JPH01262123A - 表皮付スチレン系樹脂発泡成形物の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は表皮付スチレン系樹脂発泡成形物の製造方法に
関し、特に樹脂表皮の表面側にアバタのような凹部が生
じることがない平滑で強靭な樹脂表皮を有する表面外観
の優れた表皮付スチレン系樹脂発泡成形物の製造方法に
関するものである。

［従来の技術］ 従来、スチレン系樹脂発泡成形物は軽量で、かつ、断熱
性を有していることから、魚、果物などの容器や遊泳用
の浮きなどに使用されている。

このようなスチレン系樹脂発泡成形物は、次に示す方法
で製造されている。

すなわち、雌雄金型に囲まれたキャビティ内に発泡性ポ
リスチレン系粒子を充填した後、これら両金型のスチー
ムチャンバ内の上方より水蒸気を導入し、下方より凝縮
水を排出する。

そして、雄金型の水蒸気の供給を停止し雌金型のスチー
ムチャンバ内の上方のみより水蒸気を導入し、また、雌
金型のドレン弁を閉めて雄金型のスチームチャンバの下
方のみより凝縮水を排出する。

次いで、両金型のスチームチャンバ内の上方より水蒸気
を導入し、雄金型のスチームチャンバの下方のみより凝
縮水を排出して予備加熱による予備発泡を終了する。

その後、両金型のドレン弁を閉めて、両金型のスチーム
チャンバ内に水蒸気を導入して本加熱を行ない、該粒子
を十分に発泡させた後、冷却してスチレン樹脂発泡成形
物を取出す。

しかしながら、このようにして得られたスチレン系樹脂
発泡成形物は、損傷し易く、耐久性が乏しいために、浮
子などの耐久性が要求される用途に使用されるものでは
、その表面を非発泡ポリエチレン樹脂、エチレン・酢酸
ビニル共重合体、耐衝撃性ポリスチレンなとで覆った製
品に転換されつつある。

このような、非発泡ポリエチレン樹脂などによって表面
を被覆補強したスチレン系樹脂発泡体の型物は、例えば
、小さな孔を多数開けた合成樹脂フィルムの袋内に発泡
性合成樹脂のビーズを充填し、その上方の開口部をシー
ルした後、雌型及び雄型内で加熱加圧して函型に成形す
る方法（特公昭４７−８９４８号公報参照）などによっ
て製造されるが、発泡体を被覆する合成樹脂フィルムの
延展性が小さいために、複雑な形状の発泡成形品を製造
することができないといった欠点がある。

前記方法以外にも、金型の内面形状に倣って表皮用樹脂
シートを配設した後、該金型のキャビティー内に発泡性
ポリスチレン系粒子を充填して加熱発泡させる方法、或
いは、金型の内面に類似する型を用いて予め成形された
表皮用樹脂シートを金型内に配設した後、該金型内に発
泡性スチレン系樹脂粒子を充填して加熱発泡させる方法
などがある。

しかし、これらの方法は発泡性スチレン系樹脂粒子を充
填した後で水蒸気によって加熱すると、前記予め賦型さ
れた表皮用樹脂シートに残存応力が残っているために、
加熱と共に表皮用樹脂シートが収縮して変形が生じ、特
に容器のコーナ一部では表皮用樹脂シートの端縁が収縮
応力により外れて移動したり、強く引っ張られたりする
。その結果、容器のコーナ一部の表皮用樹脂シートが丸
みおびたり、表皮と発泡体との接着力を悪くして、発泡
体のコーナ一部から遠い端にある表皮用樹脂シートは容
器のコーナ一方向にひっばられ、発泡体容器の底に近い
側壁に表皮用樹脂シートで被覆されない部分が生じると
いったことが起こる。

本発明者らはこのようなことが生じない、平滑で強靭な
表皮に包まれ、かつ、コーナ一部が丸く成形されること
がないスチレン系樹脂発泡成形物を製造する方法として
、前に特願昭８２−２７８８８９号明細書に記載されて
いる方法を提案した。

この特願昭８２−２７８ｆ！８９号明細書に記載した表
皮付スチレン系樹脂発泡成形物の製造方法は、金型内面
形状に倣って表皮用樹脂シートを配設し、両金型を閉型
して形成されるキャビティ内に発泡性樹脂粒子を充填し
た後、水蒸気を導入して加熱発泡させて発泡性樹脂粒子
同志を融着させた後、次いでスチームチャンバ内を減圧
状態にして、該表皮用樹脂シートを金型の内壁に密着さ
せると共にスチームチャンバ内の水の気化により、更に
は水蒸気を断熱膨脹させることによって冷却し、表皮付
スチレン系樹脂発泡成形物の製造するものである。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、前記方法で発泡成形されたスチレン系樹
脂発泡成形物は、成形品のコーナ一部については改善さ
れたが、表皮の表面に米粒大の凹部が多数生じ、用途に
よっては外観上好ましくない点があった。

［課題を解決するための手段］ 本発明者等は上記の課題に対して鋭意検討した結果、こ
のような凹部は、金型のスチームチャンバ内に水蒸気を
導入してキャビティ内の発泡性スチレン系樹脂粒子を予
備加熱する際に、表皮用樹脂シートが配設されている側
の金型が十分に暖められておらず、かつ、表皮シートが
金型内面に十分密着していないために、水蒸気が金型の
内表面に凝縮して水滴が生成し、この水滴が表皮用樹脂
シートによって覆われて生成したものであることが判明
したので、この点を改良することによって前記課題を解
決した。

すなわち、本発明は、雌雄二つの金型の一方の内面に、
該金型の内面形状に倣って表皮用樹脂シートを配設し、
両金型を閉型することによって形成されるキャビティ内
に発泡性スチレン系樹脂粒子を充填し、両金型のスチー
ムチャンバ内に水蒸気を導入して加熱発泡させると共に
発泡粒子同志を融着させて成形し、次いでスチームチャ
ンバ内に冷却水を導入して該発泡成形物を冷却する表皮
付スチレン系樹脂発泡成形物の製造方法において、前記
水蒸気による加熱発泡成形を、先ず、表皮用樹脂シート
が配設されていない側の金型のスチームチャンバ内に水
蒸気を導入し、キャビティ内の発泡性スチレン系樹脂粒
子を一部発泡させて表皮用樹脂シートを金型に密着させ
た後、両金型のスチームチャンバ内に水蒸気を導入し、
発泡性スチレン系樹脂粒子を加熱発泡させることを特徴
とする表皮付スチレン系樹脂発泡成形物の製造方法であ
る。

［発明の詳細な説明］ 企１ 本発明のスチレン系樹脂発泡成形物の製造方法に用いら
れる金型は、一般に雄型と雌型との二つの金型とから構
成されており、両金型を閉型した時にキャビティが形成
される。該金型の雄型及び雌型にはキャビティの反対側
に各々スチームチャンバが備えられており、該スチーム
チャンバとキャビティとの間には蒸気透過孔が多数穿設
されている。

該金型の雄型又は雌型の内面形状に倣って装着される表
皮用樹脂シートは、一般に、容器などの外側を被覆する
場合には雌型に装着され、内側を被覆する場合には雄型
に装着される。

Ｌ支夫血上ニュ 本発明のスチレン系樹脂発泡成形物の製造方法に用いら
れる表皮樹脂シートは、一般には雌型内面用のシートあ
るいは雄型内面用のシートのいずれか一方をもって被覆
する。また、形状構造が複雑である場合などには必要箇
所を数多く分割した多数枚のシートを接着あるいは融着
して構成することもできる。

該表皮用樹脂シートは金型のキャビティ内面に類似する
金型を用いて予め真空成形、圧空成形、プレス成形など
により得られたシート成形品であることが好ましい。

前記発泡性樹脂粒子を金型内に充填するために金型に穿
設する充填口の大きさは、市販の充填ガンの大きさに合
せておくのが合理的であり、一般にその直径は１５〜３
０ｍｍφ程度である。

前記表皮用樹脂シートの肉厚としては、通常０．１〜２
　ａｍ、好ましくは１〜２ＩＩ１１程度のもので。

この程度の厚さのものであれば金型内面に添設するため
の装着作業が容易に実施できる。

表皮用樹脂シートに用いられる材料としては、低密度ポ
リエチレン、ポリプロピレン、塩化ビニル樹脂、高耐衝
撃性スチレン樹脂（ＨＩＰＳ）、スチレン・アクリロニ
トリル共重合体樹脂、ＡＢＳ樹脂などの熱可塑性樹脂が
用いられるが、耐衝撃性及びスチレン樹脂発泡体との融
着性の点から考慮するとＨＩＰＳ及びスチレン・アクリ
ロニトリル共重合体が好ましい。

発泡性スチレン系樹脂粒子の素材としては、ポリスチレ
ン、スチレン中α−メチルスチレン共重合体、スチレン
・α−メチルスチレン・アクリロニトリル共重合体、Ａ
ＢＳ　、スチレン−メチルメタクリレート共重合体など
が利用できる。

脆３ 本発明の表皮付スチレン系樹脂発泡成形物の製造方法に
おいては、前記金型内に表皮用樹脂シートを配設した後
、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を充填し、次いでこれ
ら金型内の空気を減圧にして脱気することが好ましい。

１１盈ｊ 加熱は、本加熱の前に、表皮用樹脂シートが配設されて
いる側の金型を徐々に暖めて、該金型に水蒸気が凝縮し
て水滴が付着することを防止するために予備加熱が行な
われる。

予備加熱を行なわずに本加熱を行なうと、金型内面にま
ず水蒸気が凝縮して水滴が生じ、水滴が付着したままで
発泡成形され１表皮用樹脂シートの表面にアバタのよう
な凹部を生成して外観が著しく損なわれた発泡成形物と
なる。

予備加熱は、一般に次のようにして行なわれる。

先ず表皮用樹脂シートが配設されていない側の金型のス
チームチャンバ内に徐々に水蒸気を導入し、該金型の開
放弁より水蒸気を排出して、表皮用樹脂シートが配設さ
れていない側の金型を暖める。

次いで、表皮用樹脂シートが配設されている側の金型の
開放弁をも徐々に開放して、表皮用樹脂シートが配設さ
れている側の金型を徐々に暖める。

その後、表皮用樹脂シートが配設されていない側の金型
の開放弁を閉じ、すなわち、水蒸気を表皮用樹脂シート
が配設されていない側の金型より導入し表皮用樹脂シー
トが配設されている側の金型の開放弁より排出して、表
皮用樹脂シートが配設されていない側の金型側より表皮
用樹脂シートが配設されている側の金型を徐々に暖める
。

更に、表皮用樹脂シートが配設されている側の金型の水
蒸気供給弁を開いて、表皮用樹脂シートが配設されてい
る側の金型を十分に暖めて予備加熱を終了する。

このような予備加熱の操作によって、表皮用樹脂シート
と金型との間に水滴を生成させることなく金型を加熱す
ることができ、しかも、キャビティ内の発泡性スチレン
系樹脂粒子（予備発泡粒子を含む）を表皮用樹脂シート
が配設されていない側の発泡性スチレン系樹脂粒子より
徐々に一部発泡させて表皮用樹脂シートを金型に密着さ
せるので、平滑な表皮を形成することができる。

また、予備加熱は、一般に１００〜１３０℃、好ましく
は１１０〜１２０℃の温度で１〜２００秒間、好ましく
は５〜２０秒間加熱することによって行なわれる。

本ＪＬ塾 前記予備加熱の後、両金型のスチームチャンバ内に水蒸
気を導入して本加熱を行なって本発泡させると共に膨張
した樹脂粒子の表面部を相互に融着させてスチレン系樹
脂発泡成形物とする。

本加熱は、通常のスチレン系樹脂発泡成形物の製造方法
の加熱発泡条件と変ることなく行なわれる０例えば、一
般に　１００〜１３０℃、好ましくは１１０〜１２０℃
の温度で、　１〜２００秒間、好ましくは　５〜６０秒
間加熱することによって行なわれる。

窪１ 前記本加熱による加熱発泡が終了したら、スチームの供
給を止め、スチームチャンバ内に冷却水を導入する前に
、吸引弁の先に配置された減圧ポンプを作動させること
によりシートの装着された側の金型のスチームチャンバ
内を減圧状態にすることが好ましいうこれによって軟化
状態のシートが該金型に密着すると共に、スチームチャ
ンバ内の水が気化することによって気化熱を奪い、また
、水蒸気は断熱膨脹することによって温度が下る。

その結果スチームチャンバ内の温度が低下して、キャビ
ティ内が冷却され、表皮用樹脂シートは金型に密着した
状態で６０〜８５℃程度の温度にまで冷却される。

表皮用樹脂シートが冷却した後、吸引弁を閉じ、開放弁
及びドレン弁を開けてスチームチャンバ内の圧力を大気
圧と同圧とした後、スチームチャンバ内に冷却水を導入
して金型を冷却させ、冷却水の供給を止めた後、チャン
バ内に空気を吹き込んで、金型を開放して成形品を取り
出す。

この減圧による金型の冷却は、減圧の程度及び時間によ
りその効果が異なる。一般に減圧の程度は大気圧に対し
て一５′〜−７８０＋ｕ＋Ｈｇ、好ましくは−２５０〜
−７８０層ｍｕｇであり、減圧時間は５〜６０秒、好ま
しくは５〜３０秒である。

減圧によって金型の冷却される温度は一般に７０〜１０
０℃であり、好ましくは７０〜９０℃である。

この時にあまり急激に冷却し過ることは、表皮用樹脂シ
ートが十分固化する前に収縮応力が強く現われ、本発明
の効果を損なうおそれがある。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例及び図面を挙げて本発明を具体
的に説明する。

実施例１ 第１図は本発明実施例の表皮付スチレン樹脂発泡成形物
の製造方法に用いられる発泡成形用金型の断面図で、第
２図（１）〜（５）はその操作手順の簡略断面説明図で
ある。

第１図において、金型１は雄型（移動側）２及び雌型（
固定側）３より構成されており、これら雄型及び雌型に
は蒸気透過孔４ａ、４ｂが穿設され、その外側にはスチ
ームチャンバ６ａ、６ｂが形成されている。

該金型１の雌金型３の内壁３ａに、寸法が縦３７４ｍｍ
　Ｘ横２７１５ｍ　Ｘ高さ１１３■、肉厚１．０腸層の
真空成形された耐衝撃性スチレン樹脂（ＨＩ　ＰＳ）シ
ート５を装着した後、吸引弁１３から雌金型３のスチー
ムチャンバ６ａ内を−５００ｍｍＨｇに減圧して、上記
シート５を雌金型３の内壁３ａに密着させた。

次に１両金型２，３を型締めすることによって形成され
るキャビティ７内に、予め２０ｋｇ／ｍｓに予備発泡さ
れた予備発泡スチレン樹脂粒子８を、金型２側に装着さ
れた充填ガン９より装填して充填口を閉じた。

そして、第２図の（１）に示すように、先ずスチーム弁
１０ｂ及びドレン弁１１ａ、ｌｌｂを開けて、蒸気圧力
０．８ｋｇ／ｃ■２Ｇの水蒸気を５秒間導入すると共に
凝縮水を排出し、スチームチャンバ６ｂ側より雄金型２
を徐々に加熱し、雌金型３をも徐々に加熱した。

更に、第２図の（２）に示すように、ドレン弁１１ｂを
閉じて、水蒸気を２０秒間導入すると共に凝縮水を排出
することによって雄金型２及び雌金型３を加熱し、キャ
ビティ７内の予備発泡スチレン樹脂粒子８を膨脹させて
、耐衝撃性スチレン樹脂（ＨＩＰＳ）シート５を雌金型
３の表面に密着させた。

次いで、第２図の（３）に示すように、スチーム弁１０
ａを開放して水蒸気を５秒間導入して雌金型６ａ側を十
分に加熱し、予備加熱を終了した。

そして、第２図の（４）に示すように、両スチーム弁１
０ａ、１０ｂを開放したままドレン弁１１ａを閉じて３
０秒間本加熱を行ない、予備発泡スチレン樹脂粒子８を
十分に膨脹させて表皮付スゲ・レン樹脂発泡成形物を成
形した。

その後、第２図の（５）に示すように、スチーム弁１０
ａ、１０ｂを閉じて、水蒸気の供給を止め、加熱を終了
させた。

そして、スチームチャンバ６ａ、６ｂの底部のドレン弁
１１ａ、ｌｌｂを開放してスチームチャンバ６ａ、６ｂ
内の圧力を大気圧と同圧にした。

この時の金型温度は１０５℃であり、旧ＰＳシート５は
軟化状態（８０〜１０５℃）になっている。

次いで、ドレン弁１１ａを閉め、吸引弁１３を開けて、
雌金型３のスチームチャンバ６ｂ内を減圧状態にし、−
５００ｍｍＨｇＧで１５秒間保持して。

軟化状態にあるシート５を雌型金型３の内壁３ａに密着
させると共に、スチームチャンバ６ａ内の水の気化及び
水蒸気の断熱膨脹によってスチームチャンバ６ａ内を８
０℃にまで冷却させた。

その後、雄型２、雌型３の両金型のスチームチャンバ６
ａ、６ｂ内に装着される冷却水弁１２ａ、１２ｂを開け
てスチームチャンバ６ａ　　。

６ｂ内に冷却水を２０秒間流して両型２，３並びに成型
品を冷却し、た後、水を抜いてさらに２５秒間放置冷却
してから成型品を金型より取り出した。

得られた成形品の収縮度及び凹部の評価結果を以下に示
す。

評価結果 減圧時間（秒）　　　　１５　　秒 減圧度（ｍｍＨｇＧ）　　　−５００ｔｍｍＨｇＧ収縮
度合　　　　　　０ 凹部　　　　　　　　０ 上記成形品の収縮度及び凹部の評価は次の方法により測
定した。

叉紅１丘豆上ｊ ×：コーナ一部全体が収縮した Δ：コーナ一部全全体丸く変形した Ｏ：コーナ一部の一部が丸く変形した ０：コーナ一部全体が鋭角に成形されたｌ区立上ｊ ×：全表面に米粒大の凹部が発生した。

Δ：部分的に米粒大の凹部が発生した。

０：表面の一部に米粒大の凹部が発生した。

Ｏ：表面に米粒大の凹部は発生しない。

比較例１ 実施例１の予備加熱の金型のスチームチャンバ６ａ、６
ｂへの水蒸気の供給を、第３図の（１）に示すように、
スチーム弁１０ａ、ｌＯｂ及びドレン弁１１ａ、ｌｌｂ
を開けて、両金型２，３のスチームチャンバ６ａ、６ｂ
内に水蒸気を均等に導入して５秒間加熱した。

次いで、第３図の（２）に示すように、スチーム弁ｉｏ
ｂ及びドレン弁１１ａを閉じて、ＨＩＰＳシート５側の
スチームチャンバ６ａより雌金型３側を２０秒間加熱し
た。

更に、第３図の（３）に示すように、スチーム弁、１０
ｂを５秒間開放し、キャビティ７内の予備発泡スチレン
樹脂粒子８を膨脹させて、予備加熱を終了させた。

そして、第３図の（４）及び（５）に示すように、両ス
チーム弁１０ａ、１０ｂを開放したままドレン弁１１ｂ
を閉じて３０秒分間本加熱を行ない、予備発泡スチレン
樹脂粒子８を十分に膨脹させ冷却して表皮付スチレン樹
脂発泡成形物を成形した以外は実施例１と同様にして行
なった。

減圧時間（秒）　　０秒 減圧度（＋ｍＨｇＧ）　　　ＯｍｍＨｇＧ収縮度合　　
　　　Ｘ 凹部　　　　　　　Ｘ ［発明の効果］ 本発明の表皮付スチレン系樹脂発泡成形物の製造方法は
、予備加熱の際の金型のスチームチャンバ６ａ、６ｂへ
の水蒸気の供給順序を、先ず表皮用樹脂シートの配設し
ていない側の金型のスチームチャンバ内に水蒸気を導入
して、キャビティー内の発泡性スチレン系樹脂粒子を一
部発泡させて該表皮用樹脂シートを金型に密着させ、次
いで両金型のスチームチャンバに水蒸気を導入して本加
熱により発泡させるので、表皮用樹脂シートが配設され
ている側の金型が十分に暖められているために、金型の
表面で水蒸気が凝縮して水滴が生成することがなく、表
皮用樹脂シートの表面に７バタのような凹部を生成する
ことがない。

また、このようにして発泡成形されたスチレン系樹脂発
泡成形物は金型に密着された状態で冷却されるので、成
形物のコーナ一部においても角部が正確に成形され、従
来のようにコーナ一部が丸く成形されることがなく、複
雑な成形品であっても正確に成形することができる。

したがって、見映えの良い外観に優れた表皮付スチレン
系樹脂発泡成形品を得ることができるので、工業的に極
めて有用なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の表皮付スチレン系樹脂発泡成形物の製
造方法に用いられる成形用金型の断面図で、第２図はそ
の操作手順の簡略断面説明図であり、第３図は従来の表
皮付スチレン系樹脂発泡成形物の製造方法における操作
手順の簡略断面説明図である。 １：金型　　　　　　２：雄型 ３：雌型　　　　　　３ａ：内壁 ４ａ：蒸気透過孔（雌型側） ４ａ：蒸気透過孔（雄型側） ５：＃衝撃性スチレン系樹脂シート ６ａニスチームチヤンバ（雌型側） ６ｂニスチームチヤンバ（雄型側） ７：キャビティ　　　８：樹脂粒子 ９：充填ガン １０ａニスチーム弁（雌型側） １０ｂニスチーム弁（雄型側） １１ａ：　　ドレン弁（雌型側） １１ｂ：　ドレン弁（雄型側） １２ａ：冷却水弁（雌型側） １２ｂ：冷却水弁（雄型側） １３：吸引弁 出願人　三菱油化バーディッシェ株式会社代理人　弁理
士　　厚１）　桂一部 第１図 第 （ｉ）　　　　　　　　　（２） 図 ３　図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）雌雄二つの金型の一方の内面に、該金型の内面形
   状に倣って表皮用樹脂シートを配設し、両金型を閉型す
   ることによって形成されるキャビティ内に発泡性スチレ
   ン系樹脂粒子を充填し、両金型のスチームチャンバ内に
   水蒸気を導入して加熱発泡させると共に発泡粒子同志を
   融着させて成形し、次いでスチームチャンバ内に冷却水
   を導入して該発泡成形物を冷却する表皮付スチレン系樹
   脂発泡成形物の製造方法において、前記水蒸気による加
   熱発泡成形を、先ず、表皮用樹脂シートが配設されてい
   ない側の金型のスチームチャンバ内に水蒸気を導入し、
   キャビティ内の発泡性スチレン系樹脂粒子を一部発泡さ
   せて表皮用樹脂シートを金型に密着させた後、両金型の
   スチームチャンバ内に水蒸気を導入し、本加熱すること
   により発泡性スチレン樹脂粒子を加熱発泡させることを
   特徴とする表皮付スチレン系樹脂発泡成形物の製造方法
   。
2. （２）スチームチャンバ内に冷却水を導入する前に、表
   皮用樹脂シートを配設した側の金型のスチームチャンバ
   内を減圧状態にして、軟化状態の表皮用樹脂シートを該
   金型に密着させると共に、スチームチャンバ内の水の気
   化と水蒸気の断熱膨脹によってスチームチャンバ内を冷
   却させることを特徴とする請求項１に記載の表皮付スチ
   レン系樹脂発泡成形物の製造方法。