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図面 (7)

課題

結露水滴下を抑制することができる、発泡ダクトの製造方法を提供する。

解決手段

本発明によれば、発泡ダクトの製造方法であって、成形工程と、粗面化工程を備え、前記成形工程では、発泡パリソン成形して、発泡成形体を形成し、前記粗面化工程では、前記発泡成形体の外表面の少なくとも一部の粗面化領域において粗面化を行い、前記粗面化は、前記粗面化領域での水滴付着エネルギーが0.030mJ/m2以上になるように行われる、方法が提供される。

概要

背景

自動車ダッシュボードには、空調装置からの空気を通風させるためダクト(「インパネダクト」と称される。)が設けられる。このようなダクトには、断熱性静音性を考慮して発泡成形体で構成される発泡ダクトが用いられることがある(特許文献1)。発泡ダクトは、発泡ブロー成形などによって形成される。

概要

結露水滴下を抑制することができる、発泡ダクトの製造方法を提供する。本発明によれば、発泡ダクトの製造方法であって、成形工程と、粗面化工程を備え、前記成形工程では、発泡パリソン成形して、発泡成形体を形成し、前記粗面化工程では、前記発泡成形体の外表面の少なくとも一部の粗面化領域において粗面化を行い、前記粗面化は、前記粗面化領域での水滴付着エネルギーが0.030mJ/m2以上になるように行われる、方法が提供される。

目的

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、結露水の滴下を抑制することができる、発泡ダクトの製造方法を提供する

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請求項1

発泡ダクトの製造方法であって、成形工程と、粗面化工程を備え、前記成形工程では、発泡パリソン成形して、発泡成形体を形成し、前記粗面化工程では、前記発泡成形体の外表面の少なくとも一部の粗面化領域において粗面化を行い、前記粗面化は、前記粗面化領域での水滴付着エネルギーが0.030mJ/m2以上になるように行われる、方法。

請求項2

請求項1に記載の方法であって、前記粗面化は、前記粗面化領域において前記外表面をサンディングすることによって行われる、方法。

請求項3

請求項1又は請求項2に記載の方法であって、前記粗面化は、前記付着エネルギーが0.080mJ/m2以下になるように行われる、方法。

請求項4

請求項1〜請求項3の何れか1つに記載の方法であって、前記粗面化は、最大断面高さRtが70〜200μmになるように行われる、方法。

請求項5

請求項1〜請求項4の何れか1つに記載の方法であって、前記発泡成形体は、発泡倍率が1.5〜5倍である、方法。

請求項6

請求項1〜請求項5の何れか1つに記載の方法であって、前記成形工程で形成される前記発泡成形体は、筒部と、袋部を有し、前記袋部は、前記筒部の端に設けられ、切除工程を備え、前記切除工程では、前記筒部を切除する、方法。

請求項7

請求項6に記載の方法であって、前記切除工程は、前記粗面化工程の前に行われる、方法。

技術分野

0001

本発明は、発泡ダクトの製造方法に関する。

背景技術

0002

自動車ダッシュボードには、空調装置からの空気を通風させるためダクト(「インパネダクト」と称される。)が設けられる。このようなダクトには、断熱性静音性を考慮して発泡成形体で構成される発泡ダクトが用いられることがある(特許文献1)。発泡ダクトは、発泡ブロー成形などによって形成される。

先行技術

0003

特開2015−124380号公報

発明が解決しようとする課題

0004

ところで、高湿環境下でダクト内に冷風流通させると、ダクトの外表面での結露によって生じた結露水滴下してしまうという問題が生じる場合がある。

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、結露水の滴下を抑制することができる、発泡ダクト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

本発明によれば、発泡ダクトの製造方法であって、成形工程と、粗面化工程を備え、前記成形工程では、発泡パリソン成形して、発泡成形体を形成し、前記粗面化工程では、前記発泡成形体の外表面の少なくとも一部の粗面化領域において粗面化を行い、前記粗面化は、前記粗面化領域での水滴付着エネルギーが0.030mJ/m2以上になるように行われる、方法が提供される。

0007

本発明者が鋭意検討を行ったところ、発泡成形体を形成した後に、粗面化領域での水滴の付着エネルギーが0.030mJ/m2以上になるように粗面化を行ったところ、結露水の滴下が大幅に抑制されることを見出し、本発明の完成に到った。

0008

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、前記記載の方法であって、前記粗面化は、前記粗面化領域において前記外表面をサンディングすることによって行われる、方法である。
好ましくは、前記記載の方法であって、前記粗面化は、前記付着エネルギーが0.080mJ/m2以下になるように行われる、方法である。
好ましくは、前記記載の方法であって、前記粗面化は、最大断面高さRtが70〜200μmになるように行われる、方法である。
好ましくは、前記記載の方法であって、前記発泡成形体は、発泡倍率が1.5〜5倍である、方法である。
好ましくは、前記記載の方法であって、前記成形工程で形成される前記発泡成形体は、筒部と、袋部を有し、前記袋部は、前記筒部の端に設けられ、切除工程を備え、前記切除工程では、前記筒部を切除する、方法である。
好ましくは、前記記載の方法であって、前記切除工程は、前記粗面化工程の前に行われる、方法である。

図面の簡単な説明

0009

本発明の一実施形態の発泡ダクトの製造に利用可能な成形機1の一例を示す。
発泡ダクトを製造するための発泡成形体10を示す斜視図である。
切除工程後の発泡成形体10の斜視図である。
図4A〜図4Bは、付着エネルギーの測定方法を示す説明図である。
吸音率測定装置を説明するための概念図である。
吸音率の測定結果を表すグラフである。

0010

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。

0011

1.成形機1の構成
最初に、図1を用いて、本発明の一実施形態の発泡ダクトの製造に利用可能な成形機1について説明する。成形機1は、樹脂供給装置2と、ヘッド18と、分割金型19を備える。樹脂供給装置2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とヘッド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。

0012

<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11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(LDPE)、直鎖状低密度ポリエチレン高密度ポリエチレン(HDPE)、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、HDPEとLDPEを含むことが好ましく、HDPEとLDPEの質量比が35:65〜70:30であることが好ましい。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。

0013

<インジェクタ16>
シリンダ13aには、シリンダ13a内に発泡剤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。

0014

<アキュームレータ17、ヘッド18>
原料樹脂と発泡剤が溶融混練されてなる溶融樹脂11a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内に溶融樹脂11aが貯留可能になっている。そして、シリンダ17a内に溶融樹脂11a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を通じて溶融樹脂11aをヘッド18内に設けられたダイスリットから押し出して垂下させて発泡パリソン23を形成する。発泡パリソン23の形状は、特に限定されず、筒状であってもよく、シート状であってもよい。

0015

<分割金型19>
発泡パリソン23は、一対の分割金型19間に導かれる。分割金型19を用いて発泡パリソン23の成形を行うことによって、図2に示すような発泡成形体10が得られる。分割金型19を用いた成形の方法は特に限定されず、分割金型19のキャビティ内にエアーを吹き込んで成形を行うブロー成形であってもよく、分割金型19のキャビティの内面からキャビティ内を減圧して発泡パリソン23の成形を行う真空成形であってもよく、その組み合わせであってもよい。

0016

図2は、発泡ダクトを製造するための発泡成形体10を示す。発泡成形体10は、袋部3を有する。袋部3は、筒部6の両端に設けられている。図2では、発泡成形体10は分岐構造を有していないが、袋部3を分岐させて、袋部3の数を3つ、4つ又はそれ以上としてもよい。

0017

2.発泡ダクトの製造方法
本実施形態の発泡ダクトの製造方法は、成形工程と、切除工程と、粗面化工程を備える。

0018

成形工程では、発泡パリソン23を成形して、筒部6及び袋部3を有する発泡成形体10を形成する。袋部3は、筒部6の両端に設けられており、袋部3によって筒部6が閉塞されている。

0019

発泡成形体10の発泡倍率は、1.5〜5倍が好ましく、2〜3倍がさらに好ましい。発泡倍率が低すぎると、断熱性が不十分になったり、粗面化を行っても付着エネルギーが高くなりにくかったりする。一方、発泡倍率が高すぎると、発泡成形体10の強度が不十分になる場合がある。発泡倍率は、具体的には例えば、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5、5.0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。

0020

切除工程において、袋部3を切除することによって、図3に示すように、筒部6の両端に開口部3aが設けられたダクト形状となる。空調機からのエアーは、一方の開口部3aを通じて発泡成形体10内に流入し、他方の開口部3aを通じて排出される。なお、成形工程において、袋部3が形成されないように発泡成形体10を形成することによって切除工程を省略することが可能である。

0021

発泡成形体10に冷風が流入すると、発泡成形体10が冷却され、発泡成形体10の外表面において結露が発生しやすくなる。

0022

結露によって発生した結露水が滴下すると電子機器故障の原因になる等の問題を生じさせるので、結露水の滴下を抑制することが必要である。そこで、粗面化工程では、発泡成形体10の外表面の少なくとも一部の粗面化領域において粗面化を行う。粗面化領域は、発泡成形体10の外表面の全面であってもよいが、結露が発生しやすい一部の領域であってもよい。

0023

粗面化は、粗面化領域での水滴の付着エネルギーが0.030mJ/m2以上になるように行うことが重要である。この付着エネルギーが小さすぎると、結露水の滴下抑制が不十分となる。

0024

付着エネルギーは、以下の方法で測定可能である。
・まず、図4Aに示すように、発泡成形体10の粗面化領域8を水平にした状態で、粗面化領域8上に150μLの水滴9を滴下する。この状態で、水滴9の接触直径Dを測定する。
・次に、図4Bに示すように、粗面化領域8の傾斜を徐々に大きくし、水滴9が矢印Xに示すように粗面化領域8に沿って滑り落ちるときの滑落角αを測定する。
・式(1)に基づいて、付着エネルギーを算出する。式(1)中、mは水滴9の質量、gは、重力加速度である。
付着エネルギー=mg・sinα/πD (1)

0025

付着エネルギーは、例えば0.030〜0.100mJ/m2であり、0.080mJ/m2以下が好ましい。付着エネルギーを高めるためには、粗面化の程度を高める必要があり、粗面化しすぎると、外観悪化や強度低下などの問題を生じさせやすい。付着エネルギーは、具体的には例えば、0.030、0.040、0.050、0.060、0.070、0.080、0.090、0.100mJ/m2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。

0026

粗面化は、付着エネルギーを上記範囲にすることが可能な任意の方法で行うことができ、例えば、粗面化領域8において発泡成形体10の外表面をサンディングすることによって行うことができる。サンディングとは、サンドペーパー研磨することを意味する。サンドペーパーの番手が大きい(目が細かい)ほど、付着エネルギーが大きくなりやすい。これは、サンドペーパーの目が細かいほど、サンドペーパーから離脱した研磨粒が表面でディンプル化した気泡内に侵入してディンプルを側方から支持するからであると考えられる。サンドペーパーの番手は、#1200以下が好ましく、#1000番以下がさらに好ましい。この番手は、例えば#200〜#1200であり、#200、#250、#300、#350、#400、#500、#600、#1000、#1200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。サンディングは、電動サンダーを用いて行うことができる。

0027

粗面化は、JIS B 0601:2001で規定される最大断面高さRtが70〜200μmになるように行われる。Rtがこの範囲である場合に、結露水滴下が特に特性され、且つ吸音性に特に優れる。Rtは、具体的には例えば、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200μm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。

0028

粗面化工程は、切除工程の前に行っても後に行ってもよいが、粗面化工程の後に切除工程を行うと、切除工程の際に粗面化領域に圧力が加わったりして粗面化領域の付着エネルギーが変化してしまう虞があるので、粗面化工程は、切除工程の後に行うことが好ましい。

0029

図1に示す成形機1を用いて、表1に示す実施例・比較例の発泡成形体10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、プロピレン単独重合体(ポレアリス社(Borealis AG)製、商品名「Daploy WB140」)と、長鎖分岐ポリプロピレン(日本ポリプロ株式会社製、商品名「EX6000K」)を質量比30:70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。発泡パリソン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。発泡剤は、N2ガスを用い、インジェクタ16を介して注入した。発泡剤の注入量、溶融樹脂11aの押出速度及びヘッド18のダイスリットの隙間は、発泡倍率が表1に示す値、平均肉厚が2.5mmとなるように設定した。なお、表1において、発泡倍率が1である比較例では、発泡剤を注入しなかった。

0030

以上の条件で形成された発泡パリソン23を分割金型19の間に配置し、ブロー成形を行って図2に示す発泡成形体10を作製した。次に、筒部6の両端の袋部3を切除して両端に開口部3aを形成した。

0031

次に、サンディングが「有」の実施例・比較例については、筒部6の外表面に対してサンディングを行った。サンディングは、表1に示す番手のサンドペーパーを電動サンダーに装着して行った。以上の工程によって、実施例・比較例のサンプルを得た。

0032

実施例・比較例のサンプルについて、付着エネルギー及び結露水滴下時間を測定し、外観評価を行った。

0033

測定及び評価方法の詳細は、以下の通りである。

0034

<付着エネルギー>
付着エネルギーは、「2.発泡ダクトの製造方法」で説明した方法に従って測定した。

0035

<結露水滴下時間>
実施例・比較例のサンプルを40℃・湿度80%に調整したチャンバー内に載置した固定ジグにセットし、一方の開口部3aから筒部6内に4℃±1℃のエアーを40m3/hの流量で流入させ、他方の開口部3aから流出させた。エアー流入開始から結露水の滴下が開始されるまでの時間を測定した。結露時間滴下時間20分以上を合格とした。

0036

<外観評価>
実施例・比較例のサンプルの外観を観察し、以下の基準で評価した。
○:サンディングを行った面に白化肉厚ムラの何れも発生しなかった。
△:サンディングを行った面に肉厚ムラが発生した。
×:サンディングを行った面に白化が発生した。

0037

吸音率測定
・吸音率の測定装置
図5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、φ29mmの細管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、出力音反射音音圧マイク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。サンプル37は、筒部6の外表面がマイク36の側を向くように設置する。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する。

0038

・吸音率測定
実施例1〜3及び比較例3のサンプルについて、吸音率を測定した。その結果を図6に示す。

0039

<考察>
表1に示すように、付着エネルギーが0.030mJ/m2以上である全ての実施例では、結露水滴下時間が十分に長かった。一方、付着エネルギーが0.030mJ/m2未満である全ての比較例では、結露水滴下時間が不十分であった。

0040

番手が小さいサンドペーパーを用いてサンディングした比較例4では、付着エネルギー及び最大断面高さRtが小さくなり、その結果、結露水の滴下の抑制が不十分であり、肉厚のムラも大きかった。

実施例

0041

0042

1 :成形機
2 :樹脂供給装置
3 :袋部
3a :開口部
6 :筒部
8 :粗面化領域
9 :水滴
10 :発泡成形体
11 :原料樹脂
11a:溶融樹脂
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 :ヘッド
19 :分割金型
23 :発泡パリソン
25 :連結管
27 :連結管
34 :細管
35 :スピーカ
36 :マイク
37 :サンプル

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