JP2011025452A - 発泡成形用金型及び発泡成形品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】リブ、つめ形状等の突起形状を有する発泡成形品を成形するときに、発泡樹脂を突起成形部まで充填することができると共にサイクルタイムを長くすることなくヒケやウェルドラインの発生を防止することを目的とする。
【解決手段】本発明は、発泡樹脂を充填して発泡成形品を成形するための発泡成形用金型２０であって、発泡樹脂が充填される本体成形部２４と、前記本体成形部２４に開口し発泡樹脂が充填される突起成形部２５とを具備し、前記本体成形部２４と前記突起成形部２５とで形成される角部に、前記本体成形部２４と前記突起成形部２５とに連通した樹脂導入部２６を形成したことを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、発泡成形品を成形するための発泡成形用金型及び発泡成形品の製造方法に関するものである。特に、リブ、つめ形状等の突起形状を有する発泡成形品を成形する場合に用いられて好適である。

通常の射出成形によりリブ、つめ形状等の突起形状を有する成形品を成形用金型で成形すると、成形品には、突起形状を有する面とは反対面にヒケが発生したり、ウェルドラインが発生したりすることがあった。従来、突起形状の反対面に発生するヒケを目立たなくするために、成形品の突起形状の根元の肉厚を成形品の基本肉厚より薄くする等の手法が取られている。また、特許文献１に開示された手法では、ウェルドラインを目立たなくするために、樹脂の流動方向に直交する方向に突起形状を配向されるようにして、成形品を成形する手法が開示されている。

特開２００８−４９６５２号公報

しかしながら、突起形状を有する成形品を発泡成形用金型で発泡成形する場合、上述したような通常の射出形成と異なり、発泡倍率を確保するために、発泡樹脂が冷えないように高速で発泡成形用金型内に充填させ、保圧をかけないで成形する。
したがって、発泡成形品の突起形状の根元の肉厚を発泡成形品の基本肉厚よりも薄くして、かつ樹脂の流動方向に直交する方向に突起形状を形成するような手法を用いて成形したとしても、突起形状を成形する発泡成形用金型の成形部にまで発泡樹脂が充填されず、突起形状を有する面とは反対面にヒケが発生してしまうという問題がある。

ここで、具体的に図９を参照して突起形状を有する発泡成形品を成形する場合について説明する。図９（ａ）は、成形する発泡成形品の一例を示す図である。図９（ｂ）、（ｃ）は、発泡成形用金型で発泡成形品を成形する方法を説明するための図である。
図９（ａ）に示すように、発泡成形品１００は、直方体状の成形品本体部１０１に薄い幅広な突起部（リブ）１０２が立設された形状を有している。

図９（ｂ）、（ｃ）は、図９（ａ）に示す発泡成形品１００を成形するための発泡成形用金型１１０の構成を示す断面図である。
発泡成形用金型１１０は、固定側金型１１１、可動側金型１１２から構成されている。固定側金型１１１と可動側金型１１２とを型合わせしたときに生じる空間が発泡成形品を成形するためのキャビティ１１３となる。また、固定側金型１１１には、突起部１０２を成形するための溝状の突起成形部１１５が発泡樹脂の流動方向に対して直交する方向に形成されている。

また、可動側金型１１２は、キャビティ１１３に充填された発泡樹脂を発泡させるために固定側金型１１１に対して離間する方向に可動する、いわゆるコアバック動作を行う（ここでは、下側方向に可動する）。さらに、可動側金型１１２は、キャビティ１１３に発泡成形品が成形された後、キャビティ１１３から発泡成形品を取り出せるように、固定側金型１１１に対し、さらに離間する方向に可動する。

発泡成形用金型１１０を用いて、発泡成形品を成形する場合、固定側金型１１１に可動側金型１１２を型合わせした状態で、溶融した発泡樹脂をキャビティ１１３に図９（ｂ）に示す矢印方向に充填させる。上述したように発泡成形では、高速で、かつ保圧をかけないように充填させるために、発泡樹脂は、突起成形部１１５内に入り込み難く、図９（ｂ）に示すように、突起成形部１１５の開口付近までしか入らない。
次に、可動側金型１１２がコアバック動作をして、キャビティ１１３内の圧力を開放させて、充填された発泡樹脂をキャビティ１１３内で発泡させる。

発泡樹脂が発泡すると、図９（ｃ）に示すように、キャビティ１１３内では、発泡成形品１００の外殻を構成する、樹脂の密度の高いスキン層Ａ（未発泡層）と、内部を構成する、比較的樹脂の密度の低い発泡層Ｂとが混在した状態で成形される。このとき、突起成形部１１５の開口付近までしか入らなかった発泡樹脂は、突起成形部１１５の先端方向に向かって発泡するために、突起成形部１１５と反対側（可動側金型１１２側）に向かって発泡する力が不足してしまう。したがって、図９（ｃ）に示すように、成形された発泡成形品は、突起部が形成された反対側の面にヒケが発生してしまうという問題が生じる。

一方、このような発泡成形品のヒケの発生を防止するために、突起部１０２を成形する溝状の突起成形部全体を広くすることが考えられる。
ここで、具体的に図１０（ａ）、（ｂ）を参照して、溝状の突起成形部全体を広くした発泡成形用金型１２０により発泡成形品を成形する場合について説明する。
図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、固定側金型１２１に形成されている溝状の突起成形部１２５は、図９（ｂ）に示す溝状の突起成形部１１５に比べて、空間が広く形成されている。

この場合、流動する発泡樹脂は突起成形部１２５内に入り込み易く、図１０（ａ）に示すように、突起成形部１２５の先端まで充填される。したがって、可動側金型１２２がコアバック動作をして、発泡樹脂をキャビティ１２３内で発泡させると、図１０（ｂ）に示すように発泡樹脂は、突起成形部１２５の先端まで充填されているため、突起成形部１２５と反対側（可動側金型１２２側）に向かっても発泡するので、ヒケが発生しない。
しかしながら、成形した発泡成形品の突起部が肉厚になってしまうために、冷却に時間を要してしまい、発泡成形品を成形するサイクルタイムが長くなってしまい、生産性が低下するという問題が生じる。

本発明は、上述したような問題点に鑑みてなされたものであり、リブ、つめ形状等の突起形状を有する発泡成形品を成形するときに、発泡樹脂を突起成形部まで充填させると共にサイクルタイムを長くすることなくヒケやウェルドラインの発生を防止することを目的とする。

本発明に係る発泡成形用金型は、発泡樹脂を充填して発泡成形品を成形するための発泡成形用金型であって、発泡樹脂が充填される本体成形部と、前記本体成形部に開口し発泡樹脂が充填される突起成形部とを具備し、前記本体成形部と前記突起成形部とで形成される角部に、前記本体成形部と前記突起成形部とに連通した樹脂導入部を形成したことを特徴とする。
また、前記樹脂導入部の前記本体成形部に対する開口縁は、湾曲していることを特徴とする。
また、前記樹脂導入部の前記本体成形部に対する開口縁の少なくとも一部は、平面視でみたときに、発泡樹脂が該発泡成形用金型に充填するときの流動方向に対して対峙していることを特徴とする。
また、前記樹脂導入部の内面は、前記突起成形部の深さ方向に対して略直交する方向に広がる扇形形状に形成されていることを特徴とする。
また、前記樹脂導入部の内面は、球状形状に形成されていることを特徴とする。
また、前記扇形形状の樹脂導入部は、前記本体成形部に対する前記樹脂導入部の開口面積が、前記本体成形部に対する前記突起成形部の開口面積の５０パーセント以上であり、前記樹脂導入部の深さが、前記突起成形部の深さの５０パーセント以上であり、前記樹脂導入部の空間の容積が、前記突起成形部の空間の容積の３０パーセント以上であることを特徴とする。
本発明に係る発泡成形品の製造方法は、発泡樹脂が充填される本体成形部と、前記本体成形部に開口し発泡樹脂が充填される突起成形部とを具備する発泡成形用金型に発泡樹脂を充填して発泡成形品を成形する発泡成形品の製造方法であって、前記本体成形部と前記突起成形部とで形成される角部に、前記本体成形部と前記突起成形部とに連通した樹脂導入部を介して、前記本体成形部から前記突起成形部に発泡樹脂を充填することを特徴とする。

本発明によれば、リブ、つめ形状等の突起形状を有する発泡成形品を成形するときに、発泡樹脂を突起成形部まで充填させることができると共にサイクルタイムを長くすることなくヒケやウェルドラインの発生を防止することができる。
例えば発泡樹脂が充填される本体成形部と、前記本体成形部に開口し発泡樹脂が充填される突起成形部とを具備し、前記本体成形部と前記突起成形部とで形成される角部に、前記本体成形部と前記突起成形部とに連通した樹脂導入部を形成したことにより、樹脂導入部を通して突起成形部に発泡樹脂を充填しやすくすることができる。
また、例えば樹脂導入部の前記本体成形部に対する開口縁は、湾曲していることから、本体成形部内を流動している発泡樹脂を幅広く突起成形部に導くことができる。
また、例えば樹脂導入部の前記本体成形部に対する開口縁の少なくとも一部は、平面視でみたときに、発泡樹脂が該発泡成形用金型に充填するときの流動方向に対して対峙していることから、本体成形部内を流動している発泡樹脂を幅広く突起成形部に導くことができる。
また、例えば扇形形状の樹脂導入部は、前記本体成形部に対する前記樹脂導入部の開口面積が、前記本体成形部に対する前記突起成形部の開口面積の５０パーセント以上であり、前記樹脂導入部の深さが、前記突起成形部の深さの５０パーセント以上であり、前記樹脂導入部の空間の容積が、前記突起成形部の空間の容積の３０パーセント以上であることから、発泡樹脂を突起成形部に早く充填させることができる。

本実施形態に係る発泡成形用金型により成形された発泡成形品の一例を示す図である。 発泡成形用金型の構成を示す断面図である。 発泡成形用金型を用いて発泡成形品を成形する方法を説明するための図である。 発泡樹脂の他の流動方向について説明するための図である。 発泡成形品のモデルの一例を示す斜視図である。 発泡成形品の突起形状の一例を示す斜視図である。 突起成形部に充填される発泡樹脂の充填時間の判定結果を示す図である。 他の実施形態に係る発泡成形用金型により成形された発泡成形品の一例を示す図である。 従来の発泡成形用金型を用いて発泡成形品を成形する方法を説明するための図である。 従来の発泡成形用金型を用いて発泡成形品を成形する方法を説明するための図である。

以下、図面に基づき、本発明に係る発泡成形用金型（以下、成形用金型という）の好適な実施形態を説明する。
図１は、本実施形態に係る成形用金型により成形された発泡成形品の一例を示す図である。図１（ａ）は、発泡成形品の斜視図である。図１（ｂ）は、発泡成形品の平面図である。図１（ｃ）は、発泡成形品の正面図である。
発泡成形品１０は、直方体状の成形品本体部１１に薄い幅広な突起部（リブ）１２が立設された形状を有している。また、突起部１２の根元であって、成形品本体部１１と突起部１２とで形成される角部には、平面視（図１（ｂ））でみて扇形形状とする肉厚部１３が形成されている。より具体的に説明すると、肉厚部１３は、突起部１２の一方の略垂直面１２ａの幅方向における中央を中心とした扇形、本実施形態では略半円である。この肉厚部１３は、突起部１２の高さ方向に沿って立設している。
このような扇形形状の肉厚部１３を形成することにより成形用金型で発泡成形品１０を成形するときに、溶融した発泡樹脂が突起部１２を成形する後述する突起成形部まで充填しやすくなる。

次に、発泡成形品１０を成形するための本実施形態に係る成形用金型２０の構成について図２を参照して説明する。
図２は、図１に示す発泡成形品１０を成形するための成形用金型２０の構成を示す断面図である。なお、図２に示す成形用金型２０は、図１（ｂ）に示す発泡成形品１０のＩ−Ｉ断面に対応する位置で切断したものである。
成形用金型２０は、固定側金型２１、可動側金型２２から構成されている。固定側金型２１と可動側金型２２とを型合わせしたときに囲まれた空間が発泡成形品を成形するためのキャビティ２３となる。キャビティ２３には、発泡成形品１０の成形品本体部１１を成形するための本体成形部２４と、この本体成形部２４に開口し発泡成形品１０の突起部１２を成形するための突起成形部２５と、扇形形状の肉厚部１３を成形するための樹脂導入部２６とが形成されている。
また、固定側金型２１には、溶融された発泡樹脂をキャビティ２３に充填させるための通路となる孔状のスプルー２７が樹脂導入部２６側に形成されている。図２に示すスプルー２７は、突起成形部２５の長手溝幅方向（紙面垂直方向）における中心を通り、突起成形部２５の長手溝幅方向に対して直交する位置に配設されている。したがって、図２に示す成形用金型２０では、発泡樹脂は、スプルー２７から流動しキャビティ２３内を図２の矢印方向に示すように右側から左側に流動する。

突起成形部２５は、発泡樹脂の流動方向に対し略直交する方向に深い溝状に形成されている。突起成形部２５は、発泡樹脂の流動方向に対し略直交する方向が長手溝幅方向であり、発泡樹脂の流動方向に対し略平行する方向が短手溝幅方向である。また、図２に示すように、突起成形部２５は、開口から先端（深さ方向）に向かうにしたがって短手溝幅を狭くさせた、いわゆる抜き勾配が形成されている。
樹脂導入部２６は、本体成形部２４と突起成形部２５とに連通していて、本体成形部２４と突起成形部２５とで形成される角部のうち、発泡樹脂が流動してくる方向に近い側の角部に形成されている。樹脂導入部２６は、上述した発泡成形品１０の扇形形状の肉厚部１３の凹凸を逆にした形状である。すなわち、樹脂導入部２６の本成成形部２４に対して開口する開口縁２６ａは、矢印Ａ方向の平面視でみたとき、湾曲して形成されている。したがって、開口縁２６ａの少なくとも一部は、矢印Ａ方向の平面視でみたとき、発泡樹脂の流動してくる方向に対して対峙している。また、樹脂導入部２６の内面は、発泡樹脂の流動方向と反対方向に広がる扇形形状に形成されている。

このように、樹脂導入部２６は、本体成形部２４に対する突起成形部２５の開口の一部を広げる役割を有している。したがって、樹脂導入部２６を形成することにより、スプルー２７からキャビティ２３内に流入された発泡樹脂は、本体成形部２４に流入した後、樹脂導入部２６を通って、突起成形部２５内に流入し易くなる。

次に、図３（ａ）、（ｂ）を参照して、成形用金型２０を用いて発泡成形品１０を成形する方法について説明する。
まず、成形用金型２０の固定側金型２１と可動側金型２２とを型合わせした状態で、図示しない成形機が、溶融した発泡樹脂をスプルー２７に高速で射出する。スプルー２７に射出された発泡樹脂は、キャビティ２３の本体成形部２４内に流入する。この後、発泡樹脂が、突起成形部２５の開口近くまで充填されると、突起成形部２５の開口を広げる役割を有する樹脂導入部２６内に発泡樹脂を流入させることができる。すなわち、突起成形部２５の開口が狭くとも、本体成形部２４に高速で流入した発泡樹脂は、樹脂導入部２６を通って、突起成形部２５の先端にまで充填する。そして、図３（ａ）に示すように、本体成形部２４全体に発泡樹脂を充填させ、キャビティ２３内の全てに発泡樹脂を充填させることができる。なお、発泡成形では、キャビティ２３内に発泡樹脂を充填させた後、樹脂圧力を一定時間保持する保圧を行わないので、通常は、突起成形部２５内に発泡樹脂を充填させるのが困難であるが、本実施形態のように、樹脂導入部２６を形成したことにより、突起成形部２５内にも満遍なく発泡樹脂を充填させることができる。

その後、成形機が、可動側金型２２を固定側金型２１に対して離間する方向に可動させる、コアバック動作を行う。ここでは、図３（ｂ）に示すように、可動側金型２２を固定側金型２１に対して距離Ｌ１、離すことで、キャビティ２３の空間が可動側金型２２の移動方向に拡大する。このとき、キャビティ２３に充填された発泡樹脂が発泡し、図３（ｂ）に示すように、発泡成形品１０の外殻を構成する、密度の高いスキン層Ａ（未発泡層）と、内部を構成する、比較的樹脂の密度の低い発泡層Ｂが混在した状態で成形される。このとき、上述したように発泡樹脂は、突起成形部２５の先端まで十分に充填されているので、突起成形部２５の先端方向に対して反対方向に発泡する力が不足することがなく、発泡成形品にヒケが生じることがない。

その後、成形機が、可動側金型２２を固定側金型２１に対して、さらに離間する方向に可動させて、キャビティ２３から発泡成形品１０を取り出す。このとき、突起成形部２５により成形される突起部１２の厚みは薄く、樹脂導入部２６により成形される扇形形状の肉厚部１３は、突起部１２の一方の垂直面１２ａにしか形成されていない。したがって、成形用金型２０によって成形された発泡成形品１０はすぐに冷却されるので、発泡成形品１０を成形するサイクルタイムが長くなることはない。

このように、本実施形態の成形用金型２０によれば、本体成形部２４と突起成形部２５とで形成される角部に本体成形部２４に対する突起成形部２５の開口を広げるように樹脂導入部２６を形成することにより、樹脂導入部２６を通って突起成形部２５の先端まで容易に発泡樹脂を充填させることができると共にサイクルタイムを長くすることなくヒケやウェルドラインの発生を防止することができる。

なお、図２、図３に示す成形用金型２０ではスプルー２７を突起成形部２５の長手溝幅方向における中心を通り突起成形部２５の長手溝幅方向に対して直交する位置に配設し、発泡樹脂が突起成形部２５の長手溝幅方向に対して略直交する方向に流動する場合について説明したが、この場合に限られない。
ここで、図４を参照して、発泡樹脂の他の流動方向について説明する。

図４は、図１に示す発泡成形品１０であって、スプルーの位置を破線で示した斜視図である。ここでは、成形用金型２０のキャビティ２３の代わりに発泡成形品１０を用いて発泡樹脂の流動方向について説明する。
図４において、スプルー２７Ａは、上述した図２、図３に示す実施形態と同一の位置である。すなわち、スプルー２７Ａは、肉厚部１３が形成されている側であって、突起部１２の幅方向における中心で、突起部１２の幅方向に対して略直交する位置に配設されている。したがって、スプルー２７Ａによる発泡樹脂の供給口２７ａと、樹脂導入部２６の扇形形状の一部とが対峙する。
ここで、スプルー２７Ａから流入された発泡樹脂は、矢印４１Ａに示すように、突起部１２の幅方向に対して略直交する方向に流動する。すなわち、スプルー２７Ａから流入された発泡樹脂は、肉厚部１３を成形する樹脂導入部２６の扇状形状の一部と対峙するので、樹脂導入部２６内に流入しやすく、突起部１２を成形する突起成形部２５内に流入し易くなる。

次に、図４において、スプルー２７Ｂは、肉厚部１３が形成されている側で、突起部１２の幅方向に対して傾斜した角度α（例えば４５度）の位置に配設されている。したがって、スプルー２７Ｂによる発泡樹脂の供給口２７ｂと、樹脂導入部２６の扇形形状の一部とが対峙する。
ここで、スプルー２７Ｂから流入された発泡樹脂は、矢印４１Ｂに示すように、突起部１２の幅方向に対して斜めの角度で流動する。この場合であっても、スプルー２７Ｂから流入された発泡樹脂は、肉厚部１３を成形する樹脂導入部２６の扇状形状の一部と対峙するので、樹脂導入部２６内に流入しやすく、突起部１２を成形する突起成形部２５内に流入し易くなる。なお、スプルー２７Ｃも同様に、スプルー２７Ｃから流入された発泡樹脂は、肉厚部１３を成形する樹脂導入部２６の扇状形状の一部と対峙するので、樹脂導入部２６内に流入しやすくなる。

すなわち、樹脂導入部２６の扇形形状の円弧の少なくとも一部が、成形用金型２０のキャビティ２３に充填するときの発泡樹脂の流動方向に対して対峙するのであれば、スプルー２７を配設する位置はどのような位置であってもよい。逆に、成形用金型２０のキャビティ２３に充填するときの発泡樹脂の流動方向に対して樹脂導入部２６の扇形形状の円弧の少なくとも一部が対峙するのであれば、樹脂導入部２６を形成する位置はどのような位置であってもよい。このように、樹脂導入部２６の内面を扇形形状にすることで、流動する発泡樹脂を広い角度で樹脂導入部２６に導くことができる。

ここで、発泡樹脂が樹脂導入部２６から突起成形部２５に流入し、突起成形部２５の先端まで充填する時間が長いと発泡成形品を成形するサイクルタイムが長くなってしまう。そして、突起成形部２５に発泡樹脂が充填される時間は、突起成形部２５に対する樹脂導入部２６の形状や大きさ等に左右すると考えられる。
したがって、以下では、突起成形部２５に発泡樹脂が充填される時間を所定の時間までに短縮させることができる樹脂導入部２６の形状や大きさ等について検証する。

ここでは、図５に示すような発泡成形品のモデルを作製し、検証する。図５は、検証に用いた発泡成形品５１の一例を示す斜視図である。発泡成形品５１は、成形本体部５２に複数の突起部５３（５３ａ〜５３ｈ）が立設されている。突起部５３ａ〜５３ｈは、同一形状であって、それぞれ幅方向（長手方向）が平行に立設している。また、成形本体部５２の中心には、スプルー５５を破線で示している。各突起部５３ａ〜５３ｈは、それぞれスプルー５５から同じ距離Ｌ２（ここでは、１００ｍｍ）に立設されている。したがって、スプルー５５から流入された発泡樹脂は、スプルー５５を中心に円状に広がるような流動方向となる。
ここで、突起部５３ａ、５３ｅは、発泡樹脂の流動方向に対して突起部５３ａ、５３ｅの幅方向が平行になるように配置されている。また、突起部５３ｃ、５３ｇは、発泡樹脂の流動方向に対して突起部５３ｃ、５３ｇの幅方向が直交するように配置されている。また、突起部５３ｂ、５３ｄ、５３ｆ、５３ｈは、発泡樹脂の流動方向に対して突起部５３ｂ、５３ｄ、５３ｆ、５３ｈの幅方向が傾くように配置されている。

このような発泡成形品５１を成形する場合、発泡樹脂の流動方向に対して突起部の幅方向が平行して配置されている突起部５３ａ、５３ｅを成形する成形用金型の突起成形部には、発泡樹脂が充填されやすい。一方、発泡樹脂の流動方向に対して突起部の幅方向が直交して配置されている突起部５３ｃ、５３ｇを成形する成形用金型の突起成形部には、発泡樹脂が充填され難い。したがって、ここでは、スプルー５５から発泡樹脂を流入させたときに、突起部５３ｃ、５３ｇを成形する突起成形部に発泡樹脂が充填される時間が、突起部５３ａ、５３ｅを成形する突起成形部に発泡樹脂が充填される時間以下になるような樹脂導入部の形状や大きさを検証する。

ここでは、突起部５３ｃ、５３ｇのうち突起部５３ｃを取り上げて説明する。突起部５３ｃの各寸法について、図６を参照して説明する。図６に示す突起部５３ｃは、突起部５３ｃの根元厚みＴ１を１．２ｍｍとし、突起部５３ｃの先端厚みＴ２を０．８ｍｍとし、突起部５３ｃの幅Ｗを１０ｍｍとし、突起部５３ｃの底面積Ｓ１を１２ｍｍ²とし、突起部５３ｃの高さＨ１を１０ｍｍとし、突起部５３ｃの体積Ｖ１を１００ｍｍ³とする。
なお、突起部５３ｃの各寸法を、それぞれ図２、図３に示す突起部５３ｃを成形する成形用金型２０に対応させると、突起部５３ｃの根元厚みＴ１は本体成形部２４に対する突起成形部２５の開口幅（短手溝幅）に対応し、先端厚みＴ２は突起成形部２５の先端の短手溝幅に対応し、幅Ｗは本体成形部２４に対する突起成形部２５の開口幅（長手溝幅）に対応し、底面積Ｓ１は本体成形部２４に対する突起成形部２５の開口の開口面積に対応し、高さＨ１は突起成形部２５の深さに対応し、体積Ｖ１は突起成形部２５の空間の容積に対応する。なお、本体成形部２４に対する突起成形部２５の開口の開口面積は、樹脂導入部２６がないときの本体成形部２４の空間と突起成形部２５の空間とが接する面積である。

次に、扇形形状の肉厚部５４として、突起部５３ｃの発泡樹脂が流動してくる方向の側に半円状の肉厚部５４を形成する。ここでは、肉厚部５４の半径をＲ、底面積をＳ２、高さをＨ２、体積をＶ２とする。
なお、肉厚部５４の各寸法を、それぞれ図２、図３に示す肉厚部５４を成形する成形用金型２０に対応させると、肉厚部５４の半径Ｒは樹脂導入部２６の扇形形状の半径に対応し、底面積Ｓ２は本体成形部２４に対する樹脂導入部２６の開口の開口面積に対応し、高さＨ２は樹脂導入部２６の深さに対応し、体積Ｖ２は樹脂導入部２６の空間の容積に対応する。なお、本体成形部２４に対する樹脂導入部２６の開口の開口面積は、突起成形部２５がないときの本体成形部２４の空間と樹脂導入部２６の空間とが接する面積である。

なお、ここでは、解析ソフトとして、Ｍｏｌｄｆｌｏｗ Ｐｌａｓｔｉｃｓ Ｉｎｓｉｇｈｔ６．２を用いた。また、解析条件として、金型温度５０℃、使用樹脂をＰＰ（ポリプロピレン）、樹脂温度を２００℃、樹脂の流動速度を１３５ｃｍ³／ｓ、保圧を０Ｐａとした。そして、肉厚部５４の半径Ｒ等を変化させて、突起部５３ｃ、５３ｇを成形する突起成形部２５に発泡樹脂が充填される時間が、突起部５３ａ、５３ｅを成形する突起成形部２５に発泡樹脂が充填される時間以下になる条件を検証した。なお、このとき、突起部５３ａ、５３ｅを成形する突起成形部２５に発泡樹脂が充填される時間は、突起部５３ａ、５３ｅを成形する突起成形部に連通する樹脂導入部が形成されていない場合における発泡樹脂が充填される時間である。

この結果、図７の表に示すような試料１〜７の検証結果を得た。図７において、判定に「○」が付されている試料１、２および５の条件が、発泡樹脂が充填される時間が突起部５３ａ、５３ｅを成形する突起成形部２５に発泡樹脂が充填される時間以下であることを示している。ここでは、肉厚部５４の半径Ｒと共に、突起部５３ｃの底面積Ｓ１に対する肉厚部５４の底面積Ｓ２の割合、突起部５３ｃの高さＨ１に対する肉厚部５４の高さＨ２の割合、突起部５３ｃの体積Ｖ１に対する肉厚部５４の体積Ｖ２の割合を検証結果に示す。

図７に示す検証結果によれば、試料１、２の結果から突起部５３ｃの底面積Ｓ１に対して肉厚部５４の底面積Ｓ２を５０パーセント以上にし、突起部５３ｃの高さＨ１に対して肉厚部５４の高さＨ２を５０パーセント以上にし、突起部５３ｃの体積Ｖ１に対して肉厚部５４の体積Ｖ２を３０パーセント以上にする。また、試料５の結果から突起部５３ｃの底面積Ｓ１に対して肉厚部５４の底面積Ｓ２を１１８パーセント以上にし、突起部５３ｃの高さＨ１に対して肉厚部５４の高さＨ２を４０パーセント以上にし、突起部５３ｃの体積Ｖ１に対して肉厚部５４の体積Ｖ２を５７パーセント以上にする。少なくとも、このような条件にすることにより、突起部５３ｃ、５３ｇを成形する突起成形部２５に発泡樹脂が充填される時間が、突起部５３ａ、５３ｅを成形する突起成形部２５に発泡樹脂が充填される時間以下になることが検証された。

すなわち、図２および図３に示す成形用金型２０に対応させると、試料１、２の結果から、少なくとも突起成形部２５の開口面積Ｓ１に対して樹脂導入部２６の開口面積Ｓ２を５０パーセント以上にし、突起成形部２５の深さＨ１に対して樹脂導入部２６の深さＨ２を５０パーセント以上にし、突起成形部２５の容積Ｖ１に対して樹脂導入部２６の容積Ｖ２を３０パーセント以上にすることにより、突起成形部２５に発泡樹脂を充填させる時間を短縮させることができる。
また、試料５の結果から、少なくとも突起成形部２５の開口面積Ｓ１に対して樹脂導入部２６の開口面積Ｓ２を１１８パーセント以上にし、突起成形部２５の深さＨ１に対して樹脂導入部２６の深さＨ２を４０パーセント以上にし、突起成形部２５の容積Ｖ１に対して樹脂導入部２６の容積Ｖ２を５７パーセント以上にすることにより、突起成形部２５に発泡樹脂を充填させる時間を短縮させることができる。

なお、上述した実施形態では、成形用金型２０に扇形形状の樹脂導入部２６を形成することにより、発泡樹脂が本体成形部２４に流入した後、樹脂導入部２６を通って、突起成形部２５内に流入し易くする場合について説明した。しかしながら、樹脂導入部２６は、扇形形状に限られず、球状形状であってもよい。
図８は、樹脂導入部２６を球状形状に形成した成形用金型を用いて成形した発泡成形品８０の斜視図である。図８に示すように、発泡成形品８０には、発泡樹脂の流動方向８２に対峙するように球状形状の肉厚部８１が形成されている。したがって、上述した実施形態と同様、成形用金型では、発泡樹脂が球状形状の肉厚部８１を成形する樹脂導入部を通って、突起成形部に流入し易い。このように、樹脂導入部の形状は、流動している発泡樹脂を樹脂導入部に導くことができる形状であればどのような形状であってよい。

なお、発泡樹脂としては、熱可塑性樹脂が好ましく、化学発泡剤を用いてもよいし、物理発泡剤を用いてもよい。
また、成形機としては、コアバック動作（コアバック制御）を正確に行うことができる電動射出成形機、ハイブリッド射出成形機であることが望ましいが、油圧制御の射出成形機であってもよい。
また、上述した成形用金型では、突起部を成形するための突起成形部および樹脂導入部を固定側金型に形成する場合について説明したが、この場合に限られず、可動側金型に突起成形部および樹脂導入部を形成してもよい。

１０：発泡成形品 １１：成形品本体部 １２：突起部 １３：扇形形状の肉厚部
２０：発泡成形用金型 ２１：固定側金型 ２２：可動側金型 ２３：キャビティ
２４：本体成形部 ２５：突起成形部 ２６：樹脂導入部 ２７：スプルー
５１：発泡成形品 ５３（５３ａ〜５３ｈ）：突起部
８０：発泡成形品 ８１：球状形状の肉厚部

Claims (7)

1. 発泡樹脂を充填して発泡成形品を成形するための発泡成形用金型であって、
   発泡樹脂が充填される本体成形部と、
   前記本体成形部に開口し発泡樹脂が充填される突起成形部とを具備し、
   前記本体成形部と前記突起成形部とで形成される角部に、前記本体成形部と前記突起成形部とに連通した樹脂導入部を形成したことを特徴とする発泡成形用金型。
2. 前記樹脂導入部の前記本体成形部に対する開口縁は、湾曲していることを特徴とする請求項１に記載の発泡成形用金型。
3. 前記樹脂導入部の前記本体成形部に対する開口縁の少なくとも一部は、平面視でみたときに、発泡樹脂が該発泡成形用金型に充填するときの流動方向に対して対峙していることを特徴とする請求項２に記載の発泡成形用金型。
4. 前記樹脂導入部の内面は、前記突起成形部の深さ方向に対して略直交する方向に広がる扇形形状に形成されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の発泡成形用金型。
5. 前記樹脂導入部の内面は、球状形状に形成されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の発泡成形用金型。
6. 前記扇形形状の樹脂導入部は、
   前記本体成形部に対する前記樹脂導入部の開口面積が、前記本体成形部に対する前記突起成形部の開口面積の５０パーセント以上であり、
   前記樹脂導入部の深さが、前記突起成形部の深さの５０パーセント以上であり、
   前記樹脂導入部の空間の容積が、前記突起成形部の空間の容積の３０パーセント以上であることを特徴とする請求項４に記載の発泡成形用金型。
7. 発泡樹脂が充填される本体成形部と、前記本体成形部に開口し発泡樹脂が充填される突起成形部とを具備する発泡成形用金型に発泡樹脂を充填して発泡成形品を成形する発泡成形品の製造方法であって、
   前記本体成形部と前記突起成形部とで形成される角部に、前記本体成形部と前記突起成形部とに連通した樹脂導入部を介して、前記本体成形部から前記突起成形部に発泡樹脂を充填することを特徴とする発泡成形品の製造方法。

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