JP2009172770A - 金型装置及び樹脂成形品の成形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】離型用のフィルムをキャビティ面に設けたことにより、離型剤に関する問題点が回避されると共に、脱型に際しこのフィルムをキャビティ面から離反させることなく、容易に成形品を脱型することが可能な金型装置及びこの金型装置を用いた樹脂成形品の成形方法を提供する。
【解決手段】下型３のキャビティ面にフィルム１５が設けられている。下型３に、気体吹込口４ａを有したノズル４が取り付けられている。ノズル４の先端の外周部に押え部材１６が装着され、この押え部材１６によってフィルム１５のノズル周囲部分が下型３に固定されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、ウレタンフォーム等の樹脂成形品を製造するための金型装置に係り、特に成形品の脱型を効率良く行うことができる金型装置に関する。また、本発明は、この金型装置を用いた樹脂成形品の成形方法に関するものである。

Ｉ． 硬質ポリウレタンフォームを成形する場合、上型及び下型よりなる金型の該下型内にウレタン原料液を供給し、型締めして発泡させ、固化（キュア）後に型開きして脱型を行う。

この脱型を容易に行うことができるようにした発泡成形用の金型として、特開２００６−２５６２４２号公報に、下型の底面に、成形品を押し上げるための気体吹込口が設けられた金型が記載されている。

同号公報の金型を用いて発泡成形品を発泡成形し、脱型する場合、キュア終了後、型開きして気体吹込口に気体を供給し、キャビティの底面と成形品との間に気体を吹き込む。これにより、成形品が押し上げられ、脱型される。

II． 樹脂製品を成形するための金型の内面に離型フィルムを設けることは周知である。

特開平９−２３４７４８号公報には、下型のキャビティ面に沿って離型フィルムを配置し、型開き後の脱型に際しては、離型フィルムとキャビティ面との間に空気を供給することにより該離型フィルムを上方へ膨らませ、この離型フィルムによって成形品を下型外に押し出すようにした発泡成形方法が記載されている。

同号公報では、脱型後、離型フィルムとキャビティ面との間の空気を排気することにより、再び離型フィルムをキャビティ面に密着させ、次回の成形サイクルに移行する。
特開２００６−２５６２４２号公報 特開平９−２３４７４８号公報

上記特開２００６−２５６２４２号公報の金型を用いて発泡成形を行う場合には、この金型の内面に離型剤を塗布しておく必要がある。そのため、離型剤の配合技術や離型剤の金型への塗布技術、離型剤の塗布パターンの調整などを要する。また、金型への離型剤の堆積を除去する必要があるため、メンテナンスに手間が掛かる。さらに、離型剤を吹くことにより大気中に有機物が散乱するため、環境上も好ましくない。

これに対し、上記特開平９−２３４７４８号公報の発泡成形方法によれば、下型の内面に離型フィルムが設けられているので、離型剤が不要であり、上記の離型剤に関する問題点が回避される。

しかしながら、特開平９−２３４７４８号公報の発泡成形方法にあっては、離型フィルムを脱型時に膨張させ、脱型後に萎ませてキャビティ面まで復帰させるサイクル（以下、このサイクルを離型フィルムの膨張・復帰サイクルという。）により、離型フィルムに皺が発生し、この皺が成形品の外面に転写されて成形品の外観が損なわれたり、離型フィルムが破れたりして離型フィルムを交換しなければならない。

また、この特開平９−２３４７４８号公報の発泡成形方法においては、脱型時に離型フィルムを膨張させた場合、この膨張した離型フィルムの上面は上方に向って凸となるように湾曲するため、この膨張した離型フィルムの上面に沿って成形品が湾曲するおそれがある。また、離型フィルムを成形品から剥す際に成形品を破損するおそれがある。さらに、脱型後に離型フィルムを萎ませてキャビティ面まで復帰させる際に、途中で離型フィルムが金型の角などに引っ掛かって形状不良を引き起こすおそれがある。

本発明は、このような問題点を解決し、離型用のフィルムをキャビティ面に設けたことにより、離型剤に関する問題点が回避されると共に、脱型時にこのフィルムをキャビティ面から離反させることなく、且つ容易に成形品を脱型することが可能な金型装置及びこの金型装置を用いた樹脂成形品の成形方法を提供することを目的とする。

請求項１の金型装置は、キャビティを有した金型本体と、該キャビティ内の成形品を脱型するための空気を該キャビティに供給するためのノズルと備えてなる樹脂成形品成形用金型装置であって、該金型本体には、該ノズルを取り付けるための取付孔が設けられ、該ノズルは、その先端面を該キャビティに臨ませて該取付孔に挿入され、取り付けられている金型装置において、該金型本体のキャビティ面に沿って合成樹脂フィルムが設けられており、前記取付孔のキャビティ側に、前記ノズルを取り巻く空隙部が設けられており、前記フィルムの該ノズルの近傍部分が該空隙部内に配置され、該空隙部に押え部材が挿入され、該押え部材によって前記フィルムの前記ノズル近傍部分が前記金型本体に固定されていることを特徴とするものである。

請求項２の金型装置は、請求項１において、前記押え部材は離型性を有した合成樹脂又はゴム製であることを特徴とするものである。

請求項３の金型装置は、請求項２において、該押え部材は、シリコンゴム、フッ素樹脂、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）又はポリオレフィン系エラストマーよりなることを特徴とするものである。

請求項４の金型装置は、請求項２又は３において、該押え部材の内周縁から前記ノズルの先端面に被さるフランジ部が突設されていることを特徴とするものである。

請求項５の樹脂成形品の成形方法は、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の金型装置を用いた樹脂成形品の成形方法であって、脱型に際し、前記ノズルから成形品と前記フィルムとの間に気体を吹込むことを特徴とするものである。

請求項６の樹脂成形品の成形方法は、請求項５において、成形品は硬質ウレタンフォームであることを特徴とするものである。

本発明の金型装置及びこの金型装置を用いた成形方法にあっては、キャビティ面に合成樹脂フィルムが配置されているので、成形に際し該キャビティ面に離型剤を塗布することが不要である。そのため、本発明によれば、上記の離型剤に関する問題点が回避される。

即ち、本発明によれば、離型剤の配合技術や離型剤の金型への塗布技術、離型剤の塗布パターンの調整などが不要である。また、金型への離型剤の堆積を除去する作業が不要であるため、メンテナンスも容易である。さらに、離型剤を吹くことによる大気中への有機物の散乱のような大気汚染もない。

また、本発明の金型装置及びこの金型装置を用いた成形方法にあっては、成形後、脱型に際しては、型開きしてノズルから成形品とフィルムとの間に気体を吹込み、この気体の圧力により成形品を押し上げて脱型させる。本発明では、このフィルムのノズル周囲部分がノズル周囲の空隙部内に配置され、この空隙部内に押え部材が挿入されることにより、該フィルムのノズル周囲部分が金型本体に固定されている。このため、脱型に際してフィルムがキャビティ面から浮き上がることが防止される。これにより、フィルムをキャビティ面から離反させることなく、ノズルからの気体の圧力により容易に成形品を脱型することができる。

このように、本発明によれば、脱型時にフィルムをキャビティ面から離反させない、即ち上記の特開平９−２３４７４８号公報の発泡成形方法のようなフィルムの膨張・復帰サイクルを行わないため、このフィルムの膨張・復帰サイクルに伴う問題点を回避することができる。

即ち、本発明によれば、フィルムがキャビティ面に沿ったままなので、フィルムに皺が発生したり、フィルムが破れたりしにくい。そのため、フィルムの膨張・復帰サイクルを行う発泡成形方法に比べて、フィルムの交換頻度が少なくて済む。また、脱型時にフィルムを膨張させないので、フィルムを膨張させた場合のように成形品が湾曲するおそれがない。さらに、フィルムが移動しないので、フィルムが金型の角などに引っ掛かって形状不良を引き起こすおそれもない。

請求項２の通り、押え部材としては、合成樹脂又はゴム製のものが簡便である。この合成樹脂又はゴム製の押え部材は、それ自体の反力によってフィルムを固定する。

請求項３のように、離型性が良く、弾力性に富むゴム又は合成樹脂製の押え部材を用いることにより、成形品の押え部材からの離型性が極めて良好となる。また、フィルムをしっかりと固定することができる。

請求項４によると、ノズル先端面が離型性を有したゴム又は合成樹脂で覆われるので、成形品のノズル先端面への付着が防止される。

請求項６の通り、本発明は硬質ウレタンフォームよりなる成形品の製造に好適であるが、これに限定されない。

以下、図面を参照して実施の形態について説明する。第１図（ａ），（ｂ），（ｃ）は実施の形態に係る硬質ポリウレタンフォーム成形品の発泡成形用の金型及びそれを用いた発泡成形方法を説明する断面図である。第２図（ａ），（ｂ）はそれぞれ閉弁時及び開弁時のノズルを示す断面図である。なお、以下の説明において、上下方向とは図の上下方向である。

この金型１は、上型２（第１図（ｂ）にのみ図示）及び下型３を備えている。この下型３のキャビティ面に沿って離型用の合成樹脂フィルム１５が設けられている。このフィルム１５としては、ポリプロピレン、ポリエチレンなどウレタンフォームに対し離型性を有するものが好ましい。この実施の形態では、上型２は回動装置（図示略）を介して下型３に対し起倒方向回動可能とされているが、これに限定されるものではない。

下型３のキャビティ面には、適宜の角度の抜きテーパーが設けられている。この下型３のキャビティ底面に気体吹込用のノズル４が設けられている。

この実施の形態では、ノズル４は、下型３の下側に取り付けられたシリンダ５を備えている。該シリンダ５は、軸心線方向を上下方向としている。下型３には、下型３のキャビティ面と下面（下型３の外面）とを連通した取付孔３ａが穿設されている。シリンダ５は、その上端部５ａが取付孔３ａに挿入され、ボルト（図示略）等により下型３に固着され、該下型３のキャビティ面から下方に延在している。このシリンダ５と取付口３ａとの間は気密にシールされている。なお、このシリンダ５の上端面（先端面）が下型３のキャビティ面と面一となっている。該シリンダ５の先端面に気体吹込口４ａが形成されている。

このシリンダ５に、コンプレッサや蓄圧タンク等の給気装置（図示略）からの給気管１１が接続されている。なお、この実施の形態では、気体として空気が供給される。この給気管１１を介してシリンダ５内に供給された空気は、気体吹込口４ａからキャビティ内に吹き込まれる。

シリンダ５内には、この気体吹込口４ａを開閉するロッド状の弁体９が設けられている。この弁体９は、気体吹込口４ａ閉鎖時には、第２図（ａ）のように、その先端側がシリンダ５内から該気体吹込口４ａに内嵌して該気体吹込口４ａを閉鎖し、気体吹込口４ａ開放時には、第２図（ｂ）のように、気体吹込口４ａからシリンダ５内に後退して該気体吹込口４ａを開放するように動作する。

なお、この弁体９の駆動機構は任意であり、特定の機構に限定されない。

この実施の形態では、第２図（ａ）の通り、気体吹込口４ａ閉鎖時には、気体吹込口４ａに内嵌した弁体９の上端面が下型３のキャビティ底面と略面一となる。

この実施の形態では、前記取付口３ａに挿入されたシリンダ５の上端部５ａのうち、その先端面から取付孔３ａ内の所定レベルまでの先端部５ｔが、それよりも下側の部分よりも小径となっている。この実施の形態では、該取付孔３ａは、その孔軸心線方向において実質的に等径である。そのため、シリンダ先端部５ｔの外周囲には、該先端部５ｔを取り巻く空隙部（符号略）が形成されている。この実施の形態では、該空隙部は円環形の平面視形状となっているが、空隙部の形状はこれに限定されない。

この空隙部の内径（この実施の形態ではシリンダ５の先端部５ｔの外径）は１０ｍｍ以下特に０．５〜６ｍｍであることが好ましく、この空隙部の深さ（この実施の形態ではシリンダ５の先端面から先端部５ｔとそれ以下の部分との段差面までの距離）は３〜４０ｍｍ特に５〜２０ｍｍであることが好ましい。

前記フィルム１５のうち、この空隙部と重なる部分には、シリンダ５の先端部５ｔが挿通されるノズル挿通孔１５ａが設けられている。

このフィルム１５のノズル挿通孔１５ａの周囲部分は、空隙部の周壁面（この実施の形態では取付孔３ａの内面）から底面（この実施の形態ではシリンダ５の先端部５ｔとそれ以下の部分との段差面）にかけて配置されている。なお、このフィルム１５のノズル挿通孔１５ａの周囲部分は、真空成形により、空隙部の周壁面から底面に沿うように突出状に成形されている。

この空隙部に環状の押え部材１６が押し込まれ、これによりフィルム１５のノズル周囲部分が下型３に固定されている。押え部材１６は、キャビティ面とほぼ面一となるように押し込まれる。

この押え部材１６としては、発泡成形される樹脂成形品との離型性が良く、弾力性に富むゴム又は合成樹脂よりなることが好ましい。成形品が硬質ポリウレタンフォームである場合、押え部材としてはシリコンゴム、フッ素樹脂、ポリプロピレンやポリエチレンなどのポリオレフィン系エラストマーよりなるものが好ましい。

押え部材１６の径方向の厚みは、空隙部の径方向の寸法よりも若干大きく、押え部材１６は空隙部に押し込まれる。即ち、この実施の形態では、該押え部材１６自体の反力（弾力）により、フィルム１５が空隙部内に固定される。

この金型１を用いた成形品の成形手順について次に説明する。

弁体９が気体吹込口４ａを閉鎖している第１図（ａ）及び第２図（ａ）の状態において、下型３内にウレタン等の原料液を供給し、上型２の型締め後、第１図（ｂ）の如く発泡させる。キュア終了後、第１図（ｃ）の通り上型２を型開きし、弁体９を後退動作させて気体吹込口４ａを開放させると共に、給気管１１からシリンダ５内に空気を送り込む。

この空気は、シリンダ５内を経由して気体吹込口４ａからフィルム１５と成形品２０との間に吹き込まれ、第１図（ｃ）の如く成形品２０がこの空気圧により押し上げられる。そこで、成形品２０を下型３から脱型する。

脱型後、空気の供給を停止すると共に、弁体９を前進動作させて気体吹込口４ａを閉鎖し、次の成形サイクルに移行する。

この金型１にあっては、キャビティ面に離型用のフィルム１５が設けられているので、離型剤を塗布することなく成形を行うことができる。そのため、成形作業を容易に且つ迅速に行うことができる。しかも、離型剤に関する問題点も回避される。即ち、この金型１を用いた発泡成形方法によれば、離型剤の配合技術や離型剤の金型への塗布技術、離型剤の塗布パターンの調整などが不要である。また、金型への離型剤の堆積を除去する作業が不要であるため、メンテナンスも容易である。さらに、離型剤を吹くことによる大気中への有機物の散乱のような大気汚染もない。

また、この金型１を用いた成形方法にあっては、成形後、脱型に際しては、型開きして気体吹込口４ａからフィルム１５と成形品２０との間に空気を吹込み、この空気圧により成形品２０を押し上げて脱型させるため、脱型作業が容易である。

さらに、この金型１にあっては、フィルム１５のノズル挿通孔１５ａ周囲部分が押え部材１６によってキャビティ面に固定されているので、脱型時にフィルム１５が浮き上がることがない。これにより、フィルムをキャビティ面から離反させることなく、ノズルからの気体の圧力により容易に成形品を脱型することができる。

このように脱型時にフィルム１５をキャビティ面から離反させない、即ちフィルムの膨張・復帰サイクルを行わないことにより、このフィルムの膨張・復帰サイクルに伴う問題点を回避することができる。

即ち、この金型１を用いた成形方法によれば、フィルム１５がキャビティ面に沿ったままなので、フィルム１５に皺が発生したり、フィルム１５が破れたりしにくい。そのため、フィルムの膨張・復帰サイクルを行う発泡成形方法に比べて、フィルム１５の交換頻度が少なくて済む。また、脱型時にフィルム１５を膨張させないので、フィルムを膨張させた場合のように成形品２０が湾曲するおそれがない。さらに、フィルム１５が移動しないので、フィルム１５が金型の角などに引っ掛かって形状不良を引き起こすおそれもない。

この実施の形態では、押え部材１６も離型性の良いゴム又は合成樹脂製とすることにより、成形品２０が押え部材１６に付着することも防止される。

第３図は別の実施の形態に係る発泡成形用の金型の気体吹込口付近の断面図、第４図は押え部材１６Ａの斜視図である。なお、第３図（ａ）は閉弁時を示し、第３図（ｂ）は開弁時を示している。

この実施の形態では、押え部材１６Ａとして、ノズル４の先端面に被せるフランジ部１６ａを一体に有したものが用いられている。このため、成形品がノズル４の先端面に付着することも防止される。

この実施の形態のその他の構成は前述の第１，２図の実施の形態と同様となっており、第３，４図において第１，２図と同一の符号は同一の部分を示している。

第３，４図では、フランジ部１６ａを有した押え部材１６Ａが用いられているが、第５図のように、ノズル４の先端面に被さるフランジ部１８ｂを有した離型性ゴム又は合成樹脂製のキャップ１８をノズル４に被せ、押え部材としては第１，２図に示す押え部材１６を用いるようにしてもよい。なお、このキャップ１８は、筒部１８ａと、先端側のフランジ部１８ｂとを有しており、該フランジ部１８ｂに、気体吹込口４ａと重なる箇所に気体流出用開口１８ｃが設けられている。このキャップ１８をノズル４に装着した後、押え部材１６を装着してフィルム１５を固定する。

上記の実施の形態は本発明の一例を示すものであり、本発明は図示以外の形態とすることも可能である。例えば、ノズル４は複数個設けられてもよい。また、ノズル４は下型の側面部分にも設けられてもよい。

上記の実施の形態では、シリンダ５の先端部５ｔを小径とすることにより環状空隙部を形成しているが、取付孔３ａのキャビティ側の口径を大きくすることにより環状空隙部を形成してもよい。また、シリンダ５の先端側を小径とし且つ取付孔３ａのキャビティ側を大径としてもよい。

実施の形態に係る発泡成形用の金型及び発泡成形方法を示す断面図である。 気体供給機構の断面図である。 実施の形態に係る発泡成形用の金型の気体吹込口付近の断面図である。 第３図の押え部材の斜視図である。 キャップとノズル先端付近の斜視図である。

符号の説明

１ 金型
２ 上型
３ 下型
４ ノズル
４ａ 気体吹込口
５ シリンダ
９ 弁体
１５ フィルム
１６，１６Ａ 押え部材
１６ａ フランジ部
１８ キャップ

Claims (6)

1. キャビティを有した金型本体と、
   該キャビティ内の成形品を脱型するための空気を該キャビティに供給するためのノズルと
   を備えてなる樹脂成形品成形用金型装置であって、
   該金型本体には、該ノズルを取り付けるための取付孔が設けられ、該ノズルは、その先端面を該キャビティに臨ませて該取付孔に挿入され、取り付けられている金型装置において、
   該金型本体のキャビティ面に沿って合成樹脂フィルムが設けられており、
   前記取付孔のキャビティ側に、前記ノズルを取り巻く空隙部が設けられており、前記フィルムの該ノズルの近傍部分が該空隙部内に配置され、
   該空隙部に押え部材が挿入され、該押え部材によって前記フィルムの前記ノズル近傍部分が前記金型本体に固定されていることを特徴とする金型装置。
2. 請求項１において、前記押え部材は離型性を有した合成樹脂又はゴム製であることを特徴とする金型装置。
3. 請求項２において、該押え部材は、シリコンゴム、フッ素樹脂、ポリプロピレン、ポリエチレン、又はポリオレフィン系エラストマーよりなることを特徴とする金型装置。
4. 請求項２又は３において、該押え部材の内周縁から前記ノズルの先端面に被さるフランジ部が突設されていることを特徴とする金型装置。
5. 請求項１ないし４のいずれか１項に記載の金型装置を用いた樹脂成形品の成形方法であって、
   脱型に際し、前記ノズルから成形品と前記フィルムとの間に気体を吹込むことを特徴とする樹脂成形品の成形方法。
6. 請求項５において、成形品は硬質ウレタンフォームであることを特徴とする樹脂成形品の成形方法。

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