JPH0554810B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は熱可塑性積層シートを加熱成形する方
法に関し、特に低倍発泡の発泡層を有する熱可塑
性積層シートから更に発泡させた発泡層を有する
熱可塑性積層成形品を製造する際の加熱成形方法
に関する。

（従来の技術） 熱可塑性発泡シートよりなる発泡成形品の加熱
成形方法としては、通常、発泡剤を混入した熱可
塑性合成樹脂を押出機により押出発泡して発泡シ
ートとした後（この押出発泡を一次発泡といい、
得られたシートを一次発泡シート、或は発泡押出
原反、若しくは、単に原反という）、この一次発
泡シートを再び加熱オーブン等で加熱してシート
内に残存する発泡ガスの圧力を高めると共に発泡
シートを軟化点以上の温度で成形すると、前記発
泡ガスの圧力が発泡圧力として作用し、一次発泡
シートの厚みの２〜2.6倍程度になるまで発泡し
て（これを二次発泡という）、最終成形品が得ら
れる。

しかし、一次発泡シートの状態で長期間保管し
たり、或は一次発泡シートの独立気泡の少ない通
気性の高い一次発泡シートである場合には、一次
発泡シート内に残存している発泡ガスは散逸し、
空気と置換したりして充分な二次発泡倍率を有す
る発泡成形品を得ることができない。このような
十分な二次発泡倍率をもたない二次発泡成形品
は、強度及び断熱性が共に十分でなく、満足すべ
き製品ということはできない。

このような問題点を解決する手段として、先
に、本件出願人は、発泡成形品を得るに当り、適
度な間隙を有するように雌雄金型間の空間を調整
し、この金型間に加熱軟化された発泡シートを挟
持し、金型の両面より真空吸引し、型内で発泡さ
せると同時に成形する方法を出願した（特願昭63
−93244号参照）。

しかしながら、この方法においては成形金型温
度は、原反の加熱軟化温度より充分低くなけれ
ば、成形後の成形品は、変形を生じてしまうので
ある。このため、金型内で真空発泡させるときに
は、成形品の表面が冷却されているので、発泡は
未だ温度の高い中心部に集中し、空洞化現象を生
じ、得られた成形品の強度は低下し、又、この方
法では発泡押出原反の発泡倍率としては1.5〜2.0
倍が限度であるとされている。

更に、成形に使用する金型としては、そのクリ
アランスを精度良く加工された雌雄金型、マツチ
モールドを使用しなければならず、そのため生産
コストも高価なものとなる。

（発明が解決しようとする課題） 本発明者は上記の欠点を改善し、常圧における
加熱時には殆ど二次発泡することがなく、発泡シ
ートに対して成形前に十分に発泡及び加熱しうる
方法を見出し、本発明を完成するに至つたもの
で、本発明の目的は、一次発泡シートより、更に
発泡させて厚肉にして発泡強度大なる成形品とな
るような二次発泡シートを得るための加熱成形方
法を提供するものである。

（課題を解決するための手段） すなわち、本発明は発泡倍率1.5〜3.0倍の発泡
層を中心とし、その両面に非発泡性のフイルムを
積層した三層構造を有する熱可塑性積層シートを
110〜190℃に加熱軟化した後、クリアランスを軟
化した前記熱可塑性積層シートの厚みの1.5〜5.0
倍に調整してある熱板間に挿入し、該熱可塑性積
層シートの周縁部を密封、挟持すると共に、熱板
間内の空気を排気して減圧状態にして発泡層を発
泡せしめて、前記熱可塑性積層シートの両面フイ
ルム層をそれぞれの熱板に密着するように加熱せ
しめた後、熱板間から前記熱可塑性積層シートを
取出し、所望の形状を有する成形品に成形するこ
とを特徴とする熱可塑性積層シートの加熱成形方
法である。

本発明において使用する素材は中心層を発泡層
とし、その両面に非発泡のフイルムをラミネート
した三層構造を有する熱可塑性積層シートであ
り、加熱板側から真空吸引しても発泡層における
空洞化は避けられ、又、発泡シートの長時間保存
で残存ガスが散逸した後でも、二次発泡をさせる
ことが可能であり、これを熱成形することにより
強度及び断熱性の優れた成形品を成形することが
できるのである。

本発明について更に詳細に説明する。

先づ、発明で使用する素材は前述のように熱可
塑性シートよりなる三層構造を有する積層シート
である。本発明で使用する熱可塑性樹脂として
は、ポリオレフイン系樹脂又はポリスチレン系樹
脂或はこの両樹脂の混合樹脂である。ポリオレフ
イン系樹脂としては、ポリプロピレン、ポリエチ
レン、ポリブテン、ポリメチルペンテン及びこれ
らポリマーの混合物或はオレフイン類を50％以上
含有するエチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレ
ン・メタアクリレート共重合体、EPT、EPDM
等であり、ポリスチレン系樹脂としては、一般グ
レードのポリスチレン樹脂のほかα−メチルスチ
レン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合
体、スチレン−アルキルマレイミド共重合体、ス
チレン−メチルメタアクリレート共重合体或はポ
リスチレンとポリフエニレンオキサイドとの混合
物等の耐熱性を有するポリスチレン系樹脂等が使
用される。

そして、発泡層としては特にポリオレフイン系
樹脂を主体とし、これにポリスチレン系樹脂を混
合した混合樹脂を使用することが、剛性が良く、
発泡性が良好なので、好ましい。

発泡層に使用する発泡剤としては、通常この種
の発泡体の発泡剤として使用されるものであれば
何れでも良く、例えばプロパン、ブタン、フレオ
ン等である。

発泡層やフイルム層には通常の熱可塑性樹脂の
配合剤である安定剤、充填剤等の配合剤を適宜配
合することができる。

積層シートの中心部の発泡層は1.2〜5.5倍の発
泡倍率を有するものであつて、両面真空で発泡層
を二次発泡させるためには少なくとも発泡倍率
1.2は必要である。他方、5.5倍以上の発泡倍率を
有する発泡シートでは輸送等にコストがかかり、
生産性の点からみて好ましくなく、また、中心部
の発泡層の発泡倍率が余り高いと表面のシート層
との剥離が生じやすくなり、これらの点を考慮す
ると発泡層の発泡倍率は5.5以下のものが適して
いる。

次に加熱手段について述べる。

先づ、上記の積層シートを加熱オーブンにより
加熱軟化させる。この際、加熱温度は110〜190℃
の温度範囲であつて、110℃以下では、充分な真
空発泡が得られない。すなわち、真空圧で吸引発
泡させるには充分な軟化状態でなければならず、
そのため樹脂の軟化温度以上である110℃以上の
温度に加熱する。ただ、190℃以上の温度に加熱
すると、真空発泡する前に積層シート内の空気層
は破壊されて非発泡状態となり、真空発泡成形す
ることができなくなる。

この加熱によつて、積層シートは通常は多少二
次発泡をし、積層シートは、より低密度を有する
二次発泡積層シートとなる。この加熱軟化により
二次発泡しない積層シートもある。

続いて、上記の加熱軟化した積層シートを加熱
されている熱板間に挿入する。すなわち、加熱さ
れている熱板によつて積層シートの両面より発泡
加熱させる。この際、使用する熱板は、真空吸引
孔を有する二枚の凹型加熱板である。そして両熱
板間のクリアランスは、軟化した積層シートの厚
みの1.2〜5.5倍になるように調整する。この場
合、積層シートはクリアランス一杯に発泡させる
ため、クリアランスは二次発泡後の成形品の強度
に影響し、5.5倍を越えるとこの発泡加熱による
発泡層の二次発泡倍率が上がり、得られる成形品
の強度が低下し、他方、1.3倍以下では発泡の意
味がなくなる。

熱板の温度は二次発泡した積層シートを成形加
工できる温度で、通常積層シートより成形品を成
形する際の温度、すなわち140〜165℃の温度範囲
である。上記の加熱温度及びクリアランスに調整
した熱板間に一次発泡した低密度を有する積層シ
ートを挿入し、積層シートの外周部を挟持し、熱
板間の空気を排気し、減圧し、積層シートを発泡
加熱する。この場合、積層シートのフイルムが熱
板に密着するまで発泡加熱する。

得られた発泡した加熱されている積層シートを
次に成形手段に移行させる。成形手段としては、
圧縮成形、真空成形等何れの手段を採用してもよ
い。

本発明の加熱方法を図面について説明する。

第１図は本発明の加熱過程を示したものであ
る。先づ、原反シートである三層の積層シート１
を加熱オーブン２で予熱して原反シートが軟化可
塑性を呈する状態とする。続いて本発明に係る加
熱手段である発泡加熱部３に移行する。この加熱
手段は真空孔を有する２枚の加熱板４，５よりな
る。この加熱板４，５に前記の予熱をして軟化可
塑性を有する積層シートの周囲を挟持し、その加
熱板間のクリアランスを軟化した原反シートの
1.5〜5.0倍とした。この両加熱板により発泡加熱
された原反シートは成形部に移され、ここで成形
品に成形される。

実施例 発泡倍率2.25倍のポリスチレン発泡層875μの上
面に80μ、下面に55μのポリスチレンフイルム層
を積層したシートを原反シート（全厚み1010μ）
として使用した。

先づ、原反シートを250℃の遠赤外線ヒーター
を使用して22秒予熱して原反シートの温度を130
〜140℃とする。

続いて、本発明に係る加熱方法を適用する。使
用した上下２枚の加熱板は157℃に設定されてい
る。この加熱板の間に前記予熱された原反シート
を挟持する。加熱板間のクリアランスは4.5ｍ／
ｍであり、加熱板で囲まれた空間は500ｍ／ｍHg
で2.5秒間減圧にした。挟持された原反シートは
発泡し、原反シートの上下フイルム層はそれぞれ
の加熱板に密着した。その後1.5秒で加熱板内を
常圧に開放した後、発泡した原反シートの挟持を
とき、成形部へと移動させた。このときの発泡済
み原反シートの厚みは4.8ｍ／ｍであつた。成形
部では成形品のサイズが150ｍ／ｍ×150ｍ／ｍ、
深さ25ｍ／ｍになるようにし、使用した金型の温
度は24℃であつた。成形方法として、プラグアシ
スト方式による凹型真空成形で成形したところ、
得られた成形品の厚みは側面で3.2ｍ／ｍ、底面
で4.1ｍ／ｍあり、底面の、殆ど延伸を受けてい
ない部分の発泡倍率は、約10倍であつた。又、型
離れ等には何らの問題もなく良好な成形品が得ら
れた。

（効果） 本発明は上述した構成をとることによつて次の
ような効果を奏することができる。

１ 成形前に加熱軟化状態の原反シートを真空下
で発泡と共に加熱させることによつて低発泡の
原反より高発泡の成形品を得ることができる。

２ 加熱板間でより均一なシート加熱温度及び均
一な二次発泡厚みを得やすい。その結果、安価
な成形二次発泡した成形品の気泡は均一であ
る。

３ 素材である原反シートは発泡層を中心とし、
その両面に非発泡性のフイルム層を積層してい
るため、発泡気泡構造が連通してあつても真空
成形が可能となるばかりでなく、発泡及び成形
後までの一時的な発泡層の減圧状態に対し、差
圧に耐え得る十分な厚み方向の強度を有する
由、厚みの減少が少ない。

４ 発泡倍率は成形品で初期の原反シートの倍率
の1.5〜5.0倍である。

５ 成形時の金型温度が低いので成形サイクルが
早い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る熱可塑性積層シートの加
熱成形方法の工程を示した説明図である。 １……原反シート、２……加熱オーブン、３…
…発泡加熱部、４，５……加熱板、６……成形
部、７……成形品。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 発泡倍率1.2〜5.5倍の発泡層を中心とし、そ
   の両面に非発泡性のフイルムを積層した三層構造
   を有する熱可塑性積層シートを110〜190℃に加熱
   軟化した後、クリアランスを軟化した前記熱可塑
   性積層シートの厚みの1.5〜5.0倍に調整してある
   熱板間に挿入し、該熱可塑性積層シートの周縁部
   を密封、挟持すると共に、熱板間内の空気を排気
   して減圧状態にして発泡層を発泡せしめて、前記
   熱可塑性積層シートの両面フイルム層をそれぞれ
   の熱板に密着するように加熱せしめた後、熱板間
   から前記熱可塑性積層シートを取出し、所望の形
   状を有する成形品に成形することを特徴とする熱
   可塑性積層シートの加熱成形方法。