JP2009226872A - 発泡樹脂成形品の成形方法及び成形装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コアバック法を用いた発泡樹脂成形において、成形キャビティ内に可動コアのコアバック方向に略沿った成形型の縦壁部を存在させ、該縦壁部に隣接する発泡性樹脂も可動型のコアバックに伴って発泡させるに際し、前記縦壁部に隣接する樹脂部が反縦壁部側に引き込まれることを防止する。
【解決手段】成形キャビティ３０内に可動型３１のコアバック方向に略沿って型の縦壁部３４ｗを存在させると共に、該縦壁部に隣接する発泡性樹脂も可動型のコアバックに伴って発泡させる発泡樹脂成形品の成形方法であって、可動型を、縦壁部を有する第１可動型部３２と、これに隣接する第２可動型部３６とでなる分割構造とし、第１可動型部のコアバック量率を前記第２可動型部のコアバック量率に比して小さく設定した、ことを特徴とする。
【選択図】図４

Description

この発明は、樹脂に発泡剤を含有させた発泡性樹脂から成形されてなる発泡樹脂成形品の成形方法及び成形装置に関する。

従来、例えば自動車用部品などの種々の工業用部品の分野においては、軽量性や断熱性などに優れた発泡樹脂成形品が幅広く採用されている。かかる発泡樹脂成形品は、使用される目的及び用途などに応じて、好適な使用材料を選定し、また、成形品内部の気泡の形態や発泡倍率などの諸条件を好適に設定して製作されている。

このような発泡樹脂成形品の成形方法として、樹脂に発泡剤を含有させた発泡性樹脂を成形型の成形キャビティ内に注入した後に、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させることにより、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）は公知である。このコアバック法を用いることにより、発泡セル径のバラツキが小さい発泡樹脂成形品を得ることができることが知られている。

例えば特許文献１には、発泡剤が含有される繊維含有溶融熱可塑性樹脂を材料に用い、この発泡性樹脂を金型のキャビティ内に射出した後に、金型キャビティの容積が拡大する方向に可動型を後退させることにより、繊維含有溶融熱可塑性樹脂を膨張させて成形した繊維強化軽量樹脂成形品およびその製造方法が開示されている。

ところで、発泡樹脂成形品を他の部品もしくは部材（以下、相手部材という）に取り付けて使用する場合、その取付構造として、相手部材に係合用の爪部あるいは突起部を設ける一方、発泡樹脂成形品の取付部に嵌合用の穴部あるいは切欠部を形成しておき、この穴部あるいは切欠部に前記爪部あるいは突起部を嵌合させることにより、発泡樹脂成形品を相手部材に係合させて取り付ける構造が知られている。

例えば、自動車等の車両用の空調装置に付設する空調ダクトには、軽量性や断熱性などに優れた発泡樹脂成形品が多用されているが、この空調ダクトを車室前端に位置するインストルメントパネルの背面を通して配設する場合、インストルメントパネルの背面側に係合用の爪部を設ける一方、発泡樹脂成形品の空調ダクトの取付座面に、前記爪部を嵌合させるに適合した形状および寸法の嵌合穴を形成しておき、この嵌合穴に前記係合爪部を嵌合させることにより、空調ダクトをインストルメントパネルの背面に取り付ける（係合させる）ことが考えられる。この場合、嵌合穴の周縁部分まで発泡させることで、空調ダクトのより一層の軽量化を図ることができる。
特開平１１−１５６８８１号公報

発泡樹脂成形品に穴部を形成する場合、可動型の一部に凸部を形成し、この凸部の周縁の縦壁部により成形品に所要の穴部を形成することが考えられる。
図１５及び図１６は、従来例に係る穴部を有する発泡樹脂成形品の成形方法を模式的に示す断面図であり、図１５は成形型の要部のコアバック前の状態を示し、図１６は成形型の要部のコアバック後の状態を示している。

これらの図に示されるように、可動型１３１の固定型１２１に対向する面の一部には、固定型１２１側に突出する所定形状および寸法の凸部１３４が設けられ、固定型１２１には、この凸部１３４を受け合う１２４凹部が形成されている。可動型１３１と固定型１２１とを閉じ合わせて形成される成形キャビティ１３０内に溶融状態の発泡性樹脂１４１を充填し（図１５参照）、その後、可動型１３１を後退させて所謂コアバックを行うことにより、成形キャビティ１３０が拡大されて発泡性樹脂１４１が発泡し、穴部１１２付きの発泡樹脂成形品１１０が発泡成形される（図１６参照）。このとき、成形品１１０の穴部１１２の縁部は、可動型１３１の凸部１３４周縁の縦壁部１３４ｗによって形成される。

しかしながら、この場合には、コアバックに伴う発泡性樹脂１４１の発泡により穴部１１２が拡張してしまい、所要の平面寸法精度を確保することが難しくなる、という問題があった。
図１７は、前記従来例に係る穴部１１２の拡張状態を示す模式的な説明図である。この図１７及び前述の図１６に示されるように、コアバック前においては（図１７の２点鎖線表示）、可動型１３１の凸部周縁の縦壁部１３４ｗで形状および平面寸法が規定されていた穴部１１２は、コアバック完了後には（図１７の実線表示）、その縁部が外側（反縦壁部側）へ引き込まれて拡張し、前記凸部周縁の縦壁部１３４ｗで規定されるべき所要の寸法よりも大きくなってしまう。

これは、発泡成形時のコアバックに伴う発泡性樹脂の発泡の仕方に関連するものと推察される。すなわち、成形キャビティ内に充填された樹脂（発泡性樹脂）のうち可動型の凸部周縁の縦壁部に隣接する部分は、金型による冷却効果で時間経過に伴って伸び性が低下する。このため、コアバックが進行するに連れて、穴の縁部を構成する樹脂部が外側へ引き込まれるように収縮し、穴部が全体として拡張してしまい、前記凸部周縁の縦壁部で規定されるべき所要の平面寸法を精度良く形成することが難しくなる、ものと考えられる。

尚、このような問題は、穴部に限らず、例えば切欠部など、成形キャビティ内に可動コアのコアバック方向に略沿った金型の縦壁部を存在させ、発泡性樹脂の縦壁部に隣接する部分も前記可動型のコアバックに伴って発泡させる場合には、同様に生じるものである。

この発明は、かかる技術的課題に鑑みてなされたもので、コアバック法を用いた発泡樹脂成形において、成形キャビティ内に可動コアのコアバック方向に略沿った成形型の縦壁部を存在させ、発泡性樹脂の縦壁部に隣接する部分も可動型のコアバックに伴って発泡させるに際し、前記縦壁部に隣接する樹脂部が反縦壁部側に引き込まれることを防止できるようにすることを、基本的な目的とする。

このため、本願の請求項１に係る発明（第１の発明）は、固定型と可動型とを組み合わせて形成した成形キャビティ内に溶融状態の発泡性樹脂を注入し、前記可動型をコアバックさせて前記成形キャビティの容積を少なくとも部分的に拡大させることにより前記発泡性樹脂の発泡を促進するコアバック成形法を用い、前記成形キャビティ内に前記可動型のコアバック方向に略沿って型の縦壁部を存在させると共に、前記発泡性樹脂の前記縦壁部に隣接する部分も前記可動型のコアバックに伴って発泡させる、発泡樹脂成形品の成形方法であって、
前記可動型を、前記縦壁部を有する第１可動型部と、これに隣接する第２可動型部とでなる分割構造とし、前記第１可動型部のコアバック量率を前記第２可動型部のコアバック量率に比して小さく設定した、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（第２の発明）は、前記第１の発明において、前記第１可動型部の固定型に対向する第１型面は、コアバック前においては前記第２可動型部の固定型に対向する第２型面よりも反固定型側に位置し、コアバック完了後においては前記第２型面と略面一となる、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（第３の発明）は、前記第１又は第２の発明において、前記縦壁部により、成形品に開口部および切欠部の少なくとも何れか一方の縁部を成形する、ことを特徴としたものである。

また更に、本願の請求項４に係る発明（第４の発明）は、前記第１から第３の発明の何れか一において、前記発泡性樹脂は物理発泡剤を含有している、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（第５の発明）は、前記第４の発明において、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に係る発明（第６の発明）は、互いに組み合わされて成形キャビティを形成する固定型と可動型とを有する成形型と、樹脂に発泡剤を含有させた発泡性樹脂を溶融状態で前記成形キャビティ内に注入する注入手段と、前記可動型を前記成形キャビティの容積を少なくとも部分的に拡大させるように前記固定型に対して移動させる可動型コアバック手段と、を備え、前記成形キャビティ内に溶融状態の発泡性樹脂を注入し、前記可動型をコアバックさせて前記成形キャビティの容積を少なくとも部分的に拡大させることにより前記発泡性樹脂の発泡を促進するコアバック成形法を用い、前記成形キャビティ内に前記可動型のコアバック方向に略沿って型の縦壁部を存在させると共に、前記発泡性樹脂の前記縦壁部に隣接する部分も前記可動型のコアバックに伴って発泡させる、発泡樹脂成形品の成形装置であって、
前記可動型は、前記縦壁部を有する第１可動型部と、これに隣接する第２可動型部とでなる分割構造であり、前記可動型コアバック手段は、前記第１可動型部のコアバック量率を前記第２可動型部のコアバック量率に比して小さく設定して、可動型をコアバックさせる、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（第７の発明）は、前記第６の発明において、前記第１可動型部の固定型に対向する第１型面は、コアバック前においては前記第２可動型部の固定型に対向する第２型面よりも反固定型側に位置しており、前記可動型コアバック手段は、コアバック完了後においては前記第１型面と前記第２型面とが略面一となるように、可動型をコアバックさせる、ことを特徴としたものである。

また更に、本願の請求項８に係る発明（第８の発明）は、前記第６又は第７の発明において、前記縦壁部が、成形品の開口部および切欠部の少なくとも何れか一方の縁部を規定している、ことを特徴としたものである。

また更に、本願の請求項９に係る発明（第９の発明）は、前記第６から第８の発明の何れか一において、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１０に係る発明（第１０の発明）は、前記第９の発明において、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。

本願の第１の発明によれば、可動型を第１可動型部と第２可動型部とでなる分割構造とし、可動型のコアバック方向に略沿った縦壁部を有する第１可動型部のコアバック量率を、該第１可動型部に隣接する第２可動型部のコアバック量率に比して小さく設定したので、成形キャビティ内の発泡性樹脂のうち前記縦壁部に隣接する樹脂部については、伸び性が或る程度低下したとしても、他の部分の樹脂部に比して可動型のコアバック動作に追従し易くなるようにできる。これにより、発泡性樹脂のうち縦壁部に隣接する樹脂部が、型による冷却効果で伸び性が低下することに起因して、コアバックに伴う発泡時に反縦壁部側に引き込まれることを、比較的簡単な構成で、抑制することができる。

また、本願の第２の発明によれば、基本的には前記第１の発明と同様の作用効果を奏することができる。特に、第１可動型部の固定型に対向する第１型面は、コアバック前においては前記第２可動型部の固定型に対向する第２型面よりも反固定型側に位置し、コアバック完了後においては前記第２型面と略面一となるので、前記第１可動型部および第２可動型部に対応する面が略平面状とされた成形品を得ることができる。

更に、本願の第３の発明によれば、基本的には前記第１又は第２の発明と同様の作用効果を奏することができる。特に、前記縦壁部によって成形品に開口部および切欠部の少なくとも何れか一方の縁部を成形するので、開口部または切欠部の平面寸法および形状について高い精度を有する発泡樹脂成形品を成形することができる。

また更に、本願の第４の発明によれば、基本的には前記第１から第３の発明の何れか一と同様の作用効果を奏することができる。特に、前記発泡性樹脂に物理発泡剤が含有されていることにより、発泡倍率がより高い発泡樹脂成形品を得ることができ、しかも、その際により顕著に表れる第１の発明の技術課題である、前述の「発泡性樹脂のうち縦壁部に隣接する樹脂部が、型による冷却効果で伸び性が低下することに起因して、コアバックに伴う発泡時に反縦壁部側に引き込まれる」ことを、より効果的に抑制することができる。

また更に、本願の第５の発明によれば、前記物理発泡剤が超臨界状態の流体であることにより、前記４の発明の作用効果を更に助長することができる。物理発泡剤として超臨界状態の流体を用いることで、より微細な発泡セルを有する発泡樹脂成形品を成形することができ、発泡樹脂成形品の全体的な物性をさらに向上させることができる。

また更に、本願の第６の発明によれば、可動型は第１可動型部と第２可動型部とでなる分割構造であり、前記可動型コアバック手段は、可動型のコアバック方向に略沿った縦壁部を有する第１可動型部のコアバック量率を、該第１可動型部に隣接する第２可動型部のコアバック量率に比して小さく設定して、可動型をコアバックさせるので、成形キャビティ内の発泡性樹脂のうち前記縦壁部に隣接する樹脂部については、伸び性が或る程度低下したとしても、他の部分の樹脂部に比して可動型のコアバック動作に追従し易くなるようにできる。これにより、発泡性樹脂のうち縦壁部に隣接する樹脂部が、型による冷却効果で伸び性が低下することに起因して、コアバックに伴う発泡時に反縦壁部側に引き込まれることを、比較的簡単な構成で、抑制することができる。

また更に、本願の第７の発明によれば、基本的には前記第６の発明と同様の作用効果を奏することができる。特に、第１可動型部の固定型に対向する第１型面は、コアバック前においては前記第２可動型部の固定型に対向する第２型面よりも反固定型側に位置しており、可動型コアバック手段は、コアバック完了後においては前記第１型面と前記第２型面とが略面一となるように、可動型をコアバックさせるので、前記第１可動型部および第２可動型部に対応する面が略平面状とされた成形品を得ることができる。

また更に、本願の第８の発明によれば、基本的には前記第６又は第７の発明と同様の作用効果を奏することができる。特に、前記縦壁部が、成形品の開口部および切欠部の少なくとも何れか一方の縁部を規定しているので、開口部または切欠部の平面寸法および形状について高い精度を有する発泡樹脂成形品を成形することができる。

また更に、本願の第９の発明によれば、基本的には前記第６から第８の発明の何れかと同様の作用効果を奏することができる。特に、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ので、発泡倍率がより高い発泡樹脂成形品を得ることができ、しかも、その際により顕著に表れる第６の発明の技術課題である、前述の「発泡性樹脂のうち縦壁部に隣接する樹脂部が、型による冷却効果で伸び性が低下することに起因して、コアバックに伴う発泡時に反縦壁部側に引き込まれる」ことを、より効果的に抑制することができる。

また更に、本願の第１０の発明によれば、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ので、前記第９の発明の作用効果を更に助長することができる。物理発泡剤として超臨界状態の流体を用いることで、より微細な発泡セルを有する発泡樹脂成形品を成形することができ、発泡樹脂成形品の全体的な物性をさらに向上させることができる。

以下、本発明の実施形態を、添付図面を参照しながら説明する。本実施形態は、例えば、自動車等の車両用の空調装置に付設する空調ダクトを発泡樹脂成形品で形成し、この空調ダクトを車室前端に位置するインストルメントパネルの背面に取り付けることを想定した場合についてのものである。

図１は、本実施形態に係る発泡樹脂成形品としての前記空調ダクトの断面構造を示す断面説明図である。この図に示すように、前記空調ダクト１は、所定厚さを有する略半円状の断面を備えたダクト本体部２と、該ダクト本体部２の上下の端末部に形成された所定厚さの取付フランジ部３とを備えている。
図２は、前記空調ダクト１の取付フランジ部３の一部を拡大して示す平面図である。この図に示すように、各取付フランジ部３には、平面視で矩形状の穴部４（貫通穴）が形成されている。

一方、インストルメントパネル６の背面側には、前記取付フランジ部３の穴部４に嵌挿して係合する爪部７が一体的に形成されている。
本実施形態では、このインストルメントパネル６が例えばソリッドの樹脂成形品として成形され、空調ダクト１全体が、一体の発泡樹脂成形品として成形されている。そして、取付フランジ部３に形成された穴部４にインストルメントパネル６の背面側に設けられた爪部７を嵌挿して係合させることにより、空調ダクト１がインストルメントパネル６の背面に取り付けられ、両者１，６間に通風路９が形成されるようになっている。このように空調ダクト１を発泡樹脂成形品としたことにより、軽量で断熱性に優れた空調ダクト１が得られる。

次に、前記空調ダクト１の成形に用いた発泡樹脂成形法について説明する。
この説明では、発泡樹脂成形品として、所定厚さの略板状の成形体に所定形状（例えば平面視で矩形状）で所定の平面寸法（つまり、長さ及び幅）の穴部を形成したワークが、簡略化されたモデルとして用いられている。すなわち、このワークは、所定厚さを有する略板状の成形体に穴部を形成した発泡樹脂成形品を構成している。

図３は、前記発泡樹脂成形品（ワーク）を発泡樹脂成形するための成形装置を模式的に示す断面図である。この図に示すように、成形装置Ｍは、開閉可能な成形型２０と、成形型２０内の成形キャビティ３０内に発泡性樹脂を注入する注入手段としての射出装置４０とを備えている。尚、具体的には図示しなかったが、成形装置Ｍには、成形型２０を冷却するための冷却装置も付設されている。

前記成形型２０は、常時静止状態に維持される固定型２１と、該固定型２１に対して成形型２０の開閉方向（図３の矢印Ｙａ，Ｙｂ方向）に移動可能に設けられた可動型３１とで構成され、両者２１，３１を互いに組み合わせることで、前記ワークの形状に対応した成形キャビティ３０が形成される。図３は、固定型２１に対して可動型３１を閉じ合わせて型締めした状態を示している。

本実施形態では、前記可動型３１が、２つの型部分でなる分割構造として形成されている。具体的は、可動型３１は、中央に位置する第１可動型部３２（分割コア）と、その周囲に隣接して位置する第２可動型部３６の、２つの分割型部で構成されている。これら分割型部３２，３６の各々は、図示しない可動型駆動機構に連結されており、該可動型駆動機構によって成形型２０の開閉方向（図３の矢印Ｙａ，Ｙｂ方向）にそれぞれ独立して移動することができるようになっている。

第１可動型部３２は、固定型２１に対向する面の中央部分に、コア本体部３３の型面３３ｆ（後述する第１型面）から略垂直に固定型２１側に突出する所定形状（本実施形態では、例えば断面矩形状）および寸法の中央凸部３４を備えており、この中央凸部３４の周縁の縦壁部３４ｗが、成形品の穴部の縁部を成形し、その形状および平面寸法を定めることになる。一方、固定型２１には、この中央凸部３４を受け合う中央凹部２４が形成されている。

固定型２１の中央凹部２４の内周面と第１可動型部３２の中央凸部３４の外周面３４ｗ（縦壁部）との隙間（クリアランス）は、第１可動型部３２が固定型２１に対して前記開閉方向（図３の矢印Ｙａ，Ｙｂ方向）へスムースに摺動でき、且つ、成形キャビティ３０を形成した状態で、キャビティ３０の内部に充填された発泡性樹脂が外部に漏洩することがないようにシール性を維持できる範囲内に設定されている。

前記第１可動型部３２の周囲に隣接して配置された第２可動型部３６は、固定型２１に対向する面の外周部分に、コア本体部３７の型面３７ｆ（後述する第２型面）から固定型２１側に突出し、固定型２１の外周部を覆う周壁部３８を備えている。
この第２可動型部３６周壁部３８の内周面と固定型２１の外周面との隙間は、第２可動型部３６が固定型２１に対して前記開閉方向へスムースに摺動でき、且つ、成形キャビティ３０を形成した状態で、キャビティ３０の内部に充填された発泡性樹脂が外部に漏洩することがないようにシール性を維持できる範囲内に設定されている。

このような構成を備えた固定型２１と可動型３１とで成形キャビティ３０を形成した状態で、前記可動型駆動機構（不図示）によって、可動型３１を（つまり、第１可動型部３２，第２可動型部３６を）成形型２０の型開き方向（図３の矢印Ｙａ方向）へ所定量だけ移動させることにより、成形キャビティ３０の容積を少なくとも部分的に拡大させることができる。

成形キャビティ３０内に発泡性樹脂を注入した後に、第１可動型部３２，第２可動型部３６をそれぞれ型開き方向へ所定量だけ移動させて成形キャビティ３０の容積を拡大させることにより、キャビティ３０内の発泡性樹脂の発泡を促進する、所謂、コアバックを行うことができる。このコアバックでの第２可動型部３６の移動量は、当該第２可動型部３６の周壁部３８が固定型２１の外周面から離脱しない範囲で設定される。また、第１可動型部３２のコアバック移動量は、当該第１可動型部３２の中央凸部３４が固定型２１の中央凹部２４から離脱しない範囲で設定される。尚、コアバック法自体は、従来公知の手法と基本的には同じものである。

前記第１可動型部３２の中央凸部３４の周縁の縦壁部３４ｗは、コア本体部３３の型面３３ｆから略垂直に延びており、一方、第１可動型部３２は、前記コア本体部３３の型面３３ｆに対して略垂直方向にコアバックされるので、縦壁部３４ｗは第１可動型部３２のコアバック方向に略沿った方向に配置されていると言える。

尚、穴部の平面視における周縁部を成形する縦壁部３４ｗは、必ずしも第１可動型部３２の型面３３ｆに垂直でなくても良く、若干の傾斜を有するテーパ状部分を少なくとも一部に備えていても良い。この場合には、穴部の周縁部も、厚さ方向の少なくとも一部にテーパ状部分を有することになる。

尚、具体的には図示しなかったが、固定型２１には、該固定型２１を冷却してその型面等の所要部分を所要温度に保つために、冷却水通路が設けられている。また、可動型３１にも、該可動型３１を冷却してその型面等の所要部分を所要温度に保つために、冷却水通路が設けられている。これら冷却水通路の構成および作用は、従来公知のものと同様のものである。

前記射出装置４０は、樹脂に発泡剤を含有させた発泡性樹脂を成形型２０の成形キャビティ３０内に注入するもので、例えば樹脂ペレットとして供給される材料樹脂４２を混錬溶融させるシリンダ４３を備えている。該シリンダ４３の内部には、回転スクリュー４４が配設され、このスクリュー４４の後端には、具体的には図示しなかったが、スクリュー４４を回転駆動する回転駆動機構、及びスクリュー４４を前進動させて溶融樹脂を成形キャビティ３０に向けて射出する射出機構が連結されている。射出装置４０では、シリンダ４３内に投入された材料樹脂４２が、シリンダ４３の周囲に設けられた加熱ヒータ（不図示）によって順次加熱されると共に、スクリュー４４によって混錬される。

前記射出装置４０には、二酸化炭素又は窒素等の不活性ガスを貯留したボンベ４５，前記不活性ガスを超臨界状態にする超臨界流体発生装置４６、及び超臨界状態にされた不活性ガスをシリンダ４３内に注入する超臨界流体注入装置４７が付設されている。そして、ボンベ４５から供給され超臨界流体発生装置４６によって超臨界状態にされた不活性ガスが、超臨界流体注入装置４７によって、シリンダ４３内で混錬溶融された樹脂４２に注入され、樹脂４２に発泡剤を含有させた発泡性樹脂４１が形成されるようになっている。

シリンダ４３内の発泡性樹脂４１は、スクリュー４４が前記回転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前進動させられることにより、成形型２０の成形キャビティ３０内に注入される。成形型２０には、具体的には固定型２１には、発泡性樹脂４１を成形キャビティ３０に向かって注入するための樹脂通路２９が設けられている。

前記材料樹脂４２としては、例えば、ポリプロピレン樹脂などの熱可塑性樹脂が用いられる。また、本実施形態では、前記発泡性樹脂４１に含有される発泡剤に、物理発泡剤として超臨界状態にある流体を用いているが、その他の物理発泡剤を用いてもよい。或いは、化学発泡剤を使用することもできる。

尚、物理発泡剤を樹脂に含有させた場合には、化学発泡剤を用いた場合に比して、一般に、発泡圧が高くなり発泡し易くなることが知られている。また、物理発泡剤として超臨界状態の流体を用いることで、より微細な発泡セルを有する発泡樹脂成形品を成形することができ、発泡樹脂成形品の全体的な物性をさらに向上させることができる。

また、具体的には図示しなかったが、成形装置Ｍは、該成形装置Ｍを総合的に制御する制御ユニットを備えている。該制御ユニットは、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おり、成形型２０の作動制御，射出装置４０の作動制御，冷却装置（不図示）の作動制御等の各種制御を行う。

次に、成形装置Ｍを用いた発泡樹脂成形品（ワーク）の成形について説明する。前述のように、発泡樹脂成形品１０（ワーク）は、所定厚さを有する略板状の成形体に穴部１２を形成して構成されている。
図４及び図５は、図３の要部を拡大して示す拡大断面図で、前記ワークの発泡樹脂成形のコアバック工程を説明するための工程説明図である。尚、この図４及び図５においては、固定型２１の樹脂通路２９は図面の簡略化のために省略されている。

また、図６は可動型コアバック時におけるキャビティ厚さの変化特性を示すグラフで、横軸は射出完了時を基点とする時間であり、縦軸がキャビティ厚さである。実線ラインＬ１ａが第１可動型部３２に対応するキャビティ厚さの変化特性を示し、破線ラインＬ２ａが第２可動型部３６に対応するキャビティ厚さの変化特性を示している。
更に、図７は可動型コアバック時における発泡倍率の変化特性を示すグラフで、横軸は射出完了時を基点とする時間であり、縦軸が発泡倍率である。実線ラインＬ１ｂが第１可動型部３２に対応する部分の発泡倍率の変化特性を示し、破線ラインＬ２ｂが第２可動型部３６に対応する部分の発泡倍率の変化特性を示している。

これら図６及び図７のグラフから良く分かるように、本実施形態では、コアバックによる第１可動型部３２に対応する樹脂部でのキャビティ厚さの変化量および発泡倍率の変化量は、第２可動型部３６に対応する樹脂部で各変化量に比して小さく設定されている。すなわち、第１可動型部３２のコアバック量率は第２可動型部３６のコアバック量率に比して小さく設定されていると言える。
尚、本実施形態では、発泡樹脂成形品（ワーク）の発泡倍率を例えば６倍とし、例えば、初期厚さ１ｍｍの発泡樹脂を６ｍｍまでコアバックして発泡させるようにした。

先ず、図３に示されるように、可動型３１と固定型２１とを組み合わせて型締めし、第２可動型部３６周壁部３８の先端が固定型２１の外側部分にほぼ当接した状態で、成形キャビティ３０内に、樹脂４２に発泡剤として超臨界状態の流体を含有させた発泡性樹脂４１が射出装置４０から注入される。このとき、固定型２１の中央凹部２４内に収納された可動型３１の第１可動型部３２の中央凸部３４は、その先端が中央凹部２４内の底部近傍に位置している。

この図３に示すコアバック前の状態（射出完了状態）では、第１可動型部３２の固定型２１に対向する型面３３ｆ（第１型面）は、第２可動型部３６の固定型２１に対向する型面３７ｆ（第２型面）よりも反固定型側に位置している。
換言すれば、より好ましくは、このコアバック前の状態では、成形キャビティ３０の第１可動型部３２に対応する部分のコアバック方向の厚さは、第２可動型部３６に対応する部分のコアバック方向の厚さよりも厚くなっている。

この射出が完了すると、可動型３１のコアバックが開始される。
尚、図６及び図７のグラフから良く分かるように、本実施形態では、好ましくは、穴部１２の縁部を成形する前記縦壁部３４ｗを有する第１可動型部３２を第２可動型部３６よりも先にコアバックを開始させるようにしている。すなわち、射出完了後、所要時間を置いて、第１可動型部３２のコアバック動作が開始され、その後、更に所定時間を置いて第２可動型部３６のコアバック動作が開始される。

このように、可動型３１のコアバック方向に略沿った縦壁部３４ｗを有する第１可動型部３２を、該第１可動型部３２の周囲に隣接する第２可動型部３６よりも先にコアバックを開始させることにより、成形キャビティ３０内の発泡性樹脂のうち前記縦壁部３４ｗに隣接する樹脂部については、比較的早期に、つまり、比較的温度が高くて一定以上の伸び性が維持されている間に、発泡を開始させることができ、発泡性樹脂のうち縦壁部３４ｗに隣接する樹脂部が、型部３４による冷却効果で伸び性が低下することに起因して、コアバックに伴う発泡時に反縦壁部側に引き込まれることを抑制するのに貢献できる。

また、図７のグラフから良く分かるように、本実施形態では、より好ましくは、コアバック初期のある程度の期間は、第１可動型部３２に対応する部分の発泡倍率が第２可動型部３６に対応する部分の発泡倍率よりも大きくなっている。
これにより、第１可動型部３２に対応する部分から第２可動型部３６に対応する部分に向けて、第２型面３７ｆに沿った面内で発泡が生じることを防止し、縦壁部３４ｗに隣接する樹脂部が反縦壁部側に収縮することを抑制している。

この後、所定時間が経過すると第１可動型部３２のコアバック動作が完了するが、この時点では、第２可動型部３６のコアバック動作は継続している。図４は、第１可動型部３２のコアバック動作が完了する直前の状態を示している。尚、図６から良く分かるように、本実施形態では、第１可動型部３２と第２可動型部３６のキャビティ厚さの変化率（つまりコアバック速度）は、略同一である。

そして、更に所定時間が経過すると、第２可動型部３６のコアバック動作が完了する。図５は、第１可動型部３２及び第２可動型部３７のコアバック動作が共に完了した状態を示している。この後、所定時間が経過し、成形型２０の冷却が完了すると、型開きが行われ、所定厚さを有する略板状の成形体に穴部１２を形成して構成された最終完成状態の発泡樹脂成形品１０（ワーク）が取り出される。以上で１サイクルの成形工程が終了する。

本実施形態では、好ましくは、第１可動型部３２及び第２可動型部３６のコアバックが共に完了した時点では（図５参照）、第１可動型部３２の固定型２１に対向する第１型面３３ｆは、第２可動型部３６の固定型２１に対向する第２型面３７ｆと略面一となるように設定されている。
これにより、第１可動型部３２および第２可動型部３６に対応する面が略平面状とされたワーク１０を得ることができる。

また、成形キャビティ３０の第１可動型部３２に対応する部分のコアバック方向の厚さは、コアバック完了後においては、第２可動型部３６に対応する部分のコアバック方向の厚さと略等しくなっている。
これにより、第１可動型部３２および第２可動型部３６に対応する部分が略一定厚さとされた板状のワーク１０を得ることができる。

以上、説明したように、本実施形態によれば、可動型３１を複数の可動型部３２，３６でなる分割構造とし、可動型３１のコアバック方向に略沿った縦壁部３４ｗを有する第１可動型部３２のコアバック量率を、該第１可動型部３２の周囲に隣接する第２可動型部３６のコアバック量率に比して小さく設定したので、成形キャビティ３０内の発泡性樹脂のうち前記縦壁部３４ｗに隣接する樹脂部については、伸び性が或る程度低下したとしても、他の部分の樹脂部に比して可動型のコアバック動作に追従し易くなるようにできる。

従って、発泡性樹脂のうち縦壁部３４ｗに隣接する樹脂部が、型部３４による冷却効果で伸び性が低下することに起因して、コアバックに伴う発泡時に反縦壁部側に引き込まれることを、比較的簡単な構成で、抑制することができる。
これにより、前記縦壁部３４ｗによって縁部が成形される穴部１２の平面寸法および形状について、高い精度を有する発泡樹脂成形品１０を得ることができるのである。

しかも、前記発泡性樹脂に物理発泡剤が含有されているので、発泡倍率がより高い発泡樹脂成形品を得ることができ、しかも、その際により顕著に表れる技術課題である、前述の「発泡性樹脂のうち縦壁部３４ｗに隣接する樹脂部が、型部３４による冷却効果で伸び性が低下することに起因して、コアバックに伴う発泡時に反縦壁部側に引き込まれる」ことを、より効果的に抑制することができる。

特に、前記物理発泡剤が超臨界状態の流体であることにより、前記作用効果を更に助長することができる。物理発泡剤として超臨界状態の流体を用いることで、より微細な発泡セルを有する発泡樹脂成形品を成形することができ、発泡樹脂成形品の全体的な物性をさらに向上させることも可能である。

前記コアバック工程でのキャビティ厚さや発泡倍率の変化特性としては、可動型３１のコアバック方向に略沿った縦壁部３４ｗを有する第１可動型部３２のコアバック量率を、該第１可動型部３２の周囲に隣接する第２可動型部３６のコアバック量率に比して小さく設定することを前提として、種々の特性を適用することができる。

図８及び図９は、本実施形態の第１変形例に係る特性を示すグラフである。図８は可動型コアバック時におけるキャビティ厚さの変化特性を示すグラフで、横軸は射出完了時を基点とする時間であり、縦軸がキャビティ厚さである。実線ラインＬ３ａが第１可動型部３２に対応するキャビティ厚さの変化特性を示し、破線ラインＬ４ａが第２可動型部３６に対応するキャビティ厚さの変化特性を示している。また、図９は可動型コアバック時における発泡倍率の変化特性を示すグラフで、横軸は射出完了時を基点とする時間であり、縦軸が発泡倍率である。実線ラインＬ３ｂが第１可動型部３２に対応する部分の発泡倍率の変化特性を示し、破線ラインＬ４ｂが第２可動型部３６に対応する部分の発泡倍率の変化特性を示している。

この第１変形例では、第１可動型部３２と第２可動型部３６とは、略同じタイミングでコアバックが開始される。また、図８から良く分かるように、この第１変形例では、第１可動型部３２のキャビティ厚さの変化率（つまりコアバック速度）は、第２可動型部３６のそれよりも大きく設定されている。
また、図９のグラフから良く分かるように、この第１変形例においても、より好ましくは、コアバック初期のある程度の期間は、第１可動型部３２に対応する部分の発泡倍率が第２可動型部３６に対応する部分の発泡倍率よりも大きくなるように設定されている。

更に、図１０及び図１１は、本実施形態の第２変形例に係る特性を示すグラフである。図１０は可動型コアバック時におけるキャビティ厚さの変化特性を示すグラフで、横軸は射出完了時を基点とする時間であり、縦軸がキャビティ厚さである。実線ラインＬ５ａが第１可動型部３２に対応するキャビティ厚さの変化特性を示し、破線ラインＬ６ａが第２可動型部３６に対応するキャビティ厚さの変化特性を示している。また、図１１は可動型コアバック時における発泡倍率の変化特性を示すグラフで、横軸は射出完了時を基点とする時間であり、縦軸が発泡倍率である。実線ラインＬ５ｂが第１可動型部３２に対応する部分の発泡倍率の変化特性を示し、破線ラインＬ６ｂが第２可動型部３６に対応する部分の発泡倍率の変化特性を示している。

この第２変形例では、図１０から良く分かるように、第１可動型部３２と第２可動型部３６とは、略同じタイミングでコアバックが開始されるが、コアバック開始後所定期間は、第２可動型部３６のキャビティ厚さの変化率（つまりコアバック速度）は、第１可動型部３２のそれよりもかなり小さく抑制され、その後、両者は略等しくなる。
また、図１１のグラフから良く分かるように、この第２変形例においても、より好ましくは、コアバック初期のある程度の期間は、第１可動型部３２に対応する部分の発泡倍率が第２可動型部３６に対応する部分の発泡倍率よりも大きくなるように設定されている。

尚、以上の説明は、穴部を有する部材を発泡樹脂成形する場合についてのものであったが、本発明は、穴部に限定されるものではなく、例えば図１２，図１３，図１４に示すような切欠部５１，５２，５３を有する部材を発泡樹脂成形法にて成形する場合についても、有効に適用することができるものである。

また、前述の実施形態は、車両用の空調ダクト及びこれを簡略化したモデルの成形を例にとったものであったが、本発明は、かかる場合に限定されるものではなく、種々の他の発泡樹脂成形品を成形する場合にも適用することができるものである。
このように、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、樹脂に発泡剤を含有させた発泡性樹脂から成形されてなる発泡樹脂成形品の成形方法及び成形装置に関し、例えば、車両用の空調ダクトなど、軽量性や断熱性などに優れた発泡樹脂成形品を成形する場合に、好適に適用することができる。

本発明の実施形態に係る発泡樹脂成形品としての空調ダクトの断面構造を示す断面説明図である。 前記空調ダクトの取付フランジ部の穴部を拡大して示す平面図である。 本発明の実施形態に係るワークを発泡樹脂成形するための成形装置を模式的に示す断面図である。 図３の要部を拡大して示す拡大断面図で、前記ワークの発泡樹脂成形のコアバック工程を説明するための工程説明図の一部である。 図３の要部を拡大して示す拡大断面図で、前記ワークの発泡樹脂成形のコアバック工程を説明するための工程説明図の一部である。 前記ワークの発泡樹脂成形での可動型コアバック時におけるキャビティ厚さの変化特性を示すグラフである。 前記ワークの発泡樹脂成形での可動型コアバック時における発泡倍率の変化特性を示すグラフである。 前記実施形態の第１変形例に係る発泡樹脂成形での可動型コアバック時におけるキャビティ厚さの変化特性を示すグラフである。 前記第１変形例に係る発泡樹脂成形での可動型コアバック時における発泡倍率の変化特性を示すグラフである。 前記実施形態の第２変形例に係る発泡樹脂成形での可動型コアバック時におけるキャビティ厚さの変化特性を示すグラフである。 前記第２変形例に係る発泡樹脂成形での可動型コアバック時における発泡倍率の変化特性を示すグラフである。 切欠部を有する発泡樹脂成形品の一例を示す斜視図である。 切欠部を有する発泡樹脂成形品の一例を示す斜視図である。 切欠部を有する発泡樹脂成形品の一例を示す斜視図である。 従来例に係る穴部を有する発泡樹脂成形品の成形方法を模式的に説明するための図で、コアバック前の状態を示す成形型の要部の断面図である。 前記従来例に係る穴部を有する発泡樹脂成形品の成形方法を模式的に説明するための図で、コアバック後の状態を示す成形型の要部の断面図である。 前記従来例に係る穴部の拡張状態を示す模式的な説明図である。

符号の説明

１ 空調ダクト
２ ダクト本体部
３ 取付フランジ部
４，１２ 穴部
１０ ワーク
２０ 成形型
２１ 固定型
２２ 凸状部
３０ 成形キャビティ
３１ 可動型
３２ 第１可動型部
３３ （第１可動型部の）コア本体部
３３ｆ 第１型面
３４ （第１可動型部の）中央凸部
３４ｗ 縦壁部
３６ 第２可動型部
３７ （第２可動型部の）コア本体部
３７ｆ 第２型面
４０ 射出装置
４１ 発泡性樹脂
４２ （材料）樹脂
４５ ボンベ
４６ 超臨界流体発生装置
４７ 超臨界流体注入装置
５１，５２，５３ 切欠部
Ｍ 成形装置

Claims (10)

1. 固定型と可動型とを組み合わせて形成した成形キャビティ内に溶融状態の発泡性樹脂を注入し、前記可動型をコアバックさせて前記成形キャビティの容積を少なくとも部分的に拡大させることにより前記発泡性樹脂の発泡を促進するコアバック成形法を用い、前記成形キャビティ内に前記可動型のコアバック方向に略沿って型の縦壁部を存在させると共に、前記発泡性樹脂の前記縦壁部に隣接する部分も前記可動型のコアバックに伴って発泡させる、発泡樹脂成形品の成形方法であって、
   前記可動型を、前記縦壁部を有する第１可動型部と、これに隣接する第２可動型部とでなる分割構造とし、
   前記第１可動型部のコアバック量率を前記第２可動型部のコアバック量率に比して小さく設定した、
   ことを特徴とする発泡樹脂成形品の成形方法。
2. 前記第１可動型部の固定型に対向する第１型面は、コアバック前においては前記第２可動型部の固定型に対向する第２型面よりも反固定型側に位置し、コアバック完了後においては前記第２型面と略面一となる、ことを特徴とする請求項１に記載の発泡樹脂成形品の成形方法。
3. 前記縦壁部により、成形品に開口部および切欠部の少なくとも何れか一方の縁部を成形する、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の発泡樹脂成形品の成形方法。
4. 前記発泡性樹脂は物理発泡剤を含有している、ことを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の発泡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に記載の発泡樹脂成形品の成形方法。
6. 互いに組み合わされて成形キャビティを形成する固定型と可動型とを有する成形型と、樹脂に発泡剤を含有させた発泡性樹脂を溶融状態で前記成形キャビティ内に注入する注入手段と、前記可動型を前記成形キャビティの容積を少なくとも部分的に拡大させるように前記固定型に対して移動させる可動型コアバック手段と、を備え、
   前記成形キャビティ内に溶融状態の発泡性樹脂を注入し、前記可動型をコアバックさせて前記成形キャビティの容積を少なくとも部分的に拡大させることにより前記発泡性樹脂の発泡を促進するコアバック成形法を用い、前記成形キャビティ内に前記可動型のコアバック方向に略沿って型の縦壁部を存在させると共に、前記発泡性樹脂の前記縦壁部に隣接する部分も前記可動型のコアバックに伴って発泡させる、発泡樹脂成形品の成形装置であって、
   前記可動型は、前記縦壁部を有する第１可動型部と、これに隣接する第２可動型部とでなる分割構造であり、
   前記可動型コアバック手段は、前記第１可動型部のコアバック量率を前記第２可動型部のコアバック量率に比して小さく設定して、可動型をコアバックさせる、
   ことを特徴とする発泡樹脂成形品の成形装置。
7. 前記第１可動型部の固定型に対向する第１型面は、コアバック前においては前記第２可動型部の固定型に対向する第２型面よりも反固定型側に位置しており、
   前記可動型コアバック手段は、コアバック完了後においては前記第１型面と前記第２型面とが略面一となるように、可動型をコアバックさせる、
   ことを特徴とする請求項６に記載の発泡樹脂成形品の成形装置。
8. 前記縦壁部が、成形品の開口部および切欠部の少なくとも何れか一方の縁部を規定している、ことを特徴とする請求項６又は７に記載の発泡樹脂成形品の成形装置。
9. 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から８の何れかに記載の発泡樹脂成形品の成形装置。
10. 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９に記載の発泡樹脂成形品の成形装置。

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