JPH0272924A - 樹脂成形用冷却装置 - 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〉 この発明は、発泡樹脂成形機に用いられ、金型から押出
された熱可塑性樹脂のシートを冷却する樹脂成形用冷却
装置に関する。

〈従来の技術〉 従来より、発泡樹脂成形機として、熱可塑性樹脂からな
る材料を、押出し機によって、金型の円ロ状スリットか
らチューブ状に押出し、冷却装置によって冷却すると共
に、上記チューブの両側部において切断し、上下２枚の
フィルム或いはシートとして、巻き取っていくものがあ
る。

上記の押出し方式としては、上方向、下方向或いは水平
方向に押出す方式のものがあるが、水平方向に押出す方
式（以下、水平方向押出し方式という）のものが、押出
し時や引取り時に取扱い易いという点から、最も多く使
用されている。

そして、一般に、上記の水平方向押出し方式における冷
却方式としては、金型に直接連結した筒体（以下、マン
ドレルという）に冷却パイプを内装し、該マンドレルの
外面を上記チューブの内面に接触させながら冷却すると
共に、チューブの内径を規制して成形寸法を整える、い
わゆるインサイドマンドレル方式のものが用いられてい
る。また、マンドレルの内面を上記チューブの外面に接
触させながら冷却すると共に、チューブの外径を規制し
て成形寸法を整える、いわゆるアウトサイドマンドレル
方式のものも用いられている。

〈発明が解決しようとする課題〉 ところで、上記の水平方向押出し方式では、金型及びマ
ンドレル付近の空気が、金型等の装置の熱によって温め
られて上昇し、金型及びマンドレルを取り巻く雰囲気温
度に、上下格差（上側が約７℃高くなる）を生ずる。こ
の雰囲気温度の上下格差が、マンドレルの冷却効率にも
影響し、成形条件が上下で相違することになるので、成
形品の品質に上下格差を生ずる。特に、上記フィルムま
たはシート等の一次製品を再加熱して成形し二次製品を
得る場合、該二次製品の品質に顕著な差異を生ずる。

例えば、ポリスチレン系においては、 ■　厚み、延伸等に上下格差を生じ、 ■　そして、上記延伸の上下格差のため、カップやどん
ぶり等の深絞り品では、上下同一条件での成形が行えな
い という問題があり、 また、ポリオレフィン系においても、 ■　上記ポリスチレン系のものと同様、延伸の上下格差
の影響で、深絞り品の成形が上下同一条件で行えず、 ■　また、−成製品成形時に発生する延伸の上下格差の
影響で、２次製品の厚みに格差を生じ、■　特に、発泡
倍率が２倍以下で成形後の厚みが０．５ｍｍ以下である
一次製品にあっては、上側のものに波縞が発生し易く、 ■　また、上記発泡倍率が２倍以上のものにおいて、波
縞の発生を防止するために金型のスリット幅を拡げた場
合、延伸の上下差が大きくなるので、他の成形条件（温
度や押出し速度）を変更しても、良好な成形が行えない という問題があった。

この発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、
均一に冷却することができ、ひいては、発泡樹脂成形機
をして均質な成形を行わせることのできる樹脂成形用冷
却装置を提供することを目的としている。

く課題を解決するための手段〉 上記目的を達成するためのこの発明の樹脂成形用冷却装
置としては、押出し機によって金型から水平方向に押出
された熱可塑性樹脂のチューブ状シートの、内面或いは
外面に当接して冷却する樹脂成形用冷却装置において、
上下に少なくとも２分割された分割冷却体からなり、各
分割冷却体には互いに独立した冷却用流体経路を設けて
いることを特徴とするものである。

く作用〉 上記の構成の樹脂成形用冷却装置によれば、上下に少な
くとも２分割された分割冷却体に、互いに独立した流体
経路を設けているので、各流体経路へ供給する流体の温
度や流量等を調整することにより、上下別個に冷却性能
を調整することができ、金型から押出された熱可塑性樹
脂のチューブ状シートの、冷却過程における上下の温度
格差を是正することができる。

〈実施例〉 以下実施例を示す添付図面によって詳細に説明する。

第２図は発泡樹脂成形機（＾）の全体構成を示す概略図
であり、原料ホッパ（１１）及び発泡剤注入孔（１２）
を有する押出し機（１）と、該押出し機（１）に連結さ
れ、円弧状のスリット（図示せず）を有する金型０と、
該金型（２）と連結した冷却兼サイジング用のマンドレ
ル（３）と、該マンドレル（３）の後方に配設されたカ
ッタ（４）と、該カッタ（４）の後方に配設された一対
の巻取ローラ（５）　（６）とを主要部として有してい
る。

上記の発泡樹脂成形機（Ａ）は、押出し機（１）内にお
いて、原料ホッパ（１１）から供給した熱可塑性樹脂の
原料（Ｓ）に、発泡剤注入孔（１２）から発泡剤（ｂ）
を混入すると共に、該原料（Ｓ）を、押出し機（１）に
よって、金型（２）の上記スリットからマンドレル（３
）の外面に沿わせた状態で押出して、一定寸法のチュー
ブ状シート（ｐ）とした後、該チューブ状シート（ｐ）
の両側部をカッタ（４）によって切断すると共に、上下
２枚のシートとして巻取ローラ（５）　（６）に巻き取
るものである。

また、金型■とマンドレル（３）との連結部分００）は
、テーバ状になっていると共に、チューブ状シート（ｐ
）内に空気を吹き込んで、チューブ状シート（ｐ）を所
定寸法に膨らませるための空気吹出し孔（図示せず）を
有している。

上記のマンドレル（３）は、第１図に示すように、押出
し方向に沿って３分割された円筒状の第１マンドレル（
３１）、第２マンドレル（３２）及び第３マンドレル（
３３）からなり、各マンドレル（３１）（３２）　（３
３）は、それぞれ上下に２分割された分割冷却体（３１
ａ）　（３１ｂ）、分割冷却体（３２ａ）　（３２ｂ）
、及び分割冷却体＜３３ａ）　（３３ｂ）により構成さ
れている。

各分割冷却体（３１ａ）　（３１ｂ）には、それぞれ独
立した流体経路としての冷却バイブ（７１ａ）　（７１
ｂ）が鋳込まれて内装されており、同様に、分割冷却体
（３２ａ）　（３２ｂ）には冷却バイブ（７２ａ）　（
７２ｂ）がそれぞれ内装され、分割冷却体（３３ａ）　
（３３ｂ）には冷却パイプ（７３ａ）　（７３ｂ）がそ
れぞれ内装されている。これらの冷却パイプ（７１ａ）
　（７１ｂ）　−（７３ｂ）内には水、オイル或いは空
気等の熱交換可能な流体が循環される。

また、各冷却バイブ（７Ｌａ）（７１ｂ）−（７３ｂ）
は、第３図に示すように、串状に配置されている。

（８）はマンドレルの位置決め用の垂直板であって、取
り付は易い箇所に取り付けられる。（９）は上下の分割
冷却体（３１ａ）（３１ｂ）・・・の間に介装されたス
ペーサであり（第４図参照）、該スペーサ（９）は、独
立した系統の冷却バイブ（図示せず）を内装した、独立
温度調整可能なものから構成しても良く、また、上下の
分割冷却体（３１ａ）　（３１ｂ）・・・間の熱の移動
を遮断する断熱材により構成しても良い。

なお、各マンドレル（３１）（３２）　（３３）の材質
としては、アルミニウム、鉄等の金属或いはセラミック
を用いることができ、これらの表面にフッ素樹脂（商標
テフロン、デュポン製）をコーティングしたり、例えば
テフロツクやニダックス（金属表面化学社製）等の金属
メツキを施したりしたものを用いることもできる。

この実施例によれば、上下に２分割された分割冷却体（
３Ｌａ）　（３１ｂ）・・・に、互いに独立した冷却パ
イプ（７１ａ）　（７１ｂ）・・・を内装しているので
、各冷却バイブ（ＬＬａ）　（７１ｂ）・・・への供給
流体の温度や流量を別個に調整することにより、マンド
レル（３）の冷却性能を上下別個に調整することができ
、金型（２）から押出されたチューブ状シート（ｐ）の
、冷却過程における上下の温度格差を是正することがで
きる。したがって、上下均質な発泡シート（−成製品）
を得ることができ、ひいては均質な二次製品を得ること
ができる。

さらに、水平方向に沿って、第１のマンドレル（３１）
〜第３のマンドレル（３３）に分割しているので、これ
らのマンドレル（３１）〜（３３）の冷却性能を別個に
調整することにより、冷却過程における水平方向の温度
勾配を適正に調整でき、樹脂の種類や発泡倍率等に応じ
た、きめの細かい調整が行える。

なお、マンドレル（３）の水平方向に沿っての分割数は
、樹脂の種類や発泡倍率等に応じて増減することができ
る。また、マンドレル（３）の上下の分割冷却体（３１
ａ）　（３１ｂ）・・・のそれぞれを複数分割すること
もできる。

また、各マンドレル（３１）（３２）　（３３）間に断
熱材等を介装させても良く、スペーサ（９）は必ずしも
設けなくても良い。

さらに、冷却パイプ（７１ａ）　（７１ｂ）・・・の断
面形状は、角断面のものが冷却効率の良いことから好ま
しいが、円断面や楕円断面等の他の断面形状としても良
い。

その他、流体通路として、冷却パイプを用いず、異型押
出し等によって分割冷却体に形成した冷却孔を用いるこ
と、また、分割冷却体の内周または外周に形成した溝に
蓋を被せたものを用いること等、この発明の要旨を変更
しない範囲で種々の設計変更を施すことができる。

以下、実験例及び比較例に基いて、本発明の詳細な説明
する。

（以下余白） く実験例Ｉ及び比較例Ｉ〉 実験例Ｉ 上記の実施例の発泡樹脂成形１機及び樹脂成形用冷却装
置としてのマンドレル（３）を用い、原料・・・・・・
ポリスチレンとしての三菱モンサンド社製ダイヤレック
スＨＨ１０２（ＭＩ−３，５，カタログ値）に、核剤タ
ルク１部を配合したもの 発泡剤・・・・・・上記原料に対し３．２％（重量比率
）のブタンを注入 押出し機（１）・・・・・・シリンダ温度２００〜９５
℃押出し量６０　ｋｇ／Ｈ 金型（２）・・・・・・スリット径２００　ｍｍスリッ
ト幅０．７Ｍ マンドレル（３）・・・・・・冷却用流体として水を用
い、上記表１に示すように、上下の冷却パイプ（７１ａ
）（７１ｂ）・・・の流量を等しくすると共に、上側の
冷却パイプ（７Ｌａ）　（７２ａ）の入口での流体温度
を下側のものよりも低めに設定 発泡シート・・・・・・発泡倍率１１倍、厚み２．３ｍ
ｍ という成形条件にて、−次製品としての発泡シートを製
造し、 さらに、表１に示す厚み比（二次製品／−次調製品及び
成形条件にて二次成形し、二次製品を得ると共に、該二
次製品の伸び及び上下の厚みのばらつきについて、良好
（表１において○で示す）或いは不良（表１において×
で示す）の判断をする評価テストを行ったところ、良好
な結果が得られた。

比較例Ｉ これに対し、実験例Ｉと他の条件を同一として、マンド
レル（３）の上下の冷却パイプ（７Ｌａ）（７１ｂ）・
・・の入口での流体温度を同一とすることにより、従来
のマンドレルを疑似した、比較例Ｉによる一次及び二次
製品を製造し、実験例Ｉと同様の評価テストを行ったと
ころ、伸びについては良好であったが、厚みのばらつき
については不良という結果を得た。

これらの実験例Ｉ及び比較例Ｉによりそれぞれ得られた
二次製品の評価テスト結果から、比較例Ｉによって疑似
される従来のマンドレルを用いた場合は、均質な二次製
品が得られないこと、及び実験例Ｉの如くマンドレル（
３）の上下の分割冷却体（３１ａ）　（３１ｂ）・・・
の冷却性能を別個に調整した場合は、均質な二次製品が
得られることが実証された。

く実験例■〉 上記の実施例の発泡樹脂成形機及び樹脂成形用冷却装置
としてのマンドレル（３）を用い、原料・・・・・・ポ
リスチレンとしての旭化成工業社製スタイロン６８５　
（ＭＩ−２，１，カタログ値）に、出光石油化学社製ハ
イインパクト出光スチロールＨＴ５１　（Ｍｌ−２，１
，カタログ値）を、重量比４対１の割合で配合し、さら
に、核剤タルク１部を配合したもの 発泡剤・・・・・・上記原料に対し３．５％（重量比率
）のブタンを注入 押出し機（１）・・・・・・シリンダ温度２１○〜９８
℃押出し量６３　ｋｇ／Ｈ 金型（２）・・・・・・スリット径２００　ｍｍスリッ
ト幅０．７ｍｍ マンドレル（３）・・・・・・冷却用流体として水を用
い、表１に示すように、上下の冷却パイプ （７Ｌａ）　（７１ｂ）・・・の入口での流体温度を等
しくすると共に、上側の冷却パイプ（Ｈａ）（７２ａ）
の流量は下側のものよりも多いめに設定 発泡シート・・・・・・発泡倍率１１．５倍、厚み２．
４ｎｖｎ という成形条件にて、−次製品としての発泡シートを製
造し、 さらに、表１に示す厚み比（二次製品／−二次製品及び
成形条件にて二次成形し、二次製品を得ると共に、該二
次製品の伸び及び上下の厚みのばらつきについて、良好
（表１においてＯで示す）或いは不良（表１において×
で示す）の判断をする評価テストを行ったところ、良好
な結果が得られた。これにより、上下の冷却パイプ（７
１ａ）　（７１ｂ）・・に対して同一温度の流体を供給
する場合においても、上側の冷却パイプ（７１ａ）　（
７２ａ）に対する流量を下側のものよりも多くすること
により、上側の分割冷却体（３１ａ）　（３２ａ）の冷
却性能を下側よりも高めることかでき、ひいては良好な
二次製品が得られることが実証された。

く実験例■及び比較例■〉 実験例■ 上記の実施例の発泡樹脂成形機及び樹脂成形用冷却装置
としてのマンドレル（３）を用い、原料・・・・・・ポ
リプロピレンとしてのノーブレンＡＤ−５７１（住友化
学社製、ＭＩ−０，６゜カタログ値）に、核剤タルク０
．５部、及びハイドクセロール５部を配合したもの 発泡剤・・・・・・上記原料に対し１％（重量比率）の
ブタンを注入 押出し機（１）・・・・・・シリンダ温度２４０〜１２
５℃押出し量７５　ｋｇ／Ｈ 金型０・・・・・・スリット径２００ｍｍスリット幅０
．５ｍｍ マンドレル（３）・・・・・・冷却用流体として水を用
い、表１に示すように、上下の冷却パイプ （７１ａ）　（７１ｂ）・・・の流量を等しくすると共
に、上側の冷却パイプ（７１ａ）　（７２ａ）の入口で
の流体温度を、下側のものよりも低めに設定 発泡シート・・・・・・発泡倍率１．７倍、厚み０．９
５ｍｍ という成形条件にて、−次製品としての発泡シートを製
造し、 さらに、表１に示す厚み比（二次製品、／−次製品）及
び成形条件にてバキューム成形し、二次製品を得ると共
に、該二次製品の伸びについて、良好（表１においてＯ
で示す）或いは不良（表１において×で示す）の判断を
する評価テストを行ったところ、良好な結果が得られた
。

比較例■ これに対し、実験例■と他の条件を同一として、マンド
レル（３）の上下の冷却パイプ（７１ａ）　（７１ｂ）
・・・の入口での流体温度を同一とすることにより、従
来のマンドレルを疑似した比較例■による一次及び二次
製品を製造し、実験例■と同様の評価テストを行ったと
ころ、上下とも、方向によって伸びが相違し、不良であ
るという結果を得た。

これらの実験例■及び比較例Ｈによりそれぞれ得られた
二次成形品の評価テスト結果から、比較例Ｈによって疑
似される従来のマンドレルを用いた場合は、均質な二次
製品が得られないこと、及び実験例■の如くマンドレル
（３）の上下の分割冷却体の冷却性能を別個に調整した
場合は、均質な二次製品が得られることが実証された。

〈発明の効果〉 以上のように、この発明の樹脂成形用冷却装置によれば
、上下に少なくとも２分割された分割冷却体に、互いに
独立した流体経路を設けているので、各流体経路へ供給
する流体の温度や流量等を調整することにより、上下別
個に冷却性能を調整することができて、金型から押出さ
れた熱可塑性樹脂のチューブ状シートの、冷却過程にお
ける上下の温度格差を是正することができ、したがって
、上下均質な発泡シート（−成製品）を得ることができ
、ひいては均質な二次製品を得ることができるという特
有の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の樹脂成形用冷却装置の断
面図、 第２図は発泡樹脂成形機の全体構成図、第３図は斜視図
、 第４図は側面図。 （１）・・・押出し機、 （２）・・・金型、 （３）・・・マンドレル、 （３１ａ）　（３１ｂ）　（３２ａ）　（３２ｂ）　（
３３ａ）　（３３ｂ）・・・分割冷却体、（７１ａ）　
（７１ｂ）　（７２ａ）　（７２ｂ）　（７３ａ）　（
７３ｂ）−＝流体経路としての冷却パイプ、 （ｐ）・・・チューブ状シート 第 図 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、押出し機によって金型から水平方向に押出された熱
   可塑性樹脂のチューブ状シートの、内面或いは外面に当
   接して冷却する樹脂成形用冷却装置において、 上下に少なくとも２分割された分割冷却体からなり、各
   分割冷却体には互いに独立した冷却用流体経路を設けて
   いることを特徴とする樹脂成形用冷却装置。