JP6811430B2 - 樹脂成形品の製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、樹脂成形品の製造装置に関する。

従来、キッチンカウンター、洗面台、浴槽等に用いられる樹脂成形品は、上下の金型の間にキャビティを備えた樹脂成形装置において、キャビティ内に樹脂成形材料が注入され、硬化されることで製造されている。

これらの樹脂成形品の製造では、例えば、キッチンカウンターのような場合には、ガスコンロやＩＨクッキングヒーター等の加熱調理器具、シンク等の設備を設置するために、平板状の樹脂成形品の一部に矩形や楕円形等様々な形状の開口部を設けることがある。このような開口部を備える樹脂成形品の製造については、従来より様々な観点からの改善工夫が試みられている。例えば、本出願人も、開口部を備えた樹脂成形品を製造するために、下金型と上金型との間にガスケットが配置され、下金型と上金型とガスケット間にキャビティが形成された樹脂成形品の製造装置を提案している（特許文献１）。

特許文献１の製造装置では、ガスケットについて、樹脂成形材料の注入方向下流側の側面部に空気抜き孔を設けている。これにより、この製造装置では、開口部にボイドができにくい。

特開平１０−２８６８２９号公報

一方、これまでの樹脂成形品の製造装置では、図４の概略断面図に示したように、注入された樹脂成形材料に接するガスケット４１の面は、圧力がかかって変形したときに略垂直面となるように、凹面部４１ａとされている。このような断面形状のガスケット４１は、上下金型の間に配置されてキャビティを形成し、開口部を有する樹脂成形品を簡便に製造することができるようにしている。ここで、ガスケット４１は、入れ子芯材４２と、環状部材４３とにより構成されている。

しかしながら、このようなガスケット４１を用いての従来の樹脂成形品の製造においては、上下の金型の一方もしくは両方に樹脂硬化物のバリが残置される場合があることが問題とされていた。

このバリの残置について、図５に沿って説明すると、次のとおりである。

（Ａ）上下の金型５３ａ、５３ｂが圧締されることにより、ガスケット４１の凹面部４１ａが、図中矢印方向の樹脂成形材料５２側に膨出する。この状態で、キャビティ５１には、樹脂成形材料５２が供給、充填される。ガスケット４１の下端部４１ｂおよび上端部４１ｃには、樹脂成形材料５２が浸入し、ガスケット４１側に向かって鋭角に突出した状態で硬化する。

（Ｂ）成形（硬化）完了後、樹脂硬化物５２ａは、図中矢印方向に向かって硬化収縮する。その際、ガスケット４１の凹面部４１ａには、樹脂硬化物５２ａの一部が付着残置され、ガスケット４１の下端部４１ｂおよび上端部４１ｃ側に鋭角に突出した状態で付着している。

（Ｃ）樹脂硬化物５２ａの脱型時には、ガスケット４１が樹脂硬化物５２ａから離間する方向（図中矢印方向）に移動し、ガスケット４１の面４１ａに付着した樹脂硬化物５２ａの一部が切断されて、金型５３表面にバリ５４ａ、５４ｂが残ることがある。

このように、樹脂成形品の成形毎に、上下の金型５３ａ、５３ｂの表面に残されたバリ５４ａ、５４ｂを除去するために清掃が必要となり、連続的な樹脂成形品の製造作業が行えず、製造効率が非常に悪くなるという問題があった。

本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、成形後の金型表面にバリが残るのを防ぎ、製造効率の向上が可能な樹脂成形品の製造装置を提供することを課題とする。

本発明は、上記の課題を解決するために、以下のことを特徴としている。

すなわち、本発明の樹脂成形品の製造装置は、下金型と上金型の間にガスケットが配置され、前記下金型と前記上金型と前記ガスケットとの間にキャビティが形成された樹脂成形品の製造装置であって、
前記ガスケットは、前記キャビティ内に注入される樹脂成形材料が接するガスケット凹面部を有し、前記下金型表面および前記上金型表面とに接するガスケット角部がそれぞれ前記樹脂成形材料側に鋭角に突出していることを特徴としている。

本発明によれば、成形後の金型表面にバリが残るのを防ぎ、製造効率の向上が可能となる。

本発明の樹脂成形品の製造装置の一実施形態における下金型にガスケットを配置した状態を模式的に示した概略平面図である。 本発明の樹脂成形品の製造装置の一実施形態におけるガスケットの概略断面図である。 （Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、図２のガスケットを用いた樹脂成形品の製造工程を模式的に示した概略工程断面図である。 従来のガスケットの概略断面図である。 （Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、図４のガスケットを用いた、樹脂成形品の製造工程を模式的に示した概略工程断面図である。

本発明の樹脂成形装置について図面に基づいて以下に詳述する。図１は、本発明の樹脂成形品の製造装置の一実施形態における下金型にガスケットを配置した状態を模式的に示した概略平面図である。図中の矢印は、樹脂成形材料のキャビティ内における流れ方向を示している。図２は本発明の樹脂成形品の製造装置の一実施形態におけるガスケットの概略断面図である。また、図３（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、図２のガスケットを用いた、樹脂成形品の製造工程を模式的に示した概略工程断面図である。

図１に示したように、樹脂成形品の製造装置１では、下金型２ａとこれに対向する後述の上金型２ｂの間にガスケット３が配置され、下金型２ａと上金型２ｂとガスケット３との間にキャビティ４が形成される。

図２にも示したように、ガスケット３は、キャビティ４内に注入される樹脂成形材料５が接するガスケット凹面部３ａを有し、下金型２ａ表面および上金型２ｂ表面とに接するガスケット角部３ｂ、３ｃがそれぞれ樹脂成形材料５側に鋭角に突出している。

キャビティ４は、図１のように、開口部６を有する樹脂成形品７を形成するためのものである。

下金型２ａまたは上金型２ｂの少なくともいずれか一方の長手方向の端部には、樹脂供給部や空気抜き部が設けられている。

なお、本実施形態においては、ガスケット３は、図２に示したように、入れ子芯材３１と環状部材３２とにより構成されている。ガスケット３を用いる状態でのその大きさや強度等を考慮して、入れ子芯材３１を用いることなく、環状部材３２のみで構成してもよい。ガスケット３は、硬質の入れ子芯材３１の外周部に、樹脂成形材料の漏れが防止可能な耐熱性と適度な柔軟性を有する環状部材３２を接合して一体化されている。入れ子芯材３１は板状の部材であり、環状部材３２は入れ子芯材３１よりも厚み方向上下に突出している。そして、下金型２ａと上金型２ｂの間に、ガスケット３を配置して型締めした状態で、環状部材３２が一定厚みに圧縮され、入れ子芯材３１側への樹脂成形材料５の流入を防止する。 入れ子芯材３１の材質は特に限定されないが、耐熱性や耐薬性を考慮するとステンレス鋼板等を用いることが好ましい。

環状部材３２の材質は、通常、樹脂成形品の成形時において、樹脂成形材料の漏れが防止可能な耐熱性と適度な柔軟性を有するものであれば特に限定されず、例えば、耐熱性ゴム、特にシリコンゴムを好適に用いることができる。

なお、ガスケット３全体の形状、大きさ、設置位置、設置数等は、製造しようとする樹脂成形品７における開口部６の形状、大きさ、設置位置、設置数等に対応させて任意に選択可能である。

そして、図２に示したように、ガスケット凹面部３ａの断面形状は、ガスケット角部３ｂ、３ｃの各々の間の中央部３ｄが略垂直面とされていることが好ましく考慮される。また、下端部側のガスケット角部３ｂから中央部３ｄへの傾斜および上端部側のガスケット角部３ｃから中央部３ｄへの傾斜は、従来のガスケットの凹面部よりも曲率半径が大きいことが好ましい。例えば、ガスケット凹面部３ａ全体として、曲率半径Ｒ＝１０ｍｍ程度であることが例示される。ガスケット凹面部３ａ全体の曲率半径Ｒは、ガスケット３の材質や、圧締される圧力によって調整し、図３（Ａ）に示したように、下金型２ａと上金型２ｂの間に、ガスケット３を配置して型締めした状態で、中央部３ｄがガスケット角部３ｂ、３ｃとを結ぶ仮想線よりも樹脂成形材料５側（図中左側）に膨出しないようにすることが好ましい。また、成形品を脱型する際に、ガスケット３に引っかかりにくい曲率半径Ｒとすることも考慮される。なお、本明細書中において中央部とは、まさに中央を含む他、ガスケット３を外観したとき、ほぼ中央と認識し得る部分も含む。

図３は、図２のガスケットを用いた樹脂成形品の製造工程を模式的に示した概略工程断面図であり、（Ａ）成形中、（Ｂ）成形（硬化）完了後、（Ｃ）脱型時をそれぞれ示している。以下に工程（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）について詳細に説明する。

（Ａ）図２に示した断面形状のガスケット３が配置された製造装置１では、まず、下金型２ａの金型表面にガスケット３を配置し、ガスケット３の下面を下金型２ａの金型表面に密着させる。続いて、下金型２ａの上に上金型２ｂを降下させてガスケット３の上面と上金型２ｂの金型表面とを密着させる。これにより、下金型２ａと上金型２ｂとガスケット３とにより密閉されたキャビティ４が形成される。

次に、下金型２ａおよび上金型２ｂを所定の温度に加熱した状態で、前記樹脂注入口を通じてキャビティ４内に樹脂成形材料５を注入する。この状態において注入した樹脂成形材料５は、ガスケット３が下金型２ａおよび上金型２ｂの金型表面と密着している。下金型２ａおよび上金型２ｂが圧締されることにより、ガスケット凹面部３ａが、図中矢印方向の樹脂成形材料５側にわずかに膨出する。しかしながら、従来のガスケットとは異なり、中央部３ｄがガスケット角部３ｂ、３ｃとを結ぶ仮想線よりも樹脂成形材料５側（図中左側）に膨出することはない。この状態で、キャビティ４には、樹脂成形材料５が供給、充填されるため、ガスケット３の前記上下端部と下金型２ａおよび上金型２ｂの金型表面のなす角θ_１、θ_２がそれぞれ鋭角であるガスケット角部３ｂ、３ｃが樹脂成形材料５側に鋭角に突出した状態で硬化する。

（Ｂ）成形（硬化）完了後、樹脂硬化物５ａは、図中矢印方向に向かって硬化収縮する。その際、ガスケット３のガスケット凹面部３ａには、樹脂硬化物５ａの一部が付着残置される。

（Ｃ）樹脂硬化物５ａの脱型時には、ガスケット３が樹脂硬化物５ａから離間する方向（図中矢印方向）に移動し、ガスケット凹面部３ａに付着残置した樹脂硬化物５ａの一部は、下金型２ａおよび上金型２ｂの金型表面にバリを残すことなく切断される。

このようにして、成形後の下金型２ａおよび上金型２ｂの金型表面にバリが残るのを防ぐことができ、製造効率を向上可能な樹脂成形品の製造が可能とされる。

樹脂成形品の製造においては、あらかじめ調整した樹脂成形材料５としての樹脂組成物をキャビティ４内に充填する。以下に、キッチンカウンター、洗面カウンター等の樹脂成形品の製造に用いられる樹脂組成物について説明する。

樹脂組成物の主剤となる樹脂は、通常樹脂成形品に用いられている熱硬化性樹脂であれば特に限定されるものではなく、例えば、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂及びアクリル樹脂等の熱硬化性樹脂を用いることができる。また、これらの熱硬化性樹脂は、単独又は２種類以上の併用が可能である。なお、用途に応じては、熱硬化性樹脂に代えて熱可塑性樹脂を用いることもできる。

このような熱硬化性樹脂を主剤とする樹脂組成物には、必要に応じて、充填剤や硬化剤、架橋剤等を添加することができる。充填剤としては、例えば、炭酸カルシウム、ガラスパウダー、シリカ、水酸化アルミニウム等が例示される、これらは、単独又は２種類以上を併用することができる。充填剤の配合量は、例えば、熱硬化性樹脂１００質量部に対して１００質量部〜３００質量部の範囲で配合することができる。充填剤の配合量が上記の範囲内であれば、優れた耐衝撃強度、耐熱性等を有する樹脂成形品とすることができる。

硬化剤としては、例えば、ｔ−ブチルパーオキシベンゾエート、１，１，３，３−テトラメチルブチルパーオキシ２−エチルヘキサノエートやｔ−ヘキシルパーオキシ２−エチルヘキサノエート等の有機過酸化物等が例示される。硬化剤の選択は、樹脂成形品の成形温度によって半減期温度の値に基づいて行うことができる。また、硬化剤の配合量は、熱硬化性樹脂の種類に応じて適宜決定することができ、例えば、熱硬化性樹脂としてビニルエステル樹脂を使用する場合、熱硬化性樹脂１００質量部に対して０．５質量部〜５質量部の範囲で配合するのが好ましい。

架橋剤としては、例えば、熱硬化性樹脂として不飽和ポリエステル樹脂を用いる場合には、不飽和の疎水性ビニルモノマーを用いることができる。具体的には、例えば、スチレンやメタクリル酸メチル、モノクロロスチレン、ジアリルフタレート、トリアリルフタレート等が例示される。架橋剤の配合量は、樹脂組成物の全量に対して０．５質量％以上５質量％以下の範囲で配合するのが好ましい。

樹脂組成物の色は、製造する樹脂成形品の色等に応じて適宜決定することができる。樹脂組成物の着色は、例えば、染料、顔料、着色用のトナー等の着色剤を添加することにより着色することができる。

下金型２ａと上金型２ｂとガスケット３とで密閉されたキャビティ４内に、樹脂成形材料５としての樹脂組成物を注入した後、所定の条件で加熱、冷却し、キャビティ４内の前記樹脂組成物を硬化させる。そして、キャビティ４内で形成された樹脂硬化物５ａを金型から脱型し、ガスケット３を取り外すことにより、開口部６を有する樹脂成形品７を得ることができる。

本実施形態の樹脂成形品の製造装置においては、脱型の際に、金型表面にバリが残るのを防ぐことができ、樹脂成形品の製造効率を向上させることができる。

以上、実施形態に基づき本発明の樹脂成形品の製造装置を説明したが、本発明は上記の実施形態に何ら限定されるものではなく、樹脂成形品の周囲を囲むガスケットに用いる等、その要旨を逸脱しない範囲内において各種の変更が可能である。

１ 樹脂成形品の製造装置
２ａ 下金型
２ｂ 上金型
３ ガスケット
３ａ ガスケット凹面部
３ｂ、３ｃ ガスケット角部
３ｄ 中央部
３１ 入れ子芯材
３２ 環状部材
４ キャビティ
５ 樹脂成形材料
５ａ 樹脂硬化物
６ 開口部
７ 樹脂成形品

Claims (1)

1. 下金型と上金型の間にガスケットが配置され、前記下金型と前記上金型と前記ガスケットとの間にキャビティが形成された樹脂成形品の製造装置であって、
   前記ガスケットは、前記キャビティ内に注入される樹脂成形材料が接するガスケット凹面部を有し、前記下金型表面および前記上金型表面に接するガスケット角部がそれぞれ前記樹脂成形材料側に鋭角に突出しており、
   前記ガスケット凹面部の断面形状は、前記ガスケット角部の各々の間の中央部が略垂直面とされていることを特徴とする樹脂成形品の製造装置。

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