JP4148843B2 - 発泡成形金型の製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【技術分野】
本発明は、熱可塑性樹脂よりなる発泡成形金型の製造方法に関する。
【０００２】
【従来技術】
従来より，熱可塑性樹脂の予備発泡粒子を金型内に充填し，水蒸気等の加熱媒体により加熱し，発泡，融着させることにより得られる発泡成形体がある。
ところが，図１９に示すごとく，発泡樹脂粒子９０間に亀甲模様９２が形成され，これが，上記発泡成形体９の表面９１において目立つことにより，外観を損ねるおそれがある。
かかる問題に対し，発泡成形体９の表面９１に凹凸模様を形成し，上記亀甲模様９２を目立たなくする技術が開示されている（例えば，特許文献１，２，３参照）。
【０００３】
【特許文献１】
登録実用新案第３０４５０１５号公報
【特許文献２】
登録実用新案第３０４５０１６号公報
【特許文献３】
登録実用新案第３０４５０１７号公報
【０００４】
【解決しようとする課題】
しかしながら，上記従来技術においては，以下の問題がある。
即ち，上記特許文献１に開示の金型を製造するに当っては，金型を成形するための木型に金網やパンチングメタル等の凹凸模様を有する面材を別途配設する必要がある。そのため，金型の製造コスト，生産効率の低下を招くおそれがある。
また，上記特許文献２，３に開示の金型においても，発泡成形体を成形する際に，金網やパンチングメタル等の凹凸模様を有する面材を別途配設する必要があるため，発泡成形体の製造コスト，生産効率の低下を招くおそれがある。
【０００５】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、外観意匠性に優れた発泡成形体を安価かつ効率よく成形することができる発泡成形金型の製造方法を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題の解決手段】
説明の都合上、まず参考発明につき説明する。
本参考発明は、熱可塑性樹脂よりなる発泡成形体を成形するための発泡成形金型において、該発泡成形金型は、その成形面に無数の凹凸模様を有していることを特徴とする発泡成形金型にある。
【０００７】
上記発泡成形金型の成形面には無数の凹凸模様が形成されているため、上記発泡成形金型を用いて発泡成形体を成形することにより、該発泡成形体の表面に、上記成形面の凹凸模様に対応した無数の凹凸模様を形成することができる。
そのため、上記発泡成形体を構成する発泡樹脂粒子の間に形成される亀甲模様を目立たなくすることができ、上記発泡成形体の外観意匠性を向上させることができる。
【０００８】
また，上記発泡成形金型における凹凸模様は，成形面に直接形成されているため，発泡成形金型の構造を簡単にすることができる。それ故，該発泡成形金型の製造コストの低減，生産効率の向上を図ることができる。
また，発泡成形体を成形する際においても，発泡成形体に凹凸模様を付すための別部材を，金型に別途配設する必要がないため，発泡成形体の製造コストの低減，生産効率の向上を図ることができる。
【０００９】
以上のごとく、本参考発明によれば、外観意匠性に優れた発泡成形体を安価かつ効率よく成形することができる発泡成形金型を提供することができる。
【００１０】
次に、本願発明につき説明する。
本発明は、熱可塑性樹脂よりなる発泡成形体を成形するための発泡成形金型の製造方法において、
砂型作製用の１次型の型面に、凝固材と粒子の大きい粗砂とよりなる表面材を配置すると共にその外側には上記粗砂よりも粒子の小さい細砂と凝固材とよりなる背面材を配置して、これらを一体的に硬化させて砂型を作製し、
次いで、該砂型を用いて鋳造することにより、成形面に無数の凹凸模様を有する発泡成形金型を得ることを特徴とする発泡成形金型の製造方法にある（請求項１）。
【００１１】
本製造方法においては，砂型作成用の１次型を用いて砂型を作製し，該砂型を用いて発泡成形金型を作製する。そして，上記砂型を作製するに当っては，１次型の型面に凝固材と粒子の大きい粗砂とよりなる表面材を配置する。これにより，上記砂型の型面には，上記粗砂が配置されることとなる。
【００１２】
それ故，上記発泡成形金型は，粗砂が配置された型面を有する砂型を用いて成形することとなるため，上記発泡成形金型の表面には，無数の凹凸模様が形成される。即ち，上記発泡成形金型の成形面に無数の凹凸模様が形成される。
このように，本製造方法によれば，容易に成形面に無数の凹凸模様を有する発泡成形金型を得ることができる。
【００１３】
また，上記発泡成形金型を用いて発泡成形体を成形することにより，該発泡成形体の表面に，上記成形面の凹凸模様に対応した無数の凹凸模様を形成することができる。
そのため，上記発泡成形体を構成する発泡樹脂粒子の間に形成される亀甲模様を目立たなくすることができ，上記発泡成形体の外観意匠性を向上させることができる。
【００１４】
また，発泡成形体を成形する際において，発泡成形体に凹凸模様を付すための別部材を，金型に別途配設する必要がないため，発泡成形体の製造コストの低減，生産効率の向上を図ることができる。
【００１５】
以上のごとく，本発明によれば，外観意匠性に優れた発泡成形体を安価かつ効率よく成形することができる製造容易な発泡成形金型の製造方法を提供することができる。
【００１６】
なお、上記発泡成形金型を用いて得られる熱可塑性樹脂よりなる発泡成形体としては、その表面に無数の凹凸模様と発泡粒子間に形成された亀甲模様とを有するものがある。
【００１７】
該発泡成形体は，上記亀甲模様と共に，無数の凹凸模様を表面に有するため，上記亀甲模様が外観上認識し難くなり，目立たなくなる。それ故，外観意匠性に優れた発泡成形体を得ることができる。
【００１８】
以上のごとく、本発明により得られる発泡成形金型によれば、外観意匠性に優れた発泡成形体を提供することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
上記熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂、又はポリスチレン系樹脂等を用いることができる。
また、上記凹凸模様は、その深さを例えば０．３〜３．０ｍｍとすることができる。
【００２０】
また，上記発泡成形金型には，該金型内に発泡樹脂粒子を充填する際の空気抜き，発泡樹脂粒子を加熱発泡させるためのスチーム導入のための細孔を設けておくことが好ましい。
上記の細孔は，上記空気抜き，スチーム導入を効果的に行なうため，その直径を０．３〜１．５ｍｍとすることが好ましい。また，細孔のピッチ間隔は，上記空気抜き，スチーム導入を効果的に行なうため，５〜５０ｍｍとすることが好ましい。
【００２１】
また、上記無数の凹凸模様は、ナシ地模様であることが好ましい（請求項３）。
この場合には、上記発泡成形体の表面にナシ地模様を形成することができ、亀甲模様をより目立たなくすることができる。それ故、一層外観意匠性に優れた発泡成形体を成形することができる発泡成形金型を得ることができる。
【００２２】
本発明において、上記１次型は、例えば石膏、木等からなるものを用いることができる。
また、上記凝固材としては、例えば水ガラス等のように、鋳造用砂型を作製する際に一般的に使用されるものを用いることができる。
【００２３】
また、上記粗砂は平均粒径０．５〜５．０ｍｍであることが好ましい（請求項２）。
この場合には、適度な大きさの凹凸模様を、発泡成形体の表面に形成することができる。そのため、発泡成形体の表面における亀甲模様をより効果的に目立たなくすることができ、外観意匠性を向上させることができる。
上記粗砂の平均粒径が０．５ｍｍ未満の場合には、発泡成形体に形成される凹凸模様が細かすぎて、亀甲模様を目立たなくすることが困難となるおそれがある。一方、上記粗砂の平均粒径が５．０ｍｍを超える場合には、発泡成形体に形成される凹凸模様が粗すぎて、発泡成形体の外観を損ねるおそれがある。
【００２４】
上記無数の凹凸模様は、ナシ地模様であることが好ましい。
この場合には、上記発泡成形体を構成する発泡樹脂粒子の間に形成される亀甲模様を、より目立たなくすることができ、一層外観意匠性に優れた発泡成形体を得ることができる。
【００２５】
【実施例】
本発明の実施例にかかる発泡成形金型及びその製造方法につき、図１〜図１８を用いて説明する。
まず、本例において製造しようとする発泡成形金型１は、図２に示すような熱可塑性樹脂よりなる発泡成形体２を成形するための金型である。
そして、図１に示すごとく、該発泡成形金型１は、その成形面１１に無数の凹凸模様１３を有している。この無数の凹凸模様１３は、ナシ地模様である。
【００２６】
上記発泡成形金型１を製造するに当っては，図５に示すような砂型作製用の１次型３の型面３１に，図６に示すごとく，凝固材と粒子の大きい粗砂とよりなる表面材４１を配置する。更にその外側には，図７に示すごとく，上記粗砂よりも粒子の小さい細砂と凝固材とよりなる背面材４２を配置する。そして，これらを一体的に硬化させて砂型４を作製する。
【００２７】
次いで，図１０に示すごとく，該砂型４を用いて鋳造することにより，図１に示すごとく，成形面１１に無数の凹凸模様１３を有する発泡成形金型１を得る。
上記粗砂は平均粒径０．５〜５．０ｍｍである。また，上記細砂は平均粒径０．１〜０．２ｍｍである。
【００２８】
この発泡成形金型１の製造方法を，以下に詳細に説明する。
上記発泡成形金型１の下型１ａを製造するに当っては，まず，図３に示すごとく，得ようとする上記下型１ａの成形面１１の形状に対応する木型５ａを用意する。そして，図４，図５に示すごとく，該木型５ａを用いて石膏に上記下型１ａの成形面１１と同等の形状を有する型面３１を形成して１次型３を得る。次いで，図６に示すごとく，該１次型３の型面３１に上記表面材４１を配置する。
【００２９】
次いで，図７に示すごとく，上記表面材４１の上から上記背面材４２を配置する。
そして，上記表面材４１と背面材４２とを１次型３の中で一体的に硬化させることにより，砂型４の上型４ｂを得る。
【００３０】
また，砂型４の下型４ａを作製するに当っては，該下型４ａに形成しようとする型面４３（図９）に対応する形状の木型５０ａ（図８）を用意する。そして，該木型５０ａを用いて図９に示す砂型４の下型４ａを作製する。該下型４ａには，上記上型４ｂの背面材４２と同様の材料を用いる。
【００３１】
作製した砂型４の下型４ａと上型４ｂとを，図１０に示すごとく，重ね合わせて，キャビティ４４を形成し，該キャビティ４４にアルミニウム，鉄等の金属を射出して，発泡成形金型１の下型１ａを鋳造する。
これにより，図１に示すごとく，該発泡成形金型１の下型１ａの成形面１１には，ナシ地模様（凹凸模様１３）が形成される。
【００３２】
上記発泡成形金型１の上型１ｂを製造するに当っては，図１１に示すごとく，得ようとする上記上型１ｂの成形面１１の形状に対応する木型５ｂを用意する。そして，図１２に示すごとく，該木型５ｂを用いて石膏に上記上型１ｂの成形面１１と同等の形状を有する型面３１を形成して１次型３０を作製する。
次いで，図１３に示すごとく，該１次型３０の型面３１に上記表面材４１及び背面材４２を順次配置し，これらを一体的に硬化させて，図１６に示す砂型４０の上型４０ｂを作製する。
【００３３】
また，図１４，図１５に示すごとく，木型５０ｂを用いて砂型４０の下型４０ａを作製する。該下型４０ａには，上記上型４０ｂの背面材４２と同様の材料を用いる。
作製した砂型４０の下型４０ａと上型４０ｂとを，図１６に示すごとく，重ね合わせて，キャビティ４４を形成する。そして，図１７に示すごとく，該キャビティ４４にアルミニウム，鉄等の溶融金属を流し入れ，発泡成形金型１の上型１ｂを鋳造する。
これにより，図１に示すごとく，該発泡成形金型１の上型１ｂの成形面１１には，図１に示すごとく，ナシ地模様（凹凸模様１３）が形成される。
なお，発泡成形金型には，空気抜き及びスチーム導入のために，ピッチ２５ｍｍで孔径１ｍｍの細孔を設けた（図示略）。
【００３４】
以上により，図１に示すような発泡成形金型１の下型１ａ及び上型１ｂを作製する。
そして，該発泡成形金型１内にポリエチレン等の熱可塑性樹脂の予備発泡粒子を充填し，水蒸気等の加熱媒体により加熱，発泡，融着せしめて，発泡成形体２を成形する。これにより，図２に示すごとく，該発泡成形体２の表面２１には，亀甲模様２２と共にナシ地模様（凹凸模様２３）が形成される。
【００３５】
次に，本例の作用効果につき説明する。
上記発泡成形金型１の成形面１１には，図１に示すごとく，無数の凹凸模様１３が形成されている。そのため，上記発泡成形金型１を用いて発泡成形体２を成形することにより，該発泡成形体２の表面２１に，上記成形面１１の凹凸模様１３に対応した無数の凹凸模様２３，即ちナシ地模様を形成することができる。
それ故，図１８に示すごとく，上記発泡成形体２を構成する発泡樹脂粒子２０の間に形成される亀甲模様２２を目立たなくすることができ，発泡成形体２の外観意匠性を向上させることができる。
【００３６】
また，上記発泡成形金型１における凹凸模様１３は，成形面１１に直接形成されているため，発泡成形金型１の構造を簡単にすることができる。それ故，該発泡成形金型１の製造コストの低減，生産効率の向上を図ることができる。
また，発泡成形体２を成形する際においても，発泡成形体２に凹凸模様２３を付すための別部材を，金型に別途配設する必要がないため，発泡成形体２の製造コストの低減，生産効率の向上を図ることができる。
【００３７】
また，上記表面材４１を構成する粗砂は平均粒径０．５〜５．０ｍｍであるため，適度な大きさの凹凸模様２３を，発泡成形体２の表面２１に形成することができる。そのため，発泡成形体２の表面２１における亀甲模様２２をより効果的に目立たなくすることができ，外観意匠性を向上させることができる。
【００３８】
以上のごとく，本例によれば，外観意匠性に優れた発泡成形体を安価かつ効率よく成形することができる発泡成形金型及びその製造方法，並びに該発泡成形金型により成形される発泡成形体を提供することができる。
【００３９】
（実験例）
上記実施例に示した発泡成形金型を用いて，発泡成形体を製造した。
即ち，発泡樹脂粒子として嵩密度１８ｇ／Ｌのポリプロピレン予備発泡粒子（三菱化学フォームプラスティック（株）製，商品名ＥＰポール）を発泡成形金型内に充填圧力０．１５ＭＰａで圧縮充填した。
次いで，加熱水蒸気圧０．３ＭＰａ，加熱時間３０秒，冷却時間６０秒の条件で発泡成形を行なった。得られた発泡成形体の成形品倍率は，３０倍であった。そして，発泡成形体の表面には，上記実施例の図１８に示したように，多数のナシ地模様（凹凸模様２３）が形成されていると共に亀甲模様２２が形成されていた。しかし，亀甲模様２２はナシ地模様によってその存在が目立たず，発泡成形体表面の意匠性が向上していた。
一方，比較例として，上記凹凸模様は形成していない従来の発泡成形金型を用いて，他は同様の条件にて発泡成形体を製造した。
その結果，このものは，上記図１９に示すごとく，上記ナシ地模様が形成されていないので，亀甲模様９２が非常に目立つものであった。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例における，発泡成形金型の断面図。
【図２】実施例における，発泡成形体の断面図。
【図３】実施例における，木型の断面図。
【図４】実施例における，１次型を成形する工程の説明図。
【図５】実施例における，１次型の断面図。
【図６】実施例における，１次型に表面材を配置した状態を表す断面図。
【図７】実施例における，１次型に背面材を配置した状態を表す断面図。
【図８】実施例における，木型の断面図。
【図９】実施例における，砂型の下型の断面図。
【図１０】実施例における，砂型の断面図。
【図１１】実施例における，木型の断面図。
【図１２】実施例における，１次型を成形する工程の説明図。
【図１３】実施例における，１次型に表面材及び背面材を配置した状態を表す断面図。
【図１４】実施例における，砂型の下型を成形する工程の説明図。
【図１５】実施例における，砂型の下型の断面図。
【図１６】実施例における，砂型の断面図。
【図１７】実施例における，発泡成形金型の上型を成形する工程の説明図。
【図１８】実施例における，発泡成形体の表面の説明図。
【図１９】従来例における，発泡成形体の表面の説明図。
【符号の説明】
１．．．発泡成形金型，
１ａ．．．下型，
１ｂ．．．上型，
１１．．．成形面，
１３．．．凹凸模様，
２．．．発泡成形体，
２１．．．表面，
２２．．．亀甲模様，
２３．．．凹凸模様，
３，３０．．．１次型，
４，４０．．．砂型，
４１．．．表面材，
４２．．．背面材，

Claims (3)

1. 熱可塑性樹脂よりなる発泡成形体を成形するための発泡成形金型の製造方法において、
   砂型作製用の１次型の型面に、凝固材と粒子の大きい粗砂とよりなる表面材を配置すると共にその外側には上記粗砂よりも粒子の小さい細砂と凝固材とよりなる背面材を配置して、これらを一体的に硬化させて砂型を作製し、
   次いで、該砂型を用いて鋳造することにより、成形面に無数の凹凸模様を有する発泡成形金型を得ることを特徴とする発泡成形金型の製造方法。
2. 請求項１において、上記粗砂は平均粒径０．５〜５．０ｍｍであることを特徴とする発泡成形金型の製造方法。
3. 請求項１または２において、上記無数の凹凸模様は、ナシ地模様であることを特徴とする発泡成形金型の製造方法。

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