JP3893538B2

JP3893538B2 - Molding method of resin foam molding

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Publication number: JP3893538B2
Application number: JP2002084127A
Authority: JP
Inventors: 輝男白石
Original assignee: Inoac Corp
Current assignee: Inoac Corp
Priority date: 2002-03-25
Filing date: 2002-03-25
Publication date: 2007-03-14
Anticipated expiration: 2022-03-25
Also published as: JP2003276045A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、樹脂発泡成形品の成形方法に関し、更に詳細には、熱可塑性樹脂内に浸透させた発泡剤を膨張させ、これに伴う該熱可塑性樹脂の発泡により樹脂発泡成形品を成形する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、ポリプロピレン(ＰＰ)やポリエチレンテレフタレート(ＰＥＴ)等、スチレン系樹脂やポリオレフィン系樹脂等の熱可塑性樹脂を発泡させ、これにより樹脂発泡成形品を成形する方法が実用化されている。このような樹脂発泡成形品を成形する方法としては、具体的に、(1)化学発泡剤を使用する化学的発泡方法、(2)物理的発泡剤を使用する物理的発泡方法、(3)超臨界流体とした二酸化炭素(ＣＯ_２)からなる発泡剤を利用するバッチ式発泡方法、等が提案されかつ実施されている。
【０００３】
このうち前記(1)の化学的発泡方法とは、図９に示すように、所定温度で分解してガスを発生する低分子量の有機発泡剤を熱可塑性の樹脂原料に混合させてなるペレットＰ１を使用して、射出装置１０により樹脂発泡成形品Ｈを成形する方法である。すなわち、前記ペレットＰ１を射出装置１０の加熱シリンダ１２へ投入して加熱・溶融させ、この加熱シリンダ１２内で前記発泡剤の分解温度まで加熱・加圧させた時点で、溶融した該熱可塑性樹脂Ｓを成形型１４のキャビティ１６内へ射出する。この際に、熱可塑性樹脂Ｓ内で前記発泡剤が分解・ガス化し、これにより該熱可塑性樹脂Ｓが発泡してキャビティ１６の立体形状が付与された樹脂発泡成形品Ｈを得ることができる。
【０００４】
また前記(2)の物理的発泡方法とは、図１０に示すように、ブタンやペンタン等の低沸点有機化合物からなる発泡剤を使用して、射出装置１０により樹脂発泡成形品Ｈを成形する方法である。すなわち、熱可塑性の樹脂原料からなるペレットＰ２を密閉された射出装置１０の加熱シリンダ１２へ投入して加熱・溶融させると共に、発泡剤供給源１８から前記発泡剤を該加熱シリンダ１２内へ供給し、これら発泡剤と前記熱可塑性樹脂Ｓとを物理的に充分混練させた後に、成形型１４のキャビティ１６内へ射出する。この際に、熱可塑性樹脂Ｓ内で前記発泡剤がガス化し、これにより該熱可塑性樹脂Ｓが発泡してキャビティ１６の立体形状が付与された樹脂発泡成形品Ｈを得ることができる。
【０００５】
更に前記(3)のバッチ式発泡方法とは、図１１に示すように、固体状態の熱可塑性樹脂Ｓ内に、二酸化炭素の温度および圧力を制御して得られた超臨界流体からなる発泡剤を浸透させ、この発泡剤を気化させることで樹脂発泡成形品Ｈを得る方法である。すなわち、例えばポリプロピレン(ＰＰ)の如き熱可塑性樹脂Ｓを圧力容器２０内に収容して密閉した後(図１１(ａ))、バルブ２２を開放して発泡剤供給源１８内の超臨界流体からなる発泡剤を前記圧力容器２０内へ導入する(図１１(ｂ))。そして、熱可塑性樹脂Ｓに接触した発泡剤を該樹脂Ｓ内へ浸透させると共に、この熱可塑性樹脂Ｓに固有の結晶化温度以上に該樹脂Ｓを加熱し、この後に圧力容器２０を開放して内部圧力を解除することで、熱可塑性樹脂Ｓ内に浸透している発泡剤を気化させて樹脂発泡成形品Ｈを得ることができる(図１１(ｃ))。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前述した(1)〜(3)に例示の樹脂発泡成形品の成形方法は、夫々に次のような問題を内在していた。先ず、前記(1)の化学的発泡方法および(2)の物理的発泡方法では、高価な発泡剤を使用するために成形コストが嵩む問題、発泡剤が可燃性や毒性等の危険性を有しているので人体や自然へ悪影響を及ぼす問題、成形された樹脂発泡成形品Ｈの外面にフローマーク等が発生して品質低下を招来する問題、等を共通的に内在している。また、発泡剤を混合または混練させた熱可塑性樹脂Ｓを成形型１４のキャビティ１６内へ射出して発泡させるため、全体が発泡部ｈ１からなる内部構造(全体発泡構造)を有する樹脂発泡成形品Ｈしか成形することができず、例えば発泡部および非発泡部からなる内部構造(部分発泡構造)を有する樹脂発泡成形品を成形することが不可能な欠点等もあった。
【０００７】
また(3)のバッチ式発泡方法では、温度条件、浸透時間、圧力等の種々要素によって発泡倍率が容易に変わってしまう問題、発泡時に熱可塑性樹脂Ｓの形状を制御できないため所望とする立体形状(外形形状)を得られない問題を内在している。しかも、熱可塑性樹脂Ｓに対する超臨界流体の浸透時間が長いため量産性が低いと共に、大型(厚肉)の樹脂発泡成形品の成形には不向きである、等の欠点を内在していた。
【０００８】
【発明の目的】
本発明は、前述した課題を好適に解決するべく提案されたもので、成形コストの低減化、作業環境の悪化防止、品質向上等を可能とする樹脂発泡成形品の成形方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決して、所期の目的を達成するため本発明に係る樹脂発泡成形品の成形方法は、
コアバックタイプの成形型を型閉めし、これにより画成された該成形型の内部キャビティへ溶融状態の熱可塑性樹脂を供給し、
前記熱可塑性樹脂の供給完了後に、前記成形型をコアバックさせて前記キャビティ内に空間を画成し、
前記空間内へ所要圧で導入した発泡剤を、前記熱可塑性樹脂内へ浸透させ、
所要の保持時間が経過した後に前記キャビティ内を減圧することで、熱可塑性樹脂内に存在している前記発泡剤を膨張させ、
これに伴う前記熱可塑性樹脂の発泡により、前記キャビティの形状に成形された前記樹脂発泡成形品を得るようにしたことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係る樹脂発泡成形品の成形方法につき、好適な実施例を挙げ、添付図面を参照しながら以下説明する。
【００１１】
先ず、本発明の好適実施例に係る樹脂発泡成形品の成形方法を実施するための成形装置を、図１をもとに概略説明する。この成形装置３０は、スクリュータイプの射出装置３２と、コアバックタイプの成形金型３４と、この成形金型３４に連結された発泡剤供給源３６とから基本的に構成されている。すなわち本実施例の成形方法では、後で詳述する如く、前記成形金型３４のキャビティ５４内へ加熱・溶融した熱可塑性樹脂Ｓを射出した後に、前記発泡剤供給源３６からの発泡剤Ｆを該キャビティ５４内へ導入し、このキャビティ５４内で該発泡剤Ｆを熱可塑性樹脂Ｓ内へ浸透させるようになっている。従って、発泡剤が一切混合されていない熱可塑性の樹脂材料からなる前記ペレットＰ２が使用される(図１０に示した物理的発泡方法に使用されるものと同一のもの)。なお発泡剤Ｆとしては、種々の不活性ガスが使用可能であるが、本実施例では二酸化炭素を超臨界状態とした超臨界流体を使用する場合につき例示する。
【００１２】
前記射出装置３２は、図９に示した従来の射出装置１０、すなわち従来から広く実施に供されているものと基本構成が同一であって、特別な変更点はないので装置構成の詳細説明は省略する。このような射出装置３２では、ホッパ３８に投入されて加熱シリンダ４０内へ落下したペレットＰ２を、スクリュー４２の回転によって混練させつつ、該スクリュー４２の溝に沿って加熱シリンダ４０の先端部に移送する。この際に、加熱シリンダ４０の外周面に配設したヒーター４４の熱および混練作用によって発生する摩擦熱でペレットＰ２を加熱し、加熱シリンダ４０の先端部に到来するまでに溶融状態の熱可塑性樹脂Ｓとする。そして、加熱シリンダ４０の先端内に所定量の熱可塑性樹脂Ｓが貯留されたら、図示しない射出シリンダによってスクリュー４２を先端側(図１の右方向)へスライドさせることで、加熱シリンダ４０の先端内に貯留されていた溶融状態の熱可塑性樹脂Ｓを、ノズル４６から高圧のもとで射出するようになっている。
【００１３】
成形金型３４は、最終的な成形品とされる樹脂発泡成形品Ｈ(図７および図８)の外形形状に基いた凹状成形面５０ａを形成した第１成形型(キャビ型)５０と、この第１成形型５０と対をなして該第１成形型５０へスライド可能に型閉めされ、前記樹脂発泡成形品Ｈの外形形状に基いた凸状成形面５２ａを形成した第２成形型(コア型)５２とから構成され、第１成形型５０に対して第２成形型５２が上下方向へスライドする(昇降する)縦型タイプとされている。これら第１成形型５０および第２成形型５２は、熱媒体(水またはオイル等)が流通する管路(図示せず)が延設されて夫々の成形面５０ａ,５２ａの温度調整を行ない得るようになっており、前記射出装置３２から射出された溶融状態の熱可塑性樹脂Ｓの所定温度以下への温度低下を防止して最適な発泡成形を行ない得るようになっている。
【００１４】
前記第１成形型５０は、図示しないフレーム等に固定的に設置され、また前記第２成形型５２は、例えば流体圧シリンダ５６におけるロッド５６ａに連結されている。これにより前記流体圧シリンダ５６を、ロッド５６ａが最大に前進(延出)するよう制御すると、前記第２成形型５２が最下位置である第１位置へ降下し、該第２成形型５２が第１成形型５０に密着して型閉め状態となる(図１に実線表示)。また前記流体圧シリンダ５６を、ロッド５６ａが最大に前進した位置から所定ストロークだけ後退するよう制御すると、前記第２成形型５２が第１位置から該ストローク分だけ離間した第２位置へ上昇し、該第２成形型５２が第１成形型５０に対してコアバックした状態となる(図１に１点鎖線表示)。更に前記流体圧シリンダ５６を、ロッド５６ａが最大に後退するよう制御すると、前記第２成形型５２が最上位置である第３位置へ上昇し、該第２成形型５２が第１成形型５０から離間してキャビティ５４が露出した型開き状態となる(図１に２点鎖線表示)。
【００１５】
また前記第１成形型５０の側壁には、前記キャビティ５４と型外部とを連通する導入孔５８および逃出孔６０が穿設されている。このうち、導入孔５８には前記発泡剤供給源３６から延出した供給管６２が連結され、該発泡剤供給源３６から送出される発泡剤としての二酸化炭素からなる超臨界流体Ｆが、該導入孔５８を介してキャビティ５４内へ導入される。また前記逃出孔６０は、キャビティ５４内に導入された前記二酸化炭素からなる超臨界流体Ｆを、型外部へ排出する際に供される、これら導入孔５８および逃出孔６０は、前記第２成形型５２が前記第１位置に到来している際にはキャビティ５４と非連通状態となる(該第２成形型５２の壁面により)と共に、該第２成形型５２が前記第２位置に移動した際には該キャビティ５４と連通状態となる位置に設けられている(図２、図３)。なお、前記供給管６２には第１開閉バルブ６４が配設されると共に、逃出孔６０に接続した排気管には第２開閉バルブ６６が配設されている。
【００１６】
前記発泡剤供給源３６は、例えば不活性ガスの一種である二酸化炭素(ＣＯ_２)を超臨界状態で貯蔵し得る所謂ボンベ形態の貯留容器であって、導入バルブ６４を設けた前記供給管６２を介して前記成形金型３４に連結されている。ここで超臨界状態とは、周知の如く、気相と液相とを生じている物質の温度および圧力を上昇させていくに際し、或る温度域および圧力域で前記気相と液相との区別をなし得なくなる状態のことをいい、この時の温度および圧力を夫々臨界温度および臨界圧力という。すなわち、超臨界状態で物質は気体と液体との両方の特性を併せ持つので、この状態で生ずる流体を超臨界流体という。このような超臨界流体は、気体に比べて密度が大きく、また液体に比べて粘性が小さいため、物質中を極めて拡散し易いという特性を有する。なお前記二酸化炭素は、臨界温度が３１.２℃、臨界圧力が７.３８ＭＰａとされ、この臨界温度以上、臨界圧力以上で超臨界状態となって超臨界流体としての挙動を示すようになる。
【００１７】
次に、前述のように構成された成形装置３０を使用した本実施例の樹脂発泡成形品の成形方法につき、具体的かつ詳細に説明する。なお本実施例では、発泡剤Ｆとして二酸化炭素を超臨界状態とした超臨界流体を使用し、熱可塑性樹脂Ｓを発泡成形して樹脂発泡成形品Ｈを成形する場合を例示する。
【００１８】
先ず成形準備として、前記成形金型３４においては、ロッド５６ａが最大に前進(延出)するよう前記流体圧シリンダ５６を制御して、第２成形型５２を第１成形型５０へ型閉めすると共に前記第１位置に保持させる一方、夫々の成形型５０,５２における成形面５０ａ,５２ａを所定温度に加熱保温する。なお成形面５０ａ,５２ａの温度は、射出される熱可塑性樹脂Ｓの軟化温度より適度に高い温度(但し、融点以下の温度)とすることが望ましく、例えば熱可塑性樹脂Ｓとしてポリプロピレン(ＰＰ)を使用する場合は１１０〜１６０℃程度が適切とされる。また、前記逃出孔６０に配設した前記第２開閉バルブ６６は全閉した状態に調節しておく。
【００１９】
成形金型３４での成形準備が完了したら、前記射出装置３２において、前述したようにペレットＰ２を順次加熱する。そして、加熱シリンダ４０の先端内に所定量の溶融した熱可塑性樹脂Ｓが貯留されたら、射出装置３２のノズル４６を前記成形金型３４の注入口６８に整合させたもとで、これらノズル４６および注入口６８を介して該熱可塑性樹脂Ｓをキャビティ５４内へ射出(供給)する(図２)。
【００２０】
前記成形金型３４に対する前記熱可塑性樹脂Ｓの射出が完了し、該成形金型３４のキャビティ５４内へ該熱可塑性樹脂Ｓが充填されたら、ロッド５６ａが所定ストロークだけ後退するよう前記流体圧シリンダ５６を制御して、前記第２成形型５２を第１位置から前記第２位置へコアバックさせる(図３)。これにより、第２成形型５２が熱可塑性樹脂Ｓから離間するようになるから、第２成形型５２の成形面５２ａと熱可塑性樹脂Ｓとの間に、該第２成形型５２の移動分に相当する厚みを有する空間７０が画成される。このとき前記熱可塑性樹脂の温度は、第１成形型５０および第２成形型５２の夫々の成形面５０ａ,５２ａの温度と略同一となっており、射出時の溶融状態から半溶融状態に変化している。
【００２１】
前記第２成形型５２を第２位置へコアバックさせることで、前記導入孔５８と該空間７０(キャビティ５４)とが連通状態となる。従って、第２成形型５２のコアバックが完了したら前記第１開閉バルブ６４を全開にして、前記発泡剤供給源３６内に貯蔵されている二酸化炭素からなる超臨界流体Ｆを、前記導入孔５８を介して前記キャビティ５４の空間７０へ導入する(図４)。これにより、空間７０内へ導入された前記超臨界流体Ｆは、所要の圧力が付与されているので熱可塑性樹脂Ｓの上面から該熱可塑性樹脂Ｓ内へ徐々に浸透していく。このとき超臨界流体Ｆの導入状態は、所定の時間に亘って保持する必要があるが、後述するように、この保持時間は該超臨界流体Ｆの浸透量および浸透領域に応じて設定調整される。
【００２２】
所定の保持時間が経過したら、前記第１開閉バルブ６４を全閉して発泡剤供給源３６からの超臨界流体Ｆの導入を停止する一方、前記逃出孔６０に設けた第２開閉バルブ６６を全開とすることでキャビティ５４内を減圧させる。すなわち、前記第１開閉バルブ６４を全閉とすると共に第２開閉バルブ６６を全開とするために、キャビティ５４内が大気圧まで減圧されることになる。このように、キャビティ５４内が大気圧まで減圧されることにより、熱可塑性樹脂Ｓ内へ浸透して存在している発泡剤としての二酸化炭素からなる超臨界流体Ｆは急激に膨張するので、該熱可塑性樹脂Ｓが発泡してキャビティ５４内全体に膨張する(図５および図６)。ここで、前記熱可塑性樹脂Ｓ内に浸透している超臨界流体Ｆを膨張させるに際しては、前記第２開閉バルブ６６を瞬時(例えば５秒以内)に全開にしてキャビティ５４内を一気に大気圧まで減圧させるのが望ましく、このように瞬時に大気圧まで減圧することで熱可塑性樹脂Ｓ内に存在している超臨界流体Ｆが均一的に膨張してガス化するようになり、セル径の均一化を図り得る。
【００２３】
前記キャビティ５４内を大気圧まで減圧し、また成形面５０ａ,５２ａの冷却を図ることで、熱可塑性樹脂Ｓは該キャビティ５４の形状に発泡すると同時に冷却され、所要時間経過後には略完全に固化する。そして、所要の外形形状を有する樹脂発泡成形品Ｈの固化が完了したら、ロッド５６ａが最大に後退するよう前記流体圧シリンダ５６を制御し、第２成形型５２を第１成形型５０から離間させて型開きしたもとで、当該樹脂発泡成形品Ｈを脱型する。
【００２４】
ここで本実施例に係る樹脂発泡成形品の成形方法では、前述した保持時間の設定により、前記熱可塑性樹脂Ｓに対する発泡剤Ｆの浸透量および浸透領域を決定し得るようになっており、この保持時間を長く設定する程に発泡剤Ｆの浸透量が多くなると共に浸透領域が拡大する。そして、例えば前記保持時間を、前記熱可塑性樹脂Ｓの全体に発泡剤Ｆが浸透するに要する浸透完了時間より短く設定した場合には、該熱可塑性樹脂Ｓに発泡剤Ｆの浸透領域および非浸透領域とができるため(図５)、図７に示した発泡部ｈ１および非発泡部ｈ２からなる内部構造(部分発泡構造)を有する樹脂発泡成形品Ｈ(Ｈ１)を成形することができる。
【００２５】
また前記保持時間を、前記熱可塑性樹脂Ｓの全体に発泡剤Ｆが浸透するに要する浸透完了時間と同一に設定した場合には、該熱可塑性樹脂Ｓの全体に発泡剤Ｆが浸透するようになるため(図６)、図８に示した全体が発泡部ｈ１とされる内部構造(全体発泡構造)を有する樹脂発泡成形品Ｈ(Ｈ２)を成形することができる。更には、前記保持時間を、前記熱可塑性樹脂Ｓの全体に発泡剤Ｆが浸透するに要する浸透完了時間より長く設定することを前提としたもとで、この保持時間を設定調整すれば発泡倍率をコントロールすることも可能である。すなわち、保持時間を長くする程に、熱可塑性樹脂Ｓに対する発泡剤Ｆの浸透量が多くなるため、発泡倍率を高くすることができることが、本願出願人による発泡成形試験から確認された。
【００２６】
また、前記キャビティ５４内へ導入する前記発泡剤Ｆの圧力を調整すれば、セル径の大きさをコントロールすることが可能である。具体的には、前記発泡剤Ｆの圧力を高く設定する程に、セル径が微細化されかつ均一化されることが、本願出願人による発泡成形試験から確認された。
【００２７】
なお前記実施例では、発泡剤Ｆとして二酸化炭素を超臨界状態とした超臨界流体を使用する場合を例示したが、亜臨界状態、臨界状態または通常状態の二酸化炭素を発泡剤Ｆとして使用することも可能である。但し、熱可塑性樹脂Ｓに対しては、二酸化炭素を超臨界状態とした超臨界流体が最も浸透し易く、発泡成形に係る時間短縮化および効率化等を図るうえでは有利である。また発泡剤Ｆは、前記二酸化炭素だけに限らず、これ以外に窒素等の不活性ガスを使用することも可能である。
【００２８】
また前記実施例においては、二酸化炭素を超臨界状態で貯蔵し得る発泡剤供給源３６を例示したが、例えば前記供給管６２の途中に適宜の加熱装置および／または加圧装置(ポンプ等)を配設し、これら装置により二酸化炭素を超臨界状態にしてから前記キャビティ５４内へ導入する構成とすれば、該発泡剤供給源３６は、二酸化炭素を亜臨界状態、臨界状態または通常状態で貯蔵するものに代用することが可能である。
【００２９】
【表１】

ここで表１は、図１に示した成形装置３０を使用して樹脂発泡成形品Ｈを成形するに際し、本願出願人が実施した発泡成形試験における成形条件の一例を示したものである。但し発泡剤Ｆは、前記実施例で例示した二酸化炭素を超臨界状態とした超臨界流体である。
【００３０】
【表２】

また表２は、表１の成形条件下において発泡成形することで得られた樹脂発泡成形品Ｈの物性を例示したものである。この表２に示したように、表１の成形条件のもとで発泡成形された樹脂発泡成形品Ｈは、発泡倍率が約５倍となり、またセル径が略均一の１００μｍ程度となっており、セルが微細かつ均一に分布していることが確認された。
【００３１】
このように、本実施例に係る樹脂発泡成形品の成形方法では、コアバックタイプの成形金型３４を使用したもとで、この成形金型３４のキャビティ５４内へ発泡剤Ｆを導入するようにした。これにより、前記成形金型３４をコアバック状態としたもとで熱可塑性樹脂Ｓに対する発泡剤Ｆの浸透を行なうと共に、該成形金型３４内で該発泡剤Ｆを膨張させて熱可塑性樹脂Ｓの発泡を行なうようになっている。これにより射出装置３２は既存のものが使用可能であるから、特別構造とした高価な射出装置を装備する必要がなくなって設備費用が嵩むことがない。また、前記射出装置３２内を発泡剤Ｆが通過することもないので、発泡剤Ｆを原因とした該射出装置３２の汚れや劣化が発生することはない。
【００３２】
また発泡剤Ｆとして、低廉で供給される二酸化炭素または該二酸化炭素を超臨界状態とした超臨界流体等を使用するため、成形コストの低減化が可能となると共に、危険性を有するガス等が発生しないので作業環境の悪化防止を図ることもできる。そして成形された樹脂発泡成形品Ｈでは、分解残留物が混在したり変色や臭気が発生しないと共に、外面にフローマーク等が形成されないので、該樹脂発泡成形品Ｈの品質向上を図り得る。更には、最終形状に画成されたキャビティ５４内で発泡を行なうので、所望とする外形形状を有する樹脂発泡成形品Ｈを得ることが可能である。
【００３３】
一方、軟化状態の熱可塑性樹脂Ｓへ発泡剤Ｆを浸透させるようになっているので該発泡剤Ｆが容易に浸透するようになり、浸透に要する保持時間を大幅に短縮することが可能である。そして前記保持時間を調整することで、内部構造の異なる(全体発泡構造、部分発泡構造)樹脂発泡成形品Ｈを成形することが可能であり、また発泡倍率を容易にコントロールすることも可能である。更には、発泡剤Ｆの供給圧力を調整することにより、セル径の大きさをコントロールすることも可能である。
【００３４】
なお前記実施例では、第１成形型５０に対して第２成形型５２が上下方向に型閉めされる縦型タイプの成形金型３４を例示したが、本実施例の成形方法は、第１成形型５０に対して第２成形型５２が横方向へ型閉めされる横型タイプの成形金型３４を使用しても実施可能である。
【００３５】
また、本願が対象とする熱可塑性樹脂Ｓは、例えばスチレン系樹脂やポリオレフィン系樹脂等とされ、具体的には前述したポリプロピレン(ＰＰ)やポリエチレンテレフタレート(ＰＥＴ)等である。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明した如く、本発明に係る樹脂発泡成形品の成形方法は、樹脂を供給したコアバックタイプの成形型のキャビティ内へ発泡剤を導入し、該成形型内で熱可塑性樹脂に対する発泡剤の浸透を行なうと共に、該成形型内で該発泡剤を膨張させて熱可塑性樹脂の発泡を行なうことで、所望とする形状の樹脂発泡成形品を得るようにした。これにより既存の射出装置が使用可能であるから、設備費用が嵩むことがない利点がある。また、射出装置内を発泡剤が通過することもないので、発泡剤を原因とした該射出装置の汚れや劣化が発生することがない。
【００３７】
また発泡剤として、不活性ガスの一種である二酸化炭素または該二酸化炭素を超臨界状態とした超臨界流体等を使用するため、成形コストの低減化が可能となると共に、危険性を有するガス等が発生しないので作業環境の悪化防止を図り得る有益な効果を奏する。そして成形された樹脂発泡成形品には、フローマーク等が外面に形成されないので、該樹脂発泡成形品の品質向上を図り得る利点等もある。
【００３８】
一方、軟化状態の熱可塑性樹脂へ発泡剤を浸透させるようになっているので該発泡剤が容易に浸透するようになり、浸透に要する保持時間を大幅に短縮することが可能である。しかも前記保持時間を調整することで、内部構造の異なる(全体発泡構造、部分発泡構造)樹脂発泡成形品を成形することが可能であり、また発泡倍率を容易にコントロールすることも可能となる有益な効果を奏する。更には、発泡剤の供給圧力を調整すれば、セル径の大きさをコントロールすることも可能となる等の利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好適実施例に係る樹脂発泡成形品の成形方法を実施するための成形装置を、破断状態で示した概略構成図である。
【図２】実施例に係る樹脂発泡成形品の成形方法における第１段階を示す工程説明図であって、成形金型を型閉めして第２成形型を第１位置に保持したもとで、射出装置から該成形金型のキャビティ内へ熱可塑性樹脂を射出した状態を示している。
【図３】実施例に係る樹脂発泡成形品の成形方法における第２段階を示す工程説明図であって、第２成形型を第２位置へコアバックさせることでキャビティ内に空間を画成した状態を示している。
【図４】実施例に係る樹脂発泡成形品の成形方法における第３段階を示す工程説明図であって、発泡剤供給源からキャビティ内に画成された空間へ発泡剤を導入すると共に、該発泡剤を熱可塑性樹脂内へ浸透させる状態を示している。
【図５】実施例に係る樹脂発泡成形品の成形方法における第４段階を示す工程説明図であって、浸透完了時間より短い保持時間としたもとでキャビティ内を減圧することで、図７に示した樹脂発泡成形品を成形する状態を示している。
【図６】実施例に係る樹脂発泡成形品の成形方法における第４段階を示す工程説明図であって、浸透完了時間より長い保持時間としたもとでキャビティ内を減圧することで、図８に示した樹脂発泡成形品を成形する状態を示している。
【図７】発泡部および非発泡部からなる内部構造(部分発泡構造)を有する樹脂発泡成形品の概略断面図である。
【図８】全体が発泡部からなる内部構造(全体発泡構造)を有する樹脂発泡成形品の概略断面図である。
【図９】化学的発泡方法に基いて樹脂発泡成形品を成形する従来の成形方法を略示した説明断面図である。
【図１０】物理的発泡方法に基いて樹脂発泡成形品を成形する従来の成形方法を略示した説明断面図である。
【図１１】バッチ式発泡方法に基いて樹脂発泡成形品を成形する従来の成形方法を略示した説明断面図であって、(ａ)は、固体状の熱可塑性樹脂を圧力容器内に収容して該圧力容器を密閉する状態を示し、(ｂ)は、発泡剤供給源から発泡剤を圧力容器内へ導入し、該発泡剤を熱可塑性樹脂へ浸透させる状態を示し、(ｃ)は、加熱後に圧力容器を開放して内部圧力を解除することで熱可塑性樹脂を発泡させた後、成形された樹脂発泡成形品を取出す状態を示している。
【符号の説明】
３４成形金型(成形型)
５４キャビティ
７０空間
Ｆ発泡剤
Ｈ(Ｈ１,Ｈ２) 樹脂発泡成形品
ｈ１発泡部
ｈ２非発泡部
Ｓ熱可塑性樹脂[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for molding a resin foam molded article, and more specifically, a method for expanding a foaming agent that has penetrated into a thermoplastic resin and molding the resin foam molded article by foaming the thermoplastic resin. It is about.
[0002]
[Prior art]
For example, a method of foaming a thermoplastic resin such as styrene resin or polyolefin resin, such as polypropylene (PP) or polyethylene terephthalate (PET), and thereby forming a resin foam molded product has been put into practical use. As a method of molding such a resin foam molded article, specifically, (1) a chemical foaming method using a chemical foaming agent, (2) a physical foaming method using a physical foaming agent, (3) Carbon dioxide (CO ₂ A batch-type foaming method using a foaming agent consisting of) has been proposed and implemented.
[0003]
Among these, the chemical foaming method (1) is, as shown in FIG. 9, a pellet P1 obtained by mixing a thermoplastic resin raw material with a low molecular weight organic foaming agent that decomposes at a predetermined temperature to generate gas. Is used to mold the resin foam molded article H by the injection apparatus 10. That is, when the pellet P1 is put into the heating cylinder 12 of the injection apparatus 10 to be heated and melted and heated and pressurized to the decomposition temperature of the foaming agent in the heating cylinder 12, the molten thermoplastic resin is melted. S is injected into the cavity 16 of the mold 14. At this time, the foaming agent is decomposed and gasified in the thermoplastic resin S, whereby the thermoplastic resin S is foamed and a resin foam molded product H to which the three-dimensional shape of the cavity 16 is imparted can be obtained.
[0004]
The physical foaming method (2) is a method of molding a resin foam molded article H by an injection apparatus 10 using a foaming agent made of a low boiling point organic compound such as butane or pentane as shown in FIG. Is the method. That is, pellets P2 made of a thermoplastic resin material are charged into the heating cylinder 12 of the sealed injection apparatus 10 to be heated and melted, and the foaming agent is supplied from the foaming agent supply source 18 into the heating cylinder 12. The foaming agent and the thermoplastic resin S are physically sufficiently kneaded and then injected into the cavity 16 of the mold 14. At this time, the foaming agent is gasified in the thermoplastic resin S, whereby the thermoplastic resin S is foamed and a resin foam molded article H to which the three-dimensional shape of the cavity 16 is imparted can be obtained.
[0005]
Furthermore, the batch type foaming method of (3) is a foaming agent comprising a supercritical fluid obtained by controlling the temperature and pressure of carbon dioxide in a solid state thermoplastic resin S as shown in FIG. Is obtained by vaporizing the foaming agent. That is, for example, after a thermoplastic resin S such as polypropylene (PP) is accommodated in the pressure vessel 20 and sealed (FIG. 11 (a)), the valve 22 is opened and the supercritical fluid in the foaming agent supply source 18 is removed. The resulting foaming agent is introduced into the pressure vessel 20 (FIG. 11B). And while making the foaming agent which contacted the thermoplastic resin S osmose | permeate in this resin S, this resin S is heated more than the crystallization temperature intrinsic | native to this thermoplastic resin S, and the pressure vessel 20 is open | released after this. By releasing the internal pressure, the foaming agent penetrating into the thermoplastic resin S can be vaporized to obtain a resin foam molded article H (FIG. 11 (c)).
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the molding methods of the resin foam molded products exemplified in the above (1) to (3) have the following problems. First, in the chemical foaming method of (1) and the physical foaming method of (2), there is a problem that the molding cost increases due to the use of an expensive foaming agent, and the foaming agent has risks such as flammability and toxicity. Therefore, there are common problems such as a problem that adversely affects the human body and nature, a problem that a flow mark or the like is generated on the outer surface of the molded resin foam molded product H, and the quality is deteriorated. Further, since the thermoplastic resin S mixed or kneaded with the foaming agent is injected into the cavity 16 of the mold 14 and foamed, the resin foam molded product having an internal structure (the entire foamed structure) composed entirely of the foamed portion h1. Only H can be molded. For example, there is a defect that it is impossible to mold a resin foam molded article having an internal structure (partial foam structure) composed of a foamed part and a non-foamed part.
[0007]
Further, in the batch-type foaming method of (3), there is a problem that the foaming ratio easily changes depending on various factors such as temperature conditions, permeation time, pressure, and the desired three-dimensional shape because the shape of the thermoplastic resin S cannot be controlled at the time of foaming. The problem of not being able to obtain (outer shape) is inherent. In addition, since the permeation time of the supercritical fluid into the thermoplastic resin S is long, the mass productivity is low, and it is not suitable for molding a large (thick) resin foam molded product.
[0008]
OBJECT OF THE INVENTION
The present invention has been proposed to suitably solve the above-described problems, and provides a method for molding a resin foam molded product that enables reduction of molding cost, prevention of deterioration of work environment, quality improvement, and the like. Objective.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems and achieve the intended purpose, the molding method of the resin foam molded article according to the present invention is as follows.
The core back type mold is closed, and the thermoplastic resin in a molten state is supplied to the internal cavity of the mold defined thereby,
After completing the supply of the thermoplastic resin, the mold is cored back to define a space in the cavity,
Infiltrate the foaming agent introduced into the space at a required pressure into the thermoplastic resin,
By decompressing the inside of the cavity after the required holding time has elapsed, the foaming agent present in the thermoplastic resin is expanded,
The resin foam molded product molded into the shape of the cavity is obtained by the foaming of the thermoplastic resin accompanying this.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, preferred embodiments of the resin foam molded product molding method according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
[0011]
First, a molding apparatus for carrying out a method for molding a resin foam molded article according to a preferred embodiment of the present invention will be schematically described with reference to FIG. The molding device 30 basically includes a screw type injection device 32, a core back type molding die 34, and a foaming agent supply source 36 connected to the molding die 34. That is, in the molding method of this embodiment, as will be described in detail later, after the thermoplastic resin S heated and melted is injected into the cavity 54 of the molding die 34, the foaming agent F from the foaming agent supply source 36 is injected. Is introduced into the cavity 54, and the foaming agent F penetrates into the thermoplastic resin S in the cavity 54. Therefore, the pellet P2 made of a thermoplastic resin material in which no foaming agent is mixed is used (the same as that used in the physical foaming method shown in FIG. 10). Various inert gases can be used as the foaming agent F. In this embodiment, a case where a supercritical fluid in which carbon dioxide is supercritical is used.
[0012]
The injection device 32 has the same basic configuration as the conventional injection device 10 shown in FIG. 9, that is, one that has been widely used in the past, and there is no special change. Omitted. In such an injection device 32, the pellet P2 that has been put into the hopper 38 and dropped into the heating cylinder 40 is transferred to the tip of the heating cylinder 40 along the groove of the screw 42 while being kneaded by the rotation of the screw 42. To do. At this time, the pellet P2 is heated by the heat of the heater 44 disposed on the outer peripheral surface of the heating cylinder 40 and the frictional heat generated by the kneading action, and the thermoplastic resin in a molten state before reaching the tip of the heating cylinder 40. S. When a predetermined amount of the thermoplastic resin S is stored in the tip of the heating cylinder 40, the screw 42 is slid to the tip side (right direction in FIG. 1) by an injection cylinder (not shown), so that the inside of the tip of the heating cylinder 40 is reached. The molten thermoplastic resin S stored in the nozzle is injected from the nozzle 46 under high pressure.
[0013]
The molding die 34 includes a first molding die (cavity die) 50 formed with a concave molding surface 50a based on the outer shape of a resin foam molded product H (FIGS. 7 and 8) that is a final molded product, A second molding die that forms a convex molding surface 52a based on the outer shape of the resin foam molding product H, which is slidably closed to the first molding die 50 in a pair with the first molding die 50 ( The second mold 52 is a vertical type that slides (moves up and down) in the vertical direction with respect to the first mold 50. In the first mold 50 and the second mold 52, pipes (not shown) through which a heat medium (water or oil or the like) flows are extended to adjust the temperatures of the

respective molding surfaces

50a and 52a. In this way, optimal foam molding can be performed by preventing the temperature of the molten thermoplastic resin S injected from the injection device 32 from dropping to a predetermined temperature or lower.
[0014]
The first mold 50 is fixedly installed on a frame or the like (not shown), and the second mold 52 is connected to a rod 56a in a fluid pressure cylinder 56, for example. Accordingly, when the fluid pressure cylinder 56 is controlled so that the rod 56a moves forward (extends) to the maximum, the second mold 52 is lowered to the first position, which is the lowest position, and the second mold 52 is The mold is brought into close contact with the first mold 50 (shown by a solid line in FIG. 1). Further, when the fluid pressure cylinder 56 is controlled so as to move backward by a predetermined stroke from the position where the rod 56a is advanced to the maximum, the second mold 52 is raised from the first position to a second position separated by the stroke, The second mold 52 is in a state of being core-backed with respect to the first mold 50 (indicated by a one-dot chain line in FIG. 1). Further, when the fluid pressure cylinder 56 is controlled so that the rod 56a is retracted to the maximum, the second mold 52 is raised to the third position which is the uppermost position, and the second mold 52 is moved from the first mold 50. The mold 54 is in an open state in which the cavity 54 is exposed after being separated (indicated by a two-dot chain line in FIG. 1).
[0015]
In addition, an introduction hole 58 and an escape hole 60 that communicate the cavity 54 and the outside of the mold are formed in the side wall of the first mold 50. Among these, a supply pipe 62 extending from the foaming agent supply source 36 is connected to the introduction hole 58, and a supercritical fluid F made of carbon dioxide as a foaming agent delivered from the foaming agent supply source 36 is It is introduced into the cavity 54 through the introduction hole 58. The escape hole 60 is provided when the supercritical fluid F made of carbon dioxide introduced into the cavity 54 is discharged to the outside of the mold. When the second mold 52 arrives at the first position, the mold 54 is disconnected from the cavity 54 (by the wall surface of the second mold 52), and the second mold 52 is moved to the second position. It is provided at a position where it communicates with the cavity 54 when moved (FIGS. 2 and 3). The supply pipe 62 is provided with a first opening / closing valve 64, and the exhaust pipe connected to the escape hole 60 is provided with a second opening / closing valve 66.
[0016]
The blowing agent supply source 36 is, for example, carbon dioxide (CO ₂ ) In a supercritical state, and is connected to the molding die 34 via the supply pipe 62 provided with an introduction valve 64. Here, as is well known, the supercritical state means that when the temperature and pressure of a substance generating a gas phase and a liquid phase are increased, the gas phase and the liquid phase are changed in a certain temperature range and pressure range. This refers to a state in which distinction cannot be made, and the temperature and pressure at this time are called the critical temperature and the critical pressure, respectively. That is, in the supercritical state, a substance has both characteristics of a gas and a liquid. Therefore, a fluid generated in this state is called a supercritical fluid. Since such a supercritical fluid has a higher density than a gas and a lower viscosity than a liquid, it has a characteristic that it is very easy to diffuse in a substance. Carbon dioxide has a critical temperature of 31.2 ° C. and a critical pressure of 7.38 MPa, and becomes a supercritical state at or above the critical temperature and above the critical pressure and behaves as a supercritical fluid.
[0017]
Next, the method for molding a resin foam molded article of the present embodiment using the molding apparatus 30 configured as described above will be described specifically and in detail. In the present embodiment, a case where a supercritical fluid in which carbon dioxide is in a supercritical state is used as the foaming agent F and the thermoplastic resin S is foam-molded to mold the resin foam molded article H is illustrated.
[0018]
First, as a preparation for molding, in the molding die 34, the fluid pressure cylinder 56 is controlled so that the rod 56a moves forward (extends) to the maximum, and the second molding die 52 is closed to the first molding die 50. At the same time, the molding surfaces 50a and 52a of the respective molding dies 50 and 52 are heated and kept at a predetermined temperature. The temperatures of the molding surfaces 50a and 52a are preferably appropriately higher than the softening temperature of the injected thermoplastic resin S (however, the temperature is equal to or lower than the melting point). For example, polypropylene (PP) is used as the thermoplastic resin S. When using, about 110-160 degreeC is appropriate. The second opening / closing valve 66 disposed in the escape hole 60 is adjusted to be fully closed.
[0019]
When the preparation for molding in the molding die 34 is completed, the pellet P2 is sequentially heated in the injection device 32 as described above. When a predetermined amount of molten thermoplastic resin S is stored in the tip of the heating cylinder 40, the nozzle 46 of the injection device 32 is aligned with the injection port 68 of the molding die 34, and these nozzles 46 and The thermoplastic resin S is injected (supplied) into the cavity 54 through the inlet 68 (FIG. 2).
[0020]
When the injection of the thermoplastic resin S to the molding die 34 is completed and the thermoplastic resin S is filled into the cavity 54 of the molding die 34, the fluid pressure cylinder is set so that the rod 56a moves backward by a predetermined stroke. 56 is controlled to core back the second mold 52 from the first position to the second position (FIG. 3). As a result, the second mold 52 is separated from the thermoplastic resin S, so that the movement of the second mold 52 is between the molding surface 52a of the second mold 52 and the thermoplastic resin S. A space 70 having a corresponding thickness is defined. At this time, the temperature of the thermoplastic resin is substantially the same as the temperatures of the molding surfaces 50a and 52a of the first molding die 50 and the second molding die 52, and changes from a molten state at the time of injection to a semi-molten state. is doing.
[0021]
The introduction hole 58 and the space 70 (cavity 54) are in communication with each other by causing the second mold 52 to core back to the second position. Accordingly, when the core back of the second mold 52 is completed, the first on-off valve 64 is fully opened, and the supercritical fluid F made of carbon dioxide stored in the foaming agent supply source 36 is introduced into the introduction hole 58. And introduced into the space 70 of the cavity 54 (FIG. 4). As a result, the supercritical fluid F introduced into the space 70 is gradually penetrated into the thermoplastic resin S from the upper surface of the thermoplastic resin S because the required pressure is applied. At this time, the introduction state of the supercritical fluid F needs to be maintained for a predetermined time, but as will be described later, this retention time is set and adjusted according to the permeation amount and permeation region of the supercritical fluid F. The
[0022]
When a predetermined holding time has elapsed, the first opening / closing valve 64 is fully closed to stop the introduction of the supercritical fluid F from the foaming agent supply source 36, while the second opening / closing valve 66 provided in the escape hole 60. Is fully opened, the inside of the cavity 54 is depressurized. That is, in order to fully close the first opening / closing valve 64 and fully open the second opening / closing valve 66, the inside of the cavity 54 is depressurized to atmospheric pressure. As described above, since the inside of the cavity 54 is depressurized to the atmospheric pressure, the supercritical fluid F composed of carbon dioxide as a foaming agent that permeates into the thermoplastic resin S rapidly expands. The thermoplastic resin S foams and expands in the entire cavity 54 (FIGS. 5 and 6). Here, when the supercritical fluid F penetrating into the thermoplastic resin S is expanded, the second on-off valve 66 is fully opened instantaneously (for example, within 5 seconds), and the inside of the cavity 54 is rapidly increased to atmospheric pressure. It is desirable to reduce the pressure, and the supercritical fluid F existing in the thermoplastic resin S is uniformly expanded and gasified by instantaneously reducing the pressure to atmospheric pressure in this way, so that the cell diameter is uniform. Can be realized.
[0023]
By reducing the pressure inside the cavity 54 to atmospheric pressure and cooling the molding surfaces 50a and 52a, the thermoplastic resin S is cooled simultaneously with foaming into the shape of the cavity 54, and is almost completely solidified after the required time has elapsed. To do. When the resin foam molded product H having the required outer shape is solidified, the fluid pressure cylinder 56 is controlled so that the rod 56a is retracted to the maximum, and the second mold 52 is separated from the first mold 50. Then, the resin foam molded product H is removed from the mold.
[0024]
Here, in the molding method of the resin foam molded article according to the present embodiment, the penetration amount and the penetration region of the foaming agent F with respect to the thermoplastic resin S can be determined by the setting of the holding time described above. The longer the holding time is set, the larger the amount of the foaming agent F penetrated and the larger the penetration area. For example, when the holding time is set to be shorter than the permeation completion time required for the foaming agent F to permeate the entire thermoplastic resin S, the permeation region and the non-permeation of the foaming agent F into the thermoplastic resin S are set. Since the region is formed (FIG. 5), the resin foam molded product H (H1) having the internal structure (partial foam structure) composed of the foamed part h1 and the non-foamed part h2 shown in FIG. 7 can be molded.
[0025]
Further, in the case where the holding time is set to be the same as the permeation completion time required for the foaming agent F to permeate the entire thermoplastic resin S, the foaming agent F permeates the entire thermoplastic resin S. Therefore (FIG. 6), it is possible to mold the resin foam molded product H (H2) having the internal structure (the entire foamed structure) in which the entirety shown in FIG. 8 is the foamed portion h1. Furthermore, on the premise that the holding time is set longer than the penetration completion time required for the foaming agent F to permeate the entire thermoplastic resin S, if the holding time is set and adjusted, the expansion ratio It is also possible to control. That is, it was confirmed from the foam molding test by the present applicant that the expansion ratio can be increased because the penetration amount of the foaming agent F into the thermoplastic resin S increases as the holding time is increased.
[0026]
Further, if the pressure of the foaming agent F introduced into the cavity 54 is adjusted, the size of the cell diameter can be controlled. Specifically, it was confirmed from the foam molding test by the applicant of the present application that the cell diameter is made finer and uniform as the pressure of the foaming agent F is set higher.
[0027]
In the above embodiment, the case where a supercritical fluid in which carbon dioxide is in a supercritical state is used as the foaming agent F, but carbon dioxide in a subcritical state, a critical state or a normal state is used as the foaming agent F. Is also possible. However, for the thermoplastic resin S, a supercritical fluid in which carbon dioxide is in a supercritical state is most easily penetrated, which is advantageous for shortening the time and efficiency of foam molding. Further, the foaming agent F is not limited to the carbon dioxide, and it is also possible to use an inert gas such as nitrogen.
[0028]
In the above embodiment, the foaming agent supply source 36 capable of storing carbon dioxide in a supercritical state has been exemplified. For example, an appropriate heating device and / or pressurizing device (such as a pump) is provided in the supply pipe 62. If the apparatus is arranged so that carbon dioxide is brought into the supercritical state by these devices and then introduced into the cavity 54, the blowing agent supply source 36 stores the carbon dioxide in the subcritical state, the critical state or the normal state. It is possible to substitute for what to do.
[0029]
[Table 1]

Here, Table 1 shows an example of molding conditions in the foam molding test conducted by the applicant of the present application when molding the resin foam molded article H using the molding apparatus 30 shown in FIG. However, the foaming agent F is a supercritical fluid in which carbon dioxide exemplified in the above embodiment is in a supercritical state.
[0030]
[Table 2]

Table 2 exemplifies the physical properties of the resin foam molded article H obtained by foam molding under the molding conditions in Table 1. As shown in Table 2, the resin foam molded product H formed by foam molding under the molding conditions shown in Table 1 has an expansion ratio of about 5 times and a cell diameter of about 100 μm which is substantially uniform. It was confirmed that the cells were finely and uniformly distributed.
[0031]
Thus, in the molding method of the resin foam molded product according to the present embodiment, the foaming agent F is introduced into the cavity 54 of the molding die 34 using the core back type molding die 34. I made it. Thus, the foaming agent F is infiltrated into the thermoplastic resin S while the molding die 34 is in the core back state, and the foaming agent F is expanded in the molding die 34 so that the thermoplastic resin S is expanded. It is designed to foam. As a result, since the existing injection device 32 can be used, it is not necessary to equip an expensive injection device with a special structure, and the equipment cost does not increase. Further, since the foaming agent F does not pass through the injection device 32, the injection device 32 is not contaminated or deteriorated due to the foaming agent F.
[0032]
In addition, since carbon dioxide supplied at low cost or a supercritical fluid in which the carbon dioxide is in a supercritical state is used as the foaming agent F, it is possible to reduce the molding cost, and there are dangerous gases and the like. Since it does not occur, work environment deterioration can be prevented. In the molded resin foam molded article H, decomposition residues are not mixed, discoloration and odor are not generated, and no flow mark or the like is formed on the outer surface, so that the quality of the resin foam molded article H can be improved. Furthermore, since foaming is performed in the cavity 54 defined in the final shape, it is possible to obtain a resin foam molded product H having a desired outer shape.
[0033]
On the other hand, since the foaming agent F is infiltrated into the softened thermoplastic resin S, the foaming agent F can easily infiltrate, and the holding time required for the infiltration can be greatly shortened. . By adjusting the holding time, it is possible to mold resin foam molded articles H having different internal structures (whole foam structure, partial foam structure), and the foaming ratio can be easily controlled. . Furthermore, the cell diameter can be controlled by adjusting the supply pressure of the foaming agent F.
[0034]
In the above embodiment, the vertical molding die 34 in which the second molding die 52 is closed in the vertical direction with respect to the first molding die 50 is exemplified. However, the molding method of this embodiment is the first method. It is also possible to use a horizontal type mold 34 in which the second mold 52 is closed in the horizontal direction with respect to the mold 50.
[0035]
Further, the thermoplastic resin S targeted by the present application is, for example, a styrene resin, a polyolefin resin, or the like, specifically, polypropylene (PP), polyethylene terephthalate (PET), or the like described above.
[0036]
【The invention's effect】
As described above, the method for molding a resin foam molded article according to the present invention introduces a foaming agent into the cavity of a core back type molding die supplied with resin, and the foaming agent for the thermoplastic resin in the molding die. In addition to infiltration, the foaming agent was expanded in the mold to foam the thermoplastic resin, thereby obtaining a resin foam molded article having a desired shape. Thereby, since the existing injection device can be used, there is an advantage that the equipment cost does not increase. Further, since the foaming agent does not pass through the injection device, the injection device is not contaminated or deteriorated due to the foaming agent.
[0037]
In addition, as a foaming agent, carbon dioxide, which is a kind of inert gas, or a supercritical fluid in which the carbon dioxide is in a supercritical state is used, so that the molding cost can be reduced and dangerous gas, etc. Since this does not occur, there is a beneficial effect that can prevent the working environment from deteriorating. Since the molded resin foam molded article does not have a flow mark or the like formed on the outer surface, there is an advantage that the quality of the resin foam molded article can be improved.
[0038]
On the other hand, since the foaming agent is infiltrated into the softened thermoplastic resin, the foaming agent can easily infiltrate, and the holding time required for the infiltration can be greatly shortened. In addition, by adjusting the holding time, it is possible to form resin foam molded products having different internal structures (whole foamed structure, partially foamed structure), and the foaming magnification can be easily controlled. Has an effect. Further, there is an advantage that the cell diameter can be controlled by adjusting the supply pressure of the foaming agent.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a molding apparatus for carrying out a molding method for a resin foam molded article according to a preferred embodiment of the present invention in a broken state.
FIG. 2 is a process explanatory view showing a first stage in a method of molding a resin foam molded article according to an embodiment, with the molding die closed and the second molding die held in the first position. 2 shows a state in which a thermoplastic resin is injected from the injection device into the cavity of the molding die.
FIG. 3 is a process explanatory view showing a second stage in the molding method of the resin foam molded article according to the embodiment, in which a space is defined in the cavity by core-backing the second molding die to the second position. Indicates the state.
FIG. 4 is a process explanatory view showing a third stage in the molding method of the resin foam molded article according to the embodiment, and introduces the foaming agent from the foaming agent supply source into the space defined in the cavity, and A state in which the foaming agent is infiltrated into the thermoplastic resin is shown.
FIG. 5 is a process explanatory view showing a fourth stage in the molding method of the resin foam molded article according to the embodiment, and by reducing the pressure in the cavity with a holding time shorter than the permeation completion time, FIG. The state which shape | molds the resin foam molded product shown in FIG.
6 is a process explanatory view showing a fourth stage in the molding method of the resin foam molded article according to the embodiment, and by reducing the pressure in the cavity with a holding time longer than the permeation completion time, FIG. The state which shape | molds the resin foam molded product shown in FIG.
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of a resin foam molded article having an internal structure (partial foam structure) composed of a foamed portion and a non-foamed portion.
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of a resin foam molded article having an internal structure (overall foam structure) entirely composed of a foamed portion.
FIG. 9 is an explanatory cross-sectional view schematically showing a conventional molding method for molding a resin foam molded article based on a chemical foaming method.
FIG. 10 is an explanatory cross-sectional view schematically showing a conventional molding method for molding a resin foam molded article based on a physical foaming method.
FIG. 11 is an explanatory cross-sectional view schematically showing a conventional molding method for molding a resin foam molded product based on a batch type foaming method, in which (a) contains a solid thermoplastic resin in a pressure vessel; And (b) shows a state in which the foaming agent is introduced into the pressure container from the foaming agent supply source, and the foaming agent penetrates into the thermoplastic resin. The state is shown in which the molded resin foam molded article is taken out after foaming the thermoplastic resin by releasing the internal pressure by opening the pressure vessel after heating.
[Explanation of symbols]
34 Mold (mold)
54 cavities
70 spaces
F blowing agent
H (H1, H2) resin foam molding
h1 foaming part
h2 Non-foamed part
S thermoplastic resin

Claims

コアバックタイプの成形型(34)を型閉めし、これにより画成された該成形型(34)の内部キャビティ(54)へ溶融状態の熱可塑性樹脂(S)を供給し、
前記熱可塑性樹脂(S)の供給完了後に、前記成形型(34)をコアバックさせて前記キャビティ(54)内に空間(70)を画成し、
前記空間(70)内へ所要圧で導入した発泡剤(F)を、前記熱可塑性樹脂(S)内へ浸透させ、
所要の保持時間が経過した後に前記キャビティ(54)内を減圧することで、熱可塑性樹脂(S)内に存在している前記発泡剤(F)を膨張させ、
これに伴う前記熱可塑性樹脂(S)の発泡により、前記キャビティ(54)の形状に成形された前記樹脂発泡成形品(H/H1,H2)を得るようにした
ことを特徴とする樹脂発泡成形品の成形方法。The core back type mold (34) is closed, and the molten thermoplastic resin (S) is supplied to the internal cavity (54) of the mold (34) defined thereby,
After completing the supply of the thermoplastic resin (S), the mold (34) is core-backed to define a space (70) in the cavity (54),
The foaming agent (F) introduced at a required pressure into the space (70) is permeated into the thermoplastic resin (S),
By reducing the pressure inside the cavity (54) after the required holding time has elapsed, the foaming agent (F) present in the thermoplastic resin (S) is expanded,
Resin foam molding characterized in that the resin foam molded product (H / H1, H2) molded into the shape of the cavity (54) is obtained by foaming of the thermoplastic resin (S) accompanying this. Molding method.

前記熱可塑性樹脂(S)内に存在している前記発泡剤(F)を膨張させるに際し、前記キャビティ(54)内を大気圧まで一気に減圧させる請求項１記載の樹脂発泡成形品の成形方法。The method for molding a resin foam molded article according to claim 1, wherein when the foaming agent (F) present in the thermoplastic resin (S) is expanded, the inside of the cavity (54) is reduced to atmospheric pressure all at once.

前記保持時間を調整することにより、前記熱可塑性樹脂(S)に対する前記発泡剤(F)の浸透量および浸透領域を決定し得る請求項１または２記載の樹脂発泡成形品の成形方法。The method for molding a resin foam molded article according to claim 1 or 2, wherein the penetration amount and penetration area of the foaming agent (F) into the thermoplastic resin (S) can be determined by adjusting the holding time.

前記保持時間を、前記熱可塑性樹脂(S)の全体に前記発泡剤(F)が浸透するに要する浸透完了時間より短く設定することで、発泡部(h1)および非発泡部(h2)を有する前記樹脂発泡成形品(H/H1)を成形し得るようにした請求項３記載の樹脂発泡成形品の成形方法。By setting the holding time to be shorter than the permeation completion time required for the foaming agent (F) to permeate the entire thermoplastic resin (S), it has a foamed part (h1) and a non-foamed part (h2). The method for molding a resin foam molded product according to claim 3, wherein the resin foam molded product (H / H1) can be molded.

前記保持時間を、前記熱可塑性樹脂(S)の全体に前記発泡剤(F)が浸透するに要する浸透完了時間と同一またはこれより長く設定することで、全体が発泡部(h1)とされる前記樹脂発泡成形品(H/H2)を成形し得るようにした請求項３記載の樹脂発泡成形品の成形方法。By setting the holding time to be the same as or longer than the permeation completion time required for the foaming agent (F) to permeate the entire thermoplastic resin (S), the whole is the foamed part (h1). The method for molding a resin foam molded product according to claim 3, wherein the resin foam molded product (H / H2) can be molded.

前記発泡剤(F)として不活性ガスを使用する請求項１〜５の何れかに記載の樹脂発泡成形品の成形方法。The molding method for a resin foam molded article according to claim 1, wherein an inert gas is used as the foaming agent (F).

前記発泡剤(F)として、不活性ガスを超臨界状態とした超臨界流体を使用する請求項１〜５の何れかに記載の樹脂発泡成形品の成形方法。The method for molding a resin foam molded article according to any one of claims 1 to 5, wherein a supercritical fluid in which an inert gas is in a supercritical state is used as the foaming agent (F).

前記熱可塑性樹脂(S)は、スチレン系樹脂やポリオレフィン系樹脂等である請求項１〜７の何れかに記載の樹脂発泡成形品の成形方法。The method for molding a resin foam molded article according to any one of claims 1 to 7, wherein the thermoplastic resin (S) is a styrene resin or a polyolefin resin.