WO2017119146A1 - 成形用金型およびこれを用いた発泡成形体の製造方法 - Google Patents
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- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C44/00—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles
Definitions
- the present invention relates to a molding die for molding a foam molded article and a method for producing a foam molded article using the same.
- Patent Document 1 proposes a molding die for molding a foam molded body having a different shape using one molding die.
- the molding die includes a master frame, a steam blowing plate attached to the master frame, and a plurality of attachment plates that are detachably attached to the steam blowing plate and have shapes corresponding to a plurality of types of foam molded bodies having different shapes. And.
- an attachment plate that forms a cavity having a shape corresponding to the foam molded body is selected from a plurality of types of attachments, and the selected attachment is attached to a steam blowing plate.
- a foamed molded product can be molded.
- it can be dealt with by simply replacing the attachment plate corresponding to the foam molded article.
- the present invention has been made in view of the above points, and the object of the present invention is to manage and produce parts of a molding die corresponding to the shape of each foam molded body having a different shape. It is another object of the present invention to provide a molding die capable of easily producing a foam molded body having a plurality of shapes at low cost and a method for producing a foam molded body using the same.
- a molding die according to the present invention is a molding die that foams the pre-expanded particles by supplying steam into the cavities filled with the pre-expanded particles, thereby forming a foam molded article.
- the molding die according to the present invention after moving each piece so as to form a molding surface according to the shape of the foamed molded product, the position of each moved piece is held by the holding mechanism. can do. This makes it possible to reduce the cost of foam molded products of different shapes by adjusting the position of the piece without managing and producing the molding mold parts corresponding to the shapes of the foam molded products of different shapes. And it can be manufactured easily.
- a gap for supplying steam into the cavity is formed between the pieces. According to this aspect, since the gaps between the pieces are formed, it is possible to stably supply steam into the cavity from the gaps between the pieces even after the movement of the pieces.
- a convex portion or a concave portion that engages with the adjacent piece body is formed on the side surface of the piece body.
- the frames can be engaged with each other by the convex portion or the concave portion formed on the side surface of the frame. Thereby, it is possible to suppress separation of the frames when the frames are moved.
- the piece has a concavo-convex shape due to the convex or concave portion formed on the side surface of the piece, the heat of the steam can be efficiently transferred from the molding surface of the piece into the cavity. . Further, it is possible to efficiently dissipate the heat remaining in the molded foam body after molding.
- the molding die includes a frame body that accommodates the plurality of pieces so as to be movable, and the holding mechanism holds the frame so as to hold the positions of the plurality of pieces. It is a mechanism for pressing the plurality of pieces in a state of being accommodated in the body from the periphery.
- each piece body is brought into contact with each piece body so as to form a molding surface according to the shape of the foam molded body. Move. Next, the position of each moved piece is held by the holding mechanism. Specifically, the plurality of pieces housed in the frame can be held by pressing them from the periphery. As a result, molding surfaces having various shapes can be easily formed on the molding die. In this way, it is possible to easily form foam molded articles having various shapes using the molds in a state where each piece is held.
- the mold material corresponding to the shape of the foam molded body to be molded is brought into contact with a plurality of pieces, so that each piece is moved, and the position of each piece in the state in which the mold is in contact is determined by a pressing mechanism. If held, a molding die having a precise molding surface can be easily obtained.
- the holding mechanism is an actuator attached to each piece so as to move each piece according to the shape of the foam molded body and hold the position of each piece. is there.
- the position of each moved piece can be held by the actuator. it can.
- molding surfaces having various shapes can be easily formed on the molding die, and foamed molded products having various shapes can be easily molded.
- the present invention it is possible to easily manufacture a foam molded body having a different shape for each foam molded body having a different shape, without managing and producing parts of a molding die corresponding to the shape.
- FIG. 2 is a plan view of the movable molding die shown in FIG. 1.
- FIG. 3 is a cross-sectional view of the molding die shown in FIG. (A) is a typical perspective view of the piece body shown in FIG. 1, (b) is a typical perspective view of the piece body which concerns on the modification of the piece body shown to (a). It is a figure for demonstrating the method to adjust the position of the frame of the molding die shown in FIG.
- FIG. 3 It is a figure for demonstrating another method of adjusting the position of the frame of the molding die shown in FIG. 3, (a) is sectional drawing of the molding die in the state which moved the frame. (B) is sectional drawing of the metal mold
- FIG. 1 is a schematic view of a molding apparatus 1 including molding dies 4 and 5 according to the first embodiment of the present invention.
- the molding apparatus 1 according to the present embodiment includes a molding die 10, and the molding die 10 includes a movable mold 2 that is a female mold and a fixed mold 3 that is a male mold.
- the mold 10 can be closed and opened as the movable mold 2 approaches and separates from the fixed mold 3.
- the movable die 2 includes a molding die 4 having a molding surface 4 a that forms the cavity 6, a frame 21 to which the molding die 4 is attached, and a bracket side back plate 22.
- a steam chamber 23 is formed inside the movable mold 2.
- the fixed die 3 is also provided with a molding die 5 having a molding surface 5a for forming the cavity 6, a frame 31 to which the molding die 5 is attached, and a die plate 32. Similar to the movable mold 2, a steam chamber 33 is also formed inside the fixed mold 3.
- the frames 21 and 31 constitute four side surfaces of the mold 10 having a substantially rectangular shape when the mold is closed as shown in FIG. 1, and the bracket side back plate 22 and the die plate 32 define the steam chambers 23 and 33. It is attached to each frame 21 and 31 so as to be sealed.
- a cavity 6 is formed between the molding dies 4 and 5 in conformity with the outer shape of the foam molded body in the closed state shown in FIG. In this state, the molding die 4 (5) is formed so as to partition the cavity 6 and the steam chamber 23 (33).
- a steam supply line is connected to the movable type 2 steam chamber 23 via a pressure regulating steam valve 24, and a drain line is connected to the opposite position via a drain valve 25.
- a vacuum exhaust line is connected via a vacuum valve 26.
- a cooling water supply pipe line is inserted into the movable type 2 steam chamber 23 via a cooling water valve 27, and a pressure gauge 28 is connected.
- a steam supply pipe line is connected to the steam chamber 33 of the fixed mold 3 via a pressure regulating steam valve 34, and a drain pipe line is connected to the opposite position via a drain valve 35, and this drain pipe
- a vacuum exhaust pipe line is connected to the path via a vacuum valve 36.
- a cooling water supply pipe line is inserted into the steam chamber 33 of the fixed mold 3 via a cooling water valve 37, and a pressure gauge 38 is connected.
- the molding die 10 is a pre-foamed particle supply port in which a resin supply pipe for filling the pre-foamed particles in the cavity 6 is connected, or a foamed molded product that has been molded.
- a pin for extruding from 10 is provided.
- molding molds 4 and 5 Here, the molding mold 4 of the movable mold 2 which is a female mold and the molding mold 5 of the fixed mold 3 which is a male mold are different in shape, but basically. Are composed of members having the same function, the molding die 4 of the movable mold 2 will be described below, and the detailed description of the molding die 5 of the fixed mold 3 will be omitted.
- FIG. 2 is a plan view of the molding die 4 of the movable mold 2 shown in FIG. 1
- FIG. 3 is a cross-sectional view of the molding die 4 shown in FIG. 4A is a schematic perspective view of the frame body 41 shown in FIG. 1
- FIG. 4B is a schematic view of a frame body 41A according to a modification of the frame body 41 shown in FIG. It is a perspective view.
- the molding die 4 includes a plurality of columnar pieces 41, 41,... Having a molding surface 4 a of the molding die 4 forming the cavity 6. And a frame body 42 for accommodating a plurality of frame bodies 41, 41,. As shown in FIG. 3 and FIG. 4 (a), each piece body 41, 41,... Has a direction (in the figure) in which the cavity 6 is formed so as to form a molding surface 4a corresponding to the shape of the foam molding. It can be moved vertically).
- the molding die 4 includes a pressing plate 43 and a bolt (pressing member) 45 as a holding mechanism that holds the position of each piece body 41 moved in the frame body 42.
- the holding plate 43 and the bolt 45 are used to hold the plurality of pieces 41, 41,... In a state of being accommodated in the frame 42 so as to hold the positions of the plurality of pieces 41, 41,. It is a member that is pressed from the periphery.
- FIG. 2 Specifically, in the present embodiment, as shown in FIG. 2, four holding plates 43 are arranged around a plurality of pieces 41, 41,.
- the frame body 42 is formed with a through hole 42a into which the bolt 45 is screwed.
- a plurality of pieces 41, 41,... Can be pressed to the inside of the frame body 42 with the bolt 45 in a state where the bolts 45 are screwed onto the frame body 42 and screwed. it can.
- the positions of the plurality of frame bodies 41, 41,... Are held (fixed) inside the frame body.
- a bolt is used as an example of a member that presses the plurality of pieces 41, 41,..., But the plurality of pieces 41, 41,. If it exists, other members such as screws may be used.
- a gap S for supplying steam into the cavity 6 is formed between the frame bodies 41 and 41.
- the gap S is formed along the direction in which the frame bodies 41 and 41 move, even after the movement of each of the frame bodies 41 and 41, the gap S between the frame bodies 41 and 41, Steam can be stably supplied from the steam chamber 23 to the cavity 6.
- the side surface where the pieces 41 abut against each other is planar, but for example, adjacent to the side surface of the piece 41A as shown in FIG. 4B.
- the convex parts 41a or the concave parts 41b that engage the pieces 41A and 41A to be engaged with each other may be formed.
- the pieces 41A can be engaged with each other by the convex portions 41a or the concave portions 41b formed on the side surfaces of the pieces 41A. Thereby, when the frame bodies 41A and 41A are moved, it can suppress that the frame bodies 41A and 41A isolate
- the piece body 41A has an uneven shape due to the convex portion 41a or the concave portion 41b formed on the side surface of the piece body 41A, the heat of the steam is transferred from the molding surface 4a of the piece body 41A into the cavity 6. It can be transmitted efficiently. Further, it is possible to efficiently dissipate the heat remaining in the molded foam body after molding.
- FIG. 5 is a view for explaining a method of adjusting the position of the frame body 41 of the molding die 4 shown in FIG.
- FIG. 5A is a cross-sectional view of the molding die 4 before adjustment
- FIG. 5B is a molding die in which the frame body 41 is moved from the state shown in FIG. It is sectional drawing of the type
- FIG.5 (c) is sectional drawing of the metal mold
- the molding die 4 before adjustment is prepared, and the actuator 7 is arranged so as to come into contact with each piece body 41 from the side opposite to the molding surface 4a.
- the piece body 41 is disposed such that the molding surface 4a of the molding die 4 is a flat surface.
- no bolts 45 are attached to the frame body 42, and each piece body 41 is movable in the vertical direction.
- a plurality of adjustment rods 71 are attached to the actuator 7 in accordance with the number of pieces 41, and each rod 71 is in contact with each piece 41.
- a motor (not shown) is disposed in the actuator body 72, and the tip of the rod 71 can be moved in the vertical direction by controlling the drive of the motor (specifically, NC control). Yes.
- each piece 41 is moved in the vertical direction by a predetermined amount so as to form a molding surface 4a corresponding to the shape of the foam molded body via the rod 71 of the actuator 7. This operation corresponds to the step of moving the frame body in the present invention.
- each piece 41 is held by a holding plate 43 and a bolt 45 which are holding mechanisms. Specifically, as shown in FIGS. 5B and 5C, a bolt 45 is screwed into a through hole 42 a formed in the frame body 42, and the bolt 45 is tightened, whereby the pressing plate 43. Then, the frame body 41 is pressed inward of the frame body 42. This operation corresponds to the step of holding by the holding mechanism in the present invention. Thereby, the frame body 41 movable in the vertical direction is restrained, and the molding die 4 as shown in FIG. 3 can be obtained.
- the position of each moved piece 41 is moved. Can be held.
- the positions of the pieces 41 and 41 without managing and producing the parts of the molding die 4 according to the shape for each foam molded body having a different shape, the foam molding having a different shape.
- the body can be manufactured easily.
- FIGS. 5 (a) to 5 (c) the position of the frame of the molding die is adjusted by using the actuator 7.
- FIGS. 6 (a) and 6 (b) The frame may be adjusted by the method shown.
- FIG. 6 is a view for explaining another method for adjusting the position of the frame 41 of the molding die 4 shown in FIG. 3, and FIG. 6 (a) shows a state in which the frame 41 is moved. It is sectional drawing of the metal mold
- a mold material 9 corresponding to the shape of the foam molded body to be molded is prepared, and the mold material 9 is pushed into the frame body 42, so that the mold material 9 is a plurality of pieces. It is made to contact
- a mold member 9 can be easily manufactured by an additional manufacturing method such as a 3D printer.
- each moved piece body 41 is held by a holding plate 43 and a bolt 45 which are holding mechanisms.
- a holding plate 43 and a bolt 45 which are holding mechanisms.
- the molding die 5 of the fixed mold 3 is also in accordance with the shape of the foam molded body by any of the methods described in FIGS. 5 (a) to 5 (c) or FIGS. 6 (a) and 6 (b). After moving each piece so that the molding surface 5a is formed, the piece is held. The obtained molding dies 4 and 5 are attached to the molding apparatus 1.
- the molding apparatus 1 is closed as shown in FIG. 1 by bringing the movable mold 2 closer to the fixed mold 3. Thereafter, the pre-expanded particles are filled into the cavity 6 of the mold 10 formed by the molds 4 and 5 from the pre-expanded particle supply port (not shown).
- the pre-foamed particles are obtained by pre-foaming synthetic resin particles containing a foaming agent.
- synthetic resins constituting the synthetic resin particles include polystyrene, high impact polystyrene, styrene- Examples thereof include polystyrene resins such as maleic anhydride copolymers and styrene-acrylonitrile copolymers, polyolefin resins such as polyethylene, polypropylene and ethylene-vinyl acetate copolymers, and polyester resins such as polyethylene terephthalate. Polystyrene resins are preferred because of their strength and moldability.
- the pressure regulating steam valve 24 of the movable mold 2 and the pressure regulating steam valve 34 of the fixed mold are opened, the drain valve 25 of the movable mold 2 and the drain valve 35 of the fixed mold 3 are closed, and the molding die 4 5 is heated from both sides. Thereafter, the pressure-regulating steam valve 24 of the movable mold 2 and the pressure-regulating steam valve 34 of the fixed mold are closed, and the inside of the molding dies 4 and 5 is kept warm.
- the cooling water valves 27 and 37 are opened to introduce the cooling water into the molding apparatus 1, and the molding dies 4 and 5 are cooled.
- the drain valves 25 and 35 are closed and the vacuum valves 26 and 36 are opened to evacuate the inside of the mold 10 and the molds 4 and 5 are allowed to cool.
- the movable mold 2 is moved in the direction of separating the movable mold 2 from the fixed mold 3 to open the mold, and the foamed molded body obtained by in-mold foam molding is taken out. A series of these operations corresponds to the step of molding the foamed molded product in the present invention.
- FIG. 7 is a schematic view of a molding apparatus 1A including molding dies 4 and 5 according to the second embodiment of the present invention.
- the molding dies 4 and 5 according to the second embodiment are different from those of the first embodiment in that an actuator 8 is used as a holding mechanism instead of a pressing plate and bolts.
- the actuator 8 is moved in accordance with the shape of the foam molded body in the molding apparatus 1 ⁇ / b> A so that the actuator 8 holds the position of each piece 41. It is attached to the frame body 41.
- the actuator 8 has the same mechanism as that shown in FIG.
- a mold for molding is produced in an amount corresponding to the shape of the foamed molded body by controlling the drive (specifically, NC control) of a motor (not shown) of the actuator body 82. 4 pieces 41 are moved. Since each piece body 41 is attached to the rod 81, the position of each moved piece body 41 can be held. This operation corresponds to the step of maintaining the position of each frame body in the present invention. Since the molding die 5 is the same, the actuator 8 forms a molding surface 5a corresponding to the shape of the foam molded body.
- each piece is moved by the actuator 8 so as to form the molding surfaces 4a and 5a corresponding to the shape of the foam molding without removing the molding dies 4 and 5 from the molding apparatus 1A. After that, the position of each moved piece can be held. In this case as well, similarly, molding surfaces 4a and 5a having various shapes can be easily formed on the molding dies 4 and 5, and foam molded articles having various shapes can be easily molded.
Abstract
異なる形状の発泡成形体ごとに、その形状に応じた成形用金型の部品を管理および作製することなく、安価に複数の形状の発泡成形体を簡単に製造することができる成形用金型を提供する。予備発泡粒子が充填されたキャビティ（６）内に蒸気を供給することにより、予備発泡粒子を発泡させて、発泡成形体を成形する成形用金型（４）である。成形用金型（４）は、キャビティ（６）を形成する成形用金型（４）の成形面（４ａ）を有した複数の柱状の駒体（４１、４１、…）を有している。各駒体（４１）は、発泡成形体の形状に応じた成形面（４ａ）を形成するように移動自在となっている。成形用金型（４）は、移動させた各駒体（４１）の位置を保持する保持機構の一つとして、押さえプレート（４３）とボルト（４５）を備えている。
Description
本発明は、発泡成形体を成形する成形用金型およびこれを用いた発泡成形体の製造方法に関する。
従来から、発泡成形体を製造する際には、樹脂粒子を予備発泡し、得られた予備発泡粒子を成形用金型のキャビティに充填する。次に、キャビティ内の予備発泡粒子を蒸気で加熱して再度発泡させて発泡成形体を成形し、成形された発泡成形体を冷却水等を用いて冷却した後、これを成形用金型から離型する。
このような成形用金型として、例えば、特許文献１には、１つの成形用金型を用いて、異なる形状の発泡成形体を成形する成形用金型が提案されている。この成形用金型は、マスターフレームと、マスターフレームに取付けられた蒸気吹き出しプレートと、蒸気吹き出しプレートに着脱自在に取り付けられ、異なる形状の複数種の発泡成形体に応じた形状の複数のアタッチメントプレートと、を備えている。
この成形用金型によれば、発泡成形体を成形する際に、発泡成形体に応じた形状のキャビティを形成するアタッチメントプレートを複数種のアタッチメントから選択し、選択したアタッチメントを蒸気吹き出しプレートに取付けて、発泡成形体を成形することができる。このような結果、発泡成形体の形状や厚さに変更があっても、発泡成形体に応じたアタッチメントプレートを交換するだけで、それに対処することができる。
しかしながら、特許文献１に記載の成形用金型では、異なる形状の発泡成形体ごとに、その形状に応じたアタッチメントを、複数種管理せねばならず、新たな形状の発泡成形体を成形する際には、新たにアタッチメントを作製する必要があった。これにより、成形用金型の部品(アタッチメント）に対する管理コストおよび作製コストが多大に発生するおそれがあった。
本発明は、このような点を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、異なる形状の発泡成形体ごとに、その形状に応じた成形用金型の部品を管理および作製することなく、安価に複数の形状の発泡成形体を簡単に製造することができる成形用金型およびこれを用いた発泡成形体の製造方法を提供することにある。
前記課題を鑑みて、本発明に係る成形用金型は、予備発泡粒子が充填されたキャビティ内に蒸気を供給することにより、前記予備発泡粒子を発泡させて、発泡成形体を成形する成形用金型であって、前記成形用金型は、前記キャビティを形成する前記成形用金型の成形面を有した複数の柱状の駒体を有しており、前記各駒体は、前記発泡成形体の形状に応じた前記成形面を形成するように移動自在となっており、前記成形用金型は、移動させた前記各駒体の位置を保持する保持機構を備えていることを特徴とする。
本発明に係る成形用金型によれば、発泡成形体の形状に応じた成形面を形成するように、各駒体を移動させた後、移動させた各駒体の位置を保持機構で保持することができる。これにより、異なる形状の発泡成形体ごとに、その形状に応じた成形用金型の部品を管理および作製することなく、駒体の位置を調節することで、異なる形状の発泡成形体を安価にかつ簡単に製造することができる。
より好ましい態様としては、前記駒体同士の間には、蒸気を前記キャビティ内に供給する隙間が形成されている。この態様によれば、駒体同士の隙間が形成されているため、各駒体の移動後も、駒体同士の隙間からキャビティ内に、安定して蒸気を供給することができる。
さらに好ましい態様としては、前記駒体の側面には、前記隣接する駒体に係合する凸部または凹部が形成されている。この態様によれば、駒体の側面に形成された凸部または凹部により、駒体同士を相互に係合することができる。これにより、駒体同士を移動させた際に、駒体同士が分離することを抑制することができる。
さらに、駒体の側面に形成された凸部または凹部により、駒体は、凹凸形状を有することになるので、蒸気の熱を、駒体の成形面からキャビティ内に効率良く伝達することができる。また、成形後の発泡成形体に残存する熱を効率良く放熱することができる。
さらに好ましい態様として、前記成形用金型は、前記移動自在に複数の駒体を収容する枠体を備えており、前記保持機構は、前記複数の駒体の位置を保持するように、前記枠体に収容された状態の前記複数の駒体を、その周りから押圧する機構である。
この態様によれば、発泡成形体を製造する際に、まず、発泡成形体の形状に応じた成形面を形成するように、各駒体にアクチュエータ等を当接させることにより、各駒体を移動させる。次に、移動させた各駒体の位置を前記保持機構で保持する。具体的には、枠体に収容された状態の複数の駒体を、その周りから押圧することで保持することができる。これにより、成形用金型に、様々な形状を有した成形面を簡単に形成することができる。このようにして、各駒体を保持した状態の成形型を用いて、様々な形状の発泡成形体を簡単に成形することができる。
ここで、成形する発泡成形体の形状に応じた型材を、複数の駒体に当接させることにより、各駒体を移動させ、型材が当接した状態の各駒体の位置を押圧機構で保持すれば、精度良い成形面を有した成形用金型を簡単に得ることができる。
別の好ましい態様として、前記保持機構は、前記発泡成形体の形状に応じて前記各駒体を移動させ、前記各駒体の位置を保持するように、前記各駒体に取り付けられたアクチュエータである。
この態様によれば、発泡成形体の形状に応じた成形面を形成するように、アクチュエータにより、各駒体を移動させた後、移動させた前記各駒体の位置をアクチュエータで保持することができる。この場合も同様に、成形用金型に、様々な形状を有した成形面を簡単に形成し、様々な形状の発泡成形体を簡単に成形することができる。
本発明によれば、異なる形状の発泡成形体ごとに、その形状に応じた成形用金型の部品を管理および作製することなく、異なる形状の発泡成形体を簡単に製造することができる。
以下に本発明の２つの実施形態に係る成形用金型について、図１～図７を参照しながら、その詳細な説明を詳述する。
〔第１実施形態〕
１．成形装置１について
図１は、本発明の第１実施形態に係る成形用金型４，５を備えた成形装置１の模式図である。
本実施形態に係る成形装置１は、成形型１０を備えており、成形型１０は、雌型となる移動型２と雄型となる固定型３とを備えている。成形型１０は、固定型３に対して移動型２が接近・離間することで型閉め・型開きが可能となっている。
１．成形装置１について
図１は、本発明の第１実施形態に係る成形用金型４，５を備えた成形装置１の模式図である。
本実施形態に係る成形装置１は、成形型１０を備えており、成形型１０は、雌型となる移動型２と雄型となる固定型３とを備えている。成形型１０は、固定型３に対して移動型２が接近・離間することで型閉め・型開きが可能となっている。
移動型２は、キャビティ６を形成する成形面４ａを有した成形用金型４と、成形用金型４を取り付けるフレーム２１と、ブラケット側バックプレート２２とを備えている。移動型２の内部には蒸気室２３が形成されている。
同様に、固定型３にも、キャビティ６を形成する成形面５ａを有した成形用金型５と、成形用金型５を取り付けるフレーム３１と、ダイプレート３２とを備えている。移動型２と同様に、固定型３の内部にも蒸気室３３が形成されている。
フレーム２１、３１は、図１に示す型閉め状態において略長方体形状をなす成形型１０の４つの側面を構成し、ブラケット側バックプレート２２とダイプレート３２とは、蒸気室２３、３３を密閉するように、各フレーム２１、３１に取付けられている。成形用金型４、５との間には、図１に示す型閉め状態において、発泡成形体の外形に合致したキャビティ６が形成される。この状態で、キャビティ６と蒸気室２３（３３）とを仕切るように、成形用金型４（５）が形成される。
移動型２の蒸気室２３には、調圧蒸気弁２４を介して蒸気供給管路が接続され、その対向位置にはドレン弁２５を介してドレン管路が接続され、このドレン管路には、真空弁２６を介して真空排気管路が接続されている。また、移動型２の蒸気室２３には、冷却水弁２７を介して冷却水供給管路が挿入され、圧力計２８が接続されている。
同様に、固定型３の蒸気室３３には、調圧蒸気弁３４を介して蒸気供給管路が接続され、その対向位置にはドレン弁３５を介してドレン管路が接続され、このドレン管路には、真空弁３６を介して真空排気管路が接続されている。また、固定型３の蒸気室３３には、冷却水弁３７を介して冷却水供給管路が挿入され、圧力計３８が接続されている。なお、図示していないが、成形型１０には、キャビティ６内に予備発泡粒子を充填するための樹脂供給管路が接続された予備発泡粒子供給口や成形を終えた発泡成形体を成形型１０から押し出すためのピンが設けられている。
２．成形用金型４，５について
ここで、雌型である移動型２の成形用金型４と、雄型である固定型３の成形用金型５とは、形状は異なるが、基本的には、同じ機能を有した部材で構成されているため、以下に、移動型２の成形用金型４を説明し、固定型３の成形用金型５の詳細な説明を省略する。
ここで、雌型である移動型２の成形用金型４と、雄型である固定型３の成形用金型５とは、形状は異なるが、基本的には、同じ機能を有した部材で構成されているため、以下に、移動型２の成形用金型４を説明し、固定型３の成形用金型５の詳細な説明を省略する。
図２は、図１に示す移動型２の成形用金型４の平面図であり、図３は、図２に示す成形用金型４のＡ－Ａ矢視断面図である。図４（ａ）は、図１に示す駒体４１の模式的斜視図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）に示す駒体４１の変形例に係る駒体４１Ａの模式的斜視図である。
図２および図３に示すように、本実施形態に係る成形用金型４は、キャビティ６を形成する成形用金型４の成形面４ａを有した複数の柱状の駒体４１、４１、…と、複数の駒体４１、４１、…を収容する枠体４２と、を備えている。図３および図４（ａ）に示すように、各駒体４１、４１、…は、発泡成形体の形状に応じた成形面４ａを形成するように、キャビティ６が形成される方向（図では上下方向）に移動自在となっている。
さらに、成形用金型４は、枠体４２内で移動させた各駒体４１の位置を保持する保持機構として、押さえプレート４３とボルト（押圧部材）４５とを備えている。本実施形態では、押さえプレート４３とボルト４５とは、複数の駒体４１、４１、…の位置を保持するように、枠体４２に収容された状態の複数の駒体４１、４１、…を、その周りから押圧する部材である。
具体的には、本実施形態では、図２に示すように、枠体４２内において、４つの押さえプレート４３が、複数の駒体４１、４１、…の周りに配置されている。枠体４２には、ボルト４５を螺着させる貫通孔４２ａが形成されている。これにより、枠体４２にボルト４５を螺着させてねじ込んだ状態で、押さえプレート４３を介して複数の駒体４１、４１、…を、ボルト４５で枠体４２の内方に押圧することができる。これにより、複数の駒体４１、４１、…の位置が、枠体４２の内部において保持（固定）される。
本実施形態では、複数の駒体４１、４１、…を押圧する部材の一例として、ボルトを用いたが、押さえプレート４３を介して複数の駒体４１、４１、…を押圧することができるのであれば、ネジ等その他の部材であってもよい。
さらに、駒体４１、４１同士の間には、蒸気をキャビティ６内に供給する隙間Ｓが形成されている。本実施形態では、駒体４１、４１の移動する方向に沿って隙間Ｓが形成されているため、各駒体４１、４１の移動後も、駒体４１、４１同士の隙間Ｓを介して、蒸気室２３からキャビティ６に、安定して蒸気を供給することができる。
図４（ａ）に示すように、本実施形態では、駒体４１同士が当接する側面は平面状であるが、例えば、図４（ｂ）に示すように、駒体４１Ａの側面に、隣接する駒体４１Ａ、４１Ａ同士を相互に係合させる凸部４１ａまたは凹部４１ｂが形成されていてもよい。
これにより、駒体４１Ａの側面に形成された凸部４１ａまたは凹部４１ｂにより、駒体４１Ａ同士を相互に係合することができる。これにより、駒体４１Ａ、４１Ａ同士を移動させた際に、駒体４１Ａ、４１Ａ同士が分離することを抑制することができる。
さらに、駒体４１Ａの側面に形成された凸部４１ａまたは凹部４１ｂにより、駒体４１Ａは、凹凸形状を有することになるので、蒸気の熱を、駒体４１Ａの成形面４ａからキャビティ６内に効率良く伝達することができる。また、成形後の発泡成形体に残存する熱を効率良く放熱することができる。
３．成形装置１を用いた発泡成形体の製造方法について
以下に、図１～図３を再度参照しつつ、図５（ａ）～（ｃ）を用いて、本実施形態に係る成形装置１を用いた発泡成形体の製造方法を説明する。
以下に、図１～図３を再度参照しつつ、図５（ａ）～（ｃ）を用いて、本実施形態に係る成形装置１を用いた発泡成形体の製造方法を説明する。
図５は、図３に示す成形用金型４の駒体４１の位置を調整する方法を説明するための図である。図５（ａ）は、調整前の成形用金型４の断面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）に示す状態から、駒体４１を移動させた状態の成形用金型４の断面図であり、図５（ｃ）は、図５（ｂ）に示す状態の駒体４１を保持した状態の成形用金型４の断面図である。
図５（ａ）に示すように、まず、調整前の成形用金型４を準備し、成形面４ａと反対側から各駒体４１に当接するように、アクチュエータ７を配置する。この状態では、駒体４１は、成形用金型４の成形面４ａが平面となるように配置されている。また、枠体４２にはボルト４５は取り付けられておらず、各駒体４１は、上下方向に移動自在となっている。
一方、アクチュエータ７には、駒体４１の個数に応じて複数の調整用のロッド７１が取り付けられ、各ロッド７１は、各駒体４１に当接している。アクチュエータ本体７２には、モータ（図視せず）が配置されており、モータを駆動制御（具体的にはＮＣ制御）することにより、ロッド７１の先端部は、上下方向に移動可能となっている。
次に、図５（ｂ）に示すように、アクチュエータ７のモータをＮＣ制御し、ロッド７１の先端を移動させる。具体的には、アクチュエータ７のロッド７１を介して、発泡成形体の形状に応じた成形面４ａを形成するように、各駒体４１を所定量、上下方向に移動させる。この作業が、本発明でいう駒体を移動させる工程に相当する。
次に、移動させた各駒体４１の位置を、保持機構である押さえプレート４３とボルト４５とで、保持する。具体的には、図５（ｂ）および図５（ｃ）に示すように、枠体４２に形成された貫通孔４２ａにボルト４５を螺着させ、ボルト４５を締め込むことにより、押さえプレート４３を介して駒体４１を枠体４２の内方へ押圧する。この作業が、本発明でいう、保持機構で保持する工程に相当する。これにより、上下方向に移動自在な駒体４１を拘束し、図３に示すような成形用金型４を得ることができる。
このように、本実施形態によれば、発泡成形体の形状に応じた成形面４ａを形成するように、アクチュエータ７で各駒体４１を移動させた後、移動させた各駒体４１の位置を保持することができる。この結果、異なる形状の発泡成形体ごとに、その形状に応じた成形用金型４の部品を管理および作製することなく、駒体４１、４１の位置を調節することで、異なる形状の発泡成形体を簡単に製造することができる。
図５（ａ）～図５（ｃ）に示す方法では、成形用金型の駒体の位置の調整を、アクチュエータ７を用いて行ったが、例えば、図６（ａ）、（ｂ）に示す方法により、駒体を調整してもよい。
図６は、図３に示す成形用金型４の駒体４１の位置を調節する別の方法を説明するための図であり、図６（ａ）は、駒体４１を移動させた状態の成形用金型４の断面図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）に示す状態の駒体４１を保持した状態の成形用金型４の断面図である。
具体的には、図６（ａ）に示すように、成形する発泡成形体の形状に応じた型材９を準備し、型材９を枠体４２内に押し込むことにより、型材９を、複数の駒体４１、４１、…に当接させる。これにより、発泡成形体の形状に応じた成形面４ａを形成するように、各駒体４１を移動させることができる。このような型材９は、３Ｄプリンタなどの付加製造法により、簡単に製造することができる。
次に、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、移動させた各駒体４１の位置を、保持機構である押さえプレート４３とボルト４５とで、保持する。このようにして、成形する発泡成形体の形状に応じた型材９を、複数の駒体４１、４１、…に当接させることにより、各駒体４１を移動させ、型材９が当接した状態の各駒体の位置を保持すれば、精度良い成形面４ａを有した成形用金型４を簡単に得ることができる。
同様に、図５（ａ）～（ｃ）または図６（ａ）、（ｂ）で説明したいずれかの方法で、固定型３の成形用金型５も、発泡成形体の形状に応じた成形面５ａが形成されるように、各駒体を移動させた後、駒体を保持する。得られた、成形用金型４、５を成形装置１に取り付ける。
次に、移動型２を固定型３に対して接近させることにより、図１に示すように成形装置１を型閉めする。その後、予備発泡粒子供給口（図示せず）から、成形用金型４、５により形成された成形型１０のキャビティ６内に予備発泡粒子を充填する。
ここで、予備発泡粒子は、発泡剤を含有させた合成樹脂粒子を予備発泡させて得られるものであり、この合成樹脂粒子を構成する合成樹脂としては、例えば、ポリスチレン、ハイインパクトポリスチレン、スチレン－無水マレイン酸共重合体、スチレン－アクリロニトリル共重合体等のポリスチレン系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン－酢酸ビニル共重合体等のポリオレフィン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂等を挙げることができ、強度と成形性の良さからポリスチレン系樹脂が好ましい。
次に、成形型１０のキャビティ６内に予備発泡粒子を充填した後、調圧蒸気弁２４、３４、ドレン弁２５、３５を開き、成形型１０に蒸気を流し、成形用金型４、５を加熱する。
次に、移動型２の調圧蒸気弁２４と固定型３のドレン弁３５を開いた状態を維持し、固定型３の調圧蒸気弁３４と移動型２のドレン弁２５を閉じる。これにより、移動型２から固定型３に向かってキャビティ６内に蒸気を流す。
次に、固定型の調圧蒸気弁３４と移動型２のドレン弁２５を開き、移動型２の調圧蒸気弁２４と固定型３のドレン弁３５とを閉じる。これにより、移動型２から固定型３に向かってキャビティ６内に蒸気を流す。このようにして、キャビティ６に充填された予備発泡粒子が発泡し、発泡成形体を成形することができる。
次に、移動型２の調圧蒸気弁２４と固定型の調圧蒸気弁３４とを開き、移動型２のドレン弁２５と固定型３のドレン弁３５とを閉じて、成形用金型４、５を両側から加熱する。その後、移動型２の調圧蒸気弁２４と固定型の調圧蒸気弁３４を閉じて、成形用金型４、５内を保温する。
その後、冷却水弁２７、３７を開いて冷却水を成形装置１内に導入し、成形用金型４、５を冷却する。冷却後、ドレン弁２５、３５を閉じ、真空弁２６、３６を開くことによって成形型１０内を真空排気して、成形用金型４、５を放冷する。放冷後、固定型３に対して移動型２を離間する方向に、移動型２を移動させて型開きし、型内発泡成形により得られた発泡成形体を取り出す。これら一連の作業が、本発明でいう発泡成形体を成形する工程に相当する。
〔第２実施形態〕
図７は、本発明の第２実施形態に係る成形用金型４，５を備えた成形装置１Ａの模式図である。第２実施形態に係る成形用金型４、５が、第１実施形態のものと相違する点は、押さえプレートとボルトの代わりに、保持機構にアクチュエータ８を用いた点である。
図７は、本発明の第２実施形態に係る成形用金型４，５を備えた成形装置１Ａの模式図である。第２実施形態に係る成形用金型４、５が、第１実施形態のものと相違する点は、押さえプレートとボルトの代わりに、保持機構にアクチュエータ８を用いた点である。
なお、第１実施形態と同じ部材には、同じ符号を付して、その詳細な説明を省略する。また、図７では、便宜上、移動型２および固定型３に取付けられた、冷却水弁、冷却水供給管路および圧力計は図示しせず、省略している。
本実施形態では、図７に示すように、成形装置１Ａ内において、発泡成形体の形状に応じて各駒体４１を移動させ、各駒体４１の位置を保持するように、アクチュエータ８が各駒体４１に取り付けられている。
具体的には、アクチュエータ８は、図５で示したものと、同様の機構である。発泡成形体を成形する際には、アクチュエータ本体８２のモータ（図示せず）を駆動制御（具体的にはＮＣ制御）することにより、発泡成形体の形状に応じた量で、成形用金型４の各駒体４１を移動させる。各駒体４１は、ロッド８１に取付けられているので、移動させた各駒体４１の位置を保持することができる。この作業が、本発明でいう各駒体の位置を保持する工程に相当する。成形用金型５も同様であるので、アクチュエータ８により、発泡成形体の形状に応じた成形面５ａを形成する。
このようにして、成形用金型４，５を成形装置１Ａから取り外すことなく、発泡成形体の形状に応じた成形面４ａ，５ａを形成するように、アクチュエータ８により、各駒体を移動させた後、移動させた各駒体の位置を保持することができる。この場合も同様に、成形用金型４，５に、様々な形状を有した成形面４ａ，５ａを簡単に形成し、様々な形状の発泡成形体を簡単に成形することができる。
以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。
１，１Ａ：成形装置、２：移動型、３：固定型、４，５：成形用金型、４ａ：成形面、６：キャビティ、７，８：アクチュエータ、９：型材、１０：成形型、２１：フレーム、２２：ブラケット側バックプレート、２３，３３：蒸気室、２４，３４：調圧蒸気弁、２５，３５：ドレン弁、２７，３７：冷却水弁、２８，３８：圧力計、３１：フレーム、３２：ダイプレート、４１，４１Ａ：駒体、４１ａ：凸部、４１ｂ：凹部、４２：枠体、４２ａ：貫通孔、４３：押さえプレート、４５：ボルト、７１：ロッド、７２：アクチュエータ本体、８１：ロッド、８２：アクチュエータ本体、Ｓ：隙間。
Claims (9)
- 予備発泡粒子が充填されたキャビティ内に蒸気を供給することにより、前記予備発泡粒子を発泡させて、発泡成形体を成形する成形用金型であって、
前記成形用金型は、前記キャビティを形成する前記成形用金型の成形面を有した複数の柱状の駒体を有しており、
前記各駒体は、前記発泡成形体の形状に応じた前記成形面を形成するように移動自在となっており、
前記成形用金型は、移動させた前記各駒体の位置を保持する保持機構を備えていることを特徴とする成形用金型。 - 前記駒体同士の間には、蒸気を前記キャビティ内に供給する隙間が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の成形用金型。
- 前記駒体の側面には、隣接する前記駒体に係合する凸部または凹部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の成形用金型。
- 前記駒体の側面には、隣接する前記駒体に係合する凸部または凹部が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の成形用金型。
- 前記成形用金型は、前記移動自在に複数の駒体を収容する枠体を備えており、
前記保持機構は、前記複数の駒体の位置を保持するように、前記枠体に収容された状態の前記複数の駒体を、その周りから押圧する機構であることを特徴とする請求項１～４のいずれか一項に記載の成形用金型。 - 前記保持機構は、前記発泡成形体の形状に応じて前記各駒体を移動させ、前記各駒体の位置を保持するように、前記各駒体に取り付けられたアクチュエータであることを特徴とする請求項１～４のいずれか一項に記載の成形用金型。
- 請求項５に記載の成形用金型を用いた発泡成形体の製造方法であって、
前記発泡成形体の形状に応じた成形面を形成するように、前記各駒体を移動させる工程と、
移動させた前記各駒体の位置を前記保持機構で保持する工程と、
前記各駒体を保持した状態の成形型を用いて、前記発泡成形体を成形する工程と、を含むことを特徴とする発泡成形体の製造方法。 - 前記各駒体を移動させる工程において、前記成形する発泡成形体の形状に応じた型材を、前記複数の駒体に当接させることにより、前記各駒体を移動させることを特徴とする請求項７に記載の発泡成形体の製造方法。
- 請求項６に記載の成形用金型を用いた発泡成形体の製造方法であって、
前記発泡成形体の形状に応じた成形面を形成するように、前記アクチュエータにより、前記各駒体を移動させた後、移動させた前記各駒体の位置を保持する工程と、
前記各駒体を保持した状態の成形型を用いて、前記発泡成形体を成形する工程と、を含むことを特徴とする発泡成形体の製造方法。
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