JP5169281B2 - Molding method and molding apparatus for foamed resin molded product - Google Patents
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Description
本発明は、発泡樹脂成形品の成形方法及び成形装置に関し、樹脂成形の技術分野に属する。 The present invention relates to a molding method and a molding apparatus for a foamed resin molded article, and belongs to the technical field of resin molding.
従来、ABS(アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン)樹脂やPP(ポリプロピレン)樹脂等を材料にして射出成形等により成形された樹脂成形品が自動車部品等に採用されている。その場合に、断熱性、軽量性、衝撃吸収性等の観点から、樹脂成形品を、例えば二酸化炭素や窒素等の物理発泡剤あるいは炭酸水素ナトリウム等の化学発泡剤を用いて樹脂中に気泡を生成させた多孔質構造の発泡樹脂成形品とすることがある。 Conventionally, resin molded products molded by injection molding or the like using ABS (acrylonitrile, butadiene, styrene) resin, PP (polypropylene) resin, or the like as materials are used for automobile parts and the like. In that case, from the viewpoints of heat insulation, lightness, shock absorption, etc., the resin molded product is made of bubbles in the resin using a physical foaming agent such as carbon dioxide or nitrogen or a chemical foaming agent such as sodium hydrogen carbonate. The produced foamed resin molded article may have a porous structure.
このような発泡樹脂成形品は、例えば特許文献1に記載されているように、成形型のキャビティに溶融状態の発泡性樹脂(溶融状態の基材樹脂に未発泡の発泡剤を混合した発泡前の樹脂)を充填した後、キャビティの容積が増大する方向、より詳しくは、成形品の厚みが増大する方向に成形型をコアバックすることにより成形される。 For example, as described in Patent Document 1, such a foamed resin molded article is a foamed resin in a molten state (before foaming in which an unfoamed foaming agent is mixed with a base resin in a molten state). After the resin is filled, the mold is core-backed in the direction in which the volume of the cavity increases, more specifically in the direction in which the thickness of the molded product increases.
このようにして成形された発泡樹脂成形品は、コアバック方向から見たときの形状(以下、便宜上「平面形状」ということがある)がキャビティ形状を維持しつつ、コアバック方向と直交する方向から見たときの形状、すなわち厚みが成形型のコアバックと樹脂の発泡とによりコアバック前に比べて数倍に膨張したものとなる。 The foamed resin molded product thus molded has a shape when viewed from the core back direction (hereinafter sometimes referred to as “planar shape” for the sake of convenience) while maintaining the cavity shape, and a direction orthogonal to the core back direction. When viewed from above, the shape, that is, the thickness expands several times as much as before the core back due to the core back of the mold and the foaming of the resin.
ところが、本発明者等が成形型のコアバックによる発泡樹脂成形品の成形について詳細に研究・検討していたところ、成形後の発泡樹脂成形品の平面形状の縁部、より具体的には、成形品の外周の縁部をはじめ、成形品の外周に部分的に設けられた切欠きの縁部、あるいは成形品の外周から切り離して成形品の中に設けられた開口の周縁部等が、成形品の肉のある内方へ縮退し、その結果、成形品の平面形状での全体の大きさが目標の大きさよりも小さくなり、開口や切欠きの大きさが目標の大きさよりも大きくなるという発泡樹脂成形品の形状不良の問題に遭遇した。 However, the present inventors have studied and studied in detail the molding of the foamed resin molded product by the core back of the mold, and more specifically, the edge of the planar shape of the foamed resin molded product after molding, more specifically, Including the outer peripheral edge of the molded product, the edge of the notch partially provided on the outer periphery of the molded product, or the peripheral edge of the opening provided in the molded product separated from the outer periphery of the molded product, etc. The molded product is shrunk inward, and as a result, the overall size of the molded product in the planar shape is smaller than the target size, and the size of the opening and notch is larger than the target size. I encountered the problem of poor shape of foamed resin molded products.
その結果、発泡樹脂成形品の平面形状での寸法精度が低下し、例えば、開口を利用して成形品を相手部材に嵌合しようとしても嵌合が外れたり、切欠きを利用して成形品を相手部材に嵌合や位置決めしようとしてもガタが生じてしまうのである。 As a result, the dimensional accuracy of the foamed resin molded product in the planar shape is reduced. For example, if an attempt is made to fit the molded product to the mating member using an opening, the molded product will be disengaged, or a molded product using a notch. Even if an attempt is made to fit or position the mating member on the mating member, play will occur.
このような現象はおよそ次のような原因で起こると考えられる。すなわち、溶融状態の発泡性樹脂をキャビティに充填した後のコアバック時に、キャビティ内の発泡性樹脂の表層部(成形型のキャビティ形成面に接する部分)が十分な伸張性を有していれば、発泡性樹脂は内部の発泡により膨張し、表層部がその発泡内部からの圧力を受けてキャビティ形成面に押し付けられ、コアバックによってキャビティ容積が増大しても、その増大するキャビティに表層部が追従して、コアバック後のキャビティ形状を維持した発泡樹脂成形品が得られることとなる。 Such a phenomenon is considered to occur for the following reasons. That is, when the core back after filling the melted foamable resin into the cavity, the surface layer of the foamable resin in the cavity (the part in contact with the cavity forming surface of the mold) has sufficient extensibility. The foamable resin expands due to internal foaming, and the surface layer part receives pressure from the inside of the foam and is pressed against the cavity forming surface. Even if the cavity volume is increased by the core back, the surface layer part is in the increasing cavity. Following this, a foamed resin molded product that maintains the cavity shape after the core back is obtained.
ところが、現実には、コアバックを開始する際ないしコアバック中に、成形型のキャビティ形成面に接する発泡性樹脂の表層部が冷却されて伸張性が低下し、内部からの発泡圧力を受けても膨張し難い状態となっている。その結果、コアバックに伴い容積が増大するキャビティに表層部が十分に追従せず、内部からの発泡圧力の受圧面積が相対的に小さい面、つまり成形品の厚みを構成する外周縁部の端面や切欠き縁部の端面あるいは開口周縁部の端面等がコアバック時に成形品の内方へ引き込まれるように移動して縮退するのである。 However, in reality, when the core back is started or during the core back, the surface layer portion of the foamable resin in contact with the cavity forming surface of the mold is cooled, the extensibility is lowered, and the foam pressure from the inside is received. Is in a state that is difficult to expand. As a result, the surface layer part does not sufficiently follow the cavity whose volume increases with the core back, and the pressure receiving area of the foaming pressure from the inside is relatively small, that is, the end face of the outer peripheral part constituting the thickness of the molded product Further, the end face of the notch edge or the end face of the peripheral edge of the opening moves so as to be drawn inward of the molded product at the time of core back, and is degenerated.
本発明は、成形型をコアバックして発泡樹脂成形品を成形する場合に生じる前記問題に対処するもので、コアバックに伴う成形品縁部の成形品内方への縮退に起因する発泡樹脂成形品の形状不良の問題ないし平面形状での寸法精度低下の問題を抑制することを課題とする。 The present invention addresses the above-described problems that occur when a molded mold is molded back with a core back of the mold, and the foamed resin is caused by the shrinkage of the molded product edge along the core back to the inside of the molded product. It is an object to suppress the problem of the shape defect of a molded product or the problem of a decrease in dimensional accuracy in a planar shape.
前記課題を解決するため、本発明では次のような手段を用いる。 In order to solve the above problems, the present invention uses the following means.
すなわち、本願の請求項1に記載の発明は、成形型のキャビティに溶融状態の発泡性樹脂を充填した後、成形型をコアバックする発泡樹脂成形品の成形方法であって、前記キャビティとして、成形後の発泡樹脂成形品をコアバック方向から見たときの該成形品の縁部の位置まで形成された主空間と、この主空間に連続して前記位置より成形品の外方に所定量延設された副空間とを有するものを用い、発泡性樹脂の充填時には、前記キャビティの前記位置を主空間側から副空間側へ所定量越えて前記キャビティの主空間及び副空間に発泡性樹脂を充填し、前記成形型のコアバック時には、成形型のキャビティに充填した発泡性樹脂のうち副空間に充填した発泡性樹脂の温度を主空間に充填した発泡性樹脂の温度よりも高くすることを特徴とする。 That is, the invention according to claim 1 of the present application is a method for molding a foamed resin molded article in which a mold mold cavity is filled with a foamed resin in a molten state, and then the mold is core-backed. The main space formed up to the position of the edge of the molded product when the foamed resin molded product after molding is viewed from the core back direction, and a predetermined amount from the position to the outside of the molded product continuously in the main space When the foaming resin is used, the position of the cavity exceeds a predetermined amount from the main space side to the subspace side, and the foamable resin is placed in the main space and the subspace of the cavity. In the core back of the mold, the temperature of the foamable resin filled in the subspace among the foamable resin filled in the mold cavity is set higher than the temperature of the foamable resin filled in the main space. Characterized by
ここで、キャビティの副空間が延設される「所定量」は、コアバック距離が長いほど大きくなる。 Here, the “predetermined amount” in which the subspace of the cavity is extended increases as the core back distance increases.
次に、本願の請求項2に記載の発明は、前記請求項1に記載の発泡樹脂成形品の成形方法であって、前記成形型のキャビティ形成面のうち副空間のキャビティ形成面の温度を主空間のキャビティ形成面の温度よりも高くすることにより、副空間に充填した発泡性樹脂の温度を主空間に充填した発泡性樹脂の温度よりも高くすることを特徴とする。 Next, the invention according to claim 2 of the present application is the method for molding a foamed resin molded article according to claim 1 , wherein the temperature of the cavity forming surface of the subspace among the cavity forming surfaces of the mold is set. By making it higher than the temperature of the cavity formation surface of the main space, the temperature of the foamable resin filled in the subspace is made higher than the temperature of the foamable resin filled in the main space.
次に、本願の請求項3に記載の発明は、前記請求項1又は2に記載の発泡樹脂成形品の成形方法であって、前記縁部は、成形品の外周に設けられた切欠きの縁部及び/又は成形品の中に設けられた開口の周縁部であることを特徴とする。 Next, the invention according to claim 3 of the present application is the method for molding a foamed resin molded product according to claim 1 or 2 , wherein the edge portion is a notch provided on the outer periphery of the molded product. It is a peripheral part of the opening provided in the edge part and / or the molded article.
次に、本願の請求項4に記載の発明は、前記請求項1から3のいずれか1項に記載の発泡樹脂成形品の成形方法であって、溶融状態の基材樹脂に物理発泡剤を混合することにより前記溶融状態の発泡性樹脂を作製することを特徴とする。
Next, the invention described in
次に、本願の請求項5に記載の発明は、前記請求項4に記載の発泡樹脂成形品の成形方法であって、前記物理発泡剤として超臨界状態の流体を用いることを特徴とする。
Next, the invention according to claim 5 of the present application is the method for molding a foamed resin molded article according to
一方、本願の請求項6に記載の発明は、成形型のキャビティに溶融状態の発泡性樹脂を充填する充填手段と、この充填手段による発泡性樹脂の充填の後、成形型をコアバックするコアバック手段とを有する発泡樹脂成形品の成形装置であって、前記キャビティは、成形後の発泡樹脂成形品をコアバック方向から見たときの該成形品の縁部の位置まで形成された主空間と、この主空間に連続して前記位置より成形品の外方に所定量延設された副空間とを有すると共に、前記コアバック手段によるコアバック時に、成形型のキャビティに充填された発泡性樹脂のうち副空間に充填された発泡性樹脂の温度を主空間に充填された発泡性樹脂の温度よりも高くする樹脂温度設定手段が備えられていることを特徴とする。 On the other hand, the invention described in claim 6 of the present application is a filling means for filling the mold cavity with a foamable resin in a molten state, and a core for core-backing the mold after filling with the foamable resin by the filling means. A molding apparatus for a foamed resin molded product having a back means, wherein the cavity is formed up to a position of an edge of the molded product when the foamed resin molded product after molding is viewed from the core back direction. And a subspace extending from the position to the outside of the molded product by a predetermined amount continuously from the position, and the foamability filled in the cavity of the mold during the core back by the core back means Resin temperature setting means is provided for making the temperature of the foamable resin filled in the subspace out of the resin higher than the temperature of the foamable resin filled in the main space .
ここで、キャビティの副空間が延設される「所定量」は、コアバック距離が長いほど大きくなる。 Here, the “predetermined amount” in which the subspace of the cavity is extended increases as the core back distance increases.
次に、本願の請求項7に記載の発明は、前記請求項6に記載の発泡樹脂成形品の成形装置であって、前記樹脂温度設定手段は、前記成形型のキャビティ形成面のうち副空間のキャビティ形成面の温度を主空間のキャビティ形成面の温度よりも高くするものであることを特徴とする。 Next, the invention according to claim 7 of the present application is the molding apparatus for the foamed resin molded product according to claim 6 , wherein the resin temperature setting means is a subspace of the cavity forming surface of the mold. The temperature of the cavity forming surface is made higher than the temperature of the cavity forming surface of the main space.
次に、本願の請求項8に記載の発明は、前記請求項6又は7に記載の発泡樹脂成形品の成形装置であって、前記縁部は、成形品の外周に設けられた切欠きの縁部及び/又は成形品の中に設けられた開口の周縁部であることを特徴とする。 Next, the invention according to claim 8 of the present application is the molding apparatus for the foamed resin molded product according to claim 6 or 7 , wherein the edge portion is a notch provided on the outer periphery of the molded product. It is a peripheral part of the opening provided in the edge part and / or the molded article.
次に、本願の請求項9に記載の発明は、前記請求項6から8のいずれか1項に記載の発泡樹脂成形品の成形装置であって、前記溶融状態の発泡性樹脂を作製するため、溶融状態の基材樹脂に物理発泡剤を混合する発泡剤供給手段が備えられていることを特徴とする。 Next, the invention according to claim 9 of the present application is the molding apparatus for the foamed resin molded product according to any one of claims 6 to 8 , in order to produce the foamable resin in the molten state. A foaming agent supply means for mixing a physical foaming agent with the base resin in a molten state is provided.
次に、本願の請求項10に記載の発明は、前記請求項9に記載の発泡樹脂成形品の成形装置であって、前記発泡剤供給手段は、前記物理発泡剤として超臨界状態の流体を混合することを特徴とする。
Next, the invention according to
まず、請求項1、請求項6に記載の発明によれば、成形型をコアバックして発泡樹脂成形品を成形する場合において、溶融状態の発泡性樹脂の充填時に、予めコアバック時に生じる成形品縁部の成形品内方への縮退を考慮して、成形後の発泡樹脂成形品をコアバック方向から見たときの該成形品の縁部の位置(以下、便宜上「目標位置」ということがある)を所定量だけ成形品の外方に越えて発泡性樹脂をキャビティに充填するようにしたから、コアバックの開始時には、キャビティに充填された発泡性樹脂のうち成形品の縁部を形成することとなる副空間内の発泡性樹脂は前記目標位置よりも成形品の外方に存在することとなる。したがって、たとえコアバック時に成形品縁部が成形品内方へ縮退しても、その縮退に起因する発泡樹脂成形品の形状不良の問題ないし平面形状での寸法精度低下の問題が抑制されることとなる。 First, according to the first and sixth aspects of the invention, in the case of molding a foamed resin molded product by core-backing the mold, molding that occurs in advance at the time of core-back at the time of filling the molten foamable resin Taking into account the shrinkage of the product edge to the inside of the molded product, the position of the edge of the molded product when viewed from the core back direction (hereinafter referred to as the “target position” for convenience) The foamed resin is filled into the cavity by a predetermined amount beyond the outside of the molded product. At the start of the core back, the edge of the molded product of the foamed resin filled in the cavity is removed. The foamable resin in the subspace to be formed is present outside the molded product from the target position. Therefore, even if the edge of the molded product shrinks inward during the core back, the problem of poor shape of the foamed resin molded product due to the shrinkage or the problem of reduced dimensional accuracy in the planar shape is suppressed. It becomes.
また、これらの発明によれば、前記目標位置を越えてキャビティに充填した副空間内の発泡性樹脂の温度を主空間に充填した発泡性樹脂の温度よりも高温にした状態でコアバックするようにしたから、成形品の縁部を形成することとなる副空間内の発泡性樹脂の表層部の伸張性低下が抑制され、成形品縁部の縮退の度合いが小さくなることとなる。したがって、前記目標位置を越えて副空間に充填する発泡性樹脂の量を減少することができると共に、前記発泡樹脂成形品の形状不良の問題ないし平面形状での寸法精度低下の問題がより一層抑制されることとなる。 Further , according to these inventions , the core back is performed in a state where the temperature of the foamable resin in the subspace filled in the cavity beyond the target position is higher than the temperature of the foamable resin filled in the main space. Therefore, the lowering of the stretchability of the surface layer portion of the foamable resin in the subspace that forms the edge portion of the molded product is suppressed, and the degree of degeneration of the edge portion of the molded product is reduced. Accordingly, it is possible to reduce the amount of the foamable resin that fills the subspace beyond the target position, and to further suppress the problem of the shape failure of the foamed resin molded product or the problem of the decrease in dimensional accuracy in the planar shape. Will be.
その場合に、請求項2、請求項7に記載の発明によれば、例えばキャビティに充填した発泡性樹脂の中に加温装置等を直接挿入するのではなく、成形型のキャビティ形成面の温度を高くすることによって、簡単かつ確実に、前記目標位置を越えて副空間に充填した発泡性樹脂の温度を主空間に充填した発泡性樹脂の温度よりも高くすることが可能となる。 In that case, according to the inventions of claim 2 and claim 7 , for example, the temperature of the cavity forming surface of the mold is not directly inserted into the foamable resin filled in the cavity. It is possible to make the temperature of the foamable resin filled in the subspace beyond the target position higher than the temperature of the foamable resin filled in the main space easily and reliably.
次に、請求項3、請求項8に記載の発明によれば、成形品の外周に設けられた切欠き及び/又は成形品の中に設けられた開口の大きさが目標の大きさよりも大きくなるという形状不良の問題が低減され、ひいては前記切欠き及び/又は開口の平面形状での寸法精度の高い発泡樹脂成形品が得られて、前記開口を利用しての成形品と相手部材との嵌合や、前記切欠きを利用しての成形品と相手部材との嵌合及び位置決め等が良好に行えることとなる。 Next, according to the invention described in claims 3 and 8 , the size of the notch and / or the opening provided in the outer periphery of the molded product is larger than the target size. As a result, a foamed resin molded product with high dimensional accuracy in the planar shape of the notch and / or the opening is obtained, and the molded product using the opening and the mating member are obtained. It is possible to satisfactorily perform fitting, fitting and positioning between the molded product and the counterpart member using the notch.
次に、請求項4、請求項9に記載の発明によれば、溶融状態の基材樹脂に物理発泡剤を混合することにより溶融状態の発泡性樹脂を作製するようにしたから、例えば化学発泡剤等に比べて発泡倍率が高く、コアバック距離が長く、成形品縁部の縮退がより起こり易い状況でありながら、その縮退に起因する発泡樹脂成形品の形状不良の問題ないし平面形状での寸法精度低下の問題が抑制されることとなる。また、例えば化学発泡剤等に比べて、発泡樹脂成形品の内部の発泡セル径を相対的に小さな径に揃えることができ、発泡樹脂成形品の剛性等の物性を向上させることが可能となる。
Next, according to the inventions of
その場合に、請求項5、請求項10に記載の発明によれば、物理発泡剤として超臨界状態の流体を用いるようにしたから、発泡倍率がさらに高く、コアバック距離がさらに長く、成形品縁部の縮退がより一層起こり易い状況でありながら、その縮退に起因する発泡樹脂成形品の形状不良の問題ないし平面形状での寸法精度低下の問題が抑制されることとなる。また、発泡樹脂成形品の内部の発泡セル径をより一層微細な径に揃えることができ、発泡樹脂成形品の剛性等の物性をより一層向上させることが可能となる。以下、発明の最良の実施の形態を通して本発明をさらに詳しく説述する。
In that case, according to the inventions of
図1は、本発明の最良の実施形態に係る発泡樹脂成形品50の成形装置10の全体構成図であって、(a)は充填工程を示すもの、(b)はコアバック工程を示すものである。この成形装置10は、充填手段としての射出機20と、成形型30とを備えている。この成形装置10を用いて行う発泡樹脂成形品50の成形動作は、本発明に係る発泡樹脂成形品50の成形方法を構成する。
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a
射出機20は、図1(a)のように型締め状態の成形型30のキャビティ33に、物理発泡剤を含有させた溶融状態の発泡性樹脂40を射出、充填するもので、シリンダ内に例えばPP樹脂等の基材樹脂を投入するためのホッパ21と、シリンダ内で混錬された溶融状態の基材樹脂に対して物理発泡剤としての超臨界状態の流体を供給するためのノズル24(発泡剤供給手段)とを備えている。超臨界状態の流体は、二酸化炭素又は窒素等の不活性ガスのボンベ22から超臨界流体発生装置23を介して生成される。これにより、溶融状態の基材樹脂に物理発泡剤を混合した溶融状態の発泡性樹脂40が得られる。この発泡性樹脂40は、固定型31に形成された供給通路を経て、型締め状態の成形型30のキャビティ33に射出、充填される。
The
ここで、超臨界状態の流体とは、気体と液体とが共存できる限界の温度(臨界温度)及び圧力(臨界圧力)を超えた状態にある流体のことで、前記臨界温度は、例えば二酸化炭素で31℃、窒素でマイナス147℃であり、前記臨界圧力は、例えば二酸化炭素で7.4MPa、窒素で3.4MPaである。超臨界状態にある流体は、密度が液体に近似し、流動性が気体に類似する。その結果、溶融状態の基材樹脂中を活発に移動して、樹脂分子の奥深くまで均一に拡散、浸透し、微細発泡の種ないし核になり得るものである。 Here, the fluid in a supercritical state is a fluid that exceeds a limit temperature (critical temperature) and pressure (critical pressure) at which gas and liquid can coexist, and the critical temperature is, for example, carbon dioxide The critical pressure is, for example, 7.4 MPa for carbon dioxide and 3.4 MPa for nitrogen. A fluid in a supercritical state has a density close to that of a liquid and has a fluidity similar to that of a gas. As a result, the resin moves actively in the base resin in a molten state, and diffuses and penetrates even deeply into the resin molecule, and can become a seed or nucleus of fine foaming.
成形型30は、相互に型締め及び型開きする固定型31と移動型32とで構成されている。移動型32は、型締め及び型開きのために移動する他、キャビティ33の容積が増大する方向にコアバック可能に構成されている。そして、移動型32をそのように移動させるための油圧装置90が備えられている(コアバック手段)。この移動型32のコアバックにより、内部で発泡セルが成長し、断熱性、軽量性、衝撃吸収性等に優れた多孔質構造の発泡樹脂成形品50が成形されることとなる。
The mold 30 is composed of a fixed
図2は、前記成形装置10で成形された発泡樹脂成形品50の使用例を示す斜視図である。本実施形態の発泡樹脂成形品50は自動車部品であって、相手部材60であるインスツルメントパネルの裏面に組み付けられるベンチレーションダクトである。発泡樹脂成形品50は、外周50xから切り離して成形品50の中に設けられた開口51を有している。そして、その開口51を利用して相手部材60のクリップ爪61に嵌合され、組み付けられる。
FIG. 2 is a perspective view showing an example of use of the foamed resin molded
図3は、本発明の第1の実施形態に係る成形型の要部断面拡大図であって、(a)は充填工程を示すもの、(b)はコアバック工程を示すものである。 3A and 3B are enlarged cross-sectional views of the main part of the mold according to the first embodiment of the present invention, in which FIG. 3A shows a filling process and FIG. 3B shows a core back process.
まず、図7を参照して、従来一般に成形型をコアバックして発泡樹脂成形品50を成形する場合に生じる問題を説明する。
First, with reference to FIG. 7, the problem which arises when the foamed resin molded
図7(a)に示すように、発泡樹脂成形品50の開口51を形成するため、固定型31におけるキャビティ形成面の所定の部位には凹部31aが形成され、移動型32におけるキャビティ形成面の対応する部位には凸部32aが形成されて、凸部32aが凹部31aに突入している。そして、型締め状態の固定型31と移動型32とで形成されるキャビティ33に発泡性樹脂40が充填される(充填工程)。
As shown in FIG. 7 (a), in order to form the
その後、図7(b)に示すように、キャビティ33の容積が増大する方向、より詳しくは、成形品50の厚みが増大する方向に移動型32がコアバックされる(コアバック工程)。この結果、コアバック方向(図例では上下方向)から見たときの形状がキャビティ形状を維持しつつ、コアバック方向と直交する方向(図例では例えば左右方向)から見たときの形状(すなわち厚み)がコアバック前に比べて数倍に膨張した発泡樹脂成形品50が得られることとなる。
Thereafter, as shown in FIG. 7B, the
発泡樹脂成形品50は、固定型31及び移動型32のキャビティ形成面に接する表層部50aが、発泡セルが成長した発泡内部50bを被覆した構造を有している。特に、図例では、移動型32の凸部32aの側面(縦面)に接する樹脂部分が開口51の周縁部の端面を形成することとなる。
The foamed resin molded
ところが、現実には、コアバックを開始する際ないしコアバック中に、キャビティ形成面に接する表層部50aが冷却されて伸張性が低下し、発泡内部50bからの発泡圧力を受けても膨張し難い状態となっている。その結果、図7(c)に示すように、コアバックに伴い容積が増大するキャビティ33に表層部50aが十分に追従せず、発泡内部50bからの発泡圧力の受圧面積が相対的に小さい面、つまり成形品50の厚みを構成する開口51の周縁部の端面がコアバック時に成形品50の内方へ引き込まれるように移動して縮退するのである。
However, in reality, when the core back is started or during the core back, the
その結果、開口51の周縁部の端面と、移動型32の凸部32aの側面(縦面)との間に空隙が発生し、図8(a)に鎖線で示すように、開口51の大きさが目標の大きさ(実線で示す)よりも大きくなってしまい、開口51を利用して成形品50を相手部材60に組み付けようとしても、クリップ爪61が開口51から外れてしまうという不具合が生じるのである。
As a result, a gap is generated between the end surface of the peripheral edge of the
図7に示す例は、開口51の周縁部が縮退する場合を示したが、同様の問題は、発泡樹脂成形品50の平面形状の他の縁部、例えば、成形品50の外周50xの縁部や、成形品50の外周50xに部分的に設けられた切欠き52(図8(b)参照)の縁部においても起きる。その結果、外周50xの縁部が縮退した場合は、成形品50の平面形状での全体の大きさが目標の大きさよりも小さくなってしまう。また、切欠き52の縁部が縮退した場合は、図8(b)に鎖線で示すように、切欠き52の大きさが目標の大きさ(実線で示す)よりも大きくなってしまう。
The example shown in FIG. 7 shows a case where the peripheral edge of the
図9は、発泡樹脂成形品50の図2とは異なる別の使用例を示す斜視図である。この場合、発泡樹脂成形品50は、外周50xに部分的に設けられた切欠き52を有している。そして、その切欠き52を利用して相手部材60の嵌合突起62に嵌合され、位置決めされる。しかし、前述のように切欠き52の大きさが目標の大きさよりも大きくなってしまうと、切欠き52を利用して成形品50を相手部材60に嵌合し、位置決めしようとしても、嵌合突起62が切欠き52から外れたりガタついたりするという不具合が生じるのである。
FIG. 9 is a perspective view showing another example of use of the foamed resin molded
そこで、本実施形態では、図7(b)に例示した発泡樹脂成形品50、すなわち、平面形状がキャビティ形状を維持し、開口51の大きさが目標の大きさである理想の発泡樹脂成形品50を得るために、図3(a)に示すように、キャビティ33の形状を図7(a)のキャビティ33の形状から変更している。具体的には、図7(a)のキャビティ33と比べて、開口51を形成するための固定型31の凹部31a及び移動型32の凸部32aを平面形状において小さくしたのである。
Therefore, in this embodiment, the foamed resin molded
その結果、図3(a)のキャビティ33は、成形後の発泡樹脂成形品50をコアバック方向から見たときの該成形品50の縁部の位置(目標位置)まで形成された主空間33aと、この主空間33aに連続して前記目標位置より成形品50の外方に所定量延設された副空間33bとを有することとなる。
As a result, the
したがって、充填工程において、図3(a)のキャビティ33に発泡性樹脂40を充填すれば、発泡性樹脂40は、前記目標位置を主空間33aの側から副空間33bの側へ所定量越えて前記主空間33a及び前記副空間33bに充填されることとなる。
Therefore, in the filling process, if the
特に、この第1実施形態では、移動型32の凸部32aの上部における側面(縦面)が、コアバック方向に平行ではなく、上方ほど主空間33a寄りに傾斜した形状とされている。
In particular, in the first embodiment, the side surface (vertical surface) at the top of the
ここで、キャビティ33の副空間33bが延設される「所定量」は、コアバック距離に応じて増減すればよく、例えばコアバック距離が長いほど大きくする。
Here, the “predetermined amount” in which the
また、この第1実施形態では、図3(a)に示したように、固定型31の内部及び移動型32の内部に温水通路31b,32b(樹脂温度設定手段)を設けている。その場合に、固定型31では、温水通路31bが副空間33bの近傍のみを通過し、移動型32では、温水通路32bが副空間33bの近傍で容積拡大するように設けている。
In the first embodiment, as shown in FIG. 3A,
したがって、前記温水通路31b,32bに温水を通すことにより、キャビティ33の副空間33bを形成する固定型31の部分の温度及び移動型32の部分の温度が主空間33aを形成する固定型31の部分の温度及び移動型32の部分の温度よりも高くなり、これによって、キャビティ33の副空間33b内の発泡性樹脂40(図中「暖め対象部位」とした部分)の温度を主空間33a内の発泡性樹脂40の温度よりも高くすることができる。
Accordingly, by passing warm water through the
換言すれば、前記温水通路31b,32bに温水を通すことにより、固定型31のキャビティ形成面及び移動型32のキャビティ形成面のうち、前記目標位置を越えて充填した発泡性樹脂40が接する副空間33bのキャビティ形成面の温度が主空間33aのキャビティ形成面の温度よりも高くなり、これによって、キャビティ33に充填した発泡性樹脂40のうち、前記目標位置を越えて充填した副空間33b内の発泡性樹脂40(図中「暖め対象部位」とした部分)の温度を主空間33a内の発泡性樹脂40の温度よりも高くすることができる。
In other words, by passing the hot water through the
この場合、前記温水通路31b,32bへの温水の供給、つまり暖め対象部位の加温はコアバック時に行う。好ましくは、コアバックを開始するまでに温水の供給を開始し、コアバックが終了するまでに温水の供給を終了する。ここで、コアバックの終了時刻に対して温水供給の終了時刻が遅くなるほど、型開き前の発泡樹脂成形品50の冷却時間が長くかかり、生産性が低下するので、温水供給の効果と生産性とを比較考量して温水の供給時間を決定する。
In this case, the supply of warm water to the
なお、温水に代えて、他の流体、例えば蒸気等を通してもよい。 Instead of warm water, other fluids such as steam may be passed.
また、固定型31のみ又は移動型32のみに温水を通すようにしてもよい。
Moreover, you may make it let warm water pass only to the fixed mold |
以上により、本実施形態では、移動型32をコアバックして発泡樹脂成形品50を成形する場合において、溶融状態の発泡性樹脂40の充填時に、予めコアバック時に生じる成形品50の縁部(外周50xの縁部、開口51の周縁部、又は切欠き52の縁部等)の成形品50内方への縮退を考慮して、成形後の発泡樹脂成形品50をコアバック方向から見たときの該成形品50の縁部の位置(目標位置)を所定量だけ成形品50の外方に越えて発泡性樹脂40をキャビティ33に充填するようにしたから、換言すれば、前記目標位置を主空間33a側から副空間33b側へ所定量越えて前記主空間33a及び前記副空間33bに発泡性樹脂40を充填するようにしたから、コアバックの開始時には、キャビティ33に充填された発泡性樹脂40のうち成形品50の縁部を形成することとなる副空間33b内の発泡性樹脂40は前記目標位置よりも成形品50の外方に存在することとなる。
As described above, in the present embodiment, when the
そして、この状態でコアバックをしたときには、図3(b)に示すように、成形品50の縁部が成形品50の内方へ縮退するが、たとえそのような縮退が生じても、その縮退に起因する発泡樹脂成形品50の形状不良の問題ないし平面形状での寸法精度低下の問題が抑制されることとなる。
When the core back is performed in this state, as shown in FIG. 3 (b), the edge of the molded
好ましくは、実際に得られた発泡樹脂成形品50の縁部の位置が前記目標位置に一致するように、該目標位置を越えて充填する発泡性樹脂40の量、換言すれば、副空間33bの容積を予め実験的に決定しておく。
Preferably, the amount of the
ここで、この第1実施形態では、前述したように、移動型32の凸部32aの上部における側面(縦面)の形状を、コアバック方向に平行な形状ではなく、上方ほど主空間33a寄りに傾斜した形状としたが、これにより、縮退した成形品50の縁部の端面(成形品50の厚みを構成する外周50xの縁部の端面、開口51の周縁部の端面、又は切欠き52の縁部の端面等)の形状が比較的平坦な形状となる(図3(b)と図7(c)とを比較参照のこと)。
Here, in the first embodiment, as described above, the shape of the side surface (vertical surface) at the upper part of the
また、本実施形態では、前記目標位置を越えてキャビティ33に充填した副空間33b内の発泡性樹脂40の温度を主空間33aに充填した発泡性樹脂40の温度よりも高温にした状態でコアバックするようにしたから、成形品50の縁部を形成することとなる副空間33b内の発泡性樹脂40の表層部50aの伸張性低下が抑制され、成形品50の縁部の縮退の度合いが小さくなる。したがって、前記目標位置を越えて副空間33bに充填する発泡性樹脂40の量を減少することができると共に、発泡樹脂成形品50の形状不良の問題ないし平面形状での寸法精度低下の問題がより一層抑制されることとなる。
In the present embodiment, the core in a state where the temperature of the
その場合に、例えばキャビティ33に充填した発泡性樹脂40の中に加温装置等を直接挿入するのではなく、固定型31や移動型32のキャビティ形成面の温度を高くすることによって、簡単かつ確実に、前記目標位置を越えて副空間33bに充填した発泡性樹脂40(暖め対象部位)の温度を主空間33aに充填した発泡性樹脂40の温度よりも高温にすることが可能となる。
In that case, for example, by simply increasing the temperature of the cavity forming surface of the fixed
そして、成形品50の中に設けられた開口51や成形品50の外周に設けられた切欠き52の大きさが目標の大きさよりも大きくなるという形状不良の問題が低減されることで、前記開口51や切欠き52の平面形状での寸法精度の高い発泡樹脂成形品50が得られて、前記開口51を利用しての成形品50と相手部材60との嵌合や、前記切欠き52を利用しての成形品50と相手部材60との嵌合及び位置決め等が良好に行えることとなる。
And the problem of the shape defect that the size of the
さらに、溶融状態の基材樹脂に物理発泡剤を混合することにより、キャビティ33に充填する溶融状態の発泡性樹脂40を作製するようにしたから、例えば化学発泡剤等に比べて発泡倍率が高く、コアバック距離が長く、成形品50の縁部の縮退がより起こり易い状況でありながら、その縮退に起因する発泡樹脂成形品50の形状不良の問題ないし平面形状での寸法精度低下の問題が抑制されることとなる。また、例えば化学発泡剤等に比べて、発泡樹脂成形品50の内部の発泡セル径を相対的に小さな径に揃えることができ、発泡樹脂成形品50の剛性等の物性を向上させることが可能となる。
Furthermore, since the
特に、本実施形態では、前記物理発泡剤として超臨界状態の流体を基材樹脂に混合するようにしたから、発泡倍率がさらに高く、コアバック距離がさらに長く、成形品50の縁部の縮退がより一層起こり易い状況でありながら、その縮退に起因する発泡樹脂成形品50の形状不良の問題ないし平面形状での寸法精度低下の問題が抑制されることとなる。また、発泡樹脂成形品50の内部の発泡セル径をより一層微細な径に揃えることができ、発泡樹脂成形品50の剛性等の物性をより一層向上させることが可能となる。
In particular, in this embodiment, since the fluid in the supercritical state is mixed with the base resin as the physical foaming agent, the expansion ratio is higher, the core back distance is longer, and the edge of the molded
図4は、本発明の第2の実施形態に係る成形型の要部断面拡大図であって、図3(a)に類似して、充填工程を示すものである。 FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of a main part of a molding die according to the second embodiment of the present invention, and shows a filling step similar to FIG.
第1実施形態と異なる点は、樹脂温度設定手段として、温水通路31b,32bに代えて、カートリッジヒータ31c,32cを固定型31及び/又は移動型32におけるキャビティ33の副空間33bの近傍部分に埋め込んだ点である。その他の構成は第1実施形態とほぼ同様である。そして、この第2実施形態においても、第1実施形態と同様の作用が得られることとなる。
The difference from the first embodiment is that, as a resin temperature setting means, instead of the
次に、図5は、本発明の第3の実施形態に係る成形型の要部断面拡大図であって、(a)は充填工程を示すもの、(b)はコアバック工程を示すものである。 Next, FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of a main part of a mold according to the third embodiment of the present invention, where (a) shows a filling process and (b) shows a core back process. is there.
第1実施形態と異なる点は、移動型32の凸部32aの上部における側面(縦面)の形状を、段付形状とした点である。これによっても、縮退した成形品50の縁部の端面(成形品50の厚みを構成する外周50xの縁部の端面、開口51の周縁部の端面、又は切欠き52の縁部の端面等)の形状が比較的平坦な形状となる。その他の構成は第1実施形態とほぼ同様である。そして、この第3実施形態においても、その他、第1実施形態と同様の作用が得られることとなる。
The difference from the first embodiment is that the shape of the side surface (vertical surface) at the top of the
そして、図6は、本発明の第4の実施形態に係る成形型の要部断面拡大図であって、図5(a)に類似して、充填工程を示すものである。 FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of an essential part of a mold according to the fourth embodiment of the present invention, and shows a filling process similar to FIG.
第3実施形態と異なる点は、樹脂温度設定手段として、温水通路31b,32bに代えて、カートリッジヒータ31c,32cを固定型31及び/又は移動型32におけるキャビティ33の副空間33bの近傍部分に埋め込んだ点である。その他の構成は第3実施形態とほぼ同様である。そして、この第4実施形態においても、第3実施形態と同様の作用が得られることとなる。
The difference from the third embodiment is that, as a resin temperature setting means, instead of the
なお、図3〜図6に示す例は、特に、成形品50の開口51を形成するための凹部31aや凸部32aの周辺を示したが、成形品50の外周50xや切欠き52を形成する場合もこれに準じて同様である。
In addition, although the example shown in FIGS. 3-6 showed especially the periphery of the recessed
また、以上において、移動型32に代えて、固定型31を移動させることにより、あるいは移動型32及び固定型31の両方を移動させることにより、コアバックを行うようにしてもよい。
In the above, the core back may be performed by moving the fixed
また、固定型31に凸部を設け、移動型32に凹部を設けてもよい。
Alternatively, the fixed
以上、具体例を挙げて詳しく説明したように、本発明は、成形型のキャビティに溶融状態の発泡性樹脂を充填した後、成形型をコアバックして発泡樹脂成形品を成形する場合に、前記成形型のキャビティとして、成形後の発泡樹脂成形品をコアバック方向から見たときの成形品の縁部の位置(目標位置)まで形成された主空間と、この主空間に連続して前記目標位置より成形品の外方に所定量延設された副空間とを有するキャビティを用い、発泡性樹脂の充填時には、前記のような構造のキャビティに発泡性樹脂を充填することで、前記目標位置を主空間側から副空間側へ所定量越えて発泡性樹脂を前記主空間及び前記副空間に充填し、これにより、成形型をコアバックして発泡樹脂成形品を成形する場合に生じる成形品縁部の成形品内方への縮退に起因して生じる、発泡樹脂成形品の形状不良の問題ないし平面形状での寸法精度低下の問題を抑制することが可能な技術であるから、樹脂成形の技術分野において広範な産業上の利用可能性が期待される。 As described above in detail with reference to specific examples, the present invention, when filling the mold cavity to the foamed resin in the molten state, and then molding the foamed resin molded product by core-backing the mold, As the cavity of the mold, a main space formed up to the position (target position) of the edge of the molded product when the foamed resin molded product after molding is viewed from the core back direction, and the main space is continuous with the main space. Using a cavity having a subspace extending a predetermined amount from the target position to the outside of the molded product, and filling the foamable resin with the foamable resin when filling the foamable resin, the target Molding that occurs when a foamed resin is filled into the main space and the subspace with the position exceeding a predetermined amount from the main space side to the subspace side, thereby forming a foamed resin molded product by core-backing the mold. To the inside of the molded product at the edge Because this technology can suppress the problem of poor shape of foamed resin molded products and the problem of reduced dimensional accuracy in flat shape caused by shrinkage, it can be used in a wide range of industrial applications in the field of resin molding. Potential is expected.
10 成形装置
20 射出機(充填手段)
24 超臨界流体供給ノズル(発泡剤供給手段)
30 成形型
31b,32b 温水通路(樹脂温度設定手段)
31c,32c ヒータ(樹脂温度設定手段)
33 キャビティ
33a 主空間
33b 副空間
40 発泡性樹脂
50 発泡樹脂成形品
50x 外周
51 開口
52 切欠き
90 油圧装置(コアバック手段)
10
24 Supercritical fluid supply nozzle (foaming agent supply means)
30
31c, 32c heater (resin temperature setting means)
33
Claims (10)
前記キャビティとして、成形後の発泡樹脂成形品をコアバック方向から見たときの該成形品の縁部の位置まで形成された主空間と、この主空間に連続して前記位置より成形品の外方に所定量延設された副空間とを有するものを用い、
発泡性樹脂の充填時には、前記キャビティの前記位置を主空間側から副空間側へ所定量越えて前記キャビティの主空間及び副空間に発泡性樹脂を充填し、
前記成形型のコアバック時には、成形型のキャビティに充填した発泡性樹脂のうち副空間に充填した発泡性樹脂の温度を主空間に充填した発泡性樹脂の温度よりも高くすることを特徴とする発泡樹脂成形品の成形方法。 A method of molding a foamed resin molded product in which a mold mold cavity is filled with a foamed resin in a molten state, and then the mold is core-backed.
As the cavity, a main space formed up to the position of the edge of the molded resin molded product when viewed from the core back direction, and the outside of the molded product from the position continuously to the main space. Using a sub-space extending a predetermined amount on the side,
When filling the foamable resin, the position of the cavity exceeds a predetermined amount from the main space side to the subspace side, and the main space and the subspace of the cavity are filled with the foamable resin ,
During the core back of the mold, the temperature of the foamable resin filled in the subspace among the foamable resin filled in the cavity of the mold is set higher than the temperature of the foamable resin filled in the main space. Molding method for foamed resin molded products.
前記成形型のキャビティ形成面のうち副空間のキャビティ形成面の温度を主空間のキャビティ形成面の温度よりも高くすることにより、副空間に充填した発泡性樹脂の温度を主空間に充填した発泡性樹脂の温度よりも高くすることを特徴とする発泡樹脂成形品の成形方法。 A method for molding a foamed resin molded article according to claim 1,
Foaming that fills the main space with the temperature of the expandable resin filled in the subspace by making the temperature of the cavity forming surface of the subspace out of the cavity forming surface of the mold higher than the temperature of the cavity forming surface of the main space A method for molding a foamed resin molded product, characterized in that the temperature is higher than the temperature of the functional resin .
前記縁部は、成形品の外周に設けられた切欠きの縁部及び/又は成形品の中に設けられた開口の周縁部であることを特徴とする発泡樹脂成形品の成形方法。 A method for molding a foamed resin molded product according to claim 1 or 2 ,
The method of molding a foamed resin molded product, wherein the edge is an edge of a notch provided on the outer periphery of the molded product and / or a peripheral edge of an opening provided in the molded product.
溶融状態の基材樹脂に物理発泡剤を混合することにより前記溶融状態の発泡性樹脂を作製することを特徴とする発泡樹脂成形品の成形方法。 A method for molding a foamed resin molded article according to any one of claims 1 to 3,
A method for molding a foamed resin molded article, comprising producing a foamable resin in a molten state by mixing a physical foaming agent with a base resin in a molten state .
前記物理発泡剤として超臨界状態の流体を用いることを特徴とする発泡樹脂成形品の成形方法。 A method for molding a foamed resin molded product according to claim 4 ,
A method for molding a foamed resin molded product, wherein a fluid in a supercritical state is used as the physical foaming agent .
前記キャビティは、成形後の発泡樹脂成形品をコアバック方向から見たときの該成形品の縁部の位置まで形成された主空間と、この主空間に連続して前記位置より成形品の外方に所定量延設された副空間とを有すると共に、
前記コアバック手段によるコアバック時に、成形型のキャビティに充填された発泡性樹脂のうち副空間に充填された発泡性樹脂の温度を主空間に充填された発泡性樹脂の温度よりも高くする樹脂温度設定手段が備えられていることを特徴とする発泡樹脂成形品の成形装置。 An apparatus for molding a foamed resin molded article, comprising: filling means for filling a mold cavity with a foamable resin in a molten state; and core back means for core-backing the mold after filling of the foamable resin by the filling means. There,
The cavity includes a main space formed up to a position of an edge of the molded product when the molded resin molded product is viewed from the core back direction, and the outside of the molded product from the position continuously from the main space. And a subspace extending a predetermined amount on the side,
Resin that raises the temperature of the foamable resin filled in the subspace among the foamable resin filled in the cavity of the mold during the coreback by the coreback means higher than the temperature of the foamable resin filled in the main space. A molding apparatus for a foamed resin molded product, comprising temperature setting means .
前記樹脂温度設定手段は、前記成形型のキャビティ形成面のうち副空間のキャビティ形成面の温度を主空間のキャビティ形成面の温度よりも高くするものであることを特徴とする発泡樹脂成形品の成形装置。 A molding apparatus for a foamed resin molded product according to claim 6,
The resin temperature setting means is for making the temperature of the cavity forming surface of the sub space out of the cavity forming surface of the mold higher than the temperature of the cavity forming surface of the main space . Molding equipment.
前記縁部は、成形品の外周に設けられた切欠きの縁部及び/又は成形品の中に設けられた開口の周縁部であることを特徴とする発泡樹脂成形品の成形装置。 A molding apparatus for a foamed resin molded product according to claim 6 or 7 ,
The molding apparatus for a foamed resin molded product, wherein the edge is an edge of a notch provided on the outer periphery of the molded product and / or a peripheral edge of an opening provided in the molded product.
前記溶融状態の発泡性樹脂を作製するため、溶融状態の基材樹脂に物理発泡剤を混合する発泡剤供給手段が備えられていることを特徴とする発泡樹脂成形品の成形装置。 A molding apparatus for a foamed resin molded product according to any one of claims 6 to 8 ,
An apparatus for molding a foamed resin molded article, comprising foaming agent supply means for mixing a physical foaming agent with a base resin in a molten state in order to produce the foamable resin in a molten state .
前記発泡剤供給手段は、前記物理発泡剤として超臨界状態の流体を混合することを特徴とする発泡樹脂成形品の成形装置。 A molding apparatus for a foamed resin molded product according to claim 9 ,
The foaming resin supply unit is characterized by mixing a fluid in a supercritical state as the physical foaming agent .
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