JP2013202889A - 発泡樹脂成形型および発泡樹脂成形品 - Google Patents

Abstract

【課題】成形用キャビティ内に従来のものよりもさらに均一に蒸気を送り込むことができるようにした発泡樹脂成形型を提供する。
【解決手段】第１と第２の成形面３、４には複数の蒸気穴７、８が形成されており、第１の成形面３には押し出しピン９が備えられおり、成形用キャビティ６に原料フィーダー１０から発泡性樹脂粒子を充填し、複数の蒸気穴７、８を介して充填した発泡性樹脂粒子に蒸気を接触させることで発泡樹脂成形品を成形するようにした発泡樹脂成形型において、成形用キャビティ６が成形された状態で、押し出しピン９を備えた成形型１に対向する他方の成形型２の成形面４における押し出しピン９の先端９ｂに対面する領域には、少なくとも１つの蒸気穴８の全部または一部が位置するように双方の成形型が設計されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、成形型に備えた成形面で形成される成形用キャビティ内に発泡性樹脂粒子を充填し、充填した発泡性樹脂粒子を蒸気と接触させて発泡樹脂成形品を製造するための発泡樹脂成形型と、該発泡樹脂成形型を用いて得られる発泡樹脂成形品に関する。

第１の成形面を持つ第１の成形型と第２の成形面を持つ第２の成形型とを備え、第１の成形面と第２の成形面とで成形用キャビティが形成されるようになっており、第１と第２の成形面には複数の蒸気穴が形成されており、いずれか一方の成形型には原料フィーダーが備えられており、いずれか一方の成形型には押し出しピンが備えられており、前記原料フィーダーの原料噴出口から発泡性樹脂粒子を噴出して前記成形用キャビティ内に発泡性樹脂粒子を充填し、前記複数の蒸気穴を介して充填した発泡性樹脂粒子に蒸気を接触させることで発泡樹脂成形品を成形する発泡樹脂成形型は知られており、その具体的な例が特許文献１、２あるいは３などに記載されている。

また、特に板状の低倍発泡品を成形するのに適した発泡樹脂成形型として、特許文献４には、第１の成形面を持つ第１の成形型と第２の成形面を持つ第２の成形型と第３の成形面を持つ第３の成形型を備え、第１の成形面と第２の成形面とで両側面がまた第３の成形面で周側面が区画された成形用キャビティが形成されるようになっており、第１と第２の成形面には複数の蒸気穴が形成されており、第１と第２の成形型のいずれか一方には原料フィーダーが備えられており、第１と第２の成形型のいずれか一方には押し出しピンが備えられており、前記原料フィーダーの原料噴出口から発泡性樹脂粒子を噴出して前記成形用キャビティ内に発泡性樹脂粒子を充填し、前記複数の蒸気穴を介して充填した発泡性樹脂粒子に蒸気を接触させることで発泡樹脂成形品を成形する発泡樹脂成形型が記載されている。

上記のような発泡樹脂成形型を用いて発泡樹脂成形品を成形する場合、成形用キャビティ内に充填された発泡性樹脂粒子は蒸気に接触することで相互に発泡しかつ融着する。そのために、内部で強度差のない均一な成形品を得るためには、充填された発泡性樹脂粒子に対して、可能な限り均一に蒸気を供給することが必要とされる。そのために、通常、成形型の成形面には、複数の蒸気穴が縦横に規則的なピッチで設けられる。

実開平３−９８０３１号公報 特開２００３−２５１６５１号公報 特開２００８−２３００８７号公報 特開平８−２５３９３号公報

成形型の成形面に縦横に規則的なピッチで複数個の蒸気穴を設けることで、成形用キャビティ内にほぼ均一に蒸気を送給することができ、発泡性樹脂粒子がほぼ均一に融着した、実使用上で格別の支障がない発泡樹脂成形品が得られる。

しかし、成形面において、押し出しピンが取り付けられている部分には、蒸気穴を形成することができないので、特に、対向する成形面側における押し出しピンに対面する領域に蒸気穴が形成されていない場合に、成形用キャビティ内における押し出しピンの位置近傍で他の領域と比べて蒸気が通り難くなるのを避けられず、わずかとはいえ、押し出しピンの位置近傍において、樹脂粒子同士の融着が他の領域と比較して不十分となる場合が起こり得る。そして、融着不良は製品に部分的な強度不足をもたらす一因となる。

近年、発泡樹脂成形品の用途がますます広がってきており、用途によっては、従来以上の高い均質性が求められるケースがある。そのようなケースでは、これまでさほど問題視されていなかった押し出しピンの位置近傍での蒸気の流れ込み状態を、従来のもの以上に改善することが、大きな課題となりつつある。

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、成形用キャビティ内に従来のものよりもさらに均一に蒸気を送り込むことができるようにした発泡樹脂成形型を提供することを課題とする。

本発明による第１の形態の発泡樹脂成形型は、第１の成形面を持つ第１の成形型と第２の成形面を持つ第２の成形型とを備え、第１の成形面と第２の成形面とで成形用キャビティが形成されるようになっており、第１と第２の成形面には複数の蒸気穴が形成されており、いずれか一方の成形型には原料フィーダーが備えられており、いずれか一方の成形型には押し出しピンが備えられており、前記原料フィーダーの原料噴出口から発泡性樹脂粒子を噴出して前記成形用キャビティ内に発泡性樹脂粒子を充填し、前記複数の蒸気穴を介して充填した発泡性樹脂粒子に蒸気を接触させることで発泡樹脂成形品を成形する発泡樹脂成形型において、前記成形用キャビティが形成された状態で、前記押し出しピンを備えた成形型に対向する他方の成形型の成形面における少なくとも押し出しピンの先端に対面する領域には、少なくとも１つの蒸気穴の全部または一部が位置するように双方の成形型が設計されていることを特徴とする。

本発明による第２の形態の発泡樹脂成形型は、第１の成形面を持つ第１の成形型と第２の成形面を持つ第２の成形型と第３の成形面を持つ第３の成形型を備え、第１の成形面と第２の成形面とで両側面がまた第３の成形面で周側面が区画された成形用キャビティが形成されるようになっており、第１と第２の成形面には複数の蒸気穴が形成されており、第１と第２の成形型のいずれか一方には原料フィーダーが備えられており、第１と第２の成形型のいずれか一方には押し出しピンが備えられており、前記原料フィーダーの原料噴出口から発泡性樹脂粒子を噴出して前記成形用キャビティ内に発泡性樹脂粒子を充填し、前記複数の蒸気穴を介して充填した発泡性樹脂粒子に蒸気を接触させることで発泡樹脂成形品を成形する発泡樹脂成形型において、前記成形用キャビティが形成された状態で、前記押し出しピンを備えた成形型に対向する他方の成形型の成形面における少なくとも押し出しピンの先端に対面する領域には、少なくとも１つの蒸気穴の全部または一部が位置するように第１および第２の成形型が設計されていることを特徴とする。

また、本発明は、本発明による発泡樹脂成形型を用い、成形用キャビティに原料フィーダーから発泡性樹脂粒子を充填し、複数の蒸気穴を介して該発泡性樹脂粒子に蒸気を接触させることによって得られた発泡樹脂成形品をも開示する。

上記の第１および第２の形態の発泡樹脂成形型では、成形用キャビティが形成された状態で、押し出しピンが備えられたに成形型に対向する成形型の成形面における少なくとも押し出しピンの先端に対面する領域には、かならず、少なくとも１つの蒸気穴の全部または一部が位置するように設計している。そのために、成形用キャビティ内での押し出しピンの先端近傍に位置する発泡性樹脂粒子には、押し出しピンの先端に対面して位置する蒸気穴から供給される蒸気が十分に行き渡るようになり、その近傍において発泡性樹脂粒子同士の熱融着不良が起こるのを回避することができる。

成形型の設計に当たっては、第１と第２の成形面に蒸気穴を形成するときに、一方の成形型に押し出しピンを取り付けた位置を勘案し、成形用キャビティが形成された状態で、他方の成形型の成形面における該押し出しピンの先端に対面する領域に、かならず少なくとも１つの蒸気穴の全部または一部が位置するように、蒸気孔を形成する。または、その逆に、一方の成形型の成形面であって、他方の成形型の成形面に形成された蒸気穴の少なくとも１つの蒸気穴の全部または一部に対面することとなる領域に、押し出しピンの先端を配置する。それにより、押し出しピンの先端近傍に位置する発泡性樹脂粒子に十分な蒸気を供給することが可能となる。

本発明による発泡樹脂成形型のより好ましい態様は、第１の成形面と第２の成形面に形成された双方の蒸気穴が成形面に垂直な方向から見て重ならないように、双方の成形面の蒸気穴の位置が設定されていることを特徴とする。

この態様では、第１の成形面側の蒸気穴と第２の成形面側の蒸気穴を通して成形用キャビティ内を流れる蒸気の移動距離が、双方の蒸気穴が対面して位置している場合と比較して延長され、キャビティ内に満遍なく蒸気を行き渡らせることができる。その結果、発泡性樹脂粒子同士の融着状態のバラツキがさらに無くなり、一層高強度の成形品を得ることができる。

本発明による発泡樹脂成形型を用いることにより、従来のものよりも、発泡性樹脂粒子同士の融着のバラツキが軽減され、部位による強度差がなくなった発泡樹脂成形品を成形することができる。

第１の形態の発泡樹脂成形型の一例を説明する図。 第２の形態の発泡樹脂成形型の一例を説明する図。 蒸気穴と押し出しピンの先端との関係の一例を模式的に示す図。 本発明による構成を備えない発泡樹脂成形型での蒸気孔と押し出しピンとの関係を模式的に示す図（ａ）と、本発明による発泡樹脂成形型での蒸気孔と押し出しピンとの関係を説明するための図（ｂ）。 第１と第２の成形型における蒸気穴の位置関係を模式的に示す図。

以下、図面を参照して本発明を実施の形態に基づき説明する。

図１は、本発明に係る第１の形態の発泡樹脂成形型を備えた成形装置の一例を模式的に示している。なお、この成形装置Ａ１は、蒸気穴の配置と押し出しピンの位置関係を除き、例えば、前記した特許文献１、２、３などに記載される従来知られた形態の成形装置と同じであってよい。

成形装置Ａ１は、一対の雄成形型１（第１の成形型）と雌成形型２（第２の成形型）からなる。雄成形型１には第１の成形面３を構成する凸部が形成され、また雌成形型２には第２の成形面４を構成する凹部が形成されている。雌雄成形型１、２は、これら第１の成形面３と第２の成形面４とを互いに対向させた状態に配設される。そして、雌成形型２の凹部である第２の成形面４内に雄成形型１の凸部である第１の成形面３を挿入した状態として、雌雄成形型１、２を型閉めすることで、対向面間に成形用キャビティ６が形成される。

雄成形型１の第１の成形面３には、成形用キャビティ６内に発泡性樹脂粒子を供給するための原料フィーダー１０が、その原料噴出口１２を前記成形用キャビティ６に開放するようにして取り付けられるとともに、成形用キャビティ６に面する部分には複数の蒸気穴７が好ましくは互いに直交する２軸方向に規則的なピッチで設けられている。また、雌成形型２の第２の成形面４における成形用キャビティ６に面する部分にも、複数の蒸気穴８が好ましくは互いに直交する２軸方向に規則的なピッチで設けられている。雌雄成形型１、２内は全体として中空構造とされており、この中空部２０、２１内に、図示しない蒸気発生部から蒸気が供給され、その蒸気が、前記した蒸気穴７、８を通過して、成形用キャビティ６内に送給される。

第１の成形型１には、１個または複数個の押し出しピン９が取り付けられている。押し出しピン９は、図示しない適宜のアクチュエータに接続するステー９ａと該ステー９ａの先端に取り付けられたステー９ａの断面積よりも広い面積を持つ平板状の先端部９ｂとで構成される。先端部９ｂは、この例では直径Ｄの円盤であり、その表面を第１の成形面３と同一平面となるようにして取り付けられている。押し出しピン９の先端部９ｂは、成形時には図示される引き込まれた位置にあり、成形後に成形品を型から取り出すときに、アクチュエータの作動により図で左方向に押し出される。

図２は、本発明に係る第２の形態の発泡樹脂成形型を備えた成形装置の一例を模式的に示している。成形装置Ａ２は、平坦な第１の成形面３を持つ第１の成形型１と、平坦な第２の成形面４を持つ第２の成形型２と、第３の成形面５ｂを持つ第３の成形型５を備えている。そして、第３の成形型５は、図示の例で、第１の成形型１の平坦な第１の成形面３に着脱可能に取り付けられている。第３の成形型５は、面内に開口部５ａを有しており、該開口部５ａの外周を区画する周側面が前記第３の成形面５ｂを構成する。

この成形装置Ａ２では、前記第３の成形型５を中間として第１の成形型１および第２の成形型２を締めることにより、平坦な第１の成形面３と平坦な第２の成形面４とで両側面が規制され、第３の成形型５の開口部５ａの周側壁である第３の成形面５ｂで周側面が規制された成形用キャビティ６が形成される。

成形装置Ａ２において、第１の成形型１には、成形装置Ａ１と同じように、成形用キャビティ６内に発泡性樹脂粒子を供給するための原料フィーダー１０が、その原料噴出口１２を平坦な第１の成形面３に位置させかつ前記成形用キャビティ６に開放するようにして取り付けられている。また、平坦な第１の成形面３の成形用キャビティ６に面する部分には、複数の蒸気穴７が好ましくは互いに直交する２軸方向に規則的なピッチで設けられており、第２の成形型２に取り付けた平坦な第２の成形面４における成形用キャビティ６に面する部分にも、複数の蒸気穴８が好ましくは互いに直交する２軸方向に規則的なピッチで設けられている。そして、成形装置Ａ２においても、第１の成形型１には、成形装置Ａ１と同様、ステー９ａと先端部９ｂを備えた１個または複数個の押し出しピン９が取り付けられている。その作動は成形装置Ａ１における作動と同じである。成形装置Ａ２においても、第１と第２の成形型１、２内は全体的に中空構造とされており、この中空部２０、２１内に、図示しない蒸気発生部から蒸気が供給され、その蒸気が、前記した蒸気穴７、８を通過して、成形用キャビティ６内に送給される。

なお、成形装置Ａ１、Ａ２において、第１の成形型１側に原料フィーダー１０を取り付けるようにしたが、第２の成形型２側に原料フィーダー１０を取り付けるようにしてもよい。さらに、押し出しピン９も、第１の成形型１側に取り付けるようにしたが、第２の成形型２側に取り付けるようにしてもよく、第１の成形型１および第２の成形型２の双方に取り付けるようにしてもよい。

本発明による発泡樹脂成形型Ａ１、Ａ２において、雄成形型１と雌成形型２とを型合わせして成形用キャビティ６を形成したときに、押し出しピン９を備えた成形型（図示のものでは第１の成形型１）に対向する成形型（図示のものでは第２の成形型２）の成形面４であって、前記先端部９ｂに対面する領域には、少なくとも１つの蒸気穴８の全部または一部が位置するように、第１の成形型１と第２の成形型２が設計されている。

より詳細には、図１に示した成形装置Ａ１においては、第１の成形型１の第１の成形面３と第２の成形型２の第２の成形面４とで成形用キャビティ６を形成したときに、第１の成形型１に取り付けた押し出しピン９の直径Ｄである先端部９ａに対向する成形型２の第２の成形面４の領域には、少なくとも１つの蒸気穴８の全部または一部が位置するように第２の成形型２が設計されている。

図２に示す成形装置Ａ２においても同様であり、第１の成形型１の第１の成形面３と第２の成形型２の第２の成形面４と第３の成形型の第３の成形面５ｂとで成形用キャビティ６を形成したときに、第１の成形型１に取り付けた押し出しピン９の直径Ｄである先端部９ａに対向する成形型２の第２の成形面４の領域には、少なくとも１つの蒸気穴８の全部または一部が位置するように第２の成形型２が設計されている。

図３は、第２の成形型２の第２の成形面４を示している。図３には、成形用キャビティ６を形成したときでの、第１の成形型１に取り付けた押し出しピン９の直径Ｄである円盤状の先端部９ｂの投影図の３つのパターンが仮想線で示されている。ここでは、蒸気穴８は直径ｄの円形であり、複数個の蒸気穴８が、互いに直交するＸ軸方向およびＹ軸方向に等しいピッチａで形成されている。

図３でのパターン（イ）では、１個の蒸気穴８ａのすべてが、直径Ｄである円盤状の先端部９ｂの投影線９ｃ内であってかつその中央部に位置している。この態様では、成形用キャビティ６内での押し出しピンの先端部９ｂ近傍に位置する発泡性樹脂粒子に、十分に蒸気がほぼ均等に行き渡るようになり、発泡性樹脂粒子同士の熱融着不良が起こるのを回避することができる。

パターン（ロ）では、１個の蒸気穴８ａのすべてが、直径Ｄである円盤状の先端部９ｂの投影線９ｃ内で外縁に近接したところに位置している。この態様であっても、押し出しピンの先端部９ｂ近傍に位置する発泡性樹脂粒子に十分に蒸気を供給するができる。蒸気孔８ａから遠い部分には、近接する他の蒸気孔８からの蒸気が供給されるので、やはり発泡性樹脂粒子同士の熱融着不良が起こるのを回避することができる。

パターン（ハ）では、２個の蒸気穴８ａ、８ａの一部が、直径Ｄである円盤状の先端部９ｂの投影線９ｃ内に位置している。この態様であっても、２個の蒸気穴８ａ、８ａから押し出しピンの先端部９ｂ近傍に位置する発泡性樹脂粒子に十分に蒸気を供給するができる。

図４（ａ）は、本発明による構成を備えない発泡樹脂成形型での、蒸気孔８と、直径Ｄである円盤状の先端部９ｂの投影図の一例を示している。図示されるように、先端部９ｂの投影線内には、蒸気孔８が形成されていない。そのために、押し出しピンの先端部９ｂ近傍に位置する発泡性樹脂粒子、特に周囲の４つの蒸気孔８_１〜８_４で囲まれた領域の中央部に位置する発泡性樹脂粒子には蒸気の供給が不十分となり、発泡性樹脂粒子同士の熱融着不良が起こる可能性がある。

次に、図４（ａ）のパターンを参照して、直径ｄである蒸気孔８の配置と押し出しピン９での直径Ｄである円盤状の先端部９ｂの寸法との関係について、考察する。図４（ａ）のパターンにおいて、蒸気穴８は、互いに直交するＸ軸方向およびＹ軸方向に等しいピッチａで形成されているとする。ここで、近接する４つの蒸気穴８_１、８_２、８_３、８_４を選択すると、その中心を結ぶことにより、矩形（この場合には正方形）が形成され、４つの蒸気穴間の距離は、対角線上にある蒸気穴８_１と蒸気穴８_３（または蒸気穴８_２と蒸気穴８_４）を結ぶ距離が最大となる。図４（ｂ）に示すように、その距離、すなわち蒸気穴８_１と蒸気穴８_３の中心間の距離をＡとすると、蒸気穴８_１と蒸気穴８_３に内接する円Ｃの直径Ｓは、Ｓ＝Ａ−ｄ、Ａ＝√（ａ^２＋ａ^２）となる。

したがって、この例では、押し出しピン９の円盤状の先端部９ｂの直径Ｄを、前記内接円Ｃの直径Ｓ（Ｓ＝Ａ−ｄ、Ａ＝√（ａ^２＋ａ^２））以上とすることにより、押し出しピン９の取り付け位置を特に選択することなく、発泡樹脂成形型は本発明の条件を満たしたものとなる。しかし、発泡樹脂成形型によっては、押し出しピン９の円盤状の先端部９ｂの直径Ｄを内接円Ｃの直径Ｓ（Ｓ＝Ａ−ｄ、Ａ＝√（ａ^２＋ａ^２））以上とすることができない場合も起こり得る。そのような発泡樹脂成形型、すなわち、先端部９ｂの直径ＤがＤ≦Ｓ（＝Ａ−ｄ）である押し出しピン９を備える発泡樹脂成形型であっては、前記したパターン（イ）〜（ハ）を満足する位置に押し出しピン９の取り付け位置を設定することにより、発泡樹脂成形型は本発明の条件を満たしたものとなる。

図５は、本発明による発泡脂成形型のより好ましい態様を説明するための模式図である。図において、○は第２の成形面４に形成された蒸気穴８を示しており、●は第１の成形面３に形成された蒸気穴７を示している。また、図５は、第１の成形型１と第２の成形型２とを型締めしたときの、前記第１の成形面３と第２の成形面４とが重ね合わさった状態を示している。この態様では、図示のように、第２の成形面４に形成された蒸気穴８（○）と第１の成形面３に形成された蒸気穴７（●）とが重畳しないように、双方の成形面の蒸気穴のピッチが設定されている。

このように、第１と第２の成形面３、４における蒸気穴７、８の位置決めを行うことにより、第１の成形面３側の蒸気穴７と第２の成形面４側の蒸気穴８を通して成形用キャビティ６内を流れる蒸気の移動距離が、双方の蒸気穴７、８が対向して位置している場合と比較して延長されるので、成形用キャビティ６内に満遍なく蒸気を行き渡らせることができる。その結果、発泡性樹脂粒子同士の融着状態のバラツキがさらに無くなり、一層均一かつ高強度の成形品を得ることができる。また、押し出しピン９の先端部９ｂに対向する第２の成形面４の領域に少なくとも１つの蒸気穴８の全部または一部が位置するように双方の成形型１、２が設計されていることで、押し出しピン９の先端部９ｂ近傍の領域に十分な量の蒸気を行き渡らせることが可能となり、良品の発泡成形品が得られる。

１…第１の成形型、
２…第２の成形型、
３…第１の成形面、
４…第２の成形面、
５…第３の成形型、
５ａ…第３の成形型の開口部、
５ｂ…第３の成形面、
６…成形用キャビティ、
７…第１の成形面に形成される蒸気穴、
８…第２の成形面に形成される蒸気穴
９…押し出しピン、
１０…原料フィーダー。

Claims (4)

1. 第１の成形面を持つ第１の成形型と第２の成形面を持つ第２の成形型とを備え、第１の成形面と第２の成形面とで成形用キャビティが形成されるようになっており、第１と第２の成形面には複数の蒸気穴が形成されており、いずれか一方の成形型には原料フィーダーが備えられており、いずれか一方の成形型には押し出しピンが備えられており、前記原料フィーダーの原料噴出口から発泡性樹脂粒子を噴出して前記成形用キャビティ内に発泡性樹脂粒子を充填し、前記複数の蒸気穴を介して充填した発泡性樹脂粒子に蒸気を接触させることで発泡樹脂成形品を成形する発泡樹脂成形型において、
   前記成形用キャビティが形成された状態で、前記押し出しピンを備えた成形型に対向する他方の成形型の成形面における押し出しピンの先端に対面する領域には、少なくとも１つの蒸気穴の全部または一部が位置するように双方の成形型が設計されていることを特徴とする発泡樹脂成形型。
2. 第１の成形面を持つ第１の成形型と第２の成形面を持つ第２の成形型と第３の成形面を持つ第３の成形型を備え、第１の成形面と第２の成形面とで両側面がまた第３の成形面で周側面が区画された成形用キャビティが形成されるようになっており、第１と第２の成形面には複数の蒸気穴が形成されており、第１と第２の成形型のいずれか一方には原料フィーダーが備えられており、第１と第２の成形型のいずれか一方には押し出しピンが備えられており、前記原料フィーダーの原料噴出口から発泡性樹脂粒子を噴出して前記成形用キャビティ内に発泡性樹脂粒子を充填し、前記複数の蒸気穴を介して充填した発泡性樹脂粒子に蒸気を接触させることで発泡樹脂成形品を成形する発泡樹脂成形型において、
   前記成形用キャビティが形成された状態で、前記押し出しピンを備えた成形型に対向する他方の成形型の成形面における押し出しピンの先端に対面する領域には、少なくとも１つの蒸気穴の全部または一部が位置するように第１および第２の成形型が設計されていることを特徴とする発泡樹脂成形型。
3. 前記成形用キャビティが形成された状態で、第１の成形面と第２の成形面に形成された双方の蒸気穴が成形面に垂直な方向から見て重ならないように、双方の成形面の蒸気穴の位置が設定されていることを特徴とする請求項１または２に記載の発泡樹脂成形型。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載した発泡樹脂成形型を用い、成形用キャビティに原料フィーダーから発泡性樹脂粒子を充填し、複数の蒸気穴を介して該発泡性樹脂粒子に蒸気を接触させることによって得られた発泡樹脂成形品。

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