特許 7300354 弾性成形型、及び成形品の製造方法

(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】

(24)【登録日】2023-06-21

(45)【発行日】2023-06-29

(54)【発明の名称】弾性成形型、及び成形品の製造方法

(51)【国際特許分類】

   B29C 39/26 20060101AFI20230622BHJP

   B29C 39/24 20060101ALI20230622BHJP

   B29C 33/40 20060101ALI20230622BHJP

   B29C 33/50 20060101ALI20230622BHJP

   B29C 39/36 20060101ALI20230622BHJP

【ＦＩ】

B29C39/26

B29C39/24

B29C33/40

B29C33/50

B29C39/36

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2019169635

(22)【出願日】2019-09-18

(65)【公開番号】P2021045894

(43)【公開日】2021-03-25

【審査請求日】2022-03-24

(73)【特許権者】

【識別番号】519338669

【氏名又は名称】エイベックス・ヘルスケアエンパワー合同会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】河野 博繁

【審査官】清水 研吾

(56)【参考文献】

【文献】特開平０７－００１４６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－１１３０１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－０６９０７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－２０７０５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１９８９２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－３３４５４６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２９Ｃ

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

シリコーンゴムを用いて弾性的に伸縮可能に構成され、内部に液状の成形材を注入して成形品を成形するための空洞部が形成された型本体と、
前記型本体に設けられ、前記空洞部から前記成形品を取り出すための開口部と、
前記空洞部のうち、前記成形材の注入時に上方に凸となる部位に設けられ、正面視で十字形で、かつ断面Ｖ字形のスリットとされた空気抜き部と、
を有する弾性成形型。

【請求項2】

前記空洞部の最大内法寸法は、前記開口部の最大開口幅よりも大きく形成されている請求項１に記載の弾性成形型。

【請求項3】

前記開口部の周囲には、鍔状の基部が一体的に設けられている請求項１又は請求項２に記載の弾性成形型。

【請求項4】

前記基部には、前記開口部から前記成形品の取出し方向に離れるにしたがって拡径するテーパ部が設けられている請求項３に記載の弾性成形型。

【請求項5】

シリコーンゴムを用いて弾性的に伸縮可能に構成され、内部に成形材を注入して成形品を成形するための空洞部が形成された型本体と、
前記型本体に設けられ、前記空洞部から前記成形品を取り出すための開口部と、
前記空洞部のうち、前記成形材の注入時に上方に凸となる部位に設けられ、正面視で十字形で、かつ断面Ｖ字形のスリットとされた空気抜き部と、
を有する弾性成形型を用い、
前記開口部を上に向けた状態で前記開口部から前記空洞部に前記成形材を注入すると共に、前記空気抜き部を通じて前記上方に凸となる部位から余分な空気を排出し、前記空洞部に前記成形材を充填する第１工程と、
前記空洞部内の前記成形材を固化させる第２工程と、
前記型本体を気圧差で膨張させて、固化した前記成形品を取り出す第３工程と、
を有する成形品の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、弾性成形型、及び成形品の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

成形型内に成形材を充填し、成形材を固化し、次いで成形型を気圧差で膨張させて成形品を取り出す成形方法に用いる弾性成形型において、中空の弾性成形型であり、シリコーン樹脂からなり、膜の厚さが１～５ｍｍであり、且つ膜の硬度が１０～６０〔ＪＩＳ－Ｋ６３０１スプリング式硬さ試験（Ａ型）で測定した値〕である弾性成形型が開示されている（特許文献１参照）。

【0003】

また、成形型を気圧差で膨張させて成形品を取り出す成形方法に用いる弾性成形型であって、該成形型が架橋されたフルオロシリコーンゴム含有エラストマーからなり、該フルオロシリコーンゴム含有エラストマーは、フルオロシリコーンゴム３０～９９．９重量部とシリコーンゴム７０～０．１重量部とからなる弾性成形型が開示されている（特許文献２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特許第４０７０８９８号公報

【文献】特許第４２１００００号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

弾性成形型には、成形品の取出し口及び成形材の注入口である開口部が設けられている。この開口部が上に向くようにして弾性成形型を設置し、該開口部から空洞部に液状の成形材を注入し、該成形材を固化させることで成形品を製造することができる。弾性成形型に液状の成形材を注入したとき、空洞部内の空気の多くは開口部から抜けるが、空洞部のうち上方に凸となる部位等に一部の空気が残り、空気溜まりが形成されることがある。空気溜まりが存在する状態で成形材を固化させると、空気溜まりの部分が成形されず、成形品の形状が不完全となる。このため、従来は弾性成形型に成形材を注入した後、該弾性成形型を圧縮する等の手法により空洞部の余分な空気を排出するようにしていた。

【0006】

本発明は、弾性成形型の空洞部に液状の成形材を注入した際に、余分な工数を必要とすることなく、空洞部の空気溜まりを減少させることを可能にすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

第１の態様に係る弾性成形型は、シリコーンゴムを用いて弾性的に伸縮可能に構成され、内部に液状の成形材を注入して成形品を成形するための空洞部が形成された型本体と、前記型本体に設けられ、前記空洞部から前記成形品を取り出すための開口部と、前記空洞部のうち、前記成形材の注入時に上方に凸となる部位に設けられた空気抜き部と、を有する。

【0008】

この弾性成形型では、空洞部のうち、液状の成形材の注入時に上方に凸となる部位に空気抜き部が設けられているので、当該部位に集まった空気が空気抜き部から外部に排出される。

【0009】

第２の態様は、第１の態様に係る弾性成形型において、前記空洞部の最大内法寸法が、前記開口部の最大開口幅よりも大きく形成されている。

【0010】

この弾性成形型では、空洞部の最大内法寸法が、開口部の最大開口幅よりも大きく形成されているので、いわゆるアンダーカットを有する成形品を製造できる。このような成形品であっても、弾性成形型を変形させることで型抜きを行うことができる。

【0011】

第３の態様は、第１の態様又は第２の態様に係る弾性成形型において、前記開口部の周囲には、鍔状の基部が一体的に設けられている。

【0012】

この弾性成形型では、開口部の周囲に鍔状の基部が一体的に設けられているので、該基部を保持することで、空洞部の無用な変形を抑制しつつ、成形装置における弾性成形型の保持等を容易に行うことができる。

【0013】

第４の態様は、第３の態様に係る弾性成形型において、前記基部には、前記開口部から前記成形品の取出し方向に離れるにしたがって拡径するテーパ部が設けられている。

【0014】

この弾性成形型では、基部にテーパ部が設けられているので、該テーパ部が設けられていない場合と比較して開口部の周囲が変形し易い。したがって、弾性成形型から成形品を抜き易くなる。また、弾性成形型の耐久性を向上させることができる。

【0015】

第５の態様に係る成形品の製造方法は、シリコーンゴムを用いて弾性的に伸縮可能に構成され、内部に成形材を注入して成形品を成形するための空洞部が形成された型本体と、前記型本体に設けられ、前記空洞部から前記成形品を取り出すための開口部と、前記空洞部のうち、前記成形材の注入時に上方に凸となる部位に設けられた空気抜き部と、を有する弾性成形型を用い、前記開口部を上に向けた状態で前記開口部から前記空洞部に前記成形材を注入すると共に、前記空気抜き部を通じて前記上方に凸となる部位から余分な空気を排出し、前記空洞部に前記成形材を充填する第１工程と、前記空洞部内の前記成形材を固化させる第２工程と、前記型本体を気圧差で膨張させて、固化した前記成形品を取り出す第３工程と、を有する。

【0016】

この成形品の製造方法では、第１工程において、開口部を上に向けた状態で該開口部から空洞部に成形材を注入するときに、空気抜き部を通じて、空洞部のうち上方に凸となる部位から余分な空気を排出できる。このため、余分な工数を必要とすることなく、空洞部の空気溜まりを減少させることができる。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、弾性成形型の空洞部に液状の成形材を注入した際に、余分な工数を必要とすることなく、空洞部の空気溜まりを減少させることを可能にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本実施形態に係る弾性成形型を示す正面図である。

【図2】本実施形態に係る弾性成形型の上下を逆転させて示す斜視図である。

【図3】（Ａ）は、図１のＡ部の拡大断面図であり、空気抜き部の一例としての貫通孔を示している。（Ｂ）は、図１のＡ部の拡大断面図であり、空気抜き部の一例としての断面Ｖ字形のスリットを示している。

【図4】（Ａ）は、空気抜き部の一例としての貫通孔を示す拡大正面図である。（Ｂ）は、空気抜き部の一例としての十字形のスリットを示す拡大正面図である。（Ｃ）は、（Ｂ）のスリットが開いた状態を示す拡大正面図である。（Ｄ）は、空気抜き部の一例としての十字形で断面Ｖ字形のスリットを示す拡大正面図である。（Ｅ）は、（Ｄ）のスリットが開いた状態を示す拡大正面図である。

【図5】（Ａ）は、基部における開口部の周囲が平坦に構成された例を示す部分断面図である。（Ｂ）は、基部における開口部の周囲にテーパ部が設けられた例を示す部分断面図である。

【図6】弾性成形型に液状の成形材を注入し、棒を成形材中に差し込んで、該棒を支持部材により支持した状態を示す断面図である。

【図7】（Ａ）は、図６のＢ部の拡大断面図であり、空洞部のうち成形材の注入時に上方に凸となる部位に空気溜まりが形成された状態を示している。（Ｂ）は、図６のＢ部の拡大断面図であり、空気溜まりの空気が貫通孔から排出される状態を示している。（Ｃ）は、図６のＢ部の拡大断面図であり、空気溜まりが解消された状態を示している。

【図8】（Ａ）は、図６のＢ部の拡大断面図であり、空洞部のうち成形材の注入時に上方に凸となる部位に空気溜まりが形成された状態を示している。（Ｂ）は、図６のＢ部の拡大断面図であり、空気溜まりの空気が断面Ｖ字形のスリットから排出される状態を示している。（Ｃ）は、図６のＢ部の拡大断面図であり、空気溜まりが解消された状態を示している。

【図9】図６において、成形材が固化した状態を示す断面図である。

【図10】図９において、気圧差により弾性成形型を膨張させた状態を示す断面図である。

【図11】完成した成形品を示す正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明を実施するための形態を図面に基づき説明する。図１、図２において、本実施形態に係る弾性成形型１０は、型本体１２と、開口部１４と、空気抜き部１６と、を有している。

【0020】

型本体１２は、シリコーンゴムを用いて弾性的に伸縮可能に構成されている。型本体１２の内部には、液状の成形材１８を注入して成形品２０を成形するための空洞部２２が形成されている。空洞部２２の形状は、成形品２０の外形に対応した立体形状である。成形材１８が空洞部２２内で固化することで、成形品２０が製造される。成形品２０は、例えば動物を模したキャラクターの棒アイス菓子である（図１１）。成形材１８は、この棒アイス菓子の材料である。

【0021】

固化には、冷却により固化するものに限られず、加熱により固化するもの、時間経過により固化するもの等が含まれる。また、成形品２０は、硬質なものに限られず、弾性体も含まれる。よって、成形品２０の具体例として、アイス菓子、チョコレート菓子、焼き菓子、グミキャンディー、消しゴム、プラモデル、人形等の立体物が挙げられる。

【0022】

シリコーンゴムの硬度は、例えば３０度以下であり、２０度以下であってもよい。この硬度は、ＪＩＳ－Ｋ６３０１スプリング式硬さ試験（Ａ型）で測定した値である。シリコーンゴムとして、耐熱性の高いものを使用することで、成形材１８を注入した弾性成形型１０をオーブンで焼いて焼き菓子を製造することも可能である。

【0023】

図６において、空洞部２２の最大内法寸法Ｗは、開口部１４の最大開口幅ｗよりも大きく形成されている。つまり、Ｗ＞ｗの関係にある。換言すれば、空洞部２２には、型本体１２が変形するか、型本体１２が分割型でないと型抜きできない部分、いわゆるアンダーカットが存在している。型本体１２は弾性的に伸縮可能であるので、アンダーカットが存在していても型抜き可能となっている。

【0024】

図２において、開口部１４は、型本体１２に設けられ、空洞部２２から成形品２０を取り出すための部位である。また、開口部１４は、空洞部２２に液状の成形材１８を注入するための注入口も兼ねている。なお、注入口と、取出し口となる開口部１４とが別々に設けられていてもよい。

【0025】

図２、図５（Ａ）において、開口部１４の周囲には、鍔状の基部２４が一体的に設けられている。この基部２４は例えば円形に形成され、中央部に開口部１４が形成されている。基部２４の外周には、例えば円筒状の壁部２６が立設されている。なお、基部２４の構成はこれに限られない。図５（Ｂ）に示される例では、基部２４に、開口部１４からの成形品２０（図１０）の取出し方向である矢印Ｕ方向に離れるにしたがって拡径するテーパ部３２が設けられている。

【0026】

壁部２６の内側には、成形時に支持部材２８が取付け可能となっている。支持部材２８は、円筒状の壁部２６の内側に嵌るように、例えば円板状に形成されている。支持部材２８の中央部には、棒３０が挿し込まれる孔２８Ａが形成されている。棒３０は、成形品２０の持ち手部分となる部材である。図６に示されるように、成形品２０の成形時に、棒３０は、支持部材２８の孔２８Ａに嵌入されて支持されるようになっている。

【0027】

図１から図３、図６において、空気抜き部１６は、型本体１２の空洞部２２のうち、成形材１８の注入時に上方に凸となる部位に設けられている。成形材１８の注入時には、成形材１８の注入口となる開口部１４が上に向けられる。このとき上方に凸となる部位は、腕４２の先端部分である。よって、図示の例では、空気抜き部１６が左右の腕４２の先端部分にそれぞれ設けられている。弾性成形型１０（キャラクター）の正立状態（図１）では、空気抜き部１６は、空洞部２２のうち下に凸となる部位に設けられている。なお、空気抜き部１６の形状、位置、数等は、空洞部２２の形状に応じて適宜変更することが可能である。

【0028】

図１、図２、図３（Ａ）、図４（Ａ）に示されるように、空気抜き部１６は、例えば直径０．５ｍｍ程度のピンホールであり、成形材１８の注入時に該成形材１８が漏れ出さない程度の大きさに設定される。なお、空気抜き部１６の構成はこれに限られず、例えば図３（Ｂ）、図４（Ｂ）～（Ｅ）に示される構成であってもよい。

【0029】

図３（Ｂ）に示される例では、空気抜き部１６が断面Ｖ字形のスリットとされている。このスリットは、空洞部２２内の圧力変化に伴い弾性的に開閉するように構成されている（図８）。

【0030】

図４（Ｂ）に示される例では、空気抜き部１６が正面視で十字形のスリットとされている。スリットの末端には、亀裂進展抑制部３４が形成されている。亀裂進展抑制部３４は、対応と円形の孔や凹部である。この十字形のスリットは、空洞部２２内の圧力上昇に伴い弾性的に開閉するように構成されている。図４（Ｃ）は、図４（Ｂ）のスリットが開いた状態を示している。

【0031】

図４（Ｄ）に示される例では、空気抜き部１６が正面視で十字形で、かつ断面Ｖ字形のスリットとされている。スリットの末端には、亀裂進展抑制部３４が形成されている。この十字形のスリットは、空洞部２２内の圧力上昇に伴い弾性的に開閉するように構成されている。図４（Ｅ）は、図４（Ｄ）のスリットが開いた状態を示している。

【0032】

（作用）
本実施形態に係る弾性成形型１０の作用を、成形品２０の製造方法と併せて説明する。弾性成形型１０では、開口部１４の周囲に鍔状の基部２４が一体的に設けられているので、該基部２４を保持することで、空洞部２２の無用な変形を抑制しつつ、成形装置における弾性成形型１０の保持等を容易に行うことができる。

【0033】

成形品２０の製造方法は、弾性成形型１０を用いており、第１工程Ｓ１～第３工程Ｓ３を有している。図６において、第１工程Ｓ１では、開口部１４を上に向けた状態で開口部１４から空洞部２２に成形材１８を注入すると共に、空気抜き部１６を通じて上方に凸となる部位から余分な空気を排出し、空洞部２２に成形材１８を充填する。このとき、成形材１８が空気抜き部１６の一例としての空気抜き部１６よりも高い位置まで注入されることで、空気抜き部１６付近の圧力が高まる。これにより、図７（Ａ）～（Ｃ）に示されるように、上方に凸となる部位に溜まった空気３６が、ピンホールから矢印ＯＵＴ方向に排出される。図７（Ｃ）に示されるように、ピンホールの大きさや数を調整することにより、成形材１８が空洞部２２に充填された状態において、成形材１８がピンホールから漏れ出さないようにすることができる。

【0034】

図８（Ａ）～（Ｃ）に示されるように、空気抜き部１６が断面Ｖ字形のスリットである場合には、該スリットは、空洞部２２内の圧力変化に伴い弾性的に開閉する。具体的には、成形材１８がスリットよりも高い位置まで注入されることでスリット付近の圧力が高まり、スリットが開く。これにより、上方に凸となる部位に溜まった空気３６が、スリットから矢印ＯＵＴ方向に排出される。成形材１８の注入が完了すると、スリットが閉じる方向に復元することで、成形材１８の漏れが抑制される。このとき、スリットが完全に閉じなくてもよい。

【0035】

このように、弾性成形型１０では、空洞部２２のうち、液状の成形材１８の注入時に上方に凸となる部位に空気抜き部１６が設けられているので、当該部位に集まった空気が空気抜き部１６から外部に排出される。

【0036】

壁部２６の内側における基部２４の上には、棒３０が嵌入された支持部材２８が取り付けられる。この支持部材２８により、開口部１４が塞がれる。棒３０は、支持部材２８の孔２８Ａに嵌入され、該孔２８Ａの周囲の部分との間の摩擦力によって支持される。棒３０の一端側は、空洞部２２に充填された成形材１８中に浸漬され、棒３０の他端側は、空洞部２２の外部（支持部材２８の上方）に突出した状態とされる。

【0037】

図９において、第２工程Ｓ２では、空洞部２２内の成形材１８を固化させる。本実施形態では、成形品２０としての棒アイス菓子を製造するため、その材料である液状の成形材１８を冷凍して固化させる。このとき、図７（Ｃ）及び図８（Ｃ）に示されるように、成形材１８の一部が空気抜き部１６に残っていてもよい。微細なバリは、型抜き時に除去されるためである。

【0038】

次に、第３工程Ｓ３では、型本体１２を気圧差で膨張させて、固化した成形品２０を取り出す。具体的には、例えば型本体１２を容器３８内に収め、壁部２６を容器３８の内側に嵌め込む。そして、容器３８に設けられた吸引口４０から容器３８内の空気を矢印Ｖ方向に吸引し、真空引きする。そうすると、型本体１２の内側と外側に気圧差が生じて、図１０に示されるように、型本体１２が膨張する。図１０においては、型本体１２が容器３８の内壁に密着するまで膨張しているが、成形品２０の型抜きが可能な程度に膨張すればよい。支持部材２８を棒３０から矢印Ｕ方向に取り外し、型抜きを行うことで、成形品２０を得ることができる（図１１）。

【0039】

弾性成形型１０では、空洞部２２の最大内法寸法Ｗが、開口部１４の最大開口幅ｗよりも大きく形成されている、つまりアンダーカットを有する（図６）。このような形状の成形品２０であっても、弾性成形型１０を変形させることで型抜きを行うことができる。

【0040】

なお、容器３８内を大気圧に戻せば、弾性成形型１０は元の形状に復元するので、繰返し使用が可能である。また、図５（Ｂ）に示されるように、基部２４にテーパ部３２が設けられている場合には、該テーパ部３２が設けられていない場合（図５（Ａ））と比較して開口部１４の周囲が変形し易い。したがって、弾性成形型１０から成形品２０を抜き易くなる。また、型抜き時に開口部１４の周囲に作用する引張応力が減少するので、弾性成形型１０の耐久性を向上させることができる。

【0041】

このように、本実施形態によれば、弾性成形型１０の空洞部２２に液状の成形材１８を注入した際に、余分な工数を必要とすることなく、空洞部２２の空気溜まりを減少させることを可能にすることができる。またこれによって、空気溜まりによる欠けが生じ易い例えば成形品２０の腕４２を、その先端まで欠けることなく形成することができる。

【0042】

［他の実施形態］
以上、本発明の実施形態の一例について説明したが、本発明の実施形態は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。

【0043】

空洞部２２の最大内法寸法Ｗが、開口部１４の最大開口幅ｗよりも大きく形成されている（Ｗ＞ｗ）ものとしたが、これらの寸法の大小関係はこれに限られず、Ｗ≦ｗであってもよい。

【0044】

また、開口部１４の周囲に、鍔状の基部２４が一体的に設けられているものとしたが、基部２４を別体で設けてもよく、また基部２４を有しない構造であってもよい。

【符号の説明】

【0045】

１０ 弾性成形型
１２ 型本体
１４ 開口部
１６ 空気抜き部
１８ 成形材
２０ 成形品
２２ 空洞部
２４ 基部
３２ テーパ部
３６ 空気
Ｓ１ 第１工程
Ｓ２ 第２工程
Ｓ３ 第３工程

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】