CN107921668B - 合成树脂发泡成型方法及成型模具 - Google Patents

合成树脂发泡成型方法及成型模具 Download PDF

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Abstract

提供的是：合成树脂发泡成型模具，其能够防止大空隙的产生；使用该模具的合成树脂发泡成型品的制造方法；和通过该制造方法制造的合成树脂发泡成型品。用于成型合成树脂发泡材料的模具(10)具有由上模(16)和下模(12)形成的腔(29)，并且还具有使腔(29)与外部空气连通的分型线(22)(连通部)。模具(10)在供合成树脂发泡材料流入分型线(22)的流路的途中装配有从腔壁突出的棒状体(24)。

Description

合成树脂发泡成型方法及成型模具
技术领域
本发明涉及合成树脂发泡成型模具、使用该成型模具的合成树脂发泡成型品的制造方法和通过该制造方法成型的合成树脂发泡成型品。特别地，本发明涉及具有使成型空间与外部空气连通以排出成型空间中的发泡气体的连通部的合成树脂发泡成型模具、使用该成型模具的合成树脂发泡成型品的制造方法和通过该制造方法成型的合成树脂发泡成型品。
背景技术
通过将合成树脂发泡材料注入具有预定形状的成型空间(腔)的合成树脂发泡成型模具，使成型空间中的合成树脂发泡材料发泡并硬化，然后移除成型模具来制造诸如聚氨酯泡沫等的合成树脂发泡成型品。
为了获得均质的合成树脂发泡成型品，必须适当地维持合成树脂发泡成型模具的内部压力，以使成型空间中的所有角落均被合成树脂发泡材料确实地充满。对于该要求，合成树脂发泡成型模具中设置有使外部空气与成型空间(腔)连通的连通部，以充分地排出发泡气体。连通部从腔中排出在发泡期间产生的发泡气体，以充分地调整成型空间中的压力(发泡压力)。
在专利文献1公开的发泡成型模具中，气体容易聚集的部位设置有用于排气的排气孔，上模中设置有与该排气口连通的凹状槽。因而，提高了气体的流动性，以消除诸如厚度不足等的成型缺陷。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本实开平5-85609号公报
发明内容
发明要解决的问题
在专利文献1的发泡成型模具中，上模与下模之间形成有窄宽度的成型空间，由填充在成型空间中的发泡树脂材料产生的气体通过凹状槽到达排气孔。为此，将气体顺利地排出到上模的外部，以避免大气体积聚的产生。此外，发泡树脂材料流过设置在上模中的多个凹状槽，并且顺利地扩展到成型空间的所有角落，以防止厚度不足的产生。
然而，以上专利文献1中的模具用于制造薄板。也就是，形成在上模与下模之间的成型空间从开始就是与板状成型品对应的薄的空间。因而，专利文献1中的技术在使用比较少量的发泡树脂材料作为原料的状况下发挥效果。本发明设想了具有大容积的成型空间的成型模具，以容纳大量的发泡树脂材料，比如座垫。如果将专利文献1中的技术应用于本发明，则认为仅设置凹状槽难以完全地排除发泡气体。
在发泡成型模具中，连通部形成在上模与下模之间的边界面(分型线)，或者该连通部由排气构件形成。然而，该连通部难以完全地排出成型空间中的发泡气体，并且发泡气体中的未被完全排出的那部分发泡气体可能会残留在连通部周围而产生成型缺陷。如果发泡成型品具有尺寸因残留发泡气体而比规定尺寸大的空隙，则发泡成型品会被视作残次品。
鉴于上述课题做出本发明，本发明的目的是提供能够防止产生大尺寸空隙的合成树脂发泡成型模具、使用该成型模具的合成树脂发泡成型品的制造方法和通过该制造方法成型的合成树脂发泡成型品。
用于解决问题的方案
为了实现以上目的，方案1中记载了如下的合成树脂发泡成型模具：其包括由上模和下模限定的腔以及使该腔与外部空气连通的连通部，其中，在允许所述合成树脂发泡材料向所述连通部流动的流路的途中以从腔表面突出的方式设置有突起部。
利用以上结构，归因于突起部(棒状体)的存在，朝向连通部流动的合成树脂发泡材料能够扰乱随着合成树脂发泡材料的流动而流动的发泡气体流。发泡气体流的扰乱能够防止未完全排出的发泡气体聚集在一个部位处而形成大气体积聚，并且能够使未完全排出的发泡气体以较小的气体积聚分散在连通部周围。因此，残留发泡气体积聚能够具有较小的尺寸，以将待形成在成型品中的空隙抑制成较小的尺寸。此外，突起部(板状体)的存在用于暂时地拦截合成树脂发泡材料流。与不设置板状体的情况相比，合成树脂发泡材料的暂时拦截能够延长直到合成树脂发泡材料覆盖排气构件为止的时间期间，从而通过排气构件排出了较多的发泡气体。因而，能够控制发泡气体的累积部位。设定在发泡气体的累积部位中的排气部能够更有效地使空隙的尺寸更小并减少空隙的数量。
方案2中记载的合成树脂发泡成型模具的特征在于，在方案1记载的合成树脂发泡成型模具中，所述突起部是棒状体。利用该特征，突起部能够以简单的结构形成，从而在制造时不存在困难，并且棒状体能够扰乱随着合成树脂发泡材料流动的发泡气体流。因而，残留发泡气体积聚具有较小的尺寸，以将待形成在成型品中的空隙抑制成较小的尺寸。
方案3中记载的合成树脂发泡成型模具的特征在于，在方案2记载的合成树脂发泡成型模具中，所述突起部是板状体，所述板状体的平面部与所述合成树脂发泡材料的流交叉。利用该特征，突起部能够以简单的结构形成，并且板状体能够暂时地拦截合成树脂发泡材料，以通过连通部排出更多的发泡气体。因而，能够将形成在成型品中的空隙的尺寸抑制得较小。
方案4中记载的合成树脂发泡成型模具的特征在于，在方案1记载的合成树脂发泡成型模具中，所述棒状体的直径为2mm-10mm，所述棒状体距所述腔表面的高度为2mm-10mm。利用该特征，作为突起部的尺寸适当的棒状体能够扰乱随着合成树脂发泡材料流而流动的发泡气体流。因而，残留发泡气体积聚具有较小的尺寸，以将待形成在成型品中的空隙抑制成较小的尺寸。
方案5中记载的合成树脂发泡成型模具的特征在于，在方案4记载的合成树脂发泡成型模具中，所述板状体的厚度为1mm-7mm，所述板状体的宽度为20mm-70mm，所述板状体距所述腔表面的高度为10mm-30mm。利用该特征，作为突起部的尺寸和形状适当的板状体能够暂时地拦截合成树脂发泡材料，以通过连通部排出更多的发泡气体。因而，能够将形成在成型品中的空隙的尺寸抑制得较小。
方案6中记载的合成树脂发泡成型模具的特征在于，在方案1至5中任一方案记载的合成树脂发泡成型模具中，所述突起部由与形成所述腔表面的材料相同的材料制成。利用该特征，能够在腔的上表面容易地形成突起部。也就是，使用相同的材料允许同时制备突起部和成型模具。此外，突起部和合成树脂发泡材料具有相同的物理特性等，使得能够容易地预测合成树脂发泡材料的流动。
方案7中记载的合成树脂发泡成型模具的特征在于，在方案1至6中任一方案记载的合成树脂发泡成型模具中，所述突起部在所述合成树脂发泡材料的流动途中布置在比所述连通部靠上游5mm-10mm的位置处。利用该特征，能够在连通部附近的适当位置处进行通过突起部对合成树脂发泡材料的暂时拦截和使发泡气体分散。因而，能够进一步抑制成型缺陷。
为了实现以上目的，方案8中记载了一种合成树脂发泡成型品的制造方法，所述制造方法使用用于成型合成树脂发泡材料的成型模具，所述成型模具包括由上模和下模限定的腔和使该腔与外部空气连通的连通部。所述制造方法包括：材料导入步骤，用于将所述合成树脂发泡材料导入成型模具内，所述成型模具包括所述下模和设置有突起部的上模，所述突起部以从腔表面突出的方式设置在供所述合成树脂发泡材料向所述连通部流动的流路的途中；以及发泡硬化步骤，用于在所述材料导入步骤之后使导入的所述合成树脂发泡材料发泡硬化，其中，所述发泡硬化步骤使所述合成树脂发泡材料依次流过所述突起部和所述连通部。
利用该方法，在发泡硬化步骤中，合成树脂发泡材料依次流过突起部和连通部。结果，归因于突起部(棒状体)的存在，合成树脂发泡材料能够扰乱随着合成树脂发泡材料的流动而流动的发泡气体流。发泡气体流的扰乱能够防止未完全排出的发泡气体聚集在一个部位处而形成大气体积聚，并且能够使未完全排出的发泡气体以较小的气体积聚分散在连通部周围。此外，突起部(板状体)暂时地拦截合成树脂发泡材料流。与不设置板状体的情况相比，合成树脂发泡材料的暂时拦截能够延长直到合成树脂发泡材料覆盖排气构件为止的时间期间。结果，通过排气构件排出了更多的发泡气体，以控制发泡气体的累积部位。因此，排气部能够设置在发泡气体的累积部位处，以更有效地使空隙的尺寸更小并减少空隙的数量。残留合成树脂积聚能够具有较小的尺寸，以将待形成在发泡成型品中的空隙抑制成较小的尺寸。
为了实现以上目的，方案9中记载的合成树脂发泡成型品的特征在于，通过使用根据方案8的成型模具发泡成型而成，并且所述合成树脂发泡成型品成型为与所述突起部对应的部分成为凹部并处于露出的状态。利用该特征，完成的合成树脂发泡成型品在与以上突起部对应的位置形成有凹部。因此，能够使用凹部作为标记，以立即判断出易于产生诸如空隙等的缺陷的连通部的附近。因而，能够更快速地确认连通部附近的空隙产生状况。
发明的效果
根据合成树脂发泡成型模具、使用该成型模具的合成树脂发泡成型品的制造方法和通过该制造方法成型的合成树脂发泡成型品，带来了以下效果。也就是，所设置的突起部暂时地拦截在流路中向连通部流动的合成树脂发泡材料，并且扰乱随着合成树脂发泡材料流动的发泡气体流。结果，能够使残留发泡气体积聚较小，从而能够将空隙尺寸抑制成比规定尺寸小。因而，能够使合成树脂发泡成型品在产量方面得到改善。
附图说明
图1是根据本发明的第一实施方式的合成树脂发泡成型模具的示意性截面说明图。
图2是图1所示的合成树脂发泡成型模具的局部放大图。
图3是根据本发明的第二实施方式的合成树脂发泡成型模具的示意性截面说明图。
图4的(a)是图3所示的合成树脂发泡成型模具的局部放大图，图4的(b) 是该成型模具的示意性平面图。
具体实施方式
以下，将参照附图详细说明本发明的实施方式。图1是根据本发明的第一实施方式的合成树脂发泡成型模具10的示意性截面说明图。
合成树脂发泡成型模具10包括：下模12，其构成主体部分；以及上模16 和芯模14，上模16和芯模14覆盖下模12的开放面并接合到下模12。上模16和芯模14与下模12配合，以在上模16与下模12之间、芯模14与下模12之间形成与制品形状对应的成型空间29。
合成树脂发泡材料32注入下模12，并且在发泡成型期间如箭头100所示地流动。称作延伸部并由附图标记20表示的区域容易聚集发泡气体。有鉴于此，用作连通部的分型线22被设置成在容易聚集发泡气体的延伸部区域20中与成型空间29连通，以排出发泡气体。发泡材料32在延伸部区域20中朝向分型线22流动。
第一实施方式的特征在于，在用作连通部的分型线22附近形成有单个棒状体24。
图2是图1的局部放大说明图，并且示出了棒状体24的安装结构。如图2 所示，棒状体24设置在用作连通部的分型线22的上游。在本实施方式中，棒状体24的中心与分型线22之间的间隔D1设定为5mm。
在第一实施方式中，棒状体24具有2mm的直径和4mm的高度。此外，棒状体24的特征在于，棒状体24由与上模16的上表面(腔上表面)相同的材料制成。成型空间29中的发泡气体利用其发泡气体压力穿过分型线22排出到成型空间29的外部。
在图2中，合成树脂发泡材料朝向棒状体24流动。因此，通过所设置的棒状体24扰乱并分散随着合成树脂发泡材料流动的发泡气体。被分散的发泡气体与棒状体24周围的发泡气体干涉。结果，使发泡气体在分型线22附近充分地分散，并且防止了发泡气体以大气体积聚而残留。因而，归因于扰乱和分散防止了由聚集在一个部位处的残留气体导致的大气体积聚的形成，使得在完成的合成树脂发泡成型品中分散的空隙小。因而，在成型品中，避免了可能导致残次品的、比规定尺寸大的大尺寸空隙的产生。
图3示出了根据本发明的第二实施方式的合成树脂发泡成型模具，图3与图1所示的合成树脂发泡成型模具10的延伸部区域20的深度方向上的纵截面对应。在图3中，对于与图1所示的合成树脂发泡成型模具10相同的元件，添加相同的附图标记并省略其说明。
第二实施方式的特征在于，在连通部(排气构件)附近的由板状体28形成的突起部。
在图3中，向下隆起的隆起部26-1、26-2形成于上模16，用于在待形成和成型的座椅靠背中形成设计槽。设计槽将形成在座椅靠背的背部，也就是形成在背部两端部区域38-1和38-2的上表面。用作突起部的板状体28-1和28-2 分别形成在隆起部26-1和26-2的顶部。
板状体28-1和28-2被设定成其平面部与合成树脂发泡材料流交叉。在本实施方式中，优选地，板状体28-1和28-2设定在与合成树脂发泡材料流正交的方向上。板状体28-1和28-2由与上模16的上表面相同的材料制成，并且在本实施方式中，板状体28-1和28-2具有1mm的厚度、20mm的宽度和10mm的高度。
图4示出了板状体28-1和28-2的设定结构，也就是，图4的(a)是图3的局部放大说明图，图4的(b)是图3的示意性平面图。如图所示，板状体28-1 设置在排气构件34-1附近，使得板状体28-1的厚度方向上的中心与排气构件 34-1的中心之间的间隔D2设定为5mm。同时，未示出的板状体28-2和排气构件34-2也以同样的间隔D2配置。成型空间29中的发泡气体利用其发泡气体压力穿过排气构件34-1排出到成型空间29的外部。例如，实施方式可以被构造成使得不在外部通过排气构件34-1对成型空间29进行抽吸的情况下排气构件34-1的顶端连接有压力调整部件(未示出)，以在来自成型空间29的发泡气体中的压力升高时增大容纳发泡气体的空间。
同时，这里使用的合成树脂发泡材料包括具有不同硬度的两种材料，也就是，如图3所示，高硬度的材料30注入区域38-1和38-2的底部，被注入的合成树脂发泡材料30沿着如箭头112-1和112-2所示的方向流动。低硬度的材料 32注入背部中央部区域38-3，并且沿着如箭头110所示的方向流动。实施方式被设计成具有不同硬度的这些材料在隆起部26-1和26-2的顶部处汇合。然而，事实上，发泡材料30的一部分会越过隆起部26-1和26-2，并且会在朝向中央部与相应的隆起部26-1和26-2错开的区域处汇合。为此，发泡气体容易在位于该隆起部26-1和26-2附近且朝向中央部错开的区域处聚集。有鉴于此，排气构件34-1和34-2设置在该区域中。
根据第二实施方式，发泡气体与合成树脂发泡材料一起沿着与流112-1 和112-2相同的方向流动。图4的(b)示出了板状体28-1附近的发泡气体流114。合成树脂发泡材料被该板状体28-1暂时拦截。与不设置板状体28-1的情况相比，合成树脂发泡材料的暂时拦截能够延长直到合成树脂发泡材料覆盖排气构件34-1为止的时间期间，从而允许通过排气构件34-1排出更多的发泡气体。也就是，当板状体28-1拦截合成树脂发泡材料时，发泡气体越过板状体28-1，使得能够通过排气构件34-1排出更多的发泡气体。此外，发泡气体的一部分如发泡气体流114所示地分散。结果，避免了可能形成大气体积聚的、发泡气体在排气构件34-1附近的集中，由此防止了比规定尺寸空隙大的大尺寸空隙的形成。
在如上所述的第一实施方式和第二实施方式中，通过使合成树脂发泡材料发泡并硬化，然后移除模具、即脱模来获得合成树脂发泡成型品。如此获得的发泡成型品残留有与突起部对应的凹部。也就是，第一实施方式的发泡成型品残留有与棒状体24对应的孔部，第二实施方式的发泡成型品在设计槽的底部处残留有与板状体28-1和28-2对应的孔部。残留的孔部用于立即判断出易于产生空隙等的部位，即连通部(排气构件)22、34-1和34-2的附近，这有助于快速确认空隙的残留状况。此外，该部位中的空隙产生状况能够快速地反馈到诸如注入模式(pouring pattern)等的制造步骤。
已经详细说明了合成树脂发泡成型模具的实施方式、使用该成型模具的合成树脂发泡成型品的制造方法和通过该制造方法成型的合成树脂发泡成型品。根据所述成型模具、制造方法和成型品，连通部(排气构件)22、34-1 和34-2设置在发泡气体易于积聚的部位，突起部24、28-1和28-2设置在供合成树脂发泡材料到达连通部(排气构件)22、34-1和34-2的流路中。该配置能够防止发泡气体在连通部(排气构件)22、34-1和34-2附近形成大气体聚集，并且能够使残留的发泡气体积聚的尺寸较小。结果，能够防止比标准尺寸大的大尺寸空隙的形成。此外，制得的合成树脂发泡成型品在与突起部对应的部位处形成有凹部，从而能够立即判断出易于产生空隙等的部位。以这种方式，能够确认发泡气体的残留程度并将发泡气体的残留程度立即反馈到制造过程，这提高了合成树脂发泡成型品的产量。
同时，本发明不限于上述实施方式，并且能够包括在不改变本发明的主旨的情况下做出的各种变形。例如，棒状体24的尺寸不限于上述实施方式中的数值，而是根据试制结果棒状体24的直径可以为2mm-10mm，棒状体24距腔表面的高度可以为2mm-10mm，棒状体24的中心与排气构件22的中心之间的间隔可以为5mm-10mm。
代替以上例示的单个棒状体24，可以配置例如锥状的多个棒状体24，以增强发泡气体的分散效果。此外，棒状体24可以并排地配置，以暂时地拦截合成树脂发泡材料流，由此防止大气体聚集的形成。
此外，作为突起部的板状体28-1和28-2不限于上述实施方式中的尺寸，而是板状体28-1和28-2的厚度可以设定为1mm-7mm，长度可以设定为 20mm-70mm，高度可以设定为10mm-30mm，板状体28-1和28-2的厚度方向上的中心与排气构件30-1和30-2的中心之间的间隔D2可以设定为 5mm-10mm。
此外，当板状体28-1和28-2用作突起部时，排气构件可以例示为连通部，但是形成在成型模具的合模面处的分型线作为连通部也能够抑制成型缺陷。同时，为了更确实地消除成型缺陷，当板状体用作突起部时，优选使用排气构件(尤其是自动排气件(auto vent))作为连通部。
附图标记说明
10 合成树脂发泡成型模具
12 下模
14 芯模
16 上模
20 延伸部区域
22 分型线(连通部)
24 棒状体(突起部)
26-1、26-2 隆起部
28-1、28-2 板状体(突起部)
29 成型空间(腔)
30 合成树脂发泡材料(硬质)
32 合成树脂发泡材料(软质)
34-1、34-2 排气构件(连通部)
38-1、38-2 背部两端部
38-3 背部中央部
100、112-1、112-2 合成树脂发泡流
114 发泡气体流

Claims (7)

1.一种合成树脂发泡成型模具，其为用于成型合成树脂发泡材料的成型模具并包括由上模和下模限定的腔以及使该腔与外部空气连通的连通部，
其中，以从在所述合成树脂发泡材料流动的流路的途中比所述连通部靠上游5mm-10mm的位置处的腔表面突出的方式设置有突起部。
2.根据权利要求1所述的合成树脂发泡成型模具，其特征在于，所述突起部是棒状体。
3.根据权利要求1所述的合成树脂发泡成型模具，其特征在于，所述突起部是板状体，所述板状体的平面部与所述合成树脂发泡材料的流交叉。
4.根据权利要求2所述的合成树脂发泡成型模具，其特征在于，所述棒状体的直径为2mm-10mm，所述棒状体距所述腔表面的高度为2mm-10mm。
5.根据权利要求3所述的合成树脂发泡成型模具，其特征在于，所述板状体的厚度为1mm-7mm，所述板状体的宽度为20mm-70mm，所述板状体距所述腔表面的高度为10mm-30mm。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的合成树脂发泡成型模具，其特征在于，所述突起部由与形成所述腔表面的材料相同的材料制成。
7.一种合成树脂发泡成型品的制造方法，所述制造方法使用用于成型合成树脂发泡材料的成型模具，所述成型模具包括由上模和下模限定的腔和使该腔与外部空气连通的连通部，所述制造方法包括：
材料导入步骤，用于将所述合成树脂发泡材料导入由所述下模和设置有突起部的上模构成的腔内，所述突起部以从在所述合成树脂发泡材料流动的流路的途中比所述连通部靠上游5mm-10mm的位置处的腔表面突出的方式设置；以及
发泡硬化步骤，用于在所述材料导入步骤之后使导入的所述合成树脂发泡材料发泡硬化，
其中，所述发泡硬化步骤中使所述合成树脂发泡材料依次流过所述突起部和所述连通部，在该发泡硬化步骤中形成的气体积聚，因突出部，以较小的气体积聚分散在所述连通部的周围。
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