(57)【要約】【課題】表面のスキン層が部分的に破断して内部の発泡層が露出した発泡樹脂成形体を得る。【解決手段】発泡性樹脂をキャビティ３に充填した後、該可動型５を固定型４から後退させるコアバックによりキャビティ３の容積を拡張する。このコアバック中に、ピン部材８を可動型本体７よりもさらに後退させた状態にし、次いで、ピン部材８を前進させてその先端面をキャビティ３内の発泡層に突き入れ、その後、得られた発泡樹脂成形体の離型を行なう。【選択図】図１
2013103403.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原料樹脂に発泡剤を含ませてなる溶融状態の発泡性樹脂を固定型と可動型との間のキャビティに充填した後、該可動型を固定型から後退させるコアバックにより上記キャビティを成形すべき発泡樹脂成形体に応じた容積に拡張するようにしたスキン層と発泡層とを有する発泡樹脂成形体の製造方法において、
上記可動型は、可動型本体とピン部材とを備え、該ピン部材はその先端面が上記可動型本体と共に上記キャビティを形成するように且つ上記固定型に対向するように設けられており、
上記可動型のコアバック中に、上記ピン部材を上記可動型本体よりもさらに後退させた状態にし、次いで、上記ピン部材を前進させてその先端面を上記キャビティ内の発泡層に突き入れ、その後に発泡樹脂成形体の離型を行なうことを特徴とする発泡樹脂成形体の製造方法。
【請求項２】
請求項１において、
上記ピン部材の先端面は、その周縁に対して中央側が後退した凹形状になっていることを特徴とする発泡樹脂成形体の製造方法。
【請求項３】
固定型と、該固定型に向かって進退する可動型と備え、原料樹脂に発泡剤を含ませてなる溶融状態の発泡性樹脂を上記固定型と上記可動型との間のキャビティに充填した後、該可動型を固定型から後退させるコアバックにより上記キャビティを成形すべき発泡樹脂成形体に応じた容積に拡張するようにしたスキン層と発泡層とを有する発泡樹脂成形体の製造装置において、
上記可動型は、可動型本体と、先端面が該可動型本体と共に上記キャビティを形成するように且つ上記固定型に対向するように設けられ、上記可動型のコアバック中に上記可動型本体よりもさらに後退した状態になり、次いで先端面が上記キャビティ内の発泡層に入るように前進するピン部材とを備えていることを特徴とする発泡樹脂成形体の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は発泡樹脂成形体の製造方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、例えば自動車用部品などの種々の工業用部品の分野において、軽量性、断熱性及び防音性等の優れた特性を有する発泡樹脂成形体が幅広く採用されている。このような発泡樹脂成形体は、使用される目的及び用途などに応じて好適な樹脂材料を選定し、また、成形体内部の気泡の形態や発泡倍率などの諸条件を設定して成形されている。
【０００３】
その成形方法の一例として、樹脂に発泡剤を含有させた溶融状態の発泡性樹脂を固定型と可動型とでなる成形型のキャビティに充填した後に、可動型を型開き方向に移動させてキャビティの容積を拡大することにより、発泡性樹脂の発泡を促進させるようにした所謂コアバック法が知られている。このコアバック法によれば、キャビティに充填した発泡性樹脂が成形型によって表面から冷却されることにより、発泡樹脂成形体の表面に表皮層として非発泡のスキン層が形成され、該スキン層の内側にコアバックによる発泡促進によって得られた発泡層が形成される。つまり、非発泡の表皮層間に発泡層が一体的に挟まれた形態の成形体が得られる。
【０００４】
このような発泡樹脂成形体を断熱材や防音材（吸音材）としてそのまま使用すると、表面に非発泡のスキン層があるため、内部の発泡層が有する断熱効果や防音効果が十分に発揮されないと言う問題がある。すなわち、表面のスキン層の熱伝導率が大きいためまわりに熱が伝わりやすくなり、或いはスキン層によって音が反射され易くなる。
【０００５】
これに対して、断熱効果や防音効果を高めるべく、表面に形成されたスキン層を取り除き、内部の発泡層を露出させることが考えられる。
【０００６】
発泡樹脂成形体のスキン層を除去することに関して、例えば、特許文献１には、断熱効果や防音効果の向上を狙いとするものではないが、片面に接着性シートを積層したシート状発泡体を成形し、このシート状発泡体の反対側の面に形成されているスキン層全体をスライス刃によって除去することが記載されている。
【０００７】
また、特許文献２には、可動型にピン部材を組み込んでおき、溶融状態の発泡性樹脂をキャビティに充填した後、ピン部材を可動型と共にコアバックさせ、次いでピン部材を前進させてキャビティ内に押し込むことにより、発泡樹脂成形体に凹部を形成することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平６−３４４４５９号公報
【特許文献２】特開２００９−２２６７８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記特許文献１に記載された方法では、発泡樹脂成形体の成形工程とは別にスキン層除去工程を設ける必要があり、工数が多くなるとともに、スライス刃及びスライス刃を受けるロールを設ける必要があって装置全体も大掛かりになる。また、この方法は、発泡樹脂成形体のスキン層全体をスライスするというものであり、スキン層を所望位置及び所望形態で部分的に除去するという要望には応えることができない。
【００１０】
また、上記特許文献２に記載された方法は、発泡樹脂成形体の表面に形成されたスキン層をピン部材にて凹状に変形させて発泡層内部に押し込むものであり、期待する断熱効果及び吸音効果の向上が望めず、さらに、吸音性に関しては、ピン部材によってスキン層表面に形成された凹部が逆に異音（空力音）の発生源になるおそれもある。
【００１１】
そこで、本発明は、表面のスキン層が部分的に打ち抜かれて内部の発泡層が露出した発泡樹脂成形体を簡単に得ることができる方法及び装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、上記課題を解決するために、可動型のコアバック中に、可動型本体に組み込んだピン部材を可動型本体よりも後退させ、しかる後、ピン部材を前進させて発泡樹脂成形体の発泡層内に突き入れるようにした。
【００１３】
ここに提示するスキン層と発泡層とを有する発泡樹脂成形体の製造方法は、原料樹脂に発泡剤を含ませてなる溶融状態の発泡性樹脂を固定型と可動型との間のキャビティに充填した後、該可動型を固定型から後退させるコアバックにより上記キャビティを成形すべき発泡樹脂成形体に応じた容積に拡張するようにしたものであり、
上記可動型は、可動型本体とピン部材とを備え、該ピン部材はその先端面が上記可動型本体と共に上記キャビティを形成するように且つ上記固定型に対向するように設けられており、
上記可動型のコアバック中に、上記ピン部材を上記可動型本体よりもさらに後退させた状態にし、次いで、上記ピン部材を前進させてその先端面を上記キャビティ内の発泡層に突き入れ、その後に発泡樹脂成形体の離型を行なうことを特徴とする。
【００１４】
すなわち、キャビティに発泡性樹脂を充填すると、該発泡性樹脂の可動型本体及びピン部材に接触した部分にスキン層が形成される。コアバック中にピン部材を可動型本体よりもさらに後退させた状態にすると、その後退によって生ずるピン孔に発泡性樹脂の発泡圧が加わるようになる。このため、ピン部材に接触しているスキン層が、可動型本体に接触しているスキン層から切り離されてピン部材の後退に追従していき、さらに発泡中の樹脂の一部がピン孔に入ってくる。次にピン部材を前進させてその先端面をキャビティ内に入れると、このピン部材に接触しているスキン層とピン孔内に入り込んだ発泡樹脂とがキャビティ内の発泡層内に入っていく。これにより、発泡樹脂成形体にはピン部材に対応する部位に孔が開き、この孔の内周面に発泡層が露出した状態になる。
【００１５】
ここに、上記コアバックの段階や、キャビティへの発泡性樹脂充填後のコアバック前段階では、スキン層の張力が未だ小さいため、ピン部材が後退したときに、ピン部材に接触しているスキン層が可動型本体に接触しているスキン層から切れて離れやすい。ピン部材が後退すると、発泡中の樹脂の一部がピン孔に入りピン孔内面との接触によって冷却されるが、この段階では、樹脂とピン孔内面との温度差が小さくなっている。このため、発泡性樹脂とピン孔内面との接触によってスキン層が新たにできる場合でも、それは強度が低い薄いスキン層になる。よって、ピン部材の前進の支障にはならず、そのスキン層は、ピン部材に押されて、ピン孔内面から剥がれ、さらに可動型本体に接触しているスキン層からも簡単に切り離されてキャビティ内の発泡樹脂成形体内に押し込まれることになる。
【００１６】
要するに、本発明は、ピン部材の後退によって、該ピン部材に接触しているスキン層を可動型本体に接触しているスキン層から切り離す点に特徴がある。これにより、ピン部材の前進によって、周囲を歪ませることなくスキン層の一部を切り抜いた状態で発泡層内部に押し込むことができる。そのため、この押込みによって生ずる孔の内面に発泡層を確実に露出させることができる。そして、ピン部材の前進に要するエネルギーの軽減にも有利になる。
【００１７】
上記発泡樹脂成形体の製造方法の実施に適した製造装置は、固定型と、該固定型に向かって進退する可動型と備え、原料樹脂に発泡剤を含ませてなる溶融状態の発泡性樹脂を上記固定型と上記可動型との間のキャビティに充填した後、該可動型を固定型から後退させるコアバックにより上記キャビティを成形すべき発泡樹脂成形体に応じた容積に拡張するようにしたものであり、
上記可動型は、可動型本体と、先端面が該可動型本体と共に上記キャビティを形成するように且つ上記固定型に対向するように設けられ、上記可動型のコアバック中に上記可動型本体よりもさらに後退した状態になり、次いで先端面が上記キャビティ内の発泡層に入るように前進するピン部材とを備えていることを特徴とする。
【００１８】
上記発泡樹脂成形体の製造方法及び製造装置において、上記ピン部材の先端面は、その周縁に対して中央側が後退した凹形状になっていることが好ましい。
【００１９】
これにより、ピン部材に接触しているスキン層と可動型本体に接触しているスキン層とが両者の境界で折れた形となるから、ピン部材が後退したときに、両スキン層がその境界部で分断されやすくなる。また、ピン部材の先端面周縁のエッジが鋭くなるから、ピン孔内面に沿ってスキン層が形成された場合でも、そのスキン層をピン孔内面から剥がし、可動型本体に接触しているスキン層から切り離すことが容易になる。さらに、得られる発泡樹脂成形体は、ピン部材の押込みによって形成された孔の底面が、ピン部材の先端面の形状に対応する中高形状になる。よって、この孔に入射した音が、中高底面によって、孔内面に露出する発泡層に向かうように反射されやすくなり、吸音性が高くなる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、可動型のコアバック中に、ピン部材を可動型本体よりもさらに後退させた状態にし、次いで、ピン部材を前進させてその先端面をキャビティ内の発泡層に突き入れ、その後に発泡樹脂成形体の離型を行なうから、周囲を歪ませることなくスキン層の一部を簡単に且つ確実に切り抜いて発泡層内部に押し込むことができ、このピン部材の押込みによって生ずる孔の内面に発泡層を露出させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】発泡樹脂成形体の製造装置の全体構成を示す図である。
【図２】図１の一部を拡大して示す断面図である。
【図３】可動型本体及びピン部材の動作のタイムチャートである。
【図４】コアバック途中の成形型の状態を示す断面図である。
【図５】可動型本体のコアバック終了時点の成形型の状態を示す断面図である。
【図６】ピン部材をキャビティ内の発泡層に突き入れた状態を示す断面図である。
【図７】発泡樹脂成形体の一部を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
【００２３】
＜発泡樹脂成形体の製造装置の構成＞
図１に示す発泡樹脂成形体の製造装置において、１は発泡樹脂成形体の成形型、２は成形型１のキャビティ３に溶融状態の発泡性樹脂を充填する充填手段としての射出装置である。成形型１は、固定型４と、該固定型４に向かって進退するように設けられた可動型５とを備えてなり、固定型４と可動型５とによってキャビティ３が形成されている。固定型４にスプルー６が設けられている。
【００２４】
可動型５は、可動型本体７とピン部材８とを備えてなる。ピン部材８は、固定型４に向かって進退できるように、可動型本体７に形成されたピン孔９に挿入されている。すなわち、ピン部材８は、その先端面が可動型本体７と共にキャビティ３を形成するように且つ固定型４の成形面に対向するように設けられている。ピン部材８の先端面８ａは、図２に断面図で示すように、その周縁に対して中央側が後退した凹形状になっている。本例の場合、先端面８ａは漏斗状凹部なっているが、中央がなだらかにくぼんでいる球面状の凹部にすることもできる。
【００２５】
成形型１には、可動型本体７を固定型４に向かって進退させる可動型本体駆動手段１１と、ピン部材８を固定型４に向かって進退させるピン部材駆動手段１２とが接続されている。それら駆動手段１１，１２はコントローラ１３によって制御される。なお、図１ではピン部材８が１本のみ示されているが、防音用又は断熱用の発泡樹脂成形体の成形においては複数のピン部材８を可動型５に設けることになる。
【００２６】
射出装置２は、内部にスクリュー１５が回転自在に挿入され外周面に加熱用ヒータが設けられたシリンダ１６を備え、シリンダ１６の先端のノズルが固定型４のスプルー６に接続されている。シリンダ１６の基端側には、ＰＰ樹脂等の原料樹脂１７を供給するためのホッパ１８と、スクリューの回転及び進退を行なうためのスクリュー駆動手段１９とが設けられている。シリンダ１６の中間部には、物理発泡剤として超臨界状態の流体を注入するノズル２１が接続されている。ノズル２１には、ボンベ２２から送られる不活性ガス（二酸化炭素、窒素等）が超臨界状態発生装置２３にて超臨界状態にされて供給される。この場合、原料樹脂１７は、ヒータによる加熱とスクリュー１５による練りとによって溶融し、さらに上記発泡剤と共に混練されて、溶融状態の発泡性樹脂２４となってスプルー６から成形型１のキャビティ３に供給される。
【００２７】
なお、化学発泡剤を含有する発泡性樹脂を用いて成形を行なう場合には、その発泡剤を原料樹脂１３と共にホッパ１８に投入する。繊維強化発泡樹脂成形体を得る場合は、補強用繊維を予め原料樹脂１７に混入させておけばよい。
【００２８】
＜コアバック制御＞
次にコントローラ１３による可動型４のコアバック制御及び発泡樹脂成形体の製造方法を説明する。
【００２９】
コントローラ１３は、発泡性樹脂２４が固定型４と可動型５との間のキャビティ３に充填された後、駆動手段１１，１２を制御して、可動型５を固定型４から後退させるコアバックを行ない、これにより、キャビティ３を成形すべき発泡樹脂成形体に応じた容積に拡張させる。このコアバックにおいて、ピン部材８は、可動型本体７のコアバック中に可動型本体７よりもさらに後退し、その後、前進して先端面がキャビティ３内の発泡層に入るように制御される。以下、具体的に説明する。
【００３０】
図３はコアバック制御における可動型本体７及びピン部材８の動作を具体的に示すタイムチャートである。
【００３１】
すなわち、図１に示すキャビティ容積が最も小さい型閉じ状態で溶融状態の発泡性樹脂２４を当該キャビティ３に射出して充填する。この型閉じ状態では、ピン部材８の先端面８ａの周縁を可動型本体７のピン孔９の開口縁（キャビティ３側の開口縁）に位置付けておく。キャビティ３に充填された発泡性樹脂２４は、固定型４及び可動型５に接触した部分が急冷されてスキン層になる。
【００３２】
上記発泡性樹脂２４の射出後、図３に示すように、可動型本体７とピン部材８とを同じ速度で後退させていく。図４は可動型本体７のコアバック途中状態を示す。この可動型本体７のコアバック途中において、図３に示すようにピン部材８の後退速度を可動型本体７の後退速度よりも大きくする。これにより、図５に示すように、可動型本体７のコアバック終了時点において、ピン部材８が可動型本体７よりも後退した状態になる。その状態で、可動型本体７及びピン部材８を停止させる。
【００３３】
上述の如くピン部材８が可動型本体７よりも後退すると、ピン部材８に接触しているスキン層２５ａが、発泡性樹脂２４の発泡圧によって、可動型本体７に接触しているスキン層２５ｂから切り離されてピン部材８の後退に追従していく。同時に、発泡性樹脂の一部がピン孔９に入ってくる。
【００３４】
可動型５がコアバックしている段階では、スキン層の張力が未だ小さい。そのため、ピン部材８が後退したときに、ピン部材８に接触しているスキン層２５ａと可動型本体７に接触しているスキン層２５ｂとが発泡圧によって簡単に分断される。しかも、本例の場合は、図２に示すように、ピン部材８の先端面８ａが凹形状になっていることにより、この先端面８ａに接触しているスキン層２５ａと可動型本体７に接触しているスキン層２５ｂとの境界に折れ部２５ｃができる。よって、ピン部材８が後退したときは、折れ部２５ｃが起点となって、スキン層２５ａがスキン層２５ｂから切り離されやすくなる。
【００３５】
次いで、可動型本体７及びピン部材８の停止状態を所定時間継続した後（例えば、スキン層の張力が発泡圧力を上回った時点で）、図３に示すように、可動型本体７についてはその停止状態を継続させたまま、ピン部材８のみを前進させる。そして、図６に示すように、ピン部材８の先端面８ａをキャビティ３内の発泡層２６内に突き入れる。
【００３６】
これにより、ピン部材８に接触しているスキン層２５ａとピン孔９に入り込んだ発泡層の一部とがキャビティ３内の発泡層２６の中に入る。
【００３７】
なお、ピン部材８が後退したときに、発泡中の樹脂がピン孔９に入りピン孔内面との接触によって冷却されて新たにスキン層が形成される可能性がある。しかし、このピン部材８が後退する時点では、樹脂とピン孔内面との温度差が小さくなっているため、ピン孔内面との接触によってスキン層ができる場合でも、それは強度が低い薄いスキン層になる。よって、ピン部材８の前進の支障にはならず、そのスキン層は、ピン部材８に押されて、ピン孔内面から剥がれ、さらに可動型本体７に接触しているスキン層２５ｂからも簡単に切り離されてキャビティ３内の発泡樹脂成形体２６内に押し込まれることになる。
【００３８】
特に、ピン部材８の先端面８ａが凹形状になっていて、この先端面８ａ周縁のエッジが鋭くなっているから、ピン孔内面に沿ってスキン層が形成された場合でも、そのスキン層は鋭いエッジによってピン孔内面から剥がれやすくなり、さらに、可動型本体７に接触しているスキン層２５ｂからも断ち切られやすくなる。
【００３９】
そうして、所定時間を経過した時点（発泡樹脂成形体２７が所定温度まで冷却した時点）で、図３に示すように、可動型本体７を後退させる型開きを行なう。このとき、同時にピン部材８をさらに前進させることにより、ピン部材８を発泡樹脂成形体２７の離型のためのエジェクタピンとして機能させる。
【００４０】
従って、得られる発泡樹脂成形体２７は、図７に示すように、ピン部材８に対応する部位に孔２８が開き、この孔２８の内周面に発泡層２６が露出したものになる。この孔内周面に露出した発泡層２６が音を吸収するため、防音効果が高くなる。特に、孔２８の底面２８ａが、ピン部材８の先端面８ａの凹形状に対応する中高形状になるから、この孔２８に入射した音が、中高底面２８ａによって、孔内面に露出する発泡層２６に向かうように反射されやすくなり、吸音性が高くなる。また、断熱性に関しても、発泡樹脂成形体２７のスキン層２５ｂに孔２８があいているから、スキン層２５ｂを伝わる表面の熱伝導率が低くなり、断熱効果が高くなる。
【００４１】
なお、可動型本体７及びピン部材８のコアバックは発泡性樹脂の充填完了前から開始するようにしてもよい。
【００４２】
また、ピン部材８は、可動型本体７のコアバック開始と同時に可動型本体７よりも大きな速度で後退させるようにしてもよい。或いは、可動型本体７とピン部材８とを同速でコアバックさせ、可動型本体７のコアバック終了後にピン部材８をさらに後退させるようにしてもよい。
【００４３】
或いはまた、ピン部材８は、可動型本体７のコアバック開始前の時点から後退させるようにしてもよい。これは、例えば衝撃強度を確保したい部品の場合、スキン層を厚く形成させるために金型温度を低く設定したり、射出完了とコアバック開始の間に意図的に長めの時間を取ったりするが、コアバック開始と同時にピン部材を後退させるとスキン層が分裂し難くなってしまうので、ピン部材８を可動型本体７のコアバック開始前の時点から後退させることが有効となる。
【００４４】
また、ピン部材８の断面形状は、円形に限る必要はなく、三角形、その他の多角形、或いは瓢箪型など適宜の形状にすることができる。ピン部材８の先端面も凹形状にせずに平坦に形成してもよい。
【符号の説明】
【００４５】
１    成形型
２    射出装置
３    キャビティ
４    固定型
５    可動型
６    スプルー
７    可動型本体
８    ピン部材
８ａ    先端面
２５ａ    スキン層
２５ｂ    スキン層
２６    発泡層
２７    発泡樹脂成形体
【図１】
2013103403.tif 000003
【図２】
2013103403.tif 000004
【図３】
2013103403.tif 000005
【図４】
2013103403.tif 000006
【図５】
2013103403.tif 000007
【図６】
2013103403.tif 000008
【図７】
2013103403.tif 000009