JP2562390B2 - ブロー成形用断熱金型 - Google Patents

ブロー成形用断熱金型

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JP2562390B2
JP2562390B2 JP22205491A JP22205491A JP2562390B2 JP 2562390 B2 JP2562390 B2 JP 2562390B2 JP 22205491 A JP22205491 A JP 22205491A JP 22205491 A JP22205491 A JP 22205491A JP 2562390 B2 JP2562390 B2 JP 2562390B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はブロー成形用断熱金型に
係り、特に製品成形サイクルを向上させるのに好適な断
熱金型に関する。
【0002】
【従来の技術】ブロー成形方法は、ダイスよりパリソン
を射出し、パリソンピンチによって袋状にされたパリソ
ンにプリブローを行って僅かに膨らませた後、型締装置
によって左右の金型を閉じるようにしている。金型が閉
じると同時あるいはその直前にキャビティ内のガスを抜
くとともに、パリソン内に高圧吹込みを行ってキャビテ
ィに密着させ、金型にて冷却成形するようになってい
る。成形後は金型を開き、製品を取り出して成形1サイ
クルが完了する。
【0003】ところで、パリソンは金型キャビティに密
着して所定の形状とされるが、従来の成形方法では、1
サイクル中、金型はキャビティに密着したパリソンを冷
却して成形するために、パリソン温度より低い温度に設
定されており、通常この温度を一定に保つようにしてい
る。このため、金型内部に銅パイプやスパイラル管を鋳
込み、このパイプに熱交換媒体を通流させて温度制御を
図るようにしているのが一般的である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
金型では銅パイプによって熱交換媒体通路を内部に形成
しているが、大型で平滑的なキャビティ形状の場合には
冷却性がある程度保てるものの、キャビティ形状が複雑
になるとパイプをキャビティ面に沿って一定の深さ位置
に配置することができなくなり、均一冷却ができなくな
ってしまう欠点があった。また、当然ながら銅パイプ、
スパイラル管のサイズ、本数が制限されてしまい、金型
の均一な温度制御ができない問題があった。
【0005】本発明は、上記従来の問題点に着目し、キ
ャビティの形状のいかんに拘らず、金型の均一な温度コ
ントロールが可能であり、成形サイクルを向上させるこ
とができるようにしたブロー成形用断熱金型を提供する
ことを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係るブロー成形用断熱金型は、第1に金型
キャビティ面に沿って多孔質焼結金属層を配設し、これ
を金型主材により鋳ぐるみ成形して構成したものであ
る。
【0007】この場合において、上記焼結合金層の表層
部に樹脂層をコーティングしてキャビティ面部を形成
し、これを金型主材によって鋳ぐるみして構成し、ある
いは、前記多孔質焼結金属層に冷熱媒体供給手段を接続
し、多孔質焼結金属層に冷熱媒体を通流可能として熱交
換可能とすることもできる。
【0008】この場合、前記多孔質焼結金属層をキャビ
ティ形状に沿うように予め形成しておき、これを金型主
材としての例えばアルミニウム合金によって鋳ぐるみ
し、所定の金型形状に成形する。多孔質焼結合金層は粒
度を比較的大きくし、流体が通粒可能な気孔が層内に形
成されるようにしておけばよい。通流気孔を有する焼結
金属層に対して冷熱媒体を通流させるために、金型には
内包された焼結金属層に連通するポートを開口し、この
ポートを熱交換器に接続して冷媒を循環させるようにす
ることが望ましい。また、前記樹脂層としてはエポキシ
樹脂、シリコン樹脂、あるいはポリイミド樹脂等を用い
ることができる。
【0009】
【作用】上記構成によれば、多孔質合金層では従来の銅
パイプやスパイラル管に比較して伝熱面積が数倍にな
り、伝熱効率を向上させることができる。また焼結金属
層が気孔層として機能するので、断熱層となり、パリソ
ンからの熱を金型本体に伝導することを防止できる。更
に、焼結金属層に対して冷熱媒体を通流させることによ
り温度調整効果が高く、しかもキャビティ面に沿って焼
結金属層が配設されているので、パリソン全面に均等に
冷却効果を与えることができ、均一な冷却を図ることが
できる。
【0010】また、金型の昇温はパリソンの熱で自己加
熱によって行われ、降温は冷媒による冷却によって行う
ことができるので、温調設備の簡略化を図りつつ、成形
サイクルを短くすることができるのである。
【0011】更に、焼結合金層の表層部に樹脂コーティ
ングを施してこれをキャビティ面とすることにより、断
熱層を二重にして断熱効率を向上させることができるも
のとなっている。この場合、樹脂層は焼結合金の気孔に
楔状に含浸されるため、冷却面積が向上し、もって成形
品の剥離性が向上されるものとなる。
【0012】特に、キャビティ面に樹脂層を設けること
により、断熱層を2層にでき、高い断熱機能の金型構造
とすることができる。そして、焼結金属の内部の気孔を
利用して熱交換媒体通路を形成することにより、金型温
度制御を有効に行わせ、もって温度コントロール性の高
い金型とすることができる。
【0013】
【実施例】以下に、本発明に係るブロー成形用断熱金型
の具体的実施例を図面を参照して詳細に説明する。
【0014】実施例に係るブロー成形用断熱金型10の
構成図を図1に示す。この金型10は左右一対の金型1
0R、10Lによって構成されるとともに、型合わせ面
にキャビティ12(12R、12L)を形成し、図示し
ないダイスから射出されたパリソンを挟み込み、パリソ
ン内部にエアブローを行うことにより、型合わせによっ
て形成される密閉キャビティに一致する中空容器を成形
するようにしている。
【0015】このような金型10における金型本体14
(14R、14L)はアルミニウム材料の鋳造品として
形成されているが、当該実施例では各金型本体14R、
14Lの内部にキャビティ12R、12L面に沿うよう
に多孔質焼結合金層16を内包した構造として形成され
ている。この多孔質焼結金属層16は金型10の型合わ
せ時にキャビティ12を周囲から取囲むようにキャビテ
ィ12にほぼ相似するように形成されるもので、予め粉
末冶金法によって形成した焼結金属層16を金型主材と
してのアルミニウム材料によって鋳ぐるむことで各金型
10R、10Lを鋳造して構成されている。このとき、
図1(2)に示すように、基材としてのアルミニウムか
らなる金型本体14と焼結金属層16の境界部では、焼
結金属層16の表面から溶融アルミが含浸し、これによ
って複合材領域(同図A)部分が形成される。
【0016】ここで、前記多孔質焼結金属層16は樹脂
成形するために充分な耐熱性があり、比較的粒度の大き
い粉末金属を通常の焼結法によって形成すればよく、例
えばアルミニウム系あるいは銅系の焼結金属粉末を用
い、焼結によって内部に多くの気孔18が形成するよう
にしている。そして、これらの気孔18相互によって焼
結金属層16内には流体通路が形成されるようにする。
この実施例では焼結金属層16内に形成される流体通路
に冷媒を供給し、金型10の特にキャビティ12の表面
温度を樹脂硬化に必要な温度に冷却させるようにしてい
る。このため、各金型本体14R、14Lの底板部と天
板部には冷媒供給口20と冷媒吐出口22とを穿設し、
これを焼結金属層16に開口させるようにしている。ま
た、金型10の外部には冷却装置24が設置され、この
装置24と金型10の間に生成された冷媒を前記冷媒供
給口20に圧送供給し、冷媒が焼結金属層16内を通流
することによって金型10の冷却をなした後、冷媒吐出
口22から排出される冷媒を戻す冷媒配管26が設けら
れている。この場合、使用する冷媒は焼結金属層16の
通気孔抵抗が大きいので、ガス冷媒を使用するようにす
ればよい。もちろん、冷却液を通流させることも可能で
ある。
【0017】このように構成された多孔質焼結金属層1
6を内包する金型10を用いたブロー成形作業は次のよ
うに行われる。図示しないダイスからパリソンが射出さ
れた後に、型締装置によって両金型10R、10Lの型
合わせを行う。この型合わせと同時にパリソン内にエア
ブローを行いつつ、冷却装置24から冷媒を供給し、焼
結金属層16内に冷媒を通流させて成形を行うようにす
る。これにより当初パリソンがキャビティ12に密着す
るため、金型10のキャビティ12面部分が加熱される
が、途中に焼結金属層16が介在しているため、これが
断熱層として機能し、焼結金属層16より背面側の金型
本体14が昇温することが防止される。そして、焼結金
属層16内に冷却装置24にて生成された冷媒が供給さ
れ、これが焼結金属層16の内部気孔18によって形成
される通流路を流れ、キャビティ12を外表面側から全
体的に冷却する。この冷却作用により、キャビティ12
に密着したパリソンはキャビティ形状に成形されること
になる。
【0018】上記実施例によれば、多孔質焼結金属層1
6は粉末金属の焼結体によって構成されているため、そ
の多孔質構造により伝熱面積が従来の冷却用銅管やスパ
イラル管に比較して約1.5〜2倍大きくなるため、伝
熱効率を大幅に向上させることができる。しかも、焼結
金属層16を金型主材によってキャビティ16を取囲む
ように鋳ぐるみしているため、断熱層および熱交換器と
して機能し、金型10全体の昇温を抑制しつつ、管理温
度の均一化を図ることができる。
【0019】特に、実施例では金型10の昇温は樹脂
(パリソン)の熱による自己加熱によって行われ、降温
は冷媒を焼結金属層16に通流させることにより行うの
で、熱交換設備を簡略化できるとともに、高い降温作用
により製品成形サイクルを大幅に向上できる効果が得ら
れる。
【0020】次に、第2実施例に係るブロー成形用金型
を図2を参照して説明する。この第2実施例の金型30
は、金型本体32をアルミニウム合金材料により成形す
るが、そのキャビティ34は樹脂層36によって形成す
るとともに、樹脂キャビティ34の内層に多孔質焼結金
属層38を配置し、これらを前記金型本体32の成形に
際して鋳ぐるみ成形するようにしている。このため、キ
ャビティ34部分を含む断面は図2(2)に示すよう
に、キャビティ34側から樹脂層36、焼結金属層3
8、アルミニウム合金層からなる金型本体32部分から
構成されるものとなっている。すなわち、予成形した焼
結金属層38の表面部にエポキシ樹脂、シリコン樹脂、
あるいはポリイミド樹脂等の樹脂を含浸あるいはコーテ
ィングさせた複合材を形成しておき、樹脂層36の外表
面にてキャビティ34を形成するようにしておく。そし
てこの複合材をアルミニウム合金材を鋳ぐるんで成形す
ることによって所定の金型30とするのである。この結
果、焼結金属層38の表裏面の境界層B、Cでは樹脂と
焼結金属の複合材(B部分)、およびアルミニウム合金
と焼結金属の複合材(C)が生成される。
【0021】このようにして形成されたブロー成形用断
熱金型30も前記実施例と同様にして使用されるが、こ
の金型30では、キャビティ34側には樹脂層36と焼
結合金層38内の気孔40による断熱層が2層形成され
ることになる。成形温度は通常140℃程度であり、前
記樹脂層36の耐熱温度はエポキシで166〜260
℃、シリコンで316℃、ポリイミドで260℃である
ので、充分に断熱性を持たせることができ、また、焼結
金属では気孔40によって断熱作用が働くので高い断熱
機能を備えた金型30となるのである。また、キャビテ
ィ34側の樹脂層36を焼結金属層38に含浸させるこ
とにより、内部の気孔40に樹脂がくさび状に含浸する
ため、成形品のはくり性を向上させることができる利点
が得られる。
【0022】次に、図3には第3実施例に係る金型50
の断面図を示す。この金型50は第2実施例の焼結金属
層38の裏面側に熱膨張率が焼結合金層38と金型本体
32の中間に位置する熱膨張率を有する膨張緩和層52
を設け、いわゆる傾斜合金金型としたものである。この
緩和層52としては、銅合金等によって構成すればよ
く、焼結金属層38に対し、溶射あるいは鋳ぐるみ成形
して緩和層52を設けるようにすればよい。これによっ
て成形時の金型50の熱変形が抑制され、金型50の変
形を均一にして形成精度を向上させることができる。な
お、図に於いて領域Dは焼結金属と銅合金の複合材層、
Eは銅合金とアルミニウム合金の複合材層である。
【0023】なお、上記実施例において、金型本体1
4、32の内部に銅パイプ等を内蔵させた組合せ構造と
することにより、金型内部の温度分布を任意にコントロ
ールするように構成することもできる。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
金型のキャビティに沿って多孔質焼結金属層を内包した
構成とすることにより、焼結金属の成形性の高さを利用
して複雑なキャビティ形状であってもこれに適合する任
意の断熱層を形成させ、もって金型の温度分布を均一に
することができ、冷却性を向上させることができるとと
もに、冷却機能を持たせるだけの金型にできるので成形
サイクルを短くすることができ、成形作業性を向上させ
ることができる効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施例に係るブロー成形用金型の断面図
と、要部拡大断面図である。
【図2】第2実施例に係るブロー成形用金型の断面図
と、要部拡大断面図である。
【図3】第3実施例に係る同金型の要部拡大断面図であ
る。
【符号の説明】 10、30、50 ブロー成形用金型 12(12R、12L) キャビティ 14(14R、14L) 金型本体 16、38 焼結金属層 18 気孔 20 冷媒供給口 22 冷媒吐出口 24 冷却装置 26 冷媒配管 36 樹脂層 52 膨張緩和層

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金型キャビティ面に沿って多孔質焼結金
    属層を配設し、これを金型主材により鋳ぐるみ成形した
    ことを特徴とするブロー成形用断熱金型。
JP22205491A 1991-08-07 1991-08-07 ブロー成形用断熱金型 Expired - Lifetime JP2562390B2 (ja)

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