JP2008120021A - 発泡体成形用金型 - Google Patents

Abstract

【課題】金型強度が低下することなく、製品の成形サイクルを上げることができる発泡体成形用金型を提供する。
【解決手段】発泡体成形用金型２は、固定金型１１と該固定金型１１に対して開閉される移動金型１２とを有する。両金型１１、１２で形成したキャビティ１３内に発泡粒子を装填し、蒸気通過口１４から蒸気をキャビティ１３内に吹き込んで発泡粒子を加熱発泡させるようにした発泡体成形用金型である。金型２に多数の蒸気通過口１４が形成され、金型２のキャビティ１３側の面に小孔６を有する金属板４が取り付けられ、蒸気通過口１４が金属板４により閉塞される。
【選択図】図１

Description

本発明は、発泡体を型内成形するのに使用される発泡体成形用金型に関する。

樹脂製発泡体を金型内で成形するには、予め予備発泡させた発泡粒子を開閉自在な金型によって形成されるキャビティ内に装填し、このキャビティ内に蒸気を吹き込んで発泡粒子を加熱発泡させた後、金型を冷却することによって行なわれている。

金型には、キャビティ内に蒸気を吹き込んで加熱するとともに、エアーを逃がすための蒸気通過口が形成され、更にこの蒸気通過口内にスリットあるいはキリ孔を有する部材を嵌着することが広く行なわれている。例えば、特開平１１−１２９２７５号公報（特許文献１）参照。

即ち、図９〜図１１に示すように、固定金型３１と移動金型３２とからなる開閉自在な一対の金型が備えられ、移動金型３２を固定金型３１に向けて移動させて型閉めを行った際に両金型３１，３２間に形成されるキャビティ３３内に所定量の発泡粒子（発泡性樹脂ビーズ）を装填する。そして、固定金型３１及び移動金型３２の双方或いは一方に設けられた蒸気通過口１１，１２から加熱蒸気をキャビティ１３内へ導くことにより、発泡粒子を均一に加熱して発泡させる。その後、金型３１、３２の周囲に冷却水を流して冷却する。

この時、蒸気通過口１１，１２を多数の小孔で形成すると、金型３１，３２の製作が面倒で、しかも強度的に弱くなってしまうため、例えば、スリット部材を別に用意しておき、このスリット部材の形状に合った大きさの蒸気通過口１１，１２を金型に穿設し、この蒸気通過口１１，１２内にスリット部材を打ち込むことが行われている。

このスリット部材は、一端を閉塞端で閉塞させた有底筒状に形成され、この閉塞端の表面が前記キャビティ３３の内壁面と面一となって該キャビティ３３の一部を構成するとともに、この閉塞端に多数の細いスリット（又はキリ孔）を設けて、このスリットを介してキャビティ３３の内外が互いに連通し、ここから蒸気がキャビティ３３内へ導入されるように構成されている。

上記固定金型３１及び移動金型３２は、通常、鋳型に溶融金属（例えば、アルミニウム合金の溶湯）を流し込み、凝固させて肉厚８〜１０ｍｍ程度の金型に作製し、該金型に原料フィーダの取付孔、エジェクトピンの取付孔、及び蒸気通過口をドリル等を用いて各々穿設し、各金型を製造している。

そして、製品の成形サイクルを上げるために、蒸気通過口１１の口径を大きくしたり、その個数を増やしてキャビティ３３内への加熱蒸気の吹き込み速度を上げることが検討されている。しかし、そのように金型に大径の蒸気通過口１１を形成したり、蒸気通過口１１の個数を増やした場合には、金型の強度が低下する。
特開平１１−１２９２７５号公報

本発明は上記欠点を解消するためになされたものであって、その目的とするところは、金型強度が低下することなく、製品の成形サイクルを上げることができる発泡体成形用金型を提供することにある。

本発明の発泡体成形用金型は、固定金型と該固定金型に対して開閉される移動金型とを有し、両金型で形成されるキャビティ内に発泡粒子を装填し、蒸気通過口から蒸気をキャビティ内へ吹き込んで該発泡粒子を加熱発泡させるようにした発泡体成形用金型であって、該固定金型および移動金型の少なくとも一方に多数の蒸気通過口が形成され、該固定金型および移動金型の少なくとも一方のキャビティ側の面に多数の小孔を有する金属板が取り付けられ、該蒸気通過口が金属板により閉塞されており、そのことにより上記目的が達成される。

一つの実施形態では、前記固定金型に多数の蒸気通過口が形成され、該固定金型の内面に多数の小孔を有する金属板が取り付けられ、該移動金型に多数の蒸気通過口が形成され、該移動金型の外面に多数の小孔を有する金属板が取り付けられている。

一つの実施形態では、前記固定金型のキャビティ側の内面に凹部が形成され、該凹部に金属板が装着され固定金型の内面が面一となっており、該移動金型のキャビティ側の外面に凹部が形成され、該凹部に金属板が装着され移動金型の外面が面一となっている。

一つの実施形態では、前記金属板は、多数の小孔が形成されたステンレス板により形成されている。

一つの実施形態では、前記金属板は、固定金型および移動金型の少なくとも一方にリベットにより固着されている。

一つの実施形態では、前記蒸気通過口の口径が２０〜２５ｍｍである。

一つの実施形態では、前記金属板に形成された小孔の径が、０．３〜１．５ｍｍであり、該小孔のピッチが３〜８ｍｍであり、該金属板の厚みが０．５〜１．５ｍｍである。

一つの実施形態では、前記発泡体が箱状の容器である。

本発明の他の発泡体成形用金型は、固定金型と該固定金型に対して開閉される移動金型とを有し、両金型で形成されるキャビティ内に発泡粒子を装填し、蒸気通過口から蒸気をキャビティ内に吹き込んで該発泡粒子を加熱発泡させるようにした発泡体成形用金型であって、該固定金型と移動金型との間に枠状の高さ調製用のワッパーがキャビティ方向へ移動可能に配置され、該ワッパーの外面にワッパーの移動方向に直交する方向の複数の固定溝が形成され、該固定溝に係合可能な固定部材が固定金型に配設されており、そのことにより上記目的が達成される。

一つの実施形態では、前記固定部材が固定金型にキャビティ側へ突出没入可能に取り付けられている。

本発明の発泡体は、上記発泡体成形用金型を用いて成形されており、そのことにより上記目的が達成される。

一つの実施形態では、前記発泡体の形状が箱状の容器である。

移動金型及び／又は固定金型に多数の蒸気通過口が形成され、金型のキャビティ側の面に小孔を有する金属板が取り付けられ、蒸気通過口が金属板により閉塞されていることにより、孔の開口率が増えるので、蒸気を短時間でキャビティ内へ送ることができ、また金型本体の厚みを薄くしたとしても金属板で補強できるため、金型本体の厚みを従来に比べて薄くでき、短時間で冷却することが可能である。

そのため、従来の金型を使用した場合には、１００秒〜１３０秒程度１サイクル必要であったが、本発明の金型を使用した場合には、６０秒前後で成形でき、製品の成形サイクルを上げることができる。

本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１〜図５に示すように、本発明の金型２は、固定金型１１と該固定金型１１に対して移動可能に構成された移動金型１２とを有する。移動金型１２を固定金型１１に向けて移動させ型閉めを行うことで両金型１１，１２間に所望形状(例えば、箱状）のキャビティ１３が形成される。

該各金型１１、１２は、熱伝導率の高い、例えばアルミニウム等の金属を箱状に成形することによって形成されている。すなわち、各金型１１，１２は、鋳型に溶融金属（例えば、アルミニウム合金の溶湯）を流し込み、凝固させて肉厚８〜１０ｍｍ程度の金型本体を作製し、該金型本体に原料フィーダの取付孔、エジェクトピンの取付孔、及び蒸気通過口１４をドリル等を用いて各々穿設して製造される。

各金型１１、１２には、そのほぼ全域に亘って前記キャビティ１３内に蒸気を導く蒸気通過口１４、１５が多数穿設されている。すなわち、各金型１１、１２の底部および壁部に円形の多数の蒸気通過口１４、１５が貫通して形成されている。蒸気通過口１４の口径は２０〜２５ｍｍが好ましい。

図１および図２に示すように、固定金型１１の内面に多数の小孔４を有する金属板６が固着され、該蒸気通過口１４が該金属板６により閉塞されている。つまり、固定金型１１の底部の内面および壁部の内面にそれぞれ矩形状の金属板６がリベットなどの固着具により固着されている。また、移動金型１２の底部の外面および壁部の外面にそれぞれ矩形状の金属板６がリベットなどの固着具により固着され、該蒸気通過口１５が該金属板６により閉塞されている。

金属板６としては、図５に示すように、多数の小孔４が形成されたステンレス板により形成することができる。金属板６に形成された小孔４の径は．０．３〜１．５ｍｍが好ましく、小孔４のピッチは３〜８ｍｍ好ましく、また金属板６の厚みは０．５〜１．５ｍｍが好ましい。さらに好ましくは、金属板６に形成された小孔４の径は１ｍｍ、小孔４の間隔は５ｍｍ、金属板６の厚みは１ｍｍである。

なお、金属板６はパンチングメタルにより形成することができる。金属板６に形成される小孔４の形状、配置等は種々選択することができ、例えば、丸孔、角孔、長孔の形状を採用したり、千鳥状、並列などに配置することができる。

金属板６を固定金型１１に固着するには、固定金型１１のキャビティ側の内面に金属板６の厚み程度の凹部１８を形成して、該凹部１８に金属板６を装着し固着具にて固着するのが好ましく、固定金型１１の内面が平坦面となる。

金属板６を移動金型１２に固着するには、移動金型１２のキャビティ側の外面に金属板６の厚みを有する凹部１９を形成して、該凹部１９に金属板６を装着し、固着具にて固着するのが好ましく、移動金型１２の外面が平坦面となる。

このように構成することにより、各金属板６が、金型１１、１２のキャビティ１３を区画形成する壁面と隙間なく且つ面一となり、蒸気通過口１４のキャビティ１３側の開口部を塞いだ状態でキャビティ１３の一部を構成する。

上記構成の金型２を使用して、合成樹脂発泡体（成形品）を成形する場合を以下に説明する。

図４に示すように、移動金型１２を固定金型１１に向けて移動させ型締めを行って、両金型１１、１２間にキャビティ１３を形成する。このキャビティ１３内に予め予備発泡させた所定の量の発泡粒子をフィーダ（図示せず）等を介して装填し、その後、金型１１、１２の周囲に蒸気を導く。

蒸気は蒸気通過口１４、１５および金属板６の多数の小孔４を通ってキャビティ１３内部に導かれる。この蒸気の熱によって、キャビティ１３内の発泡粒子が加熱されて発泡し、融着する。発泡後に、蒸気の導入を停止するとともに、金型１１、１２の周囲に冷却水を導く。その後、移動金型１２を移動させて型を開き、押出しピン（図示せず）等によって成形品を固定金型１１から外方へ押し出して、この製造を完了させる。

このように本発明の金型２にあっては、金型２のキャビティ１３側面に小孔４を多数有する金属板６を取り付けることにより、孔の開口率が増える。また金属板６で金型本体を補強できるため、金型本体の厚みを従来に比べて薄くできる。

なお、金属板６を金型に取り付けることなく、金型の底部および壁部にそれぞれ小孔４を多数設けるようにしてもよい。

また、図６〜図８は、高さの異なる発泡体を成形するための金型を示したものである。

従来では、図９に示す金型を用いて高さの異なる発泡体を成形していた。

図中３１は固定金型、３２は移動金型、３３は固定金型３１と移動金型３２との間に形成されるキャビティ、３６は移動金型受け台、３８は固定金型受け台である。

従来の金型においては、側壁の高い成形品を製造する場合には、図９および図１３（ａ）に示すように、固定金型３１と移動金型３２との間にワッパー８を配置し、キャビティ１３の高さを高い状態として、このキャビティ１３内に予備発泡させた発泡粒子（樹脂ビーズ）を充填し、水蒸気をキャビティ１３内に導入してキャビティ１３内の発泡粒子を加熱し融着させ、これにより、側壁が高い発泡成形品を得ていた。

側壁の高さが低い成形品を成形する場合には、図１３（ｂ）、図１３（ｃ）に示すように、移動金型３２の外側面に高さ調製用アダプター９を装着し、ワッパー８をキャビティ１３内へ移動させると、キャビティ１３は、この高さアダプター９およびワッパー８により高さが低く設定される。そして、上記と同様にキャビティ１３内の発泡粒子を加熱し融着させ、これにより、側壁の高さの低い発泡容器が成形される。

このようにして、固定金型３１と移動金型３２との間に高さ調整用アダプター９を嵌め込むことにより、キャビティ１３の高さ（すなわち容器の高さ）を調整し、１つの金型から高さの異なる成形品（発泡容器）を成形していた。

ところが、従来の容器成型用の金型においては、成形時にワッパー８が固定金型３１の内側面および移動金型３２の外側面に加熱により固着することにより、ワッパー８を移動したときに両金型３１，３２の側面に傷がつくという問題があり、そのため高さの高い成形品を製造するときに成形品にその傷が転写されて跡が形成されるという問題があった。

そこで、図６〜図８に示す金型を用いることにより、上記問題を解消したものである。

この金型は、該固定金型１１と移動金型１２とを有し、固定金型１１と移動金型１２との間に同じ間隔を有するキャビティ１３の周囲部１３ａが形成されている。そして、この周囲部１３ａに高さ調製用のワッパー８がキャビティ１３方向へ移動可能に配置されている。つまり、このワッパー８は枠状になっており、移動金型１２の周囲に移動可能に装着されている。該ワッパー８の外側面には、図６に示すように、複数の固定溝２０が形成されている。この固定溝は、ワッパー８の移動方向に対して直交する方向に長く形成され、ワッパー８の対向する側面に同じ高さにそれぞれ形成されている。また隣接する側面においては異なる高さ位置で固定溝２０が形成されている。

固定金型１１の開放端部にフランジ２２が外側方へ延出され、このフランジ２２に固定部材２４が取り付けできるように構成されている。例えば、図６に示すように、固定部材２４に移動方向の長孔２５が形成され、ビス等の固着具２７によって固定部材２４がフランジ２２に固着されている。

固定溝２０はワッパー８の対向する側面において同じ高さ位置に形成され、隣接する側面において異なる高さ位置に形成されているので、対向するフランジ２２に配置された固定部材２４をフランジ２２に固定するだけでワッパー８をフランジ２２に固定することができる。また、隣接する側面に固定溝２０を形成することにより、複数段固定溝２０をワッパー８に設けた場合でもワッパー８の強度が大きく低下することを回避できる。この固定部材２４の先端部は、ワッパー８の固定溝２０に係合可能である。

従って、図７から図８に示すように、ワッパー８をキャビティ１３の周囲部においてキャビティ１３方向へ移動させると共に、ワッパー８の固定溝２０を選択して固定部材２４を固定溝２０に係合させることでワッパー８を固定し、キャビティ１３の高さを調製できる。

上記構成を採用することにより、傷が金型側面に付くのを防止でき、ワッパー８および固定部材２４を移動するだけでキャビティ１３の高さを調製できるので、操作性が良く、また短時間でキャビティの高さを変えることができる。

本発明の一実施例の固定金型の斜視図である。 本発明の一実施例の移動金型の斜視図である。 図２で示した移動金型の要部断面図である。 本発明の一実施例の金型の断面図である。 本発明の一実施例の金属板の平面図である。 本発明の一実施例のワッパーの斜視図である。 本発明の他の実施例の金型の要部断面図である。 本発明の他の実施例の金型の要部断面図である。 従来の金型の概略断面図である。 従来の固定金型の斜視図である。 従来の移動金型の斜視図である。 従来のワッパーの斜視図である。 従来の金型の作用説明図である。

符号の説明

２ 金型
４ 小孔
６ 金属板
１１ 固定金型
１２ 移動金型
１３ キャビティ

Claims (12)

1. 固定金型と該固定金型に対して開閉される移動金型とを有し、両金型で形成されるキャビティ内に発泡粒子を装填し、蒸気通過口から蒸気をキャビティ内へ吹き込んで該発泡粒子を加熱発泡させるようにした発泡体成形用金型であって、
   該固定金型および移動金型の少なくとも一方に多数の蒸気通過口が形成され、該固定金型および移動金型の少なくとも一方のキャビティ側の面に多数の小孔を有する金属板が取り付けられ、該蒸気通過口が金属板により閉塞されている発泡体成形用金型。
2. 前記固定金型に多数の蒸気通過口が形成され、該固定金型の内面に多数の小孔を有する金属板が取り付けられ、該移動金型に多数の蒸気通過口が形成され、該移動金型の外面に多数の小孔を有する金属板が取り付けられている請求項１に記載の発泡体成形用金型。
3. 前記固定金型のキャビティ側の内面に凹部が形成され、該凹部に金属板が装着され固定金型の内面が面一となっており、該移動金型のキャビティ側の外面に凹部が形成され、該凹部に金属板が装着され移動金型の外面が面一となっている請求項２に記載の発泡体成形用金型。
4. 前記金属板は、多数の小孔が形成されたステンレス板により形成されている請求項１に記載の発泡体成形用金型。
5. 前記金属板は、固定金型および移動金型の少なくとも一方にリベットにより固着されている請求項１に記載の発泡体成形用金型。
6. 前記蒸気通過口の口径が２０〜２５ｍｍである請求項１に記載の発泡体成形用金型。
7. 前記金属板に形成された小孔の径が、０．３〜１．５ｍｍであり、該小孔のピッチが３〜８ｍｍであり、該金属板の厚みが０．５〜１．５ｍｍである請求項１に記載の発泡体成形用金型。
8. 前記発泡体の形状が箱状の容器である請求項１に記載の発泡体成形用金型。
9. 固定金型と該固定金型に対して開閉される移動金型とを有し、両金型で形成されるキャビティ内に発泡粒子を装填し、蒸気通過口から蒸気をキャビティ内に吹き込んで該発泡粒子を加熱発泡させるようにした発泡体成形用金型であって、
   該固定金型と移動金型との間に枠状の高さ調製用のワッパーがキャビティ方向へ移動可能に配置され、
   該ワッパーの外面にワッパーの移動方向に直交する方向の複数の固定溝が形成され、該固定溝に係合可能な固定部材が固定金型に配設されている発泡体成形用金型。
10. 前記固定部材が固定金型にキャビティ側へ突出没入可能に取り付けられている請求項９に記載の発泡体成形用金型。
11. 請求項１に記載の発泡体成形用金型を用いて成形された発泡体。
12. 前記発泡体の形状が箱状の容器である請求項１１に記載の発泡体。

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