JP2777686B2 - 皮付き発泡体の成形法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、皮付き発泡体の成形法
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術とその課題】周知のごとく、発泡プラスチ
ック（単に発泡体ともいう）は現在、主として発泡樹脂
粒子を用いる成形法（例えば、発泡ポリスチレン）と、
液状発泡材を用いる成形法（例えば、発泡ポリウレタ
ン）との２系統によって成形が行われている。前者の成
形法は「型物発泡成形法」と呼ばれており、この型物発
泡成形法は、予備発泡樹脂粒子を金型に充填し、これに
加熱水蒸気を吹込んで加熱・融着させる方法である（例
えば、特公平３−５６９０５号公報参照）。

【０００３】一方、熱可塑性樹脂発泡体の表面を密にし
た皮付き発泡体が知られている（例えば、特公昭４２−
１０７５２号公報参照）。これは、表皮を構成する非発
泡性パリソンを、ブロ−成形用金型内でブロ−成形した
後、冷却固化して中空成形体にし、これをブロ−成形用
金型から取出し、この中空成形体に予備発泡樹脂粒子
（以下、単に発泡ビ−ズということがある）を充填し、
更に、これに加熱水蒸気噴射パイプを挿入して、この噴
射パイプより加熱水蒸気を吹込んで発泡ビ−ズを加熱し
てさらに発泡させ、各ビ−ズが互に融着する前に噴射パ
イプを抜取ることにより、皮付き発泡体を成形する方法
である（例えば、特公昭６２−１９２３９号公報、特公
昭５８−１０２１７号公報、実公昭６２−９０７３号公
報等参照）。

【０００４】しかしながら、かかる皮付き発泡体の成形
法では、１）中空成形体と、この中空成形体の中の発泡
体とを別工程で成形するので、金型等の設備も別々に必
要となり、工程が複雑となる。殊に、中空成形体の冷却
固化時間と、発泡ビ−ズの加熱・融着及び冷却固化時間
とを別々に必要とするので、生産性が悪くなる、２）冷
却されている中空体に発泡ビ−ズを入れて成形するの
で、中空成形体と発泡体との融着が完全に行なわれな
い、という問題があった。

【０００５】そこで、かかる問題を解決するため中空成
形体を構成するパリソンをブロ−成形用金型に密閉した
まま、前述の発泡ポリウレタン成形法の系統に準じて、
そのパリソン内にウレタン等反応系発泡液体を注入し
て、パリソンをブロ−成形用金型の内面に沿わせた後、
その型締めの状態でパリソンを冷却固化させると共に、
発泡材を反応固化させて皮付き発泡体を得る方法が提案
されている（例えば、特開昭５８−１１６１３５号公
報、特開平３−２９３１１３号公報参照）。

【０００６】ところが、かかる提案の発泡体成形法で
は、パリソンをブロ−成形して金型の内面に沿わすの
に、発泡材の発泡圧で行なっているので、パリソンのブ
ロ−圧力が不足がちとなって、特に複雑な内面形状に対
してはパリソンを充分に沿わすことができず、また、パ
リソンの展開倍率も不均一となる、という問題があっ
た。

【０００７】そこで本発明者らは、通常のブロ−成形を
行う金型と、型物発泡成形を行う金型とを一つにして、
パリソンを通常のブロ−成形し、成形された中空成形体
に発泡ビ−ズを入れて加熱・融着することによって、そ
の成形サイクルを可及的に短縮する方法（特願平３−２
５２１１１号）を見出した。

【０００８】しかしながら、この方法においては、発泡
ビ−ズの充填フィ−ダをブロ−成形用金型のパ−ティン
グラインに出入可能に設けると共に、その充填フィ−ダ
を金型内面より、突出させた状態でパリソンをブロ−成
形した後、充填フィ−ダより発泡ビ−ズを中空成形体内
に充填するものであって、充填フィ−ダの位置を金型の
パ−ティングライン以外の位置での充填は、充填フィ−
ダを出入可能に設けたとしても、充填フィ−ダで中空成
形体に充填用穴を設けることが困難であるため、結局充
填フィ−ダの位置は金型のパ−ティングラインとなり、
充填フィ−ダの位置が制約を受けるものであることか
ら、大型成形品やヒンジ付成形品の場合および多数個取
りの場合の成形が不可能である、という問題があった。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明はかかる問題を解
決したものであって、その要旨とするところは、ブロ−
成形用金型内で、該金型内に垂下させたパリソンをブロ
−成形して中空成形体となし、引続いて、該中空成形体
が冷却固化する前に、該中空成形体内に熱可塑性予備発
泡樹脂粒子を充填し、該粒子を加熱・融着させて発泡成
形体を成形する皮付き発泡体の成形方法であって、前記
粒子の充填時に、中空成形体に充填穴あけ加工を行い、
引続いて、該充填穴より粒子を充填することを特徴とす
る皮付き発泡体の成形法にある。

【００１０】

【実施例】本発明を添付図面に示す実施例装置により詳
細に述べる。

【００１１】先ず、本実施例装置の概要を述べる。図１
において、１は、１対の割型からなるブロ−成形用金型
であって、このブロ−成形用金型１によって、後述のよ
うに皮付き発泡体を成形する。

【００１２】これらのブロ−成形用金型１ａ，１ｂは、
１対の取付板２（一方のみ図示）によって開閉可能にそ
れぞれ支持されている。

【００１３】このブロ−成形用金型１の上方には、不図
示のパリソン押出機が設置されていて、このパリソン押
出機により、所望の樹脂を加熱、溶融させてパリソン３
としてブロ−成形用金型１に供給するようになってい
る。

【００１４】このブロ−成形用金型１には、２個のキヤ
ビティ１Ａ，１Ｂが上下に並列して設けられていて、中
空成形体４が同時に２個成形できるようになっている。
そして、これらの中空成形体４は、連結部５で連結され
ていて、この連結部５を製品のヒンジ部としたり、これ
を切断して２個取りにしたりする。

【００１５】このブロ−成形用金型１の一方の金型１ａ
と、前記取付板２とはスペ−サ６を介在して一体化され
ており、このスペ−サ６によって形成される空間に、後
述の発泡ビ−ズ用充填装置７が取付けられている。この
充填装置７は、金型外部に設けたビ−ズ収納タンク８と
可撓管９を介して接続されている。

【００１６】このブロ−成形用金型１の他方の金型１ｂ
には、ブロ−エア用ノズルピン１０、加熱水蒸気用ノズ
ルピン１１およびバキュ−ム用ノズルピン１２等がそれ
ぞれ取付けられている。これらのノズルピン１０，１
１，１２には、その胴部にスリットが設けてあって、し
かも、その先端は尖鋭状になっていて、中空成形体４に
容易に差込みができるようになっている。また、これら
のノズルピン１０，１１，１２には、図示しないが、差
込みや引抜きを行う押引装置がそれぞれ付設されてい
る。なお、図１では、ノズルピンが各別に設けられてい
るが、１本のノズルピンで兼用できるようにしてもよ
い。

【００１７】以上述べた本実施例装置による成形方法を
述べる。ブロ−成形用金型１が開かれている状態で、加
熱溶融したパリソン３（例えば、ポリプロピレン系樹脂
では１８０〜２２０℃、ポリエチレン系樹脂では１６０
〜２００℃）を供給する。この時、金型１は４０〜８０
℃に設定されている。勿論、常温であってもよい。

【００１８】この金型１を型閉めしパリソン３を密閉し
た後、ブロ−エア用ノズルピン１０を差込み、圧力２〜
７kg／cm² （ゲ−ジ圧）のエアを１０〜２０秒間、パリ
ソン３の内部に吹込んで、パリソン３をブロ−して中空
成形体４を形成する。

【００１９】その後、この中空成形体４の冷却途中で、
後述のような充填装置７によって発泡ビ−ズを中空成形
体４に充填する。

【００２０】この発泡ビ−ズを充填する時、バキュ−ム
用ノズルピン１２を中空成形体４に差込み、３００〜７
６０^mmHgの真空状態にしておいたり、ビ−ズ収納タンク
８に加圧装置（図示せず）を取付け、発泡ビ−ズに大き
な変形を与えない程度の圧力０．５〜３kg／cm² 、好ま
しくは１．０〜１．２kg／cm² （ゲ−ジ圧）に加圧して
充填すると、発泡ビ−ズの充填が効率よく行われる。

【００２１】次いで、加熱水蒸気用ノズルピン１１を中
空成形体４に差込み、充填された発泡ビ−ズ中に０．１
〜１．２kg／cm² 、すなわち、１００〜１２５℃、好ま
しくは、０．８〜１．０kg／cm² 、すなわち、１１５〜
１２０℃の加熱水蒸気を２〜２０秒間吹込む。その結
果、予備発泡された発泡ビ−ズは、本発泡して互に融着
し発泡成形体が成形される。このとき、バキュ−ム用ノ
ズルピン１２からバキュ−ムすれば、加熱水蒸気の流れ
が円滑になる。

【００２２】その後、成形された皮付き発泡体を冷却し
て、ブロ−成形用金型１を開けば、製品である皮付き発
泡体が出来上がる。

【００２３】なお、本実施例による皮付き発泡体は、ポ
リエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹
脂、ポリスチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ＡＢＳ
樹脂等からなる中空成形体４と、直径１^mm〜３^mm程度の
ポリスチレン系、ポリエチレン系等の予備発泡樹脂粒子
を過熱・融着させた発泡体とよりなることとなる。

【００２４】ここおいて、本実施例装置の発泡ビ−ズ用
充填装置７は、次のように構成されている。図２〜図５
に基づいて説明する。この充填装置７は、充填装置本体
１３と、ロ−タリカッタ−スピンドル１４と、このロ−
タリカッタ−スピンドル１４の先端に取付けられたロ−
タリカッタ−１５と、ロ−タリカッタ−スピンドル１４
に形成されたシリンダ−１６と、このシリンダ−１６に
挿入されたプランジャ１７と、から大略構成されてい
る。

【００２５】すなわち、この充填装置本体１３は、一方
の金型１ａのキヤビティ１Ａに臨んで取付けられてお
り、この充填装置本体１３には、ロ−タリカッタ−スピ
ンドル１４が回動および前後進可能に取付けられてい
る。

【００２６】このロ−タリカッタ−スピンドル１４の先
端（すなわち、キヤビティ側）には４つのソ−状刃で円
筒状になったロ−タリカッタ−１５が取付けられてい
る。このロ−タリカッタ−１５の径は約１０〜２０^mmと
なっていて、このロ−タリカッタ−１５で中空成形体４
に穴あけ加工をすれば、発泡ビ−ズの充填時に、発泡ビ
−ズは支障なく通ることができる。

【００２７】ロ−タリカッタ−スピンドル１４の軸心部
は中空状になっていて、シリンダ−１６を形成してい
る。

【００２８】このシリンダ−１６にはプランジャ−１７
が前後進可能に挿入されている。このプランジャ−１７
によってロ−タリカッタ−１５内に残っている中空成形
体４の切り屑や、シリンダ−１６に残っている発泡ビ−
ズを中空成形体４に押込むようにしている。

【００２９】このシリンダ−１６には、発泡ビ−ズ供給
路１８と発泡ビ−ズ圧送用エア供給路１９とが対向して
開口されている。また、このプランジャ−１７には、プ
ランジャ−１７が前進端迄前進した位置で、これらの開
口部が互に連通するようにプランジャ−溝１７ａが周設
されている。

【００３０】この発泡ビ−ズ供給路１８は、軸に対し出
口に向け傾斜して設けられており、これはロ−タリカッ
タ−スピンドル１４に穿設された第１のポ−ト１８Ａ
と、充填装置本体１３に穿設された第２のポ−ト１８Ｂ
とで構成されている。この第２のポ−ト１８Ｂは、前記
可撓管９と接続されてビ−ズ収納タンク８に連通されて
いる。

【００３１】発泡ビ−ズ圧送用エア供給路１９は、軸に
対し出口に向け傾斜して設けられており、これはロ−タ
リカッタ−スピンドル１４に穿設された第３のポ−ト１
９Ａと、充填装置本体１３に穿設された第４のポ−ト１
９Ｂとで構成されている。この第４のポ−ト１９Ｂは不
図示のエア源に接続されてる。

【００３２】そして、発泡ビ−ズ供給路１８と発泡ビ−
ズ圧送用エア供給路１９の開閉は、ロ−タリカッタ−ス
ピンドル１４の前後進と、プランジャ−１７の前後進と
によって行われるが、ロ−タリカッタ−スピンドル１４
が前進端迄前進した時に、これらのポ−ト１８Ａと１８
Ｂ、および、１９Ａと１９Ｂが一致して連通状態とな
り、これより後退すれば不一致となる。

【００３３】次に、これらの部品の駆動装置は、次のよ
うに構成されている。ロ−タリカッタ−スピンドル１４
の基部（すなわち、反キヤビティ側）には、ピニオンギ
ャ２０が刻設されており、このピニオンギャ２０にラッ
クギャ２１が噛合っている。このラックギャ２１は第１
のエアシリンダ−２２によって押し引きされる。この第
１のエアシリンダ−２２は複動型シリンダ−で構成され
ていて、充填装置本体１３にブラケット２３を介して取
付けられている。

【００３４】また、ロ−タリカッタ−スピンドル１４の
中間部外周には、案内用スクリュ−溝２４が設けられて
いて、このスクリュ−溝２４に、充填装置本体１３に設
けられたガイドピン２５が嵌入されている。

【００３５】したがって、第１のエアシリンダ−２２が
押し引き作動すると、ラックギャ２１が往復動し、ピニ
オンギャ２０が正逆転するので、ロ−タリカッタ−スピ
ンドル１４は、ガイドピン２５に規制されて正逆回動し
ながら前後進する。

【００３６】また、プランジャ−１７の基部（すなわ
ち、反キヤビティ側）には、第２のエアシリンダ−２６
が連結されている。この第２のエアシリンダ−２６は複
動型シリンダ−で構成されていて、充填装置本体１３
に、前記第１のエアシリンダ−２２と直交して、直接取
付けられている。

【００３７】したがって、第２のエアシリンダ−２６が
押し引き作動すると、プランジャ−１７はシリンダ−１
６内を前後進する。

【００３８】以上のような発泡ビ−ズ用充填装置７の作
用を述べる。パリソン３がブロ−されて中空成形体４が
成形されると、第１のエアシリンダ−２２を伸び作動さ
せる。したがって、第１のエアシリンダ−２２→ラック
ギャ２１→ピニオンギャ２０→ロ−タリカッタ−スピン
ドル１４が回転する。このロ−タリカッタ−スピンドル
１４は、スクリュ−溝２４とガイドピン２５に規制され
て、２７０°迄回転しながら前進する。その結果、ロ−
タリカッタ−１５は、中空成形体４は切り込まれて充填
穴があけられる（図２参照）。

【００３９】次に、第１のエアシリンダ−２２を縮み作
動させると、ロ−タリカッタ−スピンドル１４は後退
し、ロ−タリカッタ−１５は初期の位置に戻る。

【００４０】次に、第２のエアシリンダ−２６を伸び作
動させると、プランジャ−１７が前進し、ロ−タリカッ
タ−１５に付いている円板状の切り屑２７を中空成形体
４内に排出する（図３参照）。

【００４１】次に、第２のエアシリンダ−２６を縮み作
動させると、プランジャ−１７は初期の位置へ戻る。す
なわち、プランジャ−１７は後進端に戻る。

【００４２】次に、第１のエアシリンダ−２２を再び伸
び作動させると、ロ−タリカッタ−スピンドル１４は前
進端迄前進する。その結果、発泡ビ−ズ供給路１８と発
泡ビ−ズ圧送用エア供給路１９の各開口部は開口され、
しかも、これらのポ−ト１８Ａと１８Ｂ、および、１９
Ａと１９Ｂが一致して連通状態となるので、エジェクタ
−作用により発泡ビ−ズはエア圧送されて中空成形体４
に充填される（図４参照）。

【００４３】次に、第２のエアシリンダ−２６を再び伸
び作動させると、プランジャ−１７が前進してシリンダ
−１およびロ−タリカッタ−１５内の発泡ビ−ズを中空
成形体４内に押込むと共に、発泡ビ−ズ供給路１８と発
泡ビ−ズ圧送用エア供給路１９の各開口部を閉じる。そ
して、プランジャ−１７が前進端迄前進すると、これら
の開口部は、プランジャ−溝１７ａによって連通するの
で、発泡ビ−ズ圧送用エア供給路１９からの圧送用エア
によって、発泡ビ−ズ供給路１８や可撓管９の中にある
発泡ビ−ズは逆圧送されてビ−ズ収納タンク８ヘ戻され
る。

【００４４】もし、これらのシリンダ−１６や発泡ビ−
ズ供給路１８等に発泡ビ−ズが残っておれば、加熱水蒸
気が流入して、これらの発泡ビ−ズを加熱・融着させる
という不都合が発生する。

【００４５】なお、中空成形体４でロ−タリカッタ−に
よってできた充填穴は、製品取出し後、樹脂キヤップで
塞いでおく。なお、ビ−ズ収納タンク８に加圧装置を付
設して、発泡ビ−ズを発泡ビ−ズ供給路１８を通して圧
送する場合には、前記エア供給路１９は、エジェクタ−
作用に用いず、専ら、発泡ビ−ズ供給路１８に残留して
いる発泡ビ−ズの戻し用にしてもよい。

【００４６】

【発明の効果】本発明によれば、ブロ−成形用金型と型
物発泡成形用金型を一つの金型にしたため、成形工程が
一工程となり、成形装置が簡単化すると共に、設備費が
安くなり、ひいては、皮付き発泡体の生産コストを下げ
ることができるのは勿論、中空成形体に充填穴あけ加工
をした後、ここより発泡ビ−ズを充填するので、発泡ビ
−ズの充填が支障なく行うことができると共に、充填穴
を任意の位置に選べることができ、ひいては、穴あけ跡
を目立つ位置に残さず、また、ヒンジ付や２個取り等の
皮付き発泡体を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例装置の全体模式図である。

【図２】本発明の充填装置における穴あけ加工を示す断
面図および平面図である。

【図３】本発明の充填装置における切削の押込みを示す
断面図である。

【図４】本発明の充填装置における充填を示す断面図で
ある。

【図５】本発明の充填装置における発泡ビ−ズの押込み
を示す断面図である。

【符号の説明】

１…ブロ−成形用金型、３…パリソン、４…中空成形
体、７…充填装置、１５…ロ−タリカッタ−

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山路 弘行 三重県四日市市川尻町1000番地 三菱油 化バ−デ ィッシェ株式会社内 (72)発明者 畠山 芳和 新潟県三条市南四日町四丁目８番６−１ 号 三光総業 株式会社内 (72)発明者 志田 祥幸 新潟県三条市南四日町四丁目８番６−１ 号 三光総業 株式会社内 (72)発明者 田村 敦 東京都品川区東五反田１丁目14番地 ア ロン化成株 式会社内 (72)発明者 北岡 内匠 東京都品川区東五反田１丁目14番地 ア ロン化成株 式会社内 (72)発明者 小浜 隆 東京都品川区東五反田１丁目14番地 ア ロン化成株 式会社内 (56)参考文献 特開 平５−138722（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−293113（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B29C 67/20 B29C 44/00 - 44/60 B29C 49/00 - 49/80

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ブロ−成形用金型内で、該金型内に垂下
   させたパリソンをブロ−成形して中空成形体となし、引
   続いて、該中空成形体が冷却固化する前に、該中空成形
   体内に熱可塑性予備発泡樹脂粒子を充填し、該粒子を加
   熱・融着させて発泡成形体を成形する皮付き発泡体の成
   形方法であって、 前記粒子の充填時に、中空成形体に充填穴あけ加工を行
   い、引続いて、該充填穴より粒子を充填することを特徴
   とする皮付き発泡体の成形法。