JP2010221618A - Method and apparatus for manufacturing foam - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a high-strength foam having fine bubbles and an apparatus for manufacturing the foam used for the method. <P>SOLUTION: The method for manufacturing the foam includes: an injecting process for injecting a melted resin in a cavity in a volume smaller than the volume of the cavity; a decompression process after the injection process for decreasing pressure in the cavity by discharging gas inside the cavity to the outside of the cavity; and a foaming process after the decompression process for foaming the melted resin. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、発泡体の製造方法及び製造装置に関し、特に、微細な発泡セルを有する発泡体を成形するための発泡体の製造方法及び製造装置に関する。   The present invention relates to a foam manufacturing method and a manufacturing apparatus, and more particularly, to a foam manufacturing method and a manufacturing apparatus for molding a foam having fine foam cells.

近年、樹脂製の発泡体を射出成形により成形する方法として、ショートショット法や、コアバック法などの種々の射出成形方法が提案されている。ここで、ショートショット法とは、キャビティの容積よりも小さい体積の溶融樹脂をキャビティに充填した後に、溶融樹脂中に溶解または介在しているガスを膨張させることによって溶融樹脂をキャビティの容積と実質的に等しい体積にまで膨張させることにより溶融樹脂を発泡させる方法である。また、コアバック法とは、溶融樹脂をキャビティに充填した後に、固定型から離れる方向に可動型を移動させてキャビティの容積を拡大することにより溶融樹脂を発泡させる方法である。   In recent years, various injection molding methods such as a short shot method and a core back method have been proposed as methods for molding a resin foam by injection molding. Here, the short shot method is a method in which the molten resin is substantially equal to the volume of the cavity by filling the cavity with a molten resin having a volume smaller than the volume of the cavity and then expanding a gas dissolved or interposed in the molten resin. In this method, the molten resin is foamed by expanding to an equal volume. The core back method is a method of foaming the molten resin by filling the cavity with the molten resin and then moving the movable mold in a direction away from the fixed mold to enlarge the volume of the cavity.

ところで、近年、例えば特許文献１などにおいて、発泡体の強度を高めるために発泡体に含まれる気泡の大きさ（セル径）を小さくする技術が種々提案されている。具体的には、特許文献１には、微細発泡セルを有する発泡体の成形方法として、以下のような成形方法が記載されている。まず、キャビティに溶融非結晶性樹脂を射出することにより充填する。そして、充填された樹脂が見かけガラス転移温度にまで冷却される途中に、可動型を固定型から離れる方向に移動させることにより未発泡樹脂と成形型との間に隙間を形成する。次いで、この隙間に超臨界流体状態の不活性ガスを注入し、不活性ガスを樹脂に含浸させる。その後、不活性ガスをキャビティから排気すると共に、可動型を固定型から離れる方向に移動させる（コアバックさせる）ことによりキャビティの容積を増大させ、溶融樹脂を発泡させる。特許文献１には、この不活性ガスをキャビティから排気すると共に、可動型を固定型から離れる方向に移動させる工程において気泡核が生成することが記載されている。   Incidentally, in recent years, for example, Patent Document 1 and the like have proposed various techniques for reducing the size (cell diameter) of bubbles contained in a foam in order to increase the strength of the foam. Specifically, Patent Document 1 describes the following molding method as a molding method of a foam having fine foam cells. First, the molten amorphous resin is filled into the cavity by injection. Then, while the filled resin is cooled to the apparent glass transition temperature, a gap is formed between the unfoamed resin and the mold by moving the movable mold in a direction away from the fixed mold. Next, an inert gas in a supercritical fluid state is injected into the gap, and the resin is impregnated with the inert gas. Thereafter, the inert gas is exhausted from the cavity, and the movable mold is moved away from the fixed mold (core back) to increase the volume of the cavity and foam the molten resin. Patent Document 1 describes that bubble nuclei are generated in a process of exhausting the inert gas from the cavity and moving the movable mold away from the fixed mold.

上記のような特許文献１に記載の射出成形方法によれば、キャビティの樹脂圧力及び樹脂温度を発泡に最適な圧力及び温度に制御できるため、超微細な発泡セルが均一に分散されている超微発泡成形体を安定して製造することができる、と特許文献１に記載されている。   According to the injection molding method described in Patent Document 1 as described above, since the resin pressure and the resin temperature of the cavity can be controlled to the optimum pressure and temperature for foaming, the ultrafine foam cells are uniformly dispersed. Patent Document 1 describes that a fine foam molded article can be produced stably.

特開２００６−２１２９４５号公報JP 2006-212945 A

しかしながら、特許文献１に記載の方法により微細な気泡を有する発泡体を成形しようとすると、多数の気泡核を生成させるためにコアバックを高速に行わなければならないが、通常、可動型は重量物であるため、可動型を高速に移動させることは困難である。従って、特許文献１に記載の方法では、十分に微細な気泡を有する発泡体を得ることが困難であるという問題がある。   However, when a foam having fine bubbles is to be molded by the method described in Patent Document 1, core back must be performed at high speed in order to generate a large number of bubble nuclei. Therefore, it is difficult to move the movable mold at high speed. Therefore, the method described in Patent Document 1 has a problem that it is difficult to obtain a foam having sufficiently fine bubbles.

また、微細気泡を有する発泡体を成形する方法としては、例えば、第１のコアバック工程で、高速に小さくコアバックさせて気泡核を生成させた後に、第２のコアバック工程で大きくコアバックさせることにより微細気泡を有する発泡体を成形する方法も考えられる。しかしながら、この方法においても、第１のコアバック工程において、重量物である可動型を高速に移動させる必要がある。従って、特許文献１に記載の方法と同様に、この方法においても、十分に微細気泡を有する発泡体を得ることが困難であるという問題がある。   In addition, as a method of forming a foam having fine bubbles, for example, in the first core back step, the core core is generated at a high speed by small core back, and then the core core is greatly increased in the second core back step. It is also conceivable to form a foam having fine bubbles. However, even in this method, it is necessary to move the movable mold, which is a heavy object, at high speed in the first core back step. Therefore, similarly to the method described in Patent Document 1, this method also has a problem that it is difficult to obtain a foam having sufficiently fine bubbles.

また、気体が溶解している溶融樹脂に超音波振動を印加することにより、気泡核を多数発生させた後にコアバックさせることにより微細気泡を有する発泡体を成形する方法も考えられる。この方法では、気泡核を生成させるために重量物である可動型を高速に移動させる必要はない。しかしながら、可動型と固定型とが大きな力で締め付けられている状態において、気泡核の発生を助長させる程度の大きさの超音波振動を重量物である成形型に印加することは困難である。   A method of forming a foam having fine bubbles by applying ultrasonic vibration to a molten resin in which a gas is dissolved to generate a large number of bubble nuclei and then performing core back is also conceivable. In this method, there is no need to move the movable mold, which is a heavy object, at high speed in order to generate bubble nuclei. However, in a state where the movable mold and the fixed mold are fastened with a large force, it is difficult to apply ultrasonic vibrations of a size that promotes the generation of bubble nuclei to the heavy mold.

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、微細気泡を有し、高強度な発泡体を成形する方法及びそれに用いられる発泡体の製造装置を提供することにある。   This invention is made | formed in view of this point, The objective is to provide the manufacturing apparatus of the foam which has a microbubble and shape | molds a high intensity | strength foam, and it is used therefor.

本発明に係る発泡体の製造方法は、注入工程と、減圧工程と、発泡工程とを備えている。注入工程は、キャビティに、キャビティの容積よりも少ない体積の溶融樹脂を注入する工程である。減圧工程は、注入工程の後に、キャビティ内の気体をキャビティ外に排出することによりキャビティを減圧する工程である。発泡工程は、前記減圧工程の後に、溶融樹脂を発泡させる工程である。   The method for producing a foam according to the present invention includes an injection step, a pressure reduction step, and a foaming step. The injection step is a step of injecting a molten resin having a volume smaller than the volume of the cavity into the cavity. The decompression step is a step of decompressing the cavity by discharging the gas in the cavity outside the cavity after the injection step. The foaming step is a step of foaming the molten resin after the decompression step.

本発明に係る発泡体の製造方法のある特定の局面では、発泡工程は、減圧されたキャビティの容積を拡大することにより溶融樹脂を発泡させる工程である。   On the specific situation with the manufacturing method of the foam which concerns on this invention, a foaming process is a process of foaming molten resin by enlarging the volume of the pressure-reduced cavity.

本発明に係る発泡体の製造方法の他の特定の局面では、発泡体の製造方法は、注入工程に先立って、キャビティに気体を注入することによりキャビティの圧力を高める加圧工程をさらに備えている。この構成によれば、キャビティに樹脂が注入されるときにキャビティの圧力が高くなる。このため、注入工程における樹脂の発泡を抑制することができる。従って、大きな気泡の発生を抑制することができる。   In another specific aspect of the foam manufacturing method according to the present invention, the foam manufacturing method further includes a pressurizing step of increasing the pressure of the cavity by injecting a gas into the cavity prior to the injection step. Yes. According to this configuration, the pressure of the cavity increases when resin is injected into the cavity. For this reason, foaming of the resin in the injection process can be suppressed. Therefore, generation of large bubbles can be suppressed.

本発明に係る発泡体の製造方法の別の特定の局面では、加圧工程において注入される気体の圧力は、０．５ＭＰａ〜１０ＭＰａの範囲内である。加圧工程において注入される気体の圧力を０．５ＭＰａ以上とすることにより、減圧工程前の溶融樹脂の発泡を効果的に抑制することができる。減圧工程前の溶融樹脂の発泡をより効果的に抑制する観点からは、加圧工程において注入される気体の圧力は高い方が好ましい。しかしながら、加圧工程において注入される気体の圧力が１０ＭＰａを超えると、発泡体の表面に転写ムラが生じ、外観が悪化する場合がある。また、気体が断熱膨張することにより高温になり、樹脂が劣化する場合がある。   In another specific aspect of the method for producing a foam according to the present invention, the pressure of the gas injected in the pressurizing step is in the range of 0.5 MPa to 10 MPa. By setting the pressure of the gas injected in the pressurizing step to 0.5 MPa or more, foaming of the molten resin before the depressurizing step can be effectively suppressed. From the viewpoint of more effectively suppressing foaming of the molten resin before the decompression step, it is preferable that the pressure of the gas injected in the pressurization step is higher. However, if the pressure of the gas injected in the pressurization step exceeds 10 MPa, transfer unevenness may occur on the surface of the foam and the appearance may deteriorate. In addition, when the gas adiabatically expands, the temperature may increase and the resin may deteriorate.

本発明に係る発泡体の製造方法のさらに他の特定の局面では、加圧工程において注入される気体の圧力は、８ＭＰａ〜１０ＭＰａの範囲内である。加圧工程において注入される気体の圧力を８ＭＰａ以上とすることにより、減圧工程前の溶融樹脂の発泡をさらに効果的に抑制することができる。   In still another specific aspect of the method for producing a foam according to the present invention, the pressure of the gas injected in the pressurizing step is in the range of 8 MPa to 10 MPa. By setting the pressure of the gas injected in the pressurizing step to 8 MPa or more, foaming of the molten resin before the depressurizing step can be more effectively suppressed.

本発明に係る発泡体の製造方法のさらに別の特定の局面では、減圧工程における減圧速度は、５ＭＰａ／秒〜１００ＭＰａ／秒の範囲内である。減圧工程における減圧速度を５ＭＰａ／秒以上とすることにより、より多くの気泡核を生成させることができる。従って、より多くの気泡を有する発泡体の成形が可能となる。より多くの気泡核を生成させる観点から、減圧工程における減圧速度は、高い方が好ましい。しかしながら、減圧工程における減圧速度が１００ＭＰａ／秒を超えると、気体が断熱膨張し、周辺の温度が急激に低下して転写ムラが生じ、外観が悪化する場合がある。   In still another specific aspect of the method for producing a foam according to the present invention, the pressure reduction rate in the pressure reduction step is in a range of 5 MPa / second to 100 MPa / second. By setting the depressurization speed in the depressurization step to 5 MPa / second or more, more bubble nuclei can be generated. Therefore, it is possible to mold a foam having more bubbles. From the viewpoint of generating more bubble nuclei, the pressure reduction rate in the pressure reduction step is preferably higher. However, when the depressurization speed in the depressurization step exceeds 100 MPa / sec, the gas adiabatically expands, the temperature around the abruptly decreases, transfer unevenness occurs, and the appearance may deteriorate.

本発明に係る発泡体の製造方法のまた他の特定の局面では、減圧工程における減圧速度は、８０ＭＰａ／秒〜１００ＭＰａ／秒の範囲内である。減圧工程における減圧速度を８０ＭＰａ／秒以上とすることにより、より多くの気泡核を生成させることができる。従って、より多くの気泡を有する発泡体の成形が可能となる。   In still another specific aspect of the method for producing a foam according to the present invention, the pressure reduction rate in the pressure reduction step is in the range of 80 MPa / second to 100 MPa / second. By setting the pressure reduction rate in the pressure reduction step to 80 MPa / second or more, more bubble nuclei can be generated. Therefore, it is possible to mold a foam having more bubbles.

本発明に係る発泡体の製造方法のまた別の特定の局面では、溶融樹脂の発泡を、キャビティの減圧を開始してから０．１秒後〜５秒後の間に開始する。溶融樹脂の発泡の開始を、キャビティの減圧の開始から０．１秒以上遅らせることにより、十分な数量の気泡核を発生させることができる。従って、微細な発泡を多数形成することができる。なお、溶融樹脂の発泡の開始を、キャビティの減圧の開始から５秒より長く遅らせた場合は、発泡時の溶融樹脂の温度が低くなりすぎ、発泡しないスキン層が厚くなりすぎる場合がある。   In another specific aspect of the method for producing a foam according to the present invention, foaming of the molten resin is started between 0.1 second and 5 seconds after the start of cavity pressure reduction. A sufficient number of bubble nuclei can be generated by delaying the start of foaming of the molten resin by 0.1 second or more from the start of the cavity decompression. Therefore, many fine foams can be formed. In addition, when the start of foaming of the molten resin is delayed for more than 5 seconds from the start of the decompression of the cavity, the temperature of the molten resin at the time of foaming becomes too low, and the skin layer that does not foam may become too thick.

本発明に係る発泡体の製造方法のさらにまた他の特定の局面では、減圧工程は、キャビティを減圧することにより溶融樹脂中に気泡核を生成させる工程であり、発泡工程は、減圧工程において生成した気泡核を成長させて気泡を形成する工程である。   In still another specific aspect of the method for producing a foam according to the present invention, the depressurization step is a step of generating bubble nuclei in the molten resin by depressurizing the cavity, and the foaming step is generated in the depressurization step. This is a step of growing the bubble nuclei to form bubbles.

本発明に係る発泡体の製造装置は、上記本発明に係る発泡体の製造方法の実施に用いられる装置である。本発明に係る発泡体の製造装置は、成形型と、射出機構と、減圧機構と、移動機構とを備えている。成形型は、第１の成形型と、第２の成形型とを有する。第２の成形型は、第１の成形型と共にキャビティを区画形成している。成形型では、第１及び第２の成形型のうちの少なくとも一方が、キャビティの体積が変化する方向に相対的に変位可能である。射出機構は、キャビティに溶融樹脂を射出する。減圧機構は、キャビティを減圧する。移動機構は、第１及び第２の成形型を相対的に移動させる。   The foam production apparatus according to the present invention is an apparatus used for carrying out the foam production method according to the present invention. The foam manufacturing apparatus according to the present invention includes a mold, an injection mechanism, a pressure reducing mechanism, and a moving mechanism. The mold has a first mold and a second mold. The second mold forms a cavity with the first mold. In the mold, at least one of the first and second molds is relatively displaceable in the direction in which the cavity volume changes. The injection mechanism injects molten resin into the cavity. The decompression mechanism decompresses the cavity. The moving mechanism relatively moves the first and second molds.

本発明に係る発泡体の製造装置のある特定の局面では、発泡体の製造装置は、射出機構、減圧機構及び移動機構を制御する制御部をさらに備え、制御部は、射出機構に、キャビティの容積よりも小さい体積の溶融樹脂をキャビティに注入させた後に、減圧機構にキャビティを減圧させ、その後、移動機構に第１及び第２の成形型を相対的に移動させてキャビティを拡大することにより溶融樹脂を発泡させる。   In a specific aspect of the foam manufacturing apparatus according to the present invention, the foam manufacturing apparatus further includes a control unit that controls the injection mechanism, the pressure reduction mechanism, and the movement mechanism, and the control unit includes After injecting a molten resin having a volume smaller than the volume into the cavity, the pressure reducing mechanism depressurizes the cavity, and then the moving mechanism relatively moves the first and second molds to enlarge the cavity. The molten resin is foamed.

本発明に係る発泡体の製造装置の他の特定の局面では、発泡体の製造装置は、キャビティを加圧する加圧機構をさらに備えている。   In another specific aspect of the foam manufacturing apparatus according to the present invention, the foam manufacturing apparatus further includes a pressurizing mechanism that pressurizes the cavity.

本発明に係る発泡体の製造装置の他の特定の局面では、減圧機構は、キャビティに接続されているチャンバと、チャンバに接続されており、チャンバを減圧するポンプと、チャンバとキャビティとの間を断続する開閉弁とを有する。この構成では、開閉弁を開けて、ポンプにより減圧されたチャンバをキャビティに接続することによりキャビティを容易に迅速に減圧することができる。このため、より微細な多数の気泡核を形成することができる。その結果、より微細な多数の気泡を有する発泡体を成形することが可能となる。   In another specific aspect of the foam production apparatus according to the present invention, the decompression mechanism includes a chamber connected to the cavity, a pump connected to the chamber and decompressing the chamber, and between the chamber and the cavity. And an on-off valve that intermittently interrupts. In this configuration, the cavity can be easily decompressed quickly by opening the on-off valve and connecting the chamber decompressed by the pump to the cavity. For this reason, many finer bubble nuclei can be formed. As a result, it is possible to mold a foam having a larger number of fine bubbles.

本発明では、発泡工程の前に開始される減圧工程において、キャビティの気体をキャビティ外に排出することによりキャビティを減圧するため、キャビティの迅速な減圧を容易に行うことができる。このため、減圧工程において、多数の微細な気泡核を生成させることができる。その結果、発泡工程において、多数の微細な気泡を形成することができる。従って、多数の微細な気泡を有し、高強度の発泡体を製造することができる。   In the present invention, in the decompression process started before the foaming process, the cavity is decompressed by discharging the gas in the cavity to the outside of the cavity, so that rapid decompression of the cavity can be easily performed. For this reason, many fine bubble nuclei can be produced | generated in a pressure reduction process. As a result, a large number of fine bubbles can be formed in the foaming step. Therefore, it is possible to produce a high-strength foam having a large number of fine bubbles.

発泡体製造装置の略図的構成図である。It is a schematic block diagram of a foam manufacturing apparatus. 発泡体の製造工程を表すフローチャートである。It is a flowchart showing the manufacturing process of a foam. 加圧工程を説明するための成形型の模式的断面図である。It is typical sectional drawing of the shaping | molding die for demonstrating a pressurization process. 注入工程を説明するための成形型の模式的断面図である。It is typical sectional drawing of the shaping | molding die for demonstrating an injection | pouring process. 減圧工程を説明するための成形型の模式的断面図である。It is typical sectional drawing of the shaping | molding die for demonstrating a pressure reduction process. 発泡工程を説明するための成形型の模式的断面図である。It is typical sectional drawing of the shaping | molding die for demonstrating a foaming process.

以下、本発明を実施した好ましい形態の一例として、図１に示す発泡体製造装置１を例に挙げて説明する。   Hereinafter, the foam manufacturing apparatus 1 shown in FIG. 1 will be described as an example of a preferred embodiment in which the present invention is implemented.

図１に示すように、発泡体製造装置１は、成形型１０を備えている。成形型１０は、対をなす第１及び第２の成形型１１，１２を有する。第１及び第２の成形型１１，１２は、第１の方向ｘに付き合わされており、第１及び第２の成形型１１，１２の間には、キャビティ１３が形成されている。具体的には、第１の成形型１１の第２の成形型１２側の表面には、凹部１１ａが形成されている。一方、第２の成形型１２の第１の成形型１１側の表面には、凸部１２ａが形成されている。この凸部１２ａが凹部１１ａに嵌合することにより、第１及び第２の成形型１１，１２の間にキャビティ１３が形成されている。なお、キャビティ１３の形状及び寸法は、成形しようとする発泡体の形状及び寸法に基づいて適宜設定することができる。   As shown in FIG. 1, the foam manufacturing apparatus 1 includes a molding die 10. The mold 10 includes first and second molds 11 and 12 that form a pair. The first and second molds 11 and 12 are attached in the first direction x, and a cavity 13 is formed between the first and second molds 11 and 12. Specifically, a recess 11 a is formed on the surface of the first mold 11 on the second mold 12 side. On the other hand, a convex portion 12 a is formed on the surface of the second mold 12 on the first mold 11 side. A cavity 13 is formed between the first and second molds 11 and 12 by fitting the convex portion 12a into the concave portion 11a. The shape and size of the cavity 13 can be set as appropriate based on the shape and size of the foam to be molded.

第２の成形型１２には、キャビティ１３に接続されているゲート１２ｂが形成されている。このゲート１２ｂには、射出機構１５が接続されている。射出機構１５は、ホッパー１６から供給された樹脂を加熱することにより溶融する。射出機構１５は、溶融樹脂をゲート１２ｂを介してキャビティ１３に射出する。なお、図１では、ゲート１２ｂをひとつのみ図示しているが、ゲートは複数設けられていてもよい。ゲートの数量及び位置は、キャビティ１３の形状寸法に応じて適宜設定することができる。   A gate 12 b connected to the cavity 13 is formed in the second mold 12. An injection mechanism 15 is connected to the gate 12b. The injection mechanism 15 is melted by heating the resin supplied from the hopper 16. The injection mechanism 15 injects molten resin into the cavity 13 through the gate 12b. In FIG. 1, only one gate 12b is shown, but a plurality of gates may be provided. The number and position of the gates can be appropriately set according to the shape and size of the cavity 13.

本実施形態では、第１及び第２の成形型１１，１２のうちの少なくとも一方は、他方の成形型に対して、キャビティ１３の体積が変化する方向ｘに相対的に変位可能である。具体的には、本実施形態では、第１の成形型１１が可動型とされており、第２の成形型１２が固定型とされている。第１の成形型１１は、第２の成形型１２に対して方向ｘに変位可能である。   In the present embodiment, at least one of the first and second molds 11 and 12 can be displaced relative to the other mold in the direction x in which the volume of the cavity 13 changes. Specifically, in the present embodiment, the first mold 11 is a movable mold, and the second mold 12 is a fixed mold. The first mold 11 can be displaced in the direction x with respect to the second mold 12.

移動型としての第１の成形型１１は、移動機構１４に接続されている。この移動機構１４は、第１及び第２の成形型１１，１２を相対的に移動させる機構である。具体的には、移動機構１４は、第１の成形型１１を方向ｘに移動させる。なお、移動機構１４は、例えば、油圧シリンダ、電動モータなどにより構成することができる。   The first mold 11 as the moving mold is connected to the moving mechanism 14. The moving mechanism 14 is a mechanism that relatively moves the first and second molds 11 and 12. Specifically, the moving mechanism 14 moves the first mold 11 in the direction x. In addition, the moving mechanism 14 can be comprised by a hydraulic cylinder, an electric motor, etc., for example.

また、本実施形態では、キャビティ１３には、第１の成形型１１に形成されている加圧経路１１ｂを介して、加圧機構２０が接続されている。   In the present embodiment, a pressurizing mechanism 20 is connected to the cavity 13 via a pressurizing path 11 b formed in the first mold 11.

加圧機構２０は、キャビティ１３に気体を供給することによりキャビティ１３を加圧する機構である。詳細には、加圧機構２０は、チャンバ２２と、加圧ポンプ２１と、開閉弁２３とを備えている。加圧ポンプ２１は、チャンバ２２内に気体を供給することによりチャンバ２２を加圧する。開閉弁２３は、チャンバ２２とキャビティ１３との間に設けられている。開閉弁２３は、チャンバ２２とキャビティ１３との間を断続する。加圧機構２０では、開閉弁２３が閉鎖された状態で、加圧ポンプ２１によりチャンバ２２内が加圧された状態となっている。そして、開閉弁２３が開かれることにより、加圧されたチャンバ２２とキャビティ１３とが接続され、キャビティ１３が加圧される。   The pressurizing mechanism 20 is a mechanism that pressurizes the cavity 13 by supplying gas to the cavity 13. Specifically, the pressurizing mechanism 20 includes a chamber 22, a pressurizing pump 21, and an on-off valve 23. The pressurizing pump 21 pressurizes the chamber 22 by supplying gas into the chamber 22. The on-off valve 23 is provided between the chamber 22 and the cavity 13. The on-off valve 23 intermittently connects between the chamber 22 and the cavity 13. In the pressurizing mechanism 20, the inside of the chamber 22 is pressurized by the pressurizing pump 21 while the on-off valve 23 is closed. When the on-off valve 23 is opened, the pressurized chamber 22 and the cavity 13 are connected, and the cavity 13 is pressurized.

なお、チャンバ２２の形状及び寸法は、キャビティ１３の形状寸法及び加圧ポンプ２１の性能などに応じて適宜設定することができる。チャンバ２２の容積は、通常、キャビティ１３の容積よりも大きいことが好ましく、キャビティ１３の容積の３倍以上１０倍以下であることがより好ましい。チャンバ２２の容積がキャビティ１３の容積に対して小さすぎると、迅速にキャビティ１３を加圧することが困難となる傾向にある。一方、チャンバ２２の容積がキャビティ１３の容積に対して大きすぎると、発泡体製造装置１が大型化する傾向にある。   The shape and size of the chamber 22 can be set as appropriate according to the shape and size of the cavity 13 and the performance of the pressure pump 21. In general, the volume of the chamber 22 is preferably larger than the volume of the cavity 13, and more preferably 3 to 10 times the volume of the cavity 13. If the volume of the chamber 22 is too small with respect to the volume of the cavity 13, it tends to be difficult to pressurize the cavity 13 quickly. On the other hand, if the volume of the chamber 22 is too large with respect to the volume of the cavity 13, the foam manufacturing apparatus 1 tends to increase in size.

また、キャビティ１３には、第１の成形型１１に形成されている減圧経路１１ｃを介して、減圧機構３０が接続されている。   In addition, a decompression mechanism 30 is connected to the cavity 13 via a decompression path 11 c formed in the first mold 11.

減圧機構３０は、キャビティ１３の気体を排出することによりキャビティ１３を減圧する機構である。詳細には、減圧機構３０は、チャンバ３２と、減圧ポンプ３１と、開閉弁３３とを備えている。減圧ポンプ３１は、チャンバ３２内の気体をチャンバ３２から排出することによりチャンバ３２内を減圧する。開閉弁３３は、チャンバ３２とキャビティ１３との間に設けられている。開閉弁３３は、チャンバ３２とキャビティ１３との間を断続する。減圧機構３０では、開閉弁３３が閉鎖された状態で、減圧ポンプ３１によりチャンバ３２内が減圧された状態となっている。そして、開閉弁３３が開かれることにより、減圧されたチャンバ３２とキャビティ１３とが接続され、キャビティ１３が減圧される。   The decompression mechanism 30 is a mechanism that decompresses the cavity 13 by discharging the gas in the cavity 13. Specifically, the decompression mechanism 30 includes a chamber 32, a decompression pump 31, and an on-off valve 33. The decompression pump 31 decompresses the inside of the chamber 32 by discharging the gas in the chamber 32 from the chamber 32. The on-off valve 33 is provided between the chamber 32 and the cavity 13. The on-off valve 33 intermittently connects between the chamber 32 and the cavity 13. In the decompression mechanism 30, the interior of the chamber 32 is decompressed by the decompression pump 31 while the on-off valve 33 is closed. Then, by opening the on-off valve 33, the decompressed chamber 32 and the cavity 13 are connected, and the cavity 13 is decompressed.

なお、チャンバ３２の形状及び寸法は、キャビティ１３の形状寸法及び減圧ポンプ３１の性能などに応じて適宜設定することができる。チャンバ３２の容積は、通常、キャビティ１３の容積よりも大きいことが好ましく、キャビティ１３の容積の３倍以上１０倍以下であることがより好ましい。チャンバ３２の容積がキャビティ１３の容積に対して小さすぎると、キャビティ１３を十分に迅速に減圧することが困難となる傾向にある。一方、チャンバ３２の容積がキャビティ１３の容積に対して大きすぎると、発泡体製造装置１が大型化する傾向にある。   The shape and size of the chamber 32 can be set as appropriate according to the shape and size of the cavity 13 and the performance of the vacuum pump 31. In general, the volume of the chamber 32 is preferably larger than the volume of the cavity 13, and more preferably 3 to 10 times the volume of the cavity 13. When the volume of the chamber 32 is too small with respect to the volume of the cavity 13, it tends to be difficult to decompress the cavity 13 sufficiently quickly. On the other hand, if the volume of the chamber 32 is too large with respect to the volume of the cavity 13, the foam manufacturing apparatus 1 tends to increase in size.

また、本実施形態の発泡体製造装置１には、制御部１９が設けられている。この制御部１９によって、上述の射出機構１５と、加圧機構２０と、減圧機構３０と、移動機構１４とが制御される。   Moreover, the control part 19 is provided in the foam manufacturing apparatus 1 of this embodiment. The control unit 19 controls the injection mechanism 15, the pressurizing mechanism 20, the decompression mechanism 30, and the moving mechanism 14.

次に、本実施形態の発泡体製造装置１を用いた発泡体の製造方法について、図２に示すフローチャートを参照しながら詳細に説明する。   Next, a foam manufacturing method using the foam manufacturing apparatus 1 of the present embodiment will be described in detail with reference to the flowchart shown in FIG.

図２及び図３に示すように、まず、ステップＳ１において、加圧工程が行われる。この加圧工程では、図１に示す制御部１９は、加圧機構２０にキャビティ１３を加圧させる。具体的には、制御部１９は、加圧機構２０の開閉弁２３を開けることにより、加圧ポンプ２１により加圧されているチャンバ２２とキャビティ１３とを接続する。これにより、キャビティ１３にチャンバ２２内の気体が注入され、キャビティ１３が加圧される。   As shown in FIG.2 and FIG.3, first, in step S1, a pressurization process is performed. In this pressurizing step, the control unit 19 shown in FIG. 1 causes the pressurizing mechanism 20 to pressurize the cavity 13. Specifically, the control unit 19 connects the chamber 22 pressurized by the pressurizing pump 21 and the cavity 13 by opening the on-off valve 23 of the pressurizing mechanism 20. Thereby, the gas in the chamber 22 is injected into the cavity 13 and the cavity 13 is pressurized.

このように、後述する注入工程においてキャビティ１３に溶融樹脂４０が注入される前に、キャビティ１３を予め加圧しておくことにより、後述する減圧工程が開始される前に溶融樹脂４０が発泡し、大きな気泡が発生することを抑制することができる。   Thus, by injecting the cavity 13 in advance before the molten resin 40 is injected into the cavity 13 in the injection process described later, the molten resin 40 is foamed before the decompression process described later is started, Generation of large bubbles can be suppressed.

なお、この加圧工程は、少なくとも下記の注入工程が開始されるまでに開始される。加圧工程は、注入工程が開始されるまでに終了してもよいし、下記の減圧工程が開始されるまで継続されてもよい。   In addition, this pressurization process is started by the time of the following injection | pouring process being started at least. The pressurization process may be completed before the injection process is started, or may be continued until the following decompression process is started.

加圧工程において注入される気体の圧力（以下、「与圧」とする。）は、０．５ＭＰａ〜１０ＭＰａの範囲内であることが好ましく、８ＭＰａ〜１０ＭＰａの範囲内であることがより好ましい。与圧を０．５ＭＰａ以上、より好ましくは８ＭＰａ以上とすることにより、減圧工程が開始される前における溶融樹脂４０の発泡をより効果的に抑制することができる。減圧工程が開始される前における溶融樹脂４０の発泡を効果的に抑制する観点からは、与圧は高いほど好ましいが、与圧が１０ＭＰａを超えると、発泡体表面に転写ムラが生じ、外観が悪化する場合がある。また、気体が断熱膨張することにより高温になり、樹脂が劣化する場合がある。   The pressure of the gas injected in the pressurizing step (hereinafter referred to as “pressurization”) is preferably in the range of 0.5 MPa to 10 MPa, and more preferably in the range of 8 MPa to 10 MPa. By setting the pressure to 0.5 MPa or more, more preferably 8 MPa or more, foaming of the molten resin 40 before the pressure reducing step is started can be more effectively suppressed. From the viewpoint of effectively suppressing the foaming of the molten resin 40 before the decompression step is started, it is preferable that the pressurization is high. However, when the pressurization exceeds 10 MPa, transfer unevenness occurs on the foam surface, and the appearance is improved. It may get worse. In addition, when the gas adiabatically expands, the temperature may increase and the resin may deteriorate.

次に、図２に示すステップＳ２において、図４に示す注入工程が行われる。なお、図４及び下記の図５，６では、説明の便宜上、溶融樹脂４０にハッチングを附していない。   Next, in step S2 shown in FIG. 2, the injection step shown in FIG. 4 is performed. In FIG. 4 and the following FIGS. 5 and 6, the molten resin 40 is not hatched for convenience of explanation.

注入工程では、制御部１９は、射出機構１５に溶融樹脂４０をキャビティ１３に注入させる。この注入工程において、キャビティ１３に注入される溶融樹脂４０の体積は、キャビティ１３の容積よりも小さい。すなわち、ステップＳ２の注入工程では、キャビティ１３に隙間が形成されるように溶融樹脂４０が注入される。これにより、後述する減圧工程において、溶融樹脂４０中に微細な気泡核４１を効果的に発生させることができる。   In the injection process, the control unit 19 causes the injection mechanism 15 to inject the molten resin 40 into the cavity 13. In this injection step, the volume of the molten resin 40 injected into the cavity 13 is smaller than the volume of the cavity 13. That is, in the injection process of step S <b> 2, the molten resin 40 is injected so that a gap is formed in the cavity 13. Thereby, the fine bubble nucleus 41 can be effectively generated in the molten resin 40 in the decompression step described later.

注入工程においてキャビティ１３に注入される溶融樹脂４０の好ましい体積は、キャビティ１３の容積の０．８５倍〜０．９９倍であり、０．９４倍〜０．９８倍であることがより好ましい。   The preferable volume of the molten resin 40 injected into the cavity 13 in the injection step is 0.85 to 0.99 times the volume of the cavity 13, and more preferably 0.94 to 0.98 times.

なお、溶融樹脂４０の種類は、熱可塑性樹脂である限りにおいて特に限定されず、製造しようとする発泡体に応じて適宜選択することができる。溶融樹脂４０は、例えば、ポリプロピレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、飽和ポリエステル系樹脂、ポリメタクリル酸エステル系樹脂またはそれらの２種以上を混合した樹脂であってもよい。なかでも、軽量性、発泡性、リサイクル性などの観点から、ポリプロピレン系樹脂及びポリエチレン系樹脂が溶融樹脂４０として好ましく用いられる。   The type of the molten resin 40 is not particularly limited as long as it is a thermoplastic resin, and can be appropriately selected according to the foam to be manufactured. The molten resin 40 is, for example, polypropylene resin, polyethylene resin, polystyrene resin, polyvinyl chloride resin, polyamide resin, polycarbonate resin, saturated polyester resin, polymethacrylate resin, or two or more thereof. It may be a resin in which is mixed. Among these, a polypropylene resin and a polyethylene resin are preferably used as the molten resin 40 from the viewpoints of lightness, foamability, recyclability, and the like.

また、溶融樹脂４０は、１種または複数種類の発泡剤を含んでいてもよい。発泡剤としては、例えば、既知の化学発泡剤や物理発泡剤を使用することができる。化学発泡剤は、熱により分解して炭酸ガスなどの気体を発生するものである。化学発泡剤の具体例としては、重炭酸ナトリウム、炭酸アンモニウムなどの無機系化学発泡剤やアゾジカルボンアミドなどの有機系化学発泡剤が挙げられる。   Moreover, the molten resin 40 may contain 1 type or multiple types of foaming agents. As the foaming agent, for example, a known chemical foaming agent or physical foaming agent can be used. A chemical foaming agent decomposes | disassembles with a heat | fever and generate | occur | produces gas, such as a carbon dioxide gas. Specific examples of the chemical foaming agent include inorganic chemical foaming agents such as sodium bicarbonate and ammonium carbonate, and organic chemical foaming agents such as azodicarbonamide.

物理発泡剤は、例えば、溶融樹脂４０中にガス状または超臨界流体として注入され、溶融樹脂４０内に分散または溶解しているガスにより構成される。物理発泡剤を含む溶融樹脂４０は、キャビティ１３に射出された後に、溶融樹脂４０に付与される圧力が小さくなることにより、発泡する。物理発泡剤の具体例としては、ブタンなどの脂肪族炭化水素類、シクロブタンなどの脂環式炭化水素類、窒素、炭酸ガス、空気などの無機ガスが挙げられる。   The physical foaming agent is composed of, for example, a gas injected into the molten resin 40 as a gaseous or supercritical fluid and dispersed or dissolved in the molten resin 40. The molten resin 40 containing the physical foaming agent is foamed when the pressure applied to the molten resin 40 is reduced after being injected into the cavity 13. Specific examples of the physical foaming agent include aliphatic hydrocarbons such as butane, alicyclic hydrocarbons such as cyclobutane, and inorganic gases such as nitrogen, carbon dioxide, and air.

また、溶融樹脂４０には、製造する発泡体に種々の機能を付与するために、既知の添加物が添加されていてもよい。   In addition, known additives may be added to the molten resin 40 in order to impart various functions to the foam to be produced.

図２に示すように、ステップＳ２の注入工程に続いて、ステップＳ３において、減圧工程が行われる。この減圧工程では、図１に示す制御部１９は、減圧機構３０にキャビティ１３を減圧させる。具体的には、減圧工程では、制御部１９は、開閉弁３３を開けることにより、減圧ポンプ３１によって減圧されているチャンバ３２をキャビティ１３に接続する。これにより、キャビティ１３の気体がキャビティ１３外に排出される。その結果、キャビティ１３が減圧される。この減圧工程において、図５に示すように、溶融樹脂４０中に多数の気泡核４１が生成する。生成する気泡核４１の数量は、減圧工程におけるキャビティ１３の減圧速度に依存する。具体的には、キャビティ１３の減圧速度が高いほど、多数の気泡核４１が生成する。なお、キャビティ１３の減圧速度をより高める観点から、チャンバ３２の容積は、キャビティ１３の容積の３倍以上であることが好ましく、５倍以上であることがより好ましい。   As shown in FIG. 2, following the injection process in step S2, a decompression process is performed in step S3. In this decompression step, the control unit 19 shown in FIG. 1 causes the decompression mechanism 30 to decompress the cavity 13. Specifically, in the decompression step, the control unit 19 connects the chamber 32 that is decompressed by the decompression pump 31 to the cavity 13 by opening the on-off valve 33. Thereby, the gas in the cavity 13 is discharged out of the cavity 13. As a result, the cavity 13 is decompressed. In this decompression step, a large number of bubble nuclei 41 are generated in the molten resin 40 as shown in FIG. The number of bubble nuclei 41 to be generated depends on the pressure reduction speed of the cavity 13 in the pressure reduction process. Specifically, the higher the pressure reduction speed of the cavity 13, the more bubble nuclei 41 are generated. From the viewpoint of further increasing the pressure reduction speed of the cavity 13, the volume of the chamber 32 is preferably 3 times or more, more preferably 5 times or more the volume of the cavity 13.

次に、図２に示すように、ステップＳ４において、溶融樹脂４０を発泡させる発泡工程が行われる。この発泡工程により内部に多数の気泡４２（図６を参照）が形成された発泡体４３が得られる。   Next, as shown in FIG. 2, a foaming process for foaming the molten resin 40 is performed in step S4. By this foaming step, a foam 43 in which a large number of bubbles 42 (see FIG. 6) are formed is obtained.

発泡工程は、詳細には、ステップＳ３の減圧工程において生じた気泡核４１を成長させて気泡４２を形成する工程である。具体的には、本実施形態では、図６に示すように、発泡工程は、移動型としての第１の成形型１１を第２の成形型１２から離れる方向に移動させることでキャビティ１３の容積を拡大することにより溶融樹脂４０を発泡させる工程である。もっとも、本発明において、溶融樹脂４０の発泡は、キャビティ１３の拡大以外の方法によって行ってもよい。   Specifically, the foaming process is a process of growing the bubble nuclei 41 generated in the decompression process of step S3 to form the bubbles 42. Specifically, in the present embodiment, as shown in FIG. 6, the foaming step is performed by moving the first mold 11 as the moving mold in a direction away from the second mold 12, thereby increasing the volume of the cavity 13. This is a step of foaming the molten resin 40 by enlarging. However, in the present invention, foaming of the molten resin 40 may be performed by a method other than the enlargement of the cavity 13.

次に、本実施形態の方法によって多数の微細な気泡４２を有する発泡体４３を成形できる理由について詳細に説明する。   Next, the reason why the foam 43 having a large number of fine bubbles 42 can be formed by the method of this embodiment will be described in detail.

発泡体は、溶融樹脂中に生成した気泡核が成長することにより形成される。このため、より多くの気泡を有する発泡体を成形するためには、より多くの気泡核を生成させることが必要不可欠となる。ここで、上述のように、生成する気泡核の数量は、キャビティの減圧速度に依存する。具体的には、キャビティの減圧速度が高いほど、多くの気泡が生成する。   The foam is formed by the growth of bubble nuclei generated in the molten resin. For this reason, in order to form a foam having more bubbles, it is essential to generate more bubble nuclei. Here, as described above, the number of bubble nuclei to be generated depends on the decompression speed of the cavity. Specifically, the higher the pressure reduction rate of the cavity, the more bubbles are generated.

しかしながら、可動型を移動させてキャビティを拡大することによりキャビティを減圧する方法では、可動型が重量物であるため、十分に高い減圧速度でキャビティを減圧することが困難である。従って、可動型を移動させてキャビティを拡大することによりキャビティを減圧する方法では、十分に多くの気泡核を生成させることが困難である。よって、多数の微細な気泡を有する発泡体を成形することは困難である。   However, in the method in which the cavity is decompressed by moving the movable mold and enlarging the cavity, it is difficult to decompress the cavity at a sufficiently high decompression speed because the movable mold is heavy. Accordingly, it is difficult to generate a sufficiently large number of bubble nuclei by the method of depressurizing the cavity by moving the movable mold to enlarge the cavity. Therefore, it is difficult to mold a foam having a large number of fine bubbles.

それに対して、本実施形態では、キャビティ１３の気体をキャビティ１３外に排出することでキャビティ１３を減圧する。この方法では、重量物である第１の成形型１１を高速に移動させる必要がない。よって、迅速にキャビティ１３を減圧することができる。従って、多くの気泡核４１を生成させることができる。その結果、多数の気泡４２を有する発泡体４３を成形することができる。このように、本実施形態では、多数の気泡４２を形成することができるため、曲げ剛性が高く、高強度であり、さらに、断熱性に優れた発泡体４３を得ることができる。また、本実施形態の方法では、気泡核を生成させるための気泡核生成剤を樹脂中に添加する必要が必ずしもない。このため、リサイクル性に優れ、かつ軽量な発泡体４３を得ることができる。   On the other hand, in this embodiment, the cavity 13 is decompressed by discharging the gas in the cavity 13 out of the cavity 13. In this method, there is no need to move the first mold 11 that is a heavy object at high speed. Therefore, the cavity 13 can be quickly decompressed. Therefore, many bubble nuclei 41 can be generated. As a result, the foam 43 having a large number of bubbles 42 can be molded. Thus, in this embodiment, since many bubbles 42 can be formed, it is possible to obtain a foam 43 having high bending rigidity, high strength, and excellent heat insulation. Further, in the method of the present embodiment, it is not always necessary to add a cell nucleus generating agent for generating cell nuclei into the resin. For this reason, the foam 43 excellent in recyclability and lightweight can be obtained.

特に、本実施形態では、開閉弁３３を開けて減圧されたチャンバ３２とキャビティ１３とを接続することによりキャビティ１３を減圧する。このため、例えば、減圧ポンプ３１を直接キャビティ１３に接続する場合と比較して、より迅速にキャビティ１３を減圧することができる。従って、さらに多くに気泡核４１を生成させることができる。その結果、さらに多くの気泡４２を有し、さらに高い強度を有する発泡体４３を成形することができる。   In particular, in this embodiment, the cavity 13 is depressurized by opening the on-off valve 33 and connecting the depressurized chamber 32 and the cavity 13. For this reason, for example, compared with the case where the decompression pump 31 is directly connected to the cavity 13, the cavity 13 can be decompressed more rapidly. Therefore, more bubble nuclei 41 can be generated. As a result, it is possible to mold the foam 43 having more bubbles 42 and higher strength.

減圧工程におけるキャビティ１３の減圧速度は、５ＭＰａ／秒〜１００ＭＰａ／秒の範囲内であることが好ましく、８０ＭＰａ／秒〜１００ＭＰａ／秒の範囲内であることがより好ましい。減圧工程における減圧速度を５ＭＰａ／秒以上、より好ましくは８０ＭＰａ／秒以上とすることにより、より多くの気泡核を生成させることができる。従って、より多くの気泡を有する発泡体の成形が可能となる。より多くの気泡核を生成させる観点から、減圧工程における減圧速度は、高い方が好ましい。しかしながら、減圧工程における減圧速度が１００ＭＰａ／秒を超えると、気体が断熱膨張する影響により、装置の温度が極端に低下し、装置に霜などが付着して、減圧速度が不安定になったり、転写ムラが生じたりするなど、外観が悪化する場合がある。   The decompression speed of the cavity 13 in the decompression step is preferably in the range of 5 MPa / second to 100 MPa / second, and more preferably in the range of 80 MPa / second to 100 MPa / second. By setting the depressurization rate in the depressurization step to 5 MPa / second or more, more preferably 80 MPa / second or more, more bubble nuclei can be generated. Therefore, it is possible to mold a foam having more bubbles. From the viewpoint of generating more bubble nuclei, the pressure reduction rate in the pressure reduction step is preferably higher. However, when the decompression speed in the decompression process exceeds 100 MPa / second, due to the effect of adiabatic expansion of the gas, the temperature of the apparatus decreases extremely, frost or the like adheres to the apparatus, and the decompression speed becomes unstable, The appearance may be deteriorated, such as uneven transfer.

また、減圧工程の開始後、発泡工程の開始直前におけるキャビティ１３内の圧力は、溶融樹脂の種類や温度等にも依存するが、一般的には、０．０１Ｐａ〜０．１５Ｐａの範囲内であることが好ましく、０．０１Ｐａ〜０．０８Ｐａの範囲内であることがより好ましい。   In addition, the pressure in the cavity 13 immediately after the start of the foaming process after the start of the decompression process generally depends on the type and temperature of the molten resin, but is generally within a range of 0.01 Pa to 0.15 Pa. It is preferable that it is within a range of 0.01 Pa to 0.08 Pa.

なお、発泡工程の開始時期は、減圧工程の開始後であれば特に限定されないが、減圧工程開始から０．１秒後〜５秒後の間に開始することが好ましい。発泡工程の開始を減圧工程の開始から０．１秒以上遅らせることにより、十分な数量の気泡核を発生させることができる。従って、微細な発泡を多数形成することができる。発泡工程の開始を、減圧工程の開始時から５秒より長く遅らせた場合は、発泡時の溶融樹脂の温度が低くなりすぎ、発泡しないスキン層が厚くなりすぎる場合がある。   The start time of the foaming process is not particularly limited as long as it is after the start of the decompression process, but is preferably started between 0.1 second and 5 seconds after the start of the decompression process. A sufficient number of bubble nuclei can be generated by delaying the start of the foaming step by 0.1 second or more from the start of the pressure reduction step. Therefore, many fine foams can be formed. When the start of the foaming process is delayed for more than 5 seconds from the start of the decompression process, the temperature of the molten resin at the time of foaming becomes too low, and the skin layer that does not foam may become too thick.

（変形例）
上記実施形態では、減圧機構３０が、減圧ポンプ３１と、チャンバ３２と、開閉弁３３とにより構成されている例について説明した。但し、本発明はこの構成に限定されない。例えば、減圧機構３０は、減圧ポンプのみにより構成されていてもよい。 (Modification)
In the above-described embodiment, the example in which the decompression mechanism 30 includes the decompression pump 31, the chamber 32, and the on-off valve 33 has been described. However, the present invention is not limited to this configuration. For example, the decompression mechanism 30 may be configured only by a decompression pump.

また、上記実施形態では、加圧機構２０が、加圧ポンプ２１と、チャンバ２２と、開閉弁２３とにより構成されている例について説明した。但し、本発明はこの構成に限定されない。例えば、加圧機構２０は、加圧ポンプのみにより構成されていてもよい。   Moreover, in the said embodiment, the pressurization mechanism 20 demonstrated the example comprised by the pressurization pump 21, the chamber 22, and the on-off valve 23. FIG. However, the present invention is not limited to this configuration. For example, the pressurizing mechanism 20 may be configured only by a pressurizing pump.

加圧経路１１ｂ及び後述する減圧経路１１ｃが第１の成形型１１に形成されている例について説明するが、加圧経路１１ｂ及び減圧経路１１ｃのうちの少なくとも一方を第２の成形型１２に形成してもよい。   An example in which a pressurizing path 11b and a decompression path 11c described later are formed in the first mold 11 will be described. At least one of the pressurizing path 11b and the decompression path 11c is formed in the second mold 12. May be.

（実施例１）
ポリプロピレン樹脂（プライムポリマー社製ポリプロピレン樹脂、グレード：Ｊ８３０ＨＶ）１００重量部、化学発泡剤（永和化成工業社製化学発泡剤ＥＥ２７５Ｆ）１０重量部、及びポリエチレン樹脂（プライムポリマー社製ポリエチレン樹脂、グレード：１５１５０Ｊ）３重量部をホッパー１６から投入し、射出機構１５で、溶融し、混練した。次に、２００℃の溶融樹脂を、１０ＭＰａの炭酸ガスが充満している肉厚１ｍｍのキャビティ１３に１００ｍｍ／秒で注入した。この際、成形型１０の温度は、５０℃とした。キャビティ１３に注入した溶融樹脂の体積は、キャビティ１３の容積の９８％とした。 Example 1
100 parts by weight of a polypropylene resin (polypropylene resin manufactured by Prime Polymer Co., Ltd., grade: J830HV), 10 parts by weight of a chemical foaming agent (chemical foaming agent EE275F manufactured by Eiwa Kasei Kogyo Co., Ltd.), and a polyethylene resin (polyethylene resin manufactured by Prime Polymer Co., Ltd .: grade 15150J) 3 parts by weight were charged from the hopper 16 and melted and kneaded by the injection mechanism 15. Next, 200 degreeC molten resin was inject | poured at 100 mm / sec into the cavity 13 with a thickness of 1 mm filled with carbon dioxide gas of 10 MPa. At this time, the temperature of the mold 10 was set to 50 ° C. The volume of the molten resin injected into the cavity 13 was 98% of the volume of the cavity 13.

その後、開閉弁３３を開き、１００ＭＰａ／秒で減圧した。減圧を開始してから０．５秒後に、第１の成形型１１を、キャビティ１３の肉厚が３．０ｍｍとなるまで、２５ｍｍ／ｓｅｃで移動し、溶融樹脂４０を発泡させた。   Thereafter, the on-off valve 33 was opened and the pressure was reduced at 100 MPa / second. 0.5 seconds after depressurization was started, the first mold 11 was moved at 25 mm / sec until the thickness of the cavity 13 became 3.0 mm, and the molten resin 40 was foamed.

得られた発泡体４３を成形型１０から取り出し、気泡４２の数量、気泡４２の平均径、発泡体４３の曲げ弾性率及び熱伝導率を測定した。なお、発泡層の気泡の数量は、成形品の断面を切断し、断面において３ｍｍ×３ｍｍの領域を光学式顕微鏡により気泡の数を測定した。気泡の平均径は、光学式顕微鏡に付随している長さが刻まれているスケールを用いて測定した。発泡体４３の曲げ弾性率は、万能材料試験機テンシロンにより測定した。発泡体４３の熱伝導率は、１辺５０ｍｍの板状にカットし、アルバック理工（株）定常法熱伝導率測定装置により測定した。測定結果を下記の表１に示す。   The obtained foam 43 was taken out of the mold 10 and the number of bubbles 42, the average diameter of the bubbles 42, the bending elastic modulus and the thermal conductivity of the foam 43 were measured. The number of bubbles in the foam layer was determined by cutting the cross section of the molded product and measuring the number of bubbles in an area of 3 mm × 3 mm in the cross section with an optical microscope. The average diameter of the bubbles was measured using a scale inscribed with the length attached to the optical microscope. The flexural modulus of the foam 43 was measured with a universal material testing machine, Tensilon. The thermal conductivity of the foam 43 was cut into a plate shape having a side of 50 mm, and measured with a regular method thermal conductivity measuring apparatus by ULVAC-RIKO. The measurement results are shown in Table 1 below.

（実施例２）
溶融樹脂を注入するときのキャビティ１３の圧力を８ＭＰａとし、減圧速度を８０ＭＰａ／秒としたこと以外は、上記実施例１と同様にして発泡体４３を成形し、気泡４２の数量、気泡４２の平均径、発泡体４３の曲げ弾性率及び熱伝導率を測定した。測定結果を下記の表１に示す。 (Example 2)
Except that the pressure of the cavity 13 when injecting the molten resin was 8 MPa and the pressure reduction rate was 80 MPa / second, the foam 43 was formed in the same manner as in Example 1 above, and the number of bubbles 42 and the number of bubbles 42 The average diameter, bending elastic modulus and thermal conductivity of the foam 43 were measured. The measurement results are shown in Table 1 below.

（実施例３）
溶融樹脂を注入するときのキャビティ１３の圧力を４ＭＰａとし、減圧速度を３０ＭＰａ／秒としたこと以外は、上記実施例１と同様にして発泡体４３を成形し、気泡４２の数量、気泡４２の平均径、発泡体４３の曲げ弾性率及び熱伝導率を測定した。測定結果を下記の表１に示す。 Example 3
Except that the pressure of the cavity 13 when injecting the molten resin was 4 MPa and the pressure reduction rate was 30 MPa / second, the foam 43 was molded in the same manner as in Example 1 above, and the number of bubbles 42 and the number of bubbles 42 The average diameter, bending elastic modulus and thermal conductivity of the foam 43 were measured. The measurement results are shown in Table 1 below.

（比較例１）
加圧しない状態で溶融樹脂をキャビティに注入し、減圧工程を行わなかったこと以外は、上記実施例１と同様にして発泡体を成形し、気泡の数量、気泡の平均径、発泡体の曲げ弾性率及び熱伝導率を測定した。測定結果を下記の表１に示す。 (Comparative Example 1)
Except for not injecting the molten resin into the cavity and performing the decompression step, the foam was molded in the same manner as in Example 1 above, and the number of bubbles, the average diameter of the bubbles, the bending of the foam Elastic modulus and thermal conductivity were measured. The measurement results are shown in Table 1 below.

（比較例２）
溶融樹脂の射出速度を２００ｍｍ／秒としたこと以外は、上記比較例１と同様にして発泡体を成形し、気泡の数量、気泡の平均径、発泡体の曲げ弾性率及び熱伝導率を測定した。測定結果を下記の表１に示す。 (Comparative Example 2)
Except that the injection speed of the molten resin was set to 200 mm / second, a foam was formed in the same manner as in Comparative Example 1, and the number of bubbles, the average diameter of the bubbles, the bending elastic modulus and the thermal conductivity of the foam were measured. did. The measurement results are shown in Table 1 below.

上記の表１に示すように、減圧工程を行わなかった比較例１，２では、気泡の数が２．５個／ｍｍ^２以下と少なく、平均気泡径が９００μｍ以上と大きかった。そして、曲げ弾性率が１００ＭＰａ以下と小さく、熱伝導率が０．１１Ｗ／ｍ／Ｋ以上と大きかった。 As shown in Table 1 above, in Comparative Examples 1 and 2 in which the decompression step was not performed, the number of bubbles was as small as 2.5 / mm ² or less, and the average bubble diameter was as large as 900 μm or more. The bending elastic modulus was as small as 100 MPa or less, and the thermal conductivity was as large as 0.11 W / m / K or more.

それに対して、減圧工程を行った実施例１〜３では、気泡の数が３．０個／ｍｍ^２以上と多く、平均気泡径が８００μｍ以下と小さかった。この結果から、発泡工程に先立って減圧工程を行うことにより、微細な気泡を多数形成できることがわかる。また、与圧が４ＭＰａであり、減圧速度が３０ＭＰａ／秒である実施例３では、気泡の数が３．０個／ｍｍ^２であり、平均気泡径が８００μｍであったのに対して、与圧が８ＭＰａ以上であり、減圧速度が８０ＭＰａ／秒以上である実施例１，２では、気泡の数が６．０個／ｍｍ^２以上であり、平均気泡径が４５０μｍ以下であった。この結果から、溶融樹脂注入時のチャンバの圧力を８ＭＰａ以上とすることにより、より微細な気泡をより多数形成できることがわかる。また、減圧速度を８０ＭＰａ／秒以上とすることにより、より微細な気泡をより多数形成できることがわかる。 On the other hand, in Examples 1 to 3 in which the decompression step was performed, the number of bubbles was as large as 3.0 / mm ² or more, and the average bubble diameter was as small as 800 μm or less. From this result, it can be seen that a large number of fine bubbles can be formed by performing the decompression step prior to the foaming step. Further, in Example 3 in which the pressurization pressure was 4 MPa and the pressure reduction rate was 30 MPa / sec, the number of bubbles was 3.0 / mm ² and the average bubble diameter was 800 μm. In Examples 1 and 2 in which the pressure was 8 MPa or more and the pressure reduction rate was 80 MPa / second or more, the number of bubbles was 6.0 or more and mm ² or more, and the average bubble diameter was 450 μm or less. From this result, it can be seen that more fine bubbles can be formed by setting the pressure of the chamber at the time of molten resin injection to 8 MPa or more. Moreover, it turns out that more fine bubbles can be formed more by making pressure reduction speed into 80 Mpa / sec or more.

１…発泡体製造装置
１０…成形型
１１…第１の成形型
１１ａ…凹部
１１ｂ…加圧経路
１１ｃ…減圧経路
１２…第２の成形型
１２ａ…凸部
１２ｂ…ゲート
１３…キャビティ
１４…移動機構
１５…射出機構
１６…ホッパー
１９…制御部
２０…加圧機構
２１…加圧ポンプ
２２…チャンバ
２３…開閉弁
３０…減圧機構
３１…減圧ポンプ
３２…チャンバ
３３…開閉弁
４０…溶融樹脂
４１…気泡核
４２…気泡
４３…発泡体 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Foam manufacturing apparatus 10 ... Mold 11 ... 1st mold 11a ... Concave 11b ... Pressure path 11c ... Depressurization path 12 ... 2nd mold 12a ... Convex part 12b ... Gate 13 ... Cavity 14 ... Movement mechanism DESCRIPTION OF SYMBOLS 15 ... Injection mechanism 16 ... Hopper 19 ... Control part 20 ... Pressurization mechanism 21 ... Pressurization pump 22 ... Chamber 23 ... On-off valve 30 ... Depressurization mechanism 31 ... Decompression pump 32 ... Chamber 33 ... On-off valve 40 ... Molten resin 41 ... Bubble Core 42 ... Bubble 43 ... Foam

Claims (12)

キャビティに、前記キャビティの容積よりも少ない体積の溶融樹脂を注入する注入工程と、
前記注入工程の後に、前記キャビティ内の気体を前記キャビティ外に排出することにより前記キャビティを減圧する減圧工程と、
前記減圧工程の後に、前記溶融樹脂を発泡させる発泡工程と、
を備える、発泡体の製造方法。 An injection step of injecting into the cavity a molten resin having a volume smaller than the volume of the cavity;
After the injecting step, a depressurizing step of depressurizing the cavity by discharging the gas in the cavity out of the cavity;
A foaming step of foaming the molten resin after the decompression step;
A method for producing a foam. 前記発泡工程は、前記減圧されたキャビティの容積を拡大することにより前記溶融樹脂を発泡させる工程である、請求項１に記載の発泡体の製造方法。   The foam production method according to claim 1, wherein the foaming step is a step of foaming the molten resin by expanding a volume of the decompressed cavity. 前記注入工程に先立って、前記キャビティに気体を注入することにより前記キャビティの圧力を高める加圧工程をさらに備える、請求項１または２に記載の発泡体の製造方法。   The method for producing a foam according to claim 1, further comprising a pressurizing step of increasing a pressure of the cavity by injecting a gas into the cavity prior to the injecting step. 前記加圧工程において注入される気体の圧力は、８ＭＰａ〜１０ＭＰａの範囲内である、請求項３に記載の発泡体の製造方法。   The pressure of the gas inject | poured in the said pressurization process is a manufacturing method of the foam of Claim 3 which exists in the range of 8MPa-10MPa. 前記減圧工程における減圧速度は、５ＭＰａ／秒〜１００ＭＰａ／秒の範囲内である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の発泡体の製造方法。   The method for producing a foam according to any one of claims 1 to 4, wherein a depressurization rate in the depressurization step is in a range of 5 MPa / sec to 100 MPa / sec. 前記減圧工程における減圧速度は、８０ＭＰａ／秒〜１００ＭＰａ／秒の範囲内である、請求項５に記載の発泡体の製造方法。   The method for producing a foam according to claim 5, wherein the pressure reduction rate in the pressure reduction step is in a range of 80 MPa / second to 100 MPa / second. 前記溶融樹脂の発泡を、前記キャビティの減圧を開始してから０．１秒後〜５秒後の間に開始する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の発泡体の製造方法。   The method for producing a foam according to any one of claims 1 to 6, wherein foaming of the molten resin is started between 0.1 second and 5 seconds after starting to depressurize the cavity. 前記減圧工程は、前記キャビティを減圧することにより前記溶融樹脂中に気泡核を生成させる工程であり、
前記発泡工程は、前記減圧工程において生成した気泡核を成長させて気泡を形成する工程である、請求項１〜７のいずれか一項に記載の発泡体の製造方法。 The depressurization step is a step of generating bubble nuclei in the molten resin by depressurizing the cavity,
The said foaming process is a manufacturing method of the foam as described in any one of Claims 1-7 which is a process of growing the bubble nucleus produced | generated in the said pressure reduction process, and forming a bubble. 請求項１〜８に記載の発泡体の製造方法の実施に用いられる発泡体の製造装置であって、
第１の成形型と、前記第１の成形型と共に前記キャビティを区画形成している第２の成形型とを有し、前記第１及び第２の成形型のうちの少なくとも一方が、前記キャビティの体積が変化する方向に相対的に変位可能である成形型と、
前記キャビティに前記溶融樹脂を射出する射出機構と、
前記キャビティを減圧する減圧機構と、
前記第１及び第２の成形型を相対的に移動させる移動機構と、
を備える、発泡体の製造装置。 A foam production apparatus used for carrying out the foam production method according to claim 1,
A first mold, and a second mold that defines the cavity together with the first mold, and at least one of the first and second molds is the cavity. A mold that is relatively displaceable in the direction in which the volume changes,
An injection mechanism for injecting the molten resin into the cavity;
A decompression mechanism for decompressing the cavity;
A moving mechanism for relatively moving the first and second molds;
A foam production apparatus comprising: 前記射出機構、前記減圧機構及び前記移動機構を制御する制御部をさらに備え、
前記制御部は、前記射出機構に、前記キャビティの容積よりも小さい体積の溶融樹脂を前記キャビティに注入させた後に、前記減圧機構に前記キャビティを減圧させ、その後、前記移動機構に前記第１及び第２の成形型を相対的に移動させて前記キャビティを拡大することにより前記溶融樹脂を発泡させる、請求項９に記載の発泡体の製造装置。 A control unit for controlling the injection mechanism, the pressure reducing mechanism, and the moving mechanism;
The control unit causes the injection mechanism to inject a molten resin having a volume smaller than the volume of the cavity into the cavity, then causes the pressure reducing mechanism to decompress the cavity, and then causes the moving mechanism to perform the first and The foam manufacturing apparatus according to claim 9, wherein the molten resin is foamed by relatively moving a second mold and enlarging the cavity. 前記キャビティを加圧する加圧機構をさらに備える、請求項９または１０に記載の発泡体の製造装置。   The foam manufacturing apparatus according to claim 9, further comprising a pressurizing mechanism that pressurizes the cavity. 前記減圧機構は、
前記キャビティに接続されているチャンバと、
前記チャンバに接続されており、前記チャンバを減圧するポンプと、
前記チャンバと前記キャビティとの間を断続する開閉弁と、
を有する、請求項９〜１１のいずれか一項に記載の発泡体の製造装置。 The decompression mechanism is
A chamber connected to the cavity;
A pump connected to the chamber and depressurizing the chamber;
An on-off valve for intermittently connecting between the chamber and the cavity;
The foam production apparatus according to claim 9, comprising:

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