JP2013507281A - 発泡樹脂製品及びこれを製造するための発泡樹脂製造金型 - Google Patents

Abstract

第１成形面を有する第１金型と、第２成形面を有する第２金型と、第３金型と、を含む発泡樹脂製造金型が開示される。前記第１成形面と前記第２成形面との間にキャビティが形成され、前記第３金型は、前記第１成形面に対して移動可能に装着されてキャビティ内に突出し、前記キャビティは樹脂粒子で充填されることが可能である。

Description

本発明の実施例に係る装置及び方法は、発泡樹脂製品及びこれを製造するための発泡樹脂製造金型に関するものである。

発泡樹脂製造金型は、スチロフォーム^ＴＭのような押出ポリスチレンフォームを用いて製品を製造するための装置である。予備発泡工程により一定径を有する樹脂粒子を製造した後、これら樹脂粒子を、製造される製品に対応する形状のキャビティを有する発泡樹脂製造金型で互いに融着させることで、所定形態を有する発泡樹脂製品を製造することができる。

発泡樹脂製造金型は、第１成形面を有する第１金型と、第１成形面と共にキャビティを形成する第２成形面を有する第２金型と、キャビティ内にスチームを供給するスチーム供給装置と、を含むことができる。予備発泡された樹脂粒子がキャビティ内に供給されてキャビティを充填し、この状態で、スチーム供給装置から供給されたスチームがキャビティを貫通して流れる。

これで、スチームの熱により樹脂粒子が互いに融着し、キャビティに対応する所定形状の発泡樹脂製品の製造が完了する。

本発明の一側面は、部位によって異なる密度を有する発泡樹脂製品を製造できる発泡樹脂製造金型を提供する。

一実施例の一側面に係る発泡樹脂製造金型は、第１成形面が備えられた第１金型と、前記第１成形面と共にキャビティを形成する第２成形面が備えられた第２金型と、前記第１成形面に移動可能に設けられ、前記キャビティ内に突出するように移動できる第３金型と、を含む、
また、上記発泡樹脂製造金型は、前記キャビティ内にスチームを供給するためのスチーム供給装置をらに含み、前記第１金型、前記第２金型及び前記第３金型の少なくとも一方には、前記スチーム供給装置から供給されたスチームが前記キャビティを貫通して流れるように連通孔が形成される。

また、前記第１成形面は、前記第３金型が移動可能に装着される凹部をさらに含むことができる。

また、前記第３金型は、前記第３金型の第３成形面が前記第１成形面と同一平面になる位置に移動可能なものでよい。

また、上記発泡樹脂製造金型は、前記第３金型を進退移動させるアクチュエータをさらに含むことができる。

また、前記第１金型は、一定位置に固定設置され、前記第２金型は、前記第１金型に向かう方向に及び前記第１金型から遠ざかる方向に移動可能に設置される構成でもよく、前記第２金型は、一定位置に固定設置され、前記第１金型は、前記第１金型に向かう方向に及び前記第１金型から遠ざかる方向に移動可能に設置される構成でもよい。

また、前記第１金型及び前記第２金型のいずれかに、樹脂粒子が供給される樹脂供給管が装着されるとよい。

上記発泡樹脂製造金型は、前記キャビティ内にスチームを供給するスチーム供給装置をさらに含むことができる。

また、前記第１金型は、前記第１成形面が備えられた第１コアブロックと、第１マウントブロックと、前記第１コアブロックと前記第１マウントブロックとの間に形成され、前記スチーム供給装置からスチームが供給される第１チャンバーと、を含み、前記第２金型は、前記第２成形面が備えられた第２コアブロックと、第２マウントブロックと、前記第２コアブロックと前記第２マウントブロックとの間に形成され、前記スチーム供給装置からスチームが供給される第２チャンバーと、を含むことができる。

また、前記連通孔は、前記第１コアブロック、前記第２コアブロック及び前記第３金型に形成されて前記第１チャンバー及び前記第２チャンバーを前記キャビティと連通させる。

他の実施例の一側面に係る発泡樹脂製品は、樹脂粒子が互いに融着して形成され、相対的に低い密度を有する緩衝部と、相対的に高い密度を有する補強部とが一体に形成される。

また、補強部は、断面円形の樹脂粒子が断面楕円形になるように加圧変形されて、密度の高くなった状態で互いに融着して形成される。

また、前記緩衝部は、断面円形の前記樹脂粒子が互いに融着して形成される。

以上、詳細に説明した通り、上記の実施例に係る発泡樹脂製造金型は、キャビティ内に樹脂粒子が充填された後、第３金型がキャビティ内に突出して第３金型の移動方向前方側の部位における樹脂粒子を圧縮して密度を高めるので、一回成形により、相対的に低い密度及び強度を有する部位と相対的に高い密度及び強度を有する部位とが一体に成形された発泡樹脂製品を製造することができる。

本発明の一実施例に係る発泡樹脂製造金型の概略図である。 本発明の一実施例に係る発泡樹脂製造金型の動作を示す概略図である。 本発明の一実施例に係る発泡樹脂製造金型の動作を示す概略図である。 本発明の一実施例に係る発泡樹脂製造金型の動作を示す概略図である。 本発明の一実施例に係る発泡樹脂製造金型の動作を示す概略図である。

以下、本発明の好適な実施例を、図面を参照しつつ詳細に説明する。図面中、同一の構成要素には同一の参照符号を付する。

図１及び図２に示すように、発泡樹脂製造金型１００は、製造される発泡樹脂製品Ｅ（図５参照）の一面と対応する形状の第１成形面１１ａが備えられている第１金型１０と、製造される発泡樹脂製品Ｅの他面と対応する形状の第２成形面２１ａが第１成形面１１ａと対向するように備えられている第２金型２０と、第１金型１０と第２金型２０とが結合した状態で第１成形面１１ａ及び第２成形面２１ａにより形成されるキャビティ１００ａに高温のスチームを供給するスチーム供給装置３０と、を含む。

第１金型１０は一定位置に固定設置され、第２金型２０は、第１金型１０に対して進退移動可能に設置される。第１金型１０が第２金型２０と結合すると、キャビティ１００ａが第１成形面１１ａと第２成形面２１ａとの間に形成される。第１金型１０には、予備発泡工程により所定径の球形に形成された樹脂粒子がキャビティ１００ａ内に供給されるように樹脂供給管４０が装着され、樹脂粒子が樹脂供給管４０を通して空気圧によりキャビティ１００ａ内に供給されてキャビティ１００ａの内部を埋めることとなる。

第１金型１０は、第１成形面１１ａを形成する第１コアブロック１１と、第１コアブロック１１を支持する第１マウントブロック１２とを含み、第２金型２０は、第２成形面２１ａを形成する第２コアブロック２１と、第２マウントブロック２２とを含む。

第１マウントブロック１２及び第２マウントブロック２２にはそれぞれ、スチーム供給装置３０からスチームが伝達される第１チャンバー１２ａ及び第２チャンバー２２ａが設けられる。第１コアブロック１１と第２コアブロック２１には、第１チャンバー１２ａ及び第２チャンバー２２ａとキャビティ１００ａとを連通させることによって、スチームが第１チャンバー１２ａまたは第２チャンバー２２ａからキャビティ１００ａ内に移動したり、キャビティ１００ａから第１チャンバー１２ａまたは第２チャンバー２２ａに移動するように複数の第１連通孔１１ｂと複数の第２連通孔２１ｂがそれぞれ形成されている。また、第１マウントブロック１２及び第２マウントブロック２２の一側には、スチーム供給装置３０からスチームが供給されるスチーム供給管３１がそれぞれ連結され、第１マウントブロック１２及び第２マウントブロック２２の他側には、キャビティ１００ａを通過したスチームが外部に排出されるようにスチーム排出管３２がそれぞれ連結される。

このような発泡樹脂製造金型１００により製造される発泡樹脂製品Ｅは、図５に示すように、各種製品Ｐの包装材として用いられ、製品の搬送時に生じうる外部衝撃から製品Ｐを保護する役割を果たすことができる。このように発泡樹脂製品Ｅが製品Ｐの包装材や緩衝材に用いられることを考慮すると、製品Ｐの荷重が直接的に加えられる発泡樹脂製品Ｅの一定部位は、他の部位に比べて高い強度を有するように形成することができる。

そのため、一実施例に係る発泡樹脂製造金型１００は、相対的に低い強度を有する部位及び相対的に高い強度を有する部位を有する発泡樹脂製品Ｅを一体に製造できるように設計されている。

そのために、第１金型１０には、図１及び図２に示すように、移動可能に設けられ、樹脂粒子で充填されているキャビティ１００ａの内部に突出できる第３金型５０が備えられる。第３金型５０には、製造される発泡樹脂製品Ｅにおいて高い強度を要する部位の一面に対応する形状の第３成形面５０ａが備えられ、また、スチームが貫通して流れるように複数の第３連通孔５０ｂが備えられる。

第１金型１０の第１成形面１１ａに隣接したコアブロック１１により凹部１１ｃが形成され、凹部１１ｃ内に第３金型５０が上下移動可能に装着される。また、第１金型１０には空気圧より動作するアクチュエータ６０が取り付けられ、アクチュエータ６０により第３金型５０が上下に移動する。

したがって、アクチュエータ６０により第３金型５０が上側に移動してキャビティ１００ａの一部領域、すなわち、凹部１１ｃ内に突出し、これにより、第３金型５０の上側に位置するキャビティ１００ａ内の樹脂粒子が加圧される。

第３金型５０の第３成形面５０ａが第１成形面１１ａに対応する位置、すなわち、第３成形面５０ａが第１成形面１１ａと同一平面に位置するように第３金型５０は移動可能である。そのため、製造された発泡樹脂製品Ｅは、第１成形面１１ａにより形成された面と第３成形面５０ａにより形成された面とが互いに同一平面として成形される。したがって第１成形面１１ａ及び第３成形面５０ａにより形成された発泡樹脂製品Ｅの面は、発泡樹脂製品Ｅの置かれる平面に同時に支持されることが可能である。

このように構成された発泡樹脂製造金型１００の動作を、図面を参照して説明すると、下記の通りである。

図２は、第１金型１０と第２金型とが結合した状態を示し、樹脂粒子が樹脂供給管４０を通してキャビティ１００ａに供給されている。その結果、図３に示すように、キャビティ１００ａ内に樹脂粒子が充填される。このような動作がなされる間に、第３金型５０は下側へ移動した状態を維持し、凹部１１ｃの内側にも樹脂粒子が充填される。

キャビティ１００ａの内部が樹脂粒子で完全に充填されると、樹脂供給管４０は閉鎖され、スチーム供給管３１を通して第１チャンバー１２ａ及び第２チャンバー２２ａにはスチームが供給される。チャンバー１２ａ，２２ａに供給されたスチームは、第１コアブロック１１、第２コアブロック２１及び第３金型５０に形成された連通孔１１ｂ，２１ｂ，５０ｂを通ってキャビティ１００ａを通過し、スチーム排出管３２から外部に排出される。スチームがキャビティ１００ａを通過する過程でスチームの熱により樹脂粒子は互いに融着し、これでキャビティ１００ａに対応する形態の発泡樹脂製品Ｅが製造される。

また、上記のように、スチームがキャビティ１００ａに供給されて樹脂粒子が互いに融着する過程と同時に、第３金型５０は、図４に示すように、アクチュエータ６０により上側に移動し、キャビティ１００ａの一部位、凹部１１ｃの内部に第３金型５０が突出する。この時、キャビティ１００ａの内部は樹脂粒子で充填されている状態であるから、第３金型５０の上側、すなわち、第３金型５０の移動方向前方側に位置している樹脂粒子は、第３金型５０を移動させるために作用する力により加圧されて断面円形から断面楕円形を有するように変形され、その結果、第３金型５０の移動方向前方側領域において樹脂粒子の密度が高くなる。

これにより、キャッピーティー１００ａの他の部位（第３金型５０の前方側以外の部位）における樹脂粒子は、断面円形の状態をそのまま維持し、第３金型５０の移動方向前方側における樹脂粒子は、断面楕円形を有するように変形された状態になり、この状態で樹脂粒子はスチームの熱により互いに融着する。

上記のような工程を通じて発泡樹脂製造金型１００により製造された発泡樹脂製品Ｅは、第３金型の移動方向前方側に位置し、樹脂粒子が断面楕円形を有する部位と、樹脂粒子が断面円形をそのまま維持する他の部位とに区別される。そのため、第３金型５０の移動方向前方側における部位が、発泡樹脂製品Ｅの他の部位に比べて高い密度及び強度を有する補強部Ｅ１を形成し、発泡樹脂製品Ｅの他の部位（補強部Ｅ１以外の部位）は、弾性変形しやすい相対的に低い密度及び強度を有する緩衝部Ｅ２を形成する。

したがって、上述した実施例に係る発泡樹脂製造金型１００は、一回の成形工程で、高い密度及び強度の補強部Ｅ１と、低い密度及び強度の緩衝部Ｅ２とを有する発泡樹脂製品Ｅを一体に効率よく製造することができる。

上述した実施例では、凹部１１ｃが形成され、第３金型５０の第３成形面５０ａが第１成形面１１ａと同一平面となる位置に移動して第１成形面１１ａにより形成される面と第３成形面５０ａにより成形される面とが同一平面になるようにした。しかし、第３金型５０の第３成形面５０ａが第１成形面１１ａから突出されるようにすることによって、製造された発泡樹脂製品Ｅの第３成形面５０ａにより形成される面が、第１成形面１１ａにより成形される面に比べて凹むように形成されることも可能である。

上記実施例によれば、固定設置された第１金型１０に第３金型５０が装着される構成としたが、移動可能に設置された第２金型２０に第３金型５０が装着される構成としてもよい。

本発明は、上述した実施例に限定されるものではなく、本発明の思想及び範囲から逸脱しない限度内で様々に修正及び変形できるということは、当該技術の分野における通常の知識を有する者には自明である。したがって、それらの修正例または変形例も、本発明の特許請求の範囲に属するといえる。

１００ 発泡樹脂製造金型
１００ａ キャビティ
１０ 第１金型
１１ 第１コアブロック
１１ａ 第１成形面
１１ｂ 第１連通孔
１１ｃ 凹部
１２ 第１マウントブロック
１２ａ 第１チャンバー
２１ 第２コアブロック
２１ａ 第２成形面
２１ｂ 第２連通孔
２２ 第２マウントブロック
２２ａ 第２チャンバー
３０ スチーム供給装置
４０ 樹脂供給管
５０ 第３金型
５０ａ 第３成形面
５０ｂ 第３連通孔
６０ アクチュエータ

Claims (20)

1. 第１成形面が備えられた第１金型と、
   前記第１成形面と共にキャビティを形成する第２成形面が備えられた第２金型と、
   前記第１成形面に移動可能に設けられ、前記キャビティ内に突出するように移動できる第３金型と、
   を含む、発泡樹脂製造金型。
2. 前記キャビティ内にスチームを供給するためのスチーム供給装置をさらに含み、
   前記第１金型、前記第２金型及び前記第３金型の少なくとも一方には、前記スチーム供給装置から供給されたスチームが前記キャビティを貫通して流れるように連通孔が形成されている、請求項１に記載の発泡樹脂製造金型。
3. 前記第１成形面は、前記第３金型が移動可能に装着される凹部をさらに含む、請求項１に記載の発泡樹脂製造金型。
4. 前記第３金型は、前記第３金型の第３成形面が前記第１成形面と同一平面になる位置に移動できるものである、請求項３に記載の発泡樹脂製造金型。
5. 前記第３金型を進退移動させるアクチュエータをさらに含む、請求項１に記載の発泡樹脂製造金型。
6. 前記第１金型は、一定位置に固定設置され、前記第２金型は、前記第１金型に向かう方向に及び前記第１金型から遠ざかる方向に移動可能に設置されている、請求項１に記載の発泡樹脂製造金型。
7. 前記第２金型は、一定位置に固定設置され、前記第１金型は、前記第１金型に向かう方向に及び前記第１金型から遠ざかる方向に移動可能に設置されている、請求項１に記載の発泡樹脂製造金型。
8. 前記第１金型及び前記第２金型のいずれかに樹脂粒子が供給されるように装着された樹脂供給管をさらに含む、請求項１に記載の発泡樹脂製造金型。
9. 前記キャビティ内にスチームを供給するスチーム供給装置をさらに含む、請求項１に記載の発泡樹脂製造金型。
10. 前記第１金型は、前記第１成形面が備えられた第１コアブロックと、第１マウントブロックと、前記第１コアブロックと前記第１マウントブロックとの間に形成され、前記スチーム供給装置からスチームが供給される第１チャンバーと、を含み、
    前記第２金型は、前記第２成形面が備えられた第２コアブロックと、第２マウントブロックと、前記第２コアブロックと前記第２マウントブロックとの間に形成され、前記スチーム供給装置からスチームが供給される第２チャンバーと、を含む、請求項２に記載の発泡樹脂製造金型。
11. 前記連通孔は、前記第１コアブロック、前記第２コアブロック及び前記第３金型に形成されて、前記第１チャンバー及び前記第２チャンバーを前記キャビティと連通させる、請求項１０に記載の発泡樹脂製造金型。
12. 補強部と、該補強部の密度よりも低い密度を有する緩衝部と、を一体として備える、樹脂粒子の融着により形成される発泡樹脂製品。
13. 前記補強部は、断面円形の前記樹脂粒子が断面楕円形になるように加圧変形され、これらの加圧変形された樹脂粒子が互いに融着して形成される、請求項１２に記載の発泡樹脂製品。
14. 前記緩衝部は、断面円形の前記樹脂粒子が互いに融着して形成される、請求項１２に記載の発泡樹脂製品。
15. 第１金型及び第２金型の間に、前記第１金型の第１成形面、前記第１金型の第３成形面及び前記第２金型の第２成形面により定義されるキャビティを形成することと、
    前記キャビティに樹脂粒子を充填することと、
    前記キャビティにスチームを注入すると同時に、前記第３成形面に隣接する第１領域に位置する樹脂粒子が加圧されて前記第１領域以外の第２領域に位置する樹脂粒子よりも伸びるように、前記第３成形面が樹脂粒子を加圧しながら前記キャビティ内に突出するように前記第１成形面に対して前記第３成形面を移動させることによって、前記樹脂粒子を互いに融着させることと、
    を含む、発泡樹脂製品製造方法。
16. 前記キャビティの形成は、前記第１金型及び前記第２金型が互いに接触しながらこれら両金型の間にキャビティを形成するように、前記第１金型及び前記第２金型のいずれかを移動させることを含む、請求項１５に記載の発泡樹脂製品製造方法。
17. 前記第３成形面の移動は、空気圧によりなされる、請求項１５に記載の発泡樹脂製品製造方法。
18. 前記第３成形面の移動は、前記第３成形面が前記第１金型の凹部内に位置して前記第１成形面に対して凹まれている第１位置から、前記第１成形面と同一平面になる第２位置に移動することを含む、請求項１５に記載の発泡樹脂製品製造方法。
19. 第１部位と、該第１部位と異なる第２部位を有するキャビティを形成することと、
    前記キャビティを樹脂粒子で充填することと、
    前記キャビティ内にスチームを注入すると同時に、前記キャビティの第１部位を加圧することによって、前記キャビティの第１部位の樹脂粒子の密度を、前記キャビティの第２部位の樹脂粒子の密度に対して増加させることと、
    を含む、発泡樹脂製品製造方法。
20. 樹脂粒子及びスチームが注入されるキャビティを含み、
    前記キャビティは、少なくとも一つの固定された成形面及び少なくとも一つの移動可能な成形面により定義され、
    前記少なくとも一つの移動可能な成形面は、キャビティの容積が第１容積である第１位置と、キャビティの容積が前記第１容積よりも小さい第２容積である第２位置との間で移動可能である、発泡樹脂製造金型。

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