特許 6891853 ビーズ法発泡性合成樹脂成形用金型のキャビティ型、及びビーズ法発泡性合成樹脂成形用金型、並びにビーズ法発泡性合成樹脂成形品の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6891853

(24)【登録日】2021年5月31日

(45)【発行日】2021年6月18日

(54)【発明の名称】ビーズ法発泡性合成樹脂成形用金型のキャビティ型、及びビーズ法発泡性合成樹脂成形用金型、並びにビーズ法発泡性合成樹脂成形品の製造方法

(51)【国際特許分類】

   B29C 44/58 20060101AFI20210607BHJP

   B29C 44/00 20060101ALI20210607BHJP

   B29K 105/04 20060101ALN20210607BHJP

【ＦＩ】

   B29C44/58

   B29C44/00 G

   B29K105:04

【請求項の数】3

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2018-88419(P2018-88419)

(22)【出願日】2018年5月1日

(65)【公開番号】特開2019-193984(P2019-193984A)

(43)【公開日】2019年11月7日

【審査請求日】2019年12月26日

(73)【特許権者】

【識別番号】000140074

【氏名又は名称】株式会社羽根

(74)【代理人】

【識別番号】100074561

【弁理士】

【氏名又は名称】柳野 隆生

(74)【代理人】

【識別番号】100177264

【弁理士】

【氏名又は名称】柳野 嘉秀

(74)【代理人】

【識別番号】100124925

【弁理士】

【氏名又は名称】森岡 則夫

(74)【代理人】

【識別番号】100141874

【弁理士】

【氏名又は名称】関口 久由

(74)【代理人】

【識別番号】100163577

【弁理士】

【氏名又は名称】中川 正人

(72)【発明者】

【氏名】羽根 隆夫

(72)【発明者】

【氏名】河野 輝久二

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 ちずか

【審査官】 増田 亮子

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０１−１３６７２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１７／１５３５４３（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２９Ｃ ４４／００−４４／６０

Ｂ２９Ｃ ３３／００−３３／７６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

成形装置本体のフレームにインナープレートを介して取り付ける、ビーズ法発泡性合成樹脂成形用金型のキャビティ型であって、
前記インナープレートは、
金型開閉方向に直交する方向に取付面がある板状のものであり、
前記キャビティ型は、
前記インナープレートの前記取付面に成形空間側から当接する取付部を備え、
前記インナープレートは、
前記キャビティ型の取付部に設けた螺孔に対向するように貫通する通孔を有し、
前記インナープレートの通孔に通したボルトを前記キャビティ型の螺孔に螺合することにより、前記インナープレートに取り付けられる、
ビーズ法発泡性合成樹脂成形用金型のキャビティ型。

【請求項2】

請求項１に記載のビーズ法発泡性合成樹脂成形用金型のキャビティ型を備えたビーズ法発泡性合成樹脂成形用金型。

【請求項3】

請求項２に記載のビーズ法発泡性合成樹脂成形用金型により形成される成形空間に熱可塑性樹脂の発泡性ビーズを充填し、前記発泡性ビーズを蒸気で加熱して融着させ、冷却及び乾燥することにより所要形状の発泡性合成樹脂の成形品を製造するビーズ法発泡性合成樹脂成形品の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、断熱容器、包装材等に使用されるビーズ法発泡性合成樹脂を成形するための金型、及びそれを用いて発泡性合成樹脂の成形品を製造するビーズ法発泡性合成樹脂成形品の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

ビーズ法発泡性合成樹脂成形用金型は、キャビティ型（凹型）及びコア型（凸型）からなる（例えば、特許文献１の凹金型４及び凸金型５、特許文献２のキャビティ型２及びコア型３、並びに特許文献３の雌型の成形型４及び雄型の成形型５参照）。
ビーズ法発泡性合成樹脂成形は、キャビティ型及びコア型により形成される成形空間（キャビティ）に熱可塑性樹脂の発泡性ビーズを充填し、前記発泡性ビーズを蒸気で加熱して融着させ、冷却及び乾燥して所要形状の発泡性合成樹脂の成形品を得るものである。

【0003】

キャビティ型及びコア型は、熱膨張による金型や成形装置本体のフレームの損傷を防ぐために用いられる、金型開閉方向に直交する方向に取付面がある板状のインナープレート（例えば、特許文献１における図１及び図４の符号２ａ，２ｂ、及び特許文献３の図１の符号６，９参照）を介して、前記フレーム（例えば、特許文献１の符号７，８、特許文献２の符号１０、及び特許文献３の符号７，１０参照）に取り付けられる。
キャビティ型は、金型開閉方向に直交する外方へ突出する取付フランジ（例えば、特許文献２のフランジ部２ａ、及び特許文献３の鍔部１３参照）を備えている。キャビティ型は、前記取付フランジに設けた通孔に通したボルトを前記インナープレートの螺孔に螺合することにより、前記インナープレートに取り付けられる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００３−０３３９３８号公報

【特許文献2】特開２００３−３１１７７０号公報

【特許文献2】特開２０１３−０７１２４８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本願の発明者らは、主に近年における省エネルギー化の要請に応えるべく、ビーズ法発泡性合成樹脂成形用金型の構造について鋭意検討を行った。
その結果、インナープレートへのキャビティ型の取付構造に着目し、本発明を完成するに至った。

【0006】

本発明が解決しようとする課題は、主に省エネルギー化を図ることができるビーズ法発泡性合成樹脂成形用金型のキャビティ型を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の要旨は以下の通りである。
〔１〕成形装置本体のフレームにインナープレートを介して取り付ける、ビーズ法発泡性合成樹脂成形用金型のキャビティ型であって、
前記インナープレートは、
金型開閉方向に直交する方向に取付面がある板状のものであり、
前記キャビティ型は、
前記インナープレートの前記取付面に成形空間側から当接する取付部を備え、
前記インナープレートは、
前記キャビティ型の取付部に設けた螺孔に対向するように貫通する通孔を有し、
前記インナープレートの通孔に通したボルトを前記キャビティ型の螺孔に螺合することにより、前記インナープレートに取り付けられる、
ビーズ法発泡性合成樹脂成形用金型のキャビティ型。

【0008】

〔２〕前記〔１〕に記載の請求項１記載のビーズ法発泡性合成樹脂成形用金型のキャビティ型を備えたビーズ法発泡性合成樹脂成形用金型。

【0010】

〔３〕前記〔２〕に記載のビーズ法発泡性合成樹脂成形用金型により形成される成形空間に熱可塑性樹脂の発泡性ビーズを充填し、前記発泡性ビーズを蒸気で加熱して融着させ、冷却及び乾燥することにより所要形状の発泡性合成樹脂の成形品を製造するビーズ法発泡性合成樹脂成形品の製造方法。

【発明の効果】

【0011】

本発明に係るビーズ法発泡性合成樹脂成形用金型、及びビーズ法発泡性合成樹脂成形品の製造方法によれば、以下の作用効果を奏する。
（１）キャビティ型には金型開閉方向に直交する外方へ突出する取付フランジがなく、キャビティ型に備えた取付部を成形空間側からインナープレートに当接した状態で、キャビティ型をインナープレートに取り付けることができる。
（２）それにより、キャビティ型の金型開閉方向の長さが短くなるとともに、金型開閉方向に直交する外方へ突出する取付フランジよりも取付部の体積を小さくできるので、キャビティ型の体積が小さくなる。
（３）それにより、キャビティ型の熱容量が小さくなることから、加熱時間及び冷却時間を短縮できるので、省エネルギー化を図ることができるとともに、成形サイクルを短縮できる。
（４）その上、省エネルギー化により製造コストを低減できるとともに、キャビティ型の軽量化による材料費低減によりさらに製造コストを低減できる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の実施の形態に係るビーズ法発泡性合成樹脂成形用金型まわりを示す縦断面概略図である。

【図2】同じく要部拡大縦断面概略図である。

【図3】本発明の実施の形態に係るビーズ法発泡性合成樹脂成形用金型のキャビティ型を示す分解斜視図である。

【図4】従来のビーズ法発泡性合成樹脂成形用金型まわりを示す要部拡大縦断面概略図である。

【図5】従来のビーズ法発泡性合成樹脂成形用金型のキャビティ型を示す分解斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて説明する。
以下において、本発明の実施形態に係るビーズ法発泡性合成樹脂成形用金型を示す図１ないし図３、並びに従来のビーズ法発泡性合成樹脂成形用金型を示す図４及び図５において、外部から成形空間内への蒸気の供給、及び成形空間内からの外部への蒸気の排出をするために必要な金型の内外に連通する蒸気孔（ベントホールに打ち込んだコアベント、又は金型自体に直接形成したスリット状の蒸気孔等）の記載は省略している。

【0014】

＜ビーズ法発泡性合成樹脂成形用金型＞
図１の縦断面概略図、及び図２の要部拡大縦断面概略図に示すように、本発明の実施の形態に係るビーズ法発泡性合成樹脂成形用金型Ａは、例えばアルミニウム合金製であり、キャビティ型（凹型）４、及びコア型（凸型）５からなる。

【0015】

なお、加熱冷却が必要なビーズ法発泡性合成樹脂成形用金型Ａにおいては、金型Ａを構成する、キャビティ型４、及びコア型５の肉厚が厚いと、より多くの蒸気量や冷却水が必要となる。そのため、省エネルギーの観点から、近年は、肉厚がより薄く軽量なキャビティ型４及びコア型５を指向する傾向にある。本発明においても、より軽量化したキャビティ型４及びコア型５を採用することでより良い効果が得られる。
例えば、キャビティ型４及びコア型５の肉厚は、４ｍｍ〜１０ｍｍ程度の範囲内で、５ｍｍ、６ｍｍ、７ｍｍ、８ｍｍ、９ｍｍ等とし、要求される金型の強度、製造効率及び製造コスト、並びにビーズ法発泡性合成樹脂成形の成形効率等の要件に基づいて、適宜選択して用いられる。
キャビティ型４及びコア型５の肉厚として、より好ましい範囲は、４ｍｍ〜８ｍｍ程度である。

【0016】

キャビティ型４は、インナープレート２を介して成形装置本体のフレーム１に取り付けられ、コア型５は、インナープレート３を介して成形装置本体のフレーム１に取り付けられる。
インナープレート２，３は、金型開閉方向Ｂに直交する方向に取付面がある板状のものであり、熱膨張による金型Ａや成形装置本体のフレーム１の損傷を防ぐために用いられる。

【0017】

＜キャビティ型＞
図３の分解斜視図に示すように、キャビティ型４は、本体４Ａ及び底板４Ｂからなり、底板４Ｂの通孔４ｂ，４ｂ，…にボルト８，８，…を通して本体４Ａの螺孔４ａ，４ａ，…に螺合することにより、本体４Ａに底板４Ｂを組み付ける。
キャビティ型４は、底板４Ｂを組み付けた側部と反対の側部に取付部６を備える。
インナープレート２は、キャビティ型４の取付部６に設けた螺孔６ａ，６ａ，…に対向するように金型開閉方向Ｂへ貫通する通孔２ａ，２ａ，…を有する。

【0018】

図１の縦断面概略図、及び図２の要部拡大縦断面概略図に示すように、キャビティ型４の取付部６を、成形空間Ｃ側からインナープレート２の取付面に当接させた状態で、インナープレート２の通孔２ａ，２ａ，…に通したボルト７，７，…をキャビティ型４の螺孔６ａ，６ａ，…に螺合することにより、キャビティ型４はインナープレート２に取り付けられる。

【0019】

＜ビーズ法発泡性合成樹脂成形＞
ビーズ法発泡性合成樹脂成形は、成形装置を用いて、ビーズ法発泡性合成樹脂成形用金型Ａにより形成される成形空間Ｃに、原料充填口９，９，…（図３）から熱可塑性樹脂の発泡性ビーズを充填し、前記発泡性ビーズを蒸気で加熱して融着させ、冷却及び乾燥した後に離型ピン用開口１０，１０，…から離型ピンを挿入して押し出すことにより、所要形状の発泡性合成樹脂の成形品を得るものである。
金型に充填する発泡性ビーズとは、発泡性ビーズを予備発泡して得られる予備発泡ビーズをも包含する概念である。

【0020】

ビーズ法発泡性合成樹脂成形に用いる発泡性合成樹脂としては、例えば発泡性ポリオレフィン系樹脂又は発泡性ポリスチレン系樹脂を用いる。
前記発泡性合成樹脂が発泡性ポリオレフィン系樹脂であると、ビーズ法発泡性合成樹脂成形用金型Ａを用いて、強度や耐熱性に優れるとともに耐油性及び耐薬品性も有している成形品を成形できる。
また、前記発泡性合成樹脂が発泡性ポリスチレン系樹脂であると、ビーズ法発泡性合成樹脂成形用金型Ａを用いて、断熱性や衝撃吸収性に優れるともに軽量で低コストな成形品を成形できる。

【0021】

＜従来のインナープレートへのキャビティ型の取付構造＞
本発明の図１の縦断面概略図、及び図２の要部拡大縦断面概略図に示す成形空間Ｃと形状及び大きさが同じ成形空間Ｃを形成する従来のビーズ法発泡性合成樹脂成形用金型まわりの例を図４の要部拡大縦断面概略図に示すとともに、従来のキャビティ型の例を図５の分解斜視図に示す。
ここで、図４及び図５において、図１ないし図３と同一符号は同一又は相当部分を示しているので、詳細説明は省略する。
図４の要部拡大縦断面概略図に示す従来例において、図２の要部拡大縦断面概略図に示す本発明の実施の形態とは、インナープレート２’、及びキャビティ型４’の本体４Ａ’が異なる。

【0022】

従来のキャビティ型４’は、金型開閉方向Ｂに直交する外方へ突出する取付フランジ１１を有しており、取付フランジ１１は、金型開閉方向Ｂへ貫通する通孔１１ａ，１１ａ，…を有する。
キャビティ型４’の取付フランジ１１を、インナープレート２’の成形空間Ｃと反対側の取付面に当接させた状態で、取付フランジ１１の通孔１１ａ，１１ａ，…に通したボルト７’，７’，…をインナープレート２’の螺孔２ｂ，２ｂ，…に螺合することにより、キャビティ型４’はインナープレート２’に取り付けられる。

【0023】

＜本発明のキャビティ型と従来のキャビティ型の比較＞
形状及び大きさが同じ成形空間Ｃを有する、図２の要部拡大縦断面概略図に示す本発明のキャビティ型４と、図４の要部拡大縦断面概略図に示す従来のキャビティ型４’とを比較すると、本発明のキャビティ型４には従来のキャビティ型４’のような金型開閉方向Ｂに直交する外方へ突出する取付フランジ１１がなく、キャビティ型４に備えた取付部６を成形空間Ｃ側からインナープレート２に当接した状態で、キャビティ型４をインナープレート２に取り付けることができる。

【0024】

それにより、本発明のキャビティ型４の方が従来のキャビティ型４’よりも金型開閉方向Ｂの長さが短くなる。その上、本発明のキャビティ型４の取付部６は、従来のキャビティ型４’の取付フランジ１１よりも体積を小さくできる。
よって、本発明のキャビティ型４の方が従来のキャビティ型４’よりも体積が小さくなる。例えば、キャビティ型の内径が４５０ｍｍ×２５０ｍｍ、高さが１２０ｍｍ程度の場合、肉厚が７ｍｍ又は９ｍｍで、本発明のキャビティ型４の方が従来のキャビティ型４’よりも体積（重量）は１０〜１５％程度小さくなる。

【0025】

それにより、本発明のキャビティ型４の方が従来のキャビティ型４’よりも熱容量が小さくなることから、加熱時間及び冷却時間を短縮できるので、省エネルギー化を図ることができるとともに、成形サイクルを短縮できる。
その上、本発明のようなキャビティ型を用いることにより、省エネルギー化により製造コストを低減できるとともに、キャビティ型の軽量化による材料費低減によりさらに製造コストを低減できる。

【0026】

その上さらに、図３の分解斜視図に示す本発明のキャビティ型４は、図５の分解斜視図に示すキャビティ型４’のような金型開閉方向Ｂに直交する外方へ突出する取付フランジ１１が無いので、金型開閉方向Ｂに直交する平面方向の面積が小さくなる。
それにより、成形装置本体のフレームに対して、より多くのビーズ法発泡性合成樹脂成形用金型を配置できることから、ワンショットにおける製品の取り数が増えるので、生産性を向上できる。

【0027】

また、従来のキャビティ型４’では、図５の分解斜視図における本体４Ａ’にコアベントを打ち込むためのベントホールを形成する際に、取付フランジ１１がドリル等の工具の邪魔になる場合がある。
それに対して本発明のキャビティ型４では、図３の分解斜視図における本体４Ａにコアベントを打ち込むためのベントホールを形成する際に、取付部６がドリル等の工具の邪魔になることはなく、取付部６自体にもベントホールを容易に形成できる。

【0028】

さらに、従来のキャビティ型４’では、図５の分解斜視図における本体４Ａ’にスリット状の蒸気孔を金型開閉方向Ｂに形成する際に、メタルソー等で取付フランジ１１を切削すると、図４のビーズ法発泡性合成樹脂成形用金型のパーティング面に蒸気や空気が洩れ込み、製品が離型できなくなる。
それに対して本発明のキャビティ型４では、図３の分解斜視図における本体４Ａにスリット状の蒸気孔を金型開閉方向Ｂに形成する際に、メタルソー等で取付部６に切削しても、図２のビーズ法発泡性合成樹脂成形用金型のパーティング面に蒸気や空気が洩れ込まないので、製品が離型できる。

【0029】

以上の実施の形態の記載はすべてすべて例示であり、これに制限されるものではない。本発明の範囲から逸脱することなく種々の改良及び変更を施すことができる。

【符号の説明】

【0030】

１ 成形装置本体のフレーム
２，２’，３ インナープレート
２ａ 通孔
２ｂ 螺孔
４，４’ キャビティ型
４Ａ，４Ａ’ 本体
４ａ 螺孔
４Ｂ 底板
４ｂ 通孔
５ コア型
６ 取付部
６ａ 螺孔
７，７’，８ ボルト
９ 原料充填口
１０ 離型ピン用開口
１１ 取付フランジ
１１ａ 通孔
Ａ ビーズ法発泡性合成樹脂成形用金型
Ｂ 金型開閉方向
Ｃ 成形空間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】