JP3815084B2 - 凹凸模様を有する型内成形用金型の製作方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、型内樹脂成形用金型の製造法に関し、更に詳しくは、表面に形成した凹凸模様の転写により、成形体表面に安いコストで凹凸模様を形成することができ、成形体が型内発泡成形体の場合は、成形体表面の予備発泡粒子の亀甲模様が目立たなくなり、外観の良好な成形体を提供しうる金型の製作方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【０００３】
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、又はポリスチレン系樹脂等の型内発泡成形体は、これらの予備発泡粒子を金型内に充填し、水蒸気等の加熱媒体により加熱、融着せしめて製造される。
【０００４】
しかしながら、得られた成形体の表面には予備発泡粒子の亀甲模様が現れ、成形体の外観を著しく損ない、商品価値を低下させるという問題があった。
【０００５】
このため、予め金型表面に金網又はパンチングメタル等の凹凸模様を転写した金型が広く使用されている。
【０００６】
型内発泡成形用金型は、木型又は石膏等で木型の反転型を製作した後、砂型を製作し、次いで鋳物を製作するのが一般的である。そして、上記のように表面に金網又はパンチングメタル等の凹凸模様を転写した金型を製作するには、例えば図６に示すように、木型１０２に金網又はパンチングメタル等の硬質面材１０１を固定し、該木型１０２により砂型、次いで鋳物を製作する。すると、図７に示すように、得られた金型１０３の表面には金網又はパンチングメタル等の凹凸模様が転写され、凸部Ａと凹部Ｂとが交互に形成された凹凸模様が形成される。
【０００７】
しかしながらこの方法では、図８に示すように、相対向する凸型及び凹型の水平面１０４には前記凹凸模様を容易に形成することができるが、立側面１０５又は曲面１０６には前記凹凸模様を形成することは極めて困難である。これは、木型１０２に金網又はパンチングメタル等の硬質面材１０１を固定し、該木型１０２により砂型を製作する際、砂型と木型１０２とを、硬質面材１０１平面と並行方向に分離すると、面材の凹部に入り込んだ砂が形状を保持できずに崩れてしまうため、砂型と木型１０２とは硬質面材１０１平面と略垂直方向に分離する必要があるからである。
【０００８】
更に、図８に示すような立側面１０５及び曲面１０６を形成させるための木型１０２に硬質面材１０１を固定する際、該硬質面材１０１の固定方法が困難であるばかりでなく、砂型が崩れないよう硬質面材１０１の端部処理を十分に行っておく必要があり、又砂型を製作するための十分な抜き角度が必要となって、顧客の要求する形状が保持できなくなる等、多大の労力を要する。
【０００９】
この立側面１０５及び曲面１０６に金網又はパンチングメタル等の凹凸模様を形成させる方法として、金型を直接切削加工、又は金型への前記凹凸模様を有する面材の取り付け等が行われているが、加工工数が増大すると共に、コストも高いものとなっている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の点に鑑みなされたもので、その目的は、型内樹脂成形特に型内発泡成形において成形体の水平面、立側面、曲面及び傾斜面を含む全ての外面の一部又は全面で安いコストで成形体表面に凹凸模様を形成する金型をうることであり、成形が型内発泡成形の場合は、予備発泡粒子の亀甲模様を目立たなくし、外観、感触を向上させて、商品価値の高い発泡成形体を得ることのできる型内発泡成形用金型を製作することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明は、凸金型と凹金型とにより形成される成形空間内に予備発泡粒子を充填し、該予備発泡粒子を加熱媒体により加熱して発泡成形体を製造するための金型の製造方法であって、素材シート又は素材フィルムを用いて、真空成形又は圧空成形により凹凸形状を有するシート又はフィルム材を製作し、このシート又はフィルム材を模型の外面全面又は一部の面に固定し、該模型より反転型を製作し、該反転型から表面に前記凹凸模様が転写された金型を製作する方法（請求項１）、
一次型の外面全面又は一部の面に凹凸形状を有するシート又はフィルム材を固定し、該一次型より二次型を作製し、該二次型から表面に前記凹凸模様が転写された金型を製作する請求項１記載の金型を製作する方法（請求項２）、
一次型の反転型である二次型の外面全面又は一部の面に凹凸形状を有するシート又はフィルム材を固定し、該二次型より三次型を製作し、該三次型から表面に前記凹凸模様が転写された金型を製作する請求項１記載の金型を製作する方法（請求項３）、
反転型が砂型である請求項１記載の金型を製作する方法（請求項４）である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の金型製作方法は、図１に示すように、一次型に金網又はパンチングメタル様等の凹凸形状を有するシート又はフィルム材１、好ましくは軟質シート又はフィルム材１を固定する。一次型としては木型が通常用いられる。次に、該木型２により二次型を製作する。二次型は砂型が通常用いられる。次いで、該二次型から金型４を製作する。金型はアルミニウム等の鋳物が用いられる。
又金型が凹型のものでは、上記のとおりにすると、一次型が凹型のものとなる。その場合、一次型を木型で作ることは、寸法精度を要求される場合寸法がはかりにくく、修正がしにくいので必ずしも精度がよくない。このような場合は、まず一次型（木型が通常用いられる）を作り、その反転型である二次型を図２に示すように製作する。この反転型である二次型は、代表的には石膏で製作される。該二次型３に金網又はパンチングメタル様等の凹凸形状を有する軟質シート１を固定する。次に、該反転型３により三次型を製作し、次いで、この三次型から金型６を製作する。三次型は砂型が通常用いられる。金型はアルミニウム等の鋳物が用いられる。
【００１３】
シート又はフィルム材１はある程度強いことが必要で、シート又はフィルム材１の凹凸に入り込んだ砂が、シート又はフィルム材の凹部及び凸部がつぶれないことが必要である。そのことによりシート又はフィルム材１の凹凸形状を保持することができる。又、シート又はフィルム材１は柔らかく、かなり自由に変形することが必要で、そのことにより、砂型の凹凸形状を破壊することなく、木型２又は反転型３と砂型とをシート又はフィルム材１面と並行に分離することができる。従ってシ−ト又はフィルム材１は軟質シート又はフィルム材であることが好ましい。
【００１４】
シート又はフィルム材の凹凸形状は特に限定されず、線条、丸形、多角形等が挙げられる。凹凸形状の大きさは４〜１００メッシュが好ましい。又凹凸形状の深さは、０．１〜３ｍｍが好ましい。
【００１５】
凹凸形状を有するシート又はフィルム材の製作方法は特に限定されるものではなく、真空成形、圧空成形等で製作することができる。
【００１６】
シート又はフィルム材１は素材及び厚みを特に限定するものではないが、パルプ、軟質合成樹脂等が使用できる。厚みは０．０１〜１ｍｍが好ましい。
シート又はフィルム材の固定方法は特に限定されるものではないが、接着剤、両面テープ等が使用できる。
【００１７】
木型、石膏型、砂型、金型の製作方法は特に限定されるものではなく、従来の技術で製作することができる。
【００１８】
型内発泡成形の場合は、成形空間内への加熱媒体としての蒸気の通過孔５の形状及び大きさは、発泡粒子が穴に入り込まない範囲で任意に決定することができる。
【００１９】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明するが、これらは本発明をなんら限定するものではない。
【００２０】
（実施例１）
２００ｍｍ×２００ｍｍ×５０ｍｍｔの凸形状を有する木型２に図１に示すように線径０．８ｍｍの１４メッシュ金網模様を真空成形により転写した厚み０．２ｍｍの軟質ポリプロピレンフィルム１を全面に接着剤で固定し、得られた木型を砂型製作用枠内に収めて砂型を製作し、次いでアルミニウムによる１２ｍｍｔの鋳物を製作した。該鋳物の金網模様転写面に径１．０ｍｍの蒸気孔５を２０ｍｍピッチでドリルにより開け、図３に示すような金型４を製作した。
【００２１】
以上のようにして得た金型４を図５に示すように発泡成形機のコア金型に組み込んだ。
【００２２】
次いで、３００ｍｍ×３００ｍｍ角で深さ１００ｍｍの凹型用木型を石膏型製作用枠内に収めて石膏型３を製作し、該石膏型３全面に図２に示すように線径０．５ｍｍの１６メッシュの金網模様を真空成形で転写した厚み０．２ｍｍの軟質ポリ塩化ビニルフィルムを両面テープで固定し、得られた石膏型より砂型を製作し、次いでアルミニウムによる１２ｍｍｔの鋳物を製作した。該鋳物の金網模様転写面に、径１．０ｍｍの蒸気孔を２０ｍｍピッチでドリルにより開けて、図４に示すような型内発泡成形用凹金型６を製作した。
【００２３】
以上のようにして得た金型６を図５に示すように発泡成形機のキャビティ金型８に組み込んだ。
【００２４】
ポリオレフィン系樹脂予備発泡粒子「エペランＰＰ（鐘淵化学工業株式会社製、発泡倍率；３０倍）」を予め耐圧容器内に入れて空気圧で粒子内圧０．２ＭＰａを付与したものを、充填機９から上記成形機のコア金型７とキャビティ金型８との間隙を５ｍｍとした状態で成形空間１４内にクラッキング充填した後、コア、キャビティ両金型７、８を型締めし、下記の条件で成形した。尚、図中符号５はコア、キャビティ両金型に設けた蒸気孔、１０、１１は蒸気弁、１２、１３はドレン弁である。
【００２５】
一方加熱 ：１．０ＭＰａ
逆一方加熱：１．５ＭＰａ
両面加熱 ：３．０ＭＰａ
保熱 ： ５秒
予冷 ： ３秒
水冷 ：１１０秒
放冷 ： １０秒
以上のようにして得られた成形体は、全面に１４メッシュと１６メッシュの金網模様が成形体表面に転写され、発泡粒子の亀甲模様が目立たなくなった美麗な外観と良好な感触を有するものであった。
【００２６】
（比較例１）
実施例１で示した木型２の凸部側面及び上面に、線径０．８ｍｍ、１４メッシュの金網をビスにより固定し、該木型２より実施例１と同様に砂型を製作したが、木型２抜き取り時に砂型が崩れ、砂型に金網模様を転写することができなかった。
【００２７】
【発明の効果】
本発明の金型製作方法によれば、型内発泡成形体の水平面だけでなく、立側面及び曲面・傾斜面に、しかも連続的に金網又はパンチングメタル様等の凹凸模様を形成し、発泡粒子の亀甲模様を目立たなくすることができる。更には、成形体の裏面側にも前記凹凸模様を転写することができるため、型内発泡成形体の全面に渡って前記凹凸模様を形成することができ、美麗な外観と良好な感触性を有するものとなる。
【００２８】
又、金網又はパンチングメタル様等の凹凸模様を転写した軟質シート又はフィルム材は容易に製作することができ、前記凹凸模様を形成した金型は、変形自在な軟質シート又はフィルムを使用するため、多大な労力を必要とせず、安価に製作することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る金型を製作するための木型の一実施例を示す模式的断面図である。
【図２】 本発明に係る金型を製作するための反転型の一実施例を示す模式的断面図である。
【図３】 本発明に係る金型の模式的断面図である。
【図４】 本発明に係る金型の模式的断面図である。
【図５】 本発明に係る金型を組み込んだ成形機の模式的断面図である。
【図６】 従来の金型製作用の木型を示す模式的断面図である。
【図７】 従来の金型の模式的断面図である。
【図８】 一般的な金型の形状を示す模式的断面図である。
【符号の説明】
１ 軟質シート又はフィルム材
２ 木型
３ 反転型
４ 鋳物
５ 蒸気孔
６ 鋳物
７ コア金型
８ キャビティ金型
９ 充填機
１０ キャビティ側蒸気弁
１１ コア側蒸気弁
１２ キャビティ側ドレン弁
１３ コア側ドレン弁
１４ 成形空間
Ａ 凸部
Ｂ 凹部

Claims (4)

1. 凸金型と凹金型とにより形成される成形空間内に予備発泡粒子を充填し、該予備発泡粒子を加熱媒体により加熱して発泡成形体を製造するための金型の製造方法であって、素材シート又は素材フィルムを用いて、真空成形又は圧空成形により凹凸形状を有するシート又はフィルム材を製作し、このシート又はフィルム材を模型の外面全面又は一部の面に固定し、該模型より反転型を製作し、該反転型から表面に前記凹凸模様が転写された金型を製作する方法。
2. 一次型の外面全面又は一部の面に凹凸形状を有するシート又はフィルム材を固定し、該一次型より二次型を作製し、該二次型から表面に前記凹凸模様が転写された金型を製作する請求項１記載の金型を製作する方法。
3. 一次型の反転型である二次型の外面全面又は一部の面に凹凸形状を有するシート又はフィルム材を固定し、該二次型より三次型を製作し、該三次型から表面に前記凹凸模様が転写された金型を製作する請求項１記載の金型を製作する方法。
4. 反転型が砂型である請求項１記載の金型を製作する方法。

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