JP2007008032A - 金型装置及びこれを用いた発泡樹脂成形品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 発泡樹脂成形品の汚染を防止し得る金型装置及びこれを用いた発泡樹脂成形品の製造方法を提供。
【解決手段】 キャビティ６の下部に開口１１Ｂを形成する支持フランジ１８に、メス型２のインナープレート７の外周辺部を介してメス型２がキャビティ６内に隙間３２を介して装着され、隙間３２には発泡樹脂成形品Ｓを加工するための加工水を供給する配管を設けた金型装置１であって、キャビティ６の支持フランジ１８の開口１１Ｂ周辺部に下方に凹となる段部が設けられ、段部にインナープレート７の外周辺部が装着されることで段部が埋められている金型装置。
【選択図】 図１

Description

本発明は、発泡樹脂成形品を製造するための金型装置、及びこの金型装置を用いた発泡樹脂成形品の製造方法に関する。

従来、発泡樹脂成形品を製造するための金型装置として、成形金型としてのメス型にオス型を横方向から装着して両型の間に形成される空間に発泡性樹脂粒子を充填して発泡樹脂成形品を製造するものがある（例えば特許文献１参照）。この金型装置は、空間内の発泡性樹脂粒子を加熱する蒸気を供給するための供給管と、空間内の発泡性樹脂粒子を冷却する冷水を供給するための供給管を備え、加熱、冷却し終えた水は排水孔から排水される。

一方で、発泡樹脂成形品の大型化等に伴い、横型成形から縦型成形へと移行されるものがあり、図６に示すように、従来の横型成形用金型装置を応用したものとして、金型のオス型１００とメス型１０１とを上下方向で組合わせる大型の金型装置１０２が提案されている。この金型装置１０２では、メス型１０１はインナープレート１０３に載置される。インナープレート１０３はキャビティ１０４に組付けられるもので、詳しくは、キャビティ１０４の下部に、メス型１０１が挿入される開口１０５を残すよう内方に向けて突出した枠状の支持フランジ１０６に下方から組付けられる。この支持フランジ１０６の開口１０５側の下面にインナープレート１０３の外周部が嵌まり込む凹部１０７が形成されており、メス型１０１を載置した状態で前記凹部１０７にインナープレート１０３の外周部が嵌め込まれて、支持フランジ１０６とインナープレート１０３とがインナープレート１０３側（外側）からボルト１０８締めされる。このような金型装置１０２では、ホイスト等の吊持機を用いてキャビティ１０４を反転し、上記のようにインナープレート１０３側からボルト１０８締めをするように組付けを行っている。

ところで、メス型１０１の周囲には加熱蒸気が連通する小孔（スリット）１１０を多数形成しており、キャビティ１０４内の蒸気配管１１２から噴霧される加熱蒸気によって発泡性樹脂粒子を加熱して成形した後、キャビティ１０４内の水冷配管１１１から噴霧される冷却水によってメス型１０１及び樹脂（発泡性樹脂粒子）を冷却することで発泡樹脂成形品を得る。このような金型装置１０２では、製造する発泡樹脂成形品の形状やサイズに応じてオス型１００、メス型１０１の形状やサイズの異なったものが用いられる。
実開昭６０−６２９２７号公報

ところが、メス型１０１を取付ける支持フランジ１０６は、メス型１０１の形状やサイズに合わせて製作されることは少なく、形状やサイズの異なるメス型１０１（金型）に共通して使用される。このため、キャビティ１０４にインナープレート１０３を組付けてメス型１０１をキャビティ１０４に組込んだとき、キャビティ１０４のフランジ１０６の内方端面とメス型１０１の外周部との間に凹部１１３が生じることがある。

横方向で組付けるタイプの金型装置では供給管や配水管から供給された水（蒸気）が前記凹部１１３に溜まることはないが、図６に示すような、メス型１０１とオス型１００とを上下方向で組付ける金型装置では加熱、冷却用の水が凹部１１３に溜まることがある。

ところで、キャビティ１０４のフランジ１０６の開口１０５内方端面とメス型１０１の外周部との間の凹部１１３に水が溜まると、使用に伴いインナープレート１０３やキャビティ１０４等に錆が発生し、溜まった水の中に混在する。そして、加熱蒸気が噴霧されると、凹部１１３に溜まった錆を含んだ水が跳ね、メス型１０１のスリット１１０から浸入して、発泡樹脂成形品を汚染することがある。

そこで本発明は、発泡樹脂成形品の汚染を防止し得る金型装置及びこれを用いた発泡樹脂成形品の製造方法を提供する。

本発明の金型装置は、キャビティの下部に開口を形成する支持フランジに、メス型のインナープレートの外周辺部を介してメス型がキャビティに取付けられ、メス型がキャビティに取付けられた状態でメス型とキャビティとの隙間が設けられ、該隙間には発泡樹脂成形品を加工するための加工水を供給する配管が設けられた金型装置であって、前記キャビティの支持フランジの開口周辺部に下方に凹となる段部が設けられ、該段部にインナープレートの外周辺部が装着されることで該段部が埋められていることを特徴としている。

上記構成において、キャビティの支持フランジの段部がインナープレートによって埋められることで、キャビティには加工水が溜まる凹部の容積が少なくなる。したがってその分だけ金型装置に加工水による錆が発生するのを効果的に抑制することが可能となり、加工水を用いて発泡樹脂成形品を加工するに際し発泡樹脂成形品に錆が混入するのを防止して、発泡樹脂成形品の汚染を防止することが可能となる。

本発明の金型装置は、インナープレートが上方から支持フランジの段部に載置されることで、該段部が埋められることが好ましい。この構成によれば、支持フランジにインナープレートを上方から載置して支持フランジにインナープレートを取付けるから、取付け作業が容易となる。

本発明の金型装置は、支持フランジの上面とインナープレートの上面とが同一平面とされていることが好ましい。このようにすることで、キャビティには加工水が溜まる凹部がなくなる。

本発明の金型装置は、キャビティが上下方向位置で分割可能とされ、支持フランジとインナープレートとは、インナープレートの上方からボルト止めされていることが好ましい。この構成によれば、分割することで高さを低くした状態で支持フランジにインナープレートを上方から取付けるから、その取付け作業が容易となる。

本発明の金型装置は、段部の縦壁面とインナープレートの外周壁面との間の隙間を弾性を有する充填材で充填していることが好ましい。支持フランジとインナープレートの材質による線膨脹率の相違は、隙間で吸収されることになり、また、充填材によって水が溜まる凹部の容積を少なくする、あるいはなくすことができる。

本発明の発泡樹脂成形品の製造方法は、上記何れかの金型装置を用いて、オス型とメス型と該メス型に組合わされるオス型との間の隙間に発泡性樹脂粒子を充填し、メス型とキャビティとの隙間に加工水を供給することを特徴としている。この方法によれば、発泡樹脂成形品に錆が混入することで発泡樹脂成形品が汚染されるのを防止することができる。

本発明の金型装置及びこれを用いた発泡樹脂成形品の製造方法によれば、キャビティの支持フランジの段部がインナープレートによって埋められることでキャビティには加工水が溜まる凹部の容積を少なくする、あるいはなくすことになるから、発泡樹脂成形品の汚染を防止することができる。

以下、本発明の実施形態に係る金型装置を図面に基づいて説明する。図１は本発明の実施形態に係る金型装置の、オス型側とメス型側とを分離した状態の概略構成を示す一部破断構成図、図２は支持フランジとインナープレートとの取付け状態を示す拡大断面図、図３は金型装置の概略構成を示す平面図、図４は排水口部分の拡大断面図、図５は金型装置の組立て手順を示す概略図である。

本発明の実施形態に係る金型装置１は、発泡樹脂成形品Ｓ（容器）等を製造するためのもので、上下方向にメス型２とオス型４（コアー金型）とを組合せて前記成形品Ｓを製造するのに使用される。

図１及び図２に示すように、金型装置１は、メス型２側の上部構造３と、オス型４側の下部構造５とからなる。上部構造３は外側のキャビティ６と、このキャビティ６に内装される前記メス型２と、このメス型２をキャビティ６に対して取付けるためのインナープレート７と、加熱用配管８Ａと、冷却用配管１０Ａとを有する。

キャビティ６は、上方及び下方にそれぞれ開口１１Ａ，１１Ｂを有した直方体形状に形成され、その側壁（本体）１２Ａに縦横の補強リブ１５が多数形成されている。この場合の直方体とは、図３に示すように左右幅ｂ１に対して前後幅ｂ２が短い形状である。キャビティ６の側壁１２Ａは高さ方向の所定位置で下部領域１４と上部領域１３に分割されている。上部領域１３の高さｈ１に比べて下部領域１４の高さｈ２は低く設定されている。上部領域１３と下部領域１４の分割部位は下位の横方向の補強リブ１５ａで行われ、分割された補強リブ１５ａどうしが重ねられ、ボルト１６によって固定されている。

キャビティ６の下部領域１４の下端部には、内方に突出する支持フランジ１８が一体的に形成されている。この支持フランジ１８はキャビティ６の側壁１２Ａに沿ってフレーム状に形成され、これによってキャビティ６の下部に前記開口１１Ｂが形成されている。

キャビティ６の支持フランジ１８の内方端部に、下方に凹となる被係合段部２１が形成されている。この被係合段部２１は支持フランジ１８の内周部全域に亙って形成され、図２に示すように、外方縦壁面２２、底壁面２４及び内方縦壁面２６を有する。また、支持フランジ１８の上面２８は水平面とされている。さらに支持フランジ１８の下面３０も同様に水平面とされている。

前記インナープレート７の外方に、被係合段部２１に対応する形状で上方に凹となる係合段部４０が形成されている。係合段部４０はインナープレート７の外周部全域に亙って形成されている。係合段部４０は、外方縦壁面２３、底壁面２５及び内方縦壁面２７を有する。インナープレート７の上面２９は水平面であり、インナープレート７の下面３１も水平面に形成されており、前記支持フランジ１８の厚みｔ１とインナープレート７の厚みｔ２は同一に形成されている。そして被係合段部２１の底壁面２４に係合段部４０の底壁面２５を載置するようにして支持フランジ１８にインナープレート７を組付けた際に、インナープレート７及び支持フランジ１８の上面２８，２９どうし及び下面３０，３１どうしが面一（同一平面）となる。このような被係合段部２１及び係合段部４０は、これらに形成されたボルト孔４１，４２に上方からボルト４３を挿通することで固定されている。

図３及び図４に示すように、支持フランジ１８には排水孔４４が形成されている。この実施形態では、支持フランジ１８の長手方向側にそれぞれ一箇所ずつ形成されている。また、支持フランジ１８における排水孔４４の内側上面には排水孔４４に向けて排水を促すよう凹部４５（切欠）が該排水孔４４に連通するよう形成されている。このような排水孔４４は可及的に少ない個所に設けることが好ましい。

さらに、被係合段部２１と係合段部４０とは、外方縦壁面２２，２３どうしの間及び内方縦壁面２６，２７どうしの間が隙間４６，４７を介して対向するよう組合されている。隙間４６はパッキン４８によって充填されている。前記キャビティ６はスチールから形成され、メス型２及びインナープレート７はアルミニウムから形成されている。

前記メス型２は下側開放でキャビティ６の形状に対応した直方体に形成されている。メス型２がインナープレート７を介してキャビティ６に装着された状態で、キャビティ６の側壁１２Ａと該メス型２の側壁１２Ｂとの間には、所定の装着スペース（隙間）３２が形成される。換言すれば、メス型２とキャビティ６とは装着スペース３２を形成し得る大きさ関係に設定されている。メス型２の天壁３３には、フィーダー３５の供給口３６が取付けられている。このフィーダー３５は、メス型２とオス型４とを組合わせた状態でメス型２とオス型４との間に設けられる後述の成形スペース５７に対して発泡性樹脂粒子を供給するためのものである。さらに、メス型２の天壁３３には、キャビティ６の上方に配置されたエジェクト板７０に垂設された押出しピン３７の先端押出し部３７ａが挿入される押出し孔３３ａが形成されている。この押出しピン３７は成形スペース５７内で成形された発泡樹脂成形品Ｓをメス型２から離型させるためのものである。さらに、メス型２の天壁３３及び側壁１２Ｂには多数の小孔３８（あるいはスリット）が形成されている。

前記加熱用配管８Ａ、冷却用配管１０Ａは前記装着スペース３２に配置される。加熱用配管８Ａはメス型２の側壁１２Ｂを囲むよう配置され、冷却用配管１０Ａは側壁１２Ｂ及び天壁３３を囲むよう配置され、且つ冷却用配管１０Ａはその途中に多数の枝管５０を有する。加熱用配管８Ａはメス型２を外方から加熱するのに用いられ、冷却用配管１０Ａはメス型２を外方から冷却するのに用いられる。

前記下部構造５は、基台５１、載置板５２、オス型４、加熱用配管８Ｂ、及び冷却用配管１０Ｂを有する。加熱用配管８Ｂはオス型４の内部に配置され、該オス型４をその内方から加熱するものであり、冷却用配管１０Ｂはオス型４を内方から冷却するためのものである。尚、冷却用配管１０Ｂには冷却水吐出用の孔を形成されている。また、オス型４は載置板５２に載置固定されている。基台５１はその上部に狭幅部５３（支持部）が形成され、この狭幅部５３の上部に支持段部５４が形成されている。支持段部５４はその縦壁５５の上部に、内方に向かう支持フレーム５６を有し、この支持フレーム５６は縦壁５５の上面５５ａから載置板５２の厚み分だけ下方に配置され、前記載置板５２が支持フレーム５６に載置固定されている。オス型４はメス型２に対応した形状であって、側壁１２Ｃと天壁３４とから下側開放の直方体に形成されている。載置板５２を支持フレーム５６に載置固定した状態で狭幅部５３の縦壁５５の上面５５ａと載置板５２の上面５２ａとは平面の面一となっており、前記上部構造３と下部構造５とを組合わせた状態で載置板５２の上面５２ａ及び縦壁５５の上面５５ａと、前記支持フランジ１８及びインナープレート７の下面３０，３１とが平面どうしで当接する。

このような金型装置１では、メス型２及びオス型４を上下方向で組合わせた際に、メス型２の側壁１２Ｂの内側面とオス型４の側壁１２Ｃの外側面との間、メス型２の天壁３３の下面とオス型４の天壁３４の上面との間に、発泡樹脂成形品Ｓを成形するための前記成形スペース５７が形成される。

上記構成において、オス型４を載置板５２に載置固定し、載置板５２を支持段部５４の支持フレーム５６に載置することで下部構造５を組立てておく。ここで下部構造５に組付けられる上部構造３組立て手順を説明する。すなわち、インナープレート７にメス型２を載置固定し、また加熱用配管８Ａを所定位置に固定してメス型ユニット５８としておく。このようなメス型ユニット５８を、ホイスト等を用いて、予め分割してあるキャビティ６の下部領域１４に対してその上方から降ろす。このとき、インナープレート７の係合段部４０が支持フランジ１８の被係合段部２１に載置されるようにする。そしてボルト孔４１，４２にボルト４３を上方から挿通してこれを締結することで、キャビティ６の下部領域１４とメス型ユニット５８とを一体化する。

このとき、キャビティ６は分割されており、下部領域１４の高さｈ２は低いから、作業者は無理のない姿勢でボルト４３の締結作業を容易に且つ楽に行うことができる。ここで、被係合段部２１と係合段部４０の外方縦壁面２２，２３どうしの間の隙間４６をパッキン４８によって充填する。そして、この場合も、キャビティ６の下部領域１４の高さｈ２は低いから、特に上方からのパッキン４８の充填作業は容易である。換言すれば、キャビティ６の下部領域１４の高さｈ２はボルト４３の締結作業、パッキン４８の充填作業を容易に行い得る高さに設定しておくことが好ましい。

尚、被係合段部２１と係合段部４０の外方縦壁面２２，２３どうしの間及び被係合段部２１と係合段部４０の内方縦壁面２６，２７どうしの間に隙間４６，４７を設ける理由は次のことによる。すなわち、キャビティ６はスチールから形成され、メス型２及びインナープレート７はアルミニウムから形成されており、これらの材料は互いに熱膨脹率（線膨張率）が異なるから、その熱膨脹率の相違を吸収するためである。

続いて冷却用配管１０Ａを、メス型２を囲むように降ろし、キャビティ６の上部領域１３をキャビティ６の下部領域１４に載置するよう降ろして、キャビティ６の上部領域１３と下部領域１４とをボルト１６の締結によって固定（一体化）する。そして、上部構造３を油圧で上下する成形装置に固定する。

次に、上記のように組立てた金型装着１を用いて発泡樹脂成形品を成形する方法を説明する。上部構造３のメス型２と下部構造５のオス型４とを上下方向で組付け、メス型２とオス型４との間の成形スペース５７に、フィーダー３５から発泡性樹脂粒子を所定量供給、充填する。

そして、加熱用配管８Ａ，８Ｂから加工水としての加熱用蒸気６０を吐出することでその熱がメス型２及びオス型４をとおして発泡性樹脂粒子に伝熱されてこれが発泡融着する。所定時間加熱成形後に冷却用配管１０Ａ，１０Ｂから加工水としての冷却水６１を吐出させてメス型２及びオス型４をとおして発泡樹脂成形品を冷却する。このとき、使用した加熱用蒸気６０や冷却水６１は、排水孔４４に連通した凹部４５から排水孔４４に向けて円滑に案内されて外部へ排出される。

ところで、キャビティ６の支持フランジ１８の開口周辺部に形成した下方に凹となる被係合段部２１は、被係合段部２１にインナープレート７の外周辺部が載置されるよう、インナープレート７が装着されることで埋められている。したがって、上部構造３の底には、水が溜まるような凹部を生じていない。また発泡性樹脂粒子の加工に使用した水は排水孔４４から排水される。このために、キャビティ６をスチールから形成したとしても、その使用に伴う錆の発生を効果的に抑制することができる。そして錆の発生が抑制されることで、従来のように、例えば凹部１３に溜まった錆を含んだ水が加熱用蒸気６０によって跳ね、側壁１２Ｂの小孔３８から発泡樹脂成形品Ｓに浸入して発泡樹脂成形品Ｓを汚染してしまうといった状態を回避することができ、商品価値の高い発泡樹脂成形品Ｓを提供することができる。

メス型２とオス型４との間の成形スペース５７で形成された発泡樹脂成形品Ｓは次のようにして金型装置１から離型される。すなわち、発泡樹脂成形品を加熱成形、冷却後、上部構造３のメス型２を発泡樹脂成形品Ｓとともに油圧を用いて上昇させて上部構造３と下部構造５とを上下方向で分離させた状態で下部構造５を側方に移動させる。これにより上部構造３の下方に下部構造５が存在していない環境をつくり、エジェクト板７０を降下させてエジェクトピン３７により発泡樹脂成形品Ｓを離型し、落下させる。このようにしてメス型２から離型させた発泡樹脂成形品Ｓを所定の場所に向けて搬送する。

続いて発泡樹脂成形品Ｓを製造する場合は、下部構造５を上部構造３の下方に位置合わせするよう側方に戻し、上記と同様に上部構造３を油圧を用いて下降させて、メス型２とオス型４とを組合わせるよう、載置板５２の上面５２ａ及び縦壁５５の上面５５ａと支持フランジ１８及びインナープレート７の下面３０，３１とを当接させる。その後は上記と同様に、フィーダー３５からオス型４とメス型２との間の成形スペース５７に発泡性樹脂粒子を供給することで充填し、加熱用配管８Ａ，８Ｂから加熱用蒸気６０を吐出して発泡性樹脂粒子を発泡融着させ、所定時間加熱成形後に冷却用配管１０Ａ，１０Ｂから冷却水６１を吐出させて冷却することで発泡樹脂成形品Ｓを製造する。成形スペース５７で形成された発泡樹脂成形品Ｓを離型する手順は上記で説明した通りである。

発泡樹脂成形品Ｓの大きさを変更する際は、メス型２及びオス型４の大きさを変更する。この場合、メス型２の開口部の形状に対応するインナープレートを用いることで、キャビティ６を共有することができる。このようにすることで、キャビティ６の支持フランジ１８の開口周辺部に下方に凹となる被係合段部２１を形成していたとしても、被係合段部２１にインナープレート７が装着されることで上部構造３の底には水が溜まるような凹部を生じることがなく、キャビティ６の使用に伴う錆の発生を効果的に抑制することができ、発泡樹脂成形品の汚染を防止することができる。

本発明の実施形態を示す金型装置のオス型側とメス型側とを分離した状態の概略構成を示す一部破断構成図。 同じく支持フランジとインナープレートとの取付け状態を示す拡大断面図。 同じく金型装置の上部構造の概略構成を示す平面図。 同じく排水口部分の拡大断面図。 同じく金型装置の組立て手順を示す概略図。 従来の金型装置の全体構成を示す概略断面図。

符号の説明

１…金型装置、２…メス型、３…上部構造、４…オス型、５…下部構造、６…キャビティ、７…インナープレート、８Ａ，８Ｂ…加熱用配管、１０Ａ，１０Ｂ…冷却用配管、１１Ａ，１１Ｂ…開口、１２Ａ…キャビティの側壁、１２Ｂ…メス型の側壁、１２Ｃ…オス型の側壁、１３…上部領域、１４…下部領域、１５…補強リブ、１６…ボルト、１８…支持フランジ、２１…被係合段部、３２…装着スペース、３８…小孔、４０…係合段部、４４…排水孔、４５…凹部（切欠）、４６，４７…隙間、５１…基台、５２…載置板、Ｓ…発泡樹脂成形品

Claims (6)

1. キャビティの下部に開口を形成する支持フランジに、メス型のインナープレートの外周辺部を介してメス型がキャビティに取付けられ、メス型がキャビティに取付けられた状態でメス型とキャビティとの隙間が設けられ、該隙間には発泡樹脂成形品を加工するための加工水を供給する配管が設けられた金型装置であって、前記キャビティの支持フランジの開口周辺部に下方に凹となる段部が設けられ、該段部にインナープレートの外周辺部が装着されることで該段部が埋められていることを特徴とする金型装置。
2. インナープレートが上方から支持フランジの段部に載置されることで、該段部が埋められることを特徴とする請求項１記載の金型装置。
3. 支持フランジの上面とインナープレートの上面とが同一平面とされていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の金型装置。
4. キャビティが上下方向位置で分割可能とされ、支持フランジとインナープレートとは、インナープレートの上方からボルト止めされていることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の金型装置。
5. 段部の縦壁面とインナープレートの外周壁面との間の隙間を弾性を有する充填材で充填していることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載の金型装置。
6. 請求項１乃至請求項５の何れかに記載の金型装置を用いて発泡樹脂成形品を製造する製造方法であって、メス型と該メス型に組合わされるオス型との間の隙間に発泡性樹脂粒子を充填し、メス型とオス型とに加工水を供給することを特徴とする発泡樹脂成形品の製造方法。

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