专利名称：大型块状部件的树脂成型装置及其成型方法
技术领域：
本发明涉及大型块状部件的树脂成型装置及其成型方法。
背景技术：
为了不使之受到损伤地支撑船舶的龙骨部分，或者在工厂的地板或地面上放置重物时，实施在木制的方材上放置上述龙骨部分或重物。由于所放置的物体的重量很大，所以上述方材的宽、高、长的尺寸都很大。例如在船舶的情况下，其尺寸分别为35cm、35cm、100cm。如果从天然木材中得到这种尺寸的方材，就需要非常大的树木。而且，由于天然木材资源的减少，就难以满足数量的需求，且价格昂贵。
专利文献1特开平9-155895号公报为了解决上述方材、即大型块状部件的问题，可采用混凝土或钢制的部件，但由于制作与价格等方面的问题，难以实用化。且存在有重量过大的问题。而且，在由合成树脂成型大型块状部件时，如果采用通常的连续挤压成型，则由于截面积过大，且连续成型时质量过大，而使成型显著困难。而且，在采用模内注塑成型的方法中，由于如上所述尺寸较大，所以有在制品内部形成空洞，不能承受重物的问题。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供一种在使用模具由合成树脂成型大型块状部件时，将制品内的气泡、空洞等大幅度地减少至不成为实质性问题的大型块状部件的树脂成型装置。
为了达到上述目的，本发明的大型块状部件的树脂成型装置，是在送出熔融状态的合成树脂材料的材料供给装置上，结合着制品成型用模的大型块状部件的树脂成型装置，其要点在于，所述模具的截面为封闭截面，其截面形状在长度方向大体一定，在所述模具的长度方向的端部设置有将来自所述材料供给装置的合成树脂材料供给到所述模具内的供给口，并设置有与上述供给口相对面，并且一边将向模具内供给合成树脂材料的增量过程中的熔融状态的合成树脂材料的压力维持在规定值以上，一边向模具内制品成型部的容积增大的方向缓慢移动的压力控制部件。
本发明的大型块状部件的树脂成型装置，所述模具的截面为封闭截面，其截面形状在长度方向大体一定，在所述模具的长度方向的端部设置有将来自所述材料供给装置的合成树脂材料供给到所述模具内的供给口，设置有与上述供给口相对面，并且一边将向模具内供给合成树脂材料的增量过程中的熔融状态的合成树脂材料的压力维持在规定值以上，一边向模具内制品成型部的容积增大的方向缓慢移动的压力控制部件。
因此，在成型的初期阶段，由于在模具内侧端面与压力控制部件之间的制品成型部的空间容积小，所以能够被从所述材料供给装置以规定的压力向模具内供给的熔融状态的合成树脂材料立即填满。在该阶段，熔融状态的合成树脂成为从所述供给口的合成树脂流而流入模具内，并立即由所述压力控制部件阻挡。这样，熔融状态的合成树脂在压力控制部件的表面冷却的同时，改变为朝向模具的内周面的方向而放射性地流动，进而被模具内周面阻挡、冷却、硬化。所以，合成树脂在压力控制部件表面的靠近模具的内周面的位置早期硬化，硬化区域顺次向压力控制部件的中央部扩大。而且，由于未硬化的合成树脂由材料供给装置施加规定的压力，在承受该压力的同时压力控制部件向模具内制品成型部的容积增大的方向缓慢移动，所以未硬化的合成树脂的压力维持在规定值以上。由此，能够在硬化的树脂上接着继续硬化，由于是在加压下连续硬化，所以能够大幅度减少气泡及空洞等。
在所述初期阶段之后，压力控制部件沿上述方向进一步移动，同时硬化部分的区域扩大，在加压下进行连续的硬化。在该阶段，由于熔融状态的合成树脂是顺次供给到模具内，所以，未硬化的合成树脂的压力能够由压力控制部件的缓慢移动而维持在规定值以上，继续大幅度减少气泡及空洞的硬化现象。还有，伴随着压力控制部件的移动，硬化的合成树脂在模具内滑动的同时追随压力控制部件而移动。
上述熔融状态的合成树脂的连续加压供给与压力控制部件控制的移动到达最终阶段时，压力控制部件到达模具内侧的另一端面而停止。此时，通过继续对合成树脂的加压状态，使得未硬化部分在冷却硬化时大幅度地减少气泡与空洞，形成在制品的全区域致密的正常的内部状态，得到即使是在高负荷的作用下也不会变形的大型块状部件。
在本发明中，提出了“熔融状态的合成树脂材料的压力维持在规定值以上”，该规定值以上的压力是指能够大幅度地减少气泡与空洞的发生的压力。合适的压力值可以由使用的材料及块状部件的要求特性等进行适当地设定，该设定压力值是由材料供给装置的供给压力与施加于压力控制部件的压力所设定的。
在本发明的大型块状部件的树脂成型装置中，在所述压力控制部件的外周面在所述模具的内周面上滑动，或所述压力控制部件的外周面与所述模具的内周面之间的间隙为微小值的情况下，流入的熔融状态的合成树脂不会从压力控制部件的外周部泄漏，制品部分能够正确地成型。进而，由于合成树脂是从接近压力控制部件的模具内周面附近的场所开始硬化，所以该硬化部分对于熔融状态的合成树脂起到密封部件的作用，能够防止熔融合成树脂的泄漏。所以，即使是在上述间隙稍大的情况下，也能够进行正常的模具成型。
在本发明的大型块状部件的树脂成型装置中，在所述压力控制部件与将所述压力维持为规定值以上的驱动装置相结合的情况下，对于从材料供给装置供给的熔融合成树脂的压力与熔融合成树脂在模具内的增量速度，所述驱动装置对压力控制部件支撑，同时压力控制部件移动。所以，在大型块状部件的成型过程中能够将熔融合成树脂的压力维持在规定值以上，使得未硬化部分在冷却硬化时大幅度地减少气泡与空洞，形成在制品的全区域致密的正常的内部状态，得到即使是在高负荷的作用下也不会变形的大型块状部件。
在本发明的大型块状部件的树脂成型装置中，在所述驱动装置是连接于加压力控制装置的油压缸的情况下，对于从材料供给装置供给的熔融合成树脂的压力与熔融合成树脂在模具内的增量速度，所述油压缸的输出可以由所述加压力控制装置而设定为最佳值，由成为该最佳值的油压缸的输出对压力控制部件进行支撑，同时压力控制部件移动。进而，由于由季节变化等引起的环境温度、合成树脂的种类、合成树脂的熔融温度等的变化，有使合成树脂的硬化速度变慢的情况，但由所述压力控制装置能够将压力控制部件的移动速度设定为适应于上述各种硬化速度变化因素的最佳移动速度。所以，在大型块状部件的成型过程中能够将熔融合成树脂的压力维持在规定值以上，使得未硬化部分在冷却硬化时大幅度地减少气泡与空洞，形成在制品的全区域致密的正常的内部状态，得到即使是在高负荷的作用下也不会变形的大型块状部件。
为了达到上述目的，本发明的大型块状部件的树脂成型方法将熔融状态的合成树脂材料注入制品成型用模具内而成型大型块状部件，其要点在于以可进退的状态插入所述模具内的压力控制部件，一边将向模具内供给合成树脂材料的增量过程中的熔融状态的合成树脂材料的压力维持在规定值以上，一边向模具内制品成型部的容积增大方向缓慢移动，使合成树脂材料从接近压力控制部处开始顺次硬化。
本发明的大型块状部件的树脂成型方法，以可进退的状态插入所述模具内的压力控制部件，一边将向模具内供给合成树脂材料的增量过程中的熔融状态的合成树脂材料的压力维持在规定值以上，一边向模具内制品成型部的容积增大方向缓慢移动，使合成树脂材料从接近压力控制部处开始顺次硬化。
因此，在成型的初期阶段，由于在模具内侧端面与压力控制部件之间的制品成型部的空间容积小，所以能够被从所述材料供给装置以规定的压力向模具内供给的熔融状态的合成树脂材料立即填满。在该阶段，熔融状态的合成树脂以直击压力控制部件的流动状态立即由所述压力控制部件所阻挡。这样，熔融状态的合成树脂在压力控制部件的表面冷却的同时，改变为朝向模具的内周面的方向而放射性地流动，进而被模具内周面阻挡、冷却、硬化。所以，合成树脂在压力控制部件表面的靠近模具的内周面的位置早期硬化，硬化区域顺次向压力控制部件的中央部扩大。而且，由于未硬化的合成树脂由材料供给装置施加规定的压力，在承受该压力的同时压力控制部件向模具内制品成型部的容积增大的方向缓慢移动，所以未硬化的合成树脂的压力能够维持在规定值以上。由此，能够在硬化的合成树脂上接着继续硬化，由于是在加压下连续硬化，所以能够大幅度减少气泡及空洞等。
在所述初期阶段之后，压力控制部件沿上述方向进一步移动，同时硬化部分的区域扩大，在加压下进行连续的硬化。在该阶段，由于熔融状态的合成树脂是顺次供给到模具内，所以，未硬化的合成树脂的压力能够由压力控制部件的缓慢移动而维持在规定值以上，继续大幅度减少气泡及空洞的硬化现象。还有，伴随着压力控制部件的移动，硬化的合成树脂在模具内滑动的同时追随压力控制部件而移动。
上述熔融状态的合成树脂的连续加压供给与压力控制部件控制的移动到达最终阶段时，压力控制部件到达模具内侧的另一端面而停止。此时，通过继续对合成树脂的加压状态，使得未硬化部分在冷却硬化时大幅度地减少气泡与空洞，形成在制品的全区域致密的正常的内部状态，得到即使是在高负荷的作用下也不会变形的大型块状部件。
图1是表示本发明的第一实施例的装置的整体结构的截面图。
图2是图1的(2)-(2)截面图。
图3是按照顺序表示制品成型的状态的截面图。
图4是表示本发明的第二实施例中模具内部的整体结构的横截面俯视图。
图5是图4的(5)-(5)截面图。
图6是表示冷却管的动作结构的截面图。
图7是表示冷却管的先端部分的侧面图。
图8是图7的(8)-(8)截面图。
图9是表示本发明的第三实施例的局部截面图。
图中1-大型块状部件的树脂成型装置，2-材料供给装置，3-模具，3A-内周面，4-驱动装置，5-供给缸，6-螺杆，7-旋转驱动装置，8-加热器，9-漏斗，10-喷嘴板，11-开口，12-中继管，13-供给口，14-端板，15-制品成型部，16-压力控制部件，16A-前板，16B-后板，16C-连接部，16D-插通孔，17-外周面，18-端板，C-间隙，19-法兰，20-法兰，21-夹紧机构，22-轴部件，23-夹紧杆，24-驱动轴，25-轴承部，26-油压缸，27-加压力控制装置，28-油压活塞，P-油压泵，29-未硬化部分，30-硬化部分，31-支撑板，32-活塞杆，33-冷却管，33A-中空部，33B-圆锥部，34-导向孔，34A-大径部，34B-通过部，35-止挡板，36-螺钉，37-流路，W-流路宽度，38-支承部件，38A-空隙部，39-通气孔，40-加压泵。
具体实施例方式
下面说明本发明的最佳实施方式。
在下面的说明中，模具的截面为封闭截面，其截面形状在长度方向上大体一定，在所述模具的长度方向的端部设置有将来自所述材料供给装置的合成树脂材料供给到所述模具内的供给口，设置有与上述供给口相对面，并且一边将向模具内供给的合成树脂材料的增量过程中的熔融状态的合成树脂材料的压力维持在规定值以上，一边缓慢向模具内制品成型部的容积增大的方向移动的压力控制部件，而且，所述压力控制部件与将所述压力维持为规定值以上的驱动装置相结合，并且，所述驱动装置是连接于加压力控制装置的油压缸。
第一实施例图1～图3表示本发明的大型块状部件的树脂成型装置的一个实施例。
图1是表示大型块状部件的树脂成型装置的整体结构的截面图。图2是图1的(2)-(2)截面图。图3是表示大型块状部件一边硬化一边向模具内缓慢变大的状态的截面图。
大型块状部件的树脂成型装置整体由符号1表示，所述装置1由送出合成树脂材料的材料供给装置2，从所述材料供给装置2供给熔融状态合成树脂的大型块状部件的成型用模具3，以及由加压力控制装置控制输出并与所述模具3相连接的驱动装置4所构成。
作为所述材料供给装置2可以采用各种方式的装置。这里是一般所采用的注塑成型装置。该注塑成型装置，在截面为圆形的供给缸5内插入长的螺杆6，由旋转驱动装置7赋予螺杆6以进给旋转。在所述供给缸5的外周安装有使树脂材料熔融的加热器8。在供给缸5的端部，设置有存储小球状等合成树脂材料及填充材料，并将上述材料供给到供给缸5内的漏斗9。在供给缸5的另一端安装有喷嘴板10，从在所述喷嘴板10上设置的开口11将熔融合成树脂挤出。
在所述喷嘴板10上连接有中继管12，合成树脂经过该中继管12供给到所述模具3内。模具3的截面为封闭截面，其截面的形状与截面尺寸长度方向大体一定，在模具3的长度方向的端部设置有将来自所述中继管12的合成树脂材料供给到模具3内的供给口13。如图2所示，模具3由厚壁的钢板制作，其截面大体为正方形。在模具3的端部配置有大体为正方形的端板14，在其大体中央部设置有所述供给口13。
设置有承接从所述供给口13流入到模具3内的合成树脂，将熔融状态的合成树脂的压力维持在规定值以上的同时，在与端板14之间构成制品成型部15的压力控制部件16。所述压力控制部件16与模具3的截面形状同样大体呈正方形，在其外周面17与模具3的内周面3A之间有微小的间隙C。压力控制部件16按上述配置，与供给口13相对面，一边将向模具3供给的合成树脂材料的增量过程中的熔融状态的合成树脂的压力维持在规定值以上，一边缓慢地向模具内制品成型部15的容积增大的方向移动。
为了大型块状部件成型后从模具3拔出，将所述端板14或与端板14相反一侧的端板18取下。在该例中，可将所述端板18取下，端板18侧所设置的法兰19与模具3的本体侧所设置的法兰30相对接，分离该对接的部分而开放模具3的端部。而且，将所述对接部分很强地紧密接合而进行合成树脂的注入。为了可靠地维持对接部分的对接状态，夹紧机构21在两法兰19、20的多处等间隔配置。所述夹紧机构21是一般所使用的形式，在该例中，由贯通两法兰19、20的轴部件22与结合于该轴部件22的夹紧杆23所构成。图1所示的状态，是所述夹紧杆23停止在紧固位置，两法兰19、20紧密接合的状态。而且，夹紧杆23转动，解除紧固状态，轴部件22从两法兰19、20取下时，就成为可开放端板18的状态。
在供给口13开口一侧的端板14装拆的情况下，也采用与端板18同样的夹紧机构。
接着，在所述压力控制部件16的中央部结合驱动轴24，该驱动轴24贯通端板18的轴承部25，结合于所述驱动装置4。作为驱动装置4是使用油压缸26，为了使压力控制部件16与从所述材料供给装置2导入的熔融合成树脂的压力对抗，并以规定的速度将压力控制部件16向制品成型部增大的方向移动，设置有加压力控制装置27。该上述压力控制装置27是能够使用变换装置将制品成型部15的熔融合成树脂的压力信号进行变换，使压力控制阀动作的通常的装置，从油压泵P向油压活塞28的左右传递的油压，由所述压力控制阀对应于熔融合成树脂的压力而设定。
为了将增量过程中的所述熔融合成树脂的压力维持在规定值以上，通过根据单位时间内熔融合成树脂的增量而设定压力控制部件16的移动速度。就是说，通过将压力控制部件16的移动速度设定得对于所述增量稍慢，而使熔融合成树脂一直处于压缩状态。为了将压力控制部件16的移动速度按上述设定，对从图1所示的油压活塞28的右侧向左侧移动的液压油给予规定的阻尼，该阻尼的设定由加压力控制装置27进行。
上述模具3的截面形状大体为正方形，但根据大型块状部件的形状，也可以是圆形截面、长方形截面、梯形截面等。而且，所述间隙C还可以进一步缩小，使外周面17沿模具3的内周面3A滑动。进而，作为驱动装置4使用的是油压缸26，但也可以将其置换为电动马达等。
接着，作为合成树脂的种类，只要能够承受大型块状部件受到的压缩负荷，可以采用各种合成树脂，在该例中，是将烯烃树脂(聚丙烯)的废料做成颗粒状，与作为填充材料的木粉混合，装入所述漏斗9。所述合成树脂的废料与木粉的混合比例，按重量百分比算，废料为60％，木粉为40％。还有，关于所述合成树脂和填充材料，根据大型块状部件的耐压性能、大小等，设定所选择的合成树脂和填充材料的种类及二者的混合物比例。
图3是表示流入制品成型部15内的合成树脂在维持规定压力的状态下进行硬化的状态。同图(A)是制品成型部15的容积为最小的状态下成型的初期阶段。在该阶段从供给口13流入的熔融合成树脂，直接到达压力控制部件16的端面的中央部，在压力控制部件16上冷却的同时向放射方向流动。其后，合成树脂被模具3的内周面3A所阻挡，在那里进一步冷却。由这样的初期合成树脂的流动现象，从接近压力控制部件16的模具3的内周面3A开始硬化，接着，硬化区域向压力控制部件16的中央部扩大。而且，由于合成树脂是顺次地流入，所以与此相对的压力控制部件16缓慢地向右方移动，熔融合成树脂的压力维持与材料供给装置2的供给压力大体相同或比此稍低的压力。在图3中，29是合成树脂熔融状态的未硬化部分，30是硬化部分。
进入图3(B)的阶段后，硬化部分30的区域扩大，同时未硬化部分29与(A)相比也成为更大的区域。在该阶段，由于压力控制部件16的移动速度是能够抑制制品成型部15的容积增大的缓慢速度，所以未硬化部分29的压力能够维持与材料供给装置2的供给压力大体相同或稍低的压力。
进入图3(C)的阶段后，未硬化部分29的容量与(B)相同，但硬化部分30增大，硬化的制品部分也进一步增大。在该阶段，未硬化部分29的压力也是与(B)所示的阶段同样的压力状态。
作为未硬化部分29的压力的设定条件，可以举出制品成型部15的容积、合成树脂的粘性、模具3的冷却状态等，在该例中，材料供给装置2的供给压力为1500kg/cm2(14709.975×10-4Pa)，与上述1500kg/cm2对抗的油压缸的加压为800kg/cm2(7845.32×10-4Pa)。上述两压力的比在10∶5到10∶9的范围内。
在所述模具3内合成树脂硬化后，夹紧机构21动作，取下端板18，其后，模具3从中继管12分离，模具3以上下方向的形式向上吊起，从下方取出硬化收缩的大型块状部件。或者是，通过赋予端板14以端板18那样的开放功能，由油压缸26的推压输出将大型块状部件从模具3推出，可提高操作性，还有，为了使上述大型块状部件容易推出，还可以在模具3的内面涂敷脱模剂，能够改善操作性。
由上述第一实施例所取得的作用效果，可列举如下。
在成型的初期阶段，由于模具3的内侧端面即端板14与压力控制部件16之间的制品成型部15的空间容积很小，所以能够立即由从所述材料供给装置2以规定的压力供给到模具3的熔融状态的合成树脂所充满。在该阶段，熔融状态的合成树脂，成为从所述供给口13的合成树脂流而流入模具3内，立即由所述压力控制部件16所挡住。这样，熔融状态的合成树脂在压力控制部件16的表面硬化的同时，改变向模具3的内周面3A的方向，向放射方向流动，进而在模具3的内周面3A受阻、冷却并硬化。所以，合成树脂在压力控制部件16的表面的模具内周面3A附近的位置早期硬化，硬化区域顺次向压力控制部件16的中央部扩大。而且，由于未硬化的合成树脂材料由材料供给装置2施加规定的压力，在接受该压力的同时压力控制部件16向模具3内制品成型部15的容积增大的方向缓慢移动，所以未硬化的合成树脂的压力能够维持为规定值以上。由此，能够在硬化的树脂上接着继续硬化，由于是在加压下连续硬化，所以能够大幅度减少气泡及空洞等。
在上述初期阶段之后，压力控制部件16向上述方向进一步移动，同时硬化部分30的区域扩大，加压下继续进行连续的硬化。在该阶段，由于熔融状态的合成树脂也顺次供给到模具3内，所以未硬化合成树脂的压力能够通过压力控制部件16的缓慢移动而维持在规定值以上，能够大幅度减少气泡与空洞，继续硬化现象。还有，伴随着压力控制部件16的移动，硬化的合成树脂在模具3的内周面3A上滑动的同时追随压力控制部件而移动16。
上述熔融状态的合成树脂的连续加压供给与压力控制部件16控制的移动到达最终阶段时，压力控制部件16接触模具内侧的另一端面而停止。此时，通过继续对合成树脂的加压状态，使得未硬化部分29在硬化时大幅度地减少气泡与空洞，形成在制品的全区域致密的正常的内部状态，得到即使是在高负荷的作用下也不会变形的大型块状部件。
所述压力控制部件16的外周面17与所述模具3的内周面3A，设定为滑动关系或微小的间隙C。所以，流入的熔融状态的合成树脂不会从压力控制部件16的外周面17泄漏，能够正确地成型制品部分。进而，由于合成树脂是从接近连接于压力控制部件16的模具3的内周面3A的附近开始硬化，所以该硬化部分30对于熔融状态的合成树脂具有密封的作用，能够防止合成树脂的泄漏。所以，即使是在上述间隙C稍大的情况下，也能够正常的进行模具成型。
由于所述压力控制部件16是由所述驱动装置4而动作，所以，对于来自材料供给装置2的熔融合成树脂的供给压力与熔融合成树脂在模具3内的增量速度，所述驱动装置4对压力控制部件16支撑的同时，压力控制部件16移动。所以，能够将大型块状部件成型过程中的熔融合成树脂的压力维持为规定的值，使得未硬化部分29在冷却硬化时大幅度地减少气泡与空洞，形成在制品的全区域致密的正常的内部状态，得到即使是在高负荷的作用下也不会变形的大型块状部件。
所述驱动装置4，由于是连接于加压力控制装置27的油压缸26，所以所述油压缸26的输出，可以相对于来自材料供给装置2的熔融合成树脂的供给压力与熔融合成树脂在模具3内的增量速度，由加压力控制装置27而设定为最佳值，设为该最佳值的油压缸26的输出，支撑压力控制部件16的同时，压力控制部件16移动。进而，由于由季节变化等引起的环境温度的变化、合成树脂的种类、合成树脂的熔融温度等的变化，有使合成树脂的硬化速度变慢的情况，但由所述压力控制装置27，能够将压力控制部件16的移动速度设定为适应于上述各种硬化速度变化因素的最佳移动速度。所以，在大型块状部件的成型过程中能够将熔融树脂的压力维持在规定值以上，使得未硬化部分29在冷却硬化时大幅度地减少气泡与空洞，形成在制品的全区域致密的正常的内部状态，得到即使是在高负荷的作用下也不会变形的大型块状部件。
如上所述，由于是在加压条件下硬化合成树脂，所以即使是将热塑性合成树脂的废料做成颗粒状再利用，也可以以高密度进行气泡与空洞不成为实际问题的水平的硬化，这对于降低成本是有利的。而且，由于木粉等填充材料也在上述压力条件下混合入硬化的合成树脂，所以不会因为填充材料的混入而引起大型块状部件的压缩强度的下降。
在模具3的全长上使所述压力控制部件16的后退速度为一定的情况下，由于在熔融合成树脂的注入的初期阶段制品成型部15的压力并不十分高，所以会发生该部分的气泡等的分布在基准值以上的现象。另一方面，在压力控制部件16后退到最终位置的状态下，由于合成树脂的压力值稳定地设定在规定值以上，所以在最终阶段硬化的部分的气泡等在基准值以下。这样，由于在大型块状部件的两端部附近气泡等的分布有偏差，所以可根据需要将所述两端部切除，得到在全长上具有气泡与空洞等均匀分布的大型块状部件。
第二实施例图4～图8表示本发明中大型块状部件的树脂成型装置的第二实施例。
在该实施例中，使成型的大型块状部件的长度方向上的密度尽量均匀化，同时，提高成型中及成型后的冷却性。
图4主要是表示所述模具3的内部结构的横截面俯视图。压力控制部件16是由前板16A与后板16B间隔配置的二重结构，所述前板16A与后板16B由中央部的连接部16C而一体化。在该例中，驱动轴24是两条平行配置，其一端结合于支撑板31，另一端结合于压力控制部件16。所述支撑板31与油压缸26的活塞杆32相结合。而且，驱动轴24与压力控制部件16的结合，可以由在驱动轴24的端部形成的阳螺纹部以及拧在其上的螺母，即螺纹结构而结合。在该例中，是驱动轴24以可滑动的状态贯通所述后板16B，其先端部与前板16A的背面相接的结构。
在所述模具3的大体中央部沿模具3的长度方向配置有钢铁制的冷却管33。所述冷却管33，以可滑动的状态贯通在所述压力控制部件16的连接部16C上开设的插通孔16D中，后部被导向于端板18上开设的导向孔34。所述导向孔34，是由在中央部支撑冷却管33的大径部34A，与使驱动轴24通过所述大径部34A两侧的通过部34B所构成。如图6所示，在阻挡所述冷却管33后端的止挡板35上贯通两根螺钉36，其先端侧拧入端板18。
如图8所示，所述冷却管33，是截面为圆形、具有中空部33A的中空管，在其先端部设置有圆锥部33B，将中空部33A堵塞。冷却管33的直径设定得比供给口13的内径大，在该例中，冷却管33的直径为90mm，供给口13的开口部的内径为80mm。而且，冷却管33的最大后退位置，是圆锥部33B的先端部进入供给口13内的位置，在该位置形成合成树脂材料向模具3内流入合成树脂材料的流路37。如图7所示，所述流路37具有环状流通空间的形状，该流路的宽度用W表示。为了使所述圆锥部33B的中心轴与供给口13的中心轴相一致，在冷却管33的下侧配置“ㄑ”字形的支承部件38，焊接于端板14的内面。
拧紧所述螺钉36时，由于止挡板35向端板18一侧移动，所以与此同时冷却管33被推向供给口13，圆锥部33B压接于供给口13的开口边缘。因此，由圆锥部33B与供给口13的开口边缘能够起到阀的功能。
如上所述，在该例中，冷却管33的直径为90mm，供给口13的开口部的内径为80mm。但另一方面，模具3的内部尺寸是纵横各350mm，长度1700mm。此外，与所述第一实施例同样，同样的部分都赋予同样的符号。而且，船舶用大型块状部件在船舶进入水中后浮起，使大型块状部件便于回收，而且，在地面上搬运时也轻量方便。从这样的观点看，大型块状部件的比重应设定在1g/cc以下，希望能够接近天然木材的0.5g/cc。这样的比重的设定，是通过使用的合成树脂的种类、填充物的种类及混入量而调整的。
由上述结构，熔融的合成树脂材料从所述环状的流路37流入制品成型部15内。此时的熔融树脂的流动形态，根据圆锥部33B的形状而成为大体扩散为圆锥状的流体，其主流是指向模具3的内周面3A的方向。所以，熔融的合成树脂在模具3的内周面3A冷却。与此同时，熔融的合成树脂通过与冷却管33的接触而在制品成型部15的中央部冷却。所以，熔融的合成树脂在模具3的内周面3A与冷却管33的两处冷却，这样的冷却状态在压力控制部件16后退时仍能够继续维持，从大型块状部件的内侧与外侧冷却。由于通过这样的模具3的长度方向上继续冷却的现象，大型块状部件能够在短时间内硬化，所以能够在全长上抑制气泡与空洞的生长，得到密度均匀、且能够承受高负荷的大型块状部件。
压力控制部件16后退到最后，制品成型部15被未硬化部分29与硬化部分30所充满时，拧入螺钉36，冷却管33向供给口13一侧移动，圆锥部33B落座于供给口13的开口边缘。由此，从供给口13到制品成型部15的连续的熔融合成树脂成为被切断的状态，从材料供给装置2的熔融合成树脂的供给被停止。其后，制品成型部15整体硬化后，解除夹紧机构21，将端板18从模具3取下，进而使驱动轴24后退，将压力控制部件16从模具3拔出。由此，模具3内残留大型块状部件与贯通该部件的冷却管。其后，抓住冷却管33的后端将大型块状部件从模具3拉出。进而，大型块状部件从冷却管33取出，成为成型品单体的状态。
如上所述，在将熔融合成树脂供给到制品成型部15时，熔融合成树脂的热量经过模具3的内周面3A而散失，能够促进合成树脂的硬化，大幅度地减少气泡及空洞的发生。而且，在冷却管33从大型块状部件拔出后，大型块状部件上形成的贯通孔有放热的作用，能够有效地促进空冷。
而且，如上所述，由于由具有冷却功能的冷却管33能够发挥切断合成树脂流入的阀的功能，所以能够使冷却管33多功能化，这对于简化结构是有效的。
由于冷却管33是中空结构，所以能够在全长上起到冷却功能的作用，随着压力控制部件16的后退而进行连续的冷却。而且，由于合成树脂的压力作用于冷却管33，所以其后端部为推靠止挡板35的状态，由此能够正确地设定圆锥部33B与供给口13的开口边缘的相对位置、即所述流路的宽度W，能够使熔融合成树脂正确地流入制品成型部15内。
压力控制部件16进行后退时，冷却管33的先端部成为单方支撑，由其自重会向下方位移，有圆锥部33B的中心轴与供给口13的中心轴发生偏差的可能性。但是，由于设置了支承部件38，所以使上述中心线不会发生偏差，流路宽度W也能够在圆周方向保持均匀的状态，能够确保良好的熔融合成树脂的流入。还有，虽然也可能有由于支承部件38的存在而干扰熔融合成树脂的流动的可能性，但通过减小支承部件38的尺寸，或形成如图8所示的空隙部38A，能够将对流动的干扰减低到最小。
如图6所示，在止挡板35开设通气孔39，能够促进从中空部33A的放热，进一步提高冷却效果。进而，从通气孔39供给冷却空气，能够进一步提高冷却性能。或者是，也可以利用冷却管33进行水冷(未图示)。
在端板18上开设的所述导向孔34，由通过冷却管33的大径部34A与通过驱动轴24的通过部34B所构成，所以驱动轴24与冷却管33向模具3内的配置能够容易地进行。
进而，驱动轴24在对压力控制部件16支撑的状态下结合于压力控制部件16，同时，冷却管33贯通压力控制部件16的插通孔16D，所以熔融合成树脂供给到制品成型部15、压力控制部件16缓慢后退时的移动动作就很顺利，不会发生异常的机械阻力。所以，能够去除使熔融合成树脂的压力状态不稳定的因素，正确地维持规定值以上的压力。
由所述圆锥部33B关闭供给口13的时间，希望在尽量减少未硬化部分29的容积之后再关闭。通过在该时间关闭供给口13，能够减少未硬化部分29硬化时的凝固收缩，能够正确地形成成型形状。
第三实施例图9是表示本发明的大型块状部件的树脂成型装置的第三实施例。
该实施例是在供给口13的上流侧配置加压泵40。作为所述加压泵40，采用可调整挤压压力的齿轮式泵。此外与上述各实施例相同对相同的部分都赋予同样的符号。
由于根据上述结构能够调整向模具3内供给的熔融树脂的供给压力，所以能够更正确地控制所述未硬化部分29的压力状态。在所述第二实施例中未硬化部分29的压力是与材料供给装置2的供给压力大体相同或稍低，但通过配置加压泵40，也可以将未硬化部分29的压力设置得高于材料供给装置2的供给压力，这对于使气泡及空洞等的发生最小化是有效的。除此之外，能够起到与上述各实施例同样的作用效果。
而且，根据本发明的大型块状部件的树脂成型方法，由于在成型的初期阶段，模具3的内侧端面即端板14与压力控制部件16之间的制品成型部15的空间容积很小，所以能够立即由从所述材料供给装置2以规定的压力供给到模具3的熔融状态的合成树脂所充满。在该阶段，熔融状态的合成树脂，以直接冲击压力控制部件16的流动状态而立即由所述压力控制部件16所阻挡。这样，熔融状态的合成树脂在压力控制部件16的表面硬化的同时，改向模具3的内周面3A的方向，向放射方向流动，进而在模具3的内周面3A受阻、冷却并硬化。所以，合成树脂在压力控制部件16的表面的模具的内周面附近的位置早期硬化，硬化区域顺次向压力控制部件16的中央部扩大。而且，由于未硬化的合成树脂材料由材料供给装置2施加规定的压力，在承受该压力的同时压力控制部件16向模具内制品成型部15的容积增大的方向缓慢移动，所以未硬化的合成树脂的压力能够维持为规定值以上。由此，能够在硬化的树脂上接着继续硬化，由于是在加压下连续硬化，所以能够大幅度减少气泡及空洞等。
在所述初期阶段之后，压力控制部件16沿上述方向进一步移动，同时硬化部分30的区域扩大，在加压下进行连续的硬化。在该阶段，由于熔融状态的合成树脂是顺次供给到模具内，所以，未硬化的合成树脂的压力能够由压力控制部件16的缓慢移动而维持在规定值以上，大幅度减少气泡及空洞而继续硬化现象。还有，伴随着压力控制部件16的移动，硬化后的合成树脂在沿模具3的内面滑动的同时追随压力控制部件而移动16。
上述熔融状态的合成树脂的连续加压供给与压力控制部件16控制的移动，到达最终阶段时，压力控制部件16到达模具内侧的另一端面而停止。此时，通过继续对合成树脂的加压状态，使得未硬化部分29在冷却硬化时大幅度地减少气泡与空洞，形成在制品的全区域致密的正常的内部状态，得到即使是在高负荷的作用下也不会变形的大型块状部件。
在由树脂成型制造大型块状部件时，能够实质性地消除内部气泡及空洞等的发生，能够有效地利用于船舶及机床等重物的支撑部件，可以使用于广泛的产业领域。
权利要求
1.一种大型块状部件的树脂成型装置，在送出熔融状态的合成树脂材料的材料供给装置上，结合着制品成型用模具，其特征在于所述模具的截面为封闭截面，其截面形状在长度方向上大体一定，在所述模具的长度方向的端部设置有将来自所述材料供给装置的合成树脂材料供给到所述模具内的供给口，并设置有与上述供给口相对面，并且一边将向模具内供给的合成树脂材料的增量过程中的熔融状态的合成树脂材料的压力维持在规定值以上，一边向模具内制品成型部的容积增大的方向缓慢移动的压力控制部件。
2.根据权利要求1所述的大型块状部件的树脂成型装置，其特征在于所述压力控制部件的外周面在所述模具的内周面上滑动，或所述压力控制部件的外周面与所述模具的内周面之间的间隙为微小值。
3.根据权利要求1或2所述的大型块状部件的树脂成型装置，其特征在于所述压力控制部件与将所述压力维持为规定值以上的驱动装置相结合。
4.根据权利要求3所述的大型块状部件的树脂成型装置，其特征在于所述驱动装置是连接于加压力控制装置的油压缸。
5.一种大型块状部件的树脂成型方法，将熔融状态的合成树脂材料注入制品成型用模具内而成型大型块状部件，其特征在于以可进退的状态插入所述模具内的压力控制部件，一边将向模具内供给的合成树脂材料的增量过程中的熔融状态的合成树脂材料的压力维持在规定值以上，一边向模具内制品成型部的容积增大的方向缓慢移动，使合成树脂材料从接近压力控制部件处开始顺次硬化。
全文摘要
一种大型块状部件的树脂成型装置及其成型方法，该树脂成型装置(1)在送出熔融状态的合成树脂材料的材料供给装置(2)上，结合着制品成型用模具(3)，上述模具的截面为封闭截面，其截面形状在长度方向上大体一定，在上述模具的长度方向的端部设置有将来自上述材料供给装置的合成树脂材料供给到上述模具内的供给口(13)，并设置有与上述供给口相对面，并且一边将向模具内供给的合成树脂材料的增量过程中的熔融状态的合成树脂材料的压力维持在规定值以上，一边向模具内制品成型部(15)的容积增大的方向缓慢移动的压力控制部件(16)。这样，由于熔融合成树脂在加压条件下进行硬化，所以能够得到没有气泡、空洞的压缩强度高的大型块状部件。
文档编号B29C45/57GK1590067SQ20041006829
公开日2005年3月9日 申请日期2004年8月27日 优先权日2003年8月28日
发明者山本和男 申请人:株式会社拓斯特