JP2008230189A - 樹脂成形品の成形方法及び成形装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ブロー成形体の膨張が妨げられることを抑制することができる樹脂成形品の成形方法及び成形装置を提供する。
【解決手段】パリソンをブロー成形して形成される中空のブロー成形体２３の内部に発泡性樹脂３１を注入した後に、成形型１０のキャビティの容積を拡大させるように成形型のコア部１３を型開き方向に所定量移動し、前記発泡性樹脂の発泡を促進させて前記ブロー成形体を膨張させるようにした樹脂成形品の成形において、前記発泡性樹脂を前記ブロー成形体内に注入する際に、前記ブロー成形体内に注入された前記発泡性樹脂が発泡することを抑制するように前記ブロー成形体内の圧力が制御されることを特徴とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、樹脂成形品の成形方法及び成形装置に関する。

例えば自動車用部品など種々の工業用部品においては、軽量性や断熱性等の優れた特性を有する発泡樹脂成形品が広く使用されている。この発泡樹脂成形品として、例えば特許文献１には、軽量性、剛性に優れた表皮付発泡成形体を得ることを企図し、熱可塑性樹脂発泡層を有するパリソンをブロー成形してなる中空成形体の内部に熱可塑性樹脂発泡体片を充填して、該発泡体片を加熱して該発泡体片を相互に融着させた表皮付発泡成形体が開示されている。
特開２００４ー２８４１４９号公報

ところで、樹脂に発泡剤を含有させた発泡性樹脂からなる樹脂成形品の成形方法としては、成形型のキャビティの容積より少ない発泡性樹脂をキャビティ内に注入した後に、かかる発泡性樹脂をキャビティ内で発泡させるようにした成形方法（所謂ショートショット法）や、発泡性樹脂を固定型と可動型とでなる一対の成形型のキャビティ内に注入した後に、可動型を型開き方向に移動させてキャビティの容積を拡大することにより発泡性樹脂の発泡を促進させるようにした成形方法（所謂コアバック法）が知られており、例えば大型の樹脂成形品や発泡倍率の高い樹脂成形品を得る場合にはコアバック法が好適に用いられている。

このように、発泡性樹脂を固定型と可動型とでなる成形型のキャビティ内に注入した後に、可動型を型開き方向に移動させてキャビティの容積を拡大して発泡性樹脂の発泡を促進させた樹脂成形品においては、発泡性樹脂の発泡によって形成された気泡が成形品の最表面であるスキン層において破泡して、外観不良等の問題を引き起こす場合がある。

これに対し、発泡性樹脂からなる樹脂成形品の表面性を向上させるものとして、成形型内に溶融状態の樹脂からなるパリソンを垂下させた後に、パリソンを成形型で挟み込んで空気等の気体を吹き込み成形させるようにした中空成形（所謂ブロー成形）と発泡成形とを組み合わせた樹脂成形品の成形方法が知られている。

しかしながら、パリソンをブロー成形してなるブロー成形体の内部に発泡性樹脂を注入し、該発泡性樹脂の発泡をコアバック法によって促進させるようにした樹脂成形品の成形においては、成形型のキャビティの容積を拡大させるように成形型のコア部を移動し、発泡性樹脂の発泡を促進させてブロー成形体を膨張させる際に、ブロー成形体の延伸される部分が成形型によって冷却されて伸びず、ブロー成形体の膨張が妨げられる場合がある。かかる場合には、例えばコア部のキャビティ面周縁部に位置するコーナ部などにおいて、コア部の移動に完全に追従して樹脂成形品が成形されず、外観不良等の問題を引き起こし得る。

そこで、この発明は、前記技術的課題に鑑みてなされたものであり、発泡性樹脂の発泡を促進させてブロー成形体を膨張させることができるとともに、ブロー成形体の膨張に伴ってブロー成形体の延伸される部分が成形型によって冷却されブロー成形体の膨張が妨げられることを抑制することができる樹脂成形品の成形方法及び成形装置を提供することを目的とする。

このため、本願の請求項１に係る樹脂成形品の成形方法は、ソリッド樹脂からなるパリソンを型開きした成形型内に押し出し、前記パリソンを挟んで前記成形型を型閉めした後に前記パリソンをブロー成形して中空のブロー成形体を形成し、該ブロー成形体の形成後に前記ブロー成形体内に発泡性樹脂を注入し、該発泡性樹脂の注入開始後に、前記成形型のキャビティの容積を拡大させるように前記成形型のコア部を所定量移動させることにより、前記発泡性樹脂の発泡を促進させて前記ブロー成形体を膨張させるようにした樹脂成形品の成形方法であって、前記発泡性樹脂を前記ブロー成形体内に注入する際に、前記ブロー成形体内に注入された前記発泡性樹脂が発泡することを抑制するように前記ブロー成形体内の圧力が制御されていることを特徴としたものである。

また、本願の請求項２に係る発明方法は、請求項１に係る発明方法において、前記ブロー成形体内に前記発泡性樹脂を注入する際に、前記パリソンをブロー成形するためのブロー成形用孔部を通じて、前記ブロー成形体内の気体が排出されるとともに、前記ブロー成形体内に注入された前記発泡性樹脂が発泡することを抑制するように前記ブロー成形体内の圧力が制御されていることを特徴としたものである。

更に、本願の請求項３に係る発明方法は、請求項１又は２に係る発明方法において、前記発泡性樹脂に、該発泡性樹脂を補強する補強繊維が含有されていることを特徴としたものである。

また更に、本願の請求項４に係る発明方法は、請求項１〜３の何れか一に係る発明方法において、前記発泡性樹脂に、物理発泡剤が含有されていることを特徴としたものである。

また更に、本願の請求項５に係る発明方法は、請求項４に係る発明方法において、前記物理発泡剤が、超臨界状態の流体であることを特徴としたものである。

また更に、本願の請求項６に係る樹脂成形品の成形装置は、開閉可能な成形型と、型開きされた前記成形型内にソリッド樹脂からなるパリソンを押し出す押出ヘッドと、前記パリソンを挟んで前記成形型を型閉めした後に前記パリソン内に加圧流体を供給し中空のブロー成形体を形成する加圧流体供給手段と、前記ブロー成形体内に発泡性樹脂を注入する注入手段と、前記成形型のキャビティの容積を拡大させるように前記成形型のコア部を移動させるコア移動手段とを備え、前記ブロー成形体内に前記発泡性樹脂の注入を開始した後に、前記成形型のキャビティの容積を拡大させるように前記コア部を移動し、前記発泡性樹脂の発泡を促進させて前記ブロー成形体を膨張させる樹脂成形品の成形装置であって、前記ブロー成形体内の圧力を制御する圧力制御手段を備え、前記圧力制御手段は、前記ブロー成形体内に前記発泡性樹脂を注入する際に、前記ブロー成形体内に注入された前記発泡性樹脂が発泡することを抑制するように前記ブロー成形体内の圧力を制御することを特徴としたものである。

また更に、本願の請求項７に係る発明は、請求項６に係る発明において、前記成形型は、固定型と可動型とを有し、前記固定型及び前記可動型の何れか一方の型は、前記成形型を型閉めする際に前記固定型及び前記可動型の他方の型と型閉めするとともに前記成形型の前記コア部の外周に位置する外周部と、前記成形型のキャビティの容積を拡大させるように前記外周部に対し移動可能な前記コア部とを備えていることを特徴としたものである。

また更に、本願の請求項８に係る発明は、請求項６又は７に係る発明において、前記注入手段は、物理発泡剤を含有する発泡性樹脂を注入することを特徴としたものである。

また更に、本願の請求項９に係る発明は、請求項８に係る発明において、前記注入手段は、前記物理発泡剤として超臨界状態の流体を含有する発泡性樹脂を注入することを特徴としたものである。

本願の請求項１に係る樹脂成形品の成形方法によれば、ブロー成形体内に発泡性樹脂を注入する際にカウンタープレッシャーをかけることでブロー成形体内に注入された発泡性樹脂が発泡することを抑制することができるので、コア部を移動してブロー成形体を膨張させる際に、発泡性樹脂の発泡を促進させてブロー成形体を膨張させることができるとともに、ブロー成形体の膨張に伴ってブロー成形体の延伸される部分が成形型によって冷却されブロー成形体の膨張が妨げられることを抑制することができ、表面性及び物性に優れた樹脂成形品を容易に且つ確実に成形することができる。

また、本願の請求項２に係る発明方法によれば、ブロー成形用孔部を通じてブロー成形体内の圧力が制御されることにより、ブロー成形用孔部を、ブロー成形体内の圧力を制御するための圧力制御用孔部として用いることができ、比較的容易に前記効果を得ることができる。

更に、本願の請求項３に係る発明方法によれば、発泡性樹脂に含有された補強繊維のスプリングバック現象によって発泡性樹脂の発泡をさらに促進させることが可能である。補強繊維が含有された発泡性樹脂を用いて成形される樹脂成形品において、樹脂成形品の表面に補強繊維が露出して表面外観を悪化させることがなく、前記効果をより有効に奏することができる。

また更に、本願の請求項４に係る発明方法によれば、発泡性樹脂に、物理発泡剤が含有されていることにより、発泡セル径の微細な樹脂成形品を成形することができ、樹脂成形品において曲げ剛性等の物性をさらに向上させることができる。

また更に、本願の請求項５に係る発明方法によれば、物理発泡剤が、超臨界状態の流体であることにより、さらに微細な発泡セルを有する樹脂成形品を成形することができ、前記効果をさらに有効に奏することができる。

また更に、本願の請求項６に係る樹脂成形品の成形装置によれば、ブロー成形体内に発泡性樹脂を注入する際に発泡性樹脂にカウンタープレッシャーをかけることでブロー成形体内に注入された発泡性樹脂が発泡することを抑制することができるので、コア部を移動してブロー成形体を膨張させる際に、発泡性樹脂の発泡を促進させてブロー成形体を膨張させることができるとともに、ブロー成形体の膨張に伴ってブロー成形体の延伸される部分が成形型によって冷却されブロー成形体の膨張が妨げられることを抑制することができ、表面性及び物性に優れた樹脂成形品を容易に且つ確実に成形することができる。

また更に、本願の請求項７に係る発明によれば、成形型の構造やその駆動機構等を複雑化させることなく、比較的簡単な構造によって、前記効果を得ることができる。

また更に、本願の請求項８に係る発明によれば、注入手段は、物理発泡剤を含有する発泡性樹脂を注入することにより、発泡セル径の微細な樹脂成形品を成形することができ、樹脂成形品において曲げ剛性等の物性をさらに向上させることができる。

また更に、本願の請求項９に係る発明によれば、注入手段は、物理発泡剤として超臨界状態の流体を含有する発泡性樹脂を注入することにより、さらに微細な発泡セルを有する樹脂成形品を成形することができ、前記効果をさらに有効に奏することができる。

以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る樹脂成形品の成形装置を示す概略説明図である。この図に示すように、前記成形装置１は、開閉可能に設けられる成形型１０と、加熱溶融した第１の樹脂をパリソン２０として押し出す押出ヘッド２１と、成形型１０内に加圧流体を供給する加圧流体供給手段としてのブロー成形用ピン２５と、成形型１０内に第２の樹脂に発泡剤を含有させた発泡性樹脂を注入する注入手段としての射出装置３０とを備えている。

成形型１０は、固定型１１と可動型１２とによって構成され、型開閉機構（不図示）によって固定型１１と可動型１２とを型閉めすることにより、成形型１０内に樹脂成形品の所望形状に応じたキャビティ１６が形成される。可動型１２は、キャビティ１６の一部を規定するコア部１３と、コア部１３と組み合わせられる外周部１４とを備えている。

図２は、前記成形装置の可動型を模式的に示す斜視図であり、図２では、外周部１４に対してコア部１３が型開き方向に移動された状態を示している。図２に示すように、可動型１２のコア部１３は、略平板状に形成される板状部１３ａから四角状に突出する突出部１３ｂを備えており、成形型１０の型開閉方向に垂直な方向において突出部１３ｂの外周には、該突出部１３ｂの外周形状に応じて四角枠状に形成された外周部１４が嵌め合わせられている。

可動型１２は、固定型１１に対してコア部１３と外周部１４とが一体的に型開閉方向に移動可能に構成されるとともに、固定型１１と可動型１２とを型閉めした後に、可動型１２の外周部１４と固定型１１とを型閉めした状態において、コア部１３のみを型開閉方向に移動させるコア部移動機構（不図示）によって成形型１０のキャビティ１６の容積を拡大させるように可動型１２のコア部１３のみを型開き方向に移動可能に構成されている。

ブロー成形用ピン２５は、加圧流体供給源（不図示）から供給される加圧流体として圧縮空気などの加圧気体を、圧力調整弁（不図示）を介して成形型１０内に供給し、成形型１０内を所定の圧力に保持することができるようになっている。また、ブロー成形用ピン２５は、該ブロー成形用ピン２５を成形型１０内に挿入した状態で成形型１０内の空気を排気できるようになっている。成形型１０の固定型１１には、ブロー成形用ピン２５を挿通させるための挿通孔２６が設けられ、ブロー成形用ピン２５は、挿通孔２６内で進退動可能に構成されている。

射出装置３０は、発泡性樹脂３１を成形型１０内に注入するものであり、第２の樹脂３２を混錬溶融させるシリンダ３３を備えている。シリンダ３３の内部にはスクリュー３４が備えられ、スクリュー３４の後端には、スクリュー駆動機構及び射出機構（共に不図示）が連結されている。

射出装置３０では、シリンダ３３の周囲に設けられた加熱ヒータ（不図示）とスクリュー３４とによって、シリンダ３３に投入された第２の樹脂３２を順次加熱するとともに混錬溶融させる。そして、混錬溶融された第２の樹脂３２に対し、二酸化炭素又は窒素等の不活性ガスを含むボンベ３５から超臨界流体発生装置３６を介して超臨界状態にされた前記不活性ガスが、超臨界流体注入装置３７によって注入される。これにより、第２の樹脂３２に発泡剤を含有させた発泡性樹脂３１が形成される。

発泡性樹脂３１は、スクリュー３４が前記スクリュー駆動機構によって回転されるとともに前記射出機構によって射出されることによって成形型１０内に注入される。成形型１０、具体的には固定型１１には、射出装置３０のノズル３８に連通され、発泡性樹脂３１を成形型１０内に注入するための注入経路１７が設けられている。

前記成形装置１には、該成形装置１を総合的に制御する制御ユニット（不図示）が備えられており、該制御ユニットは、成形型１０の開閉駆動、成形型１０のコア部１３の型開き方向への移動機構、押出ヘッド２１のパリソン押出機構、ブロー成形用ピン２５の作動機構、ブロー成形用ピン２５からの加圧流体供給機構、射出装置３０の発泡性樹脂３１の注入機構等の各種制御を行う。また、前記制御ユニットには、タイマ（不図示）が備えられており、後述する図８に示すように、前記制御ユニットは、パリソン２０が押し出される押出開始時からの時間に応じて、ブロー成形用ピン２５に接続される前記圧力調整弁の作動を制御してブロー成形体２３内の圧力を所定の圧力に制御する。なお、前記制御ユニットは、例えばマイクロコンピュータを主要部として構成されている。

次に、前記成形装置１を用いた樹脂成形品の成形について説明する。
先ず、成形型１０が型開きされた状態において、押出ヘッド２１から成形型１０内に、具体的には固定型１１のキャビティ面１１ａと可動型１２のコア部１３のキャビティ面１３ｃとの間に加熱溶融された第１の樹脂からなるパリソン２０が円筒状に垂下される。なお、第１の樹脂としては、例えば熱可塑性樹脂等の非発泡のソリッド樹脂を用いることができる。

そして、固定型１１に対して可動型１２のコア部１３と外周部１４とが一体的に型閉め方向に移動されて成形型１０が型閉めされ、パリソン２０の上端側及び下端側が固定型１１と可動型１２の外周部１４とによって挟み込まれる。これにより、パリソン２０の内部の空間が閉じられてパリソン２０の内部に空間部２２が形成される。そして、その後にパリソン２０の空間部２２内に加圧気体が供給される。

図３は、前記成形装置の成形型内に位置するパリソンに加圧気体が供給された状態を示す概略説明図である。ブロー成形用ピン２５が前進させられてパリソン２０にブロー成形用孔部２７が形成され、ブロー成形用ピン２５によってパリソン２０の内部の空間部２２に加圧気体が供給され、パリソン２０がブロー成形される。これにより、パリソン２０は、その内部の空間が膨張してキャビティ面１１ａ、１３ｃに押し付けられ、キャビティ面１１ａ、１３ｃに応じた中空のブロー成形体２３が成形される。

図４は、前記成形型内に発泡性樹脂が注入される状態を示す概略説明図である。成形型１０内に垂下されたパリソン２０がブロー成形されると、次に、ブロー成形体２３内の空間部２２に、射出装置３０から第２の樹脂３２に超臨界状態の流体を含有させた発泡性樹脂３１が注入される。なお、第２の樹脂としては、例えばポリプロピレンなどの熱可塑性樹脂などを用いることができる。

射出装置３０からブロー成形体２３内の空間部２２への発泡性樹脂３１の注入機構について、図５〜図７を参照して説明する。
図５〜図７は、射出装置３０からブロー成形体２３内の空間部２２へ発泡性樹脂３１が注入される工程を順に表しており、図４のＡ部について拡大して示している。図５は、前記注入経路に設けられた第１の弁体及び第２の弁体が閉じた状態を示す説明図、図６は、前記注入経路に設けられた前記第１の弁体が開き前記第２の弁体が閉じた状態を示す説明図、図７は、前記注入経路に設けられた前記第１の弁体及び前記第２の弁体が開いた状態を示す説明図である。

図５に示すように、固定型１１に設けられる注入経路１７は、キャビティ面１１ａに形成される凹部１１ｂと連通され、該凹部１１ｂの底側に第１の弁体５１が備えられている。第１の弁体５１は、ロッド５２を介して駆動シリンダ５３に連結され、駆動シリンダ５３を作動させることにより上下方向に移動可能に構成されている。注入経路１７は、この第１の弁体５１が上方へ移動されることで閉じられる。また、注入経路１７には、該注入経路１７を開閉し、水平方向に移動可能に構成される第２の弁体５４が備えられている。これにより、注入経路１７では、第１の弁体５１及び第２の弁体５４が開いた状態において、発泡性樹脂３１が成形型１０内に注入可能となる。

図５に示すように、第１の弁体５１及び第２の弁体５４がそれぞれ注入経路１７を閉じた状態で、パリソン２０内の空間部２２に加圧気体が供給されてパリソン２０がキャビティ面１１ａに押し付けられる際には、凹部１１ｂにおいても、その表面にパリソン２０が断面コ字状に押し付けられるが、この部分ではパリソン２０の厚さが薄く成形される。

そして、図６に示すように、駆動シリンダ５３を作動させて第１の弁体５１を下方側へ移動させた後に、ブロー成形用ピン２５を介して加圧気体が供給され空間部２２の圧力が高められると、凹部１１ｂ内に断面コ字状に成形されたパリソン２０が、その底部２０ａにおいて開口させられる。

次に、第２の弁体５４が注入経路１７を開くように移動され、空間部２２と注入経路１７とが連通された後に、図７に示すように、発泡性樹脂３１が、射出装置３０から空間部２２内に注入される。なお、図５〜図７は、パリソン２０がブロー成形されて形成される中空のブロー成形体２３の内部への発泡性樹脂の注入の一例を示したものであり、その他の好適な手段によって発泡性樹脂３１を注入するようにしてもよい。

本実施形態では、発泡性樹脂３１がブロー成形体２３内に注入される際に、発泡性樹脂３１の注入に伴ってブロー成形体２３の空間部２２内の空気がブロー成形用ピン２５を通じて排出されるとともに、ブロー成形体２３内に注入された発泡性樹脂３１が発泡することを抑制するようにブロー成形体２３内の圧力が制御されている。ブロー成形体２３では、パリソン２０をブロー成形するためにブロー成形用ピン２５によってパリソン２０に形成されたブロー成形用孔部２７を通じて、ブロー成形体２３内の気体が排出されるとともにブロー成形体２３内の圧力が制御されている。

図８は、本発明の実施形態に係るブロー成形体内の圧力の制御パターンを示すグラフである。図８では、パリソン２０が垂下されてからの時間を横軸にとり、ブロー成形体２３内の圧力を縦軸にとって表示し、発泡性樹脂３１の発泡が開始される発泡圧力を二点鎖線Ｓ１で表している。なお、ブロー成形体２３内の圧力は、パリソン２０の空間部２２内に加圧気体が供給されるブロー成形開始時Ｔ１からパリソン２０がブロー成形されブロー成形体が形成されるブロー成形終了時Ｔ２までは、パリソン２０内の空間部２２の圧力を表している。

図８に示すように、時間Ｔ２においてブロー成形体２３が形成されると、ブロー成形体２３内の圧力は、発泡性樹脂３１の発泡圧力Ｓ１より高い圧力Ｐ１に制御された状態で時間Ｔ３まで保持される。次に、ブロー成形体２３内への発泡性樹脂３１の注入開始時Ｔ３からブロー成形体２３内に発泡性樹脂３１が注入され、この発泡性樹脂３１の注入に伴ってブロー成形体２３内の気体は、ブロー成形用孔部２７、具体的にはブロー成形用ピン２５を通じて排出されるが、ブロー成形体２３内の圧力は、発泡性樹脂３１の注入に伴って高くなるように制御され、発泡性樹脂３１の発泡圧力Ｓ１より高い圧力に制御されている。なお、ブロー成形用ピン２５を通じて排出されるブロー成形体２３内の気体は、真空ポンプを用いて強制的に排出させるようにしても、あるいは開閉弁を開くことによって自然に排出させるようにしてもよい。

ブロー成形体２３内への発泡性樹脂３１の注入終了時Ｔ４においてブロー成形体２３内に発泡性樹脂３１が充填されると、ブロー成形体２３内の圧力は、発泡性樹脂３１の発泡圧力Ｓ１より高い圧力Ｐ２に制御された状態で時間Ｔ５まで保持される。その後に、ブロー成形用ピン２５が後退させられ、固定型１１と可動型１２の外周部１４とを型閉めした状態で、成形型１０のキャビティ１６の容積を拡大させるように成形型１０のコア部１３のみを型開き方向に移動（コアバック）させる。これにより、発泡性樹脂３１の発泡を促進させ、ブロー成形体２３を膨張させる。

成型型１０のコア部１３の型開き方向への移動を開始すると、ブロー成形体２３内の圧力が低下し、ブロー成形体２３内の圧力が発泡性樹脂３１の発泡圧力以下になる時間Ｔ５ａから発泡性樹脂３１が発泡し始める。そして、コア部１３が型開き方向に所定量移動されたコアバック終了時Ｔ６では、ブロー成形体２３内の圧力は圧力Ｐ３となり、この状態で時間Ｔ７まで保持され、ブロー成形体２３の内部に発泡性樹脂３１を注入して発泡させた樹脂成形品２４が成形型１０によって冷却される。

図９は、前記成形型内に注入された発泡性樹脂が発泡成形された状態を示す概略説明図である。前記のように、成形装置１では、成形型１０のキャビティ１６の容積を拡大するように、成形型１０のコア部１３が型開き方向に、すなわち矢印Ｘ１の方向に所定量移動されることにより、発泡性樹脂３１の発泡が促進されブロー成形体２３が膨張される。そして、溶融状態にある発泡性樹脂３１が冷却されて固化し、ブロー成形体２３の内部に発泡性樹脂３１を注入して発泡させるようにした樹脂成形品２４が成形される。

図１０は、図９のＢ部を拡大して示した断面説明図である。この図に示すように、成形型１０のキャビティ１６の容積を増大させるように成形型１０のコア部１３を型開き方向に移動させると、ブロー成形体２３が型開き方向に膨張され、コア部１３のキャビティ面１３ｃに、具体的にはキャビティ面１３ｃの周縁部１３ｄ近傍に位置するブロー成形体２３が延伸させられる。

このようにして、ブロー成形体２３の内部に発泡性樹脂３１を注入した後に、成形型１０のキャビティ１６の容積を拡大するように成形型１０のコア部１３を型開き方向に移動させて樹脂成形品２４を成形する場合、ブロー成形体２３が成形型１０のコア部１３のキャビティ面１３ｃや外周部１４の型面部１４ａによって冷却され、コア部１３を型開き方向に移動させる際にブロー成形体２３が型開き方向に延伸されず、ブロー成形体２３の膨張が妨げられて、例えばコーナ部のダレなどの外観不良等の問題が生じる場合があるが、本実施形態では、ブロー成形体２３内に発泡性樹脂３１を注入する際にブロー成形体２３内に注入された発泡性樹脂３１が発泡することを抑制するようにカウンタープレッシャーをかけることで、コア部１３が型開き方向へ移動を開始する前に発泡性樹脂３１の発泡圧力が低下することを抑制し、コア部１３を移動してブロー成形体２３を膨張させる際に、発泡性樹脂３１の発泡を促進させてブロー成形体２３を膨張させることができるとともに、ブロー成形体２３の膨張に伴ってブロー成形体２３の延伸される部分２３ａが成形型１０によって冷却されブロー成形体２３の膨張が妨げられることを抑制することができる。

本実施形態では、コア部１３と外周部１４とを備えた可動型１２を有する成形型１０を用い、コア部１３を移動させてブロー成形体２３を膨張させているが、成形型のキャビティを形成する固定型が、成形型を型閉めする際に可動型と型閉めするとともに成形型のコア部の外周に位置する外周部と、成形型のキャビティの容積を拡大させるように外周部に対し移動可能なコア部とを備えた成形型を使用し、固定型のコア部を型開き方向に移動させてブロー成形体を膨張させるようにしてもよい。

また、成形装置１では、パリソン２０の空間部２２に発泡性樹脂３１を注入する際に、空間部２２内の空気がブロー成形用ピン２５を通じて排出されているが、空間部２２を規定するパリソン２０に、空間部２２内の気体を排出する気体排出用穴を設けるようにしてもよい。

図１１は、本発明の第２の実施形態に係る樹脂成形品の成形装置において、該成形装置の成形型内に位置するパリソンに加圧気体が供給された状態を示す概略説明図であり、図１２は、前記成形装置の成形型内に発泡性樹脂が注入される状態を示す概略説明図である。なお、これらの図では、前述した成形装置１と同様の構成を備え、同様の作用をなすものについては同一符号を付し、それ以上の説明は省略する。

第２の実施形態に係る成形装置では、図１１に示すように、成形型６０が型閉じされた状態において、キャビティ面１１ａ、１３ｃによって形成される空間内に突出するようにピン６１が固定型１１に設けられている。このピン６１は、その先端側が先細り形状に形成され、その後端側が可動プレート６２に取り付けられている。該可動プレート６２は、例えば駆動シリンダ等によって、キャビティ面１１ａ、１３ｃによって形成される空間に対して進退動可能に構成されている。

また、成形型６０では、キャビティ面１１ａ、１３ｃによって形成される空間内の気体を排出するための排気経路６４が固定型１１に形成されており、排気経路６４は、可動プレート６２を前進させることで閉じられ、可動プレート６２を後退させることで開かれるようになっている。また、排気経路６４には、前記制御ユニットによって制御される圧力調整弁（不図示）が接続されており、成形型１０内の圧力を所定の圧力に保持した状態で排気経路６４を通じてブロー成形体２３内の気体を排出することができるようになっている。

前記のように、パリソン２０の空間部２２に加圧気体が供給されてパリソン２０がキャビティ面１１ａに押し付けられる際には、図１１に示すように、パリソン２０にピン６１が刺さった状態でパリソン２０がキャビティ面１１ａに押し付けられ、パリソン２０には、ピン６１によって気体排出穴２０ｂが形成される。

そして、発泡性樹脂３１が空間部２２内に注入される際には、図１２に示すように、ブロー成形用ピン２５を後退させるとともに可動プレート６２を後退させる。これにより、発泡性樹脂３１の注入に伴って、空間部２２内の気体は気体排出穴２０ｂから排気経路６４を通じて排出される。

第２の実施形態に係る成形装置においても、図８に示す制御パターンに従ってブロー成形体２３内の圧力が制御され、ブロー成形体２３内に発泡性樹脂３１が注入される際には、ブロー成形体２３内の圧力は、発泡性樹脂３１の発泡圧力より高い圧力に制御されている。これにより、コア部１３を移動してブロー成形体２３を膨張させる際に、発泡性樹脂３１の発泡圧力を確保することができ、発泡性樹脂３１の発泡を促進させてブロー成形体２３を膨張させることができるとともに、ブロー成形体２３の膨張に伴ってブロー成形体２３の延伸される部分２３ａが成形型１０によって冷却されブロー成形体２３の膨張が妨げられることを抑制することができる。

図１３は、本発明の第３の実施形態に係る樹脂成形品の成形装置を示す概略説明図であり、前記成形装置７０の成形型１０内に発泡性樹脂３１が注入される状態を示している。成形装置７０は、ブロー成形体２３内の圧力を制御する圧力制御手段がブロー成形用ピン２５と別に設けられていること以外は、成形装置１と同様の構成を備えているので、成形装置１と同様の構成を備えて同様の作用をなすものについては同一符号を付して説明は省略する。

成形装置７０では、ブロー成形用ピン２５は、パリソン２０をブロー成形するためにのみ用いられ、前記加圧流体供給源から加圧気体をパリソン２０内の空間部２２に供給し、パリソン２０をブロー成形してブロー成形体２３内を所定の圧力に保持することができるようになっている。

また、成形装置７０では、成形型１０のコア部１３に成形型１０内に加圧気体を供給するためのガス注入用ピン７５が設けられ、このガス注入用ピン７５は、コア部１３において成形型１０のキャビティ１６に対し進退動可能に構成されている。ガス注入用ピン７５は、成形型１０、具合的にはブロー成形体２３内にガス注入用ピン７７を挿入した状態で、加圧気体供給源７６から供給される加圧気体を、前記制御ユニットによって制御される圧力調整弁７７を介してブロー成形体２３内に供給し、ブロー成形体２３内を所定の圧力に保持することができるようになっている。また、ガス注入用ピン７５は、ブロー成形体２３内にガス注入用ピン７５を挿入した状態でブロー成形体２３内の気体を排気できるようになっている。

成形装置７０においても、ブロー成形体２３内に発泡性樹脂３１が注入される際には、図８に示す制御パターンに従ってブロー成形体２３内の圧力が制御されており、ブロー成形体２３内の圧力は、圧力調整弁７７によって発泡性樹脂３１の発泡圧力より高い圧力に制御されている。なお、ガス注入用ピン７５を通じて排出されるブロー成形体２３内の気体は、真空ポンプを用いて強制的に排出させるようにしても、あるいは開閉弁を開くによって自然に排出させるようにしてもよい。

このように、ブロー成形体２３内に発泡性樹脂３１を注入する際に、発泡性樹脂３１の発泡を抑制するようにカウンタープレッシャーをかけることで、ブロー成形体内に注入された発泡性樹脂が発泡することを抑えることができ、第１の実施形態と同様の作用効果を奏することができる。成形装置７０では、ガス注入用ピン７５を成形型１０のコア部１３に設けることより、比較的簡単な構造によって前記効果を得ることができる。

成形装置１では、ブロー成形用ピン２５を通じてブロー成形体２３内に注入された発泡性樹脂３１が発泡することを抑制するようにブロー成形体２３内の圧力が制御され、成形装置７０では、ガス注入用ピン７５を通じてブロー成形体２３内に注入された発泡性樹脂３１が発泡することを抑制するようにブロー成形体２３内の圧力が制御されているが、ブロー成形用ピンとガス注入用ピンを併用して、ブロー成形体２３内に注入された発泡性樹脂３１が発泡することを抑制するようにブロー成形体２３内の圧力を制御するようにしてもよい。

かかる場合においても、ブロー成形体２３内に発泡性樹脂３１が注入される際に、ブロー成形体２３内に発泡性樹脂３１の発泡を抑制するカウンタープレッシャーを付与するようにブロー成形体２３内の圧力が制御されることで、前記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。また、ブロー成形用ピンとガス注入用ピンを用いてブロー成形体内の圧力を制御するので、ブロー成形体の圧力を応答性良く均一化させることが可能である。

次に、本発明の実施形態に係るブロー成形体２３内の圧力制御パターンの変形例について、図１４〜図１７を参照して説明する。

図１４は、図８に示す圧力制御パターンの第１の変形例を示すグラフである。図１４に示す圧力制御パターンは、図８に示す圧力制御パターンにおいて、ブロー成形終了時Ｔ２から発泡性樹脂の注入開始時Ｔ３までのブロー成形体２３内の圧力Ｐ１１が、発泡性樹脂３１の発泡圧力Ｓ１１と同じ圧力に設定されたものである。なお、図１４〜図１７ではそれぞれ、ブロー成形開始時をＴ１、ブロー成形終了時をＴ２、発泡性樹脂３１の注入開始時をＴ３、発泡性樹脂３１の注入終了時をＴ４、コアバック開始時をＴ５、コアバック終了時をＴ６、コアバック終了後の所定時間経過後の時間をＴ７とする。

図１４に示す圧力制御パターンに従ってブロー成形体２３内の圧力が制御される場合、ブロー成形体２３内に発泡性樹脂３１が注入される際には、ブロー成形体２３内の圧力は発泡性樹脂３１の発泡圧力Ｓ１１より高い圧力に制御され、発泡性樹脂３１の発泡が抑制されている。また、発泡性樹脂３１の注入終了時Ｔ４からコア部１３の移動が開始されるコアバック開始時Ｔ５までにおいても、ブロー成形体２３内の圧力はＰ１２に保持され、発泡性樹脂３１の発泡が抑制されている。その後に、コアバック開始時Ｔ５においてコア部１３の移動が開始されてブロー成形体２３内の圧力が低下し、ブロー成形体２３内の圧力が発泡性樹脂３１の発泡圧力Ｓ１１より低くなる時間Ｔ５ｂから発泡性樹脂３１の発泡が開始される。そして、コアバック終了後には、コアバック終了時Ｔ６から時間Ｔ７までブロー成形体２３内の圧力はＰ１３に制御される。

第１の変形例においても、ブロー成形体２３内へ発泡性樹脂３１が注入される際に、発泡性樹脂３１の発泡が抑制され、コア部１３が型開き方向へ移動を開始する前に発泡性樹脂３１の発泡圧力が低下することを抑制することができ、前記実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

図１５は、図８に示す圧力制御パターンの第２の変形例を示すグラフである。図１５に示す圧力制御パターンは、図８に示す圧力制御パターンにおいて、発泡性樹脂３１の注入開始時Ｔ３におけるブロー成形体２３内の圧力が発泡性樹脂３１の発泡圧力Ｓ２１より低い圧力に設定され、発泡性樹脂３１の注入終了時Ｔ４におけるブロー成形体２３内の圧力が発泡性樹脂３１の発泡圧力Ｓ２１より高い圧力に設定されたものである。

図１５に示す圧力制御パターンに従ってブロー成形体２３内の圧力が制御される場合、ブロー成形体２３内に発泡性樹脂３１が注入される際には、発泡性樹脂３１の注入開始時Ｔ３にはブロー成形体２３内の圧力Ｐ２１は発泡性樹脂３１の発泡圧力Ｓ２１より低いので、注入開始時にブロー成形体２３内に注入された発泡性樹脂３１は発泡し始めるものの、発泡性樹脂３１の注入に伴ってブロー成形体２３内の圧力が上昇し、ブロー成形体２３内の圧力が発泡圧力Ｓ２１より高い圧力になる時間Ｔ３ａ以降では、ブロー成形体２３内に注入される発泡性樹脂３１の発泡が抑制されている。また、発泡性樹脂３１の注入終了時Ｔ４からコアバック開始時Ｔ５までにおいても、ブロー成形体２３内の圧力はＰ２２に保持され、発泡性樹脂３１の発泡が抑制されている。その後に、コアバック開始時Ｔ５においてコア部１３の移動が開始されてブロー成形体２３内の圧力が低下し、ブロー成形体２３内の圧力が発泡性樹脂３１の発泡圧力Ｓ２１より低くなる時間Ｔ５ｃから発泡性樹脂３１の発泡が開始される。そして、コアバック終了後には、コアバック終了時Ｔ６から時間Ｔ７までブロー成形体２３内の圧力はＰ２３に制御される。

第２の変形例においても、ブロー成形体２３内へ発泡性樹脂３１が注入される際に、発泡性樹脂３１の発泡が抑制され、コア部１３が型開き方向へ移動を開始する前に発泡性樹脂３１の発泡圧力が低下することを抑制することができ、前記実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

図１６は、図８に示す圧力制御パターンの第３の変形例を示すグラフである。図１６に示す圧力制御パターンは、図８に示す圧力制御パターンにおいて、発泡性樹脂３１の注入開始時Ｔ３におけるブロー成形体２３内の圧力Ｐ３１が発泡性樹脂３１の発泡圧力Ｓ３１より低い圧力に設定され、発泡性樹脂３１の注入終了時Ｔ４におけるブロー成形体２３内の圧力Ｐ３２が発泡性樹脂３１の発泡圧力Ｓ３１より低い圧力に設定されるものの、ブロー成形体２３内の圧力Ｐ３１、Ｐ３２と発泡圧力Ｓ３１との圧力差が比較的小さい圧力に設定されたものである。

図１６に示す圧力制御パターンに従ってブロー成形体２３内の圧力が制御される場合、ブロー成形体２３内に発泡性樹脂３１が注入される際には、ブロー成形体２３内の圧力は発泡性樹脂３１の発泡圧力Ｓ３１より低いので、ブロー成形体２３内に注入された発泡性樹脂３１は発泡し始めるものの、ブロー成形体２３内の圧力と発泡性樹脂３１の発泡圧力Ｓ３１との圧力差が比較的小さく、ブロー成形体２３内に注入された発泡性樹脂３１の発泡が抑制されている。また、発泡性樹脂３１の注入終了時Ｔ４からコアバック開始時Ｔ５までにおいても、ブロー成形体２３内の圧力はＰ３２に保持され、ブロー成形体２３内の圧力Ｐ３２と発泡性樹脂３１の発泡圧力Ｓ３１との圧力差が比較的小さく、ブロー成形体２３内に注入された発泡性樹脂３１の発泡が抑制されている。その後に、コアバック開始時Ｔ５においてコア部１３の移動が開始されてブロー成形体２３内の圧力が低下し、ブロー成形体２３内の圧力、すなわち発泡性樹脂３１の発泡圧に応じて発泡性樹脂３１の発泡が行われる。そして、コアバック終了後には、コアバック終了時Ｔ６から時間Ｔ７までブロー成形体２３内の圧力はＰ３３に制御される。

第３の変形例においても、ブロー成形体２３内へ発泡性樹脂３１が注入される際に、発泡性樹脂３１の発泡が抑制され、コア部１３が型開き方向へ移動を開始する前に発泡性樹脂３１の発泡圧力が低下することを抑制することができ、前記実施形態と同様の効果を奏することができる。

図１７は、図８に示す圧力制御パターンの第４の変形例を示すグラフである。図１７に示す圧力制御パターンは、コアバック終了時Ｔ６にブロー成形体２３内の圧力が取り除かれてゼロに設定されること以外は、図８に示す圧力制御パターンと同様の圧力制御パターンであるので、前記実施形態と同様の作用効果を奏することができる。また、この圧力制御パターンに従ってブロー成形体２３内の圧力が制御される場合には、樹脂成形品２４の成形と同時に樹脂成形品２４の冷却を終了することができるので、樹脂成形品２４を成形する成形サイクルタイムを短縮させることが可能である。

なお、本実施形態では、発泡剤として超臨界状態にある流体を用いているが、その他の物理発泡材、あるいは化学発泡剤を使用することも可能である。

以上の説明から明らかなように、本実施形態においては、樹脂成形品２４を成形する上で、ブロー成形体２３内に発泡性樹脂３１を注入する際にカウンタープレッシャーをかけることでブロー成形体２３内に注入された発泡性樹脂３１が発泡することを抑制することができるので、コア部１３を移動してブロー成形体２３を膨張させる際に、発泡性樹脂３１の発泡を促進させてブロー成形体２３を膨張させることができるとともに、ブロー成形体２３の膨張に伴ってブロー成形体２３の延伸される部分２３ａが成形型１０によって冷却されブロー成形体２３の膨張が妨げられることを抑制することができ、表面性及び物性に優れた樹脂成形品２４を容易に且つ確実に成形することができる。

また、パリソン２０をブロー成形するためのブロー成形用孔部２７を通じてブロー成形体２３内の圧力が制御されることにより、ブロー成形用孔部２３を、ブロー成形体２３内の圧力を制御するための圧力制御用孔部として用いることができ、比較的容易に前記効果を得ることができる。

更に、発泡性樹脂３１に、物理発泡剤が含有されていることにより、発泡セル径の微細な樹脂成形品を成形することができ、樹脂成形品において曲げ剛性等の物性をさらに向上させることができる。

また更に、物理発泡剤が、超臨界状態の流体であることにより、さらに微細な発泡セルを有する樹脂成形品を成形することができ、前記効果をさらに有効に奏することができる。

また更に、本実施形態に係る成形装置１では、固定型１１と可動型１２とを有し、該可動型１２が外周部１４とコア部１３とを備えた成形型１０を使用することにより、成形型の構造やその駆動機構等を複雑化させることなく、比較的簡単な構造によって、前記効果を得ることができる。

また、樹脂成形品２４の成形に際し、発泡性樹脂３１にさらに、該発泡性樹脂３１を補強する補強繊維を含有させるようにしてもよい。このように、発泡性樹脂３１に補強繊維を含有させることで、繊維のスプリングバック現象によって発泡性樹脂の発泡をさらに促進させることが可能である。補強繊維が含有された発泡性樹脂を用いて成形する場合においても、樹脂成形品の表面に補強繊維が露出して表面外観を悪化させることがなく、表面性の良好な樹脂成形品を得ることができる。

なお、本発明は、例示された実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計上の変更が可能であることは言うまでもない。

本発明は、ブロー成形体の内部に発泡性樹脂を注入し発泡させるようにした樹脂成形品の成形に関するものであり、例えば車体に組み付けられるトランクボードなどの樹脂成形品の成形に好適に適用可能である。

本発明の第１の実施形態に係る樹脂成形品の成形装置を示す概略説明図である。 前記成形装置の可動型を模式的に示す斜視図である。 前記成形装置の成形型内に位置するパリソンに加圧気体が供給された状態を示す概略説明図である。 前記成形型内に発泡性樹脂が注入される状態を示す概略説明図である。 前記注入経路に設けられた第１の弁体及び第２の弁体が閉じた状態を示す説明図である。 前記注入経路に設けられた前記第１の弁体が開き前記第２の弁体が閉じた状態を示す説明図である。 前記注入経路に設けられた前記第１の弁体及び前記第２の弁体が開いた状態を示す説明図である。 本発明の実施形態に係るブロー成形体内の圧力の制御パターンを示すグラフである。 前記成形型内に注入された発泡性樹脂が発泡成形された状態を示す概略説明図である。 図９のＢ部を拡大して示した断面説明図である。 本発明の第２の実施形態に係る樹脂成形品の成形装置において、該成形装置の成形型内に発泡性樹脂が注入される状態を示す概略説明図である。 前記成形型内に注入された発泡性樹脂が発泡成形された状態を示す概略説明図である。 本発明の第３の実施形態に係る樹脂成形品の成形装置を示す概略説明図である。 図８に示す圧力制御パターンの第１の変形例を示すグラフである。 図８に示す圧力制御パターンの第２の変形例を示すグラフである。 図８に示す圧力制御パターンの第３の変形例を示すグラフである。 図８に示す圧力制御パターンの第４の変形例を示すグラフである。

符号の説明

１、７０ 成形装置
１０、６０ 成形型
１１ 固定型
１２ 可動型
１３ コア部
１４ 外周部
１６ キャビティ
２０ パリソン
２１ 押出ヘッド
２３ ブロー成形体
２４ 樹脂成形品
２５ ブロー成形用ピン
２７ ブロー成形用孔部
３０ 射出装置
３１ 発泡性樹脂
７５ ガス注入用ピン

Claims (9)

1. ソリッド樹脂からなるパリソンを型開きした成形型内に押し出し、前記パリソンを挟んで前記成形型を型閉めした後に前記パリソンをブロー成形して中空のブロー成形体を形成し、該ブロー成形体の形成後に前記ブロー成形体内に発泡性樹脂を注入し、該発泡性樹脂の注入開始後に、前記成形型のキャビティの容積を拡大させるように前記成形型のコア部を所定量移動させることにより、前記発泡性樹脂の発泡を促進させて前記ブロー成形体を膨張させるようにした樹脂成形品の成形方法であって、
   前記発泡性樹脂を前記ブロー成形体内に注入する際に、前記ブロー成形体内に注入された前記発泡性樹脂が発泡することを抑制するように前記ブロー成形体内の圧力が制御されている、
   ことを特徴とする樹脂成形品の成形方法。
2. 前記ブロー成形体内に前記発泡性樹脂を注入する際に、前記パリソンをブロー成形するためのブロー成形用孔部を通じて、前記ブロー成形体内の気体が排出されるとともに、前記ブロー成形体内に注入された前記発泡性樹脂が発泡することを抑制するように前記ブロー成形体内の圧力が制御されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の樹脂成形品の成形方法。
3. 前記発泡性樹脂に、該発泡性樹脂を補強する補強繊維が含有されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の樹脂成形品の成形方法。
4. 前記発泡性樹脂に、物理発泡剤が含有されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか一に記載の樹脂成形品の成形方法。
5. 前記物理発泡剤が、超臨界状態の流体であることを特徴とする請求項４に記載の樹脂成形品の成形方法。
6. 開閉可能な成形型と、型開きされた前記成形型内にソリッド樹脂からなるパリソンを押し出す押出ヘッドと、前記パリソンを挟んで前記成形型を型閉めした後に前記パリソン内に加圧流体を供給し中空のブロー成形体を形成する加圧流体供給手段と、前記ブロー成形体内に発泡性樹脂を注入する注入手段と、前記成形型のキャビティの容積を拡大させるように前記成形型のコア部を移動させるコア移動手段とを備え、前記ブロー成形体内に前記発泡性樹脂の注入を開始した後に、前記成形型のキャビティの容積を拡大させるように前記コア部を移動し、前記発泡性樹脂の発泡を促進させて前記ブロー成形体を膨張させる樹脂成形品の成形装置であって、
   前記ブロー成形体内の圧力を制御する圧力制御手段を備え、
   前記圧力制御手段は、前記ブロー成形体内に前記発泡性樹脂を注入する際に、前記ブロー成形体内に注入された前記発泡性樹脂が発泡することを抑制するように前記ブロー成形体内の圧力を制御する、
   ことを特徴とする樹脂成形品の成形装置。
7. 前記成形型は、固定型と可動型とを有し、
   前記固定型及び前記可動型の何れか一方の型は、前記成形型を型閉めする際に前記固定型及び前記可動型の他方の型と型閉めするとともに前記成形型の前記コア部の外周に位置する外周部と、前記成形型のキャビティの容積を拡大させるように前記外周部に対し移動可能な前記コア部とを備えている、
   ことを特徴とする請求項６に記載の樹脂成形品の成形装置。
8. 前記注入手段は、物理発泡剤を含有する発泡性樹脂を注入することを特徴とする請求項６又は７に記載の樹脂成形品の成形装置。
9. 前記注入手段は、前記物理発泡剤として超臨界状態の流体を含有する発泡性樹脂を注入することを特徴とする請求項８に記載の樹脂成形品の成形装置。

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