JPH08252844A - 発泡射出成形方法および発泡射出成形用の金型構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 シルバーストリークやエアトラップ等の成形
品表面の欠陥を防止する。 【構成】 型締めした金型１のキャビティ４の内部を、
射出圧よりも大きな圧力になるまで圧縮空気充填装置２
３により加圧する。加圧状態下のキャビティ４に対して
射出を行い、射出完了直前に排気孔２０に付設されたソ
レノイドバルブ２１を開く。これにより、排気孔２０と
チャンバー１８および連通孔１９のほか、多数の鋼球１
６の集合体からなるバッキング層１３と多孔質部材１２
とを介して、キャビティ４を大気開放する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、軟質で且つ高発泡倍率
の発泡樹脂成形品の成形を目的とした発泡射出成形方法
およびその発泡射出成形方法に用いる金型構造に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の発泡射出成形に用いられる金型構
造としては一般的な射出成形に用いられるものと大差が
なく、例えば図４に示すように、コアブロック２とキャ
ビティブロック３とで形成される金型１のキャビティ
（製品部空間）４に対して、予め可塑化された発泡剤入
りの溶融発泡樹脂材料５をスプルー６およびランナー・
ゲート７を通して所定の圧力で射出し、所定の冷却時間
を経たのちに型開きしてエジェクタプレート８に支持さ
れたエジェクタピン９により成形品Ｗを脱型するもので
ある。

【０００３】そして、発泡射出成形法の特殊性として、
キャビティ４内に射出された樹脂材料５が発泡すること
になるものの、キャビティ４の内周面に直接接触した部
分では発泡せずにスキン層が形成され、そのスキン層以
外の中心部のみが発泡して所定の成形品Ｗが得られるこ
とになる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の金型
構造を用いて、例えば発泡倍率が２〜５倍程度の高発泡
倍率で且つ軟質の成形品Ｗを成形しようとする場合、成
形品Ｗの表面にシルバーストリークと称されるすじ状の
欠陥が発生するほか、図５に示すように溶融樹脂材料の
合流する部分（ウエルド部）１０に空気１１を巻き込ん
だままで融着しないいわゆるエアトラップと称される欠
陥の発生が顕著となり、成形品質の向上が望めない。

【０００５】これらシルバーストリークおよびエアトラ
ップ等の成形欠陥の発生は、樹脂材料がキャビティ４内
を流動する際に、特に壁面に沿って低速で流動する部分
が巻き込んだ空気や発泡ガスがそのまま成形品Ｗの表面
に残存したり、あるいはそれらの空気や発泡ガスが動い
た跡が残存することによって発生するものと考えられ
る。

【０００６】また、上記のような軟質で且つ高発泡倍率
の成形品Ｗを成形するにあたって、例えば成形品表面の
加飾効果を目的として予めキャビティ内周面に形成した
レザーや布目模様等のシボ加工面を成形品表面に転写す
る場合に、その金型表面の転写性を良くするためには、
キャビティ４に対する樹脂射出量を多くして金型表面へ
の押付力を高くする必要があるが、樹脂射出量を多くす
ると発泡度合が著しく拘束されるために、樹脂射出量の
増加による型面の転写性向上効果にも限界がある。

【０００７】本発明は以上のような課題に着目してなさ
れたもので、その目的とするところは、シルバーストリ
ークやエアトラップと称される欠陥の発生を未然に防止
し、併せて型面転写性の向上を図った発泡射出成形方法
およびそのための金型構造を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、コアブロックとキャビティブロックとで形成された
金型のキャビティ内に可塑化された発泡樹脂材料を射出
して、軟質で且つ高発泡倍率の発泡樹脂成形品を成形す
るようにした発泡射出成形方法であって、前記コアブロ
ックおよびキャビティブロックのうちいずれか一方のキ
ャビティに沿う部分を該キャビティとの間で通気性を有
する多孔質部材で形成し、前記キャビティの内部を所定
の圧力まで加圧した状態でキャビティ内部に発泡樹脂材
料を射出し、その射出行程の末期に多孔質部材を通して
キャビティを大気開放することを特徴としている。

【０００９】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の構成に加えて、前記発泡樹脂材料の射出開始後から大
気開放するまでの間のキャビティの内部の圧力が一定の
値となるように圧力制御することを特徴としている。

【００１０】請求項３に記載の発明は、請求項１または
２に記載の構成に加えて、前記キャビティの大気開放は
射出完了直前に行うものであることを特徴としている。

【００１１】請求項４に記載の発明は、コアブロックと
キャビティとで形成された金型のキャビティ内に可塑化
された発泡樹脂材料を射出して、軟質で且つ高発泡倍率
の発泡樹脂成形品を成形するようにした発泡射出成形用
の金型構造であって、前記コアブロックおよびキャビテ
ィブロックのうちいずれか一方のキャビティに沿う部分
を該キャビティとの間で通気性を有する多孔質部材で形
成するとともに、前記キャビティに対する発泡樹脂材料
の射出に先立ってキャビティの内部を所定の圧力まで加
圧する加圧手段を設け、さらに前記多孔質部材の背面側
には空気通流孔を接続するとともに、該空気通流孔に
は、射出行程の末期に開動作することにより多孔質部材
および空気通流孔を通してキャビティを大気開放する開
閉バルブを設けたことを特徴としている。

【００１２】

【作用】請求項１に記載の発明によると、コアブロック
およびキャビティブロックのうちいずれか一方のブロッ
クのキャビティに沿う部分を多孔質部材で形成し、キャ
ビティ内部を予め所定の圧力まで加圧した上で樹脂材料
の射出を行い、その射出行程の末期に多孔質部材を介し
て大気開放するものであるから、樹脂材料が流動する過
程での空気の巻き込みを抑制できるとともに、流動段階
での発泡に伴って発生したガスは材料内部に封じ込めら
れたままとなって、成形品表面には表われないことにな
る。これにより、シルバーストリークやエアトラップ等
の欠陥の発生を防止できるようになる。

【００１３】また、上記のように射出末期には多孔質部
材を介してキャビティが大気開放されることから、成形
品は型面であるところの多孔質部材に充分に密着して、
成形品表面における型面転写性も良好なものとなる。

【００１４】請求項２に記載の発明によると、射出開始
後であって且つ大気開放前のキャビティの内圧が一定の
値となるように圧力制御することから、射出に先立つ加
圧力のためにキャビティ内での樹脂材料の流動が阻害さ
れることがない。

【００１５】請求項３に記載の発明によると、上記の加
圧力の開放を射出完了直前に行うことにより、射出完了
直前の時期に最も発生しやすいウエルドが空気を巻き込
むのを防止できることから、特にエアトラップと称され
る欠陥の発生を確実に防止できるようになる。

【００１６】請求項４に記載の発明によると、キャビテ
ィ内部を加圧手段により所定の圧力まで加圧した上で、
射出末期の大気開放時には多孔質部材の背面側の空気通
流孔と開閉バルブとを介して行うことにより、請求項１
に記載の発明と同様に、シルバーストリークやエアトラ
ップ等の成形欠陥の発生を未然に防止できるほか、特に
多孔質部材の背面側から大気開放するために、その多孔
質部材に接する側の成形品表面の仕上がりが均一且つ良
好なものとなる。

【００１７】

【実施例】図１〜３は本発明の一実施例を示す図であっ
て、図４と共通する部分には同一符号を付してある。な
お、本実施例の金型構造によって成形される成形品Ｗ
は、製品機能の上でその下面側の外観品質よりも上面側
の外観品質の方が重要視されるものの例を示してある。

【００１８】図１に示すように、コアブロック２と組み
合わされて金型１を形成するキャビティブロック３は、
型表層部の多孔質部材１２と、それをバックアップする
バッキング層１３およびバックアッププレート１４なら
びに枠体としてのホルダー１５とで複合構造のものとし
て形成されている。前記多孔質部材１２はキャビティブ
ロック３側の型表層部としてキャビティ４を画成してい
るもので、該多孔質部材１２はキャビティ４との間で通
気性を持たせるために例えばポーラス電鋳法によって多
孔質状のものとして形成されている。

【００１９】また、前記バッキング層１３は、多孔質部
材１２に裏打ちされて該多孔質部材１２をバックアップ
する一方で、多孔質部材１２と同様に通気性を具備させ
るために多数の鋼球１６の集合体によって形成されてお
り、その背面側からバックアッププレート１４にてバッ
クアップされている。

【００２０】そして、バックアッププレート１４とその
上方のスペーサプレート１７との間にはチャンバー１８
が形成されており、このチャンバー１８はバックアップ
プレート１４に形成された複数の連通孔１９を介してバ
ッキング層１３と連通していると同時に、ホルダー１３
に形成された排気孔２０を介して金型外部に開口してい
て、排気孔２０はホルダー１５の側面に設けたソレノイ
ドバルブ２１によって開閉されるようになっている。

【００２１】したがって、前記ソレノイドバルブ２１を
開動作させることにより、多孔質部材１２およびバッキ
ング層１３のほか、連通孔１９とチャンバー１８ならび
排気孔２０とを空気通流孔として、キャビティ４を大気
開放することができる構造となっている。

【００２２】一方、前記コアブロック２には金型パーテ
ィング面に形成された図示外の微細なエアベントを介し
てキャビティ４および多孔質部材１２に連通する給気孔
２２が形成されていて、この給気孔２２には加圧手段と
しての圧縮空気充填装置２３が接続されている。この圧
縮空気充填装置２３は、空気圧力源のほかその供給圧力
を一定に保つためのリリーフバルブ等を含んでおり、後
述するようにキャビティ４が所定の圧力になるまで圧縮
空気を供給して加圧すると同時に、その所定圧力到達後
の圧力が常に一定になるように制御する機能を有してい
る。

【００２３】ここで、コアブロック２とキャビティブロ
ック３とのパーティング面や、ホルダー１５とスペーサ
プレート１７との合わせ面、ならびにエジェクタピン９
とそのガイド孔との間には、それぞれにシール部材２４
が介装されており、これによって金型１の気密性が確保
されている。

【００２４】したがって、以上のように構成された金型
構造によれば、図２に示すように、コアブロック２とキ
ャビティブロック３とを型締めした上で、射出動作に先
立ちキャビティ４内に圧縮空気を供給して加圧する。す
なわち、ソレノイドバルブ２１を閉じた状態で圧縮空気
充填装置２３を作動させて、キャビティ４の内圧が所定
の圧力になるまで圧縮空気を供給して加圧する。

【００２５】この時、キャビティ４と多孔質部材１２、
バッキング層１３およびチャンバー１８はそれぞれに相
互に連通していて、しかもスプルー６の上端には図示し
ない射出成形機のノズルが圧接していることから、キャ
ビティ４と多孔質部材１２、バッキング層１３およびチ
ャンバー１８の全てが密閉空間となって同一圧力とな
る。また、後述するようにキャビティ４に対する発泡樹
脂材料５の射出圧力を例えば１０ｋｇｆ／ｃｍ²未満と
すると、前記圧縮空気充填装置２３による加圧力は１０
ｋｇｆ／ｃｍ²以上に設定される。

【００２６】キャビティ４内が所定の圧力まで加圧され
たならば、図３に示すように、従来と同様にスプルー６
およびランナー・ゲート７を通して、予め発泡剤が混入
されている発泡樹脂材料５をキャビティ４に対して射出
する。この時、射出によるキャビティ４内での発泡樹脂
材料５の流動によって、そのキャビティ４内の空気が圧
縮されて圧力が上昇することになるが、圧縮空気充填装
置２３内のリリーフバルブが作動してキャビティ４内の
空気圧力が常に一定の値となるようにコントロールす
る。

【００２７】そして、キャビティ４内では発泡樹脂材料
５が流動しつつ発泡して所定の成形品形状に成形される
ことになるのであるが、キャビティ４の内周面に接触し
た部分では発泡せずにスキン層が形成されて、中心部の
みが発泡することになる。また、キャビティ４内が予め
所定圧力まで加圧されていることから、発泡に伴って発
生するガスは発泡樹脂材料５の内部に封じ込められたま
まとなって成形品Ｗの表層部まで浮き出ることがないば
かりでなく、成形品Ｗの表層部が空気を巻き込むことも
少なくなり、これによってシルバーストリークやエアト
ラップ等の欠陥の発生が抑制される。

【００２８】この後、図１に示すように、前記発泡樹脂
材料５の射出が末期に至ったならば、望ましくは射出完
了直前にソレノイドバルブ２１を開動作させ、そのまま
射出完了を待って所定時間だけ冷却させる。このソレノ
イドバルブ２１の開動作により、キャビティ４はもちろ
んのこと多孔質部材１２やバッキング層１３が排気孔２
０を介して大気開放されて、それらの内部の圧力が低下
する。その結果、キャビティ４内の成形品Ｗがなおも発
泡を続け、発泡圧によりその外表面のスキン層をより一
層キャビティ４の内周面に密着させることから、特に成
形品Ｗの上面側の表面に対する多孔質部材１５側の型面
の転写性がよくなる。

【００２９】ここで、ソレノイドバルブ２１の開動作時
期を射出完了直前としているのは、その射出完了直前の
時期が最も成形品Ｗにウエルドが発生しやすいためで、
その時期に合わせて実質的にキャビティ４のうち多孔質
部材１２側の面を大気開放することにより、ウエルドが
空気を巻き込むことがなく、いわゆるエアトラップと称
される欠陥の発生が防止される。

【００３０】この後、型締め状態のままで所定の冷却時
間を経たのち、従来と同様に金型１を開いてエジェクタ
ピン９により成形品Ｗを脱型する。

【００３１】なお、前記実施例では、多孔質部材１２や
バッキング層１３をキャビティブロック３側に設けた金
型構造を示したが、成形品Ｗの形状等必要に応じてそれ
らの多孔質部材１２やバッキング層１３をコアブロック
２側に設けることもできることは言うまでもない。

【００３２】このように本実施例によれば、キャビティ
４の内部を予め加圧した上で射出を行い、その射出完了
直前にキャビティ４の一方の面を形成している多孔質部
材１２を介してキャビティ４を大気開放させるようにし
ているものであるから、その多孔質部材１２と接してい
る側の成形品表面でのシルバーストリークやエアトラッ
プ等の欠陥の発生を未然に防止できるとともに、型面転
写性が良好なものとなり、特に軟質で且つ２〜５倍程度
の高発泡倍率の成形品Ｗを成形する場合でも無理なく成
形できるようになる。

【００３３】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、キャビ
ティ内部を予め加圧した上で射出を行い、その射出の末
期にキャビティの一方の面を形成している多孔質部材を
介して大気開放するようにしたことにより、樹脂材料が
流動する過程での空気の巻き込みを防止できるととも
に、樹脂材料の発泡に伴って発生したガスをそのまま材
料内部に封じ込むことができることから、シルバースト
リークやエアトラップ等の欠陥の発生を未然に防止し
て、成形品質の向上が図れる。しかも、多孔質部材に対
する成形品の密着性が向上して型面転写性が良好なもの
となることから、これによってもまた成形品質の向上が
図れ、特に軟質で且つ発泡倍率が２倍以上の高発泡の成
形品を無理なく成形できる効果がある。

【００３４】請求項２に記載の発明によれば、加圧後で
あって大気開放前のキャビティの内圧が一定となるよう
に圧力制御することにより、射出に先立つ加圧力によっ
てキャビティ内での樹脂材料の流動が阻害されることが
なく、より一層成形品質の向上に貢献できる効果があ
る。

【００３５】請求項３に記載の発明によれば、上記の加
圧力の開放を射出完了直前に行うことにより、この射出
完了直前の時期に最も発生しやすいウエルドが空気を巻
き込むのを防止することができることから、特にエアト
ラップの発生をより確実に防止できる効果がある。

【００３６】請求項４に記載の発明によれば、加圧手段
により予めキャビティの内部を加圧した上で射出を行
い、射出末期の大気開放時には多孔質部材の背面側の空
気通流孔と開閉バルブとを介して行うことにより、請求
項１に記載の発明と同様にシルバーストリークやエアト
ラップ等の欠陥の発生を防止して成形品質の向上に貢献
できるほか、特に多孔質部材の背面側から大気開放する
ために、その多孔質部材に接する側の成形品表面の仕上
がりが均一且つ良好なものとなる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す図で、射出完了直前の
金型の断面図。

【図２】本発明の一実施例を示す図で、キャビティ加圧
時の金型の断面図。

【図３】本発明の一実施例を示す図で、射出開始時の金
型の断面図。

【図４】従来の発泡射出成形用金型の一例を示す断面
図。

【図５】エアトラップと称される成形欠陥を示す成形品
の断面図。

【符号の説明】

１…金型 ２…コアブロック ３…キャビティブロック ４…キャビティ ５…発泡樹脂材料 １２…多孔質部材 １３…バッキング層 １６…鋼球 １８…チャンバー（空気通流孔） １９…連通孔（空気通流孔） ２０…排気孔（空気通流孔） ２１…ソレノイドバルブ（開閉バルブ） ２３…圧縮空気充填装置（加圧手段） Ｗ…成形品

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コアブロックとキャビティブロックとで
   形成された金型のキャビティ内に可塑化された発泡樹脂
   材料を射出して、軟質で且つ高発泡倍率の発泡樹脂成形
   品を成形するようにした発泡射出成形方法であって、 前記コアブロックおよびキャビティブロックのうちいず
   れか一方のキャビティに沿う部分を該キャビティとの間
   で通気性を有する多孔質部材で形成し、 前記キャビティの内部を所定の圧力まで加圧した状態で
   キャビティ内部に発泡樹脂材料を射出し、 その射出行程の末期に多孔質部材を通してキャビティを
   大気開放することを特徴とする発泡射出成形方法。
2. 【請求項２】 前記発泡樹脂材料の射出開始後から大気
   開放するまでの間のキャビティの内部の圧力が一定の値
   となるように圧力制御することを特徴とする請求項１記
   載の発泡射出成形方法。
3. 【請求項３】 前記キャビティの大気開放は射出完了直
   前に行うものであることを特徴とする請求項１または２
   記載の発泡射出成形方法。
4. 【請求項４】 コアブロックとキャビティとで形成され
   た金型のキャビティ内に可塑化された発泡樹脂材料を射
   出して、軟質で且つ高発泡倍率の発泡樹脂成形品を成形
   するようにした発泡射出成形用の金型構造であって、 前記コアブロックおよびキャビティブロックのうちいず
   れか一方のキャビティに沿う部分を該キャビティとの間
   で通気性を有する多孔質部材で形成するとともに、 前記キャビティに対する発泡樹脂材料の射出に先立って
   キャビティの内部を所定の圧力まで加圧する加圧手段を
   設け、 さらに前記多孔質部材の背面側には空気通流孔を接続す
   るとともに、 該空気通流孔には、射出行程の末期に開動作することに
   より多孔質部材および空気通流孔を通してキャビティを
   大気開放する開閉バルブを設けたことを特徴とする発泡
   射出成形用の金型構造。