることで、融点を超えた高温の熱可塑性樹脂が供給される場合と比べて、表皮材がダメージを受けることが避けられ、外観の良好な樹脂成形体を得ることができる。また、樹脂成形体にクッション材を一体成形する場合においても、クッション材がダメージを受けることが避けられ、外観及びクッション性の良好な樹脂成形体を得ることができる。
【００５７】
また、この製造方法によれば、温度調節用ダイ１において所望の温度の熱可塑性樹脂を短時間で得ることができるので、樹脂成形体を効率良く成形することができ、樹脂成形体の製造効率を大きく向上させることができる。
【００５８】
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。
【００５９】
例えば、温度調節用ダイ１の入口部３、ランド部４、合流部５の形状は上述したものに限られない。入口部３の形状は、押出機や射出機のノズルに接合できる形状であれば特に制限はない。入口部３を大きくする場合には、横方向に拡大することが好ましい。入口部３にヒータや温度センサ等を設けて温度制御を行っても良い。
【００６０】
ランド部４において、板１１は必ずしも銅製である必要はなく、銅に代えてアルミニウムや金、銀等から構成されていても良い。また、熱伝導率が１８０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であれば、二種類以上の材料から構成されていても良い。なお、板１１は、熱伝導率の高い銅等を一部に含んでいるだけであっても良い。この場合、板１１の表面積における熱伝導率の高い材料の割合は５０％以上であることが好ましく、７０％以上であることがより好ましい。また、流路Ｂを横方向や斜め方向に分割するように板１１を設けることも可能である。
【００６１】
また、流路Ｂは必ずしも板１１で分割される必要はなく、流路として機能する複数の貫通孔がランド部４に直接形成されていても良い。この場合には、貫通孔を形成する壁部の少なくとも一部に熱伝導率が１８０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の材料からなる部位が設けられる。
【００６２】
また、冷却水配管８やカートリッジヒータ９は、上述した数や構成に限られず、温度調節のためのクーラ及びヒータとして機能するものであれば特に制限はない。
【００６３】
更に、流路Ｂの断面形状は、短辺が１ｍｍ以上３ｍｍ以下の長方形状に限られない。流路Ｂの断面形状としては、温度調節用ダイ１に対する熱可塑性樹脂の入口温度や出口温度、及び射出機２からの射出量等を考慮して適切な形状が選択される。この流路Ｂの形状に応じてランド部４の形状が決定される。ランド部４の長さが１５０ｍｍ以上となる場合には、複数の温度センサにより温度制御を行うことが好ましい。また、全ての流路Ｂの断面形状が同一である必要はない。
【００６４】
また、合流部５において、カートリッジヒータ１３や温度センサ１４は上述した数や構成に限られず、場合によっては全く備えなくても良い。また、温度調節用ダイ１に対して合流部５を必ずしも備える必要もない。
【００６５】
また、温度調節用ダイ１は、製造する樹脂成形体に表皮材を貼合しない場合や表皮材が部分的に貼合されている場合であっても好適に活用することができる。
【実施例】
【００６６】
（実施例１）
実施例１として、温度調節用ダイ１を用いた樹脂成形体の製造を行った。温度調節用ダイ１の入口流路Ａの寸法は、縦幅１５ｍｍ、横幅１００ｍｍ、長さ５５ｍｍとした。この入口流路Ａには直径１５ｍｍの円筒状の射出機ノズル２ａが取り付けられる。また、ランド部４に縦幅１５ｍｍ、横幅１００ｍｍ、長さ１８０ｍｍの貫通孔を設け、この貫通孔に２ｍｍ間隔で板１１を１９枚配置することで流路Ｂを形成した。なお、板１１を構成する銅の熱伝導率は３７７Ｗ／ｍ・Ｋである。合流部５の合流流路Ｃは縦幅１５ｍｍ、横幅８７ｍｍ、長さ２０ｍｍとした。またランド部４には、八本の冷却水配管８及びカートリッジヒータ９を設け、カートリッジヒータ９として２００Ｗのものを用いた。
【００６７】
熱可塑性樹脂としては、住友ノーブレンＢＵＥ８１Ｅ６（住友化学株式会社製、ポリプロピレン、ＭＦＲ＝８０[ｇ／１０分]、融点１６５．７℃）を用いた。また、樹脂と一体成形される表皮材としては、厚み０．３ｍｍのＴＰＯ［オレフィン系熱可塑性エラストマー］に、厚さ２ｍｍで発泡倍率２５倍の真空成形用のポリプロピレン発泡シートを積層したものを使用した。
【００６８】
射出機２としては、ＳＬＩＭ１０ｅ１６用射出機（（株）佐藤鉄工所製）を用いた。また、金型として３００ｍｍ×３００ｍｍの平板状金型を使用した。射出機２のノズル２ａ先端に温度調節用ダイ１を取り付け、射出機のスクリュを回転させることによりシート状の溶融樹脂を押出して、開放状態の金型間に溶融樹脂を載置し、その上に表皮材を重ねてプレス成形を行った。シート状の溶融樹脂の押出速度は４００ｇ／分で、重量が２８０ｇ（成形体の厚み２．５ｍｍに相当）となるように樹脂シートを採取し、金型には３回折り畳んだ状態で載置した。
【００６９】
溶融樹脂を載置した後、金型の開き量が３０ｍｍになるまでは高速で型を閉じ、その後１０ｍｍ／ｓｅｃの速度で型を閉じて溶融樹脂を金型のキャビティ形状に賦形し、５ＭＰａの加圧面圧を加えた状態で５秒間、３ＭＰａの加圧面圧を加えた状態で２５秒間冷却を行った。その後、金型を開放し、成形体を取り出した。このときの金型温度は３０℃であった。
【００７０】
実施例１では、射出機２のバレル温度を１９０℃に設定し、温度調節用ダイ１の設定温度を１７０℃に設定した。温度調節用ダイ１から供給された溶融樹脂の温度は１７１℃であった。温度調節用ダイ１から供給された溶融樹脂を金型に戴置して、その上に表皮材を重ねてプレス成形した。得られた樹脂成形体は表皮材の表面に凹凸のない外観の優れたものであった。
【００７１】
（比較例１）
温度調節用ダイ１を用いない場合（通常のプレス）と同様になるように、ダイ１の設定温度を１９０℃に設定したこと以外は実施例１と同様にした。供給された溶融樹脂の温度は１９０℃であった。得られた樹脂成形体は、表皮材表面に多数の凹凸が見られ外観の悪いものであった。
【００７２】
（実施例２）
次に、温度調節用ダイ１の温度調整性能に関する実施例２〜４を示す。実施例２では、実施例１と同じ温度調節用ダイ１及び射出機２を用い、熱可塑性樹脂として住友ノーブレンＨ５０１（住友化学株式会社製、ポリプロピレン、ＭＦＲ＝３[ｇ／１０分]）を使用した。また、射出機２のバレル温度を２００℃、押出量を３３０ｇ／分とし、温度調節用ダイ１の設定温度を２００℃とした。
【００７３】
（実施例３）
温度調節用ダイ１の設定温度を１８０度に設定した以外は、実施例２と同様にした。
【００７４】
（実施例４）
温度調節用ダイ１の設定温度を１６０度に設定した以外は、実施例２と同様にした。
【００７５】
以上の実施例２〜４について、温度調節用ダイ１から供給された溶融樹脂の実測樹脂温度を表１に示す。
【表１】
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【００７６】
表１に示されるように、実施例２〜４の全てにおいて設定温度と実測樹脂温度との差は１度程度であり、温度調節用ダイ１により熱可塑性樹脂の適切な温度調整が達成された。
【符号の説明】
【００７７】
１…温度調節用ダイ  ２…射出機（樹脂供給装置）  ２ａ…バレル  ２ｂ…ノズル  ３…入口部  ４…ランド部  ４ａ…本体部  ４ｂ，４ｃ…サイドガイド  ４ｄ…上部内壁（壁部）  ４ｅ…下部内壁（壁部）  ５…合流部  ８…冷却水配管  ９…カートリッジヒータ  １０…温度センサ  １１…板（板、壁部）  １３…合流部用カートリッジヒータ  １４…温度センサ  Ａ…入口流路  Ｂ…流路  Ｃ…合流流路  Ｔ…流れ方向
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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