JP2009298057A - 合成樹脂発泡成形品の成形金型 - Google Patents

Abstract

【課題】成形金型の構造等より制限されるスペースに応じて最適なベント構造を構成することができ、成形品の欠肉発生を防止して、複雑な形状の合成樹脂発泡成形品を容易かつ確実に製造することのできる合成樹脂発泡成形品の成形金型を提供する。
【解決手段】密閉したキャビティ内で合成樹脂発泡材料を発泡硬化させて、所定形状の合成樹脂発泡成形品を得る成形金型であって、所定箇所に設けられたガス抜き孔に終端が閉塞されたフレキシブルなチューブベントを接続してなり、該チューブベント内の閉塞空間部に発泡中に発生するガスを排出収容するように構成した合成樹脂発泡成形品の成形金型。
【選択図】図１

Description

本発明は、ポリウレタンフォーム等の合成樹脂発泡成形品の成形金型に関する。

従来、ポリウレタンフォーム等の合成樹脂発泡成形品を製造する場合、所定形状のキャビティ（成形空間部）を有する成形金型内に合成樹脂発泡材料を注入し、該材料を該キャビティ内で発泡硬化させた後、脱型することにより、所定形状の成形品を得ている。この際、上記材料をキャビティ内の隅々まで確実に充満させるには、上記成形金型に適宜なガス抜き機構を設けて、発泡中に発生するガス（発泡ガス）を上記キャビティ内から排出し、上記キャビティ内の圧力（発泡圧）を適切に調整する必要がある。

しかしながら、例えば図３の金型のように、自動車用シートのクッションパッド用金型などの複雑なキャビティ形状の金型では、上記発泡ガスを効果的に排出することができずに、発泡圧が過度に上昇し、特に図３（Ｂ）の４３のように、キャビティの一部が袋小路になっている場合には、この部分がガス溜りとなって欠肉（充填不良）等の不良が発生しやすい。

これに対し、合成樹脂発泡材料の発泡時に発生する発泡ガスを金型外に排出せず、所定容量の終端が閉塞された筒体を、あらかじめ金型の所定箇所に設け、上記発泡ガスを該筒体内に排出収容することにより、発泡体のキャビティ内での流れを適切にコントロールして充填不良を抑制することが提案されている。例えば、実開昭６０−１３００１３号公報（特許文献１）には、上型と下型とからなる金型の上型に所定寸法の副型を設け、この副型により該上型に穿設された貫通孔に連通した副成形室を設け、この副成形室に発泡ガスを排出収容するように構成された発泡成形用モールド型が開示されている。しかしながら、このような副型を用いて副成形室を設ける方法には、金型の構造が複雑になった場合、上記副型の配置スペースの確保が困難となる場合があり、その場合には必要なベント容積を確保することができなくなるという問題がある。

これに対し、出願人は、これらの問題を解決する有効な手段として、金型に合成樹脂発泡成形品用材料を大気圧下に供給し、該金型内のガスを排出可能に閉型した後、該材料の充填完了後ゲル化前に型内を完全密封することで、バリの発生とボイドを抑えることのできる合成樹脂発泡成形品の製造方法（特開２０００−１６０２３５号公報：特許文献２）や、中子型に分割部を設けて分割可能にすると共に、該中子型の内部に空間部を設けることにより、成形品の袋形状部周辺のガス抜きを促進させ、製品欠陥を減少させたウレタンフォーム成形品のガス抜き方法及びその成形型（特開平９−２９７６４号公報：特許文献３）を既に提案している。そして今回、更に新たな金型を提案し、上述の問題点を比較的に容易な方策により解決しようとするものである。

実開昭６０−１３００１３号公報 特開２００２−１６０２３５号公報 特開平９−２９７６４号公報

本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、成形金型の構造等より制限されるスペースに応じて最適なベント構造を構成することができ、成形品の欠肉発生を防止して、複雑な形状の合成樹脂発泡成形品を容易かつ確実に製造することのできる合成樹脂発泡成形品の成形金型を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記目的を達成するため、密閉したキャビティ内で合成樹脂発泡材料を発泡硬化させて、所定形状の合成樹脂発泡成形品を得る成形金型であって、所定箇所に設けられたガス抜き孔に終端が閉塞されたフレキシブルなチューブベントを接続してなり、該チューブベント内の閉塞空間部に発泡中に発生するガスを排出収容するように構成したことを特徴とする合成樹脂発泡成形品の成形金型を提供する。

即ち、本発明にかかる合成樹脂発泡成形品の成形金型は、成形金型の所定箇所に設けられたガス抜き孔に適当な長さのチューブベントを接続することにより、金型構造、成形品の形状、及びベント部の設置スペース等に制限されることなく最適なベント構造を構成することを可能にするものであり、ベント部の取り付け後においてもフレキシブルなチューブベントを渦巻状に配置したり、適宜な形状に屈曲又は折り畳んだりして、限られたスペースに配置することができ、キャビティ内に袋小路となる部分（以下、「袋形状部」という）が形成され、大きな欠肉が発生しやすい複雑な形状の金型であっても、配置スペースの問題を解決して、最適なベント構造を容易に構成することができる。

このように、従来は困難であった大きな欠肉が発生していた複雑な形状の成形品を容易かつ確実に製造することができるようになり、また、ベント部の容量変更が容易に行えるため、メンテナンス性が向上すると共に、金型製作時の手直し作業を軽減することができ、金型の開発費及びメンテナンス費等を大幅に削減し得るものである。

更に本発明では、上記のようにチューブベントとして柔軟性のあるフレキシブルパイプを用いたことにより、大容量を確保するためにチューブベントが長くなった場合でも、渦巻状に巻いたり、適宜な形状に屈曲又は折り畳んだりして、限られたスペースに応じた形状に変形させて配置することができ、成形金型の構造等に応じて最適なベント構造を容易に構成することができ、金型設計の自由度を増すことができる。

また、上記チューブベントを、硬質材料からなり金型の上記ガス抜き孔に接続される基端部と、該基端部に着脱可能に接続されるフレキシブルパイプ部とで構成することにより、ベント部を設けることが構造上困難な位置でも、所定長さの基端部を用いて上記フレキシブルパイプ部が接続可能な位置までガス排出経路を導くことが可能で、金型設計の自由度を更に増すことができる。

更に、上記チューブベントの一部に狭窄部を設けてガスの流路を狭めることにより、発泡時のキャビティ内の発泡圧等の条件を調節することができるため、発泡材料の種類や製品形状等に応じた様々な発泡条件に対応することができ、多種多様な材質及び形状の合成樹脂発泡成形品の製造を容易かつ確実に行うことができる。

本発明は、合成樹脂発泡成形品の成形金型として、上記キャビティの主体部分を構成する下型と、この下型の開放面を覆って該下型に接合され、下型との間に上記キャビティを形成する上型とを具備してなり、上記ガス抜き孔が前記上型に形成されている成形金型を用いることにより、袋形状部を有する複雑な形状を有する合成樹脂発泡成形品を容易かつ確実に製造することができるものであり、特に、軟質ポリウレタンフォーム等からなる合成樹脂発泡成形品等に好適に使用することができ、例えば、自動車用シートパッド製造用として好適に使用することができるものである。

このように、本発明の合成樹脂発泡成形品の成形金型では、発泡材料の種類や製品形状等に応じて最適なベント構造を構成することができ、従来、ベント構造の制限により困難であった複雑な袋形状部を有する合成樹脂発泡成形品の製造を容易かつ確実に行うことができる。

発明を実施するための最良の形態及び実施例

以下、実施例を示し、本発明をより具体的に説明する。
図１は、本発明にかかる合成樹脂発泡成形品の成形金型の一例を示すものであり、この成形金型１は、成形金型本体２とチューブベント３とから構成されている。前記チューブベント３は、硬質材料からなる基端部３１と、該基端部３１に着脱可能に接続されるフレキシブルパイプ部３２とからなり、基端部３１が金型本体２のガス抜き孔２２に接続され、金型本体２に取り付けられている。なお、図中５は合成樹脂発泡材料が発泡硬化した発泡体であり、図１はこの発泡体５が金型１内に充満した状態を示している。

成形金型本体２には、内部に製品形状のキャビティ２１が形成され、所定箇所に該キャビティ２１と連通するガス抜き孔２２が設けられている。該成形金型本体２の構成には、特に制限はなく、例えば図３の金型と同様に、キャビティの主体部分を構成する下型４１と、この下型４１の開放面を覆って該下型４１に接合され、下型４１との間に上記キャビティを形成する上型４２とを具備する金型とすることができる。また、材質としても、合成樹脂発泡成形品用の成形金型として公知の材料を使用することができる。

上記成形金型本体２には、上記の通りガス抜き孔２２が設けられている。このガス抜き孔２２の設置箇所は、金型の形状等に応じて任意に設定することができるが、特に上述した袋形状部４３などのガス溜りが発生しやすい箇所に形成することが好ましい。更に、ガス抜き孔２２の個数も特に制限はなく、金型の形状等に応じて適宜個数形成し得る。

次に、上記チューブベント３の基端部３１は、硬質材料からなるパイプ状の部材であり、上記金型本体２の上記ガス抜き孔２２に接続される。材質としては、公知の金属や樹脂材料を使用することができ、特に制限されるものではないが、アルミ材を加工したもの等を好適に用いることができる。また、上記基端部３１は、通常の方法で上記金型本体２のガス抜き孔２２に接続すればよく、上記ガス抜き孔２２に嵌着あるいは螺着し、発泡ガスが漏れることなく、かつ使用時の振動や発泡圧等により外れないように固定されていればよい。なお、通常は着脱可能な連結構造とすることが好ましく、また接続部に公知のパッキン等を介在させてキャビティ２１の気密性を低下させないことが好ましい。

上記基端部３１の直径及び長さは、必要とするベント容量や金型の構造等に応じて任意に設定すればよく、特に制限されない。また、その形状は直線状に限られず、ガス排出経路を上記フレキシブルパイプ部３２が接続可能な位置に導くことができれば、必要に応じて屈曲あるいは湾曲した形状にしてもよく、更には複数の部材を連結した構造としてもよい。

上記フレキシブルパイプ部３２は、終端が閉塞されたチューブ状の部材であり、上記基端部３１に着脱可能に接続される部材である。この部材は、特に大容量のベント部を構成する際、配置スペースに応じて屈曲させたり、図１（Ｂ）に示すように渦巻状に巻いて収納可能とするため、自在に湾曲させることができる程度の柔軟性を有するものとすることが好ましい。その材質としては、耐熱性があり合成樹脂発泡成形品の成形金型用として公知の材料を使用することができ、特に制限されるものではないが、具体的にはポリウレタンチューブ等を好適に用いることができる。

上記フレキシブルパイプ部３２は、通常の方法で上記基端部３１に着脱可能に接続すればよく、発泡ガスが漏れることなく、かつ使用時の振動や発泡圧等により外れない程度に固定されていればよい。例えば、端部に各種カプラーや公知のコネクタ類を取り付けて上記基端部３１に嵌着あるいは螺着するものとすればよく、またこの場合、接続部に公知のパッキン等を介在させキャビティ２１の気密性を低下させないことが好ましい。

上記フレキシブルパイプ部３２の直径及び長さは、必要とするベント容量や金型の構造等に応じて任意に設定すればよく、特に制限されない。また、上記フレキシブルパイプ部３２の終端は閉塞されていればよく、その閉塞方法は、キャップによる方法、溶着による方法、閉塞壁を一体に形成する方法など、適宜な方法を採用すればよい。

上記チューブベント３の一部に狭窄部（図示していない）を、成形金型の構造や成形条件等に応じて設けることにより、キャビティ２１内から排出される発泡ガスの流れを調節し、キャビティ２１内の圧力を調整することができる。これにより、様々な成形条件に対応することができるようになる。なお、ここでいう狭窄部とは、実質的に上記チューブベント３の流路断面積を縮小した部分を意味するものである。上記狭窄部を設ける方法としては、上記チューブベント３の流路断面積を縮小させることができれば特に制限されないが、例えば、基端部３１にカシメ加工や絞り加工等を施して流路断面を狭隘化したり、フレキシブルパイプ部３２を熱収縮させる方法等により外部からチューブベント３を狭窄する方法のほか、チューブベント３内に通気性材料を注入して閉塞する方法等を採用し得る。本発明では、注入量等の調整により流路断面積の細かな調整を容易に行える通気性材料で閉塞する方法を好適に用いることができる。また、上記狭窄部を設ける位置は、上記目的を達成できればよく任意に設定することができ、成形金型の構造や成形条件等に応じて上記チューブベント３の適宜箇所に設ければよい。なお、その個数も一箇所に限られず、複数箇所に設けることもできる。

本発明の成形金型を用いて合成樹脂発泡成形品を成形する場合、例えば、所定温度に温調した成形金型本体２のキャビティ２１内に、合成樹脂発泡材料を注入し、成形金型１を密閉した後、発泡を開始する。該発泡材料は、キャビティ２１内で発泡ガスを放出しながら発泡拡大し、キャビティ２１内を充満していく。このとき、発泡ガスはチューブベント３内に排出収容され、キャビティ２１内の圧力が適切に保持されている。発泡材料の反応が終了し、該材料の発泡拡大が停止した後、キャビティ２１内は、発泡体５が袋形状部４３まで確実に充満しており、欠肉のない成形品を得ることができる。
これにより、袋形状部を有する複雑な形状の成形品を製造する場合においても、欠肉のない成形品を容易かつ確実に得ることができる。

本発明の成形金型は、ポリウレタンフォームを始めとするあらゆる種類の合成樹脂発泡成形品に対応することができ、例えば、自動車用シートパッドを成形する場合には、上述のように、例えば、キャビティの主体部分を構成する下型４１と、この下型４１の開放面を覆って該下型４１に接合され、下型４１との間に上記キャビティを形成する上型４２とを具備してなる金型を用い、その適所にガス抜き孔２２を形成すると共にこのガス抜き孔２２に上記チューブベント３を接続して最適なベント構造を構成すればよい。また、製品形状等に応じて、中子型４４等を追加で設けることも任意である。

このように、本発明の合成樹脂発泡成形品の成形金型では、発泡材料の種類や製品形状等に応じて最適なベント構造を構成することができ、金型に袋形状部が形成されるような複雑な形状の合成樹脂発泡成形品であっても、限られたスペースに良好なベント構造を構成して容易かつ確実に成形を行うことができる。

なお、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、各部の構成や形状、配置、組み合わせなどは、適宜変更することができる。例えば、上記実施例では、チューブベント２を、硬質材料からなる基端部３１と柔軟性のあるフレキシブルパイプ部３２とで構成したが、例えば、図２に示すように上記フレキシブルパイプ部３２を上記ガス抜き孔２２に直接接続するようにすることも可能であり、その他の構成等も本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更して差し支えない。

本発明にかかる成形金型の一例を示す概略説明図である。（Ａ）は該成形金型の要部を示し、（Ｂ）はチューブベントを巻いて収納した様子を示す。 本発明にかかる成形金型の他の例を示す概略説明図である。 自動車用シートのクッションパッド用の成形金型を示す概略断面図である。（Ａ）は該成形金型の概略側断面図、（Ｂ）は概略横断面図を示す。

符号の説明

１ 成形金型
２ 成形金型本体
２１ キャビティ
２２ ガス抜き孔
３ チューブベント
３１ 基端部
３２ フレキシブルパイプ部
４１ 下型
４２ 上型
４３ 袋形状部
４４ 中子型
５ 発泡体

Claims (7)

1. 密閉したキャビティ内で合成樹脂発泡材料を発泡硬化させて、所定形状の合成樹脂発泡成形品を得る成形金型であって、所定箇所に設けられたガス抜き孔に終端が閉塞されたフレキシブルなチューブベントを接続してなり、該チューブベント内の閉塞空間部に発泡中に発生するガスを排出収容するように構成したことを特徴とする合成樹脂発泡成形品の成形金型。
2. 上記チューブベントが、硬質材料からなり金型の上記ガス抜き孔に接続される基端部と、該基端部に着脱可能に接続されるフレキシブルパイプ部とからなる請求項１記載の合成樹脂発泡成形品の成形金型。
3. 上記チューブベントの一部に狭窄部を設けてなる請求項１又は２記載の合成樹脂発泡成形品の成形金型。
4. 上記狭窄部が、チューブベント内の一部を通気性材料で閉塞して設けられたものである請求項３記載の合成樹脂発泡成形品の成形金型。
5. 上記キャビティの主体部分を構成する下型と、この下型の開放面を覆って該下型に接合され、下型との間に上記キャビティを形成する上型とを具備してなり、上記ガス抜き孔が前記上型に形成されている請求項１〜４のいずれか１項記載の合成樹脂発泡成形品の成形金型。
6. 上記合成樹脂発泡成形品が軟質ポリウレタンフォーム成形品である請求項１〜５のいずれか１項記載の合成樹脂発泡成形品の成形金型。
7. 自動車用シートパッドを成形するための金型である請求項１〜６のいずれか１項記載の合成樹脂発泡成形品の成形金型。

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