JPH0857878A - プラスチックの回転成型方法及び成型体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 プラスチックの回転成型方法及び成型体に関
するものであり、歪が発生せず、強度が十分である、大
型で複雑な成型体、発泡体、又は複合成型体を成型する
方法を提供する。 【構成】 プラスチックの粉末又は粒状体を密閉した金
型に、その容積の５％以上を閉めるように入れ、此の金
型をプラスチックが溶融するが分解はしない温度で加熱
しながら材料に遠心力を与えないように一軸回転して成
型し、金型を鉛直に対して５度以上傾斜させて回転させ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はプラスチックの回転成型
に関するものであって、プラスチック又はその廃棄物を
用い、大型の成型体、発泡体、又は複合成型体を成型し
て、断熱材、クッション材、浮揚材、建材、土木材等に
用いるものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の回転成型はプラスチック粉末を用
い、これを密閉した金型に入れ、二軸で回転しながら熱
風等で加熱するものであるが、二軸回転であるため、広
い場所をとり、非効率で、かつ、此の熱風が著しく高い
温度であるため、金型の温度が部分的に異なり、成型さ
れた成型体に歪が発生し、強度が不十分で、風を受けや
すい部分が熱劣化するため、複雑な形や構造の成型体、
発泡体や複合成型体の製造が不可能なものであった。

【０００３】発明者等はｕｓｐ３，８１４，７７８号に
於て、粉末プラスチックと１０メッシュより大きい架橋
発泡性の粒状体を金型に９０％以下の量入れ、回転速度
が０．１乃至１５ｍ／分の速度で回転しながら加熱し、
粉末プラスチックによる表皮と、その内側に発泡体の充
満した複合成型体の製造方法を提案した。この方法はす
ぐれた複合成型体の製造方法ではあるが、特殊な複合成
型体の製造に限るもので本発明とは異なる。

【０００４】発明者等はまたｕｓｐ３，９１４，３６１
号に於て、粉末プラスチックと粒径が３０倍以上の発泡
性粒状体とを密閉したバルブを有する金型に入れ、１５
ｍ／分以下の速度で金型を回転し、外部より水蒸気で１
００乃至２５０℃で加熱し、粉末プラスチックにより表
皮を生成し、発泡性粒状体を発泡せしめ、内部にあるガ
スをバルブにより逃散せしめて冷却する発泡複合成型体
の製造方法を提案した。この特許もすぐれた複合成型体
の製造方法ではあるが、特定の複合成型体の製造方法に
限るもので本発明とは異なる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】発明者等はプラスチッ
クの回転成型において、大型の成型体で内部歪がなく、
従って強度にすぐれ、金型の形通りで、複雑な形や構造
の成型体、発泡体や複合成型体を効率良く得る方法を検
討して本発明に至ったものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】発明者等は密閉した金型
に粉末プラスチック又は粒状体を金型の容積の５％以上
を占めるように入れ、この金型を鉛直に対して５度以上
傾斜させて材料に遠心力を与えないように一軸回転させ
ながら、プラスチックが溶融するが分解しない温度で加
熱する時に本願の目的を達成することを発見した。

【０００７】

【作用】本願の方法により金型の寸法通りで、内部歪が
なく、強度のある大型の成型体、発泡体が得られる理由
は、本願の加熱がプラスチックが溶融はするが分解しな
い温度で十分な時間をかけて加熱する為であり、これに
より金型の温度上昇及びその内側にある成型体の溶融が
均一な温度でなされる為である。これに対して、従来の
回転成型では、能率良く製品を得ることにのみ意を用い
た為、３００℃又はそれ以上の温度の熱風を使用するの
で、金型の温度や成型体の溶融速度は不均一であり、こ
の為歪が発生し、風を受けやすい部分に熱劣化が起こ
り、良好な結果が得られない。本発明でプラスチックが
溶融し、かつ、分解しない温度とは１５０℃乃至２２０
℃で、その加熱時間は３０分乃至１２０分である。本発
明では例えば小さな粉末と大きな粉末を使って２相の表
皮にする為、低温で加熱し、次いで高温で加熱する二段
加熱方法を使用することもあり、場合により３段階に加
熱することもある。加熱は熱風で行うこともできるが、
蒸気で加熱することも出来、蒸気加熱では潜熱が利用で
き、熱風のようにかげをつくらないので加熱時間が短く
なり、複雑な金型の各部を均一な速度で加熱できる長所
がある。好ましい加熱温度は１６０℃乃至２００℃であ
る。

【０００８】本願の方法により均一な厚さの成型体の得
られる理由は、金型にその内容積の５％以上のプラスチ
ック粉末及び粒状体を入れ、かつ、此の金型の面全部を
鉛直に対して５度以上傾斜させて一軸回転する為であ
る。此の為、本願の方法は一軸回転であるにも拘らず、
材料が金型の全内面に接触し、均一な速度で加熱される
ことと相俟って、均一な厚さの、金型通りの形で、複雑
な形や構造の成型体や発泡体となる。これに反して金型
を傾斜させないで一軸回転すると回転方向の側面の肉厚
が薄くなる。そして、金型にいれる材料が５％以下の場
合にも同じ傾向になる。金型にいれる材料の量は１０％
以上が好ましく、かつ、金型を傾斜させる角度も１０度
以上であることが好ましい。

【０００９】本願は一軸回転であるので、二軸回転に比
べて効率的であり、場所をとらず、設備費も安い。此の
為本願の方法では蒸気釜中で成型できる。此の時、蒸気
釜の中心に回転軸を設け、これを四方に分けて、４本の
回転軸に平行な柱をつくり、これを上下、左右に継いで
直方体状にし、これに底板を設けて、此の上に金型を置
く。本発明では金型を傾斜させて回転させるので、此の
底板、及び柱に適宜のフックをつけ、金型にもフックを
つけてくさり等で連結固定する。蒸気釜を水平面に傾斜
させて設置し、この釜に回転軸を設け、これに金型を直
角に固定し、鉛直に対しては傾斜した状態で回転させる
こともできる。本発明は加熱温度が低く、材料が熱分解
することのない温度で成型されるので、加熱時間の長い
製品の金型と、短い製品の金型とを同時に釜に入れ、長
い加熱時間で同時に成型することが可能である。

【００１０】本願の回転は材料に遠心力を与えないよう
にゆっくり回転するもので、金型内での材料の移動を助
長する為、回転時金型に振動、衝撃を与えることもあ
る。

【００１１】本発明の金型は鉄、アルミニウム、銅等の
熱の良導体であり、シート、パイプ、鋳物等によるもの
で、これを溶接したり、ボルト等により結合し、プラス
チック粉末が回転時にこぼれないようにする。本発明で
は蒸気で加熱することがあり、ブチルゴム、シリコンゴ
ム等のパッキングを用いて、蒸気が金型内に入らないよ
うに完全に密閉して成型することがある。本発明では金
型内でプラスチックを発泡させることがあり、此の時発
生した余分なガスを逃散させる為に、金型にバルブを取
りつけることもある。

【００１２】本発明では金型の材料や厚さを部分的に変
え、又は熱の不良導体を金型の一部に貼る等して、厚さ
が部分的に異なる成型体、又は一部の面に材料のない成
型体をつくることもできる。金型に用いる鉄板に凹凸を
つけておいて、表面に凹凸のある成型体をつくることも
できる。本発明で円筒形の成型体をつくる時には、鉄パ
イプを金型の一部として用いることができ、此の時、鉄
パイプと両側面の三つで金型が組立てられ、此の金型は
耐圧力が高い上、角が少ない成型体となり、壊れにくく
好ましい。

【００１３】本発明で冷却は金型を水中に浸漬するか、
又はシャワーにより行われる。

【００１４】本発明のプラスチック粉末はポリエチレ
ン、ポリプロピレン、エチレン酢酸ビニル共重合体等の
ポリオレフィン、ナイロン、ＡＢＳ、塩化ビニル、ポリ
カーボネート等の通常回転成型に使われるプラスチック
であるが、熱硬化性樹脂で半硬化のものも用いることが
できる。図１（Ａ）はこれらの粉末を回転成型した時の
表皮１を形成した図である。

【００１５】本発明は高密度ポリエチレンやポリプロピ
レンを用いて硬質な成型体をつくることができる。低密
度ポリエチレンやエチレン酢酸ビニル共重合体、又はそ
れらの発泡体を用いて軟い成型体もできる。

【００１６】本発明では粉末と粒子とを用いて成型し、
２相の成型体をつくることができる。例えば粉末に紫外
線吸収剤、酸化防止剤、着色剤等を入れており、粒子に
は入れないで、外側の部分にだけ薬剤の入っている成型
体をつくり薬剤を節約することもある。ナイロン、ＡＢ
Ｓ樹脂等を外部に出し、内側はポリエチレンの成型体に
もできる。外側は架橋した相にし、耐熱性、耐薬品性、
耐候性を良くし、内側は架橋しない相にもできる。外側
は発泡していない相にし、内側は発泡して断熱性、クッ
ション性の良い成型体にもできる。また、これらの内側
と外側とを入れ変えた成型体もできる。

【００１７】本発明では、粉末、細い粒子、荒い粒子を
用いて３相の成型体もできる。粉末、細い粒子、中ぐら
いの粒子、荒い粒子を用いて４相の成型体もできる。こ
のようにして５相以上の成型体もできる。

【００１８】本発明で大きさの異なる粉末や粒子を使っ
て２相又はそれ以上に分けるには、通常粒径が２倍又は
それ以上のものを用いれば良い。従って、３相にする時
には、ある粒径のものと２倍の粒径のもの及び４倍の粒
径のを用いて成型する。

【００１９】粒径の異なる二種類の粒子を入れて、これ
を本願の方法で回転成型すると、此の二種類の粒子は金
型内で動き、金型の内面に接して加熱される。この時大
きい粒子の径は小さい粒子の２倍あるのでその重さ及び
体積は８倍であり、従って温度の上昇が遅く、持つエネ
ルギーが大きいので金型の内面に溶けて接合されにく
い。かくして相はきれいに２相に分かれる。

【００２０】これらの成型体の厚さは１乃至３０ｍｍで
あり、各種の浮き、タンク、動物模型、大きな遊具とし
て使われる。

【００２１】本発明ではポリオレフィンに架橋剤と発泡
剤とを配合して成型し、図１（Ｂ）の如く、均一微細な
低密度の発泡体２とすることができ、これらは断熱材、
クッション材、浮揚材として各種の用途に用いられる。
本発明で均一微細な気泡の大型の発泡体２が得られるの
は、架橋された材料が金型内で外部から間接加熱され
て、金型の内面から中央に向かって膨張する為と思われ
る。

【００２２】本発明ではプラスチック粉末と発泡性の粒
状体とを用いて回転成型することがあり、粉末材料が金
型の内面に溶融接合して表皮１となり、その内側に発泡
性の粒状態が接合し、次いで発泡して内部を埋めた図１
（Ｃ）の如き複合成型体をつくることもできる。金型の
内部にあった空気等は、金型の合わせ目から逃げて、表
皮１と内側の発泡体２との２相の複合成型体となる。そ
して、厚い表皮をつくる時には金型の合わせ目からガス
が逃げないので、此のガスを逃がす為に金型にバルブを
つけることもある。表皮１の厚さは通常０．５乃至１０
ｍｍで、発泡体２の厚さは通常１０乃至２００ｍｍであ
る。

【００２３】此の発泡性の粒状体は発泡可能な粒状体で
あれば良いが、ポリオレフィンに架橋剤と発泡剤を混練
して粒状体としたものが好ましい。此の粒状体は安定に
発泡し、かつ耐熱性が良好なので、複雑な形や構造の複
合成型体をつくることができる。そして架橋剤の添加す
る割合はゲル分率が、８０％以下である程度であり、発
泡により１０乃至５０倍に膨張させる。そしてゲル分率
が９０％以上になると発泡が抑制される。

【００２４】粒状体の大きさは粒径が０．５ｍｍ乃至
２．０ｍｍで粒子の大きさが０．５ｍｍより小さいと粉
末プラスチックとの分離が不完全になり、２．０ｍｍよ
り大きいと加熱時間が長くなり、発泡が不均一になる。
粒子の大きさが此の範囲であると、此の粒子が金型の内
面で融けて均一な厚さの相となり、次で、これが発泡し
て均一な発泡体の相となる。これに対して、発泡する粒
子が大き過ぎると、均一な厚さの相とならないで発泡す
るので、均一な発泡体の相にならず加熱時間も長い。粒
状体の形は、金型内で動き易い球形又は立方体か、それ
に近いものが好ましい。そして、ポリマー１００部に対
して架橋剤の添加量が０．２５部以下で０．１部以上で
あると、表皮との接合性が良く、収縮性の少ない発泡体
になる。此の複合成型体は表皮と発泡体でなり、丈夫で
断熱性にすぐれるので、各種の断熱容器として用いら
れ、エネルギーの節約に寄与する。また、加熱され又は
冷却された液体又は気体の輸送用の管路としても用いら
れる。ドアや床材等の建材としても用いられる。

【００２５】本発明の回転成型で表皮１と内側に発泡体
２の相があり、その中央に気体相３のある図１（Ｄ）の
如き３相複合成型体をつくることができる。そして、此
の３相複合成型体は中央に気体相３があるため、表皮１
と発泡体２との２相複合成型体に比べてクッション性が
良好である。此の気体相３は１気圧以上にすることも可
能で、こうするとクッション性は一層向上する。この３
相複合体は例えば本願の方法で、プラスチック粉末と発
泡性粒状体を金型を充満するのに不十分の量入れ、加熱
発泡させれば良い。本発明の方法では材料が均一な速度
で加熱され発泡するので、気体相３は金型の中央を占
め、表皮１、発泡体２、気体相３が略同心円状になり、
クッション材等として好ましい構造になる。そして、例
えば発泡剤を多量に使用すると気体相３を１気圧以上に
することが出来、此の成型体は表皮１と発泡体２が外側
にあるので、１気圧以上にしてもガスは逃げない。此の
気体相３は上部又は下部に片寄らせることも出来る。

【００２６】此の３相複合成型体は表皮に例えばエチレ
ン酢酸ビニル共重合体又はその発泡体を用いて軟らかい
表皮とし、敷布団、各種のマット、野球場のフェンスの
けが防止材等として用いられる。丈夫な表皮をつくり、
浮き桟橋等の各種浮揚材としても用いられる。此の３相
複合成型体は厚い成型体が容易にでき安価であり上記の
製品として好んで用いられる。

【００２７】本発明では粉末プラスチックと発泡性粒状
体と共に、此の発泡性粒状体より大きい形の別の粒状体
４を加えて回転成型することがある。このようにする
と、粉末プラスチックの表皮１があり、中央に大きい形
の粒状体４があり、この粒状体４同士又は粒状体４と表
皮１とを発泡体２で接合した図１（Ｅ）の如き３相複合
成型体となる。そして、此の複合成型体は中央にある粒
状体４が略均一に配置していて偏在しないので極めて丈
夫で、特に圧縮強度、曲げ強度にすぐれる。これに対し
て、別の粒状体４が発泡性粒状体に比べて大きさが同じ
であるか又は小さいと別の粒状体４が中央に集まらずに
片寄り強度のある成型体とならず、かつ加熱時間が著し
く長くなる。

【００２８】此の大きい粒状体としてプラスチックの廃
棄物を用いることが出来る。此の時、プラスチック廃棄
物は発泡体により間隙を埋められ一体化する。廃棄物と
して熱可塑性樹脂のものは勿論、熱硬化性の樹脂のもの
でも良く、Ｆ．Ｒ．Ｐの廃材でも良い。そして、大きい
粒状体の配合割合が全体の５０％以上であると、此の粒
状体同士が直接結合するようになり、極めて丈夫な成型
体となるので好ましい。大きな粒状体は発泡性粒状体よ
り大きければ良いが、その大きさが２倍以上であること
が好ましい。

【００２９】此の３相複合成型体は、軽くて強度があ
り、腐ることがないのでパレット、トラフ、建築用の型
枠、下水道管、魚礁、ドア、プレハブトイレ等に用いら
れる。

【００３０】本発明では粉末プラスチック、発泡性粒状
体、これより形の大きいプラスチックの粒状体４と共
に、石、廃コンクリート、廃レンガ等の比重の大きい材
料の粒状体５を入れ、表皮１があり、粒状プラスチック
と石等が発泡体２でくるまれた図１（Ｆ）のような４相
複合成型体で、比重が１以上で水に沈む成型体をつくる
ことが出来る。石等を片寄らせ、一部が沈み、一部が浮
いている成型体にすることもできる。裏返しになりにく
く、裏返しになっても容易に表にできる浮揚材にもでき
る。又、金属、メーター等を入れて成型し、これらが発
泡体で固定された成型体にもなる。

【００３１】本発明の成型体は表皮があり内側に発泡体
のある成型体でパイプをつくり、両端に円板状の凸出部
をつくり、これをボルトで継ぐ形にできる。一端に雄ネ
ジ、他端に雌ネジをつくり、順次これを継いで管路をつ
くることもできる。両端の外側にネジを切り、スリーブ
で継ぐ形にもできる。

【００３２】本技術で断熱箱をつくり、底に水抜き用の
口をつけておくこともできる。断熱箱に電熱線を埋め込
んで加熱可能な構造にもできる。管を配置し、加熱又は
冷却した水をつくる断熱箱にもできる。

【００３３】成型体の内部に金網、ラスボード、鉄のア
ングルを組立てたもの等を入れ、此の成型体の強度を向
上させることもある。

【００３４】本発明の目的の一つは、プラスチック粉末
を用いて大型の成型体、異型の成型体、２相又はそれ以
上の成型体をつくることである。

【００３５】本発明の目的の一つは、均一微細な気泡で
高倍率の発泡体や異型の発泡体をつくることである。

【００３６】本発明の目的の他の一つは、表皮のある発
泡体を一工程で能率良くつくり、これを断熱材として用
いることである。

【００３７】本発明の目的の他の一つは、表皮があり、
内側に発泡体の相があり、その中央に気体相の３相複合
成型体をつくり、これをクッション材、浮揚材等として
使用することである。

【００３８】本発明の目的の他の一つは、表皮があり、
その内側に粒状体があり、此の間隙を発泡体で埋めた成
型体をつくり、これをパレット、トラフ等に用いること
である。

【００３９】本発明の目的の他の一つは、表皮があり、
その内側に比重が１以上の粒状体を入れて、全部又は１
部が水に沈む成型体をつくることである。

【００４０】本発明の目的の他の一つは、プラスチック
の廃棄物の再利用、再々利用を計ることである。プラス
チックは加工されて製品となっても品質が変わらないの
が特徴の材料であり、元来、再利用、再々利用されるの
が当然の物質である。そして地球の資源が有限であり、
極めて多数の人間が此の地球上で、有限の資源を用いて
無限に生きたいと願う上から、此のプラスチックを再利
用、再々利用することは極めて重要で人類の将来の生存
に必須の用件である。

【００４１】所が、これに反して、プラスチックの廃棄
物は現在再利用されず、燃やしたり、土中に埋めたり
で、分解して油にしたりモノマーにして使用するのがせ
いぜいである。これはプラスチックが加工されても変質
せず、再利用できる性質を持っていることを無視してい
るものである。此の理由はプラスチックの廃棄物がポリ
マーの混合体になっていて、木片、金属片、砂等の異物
が混入しており、かつ、各種の添加物が入っている為で
ある。此の為、現在プラスチック加工の主流である押出
機を用いる通常の成型方法では、押出量が変動して製品
とはならない。押出成型は高能率に精度の高い製品がつ
くれる極めてすぐれた成型方法であるが、プラスチック
の廃棄物を再利用して様々な製品にするには向かない。

【００４２】本発明はプラスチックの粉末を金型内で溶
融して成型するものである。此の粉末プラスチックを用
いる回転成型は押出成型に比べて非能率で寸法精度の高
い製品がつくれず、一般的には劣る技術である。しか
し、此の成型では相溶性のある材料同士であれば、Ｍ
Ｉ．（分子量）や密度の異なる材料が混ざっていても成
型可能である。従って、プラスチック廃棄物でも、低密
度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン
等に分別すれば、これらを粉末にして成型できる。そし
て、厚手の表皮にするとか、その設計強度を、最良の単
一材料を使用した時に比べて少し低目に抑える等の配慮
をはらえば良い。従って、通常回転成型に使用されてい
る材料の廃棄物は本願の成型で粉末プラスチックとして
使用可能である。回転成型は押出成型に比べて精度の高
い製品となりにくいので、此の製品は正確さをあまり要
求されない大型の製品向きである。従って、精度を要求
される押出成型に比べて回転成型は廃棄物を使い易い。

【００４３】本発明の発泡性の粒状体は低密度ポリエチ
レンに架橋剤と発泡剤とを添加したものが好んで用いら
れる。此の発泡体の特徴は極めて安定に発泡し、その耐
熱性が良好な点にあるが、又、此の発泡の特徴はＭＩ．
密度のいかんにかかわらず低密度ポリエチレンである限
り、どの材料も良く発泡することである。そして、これ
はポリエチレンを架橋して溶融時の粘弾性を向上させ発
泡させることによるものと思われる。

【００４４】本願の発泡性の粒状体は１片で０．５乃至
２ｍｍと小さい粒子で使用し、かつ、発泡を少し抑えて
成型するものである。従って、材料の発泡の多少のバラ
ツキは問題でなく、大型の発泡体や発泡複合成型体を成
型できる。従って、低密度ボリエチレンの廃棄物は分別
して、本発明の発泡性粒状体として使用可能であり、此
の材料の配合割合は比較的少ないので、通常は此の材料
１種類でも十分である。此の材料は表皮の内側で使用さ
れるので、色は無関係で、廃棄物を使いやすい。

【００４５】本発明の発泡性粒状体より大きい粒状体と
しては、熱可塑性樹脂の廃棄物は勿論、ＦＲＰ等の熱硬
化性樹脂の廃棄物も使用可能である。これは、本発明の
此の大きな粒子が金型内の中央部に位置を占め、発泡体
で間隙を埋められ、粒子同士及び表皮と十分接合してい
る為である。そして発泡性粒状体より大きくして用い、
好ましくは１片が２倍以上にする。此の粒状体が発泡性
粒状体より大きいと、成型体の中央に略均一に配置さ
れ、強度のある成型体となり、此の配合の割合が全体の
５０％以上になると此の粒状体同士が直接結合して更に
強い成型体になる。本発明の方法では塩化ビニルの粒状
体を用いても、本発明は燃やすのではないので塩素ガス
又は塩化水素の問題はない。此の粒状体として、本発明
の方法でつくった成型体や複合成型体も粉砕して再利用
できる。此の粒状体は成型体の内部で用いられるので、
材料の色はどんな色でも良く、廃棄物を使うのに好都合
である。

【００４６】このように本発明の成型体は、表皮、発泡
体、粒状体と、何れもプラスチックの廃棄物が使用でき
る。そして表皮用の材料は全体の１０〜３０％、発泡材
料が５〜１５％、大きな粒状体が４０乃至８５％ぐらい
が普通である。そして、これにより出来る成型体は軽
量、丈夫で、断熱性、クッション性を有し、建材、土木
材等として広範囲の用途を有する。

【００４７】プラスチックはかつてパレット等として木
の代用に使うことに挑戦したが、石油ショックによって
プラスチックの値段が上昇したため成功には至らなかっ
た。しかし長期的に見れば木材資源の枯渇は目に見えて
おり、プラスチックの廃棄物を再利用して、木の代用に
することの必要性は火を見るより明らかである。本発明
の成型方法はプラスチックの廃棄物が使用でき、大型で
複雑な成型体や複合成型体が一工程ででき、金型は鉄板
でできるので安く、副資材として使用する架橋剤、発泡
剤も高くないので、木材の枯渇に対応でき、プラスチッ
ク廃棄物の問題を解決する技術である。本発明の複合成
型体は、密度が０．５ｇ／ｃｃ程度で、気泡を有し、表
皮と内部相があり、木材に一番類似した材料である。

【００４８】

【実施例】ついで本発明の実施例を示す。

【００４９】実施例１。アルミの鋳物で二つ割りのパン
ダの金型を作った。内容積は約１００リットルであっ
た。これにエチレン酢酸ビニル共重合体（酢酸ビニル１
５％、ＭＩ．５、５０メッシュ通過）に紫外線吸収剤、
酸化防止剤、着色剤を配合したもの２．５ｋｇ、低密度
ポリエチレン（密度０．９２、ＭＩ．３）１００部にヂ
クミルパーオキサイド０．２部、アゾジカーボンアミド
６部を加えて混練したコンパウンド（粒子の大きさ１片
１ｍｍの立方体）２．５ｋｇ、高密度ポリエチレン（密
度０．９４、ＭＩ．３）の粒子（１片３ｍｍの立方体）
１０ｋｇを入れた。材料は金型の２０％を占めた。此の
金型を鉛直に対して１５度傾斜させて固定し、２ｒ．
ｐ．ｍの速度で一軸回転させながら、１６０℃、１８０
℃、２００℃の蒸気で各２０分加熱した。冷却して得ら
れた成型体は金型通りの形で、表面に発泡していないエ
チレン酢酸ビニル共重合体の２ｍｍ厚さの相があるため
美麗で耐候性に優れ、丈夫で傷がつきにくく、その下に
密度が０．１ｇ／ｃｃ、厚さ２０ｍｍのポリエチレン発
泡体の相がある為、弾性、耐衝撃性があり、その下に高
密度ポリエチレンの８ｍｍ厚さの相がある為丈夫で、屋
外で使用する子供用の遊具として極めて良好なものであ
った。

【００５０】比較例１。実施例１の金型、材料、成型方
法で、ただ、金型を鉛直に固定して実験した。得られた
成型体はパンダの両側面に穴がある成型体で、形が崩れ
たものであった。

【００５１】比較例２。実施例１と同じ条件で、ただ、
金型に入れる材料をすべて５分の１にして実験した。金
型に占める材料の割合は４％であった。得られた成型体
はパンダの両側面の中央の肉厚が薄くて形が少し崩れた
ものであった。

【００５２】実施例２。外径５００ｍｍ、長さ１７００
ｍｍ、肉厚２０ｍｍの鉄のパイプの一端に円形の鉄板を
溶接して底をつくり、他方の端の外側に巾１００ｍｍの
フィンを円周に沿ってつけた。内径６３０ｍｍ、長さ１
７５０ｍｍ、肉厚２５ｍｍのパイプの一端に円形の鉄板
で底をつくり、他方の端の外側に巾３５ｍｍのフィンを
円周にそってつけた。内径５００ｍｍの円筒体を此の中
に入れ、フィン同士を３ｍｍ厚さのシリコンゴムシート
を挟んで重ね合わせボルトで固定できる形にした。此の
二重円筒体の上部と下部に同じ所に同じ大きさの穴をあ
け、その穴にボルトを通してその両側をナットで固定
し、かつ、ガス抜き用のバルブをつけた。この二重円筒
体の間に高密度ポリエチレン粉末（５０メッシュ通過）
３５ｋｇとアゾジカーボンアミドの粉末０．４ｋｇの混
合物及び低密度ポリエチレン１００部に０．２部のヂク
ミルパーオキサイド及び２０部のアゾジカーボンアミド
を混練した粒子（１片１ｍｍの立方体）７ｋｇを入れ
た。材料は金型の４０％を占めた。此の金型を鉛直に６
０度傾斜して設置した蒸気釜中で、２ｒ．ｐ．ｍで一軸
回転して１６０℃で３０分、次で２００℃で３０分加熱
成型し、ついでバルブによりガス抜きした。冷却して得
られた成型体は内径５００ｍｍ，高さ１７５０ｍｍの金
型の形通りの上部が解放した断熱容器で、表皮は２倍に
発泡して厚さ１０ｍｍ、内側の発泡体は３０倍に発泡し
て厚さが４５ｍｍで、上下に水の流入と排出用のネジの
あるもので、ネジの部分にも表皮のあるものであった。
そして２倍に発泡した表皮と、３０倍に発泡した断熱相
がある為、丈夫で断熱性があり、かつ、発泡体を完全に
表皮で包んでいる上、断熱相が架橋したポリエチレンで
ある為、湿度の高いところに長期間置かれても断熱性の
低下が全くないもので、これに蓋をつけたものは太陽熱
や深夜電力利用の貯湯槽として良好なものであった。

【００５３】実施例３。９００×６００×１００ｍｍの
実と蓋とでなる金型にエチレン酢酸ビニル共重合体粉末
１００部にヂクミルパーオキサイド０．５部、アゾジカ
ーボンアミド２部を混合した粉末２ｋｇと実施例２に記
した発泡性コンパウンドの粒子２ｋｇを入れた。金型内
で材料の占める割合は１３％であった。これを蒸気釜中
で鉛直に対する傾斜角度３０度で１．５ｒ．ｐ．ｍで一
軸回転しながら１８０℃で６０分加熱成型した。得られ
た成型体は金型の形通りで、表皮は密度０．３ｇ／ｃｃ
の独立気泡の発泡体で肉厚は５ｍｍ、内側の発泡体は密
度０．０８ｇ／ｃｃ、厚さ２０ｍｍで中央に厚さ５０ｍ
ｍの気体の相があり、極めてクッション性と断熱性の良
好なものであった。此の成型体の表皮は独立気泡で、濡
れ雑巾で拭き、アルコールやホルマリンで消毒できるも
ので、断熱性の為、シーツを用いるだけで敷布団として
十分使用可能で、病院で用いる感染防止用のクッション
材として好ましいものであった。

【００５４】実施例４。上下に２０ｍｍ厚さのデッキボ
ートがあり、これを高さ１００ｍｍの縦板４校でつない
だ１１００×１１００ｍｍのパレットの金型（内容積５
０リットル）に、高密度ポリエチレン１００部にアゾシ
カーボンアミド１．５部を混合した粉末５ｋｇと実施例
２に記した発泡性コンパウンド１．５ｋｇ、及び一辺約
２ｍｍの立方体にした架橋ポリエチレンの廃棄物２５ｋ
ｇを入れた。材料は金型の７５％を占めた。これを鉛直
に対する傾斜角度４５度で１ｒ．ｐ．ｍで一軸回転し、
２２０℃の熱風で９０分加熱成型した。得られた成型体
は金型の形通りで、表皮は高密度ポリエチレンの発泡体
（密度０．４ｇ／ｃｃ）の３ｍｍの相があり、内部は架
橋ポリエチレンの略連続した相で、その間隙を高倍率の
発泡体で埋め、耐衝撃性、耐曲げ性、耐圧縮性が良好
で、１０００ｋｇの荷重に耐え、清潔性にすぐれるので
食品工場用のパレットとして好ましいものであった。

【００５５】実施例５。外径２００ｍｍ、長さ１５００
ｍｍの鉄パイプと内径３３０ｍｍで長さ１５００ｍｍの
鉄パイプの両端に、２００ｍｍのパイプは内側に、３３
０ｍｍのパイプは外側に夫々巾３０ｍｍのフィンを取り
つけ、側面用の円盤とこのフィンとをボルトで結合出来
る構造にした。此の側面板とフィンとの間にはシリコン
ゴムのシートを挟み、金型の側面からの熱の流入を防ぐ
構造とし、３３０ｍｍのパイプの内面には両端から１０
０ｍｍにネジを切り、かつガス抜き用のバルブを取りつ
けた。此の金型に、厚さ１ｍｍのラスを内径２１０ｍｍ
と２７０ｍｍで長さ１５００ｍｍのパイプ状に溶接した
もの２本を入れ、高密度ポリエチレン１００部にヂクミ
ルパーオキサイド２部を混合した粉末３８ｋｇと実施例
２に示した発泡性コンパウンド１．５ｋｇを入れた。材
料の占有率は９５％であった。これを傾斜角度４５度で
１ｒ．ｐ．ｍで一軸回転しながら１６０℃で３０分、次
で２００℃で３０分蒸気で加熱成型し、ガス抜きした。
得られたパイプは中央に密度０．０３ｇ／ｃｃの３５ｍ
ｍ厚さの相があり、その両側にラスで補強された架橋密
度ポリエチレンの相（厚さ１５ｍｍ）があり、金型の形
通りで、強度にすぐれ、耐熱性、断熱性が良好で、スリ
ープで継ぐことの出来る温泉パイプであり、１０ｋｇ／
ｃｍ^２の水圧で８０℃のお湯を流せ、土圧にも耐えるも
のであった。

【００５６】実施例６。１０００×１０００×２５０ｍ
ｍの金型にエチレン酢酸ビニル共重合体に紫外線吸収
剤、酸化防止剤、着色料を混合した粉末６ｋｇと低密度
ポリエチレン１００部にヂクミルパーオキサイド０．２
部、アゾジカーボンアミド２．５部を混練して１辺１ｍ
ｍの立方体にしたもの１２ｋｇ、低密度ポリエチレン１
００部と３０部のアゾジカーボンアミドを混ぜて１辺５
ｍｍの粒状体にしたもの１２ｋｇを入れた。材料の占有
率は１７％であった。此の金型を傾斜角度３０度で１
ｒ．ｐ．ｍで一軸回転させながら１６０℃と１８０℃で
各４０分加熱成型した。冷却して得られた成型体は金型
通りの形で、外側に２ｍｍ厚さのエチレン酢酸ビニルの
相があり、その内側に密度０．２ｇ／ｃｃの発泡ポリエ
チレンの２０ｍｍ厚さの相があり、その内側に約２００
ｍｍ厚さの気体の層があり、その圧力は２ｋｇ／ｃｍ^２
であった。此の成型体はエチレン酢酸ビニル共重合体の
発泡していない相があるため吸水せず、滑りにくく、耐
候性が良好で、内側には５倍に膨張した発泡体があるた
め、衝撃によって割れたり、ひびが入ることが全くな
く、内部のガス相が２気圧であるため、水に浸漬しても
形状が縮小することのない成型体で、浮力が大きいの
で、浮き桟橋等の浮揚材として理想的なものであった。
此の成型体は成型して１００日間温室で放置したが、圧
力の低下は認められなかった。

【００５７】実施例７。長さ１ｍ、巾０．５ｍのボート
用の金型をつくった。此の金型は鉄製の内型と外型とで
なり、夫々にフィンをつけて、これをボルトで結合する
形にした。内容積は１００リットルであった。これに高
密度ポリエチレン粉末５ｋｇ、実施例２の発泡性コンパ
ウンド２ｋｇ、硬質塩ビの廃棄物（一片３ｍｍの粒状
体）２０ｋｇ、１片約１０ｍｍの砕石２０ｋｇを入れ
た。材料の占有率は５０％であった。これを傾斜角度１
５度で一軸回転しながら１６０℃、２００℃の蒸気で３
０分づつ加熱し、ついで、此の金型を水平の状態にして
冷却した。得られた成型体は１．５ｍｍの高密度ポリエ
チレンの表皮があり、その内部は塩化ビニルの連続した
相があり、その間隙を発泡体が埋めており、石はボート
の底部に集まって発泡体がこれを被覆していた。此のボ
ートは金型の形通りで、丈夫で浮力があり、水中でひっ
くり返りにくく、裏返しになっても浮いていて、容易に
表にすることができるものであった。

【００５８】実施例８。１０００×１０００×１００ｍ
ｍのバルブつき金型に低密度ポリエチレン粉末１００部
にヂクミルパーオキサイド０．２部、アゾジカーボンア
ミド１．５部を混合したもの１ｋｇと、高密度ポリエチ
レンの１片１ｍｍの粒状体２０ｋｇ及び低密度ポリエチ
レン１００部にヂクミルパーオキサイド０．２部と、ア
ゾジカーボンアミド１５部を混練してつくった１片３ｍ
ｍの粒状体４ｋｇとを入れた。材料の占有率は３０％で
あった。此の金型を４５度傾斜させ、２ｒ．ｐ．ｍで一
軸回転し、１６０℃、１８０℃、２００℃で各３０分間
加熱し、次いでガス抜きして成型した。得られた成型体
は金型通りの形で、表面に密度０．３ｇ／ｃｃのポリエ
チレン発泡体の球形気泡の相があり、その下に高密度ポ
リエチレンの１０ｍｍの相があり、中心部はポリエチレ
ン発泡体密度０．０３ｇ／ｃｃの相であった。此の断熱
板は強度と断熱性が良好で、表面に独立気泡の発泡体の
相があり、中心部はポリエチレン発泡体密度０．０３ｇ
／ｃｃの相がある為、プレハブ式の水槽用の断熱板とし
て組立てられた時、板の接触部から水が漏れることがな
く、ずれにくく、パッキングを使用しないで組立使用で
きるものであった。

【００５９】実施例９。５００×５００×２５０ｍｍの
バルブつき金型の４側面にブチルゴムシートを貼って此
の４面よりの熱の流入を制限し、材料として、低密度ポ
リエチレン粉末１００部にヂクミルパーオキサイド０．
２部、アゾジカーボンアミド１５部を混合した粉末０．
５ｋｇと、低密度ポリエチレン１００部にヂクミルパー
オキサイド０．２部、アゾジカーボンアミド１０部を混
合した１片１ｍｍの粒状体１．０ｋｇと、低密度ボリエ
チレン１００部にヂクミルパーオキサイド０．２部、ア
ゾジカーボンアミド５部を混合した１片２ｍｍの粒状体
２．０ｋｇと、低密度ポリエチレン１００部にヂクミル
パーオキサイド０．２部、アゾジカーボンアミド２．５
部を混合した１片４ｍｍの粒状体２．０ｋｇを入れた。
材料の占有率は１０％であった。これを３０度傾斜さ
せ、２ｒ．ｐ．ｍで一軸回転させながら１６０℃、１８
０℃、２００℃の蒸気で各２０分加熱し、ガス抜きして
成型した。得られた成型体は上下に３０倍に発泡した相
があり、次いで２０倍、その次に１０倍、中央に５倍の
発泡体があるもので、各相の厚さは約３．５ｍｍで密度
が段階的に変わった厚肉の発泡体であるため、クッショ
ン性が良好で、陸上競技のハイジャンプ用として好まし
いクッション材であった。

【００６０】比較例３。実施例９の金型、材料、成型方
法で、ただ加熱温度を２５０℃で成型した。得られた成
型体は相の分離が不完全で形の崩れた発泡体であった。

【００６１】実施例１０。実施例１の金型に低密度ポリ
エチレン粉末１００部にヂクミルパーオキサイド０．２
部、アゾジカーボンアミド５部を混合した粉末５ｋｇを
入れた。材料の占有率は１０％であった。これを傾斜角
度４５度で２ｒ．ｐ．ｍで一軸回転しつつ、１８０℃で
６０分加熱成型した。得られた成型体は金型通りの形
で、密度０．１ｇ／ｃｃの発泡体で、その厚さは４０ｍ
ｍ。丈夫で弾性があり、軽くて子供が乗ってもこわれな
いので、、屋内で遊ぶ子供用の遊具として好適なもので
あった。

【００６２】

【発明の効果】本発明によれば、金型にその内容積の５
％以上を占める材料を入れ、鉛直に対して５度以上傾斜
させて一軸回転させる為、広い場所をとらず、効率良く
成型でき、かつプラスチックが溶融するが分解はしない
温度で加熱し、材料に遠心力を与えない速度で回転させ
る為、金型の温度が均一に加熱され、成型された成型体
に歪が発生せず、強度が十分で、熱劣化を起こさない
為、金型の形通りの、大型のものや複雑な形や構造の成
型体、発泡体や複合成型体を製造することができる。

【００６３】本発明によれば、プラスチックが溶融する
が分解はしない温度、つまり加熱温度が低い為、加熱時
間の長い製品の金型を、短い製品の金型とを同時に釜に
入れ、長い加熱時間で同時に成型することもできる。

【００６４】本発明によれば、プラスチックを用い、大
型の成型体、発泡体、又は複合成型体を成型して、断熱
材、クッション材、浮揚材、建材、土木材等に用いるこ
とができ、パレット、トラフ、敷布団、マット、浮き、
浮き桟橋、ボート、タンク、断熱容器、各種の管、ド
ア、床、動物模型、大きな遊具等を作ることができる。

【００６５】本発明によれば、均一微細な気泡の低密度
の発泡体をつくることができる。

【００６６】本発明によれば、一工程で、表皮と内側の
発泡体との２層の複合成型体をつくることができ、省エ
ネルギーに寄与する。

【００６７】本発明によれば、表皮があり、内側に発泡
体があり、その中央に気体相のある３相複合成型体をつ
くることができる。

【００６８】本発明によれば、表皮があり、中央に粒状
体があり、表皮の内側から粒状体の廻り及び間隙を発泡
体で埋めた３相複合成型体をつくることができる。

【００６９】本発明によれば、表皮があり、その中に粒
状体があり、表皮の内側から粒状体と比重の重い粒状体
の廻り及び間隙を発泡体で埋めた４相複合成型体をつく
ることができる。

【００７０】本発明では、粉末、発泡する粒状体、大き
い粒状体のいずれも、プラスチック廃棄物を用いること
ができ、プラスチック廃棄物の利用に寄与できる。

【００７１】本発明の複合成型体は、軽く、表皮と内部
相で出来ていて、気泡があり、木材に類似した構造で、
木材の代用として有用である。

【００７２】本発明によれば、２相以上の成型体で、表
皮の材料にだけ紫外線吸収剤、酸化防止剤、着色剤等を
入れれば、経済的であるし薬剤の節約にもなる。

【００７３】本発明の蒸気釜によれば、一軸回転である
為場所をとらず、金型を傾斜させて、蒸気釜中で本発明
の回転成型をすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るプラスチックの回転成型方法によ
って成型された成型体、発泡体、複合成型体の説明図で
ある。

【符号の説明】

Ｉ 表皮 ２ 発泡体 ３ 気体相 ４ 粒状体 ５ 粒状体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２９Ｌ 31:10 31:58

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求頂１】 プラスチックの粉末又は粒状体を密閉し
   た金型に、その容積の５％以上を占めるように入れ、此
   の金型をプラスチックが溶融するが分解はしない温度で
   加熱しながら材料に遠心力を与えないように一軸回転し
   て成型する方法において、金型を鉛直に対して５度以上
   傾斜させて回転させる方法。
2. 【請求項２】 請求項１に於て、ポリオレフィンと架橋
   剤と発泡剤との混合物を金型に入れ、均一微細な気泡の
   低密度の発泡体をつくる方法。
3. 【請求項３】 請求項１に於て、粉末プラスチックと共
   に発泡性粒状体を用い、表皮と内側の発泡体との複合成
   型体をつくる方法。
4. 【請求項４】 表皮があり、内側に発泡体があり、その
   中央に気体相のある３相複合成型体。
5. 【請求項５】 表皮があり、中央に粒状体があり、表皮
   の内側から粒状体の廻り及び間隙を発泡体で埋めた３相
   複合成型体。
6. 【請求項６】 表皮があり、その中に粒状体と比重の重
   い粒状体があり、表皮の内側から粒状体と比重の重い粒
   状体の廻り及び間隙を発泡体で埋めた４相複合成型体。
7. 【請求項７】 蒸気釜の回転軸を四方に分け、上下左右
   をつなぎ、これに底をつけ、此の底に金型を置いて固定
   し、一軸回転成型できるようにした蒸気釜。