CN102325636A - 注射发泡成形方法及其装置 - Google Patents

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Abstract

向合模后的模腔（113）内导入气体并升压后，将含有发泡剂的热塑性树脂即树脂原料（X）注射，使其形成皮层后，在实施使树脂原料（X）发泡的型芯后退的同时，或者实施型芯后退之后，将模腔（113）内的气体抽真空而使模腔（113）内小于大气压。进行冷却固化，得到注射发泡成形体。在完全固化前可将树脂原料（X）与金属模具（110）的内面之间的气体切实地排出模腔（113）外，可以防止由气体残留导致的表面凹陷或涡痕的发生。

Description

注射发泡成形方法及其装置
技术领域
本发明涉及将含有发泡剂的热塑性树脂进行注射成形来得到注射发泡成形体的注射发泡成形方法及其装置。
背景技术
目前，例如在汽车的车门装饰条等中利用了注射发泡成形体，作为得到这种注射发泡成形体的注射发泡成形方法，已知有各种方法（例如参考专利文献1～3）。
专利文献1中记载了在用压力气体进行了加压的模腔中填充熔融树脂时，将模腔内的未填充部分进行气体放出或抽真空，从而瞬时减压，使熔融树脂的填充变得容易。
但是，对于专利文献1中记载的这种在残留未填充部分的状态下排出压力气体的方法，有可能在与注射发泡成形体的未填充部分相对应的部分产生所谓的涡痕（swirl mark），而使外观受到损害。
专利文献2中记载了为了防止涡痕的发生而采用使用了反压（counter pressure）施工方法的构成。即，在反压施工方法中，采用了下述构成：用压力传感器测定注射填充中的金属模具模腔内的气压，抑制内压的过度升高，使注射速度恒定化、抑制气体积存或发泡不良。
但是，对于如专利文献2中记载的抑制模腔内的内压上升的构成，在型芯后退开始时刻E以前，使模腔内的气压为0，故有可能不能充分得到由气体积存导致的表面凹陷的消除效果。
专利文献3记载了采用下述构成，即，将特定的树脂组合物注射到加压至特定压力的模腔内后，对金属模具进行型芯后退而得到注射发泡成形体。
但是，对于如该专利文献3中记载的、为了形成均一的独立气泡小室而在型芯后退工序前将模腔内脱压的构成，位于离开排气位置的位置的气体由于经树脂压力压入，因此不能充分排气，有可能产生注射发泡成形体的外观不良。
现有技术文献
专利文件
专利文献1 : 日本特开2000-94483号公报
专利文献2 : 日本特开2005-153446号公报
专利文献3 : 日本特开2004-82547号公报。
发明内容
发明要解决的课题
如上所述，对于专利文献1～3中记载的现有注射发泡成形方法，不能充分防止作为注射发泡成形体表面凹陷原因的气体积存，故有可能产生表面凹陷或涡痕等外观不良。因此，在用于例如汽车的车门装饰条等使用者可看见的构件中时，有可能需要实施涂敷等另外的处理。
本发明鉴于上述实施，其目的之一在于提供可防止气体积存并得到良好外观的注射发泡成形方法及其装置。
本发明记载的注射发泡成形方法，是将含有发泡剂的热塑性树脂进行注射成形来得到注射发泡成形体的注射发泡成形方法，其特征在于，实施以下工序：使可动侧金属模具接近固定侧金属模具进行合模，而区划形成模腔的合模工序；将上述模腔内用气体升压至与混合在热塑性树脂中的发泡气体量相对应的饱和溶解压力以上的升压工序；向上述模腔内注射含有上述发泡剂的热塑性树脂的注射工序；在上述模腔内保持上述热塑性树脂的保持工序；使上述可动侧金属模具进行型芯后退（コアバック）而使上述热塑性树脂发泡的发泡工序；在实施上述型芯后退的同时或实施上述型芯后退之后，将上述模腔内抽真空而使上述模腔内的压力小于大气压的减压工序；冷却上述模腔内的热塑性树脂的冷却工序；使上述固定侧金属模具与上述可动侧金属模具远离并取出所得上述注射发泡成形体的脱模工序。
并且，本发明中，上述减压工序优选形成下述构成，即，在从实施上述可动侧金属模具的型芯后退的时刻至2.5秒后的时间里开始抽真空。
进一步地，本发明中，上述减压工序优选形成下述构成，即，使用具有泵的抽真空装置，所述泵将通过阀与上述模腔内连通的真空罐内抽真空，通过上述阀的操作，使由上述泵的驱动而减压的上述真空罐与上述模腔连通，由此将上述模腔内抽真空。
另外，本发明中，上述减压工序优选形成下述构成，即，将上述模腔内的气体抽真空后的上述模腔内的真空度调节至-0.01MPa以下。
本发明中记载的注射发泡成形装置，是将含有发泡剂的热塑性树脂注射成形而得到注射发泡成形体的注射发泡成形装置，其特征在于，具有：
金属模具，该金属模具具有固定侧金属模具和可相对于该固定侧金属模具接近和远离的可动侧金属模具，通过使可动侧金属模具接近上述固定侧金属模具进行合模而在内部区划形成模腔；
以可向该金属模具的上述模腔内流入气体的方式连通设置的将上述模腔内升压的升压装置；
抽真空装置，该抽真空装置具有真空罐、将该真空罐内抽真空的泵、和具有将上述真空罐与上述模腔内连通的阀的流路；
控制装置，该控制装置控制上述升压装置而将上述模腔内升压，在利用该升压装置升压后的模腔内注射上述含有发泡剂的热塑性树脂并在上述模腔内保持规定的时间，保持该规定的时间后使上述可动侧金属模具进行型芯后退，在该型芯后退的同时或实施型芯后退之后控制上述抽真空装置的阀，使上述真空罐与上述模腔内连通，而使上述模腔内抽真空至小于大气压。
并且，本发明中，上述抽真空装置优选形成下述构成，即，设计上述真空罐的容积，使将上述模腔内气体抽真空后的上述真空罐的真空度为-0.01MPa以下的状态，即模腔内的真空度为-0.01MPa以下的状态。
另外，本发明中，上述抽真空装置优选形成下述构成，即，将上述模腔内抽真空前的上述真空罐的真空度调节至使将上述模腔内的气体抽真空后的上述真空罐的真空度为-0.01MPa以下的状态。
根据本发明，在特定的条件下将模腔内的气体进行排气，因此可以同时防止所得注射发泡成形体表面的涡痕、和波纹状或者不定形状的凹陷的发生。
附图说明
图1是表示本发明的一实施方式的注射发泡成形装置的概略构成的方块图。
图2 是表示本实施方式的注射发泡成形体的概略成形状况的说明图，表示注射了热塑性树脂的状态。
图3 是表示本实施方式的注射发泡成形体的概略成形状况的说明图，表示进行了型芯后退的状态。
图4 是表示本实施方式的注射发泡成形体的概略成形状况的说明图，表示脱模时的状态。
图5 是表示本实施方式的注射发泡成形体的成形状况的时间图。
图6 是表示其它实施方式的注射发泡成形装置的概略构成的一部分的方块图。
具体实施方式
以下，参考附图对于本发明的一实施方式的注射发泡成形装置进行说明。
[注射发泡成形装置的构成]
图1中，100是注射发泡成形装置，注射发泡成形装置100是将例如作为汽车构成部件的车门装饰条、保险杠、仪表板、后盖箱等的装饰条、行李箱的横甲板侧装饰条等、壁厚较薄且平面大的板状物进行注射发泡成形的装置。应予说明，本发明不限于板状物的成形。
该注射发泡成形装置100是可通过使含有发泡剂的热塑性树脂进行型芯后退来发泡、成形的装置。
并且，注射发泡成形装置100具有未图示的加热料筒、金属模具110、升压装置120、抽真空装置130、和未图示的控制装置等。应予说明，在本实施方式中，例示了具有控制装置、可进行自动控制的构成，但也可以是例如操作者通过手动进行调节的构成。
加热料筒例如具有将热塑性树脂的树脂原料加入的料斗、将树脂原料熔融混炼的料筒、和将发泡剂气体导入料筒中的气体导入流路。
并且，加热料筒通过控制装置控制，在料筒内将树脂原料加热熔融，一边赋予合适的剪切应力一边进行混炼，同时导入发泡剂气体，制备含有发泡剂的热塑性树脂。
金属模具110如图1和图2所示，具有固定侧金属模具111、和可通过控制装置的控制而相对于该固定侧金属模具111接近和远离的可动侧金属模具112等。并且，金属模具110通过使可动侧金属模具112接近固定侧金属模具111进行合模，而在内部区划形成模腔113。
固定侧金属模具111中具有使由加热料筒供给的熔融树脂原料X流入模腔113内的浇口114。
进一步地，在固定侧金属模具111中，设置有与模腔113内连通、可使气体流通的气体流路115。该气体流路115通过微细的空隙而与模腔113连通，所述微细的空隙是合模时的固定侧金属模具111与可动侧金属模具112间的气体可流通，且树脂原料X不能流通的微细的空隙。
另外，在可动侧金属模具112上，如图2所示，出于形成将模腔113围住的状态即气封的目的，在与固定侧金属模具111对向的面上，设置有安装了密封部件例如O形环116的密封凹部117。
升压装置120将气体加压导入到金属模具110的模腔113内。即，升压装置120通过控制装置的控制而将气体导入模腔113内进行升压，以使将熔融的树脂原料X注射填充到模腔113内时不发泡，以形成相对于树脂原料X的发泡气体的饱和溶解压力以上的压力。
该升压装置120如图1所示，具有：与金属模具110的气体流路115连通的升压流路121、设置于该升压流路121的升压泵122、和设置于升压流路121中位于升压泵122和气体流路115之间的升压阀123。
作为该升压装置120导入的气体，可以使用例如空气、二氧化碳、氮气等惰性气体等。
抽真空装置130可以通过控制装置的控制而将金属模具110的模腔113内的气体抽真空。
该抽真空装置130如图1所示，具有：与金属模具110的气体流路115连通的抽吸流路131、设置于该抽吸流路131的真空罐132、将该真空罐132内抽真空的真空泵133、和设置于抽吸流路131中位于真空罐132和气体流路115之间的抽吸阀134。
应予说明，该抽真空装置130优选调节至抽吸前的真空罐132的容积或真空度的状态，以使模腔113内的气体抽真空后的真空罐132内的真空度为-0.01MPa以下，即，使模腔113内的真空度为-0.01MPa以下。
控制装置构成为：具有例如CPU（Central Processing Unit）等，且可控制注射发泡成形装置100整体的工作。
[树脂原料]
树脂原料是将热塑性树脂和发泡剂混合的发泡性的树脂组合物。热塑性树脂可以利用可进行注射发泡成形的任意热塑性树脂，没有特别地限定。
具体来说，可以列举聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚-1-丁烯树脂、聚甲基戊烯树脂等聚烯烃树脂；聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚萘二甲酸乙二酯等聚酯树脂；尼龙6、尼龙9、尼龙10、尼龙11、尼龙12、尼龙46、尼龙66、尼龙610、尼龙611、尼龙612等聚酰胺树脂；聚甲醛、聚苯醚等聚醚；聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）树脂、丙烯腈・乙烯-丙烯橡胶・苯乙烯（AES）树脂等苯乙烯系聚合物；聚碳酸酯等碳酸酯系聚合物；其它可以列举聚氯乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-（甲基）丙烯酸酯共聚物、离聚物树脂等乙烯-极性树脂共聚物等。
并且，热塑性树脂优选为聚烯烃树脂，其中，从性价比、机械强度、成形性等观点出发，优选聚乙烯树脂和聚丙烯树脂，特别优选聚丙烯树脂。
作为聚烯烃树脂，利用JIS K7210在230℃、2.16kg荷重下测定的熔体流动速率（MFR）优选为10～200g/10分钟、特别优选30～100g/10分钟。
并且，聚丙烯树脂等热塑性树脂不限于单独使用1种，还可以将2种以上组合使用。
另外，聚丙烯树脂可以是丙烯均聚物，也可以是丙烯与少量的其它α-烯烃的共聚物。对于共聚物的情况，共聚单体可优选使用乙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、1-癸烯等碳原子数2～10的α-烯烃。共聚物可以是无规共聚物，也可以是嵌段共聚物。共聚单体的含量为10摩尔%、优选5摩尔%以下。
聚丙烯树脂中，丙烯系嵌段共聚物的刚性、机械强度和耐低温冲击强度优异，因此特别优选用作汽车的内外装饰部件。丙烯系嵌段共聚物特别优选由构成常温对二甲苯可溶成分的丙烯与乙烯的无规共聚物、和聚丙烯成分得到的组合物。
聚丙烯树脂优选MFR为30～200g/10分钟，特别优选60～120g/10分钟。当MFR在上述范围时，可以抑制涡痕等外观不良的发生，可以得到外观更为优异的注射发泡成形体。
另外，聚丙烯树脂优选密度为0.890～0.920g/cm3，优选为0.900～0.910g/cm3。
另外，聚丙烯树脂利用13C-NMR法测定的等规立构五单元组分数（mmmm分数）为97%以上，优选为97.5%以上。当等规立构五单元组分数高时，树脂的结晶性高，可以得到刚性较高的注射发泡成形体。
等规立构五单元组分数表示使用13C-NMR法测定的热塑性树脂分子链中以五单元组为单位的等规立构链的存在比例，是位于5个丙烯单体单元连续并内消旋键合的链的中心的丙烯单体单元的分数。具体来说，其是作为通过13C-NMR光谱观测到的甲基碳区域的全部吸收峰中mmmm峰所占的分数而算出的值。
也可以在聚丙烯树脂中以0.1质量%以下、优选0.05质量%以下的量含有分枝状烯烃聚合物。分枝状烯烃聚合物可作为聚丙烯树脂的成核剂发挥作用，因此能够提高等规立构五单元组分数，并提高成形性。分枝状烯烃聚合物可以使用3-甲基-1-丁烯、3,3-二甲基-1-丁烯、3-甲基-1-戊烯、4-甲基-1-戊烯等的均聚物或共聚物。特别地，优选3-甲基-1-丁烯聚合物。
聚丙烯树脂可以使用公知的催化剂，通过公知的方法来制造。例如可以通过以任意的顺序实施下述工序而得到，所述工序是在含有固体状钛催化剂成分、有机铝化合物和电子供体的催化剂体系的存在下，使丙烯聚合来形成热塑性树脂成分的工序、和使乙烯与碳原子数3～20的α-烯烃共聚合来形成乙烯・α-烯烃共聚物成分的工序，所述固体状钛催化剂成分含有镁、钛、卤素和电子供体。聚合可以利用气相聚合法、溶液聚合法、淤浆聚合法等各种方法。
催化剂中的固体状钛催化剂成分可以通过使四卤代钛、卤代烷氧基钛或四烷氧基钛等4价钛化合物、选自醇、酚、酮、醛、酯、醚、胺、腈和酸等含氧或含氮化合物中的至少1种电子供体、和含有卤素的镁化合物进行接触来制备。
催化剂中的有机铝化合物可以从三烷基铝、卤代烷基铝、烷基烷氧基铝、卤代烷氧基铝等中适当选择使用。
催化剂中的电子供体可以使用烷氧基硅烷化合物或聚醚化合物等。
作为本发明中使用的含有发泡剂的热塑性树脂的树脂原料，在不损害本发明的目的的范围，可以根据需要加入各种树脂、弹性体、无机填充材料、添加剂等。
无机填充材料可以使用例如滑石、硅石、云母、碳酸钙、玻璃纤维、玻璃珠、硫酸钡、氢氧化镁、硅灰石、硅酸钙纤维、碳纤维、硫氧镁(magnesium oxysulfate)纤维、钛酸钙纤维、氧化钛、亚硫酸钙、白炭黑、粘土、硫酸钙等。这些无机填充材料不限于单独使用1种的情况，还可以将2种以上组合使用。
添加剂可以使用成核剂、抗氧化剂、盐酸吸收剂、耐热稳定剂、耐气候稳定剂、光稳定剂、紫外线吸收剂、增滑剂、抗结块剂、防雾剂、润滑剂、抗静电剂、阻燃剂、颜料、染料、分散剂、抗铜害剂、中和剂、增塑剂、气泡防止剂、交联剂、过氧化物等的流动性改良剂、焊接强度改良剂、天然油、合成油、蜡等公知的物质。
热塑性树脂中含有的发泡剂可以使用公知的各种发泡剂。可以使用例如溶剂型发泡剂、分解型发泡剂、气状发泡剂的任一者。
作为溶剂型发泡剂或气状发泡剂，可以使用用加热料筒的料筒部分注入、在熔融的热塑性树脂中吸收或溶解、并在金属模具110的模腔113内作为发泡剂发挥功能的物质。可以利用例如二氧化碳；氮气或氩气等的惰性气体；丙烷、丁烷、新戊烷、庚烷、异己烷、己烷、异庚烷等低沸点脂肪族烃；以氟利昂气体为代表的低沸点的含氟烃等。气状发泡剂也可以以超临界状态注入到热塑性树脂中。
分解型发泡剂可以利用下述那样的化合物，即，该化合物预先配合在热塑性树脂中而向供给至加热料筒，在料筒内的温度条件下分解，产生二氧化碳或氮气等气体。该分解型发泡剂可以使用无机系的发泡剂，也可以使用有机系的发泡剂。进一步地，也可以并用添加枸橼酸等之类的有机酸等，以促进发泡为均匀微细的气泡。
无机系的发泡剂可以使用例如重碳酸钠、碳酸铵、重碳酸铵、碳酸钠、亚硝酸铵、枸橼酸、枸橼酸钠等。另外，有机系的发泡剂可以使用例如偶氮二甲酰胺、偶氮二异丁腈、偶氮环己腈、偶氮二氨基苯、偶氮二甲酸钡等偶氮化合物；N,N’-二亚硝基五亚甲基四胺、N,N’-二亚硝基对苯二甲酰胺等N-亚硝基化合物；苯磺酰肼、甲苯磺酰肼、对,对'-氧双苯磺酰肼、二苯基砜-3,3’-二磺酰肼等磺酰肼化合物；叠氮钙、4,4’-二苯基二硫酰叠氮化物、对甲苯硫酰叠氮化物等叠氮化合物等。
这些分解型发泡剂中，优选重碳酸钠、碳酸钠等的碳酸盐或碳酸氢盐，进而优选并用有机羧酸盐作为发泡助剂。碳酸盐或碳酸氢盐与有机羧酸盐的配合比以碳酸盐或碳酸氢盐为80～25质量份、优选65～30质量份、有机羧酸盐为20～75质量份、优选35～70质量份、且总计为100质量份的比例来配合。
并且，优选发泡剂的添加量相对于热塑性树脂100质量份为0.1～6质量份，优选为0.5～2质量份。通过在该范围下添加发泡剂，可以得到气泡直径更为一致的注射发泡成形体。
应予说明，发泡剂的添加量对应于注射发泡成形体的物性、并考虑由发泡剂产生的气体量、期望的发泡倍数等来设定。
[注射发泡成形装置的工作]
接着，对于上述注射发泡成形装置的工作即注射发泡成形方法进行说明。
图5是表示注射发泡成形体的成形状况的时间图，纵轴是模腔内的作为相对于大气压的压力的模具内压，横轴是时间。
在注射发泡成形方法中，实施合模工序、升压工序、注射工序、保持工序、发泡工序、减压工序、冷却工序、脱模工序。
（合模工序）
首先，如图2所示，使固定侧金属模具111和可动侧金属模具112接近，并用高压进行合模。
通过该合模而区划形成的模腔113，形成注射发泡成形体的预定体积的例如10～95%的容积。即，注射发泡成形体的发泡倍率设定为1.05～10倍、优选1.5～5倍。
（升压工序）
在该状态下，驱动升压装置120的升压泵122，使升压阀123为开启状态，通过金属模具110的气体流路115从升压流路121将空气、二氧化碳、氮气等气体封入模腔113内。
通过该气体的封入，将模腔113内升压至规定的压力、即升压至含有发泡剂的热塑性树脂即树脂原料X中的发泡气体的饱和溶解压力以上。饱和溶解压力由发泡气体的种类、发泡气体的量、树脂原料、树脂温度决定。例如，在发泡气体为二氧化碳、发泡气体的量为0.4质量%、树脂原料为含有聚丙烯成分的丙烯系嵌段共聚物、树脂原料温度为200℃时，饱和溶解压力为0.56MPa。
应予说明，升压阀123在升压至规定的模具内压的阶段为闭合状态。
（注射工序）
该升压工序后，如图2所示，将树脂原料X通过金属模具110的浇口114注射到模腔113内，所述树脂原料X是另外用加热料筒将热塑性树脂和发泡剂进行熔融混炼而制备得到的。
应予说明，在模腔113内，气体的大部分被推至模腔113与气封部之间的空间。
在注射该树脂原料X时，可使加热料筒的前端部的设定温度比料斗侧的设定温度高，例如高20～100℃、优选20～70℃、更优选30～60℃。由此，可以抑制树脂原料X在料筒内的发泡，将无发泡状态的树脂原料X注射到模腔113内。
另外，为了抑制树脂原料X在料筒内的发泡，可以将加热料筒的背压设定为5MPa以上、优选7MPa以上、更优选10MPa以上。
金属模具110的模腔113的容积小于注射发泡成形体的预定体积的10%时，注射时对于树脂原料X的压力的梯度变得过大，有时变得难以均匀填充。另一方面，当模腔113的容积超过注射发泡成形体的预定体积的95%时，注射时对于树脂原料X的压力降低，发泡开始，有可能在注射发泡成形体的表面产生涡痕或凹陷等。
（保持工序）
在用该注射工序将树脂原料X注射后，使树脂原料X保持在模腔113内。即，在不变化模腔113的容积的情况下保持数秒钟，以形成皮层。此时，金属模具110的温度为30～70℃是合适的。
该保持的时间可以根据金属模具110的温度、树脂原料X的种类、注射发泡成形体的形状、皮层的厚度尺寸等而适当地决定。通常为1～20秒左右。另外，皮层的厚度尺寸为0.2mm～2mm左右，优选0.2mm～1mm。
（发泡工序）
并且，保持工序后，如图3所示，实施使可动侧金属模具112后退而使模腔113内的容积扩大的型芯后退，使树脂原料X发泡。
该可动侧金属模具112的后退速度例如为0.1～50mm/秒，优选为0.5～30mm/秒。另外，从可动侧金属模具112的后退开始至后退结束的时间为0.01～5秒，优选0.05～3秒。通过设定这些条件，可以容易地形成注射发泡成形体的良好外观。
（减压工序）
该发泡工序后，在实施型芯后退的同时（图5中实线）或者实施型芯后退之后的规定时间后（图5中单点划线），使抽真空装置130的抽吸阀134为开启状态。并且，调节至规定真空度的真空罐132形成与模腔113连通的状态，使模腔113内的气体抽吸排放至真空罐132内，如图5所示，使模腔113内小于大气压。在使该抽吸阀134为开启状态时，预先将真空罐132的真空度抽真空至规定的真空度、即，抽真空至使抽吸排气后的真空罐132内的真空度为-0.01MPa以下的状态。应予说明，被抽真空的气体是升压时使用的气体或存在于模腔113内的发泡气体等。
（冷却工序）
并且，减压工序后，将模腔113内的树脂原料X冷却。
即，在不改变减压工序后模腔113的容积的情况下保持金属模具110，将树脂原料X冷却。作为该冷却的条件，根据注射发泡成形体的形状等，可以适当设定冷却时间。
应予说明，发泡结束后，不限于如上所述直接冷却而得到注射发泡成形体的情况，例如也可以冷却0～60秒、优选1～10秒后，使可动侧金属模具112前进而合模，进行压缩而调节至规定尺寸。通过进行压缩，由体积收缩而变得与成形模具不接触的注射发泡成形体的面与成形模具再次接触，提高了冷却效率。另外，通过在成形模具内限制形状，可以防止取出后的变形，得到良好的外观。
（脱模工序）
并且，如图4所示，使可动侧金属模具112相对于固定侧金属模具111远离，将成形的注射发泡成形体从金属模具110中取出。
[实施方式的作用效果]
由以上内容，对于本实施方式，可以起到下述作用效果。
在本实施方式中，向合模而区划形成的模腔113内导入气体并升压后，将含有发泡剂的热塑性树脂即树脂原料X注射，使其形成皮层后，在实施使树脂原料X发泡的型芯后退的同时，或者自实施型芯后退起经过规定的时间后，将模腔113内的气体抽真空而使模腔113内小于大气压，并进行冷却固化。
因此，由于在树脂原料X完全固化前将气体抽真空，所以树脂原料X与金属模具110的内面之间的气体可以切实地被排出模腔113外，可以切实地防止气体残留导致的气体积存发生而在注射发泡成形体的表面产生凹陷、或发生涡痕的外观不良。
并且，在本实施方式中，在导入气体而将模腔113内升压的升压工序中，将模腔113内升压至与混合在树脂原料X中的发泡气体量相对应的饱和溶解压力以上。
因此，在后工序的注射工序中将树脂原料X注射到模腔113内时，树脂原料X以无发泡状态被填充，可以切实地防止涡痕的发生，可更切实地防止外观不良。
另外，在本实施方式中，进行减压工序时，在从型芯后退的实施时刻至2.5秒后的时间内开始抽真空。
因此，在树脂原料X完全固化前，可以切实地进行气体的排气，从而可以切实地防止外观不良。
进一步地，在本实施方式中，使用具有真空泵133的抽真空装置130，所述真空泵133将通过抽吸阀134而与模腔113内连通的真空罐132内抽真空，通过抽吸阀134的操作，而使由驱动真空泵133而减压的真空罐132与模腔113连通，由此将模腔113内的气体抽真空。
因此，可以得到简单的构成且可适当地对气体进行抽真空的构成，同时能够容易地进行回收到真空罐132中的气体的再利用，还可以实现成本的减少。进一步地，仅进行真空罐132的容积或真空度的调节，即可以恰当且容易地将模腔113内抽真空至小于大气压，能够实现制造性的提高，同时可以根据制造的注射发泡成形体的形状等容易地进行设定，也实现了通用性的提高。
在本实施方式中，进行调节，以使模腔113内的气体抽真空后的真空罐132的真空度为-0.01MPa以下，即，使模腔113内的真空度为-0.01MPa以下的状态。
因此，即使以简单的构成也可使树脂原料X与金属模具110的内面之间的气体切实地排气，可以切实地防止外观不良。
[实施方式的变形例]
应予说明，本发明不限于上述实施方式，可实现本发明目的和效果的范围内的变形或改良自然也包含在本发明的内容中。另外，实施本发明时的具体构造和形状等，在可实现本发明目的和效果的范围内，即使为其它构造或形状等也没有问题。
例如，在减压工序中，不限于在实施型芯后退的同时或自实施型芯后退至2.5秒后的时间将气体抽真空的构成，只要是从型芯后退的实施时刻至注射的树脂原料X固化为止的时间即可。
另外，在升压工序中，作为升压的压力，只要是对应于混合的发泡气体量的饱和溶解压力以上即可。
另外，作为减压工序中将气体抽真空的构成，不限于上述抽真空装置130的构成，可以利用各种构成。进一步地，不限于预先使真空罐132为真空，以使气体的抽真空后的真空罐132的真空度为-0.01MPa以下的情况，例如也可以为了在抽真空中使真空度维持在-0.01MPa以下而适当地驱动真空泵133。
并且，作为注射发泡成形体，不限于汽车的构成物，也可以适用于住建领域等。
另外，在上述实施方式中，列举说明了使用可改变模腔113的容积的的金属模具110的构成，但也可以例如使用如图6所示的、通常的金属模具210。即，该图6所示的金属模具210通过使可动侧金属模具212接近上述固定侧金属模具211进行合模，而在内部区划形成模腔213。在固定侧金属模具211上设置有浇口214，在可动侧金属模具212上设置有流路215，并设置有例如安装有O形环216的密封凹部217。
并且，在制造时，将在模腔213内熔融的树脂原料X注射后保持，使可动侧金属模具212进行型芯后退。在该型芯后退的同时或自型芯后退起经过规定时间后进行减压处理。此时，由于已经形成皮层，因此可动侧金属模具212与树脂原料X之间的气体被排气，故不会在与可动侧金属模具212相接的面产生外观不良，可以得到良好的注射发泡成形体。
这里，通过选择O形环216，可以防止空气从金属模具210外的吸入，所述O形环216具有对于型芯后退时的固定侧金属模具211与可动侧金属模具212的间隔可保持气密性这样的尺寸。
另外，本发明实施的具体构成和形状等，在可实现本发明目的的范围下也可以是其它的构造等。
实施例
以下，列举用各种制造方法制造的实施例和比较例来更为具体地说明本发明。
应予说明，本发明不受实施例等内容的任何限定。
[实施例1]
（1）制造装置
使用模腔尺寸为850×450mm的、用于得到图1所示车门装饰条形状的注射发泡成形体的金属模具。调节该金属模具，以使在金属模具完全闭合状态下的模腔的厚度尺寸为1.6mm。
该金属模具中的模腔的周围形成共享边（シェアエッジ）结构。进一步地，在固定侧金属模具的凸部基端侧的外周设置有宽度5mm、高度15mm的周状的气体流路。并且，气体流路通过共享边的间隔而与模腔连通，进一步地，在气体流路的外周设置有橡胶制的密封部件（O形环），通过在合模状态下使可动侧金属模具与密封部件接触，来确保模腔和气体流路的气密性。
另外，在气体流路上连接了图1和图2所示的升压装置和抽真空装置，构成可进行模腔内的升压、抽真空的构成。
成形机采用下述结构：在将原料树脂熔融了的料筒上注入作为发泡剂的气体状态的二氧化碳，通过螺杆的旋转而使熔融树脂与二氧化碳混炼溶解。
另外，金属模具采用利用4处阀门浇口规格的直接浇口来注射熔融的树脂原料的结构。另外，安装在可利用成形机的马达微调节金属模具的模腔间隔的注射成形机（宇部兴产机械株式会社制、型号：MD850S-III）上、在金属模具温度50℃、冷却时间30秒、计量时的背压5.0MPa、注射时的树脂原料的温度200℃的条件下进行制造。
（2）树脂原料
成形材料的聚丙烯树脂可以使用聚丙烯系嵌段共聚物（商品名：FX200S、株式会社プライムポリマー制、230℃的MFR：60g/10分钟）。另外，作为将模腔内升压的气体，使用了空气。
（3）成形方法
通过模腔周围的密封，利用合模后的空气的加压而将模腔内压升压至约0.6MPa。在该状态下，将作为发泡气体的二氧化碳以0.4质量%的量注入，并将混炼・溶解的溶融聚丙烯树脂进行1秒钟的注射。在保持模腔内的气压的状态下，注射结束1秒后，使可动侧金属模具在后退量为1.4mm、后退速度为20mm/秒的条件下后退，以使模腔的容积扩大。应予说明，此时，饱和溶解压力为0.56MPa。
并且，用计时器设定从注射结束起的经过时间，闭合气体供给侧的升压装置的升压阀，同时打开抽真空装置的抽吸阀，用真空罐抽吸模腔内的气体。抽真空装置的真空罐使用容量为100升的带有真空计的真空罐。进行气体的抽真空前的真空罐的真空度为-0.07MPa。另外，进行气体的抽真空后的真空罐的真空度为-0.02MPa。
之后，冷却30秒钟，得到注射发泡成形体。
[实施例2～5，比较例1～6]
除了将CO2添加量、模腔内压、排气时机（从注射结束至抽真空为止的时间）、抽真空的实施状况、真空度如表1和表2所示进行改变以外，与实施例1相同地得到注射发泡成形体。
应予说明，实施例2，3和比较例1～4中的饱和溶解压力与实施例1相同，实施例4和比较例5的饱和溶解压力为0.42MPa，实施例5和比较例6的饱和溶解压力为0.31MPa。
（4）评价
通过目测观察所得注射发泡成形体的表面有无涡痕的发生、或波纹状或者不定形状的凹陷，用以下3个等级来评价。其结果示于以下表1和表2。
A：没有涡痕或凹陷
B：稍有涡痕或凹陷
C：有。
[表1]
实施例1 实施例2 实施例3 比较例1 比较例2 比较例3
CO2添加量[质量%] 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4
模腔内压[Mpa] 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.3
排气时机*1 1秒后 3秒后 4秒后 1秒后 0秒 1秒后
抽真空 实施 实施 实施 不实施 实施 实施
真空度[MPa]*2 -0.07 -0.07 -0.07 - -0.07 -0.07
真空度[MPa]*3 -0.02 -0.02 -0.02 - -0.02 -0.02
涡痕 A A A A A C
波纹状凹陷 A A B B C A
不定形凹陷 A A B C B A
备注 在型芯后退的同时抽真空 在型芯后退2秒后抽真空 在型芯后退3秒后抽真空 未抽真空 在型芯后退前抽真空 -
*1：从注射结束起至抽真空为止的时间
*2：抽真空前的真空罐的真空度
*3：抽真空后的真空罐的真空度。
[表2]
实施例1 实施例4 实施例5 比较例4 比较例5 比较例6
CO2添加量[质量%] 0.4 0.3 0.2 0.4 0.3 0.2
模腔内压[Mpa] 0.6 0.5 0.4 0.6 0.5 0.4
排气时机*1 1秒后 1秒后 1秒后 1秒后 1秒后 1秒后
抽真空 实施 实施 实施 实施 实施 实施
真空度[MPa]*2 -0.07 -0.05 -0.06 -0.05 -0.04 -0.03
真空度[MPa]*3 -0.02 -0.01 -0.01 0 ＞0 ＞0
涡痕 A A A A A A
波纹状凹陷 A A A B C C
不定形凹陷 A A A C C C
备注 在型芯后退的同时抽真空 在型芯后退的同时抽真空 在型芯后退的同时抽真空 真空度不足 真空度不足 真空度不足
*1：从注射结束起至抽真空为止的时间
*2：抽真空前的真空罐的真空度
*3：抽真空后的真空罐的真空度。
（5）结果
如上述表1和表2的结果所示，将模腔内升压至与混合在热塑性树脂中的发泡气体量相对应的饱和溶解压力以上，在实施型芯后退的同时或实施后将模腔内抽真空至小于大气压，由此得到没有涡痕和波纹状或不定形状的表面凹陷的成形体。
产业可利用性
本发明中得到的注射发泡成形体防止了由气体积存导致的表面的凹陷等，可得到良好的外观，适用于住建领域或汽车领域的内外装饰材料等。
符号说明
100…注射发泡成形装置
110…金属模具
111…固定侧金属模具
112…可动侧金属模具
113…模腔
120…升压装置
130…抽真空装置
131…抽吸流路
132…真空罐
133…真空泵
134…抽吸阀
X…作为含有发泡剂的热塑性树脂的树脂原料

Claims (7)

1.注射发泡成形方法，其是将含有发泡剂的热塑性树脂进行注射成形来得到注射发泡成形体的注射发泡成形方法，其特征在于，实施以下工序：
使可动侧金属模具接近固定侧金属模具进行合模，以区划形成模腔的合模工序；
将上述模腔内用气体升压至与混合在热塑性树脂中的发泡气体量相对应的饱和溶解压力以上的升压工序；
向上述模腔内注射含有上述发泡剂的热塑性树脂的注射工序；
在上述模腔内保持上述热塑性树脂的保持工序；
使上述可动侧金属模具进行型芯后退而使上述热塑性树脂发泡的发泡工序；
在实施上述型芯后退的同时或实施上述型芯后退之后，将上述模腔内抽真空而使上述模腔内小于大气压的减压工序；
冷却上述模腔内的热塑性树脂的冷却工序；
使上述固定侧金属模具与上述可动侧金属模具远离并取出所得上述注射发泡成形体的脱模工序。
2.权利要求1所述的注射发泡成形方法，其特征在于，上述减压工序在从实施上述可动侧金属模具的型芯后退的时刻至2.5秒后的时间里开始抽真空。
3.权利要求1或2所述的注射发泡成形方法，其特征在于，上述减压工序使用具有泵的抽真空装置，所述泵将通过阀与上述模腔内连通的真空罐内抽真空，通过上述阀的操作，使由上述泵的驱动而减压的上述真空罐与上述模腔连通，由此将上述模腔内进行抽真空。
4.权利要求3所述的注射发泡成形方法，其特征在于，上述减压工序将上述模腔内的气体的抽真空后的上述模腔内的真空度调节至-0.01MPa以下。
5.注射发泡成形装置，其是将含有发泡剂的热塑性树脂注射成形而得到注射发泡成形体的注射发泡成形装置，其特征在于，具有：
金属模具，该金属模具具有固定侧金属模具和可相对于该固定侧金属模具接近和远离的可动侧金属模具，通过使可动侧金属模具接近上述固定侧金属模具进行合模而在内部区划形成模腔；
升压装置，该升压装置以可向该金属模具的上述模腔内流入气体的方式连通设置而将上述模腔内升压；
抽真空装置，该抽真空装置具有真空罐、将该真空罐内抽真空的泵、和具有将上述真空罐与上述模腔内连通的阀的流路；
控制装置，该控制装置控制上述升压装置而将上述模腔内升压，在利用该升压装置升压后的模腔内注射上述含有发泡剂的热塑性树脂并在上述模腔内保持规定的时间，保持该规定的时间后使上述可动侧金属模具进行型芯后退，在该型芯后退的同时或实施型芯后退后控制上述抽真空装置的阀，使上述真空罐与上述模腔内连通，而使上述模腔内抽真空至小于大气压。
6.权利要求5所述的注射发泡成形装置，其特征在于，对于上述抽真空装置，设计上述真空罐的容积，使上述模腔内的气体的抽真空后的上述真空罐的真空度为-0.01MPa以下的状态。
7.权利要求5所述的注射发泡成形装置，其特征在于，对于上述抽真空装置，将上述模腔内抽真空前的上述真空罐的真空度调节至使将上述模腔内的气体抽真空后的上述真空罐的真空度为-0.01MPa以下的状态。
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