JP5169281B2 - 発泡樹脂成形品の成形方法及び成形装置 - Google Patents

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。

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。

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。

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。

特開平１１−１５６８８１（段落００３１）

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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）。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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）。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

本発明の最良の実施形態に係る発泡樹脂成形品の成形装置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。 前記成形装置で成形された発泡樹脂成形品の使用例を示す斜視図である。 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。 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。 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。 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。 従来一般の発泡樹脂成形品の成形動作を示す要部断面拡大図であって、（ａ）は充填工程を示すもの、（ｂ）は理想とするコアバック工程を示すもの、（ｃ）は現実のコアバック工程を示すものである。 図７（ｃ）の現実のコアバック工程の結果得られた発泡樹脂成形品の（ａ）開口、（ｂ）切欠きを示す平面図である。 図２に類似して、前記成形装置で成形された発泡樹脂成形品の別の使用例を示す斜視図である。

符号の説明

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）

Claims (10)

1. 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発泡樹脂成形品の成形方法。
2. 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発泡樹脂成形品の成形方法。
3. 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発泡樹脂成形品の成形方法。
4. 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発泡樹脂成形品の成形方法。
5. 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発泡樹脂成形品の成形方法。
6. 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発泡樹脂成形品の成形装置。
7. 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発泡樹脂成形品の成形装置。
8. 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発泡樹脂成形品の成形装置。
9. 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発泡樹脂成形品の成形装置。
10. 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発泡樹脂成形品の成形装置。

Images