本发明涉及发泡树脂成型体的成型方法、成型模具以及发泡树脂成型体。
背景技术:
例如,作为车辆用的组装部件,将对空调用通风装置、线束等进行保持的托架配置于汽车的仪表板的背侧。近年来,根据轻量化的观点,对于该托架使用以发泡的树脂为材料的成型体即发泡树脂成型体。通常,在将聚丙烯、聚乙烯等树脂材料中含有发泡剂的成型材料注塑填充于具有可动模具的成型模具的型腔内之后,使可动模具退芯(coreback)而对发泡树脂成型体进行成型。这样成型的发泡树脂成型体在其内部具有因发泡剂发泡而形成的多孔质的发泡层。即,发泡树脂成型体的内部的密度较低,因此与不具有发泡层的固体状树脂成型体相比其重量较轻。
在用于汽车的托架之类的发泡树脂成型体,设置有用于将其本身向配套部件固定、或者对其本身进行定位等的安装孔。例如将螺钉、安装于夹持座的夹持件等插入于安装孔。
在退芯成型后的发泡树脂成型体中,已知在其缘部、安装孔的开口周缘部会产生带有弧度的所谓的形状塌边(sheardroop)。如果在安装孔的开口周缘部产生这种形状塌边,则安装孔的尺寸精度变差,因此有可能无法确保所需的开口周缘部的板厚。在无法确保开口周缘部的板厚的情况下,存在夹持件等的固定不稳定的可能性。另外,如果在安装孔的开口周缘部产生形状塌边,则由此会使得板厚变薄,因此还有可能无法充分确保该开口周缘部的耐载荷性。在这种情况下,发泡树脂成型体和配套部件的固定变得不充分,因此有可能因晃动而产生异响。
因此,作为用于抑制上述形状塌边的产生的成型方法,例如存在专利文献1的成型方法。在专利文献1的成型方法中,将用于形成安装孔的凸起设置于可动模具,在该凸起的外周面设置有微小凹凸部。而且,在退芯时,在该微小凹凸部对与凸起的外周面接触的成型材料进行卡合保持的同时,可动模具进行退芯。因而,成型材料能够在退芯时追随可动模具的型面。即,安装孔的开口周缘部能够成型为沿着可动模具的型面的形状。根据这样的专利文献1的成型方法,能够抑制安装孔的开口周缘部的形状塌边的产生。
然而,在专利文献1的成型方法中,通过退芯成型使得发泡剂发泡而成的发泡层还形成于安装孔的开口周缘部的内部。如上所述,发泡层为多孔质的、即密度较低,因此耐载荷性较差。因此,依然存在耐载荷性在安装孔的开口周缘部降低的问题。
专利文献1:日本特开2007-130966号公报
技术实现要素:
本发明就是鉴于上述情形而提出的,其目的为提供能够以良好的尺寸精度形成而不会产生形状塌边且具有提高了耐载荷性的安装孔的、发泡树脂成型体的成型方法、成型模具以及发泡树脂成型体。
为了解决上述问题,本发明的成型方法是发泡树脂成型体的成型方法,所述发泡树脂成型体具有:安装部,其由用于对配套部件进行安装的安装孔以及安装孔的开口周缘部构成;以及除了安装部以外的通常部,所述成型方法的特征在于,作为成型模具而使用如下成型模具,该成型模具具有:第一模具,其具有通常模具部以及安装模具部,所述通常模具部具有通常型面,所述安装模具部与通常模具部相邻且具有安装型面;以及第二模具,其具有第二型面;以及型腔,其具有通常型腔部以及安装型腔部,所述通常型腔部形成于通常型面与第二型面之间,对通常部进行成型,所述安装型腔部与通常型腔部相连续,形成于安装型面与第二型面之间且对安装部进行成型,按顺序实施:填充工序,将含有发泡剂的树脂材料填充于型腔中的至少安装型腔部;以及退芯工序,以在型腔的型腔宽度中将安装型腔部的型腔宽度设为恒定、且使通常型腔部的型腔宽度增大的方式,使通常模具部、安装模具部以及第二模具中的至少1个移动,对如下发泡树脂成型体进行成型,在所述发泡树脂成型体中,通常部由多孔质的发泡层、以及在发泡层的表面形成的通常表皮层构成,安装部的开口周缘部由密度比发泡层的密度高的微发泡层、以及在微发泡层的表面形成的安装表皮层构成。
另外,本发明的成型模具是用于对发泡树脂成型体进行退芯成型的成型模具,所述发泡树脂成型体具有:安装部,由用于对配套部件进行安装的安装孔以及安装孔的开口周缘部构成;以及除了安装部以外的通常部,所述成型模具的特征在于,所述成型模具具有:第一模具,其由通常模具部以及安装模具部构成,所述通常模具部具有通常型面,所述安装模具部具有安装型面;以及第二模具,其具有第二型面,在第一模具与第二模具之间形成的型腔具有:通常型腔部,其形成于通常型面与第二型面之间,对通常部进行成型;以及安装型腔部,其形成于安装型面与第二型面之间,对安装部进行成型,第一模具的安装模具部或者第二模具具有孔成型凸起,所述孔成型凸起具有用于对安装孔进行成型的凸起外周型面,所述成型模具具有第一状态和第二状态,所述成型模具从所述第一状态向第二状态进行状态变化,所述第一状态是指,通常型面位于比安装型面更靠第二型面侧的位置,由阶梯状型面划分出安装型腔部,所述阶梯状型面与凸起外周型面面对、且与通常型面相连续,并与通常型面以及安装型面相交叉,所述第二状态是指,以在型腔的型腔宽度中将安装型腔部的型腔宽度设为恒定、且使通常型腔部的型腔宽度增大的方式,使通常模具部、安装模具部以及第二模具中的至少1个移动。
另外,本发明的发泡树脂成型体具有:安装部,其由用于对配套部件进行安装的安装孔以及安装孔的开口周缘部构成;以及除了安装部以外的通常部,所述发泡树脂成型体在表面具有表皮层,所述发泡树脂成型体的特征在于,通常部具有:多孔质的发泡层;以及在发泡层的表面形成的表皮层的一部分,安装部具有:密度比发泡层的密度高的微发泡层;以及在微发泡层的表面形成的表皮层的另一部分,在安装部和通常部的边界具有加强部,所述加强部通过将表皮层的剩余部分折叠而成,且从表面朝向内部延伸。
发明的效果
根据采用上述结构的本发明的发泡树脂成型体的成型方法、成型模具以及发泡树脂成型体,能够以良好的尺寸精度而形成在发泡树脂成型体设置的安装孔,并且能够提高安装孔的开口周缘部的耐载荷性。
附图说明
图1是表示实施方式的成型模具的合模状态的说明图。
图2是表示实施方式的成型模具的退芯后的状态的说明图。
图3是表示实施方式的成型方法的填充工序中的成型模具内的状态的说明图。
图4是表示实施方式的成型方法的退芯工序中的成型模具内的状态的说明图。
图5是表示其他实施方式的成型模具的合模状态的说明图。
图6是表示其他实施方式的成型模具的退芯后的状态的说明图。
图7是表示其他实施方式的成型方法的填充工序中的成型模具内的状态的说明图。
图8是表示其他实施方式的成型方法的退芯工序中的成型模具内的状态的说明图。
图9是表示实施方式的发泡树脂成型体的安装部周围的说明图。
具体实施方式
下面,参照图1~图9并列举优选的实施方式而对具有安装孔的发泡树脂成型体的本发明的成型方法、成型模具以及本发明的发泡树脂成型体进行说明。此外,利用本发明的成型模具并通过本发明的成型方法能够对本发明的发泡树脂成型体进行成型。但是,本发明的发泡树脂成型体的成型模具以及成型方法并不限定于此。
说明中所使用的附图为概略图,并未严格地记载细节部分的形状、相对的位置关系、大小关系等。另外,只要不特别声明,在本说明书所记载的数值范围内,包括上述范围的上限值和下限值、以及实施方式中列举的数值在内,可以对它们任意地进行组合而构成新的数值范围。并且,可以将从上述数值范围内任意选择的数值设为上限、下限的数值。
对于除了本说明书中特别提及的事项以外的事项、且实施本发明所需的事项,本领域技术人员能够将其作为基于本领域的现有技术的设计事项而掌握。能够基于本说明书中公开的内容和本领域的技术常识而实施本发明。
(实施方式)
实施方式的成型方法是通过退芯成型而对发泡树脂成型体1进行成型的方法。如图9所示,通过实施方式的成型方法而成型的发泡树脂成型体1具有安装部11、以及除了安装部11以外的通常部12。安装部11具有能够供设置于配套部件70的凸起部插入的通孔。在该实施方式中,安装部11具有安装孔14以及作为安装孔14的周缘的开口周缘部15,在凸出设置于配套部件70的夹持座61装配的夹持件60与该安装孔14嵌合。
本发明的成型方法、成型模具3以及发泡树脂成型体1所具有的特征在于,具有设置于发泡树脂成型体1的安装孔14以及开口周缘部15的安装部11,因此,以发泡树脂成型体1的安装部11及其周围的通常部12为中心,参照图1~图9进行说明。
[成型模具]
如图1以及图2所示,该实施方式的成型模具3具有位于图中的上侧的第一模具31、以及位于图中的下侧的第二模具32,第一模具31和第二模具32相对。在该实施方式的成型模具3中,第二模具32是可动模具。而且,第一模具31是其一部分能够与第二模具32一体地移动的模具,其剩余部分是固定模具。
第一模具31由如下部件构成:通常模具部31a,其承担对通常部12的成型;以及安装模具部31b,其承担对安装部11的成型,安装模具部31b设置为在退芯时能够移动。通常模具部31a在安装模具部31b的周围相邻地配置。如图1以及图2所示,利用弹簧34将安装模具部31b朝向第二模具32进行预紧。由此,安装模具部31b与后述的第二模具32的孔成型凸起33接触,另外,在退芯时,安装模具部31b和第二模具32能够一体地移动。
第二模具32具有承担对安装部11的安装孔14的成型的孔成型凸起33。孔成型凸起33是从第二模具32朝向第一模具31凸出设置的圆柱体。孔成型凸起33的前端与安装模具部31b接触。
能够利用例如由高速液压缸构成的开闭装置(省略图示)使第二模具32向相对于第一模具31的通常模具部31a接近或分离的方向移动。由此,能够实现成型模具3的合模和开模、以及退芯时的第二模具32以及与第二模具32一体地移动的安装模具部31b的移动。
另外,能够利用例如由冷却水循环装置构成的温度调节装置(省略图示)对成型模具3的温度进行调节。由此,即使在将高温的树脂材料填充于由第一模具31以及第二模具32形成的型腔4内时,也能够将成型模具3维持为所需的温度。
合模后的成型模具3具有在作为第一模具31的型面的第一型面51和作为第二模具32的型面的第二型面52之间形成的型腔4。型腔4具有:安装型腔部41,其用于对发泡树脂成型体1的安装部11进行成型;以及通常型腔部42,其用于对除了安装部11以外的通常部12进行成型,通常型腔部42在安装型腔部41的周围形成。另外,安装型腔部41和通常型腔部42相互连通。
通常型腔部42在第一模具31中的、作为通常模具部31a的型面的通常型面51a和与通常型面51a相对的第二型面52之间形成。安装型腔部41在第一模具31中的、作为安装模具部31b的型面的安装型面51b和与安装型面51b相对的第二型面52之间形成。
如上所述,在实施方式的成型模具3,孔成型凸起33设置于第二模具32。如图1以及图2所示,作为孔成型凸起33的外周面的凸起外周型面53划分出安装型腔部41。
在实施方式的成型模具3中,第一型面51中的、通常模具部31a的通常型面51a对通常部12的表面进行成型,安装模具部31b的安装型面51b对安装部11中的开口周缘部15的表面进行成型。另外,孔成型凸起33的凸起外周型面53对安装部11中的安装孔14的内周面进行成型。
在实施方式的成型模具3中,在退芯时,第二模具32在从第一模具31中的通常模具部31a分离的方向上退芯,而且,第一模具31中的安装模具部31b与第二模具32一体地移动。即,第一模具31中的通常模具部31a不移动。因此,在退芯后的型腔4中,在通常型腔部42中,第二型面52在从通常型面51a离开的方向上移动,因此其容积扩大,在安装型腔部41中,第二型面52和安装型面51b一体地移动,因此其容积维持为合模时的状态而未扩大。
图1示出了退芯前的安装型腔部41及其周围的通常型腔部42的状态。如图1所示,在退芯前的成型模具3中,第一型面51中的通常型面51a位于比安装型面51b更接近第二型面52的位置,通常型面51a和安装型面51b相互在退芯方向上偏移。这里,该实施方式中的退芯方向是指第二模具32从通常模具部31a分离的方向。
因此,在退芯前的通常模具部31a和安装模具部31b的边界,通常型面51a和安装型面51b未共面,如图1所示,形成有作为通常模具部31a的一部分的阶梯部43。此时,在安装型腔部41及其周围的通常型腔部42中,相对于第一型面51以及第二型面52垂直的截面形状为l字状。
另外,如图1所示,在退芯前的通常模具部31a形成的阶梯部43具有阶梯状型面54,该阶梯状型面54与通常型面51a相连续,与通常型面51a以及安装型面51b相交叉,且面对凸起外周型面53的一部分。即,在退芯前的成型模具3中,由安装型面51b、第二型面52、凸起外周型面53以及阶梯状型面54划分出安装型腔部41。将该图1所示的退芯前的成型模具3的状态称为成型模具3的第一状态。
图2示出了成型模具3的退芯后的状态。在实施方式的成型模具3中,在退芯时,第二模具32在图2中示出的空心箭头的方向上退芯,并且第一模具31中的安装模具部31b追随第二模具32而移动。而且,第一模具31中的通常模具部31a不移动。
如图2所示,在退芯后的实施方式的成型模具3中,第一模具31的安装模具部31b移动至使得安装型面51b和通常型面51a大致共面的程度。将该图2所示的退芯后的成型模具3的状态称为成型模具3的第二状态。实施方式的成型模具3构成为,其状态能够在第一状态以及第二状态之间变化。
这里,将第一型面51至第二型面52的退芯方向上的宽度称为型腔宽度。另外,将安装型腔部41处的安装型面51b至第二型面52的退芯方向上的宽度称为安装型腔宽度,将通常型腔部42处的通常型面51a至第二型面52的退芯方向上的宽度称为通常型腔宽度。
如图2所示,退芯后的安装型腔宽度以及通常型腔宽度变得大致均匀。退芯后的安装型腔宽度成为成型的发泡树脂成型体1的安装部11的厚度。另外,退芯后的通常型腔宽度成为成型的发泡树脂成型体1的通常部12的厚度。因此,利用实施方式的成型模具3成型的发泡树脂成型体1,从安装部11至其周围的通常部12成型为大致均匀的厚度。此外,退芯后的通常型腔宽度大于退芯前的通常型腔宽度。另一方面,安装型腔宽度在退芯前后并未变化。
在实施方式的成型模具3中,退芯前的通常型腔宽度为2.0mm,安装型腔宽度为2.8mm。而且,在退芯工序中,通常模具部31a退芯至使得通常型面51a和安装型面51b大致共面的程度。即,实施方式中的通常模具部31a的退芯移动幅度为0.8mm。然而,退芯前的通常型腔宽度、安装型腔宽度、退芯移动幅度并不限定于此,优选在通常型腔宽度大于或等于1.0mm且小于或等于5.0mm、且安装型腔宽度大于或等于1.5mm且小于或等于6.0mm的上述范围内设定退芯前的通常型腔宽度以及安装型腔宽度,以使得退芯移动幅度大于或等于0.5mm且小于或等于1.0mm。
[成型方法]
下面,对实施方式的成型方法进行说明。在实施方式的成型方法中,能够使用上述成型模具3。实施方式的成型方法包含准备工序、填充工序、退芯工序以及冷却工序。
作为准备工序,将树脂材料中含有发泡剂的成型材料10置入发泡树脂成型装置(省略图示)并对其进行加热而使其软化,由此获得流体状的成型材料10。实施方式的成型方法中所使用的成型材料10含有75质量份的聚丙烯、5质量份的碳酸氢钠以及20质量份的滑石粉。其中,碳酸氢钠作为发泡剂而起作用。具体而言,对碳酸氢钠进行加热使其分解而产生碳酸钠、水以及二氧化碳。其中,二氧化碳能够构成树脂材料中的气泡。另外,该分解反应速度在存在水的情况下得到提高,因此基于上述分解反应的树脂材料中的发泡能够连续地进行。此时,发泡剂产生小气泡,将该状态称为微发泡。
作为填充工序,首先将成型模具3合模。即,如图1所示,以使得第一模具31的通常模具部31a位于比安装模具部31b更靠第二模具32侧的位置的方式将成型模具3合模。这样,在填充工序中,对安装部11进行成型的安装型腔部41的形状与成型后的安装部11的形状大致相同。与此相对,对通常部12进行成型的通常型腔部42比成型后的通常部12略薄。
随后,利用注塑装置(省略图示)将在上述准备工序中获得的成型材料10注入填充于合模后的成型模具3的型腔4内。此外,此时,抵抗成型材料10的流体压力而以足以维持通常型腔部42的大小(退芯前的通常型腔宽度)的力,将第一模具31的通常模具部31a朝向第二模具32进行合模。换言之,此时,抵抗成型材料10的流体压力而以足以使其持续位于图1所示的位置的力,将通常模具部31a朝向第二模具32进行合模。在该实施方式中,此时的型腔4的内压为37mpa,以55mpa的压力将通常模具部31a合模。此外,此时,成型材料10的温度较高(例如约为200℃),另外,成型模具3也处于加热后(例如约为200℃)的状态。因此,在通常型腔部42以及安装型腔部41内,在准备工序之后,接着逐渐对成型材料10中所含有的发泡剂进行热分解而产生小气泡,即,发泡剂进行微发泡。
构成实施方式中的成型材料10的树脂材料采用了聚丙烯,但树脂材料的种类并不特别限定。例如可以取代聚丙烯而采用聚乙烯、聚氯乙烯等通用树脂。
构成实施方式中的成型材料10的发泡剂采用了作为化学发泡剂的碳酸氢钠,但发泡剂的种类并不特别限定。例如可以取代碳酸氢钠而使用碳酸氢铵、碳酸铵等无机发泡剂、n,n’-二亚硝基次戊基四胺等亚硝化合物、偶氮二甲酰胺、偶氮二异丁氰等偶氮化合物、苯磺酰肼(benzensulfonylhydrazide)、甲苯磺酰肼(toluenesulfonylhydrazide)、二苯砜-3,3’-二磺酰肼(diphenylsulfone-3,3'-disulfonylhydrazide)等磺酰肼类、对甲苯磺酰氨基脲(p-toluenesulfonylsemicarbazide)等。另外,还可以取代上述化学发泡剂而采用二氧化碳、氮气等物理发泡剂。在实施方式中,将上述发泡剂预先添加于投入至成型模具3内的加热熔融的树脂材料,但也可以取而代之,预先将加热熔融的树脂材料填充于成型模具3内,然后对该加热熔融的树脂材料直接添加发泡剂。
发泡剂相对于树脂材料的添加比例并不特别限定,但例如优选相对于100重量份的树脂材料而将发泡剂设为大于或等于1.0重量份且小于或等于10.0重量份。
在实施方式的填充工序中,在将成型材料10填充于成型模具3的型腔4内之后,以所需的时间对成型模具3进行冷却、且对型腔4内进行保压。在填充工序中进行的保压的目的在于形成足够厚度的表皮层2。
对于型腔4内的保压,在将成型材料10注塑填充于型腔4内之后保持合模状态并保持注塑压力不变。而且,利用将温度调节为例如40℃左右的成型模具3的型面对成型材料10的表面进行冷却。由此,在填充于型腔4内的成型材料10的表面形成由发泡剂以微发泡的状态而固化后的表皮层2。此时,存在于比表皮层2靠内部的位置的成型材料10的树脂材料未固化,并且发泡剂变为微发泡的状态。
在填充工序中进行的保压,除了上述情况以外,作为型腔内的内压而优选为大于或等于30mpa且小于或等于60mpa,更优选为大于或等于32mpa且小于或等于50mpa。另外,对于保压的时间,优选设为在将熔融发泡树脂填充于成型模具3内之后大于或等于0.5秒且小于或等于60秒。只要是上述范围内的保压的压力、以及保压的时间,则能够形成具有足够的厚度的表皮层2,从而能够提高成型的发泡树脂成型体1的表面的机械刚性。
图3示出了在填充工序中填充于型腔4内的成型材料10的状态。如图1以及图3所示,在填充工序中的保压之后,在填充于安装型腔部41以及通常型腔部42的成型材料10的表面,形成有模仿第一型面51、第二型面52、以及凸起外周型面53形状的形状的表皮层2。更具体而言,在通常型腔部42,形成有模仿第一型面51中的通常型面51a、以及与通常型面51a面对的第二型面52的形状的通常表皮层22。在安装型腔部41,形成有模仿第一型面51中的安装型面51b、与安装型面51b面对的第二型面52、以及凸起外周型面53的形状的安装表皮层21,并且,还形成有模仿与凸起外周型面53面对的通常模具部31a的阶梯状型面54的形状的阶梯状表皮层23。
另外,在填充工序中的安装型腔部41,能够在比安装表皮层21以及阶梯状表皮层23靠内部的位置、且在安装表皮层21以及阶梯状表皮层23的附近对后述的微发泡层11a进行成型。如后所述,这是因为在安装型腔部41具有使得填充的成型材料10与型面的接触面积变大的型腔凸出部41a而引起的。即,在安装型腔部41,与通常型腔部42相比,填充的成型材料更容易被冷却。因此,在安装型腔部41,能够在与安装表皮层21以及阶梯状表皮层23接触的部分对微发泡层11a进行成型。
图4示出了填充于退芯工序中的型腔4内的成型材料10的状态。如图2以及图4所示,作为退芯工序,以使安装模具部31b移动至使得安装型面51b与通常型面51a共面的程度的方式,使第二模具32在从通常模具部31a分离的方向上退芯。实施方式中的退芯方向与成型的通常部12以及安装部11的厚度方向大致一致。
在退芯工序中,通常型腔部42的容积在退芯方向上增大,因此存在于通常型腔部42的成型材料10的比通常表皮层22靠内部的发泡剂发泡,结果使得整体膨胀。
在实施方式的退芯工序中,安装型腔宽度的大小恒定,只有通常型腔宽度的大小增大。即,通常型腔部42的容积扩大,安装型腔部41的容积维持合模状态下的容积不变。因此,退芯动作后的通常型腔部42内的容积扩大而变得负压化。其结果,通常型腔部42内的成型材料10变为发泡剂在比通常表皮层22靠内部的位置发泡的状态。即,在退芯工序中,在通常型腔部42且在表面具有通常表皮层22,在比通常表皮层22靠内部的位置处形成有密度比微发泡层11a的密度低的发泡层12a。
另一方面,在退芯前后,安装型腔部41的容积不变。因而,在安装型腔部41内的成型材料10中,比安装表皮层21更靠内部的发泡剂的发泡得到抑制。因此,在实施方式的退芯工序中,对于存在于安装型腔部41的成型材料10而言,发泡剂在比安装表皮层21靠内部的位置处变为微发泡的状态。即,在退芯工序中,在安装型腔部41,形成有在表面具有安装表皮层21的微发泡层11a。
最后,作为冷却工序,填充于型腔4内的成型材料10被冷却而固化。这样,对发泡树脂成型体1进行成型。这样,通过实施方式的成型方法而成型的发泡树脂成型体1如图5所示,具有通常部12以及安装部11,在通常部12且在表面具有通常表皮层22,在比通常表皮层22靠内部的位置处具有因发泡剂发泡而成的具有较大气孔的多孔质的发泡层12a。安装部11在表面具有安装表皮层21,在比安装表皮层21靠内部的位置处具有因发泡剂进行微发泡而成的具有较小气孔的微发泡层11a。
如上所述,发泡层12a的发泡剂的发泡率比微发泡层11a的发泡剂的发泡率高,因此气孔率(空隙率)更高。即,发泡层12a是比微发泡层11a更粗糙的层,因而密度更低。因此,具有微发泡层11a的安装部11的开口周缘部15的机械强度优于具有发泡层12a的通常部12的机械强度。
在该实施方式的成型方法中,在退芯工序中,将安装型腔部41的安装型腔宽度设为恒定而对安装部11进行成型。因此,对于在填充工序中成型后的安装表皮层21的形状而言,能够保持在填充工序中成型的形状,而不会引起有可能在退芯工序中引起的形状塌边。即,安装部11中的安装孔14形成为模仿孔成型凸起33的凸起外周型面53形状的形状,并且开口周缘部15形成为模仿安装模具部31b的安装型面51b形状的形状。
但是,在通过通常的退芯成型而成型的发泡树脂成型体中,已知在其外周缘部、安装孔的开口周缘部产生所谓的形状塌边。可以认为其原因如下。
假设在将成型材料填充于型腔内的填充工序之后实施的退芯工序中,如果型腔内的成型材料的表面(与成型模具的型面接触的部分)具有足够的伸展性,则成型材料的内部因发泡剂的发泡而膨胀,其表面受到来自其内部的发泡的压力而被按压于成型模具的型面。即,型腔容积因退芯而增大,型腔内变得负压化,从而获得成型材料的表面追随退芯后的成型模具的型面而具有模仿退芯后的型腔形状的形状的发泡树脂成型体。
然而,实际上,如果将成型材料填充于型腔内,则与成型模具的型面接触的部分的成型材料被冷却,由此在成型材料的表面形成表皮层。该表皮层是通过树脂材料固化而形成的,因此其伸展性降低。因此,对外周缘部、安装孔的开口周缘部进行成型的部分的成型材料的表面无法充分追随退芯的成型模具的型面。由于这样的理由,成型后的外周缘部的端部、开口周缘部等形成带有弧度的所谓的形状塌边。
另一方面,在实施方式的退芯工序中,将对安装部11进行成型的安装型腔部41的安装型腔宽度设为恒定,即,不扩大安装型腔部41的容积。即,不以退芯成型的方式对构成安装孔14以及其开口周缘部15的安装部11进行成型。因而,在实施方式的安装部11,不会产生上述的形状塌边的问题。因此,成型的发泡树脂成型体1的安装部11不会受到退芯工序的影响,形成为通过填充工序而形成的安装表皮层21的形状。这样,根据实施方式的成型方法,构成安装孔14及其开口周缘部15的安装部11不会受到退芯的影响而被进行模塑成型,因此能够将尺寸精度优异的安装部11设置于发泡树脂成型体1。
另外,如上所述,通过实施方式的成型方法而成型的发泡树脂成型体1中的、在通常型腔部42成型的通常部12在其表面具有通常表皮层22,在其内部具有因发泡剂发泡而成的发泡层12a。另一方面,在安装型腔部41成型的安装部11在其表面具有安装表皮层21,在其内部具有因发泡剂进行微发泡而成的微发泡层11a。微发泡层11a的密度比发泡层12a的密度高,因此其耐载荷性优于发泡层12a的耐载荷性。即,在内部具有微发泡层11a的安装部11与在内部具有发泡层12a的通常部12相比,成为耐载荷性更优异的部分。
另外,在实施方式的填充工序中,如图1以及图3所示,通过对通常型面51a和安装型面51b进行偏移配置,从而在安装型腔部41形成比通常型腔部42更向第一模具31侧凸出的型腔凸出部41a。由安装型面51b、凸起外周型面53的一部分以及阶梯状型面54划分出型腔凸出部41a。即,填充于该型腔凸出部41a的成型材料10与填充于通常型腔部42的成型材料10相比,相对于成型模具3的型面的接触面积更大。因此,填充于型腔凸出部41a的成型材料10与填充于通常型腔部42的成型材料10相比,能够被更有效地冷却至内部。
这样,在实施方式的填充工序中,根据具有型腔凸出部41a的安装型腔部41,与通常型腔部42相比,能够促进填充的成型材料10的冷却固化。即,可以认为能够进一步抑制填充于安装型腔部41的成型材料10的发泡剂的发泡。因此,在成型后的发泡树脂成型体1中,利用安装型腔部41而成型的安装部11具有有效地抑制发泡剂的发泡而形成的微发泡层11a,因此有利于提高耐载荷性。
在实施方式的填充工序中,如上所述,在与成型模具3的型面接触的成型材料10的表面形成表皮层2。如图1以及图3所示,在填充工序中,在通常模具部31a的阶梯状型面54也形成有阶梯状表皮层23。
在填充工序后的退芯工序中,如果第二模具32与安装模具部31b一体地退芯,则通常型腔部42的容积扩大。与此相伴,在填充于通常型腔部42的成型材料10的内部,形成因发泡剂发泡而膨胀的发泡层12a。其结果,在成型材料10的表面形成的通常表皮层22受到发泡压力而被按压于通常型面51a。即,存在于通常型腔部42的成型材料10的表面在退芯工序中追随通常型面51a。
在填充工序中形成的阶梯状表皮层23,随着因第二模具32以及安装模具部31b的退芯引起的移动,被安装模具部31b压入、且被退芯的第二模具32拉动。而且,如图2以及图4所示,在退芯之后,阶梯状表皮层23在通常部12和安装部11的边界被折叠,并以从发泡树脂成型体1的表面朝向内部延伸的环状而形成肋状的加强部13。该加强部13通过对发泡剂以微发泡的状态固化的阶梯状表皮层23进行折叠而形成,因此形成有加强部13的安装部11的开口周缘部15成为耐载荷性更优异的部分。这样,通过以从发泡树脂成型体1的表面朝向内部延伸的环状而形成肋状的加强部13,从而能够实现安装部11的耐载荷性的进一步提高。
如上,根据该实施方式的成型方法、以及在该成型方法中使用的成型模具,在退芯成型的发泡树脂成型体1中,能够以良好的尺寸精度对安装部11进行成型,而不会产生有可能在安装部11的开口周缘部15引起的形状塌边。另外,在该安装部11的开口周缘部15,能够提高针对由夹持件等按压的力的耐载荷性。另外,具有这种特征的本发明的发泡树脂成型体也能实现同样的效果。
以上对本发明的优选实施方式进行了说明,但本发明并不特别限定于上述实施方式,如下的变形例,也能实现本发明的效果。
例如,如图5~图8所示,与上述实施方式的成型模具3相比,可以使可动模具和固定模具颠倒。具体而言,在其他实施方式的成型方法中,第一模具31成为可动模具、且第二模具32成为固定模具。而且,在退芯时不能使作为可动模具的第一模具31的一部分移动。下面,对与上述实施方式不同的结构进行说明,将同样的结构省略。
在其他实施方式的成型模具3中,如图5所示,第一模具31由在退芯时未退芯的安装模具部31b、以及退芯的通常模具部31a构成。安装模具部31b和通常模具部31a相邻,在退芯时,通常模具部31a在从第二模具32分离的方向上退芯,安装模具部31b例如被弹簧向退芯方向的相反方向按压,从而被固定为不进行退芯。这里,其他实施方式中的退芯方向是指图6以及图8中示出的空心箭头、即第一模具31的通常模具部31a从第二模具32分离的方向。
第二模具32具有承担对安装部11的安装孔14的成型的孔成型凸起33。孔形成凸起33是从第二模具32朝向第一模具31凸出设置的圆柱体。孔成型凸起33的前端与安装模具部31b接触。即,第二模具32以及安装模具部31b构成为在退芯时不移动。
在其他实施方式的成型模具3中,在退芯工序中,只有第一模具31的通常模具部31a退芯。因此,与上述实施方式的退芯工序相同,将安装型腔部41的安装型腔宽度设为恒定,并且通常型腔部42的通常型腔宽度增大。换言之,安装型腔部41的容积未扩大。在利用如上的成型模具3的其他实施方式的成型方法中,也能实现与上述实施方式相同的效果。
另外,上述实施方式中的形成安装孔14的孔成型凸起33设置于第二模具32,但也可以取代第二模具32而设置于第一模具31的安装模具部31b。
另外,上述实施方式中的安装部11的安装孔14为通孔,但也可以是凹部而取代通孔。在该情况下,形成实施方式中的安装孔14的孔成型凸起33优选采用如下结构,即,设置于第一模具31的安装模具部31b,并且孔成型凸起33的前端面不与第二型面52接触。
另外,在上述实施方式的退芯工序中,安装模具部31b与第二模具32一体地移动至使得安装型面51b与通常型面51a大致共面的程度,但也可以不使第二模具32退芯至使得安装型面51b与通常型面51a大致共面的程度。即,可以是安装模具部31b移动至使得安装型面51b处于通常型面51a的近前侧的方式,另外,也可以是安装模具部31b移动至使得安装型面51b超过通常型面51a的位置的方式。无论在任何情况下,安装型腔部41的安装型腔宽度都恒定,安装型腔部41的容积也恒定,因此能够以良好的精度对难以受到退芯的影响的安装部11进行成型,并且还能够形成加强部13。
另外,在上述实施方式的填充工序中,将成型材料10注入至成型模具3的型腔4内,将成型材料10填充于型腔4内。然而,在本发明的填充工序中,至少必须将成型材料10填充于安装型腔部41,可以不将成型材料10填充于通常型腔部42内,仅进行注入即可。即,通过退芯工序而使得通常型腔部42的容积扩大,只要将成型后能够成型为通常部12的所需厚度的成型材料10注入至通常型腔部42即可。
另外,在上述实施方式的填充工序中,在安装型腔部41对一部分微发泡层11a进行成型。然而,在本发明的填充工序中,只要在安装型腔部41至少形成表皮层2(安装表皮层21以及阶梯状表皮层23)即可。因此,可以通过退芯工序对在安装型腔部41成型的全部微发泡层11a进行成型,或者可以通过填充工序对全部微发泡层11a进行成型。
另外,对于在上述实施方式的填充工序中进行的保压,除了通过维持注塑压力而进行以外,还可以利用背压法等公知的方法来进行。
另外,利用上述实施方式的成型方法以及成型模具而成型的发泡树脂成型体1能够应用于具有安装孔14的各种发泡树脂成型体1。例如,除了配置于汽车的仪表板的背侧、且对空调用通风装置、线束等进行保持的托架之类的组装部件以外,还能够应用于车门装饰件等车辆内部装饰部件。
能够以下面的方式对本发明的发泡树脂成型体的成型方法、成型模具、以及发泡树脂成型体进行表述。
<1>一种发泡树脂成型体的成型方法,所述发泡树脂成型体具有:安装部,其由用于对配套部件进行安装的安装孔以及所述安装孔的开口周缘部构成;以及除了所述安装部以外的通常部,
作为成型模具而使用如下成型模具,该成型模具具有:第一模具,其具有通常模具部以及安装模具部,所述通常模具部具有通常型面,所述安装模具部与所述通常模具部相邻且具有安装型面;以及第二模具,其具有第二型面;以及型腔,其具有通常型腔部以及安装型腔部,所述通常型腔部形成于所述通常型面与所述第二型面之间,对所述通常部进行成型,所述安装型腔部与所述通常型腔部相连续,形成于所述安装型面与所述第二型面之间,对所述安装部进行成型,
按顺序实施:
填充工序,将含有发泡剂的树脂材料(成型材料)填充于所述型腔中的至少所述安装型腔部;以及
退芯工序,以在所述型腔的型腔宽度中将所述安装型腔部的型腔宽度设为恒定、且使所述通常型腔部的型腔宽度增大的方式,使所述通常模具部、所述安装模具部以及所述第二模具中的至少1个移动,
对如下发泡树脂成型体进行成型,在所述发泡树脂成型体中,所述通常部由多孔质的发泡层、以及在所述发泡层的表面形成的通常表皮层构成,所述安装部的所述开口周缘部由密度比所述发泡层的密度高的微发泡层、以及在所述微发泡层的表面形成的安装表皮层构成。
<2>在<1>所记载的发泡树脂成型体的成型方法的基础上,在所述填充工序中,在所述通常型腔部对所述通常表皮层进行成型,并且在所述安装型腔部对所述安装部中的所述安装表皮层、以及所述微发泡层的至少一部分进行成型,
在所述退芯工序中,在所述通常型腔部对所述通常部的所述发泡层进行成型,并且在所述安装型腔部形成所述安装部的剩余部分。
<3>在<1>或<2>所记载的发泡树脂成型体的成型方法的基础上,在所述填充工序的所述成型模具中,所述通常型面比所述安装型面更接近所述第二型面,并且,所述通常模具部具有与所述通常型面相连续、且与所述通常型面以及所述安装型面相交叉的阶梯状型面,
在所述填充工序中,在所述安装型腔部利用所述阶梯状型面还形成阶梯状表皮层,
在所述退芯工序中,在所述安装部和所述通常部的边界,形成将所述阶梯状表皮层折叠而成的加强部。
<4>一种成型模具,其用于对发泡树脂成型体进行退芯成型,所述发泡树脂成型体具有:安装部,其由用于对配套部件进行安装的安装孔以及所述安装孔的开口周缘部构成;以及除了所述安装部以外的通常部,其中,
所述成型模具具有:第一模具,其由通常模具部以及安装模具部构成,所述通常模具部具有通常型面,所述安装模具部具有安装型面;以及第二模具,其具有第二型面,
在所述第一模具与所述第二模具之间形成的型腔具有:通常型腔部,其形成于所述通常型面与所述第二型面之间,对所述通常部进行成型;以及安装型腔部,其形成于所述安装型面与所述第二型面之间,对所述安装部进行成型,
所述第一模具的所述安装模具部或者所述第二模具具有孔成型凸起,所述孔成型凸起具有用于对所述安装孔进行成型的凸起外周型面,
所述成型模具具有第一状态和第二状态,所述成型模具从所述第一状态向第二状态进行状态变化,所述第一状态是指,所述通常型面位于比所述安装型面更靠所述第二型面侧的位置,由阶梯状型面划分出所述安装型腔部,所述阶梯状型面与所述凸起外周型面面对且与所述通常型面相连续,并与所述通常型面以及所述安装型面相交叉,
所述第二状态是指,以在所述型腔的型腔宽度中将所述安装型腔部的型腔宽度设为恒定、且使所述通常型腔部的型腔宽度增大的方式,使所述通常模具部、所述安装模具部以及所述第二模具中的至少1个移动。
<5>一种发泡树脂成型体,其具有:安装部,其由用于对配套部件进行安装的安装孔以及所述安装孔的开口周缘部构成;以及除了所述安装部以外的通常部,所述发泡树脂成型体在表面具有表皮层,其中,
所述通常部具有:多孔质的发泡层;以及在所述发泡层的表面形成的所述表皮层的一部分(通常表皮层),
所述安装部具有:密度比所述发泡层的密度高的微发泡层;以及在所述微发泡层的表面形成的所述表皮层的另一部分(安装表皮层),
在所述安装部和所述通常部的边界具有加强部,所述加强部通过将所述表皮层的剩余部分(阶梯状表皮层)折叠而成,且从所述表面朝向内部延伸。