JPS63260416A - 発泡成形体の製造方法 - Google Patents
発泡成形体の製造方法Info
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- JPS63260416A JPS63260416A JP61086730A JP8673086A JPS63260416A JP S63260416 A JPS63260416 A JP S63260416A JP 61086730 A JP61086730 A JP 61086730A JP 8673086 A JP8673086 A JP 8673086A JP S63260416 A JPS63260416 A JP S63260416A
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- molten
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- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C44/00—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles
- B29C44/34—Auxiliary operations
- B29C44/36—Feeding the material to be shaped
- B29C44/38—Feeding the material to be shaped into a closed space, i.e. to make articles of definite length
- B29C44/42—Feeding the material to be shaped into a closed space, i.e. to make articles of definite length using pressure difference, e.g. by injection or by vacuum
- B29C44/421—Feeding the material to be shaped into a closed space, i.e. to make articles of definite length using pressure difference, e.g. by injection or by vacuum by plastizising the material into a shot cavity and injecting using a plunger
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- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
- B29B11/00—Making preforms
- B29B11/06—Making preforms by moulding the material
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- B29C44/02—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles for articles of definite length, i.e. discrete articles
- B29C44/10—Applying counter-pressure during expanding
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- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
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- B29C48/375—Plasticisers, homogenisers or feeders comprising two or more stages
- B29C48/388—Plasticisers, homogenisers or feeders comprising two or more stages using a screw extruder and a ram or piston
-
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- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C2791/00—Shaping characteristics in general
- B29C2791/004—Shaping under special conditions
- B29C2791/006—Using vacuum
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/03—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
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- B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
- B29K2105/25—Solid
- B29K2105/253—Preform
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
- Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Molding Of Porous Articles (AREA)
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。
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。
方法に関するものである。
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、通常の非発泡樹脂の
射出成形はど容易に実施できる方法ではない、すなわち
、この方法のうち、金型キャビティにその容積よりも少
ない量の発泡性溶融樹脂を射出し、射出直後から発泡し
て体積を増した樹脂により金型キャビティを満たすシ１
−トショット法では、発４倍率が思うように上らず、ま
た成形品の″肌荒れ″を起し易い。また金型キャビティ
を発泡性溶融樹脂で満たしたのち、金型の一方を移動さ
せることにより金型キャビティを拡大して樹脂を発泡さ
せるフルショク１〜法の場合は、成形装置が複雑で高価
なものとなるのが避けられないだけでなく、成形中に型
を移動させる必要上、成形品の形状が制限されてしまう
。しかも型の移動によるキャビティ拡大の影響を強く受
ける部分とそうでない部分とで発泡倍率に差を生じ１発
泡倍率したがって表面特性及び物性が一様でない成形品
となり易い。
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、通常の非発泡樹脂の
射出成形はど容易に実施できる方法ではない、すなわち
、この方法のうち、金型キャビティにその容積よりも少
ない量の発泡性溶融樹脂を射出し、射出直後から発泡し
て体積を増した樹脂により金型キャビティを満たすシ１
−トショット法では、発４倍率が思うように上らず、ま
た成形品の″肌荒れ″を起し易い。また金型キャビティ
を発泡性溶融樹脂で満たしたのち、金型の一方を移動さ
せることにより金型キャビティを拡大して樹脂を発泡さ
せるフルショク１〜法の場合は、成形装置が複雑で高価
なものとなるのが避けられないだけでなく、成形中に型
を移動させる必要上、成形品の形状が制限されてしまう
。しかも型の移動によるキャビティ拡大の影響を強く受
ける部分とそうでない部分とで発泡倍率に差を生じ１発
泡倍率したがって表面特性及び物性が一様でない成形品
となり易い。
以北の理由により、射出成形法によるときは、十分高い
強度の要求される成形品（例えば構造材用発泡成形品）
の場合、発泡倍率を高くす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。
強度の要求される成形品（例えば構造材用発泡成形品）
の場合、発泡倍率を高くす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。
〔ｌコ 的〕
本発明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を提供することを目的とするも
のである。
な欠点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。
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１間欠的
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が提供される。
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１間欠的
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層体く例えば酢
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１−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。
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層体く例えば酢
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１−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、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。なおこれらの発泡剤と共に
１発泡助剤たとえば有機酸の釡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。
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、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。なおこれらの発泡剤と共に
１発泡助剤たとえば有機酸の釡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、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。
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練に慣用されている
温度、圧力であり、樹脂の種類によって決まる。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／ｃ＋ＪＧの範
囲の温度、圧力が採用される。
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練に慣用されている
温度、圧力であり、樹脂の種類によって決まる。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／ｃ＋ＪＧの範
囲の温度、圧力が採用される。
前記溶融混線工程ｌ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。
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線工程■から溶融物保持押出工程
■へ送る場合、発泡性溶融物は、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。例えば高密度ポリエチレンの場合
には、上記温度を１２０〜１５０℃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、
溶融混線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。
■へ送る場合、発泡性溶融物は、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。例えば高密度ポリエチレンの場合
には、上記温度を１２０〜１５０℃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、
溶融混線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。
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、前記溶融混線工程■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。
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、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
、引取り装置によって順次引取られ、成形工程■へ送ら
れ、ここで金型にて所要形状に成形される。第２図に、
溶融押出物Ｆを金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１３は、移動型７及び固定
型８がらなり、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、板状の溶融押出物Ｆを移
動型７と固定型８の間に導き（第２図（ａ））、移動型
７を移動させることにより金型１３を閉じる（第２図（
ｂ））。
的に溶融押出物Ｆが押出されるが、この溶融押出物Ｆは
、引取り装置によって順次引取られ、成形工程■へ送ら
れ、ここで金型にて所要形状に成形される。第２図に、
溶融押出物Ｆを金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１３は、移動型７及び固定
型８がらなり、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、板状の溶融押出物Ｆを移
動型７と固定型８の間に導き（第２図（ａ））、移動型
７を移動させることにより金型１３を閉じる（第２図（
ｂ））。
この時、金型１３内には、溶融押出物Ｆで充満されてい
ない空間１１が存在する。溶融押出物Ｆは発泡の完了し
ていない発泡性のものであり、時間と共に発泡が進行し
てその体積を増加させ、しだいに空間１１を充満するよ
うになり、溶融押出物Ｆは所要の形状に成形される（第
２図（Ｃ））。次に、金型１３を冷却した後型開きを行
ない（第２図（ｄ））、成形品を金型から取出し、その
耳部１２を除去することによって製品とする。
ない空間１１が存在する。溶融押出物Ｆは発泡の完了し
ていない発泡性のものであり、時間と共に発泡が進行し
てその体積を増加させ、しだいに空間１１を充満するよ
うになり、溶融押出物Ｆは所要の形状に成形される（第
２図（Ｃ））。次に、金型１３を冷却した後型開きを行
ない（第２図（ｄ））、成形品を金型から取出し、その
耳部１２を除去することによって製品とする。
尚、第２図中の金型に設けた導管９、ＩＯは真空装置に
接続し、金型内を減圧にするためのものであり、金型内
における溶融押出物Ｆの発泡を促進させるためのもので
ある。
接続し、金型内を減圧にするためのものであり、金型内
における溶融押出物Ｆの発泡を促進させるためのもので
ある。
また、本発明においては、金型で成形するに当たり、第
３図に示すような他の態様を取り得る。
３図に示すような他の態様を取り得る。
即ち、型内１３へ金型７．８を閉じた時に形成される型
内容積よりも小さい体積を有する塊状の溶融押出物Ｆを
入れ（第３図（ａ））。次に金型を閉じ、その後徐々に
溶融押出物はその体積を増しく第３図（ｂ） ）。
内容積よりも小さい体積を有する塊状の溶融押出物Ｆを
入れ（第３図（ａ））。次に金型を閉じ、その後徐々に
溶融押出物はその体積を増しく第３図（ｂ） ）。
ついには金型内を満たす（第３図（Ｃ））。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３図（
ｄ））。この場合においては、第２図に示したような耳
部９は存在しない。
、型開きを行って成形品を型内より取り出す（第３図（
ｄ））。この場合においては、第２図に示したような耳
部９は存在しない。
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の発泡成形は金型内において行われるこ
とから、金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げればならない。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、且つ迅速に成形工程■に送り、
成形することが必要となる。溶融押出物Ｆの発泡速度に
影響を及ぼす因子としては、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、気泡
調節剤の種類及び添加量、ダイス吐出部断面の形状及び
大きさ等が挙げられるが、特に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
ムレーター内圧力と押出された４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が重要なポ
イントとなる。例えば、樹脂として肘値が０．５〜１５
の高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）を使用した場合には
、 ）ＩＤＰＥ１００重量部に対し１例えば、発泡剤と
して１−リクロロトリフロロメタンスは／及びジクロロ
ンフロロメタン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練物
とした後、該溶融混練物をアキュ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。
、溶融押出物Ｆの発泡成形は金型内において行われるこ
とから、金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げればならない。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、且つ迅速に成形工程■に送り、
成形することが必要となる。溶融押出物Ｆの発泡速度に
影響を及ぼす因子としては、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、気泡
調節剤の種類及び添加量、ダイス吐出部断面の形状及び
大きさ等が挙げられるが、特に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
ムレーター内圧力と押出された４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が重要なポ
イントとなる。例えば、樹脂として肘値が０．５〜１５
の高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）を使用した場合には
、 ）ＩＤＰＥ１００重量部に対し１例えば、発泡剤と
して１−リクロロトリフロロメタンスは／及びジクロロ
ンフロロメタン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練物
とした後、該溶融混練物をアキュ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。
本発明においては、押出直後溶融押出物を冷却ロール間
を通したり、強制的に空冷あるいは水冷したりして、押
出物表面に一部スキン層を形成させた後、スキン層を持
つ溶融押出物を、成形直前に、加熱帯域を通して加熱し
、表面スキン層を軟化させた後、成形工程で成形させる
ことにより、良好な発泡を生起させて構造的強度の高い
発泡成形体を得ることができる。
を通したり、強制的に空冷あるいは水冷したりして、押
出物表面に一部スキン層を形成させた後、スキン層を持
つ溶融押出物を、成形直前に、加熱帯域を通して加熱し
、表面スキン層を軟化させた後、成形工程で成形させる
ことにより、良好な発泡を生起させて構造的強度の高い
発泡成形体を得ることができる。
本発明の成形工程において、全型に装入する溶融押出物
は、一般には、発泡率が８０％以下、好ましくは５０％
以下、特に好ましくは３０％以下に保持するのがよい、
また、金型内においては、溶融押出物は、通常１発泡倍
率１．２〜５０倍、好ましくは、２〜ｌＯ倍の発泡成形
品とされる。
は、一般には、発泡率が８０％以下、好ましくは５０％
以下、特に好ましくは３０％以下に保持するのがよい、
また、金型内においては、溶融押出物は、通常１発泡倍
率１．２〜５０倍、好ましくは、２〜ｌＯ倍の発泡成形
品とされる。
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、金
型に入れ１発泡させることにより、金型の空間形状に応
じた発泡成形品とすることができる。また、板状の押出
物の場合、これをプレスして型内に収容させ、真空成形
により型内で十分発泡膨張させて成形品とすることがで
きる。
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、金
型に入れ１発泡させることにより、金型の空間形状に応
じた発泡成形品とすることができる。また、板状の押出
物の場合、これをプレスして型内に収容させ、真空成形
により型内で十分発泡膨張させて成形品とすることがで
きる。
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、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、本発明によれば
９発泡射出成形法やビーズ成形法では得ることが回置な
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
ることができると共に該成形品は極めて表面状態の優れ
たものとなる。また、本発明では、溶融押出物を金型で
真空発泡成形するに際し、押出物表面にスキン層を形成
させた後再び軟化し成形することにより１表面が硬質ス
キン層からなり、内部が高発泡でかつ気泡が厚み方向に
伸びた発泡成形品を得ることができる。
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、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、本発明によれば
９発泡射出成形法やビーズ成形法では得ることが回置な
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
ることができると共に該成形品は極めて表面状態の優れ
たものとなる。また、本発明では、溶融押出物を金型で
真空発泡成形するに際し、押出物表面にスキン層を形成
させた後再び軟化し成形することにより１表面が硬質ス
キン層からなり、内部が高発泡でかつ気泡が厚み方向に
伸びた発泡成形品を得ることができる。
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０．９６ ｇ ／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５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。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、
３００ｋｇ／ｈｒ（０，８３ｋｇ／５ｅｅ）の吐出速度
にて。
）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５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。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、
３００ｋｇ／ｈｒ（０，８３ｋｇ／５ｅｅ）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
ｃｉ）より大気圧下に板状に押出し、得られた押出物′
を引取り装置にて引取った後、直ちに５００ｃｃの直方
体状の金型にてプレスして、真空成形を行ない、冷却し
ながら６０秒後に取出した。得られた成形物は密度０．
２ｇ／ｃｊの体積５００ｃｃの直方体であった。
ｃｉ）より大気圧下に板状に押出し、得られた押出物′
を引取り装置にて引取った後、直ちに５００ｃｃの直方
体状の金型にてプレスして、真空成形を行ない、冷却し
ながら６０秒後に取出した。得られた成形物は密度０．
２ｇ／ｃｊの体積５００ｃｃの直方体であった。
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図及び第３図は、溶融押出物の成形工程の説明図であ
る。 ■・・・溶融混線工程、■・・・溶融物保持押出工程、
■・・・成形工程、１３・・・金型、Ｆ・・・溶融押出
物。 特許出願人 ３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 １ 図 味 手 続 補 正 書 昭和６２年７月 ９日 特許庁長官 小 川 邦 夫 殿 １、事件の表示 昭和６１年特許願第０８６７３０号 ２、発明の名称 発泡成形体の製造方法 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 東京都千代田区内幸町２丁目１番１号名 称
日本スチレンペーパー株式会社代表者内山昌世 ４、代理人〒１５１ 電話（３７０） ２５３３番 ５、補正命令の日付 自 発 ６、補正により増加する発明の数 Ｏ８、補正の内容 （１）明細書全文を別紙訂正明細書のとおり訂正します
。 （２）図面として別紙第４図を追加補充します。 訂正明細書 １、発明の名称 発泡成形体の製造方法 ２、特許請求の範囲 （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、間欠的に低圧域に
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、金型内で膨張させて成形すると共
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。 （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、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６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、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、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、通常の非発泡樹脂の
射出成形はど容易に実施できる方法ではない。すなわち
、この方法のうち、金型キャビティにその容積よりも少
ない量の発泡性溶融樹脂を射出し、射出直後から発泡し
て体積を増した樹脂により金型キャビティを満たすショ
ートショット法では、発泡倍率が思うように上らず、ま
た成形品の″肌荒れ”を起し易い、また金型キャビティ
を発泡性溶融樹脂で満たしたのち、金型の一方を移動さ
せることにより金型キャビティを拡大して樹脂を発泡さ
せるフルショット法の場合は、成形装置が複雑で高価な
ものとなるのが避けられないだけでなく、成形中に型を
移動させる必要上、成形品の形状が制限されてしまう。 しかも型の移動によるキャビティ拡大の影響を強く受け
る部分とそうでない部分とで発泡倍率に差を生じ、発泡
倍率したがって表面特性及び物性が一様でない成形品と
なり易い。 以上の理由により、射出成形法によるときは、十分高い
強度の要求される成形品（例えば構造材用発泡成形品）
の場合、発泡倍率を高くす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。 〔目 的〕 本発明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を提供することを目的とするも
のである６ 〔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、間欠的
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、金型内で膨張させて成
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量体（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、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、テトラフルオロエタン、テトラ
フルオロクロロエタン、トリフルオロクロロエタン、ペ
ンタフルオロエタン、トリフルオロエタン、ジフルオロ
クロロエタン、トリフルオロプロパン、ジフルオロプロ
パン、オクタフルオロプロパン、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。な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、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
、溶融混線温度及び圧力は、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０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１２０〜２００℃、圧力３０〜２００ｋｇ
／ｃｄＧの範囲の温度、圧力が採用される。 前記溶融混線工程Ｉ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線工程■から溶融物保持押出工程
■へ送る場合、発泡性溶融物は、通常、その温度を冷却
により融点付近に調整して溶融物保持押出工程■へ送る
のが好ましい。例えば高密度ポリエチレンの場合には、
上記温度を１２０〜１５０℃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７キユーム
レー゛タロ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−どの間に設けたピストンロンドを
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。 溶融物のアキュームレーターからの押出し速度
は、溶融押出物Ｆの押出先端部と後端部での発泡率に大
きな差を生じないように、なるべく速い方が望ましく、
一般には、 ２５０ｋｇ／時以上の押出し速度とするの
が良い、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、前記溶融混線工程Ｉ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５７−５
０１３１７号公報に詳記されている。 前記のようにして、ＷＩ融物保持押出工程■からは１間
欠的に溶融押出物Ｆを大気圧下に押出した後次に成形工
程■へ送られ、ここで金型にて所要形状に成形される。 第２図に、溶融押出物Ｆを金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１３は、移動型
７及び固定型８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、板状の溶融押
出物Ｆを移動型７と固定型８の間に導き（第２図（ａ）
）、移動型７を移動させることにより金型１３を閉じる
（第２図（ｂ））。この時、金型１３内には、溶融押出
物Ｆで充満されていない空間１１が存在する。溶融押出
物Ｆは発泡の完了していない発泡性のものであり、時間
と共に発泡が進行してその体積を増加させ、しだいに空
間１１を充満するようになり、溶融押出物Ｆは所要の形
状に成形される（第２図（Ｃ））。次に。 金型１３を冷却した後型開きを行ない（第２図（ｄ））
、成形品を金型から取出し、その耳部１２を除去するこ
とによって製品とする。 尚、第２図中の金型に設けた導管９．１０は真空装置に
接続し、金型内を減圧にするためのものであり、金型内
における溶融押出物Ｆの発泡を促進させるためのもので
ある。 また、本発明においては、金型で成形するに当たり、第
３図に示すような他の態様を取り得る。 即ち、型内１３へ金型７，８を閉じた時に形成される型
内容積よりも小さい体積を有する塊状の溶融押出物Ｆを
入れ（第３図（ａ））、次に金型を閉じ、その後徐々に
溶融押出物はその体積を増しく第３図（ｂ））。 ついには金型内を満たす（第３図（ｃ））、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３図（
ｄ））、この場合においては、第２図に示したような耳
部９は存在しない。 更に、本発明においては、金型で成形するに当たり、第
４図に示すような上下方向に移動可能な雌型８と固定雄
型７を用いた態様を取り得る。即ち、雌型８内に溶融押
出物Ｆを入れ（第４図（ａ））、次に雌型８に例えば１
−１０ｋｇ／ａＪＧの圧力を加えつつ上昇させて、押出
型溶融物を雄型７との間でプレスして空間部を埋める（
第４図（ｂ））。この場合、プレス圧力を高く設定する
ことにより押出溶融物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４図））、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８に加える
第４図（ｂ）のプレス圧もしくはそれよりも低い圧に一
定に保つ方法や、あるいは発泡膨張力に応じて徐々に雌
型８のプレス圧力を低下させ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１４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
６発泡膨張の完了後冷却し、型開きを行なって成形品を
型内より取り出す（第４図（ｄ））、この態様において
は、導管９．１０はガス抜き孔として機能する。 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の発泡成形は金型内において行われるこ
とから、金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、且つ迅速に成形工程■に送り、
成形することが必要となる。溶融押出物Ｆの発泡速度に
影響を及ぼす因子としては、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、気泡
調節剤の種類及び添加量、ダイス吐出部断面の形状及び
大きさ等が挙げられるが、特に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
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Ｏまたは必要最小量とすることが重要なポ
イントとなる。例えば、樹脂として１値が０．５〜２５
の高密度ポリエチレン（ＦＩＤＰＥ）を使用した場合に
は、ＨＤＰＥ１００重量部に対し、例えば１発泡剤とし
てジクロロテトラフルオロエタン又は／及びジクロロン
フロロメタン５〜３０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、該溶融混線物をアキュ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。 本発明においては、押出直後溶融押出物を冷却ロール間
を通したり１強制的に空冷あるいは水冷したりして、押
出物表面に一部スキン層を形成させた後、スキン層を持
つ溶融押出物を、成形直前に、加熱帯域を通して加熱し
、表面スキン層を軟化させた後、成形工程で成形させる
ことにより。 良好な発泡を生起させて構造的強度の高い発泡成形体を
得ることができる。 本発明の成形工程において、全型に装入する溶融押出物
は、一般には、発泡率が８０％以下、好ましくは５０％
以下、特に好ましくは３０％以下に保持するのがよい。 また、金型内においては、溶融押出物は、通常、発泡倍
率１．２〜５０倍、好ましくは、２〜１０倍の発泡成形
品とされる、 本明細書において、金型に装入した溶融押出物の発泡率
は次のように定義される。溶融押出物を第４図に示すよ
うな可動雌型に入れ、型を閉じ雌型に１．５ｋｇ／ａＪ
の圧力を加える。雌型が停止した時点における、雌型と
雄型との間に形成される型の内腔の容積をＶとする。雌
型の停止後、樹脂の発泡膨張により雌型は開方向に移動
を始めるが、発泡力が弱まると再び停止する。この度点
で雌型に加えていた圧力を０．５ｋｇ／ｄに減じると、
雌型は、再開方向に移動し始める６発泡が完了すると雄
型は停止する。この時の雌型と雄型との間に形成される
型の内腔の容積をＶ′とする０発泡率は次式で与えられ
る。 式中、Ｄは発泡前の溶融樹脂の密度を表わし１ｗは溶融
押出物の重量を表わす。 又、本明細書において発泡倍率なる語は次式で定義され
るものである。 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、無定形の
塊状物又は棒状物であることもできる。このような押出
物は、金型に入れ、必要に応じて型内を真空引きして、
発泡膨張させることにより、金型の空間形状に応じた発
泡成形品とすることができる０本発明の方法により得ら
れる発泡成形体は、その気泡が球状又は厚み方向に延び
た楕円状となるため上面からの圧縮に対し非常に強いも
のとなる。 〔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１本発明の場合は、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、本発明によれば
、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
ることができると共に該成形品は極めて表面状態の優れ
たものとなる。また、本発明では、溶融押出物を金型で
真空発泡成形するに際し、押出物表面にスキン層を形成
させた後再び軟化し成形することにより１表面が硬質ス
キン層からなり、内部が高発泡でＪＪｌつ気泡が球状な
いし厚み方向に伸びた楕円形状の発泡成形品を得ること
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１ 密度０．９６ ｇ ／ｄ、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５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１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、３０
０ｋｇ／ｈｒ（０，８３ｋｇ／５ｅｅ）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１
５ｄ）より大気圧下に板状に押出し、得られた押出物を
引取り装置にて引取った後、直ちに５００ｃｃの直方体
状の金型にてプレスして、真空成形を行ない、冷却しな
がら６０秒後に取出した。得られた成形物は密度０．２
ｇ ／ａｄの体積５００ｃｃの直方体であった。 実施例２ 第１表に示される物性の樹脂及び発泡剤とを、吐出容量
１０ｋｇ／ｈｒの押出機内で１６０℃の温度で溶融混練
した後、アキュームレータ内にいったん押出し、第１表
に示した温度に保持した。次に、このアキュームレータ
内の発泡性溶融物を３００ｋｇ／ｈｒ（０，８３ｋｇ／
５ｅｅ）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１５ｄ）により大気圧下に塊状に押
出した後、塊状押出物を直ちに第４図に示される金型で
成形した。得られた発泡成形体の発泡倍率を第１表に示
す。 ４、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、第６３図及び第４図は、溶融押出物の成形工程の
説明図である。 ■・・・溶融混線工程、■・・・溶融物保持押出工程、
■・・・成形工程、１３・・・金型、Ｆ・・・溶融押出
物。
２図及び第３図は、溶融押出物の成形工程の説明図であ
る。 ■・・・溶融混線工程、■・・・溶融物保持押出工程、
■・・・成形工程、１３・・・金型、Ｆ・・・溶融押出
物。 特許出願人 ３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 １ 図 味 手 続 補 正 書 昭和６２年７月 ９日 特許庁長官 小 川 邦 夫 殿 １、事件の表示 昭和６１年特許願第０８６７３０号 ２、発明の名称 発泡成形体の製造方法 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 東京都千代田区内幸町２丁目１番１号名 称
日本スチレンペーパー株式会社代表者内山昌世 ４、代理人〒１５１ 電話（３７０） ２５３３番 ５、補正命令の日付 自 発 ６、補正により増加する発明の数 Ｏ８、補正の内容 （１）明細書全文を別紙訂正明細書のとおり訂正します
。 （２）図面として別紙第４図を追加補充します。 訂正明細書 １、発明の名称 発泡成形体の製造方法 ２、特許請求の範囲 （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、間欠的に低圧域に
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、金型内で膨張させて成形すると共
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。 （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、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６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、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、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、通常の非発泡樹脂の
射出成形はど容易に実施できる方法ではない。すなわち
、この方法のうち、金型キャビティにその容積よりも少
ない量の発泡性溶融樹脂を射出し、射出直後から発泡し
て体積を増した樹脂により金型キャビティを満たすショ
ートショット法では、発泡倍率が思うように上らず、ま
た成形品の″肌荒れ”を起し易い、また金型キャビティ
を発泡性溶融樹脂で満たしたのち、金型の一方を移動さ
せることにより金型キャビティを拡大して樹脂を発泡さ
せるフルショット法の場合は、成形装置が複雑で高価な
ものとなるのが避けられないだけでなく、成形中に型を
移動させる必要上、成形品の形状が制限されてしまう。 しかも型の移動によるキャビティ拡大の影響を強く受け
る部分とそうでない部分とで発泡倍率に差を生じ、発泡
倍率したがって表面特性及び物性が一様でない成形品と
なり易い。 以上の理由により、射出成形法によるときは、十分高い
強度の要求される成形品（例えば構造材用発泡成形品）
の場合、発泡倍率を高くす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。 〔目 的〕 本発明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を提供することを目的とするも
のである６ 〔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、間欠的
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、金型内で膨張させて成
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量体（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、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、テトラフルオロエタン、テトラ
フルオロクロロエタン、トリフルオロクロロエタン、ペ
ンタフルオロエタン、トリフルオロエタン、ジフルオロ
クロロエタン、トリフルオロプロパン、ジフルオロプロ
パン、オクタフルオロプロパン、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。な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、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
、溶融混線温度及び圧力は、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０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１２０〜２００℃、圧力３０〜２００ｋｇ
／ｃｄＧの範囲の温度、圧力が採用される。 前記溶融混線工程Ｉ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線工程■から溶融物保持押出工程
■へ送る場合、発泡性溶融物は、通常、その温度を冷却
により融点付近に調整して溶融物保持押出工程■へ送る
のが好ましい。例えば高密度ポリエチレンの場合には、
上記温度を１２０〜１５０℃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７キユーム
レー゛タロ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−どの間に設けたピストンロンドを
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。 溶融物のアキュームレーターからの押出し速度
は、溶融押出物Ｆの押出先端部と後端部での発泡率に大
きな差を生じないように、なるべく速い方が望ましく、
一般には、 ２５０ｋｇ／時以上の押出し速度とするの
が良い、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、前記溶融混線工程Ｉ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５７−５
０１３１７号公報に詳記されている。 前記のようにして、ＷＩ融物保持押出工程■からは１間
欠的に溶融押出物Ｆを大気圧下に押出した後次に成形工
程■へ送られ、ここで金型にて所要形状に成形される。 第２図に、溶融押出物Ｆを金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１３は、移動型
７及び固定型８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、板状の溶融押
出物Ｆを移動型７と固定型８の間に導き（第２図（ａ）
）、移動型７を移動させることにより金型１３を閉じる
（第２図（ｂ））。この時、金型１３内には、溶融押出
物Ｆで充満されていない空間１１が存在する。溶融押出
物Ｆは発泡の完了していない発泡性のものであり、時間
と共に発泡が進行してその体積を増加させ、しだいに空
間１１を充満するようになり、溶融押出物Ｆは所要の形
状に成形される（第２図（Ｃ））。次に。 金型１３を冷却した後型開きを行ない（第２図（ｄ））
、成形品を金型から取出し、その耳部１２を除去するこ
とによって製品とする。 尚、第２図中の金型に設けた導管９．１０は真空装置に
接続し、金型内を減圧にするためのものであり、金型内
における溶融押出物Ｆの発泡を促進させるためのもので
ある。 また、本発明においては、金型で成形するに当たり、第
３図に示すような他の態様を取り得る。 即ち、型内１３へ金型７，８を閉じた時に形成される型
内容積よりも小さい体積を有する塊状の溶融押出物Ｆを
入れ（第３図（ａ））、次に金型を閉じ、その後徐々に
溶融押出物はその体積を増しく第３図（ｂ））。 ついには金型内を満たす（第３図（ｃ））、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３図（
ｄ））、この場合においては、第２図に示したような耳
部９は存在しない。 更に、本発明においては、金型で成形するに当たり、第
４図に示すような上下方向に移動可能な雌型８と固定雄
型７を用いた態様を取り得る。即ち、雌型８内に溶融押
出物Ｆを入れ（第４図（ａ））、次に雌型８に例えば１
−１０ｋｇ／ａＪＧの圧力を加えつつ上昇させて、押出
型溶融物を雄型７との間でプレスして空間部を埋める（
第４図（ｂ））。この場合、プレス圧力を高く設定する
ことにより押出溶融物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４図））、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８に加える
第４図（ｂ）のプレス圧もしくはそれよりも低い圧に一
定に保つ方法や、あるいは発泡膨張力に応じて徐々に雌
型８のプレス圧力を低下させ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１４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
６発泡膨張の完了後冷却し、型開きを行なって成形品を
型内より取り出す（第４図（ｄ））、この態様において
は、導管９．１０はガス抜き孔として機能する。 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の発泡成形は金型内において行われるこ
とから、金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、且つ迅速に成形工程■に送り、
成形することが必要となる。溶融押出物Ｆの発泡速度に
影響を及ぼす因子としては、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、気泡
調節剤の種類及び添加量、ダイス吐出部断面の形状及び
大きさ等が挙げられるが、特に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
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Ｏまたは必要最小量とすることが重要なポ
イントとなる。例えば、樹脂として１値が０．５〜２５
の高密度ポリエチレン（ＦＩＤＰＥ）を使用した場合に
は、ＨＤＰＥ１００重量部に対し、例えば１発泡剤とし
てジクロロテトラフルオロエタン又は／及びジクロロン
フロロメタン５〜３０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、該溶融混線物をアキュ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。 本発明においては、押出直後溶融押出物を冷却ロール間
を通したり１強制的に空冷あるいは水冷したりして、押
出物表面に一部スキン層を形成させた後、スキン層を持
つ溶融押出物を、成形直前に、加熱帯域を通して加熱し
、表面スキン層を軟化させた後、成形工程で成形させる
ことにより。 良好な発泡を生起させて構造的強度の高い発泡成形体を
得ることができる。 本発明の成形工程において、全型に装入する溶融押出物
は、一般には、発泡率が８０％以下、好ましくは５０％
以下、特に好ましくは３０％以下に保持するのがよい。 また、金型内においては、溶融押出物は、通常、発泡倍
率１．２〜５０倍、好ましくは、２〜１０倍の発泡成形
品とされる、 本明細書において、金型に装入した溶融押出物の発泡率
は次のように定義される。溶融押出物を第４図に示すよ
うな可動雌型に入れ、型を閉じ雌型に１．５ｋｇ／ａＪ
の圧力を加える。雌型が停止した時点における、雌型と
雄型との間に形成される型の内腔の容積をＶとする。雌
型の停止後、樹脂の発泡膨張により雌型は開方向に移動
を始めるが、発泡力が弱まると再び停止する。この度点
で雌型に加えていた圧力を０．５ｋｇ／ｄに減じると、
雌型は、再開方向に移動し始める６発泡が完了すると雄
型は停止する。この時の雌型と雄型との間に形成される
型の内腔の容積をＶ′とする０発泡率は次式で与えられ
る。 式中、Ｄは発泡前の溶融樹脂の密度を表わし１ｗは溶融
押出物の重量を表わす。 又、本明細書において発泡倍率なる語は次式で定義され
るものである。 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、無定形の
塊状物又は棒状物であることもできる。このような押出
物は、金型に入れ、必要に応じて型内を真空引きして、
発泡膨張させることにより、金型の空間形状に応じた発
泡成形品とすることができる０本発明の方法により得ら
れる発泡成形体は、その気泡が球状又は厚み方向に延び
た楕円状となるため上面からの圧縮に対し非常に強いも
のとなる。 〔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１本発明の場合は、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、本発明によれば
、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
ることができると共に該成形品は極めて表面状態の優れ
たものとなる。また、本発明では、溶融押出物を金型で
真空発泡成形するに際し、押出物表面にスキン層を形成
させた後再び軟化し成形することにより１表面が硬質ス
キン層からなり、内部が高発泡でＪＪｌつ気泡が球状な
いし厚み方向に伸びた楕円形状の発泡成形品を得ること
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１ 密度０．９６ ｇ ／ｄ、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５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１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、３０
０ｋｇ／ｈｒ（０，８３ｋｇ／５ｅｅ）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１
５ｄ）より大気圧下に板状に押出し、得られた押出物を
引取り装置にて引取った後、直ちに５００ｃｃの直方体
状の金型にてプレスして、真空成形を行ない、冷却しな
がら６０秒後に取出した。得られた成形物は密度０．２
ｇ ／ａｄの体積５００ｃｃの直方体であった。 実施例２ 第１表に示される物性の樹脂及び発泡剤とを、吐出容量
１０ｋｇ／ｈｒの押出機内で１６０℃の温度で溶融混練
した後、アキュームレータ内にいったん押出し、第１表
に示した温度に保持した。次に、このアキュームレータ
内の発泡性溶融物を３００ｋｇ／ｈｒ（０，８３ｋｇ／
５ｅｅ）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１５ｄ）により大気圧下に塊状に押
出した後、塊状押出物を直ちに第４図に示される金型で
成形した。得られた発泡成形体の発泡倍率を第１表に示
す。 ４、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、第６３図及び第４図は、溶融押出物の成形工程の
説明図である。 ■・・・溶融混線工程、■・・・溶融物保持押出工程、
■・・・成形工程、１３・・・金型、Ｆ・・・溶融押出
物。
Claims (2)
- （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、間欠的に低圧域に
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。 - （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。
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| EP0242191A3 (en) | 1989-10-11 |
| EP0242191B1 (en) | 1991-11-06 |
| EP0242191A2 (en) | 1987-10-21 |
| US4806293A (en) | 1989-02-21 |
| DE3774317D1 (de) | 1991-12-12 |
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