射出発泡成形方法及び射出発泡成形機
【課題】 複数の樹脂充填容量の異なる金型キャビティに、順次発泡性樹脂を射出充填する射出成形機による射出発泡成形時に、成形品の表面にスワールマークやシルバーが現れることを防止できるような射出発泡成形方法及び射出発泡成形機を提供することを目的とする。
【解決手段】 射出ユニットから金型ユニット内の金型キャビティ内へ発泡性溶融樹脂を射出して成形品を成形する射出発泡成形方法において、金型キャビティへ加圧された発泡性樹脂を射出充填するとき、金型キャビティ内の樹脂流動先端部が金型キャビティ内の末端に到達する時間を発泡生成時間より格段に短くし、金型に接する樹脂表面における発泡気泡が成長する前に樹脂表面が固化し、成形品のコア部は成長した気泡が満ちた発泡樹脂材となるように樹脂射出充填速度を制御することを特徴とする。
【解決手段】 射出ユニットから金型ユニット内の金型キャビティ内へ発泡性溶融樹脂を射出して成形品を成形する射出発泡成形方法において、金型キャビティへ加圧された発泡性樹脂を射出充填するとき、金型キャビティ内の樹脂流動先端部が金型キャビティ内の末端に到達する時間を発泡生成時間より格段に短くし、金型に接する樹脂表面における発泡気泡が成長する前に樹脂表面が固化し、成形品のコア部は成長した気泡が満ちた発泡樹脂材となるように樹脂射出充填速度を制御することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、形状やサイズの異なった複数の金型キャビティを有する金型を用いた射出発泡成形方法に関し、特に、その射出速度の制御を金型キャビティ毎に個別に行うようにした射出発泡成形方法及び射出発泡成形機に関する。
【背景技術】
【０００２】
射出成形機による射出発泡成形品は、表面を非発泡のまま硬化させた後、内部を高発泡させて外観の見栄えが良く、軽い成形品とすることを狙いとし、そのために、加熱可塑化した発泡性樹脂を高圧で金型内に射出し、射出が終わり金型に接している成形品の表面が冷却して硬化した後、金型キャビティの容積を拡大して成形品の内圧を下げ成形品内部を発泡させる射出発泡成形方法が従来から知られている。
【０００３】
しかしながら、このような射出発泡成形品は、発泡性樹脂の射出時に樹脂圧が急に低下することにより発生する発泡ガスが金型キャビティ内に閉じ込められることや、金型キャビティを成形品容積まで拡大するときに、表面の固化層が金型内面の移動に追従できず、金型内面から剥離し、金型内面に沿わない樹脂の自由固化面が生じることにより、外観を損ねるスワールマーク（発泡ガス跡）やシルバー（銀条痕）が発生し易い。
【０００４】
従来、これを防止するため、例えば、射出中又は直後にキャビティーの容積を縮小させて溶融した発泡性プラスチック組成物を完全に充填し、射出充填完了後に金型面に接触する固化層と内部の溶融層が混在する状態まで冷却した後、キャビティーの容積を目的とする成形品の容積まで拡大し更に冷却してから発泡プラスチック成形品を取り出す方法が提案されている（例えば、特許文献１。）。
【０００５】
また、金型キャビティ面に断熱層を有する金型を用い、射出した発泡性樹脂を金型キャビティ面に圧接させた後、金型キャビティ容積を拡大して内部を発泡させる方法も提案されている（例えば、特許文献２。）。
【０００６】
【特許文献１】特開平８−３００３９２公報
【特許文献２】特開２０００−７１２７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述の従来提案された特許文献１又は特許文献２に記載のものは、いずれも発泡のために金型を開閉するとき、決まった位置に一定速度で金型を移動するため、未硬化樹脂の温度条件変化に対応することが困難で、金型移動速度が早すぎるときは、発泡による膨張が間に合わず発泡ガスや空気が成形品と金型の間に入り込み、金型移動速度が遅いときは、発泡膨張中に樹脂が硬化して、やはり発泡ガスや空気が成形品と金型の間に入り込み、どちらの場合でもスワールマーク（発泡ガス跡）やシルバー（銀条痕）となる可能性があるという問題がある。
【０００８】
また、形状やサイズの異なる、複数の金型キャビティを有する金型には、各金型キャビティ毎に形状やサイズに応じて射出条件が異なるため、採用できないという問題がある。
本発明は、上記問題点を解決するために提案されたもので、形状やサイズの異なる、複数の金型キャビティを有する金型において、複数の金型キャビティに順次発泡性樹脂を射出充填する時に、成形品の表面にスワールマークやシルバーが現れることを防止できる射出発泡成形方法、及び射出発泡成形機を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は上記従来の課題を解決するためになされたもので、特許請求の範囲に記載された各発明は、射出発泡成形方法、及び射出発泡成形機として、それぞれ以下の（１）〜（１０）に述べる各手段を採用したものである。
【００１０】
（１）第１の手段は、射出ユニットから金型ユニット内の金型キャビティ内へ発泡性溶融樹脂を射出して成形品を成形する射出発泡成形方法において、前記金型キャビティへ加圧された発泡性樹脂を射出充填するとき、前記金型キャビティ内の樹脂流動先端部が前記金型キャビティ内の末端に到達する時間を発泡生成時間より格段に短くし、金型に接する樹脂表面における発泡気泡が成長する前に樹脂表面が固化し、成形品のコア部は成長した気泡が満ちた発泡樹脂材となるように樹脂射出充填速度を制御することを特徴とする。
【００１１】
（２）第２の手段は、形状やサイズの異なる複数の金型キャビティと同金型キャビティ毎の樹脂通路とを有する金型ユニットを用い、射出ユニットから金型ユニット内に発泡性溶融樹脂を射出して複数の成形品を成形する射出発泡成形方法において、前記各金型キャビティへそれぞれ樹脂通路及び樹脂ゲート開閉手段を設け、第１の金型キャビティ内へ樹脂ゲート開閉手段を開いて加圧された所定量の発泡性樹脂を射出充填した後、前記樹脂ゲート開閉手段を閉じ、続いて第２の金型キャビティ内へ樹脂ゲート開閉手段を開いて加圧された所定量の発泡性樹脂を射出充填した後、前記樹脂ゲート開閉手段を閉じ、同様に金型キャビティ内へ樹脂ゲート開閉手段を開閉して順に所定量の樹脂を射出充填することにより、全ての金型キャビティ内の樹脂流動先端部がキャビティ末端に到達する時間を発泡生成時間より格段に短くし、金型に接する樹脂表面における発泡気泡が成長する前に樹脂表面が固化し、成形品のコア部は成長した気泡が満ちた発泡樹脂材となるように樹脂射出充填速度を制御することを特徴とする。
【００１２】
（３）第３の手段は、第１又は２に係る射出発泡成形方法において、前記金型キャビティ内へ射出充填する時間は、全て１秒以下とすることを特徴とする。
【００１３】
（４）第４の手段は、第１〜３のいずれかに係る射出発泡成形方法において、前記金型キャビティの末端側に樹脂溜まりを設けて、発泡膨張し前記金型キャビティから洩れ出た樹脂を収容するようにしたことを特徴とする。
【００１４】
（５）第５の手段は、第１〜３のいずれかに係る射出発泡成形方法において、前記金型キャビティ内に出し入れ可能な突出コアを設け、発泡膨張した樹脂の容積を収容するようにしたことを特徴とする。
【００１５】
（６）第６の手段に係る射出発泡成形機は、射出ユニットにより金型ユニット内に発泡性溶融樹脂を射出充填して複数の成形品を成形する射出発泡成形機において、前記金型ユニット内に設けられた形状やサイズの異なる複数の金型キャビティと、同複数の金型キャビティにそれぞれ接続された複数の樹脂通路と、同樹脂通路をそれぞれ開閉する複数の樹脂ゲート開閉手段と、前記金型キャビティを順に発泡性溶融樹脂を射出充填すべく前記複数の樹脂ゲート開閉手段により前記複数の樹脂通路を各々開閉する制御装置とを備えたことを特徴とする。
【００１６】
（７）第７の手段は、第６に係る射出発泡成形機において、前記制御装置は、予め設定された射出スクリュストロークと射出速度のパターンに応じて射出速度を制御し、各々のキャビティに充填完了後、樹脂の圧抜きを行い、圧抜き後のスクリュ位置を次のキャビティへの射出開始位置としてリセットし、予め設定された射出スクリュストロークと射出速度パターンに応じて射出速度を制御することを特徴とする。
【００１７】
（８）第８の手段は、第６又は７に係る射出発泡成形機において、前記複数の金型キャビティ末端側にそれぞれ接続された複数の樹脂溜りと、前記複数の金型キャビティから前記複数の樹脂溜りへの通路にそれぞれ設けられた複数の加熱手段とを備えたことを特徴とする。
【００１８】
（９）第９の手段は、第６又は７に係る射出発泡成形機において、前記複数の金型キャビティ内に各々出入り可能に設けられた複数の突出コアと、同複数の突出コアの作動を制御する液圧回路とを備えたことを特徴とする。
【００１９】
（１０）第１０の手段は、第９に係る射出発泡成形機において、前記突出コアの作動を制御する液圧回路は、前記複数の突出コアが収納されたコア用シリンダ室に連結された配管と、前記複数の突出コアを前記金型キャビティ側に各々付勢する複数の圧縮ばねと、前記複数の配管に各々介装された複数の流量調整弁とを備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
特許請求の範囲に記載の各請求項に係る発明は、上記の（１）〜（１０）に記載の各手段を採用しているので、それぞれ以下のような効果を有する。
（１）請求項１に係る発明は上記第１の手段を採用しているので、射出ユニットから金型ユニット内の金型キャビティ内へ発泡性溶融樹脂を射出して成形品を成形する射出発泡成形方法において、前記金型キャビティへ加圧された発泡性樹脂を射出充填するとき、前記金型キャビティ内の樹脂流動先端部が前記金型キャビティ内の末端に到達する時間を発泡生成時間より格段に短くし、金型に接する樹脂表面における発泡気泡が成長する前に樹脂表面が固化し、成形品のコア部は成長した気泡が満ちた発泡樹脂材となるように樹脂射出充填速度を制御することにより、樹脂内圧の低下に伴う溶融ガスの発泡気泡が合流して大粒に成長する前に樹脂表面が固化し、各成形品の表面に目立った発泡痕が現れず、成形品の表皮は固くて丈夫になり、また、コア部分はゆっくり気泡が成長して大きな気泡が生成されるので、軽くて丈夫な成形品が得られる。
【００２１】
（２）請求項２に係る発明は上記第２の手段を採用しているので、形状やサイズの異なる複数の金型キャビティと同金型キャビティ毎の樹脂通路とを有する金型ユニットを用い、射出ユニットから金型ユニット内に発泡性溶融樹脂を射出して複数の成形品を成形する射出発泡成形方法において、複数の金型キャビティの内、樹脂を充填後の冷却時間が長い金型キャビティから順に、前記各金型キャビティへそれぞれ樹脂通路及び樹脂ゲート開閉手段を設け、第１の金型キャビティ内へ樹脂ゲート開閉手段を開いて加圧された所定量の発泡性樹脂を射出充填した後、前記樹脂ゲート開閉手段を閉じ、続いて第２の金型キャビティ内へ樹脂ゲート開閉手段を開いて加圧された所定量の発泡性樹脂を射出充填した後、前記樹脂ゲート開閉手段を閉じ、同様に金型キャビティ内へ樹脂ゲート開閉手段を開閉して順に所定量の樹脂を射出充填することにより、全体の射出工程１サイクルの時間を最短とすることができる。
更に、全ての金型キャビティ内の樹脂流動先端部がキャビティ末端に到達する時間を発泡生成時間より格段に短くし、金型に接する樹脂表面における発泡気泡が成長する前に樹脂表面が固化し、成形品のコア部は成長した気泡が満ちた発泡樹脂材となるように樹脂射出充填速度を制御することにより、樹脂内圧の低下に伴う溶融ガスの発泡気泡が合流して大粒に成長する前に樹脂表面が固化し、各成形品の表面に目立った発泡痕が現れず、成形品の表皮は固くて丈夫になり、また、コア部分はゆっくり気泡が成長して大きな気泡が生成されるので、軽くて丈夫な成形品が得られる。
【００２２】
（３）請求項３に係る発明は上記第３の手段を採用しているので、請求項１又は２の発明に係る効果に加えて、前記金型キャビティ内へ射出充填する時間は、全て１秒以下とすることにより、成形品表面の外観を向上させることができる。
【００２３】
（４）請求項４に係る発明は上記第４の手段を採用しているので、請求項１〜３のいずれかに記載の発明に係る効果に加えて、前記金型キャビティの末端側に樹脂溜まりを設けて、発泡膨張し前記金型キャビティから洩れ出た樹脂を収容するようにしているので、射出樹脂量のバラツキをカバーすることができると同時に、無圧発泡が可能となる。
【００２４】
（５）請求項５に係る発明は上記第５の手段を採用しているので、請求項１〜３のいずれかに記載の発明に係る効果に加えて、前記金型キャビティ内に出し入れ可能な突出コアを設け、発泡膨張した樹脂の容積を収容するようにしているので、加圧下の射出充填が可能であると同時に、突出コアが押し出されることにより、金型キャビティは発泡による膨張後の形状を整えることができ、正確な膨張率と形状を有する成形品を得ることができる。
【００２５】
（６）請求項６に係る発明は上記第６の手段を採用しているので、射出ユニットにより金型ユニット内に発泡性溶融樹脂を射出充填して複数の成形品を成形する射出発泡成形機において、前記金型ユニット内に設けられた形状やサイズの異なる複数の金型キャビティと、同複数の金型キャビティにそれぞれ接続された複数の樹脂通路と、同樹脂通路をそれぞれ開閉する複数の樹脂ゲート開閉手段と、前記金型キャビティから順に発泡性溶融樹脂を射出充填すべく前記複数の樹脂ゲート開閉手段により前記複数の樹脂通路を各々開閉する制御装置とを備えたことにより、複数の金型キャビティの内、樹脂を充填後の冷却時間が長い金型キャビティから順に射出成形が行われ、全体の射出工程１サイクルの時間を最短とすることができる。
【００２６】
（７）請求項７に係る発明は上記第７の手段を採用しているので、請求項６に記載の発明に係る効果に加えて、前記制御装置は、各々のキャビティ充填完了後、樹脂の圧抜きを行い、圧抜き後のスクリュ位置を次のキャビティへの射出開始位置としてリセットするので、射出樹脂量のバラツキをカバーすることができる。
【００２７】
（８）請求項８に係る発明は上記第８の手段を採用しているので、請求項６又は７に記載の発明に係る効果に加えて、前記複数の金型キャビティ末端側にそれぞれ接続された複数の樹脂溜りと、前記複数の金型キャビティから前記複数の樹脂溜りへの通路にそれぞれ設けられた複数の加熱手段とを備えたことにより、金型キャビティ内に充填された樹脂が発泡膨張するとき、余分の樹脂は、加熱手段により加熱されて前記樹脂溜まりへスムーズに流出するため、無圧発泡が可能となる。
【００２８】
（９）請求項９に係る発明は上記第９の手段を採用しているので、請求項６又は７に記載の発明に係る効果に加えて、前記複数の金型キャビティ内に各々出入り可能に設けられた複数の突出コアと、同複数の突出コアの作動を制御する液圧回路とを備えており、発泡樹脂の充填時、突出コアは液圧回路により所定の圧力で押し出され、金型キャビティは発泡による膨張後の形状を整えることができ、正確な膨張率と形状を有する成形品を得ることができる。
【００２９】
（１０）請求項１０に係る発明は上記第１０の手段を採用しているので、請求項９に記載の発明に係る効果に加えて、前記突出コアの作動を制御する液圧回路は、前記複数の突出コアが収納されたコア用シリンダ室に連結された配管と、前記複数の突出コアを前記金型キャビティ側に各々付勢する複数の圧縮ばねと、前記複数の配管に各々介装された複数の流量調整弁とを備えており、発泡樹脂の充填前は、圧縮ばねにより突出コアは金型キャビティ内に入り込んでおり、溶融樹脂充填時の短時間では、突出コアは殆ど移動せず、充填された樹脂の発泡による緩徐な膨張時には、気泡の成長に伴って突出コアは発泡圧に押されて流量調整弁により所定の速度で金型側へ引き込まれるので、成形品のコア部分はゆっくり気泡が成長して大きな気泡が生成され軽くて丈夫な成形品が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の射出発泡成形機及び射出発泡成形方法についての実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係わる複数の金型キャビティを有する金型ユニット、電動の射出ユニット及び制御系統を一部を断面で示す模式図である。
図２は、図１における金型の断面図、図３は、図１における金型の樹脂溜まりを設けた場合の断面図、図４は、図１における金型の突出コアを設けた場合の断面図、図５は、図１における金型ユニットと射出ユニットの制御工程ブロック図である。
【００３１】
まず、図１、２に基づき、金型ユニット、射出ユニット及び制御系統を説明する。
射出成形機は、図示略の共通台上に載置された射出ユニット１、金型ユニット５、各種の配管、電線、及び制御装置等により構成されている。
【００３２】
（射出ユニットの構成）
先ず、図１に基づき、射出ユニット１の構造について説明する。
図示略の共通台上の一端側には、射出ユニット１の固定フレーム１３、及び共通台上を固定フレーム１３に向って移動する移動フレーム１４が取り付けられている。
固定フレーム１３の中央には、射出シリンダ３が一体的に設けられている。
射出シリンダ３の先端は、後記する金型ユニット５の支持盤８に接続されている。
【００３３】
そして、射出シリンダ３内には、射出スクリュ２が前後進可能に内蔵されている。
射出スクリュ２の一端側は、回転可能に且つ軸方向の移動を拘束するように、移動フレーム１４に取り付けられている。
移動フレーム１４には、この射出スクリュ２を回転駆動するスクリュ回転駆動用モータ４が備えられている。
【００３４】
また、固定フレーム１３の周囲には、射出スクリュ２の軸に対して対称的に複数のボールねじナット１６が設けられている。
各ボールねじナット１６には、各々ボールねじ軸１５が回転自在に挿入されている。
各ボールねじ軸１５の一端側は、回転可能に且つ軸方向の移動を拘束するように、移動フレーム１４に取り付けられている。
移動フレーム１４には、この複数のボールねじ軸１５を回転駆動するサーボモータ１７が各々備えられている。
そして、この複数のボールねじナット１６、ボールねじ軸１５及びサーボモータ１７により、電動ボールねじ装置が構成されている。
【００３５】
射出ユニット１は、上述のごとく構成されており、スクリュ回転駆動用モータ４により射出スクリュ２を回転させることにより、射出シリンダ３内の発泡樹脂を混練する。
そして、各サーボモータ１７により各ボールねじ軸１５を同期して回転させることにより、各ボールねじ軸１５は固定フレーム１３内のボールねじナット１６内を回転しながら前進する。
これに伴って、移動フレーム１４及び射出スクリュ２も前進し、射出シリンダ３内の混錬された発泡樹脂は、金型ユニット５内へ射出される。
【００３６】
なお、射出ユニット１及び金型ユニット５には、圧力、温度、位置等を検出する図示略の各種の検出器が設けられており、これらの各種の検出器からの検出信号は制御装置４０の制御回路４２に入力される。
すると、制御回路４２により、サーボモータ１７の回転数信号を受け、射出スクリュ２の射出工程でのスクリュ２の速度と位置が、設定器４１に設定、記憶された設定速度値、位置となるように、スクリュ回転駆動用モータ４及びサーボモータ１７がフィードバック制御される。
【００３７】
（金型ユニットの構成）
次に、金型ユニット５の構造につき説明する。
金型ユニット５は、射出成形機の図示略の共通台上に固定された支持盤８と、支持盤８に密着して射出ユニット１の反対側に配設された固定金型６と、固定金型６のキャビティ形成面側に移動可能に固定金型６に対峙して配設された可動金型７と、各種の配管、電線、及び制御装置等により構成されている。
【００３８】
固定金型６及び可動金型７の対峙する面には、この固定金型６が可動金型７と結合したとき、溶融樹脂を受け入れる第１、２、３の金型キャビティ１２ａ、１２ｂ、１２ｃが形成されている。
【００３９】
なお、図２は、第１、２、３の金型キャビティ１２ａ、１２ｂ、１２ｃの一例を示すものであり、固定金型６及び可動金型７の対峙する面には、図２に図示のように、金型キャビティ１２が形成されている。
【００４０】
可動金型７は、成形品取り出しのとき固定金型６から離れる方向に大きく移動可能となっている。
また、固定金型６内及び支持盤８内には、ホットランナ９が固定金型６内及び支持盤８から間隔を明けて取り付けられている。
ホットランナ９内には、射出シリンダ３と第１、２、３の金型キャビティ１２ａ、１２ｂ、１２ｃとを接続する樹脂通路１０ａ、１０ｂ、１０ｃが形成されている。
ホットランナ９は、その内部を流れる溶融樹脂が固まらぬように常時加温されている。
【００４１】
ホットランナ９の第１、２、３金型キャビティ１２ａ、１２ｂ、１２ｃへの入り口部１１ａ、１１ｂ、１１ｃは、円錐形状に絞られており、プランジャー形状の樹脂ゲートバルブ１８ａ、１８ｂ、１８ｃのバルブ受け座となっている。
各樹脂ゲートバルブ１８ａ、１８ｂ、１８ｃは、ホットランナ９及び支持盤８を液密に貫通して、支持盤８に設けられた３組の油圧シリンダ１９ａ、１９ｂ、１９ｃに結合されている。
そして、この入り口部１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、樹脂ゲートバルブ１８ａ、１８ｂ、１８ｃ及び油圧シリンダ１９ａ、１９ｂ、１９ｃにより、各々樹脂ゲート開閉手段が形成されている。
【００４２】
なお、各油圧シリンダ１９ａ、１９ｂ、１９ｃは、配管を介して切換バルブ４３に接続されている。
切換バルブ４３は、制御装置４０内の制御回路４２により、切換えられるようになっている。
一方、設定器４１には、射出工程における各第１、２、３の金型キャビティ１２ａ、１２ｂ、１２ｃのタイミング順が設定されている。
そして、射出成形時、制御回路４２によって、設定器４１に設定されたタイミング順に従って、切換バルブ４３に開閉作動の信号が送信され、切換バルブ４３から、各樹脂ゲートバルブ１８ａ、１８ｂ、１８ｃを開閉する各油圧シリンダ１９ａ、１９ｂ、１９ｃに個別に作動油が圧送される。
【００４３】
次に、図３に基づき、各第１、２、３の金型キャビティ１２ａ、１２ｂ、１２ｃに、金型の樹脂溜まり２１を設けた場合につき説明する。
図３に示すように、第１、２、３の金型キャビティ１２ａ、１２ｂ、１２ｃの内の少なくとも１個の金型キャビティ１２には、その末端側にそれぞれ複数の樹脂溜り２１が形成されている。
金型キャビティ１２の末端側と各樹脂溜り２１とは、各々スペーサ２２との隙間２３により接続されている。
この隙間２３の周囲は、電気ヒータ等の加熱手段２４により取囲まれている。
【００４４】
上述の構成において、溶融した発泡性樹脂を金型キャビティ１２に充填したとき、発泡により樹脂の体積は膨張し、余分の樹脂は金型キャビティ１２から隙間２３を通って樹脂溜まり２１にはみ出す。
このとき、隙間２３の周囲の加熱手段２４により、金型キャビティ１２の末端側付近の樹脂の冷却固化を遅らせるようになっている。
【００４５】
更に、図４に基づき、各第１、２、３の金型キャビティ１２ａ、１２ｂ、１２ｃに、金型の突出コア２５を設けた場合につき説明する。
図４に示すように、第１、２、３の金型キャビティ１２ａ、１２ｂ、１２ｃの内の少なくとも１個の金型キャビティ１２には、突出コア２５が設けられている。
この突出コア２５は、可動金型７に設けられたコア用シリンダ室２６内に移動可能に設けられており、突出コア２５の先端は、金型キャビティ１２内に出入りするようになっている。
【００４６】
突出コア２５の他端は、ロッド２７を介して、液圧シリンダ３０に収納されたラム２９に結合している。
なお、ロッド２７は、非液密にロッド貫通孔２８を貫通している。
ラム２９のロッド２７と反対側の液圧シリンダ３０内には、突出コア２５を、ラム２９及びロッド２７を介して金型キャビティ１２側に付勢する圧縮ばね３１が内蔵されている。
この圧縮ばね３１の押し力は、金型キャビティ１２内の発泡圧にバランスするようになっている。
【００４７】
液圧シリンダ３０のラム２９の両側（ロッド側及びバネ側）は、配管３３ａ、３３ｂを介して液タンク３４に接続されている。
この液タンク３４は、突出コア２５の移動に伴うコア用シリンダ室２６の容積の変化に応じて、作動液を回収、充填するために設けられている。
また、ロッド貫通孔２８及び液圧シリンダ３０のラム２９のロッド２７側の室を介して、コア用シリンダ室２６に連結された配管３３ａの途中には、流量調整弁３２が介装されている。
【００４８】
上述の構成において、発泡性樹脂を充填する前においては、突出コア２５は圧縮ばね３１の押し力により、金型キャビティ１２内に突き出した状態となっている。
そして、発泡性樹脂を金型キャビティ１２に充填した時には、充填樹脂圧が高くても、コア用シリンダ室２６に連結された配管３３ａの途中の流量調整弁３２により作動液の流れが絞られるため、コア用シリンダ室２６内の突出コア２５は急には移動しない。
【００４９】
その後、発泡性樹脂の発泡に伴い、突出コア２５は、圧縮ばね３１の押し力に抗して次第に移動する。
すると、コア用シリンダ室２６内の作動液は、ロッド貫通孔２８を経由して、液圧シリンダ３０のラム２９のロッド側に流れる。
そして、コア用シリンダ室２６と液圧シリンダ３０との直径差に基づく余った作動液は、配管３３ａ及び流量調整弁３２を経由して液タンク３４に回収される。
【００５０】
（射出成形工程）
次に、射出成形機によって射出成形するときの制御工程を、図５の制御工程ブロック図に基づき説明する。
なお、図５の横軸は時間軸である。
【００５１】
図５において、最上段には、射出ユニット１の射出シリンダ３及び射出スクリュ２による溶融樹脂の射出、可塑化工程を表したブロック図が示されている。
その下段には、第１の金型キャビティ１２ａの射出充填工程と発泡冷却工程を表したブロック図、及び、第１の金型キャビティ１２ａのゲートバルブ１８ａの開閉のタイミングを表した作動工程図が示されている。
【００５２】
第１の金型キャビティ１２ａ及び樹脂ゲートバルブ１８ａのブロック図及び作動工程図の下段には、同様に、第２の金型キャビティ１２ｂの射出充填工程と発泡冷却工程を表したブロック図、及び、第２の金型キャビティ１２ｂのゲートバルブ１８ｂの開閉のタイミングを表した作動工程図が示されている。
第２の金型キャビティ１２ｂ及びゲートバルブ１８ｂのブロック図及び作動工程図の下段にも、同様に、第３の金型キャビティ１２ｃの射出充填工程と発泡冷却工程を表したブロック図、及び、第３の金型キャビティ１２ｃの樹脂ゲートバルブ１８ｃの開閉のタイミングを表した作動工程図が示されている。
【００５３】
更に、その下段には、上述の各工程に合わせた射出スクリュ２の前後進移動位置を表したストローク図と、射出スクリュ２の移動速度（Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３）、及び充填時間（ＴＪ１、ＴＪ２、ＴＪ３）を表した作動工程図が示されている。
なお、Ｓは全ストロークを示す。
【００５４】
図５中のＶ１、Ｖ２、Ｖ３及びＴＪ１、ＴＪ２、ＴＪ３は、それぞれ第１、２、３の金型キャビティ１２ａ、１２ｂ、１２ｃへの充填時のスクリュの移動速度及び充填時間を示している。
【００５５】
各第１、２、３の金型キャビティ１２ａ、１２ｂ、１２ｃへ加圧された発泡性樹脂を充填するとき、各第１、２、３の金型キャビティ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ内の樹脂流動先端部（フローフロント）が各第１、２、３金型キャビティ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ末端に到達する充填時間ＴＪ１、ＴＪ２、ＴＪ３を、冷却（発泡生成）時間より格段に短くしている。
このようにして、各第１、２、３の金型キャビティ１２ａ、１２ｂ、１２ｃに接する樹脂表面における発泡気泡が成長する前に樹脂表面が固化し、成形品のコア部は成長した気泡が満ちた発泡樹脂材となるように樹脂射出速度を制御する。
【００５６】
そして、サーボモータ１７により、射出ユニット１のボールねじ軸１５の回転速度（即ち、射出スクリュ２の移動速度）と回転トルク及び樹脂ゲートバルブ１８ａ、１８ｂ、１８ｃを制御して、各第１、２、３の金型キャビティ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ毎に、冷却時間の長いものから順に、個別に、溶融樹脂の射出充填と冷却（発泡）を行う。
最後の第３の金型キャビティ１２ｃへの射出充填が終了した後、ボールねじ軸１５の回転を戻して樹脂圧を降圧し（降圧工程）、射出スクリュ２を回転しながら後退させると共に、新たに樹脂を射出シリンダ３内に追加し、溶融可塑化を行う（可塑化射出スクリュ回転工程）。
溶融可塑化が完了すると、射出スクリュ２は回転を停止する。
【００５７】
その間に図示略の型締装置は、発泡冷却の工程中においては型締めを継続し、全ての成形品が冷却固化後に降圧、型開、成形品の取出が行われ、射出〜成形品取出工程の１サイクルが完了する。
その後再び、型締めが行われた後に、次の射出〜成形品取出工程が始まる。
【００５８】
また、図５に示すように、射出スクリュ２による溶融樹脂の射出充填工程において、初めの第１の金型キャビティ１２ａへの射出充填の後と、第２の金型キャビティ１２ｂへの射出充填の後とに、短時間のサーボモータ１７の脱力での樹脂圧を抜き、サーボモータ１７の回転を止めブレーキを掛けて射出スクリュ２を停止させる脱力圧抜工程が各々設けられている。
【００５９】
脱力圧抜工程では、射出スクリュ２を前進させ第１の金型キャビティ１２ａへの射出充填が終わったとき、樹脂ゲートバルブ１８ａを閉じ、サーボモータ１７の電流を切ってトルクをゼロとして脱力し、ボールねじ軸１５を自由回転させて樹脂圧を抜き、次に、サーボモータ１７の回転軸にブレーキを掛けて射出スクリュ２を停止させる。
【００６０】
脱力圧抜工程で射出スクリュ２が停止した位置を、次の第２の金型キャビティ１２ｂへの射出充填のための射出スクリュ２の前進開始位置としてリセットし、樹脂ゲートバルブ１８ｂを開にし、同位置からの射出スクリュ２のストロークに応じて、サーボモータ１７を回転して射出スクリュ２の速度を制御する。
即ち、図５に示すように、射出開始時には急速に射出スクリュ２の速度を増加させ、その後一定の速度Ｖ２を保持して充填を行い、充填時間ＴＪ２経過直前に速度を減速し停止させる。
更に、第３の金型キャビティ１２ｃへの射出へ移行するときも同様である。
【００６１】
各第１、２、３の金型キャビティ１２ａ、１２ｂ、１２ｃの射出充填工程及び冷却発泡工程において、各第１、２、３の金型キャビティ１２ａ、１２ｂ、１２ｃが、図２に示すような閉鎖された形状の金型キャビティ１２の場合、発泡性樹脂は金型キャビティ１２に一杯に充填され、充填後の冷却で成形品が体積を縮小した分だけ発泡による体積膨張をする。
成形品の金型への接触面は早く冷却して発泡気泡の目立たない表面が得られる。
【００６２】
各第１、２、３の金型キャビティ１２ａ、１２ｂ、１２ｃが図３に示すような樹脂溜まり２１を備えた形状の金型キャビティ１２の場合、発泡性樹脂を若干多い目に充填し、余分の樹脂は金型キャビティ１２から隙間２３を通って樹脂溜まり２１にはみ出す。
充填後の発泡により成形品が体積は膨張するが、隙間２３付近を電気ヒータ等の加熱手段２４で加熱して冷却固化を遅らすことにより、成形品の体積膨張部分の１部は樹脂溜まり２１へ容易に流出する。
成形品の金型への接触面は早く冷却して発泡気泡の目立たない表面が得られる。
【００６３】
各第１、２、３の金型キャビティ１２ａ、１２ｂ、１２ｃが図４に示すような突出コア２５を備えた形状の金型キャビティ１２の場合、突出コア２５が金型キャビティ１２内に突き出した状態で、発泡性樹脂は金型キャビティ１２内に充填される。
この時、樹脂圧が高くても、配管３３ａの途中に介装された流量調整弁３２により、作動液の流れが絞られて突出コア２５は急には殆ど移動しない。
【００６４】
樹脂の充填が終わって、発泡圧により突出コア２５が押され続けると、突出コア２５は圧縮ばね３１の押し力に抗して可動金型７内に引き込まれ、成形品は時間を掛けて発泡膨張する。
成形品の金型への接触面は早く冷却して発泡気泡の目立たない表面が得られる。
【００６５】
上述の本発明の実施の形態の射出発泡成形機及び射出発泡成形方法によれば、各第１、２、３の金型キャビティ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ毎に射出スクリュ２の射出開始位置をリセットし、各第１、２、３の金型キャビティ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ毎に設定された射出条件により射出開始位置からの射出スクリュ２のストロークに応じて射出が行われるようにしているので、成形品の重量バラツキ、形状不良等を生じることが無くなる。
また、ボールねじ軸１５を電動駆動する機構は、油圧作動に見られる移動速度が早いときに予定停止位置をオーバーするような事が無く、より正確で精密な位置と速度制御が可能である。
【００６６】
また、第１金型キャビティ１２ａが第２金型キャビティ１２ｂより大型で肉厚が厚く、第３金型キャビティ１２ｃが第２金型キャビティ１２ｂよりも小型で肉厚が薄いとき、溶融樹脂の発泡冷却の時間は、第３金型キャビティ１２ｃが最も短く、第２金型キャビティ１２ｂはその次に短く、第１金型キャビティ１２ａが最も長くなり、各第１、２、３の金型キャビティ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ内の樹脂の冷却発泡工程は、次の金型キャビティの射出充填、発泡冷却工程中に行われるので、図５に図示のように、最も冷却の時間が短い第３金型キャビティを最後の工程とすれば、全体の射出工程１サイクルの時間を最短とすることができる。
【００６７】
以上、本発明を本発明の実施の形態の射出発泡成形機及び射出発泡成形方法について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されず、本発明の範囲内でその具体的構造に種々の変更を加えてよいことはいうまでもない。
形状やサイズの全て異なる３個の金型キャビティが図示されているが、これに限定されるものではなく、例えば３列２行の合計６個の形状やサイズの全て異なる第１〜第６の金型キャビティを形成するようにしても良く、更には、複数の金型キャビティの内、同一の形状やサイズの金型キャビティがあっても良い。
【実施例】
【００６８】
射出発泡成形に使用した樹脂はポリプロピレン（タルク１５Ｗｔ％入り）、発泡剤はマスタバッチタイプ１Ｗｔ％、成形品は長さ×幅×高さが２５０ｍｍ×３５０ｍｍ×９０ｍｍで、肉厚が１．５ｍｍ、２ｍｍ、３ｍｍの３個取り金型キャビティの場合について成形を実施した。
【００６９】
実験の結果、各金型キャビティに個別に充填した実験の結果は次のとおりとなった。
【００７０】
【表１】
何れの金型キャビティも、樹脂の充填時間が１秒以下の場合に、成形品の表面は良好な外観という結果が得られた。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の実施の形態に係わる複数の金型キャビティを有する金型ユニット、電動の射出ユニット及び制御系統を一部を断面で示す模式図である。
【図２】図１における金型の断面図である。
【図３】図１における金型の樹脂溜まりを設けた場合の断面図である。
【図４】図１における金型の突出コアを設けた場合の断面図である。
【図５】図１における金型ユニットと射出ユニットの制御工程ブロック図である。
【符号の説明】
【００７２】
１ 射出ユニット
２ 射出スクリュ
５ 金型ユニット
６ 固定金型
７ 可動金型
８ 支持盤
９ ホットランナ
１２ 金型キャビティ
１２ａ 第１の金型キャビティ
１２ｂ 第２の金型キャビティ
１２ｃ 第３の金型キャビティ
１８ａ、１８ｂ、１８ｃ 樹脂ゲートバルブ
１９ａ、１９ｂ、１９ｃ 油圧シリンダ
２１ 樹脂溜まり
２２ スペーサ
２３ 隙間
２４ 加熱手段
２５ 突出コア
２６ コア用シリンダ室
２７ ロッド
２８ ロッド貫通孔
２９ ラム
３０ 液圧シリンダ
３１ 圧縮ばね
３２ 流量調整弁
３３ａ、３３ｂ 液圧回路
３４ 液タンク
４０ 制御装置
４１ 設定器
４２ 制御回路
４３ 切換バルブ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、形状やサイズの異なった複数の金型キャビティを有する金型を用いた射出発泡成形方法に関し、特に、その射出速度の制御を金型キャビティ毎に個別に行うようにした射出発泡成形方法及び射出発泡成形機に関する。
【背景技術】
【０００２】
射出成形機による射出発泡成形品は、表面を非発泡のまま硬化させた後、内部を高発泡させて外観の見栄えが良く、軽い成形品とすることを狙いとし、そのために、加熱可塑化した発泡性樹脂を高圧で金型内に射出し、射出が終わり金型に接している成形品の表面が冷却して硬化した後、金型キャビティの容積を拡大して成形品の内圧を下げ成形品内部を発泡させる射出発泡成形方法が従来から知られている。
【０００３】
しかしながら、このような射出発泡成形品は、発泡性樹脂の射出時に樹脂圧が急に低下することにより発生する発泡ガスが金型キャビティ内に閉じ込められることや、金型キャビティを成形品容積まで拡大するときに、表面の固化層が金型内面の移動に追従できず、金型内面から剥離し、金型内面に沿わない樹脂の自由固化面が生じることにより、外観を損ねるスワールマーク（発泡ガス跡）やシルバー（銀条痕）が発生し易い。
【０００４】
従来、これを防止するため、例えば、射出中又は直後にキャビティーの容積を縮小させて溶融した発泡性プラスチック組成物を完全に充填し、射出充填完了後に金型面に接触する固化層と内部の溶融層が混在する状態まで冷却した後、キャビティーの容積を目的とする成形品の容積まで拡大し更に冷却してから発泡プラスチック成形品を取り出す方法が提案されている（例えば、特許文献１。）。
【０００５】
また、金型キャビティ面に断熱層を有する金型を用い、射出した発泡性樹脂を金型キャビティ面に圧接させた後、金型キャビティ容積を拡大して内部を発泡させる方法も提案されている（例えば、特許文献２。）。
【０００６】
【特許文献１】特開平８−３００３９２公報
【特許文献２】特開２０００−７１２７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述の従来提案された特許文献１又は特許文献２に記載のものは、いずれも発泡のために金型を開閉するとき、決まった位置に一定速度で金型を移動するため、未硬化樹脂の温度条件変化に対応することが困難で、金型移動速度が早すぎるときは、発泡による膨張が間に合わず発泡ガスや空気が成形品と金型の間に入り込み、金型移動速度が遅いときは、発泡膨張中に樹脂が硬化して、やはり発泡ガスや空気が成形品と金型の間に入り込み、どちらの場合でもスワールマーク（発泡ガス跡）やシルバー（銀条痕）となる可能性があるという問題がある。
【０００８】
また、形状やサイズの異なる、複数の金型キャビティを有する金型には、各金型キャビティ毎に形状やサイズに応じて射出条件が異なるため、採用できないという問題がある。
本発明は、上記問題点を解決するために提案されたもので、形状やサイズの異なる、複数の金型キャビティを有する金型において、複数の金型キャビティに順次発泡性樹脂を射出充填する時に、成形品の表面にスワールマークやシルバーが現れることを防止できる射出発泡成形方法、及び射出発泡成形機を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は上記従来の課題を解決するためになされたもので、特許請求の範囲に記載された各発明は、射出発泡成形方法、及び射出発泡成形機として、それぞれ以下の（１）〜（１０）に述べる各手段を採用したものである。
【００１０】
（１）第１の手段は、射出ユニットから金型ユニット内の金型キャビティ内へ発泡性溶融樹脂を射出して成形品を成形する射出発泡成形方法において、前記金型キャビティへ加圧された発泡性樹脂を射出充填するとき、前記金型キャビティ内の樹脂流動先端部が前記金型キャビティ内の末端に到達する時間を発泡生成時間より格段に短くし、金型に接する樹脂表面における発泡気泡が成長する前に樹脂表面が固化し、成形品のコア部は成長した気泡が満ちた発泡樹脂材となるように樹脂射出充填速度を制御することを特徴とする。
【００１１】
（２）第２の手段は、形状やサイズの異なる複数の金型キャビティと同金型キャビティ毎の樹脂通路とを有する金型ユニットを用い、射出ユニットから金型ユニット内に発泡性溶融樹脂を射出して複数の成形品を成形する射出発泡成形方法において、前記各金型キャビティへそれぞれ樹脂通路及び樹脂ゲート開閉手段を設け、第１の金型キャビティ内へ樹脂ゲート開閉手段を開いて加圧された所定量の発泡性樹脂を射出充填した後、前記樹脂ゲート開閉手段を閉じ、続いて第２の金型キャビティ内へ樹脂ゲート開閉手段を開いて加圧された所定量の発泡性樹脂を射出充填した後、前記樹脂ゲート開閉手段を閉じ、同様に金型キャビティ内へ樹脂ゲート開閉手段を開閉して順に所定量の樹脂を射出充填することにより、全ての金型キャビティ内の樹脂流動先端部がキャビティ末端に到達する時間を発泡生成時間より格段に短くし、金型に接する樹脂表面における発泡気泡が成長する前に樹脂表面が固化し、成形品のコア部は成長した気泡が満ちた発泡樹脂材となるように樹脂射出充填速度を制御することを特徴とする。
【００１２】
（３）第３の手段は、第１又は２に係る射出発泡成形方法において、前記金型キャビティ内へ射出充填する時間は、全て１秒以下とすることを特徴とする。
【００１３】
（４）第４の手段は、第１〜３のいずれかに係る射出発泡成形方法において、前記金型キャビティの末端側に樹脂溜まりを設けて、発泡膨張し前記金型キャビティから洩れ出た樹脂を収容するようにしたことを特徴とする。
【００１４】
（５）第５の手段は、第１〜３のいずれかに係る射出発泡成形方法において、前記金型キャビティ内に出し入れ可能な突出コアを設け、発泡膨張した樹脂の容積を収容するようにしたことを特徴とする。
【００１５】
（６）第６の手段に係る射出発泡成形機は、射出ユニットにより金型ユニット内に発泡性溶融樹脂を射出充填して複数の成形品を成形する射出発泡成形機において、前記金型ユニット内に設けられた形状やサイズの異なる複数の金型キャビティと、同複数の金型キャビティにそれぞれ接続された複数の樹脂通路と、同樹脂通路をそれぞれ開閉する複数の樹脂ゲート開閉手段と、前記金型キャビティを順に発泡性溶融樹脂を射出充填すべく前記複数の樹脂ゲート開閉手段により前記複数の樹脂通路を各々開閉する制御装置とを備えたことを特徴とする。
【００１６】
（７）第７の手段は、第６に係る射出発泡成形機において、前記制御装置は、予め設定された射出スクリュストロークと射出速度のパターンに応じて射出速度を制御し、各々のキャビティに充填完了後、樹脂の圧抜きを行い、圧抜き後のスクリュ位置を次のキャビティへの射出開始位置としてリセットし、予め設定された射出スクリュストロークと射出速度パターンに応じて射出速度を制御することを特徴とする。
【００１７】
（８）第８の手段は、第６又は７に係る射出発泡成形機において、前記複数の金型キャビティ末端側にそれぞれ接続された複数の樹脂溜りと、前記複数の金型キャビティから前記複数の樹脂溜りへの通路にそれぞれ設けられた複数の加熱手段とを備えたことを特徴とする。
【００１８】
（９）第９の手段は、第６又は７に係る射出発泡成形機において、前記複数の金型キャビティ内に各々出入り可能に設けられた複数の突出コアと、同複数の突出コアの作動を制御する液圧回路とを備えたことを特徴とする。
【００１９】
（１０）第１０の手段は、第９に係る射出発泡成形機において、前記突出コアの作動を制御する液圧回路は、前記複数の突出コアが収納されたコア用シリンダ室に連結された配管と、前記複数の突出コアを前記金型キャビティ側に各々付勢する複数の圧縮ばねと、前記複数の配管に各々介装された複数の流量調整弁とを備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
特許請求の範囲に記載の各請求項に係る発明は、上記の（１）〜（１０）に記載の各手段を採用しているので、それぞれ以下のような効果を有する。
（１）請求項１に係る発明は上記第１の手段を採用しているので、射出ユニットから金型ユニット内の金型キャビティ内へ発泡性溶融樹脂を射出して成形品を成形する射出発泡成形方法において、前記金型キャビティへ加圧された発泡性樹脂を射出充填するとき、前記金型キャビティ内の樹脂流動先端部が前記金型キャビティ内の末端に到達する時間を発泡生成時間より格段に短くし、金型に接する樹脂表面における発泡気泡が成長する前に樹脂表面が固化し、成形品のコア部は成長した気泡が満ちた発泡樹脂材となるように樹脂射出充填速度を制御することにより、樹脂内圧の低下に伴う溶融ガスの発泡気泡が合流して大粒に成長する前に樹脂表面が固化し、各成形品の表面に目立った発泡痕が現れず、成形品の表皮は固くて丈夫になり、また、コア部分はゆっくり気泡が成長して大きな気泡が生成されるので、軽くて丈夫な成形品が得られる。
【００２１】
（２）請求項２に係る発明は上記第２の手段を採用しているので、形状やサイズの異なる複数の金型キャビティと同金型キャビティ毎の樹脂通路とを有する金型ユニットを用い、射出ユニットから金型ユニット内に発泡性溶融樹脂を射出して複数の成形品を成形する射出発泡成形方法において、複数の金型キャビティの内、樹脂を充填後の冷却時間が長い金型キャビティから順に、前記各金型キャビティへそれぞれ樹脂通路及び樹脂ゲート開閉手段を設け、第１の金型キャビティ内へ樹脂ゲート開閉手段を開いて加圧された所定量の発泡性樹脂を射出充填した後、前記樹脂ゲート開閉手段を閉じ、続いて第２の金型キャビティ内へ樹脂ゲート開閉手段を開いて加圧された所定量の発泡性樹脂を射出充填した後、前記樹脂ゲート開閉手段を閉じ、同様に金型キャビティ内へ樹脂ゲート開閉手段を開閉して順に所定量の樹脂を射出充填することにより、全体の射出工程１サイクルの時間を最短とすることができる。
更に、全ての金型キャビティ内の樹脂流動先端部がキャビティ末端に到達する時間を発泡生成時間より格段に短くし、金型に接する樹脂表面における発泡気泡が成長する前に樹脂表面が固化し、成形品のコア部は成長した気泡が満ちた発泡樹脂材となるように樹脂射出充填速度を制御することにより、樹脂内圧の低下に伴う溶融ガスの発泡気泡が合流して大粒に成長する前に樹脂表面が固化し、各成形品の表面に目立った発泡痕が現れず、成形品の表皮は固くて丈夫になり、また、コア部分はゆっくり気泡が成長して大きな気泡が生成されるので、軽くて丈夫な成形品が得られる。
【００２２】
（３）請求項３に係る発明は上記第３の手段を採用しているので、請求項１又は２の発明に係る効果に加えて、前記金型キャビティ内へ射出充填する時間は、全て１秒以下とすることにより、成形品表面の外観を向上させることができる。
【００２３】
（４）請求項４に係る発明は上記第４の手段を採用しているので、請求項１〜３のいずれかに記載の発明に係る効果に加えて、前記金型キャビティの末端側に樹脂溜まりを設けて、発泡膨張し前記金型キャビティから洩れ出た樹脂を収容するようにしているので、射出樹脂量のバラツキをカバーすることができると同時に、無圧発泡が可能となる。
【００２４】
（５）請求項５に係る発明は上記第５の手段を採用しているので、請求項１〜３のいずれかに記載の発明に係る効果に加えて、前記金型キャビティ内に出し入れ可能な突出コアを設け、発泡膨張した樹脂の容積を収容するようにしているので、加圧下の射出充填が可能であると同時に、突出コアが押し出されることにより、金型キャビティは発泡による膨張後の形状を整えることができ、正確な膨張率と形状を有する成形品を得ることができる。
【００２５】
（６）請求項６に係る発明は上記第６の手段を採用しているので、射出ユニットにより金型ユニット内に発泡性溶融樹脂を射出充填して複数の成形品を成形する射出発泡成形機において、前記金型ユニット内に設けられた形状やサイズの異なる複数の金型キャビティと、同複数の金型キャビティにそれぞれ接続された複数の樹脂通路と、同樹脂通路をそれぞれ開閉する複数の樹脂ゲート開閉手段と、前記金型キャビティから順に発泡性溶融樹脂を射出充填すべく前記複数の樹脂ゲート開閉手段により前記複数の樹脂通路を各々開閉する制御装置とを備えたことにより、複数の金型キャビティの内、樹脂を充填後の冷却時間が長い金型キャビティから順に射出成形が行われ、全体の射出工程１サイクルの時間を最短とすることができる。
【００２６】
（７）請求項７に係る発明は上記第７の手段を採用しているので、請求項６に記載の発明に係る効果に加えて、前記制御装置は、各々のキャビティ充填完了後、樹脂の圧抜きを行い、圧抜き後のスクリュ位置を次のキャビティへの射出開始位置としてリセットするので、射出樹脂量のバラツキをカバーすることができる。
【００２７】
（８）請求項８に係る発明は上記第８の手段を採用しているので、請求項６又は７に記載の発明に係る効果に加えて、前記複数の金型キャビティ末端側にそれぞれ接続された複数の樹脂溜りと、前記複数の金型キャビティから前記複数の樹脂溜りへの通路にそれぞれ設けられた複数の加熱手段とを備えたことにより、金型キャビティ内に充填された樹脂が発泡膨張するとき、余分の樹脂は、加熱手段により加熱されて前記樹脂溜まりへスムーズに流出するため、無圧発泡が可能となる。
【００２８】
（９）請求項９に係る発明は上記第９の手段を採用しているので、請求項６又は７に記載の発明に係る効果に加えて、前記複数の金型キャビティ内に各々出入り可能に設けられた複数の突出コアと、同複数の突出コアの作動を制御する液圧回路とを備えており、発泡樹脂の充填時、突出コアは液圧回路により所定の圧力で押し出され、金型キャビティは発泡による膨張後の形状を整えることができ、正確な膨張率と形状を有する成形品を得ることができる。
【００２９】
（１０）請求項１０に係る発明は上記第１０の手段を採用しているので、請求項９に記載の発明に係る効果に加えて、前記突出コアの作動を制御する液圧回路は、前記複数の突出コアが収納されたコア用シリンダ室に連結された配管と、前記複数の突出コアを前記金型キャビティ側に各々付勢する複数の圧縮ばねと、前記複数の配管に各々介装された複数の流量調整弁とを備えており、発泡樹脂の充填前は、圧縮ばねにより突出コアは金型キャビティ内に入り込んでおり、溶融樹脂充填時の短時間では、突出コアは殆ど移動せず、充填された樹脂の発泡による緩徐な膨張時には、気泡の成長に伴って突出コアは発泡圧に押されて流量調整弁により所定の速度で金型側へ引き込まれるので、成形品のコア部分はゆっくり気泡が成長して大きな気泡が生成され軽くて丈夫な成形品が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の射出発泡成形機及び射出発泡成形方法についての実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係わる複数の金型キャビティを有する金型ユニット、電動の射出ユニット及び制御系統を一部を断面で示す模式図である。
図２は、図１における金型の断面図、図３は、図１における金型の樹脂溜まりを設けた場合の断面図、図４は、図１における金型の突出コアを設けた場合の断面図、図５は、図１における金型ユニットと射出ユニットの制御工程ブロック図である。
【００３１】
まず、図１、２に基づき、金型ユニット、射出ユニット及び制御系統を説明する。
射出成形機は、図示略の共通台上に載置された射出ユニット１、金型ユニット５、各種の配管、電線、及び制御装置等により構成されている。
【００３２】
（射出ユニットの構成）
先ず、図１に基づき、射出ユニット１の構造について説明する。
図示略の共通台上の一端側には、射出ユニット１の固定フレーム１３、及び共通台上を固定フレーム１３に向って移動する移動フレーム１４が取り付けられている。
固定フレーム１３の中央には、射出シリンダ３が一体的に設けられている。
射出シリンダ３の先端は、後記する金型ユニット５の支持盤８に接続されている。
【００３３】
そして、射出シリンダ３内には、射出スクリュ２が前後進可能に内蔵されている。
射出スクリュ２の一端側は、回転可能に且つ軸方向の移動を拘束するように、移動フレーム１４に取り付けられている。
移動フレーム１４には、この射出スクリュ２を回転駆動するスクリュ回転駆動用モータ４が備えられている。
【００３４】
また、固定フレーム１３の周囲には、射出スクリュ２の軸に対して対称的に複数のボールねじナット１６が設けられている。
各ボールねじナット１６には、各々ボールねじ軸１５が回転自在に挿入されている。
各ボールねじ軸１５の一端側は、回転可能に且つ軸方向の移動を拘束するように、移動フレーム１４に取り付けられている。
移動フレーム１４には、この複数のボールねじ軸１５を回転駆動するサーボモータ１７が各々備えられている。
そして、この複数のボールねじナット１６、ボールねじ軸１５及びサーボモータ１７により、電動ボールねじ装置が構成されている。
【００３５】
射出ユニット１は、上述のごとく構成されており、スクリュ回転駆動用モータ４により射出スクリュ２を回転させることにより、射出シリンダ３内の発泡樹脂を混練する。
そして、各サーボモータ１７により各ボールねじ軸１５を同期して回転させることにより、各ボールねじ軸１５は固定フレーム１３内のボールねじナット１６内を回転しながら前進する。
これに伴って、移動フレーム１４及び射出スクリュ２も前進し、射出シリンダ３内の混錬された発泡樹脂は、金型ユニット５内へ射出される。
【００３６】
なお、射出ユニット１及び金型ユニット５には、圧力、温度、位置等を検出する図示略の各種の検出器が設けられており、これらの各種の検出器からの検出信号は制御装置４０の制御回路４２に入力される。
すると、制御回路４２により、サーボモータ１７の回転数信号を受け、射出スクリュ２の射出工程でのスクリュ２の速度と位置が、設定器４１に設定、記憶された設定速度値、位置となるように、スクリュ回転駆動用モータ４及びサーボモータ１７がフィードバック制御される。
【００３７】
（金型ユニットの構成）
次に、金型ユニット５の構造につき説明する。
金型ユニット５は、射出成形機の図示略の共通台上に固定された支持盤８と、支持盤８に密着して射出ユニット１の反対側に配設された固定金型６と、固定金型６のキャビティ形成面側に移動可能に固定金型６に対峙して配設された可動金型７と、各種の配管、電線、及び制御装置等により構成されている。
【００３８】
固定金型６及び可動金型７の対峙する面には、この固定金型６が可動金型７と結合したとき、溶融樹脂を受け入れる第１、２、３の金型キャビティ１２ａ、１２ｂ、１２ｃが形成されている。
【００３９】
なお、図２は、第１、２、３の金型キャビティ１２ａ、１２ｂ、１２ｃの一例を示すものであり、固定金型６及び可動金型７の対峙する面には、図２に図示のように、金型キャビティ１２が形成されている。
【００４０】
可動金型７は、成形品取り出しのとき固定金型６から離れる方向に大きく移動可能となっている。
また、固定金型６内及び支持盤８内には、ホットランナ９が固定金型６内及び支持盤８から間隔を明けて取り付けられている。
ホットランナ９内には、射出シリンダ３と第１、２、３の金型キャビティ１２ａ、１２ｂ、１２ｃとを接続する樹脂通路１０ａ、１０ｂ、１０ｃが形成されている。
ホットランナ９は、その内部を流れる溶融樹脂が固まらぬように常時加温されている。
【００４１】
ホットランナ９の第１、２、３金型キャビティ１２ａ、１２ｂ、１２ｃへの入り口部１１ａ、１１ｂ、１１ｃは、円錐形状に絞られており、プランジャー形状の樹脂ゲートバルブ１８ａ、１８ｂ、１８ｃのバルブ受け座となっている。
各樹脂ゲートバルブ１８ａ、１８ｂ、１８ｃは、ホットランナ９及び支持盤８を液密に貫通して、支持盤８に設けられた３組の油圧シリンダ１９ａ、１９ｂ、１９ｃに結合されている。
そして、この入り口部１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、樹脂ゲートバルブ１８ａ、１８ｂ、１８ｃ及び油圧シリンダ１９ａ、１９ｂ、１９ｃにより、各々樹脂ゲート開閉手段が形成されている。
【００４２】
なお、各油圧シリンダ１９ａ、１９ｂ、１９ｃは、配管を介して切換バルブ４３に接続されている。
切換バルブ４３は、制御装置４０内の制御回路４２により、切換えられるようになっている。
一方、設定器４１には、射出工程における各第１、２、３の金型キャビティ１２ａ、１２ｂ、１２ｃのタイミング順が設定されている。
そして、射出成形時、制御回路４２によって、設定器４１に設定されたタイミング順に従って、切換バルブ４３に開閉作動の信号が送信され、切換バルブ４３から、各樹脂ゲートバルブ１８ａ、１８ｂ、１８ｃを開閉する各油圧シリンダ１９ａ、１９ｂ、１９ｃに個別に作動油が圧送される。
【００４３】
次に、図３に基づき、各第１、２、３の金型キャビティ１２ａ、１２ｂ、１２ｃに、金型の樹脂溜まり２１を設けた場合につき説明する。
図３に示すように、第１、２、３の金型キャビティ１２ａ、１２ｂ、１２ｃの内の少なくとも１個の金型キャビティ１２には、その末端側にそれぞれ複数の樹脂溜り２１が形成されている。
金型キャビティ１２の末端側と各樹脂溜り２１とは、各々スペーサ２２との隙間２３により接続されている。
この隙間２３の周囲は、電気ヒータ等の加熱手段２４により取囲まれている。
【００４４】
上述の構成において、溶融した発泡性樹脂を金型キャビティ１２に充填したとき、発泡により樹脂の体積は膨張し、余分の樹脂は金型キャビティ１２から隙間２３を通って樹脂溜まり２１にはみ出す。
このとき、隙間２３の周囲の加熱手段２４により、金型キャビティ１２の末端側付近の樹脂の冷却固化を遅らせるようになっている。
【００４５】
更に、図４に基づき、各第１、２、３の金型キャビティ１２ａ、１２ｂ、１２ｃに、金型の突出コア２５を設けた場合につき説明する。
図４に示すように、第１、２、３の金型キャビティ１２ａ、１２ｂ、１２ｃの内の少なくとも１個の金型キャビティ１２には、突出コア２５が設けられている。
この突出コア２５は、可動金型７に設けられたコア用シリンダ室２６内に移動可能に設けられており、突出コア２５の先端は、金型キャビティ１２内に出入りするようになっている。
【００４６】
突出コア２５の他端は、ロッド２７を介して、液圧シリンダ３０に収納されたラム２９に結合している。
なお、ロッド２７は、非液密にロッド貫通孔２８を貫通している。
ラム２９のロッド２７と反対側の液圧シリンダ３０内には、突出コア２５を、ラム２９及びロッド２７を介して金型キャビティ１２側に付勢する圧縮ばね３１が内蔵されている。
この圧縮ばね３１の押し力は、金型キャビティ１２内の発泡圧にバランスするようになっている。
【００４７】
液圧シリンダ３０のラム２９の両側（ロッド側及びバネ側）は、配管３３ａ、３３ｂを介して液タンク３４に接続されている。
この液タンク３４は、突出コア２５の移動に伴うコア用シリンダ室２６の容積の変化に応じて、作動液を回収、充填するために設けられている。
また、ロッド貫通孔２８及び液圧シリンダ３０のラム２９のロッド２７側の室を介して、コア用シリンダ室２６に連結された配管３３ａの途中には、流量調整弁３２が介装されている。
【００４８】
上述の構成において、発泡性樹脂を充填する前においては、突出コア２５は圧縮ばね３１の押し力により、金型キャビティ１２内に突き出した状態となっている。
そして、発泡性樹脂を金型キャビティ１２に充填した時には、充填樹脂圧が高くても、コア用シリンダ室２６に連結された配管３３ａの途中の流量調整弁３２により作動液の流れが絞られるため、コア用シリンダ室２６内の突出コア２５は急には移動しない。
【００４９】
その後、発泡性樹脂の発泡に伴い、突出コア２５は、圧縮ばね３１の押し力に抗して次第に移動する。
すると、コア用シリンダ室２６内の作動液は、ロッド貫通孔２８を経由して、液圧シリンダ３０のラム２９のロッド側に流れる。
そして、コア用シリンダ室２６と液圧シリンダ３０との直径差に基づく余った作動液は、配管３３ａ及び流量調整弁３２を経由して液タンク３４に回収される。
【００５０】
（射出成形工程）
次に、射出成形機によって射出成形するときの制御工程を、図５の制御工程ブロック図に基づき説明する。
なお、図５の横軸は時間軸である。
【００５１】
図５において、最上段には、射出ユニット１の射出シリンダ３及び射出スクリュ２による溶融樹脂の射出、可塑化工程を表したブロック図が示されている。
その下段には、第１の金型キャビティ１２ａの射出充填工程と発泡冷却工程を表したブロック図、及び、第１の金型キャビティ１２ａのゲートバルブ１８ａの開閉のタイミングを表した作動工程図が示されている。
【００５２】
第１の金型キャビティ１２ａ及び樹脂ゲートバルブ１８ａのブロック図及び作動工程図の下段には、同様に、第２の金型キャビティ１２ｂの射出充填工程と発泡冷却工程を表したブロック図、及び、第２の金型キャビティ１２ｂのゲートバルブ１８ｂの開閉のタイミングを表した作動工程図が示されている。
第２の金型キャビティ１２ｂ及びゲートバルブ１８ｂのブロック図及び作動工程図の下段にも、同様に、第３の金型キャビティ１２ｃの射出充填工程と発泡冷却工程を表したブロック図、及び、第３の金型キャビティ１２ｃの樹脂ゲートバルブ１８ｃの開閉のタイミングを表した作動工程図が示されている。
【００５３】
更に、その下段には、上述の各工程に合わせた射出スクリュ２の前後進移動位置を表したストローク図と、射出スクリュ２の移動速度（Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３）、及び充填時間（ＴＪ１、ＴＪ２、ＴＪ３）を表した作動工程図が示されている。
なお、Ｓは全ストロークを示す。
【００５４】
図５中のＶ１、Ｖ２、Ｖ３及びＴＪ１、ＴＪ２、ＴＪ３は、それぞれ第１、２、３の金型キャビティ１２ａ、１２ｂ、１２ｃへの充填時のスクリュの移動速度及び充填時間を示している。
【００５５】
各第１、２、３の金型キャビティ１２ａ、１２ｂ、１２ｃへ加圧された発泡性樹脂を充填するとき、各第１、２、３の金型キャビティ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ内の樹脂流動先端部（フローフロント）が各第１、２、３金型キャビティ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ末端に到達する充填時間ＴＪ１、ＴＪ２、ＴＪ３を、冷却（発泡生成）時間より格段に短くしている。
このようにして、各第１、２、３の金型キャビティ１２ａ、１２ｂ、１２ｃに接する樹脂表面における発泡気泡が成長する前に樹脂表面が固化し、成形品のコア部は成長した気泡が満ちた発泡樹脂材となるように樹脂射出速度を制御する。
【００５６】
そして、サーボモータ１７により、射出ユニット１のボールねじ軸１５の回転速度（即ち、射出スクリュ２の移動速度）と回転トルク及び樹脂ゲートバルブ１８ａ、１８ｂ、１８ｃを制御して、各第１、２、３の金型キャビティ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ毎に、冷却時間の長いものから順に、個別に、溶融樹脂の射出充填と冷却（発泡）を行う。
最後の第３の金型キャビティ１２ｃへの射出充填が終了した後、ボールねじ軸１５の回転を戻して樹脂圧を降圧し（降圧工程）、射出スクリュ２を回転しながら後退させると共に、新たに樹脂を射出シリンダ３内に追加し、溶融可塑化を行う（可塑化射出スクリュ回転工程）。
溶融可塑化が完了すると、射出スクリュ２は回転を停止する。
【００５７】
その間に図示略の型締装置は、発泡冷却の工程中においては型締めを継続し、全ての成形品が冷却固化後に降圧、型開、成形品の取出が行われ、射出〜成形品取出工程の１サイクルが完了する。
その後再び、型締めが行われた後に、次の射出〜成形品取出工程が始まる。
【００５８】
また、図５に示すように、射出スクリュ２による溶融樹脂の射出充填工程において、初めの第１の金型キャビティ１２ａへの射出充填の後と、第２の金型キャビティ１２ｂへの射出充填の後とに、短時間のサーボモータ１７の脱力での樹脂圧を抜き、サーボモータ１７の回転を止めブレーキを掛けて射出スクリュ２を停止させる脱力圧抜工程が各々設けられている。
【００５９】
脱力圧抜工程では、射出スクリュ２を前進させ第１の金型キャビティ１２ａへの射出充填が終わったとき、樹脂ゲートバルブ１８ａを閉じ、サーボモータ１７の電流を切ってトルクをゼロとして脱力し、ボールねじ軸１５を自由回転させて樹脂圧を抜き、次に、サーボモータ１７の回転軸にブレーキを掛けて射出スクリュ２を停止させる。
【００６０】
脱力圧抜工程で射出スクリュ２が停止した位置を、次の第２の金型キャビティ１２ｂへの射出充填のための射出スクリュ２の前進開始位置としてリセットし、樹脂ゲートバルブ１８ｂを開にし、同位置からの射出スクリュ２のストロークに応じて、サーボモータ１７を回転して射出スクリュ２の速度を制御する。
即ち、図５に示すように、射出開始時には急速に射出スクリュ２の速度を増加させ、その後一定の速度Ｖ２を保持して充填を行い、充填時間ＴＪ２経過直前に速度を減速し停止させる。
更に、第３の金型キャビティ１２ｃへの射出へ移行するときも同様である。
【００６１】
各第１、２、３の金型キャビティ１２ａ、１２ｂ、１２ｃの射出充填工程及び冷却発泡工程において、各第１、２、３の金型キャビティ１２ａ、１２ｂ、１２ｃが、図２に示すような閉鎖された形状の金型キャビティ１２の場合、発泡性樹脂は金型キャビティ１２に一杯に充填され、充填後の冷却で成形品が体積を縮小した分だけ発泡による体積膨張をする。
成形品の金型への接触面は早く冷却して発泡気泡の目立たない表面が得られる。
【００６２】
各第１、２、３の金型キャビティ１２ａ、１２ｂ、１２ｃが図３に示すような樹脂溜まり２１を備えた形状の金型キャビティ１２の場合、発泡性樹脂を若干多い目に充填し、余分の樹脂は金型キャビティ１２から隙間２３を通って樹脂溜まり２１にはみ出す。
充填後の発泡により成形品が体積は膨張するが、隙間２３付近を電気ヒータ等の加熱手段２４で加熱して冷却固化を遅らすことにより、成形品の体積膨張部分の１部は樹脂溜まり２１へ容易に流出する。
成形品の金型への接触面は早く冷却して発泡気泡の目立たない表面が得られる。
【００６３】
各第１、２、３の金型キャビティ１２ａ、１２ｂ、１２ｃが図４に示すような突出コア２５を備えた形状の金型キャビティ１２の場合、突出コア２５が金型キャビティ１２内に突き出した状態で、発泡性樹脂は金型キャビティ１２内に充填される。
この時、樹脂圧が高くても、配管３３ａの途中に介装された流量調整弁３２により、作動液の流れが絞られて突出コア２５は急には殆ど移動しない。
【００６４】
樹脂の充填が終わって、発泡圧により突出コア２５が押され続けると、突出コア２５は圧縮ばね３１の押し力に抗して可動金型７内に引き込まれ、成形品は時間を掛けて発泡膨張する。
成形品の金型への接触面は早く冷却して発泡気泡の目立たない表面が得られる。
【００６５】
上述の本発明の実施の形態の射出発泡成形機及び射出発泡成形方法によれば、各第１、２、３の金型キャビティ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ毎に射出スクリュ２の射出開始位置をリセットし、各第１、２、３の金型キャビティ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ毎に設定された射出条件により射出開始位置からの射出スクリュ２のストロークに応じて射出が行われるようにしているので、成形品の重量バラツキ、形状不良等を生じることが無くなる。
また、ボールねじ軸１５を電動駆動する機構は、油圧作動に見られる移動速度が早いときに予定停止位置をオーバーするような事が無く、より正確で精密な位置と速度制御が可能である。
【００６６】
また、第１金型キャビティ１２ａが第２金型キャビティ１２ｂより大型で肉厚が厚く、第３金型キャビティ１２ｃが第２金型キャビティ１２ｂよりも小型で肉厚が薄いとき、溶融樹脂の発泡冷却の時間は、第３金型キャビティ１２ｃが最も短く、第２金型キャビティ１２ｂはその次に短く、第１金型キャビティ１２ａが最も長くなり、各第１、２、３の金型キャビティ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ内の樹脂の冷却発泡工程は、次の金型キャビティの射出充填、発泡冷却工程中に行われるので、図５に図示のように、最も冷却の時間が短い第３金型キャビティを最後の工程とすれば、全体の射出工程１サイクルの時間を最短とすることができる。
【００６７】
以上、本発明を本発明の実施の形態の射出発泡成形機及び射出発泡成形方法について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されず、本発明の範囲内でその具体的構造に種々の変更を加えてよいことはいうまでもない。
形状やサイズの全て異なる３個の金型キャビティが図示されているが、これに限定されるものではなく、例えば３列２行の合計６個の形状やサイズの全て異なる第１〜第６の金型キャビティを形成するようにしても良く、更には、複数の金型キャビティの内、同一の形状やサイズの金型キャビティがあっても良い。
【実施例】
【００６８】
射出発泡成形に使用した樹脂はポリプロピレン（タルク１５Ｗｔ％入り）、発泡剤はマスタバッチタイプ１Ｗｔ％、成形品は長さ×幅×高さが２５０ｍｍ×３５０ｍｍ×９０ｍｍで、肉厚が１．５ｍｍ、２ｍｍ、３ｍｍの３個取り金型キャビティの場合について成形を実施した。
【００６９】
実験の結果、各金型キャビティに個別に充填した実験の結果は次のとおりとなった。
【００７０】
【表１】
何れの金型キャビティも、樹脂の充填時間が１秒以下の場合に、成形品の表面は良好な外観という結果が得られた。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の実施の形態に係わる複数の金型キャビティを有する金型ユニット、電動の射出ユニット及び制御系統を一部を断面で示す模式図である。
【図２】図１における金型の断面図である。
【図３】図１における金型の樹脂溜まりを設けた場合の断面図である。
【図４】図１における金型の突出コアを設けた場合の断面図である。
【図５】図１における金型ユニットと射出ユニットの制御工程ブロック図である。
【符号の説明】
【００７２】
１ 射出ユニット
２ 射出スクリュ
５ 金型ユニット
６ 固定金型
７ 可動金型
８ 支持盤
９ ホットランナ
１２ 金型キャビティ
１２ａ 第１の金型キャビティ
１２ｂ 第２の金型キャビティ
１２ｃ 第３の金型キャビティ
１８ａ、１８ｂ、１８ｃ 樹脂ゲートバルブ
１９ａ、１９ｂ、１９ｃ 油圧シリンダ
２１ 樹脂溜まり
２２ スペーサ
２３ 隙間
２４ 加熱手段
２５ 突出コア
２６ コア用シリンダ室
２７ ロッド
２８ ロッド貫通孔
２９ ラム
３０ 液圧シリンダ
３１ 圧縮ばね
３２ 流量調整弁
３３ａ、３３ｂ 液圧回路
３４ 液タンク
４０ 制御装置
４１ 設定器
４２ 制御回路
４３ 切換バルブ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
射出ユニットから金型ユニット内の金型キャビティ内へ発泡性溶融樹脂を射出して成形品を成形する射出発泡成形方法において、
前記金型キャビティへ加圧された発泡性樹脂を射出充填するとき、
前記金型キャビティ内の樹脂流動先端部が前記金型キャビティ内の末端に到達する時間を発泡生成時間より格段に短くし、
金型に接する樹脂表面における発泡気泡が成長する前に樹脂表面が固化し、成形品のコア部は成長した気泡が満ちた発泡樹脂材となるように樹脂射出充填速度を制御することを特徴とする射出発泡成形方法。
【請求項２】
形状やサイズの異なる複数の金型キャビティと同金型キャビティ毎の樹脂通路とを有する金型ユニットを用い、射出ユニットから金型ユニット内に発泡性溶融樹脂を射出して複数の成形品を成形する射出発泡成形方法において、
前記各金型キャビティへそれぞれ樹脂通路及び樹脂ゲート開閉手段を設け、
第１の金型キャビティ内へ樹脂ゲート開閉手段を開いて加圧された所定量の発泡性樹脂を射出充填した後、前記樹脂ゲート開閉手段を閉じ、
続いて第２の金型キャビティ内へ樹脂ゲート開閉手段を開いて加圧された所定量の発泡性樹脂を射出充填した後、前記樹脂ゲート開閉手段を閉じ、
同様に他の金型キャビティ内へ樹脂ゲート開閉手段を開閉して順に所定量の樹脂を射出充填することにより、
全ての金型キャビティ内の樹脂流動先端部がキャビティ末端に到達する時間を発泡生成時間より格段に短くし、
金型に接する樹脂表面における発泡気泡が成長する前に樹脂表面が固化し、成形品のコア部は成長した気泡が満ちた発泡樹脂材となるように樹脂射出充填速度を制御することを特徴とする射出発泡成形方法。
【請求項３】
前記金型キャビティ内へ射出充填する時間は、全て１秒以下とすることを特徴とする請求項１又は２に記載の射出発泡成形方法。
【請求項４】
前記金型キャビティの末端側に樹脂溜まりを設けて、発泡膨張し前記金型キャビティから洩れ出た樹脂を収容するようにしたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の射出発泡成形方法。
【請求項５】
前記金型キャビティ内に出し入れ可能な突出コアを設け、発泡膨張した樹脂の容積を収容するようにしたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の射出発泡成形方法。
【請求項６】
射出ユニットにより金型ユニット内に発泡性溶融樹脂を射出充填して複数の成形品を成形する射出発泡成形機において、
前記金型ユニット内に設けられた形状やサイズの異なる複数の金型キャビティと、
同複数の金型キャビティにそれぞれ接続された複数の樹脂通路と、
同樹脂通路をそれぞれ開閉する複数の樹脂ゲート開閉手段と、
前記金型キャビティを順に発泡性溶融樹脂を射出充填すべく前記複数の樹脂ゲート開閉手段により前記複数の樹脂通路を各々開閉する制御装置とを備えたことを特徴とする射出発泡成形機。
【請求項７】
前記制御装置は、
予め設定された射出スクリュストロークと射出速度のパターンに応じて射出速度を制御し、
各々のキャビティに充填完了後、樹脂の圧抜きを行い、
圧抜き後のスクリュ位置を次のキャビティへの射出開始位置としてリセットし、
予め設定された射出スクリュストロークと射出速度パターンに応じて射出速度を制御することを特徴とする請求項６に記載の射出発泡成形機。
【請求項８】
前記複数の金型キャビティ末端側にそれぞれ接続された複数の樹脂溜りと、
前記複数の金型キャビティから前記複数の樹脂溜りへの通路にそれぞれ設けられた複数の加熱手段とを備えたことを特徴とする請求項６又は７に記載の射出発泡成形機。
【請求項９】
前記複数の金型キャビティ内に各々出入り可能に設けられた複数の突出コアと、
同複数の突出コアの作動を各々制御する液圧回路とを備えたことを特徴とする請求項６又は７に記載の射出発泡成形機。
【請求項１０】
前記突出コアの作動を制御する液圧回路は、
前記複数の突出コアが収納されたコア用シリンダ室に連結された配管と、
前記複数の突出コアを前記金型キャビティ側に各々付勢する複数の圧縮ばねと、
前記複数の配管に各々介装された複数の流量調整弁とを備えていることを特徴とする請求項９に記載の射出発泡成形機。
【請求項１】
射出ユニットから金型ユニット内の金型キャビティ内へ発泡性溶融樹脂を射出して成形品を成形する射出発泡成形方法において、
前記金型キャビティへ加圧された発泡性樹脂を射出充填するとき、
前記金型キャビティ内の樹脂流動先端部が前記金型キャビティ内の末端に到達する時間を発泡生成時間より格段に短くし、
金型に接する樹脂表面における発泡気泡が成長する前に樹脂表面が固化し、成形品のコア部は成長した気泡が満ちた発泡樹脂材となるように樹脂射出充填速度を制御することを特徴とする射出発泡成形方法。
【請求項２】
形状やサイズの異なる複数の金型キャビティと同金型キャビティ毎の樹脂通路とを有する金型ユニットを用い、射出ユニットから金型ユニット内に発泡性溶融樹脂を射出して複数の成形品を成形する射出発泡成形方法において、
前記各金型キャビティへそれぞれ樹脂通路及び樹脂ゲート開閉手段を設け、
第１の金型キャビティ内へ樹脂ゲート開閉手段を開いて加圧された所定量の発泡性樹脂を射出充填した後、前記樹脂ゲート開閉手段を閉じ、
続いて第２の金型キャビティ内へ樹脂ゲート開閉手段を開いて加圧された所定量の発泡性樹脂を射出充填した後、前記樹脂ゲート開閉手段を閉じ、
同様に他の金型キャビティ内へ樹脂ゲート開閉手段を開閉して順に所定量の樹脂を射出充填することにより、
全ての金型キャビティ内の樹脂流動先端部がキャビティ末端に到達する時間を発泡生成時間より格段に短くし、
金型に接する樹脂表面における発泡気泡が成長する前に樹脂表面が固化し、成形品のコア部は成長した気泡が満ちた発泡樹脂材となるように樹脂射出充填速度を制御することを特徴とする射出発泡成形方法。
【請求項３】
前記金型キャビティ内へ射出充填する時間は、全て１秒以下とすることを特徴とする請求項１又は２に記載の射出発泡成形方法。
【請求項４】
前記金型キャビティの末端側に樹脂溜まりを設けて、発泡膨張し前記金型キャビティから洩れ出た樹脂を収容するようにしたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の射出発泡成形方法。
【請求項５】
前記金型キャビティ内に出し入れ可能な突出コアを設け、発泡膨張した樹脂の容積を収容するようにしたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の射出発泡成形方法。
【請求項６】
射出ユニットにより金型ユニット内に発泡性溶融樹脂を射出充填して複数の成形品を成形する射出発泡成形機において、
前記金型ユニット内に設けられた形状やサイズの異なる複数の金型キャビティと、
同複数の金型キャビティにそれぞれ接続された複数の樹脂通路と、
同樹脂通路をそれぞれ開閉する複数の樹脂ゲート開閉手段と、
前記金型キャビティを順に発泡性溶融樹脂を射出充填すべく前記複数の樹脂ゲート開閉手段により前記複数の樹脂通路を各々開閉する制御装置とを備えたことを特徴とする射出発泡成形機。
【請求項７】
前記制御装置は、
予め設定された射出スクリュストロークと射出速度のパターンに応じて射出速度を制御し、
各々のキャビティに充填完了後、樹脂の圧抜きを行い、
圧抜き後のスクリュ位置を次のキャビティへの射出開始位置としてリセットし、
予め設定された射出スクリュストロークと射出速度パターンに応じて射出速度を制御することを特徴とする請求項６に記載の射出発泡成形機。
【請求項８】
前記複数の金型キャビティ末端側にそれぞれ接続された複数の樹脂溜りと、
前記複数の金型キャビティから前記複数の樹脂溜りへの通路にそれぞれ設けられた複数の加熱手段とを備えたことを特徴とする請求項６又は７に記載の射出発泡成形機。
【請求項９】
前記複数の金型キャビティ内に各々出入り可能に設けられた複数の突出コアと、
同複数の突出コアの作動を各々制御する液圧回路とを備えたことを特徴とする請求項６又は７に記載の射出発泡成形機。
【請求項１０】
前記突出コアの作動を制御する液圧回路は、
前記複数の突出コアが収納されたコア用シリンダ室に連結された配管と、
前記複数の突出コアを前記金型キャビティ側に各々付勢する複数の圧縮ばねと、
前記複数の配管に各々介装された複数の流量調整弁とを備えていることを特徴とする請求項９に記載の射出発泡成形機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００６−５６００６（Ｐ２００６−５６００６Ａ）
【公開日】平成１８年３月２日（２００６．３．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２３６９７３（Ｐ２００４−２３６９７３）
【出願日】平成１６年８月１７日（２００４．８．１７）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【出願人】（０００１０６９８８）シミズ工業株式会社 (4)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年３月２日（２００６．３．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年８月１７日（２００４．８．１７）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【出願人】（０００１０６９８８）シミズ工業株式会社 (4)
【Ｆターム（参考）】
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