CN107206665B - 树脂成型品的成型方法和成型装置 - Google Patents

树脂成型品的成型方法和成型装置 Download PDF

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Abstract

提供一种树脂成型品的成型方法、成型装置,能够在不对所采用的树脂种类进行限制的情况下实现薄壁化,并且确保良好的成型性。一种树脂成型品的成型方法,其特征在于,包括以下步骤:挤出步骤,以指定的挤出速度挤出热塑性树脂,并使挤出的所述热塑性树脂以熔融状态的片材状向下方垂下;向下方送出的步骤,通过一对辊夹入被挤出至下方的熔融状态的片材状树脂,利用辊的旋转驱动使熔融状态的片材状树脂向下方送出,从而进行第一拉伸;向下方牵引的步骤,将送出至下方的熔融状态的片材状树脂向下方牵引,从而进行第二拉伸;向模具的侧面配置的步骤,将被牵引的熔融状态的片材状树脂配置在模具的侧面,且所述模具配置在所述一对辊的下方;以及成型步骤,通过对熔融状态的片材状树脂与模具之间形成的密闭空间进行减压、和/或向着模具对片材状树脂进行加压,从而按照模具形状成型。

Description

树脂成型品的成型方法和成型装置
技术领域
本发明涉及一种树脂成型品的成型方法和成型装置,更详细地,涉及一种利用热塑性树脂的树脂成型品的成型方法和成型装置,通过一次成型将该热塑性树脂挤出并使其保持向下方垂下,并通过二次成型使其成型。
背景技术
以往,例如为制造树脂制夹层板,使用组合了进行挤出的一次成型和进行吹塑(或真空)的二次成型的成型方法。
根据这样的成型方法,通过保持原状地利用被挤出的熔融状态的树脂进行吹塑(或真空)成型,从而能够在不引起因再加热暂时成型的树脂而产生的加热不均匀等的技术性问题点的情况下,使夹层板成型。
特别是通过使被挤出的熔融状态的树脂保持原状地向下方垂下,并使沿垂直方向延伸的树脂合模,进行吹塑(或真空)成型,例如,与横向挤出树脂的情况相比,在二次成型的合模之前不需要对熔融状态的树脂进行支撑,而能够以非接触的状态将熔融状态的树脂从挤出模头中送出。
然而,在这些现有的成型技术中,存在以下技术性问题,即:由于在二次成型前被挤出的熔融状态的树脂保持原状地向下方垂下,熔融状态的片材会产生垂伸(drawdown)或收缩(neck-in),因而会导致利用模具成型前的片材厚度在片材的挤出方向或宽度方向上不均匀。因此,针对该技术性问题,本申请人在专利文献1中提出了以下全新的成型技术。在此,垂伸是指随着时间的流逝,因片材的自重而使熔融状态的片材拉长且片材越靠近片材的上方片材越薄的现象,顺便说一下,收缩是指因垂伸而导致片材在宽度方向上收缩,引起片材的宽度变小的现象。
即,该树脂成型品的成型方法包括以下步骤:将热塑性树脂以熔融状态的片材状向下方垂下的方式向下方挤出;利用一对辊夹入被挤出至下方的熔融状态的片材状树脂,并通过辊的旋转驱动使其向下方送出;将送出至下方的熔融状态的片材状树脂配置在位于一对辊的下方的模具的侧面;对熔融状态的片材状树脂与模具之间形成的密闭空间进行减压,和/或对面向模具的片材状树脂进行加压,从而成型为与模具形状一致的形状。特别需要说明的是,当被挤出至下方的熔融状态的片材材状树脂的最底部在一对辊间通过后,使一对辊彼此相对地靠近,从而使片材状树脂插入至一对辊中片材,并通过辊的旋转驱动来使片材状树脂以大于指定的挤出速度的速度向下方送出。
根据这样的树脂成型品的成型方法,随着通过一对辊将片材状树脂不断向下方送出,沿垂直方向垂下的片材状树脂的长度不断变长,则垂下的片材状树脂中越靠近上部的片材状树脂越会因其自重而被薄壁化(垂伸或收缩)。另一方面,调整辊的旋转速度使一对辊的送出速度快于挤出速度,则片材状树脂被一对辊向下方拉伸而被拉伸薄壁化。
此时,随着时间的经过而降低辊的旋转速度,调整送出速度使其接近热塑性树脂制片材的挤出速度。通过这样,越靠近片材状树脂的上部,一对辊的向下方的拉伸力越降低,因此由于这样的拉伸力而引起的拉伸薄壁化会被相对地降低,从而能够抵消因垂伸或收缩而引起的薄壁化,有效地防止了垂伸或收缩,据此能够沿挤出方向形成一样的厚度。
接着,将沿挤出方向形成的同样厚度的片材状树脂配置在位于一对辊的下方的模具的侧面,并对片材状树脂与模具之间形成的密闭空间进行减压、和/或对面向模具的片材状树脂进行加压,从而成型为按照模具形状的形状。通过这样,能够在不对二次成型时的赋形带来不良影响的情况下,形成在挤出方向上具有期望厚度的树脂成型品。
然而,本申请人发现了以下问题:在该成型方法中,由于专门通过一对辊调整熔融状态的片材状树脂的厚度,因而引起了新的技术问题点。
即:第一点,当仅通过一对辊送出熔融状态的树脂片材来进行熔融状态的树脂片材的薄壁化时,通过一对辊的旋转速度、即送出速度的调整来抑制随着送出的进行而因树脂片材的自重产生的垂伸存在限制,从一对辊送出的树脂片材只能够在考虑到不进行后续调整而因自重被拉长的范围内进行薄壁化。也就是说,根据从一对辊垂下的熔融状态的树脂片材的长度(重量),熔融状态的树脂片材有可能会产生撕裂,因此需要在考虑了垂伸的范围内决定树脂片材的厚度。并且,当提高一对辊的旋转速度来逐渐增大片材状树脂的送出速度以使熔融状态的片材状树脂薄壁化时,即使能够抑制沿着片材状树脂的送出方向的垂伸,与片材状树脂的送出方向正交的宽度方向上也会产生收缩,因而难以更好地实现薄壁化,或者会对二次成型造成不良影响。
第二点,由于与常温的辊接触,通过一对辊连续送出的熔融状态的片材状树脂的表面冷却,因而会对二次成型时的成型性造成不良影响。更详细地,通过熔融状态的片材状树脂的片材表面与一对辊的外周面之间的线接触,并通过辊的旋转驱动送出片材状树脂时,熔融状态的片材状树脂的片材表面在该线接触时间的时间内被冷却,这是阻碍二次成型时的模具赋形的主要原因。但是,当逐渐提高辊的旋转速度来缩短线接触时间时,则会如第一点那样产生收缩,或者由于辊对片材状树脂的按压力而在辊与片材状树脂之间产生过度的滑动,可能对顺利送出片材状树脂产生障碍。
关于这一点,在专利文献2中公开了通过一对辊送出熔融状态的片材状树脂并对熔融状态的片材状树脂的最底部进行牵引的技术。
更详细地,公开了以下的技术:从连接于挤出成型机的至少两个模头各挤出一个片材,紧接着通过一对夹持辊对各片材进行夹持,并至少对各片材的表面进行加热,使其褶皱拉平,进行抛光,对该抛光后的至少两个片材进行牵引,并将其供给到吹塑成型模具内,关闭吹塑成型模具使两个片材贴合后进行吹塑成型。
更具体地,根据各片材的垂伸而相应地控制片材的牵引速度、或者调整挤出成型机的螺杆转速,从而使抛光后的两个片材几乎同时供给至成型模具内。
然而,虽然在专利文献2中公开了根据各片材的垂伸而相应地控制片材的牵引速度、或者调整挤出成型机的螺杆转速这一点,但这并不是用于抑制或消除各片材的垂伸的产生,而只是以两个片材产生垂伸的情形为前提来控制片材的牵引速度、或者调整挤出成型机的螺杆转速,从而将两个片材几乎同时供给至成型模具内。
基于上述内容,与专利文献1专门通过一对辊来进行熔融状态的片材状树脂的厚度调整相比,专利文献2中虽然同时使用一对辊和夹具来进行一对辊对熔融状态的片材状树脂的送出以及利用夹具的牵引,但是一对辊并不是用于熔融状态的片材状树脂的厚度调整,而是用于使片材表面镜面化或光泽化。另一方面,片材的牵引只是将抛光后的两个片材几乎同时供给至成型模具内,均未参与到熔融状态的片材状树脂的厚度调整中。
关于这一点,作为用于片材的树脂,虽然采用MFR值或熔体张力的值较大的树脂能够在某种程度上防止这样的垂伸或收缩,但由于会对能够采用的材料产生制约,因此并不实用。特别是在形成薄壁片材的情况下,由于MFR值越大越理想,因此也存在由于MFR值的限制而无法应对的情况。
发明内容
发明所要解决的问题
鉴于上述技术的问题点,本发明的目的在于提供一种树脂成型品的成型方法、成型装置,能够在不限制所采用的树脂的种类的情况下,实现树脂成型品的薄壁化并确保良好的成型性。
现有技术文献
专利文献1:日本专利第4902789号公报
专利文献2:日本特开平11-5248号公报
解决问题的方案
为了达到上述目的,本发明所涉及的树脂成型品的成型方法构成为包括以下步骤:
挤出步骤,以指定的挤出速度挤出热塑性树脂,并使挤出的所述热塑性树脂以熔融状态的片材状向下方垂下;
向下方送出的步骤,通过一对辊夹入被挤出至下方的熔融状态的片材状树脂,利用辊的旋转驱动使熔融状态的片材状树脂向下方送出,从而进行第一拉伸;
向下方牵引的步骤,将送出至下方的熔融状态的片材状树脂向下方牵引,从而进行第二拉伸;
向模具的侧面配置的步骤,将被牵引的熔融状态的片材状树脂配置在模具的侧面,且所述模具配置在所述一对辊的下方;以及
成型步骤,通过对熔融状态的片材状树脂与模具之间形成的密闭空间进行减压、和/或向着模具对片材状树脂进行加压,从而按照模具形状成型。
另外,还可以是,所述向下方送出的步骤是通过辊的旋转驱动,以大于所述指定的挤出速度的送出速度向下方送出熔融状态的所述片材状树脂的步骤,
所述向下方牵引的步骤是以大于送出速度的牵引速度,对送出到下方的熔融状态的所述片材状树脂进行牵引的步骤。
还可以是,设定所述牵引速度与所述送出速度的速度差和所述送出速度与所述指定的挤出速度的速度差之间的关系,在由所述挤出步骤中的熔融状态的片材状树脂的厚度与所述向模具的侧面配置的步骤中的熔融状态的片材状树脂的厚度之间的差构成的熔融状态的片材状树脂的薄壁量中,通过所述第一拉伸产生的熔融状态的片材状树脂的薄壁量大于通过所述第二拉伸产生的熔融状态的片材状树脂的薄壁量。
另外,还可以是,设定所述牵引速度与所述送出速度的速度差,使所述牵引速度与所述送出速度的速度差小于或等于所述送出速度与所述指定的挤出速度的速度差。
此外,还可以是,所述送出步骤包括:当被挤出至下方的熔融状态的片材状树脂的最底部通过被配置在挤出狭缝的下方的一对辊之间后,使一对辊彼此相对地靠近,从而使片材状树脂夹入到一对辊之间,并通过辊的旋转驱动以大于所述指定的挤出速度的送出速度向下方送出,所述一对辊之间的间隔大于刚被挤出的熔融状态的片材状树脂的厚度。
并且,还可以是,调整所述挤出狭缝与所述一对辊之间的水平线差,以使在所述挤出狭缝与所述一对辊之间利用所述一对辊对熔融状态的片材状树脂进行拉伸时,所述熔融状态的片材状树脂在拉伸过程中不会被撕裂。
并且,还可以是,在所述牵引步骤中,辅助性地向下方牵引熔融状态的片材状树脂,以使在所述一对辊与由所述一对辊夹入的熔融状态的片材状树脂之间不产生滑动。
并且,还可以是,所述牵引步骤包括以下步骤:
夹持由一对辊送出至下方的熔融状态的片材状树脂的最底部;以及
向下方牵引被夹持的片材状树脂的最底部。
此外,还可以是,在熔融状态的片材状树脂的最底部的夹持开始位置与熔融状态的片材状树脂的最底部的夹持解除位置之间进行,所述夹持解除位置在水平线上比所述夹持开始位置更靠近下方,且所述夹持开始位置被设定在所述一对辊与所述模具之间的水平线上,所述夹持解除位置被设定在比所述模具更靠近下方的水平线上。
并且,可以是,还包括以下步骤:在驱动所述一对辊使其旋转的过程中,调整所述一对辊的彼此之间的间隔,从而对熔融状态的片材状树脂施加固定的按压力。
还可以是,根据刚挤出的熔融状态的片材状树脂的厚度与通过所述分割模具而将要成型之前的目标厚度的差,并基于熔融状态的片材状树脂的熔体指数设定所述一对辊的初始送出速度和/或初始牵引速度
并且,还可以是,在熔融状态的片材状树脂通过第一拉伸而不被撕裂的范围内,将所述一对辊的初始送出速度设定为最大,在熔融状态的片材状树脂通过第二拉伸而不被撕裂的范围内,将初始牵引速度设定为最大,根据所述初始牵引速度调整所述牵引速度,以使由所述一对辊送出的熔融状态的片材状树脂在通过所述分割模具成型之前不发生垂伸。
为了达到上述目的,本发明所涉及的热塑性树脂的成型装置包括:一次成型部,通过挤出成型来对热塑性树脂进行赋形,将一次成型后的热塑性树脂以垂下的形态挤出;以及二次成型部,通过吹塑成型或真空成型,对由一次成型部挤出的热塑性树脂进行二次成型,所述热塑性树脂的成型装置的特征在于,
所述一次成型部具有:
熔融混炼单元,对热塑性树脂进行熔融混炼;
储存单元,储存指定量的熔融混炼后的热塑性树脂;以及
挤出狭缝,间歇性地挤出储存的热塑性树脂,并使挤出的热塑性树脂以熔融状态的片材状垂下,
所述二次成型部具有:
一对分割模具,所述一对分割模具能够夹持垂下的片材状树脂,并在打开位置与关闭位置之间向着与片材表面大致正交的方向移动,在彼此相对的面上形成有模腔;以及
模具移动单元,使一对分割模具在打开位置与关闭位置之间向着与片材表面大致正交的方向移动,
所述热塑性树脂的成型装置还包括:
一对辊,定位于所述挤出狭缝的下方且所述一对分割模具的上方的指定位置处,并且各自的旋转轴配置为在大致水平的方向上相互平行,其中一个辊为旋转驱动辊,另一个辊为被驱动辊;
辊旋转驱动单元,对所述旋转驱动辊进行驱动并使其旋转;
辊移动单元,使所述一对辊中的其中一个辊相对于对应的辊移动、或者使两个辊在包含所述一对辊的平面内移动;以及
相对速度差调整单元,调整被挤出的熔融状态的热塑性树脂制片材的挤出速度与通过所述一对辊向下方送出所述一对辊之间夹入的热塑性树脂制片材的送出速度之间的相对速度差,
还包括片材状树脂的牵引单元,所述牵引单元具有:夹持部,能够夹持由所述一对辊送出至下方的片材状树脂的最底部;夹持部移动单元,使所述夹持部沿上下方向移动;以及夹持部移动速度调整单元,在由所述夹持部夹持着热塑性片材状树脂的最底部的状态下,根据由所述一对辊送出热塑性片材状树脂的送出速度,调整通过所述夹持部移动单元使所述夹持部向上下方向移动的移动速度。
另外,也可以为,所述相对速度差调整单元具有辊旋转速度调整单元,所述辊旋转速度调整单元在所述一对辊之间夹入热塑性树脂制片材的状态下,根据热塑性树脂制片材的挤出速度,在使所述送出速度大于所述挤出速度的范围内调整所述旋转驱动辊的旋转速度,
所述夹持部移动速度调整单元根据所述一对辊送出热塑性树脂制片材的送出速度,在所述夹持部移动速度调整单元使片材状树脂的牵引速度大于送出速度的范围内,调整所述夹持部的移动速度。
还可以是,所述夹持部移动单元构成为:在夹持开始位置与夹持解除位置之间移动所述夹持部,所述夹持开始位置是开始利用所述夹持部对热塑性片材状树脂的最底部进行夹持的位置,所述夹持解除位置是解除利用所述夹持部对热塑性片材状树脂的最底部进行夹持的位置,所述夹持解除位置比夹持开始位置更靠近下方且位于比所述一对分割模具更靠近下方的水平线上。
本申请发明通过在由一对辊送出熔融状态的树脂片材之后,利用夹具对熔融状态的树脂片材进行牵引,由此通过利用夹具对熔融状态的树脂片材的牵引来补偿利用一对辊对熔融状态的树脂片材的送出的技术性缺点,并且通过利用一对辊对熔融状态的树脂片材的送出来补偿利用夹具对熔融状态的树脂片材的牵引的技术性缺点,由此达成利用一对辊对熔融状态的树脂片材的送出与利用夹具对熔融状态的树脂片材的牵引的组合所产生的技术性的协同效果。
更详细地,当想要仅通过一对辊对熔融状态的树脂片材的送出来进行熔融状态的树脂片材的薄壁化时,通过一对辊的旋转速度、即送出速度的调整来抑制随着送出的进行而因树脂片材的自重产生的垂伸存在限制,从一对辊送出的树脂片材只能够在考虑到不是之后被调整而是因自重被拉长的范围内进行薄壁化。也就是说,根据从一对辊垂下的熔融状态的树脂片材的长度(重量),有可能产生熔融状态的树脂片材的撕裂,因此需要在考虑了垂伸的范围内决定树脂片材的厚度。另一方面,通过在利用一对辊送出熔融状态的树脂片材之后,利用夹具对熔融状态的树脂片材的下端部进行牵引,能够对从一对辊垂下的熔融状态的树脂片材部分整体施加一样的张力,由此能够对从一对辊垂下的熔融状态的树脂片材部分整体产生一样的拉伸效果,能够抑制垂伸,并且能够通过夹具的主动牵引调整树脂片材的厚度使得能够在树脂片材即将成型前的定时充分地达到薄壁化。
另一方面,当想要仅通过夹具对熔融状态的树脂片材的牵引来进行熔融状态的树脂片材的薄壁化时,存在由于提高牵引速度而使熔融状态的树脂片材撕裂的情形时,即使提高一对辊对熔融状态的树脂片材的送出速度,由于挤出狭缝与一对辊的间隔短,因此在此期间熔融状态的树脂片材也难以产生撕裂。
基于以上内容,对于熔融状态的树脂片材的目标厚度,通过一对辊对熔融状态的树脂片材的送出所进行的拉伸,主要使熔融状态的树脂片材薄壁化,在由一对辊送出熔融状态的树脂片材之后,通过夹具对熔融状态的树脂片材的牵引所进行的拉伸,从动地(辅助性地)使熔融状态的树脂片材薄壁化,据此改善因垂伸所致的树脂片材的壁厚调整的困难性和薄壁化的限制,使得即将成型前的熔融状态的树脂片材可靠地成为目标厚度。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式所涉及的树脂成型品的成型装置的简要侧视图。
图2是表示本发明的第一实施方式所涉及的树脂成型品的成型装置的T型模头的挤出狭缝周围的详细内容的简要截面图。
图3是表示本发明的第一实施方式所涉及的树脂成型品的成型装置的一对辊周围的简要侧视图。
图4是表示本发明的第一实施方式所涉及的树脂成型品的成型装置的一对辊周围的简要俯视图。
图5是表示在本发明的第一实施方式所涉及的树脂成型品的成型装置中夹持片材状树脂的状态的简要侧视图。
图6是表示在本发明的第一实施方式所涉及的树脂成型品的成型装置中将片材状树脂配置在分割模具之间的状态的简要侧视图。
图7是表示在本发明的第一实施方式所涉及的树脂成型品的成型装置中将分割模具合模的状态的简要侧视图。
图8是表示在本发明的第一实施方式所涉及的树脂成型品的成型装置中片材状树脂的挤出速度、辊的旋转速度以及夹具的牵引速度随时间的变化的简要曲线图。
图9是表示在本发明的第一实施方式所涉及的树脂成型品的成型装置中将分割模具开模的状态的简要侧视图。
图10是本发明的第二实施方式所涉及的树脂成型品的成型装置的与图5同样的图。
图11是本发明的第二实施方式所涉及的树脂成型品的成型装置的与图6同样的图。
图12是表示在本发明的第二实施方式所涉及的树脂成型品的成型装置中通过分割模具吸引两条片材状树脂的状态的简要侧视图。
图13是表示在本发明的第二实施方式所涉及的树脂成型品的成型装置中通过分割模具使两条片材状树脂分别真空成型的状态的简要侧视图。
图14是表示在本发明的第二实施方式所涉及的树脂成型品的成型装置中使分割模具合模的状态的简要侧视图。
图15是表示在本发明的第二实施方式所涉及的树脂成型品的成型装置中使分割模具开模的状态的简要侧视图。
图16是本发明的第三实施方式所涉及的夹层板的成型装置的与图5同样的图。
图17是本发明的第三实施方式所涉及的夹层板的成型装置的与图6同样的图。
图18是表示在本发明的第三实施方式所涉及的夹层板的成型工序中,将装饰材料片材配置在分割形式的模具间的状态的图。
图19是表示在本发明的第三实施方式所涉及的夹层板的成型工序中,将表皮材料片材配置在分割形式的模具间的状态的图。
图20是表示在本发明的第三实施方式所涉及的夹层板的成型工序中,使表皮材料片材抵接分割形式的模具的状态的图。
图21是表示在本发明的第三实施方式所涉及的夹层板的成型工序中,对表皮材料片材赋形的状态的图。
图22是表示在本发明的第三实施方式所涉及的夹层板的成型工序中,将芯材料片材配置在分割形式的模具间的状态的图。
图23是表示在本发明的第三实施方式所涉及的夹层板的成型工序中,将芯材料片材向一个表皮材料片材推压的状态的图。
图24是表示在本发明的第三实施方式所涉及的夹层板的成型工序中,使分割形式的模具合模的状态的图。
图25是表示在本发明的第三实施方式所涉及的夹层板的成型工序中,使分割形式的模具开模的状态的图。
图26是表示在本发明的第一实施方式至第三实施方式各自所涉及的树脂成型品的成型装置中熔融状态的片材状树脂的挤出速度、一对辊的送出速度以及夹具装置300的牵引速度之间的关系的简要图。
具体实施方式
下面,参照附图详细说明本发明所涉及的树脂成型品的成型装置的第一实施方式。
在本实施方式中,作为树脂成型品,将单个片材状的成型品作为对象。
如图1所示,树脂成型品的成型装置10具有挤出装置12和配置在挤出装置12下方的合模装置14,将从挤出装置12挤出的熔融状态的片材状树脂输送至合模装置14,利用合模装置14使熔融状态的片材状树脂成型。
挤出装置12是以往已知的类型,因此省略其详细说明。挤出装置12具有:附设有料斗16的料筒18、设置在料筒18内的螺杆(未图示)、连接于螺杆的液压马达20、内部与料筒18连通的蓄压器24以及设置在蓄压器24内的柱塞26,通过液压马达20使螺杆旋转,从而使从料斗16投入的树脂颗粒在料筒18内熔融、混炼,将熔融状态的树脂移送至蓄压器24室,储存一定量的该树脂,驱动柱塞26向T型模头28内输送熔融树脂,利用挤出狭缝34挤出连续的片材状树脂,一边通过隔开间隔配置的一对辊30夹压该连续的片材状树脂,一边向下方送出片材状树脂并使其在分割模具32之间垂下。通过这样,如在后面详细说明的那样,片材状树脂以在上下方向(挤出方向)上具有一样厚度的状态配置在分割模具32之间。
从要成型的树脂成型品的大小、防止发生片材状树脂的垂伸或收缩的角度出发,对挤出装置12的挤出能力进行适当地选择。更具体地,从实用的角度出发,在间歇挤出中,1次的挤出量优选为1kg~10kg,从挤出狭缝34挤出树脂的挤出速度为数百kg/时以上、更优选为700kg/时以上。另外,从防止发生片材状树脂的垂伸或收缩的角度出发,片材状树脂的挤出工序优选为尽可能地短,虽然依赖于树脂的种类、MFR值、熔体张力值,但一般而言,挤出工序在40秒以内、更优选在10秒~20秒以内完成即可。因此,从挤出狭缝34挤出的热塑性树脂的每单位面积、每单位时间的挤出量为50kg/时cm2以上、更优选为150kg/时cm2以上。例如,使用密度0.9g/cm3的热塑性树脂,在15秒内从狭缝间隔为0.5mm、狭缝的宽度方向的长度为1000mm的T型模头28的挤出狭缝34中,挤出厚度1.0mm、宽度1000mm、挤出方向上的长度为2000mm的片材状树脂时,在15秒内1次挤出了1.8kg的热塑性树脂,挤出速度为432kg/时,能够计算出每单位面积的挤出速度约为86kg/时cm2
如在后面说明的那样,通过一对辊30的旋转将夹在一对辊30之间的片材状树脂向下方送出,同时通过向下方驱动夹具装置300的夹持部304来向下方牵引片材状树脂的下端,从而能够使片材状树脂拉伸薄壁化,调整被挤出的片材状树脂的挤出速度与一对辊30送出片材状树脂的送出速度之间的关系,同时调整片材状树脂的送出速度与通过夹持部向下方牵引的牵引速度的关系,从而能够防止垂伸或收缩的发生,因此能够减小对树脂种类、特别是对MFR值和熔体张力值、或每单位时间的挤出量的限制。
如图1所示,设置于T型模头28的挤出狭缝34被配置为垂直向下,从挤出狭缝34挤出的连续的片材状型坯保持从挤出狭缝34挤出时的原状,垂直向下输送。如在后面说明的那样,通过使挤出狭缝34的间隔可变,从而能够改变片材状树脂的厚度。
如图2(图2的左侧在图1中是朝向下方)所示,T型模头28的主体是通过将模头38a与模头38b重合而构成的,其中,在模头38a的前端具有模唇36a,在模头38b的前端具有模唇36b,模唇36a、36b之间的间隔形成挤出狭缝34的间隔,设置狭缝间隙调整装置42和狭缝间隙驱动装置44来调整挤出狭缝的间隔。分别在模唇36a和模唇36b的附近设置凹槽56a和56b,使模唇36a和模唇36b能够容易地在图的上下方向上弯曲,从而可以分别通过狭缝间隙调整装置42和狭缝间隙驱动装置44调整挤出狭缝34的间隔。狭缝间隙调整装置42和狭缝间隙驱动装置44均是已知的结构,狭缝间隙调整装置42使模唇36a变形,具有调整片材的宽度方向(从图的里面向外面的方向)上的厚度的均匀性的功能,另一方面,狭缝间隙驱动装置44使模唇36b变形,具有调整片材的挤出方向(图的左右方向)的厚度的功能,供给至T型模头28的热塑性树脂,从图2所示的T型模头28的主体的歧管经过树脂流路33,从挤出狭缝34挤出成为片材。
作为狭缝间隙调整装置42,存在热膨胀式或机械式,优选使用同时具有这两个功能的装置。在挤出狭缝34的宽度方向上等间隔地配置多个狭缝间隙调整装置42,通过各狭缝间隙调整装置42分别使狭缝间隙A变窄或变宽,从而使片材在宽度方向上的厚度均匀。
各狭缝间隙调整装置42包括:模头螺栓46;调整轴50,其连接于模头螺栓46;以及卡合片54,其通过紧固螺栓52与调整轴50连结。各狭缝间隙调整装置42通过模头螺栓46、调整轴50以及卡合片54横跨凹槽56a。更详细地,狭缝间隙调整装置42上设有模头螺栓46,该模头螺栓46能够面向一侧的模唇36a前进或后退,且调整轴50通过压力传递部配置在狭缝间隙调整装置42的前端。卡合片54通过紧固螺栓52与调整轴50相结合,且与一侧的模唇36a连接。当使模头螺栓46前进时,调整轴50经由压力传递部而向前端方向挤压,则一侧的模唇36a被按压。通过这样,模唇36a在凹槽56a的部位处发生变形,从而使狭缝间隙A变窄。与之相反地,当使模头螺栓后退时,狭缝间隙A变宽。
并且,通过与上述机械式的调整单元配合地使用热膨胀式的调整单元,能够高精度地调整狭缝间隙A。具体地,通过未图示的电热加热器对调整轴50进行加热并使其热膨胀,从而能够按压一侧的模唇36a,使狭缝间隙A变窄。另外,停止电热加热器,通过未图示的冷却单元使调整轴50冷却收缩,则能够使狭缝间隙A变宽。
与之相对,狭缝间隙驱动装置44具有滑动杆58和驱动片60。滑动杆58配置在滑动槽62内,且能够通过后述的驱动单元沿狭缝的宽度方向移动。驱动片60与另一侧的模唇36b连接。当滑动杆58沿狭缝的宽度方向前进或后退时,驱动片60与其联动地推拉另一侧的模唇36b。通过这样,模唇36b在凹槽56b的部位处发生变形,从而能够使狭缝间隙A改变。
优选地,进行调整,使从T型模头28挤出的片材在分割模具32之间垂下的状态下、即在进行合模时,挤出方向的厚度均匀。在该情况下,改变狭缝间隙A的大小,使其从挤出开始逐渐变宽并在挤出结束时变为最大。通过这样,虽然从T型模头28挤出的片材的厚度从挤出开始时逐渐变厚,但由于以熔融状态挤出的片材因自重而被拉长,因此片材由的下方至上方逐渐变薄,则使狭缝间隙A变宽而挤出的片材变厚的量与因垂伸现象而被拉长变薄的量相抵消,从而能够使片材由上方至下方调整为均匀的厚度。
参照图3对一对辊30进行说明。在挤出狭缝34的下方,一对辊30将各自的旋转轴配置为在大致水平方向上相互平行,其中一个为旋转驱动辊30A,另一个为被旋转驱动辊30B。更详细地,如图1所示,一对辊30配置为关于以从挤出狭缝34向下方垂下的形态挤出的片材状树脂而呈线对称。
虽然可以根据需要成型的片材状树脂的挤出速度、片材在挤出方向上的长度和宽度、以及树脂的种类等对各个辊的直径和辊的轴方向长度进行适当地设定,但正如后面说明的那样,从在一对辊30间夹入片材状树脂的状态下通过辊的旋转将片材状树脂顺利地向下方送出的角度出发,优选的是旋转驱动辊30A的直径比被旋转驱动辊30B的直径稍大。辊的直径优选为处于50mm~300mm的范围内,在与片材状型坯的接触中,无论辊的曲率过大还是过小都可能引起片材状型坯向辊缠绕的问题。
在旋转驱动辊30A上附设有辊旋转驱动单元94和辊移动单元96,通过辊旋转驱动单元94能够使旋转驱动辊30A以其轴线方向为中心旋转,另一方面,通过辊移动单元96移动旋转驱动辊30A,使旋转驱动辊30A在包含一对辊30的平面内保持与被旋转驱动辊30B平行的位置关系,并向着被旋转驱动辊30B靠近或远离。
更详细地,辊旋转驱动单元94是与旋转驱动辊30A连接的旋转驱动马达98,例如通过齿轮减速机构(未图示)将旋转驱动马达98的旋转扭矩传递至旋转驱动辊30A。旋转驱动马达98是以往已知的设备,附设有能够调整其转速的转速调整装置100。该转速调整装置100例如可以调整针对电动马达的电流值,如后面说明的那样,根据片材状树脂的挤出速度来调整从挤出狭缝34挤出片材状树脂的挤出速度与通过一对辊30的旋转来向下方送出片材状树脂的送出速度之间的相对速度差。关于利用辊送出片材状树脂的送出速度,例如,在使用直径100mm的一对辊在15秒内送出在送出方向上长度为2000mm的片材状树脂的情况下,在15秒内进行1次送出约6.4转,能够计算出辊的旋转速度约为25.5rpm。通过降低辊的旋转速度,能够容易地调整作为片材状树脂的片材状树脂的送出速度。
如图4所示,为了使被旋转驱动辊30B与旋转驱动辊30A同步进行旋转驱动,被旋转驱动辊30B在其端周面102上具有能够以辊的旋转轴为中心旋转的第一齿轮104,另一方面,旋转驱动辊30A在其端周面106具有能够以辊的旋转轴为中心旋转的与第一齿轮104啮合的第二齿轮108。
如图3所示,辊移动单元96由活塞-圆筒机构97构成,活塞杆109的前端与对旋转驱动辊30A以能够绕其轴线方向旋转的方式进行支承的罩117连结,例如通过调整气压,使活塞113相对于料筒115滑动,从而使旋转驱动辊30A沿水平方向移动,以此来调整一对辊30彼此的间隔。在该情况下,如后面说明的那样,在片材状树脂的最底部被供给至一对辊30之间以前,使一对辊30彼此之间的间隔比被供给的片材状树脂的厚度宽(图3(A)中构成间隔D1的打开位置),以使片材状树脂顺利地供给至一对辊30之间。之后,使一对辊30彼此之间的间隔变窄,通过一对辊30夹入片材状树脂(图3(B)的构成间隔D2的关闭位置),并利用辊的旋转向下方送出片材状树脂。将活塞113的冲程设定为打开位置与关闭位置之间的距离即可。另外,通过调整气压,也可以调整片材状树脂在一对辊30之间通过时、从辊作用于片材状树脂的按压力。按压力的范围被规定为:通过一对辊30的旋转,片材状树脂能够可靠地向下方送出,并且一对辊30的表面与片材状树脂的表面之间不会产生滑动,同时一对辊30不会将片材状树脂撕裂。虽然该按压力依赖于树脂的种类,但是,例如可以是0.05MPA至6MPA。
另外,在通过一对辊30将熔融状态的片材状树脂在挤出狭缝34与一对辊30之间拉伸时,调整挤出狭缝34与一对辊30之间的水平线差使得在拉伸过程中不将熔融状态的片材状树脂撕裂即可。
在旋转驱动辊30A的外周面的一整圈上,设有一对螺旋状的浅槽112,在利用一对辊30的旋转向下方送出片材状树脂时,该一对浅槽112分别向旋转驱动辊30A的各端引导片材状树脂。通过这样,片材状树脂在一对辊30之间通过,从而使片材状树脂的宽度能够向着变宽的方向伸展。可以根据片材状树脂的材质、设定的辊的旋转速度等对浅槽112的间距和深度进行适当地设定。顺便提及,为了便于理解,在图4中对浅槽的间距进行了夸大绘制。
此外,旋转驱动辊30A上也可以附设有表面温度调整单元,其嫩能够根据片材状树脂的温度来调整辊的表面温度,且其结构也可以设为:例如使制冷剂在辊的内部通过,通过使该制冷剂循环来进行热交换使得辊的表面不会被由一对辊30夹入的熔融状态的片材状树脂过度地加热。此外,也可以在辊的外周面涂布耐热材料。
如图1所示,夹具装置300具有夹持部304、在一端设置有夹持部304的臂部302以及设置于臂部302的另一端的臂驱动部301。
夹持部304具有一对夹持部304,一对夹持部304能够在夹持位置与夹持解除位置之间以设置于臂部302的一端的销303为中心转动,为了能够夹持与挤出方向正交的方向上的具有指定宽度的熔融状态的片材状树脂,一对夹持部304分别连续延伸到指定的长度(图中的上下方向)。在一对夹持部304的前端设有能够咬住熔融状态的片材状树脂的爪部,从而在夹持着熔融状态的片材状树脂的状态下向下方牵引时,一对夹持部304与片材状树脂之间不产生滑动。
通过臂驱动部301,臂部302能够在夹持开始水平线(PH)与夹持解除水平线(PL)之间沿上下方向伸缩,在分割模具之间,臂部302的上下方向被定位为与熔融状态的片材状树脂的挤出方向一致,在夹持开始水平线(PH)处夹持由一对辊送出的熔融状态的片材的下端部,以夹持着的状态下降至夹持解除水平线(PL),并在此处解除夹持。
夹持开始水平线(PH)设置在一对辊与分割模具的上端之间,夹持解除水平线(PL)设置在比分割模具的下端更靠近下方的位置,通过这样,在分割模具从开模到合模时不会产生干扰,当分割模具为开模的状态时,臂部302伸展至夹持开始水平线(PH),通过使臂部302下降至夹持解除水平线(PL),从而能够在将熔融状态的片材状树脂配置于分割模具之间的状态下进行分割模具的合模。
通过臂驱动部301对臂部302的伸缩量的调整,能够相互独立地调整夹持开始水平线(PH)和夹持解除水平线(PL),例如也可以根据夹具装置300对熔融状态的片材进行牵引所产生的薄壁量,在与臂驱动部304的牵引速度的关系中,决定夹持开始水平线(PH)与夹持解除水平线(PL)的水平线差。
也可以根据由成型品的尺寸决定的、模腔116在片材状树脂的挤出方向的长度,相对应地确定熔融状态的片材状树脂的夹持开始水平线(PH)和夹持解除水平线(PL),从而与之相应地确定夹具装置300的牵引速度。
臂驱动部300能够使臂部302在夹持开始水平线(PH)与夹持解除水平线(PL)之间沿上下方向移动,此时,能够对臂部302的上下方向移动速度进行调整,即,由夹持部304夹持的熔融状态的片材状树脂的牵引速度是可调整的。具体地说,臂驱动部301与滚珠丝杠连接,通过滚珠丝杠的旋转来控制臂部302的位置和移动速度。此外,在通过相应的夹具装置300分别对两条熔融状态的片材状树脂进行牵引时,可以使夹具装置300的臂驱动部301同步,从而能够将两条熔融状态的片材状树脂同时配置在分割模具间,避免其中的一条片材状树脂成为待机状态。
设置夹持部移动速度调整单元(未图示),根据一对辊30对热塑性片材状树脂的送出速度,在夹持部移动速度调整单元使片材状树脂的牵引速度大于送出速度的范围内调整夹持部的移动速度,并且设置速度差设定单元,将牵引速度与送出速度的之间速度差设定为小于或等于送出速度与指定的挤出速度之间的速度差(未图示)。
另一方面,与挤出装置12同相同,合模装置14也是以往已知的类型,省略其详细说明。合模装置14具有两个分割形式的模具32A、32B以及模具驱动装置,该模具驱动装置使模具32A、32B在打开位置与关闭位置之间沿与熔融状态的片材状树脂的供给方向大致正交的方向移动。
如图1所示,配置两个分割形式的模具32A、32B,使模腔116相对,且分别将模腔116配置为朝着大致垂直的方向。在各个模腔116的表面,根据基于熔融状态的片材状树脂而成型的成型品的外形、表面形状,相应地设置凹凸部。在两个分割形式的模具32A、32B中,分别在模腔116的周边形成夹断部118,该夹断部118围绕模腔116形成为环状,向着相对的模具32A、32B突出。由此,在使两个分割形式的模具32A、32B合模时,各个夹断部118的前端部相抵接,在熔融状态的片材状树脂的周缘形成分模线PL。
此外,在成型单个片材状的树脂成型品时,也可以代替使用分割形式的模具来使模具彼此合模,而使用单个模具,将被挤出的片材状树脂配置在所述模具的侧面,不进行合模,而是通过对片材状树脂与模具之间形成的密闭空间进行减压、和/或面向模具对片材状树脂进行加压来形成为按照模具形状的形状。
在两个分割形式的模具32A、32B各自的外周部上,外嵌可滑动的模板33A、33B,通过未图示的模板移动装置使模板33A、33B相对于模具32A、32B进行相对移动。更详细地,模板33A相对于模具32A而向模具32B突出,从而能够与配置于模具32A、32B之间的片材状树脂的一个侧面相抵接,模板33B相对于模具32B而向模具32A突出,从而能够与配置于模具32A、32B之间的片材状树脂的另一个侧面相抵接。
关于模具驱动装置,与以往相同,省略其说明。两个分割形式的模具32A、32B分别通过模具驱动装置而被驱动,在打开位置处将熔融状态的片材状树脂配置在两个分割模具32A、32B之间,另一方面,在关闭位置处,两个分割模具32A、32B的夹断部118相抵接,通过环状的夹断部118相互抵接,在两个分割模具32A、32B内形成了密闭空间。此外,关于各模具32A、32B从打开位置向关闭位置的移动,关闭位置设为熔融状态的片材状树脂的中心线的位置,各模具32A、32B通过模具驱动装置驱动而朝向该位置移动。
如图7所示,在一个分割模具32的内部设置真空抽吸室120,真空抽吸室120经由抽吸孔122而与模腔116相连通,通过抽吸孔122从真空抽吸室120进行抽吸,从而使片材状树脂向模腔116吸附,并赋形为沿模腔116的外表面形成的形状。
片材状树脂由片材构成,该片材由聚丙烯、工程塑料、烯烃类树脂等形成。更详细地,从防止因垂伸、收缩等而引起壁厚出现偏差的角度出发,片材状树脂优选使用熔融张力高的树脂材料,另一方面,为了使向模具的转印性、追随性更加良好,优选使用流动性高的树脂材料。
具体地说,使用作为乙烯、丙烯、丁烯、异戊烯、甲基戊烯等烯烃类的均聚物或共聚物的聚烯烃(例如聚丙烯、高密度聚乙烯),且230℃时的MFR(以JISK-7210为标准,在试验温度设为230℃、试验荷重2.16kg的情况下进行测定)为小于或等于3.0g/10min、更优选为0.3g/10min~1.5g/10min的材料形成,或者使用丙烯腈·丁二烯·苯乙烯共聚物、聚苯乙烯、高冲击聚苯乙烯(HIPS树脂)、丙烯腈·苯乙烯共聚物(AS树脂)等非结晶性树脂,且200℃时的MFR(以JISK-7210为标准,在试验温度200℃、试验荷重2.16kg的情况下进行测定)为3.0g/10min~60g/10min、更优选为30g/10min~50g/10min,且230℃时的熔体张力(表示使用株式会社东洋精机制作所生产的熔体张力试验仪,以余热温度230℃、挤出速度5.7mm/分从直径2.095mm、长度8mm的孔口挤出线料,将该线料以卷取速度100rpm卷取于直径50mm的辊时的张力)为50mN以上、优选为120mN以上的材料形成。
另外,为了防止片材状树脂由于冲击而产生裂纹,优选的是在小于30wt%、优选为小于15wt%的范围内添加了加氢苯乙烯类热塑性弹性体。具体地说,作为加氢苯乙烯类热塑性弹性体,优选苯乙烯-乙烯·丁烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯·丙烯-苯乙烯嵌段共聚物、加氢苯乙烯-丁二烯橡胶及其混合物,苯乙烯含有量小于30wt%、优选小于20wt%、230℃下的MFR(以JISK-7210为标准,在试验温度230℃、试验荷重2.16kg的情况下进行测定)为1.0g/10min~10g/10min、优选为5.0g/10min以下且1.0g/10min以上的较好。
并且,片材状树脂中也可以包含添加剂,作为该添加剂,列举二氧化硅、云母、滑石、碳酸钙、玻璃纤维、碳纤维等无机填料、增塑剂、稳定剂、着色剂、抗静电剂、阻燃剂、发泡剂等。
具体地说,对成型树脂添加50wt%以下、优选为30wt%~40wt%的二氧化硅、云母、玻璃纤维等。
下面参照附图对具有以上结构的树脂成型品的成型装置10的作用进行说明。
首先,在蓄压器24内储存指定量的熔融混炼后的热塑性树脂,每隔单位时间从设置于T型模头28的具有指定间隔的挤出狭缝34中,并按照指定的挤出量间歇性地将储存的热塑性树脂挤出。通过这样,热塑性树脂发生膨胀,以熔融状态的片材状且向下方垂下的方式按照指定的厚度和指定挤出速度挤出。
接着,如图3的(A)所示,通过驱动活塞-料筒机构96,使一对辊30移动至打开位置,同时使配置在挤出狭缝34的下方的一对辊30之间的间隔宽于片材状树脂的厚度,从而使向下方挤出的熔融状态的片材状树脂的最底部能够顺利地供给至一对辊30之间。此外,关于使辊30之间的间隔比片材状树脂的厚度宽的时机,也可以不是在挤出开始后,而是在每一次的二次成型结束的时间点进行。
接着,如图3的(B)所示,通过驱动活塞-料筒机构96,使一对辊30彼此相互靠近而移动至关闭位置,使一对辊30彼此的间隔变窄而夹入片材状树脂,通过辊的旋转来向下方送出片材状树脂,并且如图5所示,通过臂驱动部301使臂部302从夹持解除水平线(PL)向上方伸长至夹持开始水平线(PH),事先使夹持部304A、304B处于打开的状态并在夹持开始水平线(PH)处待机,等待由一对辊30向下方送出的片材状树脂,关闭夹持部304A、304B来夹持片材状树脂的下端部,并将其向下方牵引直至到达夹持解除水平线(PL)。
此时,在驱动一对辊30使其旋转的过程中,调整一对辊30之间的间隔,从而在一对辊30的周面和熔融状态的片材状树脂的片材表面进行线或面接触时,在该接触位置处不产生过度的滑动,同时能够对熔融状态的片材状树脂施加固定的按压力。
更详细地,如图26所示,在利用辊30的旋转通过一对辊30输送膨胀状态的片材状树脂的期间,调整辊的旋转速度以使一对辊30向下方送出片材状树脂的送出速度V2大于热塑性片材状树脂的挤出速度V1,并且调整臂驱动部301对臂302的驱动速度,以使夹具装置向下方牵引片材状树脂的牵引速度V3大于送出速度V2。
更具体地,在利用一对辊30的旋转驱动,将能够进行第一拉伸的熔融状态的片材状树脂向下方送出的步骤以及将能够进行第二拉伸的送出至下方的熔融状态的片材状树脂向下方牵引的步骤中,优选地,设定牵引速度V3与送出速度V2的速度差和送出速度V2与指定的挤出速度V1的速度差的关系,以使在熔融状态的片材状树脂的薄壁量中,通过第一拉伸产生的熔融状态的片材状树脂的薄壁量大于通过第二拉伸产生的熔融状态的片材状树脂的薄壁量,该熔融状态的片材状树脂的薄壁量由挤出步骤中的熔融状态的片材状树脂的厚度与向模具的侧面配置的步骤中的熔融状态的片材状树脂的厚度之间的差构成。
随着一对辊30向下方送出膨胀状态的片材状树脂,沿铅直方向垂下的片材状树脂的长度变长,当垂下的片材状树脂由于该情形而越靠近上部越因片材状树脂的自重而越被薄壁化时(垂伸或收缩),通过调整辊的旋转速度使一对辊30的送出速度V2大于挤出速度V1,并且调整臂302的驱动速度使牵引速度V3大于送出速度V2,通过这样,片材状树脂在挤出狭缝与一对辊30之间向下方拉伸而进行第一拉伸,并且在一对辊30与臂驱动部301之间向下方拉伸而进行第二拉伸,从而使片材状树脂拉伸薄壁化。
此时,随着时间经过而进行调整,降低辊的旋转速度,从而使送出速度V2接近于热塑性片材状树脂的挤出速度V1,并降低臂302的驱动速度,从而使牵引速度V3接近于送出速度V2。
在该情况下,优选的是根据向模具的侧面配置的步骤中的熔融状态的片材状树脂的期望厚度来牵引速度和/或牵引时间进行调整。并且,可以通过夹持开始水平线(PH)和/或夹持解除水平线(PL)的水平线调整来进行牵引时间的调整步骤。
关于一对辊30的初始送出速度和夹具装置30的初始牵引速度,根据熔融状态的片材状树脂的刚挤出后的厚度与紧邻由分割模具32成型之前的目标厚度的差,在与熔融状态的片材状树脂的熔体指数的关系下设定一对辊30的初始送出速度和/或夹具装置30的初始牵引速度即可,在该情况下,热塑性树脂优选为在1种或2种以上的聚烯烃树脂中含有5重量部至40重量部的无机填充材料,热塑性树脂的230℃下的熔体指数为1.0g/10min至3.0g/10min。
特别地,也可以根据初始牵引速度调整夹具装置30的牵引速度使得在由一对辊30送出之后且由分割模具32成型之前,熔融状态的片材状树脂不发生垂伸。
也可以例如图8的(A)所示,使热塑性片材状树脂的挤出速度固定,另一方面,使辊的旋转速度(送出速度)和臂驱动部的夹持部的驱动速度(牵引速度)分别随着时间经过阶梯式地减少,也可以如图8的(B)所示,使辊的旋转速度固定,另一方面,使热塑性片材状树脂的挤出速度和臂驱动部的夹持部的驱动速度分别随着时间经过阶梯式地减少,还可以如图8的(C)所示,在夹持部的驱动速度大于辊的旋转速度的范围内,使夹持部的驱动速度、辊的旋转速度以及热塑性片材状树脂的挤出速度均随着时间经过阶梯式地变动。
在任一情况下都随着时间经过缩短通过一对辊30的旋转向下方送出片材状树脂的送出速度与片材状树脂的挤出速度的相对速度差,并且缩短通过一对辊30的旋转向下方送出片材状树脂的送出速度与通过臂驱动部向下方牵引片材状树脂的牵引速度的相对速度差,因此越靠片材状树脂的上部则由一对辊30向下方的拉伸力越降低,相对地,伴随这样的拉伸力产生的拉伸薄壁化减少,能够抵消伴随垂伸或收缩产生的薄壁化,有效地防止垂伸或收缩,因此能够沿挤出方向形成一样的厚度。
在该情况下,作为变形例,也可以使挤出狭缝34的间隔的调整与辊的旋转速度和夹持部的驱动速度的调整联动。更详细地,也可以通过随着时间经过降低辊的旋转速度,来降低由一对辊30向下方送出片材状树脂的送出速度,并且通过降低夹持部的驱动速度,来降低由夹持部向下方牵引片材状树脂的牵引速度,并且使用狭缝间隙调整装置42和/或44来增大挤出狭缝34的间隔。由此,在一次成型的步骤中,随着时间经过使从挤出狭缝34向下方挤出的片材状树脂的厚度厚壁化,同时降低一对辊30和夹持部对片材状树脂的拉伸薄壁效果,因此越靠片材状树脂的上部,由于片材状树脂的厚壁化和片材状树脂的拉伸薄壁效果降低的协同效果而能够更有效地防止垂伸或收缩。
特别地,在如图8的(B)和图8的(C)那样在片材状树脂的成型过程中使片材状树脂的挤出速度变动了的情况下,通常需要使柱塞26的每单位时间挤出熔融树脂的挤出量变动,如果使熔融树脂的挤出量变动,则刚从挤出狭缝34挤出后的熔融树脂的膨胀受到影响,因此为了防止伴随这样的膨胀引起的片材状树脂的厚壁化的影响,优选的是同时进行辊的旋转速度和夹持部的驱动速度的调整以及挤出狭缝34的间隔的调整。
更具体地说,存在以下情形:越是使每单位时间的挤出量增大,则越是缩短从一次成型开始至二次成型结束为止的成型时间,由此能够提高成型效率,并且通过缩短在二次成型前片材状树脂所垂下的时间,能够降低垂伸或收缩发生的可能性,另一方面,越是使每单位时间的挤出量增大,则越是加速从挤出狭缝34挤出的片材状树脂的膨胀,需要根据伴随该膨胀引起的厚壁化进行一对辊30彼此的间隔和/或夹持部的驱动速度的调整。关于这一点,如果通过调整挤出狭缝34的间隔来调整由于片材状树脂的膨胀引起的厚壁化本身,则在技术上是有利的。
在该情况下,通过仅进行挤出狭缝34的间隔的调整,能够调整被挤出的片材状树脂的厚度,但是通过一对辊30的旋转速度和/或夹持部的驱动速度的调整来调整片材状树脂的厚度在以下的点中在技术上更为有利。
第一点,与挤出狭缝34的间隔的调整相比,一对辊30的旋转速度和/或夹持部的驱动速度的调整能够更容易调整片材状树脂的厚度。更详细地,在熔融树脂的每单位时间的挤出量固定的情况下,挤出狭缝34的间隔越窄,则片材状树脂的膨胀越减少,另一方面,由于挤出压力提高,因此片材状树脂的膨胀加速,因此难以将刚从挤出狭缝34挤出后的片材状树脂的厚度调整为期望的厚度,需要通过现场的试行错误来决定挤出狭缝34的间隔,更难以在成型过程中使挤出狭缝34的间隔变动来调整膨胀后的厚度。
第二点,与挤出狭缝34的间隔的调整相比,一对辊30的旋转速度和/或夹持部的驱动速度的调整对片材状树脂的厚度的响应性更优秀。更详细地,在使挤出狭缝34的间隔变动的情况下,刚从挤出狭缝34挤出后的片材状树脂的厚度达到稳定状态为止需要时间,因此无法在二次成型中利用刚挤出后的片材状树脂的部分,引起产量的下降。与此相对地,在调整一对辊30的旋转速度的情况下,随着旋转速度的变动,而一对辊间夹入的片材状树脂的向下方的送出速度变动,由此一对辊对片材状树脂的拉伸力变动,使片材状树脂拉伸薄壁化,因此针对片材状树脂的厚度的响应性优秀,能够抑制产量的下降。
第三点,与挤出狭缝34的间隔的调整相比,一对辊30的旋转速度和/或夹持部的驱动速度的调整能够更好地调整即将进行二次成型合模的片材状树脂的厚度。更详细地,如果由于垂伸或收缩而使合模前的片材状树脂的厚度在挤出方向上不均匀,则会对吹塑成型或真空成型的赋形作用带来不良影响,从而在紧邻模具合模之前确保片材状树脂的厚度的均匀性更理想,关于这一点,在挤出的一次成型与吹塑成型或真空成型的二次成型之间调整厚度更为有利。
图8的(D)至图8的(F)分别为从夹持开始至夹持解除为止的时间、即通过夹具装置300对熔融状态的片材状树脂进行牵引的时间以及牵引速度的变化方式不同。
更详细地,在图8的(D)和图8的(E)中,使熔融状态的片材状树脂的挤出速度和一对辊对熔融状态的片材状树脂的送出速度固定并使夹具装置300的牵引速度随着时间经过而降低,对于此,在图8的(F)中,使熔融状态的片材状树脂的挤出速度固定并使一对辊对熔融状态的片材状树脂的送出速度和夹具装置300的牵引速度随时间经过而降低。
如将图8的(D)和图8的(E)进行比较可知,在图8的(D)中缩短牵引的时间,另一方面,提高初始牵引速度且使直到夹持解除为止的牵引速度降低率陡峭,另一方面,在图8的(E)中,延长牵引的时间,另一方面,使初始牵引速度变慢且使直到夹持解除为止的牵引速度降低率平缓。
对于此,在图8的(F)中,夹持开始和夹持解除定时比图8的(D)晚,但牵引的时间相同,夹具装置300的牵引速度与一对辊的送出速度的速度差与图8的(D)和图8的(E)不同,随时间经过而增大了。
只要从根据作为成型对象的片材状树脂的物理性质、特别是熔体指数、MFR、熔体张力来决定针对片材状树脂的拉伸方式的观点决定选择图8的(D)至图8的(F)的哪一个即可。
作为变形例,也可以在熔融状态的片材状树脂通过第一拉伸而不被撕裂的范围内,将一对辊30的初始送出速度设定为最大,在熔融状态的片材状树脂通过第二拉伸而不被撕裂的范围内,将夹具装置300的初始牵引速度设定为最大,根据初始牵引速度来调整夹具装置300的牵引速度使得熔融状态的片材状树脂在通过一对辊30送出之后且通过分割模具32成型之前不发生垂伸。
接着,如图6所示,在夹持部304处于夹持解除水平线(PL)的状态下,夹持部304解除片材状树脂的夹持,结果沿挤出方向形成了一样的厚度的片材状树脂被配置于分割模具32间,该分割模具32配置在一对辊30的下方。
接着,如图7所示,在指定量的片材状树脂的挤出完成的时点使分割模具32合模,从真空抽吸室120经由抽吸孔122进行抽吸,由此对片材状树脂与分割模具32之间的空气进行加压和/或减压而形成为按照模具形状的形状,由此能够不对二次成型时的赋形产生不良影响地形成在挤出方向上具备期望的厚度的树脂成型品。
接着,如图9所示,使分割模具32开模来取出成型后的树脂成型品,去除在分模线附近形成的毛刺。由此完成二次成型。
每当在一次成型中间歇性地挤出熔融树脂时,都重复进行以上那样的工序,由此能够不断地形成片材状的树脂成型品。
如以上那样,能够通过一次成型(挤出成型)来将热塑性树脂间歇性地挤出为熔融状态的片材状树脂,通过二次成型(吹塑成型或真空成型)来使用模具使被挤出的片材状树脂成型。
本申请发明在通过一对辊送出熔融状态的树脂片材之后,利用夹具对熔融状态的树脂片材进行牵引,由此通过利用夹具对熔融状态的树脂片材的牵引来补偿利用一对辊对熔融状态的树脂片材的送出的技术缺点,并且通过利用一对辊对熔融状态的树脂片材的送出来补偿利用夹具对熔融状态的树脂片材的牵引的技术缺点,由此达成利用一对辊对熔融状态的树脂片材的送出与利用夹具对熔融状态的树脂片材的牵引的组合所产生的技术性的协同效果。
更详细地,当想要仅通过一对辊对熔融状态的树脂片材的送出来进行熔融状态的树脂片材的薄壁化时,通过一对辊的旋转速度、即送出速度的调整来抑制随着送出的进行而因树脂片材的自重产生的垂伸存在限制,从一对辊送出的树脂片材只能够在考虑到不是之后被调整而是因自重被拉长的范围内进行薄壁化。也就是说,根据从一对辊垂下的熔融状态的树脂片材的长度(重量),有可能产生熔融状态的树脂片材的撕裂,因此需要在考虑了垂伸的范围内决定树脂片材的厚度。另一方面,通过在利用一对辊送出熔融状态的树脂片材之后,利用夹具对熔融状态的树脂片材的下端部进行牵引,能够对从一对辊垂下的熔融状态的树脂片材部分整体施加一样的张力,由此能够对从一对辊垂下的熔融状态的树脂片材部分整体产生一样的拉伸效果,能够抑制垂伸,并且能够通过夹具的主动牵引调整树脂片材的厚度使得能够在树脂片材即将成型前的定时充分地达成薄壁化。
另一方面,当想要仅通过夹具对熔融状态的树脂片材的牵引来进行熔融状态的树脂片材的薄壁化时,存在由于提高牵引速度而使熔融状态的树脂片材撕裂的情形时,即使提高一对辊对熔融状态的树脂片材的送出速度,由于挤出狭缝与一对辊的间隔短,因此在此期间熔融状态的树脂片材也难以产生撕裂。
因此,通过一对辊对片材状树脂的拉伸与利用牵引对片材状树脂的拉伸的协作,能够达成利用模具成型时的熔融状态的片材状树脂的期望厚度,也能够抑制由于送出速度增大所引起的收缩现象的发生,据此,通过辊的送出速度增大所产生的熔融状态的片材状树脂的薄壁化的提高与通过牵引所产生的熔融状态的片材状树脂的薄壁化的协同效果能够使熔融状态的片材状树脂进一步薄壁化,并且通过辊的旋转速度提高能够降低辊对熔融状态的片材状树脂的冷却效果,加上防止现象的发生,也能够维持良好的成型性。
基于以上内容,对于熔融状态的树脂片材的目标厚度,通过一对辊对熔融状态的树脂片材的送出所进行的拉伸,主要使熔融状态的树脂片材薄壁化,在由一对辊送出熔融状态的树脂片材之后,通过夹具对熔融状态的树脂片材的牵引所进行的拉伸,从动地(辅助性地)使熔融状态的树脂片材薄壁化,据此改善因垂伸所致的树脂片材的壁厚调整的困难性和薄壁化的限制,使得即将成型前的熔融状态的树脂片材可靠地成为目标厚度。
以下参照图10至图15说明本发明的第二实施方式。在以下的说明中,对与第一实施方式相同的构成要素附加相同的参照标记并省略其说明,以下详细地说明本实施方式的特征部分。
关于树脂成型品,在第一实施方式中是实心的单个片材状成型品,对于此,在本实施方式中,是使用两条片材状树脂的具有空心部的成型品。
关于本实施方式,与第一实施方式的相同点在于,在一次成型中,将熔融状态的热塑性树脂以呈片材状地从T型模头28的挤出狭缝34向下方垂下的形态挤出,在二次成型中,使用被挤出到下方的片材状树脂,通过分割模具32的合模而利用真空成型形成树脂成型品,但是本实施方式与第一实施方式的不同点在于,同时使两条片材状树脂成型,此时,关于各片材状树脂,将熔融状态的热塑性树脂以呈片材状地从T型模头28的挤出狭缝34向下方垂下的形态挤出,在二次成型中,使用被挤出到下方的两条片材状树脂,通过分割模具32的合模而利用真空成型形成树脂成型品。
如图10和图11所示,关于两条片材状树脂各自的一次成型,与第一实施方式同样地,与各个片材状树脂的挤出速度相应地,通过调整一对辊30的旋转速度来调整挤出速度与由一对辊30向下方送出片材状树脂的送出速度的相对速度差,并且通过调整臂驱动部301的驱动速度来调整一对辊30的送出速度与夹持部304向下方的牵引速度的相对速度差,据此,片材状树脂在一对辊30之间通过时,被一对辊30向下方拉伸(第一拉伸),并且被夹持部向下方拉伸(第二拉伸),由此使片材状树脂拉伸薄壁化,其结果有效地防止垂伸或收缩的发生。此外,也可以与一对辊30的转速和臂驱动部301的驱动速度的调整联动地进行挤出狭缝34的间隔的调整。
在该情况下,优选的是,在第一热塑性树脂和/或第二热塑性树脂的挤出步骤至树脂成型品的成型步骤之间具有根据第一规定送出速度的变化调整第一规定牵引速度的步骤、或根据第二规定送出速度的变化调整第二规定牵引速度的步骤。
关于二次成型,首先,如图11所示,将两条片材状树脂分别配置在分割模具32A、32B之间。
接着,如图12所示,使分割模具32A、32B各自的模板33A、33B相对于对应的分割模具而向两条片材状树脂的对应的一方移动来与两条片材状树脂的侧面抵接。由此,由各个片材状树脂、相对的模板33以及模腔116形成密闭空间。
接着,如图13所示,通过从真空抽吸室120经由抽吸孔122抽吸密闭空间内的空气,两条片材状树脂分别被吸附于对应的模腔116,由此将两条片材状树脂分别赋形为按照对应的模腔116的表面的形状。在该情况下,由于使抽吸前的两条片材状树脂的上下方向的厚度一样,因此能够防止由于吹塑比而引起的厚度的分布而不能完满地进行赋形工序的情形。
接着,如图14所示,通过使模板33A、33B和分割模具32A、32B一体地以相互靠近的方式移动,来进行分割模具32A、32B的合模,通过分割模具32A、32B各自的夹断部使两条片材状树脂的周缘部彼此熔接。由此,在两条片材状树脂的内部形成密闭空心部151。
接着,如图15所示,通过使模板33A、33B和分割模具32A、32B一体地以相互远离的方式移动,来进行分割模具32A、32B的开模,取出成型后的树脂成型品,去除外周部的毛刺,从而二次成型完成。
当如以往的那样利用筒状型坯形成具有空心部的树脂成型品时,由于吹塑比的关系难以在技术上形成一样厚度的成型品,但是根据本实施方式,利用具备一样厚度的两条片材状树脂,通过二次成型使两条片材状树脂的周缘部彼此熔接,能够形成具备一样厚度的具有空心部的成型品。
如以上那样,根据本实施方式,在利用两条片材状树脂形成在内部具有空心部的树脂成型品的情况下,通过一对辊30的转速的调整来使各片材状树脂的厚度在二次成型前在挤出方向上一样,由此能够不对二次成型的赋形带来不良影响地通过二次成型形成为具有期望厚度的片材状,因此在利用这样的两条片材状树脂,通过模具的合模使片材状树脂的周缘彼此熔接来形成在内部具有空心部的树脂成型品时,使片材状树脂的周缘彼此可靠地熔接,由此能够得到尽管在内部具有空心部但具备足够的强度的树脂成型品。
以下参照图16至图25说明本发明的第三实施方式。在以下的说明中,对与第二实施方式相同的构成要素附加相同的参照标记,由此省略其说明,以下详细地说明本实施方式的特征部分。
关于树脂成型品,在第二实施方式中,是使用两条片材状树脂的具有空心部的成型品,对于此,在本实施方式中,是在空心部配置有补强芯材的夹层板成型品。
关于本实施方式,与第二实施方式的相同点在于,在一次成型中,形成两条片材状树脂,此时,关于各片材状树脂,将熔融状态的热塑性树脂以呈片材状地从T型模头28的挤出狭缝34向下方垂下的形态挤出,在二次成型中,使用被挤出到下方的两条片材状树脂,通过分割模具32的合模来利用吹塑成型或真空成型形成树脂成型品,而在第二实施方式中,关于二次成型,在两条片材状树脂的内部形成密闭空心部,与此相对地,不同点在于,在本实施方式中,在这样的密闭空心部内配置另外成型的补强芯材而形成由两条片材状树脂夹入补强芯材的夹层板。
关于夹层板的成型装置,在分割模具32A、32B之间,与一对模具32A、32B嵌套式地并与模腔116大致平行地配置一对框构件128A、128B,一对框构件128A、128B分别具有开口130A、130B,通过未图示的框构件驱动装置使一对框构件128A、128B沿水平方向移动。由此,能够使一对框构件128A、128B分别向对应的熔融状态的片材状树脂移动来保持片材状树脂,并在该状态下使一对框构件128A、128B反向移动直到对应的模具32A、32B的夹断部118的前端通过开口130而与片材状树脂的表面抵接为止。
在本实施方式中,作为补强芯材150的材质,列举作为乙烯、丙烯、丁烯、异戊烯、甲基戊烯等烯烃类的均聚物或共聚物的聚烯烃(例如聚丙烯、高密度聚乙烯)、聚酰胺、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯腈、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物等丙烯酸衍生物、聚碳酸酯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物等乙酸乙烯酯共聚物、离子键、乙烯-丙烯-二烯类等的三元共聚物、ABS树脂、聚烯烃氧化物、聚缩醛等热塑性树脂。
此外,可以单独使用它们中的一种,也可以混合使用它们中的两种以上。特别地,在热塑性树脂之中,烯烃类树脂或以烯烃类树脂为主体的树脂、聚丙烯类树脂或以聚丙烯类树脂为主体的树脂也由于在与纤维层的熔接性、机械强度以及成型性的均衡方面优秀的点而优选。补强芯材150也可以包含添加剂,作为该添加剂,列举二氧化硅、云母、滑石、碳酸钙、玻璃纤维、碳纤维等无机填料、增塑剂、稳定剂、着色剂、抗静电剂、阻燃剂、发泡剂等。
构成表皮材料160的片材状树脂可以与第一实施方式相同,但是在是特别作为强度材料的夹层板的情况下,从通过确保设置于补强芯材150的两侧的一对表皮材料160间的间隔、即补强芯材150的体积(厚度)来确保作为夹层板整体的刚性、尤其是弯曲刚性的观点出发,要求表皮材料160的刚性至少高于补强芯材150的刚性的材质。
在表皮材料160的表面设置装饰材料片材170的情况下,装饰材料片材170是为了提高外观性、装饰性、保护与成型品接触的物品(例如在装货垫板的情况下,是载置于垫板上面的货物等)而构成的。装饰材料片材170的材质应用纤维表皮材料片材状表皮材料、膜状表皮材料等。作为所述的纤维表皮材料的素材,列举聚酯、聚丙烯、聚酰胺、聚氨酯、丙烯酸、维尼纶等合成纤维、醋酸酯、人造丝等半合成纤维、粘胶人造丝、铜铵人造丝等再生纤维、棉、麻、羊毛、丝等天然纤维、或者它们的共混纤维。
在它们之中,从触感、耐久性以及成型性的观点出发,也优选为聚丙烯或聚酯,更优选为聚酯。纤维表皮材料中使用的纱线例如优选为将聚酯:(3~5)但尼尔×(50~100)mm等的纤度为3~15但尼尔、纤维长度为2~5英寸左右的短纤维纱与使细且柔软的长丝成束得到的聚酯:约150~1000但尼尔/30~200长丝=约5但尼尔×30~200条等的复丝、或者聚酯:400~800但尼尔/1长丝等的粗的单丝组合使用。
作为装饰材料片材170的组织,例如无纺布、纺织物、编织物、使它们起毛后的布料等。此外,纺织物中除了包含织物组织为经纱、纬纱依次上下交织的平纹组织以外,还包含飞跳几根纱地进行交织的各种变化组织。这些之中也没有针对延伸的方向性,因此从易于成型为立体形状且表面的触感、质量风格优秀的情形出发,优选为无纺布。在此,无纺布是指使纤维平行或交替地堆积或者随机地分布而形成片材状物、接着将成为片材状物的纤维接合而成的布状品。这些之中,从成型品的立体形状再现性和外观特性的观点出发,也优选为通过针刺法制造出的无纺布。另外,通过针刺法得到的无纺布与纺织物相比强度较小且伸长率较大,针对任意方向的变形程度较大,因此为了提高作为无纺布的强度且实现尺寸的稳定化,更优选的是使粘合剂附着于无纺布、或者事先将片材状物和无纺布重叠并用针穿刺。基于这些情形,装饰材料片材170更优选为聚丙烯无纺布或聚酯无纺布。在该情况下,装饰材料片材170本身为热塑性,因此在剥离回收后,通过加热使其变形,还能够用于其它用途。例如当由聚丙烯构成主体树脂层、由聚丙烯无纺布构成装饰材料片材170时,由于成型品的主体树脂层与装饰材料片材170是相同的素材,容易再循环。
另一方面,当装饰材料片材170为聚酯无纺布时,由聚丙烯构成的主体树脂层与纤维表皮材料的融点不同,因此能够抑制在将装饰材料片材170粘接于成型品时产生遇热变质、变形或者无法粘接于正确的位置等问题。另外,在该情况下,成型性、刚性、外观以及耐久性也优秀。另外,从立体形状再现性和成型性的观点出发,装饰材料片材170的拉伸强度优选为15kg/cm2以上,伸长率优选为30%以上。此外,所述的拉伸强度和伸长率的值是在温度20℃下按照JIS-K-7113的标准测定出的。作为片材状表皮材料、膜状表皮材料,能够使用热塑性弹性体、压花加工得到的树脂层、外表面附有印刷层的树脂层、合成皮革、防滑用网形状的表皮层等。
接着,说明这种夹层板10的成型方法。
首先,如图18所示,将片材状的装饰材料片材170从两个分割模具32的一侧插入到一个分割模具32与一个框构件128之间,通过设置于一个分割模具32的暂时固定销303(未图示)将片材状的装饰材料片材170以覆盖一个分割模具32的模腔116的方式暂时固定。
接着,如图19所示,将两条熔融状态的片材状树脂分别从各挤出狭缝34向铅直下方挤出。
此时,如图16和图17所示,与第一实施方式和第二实施方式同样地,通过调整一对辊30的旋转速度来调整片材状树脂的从挤出狭缝34的挤出速度与由一对辊30向下方送出片材状树脂的送出速度的相对速度差,并且通过调整臂驱动部301的驱动速度来调整一对辊30的送出速度与夹持部304向下方的牵引速度的相对速度差,据此,片材状树脂在一对辊30之间通过时,被一对辊30向下方拉伸(第一拉伸),并且被夹持部向下方拉伸(第二拉伸),由此使片材状树脂拉伸薄壁化,据此能够防止垂伸或收缩的发生,能够在二次成型的合模前使各片材状树脂沿挤出方向形成一样的厚度。在该情况下,也可以与一对辊30的转速和臂驱动部301的驱动速度的调整联动地进行挤出狭缝34的间隔的调整。
接着,将两条片材状树脂供给至两个分割模具32之间,与此同时地通过框构件驱动装置使一对框构件128向对应的片材状树脂移动。
接着,如图20所示,将保持着片材状树脂的框构件128朝向对应的分割模具32移动直到模具32的夹断部118穿过框构件128的开口130抵接与片材状树脂的模腔116相向的面为止。由此,通过与片材状树脂的模腔116相向的面、夹断部118以及模腔116形成密闭空间。
接着,如图21所示,通过各个分割模具32对密闭空间内进行抽吸,由此将对应的片材状树脂向模腔116按压,赋形为按照模腔116的形状。此外,关于图的左侧的片材状树脂,被赋形且熔接于介于片材状树脂与模腔116之间的装饰材料片材170。
接着,如图22所示,将由操纵器(未图示)的吸附盘119保持着的补强芯材150从侧面插入两个分割模具32之间。
接着,如图23所示,通过使操纵器沿水平方向朝向右侧的分割模具32移动,来对右侧的分割模具32的模腔116中所吸附的片材状树脂推压补强芯材150。由此,将补强芯材150熔接于片材状树脂。接着,使吸附盘119从补强芯材150脱附,来将操纵器从两个分割模具32之间抽出,进行合模准备。
接着,如图24所示,通过模具驱动装置使两个分割模具32从打开位置向相互靠近的方向移动直到关闭位置来进行合模。由此,将熔接于一个片材状树脂(图的右侧)的补强芯材150与另一个片材状树脂熔接,并且使片材状树脂彼此的周缘熔接而形成分模线PL。此外,在合模时,补强芯材150本身与表皮材料片材160不同,以预先成型的状态来与熔融状态的表皮材料片材160熔接,因此将补强芯材150本身定位成不会由于合模而变形。
以上,将装饰材料片材170、表皮材料片材160、补强芯材150以及表皮材料片材160层叠而成的夹层板10完成。
接着,如图25所示,使两个分割模具32开模,使模腔116从完成的夹层板10分离,去除在分模线PL附近形成的毛刺。以上完成夹层板的成型。
根据本实施方式,通过一对辊30的转速和臂驱动部301的驱动速度的调整来使各片材状树脂的厚度在二次成型之前沿挤出方向一样,由此能够不对二次成型的赋形带来不良影响地通过二次成型来形成为具有期望厚度的片材状,因此将这样的两条片材状树脂利用为表皮材料,通过模具的合模使片材状树脂的周缘彼此熔接而形成在内部具有补强芯材的面板夹层时,使作为表皮材料的片材状树脂的周缘彼此可靠地熔接,由此能够得到例如汽车用装货垫板等那样被要求足够的强度、特别是弯曲刚性的夹层板。
以上详细说明了本发明的实施方式,但是在不脱离本发明的范围的范围内,本领域技术人员能够进行各种变更或修正。例如在第一实施方式中,说明了防止垂伸或收缩的发生来使树脂成型品的厚度一样的情况,但是并不限定于此,也可以更明确地为了在二次成型的合模前使树脂成型品的厚度沿挤出方向成为期望的厚度分布而调整一对辊的旋转速度和臂驱动部301的驱动速度。
另外,在第二实施方式中,说明了作为具有空心部的树脂成型品而利用树脂的种类和色彩相同的两条片材状树脂来成型的情况,但是并不限定于此,例如也可以将种类或色彩不同的两条片材状树脂构成为背面和表面来用于游戏机的外壳。
另外,在第三实施方式中,说明了将装饰材料片材配置于分割模具之间并通过分割模具的合模来与表皮材料片材熔接的情况,但是并不限定于此,也可以将装饰材料片材与表皮材料片材用的片材状树脂一同供给于一对辊间,通过调整一对辊的旋转速度和臂驱动部301的驱动速度来调整片材状树脂的厚度,并且将装饰材料片材压接于片材状树脂。
例如在将夹具装置300的牵引速度设定得大的情况下,为了缩短牵引时间,也可以将夹持开始水平线设定为处于开模状态的分割模具32间的水平线。
由于片材状树脂在从一对辊30垂下的状态时是不稳定的,因此在夹持解除水平线处解除片材状树脂的夹持的定时优选为分割模具32合模后,但是在向模腔116真空抽吸片材状树脂的情况下,也可以在对分割模具32真空抽吸后且合模前进行夹持解除。
夹具装置300对片材状树脂的牵引作为针对一对辊30对片材状树脂的送出的辅助,不仅防止从一对辊30垂下的片材状树脂的垂伸,还可以利用与根据片材状树脂的熔体指数等物性值,在与一对辊30的送出速度的关系下,进行片材状树脂的初始牵引速度的调整、夹持开始水平线和/或夹持解除水平线的调整、或牵引速度的时间历史记录的调整,来与一对辊30协作地达成沿片材状树脂的挤出方向一样的薄壁化。
并且,在第一实施方式至第三实施方式的各个实施方式中,通过在热塑性树脂制片材的挤出步骤时,从挤出头挤出熔融状态的热塑性树脂,形成为片材状树脂,但是并不限定于此,也可以使用熔融状态的热塑性树脂制的筒状型坯,在挤出头的前端分割为两片材片材状树脂。
附图标记说明
P:型坯;PL:分模线;PH:夹持开始水平线;PL:夹持解除水平线;V1:挤出速度;V2:送出速度;V3:牵引速度;10:成型装置;12:挤出装置;14:合模装置;16:料斗;18:料筒;22:液压马达;24:蓄压器;26:柱塞;28:T型模头;30:辊;32:分割模具;34:挤出狭缝;36:模唇;38:模头;40:狭缝间隙;42:狭缝间隔调整装置;44:狭缝间隔驱动装置;46:模头螺栓;48:压力传递部;50:调整轴;52:紧固螺栓;54:卡合片;56:凹槽;58:滑动杆;60:驱动片材;62:滑动槽;94:辊旋转驱动单元;96:辊移动单元;98:旋转驱动马达;100:转速调整装置;102:端周面;104:第一齿轮;106:端周面;108:第二齿轮;110:活塞-圆筒机构;112:浅槽;114:辊表面温度调整单元;116:模腔;118:夹断部;120:真空抽吸室;122:抽吸孔;124:压力流体导入孔;126:模板;128:框构件;130:开口;300:夹具装置;301:臂驱动部;302:臂部;303:销;304:夹持部。

Claims (13)

1.一种树脂成型品的成型方法,其特征在于,包括以下步骤:
挤出步骤,以指定的挤出速度挤出热塑性树脂,并使挤出的所述热塑性树脂以熔融状态的片材状向下方垂下;
向下方送出的步骤,通过一对辊夹入被挤出至下方的熔融状态的片材状树脂,利用辊的旋转驱动使熔融状态的片材状树脂向下方送出,从而进行第一拉伸;
向下方牵引的步骤,将送出至下方的熔融状态的片材状树脂向下方牵引,从而进行第二拉伸;
向模具的侧面配置的步骤,将被牵引的熔融状态的片材状树脂配置到模具的侧面,且所述模具配置在所述一对辊的下方;以及
成型步骤,通过对熔融状态的片材状树脂与模具之间形成的密闭空间进行减压、和/或向着模具对片材状树脂进行加压,从而按照模具形状成型,
所述向下方送出的步骤是通过辊的旋转驱动,以大于所述指定的挤出速度的送出速度向下方送出熔融状态的所述片材状树脂的步骤,
所述向下方牵引的步骤是以大于送出速度的牵引速度,对送出到下方的熔融状态的所述片材状树脂进行牵引的步骤。
2.根据权利要求1所述的树脂成型品的成型方法,其特征在于,
设定所述牵引速度与所述送出速度的速度差和所述送出速度与所述指定的挤出速度的速度差之间的关系,以使在由所述挤出步骤中的熔融状态的片材状树脂的厚度与所述向模具的侧面配置的步骤中的熔融状态的片材状树脂的厚度之间的差构成的熔融状态的片材状树脂的薄壁量中,通过所述第一拉伸产生的熔融状态的片材状树脂的薄壁量大于通过所述第二拉伸产生的熔融状态的片材状树脂的薄壁量。
3.根据权利要求2所述的树脂成型品的成型方法,其特征在于,
设定所述牵引速度与所述送出速度的速度差,使所述牵引速度与所述送出速度的速度差小于或等于所述送出速度与所述指定的挤出速度的速度差。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的树脂成型品的成型方法,其特征在于,
所述送出步骤包括:当被挤出至下方的熔融状态的片材状树脂的最底部通过被配置在挤出狭缝的下方的一对辊之间后,使一对辊彼此相对地靠近,从而使片材状树脂夹入到一对辊之间,并通过辊的旋转驱动以大于所述指定的挤出速度的送出速度向下方送出,所述一对辊之间的间隔大于刚被挤出的熔融状态的片材状树脂的厚度。
5.根据权利要求4所述的树脂成型品的成型方法,其特征在于,
调整所述挤出狭缝与所述一对辊之间的水平线差,以使在所述挤出狭缝与所述一对辊之间利用所述一对辊对熔融状态的片材状树脂进行拉伸时,所述熔融状态的片材状树脂在拉伸过程中不会被撕裂。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的树脂成型品的成型方法,其特征在于,
在所述牵引步骤中,辅助性地向下方牵引熔融状态的片材状树脂,以使在所述一对辊与由所述一对辊夹入的熔融状态的片材状树脂之间不产生滑动。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的树脂成型品的成型方法,其特征在于,
所述牵引步骤包括:
对由一对辊送出至下方的熔融状态的片材状树脂的最底部进行夹持;以及
向下方牵引被夹持的片材状树脂的最底部。
8.根据权利要求6所述的树脂成型品的成型方法,其特征在于,
所述牵引步骤在熔融状态的片材状树脂的最底部的夹持开始位置与熔融状态的片材状树脂的最底部的夹持解除位置之间进行,所述夹持解除位置在水平线上比所述夹持开始位置更靠近下方,且所述夹持开始位置被设定在所述一对辊与所述模具之间的水平线上,所述夹持解除位置被设定在比所述模具更靠近下方的水平线上。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的树脂成型品的成型方法,其特征在于,
还包括以下步骤:在驱动所述一对辊使其旋转的过程中,调整所述一对辊的彼此之间的间隔,从而对熔融状态的片材状树脂施加固定的按压力。
10.根据权利要求1至3中任一项所述的树脂成型品的成型方法,其特征在于,
根据刚挤出的熔融状态的片材状树脂的厚度与通过所述模具而将要成型之前的目标厚度的差,并基于熔融状态的片材状树脂的熔体指数来设定所述一对辊的初始送出速度和/或初始牵引速度。
11.根据权利要求1至3中任一项所述的树脂成型品的成型方法,其特征在于,
在熔融状态的片材状树脂通过第一拉伸而不被撕裂的范围内,将所述一对辊的初始送出速度设定为最大,在熔融状态的片材状树脂通过第二拉伸而不被撕裂的范围内,将初始牵引速度设定为最大,根据所述初始牵引速度调整所述牵引速度,以使由所述一对辊送出的熔融状态的片材状树脂在通过所述模具成型之前不发生垂伸。
12.一种热塑性树脂的成型装置,包括:一次成型部,通过挤出成型来对热塑性树脂进行赋形,将一次成型后的热塑性树脂以垂下的形态挤出;以及二次成型部,通过吹塑成型或真空成型,对由一次成型部挤出的热塑性树脂进行二次成型,所述热塑性树脂的成型装置的特征在于,
所述一次成型部具有:
熔融混炼单元,对热塑性树脂进行熔融混炼;
储存单元,储存指定量的熔融混炼后的热塑性树脂;以及
挤出狭缝,间歇性地挤出储存的热塑性树脂,并使挤出的热塑性树脂以熔融状态的片材状垂下,
所述二次成型部具有:
一对分割模具,所述一对分割模具能够夹持垂下的片材状树脂,并在打开位置与关闭位置之间向着与片材表面大致正交的方向移动,在彼此相对的面上形成有模腔;以及
模具移动单元,使一对分割模具在打开位置与关闭位置之间向着与片材表面大致正交的方向移动,
所述热塑性树脂的成型装置还包括:
一对辊,定位于所述挤出狭缝的下方且所述一对分割模具的上方的指定位置处,并且各自的旋转轴配置为在大致水平的方向上相互平行,其中一个辊为旋转驱动辊,另一个辊为被驱动辊;
辊旋转驱动单元,对所述旋转驱动辊进行驱动并使其旋转;
辊移动单元,使所述一对辊中的其中一个辊相对于对应的辊移动、或者使两个辊在包含所述一对辊的平面内移动;以及
相对速度差调整单元,调整被挤出的熔融状态的热塑性树脂制片材的挤出速度与通过所述一对辊向下方送出所述一对辊之间夹入的热塑性树脂制片材的送出速度之间的相对速度差,
还包括片材状树脂的牵引单元,所述牵引单元具有:夹持部,能够夹持由所述一对辊送出至下方的片材状树脂的最底部;夹持部移动单元,使所述夹持部沿上下方向移动;以及夹持部移动速度调整单元,在由所述夹持部夹持着热塑性片材状树脂的最底部的状态下,根据由所述一对辊送出热塑性片材状树脂的送出速度,调整通过所述夹持部移动单元使所述夹持部向上下方向移动的移动速度,
所述相对速度差调整单元具有辊旋转速度调整单元,所述辊旋转速度调整单元在所述一对辊之间夹入热塑性树脂制片材的状态下,根据热塑性树脂制片材的挤出速度,在使所述送出速度大于所述挤出速度的范围内调整所述旋转驱动辊的旋转速度,
所述夹持部移动速度调整单元根据所述一对辊送出热塑性树脂制片材的送出速度,在所述夹持部移动速度调整单元使片材状树脂的牵引速度大于送出速度的范围内调整所述夹持部的移动速度。
13.根据权利要求12所述的热塑性树脂的成型装置,其特征在于,
所述夹持部移动单元构成为:在夹持开始位置与夹持解除位置之间移动所述夹持部,所述夹持开始位置是开始利用所述夹持部对热塑性片材状树脂的最底部进行夹持的位置,所述夹持解除位置是解除利用所述夹持部对热塑性片材状树脂的最底部进行夹持的位置,所述夹持解除位置比夹持开始位置更靠近下方且位于比所述一对分割模具更靠近下方的水平线上。
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