JPH05253952A - 型内発泡成形用金型 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 特に成形される発泡合成樹脂成形品の表面の
少なくとも一部に型内発泡成形過程で、例えば発泡性合
成樹脂原料粒子を加熱溶融させて樹脂被膜を、簡易な構
造で、しかも簡単な操作で形成可能とすることを目的と
する。 【構成】 一対の金型の少なくとも一方の金型(2) の成
形空間(3) 側背後の加熱室(6) 内に、加熱媒体を流動さ
せて、この金型(2) を加熱させる加熱空間を設けるとと
もに、加熱空間の加熱媒体の供給側に供給配管(9) 、排
出側には排出配管(10)をそれぞれ設け、更にはこれら供
給配管(9) と排出配管(10)の少なくとも反対側の端部を
金型を貫通させて、金型の外部に設けた加熱媒体を加熱
させる加熱手段(11)にのぞませた構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、特に成形される発泡合
成樹脂成形品の表面の少なくとも一部に型内発泡成形過
程で、例えば発泡性合成樹脂原料粒子を加熱溶融させて
樹脂被膜を、簡易な構造で、しかも簡単な操作で形成可
能とした型内発泡成形用金型に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、発泡合成樹脂成形品は、一対の金
型から構成される型内発泡成形用金型で成形されてい
る。

【０００３】そして、こうした型内発泡成形用金型で
は、型閉めして、その成形空間内に発泡性合成樹脂原料
粒子を充填した後、蒸気で金型を加熱し、次に冷却水等
で金型を冷却して、原料粒子を発泡融着させて成形品の
成形を行うものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、こうした成
形品は、表面は各発泡性合成樹脂原料粒子の表皮が亀甲
状に連なった薄膜状なものから構成されていることか
ら、他の物が擦れたり、あたったりすると、表面に容易
に剥離現象や陥没現象が発生する。

【０００５】こうした状況から、他の物が擦れたり、あ
たったりして、剥離現象や陥没現象のおそれのある部分
に、樹脂被膜を形成することが考えられる。しかし、こ
のような樹脂被膜を形成するには、後工程で、例えば非
発泡合成樹脂シートを貼着させる等の面倒な作業を必要
とする。又、これらの部分に、型内発泡成形過程で、金
型の加熱温度を通常の発泡成形温度より高くして、原料
粒子を加熱溶融させて樹脂被膜を形成することも考えら
れるが、通常、金型の加熱は、蒸気を供給して行なって
いる関係上、従来金型を利用した場合、高圧の蒸気を必
要とするから、構造上、又操作上問題がある。

【０００６】このような問題点に鑑みて発明されたのが
本発明に係る型内発泡成形用金型で、特に成形される発
泡合成樹脂成形品の表面の少なくとも一部に型内発泡成
形過程で、例えば発泡性合成樹脂原料粒子を加熱溶融さ
せて樹脂被膜を、簡易な構造で、しかも簡単な操作で形
成可能とすることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】こうした目的を達成する
ため、本発明の請求項１では、一対の金型の少なくとも
一方の金型の成形空間側背後の加熱室内に、加熱媒体を
流動させて、この金型を加熱させる加熱空間を設けると
ともに、加熱空間の加熱媒体の供給側に供給配管、排出
側には排出配管をそれぞれ設け、更にこれら供給配管と
排出配管の少なくとも反対側の端部を金型を貫通させ
て、金型の外部に設けた加熱媒体を加熱させる加熱手段
にのぞませた型内発泡成形用金型を構成した。又、請求
項２では、複数、設けた加熱空間を供給配管と排出配管
に並列に配設したことを例示した。そして、請求項３で
は、請求項２において、複数、設けた加熱空間がそれぞ
れ加熱カートリッジから構成されることを例示した。更
に、請求項４では、加熱媒体として、加熱オイルを用い
ることを例示した。

【０００８】

【作用】而して、こうした型内発泡成形用金型では、次
に示すようにして発泡合成樹脂成形品を成形する。先
ず、一対の金型の内、少なくとも一方の金型の成形空間
側を発泡性合成樹脂原料粒子の溶融温度以上に、予め加
熱手段で加熱した加熱媒体を供給配管を通じて加熱空間
を流動させて加熱するとともに、一対の金型を所要の間
隙を残して型閉めさせる。次に、一対の金型の間に形成
される成形空間内に原料粒子を充填する。そして、一対
の金型を完全に型閉めした後、加熱空間に加熱媒体を流
動させて加熱した一方の金型を背後の加熱室に、例えば
冷却水を供給して冷却する。このとき、一方の金型の成
形空間側に接触した原料粒子は加熱溶融して溶融樹脂層
を一旦、形成した後、再度、固化されて背後の原料粒子
と融着する。こうして、一方の金型の成形空間側の全体
に原料粒子が加熱溶融した溶融樹脂層から背後の原料粒
子と融着した状態で固化した樹脂被膜が形成される。次
に、他方の金型の背後の加熱室に蒸気を供給して、これ
を通常の発泡成形温度に加熱し、成形空間内の原料粒子
を発泡融着させる。この後、他方の金型を背後の加熱室
に、例えば冷却水を供給して冷却する。このようにし
て、型内発泡成形過程で、一方の金型の成形空間側の全
体に対応した部分に樹脂被膜が形成され、これと背後の
原料粒子が融着するとともに、各原料粒子同士が発泡融
着した成形品が成形される。そして、こうした成形品
が、一対の金型を型開きさせて、その成形空間内から取
出されるのである。そして、こうした動作を繰返すこと
で、順次、成形品が発泡成形されるのである。

【０００９】

【実施例】本発明に係る型内発泡成形用金型の詳細を更
に添付の図面に基づき説明する。

【００１０】この型内発泡成形用金型は、従来と同様、
一対の図１中１として示すキャビティ金型と２として示
すコア金型から構成されるとともに、これを型閉めした
ときには図示したように両者の間に発泡合成樹脂成形品
の成形空間３が形成される。そして、キャビティ金型１
に対してコア金型２を図中右側の側方に型開き可能に配
設している。尚、４はキャビティ金型１に設けた型閉め
した一対のキャビティ金型１とコア金型２の間に形成さ
れる成形空間３内に発泡性合成樹脂原料粒子を供給する
原料充填フィダー、５、６はキャビティ金型１とコア金
型２の成形空間３側背後に形成される加熱室である。
又、図中７として示すのはコア金型２の加熱室６内に配
設した、内部に加熱媒体となる加熱オイルを流動させ
て、このコア金型２を加熱させる加熱空間を構成する円
筒状の長尺な加熱カートリッジで、これはコア金型２の
成形空間３側背後に設けた取付凹部８にそれの一端が嵌
込まれて多数、取付けられ、これでコア金型２の成形空
間３側を原料粒子11の溶融温度以上に加熱させるもので
ある。尚、９は加熱空間を構成する加熱カートリッジ７
の加熱媒体となる加熱オイルの供給側に連結したこれの
供給配管、10は排出側に連結したこれの排出配管であ
る。又、これら供給配管９と排出配管10の少なくとも反
対側の端部は図示したようにコア金型２を貫通させて、
一対のキャビティ金型１、コア金型２の外部に設けた加
熱媒体となる加熱オイルを加熱させる加熱手段となる図
中11として示す加熱槽にのぞませている。そして、加熱
空間を構成する多数の加熱カートリッジ７は、供給配管
９と排出配管10に並列に配設されている。この加熱槽11
には、コア金型２の成形空間３側を原料粒子の溶融温度
以上に加熱できるように、加熱媒体となる加熱オイルを
加熱するヒーター、その他の加熱源が内装されている。
尚、12、13はそれぞれ供給配管９と排出配管10の途中に
設けたバルブである。そして、こうした金型では、型内
発泡成形過程で、後述するようにコア金型２の成形空間
３側の全体に原料粒子が加熱溶融して溶融樹脂層が一
旦、形成された後、再度、これが固化して樹脂被膜が形
成される関係上、これら溶融樹脂層、更には樹脂被膜が
形成された後には、コア金型２側から成形空間３内に充
填された原料粒子を加熱させることができない問題が生
じる。このため、この金型では、キャビティ金型１側か
ら成形空間３内に充填された原料粒子を充分に加熱でき
るように、キャビティ金型１の加熱室５内の成形空間３
背後を二区画させる区画壁14を設けて、この加熱室５を
第１区画加熱室15と第２区画加熱室16に区画するととも
に、これら第１、第２区画加熱室15、16に連通させてそ
れぞれ蒸気管17、18とドレン管19、20を独自に設けてい
る。尚、図中21、22、23、24は第１、第２区画加熱室1
5、16に連通させて設けた蒸気管17、18とドレン管19、2
0のそれぞれ途中に設けたバルブである。こうした金型
では、この他、キャビティ金型１の第１区画加熱室15、
第２区画加熱室16、コア金型２の加熱室６に冷却水を供
給する水管が設けられるとともに、コア金型２にはドレ
ン管が設けられ、更にキャビティ金型１には成形品を離
型させる離型ピンが設けられているが、図示を省略して
いる。

【００１１】そして、加熱空間を構成する加熱カートリ
ッジ７を取付けたコア金型２の成形空間３側には、従来
の金型のように、背後の加熱室６と連通させる連通口
は、通常、設けない。しかし、必要に応じて適宜設ける
ことも可能である。

【００１２】一方、キャビティ金型１は従来金型と同態
様のものであるから、その成形空間３側には背後の加熱
室５と連通させる図中25として示す連通口が設けられて
いる。

【００１３】次に、加熱カートリッジ７は、図４に示す
ように両端が側板26、26で閉止された円筒状の筒状本体
27のほぼ軸心上に沿って流入配管28を図中右側の一端の
側板26外部から内部に図中左側の他端の側板26との間に
間隔を残して貫通挿入させ、筒状本体27の流入配管28を
貫通させた一端の側板26に沿った筒状本体27に流出配管
29を外部から内部にのぞませて設けるとともに、図示し
たように筒状本体27内面と流入配管28外面間にスパイラ
ル状の隔壁30を形成して流入配管28の挿入端と流出配管
29の開口端を連通させる流動通路31を設け、流入配管28
から流動通路31を通じて流出配管29に加熱媒体となる加
熱オイルを流動させたものである。こうした加熱カート
リッジ７は、その態様上、少なくとも筒状本体27は熱伝
導が良好な銅、アルミニウムから形成されている。

【００１４】こうした加熱カートリッジ７は、流入配管
28が供給配管９に、又流出配管29が排出配管10にそれぞ
れ並列に連結されて、結果として加熱カートリッジ７を
供給配管９と排出配管10に並列に配設したもので、いず
れかの加熱カートリッジ７が目づまり等しても、コア金
型２の加熱に支障を生じないようになっている。

【００１５】而して、こうした型内発泡成形用金型で
は、次に示すようにして発泡合成樹脂成形品を成形す
る。先ず、一対のキャビティ金型１とコア金型２の内、
コア金型２の成形空間３側を発泡性合成樹脂原料粒子の
溶融温度以上に加熱できる温度に、加熱カートリッジ７
内部を流動させる加熱媒体となる加熱オイルを予め加熱
させるとともに、一対のキャビティ金型１とコア金型２
を所要の間隙を残して型閉めさせる。これらの操作は、
いずれか一方を他方に先立って行なっても、同時に行な
ってもいずれでもよい。次に、一対のキャビティ金型１
とコア金型２の間に形成される成形空間３内にキャビテ
ィ金型１に設けた原料充填フィダー４を通じて原料粒子
を充填する。この後、一対のキャビティ金型１とコア金
型２を完全に型閉めする。そして、加熱カートリッジ７
で加熱したコア金型２を背後の加熱室６に冷却水を供給
して冷却する。このとき、コア金型２の成形空間３側に
接触した原料粒子は加熱溶融して加熱溶融樹脂層を一
旦、形成した後、再度、固化して背後の原料粒子と融着
される。こうして、コア金型２の成形空間３側の全体に
原料粒子が加熱溶融した溶融樹脂層から背後の原料粒子
と融着した状態で固化した樹脂被膜が形成される。次
に、キャビティ金型１の背後の加熱室５に蒸気を供給し
て、これを通常の発泡成形温度に加熱し、成形空間３内
の原料粒子を発泡融着させる。このとき、先ず、第１区
画加熱室15の蒸気管17のバルブ21と第２区画加熱室16の
ドレン管20のバルブ24を開放させるとともに、第２区画
加熱室16の蒸気管18のバルブ22と第１区画加熱室15のド
レン管19のバルブ23を閉止させて、第１区画加熱室15の
蒸気管17から蒸気を供給して、第１区画加熱室15から成
形空間３を通じて第２区画加熱室16に蒸気を通す操作を
行う。次に、開放側のバルブ21、24を閉止させるととも
に、閉止側のバルブ22、23を開放させて、今度は逆に第
２区画加熱室16から成形空間３を通じて第１区画加熱室
15に蒸気を通す操作を行う。最後に、第１、第２区画加
熱室15、16の蒸気管17、18のバルブ21、22を共に開放さ
せるとともに、ドレン管19、20のバルブ23、24を共に閉
止させて、両蒸気管17、18のいずれか一方から第１、第
２区画加熱室15、16の他方に蒸気を供給する操作を一回
だけ、又は複数回繰返す。こうして、成形空間３内の原
料粒子をキャビティ金型１側からの片面加熱で充分に発
泡融着させるのである。この後、キャビティ金型１を背
後の加熱室５に冷却水を供給して冷却する。このように
して、型内発泡成形過程で、図５に模式的に示すよう
に、コア金型２の成形空間３側の全体に対応した部分に
樹脂被膜32が形成され、これと背後の原料粒子33が融着
するとともに、各原料粒子33同士が融着した成形品34が
成形される。そして、こうした成形品34が一対のキャビ
ティ金型１とコア金型２を型開きさせて、例えばキャビ
ティ金型１に設けた図示しない離型ピンの作動でその成
形空間３から取出されるものである。そして、こうした
動作を繰返すことで、順次、成形品が発泡成形されるの
である。

【００１６】ここでは、発泡性合成樹脂原料粒子とし
て、ポリスチレンで代表されるスチレン系樹脂、ポリエ
チレン、ポリプロピレンで代表されるポリオレフィン系
樹脂、その他、共重合体系の各種合成樹脂から形成され
た原料粒子が利用できる。

【００１７】これらの原料粒子では、コア金型２は、例
えば１８５℃以上、好ましくは１８５〜２００℃程度に
加熱すればよい。又、通常の発泡成形では、金型温度
は、例えば１０５〜１１０℃程度に設定すればよい。

【００１８】又、加熱カートリッジ７を加熱させる加熱
オイルとしては、シリコンオイル、アルキルジフェニル
等が利用できる。

【００１９】そして、一対のキャビティ金型１とコア金
型２の間に残す原料粒子を成形空間３内に充填するとき
の間隙は、原料粒子の発泡倍率、形成する樹脂被膜の厚
みに応じて、適宜設定されるのであるが、通常、原料粒
子の発泡倍率が３０倍で、表面に０．５ｍｍ程度の厚み
の樹脂被膜を形成する場合、こうした間隙は１５ｍｍ程
度採ればよい。これは、５ｍｍ程度とされる通常のクラ
ッキング充填の場合と比較して、大きな間隙であるか
ら、一対のキャビティ金型１とコア金型２の間に形成さ
れる擦合せ部分の長さは、通常の発泡成形のときより大
きく設定するのが好ましいと言える。

【００２０】図示した実施例において、コア金型２の加
熱カートリッジ７による加熱は、原料粒子の充填後、キ
ャビティ金型１の加熱と同時に行ってもよい。

【００２１】このような加熱カートリッジ７を取付けた
コア金型２は、特に蒸気で加熱させないから、成形空間
３側と背後の加熱室６を連通させる連通口を設ける必要
がなく、又設計上、発泡圧だけを対象にすればよく、構
造が簡易になり、しかも厚みを相対的に小さくすること
が可能となる。又、コア金型２の厚みを小さくした場
合、冷却水の使用量も少なくなって、仮に成形空間３側
と背後の加熱室６を連通させる連通口が設けられていて
も、成形品の高含水現象を防止する上で有効である。

【００２２】そして、このコア金型２は、その態様上、
熱伝導が良好な銅、アルミニウムから形成するのが好ま
しいと言える。又、コア金型２の厚みを小さくした場
合、成形時の熱損失が大きくなるから、原料粒子の溶融
温度より過剰に高い温度に加熱させることが適宜、考慮
される。

【００２３】図示した実施例において、一対のキャビテ
ィ金型１とコア金型２を所要の間隙を残して型閉めした
後、成形空間３内に非発泡合成樹脂の粉体、薄片、ペレ
ット状等にした成形原料を供給して、コア金型２の成形
空間３側に付着溶融させ、次にここに付着せずに残った
成形原料を外部に排出させ、この後前記したように発泡
成形を行うこともできる。

【００２４】又、図示した実施例のように、加熱媒体と
なる加熱オイルを流動させる加熱空間を形成するのに加
熱カートリッジ７を用いるのに代えて、コア金型２の成
形空間３側背後に加熱間隙を形成したり、又は加熱配管
を設けることもできる。

【００２５】そして、このような加熱媒体となる加熱オ
イルを流動させる加熱空間はキャビティ金型１にも設け
ることも可能である。

【００２６】又、こうした型内発泡成形用金型では、用
いる加熱媒体となる加熱オイルの加熱温度を下げて、コ
ア金型２の、更にはキャビティ金型１の成形空間３側を
通常の発泡成形温度に加熱させるのに用いることもでき
る。

【００２７】そして、加熱媒体は金型の加熱温度に応じ
て、加熱オイルの他、種々の液体、又は蒸気等の気体を
適宜選定して用いることが考慮される。

【００２８】

【発明の効果】以上のような本発明に係る型内発泡成形
用金型では、特に成形される発泡合成樹脂成形品の表面
の少なくとも一部に型内発泡成形過程で、例えば発泡性
合成樹脂原料粒子を加熱溶融させて樹脂被膜を、特に金
型を蒸気で加熱させないから、金型に成形空間側と背後
の加熱室を連通させる連通口を設ける必要のない簡易な
構造で、しかも従来の型内発泡成形過程を変更させない
簡単な操作で形成することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る型内発泡成形用金型の一例の概略
を示す断面図

【図２】キャビティ金型を示す断面図

【図３】同じく一部を断面にした斜視図

【図４】加熱カートリッジを示す断面図

【図５】この成形用金型で成形された成形品の組織を模
式的に示す説明図

【符号の説明】

１ キャビティ金型 ２ コア金型 ３ 成形空間 ４ 原料充填フィダー ５ 加熱室 ６ 加熱室 ７ 加熱カートリッジ ８ 取付凹部 ９ 供給配管 10 排出配管 11 加熱層 12 バルブ 13 バルブ 14 区画壁 15 第１区画加熱室 16 第２区画加熱室 17 蒸気管 18 蒸気管 19 ドレン管 20 ドレン管 21 バルブ 22 バルブ 23 バルブ 24 バルブ 25 連通口 26 側板 27 筒状本体 28 流入配管 29 流出配管 30 隔壁 31 流動通路 32 樹脂被膜 33 原料粒子 34 成形品

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 裕一 堺市菱木890−３ 有限会社三宝金型製作 所内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対の金型の少なくとも一方の金型の成
   形空間側背後の加熱室内に、加熱媒体を流動させて、こ
   の金型を加熱させる加熱空間を設けるとともに、加熱空
   間の加熱媒体の供給側に供給配管、排出側には排出配管
   をそれぞれ設け、更にこれら供給配管と排出配管の少な
   くとも反対側の端部を金型を貫通させて、金型の外部に
   設けた加熱媒体を加熱させる加熱手段にのぞませた型内
   発泡成形用金型。
2. 【請求項２】 複数、設けた加熱空間を供給配管と排出
   配管に並列に配設した請求項１記載の型内発泡成形用金
   型。
3. 【請求項３】 複数、設けた加熱空間がそれぞれ加熱カ
   ートリッジから構成される請求項２記載の型内発泡成形
   用金型。
4. 【請求項４】 加熱媒体として、加熱オイルを用いる請
   求項１〜３記載の型内発泡成形用金型。