JPH0156898B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は発泡性熱可塑性合成樹脂の発泡成形、
特に所謂トランスフア式発泡成形装置において、
加熱型より冷却型への成形体の授受を確実ならし
めるための成形用金型の構造に関するものであ
る。

発泡ポリスチロール、発泡ポリエチレン、硬質
発泡ポリウレタン等の発泡性熱可塑性合成樹脂よ
りの発泡成形体は、その優れた保温性、緩衝作
用、化学的安定性、靭性、低見掛比重等の特性か
ら各種食料品、機械器具等の包装、梱包材料とし
て多用されている。かような成形体は通常、互い
に開閉自在にして且つ嵌合することにより型窩を
形成し得る雄型と雌型とよりなる成形用金型に予
備発泡された熱可塑性合成樹脂の粒子を充填し、
金型を加熱して該樹脂粒子を更に発泡可塑化させ
て互いに融着一体化せしめた後、金型を冷却し樹
脂を硬化・安定化させて開型し、成形体を取り出
すという方法により製造されていた。

ところが、このように同一の成形用金型を用い
て、原料樹脂充填、加熱、発泡成形、冷却、取り
出しという工程サイクルを完結させることは熱エ
ネルギーと時間の大きなロスを来たし、作業効率
の低下、製造コストの上昇を招くという不都合が
あつた為、それを解消する目的で、近時、所謂ト
ランスフア式成形法が提案され商業生産に利用さ
れつつある。

トランスフア式成形法は常時加熱状態にある加
熱型と常時冷却状態に保持されている冷却型とを
用い、加熱型に原料樹脂粒子を充填して発泡成形
を施し、粒子を可塑化融着させて一体化した後開
型し、次いで該加熱型の一方の金型、例えば雌型
は成形された半製品を担持したまま移動して冷却
型の雄型と嵌合し半製品を冷却型に移し換え、ま
た半製品を受取つた冷却雄型は冷却雌型と嵌合し
て半製品を冷却固化し安定化させて製品を得る方
法である。この方法によれば同一成形用金型につ
いて加熱・冷却を反覆する必要がないから熱エネ
ルギーが著しく節約されると共に工程サイクル時
間が大幅に短縮され、相次いで成形操作を行なう
ことができ生産性が大きく向上するという利点が
ある。

かかる成形法において、半製品を加熱移動型か
ら冷却固定型に移し換える手段として通常移動型
の加熱用蒸気孔から圧縮空気を噴出させて半製品
を移動型の出口方向に押出す力を加えると共に、
冷却固定型では半製品をこの型に付させる為に真
空吸引を行なう。この状態において加熱移動型を
後退させると半製品は冷却固定型に残り、移し換
えは完了するのである。しかしながら、半製品の
形状によつては移し換え不良、即ちトランスフア
ミスが生じ、半製品が加熱移動型に残つたまま持
ち帰られたり、両方の型から離脱して落下したり
することがある。その原因として、加熱移動型と
冷却固定型とを嵌合させて更に移動型を後退させ
るとき、金型と半製品との離型抵抗が大きい方の
金型に半製品が残ることとなる。確実に冷却固定
型に残置するために前記の噴気及び吸気作用を行
なうのであるが、形状によつてはもともと冷却固
定型との離型抵抗が相対的に可成り小さい場合
や、圧縮空気洩れ又は真空洩れの生じ易い場合が
あり、そのようなときにトランスフアミスが起こ
り易い。

本発明はトランスフア式成形法における上述の
問題点を解消するためになされたもので、その目
的とするところは、加熱移動型より冷却固定型へ
の半製品の移し換えを確実に行なわしめ、作業効
率を高めると共に製品歩留りを向上するにある。

上述の目的を達成するための本発明装置は、そ
れぞれ１対の互いに開閉自在な雄型と雌型とをも
つて型窩を形成し得る２組の成形用金型からな
り、第一の成形用金型は型窩への発泡性熱可塑性
樹脂粒子の供給口と型窩内を加熱する手段とを備
えた加熱型であり、第二の金型は型窩内の成形体
を冷却する手段と離型させる手段とを備えた冷却
型であり、更に一方の金型の雄型と他方の金型の
雌型とは何れか一方の移動によつて互いに嵌合
し、加熱型に担持された成形体を冷却型に移し換
えるように構成されたトランスフア式成形装置に
おいて、上記成形体を受取る冷却型の成形体に接
する面の適宜な箇所に、該金型の開閉運動軸線と
並行な軸を有するピンを植設し、該冷却型からの
成形体の離型抵抗を増大せしめてなることを特徴
とする発泡成形用金型である。

以下本発明装置の態様を添付図面を参照しなが
ら詳述する。

第１図は本発明装置の１例を示す縦断面概要図
であり、第２図〜第４図はその作動順序を示す説
明図である。

第１図において、第一の成形用金型即ち加熱型
１及び第二の成形用金型即ち冷却型２はそれぞれ
雄型１ａ，２ａと雌型１ｂ，２ｂとが対をなして
おり、雄型と雌型とは互いに開閉自在に構成され
型閉じによつて型窩３，４を形成することができ
る。このような金型の開閉は一方の型、例えば第
１図〜第４図に示した例にあつては雌型１ｂ，２
ｂを移動型とし、固定型１ａ，２ａに対して中心
軸方向に後退・前進させることによつて行なわれ
る。即ち開閉運動軸は中心軸と一致する。各金型
はそれぞれその背後に、型枠５で囲まれた套状部
６，７，８，９を有する。加熱型１の套状部６，
７には熱媒供給口１０，１１から例えば加熱水蒸
気などの加熱媒体が送入され、型窩３を加熱し熱
媒排出口１２，１３から排出される。一方冷却型
２の套状部８，９には冷媒供給口１４，１５から
例えば冷水などの冷却媒体が供給され、金型を冷
却し冷媒排出口１６，１７より排出される。尚、
離型のために吹付けるエアのみで冷却の目的を達
成される事が多く前記強制冷却を必要としない事
が多々ある。これら套状部６，７，８，９では熱
媒や冷媒の供給・排出を行なう上述の機構の他
に、圧縮空気を金型の前面に噴出させたり、金型
表面から背面へ向かつて吸引力を発生することが
できるよう、雄型１ａ，２ａ及び雌型１ｂ，２ｂ
に穿設された透孔を適宜な流路を以つて圧縮空気
供給源や真空発生装置と接続することが好まし
い。加熱型１の固定型１ａには樹脂粒子供給器１
８が装設され、その供給口１９は型窩３に向かつ
て開口する。

冷却型２の移動型２ｂには、その内壁面の凹所
に嵌入し且つ嵌入した状態でその表面が内壁面と
一致するエジエクタプレート２０が、金型と套状
部９とを貫通して装着された槓杆２１の先端に固
着され、該槓杆２１は発条２２によつて外方に付
勢されて型枠に弾支されている。エジエクタプレ
ート２０は、雌型２ｂが後退して開型する際に槓
杆２１の自由端がストツパに抑止されることによ
り前方に突出する。ここではエジエクタプレート
の前進後退運動を機械的に行なう例を示したが、
油圧、空気力又は電磁弁等を利用した適宜公知又
は慣用の手段を応用することができることは云う
迄もない。

その作用を以下第１図〜第４図について順を追
つて説明する。

第１図において、加熱型１を閉型した状態で、
樹脂粒子供給器１８を作動させ、予備発泡された
発泡性ポリスチロール、発泡性ポリエチレン、等
の発泡性熱可塑性合成樹脂粒子を供給口１９より
型窩３内へ供給充填する。熱媒供給口１０，１１
から好ましくは110〜120℃の加熱水蒸気等の加熱
気体よりなる熱媒を供給すれば、熱媒は套状部
６，７から金型を加熱すると共に一部は金型１
ａ，１ｂの透孔を通つて型窩３内へ侵入し、樹脂
粒子は可塑化し更に発泡が進んで膨脹し、相互に
融着し一体化する。一方冷却型２内では型窩４内
で成形体が、冷媒供給口１４，１５から套状部
８，９に供給される冷却媒体、好ましくは冷却水
によつて冷却され、硬化している。加熱型１内に
おける加熱発泡及び冷却型２内における冷却固化
が完了すると、第２図に示すごとく、雌型１ｂ，
２ｂはそれぞれの開閉運動軸線Ａ−Ａ及びＢ−Ｂ
に沿つて後退し開型する。冷却型２の雌型２ｂの
後退によつて槓杆２１はストツパで抑止されエジ
エクタプレート２０は突出して製品を押出し離型
させる。又、加熱型１は雌型１ｂの後退により開
型するがその際、発泡した樹脂半製品がどちらの
型上に残るかは、雄型１ａと雌型１ｂとに対する
半製品の離型抵抗の大小によつて決まる。図示の
如く半製品と金型壁面との接触面積において雌型
１ｂの方が雄型１ａよりも充分に大きく且つ、雌
型１ｂの周壁面が軸Ａ−Ａと平行であるのに対
し、雄型１ａが先細り形状であるような場合に
は、半製品の雌型１ｂに対する離型抵抗は、雄型
１ｂに対するそれよりも充分に大であり、半製品
が雌型１ｂ内に残ることは確実である。

従つて離型抵抗に差を持たせるため、片方の型
にのみ離型剤を塗布するとか、又は一方の型では
半製品を押出す方向に型壁面から空気を噴出さ
せ、他方の型では逆に吸引力を作用させる方法も
あるが、型窩形状、即ち雌型と雄型との形状を適
宜に設計することにより、容易に離型抵抗に充分
な差異を生ぜしめることができる。

かくして開型した加熱型１の雌型１ｂは半製品
を担持したまま第２図の矢示方向に移動し、冷却
型２の雄型２ａと対峙する。

次いで雌型１ｂは軸Ｂ−Ｂに沿つて前進し第３
図に示す如く雄型２ａと嵌合し次いで第４図の点
線の位置迄再び後退する。此の際、雌型と雄型と
の形状からすれば前述の説明で明らかな通り、半
製品は当然雌型１ｂ内に残ることとなるから、雌
型１ｂに圧縮空気を供給し、内壁面から噴出させ
て半製品を押し出す力を作用させると同時に雄型
２ａの表面に半製品を吸着させるような雄型２ａ
の背後に真空ポンプ等で負圧を発生させた状態で
雌型１ｂを後退せしめ、かくして半製品を雌型１
ｂより雄型２ａへと移し換えるのである。

移し換えを了えた雌型１ｂは第４図の矢示方向
へ移動して雄型１ａと対峙し、次いで、双方の雌
型１ｂ，２ｂは前進して第１図に示すような夫々
の雄型１ａ，２ａと嵌合する。

以上がトランスフア式成形装置の一般的な作動
ないし作用であるが、その作業能率並びに製品歩
留りを低下させる技術的問題点の１つに、既述の
トランスフアミスがある。

すなわち、雌型及び雄型の形状によつては雄型
との離型抵抗が相対的に小さ過ぎる場合や、圧縮
空気洩れ又は真空洩れが生じ易い場合には往々に
して、トランスフアミスが頻発する。そこで本発
明の要諦は、冷却型２の図における固定雄型２ａ
の成形作用面、即ち成形体に接する面の適宜な箇
所に、該金型２の開閉運動軸線Ｂ−Ｂと並行な軸
を有するピン２３を植設し、該冷却固定雄型２ａ
からの成形体の離型抵抗値を増大せしめた点に存
する。勿論、型構成によつては雌型２ｂにピンを
設け、抵抗値を増大させる場合もある。

ところで、ピン２３は加熱移動雌型１ｂの前進
と共に接近嵌着する半製品内に侵入し、ピン２３
の周囲に接触した樹脂の収縮によつて脱抜抵抗が
増大し結果として冷却固定雄型２ａからの半製品
の離型抵抗値を増大させ、半製品の移し換えを確
実にするのである。

ピン２３を冷却固定雄型２ａのみに植設する場
合成形体に大きな傷跡を残して外観を損ねたり、
機能上の劣化を来たしたりすることを防止するた
めに、針状のピンを複数本取り付けることは極め
て好ましいことである。

又、ピン２３を植設した冷却固定雄型２ａと対
応する加熱型即ち加熱固定雄型１ａに、冷却固定
雄型２ａと同様の箇所に且つ同様の姿勢で、即ち
開閉運動軸Ａ−Ａと、その軸が平行となるよう
に、ピン２４を植設することは、このピン２４に
よつて加熱型１内で成形された半製品の孔隙２５
内に冷却型のピン２３が無理なく挿入されるため
比較的大きい寸法のピンを使用しても、侵入圧迫
による成形品の局部的変形、破壊等を伴なうこと
なく、離型抵抗を著しく増大させることができ
る。この場合、冷却型のピン２３と加熱型のピン
２４との形状並びに寸法を等しくすることによつ
て本発明装置の作用効果は充分に奏される。すな
わち、加熱型のピン２４で半製品に形成された孔
隙２５は、未だ若干発泡膨脹を続けている樹脂が
発泡を完了する迄の間に狭溢化し、そこに冷却型
のピン２３が挿入され接触部分の樹脂が冷却固化
することによりピン２３の脱抜抵抗が増大するか
らである。

冷却固定雄型２ａのピン２３において、その全
長の少なくとも一部における直径を加熱型１ａの
ピン２４の直径よりも大ならしめることは、ピン
２３による半製品の繋留作用をより確実にするた
めに頗る効果的である。このような例を第５図に
示した。同図において、冷却型のピン２３′は、
その全長において直径が加熱型のピン２４の直径
よりも一様に大であり、ピン２３″，２３は何
れも全長の一部における直径がピン２４のそれよ
りも大ならしめてある。

更に、冷却固定雄型２ａのピン２３の表面粗度
を加熱雄型１ａのピン２４の表面粗度よりも大な
らしめることも同様に本発明の効果を増大させる
ための有効な方法である。

ピン２３の寸法は成形体の大きさ及び形状によ
つて左右されるが、通常直径が６mm〜20mm好まし
くは６mm〜10mm、又、長さ15〜75mm程度のものが
好適である。

更に又、加熱固定雄型１ａのピン２４は肉盗み
成形用部材をもつて代替することができる。この
際コアの面に沿つたチヤンネル形状の肉盗みで
は、そこに冷却固定雄型２ａのピン２３を嵌挿し
ても効果が薄い。従つて管状又は隧道状の肉盗み
であることが肝要であり、此の場合も、肉盗み成
形用部材とピン２３との形状・寸法の関係につい
ては前述の条件を充足させる配慮が望まれる。

上述の如くにして加熱移動雌型１ｂより半製品
を受取つた冷却固定雄型２ａは冷却移動雌型２ｂ
と合体して半製品を冷却固化し、硬化安定した成
形体となした後、冷却移動雌型２ｂを後退させる
のであるが、その際、ピン２３の作用により成形
体が固定雄型２ａ上に残置し、ここでもトランス
フアミスが生ずることがある。それを防止するた
めに雄型２ａから圧縮空気を噴出させ成形体を前
面に押出すと共に、雌型２ｂ表面を真空吸引して
成形体を吸着する方法をとることも可能である
が、空気系統の徒らな複雑化を避けるために、雌
型２ｂの内壁面の適宜な位置にＢ−Ｂ軸に平行な
軸を有するピンを植設して、冷却固定雄型２ａと
冷却移動雌型２ｂの成形体離型抵抗を確実に逆転
させることができる。

かくして、成形体は確実に冷却移動雌型２ｂへ
移し換えられ、該移動雌型２ｂの後退動に伴ない
突出するエジエクタプレート２０の作用によつて
成形体は押出され製品として回収されるのであ
る。

以上詳述した通り、本発明にかかる発泡成形用
金型は、トランスフア式成形法に極めて好都合に
適用される。即ち、工程サイクル時間の短縮、省
エネルギー等により工程合理化及び生産性向上に
大きく貢献するトランスフア式成形法において、
従来大きな課題とされていた半製品のトランスフ
アミスを、装置に簡単な改良・改変を加えて、半
製品の金型からの離型抵抗値を容易且つ随意に変
化させることにより確実に解消することができ、
又、製品の外観・性能等を損なうことなく作業能
率を改善し、歩留りを向上し得る等、トランスフ
ア式成形法の利用に資する所、極めて大である。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は本発明装置の構造の態様及
び作動順序を説明するための概要図である。第５
図は本発明装置の要部をなすピンの形状を示す側
面図である。 １……加熱型、２……冷却型、１ａ，２ａ……
雄型、１ｂ，２ｂ……雌型、３，４……型窩、１
８……樹脂粒子供給器、１９……樹脂粒子供給
口、２０……エジクタプレート、２３，２４……
ピン、Ａ−Ａ，Ｂ−Ｂ……開閉運動軸線。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ それぞれ１対の互いに開閉自在な雄型と雌型
   とをもつて型窩を形成し得る２組の成形用金型か
   らなり、第一の成形用金型は型窩への発泡性熱可
   塑性樹脂粒子の供給口と型窩内を加熱する手段と
   を備えた加熱型であり、第二の金型は型窩内の成
   形体を冷却する手段と離型させる手段とを備えた
   冷却型であり、更に一方の金型の雄型と他方の金
   型の雌型とは何れか一方の移動によつて互いに嵌
   合し、加熱型に担持された成形体を冷却型に移し
   換えるように構成されたトランスフア式成形装置
   において、上記成形体を受取る冷却型の成形体に
   接する面の適宜な箇所に、該金型の開閉運動軸線
   と並行な軸を有するピンを植設し、該冷却型から
   の成形体の離型抵抗を増大せしめてなることを特
   徴とする発泡成形用金型。 ２ ピンが複数本の針状のものである特許請求の
   範囲第１項記載の発泡成形用金型。 ３ ピンを植設した冷却型と対応する加熱型に、
   該冷却型と同様の箇所に且つ同様の姿勢でピンを
   植設した特許請求の範囲第１項記載の発泡成形用
   金型。 ４ 冷却型のピンと加熱型のピンとが同一の形状
   並びに寸法を有する特許請求の範囲第３項記載の
   発泡成形用金型。 ５ 冷却型のピンはその全長の少なくとも一部に
   おける直径が加熱型のピンの直径よりも大である
   特許請求の範囲第３項記載の発泡成形用金型。 ６ 加熱型のピンが肉盗み成形用の部材である特
   許請求の範囲第３項記載の発泡成形用金型。 ７ ピンが６mm〜20mmの直径と、15mm〜70mmの長
   さを有するものである特許請求の範囲第３項乃至
   第６項の何れかに記載の発泡成形用金型。 ８ ピンが６mm〜10mmの直径を有するものである
   特許請求の範囲第７項記載の発泡成形用金型。 ９ 冷却型のピンの表面粗度を加熱型のピンのそ
   れよりも大ならしめた特却請求の範囲第３項乃至
   第８項の何れかに記載の発泡成形用金型。 １０ 成形体を担持すべき加熱型の離型抵抗がそ
   の相手の加熱型の離型抵抗よりも大となるように
   加熱型の型窩形状を定めた特許請求の範囲第１項
   乃至第９項の何れかに記載の発泡成形用金型。 １１ ピンを植設した前記冷却型の相手の冷却型
   にも同様の方式でピンを植設し、両冷却型の離型
   抵抗を逆転させた特許請求の範囲第１項乃至第１
   １項の何れかに記載の発泡成形用金型。 １２ 成形体の移し換えを司る加熱型は型内壁面
   から成形体へ向かつて圧縮気体を噴射せしめる手
   段を具え、成形体を受取る冷却型は型内壁面から
   型の背後に向かつて負圧を生ぜしめる手段を具え
   た特許請求の範囲第１項乃至第１１項の何れかに
   記載の発泡成形用金型。