CN106003533A - 用于生产树脂产品的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于生产树脂产品的装置和方法，用于二次注射成型以形成板状树脂产品的装置可以包括：第一模具和第二模具，以及注射机，所述注射机用于通过第二模具的浇口将包含发泡剂的未加工树脂注入由第一模具和第二模具限定的型腔中，其中，所述第一模具在与树脂产品中厚度急剧变化的部件的相对较厚部分接触的第一模具中装备冷却装置，该第一模具与成型的树脂产品的外侧接触，该冷却装置用于局部充分冷却树脂产品的较厚部分。

Description

用于生产树脂产品的装置和方法
技术领域
本发明涉及一种用于生产树脂产品的装置和方法。更具体地，本发明涉及这样一种用于生产树脂产品的装置和方法，其能够将由于产品的部件在注射成型后冷却速率的差异而引起的收缩和弯曲最小化并能够防止由于收缩和弯曲所造成的外观缺陷。
背景技术
通常，缓冲垫设置在车辆内部的前方从而为乘客提供整洁的环境，在缓冲垫周围存在方向盘和仪表。
在相关技术中，本来缓冲垫是通过在一种合成树脂上进行注射成型而制造，后来由于设置了用于车辆中的乘客座椅的气囊，因此乘客侧气囊(PAB)门形成为利用分离线而分离，该分离线由激光在乘客侧气囊放置的位置处的缓冲垫的部分周围形成。
近来，业已通过使用非常软的材料以同时将两种树脂注入模具中的二次注塑方式在气囊周围形成一块区域(亦即，包括分离线和滑槽的PAB门区域)来制造使PAB门在气囊展开的时候更容易打开的缓冲垫。
分离线使得PAB门通过气囊垫的膨胀而从缓冲垫分离，而滑槽为安装气囊罩(该气囊罩保存折叠的气囊垫)的部分以便安放气囊。
通常，使用具有高刚度的聚丙烯纤维(PPF)树脂作为用于缓冲垫的本体的第一树脂，使用具有高延展性的热塑性烯烃(TPO)或热塑性弹性体(TPE)树脂作为用于PAB门区域的第二树脂。
在现有技术中，已经公开了这样的技术：使用二次注塑由具有高延展性的第二树脂制造PAB门区域，由第一树脂整体地制造除了PAB门区域之外的缓冲垫的本体，并防止第一树脂和第二树脂混合。
现有技术中已经公开了在缓冲垫上使用模内刀片(in-mold blade)形成气囊门分离线的方法。
现有技术中已经公开了通过制造具有树脂层的缓冲垫并通过经由具有多个喷嘴的喷射浇口(spray gate)将泡沫喷洒至树脂层上从而改善泡沫厚度差异的技术。
同时，对于形成气囊门(PAB门)的分离线的方法，已知有通过后处理(例如在形成之后轧制或激光处理)得到分离线的方法，简单地使用模内成型的方法，通过沿着分离线注射气体形成薄分离线的气体注射方法，使用模内刀片形成分离线的方法等等。
在这些现有技术方法中，通过后处理形成分离线的方法需要用于后处理的设备，因此其在制造成本方面较为不利，而对于气体注射方法，困难的是难以控制注射气体的路径。
根据使用模内刀片的方法，困难的是难以控制分离线的厚度(过度切割)，而根据简单地使用模内成型的方法，其在制造成本方面较为有利，但产品由于厚度例如在分离线和滑槽处的急剧变化而造成局部收缩并弯曲。
本文中，参考图1、图2A和图2B在下文详细描述简单地使用模内成型的方法及问题。
如图1中所示，在模具100和200中插入软片或箔片(foil)类型的表皮110，通过在模具200中预定位置处的分配浇口210和中心浇口220以低压二次注射第一树脂230和第二树脂240从而通过第二树脂240和第一树脂230分别整体地形成气囊门部件和缓冲垫的其他部件(在下文中被称为“缓冲垫本体”)。
图2A和图2B为显示包括气囊门区域130的缓冲垫10的横截面图。在此情况下，当应用简单地使用模内成型的方法时，可以减少制造成本并稳定地形成产品，但存在由分离线140和滑槽150所造成的厚度差，因此在注射后冷却部件的冷却速率不同。
相应地，气囊门区域130由于冷却速率和弯曲的不同而造成局部收缩并弯曲，这使得外观变差。
在厚度上急剧变化的部分中的较厚和冷却较慢的部分收缩相当大，且收缩部分在外表面上凹陷，由此造成在外侧弯曲。
公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的各个方面致力于提供一种用于生产树脂产品的装置和方法，其能够将产品的部件在注射成型后由于冷却速率的差异所造成的收缩和弯曲最小化，并防止由于收缩和弯曲所造成的外观缺陷。
根据本发明的各个方面，一种用于二次注射成型以形成板状树脂产品的装置，可以包括第一模具和第二模具，以及注射机，所述注射机用于通过第二模具的浇口将包含发泡剂的未加工树脂注入由第一模具和第二模具所限定的型腔中，其中，所述第一模具在与树脂产品中厚度急剧变化的部件的相对较厚部分接触的第一模具中装备有冷却装置，该第一模具与成型的树脂产品的外侧接触，该冷却装置用于局部充分冷却树脂产品的较厚部分。
冷却装置可以包括通过形成用于冷却剂的通路而获得的局部冷却通道，该冷却剂用于冷却第一模具中的注射树脂。
板状树脂产品可以包括缓冲垫，该缓冲垫通过使包括分离线和滑槽的气囊门区域与缓冲垫本体成为整体而形成。
冷却装置可以位于第一模具的与气囊门区域的分离线和气囊门区域中的滑槽周围两侧接触的部分。
根据本发明的各个方面，一种使用二次注射注射生产板状树脂产品的方法可以包括如下步骤：通过第二模具的浇口将包含发泡剂的第一树脂和第二树脂从注射机注射至由第一模具和第二模具所限定的型腔中，使得在产品中的发泡泡孔在成型过程中膨胀，在注射之后，通过与成型的树脂产品的外侧接触的第一模具的冷却装置用冷却水局部并充分冷却树脂产品的厚度急剧变化的部件的相对较厚部分，使得经充分冷却的树脂产品的较厚部分的发泡泡孔的尺寸比树脂产品的其他部分的发泡泡孔的尺寸更大。
由二次注射成型形成的板状树脂产品可以包括缓冲垫，该缓冲垫通过使包括分离线和滑槽的气囊门区域与缓冲垫本体成为整体而形成。
可以通过模内二次注塑来制造缓冲垫，所述模内二次注塑包括在将表皮插入模具后注射第一树脂和第二树脂。
第一树脂可以包括用于形成缓冲垫本体聚丙烯纤维(PPF)树脂。
第二树脂可以包括用于形成气囊门区域的热塑性烯烃(TPO)树脂。
因此，根据本发明的用于生产树脂产品的装置和方法，由于在较早阶段中通过发泡泡孔的膨胀而充分冷却(intensively cool)可能收缩部分，因此可以有效地防止产品外侧的局部收缩和弯曲，从而可以改善产品外观的问题。
应当理解，此处所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语一般包括机动车辆，例如包括运动型多用途车辆(SUV)、大客车、卡车、各种商用车辆的乘用汽车，包括各种舟艇、船舶的船只，航空器等等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、可插式混合动力电动车辆、氢动力车辆以及其它替代性燃料车辆(例如源于非石油的能源的燃料)。正如此处所提到的，混合动力车辆是具有两种或更多动力源的车辆，例如，汽油动力和电力动力两者的车辆。
本发明的方法和装置可以具有其他的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本发明的特定原理。
附图说明
图1为显示相关技术的简单地使用模内成型的方法的视图。
图2A和图2B为显示相关技术的在简单的模内成型中的问题的视图。
图3为显示根据本发明的示例性的生产树脂产品的方法的视图。
图4A和图4B为显示根据本发明制造的树脂产品的横截面图。
图5为显示生产根据本发明的树脂产品的过程中树脂中发泡泡孔(foamed cell)中的孔的状态的视图。
图6为显示本发明的充分冷却部分和其他部分的发泡泡孔的尺寸的视图。
应当理解，附图并非按比例地绘制，显示了说明本发明的基本原理的各种示例性特征的略微简化的画法。本发明所公开的本发明的具体设计特征(包括例如具体尺寸、方向、位置和形状)将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。
具体实施方式
现在将详细参考本发明的各个实施方案，这些实施方案的示例显示在附图中并描述如下。尽管本发明将与示例性实施方案结合加以描述，但是应当理解，本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方案。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方案，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种选择形式、修改形式、等价形式及其它实施方案。
本发明提供一种用于生产树脂产品的方法，其能够将产品的部件在注射成型后由于冷却速率的差异所造成的收缩和弯曲最小化，并防止由于收缩和弯曲所造成的外观缺陷。
具体地，本发明提供一种生产缓冲垫的方法，其能够改善收缩和弯曲以及由于收缩和弯曲所造成的产品的外观缺陷的问题，所述收缩和弯曲是在使用模内二次注射制造包括气囊门区域(该气囊门区域具有分离线和滑槽)的缓冲垫的过程中由于分离线和滑槽处厚度急剧变化所造成的冷却速率的差异而所引起的。
在本发明中，树脂产品可以为板状产品，特别地，可以为如上所述的包括整体形成的缓冲垫本体12和气囊门区域13的缓冲垫1，而缓冲垫1的气囊门区域13中厚度急剧变化的部分可能是分离线14和滑槽15。
通过相关技术的模内二次注射制造的产品中收缩和弯曲的部分是比分离线更厚且比分离线冷却得更慢的邻近分离线的分离线周围的部分和邻近气囊门区域的其他部分的滑槽。
在如下描述中，假设缓冲垫1为树脂产品，且分离线14和滑槽15的厚度急剧变化。
图3显示根据本发明的生产树脂产品的方法的视图，图4A和图4B为显示根据本发明制造的树脂产品的横截面图。
参考图3，形成产品的二次注射成型的装置包括第一模具10、第二模具20以及注射机31、32，所述注射机31、32通过第二模具20中的浇口21和22将包含发泡剂的未加工树脂23和24注入模具中的型腔中。
本文中，注射机包括用于形成除了气囊门区域13以外的缓冲垫本体的第一注射机31以及用于形成气囊门区域13的第二注射机32。
第一注射机31可以通过在第二模具20中的预定位置处的分配浇口21注射包含发泡剂的液态第一树脂23，该第一树脂23作为用于形成缓冲垫本体12的未加工树脂，而第二注射机32可以通过第二模具20的中心浇口22注射包含发泡剂的液态第二树脂24，该液态第二树脂24作为用于形成气囊门区域13的原材料。
与作为产品的缓冲垫1的外侧接触的第一模具10装备有冷却装置17，该冷却装置17用于在早期阶段局部充分冷却气囊门区域13的分离线14和滑槽15周围的部分(亦即，在相关技术中的制造过程中收缩的可能收缩部分)。
在各个实施方案中，冷却装置17可以为通过形成用于冷却剂(该冷却剂用于冷却在第一模具10中注射的树脂)的通路而获得的局部冷却通道16，其中冷却剂可以为水，亦即，冷却水。
局部冷却通道16所形成的部分为第一模具10与可能收缩部分接触的部分，具体而言，为模具中的与产品中厚度急剧变化的部件中相对较厚部分(亦即，可能收缩的部分)接触的部分；局部冷却通道放置为能够通过使用在其中流动的冷却水来局部充分冷却厚度急剧变化的部件的较厚部分。
更详细地，局部冷却通道16形成在模具中的这样的部分处，即该部分与气囊门区域13的分离线14和气囊门区域13的滑槽15的周围的两侧接触。
在下文中描述使用二次注射成型装置制造树脂产品(即缓冲垫1)的过程。
将软片或箔片类型的表皮11插入模具10和模具20中以便与第一模具10的型腔的内部接触。
将用于缓冲垫本体12的树脂原材料和化学发泡剂放入第一注射机31中，将用于气囊门区域13的树脂原材料和化学发泡剂放入第二注射机32中。
随后，闭合模具10和20，将作为缓冲垫本体12的未加工树脂的包含发泡剂的液态第一树脂23从第一注射机31注入第二模具20的分配浇口21，将作为气囊门区域13的未加工树脂的包含发泡剂的液态第二树脂24从第二注射机32注入第二模具20的中心浇口22。
相应地，未加工树脂经过分配浇口21和中心浇口22注入模具10和20中的型腔中，因此形成包括成为整体的缓冲垫本体12和气囊门区域13的缓冲垫1。
在缓冲垫产品的制造过程中，用于形成缓冲垫本体12的未加工树脂可以为包含发泡剂的PPF树脂，而用于形成气囊门区域13的未加工树脂可以为包含发泡剂的TPO树脂。
在产品成型的过程中，通过第一模具10的局部冷却通道16供应冷却水，使得产品的可能收缩部分能够在注射树脂之后的较早阶段被充分冷却。
相应地，在注射树脂之后成型的过程中，首先通过在模具中的发泡泡孔的膨胀来防止收缩，其次，在可能收缩部分处的发泡泡孔由于在局部冷却通道16中的冷却水的充分冷却而比在其他部分的发泡泡孔更大。
因此，通过在较早阶段充分冷却，可以保持在可能收缩部分处的发泡泡孔比其他部分处的发泡泡孔更大，从而可以通过发泡膨胀进一步将防止收缩的效果最大化。
图5为显示生产根据本发明的树脂产品的过程中树脂中发泡泡孔中的孔的状态的视图。参考图5，在成型过程中树脂中的发泡泡孔通过在树脂中的发泡剂在成型前膨胀，并在成型后凝固；树脂的发泡泡孔与最大膨胀状态相比稍微收缩。
图6为显示根据本发明的充分冷却部分和其他部分处的发泡泡孔的尺寸的视图。参考图6，在成型过程中，树脂的温度增加，发泡泡孔的尺寸增加至最大，随后通过冷却发泡泡孔的尺寸稍微减小。
在由局部冷却通道16充分冷却的部分处，发泡泡孔保持比正常冷却的其他部分更大。因此，发泡泡孔的尺寸在充分冷却部分保持较大，并且可以防止在可能收缩部分处的收缩和变形。
因此，在本发明中，由于在较早阶段中通过发泡泡孔的膨胀而充分冷却可能收缩部分，所以可以有效地防止产品外侧的局部收缩和弯曲，从而可以改善产品外观的问题。
为了方便解释和精确限定所附权利要求，术语“上”、“下”、“内”、“外”等被用于参考附图中所显示的这些特征的位置来描述示例性实施方式的特征。
前面对本发明具体示例性实施方案所呈现的描述是出于说明和描述的目的。前面的描述并不旨在成为穷举的，也不会将本发明限制为所公开的精确形式，显然，根据上述教导很多修改和变化都是可能的。选择示例性实施方案并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施方案及其不同的选择形式和修改形式。本发明的范围旨在由所附权利要求书及其等同方案加以限定。

Claims (11)

1.一种用于二次注射成型以形成板状树脂产品的装置，所述装置包括：
第一模具；
第二模具；以及
注射机，其用于通过所述第二模具的浇口将包含发泡剂的未加工树脂注入由所述第一模具和第二模具限定的型腔中，
其中，所述第一模具在与树脂产品中厚度急剧变化的部件的相对较厚部分接触的第一模具中装备有冷却装置，该第一模具与成型的树脂产品的外侧接触，该冷却装置用于局部充分冷却树脂产品的较厚部分。
2.根据权利要求1所述的用于二次注射成型以形成板状树脂产品的装置，其中，所述冷却装置包括通过形成用于冷却剂的通路而获得的局部冷却通道，该冷却剂用于冷却第一模具中的注射树脂。
3.根据权利要求1所述的用于二次注射成型以形成板状树脂产品的装置，其中，所述板状树脂产品包括缓冲垫，该缓冲垫通过使包括分离线和滑槽的气囊门区域与缓冲垫本体成为整体而形成。
4.根据权利要求3所述的用于二次注射成型以形成板状树脂产品的装置，其中，所述冷却装置位于第一模具的与气囊门区域的分离线和气囊门区域中的滑槽周围两侧接触的部分。
5.一种使用二次注射成型生产板状树脂产品的方法，包括如下步骤：
通过第二模具的浇口将包含发泡剂的第一树脂和第二树脂从注射机注入由第一模具和第二模具所限定的型腔中，使得产品中的发泡泡孔在成型过程中膨胀；
在注射之后，通过与成型的树脂产品的外侧接触的第一模具的冷却装置用冷却水局部并充分冷却树脂产品的厚度急剧变化的部件的相对较厚部分，使得经充分冷却的树脂产品的较厚部分的发泡泡孔的尺寸比树脂产品的其他部分的发泡泡孔的尺寸更大。
6.根据权利要求5所述的使用二次注射成型生产板状树脂产品的方法，其中，所述冷却装置包括通过形成用于冷却剂的通路而获得的局部冷却通道，该冷却剂用于冷却在第一模具中的注射树脂。
7.根据权利要求5所述的使用二次注射成型生产板状树脂产品的方法，其中，由二次注射成型形成的板状树脂产品包括缓冲垫，该缓冲垫通过使包括分离线和滑槽的气囊门区域与缓冲垫本体成为整体而形成。
8.根据权利要求7所述的使用二次注射成型生产板状树脂产品的方法，其中，所述冷却装置设置在第一模具的与气囊门区域的分离线和气囊门区域中的滑槽周围两侧接触的部分。
9.根据权利要求7所述的使用二次注射成型生产板状树脂产品的方法，其中，通过模内二次注射注塑来制造缓冲垫，所述模内二次注射注塑包括在将表皮插入模具之后注射第一树脂和第二树脂。
10.根据权利要求7所述的使用二次注射成型生产板状树脂产品的方法，其中，所述第一树脂包含用于形成缓冲垫本体的聚丙烯纤维树脂。
11.根据权利要求7所述的使用二次注射成型生产板状树脂产品的方法，其中，所述第二树脂包含用于形成气囊门区域的热塑性烯烃树脂。
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