成型方法及成型品的製造方法

2023-07-15 11:03:46 2

專利名稱：成型方法及成型品的製造方法
技術領域：
本發明涉及使用發泡性樹脂作為材料進行成型的成型方法以及成型品的製造方法。
背景技術：
以往，出於減輕樹脂製成型品的重量等目的，要在樹脂中混合發泡劑，以發泡性樹脂的形式進行成型。而此時，會在成型品的表面產生由細長延伸的線狀成束而形成的銀狀現象(以下稱為「銀紋(silver)」)，導致成型品外觀不良。為了防止該銀紋的產生，已研究了各種方法。例如，專利文獻I中公開了一種注塑成型方法，該方法中，從樹脂填充開始到結束·為止的期間內，將與成型品的可視面接觸的模具的表面溫度控制在樹脂的玻璃化轉變溫度附近。根據上述注塑成型方法，通過將模具的表面溫度控制在樹脂的玻璃化轉變溫度附近，可使樹脂具有流動性，因此，即使在成型品的可視面發生氣泡破裂的情況下，氣泡破裂部分的樹脂也能夠在樹脂壓力作用下被壓在模具表面，從而再轉印於模具表面，可消除在成型品的可視面產生銀紋的主要原因。另外，專利文獻2公開的成型方法中，代替專利文獻I中公開的對模具表面進行加熱控制的方法，在模具的內表面設置了絕熱層和表面薄壁金屬層。該方法使模具表面絕熱，通過絕熱來抑制填充的熔融樹脂的熱被模具奪走而導致的熔融樹脂溫度降低，從而抑制樹脂的流動性降低，提高模具表面的轉印性。根據專利文獻2中的記載，通過使模具具有這樣的構成，可大幅改善製品外觀產生銀紋等的情況。現有技術文獻專利文獻專利文獻I :日本特開平10-80932號公報專利文獻2 日本特開2000-33635號公報

發明內容
發明要解決的問題但是，在專利文獻I公開的注塑成型方法中，通常需要對熱容大的模具進行加熱，因此，為加熱模具而需要大容量的熱量。另外，就3D形狀的成型品用加熱冷卻模具而言，為了對模腔表面進行有效的加熱或冷卻，需要在模腔表面附近設置複雜的加熱介質流路，因而不易實現模具的製作。此外，就大尺寸物品成型的情況而言，為了防止成型品外觀的銀紋不良，需要加熱至玻璃化轉變溫度以上等高溫，而這需要大的模具尺寸、大的熱容，因此會導致加熱時間長、生產性差。此外，就專利文獻2的成型方法而言，通常需要利用耐熱樹脂、陶瓷在表面形成被膜。然而，被膜為耐熱樹脂的情況下，不僅被膜的加工性差，而且耐久性低，因此存在無法實現穩定絕熱的問題。另一方面，對於被膜為陶瓷等、需要在爐內進行燒結的情況而言，伴隨模具的大型化，需要採用巨大的爐，而這是不現實的。此外，絕熱材料在含有高硬度材料的樹脂成型中發生磨耗等情況下，為了延長模具的壽命，需要再次研究應對上述絕熱模具製作上的問題點的方案，對模具加以修復，而這要耗費巨大的成本及時間。本發明鑑於上述問題而完成，其目的在於提供一種成型方法及成型品的製造方法，該成型方法通過抑制成型時填充到模具內的發泡性樹脂與模具接觸時的樹脂溫度降低，無須加熱模具的能量，並且對於大尺寸成型品也能夠達到與絕熱模具同樣的效果，由此可以在不使用加熱冷卻模具、絕熱模具等特殊模具的情況下提高發泡性樹脂成型品的外觀。解決問題的方法為了解決上述問題，本發明提出了下述方案。 本發明的成型方法包括向第一模具中填充透明樹脂並進行成型的一次注塑成型工序、和向第二模具與成型後的所述透明樹脂之間填充發泡性樹脂並進行成型的二次注塑成型工序。另外，本發明的成型品的製造方法是製造由透明樹脂和發泡性樹脂形成的成型品的方法，該方法包括在第一模具中成型透明樹脂的一次注塑成型工序、和在第二模具與成型後的所述透明樹脂之間成型發泡性樹脂的二次注塑成型工序。根據該發明，由於透明樹脂通常由導熱係數比模具小的材料形成，因此在成型發泡性樹脂時容易利用透明樹脂實現對第一模具側的絕熱，從而能夠省去用於防止發泡性樹脂產生銀紋等外觀不良的加熱能。另外，透明樹脂在每次成型發泡性樹脂時都會與發泡性樹脂成為一體，以成型品的形式取出，而在成型發泡性樹脂之前總是會重新成型。因此，無須擔心會像形成於模具表面並反覆使用的傳統被膜那樣存在耐久性、壽命方面的問題，且不需要對模具進行定期或不定期的壽命延長修復，可以在成型發泡性樹脂時通過透明樹脂而實現對發泡性樹脂的第一模具側的穩定絕熱。此外，由於透明樹脂可使光透過，因此，可肉眼觀察到發泡性樹脂的透明樹脂側的面，該發泡性樹脂的透明樹脂側的面成為實質上的成型品外觀面，但由於透明樹脂可對發泡性樹脂和第一模具之間絕熱，因此，無須使用加熱冷卻模具、絕熱模具等特殊模具，即可防止發泡性樹脂的成型品外觀面(透明樹脂側一面)產生銀紋，從而提高發泡性樹脂成型品的外觀。另外，在上述成型方法中，更優選在所述二次注塑成型工序中進行冷卻控制，使得所述第二模具的壁面溫度相對於所述透明樹脂的所述第二模具側一面的溫度在規定的溫度差以內。根據該發明，可使發泡性樹脂在透明樹脂側及第二模具側發生基本相等的收縮，從而抑制發泡性樹脂產生翹曲。另外，在上述成型方法中，更優選在所述二次注塑成型工序中進行冷卻控制，使得所述第二模具的壁面溫度、及所述第二模具側一面的所述透明樹脂的溫度在達到所述規定溫度差以內時的溫度分別在所述發泡性樹脂的玻璃化轉變溫度以上和/或開始流動的溫度以下。
根據該發明，可使發泡性樹脂在透明樹脂側面及第二模具側面發生基本相等的收縮，使發泡性樹脂固化成所期待的形狀，因此能夠更為切實地抑制由發泡性樹脂的兩面的收縮量之差引發的翹曲。另外，在上述成型方法中，更優選在所述二次注塑成型工序中，在所述第二模具的壁面溫度、及所述第二模具側一面的所述透明樹脂的溫度達到所述規定溫度差以內之後，增加所述第二模具的冷卻速度。根據該發明，能夠抑制發泡性樹脂產生翹曲，並且能夠縮短製造成型品所需要的時間(周期時間(takt time))。另外，在上述成型方法中，更優選在所述第二模具的壁面溫度、 及所述第二模具側一面的所述透明樹脂的溫度達到所述規定溫度差以內之後、且增加所述第二模具的冷卻速度之前，使所述第二模具的壁面溫度、及所述第二模具側一面的所述透明樹脂的溫度在所述規定溫度差以內保持規定時間。根據該發明，可使樹脂在發生收縮固化的工序中，在不會導致收縮量之差變大的規定溫度差內保持規定時間，從而使樹脂發生充分固化，由此，能夠更為切實地抑制發泡性樹脂發生由收縮量之差引起的翹曲，並且能夠縮短製造成型品所需要的時間。另外，在上述成型方法中，更優選將所述溫度差的絕對值設定為10°C。根據該發明，通過抑制發泡性樹脂在透明樹脂側及第二模具側發生固化時的時間差、並且將溫度差控制於在通常的樹脂物性偏差範圍內不易產生樹脂的固化形態的差異的溫度差10°c以內，能夠以更高的再現性防止發泡性樹脂產生翹曲。另外，在上述成型方法中，更優選在所述二次注塑成型工序中進行冷卻控制，使得所述第二模具的壁面溫度與所述透明樹脂的所述第二模具側一面的溫度一致。根據該發明，可使發泡性樹脂的透明樹脂側及第二模具側發生基本相等的收縮，從而抑制發泡性樹脂產生翹曲。另外，在上述成型方法中，更優選在所述二次注塑成型工序中進行冷卻控制，使得所述第二模具的壁面溫度與所述第二模具側一面的所述透明樹脂的溫度一致的溫度在所述發泡性樹脂的玻璃化轉變溫度以上和/或開始流動的溫度以下。根據該發明，可使發泡性樹脂在透明樹脂側面及第二模具側面發生基本相等的收縮，使發泡性樹脂固化成所期待的形狀，因此能夠更為切實地抑制由發泡性樹脂的兩面的收縮量之差引發的翹曲。另外，在上述成型方法中，更優選在所述二次注塑成型工序中，在所述第二模具的壁面溫度、及所述第二模具側一面的所述透明樹脂的溫度達到一致之後，增加所述第二模具的冷卻速度。根據該發明，能夠抑制發泡性樹脂產生翹曲，並且能夠縮短製造成型品所需要的時間。另外，在上述成型方法中，更優選在所述第二模具的壁面溫度、及所述第二模具側一面的所述透明樹脂的溫度達到一致之後、且增加所述第二模具的冷卻速度之前，使所述第二模具的壁面溫度、及所述第二模具側一面的所述透明樹脂的溫度在所述規定溫度差以內保持規定時間。根據該發明，可使樹脂在發生收縮固化的工序中，在不會導致收縮量之差變大的規定溫度差內保持規定時間，從而使樹脂發生充分固化，由此，能夠更為切實地抑制發泡性樹脂發生由收縮量之差引起的翹曲，並且能夠縮短製造成型品所需要的時間。另外，在上述成型方法中，更優選在所述二次注塑成型工序中，從注射所述發泡性樹脂時開始直到將所述發泡性樹脂填充至成型品中與所述透明樹脂接觸的整個面時為止，停止供給冷卻所述第一模具的冷卻介質。根據該發明，在透明樹脂的絕熱效果差等情況下，能夠抑制填充的熔融樹脂的熱通過透明樹脂而散逸至所述第一模具，並且能夠使發泡性樹脂及透明樹脂切實地連接。另外，在上述成型方法中，更優選在所述二次注塑成型工序中，在將所述發泡性樹脂填充至成型品中與所述透明樹脂接觸的整個面時之後，開始向所述第一模具供給所述冷卻介質。根據該發明，能夠縮短製造成型品所需要的時間。
另外，在上述成型方法中，更優選在所述二次注塑成型工序中，多級或無級地切換向所述第二模具供給的冷卻介質的溫度，以對固定側模具的模腔面溫度進行冷卻控制。根據該發明，能夠提高將第二模具的壁面溫度相對於第二模具側一面的透明樹脂的溫度控制在規定溫度差以內的精度，從而使發泡性樹脂在透明樹脂側面及第二模具側發生基本相等的收縮，從而提高抑制發泡性樹脂產生翹曲的再現性。發明的效果根據本發明的成型方法及成型品的製造方法，通過抑制成型時填充到模具內的發泡性樹脂與模具接觸時的樹脂溫度降低，無須加熱模具的能量，並且對於大尺寸成型品也能夠達到與絕熱模具同樣的效果，由此可以在不使用加熱冷卻模具、絕熱模具等特殊模具的情況下提高發泡性樹脂成型品的外觀。


圖I為本發明的實施方式的成型機的側面圖。圖2為圖I所示成型機的平面模式圖。圖3為示出圖I所示成型機的旋轉型板的旋轉動作的圖。圖4為圖I所示成型機的第二注射單元的說明圖。圖5為示出圖I所示成型機的用於加熱、冷卻模具的構成的圖。圖6為示出利用圖I所示成型機的成型方法的注塑成型動作及溫度控制例的圖。圖7為模式圖，其示出了利用圖I所示成型機成型透明樹脂後的狀態。圖8為模式圖，其示出了使圖I所示成型機的旋轉型板旋轉180度後的狀態。圖9為模式圖，其示出了向圖I所示成型機注射發泡性樹脂材料時的狀態。圖10為示出安裝於透明樹脂的溫度傳感器的溫度和固定側模具的模腔面的溫度相對於經過時間的變化的圖。圖11為模式圖，其示出了向圖I所示成型機中填充發泡性樹脂材料時的狀態。圖12為示出向圖I所示成型機中注射發泡性樹脂後各部位的溫度相對於經過時間的變化的圖。圖13為示出利用圖I所示成型機的成型方法的變形例中注射發泡性樹脂後各部位的溫度相對於經過時間的變化的圖。
圖14為示出利用圖I所示成型機的成型方法的變形例中注射發泡性樹脂後各部位的溫度相對於經過時間的變化的圖。符號說明4 固定側模具(第二模具)6A 旋轉模具A (第一模具)6B 旋轉模具B (第一模具)ADl溫度差P 成型品Pl 透明樹脂
P3 接觸面P4 發泡性樹脂
具體實施例方式以下，結合圖I 14對本發明的成型機的實施方式進行說明。本實施方式的成型機是施行本發明的成型方法的成型機的一例，是邊使後述模具旋轉邊對2種樹脂材料進行成型的裝置。如圖I所示，在成型機10的基座I的一端，以固定狀態設置了安裝有固定側模具(第二模具)4的固定型板2。在基座I上與固定型板2相對且可移動地載置有旋轉型板9和可動型板3，所述旋轉型板9上安裝有旋轉模具A (第一模具)m、旋轉模具B (第一模具)(6B)，所述可動型板3上安裝有可動側模具5。固定側模具4和可動側模具5沿著X方向相對配置，且二者之間夾著旋轉型板9。另外，固定側模具4、可動側模具5的相對部分、即前端部4a、5a，在與X方向正交的平面上的截面形狀相等，並按照前端部5a在X方向的長度L2大於前端部4a在X方向的長度LI的方式進行了設定。載置有可動型板3和旋轉型板9的反轉臺7由固定設置於基座I上的導軌19引導，從而能夠在基座I上沿X方向移動。這裡，為了簡化模腔形狀，以平面形狀進行說明，但也可以不是平面、而是3D形狀。以下，針對可動型板3、旋轉型板9的開閉機構、及旋轉型板9的旋轉機構進行說明。需要強調的是，在下述說明中，在圖2所示的平面圖中，對於成型機10中沿X方向平行設定的以中心軸線C為基準左右對稱設置的構件，有時僅在圖中的一側標註了符號。在成型機10中隔著中心軸線C在兩側對稱設置的一對可動型板開閉機構14由下述各部分構成固定設置於固定型板2上的伺服電動機A(21);滾珠螺紋軸A(22);固定設置於固定型板2上、且使滾珠螺紋軸A(22)自由旋轉而在軸向被束縛並支撐的支座26 ;與滾珠螺紋軸A(22)的滾珠螺紋22a相螺合的滾珠螺母A(24);安裝滾珠螺母A(24)、且固定設置於可動型板3上的螺母支撐臺25 ;以及，將伺服電動機A (21)的旋轉力傳遞至滾珠螺紋軸A(22)的動力傳遞機構23。一對伺服電動機A(21)同步運轉，可動型板3能夠在保持與固定型板2平行的狀態的同時，沿X方向進行開閉移動。在成型機10中隔著中心軸線C在兩側對稱設置的一對旋轉型板開閉機構15由下述各部分構成固定設置於基座I上的伺服電動機B(31);滾珠螺紋軸B(32);固定設置於基座I上、且自由旋轉地支撐滾珠螺紋軸B(32)的支座34 ;與滾珠螺紋軸B(32)的滾珠螺紋32a相螺合的滾珠螺母B (33);安裝滾珠螺母B (33)、且固定設置於反轉臺7上的螺母支撐臺35;以及，將伺服電動機B(31)的旋轉力傳遞至滾珠螺紋軸B(32)的動力傳遞機構36。一對伺服電動機B(31)同步運轉，反轉臺7能夠與固定型板2平行地進行開閉移動。旋轉型板9載置於反轉臺7上，如圖3所示，其能夠圍繞與基座I的表面正交的軸線進行旋轉。如圖2所示,旋轉型板旋轉機構16是使旋轉型板9沿著正反方向發生半旋轉或沿著一個方向發生旋轉的旋轉驅動機構，其能夠使設置於旋轉型板9兩面的旋轉模具A(6A)和旋轉模具B^B)與固定側模具4、可動側模具5交替地正對。旋轉型板旋轉機構16由下述各部分構成安裝在反轉臺7上的伺服電動機C(41);安裝在伺服電動機C(41)上的小齒輪42 ;與小齒輪42相咬合、且一體地設置於旋轉 型板9上的大齒輪43 ;以及，在旋轉型板9的規定面與固定型板2 (或可動型板3)相對的位置、和從該位置旋轉180度後的位置上進行定位的定位銷44。需要說明的是，與旋轉型板9一體的下軸8能夠通過軸承(未圖示)與反轉臺7相對地旋轉。由此，可使旋轉型板9相對於反轉臺7實現高精度的定位。液壓合模機構是使3組型板2、9、3同時合模的機構，其由下述各部分構成固定型板2中內置的4個液壓缸2a ;與該液壓缸2a的柱塞18b結合、並貫穿可動型板3的形式設置的4個連接杆18 ;以及，設置於可動型板3的外側、能夠與形成於連接杆18的前端部的環槽18a卡合(係合)的4組拼合螺母17。安裝在旋轉型板9兩面的旋轉模具A ^A)、旋轉模具B ^B)具有相同形狀，旋轉模具八出幻或旋轉模具W6B)與固定側模具4嵌合，並在這些模具間形成第一模腔；旋轉模具A(6A)或旋轉模具W6B)與可動側模具5嵌合，並在這些模具間形成第二模腔。由於是按照可動側模具5的前端部5a在X方向上的長度大於固定側模具4的前端部4a在X方向上的長度設定的，因此具有第一模腔在X方向上寬於第二模腔的結構。第一注射單元11設置於固定型板2側，第二注射單元12設置於可動型板3側，並將該第二注射單元12設置成伴隨可動型板3的開閉移動而發生移動的形式。於是，在利用液壓合模機構使固定型板2、旋轉型板9、可動型板3同時合模時，第一注射單元11向第一模腔內以增塑後的狀態注射填充有色的發泡性樹脂用材料，第二注射單元12向第二模腔內以增塑後的狀態注射填充透明樹脂用材料。如圖I所示，第二注射單元12能夠與可動型板3 —起發生大衝程移動，第二注射單元12經由連結固定構件63載置在連結固定於可動型板3上的滑動式基座64上。滑動式基座64被導軌19引導而發生移動，由此，第二注射單元12的動作不會比可動型板3的動作慢，能夠相追隨地發生移動。另外，第一注射單元11、第二注射單元12上設置有噴嘴接觸缸61、62。所設置的噴嘴接觸缸61分別與第一注射單元11和固定型板2連結，所設置的噴嘴接觸缸62分別與第二注射單元12和可動型板3連結。於是，通過縮短噴嘴接觸缸61、62，將第一注射單元11、第二注射單元12向固定型板2、可動型板3側拉近，可使第一注射單元11、第二注射單元12的前端噴嘴與安裝在固定型板2、可動型板3上的固定側模具4、可動側模具5相抵接。需要說明的是，噴嘴接觸缸62以可滑動的方式設置於第二注射單元12的滑動式基座64上。如圖4所示，第二注射單元12的噴嘴12a與可動側模具5相接，在模開閉時始終處於噴嘴接觸的狀態。由此，可以在閉模、升壓結束的同時從噴嘴12a射出樹脂，從而能夠實現高頻化。如圖5所示，固定側模具4、旋轉模具A(6A)、旋轉模具B(6B)、可動側模具5中形成有用於對模具表面進行加熱、冷卻的熱介質通路100、101A、101B、102(以下稱為「熱介質通路100等」)。為了快速傳遞熱，迅速地對模具模腔面進行加熱冷卻，使熱介質通路100等形成於儘可能接近模具模腔的位置。為了提高作為一次成型品的透明樹脂的外觀、增加其表面功能、以及提高模具轉印性從而實現高附加價值的成型，本實施例中示出的是對可動側模具5進行加熱冷卻的實例，而對於對一次成型品的外觀沒有高要求的情況而言，也可以不進行加熱冷卻成型。
另外，還可以進行用以實現透明樹脂的高外觀化或高硬度化等的嵌入成型來代替加熱冷卻成型，所述嵌入成型是利用高功能膜進行的成型。熱介質通路100等中，用於供給加熱介質的加熱介質供給裝置(未圖示)與用於供給冷卻介質的冷卻介質供給裝置(未圖示)相連。本實施方式中，加熱介質、冷卻介質中使用的是蒸汽、水，加熱介質供給裝置、冷卻介質供給裝置用於供給調整至預定溫度的加熱介質、冷卻介質。需要說明的是，這裡，作為加熱介質、冷卻介質，示出了蒸汽和水，但除此之外，力口熱介質也可以使用加壓熱水、油等，冷卻介質也可以使用氟利昂、液氮等。另外，作為加熱機構，也可以使用電動式或電磁感應式加熱器來代替加熱介質。需要說明的是，這裡，為了向熱介質通路100等送入並排出加熱介質、冷卻介質，可使熱介質供給管103i、103o分別與熱介質通路100等連接。如圖5所示，熱介質供給管103i、103o的一端可以與固定側模具4、旋轉模具A(6A)、旋轉模具B(6B)、可動側模具5直接連接，也可以通過安裝接頭(取付r 7 > )等連接。與旋轉模具A(6A)、旋轉模具B(6B)的熱介質通路101A、101B相連的熱介質供給管103i、103o以固定狀態保持於反轉臺7上。加熱介質供給裝置通過泵(未圖示)將加熱介質送入熱介質通路100等，並對固定側模具4、旋轉模具iU6A)、旋轉模具W6B)、可動側模具5進行加熱，以使在熱介質通路100等中經過的加熱介質得以循環。冷卻介質供給裝置通過泵(未圖示)將冷卻介質送入熱介質通路100等，並對固定側模具4、旋轉模具A (6A)、旋轉模具B (6B)、可動側模具5進行冷卻，以使在熱介質通路100等中經過的冷卻介質得以循環。這些加熱介質供給裝置及冷卻介質供給裝置通過對未圖示的開閉閥進行開閉來控制加熱介質、冷卻介質的供給。開閉閥利用成型機10的控制裝置105(參見圖I)、按照預定的程序控制其開閉。如圖2所示，固定側模具4、旋轉模具A(6A)、旋轉模具B(6B)、可動側模具5中分別配置有用以測定模腔面(壁面)溫度的模具溫度傳感器103、103八、1038、104。S卩，例如，由模具溫度傳感器103測定的溫度為固定側模具4的模腔面溫度等。由模具溫度傳感器103、103A、103B、104檢測到的溫度信號被傳送至成型機10的控制裝置105。在控制裝置105中，基於預定的電腦程式進行控制，並根據由模具溫度傳感器103、103A、103B、104檢測到的溫度使開閉閥(未圖示)開閉，由此來控制向熱介質通路100等供給加熱介質、冷卻介質。接著，結合圖6對利用本實施方式的成型機10進行的成型方法(成型品的製造方法)的工序進行說明。該成型方法具有如下工序在第二注射單元12側的第二模腔進行透明樹脂的注塑成型的一次注塑成型工序、和在第一注射單元11側的第一模腔進行發泡性樹脂的注塑成型的二次注塑成型工序,並將這兩個工序依次反覆進行。以下，從旋轉型板9的旋轉模具B ^B)配置於可動側模具5側的狀態開始進行說明。需要說明的是，圖6的溫度欄中，使施以了網紋(網掛K )的模具之間和未施以網紋的模具之間分別在對應時間組成一組，形成了模腔。在進行成型品的製造時，預先進行如下所示的一次注塑成型工序，並在將溫度傳感器安裝於成型後的透明樹脂後進行用於實施二次注塑成型工序的預備試驗。首先，在一次注塑成型工序中，按照下述的具體順序在由旋轉模具8出抝和可動 側模具5對裝形成的第二模腔中成型透明樹脂。需要說明的是，本發明中使用的透明樹脂優選為下述中的任意樹脂光透射率高的聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚醚碸、脂環式烯烴樹月旨、脂環式丙烯酸樹脂、降冰片烯類耐熱透明樹脂、環狀烯烴共聚物、聚甲基丙烯酸酯樹脂、環氧樹脂、氯乙烯。控制裝置105在Tl時刻使旋轉型板9和可動型板3與固定型板2接近並將模具閉合，然後利用液壓缸2a進行合模。並且，對開閉閥進行開閉，利用加熱介質供給裝置向熱介質通路101B、102供給加熱介質，分別將旋轉模具B (6B)和可動側模具5預先加熱至規定溫度。合模結束後，在T2時刻，如圖7所示地從第二注射單元12向由旋轉模具B ^B)和可動側模具5形成的第二模腔中注射填充熔融的透明樹脂Pl用材料PO。注射填充結束後，在對材料PO施加一定壓力的狀態下保持一定時間。然後，利用冷卻介質供給裝置向熱介質通路101B、102供給冷卻介質，將旋轉模具B (6B)和可動側模具5冷卻至材料PO開始流動的溫度以下，從而使材料PO固化，透明樹脂Pl成型。然後，停止向熱介質通路101B、102供給冷卻介質。需要說明的是，所述樹脂開始流動的溫度是指，在對樹脂進行加熱升溫時，其在外力作用下顯示出流動性的溫度，例如是指在利用島津公司製造的高化式流變儀CFT-500型將以4°C /分的升溫速度經過加熱的樹脂在100kgf/cm2 (9. 81MPa)的負載下從內徑1mm、長IOmm的噴嘴擠出時，熔融粘度顯示為48000泊(4800Pa s)時的溫度。在經過了透明樹脂Pl發生固化的時間之後的T3時刻，對可動型板3和裝載旋轉型板9的反轉臺7進行開模移動，使各型板2、9、3拉開充分的間隔，並在T4時刻，如圖8所示地使安裝有旋轉模具B (6B)的旋轉型板9旋轉180度。此時，在透明樹脂Pl的與旋轉模具^6抝相間隔的一側表面安裝溫度傳感器U，以對該面溫度進行測定。隨後，在T5時刻，對可動型板3和旋轉型板9進行再閉模。接著，在二次注塑成型工序中，按照下述的具體順序在由旋轉模具^6抝和固定側模具4對裝形成的第一模腔中成型發泡性樹脂。需要說明的是，本發明中使用的發泡劑可使用公知的各種發泡劑。發泡劑可以是溶劑型發泡劑、分解型發泡劑、或物理髮泡劑中的任意類型。
溶劑型發泡劑是通常由注塑成型機的料鬥或料筒部分注入，溶解或吸收於熔融的上述熱塑性樹脂中，然後在模具模腔中揮發從而作為發泡劑發揮作用的物質。例如，可使用以丙烷、丁烷、新戊烷、庚烷、異己烷、己烷、異庚烷、庚烷等低沸點脂肪族烴、或氟利昂氣體為代表的低沸點含氟烴等。分解型發泡劑是預先配合在上述熱塑性樹脂中，然後供給至注塑成型機，並在注塑成型機的料筒溫度條件下分解從而產生二氧化碳、氮氣等氣體的化合物。分解型發泡劑可以是無機類發泡劑，也可以是有機類發泡劑，另外，還可以組合添加用於促進氣體產生的檸檬酸這樣的有機酸、檸檬酸鈉這樣的有機酸金屬鹽等作為發泡助劑。作為分解型發泡劑的實例，可使用下述列舉的化合物。(i)無機類發泡劑碳酸氫鈉、碳酸鈉、碳酸氫銨、碳酸銨、亞硝酸銨(ii)有機類發泡劑
(a) N-亞硝基化合物N，N』 - 二亞硝基對苯二甲醯胺、N，N』 - 二亞硝基五亞甲基四胺40(b)偶氮化合物偶氮甲醯胺、偶氮二異丁腈、偶氮環己腈、偶氮二氨基苯、偶氮二甲酸鋇(c)磺醯肼化合物苯磺醯肼、甲苯磺醯肼、P，P』 -氧聯雙(苯磺醯肼)、3，3』 - 二
磺醯肼二苯碸(d)疊氮化合物疊氮化鈣、4，4』 - 二苯二磺醯疊氮、對甲苯磺醯疊氮。作為物理髮泡劑，只要是常規的物理髮泡劑則沒有特殊問題，可使用二氧化碳、氮氣、氬氣、氦氣、氖氣等不活潑氣體。其中，最優選廉價且環境汙染、火災的危險性極小的二氧化碳、氮氣、氬氣。另外，物理髮泡劑可以以液體狀態、超臨界狀態及氣體狀態的任意狀態使用。這些發泡劑可單獨使用I種，也可以將2種以上組合使用。另外，發泡劑可以預先配合至上述熱塑性樹脂中，也可以在注塑成型時從料筒的中途注入。此外，還可以將上述發泡劑和發泡助劑等預先配合併製成母煉膠後配合至熱塑性樹脂中。發泡劑的添加量可根據發泡成型體的要求物性、在考慮從發泡劑產生的氣體量及所需發泡倍率等的情況下加以選擇，但相對於上述熱塑性樹脂100重量份，發泡劑通常為
O.I 6重量份、優選為O. 5 3重量份的範圍。發泡劑的含有量在上述範圍內時，可獲得氣泡直徑均一、氣泡均勻分散、且外觀良好的發泡成型體。如圖9所示，從第一注射單元11將熔融的發泡性樹脂用材料P2加熱至比發泡性樹脂開始流動的溫度高的溫度後，將其注射至由已成型的貼合於旋轉模具W6B)的透明樹脂Pl與固定側模具4形成的第一模腔中。由於注射的材料P2的前端部壓力低，因此，材料P2中的氣泡B會發生破裂。在材料P2的表面也會產生該氣泡B，但在利用第一注射單元11的注射壓力將熔融的材料P2擠壓至固定側模具4側的透明樹脂Pl的成型品外觀面的模腔面時，基於透明樹脂的絕熱效果，可抑制材料P2的溫度下降，延緩材料P2的流動性下降，從而使材料P2在注射壓力作用下發生變形而使氣泡B消失，從而可防止在材料P2的表面產生銀紋。此時，如圖10所示，分別測定安裝於透明樹脂Pl的溫度傳感器U的溫度Vl和模具溫度傳感器103的溫度V2。由於透明樹脂Pl的導熱係數通常比固定側模具4的導熱係數小，因此溫度V2的降低速度快於溫度VI。另外，如果從第一注射單元11進行連續注射，則會如圖11所示地，將發泡性樹脂的材料P2填充至與透明樹脂Pl的整個接觸面P3，從而使透明樹脂Pl和材料P2在接觸面P3相連。需要說明的是，在成型發泡性樹脂時要進行使旋轉型板9相對於固定側模具4發生移動、以使旋轉型板9開模的公知的抽芯(- r K 〃々)工序。這裡，在對材料P2施加一定壓力的狀態下保持一定時間，然後通過冷卻介質供給裝置開始向熱介質通路101B、100供給冷卻介質，將旋轉模具B ^B)和固定側模具4冷卻至發泡性樹脂P4開始流動的溫度以下，由此，材料P2發生固化，發泡性樹脂P4成型。由此，可成型由透明樹脂Pl和發泡性樹脂P4連接而構成的成型品(二材成型品)Po如上所述，在測定溫度傳感器U的溫度Vl後進行成型品P的實際生產。在以下工序中，除了不在透明樹脂Pl中安裝溫度傳感器U的情況下反覆進行一次注塑成型工序和二次注塑成型工序、並且基於所測定的溫度Vl對固定側模具4的溫度加以控制以外，與上述的預備試驗為同一工序。需要說明的是，作為在預備試驗的一次注塑成型工序中使用的樹脂，最優選使用與實際生產時所使用的透明樹脂相同的樹脂，但在該預備試驗的二次注塑成型工序中，在預備試驗的一次注塑成型工序中使用的樹脂因高溫的發泡性樹脂而發生軟化、無法保持溫度傳感器U以致溫度測定困難的情況下，也可以使用高耐熱性樹脂，而並不限定於透明樹脂。對於成型品P的實際生產時的工序，僅針對與預備試驗不同的工序加以說明在二次注塑成型工序中，控制裝置105在T6時刻從第一注射單元11向第一模腔注射發泡性樹脂P4用材料P2，然後進行冷卻控制，使得由模具溫度傳感器103測定的溫度V2相對於預先測定的溫度傳感器U的溫度Vl從T6時刻開始在溫度差A Dl以內保持規定時間，如圖12所示。對於由控制裝置105進行的冷卻控制而言，通過以適當流量向固定側模具4的熱介質通路100供給適當溫度的冷卻介質，可進行對固定側模具4的冷卻速度的控制。另一方面，在該期間內，也可以不向熱介質通路IOlB供給冷卻介質。規定時間ATll可根據製造成型品P的周期時間等來適當確定。另外，在達到溫度差△ Dl之後，優選進行冷卻控制，使得由模具溫度傳感器103測定的溫度V2相對於預先測定的溫度傳感器U的溫度Vl在溫度差ADl以內保持規定時間AT13。此外，優選將溫度差ADl的絕對值設定為10°C。在發泡性樹脂P4的材料P2固化後的T7時刻，對可動型板3和裝載旋轉型板9的反轉臺7進行開模移動、以使各型板2、9、3拉開充分的間隔，此時，利用未圖示的噴射器獲取貼合於旋轉模具B (6B)上的成型品P。接著，在T8時刻，使旋轉型板9旋轉180度。另外，如圖6所示，在T5時刻與T6時刻之間的T9時刻，通過第二注射單元12向由旋轉模具iU6A)和可動側模具5對裝形成的第二模腔注射透明樹脂Pl的材料PO。這樣一來，成型機10 —邊使旋轉型板9旋轉、將構成第二模腔及第一模腔的旋轉模具6A、6B調換，一邊連續地製造成型品P。需要說明的是，可以認為，在二次注塑成型工序中，可以通過對固定側模具4進行冷卻控制來改變進行實際生產時透明樹脂Pl的固定側模具4側一面的溫度。此時，可以對固定側模具4處於上述冷卻控制狀態下的二次注塑成型工序中的透明樹脂Pl的固定側模具4側一面的溫度進行重新測定，並將該重新測定的溫度作為上述溫度VI，從而對固定側模具4進行冷卻控制。此外，還可以根據需要反覆進行上述溫度測定。如上所述，根據本實施方式的成型方法及成型品的製造方法，由於透明樹脂通常可由導熱係數比模具小的材料形成，因此可以在成型發泡性樹脂P4時利用透明樹脂Pl容易地對旋轉模具B ^B)側進行絕熱，從而抑制發泡性樹脂P4與模具接觸時的樹脂溫度降低，由此，無須加熱模具的能量，並且對於大尺寸成型品也能夠獲得與絕熱模具同樣的效果O另外，透明樹脂Pl在每次成型發泡性樹脂P4時都會與發泡性樹脂P4形成為一體，並以成型品P的形式取出，而在成型發泡性樹脂P4之前總是會重新成型。因此，無須擔 心會像形成於模具表面並反覆使用的傳統被膜那樣存在耐久性、壽命方面的問題，不需要對模具進行定期或不定期的壽命延長修復，可以在成型發泡性樹脂P4時通過透明樹脂Pl來實現對發泡性樹脂P4的旋轉模具B ^B)側的穩定絕熱。此外，由於透明樹脂Pl可使光透過，因此，可肉眼觀察到發泡性樹脂P4的透明樹脂Pl側的面，而由於透明樹脂Pl可對發泡性樹脂P4和旋轉模具B(6B)之間進行絕熱，因此可防止發泡性樹脂P4的透明樹脂Pl側一面產生銀紋，從而可提高發泡性樹脂P4的外觀。另外，由於在二次注塑成型工序中進行冷卻控制，使得固定側模具4的模腔面的溫度相對於透明樹脂Pl的固定側模具4側一面的溫度在溫度差ADl以內，因此，可使發泡性樹脂P4的透明樹脂Pl側及固定側模具4側發生基本相等的收縮，從而可以抑制發泡性樹脂P4產生翹曲。另外，通過在達到溫度差ADl後，進一步使固定側模具4的模腔面的溫度相對於透明樹脂Pl的固定側模具4側一面的溫度在溫度差ADl內保持規定時間ΛΤ13，從而在樹脂發生收縮固化的工序中，可以在不導致收縮量之差增大的規定溫度差保持規定時間，以使樹脂充分固化，從而抑制發泡性樹脂因存在收縮量之差而引發的翹曲。此外，通過將溫度差ADl的絕對值設定為10°C，可以在進一步抑制發泡性樹脂P4在透明樹脂Pl側及固定側模具4側發生固化時的時間差的基礎上將溫度差控制於在通常的樹脂物性偏差範圍內不易產生樹脂的固化形態的差異的溫度差10°C以內，從而以更高再現性切實地防止發泡性樹脂P4產生翹曲。另外，在向成型品P的與透明樹脂Pl接觸的整個接觸面P3填充發泡性樹脂P4的材料P2之後，通過增加向固定側模具4的冷卻介質供給量、或者開始向固定側模具4供給更低溫的冷卻介質，能夠縮短冷卻至可獲取成型品P的溫度所需要的時間，從而縮短製造成型品P所需要的時間。另外，由於透明樹脂Pl通過注塑成型而形成，因此，即使發泡性樹脂P4的與透明樹脂Pi相連的一面為自由曲面等形狀複雜的面，也能夠將透明樹脂Pi製成與該面對應的形狀。另外，也可以不使成型後的透明樹脂Pl降至常溫，而是在使溫度降低至能夠固化成透明樹脂Pl的形狀得以保持的程度，並在該狀態下進行發泡性樹脂P4的成型。由此，可以使透明樹脂Pl本身的溫度為高溫，從而提高材料P2的溫度降低抑制效果(絕熱效果)，防止在發泡性樹脂P4的透明樹脂Pl側一面產生銀紋，進一步提高發泡性樹脂P4的外觀，並且，可有利於提高樹脂Pl與發泡性樹脂P2的相容性，從而提高它們的密合性。就成型品P而言，由於在發泡性樹脂P4表面具有透明樹脂P1，因此與在發泡性樹脂P4表面進行透明塗敷的情況相同，能夠進一步提高成型品P的透明樹脂Pl側外觀的高級感。需要說明的是，在本實施方式中，正如下述說明的，可以將二次注塑成型工序中的固定側模具4的模腔面溫度(由模具溫度傳感器103測定的溫度)控制為各種溫度。也可以進行冷卻控制，使得固定側模具4的模腔面溫度(由模具溫度傳感器103測定的溫度V2)、及預先測定的透明樹脂Pl的固定側模具4側一面的溫度(由溫度傳感器U測定的溫度VI)如圖12所示地，在達到上述溫度差ADl以內時，其各自的溫度V6、V7分別高於發泡性樹脂P4的玻璃化轉變溫度V9、或低於發泡性樹脂P4開始流動的溫度V5。此夕卜，更優選進行冷卻控制，使得在達到上述溫度差ADl以內時的上述各個溫度V6、V7分別 高於發泡性樹脂P4的玻璃化轉變溫度V9、且低於發泡性樹脂P4開始流動的溫度V5。通過進行上述控制，可使樹脂在發生收縮的溫度範圍、即玻璃化轉變溫度以上且開始流動的溫度以下的溫度範圍，發泡性樹脂P4在透明樹脂Pl側及固定側模具4側發生基本相等的收縮，從而使發泡性樹脂P4固化為所需形狀，因此可更為切實地抑制發泡性樹脂P4產生翹曲。此外，也可以在固定側模具4的模腔面溫度及預先測定的固定側模具4側一面的透明樹脂Pl的溫度達到上述溫度差ADl以內之後，使供給到熱介質通路100的冷卻介質的流量增加、或者開始供給更低溫的冷卻介質等，來增大固定側模具4的冷卻速度，從而使固定側模具4的模腔面溫度如圖12中溫度V8所示的那樣從溫度V2急劇降低。通過進行上述控制，不僅能夠抑制發泡性樹脂P4產生翹曲，同時還可以縮短製造成型品P所需要的時間。另外，在本實施方式中，也可以在從第一注射單元11射出的T6時刻之後的二次注塑成型工序中進行控制，使得固定側模具4的模腔面溫度、及預先測定的固定側模具4側一面的透明樹脂Pl的溫度如圖13所示地，例如在其各自的溫度達到室溫之前保持於溫度差ADl以內。通過進行上述控制，能夠更為切實地抑制發泡性樹脂P4產生翹曲。另外，在本實施方式中，也可以在二次注塑成型工序中進行冷卻控制，使得固定側模具4的模腔面溫度(由模具溫度傳感器103測定得到溫度V2)相對於預先測定的固定側模具4側一面的透明樹脂Pl的溫度(由溫度傳感器U測定的溫度VI)如圖14所示地，在規定時間AT12內、溫度Vll下保持一致。通過進行上述控制，可使透明樹脂Pl側及固定側模具4側的發泡性樹脂P4發生基本相等的收縮，從而抑制發泡性樹脂P4產生翹曲。此外，可以進行冷卻控制，使得上述溫度Vll高於發泡性樹脂P4的玻璃化轉變溫度V9、或低於發泡性樹脂P4開始流動的溫度V5。此外，優選進行冷卻控制，使得上述溫度Vll高於發泡性樹脂P4的玻璃化轉變溫度V9、且低於發泡性樹脂P4開始流動的溫度V5。通過進行上述控制，可使透明樹脂Pl側及固定側模具4側的發泡性樹脂P4發生基本相等的收縮，從而使發泡性樹脂P4固化為所需形狀，因此可更為切實地抑制發泡性樹脂產生翹曲。另外，也可以在固定側模具4的模腔面溫度及預先測定的固定側模具4側一面的透明樹脂Pl的溫度在溫度Vll達到一致後，增加固定側模具4的冷卻速度，從而使固定側模具4的模腔面溫度如圖中溫度V12所示的那樣從溫度V2急劇降低。通過進行上述控制，不僅能夠抑制發泡性樹脂P4產生翹曲，同時還可以縮短製造成型品P所需要的時間。另外，通過在固定側模具4的模腔面溫度與預先測定的固定側模具4側一面的透明樹脂Pl的溫度在溫度Vll達到一致之後，進一步使固定側模具4的模腔面的溫度相對於透明樹脂Pl的固定側模具4側一面的溫度在溫度差ADl內保持規定時間ΛΤ14，在樹脂發生收縮固化的工序中，可以在不導致收縮量之差增大的規定溫度差保持規定時間，以使樹脂充分固化，從而抑制發泡性樹脂因存在收縮量之差而引發的翹曲。 以上，結合附圖對本發明的實施方式進行了詳細說明，但本發明的具體方案並不限定於該實施方式，也包括在不脫離本發明的要點的範圍內做出的各種變更等。另外，在上述實施方式中，在反覆生產成型品P之前，通過進行預備試驗而求出了固定側模具4側一面的透明樹脂Pl的溫度。但該溫度也可以通過利用計算機進行熱流體模擬等進行解析而求出。此外，在上述實施方式中，在預備試驗的二次注塑成型工序的合模後的T6時刻，以停止向熱介質通路100、IOlB供給加熱介質及冷卻介質的狀態測定了固定側模具4側一面的透明樹脂Pl的溫度VI，並在實際生產成型品P時根據溫度Vl對固定側模具4的模腔面溫度進行了冷卻控制。但是，對於透明樹脂Pl較薄的情況等、由透明樹脂Pl達到的絕熱效果較低的情況而言，也可以通過利用未圖示的冷卻控制裝置來多級或無級地切換向固定側模具4供給的冷卻介質的溫度等，來對固定側模具4的模腔面溫度進行冷卻控制，以使固定側模具4的溫度與通過預備試驗或解析來掌握的固定側模具一面的透明樹脂Pl的溫度變化相對應。工業實用性本發明涉及一種成型方法，其包括向第一模具中填充透明樹脂並進行成型的一次注塑成型工序、和向第二模具和成型後的所述透明樹脂之間填充發泡性樹脂並進行成型的二次注塑成型工序。根據本發明，可提高發泡性樹脂成型品的外觀。
權利要求
1.一種成型方法,其包括 向第一模具中填充透明樹脂並進行成型的一次注塑成型工序；和 向第二模具與成型後的所述透明樹脂之間填充發泡性樹脂並進行成型的二次注塑成型工序。
2.根據權利要求I所述的成型方法，其中， 在所述二次注塑成型工序中進行冷卻控制，使得所述第二模具的壁面溫度相對於所述第二模具側一面的所述透明樹脂的溫度在規定溫度差以內。
3.根據權利要求2所述的成型方法，其中， 在所述二次注塑成型工序中進行冷卻控制，使得所述第二模具的壁面溫度、及所述第二模具側一面的所述透明樹脂的溫度在達到所述規定溫度差以內時的溫度分別在所述發泡性樹脂的玻璃化轉變溫度以上和/或開始流動的溫度以下。
4.根據權利要求2或3所述的成型方法，其中， 在所述二次注塑成型工序中，在所述第二模具的壁面溫度、及所述第二模具側一面的所述透明樹脂的溫度達到所述規定溫度差以內之後，增加所述第二模具的冷卻速度。
5.根據權利要求4所述的成型方法，其中， 在所述第二模具的壁面溫度、及所述第二模具側一面的所述透明樹脂的溫度達到所述規定溫度差以內之後、且增加所述第二模具的冷卻速度之前，使所述第二模具的壁面溫度、及所述第二模具側一面的所述透明樹脂的溫度在所述規定溫度差以內保持規定時間。
6.根據權利要求2 5中任一項所述的成型方法，其中，將所述溫度差的絕對值設定為10。。。
7.根據權利要求I所述的成型方法，其中， 在所述二次注塑成型工序中進行冷卻控制，使得所述第二模具的壁面溫度與所述第二模具側一面的所述透明樹脂的溫度一致。
8.根據權利要求7所述的成型方法，其中， 在所述二次注塑成型工序中進行冷卻控制，使得所述第二模具的壁面溫度、及所述第二模具側一面的所述透明樹脂的溫度一致的溫度在所述發泡性樹脂的玻璃化轉變溫度以上和/或開始流動的溫度以下。
9.根據權利要求7或8所述的成型方法，其中， 在所述二次注塑成型工序中，在所述第二模具的壁面溫度、及所述第二模具側一面的所述透明樹脂的溫度達到一致之後，增加所述第二模具的冷卻速度。
10.根據權利要求9所述的成型方法，其中， 在所述第二模具的壁面溫度、及所述第二模具側一面的所述透明樹脂的溫度達到一致之後、且增加所述第二模具的冷卻速度之前，使所述第二模具的壁面溫度、及所述第二模具側一面的所述透明樹脂的溫度在所述規定溫度差以內保持規定時間。
11.根據權利要求I所述的成型方法，其中， 在所述二次注塑成型工序中，從注射所述發泡性樹脂時開始直到將所述發泡性樹脂填充至成型品中與所述透明樹脂接觸的整個面時為止，停止供給冷卻所述第一模具的冷卻介質。
12.根據權利要求11所述的成型方法，其中，在所述二次注塑成型工序中，在將所述發泡性樹脂填充至成型品中與所述透明樹脂接觸的整個面之後，開始向所述第一模具供給所述冷卻介質。
13.根據權利要求I 12中任一項所述的成型方法，其中， 在所述二次注塑成型工序中，多級或無級地切換向所述第二模具供給的冷卻介質的溫度，對所述第二模具的壁面溫度進行冷卻控制。
14.一種成型品的製造方法，其是製造由透明樹脂和發泡性樹脂形成的成型品的方法，該方法包括 在第一模具中成型透明樹脂的一次注塑成型工序；和 在第二模具與成型後的所述透明樹脂之間成型發泡性樹脂的二次注塑成型工序。
全文摘要
本發明涉及一種成型方法，其包括在第一模具(6B)中成型透明樹脂的一次注塑成型工序、和在第二模具(4B)與成型後的透明樹脂之間成型發泡性樹脂的二次注塑成型工序。
文檔編號B29C45/72GK102725117SQ20098016068
公開日2012年10月10日 申請日期2009年12月17日 優先權日2009年12月17日
發明者苅谷俊彥 申請人:三菱重工塑膠科技股份有限公司