JPS6218439A - 架橋ポリエチレン系樹脂型内発泡成型体の製造方法 - 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〕 本発明は架橋ポリエチレン系樹脂屋内発泡成型体の製造
方法に関する。

〔従来の技術〕

熱可塑性相・脂予備発泡粒子を底置用型内で発泡成型し
て得られる型内発泡成型体の製造には、従来加圧タンク
内で加圧処理して内圧を付与した予備発泡粒子の適宜量
（例えば数回の成型に必要な量）をホッパーに分取し、
該ホッパーよ９１回の成型に必要な所定量の予備発泡粒
子を取シ出して成型用型に充填し、成型を行う方法が採
用されている。

上記方法によって屋内発泡成盤体を製造するに際し、成
型に用いる予備発泡粒子の粒子内圧は。

優れた発泡成型体を得るための重要な要因となるが、樹
脂の種類によって最適な内圧が異なり、架橋ポリエチレ
ン系樹脂予備発泡粒子の場合、成型性良好な予備発泡粒
子として窒素を主成分とする気体を含有する内圧１〜３
ｋｇ／ｃＩｉ（Ｇ）の予備発泡粒子が知られている（特
公昭５２−３０３０４号）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記架橋ポリエチレン系樹脂予備発泡粒子によれば、−
名優れた物性の型内発泡成型体を得ることができるが、
内圧１〜３　ｋ＆／ｃＩｉ（Ｇ）を有する予備発泡粒子
は成型用盤内で蒸気で加熱発泡せしめる際、高い蒸気圧
力が必要となシ又、その為得られる発泡体の温度及び面
圧力が高くなる為、成型用型より取出し可能となる冷却
時間が長く必要となり成形サイクルが長くなるという問
題を有していた。

本発明者らは架橋ポリエチレン系樹脂型内発泡成型体の
製造サイクルを短縮すべく鋭意研究した結果２粒子内圧
がｌｋｙ／ｃｄ（Ｇ）未満の架橋ポリエチレン系樹脂予
備発泡粒子を用いれば短時間の冷却でも成型用型から取
出すことができ、成型体が膨張して形状不良となる虞れ
がなく、成型サイクルの短縮が行ない得ることを見い出
した。

しかしながら極度に低い粒子内圧の予備発泡粒子では９
発泡成型が行い得ないとと４に従来の底盤方法では、加
圧処理して内圧を付与した予備発泡粒子がホッパー内で
大気圧下にさらされるために粒子内圧の低下をきたし、
特にｘｋｇ／ｃｙ！（Ｇ）未満という低い粒子内圧の予
備発泡粒子では成屋までの間に成型に必要な最小限度の
粒子内圧を維持できず、このため発泡能の不足により得
られる成型体中の粒子の融着不良を生じたり、成型体に
収縮を生じるという欠点があった。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで本発明者らは、更に鋭意研究した結果。

加圧処理して０．７　ｋｇ／ｃｒＩ（Ｇ）以上、　　１
．　ｏ　ｋｙ／ｃｒｌ　（Ｇ）未満の粒子内圧を付与し
た後、加圧下に保持し。

上記粒子内圧を成型直前まで維持せしめることにより成
型サイクルの短縮が図れるとともに優れた物性の発泡成
型体を得ることができることを見い出し本発明を完成す
るに至った。

本発明は架橋ポリエチレン系樹脂予備発泡粒子を加圧処
理して０．７　ｋｇ　／　ｃｄ　（Ｇ）以上、　１．　
ｏ　ｌＫ９／ｄ　（Ｇ）未満の粒子内圧を付与した後、
加圧下に保持して上記粒子内圧を維持せしめ２次いで加
圧下に保持された上記予備発泡粒子を成型用型内に充填
して加熱発泡せしめることにより架橋ポリエチレン系樹
脂型内発泡成型体を製造する方法である。

本発明において用いられる架橋ポリエチレン系樹脂予備
発泡粒子の基材樹脂としては例えば高密度ポリエチレン
、低密度ポリエチレン、直鎖低密度ポリエチレンおよび
エチレン成分５０ｗｔ％以上のエチレン−プロピレンブ
ロック共重合体、エチレン−プロピレンランダム共重合
体、　エチレン−酢酸ビニル共重合体等が挙げられる。

架橋ポリエチレン系樹脂予備発泡粒子は架橋ポリエチレ
ン系樹脂粒子を密閉容器内で加熱軟化せしめて該粒子に
ブタン、プロパン、ジクロロジフロロメタン等の揮発性
発泡剤および／または二酸化炭素、空気等の無機発泡剤
を含浸させた後、該粒子を容器内より低圧下に放出して
発泡せしめる等により得られる。

本発明においてはまず上記架橋ポリエチレン系樹脂予備
発泡粒子を加圧処理して予備発泡粒子に０、７　ｋｇ／
ｃｄ（Ｇ）以上、　　１．０　ｋｇ／ｄ（Ｇ）未満、好
ましく＃′ｉ０．７５　ｋｇ／ＣＩＩ（Ｇ）以上、　　
１．０　ｋｌ／１（Ｇ）未満の粒子内圧を付与する。予
備発泡粒子に付与された粒子内圧が１．０　ｋｇ／ｃｄ
ｃＧ＞以上であると、該予備発泡粒子を成型用型内で発
泡成屋した後、充分に冷却を行なわずに取出すと成型体
が膨張して形状不良となるため、成型後の冷却に時間を
要し、成型サイ”クルの短縮を図れない。また粒子内圧
が０．７　ｋｇ／ｃｄ（Ｇ）未満の予備発泡粒子は発泡
能が不足するため。

高い温度に加熱しないと成型用型内で加熱発泡させて粒
子相互を融着せしめることができず、このため加熱発泡
に多くの熱エネルギー（例えば高圧水蒸気等）を必要と
し、経済的でないとともに。

高い温度に加熱することによって、成型体を成型用型内
より取出した際に成型体が大きく収縮する。

一方加熱温度を低くすれば成型体の収縮は防止できるも
のの加熱不足となって成型体における粒子相互の融着が
不良となる。

予備発泡粒子への粒子内圧の付与は、予備発泡粒子を無
機ガスまたは無機ガスと揮発性発泡剤との混合ガスによ
り１通常０．７〜３時／　ｉ　（Ｇ）の圧力で加圧処理
することによって行なわれる。加圧処理に用いられる無
機ガス、揮発性発泡剤としては空気、二酸化炭素、窒素
等や、ブタン、プロパン。

ジクロロジフロロメタン等の通常予備発泡粒子の発泡に
用いられる無機ガス、揮発性発泡剤が用いられ得るが２
通常無機ガスを用いることが好ましく１％に窒素または
窒素を主成分とする無機ガスが好ましい。

本発明においては加圧処理して０．７　ｋｇ／ｃｄ　（
Ｇ）以上、　　１．　ｏ　ｋｇ／ｃｄ（Ｇ）未満の粒子
内圧を付与した予備発泡粒子を成型直前まで加圧ホッパ
ーにて加圧下に保持して上記粒子内圧を維持せしめる。

この工程は予備発泡粒子を加圧タンク等の加圧容器内に
て、内圧を付与する際に用いたと同様のガスにより加圧
することによう行なわれる。所定の粒子内圧を付与した
予備発泡粒子を加圧下に保持する際の圧力は０．７〜２
１ｗ／ｃｒｉ（Ｇ）　、特に０．８〜１、　ｓ　ｋｇ／
ｃｙｌｃＧ）が好ましい。

所定の粒子内圧が付与された後、加圧下に保持された予
備発泡粒子は所定量を成型用型内に充填して加熱発泡せ
しめることによりｍ通シの型内発泡成型体を得ることが
できる。成型用型に充填した予備発泡粒子の加熱には通
常０．５〜４　ｋｇ／　ｃｒｌ　（Ｇ）の水蒸気が用い
られる。

以下１本発明方法の実施に係る一製造装置により架橋ポ
リエチレン系樹脂型内発泡成凰体を製造する方法を図面
に基き説明する。

第１図において、加圧メンク菖の粒子出口３を開閉する
粒子出口開閉弁７．加圧ホッパー８の粒子人口９を開閉
する粒子入口開閉弁１１．加圧ホッパー８の粒子出口１
０を開閉する粒子出口開閉弁２５及び加圧弁１８．排気
弁１４．充填用空気弁３１３Ｆｉ全て閉じた状態にアシ
、供給される圧搾空気により加圧タンク１内は加圧され
、予備発泡粒子２内に所定の内圧が付与される。加圧タ
ンク１内はレギュレーター５によル所定の圧力に保持さ
れるがこの加圧タンク内圧力は０．７〜３ゆ／ｃＩＩｌ
（Ｇ）。

好ましくは０．７〜２ゆ／　ｃｄ（Ｇ）である。

上記レギーレータ−５に、加圧タンク内圧力の昇圧速度
制御機能を持たせることもできる。この場合粒子２を除
々に加圧でき、基材樹脂の種類によっては粒子２への内
圧付与をよ〕良好に行える利点がある。即ち、当初、加
圧タンク１内の加圧圧力を低く抑えておき、レギュレー
ター５の上記制御機能によ）２次第に少しずつ圧力を上
昇させ。

所用の時間を経過して目的とする加圧圧力に到達させる
。このように９粒子を除々に加圧する場合には、当初か
ら急激に所定圧力に加圧する場合に比べて粒子を圧縮す
る虞れがなく、効率よく粒子２に内圧を付与できる。こ
のように除々に加圧を行う場合、上記タンク内圧力にま
で加圧する際の外圧速度は０．０１５〜０．５　ｋｇ／
ｃｒｌ（Ｇ）／ｈｒが好ましい。

次いで、加圧タンク１内で加圧保持されている予備発泡
粒子２の適宜量（例えば数回の成型に必要なｔ）が加圧
ホッパー８に移送される。この時第２図に示すように粒
子比ロ開閉弁７１粒子入口開閉弁１１．排気弁１４が開
き、予備発泡粒子２は加圧タンク１内の圧力によって押
し出され２粒子移送管６を経て加圧ホッパー８に移送さ
れる。

加圧ホッパー８内の空気はフィルターパイプ１３の小孔
盲６（第８図）を通シ、排気管盲５を経て排出される。

加圧タンク１から適宜量の予備発泡粒子が加圧ホッパー
８へ移送されると粒子用ロ開閉弁７２粒子入口開閉弁１
１．排気弁１４が閉じ、加圧弁１８が開いて、加圧ホッ
パー８内に圧搾空気が供給され、予備発泡粒子２が加圧
される（第３図）。加圧ホッパー内の圧力はレギュレー
ター１７によって所定圧力に保持されるが、該加圧ホッ
パー８内圧力は加圧タンク内の圧力と同一でも或いはそ
れより高い圧力であってもよく、後者の場合、加圧ホッ
パー８内の圧力は加圧タンク１内の圧力よりも０．０１
〜ｌ　ｋｇ／ｃｄｃａ）高いことが好ましい。

加圧ホッパー８内で予備発泡粒子２が加圧保持される間
に、切換弁３７が切換えられて、充填機２７のエアーシ
リンダー３４のピストン軸３９が退勤し、コア型２日と
キャビティ型２９とからなる成型用型２６の粒子充填口
３２が開かれるとともに、充填用空気弁３６が開き、成
型用型２６の成型室３０に圧搾空気が供給され、成型室
３ｏ内の付着水等をクラブキング３１を経て空気ととも
に排出する（第４図）。

次いで、加圧ホッパー８の粒子出口開−閉弁２５が開き
、加圧ホッパー８内の予備発泡粒子２が加圧ホッパー８
内の圧力にょシ押し出され粒子供給管２２を通って充填
機の粒子供給口２４に流入し。

更に充填用空気弁３６をへて供給される圧搾空気によっ
て成聾用屋２６の成型室３０に送り込まれる（第５図）
。ここにおいて、加圧ホッパー８内の圧力を加圧タンク
１内の圧力よりも高い圧力に設定した場合、加圧タンク
内の圧力を必要以上に高くしなくても加圧ホッパー８内
と成型室３０内の圧力差を充分に大ならしめることがで
き、その結果、予備発泡粒子２を容易且つ短時間に効率
よく成型室３０内に充填することができると共に。

成型室３０が複雑な形状を有していても隅々にまで充填
され、未充填部を生じることがないという利点がある。

しかしながら１粒子充填の際、あまＤＫ高い圧力によっ
て粒子を圧縮してその体積を減少させるようなことは避
けなければならない。粒子充填の際９粒子を圧縮すると
、得られる発泡成型体は発泡倍率の低いものとなるから
である。粒子を成型室に該粒子の体積を実質的に減少さ
せることなく加圧充填するためには、充填圧が０．７〜
ａｋｐ／ｃｄ（Ｇ）であることが好ましい。

成型室３０内に所定量の予備発泡粒子が充填されると加
圧弁１８が閉じ、排気弁１４が開くとともにロータリー
シリンダー２１が作動し第６図に示すように加圧ホッパ
ー８の粒子出口１ｏが略横位置になるまで加圧ホッパー
８を矢印入方向に略９０°回転せしめ２粒子充填口３２
と粒子出口１０間に残った予備発泡粒子が加圧ホッパー
８方向へ押し戻される。この時、加圧ホッパー８内の空
気は前記フィルターパイプ＋３の小孔１６から排気弁１
４を経て排出される。更に、切換弁３７が作動してエア
ーシリンダー３４のピストン軸３９番進動せしめる方向
に圧搾空気が供給され、ピストン軸３９が進動して成型
室３ｏの粒子充填口３２がピストン軸３ｇの先端に設け
られた弁体３３によ）閉じられると２粒子充填口３２と
粒子出口１０間に残った予備発泡粒子は充填用空気弁３
６を経て圧搾空気供給管３５より供給される圧搾空気に
より完全に加圧ホッパー８内まで押し戻され、しかる後
、加圧ホッパー８の粒子出口開閉弁２５が閉じられると
ともに、ロータリーシリンダー２１が作動して加圧ホッ
パー８を第６図において矢印Ｂ方向に回転せしめ１粒子
用口１０が旧位置に復帰した時点で回転が停止する。

上記の場合、加圧ホッパー８を矢印入方向に回転したと
き、第６図に示すように２粒子用口１０が加圧ホッパ−
８内部に開口するので、該粒子出口１０に加圧ホッパ−
８内粒子による負荷がかからず、従って９粒子の充填余
シを加圧ホッパー８内に戻すに当たって、それを円滑且
つ良好に行うことができる。

加圧ホッパー８の回転角度は前記の９０″に限定されず
、加圧ホッパー８の容積及び加圧ホッパー８内に収容さ
れる予備発泡粒子の量によって適宜決定される。

また、上記回転角度は、加圧ホッパ−８内粒子による負
荷が減少する位置であればよく、必ずしも該負荷がＯと
なる位置（粒子出口１０が加圧ホッパ−８内部に開口す
る位置）Ｋ限定されない。

一方、排気弁１４が閉じられ、加圧弁１８が開いて加圧
ホッパー８内に残った予備発泡粒子２は加圧下に保持さ
れ、この間に成型用を２６の成型室３０内に充填された
予備発泡粒子２は蒸気等の加熱手段により加熱され、廃
泡膨張せしめられて屋通シの屋内発泡底盤体４０が見ら
れる（第７図）。

尚２図中４．１２は各々レギュレーター５及び１７に圧
搾空気を供給する圧搾空気供給管、１９ｍ。

１９ｂはロータリーシリンダー２１にょシ加圧ホッパー
８を回転せしめるために加圧ホッパー８の側板に設けら
れた支軸、２０Ｆｉ一方の支軸１９ｍを枢支する支枠、
３８．３８はエアシリンダー３４のピストン軸３９を進
退動せしめる圧搾空気を供給するエアー供給管である。

本発明において上記加圧ホッパー８は数回あるいはそれ
以上の成型に必要な量の予備発泡粒子を収容できる大き
さのものに限定されず、１回の成型に必要な量の予備発
泡粒子を収容できる大きさのものでもよく、いずれの場
合においても、加圧ホッパーの内容積は粒子を収容する
に必要な大きさよりも大きめに設定することが好ましい
。

また、加圧ホッパー１個、成型機１個の組合ゎせに限ら
ず９例えば加圧ホノノ（−を数回の成型に必要な量の粒
子を収容できる大きさに構成した場合、該加圧ホッパー
に複数の粒子出口１０を設けるとともに該粒子出口１０
の数に対応した複数の成盤機２３を設け、各粒子出口１
０に底盤機２３を粒子供給管２２を介して連結してもよ
い。このように構成することにより、複数回の成を処理
を同時に又は順次連続的に行うことができる。

更に、加圧ホッパーは１個に限らず複数個設け。

各々に成聾機を連結して、同時に又は順次連続的に成型
処理を行うように構成することもできるとともに加圧ホ
ッパーは回転式のものに限らず、固定式のものであって
も良い。

〔実施例〕

以下、実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明する。

実施例１〜３．比較例１〜３ 密閉容器内で低密度ポリエチレン粒子（密度ｏ、９ｚ、
？／ｃｄ）と該樹脂粒子１００重量部に対し０．４８重
量部のジクミルパーオキサイドおよび分散剤として０．
３重量部の微粒状酸化アルミニウムを水に分散懸濁せし
め、攪拌下に１００℃で３０分間保持し、その後１５０
℃に昇温し、２時間保持しゲル分率５５％の架橋低密度
ポリエチレン粒子を得た。次いで密閉容器内に上記架橋
低密度ポリエチレン粒子１００重量部、水２２０重量部
。

微粒状酸化アルミニウム０．３重量部、ジクロロジフロ
ロメタン２５重量部を配合し、攪拌下に１２５℃に加熱
して発泡剤を樹脂粒子に含浸させた後。

樹脂粒子を水とともに大気圧下に放出し、見掛は発泡倍
率２７倍の予備発泡粒子を得た。この予備発泡粒子を大
気圧下に放置して１日間熟成した後。

空気によプ加圧処理して第１表に示す粒子内圧を付与し
、直ちに加圧ホッパー内に移送して、加圧ホッパー内圧
力を空気により第１表の圧力として予備発泡粒子を加圧
下に保持した。次いで加圧ホッパー内の予備発泡粒子を
３００ｗＸ　３００ｍＸ５０露（内寸法）の金型内に充
填し、第１表に示す圧力に金型内がなる様に水蒸気にて
加熱した後。

同表に示す時間冷却し、金型より成型体を取出し。

再び加圧ホッパー内の予備発泡粒子を金型に充填して成
をを続は計５個の凰内発泡成凰体を得た。

得られた型内発泡成型体の性状を第１表にあわせて示す
。

比較例４〜６ 実施例１〜３と同様の粒子内圧を付与した架橋低密度ポ
リエチレン予備発泡粒子を開放塵ホツノく−に移送して
大気圧下に保持し、該ホツノ（−内の予備発泡粒子を実
施例１〜３と同様の金型に充填し、各々実施例１〜３と
同様の発泡成型条件（水蒸気圧力、冷却時間）にて発泡
成型を行ない計５個の型内発泡成型体を得た。得られた
を自発泡成型体の性状を第２表に示す。

≧シ１１回目の成型によって得られた型内発泡成Ｓ 型体とに）回目の成型によって得られた型内発泡成型体
それぞれにつめて外観を観察し。

○・−−−一表面平滑で型通シの形状 △−−−−−−−表面に若干の凹凸があ９９部分的に変
形Ｘ−−−−一全面的に変形 として判定した。

※２　粒子の融着性は１回目の成型によって得られた屋
内発泡成型体と５回目の成型によって得られた屋内発泡
成型体それぞれを傷痕シによって破断した時の破断面の
破壊状態により 〇−−−−−−粒子間破壊が４０％未満（粒子間融着良
好） Δ−−−−−−粒子間破壊が４０％〜７０％未満（粒子
間融着やや不良） ×−・−粒子間破壊が７０％以上 （粒子間融着不良） として判定した。

※３　全型内発泡成型体の金屋に対する面方向収縮率を
測定して平均値を求め ○−−−収縮率の平均値が４％未満 Δ・−−−一収縮率の平均値が４〜５％未満Ｘ未満Ｘ線
−収縮率値が５％以上 として判定した。

※４　最も収縮率の小さい屋内発泡成型体の収縮率と最
も収縮率の大きい型内発泡成型体の収縮率との差を求め ○−−−収縮率の差が１％未満 八−一収縮率の差が１〜１．５％未満 ×−−収縮率の差が１．５％以上 として判定した。

〔発明の効果〕

本発明方法は、架橋ポリエチレン系樹脂予備発泡粒子を
加圧処理して０．７　ｋｇ／ｄ（Ｇ）以上、１．０に９
／ｃ＋ｄ（Ｇ）未満の粒子内圧を付与したことと、加圧
処理を施して所定の粒子内圧を付与した予備発泡粒子を
成型直前まで加圧下に保持して所定の粒子内圧を維持せ
しめたことにより、底盤体間の収縮率のばらつきが小さ
く９粒子相互の融着性の良好な型内発泡体が得られる。

また１本発明方法によれば、用いる予備発泡粒子の内圧
が従来のものに比べて高くない為、成型後の冷却が短時
間ですみ成型サイクルの短縮を図ることができる。

而して本発明によれば、物性の優れた架橋ポリエチレン
系樹脂型内発泡酸を体を効率良く製造することができる
効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施に係る製造装置の略図。 第２図〜第７図は第１図に示す装置により型内発泡成型
体を製造する際の各工程を示す略図、第８図はフィルタ
ーパイプの斜視図である。 １・−−一−−−加圧タンク　　２・−−−一−−−子
備発泡粒子８−−−−−−−一加圧ホツバ−２６−−−
−−−−成型用型特許出願人　　日本スチレンペーパー
株式会社代　　理　　人　　　弁理士　　細　　　井　
　　　　　勇第２図 第４０

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 架橋ポリエチレン系樹脂予備発泡粒子を無機ガスまたは
   無機ガスと揮発性発泡剤との混合ガスにて加圧処理して
   、０．７ｋｇ／ｃｍ＾２（Ｇ）以上、１．０ｋｇ／ｃｍ
   ＾２（Ｇ）未満の粒子内圧を付与した後、適宜量を加圧
   ホッパーに分取し、該ホッパーより所定量の予備発泡粒
   子を加圧下に成型用型内に充填し、次いで加熱発泡せし
   めることを特徴とする架橋ポリエチレン系樹脂型内発泡
   成型体の製造方法。