射出成形金型及び発泡成形品の製造方法

【課題】射出成形金型を用いたカウンタープレッシャー工法による発泡成形品の製造において、得られる発泡成形品の表面にアバタが発生することを抑制する。
【解決手段】キャビティ１４を形成する可動側金型１０と固定側金型１２を有する金型であって、軸部２０及び頭部２２を有し、キャビティ１４内で成形された発泡成形品を頭部２２で突き出す突出し駒２４が固定側金型１２に設けられ、固定側金型１２における突出し駒２４の頭部２２の裏側に、カウンタープレッシャーガスを排気するガス流路３０が形成された射出成形金型１。また、射出成形金型１を用いた発泡成形品の製造方法。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出成形金型及び発泡成形品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、優れた吸音性、軽量性を有する自動車用内装材等として、発泡成形品が用いられている。このような発泡成形品の製造には射出成形金型が用いられ、製品外観のシルバーストリークを防止するために、カウンタープレッシャー工法が広く用いられている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
射出成形金型の具体例としては、例えば、図５に示すように、可動側金型１１０と固定側金型１１２を有し、可動側金型１１０と固定側金型１１２でキャビティ１１４が形成される射出成形金型１０１が挙げられる。射出成形金型１０１は、可動側金型１１０に、可動側金型１１０と固定側金型１１２のＰＬ面１１６を緊密にシールするＯリング１１８が設けられている。また、固定側金型１１２にはキャビティ１１４内で発泡成形した発泡成形品を突き出す突出しピン１２０が設けられている。突出しピン１２０における固定側金型１１２の外側部分は、キャビティ１１４内を高圧に保つために、Ｏリング１２２でシールされ、突出しピン１２０と固定側金型１１２の本体との隙間１１２ｂからカウンタープレッシャーガス（以下、「ＣＰガス」という。）が漏れないようになっている。また、固定側金型１１２におけるＰＬ面１１６のＯリング１１８の内側には、ＣＰガスを注入及び排気するガス流路１２４が形成されている。
【０００４】
発泡成形品の製造方法としては、例えば、射出成形金型１０１のキャビティ１１４内にＣＰガスを注入して数百ＫＰａの高圧にした後、図６に示すように、キャビティ１１４内に発泡樹脂Ｙを射出充填し、キャビティ１１４の密閉性を維持しつつ可動側金型１１０を固定側金型１１２からわずかに遠ざけてキャビティ１１４の容積を増大させ、発泡樹脂Ｙを発泡（コアバック発泡）させて成形する方法が挙げられる。
【０００５】
キャビティ１１４内に注入したＣＰガスは、発泡樹脂Ｙを射出充填するのと同時にガス流路１２４から排気していく。しかし、キャビティ１１４内にＣＰガスが残存すると、その部分に発泡樹脂Ｙが充分に充填されないため、発泡成形品の表面にアバタと呼ばれる凹みができる。特に、発泡成形品の表面にシボ加工を施すために、可動側金型１１０のキャビティ形成面１１０ａに凹凸が形成されている場合、その凹凸の近傍にＣＰガスが残存しやすい。また、射出充填された発泡樹脂Ｙと固定側金型１１２のキャビティ形成面１１２ａの間、及び突出しピン１２０と固定側金型１１２の本体との隙間１１２ｂに残存したＣＰガスは、発泡樹脂Ｙの充填によって圧縮されることでより高圧になり、可動側金型１１０に発泡樹脂Ｙを押し付ける。これにより、可動側金型１１０のキャビティ形成面１１０ａ近傍のＣＰガスがさらに残存しやすくなって、アバタが発生しやすくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−１６７６６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、カウンタープレッシャー工法で発泡成形品を成形する射出成形金型であって、キャビティ内にＣＰガスが残存して発泡成形品の表面にアバタが発生することを抑制できる射出成形金型の提供を目的とする。また、本発明は、カウンタープレッシャー工法により、表面にアバタが発生していない良好な品質の発泡成形品がより安定して得られる発泡成形品の製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の射出成形金型は、一対の金型を有し、それら一対の金型により形成されるキャビティ内で、カウンタープレッシャー工法で発泡成形品を成形する射出成形金型であって、
軸部及び該軸部よりも大きい頭部を有し、前記キャビティ内で成形された発泡成形品を前記頭部で突き出す突出し駒が前記一対の金型の一方に設けられ、
前記一対の金型の一方における前記突出し駒の頭部の裏側に、ＣＰガスを排気するガス流路が形成されている。
【０００９】
また、本発明の発泡成形品の製造方法は、本発明の射出成形金型を用いた発泡成形品の製造方法であって、
前記キャビティ内にＣＰガスを注入するガス注入工程と、
前記ガス注入工程後に、前記キャビティ内に発泡樹脂を射出充填する樹脂充填工程と、
前記キャビティ内の前記ＣＰガスを前記ガス流路から排気し、前記発泡樹脂を発泡させて発泡成形品を得る発泡工程と、
を有する方法である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の射出成形金型は、カウンタープレッシャー工法で発泡成形品を成形する射出成形金型であって、キャビティ内にＣＰガスが残存して発泡成形品の表面にアバタが発生することを抑制できる。
また、本発明の発泡成形品の製造方法によれば、カウンタープレッシャー工法により、表面にアバタが発生していない良好な品質の発泡成形品をより安定に製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の射出成形金型の一例を示した概略断面図である。
【図２】図１の射出成形金型の突出し駒近傍を拡大した拡大断面図である。
【図３】本発明の発泡成形品の製造方法の一工程を示した断面図である。
【図４】本発明の発泡成形品の製造方法の一工程を示した断面図である。
【図５】従来の射出成形金型の一例を示した断面図である。
【図６】従来の発泡成形品の製造方法の一工程を示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
＜射出成形金型＞
本発明の射出成形金型は、カウンタープレッシャー工法で発泡成形品を成形する射出成形金型である。以下、本発明の射出成形金型の一例を図１〜４に基づいて説明する。
本実施形態の射出成形金型１（以下、「金型１」という。）は、図１及び図２に示すように、可動側金型１０と固定側金型１２を有しており、可動側金型１０と固定側金型１２によりキャビティ１４が形成される。
【００１３】
可動側金型１０は、固定側金型１２側にキャビティ１４を形成する凹部１０ａが形成されている。また、可動側金型１０は、固定側金型１２に向かって前進及び後退できるようになっている。
可動側金型１０の凹部１０ａの形状、及び固定側金型１２の可動側金型１０側の形状を調節することで、キャビティ１４の形状を調節できる。キャビティ１４の形状は、成形しようとする発泡成形品の形状に応じて適宜設定することができる。
【００１４】
この例では、図２に示すように、可動側金型１０の凹部１０ａにおける上側のキャビティ形成面１０ｂに、シボ加工を施すための凹凸が形成されている。ただし、可動側金型１０のキャビティ形成面１０ｂには、シボ加工を施すための凹凸が形成されていなくてもよい。
【００１５】
また、可動側金型１０の凹部１０ａの外周に位置する固定側金型１２とのＰＬ面１６は、可動側金型１０と固定側金型１２で形成したキャビティ１４を緊密にシールするためのＯリング１８が設けられている。
【００１６】
固定側金型１２には、軸部２０及び軸部２０よりも大きい頭部２２を有し、キャビティ１４内で成形された発泡成形品を頭部２２で突き出す突出し駒２４が２つ設けられている。突出し駒２４は、可動側金型１０側に向かって固定側金型１２を挿通し、突出し駒２４の頭部２２の先端の位置が固定側金型１２のキャビティ形成面１２ａと一致するように設けられる。突出し駒２４を固定側金型１２から突き出すことで、突出し駒２４の頭部２２によって、キャビティ１４内で形成した発泡成形品を突き出すことができる。
突出し駒２４の本数は、この例では２本であるが、突出し駒２４により発泡成形品を安定して突き出せる本数であればよく、２本には限定されない。
【００１７】
この例では、突出し駒２４における軸部２０の頭部２２側の付け根部分に、Ｏリング２６が設けられている。Ｏリング２６により、突出し駒２４の軸部２０と、固定側金型１２の本体部分の隙間２８から、キャビティ１４内のＣＰガスが漏れ出すことが抑制され、キャビティ１４内を高圧に維持できるようになっている。
図５に例示した従来の射出成形金型１０１では、キャビティ１１４内のＣＰガスが突出しピン１２０と固定側金型１１２の本体との隙間１１２ｂから漏れ出さないようにするため、突出しピン１２０における固定側金型１１２の外側部分に設けたＯリング１２２によりシールされている。しかし、この形態では毎回の突き出し時にＯリング１２２が突出しピン１２０と擦れて磨耗するため、Ｏリング１２２の交換頻度が非常に高くなる。これに対し、金型１では、Ｏリング２６を軸部２０における頭部２２の付け根部分に設けているので、突出し駒２４による発泡成形品の突き出し時にＯリング２６と突出し駒２４の軸部２０が擦れることがなく、Ｏリング２６の磨耗による劣化が抑えられる。
【００１８】
また、固定側金型１２には、キャビティ１４内に発泡樹脂Ｘを注入する樹脂注入流路（不図示）が設けられており、射出ノズルを備えた公知の射出成形機から、該樹脂注入流路を通じて発泡樹脂Ｘを射出充填できるようになっている。
【００１９】
また、固定側金型１２における突出し駒２４の頭部２２の裏側には、ＣＰガスを排気するガス流路３０が形成されている。好ましくは、ガス流路３０には、ＣＰガスを吸い出す真空ポンプ（不図示）が接続される。つまり、金型１においては、キャビティ１４内に一旦ＣＰガスを注入した後、発泡樹脂Ｘ（図３）を射出充填する際に、固定側金型１２の本体部分と突出し駒２４の頭部２２の隙間３２から、ガス流路３０を通じてキャビティ１４内のＣＰガスを排出できるようになっている。これにより、固定側金型１２のキャビティ形成面１２ａと発泡樹脂Ｘの間のＣＰガスを効率良く排気することができる。また、固定側金型１２におけるキャビティ１４に直接通じるガス流路を形成せず、突出し駒２４の頭部２２の裏側にガス流路３０を形成することで、得られる発泡成形品にガス流路の跡が形成されることを防止できるので、外観が悪化することを抑制できる。
【００２０】
ガス流路３０を流路軸に対して垂直方向に切断した流路断面形状は、特に限定されず、円形状等が挙げられる。また、ガス流路３０の流路断面積は、ガス流路３０から効率良くＣＰガスを排出できれる断面積であればよい。
【００２１】
ガス流路３０は、キャビティ１４内からＣＰガスを排出する際だけでなく、キャビティ１４内にＣＰガスを注入する際にも使用してもよい。例えば、ＣＰガスを注入するブロワと、ＣＰガスを排出する真空ポンプとを、切換弁を介して分岐接続する形態が挙げられる。
ただし、ガス流路３０をＣＰガスの注入及び排出の両方に利用する形態には限定されず、ＣＰガスを注入するためのガス流路を別に設けてもよい。
【００２２】
＜発泡成形品の製造方法＞
以下、本発明の発泡成形品の製造方法の一例として、前記金型１を用いたカウンタープレッシャー工法による発泡成形品の製造方法について説明する。
本実施形態の発泡成形品の製造方法は、下記のガス注入工程、樹脂充填工程、排気工程及び発泡工程を有する。
ガス注入工程：キャビティ１４内にＣＰガスを注入する。
樹脂充填工程：ＣＰガスを注入したキャビティ１４内に発泡樹脂Ｘを射出充填する。
発泡工程：キャビティ１４内のＣＰガスをガス流路３０から排気し、キャビティ１４内の発泡樹脂Ｘを発泡させて発泡成形品を得る。
【００２３】
（ガス注入工程）
図１及び図２に示すように、可動側金型１０を固定側金型１２に向かって前進させて可動側金型１０と固定側金型１２を型締めし、ブロワからガス流路３０を通じてキャビティ１４内にＣＰガスを注入し、キャビティ１４内の圧力を所定の圧力に調整する。
ＣＰガスとしては、例えば、窒素ガス、二酸化炭素ガス等が挙げられる。
【００２４】
キャビティ１４内の圧力は、１００ＫＰａ〜１０００ＫＰａが好ましく、３００ＫＰａ〜６００ＫＰａがより好ましい。キャビティ１４内の圧力が下限値以上であれば、得られる発泡成形品の表面にシルバーストリークが形成されることを抑制することが容易になる。キャビティ１４内の圧力が上限値以下であれば、キャビティ１４内の残留ＣＰガスによるアバタの発生を抑止しやすい。
【００２５】
（樹脂充填工程）
図３に示すように、ＣＰガスが注入されたキャビティ１４内に、樹脂注入流路を通じて発泡樹脂Ｘを射出充填する。射出充填された発泡樹脂Ｘは、キャビティ１４内が高圧に制御されているため、発泡が抑えられた状態でキャビティ１４内に充填される。
【００２６】
発泡樹脂Ｘとしては、例えば、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ＡＢＳ樹脂等が挙げられる。
【００２７】
（発泡工程）
発泡樹脂Ｘを射出充填したキャビティ１４内のＣＰガスをガス流路３０を通じて排気し、図４に示すように、キャビティ１４の密閉性を維持しつつ可動側金型１０を固定側金型１２から後退させ、キャビティ１４内の圧力を下げることで、発泡樹脂Ｘの発泡反応を進行させて発泡成形品を形成する。
【００２８】
ＣＰガスの排気は、シルバーストリークの発生を抑止する点から、発泡樹脂Ｘの射出充填が完了した直後に開始することが好ましい。ただし、ＣＰガスの排気は、得られる発泡成形品に不具合が生じない範囲内であれば、発泡樹脂Ｘの射出充填が完了してから一定時間保持した後に開始してもよく、発泡樹脂Ｘの射出充填中に開始してもよい。
【００２９】
発泡工程においては、キャビティ１４内のＣＰガスを排気した後に、可動側金型１０を固定側金型１２から後退させることでキャビティ１４内の圧力を下げ、発泡樹脂Ｘを発泡させる方法を用いてもよく、キャビティ１４内のＣＰガスを排気した後、さらにガス流路３０を通じて真空ポンプで減圧しつつ、可動側金型１０を固定側金型１２から後退させることでキャビティ１４内の圧力を下げ、発泡樹脂Ｘを発泡させる方法を用いてもよい。
【００３０】
図５に例示した従来の射出成形金型１０１では、固定側金型１１２におけるＰＬ面１１６のＯリング１１８の内側に形成したガス流路１２４によって、キャビティ１１４内のＣＰガスが排気される。しかし、前記位置に形成されたガス流路１２４では、射出充填された発泡樹脂Ｙと固定側金型１１２のキャビティ形成面１１２ａの間、及び突出しピン１２０と固定側金型１１２の本体との隙間１１２ｂのＣＰガスを充分に排気することが困難であった。これにより、これらの部分に残留したＣＰガスによって発泡樹脂Ｙが可動側金型１１０側に押し付けられ、可動側金型１１０のキャビティ形成面１１０ａ近傍のＣＰガスの排気が困難となり、発泡成形品にアバタが発生する要因となっていた。
これに対し、本実施形態の製造方法では、固定側金型１２における突出し駒２４の頭部２２の裏側に形成されたガス流路３０を通じて、キャビティ１４内のＣＰガスを排気するため、射出充填された発泡樹脂Ｘと固定側金型１２のキャビティ形成面１２ａの間のＣＰガスを効率良く充分に排気することができる。そのため、固定側金型１２のキャビティ形成面１２ａの間に残存したＣＰガスによって発泡樹脂Ｘが可動側金型１０に押し付けられることが抑制されるので、可動側金型１０のキャビティ形成面１０ｂに凹凸が形成されていたとしても、キャビティ形成面１０ｂ近傍のＣＰガスを充分に排気することができ、得られる発泡成形品にアバタが形成されることが抑制される。
【００３１】
また、金型１では、突出し駒２４における軸部２０の頭部２２側の付け根部分にＯリング２６が設けられているので、突出し駒２４の軸部２０と固定側金型１２の本体部分の隙間２８にＣＰガスが流入することが抑制される。よって、突出し駒２４の軸部２０と固定側金型１２の本体との隙間２８にＣＰガスが残存し、該ＣＰガスによって発泡樹脂Ｘが可動側金型１０に押し付けられて、可動側金型１０のキャビティ形成面１０ｂ近傍のＣＰガスの排気効率が低下することが抑制され、発泡成形品にアバタが発生することが抑制される。
【００３２】
本発明では、突出し駒２４における軸部２０の頭部２２側の付け根部分にＯリング２６を設けた形態ではなく、従来の射出成形金型１０１のように、突出し駒２４における軸部２０における固定側金型１２の外側部分にＯリングを設けた形態であっても、アバタの発生を抑制でき、高品質な発泡成形品が得られる。これは、ガス流路３０が突出し駒２４の頭部２２の裏側に形成されていることで、突出し駒２４の軸部２０と固定側金型１２の本体部分の隙間２８にＣＰガスが流入しても、該ＣＰガスをキャビティ１４に到達させることなくガス流路３０を通じて効率良く排気することができるためである。
【００３３】
以上説明した本発明の射出成形金型及び該射出成形金型を用いた発泡成形品の製造方法にあっては、カウンタープレッシャー工法により、表面にアバタが発生していない良好な品質の発泡成形品をより安定に製造できる。
なお、本発明の射出成形金型は、固定側金型における突出し駒の頭部の裏側に、ＣＰガスを排気するガス流路が形成されていればよく、前記金型１には限定されない。例えば、前述したように、ＣＰガスを注入するガス流路を別途設けた射出成形金型であってもよく、射出成形金型１０１のように、突出し駒における軸部における固定側金型の外側部分にＯリングを設けた形態の射出成形金型であってもよい。
また、可動側金型１０、固定側金型１２は例として挙げたものであり、１０が固定側金型、１２が可動側金型であってもよい。
【符号の説明】
【００３４】
１射出成形金型
１０可動側金型
１２固定側金型
１４キャビティ
１６ＰＬ面
１８、２６Ｏリング
２０軸部
２２頭部
２４突出し駒
３０ガス流路

【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の金型を有し、それら一対の金型により形成されるキャビティ内で、カウンタープレッシャー工法で発泡成形品を成形する射出成形金型であって、
軸部及び該軸部よりも大きい頭部を有し、前記キャビティ内で成形された発泡成形品を前記頭部で突き出す突出し駒が前記一対の金型の一方に設けられ、
前記一対の金型の一方における前記突出し駒の頭部の裏側に、カウンタープレッシャーガスを排気するガス流路が形成されている射出成形金型。
【請求項２】
請求項１に記載の射出成形金型を用いた発泡成形品の製造方法であって、
前記キャビティ内にカウンタープレッシャーガスを注入するガス注入工程と、
前記ガス注入工程後に、前記キャビティ内に発泡樹脂を射出充填する樹脂充填工程と、
前記キャビティ内の前記カウンタープレッシャーガスを前記ガス流路から排気し、前記発泡樹脂を発泡させて発泡成形品を得る発泡工程と、
を有する発泡成形品の製造方法。

【図１】