JP2001162660A - Method and apparatus for manufacturing foam - Google Patents

Method and apparatus for manufacturing foam

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JP2001162660A JP34954699A JP34954699A JP2001162660A JP 2001162660 A JP2001162660 A JP 2001162660A JP 34954699 A JP34954699 A JP 34954699A JP 34954699 A JP34954699 A JP 34954699A JP 2001162660 A JP2001162660 A JP 2001162660A
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文郎 津田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for molding a foam wherein pressure control is easy, it can easily enter a cooling process before entering an injection process, further a trouble on staying of molten resin is little and an existing molding machine can be applied only by changing, for example, a specification. SOLUTION: A principal injection unit 10 comprising an injection machine, and a sub-injection unit 1 comprising the injection machine in the same way are used. A resin material is plasticized by the subinjection unit 1, and carbon dioxide fluid in a supercritical state is injected and melted to obtain a foamed molten resin HJ. Its specific amount is stored while a back pressure is applied to the injection unit 10, and then cooled. Besides a screw 13 is rotatively driven at a low speed, dissolution and osmosis of the carbon dioxide fluid are accelerated, and thereafter the foam is obtained by injection from the principal injection unit 10 into the cavity of the mold.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、シリンダバレルと
該シリンダバレル内に駆動可能に設けられているスクリ
ュとからなる主射出ユニットと、同様にシリンダバレル
と該シリンダバレル内に駆動可能に設けられているスク
リュとからなる副射出ユニットとを使用して発泡体を得
る、発泡体の製造方法およびこの方法の実施に使用され
る製造装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a main injection unit comprising a cylinder barrel and a screw drivably mounted in the cylinder barrel, and a main injection unit similarly drivable in the cylinder barrel and the cylinder barrel. The present invention relates to a method for producing a foam using a sub-injection unit comprising a screw and a method for producing the foam, and a production apparatus used for carrying out the method.

【0002】[0002]

【従来の技術】熱可塑性樹脂製の発泡体の成形方法は、
従来周知で発泡剤には一般に化学的発泡剤が使用されて
いる。化学的発泡剤は、成形温度で分解してガスを発生
する低分子量の有機物で、これを樹脂材料と混合して計
量するか、あるいは予め発泡剤を押出工程で溶融混練し
ペレット化した材料を計量し、そして金型のキャビテイ
に射出して発泡させ、発泡体を得ている。ところで、化
学的発泡剤は高価で、発泡体のコスト高を招く欠点があ
る。また、発泡体の中に残存する化学的発泡剤の分解残
留物が、製品である発泡体を変色させたり、臭気の原因
になることがあり、必ずしも好ましいものではない。さ
らには、ダイオキシンのような有害物質の発生の恐れも
ある。そこで、化学的発泡剤に代わるものとして、物理
的発泡剤も使用されている。すなわち、射出装置により
樹脂材料を溶融混練するとき、溶融樹脂の中に物理的発
泡剤である超臨界状態の二酸化炭素の流体を注入して、
溶解させ、そして金型のキャビテイに射出して発泡さ
せ、発泡体を得ている。
2. Description of the Related Art A method for molding a foam made of a thermoplastic resin is as follows.
Conventionally, a chemical blowing agent is generally used as a blowing agent. Chemical blowing agents are low-molecular-weight organic substances that decompose at the molding temperature to generate gas, and are mixed with a resin material and weighed, or a material obtained by melting and kneading a foaming agent in advance in an extrusion process to form a pellet is used. It is weighed and injected into the mold cavity to foam and obtain a foam. By the way, the chemical foaming agent is expensive and has a drawback that the cost of the foam is increased. Further, the decomposition residue of the chemical foaming agent remaining in the foam may discolor the foam as a product or cause odor, which is not always preferable. Furthermore, there is a possibility that harmful substances such as dioxin may be generated. Thus, physical blowing agents have also been used as an alternative to chemical blowing agents. That is, when the resin material is melt-kneaded by an injection device, a fluid of supercritical carbon dioxide as a physical foaming agent is injected into the molten resin,
Dissolve and inject into the mold cavity to foam to obtain a foam.

【0003】このような物理的発泡剤を使用して発泡体
を得る代表的な成形方法が特表平6−506724号
と、特開平10−230528号に示されている。上記
特表平6−506724号に開示されている微細発泡体
の製造装置は、図5の(イ)に示されているように、シ
リンダバレル80、このシリンダバレル80の内部に設
けられている混合スクリュ81、超臨界状態の物理的発
泡剤供給装置82等からなり、シリンダバレル80の下
流端部近傍に静的ミキサ83が設けられている。また、
金型のキャビテイ85には、ガスボンベ86からカウン
タープレッシャー用ガスが供給されるようになってい
る。したがって、ポリマープラスチック材料をシリンダ
バレル80に供給し、混合スクリュ81を回転駆動する
と、ポリマープラスチック材料は、周知のように溶融す
る。そこで、物理的発泡剤供給装置82から超臨界状態
の二酸化炭素の液体を注入すると、溶融樹脂と二酸化炭
素の液体の2種類の材料が、接触領域が混合により増加
して拡散し、また静的ミキサ83により一層ミキシング
されて、さらに二酸化炭素の液体が溶融樹脂に浸透、飽
和され、そして拡散チャンバー84により完全な一相溶
液となり、金型のキャビテイ85に射出される。このと
き、キャビテイ85にカウンタープレッシャーをかけて
おき、射出後にカウンタープレッシャーを一気に解放す
ると、小さな気泡セルを有する発泡体が得られる。
[0003] Representative molding methods for obtaining a foam using such a physical foaming agent are disclosed in JP-A-6-506724 and JP-A-10-230528. As shown in FIG. 5A, the apparatus for producing a fine foam disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Publication No. 6-506724 is provided in a cylinder barrel 80 and inside the cylinder barrel 80. A static mixer 83 is provided near the downstream end of the cylinder barrel 80, including a mixing screw 81, a supercritical physical foaming agent supply device 82, and the like. Also,
A counter pressure gas is supplied from a gas cylinder 86 to the mold cavity 85. Therefore, when the polymer plastic material is supplied to the cylinder barrel 80 and the mixing screw 81 is driven to rotate, the polymer plastic material melts as is well known. Therefore, when a supercritical carbon dioxide liquid is injected from the physical foaming agent supply device 82, the two types of materials, the molten resin and the carbon dioxide liquid, are diffused by increasing the contact area by mixing, and Further mixing by the mixer 83 further causes the liquid of carbon dioxide to permeate and saturate the molten resin, and becomes a complete one-phase solution by the diffusion chamber 84 and is injected into the mold cavity 85. At this time, when the counter pressure is applied to the cavity 85 and the counter pressure is released at a stretch after the injection, a foam having small cell cells is obtained.

【0004】特開平10−230528号に開示されて
いる発泡体製造装置は、図5の(ロ)に示されているよ
うに、概略的には、シリンダバレル90、このシリンダ
バレル90内部に回転駆動可能に設けられている混練ス
クリュ91、物理的発泡剤供給装置92、アキュムレー
タ93、射出プランジャー95を有する射出装置94、
金型96等からなっている。したがって、混練スクリュ
91を回転駆動してペレット状の樹脂材料を供給する
と、従来周知のようにして樹脂材料は溶融する。このと
き、物理的発泡剤供給装置92から超臨界状態の二酸化
炭素の液体を供給すると、溶融樹脂と二酸化炭素の液体
の相溶状の溶融樹脂材組成物が得られる。これを超臨界
状態の圧力を維持したまま温度を下げて冷却して溶解を
一層促進させ、アキュムレータ93を介して射出プラン
ジャー95に供給し、そして射出装置94により射出プ
ランジャー95を駆動すると、金型96のキャビテイ9
7には、ガスボンベ98からカウンタープレッシャーが
かけられているので、上記したようにして発泡体が得ら
れる。このとき、表面が固化してからカウンタープレッ
シャーを解放すると、表面に未発泡のスキン層を有する
熱可塑性樹脂発泡体が得られる。
The foam manufacturing apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 10-230528 is, as shown in FIG. 5 (b), schematically showing a cylinder barrel 90 and a rotating inside the cylinder barrel 90. A kneading screw 91 operably provided, a physical foaming agent supply device 92, an accumulator 93, an injection device 94 having an injection plunger 95,
It consists of a mold 96 and the like. Accordingly, when the kneading screw 91 is driven to rotate and the pellet-shaped resin material is supplied, the resin material is melted as conventionally known. At this time, when the liquid of supercritical carbon dioxide is supplied from the physical blowing agent supply device 92, a molten resin material composition in which the molten resin and the liquid of carbon dioxide are compatible with each other is obtained. When the injection plunger 95 is supplied to the injection plunger 95 via the accumulator 93 and cooled by lowering the temperature and cooling while maintaining the pressure in the supercritical state, and the injection plunger 95 is driven by the injection device 94, Cavity 9 of mold 96
Since a counter pressure is applied to 7 from the gas cylinder 98, a foam is obtained as described above. At this time, when the counter pressure is released after the surface is solidified, a thermoplastic resin foam having an unfoamed skin layer on the surface is obtained.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記のように従来の発
泡体の製造装置によっても発泡体を製造することはでき
るが、問題点も認められる。例えば、図5に示されてい
る製造装置によると、射出成形機が使用されているの
で、混合スクリュを回転駆動して計量するときは、混合
スクリュ81には背圧がかけられ問題はないが、計量終
了後射出工程に入るとき、背圧が一旦停止するので、溶
融樹脂と二酸化炭素の流体とが分離し、金型のキャビテ
イへ射出しても微細な発泡セルは得難いと考えられる。
また、発泡セルの育成には、射出工程の前に冷却工程を
入れて二酸化炭素の流体の溶解を促進させるのが望まし
いが、熱伝導の良い1本のシリンダバレル80から構成
されているので、冷却工程を入れることができない。図
6に示されている製造装置によると、可塑化装置と射出
プランジャーからなる射出装置とが独立しているので、
射出プランジャーの温度を下げることはできるが、射出
装置は射出専用で汎用性がなくコスト高になることがあ
る。また、射出プランジャーは、シリンダとピストンと
からなっているので、射出してもシリンダの先端部に溶
融樹脂が滞留し、樹脂焼けが発生する恐れがある。本発
明は、上記したような問題点を解決した、発泡体の成形
方法および成形装置を提供することを目的とし、具体的
には圧力管理が容易で、また射出工程に入る前に冷却工
程も容易に入れることができ、しかも溶融樹脂の滞留の
問題も少なく、既存の成形機を例えば仕様を変えるだけ
で適用できる、発泡体の成形方法およびこの成形方法の
実施に使用される成形装置を提供することを目的として
いる。
As described above, foams can be produced by the conventional foam production apparatus, but there are problems. For example, according to the manufacturing apparatus shown in FIG. 5, since an injection molding machine is used, when the mixing screw is rotated and measured, back pressure is applied to the mixing screw 81 and there is no problem. When the injection process is started after the end of the measurement, the back pressure temporarily stops, so that the molten resin and the carbon dioxide fluid are separated from each other, and it is considered that it is difficult to obtain fine foam cells even when the molten resin is injected into the mold cavity.
In order to grow the foam cell, it is desirable to insert a cooling step before the injection step to promote the dissolution of the carbon dioxide fluid, but since it is composed of one cylinder barrel 80 having good heat conduction, Cooling process cannot be included. According to the manufacturing apparatus shown in FIG. 6, since the plasticizing device and the injection device including the injection plunger are independent,
Although the temperature of the injection plunger can be lowered, the injection device is dedicated to injection and is not versatile, which may increase the cost. Further, since the injection plunger is composed of a cylinder and a piston, the molten resin may stay at the tip of the cylinder even if the injection is performed, and the resin may be burned. An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to provide a foam molding method and a molding apparatus. Specifically, pressure management is easy, and a cooling step is also performed before entering an injection step. Provided is a foam molding method and a molding apparatus used for carrying out this molding method, which can be easily inserted, has little problem of molten resin staying, and can be applied to an existing molding machine simply by changing specifications, for example. It is intended to be.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、副
射出ユニットと、主射出ユニットの2頭の射出ユニット
を使用し、一方の射出ユニットに可塑化機能を、そして
他方の射出ユニットに射出機能を持たせることにより達
成される。すなわち、請求項1に記載の発明は、上記目
的を達成するために、シリンダバレルと該シリンダバレ
ル内に駆動可能に設けられているスクリュとからなる主
射出ユニットと、同様にシリンダバレルと該シリンダバ
レル内に駆動可能に設けられているスクリュとからなる
副射出ユニットとを使用して、前記副射出ユニットによ
り、スクリュを回転駆動して樹脂材料を可塑化して発泡
剤を含んだ発泡溶融樹脂を得て、これを前記主射出ユニ
ットに背圧をかけながら所定量蓄え、そして前記主射出
ユニットから、スクリュを軸方向に駆動して金型のキャ
ビテイに射出して発泡体を得るように構成される。請求
項2に記載の発明は、シリンダバレルと該シリンダバレ
ル内に駆動可能に設けられているスクリュとからなる主
射出ユニットと、同様にシリンダバレルと該シリンダバ
レル内に駆動可能に設けられているスクリュとからなる
副射出ユニットとを使用して、前記副射出ユニットによ
り、スクリュを回転駆動して樹脂材料を可塑化すると共
に超臨界状態の物理的発泡剤を注入、溶解させて発泡溶
融樹脂を得て、これを前記主射出ユニットに背圧をかけ
ながら所定量蓄え、そして冷却して物理的発泡剤の溶
解、浸透を促進し、その後前記主射出ユニットから、ス
クリュを軸方向に駆動して金型のキャビテイに射出して
発泡体を得るように構成される。請求項3に記載の発明
は、シリンダバレルと該シリンダバレル内に駆動可能に
設けられているスクリュとからなる主射出ユニットと、
同様にシリンダバレルと該シリンダバレル内に駆動可能
に設けられているスクリュとからなる副射出ユニットと
を使用して、前記副射出ユニットにより、スクリュを回
転駆動して樹脂材料を可塑化すると共に超臨界状態の物
理的発泡剤を注入、溶解させて発泡溶融樹脂を得て、こ
れを前記主射出ユニットに背圧をかけながら所定量蓄
え、そして冷却すると共にスクリュを低速で回転駆動し
て物理的発泡剤の溶解、浸透を促進し、その後前記主射
出ユニットから、スクリュを軸方向に駆動して金型のキ
ャビテイに射出して発泡体を得るように構成される。請
求項4に記載の発明は、請求項1〜3のいずれかの項に
記載の金型のキャビテイに、ガスによるカウンタープレ
ッシャーをかけておき、このカウンタープレッシャーを
発泡溶融樹脂の射出充満直前もしくは直後に解放するよ
うに、請求項5に記載の発明は、請求項1〜3のいずれ
かの項に記載の金型のキャビテイに、ガスによるカウン
タープレッシャーをかけておき、発泡溶融樹脂の射出動
作に追従あるいは射出終了直前に型開き動作を得られる
成形品に相当する所定位置まで行いながら射出し、型開
き動作を射出動作に追従して開始したときは型開き開始
直後、射出終了直前に開始したときは所定型開きの直後
にカウンタープレッシャーを解放するように、請求項6
に記載の発明は、請求項4または5に記載のガスが、窒
素ガス、アルゴンガス、二酸化炭素ガス、等の不活性ガ
スであり、そのプレッシャーは発泡剤の超臨界圧力以上
であるように、そして請求項7に記載の発明は、請求項
4または5に記載のガスがエアーであり、そのプレッシ
ャーは3.0MPa以下であるように構成される。請求
項8に記載の発明は、シリンダバレルと該シリンダバレ
ル内に駆動可能に設けられているスクリュとからなる主
射出ユニットと、同様にシリンダバレルと該シリンダバ
レル内に駆動可能に設けられているスクリュとからなる
副射出ユニットと、成形品を得るための成形装置と、物
理的発泡剤供給装置とからなり、前記副射出ユニット
に、前記物理的発泡剤供給装置から超臨界状態の物理的
発泡剤が供給されるようになっていると共に、前記副射
出ユニットにより製造される発泡溶融樹脂は、前記主射
出ユニットに蓄積され、そして前記成形装置のキャビテ
イに射出されるように構成されている。請求項9に記載
の発明は、請求項8に記載の成形装置に、射出圧縮機能
を有する型締装置を備えて、請求項10に記載の発明
は、請求項8または9に記載の主射出ユニットのスクリ
ュの先端部には、複数本のピン状の突起物が設けられ、
そして請求項11に記載の発明は、請求項8〜10のい
ずれかの項に記載の主、副射出ユニットのスクリュは、
電動サーボモータで駆動されると共に、前記副射出ユニ
ットはフローモールド機能を有するように構成される。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to use two injection units, a sub-injection unit and a main injection unit, one of which has a plasticizing function and the other has a plasticizing function. This is achieved by having an injection function. That is, in order to achieve the above object, the invention according to claim 1 provides a main injection unit including a cylinder barrel and a screw drivably provided in the cylinder barrel, and a cylinder barrel and the cylinder. Using a sub-injection unit consisting of a screw drivably provided in the barrel and the sub-injection unit, the screw is rotated to plasticize the resin material to form a foamed molten resin containing a foaming agent. Then, the main injection unit is stored in a predetermined amount while applying a back pressure to the main injection unit, and a screw is driven from the main injection unit in an axial direction to be injected into a mold cavity to obtain a foam. You. According to a second aspect of the present invention, a main injection unit including a cylinder barrel and a screw drivably provided in the cylinder barrel is provided. Similarly, the main injection unit is provided drivably in the cylinder barrel and the cylinder barrel. Using a sub-injection unit consisting of a screw and the sub-injection unit, the screw is rotationally driven to plasticize the resin material and inject a supercritical physical foaming agent, dissolve and foam the molten resin. Obtaining and storing a predetermined amount of this while applying back pressure to the main injection unit, and cooling it to promote the dissolution and penetration of the physical blowing agent, and then driving the screw in the axial direction from the main injection unit. It is configured to be injected into the mold cavity to obtain a foam. The invention according to claim 3 provides a main injection unit including a cylinder barrel and a screw drivably provided in the cylinder barrel,
Similarly, using a sub-injection unit composed of a cylinder barrel and a screw provided drivably in the cylinder barrel, the sub-injection unit drives the screw to rotate and plasticize the resin material, and A physical foaming agent in a critical state is injected and dissolved to obtain a foamed molten resin, which is stored in a predetermined amount while applying a back pressure to the main injection unit. It is configured to promote the dissolution and penetration of the foaming agent, and then drive the screw from the main injection unit in the axial direction to inject the screw into the mold cavity to obtain a foam. According to a fourth aspect of the present invention, a gas counterpressure is applied to the mold cavity according to any one of the first to third aspects, and the counterpressure is applied immediately before or immediately after the injection filling of the foamed molten resin. According to a fifth aspect of the present invention, the cavity of the mold according to any one of the first to third aspects is subjected to a counter pressure by a gas so as to perform the injection operation of the foamed molten resin. Injection is performed while performing to a predetermined position corresponding to a molded product that can obtain a mold opening operation immediately before or following the end of injection, and when the mold opening operation is started following the injection operation, the operation is started immediately after the start of the mold opening and immediately before the end of the injection. In such a case, the counter pressure is released immediately after the predetermined mold opening.
The invention according to claim 4, wherein the gas according to claim 4 or 5 is an inert gas such as nitrogen gas, argon gas, carbon dioxide gas, and the like, the pressure of which is equal to or higher than the supercritical pressure of the blowing agent, The invention according to claim 7 is configured such that the gas according to claim 4 or 5 is air, and the pressure thereof is 3.0 MPa or less. According to an eighth aspect of the present invention, a main injection unit including a cylinder barrel and a screw drivably provided in the cylinder barrel is provided. Similarly, the main injection unit is provided drivably in the cylinder barrel and the cylinder barrel. A sub-injection unit consisting of a screw, a molding device for obtaining a molded product, and a physical foaming agent supply device, wherein the sub-injection unit includes a supercritical physical foaming device from the physical foaming agent supply device. An agent is supplied, and the foamed molten resin produced by the sub-injection unit is stored in the main injection unit, and is injected into the cavity of the molding apparatus. According to a ninth aspect of the present invention, the molding apparatus of the eighth aspect is provided with a mold clamping device having an injection compression function, and the invention of the tenth aspect is provided with the main injection of the eighth or ninth aspect. A plurality of pin-shaped protrusions are provided at the tip of the screw of the unit,
The invention according to claim 11 is the screw of the main and sub injection units according to any one of claims 8 to 10,
The sub-injection unit is driven by an electric servomotor and configured to have a flow molding function.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。図1の(イ)は、全体を模式的に示す断面図であ
るが、同図に示されているように本実施の形態に係わる
発泡体の製造装置は、発泡溶融樹脂を得る可塑化装置す
なわち副射出ユニット1と、可塑化された溶融樹脂を射
出する主射出ユニット10の2頭の射出ユニットを備え
ている。そして、副射出ユニット1の方に、本実施の形
態では超臨界状態の二酸化炭素の流体を供給する物理的
発泡剤供給装置30が設けられている。
Embodiments of the present invention will be described below. FIG. 1A is a cross-sectional view schematically showing the entirety. As shown in FIG. 1, the foam manufacturing apparatus according to the present embodiment is a plasticizing apparatus for obtaining a foamed molten resin. That is, it has two injection units, a sub-injection unit 1 and a main injection unit 10 for injecting plasticized molten resin. In the present embodiment, a physical blowing agent supply device 30 that supplies a fluid of carbon dioxide in a supercritical state is provided toward the sub-injection unit 1.

【0008】副射出ユニット1は、比較的容量の小さい
シリンダバレル2を備えている。そして、このシリンダ
バレル2の内部にスクリュ3が設けられている。このス
クリュ3は、回転方向と軸方向とに駆動されると共に、
フローモールド機能も備えている。このように、フロー
モールド機能を備えているので、小径のスクリュ3で回
転駆動時間を長くすれば溶融樹脂を多量に製造できる。
また、スクリュ3の径が小さいので、回転数を上げて発
熱量を高め、樹脂材料の混練、溶融を促進することがで
きると共に、二酸化炭素の流体の混合、溶解の促進にも
なる。このような動作をするスクリュ3を駆動する駆動
装置は、図1の(イ)には示されていないが、本実施の
形態では、加熱シリンダバレル2の後端部に設けられて
いる電動サーボモータから構成されている。したがっ
て、副射出ユニット1は、電動射出成形装置から構成さ
れていることになる。これにより、スクリュ3の回転
数、背圧力等が自由に選定できる。なお、後述する説明
からも明らかであるが、副射出ユニット1のスクリュ3
は、発泡溶融樹脂を得る場合は、軸方向に駆動される必
要はない。しかしながら、既存の射出機は軸方向にも駆
動されるようになっているので、既存の射出機を適用す
る意味において「軸方向に駆動」と記載されている。
The sub-injection unit 1 has a cylinder barrel 2 having a relatively small capacity. A screw 3 is provided inside the cylinder barrel 2. The screw 3 is driven in the rotation direction and the axial direction,
It also has a flow mold function. As described above, since a flow molding function is provided, a large amount of molten resin can be produced by increasing the rotational driving time of the small-diameter screw 3.
In addition, since the diameter of the screw 3 is small, the number of revolutions is increased to increase the calorific value, so that the kneading and melting of the resin material can be promoted, and the mixing and dissolution of the carbon dioxide fluid can be promoted. Although a driving device for driving the screw 3 performing such an operation is not shown in FIG. 1A, in the present embodiment, an electric servo provided at the rear end of the heating cylinder barrel 2 is used. It consists of a motor. Therefore, the sub injection unit 1 is constituted by the electric injection molding device. Thereby, the rotation speed, back pressure, etc. of the screw 3 can be freely selected. It should be noted that, as will be apparent from the following description, the screw 3 of the sub injection unit 1
Does not need to be driven in the axial direction to obtain a foamed molten resin. However, since the existing injection machine is also driven in the axial direction, "driving in the axial direction" is described in the sense of applying the existing injection machine.

【0009】シリンダバレル2の外周部には、発熱温度
が個々に設定される複数個のヒータ4、4、…が設けら
れている。また、シリンダバレル2の先端部近傍、すな
わち樹脂材料が略完全に溶融される近傍には、このシリ
ンダバレル2の内部に達する、二酸化炭素の流体を供給
するための流体供給口5が設けられている。なお、流体
供給口5の後方端部すなわち上流側には樹脂材料供給用
のホッパが設けられているが、このホッパは図1の
(イ)には示されていない。
On the outer periphery of the cylinder barrel 2, a plurality of heaters 4, 4,... A fluid supply port 5 for supplying a carbon dioxide fluid reaching the inside of the cylinder barrel 2 is provided in the vicinity of the tip of the cylinder barrel 2, that is, in the vicinity where the resin material is substantially completely melted. I have. A hopper for supplying the resin material is provided at the rear end of the fluid supply port 5, that is, on the upstream side, but this hopper is not shown in FIG.

【0010】副射出ユニット1により計量される発泡溶
融樹脂を主射出ユニット10の方へ圧送するために、本
実施の形態では、略直角に曲がった第1の加熱ブロック
6が設けられている。この第1の加熱ブロック6の内部
には溶融樹脂通路7が形成され、この溶融樹脂通路7の
始端部は、シリンダバレル2の先端部に通じている。ま
た、第1の加熱ブロック6の終端部は、詳しくは後述す
る、主射出ユニット10に接続されている第2の加熱ブ
ロック16の略中間部に接続されている。この第1の加
熱ブロック6の外周部にも、発熱温度が制御される複数
個のヒータ8、8、…が設けられている。なお、参照数
字9、9’は、第1の加熱ブロック6の溶融樹脂通路7
を形成するために明けられた孔を塞いでいる栓を示して
いる。
In order to feed the molten molten resin measured by the sub-injection unit 1 toward the main injection unit 10, a first heating block 6 which is bent at a substantially right angle is provided in the present embodiment. A molten resin passage 7 is formed inside the first heating block 6, and the beginning of the molten resin passage 7 communicates with the tip of the cylinder barrel 2. The terminal end of the first heating block 6 is connected to a substantially intermediate portion of a second heating block 16 connected to the main injection unit 10, which will be described in detail later. A plurality of heaters 8, 8,... For controlling the heat generation temperature are also provided on the outer peripheral portion of the first heating block 6. The reference numerals 9 and 9 ′ indicate the molten resin passages 7 of the first heating block 6.
Shows a plug closing a hole drilled to form a hole.

【0011】物理的発泡剤供給装置30は、本実施の形
態では二酸化炭素ガスが充填されているガスボンベ31
と、二酸化炭素ガスを超臨界状態(臨界温度31.1&d
eg;C、臨界圧力7.38MPa以上)に昇圧する昇圧
ポンプ32、圧力制御弁33、流量制御弁等からなり、
これらが管路34で順に接続されている。そして、管路
34の終端部がシリンダバレル2の流体供給口5に接続
されている。図示の実施の形態では、二酸化炭素ガスを
超臨界温度以上に加熱する加熱装置は設けられていな
い。したがって、超臨界圧力以上の圧力で供給される二
酸化炭素ガスは、シリンダバレル2内で加熱され、超臨
界状態の二酸化炭素の液体になる。このように、二酸化
炭素ガスで供給することもできるし、加熱装置をさらに
設けて超臨界状態の二酸化炭素の液体にして供給するこ
ともできるので、「超臨界状態の二酸化炭素の流体」と
いう表現の中には温度は超臨界温度に達していない二酸
化炭素ガスも含まれることになる。
In the present embodiment, the physical blowing agent supply device 30 is a gas cylinder 31 filled with carbon dioxide gas.
And carbon dioxide gas in a supercritical state (critical temperature 31.1 & d
eg, C, a critical pressure of 7.38 MPa or more), a pressure increasing pump 32, a pressure control valve 33, a flow control valve, and the like.
These are connected in order by a conduit 34. The end of the pipe 34 is connected to the fluid supply port 5 of the cylinder barrel 2. In the illustrated embodiment, a heating device for heating the carbon dioxide gas to a supercritical temperature or higher is not provided. Therefore, the carbon dioxide gas supplied at a pressure equal to or higher than the supercritical pressure is heated in the cylinder barrel 2 and becomes a liquid of carbon dioxide in a supercritical state. Thus, it can be supplied with carbon dioxide gas, or it can be supplied as a liquid of supercritical carbon dioxide by further providing a heating device, so the expression "supercritical carbon dioxide fluid" Will include carbon dioxide gas whose temperature has not reached the supercritical temperature.

【0012】主射出ユニット10は、本実施の形態で
は、比較的容量の大きいシリンダバレル12を有する。
そして、このシリンダバレル12の内部にスクリュ13
が設けられているが、このスクリュ13も、本実施の形
態では回転方向と軸方向とに駆動される。このように、
スクリュ13を駆動する駆動装置も、図1の(イ)には
示されていないが、シリンダバレル12の後端部に設け
られている電動サーボモータから構成されている。した
がって、本実施の形態では、主射出ユニット10も、電
動射出成形装置から構成されていることになる。これに
より、スクリュ13の回転数、背圧等が自由に選定で
き、二酸化炭素の流体の溶解、超臨界圧力の維持等が容
易になる。シリンダバレル12の外周部にも、発熱温度
が設定される複数個のヒータ14、14、…が設けられ
ている。シリンダバレル12の先端部は、プランジャー
室15の一部を構成しているが、スクリュ13の先端部
の、プランジャー室15に対応した外周部分には、複数
個のピン状の突起物11、11、…が設けられている。
したがって、スクリュ13が回転駆動されると、プラン
ジャー室15に貯えられる発泡溶融樹脂は、突起物1
1、11、…により攪拌され、二酸化炭素の流体はさら
に溶解されることになる。なお、主射出ユニット10も
電動射出成形装置から構成されているが、この主射出ユ
ニット10には、本実施の形態では樹脂材料供給用のホ
ッパはない。すなわち、主射出ユニット10は、プラン
ジャーの作用をすると共に、二酸化炭素の流体の溶解促
進作用を奏するように選定されている。しかしながら、
フライトが形成されているスクリュ13を備えているの
で、可塑化することはできるし、スクリュ駆動装置のプ
ログラムを変更するだけで、通常の射出成形機として使
用できるし、また副射出ユニット1と共に使用してサン
ドイッチ成形品を成形することができることは明らかで
ある。通常の射出成形機として使用する場合は、主副射
出ユニット10、1には、ホッパは取り付けられる。
In the present embodiment, the main injection unit 10 has a cylinder barrel 12 having a relatively large capacity.
A screw 13 is provided inside the cylinder barrel 12.
The screw 13 is also driven in the rotation direction and the axial direction in the present embodiment. in this way,
Although not shown in FIG. 1A, the driving device for driving the screw 13 also includes an electric servomotor provided at the rear end of the cylinder barrel 12. Therefore, in the present embodiment, the main injection unit 10 is also constituted by the electric injection molding device. Thereby, the rotation speed, back pressure, etc. of the screw 13 can be freely selected, and the dissolution of the carbon dioxide fluid, the maintenance of the supercritical pressure, and the like are facilitated. A plurality of heaters 14, 14,... For which the heat generation temperature is set are also provided on the outer peripheral portion of the cylinder barrel 12. The tip of the cylinder barrel 12 constitutes a part of the plunger chamber 15, and a plurality of pin-like projections 11 are provided on the outer periphery of the tip of the screw 13 corresponding to the plunger chamber 15. , 11, ... are provided.
Therefore, when the screw 13 is driven to rotate, the foamed molten resin stored in the plunger chamber 15 is
., And the fluid of carbon dioxide is further dissolved. Although the main injection unit 10 is also constituted by an electric injection molding device, this main injection unit 10 does not have a hopper for supplying a resin material in the present embodiment. In other words, the main injection unit 10 is selected so as to act as a plunger and to promote the dissolution of the carbon dioxide fluid. However,
Since the screw 13 having the flight is provided, it can be plasticized, and can be used as a normal injection molding machine only by changing the program of the screw driving device, and can be used together with the sub-injection unit 1. It is clear that a sandwich molded article can be formed in this manner. When used as a normal injection molding machine, a hopper is attached to the main and sub injection units 10 and 1.

【0013】主射出ユニット10のシリンダバレル12
の先端部に、第2の加熱ブロック16が接続されてい
る。この第2の加熱ブロック16の内部にも、軸方向に
溶融樹脂通路17が形成されているが、この溶融樹脂通
路17のシリンダバレル12側は拡径されてシリンダバ
レル12のプランジャー室15に連なっている。したが
って、プランジャー室15は、溶融樹脂通路17の拡径
された部分と、シリンダバレル12の前方部分とから構
成されていることになる。第2の加熱ブロック16の先
端部に、従来周知の形状をした射出ノズル20が取り付
けられている。この射出ノズル20のノズル孔21は、
溶融樹脂通路17に連通している。このような溶融樹脂
通路17の略中間部に3方弁22が設けられている。こ
の3方弁22を切り換えることにより、図1の(イ)に
示されているように第1、2の加熱ブロック6、16の
溶融樹脂通路7、17が連通する状態、図2の(イ)に
示されているように溶融樹脂通路17、17が連通する
状態等を採ることができる。
The cylinder barrel 12 of the main injection unit 10
The second heating block 16 is connected to the tip of the second heating block 16. Inside the second heating block 16, a molten resin passage 17 is also formed in the axial direction. The diameter of the molten resin passage 17 on the side of the cylinder barrel 12 is enlarged and the molten resin passage 17 is formed in the plunger chamber 15 of the cylinder barrel 12. It is connected. Therefore, the plunger chamber 15 is constituted by a portion where the diameter of the molten resin passage 17 is enlarged and a front portion of the cylinder barrel 12. An injection nozzle 20 having a conventionally well-known shape is attached to the tip of the second heating block 16. The nozzle hole 21 of the injection nozzle 20 is
It communicates with the molten resin passage 17. A three-way valve 22 is provided at a substantially intermediate portion of the molten resin passage 17. By switching the three-way valve 22, a state in which the molten resin passages 7 and 17 of the first and second heating blocks 6 and 16 are in communication with each other as shown in FIG. ), A state where the molten resin passages 17 and 17 communicate with each other can be adopted.

【0014】成形装置は、従来周知であるので、第1の
射出成形の実施に使用される金型、カウンタプレッシャ
ー付加装置等からなる第1の成形装置は示されていない
が、第2の射出成形の実施に使用される金型、カウンタ
プレッシャー付加装置等からなる第2の成形装置が、模
式的に図2の(ロ)に示されている。第1の成形装置も
第2の成形装置と略同じように構成されているので、以
下第2の成形装置の実施の形態について説明する。第2
の成形装置は、金型、型締装置等から構成され、金型は
固定金型40と可動金型41とからなり、そしてこれら
の金型40、41のパーティングラインPに沿ってキャ
ビテイ42が形成されている。キャビテイ42にカウン
タープレッシャーを付加するカウンタープレッシャー付
加装置45は、二酸化炭素ガスが充填されているガスボ
ンベ46、超臨界圧力以上に昇圧する加圧器、圧力制御
弁47等からなり、これらを接続している管路48がパ
ーティングラインPに開口している。なお、本実施の形
態によると、型締装置は射出圧縮機能を有するが、型締
装置は図には示されていない。
Since a molding apparatus is well known in the art, a first molding apparatus including a mold used for performing the first injection molding, a counter pressure adding apparatus, and the like is not shown. FIG. 2B schematically illustrates a second molding apparatus including a mold, a counter pressure adding device, and the like used for performing molding. Since the first molding device is configured in substantially the same manner as the second molding device, an embodiment of the second molding device will be described below. Second
Is composed of a mold, a mold clamping device, and the like. The mold is composed of a fixed mold 40 and a movable mold 41, and a cavity 42 is formed along the parting line P of the molds 40 and 41. Are formed. The counter pressure adding device 45 for adding the counter pressure to the cavity 42 includes a gas cylinder 46 filled with carbon dioxide gas, a pressurizer for increasing the pressure to a supercritical pressure or higher, a pressure control valve 47, and the like, and these are connected. The conduit 48 opens to the parting line P. According to the present embodiment, the mold clamping device has an injection compression function, but the mold clamping device is not shown in the drawing.

【0015】次に、上記発泡体の製造装置を使用した成
形例を、図3の作動タイミングチャートを参照しながら
説明する。なお、本製造装置は、制御装置により自動成
形も、また手動的にも成形することができるが、以下便
宜上半自動的に成形する例について説明する。シリンダ
バレル2、12と第1、2の加熱ブロック6、16の外
周部に設けられているヒータ4、4、14、14、8、
8、18、18の発熱温度を設定する。主射出ユニット
10のシリンダバレル12のヒータ14、14、…の発
熱温度は、副射出ユニット1のシリンダバレル2のヒー
タ4、4、…の発熱温度よりも30〜50°C低め
に設定する。さらには、発泡溶融樹脂の可塑化量を設定
する。また、3方弁22を図1の(イ)に示されている
ように、第1、2の加熱ブロック6、16の溶融樹脂通
路7、17が連通するように切り換える。
Next, an example of molding using the above-mentioned foam manufacturing apparatus will be described with reference to the operation timing chart of FIG. The present manufacturing apparatus can be formed either automatically or manually by a control device. Hereinafter, an example of semi-automatic forming will be described for convenience. Heaters 4, 4, 14, 14, 8, provided on the outer peripheral portions of the cylinder barrels 2, 12 and the first and second heating blocks 6, 16;
The heat generation temperatures of 8, 18, and 18 are set. The heating temperature of the heaters 14, 14,... Of the cylinder barrel 12 of the main injection unit 10 is set to be 30 to 50 ° C. lower than the heating temperature of the heaters 4, 4,. Further, the amount of plasticization of the foamed molten resin is set. Also, as shown in FIG. 1A, the three-way valve 22 is switched so that the molten resin passages 7 and 17 of the first and second heating blocks 6 and 16 communicate with each other.

【0016】そうして、副射出ユニット1のスクリュ3
を回転駆動する。また、ホッパから熱可塑性の樹脂材料
をシリンダバレル2に所定量宛供給する。そうすると、
樹脂材料は、シリンダバレル2の外周部に設けられてい
るヒータ4、4、…から加えられる熱と、スクリュ3を
回転駆動し先方へ送る過程で生じる摩擦作用、剪断作用
等により発生する熱とにより次第に溶融する。物理的発
泡剤供給装置30から超臨界状態の二酸化炭素の流体を
所定量宛注入する。このとき、スクリュ3はフローモー
ルド機能を有するので、前進した定位置で回転駆動され
る。したがって、スクリュ3のフライトを樹脂材料が通
過する距離が一定で、注入された二酸化炭素の流体は溶
融熱可塑性樹脂中に安定して均一に分散、溶解される。
このようにして、二酸化炭素の流体が均一に溶解された
飽和状態の発泡溶融樹脂HJは、第1、2の加熱ブロッ
ク6、16を通って、主射出ユニット10のプランジャ
ー室15に蓄積される。このとき、超臨界状態に保つ背
圧をかけておく。例えば、本実施形態では二酸化炭素の
流体が使用されているので、超臨界状態は、臨界温度温
度31.1°C、臨界圧力7.38MPa以上であ
り、この条件を維持するにはスクリュ13の背圧の設定
は、溶融樹脂圧力で7.5MPa以上が望ましい。主射
出ユニット10のスクリュ13は、この背圧に抗して後
退する。このようにして、発泡溶融樹脂HJが主射出ユ
ニット10のプランジャー室15に蓄積された状態が図
1の(ロ)に示されている。
Then, the screw 3 of the sub-injection unit 1
Is driven to rotate. Further, a predetermined amount of a thermoplastic resin material is supplied from the hopper to the cylinder barrel 2. Then,
The resin material is provided with heat applied from heaters 4, 4,... Provided on the outer peripheral portion of the cylinder barrel 2 and heat generated by a frictional action, a shearing action, and the like generated in the process of rotating and driving the screw 3 to the destination. Gradually melts. A predetermined amount of carbon dioxide fluid in a supercritical state is injected from the physical blowing agent supply device 30. At this time, since the screw 3 has a flow molding function, it is driven to rotate at a fixed position where the screw 3 has moved forward. Therefore, the distance that the resin material passes through the flight of the screw 3 is constant, and the injected carbon dioxide fluid is stably and uniformly dispersed and dissolved in the molten thermoplastic resin.
In this way, the saturated foamed molten resin HJ in which the carbon dioxide fluid is uniformly dissolved passes through the first and second heating blocks 6 and 16 and is accumulated in the plunger chamber 15 of the main injection unit 10. You. At this time, a back pressure for maintaining the supercritical state is applied. For example, in this embodiment, since a fluid of carbon dioxide is used, the supercritical state is a critical temperature of 31.1 ° C. and a critical pressure of 7.38 MPa or more. The setting of the back pressure is desirably 7.5 MPa or more in terms of molten resin pressure. The screw 13 of the main injection unit 10 retreats against this back pressure. FIG. 1B shows a state in which the foamed molten resin HJ has been accumulated in the plunger chamber 15 of the main injection unit 10 in this manner.

【0017】蓄積されるとき、主射出ユニット10のス
クリュ13には超臨界圧力相当の溶融樹脂圧力7.5M
Pa以上の背圧がかけられているので、発泡はしない。
また、主射出ユニット10のシリンダバレル12の温度
は30〜50°C低いので、二酸化炭素の流体は一
層浸透される。さらには、所定量蓄積されたら主射出ユ
ニット10のスクリュ13を回転駆動を開始することに
より、スクリュ13の突起物11、11、…により、プ
ランジャー室15に貯えられる発泡溶融樹脂HJは、突
起物11、11、…により攪拌され、二酸化炭素の流体
はさらに溶解される。
When accumulated, the screw 13 of the main injection unit 10 has a molten resin pressure of 7.5 M corresponding to the supercritical pressure.
Since a back pressure of Pa or more is applied, foaming does not occur.
In addition, since the temperature of the cylinder barrel 12 of the main injection unit 10 is lower by 30 to 50 ° C., the carbon dioxide fluid is more permeated. Further, when a predetermined amount is accumulated, the screw 13 of the main injection unit 10 starts to be driven to rotate, so that the foamed molten resin HJ stored in the plunger chamber 15 by the protrusions 11, 11,. Are stirred by the objects 11, 11,... And the fluid of carbon dioxide is further dissolved.

【0018】所定量の発泡溶融樹脂HJがプランジャー
室15に圧送されたら、3方弁22を図2の(イ)に示
されている位置へ切り換えて、主射出ユニット10のス
クリュ13を軸方向に駆動して、発泡溶融樹脂HJの射
出を開始する。射出直前に金型のキャビテイにカウンタ
プレッシャーをかける。発泡溶融樹脂HJが金型のキャ
ビテイに充満する直前あるいは直後にカウンタプレッシ
ャーを一気に解放する。これにより、発泡溶融樹脂HJ
の発泡が一斉に始まり、微細な発泡セルを有し、ソリッ
ド成形品に比較しても強度の落ちない発泡体が得られ
る。従来周知のように保圧、冷却完了後、可動金型を開
き発泡体を取り出す。このようにして、例えば自動車部
品ではドアートリム、シート部材、カバー類、産業製品
としてはコンテナーボックス、ボード、テーブル等、そ
の他家具類、園芸用品等の種々の発泡体の成形品を得る
ことができる。以下同様にして製造する。
When a predetermined amount of the foamed molten resin HJ is fed into the plunger chamber 15, the three-way valve 22 is switched to the position shown in FIG. 2A, and the screw 13 of the main injection unit 10 is rotated. To start injection of the foamed molten resin HJ. Immediately before injection, apply counter pressure to the mold cavity. Immediately before or immediately after the foamed molten resin HJ fills the mold cavity, the counter pressure is released at a stretch. Thereby, the foamed molten resin HJ
Foaming starts at the same time, and a foam having fine foam cells, which does not decrease in strength as compared with a solid molded product, can be obtained. After the holding pressure and cooling are completed, the movable mold is opened and the foam is taken out as conventionally known. In this way, for example, it is possible to obtain molded articles of various foams such as door trims, seat members, covers for automobile parts, container boxes, boards, tables and the like for industrial products, and other furniture and gardening goods. Hereinafter, it manufactures similarly.

【0019】図4に本発明の他の実施の形態が示されて
いる。前述した実施の形態と同じ構成要素には同じ参照
数字を付けて、同じような構成要素には同じ数字にダッ
シュ「’」を付けて重複説明はしないが、本実施の形態
によると、第1の加熱ブロック6’の溶融樹脂通路7’
にスタチックミキサーMが設けられ、この上流側に物理
的発泡剤供給口5’が設けられている。本実施の形態に
よっても、超臨界状態の二酸化炭素の液体を溶解させて
発泡溶融樹脂を得て、プランジャー室15に蓄え、そし
て冷却し、またスクリュ13を回転駆動して、スクリュ
13の突起物11、11、…により攪拌し、二酸化炭素
の流体をさらに溶解、浸透させことができることは明ら
かである。また、前述したようにして発泡体を得ること
ができることも明らかである。
FIG. 4 shows another embodiment of the present invention. The same reference numerals are given to the same components as those in the above-described embodiment, and the same components are denoted by the same numerals with dashes “′”, and the description will not be repeated. Molten resin passage 7 'of heating block 6'
Is provided with a static mixer M, and a physical blowing agent supply port 5 'is provided on the upstream side. According to the present embodiment, a foamed molten resin is obtained by dissolving a liquid of carbon dioxide in a supercritical state, stored in the plunger chamber 15 and cooled, and the screw 13 is driven to rotate so that the protrusion of the screw 13 is formed. Obviously, it is possible to further dissolve and permeate the fluid of carbon dioxide by stirring with the objects 11, 11,. It is also clear that a foam can be obtained as described above.

【0020】本発明は、上記実施の形態に限定されるこ
となく色々な形に変形可能である。例えば、次のように
して発泡させることもできる。すなわち、図2の(ロ)
に示されているように、射出直前に金型40、41のキ
ャビテイ42に、カウンタプレッシャー付加装置45か
らカウンタプレッシャーをかける。発泡溶融樹脂HJの
射出を開始する(1stステップ)。射出と同時あるい
は時間差をおいて可動金型41を後退させ、キャビテイ
42を広げながら射出し(2ndステップ)、射出と同
時に後退を開始したときは充満直前に、時間差をおいて
開始したときは直後にカウンタープレッシャーを解放す
る(3rdステップ)。これにより、発泡溶融樹脂HJ
の発泡が一斉に始まる。この方法によっても、発泡が均
一で微細なセル構造の、肉厚の発泡体が得られる。ま
た、発泡溶融樹脂を射出後直ちにカウンタープレッシャ
ーを解放し、発泡させながら可動金型を追従して後退さ
せて発泡体を得ることもできる。さらには、この状態か
ら可動金型を型閉じ方向に駆動して圧縮し、表面が緻密
で一層の強度のある発泡体を得ることもできる。
The present invention can be modified in various forms without being limited to the above embodiment. For example, foaming can be performed as follows. That is, (b) of FIG.
As shown in (2), the counter pressure is applied to the cavity 42 of the molds 40 and 41 from the counter pressure adding device 45 immediately before injection. The injection of the foamed molten resin HJ is started (1st step). The movable mold 41 is retracted simultaneously with the injection or with a time lag, and the injection is performed while expanding the cavity 42 (2nd step). The counter pressure is released (3rd step). Thereby, the foamed molten resin HJ
Foaming starts all at once. According to this method, a thick foam having a uniform cell structure and a fine cell structure can be obtained. Alternatively, the foamed body can be obtained by releasing the counter pressure immediately after injecting the foamed molten resin and following the movable mold while foaming the foamed resin to retract. Further, from this state, the movable mold can be driven in the mold closing direction and compressed to obtain a foam having a dense surface and higher strength.

【0021】上記実施の形態では、物理的発泡剤に二酸
化炭素ガスが適用されているが、二酸化炭素ガス以外の
窒素ガス、ブタンガス等で実施できることは明らかであ
る。また、カウンタープレッシャー用のガスに二酸化炭
素ガスを適用し、物理的発泡剤が二酸化炭素の流体であ
るときは、カウンタープレッシャーは7.4〜10MP
aが望ましいが、コスト低減のため、樹脂の種類によっ
ては空気を使用することができることも判明した。この
時の空気圧は、2.5〜3.0MPaで効果があった。
なお、カウンタープレッシャー用のガスは、二酸化炭素
ガス以外の窒素ガス、アルゴンガス等でも実施できるこ
とは明らかである。窒素ガスで実施すると、溶融樹脂原
料の流動性が向上し、安定した肉厚の発泡体を得ること
ができ、樹脂焼けも防止できる。さらには、発泡剤とし
ては、物理的発泡剤に限らず化学発泡剤でも相応の効果
が得られることも明らかである。
In the above embodiment, carbon dioxide gas is used as the physical blowing agent. However, it is obvious that the present invention can be carried out using nitrogen gas, butane gas, or the like other than carbon dioxide gas. When carbon dioxide gas is applied to the gas for the counter pressure and the physical blowing agent is a fluid of carbon dioxide, the counter pressure is 7.4 to 10 MPa.
Although a is desirable, it has also been found that air can be used depending on the type of resin for cost reduction. The air pressure at this time was effective at 2.5 to 3.0 MPa.
It is clear that the gas for the counter pressure can also be implemented with nitrogen gas, argon gas or the like other than carbon dioxide gas. When the process is performed with nitrogen gas, the flowability of the molten resin raw material is improved, a foam having a stable thickness can be obtained, and burning of the resin can be prevented. Further, it is clear that a suitable effect can be obtained not only by a physical blowing agent but also by a chemical blowing agent.

【0022】また、本実施の形態では、主射出ユニット
10のスクリュ13にはフライトが設けられているが、
主射出ユニット10では可塑化が行われないので、フラ
イトは必ずしも必要ではない。しかしながら、突起物1
1、11、…は設けられているのが望ましい。
In the present embodiment, the screw 13 of the main injection unit 10 is provided with a flight.
A flight is not necessarily required since no plasticization takes place in the main injection unit 10. However, protrusion 1
Are preferably provided.

【0023】[0023]

【発明の効果】以上のように、本発明によると、シリン
ダバレルと該シリンダバレル内に駆動可能に設けられて
いるスクリュとからなる主射出ユニットと、同様にシリ
ンダバレルと該シリンダバレル内に駆動可能に設けられ
ているスクリュとからなる副射出ユニットとを使用し
て、前記副射出ユニットにより、スクリュを回転駆動し
て樹脂材料を可塑化して発泡剤を含んだ発泡溶融樹脂を
得て、これを前記主射出ユニットに背圧をかけながら所
定量蓄え、そして前記主射出ユニットから、スクリュを
軸方向に駆動して金型のキャビテイに射出して発泡体を
得るので、換言すると、副射出ユニットと、主射出ユニ
ットの2頭の射出ユニットを使用し、一方の射出ユニッ
トに可塑化機能を、そして他方の射出ユニットに射出機
能を持たせて製造するので、不活性ガスの超臨界圧力以
上に保つ圧力管理が容易で、また射出する前に、溶融樹
脂の流動性を損なわず冷却工程も容易に入れることがで
き、しかも溶融樹脂の滞留の問題も少ない、したがっ
て、微細な発泡セルを有し、軽量で、強度の大きい発泡
体を、保圧以後の冷却時間を短く、ひいては短い成形サ
イクルで、得ることができるという本発明に特有の効果
が得られる。また、主副射出ユニットに、既存の成形機
を例えば仕様を変えるだけで適用できるので、安価に発
泡体を得ることができる効果も得られる。また、本発明
の実施に専用の主副射出ユニットを使用した場合は、ス
クリュを付け替え、そしてホッパを取り付けるだけで、
標準の射出成形機としても、さらにはサンドイッチ射出
成形機としても使用できるので、稼働率を向上させるこ
とができる。
As described above, according to the present invention, the main injection unit including the cylinder barrel and the screw drivably provided in the cylinder barrel, and the main injection unit similarly driven in the cylinder barrel and the cylinder barrel Using a sub-injection unit consisting of a screw and a screw provided as possible, the sub-injection unit rotates and drives the screw to plasticize the resin material to obtain a foamed molten resin containing a foaming agent. Is stored in a predetermined amount while applying back pressure to the main injection unit, and from the main injection unit, the screw is driven in the axial direction and injected into the mold cavity to obtain a foam. In other words, the sub-injection unit Using two injection units, the main injection unit, with one injection unit having a plasticizing function and the other injection unit having an injection function. Therefore, it is easy to control the pressure to maintain the pressure above the supercritical pressure of the inert gas, and before injection, the cooling process can be easily inserted without impairing the fluidity of the molten resin. The unique effect of the present invention is that a lightweight, high-strength foam having a small number of fine cells and thus having a high strength can be obtained with a short cooling time after holding the pressure and a short molding cycle. Can be In addition, since an existing molding machine can be applied to the main and sub injection units only by, for example, changing specifications, an effect that a foam can be obtained at low cost can be obtained. In addition, when a dedicated main and sub injection unit is used for carrying out the present invention, simply replace the screw and attach the hopper,
Since it can be used as a standard injection molding machine and also as a sandwich injection molding machine, the operation rate can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態に係わる製造装置を一部断
面にして模式的に示す図で、その(イ)はその正面図、
その(ロ)は可塑化が終わった状態で示す正面図であ
る。
FIG. 1 is a diagram schematically showing a manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention in a partial cross-section, and FIG.
(B) is a front view showing a state in which plasticization has been completed.

【図2】本発明の実施の形態に係わる製造装置の一部を
断面にして模式的に示す図で、その(イ)は発泡溶融樹
脂を射出している状態を、その(ロ)は製造工程の各段
階を金型と共に示す断面図である。
FIG. 2 is a diagram schematically showing a cross section of a part of a manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention, wherein FIG. 2A shows a state in which a foamed molten resin is injected, and FIG. It is sectional drawing which shows each stage of a process with a metal mold | die.

【図3】本発明の製造工程を示す作動タイミングチャー
トである。
FIG. 3 is an operation timing chart showing a manufacturing process of the present invention.

【図4】本発明の他の実施の形態に係わる製造装置を一
部断面にして模式的に示す断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing a manufacturing apparatus according to another embodiment of the present invention in a partial cross-section.

【図5】従来の発泡体の成形装置を模式的に示す図で、
その(イ)、(ロ)はそれぞれ異なる従来例を示す断面
図である。
FIG. 5 is a view schematically showing a conventional foam molding apparatus;
(A) and (B) are cross-sectional views showing different conventional examples.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 副射出ユニット 2 スクリュ 3 シリンダバレル 10 主射出ユ
ニット 11 突起物 12 シリン
ダバレル 13 スクリュ 15 プラン
ジャー室 26 カウンタープレッシャー付加装置 30 物理的発泡剤供給装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Sub injection unit 2 Screw 3 Cylinder barrel 10 Main injection unit 11 Projection 12 Cylinder barrel 13 Screw 15 Plunger room 26 Counter pressure addition device 30 Physical blowing agent supply device

─────────────────────────────────────────────────────
────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成11年12月8日(1999.12.
8)
[Submission date] December 8, 1999 (1999.12.
8)

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0005[Correction target item name] 0005

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記のように従来の発
泡体の製造装置によっても発泡体を製造することはでき
るが、問題点も認められる。例えば、図5の(イ)に示
されている製造装置によると、射出成形機が使用されて
いるので、混合スクリュを回転駆動して計量するとき
は、混合スクリュ81には背圧がかけられ問題はない
が、計量終了後射出工程に入るとき、背圧が一旦停止す
るので、溶融樹脂と二酸化炭素の流体とが分離し、金型
のキャビテイへ射出しても微細な発泡セルは得難いと考
えられる。また、発泡セルの育成には、射出工程の前に
冷却工程を入れて二酸化炭素の流体の溶解を促進させる
のが望ましいが、熱伝導の良い1本のシリンダバレル8
0から構成されているので、冷却工程を入れることがで
きない。図5の(ロ)に示されている製造装置による
と、可塑化装置と射出プランジャーからなる射出装置と
が独立しているので、射出プランジャーの温度を下げる
ことはできるが、射出装置は射出専用で汎用性がなくコ
スト高になることがある。また、射出プランジャーは、
シリンダとピストンとからなっているので、射出しても
シリンダの先端部に溶融樹脂が滞留し、樹脂焼けが発生
する恐れがある。本発明は、上記したような問題点を解
決した、発泡体の成形方法および成形装置を提供するこ
とを目的とし、具体的には圧力管理が容易で、また射出
工程に入る前に冷却工程も容易に入れることができ、し
かも溶融樹脂の滞留の問題も少なく、既存の成形機を例
えば仕様を変えるだけで適用できる、発泡体の成形方法
およびこの成形方法の実施に使用される成形装置を提供
することを目的としている。
As described above, foams can be produced by the conventional foam production apparatus, but there are problems. For example, according to the manufacturing apparatus shown in FIG. 5 (a) , since an injection molding machine is used, when the mixing screw is rotated and measured, a back pressure is applied to the mixing screw 81. There is no problem, but when entering the injection process after the end of metering, the back pressure temporarily stops, so the molten resin and the fluid of carbon dioxide separate, and it is difficult to obtain fine foam cells even when injected into the mold cavity. Conceivable. In order to grow a foam cell, it is desirable to insert a cooling step before the injection step to promote the dissolution of the carbon dioxide fluid.
Since it is composed of 0, a cooling step cannot be performed. According to it has manufacturing apparatus shown in (b) of FIG. 5, since the injection apparatus and plasticizing unit consists injection plunger are independent, although it is possible to lower the temperature of the injection plunger, an injection device Injection only, which is not versatile and may increase costs. Also, the injection plunger
Since it is composed of a cylinder and a piston, even if it is injected, the molten resin may stay at the tip of the cylinder and cause resin burning. An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to provide a foam molding method and a molding apparatus. Specifically, pressure management is easy, and a cooling step is also performed before entering an injection step. Provided is a foam molding method and a molding apparatus used for carrying out this molding method, which can be easily inserted, has little problem of molten resin staying, and can be applied to an existing molding machine simply by changing specifications, for example. It is intended to be.

フロントページの続き (72)発明者 津田 文郎 広島県広島市安芸区船越南一丁目6番1号 株式会社日本製鋼所内 (72)発明者 寺岡 淳男 広島県広島市安芸区船越南一丁目6番1号 株式会社日本製鋼所内 (72)発明者 江見 亨 広島県広島市安芸区船越南一丁目6番1号 株式会社日本製鋼所内 Fターム(参考) 4F206 AB02 AG20 JA04 JD02 JD05 JF04 JL02 JM01 JM04 JM12 JM16 JN27 JQ62 JQ83 JT05 JT33 Continued on the front page (72) Inventor Fumio Tsuda 1-6-1, Funakoshi-minami, Aki-ku, Hiroshima-shi, Hiroshima Japan Steel Works Co., Ltd. (72) Inventor Atsushi Teraoka 1-6-1, Funakoshi-minami, Aki-ku, Hiroshima-shi, Hiroshima No. Japan Steel Works, Ltd. (72) Inventor Toru Emi 1-6-1, Funakoshi Minami, Aki-ku, Hiroshima-shi, Hiroshima F-term in Japan Steel Works, Ltd. (reference) 4F206 AB02 AG20 JA04 JD02 JD05 JF04 JL02 JM01 JM04 JM12 JM16 JN27 JQ62 JQ83 JT05 JT33

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 シリンダバレルと該シリンダバレル内に
駆動可能に設けられているスクリュとからなる主射出ユ
ニットと、同様にシリンダバレルと該シリンダバレル内
に駆動可能に設けられているスクリュとからなる副射出
ユニットとを使用して、 前記副射出ユニットにより、スクリュを回転駆動して樹
脂材料を可塑化して発泡剤を含んだ発泡溶融樹脂を得
て、これを前記主射出ユニットに背圧をかけながら所定
量蓄え、そして前記主射出ユニットから、スクリュを軸
方向に駆動して金型のキャビテイに射出して発泡体を得
る、発泡体の製造方法。
1. A main injection unit comprising a cylinder barrel and a screw drivably provided in the cylinder barrel, and a cylinder barrel and a screw drivably provided in the cylinder barrel. Using the sub-injection unit, the sub-injection unit drives and rotates the screw to plasticize the resin material to obtain a foamed molten resin containing a foaming agent, and applies a back pressure to the main injection unit. A method for manufacturing a foam, wherein a predetermined amount is stored while the screw is being driven in the axial direction from the main injection unit and injected into a mold cavity to obtain a foam.
【請求項2】 シリンダバレルと該シリンダバレル内に
駆動可能に設けられているスクリュとからなる主射出ユ
ニットと、同様にシリンダバレルと該シリンダバレル内
に駆動可能に設けられているスクリュとからなる副射出
ユニットとを使用して、 前記副射出ユニットにより、スクリュを回転駆動して樹
脂材料を可塑化すると共に超臨界状態の物理的発泡剤を
注入、溶解させて発泡溶融樹脂を得て、これを前記主射
出ユニットに背圧をかけながら所定量蓄え、そして冷却
して物理的発泡剤の溶解、浸透を促進し、その後前記主
射出ユニットから、スクリュを軸方向に駆動して金型の
キャビテイに射出して発泡体を得る、発泡体の製造方
法。
2. A main injection unit comprising a cylinder barrel and a screw drivably provided in the cylinder barrel, and a cylinder barrel and a screw drivably provided in the cylinder barrel. Using the sub-injection unit, the sub-injection unit drives and rotates the screw to plasticize the resin material and inject and dissolve a supercritical physical blowing agent to obtain a foamed molten resin. Is stored in a predetermined amount while applying back pressure to the main injection unit, and then cooled to promote the dissolution and penetration of the physical foaming agent. Thereafter, the screw is driven in the axial direction from the main injection unit to mold the cavity of the mold. To obtain a foam by injecting into a foam.
【請求項3】 シリンダバレルと該シリンダバレル内に
駆動可能に設けられているスクリュとからなる主射出ユ
ニットと、同様にシリンダバレルと該シリンダバレル内
に駆動可能に設けられているスクリュとからなる副射出
ユニットとを使用して、 前記副射出ユニットにより、スクリュを回転駆動して樹
脂材料を可塑化すると共に超臨界状態の物理的発泡剤を
注入、溶解させて発泡溶融樹脂を得て、これを前記主射
出ユニットに背圧をかけながら所定量蓄え、そして冷却
すると共にスクリュを低速で回転駆動して物理的発泡剤
の溶解、浸透を促進し、その後前記主射出ユニットか
ら、スクリュを軸方向に駆動して金型のキャビテイに射
出して発泡体を得る、発泡体の製造方法。
3. A main injection unit comprising a cylinder barrel and a screw drivably provided in the cylinder barrel, and a cylinder barrel and a screw drivably provided in the cylinder barrel. Using the sub-injection unit, the sub-injection unit drives and rotates the screw to plasticize the resin material and inject and dissolve a supercritical physical blowing agent to obtain a foamed molten resin. Is stored in a predetermined amount while applying a back pressure to the main injection unit, and the screw is rotated at a low speed to cool and promote the dissolution and penetration of the physical foaming agent. And producing a foam by injecting the mixture into a mold cavity.
【請求項4】請求項1〜3のいずれかの項に記載の金型
のキャビテイに、ガスによるカウンタープレッシャーを
かけておき、このカウンタープレッシャーを発泡溶融樹
脂の射出充満直前もしくは直後に解放する、発泡体の製
造方法。
4. A counter pressure by gas is applied to the cavity of the mold according to any one of claims 1 to 3, and the counter pressure is released immediately before or immediately after the injection filling of the foamed molten resin. A method for producing a foam.
【請求項5】請求項1〜3のいずれかの項に記載の金型
のキャビテイに、ガスによるカウンタープレッシャーを
かけておき、発泡溶融樹脂の射出動作に追従あるいは射
出終了直前に型開き動作を得られる成形品に相当する所
定位置まで行いながら射出し、型開き動作を射出動作に
追従して開始したときは型開き開始直後、射出終了直前
に開始したときは所定型開きの直後にカウンタープレッ
シャーを解放する、発泡体の製造方法。
5. A cavity of the mold according to any one of claims 1 to 3, which is subjected to a counter pressure by a gas, so as to follow the injection operation of the foamed molten resin or perform the mold opening operation immediately before the end of the injection. Inject while performing to the predetermined position corresponding to the obtained molded product, when the mold opening operation is started following the injection operation, immediately after the start of mold opening, and when started immediately before the end of injection, counter pressure immediately after the predetermined mold opening. To release the foam.
【請求項6】 請求項4または5に記載のガスが、窒素
ガス、アルゴンガス、二酸化炭素ガス等の不活性ガスで
あり、そのプレッシャーは発泡剤の超臨界圧力以上であ
る、発泡体の製造方法。
6. The production of a foam, wherein the gas according to claim 4 or 5 is an inert gas such as a nitrogen gas, an argon gas, a carbon dioxide gas or the like, and the pressure thereof is equal to or higher than the supercritical pressure of the foaming agent. Method.
【請求項7】 請求項4または5に記載のガスがエアー
であり、そのプレッシャーは3.0MPa以下である、
発泡体の製造方法。
7. The gas according to claim 4, wherein the gas is air, and the pressure thereof is 3.0 MPa or less.
A method for producing a foam.
【請求項8】 シリンダバレルと該シリンダバレル内に
駆動可能に設けられているスクリュとからなる主射出ユ
ニットと、同様にシリンダバレルと該シリンダバレル内
に駆動可能に設けられているスクリュとからなる副射出
ユニットと、成形品を得るための成形装置と、物理的発
泡剤供給装置とからなり、 前記副射出ユニットに、前記物理的発泡剤供給装置から
超臨界状態の物理的発泡剤が供給されるようになってい
ると共に、前記副射出ユニットにより製造される発泡溶
融樹脂は、前記主射出ユニットに蓄積され、そして前記
成形装置のキャビテイに射出されるようになっているこ
とを特徴とする、発泡体の製造装置。
8. A main injection unit comprising a cylinder barrel and a screw drivably provided in the cylinder barrel, and a cylinder barrel and a screw drivably provided in the cylinder barrel. A sub-injection unit, a molding device for obtaining a molded product, and a physical blowing agent supply device, wherein the sub-injection unit is supplied with a supercritical physical blowing agent from the physical blowing agent supply device. And the foamed molten resin produced by the sub-injection unit is stored in the main injection unit, and is injected into the cavity of the molding apparatus, Foam manufacturing equipment.
【請求項9】 請求項8に記載の成形装置は、射出圧縮
機能を有する型締装置を備えている、発泡体の製造装
置。
9. The foam manufacturing apparatus according to claim 8, further comprising a mold clamping device having an injection compression function.
【請求項10】 請求項8または9に記載の主射出ユニ
ットのスクリュの先端部には、複数本のピン状の突起物
が設けられている、発泡体の製造装置。
10. An apparatus for producing a foam, wherein a plurality of pin-shaped projections are provided at a tip of a screw of the main injection unit according to claim 8 or 9.
【請求項11】 請求項8〜10のいずれかの項に記載
の主、副射出ユニットのスクリュは、電動サーボモータ
で駆動されると共に、前記副射出ユニットはフローモー
ルド機能を有する、発泡体の製造装置。
11. The foamed body according to claim 8, wherein the screws of the main and sub injection units are driven by an electric servomotor, and the sub injection unit has a flow molding function. manufacturing device.
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