JP2003276043A - 発泡成形用金型およびそれを用いた発泡成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 発泡成形用金型の蒸気室側表面へのスケール
の付着防止、また付着したスケールが容易に掃除可能な
よう、金型の蒸気室側表面を樹脂でコーティングした発
泡成形用金型を提供する。 【解決手段】 成形型を構成する２つの金型において、
オス型、メス型の両方あるいはいずれか一方の金型の蒸
気室側表面を樹脂でコーティングすることを特徴とする
発泡成形用金型を用いる。さらに、その樹脂が四フッ化
エチレン又は、四フッ化エチレン共重合体を含むことを
特徴とする発泡成形用金型を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、成形型内に充填し
た多数の予備発泡ビーズを蒸気加熱により型内発泡成形
体を得る為の金型に使用され、金型の蒸気室側表面のス
ケールの付着を防止するとともに、付着した場合であっ
ても容易に掃除することが可能な発泡成形用金型それを
用いた発泡成形方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】発泡成形品の成形技術として熱可塑性合
成樹脂からなる予備発泡ビーズを成形空間内に充填し、
これを蒸気により加熱、発泡融着させてから冷却し、所
望形状の発泡成形品を得るようになした発泡成形技術が
広く知られている。

【０００３】この型内発泡成形技術で用いられる型内発
泡成形装置は、図１に示すように、第１金型を１０とし
て、前後に開口部を有する角筒状の金型フレーム１１と
金型フレーム１１の後側の開口部を閉塞する背板１２
と、金型フレーム１１の前側の開口部を閉塞する中板１
３と背板１２と中板１３の間に設けた補強用の複数のサ
ポート１４と、中板１３に固定したメス型１５とを備
え、第２金型を２０として、前後に開口部を有する角筒
状の金型フレーム２１と、金型フレーム２１の後側の開
口部を閉塞する背板２２と、金型フレーム２１の前側の
開口部を閉塞する中板２３と背板２２と中板２３の間に
設けた補強用の複数のサポート２４と、中板２３に固定
したオス型２５とを備え、両金型１０、２０内に蒸気室
１６、２６をそれぞれ形成し、メス型１５及びオス型２
５に蒸気室１６、２６と成形空間３０とを連通するコア
ベントもしくはコアベントホール１７、２７を形成する
とともに、第１金型１０に成形品の離型用エジェクター
ピン３１や予備発泡ビーズ供給用のフィーダー３２を組
み付けたものが広く採用されている。

【０００４】この型内発泡成形装置において、メス型１
５及びオス型２５は、アルミニウム合金の鋳物からな
り、成形空間面は、金型面と製品の摩擦を減らし、離型
を容易にする為に樹脂コーティング材１８、２８をコー
ティングするが、蒸気室側表面は、成形品面と接触しな
いため表面を仕上げる必要がなく、金型コスト低減の理
由からコーティング加工を行っていないのが一般的であ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記型内発泡成形装置
では、長期間の成形を行うと予備発泡ビーズに付着した
微粉、冷却水に含まれた不純物などがメス型及びオス型
の蒸気室側表面にスケールとして付着堆積する。このス
ケールにより金型面の熱伝導性が低下し、加熱、冷却時
間がのび、成形サイクルが長くなり、生産性が低下する
という問題点があった。さらにこの型内発泡成形装置に
おいては、コアベントやコアベントホールなどの通気孔
を介して蒸気や空気などの用役流体を成形空間に供給、
あるいは排出することで発泡成形品を得るように構成さ
れているが、これら通気孔が閉塞する為に充填、加熱、
離型不良に関する多数の問題が発生するのが現状であ
る。

【０００６】そこで、高い生産性を維持し、不良を減ら
す為に定期的な金型メーカーによる金型掃除、具体的に
は金型を分解の上、高圧洗浄やサンドブラストによるス
ケール除去が必要である。これらの掃除でもスケールが
除去できないコアベントやコアベントホールの目詰まり
は、コアベントの取り替え、コアベントホールの再加工
を実施しなければならず、多大な労力と時間、それに伴
う費用を費やしていた。

【０００７】コアベントやコアベントホールの目詰まり
防止する方法として、金型の蒸気室側表面を平滑にする
方法が取られてきたが、ＮＣ工作機による仕上げ加工手
作業によるみがき加工など、金型製作工程増による高コ
スト化が課題であった。また、一旦金型にスケールが付
着するとスケール掃除を行ったとしても完全にスケール
を除去することが出来ないため、スケールが付着しやす
くなり、メンテナンススパンが短くなるという課題もあ
った。

【０００８】この発明は、以上のような問題点に鑑みて
なされたものであり、定期的な金型メーカーによるメン
テナンスの回数を減らすと共に、生産工場においても容
易にスケールが取れる発泡成形用金型を提供することを
目的とする。

【０００９】

【課題を解決する為の手段】本発明の請求項１に係わる
発泡成形用金型は、オス、メス両方あるいは、いずれか
一方の金型の蒸気室側表面を樹脂でコーティングしたも
のである。

【００１０】蒸気室側の金型表面を樹脂でコーティング
することで、金型の蒸気室側表面が平滑となり予備発泡
ビーズに付着した微粉ならびに冷却水中、蒸気中に含ま
れた不純物が金型に付着することを防止できる。

【００１１】また金型の樹脂コーティングはオス、メス
の両型を行うことが好ましいが、いずれか一方でもよ
い。特に、ビーズに付着している微粉は原料フィーダー
３２付設型の反対側の型、一方加熱（ワンウエイスティ
ーミング、クロススティーミング）を行う際の蒸気排気
側の金型に付着しやすいため、これらの金型の蒸気室表
面を樹脂でコーティングすることが好ましい。

【００１２】また、請求項２の発明に係わる発泡成形用
金型は請求項１記載の樹脂のコーティングを主成分が四
フッ化エチレン又は四フッ化エチレン共重合体としたも
のである。金型コーティングとしては、硬質クロムめっ
き、セラミック溶射があげられるが本発明である主成分
が四フッ化エチレン又は四フッ化エチレン共重合体を使
用することで、金型の製作工期延長もなく、低コストで
金型の製作が可能となる。即ち、成形品側の金型表面は
離型性向上を目的に主成分が四フッ化エチレン又は四フ
ッ化エチレン共重合体でコーティングされるため、同じ
樹脂で金型の蒸気室側表面をコーティングすることで、
同工程で金型の成形品側と蒸気室側のコーティングを行
えるからである。さらに主成分が四フッ化エチレン又は
四フッ化エチレン共重合体によるコーティングは、コス
トの面からも好適である。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態につい
て図面を参照しながら説明するが、これに限ったことで
はない。

【００１４】図２に示すように、型内発泡成形用金型１
は、メス型１５及びオス型２５を有し内部に蒸気室１
６、２６をそれぞれ形成した金型１０、２０と、メス型
１５、オス型２５により形成される成形空間３０に予備
発泡ビーズを充填するための原料フィーダー３２と成形
品を離型するためのエジェクタピン３１と、蒸気室１
６、２６に対して蒸気を供給する蒸気供給手段（図示
略）と、蒸気室１６、２６内においてメス型１５、オス
型２５の背面側に冷却水を噴射する図示外の冷却ノズル
を有する冷却手段とを備えている。

【００１５】両金型１０、２０内には、蒸気室１６、２
６が形成され、この蒸気室１６、２６には、図示外の蒸
気供給管やドレン管などがそれぞれ接続され、エジェク
タピン３１及びビーズ供給用のフィーダー３２は背板１
２とメス型１５を貫通して設けられ、両者の先端部はメ
ス型１５の成形面に略面一に配置される。メス型１５、
オス型２５には、蒸気室１６、２６と成形空間３０とを
連通する多数のコアベントもしくはコアベントホール１
７、２７が形成され、成形空間３０に対する予備発泡ビ
ーズの充填時に、予備発泡ビーズとともに成形空間３０
内へ供給される充填用エアを蒸気室１６、２６へ排出し
たり、蒸気室１６、２６から成形空間３０に対し、蒸気
を供給できるように構成されている。

【００１６】メス型１５及びオス型２５において、成形
空間面にコーティング材１８、２８、金型の蒸気室側表
面を樹脂１９、２９でコーティングしてある。

【００１７】金型の蒸気室側表面を樹脂でコーティング
することで、金型蒸気室側表面の非粘着特性が向上し、
また平滑になることによっても、予備発泡ビーズに付着
した微粉および冷却水中、蒸気中に含まれた不純物の金
型表面への付着を防止することができる。また、金型の
蒸気室側表面への樹脂のコーティングは、オス、メスの
両型を行うことが望ましいが、いずれか一方でもよい。
特に、予備発泡ビーズに付着している微粉は、原料フィ
ーダー３２付設型の反対の型、つまり一方加熱（ワンウ
ェイスティーミング、クロススティーミング）を行う際
の金型の蒸気室側表面に付着しやすいため、これらの金
型の蒸気室側表面を樹脂でコーティングすることが好ま
しい。

【００１８】本発明でいうコーティングとは、ショット
ブラストにて前処理した金型表面にスプレーもしくは刷
毛によって樹脂を塗装し、溶剤を揮散させた後に焼成す
る方法によるものである。

【００１９】さらに、本発明でいう樹脂とは、予備発泡
ビーズに付着した微粉および冷却水中、蒸気中に含まれ
た不純物の付着を防止できる樹脂であれば良いが、コス
ト面、加工性から、四フッ化エチレンまたは四フッ化エ
チレン共重合体を含む樹脂が好ましい。四フッ化エチレ
ンまたは四フッ化エチレン共重合体の含有率の上限とし
ては塗装時の加工性の点から、好ましくは３０重量％、
下限としては、塗装時の加工性、樹脂の耐久性の点か
ら、好ましくは１０重量％である。四フッ化エチレンま
たは四フッ化エチレン共重合体以外の成分としては、特
に限定されないが、固形分成分として、酸化珪素、カー
ボン、ポリアミドイミド樹脂、液体成分として、ノニオ
ン系界面活性剤、Ｎ−メチル−２ピロリドン、純水など
が挙げられる。

【００２０】成形空間面に樹脂１８、２８、蒸気室面の
樹脂１９、２９の主成分は、四フッ化エチレン又は、四
フッ化エチレン共重合体からなることが好ましい。金型
製作時、両面を同時にコーティングすることが可能であ
り、金型製作工程を新たに追加する必要がない。

【００２１】金型の蒸気室側表面の樹脂のコーティング
は、オス、メスの両面を行うことが好ましいがいずれか
一方のみの樹脂のコーティングでもよい。ただし、この
場合ピン・フィーダー取付け金型の反対側の金型の蒸気
室側表面への樹脂コーティングが好ましい。

【００２２】予備発泡ビーズの素材としては、製作する
成形品の使用条件などに応じた物性の素材を選択するこ
とになるが、ポリスチレン系合成樹脂材料や、ポリエチ
レン系樹脂やポリプロピレン系樹脂材料などのポリオレ
フィン系合成樹脂材料や、これら合成樹脂材料の共重合
体などを好適に採用できる。

【００２３】

【実施例】以下に実施例を示す。 金型：トランクスペーサー（１０２３ｍｍ×４００ｍ
ｍ） 成形機：東洋機械金属（株）製Ｐ３００ 金型の蒸気室表面コーティング樹脂：四フッ化エチレン
共重合体（ダイキン工業製ネオフロン ＦＥＰ ＮＤ−
４）

【００２４】

【表１】 表１結果より、比較例に示す従来の金型においては、金
型メーカーでの金型分解による掃除、目詰まりしたコア
ベントの打ち変え、コアベントホールの再加工が必要で
あったが、本発明の発泡成形用金型では、蒸気室面側に
スケールの付着は見られたが、エアによる掃除でスケー
ルを落とすことができ、コアベントに目詰まりは見られ
なかった。

【００２５】

【発明の効果】金型の蒸気室側表面に樹脂をコーティン
グし、金型面を平滑にすることにより、予備発泡ビーズ
に付着した微粉や冷却水中および蒸気中に混入している
汚れなどの付着を抑制し、金型裏面のスケールの堆積を
防止することができ、ロングラン生産においてもコアベ
ントやコアベントホールの目詰まりに影響を受けること
なく安定した成形条件にて生産が可能となる。

【００２６】また、掃除作業において、エアによる吹き
付けで容易にスケールを落とすことができることから作
業時間が短縮でき生産工場での掃除が可能となり、金型
メーカーでの掃除の回数を減らすことで掃除費用、金型
メーカーとの往復の輸送費用を削減が可能となる。コア
ベント、コアベントホールの目詰まりが少なくなること
から、金型寿命が延長され、コアベント打ち変え、コア
ベントホールの再加工などのメンテナンスにかかるコス
トを削減が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の発泡成形用金型における概略横断面図

【図２】本発明の実施形態に係わる発泡成形用金型にお
ける概略横断面図

【符号の説明】

１０ 金型 １１ 金型フレーム １２ 背板 １３ 中板 １４ サポート １５ メス型 １６ 蒸気室 １７ コアベント、コアベントホール １８ コーティング材 １９ コーティング材 ２０ 金型 ２１ 金型フレーム ２２ 背板 ２３ 中板 ２４ サポート ２５ オス型 ２６ 蒸気室 ２７ コアベント、コアベントホール ２８ コーティング材 ２９ コーティング材 ３０ 成形空間 ３１ エジェクトピン ３２ 原料フィーダー

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 成形型を構成する２つの金型において、
   オス型、メス型の両方あるいはいずれか一方の金型の蒸
   気室側表面を樹脂でコーティングすることを特徴とする
   発泡成形用金型。
2. 【請求項２】 前記樹脂が四フッ化エチレン又は、四フ
   ッ化エチレン共重合体を含むことを特徴とする、請求項
   １記載の発泡成形用金型。
3. 【請求項３】 請求項１または２のいずれか一方に記載
   の発泡成形金型を用いて成形することを特徴とする、発
   泡成形方法。