(57)【要約】【課題】通気性シートを用いることなく、ボイド等の製品欠陥を抑制することができる射出成形装置および射出成形方法を提供する。【解決手段】本発明の射出成形装置は、発泡樹脂材料を硬化させて発泡樹脂を成形する射出成形装置であり、金型内部と金型外部とを連通する排気部を有する成形金型３０と、成形金型３０の排気部３３の上方に配置され、金型内部のガスを排気部３３から排出するためのガス抜き穴４１を有する移動部材４０とを有する。金型内部のガスをガス抜き穴４１から排出し、ガス抜き穴を通過した発泡樹脂材料が硬化した後、移動部材４０を移動させて、ガス抜き穴４１に形成された発泡樹脂のバリを切断する。【選択図】図２
2008018684.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発泡樹脂材料を硬化させて発泡樹脂を成形する射出成形装置であって、
金型内部と金型外部とを連通する排気部を有する成形金型と、
前記成形金型の前記排気部の上方に配置され、前記金型内部のガスを前記排気部から排出するためのガス抜き穴を有する移動部材とを有し、
前記ガスを前記ガス抜き穴から排出し、前記ガス抜き穴を通過した発泡樹脂材料が硬化した後、前記移動部材を移動させて、前記ガス抜き穴に形成された発泡樹脂のバリを切断することを特徴とする射出成形装置。
【請求項２】
前記成形金型は、成形品にリブを形成するためのリブ形成部を排気部として有する請求項１に記載の射出成形装置。
【請求項３】
前記ガス抜き穴に形成された前記発泡樹脂のバリを除去する除去手段を有する請求項１または２に記載の射出成形装置。
【請求項４】
前記除去手段は、前記ガス抜き穴にガスを噴射して前記発泡樹脂のバリを除去するエアノズルである請求項３に記載の射出成形装置。
【請求項５】
前記除去手段は、前記ガス抜き穴の下方から突き上げて前記発泡樹脂のバリを除去する棒部材である請求項３に記載の射出成形装置。
【請求項６】
前記ガス抜き穴に離型剤を噴霧する離型剤ノズルを有する請求項３〜５のいずれか一項に記載の射出成形装置。
【請求項７】
前記移動部材と前記除去手段と前記離型ノズルの作動を制御する制御部を有し、
前記制御部は、前記発泡樹脂材料が硬化した後に、前記移動部材によってガス抜き穴の前記発泡樹脂のバリを切断し、前記除去手段によって前記ガス抜き穴から前記発泡樹脂のバリを除去し、前記離型ノズルによって離型剤を前記ガス抜き穴に塗布するように制御する請求項６に記載の射出成形装置。
【請求項８】
発泡樹脂材料を硬化させて発泡樹脂を成形する射出成形方法であって、
金型内部と金型外部とを連通する排気部を有する成形金型内部に前記発泡樹脂材料を注入する工程と、
前記成形金型の前記排気部の上方に配置され、ガス抜き穴を有する移動部材の当該ガス抜き穴から、前記金型内部のガスを、前記排気部を介して排出する工程と、
前記ガス抜き穴を通過した前記発泡樹脂材料が硬化した後、前記移動部材を移動させて、前記ガス抜き穴に形成された発泡樹脂のバリを切断する工程とを有することを特徴とする射出成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発泡樹脂材料を硬化させて発泡樹脂を成形する射出成形装置および射出成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特殊なミキシングヘッドを用いて２種のモノマーを金型内に混合射出し、重合反応を起こさせると同時に発泡させて、発泡樹脂成形品を得る反応射出成形法（Reaction Injection Molding）が知られている。反応射出成形法は、一般的な射出成形に比べて、比較的低温低圧で成形品を成形したり、低粘度原料を使用して、複雑大型形状品を比較的容易に成形したりすることができる等の特徴を有している。
【０００３】
しかし、反応射出成形法において、たとえば、補強や変形防止などを目的として板裏にリブを形成した成形品を成形する場合、リブを形成する部分にガスが溜まることによりボイドが発生しやすいという問題があった。
【０００４】
そこで、金型内部に残存したガスを排出するためのベント穴を設けるとともに、そのベント穴を覆うように、非通気性膜が被着された通気性シート材を取り付けた発泡成形金型を用いた製造方法が提案されている（たとえば、特許文献１参照。）。かかる製造方法によれば、金型に突起を設けることにより、キャビティ内に発泡充填される発泡原料が通気性シート材を押し上げたときに、非通気性膜と型面との間に隙間を確保している。そうすることにより、ベント孔からガスを排気させながら、発泡原料の流出を防止し、キャビティ内の発泡ガスや空気を最後まで効率よく抜くことができ、欠肉やコラップスなどの成形不良を防止している。
【０００５】
具体的には、まず、ガスは、通気性シート材のうち非通気性膜が設けられていない部分から、ベント孔を介して金型外部に排出される。次に、キャビティ内に発泡充填されて、発泡原料が通気性シート材を押し上げると、非通気性膜と型面との間に確保された隙間を通って、キャビティ内に残存するガスは金型外部に排出される。このとき、ポリウレタンフォームは、非通気性膜が設けられている部分では、非通気性膜により上方への流出が防止され、非通気性膜が設けられていない部分では、通気性シート材によりその上方への流出がほぼ規制される。また、ポリウレタンフォームが仮に通気性シート材を浸透したとしても上記隙間が小さいために、ベント孔から型外への流出を防止することができると記載されている。
【特許文献１】特開２００４−３５８９１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記製造方法によれば、通気性シート材を必要とするため部品コストがかかり、また通気性シート材を金型に配置する工数を必要とする。また、金型に突起を設けて、非通気性膜と金型との間に隙間を確保するために、細部にわたって所望の形状に成形することは容易ではなかった。
【０００７】
本発明は上記従来技術の有する問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、通気性シート材を用いることなく、ボイド等の製品欠陥を抑制することができる射出成形装置およびその成形方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の上記目的は、下記の手段によって達成される。
【０００９】
（１）発泡樹脂材料を硬化させて発泡樹脂を成形する射出成形装置であって、金型内部と金型外部とを連通する排気部を有する成形金型と、前記成形金型の前記排気部の上方に配置され、前記金型内部のガスを前記排気部から排出するためのガス抜き穴を有する移動部材とを有し、前記ガスを前記ガス抜き穴から排出し、前記ガス抜き穴を通過した発泡樹脂材料が硬化した後、前記移動部材を移動させて、前記ガス抜き穴に形成された発泡樹脂のバリを切断することを特徴とする射出成形装置。
【００１０】
（２）発泡樹脂材料を硬化させて発泡樹脂を成形する射出成形方法であって、金型内部と金型外部とを連通する排気部を有する成形金型内部に前記発泡樹脂材料を注入する工程と、前記成形金型の前記排気部の上方に配置され、ガス抜き穴を有する移動部材の当該ガス抜き穴から、前記金型内部のガスを、前記排気部を介して排出する工程と、前記ガス抜き穴を通過した前記発泡樹脂材料が硬化した後、前記移動部材を移動させて、前記ガス抜き穴に形成された発泡樹脂のバリを切断する工程とを有することを特徴とする射出成形方法。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、金型内部のガスをガス抜き穴から排出し、発泡樹脂材料が硬化した後、ガス抜き穴に形成された発泡樹脂のバリを切断するものである。
【００１２】
本発明によれば、ボイド等の製品欠陥を抑制することができる射出成形装置およびその成形方法を提供することができる。すなわち、金型内部のガスを排出するためのガス抜き穴に、発泡樹脂のバリを成形し切断することで、通気性シート材を用いることなく、金型内部のガスを排出するとともに、ボイドの発生を防止することができる。
【００１３】
したがって、通気性シート材を用いる必要がないため、部品コストを抑えることができ、また通気性シート材を配置するための工数も削減することができる。また、通気性シート材や金型に突起を設ける必要がないため、細部にわたって所望の形状に発泡樹脂成形品を成形することができる。さらに、発泡樹脂のバリをガス抜き穴に形成し切断することで、成形品においてバリが形成されることを抑えることもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本発明の射出成形装置の模式的な構成図である。本実施形態では、ポリウレタン成形品を成形するための反応射出成形装置（以下、ＲＩＭ装置という）１０について説明する。なお、発泡成形材料としては、ポリウレタンが最も一般的であるが、他にナイロン、ポリウレア、エポキシ、シクロペンタジエン等であってもよい。
【００１６】
ＲＩＭ装置１０は、主剤であるポリオール成分を供給するためのポリオール供給タンク１１と、硬化剤であるイソシアネート成分を供給するためのイソシアネート供給タンク１２と、混合注入手段としてのミキシングヘッド１３と、金型装置２０とを備えている。
【００１７】
供給タンク１１，１２に蓄積されたポリオールおよびイソシアネートは、それぞれ計量ポンプ１４，１５を介してミキシングヘッド１３へ供給され、ミキシングヘッド１３で混合され混合液となる。その後、混合液となった発泡成形材料が、金型装置２０内の成形金型のキャビティに射出され、反応硬化することで、発泡樹脂成形品を得ることができる。
【００１８】
図２は、第１実施形態にかかる金型装置の部分的な断面図である。
【００１９】
金型装置２０は、成形品にリブを形成するためのリブ形状部３３を有した上型３１と下型３２とを型締めしてキャビティ（金型内部空間）３４を形成する成形金型３０と、キャビティ３４内からガスを排出するベントホール（ガス抜き穴）４１を有する摺動部材（移動部材）４０と、ベントホール４１に形成された発泡樹脂のバリを除去するためのエアノズル５０と、除去したバリを収集するためのバリ保管エリア６０と、バリ保管エリア６０に収集されたバリを取り出すためのメンテナンス用扉７０と、ベントホール４１に離型剤を塗布するための離型剤ノズル８０とを有している。
【００２０】
成形金型３０は、上型３１と下型３２とを型締めして形成されるキャビティ３４内部に、発泡樹脂材料である混合液をミキシングヘッド１３からキャビティ３４に充填し硬化させることで、キャビティ３４の形状に応じた発泡樹脂成形品を得るものである。なお、成形金型の材質は、通常、金属型であるが、合成樹脂や木材などであってもよい。
【００２１】
また、成形金型３０は、成形品に対してリブを形成するため、上型３１にリブ形状部３３を設けている。空気および混合液から発生する発泡ガスを含むキャビティ３４内部のガスは、このリブ形状部３３の上方に移動し、リブ形状部３３からキャビティ３４の外部に排出される。すなわち、リブ形状部３３は、成形金型３０の内部空間であるキャビティ３４とその外部とを連通している。
【００２２】
摺動部材４０は、混合液の注入時に、キャビティ３４内部のガスを排出するためのベントホール４１を有している。摺動部材４０は、上型３１のリブ形状部３３の上方に配置されており、リブ形状部３３の上方に移動したガスをベントホール４１から排出する。
【００２３】
なお、図２に示す断面図においては、ベントホール４１は１箇所設けられているが、リブ形状部３３の奥行き方向（図面に対して垂直方向）に、所定の間隔をおいて複数個設けてもよい。また、ベントホール４１の形状について特に限定はないが、後述するバリの切断面の面積を小さくすることが好ましい。具体的には、下方を頂点としたコーン形状またはＶ字形状などである。
【００２４】
また、リブを有する成形品（図８参照）を形成する場合では、リブ形状部３３においてガスが溜まりボイドを発生させるおそれがある。そこで、本発明に従えば、キャビティ３４内部のガスをベントホール４１から外部に逃がすことで、ボイドの発生を抑えることができる。
【００２５】
また、摺動部材４０の一端には、ロッドを介してアクチュエータ４２が設けられており、アクチュエータ４２は、油圧またはガスを用いてロッドを往復することで、摺動部材４０を矢印方向へ直線運動させることができる。
【００２６】
ベントホール４１の下端は、カット刃として機能する。すなわち、発泡樹脂材料が硬化した後、アクチュエータ４２を作動させて摺動部材４０を摺動させることにより、ベントホール４１に形成された発泡樹脂のバリを成形品から切断することができる。したがって、バリをベントホール４１内に形成し、その後に成形品から切断することで、成形品においてバリが形成されることを抑えることができる。なお、ベントホール４１とその下端にあるカット刃とは一体に形成されているが、専用のカット刃を別途設けて、ベントホールとカット刃とを個別に形成してもよい。
【００２７】
エアノズル５０は、摺動部材４０の下方に配設されており、ノズル先端からベントホール４１に向けてガスを噴射し、ベントホール４１に形成されたバリを除去する。バリ保管エリア６０は、ベントホール４１から除去されたバリを収集するための領域である。メンテナンス用扉７０は、バリ保管エリア６０に収集されたバリを取り出すためのものである。
【００２８】
離型剤ノズル８０は、離型剤をノズル先端から噴射し、ベントホール４１に塗布する。離型剤は、成形前にベントホール４１および成形金型のキャビティ３４表面に塗る塗布剤であり、成形品の金型への付着を防ぎ、金型からの離型を容易にすることなどを目的として使用される。
【００２９】
次に、図３〜図７を参照して、金型装置２０の動作について説明する。なお、金型装置２０は、記憶部に記憶された制御プログラムをプロセッサが実行することでＲＩＭ装置２０とともに制御される。
【００３０】
図３に発泡樹脂材料である混合液の注入工程を示す。図３に示すように、金型装置２０は、上型３１と下型３２を型締めしてキャビティ３４を形成する。さらに、ベントホール４１がリブ形成部の上方に位置するように摺動部材４０を配置する。その後、ミキシングヘッド１３から混合液をキャビティ３４内に注入する。
【００３１】
図４にバリ生成工程を示す。引続き、混合液を注入し、図４に示すように、キャビティ３４内部のガスをベントホール４１から排出させて、摺動部材４０のベントホール４１内にバリを発生させる。ここでガスをベントホール４１から排出することで、ガスがキャビティ３４内部に残存することを防ぎ、ボイドを抑えて成形不良を防止することができる。
【００３２】
図５に摺動部材の摺動工程を示す。図５に示すように、発泡樹脂材料である混合液が硬化した後、摺動部材４０をスライドさせる。摺動部材４０のベントホール４１の下端はカット刃として機能し、摺動部材４０がスライドすることで、ベントホール４１内に形成されたバリを切断する。ベントホール内にバリを形成しカット刃で切断することで、成形品においてバリが形成されることを防止し、成形不良の発生を抑えることができる。
【００３３】
さらに、摺動部材４０は、エアノズル５０が配置されている所にベントホール４１が位置するように移動する。
【００３４】
図６にバリの除去工程を示す。図６に示すように、エアノズル５０からガスを噴射することにより、ベントホール４１内に形成されたバリを除去する。ここでベントホール４１から除去されたバリは、バリ保存エリア６０に収集される。
【００３５】
バリ保存エリア６０に収集されたバリは、メンテナンス用扉７０を開き、外部へ搬出することができる。バリ保存エリア６０を広く設けて、複数のバリを収集することができるようにし、発泡樹脂成形品を連続して成形する間におけるバリの搬出工程を削減することもできる。
【００３６】
メンテナンス用扉７０からバリを搬出した後、離型剤ノズル８０から離型剤を噴射し、ベントホール４１に塗布する。
【００３７】
図７に発泡樹脂成形品の離型工程を示す。上型３１と下型３２を型開きし、発泡樹脂成形品を離型して取り出す。以上のようにして、金型装置２０を有するＲＩＭ装置１０において、図８に示すような板裏にリブ９１が形成された発泡樹脂成形品９０を得ることができる。
【００３８】
その後、成形金型の上型３１および下型３２に離型剤を塗布し、再び混合液の注入工程に戻り、発泡樹脂成形品を連続成形することもできる。
【００３９】
図９は、本発明の第２実施形態に係る金型装置の部分的な断面図である。本発明の第１実施形態に係る金型装置と同様の部分については、説明の重複を避けるためその説明を省略する。
【００４０】
第１実施形態では、エアノズル５０がノズル先端からベントホール４１に向けてガスを噴射し、ベントホール４１に形成されたバリを除去したが、第２実施形態では、棒部材５１を摺動部材４０の下方に配設し、ベントホール４１の下方から棒部材５１を突き上げて、ベントホール４１に形成されたバリを除去する。本実施形態においては、棒部材５１を用いることで、ベントホール４１内に形成されたバリを除去し、バリ保存エリア６０に収集する。
【００４１】
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内において、種々改変することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の射出成形装置の模式的な構成図である。
【図２】第１実施形態に係る金型装置の部分的な断面図である。
【図３】混合液の注入工程を示す図である。
【図４】バリ生成工程を示す図である。
【図５】摺動部材の摺動工程を示す図である。
【図６】バリ除去工程を示す図である。
【図７】発泡樹脂成形品の離型工程を示す図である。
【図８】発泡樹脂成形品の一例を示す部分的な斜視図である。
【図９】第２実施形態に係る金型装置の部分的な断面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１０    反応射出成形装置（ＲＩＭ装置）、
２０    金型装置、
３０    成形金型、
３１    上型、
３２    下型、
４０    摺動部材、
４１    ベントホール、
５０    エアノズル、
５１    棒部材、
６０    バリ保管エリア、
７０    メンテナンス用扉、
８０    離型剤ノズル。
【図１】
2008018684.tif 000003
【図２】
2008018684.tif 000004
【図３】
2008018684.tif 000005
【図４】
2008018684.tif 000006
【図５】
2008018684.tif 000007
【図６】
2008018684.tif 000008
【図７】
2008018684.tif 000009
【図８】
2008018684.tif 000010
【図９】
2008018684.tif 000011