JP2018034420A - 射出発泡成形用金型 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡単な構造によってボイドの発生を抑制し、均一な微細セルを有する外観及び耐衝撃性に優れた発泡成形品を製造することができる射出発泡成形用金型を提供する。【解決手段】 ゲート４を通じてキャビティ３の平面部3aに発泡性樹脂組成物を充填して発泡成形品を製造するように構成した射出発泡成形金型において、ゲート４直下からゲート４に対して直交する方向に延びている上記キャビティ３の平面部3aにおけるゲート直下の樹脂流動分岐部3'の上壁面を、発泡性樹脂組成物の流動方向に向かって下方に傾斜した傾斜面に形成して樹脂先端で生じたガスが発泡性樹脂組成物内に入り込んでボイドが発生するのを抑制しながら充填できるように構成している。【選択図】 図１

Description

本発明は、外観及び耐衝撃性に優れた発泡成形品を製造することができる射出発泡成形用金型に関する。

固定型と可動型とから構成されるキャビティに発泡性樹脂組成物を射出、成形することによって発泡成形品を製造するための射出発泡成形用金型において、発泡性樹脂組成物の流動分岐部であるゲート直下やリブ直下などのように、発泡性樹脂組成物の流動方向が垂直方向から水平方向に大きく変化する箇所では、樹脂先端（フローフロント）で生じたガスが樹脂内部に巻き込まれ、発泡過程において外部に逃げ出すことなく発泡層中に残存してボイドといわれる大きな空洞が生じ易いことが知られている。

発泡成形品の発泡層中にボイドが存在すると、発泡成形品におけるボイド部位の表面が凹んで外観が悪化するばかりでなく、発泡成形品の耐衝撃性が低下するといった問題点がある。

このようなボイドの発生を低減させる方法としては、例えば、特許文献１に記載されているように、射出発泡成形金型のゲート直下の領域に厚肉形成部を設けて、この厚肉形成部に一旦、溶融樹脂を滞留させることにより樹脂温度を下げ、厚肉形成部から均一温度の樹脂をキャビティ内に充填させてキャビティ内の樹脂の温度分布幅を縮小させて冷却速度の差を小さくする方法が知られている。

特開２０１０−１７３２３８号公報

しかしながら、上記のように、射出発泡成形金型のゲート直下に厚肉形成部を設けて樹脂の冷却速度の差を小さくする方法では、金型温度が低い場合には、厚肉形成部を設けても冷却速度の差が大きくなるため、発泡成形品の耐衝撃性への影響がある直径1.0mm 以上のボイドが発生してしまうといった問題点があった。

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、簡単な構造によってボイドの発生を抑制し、均一な微細セルを有する外観及び耐衝撃性に優れた発泡成形品を製造することができる射出発泡成形用金型を提供するにある。

上記目的を達成するために、本発明の射出発泡成形用金型は、請求項１に記載したように、固定型と、この固定型に対して進退自在な可動型と、これらの固定型と可動型との対向面間で形成されるキャビティと、可動型の進退方向に対して直交する方向に存在するキャビティの平面部に発泡性樹脂組成物を充填するゲートとを備えた射出発泡成形用金型であって、ゲート直下から上記キャビティの平面部に向かって放射状に延びるゲート直下の発泡性樹脂組成物の流動分岐部において、ゲートの内壁に連なるキャビティの平面部の上壁面を発泡性樹脂組成物の流動方向に向かって下方に傾斜した傾斜面に形成していることを特徴とする。

このように構成した請求項１に記載の射出発泡成形用金型において、請求項２に係る発明は、樹脂流動分岐部におけるキャビティ平面部の上壁面の傾斜角度は、ゲートの中心線に直交する水平面に対して０．１〜２０°であることを特徴とする。

請求項３に係る発明は、樹脂流動分岐部におけるキャビティ平面部の上壁面は、発泡性樹脂組成物の流動方向に向かって下方に円弧状に湾曲した傾斜面に形成されていることを特徴とする。

請求項４に係る発明は、上記キャビティ平面部の傾斜上壁面は、ゲートの中心に対して同心円の領域に形成されていることを特徴とする。

さらに、請求項５に係る発明は、ゲートの中心に対して同心円の領域に設けられている上記傾斜上壁面の直径は、ゲートの直径の２倍以上であることを特徴とする。

また、請求項６に係る発明は、上記ゲートの内壁はゲートの中心に対してゲート入口側から出口側に向かって０．１〜１０°の角度でもって拡径方向に傾斜していることを特徴とする。

一方、請求項７に係る発明は、固定型と、この固定型に対して進退自在な可動型と、これらの固定型と可動型との対向面間で形成されるキャビティと、キャビティに発泡性樹脂組成物を充填するゲートとを備えた射出発泡成形用金型であって、上記キャビティに、このキャビティの平面部に対して放射状に延びるリブ等の形成用分岐キャビティ部が設けられてあり、平面部の内壁に連なる分岐キャビティ部の内壁を分岐キャビティ部の先端に向かって分岐キャビティ部の幅が狭まる方向に傾斜した傾斜面に形成していることを特徴とする。

このように構成した請求項７に記載の射出発泡成形用金型において、請求項８に係る発明は、分岐キャビティ部の内壁の傾斜角度は、キャビティの平面部から放射状に分岐する分岐点を通ってキャビティ平面部に直交する面に対して０．１〜２０°であることを特徴とする。

請求項１に係る発明によれば、ゲート直下から固定型と可動型との対向面間に形成されているキャビティの平面部に向かう発泡性樹脂組成物の流動分岐部において、ゲートの内壁に連なるキャビティの平面部の上壁面を発泡性樹脂組成物の流動方向に向かって下方に傾斜した傾斜面に形成しているので、キャビティクリアランスが発泡性樹脂組成物の流動方向に向かって漸次狭まっている流動分岐部内を発泡性樹脂組成物が上記キャビティ平面部の傾斜上壁面に沿って流動することになり、そのため、発泡性樹脂組成物が乱れることなく、且つ、樹脂先端で生じたガスが発泡性樹脂組成物内に入り込むのを抑制しながら流動分岐部内を円滑に流動し、ボイドの発生を抑制して均一な微細セルを有する外観及び耐衝撃性に優れた発泡成形品を製造することができる。

上記樹脂流動分岐部におけるキャビティ平面部の上壁面の傾斜角度が、ゲートの中心線に直交する水平面に対して０．１°未満であると、ボイドの発生を抑止することが困難となり、２０°を超えると、キャビティ平面部内での発泡性樹脂組成物の流動が円滑に行われなくなり、且つ、得られる発泡成形品の外観を損する虞れがあので、上記傾斜角度は請求項２に記載したように、０．１〜２０°の範囲となるように設定しておくことが望ましい。

なお、上記樹脂流動分岐部におけるキャビティ平面部の上壁面は、発泡性樹脂組成物の流動方向に向かって下方に直線状に傾斜した傾斜面に形成しておいてもよく、或いは、請求項３に記載したように、円弧状に湾曲した傾斜面に形成しておいてもよい。

また、請求項４に係る発明によれば、上記キャビティ平面部の傾斜上壁面をゲートの中心に対して同心円の領域に形成しているので、発泡性樹脂組成物をゲート直下から放射状に延びているキャビティの平面部全体に均一に充填させることができ、品質的にも優れた発泡成形品を得ることができる。

さらに、上記請求項４に係る発明において、請求項５に記載したように、ゲートの中心に対して同心円の領域に設けられている上記傾斜上壁面の直径をゲートの直径の２倍以上としておけば、キャビティ平面部内での発泡性樹脂組成物の流動がさらに円滑に行われて優れた外観を呈する発泡成形品を得ることができる。

同様に、請求項６に記載したように、上記ゲートの内壁を、ゲートの中心に対してゲート入口側から出口側に向かって０．１〜１０°の角度でもって拡径方向に傾斜させておけば、ゲートからのキャビティの平面部に対する発泡性樹脂組成物の流動がさらに円滑に行え、上記キャビティ平面部の傾斜上壁面の存在と相まって、ボイドの発生を抑制しながら発泡性樹脂組成物をキャビティ内に充填することができる。

一方、請求項７に係る発明によれば、キャビティに、このキャビティの平面部に対して放射状に延びるリブ等の形成用分岐キャビティ部を設けてあり、上記キャビティの平面部の内壁に連なる分岐キャビティ部の内壁を分岐キャビティ部の先端に向かって分岐キャビティ部の幅が狭まる方向に傾斜した傾斜面に形成しているので、キャビティの平面部側からこの分岐キャビティ部に発泡性樹脂組成物が充填される際に、発泡性樹脂組成物が分岐キャビティ部の傾斜面に強く押し付けられた状態を保持しながらその傾斜面に沿って流動し、従って、上記請求項１に係る発明と同様に、発泡性樹脂組成物が乱れることなく、且つ、樹脂先端で生じたガスが発泡性樹脂組成物内に入り込むのを抑制しながら分岐キャビティ部内に充填されて、ボイドの発生を抑制して均一な微細セルを有する外観及び耐衝撃性に優れた発泡成形品を製造することができる。

射出発泡成形用金型の簡略縦断正面図。 ゲート直下の樹脂流動分岐部の拡大縦断正面図。 その簡略平面図。 射出発泡成形用金型の変形例を示す簡略縦断正面図。 そのゲート直下の樹脂流動分岐部の拡大縦断正面図。 その簡略平面図。 樹脂流動分岐部の変形例を縦断正面図。 キャビティに分岐キャビティ部を設けた射出発泡成形用金型の要部の縦断正面図。

本発明の具体的な実施例を図面に基づいて説明すると、図１において、射出発泡成形用金型は、固定型１とこの固定型１に対して進退自在な可動型２とを上下に対向させて配設し、これらの固定型１と可動型２との対向面間で発泡成形品を製造するためのキャビティ３を形成するように構成されてあり、さらに、上記固定型１に、射出成形機（図示せず）のノズル10から供給される溶融した発泡性樹脂組成物を上記キャビティ３に充填するためのゲート４が設けられている。

上記キャビティ３は、この実施例においては箱形状の発泡成形品を得るための形状に形成されてあり、発泡成形品の底面部を得るための平面部3aと、この平面部3aの端部から下方に向かって屈折して発泡成形品の側壁部を得るための立面部3bとを有している。勿論、キャビティ３の形状としては、上記箱形状の発泡成形品を得るための形状に限らず、上記立面部3bを設けていない平面部3aのみからなるシート状、板状等の発泡成形品を得るための形状であってもよい。

上記ゲート４はキャビティ３の上記平面部3aの中央から垂直方向に上方に向かって設けられてあり、ゲート４の直下部分には、このゲート４の直下、即ち、ゲート４の出口から上記キャビティ３の平面部3aに向かって放射状に延びる発泡性樹脂組成物の流動分岐部3'が形成されている。

さらに、この流動分岐部3'において、ゲート４の内壁4aの下端に連なるキャビティ３の上記平面部3aにおける上壁面を図２に示すように、ゲート４の内壁4aの下端から発泡性樹脂組成物の流動方向に向かって下方に傾斜した傾斜上壁面3a’に形成している。この傾斜上壁面3a’を設けている流動分岐部3'の領域は、図３に示すように、ゲート４の中心に対して同心円５で囲まれた部分であり、その直径はゲート４の内壁の直径の２倍以上の径となるように形成されている。

また、ゲート４の下端を通りゲート４の中心線に対して直交する水平面に対する上記傾斜上壁面3a’の下方への傾斜角度θは０．１〜２０°となるように形成されている。

なお、上記固定型１と可動型２とによって形成されるキャビティ３において、可動型２をコアバックさせる前の初期のキャビティ３における平面部3aの上下壁面間のクリアランスは流動分岐部3'以外の領域において一定に形成されてあり、流動分岐部3'においては、ゲート直下では上記クリアランスよりも広いクリアランスを有し、流動分岐部3'の傾斜終端に向かってそのクリアランスを徐々に狭めている。

このように構成した射出発泡成形用金型を使用して発泡成形品を製造するには、まず、固定型１と可動型２とを閉合させたのち、射出成形機のノズルからゲート４に所定温度に溶融した発泡性樹脂組成物を供給し、ゲート４からキャビティ３内に発泡性樹脂組成物を射出充填する。

この際、発泡性樹脂組成物はゲート４からキャビティ３の平面部3a内に充填したのち、この平面部3a内から立面部3b内に充填されるが、ゲート４から平面部3aに充填される際に、この平面部3aにおける流動分岐部3'の上壁面が発泡性樹脂組成物の流動方向に向かって下方に傾斜した傾斜面に形成されていて、流動分岐部3'のキャビティクリアランスが発泡性樹脂組成物の流動方向に向かって漸次狭まっているので、発泡性樹脂組成物がこの流動分岐部内を流動中に、上記傾斜面から押圧力を受けてこの傾斜面に発泡性樹脂組成物を押し付けながら流動することになり、従って、発泡性樹脂組成物が乱れることなく、且つ、樹脂先端で生じたガスが発泡性樹脂組成物内に入り込むのを抑制しながら流動分岐部内を流動し、ボイドの発生を抑制しながらキャビティ３内に充填される。

こうして発泡性樹脂組成物がキャビティ３内に充填されたのち、キャビティ３の容積が得ようとする発泡成形品の容積となるように、可動型２をコアバックさせて発泡性樹脂組成物を発泡させる。

上記発泡成形品の製造時において、ゲート直下の上記流動分岐部3'における傾斜上壁面3a’の傾斜角度が０．１°以下であると、ゲート４からキャビティ３内に充填された発泡性樹脂組成物がゲート直下からこの傾斜上壁面3a’を伝って流動分岐部3'内を放射状に流動する際に、その樹脂先端で生じたガスが樹脂内に入り込むのを抑制する抑止力が極めて弱くなってボイドの発生を抑止することが困難となり、また、上記傾斜上壁面3a’の傾斜角度が２０°以上であると、流動抵抗が増大してゲート４から流動分岐部3'内に充填された発泡性樹脂組成物が流動分岐部3'からキャビティ３内に円滑に流動させることが困難となるので、上記角度範囲に設定しておくことが望ましい。

さらに、上記キャビティ３の平面部3aにおける傾斜上壁面3a’を有する上記流動分岐部3'の傾斜終端で囲まれた領域がゲート４と同心円の平面真円形状となるように流動分岐部3'を形成しているので、この流動分岐部3'の傾斜上壁面3a’の傾斜終端部からキャビティ３の平面部3aに向かって均一な流速でもって放射状に射出充填することができる。この場合、上記流動分岐部3'の直径、即ち、傾斜上壁面3a’の傾斜端で形成される上記平面真円形の直径を、ゲート４の内壁の直径の２倍以上としておけば、キャビティ平面部内での樹脂の流動がさらに円滑に行われて優れた外観を呈する発泡成形品を得ることができる。

なお、上記実施例においてはゲート４をその内壁が全長に亘って同一径に形成されているが、図４〜図６に示すように、内壁の径が発泡性樹脂組成物の入口である上端から出口である下端に向かって徐々に拡大させているゲート4'を採用してもよい。その他の構成については上記実施例と同じであるので、同一部分に同一符号を付して詳細な説明を省略する。

この図４〜図６に示す射出発泡成形用金型において、上記ゲート4'の内壁4a' の傾斜角度は、ゲート4'の中心線に対して入口側から出口側に向かって０．１〜１０°の角度でもって拡径方向に傾斜させている。このように、ゲート4'の内壁を傾斜させておけば、ゲート4'からのキャビティ３の平面部3a平面部に対する発泡性樹脂組成物の充填が円滑に行え、上記キャビティ平面部3aの傾斜上壁面3a' の存在と相まって、ボイドの発生を抑制しながら発泡性樹脂組成物をキャビティ内に充填することができる。

また、上記いずれの実施例においても、上記樹脂流動分岐部3'におけるキャビティ平面部の上壁面は、ゲート４の内壁4aの下端から発泡性樹脂組成物の流動方向に向かって下方に直線状に傾斜した傾斜上壁面3a' に形成しているが、図７に示すように、ゲート４の内壁4aの下端から発泡性樹脂組成物の流動方向に向かって下方に円弧状に湾曲した傾斜上壁面3a''に形成しておいてもよい。

図８は本発明の別な射出発泡成形金型の実施例を示すもので、固定型１と、この固定型１に対して進退自在な可動型２と、これらの固定型１と可動型２との対向面間で形成されるキャビティ３と、キャビティ３に発泡性樹脂組成物を充填するゲート（図示せず）とを備えた射出発泡成形用金型であって、上記キャビティ３に、このキャビティ３の平面部3aに対して放射状に延びるリブ等の形成用分岐キャビティ部3cが設けられてあり、平面部3aの内壁に連なる分岐キャビティ部3cの内壁を分岐キャビティ部3cの先端に向かって分岐キャビティ部3cの幅が狭まる方向に傾斜した傾斜面4bに形成している。

また、上記分岐キャビティ部3cの内壁の傾斜角度は、キャビティ３の平面部3aから放射状に分岐する分岐点を通ってキャビティ平面部3aに直交する面に対して０．１〜２０°となるように形成されている。

このように構成した射出発泡成形用金型によれば、ゲートを通じてキャビティ３内に充填された発泡性樹脂組成物は、キャビティ３の平面部3a側から分岐キャビティ部3c内に充填される際に、この分岐キャビティ部3cの傾斜面に押し付けながら流動し、発泡性樹脂組成物が乱れることなく、且つ、樹脂先端で生じたガスが発泡性樹脂組成物内に入り込むのを抑制しながら充填されて、リブ等にボイドが生じていない均一な微細セルを有する発泡成形品を製造することができる。

１ 固定型
２ 可動型
３ キャビティ
3a 平面部
3' 流動分岐部
3a' 傾斜上壁面
４ ゲート

Claims (8)

1. 固定型と、この固定型に対して進退自在な可動型と、これらの固定型と可動型との対向面間で形成されるキャビティと、可動型の進退方向に対して直交する方向に存在するキャビティの平面部に発泡性樹脂組成物を充填するゲートとを備えた射出発泡成形用金型であって、ゲート直下から上記キャビティの平面部に向かって放射状に延びるゲート直下の発泡性樹脂組成物の流動分岐部において、ゲートの内壁に連なるキャビティの平面部の上壁面を発泡性樹脂組成物の流動方向に向かって下方に傾斜した傾斜面に形成していることを特徴とする射出発泡成形用金型。
2. 樹脂流動分岐部におけるキャビティ平面部の上壁面の傾斜角度は、ゲートの中心線に直交する水平面に対して０．１〜２０°であることを特徴とする請求項１に記載の射出発泡成形用金型。
3. 樹脂流動分岐部におけるキャビティ平面部の上壁面は、発泡性樹脂組成物の流動方向に向かって下方に円弧状に湾曲した傾斜面に形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の射出発泡成形用金型。
4. キャビティ平面部の傾斜上壁面は、ゲートの中心に対して同心円の領域に形成されていることを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３に記載の射出発泡成形用金型。
5. ゲートの中心に対して同心円の領域に設けられている傾斜上壁面の直径は、ゲートの直径の２倍以上であることを特徴とする請求項１または請求項４に記載の射出発泡成形用金型。
6. ゲートの内壁はゲートの中心に対してゲート入口側から出口側に向かって０．１〜１０°の角度でもって拡径方向に傾斜していることを特徴とする請求項１に記載の射出発泡成形用金型。
7. 固定型と、この固定型に対して進退自在な可動型と、これらの固定型と可動型との対向面間で形成されるキャビティと、キャビティに発泡性樹脂組成物を充填するゲートとを備えた射出発泡成形用金型であって、上記キャビティに、このキャビティの平面部に対して放射状に延びるリブ等の形成用分岐キャビティ部が設けられてあり、平面部の内壁に連なる分岐キャビティ部の内壁を分岐キャビティ部の先端に向かって分岐キャビティ部の幅が狭まる方向に傾斜した傾斜面に形成していることを特徴とする射出発泡成形用金型。
8. 分岐キャビティ部の内壁の傾斜角度は、キャビティの平面部から放射状に分岐する分岐点を通ってキャビティ平面部に直交する面に対して０．１〜２０°であることを特徴とする請求項７に記載の射出発泡成形用金型。

Images