JP2012245699A

JP2012245699A - 射出成形金型

Info

Publication number: JP2012245699A
Application number: JP2011119323A
Authority: JP
Inventors: Masuo Yamaguchi; 増夫山口; Toshiaki Kushioka; 利晃串岡
Original assignee: Kumi Kasei Co Ltd
Current assignee: Kumi Kasei Co Ltd
Priority date: 2011-05-27
Filing date: 2011-05-27
Publication date: 2012-12-13

Abstract

【課題】周縁の少なくとも一部に裏面に向かって立ち上がる立ち上がり部を有する発泡成形品を成形する際、表面と前記立ち上がり部側のエッジ部にダレが生じることを抑制でき、表面形状が良好な高品質の発泡成形品が得られる射出成形金型の提供を目的とする。
【解決手段】周縁の少なくとも一部に裏面に向かって立ち上がる立ち上がり部を有する発泡成形品を成形する射出成形金型であって、キャビティ１６内に射出充填された発泡樹脂Ｘにおける前記立ち上がり部に相当する部分を、その内側面側を除き、少なくとも外側面側を先端側から押圧する押圧部材２２が設けられた射出成形金型１０。
【選択図】図５

Description

本発明は、射出成形金型に関する。

例えば、優れた吸音性、軽量性を有する自動車用内装材等として、発泡成形品が用いられている。このような発泡成形品の製造には射出成形金型が用いられる。射出成形金型としては、例えば、キャビティを形成する可動側金型と固定側金型を有し、それらを型締めして形成したキャビティ内に発泡樹脂を射出充填した後、可動側金型を固定側金型からわずかに遠ざける（コアバックする）ことで、キャビティ内を減圧して前記発泡樹脂を発泡させることで成形する射出成形金型が知られている。

一方、発泡成形品の形状は様々なものがあり、例えば、平板状の基部と、該基部の周縁の少なくとも一部に裏面に向かって立ち上がる立ち上がり部を有する発泡成形品が挙げられる。しかし、このような形状の発泡成形品を射出成形金型で製造すると、以下の問題が生じる。
図９は、可動側金型１１２と固定側金型１１４を有し、それらを型締めすることで、キャビティ１１６が形成される射出成形金型１１０である。キャビティ１１６は、発泡成形品の平板状の基部を形成する基部形成部１１６ａと、該発泡成形品の立ち上がり部を形成する立ち上がり部形成部１１６ｂからなる。この射出成形金型１１０を用いた発泡成形品の製造では、図１０に示すように、キャビティ１１６内に射出充填した発泡樹脂Ｙをコアバックにより発泡させる際、可動側金型１１２のキャビティ形成面の上面１１２ａと側面１１２ｂで形成される角部１１２ｃ近傍のスキン層が引っ張られることで、得られる発泡成形品における前記角部１１２ｃの部分に相当するエッジ部にダレが生じ、商品性が損なわれることがある。

前述の発泡成形品のエッジ部のダレを抑制する方法としては、例えば、図１１に例示した射出成形金型２１０を用いる方法が示されている（特許文献１）。射出成形金型２１０は、キャビティ２１６を形成する可動側金型２１２と固定側金型２１４を有し、キャビティ２１６は、発泡成形品の基部を形成する基部形成部２１６ａと、該発泡成形品の立ち上がり部を形成する立ち上がり部形成部２１６ｂからなる。また、固定側金型２１４のキャビティ形成面における発泡成形品の立ち上がり部に相当する部分２１４ａに段差が設けられている。
この射出成形金型２１０を用いた発泡成形品の製造では、前記段差によって発泡成形品の立ち上がり部の肉厚が厚く設定されるため、キャビティ２１６の立ち上がり部形成部２１６ｂにおいて、発泡樹脂Ｙの発泡量が増えるので発泡圧が高まる。そのため、発泡成形時に、可動側金型２１２のキャビティ形成面の上面２１２ａと側面２１２ｂで形成される角部２１２ｃ近傍に発泡樹脂Ｙが満たされ、得られる発泡成形品の対応するエッジ部にダレが生じることを抑える効果が得られる。しかし、立ち上がり部の肉厚を厚くしても、スキン層が厚い場合は、該スキン層による収縮力も高まるため、前記角部２１２ｃ近傍に発泡樹脂Ｙが安定して充分に満たすことは難く、前記エッジ部のダレを抑制する効果を充分に得ることは困難である。

また、図１２に例示した射出成形金型３１０を用いる方法も知られている（例えば、特許文献２）。射出成形金型３１０は、キャビティ３１６を形成する可動側金型３１２と固定側金型３１４を有し、キャビティ３１６は、発泡成形品の基部を形成する基部形成部３１６ａと、該発泡成形品の立ち上がり部を形成する立ち上がり部形成部３１６ｂからなる。また、固定側金型３１４には、キャビティ３１６の立ち上がり部形成部３１６ｂに存在する発泡樹脂Ｙ、すなわち発泡成形品の立ち上がり部に相当する部分全体を押圧する押圧部材３１８が設けられている。
この射出成形金型３１０を用いた発泡成形品の製造では、コアバック発泡時に、押圧部材３１８によって、キャビティ３１６の立ち上がり部形成部３１６ｂの発泡樹脂Ｙを押圧することで、可動側金型３１２のキャビティ形成面の上面３１２ａと側面３１２ｂで形成される角部３１２ｃ近傍に発泡樹脂Ｙが満たされ、得られる発泡成形品における対応するエッジ部にダレが生じることが抑えられる。しかし、射出成形金型３１０を用いた発泡成形品の製造では、押圧部材３１８による押圧によって、キャビティ３１６の基部形成部３１６ａにおける立ち上がり部形成部３１６ｂの近傍部分３１６ｃの発泡樹脂Ｙが持ち上げられ、その影響によって、得られる発泡成形品の基部の裏面だけでなく、表面にも歪みが生じ、品質が低下することがある。

また、発泡成形品の立ち上がり部に相当する部分全体を押圧する射出成形金型としては、図１３に示すように、発泡成形品の基部を形成する基部形成部４１６ａと、該発泡成形品の立ち上がり部を形成する立ち上がり部形成部４１６ｂからなるキャビティ４１６を形成する可動側金型４１２と固定側金型４１４を有し、キャビティ４１６の立ち上がり部形成部４１６ｂに存在する発泡樹脂Ｙと共に、基部形成部４１６ａに存在する発泡樹脂Ｙにおける部形成部４１６ｂ側の部分を押圧する押圧部材４１８が設けられた射出成形金型４１０が考えられる。
射出成形金型４１０を用いれば、射出成形金型３１０を用いた場合と同様に、発泡成形品における立ち上がり部のエッジ部にダレが生じることが抑えられるが、発泡成形品の基部の表面に歪みが生じ、品質が低下することがある。

特開２００９−２６２４９９号公報特開２０１１−７８８号公報

本発明は、周縁の少なくとも一部に裏面に向かって立ち上がる立ち上がり部を有する発泡成形品を成形する射出成形金型であって、前記発泡成形品の表面と前記立ち上がり部側の外側面で形成されるエッジ部にダレが生じることを抑制でき、かつ表面形状が良好な高品質の発泡成形品を製造できる射出成形金型の提供を目的とする。

本発明の射出成形金型は、周縁の少なくとも一部に裏面に向かって立ち上がる立ち上がり部を有する発泡成形品を成形する射出成形金型であって、
キャビティ内に射出充填された発泡樹脂における前記立ち上がり部に相当する部分を、その内側面側を除き、少なくとも外側面側を先端側から押圧する押圧部材が設けられている。

本発明の射出成形金型は、周縁の少なくとも一部に裏面に向かって立ち上がる立ち上がり部を有する発泡成形品を成形する射出成形金型であって、前記発泡成形品の表面と前記立ち上がり部側の外側面で形成されるエッジ部にダレが生じることを抑制でき、かつ表面形状が良好な高品質の発泡成形品を製造できる。

発泡成形品の一例を示した斜視図である。本発明の射出成形金型の一例を示した断面図である。図２の射出成形金型の押圧部材近傍を拡大した断面図である。図２の射出成形金型で発泡成形品を製造する様子を示した断面図である。図２の射出成形金型で発泡成形品を製造する様子を示した断面図である。発泡成形品の他の例を示した斜視図である。本発明の射出成形金型の他の例を示した断面図である。本発明の射出成形金型の他の例を示した断面図である。従来の射出成形金型の一例を示した断面図である。図８の射出成形金型で発泡成形品を製造する様子を示した断面図である。従来の射出成形金型の他の例を示した断面図である。従来の射出成形金型の他の例を示した断面図である。射出成形金型の一例を示した断面図である。

本発明の射出成形金型は、周縁の少なくとも一部に裏面に向かって立ち上がる立ち上がり部を有する発泡成形品を成形する射出成形金型である。以下、本発明の射出成形金型の一例として、カウンタープレッシャー工法により、コアバック発泡で、図１に例示した発泡成形品１を製造する射出成形金型について説明する。
発泡成形品１は、図１に示すように、平板状の基部２と、基部２の両端側に裏面１ｂに向かって立ち上がる立ち上がり部３を有する。

本実施形態の射出成形金型１０（以下、「金型１０」という。）は、図２及び図３に示すように、可動側金型１２と固定側金型１４を有しており、可動側金型１２と固定側金型１４によりキャビティ１６が形成される。

可動側金型１２は、固定側金型１４側にキャビティ１６を形成する凹部１２ａが形成されている。また、可動側金型１２は、固定側金型１４に向かって前進及び後退できるようになっている。
可動側金型１２の凹部１２ａの形状、及び固定側金型１４の可動側金型１２側の形状を調節することで、キャビティ１６の形状を調節できる。この例のキャビティ１６の形状は、発泡成形品１の形状に対応した形状である。つまり、キャビティ１６は、発泡成形品１の基部２を形成する基部形成部１６ａと、発泡成形品１の立ち上がり部３を形成する立ち上がり部形成部１６ｂを有している。

可動側金型１２の凹部１２ａにおけるキャビティ形成面には、シボ加工した凹凸を形成してもよく、前記凹凸を形成しなくてもよい。また、前記凹凸を形成する場合、キャビティ形成面の上面１２ｂ及び側面１２ｃの両方に形成してもよく、上面１２ｂ又は側面１２ｃのいずれか一方のみに形成してもよい。

可動側金型１２の凹部１２ａの外周に位置する固定側金型１４とのＰＬ面１８には、可動側金型１２と固定側金型１４で形成したキャビティ１６を緊密にシールするためのＯリング２０が設けられている。
固定側金型１４におけるＰＬ面１８のＯリング２０の内側には、カウンタープレッシャーガス（以下、「ＣＰガス」という。）を注入及び排気するガス流路（不図示）が形成されている。

また、金型１０の固定側金型１４における立ち上がり部形成部１６ｂの部分には、キャビティ１６内に射出充填された発泡樹脂における、形成される発泡成形品１の立ち上がり部３に相当する部分を、その内側面側を除き、少なくとも外側面側を先端側から押圧する押圧部材２２が設けられている。
押圧部材２２は、図３に示すように、軸部２４及び軸部２４よりも大きい頭部２６を有している。押圧部材２２は、可動側金型１２側に向かって固定側金型１４を挿通している。また、頭部２６における金型１０の内部側の縁部２６ａは、固定側金型１４のキャビティ形成面における立ち上がり部形成部１６ｂの側面１４ａと、可動側金型１２のキャビティ形成面における立ち上がり部形成部１６ｂの側面１２ｃの間に位置しており、かつ、頭部２６の上面２６ｂは、固定側金型１４のキャビティ形成面における立ち上がり部形成部１６ｂの下面１４ｂと一致している。つまり、固定側金型１４の本体部分から押圧部材２２を突き出すことで、図５に示すように、押圧部材２２における頭部２６のキャビティ１６側の一部分が、キャビティ１６の立ち上がり部形成部１６ｂに充填された発泡樹脂Ｘにおける、可動側金型１２のキャビティ形成面の側面１２ｃ側を部分的に押圧できるようになっている。

金型１０による発泡成形品１の製造では、可動側金型１２をコアバックさせる際、押圧部材２２を固定側金型１４から突き出す。そして、図５に示すように、立ち上がり部形成部１６ｂに存在する発泡樹脂Ｘ、すなわちキャビティ１６内に存在する発泡樹脂Ｘにおける発泡成形品１の立ち上がり部３に相当する部分を、その内側面側を除き、少なくとも外側面側を先端側から押圧した状態で発泡を行う。

前述したように、従来の射出成形金型２１０では、立ち上がり部の肉厚を厚くしても、スキン層が厚い場合は該スキン層による収縮力の高まりによる影響によって、エッジ部のダレを抑制する効果を充分に得ることが困難である。これに対し、本発明の金型１０では、立ち上がり部の肉厚を厚くすることなく、立ち上がり部形成部１６ｂに存在する発泡樹脂Ｘの少なくとも外側面側を押圧部材２２により押圧することによって、可動側金型１２のキャビティ形成面の上面１２ｂと側面１２ｃで形成される角部１２ｄ近傍に、安定して充分な発泡樹脂を満たした状態で発泡成形を行える。そのため、図１に示す発泡成形品１の表面における立ち上がり部３側のエッジ部４にダレが生じることを抑制できる。

また、射出成形金型３１０、４１０では、前述したように、押圧部材３１８、４１８による押圧によって、得られる発泡成形品の基部の表面に歪みが生じ、品質が低下することがある。一方、本発明の金型１０では、図５に示すように、立ち上がり部形成部１６ｂの発泡樹脂Ｘの内側面側が押圧されないので、得られる発泡成形品１の立ち上がり部３における先端部分の内側面側についてはわずかな歪みが生じるが、裏面１ｂ側であるため悪影響が少ない。また、立ち上がり部３の先端部分から表面１ａまでの距離は、基部２の裏面１ｂから表面１ａまでの距離に比べて長いため、立ち上がり部３の先端部分の歪みの影響が表面１ａまで影響し難く、表面１ａの形状が良好な発泡成形品１が得られる。

また、射出成形金型４１０では、コアバック発泡時において、キャビティ４１６の立ち上がり部形成部４１６ｂにおける発泡樹脂Ｙが発泡する割合が減少し、得られる発泡成形品における立ち上がり部周辺のスキン層の割合が増加するため、軽量化、剛性向上等の効果が得られ難くなる。これに対し、本発明の金型１０では、立ち上がり部形成部１６ｂに存在する発泡樹脂Ｘを部分的に押圧するため、全面が発泡し、剛性向上した基部２を有する発泡成形品１が得られる。

立ち上がり部形成部１６ｂに存在する発泡樹脂Ｘの幅Ｄ（立ち上がり部形成部１６ｂの幅、図４）に対する、立ち上がり部形成部１６ｂに存在する発泡樹脂Ｘにおける、押圧部材２２によって押圧される外側面側の幅ｄ_１（図４）の割合は、２０〜８０％が好ましく、４０〜６０％がより好ましい。前記割合が下限値以上であれば、得られる発泡成形品１のエッジ部４がダレることを抑制することが容易になる。また、前記割合が上限値以下であれば、得られる発泡成形品１の表面に歪みが生じることを抑制することが容易になる。

立ち上がり部形成部１６ｂに存在する発泡樹脂Ｘの内側面側は、押圧部材２２によって押圧されない。立ち上がり部形成部１６ｂに存在する発泡樹脂Ｘの幅Ｄ（立ち上がり部形成部１６ｂの幅、図４）に対する、立ち上がり部形成部１６ｂに存在する発泡樹脂Ｘにおける内側面側の押圧されない部分の幅ｄ_２（図４）の割合は、２０〜８０％が好ましく、４０〜６０％がより好ましい。前記割合が下限値以上であれば、得られる発泡成形品１の表面に歪みが生じることを抑制することが容易になる。また、前記割合が上限値以下であれば、得られる発泡成形品１のエッジ部４がダレることを抑制することが容易になる。

この例では、押圧部材２２により発泡樹脂を押圧する方向は、立ち上がり部形成部１６ｂの軸方向に沿った方向、つまり得られる発泡成形品１における立ち上がり部３の軸方向に沿った方向である。押圧部材２２による発泡樹脂の押圧は、必ずしも前記軸方向に沿った方向でなくてもよく、本発明の効果を損なわない範囲であれば、前記軸方向に対して傾斜した方向であってもよい。
固定側金型１４から押圧部材２２を突き出す機構は特に限定されず、例えば、油圧、バネ等を利用する機構が挙げられる。

また、固定側金型１４には、キャビティ１６内に発泡樹脂を注入する樹脂注入流路（不図示）が設けられており、射出ノズルを備えた公知の射出成形機から、該樹脂注入流路を通じて発泡樹脂を射出充填できるようになっている。

以下、金型１０を用いた発泡成形品１の製造方法について説明する。本実施形態の発泡成形品の製造方法は、下記のガス注入工程、樹脂充填工程、排気工程、発泡工程及び突出し工程を有する。
ガス注入工程：キャビティ１６内にＣＰガスを注入する。
樹脂充填工程：ＣＰガスを注入したキャビティ１６内に発泡樹脂Ｘを射出充填する。
発泡工程：キャビティ１６内のＣＰガスを排気し、さらに可動側金型１２をコアバックして、発泡樹脂Ｘにおける発泡成形品１の立ち上がり部３に相当する部分の外側面側を、その先端側から押圧部材２２で押圧しつつ、発泡樹脂Ｘを発泡させる。

ガス注入工程：
まず、図２及び図３に示すように、可動側金型１２を固定側金型１４に向かって前進させて可動側金型１２と固定側金型１４を型締めし、ガス流路を通じてキャビティ１６内にＣＰガスを注入し、キャビティ１６内の圧力を所定の圧力に調整する。
ＣＰガスとしては、例えば、窒素ガス、二酸化炭素ガス等が挙げられる。

キャビティ１６内の圧力は、１００ＫＰａ〜１０００ＫＰａが好ましく、３００ＫＰａ〜６００ＫＰａがより好ましい。キャビティ１６内の圧力が下限値以上であれば、得られる発泡成形品の表面にシルバーストリークが形成されることを抑制することが容易になる。キャビティ１６内の圧力が上限値以下であれば、キャビティ１６内の残留ＣＰガスによるアバタの発生を抑止しやすい。

樹脂充填工程：
次に、図４に示すように、ＣＰガスが注入されたキャビティ１６内に、樹脂注入流路を通じて発泡樹脂Ｘを射出充填する。射出充填された発泡樹脂Ｘは、キャビティ１６内が高圧に制御されているため、発泡が抑えられた状態でキャビティ１６内に充填される。
発泡樹脂Ｘとしては、例えば、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ＡＢＳ樹脂等が挙げられる。

発泡工程：
発泡樹脂Ｘを射出充填したキャビティ１６内のＣＰガスをガス流路を通じて排気し、図５に示すように、キャビティ１６の密閉性を維持しつつ可動側金型１２を固定側金型１４から後退（コアバック）させ、キャビティ１６内の圧力を下げ、発泡樹脂Ｘの発泡反応を進行させる。また、このとき、可動側金型１２の後退に合せて、押圧部材２２を固定側金型１４から突き出し、立ち上がり部形成部１６ｂに存在する発泡樹脂Ｘ、すなわち、キャビティ１６内の発泡樹脂Ｘにおける、発泡成形品１の立ち上がり部３に相当する部分を、内側面側を除き、少なくとも外側面側を先端側から押圧部材２２によって押圧した状態で発泡を行う。
発泡成形後、金型１０を開き、成形された発泡成形品１を取り出す。

以上のように、金型１０を用いることで、表面１ａと立ち上がり部３の外側面３ａで形成されるエッジ部４にダレが生じること、及び表面１ａに歪みが生じることが抑制され、立ち上がり部３において充分な発泡が行われた高品質な発泡成形品１が得られる。

なお、本発明の射出成形金型は、前記金型１０には限定されない。例えば、カウンタープレッシャー工法を利用しないコアバック発泡成形金型であってもよい。また、可動側金型１０、固定側金型１２は例として挙げたものであり、１０が固定側金型、１２が可動側金型であってもよい。

また、図６に例示した発泡成形品１Ａを製造する、図７に例示した射出成形金型１０Ａ（以下、「金型１０Ａ」という。）であってもよい。発泡成形品１Ａ及び金型１０Ａにおいて、発泡成形品１及び金型１０と同じ部分は同じ符号を付して説明を省略する。
発泡成形品１Ａは、立ち上がり部３の先端部分に、外側に向かって延びるフランジ部５が形成されている以外は、発泡成形品１と同じである。金型１０Ａは、形成する発泡成形品１Ａの形状に合わせた形状の凹部１２ｅを有する可動側金型１２Ａを有し、発泡成形品１Ａの形状に相補的な形状のキャビティ１６Ａを形成できる以外は、金型１０と同じである。この金型１０Ａによる発泡成形品１Ａの製造においても、押圧部材２２による押圧によって、表面１ａと立ち上がり部３の外側面３ａで形成されるエッジ部４にダレが生じること、及び表面に歪みが生じることを抑制でき、立ち上がり部３において充分な発泡が行われた高品質な発泡成形品１Ａが得られる。

また、図８に例示した射出成形金型１０Ｂ（以下、「金型１０Ｂ」という。）であってもよい。金型１０Ｂにおける金型１０と同じ部分については同符号を付して説明を省略する。
金型１０Ｂは、立ち上がり部の外側面側が内側面側よりも高く立ち上がった発泡成形品を成形する金型である。金型１０Ｂは、キャビティ１６Ｂにおける前記立ち上がり部を成形する部分において、外側部分の高さが高くなっており、その外側部分に充填された発泡樹脂を、可動側金型１２の後退に合わせて押圧部材２２により押圧するようになっている。この金型１０Ｂによる発泡成形品の製造においても、得られる発泡成形品における立ち上がり部側のエッジ部にダレが生じることを抑制できる。

１、１Ａ発泡成形品
２基部
３立ち上がり部
４エッジ部
５フランジ部
１０、１０Ａ、１０Ｂ射出成形金型
１２、１２Ａ、１２Ｂ可動側金型
１４固定側金型
１６、１６Ａ、１６Ｂキャビティ
１８ＰＬ面
２０Ｏリング
２２押圧部材
２４軸部
２６頭部

Claims

周縁の少なくとも一部に裏面に向かって立ち上がる立ち上がり部を有する発泡成形品を成形する射出成形金型であって、
キャビティ内に射出充填された発泡樹脂における前記立ち上がり部に相当する部分を、その内側面側を除き、少なくとも外側面側を先端側から押圧する押圧部材が設けられた射出成形金型。