JP2008246698A - 樹脂成形品の成形方法及び成形装置 - Google Patents

Abstract

【課題】成形型のコア部を移動してブロー成形体内に注入された発泡性樹脂の発泡を促進させる樹脂成形品の成形において、コア部の移動に対してブロー成形体の追従性が低下す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の注入を開始した後に、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前記コア部を移動して前記ブロー成形体を膨張させた後に、前記成形型のキャビティの容積を縮小させるように前記成形型の前記コア部を所定量移動し、前記ブロー成形体を圧縮させ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、キャビティの容積を拡大させるコア部の移動に対してブロー成形体の追従性が低下す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垂下させ、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一部を形成するコア部を前記成形型のキャビティの容積を拡大させるように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前記コア部を移動して前記ブロー成形体を膨張させた後に、前記成形型のキャビティの容積を縮小させるように前記成形型の前記コア部を所定量移動し、前記ブロー成形体を圧縮させるようにした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、前記成形型のキャビティを形成する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が、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変化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た前記成形型を使用し、前記コア部は、前記成形型のキャビティの容積を拡大させるように移動された後に、前記成形型のキャビティの容積を縮小させるように所定量移動され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変化させるように前記成形型のキャビティの一部を形成するコア部を移動させるコア移動手段と、前記コア移動手段の作動を制御する制御手段とを備え、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、前記制御手段は、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前記コア部を移動させた後に、前記成形型のキャビティの容積を縮小させるように前記成形型の前記コア部を所定量移動させ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、該成形型のキャビティを形成する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変化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、前記コア部は、前記キャビティの容積を拡大させるように移動された後に、前記成形型のキャビティの容積を縮小させるように所定量移動され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、キャビティの容積を拡大させるようにコア部を移動した後に、キャビティの容積を縮小させるようにコア部を移動してブロー成形体を圧縮させることにより、比較的簡単な手段によって、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、キャビティの容積を拡大させるコア部の移動に対してブロー成形体の追従性が低下することを抑制することができる。これにより、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、成形型のキャビティの一部を形成するコア部が、キャビティの容積を拡大させるように移動された後にキャビティの容積を縮小させるように移動されることにより、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。

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、キャビティの容積を拡大させるようにコア部を移動した後に、キャビティの容積を縮小させるようにコア部を移動させることにより、比較的簡単な手段によって、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、キャビティの容積を拡大させるコア部の移動に対してブロー成形体の追従性が低下することを抑制することができる。これにより、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、コア部が、キャビティの容積を拡大させるように移動された後にキャビティの容積を縮小させるように移動されることにより、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、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の成形型及び押出ヘッドを示す断面説明図である。前記成形装置１は、図１に示すように、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ピン２５とを備えている。また、前記成形装置１は、後述する図４に示すように、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、固定型１１と可動型１２とが型閉めされることにより、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、成形型１０のキャビティ１６の一部を形成するコア部１３と、成形型１０のキャビティ１６の一部を形成するとともに、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で示している。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、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、該可動型１２を型開閉方向に移動させる型開閉駆動機構（不図示）によって、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ている。可動型１２はまた、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、成形型１０のキャビティ１６の容積を変化させるように、具体的には成形型１０のキャビティ１６の容積を拡大させたり縮小させたりするようにコア部１３のみを型開閉方向に移動させるコア移動機構（不図示）によって、可動型１２のコア部１３のみを型開閉方向に移動可能に構成されている。

ブローピン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成形型１０内に供給して、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、ブローピン２５は、該ブローピン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、ブローピン２５を挿通させるための挿通孔２６が設けられ、ブローピン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を混練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練溶融させる。そして、混練溶融された第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が作られる。

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。

また、成形装置１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）を備えており、この制御ユニットは、成形型１０の開閉駆動、成形型１０のコア部１３の型開閉方向への移動機構、押出ヘッド２１のパリソン押出機構、ブローピン２５の作動機構、ブローピン２５からの加圧流体供給機構、射出装置３０の発泡性樹脂３１の注入機構等の制御を行う。

前記制御ユニットには、タイマ（不図示）が備えられ、後述する図１３に示すように前記制御ユニットは、パリソン２０が垂下されるときからの時間に応じて各種制御を行い、前記制御ユニットは、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を移動させた後に、成形型１０のキャビティ１６の容積を縮小させるように成形型１０のコア部１３を所定量移動させる。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、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内にブローピン２５を介して加圧気体が供給される。

図３は、前記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。ブローピン２５が前進させられ、ブローピン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。パリソン２０は、その内部の空間が膨張して、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と可動型１２の外周部１４の型面部１４ａとに応じた中空のブロー成形体２３が成形される。

図４は、ブロー成形体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断面説明図、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断面説明図、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断面説明図である。

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。流入経路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。

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。

このようにして、発泡性樹脂３１がブロー成形体２３内に注入される際には、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内の空気がブローピン２５を通じて排出されている。

図８は、ブロー成形体内に発泡性樹脂が充填された状態を示す概略説明図である。図８に示すように、ブロー成形体２３内に発泡性樹脂３１が充填されると、ブローピン２５が後退させられ、次に、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のみが型開き方向に移動される。

図９は、成形型のコア部が型開き方向に移動された状態を示す概略説明図である。成形装置１では、ブロー成形体２３内に発泡性樹脂３１が充填されると、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のみが型開き方向に、すなわち矢印Ｘ１の方向に移動され、発泡性樹脂３１の発泡が促進されてブロー成形体２３が膨張される。

図１０は、図９のＢ部を拡大して示す断面説明図である。この図に示すように、成形型１０のコア部１３が型開き方向に移動されると、コア部１３の移動に伴ってブロー成形体２３内の発泡性樹脂３１の発泡が促進されてブロー成形体２３は膨張されるが、コア部１３のキャビティ面１３ｃや外周部１４の型面部１４ａによってブロー成形体２３の延伸される部分２３ａが冷却されてブロー成形体２３の延伸性が低下し、コア部１３の移動に対してブロー成形体２３が完全に追従せずに、外周部１４の型面部１４ａとコア部１３のキャビティ面１３ｃの周縁部１３ｄとによって形成されるキャビティ１６のコーナ部１６ａにおいて、ブロー成形体２３がキャビティ面１３ｃや型面部１４ａの形状に応じて成形されない場合がある。

このように、コア部１３の型開き方向への移動に対してブロー成形体２３が追従せずにブロー成形体２３がキャビティ１６に応じて成形されない場合においても、本実施形態では、コア部１３を型開き方向に移動させた後に、コア部１３を型閉じ方向に移動させることで、コア部１３の移動に対するブロー成形体２３の追従性を確保する。

図１１は、前記コア部が型開き方向に移動された後に型閉じ方向に移動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の容積を拡大させるようにコア部１３を型開き方向に移動させた後に、成形型１０のキャビティ１６の容積を縮小させるようにコア部１３を型閉じ方向に、すなわち矢印Ｘ２の方向に所定量移動させてブロー成形体２３を圧縮させる。

コア部１３の型閉じ方向への移動は、コア部１３のキャビティ面１３ｃの周縁部１３ｄに位置するブロー成形体２３が、キャビティ面１３ｃ及び型面部１４ａの形状に応じて成形されるように行われる。そして、ブロー成形体２３及び発泡性樹脂３１が成形型１０によって冷却されて固化し、ブロー成形体２３内に発泡性樹脂３１を注入して発泡させた樹脂成形品２４が成形される。

ここで、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を型開き方向Ｘ１に移動させた後に、成形型１０のキャビティ１６の容積を縮小させるように成形型１０のコア部１３を型閉じ方向Ｘ２に移動させる移動量について、図１２を参照して説明する。

図１２は、前記コア部の型閉じ方向への移動量を説明するための説明図であり、コア部１３を型開き方向に移動させた状態にあるキャビティ面１３ｃと型面部１４ａとによって形成されるキャビティ１６のコーナ部１６ａを拡大して示している。図１２では、ブロー成形体を実線２３によって表し、コア部１３を型閉じ方向（矢印Ｘ２に示す方向）に移動量Ｓだけ移動させた状態にあるキャビティ面１３ｃを二点鎖線で表している。コア部１３の型閉じ方向Ｘ２への移動に伴ってキャビティ面１３ｃのＰ３点はＰ３’点に移動され、Ｐ４点はＰ４’点に移動される。

図１２に示すように、キャビティ１６のコーナ部１６ａにおいて、ブロー成形体２３が、コア部１３の型開き方向への移動に追従せずにコア部１３のキャビティ面１３ｃや外周部１４の型面部１４ａから離れ、Ｐ１点を中心として半径ｒの円弧状に成形された場合について考えると、ブロー成形体２３は、成形型１０の型面部１４ａに対して接点Ｐ２点からＰ４点まで型面部１４ａから離れ、成形型１０のキャビティ面１３ｃに対して接点Ｐ３点からＰ４点までキャビティ面１３ｃから離れている。ブロー成形体２３が成形型１０から離れている成形型１０の長さ（Ｐ２Ｐ４間の長さとＰ３Ｐ４間の長さの和）は２ｒで表され、成形型１０から離れているブロー成形体２３の長さ（円弧Ｐ２Ｐ３の長さ）は２πｒ／４で表され、２ｒ＞２πｒ／４の関係が成り立っている。

コア部１３を型閉じ方向Ｘ２に移動量Ｓだけ移動してブロー成形体２３を圧縮させる際には、ブロー成形体２３と型面部１４ａとの接点（Ｐ２点）及びブロー成形体２３とキャビティ面１３ｃとの接点（Ｐ３’点）が変わらないとすると、成形型１０から離れていたブロー成形体２３の長さ２πｒ／４が、コア部１３の型閉じ方向Ｘ２への移動後におけるキャビティ面１３のＰ３’Ｐ４’間の長さｒと型面部１４ａのＰ２Ｐ４’間の長さｒ−Ｓの和２ｒ−Ｓと等しくなるときに、すなわち、２πｒ／４＝２ｒ−Ｓの関係が成り立つときに、ブロー成形体２３は成形型１０に完全に追従して成形されると考えられる。

従って、コア部１３の型閉じ方向Ｘ２への移動量Ｓを、Ｓ＝（２−π／２）ｒ＝０．４２９ｒの関係によって算出される移動量より大きく設定することで、ブロー成形体２３をキャビティ面１３ｃ及び型面部１４ａの形状に応じて成形させることができ、コア部１３の移動に対するブロー成形体２３の追従性を確保することができる。

また、コア部１３の型閉じ方向Ｘ２への移動量Ｓは、ブロー成形体２３を成形する樹脂材料の延伸性に依存し、この樹脂材料の延伸性が高い場合には、延伸性の低い樹脂材料を用いた場合に比してブロー成形体２３が延伸されやすいので、コア部１３の型閉じ方向への移動量Ｓを小さくすることができる。

なお、コア部１３の型閉じ方向Ｘ２への移動量Ｓは、コア部１３の型開き方向Ｘ１への移動量に比して小さく設定されており、ブロー成形体２３内に発泡性樹脂３１を注入した後に、コア部１３を型開き方向に移動して、発泡性樹脂３１の発泡を促進させてブロー成形体２３を膨張させている。樹脂成形品２４を成形する際には、樹脂成形品２４の所望形状に応じたコア部１３の型開き方向Ｘ１への移動量より大きく型開き方向に移動させた後に、前記移動量までコア部１３を型閉じ方向に移動して樹脂成形品２４を成形する。

図１３は、前記成形装置における発泡性樹脂の成形工程を示すパターン図である。成形装置１では、前記制御ユニットによってパリソンが垂下されるときからの時間に応じて各種制御が行われており、この図に示すように、パリソン２０が型開きした成形型１０内に垂下されると、パリソン２０を挟むように成形型１０が型閉じされる。成形型１０の型閉じを開始した後に、パリソン２０内に加圧気体が供給されてブロー成形が行われる。パリソン２０内への加圧気体の供給は、成形型１０の型閉じ完了後に行っても、あるいは型閉じ完了前に開始するようにしてもよい。

パリソン２０に加圧気体が供給されてブロー成形体２３が形成されると、次に、ブロー成形体２３内に発泡性樹脂３１が注入される。そして、ブロー成形体２３内に発泡性樹脂３１が充填されると、成形型１０のコア部１３を型開き方向に移動（コアバック）させてブロー成形体２３を膨張させる。これにより、ブロー成形体２３内に注入された発泡性樹脂３１の発泡が促進される。なお、ブロー成形体２３内への発泡性樹脂３１の注入開始後、ブロー成形体２３内への発泡性樹脂３１の充填を完了する前にコア部１３の型開き方向への移動を開始するようにしてもよい。

そして、成形型１０のコア部１３を型開き方向Ｘ１に移動させた後に、成形型１０のコア部１３を型閉じ方向Ｘ２に移動（コア前進）させる。このコア部１３の型閉じ方向Ｘ２への移動量は、コア部１３の型開き方向Ｘ１への移動量に比して小さく設定されるので、ブロー成形体２３は、型閉じ時に形成されたキャビティ１６の容積が拡大されて膨張される。コア部１３の型閉じ方向Ｘ２への移動は、ブロー成形体２３内に注入された発泡性樹脂３１の発泡が終了する前に行われ、図１３に示すように、コア部１３の型閉じ方向Ｘ２への移動時には、ブロー成形体２３はコア部１３の移動に伴って圧縮されるものの、ブロー成形体２３内に注入された発泡性樹脂３１の発泡は行われている。

このように、成形型１０のコア部１３を型開き方向に移動してブロー成形体２３を膨張させた後に、成形型１０のコア部１３を型閉じ方向に移動してブロー成形体２３を圧縮させることで、コア部１３の移動に対するブロー成形体２３の追従性が低下することを抑制することができる。

コア部１３を型閉じ方向Ｘ２に移動してブロー成形体２３を圧縮させた後には、発泡性樹脂３１の発泡が終了するまで所定時間保持する。そして、成形型１０を型開きして、ブロー成形体２３内に発泡性樹脂３１を注入して発泡させた樹脂成形品２４を成形型１０から取り出す。

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、成形型１０のキャビティ１６の容積を変化させる際に、可動型１２のコア部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キャビティの一部を形成する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変化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た成形型を使用し、固定型のコア部を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、第１の実施形態に係る成形装置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１４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１５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て説明は省略する。

第２の実施形態に係る成形装置では、図１４に示すように、成形型６０が型閉じされた状態において、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と可動型１２の外周部１４の型面部１４ａと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、前記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及び型面部１４ａ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、この排気経路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６１を後退させることで開かれ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１４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１５に示すように、ブローピン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内の気体を、気体排出穴２０ｂから排気経路６４を通じて排出させることができる。

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、キャビティ１６の容積を拡大させるようにコア部１３を移動した後に、キャビティ１６の容積を縮小させるようにコア部１３を移動してブロー成形体２３を圧縮させることにより、比較的簡単な手段によって、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、キャビティ１６の容積を拡大させるコア部１３の移動に対してブロー成形体２３の追従性が低下することを抑制することができる。これにより、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、成形型１０のキャビティ１６の一部を形成するコア部１３が、キャビティ１６の容積を拡大させるように移動された後にキャビティ１６の容積を縮小させるように移動されることにより、成形型１０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。

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、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、例えば車体に組みつ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の成形型及び押出ヘッドを示す断面説明図である。 前記成形装置の可動型を示す斜視図である。 前記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。 ブロー成形体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。 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断面説明図である。 注入経路に設けられた第１の弁体が開き第２の弁体が閉じた状態を示す断面説明図である。 注入経路に設けられた第１の弁体及び第２の弁体が開いた状態を示す断面説明図である。 ブロー成形体内に発泡性樹脂が充填された状態を示す概略説明図である。 成形型のコア部が型開き方向に移動された状態を示す概略説明図である。 図９のＢ部を拡大して示す断面説明図である。 前記コア部が型開き方向に移動された後に型閉じ方向に移動された状態を示す概略説明図である。 前記コア部の型閉じ方向への移動量を説明するための説明図である。 前記成形装置における発泡性樹脂の成形工程を示すパターン図である。 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。

符号の説明

１ 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 ブローピン
３０ 射出装置
３１ 発泡性樹脂

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垂下させ、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一部を形成するコア部を前記成形型のキャビティの容積を拡大させるように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前記コア部を移動して前記ブロー成形体を膨張させた後に、前記成形型のキャビティの容積を縮小させるように前記成形型の前記コア部を所定量移動し、前記ブロー成形体を圧縮させるようにしたことを特徴とする樹脂成形品の成形方法。
2. 前記成形型のキャビティを形成する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が、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変化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た前記成形型を使用し、
   前記コア部は、前記成形型のキャビティの容積を拡大させるように移動された後に、前記成形型のキャビティの容積を縮小させるように所定量移動され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変化させるように前記成形型のキャビティの一部を形成するコア部を移動させるコア移動手段と、前記コア移動手段の作動を制御する制御手段とを備え、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、
   前記制御手段は、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前記コア部を移動させた後に、前記成形型のキャビティの容積を縮小させるように前記成形型の前記コア部を所定量移動させ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、該成形型のキャビティを形成する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変化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、
   前記コア部は、前記キャビティの容積を拡大させるように移動された後に、前記成形型のキャビティの容積を縮小させるように所定量移動され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。

Images