专利名称：弹性人体模型头部的成形方法及其成形模具的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有弹性的人体模型头部的成形方法及其成形模具。
背景技术：
在过去，具有弹性的人体模型头部一般是将氯乙烯熔化，之后通过冷凝模塑法与旋转模制法形成。由于上述两种方法不形成吹塑成形那样的分模线，故具有加工质量好的优点。另外，如果采用后者的方法，具有可以降低成本生产的优点。
但是，氯乙烯包含氯，另外在上述成形法中，为了使成形品带有弹性，故必须在氯乙烯中，添加作为增塑剂的酞酸酯。由于最近，氯乙烯与酞酸酯的安全性均值得怀疑，在各个领域，具有避免使用氯乙烯的倾向，故即使在人体模型头部中，也极需采用没有问题的，更加安全的成形材料成形。
然而，即使在能够采用除氯乙烯以外的成形材料进行冷凝模塑与旋转模制的情况下，由于材料未呈胶体状，故仍不能实现成形。如果采用吹塑成形法，可形成成形主体，但是在该成形法中，按照上述方式，不能够避免在人体模型头部的表面上产生分模线的情况。另外，在成形时，成形材料未遍及到人体模型的眼睛，鼻部，嘴等的凹凸的细部，具有不能够进行与模具的形状完全吻合的成形。就人体模型头部的制造来说，脸的表面的加工质量，即表面的平滑度与脸的各个部分的凹凸的精巧度均为取得竞争优势的条件，而吹塑成形就这两者来说，具有致命的问题。
另外，人体模型头部必须具有与人体的皮肤相同的柔软的触感的弹性，该要求也是必须满足的。
本发明的目的在于解决上述问题，采用除氯乙烯以外的成形材料，另外通过吹塑成形，可形成与模具的形状完全吻合的人体模型头部，并且提供一种具有弹性的人体模型头部的成形方法及其成形模具。
发明的公开为了实现上述目的，本发明的弹性人体模型头部的成形方法的特征在于，包括下述步骤准备形成有与人体模型头部的形状吻合的内面形状的分开模具，由该分开模具产生的分模线形成于人体模型头部的发际处或其附近；对作为成形材料的型坯进行加热，该成形材料是以合成树脂的热塑性弹性体与硅酮树脂中的任何一种为主成分，在其中添加增塑剂与着色剂而形成的，在将该型坯下入到间隔设置的上述分开模具之间后，将上述分开模具合闭，向其内部吹入空气；当向上述分开模具吹入空气时，从上述分开模具的内面形状的外突部中的至少1个部位，排出上述分开模具腔内的空气；将上述分开模具打开，取出成形品。
按照上述方式形成的本发明的方法，在作为人体模型头部的最主要的脸的部分上不会出现分模线。虽然分模线在靠近头部的发际处形成，但是由于人体模型头部由植毛或假发形成的头发覆盖，故分模线不曝露于外部。虽然具有弹性的成形体的分模线的后处理必须通过手工作业进行，非常浪费时间，而由于无需这样的麻烦的作业，故制造效率良好。
另外，由于在成形时，在与吹入空气的同时，空气从在鼻部等的外突出部中的至少1个部位形成的排气孔排出，故成形材料也良好地供给该部分。于是，在排出空气的部分和其附近处，可获得与模具的形状完全吻合的形状。
还有，由于成形材料采用合成树脂的弹性体或硅酮树脂，不采用氯乙烯，故没有对环境造成污染的担心，可制造对健康也是无害的，无毒的安全的人体模型头部，并且可形成具有与人体的皮肤相同柔软触感的弹性人体模型头部。因此，可提供作为供幼儿与小孩玩耍中的摸拟体验道具的最佳的人体模型。
此外，由于成形品为弹性体，故可从模具中顺利地取出，没有鼻部与颚等的下凹部发生破损等的问题。
还有，最好，在与上述分开模具的人体模型颈部相对应的部位，以可在腔内部实现进出的方式设置有杆，在吹入空气后，将上述杆向上述腔的内部突出，在打开分开模具之前，使杆相对腔实现退回，形成颈孔。通过按照上述方式构成，由于在成形时，吹入空气而型坯发生膨胀之后，使杆在分开模具的腔内实现进出，形成颈孔，故颈孔不对其它部分的成形造成损害。
另外，最好，通过开设于分开模具中的外突部上的微小排气孔，将上述分开模具腔内的空气排出。或，也可通过穿过分开模具的杆状的多孔体，将分开模具腔内的空气排出。
本发明的人体模型头部的成形模具的特征在于，包括两个分开模具，在其中一个分开模具上形成与人体模型的脸部的形状吻合的内部形状，而在另一个分开模具上形成与人体模型头部的后侧部分的形状吻合的内面形状，并且其结构为使分模线形成于人体模型头部的发际处或其附近，在分开模具中的一个中，在分开模具的内面形状中的外突部的至少1个部位处，设置有在将空气吹入分开模具时，将分开模具内腔内的空气排出的空气排出机构。
按照上述方式构成的成形模具，能可靠地实现上述的成形法，即使通过吹塑成形法，仍可形成具有尖锐形状的人体模型头部，该尖锐的形状不比通过冷凝模塑法与旋转模制法而形成的对应形状差。另外，由于在其中一个分开模具上形成与人体模型的脸部的形状吻合的内面形状，在另一个分开模具上形成有与人体模型头部的后侧部分的形状吻合的内面形状，故作为人体模型头部的最主要的脸的部分上不会出现分模线。
另外，最好，在与上述模具中的与人体模型的颈部相对应的部位设置有可进出的颈孔形成用的杆。通过上述这样的杆，可在不损害其它部分的成形的情况下形成颈孔。另外，可在上述杆的前端侧的周面上形成有环状槽。通过开设于杆的前端侧的周面上的环状的槽，在所形成的人体模型头部的颈孔的周面上形成环状的突条。于是，有效地防止将身体侧的颈部嵌入颈孔时的脱开。
还有，最好，上述空气排出机构由开设于分开模具上的排气孔形成，该排气孔的直径在0.1～0.3mm的范围内。或，上述空气排出机构也可由穿过分开模具的杆状的多孔体形成。在这种场合，最好，上述多孔体的孔径在0.03～0.1mm的范围内。由于随着成形时的吹入空气的进行，型坯发生膨胀，由此受到挤压的模具腔内的空气从上述空气排出机构向外部自然排出，故即使在不强制地排出空气的情况下，仍可获得具有与成形模具的内面形状完全吻合的人体模型头部。还有，由于排气孔的直径足够小，故在成形时，成形材料不会进入排气孔，在成形后，无需进行修整作业。
附图的简单说明
图1为表示本发明的人体模型头部的成形模具实施例的剖视图。
图2为表示在本发明的成形方法中，将成形模具打开时的剖视图。
图3为表示向成形模具吹入空气时的剖视图。
图4为表示成形颈孔时的剖视图。
图5A和5B为表示所形成的人体模型头部的正视图与侧视图。
图6为表示本发明的人体模型头部的成形模具另一实施例的剖视图。
图7A和图7B为表示试制时通过吹塑成形法形成的人体模型头部的正视图与侧视图。
实施发明的最佳形式首先，为了对吹塑成形中的问题进行进一步研究，作为通过吹塑成形试制人体模型头部的结果，已确认，该成形法具有下述问题，即如图7A和图7B所示，鼻部25与耳26的部分为球面状，特别是鼻部25的前部与鼻孔部的形状不够尖锐，成形材料难于旋转。另外注意到，人体模型头部的表面不必全部曝露在外部，分模线也通过采取措施而可忽略。
本发明人等在上述的观点下，开发了采用吹塑成形方式的人体模型头部的成形方法与实现该方法用的成形模具，下面给出其具体内容。
图1中的标号1表示成形模具。该成形模具1供吹塑成形法使用，其由两个分开模具2、3构成。在其中一个分开模具2上形成有与人体模型的脸部形状吻合的内面形状A，而在另一分开模具3上，形成有与除了脸部以外的人体模型头部(即，“除了脸部以外的头部”指包含头顶部，头后部和一部分头侧部的部分，在本说明书中，称为“头部后侧部分”)的形状吻合的内面形状B，合模面4在人体模型头部的发际处或靠近该部位形成，以便不会在脸部产生分模线。此外，上述分开模具2、3中，在构成鼻部5，颚部6，耳部7，头后部8的外突部上开设有排出空气用的排气孔9。最好，该排气孔9的直径在0.1～0.3mm的范围内。鼻部5，颚部6与头后部8上的排气孔9按照分别与分开模具2、3的合模面4相垂直的方式形成。此外，耳部7上的排气孔9按照从正面看，与处于中心的面(图中未示出)相垂直的方式形成。进气孔10开设于头部的最顶部的合模面4上。
还有，上述排出空气用的排气孔9开设于分开模具2、3的外突部上，但是，排气部位可大于1个，通常，其最好设置于鼻部5或耳部7处，特别是最好设置于鼻部5处，但是并不限于此实施例。外突部不仅为鼻部5、颚部6、耳部7那样从表面向外突出的部分，而且还包括唇、颊、额等那样的未凹陷的部分，即向外呈凸状的部分。于是，还包括头后部8与颚部6中的排气孔9的部分那样的远离分开模具2、3的接缝，容易残留空气的部分。
再有，在上述的其中一个分开模具2中，在与人体模型的颈部相对应的部位开设有筒状的通孔12，在该通孔12中，以可在成形模具1的腔内部实现进出的方式，滑动地设置有杆13。在该杆13的前端侧的周面上形成有环状的槽14。上述杆13可按照下述方式构成，即通过设置于模具1的外部上的气缸装置，液压缸装置等(图中未示出)驱动。
下面对通过上述成形模具制造人体模型头部的方法进行描述。
首先，制备成形材料，由于作为成形品的人体模型头部必须具有与人体皮肤相同的柔软程度的弹性，故该材料采用以合成树脂的热塑性弹性体为主成分，在该主成分中添加增塑剂，着色剂等而形成的材料。上述的热塑性弹性体包括烯烃系弹性体、苯乙烯系弹性体、丁苯系弹性体、氨基甲酸乙酯系弹性体、聚酯系弹性体、聚乙烯系弹性体等。上述的热塑性弹性体即使在添加增塑剂的情况下也不会象氯乙烯那样呈胶体状，但是仍可用作吹塑成形用的成形材料。还有，增塑剂的选择范围也较大。于是，不采用氯系的弹性体。此外，增塑剂不采用酞酸酯。在本实例中，成形材料采用クラレ株式会社生产的セプトン(商品名)。此外，除了弹性体以外，还可采用硅酮树脂作为成形材料。
对上述的成形材料、即筒状的型坯15进行加热，如图2所示，将型坯15下入间隔设置的2个分开模具2、3之间，如图3所示，将分开模具2、3合闭，从进气孔10吹入空气。
成形材料的加热温度在210～220℃的范围内，吹入空气的压力在4～6Kgf/cm2的范围内。通过吹入空气，型坯15发生膨胀，贴于分开模具2、3的内面上。由于成形材料的加热温度设定在210～220℃的范围内，这样型坯15均匀地发生膨胀。但是，在型坯15与分开模具2、3的内面之间残留有本来位于腔内的空气的一部分。于是，在吹入空气的同时，从排气孔9排出上述残留的空气。由此，不会形成残留空气造成的一种壁，成形材料遍及模具1的整个内面。
接着，在吹入空气后，如图4所示，使上述杆13在腔内突出，在打开分开模具2、3之前，使杆13相对成形模具1实现退回。通过使杆13突出，在分开模具2内局部地挤压成形材料，形成颈孔11。然后，当拔出杆13时，在颈孔11的周面上形成突条环16。
在使杆13作退回移动后，如果将分开模具2、3打开，将成形品从两分开模具2、3中取下，取出具有图5A和图5B所示的，具有弹性的人体模型头部17。分模线18如图所示，沿发际现露出来。
如果采用上述的人体模型头部的成形方法，由于在其中一个分开模具2上形成与人体模型的脸部形状吻合的内面形状，而在另一个分开模具3上形成与人体模型头部的后侧部分的形状吻合的内面形状，故在作为人体模型头部17的最主要的脸的部分上不会出现分模线。
分模线18形成于头部的发际附近，但是，由于人体模型头部的头部后侧部分为由植毛或假发形成的头发覆盖，故分模线18不会在可从外部看到的部分露出。由此，不必对分模线18进行处理，可以忽视。
由于在成形时，基本上与吹入空气的同时，空气从在与分开模具2、3中的鼻部5、颚部6、耳部7与头后部8相对应的部位形成的排气孔9排出，故成形材料良好地均供给这些部分。于是，在鼻尖、鼻孔部分或耳轮处可获得与模具形状完全吻合的尖锐形状。还有，由于排出空气的排气孔9的直径非常小，在0.1～0.3mm的范围内，成形材料无法进入该排气孔9，故在成形品中，不产生胡须那样的无用部分。因此，无需将微小的无用部分修整去除的后处理作业。再有，在高度为40mm，宽度为30mm的尺寸的人体模型头部的场合，排气孔9的直径最好为0.2mm。另外，如果无用部分的尺寸大于0.3mm，由于后处理作业也较简单，这样当形成较大尺寸的人体模型头部时，也可使排气孔9的直径大于3mm，并对所形成的无用部分进行修整。
还有，由于大部分的排气孔9沿与分开模具2、3的合模面4相垂直的方向形成，故空气排出效率良好。此外，该形式不构成对本发明的限定。
另外，由于在成形时，在通过吹入空气，型坯15发生膨胀后，通过使杆13在分开模具2的筒状的通孔12中实现进出，形成构成颈孔11的结构，故颈孔11不会损坏其它部分的成形。而如果在使杆13从最初处于在模具1的腔内部突出的状态进行成形，则杆13对成形材料的旋入造成妨碍，具有不能向颚等的部分供给足够的成形材料的危险。
由于在杆13的前端侧的周面形成有环状的槽14，在所形成的人体模型头部17的颈孔11的周面形成环状的突条16。因此，有效地防止将身体侧的颈部嵌入颈孔11时的脱开。另外，环状槽14包括螺旋状的槽。
此外，作为从上述腔中排出残留空气的方法，如图6所示，还可将杆状的多孔体20穿过分开模具2(3)，在该多孔体20中的位于腔一侧的端面上形成上述鼻部5与耳部7的形状，以便代替在分开模具2、3上形成微小的排气孔9的方式。在此场合，多孔体20的孔径最好在0.03～0.1mm的范围内。
按照上述结构，由于随着成形时吹入空气的进行，型坯15发生膨胀，由此受到挤压的模具腔内的空气从上述多孔体20向外部自然排出，故残留空气不会形成壁，可获得具有与模具完全吻合的形状，并具有足够的弹性的成形品。在此场合，还可从多孔体20强制地排出腔内的空气。
权利要求
1．一种弹性人体模型头部的成形方法，其特征在于，包括下述步骤准备形成有与人体模型头部的形状吻合的内面形状的分开模具，由该分开模具产生的分模线形成于人体模型头部的发际处或其附近；对作为成形材料的型坯进行加热，该成形材料是以合成树脂的热塑性弹性体与硅酮树脂中的任何一种为主成分，在其中添加增塑剂与着色剂而形成的，在将该型坯下入间隔设置的上述分开模具之间后，将上述分开模具合闭，向其内部吹入空气；当向上述分开模具吹入空气时，从上述分开模具的内面形状的外突部中的至少1个部位排出上述分开模具腔内的空气；将上述分开模具打开，取出成形品。
2．根据权利要求1所述的弹性人体模型头部的成形方法，包括下述步骤在与上述分开模具的人体模型的颈部相对应的部位，以可在上述腔内部实现进出的方式设置有杆，在吹入空气后，将上述杆向上述腔的内部突出，在打开分开模具之前，使上述杆相对上述腔实现退回，形成颈孔。
3．根据权利要求1或2所述的弹性人体模型头部的成形方法，通过开设于上述分开模具中的外突部上的微小排气孔，将上述分开模具腔内的空气排出。
4．根据权利要求1或2所述的弹性人体模型头部的成形方法，通过穿过上述分开模具的杆状的多孔体，将上述分开模具腔内的空气排出。
5．一种弹性人体模型头部的成形模具，其特征在于，包括两个分开模具，在其中一个分开模具上形成与人体模型的脸部的形状吻合的内部形状，在另一个分开模具上形成与人体模型头部的后侧部分的形状吻合的内面形状，并且其结构为使分模线形成于人体模型头部的发际处或其附近，在上述分开模具中的一个中，在上述分开模具的内面形状中的外突部中的至少1个部位处，设置有在将空气吹入上述分开模具时，将分开模具内腔内的空气排出的空气排出机构。
6．根据权利要求5所述的弹性人体模型头部的成形模具，在与上述模具中的与人体模型的颈部相对应的部位，设置有可实现进出的颈孔形成用的杆。
7．根据权利要求6所述的弹性人体模型头部的成形模具，在上述杆的前端侧的周面上形成有环状槽。
8．根据权利要求5～7中任一项所述的弹性人体模型头部的成形模具，上述空气排出机构为开设于上述分开模具上的排气孔。
9．根据权利要求8所述的弹性人体模型头部的成形模具，上述排气孔的直径在0.1～0.3mm的范围内。
10．根据权利要求5～7中任一项所述的弹性人体模型头部的成形模具，上述空气排出机构为穿过上述分开模具的杆状的多孔体。
11．根据权利要求10所述的弹性人体模型头部的成形模具，上述多孔体的孔径在0.03～0.1mm的范围内。
全文摘要
本发明的目的在于提供一种由安全的成形材料,借助吹塑成形方式,形成完全与模具吻合的人体模型头部的方法及其成形模具。采用形成有与人体模型头部(17)的形状吻合的内面形状的分开模具(2、3),使由分开模具(2、3)产生的分模线(18)形成于人体模型头部(17)的发际处或其附近。以下述材料作为成形材料,该材料是以合成树脂的热塑性弹性体作为主成分,在其内添加增塑剂与着色剂而形成的,对该材料进行加热,在将型坯(15)下入到间隔设置的分开模具(2、3)之间之后,将分开模具(2、3)合闭,向其内部吹入空气。当向分开模具(2、3)中吹入空气时,从鼻部(5)等的外突部中的至少一个部位排出腔内的空气。
文档编号B29C49/62GK1289262SQ99802533
公开日2001年3月28日 申请日期1999年11月29日 优先权日1998年12月1日
发明者大场和夫, 上野孝宏 申请人:株式会社大可乐