JPH028028A - ポーラス金型及びポーラス金型による合成樹脂成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の目的 （産業上の利用分野） 本発明はブロー成形、真空成形、射出成形、リムウレタ
ン成形等の各種合成樹脂成形に使用される通気性多孔質
のポーラス金型及びポーラス金型による合成樹脂成形方
法に関するものでおる。

（従来の技術） この種のポーラス金型の多くは、レーザ加工、電鋳等の
手段によって多数の通気孔が形成された薄肉状のポーラ
ス金型本体と、その裏面を補強するための補強型とから
構成されている。この通気孔は被成形物である合成樹脂
をポーラス金型本体の裏側から減圧吸引して該本体表面
に吸着させるために形成されるものでおる。

上記ポーラス金型は合成樹脂成形時に樹脂熱によって過
熱しやすく、従って成形ザイクル（ある成形を行ってか
ら次の成形を行うまでの時間をいう。以下同じ。）が長
くなりがちである。そこで、ポーラス金型を積極的に冷
却するために、次のような手段がとられている。

■　ポーラス金型本体の裏面に冷却液が流れる冷却管を
接触さけるか又は接合し、ポーラス金型本体を冷却する
。

■　ポーラス金型本体の裏側に間隔をおいて冷却液が流
れる循環至を設け、ポーラス金型本体の熱をスタッドボ
ルト等の金属部材を介して該循環至に伝導して逃がし、
ポーラス金型本体を冷却する。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、前記■■のいずれの冷却手段をとった場合で
も、ポーラス金型本体の冷却むらが起こるとか、冷却管
等の配置の決定が難しいとか、冷却能力が不充分で成形
サイクルを有効に短縮することができないとかという問
題がある。

例えば、前記■の冷却手段をとったポーラス金型を使用
してＡＢＳ樹脂のブロー成形を行ったところ、成形サイ
クルは６分程度にまでしか短縮することができなかった
。

発明の構成 （問題点を解決するための手段） そこで、このような問題点を解決するために、第１発明
においては通気孔が形成されたポーラス金型本体と、該
ポーラス金型本体の裏面に直接接するよう設けられた冷
却室と、該冷却室内に冷却液を供給するための供給手段
と、前記冷却室内を減圧して該冷却室内に入り込む空気
及び冷却液を同時に吸引するための吸引口とを備えさせ
るという手段をとった。又、第２発明においては通気孔
が形成されたポーラス金型本体表面に合成樹脂製の被成
形物を吸着し、前記ポーラス金型本体の裏面に直接接す
るよう設けた冷却室内に供給手段によって冷却液を供給
し、さらに、前記冷却室内を減圧して同冷却室内に入り
込む空気及び冷却液を吸引口から同時に吸引するという
手段をとった。

（作用） 前記第１発明においては、吸引口から冷却室内を減圧す
ると、ポーラス金型本体の表面側の空気は通気孔を通っ
てポーラス金型本体の裏面側に吸引される。従って、ポ
ーラス金型本体表面側の被成形物である合成樹脂はポー
ラス金型本体に吸着され、該ポーラス金型本体の表面形
状が正確に転写される。

一方、冷却室内には前記供給手段から冷却液が供給され
るが、該冷却室はポーラス金型本体の裏面に直接接する
よう設けられているため、冷却液はポーラス金型本体の
裏面に直接接触することになり、ポーラス金型本体は効
率よく強力にしかも均一に冷却される。

さらに、第２発明においては、型締めが行なわれポーラ
ス金型本体の表面形状が合成樹脂に正確に転写されるま
では、一方の冷却装置から転写に適した高温の冷却液が
前記冷却室に供給される。

又、前記転写が完了した後は、他方の冷却装置から冷却
室に供給される低温の冷却液によってポーラス金型本体
は、効率よく強力に冷却される。

又、上記のようにして冷却室内に入り込んだ空気及び冷
却液は吸引口から同時吸引されるため、該冷却液がポー
ラス金型本体の通気孔を通ってポーラス金型本体の表面
側にしみ出ることはない。

（実施例） 以下、本発明を自動車用コンソールボックスの蓋をブロ
ー成形するために使用される左右一対のポーラス金型に
具体化した一実施例を第１〜４図に従って説明する。こ
こで、左右のポーラス金型の基本構成は同じなので、左
側（第１図において上側）のポーラス金型についてのみ
詳述し、石側（第１図において下側）のポーラス金型に
ついては図中に同一記号を付して説明を省略する。

本実施例のポーラス金型１は、多数の通気孔を備えたポ
ーラス金型本体２が、補強型３に対して脱着可能に取付
けられて構成されている。

すなわち、ポーラス金型本体２は両側辺部の共当り部４
と、それらの内側に凹設された凹所５と、中央部に凹設
された成形部６と、該成形部６の周囲に形成され、前記
共当り部４と同一平面上に位置するパーティング部７と
が電鋳（電着金属はニッケル）により一体形成されて構
成されており、横幅４００ｍｍＸ高さ５５０ｍ、全体に
わたって２〜４ｍｍの厚さに形成されている。

ポーラス金型本体２の成形部６には前記電鋳によって、
第３図に示すようなシボ模様８と多数の通気孔９が形成
されており、いずれの通気孔９も成形部６の表面側から
１ｍ側にかけて徐々に径を拡大しながら貫通している。

この通気孔９の直径は成形部６の表面において５０〜５
００μｍ、裏面において１００〜２０００μｍの範囲内
にあることが好ましく、通気孔９の分布密度は１０ｃｉ
当り５〜１０００個の範囲内におることが好ましい。

続いて、補強型３はＺＡＳ　（亜鉛合金）等の金属より
なる四角枠状の枠体１１と、枠体１１の上面において前
記ポーラス金型本体２と相似形となるよう一体形成され
た隔壁としての補強板部１２と、該補強板部１２の裏面
に一体形成された補強リブ１３と、枠体１１の底部にね
じ止めされた底板１４とから構成されている。

前記ポーラス金型本体２は共当り部４の四隅において補
強型３の枠体１１にねじ止めされており、ざらにポーラ
ス金型本体２の裏側は要所に設けられた引張用ボルト１
５と押圧用ボルト１６とにより、補強型３の補強板部１
２に支持・補強されている。

ポーラス金型本体２の裏面と補強板部１２とは５〜１５
＃の間隔で隔てられており、両者の間には該ポーラス金
型本体２の裏面に直接接する冷却室１７が形成されてい
る。この冷却室１７内にはステンレス鋼製の繊維状体１
８が通気性を有する程度に密に充填されており、この繊
維状体１８は熱伝導性及び耐食性に優れている。

尚、′Ｉ＆維状体１８には前記ステンレス鋼製のもの以
外にも、銅、鉄、ニッケル、アルミニウムなどの各種金
属材料で形成されたものを使用することができる。

又、補強型３の補強板部１２の裏面と底板１４との間に
は冷却室１７の裏側に隣接する循環室１つが形成され、
冷却室１７及び循環室１９の隔壁でおる補強板部１２の
要所には、冷却液が通る直径的２ｍの複数の流通孔２０
が約３０＃のピッチでほぼ均一に分散して設けられてい
る。これらの循環室１９と流通孔２０とにより冷却室１
７内に冷却液を供給するための供給手段が形成されてい
る。

前記枠体１１の上面及び下面には、前記循環室１９に開
口し、外部から冷却液を循環室１９に注入するための注
入口２１が一つずつ形成され、各注入口２１にはバルブ
２２付きの注入ノズル２３が取付けられている。この注
入ノズル２３には第４図に示すように、冷却液を供給す
るための注入管４１が接続される。

尚、冷却液供給装置及び真空ポンプとしての機能を備え
た吸引ポンプとして、本実施例では岐阜精機工業株式会
社製造の商標名「ロジックシール」なる吸引ポンプ４２
を１台使用し、第４図に示すようにその冷却液注入管４
１を前記注入ノズル２３に接続している。

前記底板１４には前記注入ノズル２３の開口部に対向し
て液流調整部材２４が取付けられ、該液流調整部材２４
が注入ノズル２３から注入された冷却液を補強板部１２
の裏面に沿って流す作用により、ざらに冷却効率が高ま
るようになっている。

又、補強リブ１３の先端の一部には冷却液の通路２５が
貫設されている。

又、枠体１１の両側面には、前記冷却室１７に開口し、
前記通気孔９から冷却室１７に入り込む空気と流通孔２
０から同じく入り込む冷却液とを同時吸引するための吸
引口２６が３つずつ形成され、各吸引口２６にはバルブ
２７付きの吸引ノズル２８が取付けられている。この吸
引ノズル２８には第４図に示すように、前記吸引ポンプ
４２の吸引管４３が接続される。

さらに、前記吸引ポンプ４２には、同吸引ポンプ４２に
一定温度の冷却水を供給するとともに、同吸引ポンプ４
２から冷却水を回収する冷却装置としての２台の温調器
４４．４５が接続されている。前記一方の温調器４４は
摂氏９０度〜１００度の高温の冷却水を、他方の温調器
４５は摂氏０度〜２０度の低温の冷却水を前記吸引ポン
プ４２に供給するようになっている。そして、前記冷却
水を吸引ポンプ４２に供給開始及び供給停止するタイミ
ングは、成形タイミングに合せて前記温調器４４．４５
と吸弓ポンプ４２間に設けたバルブ４６を開閉すること
によって制御されている。

次に、前記ポーラス金型本体２の製造方法について簡単
に説明しておく。

まず、自動車用コンソールボックスの蓋と同形状のマン
ドレル（図示略）を形成する。このマンドレルは木型に
シボ模様用の本皮を貼着してマスターモデルを形成した
後、このマスターモデル形状をメス型に写しとり、該メ
ス型にエポキシ樹脂型を注入して形成する。

次に、このマンドレルの表面に導電被膜を形成する。こ
の導電被膜はペースト状銀ラッカー、酢酸ブチル溶液及
び塩化ビニルラッカーの混合液をスプレーしたり、銀鏡
反応を利用したりして形成することができる。

続いて、スルファミン酸ニッケルとＩＩＩを主成分とし
、ピンホールの生成を抑止する界面活性剤を含まないメ
ツキ液（図示しない）中に、前記マンドレルをカソード
として浸漬し、ニッケル製アノードとの間に通電して電
鋳を行う。

以上により、ポーラス金型本体２全体が約３＃の厚ざに
電鋳形成されるともに、通気孔９が形成される。この通
気孔９は、前記導電被膜に塩化ビニルか含まれているこ
と、メツキ液に界面活性剤が含まれていないこと、電鋳
時の電流が大きいこと等の要因によって、電鋳と同時に
形成される。

従って、電鋳後に通気孔を機械加工する必要が全くない
ので、高品質のポーラス金型本体２を容易かつ安価に製
造することができるばかりでなく、前記要因の変更によ
って通気孔９の直径及び数を自由に制御することができ
る。

以上のように構成されたポーラス金型１による合成樹脂
成形方法を説明する。

まず、左右のポーラス金型１をブロー成形装置（図示し
ない〉に互いに対向するよう開いた状態にセットし、前
記注入ノズル２３には前記吸引ポンプ４２の冷却液注入
管４１を接続し、吸引ノズル２８には前記吸引ポンプ４
２の吸引管４３を接続する。本実施例で使用した吸引ポ
ンプ４２は、１／４馬力で５５＋Ｑ　／ｍｉｎの吸引能
力を有するものでおる。

この吸引ポンプ４２を作動させると、ポーラス金型本体
２の表面側の空気は成形部６の通気孔９を通って冷却室
１７に吸引される。温調器４４゜４５の冷ＬＤ水（他の
冷却液を使用してもよい）は注入ノズル２３→循環苗１
９→流通孔２０の順に通って冷却室１７に吸引され、こ
れらの空気及び冷却液は吸引ノズル２８から同時に吸引
及び排出される。

このとき、注入ノズル２３及び吸引ノズル２８のバルブ
２２．２７は原則として全て開けるが、一方の注入ノズ
ル２３のバルブ２２を完全に又は一部締めたり、一部の
吸引ノズル２８のバルブを同じく締めたりして、冷Ｆ１
１至１７における冷却液の流れを変えることにより、ポ
ーラス金型本体２の冷却の均一性を維持するように調整
することもできる。

次いで、第１図に示すように、図示しない合成樹脂押出
し装置から被成形物としてのＡＢＳ樹脂製のパリソン３
１を両ポーラス金型１間に垂らし、両ポーラス金型１を
型締めする。尚、第１図はまだ共当り部４が締まってい
ない時の状態を示している。型締め力は１５ｔｏｎで、
これを共当り部４とパーティング部７とで除した型締め
圧力は４６Ｋｇ／　ｃｉでおる。すると、パリソン３１
は第１図のようにポーラス金型本体２の成形部６内に脹
らんだ状態で捕捉される。そこで、図示しない加圧ノズ
ルから５〜６に９／〜のブロー圧力でパリソン３１内に
空気をブローすると、パリソン３１は成形部６に押し付
けられて成形される。

尚、この成形の初期段階においてはシボ模様８を転写し
やすくするために、高温の冷却水を供給すべく、温調器
４４のバルブ４６を開く。

このとき、成形部６の表面側の空気は通気孔９を通って
成形部６の裏面側に吸引されているため、パリソン３１
は成形部６に強く吸着され、該成形部６表面のシボ模様
８が正確に転写される。一般にシボ模様等のこまかい形
状の転写はブロー圧力だけでは難しいが、本実施例によ
ればこの転写を鮮かに行うことができる。尚、通気孔９
はその直径が小さいために転写されない。

一方、このシボ模様８の転写が完了した成形段階におい
ては、ポーラス金型本体２を急速に冷却するために、低
温の冷却水を供給すべく、温調器４５のバルブ４６を開
き、温調器４４のバルブ４６を閉じる。すると、冷却室
１７内には、複数の流通孔２０から低温の冷却水が供給
されて、しかも該冷却室１７はポーラス金型本体２の裏
面に直接接するよう設けられているため、冷却液はポー
ラス金型本体２の裏面に直接接触することになり、ポー
ラス金型本体２は効率よく強力にかつ均一に冷却される
。従って、ポーラス金型本体２の加熱が防止されて、成
形サイクルを１分程度にまで短縮することができ、成形
能率を大きく向上させることができた。

又、上記のようにして冷却室１７内に入り込んだ空気及
び冷却液は、吸引ノズル２８から同時吸引されるため、
前記のように小型の吸引ポンプ４２を使用したときでも
、該冷却液がポーラス金型本体２の通気孔９を通ってポ
ーラス金型本体１の表面側にしみ出ることはない。又、
２馬力で１９６ｇ／ｍｉｎの吸引能力を有する吸引ポン
プ４２を使用したところ、成形サイクルをさらに短縮す
ることができることがわかった。

さらに、本実施例では冷却室１７内にステンレス鋼製の
繊維状体１８を充填しているので、該繊維状体１８が、
■冷却液をポーラス金型本体２の裏面全体に均一に導く
作用と、■吸引された空気が冷却室１７内をスムーズに
流れるようにする通気性作用と、■ポーラス金型本体２
を補強する作用と、■熱伝導作用とを発揮する。従って
、上記吸引効果と冷却効果がさらに高められる。

（第２実施例） 次に、第２実施例について第５図に従って説明する。

首記実施例では冷却室１７内に冷却液を供給するための
供給手段として循環室１９及び流通孔２０を用いた。本
実施例では前記循環室１９及び流通孔２０を省略し、冷
却室１７の一端側に連通する供給手段としての注入口５
１を設け、同注入口５１に対しバルブ２２を備えた注入
ノズル２３を設ける。そして、同注入ノズル２３から冷
却室１７内に冷却水を供給するようにしている。さらに
、前記冷却室１７の他端側に設けた前記実施例と同様の
吸引ノズル２８から冷却水を吸引するようにしている。

尚、本実施例では、冷却室１７内に繊維状体１８を充填
していないが、前記実施例と同様に冷却室１７内に繊維
状体１８を充填して実施してもよい。

従って、このポーラス金型においては、循環至１９及び
流通孔２０を設ける必要がないため、枠体１１を容易か
つ低コス１へに、Ｔ製造することができる。

尚、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、第
６図に示すように各温調器４４．４５にそれぞれ対応し
て吸引ポンプ４２を接続する。そして、同吸引ポンプ４
２とポーラス金型１との間に設けたバルブ４６を制御し
、成形の初期には高温の冷却水を温調器４４から供給し
、シボ模様８の転写が良好に完了した後には低温の冷却
水を温調器４５から供給するようにしてもよい。

又、第７図に示すようにポーラス金型１に対し吸引ポン
プ４２を１台だけ接続し、同吸引ポンプ４２に温調器５
５を１台だけ接続して実施してもよい。そして、摂氏１
０度〜２０度の水が温調器５５から吸引ポンプ４２に供
給されるようにし、バルブ４６の開閉によってポーラス
金型本体２を適宜冷却する。この場合、装置全体に要す
る費用を低減することができるが、前記２台の温調器４
４．４５を用いる場合に比べ若干冷却能率が低下し成形
ザイクルは約１分３０秒ぐらいとなる。

さらに、例えば以下のように発明の趣旨から逸脱しない
範囲で任意に変更して具体化することもできる。

（１）　ポーラス金型本体２の通気孔９は電鋳によって
形成したものに限定されず、例えば通気孔のないポーラ
ス金型本体を形成した後、きり加工やレーザ加工等の機
械加工によって通気孔を形成したものであってもよい。

（２）　本発明のポーラス金型は、ブロー成形のみなら
ず、真空成形、射出成形、リムウレタン成形等の各種合
成樹脂成形用として具体化することもできる。

発明の効果 以上詳）ボしたように、第１発明においてはポーラス金
型の冷却能力とその均一性を高めることができ、成形ザ
イクルを大きく短縮することができる。又、第２発明に
おいては前記第１発明の効果に加え、ポーラス金型本体
の表面形状を正確に効率よく転写することができるとい
う優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を具体化したポーラス金型の実施例の横
断面図、第２図は同ポーラス金型の斜視図、第３図はポ
ーラス金型本体の部分拡大斜視図、第４図はポーラス金
型に温調器等を接続した状態を示す概念図、第５図は第
２実施例を示すポーラス金型の横断面図、第６図及び第
７図はそれぞれポーラス金型に温調器等を接続した状態
を示す概念図でおる。 ２・・・ポーラス金型本体、１７・・・冷却室、１８・
・・繊維状体、１９・・・供給手段としての循環至、２
０・・・供給手段としての流通孔、２６・・・吸引口、
３１・・・被成形物としてのＡＢＳ樹脂製のパリソン、
４４．４５．５５・・・冷却装置としての温調器、５１
・・・供給手段としての注入口。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、通気孔（９）が形成されたポーラス金型本体（２）
   と、該ポーラス金型本体（２）の裏面に直接接するよう
   設けられた冷却室（１７）と、該冷却室（１７）内に冷
   却液を供給するための供給手段（１９、２０、５１）と
   、前記冷却室（１７）内を減圧して該冷却室（１７）内
   に入り込む空気及び冷却液を同時に吸引するための吸引
   口（２６）とを備えたポーラス金型。 ２、前記冷却室（１７）内には通気性を有する繊維状体
   （１８）が充填されている特許請求の範囲第１項に記載
   のポーラス金型。 ３、前記供給手段は冷却室（１７）の裏側に隣接された
   循環室（１９）と、該循環室（１９）と冷却室（１７）
   との隔壁（１２）に設けられた冷却液の流通孔（２０）
   とから構成されている特許請求の範囲第１項に記載のポ
   ーラス金型。 ４、通気孔（９）が形成されたポーラス金型本体（２）
   表面に合成樹脂製の被成形物（３１）を吸着し、前記ポ
   ーラス金型本体（２）の裏面に直接接するよう設けた冷
   却室（１７）内に供給手段（１９、２０、５１）によつ
   て冷却液を供給し、さらに、前記冷却室（１７）内を減
   圧して同冷却室（１７）内に入り込む空気及び冷却液を
   吸引口（２６）から同時に吸引することを特徴とするポ
   ーラス金型による合成樹脂成形方法。 ５、前記供給手段（１９、２０、５１）は、２台の冷却
   装置（４４、４５）が接続され、一方の冷却装置（４４
   ）からポーラス金型本体（２）の表面形状の転写に適し
   た高温の冷却液を冷却室（１７）に供給した後、他方の
   冷却装置（４５）から低温の冷却液を前記冷却室（１７
   ）に供給するものである特許請求の範囲第４項に記載の
   ポーラス金型による合成樹脂成形方法。