JP2009154308A - Method and apparatus for molding foamed resin molded article - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、樹脂に発泡剤を含有させた発泡性樹脂から成形されてなる発泡樹脂成形品の成形方法及び成形装置に関する。 The present invention relates to a molding method and a molding apparatus for a foamed resin molded product formed from a foamable resin containing a foaming agent in a resin.
従来、例えば自動車用部品などの種々の工業用部品の分野においては、軽量性や断熱性などに優れた発泡樹脂成形品が幅広く採用されている。かかる発泡樹脂成形品は、使用される目的及び用途などに応じて、好適な使用材料を選定し、また、成形品内部の気泡の形態や発泡倍率などの諸条件を好適に設定して製作されている。 Conventionally, in the field of various industrial parts such as automobile parts, foamed resin molded products excellent in light weight and heat insulating properties have been widely used. Such foamed resin molded products are manufactured by selecting suitable materials according to the purpose and application to be used, and by suitably setting various conditions such as the form of bubbles inside the molded product and the expansion ratio. ing.
このような発泡樹脂成形品の成形方法として、樹脂に発泡剤を含有させた発泡性樹脂を成形型の成形キャビティ内に注入した後に、キャビティの容積を拡大させるように成形型のコア部を移動させることにより、発泡性樹脂の発泡を促進させるようにした成形方法(所謂コアバック法)は公知である。このコアバック法を用いることにより、発泡セル径のバラツキが小さい発泡樹脂成形品を得ることができることが知られている。 As a method of molding such a foamed resin molded product, after injecting a foamable resin containing a foaming agent into the resin into the molding cavity of the molding die, the core of the molding die is moved so as to increase the volume of the cavity A molding method (so-called core back method) in which foaming of the foamable resin is promoted by causing the foaming resin to be promoted is known. It is known that by using this core back method, it is possible to obtain a foamed resin molded product having a small variation in the foamed cell diameter.
例えば特許文献1には、発泡剤が含有される繊維含有溶融熱可塑性樹脂を材料に用い、この材料樹脂を金型のキャビティ内に射出した後に、金型キャビティの容積が拡大する方向に可動型を後退させることにより、繊維含有溶融熱可塑性樹脂を膨張させて成形した繊維強化軽量樹脂成形品およびその製造方法が開示されている。
For example, in
また、例えば特許文献2には、全体としては発泡体の特性を維持しながら強度が必要な特定箇所のみをソリッド化させることを企図して、発泡性樹脂を成形型のキャビティ内に注入して発泡性樹脂を発泡させた後に、キャビティの特定部分についてはその容積を縮小または消失させるように成形型のコア部を移動させることにより、強度が必要な特定箇所のみを部分的にソリッド化させるようにした成形方法が開示されている。
Further, for example,
ところで、発泡樹脂成形品を他の部品もしくは部材(以下、相手部材という)に取り付けて使用する場合、その取付構造として、発泡樹脂成形品にその表面から突出する所定高さの突起状の取付部(加圧取付部)を一体成形しておき、この加圧取付部を相手部材に当接させ加圧して取り付ける構造は一般に良く知られている。 By the way, when the foamed resin molded product is used by being attached to another part or member (hereinafter referred to as a mating member), the mounting structure is a protruding mounting portion having a predetermined height protruding from the surface of the foamed resin molded product. A structure in which the (pressure attaching portion) is integrally formed and the pressure attaching portion is brought into contact with a mating member and attached by pressure is well known.
例えば、自動車等の車両用の空調装置に付設する空調ダクトには、軽量性や断熱性などに優れた発泡樹脂成形品が多用されているが、この空調ダクトを車室前端に位置するインストルメントパネルの背面を通して配設する場合、発泡樹脂成形品の空調ダクトの取付座面に該取付座面から突出する所定高さの突起状の加圧取付部を一体成形しておき、該加圧取付部をインストルメントパネルの背面に加圧当接させ、振動溶着法を適用して、当接部に加圧状態で振動を加えることにより、空調ダクトをインストルメントパネルの背面に取り付ける(溶着する)ことが考えられる。 For example, air-conditioning ducts attached to air-conditioning equipment for vehicles such as automobiles often use foamed resin molded products with excellent lightness and heat insulation properties, but this air-conditioning duct is located at the front end of the passenger compartment. When installing through the back of the panel, the pressure mounting part of a predetermined height protruding from the mounting seat surface is integrally formed on the mounting seat surface of the air conditioning duct of the foamed resin molded product, and the pressure mounting The air conditioning duct is attached (welded) to the back of the instrument panel by applying pressure welding to the back of the instrument panel and applying vibration welding to the contact part in a pressurized state. It is possible.
このようにして突起状の加圧取付部で発泡樹脂成形品を相手部材に取り付ける場合、強度が必要とされる加圧取付部自体は、一般に、発泡樹脂成形品の成形過程で成形型に接触することよる冷却効果で発泡が抑制され、非発泡状態(つまりソリッド状態)又は発泡倍率が非常に低い状態に維持されるように、諸条件が設定される。
図5及び図6は、従来例に係る突起状の加圧取付部およびその周辺の発泡成形を模式的に示す説明図で、図5は成形キャビティ内に発泡樹脂を充填した状態を、図6は成形キャビティの容積を拡大させて材料樹脂を発泡させた状態を、それぞれ示している。
When the foamed resin molded product is attached to the mating member with the protruding pressure mounting portion in this way, the pressure mounting portion itself that requires strength is generally in contact with the mold during the molding process of the foamed resin molded product. Various conditions are set so that foaming is suppressed by the cooling effect and the non-foamed state (that is, the solid state) or the foaming ratio is maintained at a very low state.
5 and 6 are explanatory views schematically showing the protrusion-like pressure mounting portion and the surrounding foam molding according to the conventional example, and FIG. 5 shows a state in which the foaming resin is filled in the molding cavity. Shows a state in which the volume of the molding cavity is enlarged to foam the material resin.
固定型121と可動型125とで形成された成形キャビティ129内に発泡性樹脂131を充填し(図5参照)、その後、可動型125を後退させて所謂コアバックを行うことにより、成形キャビティ129が拡大されて材料樹脂131が発泡し、成形品110の本体部分111(発泡本体部)が発泡成形されるのであるが(図6参照)、この場合、突起状の加圧取付部113については、固定型121内に突出している関係上、固定型121との接触面積が非常に大きく、本来、固定型121による冷却効果が非常に高い。従って、その全体について、発泡を抑制して非発泡状態または低発泡倍率状態に維持するように条件設定することは比較的容易である。尚、成形型121,125に接触する発泡本体部111の表面およびその近傍部分についても、成形型121,125に熱を奪われることにより発泡が抑制され、通常、非発泡状態または低発泡倍率状態に維持される。
このようにして成形された発泡樹脂成形品110では、加圧取付部113自体は、前述のように発泡が抑制されて非発泡状態または低発泡倍率状態に維持されることで高い強度及び/又は剛性を有しているのであるが、発泡本体部111の前記加圧取付部113を支える部分112(つまり加圧取付部113に連続する部分)は発泡状態で成形されているので、加圧取付部113に比して強度及び/又は剛性がかなり低くなっている。
In the foamed resin molded
この発泡樹脂成形品110を、図7に模式的に示すように、加圧取付部113の先端を樹脂製の相手部材116の表面に当接させ、振動溶着法にて相手部材116に取り付ける場合、図8に示すように、振動溶着時の加圧力によって発泡本体部111の加圧取付部113に連続する部分112が発泡本体部111側に沈み込んで取付座面(加圧取付部113を支持する支持面)も変形し、加圧取付部113が発泡本体部111内にめり込む。このため、加圧取付部113の先端と相手部材116の表面との間で必要な摩擦力が得られなくなり、溶着不良を招くという問題が生じる。尚、このような不具合を伴わない場合には、図9に示すように、発泡本体部111の加圧取付部113に連続する部分112に変形が生じることはなく、加圧取付部113の先端が相手部材116の表面に支障なく溶着される。
When the foamed resin molded
この発明は、前記技術的課題に鑑みてなされたもので、非発泡状態または低発泡倍率状態の加圧取付部を発泡樹脂成形品の発泡本体部から一体的に突出するように成形するに際して、相手部材への取付時の加圧力によって、発泡本体部の加圧取付部に連続する部分が発泡本体部側へ沈み込むことを防止できるようにすることを、基本的な目的とする。 This invention has been made in view of the above technical problem, and when molding the pressure mounting portion in a non-foamed state or a low foaming magnification state so as to protrude integrally from the foamed main body portion of the foamed resin molded product, It is a basic object to prevent a portion continuing to the pressure mounting portion of the foam main body portion from sinking into the foam main body portion side due to the applied pressure at the time of attachment to the mating member.
このため、本願の請求項1に係る発明(第1の発明)は、成形型内に充填された発泡性樹脂により発泡樹脂成形品の発泡本体部を発泡成形すると共に、加圧されることにより相手部材に取り付けられる発泡抑制樹脂部から成る加圧取付部を前記発泡本体部から一体的に突出するように成形する、発泡樹脂成形品の成形方法であって、前記発泡本体部の前記加圧取付部に連続する部分に、前記発泡本体部の他の部分よりも厚い本体厚肉発泡抑制樹脂部を形成する、ことを特徴としたものである。
ここに、本体厚肉発泡抑制樹脂部の「発泡抑制」とは、発泡本体部の発泡成形時に発泡が抑制されて非発泡状態(ソリッド状態)に保たれる場合のみならず、発泡はしてもその発泡倍率が非常に低い状態に保たれる場合も含むものである。
For this reason, the invention according to
Here, “foaming suppression” of the thick-walled foam-inhibiting resin part means not only when foaming is suppressed during foam molding of the foamed main body part and kept in a non-foamed state (solid state), but also with foaming. Includes the case where the expansion ratio is kept very low.
また、本願の請求項2に係る発明(第2の発明)は、前記第1の発明において、前記本体厚肉発泡抑制樹脂部は前記加圧取付部よりも幅広に形成される、ことを特徴としたものである。
Further, the invention according to
更に、本願の請求項3に係る発明(第3の発明)は、前記第1又は第2の発明において、成形型の前記本体厚肉発泡抑制樹脂部に対応する型面部を他の型面部よりも低温に設定することにより、本体厚肉発泡抑制樹脂部を成形する、ことを特徴としたものである。
Furthermore, in the invention according to
また更に、本願の請求項4に係る発明(第4の発明)は、前記第1から第3の発明の何れか一において、成形型の前記発泡本体部に対応する成形型部をコアバックさせることにより、発泡本体部を成形する、ことを特徴としたものである。
Still further, an invention according to
また更に、本願の請求項5に係る発明(第5の発明)は、前記第4の発明において、前記コアバックに先立って、成形型の加圧取付部に対応する成形型部の発泡樹脂を当該成形型部によって冷却することにより、前記加圧取付部を成形する、ことを特徴としたものである。 Furthermore, the invention according to claim 5 of the present application (fifth invention) is the foamed resin of the mold part corresponding to the pressure mounting part of the mold, prior to the core back, in the fourth invention. The pressure attaching portion is formed by cooling with the forming die portion.
また更に、本願の請求項6に係る発明(第6の発明)は、前記第4又は第5の発明において、前記発泡性樹脂は物理発泡剤を含有していることを特徴としたものである。
The invention according to
また更に、本願の請求項7に係る発明(第7の発明)は、前記第6の発明において、前記物理発泡剤が超臨界状態の流体であることを特徴としたものである。
Furthermore, the invention according to
また更に、本願の請求項8に係る発明(第8の発明)は、互いに組み合わされて成形キャビティを形成する固定型と可動型とを有する成形型と、樹脂に発泡剤を含有させた発泡性樹脂を前記成形キャビティ内に注入する注入手段と、前記可動型を前記成形キャビティの容積を拡大させるように前記固定型に対して移動させる可動型駆動手段と、を備え、前記発泡性樹脂を前記成形キャビティ内に注入し、前記可動型を前記成形キャビティの容積を拡大させるように移動させることにより、成形キャビティ内に充填された発泡性樹脂によって発泡樹脂成形品の発泡本体部を発泡成形すると共に、加圧されることにより相手部材に取り付けられる発泡抑制樹脂部から成る加圧取付部を前記発泡本体部から一体的に突出するように成形する、発泡樹脂成形品の成形装置であって、前記発泡本体部の前記加圧取付部に連続する部分に前記発泡本体部の他の部分よりも厚い本体厚肉発泡抑制樹脂部を形成する本体厚肉発泡抑制樹脂部形成手段を更に備えている、ことを特徴としたものである。
ここに、本体厚肉発泡抑制樹脂部の「発泡抑制」とは、発泡本体部の発泡成形時に発泡が抑制されて非発泡状態(ソリッド状態)に保たれる場合のみならず、発泡はしてもその発泡倍率が非常に低い状態に保たれる場合も含むものである。
Furthermore, the invention according to claim 8 of the present application (eighth invention) is a mold having a fixed mold and a movable mold which are combined with each other to form a mold cavity, and a foaming property in which a foaming agent is contained in the resin. Injection means for injecting resin into the molding cavity; and movable mold drive means for moving the movable mold relative to the fixed mold so as to expand the volume of the molding cavity; and By injecting into the molding cavity and moving the movable mold so as to enlarge the volume of the molding cavity, the foaming main body part of the foamed resin molded product is foam-molded by the foamable resin filled in the molding cavity. Forming a pressure attachment part composed of a foam suppression resin part attached to a mating member by being pressurized so as to protrude integrally from the foam main body part; A molding apparatus for a molded product, wherein a main body thick foaming suppression resin portion is formed in a portion continuous with the pressure mounting portion of the foam main body portion, which is thicker than the other portions of the foam main body portion. It further comprises resin part forming means.
Here, “foaming suppression” of the thick-walled foam-inhibiting resin part means not only when foaming is suppressed during foam molding of the foamed main body part and kept in a non-foamed state (solid state), but also with foaming. Includes the case where the expansion ratio is kept very low.
また更に、本願の請求項9に係る発明(第9の発明)は、前記第7の発明において、本体厚肉発泡抑制樹脂部形成手段は、前記加圧取付部よりも幅広の本体厚肉発泡抑制樹脂部を形成する、ことを特徴としたものである。
Furthermore, the invention according to
また更に、本願の請求項10に係る発明(第10の発明)は、前記第7又は第8の発明において、成形型の前記本体厚肉発泡抑制樹脂部に対応する型面部を他の型面部よりも低温に設定する冷却手段を更に備えている、ことを特徴としたものである。
Furthermore, the invention according to
また更に、本願の請求項11に係る発明(第11の発明)は、前記第8から第10の発明の何れか一において、前記可動型駆動手段で発泡本体部に対応する可動型をコアバックさせることにより、発泡本体部を成形する、ことを特徴としたものである。
Still further, an invention according to
また更に、本願の請求項12に係る発明(第12の発明)は、前記第11の発明において、前記コアバックに先立って、固定型の加圧取付部に対応する型部の発泡樹脂を当該型部によって冷却することにより、前記加圧取付部を成形する、ことを特徴としたものである。
Furthermore, the invention according to
また更に、本願の請求項13に係る発明(第13の発明)は、前記第11又は第12の発明において、前記注入手段は物理発泡剤を含有する発泡性樹脂を注入することを特徴としたものである。 Furthermore, the invention according to claim 13 of the present application (13th invention) is characterized in that, in the 11th or 12th invention, the injection means injects a foamable resin containing a physical foaming agent. Is.
また更に、本願の請求項14に係る発明(第14の発明)は、前記第13の発明において、前記注入手段は、前記物理発泡剤として超臨界状態の流体を含有する発泡性樹脂を注入する、ことを特徴としたものである。 Still further, an invention according to claim 14 of the present application (fourteenth invention) is that, in the thirteenth invention, the injection means injects a foamable resin containing a fluid in a supercritical state as the physical foaming agent. , Is characterized by that.
本願の第1の発明によれば、発泡本体部の加圧取付部に連続する部分に、発泡本体部の他の部分よりも厚い本体厚肉発泡抑制樹脂部を形成するようにしたことにより、発泡本体部の加圧取付部に連続する部分の強度及び/又は剛性を高めることができる。これにより、相手部材への取付時の加圧力に起因して、発泡本体部の加圧取付部に連続する部分が発泡本体部側へ沈み込むことを抑制し、取付不良を招くことを防止できる。 According to the first invention of the present application, in the portion continuous to the pressure mounting portion of the foam main body portion, the thick body foam suppression resin portion thicker than the other portion of the foam main body portion is formed, It is possible to increase the strength and / or rigidity of the portion continuing to the pressure attachment portion of the foam main body portion. Thereby, it can suppress that the part which continues to the pressurization attachment part of a foaming main-body part sinks to the foaming main-body part side resulting from the applied pressure at the time of attachment to a counterpart member, and it can prevent that it causes attachment failure. .
また、本願の第2の発明によれば、本体厚肉発泡抑制樹脂部を前記加圧取付部よりも幅広に形成したことにより、発泡本体部の加圧取付部に連続する部分のより広範な領域について強度及び/又は剛性を高めることができ、前記第1の発明の作用効果をより確実に得ることができる。 In addition, according to the second invention of the present application, the main body thick foam suppression resin portion is formed wider than the pressure attachment portion, so that a wider portion of the portion continuing to the pressure attachment portion of the foam main body portion can be obtained. The strength and / or rigidity of the region can be increased, and the operational effect of the first invention can be obtained more reliably.
更に、本願の第3の発明によれば、本体厚肉発泡抑制樹脂部は、成形型の前記本体厚肉発泡抑制樹脂部に対応する型面部を他の型面部よりも低温に設定することにより成形されるので、成形型の温度設定を工夫することで、成形品自体についてその形状が制約される等の影響を受けることなく、前記第1又は第2の発明の作用効果を得ることができる。 Further, according to the third invention of the present application, the main body thick foam suppression resin portion is set by setting the mold surface portion corresponding to the main body thick foam suppression resin portion of the molding die at a lower temperature than the other mold surface portions. Since it is molded, the effects of the first or second invention can be obtained by devising the temperature setting of the molding die without being affected by the shape of the molded product itself being restricted. .
また更に、本願の第4の発明によれば、基本的には前記第1から第3の発明の何れかと同様の作用効果を奏することができる。特に、成形型の発泡本体部に対応する成形型部をコアバックさせて前記発泡本体部を成形することにより、発泡セル径のバラツキが小さい発泡本体部の成形を行うことができる。 Still further, according to the fourth invention of the present application, basically, the same function and effect as any of the first to third inventions can be achieved. In particular, the foamed main body part with small variation in the foamed cell diameter can be formed by core-backing the mold part corresponding to the foamed main body part of the mold.
また更に、本願の第5の発明によれば、基本的には前記第4の発明と同様の作用効果を奏することができる。特に、前記コアバックに先立って、成形型の加圧取付部に対応する成形型部の発泡樹脂を当該成形型部によって冷却することにより、前記加圧取付部を成形するので、比較的に簡単な手段によって加圧取付部の成形を確実に行うことができる。 Furthermore, according to the fifth invention of the present application, basically, the same operational effects as the fourth invention can be obtained. In particular, prior to the core back, the pressure mounting part is molded by cooling the foamed resin of the molding part corresponding to the pressure mounting part of the mold by the molding part, so that it is relatively easy. Thus, the pressure mounting portion can be reliably molded by such means.
また更に、本願の第6の発明によれば、前記発泡性樹脂に物理発泡剤が含有されていることにより、前記第4又は第5の発明の作用効果をより確実に奏することができる。 Furthermore, according to the sixth invention of the present application, the physical and foaming agent is contained in the foamable resin, whereby the operational effects of the fourth or fifth invention can be more reliably exhibited.
また更に、本願の第7の発明によれば、前記物理発泡剤が超臨界状態の流体であることにより、前記6の発明の作用効果を更に助長することができる。物理発泡剤として超臨界状態の流体を用いることで、より微細な発泡セルを有する発泡樹脂成形品を成形することができ、発泡樹脂成形品の全体的な物性をさらに向上させることができる。 Still further, according to the seventh invention of the present application, since the physical foaming agent is a fluid in a supercritical state, the function and effect of the invention of the sixth invention can be further promoted. By using a fluid in a supercritical state as the physical foaming agent, a foamed resin molded product having finer foam cells can be molded, and the overall physical properties of the foamed resin molded product can be further improved.
また更に、本願の第8の発明によれば、本体厚肉発泡抑制樹脂部形成手段によって、発泡本体部の加圧取付部に連続する部分に、発泡本体部の他の部分よりも厚い本体厚肉発泡抑制樹脂部を形成するようにしたことにより、発泡本体部の加圧取付部に連続する部分の強度及び/又は剛性を高めることができる。これにより、相手部材への取付時の加圧力に起因して、発泡本体部の加圧取付部に連続する部分が発泡本体部側へ沈み込むことを抑制し、取付不良を招くことを防止できる。 Still further, according to the eighth invention of the present application, the main body thicker foam suppression resin portion forming means has a thicker main body thickness than the other portions of the foam main body portion in the portion continuing to the pressure mounting portion of the foam main body portion. By forming the meat foam suppression resin portion, the strength and / or rigidity of the portion continuous with the pressure mounting portion of the foam main body portion can be increased. Thereby, it can suppress that the part which continues to the pressurization attachment part of a foaming main-body part sinks to the foaming main-body part side resulting from the applied pressure at the time of attachment to a counterpart member, and it can prevent that it causes attachment failure. .
また、本願の第9の発明によれば、本体厚肉発泡抑制樹脂部が前記加圧取付部よりも幅広に形成されることにより、発泡本体部の加圧取付部に連続する部分のより広範な領域について強度及び/又は剛性を高めることができ、前記第8の発明の作用効果をより確実に得ることができる。 Further, according to the ninth invention of the present application, the main body thick foam suppression resin portion is formed wider than the pressure mounting portion, so that a wider portion of the portion continuing to the pressure mounting portion of the foam main body portion is formed. The strength and / or rigidity of such a region can be increased, and the operational effects of the eighth invention can be obtained more reliably.
更に、本願の第10の発明によれば、本体厚肉発泡抑制樹脂部は、冷却手段によって、成形型の前記本体厚肉発泡抑制樹脂部に対応する型面部を他の型面部よりも低温に設定して成形されるので、成形型の温度設定を工夫することで、成形品自体についてその形状が制約される等の影響を受けることなく、前記第8又は第9の発明の作用効果を得ることができる。 Further, according to the tenth invention of the present application, the main body thick foam suppression resin portion is cooled by the cooling means so that the mold surface portion corresponding to the main body thick foam suppression resin portion of the molding die has a lower temperature than the other mold surface portions. Since it is set and molded, by devising the temperature setting of the mold, the effects of the eighth or ninth invention can be obtained without being influenced by the shape of the molded product itself being restricted. be able to.
また更に、本願の第11の発明によれば、基本的には前記第8から第10の発明の何れかと同様の作用効果を奏することができる。特に、発泡本体部に対応する可動型をコアバックさせて前記発泡本体部を成形することにより、発泡セル径のバラツキが小さい発泡本体部の成形を行うことができる。 Still further, according to the eleventh invention of the present application, basically, the same operation and effect as any of the eighth to tenth inventions can be achieved. In particular, by forming the foamed main body part by core-backing the movable mold corresponding to the foamed main body part, it is possible to mold the foamed main body part with small variation in the foam cell diameter.
また更に、本願の第12の発明によれば、基本的には前記第11の発明と同様の作用効果を奏することができる。特に、前記コアバックに先立って、固定型の加圧取付部に対応する型部の発泡樹脂を当該型部によって冷却することにより、前記加圧取付部を成形するので、比較的に簡単な手段によって加圧取付部の成形を確実に行うことができる。 Still further, according to the twelfth aspect of the present invention, basically the same operational effects as those of the eleventh aspect can be achieved. In particular, prior to the core back, the pressure mounting part is formed by cooling the foamed resin of the mold part corresponding to the pressure mounting part of the fixed mold by the mold part, so that relatively simple means are provided. Thus, the pressure mounting portion can be reliably molded.
また更に、本願の第13の発明によれば、注入手段で物理発泡剤が含有されている発泡性樹脂を注入することにより、前記第11又は第12の発明の作用効果をより確実に奏することができる。 Still further, according to the thirteenth invention of the present application, the effects of the eleventh or twelfth invention are more reliably exhibited by injecting a foamable resin containing a physical foaming agent in the injection means. Can do.
また更に、本願の第14の発明によれば、注入手段で物理発泡剤として超臨界状態の流体を含有する発泡性樹脂を注入することにより、前記13の発明の作用効果を助長することができる。物理発泡剤として超臨界状態の流体を用いることで、より微細な発泡セルを有する発泡樹脂成形品を成形することができ、発泡樹脂成形品の全体的な物性をさらに向上させることができる。 Furthermore, according to the fourteenth invention of the present application, the effect of the thirteenth invention can be promoted by injecting a foamable resin containing a fluid in a supercritical state as a physical foaming agent by the injection means. . By using a fluid in a supercritical state as the physical foaming agent, a foamed resin molded product having finer foam cells can be molded, and the overall physical properties of the foamed resin molded product can be further improved.
以下、本発明の実施形態を、添付図面を参照しながら説明する。本実施形態は、例えば、自動車等の車両用の空調装置に付設する空調ダクトを発泡樹脂成形品で形成し、この空調ダクトを車室前端に位置するインストルメントパネルの背面に取り付けることを想定した場合についてのものである。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the present embodiment, for example, it is assumed that an air conditioning duct attached to an air conditioner for a vehicle such as an automobile is formed of a foamed resin molded product, and this air conditioning duct is attached to the back of an instrument panel located at the front end of the passenger compartment. Is about the case.
図1は、本実施形態に係る発泡樹脂成形品としての前記空調ダクトの断面構造を示す断面説明図である。
この図に示すように、前記空調ダクト1は、所定厚さを有する略半円状の断面を備えたダクト本体部2と、該ダクト本体部2の上下の端末部に形成された所定厚さの取付フランジ部3とを備え、各取付フランジ部3には、所定高さの突起状の取付部4(加圧取付部)が一体的に設けられている。
FIG. 1 is a cross-sectional explanatory view showing a cross-sectional structure of the air conditioning duct as a foamed resin molded product according to the present embodiment.
As shown in this figure, the
本実施形態では、この空調ダクト全体が、一体の発泡樹脂成形品1として成形されており、取付フランジ部3に一体成形された加圧取付部4をインストルメントパネル6の背面に加圧当接させ、振動溶着法を適用して、その当接部に加圧状態で振動を加えることにより、空調ダクト1がインストルメントパネル6の背面に溶着され、両者1,6間に通風路9が形成されるようになっている。このように空調ダクト1を発泡樹脂成形品としたことにより、軽量で断熱性に優れた空調ダクト1が得られる。
In the present embodiment, the entire air conditioning duct is molded as an integral foamed resin molded
次に、前記空調ダクトの成形に用いた発泡樹脂成形法について説明する。この説明では、発泡樹脂成形品として、所定厚さの略板状の本体部に加圧取付部が一体成形されたワークが、簡略化されたモデルとして用いられている。
図2は、前記ワークを発泡樹脂成形するための成形装置を模式的に示す断面図である。また、図3はコアバック後における図2の要部を拡大して示す拡大断面図である。
Next, the foamed resin molding method used for molding the air conditioning duct will be described. In this description, as a foamed resin molded product, a workpiece in which a pressure mounting portion is integrally formed on a substantially plate-shaped main body portion having a predetermined thickness is used as a simplified model.
FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a molding apparatus for molding the workpiece with foamed resin. FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing an essential part of FIG. 2 after the core back.
図3から分かるように、前記発泡樹脂成形品10(ワーク)は、所定厚さを有する略板状の本体部11(発泡本体部)と、該発泡本体部11から突出する所定高さの突起状の取付部13(加圧取付部)とを一体成形して構成されている。
また、図2に示すように、成形装置Mは、開閉可能な成形型20と、成形型20内の成形キャビティ29に発泡性樹脂を注入する注入手段としての射出装置30と、成形型20を冷却するための冷却装置40とを備えている。
As can be seen from FIG. 3, the foamed resin molded product 10 (workpiece) includes a substantially plate-shaped main body portion 11 (foaming main body portion) having a predetermined thickness, and a protrusion having a predetermined height protruding from the foaming
As shown in FIG. 2, the molding apparatus M includes a mold 20 that can be opened and closed, an
前記成形型20は、常時静止状態に維持される固定型21と、該固定型21に対して成形型の開閉方向に移動可能に設けられた可動型25とで構成され、両者21,25を互いに組み合わせることで、ワーク形状に対応した成形キャビティ29が形成されている。前記可動型25は、図示しない可動型駆動機構に連結されており、該可動型駆動機構によって成形型20の開閉方向(図2の矢印Ya,Yb方向)に移動することができるようになっている。
The mold 20 includes a fixed
固定型21の型合わせ面の中央部分には所定高さの柱状の凸状部22が形成される一方、可動型25の型合わせ面の中央部分には、固定型21の凸状部22と組み合わされる凹状部26が形成されている。固定型21と可動型25とを組み合わせることにより、固定型21の凸状部22の外周面22sの外側に、可動型25の凹状部26の内周面26sが成形型20の開閉方向(図2の矢印Ya,Yb方向)へ摺動可能に嵌合している。この嵌合状態で、固定型21の凸状部22の型面22fと、可動型25の凹状部26の型面26f及び内側面26sとで、成形キャビティ29が形成されている。前記ワーク10(発泡樹脂成形品)の加圧取付部13に対応して、固定型21の凸状部22には、型面22fから掘られた溝部22gを有する型部22aが設けられている。
A columnar
固定型21の凸状部22の外周面22sと可動型25の凹状部26の内周面26sとの隙間(クリアランス)は、可動型25が固定型21に対して前記開閉方向(図2の矢印Ya,Yb方向)へスムースに摺動でき、且つ、成形キャビティ29を形成した状態で、キャビティ29の内部に充填された発泡性樹脂が外部に漏洩することがないようにシール性を維持できる範囲内に設定されている。
The clearance (clearance) between the outer
また、固定型21と可動型25とで成形キャビティ29を形成した状態で、前記可動型駆動機構(不図示)によって、可動型25を成形型20の型開き方向(図2,図3の矢印Ya方向)へ所定量Eだけ移動させることにより、成形キャビティ29の容積を拡大させることができる。成形キャビティ29内に発泡性樹脂を注入した後に可動型25を型開き方向へ所定量Eだけ移動させて成形キャビティ29の容積を拡大させることにより、キャビティ29内の発泡性樹脂の発泡を促進する、所謂、コアバックを行うことができる。このコアバックでの可動型25の移動量Eは、可動型25の凹状部26の内周面26sが固定型21の凸状部22の外周面22sから離脱しない範囲で設定される。尚、かかるコアバック法は、従来公知の手法と基本的には同じものである。
Further, in a state where the
尚、固定型21には、該固定型21を冷却して前記型面22f等の所要部分を所要温度に保つために、冷却水通路50が設けられている。また、可動型25にも、該可動型25を冷却して前記型面26f等の所要部分を所要温度に保つために、冷却水通路28が設けられている。これら冷却水通路50,28の構成および作用については、後述する。
The fixed
前記射出装置30は、樹脂に発泡剤を含有させた発泡性樹脂を成形型20の成形キャビティ29内に注入するもので、例えば樹脂ペレットとして供給される材料樹脂32を混錬溶融させるシリンダ33を備えている。該シリンダ33の内部には、回転スクリュー34が配設され、このスクリュー34の後端には、具体的には図示しなかったが、スクリュー34を回転駆動する回転駆動機構、及びスクリュー34を前進動させて溶融樹脂を成形キャビティ29に向けて射出する射出機構が連結されている。射出装置30では、シリンダ33内に投入された材料樹脂32が、シリンダ33の周囲に設けられた加熱ヒータ(不図示)によって順次加熱されると共に、スクリュー34によって混錬される。
The
前記射出装置30には、二酸化炭素又は窒素等の不活性ガスを貯留したボンベ35,前記不活性ガスを超臨界状態にする超臨界流体発生装置36、及び超臨界状態にされた不活性ガスをシリンダ33内に注入する超臨界流体注入装置37が付設されている。そして、ボンベ35から供給され超臨界流体発生装置36によって超臨界状態にされた不活性ガスが、超臨界流体注入装置37によって、シリンダ33内で混錬溶融された樹脂32に注入され、樹脂32に発泡剤を含有させた発泡性樹脂31が形成されるようになっている。
The
シリンダ33内の発泡性樹脂31は、スクリュー34が前記回転駆動機構によって回転されるとともに前記射出機構によって前進動させられることにより、成形型20の成形キャビティ29内に注入される。成形型20には、具体的には固定型21には、発泡性樹脂31を成形キャビティ29に向かって注入するための樹脂通路24が設けられている。
The
前記材料樹脂32としては、例えば、ポリプロピレン樹脂などの熱可塑性樹脂が用いられる。また、本実施形態では、前記発泡性樹脂31に含有される発泡剤に、物理発泡剤として超臨界状態にある流体を用いているが、その他の物理発泡剤を用いてもよい。或いは、化学発泡剤を使用することもできる。
As the
尚、物理発泡剤を樹脂に含有させた場合には、化学発泡剤を用いた場合に比して、一般に、発泡圧が高くなり発泡し易くなることが知られている。また、物理発泡剤として超臨界状態の流体を用いることで、より微細な発泡セルを有する発泡樹脂成形品を成形することができ、発泡樹脂成形品の全体的な物性をさらに向上させることができる。 In addition, when a physical foaming agent is contained in a resin, it is generally known that the foaming pressure becomes higher and foaming is easier than when a chemical foaming agent is used. Further, by using a fluid in a supercritical state as a physical foaming agent, a foamed resin molded product having finer foam cells can be molded, and the overall physical properties of the foamed resin molded product can be further improved. .
また、前記冷却装置40は、冷却媒体供給源(不図示)から供給される冷却媒体としての水を所定温度の冷水として供給することができる冷却水供給ユニット41を備え、該冷却水供給ユニット41には、固定型21の冷却水通路50に冷却水を供給する給水ホース42と、可動型25の冷却水通路28に冷却水を供給する給水ホース44とが接続されている。各給水ホース42,44の途中部には、各ホース42,44内の流路を開閉する給水開閉弁43,45がそれぞれ介設されている。
尚、具体的には図示しなかったが、固定型21,可動型25には、給水ホース42,44とは反対側に、それぞれ排水用のホースが接続され、各型21,25を冷却した後の冷却水は排水として回収されるようになっている。
The
Although not specifically shown, a drainage hose is connected to the fixed
前記固定型21の冷却水通路50は、型面22fと略平行に真直して延びる真直通路51と、該真直通路51から略直角に曲折し可動型25側に立ち上がるように形成された曲折通路53とで構成されている。この曲折通路53は、ワーク10の加圧取付部13に対応した固定型21の型部22aの溝部22gを両側から挟むように設けられ、加圧取付部13に対応した固定型21の型部22aが効果的に冷却される。
The cooling
また、曲折通路53の立ち上がり先端側は、ワーク10の発泡本体部11のうち加圧取付部13に連続した所定範囲の部分12に対応する固定型21の型部22bに位置しており、該型部22bが効果的に冷却されるようになっている。前記加圧取付部13に連続した所定範囲の部分12の幅D2は、加圧取付部13の幅D1よりも広く設定されている。
Further, the rising front end side of the
この「発泡本体部11のうち加圧取付部13に連続した所定範囲の部分12」は、後述するように材料樹脂32が発泡して発泡本体部11が成形される際に、発泡が抑制されて非発泡状態(ソリッド状態)または低発泡倍率状態に保たれる部分で、その厚さが、他の表面およびその近傍の表層部分に比してかなり厚くなっている。以下、この部分を適宜「本体厚肉発泡抑制樹脂部」と称する。
This “
尚、可動型25の冷却水通路28は、型面26fと略平行に真直して延びる真直通路のみで構成されている。この可動型25の冷却は、通常の型冷却と同様に行われる。
The cooling
具体的には図示しなかったが、成形装置Mは、該成形装置Mを総合的に制御する制御ユニットを備えている。該制御ユニットは、例えばマイクロコンピュータを主要部として構成されており、成形型20の作動制御,射出装置30の作動制御,冷却装置40の作動制御等の各種制御を行う。
Although not specifically shown, the molding apparatus M includes a control unit that comprehensively controls the molding apparatus M. The control unit includes, for example, a microcomputer as a main part, and performs various controls such as operation control of the mold 20, operation control of the
次に、成形装置Mを用いた発泡樹脂成形品10(ワーク)の成形について説明する。
先ず、可動型25が固定型22と組み合わされ、固定型21の凸状部22の外側部分に可動型25の凹状部26の外側部分にほぼ当接した状態(図2参照)で、成形キャビティ29に、樹脂32に発泡剤として超臨界状態の流体を含有させた発泡性樹脂31が射出装置30から注入される。
Next, molding of the foamed resin molded product 10 (work) using the molding apparatus M will be described.
First, in a state where the
次に、冷却装置40を作動させ、固定型21及び可動型25を冷却する。この場合、突起状の加圧取付部13については、固定型21の凸状部22内に突出している関係上、固定型21との接触面積が非常に大きく、本来、固定型21の対応する型部22aによる冷却効果が高く、後続する工程でコアバックを行っても、発泡が抑制されて非発泡状態(ソリッド状態)または低発泡倍率状態に保たれることが想定されるのであるが、コアバック工程に先立って冷却装置40を作動させ、前記曲折通路53を流れる冷却水により、加圧取付部13に対応した固定型21の型部22aが効果的に冷却することにより、加圧取付部13が確実に成形される。
Next, the
これにより、後続する工程でコアバックを行っても、加圧取付部13は、確実に非発泡状態または発泡倍率が極めて低い状態に維持され、加圧取付部13の強度及び/又は剛性を高めることができる。
また、ワーク10の発泡本体部11のうち加圧取付部13に連続した所定範囲の部分12(本体厚肉発泡抑制樹脂部)に対応する固定型21の型部22bについても、前記曲折通路53を流れる冷却水によって、他の型部に比して効果的に冷却される。この場合、本体厚肉発泡抑制樹脂部12の幅D2を加圧取付部13の幅D1よりも広く設定したことにより、発泡本体部11の加圧取付部13に連続する部分のより広範な領域について強度及び/又は剛性を高めることができる。
Thereby, even if a core back is performed in a subsequent process, the
In addition, the bending
特に、本体厚肉発泡抑制樹脂部12は、固定型21の当該本体厚肉発泡抑制樹脂部12に対応する型部22bを他の型部よりも低温に設定することにより成形されので、固定型21の温度設定を工夫することによって、成形品10自体についてその形状が制約される等の影響を受けることなく、発泡本体部11の発泡成形時に、確実に非発泡状態または発泡倍率が極めて低い状態に維持される。
In particular, the main body thick foam
その後、図3に示されるように、可動型25を所定量Eだけ後退させてコアバックを行うことにより、成形キャビティ29が拡大されて発泡樹脂31が発泡し、ワーク10の本体部分11(発泡本体部)が発泡成形されるのであるが、発泡本体部11のうち加圧取付部13に連続した所定範囲の部分12(本体厚肉発泡抑制樹脂部)については、対応する固定型21の型部22bが冷却されているので、発泡が効果的に抑制され、非発泡状態または発泡倍率が非常に低い状態に維持され、その強度及び/又は剛性が高められている。
Thereafter, as shown in FIG. 3, the
尚、このように発泡本体部11の成形にコアバック法を適用したことにより、発泡セル径のバラツキが小さい発泡本体部11の成形を行うことができる。
また、本実施例では、化学発泡剤を用いた場合に比して、一般に、発泡圧が高くなり発泡し易くなる物理発泡剤を樹脂に含有させたが、かかる物理発泡剤を適用した場合でも、本体厚肉発泡抑制樹脂部12及び加圧取付部13について、効果的に発泡を抑制することができた。しかも、比較的に簡単な手段によって加圧取付部の成形をより確実に行うことができ、特に、物理発泡剤として超臨界状態の流体を用いたことで、より微細な発泡セルを有する発泡樹脂成形品10(ワーク)を成形し、ワーク10の全体的な物性をさらに向上させることができた。
In addition, by applying the core back method to the molding of the foam
Further, in this example, compared with the case where a chemical foaming agent is used, generally, a physical foaming agent that increases foaming pressure and easily foams is contained in the resin, but even when such a physical foaming agent is applied. In addition, the main body thick foam
成形型21,25に接触する発泡本体部11の表面およびその近傍の表層部分についても、成形型21,25に熱を奪われることにより発泡が抑制され、通常、非発泡状態または低発泡倍率状態に維持されるのであるが、加圧取付部13に連続した所定範囲の部分12については、対応する型部22bが事前に効果的に冷却されていることにより、確実に非発泡状態または発泡倍率が非常に低い状態に維持され、しかも、その厚さが、他の表面およびその近傍の表層部分に比してかなり厚くなっている。
Foaming is also suppressed on the surface of the foam
前記コアバック工程を終えると、可動型25が更に型開き方向(図2及び図3の矢印Ya方向)へ移動させられて型開きが行われ、発泡樹脂成形されたワーク10が取り出される。以上で1サイクルの成形工程が終了する。
When the core back process is completed, the
このように成形されたワーク10は、振動溶着法を適用して合成樹脂製の所定の相手部材に取り付けられる。
図4は、このワーク10の相手部材への振動溶着工程を模式的に示す断面図である。この図に示されるように、振動溶着装置70は、接離可能に設けられた一対の金型(例えば、上型71,下型75)を備えており、下型71に合成樹脂製の相手部材16が保持される。一方、上型71には、ワークホルダ72(保持具)を介して、前記ワーク10が加圧取付部13を下方に向けて保持される。
The
FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing the vibration welding process of the
下型75は、付設された駆動装置(不図示)により上型71に対して進退動可能で、上型71側に前進することで、ワーク10の加圧取付部13と相手部材16とを当接させ、加圧状態に維持することができる。上型71は、付設された加振装置(不図示)例えば上下左右および斜め方向に所定の振幅および振動数で加振することができる。
そして、図4に示したようにワーク110と相手部材16をそれぞれ上型71と下型75にセットした状態で、下型75を前進させて、ワーク10の加圧取付部13と相手部材16とを当接させ加圧状態とし、その状態で上型71を加振することにより、ワーク10が加圧取付部13で相手部材16に溶着される。
The
Then, as shown in FIG. 4, with the
本実施形態では、例えば、次の条件で振動溶着を行った。
・加圧力:1〜4MPa
・振動数:100〜250Hz
・振幅 :0.5〜3.0mm
・加振方向:上下,左右,斜め
・加振時間:数秒間
In this embodiment, for example, vibration welding is performed under the following conditions.
・ Pressure force: 1-4 MPa
・ Frequency: 100-250Hz
・ Amplitude: 0.5 to 3.0 mm
・ Excitation direction: Up / down, left / right, diagonal / Excitation time: Several seconds
以上の条件で振動溶着を行った結果、加圧取付部13の先端面の沈み量は、1〜2mmであり、前記図9に模式的に示すように、発泡本体部11の加圧取付部13に連続する部分12に変形が生じることはなく、加圧取付部13の先端を相手部材16の表面に支障なく溶着させることができた。
As a result of performing vibration welding under the above conditions, the amount of sinking of the tip surface of the
以上、説明したように、本実施形態によれば、ワーク10の発泡本体部11の加圧取付部13に連続する部分12に、発泡本体部11の他の部分(表面およびその近傍の表層部分)よりも厚い本体厚肉発泡抑制樹脂部12を形成するようにしたことにより、発泡本体部11の加圧取付部13に連続する部分の強度及び/又は剛性を高めることができる。これにより、相手部材16への取付時の加圧力に起因して、発泡本体部11の加圧取付部13に連続する部分が発泡本体部11側へ沈み込むことを抑制し、取付不良を招くことを有効に防止できるのである。
As described above, according to the present embodiment, the
以上の実施形態は、車両用の空調ダクト及びこれを簡略化したモデルの成形を例にとったものであったが、本発明は、成形型内に充填された発泡性樹脂により発泡樹脂成形品の発泡本体部を発泡成形すると共に、加圧されることにより相手部材に取り付けられる発泡抑制樹脂部から成る加圧取付部を前記発泡本体部から一体的に突出するように成形する、種々の他の発泡樹脂成形品を成形する場合にも適用することができる。
このように、本発明は、例示された実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計上の変更が可能であることは言うまでもない。
The above embodiment is an example of forming an air conditioning duct for a vehicle and a simplified model of the vehicle. However, the present invention is a foamed resin molded product using a foamable resin filled in a mold. The foaming main body portion is foam-molded, and a pressure attachment portion made of a foam-suppressing resin portion that is attached to the counterpart member by being pressurized is molded so as to protrude integrally from the foaming main body portion. The present invention can also be applied to molding a foamed resin molded product.
Thus, it goes without saying that the present invention is not limited to the illustrated embodiments, and various improvements and design changes can be made without departing from the scope of the present invention.
本発明は、樹脂に発泡剤を含有させた発泡性樹脂から成形されてなる発泡樹脂成形品の成形方法及び成形装置に関し、例えば、車両用の空調ダクトなど、軽量性や断熱性などに優れた発泡樹脂成形品を成形する場合に、好適に適用可能である。 The present invention relates to a molding method and a molding apparatus for a foamed resin molded product formed from a foamable resin containing a foaming agent in a resin, and is excellent in lightness and heat insulation, for example, an air conditioning duct for a vehicle. It can be suitably applied when molding a foamed resin molded product.
1 空調ダクト
2 ダクト本体部
3 取付フランジ部
4,13 加圧取付部
6 インストルメントパネル
10 ワーク
11 発泡本体部
12 発泡本体部の加圧取付部に連続した所定範囲の部分(本体厚肉発泡抑制樹脂部)
16 相手部材
20 成形型
21 固定型
22 凸状部
22a (固定型の)加圧取付部に対応した型部
22b (固定型の)加圧取付部に連続した所定範囲の部分に対応する型部
25 可動型
29 成形キャビティ
30 射出装置
31 発泡性樹脂
32 (材料)樹脂
35 ボンベ
36 超臨界流体発生装置
37 超臨界流体注入装置
40 冷却装置
41 冷却水供給ユニット
42 給水ホース
50 (固定型の)冷却水通路
51 真直通路
53 曲折通路
D1 加圧取付部の幅
D2 本体厚肉発泡抑制樹脂部の幅
E コアバック量
M 成形装置
DESCRIPTION OF
16 Partner member 20
Claims (14)
前記発泡本体部の前記加圧取付部に連続する部分に、前記発泡本体部の他の部分よりも厚い本体厚肉発泡抑制樹脂部を形成する、ことを特徴とする発泡樹脂成形品の成形方法。 The foam main body of the foamed resin molded product is foam-molded with the foamable resin filled in the molding die, and the pressure-attaching portion including the foam-suppressing resin portion attached to the mating member by being pressurized is used as the foam main body. A method for molding a foamed resin molded product, which is molded so as to protrude integrally from a part,
A method for forming a foamed resin molded article, comprising: forming a thick-body-thin foam suppression resin portion thicker than other portions of the foam main body portion in a portion continuous with the pressure mounting portion of the foam main body portion. .
前記発泡性樹脂を前記成形キャビティ内に注入し、前記可動型を前記成形キャビティの容積を拡大させるように移動させることにより、成形キャビティ内に充填された発泡性樹脂によって発泡樹脂成形品の発泡本体部を発泡成形すると共に、加圧されることにより相手部材に取り付けられる発泡抑制樹脂部から成る加圧取付部を前記発泡本体部から一体的に突出するように成形する、発泡樹脂成形品の成形装置であって、
前記発泡本体部の前記加圧取付部に連続する部分に前記発泡本体部の他の部分よりも厚い本体厚肉発泡抑制樹脂部を形成する本体厚肉発泡抑制樹脂部形成手段を更に備えている、ことを特徴とする発泡樹脂成形品の成形装置。 A mold having a fixed mold and a movable mold which are combined with each other to form a mold cavity, injection means for injecting a foamable resin containing a foaming agent into a resin, and the movable mold into the mold Movable drive means for moving relative to the fixed mold so as to expand the volume of the cavity,
By injecting the foamable resin into the molding cavity and moving the movable mold so as to expand the volume of the molding cavity, the foaming body of the foamed resin molded product by the foamable resin filled in the molding cavity Forming a foamed resin molded product by foaming the part and molding the pressure mounting part composed of the foam suppression resin part attached to the mating member by being pressed so as to protrude integrally from the foam main body part A device,
A main body thick foam suppression resin portion forming means for forming a main body thick foam suppression resin portion thicker than other portions of the foam main body portion in a portion continuous with the pressure mounting portion of the foam main body portion is further provided. An apparatus for molding a foamed resin molded product.
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