JP7260988B2 - 型内発泡成形体、金型構造、および型内発泡成形体の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、型内発泡成形体、金型構造、および型内発泡成形体の製造方法に関する。

フィーダーを介して熱可塑性樹脂発泡粒子を金型に充填し、熱可塑性発泡粒子の型内発泡成形体を作製する技術が従来技術として知られている。

型内発泡成形技術において、金型におけるフィーダーの原料供給口近傍の空間部分は、発泡粒子が過剰に充填されやすくなる。その結果、フィーダーの原料供給口近傍にて部分的に過充填現象が発生して、通気孔を通して加熱蒸気を供給しても、過充填現象が起こっている部位における加熱蒸気の拡散が不十分となり、型内発泡成形品（製品本体部分）の融着不良や表面性不良が発生しやすい。

例えば、特許文献１には、金型におけるフィーダー（原料供給口）に対向した部位に、成形材料を各キャビティに案内するガイド部を備えた成形装置が開示されている。このガイド部は、原料供給口に向かって立ち上がる凸部又は凸条である。特許文献１に記載の金型は、成形品（製品本体部分）を成形する複数のキャビティと当該キャビティ間を連結するランナとを備え、一度の成形により複数の成形品を得るように構成されている。ガイド部は、ランナに設けられている。

特開２０１１－１０４７９９号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、過充填現象による型内発泡成形品（製品本体部分）の融着不良や表面性不良を解決する点で、改善の余地がある。

本発明の一態様は、過充填現象を防止するとともに、機械的強度の低下を抑制し成形性（表面性）に優れた成形製品を成形可能な金型構造、型内発泡成形体、および型内発泡成形体の製造方法を実現することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る型内発泡成形体は、熱可塑性樹脂発泡粒子で構成される製品本体部分を有し、前記製品本体部分の第１の面に形成された、少なくとも１つのフィーダー痕跡と、前記製品本体部分における前記第１の面と反対側の第２の面に前記フィーダー痕跡と背向して形成された、凹部と、を有する、構成である。

また、上記の課題を解決するために、本発明の他の態様に係る金型構造は、少なくとも１つの原料供給口が設けられ、熱可塑性樹脂発泡粒子の型内発泡成形体における製品本体部分を成形する製品本体成形空間を少なくとも構成する第１および第２の金型と、前記第１および第２の金型のうち何れかの金型における前記原料供給口と対向する部位に設けられ、前記原料供給口へ向かって突出した凸部と、を備え、前記凸部は、前記製品本体成形空間内に設けられた構成である。

本発明の一態様によれば、過充填現象を防止するとともに、機械的強度の低下を抑制し成形性（表面性）に優れた成形製品を成形することができる。

（ａ）は、本発明の実施形態１に係る型内発泡成形装置の概略構成を示す断面図であり、（ｂ）および（ｃ）は、凸部の作用および効果を説明するための断面図である。 （ａ）は、図１に示す金型構造を用いて成形された型内発泡成形体における製品本体部分を説明するための平面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す製品本体部分を有する型内発泡成形体の変形例を説明するための平面図である。 本発明の実施形態２に係る型内発泡成形装置の概略構成を示す断面図である。 本発明の実施形態３に係る型内発泡成形装置の概略構成を示す断面図である。 （ａ）は、本発明の実施形態４に係る型内発泡成形装置の概略構成を示す断面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す型内発泡成形装置の変形例を示す断面図である。 （ａ）は、本発明の実施形態５に係る型内発泡成形装置の概略構成を示す断面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す型内発泡成形装置に備えられた凸部の寸法を説明するための断面図である。 （ａ）～（ｄ）は、本発明の実施形態６に係る型内発泡成形体の概略構成を示す側面図である。

〔実施形態１〕
以下、本発明の一実施形態について、詳細に説明する。図１の（ａ）は、本実施形態に係る型内発泡成形装置１００の概略構成を示す断面図であり、図１の（ｂ）および（ｃ）は、凸部４０の作用および効果を説明するための断面図である。

図１の（ａ）に示されるように、本実施形態に係る型内発泡成形装置１００は、固定型である凹型部１０１と、移動型である凸型部１０２とを備えている。凹型部１０１および凸型部１０２は互いに対向配置している。凹型部１０１における凸型部１０２と対向する面には、第１金型１が形成されている。また、凸型部１０２における凹型部１０１と対向する面には、第２金型２が形成されている。そして、第１金型１および第２金型２によって製品本体成形空間Ａが形成されている。本実施形態に係る金型構造１０は、第１金型１および第２金型２から構成されている。

また、凹型部１０１は、第１金型１における製品本体成形空間Ａと反対側にチャンバＢが形成されている。そして、凹型部１０１には、製品本体成形空間ＡとチャンバＢとを連通する通気孔５が形成されている。また、凸型部１０２は、第２金型２における製品本体成形空間Ａと反対側にチャンバＣが形成されている。そして、製品本体成形空間ＡとチャンバＣとを連通する通気孔６が形成されている。

型内発泡成形装置１００では、通気孔５および６を介して、後述する加熱蒸気などの流体が製品本体成形空間Ａに供給されたり、製品本体成形空間Ａから排出されたりするようになっている。また、凹型部１０１および凸型部１０２それぞれの下部には、下部用役口１０３および１０４が設けられている。下部用役口１０３および１０４は、減圧ポンプまたはドレン配管に接続している。また、凹型部１０１および凸型部１０２それぞれの上部には、チャンバＢおよびＣに加熱蒸気等を供給するための上部用役口１０５および１０６が設けられている。

また、第１金型１には、原料供給管３が設けられている。原料供給管３は、原料供給口３ａを介して、製品本体成形空間Ａと連通している。型内発泡成形装置１００では、熱可塑性樹脂発泡粒子は、図示しない原料タンクから原料供給管３へ供給され、原料供給口３ａから製品本体成形空間Ａ内へ供給されるようになっている。また、型内発泡成形装置１００は、原料供給管３内部を往復運動可能に構成されたピストンＰを備えている（図１の（ｂ）および（ｃ）参照）。

また、第２金型２における原料供給口３ａと対向する部位には、凸部４０が設けられている。凸部４０は、製品本体成形空間Ａ内に設けられ、原料供給口３ａへ向かって突出するように形成されている。ここで、原料供給口３ａと対向する部位とは、原料供給管３の伸びる方向から見て原料供給口３ａを介して目視可能な、あるいは投影可能な第２金型２の領域（投影領域）であるもいえる。

本実施形態に係る金型構造１０によれば、第２金型２における原料供給口３ａと対向する部位に凸部４０が設けられていることにより、熱可塑性樹脂発泡粒子の充填工程にて、熱可塑性樹脂発泡粒子の過充填現象を防止することができる。以下、本実施形態に係る型内発泡成形装置１００を用いた型内発泡成形体の製造方法、並びに、本実施形態に係る金型構造１０における凸部４０の作用および効果について、図１の（ｂ）および（ｃ）を参照して説明する。

金型構造１０を有する型内発泡成形装置１００を用いた型内発泡成形体の製造方法においては、まず、図示しない原料タンク内の熱可塑性樹脂の熱可塑性樹脂発泡粒子ｄを充填エアに乗せて、原料供給管３を介して製品本体成形空間Ａへ供給する（充填工程）。

そして、製品本体成形空間Ａ内に熱可塑性樹脂発泡粒子ｄが充填され、図１の（ｂ）に示されるように、製品本体成形空間Ａ内が熱可塑性樹脂発泡粒子ｄに満たされると、製品本体成形空間Ａへの熱可塑性樹脂発泡粒子ｄの供給を停止する。そして、その後、ピストンＰを製品本体成形空間Ａ側へ押出し、図１の（ｃ）に示されるように、ピストンＰにより原料供給管３を封鎖し、同時に製品本体成形空間Ａを封鎖する。このとき、原料供給管３内に残存する熱可塑性樹脂発泡粒子ｄは、ピストンＰにより製品本体成形空間Ａ内へ押し込まれることになる。

ここで、第２金型２における原料供給口３ａと対向する部位に凸部４０が設けられている。それゆえ、原料供給口３ａと第２金型２における原料供給口３ａの対向位置との間に充填された熱可塑性樹脂発泡粒子ｄ（以下、原料供給口３ａ近傍の熱可塑性樹脂発泡粒子ｄと称することもある）は、ピストンＰによる押し込みにより、凸部４０の外側に分散する。より具体的には、ピストンＰの押込みにより、原料供給口３ａ近傍の熱可塑性樹脂発泡粒子ｄは、凸部４０を押圧する。そして、この押圧により、熱可塑性樹脂発泡粒子ｄに、ピストンＰの押し込み方向の力だけでなく、凸部４０から当該凸部４０の外側へ向かう力が働く。その結果、原料供給口３ａ近傍の熱可塑性樹脂発泡粒子ｄは、図１の（ｃ）に示される矢印の方向に均一に押し込まれ、凸部４０の周辺に分散して充填される。その結果、充填工程にて、原料供給口３ａと第２金型２における原料供給口３ａの対向位置との間における熱可塑性樹脂発泡粒子ｄの充填密度が過剰に高くなることが防止され、過充填現象を防止することができる。

上述のように製品本体成形空間Ａ内に充填された熱可塑性樹脂発泡粒子ｄは、加熱工程および冷却工程などを経て型内成形される。より具体的には、加熱工程にて、弁による下部用役口１０３・１０４、および上部用役口１０５・１０６の開閉操作により、チャンバＢおよびＣに加熱蒸気を供給して、凹型部１０１および凸型部１０２を加熱する。このとき、加熱蒸気は、凹型部１０１および凸型部１０２それぞれの通気孔５および６を通過して製品本体成形空間Ａに供給されるので、製品本体成形空間Ａ内に充填された熱可塑性樹脂発泡粒子ｄも加熱される。そして、熱可塑性樹脂発泡粒子ｄが加熱されると、熱可塑性樹脂発泡粒子ｄ同士が発泡（膨張）融着し、型内成形される。

そして、冷却工程にて、型内発泡成形装置１００を冷却することにより、製品本体成形空間Ａ内の熱可塑性樹脂発泡粒子ｄの発泡融着体は固化する。そして、第１金型１および第２金型２を開き取り出すことにより、所定形状の型内発泡成形体が得られる。

このようにして得られた型内発泡成形体は、過充填現象に起因した表面性不良が抑制される。また、凸部４０により凹部が形成されるため、得られた型内発泡成形体は、一部の厚さが薄くなり、機械的強度が低下していると考えられる。しかし、上述のように、過充填現象が防止されているので、薄くなった部分（凸部４０に対応する部分）での熱可塑性樹脂発泡粒子の融着不良が改善され融着強度が向上する。このため、凸部４０に起因して型内発泡成形体の機械的強度が低下することがない。したがって、本実施形態に係る金型構造１０によれば、過充填現象を防止するとともに、機械的強度の低下を抑制し成形性（表面性）に優れた成形体を成形することができる。

なお、凸部４０は、第１金型１および第２金型２の何れかに設けられていればよい。また、凸部４０は、第１金型１または第２金型２に一体的に設けられていてもよいし、別駒型として設けられていてもよい。凸部４０が別駒型として設けられている場合、凸部４０の位置調整が容易となる。また、凸部４０の破損時の交換が容易となる。

また、凸部４０は、原料供給口３ａへ向かって立ち上がる傾斜面によって形成された山形状であることが好ましい。また、山形状を構成する傾斜面の傾斜角度は、過充填現象の程度等に応じて適宜設定可能である。また、当該山形状は、対称形状であってもよいし、非対称形状であってもよい。凸部４０の形状として、例えば、円柱、三角柱、四角柱等の柱形状、平板形状、円錐、三角錐、四角錐等の錐形状、円錐台形、三角台形、四角台形等の台形形状、半球等の球の一部を構成する形状が挙げられる。また、凸部４０は、所定の方向に伸びて形成された凸条であってもよい。この場合、凸部４０により成形される型内発泡成形体の凹部は、凹溝であってもよい。

また、製品本体成形空間Ａへの熱可塑性樹脂発泡粒子ｄの充填方法としては、従来公知の方法を採用することができる。当該充填方法としては、例えば、クラッキング充填法、加圧充填法、圧縮充填法等が挙げられる。特に、クラッキング充填法を採用する場合においても、過充填現象を防止することが可能である。クラッキング充填法は、熱可塑性樹脂発泡粒子ｄの充填時に第１金型１と第２金型２とを完全に型閉めせず（換言すると、クラッキングさせておき）、充填時に使用するエアを第１金型１と第２金型２との隙間から排出しながら熱可塑性樹脂発泡粒子ｄを充填する方法である。熱可塑性樹脂発泡粒子ｄを供給後、ピストンＰにより原料供給管３および製品本体成形空間Ａを封鎖した後、第１金型１と第２金型２とを完全に型閉めしたとき、熱可塑性樹脂発泡粒子ｄに凸部４０から当該凸部４０の外側へ向かう力が働く。このため、原料供給口３ａ近傍の熱可塑性樹脂発泡粒子ｄは、凸部４０の周辺に分散して充填されるので、過充填現象を防止できる。このことから、本実施形態においてクラッキング充填法を採用することは、好ましい態様と言える。

また、熱可塑性樹脂発泡粒子ｄを構成する基材樹脂としては、特に限定されず、例えば、ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、及びスチレン改質ポリオレフィン系樹脂（オレフィン改質ポリスチレン系樹脂）、ポリエステル系樹脂等が挙げられる。この中でも、ポリオレフィン系樹脂を用いることにより、耐割れ性、緩衝性、耐薬品性、耐熱性、圧縮後の歪回復率、リサイクルが容易となる点から好ましい。

ポリオレフィン系樹脂としては、特に限定されず、ポリプロピレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂等が挙げられる。ポリプロピレン系樹脂としては、プロピレン単独重合体、エチレン／プロピレン共重合体、エチレン／プロピレン／１－ブテン共重合体等が挙げられる。ポリエチレン系樹脂としては、エチレン単独重合体、高密度ポリエチレン系樹脂、中密度ポリエチレン系樹脂、低密度ポリエチレン系樹脂、直鎖状低密度ポリエチレン系樹脂等が挙げられ、より具体的には、エチレン／１－ブテン共重合体、エチレン／４－メチル－１－ペンテン共重合体等が挙げられる。また、なお、前記共重合体は、ランダム共重合体であってもよく、ブロック共重合体であってもよい。

熱可塑性樹脂発泡粒子ｄの製造方法は、特に制限は無く、従来公知の製造方法を挙げることができる。一例としては、製造する発泡粒子がポリオレフィン系樹脂発泡粒子であれば、国際公開特許公報ＷＯ２００９／０７５２０８や特開２００６－１１７８４２号公報等に開示されている製造方法が挙げられる。また、製造する発泡粒子がポリスチレン系樹脂発泡粒子であれば、特開２００３－２０１３６０号公報や特開２０１４－１１８４７４号公報や国際公開特許公報ＷＯ２０１５／１３７３６３等に開示されている製造方法が挙げられる（該特許文献中には、「予備発泡粒子」として記載されている）。また、製造する発泡粒子がスチレン改質ポリオレフィン系樹脂発泡粒子であれば、特開２００８－２３９７９４号公報や国際公開特許公報ＷＯ２０１６／１５２２４３等に開示されている製造方法が挙げられる。しかし、発泡粒子の製造方法は、これらの製造方法に限定されるものではない。

このようにして得られる発泡粒子には、適宜、難燃剤、帯電防止剤、着色剤等の添加剤を従来公知の方法により含有あるいは被覆させることができる。また、発泡粒子の粒径は、特に限定されず、例えば、１ｍｍ～１０ｍｍであればよいが、製品本体成形空間Ａへの充填性の観点からは、１ｍｍ～５ｍｍが好ましく、１ｍｍ～３ｍｍがより好ましい。

発泡粒子の発泡倍率としては、特に限定されず、例えば、３倍～９０倍であってもよいが、機械的強度や成形性の観点からは、５倍～６０倍が好ましく、５倍～４５倍がより好ましい。

このような発泡粒子は、例えば、（株）カネカ製エペラン－ＰＰ、エペラン－ＸＬ等として市販されており、容易に入手可能である。

ここで、本実施形態に係る金型構造１０では、製品本体成形空間Ａ内に凸部４０が設けられている。製品本体成形空間Ａとは、型内発泡成形体における製品本体部分を構成する空間を意味する。図２の（ａ）は、金型構造１０を用いて成形された型内発泡成形体２０における製品本体部分２１を説明するための平面図であり、図２の（ｂ）は、図２の（ａ）に示す製品本体部分２１を有する型内発泡成形体２０の変形例を説明するための平面図である。なお、図２の（ａ）および（ｂ）は、金型構造１０の原料供給口３ａ側から見た平面図である。

図２の（ａ）および（ｂ）に示されるように、本実施形態に係る型内発泡成形体２０は、少なくとも製品本体部分２１を有する。一般的に、型内発泡成形体は、製品本体部分（例えば、発泡容器、皿等）のみを構成するものだけでなく、製品製造に有利な付属部分を有するものもある。本実施形態に係る型内発泡成形体２０は、製品本体部分のみを構成するものだけでなく、前記付属部分を備えた構成も包含する。例えば、図２の（ｂ）に示されるように、型内発泡成形体２０は、２つの製品本体部分２１同士を繋ぐ繋ぎ体２２を有する構成であってもよい。図２の（ｂ）に示された構成では、輸送あるいは保管時等に一対の製品本体部分２１、２１を一緒に収納できる、あるいは一方を紛失する恐れがなくなる等の利点がある。

本実施形態に係る金型構造１０では、例えば図２の（ｂ）に示される構成を例に挙げると、凸部４０は、繋ぎ体２２を成形する成形空間ではなく、製品本体部分２１を成形する製品本体成形空間Ａに設けられている。

通常、金型構造１０の製品本体成形空間Ａ内に凸部４０が形成されると、凸部４０により凹部が形成されるため、得られた成形製品は、一部の厚さが薄くなり、機械的強度が低下している。それゆえ、成形製品の機械的強度を維持する観点では、製品本体成形空間Ａに原料供給口３ａと対向する凸部４０を設けることを避けるのが一般的であろう。

しかし、上述のように、過充填現象が防止されているので、薄くなった部分（凸部４０に対応する部分）での熱可塑性樹脂発泡粒子の融着不良が改善され融着強度が向上する。このため、凸部４０に起因して型内発泡成形体の機械的強度が低下することがない。本実施形態に係る金型構造１０によれば、過充填現象を防止するとともに、機械的強度の低下を抑制し成形性（表面性）に優れた製品を成形できる。

〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。図３は、本実施形態に係る型内発泡成形装置１００Ａの概略構成を示す断面図である。

図３に示されるように、型内発泡成形装置１００Ａは、凸部４１の形状が前記実施形態１と異なる。凸部４１は、曲面を有する。凸部４１を構成する曲面は、凸部４１の外側へ向かって屈曲した曲面である。

このように凸部４１が曲面で構成された金型構造１０であっても、過充填現象を防止するとともに、機械的強度の低下を抑制し成形性（表面性）に優れた製品を成形することができる。

〔実施形態３〕
本発明のさらに他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。図４は、本実施形態に係る型内発泡成形装置１００Ｂの概略構成を示す断面図である。

図４に示されるように、本実施形態に係る型内発泡成形装置１００Ｂの金型構造は、第１金型１ａと、第２金型２ａとから構成されている。第２金型２ａは、成形面２ｂ、２ｃ、および２ｄで構成された断面コの字形状の成形面を有する。成形面２ｃの両端それぞれに、成形面２ｂおよび２ｄが直交して連結した形状となっている。成形面２ｂおよび２ｃは、互いに面内方向が異なり、成形面２ｂおよび２ｃにより段差が形成されている。また、成形面２ｃおよび２ｄは、互いに面内方向が異なり、成形面２ｃおよび２ｄにより段差が形成されている。

そして、第１金型１ａにおける、成形面２ｂおよび２ｃの連結部位と対向する部位には、原料供給管３の原料供給口３ａが設けられている。また、第１金型１ａにおける、成形面２ｃおよび２ｄの連結部位と対向する部位には、原料供給管３１の原料供給口３１ａが設けられている。

第２金型２ａにおける原料供給口３ａと対向する部位、すなわち、成形面２ｂおよび２ｃの連結部位には、凸部４２が設けられている。凸部４２は、面内方向が異なる成形面２ｂおよび２ｃを跨って形成されている。

また、第２金型２ａにおける原料供給口３１ａと対向する部位、すなわち、成形面２ｃおよび２ｄの連結部位には、凸部４３が設けられている。凸部４３は、面内方向が異なる成形面２ｃおよび２ｄを跨って形成されている。また、凸部４３は、原料供給口３１ａへ向かって延びる傾斜面が形成され、当該傾斜面同士が連結する頂点部を有する。

このように凸部４２および４３が形成された金型構造であっても、過充填現象を防止するとともに、機械的強度の低下を抑制し成形性（表面性）に優れた製品を成形することができる。

また、例えば成形面２ｃおよび２ｄの連結部位が、原料供給口３１ａの中央からずれている場合、熱可塑性樹脂発泡粒子の充填時に、原料供給口３１ａから流入する熱可塑性樹脂発泡粒子は、成形面２ｃ側へ移動する粒子と成形面２ｄ側へ移動する粒子との間で移動量の偏りが発生する。すなわち、成形面２ｃ側と成形面２ｄ側との間で、熱可塑性樹脂発泡粒子の充填配分に偏りが生じる。本実施形態によれば、凸部４２および４３により、所望の充填性をコントロールし、熱可塑性樹脂発泡粒子の充填配分の偏りを緩和することができる。特に、凸部４３のような構成では、熱可塑性樹脂発泡粒子の充填時に、熱可塑性樹脂発泡粒子が凸部４３により円滑に分流する。

〔実施形態４〕
本発明のさらに他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。図５の（ａ）は、本実施形態に係る型内発泡成形装置１００Ｃの概略構成を示す断面図であり、図５の（ｂ）は、図５の（ａ）に示す型内発泡成形装置１００Ｃの変形例を示す断面図である。

図５の（ａ）に示されるように、本実施形態に係る型内発泡成形装置１００Ｃでは、金型構造１０ａの第１金型１ｅおよび第２金型２ｅの構成が前記実施形態１と異なる。第１金型１ｅには、原料供給口３ａが形成されている。そして、第２金型２ｅにおける原料供給口３ａと対向する部位には、凸部４４ａが設けられている。本実施形態に係る金型構造１０ａでは、第２金型２ｅにおける凸部４４ａが設けられた面２ｆは、原料供給管３が伸びる方向に対して傾斜している。ここで、原料供給管３が伸びる方向は、原料供給口３ａから凸部４４へ向かう方向、または原料供給口３ａと凸部４４ａとの対向方向ともいえる。

このように凸部４４ａが形成された金型構造であっても、過充填現象を防止するとともに、機械的強度の低下を抑制し成形性（表面性）に優れた製品を成形することができる。

また、第２金型２ｅにおける原料供給口３ａと対向する面２ｆが原料供給管３の伸びる方向に対して傾斜している場合、原料供給口３ａから供給される充填エアは、面２ｆと当接することにより、当該当接位置から外側へ均等に流れる気流とならず、不均一な気流となる。このため、熱可塑性樹脂発泡粒子が流れやすい気流と熱可塑性樹脂発泡粒子が流れにくい気流とが発生しやすくなる。本実施形態によれば、凸部４４ａにより、所望の充填性をコントロールし、熱可塑性樹脂発泡粒子を均等に充填できる。

また、本実施形態に係る型内発泡成形装置は、凸部４４ａが形成された面２ｆが、原料供給管３が伸びる方向が伸びる方向に対して傾斜している構成であればよく、例えば図５の（ｂ）に示す構成であってもよい。図５の（ｂ）に示される型内発泡成形装置１００Ｃ１は、面２ｆは、原料供給管３が伸びる方向に対して傾斜しており、Ｕ字状に湾曲した形状となっている。そして、凸部４４ｂは、面２ｆにおける湾曲領域に設けられている。そして、原料供給口３ａは、第１金型１ｅにおける凸部４４ｂと対向する部分に設けられている。このような構成であっても、凸部４４ｂにより、所望の充填性をコントロールし、熱可塑性樹脂発泡粒子を均等に充填できる。

〔実施形態５〕
本発明のさらに他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。図６の（ａ）は、本実施形態に係る型内発泡成形装置１００Ｄの概略構成を示す断面図であり、図６の（ｂ）は、型内発泡成形装置１００Ｄに備えられた凸部４５の寸法を説明するための断面図である。

図６の（ａ）および（ｂ）に示されるように、本実施形態に係る型内発泡成形装置１００Ｄでは、凸部４５の形状が前記実施形態１と異なる。凸部４５は、Ｒ形状である。より具体的には、図５の（ｂ）に示されるように、凸部４５は、第２金型２側の基端部４５ａと、原料供給口３ａに最も近い位置にある頂部４５ｂと、を有する。そして、凸部４５は、基端部４５ａから頂部４５ｂへ向かって屈曲した２つの側面４５ｃ・４５ｃを有する。側面４５ｃ・４５ｃは、凸部４５の内側へ向かって屈曲したＲ面となっている。そして、凸部４５のＲ形状では、基端部４５ａから頂部４５ｂへ向かって側面４５ｃ・４５ｃ同士の幅が狭くなっている。また、凸部４５の頂部４５ｂは、原料供給管３側から見て、原料供給口３ａに囲まれた領域内に配置されている。

このように凸部４５がＲ形状である金型構造は、過充填現象を防止する上で好ましい構成である。凸部４５がＲ形状であるため、ピストンＰ（図示せず）が押し込まれた際、熱可塑性樹脂発泡粒子は凸部４５の周辺に向かって、より円滑に分散充填され、過充填現象をより防止しやすくなる。また、熱可塑性樹脂発泡粒子の充填時に原料供給口３ａから供給される充填エアは、Ｒ面である側面４５ｃ・４５ｃに沿った気流となり、乱流が発生しにくい。このため、充填エアに乗って製品本体成形空間Ａに供給される熱可塑性樹脂発泡粒子は、側面４５ｃ・４５ｃに沿って円滑に凸部４５の周辺へ流れる。このため、原料供給口３ａ近傍の熱可塑性樹脂発泡粒子の充填密度が過剰に高くなることが防止され、過充填現象を防止することができる。

なお、Ｒ面である側面４５ｃ・４５ｃの曲率半径は、特に制限されないが、０．５ｍｍ以上３００ｍｍ以下が好ましく、２ｍｍ以上２００ｍｍ以下がより好ましく、３ｍｍ以上１００ｍｍ以下が最も好ましい。

また、凸部４５における基端部４５ａから頂部４５ｂまでの高さＨは、特に制限されないが、型内発泡成形に使用する熱可塑性樹脂発泡粒子の大きさ（熱可塑性樹脂発泡粒子が略球形である場合には球形の直径）以上であることが好ましい。具体的には、高さＨは、２ｍｍ以上５０ｍｍ以下が好ましく、５ｍｍ以上３０ｍｍ以下がより好ましく、１０ｍｍ以上２０ｍｍ以下が最も好ましい。

さらに、原料供給口３ａと凸部４５との最小距離Ｌ、すなわち原料供給口３ａと頂部４５ｂとの距離は、特に制限されないが、０ｍｍ超５０ｍｍ以下が好ましく、２ｍｍ以上４０ｍｍ以下がより好ましく、５ｍｍ以上１５ｍｍ以下が最も好ましい。

また、第２金型２における凸部４５の形成面と原料供給口３ａとの距離Ｔ（＝Ｈ＋Ｌ）は、５ｍｍ以上５０ｍｍ以下、１０ｍｍ以上４０ｍｍ以下、１０ｍｍ以上２０ｍｍ以下が最も好ましい。

側面４５ｃ・４５ｃの曲率半径、高さＨ、最小距離Ｌ、および距離Ｔが上記範囲内に設定されている場合、過充填現象が解消されやすく、製品本体成形空間Ａにおける凸部４５の周辺への充填性をコントロールしやすい金型構造となる。さらには、過充填現象を防止するとともに、機械的強度の低下を抑制し成形性（表面性）に優れた製品を成形することができる。特に、距離Ｔが上記範囲内に設定されている場合、過充填現象が発生しやすく、得られる型内発泡成形体は、いわゆる薄肉部位が存在する。本実施形態に係る型内発泡成形装置１００Ｄを用いて型内成形すれば、過充填現象が防止されるので、薄肉部位が存在しても機械的強度が低下することがなく、成形性（表面性）に優れた製品を成形することができる。

〔実施形態６〕
本発明のさらに他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。

本実施形態は、型内発泡成形体の構成に関する。本実施形態に係る型内発泡成形体は、例えば、前記実施形態１～５に係る金型構造を備えた型内発泡成形装置を用いて型内成形される。

以下、本実施形態に係る型内発泡成形体として、前記実施形態１～５に係る金型構造を備えた型内発泡成形装置を用いて型内成形された構成について説明する。図７の（ａ）～（ｄ）は、本実施形態に係る型内発泡成形体２０の概略構成を示す側面図である。なお、図７の（ａ）～（ｄ）に示された型内発泡成形体２０は、製品本体部分のみから構成されたものである。本実施形態に係る型内発泡成形体は、製品本体部分を有する構成であればよく、製品本体部分のみから構成される図７の（ａ）～（ｄ）に示される構成に限定されない。

図７の（ａ）～（ｄ）に示されるように、本実施形態に係る型内発泡成形体２０は、第１面２３と、第２面２４と、を有する。第２面２４は、第１面２３と反対側にある面である。そして、第１面２３には、フィーダー痕跡２０ｂが形成されている。また、第２面２４には凹部２０ａが形成されている。

凹部２０ａは、前記実施形態１～５に係る金型構造に形成された凸部に対応する部分である。また、フィーダー痕跡２０ｂは、前記実施形態１～５に係る金型構造に形成された原料供給口３ａに対応する部分である。原料供給口を有する金型構造に熱可塑性樹脂発泡粒子を充填して型内発泡成形した場合、得られた型内発泡成形体２０には、原料供給口部分の形状が転写された跡が形成される。フィーダー痕跡２０ｂは、このような原料供給口部分の形状が転写された跡であり、型内発泡成形体２０における他の部分と識別可能である。

ここで、前記実施形態１～５に係る金型構造によれば、原料供給口と凸部とは、製品本体成形空間内で、互いに対向した位置関係にある。それゆえ、型内発泡成形体２０における第２面２４に形成された凹部２０ａは、第１面２３に形成されたフィーダー痕跡２０ｂと背向した位置関係となる。

図７の（ａ）に示された型内発泡成形体２０では、凹部２０ａは、２つの壁面２０ｃ・２０ｃを有する。壁面２０ｃ・２０ｃはＲ形状の壁面であり、凹部２０ａの内側へ屈曲している。そして、Ｒ形状の壁面２０ｃ・２０ｃは、第１面２３へ向かうに従い壁面同士の間隔が狭くなるように形成されている。図７の（ａ）に示された型内発泡成形体２０は、例えば、実施形態５に係る金型構造を備えた型内発泡成形装置を用いて成形される。

図７の（ｂ）に示された型内発泡成形体２０では、第２面２４は、フィーダー痕跡２０ｂから凹部２０ａへ向かう方向Ｅに対して傾斜した面となっている。図７の（ｂ）に示された型内発泡成形体２０は、例えば、実施形態４の図５の（ａ）に示された金型構造を備えた型内発泡成形装置を用いて成形される。

また、図７の（ｃ）に示された型内発泡成形体２０では、第２面２４は、フィーダー痕跡２０ｂから凹部２０ａへ向かう方向に対して傾斜しており、Ｕ字状に湾曲している。そして、凹部２０ａは、第２面２４における湾曲領域に設けられている。そして、フィーダー痕跡２０ｂは、第１面２３には、凹部２０ａと背向するようにフィーダー痕跡２０ｂが形成されている。図７の（ｃ）に示された型内発泡成形体２０は、例えば、実施形態４の図５の（ｂ）に示された金型構造を備えた型内発泡成形装置を用いて成形される。

図７の（ｄ）に示された型内発泡成形体２０では、凹部２０ａは、面内方向が異なる２つの面２４ａおよび２４ｂを跨って形成されている。図７の（ｄ）に示された型内発泡成形体２０は、例えば、実施形態３に係る金型構造を備えた型内発泡成形装置を用いて成形される（なお、図７の（ｄ）においては、実施形態３の金型構造の凸部４３に対応する凹部は省略している）。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

〔まとめ〕
本発明の態様１に係る型内発泡成形体２０は、熱可塑性樹脂発泡粒子で構成される製品本体部分２１を有し、前記製品本体部分２１の第１面２３に形成された、少なくとも１つのフィーダー痕跡２０ｂと、前記製品本体部分２１における前記第１の面と反対側の第２面２４に前記フィーダー痕跡２０ｂと背向して形成された、凹部２０ａと、を有する構成である。

本発明の態様２に係る型内発泡成形体２０は、前記態様１において、前記凹部２０ａは、前記第１面２３へ向かうに従い壁面同士の間隔が狭くなるように形成されたＲ形状の壁面２０ｃ・２０ｃを有する構成である。

本発明の態様３に係る型内発泡成形体２０は、前記態様１または２において、前記第２面２４は、前記フィーダー痕跡２０ｂから前記凹部２０ａへ向かう方向に対して傾斜している構成である。

本発明の態様４に係る型内発泡成形体２０は、前記態様１～３において、前記凹部２０ａは、前記第２面２４における、面内方向が異なる少なくとも２つの面２４ａおよび２４ｂを跨って形成されている構成である。

本発明の態様５に係る金型構造１０は、少なくとも１つの原料供給口３ａが設けられ、熱可塑性樹脂発泡粒子の型内発泡成形体２０における製品本体部分２１を成形する製品本体成形空間Ａを少なくとも構成する第１金型１および第２金型２と、前記第１金型１および前記第２金型２のうち何れかの金型における前記原料供給口３ａと対向する部位に設けられ、前記原料供給口３ａへ向かって突出した凸部４０と、を備え、前記凸部４０は、前記製品本体成形空間Ａ内に設けられた構成である。

本発明の態様６に係る金型構造１０は、態様５において、前記凸部４５は、基端部４５ａから頂部４５ｂへ向かって側面４５ｃ・４５ｃ同士の幅が狭いＲ形状を有する構成である。

本発明の態様７に係る金型構造１０ａは、態様５または６において、前記原料供給口３ａを介して原料を供給するための原料供給管３を有し、前記凸部４４が形成された面２ｆは、前記原料供給管３が伸びる方向に対して傾斜している構成である。

本発明の態様８に係る金型構造１０は、態様５～７において、前記凸部４２は、面内方向が異なる少なくとも２つの面２ｂおよび２ｃを跨って形成されている構成である。

本発明の態様９に係る型内発泡成形体２０の製造方法は、態様５～８の何れかの金型構造を備えた成形装置（型内発泡成形装置１００、１００Ａ～１００Ｄ）を用いて、熱可塑性樹脂発泡粒子の型内発泡成形体２０を成形する構成である。

１、１ａ、１ｅ 第１金型
２、２ａ、２ｅ 第２金型
２ｂ、２ｃ、２ｄ 成形面
３、３１ 原料供給管
３ａ、３１ａ 原料供給口
１０、１０ａ 金型構造
２０ 型内発泡成形体
２０ａ 凹部
２０ｂ フィーダー痕跡
２０ｃ 壁面
２１ 製品本体部分
４０、４１、４２、４３、４４、４５ 凸部
４５ａ 基端部
４５ｂ 頂部
４５ｃ・４５ｃ 側面
１００、１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄ 型内発泡成形装置

Claims (15)

1. 熱可塑性樹脂発泡粒子で構成される製品本体部分を有し、
   前記製品本体部分の第１の面に形成された、少なくとも１つのフィーダー痕跡と、
   前記製品本体部分における前記第１の面と反対側の第２の面に前記フィーダー痕跡と背向して形成された、凹部と、を有する、型内発泡成形体であって、
   前記凹部は、前記第２の面における、面内方向が異なる少なくとも２つの面を跨って形成されている、型内発泡成形体。
2. 前記凹部は、前記第１の面へ向かうに従い壁面同士の間隔が狭くなるように形成されたＲ形状の壁面を有する、請求項１に記載の型内発泡成形体。
3. 前記第２の面は、前記フィーダー痕跡から前記凹部へ向かう方向に対して傾斜している、請求項１または２に記載の型内発泡成形体。
4. 少なくとも１つの原料供給口が設けられ、凹型部に形成された第１金型と、
   凸型部に形成された第２金型と、
   前記第２の金型における前記原料供給口と対向する部位に設けられ、前記原料供給口へ向かって突出した凸部と、を備え、
   前記第１および第２の金型は、熱可塑性樹脂発泡粒子の型内発泡成形体における製品本体部分を成形する製品本体成形空間を少なくとも構成し、
   前記凸部は、前記製品本体成形空間内に設けられた、金型構造。
5. 前記凸部は、基端部から頂部へ向かって側面同士の幅が狭いＲ形状を有する、請求項４に記載の金型構造。
6. 前記原料供給口を介して原料を供給するための原料供給管を有し、
   前記凸部が形成された面は、前記原料供給管が伸びる方向に対して傾斜している、請求項４または５に記載の金型構造。
7. 前記凸部は、面内方向が異なる少なくとも２つの面を跨って形成されている、請求項４～６の何れか１項に記載の金型構造。
8. 少なくとも１つの原料供給口が設けられ、熱可塑性樹脂発泡粒子の型内発泡成形体における製品本体部分を成形する製品本体成形空間を少なくとも構成する第１および第２の金型と、
   前記第１および第２の金型のうち何れかの金型における前記原料供給口と対向する部位に設けられ、前記原料供給口へ向かって突出した凸部と、を備え、
   前記凸部は、前記製品本体成形空間内に設けられた、金型構造であって、
   前記凸部は、面内方向が異なる少なくとも２つの面を跨って形成されている、金型構造。
9. 少なくとも１つの原料供給口が設けられ、熱可塑性樹脂発泡粒子の型内発泡成形体における製品本体部分を成形する製品本体成形空間を少なくとも構成する第１および第２の金型と、
   前記第１および第２の金型のうち何れかの金型における前記原料供給口と対向する部位に設けられ、前記原料供給口へ向かって突出し、前記製品本体成形空間内に充填される前記熱可塑性樹脂発泡粒子を周辺に分散させる凸部と、を備え、
   前記凸部は、前記製品本体成形空間内に設けられた、金型構造。
10. 請求項４～９の何れか１項に記載の金型構造を備えた成形装置を用いて、熱可塑性樹脂発泡粒子の型内発泡成形体を成形する、型内発泡成形体の製造方法。
11. 請求項４～９の何れか１項に記載の金型構造を備えた成形装置を用いて製造された、型内発泡成形体であって、
    熱可塑性樹脂発泡粒子で構成される製品本体部分を有し、
    前記製品本体部分の第１の面に形成された、前記金型構造の前記原料供給口に対応する少なくとも１つのフィーダー痕跡と、
    前記製品本体部分における前記第１の面と反対側の第２の面に前記フィーダー痕跡と背向して形成された、前記金型構造の前記凸部に対応する凹部と、を有する、型内発泡成形体。
12. 前記凹部は、前記第１の面へ向かうに従い壁面同士の間隔が狭くなるように形成されたＲ形状の壁面を有する、請求項１１に記載の型内発泡成形体。
13. 前記第２の面は、前記フィーダー痕跡から前記凹部へ向かう方向に対して傾斜している、請求項１１または１２に記載の型内発泡成形体。
14. 前記凹部は、前記第２の面における、面内方向が異なる少なくとも２つの面を跨って形成されている、請求項１１～１３の何れか１項に記載の型内発泡成形体。
15. 少なくとも１つの原料供給口が設けられ、熱可塑性樹脂発泡粒子の型内発泡成形体における製品本体部分を成形する製品本体成形空間を少なくとも構成する第１および第２の金型と、
    前記原料供給口を介して原料を供給するための原料供給管と、
    前記第１および第２の金型のうち何れかの金型における、前記原料供給管の伸びる方向から見て前記原料供給口を介して投影される第１金型または第２金型の投影領域に設けられ、前記原料供給口へ向かって突出した凸部と、を備え、
    前記凸部は、前記製品本体成形空間内に設けられている、金型構造。

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