CN102770258A

CN102770258A - 发泡树脂成型方法和发泡树脂成型模具

Info

Publication number: CN102770258A
Application number: CN2011800106886A
Authority: CN
Inventors: 藤冈俊行
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2010-06-15
Filing date: 2011-04-11
Publication date: 2012-11-07
Anticipated expiration: 2031-04-11
Also published as: US20130001818A1; JPWO2011158414A1; EP2583810A1; CN102770258B; EP2583810A4; JP5661108B2; WO2011158414A1; US9475219B2

Abstract

通过由仅对防止强度下降部分的轮廓部局部冷却从而使发泡气泡在生长前被固化并形成流动壁后，通过将栓(107)等挤入轮廓内的熔融树脂部并缩小腔室(3)的容积，发泡气泡的大小变小，或者通过由使发泡气体吸收到树脂内来减少发泡气体的体积，从而抑制强度下降。

Description

发泡树脂成型方法和发泡树脂成型模具

技术领域

本发明涉及一种发泡树脂成型。

背景技术

将发泡树脂注入模具来进行成型的发泡树脂成型虽然因使用发泡树脂而能够实现成型品的轻量化、材料削减，但相反，其存在成型品的强度下降这样的问题，因而成为将其实用化的技术问题。

针对该技术问题，专利文献1中记载了一种成型方法，该成型方法通过对模具的表面进行冷却来使成型品表面不发泡，藉此来抑制强度下降。

在图10（a）、图10（b）中，将发泡性树脂R填充至由定模31和动模32形成的腔室42中。在定模31的周边部形成有用于形成安装部Xb的槽31a。

在图10（c）中，将动模32沿箭头方向朝腔室42的容积扩大的方向抽芯（core back）。Ra是发泡单体，Xc是空隙率小的表皮层，其与成型品主体连接以形成安装部Xb。

这样，在制作成型品的工序中，由于在定模31的槽31a内存在的发泡性树脂R的部分因为容积相对少，因此，这部分先在温度为室温程度的定模31的表面上被冷却、固化，通过对压力下降进行抑制，便可形成发泡单体Ra的生长得以抑制的安装部Xb。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2009－096109号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

但是，目前的情况是，在上述发泡树脂成型方法中，由于对模具表面进行冷却，因此，没有发泡的部位仅是面向模具表面的树脂的1mm以下程度的厚度部，抑制强度下降的效果弱，或者说，适用部位的大小受到限定。

本发明的目的是提供能够生产强度下降少的成型品的发泡树脂成型方法。

解决技术问题所采用的技术方案

本发明的发泡树脂成型方法的特征是，在将发泡性树脂注入到由第一模具和第二模具形成的腔室中使其发泡时，将温度设定为比第一模具或第二模具的设定温度低的套管（日文：入れ子）配置成构成上述腔室的表面的一部分，在上述腔室内注入熔融树脂，使与上述套管接触部分的熔融树脂比除与上述套管接触的部分之外的、与上述腔室表面接触的部分更早地固化，在使与上述套管的上述腔室连通的凹部的熔融树脂固化之后，以对上述套管的凹部内部的熔融树脂进行压缩。

本发明的发泡树脂成型模具是在由第一模具和第二模具形成的腔室中注入发泡性树脂使其发泡的发泡树脂成型模具，其特征是，设有：框形套管，该框形套管的温度设定成比第一模具或第二模具的设定温度低，配置成构成上述腔室的表面的一部分，并形成有与上述腔室连通的凹部；以及可动型芯，该可动型芯挤出上述套管的上述凹部，以对上述套管内部的熔融树脂进行压缩。

此外，本发明的发泡树脂成型模具是在由第一模具和第二模具形成的腔室中注入发泡性树脂使其发泡的发泡树脂成型模具，其特征是，设有：第一套管，该第一套管的温度设定成比第一模具的设定温度低，配置成构成上述腔室的表面的一部分，并形成有与上述腔室连通的凹部；第二套管，该第二套管与第一套管对配置在第二模具内，以构成上述腔室的表面的一部分，其温度设定成比第二模具的设定温度低；以及可动型芯，该可动型芯挤出第一套管的上述凹部，以对第一套管内部的熔融树脂进行压缩。

发明效果

若采用这样的结构，在制作第一模具和第二模具形成的腔室的成型品时，在形成要求强度的位置的部分配置套管，将熔融树脂注入腔室之后，使面向套管的树脂比其它部分更早地固化，形成套管凹部的熔融树脂无法流动的固化树脂壁之后，通过对套管凹部内部的熔融树脂进行压缩，来减小发泡气泡的大小，或是通过使发泡气体吸收到树脂内来减少经发泡的气泡体积，从而能实现成型品的轻量化和使用树脂量的减少，并能够实现确保必要强度的发泡树脂成型。

附图说明

图1是表示本发明实施方式1的发泡树脂成型用模具的合模状态和开模状态的剖视图。

图2是通过上述实施方式生产得到的成型品131的立体图。

图3是上述实施方式的第一套管105、第二套管106的立体图。

图4是上述实施方式的成型工序图。

图5是本发明实施方式2的第一套管105、第二套管106的立体图。

图6是上述实施方式的合模状态的剖视图。

图7是由可动销107加压前后的沿图6的X-X的剖视图。

图8是本发明的实施方式3的合模状态的剖视图。

图9是本发明的实施方式4的合模状态的剖视图。

图10是现有技术的成型工序图。

具体实施方式

以下，基于具体实施方式来对本发明的发泡树脂成型方法进行说明。

（实施方式1）

图1（a）、图1（b）表示本发明实施方式1的发泡树脂成型用模具的开模状态和合模状态。图2表示所要生产的成型品131。

该发泡树脂成型用模具在第一模具101与第二模具102之间形成有腔室103。

在第一模具101的腔室侧配置有第一套管105。如图3（a）所示，第一套管105形成有与腔室103连通的凹部105a，其开口端105b配置成构成腔室103表面的一部分。

如图3（b）所示，在第二模具102的腔室侧，以与第一套管105相对并构成腔室103表面的一部分的方式配置有环状的第二套管106。

第一套管105、第二套管106的温度调节成比第一模具101、第二模具102的温度低。此外，在第一套管105内设置有可相对于凹部105a的内部进退的、作为可动型芯的可动销107。可动销107的温度调节成比第一模具101的温度低。

第一套管105、第二套管106、可动销107的温度调节方法有通入空气、水等制冷剂来进行冷却，或是使用热管来间接地进行冷却等方法，通过上述方法来将第一套管105、第二套管106、可动销107的温度设定为比第一模具101、第二模具102的温度低。

使用上述发泡树脂成型用模具来实现的发泡树脂成型方法是通过图4（a）～图4（e）的工序来成型的。

首先，如图4（a）所示，在将第一模具101和第二模具102合模后的腔室103内，以使可动销107从凹部105a退开的状态，呈熔融树脂状地注入发泡性熔融树脂111。

所注入的发泡性熔融树脂111因溶有发泡气体的熔融树脂自身发泡而体积增大，并如图4（b）所示朝向腔室103的末端扩散。白圈表示发泡的气泡，其大小表示气泡的大小。

由于气泡一边生长一边流动，因而在该阶段，气泡存在于成型品整体中，但如图4（c）所示，面向第一套管105、第二套管106的初期固化部121的熔融树脂比其它地方的熔融树脂更早冷却及固化，因此，该部分的熔融树脂在气泡几乎不生长的状态下被固化。

该初期固化部121是夹在第一套管105与第二套管106之间进行冷却、固化的，其便成为腔室103末端的熔融状态的后期固化部122与第一套管105的凹部105a内部的熔融状态的后期固化部123之间的熔融树脂的流动壁。

此外，固化的流动壁是框形的壁形状，该框形的壁因流动性变差，因而有时从框形壁的周围被填充。

在初期固化部121的树脂固化以形成壁之后，如图4（d）所示，将可动销107插入第一套管105的凹部105a，缩小腔室103的容积，以对熔融状态的后期固化部123的熔融树脂111进行压缩。

藉此，通过使后期固化部123的熔融树脂111的体积缩小，来减小发泡气泡的大小，或是通过使发泡气体吸收到树脂内，来减小经发泡的气泡的体积。

然后，在后期固化部122及后期固化部123冷却固化的状态下，如图4（e）所示，打开第一模具101和第二模具102，所取出的成型品131的轴套部132的经发泡的气泡体积形成得比其它部位的经发泡的气泡体积小。在成型品是电器产品等的外壳等的情况下，可以将形成于成型品131的轴套部132用作安装各种电路基板的自攻螺钉或销的压入部位。

另外，由于如上所述形成的树脂密度从气泡体积少的部位到气泡体积多的部位是连续变化的，因此，即便在从形状上来讲应力容易集中的轴套部上，其应力集中也被缓和，而使强度提高。

藉此，与以往的发泡树脂成型品相比，轴套部132的经发泡的气泡体积少的部位的强度与不发泡的通常成型品的强度同等，因此，可大幅改进因强度下降而使发泡树脂成型无法实用化这样的问题。

另外，若第一套管105、第二套管106、可动销107使用导热率比第一模具101、第二模具102的导热率高的材料，例如铜合金或超硬材料，则能更好地获取热量，因此，效果会更好。若在第一套管105、第二套管106与第一模具101、第二模具102之间设置空隙，则容易产生温度差，因此更理想。

（实施方式2）

图5～图7表示实施方式2。

如图3（a）所示，实施方式1的第一套管105的开口端105b全周在腔室103的表面以环形状态露出，如图3（b）所示，第二套管106全周在腔室103的表面以环形状态露出，在本实施方式2的第一套管105、第二套管106中，如图5（a）、图5（b）所示对形状进行改变。

在图5（a）所示的第一套管105的开口端105b形成缺口151a。如图5（b）所示，在第二套管106的与第一套管105的缺口151a相对的部位上也形成有缺口151b。图6表示将形成有缺口151a的第一套管105和形成有缺口151b的第二套管106组装至第一模具101、第二模具102后的状态。如图6所示，在将第一套管105、第二套管106组装至第一模具101、第二模具102的状态下，第一模具101的一部分嵌入第一套管105的缺口151a。此外，第二模具102的一部分嵌入第二套管106的缺口151b。其它与实施方式1相同。

对第一套管105的缺口151a和嵌入该缺口151a的第一模具1的作用进行说明。

在第一套管105中没有形成缺口151a的实施方式1的情况下，在初期固化部121形成之后，如图4（d）所示，通过将可动销107压入后期固化部123内，就可使腔室103缩小，以对后期固化部123进行加压，来减少发泡气泡的大小，或是通过使发泡气体吸收到树脂内，来减少经发泡的气泡体积，但在如图2右侧的轴套部132b那样，需要形成直径比左侧的轴套部132a的中心孔的直径大的中心孔的情况下，通过增大可动销107的直径，并将可动销107压入凹部105a，就可使后期固化部123的压力过度上升，便会使作为流动壁的初期固化部121破损，以使熔融树脂在后期固化部122与后期固化部123之间流动。这样，在后期固化部123的加压不足时，由于在没有充分变小的气泡还残留于轴套部132b的树脂中的状态下使树脂固化，因此，轴套部132b的强度不足。

与此相对的是，在第一套管105的开口端105b的一部分形成缺口151a并将第一模具1嵌入该缺口151a的图6的情况下，通过嵌入该缺口151a的第一模具1的热量而能使初期固化部121的树脂的一部分局部软化。

图7（a）表示将可动销107挤出凹部105a之前树脂的固化状态。此时图6的X－X截面的树脂状态为除缺口151a的部分之外，夹在第一套管105与第二套管106之间的树脂成为初期固化部121来进行固化，以使熔融树脂本身在凹部105a的内外发泡来使体积增大的状态。

接着，一旦挤出可动销107来对凹部105a的发泡树脂进行加压，则如图7（b）所示，通过缩小后期固化部123的熔融树脂111的体积，来减小发泡气泡的大小，或是通过使发泡气体吸收在树脂内，来减少经发泡的气泡体积。利用对上述凹部105a内部进行加压，使后期固化部123的一部分树脂从缺口151的间隙朝向凹部105a的外侧扩张，因此，可防止凹部105a内侧的压力过度增高。图7（b）的虚线152表示凹部105a外侧的发泡气泡大的后期固化部122的树脂与通过可动销107的加压来减小发泡气泡的大小或是减小经发泡的气泡体积的、凹部105a内周侧的发泡树脂之间的边界线。虽然缺口151a的树脂是流动的，但由于第一套管105的开口端105b的若干间隙，因孔眼效应（日文：才リフィス効果）而使压力增高，与后期固化部122相比气泡变小，因此，可以保持高强度。

这样，中心孔如轴套部132b那样比轴套部132a大，即使在使用直径比轴套部的直径大的可动销107的情况下，也能够防止初期固化部121的流动壁破损。

（实施方式3）

图8表示本发明的实施方式3。

实施方式2中，将形成有缺口151a的第一套管105设置在第一模具101上，将形成有缺口151b的第二套管106设置在第二模具102上，而在本实施方式中，第二模具102上没有设置第二套管106。其它与实施方式1相同。

这样，在第二模具102没有设置第二套管106的情况下，可以仅将一些树脂能流动的未固化部分的树脂流动部位161残留在包围部分成型品的框形初期固化部162的一部分内。

藉此，在压入可动销107时，一旦后期固化部123内的压力达到一定以上，则树脂从后期固化部123向后期固化部122流动，后期固化部123内的压力就不会过度增大，从而可以防止初期固化部162的流动壁破损。

虽然树脂流动部位161的树脂是流动的，但是由于它的厚度只是初期固化部162厚度的一点，因孔眼效应而使压力增高，以使气泡变得比后期固化部122的气泡小，由此，可以保持高强度。采用该方法的气泡大小的顺序是：后期固化部122＞树脂流动部位161＞初期固化部162，朝板厚方向看去，轴套根部的气泡变密，因此可以获得要求的轴套强度。

藉此，与以往的发泡树脂成型品相比，轴套部132b（图2）的发泡少的部位的强度与不发泡的普通成型品的强度同等，可大幅改进因强度下降而使发泡树脂成型无法实用化这样的问题。

（实施方式4）

图9表示本发明的实施方式4。

在本实施方式4中，在图1所示的实施方式1的第一模具101上设置可动型芯171，在后期固化部122呈熔融的状态下使可动型芯171朝箭头方向进行抽芯动作，使腔室103的容积扩大，以使腔室103内的压力局部下降，可以形成高发泡部位172。其它与实施方式1相同。

藉此，可以将仅通过发泡树脂的发泡力发泡的普通发泡部位、通过积极降低腔室内的压力而形成的高发泡部位、以及发泡气泡少强度高的部位形成一个成型品，除了轻量化、确保强度之外，还能兼具隔热性、隔音性等功能。

虽然这里说明了将可动型芯171设置在第一模具101上的情况，但是可以将构成为在第二模具102上设置可动型芯171，在后期固化部122呈熔融的状态下使可动型芯171进行抽芯动作。

该实施方式4中仅对实施方式1的情况进行了说明，但在实施方式2、实施方式3中同样也可以实现。

工业上的可利用性

通过本发明，即便在利用发泡树脂来对部件进行成型的情况下，也可以将具有要求强度的轴套部一体成型在所要求强度的地方，从而有助于提高各种电子元器件的产率。

符号说明

101 第一模具

102 第二模具

105 第一套管

105a 凹部

105b 开口端

106 第二套管

107 可动销(可动型芯)

111 发泡性熔融树脂

121 初期固化部

122、123 后期固化部

131 成型品

132a、132b 轴套部

151a、151b 缺口

161 树脂流动部位

171 可动型芯

172 高发泡部位

Claims

1.一种发泡树脂成型方法，其特征在于，

在将发泡性树脂注入到由第一模具和第二模具形成的腔室中使其发泡时，

将温度设定为比第一模具或第二模具的设定温度低的套管配置成构成所述腔室的表面的一部分，

在所述腔室内注入熔融树脂，使与所述套管接触部分的熔融树脂比除与上述套管接触部分之外的、与所述腔室表面接触的部分更早地固化，

在使与所述套管的所述腔室连通的凹部的熔融树脂固化之后，对所述套管的凹部内部的熔融树脂进行压缩。

2.如权利要求1所述的发泡树脂成型方法，其特征在于，对所述套管的凹部内部的熔融树脂进行压缩是在所述套管的内部通过挤出可动型芯来进行的。

3.一种发泡树脂成型模具，将发泡性树脂注入到由第一模具和第二模具形成的腔室中使其发泡，其特征在于，设有：

框形套管，该框形套管的温度设定成比第一模具或第二模具的设定温度低，配置成构成所述腔室的表面的一部分，并形成有与上述腔室连通的凹部；以及

可动型芯，该可动型芯压入所述套管的所述凹部，以对所述套管内部的熔融树脂进行压缩。

4.一种发泡树脂成型模具，将发泡性树脂注入到由第一模具和第二模具形成的腔室中使其发泡，其特征在于，设有：

第一套管，该第一套管的温度设定成比第一模具的设定温度低，配置成构成所述腔室的表面的一部分，并形成有与所述腔室连通的凹部；

第二套管，该第二套管与第一套管相对配置在第二模具内，以构成所述腔室的表面的一部分，其温度设定成比第二模具的设定温度低；以及

可动型芯，该可动型芯挤出第一套管的所述凹部，以对第一套管内部的熔融树脂进行压缩。