本發(fā)明涉及一種樹脂成型品的成型方法和成型裝置,更詳細地,涉及一種利用熱塑性樹脂的樹脂成型品的成型方法和成型裝置,通過一次成型將該熱塑性樹脂擠出并使其保持向下方垂下,并通過二次成型使其成型。
背景技術(shù):
以往,例如為制造樹脂制夾層板,使用組合了進行擠出的一次成型和進行吹塑(或真空)的二次成型的成型方法。
根據(jù)這樣的成型方法,通過保持原狀地利用被擠出的熔融狀態(tài)的樹脂進行吹塑(或真空)成型,從而能夠在不引起因再加熱暫時成型的樹脂而產(chǎn)生的加熱不均勻等的技術(shù)性問題點的情況下,使夾層板成型。
特別是通過使被擠出的熔融狀態(tài)的樹脂保持原狀地向下方垂下,并使沿垂直方向延伸的樹脂合模,進行吹塑(或真空)成型,例如,與橫向擠出樹脂的情況相比,在二次成型的合模之前不需要對熔融狀態(tài)的樹脂進行支撐,而能夠以非接觸的狀態(tài)將熔融狀態(tài)的樹脂從擠出模頭中送出。
然而,在這些現(xiàn)有的成型技術(shù)中,存在以下技術(shù)性問題,即:由于在二次成型前被擠出的熔融狀態(tài)的樹脂保持原狀地向下方垂下,熔融狀態(tài)的片材會產(chǎn)生垂伸(drawdown)或收縮(neck-in),因而會導致利用模具成型前的片材厚度在片材的擠出方向或?qū)挾确较蛏喜痪鶆?。因此,針對該技術(shù)性問題,本申請人在專利文獻1中提出了以下全新的成型技術(shù)。在此,垂伸是指隨著時間的流逝,因片材的自重而使熔融狀態(tài)的片材拉長且片材越靠近片材的上方片材越薄的現(xiàn)象,順便說一下,收縮是指因垂伸而導致片材在寬度方向上收縮,引起片材的寬度變小的現(xiàn)象。
即,該樹脂成型品的成型方法包括以下步驟:將熱塑性樹脂以熔融狀態(tài)的片材狀向下方垂下的方式向下方擠出;利用一對輥夾入被擠出至下方的熔融狀態(tài)的片材狀樹脂,并通過輥的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動使其向下方送出;將送出至下方的熔融狀態(tài)的片材狀樹脂配置在位于一對輥的下方的模具的側(cè)面;對熔融狀態(tài)的片材狀樹脂與模具之間形成的密閉空間進行減壓,和/或?qū)γ嫦蚰>叩钠臓顦渲M行加壓,從而成型為與模具形狀一致的形狀。特別需要說明的是,當被擠出至下方的熔融狀態(tài)的片材材狀樹脂的最底部在一對輥間通過后,使一對輥彼此相對地靠近,從而使片材狀樹脂插入至一對輥中片材,并通過輥的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動來使片材狀樹脂以大于指定的擠出速度的速度向下方送出。
根據(jù)這樣的樹脂成型品的成型方法,隨著通過一對輥將片材狀樹脂不斷向下方送出,沿垂直方向垂下的片材狀樹脂的長度不斷變長,則垂下的片材狀樹脂中越靠近上部的片材狀樹脂越會因其自重而被薄壁化(垂伸或收縮)。另一方面,調(diào)整輥的旋轉(zhuǎn)速度使一對輥的送出速度快于擠出速度,則片材狀樹脂被一對輥向下方拉伸而被拉伸薄壁化。
此時,隨著時間的經(jīng)過而降低輥的旋轉(zhuǎn)速度,調(diào)整送出速度使其接近熱塑性樹脂制片材的擠出速度。通過這樣,越靠近片材狀樹脂的上部,一對輥的向下方的拉伸力越降低,因此由于這樣的拉伸力而引起的拉伸薄壁化會被相對地降低,從而能夠抵消因垂伸或收縮而引起的薄壁化,有效地防止了垂伸或收縮,據(jù)此能夠沿擠出方向形成一樣的厚度。
接著,將沿擠出方向形成的同樣厚度的片材狀樹脂配置在位于一對輥的下方的模具的側(cè)面,并對片材狀樹脂與模具之間形成的密閉空間進行減壓、和/或?qū)γ嫦蚰>叩钠臓顦渲M行加壓,從而成型為按照模具形狀的形狀。通過這樣,能夠在不對二次成型時的賦形帶來不良影響的情況下,形成在擠出方向上具有期望厚度的樹脂成型品。
然而,本申請人發(fā)現(xiàn)了以下問題:在該成型方法中,由于專門通過一對輥調(diào)整熔融狀態(tài)的片材狀樹脂的厚度,因而引起了新的技術(shù)問題點。
即:第一點,當僅通過一對輥送出熔融狀態(tài)的樹脂片材來進行熔融狀態(tài)的樹脂片材的薄壁化時,通過一對輥的旋轉(zhuǎn)速度、即送出速度的調(diào)整來抑制隨著送出的進行而因樹脂片材的自重產(chǎn)生的垂伸存在限制,從一對輥送出的樹脂片材只能夠在考慮到不進行后續(xù)調(diào)整而因自重被拉長的范圍內(nèi)進行薄壁化。也就是說,根據(jù)從一對輥垂下的熔融狀態(tài)的樹脂片材的長度(重量),熔融狀態(tài)的樹脂片材有可能會產(chǎn)生撕裂,因此需要在考慮了垂伸的范圍內(nèi)決定樹脂片材的厚度。并且,當提高一對輥的旋轉(zhuǎn)速度來逐漸增大片材狀樹脂的送出速度以使熔融狀態(tài)的片材狀樹脂薄壁化時,即使能夠抑制沿著片材狀樹脂的送出方向的垂伸,與片材狀樹脂的送出方向正交的寬度方向上也會產(chǎn)生收縮,因而難以更好地實現(xiàn)薄壁化,或者會對二次成型造成不良影響。
第二點,由于與常溫的輥接觸,通過一對輥連續(xù)送出的熔融狀態(tài)的片材狀樹脂的表面冷卻,因而會對二次成型時的成型性造成不良影響。更詳細地,通過熔融狀態(tài)的片材狀樹脂的片材表面與一對輥的外周面之間的線接觸,并通過輥的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動送出片材狀樹脂時,熔融狀態(tài)的片材狀樹脂的片材表面在該線接觸時間的時間內(nèi)被冷卻,這是阻礙二次成型時的模具賦形的主要原因。但是,當逐漸提高輥的旋轉(zhuǎn)速度來縮短線接觸時間時,則會如第一點那樣產(chǎn)生收縮,或者由于輥對片材狀樹脂的按壓力而在輥與片材狀樹脂之間產(chǎn)生過度的滑動,可能對順利送出片材狀樹脂產(chǎn)生障礙。
關于這一點,在專利文獻2中公開了通過一對輥送出熔融狀態(tài)的片材狀樹脂并對熔融狀態(tài)的片材狀樹脂的最底部進行牽引的技術(shù)。
更詳細地,公開了以下的技術(shù):從連接于擠出成型機的至少兩個模頭各擠出一個片材,緊接著通過一對夾持輥對各片材進行夾持,并至少對各片材的表面進行加熱,使其褶皺拉平,進行拋光,對該拋光后的至少兩個片材進行牽引,并將其供給到吹塑成型模具內(nèi),關閉吹塑成型模具使兩個片材貼合后進行吹塑成型。
更具體地,根據(jù)各片材的垂伸而相應地控制片材的牽引速度、或者調(diào)整擠出成型機的螺桿轉(zhuǎn)速,從而使拋光后的兩個片材幾乎同時供給至成型模具內(nèi)。
然而,雖然在專利文獻2中公開了根據(jù)各片材的垂伸而相應地控制片材的牽引速度、或者調(diào)整擠出成型機的螺桿轉(zhuǎn)速這一點,但這并不是用于抑制或消除各片材的垂伸的產(chǎn)生,而只是以兩個片材產(chǎn)生垂伸的情形為前提來控制片材的牽引速度、或者調(diào)整擠出成型機的螺桿轉(zhuǎn)速,從而將兩個片材幾乎同時供給至成型模具內(nèi)。
基于上述內(nèi)容,與專利文獻1專門通過一對輥來進行熔融狀態(tài)的片材狀樹脂的厚度調(diào)整相比,專利文獻2中雖然同時使用一對輥和夾具來進行一對輥對熔融狀態(tài)的片材狀樹脂的送出以及利用夾具的牽引,但是一對輥并不是用于熔融狀態(tài)的片材狀樹脂的厚度調(diào)整,而是用于使片材表面鏡面化或光澤化。另一方面,片材的牽引只是將拋光后的兩個片材幾乎同時供給至成型模具內(nèi),均未參與到熔融狀態(tài)的片材狀樹脂的厚度調(diào)整中。
關于這一點,作為用于片材的樹脂,雖然采用mfr值或熔體張力的值較大的樹脂能夠在某種程度上防止這樣的垂伸或收縮,但由于會對能夠采用的材料產(chǎn)生制約,因此并不實用。特別是在形成薄壁片材的情況下,由于mfr值越大越理想,因此也存在由于mfr值的限制而無法應對的情況。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
發(fā)明所要解決的問題
鑒于上述技術(shù)的問題點,本發(fā)明的目的在于提供一種樹脂成型品的成型方法、成型裝置,能夠在不限制所采用的樹脂的種類的情況下,實現(xiàn)樹脂成型品的薄壁化并確保良好的成型性。
現(xiàn)有技術(shù)文獻
專利文獻1:日本專利第4902789號公報
專利文獻2:日本特開平11-5248號公報
解決問題的方案
為了達到上述目的,本發(fā)明所涉及的樹脂成型品的成型方法構(gòu)成為包括以下步驟:
擠出步驟,以指定的擠出速度擠出熱塑性樹脂,并使擠出的所述熱塑性樹脂以熔融狀態(tài)的片材狀向下方垂下;
向下方送出的步驟,通過一對輥夾入被擠出至下方的熔融狀態(tài)的片材狀樹脂,利用輥的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動使熔融狀態(tài)的片材狀樹脂向下方送出,從而進行第一拉伸;
向下方牽引的步驟,將送出至下方的熔融狀態(tài)的片材狀樹脂向下方牽引,從而進行第二拉伸;
向模具的側(cè)面配置的步驟,將被牽引的熔融狀態(tài)的片材狀樹脂配置在模具的側(cè)面,且所述模具配置在所述一對輥的下方;以及
成型步驟,通過對熔融狀態(tài)的片材狀樹脂與模具之間形成的密閉空間進行減壓、和/或向著模具對片材狀樹脂進行加壓,從而按照模具形狀成型。
另外,還可以是,所述向下方送出的步驟是通過輥的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動,以大于所述指定的擠出速度的送出速度向下方送出熔融狀態(tài)的所述片材狀樹脂的步驟,
所述向下方牽引的步驟是以大于送出速度的牽引速度,對送出到下方的熔融狀態(tài)的所述片材狀樹脂進行牽引的步驟。
還可以是,設定所述牽引速度與所述送出速度的速度差和所述送出速度與所述指定的擠出速度的速度差之間的關系,在由所述擠出步驟中的熔融狀態(tài)的片材狀樹脂的厚度與所述向模具的側(cè)面配置的步驟中的熔融狀態(tài)的片材狀樹脂的厚度之間的差構(gòu)成的熔融狀態(tài)的片材狀樹脂的薄壁量中,通過所述第一拉伸產(chǎn)生的熔融狀態(tài)的片材狀樹脂的薄壁量大于通過所述第二拉伸產(chǎn)生的熔融狀態(tài)的片材狀樹脂的薄壁量。
另外,還可以是,設定所述牽引速度與所述送出速度的速度差,使所述牽引速度與所述送出速度的速度差小于或等于所述送出速度與所述指定的擠出速度的速度差。
此外,還可以是,所述送出步驟包括:當被擠出至下方的熔融狀態(tài)的片材狀樹脂的最底部通過被配置在擠出狹縫的下方的一對輥之間后,使一對輥彼此相對地靠近,從而使片材狀樹脂夾入到一對輥之間,并通過輥的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動以大于所述指定的擠出速度的送出速度向下方送出,所述一對輥之間的間隔大于剛被擠出的熔融狀態(tài)的片材狀樹脂的厚度。
并且,還可以是,調(diào)整所述擠出狹縫與所述一對輥之間的水平線差,以使在所述擠出狹縫與所述一對輥之間利用所述一對輥對熔融狀態(tài)的片材狀樹脂進行拉伸時,所述熔融狀態(tài)的片材狀樹脂在拉伸過程中不會被撕裂。
并且,還可以是,在所述牽引步驟中,輔助性地向下方牽引熔融狀態(tài)的片材狀樹脂,以使在所述一對輥與由所述一對輥夾入的熔融狀態(tài)的片材狀樹脂之間不產(chǎn)生滑動。
并且,還可以是,所述牽引步驟包括以下步驟:
夾持由一對輥送出至下方的熔融狀態(tài)的片材狀樹脂的最底部;以及
向下方牽引被夾持的片材狀樹脂的最底部。
此外,還可以是,在熔融狀態(tài)的片材狀樹脂的最底部的夾持開始位置與熔融狀態(tài)的片材狀樹脂的最底部的夾持解除位置之間進行,所述夾持解除位置在水平線上比所述夾持開始位置更靠近下方,且所述夾持開始位置被設定在所述一對輥與所述模具之間的水平線上,所述夾持解除位置被設定在比所述模具更靠近下方的水平線上。
并且,可以是,還包括以下步驟:在驅(qū)動所述一對輥使其旋轉(zhuǎn)的過程中,調(diào)整所述一對輥的彼此之間的間隔,從而對熔融狀態(tài)的片材狀樹脂施加固定的按壓力。
還可以是,根據(jù)剛擠出的熔融狀態(tài)的片材狀樹脂的厚度與通過所述分割模具而將要成型之前的目標厚度的差,并基于熔融狀態(tài)的片材狀樹脂的熔體指數(shù)設定所述一對輥的初始送出速度和/或初始牽引速度
并且,還可以是,在熔融狀態(tài)的片材狀樹脂通過第一拉伸而不被撕裂的范圍內(nèi),將所述一對輥的初始送出速度設定為最大,在熔融狀態(tài)的片材狀樹脂通過第二拉伸而不被撕裂的范圍內(nèi),將初始牽引速度設定為最大,根據(jù)所述初始牽引速度調(diào)整所述牽引速度,以使由所述一對輥送出的熔融狀態(tài)的片材狀樹脂在通過所述分割模具成型之前不發(fā)生垂伸。
為了達到上述目的,本發(fā)明所涉及的熱塑性樹脂的成型裝置包括:一次成型部,通過擠出成型來對熱塑性樹脂進行賦形,將一次成型后的熱塑性樹脂以垂下的形態(tài)擠出;以及二次成型部,通過吹塑成型或真空成型,對由一次成型部擠出的熱塑性樹脂進行二次成型,所述熱塑性樹脂的成型裝置的特征在于,
所述一次成型部具有:
熔融混煉單元,對熱塑性樹脂進行熔融混煉;
儲存單元,儲存指定量的熔融混煉后的熱塑性樹脂;以及
擠出狹縫,間歇性地擠出儲存的熱塑性樹脂,并使擠出的熱塑性樹脂以熔融狀態(tài)的片材狀垂下,
所述二次成型部具有:
一對分割模具,所述一對分割模具能夠夾持垂下的片材狀樹脂,并在打開位置與關閉位置之間向著與片材表面大致正交的方向移動,在彼此相對的面上形成有模腔;以及
模具移動單元,使一對分割模具在打開位置與關閉位置之間向著與片材表面大致正交的方向移動,
所述熱塑性樹脂的成型裝置還包括:
一對輥,定位于所述擠出狹縫的下方且所述一對分割模具的上方的指定位置處,并且各自的旋轉(zhuǎn)軸配置為在大致水平的方向上相互平行,其中一個輥為旋轉(zhuǎn)驅(qū)動輥,另一個輥為被驅(qū)動輥;
輥旋轉(zhuǎn)驅(qū)動單元,對所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動輥進行驅(qū)動并使其旋轉(zhuǎn);
輥移動單元,使所述一對輥中的其中一個輥相對于對應的輥移動、或者使兩個輥在包含所述一對輥的平面內(nèi)移動;以及
相對速度差調(diào)整單元,調(diào)整被擠出的熔融狀態(tài)的熱塑性樹脂制片材的擠出速度與通過所述一對輥向下方送出所述一對輥之間夾入的熱塑性樹脂制片材的送出速度之間的相對速度差,
還包括片材狀樹脂的牽引單元,所述牽引單元具有:夾持部,能夠夾持由所述一對輥送出至下方的片材狀樹脂的最底部;夾持部移動單元,使所述夾持部沿上下方向移動;以及夾持部移動速度調(diào)整單元,在由所述夾持部夾持著熱塑性片材狀樹脂的最底部的狀態(tài)下,根據(jù)由所述一對輥送出熱塑性片材狀樹脂的送出速度,調(diào)整通過所述夾持部移動單元使所述夾持部向上下方向移動的移動速度。
另外,也可以為,所述相對速度差調(diào)整單元具有輥旋轉(zhuǎn)速度調(diào)整單元,所述輥旋轉(zhuǎn)速度調(diào)整單元在所述一對輥之間夾入熱塑性樹脂制片材的狀態(tài)下,根據(jù)熱塑性樹脂制片材的擠出速度,在使所述送出速度大于所述擠出速度的范圍內(nèi)調(diào)整所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動輥的旋轉(zhuǎn)速度,
所述夾持部移動速度調(diào)整單元根據(jù)所述一對輥送出熱塑性樹脂制片材的送出速度,在所述夾持部移動速度調(diào)整單元使片材狀樹脂的牽引速度大于送出速度的范圍內(nèi),調(diào)整所述夾持部的移動速度。
還可以是,所述夾持部移動單元構(gòu)成為:在夾持開始位置與夾持解除位置之間移動所述夾持部,所述夾持開始位置是開始利用所述夾持部對熱塑性片材狀樹脂的最底部進行夾持的位置,所述夾持解除位置是解除利用所述夾持部對熱塑性片材狀樹脂的最底部進行夾持的位置,所述夾持解除位置比夾持開始位置更靠近下方且位于比所述一對分割模具更靠近下方的水平線上。
本申請發(fā)明通過在由一對輥送出熔融狀態(tài)的樹脂片材之后,利用夾具對熔融狀態(tài)的樹脂片材進行牽引,由此通過利用夾具對熔融狀態(tài)的樹脂片材的牽引來補償利用一對輥對熔融狀態(tài)的樹脂片材的送出的技術(shù)性缺點,并且通過利用一對輥對熔融狀態(tài)的樹脂片材的送出來補償利用夾具對熔融狀態(tài)的樹脂片材的牽引的技術(shù)性缺點,由此達成利用一對輥對熔融狀態(tài)的樹脂片材的送出與利用夾具對熔融狀態(tài)的樹脂片材的牽引的組合所產(chǎn)生的技術(shù)性的協(xié)同效果。
更詳細地,當想要僅通過一對輥對熔融狀態(tài)的樹脂片材的送出來進行熔融狀態(tài)的樹脂片材的薄壁化時,通過一對輥的旋轉(zhuǎn)速度、即送出速度的調(diào)整來抑制隨著送出的進行而因樹脂片材的自重產(chǎn)生的垂伸存在限制,從一對輥送出的樹脂片材只能夠在考慮到不是之后被調(diào)整而是因自重被拉長的范圍內(nèi)進行薄壁化。也就是說,根據(jù)從一對輥垂下的熔融狀態(tài)的樹脂片材的長度(重量),有可能產(chǎn)生熔融狀態(tài)的樹脂片材的撕裂,因此需要在考慮了垂伸的范圍內(nèi)決定樹脂片材的厚度。另一方面,通過在利用一對輥送出熔融狀態(tài)的樹脂片材之后,利用夾具對熔融狀態(tài)的樹脂片材的下端部進行牽引,能夠?qū)囊粚伌瓜碌娜廴跔顟B(tài)的樹脂片材部分整體施加一樣的張力,由此能夠?qū)囊粚伌瓜碌娜廴跔顟B(tài)的樹脂片材部分整體產(chǎn)生一樣的拉伸效果,能夠抑制垂伸,并且能夠通過夾具的主動牽引調(diào)整樹脂片材的厚度使得能夠在樹脂片材即將成型前的定時充分地達到薄壁化。
另一方面,當想要僅通過夾具對熔融狀態(tài)的樹脂片材的牽引來進行熔融狀態(tài)的樹脂片材的薄壁化時,存在由于提高牽引速度而使熔融狀態(tài)的樹脂片材撕裂的情形時,即使提高一對輥對熔融狀態(tài)的樹脂片材的送出速度,由于擠出狹縫與一對輥的間隔短,因此在此期間熔融狀態(tài)的樹脂片材也難以產(chǎn)生撕裂。
基于以上內(nèi)容,對于熔融狀態(tài)的樹脂片材的目標厚度,通過一對輥對熔融狀態(tài)的樹脂片材的送出所進行的拉伸,主要使熔融狀態(tài)的樹脂片材薄壁化,在由一對輥送出熔融狀態(tài)的樹脂片材之后,通過夾具對熔融狀態(tài)的樹脂片材的牽引所進行的拉伸,從動地(輔助性地)使熔融狀態(tài)的樹脂片材薄壁化,據(jù)此改善因垂伸所致的樹脂片材的壁厚調(diào)整的困難性和薄壁化的限制,使得即將成型前的熔融狀態(tài)的樹脂片材可靠地成為目標厚度。
具體實施方式
下面,參照附圖詳細說明本發(fā)明所涉及的樹脂成型品的成型裝置的第一實施方式。
在本實施方式中,作為樹脂成型品,將單個片材狀的成型品作為對象。
如圖1所示,樹脂成型品的成型裝置10具有擠出裝置12和配置在擠出裝置12下方的合模裝置14,將從擠出裝置12擠出的熔融狀態(tài)的片材狀樹脂輸送至合模裝置14,利用合模裝置14使熔融狀態(tài)的片材狀樹脂成型。
擠出裝置12是以往已知的類型,因此省略其詳細說明。擠出裝置12具有:附設有料斗16的料筒18、設置在料筒18內(nèi)的螺桿(未圖示)、連接于螺桿的液壓馬達20、內(nèi)部與料筒18連通的蓄壓器24以及設置在蓄壓器24內(nèi)的柱塞26,通過液壓馬達20使螺桿旋轉(zhuǎn),從而使從料斗16投入的樹脂顆粒在料筒18內(nèi)熔融、混煉,將熔融狀態(tài)的樹脂移送至蓄壓器24室,儲存一定量的該樹脂,驅(qū)動柱塞26向t型模頭28內(nèi)輸送熔融樹脂,利用擠出狹縫34擠出連續(xù)的片材狀樹脂,一邊通過隔開間隔配置的一對輥30夾壓該連續(xù)的片材狀樹脂,一邊向下方送出片材狀樹脂并使其在分割模具32之間垂下。通過這樣,如在后面詳細說明的那樣,片材狀樹脂以在上下方向(擠出方向)上具有一樣厚度的狀態(tài)配置在分割模具32之間。
從要成型的樹脂成型品的大小、防止發(fā)生片材狀樹脂的垂伸或收縮的角度出發(fā),對擠出裝置12的擠出能力進行適當?shù)剡x擇。更具體地,從實用的角度出發(fā),在間歇擠出中,1次的擠出量優(yōu)選為1kg~10kg,從擠出狹縫34擠出樹脂的擠出速度為數(shù)百kg/時以上、更優(yōu)選為700kg/時以上。另外,從防止發(fā)生片材狀樹脂的垂伸或收縮的角度出發(fā),片材狀樹脂的擠出工序優(yōu)選為盡可能地短,雖然依賴于樹脂的種類、mfr值、熔體張力值,但一般而言,擠出工序在40秒以內(nèi)、更優(yōu)選在10秒~20秒以內(nèi)完成即可。因此,從擠出狹縫34擠出的熱塑性樹脂的每單位面積、每單位時間的擠出量為50kg/時cm2以上、更優(yōu)選為150kg/時cm2以上。例如,使用密度0.9g/cm3的熱塑性樹脂,在15秒內(nèi)從狹縫間隔為0.5mm、狹縫的寬度方向的長度為1000mm的t型模頭28的擠出狹縫34中,擠出厚度1.0mm、寬度1000mm、擠出方向上的長度為2000mm的片材狀樹脂時,在15秒內(nèi)1次擠出了1.8kg的熱塑性樹脂,擠出速度為432kg/時,能夠計算出每單位面積的擠出速度約為86kg/時cm2。
如在后面說明的那樣,通過一對輥30的旋轉(zhuǎn)將夾在一對輥30之間的片材狀樹脂向下方送出,同時通過向下方驅(qū)動夾具裝置300的夾持部304來向下方牽引片材狀樹脂的下端,從而能夠使片材狀樹脂拉伸薄壁化,調(diào)整被擠出的片材狀樹脂的擠出速度與一對輥30送出片材狀樹脂的送出速度之間的關系,同時調(diào)整片材狀樹脂的送出速度與通過夾持部向下方牽引的牽引速度的關系,從而能夠防止垂伸或收縮的發(fā)生,因此能夠減小對樹脂種類、特別是對mfr值和熔體張力值、或每單位時間的擠出量的限制。
如圖1所示,設置于t型模頭28的擠出狹縫34被配置為垂直向下,從擠出狹縫34擠出的連續(xù)的片材狀型坯保持從擠出狹縫34擠出時的原狀,垂直向下輸送。如在后面說明的那樣,通過使擠出狹縫34的間隔可變,從而能夠改變片材狀樹脂的厚度。
如圖2(圖2的左側(cè)在圖1中是朝向下方)所示,t型模頭28的主體是通過將模頭38a與模頭38b重合而構(gòu)成的,其中,在模頭38a的前端具有模唇36a,在模頭38b的前端具有模唇36b,模唇36a、36b之間的間隔形成擠出狹縫34的間隔,設置狹縫間隙調(diào)整裝置42和狹縫間隙驅(qū)動裝置44來調(diào)整擠出狹縫的間隔。分別在模唇36a和模唇36b的附近設置凹槽56a和56b,使模唇36a和模唇36b能夠容易地在圖的上下方向上彎曲,從而可以分別通過狹縫間隙調(diào)整裝置42和狹縫間隙驅(qū)動裝置44調(diào)整擠出狹縫34的間隔。狹縫間隙調(diào)整裝置42和狹縫間隙驅(qū)動裝置44均是已知的結(jié)構(gòu),狹縫間隙調(diào)整裝置42使模唇36a變形,具有調(diào)整片材的寬度方向(從圖的里面向外面的方向)上的厚度的均勻性的功能,另一方面,狹縫間隙驅(qū)動裝置44使模唇36b變形,具有調(diào)整片材的擠出方向(圖的左右方向)的厚度的功能,供給至t型模頭28的熱塑性樹脂,從圖2所示的t型模頭28的主體的歧管經(jīng)過樹脂流路33,從擠出狹縫34擠出成為片材。
作為狹縫間隙調(diào)整裝置42,存在熱膨脹式或機械式,優(yōu)選使用同時具有這兩個功能的裝置。在擠出狹縫34的寬度方向上等間隔地配置多個狹縫間隙調(diào)整裝置42,通過各狹縫間隙調(diào)整裝置42分別使狹縫間隙a變窄或變寬,從而使片材在寬度方向上的厚度均勻。
各狹縫間隙調(diào)整裝置42包括:模頭螺栓46;調(diào)整軸50,其連接于模頭螺栓46;以及卡合片54,其通過緊固螺栓52與調(diào)整軸50連結(jié)。各狹縫間隙調(diào)整裝置42通過模頭螺栓46、調(diào)整軸50以及卡合片54橫跨凹槽56a。更詳細地,狹縫間隙調(diào)整裝置42上設有模頭螺栓46,該模頭螺栓46能夠面向一側(cè)的模唇36a前進或后退,且調(diào)整軸50通過壓力傳遞部配置在狹縫間隙調(diào)整裝置42的前端??ê掀?4通過緊固螺栓52與調(diào)整軸50相結(jié)合,且與一側(cè)的模唇36a連接。當使模頭螺栓46前進時,調(diào)整軸50經(jīng)由壓力傳遞部而向前端方向擠壓,則一側(cè)的模唇36a被按壓。通過這樣,模唇36a在凹槽56a的部位處發(fā)生變形,從而使狹縫間隙a變窄。與之相反地,當使模頭螺栓后退時,狹縫間隙a變寬。
并且,通過與上述機械式的調(diào)整單元配合地使用熱膨脹式的調(diào)整單元,能夠高精度地調(diào)整狹縫間隙a。具體地,通過未圖示的電熱加熱器對調(diào)整軸50進行加熱并使其熱膨脹,從而能夠按壓一側(cè)的模唇36a,使狹縫間隙a變窄。另外,停止電熱加熱器,通過未圖示的冷卻單元使調(diào)整軸50冷卻收縮,則能夠使狹縫間隙a變寬。
與之相對,狹縫間隙驅(qū)動裝置44具有滑動桿58和驅(qū)動片60?;瑒訔U58配置在滑動槽62內(nèi),且能夠通過后述的驅(qū)動單元沿狹縫的寬度方向移動。驅(qū)動片60與另一側(cè)的模唇36b連接。當滑動桿58沿狹縫的寬度方向前進或后退時,驅(qū)動片60與其聯(lián)動地推拉另一側(cè)的模唇36b。通過這樣,模唇36b在凹槽56b的部位處發(fā)生變形,從而能夠使狹縫間隙a改變。
優(yōu)選地,進行調(diào)整,使從t型模頭28擠出的片材在分割模具32之間垂下的狀態(tài)下、即在進行合模時,擠出方向的厚度均勻。在該情況下,改變狹縫間隙a的大小,使其從擠出開始逐漸變寬并在擠出結(jié)束時變?yōu)樽畲?。通過這樣,雖然從t型模頭28擠出的片材的厚度從擠出開始時逐漸變厚,但由于以熔融狀態(tài)擠出的片材因自重而被拉長,因此片材由的下方至上方逐漸變薄,則使狹縫間隙a變寬而擠出的片材變厚的量與因垂伸現(xiàn)象而被拉長變薄的量相抵消,從而能夠使片材由上方至下方調(diào)整為均勻的厚度。
參照圖3對一對輥30進行說明。在擠出狹縫34的下方,一對輥30將各自的旋轉(zhuǎn)軸配置為在大致水平方向上相互平行,其中一個為旋轉(zhuǎn)驅(qū)動輥30a,另一個為被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動輥30b。更詳細地,如圖1所示,一對輥30配置為關于以從擠出狹縫34向下方垂下的形態(tài)擠出的片材狀樹脂而呈線對稱。
雖然可以根據(jù)需要成型的片材狀樹脂的擠出速度、片材在擠出方向上的長度和寬度、以及樹脂的種類等對各個輥的直徑和輥的軸方向長度進行適當?shù)卦O定,但正如后面說明的那樣,從在一對輥30間夾入片材狀樹脂的狀態(tài)下通過輥的旋轉(zhuǎn)將片材狀樹脂順利地向下方送出的角度出發(fā),優(yōu)選的是旋轉(zhuǎn)驅(qū)動輥30a的直徑比被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動輥30b的直徑稍大。輥的直徑優(yōu)選為處于50mm~300mm的范圍內(nèi),在與片材狀型坯的接觸中,無論輥的曲率過大還是過小都可能引起片材狀型坯向輥纏繞的問題。
在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動輥30a上附設有輥旋轉(zhuǎn)驅(qū)動單元94和輥移動單元96,通過輥旋轉(zhuǎn)驅(qū)動單元94能夠使旋轉(zhuǎn)驅(qū)動輥30a以其軸線方向為中心旋轉(zhuǎn),另一方面,通過輥移動單元96移動旋轉(zhuǎn)驅(qū)動輥30a,使旋轉(zhuǎn)驅(qū)動輥30a在包含一對輥30的平面內(nèi)保持與被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動輥30b平行的位置關系,并向著被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動輥30b靠近或遠離。
更詳細地,輥旋轉(zhuǎn)驅(qū)動單元94是與旋轉(zhuǎn)驅(qū)動輥30a連接的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動馬達98,例如通過齒輪減速機構(gòu)(未圖示)將旋轉(zhuǎn)驅(qū)動馬達98的旋轉(zhuǎn)扭矩傳遞至旋轉(zhuǎn)驅(qū)動輥30a。旋轉(zhuǎn)驅(qū)動馬達98是以往已知的設備,附設有能夠調(diào)整其轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速調(diào)整裝置100。該轉(zhuǎn)速調(diào)整裝置100例如可以調(diào)整針對電動馬達的電流值,如后面說明的那樣,根據(jù)片材狀樹脂的擠出速度來調(diào)整從擠出狹縫34擠出片材狀樹脂的擠出速度與通過一對輥30的旋轉(zhuǎn)來向下方送出片材狀樹脂的送出速度之間的相對速度差。關于利用輥送出片材狀樹脂的送出速度,例如,在使用直徑100mm的一對輥在15秒內(nèi)送出在送出方向上長度為2000mm的片材狀樹脂的情況下,在15秒內(nèi)進行1次送出約6.4轉(zhuǎn),能夠計算出輥的旋轉(zhuǎn)速度約為25.5rpm。通過降低輥的旋轉(zhuǎn)速度,能夠容易地調(diào)整作為片材狀樹脂的片材狀樹脂的送出速度。
如圖4所示,為了使被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動輥30b與旋轉(zhuǎn)驅(qū)動輥30a同步進行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動,被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動輥30b在其端周面102上具有能夠以輥的旋轉(zhuǎn)軸為中心旋轉(zhuǎn)的第一齒輪104,另一方面,旋轉(zhuǎn)驅(qū)動輥30a在其端周面106具有能夠以輥的旋轉(zhuǎn)軸為中心旋轉(zhuǎn)的與第一齒輪104嚙合的第二齒輪108。
如圖3所示,輥移動單元96由活塞-圓筒機構(gòu)97構(gòu)成,活塞桿109的前端與對旋轉(zhuǎn)驅(qū)動輥30a以能夠繞其軸線方向旋轉(zhuǎn)的方式進行支承的罩117連結(jié),例如通過調(diào)整氣壓,使活塞113相對于料筒115滑動,從而使旋轉(zhuǎn)驅(qū)動輥30a沿水平方向移動,以此來調(diào)整一對輥30彼此的間隔。在該情況下,如后面說明的那樣,在片材狀樹脂的最底部被供給至一對輥30之間以前,使一對輥30彼此之間的間隔比被供給的片材狀樹脂的厚度寬(圖3(a)中構(gòu)成間隔d1的打開位置),以使片材狀樹脂順利地供給至一對輥30之間。之后,使一對輥30彼此之間的間隔變窄,通過一對輥30夾入片材狀樹脂(圖3(b)的構(gòu)成間隔d2的關閉位置),并利用輥的旋轉(zhuǎn)向下方送出片材狀樹脂。將活塞113的沖程設定為打開位置與關閉位置之間的距離即可。另外,通過調(diào)整氣壓,也可以調(diào)整片材狀樹脂在一對輥30之間通過時、從輥作用于片材狀樹脂的按壓力。按壓力的范圍被規(guī)定為:通過一對輥30的旋轉(zhuǎn),片材狀樹脂能夠可靠地向下方送出,并且一對輥30的表面與片材狀樹脂的表面之間不會產(chǎn)生滑動,同時一對輥30不會將片材狀樹脂撕裂。雖然該按壓力依賴于樹脂的種類,但是,例如可以是0.05mpa至6mpa。
另外,在通過一對輥30將熔融狀態(tài)的片材狀樹脂在擠出狹縫34與一對輥30之間拉伸時,調(diào)整擠出狹縫34與一對輥30之間的水平線差使得在拉伸過程中不將熔融狀態(tài)的片材狀樹脂撕裂即可。
在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動輥30a的外周面的一整圈上,設有一對螺旋狀的淺槽112,在利用一對輥30的旋轉(zhuǎn)向下方送出片材狀樹脂時,該一對淺槽112分別向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動輥30a的各端引導片材狀樹脂。通過這樣,片材狀樹脂在一對輥30之間通過,從而使片材狀樹脂的寬度能夠向著變寬的方向伸展??梢愿鶕?jù)片材狀樹脂的材質(zhì)、設定的輥的旋轉(zhuǎn)速度等對淺槽112的間距和深度進行適當?shù)卦O定。順便提及,為了便于理解,在圖4中對淺槽的間距進行了夸大繪制。
此外,旋轉(zhuǎn)驅(qū)動輥30a上也可以附設有表面溫度調(diào)整單元,其嫩能夠根據(jù)片材狀樹脂的溫度來調(diào)整輥的表面溫度,且其結(jié)構(gòu)也可以設為:例如使制冷劑在輥的內(nèi)部通過,通過使該制冷劑循環(huán)來進行熱交換使得輥的表面不會被由一對輥30夾入的熔融狀態(tài)的片材狀樹脂過度地加熱。此外,也可以在輥的外周面涂布耐熱材料。
如圖1所示,夾具裝置300具有夾持部304、在一端設置有夾持部304的臂部302以及設置于臂部302的另一端的臂驅(qū)動部301。
夾持部304具有一對夾持部304,一對夾持部304能夠在夾持位置與夾持解除位置之間以設置于臂部302的一端的銷303為中心轉(zhuǎn)動,為了能夠夾持與擠出方向正交的方向上的具有指定寬度的熔融狀態(tài)的片材狀樹脂,一對夾持部304分別連續(xù)延伸到指定的長度(圖中的上下方向)。在一對夾持部304的前端設有能夠咬住熔融狀態(tài)的片材狀樹脂的爪部,從而在夾持著熔融狀態(tài)的片材狀樹脂的狀態(tài)下向下方牽引時,一對夾持部304與片材狀樹脂之間不產(chǎn)生滑動。
通過臂驅(qū)動部301,臂部302能夠在夾持開始水平線(ph)與夾持解除水平線(pl)之間沿上下方向伸縮,在分割模具之間,臂部302的上下方向被定位為與熔融狀態(tài)的片材狀樹脂的擠出方向一致,在夾持開始水平線(ph)處夾持由一對輥送出的熔融狀態(tài)的片材的下端部,以夾持著的狀態(tài)下降至夾持解除水平線(pl),并在此處解除夾持。
夾持開始水平線(ph)設置在一對輥與分割模具的上端之間,夾持解除水平線(pl)設置在比分割模具的下端更靠近下方的位置,通過這樣,在分割模具從開模到合模時不會產(chǎn)生干擾,當分割模具為開模的狀態(tài)時,臂部302伸展至夾持開始水平線(ph),通過使臂部302下降至夾持解除水平線(pl),從而能夠在將熔融狀態(tài)的片材狀樹脂配置于分割模具之間的狀態(tài)下進行分割模具的合模。
通過臂驅(qū)動部301對臂部302的伸縮量的調(diào)整,能夠相互獨立地調(diào)整夾持開始水平線(ph)和夾持解除水平線(pl),例如也可以根據(jù)夾具裝置300對熔融狀態(tài)的片材進行牽引所產(chǎn)生的薄壁量,在與臂驅(qū)動部304的牽引速度的關系中,決定夾持開始水平線(ph)與夾持解除水平線(pl)的水平線差。
也可以根據(jù)由成型品的尺寸決定的、模腔116在片材狀樹脂的擠出方向的長度,相對應地確定熔融狀態(tài)的片材狀樹脂的夾持開始水平線(ph)和夾持解除水平線(pl),從而與之相應地確定夾具裝置300的牽引速度。
臂驅(qū)動部300能夠使臂部302在夾持開始水平線(ph)與夾持解除水平線(pl)之間沿上下方向移動,此時,能夠?qū)Ρ鄄?02的上下方向移動速度進行調(diào)整,即,由夾持部304夾持的熔融狀態(tài)的片材狀樹脂的牽引速度是可調(diào)整的。具體地說,臂驅(qū)動部301與滾珠絲杠連接,通過滾珠絲杠的旋轉(zhuǎn)來控制臂部302的位置和移動速度。此外,在通過相應的夾具裝置300分別對兩條熔融狀態(tài)的片材狀樹脂進行牽引時,可以使夾具裝置300的臂驅(qū)動部301同步,從而能夠?qū)蓷l熔融狀態(tài)的片材狀樹脂同時配置在分割模具間,避免其中的一條片材狀樹脂成為待機狀態(tài)。
設置夾持部移動速度調(diào)整單元(未圖示),根據(jù)一對輥30對熱塑性片材狀樹脂的送出速度,在夾持部移動速度調(diào)整單元使片材狀樹脂的牽引速度大于送出速度的范圍內(nèi)調(diào)整夾持部的移動速度,并且設置速度差設定單元,將牽引速度與送出速度的之間速度差設定為小于或等于送出速度與指定的擠出速度之間的速度差(未圖示)。
另一方面,與擠出裝置12同相同,合模裝置14也是以往已知的類型,省略其詳細說明。合模裝置14具有兩個分割形式的模具32a、32b以及模具驅(qū)動裝置,該模具驅(qū)動裝置使模具32a、32b在打開位置與關閉位置之間沿與熔融狀態(tài)的片材狀樹脂的供給方向大致正交的方向移動。
如圖1所示,配置兩個分割形式的模具32a、32b,使模腔116相對,且分別將模腔116配置為朝著大致垂直的方向。在各個模腔116的表面,根據(jù)基于熔融狀態(tài)的片材狀樹脂而成型的成型品的外形、表面形狀,相應地設置凹凸部。在兩個分割形式的模具32a、32b中,分別在模腔116的周邊形成夾斷部118,該夾斷部118圍繞模腔116形成為環(huán)狀,向著相對的模具32a、32b突出。由此,在使兩個分割形式的模具32a、32b合模時,各個夾斷部118的前端部相抵接,在熔融狀態(tài)的片材狀樹脂的周緣形成分模線pl。
此外,在成型單個片材狀的樹脂成型品時,也可以代替使用分割形式的模具來使模具彼此合模,而使用單個模具,將被擠出的片材狀樹脂配置在所述模具的側(cè)面,不進行合模,而是通過對片材狀樹脂與模具之間形成的密閉空間進行減壓、和/或面向模具對片材狀樹脂進行加壓來形成為按照模具形狀的形狀。
在兩個分割形式的模具32a、32b各自的外周部上,外嵌可滑動的模板33a、33b,通過未圖示的模板移動裝置使模板33a、33b相對于模具32a、32b進行相對移動。更詳細地,模板33a相對于模具32a而向模具32b突出,從而能夠與配置于模具32a、32b之間的片材狀樹脂的一個側(cè)面相抵接,模板33b相對于模具32b而向模具32a突出,從而能夠與配置于模具32a、32b之間的片材狀樹脂的另一個側(cè)面相抵接。
關于模具驅(qū)動裝置,與以往相同,省略其說明。兩個分割形式的模具32a、32b分別通過模具驅(qū)動裝置而被驅(qū)動,在打開位置處將熔融狀態(tài)的片材狀樹脂配置在兩個分割模具32a、32b之間,另一方面,在關閉位置處,兩個分割模具32a、32b的夾斷部118相抵接,通過環(huán)狀的夾斷部118相互抵接,在兩個分割模具32a、32b內(nèi)形成了密閉空間。此外,關于各模具32a、32b從打開位置向關閉位置的移動,關閉位置設為熔融狀態(tài)的片材狀樹脂的中心線的位置,各模具32a、32b通過模具驅(qū)動裝置驅(qū)動而朝向該位置移動。
如圖7所示,在一個分割模具32的內(nèi)部設置真空抽吸室120,真空抽吸室120經(jīng)由抽吸孔122而與模腔116相連通,通過抽吸孔122從真空抽吸室120進行抽吸,從而使片材狀樹脂向模腔116吸附,并賦形為沿模腔116的外表面形成的形狀。
片材狀樹脂由片材構(gòu)成,該片材由聚丙烯、工程塑料、烯烴類樹脂等形成。更詳細地,從防止因垂伸、收縮等而引起壁厚出現(xiàn)偏差的角度出發(fā),片材狀樹脂優(yōu)選使用熔融張力高的樹脂材料,另一方面,為了使向模具的轉(zhuǎn)印性、追隨性更加良好,優(yōu)選使用流動性高的樹脂材料。
具體地說,使用作為乙烯、丙烯、丁烯、異戊烯、甲基戊烯等烯烴類的均聚物或共聚物的聚烯烴(例如聚丙烯、高密度聚乙烯),且230℃時的mfr(以jisk-7210為標準,在試驗溫度設為230℃、試驗荷重2.16kg的情況下進行測定)為小于或等于3.0g/10min、更優(yōu)選為0.3g/10min~1.5g/10min的材料形成,或者使用丙烯腈·丁二烯·苯乙烯共聚物、聚苯乙烯、高沖擊聚苯乙烯(hips樹脂)、丙烯腈·苯乙烯共聚物(as樹脂)等非結(jié)晶性樹脂,且200℃時的mfr(以jisk-7210為標準,在試驗溫度200℃、試驗荷重2.16kg的情況下進行測定)為3.0g/10min~60g/10min、更優(yōu)選為30g/10min~50g/10min,且230℃時的熔體張力(表示使用株式會社東洋精機制作所生產(chǎn)的熔體張力試驗儀,以余熱溫度230℃、擠出速度5.7mm/分從直徑2.095mm、長度8mm的孔口擠出線料,將該線料以卷取速度100rpm卷取于直徑50mm的輥時的張力)為50mn以上、優(yōu)選為120mn以上的材料形成。
另外,為了防止片材狀樹脂由于沖擊而產(chǎn)生裂紋,優(yōu)選的是在小于30wt%、優(yōu)選為小于15wt%的范圍內(nèi)添加了加氫苯乙烯類熱塑性彈性體。具體地說,作為加氫苯乙烯類熱塑性彈性體,優(yōu)選苯乙烯-乙烯·丁烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯·丙烯-苯乙烯嵌段共聚物、加氫苯乙烯-丁二烯橡膠及其混合物,苯乙烯含有量小于30wt%、優(yōu)選小于20wt%、230℃下的mfr(以jisk-7210為標準,在試驗溫度230℃、試驗荷重2.16kg的情況下進行測定)為1.0g/10min~10g/10min、優(yōu)選為5.0g/10min以下且1.0g/10min以上的較好。
并且,片材狀樹脂中也可以包含添加劑,作為該添加劑,列舉二氧化硅、云母、滑石、碳酸鈣、玻璃纖維、碳纖維等無機填料、增塑劑、穩(wěn)定劑、著色劑、抗靜電劑、阻燃劑、發(fā)泡劑等。
具體地說,對成型樹脂添加50wt%以下、優(yōu)選為30wt%~40wt%的二氧化硅、云母、玻璃纖維等。
下面參照附圖對具有以上結(jié)構(gòu)的樹脂成型品的成型裝置10的作用進行說明。
首先,在蓄壓器24內(nèi)儲存指定量的熔融混煉后的熱塑性樹脂,每隔單位時間從設置于t型模頭28的具有指定間隔的擠出狹縫34中,并按照指定的擠出量間歇性地將儲存的熱塑性樹脂擠出。通過這樣,熱塑性樹脂發(fā)生膨脹,以熔融狀態(tài)的片材狀且向下方垂下的方式按照指定的厚度和指定擠出速度擠出。
接著,如圖3的(a)所示,通過驅(qū)動活塞-料筒機構(gòu)96,使一對輥30移動至打開位置,同時使配置在擠出狹縫34的下方的一對輥30之間的間隔寬于片材狀樹脂的厚度,從而使向下方擠出的熔融狀態(tài)的片材狀樹脂的最底部能夠順利地供給至一對輥30之間。此外,關于使輥30之間的間隔比片材狀樹脂的厚度寬的時機,也可以不是在擠出開始后,而是在每一次的二次成型結(jié)束的時間點進行。
接著,如圖3的(b)所示,通過驅(qū)動活塞-料筒機構(gòu)96,使一對輥30彼此相互靠近而移動至關閉位置,使一對輥30彼此的間隔變窄而夾入片材狀樹脂,通過輥的旋轉(zhuǎn)來向下方送出片材狀樹脂,并且如圖5所示,通過臂驅(qū)動部301使臂部302從夾持解除水平線(pl)向上方伸長至夾持開始水平線(ph),事先使夾持部304a、304b處于打開的狀態(tài)并在夾持開始水平線(ph)處待機,等待由一對輥30向下方送出的片材狀樹脂,關閉夾持部304a、304b來夾持片材狀樹脂的下端部,并將其向下方牽引直至到達夾持解除水平線(pl)。
此時,在驅(qū)動一對輥30使其旋轉(zhuǎn)的過程中,調(diào)整一對輥30之間的間隔,從而在一對輥30的周面和熔融狀態(tài)的片材狀樹脂的片材表面進行線或面接觸時,在該接觸位置處不產(chǎn)生過度的滑動,同時能夠?qū)θ廴跔顟B(tài)的片材狀樹脂施加固定的按壓力。
更詳細地,如圖26所示,在利用輥30的旋轉(zhuǎn)通過一對輥30輸送膨脹狀態(tài)的片材狀樹脂的期間,調(diào)整輥的旋轉(zhuǎn)速度以使一對輥30向下方送出片材狀樹脂的送出速度v2大于熱塑性片材狀樹脂的擠出速度v1,并且調(diào)整臂驅(qū)動部301對臂302的驅(qū)動速度,以使夾具裝置向下方牽引片材狀樹脂的牽引速度v3大于送出速度v2。
更具體地,在利用一對輥30的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動,將能夠進行第一拉伸的熔融狀態(tài)的片材狀樹脂向下方送出的步驟以及將能夠進行第二拉伸的送出至下方的熔融狀態(tài)的片材狀樹脂向下方牽引的步驟中,優(yōu)選地,設定牽引速度v3與送出速度v2的速度差和送出速度v2與指定的擠出速度v1的速度差的關系,以使在熔融狀態(tài)的片材狀樹脂的薄壁量中,通過第一拉伸產(chǎn)生的熔融狀態(tài)的片材狀樹脂的薄壁量大于通過第二拉伸產(chǎn)生的熔融狀態(tài)的片材狀樹脂的薄壁量,該熔融狀態(tài)的片材狀樹脂的薄壁量由擠出步驟中的熔融狀態(tài)的片材狀樹脂的厚度與向模具的側(cè)面配置的步驟中的熔融狀態(tài)的片材狀樹脂的厚度之間的差構(gòu)成。
隨著一對輥30向下方送出膨脹狀態(tài)的片材狀樹脂,沿鉛直方向垂下的片材狀樹脂的長度變長,當垂下的片材狀樹脂由于該情形而越靠近上部越因片材狀樹脂的自重而越被薄壁化時(垂伸或收縮),通過調(diào)整輥的旋轉(zhuǎn)速度使一對輥30的送出速度v2大于擠出速度v1,并且調(diào)整臂302的驅(qū)動速度使牽引速度v3大于送出速度v2,通過這樣,片材狀樹脂在擠出狹縫與一對輥30之間向下方拉伸而進行第一拉伸,并且在一對輥30與臂驅(qū)動部301之間向下方拉伸而進行第二拉伸,從而使片材狀樹脂拉伸薄壁化。
此時,隨著時間經(jīng)過而進行調(diào)整,降低輥的旋轉(zhuǎn)速度,從而使送出速度v2接近于熱塑性片材狀樹脂的擠出速度v1,并降低臂302的驅(qū)動速度,從而使牽引速度v3接近于送出速度v2。
在該情況下,優(yōu)選的是根據(jù)向模具的側(cè)面配置的步驟中的熔融狀態(tài)的片材狀樹脂的期望厚度來牽引速度和/或牽引時間進行調(diào)整。并且,可以通過夾持開始水平線(ph)和/或夾持解除水平線(pl)的水平線調(diào)整來進行牽引時間的調(diào)整步驟。
關于一對輥30的初始送出速度和夾具裝置30的初始牽引速度,根據(jù)熔融狀態(tài)的片材狀樹脂的剛擠出后的厚度與緊鄰由分割模具32成型之前的目標厚度的差,在與熔融狀態(tài)的片材狀樹脂的熔體指數(shù)的關系下設定一對輥30的初始送出速度和/或夾具裝置30的初始牽引速度即可,在該情況下,熱塑性樹脂優(yōu)選為在1種或2種以上的聚烯烴樹脂中含有5重量部至40重量部的無機填充材料,熱塑性樹脂的230℃下的熔體指數(shù)為1.0g/10min至3.0g/10min。
特別地,也可以根據(jù)初始牽引速度調(diào)整夾具裝置30的牽引速度使得在由一對輥30送出之后且由分割模具32成型之前,熔融狀態(tài)的片材狀樹脂不發(fā)生垂伸。
也可以例如圖8的(a)所示,使熱塑性片材狀樹脂的擠出速度固定,另一方面,使輥的旋轉(zhuǎn)速度(送出速度)和臂驅(qū)動部的夾持部的驅(qū)動速度(牽引速度)分別隨著時間經(jīng)過階梯式地減少,也可以如圖8的(b)所示,使輥的旋轉(zhuǎn)速度固定,另一方面,使熱塑性片材狀樹脂的擠出速度和臂驅(qū)動部的夾持部的驅(qū)動速度分別隨著時間經(jīng)過階梯式地減少,還可以如圖8的(c)所示,在夾持部的驅(qū)動速度大于輥的旋轉(zhuǎn)速度的范圍內(nèi),使夾持部的驅(qū)動速度、輥的旋轉(zhuǎn)速度以及熱塑性片材狀樹脂的擠出速度均隨著時間經(jīng)過階梯式地變動。
在任一情況下都隨著時間經(jīng)過縮短通過一對輥30的旋轉(zhuǎn)向下方送出片材狀樹脂的送出速度與片材狀樹脂的擠出速度的相對速度差,并且縮短通過一對輥30的旋轉(zhuǎn)向下方送出片材狀樹脂的送出速度與通過臂驅(qū)動部向下方牽引片材狀樹脂的牽引速度的相對速度差,因此越靠片材狀樹脂的上部則由一對輥30向下方的拉伸力越降低,相對地,伴隨這樣的拉伸力產(chǎn)生的拉伸薄壁化減少,能夠抵消伴隨垂伸或收縮產(chǎn)生的薄壁化,有效地防止垂伸或收縮,因此能夠沿擠出方向形成一樣的厚度。
在該情況下,作為變形例,也可以使擠出狹縫34的間隔的調(diào)整與輥的旋轉(zhuǎn)速度和夾持部的驅(qū)動速度的調(diào)整聯(lián)動。更詳細地,也可以通過隨著時間經(jīng)過降低輥的旋轉(zhuǎn)速度,來降低由一對輥30向下方送出片材狀樹脂的送出速度,并且通過降低夾持部的驅(qū)動速度,來降低由夾持部向下方牽引片材狀樹脂的牽引速度,并且使用狹縫間隙調(diào)整裝置42和/或44來增大擠出狹縫34的間隔。由此,在一次成型的步驟中,隨著時間經(jīng)過使從擠出狹縫34向下方擠出的片材狀樹脂的厚度厚壁化,同時降低一對輥30和夾持部對片材狀樹脂的拉伸薄壁效果,因此越靠片材狀樹脂的上部,由于片材狀樹脂的厚壁化和片材狀樹脂的拉伸薄壁效果降低的協(xié)同效果而能夠更有效地防止垂伸或收縮。
特別地,在如圖8的(b)和圖8的(c)那樣在片材狀樹脂的成型過程中使片材狀樹脂的擠出速度變動了的情況下,通常需要使柱塞26的每單位時間擠出熔融樹脂的擠出量變動,如果使熔融樹脂的擠出量變動,則剛從擠出狹縫34擠出后的熔融樹脂的膨脹受到影響,因此為了防止伴隨這樣的膨脹引起的片材狀樹脂的厚壁化的影響,優(yōu)選的是同時進行輥的旋轉(zhuǎn)速度和夾持部的驅(qū)動速度的調(diào)整以及擠出狹縫34的間隔的調(diào)整。
更具體地說,存在以下情形:越是使每單位時間的擠出量增大,則越是縮短從一次成型開始至二次成型結(jié)束為止的成型時間,由此能夠提高成型效率,并且通過縮短在二次成型前片材狀樹脂所垂下的時間,能夠降低垂伸或收縮發(fā)生的可能性,另一方面,越是使每單位時間的擠出量增大,則越是加速從擠出狹縫34擠出的片材狀樹脂的膨脹,需要根據(jù)伴隨該膨脹引起的厚壁化進行一對輥30彼此的間隔和/或夾持部的驅(qū)動速度的調(diào)整。關于這一點,如果通過調(diào)整擠出狹縫34的間隔來調(diào)整由于片材狀樹脂的膨脹引起的厚壁化本身,則在技術(shù)上是有利的。
在該情況下,通過僅進行擠出狹縫34的間隔的調(diào)整,能夠調(diào)整被擠出的片材狀樹脂的厚度,但是通過一對輥30的旋轉(zhuǎn)速度和/或夾持部的驅(qū)動速度的調(diào)整來調(diào)整片材狀樹脂的厚度在以下的點中在技術(shù)上更為有利。
第一點,與擠出狹縫34的間隔的調(diào)整相比,一對輥30的旋轉(zhuǎn)速度和/或夾持部的驅(qū)動速度的調(diào)整能夠更容易調(diào)整片材狀樹脂的厚度。更詳細地,在熔融樹脂的每單位時間的擠出量固定的情況下,擠出狹縫34的間隔越窄,則片材狀樹脂的膨脹越減少,另一方面,由于擠出壓力提高,因此片材狀樹脂的膨脹加速,因此難以將剛從擠出狹縫34擠出后的片材狀樹脂的厚度調(diào)整為期望的厚度,需要通過現(xiàn)場的試行錯誤來決定擠出狹縫34的間隔,更難以在成型過程中使擠出狹縫34的間隔變動來調(diào)整膨脹后的厚度。
第二點,與擠出狹縫34的間隔的調(diào)整相比,一對輥30的旋轉(zhuǎn)速度和/或夾持部的驅(qū)動速度的調(diào)整對片材狀樹脂的厚度的響應性更優(yōu)秀。更詳細地,在使擠出狹縫34的間隔變動的情況下,剛從擠出狹縫34擠出后的片材狀樹脂的厚度達到穩(wěn)定狀態(tài)為止需要時間,因此無法在二次成型中利用剛擠出后的片材狀樹脂的部分,引起產(chǎn)量的下降。與此相對地,在調(diào)整一對輥30的旋轉(zhuǎn)速度的情況下,隨著旋轉(zhuǎn)速度的變動,而一對輥間夾入的片材狀樹脂的向下方的送出速度變動,由此一對輥對片材狀樹脂的拉伸力變動,使片材狀樹脂拉伸薄壁化,因此針對片材狀樹脂的厚度的響應性優(yōu)秀,能夠抑制產(chǎn)量的下降。
第三點,與擠出狹縫34的間隔的調(diào)整相比,一對輥30的旋轉(zhuǎn)速度和/或夾持部的驅(qū)動速度的調(diào)整能夠更好地調(diào)整即將進行二次成型合模的片材狀樹脂的厚度。更詳細地,如果由于垂伸或收縮而使合模前的片材狀樹脂的厚度在擠出方向上不均勻,則會對吹塑成型或真空成型的賦形作用帶來不良影響,從而在緊鄰模具合模之前確保片材狀樹脂的厚度的均勻性更理想,關于這一點,在擠出的一次成型與吹塑成型或真空成型的二次成型之間調(diào)整厚度更為有利。
圖8的(d)至圖8的(f)分別為從夾持開始至夾持解除為止的時間、即通過夾具裝置300對熔融狀態(tài)的片材狀樹脂進行牽引的時間以及牽引速度的變化方式不同。
更詳細地,在圖8的(d)和圖8的(e)中,使熔融狀態(tài)的片材狀樹脂的擠出速度和一對輥對熔融狀態(tài)的片材狀樹脂的送出速度固定并使夾具裝置300的牽引速度隨著時間經(jīng)過而降低,對于此,在圖8的(f)中,使熔融狀態(tài)的片材狀樹脂的擠出速度固定并使一對輥對熔融狀態(tài)的片材狀樹脂的送出速度和夾具裝置300的牽引速度隨時間經(jīng)過而降低。
如比較圖8的(d)和圖8的(e)可知,在圖8的(d)中縮短牽引的時間,另一方面,提高初始牽引速度且使直到夾持解除為止的牽引速度降低率陡峭,另一方面,在圖8的(e)中,延長牽引的時間,另一方面,使初始牽引速度變慢且使直到夾持解除為止的牽引速度降低率平緩。
對此,在圖8的(f)中,夾持開始和夾持解除定時比圖8的(d)晚,但牽引的時間相同,夾具裝置300的牽引速度與一對輥的送出速度的速度差與圖8的(d)和圖8的(e)不同,隨時間的經(jīng)過而增大了。
關于選擇圖8的(d)至圖8的(f)的哪一個,只要根據(jù)作為成型對象的片材狀樹脂的物理性質(zhì)、特別是熔體指數(shù)、mfr、熔體張力、從片材狀樹脂的確定的拉伸方式的角度出發(fā)進行選擇即可。
作為變形例,也可以在熔融狀態(tài)的片材狀樹脂通過第一拉伸而不被撕裂的范圍內(nèi),將一對輥30的初始送出速度設定為最大,在熔融狀態(tài)的片材狀樹脂通過第二拉伸而不被撕裂的范圍內(nèi),將夾具裝置300的初始牽引速度設定為最大,根據(jù)初始牽引速度來調(diào)整夾具裝置300的牽引速度使得熔融狀態(tài)的片材狀樹脂在通過一對輥30送出之后且通過分割模具32成型之前不發(fā)生垂伸。
接著,如圖6所示,在夾持部304處于夾持解除水平線(pl)的狀態(tài)下,夾持部304解除片材狀樹脂的夾持,結(jié)果沿擠出方向形成了一樣的厚度的片材狀樹脂被配置于分割模具32間,該分割模具32配置在一對輥30的下方。
接著,如圖7所示,在指定量的片材狀樹脂的擠出完成的時點使分割模具32合模,從真空抽吸室120經(jīng)由抽吸孔122進行抽吸,由此對片材狀樹脂與分割模具32之間的空氣進行加壓和/或減壓而形成為按照模具形狀的形狀,由此能夠不對二次成型時的賦形產(chǎn)生不良影響地形成在擠出方向上具備期望的厚度的樹脂成型品。
接著,如圖9所示,使分割模具32開模來取出成型后的樹脂成型品,去除在分模線附近形成的毛刺。由此完成二次成型。
每當在一次成型中間歇性地擠出熔融樹脂時,都重復進行以上那樣的工序,由此能夠不斷地形成片材狀的樹脂成型品。
如以上那樣,能夠通過一次成型(擠出成型)來將熱塑性樹脂間歇性地擠出為熔融狀態(tài)的片材狀樹脂,通過二次成型(吹塑成型或真空成型)來使用模具使被擠出的片材狀樹脂成型。
本申請發(fā)明在通過一對輥送出熔融狀態(tài)的樹脂片材之后,利用夾具對熔融狀態(tài)的樹脂片材進行牽引,由此通過利用夾具對熔融狀態(tài)的樹脂片材的牽引來補償利用一對輥對熔融狀態(tài)的樹脂片材的送出的技術(shù)缺點,并且通過利用一對輥對熔融狀態(tài)的樹脂片材的送出來補償利用夾具對熔融狀態(tài)的樹脂片材的牽引的技術(shù)缺點,由此達成利用一對輥對熔融狀態(tài)的樹脂片材的送出與利用夾具對熔融狀態(tài)的樹脂片材的牽引的組合所產(chǎn)生的技術(shù)性的協(xié)同效果。
更詳細地,當想要僅通過一對輥對熔融狀態(tài)的樹脂片材的送出來進行熔融狀態(tài)的樹脂片材的薄壁化時,通過一對輥的旋轉(zhuǎn)速度、即送出速度的調(diào)整來抑制隨著送出的進行而因樹脂片材的自重產(chǎn)生的垂伸存在限制,從一對輥送出的樹脂片材只能夠在考慮到不是之后被調(diào)整而是因自重被拉長的范圍內(nèi)進行薄壁化。也就是說,根據(jù)從一對輥垂下的熔融狀態(tài)的樹脂片材的長度(重量),有可能產(chǎn)生熔融狀態(tài)的樹脂片材的撕裂,因此需要在考慮了垂伸的范圍內(nèi)決定樹脂片材的厚度。另一方面,通過在利用一對輥送出熔融狀態(tài)的樹脂片材之后,利用夾具對熔融狀態(tài)的樹脂片材的下端部進行牽引,能夠?qū)囊粚伌瓜碌娜廴跔顟B(tài)的樹脂片材部分整體施加一樣的張力,由此能夠?qū)囊粚伌瓜碌娜廴跔顟B(tài)的樹脂片材部分整體產(chǎn)生一樣的拉伸效果,能夠抑制垂伸,并且能夠通過夾具的主動牽引調(diào)整樹脂片材的厚度使得能夠在樹脂片材即將成型前的定時充分地達成薄壁化。
另一方面,當想要僅通過夾具對熔融狀態(tài)的樹脂片材的牽引來進行熔融狀態(tài)的樹脂片材的薄壁化時,存在由于提高牽引速度而使熔融狀態(tài)的樹脂片材撕裂的情形時,即使提高一對輥對熔融狀態(tài)的樹脂片材的送出速度,由于擠出狹縫與一對輥的間隔短,因此在此期間熔融狀態(tài)的樹脂片材也難以產(chǎn)生撕裂。
因此,通過一對輥對片材狀樹脂的拉伸與利用牽引對片材狀樹脂的拉伸的協(xié)作,能夠達成利用模具成型時的熔融狀態(tài)的片材狀樹脂的期望厚度,也能夠抑制由于送出速度增大所引起的收縮現(xiàn)象的發(fā)生,據(jù)此,通過輥的送出速度增大所產(chǎn)生的熔融狀態(tài)的片材狀樹脂的薄壁化的提高與通過牽引所產(chǎn)生的熔融狀態(tài)的片材狀樹脂的薄壁化的協(xié)同效果能夠使熔融狀態(tài)的片材狀樹脂進一步薄壁化,并且通過輥的旋轉(zhuǎn)速度提高能夠降低輥對熔融狀態(tài)的片材狀樹脂的冷卻效果,加上防止現(xiàn)象的發(fā)生,也能夠維持良好的成型性。
基于以上內(nèi)容,對于熔融狀態(tài)的樹脂片材的目標厚度,通過一對輥對熔融狀態(tài)的樹脂片材的送出所進行的拉伸,主要使熔融狀態(tài)的樹脂片材薄壁化,在由一對輥送出熔融狀態(tài)的樹脂片材之后,通過夾具對熔融狀態(tài)的樹脂片材的牽引所進行的拉伸,從動地(輔助性地)使熔融狀態(tài)的樹脂片材薄壁化,據(jù)此改善因垂伸所致的樹脂片材的壁厚調(diào)整的困難性和薄壁化的限制,使得即將成型前的熔融狀態(tài)的樹脂片材可靠地成為目標厚度。
以下參照圖10至圖15說明本發(fā)明的第二實施方式。在以下的說明中,對與第一實施方式相同的構(gòu)成要素附加相同的參照標記并省略其說明,以下詳細地說明本實施方式的特征部分。
關于樹脂成型品,在第一實施方式中是實心的單個片材狀成型品,對于此,在本實施方式中,是使用兩條片材狀樹脂的具有空心部的成型品。
關于本實施方式,與第一實施方式的相同點在于,在一次成型中,將熔融狀態(tài)的熱塑性樹脂以呈片材狀地從t型模頭28的擠出狹縫34向下方垂下的形態(tài)擠出,在二次成型中,使用被擠出到下方的片材狀樹脂,通過分割模具32的合模而利用真空成型形成樹脂成型品,但是本實施方式與第一實施方式的不同點在于,同時使兩條片材狀樹脂成型,此時,關于各片材狀樹脂,將熔融狀態(tài)的熱塑性樹脂以呈片材狀地從t型模頭28的擠出狹縫34向下方垂下的形態(tài)擠出,在二次成型中,使用被擠出到下方的兩條片材狀樹脂,通過分割模具32的合模而利用真空成型形成樹脂成型品。
如圖10和圖11所示,關于兩條片材狀樹脂各自的一次成型,與第一實施方式同樣地,與各個片材狀樹脂的擠出速度相應地,通過調(diào)整一對輥30的旋轉(zhuǎn)速度來調(diào)整擠出速度與由一對輥30向下方送出片材狀樹脂的送出速度的相對速度差,并且通過調(diào)整臂驅(qū)動部301的驅(qū)動速度來調(diào)整一對輥30的送出速度與夾持部304向下方的牽引速度的相對速度差,據(jù)此,片材狀樹脂在一對輥30之間通過時,被一對輥30向下方拉伸(第一拉伸),并且被夾持部向下方拉伸(第二拉伸),由此使片材狀樹脂拉伸薄壁化,其結(jié)果有效地防止垂伸或收縮的發(fā)生。此外,也可以與一對輥30的轉(zhuǎn)速和臂驅(qū)動部301的驅(qū)動速度的調(diào)整聯(lián)動地進行擠出狹縫34的間隔的調(diào)整。
在該情況下,優(yōu)選的是,在第一熱塑性樹脂和/或第二熱塑性樹脂的擠出步驟至樹脂成型品的成型步驟之間具有根據(jù)第一規(guī)定送出速度的變化調(diào)整第一規(guī)定牽引速度的步驟、或根據(jù)第二規(guī)定送出速度的變化調(diào)整第二規(guī)定牽引速度的步驟。
關于二次成型,首先,如圖11所示,將兩條片材狀樹脂分別配置在分割模具32a、32b之間。
接著,如圖12所示,使分割模具32a、32b各自的模板33a、33b相對于對應的分割模具而向兩條片材狀樹脂的對應的一方移動來與兩條片材狀樹脂的側(cè)面抵接。由此,由各個片材狀樹脂、相對的模板33以及模腔116形成密閉空間。
接著,如圖13所示,通過從真空抽吸室120經(jīng)由抽吸孔122抽吸密閉空間內(nèi)的空氣,兩條片材狀樹脂分別被吸附于對應的模腔116,由此將兩條片材狀樹脂分別賦形為按照對應的模腔116的表面的形狀。在該情況下,由于使抽吸前的兩條片材狀樹脂的上下方向的厚度一樣,因此能夠防止由于吹塑比而引起的厚度的分布而不能完滿地進行賦形工序的情形。
接著,如圖14所示,通過使模板33a、33b和分割模具32a、32b一體地以相互靠近的方式移動,來進行分割模具32a、32b的合模,通過分割模具32a、32b各自的夾斷部使兩條片材狀樹脂的周緣部彼此熔接。由此,在兩條片材狀樹脂的內(nèi)部形成密閉空心部151。
接著,如圖15所示,通過使模板33a、33b和分割模具32a、32b一體地以相互遠離的方式移動,來進行分割模具32a、32b的開模,取出成型后的樹脂成型品,去除外周部的毛刺,從而二次成型完成。
當如以往的那樣利用筒狀型坯形成具有空心部的樹脂成型品時,由于吹塑比的關系難以在技術(shù)上形成一樣厚度的成型品,但是根據(jù)本實施方式,利用具備一樣厚度的兩條片材狀樹脂,通過二次成型使兩條片材狀樹脂的周緣部彼此熔接,能夠形成具備一樣厚度的具有空心部的成型品。
如以上那樣,根據(jù)本實施方式,在利用兩條片材狀樹脂形成在內(nèi)部具有空心部的樹脂成型品的情況下,通過一對輥30的轉(zhuǎn)速的調(diào)整來使各片材狀樹脂的厚度在二次成型前在擠出方向上一樣,由此能夠不對二次成型的賦形帶來不良影響地通過二次成型形成為具有期望厚度的片材狀,因此在利用這樣的兩條片材狀樹脂,通過模具的合模使片材狀樹脂的周緣彼此熔接來形成在內(nèi)部具有空心部的樹脂成型品時,使片材狀樹脂的周緣彼此可靠地熔接,由此能夠得到盡管在內(nèi)部具有空心部但具備足夠的強度的樹脂成型品。
以下參照圖16至圖25說明本發(fā)明的第三實施方式。在以下的說明中,對與第二實施方式相同的構(gòu)成要素附加相同的參照標記,由此省略其說明,以下詳細地說明本實施方式的特征部分。
關于樹脂成型品,在第二實施方式中,使用的是兩條片材狀樹脂的具有空心部的成型品,與此相對,在本實施方式中,使用的是在空心部配置有補強芯材的夾層板成型品。
關于本實施方式,其與第二實施方式的相同點是:在一次成型中,形成兩條片材狀樹脂,此時,關于各片材狀樹脂,將熔融狀態(tài)的熱塑性樹脂以呈片材狀地從t型模頭28的擠出狹縫34向下方垂下的形態(tài)擠出,在二次成型中,使用被擠出到下方的兩條片材狀樹脂,通過分割模具32的合模來利用吹塑成型或真空成型形成樹脂成型品,而在第二實施方式中,關于二次成型,在兩條片材狀樹脂的內(nèi)部形成密閉空心部,與此相對地,不同點在于,在本實施方式中,在這樣的密閉空心部內(nèi)配置另外成型的補強芯材而形成由兩條片材狀樹脂夾入補強芯材的夾層板。
關于夾層板的成型裝置,在分割模具32a、32b之間,與一對模具32a、32b嵌套式地并與模腔116大致平行地配置一對框構(gòu)件128a、128b,一對框構(gòu)件128a、128b分別具有開口130a、130b,通過未圖示的框構(gòu)件驅(qū)動裝置使一對框構(gòu)件128a、128b沿水平方向移動。由此,能夠使一對框構(gòu)件128a、128b分別向?qū)娜廴跔顟B(tài)的片材狀樹脂移動來保持片材狀樹脂,并在該狀態(tài)下使一對框構(gòu)件128a、128b反向移動直到對應的模具32a、32b的夾斷部118的前端通過開口130而與片材狀樹脂的表面相抵接為止。
在本實施方式中,作為補強芯材150的材質(zhì),列舉作為乙烯、丙烯、丁烯、異戊烯、甲基戊烯等烯烴類的均聚物或共聚物的聚烯烴(例如聚丙烯、高密度聚乙烯)、聚酰胺、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯腈、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物等丙烯酸衍生物、聚碳酸酯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物等乙酸乙烯酯共聚物、離子鍵、乙烯-丙烯-二烯類等的三元共聚物、abs樹脂、聚烯烴氧化物、聚縮醛等熱塑性樹脂。
此外,可以單獨使用它們中的一種,也可以混合使用它們中的兩種以上。特別地,在熱塑性樹脂之中,烯烴類樹脂或以烯烴類樹脂為主體的樹脂、聚丙烯類樹脂或以聚丙烯類樹脂為主體的樹脂也由于在與纖維層的熔接性、機械強度以及成型性的均衡方面優(yōu)秀的點而優(yōu)選。補強芯材150也可以包含添加劑,作為該添加劑,列舉二氧化硅、云母、滑石、碳酸鈣、玻璃纖維、碳纖維等無機填料、增塑劑、穩(wěn)定劑、著色劑、抗靜電劑、阻燃劑、發(fā)泡劑等。
構(gòu)成表皮材料160的片材狀樹脂可以與第一實施方式相同,但是在是特別作為強度材料的夾層板的情況下,從通過確保設置于補強芯材150的兩側(cè)的一對表皮材料160間的間隔、即補強芯材150的體積(厚度)來確保作為夾層板整體的剛性、尤其是彎曲剛性的觀點出發(fā),要求表皮材料160的剛性至少高于補強芯材150的剛性的材質(zhì)。
在表皮材料160的表面設置裝飾材料片材170的情況下,裝飾材料片材170是為了提高外觀性、裝飾性、保護與成型品接觸的物品(例如在裝貨墊板的情況下,是載置于墊板上面的貨物等)而構(gòu)成的。裝飾材料片材170的材質(zhì)應用纖維表皮材料片材狀表皮材料、膜狀表皮材料等。作為所述的纖維表皮材料的素材,列舉聚酯、聚丙烯、聚酰胺、聚氨酯、丙烯酸、維尼綸等合成纖維、醋酸酯、人造絲等半合成纖維、粘膠人造絲、銅銨人造絲等再生纖維、棉、麻、羊毛、絲等天然纖維、或者它們的共混纖維。
在它們之中,從觸感、耐久性以及成型性的觀點出發(fā),也優(yōu)選為聚丙烯或聚酯,更優(yōu)選為聚酯。纖維表皮材料中使用的紗線例如優(yōu)選為將聚酯:(3~5)但尼爾×(50~100)mm等的纖度為3~15但尼爾、纖維長度為2~5英寸左右的短纖維紗與使細且柔軟的長絲成束得到的聚酯:約150~1000但尼爾/30~200長絲=約5但尼爾×30~200條等的復絲、或者聚酯:400~800但尼爾/1長絲等的粗的單絲組合使用。
作為裝飾材料片材170的組織,例如無紡布、紡織物、編織物、使它們起毛后的布料等。此外,紡織物中除了包含織物組織為經(jīng)紗、緯紗依次上下交織的平紋組織以外,還包含飛跳幾根紗地進行交織的各種變化組織。這些之中也沒有針對延伸的方向性,因此從易于成型為立體形狀且表面的觸感、質(zhì)量風格優(yōu)秀的情形出發(fā),優(yōu)選為無紡布。在此,無紡布是指使纖維平行或交替地堆積或者隨機地分布而形成片材狀物、接著將成為片材狀物的纖維接合而成的布狀品。這些之中,從成型品的立體形狀再現(xiàn)性和外觀特性的觀點出發(fā),也優(yōu)選為通過針刺法制造出的無紡布。另外,通過針刺法得到的無紡布與紡織物相比強度較小且伸長率較大,針對任意方向的變形程度較大,因此為了提高作為無紡布的強度且實現(xiàn)尺寸的穩(wěn)定化,更優(yōu)選的是使粘合劑附著于無紡布、或者事先將片材狀物和無紡布重疊并用針穿刺?;谶@些情形,裝飾材料片材170更優(yōu)選為聚丙烯無紡布或聚酯無紡布。在該情況下,裝飾材料片材170本身為熱塑性,因此在剝離回收后,通過加熱使其變形,還能夠用于其它用途。例如當由聚丙烯構(gòu)成主體樹脂層、由聚丙烯無紡布構(gòu)成裝飾材料片材170時,由于成型品的主體樹脂層與裝飾材料片材170是相同的素材,容易再循環(huán)。
另一方面,當裝飾材料片材170為聚酯無紡布時,由聚丙烯構(gòu)成的主體樹脂層與纖維表皮材料的融點不同,因此能夠抑制在將裝飾材料片材170粘接于成型品時產(chǎn)生遇熱變質(zhì)、變形或者無法粘接于正確的位置等問題。另外,在該情況下,成型性、剛性、外觀以及耐久性也優(yōu)秀。另外,從立體形狀再現(xiàn)性和成型性的觀點出發(fā),裝飾材料片材170的拉伸強度優(yōu)選為15kg/cm2以上,伸長率優(yōu)選為30%以上。此外,所述的拉伸強度和伸長率的值是在溫度20℃下按照jis-k-7113的標準測定出的。作為片材狀表皮材料、膜狀表皮材料,能夠使用熱塑性彈性體、壓花加工得到的樹脂層、外表面附有印刷層的樹脂層、合成皮革、防滑用網(wǎng)形狀的表皮層等。
接著,說明這種夾層板10的成型方法。
首先,如圖18所示,將片材狀的裝飾材料片材170從兩個分割模具32的一側(cè)插入到一個分割模具32與一個框構(gòu)件128之間,通過設置于一個分割模具32的暫時固定銷303(未圖示)將片材狀的裝飾材料片材170以覆蓋一個分割模具32的模腔116的方式暫時固定。
接著,如圖19所示,將兩條熔融狀態(tài)的片材狀樹脂分別從各擠出狹縫34向鉛直下方擠出。
此時,如圖16和圖17所示,與第一實施方式和第二實施方式同樣地,通過調(diào)整一對輥30的旋轉(zhuǎn)速度來調(diào)整片材狀樹脂的從擠出狹縫34的擠出速度與由一對輥30向下方送出片材狀樹脂的送出速度的相對速度差,并且通過調(diào)整臂驅(qū)動部301的驅(qū)動速度來調(diào)整一對輥30的送出速度與夾持部304向下方的牽引速度的相對速度差,據(jù)此,片材狀樹脂在一對輥30之間通過時,被一對輥30向下方拉伸(第一拉伸),并且被夾持部向下方拉伸(第二拉伸),由此使片材狀樹脂拉伸薄壁化,據(jù)此能夠防止垂伸或收縮的發(fā)生,能夠在二次成型的合模前使各片材狀樹脂沿擠出方向形成一樣的厚度。在該情況下,也可以與一對輥30的轉(zhuǎn)速和臂驅(qū)動部301的驅(qū)動速度的調(diào)整聯(lián)動地進行擠出狹縫34的間隔的調(diào)整。
接著,將兩條片材狀樹脂供給至兩個分割模具32之間,與此同時地通過框構(gòu)件驅(qū)動裝置使一對框構(gòu)件128向?qū)钠臓顦渲苿印?/p>
接著,如圖20所示,將保持著片材狀樹脂的框構(gòu)件128朝向?qū)姆指钅>?2移動直到模具32的夾斷部118穿過框構(gòu)件128的開口130抵接與片材狀樹脂的模腔116相向的面為止。由此,通過與片材狀樹脂的模腔116相向的面、夾斷部118以及模腔116形成密閉空間。
接著,如圖21所示,通過各個分割模具32對密閉空間內(nèi)進行抽吸,由此將對應的片材狀樹脂向模腔116按壓,賦形為按照模腔116的形狀。此外,關于圖的左側(cè)的片材狀樹脂,被賦形且熔接于介于片材狀樹脂與模腔116之間的裝飾材料片材170。
接著,如圖22所示,將由操縱器(未圖示)的吸附盤119保持著的補強芯材150從側(cè)面插入兩個分割模具32之間。
接著,如圖23所示,通過使操縱器沿水平方向朝向右側(cè)的分割模具32移動,來對右側(cè)的分割模具32的模腔116中所吸附的片材狀樹脂推壓補強芯材150。由此,將補強芯材150熔接于片材狀樹脂。接著,使吸附盤119從補強芯材150脫附,來將操縱器從兩個分割模具32之間抽出,進行合模準備。
接著,如圖24所示,通過模具驅(qū)動裝置使兩個分割模具32從打開位置向相互靠近的方向移動直到關閉位置來進行合模。由此,將熔接于一個片材狀樹脂(圖的右側(cè))的補強芯材150與另一個片材狀樹脂熔接,并且使片材狀樹脂彼此的周緣熔接而形成分模線pl。此外,在合模時,補強芯材150本身與表皮材料片材160不同,以預先成型的狀態(tài)來與熔融狀態(tài)的表皮材料片材160熔接,因此將補強芯材150本身定位成不會由于合模而變形。
以上,將裝飾材料片材170、表皮材料片材160、補強芯材150以及表皮材料片材160層疊而成的夾層板10完成。
接著,如圖25所示,使兩個分割模具32開模,使模腔116從完成的夾層板10分離,去除在分模線pl附近形成的毛刺。以上完成夾層板的成型。
根據(jù)本實施方式,通過一對輥30的轉(zhuǎn)速和臂驅(qū)動部301的驅(qū)動速度的調(diào)整來使各片材狀樹脂的厚度在二次成型之前沿擠出方向一樣,由此能夠不對二次成型的賦形帶來不良影響地通過二次成型來形成為具有期望厚度的片材狀,因此將這樣的兩條片材狀樹脂利用為表皮材料,通過模具的合模使片材狀樹脂的周緣彼此熔接而形成在內(nèi)部具有補強芯材的面板夾層時,使作為表皮材料的片材狀樹脂的周緣彼此可靠地熔接,由此能夠得到例如汽車用裝貨墊板等那樣被要求足夠的強度、特別是彎曲剛性的夾層板。
以上詳細說明了本發(fā)明的實施方式,但是在不脫離本發(fā)明范圍的范圍內(nèi),本領域技術(shù)人員能夠進行各種變更或修改。例如在第一實施方式中,說明了防止垂伸或收縮的發(fā)生來使樹脂成型品的厚度一樣的情況,但是并不限定于此,也可以更明確地為了在二次成型的合模前使樹脂成型品的厚度沿擠出方向成為期望的厚度分布而調(diào)整一對輥的旋轉(zhuǎn)速度和臂驅(qū)動部301的驅(qū)動速度。
另外,在第二實施方式中,說明了作為具有空心部的樹脂成型品而利用樹脂的種類和色彩相同的兩條片材狀樹脂來成型的情況,但是并不限定于此,例如也可以將種類或色彩不同的兩條片材狀樹脂構(gòu)成為背面和表面來用于游戲機的外殼。
另外,在第三實施方式中,說明了將裝飾材料片材配置于分割模具之間并通過分割模具的合模來與表皮材料片材熔接的情況,但是并不限定于此,也可以將裝飾材料片材與表皮材料片材用的片材狀樹脂一同供給于一對輥間,通過調(diào)整一對輥的旋轉(zhuǎn)速度和臂驅(qū)動部301的驅(qū)動速度來調(diào)整片材狀樹脂的厚度,并且將裝飾材料片材壓接于片材狀樹脂。
例如,在將夾具裝置300的牽引速度設定得大的情況下,為了縮短牽引時間,也可以將夾持開始水平線設定為處于開模狀態(tài)的分割模具32間的水平線。
由于片材狀樹脂在從一對輥30垂下的狀態(tài)時是不穩(wěn)定的,因此在夾持解除水平線處解除片材狀樹脂的夾持的定時優(yōu)選為分割模具32合模后,但是在向模腔116真空抽吸片材狀樹脂的情況下,也可以在對分割模具32真空抽吸后且合模前進行夾持解除。
夾具裝置300對片材狀樹脂的牽引作為針對一對輥30對片材狀樹脂的送出的輔助,不僅防止從一對輥30垂下的片材狀樹脂的垂伸,還可以利用與根據(jù)片材狀樹脂的熔體指數(shù)等物性值,在與一對輥30的送出速度的關系下,進行片材狀樹脂的初始牽引速度的調(diào)整、夾持開始水平線和/或夾持解除水平線的調(diào)整、或牽引速度的時間歷史記錄的調(diào)整,來與一對輥30協(xié)作地達成沿片材狀樹脂的擠出方向一樣的薄壁化。
并且,在第一實施方式至第三實施方式的各個實施方式中,通過在熱塑性樹脂制片材的擠出步驟時,從擠出頭擠出熔融狀態(tài)的熱塑性樹脂,形成為片材狀樹脂,但是并不限定于此,也可以使用熔融狀態(tài)的熱塑性樹脂制的筒狀型坯,在擠出頭的前端分割為兩片材片材狀樹脂。
附圖說明
圖1是本發(fā)明的第一實施方式所涉及的樹脂成型品的成型裝置的簡要側(cè)視圖。
圖2是表示本發(fā)明的第一實施方式所涉及的樹脂成型品的成型裝置的t型模頭的擠出狹縫周圍的詳細內(nèi)容的簡要截面圖。
圖3是表示本發(fā)明的第一實施方式所涉及的樹脂成型品的成型裝置的一對輥周圍的簡要側(cè)視圖。
圖4是表示本發(fā)明的第一實施方式所涉及的樹脂成型品的成型裝置的一對輥周圍的簡要俯視圖。
圖5是表示在本發(fā)明的第一實施方式所涉及的樹脂成型品的成型裝置中夾持片材狀樹脂的狀態(tài)的簡要側(cè)視圖。
圖6是表示在本發(fā)明的第一實施方式所涉及的樹脂成型品的成型裝置中將片材狀樹脂配置在分割模具之間的狀態(tài)的簡要側(cè)視圖。
圖7是表示在本發(fā)明的第一實施方式所涉及的樹脂成型品的成型裝置中將分割模具合模的狀態(tài)的簡要側(cè)視圖。
圖8是表示在本發(fā)明的第一實施方式所涉及的樹脂成型品的成型裝置中片材狀樹脂的擠出速度、輥的旋轉(zhuǎn)速度以及夾具的牽引速度隨時間的變化的簡要曲線圖。
圖9是表示在本發(fā)明的第一實施方式所涉及的樹脂成型品的成型裝置中將分割模具開模的狀態(tài)的簡要側(cè)視圖。
圖10是本發(fā)明的第二實施方式所涉及的樹脂成型品的成型裝置的與圖5同樣的圖。
圖11是本發(fā)明的第二實施方式所涉及的樹脂成型品的成型裝置的與圖6同樣的圖。
圖12是表示在本發(fā)明的第二實施方式所涉及的樹脂成型品的成型裝置中通過分割模具吸引兩條片材狀樹脂的狀態(tài)的簡要側(cè)視圖。
圖13是表示在本發(fā)明的第二實施方式所涉及的樹脂成型品的成型裝置中通過分割模具使兩條片材狀樹脂分別真空成型的狀態(tài)的簡要側(cè)視圖。
圖14是表示在本發(fā)明的第二實施方式所涉及的樹脂成型品的成型裝置中使分割模具合模的狀態(tài)的簡要側(cè)視圖。
圖15是表示在本發(fā)明的第二實施方式所涉及的樹脂成型品的成型裝置中使分割模具開模的狀態(tài)的簡要側(cè)視圖。
圖16是本發(fā)明的第三實施方式所涉及的夾層板的成型裝置的與圖5同樣的圖。
圖17是本發(fā)明的第三實施方式所涉及的夾層板的成型裝置的與圖6同樣的圖。
圖18是表示在本發(fā)明的第三實施方式所涉及的夾層板的成型工序中,將裝飾材料片材配置在分割形式的模具間的狀態(tài)的圖。
圖19是表示在本發(fā)明的第三實施方式所涉及的夾層板的成型工序中,將表皮材料片材配置在分割形式的模具間的狀態(tài)的圖。
圖20是表示在本發(fā)明的第三實施方式所涉及的夾層板的成型工序中,使表皮材料片材抵接分割形式的模具的狀態(tài)的圖。
圖21是表示在本發(fā)明的第三實施方式所涉及的夾層板的成型工序中,對表皮材料片材賦形的狀態(tài)的圖。
圖22是表示在本發(fā)明的第三實施方式所涉及的夾層板的成型工序中,將芯材料片材配置在分割形式的模具間的狀態(tài)的圖。
圖23是表示在本發(fā)明的第三實施方式所涉及的夾層板的成型工序中,將芯材料片材向一個表皮材料片材推壓的狀態(tài)的圖。
圖24是表示在本發(fā)明的第三實施方式所涉及的夾層板的成型工序中,使分割形式的模具合模的狀態(tài)的圖。
圖25是表示在本發(fā)明的第三實施方式所涉及的夾層板的成型工序中,使分割形式的模具開模的狀態(tài)的圖。
圖26是表示在本發(fā)明的第一實施方式至第三實施方式各自所涉及的樹脂成型品的成型裝置中熔融狀態(tài)的片材狀樹脂的擠出速度、一對輥的送出速度以及夾具裝置300的牽引速度之間的關系的簡要圖。
附圖標記說明
p:型坯;pl:分模線;ph:夾持開始水平線;pl:夾持解除水平線;v1:擠出速度;v2:送出速度;v3:牽引速度;10:成型裝置;12:擠出裝置;14:合模裝置;16:料斗;18:料筒;22:液壓馬達;24:蓄壓器;26:柱塞;28:t型模頭;30:輥;32:分割模具;34:擠出狹縫;36:模唇;38:模頭;40:狹縫間隙;42:狹縫間隔調(diào)整裝置;44:狹縫間隔驅(qū)動裝置;46:模頭螺栓;48:壓力傳遞部;50:調(diào)整軸;52:緊固螺栓;54:卡合片;56:凹槽;58:滑動桿;60:驅(qū)動片材;62:滑動槽;94:輥旋轉(zhuǎn)驅(qū)動單元;96:輥移動單元;98:旋轉(zhuǎn)驅(qū)動馬達;100:轉(zhuǎn)速調(diào)整裝置;102:端周面;104:第一齒輪;106:端周面;108:第二齒輪;110:活塞-圓筒機構(gòu);112:淺槽;114:輥表面溫度調(diào)整單元;116:模腔;118:夾斷部;120:真空抽吸室;122:抽吸孔;124:壓力流體導入孔;126:模板;128:框構(gòu)件;130:開口;300:夾具裝置;301:臂驅(qū)動部;302:臂部;303:銷;304:夾持部。