JPH09277336A - 発泡樹脂成形品の製造方法及びその製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 肉厚の薄い発泡樹脂成形品においても、中間
層を確実に発泡させる。 【解決手段】 樹脂が射出されるキャビティ空間が、完
成した発泡樹脂成形品の体積よりも小さい容積の縮小状
態から、完成した発泡樹脂成形品の体積と実質的に同じ
容積の拡大状態に変化する金型を予め準備しておく。そ
して、樹脂の熱変形温度以上で且つ樹脂の溶融温度未満
の温度に金型を加熱する（ステップ１）。次に、樹脂を
溶融温度以上に加熱して溶融させ、樹脂中に気体を溶解
させた後、縮小状態のキャビティ空間内に、気体が溶解
している樹脂を射出する（ステップ２）。樹脂の射出終
了後、キャビティ空間を拡大状態にして、キャビティ空
間内の樹脂の発泡を促進する（ステップ３）。次に、型
開きした後、金型から成形品を取り出す（ステップ４，
５）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、金型内に溶融樹脂
を射出し、この金型内で溶融樹脂を発泡させて、発泡樹
脂成形品を製造する発泡樹脂成形品の製造方法、及びそ
の製造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の発泡樹脂成形品の製造方法として
は、例えば、特開昭59-101340号公報や、米国特許USP5,
160,674号公報に記載されているものがある。

【０００３】特開昭59-101340号公報に記載されている
方法は、１９６３年に米国で開発されたカウンタプレッ
シャー法を応用し、化学的な発泡剤を用いるものであ
る。この方法では、溶融樹脂を射出する前に、金型内に
空気などの気体を１．５ＭＰａ程度の圧力で供給し、金
型内に充填された溶融樹脂の表面が固化した後に、気体
の圧力を大気圧まで下げて、未固化の樹脂を発泡させて
いる。この方法によれば、表面が滑らかで、ひけ不良の
ない成形品を得ることができる。

【０００４】また、米国特許USP5,160,674号公報に記載
されている方法では、化学的な発泡剤を用いずに、ガス
を樹脂中に溶解させ、この溶融樹脂を金型内に射出充填
した後に金型を開いて、キャビティ容積を拡大して、溶
融樹脂の発泡を促し、表面層が無発泡で内部に微細な発
泡セルを持った成形品を得ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、カウン
タプレッシャー法を応用した前者の技術では、溶融樹脂
を射出する前に、金型内に空気などの気体を１．５ＭＰ
ａ程度の圧力で供給し、金型内に充填された樹脂の表面
が固化した後に、気体の圧力を大気圧まで下げて、未固
化の樹脂を発泡させているため、肉厚が薄い成形品にお
いては、金型に接触している表面層の割合が多くなり、
中間層が発泡を開始する前に、又は発泡開始直後に表面
層が固まって、発泡層がほとんど形成されないという問
題点がある。

【０００６】また、キャビティ容積を拡大して、溶融樹
脂の発泡を促す後者の技術でも、キャビティ容積の拡大
が完了し、発泡が開始する前に、表面層が固化してしま
うために、肉厚の薄い成形品においては、前者の技術と
同様に、発泡層がほとんど形成されないという問題点が
ある。

【０００７】本発明は、このような従来の問題点に着目
してなされたもので、肉厚の薄い成形品においても、確
実に発泡層を形成することができる発泡樹脂成形品の製
造方法、及びその製造装置を提供することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の発泡樹脂成形品の製造方法は、樹脂の熱変形温度以上
で且つ該樹脂が流動化する溶融温度未満の温度に、金型
（１０）を加熱し（ステップ１）、加熱された金型（１
０）内に、前記溶融温度以上に加熱され溶融状態の樹脂
を射出し（ステップ２）、金型（１０）内で前記樹脂が
発泡し且つ該樹脂が所定以上の硬さに固まった後に、該
樹脂を発泡樹脂成形品として金型（１０）から取り出す
（ステップ４，５）ことを特徴とするものである。

【０００９】ここで、前記発泡樹脂成形品の製造方法に
おいて、金型（１０）内に樹脂を射出する前に、圧縮気
体を樹脂に溶解させる場合には、前記樹脂が射出される
キャビティ空間（２０）が、完成した発泡樹脂成形品
（１）の体積よりも小さい容積の縮小状態から、完成し
た発泡樹脂成形品（１）の体積と実質的に同じ容積の拡
大状態に変化する金型（１０）を予め準備しておき、前
記樹脂を前記溶融温度以上に加熱して溶融させ、該樹脂
中に気体を溶解させた後、前記縮小状態のキャビティ空
間（２０）内に、該気体が溶解している樹脂を射出し
（ステップ２）、前記樹脂の射出終了後、キャビティ空
間（２０）を前記拡大状態にして、このキャビティ空間
（２０）内の前記樹脂の発泡を促進する（ステップ３）
とよい。

【００１０】また、以上の発泡樹脂成形品の製造方法で
は、前記樹脂の金型（１０）内への射出中に、この金型
（１０）内に圧縮気体を供給することが好ましい。

【００１１】また、前記目的を達成するための発泡樹脂
成形品の製造装置は、気体が溶解している樹脂を射出す
る射出機（７０）と、前記樹脂が射出されるキャビティ
空間（２０）が、完成した発泡樹脂成形品（１）の体積
よりも小さい容積の縮小状態から、完成した発泡樹脂成
形品（１）の体積と実質的に同じ容積の拡大状態に変化
するキャビティ容積変化金型（１０）と、キャビティ容
積変化金型（１０）を前記縮小状態から前記拡大状態に
変化させるキャビティ容積変化駆動手段（５０）と、前
記樹脂の熱変形温度以上で且つ前記樹脂が流動化する溶
融温度未満の温度に、キャビティ容積変化金型（１０）
を加熱する金型温度管理手段（６０）と、キャビティ空
間（２０）内への前記樹脂の充填が完了したことを認識
する充填完了認識手段（８０）と、キャビティ空間（２
０）に前記樹脂が射出される際には、金型（１０）を縮
小状態にしておき、充填完了認識手段（８０）により、
キャビティ空間（２０）内への前記樹脂の充填が完了し
たと認識されると、キャビティ容積変化駆動手段（５
０）に対して、金型（１０）を前記拡大状態に変化させ
るよう指示する制御手段（８０）と、を備えていること
を特徴とするものである。

【００１２】ここで、前記充填完了認識手段は、金型
（１０）内に樹脂が射出されてからの時間を計測する時
間計測手段（８２）と、時間計測手段（８２）により計
測された時間が、金型（１０）内に樹脂の開始してから
金型（１０）内への樹脂充填完了と想定される予め定め
られた時間に達したか否かにより、樹脂の充填が完了し
たか否かを認識する充填完了判断手段（８１）と、を有
しているものであってもよい。

【００１３】また、前記充填完了認識手段は、金型（１
０）内の圧力を検知する圧力検知手段（５５）と、圧力
検知手段（５５）により検知された金型（１０）内の圧
力が予め定められた圧力になったか否かにより、前記樹
脂の充填が完了したか否かを認識する充填完了判断手段
（８１）と、を有しているものであってもよい。

【００１４】また、前記発泡樹脂成形品の製造装置にお
いて、前記金型温度管理手段（６０，６５）は、前記圧
力検知手段により検知された前記金型（１０）内の圧力
が予め定められた圧力になると、前記金型（１０）を冷
却するものであることが好ましい。また、以上の各発泡
樹脂成形品の製造装置は、金型（１０）内に圧縮気体を
供給する圧縮気体供給手段（９０）を備えていることが
好ましい。

【００１５】なお、以上の説明中の（ ）内の符号は、
以下で説明する実施形態における対応部位又は対応工程
の符号である。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る発泡樹脂成形
品の製造方法及び製造装置についての各種実施形態につ
いて説明する。

【００１７】まず、本発明に係る発泡樹脂成形品の製造
方法及び製造装置についての第１の実施形態について、
図１〜図８を用いて説明する。なお、この実施形態で製
造する発泡樹脂成形品の形状は、以下の説明を理解しや
すくするために、図６に示すように、厚さｔが１．８ｍ
ｍの単純な矩形板状であるものとする。また、この実施
形態では、成形品の樹脂材料として、アクリロニトリル
・ブタジェン・スチレン樹脂（以下、ＡＢＳ樹脂とす
る。）を用いているものとする。

【００１８】この実施形態の発泡樹脂成形品の製造装置
は、図１に示すように、固定金型１１と可動金型２１と
を有し両金型間に形成されるキャビティ空間２０の容積
が変化する金型１０と、固定金型１１に対して可動金型
２１を相対移動させる型締め機４０と、金型１０内のキ
ャビティ空間２０の容積を変化させるキャビティ容積変
化シリンダ５０と、金型１０を加熱する金型加熱器６０
と、金型１０のキャビティ空間２０内に気体が溶解して
いる樹脂を射出する射出機７０と、これらの動作を制御
する制御器８０と、金型１０内のキャビティ空間２０内
及び射出機７０に高圧炭酸ガスを供給する炭酸ガスボン
ベ９０とを備えている。

【００１９】射出機７０は、樹脂ペレットが貯えられる
ホッパ７１と、ホッパ７１から樹脂ペレットが供給さ
れ、この樹脂ペレットを加熱して溶融させる加熱シリン
ダ７２と、加熱シリンダ７２内で回転及び往復移動する
スクリュ７３と、加熱シリンダ７２の先端に取り付けら
れ、加熱シリンダ７２内で溶融した樹脂を射出するノズ
ル７４と、炭酸ガスボンベ９０からの炭酸ガスを加熱シ
リンダ７２内に供給する炭酸ガスノズル７５と、スクリ
ュ７３を加熱シリンダ７２内で回転及び往復移動させる
スクリュ駆動機構７６と、を備えている。

【００２０】型締め機４０は、ベース４１と、ベース４
１に垂直に立てられているタイバ４２と、タイバ４２の
上端に固定されている固定ダイプレート４３と、タイバ
４２にガイドされて上下方向に移動可能に設けられてい
る可動ダイプレート４４と、ベース４１ス上に固定され
可動ダイプレート４４を上下動させる型締めシリンダ４
５と、を備えている。固定ダイプレート４３の下面に
は、固定金型１１が取り付けられ、可動ダイプレート４
４の上面には、可動金型２１が取り付けられている。可
動ダイプレート４４の下面には、キャビティ容積変化シ
リンダ５０が取り付けられている。ベース４１の上面に
は、型締めシリンダ４５が固定されている。この型締め
シリンダ４５は、後述する可動金型２１のエジェクタピ
ン２４を上下動させるための円柱状のエジェクタピン駆
動端４６と、中空円筒状を成し、エジェクタピン駆動端
４６が内周側に配されている可動金型駆動端４７とを有
している。エジェクタピン駆動端４６及び可動金型駆動
端４７は、それぞれ、独立して上下動する。可動金型駆
動端４７の上端には、可動ダイプレート４４が固定され
ている。

【００２１】加熱器６０と、固定金型１１及び可動金型
２１とは、それぞれ、油供給ホース６１、油回収ホース
６２とで接続されている。加熱器６０は、図示されてい
ないが、油を貯めておくオイルパンと、オイルパン内の
油を加熱する電熱器と、オイルパン内の油を油供給ホー
ス６１を介して固定金型１１及び可動金型２１にそれぞ
れ供給するためのポンプと、固定金型１１及び可動金型
２１から回収された油中の不純物を除去して油をオイル
パンに戻すフィルタとを備えている。

【００２２】固定金型１１は、図１及び図３に示すよう
に、キャビティ空間２０を囲む壁面の一部を形成するキ
ャビティブロック１２と、キャビティブロック１２を固
定ダイプレート４３の下面に取り付ける型取付プレート
１５とを有している。キャビティブロック１２は、その
下面が可動金型２１と対向するパーティングラインを成
し、そこの中央部が凹んで、この凹部１３の内側がキャ
ビティ空間２０の一部を形成している。凹部１３の底
は、図６に示す成形品１の上面２を形成する壁面を成
し、凹部１３の側周は、成形品１の側周面４を形成する
壁面を成している。凹部１３の底の中央部には、炭酸ガ
スボンベ９０からの炭酸ガスを噴射するガス吹出プレー
ト１４が設けられている。このガス吹出プレート１４
は、このプレート１４を介して炭酸ガスをキャビティ空
間２０内に噴出できる一方で、このプレート１４を介し
てキャビティ空間２０内からの溶融樹脂が逆流しないよ
う、微細な孔を複数有している焼結金属で形成されてい
る。このキャビティブロック１２には、炭酸ガスボンベ
９０からの炭酸ガスをガス吹出プレート１４を介して、
キャビティ空間２０内に噴出できるよう、炭酸ガス通路
１９が形成されている。さらに、このキャビティブロッ
ク１２には、加熱器６０からの油が循環する熱媒循環路
１８も形成されている。

【００２３】可動金型２１は、図３及び図５に示すよう
に、その上面が成形品１の下面３を形成するスライドコ
アブロック２２と、成形品の残りの側周面４を形成する
壁面が形成されていると共にスライドコアブロック２２
を上下方向に相対移動可能に収納するコア本体ブロック
２３と、スライドコアブロック２２を上下方向に貫通
し、スライドコアブロック２２の上方に形成された成形
品を上方に持ち上げてスライドコアブロック２２から離
すエジェクタピン２４と、エジェクタピン２４の下端を
支えるエジェクタプレート２５と、エジェクタプレート
２５を下方に付勢するバネ２６と、スライドコアブロッ
ク２２の下面に固定されているスライドロッド２７と、
エジェクタプレート２５が上下方向に移動可能に収納さ
れると共にバネ２６やスライドロッド２７等も収納され
る空間が形成されている第１スペースプレート２８と、
上下方向に伸びているスライドロッド２７の下端が固定
されているスライドプレート３１と、スライドプレート
３１が上下方向に移動可能に収納される空間が形成され
ている第２スペースプレート３２と、第１スペースプレ
ート２８と第２スペースプレート３２との間に配されて
いる仕切りプレート２９と、第２スペースプレート３２
を可動ダイプレート４４の上面に取り付ける型取付プレ
ート３３とを備えている。

【００２４】型締めシリンダ４５のエジェクタピン駆動
端４６は、可動ダイプレート４４、型取付プレート３
３、仕切りプレート２９を貫通している。このため、図
５に示すように、エジェクタピン駆動端４６が上方に移
動すると、エジェクタピン駆動端４６がエジェクタプレ
ート２５に接触して、このエジェクタプレート２５と共
にエジェクタピン２４が上昇する。この結果、エジェク
タピン２４の上端がスライドコアブロック２２の上面か
ら突出して、スライドコアブロック２２上の成形品がス
ライドコアブロック２２から離れる。可動ダイプレート
４４の下面に取り付けられているキャビティ容積変化シ
リンダ５０の駆動端５１は、可動ダイプレート４４を貫
通して、その上端部がスライドプレート３１の下面に固
定されている。このため、図４に示すように、キャビテ
ィ容積変化シリンダ５０の駆動端が上下動すると、スラ
イドプレート３１、スライドロッド２７、スライドコア
ブロック２２が上下動する。

【００２５】スライドコアブロック２２には、加熱器６
０からの油が循環する熱媒循環路３８が形成されてい
る。コア本体ブロック２３は、その上面が、固定金型１
１と対向するパーティングラインを成している。キャビ
ティブロック１２の下部で且つ側端部、及びコア本体ブ
ロック２３の上部で且つ側端部には、射出機７０のノズ
ル７４が嵌まり込むスプル３５が形成され、このスプル
３６からキャビティ空間２０までの間に、ランナ３６が
形成されている。

【００２６】制御器８０は、図１に示すように、基本的
には、マイクロコンピュータと同様に構成で、各種演算
等を実行するＣＰＵ８１と、ＣＰＵ８１が実行する演算
のプログラム等が記憶されているＲＯＭ（図示されてい
ない。）と、各種データが一時的に記憶されるＲＡＭ
（図示されていない。）と、時間を計測するタイマ８２
と、操作者が制御器８０に指示を与えるための各種キー
スイッチ（図示されていない。）と、外部機器から入出
力信号が通るＩ／Ｏ（図示されていない。）とを有して
いる。制御器８０は、射出機７０のスクリュ駆動機構７
６、加熱器６０、型締めシリンダ４５、キャビティ容積
変化シリンダ５０と、それぞれ信号線で接続されてお
り、これらの駆動量及び駆動タイミングを制御する。

【００２７】次に、以上で説明した製造装置による発泡
樹脂成形品の製造手順について、図２に示すフローチャ
ートに従って説明する。まず、加熱器６０で加熱された
油を金型１０に供給して、金型１０を樹脂の熱変形温度
以上、溶融温度未満に加熱する（ステップ１）。

【００２８】ここで、熱変形温度、及び溶融温度につい
て、簡単に説明する。熱変形温度とは、樹脂を一定荷重
下に置いて、一定速度で温度上昇させたときに、所定の
変形を示す温度のことである。この熱変形温度を測定す
る試験方法としては、ＡＳＴＭ法、マルテンス法、ビカ
ット法等があり、本発明においては、いずれの試験方法
で求められた熱変形温度を採用してもよい。なお、この
実施形態におけるＡＢＳ樹脂の熱変形温度は、約８０℃
である。

【００２９】この実施形態で用いているＡＢＳ樹脂等の
非結晶性の樹脂は、明確な融点を示さずに、温度上昇に
伴って徐々に軟化し、ある温度以上で完全に流動化す
る。そこで、このような樹脂が完全に流動化する温度を
ここでは、溶融温度（明確な融点を持つものに対して
は、この融点を示す温度）としている。なお、この実施
形態におけるＡＢＳ樹脂の溶融温度は、約２００℃であ
る。

【００３０】この実施形態では、ＡＢＳ樹脂の熱変形温
度（８０℃）以上、溶融温度（２００℃）未満に、金型
１０を加熱するため、油を１００℃に加熱している。従
って、この油が供給されると、金型１０の温度は、ほぼ
１００℃になる。

【００３１】この段階で、図３に示すように、固定金型
１１と可動金型２１とは接触している、言い換えると、
金型１０は閉じている。また、エジェクタピン２４は、
スライドコアブロック２２内に埋没している。さらに、
スライドコアブロック２２は、最上位置に位置してお
り、スライドコアブロック２２の上面とコア本体ブロッ
ク２３の上面とは、同じレベルになっている。このた
め、キャビティ空間２０の厚さ（上下方向の長さ）は、
本来の成形品の厚さｔである１．８ｍｍより薄い、１．
５ｍｍになっている。すなわち、この金型１０のキャビ
ティ空間２０は、完成成形品の体積よりも小さい容積の
縮小状態になっている。

【００３２】次に、炭酸ガスが溶解している溶融樹脂を
金型１０のキャビティ空間２０内に射出する（ステップ
２）。樹脂ペレットが、射出機７０のホッパ７１から加
熱シリンダ７２内の後部に供給されると、スクリュ７３
が回転しつつ後退して、樹脂が加熱シリンダ７２内の前
方に送られて行く。この過程で、樹脂ペレットは、ＡＢ
Ｓ樹脂の溶融温度である２００℃よりも高い２４０℃ま
で加熱され、液状化する。加熱シリンダ７２内には、炭
酸ガスノズル７５を介して、炭酸ガスボンベ９０から２
０ＭＰａの炭酸ガスが供給される。この炭酸ガスは、溶
融樹脂内に混入し、溶融樹脂に溶解する。加熱シリンダ
７２内に目的量の樹脂ペレットが供給され、それが完全
に溶融すると、スクリュ７３が前進して、射出機７０の
ノズル７４から、炭酸ガスが溶解している溶融樹脂が金
型１０のキャビティ空間２０内に射出される。

【００３３】キャビティ空間２０内に射出された溶融樹
脂は、金型１０に接している表面層から冷却されるもの
の、金型１０が樹脂の熱変形温度である８０℃以上の１
００℃に加熱されているため、その冷却速度が極めて遅
くなる。従って、瞬時に固化してしまう表面層の厚さが
薄くなる。

【００３４】以上の溶融樹脂の射出と並行して、炭酸ガ
スボンベ９０からの２０ＭＰａの炭酸ガスをキャビティ
空間２０内に供給する（ステップ２）。溶融樹脂が射出
されると、これと同時に、溶融樹脂中に溶解していた炭
酸ガスが溶融樹脂から離脱を開始する。そこで、この実
施形態では、溶融樹脂の射出と並行して、溶融樹脂から
ガスが離脱する離脱ガス圧を上回る、２０ＭＰａの炭酸
ガスをキャビティ空間２０内に供給し、ガスの離脱を防
いでいる。

【００３５】キャビティ空間２０内に目的量の溶融樹脂
が充填されると、制御器８０からキャビティ容積変化シ
リンダ５０に対して駆動信号が出力され、図４に示すよ
うに、キャビティ容積変化シリンダ５０が駆動して、そ
の駆動端５１と共に、スライドプレート３１、スライド
ロッド２７、及び最上位置に位置していたスライドコア
ブロック２２が下降する。この結果、金型１０内のキャ
ビティ空間２０が拡大して、完成成形品の体積と実質的
に同じ容積の拡大状態になる（ステップ３）。この拡大
状態のキャビティ空間２０の厚さ（上下方向の長さ）
は、本来の成形品の厚さと同じ１．８ｍｍである。制御
器８０は、射出機７０のスクリュ駆動機構７６に対して
駆動信号を出力すると同時に、制御器８０内のタイマ８
２が時間計測を開始して、目的量の溶融樹脂の充填が完
了したと想定される予め定められた時間に至ると、制御
器８０内のＣＰＵ８１が樹脂充填完了と認識して、前述
したように、キャビティ容積変化シリンダ５０に対して
駆動信号を出力する。

【００３６】キャビティ空間２０内の樹脂の中間層は、
射出充填時の圧力を維持し、この圧力が発泡圧力よりも
高くて発泡できない場合がある。この傾向は、この実施
形態のように、薄肉成形品を成形する際に起こることが
非常に多い。このため、この実施形態では、樹脂充填が
完了すると、キャビティ空間２０を拡大することによ
り、キャビティ空間２０内の圧力を発泡圧力より小さく
している。さらに、この実施形態では、前述したよう
に、金型１０を樹脂の熱変形温度以上の１００℃に加熱
し、樹脂の冷却速度を極めて遅くしているため、瞬時に
固化してしまう表面層５（図７）の厚さが薄くなる。従
って、本実施形態のように極めて厚さの薄い成形品であ
っても、図７に示すように、成形品１の中間層６を確実
に発泡させることができる。

【００３７】ところで、樹脂の発泡率は、図８に示すよ
うに、キャビティ空間２０の容積変化率（＝拡大状態の
キャビティ容積／縮小状態のキャビティ容積）と一定の
関係があるため、この実施形態では、目的の発泡率が得
られるよう、キャビティ空間２０の容積変化率を定めて
いる。なお、この実施形態のキャビティ空間２０の容積
変化率は、１．２（＝１．８ｍｍ／１．５ｍｍ）であ
る。

【００３８】キャビティ空間２０が拡大されて、キャビ
ティ空間２０内の樹脂が発泡を開始し、樹脂が目的の発
泡率に達し、一定の冷却時間を経た後、制御器８０から
型締めシリンダ４５に駆動信号が出力され、図５に示す
ように、その可動金型駆動端４７と共に、可動ダイプレ
ート４４及び可動金型２１が下降して、固定金型１１か
ら可動金型２１が離れる、つまり型開きされる（ステッ
プ４）。なお、金型１０は、この実施形態では、次の射
出を考慮して、この時点においても、１００℃に加熱さ
れているため、樹脂は、冷却されたとしても、熱変形温
度以上で、比較的変形しやすい状態である。

【００３９】型開きされて、樹脂成形品の表面が外気に
接触して、さらに冷却され、熱変形温度未満になると、
制御器８０から型締めシリンダ４５に駆動信号が出力さ
れ、図５に示すように、そのエジェクタピン駆動端４６
と共に、エジェクタプレート２５及びエジェクタピン２
４が上昇して、成形品が可動金型２１から離れる、つま
り成形品が離型される。そして、作業者は、型開きされ
た金型１０の間から成形品を取り出す。なお、型開き及
び離型のタイミングも、この実施形態では、制御器８０
が射出時からの時間管理で、実行している。

【００４０】次に、本発明に係る第２の実施形態として
の製造装置について、図９及び図１０を用いて説明す
る。この実施形態における製造装置は、図９に示すよう
に、可動金型２１内に圧力センサ５５を設け、この圧力
センサ５５で測定されたキャビティ空間２０内の圧力に
基づいて、キャビティ容積の拡大タイミングを制御する
もので、その他の基本的構成は、先に述べた第１の実施
形態の製造装置と同一である。

【００４１】キャビティ空間２０内に樹脂を射出してか
らのキャビティ空間２０内の圧力は、図１０に示すよう
に変動する。すなわち、射出開始によってキャビティ空
間２０内の圧力は急激に上昇し、その後、圧力はやや下
降して充填完了と同時に一定となる。この実施形態で
は、予め、このようなキャビティ空間２０内の圧力変動
パターンを制御器８０内のＲＯＭに記憶しておき、圧力
センサ５５で測定された圧力が、ある圧力変動パターン
を経た後、充填完了を示す圧力になったか否かにより、
制御器８０内のＣＰＵ８１が充填完了を認識している。
この充填完了が認識されると、第１の実施形態と同様
に、直ちに、制御器８０は、キャビティ容積変化シリン
ダ５０に対して駆動信号を出力し、キャビティ空間２０
を拡大する。このキャビティ空間２０の拡大により、キ
ャビティ空間２０内の圧力は、樹脂の発泡圧力未満に下
がり、キャビティ空間２０内の樹脂が発泡を開始する。
この樹脂の発泡開始により、キャビティ空間２０内の圧
力は、再び上昇し、発泡完了でその後の圧力が一定とな
る。その後は、一定の冷却時間を経た後、金型１０が開
き、キャビティ空間２０内の圧力は０になる。

【００４２】このように、この実施形態では、キャビテ
ィ空間２０内の圧力情報に基づいて、キャビティ容積の
拡大タイミングを設定しているので、先の実施形態のよ
うに射出開始後の経過時間情報から設定するよりも、実
際のキャビティ空間２０内の状態を確実に把握でき、キ
ャビティ容積拡大のタイミングの最適化を図ることがで
きる。

【００４３】次に、本発明に係る第３の実施形態として
の製造装置について、図１１を用いて説明する。この実
施形態の製造装置は、第２の実施形態の製造装置に、金
型１０の温度を冷却する冷却器６５を追加したものであ
る。

【００４４】この冷却器６５は、固定金型１１及び可動
金型２１と、それぞれ、油供給ホース６６、油回収ホー
ス６７とで接続されている。また、固定金型１１及び可
動金型２１には、熱媒循環路の他に、冷却器６５からの
油が循環する冷媒循環路（図示されていない。）が形成
されている。冷却器６５は、図示されていないが、油を
貯めておくオイルパンと、オイルパン内の油を油供給ホ
ース６６を介して固定金型１１及び可動金型２１にそれ
ぞれ供給するためのポンプと、固定金型１１及び可動金
型２１から回収された油中の不純物を除去して油をオイ
ルパンに戻すフィルタと、固定金型１１及び可動金型２
１から回収された油を冷却する熱交換器とを備えてい
る。

【００４５】この実施形態においても、第２の実施形態
と同様に、充填完了が認識されると、キャビティ空間２
０が拡大する。このキャビティ空間２０の拡大で、図１
０に示すように、キャビティ空間２０内の圧力が樹脂の
発泡圧力未満に下がると、キャビティ空間２０内の樹脂
が発泡を開始する。そして、樹脂の発泡開始して、キャ
ビティ空間２０内の圧力が再び上昇し、発泡完了でその
後の圧力が一定となる。この実施形態では、圧力センサ
５５で測定された圧力が、ある圧力変動パターンを経た
後、発泡完了を示す圧力になったか否かにより、制御器
８０内のＣＰＵ８１が発泡完了を認識している。この発
泡完了が認識されると、制御器８０は、加熱器６０に対
して停止信号を出力して金型１０内の熱媒循環を停止さ
せる一方で、冷却器６５に対して駆動信号を出力して金
型１０内に冷媒を循環させ、金型１０温度を熱変形温度
未満の７０℃程度まで下げる。

【００４６】このように、この実施形態では、発泡が完
了した後、樹脂を積極的に冷却しているので、冷却時間
を短くすることができる。

【００４７】なお、以上の実施形態は、いずれも溶融樹
脂に圧縮気体を溶解させ、この圧縮気体の膨脹で、樹脂
を発泡させるものであるが、樹脂中に発泡剤を混入し、
この発泡剤で樹脂を発泡させるものに、本発明を適用し
ても、以上の実施形態と同様に、肉厚の薄い成形品にお
いて、確実に発泡層を形成することができる

【００４８】

【発明の効果】本発明によれば、金型が熱変形温度以上
で溶融温度未満に加熱されているので、金型内に射出さ
れた溶融樹脂の冷却速度が遅くなり、樹脂が発泡開始す
るまでの間で固化してしまう表面層の厚さが薄くなる。
このため、肉厚の薄い成形品であっても、中間層を確実
に発泡させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第１の実施形態としての発泡樹脂
成形品製造装置の要部切欠き側面図である。

【図２】本発明に係る第１の実施形態としての発泡樹脂
成形品の製造手順を示すフローチャートである。

【図３】本発明に係る第１の実施形態としての金型の断
面図（縮小状態）である。

【図４】本発明に係る第１の実施形態としての金型の断
面図（拡大状態）である。

【図５】本発明に係る第１の実施形態としての金型の断
面図（型開き状態）である。

【図６】本発明に係る第１の実施形態としての発泡樹脂
成形品の斜視図である。

【図７】図６におけるVII−VII線断面図である。

【図８】キャビティ容積変化率と樹脂発泡率との関係を
示すグラフである。

【図９】本発明に係る第２の実施形態としての発泡樹脂
成形品製造装置の要部切欠き側面図である。

【図１０】本発明に係る第２の実施形態における発泡樹
脂成形品の製造過程におけるキャビティ空間内の圧力変
動を示すグラフである。

【図１１】本発明に係る第３の実施形態としての発泡樹
脂成形品製造装置の要部切欠き側面図である。

【符号の説明】

１…発泡樹脂成形品、５…表面層、６…中間層、１０…
金型、１１…固定金型、１２…キャビティブロック、１
８，３８…熱媒循環路、１９…炭酸ガス通路、２０…キ
ャビティ空間、２１…可動金型、２２…スライドコアブ
ロック、２３…コア本体ブロック、２４…エジェクタピ
ン、２５…エジェクタプレート、２７…スライドロッ
ド、３１…スライドプレート、３５…スプル、３６…ラ
ンナ、４０…型締め機、４１…ベース、４２…タイバ、
４３…固定ダイプレート、４４…可動ダイプレート、４
５…型締めシリンダ、４６…エジェクタピン駆動端、４
７…可動金型駆動端、５０…キャビティ容積変化シリン
ダ、５５…圧力センサ、６０…加熱器、６５…冷却器、
７０…射出機、７２…加熱シリンダ、７３…スクリュ、
７４…ノズル、７５…炭酸ガスノズル、７６…スクリュ
駆動機構、８０…制御器、８１…ＣＰＵ、８２…タイ
マ、９０…炭酸ガスボンベ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藁谷 研一 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 海老沼 尚武 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】金型内に溶融している樹脂を射出し、該金
   型内で該樹脂を発泡させて、発泡樹脂成形品を製造する
   発泡樹脂成形品の製造方法において、 前記樹脂の熱変形温度以上で且つ前記樹脂が流動化する
   溶融温度未満の温度に、前記金型を加熱し、 加熱された前記金型内に、前記溶融温度以上に加熱され
   溶融状態の前記樹脂を射出し、該金型内で該樹脂が発泡
   し且つ該樹脂が所定以上の硬さに固まった後に、該樹脂
   を前記発泡樹脂成形品として該金型から取り出すことを
   特徴とする発泡樹脂成形品の製造方法。
2. 【請求項２】請求項１記載の発泡樹脂成形品の製造方法
   において、 前記樹脂が射出されるキャビティ空間が、完成した前記
   発泡樹脂成形品の体積よりも小さい容積の縮小状態か
   ら、完成した該発泡樹脂成形品の体積と実質的に同じ容
   積の拡大状態に変化する金型を予め準備しておき、 前記樹脂を前記溶融温度以上に加熱して溶融させ、該樹
   脂中に気体を溶解させた後、前記縮小状態の前記キャビ
   ティ空間内に、該気体が溶解している樹脂を射出し、 前記樹脂の射出終了後、前記金型の前記キャビティ空間
   を前記拡大状態にして、該キャビティ空間内の前記樹脂
   の発泡を促進することを特徴とする発泡樹脂成形品の製
   造方法。
3. 【請求項３】請求項１又は２記載の発泡樹脂成形品の製
   造方法において、 前記樹脂の前記金型内への射出中に、該金型内に圧縮気
   体を供給することを特徴とする発泡樹脂成形品の製造方
   法。
4. 【請求項４】金型内に溶融している樹脂を射出し、該金
   型内で該樹脂を発泡させて、発泡樹脂成形品を製造する
   発泡樹脂成形品の製造装置において、 気体が溶解している樹脂を射出する射出機と、 前記金型であって、前記樹脂が射出されるキャビティ空
   間が、完成した前記発泡樹脂成形品の体積よりも小さい
   容積の縮小状態から、完成した該発泡樹脂成形品の体積
   と実質的に同じ容積の拡大状態に変化するキャビティ容
   積変化金型と、 前記キャビティ容積変化金型を前記縮小状態から前記拡
   大状態に変化させるキャビティ容積変化駆動手段と、 前記樹脂の熱変形温度以上で且つ前記樹脂が流動化する
   溶融温度未満の温度に、前記キャビティ容積変化金型を
   加熱する金型温度管理手段と、 前記キャビティ空間内への前記樹脂の充填が完了したこ
   とを認識する充填完了認識手段と、 前記キャビティ空間に前記樹脂が射出される際には、前
   記金型を縮小状態にしておき、前記充填完了認識手段に
   より、該キャビティ空間内への前記樹脂の充填が完了し
   たと認識されると、前記キャビティ容積変化駆動手段に
   対して、該金型を前記拡大状態に変化させるよう指示す
   る制御手段と、 を備えていることを特徴とする発泡樹脂成形品の製造装
   置。
5. 【請求項５】請求項４記載の発泡樹脂成形品の製造装置
   において、 前記充填完了認識手段は、 前記金型内に樹脂が射出されてからの時間を計測する時
   間計測手段と、 前記時間計測手段により計測された時間が、前記金型内
   に樹脂の開始してから該金型内への樹脂充填完了と想定
   される予め定められた時間に達したか否かにより、樹脂
   の充填が完了したか否かを認識する充填完了判断手段
   と、 を有していることを特徴とする発泡樹脂成形品の製造装
   置。
6. 【請求項６】請求項４記載の発泡樹脂成形品の製造装置
   において、 前記充填完了認識手段は、 前記金型内の圧力を検知する圧力検知手段と、 前記圧力検知手段により検知された前記金型内の圧力が
   予め定められた圧力になったか否かにより、前記樹脂の
   充填が完了したか否かを認識する充填完了判断手段と、 を有していることを特徴とする発泡樹脂成形品の製造装
   置。
7. 【請求項７】請求項６記載の発泡樹脂成形品の製造装置
   において、 前記金型温度管理手段は、前記圧力検知手段により検知
   された前記金型内の圧力が予め定められた圧力になる
   と、前記金型を冷却することを特徴とする発泡樹脂成形
   品の製造装置。
8. 【請求項８】請求項４、５、６又は７記載の発泡樹脂成
   形品の製造装置において、 前記金型内に圧縮気体を供給する圧縮気体供給手段を備
   えていることを特徴とする発泡樹脂成形品の製造装置。