JP2008093857A - 発泡成形用の金型及び発泡成形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ガス排出用ガス通路の構成が簡易であり、しかも成形品の成形効率が高い発泡成形用の金型及びその成形方法を提供する。
【解決手段】金型１は、下型２と上型３とからなり、下型２に凹所よりなるキャビティ４が設けられている。このキャビティ４の周縁の合わせ面５にガス抜き用ガス通路の一部を構成する延在部６が設けられている。ガス通路は、この延在部６と前記上型３に設けられた孔７とからなる。ウレタンが十分に発泡してキャビティ４内が発泡ウレタンで満たされると、ウレタンの一部が延在部６内に入り込む。この延在部６に入り込んだウレタンは、延在部６の途中で硬化し、それ以上延在部６には侵入しないようになる。脱型時には、成形品本体１０に連なって、延在部６内のバリ部１１が金型１から取り出される。
【選択図】図１

Description

本発明は、ウレタンフォーム等の樹脂発泡成形品を製造するための金型に係り、特にキャビティからのガス排出用のガス通路が改良された発泡成形用の金型に関する。本発明の一態様は、下型のキャビティ面に沿ってフィルムを配置すると共に、該キャビティ面とフィルムとの間に空気等の流体を給排させ得るよう構成された金型に関する。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。

Ｉ．自動車シート用の軟質ポリウレタンフォームや、自動車のドアトリムに取り付けられた、側面衝突（側突）時の衝撃エネルギー吸収（Ｅｎｅｒｇｙ Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ：ＥＡ）のための硬質ポリウレタンフォームよりなるＥＡ材などの発泡成形は、金型内でウレタン原液を発泡させて成形される。この金型は、上型及び下型を備えている。

このウレタン等の発泡成形に際しては、キャビティ内の空気や、反応時に発生する炭酸ガス等の気体（以下これらをガスという。）をガス通路を介して金型外に排出する。

特開平９−５７７６５号には、このガス抜き孔の入口部（キャビティに臨む箇所）に弁を設け、金型内に原料を注入後、該金型内のガス圧の変化を検知し、ガス抜き孔のガス圧が０となると同時に自動的にガス抜き孔が閉じられて余剰の発泡体が型外に漏洩しないようにした自動ガス抜き孔開閉方法が記載されている。

II．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。

この脱型を効率良く行う方法として、特開平９−２３４７４８号、特開２００４−１３０６２９号には、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押し上げて取り出すようにした方法が記載されている。
特開平９−５７７６５号 特開平９−２３４７４８号 特開２００４−１３０６２９号

上記特開平９−５７７６５号のように金型内のガス圧を検知し、それに基づいて弁を開閉する機構は複雑であり、高コストである。また、金型内のガス圧を検知して弁の開閉を行っても、若干のガスがキャビティ内に残ったり、逆に若干の樹脂材料がガス抜き孔に入り込み、ガス抜き孔が詰まってしまい、この樹脂材料の除去に手間取ることもある。

本発明は、このような従来技術の問題点を解決し、ガス排出用ガス通路の構成が簡易であり、しかも成形品の成形効率が高い発泡成形用の金型及びその成形方法を提供することを目的とする。

本発明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、キャビティ内のガスを金型外に流出させるガス通路を有する発泡成形用の金型において、該ガス通路の少なくとも一部は、該上型と下型との合わせ面に沿って延在した延在部となっており、該ガス通路の該延在部は、発泡成形時に該キャビティから該ガス通路内に入り込んだ発泡材料が該延在部の途中で硬化してそれ以上のガス通路内への侵入が停止する流路長さを有していることを特徴とするものである。

本発明の成形方法は、かかる本発明の金型を用いて発泡成形を行うものである。発泡成形時に前記ガス通路を介してキャビティ内のガスを吸引排出する。

本発明では、ガス通路は、前記延在部と、該延在部を上型の上面に連通させるように上型に貫設された孔とからなり、該延在部の一端がキャビティ面に開口していることが好ましい。

この延在部は、前記下型の合わせ面又は上型の合わせ面に設けられた溝よりなることが好ましい。

本発明では、下型の合わせ面から下型のキャビティ面にかけて成形品脱型用のフィルムが沿設されており、該フィルムと下型のキャビティ面との間に流体を導入及び排出させる流体給排手段が設けられていてもよい。この下型内に原料を供給し、型締めした後、発泡させ、その後、型開きし、フィルムと下型のキャビティ面との間に流体を供給してフィルムを押し上げ、成形品を脱型する。

本発明の金型を用いて発泡成形を行う場合、キャビティ内のガスがガス通路を介して金型外に排出される。キャビティ内のガスの全量が排出された後は、キャビティ内の樹脂材料の一部もガス通路のうち延在部内に入り込む。

この延在部に入り込んだ樹脂材料は、延在部の途中で硬化し、それ以上ガス通路内には侵入しないようになる。この結果、樹脂材料が金型外へ流出することが防止される。

キャビティ内の樹脂材料が硬化した後、脱型を行うと、キャビティ内の成形品本体に連なって、延在部内の樹脂硬化物が金型から取り出される。この延在部内の樹脂硬化物を成形品本体から除去することにより、目的形状の成形品が得られる。

この延在部内の樹脂硬化物は、ガス通路の入口部分のみを介して成形品本体に連なっているものであるから、成形品本体からの除去（バリ取り作業）はきわめて容易である。

この延在部内の樹脂硬化物が成形品本体と共に脱型されるため、ガス通路に入り込んだ樹脂材料がガス通路内に脱型後に残ることがない。なお、仮に樹脂材料の一部が成形品本体からちぎれて金型に残ったとしても、合わせ面から表に出ているため、簡単に除去することができる。従って、ガス通路から樹脂材料を取り除く作業を行うことなしに、又は極く簡単に行って、次サイクルの成形工程に移行することができる。

このようにして、本発明によると、発泡成形品を効率よく成形することができる。

以下、図面を参照して実施の形態について説明する。

第１図は実施の形態に係る発泡成形用の金型の分解斜視図、第２図はこの金型の断面図、第３図は脱型時の斜視図、第４図は成形品の斜視図である。第５図及び第６図は別の実施の形態の説明図である。

なお、以下の説明では樹脂としてウレタンを用いているが、本発明はウレタン以外の樹脂材料の発泡成形にも適用することができる。

この金型１は、下型２と上型３とからなり、下型２に凹所よりなるキャビティ４が設けられている。このキャビティ４の周縁の合わせ面５にガス抜き用ガス通路の一部を構成する延在部６が設けられている。この実施の形態では、延在部６は下型２の合わせ面５に凹設された溝よりなる。この溝の断面形状は、半円形、半楕円形など、バリ部１１（第４図）を残さずに取り出し易い形状であることが好ましい。この延在部６は、キャビティ４の縁に沿って十分に長く延在している。

ガス通路は、この延在部６と前記上型３に設けられた孔７とからなる。上型３には、この孔７に連なるようにカプラ８を介して排気ホース９が接続されている。この排気ホース９はエゼクタ、吸引ポンプなどの負圧源に接続されている。

前記延在部６の一端はキャビティ４の内面に開口している。型締め状態において、延在部６の他端に孔７が連通する。

このように構成された金型１によって成形を行うには、型開き状態でキャビティ４内にウレタン原液を供給し、型締めし、加熱してウレタンを発泡させる。負圧源を作動させることにより、この際のガスを延在部６、孔７及び排気ホース９を介して排気する。

ウレタンが十分に発泡してキャビティ４内が発泡ウレタンで満たされると、ウレタンの一部が延在部６内に入り込む。この延在部６に入り込んだウレタンは、延在部６の途中で硬化し、それ以上延在部６には侵入しないようになる。この結果、ウレタンが金型１外へ流出することが防止される。

キャビティ４内の樹脂材料が硬化した後、型開きをすると第３図の通り、キャビティ４内のウレタンと延在部６内のウレタンとは一連一体に硬化した状態にて現れる。そこで、脱型を行うと、第４図の通りキャビティ４内のポリウレタンフォームよりなる成形品本体１０に枝状に連なって、延在部６内のポリウレタンフォームよりなるバリ部１１が金型１から取り出される。この延在部６内のポリウレタンフォームを成形品本体１０から除去することにより、目的形状のポリウレタンフォーム発泡成形品が得られる。

この延在部６内のポリウレタンフォームよりなるバリ部１１は、延在部１の入り口部分のみを介して成形品本体１０に連なっているものであるから、このバリ部１１を成形品本体１０から除去するバリ取付作業はきわめて容易である。

この延在部６内のポリウレタンフォームよりなるバリ部１１が成形品本体１０と共に脱型されるため、延在部６に入り込んだウレタンフォームが延在部６内に脱型後に残ることがない。なお、一部のウレタンフォームが形成品本体１０からちぎれて延在部６内に残ったとしても、このウレタンフォームは合わせ面５から表に出るため、簡単に除去することができる。特に、延在部６を半円形、半楕円形等とした場合には、ウレタン滓も延在部６内に付着残留することがない。従って、延在部６からウレタンを取り除く作業を行うことなしに、又は極く簡単に行って、次サイクルの成形工程に移行することができる。

このようにして、この実施の形態によると、発泡成形品を効率よく成形することができる。

なお、延在部６の長さは３０〜１００ｍｍ、幅は５〜１０ｍｍ、深さは１〜５ｍｍ程度であることが好ましい。

上記実施の形態では、下型２に延在部６を設けているが、第５図の金型１Ａのように上型３Ａの下面に延在部６を設けてもよい。なお、第５図（ａ）はこの金型１Ａの断面図、同（ｂ）は上型３Ａの下方からの斜視図である。

また、本発明では、第６図の金型１Ｂのように下型２のキャビティ面に沿ってフィルム２０を設けると共に、このフィルム２０とキャビティ面との間に気体（好ましくは空気）を吹き込む吹込手段を設けてもよい。

第６図では、この吹込手段は、下型２の下面にアウタケース２１を取り付けることにより形成されたチャンバ２２と、このチャンバ２２とキャビティ面とを連通する空気吹込孔２３と、チャンバ２２内へ給排気口２４を介して空気を給排するポンプ及び弁（図示略）により構成されている。

なお、フィルム２０の周縁部は合わせ面５に重ね合わされ、パッキン及び押さえ部材（図示略）によって該合わせ面５に支持されている。

なお、この実施の形態では、延在部６は上型３Ａに設けられている。

この金型１Ａでは、第６図（ａ）のようにフィルム２０をキャビティ面に密着させた状態で発泡成形を行う。脱型に際しては、型開き後、チャンバ２２内に空気を吹き込み、第６図（ｂ）の通りフィルム２０を押し上げて成形品本体１０を押し上げる。この成形品本体１０と共に延在部６内で形成されたバリ部１１も押し上げられる。

脱型後チャンバ２２内から排気して、フィルム２０をキャビティ面に密着させ、次の成形サイクルに移行する。

上記実施の形態はいずれも本発明の一例であり、本発明は上記以外の形態をもとりうる。例えば、成形品の形状は図示以外でもよい。

第６図では延在部６を上型３Ａに設けているが、延在部６を下型２に設け、延在部６の溝面にフィルム２０を沿わせてもよい。

実施の形態を示す斜視図である。 実施の形態を示す断面図である。 実施の形態の形態を示す斜視図である。 成形品の斜視図である。 別の実施の形態の説明図である。 さらに別の実施の形態の説明図である。

符号の説明

１，１Ａ，１Ｂ 金型
２ 下型
３，３Ａ 上型
４ キャビティ
５ 合わせ面
６ 延在部
７ 孔
９ 排気ホース
２０ フィルム
２２ チャンバ

Claims (8)

1. 上型及び下型を有する発泡成形用の金型であって、
   キャビティ内のガスを金型外に流出させるガス通路を有する発泡成形用の金型において、
   該ガス通路の少なくとも一部は、該上型と下型との合わせ面に沿って延在した延在部となっており、
   該ガス通路の該延在部は、発泡成形時に該キャビティから該ガス通路内に入り込んだ発泡材料が該延在部の途中で硬化してそれ以上のガス通路内への侵入が停止する流路長さを有し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、前記ガス通路は、前記延在部と、該延在部を上型の上面に連通させるように上型に貫設された孔とからなり、
   該延在部の一端がキャビティ面に開口していることを特徴とする発泡成形用の金型。
3. 請求項１又は２において、前記延在部は、前記下型の合わせ面に設けられた溝よりなることを特徴とする発泡成形用の金型。
4. 請求項１又は２において、前記延在部は、前記上型の合わせ面に設けられた溝よりな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、下型の合わせ面から下型のキャビティ面にかけて成形品脱型用のフィルムが沿設されており、
   該フィルムと下型のキャビティ面との間に流体を導入及び排出させる流体給排手段が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１ないし５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。
7. 請求項６において、発泡成形時に前記ガス通路を介してキャビティ内のガスを吸引排出することを特徴とする発泡成形方法。
8. 請求項６又は７において、該金型は請求項５に記載の金型であり、
   該下型内に原料を供給し、
   型締めした後、発泡させ、
   その後、型開きし、フィルムと下型のキャビティ面との間に流体を供給してフィルムを押し上げ、成形品を脱型することを特徴とする発泡成形方法。

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