JP2006069159A - 発泡成形用の金型及び発泡成形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 外面の精度が良好な発泡成形品を効率良く成形することができ、かつ脱型の容易な発泡成形方法及びそのための金型を提供する。
【解決手段】 金型２０Ｂは上型２１Ｂと下型２２Ｂとからなり、下型２２Ｂの底面の開口にバルブボックス２５、弁体２６等よりなる気体供給手段２３が設けられている。キャビティ５０の対向する側面５０ａ，５０ｃの一部が凹部５１となっている。上型２１Ｂの下面に該凹部５１に嵌合する凸部５２が設けられている。キュア終了後、上型を型開きし、バルブボックス２５内に空気を送り込み、空気を成形品３１Ｂと下型２２Ｂの底面との間に吹込み、成形品３１Ｂを押し上げて脱型する。この際、凸部５２，５２を抜いたことにより生じた空所に工具、指等を差し込み、成形品３１Ｂを取り出す。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ウレタンフォーム等の発泡成形品を製造するための金型に係り、特に成形品の脱型を効率良く行うことができる金型に関する。また、本発明は、この金型を用いた発泡成形方法に関するものである。

硬質ポリウレタンフォームを成形する場合、上型及び下型よりなる金型の該下型内にウレタン原料液を供給し、型締めして発泡させ、固化（キュア）後に型開きして脱型を行う。

この脱型を行うために、下型にエジェクタピンを設け、このエジェクタピンによって成形品を押し上げるよう構成した発泡成形用の金型が用いられているが、成形品にエジェクタピンの押し痕が付き易い。

Ｉ． このエジェクタピンを用いることなく脱型を効率良く行う方法として、特開平９−２３４７４８号公報には、下型のキャビティ面に沿ってフィルムを配置し、型開き後の脱型に際してはフィルムとキャビティ面との間に空気を供給してフィルムをキャビティ面から離反させ、フィルムによって成形品を下型外に押し出すようにした発泡成形方法が記載されている。

第６図は同号公報の方法及びそのための金型を示す断面図である。この金型（モールド）は上型２と下型３とからなり、これら上下型２，３は分離可能に接合されるようになっている。上記下型３にはキャビティ４が設けられている。

下型３には真空成形法により予めキャビティ４と相似乃至同一形状に成形されたポリプロピレン製フィルム６が設置されている。このフィルム６は下型３の上端面に固定ピン７により止められ、下型３の上端面に配設されたフィルムエアーシール用パッキン９と更にフィルム押え８で挟持されて下型に強固に固定されている。

また、下型３の底部には、箱状の空気室１０が設けられており、この空気室１０には、圧力調整バルブ１１を備えたエアー管１２の一端が接続され、該エアー管１２の他端は真空ポンプ等のエアー導入・吸引装置１３と連結されている。この空気室１０と下型キャビティ４とは複数のエアー連通孔（空気穴）１４によって連通されている。

このモールド１を用いて硬質ポリウレタンフォームモールド成形品を製造する場合には、硬質ポリウレタンフォーム発泡原料をキャビティ４内の真空成形ポリプロピレンフィルム６上に所定量導入し、上型２を下型３に型締めする。第６図（Ａ）の通り発泡・膨張させた後、上型を型開きし、第６図（Ｂ）に示したように、エアー導入・吸引装置１３を作動させ、エアー管１２、空気室１０、及びエアー連通孔１４を介して、フィルム６とキャビティ４との間隙１５にエアーを吹き込み、成形品１６をフィルム６と共に押し上げ、成形品１６を取り出す。

その後、エアー導入・吸引装置１３によりエアーを吸引し、第６図（Ｃ）に示したようにフィルム６をキャビティ面に密着させ、次回の成形サイクルに移行する。

II． エジェクタピンを用いることなく脱型を効率良く行う別の方法として、バルブボックスと、該バルブボックス内に上下方向移動可能に配置された弁体とからなる気体吹込手段を、下型の底面に配置し、型開き後の脱型に際しては気体吹込手段内に空気を供給して弁体をキャビティ内に突出させ、弁体によって成形品を下型外に押し出す方法が考えられる。

第７図（ａ）、（ｂ）はこの方法及びこの方法のための金型を説明する断面図である。第８図（ａ），（ｂ）は気体吹込手段を示す断面図である。

この金型２０は、上型２１及び下型２２を備えている。

下型２２には、キャビティ２４が設けられている。この下型２２の底面に気体吹込手段２３が設けられている。この気体吹込手段２３は、下型２２の底面の開口に取り付けられたバルブボックス２５と、該バルブボックス２５内に上下方向移動可能に配置された弁体２６と、一端が該バルブボックス２５の下端と接続され、他端が空気ボンベと接続された空気チューブ２５ａとを有する。この弁体２６は上部が逆テーパ形のきのこ弁であり、頂面は平面となっている。弁体２６の下端には鍔部２６ａが設けられている。

バルブボックス２５は、上面が開放し底面が閉じた無蓋有底の円筒形容器状のものであり、内周面には上下２段の凸部２７，２８が設けられている。この凸部２７，２８間に鍔部２６ａが配置されている。

上側の凸部２７と鍔部２６ａとの間に付勢部材としてコイルスプリング３０が蓄力状態にて介在している。弁体２６は、該コイルスプリング３０によって下方に付勢され、その鍔部２６ａが下側の凸部２８に押し付けられている。鍔部２６ａが凸部２８に押し付けられた状態において、弁体２６は閉弁状態となっている。このとき、該弁体２６の頂面は下型２２の底面と面一となっている。なお、バルブボックス２５の上端面も下型２２の底面と面一となっている。バルブボックス２５の下部に空気チューブ２５ａが設けられている。

この金型２０を用いた成形品の成形手順について次に説明する。

弁体２６が閉じている第８図（ａ）の状態において金型２０の内面に離型剤を塗布する。次いで下型２２内にウレタン等の原料液を供給し、上型の型締め後、第７図（ａ）の如く発泡させる。キュア終了後、第７図（ｂ）の通り上型を型開きし、バルブボックス２５に空気を送り込み、成形品３１を空気圧で押し上げて脱型する。

なお、バルブボックス２５内に空気チューブ２５ａから空気を吹込むと、第８図（ｂ）の通り、弁体２６はコイルスプリング３０の付勢力に抗して空気圧によって押し上げられ、空気がバルブボックス２５から下型２２の底面と成形品３１との間に吹込まれ、成形品３１が押し上げられる。そこで、成形品３１を下型２２から脱型する。

この脱型後にバルブボックス２５への空気供給を停止すると、弁体２６はコイルスプリング３０の付勢力によって押し下げられ、第８図（ａ）の状態に復帰する。そこで、次の成形サイクルに移行する。
特開平９−２３４７４８号公報

上記のように空気圧によって成形品を下型キャビティから脱型する方法にあっては、上記第７図の如く成形品３１の厚みが大きい場合、成形品３１が空気によって十分に押し上げられるので、成形品３１が下型２２の上面から浮き上がる押し上げ高さＬが大きい。このため、成形品３１の下型２２から浮き上がった部分を掴んで持ち上げることにより、成形品３１を容易に下型２２から取り出すことができる。

しかしながら、第９図の通り、金型２０Ａの下型２２Ａに設けられたキャビティ２４Ａが浅く、従って成形品３１Ａの厚みが小さい場合、成形品３１Ａの下側から空気圧が逃げ易く、そのため成形品３１Ａの押し上げ高さＬが小さくなりがちであり、成形品３１Ａを掴んで脱型しにくくなることがある。

本発明は、上記問題点を解消し、外面の精度が良好な発泡成形品を効率良く成形することができ、かつ脱型の容易な発泡成形方法及びそのための金型を提供することを目的とする。

本発明（請求項１）の発泡成形用の金型は、上型及び下型を有する発泡成形用の金型であって、該下型のキャビティの底面に、該キャビティ内の成形品を押し上げて脱型させるための気体吹込手段を設けた金型において、該下型の型合わせ面に、下型のキャビティに連なる凹部が設けられ、該上型の型合わせ面に、該凹部に嵌合する凸部が設けられていることを特徴とするものである。

請求項２の発泡成形用の金型は、請求項１において、該凹部と凸部とは同一大きさであることを特徴とするものである。

請求項３の発泡成形用の金型は、請求項２において、該凸部及び凹部には抜き勾配が設けられていることを特徴とするものである。

請求項４の発泡成形用の金型は、請求項１ないし３のいずれか１項において、該凸部及び凹部はそれぞれ複数個設けられていることを特徴とするものである。

請求項５の発泡成形用の金型は、請求項４において、該凸部及び凹部は、少なくともキャビティを挟んで両側に設けられていることを特徴とするものである。

請求項６の発泡成形用の金型は、請求項４において、該凸部及び凹部は、少なくともキャビティの交叉する２辺にそれぞれ設けられていることを特徴とするものである。

請求項７の発泡成形用の金型は、請求項１ないし６のいずれか１項において、該気体吹込手段は空気吹込手段であることを特徴とするものである。

本発明（請求項８）の発泡成形方法は、請求項１ないし７のいずれか１項に記載の発泡成形用の金型を用いた発泡成形方法であって、該下型内に原料を供給し、型締めした後、発泡させ、その後、上型を型開きし、前記気体吹込手段から成形品と下型底面との間に気体を吹込んで成形品を脱型することを特徴とするものである。

請求項９の発泡成形方法は、請求項８において、成形品は硬質ウレタンフォームであることを特徴とするものである。

かかる本発明の金型及びこの金型を用いた成形方法によると、成形品の脱型に際して上型を下型から離反させると、凸部が抜け出た痕が空所となって露呈する。そのため、成形品の下側に気体圧を作用させて成形品を押し上げた場合、この押し上げ高さが小さい場合でも、該空所を介して工具や作業員の指先を成形品の側面に当て、成形品を取り出すことができる。

この凹部と凸部とを同一大きさとすることにより、凹部と凸部との間に樹脂等の成形材料が入り込んでバリを生じさせることが防止される。

この凸部及び凹部に抜き勾配を設けることにより、上型を下型から容易に離反させることができる。また、型組みも容易となる。

凸部及び凹部をそれぞれ複数個設けることにより、成形品の取り出しを一層容易に行うことができる。

この場合、キャビティを挟んで両側に該凸部及び凹部を設けることにより、成形品を両側から挟むようにして極めて容易に取り出すことができる。

凸部及び凹部をキャビティの交叉する２辺に設けた場合も、成形品に異なる２方向から工具や指を当てて該成形品を容易に取り出すことができる。

なお、脱型に際し成形品の下側に吹込む気体を空気とすることにより、コストダウンが実現される。

本発明の発泡成形用の金型及び発泡成形方法は、硬質ウレタンフォームの成形に好適であるが、その他の製品の成形にも適用することができる。

以下、図面を参照して実施の形態について説明する。第１図（ａ）は実施の形態に係る発泡成形用の金型の斜視図、第１図（ｂ）は第１図（ａ）の金型を用いて製造された成形品の斜視図、第２図は第１図（ａ）のII−II線に沿う断面図、第３図（ａ），（ｂ），（ｃ）は第１図（ａ）の金型を用いた発泡成形方法を説明する断面図である。

この金型２０Ｂは、上型２１Ｂ及び下型２２Ｂを備えている。

下型２２Ｂにおけるキャビティ５０の側面５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄには、適宜の角度の抜き勾配（抜きテーパー）が設けられている。この下型２２Ｂの底面に気体吹込手段２３が設けられている。この気体吹込手段２３は第８図と同様のものであり、下型２２Ｂの底面の開口に取り付けられたバルブボックス２５と、該バルブボックス２５内に上下方向移動可能に配置された弁体２６とを有する。

キャビティ５０の対向する側面５０ａ，５０ｃの一部に連なるように下型２２Ｂの型合わせ面（上面）２２ｆに凹部５１，５１が凹設されている。この実施の形態では、各凹部５１はキャビティ５０の底面にまで達する深さを有している。

各凹部５１に嵌合するように、上型２１Ｂの型合わせ面（下面）２１ｆに、１対の凸部５２，５２が設けられている。

この実施の形態では、凹部５１及び凸部５２は同一大きさとなっており、両者は隙間なく所謂ぴったりと嵌合する大きさとなっている。この凹部５１及び凸部５２には抜き勾配が設けられている。この実施の形態では、凸部５２は略四角柱形状であり、抜き勾配をつけるために下方ほど柱の断面形状が小さくなるように４側面がテーパ−状となっている。凹部５１の３側面は凸部５２の３側面に倣ったテーパ−状となっている。

この金型２０Ｂを用いた成形品の成形手順について次に説明する。

金型２０Ｂの内面に離型剤を塗布する。次いで下型２２Ｂ内にウレタン等の原料液を供給し、上型２１Ｂの型締め後、第３図（ａ）の如く発泡させる。発泡したウレタン等のキュア終了後、第３図（ｂ）の通り上型を型開きする。そして、第３図（ｃ）の通り、バルブボックス２５に空気を送り込んで、成形品３１Ｂを空気圧で押し上げて脱型する。

なお、バルブボックス２５内に空気チューブ２５ａから空気を吹込むと、成形品３１Ｂが押し上げられる。そこで、成形品３１Ｂを工具や手で掴んで下型２２Ｂから脱型する。この場合、この成形品３１Ｂの押し上げ高さが不足しても、成形品３１Ｂの両側面に、凸部５２が抜け出て空所となっている凹部５１が存在するので、この空所を通して成形品３１Ｂの両側面に工具や指を当てて成形品３１Ｂをキャビティ５０から容易に引き出すことができる。

この実施の形態では、キャビティ５０の側面５０ａ，５０ｃの一部にのみ凹部５１，５１を設けているので、成形品３１Ｂの下側に吹き込まれた空気のうち該凹部５１を経由して逃げ出す空気量が少ない。そのため、成形品３１Ｂを十分に空気圧で押し上げることができる。なお、ポンプの故障等によりバルブボックス２５からキャビティ５０内に空気を供給することができないときにあっても、この凹部５１に工具や指先を差し込んで成形品３１Ｂをキャビティ５０から取り出すことができる。

この実施の形態にあっては、弁体２６の頂面が平面であり、且つ弁体２６が閉止しているときには周囲の下型底面と面一となっているので、成形品３１Ｂには弁体２６の痕は全く付かない。また、成形品３１Ｂの押し上げは空気圧のみであるため、成形品３１Ｂには押し上げ痕は全く生じない。さらに、成形品３１Ｂは下型２２Ｂの内面に直に接するように成形されるものであり、両者の間にフィルムは介在しないので、フィルムの皺が成形品３１Ｂに転写されることもない。このため、成形品３１Ｂは外面性状が極めて良好なものとなる。

さらに、成形品３１Ｂの成形に際しては、フィルムを下型２２Ｂに密着させる工程が不要であり、成形サイクルタイムも短い。加えて、弁体２６はコイルスプリング３０の付勢力により自動的に開弁するため成形作業性が良好である。

上記実施の形態では、弁体２６は第８図に示したきのこ弁型のものであるが、第４図のようにフラップ型の弁体４２を援用しても良い。第４図では、下型２２Ｂの開口に気体吹込手段４０を構成するバルブボックス４１が取り付けられており、このバルブボックス４１に弁体４２がヒンジピン４３を介して回動可能に取り付けられている。図示はしないが、該ヒンジピン４３にはコイルスプリングが巻き付けられており、弁体４２は閉弁方向に付勢されている。

バルブボックス４１の上面の外周側は下型２２の底面と面一状となっている。このバルブボックス４１の上面の内周側は段部４１ａとなっており、この段部４１ａに弁体４２が係合している。段部４１ａに弁体４２が嵌合した第４図（ａ）の閉止状態にあっては、弁体４２の上面は周囲の下型２２Ｂの底面と面一状となる。

バルブボックス４１に設けられた給気口４４から空気をバルブボックス４１内に供給すると、空気圧によって弁体４２が上方に回動し、第４図（ｂ）の如く空気が下型２２Ｂの底面と成形品との間に吹込まれる。空気供給を停止すると、コイルスプリングの付勢力により弁体４２が閉止する。

この気体供給手段４０を用いた場合にも同様に外面性状の良好な成形品を効率良く成形することができる。

第１〜３図では凹部５１と凸部５２は略四角柱形状となっているが、他の形状であってもよい。例えば、第５図の凹部５１Ｃ及び凸部５２Ｃのように略蒲鉾形としてもよい。なお、この第５図の実施の形態では、凹部５１Ｃはキャビティ５０よりも浅いものとなっているが、この場合でも、成形品を十分に脱型することができる。

上記実施の形態はいずれも本発明の一例であり、本発明は図示以外の形態をもとりうる。例えば、凹部及び凸部は、キャビティ５０の交叉する２辺に設けられてもよい。凸部５２及び凹部５１は、それぞれ１個又は３個以上設けられてもよい。また、気体供給手段は空気以外の気体が供給されてもよい。

（ａ）は実施の形態に係る発泡成形用の金型を示す斜視図、（ｂ）はこの金型を用いて製造された成形品の斜視図である。 第１図（ａ）のII−II線に沿う断面図である。 第１図（ａ）の金型を用いた発泡成形方法を説明する断面図である。 気体供給手段の断面図である。 別の実施の形態に係る発泡成形用の金型を示す斜視図である。 従来例を示す説明図である。 別の従来例を示す説明図である。 気体供給手段の断面図である。 別の従来例を示す説明図である。

符号の説明

２０Ｂ、２０Ｃ 金型
２１Ｂ、２１Ｃ 上型
２２Ｂ、２２Ｃ 下型
２３，４０ 気体供給手段
２５，４１ バルブボックス
２６，４２ 弁体
３０ コイルスプリング
３１Ｂ 成形品
３１ａ 欠肉部
５０ キャビティ
５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄ 側面
５１，５１Ｃ 凹部
５２，５２Ｃ 凸部
５２ａ 側面

Claims (9)

1. 上型及び下型を有する発泡成形用の金型であって、
   該下型のキャビティの底面に、該キャビティ内の成形品を押し上げて脱型させるための気体吹込手段を設けた金型において、
   該下型の型合わせ面に、下型のキャビティに連なる凹部が設けられ、該上型の型合わせ面に、該凹部に嵌合する凸部が設けられていることを特徴とする発泡成形用の金型。
2. 請求項１において、該凹部と凸部とは同一大きさであることを特徴とする発泡成形用の金型。
3. 請求項２において、該凸部及び凹部には抜き勾配が設けられていることを特徴とする発泡成形用の金型。
4. 請求項１ないし３のいずれか１項において、該凸部及び凹部はそれぞれ複数個設けられていることを特徴とする発泡成形用の金型。
5. 請求項４において、該凸部及び凹部は、少なくともキャビティを挟んで両側に設けられていることを特徴とする発泡成形用の金型。
6. 請求項４において、該凸部及び凹部は、少なくともキャビティの交叉する２辺にそれぞれ設けられていることを特徴とする発泡成形用の金型。
7. 請求項１ないし６のいずれか１項において、該気体吹込手段は空気吹込手段であることを特徴とする発泡成形用の金型。
8. 請求項１ないし７のいずれか１項に記載の発泡成形用の金型を用いた発泡成形方法であって、
   該下型内に原料を供給し、
   型締めした後、発泡させ、
   その後、上型を型開きし、前記気体吹込手段から成形品と下型底面との間に気体を吹込んで成形品を脱型することを特徴とする発泡成形方法。
9. 請求項８において、成形品は硬質ウレタンフォームであることを特徴とする発泡成形方法。

Images