CN107428047B - 射出发泡成型机 - Google Patents

Abstract

本发明提供能够廉价地制造外观品质良好的发泡成型品的射出发泡成型机。构成腔(6)的面的至少一部分由多孔质体(10)构成。在固定模具(4)或可动模具(5)中形成通过多孔质体(10)具有的微细空孔与腔(6)连通的物理发泡剂导入路径(41)，并且，设有一端可出入腔(6)内的核心部件(81)。向腔(6)***出/填充来自射出单元(3)的熔融树脂，然后，从物理发泡剂供给装置(7)供给物理发泡剂之后，通过核心驱动机构(82)驱动核心部件(81)后退，使腔(6)内的压力减压，由此使物理发泡剂发泡，成型为规定形状的发泡成型品。

Description

射出发泡成型机

技术领域

本发明涉及射出发泡成型机，尤其涉及对通过射出单元向腔***出/填充的熔融树脂中注入物理发泡体从而能够使发泡成型品成型的模具装置的结构。

背景技术

以往，已知有如下方法：即，向加热筒内储存的熔融树脂中注入超临界状态的二氧化碳、氮(本说明书中，这些总称为物理发泡剂)，生成物理发泡剂在熔融树脂中均匀溶解后的混合物，将获得的混合物向模具装置的腔***出/填充，制造包含微细气泡的树脂成型体(本说明书中，该树脂成型体称为发泡成型品)的方法。将加热筒内生成的熔融树脂和物理发泡剂的混合物向腔***出时，由于急剧的压力降低，在熔融树脂中产生极大量的气泡核。向腔***出的熔融树脂和物理发泡剂的混合物随着气泡的扩大而使体积增加的同时，在腔内流动并填充。熔融树脂中的气泡随着远离浇口其直径变大，在流动末端急剧破裂的同时放出气体。若腔内的混合物的填充量增加，模具内压提高，则气泡被压缩，粗大化的气泡也小型化。从而，使发泡成型品成型。该成型方法被称为MuCell(注册商标)工艺(例如，参照专利文献1的摘要)。通过MuCell工艺，与一般的射出成型法相比，能够实现树脂成型品的轻量化、尺寸稳定性的提高、翘曲/收缩的防止等。

之前，本申请的申请人作为射出发泡成型机的射出单元，提出了在加热筒头部内内置由多孔质材料组成的套筒，通过套筒向在该套筒形成的树脂通路内流动的熔融树脂中注入物理发泡剂的装置(例如，参照专利文献2的摘要)。若具备本结构的射出单元，则与通过在加热筒开设的物理发泡剂注入孔向熔融树脂中注入物理发泡剂的情况相比，能够增加熔融树脂和物理发泡剂的接触面积，因此，能够提高熔融树脂中的物理发泡剂的扩散速度，缩短成型的冲程周期，提高发泡成型品的生产性。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本专利特开2005-271468号公报

专利文献2:日本专利特开2012-232558号公报

发明内容

发明要解决的问题

但是，专利文献1、2所记载的射出发泡成型机都是将射出单元侧生成的熔融树脂和物理发泡剂的混合物向腔***出/填充的结构，因此，熔融树脂中的气泡接触腔面而破裂时的破裂痕沿混合物的流动方向形成，容易在产品即发泡成型品产生被称为涡旋痕的外观不良。另外，根据专利文献1、2所记载的射出发泡成型机，在树脂的硬化速度比较慢的平面部等中，气泡的破裂痕成为漂亮的圆形，而在树脂的硬化速度比较快的角部等中，气泡的破裂痕容易成为椭圆形，根据这一点，发泡成型品的外观品质也容易劣化。

而且，专利文献1所记载的射出发泡成型机是向加热筒内注入物理发泡剂的结构，因此，加热筒及丝杆的长度必然比一般的射出成型机要大。因而，无法将现有的一般射出成型机改造为射出发泡成型机，发泡成型品的制造需要昂贵的专用机。

本发明为了解决这样的现有技术的问题而提出，其目的在于提供能够廉价地制造外观品质良好的发泡成型品的射出发泡成型机。

用于解决问题的方式

本发明为了解决上述问题，其特征在于，具备：进行模具装置的开闭及合模的模具开闭/合模单元；向被合模的模具装置的腔***出/填充一定量的熔融树脂的射出单元；向熔融树脂中供给物理发泡剂的物理发泡剂供给装置，在上述模具装置，形成有将从上述物理发泡剂供给装置供给的物理发泡剂导入上述腔内的物理发泡剂导入路径，并且，设有在从上述射出单元向上述腔内的熔融树脂的射出/填充和从上述物理发泡剂供给装置向上述腔内的物理发泡剂的供给结束之后，使上述腔内减压来使熔融树脂中的物理发泡剂发泡的减压装置。

根据本结构，从射出单元供给的熔融树脂和从物理发泡剂供给装置供给的物理发泡剂在模具装置的腔内混合，因此，不会如向腔***出/填充由射出单元生成的熔融树脂和物理发泡剂的混合体的情况那样在腔内发生混合体的流动。因而，能够防止由混合体的流动而引起的涡旋痕、椭圆形的破裂痕的发生，提高发泡成型品的外观品质。另外，模具装置设有减压装置，因此，在射出/填充了熔融树脂的腔内注入物理发泡剂之后，减压装置动作，使腔内减压，从而能够在熔融树脂中产生大量的气泡。另外，向模具装置的腔内供给物理发泡剂，因此，现有的一般射出成型机所具备的加热筒及丝杆能够直接转用，能够廉价地制造射出发泡成型机。

另外，本发明的特征在于，构成上述腔的面的全部或一部分由具有面积比上述物理发泡剂导入路径的截面积要大的多孔质体构成，上述物理发泡剂导入路径的前端与上述多孔质体具有的微细空孔的一部分连通。

根据本结构，能够将从物理发泡剂供给装置导入至物理发泡剂导入路径的物理发泡剂导入至多孔质体具有的微细空孔内。导入该多孔质体具有的微细空孔内的物理发泡剂通过该空孔沿着多孔质体的面方向扩散，同时供给腔内。因此，与从物理发泡剂导入路径直接向腔内供给物理发泡剂的情况相比，能够扩大物理发泡体相对于熔融树脂的接触面积，使物理发泡剂在熔融树脂内均匀且迅速地扩散，因此能够缩短成型的冲程周期，提高发泡成型品的生产性。

另外，本发明的上述结构的射出发泡成型机，其特征在于，作为上述减压装置，设有由以可进退的方式安装于上述模具装置且配置为一端能够出入上述腔内的核心部件和驱动上述核心部件相对于上述腔进退的核心驱动机构组成的装置。

根据本结构，在熔融树脂的射出/填充时使向腔内突出的核心部件在物理发泡剂的供给之后后退，从而能够使腔内的压力减压，因此能够使物理发泡剂发泡。

另外，本发明的上述结构的射出发泡成型机，其特征在于，作为上述减压装置，设有由一端与上述腔内连通的减压管和开闭该减压管的减压阀组成的装置。

根据本结构，在熔融树脂的射出/填充时，由减压阀关闭减压管，在物理发泡剂的供给之后，由减压阀打开减压管，由此能够使腔内的压力减压，因此能够使物理发泡剂发泡。

另外，本发明的上述结构的射出发泡成型机，其特征在于，作为上述减压装置，采用上述模具开闭/合模单元和控制上述模具开闭/合模单元的驱动的控制器，上述控制器在从上述射出单元对上述腔内的熔融树脂的射出/填充和从上述物理发泡剂供给装置对上述腔内的物理发泡剂的供给结束之后，驱动上述模具开闭/合模单元，从而使上述模具装置的合模力降低。

根据本结构，在熔融树脂的射出/填充时，通过使模具装置以规定的合模力合模，在对腔内的熔融树脂的射出/填充和物理发泡剂的供给结束之后降低模具装置的合模力，由此能够使腔内的压力减压，因此能够使物理发泡剂发泡。

另外，本发明的上述结构的射出发泡成型机，其特征在于，上述多孔质体由空孔率5％～60％的多孔质烧结金属材料来形成。

多孔质体的空孔率不仅与物理发泡剂的透过性能，还与多孔质体的强度密接关联，多孔质体的空孔率为5％以下时，不能向熔融树脂内迅速且充分进行物理发泡剂的供给，超过60％时，多孔质体的强度不足成为问题。因而，通过由空孔率5％～60％的多孔质烧结金属材料来形成，能够平衡物理发泡剂的透过性能和多孔质体的机械强度。另外，多孔质烧结金属材料为高强度，因此不会对模具装置的寿命造成恶劣影响。

发明的效果

本发明的射出发泡成型机，从射出单元供给的熔融树脂和从物理发泡剂供给装置供给的物理发泡剂在模具装置的腔内混合，因此能够成型外观品质较高的发泡成型品。

附图说明

图1是实施方式所涉及的射出发泡成型机的结构图。

图2是表示实施方式所涉及的射出发泡成型机具备的模具装置的第1示例的截面图。

图3是表示实施方式所涉及的射出发泡成型机的动作顺序的第1示例的流程图。

图4是表示实施方式所涉及的射出发泡成型机具备的模具装置的第2示例的截面图。

图5是表示实施方式所涉及的射出发泡成型机的动作顺序的第2示例的流程图。

具体实施方式

首先，用图1及图2说明实施方式所涉及的射出发泡成型机的结构。

如图1所示，本例的射出发泡成型机具备：框1；该框1上搭载的模具开闭/合模单元2及射出单元3；设于模具开闭/合模单元2的由固定模具4及可动模具5组成的模具装置；向被合模的固定模具4和可动模具5之间形成的腔6内供给物理发泡剂的物理发泡剂供给装置7；使腔6内的压力减压的减压装置8；控制这些模具开闭/合模单元2、射出单元3、物理发泡剂供给装置7及减压装置8的驱动的控制器9。

框1用未图示的型钢和板材形成为箱形，在其内部收纳控制器9、未图示的电源装置、配管类及配线类等。

模具开闭/合模单元2包括：以规定的间隔相对配置且分别固定在框1上的尾座21及固定模板22；配置于这些尾座21及固定模板22之间且以能够在框1上自由滑动的方式安装的可动模板23；两端与尾座21和可动模板23连结的肘杆机构24；模具开闭/合模用电动伺服马达25；以及将模具开闭/合模用电动伺服马达25的旋转力转换为肘杆机构24的驱动力的滚珠丝杠机构26。在固定模板22搭载固定模具4，在可动模板23搭载可动模具5。另外，在由固定模具4和可动模具5组成的模具装置的附近，设有用于将成型品从模具装置取出的未图示的喷射装置。

上述结构中，若模具开闭/合模用电动伺服马达25沿着规定的一个方向旋转驱动，则滚珠丝杠机构26的螺旋轴前进，肘杆机构24伸展，后退到规定的开模位置的可动模具5沿着接近固定模具4的方向前进，在肘杆机构24伸展的阶段，固定模具4和可动模具5以规定的合模力进行合模。由此，能够向固定模具4和可动模具5之间形成的腔6内进行熔融树脂的射出/填充和物理发泡剂的供给。成型结束后，若反向驱动模具开闭/合模用电动伺服马达25，则滚珠丝杠机构26的螺旋轴后退，肘杆机构24收缩，可动模具5沿着远离固定模具4的方向后退，返回开模位置。由此，能够通过喷射装置取出成型品。

射出单元3主要包括：前端安装有射出喷嘴31的加热筒32；以能够旋转且进退的方式收纳于加热筒32的内部的丝杆33；驱动丝杆33旋转及进退的丝杆驱动部34；储存原料树脂的料斗35；将料斗35内储存的原料树脂供给加热筒32内的料斗块36；在加热筒32的外周卷绕的带加热器37。射出喷嘴31在连续运转时，压附于固定模具4。

若在加热筒32内驱动丝杆33旋转，则伴随而来地，料斗35内的原料树脂导入加热筒32内。导入加热筒32内的原料树脂由于伴随丝杆33的旋转驱动而发生的摩擦热、剪断热以及带加热器37的发热而发生熔融，依次储存在加热筒32的前端部。加热筒32的前端部储存的规定量的熔融树脂通过驱动丝杆33前进，向腔6***出/填充。

如图1所示，物理发泡剂供给装置7包括：储存CO₂气体、N₂气体等的原料气体的气瓶71；对气瓶71供给的原料气体施加高温高压而作为超临界状态的物理发泡剂的超临界流体生成装置72；将超临界流体生成装置72供给的物理发泡剂向腔6内喷射的物理发泡剂供给喷嘴73；设于连接超临界流体生成装置72和物理发泡剂供给喷嘴73的管路74的开闭阀75。物理发泡剂供给喷嘴73安装到由固定模具4及可动模具5构成的模具装置。另外，图1的示例中，在模具装置仅仅能安装了一个物理发泡剂供给喷嘴73，但也可以在模具装置安装多个物理发泡剂供给喷嘴73。开闭阀75在每次向腔6***出熔融树脂时进行开闭，通过物理发泡剂供给喷嘴73向腔6内供给规定量的物理发泡剂。

控制器9控制设于模具开闭/合模单元2的模具开闭/合模用电动伺服马达25的驱动和停止、设于射出单元3的丝杆驱动部34的驱动和停止、设于物理发泡剂供给装置7的超临界流体生成装置72及开闭阀75的驱动和停止、减压装置8的驱动和停止、以及未图示的喷射装置的驱动和停止，从而连续且自动地成型使所要的发泡成型品。

固定模具4及可动模具5如图2(a)、(b)所示，构成腔6的面(本说明书中，该面称为“腔面”)的至少一部分由多孔质体10构成。另外，图2的示例中，仅仅在固定模具4形成多孔质体10，但是也可以在固定模具4及可动模具5的双方都形成多孔质体10。在固定模具4及可动模具5的双方形成多孔质体10的情况下，在合模时，能够在固定模具4侧的多孔质体10和可动模具5侧的多孔质体10相互接触的位置形成各多孔质体10。这样，通过在固定模具4侧或可动模具5侧形成的一个物理发泡剂导入路径，能够向在固定模具4侧及可动模具5侧的双方形成的多孔质体10中导入物理发泡剂，因此，能够简化模具装置的结构。将多孔质体10的形成面积设为能够使规定量的物理发泡体在规定的时间内扩散到腔6内的熔融树脂的大小。

多孔质体10能够通过对固定模具4及可动模具5的所要的部分进行激光加工而形成。即，对金属粉末(包含合金粉末。)的集合体照射规定电平的激光后，利用该热量使各金属粉末局部地相互溶解，固化后成为多孔质烧结金属，因此，通过在加工为规定形状的固定模具4及可动模具5的所要的部分分散金属粉末并对分散后的金属粉末照射激光，由此，能够在固定模具4及可动模具5的表面形成多孔质体10。一次操作无法形成所要厚度的多孔质体10时，以必要次数反复进行金属粉末的分散和激光的照射，直到多孔质体10的厚度达到所要的大小为止。多孔质体10的空孔率能够通过变更激光功率来调节。

多孔质体10的空孔率为了平衡物理发泡剂的透过性能和多孔质体10的机械强度，调整为5％～60％。即，空孔率为5％以下时，虽然提高了多孔质体10的机械强度，但是难以向腔6内迅速且充分进行物理发泡剂的供给。相对地，空孔率超过60％时，虽然向腔6内供给物理发泡剂变得容易，但是多孔质体10的机械强度容易不足。因而，多孔质体10的空孔率调整为5％～60％。

在固定模具4形成一端达到多孔质体10的物理发泡剂导入路径41，在该物理发泡剂导入路径41的其他一端，形成物理发泡剂供给喷嘴73的安装口42。另外，在固定模具4的其他部分，设有将从射出单元3射出的熔融树脂导入腔6内的浇口43。相对地，在可动模具5，设有构成减压装置8的核心部件81的设置孔51。由于模具装置这样构成，因此从射出单元3射出的熔融树脂通过浇口43向腔6***出/填充。另外，在安装口42安装了物理发泡剂供给喷嘴73的状态下，若打开物理发泡剂供给装置7的开闭阀75，则由超临界流体生成装置72生成的物理发泡体(超临界流体)通过物理发泡剂导入路径41达到多孔质体10。然后，达到多孔质体10的物理发泡体通过多孔质体10具有的微细空孔沿着多孔质体10的面方向扩散，同时向腔6内供给。

减压装置8如图2(a)、(b)所示，包括：在设置孔51内以能够进退的方式设置的核心部件81；驱动该核心部件81进退的核心驱动机构82。作为核心驱动机构82，能够采用电磁阀等的电动机构、油压液压缸等的油压机构。核心部件81直到向腔6***出/填充熔融树脂且向腔6内供给物理发泡剂为止，如图2(a)所示，其前端部向腔6内突出，在向腔6内供给物理发泡剂后的规定定时，如图2(b)所示，其前端面后退到与腔面形成一个面的位置。由此，腔6内减压，向熔融树脂内供给的物理发泡剂进行发泡。

以下，用图3说明实施方式所涉及的射出发泡成型机的动作。构成射出发泡成型机的各部分的动作根据来自控制器9的指令信号来执行。

首先，在由操作员指示自动运转前的待机状态下，肘杆机构24收缩，可动模具5处于规定的后退位置，固定模具4和可动模具5成为开模状态。另外，超临界流体生成装置72在由操作员指示自动运转以前，生成物理发泡剂。而且，核心部件81向腔6内突出。

从该状态开始，由操作员指示自动运转后，控制器9驱动模具开闭/合模用电动伺服马达25沿着规定的一个方向旋转，使肘杆机构24伸展，使可动模具5向固定模具4的设置方向前进(步骤S1)。可动模具5前进到规定的位置时，固定模具4和可动模具5虽然成为闭模状态，但是进一步驱动模具开闭/合模用电动伺服马达25沿着同一方向旋转，使肘杆机构24伸展到极限。由此，固定模具4和可动模具5成为合模状态，在固定模具4和可动模具5之间形成规定形状的腔6。

合模之后，通过丝杆驱动部34驱动丝杆33前进，使加热筒32内储存的一定量的熔融树脂通过射出喷嘴31及浇口43向腔6***出/填充(步骤S2)。熔融树脂射出/填充后，使开闭阀75进行开操作，由超临界流体生成装置72生成的物理发泡剂通过管路74、物理发泡剂供给喷嘴73、物理发泡剂导入路径41及多孔质体10供给至腔6内(步骤S3)。

然后，由核心驱动机构82驱动核心部件81后退，使腔6内减压(步骤S4)。由此，熔融树脂中分散的物理发泡剂的核成长为气泡，使熔融树脂发泡，因此，使规定形状的发泡成型品成型(步骤S5)。

发泡成型品成型后，反向驱动模具开闭/合模用电动伺服马达25，使肘杆机构24收缩，使可动模具5返回规定的后退位置(步骤S6)。由此，固定模具4和可动模具5成为开模状态，因此，驱动未图示的喷射装置，从可动模具5取出发泡成型品(步骤S7)。以上的动作一直持续到达到预设定的冲程数为止。

实施方式所涉及的射出发泡成型机在腔6内生成熔融树脂和物理发泡剂的混合体，因此，在腔6内不发生混合体的流动，能够防止涡旋痕、椭圆形的破裂痕的发生，能够提高发泡成型品的外观品质。另外，向腔6内供给物理发泡剂，因此，现有的一般射出成型机具备的加热筒及丝杆能够直接转用，能够廉价地制造射出发泡成型机。

另外，本发明不限于上述实施方式所述的发明，在不脱离本发明的精神的范围能够适宜变更。

例如，上述实施方式中，作为减压装置8，采用由核心部件81和驱动该核心部件81进退的核心驱动机构82构成的装置，但是当然也可以采用其他结构的减压装置。作为减压装置8的其他示例，如图4所示，能够采用由一端与腔6连通而另一端与大气连通的减压管83和使该减压管83开闭的减压阀84组成的装置。减压阀84一直闭合到向腔6内的物理发泡剂的供给结束为止(图3的步骤S3)，在向腔6内供给物理发泡剂结束后的规定定时进行开操作。由此，在熔融树脂内分散的物理发泡剂发泡。

另外，作为减压装置8，也可以取代核心部件81及核心驱动机构82或者采用减压管83及减压阀84的结构，而采用具有模具开闭/合模单元2及控制器9的结构。该情况下，如图5所示，在步骤S13中结束向腔6内供给物理发泡剂后，转移到步骤S14，使模具开闭/合模用电动伺服马达25沿着开模方向驱动规定的旋转量。由此，腔6内减压，因此，在熔融树脂内分散的物理发泡剂进行发泡。另外，图5的步骤S11～步骤S13及步骤S15～步骤S17与图3的步骤S1～步骤S3及步骤S5～步骤S7相当。上述各步骤为了避免重复，省略了说明。

产业上的利用可能性

本发明可用于适用于发泡成型品的制造的射出发泡成型机。

符号的说明

1…框，2…模具开闭/合模单元，3…射出单元，4…固定模具，5…可动模具，6…腔，7…物理发泡剂供给装置，8…减压装置，9…控制器，10…多孔质体，21…尾座，22…固定模板，23…可动模板，24…肘杆机构，25…模具开闭/合模用电动伺服马达，26…滚珠丝杠机构，31…射出喷嘴，32…加热筒，33…丝杆，34…丝杆驱动部，35…料斗，36…料斗块，37…带加热器，41…物理发泡剂导入路径，42…喷嘴安装口，43…浇口，51…设置孔，71…气瓶，72…超临界流体生成装置，73…物理发泡剂供给喷嘴，74…管路，75…开闭阀，81…核心部件，82…核心驱动机构

Claims (8)

1.一种射出发泡成型机，其特征在于，具备：

进行模具装置的开闭及合模的模具开闭/合模单元；向合模后的模具装置的腔***出/填充一定量的熔融树脂的射出单元；以及向熔融树脂中供给物理发泡剂的物理发泡剂供给装置，

在所述模具装置中，形成有将从所述物理发泡剂供给装置供给的物理发泡剂导入所述腔内的物理发泡剂导入路径，并且，设有在从所述射出单元向所述腔内的熔融树脂的射出/填充和从所述物理发泡剂供给装置向所述腔内的物理发泡剂的供给结束后使所述腔内减压来使熔融树脂中的物理发泡剂发泡的减压装置，

所述模具装置由固定模具和能够接近或远离所述固定模具的可动模具构成，

所述固定模具及所述可动模具双方的构成所述腔的面的全部或一部分由具有微细空孔的多孔质体构成，且所述固定模具和所述可动模具各自的所述多孔质体在合模时相互接触，

所述固定模具和所述可动模具的其中一方的所述多孔质体具有比所述物理发泡剂导入路径的截面积要大的面积，且微细空孔的一部分与所述物理发泡剂导入路径的前端连通。

2.权利要求1所述的射出发泡成型机，其特征在于，

作为所述减压装置，设有由以可进退的方式安装于所述模具装置且配置为一端能够出入所述腔内的核心部件和驱动所述核心部件相对于所述腔进退的核心驱动机构组成的装置。

3.权利要求1所述的射出发泡成型机，其特征在于，

作为所述减压装置，设有由以可进退的方式安装于所述模具装置且配置为一端能够出入所述腔内的核心部件和驱动所述核心部件相对于所述腔进退的核心驱动机构组成的装置。

4.权利要求1所述的射出发泡成型机，其特征在于，

作为所述减压装置，设有由一端与所述腔内连通的减压管和开闭该减压管的减压阀组成的装置。

5.权利要求1所述的射出发泡成型机，其特征在于，

作为所述减压装置，设有由一端与所述腔内连通的减压管和开闭该减压管的减压阀组成的装置。

6.权利要求1所述的射出发泡成型机，其特征在于，

作为所述减压装置，采用所述模具开闭/合模单元和控制所述模具开闭/合模单元的驱动的控制器，所述控制器在从所述射出单元对所述腔内的熔融树脂的射出/填充和从所述物理发泡剂供给装置对所述腔内的物理发泡剂的供给结束之后，驱动所述模具开闭/合模单元，从而使所述模具装置的合模力降低。

7.权利要求1所述的射出发泡成型机，其特征在于，

作为所述减压装置，采用所述模具开闭/合模单元和控制所述模具开闭/合模单元的驱动的控制器，所述控制器在从所述射出单元对所述腔内的熔融树脂的射出/填充和从所述物理发泡剂供给装置对所述腔内的物理发泡剂的供给结束之后，驱动所述模具开闭/合模单元，从而使所述模具装置的合模力降低。

8.权利要求1所述的射出发泡成型机，其特征在于，

所述多孔质体由空孔率5％～60％的多孔质烧结金属材料来形成。