CN1845817A - 发泡成形用模具、氨基甲酸乙酯泡沫塑料的制造方法和氨基甲酸乙酯泡沫塑料 - Google Patents

发泡成形用模具、氨基甲酸乙酯泡沫塑料的制造方法和氨基甲酸乙酯泡沫塑料 Download PDF

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Abstract

能够效率良好地成形外表面精度良好的发泡成形品的发泡成形方法和用于该方法的模具。将多个由阀室(25)、气流通路(26)、阀体(27)、气体流入量控制阀(28)等构成的气体吹入装置(24)设置在下模(22)的模腔(23)的底面上。将来自公用空气泵的气体供给到每个气体吹入装置(24)的气流通路(26)内。阀体(27)以使气流通路(26)的模腔(23)侧的开口关闭或开启的方式上下方向移动。一旦向气流通路(26)内供给气体，则阀体(27)由该气体压力而向上方移动，对成形品(34)进行推压。阀(28)与阀体(27)一体向上移动，着座在气流通路(26)内的阀座部(31)上，对气体向气流通路(26)内的流入进行控制。在阀(28)上设置了通气孔(32)，虽然流入量下降，但是气体持续地流入气体向气流通路(26)内。

Description

发泡成形用模具、氨基甲酸乙酯泡沫塑料的制造方法和 氨基甲酸乙酯泡沫塑料
技术领域
本发明涉及一种用于制造氨基甲酸乙酯泡沫塑料等的发泡成形品的模具，特别涉及一种能够有效地对成形品进行脱模的模具。而且本发明还涉及使用该模具的氨基甲酸乙酯泡沫塑料的制造方法以及使用该模具所成形的氨基甲酸乙酯泡沫塑料。
背景技术
在对硬质聚氨脂泡沫塑料进行成形时，将氨基甲酸乙酯原料液供应到由上模和下模构成的模具的下模内，进行合模并使原料液发泡，固化(cure)后打开模具，进行脱模。
为了进行所述脱模，使用下述那样构成的模具，即在下模上设置了推杆，由所述推杆将成形品顶出，但是容易在成形品上留下推杆的压痕。
作为不使用推杆而能有效脱模的方法，特开平9-234748号公报记载了一种沿下模的模腔面设置薄膜，在开模后而进行脱模时，将空气供应到所述薄膜和模腔面之间，使薄膜从模腔面上离开，由薄膜而将成形品压出下模的发泡成形方法。
图9A～9C是该公报的方法和用于该方法的模具的截面视图。该模具包括上模2和下模3，所述上模2和下模3以可分离的方式接合。将模腔4设置在下模3上。
将由真空成形法成形得到的与预制模腔4相似或相同形状的聚丙烯制薄膜6预先设置在下模3上。该薄膜6由固定销7限定在下模3的上端面上，由设置在下模3上端面上的薄膜密封用衬垫9和薄膜压件8夹持着，牢固地固定在下模上。
而且在下模3的底部上设置了箱状空气室10，包括压力调整阀11的气管12的一端连接在该空气室10上，气管12的另一端与真空泵等空气导入·吸引装置13相连。空气室10和下模模腔14由多个空气连通孔(空气孔)14相连。
薄膜6是利用下模3真空成形的产品。也就是夹住聚丙烯制薄膜6的4个边，在薄膜6的上下两侧由加热器加热15～20秒而温度达到180～200℃，然后将上述加热后的薄膜6上述那样固定在下模3上，在该状态下，由空气导入·吸引装置13操作，将设置在下模3上的空气室10和下模模腔4内减压到规定压力，薄膜6均匀地压付在下模上，成形为与下模模腔形状相似的形状。
在使用该模具1而制造硬质聚氨脂泡沫塑料锭模成形品时，将规定数量的硬质聚氨脂泡沫塑料发泡原料导入到模腔4内的真空成形聚丙烯薄膜6上，将上模2和下模3进行合模。在图9A所示的发泡·膨胀后，开启上模，如图9B所示，操作空气导入·吸引装置13，通过气管12、空气室10和空气连通孔14，将空气吹入薄膜6和模腔4的间隙15内，将成形品16和薄膜6頂起，将成形品16取出。
然后由空气导入·吸引装置13抽吸空气，如图9C所示，使薄膜6与模腔面紧密贴合，进行下次成形周期。
在上述特开平9-234748号公报的方法中，在脱模后使薄膜6与下模3紧密贴合的操作是必不可少的，需要若干工序、时间。而且在薄膜6上产生褶皱时，有可能在成形品的表面上转印上褶皱模样。
发明内容
为了解决上述问题，本发明目的是提供一种能够高效率地对成形品外表面精度良好的发泡成形品进行成形并脱模的发泡成形用模具、使用该模具的氨基甲酸乙酯泡沫塑料的制造方法以及使用该模具所成形的氨基甲酸乙酯泡沫塑料。
本发明的发泡成形用模具包括多个气体吹入机构，该气体吹入机构用于由气压对成形品进行推压而使其从成形用模具脱模，各个气体吹入机构具有朝向该模腔的气流通路以及阀体，该阀体在成形操作时对该气流通路进行闭锁，且在脱模操作时由供应到该气流通路内的气压而向模腔内突出移动；相对于多个气流通路从公用气体供给源供给气体，其中，该发泡成形用模具还具有气体流入量限制机构，在该阀体对该气流通路进行闭锁时，该机构允许气体向该气流通路内流入，在该阀体突出时，该机构对气体向该气流通路内的流入进行限制。
本发明的氨基甲酸乙酯泡沫塑料制造方法是使用本发明的模具而形成氨基甲酸乙酯泡沫塑料的方法。
本发明的氨基甲酸乙酯泡沫塑料是由本发明的氨基甲酸乙酯泡沫塑料制造方法所成形的氨基甲酸乙酯泡沫塑料。
本发明的模具由于没有使用薄膜和推杆，所以能够高利用率地成形外表面精度良好的发泡成形品。
由于使用该模具的发泡成形方法不需要在脱模后使薄膜紧密贴合在下模内表面上的工序，所以能够缩短循环周期，成形效率也良好。
在本发明中，在脱模时在将气体供给到多个气流通路内时，在一部分气流通路的阀体比其它气流通路的阀体先行突出时，由于由气体流入量控制机构对气体向该部分气流通路内的流入进行控制，所以也能够充分地向其它气流通路内供应气体，其它气流通路的阀体也能可靠地突出。其结果，成形品被由从各个气流通路突出的阀体或从各个气流通路喷出的气体均匀地推压，进行顺利地脱模。
气体流入量控制机构在阀体突出时也可以允许气体向气流通路内的流入，从而，成形品被由阀体推压的同时由从该气流通路喷出的气体向脱模方向推压。
为了在阀体突出时也允许气体向气流通路内的流入，该气体流入量限制机构具有与上述阀体相连并与该阀体一体地移动的气体流入量控制阀，在该气体流入量控制阀上也可以设置用于使气体继续向该气流通路内流入的开口和切口部。
气体流入量限制机构设置有气体流入量控制阀和阀座部，其中，气体流入量控制阀与阀体相连并与该阀体一体地移动，阀座部为在该阀体突出时该气体流入量控制阀的着座部，在该阀座部上，也可以设置有用于使气体继续向该气流通路内流入的切除部。
气体流入量限制机构也可以在阀体突出时遮断气体向气流通路内的流入，从而，成形品由阀体推压而脱模。
气体流入量限制机构也可以具有与阀体一体地移动的气体流入量控制阀，由此在阀体突出时，气体流入量限制机构的操作被自动地进行。
本发明的模具在成形操作时，所述阀体与模具的内表面大致在同一个平面上，由此能够可靠地防止在成形品的外表面上附带阀体的痕迹。还可以在封闭方向上设置对该阀体进行加载的加载部件，由此能够进一步提高成形作业效率。
阀室安装在模具内，气流通路设置在该阀室上也可以。由此，模具能够容易地将气体吹入机构设置在模具上，同时能够迅速地更换气体吹入机构。
气流通路的模腔侧缘部也可以是朝向模腔扩展的锥形，该阀体的外周面可以是重叠在该缘部上的锥形。由此在阀体和该缘部之间的密封特性良好。阀体的锥角也可以比该缘部的锥角大，由此，所述密封性显著良好。
阀体可以由高脱模性的树脂材料构成，也可以由高脱模性的树脂材料覆盖，由此提高阀体和成形品的脱模性。阀室可以由高脱模性的树脂材料制成，也可以由高脱模性的树脂材料覆盖，由此提高阀室和成形品的脱模性。
附图说明
图1是本发明一个实施方式的模具成形操作前的截面视图；
图2是图1模具成形操作时的截面视图；
图3是图1模具脱模操作时的截面视图；
图4a、4b是显示气体吹入装置结构的截面视图；
图5a、5b是阀体和气体流入量控制阀的说明图；
图6是阀体用阀座部的截面视图；
图7a、7b、7c、7d、7e是显示气体流入量控制阀其它结构示例的说明图；
图8a、8b是在气体流入量控制阀用阀座部上设置了切除部的结构的说明图；
图9A、9B和9C是显示现有示例的说明图。
具体实施方式
下文参考附图对本发明的一个实施方式进行介绍。图1～3是说明本发明一个实施方式的发泡成形用模具和使用该模具的发泡成形工序的截面视图。图4a、4b是显示气体吹入装置结构的截面视图，图4a显示脱模操作前的状态，图4b显示脱模操作时的状态。图5a是阀体和气体流入量控制阀的立体图，图5b是该气体流入量控制阀的仰视图。图6是该阀体用阀座部的截面视图。
模具20包括上模21和下模22。在下模22上设置了在该下模22上表面敞开的模腔23。在模腔23上设置了以适合角度向上方扩展的拔模角。在该形态中，上模21通过转动装置(图中未示)能够相对于下模22的上表面在起倒方向上转动，但是并不局限于此。
在模腔23的底面上设置了多个(在该实施方式中2个)气体吹入装置24。气体吹入装置24包括：安装在模腔23底面上的阀室25，设置在阀室25上的气流通路26，沿上下方向以可移动的方式设置在该气流通路26内的阀体27，与阀体27下端侧相连的气体流入量控制阀28，作为将气体供应到该气流通路26内的气源的空气泵(图中未示)，连接该空气泵和气流通路26的供气管(pipe)29。该供气管29将与空气泵相连的1根管分叉成多根(在本实施方式中2根)管，并分别与各个气体吹入装置24的气流通路26相连。因而，由公用空气泵将气体供应到各个气体吹入装置24的气流通路26内。该空气泵在该形态下作为气体供应空气(大气)，但是并不限于供应空气。
如图4a、4b所示，阀室25是上下两端面分别敞开的大致圆筒形部件，该阀室25内侧成为气流通路26。该阀室25插入贯通下模22下部的开口22a内，其上端面探出到模腔23的底面。从该阀室25的上端侧的侧周面放射状突出设置凸缘25a，该凸缘25a与模腔23的底面重叠。该阀室25的下端侧与供气管29相连。
在气流通路26的模腔23侧的开口周缘部(阀室25的上端面内周侧缘部)上形成了阀座部30，后述阀体27的阀本体27a从上方(模腔23侧)着座于该阀座部30。如图6放大显示，阀座部30与阀本体27a的接触面成为朝向模腔23侧扩大的锥面。
如图4a、4b所示，在气流通路26的内部，在上段、中段、下段3个部分上内径不同，上段部分的内径最小，然后按照中段部分、下段部分的顺序，内径增大。气流通路26中段部分的内径比气体流入量控制阀28的外径小，下段部分的内径比气体流入量控制阀28的外径大。阀28以沿上下方向可移动的方式设置在该气流通路28的下段部分的内部内，该气流通路26的下段部分和中段部分的界面成为阀28从下方(供气管29侧)着座的阀座部31。
螺旋弹簧33在沿上下方向蓄力的状态下收容在气流通路26的中段部分内部内，螺旋弹簧33的上端部与该气流通路26的上段部分和中段部分的界面接触。螺旋弹簧33的下端部与阀28接触，对阀体27和阀28向下方施加弹力。
阀体27具有大致圆盘形的阀本体27a和气体流入量控制阀连接轴(下文简称为‘连接轴’)27b，其中，阀本体27a相对于上述阀座部30而从上方着座，连接轴27b从该阀本体27a的下表面中心部向下方垂直设置，并从模腔23侧设置在气流通路26内。气体流入量控制阀28连接在该连接轴27b下端侧上，该阀本体27a和阀28通过连接轴27b一体地沿上下方向移动。
如图6所示，该阀本体27a的侧周面为从上方重叠在阀座部30的锥面上的锥面。阀本体27a的锥角θv比阀座部30的锥角θs大。因而如图6所示，当阀本体27a着座在阀座部30上时，阀本体27a的侧周面上端缘与阀座部30的锥面接触。
气体流入量控制阀28是直径比气流通路26的上述下段部分直径小且比中段部分直径大的大致圆盘形部件。如图5b所示，在阀28的中心部上设置了连接轴结合孔28a。阀体27的连接轴27b的下端部结合在所述孔28a上。在连接轴27b的下端部上设置了子母扣式结合部27c。在对连接轴27和阀28进行连接时，将该结合部27c压入该结合孔28a内使其弹性地结合。连接轴27和阀28也可以由螺母固定等其它方式连接。
气体流入量控制阀28如上所述从下方着座在阀座部31上，对气体向气流通路26内流入进行控制。在阀28上设置了通气孔32。当阀28着座在阀座部31上后，通过该通气孔32，允许气体向气流通路26内流入。如图5b所示，通气孔32由圆形小孔构成，总共在阀28上设置了2个通气孔32，但是通气孔32的形状和数量、配置并不局限于此。
当阀本体27a处于着座在阀座部30上的状态时，在阀本体27a的上表面和阀室25的上端面以及模腔23的底面上存在高度差，所有面不处于一个平面上，但是也可以构成为所有面处于1个平面上。
模具20是用于对作为成形品的氨基甲酸乙酯泡沫塑料进行成形的工具，朝向模腔23内的阀室25和阀体27由相对于氨脂脱模性高的聚丙烯制造。但是，阀室25和阀体27也可以由高脱模性材料覆盖而构成。
下文对使用这种结构的模具20的成形品(氨基甲酸乙酯泡沫塑料)的成形工序进行说明。
首先，阀体27封闭，在图1和4a所示状态下将脱模剂涂覆在模腔23内。此时，阀本体27a着座在阀座部30上，气体流入量控制阀28从阀座部31离开。将氨脂原料液供应到模腔23内，在上模21合模后，象图2所示那样使氨脂原料液发泡。
在固化后，打开上模21，操纵空气泵，向各个气体吹入装置24的气流通路26内供应空气。
一旦从空气泵向气流通路26内供应空气，则如图4b所示，阀体27对抗着螺旋弹簧33的弹力向上方移动，阀本体27a向模腔23内突出，气体流入量控制阀28着座在阀座部31上。空气通过空气孔32连续地吹入到模腔23内。
向模腔23内突出的阀本体27a以及从气流通路26吹入该模腔23内的空气对成形品34进行推压，成形品34从模腔23的底面脱模，被向上方顶起。这样，将成形品34从模腔23中脱模。
一旦在脱模后，停止向各个气体吹入装置24的气流通路26内供应空气，则阀体27由螺旋弹簧33的弹力而向下方移动，复归到图1和图4a所示状态。进入到下一个循环周期。
对于模具20，在脱模时，在由公用空气泵分别向各个气体吹入装置24的气流通路26内供应空气时，当一个气流通路26的阀体27比其它气流通路26的阀体27早一步向模腔23内突出时，由于气体向该气流通路26的流入被气体流入量控制阀28控制，因此能够向其它气流通路26充分供给气体，其它气流通路26的阀体27可靠地在模腔23内突出。因而，成形品34由从各个气流通路26突出的阀体27以及从气流通路26喷出的气体均匀地推压，能够顺利地进行脱模。
由于阀28和阀体27一体地上下方向移动，伴随着阀体27在模腔23内突出，阀28自动地着座在气流通路26内的阀座部31上，限制气体向该气流通路26的流入。
在此情况下，阀体27用阀座部30为朝向模腔23侧扩展的锥形，着座在该阀座部30上的阀体27的阀本体27a侧周面也成锥形。而且，阀本体27a的锥角θv比阀座部30的锥角θs大。因而，当阀本体27a着座在阀座部30上时，由于该阀本体27a的全周紧密贴合在阀座部30上，密封特性非常好，在此期间，能够可靠地防止成形品34的氨脂浸入。
由于由相对于氨脂脱模性高的聚丙烯制造阀室25和阀体27，所以成形品(氨基甲酸乙酯泡沫塑料)34相对阀室25和阀体27的脱模性高。
由于将形成了气流通路26的阀室25安装在下模22上，所以将气体吹入装置24向模腔23的设置容易，同时在对气体吹入装置24更换时，能够迅速地进行更换。
在上述形态下，为了使阀28着座在阀座部31上后也允许气体流入气流通路26内，在阀28上设置了2个小圆孔状的通气孔32，但是本发明并不局限于此。下文将参考图7a～7e，对着座在阀座部31上后也允许气体流入气流通路26内的其它气体流入量控制阀28A～28D进行介绍。图7a是阀28A的俯视图，图7b是阀28B的俯视图，图7c是阀28C的立体图，图7d是显示阀28C着座在阀座部31上状态下沿图7c的VIID-VIID线的截面视图，图7e是阀28D的立体图。在图7a～7e中，与图1～6相同的符号表示相同的部分。
在图7a的气体流入量控制阀28A中，从其中心部的连接轴结合孔28a的周缘部在放射方向上形成多条切口状的窄缝35，当阀28A着座在阀座部31上时，在气流通路26内，通过这些窄缝35，气体流入气流通路26内。
图7b的气体流入量控制阀28B为其周缘部的一部分沿弦状边36被切除的大致D字形形状。当阀28B在气流通路26内着座在阀座部31上时，在弦状边36和阀座部31的一部分周缘部之间形成间隙，通过所述间隙，气体流入气流通路26内。
图7c、7d的气体流入量控制阀28C在其上表面设置了凹段部37。从阀28C中心部附近的在弦方向延伸的台阶面38到阀28C侧周面形成该凹段部37。当阀28C着座在气流通路26内的阀座部31上时，在该凹段部37和阀座部31的一部分周缘部之间形成间隙S，通过所述间隙S，气体流入气流通路26内。
图7e的气体流入量控制阀28D在其上表面设置了凹槽39。该凹槽39通过阀28D的中心部在阀28D直径方向上延伸，其两端分别在阀28D的侧周面敞开。在该形态下，为了将气体向该凹槽39内引导，阀28D的周缘部为沿弦状边40切除的形状。当阀28D着座在气流通路26内的阀座部31时，通过所述凹槽39，气体流入气流通路26内。
在上述各个形态中，通过在气体流入量控制阀上设置通气孔或凹段部等，气体流入量控制阀着座在阀座部上后，允许气体流入气流通路内。代替在气体流入量控制阀上设置通气孔或凹段部等，也可以在阀座部上设置允许气体流入气流通路内的机构。如图8a、8b所示，图8a是阀座部的纵截面视图，图8b是沿图8a中VIIIB-VIIIB线的截面视图。
图8a、8b所示的气体流入量控制阀28E在盘面上没有设置通气孔或凹段部等。在该形态下，在阀28E要着座的阀座部31A上，其周缘部的一部分被切口，形成在上下方向上延伸的槽状切除部41。在该状态下，以在阀座部31A直径方向上对峙的方式设置1对切除部41、41。在阀28E着座在阀座部31A上后，通过各个切除部41，气体流入气流通路26内。
在上述各个形态中，构成为在气体流入量控制阀着座在阀座部上后，允许气体流入气流通路内，但是在本发明中，也可以构成为在气体流入量控制阀着座在阀座部上后，遮断气体向气流通路内的流入。在采用这种结构时，模腔内的成形品由阀体推压而脱模。
上述各个实施方式都是本发明的一个示例，本发明并不局限于上述各个实施方式。例如气体吹入装置也可以设置3个以上。而且也可以将空气之外的气体供应到气体吹入装置内。
在上述实施方式中，在模具内设置了1个模腔，但是也可以在模具上设置2个以上的模腔。此时在每个模腔内设置1个以上的气体吹入装置，针对各个气体吹入装置，从公用的气体供给源供应气体。
在上述实施方式中，图2所示阀室25的凸缘25a位于模腔23的底面上，但是阀室25也可以设置得与模腔23的底面处于同一个平面上。
在本发明中，也可以将快插接头安装在阀室的后端上，这样，能够简便地装卸软管。

Claims (23)

1.一种发泡成形用模具，包括多个气体吹入机构，该气体吹入机构用于由气压对成形品进行推压而使其从成形用模具脱模，
各个气体吹入机构具有朝向该模腔的气流通路以及阀体，该阀体在成形操作时对该气流通路进行闭锁，且在脱模操作时由供应到该气流通路内的气压而向模腔内突出移动；
相对于多个气流通路从公用气体供给源供给气体，
其中，该发泡成形用模具还具有气体流入量限制机构，在该阀体对该气流通路进行闭锁时，该机构允许气体向该气流通路内流入，在该阀体突出时，该机构对气体向该气流通路内的流入进行限制。
2.如权利要求1所述发泡成形用模具，其特征在于：该气体流入量限制机构在阀体突出时，使气体向气流通路内的流入量减少，但是使气体的流入继续。
3.如权利要求1所述发泡成形用模具，其特征在于：该气体流入量限制机构在阀体突出时，遮断气体向气流通路内的流入。
4.如权利要求1所述发泡成形用模具，其特征在于：该气体流入量限制机构具有气体流入量控制阀，该气体流入量控制阀与上述阀体相连，并与该阀体一体地移动。
5.如权利要求2所述发泡成形用模具，其特征在于：该气体流入量限制机构具有气体流入量控制阀，该气体流入量控制阀与上述阀体相连，并与该阀体一体地移动，
在该气体流入量控制阀上，至少设置有开口和切口部之一，该开口和切口部用于使气体继续向该气流通路内流入。
6.如权利要求2所述发泡成形用模具，其特征在于：该气体流入量限制机构设置有气体流入量控制阀和阀座部，其中，气体流入量控制阀与上述阀体相连并与该阀体一体地移动，阀座部为在该阀体突出时该气体流入量控制阀的着座部，
在该阀座部上，设置有用于使气体继续向该气流通路内流入的切除部。
7.如权利要求1所述发泡成形用模具，其特征在于：所述阀体在成形操作时与模具的内表面大致齐平。
8.如权利要求1所述发泡成形用模具，其特征在于：设置有加载部件，该加载部件对上述阀体向封闭方向加载。
9.如权利要求1所述发泡成形用模具，其特征在于：阀室以朝向模腔的方式安装在该模具内，该气流通路设置在该阀室上。
10.如权利要求1所述发泡成形用模具，其特征在于：该气流通路的模腔侧的缘部呈朝向模腔扩展的锥形，该阀体的外周面呈与该缘部重叠的锥形。
11.如权利要求10所述发泡成形用模具，其特征在于：该阀体的锥角比该缘部的锥角大。
12.如权利要求1所述发泡成形用模具，其特征在于：至少该阀体的表面含有高脱模性的树脂材料。
13.如权利要求12所述发泡成形用模具，其特征在于：该阀体由高脱模性的树脂材料制成。
14.如权利要求12所述发泡成形用模具，其特征在于：该阀体由高脱模性的树脂材料包裹。
15.如权利要求1所述发泡成形用模具，其特征在于：至少该阀室的表面含有高脱模性的树脂材料。
16.如权利要求15所述发泡成形用模具，其特征在于：该阀室由高脱模性的树脂材料制成。
17.如权利要求15所述发泡成形用模具，其特征在于：该阀室由高脱模性的树脂材料包裹。
18.如权利要求12所述发泡成形用模具，其特征在于：所述模具是一种用于形成氨基甲酸乙酯泡沫塑料的模具，该高脱模性树脂材料是聚丙烯。
19.如权利要求15所述发泡成形用模具，其特征在于：所述模具是一种用于形成氨基甲酸乙酯泡沫塑料的模具，该高脱模性树脂材料是聚丙烯。
20.一种使用权利要求18所述模具成形氨基甲酸乙酯泡沫塑料的氨基甲酸乙酯泡沫塑料的制造方法。
21.一种使用权利要求19所述模具成形氨基甲酸乙酯泡沫塑料的氨基甲酸乙酯泡沫塑料的制造方法。
22.由权利要求20的方法所成形的氨基甲酸乙酯泡沫塑料。
23.由权利要求21的方法所成形的氨基甲酸乙酯泡沫塑料。
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