JP2894585B2 - 発泡射出成形方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、型の中で高発泡させる
発泡射出成形方法に関する。更に詳しくいうと、型要素
を動かして閉じたままキャビティーを拡大することによ
り型の中で高発泡させる発泡射出成形方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】プラスチックスは、これを発泡させるこ
とによって新たに多様な性質を付与することができる。
特に、断熱、吸音、制振、浮力、弾力、軽量、液体誘
導、防塵（フィルタ）、摩擦、滑り止めなどの諸性質が
付与することができる。このような性質を活用して発泡
成形品を多用するのが最近の傾向である。今後は、発泡
成形品を１部に組み込んで各性質を活用する複合成形品
の需要が伸びると予想される。

【０００３】発泡成形は、現在主として射出成形および
押出成形によって行われている。これらのうち成形性に
すぐれた射出成形は、発泡剤を含んだ比較的少量の成形
材料を低圧で金型内のキャビティに射出し、発泡剤の発
泡によってキャビティを充填する方法である。発泡剤と
しては石油系低沸点溶剤を用いることもあるが、一般に
はアゾジカルボンアミド系またはオキシビススルホニル
ヒドラジド系のものが用いられている。

【０００４】このような発泡射出成形方法は、容積が定
まったキャビティ内で発泡させ成形材料を充填するの
で、成形材料の注入量の制御が難しい。したがって、発
泡成形品は一般に発泡倍率が低い低発泡成形品であり、
発泡倍率が高い高発泡成形品ではない。

【０００５】図２は、公知の高発泡射出成形方法を示し
ている。図２に示すように、従来公知の射出成形方法
は、固定側型要素１０ａと可動側型要素１０ｂの２つの
型要素からなる射出成形用型を用いている。両型要素１
０ａ，１０ｂで形成する図２（ａ）に示す初期キャビテ
ィー１１に発泡剤を含んだ成形材料を急速充填し、充填
後ただちに可動側型要素１０ｂを固定側型要素に対して
後退させてキャビティ容積を拡大させ図２（ｂ）に示す
最終キャビティー１１を形成する。

【０００６】このように形成した拡大キャビティー１１
中で先に充填した成形材料を発泡させる。このような発
泡射出成形方法は、発泡倍率を上げることことができ
る。すなわち、このような発泡射出成形方法は、高発泡
成形が可能である。

【０００７】また、成形材料の充填後ただちに成形型を
冷却すると、キャビティと型内面との界面にある材料が
充填後ただちに冷却される。このように界面部の材料が
急速冷却され表皮を形成する発泡成形品は、スキン層を
持った比較的軽量の成形品として得られる。このような
発泡成形品は、スキン層により内部が保護され各種性質
を持った製品、材料として活用することができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このような２つの型要
素を相対的に移動させてキャビティーを拡大して高発泡
させる従来方法によると、初期キャビティーに付加され
るキャビティー拡大部すなわち図２（ｂ）に示される最
終キャビティーから図２（ａ）に示される初期キャビテ
ィーを除いた部分の界面イ及びロは、固定側型要素１０
ａのキャビティー形成面とこの面に摺動する摺動面を持
った可動側型要素１０ｂのキャビティー形成面とが交叉
する線が移動して走査する面に限定され、発泡成形品の
最終形態の自由度が著しく限定される。

【０００９】より一般的に述べると、キャビティーを閉
じたままで初期キャビティーから最終キャビティーに２
つの型要素を移動させることにより形成されるキャビテ
ィーの界面は２つの型が相対的に摺動する際に走査して
形成する平行な２摺動面または平行な線の集合面を必ず
要素面として持つので、成型品はこのような２平行摺動
面に同形の界面を持たなければならない制限を受ける。

【００１０】このような制限を受けるので、平行な線の
集合面を持つ立体物たとえば円柱体を高発泡射出成形方
法により成形することができるが、２平行摺動面も平行
な線の集合面も持たない界面を持つ立体成形品、例えば
界面が球面である球形品、界面がトーラス面であるドー
ナツ形状品のような環状品、４つの界面のどの２面も平
行でない正４面体のような他面体、円錐面または複数円
錐面を組み合わせたテトラポットのような複雑な立体品
を高発泡射出成形方法により成形することはできない。

【００１１】この発明は、前記した技術的背景のもとで
発明されたものであり、次のような目的を達成する。

【００１２】この発明の目的は、種々の形状の高発泡成
形品の成形が可能な発泡射出成形方法を提供することに
ある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】次に、本発明の課題を解
決するための手段を記載するが、１つまたはいくつかの
実施例に対応させて本発明の構成要素に括弧つきで参照
番号をつけたのは、本発明と実施例の構成要素間の対応
関係を分かりやすく参照するためであり、本発明を実施
例に限定するためではない。

【００１４】本発明の射出成形方法は、相対的に互いに
可動な少なくとも３つの型要素（１ａ，１ｂ，２）を用
いて１つの閉じた初期キャビティー（４ａ）を形成する
キャビティー形成工程と、前記キャビティー形成工程に
より形成される前記初期キャビティー（４ａ）に成形材
料を充填する充填工程と、前記３つの型要素（１ａ，１
ｂ，２）の内の２つの型要素（１ａ，１ｂ）は相対的に
動かすことなく残りの少なくとも１つの型要素（２）を
前記２つの型要素（１ａ，１ｂ）に対して動かして、前
記３つの型要素（１ａ，１ｂ，２）により形成されるキ
ャビティー（４ａ）を閉じたまま前記初期キャビティー
（４ａ）の容積よりも大きい容積の最終キャビティー
（４ｂ）を形成するキャビティー拡大工程と、前記キャ
ビティー拡大工程により拡大された前記最終キャビティ
ー（４ｂ）内で、前記充填の成形材料を発泡させ前記最
終キャビティー（４ｂ）内で前記最終キャビティー（４
ｂ）と同形の発泡成形品を形成する発泡成形工程とから
なる発泡射出成形方法において、前記最終キャビティー
（４ｂ）は、前記２つの型要素（１ａ，１ｂ）を相対的
に動かすことによっては得られない２平行摺動面も平行
な線の集合面も持たない界面を持つ立体成形品を成形す
るものである。２つの型要素（１ａ，１ｂ）を相対的に
動かすことによっては得られない形状とは、型が摺動す
る摺動面によっては形成することができない球面などの
曲面、曲率が一定でないトーラスに類似した曲面、円錐
面、その他複雑な曲面を持つ形状である。このような形
状をトポロジックに一般的に肯定的表現をすることは、
本発明者によっては現時点で実現することができていな
い。

【００１５】

【作用】本発明の名称は、２つの型要素が形成するキャ
ビティーの形状から独立して３つ目の型要素の動きによ
り閉じたままのキャビティーが拡大する。したがって、
２つの型要素の動きを必要としないでキャビティーが拡
大する。界面のどの部分面どうしも平行でない最終拡大
キャビティーを３つ目の型の移動により形成することが
できる。このように得られたキャビティー内で成形材料
が高発泡する。

【００１６】

【実施例】次に本発明の実施例を説明する。

【００１７】（実施例１）図１（ａ），（ｂ）は、本発
明の発泡射出成形方法の実施例１に用いる射出成形型を
示す断面図である。射出成形型は、基本的には３要素か
ら構成されている。基本的３要素は、型要素１ａと型要
素１ｂと型要素２とから構成されている。型要素１ａと
型要素１ｂは、相対的に可動である。この実施例を説明
する便宜上、型要素１ａを固定側の型要素、型要素１ｂ
を固定側型要素という。

【００１８】型要素１ｂの１面側に半球面イが形成され
ている。型要素１ａは半球面イとでほぼ球面を形成する
部分欠落半球面ロが形成されている。型要素１ａと型要
素１ｂは突き合わされている。このような突き合わせ状
態で、半球面イと部分欠落半球面ロは、ほぼ球面を内部
に形成する。このようなほぼ球面状界面は、球面の１部
が欠落している。

【００１９】欠落部は、型要素１ａ側に設けられてい
る。欠落部から突出する型要素２が型要素１ａに摺動自
在に設けられている。型要素１ａの部分欠落半球面ロと
型要素１ｂの半球面イと型要素２の突出端面である部分
球面ハと型要素２の突出部の残りの面とからなる閉じた
界面で囲まれる空洞が成形用キャビティー４ａとして、
３つの型要素１ａ，１ｂ，１ｃにより形成されている。

【００２０】次に、本発明の発泡射出成形方法の実施例
１を説明する。図１（ａ）は、半球面イに半球面イと同
一曲率で接続する１つの球面の内側に型要素２の突出端
面ハが突入している状態を示している。この状態の初期
キャビティー４ａに成形材料を充填する。

【００２１】成形材料としては、各種エンジニアリング
・プラスチックス、たとえば熱可塑性樹脂、エラストマ
ーが用いられる。成形材料は、所定の圧力、温度、時間
で適切に気化する公知の発泡剤、例えばアゾジカルボン
アミド系またはオキシビススルホニルヒドラジド系のも
のが混ぜられて用いられる。

【００２２】このような充填工程に続いて、型要素２を
後退移動させる。この移動により、型要素１ａの部分欠
落半球面ロと型要素１ｂの半球面イと型要素２の突出端
面である部分球面ハと型要素２の突出部の残りの面とか
らなる閉じた界面で囲まれる空洞が、閉じたまま連続的
に拡大する。図１（ｂ）は、キャビティー拡大工程を経
て、型要素２が最後退位置に移動した状態を示してい
る。

【００２３】この状態は、型要素２の部分球面ハと型要
素１ａの部分欠落半球面ロと型要素１ｂの半球面イとで
完全球面が形成され、球面を界面とする最終キャビティ
ー４ｂが形成された状態を示している。またこの状態
は、キャビティー拡大工程により拡大された最終キャビ
ティー４ｂ内で先の充填工程で充填された成形材料を発
泡させキャビティー４ｂと同形の発泡成形品を形成する
発泡成形工程を示している。

【００２４】この発泡成形工程では、初期キャビティー
４ａよりも容積が増大した最終キャビティー４ｂ内で成
形材料がキャビティー４ｂ内の気圧低下により高発泡す
る。高発泡成型品は、中は詰まっているが多孔質の球形
である。このような工程において、この実施例では、型
要素１ａと型要素１ｂとは全く動いていない。射出成形
型である型要素１ａと型要素１ｂとを相対的に離隔する
ことにより型の中で成形された球体を取り出すことは、
従来通りである。

【００２５】（その他の実施例）本発明は、上記実施例
に限られることはなく、本発明の趣旨の範囲内で、設計
変更が行われる。たとえば、上記実施例では原理的な高
発泡射出成形を説明するために球体を選んだが、各種形
態のものの高発泡射出成形が可能である。

【００２６】

【発明の効果】この発明によると下記効果が奏される。
形状の自由度が高い高発泡成形品の量産が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明方法に用いる射出成形型の実施
例１を示す図である。

【図２】図２は、従来の発泡射出成形方法に用いる射出
成形型を示す断面図である。

【符号の説明】

１ａ…固定側型要素 １ｂ…可動側型要素 ２…型要素 ４ａ…初期キャビティー ４ｂ…最終キャビティー

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】相対的に互いに可動な少なくとも３つの型
   要素（１ａ，１ｂ，２）を用いて１つの閉じた初期キャ
   ビティー（４ａ）を形成するキャビティー形成工程と、 前記キャビティー形成工程により形成される前記初期キ
   ャビティー（４ａ）に成形材料を充填する充填工程と、 前記３つの型要素（１ａ，１ｂ，２）の内の２つの型要
   素（１ａ，１ｂ）は相対的に動かすことなく残りの少な
   くとも１つの型要素（２）を前記２つの型要素（１ａ，
   １ｂ）に対して動かして、前記３つの型要素（１ａ，１
   ｂ，２）により形成されるキャビティー（４ａ）を閉じ
   たまま前記初期キャビティー（４ａ）の容積よりも大き
   い容積の最終キャビティー（４ｂ）を形成するキャビテ
   ィー拡大工程と、 前記キャビティー拡大工程により拡大された前記最終キ
   ャビティー（４ｂ）内で、前記充填の成形材料を発泡さ
   せ前記最終キャビティー（４ｂ）内で前記最終キャビテ
   ィー（４ｂ）と同形の発泡成形品を形成する発泡成形工
   程とからなる発泡射出成形方法において、 前記最終キャビティー（４ｂ）は、前記２つの型要素
   （１ａ，１ｂ）を相対的に動かすことによっては得られ
   ない２平行摺動面も平行な線の集合面も持たない界面を
   持つ立体成形品を成形するものであることを特徴とする
   発泡射出成形方法。