(57)【要約】【課題】樹脂発泡成形体におけるウェルドラインの発生を防止する。【解決手段】固定金型１２と可動金型１４との間に形成されるキャビティ１６内に発泡剤が添加されている溶融樹脂３０を射出して充填した後に、可動金型１４を固定金型１２から所定の距離だけ離間させて、溶融樹脂３０をキャビティ１６内で発泡させて成形する樹脂発泡成形体の製造装置１０であって、固定金型１２の型面１３には、溶融樹脂３０をキャビティ１６内に射出するための射出口となる２つのゲート１８ａ、１８ｂと、２つのゲート１８ａ、１８ｂの間を連通する連通溝２６が形成されている。連通溝２６は、固定金型１２の型面１３において屈曲するように形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定金型と可動金型との間に形成されるキャビティ内に発泡剤が添加されている溶融樹脂を射出して充填した後に、前記可動金型を前記固定金型から所定の距離だけ離間させて、前記溶融樹脂を前記キャビティ内で発泡させて成形する樹脂発泡成形体の製造装置であって、
前記固定金型の型面には、前記溶融樹脂を前記キャビティ内に射出するための射出口となる複数のゲートと、前記複数のゲートのうち少なくとも一対のゲートの間を連通する連通溝が形成されており、
前記連通溝は、前記固定金型の型面において屈曲するように形成されていることを特徴とする、樹脂発泡成形体の製造装置。
【請求項２】
請求項１に記載の樹脂発泡体の製造装置であって、
前記連通溝は、前記固定金型の型面において交差状に屈曲するように形成されていることを特徴とする、樹脂発泡成形体の製造装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の樹脂発泡成形体の製造装置であって、
前記連通溝は、前記連通溝が屈曲している屈曲部に向けて次第に深くなるように形成されていることを特徴とする、樹脂発泡成形体の製造装置。
【請求項４】
固定金型と可動金型との間に形成されるキャビティ内に発泡剤が添加されている溶融樹脂を射出して充填した後に、前記可動金型を前記固定金型から所定の距離だけ離間させて、前記溶融樹脂を前記キャビティ内で発泡させて成形する樹脂発泡成形体の製造方法であって、
前記固定金型の型面には、前記溶融樹脂を前記キャビティ内に射出するための射出口となる複数のゲートと、前記複数のゲートのうち少なくとも一対のゲートの間を連通する連通溝が形成されており、
前記連通溝は、前記固定金型の型面において屈曲するように形成されていることを特徴とする、樹脂発泡成形体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂発泡成形体の製造装置及び樹脂発泡成形体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
樹脂製品の成形不良の一種として、ウェルドラインと呼ばれるものがある。このウェルドラインとは、図１３に示すように、２つ以上に分かれた溶融樹脂の流れ１０２ａ、１０２ｂが金型内で合流したときに、その合流部分１００が完全に一体化する前に固化することで発生するものである。このウェルドラインは、Ｖノッチ状の線状跡となって製品の外観に悪影響を与えるだけでなく、製品の強度にも悪影響を与える場合があるために、このウェルドラインをなくすための成形技術の開発が試みられている。
【０００３】
ウェルドラインをなくすための技術として、特許文献１に記載の射出成形型がある。この特許文献１に記載の射出成形型は、キャビティブロックとコアブロックとの間に形成されるキャビティ内に溶融樹脂を射出して成形する射出成形型であって、コアブロックに設けられた複数のゲート間に連通溝が形成されていることを特徴とするものである。複数のゲートからキャビティ内に射出された溶融樹脂は、優先的にこの連通溝内に流入する。したがって、２つ以上に分かれた溶融樹脂の流れの先端部（フローフロント部）は、成形体の表面から離れた連通溝内で最初にぶつかるために、成形体の表面近傍にウェルドラインが形成されることを防止することができる。また、２つ以上に分かれた溶融樹脂の流れの先端部（フローフロント部）は、連通溝内を速やかに進行してあまり温度が低下しないうちにぶつかるために、ウェルドラインの発生を最小限に抑えることができる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２２５９３０公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記した従来技術では、溶融樹脂を金型で成形した“樹脂成形体”におけるウェルドラインの発生を抑制できるものの、溶融樹脂を金型内で発泡させて成形した“樹脂発泡成形体”におけるウェルドラインの発生を十分に抑制することはできなかった。
【０００６】
本発明は上記のような事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、樹脂発泡成形体におけるウェルドラインの発生を防止することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、溶融樹脂を金型内で発泡させて成形した樹脂発泡成形体におけるウェルドラインの発生原因について種々研究を重ねた結果、以下の発見をした。
すなわち、一般的に、樹脂製品における成形不良の一種であるウェルドラインは、２つに分かれた溶融樹脂の流れの先端部（フローフロント部）が金型内で１つに合流したときに、その合流部が十分に一体化する前に、溶融樹脂の温度が低下して固化することが原因となって発生すると考えられている。
しかし、溶融樹脂を金型内で発泡させて成形する“樹脂発泡成形体”の場合には、これとまったく同一の原因でウェルドラインが発生するわけではない。すなわち、溶融樹脂を金型内で発泡させて成形する場合には、発泡剤が添加されている溶融樹脂を二つの金型の間に形成されるキャビティ内に射出して充填した後に、金型を所定の距離だけ離間させることによって、キャビティ内を減圧し、溶融樹脂を金型内で発泡させる必要がある。しかし、このとき、溶融樹脂内に存在する気泡が破裂してしまっている場合には、金型を所定の距離だけ離間させてキャビティ内を減圧した場合であっても、溶融樹脂が予定通りに発泡しないために、完成した樹脂発泡成形体の表面には線状の凹み（ウェルドライン）が発生してしまうのである。
そこで、本発明者らは、溶融樹脂内の気泡の破裂を防止するためにどうすればよいかについて試行錯誤を重ねた結果、溶融樹脂を射出するための射出口となる複数のゲートの間を連通する連通溝を形成するとともに、この連通溝を屈曲状に形成すればよいことを見出したのである。本発明は、本発明者らによって見出されたこのような知見に基づいて創案された極めて画期的なものである。
【０００８】
第１発明は、固定金型と可動金型との間に形成されるキャビティ内に発泡剤が添加されている溶融樹脂を射出して充填した後に、前記可動金型を前記固定金型から所定の距離だけ離間させて、前記溶融樹脂を前記キャビティ内で発泡させて成形する樹脂発泡成形体の製造装置であって、前記固定金型の型面には、前記溶融樹脂を前記キャビティ内に射出するための射出口となる複数のゲートと、前記複数のゲートのうち少なくとも一対のゲートの間を連通する連通溝が形成されており、前記連通溝は、前記固定金型の型面において屈曲するように形成されていることを特徴とする、樹脂発泡成形体の製造装置である。
【０００９】
第１発明によれば、固定金型の型面に連通溝が形成されており、複数のゲートからキャビティ内に射出された溶融樹脂は、優先的にこの連通溝内に流入する。したがって、異なるゲートから射出された溶融樹脂の流れの先端部（フローフロント部）は、樹脂発泡成形体の表面から離れた連通溝内で最初にぶつかるために、樹脂発泡成形体の表面にウェルドラインが形成されることを防止することができる。また、異なるゲートから射出された溶融樹脂の流れの先端部（フローフロント部）は、連通溝内を速やかに進行してあまり温度が低下しないうちにぶつかるために、ウェルドラインの発生を最小限に抑えることができる。
【００１０】
また、第１発明によれば、固定金型の型面に形成された連通溝が、その型面において屈曲するように形成されている。このため、異なるゲートから射出された溶融樹脂が、型面に形成された連通溝に流入して直線的に正面衝突することが防止される。この結果、溶融樹脂のフローフロント部における破泡（溶融樹脂内の気泡の破裂）が防止されるので、樹脂発泡成形体の表面にウェルドラインが形成されることが防止される。
【００１１】
第２発明は、上記第１発明の樹脂発泡成形体の製造装置であって、前記連通溝は、前記固定金型の型面において交差状に屈曲するように形成されていることを特徴とする、樹脂発泡成形体の製造装置である。
【００１２】
第２発明によれば、異なるゲートから射出された溶融樹脂が、型面に形成された連通溝に流入してその進行方向が互いに角度をもって衝突するために、溶融樹脂のフローフロント部における破泡がより効果的に防止される。この結果、樹脂発泡成形体の表面にウェルドラインが形成されることがより効果的に防止される。
【００１３】
第３発明は、上記第１発明または第２発明の樹脂発泡成形体の製造装置であって、前記連通溝は、前記連通溝が屈曲している屈曲部に向けて次第に深くなるように形成されていることを特徴とする、樹脂発泡成形体の製造装置である。
【００１４】
第３発明によれば、連通溝が屈曲部に向けて次第に深くなるように形成されているために、連通溝の屈曲部付近には多くの溶融樹脂が流入可能である。したがって、屈曲部付近において溶融樹脂内の気泡が破裂した場合であっても、多くの溶融樹脂が流入することで新たな気泡が補充されるために、樹脂発泡成形体の表面にウェルドラインが形成されることが防止される。
【００１５】
第４発明は、固定金型と可動金型との間に形成されるキャビティ内に発泡剤が添加されている溶融樹脂を射出して充填した後に、前記可動金型を前記固定金型から所定の距離だけ離間させて、前記溶融樹脂を前記キャビティ内で発泡させて成形する樹脂発泡成形体の製造方法であって、前記固定金型の型面には、前記溶融樹脂を前記キャビティ内に射出するための射出口となる複数のゲートと、前記複数のゲートのうち少なくとも一対のゲートの間を連通する連通溝が形成されており、前記連通溝は、前記固定金型の型面において屈曲するように形成されていることを特徴とする、樹脂発泡成形体の製造方法である。
【００１６】
第４発明によれば、固定金型の型面に連通溝が形成されており、複数のゲートからキャビティ内に射出された溶融樹脂は、優先的にこの連通溝内に流入する。したがって、異なるゲートから射出された溶融樹脂の流れの先端部（フローフロント部）は、連通溝内で最初にぶつかるために、樹脂発泡成形体の表面にウェルドラインが形成されることを防止することができる。また、異なるゲートから射出された溶融樹脂の流れの先端部（フローフロント部）は、連通溝内を速やかに進行してあまり温度が低下しないうちにぶつかるために、ウェルドラインの発生を最小限に抑えることができる。さらに、固定金型の型面に形成された連通溝が、その型面において屈曲するように形成されているために、異なるゲートから射出された溶融樹脂が、型面に形成された連通溝に流入して直線的に正面衝突することが防止される。この結果、溶融樹脂のフローフロント部における破泡（溶融樹脂内の気泡の破裂）が防止されるので、樹脂発泡成形体の表面にウェルドラインが形成されることが防止される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、溶融樹脂を金型内で発泡させて成形した樹脂発泡成形体におけるウェルドラインの発生を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本実施形態に係る樹脂発泡成形体の製造装置１０（以下、「製造装置１０」と称する）の断面図である。図２は、図１に示す製造装置１０における固定金型１２の型面１３の平面図である。
【００１９】
図１に示すように、製造装置１０は、固定金型１２、及び、その固定金型１２に対向して配置される可動金型１４を備えている。固定金型１２と可動金型１４の間には、溶融樹脂が充填される空間である所定形状のキャビティ１６が形成されている。
【００２０】
固定金型１２の型面１３には、溶融樹脂の射出口となる２つのゲート１８ａ、１８ｂが形成されており、固定金型１２の内部には、２つのゲート１８ａ、１８ｂにそれぞれ連通するスプルー２０及びランナー２２が形成されている。
【００２１】
固定金型１２の型面１３には、２つのゲート１８ａ、１８ｂの間を連通する連通溝２６が形成されている。この連通溝２６は、深さ０．６ｍｍ〜２．０ｍｍ程度の凹溝として形成されている。この連通溝２６は、固定金型１２の型面１３において、鈍角の交差状に屈曲するように形成されている（図２参照）。つまり、連通溝２６は、固定金型１２の型面１３を見たときの平面視において、その軌道が少なくとも一部において鈍角をなして屈曲するように形成されている。
【００２２】
キャビティ１６内に溶融樹脂３０を射出するときには、スプルー２０の開口部に射出機（図示せず）のノズル２４の先端部２４ａを押し当てるとともに、このノズル２４の先端部２４ａからスプルー２０内に溶融樹脂３０を所定の圧力で射出する。スプルー２０内に射出された溶融樹脂３０は、ランナー２２で２つの流れに分岐した後に、固定金型１２の型面１３に形成された２つのゲート１８ａ、１８ｂからキャビティ１６内にそれぞれ射出される。
【００２３】
図３は、キャビティ１６内に溶融樹脂３０を射出した直後における製造装置１０の断面図である。図４は、図３に示す製造装置１０における固定金型１２の型面１３の平面図である。
図３及び図４に示すように、キャビティ１６内に射出された溶融樹脂３０は、型面１３に形成された連通溝２６内に優先的に流入する。したがって、連通溝２６内に流入した溶融樹脂３０のフローフロント部３４ａ、３４ｂは、キャビティ１６内に射出されたその他の溶融樹脂３０のフローフロント部３２ａ、３２ｂよりも速く進行する。
【００２４】
図５は、キャビティ１６内に溶融樹脂３０を射出した後に、連通溝２６内に流入した溶融樹脂３０の２つのフローフロント部３４ａ、３４ｂが合流した直後における製造装置１０の断面図である。図６は、図５に示す製造装置１０における固定金型１２の型面１３の平面図である。
図５及び図６に示すように、連通溝２６内に流入した溶融樹脂３０のフローフロント部３４ａ、３４ｂは、連通溝２６内に流入していないその他の溶融樹脂３０のフローフロント部３２ａ、３２ｂよりも早く合流する。なぜなら、連通溝２６内に流入した溶融樹脂３０の方が、連通溝２６内に流入していないその他の溶融樹脂３０よりも流速が速いからである。
【００２５】
その後、２つのゲート１８ａ、１８ｂから射出された溶融樹脂３０が合流して一体化する。これにより、図７に示すように、固定金型１２と可動金型１４との間に形成されたキャビティ１６内に溶融樹脂３０が充填される。
【００２６】
キャビティ１６内に溶融樹脂３０が充填された後、固定金型１２及び可動金型１４をそのままの状態で一定時間保持した後に、可動金型１４を固定金型１２から所定の距離だけ離間させる操作が行われる。これにより、キャビティ１６の内部が減圧される（このような操作は、「コアバック」と呼ばれる場合がある）。その結果、図８に示すように、溶融樹脂３０がキャビティ１６内で発泡膨張して所定形状の樹脂発泡成形体４０が成形される。
【００２７】
図９は、上述のようにして成形された樹脂発泡成形体４０の斜視図である。
樹脂発泡成形体４０の裏面側には、ゲート１８ａ、１８ｂによって成形された円錐台形状の突起部４２が残っているので、必要に応じてこの突起部４２をカッター等で切除する。また、樹脂発泡成形体４０の裏面側には、連通溝２６によって成形された壁部４４が残っているので、必要に応じてこの壁部４４をカッター等で切除する。
なお、樹脂発泡成形体４０の表面には、必要に応じて、織布、不織布、樹脂シート、あるいは皮革等からなる表皮材を貼着してもよい。
【００２８】
このようにして得られた樹脂発泡成形体４０は軽量でかつ強度が高いことから、自動車用内装材に好適に使用することができる。例えば、ドアトリム、インストルメントパネル、シートバックボード、パーティションボード、コンソールボックス、ピラーガーニッシュ、クォータトリム等の自動車用内装材に好適に使用することができる。
【００２９】
キャビティ１６内に射出する溶融樹脂３０の種類は特に制限するものはなく、例えば、ポリプロピレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリメチルメタクリレート等のアクリル系樹脂、ＡＢＳ、ナイロン６等のポリアミド系樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂等を使用することができる。
【００３０】
溶融樹脂３０に添加される発泡剤の種類は特に制限するものではなく、例えば、重炭酸ナトリウム、重炭酸アンモニウム、炭酸アンモニウム等の無機系発泡剤、Ｎ，Ｎ’−ジニトロソペンタメチレンテトラミン等のニトロソ化合物、アゾジカルボンアミド、アゾビスイソブチロニトリル等のアゾ化合物、ベンゼンスルホニルヒドラジド、トルエンスルホニルヒドラジド、ジフェニルスルホン−３，３’−ジスルホニルヒドラジド等のスルホニルヒドラジド類、ｐ−トルエンスルホニルセミカルバジド等の発泡剤が使用可能である。さらに、必要に応じて、サリチル酸、尿素等を含む発泡助剤を添加してもよい。
【００３１】
本実施形態の製造装置１０によれば、固定金型１２の型面１３に連通溝２６が形成されており、２つのゲート１８ａ、１８ｂからキャビティ１６内に射出された溶融樹脂３０は、優先的にこの連通溝２６内に流入する。したがって、２つのゲート１８ａ、１８ｂから射出された溶融樹脂３０のフローフロント部３４ａ、３４ｂは、樹脂発泡成形体４０の表面から離れた連通溝２６内で最初にぶつかるために、樹脂発泡成形体４０の表面にウェルドラインが形成されることを防止することができる。また、２つのゲート１８ａ、１８ｂから射出された溶融樹脂３０のフローフロント部３４ａ、３４ｂは、連通溝２６内を速やかに進行してあまり温度が低下しないうちにぶつかるために、ウェルドラインの発生を最小限に抑えることができる。
【００３２】
また、本実施形態の製造装置１０によれば、固定金型１２の型面１３に形成された連通溝２６が、その型面１３において鈍角をなして交差状に屈曲するように形成されている。このため、２つのゲート１８ａ、１８ｂから射出された溶融樹脂３０が、型面１３に形成された連通溝２６内に流入して直線的に正面衝突することが防止される。この結果、溶融樹脂３０のフローフロント部３４ａ、３４ｂにおける破泡（溶融樹脂３０内の気泡の破裂）が防止されるので、樹脂発泡成形体４０の表面にウェルドラインが形成されることが防止される。
【００３３】
図１０は、連通溝２６の第１の変形例を示している。
図１０に示すように、連通溝２６は、その連通溝２６が屈曲している屈曲部２６ａに向けて次第に深くなるように形成されてもよい。これにより、連通溝２６の屈曲部２６ａ付近には多くの溶融樹脂３０が流入可能となり、屈曲部２６ａ付近において２つのフローフロント部３４ａ、３４ｂが衝突して溶融樹脂３０内の気泡が破裂した場合であっても、多くの溶融樹脂３０が流入することで新たな気泡が補充されるために、樹脂発泡成形体４０の表面にウェルドラインが形成されることが防止される。
【００３４】
図１１は、連通溝２６の第２の変形例を示している。
図１１に示すように、連通溝２６は、ゆるやかな弧をなして屈曲するように形成されてもよい。これにより、連通溝２６内に流入した溶融樹脂３０の２つのフローフロント部３４ａ、３４ｂの正面衝突が回避されるので、樹脂発泡成形体４０の表面にウェルドラインが形成されることが防止される。
【００３５】
図１２は、連通溝２６の第３の変形例を示している。
図１２に示すように、連通溝２６は、鈍角ではなく鋭角の交差状に屈曲するように形成されてもよい。連通溝２６が鋭角の交差状に屈曲している場合であっても、連通溝２６内に流入した溶融樹脂３０の２つのフローフロント部３４ａ、３４ｂが緩やかな角度で合流するために、の正面衝突が回避され、樹脂発泡成形体４０の表面にウェルドラインが形成されることが防止される。
【００３６】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
（１）上記実施形態では、固定金型１２の型面１３に２つのゲート１８ａ、１８ｂが設けられている例を示したが、このような態様に限定するものではない。本発明は、固定金型１２の型面１３に３つ以上のゲートが設けられている場合であっても適用可能である。
（２）上記実施形態では、樹脂発泡成形体４０の成形後に、樹脂発泡成形体４０の表面に必要に応じて表皮材を貼着する例について説明したが、このような態様に限定するものではない。本発明は、可動金型１４の型面１５に表皮材を予め設置しておくことによって、表皮材と樹脂発泡成形体４０とをキャビティ１６内で同時に一体成形する場合であっても適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】樹脂発泡成形体の製造装置の断面図である。
【図２】図１に示す製造装置における固定金型の型面の平面図である。
【図３】キャビティ内に溶融樹脂を射出した直後における製造装置の断面図である。
【図４】図３に示す製造装置における固定金型の型面の平面図である。
【図５】キャビティ内に溶融樹脂を射出した後に、連通溝内に流入した溶融樹脂の２つのフローフロント部が合流した直後における製造装置の断面図である。
【図６】図５に示す製造装置における固定金型の型面の平面図である。
【図７】キャビティ内に溶融樹脂が充填された状態を示している。
【図８】キャビティ内に充填された溶融樹脂が発泡膨張した状態を示している。
【図９】樹脂発泡成形体の斜視図である。
【図１０】連通溝の第１の変形例を示している。
【図１１】連通溝の第２の変形例を示している。
【図１２】連通溝の第３の変形例を示している。
【図１３】従来の方法により製造した樹脂成形体の断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１０…樹脂発泡成形体の製造装置
１２…固定金型
１４…可動金型
１３、１５…型面
１６…キャビティ
１８ａ、１８ｂ…ゲート
２６…連通溝
３０…溶融樹脂
３２ａ、３２ｂ、３４ａ、３４ｂ…フローフロント部
４０…樹脂発泡成形体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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