JPS63256416A - 発泡成形体の製造方法 - Google Patents

発泡成形体の製造方法

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JPS63256416A
JPS63256416A JP62089940A JP8994087A JPS63256416A JP S63256416 A JPS63256416 A JP S63256416A JP 62089940 A JP62089940 A JP 62089940A JP 8994087 A JP8994087 A JP 8994087A JP S63256416 A JPS63256416 A JP S63256416A
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    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/36Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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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】 〔技術分野〕 本発明は、熱可塑性樹脂を原料とする発泡成形体の製造
方法に関するものである。
〔従来技術〕
従来、金型を使用して発泡熱可塑性樹脂成形品を製造す
る方法としては、いわゆるビーズ成形法と発泡射出成形
法が代表的なものである。しかしながら、ビーズ成形法
は原料樹脂粒子を予備発泡させて得られたビーズを金型
内で加熱して2次発泡させながら融着させて成形すると
いう2段の発泡工程を含むため、操作が煩雑であるばか
りでなく、成形品にビーズ形状や蒸気孔の跡が残り、外
観不良を呈するという欠点がある。更にビーズ成形法に
おいて、特、にポリオレフィン系樹脂を使用した場合、
低発泡の成形品を得ることが困難であり1例え得られた
としてもビーズ間の融着に劣ったものとなり、押出品に
比較して1曲げ強度及び圧縮強度の小さいものしか得ら
れない欠点も有している、また射出成形法は、一段で発
泡成形品を得ることができるものの1通常この方法では
射出時に非常に高い圧力が必要であり、金型や押出機等
の設備を高い圧力に耐えられる構造にしなくてはならず
、そのため莫大な設備費が必要となる。
この傾向は得られる成形品を大型にしようとする程顕著
に呪われる。また、発泡射出成形法では。
機構上、発泡倍率でせいぜい2倍程度の成形品しか得る
ことができないという問題があった。また、押出成形法
では、型物を得ることができないという欠点がある。
そこで、本発明者らは、上記従来の樹脂型内発泡成形法
に見られるような欠点のない発泡成形法として、先に、
熱可塑性樹脂と発泡剤とを加圧下に溶融混練して発泡性
溶融物とした後、該溶融物をいったん発泡の生じない湿
度及0圧力条件に保持した後、間欠点に低圧域に押出し
、得られた押出溶融物を、該押出溶融物が未だ発泡を完
了しない間に、金型で成形すると共に、該金型内におい
て発泡を完了させることを特徴とする発泡成形体の製造
方法を提案した(特願昭61−86730号)。
しかし、この方法においても、(1)成形に要する時間
が長い、(2)成形品コーナ部をシャープに出しにくい
、(3)成形品表面を平滑にしにくい等の問題を有し、
未だ改良の余地を残していた。
〔目  的〕
本発明は上記発泡成形法に見られるような問題のない発
泡成形法を提供することを目的とするものである。
〔構  成〕
本発明によれば、熱可塑性樹脂と発泡剤とを加圧下に溶
融混練して発泡性溶融物とした後、該溶融物をいったん
発泡の生じない温度及び圧力条件に保持した後、低圧域
に押出し、得られた押出溶融物に、該押出溶融物が未だ
発泡を完了しない間に衝撃を加え、型内において発泡を
完了させて成形することを特徴とする発泡成形体の製造
方法が提供される。
本発明で原料として用いる熱可塑性樹脂としては、従来
公知のもの、例えば、各種ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、エチレンと他のモノオレフィン類(例えばプロピレ
ン)との共重合体、エチレンとビニル単址体(例えば酢
酸ビニル)との共重合体等のポリオレフィン系樹脂及び
これらのシラン変性物、ポリスチレン、ABS樹脂等の
スチレン系樹脂。
その他ポリ塩化ビニル樹脂、各種ナイロン樹脂、ポリカ
ーボネート樹脂、ポリヒドロキシエーテル樹脂等があり
、これらは使用する用途において使い分けられる。特に
構造材料を得る場合には高密度ポリエチレンやポリプロ
ピレンを使用することが好ましい、また、上記樹脂を発
泡させるための発泡剤は分解型発泡剤あるいは溶剤型発
泡剤のいずれでもよいが溶剤型のものが好ましく、特に
好ましい具体例にはシクロブタン、シクロペンタン等の
環式脂肪族炭化水素類、プロパン、ブタン。
ペンタン、ヘキサン、ヘプタン等の脂肪族炭化水素類、
クロロジフロロメタン、トリクロロフルオロメタン、ジ
クロロジフルオロメタン、ジクロロテトラフルオロエタ
ン、メチルクロライド、エチルクロライド、メチレンク
ロライド等のハロゲン化炭化水素類がある。松おこれら
の発泡剤と共に。
発泡助剤たとえば有機酸の金属塩もしくは水素金属塩、
炭酸の金属塩もしくは水素金属塩、タルク等を併用して
もよい。
次に1本発明の発泡成形品を得るための工程を図面を参
照しながら説明する。
図面において、■は熱可塑性樹脂と発泡剤とを加圧下で
均一に溶融混練する工程を示すもので、通常の押出機を
用いて実施することができる。この場合、溶融混練温度
及び圧力は、熱可塑性樹脂の溶融混線に慣用されている
温度、圧力であり、樹脂の種類によって決まる6例えば
、高密度ポリエチレンやポリプロピレンの場合、温度1
20〜200℃、圧力30〜200kg/aJGの範囲
の温度、圧力が採用される。
前記溶融混線工程■で得られた発泡性溶融物は、次に、
溶融物保持押出工程■へ送られ、ここでいったんその溶
融物が発泡を生じない温度、圧力条件に保持されると共
に、ここから大気圧等の低圧帯域へ間欠的に押出され、
溶融押出物Fとされる。
発泡性溶融物を溶融混練工程夏から溶融物保持押出工程
■へ送る場合1発泡性溶融物は1通常、その温度を冷却
により溶融温度より低く調整して溶融物保持押出工程■
へ送るのが好ましい0例えば高密度ポリエチレンの場合
には、上記温度を120〜170℃とすることが好まし
い、溶融物保持押出工程■は、先端にダイス4を有し、
内部に往復運動する押出用ラム5を備えた円筒状のアキ
ュームレータ6を用いて実施することができる。即ち、
溶融混練工程からの溶融物がそのアキュームレータに設
けられた連通孔よりアキュームレーター内に圧入され、
その際の圧力によりラムはアキュームレータ内を所定距
離だけ後退し、アキュームレータ内には所定量の溶融物
が充填される。この充填操作が終了した後、ダイスを閉
じていたゲートを開くと共に、別に設けた液圧装置によ
り、ラムとその液圧装置との間に設けたピストンロッド
を介して、ラムを押圧し、前進させることによって。
アキュームレータ内に保持された溶融物をダイスを介し
て外部の低圧帯域へ押出す、この押出し終了後、ゲート
を閉じ、液圧装置の圧力を減じ、ラムの押圧力を所定圧
力にまで減少させることにより、再び前記のようにして
溶融物がアキュームレータ内に充填される。このように
してアキュームレータからは、溶融押出物Fが間欠的に
押出される。アキュームレータ内に溶融物を充填する際
の圧力は、発泡を生じない範囲の圧力であり、ラムに付
加される押圧力により調節される。
なお、前記溶融混練工程夏及び溶融物保持押出工程■を
実施するための具体的装置については。
特表昭57−501317号公報に詳記されている。
前記のようにして、溶融物保持押出工程■からは1間欠
的に溶融押出物Fが押出されるが、この溶融押出物Fは
、必要により引取り装置によって順次引取られ、衝撃工
程■を経て成形工程■へ送られ、ここで型にて所要形状
に成形される。
衝撃工程■は、溶融押出物Fに物理的衝撃力を与え得る
方法であれば任意の方法で実施され、音波衝撃や圧縮気
体による衝撃、あるいは機械的打撃等を用いることがで
きるが、特に機械的打撃を用いるのが好ましい0例えば
、第1図に示すように、溶融押出物Fを固定板8の上に
置き、打撃板7を下方に移動させて打撃することができ
る。この打撃操作は、溶融押出物Fの面積が著しく拡大
しないように、瞬時に行うのが好ましく、打撃後、打撃
板7を迅速に元の位置まで上昇させる。溶融押出物Fに
対する衝撃は、1回又は複数回にわたって行うことがで
きる。音波衝撃は、その音波による空気振動を溶融押出
物に与えることにより実施され、圧縮気体による衝撃は
圧縮気体を溶融押出物面に吹付けることにより実施され
る。衝撃力の強さはできるだけ大きい方が好ましいが1
発泡過程にある溶融押出物F中の気泡を微細化し得る程
度の衝撃力であればよい、衝撃工程は、溶融押出物Fの
形成後、成形完了されるまでの任意の間で行うことがで
きる0例えば、第1図に示すように。
溶融押出物Fを成形工程■へ送る途中で行なったり、ま
た、第2図に示すように金型で締める時のプレス圧力に
より行なったりすることができる。
この衝撃処理により1発泡過程にある溶融押出物中には
多数の細かい気泡が発生し、また大きな気泡は微細な気
泡に分割され1発泡力を増し、発泡成形性にすぐれた溶
融押出物とすることができる。
成形工程■では、衝撃を受けた溶融押出物Fが型内で所
要形状に成形されるが、この場合、使用される型として
は、成形性、離型性、生産性コスト等から、通常、金型
が用いられる。第2図に、溶融押出物Fを型内において
成形する場合の説明図を示す、第2図において、金型1
2は1Mi型9及び雌型lOからなり、これらの型を合
せた時にできる空間が成形品の形状に対応する。まず雌
型lO内に溶融押出物Fを入れる(第2571 (a)
)、次に雌型10を例えば1〜10kg/aJ(G)の
圧力にて上昇させて、押出溶融物を雄型9との間でプレ
スして空間部を埋めろ(第2図(b))、この時プレス
圧力を高く設定することにより、プレス時点より押出溶
融物Fの発泡力を増大させることができる。その後、押
出溶融物Fの発泡膨張によって徐々に雌型が押し広げら
れる(第2図(c))、この押出溶融物の発泡膨張時に
は、その発泡膨張の過程で雌型10に加えるプレス圧力
をそのままの状態あるいは低下させた状態で一定とした
まま1発泡膨張完了後低圧として冷却したり、あるいは
発泡膨張力に応じて徐々に雌型10のプレス圧力を低下
させて、発泡膨張完了後冷却したりする方法が採用され
る。この様な方法では、押出溶融物Fの発泡膨張時にお
ける雌型lOの設定圧力を調整することにより、得られ
る成形品の発泡倍率を容易にコントロールすることが可
能となる0次に冷却後、型開きを行って成形品を型内よ
り取り出す(第2図(d))。なお、第2図において、
符号20は外部に通ずる排気管及び符号21は連通孔を
各示す。
本発明の方法を実施する場合、前記から明らかなように
、溶融押出物Fの発泡成形はその成形方式上型内におい
て行われることから、型に装入した溶融押出物Fは、未
だ十分な発泡性を有するものでなければならない、従っ
て、溶融物保持押出工程■から押出された発泡性溶融押
出物Fの発泡速度は遅い方が良く、且つ溶融押出物Fを
迅速に衝撃工程mに送り、衝撃を加えて気泡を微細にす
ることにより発泡力を高めた後、成形工程■へ送り、発
泡と成形を完了させることが必要となる。
溶融押出物Fの気泡の大小及び発泡速度に影響を及ぼす
その他の因子としては、樹脂の種類及びメルトインデッ
クス値(MI値)、発泡剤の種類及び添加量等が挙げら
れるが、特に発泡速度に関係するものは気泡調節剤の種
類及び添加量、ダイス吐出部所面の形状及び大きさであ
り、発泡速度を遅くするには、ダイス吐出口断面を、溶
融押出物の押出直後のアキュームレーター内圧力と押出
された雰囲気下の圧力との差を小さくする形状及び大き
さに選択すること及び気泡調節剤の添加量を0または必
要最小量とすること等が挙げられる0例えば、樹脂とし
てMI値が0.5〜20の高密度ポリエチレン()ID
PE)を使用した場合には、)IDPII!100重量
部に対し、例えば1発泡剤としてトリクロロトリフロロ
メタン又は/及びジクロロジフロロメタン等の発泡性発
泡剤5〜20重量部、気泡調節剤としてタルク0〜0.
05部添加し、押出機内において溶融混線物とした後、
該溶融混練物をアキュームレーター内に充填し、押出す
ことにより好ましい発泡速度の溶融押出物とすることが
できる。
本発明の衝撃工程■において、衝撃処理に付する溶融押
出物は、一般には、発泡率が80%以下、好ましくは5
0%以下、特に好ましくは30%以下に保持するのがよ
い、なお、ここで言う発泡倍率とは、溶融押出物の押出
直後のアキュームレータ内圧力と押出された雰囲気圧と
の差により、溶融押出物Fが発泡作用を起し、体積が膨
張し、その体積が最大となった場合を100とした相対
体積比を意味する。
溶融物保持押出工程から得られる押出物の形状は特に制
限されず、必ずしも板状物である必要はなく、塊状物又
は棒状物であることもできる。このような塊状物は、衝
撃処理し、発泡を促進させ、成形することにより、型の
空間形状に応じた高品質の発泡成形品とすることができ
る。
〔効  果〕
本発明によれば、パレット、床材、壁材、大型容器等の
強度の要求される大型の発泡構造材料を容易に製造する
ことができる。しかも、本発明の場合は1発泡性の溶融
物を型内で発泡成形することから、複雑な形状の発泡成
形品を容易に得ることができる。また1本発明によれば
1発泡射出成形法やビーズ成形法では得ることが困難な
発泡倍率が3〜10倍の成形品も含め、一般には、1.
2〜50倍という広範囲な発泡倍率を有する成形品も得
ることができる。また、衝撃工程を加えたことから、溶
融押出物の気泡径を小さくすることができ、得られた成
形品は極めて表面状態の優れたものとなる。また衝撃処
理を受けた押出溶融物はその発泡速度をはやめることか
ら、生産効率を向上させることができる。
〔実施例〕 次に本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。
実施例 密度0.96g/cd、メルトインデックス(MI)5
の高密度ポリエチレン100重量部及びトリクロロトリ
フロロメタン4重量部を、吐出容量10kg/hrの押
出機内で溶融混練した後、140℃に樹脂温度を調整し
、アキュームレータ内にいったん押出した6次にこのア
キュームレータ内に押出された発泡性溶融物を、300
kg/hr(0,83kg/5ea)の吐出速度にて、
そのアキュームレータに設けたダイス(開口断面積15
d)より大気圧下に板状に押出し、得られた押出物38
0gを第2図に示す如くの上下動可能な雌型(内底面積
20cm X 20cm)に入れた後、 1.5kg/
a11(G)の圧力で上昇させることにより、雄型と一
致させて押出物に衝撃を与え、その後徐々に雌型の圧力
を低下させて(低下に伴ない押出物はその発泡膨張力に
より体積を増加する)、0.5kg/aJ(G)となっ
た所で金型を冷却し、成形品を取出した。得られた成形
品は、密度0.24g/cdで体積1600ccのコー
ナ部がシャープに現われた直方体であった。また、この
ものは、良好な表面状態を示し、表面部(スキン層)の
気泡は微細かつ均一性の良いものであった。
また、比較のために、前記において打撃処理を行わない
以外は同様にして実験を行ったところ、得られた成形品
は、コーナ部のシャープさに欠け、また成形品の表面状
態は本発明の成形品に比べて劣ったもので、表面部(ス
キン層)の気泡は粗く。
不均一のものであった。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明を実施する場合の工程説明図である。第
2図は、溶融押出物の成形工程の説明図である。 !・・・溶融混練工程、■・・・溶融物保持押出工程、
■・・・衝撃工程、■・・・成形工程、7・・・打撃板
、12・・・金型、F・・・溶融押出物。 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 池浦敏明(ほか1名)第2 (d) 図 (b) (C)

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)熱可塑性樹脂と発泡剤とを加圧下に溶融混練して
    発泡性溶融物とした後、該溶融物をいったん発泡の生じ
    ない温度及び圧力条件に保持した後、低圧域に押出し、
    得られた押出溶融物に、該押出溶融物が未だ発泡を完了
    しない間に衝撃を加え、型内において発泡を完了させて
    成形することを特徴とする発泡成形体の製造方法。
  2. (2)熱可塑性樹脂がポリオレフィン系樹脂である特許
    請求の範囲第1項記載の製造方法。
  3. (3)衝撃を打撃板又は型締時の圧縮により行う特許請
    求の範囲第1項記載の製造方法。
  4. (4)衝撃を音波又は圧縮気体により行う特許請求の範
    囲第1項又は第2項記載の製造方法。
  5. (5)熱可塑性樹脂として高密度ポリエチレンを用い、
    該高密度ポリエチレン100重量部に対し、揮発性発泡
    剤5〜20重量部を用いる特許請求の範囲第1項〜第4
    項記載のいずれかの製造方法。
JP62089940A 1987-04-14 1987-04-14 発泡成形体の製造方法 Expired - Lifetime JPH0813494B2 (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6268166B1 (en) * 1991-12-18 2001-07-31 Nitto Boseki Co., Ltd Method of quantitative assay for 1,5-anhydroglucitol

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59232831A (ja) * 1983-06-16 1984-12-27 Idemitsu Petrochem Co Ltd 熱可塑性樹脂発泡体の製造方法

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