JP2005254607A - 射出発泡成形方法及び射出発泡成形装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】発泡工程の開始時にキャビティ容積が所望する容積となるよう可動盤の位置を移動させる際において、該移動後の可動盤位置に対応するクロスヘッド位置を該位置データより算出して、該算出したクロスヘッド位置にクロスヘッドを移動させるとともに、該発泡工程の完了時まで該移動後のクロスヘッド位置を保持することとした。
【選択図】 図1
Description
ハイプレッシャ法は、発泡剤を含む溶融樹脂を金型キャビティにフルショットの状態で射出充填して表面層が固化しスキン層を形成した後、金型キャビティ容積を拡大することにより樹脂を発泡させる方法である。この成形方法において、金型キャビティ容積の拡大量は成形品の発泡倍率、気泡径及び成形品肉厚などに影響を与える重要な因子であり、高精度に再現性高く制御することが要求される。
しかし、金型キャビティ内で樹脂が発泡する射出発泡成形方法においては、所望する金型キャビティの容積に拡大した可動盤の位置でクロスヘッドを停止させ位置保持しても、金型キャビティ内の樹脂発泡圧力が可動盤に作用して可動盤はクロスヘッドの停止位置までリンク節の合計隙間に相当する寸法押し戻される。その結果、金型キャビティ容積はリンク節の合計隙間に相当する寸法だけ余分に容積が拡大することとなり、所望する発泡倍率、気泡径や成形品肉厚が変化し、良好な射出発泡成形品が得られないといった問題を有していた。
樹脂の発泡工程の開始時にキャビティ容積が所望する容積となるよう可動盤の位置を移動させる際において、該移動後の可動盤位置に対応するクロスヘッド位置を該位置データより算出して、該算出したクロスヘッド位置にクロスヘッドを移動させるとともに、該発泡工程の完了時まで該移動後のクロスヘッド位置を保持する構成とした。
さらに、ティーチング操作によって得られた金型タッチ点(Stc)と仮の金型分離点(Sto)の差異、並びに、後退動作基準点(Smo)と前進動作基準点(Smc)との差異をリンク節の合計隙間寸法としてクロスヘッドの移動距離として検出して記憶するとともに、記憶した該クロスヘッドの移動距離を比較することによってリンク節の合計隙間寸法の経年変化を定量的に検出することができる。
図1〜2は本発明を実施するための最良の形態に係り、図1は本実施形態による射出発泡成形装置の全体構成図であり、図2は可動盤位置に対応するクロスヘッドの位置データを記憶させるティーチング操作の手順を説明するフローチャートである。図3はトグル機構の可動盤位置とクロスヘッド位置の関係を模式的に示した図である。
なお、本発明の実施の形態においては、金型10を所定のストローク開いても金型キャビティ内に充填した樹脂が漏れ出すことのない半押込み構造の金型を用いたが、これに限るものでなく、発泡成形に適用可能であればそれ以外の平押し構造などの金型を使用しても良い。
図1に示す射出装置30は、バレル32と、バレル32に内装されフライトを有するスクリュ34と、バレル32内に成形樹脂材料を供給するホッパ38とを備え、該スクリュ34を前後進させるスクリュ移動手段40と、該スクリュ34を回転駆動するスクリュ回転手段42が設けられている。そして、前記バレル32の外周面には、図示しないヒータが取り付けられている。
成形前の準備工程として、可動盤2の位置に対応するクロスヘッド28の位置を位置関係データとして記憶させるティーチング操作を行なう。ティーチング操作は、金型10を交換した際に実施されるものであり、金型10の厚みや設定型締力によって変化する可動盤2の位置に対応するクロスヘッド28の位置データを制御装置60に記憶させる工程である。
本発明においては、金型キャビティの容積拡大後の可動盤2に作用する樹脂発泡圧力によって可動盤2が後退し停止する位置にクロスヘッド28が停止する制御とした。即ち、発泡工程の開始時にキャビティ容積が所望する容積となるよう可動盤の位置を移動させる際において、該移動後の可動盤位置に対応するクロスヘッド位置を可動盤の固定盤方向に対応するクロスヘッド位置データより算出して、該算出したクロスヘッド位置にクロスヘッドを移動させるとともに、該発泡工程の完了時まで該移動後のクロスヘッド位置を保持するのである。その結果、所望する金型キャビティ容積の拡大寸法が得られることから、発泡倍率、気泡径や成形品肉厚が変化することがない。
なお、ティーチング操作にあたっては微小な型締力や可動盤位置の変化を検出して行なうことから、成形運転の条件下で事前に実施することが望ましい。
本発明に適用できる樹脂は、射出成形が可能なポリスチレンやポリプロピレンに代表される熱可塑性樹脂材料に発泡剤を混合したものである。そして、発泡剤には重炭酸ソーダに代表される無機発泡剤やアゾジカルボンアミドに代表される有機発泡剤の化学発泡剤等が使用される。
なお、保圧工程は金型温度を計測し表面層の固化温度に基づく方法としたが、これに限るものでなく、射出充填完了と共に計時を開始するタイマの出力信号を基準としても良い。そして、成形品表面層が固化したスキン層の形成後は金型10を開いて発泡工程へ移行する。
それに比較して、本実施形態は、発泡時の金型10のキャビティ容積の拡大制御を、前記可動盤2を固定盤方向に移動させる際におけるクロスヘッド位置と可動盤2との位置との位置関係データを用いて行なっている。そのため、金型内の樹脂発泡圧力が可動盤2に作用しても、金型10はリンク節6a〜6eの合計隙間に相当する寸法だけ余分に容積が拡大することがない。従って、本発明は、発泡時における金型の型開制御を精度良く行なうことができ、ハイプレッシャ法により表面が緻密で発泡倍率や気泡径にバラツキの少ない高品質な発泡成形品を得ることができる。
2 可動盤
3 固定型
4 可動型
6a リンク節
6b リンク節
6c リンク節
6d リンク節
6e リンク節
7 タイバー
8 トグル式型締機構
10 金型
20 型締装置
26 リンク駆動機構
28 クロスヘッド
30 射出装置
60 制御装置
71 可動盤位置センサ
74 ストロークセンサ
75 型締力センサ
100 射出発泡成形装置
Claims (5)
- クロスヘッドの移動により可動盤と固定盤との間に配した金型を自在に開閉して型締するトグル式の型締装置を備えた射出発泡成形装置を用い、
該可動盤と固定盤の間で型締した金型のキャビティに発泡剤を含む溶融樹脂を充填する射出充填工程と、
該射出充填工程後に、該可動盤を反固定盤方向に移動させて該キャビティの容積を射出充填工程時より拡大して保持し、該拡大したキャビティの中で該溶融樹脂を発泡させる樹脂の発泡工程を備えた射出発泡成形方法において、
予め可動盤を固定盤方向に移動させた際におけるクロスヘッドの位置と可動盤との位置の関係を位置関係データとして記憶しておき、
該発泡工程の開始時にキャビティ容積が所望する容積となるよう可動盤の位置を移動させる際において、該移動後の可動盤位置に対応するクロスヘッド位置を該位置データより算出して、該算出したクロスヘッド位置にクロスヘッドを移動させるとともに、該発泡工程の完了時まで該移動後のクロスヘッド位置を保持する射出発泡成形方法。 - 予め前記位置関係データを測定して記憶させるためのティーチング工程を備えて、
該ティーチング工程が、
金型を完全に開くティーチング型開限位置にある可動盤が固定盤方向に移動するようクロスヘッドを移動させた際に、可動盤が移動し始めるクロスヘッドの位置を前進動作基準点(Smc)として検出し記憶する工程と、
該前進動作基準点(Smc)から可動盤が固定盤方向に移動するようクロスヘッドを移動させた際に、型締力が零から変化し始めるクロスヘッドの位置を金型タッチ点(Stc)として検出し記憶する工程と、を備えて、
該前進動作基準点(Smc)から金型タッチ点(Stc)までクロスヘッドを移動させた際におけるクロスヘッドの位置と可動盤の位置を測定して、クロスヘッドと可動盤との位置関係データとして記憶する請求項1記載の射出発泡成形方法。 - 前記ティーチング工程が、所定の型締力で金型を型締して型締力を検出する第1の工程と、型締状態からクロスヘッドを反固定盤方向に移動させた際に型締力が零となる該クロスヘッド位置を仮の金型分離点(Sto)として検出し記憶する第2の工程と、該仮の金型分離点(Sto)から金型を完全に開く所定位置まで該クロスヘッドを反固定盤方向に移動させ停止させたクロスヘッド位置を後退動作基準点(Smo)として検出し記憶する第3の工程と、該後退動作基準点(Smo)からクロスヘッドを固定盤方向に移動させた際に可動盤が移動し始める該クロスヘッドの位置を前進動作基準点(Smc)として検出し記憶する第4の工程と、該前進動作基準点(Smc)から可動盤が固定盤方向に移動するようにクロスヘッドを移動させた際に、型締力が零から変化し始めるクロスヘッドの位置を金型タッチ点(Stc)として検出し記憶する第5の工程を備えて、第1の工程から第5の工程まで順次おこないながら、クロスヘッドの位置と可動盤との位置の関係を位置関係データとして記憶する請求項2記載の射出発泡成形方法。
- トグル式型締機構、クロスヘッド、及び該クロスヘッドを介して該トグル式型締機構を駆動するリンク駆動機構を有して、該トグル式型締機構の一端に取り付けた可動盤を固定盤に向けて進退させて、該可動盤と固定盤との間に配した金型を自在に開閉して型締する型締装置を備えるとともに、
該可動盤の位置を検出するための可動盤位置センサ、該クロスヘッドの位置を検出するための位置センサ、及び、該型締装置の型締力を検出するための型締力センサを有して、該クロスヘッドと該可動盤の位置を測定しながら、該金型を完全に開くティーチング型開限位置にある可動盤が固定盤方向に移動するようクロスヘッドを移動させて、可動盤が移動し始めるクロスヘッドの位置を前進動作基準点(Smc)として検出するとともに、型締力が零から変化し始めるクロスヘッドの位置を金型タッチ点(Stc)として検出して、
該前進動作基準点(Smc)から金型タッチ点(Stc)までクロスヘッドと可動盤との位置の関係を位置関係データとして記憶し、該記憶した位置関係データに基づきクロスヘッドの位置を移動させて可動盤の位置を制御することのできる型締制御部を備え、
樹脂の発泡工程の開始時にキャビティ容積が所望する容積となるよう可動盤の位置を移動させる際において、該移動後の可動盤位置に対応するクロスヘッド位置を該位置データより算出して、該算出したクロスヘッド位置にクロスヘッドを移動させるとともに、該発泡工程の完了時まで該移動後のクロスヘッド位置を保持する樹脂の発泡射出成形装置。 - 予め位置関係データを測定して記憶させるための前記ティーチング工程を備え、ティーチング操作によって得られた金型タッチ点(Stc)と仮の金型分離点(Sto)の差異、並びに、後退動作基準点(Smo)と前進動作基準点(Smc)との差異をリンク節の合計隙間寸法としてクロスヘッドの移動距離として検出して記憶するとともに、該記憶したクロスヘッドの移動距離を比較することによってリンク節の合計隙間寸法の経年変化を検出する請求項4に記載の発泡射出成形装置。
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