CN118003543A - 注射发泡成型模具、注射发泡成型品、发泡性树脂成型品的制造方法以及注射发泡成型装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及注射发泡成型模具、注射发泡成型品、发泡性树脂成型品的制造方法以及注射发泡成型装置，能够控制发泡性树脂成型品的气泡直径。实施方式的注射发泡成型模具具备供从注射部注射的发泡性树脂流入的固定部以及对所流入的发泡性树脂进行成型的可动部，将发泡性树脂填充到上述固定部与上述可动部之间的型腔进行成型。上述注射发泡成型模具具备镶块构造，该镶块构造通过弹簧与上述可动部连接，具有向上述型腔内突出的凸部。

Description

注射发泡成型模具、注射发泡成型品、发泡性树脂成型品的制 造方法以及注射发泡成型装置

技术领域

本发明的实施方式涉及注射发泡成型模具、注射发泡成型品、发泡性树脂成型品的制造方法以及注射发泡成型装置。

背景技术

在制造树脂成型品的注射成型方法中已知有如下成型方法：在将含有发泡剂的熔融树脂填充到型腔之后，使可动部相对于固定部向相反方向移动而使发泡扩大或者进一步促进发泡，得到发泡性树脂成型品。通过使用含有发泡剂的树脂，能够制作比以往的树脂成型品轻量的成型品。

在向型腔填充了含有发泡剂的熔融树脂之后使可动部相对于固定部向相反方向移动的情况下，发泡剂在型腔内均匀地发泡。因此，难以对所成型的发泡性树脂成型品的每个部分的气泡直径进行控制。

一般情况下，发泡后的泡的气泡直径较大的部分与发泡后的泡的气泡直径较小的部分相比强度更弱。在该情况下，需要强度的部分与不太需要强度的部分的气泡直径有可能成为相同程度，发泡性树脂成型品的品质降低。因此，要求在发泡性树脂成型品中能够控制在每个部分发泡后的泡的气泡直径大小的注射发泡成型模具。

专利文献1：日本特开1009-248400号公报

发明内容

本发明要解决的课题在于提供一种能够控制发泡性树脂成型品的气泡直径的注射发泡成型模具。

实施方式的注射发泡成型模具具备供从注射部注射的发泡性树脂流入并进行成型的固定部以及可动部，将树脂填充到上述固定部与上述可动部之间的型腔而进行成型。上述注射发泡成型模具具备镶块构造，该镶块构造通过弹簧与上述可动部连接，并具有向上述型腔内突出的凸部。

附图说明

图1是概要地表示第1实施方式的注射发泡成型装置的侧视图。

图2是表示第1实施方式的注射发泡成型模具的构成的图。

图3是表示设置有多个第1实施方式的镶块构造的注射发泡成型模具的构成的图。

图4是表示第1实施方式的模具的动作的概要图。

图5是表示第1实施方式的改变了所设置的弹簧的注射发泡成型模具的构成的图。

图6是表示第1实施方式的发泡性树脂成型品的一例的图。

图7是表示第2实施方式的在可动部设置有垫片的注射发泡成型模具的构成的图。

图8是表示第3实施方式的在镶块构造内设置有空腔的注射发泡成型模具的构成的图。

符号的说明

100：注射发泡成型装置；110：注射部；10：注射发泡成型模具；20：固定部；30：可动部；40：镶块构造；40a：镶块构造；40b：镶块构造；40c：镶块构造；40d：镶块构造；41：镶块嵌合部；42：镶块基部；50：弹簧；50a：弹簧；50b：弹簧；60：顶出杆；61：顶出板；62：顶出板用弹簧；70：发泡性树脂成型品；71：表皮层；72：小气泡直径部分；73：大气泡直径部分；80：垫片；90：注入口；L1：宽度；L2：宽度；X：型腔；X1：型腔面；X2：型腔面；Y：空腔；Z：管状的空腔。

具体实施方式

以下，参照附图对实施方式的注射发泡成型模具、注射发泡成型品、发泡性树脂成型品的制造方法以及注射发泡成型装置进行说明。

(第1实施方式)

参照图1至图6对第1实施方式的注射发泡成型模具进行说明。图1是概要地表示第1实施方式的注射发泡成型装置的侧视图。注射发泡成型装置100使熔融树脂从注射部110流入注射发泡成型模具10并进行成型。

图2是表示第1实施方式的注射发泡成型模具的构成的图。注射发泡成型模具10被填充由注射部110注射的含有发泡剂的熔融树脂即发泡性树脂，而成型出发泡性树脂成型品。

如图2所示，注射发泡成型模具10具备固定部20、可动部30、镶块构造40、弹簧50以及顶出杆60。

由注射部110注射的熔融树脂从注入口90流入固定部20。可动部30能够在从可动部30观察为固定部的方向即第1方向D1以及与第1方向D1相反方向即第2方向上移动。此外，在可动部30内部具有后述的镶块构造40能够移动的空腔Y。在注射发泡成型模具10打开时，可动部30从固定部20向第2方向D2分离。在注射发泡成型模具10关闭时，可动部30向第1方向D1移动，在固定部20与可动部30之间形成成为封闭空间的型腔X。

可动部30具备镶块构造40。镶块构造40具有与可动部30嵌合的部分即镶块嵌合部41(凸部)、以及能够在空腔Y内移动的部分即镶块基部42。镶块嵌合部41的一部分贯通可动部30的形成型腔X的面的一部分，构成型腔X的面的一部分。例如，如图2所示，型腔X的面中的型腔面X1以及型腔面X2由镶块构造40的一部分面构成。镶块嵌合部41的形成型腔X的部分并不限定于平面，也能够设置凹部、凸部、台阶以及螺纹紧固部等的形状。图3中示出了表示设置有多个第1实施方式的镶块构造的注射发泡成型模具的构成的图。如图3所示，也可以在可动部30设置多个镶块构造40。例如，如图3中的a图所示，能够设置向型腔X突出的形状相同的镶块构造40。此外，如图3中的b图所示，能够设置向型腔X突出的形状、镶块基部42的厚度中的至少一方不同的镶块构造40。在一个可动部30设置多个空腔Y的情况下，空腔Y的容积可以相同也可以不同。当考虑到模具的制造容易度时，空腔Y的容积优选相同。此外，在可动部30设置多个镶块构造40的情况下，可以如图3中的a图以及图3中的b图所示，相对于一个空腔Y设置一个镶块构造40，但也可以如图3中的c图所示，相对于一个空腔Y设置多个镶块构造40。

弹簧50设置在可动部30内的空腔Y内，一个端部与镶块基部42连接，另一个端部与可动部30连接。弹簧50能够设置任意数量。弹簧50随着可动部30的移动而伸缩，并驱动镶块构造40。通过调整弹簧50的弹簧常数、圈数等，能够如后述那样进行发泡性树脂成型品内的发泡性树脂的气泡直径的控制。在本实施方式中，将在通过注射发泡成型模具10形成的发泡性树脂成型品中观察到的气泡大小表述为气泡直径。

顶出杆60是将在型腔X中成型的发泡性树脂成型品从注射发泡成型模具10取出时使用的杆。通过从可动部30观察向第1方向D1突出，由此将发泡性树脂成型品从注射发泡成型模具10取出。顶出杆60设置于顶出板61。在顶出板61设置有顶出板用弹簧62，通过注射发泡成型装置的顶杆(未图示)使顶出板61动作。接着，对镶块构造40以及弹簧50的动作进行说明在。图4中示出了表示第1实施方式的模具的动作的概要图。作为第1工序，在型腔X中填充含有发泡剂的熔融树脂。如图4中的a图所示，在第1工序的熔融树脂向型腔X填充的期间，固定部20与可动部30紧密接触。此时，镶块基部42将弹簧50向第2方向D2推压，弹簧50成为被镶块构造40从第2方向D2推压而收缩的状态。在含有发泡剂的熔融树脂向型腔X填充结束之后，作为第2工序，可动部30向第2方向D2移动宽度L1。此时，弹簧50向第1方向D1伸长，对镶块构造40施加压力。因此，即使可动部30向第2方向D2移动宽度L1，由于弹簧50的伸长而镶块构造40移动的距离也比可动部30移动的距离L1短。根据弹簧50的常数、圈数、弹簧50的个数等，有时即使可动部30移动，弹簧50在外观上也几乎不移动。当着眼于与镶块构造40以及弹簧50的动作相伴随的型腔X时，第2工序结束后的型腔X具有与第1工序结束后的型腔X相比扩大了宽度L1的部分、以及与第1工序结束后的型腔X相比容积几乎没有变化的部分。

此处，对通过调整弹簧50的弹簧常数以及圈数等来控制发泡性树脂成型品内的发泡性树脂的气泡直径的情况进行详细说明。此处，对在可动部30设置有一个镶块构造40的情况、以及在可动部30设置有多个镶块构造40的情况分别进行说明。

首先，对在可动部30设置有一个镶块构造40的情况进行说明。图5中示出了表示第1实施方式的改变了所设置的弹簧的注射发泡成型模具的构成的图。如图5中的a图所示，在镶块构造40设置有一个弹簧50时，与设置有弹簧常数较小的弹簧50的情况相比，在设置有弹簧常数较大的弹簧50的情况下弹簧50难以伸缩。因此，与使用了弹簧常数较小的弹簧50的情况相比，在使用了弹簧常数较大的弹簧50的情况下，镶块构造40难以移动，因此镶块构造40附近的型腔X的容积难以增大，气泡直径变小。此外，在通过弹簧50的圈数来进行气泡直径的控制的情况下，圈数较多的弹簧50比圈数较少的弹簧50难以收缩。因此，与使用了圈数较少的弹簧50的情况相比，在使用了圈数较多的弹簧50的情况下气泡直径较小。即，通过改变所使用的弹簧50的弹簧常数或者圈数，能够控制气泡直径。

接着，对在可动部30设置有多个镶块构造40的情况进行说明。例如，如图5中的b图所示，在可动部30设置有镶块构造40a以及镶块构造40b，在镶块构造40a、镶块构造40b分别设置有两个弹簧50a、50b。在该情况下，通过调整设置于镶块构造40a的弹簧50a以及设置于镶块构造40b的弹簧50b的弹簧常数、圈数等，能够控制气泡直径。例如，在与镶块构造40a连接的弹簧50a的弹簧常数比与镶块构造40b连接的弹簧50b的弹簧常数小的情况下，在所成型的发泡性树脂成型品中，在镶块构造40a附近观察到比镶块构造40b附近大的气泡直径。在注射发泡成型模具10设置有多个镶块构造40的情况下，与其连接的弹簧50可以使用具有互不相同弹簧常数的弹簧50，也可以使用具有相同弹簧常数的弹簧50。对于圈数也同样可以使用互不相同圈数的弹簧50，也可以使用相同圈数的弹簧50。

图6中示出了表示第1实施方式的发泡性树脂成型品的一例的图。当如上述那样成型发泡性树脂时，例如成型出图6所示那样的具有台阶的发泡性树脂成型品70。发泡性树脂成型品的气泡直径的平均值根据位置而不同。

在发泡性树脂成型品70中的与注射发泡成型模具10接触的面附近的表皮层71中，观察到比与注射发泡成型模具10不接触的部分小的气泡直径。这是因为，表皮层71附近与注射发泡成型模具10接触，因此和与注射发泡成型模具10不接触的部分相比发泡性树脂冷却的速度更快。

图6中的b图示出了以I-I截面切断发泡性树脂成型品70的截面图。

I-I截面通过发泡性树脂成型品70的厚度的中央芯附近。发泡性树脂成型品

70的厚度是指，将与设置有镶块构造40的面垂直的方向作为厚度。或者，如图2所示，在配置有树脂的注入口90的情况下，将与存在注入口90的痕迹的面垂直的方向作为厚度。在不与注射发泡成型模具10接触的部分、即表皮层71以外的部分具有小气泡直径部分72以及大气泡直径部分73。小气泡直径部分72是通过使镶块构造40突出来进行成型的部分。大气泡直径部分73是与有无镶块构造40无关而能够成型的部分。成型小气泡直径部分72的型腔X的容积在可动部30向第2方向D2移动宽度L1时几乎不变化，因此虽然进行发泡但发泡倍率较低。此处，将发泡倍率定义为，使模具向D2方向移动之后的壁厚相对于使模具向D2方向移动之前的壁厚的比例。例如，使模具移动了宽度L1的情况下的发泡倍率是使模具向D2方向移动之前的壁厚加上L1而得到的厚度相对于使模具向D2方向移动之前的壁厚的比例。另一方面，在可动部30向第2方向D2移动宽度L1时，成型大气泡直径部分73的型腔X的容积比成型小气泡直径部分72的型腔X增大宽度L1，因此发泡倍率变高。如此，由于存在可动部30向第2方向D2移动时型腔X的容积变化容易度不同的部分，因此发泡性树脂成型品70具有小气泡直径部分72和大气泡直径部分73这样的气泡直径不同的部分。换言之，在使用镶块构造40进行了制造的情况下，成型品具有分割线，可以得知存在镶块构造40的部分和没有镶块构造40的部分。由镶块构造40成型的部分的气泡直径较小，其他部分即未由镶块构造40形成的部分的气泡直径较大。图6中的c图示出了以II-II截面以及III-III截面切断发泡性树脂成型品70而得到的切断面。II-II截面和III-III截面这两个面是相互平行且与可动部30的移动方向平行的面。此外，II-II截面和III-III截面分别是发泡性树脂成型品70的厚度不同的部分的截面。例如，如图6中的c图所示，在II-II截面中观察到小气泡直径部分72，如图6中的d图所示，在III-III截面中观察到大气泡直径部分73。这是因为，如上所述，在发泡性树脂成型品70的厚度不同的部分发泡性树脂的发泡倍率不同。

通过在注射发泡成型模具内10设置镶块构造40，能够提供对任意部位的发泡性树脂的气泡直径进行了控制的注射发泡成型模具。

此外，在设置有多个镶块构造40的情况下，与设置一个镶块构造40的情况相比，能够更精细地控制所发泡的泡的气泡直径。

进而，通过改变弹簧50的弹簧常数、圈数、个数，即使在使用了相同镶块构造40的情况下也能够调整镶块嵌合部41向型腔突出的程度，因此能够制造具有不同气泡直径的注射发泡成型品。即，能够制造根据部位而具有不同强度的注射发泡成型品。

通过使用弹簧50将镶块构造40与可动部30连接，由此不需要控制镶块构造40的移动的外部驱动源，因此能够提供小型的注射发泡成型模具。此外，由于不需要外部驱动源，因此能够提供能够降低控制了气泡直径的注射发泡成型品的制造成本的注射发泡成型模具。此外，由于镶块构造的驱动力为弹簧，因此能够容易地进行注射发泡成型模具的保养、维护。

(第2实施方式)

接着，使用图7对第2实施方式的注射发泡成型模具进行说明。在本实施方式中，可动部30内的空腔Y的构造与第1实施方式不同。对上述不同点进行具体说明。

图7中示出了表示在第2实施方式的可动部设置有垫片的注射发泡成型模具的构成的图。如图7所示，第2实施方式的注射发泡成型模具10在第1实施方式的注射发泡成型模具10的基础上还具备垫片80。

垫片80能够设置在设置于可动部30的空腔Y中的可动部30侧，或者将垫片80设置在镶块基部42的固定部20侧的面。此外，垫片80能够使用具有任意厚度的金属板、树脂板。在图7中，在镶块构造40c附近设置有一个垫片80，但这为一例，只要是设置于可动部30的镶块构造40附近，则厚度、个数等能够任意地决定。

接着，对第2实施方式的注射发泡成型模具10的动作进行说明。

作为第1工序，向型腔X填充含有发泡剂的熔融树脂。如图7中的a图所示，在第1工序的向型腔X填充熔融树脂的期间，固定部20与可动部30紧密接触。此时，镶块基部42将弹簧50c以及弹簧50d向第2方向D2推压，弹簧50c以及弹簧50d分别处于被镶块构造40c、镶块构造40d从第2方向D2推压而收缩的状态。

在含有发泡剂的熔融树脂向型腔X填充结束之后，作为第2工序，可动部30向第2方向D2移动宽度L2。

在第2工序中，在镶块构造40d附近，弹簧50d向第1方向D1伸长宽度L2，对镶块构造40d施加压力。因此，即使可动部30向第2方向D2移动宽度L2，由于弹簧50d的伸长而镶块构造40d在外观上也几乎不移动，在第2工序前后镶块嵌合部41d向型腔X突出的部分的长度几乎不变化。另一方面，在镶块构造40c附近，在空腔Y的可动部30侧设置有垫片80，因此弹簧50c伸长可动部30的移动距离即宽度L2与垫片80之间的厚度差量。因此，在第2工序前后，镶块嵌合部41c向型腔X突出的部分的长度比镶块嵌合部41d向型腔X突出的部分的长度短。

当着眼于与镶块构造40以及弹簧50的动作相伴随的型腔X时，第2工序结束后的型腔X具有与第1工序结束后的型腔X相比扩大了宽度L2的部分、与第1工序结束后的型腔X相比容积几乎不变化的部分、以及扩大了宽度L2与垫片80之间的差量的部分。

在使用第2实施方式的注射发泡成型模具10成型出的注射发泡成型品中，在镶块构造40c附近观察到比镶块构造40d附近的平均气泡直径大的气泡直径。

通过设置垫片80，即使在使用了相同形状的镶块构造40的情况下，也能够通过垫片80的有无、垫片80的厚度使镶块基部42能够移动的距离变化，因此能够控制发泡性树脂的气泡直径。因此，能够通过一个镶块构造40制造出具有不同气泡直径的多个发泡性树脂成型品70。即，能够提供能够通过较少的制造工序在短时间内制造多个发泡性树脂成型品70的注射发泡成型模具。

(第3实施方式)

接着，使用图8对第3实施方式的注射发泡成型模具进行说明。在本实施方式中，镶块构造40的构造与第1实施方式不同。对上述不同点进行具体说明。

图8中示出了表示在第3实施方式的镶块构造内设置有空腔的注射发泡成型模具的构成的图。如图8所示，在第3实施方式的注射发泡成型模具中，在第1实施方式的注射发泡成型模具10的基础上，在镶块构造40内设置有管状的空腔Z。

通过在镶块构造40内设置空腔Z并在其中流动水，由此与不设置管状的空腔Z的情况相比，型腔X内的冷却速度提高。通过设置管状的空腔Z，由此发泡性树脂成型品的表皮层71附近被急冷，因此能够抑制发泡，能够提供与第1、第2实施方式的气泡直径的控制相区别的通过温度来控制气泡直径的发泡性树脂成型品。

对本发明的几个实施方式进行了说明，但这些新的实施方式是作为例子而提示的，并不意图对发明的范围进行限定。这些新的实施方式能够以其他各种方式加以实施，在不脱离发明的主旨的范围内能够进行各种省略、置换、变更。这些实施方式及其变形包含于发明的范围及主旨中，并且包含于专利请求范围所记载的发明和与其等同的范围中。

Claims (11)

1.一种注射发泡成型模具，将从注射部注射的发泡性树脂填充到固定部与可动部之间的型腔中进行成型，其中，

具备镶块构造，该镶块构造通过弹簧与上述可动部连接，具有向上述型腔内突出的凸部。

2.根据权利要求1所述的注射发泡成型模具，其中，

在上述可动部设置有多个上述镶块构造以及多个上述弹簧。

3.根据权利要求2所述的注射发泡成型模具，其中，

上述多个弹簧中的至少几个具有不同的弹簧常数。

4.根据权利要求2所述的注射发泡成型模具，其中，

上述多个弹簧中的至少几个具有不同的圈数。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的注射发泡成型模具，其中，

在上述可动部内的设置有镶块构造的空腔中具有垫片。

6.根据权利要求1或2所述的注射发泡成型模具，其中，

在上述镶块构造的内部具有管状的空腔。

7.一种发泡性树脂成型品，具有台阶，其中，

除了表皮层附近以外，处于厚度的中央芯附近的气泡直径的平均大小具有比规定值大的部分和比规定值小的部分。

8.一种发泡性树脂成型品，具有台阶，其中，

取得两个与注射发泡成型模具的移动方向平行的任意的截面，一个截面是另一个截面的平行面，

另一个截面的气泡直径比一个截面的气泡直径大。

9.一种发泡性树脂成型品，具有台阶，其中，

通过镶块形成的部分的气泡直径的平均值比其他部分的气泡直径的平均值小。

10.一种发泡性树脂成型品的制造方法，其特征在于，

在权利要求1所述的注射发泡成型模具中进行：

向型腔填充发泡性树脂的工序；以及

使可动部向与固定部所存在的方向相反侧移动的工序，

在使上述可动部移动的工序中，将上述可动部与上述镶块构造连接的弹簧伸长，由此上述镶块构造移动比上述可动部所移动的距离短的距离。

11.一种注射发泡成型装置，具有：

注射发泡性树脂的注射部；以及

权利要求1所述的注射发泡成型模具。