JP2002240073A

JP2002240073A - ポリオレフィン系樹脂発泡成形体の製造方法及び製造装置

Info

Publication number: JP2002240073A
Application number: JP2001040317A
Authority: JP
Inventors: Masato Naito; 真人内藤; Noritoshi Nishiyama; 典利西山
Original assignee: JSP Corp
Current assignee: JSP Corp
Priority date: 2001-02-16
Filing date: 2001-02-16
Publication date: 2002-08-28

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、ポリオレフィン系樹脂発泡成形体
の連続成形において、製造安定性に優れ、供給された発
泡粒子の嵩密度より見掛け密度が小さい高発泡の成形体
を容易に且つ効率的に得ることができる発泡成形体の製
造方法及び製造装置を提供することを目的とする。【解決手段】本発明のポリオレフィン系樹脂発泡成形
体の製造方法は、発泡粒子供給領域と嵩密度低下領域と
発泡粒子間融着領域と冷却領域とが順次設けられた通路
と、該通路内の上下を無端走行するベルトとを備えた成
形装置の前記発泡粒子供給領域に、ポリオレフィン系樹
脂発泡粒子を供給し、次いで該発泡粒子を嵩密度低下領
域の前で圧縮してから、嵩密度低下領域において加熱す
ることにより発泡粒子の嵩密度を低下させた後、嵩密度
低下領域の後で発泡粒子を圧縮し、次いで発泡粒子間融
着領域において加熱することにより発泡粒子間を融着さ
せた後、該融着した発泡粒子を冷却領域を通過させるこ
とにより連続的に発泡成形体を製造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はポリオレフィン系樹
脂発泡成形体の製造方法及び製造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ポリオレフィン系樹脂発泡成
形体の製造方法として、ポリオレフィン系樹脂発泡粒子
を上下のベルト間に挟んで搬送しながら加熱することに
よって連続的に成形する方法（以下、連続成形方法とい
う。）が知られている。該連続成形方法は、発泡粒子成
形体を連続的に製造できるという利点や、長尺な成形体
を得ることができる利点がある。

【０００３】上記連続成形方法においては、スチームに
より発泡粒子を加熱することが一般的である。しかし、
ポリオレフィン系樹脂発泡粒子をスチーム加熱による連
続成形方法で成形しようとすると、例えば特公昭５２−
２４２４号に記載されているように加熱用のスチームが
発泡粒子供給側へ漏れだし、加熱不足による粒子の融着
不良や二次発泡不良などを生じる上に、このスチーム漏
れが激しくなると粒子が供給側に逆流してしまう等の問
題があった。

【０００４】ポリオレフィン系樹脂発泡粒子の連続成形
における上記問題を解決するために、本出願人は、供
給された発泡粒子を発泡粒子供給領域において、元の嵩
体積の４０〜７０％の体積に圧縮してからスチームで加
熱する方法（特開平９−１０４０２６号）、内圧が高
められた発泡粒子を供給し、該発泡粒子を発泡粒子供給
領域において徐々に圧縮してからスチームで加熱する方
法（特開平９−１０４０２７号）を提案した。

【０００５】しかしながら、との方法では、いずれ
も発泡粒子の体積を減じた状態で成形するため供給され
た発泡粒子の嵩密度より成形体の見掛け密度を小さくす
ることができなかった。

【０００６】そこで本出願人らは更に検討を進め、内
圧が高められたポリオレフィン系樹脂粒子を用い、嵩密
度低下領域において、融着するには不十分であるが嵩密
度を低下させるには十分な温度のスチームで発泡粒子を
加熱し、その後更に発泡粒子間融着領域で加熱して発泡
粒子同士を融着させる事により、供給された発泡粒子の
嵩密度より見掛け密度の小さい高発泡の成形体を得る方
法を提案した（特開２０００−６２５３号）。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記
の方法は製造装置における嵩密度低下領域と発泡粒子間
融着領域が隣接しており、両者のスチーム供給位置が近
いために、嵩密度低下領域のスチーム温度が発泡粒子間
融着領域における高温のスチームにより、嵩密度低下領
域のスチーム温度が上がりすぎるという不具合を生じ
た。その結果、得られた発泡成形体表面が悪化し、成形
体の部分ごとの密度差が大きく異なり、優れた品質の成
形体を得ることができなかった。更に嵩密度低下領域の
発泡粒子がホッパー側に逆流してしまう等の不具合も発
生し、製造安定性に欠けるものであった。

【０００８】本発明は上記従来の問題点に鑑み、ポリオ
レフィン系樹脂発泡成形体の連続成形において、製造安
定性に優れ、供給された発泡粒子の嵩密度より見掛け密
度が小さい高発泡の成形体を容易に且つ効率的に得るこ
とができる発泡成形体の製造方法及び製造装置を提供す
ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】即ち本発明のポリオレフ
ィン系樹脂発泡成形体の製造方法は、発泡粒子供給領域
と嵩密度低下領域と発泡粒子間融着領域と冷却領域とが
順次設けられた通路と、該通路内の上下を無端走行する
ベルトとを備えた成形装置の前記発泡粒子供給領域に、
ポリオレフィン系樹脂発泡粒子を供給し、次いで該発泡
粒子を嵩密度低下領域の前で圧縮してから、嵩密度低下
領域において加熱することにより発泡粒子の嵩密度を低
下させた後、嵩密度低下領域の後で発泡粒子を圧縮し、
次いで発泡粒子間融着領域において加熱することにより
発泡粒子間を融着させた後、該融着した発泡粒子を冷却
領域を通過させることにより連続的に発泡成形体を製造
することを特徴とする。

【００１０】本発明の方法においては、内圧が１．０ａ
ｔｍ以上のポリオレフィン系樹脂発泡粒子を供給するこ
とが好ましい。また嵩密度低下領域の通路内の最大の横
断面積が、発泡粒子供給領域の通路内の最小の横断面積
よりも大きいことが好ましい。

【００１１】また本発明の方法においては、嵩密度低下
領域において、ポリオレフィン系樹脂発泡粒子の嵩密度
を小さくするには十分であるが、ポリオレフィン系樹脂
発泡粒子を融着させるには不十分な温度のスチームを通
路内に供給して加熱することが好ましい。また嵩密度低
下領域において、供給したスチームを排気しつつポリオ
レフィン系樹脂発泡粒子を加熱することが好ましい。

【００１２】本発明のポリオレフィン系樹脂発泡成形体
製造装置は、発泡粒子供給領域と嵩密度低下領域と発泡
粒子間融着領域と冷却領域とが順次設けられた通路と、
該通路内の上下を無端走行するベルトとを備え、更に嵩
密度低下領域の前後に発泡粒子を圧縮する手段が設けら
れていることを特徴とする。

【００１３】本発明のポリオレフィン系樹脂発泡成形体
製造装置においては、嵩密度低下領域の通路内の最大の
横断面積が、発泡粒子供給領域の通路内の最小の横断面
積よりも大きいことが好ましい。また嵩密度低下領域に
おいて、スチームの供給部と共に吸引部が設けられてい
ることが好ましい。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明においては、ポリオレフィ
ン系樹脂を基材樹脂とするポリオレフィン系樹脂発泡粒
子（以下、発泡粒子という。）を供給してポリオレフィ
ン系樹脂発泡成形体（以下、発泡成形体という。）を連
続的に製造するが、ポリオレフィン系樹脂とは、次の
ａ）乃至ｅ）のいずれかに該当するものを意味する。ａ）エチレン、プロピレン、ブテン等のオレフィンの単
独重合体、ｂ）２種以上のオレフィン同士の共重合体、ｃ）オレフィン成分と他のモノマー成分とからなる共重
合体であって且つオレフィン成分比率が５０重量％以上
の共重合体、ｄ）上記ａ）、ｂ）、およびｃ）の群の中から選ばれた
２以上の混合物、ｅ）上記ａ）又はｂ）又はｃ）又はｄ）と、ａ）乃至
ｄ）のいずれとも異なる熱可塑性樹脂、合成ゴム、天然
ゴム、および熱可塑性エラストマーの群の中から選ばれ
た１又は２以上の重合体との混合物であって且つ混合物
中のオレフィン成分割合が５０重量％以上のもの。

【００１５】尚、ポリオレフィン系樹脂から製造される
発泡粒子中には、発泡粒子の重量を１００重量％とした
場合に、７０重量％を上限として、充填剤、難燃剤、酸
化防止剤、紫外線吸収剤、気泡調節剤、抗菌剤、着色剤
等の各種添加剤を含有させることができる。このような
添加剤の使用量は、必要最小限に止めることが好まし
い。

【００１６】前記樹脂は無架橋のまま、或いは架橋した
状態で使用することができる。但し、無架橋のまま使用
する場合、特に無架橋ポリプロピレン系樹脂或いは無架
橋ポリエチレン系樹脂を基材樹脂とする発泡粒子の場合
は、発泡粒子の示差走査熱量測定で得られるＤＳＣ曲線
に２つの吸熱ピーク（特公昭６３−４４７７９号、特公
平７−３９５０１号参照）を有するものが好ましい。
尚、ポリプロピレン系樹脂及びポリエチレン系樹脂と
は、ポリオレフィン系樹脂に関する前記説明の中で、オ
レフィンの部分をそれぞれプロピレン及びエチレンに置
き換えたものに相当する。

【００１７】基材樹脂が無架橋ポリプロピレン系樹脂或
いは無架橋ポリエチレン系樹脂からなる発泡粒子の場
合、ＤＳＣ曲線に２つの吸熱ピークを有するものは、２
つの吸熱ピークを有しないものに比べ、表面平滑性、寸
法安定性及び機械的強度に優れた成形体が得られる。

【００１８】尚、前記ＤＳＣ曲線とは、発泡粒子０．５
〜４ｍｇを示差走査熱量計によって、室温から１０℃／
分の昇温速度で２１０℃まで昇温して測定した際に得ら
れるＤＳＣ曲線をいう。

【００１９】本発明において用いる発泡粒子は、嵩密度
が０．００９〜０．４ｇ／ｃｍ³ のものが好ましい。嵩
密度が０．００９ｇ／ｃｍ³ 未満の場合は、発泡粒子の
連続気泡率が高まり、嵩密度低下領域で嵩密度の低下が
充分になされない虞がある。一方、嵩密度が０．４ｇ／
ｃｍ³ を越える場合は、発泡粒子中の気泡部分が占める
割合が極端に小さくなり、嵩密度低下領域で嵩密度の低
下が充分になされない虞がある。

【００２０】本発明方法において使用される発泡粒子と
しては、空気等（空気がもっとも経済的で好ましい）を
気泡内に浸透させることによって気泡内の圧力（すなわ
ち内圧）が高められたものを使用することが好ましい。
具体的には、該発泡粒子は、１．０ａｔｍ以上の内圧を
有するものが好ましく、１．５〜６．０ａｔｍの内圧を
有するものが特に好ましい。内圧が高められていない場
合は、得られる成形体の見掛け密度を元の発泡粒子の嵩
密度以下にするのが困難になる虞がある。内圧が高めら
れていても１．０ａｔｍ未満の場合は、得られる成形体
の見掛け密度を発泡粒子の嵩密度以下にすることはでき
るが、発泡力が小さいため成形体の外観が若干劣ったも
のとなる虞がある。

【００２１】発泡粒子の内圧を高めるには、密閉容器内
に発泡粒子を入れ、該容器内に加圧空気を供給した状態
で適当な時間放置して発泡粒子内に空気を浸透させれば
よい。内圧が高められた発泡粒子の内圧Ｐ（ａｔｍ）
は、次の操作により測定される。尚、ここでは、空気を
使用して発泡粒子の内圧を高めた例を示す。

【００２２】まず、成形に使用される発泡粒子は、密閉
容器内に入れられ、該容器内に加圧空気を（通常は容器
内の空気圧がゲージ圧で１．０〜１０．０ａｔｍの範囲
を維持するように）供給した状態で適当な時間放置して
発泡粒子内に空気を浸透させることにより発泡粒子の内
圧が高められる。充分に内圧が高められた発泡粒子は、
成形機の供給領域Ｂに供給される。発泡粒子の内圧は、
供給領域Ｂに供給された直後の発泡粒子の一部（以下、
発泡粒子群という。）を使用して、次の操作を行なうこ
とによって求められる。

【００２３】発泡粒子群を、発泡粒子は通過させないが
空気は自由に通過できるサイズの針穴を多数穿設した７
０ｍｍ×１００ｍｍ程度のポリエチレン製袋の中に収容
し、供給領域Ｂに供給されてから６０秒以内に、気温２
３℃、相対湿度５０％の大気圧下の恒温室に移動し、そ
の恒温室内の秤に乗せて重量を読み取る。その重量の測
定は供給領域Ｂに供給されてから１２０秒後とする。こ
のときの重量をＱ（ｇ）とする。続いてその袋を同高温
室に４８時間放置する。発泡粒子内の加圧空気は時間の
経過とともに気泡膜を透過して外部に抜け出すため発泡
粒子群の重量はそれに伴って減少し、４８時間後では平
衡に達しているため実質的にその重量は安定する。上記
４８時間後に再度その袋の重量を測定し、このときの重
量をＵ（ｇ）とする。続いて直ちに同恒温室内にて袋か
ら発泡粒子群の全てを取り出して袋のみの重量を読み取
る。その重量をＺ（ｇ）とする。上記のいずれの重量も
０．０００１ｇまで読み取るものとする。Ｑ（ｇ）とＵ
（ｇ）の差を増加空気量Ｗ（ｇ）とし、次式より発泡粒
子の内圧Ｐ（ａｔｍ）が計算される。

【００２４】

【数１】Ｐ＝（Ｗ÷Ｍ）×Ｒ×Ｔ÷Ｖ

【００２５】ただし、上式中、Ｍは空気の分子量であ
り、ここでは２８．８（ｇ／モル）の定数を採用する。
Ｒは気体定数であり、ここでは０．０８２（ａｔｍ・Ｌ
/（Ｋ・モル））の定数を採用する。Ｔは絶対温度を意
味し、２３℃の雰囲気が採用されているので、ここでは
２９６（°Ｋ）の定数である。Ｖは発泡粒子群の見掛け
体積から発泡粒子群中に占める基材樹脂の体積を差し引
いた体積（Ｌ）を意味する。

【００２６】尚、発泡粒子群の見掛け体積（Ｌ）は、４
８時間後に袋から取り出された発泡粒子群の全量を直ち
に同恒温室内にて２３℃の水１００ｃｍ³が収容された
メスシリンダー内の水に水没させたときの目盛りから、
発泡粒子群の体積Ｙ（ｃｍ³）を算出し、これをリット
ル（Ｌ）単位に換算することによって求められる。また
発泡粒子群中に占める基材樹脂の体積は、上記体積Ｙ
（ｃｍ³）を発泡粒子群の見掛け発泡倍率（倍）で除し
てその値をリットル（Ｌ）単位に換算することで求めら
れる。発泡粒子群の見掛け発泡倍率は、基材樹脂密度
（ｇ／ｃｍ³）を発泡粒子群の見掛け密度（ｇ／ｃｍ³）
で除すことにより求められる。また発泡粒子群の見掛け
密度（ｇ／ｃｍ³）は、上記発泡粒子群重量（Ｕ（ｇ）
とＺ（ｇ）との差）を体積Ｙ（ｃｍ³）で除すことによ
り求められる。

【００２７】尚、以上の測定においては、上記発泡粒子
群重量（Ｕ（ｇ）とＺ（ｇ）との差）が０．５０００〜
１０．００００ｇで、且つ体積Ｙが５０〜９０ｃｍ³と
なる量の複数個の発泡粒子群が使用される。

【００２８】本発明における発泡粒子は、例えばポリオ
レフィン系樹脂粒子と発泡剤とを密閉容器内で水に分散
させて樹脂粒子の軟化点以上の温度に加熱して樹脂粒子
に発泡剤を含浸させた後、容器内より低圧の雰囲気下に
樹脂粒子と水とを放出して樹脂粒子を発泡させる等の方
法で得ることができる。このようにして得られる発泡粒
子は、平均粒子重量が０．５〜５ｍｇ程度のものが成形
に好適である。

【００２９】以下、本発明の発泡成形体の製造方法及び
製造装置を図面を用いて説明する。図１は本発明の発泡
成形体の連続成形方法を実施するための成形装置の一例
を示す図面である。図１において、Ａは発泡粒子や成形
体が移送される通路（以下、通路Ａという。）を、Ｂは
発泡粒子供給領域（以下、供給領域Ｂという。）、Ｃは
嵩密度低下領域を、Ｄは発泡粒子間融着領域（以下、融
着領域Ｄという。）を、Ｅは成形体の冷却領域（以下、
冷却領域Ｅという。）を、Ｇは供給領域の水平部分をそ
れぞれ示す。

【００３０】上記成形装置１は、発泡粒子１２を蓄えた
ホッパー２と、上側ロール３ａ、３ｂ間を無端走行する
ベルト４と、下側ロール５ａ、５ｂ間を無端走行するベ
ルト６を有し、ホッパー２から供給領域Ｂに供給された
発泡粒子１２を、無端走行する上下のベルト４、６間に
挟んで通路Ａを通過する間に、嵩密度低下領域Ｃにおい
てスチーム加熱により発泡粒子の嵩密度が低下し、次に
融着領域Ｄにおいてスチーム加熱により発泡粒子間が融
着し、次に該融着した発泡粒子を冷却領域Ｅを通過させ
て発泡成形体１３が得られるよう構成されている。な
お、２６は支柱である。

【００３１】図１に示す成形装置１において、上側ロー
ル３ａは駆動回転し、上側のベルト４はロール３ａによ
り駆動されて通路Ａの上側を無端走行する。同様に、下
側ロール５ａは駆動回転し、下側のベルト６はロール５
ａにより駆動されて通路Ａの下側を無端走行する。この
とき上側ロール３ｂ及び下側ロール５ｂは回転可能なも
のであっても回転不可能なものであっても構わない。
尚、ロール３ｂ、５ｂが回転不可能なものである場合に
は、ロール３ｂ、５ｂのベルトと接触する面には、ポリ
テトラフロロエチレン（テフロン（登録商標））等から
なる滑材を設け、当該面での滑り性を向上させることが
好ましい。

【００３２】又、供給領域Ｂの上流側において（図１の
右側）、下側ロール５ｂは上側ロール３ｂより上流側に
突き出るように設けられており、ホッパー２は下側ロー
ル５ｂと上側ロール３ｂとの間の下側ベルト６上に発泡
粒子１２を供給できるように設けられている。即ち、ホ
ッパー２に蓄えられた発泡粒子１２は、下側ベルト６上
に自然落下するように構成されている。

【００３３】前記した上側ロール３ｂは、図示しない駆
動手段によって上下に位置を移動することにより、通路
Ａの入口部における上側のベルト４の傾斜角を可変でき
るように構成されている。即ち上側ロール３ｂが上下す
ると共に補助板７の傾斜角が変化し、補助板７に沿って
走行する上側のベルト４の傾斜角が変化することとな
る。従って、上側ロール３ｂを上下させることにより、
供給開始部Ｆの高さ（供給開始部Ｆの横断面積）を変え
て、通路Ａに供給する発泡粒子の量を制御することがで
きる。なお、供給開始部Ｆは上側ロール３ｂの中心２４
の真下に当たる。

【００３４】前記ホッパー２から供給された発泡粒子１
２は、次に、上下の厚さ規制板８、９と、該厚さ規制板
８、９の両側部に設けられた幅規制板（特に図示せ
ず。）とによって囲まれた、断面が略矩形状の空間部を
有する通路Ａを移送され、供給領域Ｂの水平部分Ｇ、嵩
密度低下領域Ｃ、融着領域Ｄ、冷却領域Ｅを順次通過す
る。この通路Ａ内において上側のベルト４と下側のベル
ト６は、それぞれ厚さ規制板８、９間に沿って走行し、
発泡粒子１２は上側のベルト４と下側のベルト６に挟ま
れて移送される。

【００３５】厚さ規制板８、９、幅規制板及び前記補助
板７はアルミ板の如き金属板等からなり、ベルト４、６
と接する側の面には、ベルト４、６の滑り性が良くなる
ように、通路Ａ内面にテフロン等からなる滑材が設けら
れている。なお、無端走行するベルトは上下のみに設け
ることに限定されず、両側面側にも設けることができ
る。両側面側にも無端走行するベルトが設けられている
と、発泡成形体が幅規制板等の表面と擦れる等の問題が
なくなるため、得られる発泡成形体の側面部の形状や外
観が良好なものとなる。

【００３６】本発明においては、後述する嵩密度低下領
域Ｃの通路内の最大の横断面積は、供給領域Ｂの通路内
の最小の横断面積よりも大きくすることが好ましい。嵩
密度低下領域Ｃの通路内の最大の横断面積が、前記供給
領域Ｂの通路内の最小の横断面積と同じであるか若しく
は狭い場合は、嵩密度低下領域Ｃにおいて発泡粒子の嵩
密度の低下が可能な空間を確保することができない虞が
あり、その空間が確保できなければ、加熱された発泡粒
子は膨張するが、嵩密度を低下させることができない。

【００３７】嵩密度低下領域Ｃの通路内の最大の横断面
積を供給領域Ｂの通路内の最小の横断面積よりも大きく
するには、単純に、嵩密度低下領域Ｃの通路の高さ又は
／及び幅を充分広げてやればよい。図１は、嵩密度低下
領域Ｃの通路の高さを、供給領域Ｂの通路内の最小の横
断面積を示す供給領域Ｂの水平部分Ｇの高さよりも高く
した例を示している。供給領域Ｂの通路の幅と嵩密度低
下領域Ｃの通路の幅とが同じであれば、通路の高さの増
減が通路内の横断面積の増減となる。尚、水平部分Ｇを
形成している補助板２７、補助板２８はベルト４、６と
接するので、ポリテトラフロロエチレン（テフロン）等
からなる滑材で形成されていると好都合である。

【００３８】本発明においては、供給領域Ｂを通過した
発泡粒子は、嵩密度低下領域Ｃの前で圧縮されてから、
嵩密度低下領域Ｃに移送される。その圧縮は、嵩密度低
下領域Ｃの前において、図１に示すように通路Ａの上下
に設けられた突起１４ａ、１４ｂにより実施することが
好ましい。かかる突起１４ａ、１４ｂが設けられている
と、発泡粒子を容易に圧縮することができる。

【００３９】上記突起１４ａ、１４ｂは上下どちらか一
方に設けてもよいし、上下両方に設けてもよく、上部又
は下部のいずれか一方のみに設けても、上下それぞれの
位置をずらして配置しても良い。また突起の形状は図示
した如き台形状に限らず、任意の形状とすることができ
る。尚、突起１４ａ、１４ｂとベルト４、６との滑り性
を高めるために、突起１４ａ、１４ｂのベルト４、６と
接する側の表面にテフロン等からなる滑材を設けるか、
突起１４ａ、１４ｂ全体をテフロン等によって形成する
ことが好ましい。

【００４０】発泡粒子を圧縮する程度は、突起１４ａ、
１４ｂの突出高さを変えることにより調整することがで
きる。又、供給領域Ｂにおける上側ベルト４の傾斜角を
変えて発泡粒子の圧縮量を変化させることによっても調
整することができる。

【００４１】本発明においては、嵩密度低下領域Ｃに移
送された発泡粒子は加熱されることにより、その嵩密度
が低下する（発泡倍率が大きくなる）。具体的には、ス
チームをスチーム供給部１８から通路Ａ内に供給するこ
とによって発泡粒子を加熱して嵩密度を低下させること
が好ましい。

【００４２】発泡粒子はスチーム供給部１８から供給さ
れた加熱用スチームにより加熱されると、上記突起１４
上又はそのやや下流側の地点から熱膨張を始める。発泡
粒子が熱膨張すると、上側突起１４ａと下側突起１４ｂ
の間で発泡粒子が圧縮されて、発泡粒子間の空隙が埋め
られるので、加熱用スチームが発泡粒子供給側へ多量に
漏れ出すことによる発泡粒子の逆流を防止する事ができ
る。

【００４３】上記嵩密度低下領域Ｃに供給するスチーム
は、発泡粒子の体積を膨張させるには十分であるが、発
泡粒子を互いに融着させるには不十分な温度であること
が好ましい。スチームの温度が発泡粒子の体積を膨張さ
せるのに十分な温度に達していなければ、通路Ａ内に充
分な空間があったとしても発泡粒子の嵩密度を小さくす
ることができない。その場合には、得られる発泡成形体
１３の見掛け密度を、供給した発泡粒子の嵩密度より小
さくすることができない。一方、スチームの温度が発泡
粒子を互いに融着させるのに十分な温度に達している
と、得られる発泡成形体１３の各部分ごとの密度の差が
大きくなったり、発泡成形体１３の表面状態が悪化した
りする虞がある。

【００４４】上記発泡粒子の体積を膨張させるには十分
であるが、発泡粒子を互いに融着させるには不十分なス
チームの温度は、発泡粒子１２の基材樹脂の種類や発泡
粒子１２に付与された内圧の大小により多少異なるが、
例えば、発泡粒子１２を構成する樹脂組成物が示す融点
（以下、Ｍｐという。）を基準とすると、通常、発泡粒
１２子が無架橋ポリプロピレン系樹脂からなる場合は、
Ｍｐ−４５℃〜Ｍｐ−１５℃、発泡粒子１２が無架橋ポ
リエチレン系樹脂からなる場合は、Ｍｐ−３０℃〜Ｍｐ
−１０℃である。

【００４５】なお、上記Ｍｐとは、発泡粒子０．５〜４
ｍｇを示差走査熱量計によって、室温から２１０℃まで
１０℃／分の速度で昇温し、次いで４０℃まで１０℃／
分の速度で降温し、再び２１０℃まで１０℃／分の速度
で昇温したときに得られる第２回目のＤＳＣ曲線におけ
る、基材樹脂の融解に基づく主融解ピークの頂点の温度
をいう。

【００４６】嵩密度低下領域Ｃにおいては、供給したス
チームを排気しつつ発泡粒子を加熱することが好まし
い。このような排気を行なうと、スチームの温度を発泡
粒子の体積を膨張させるには十分であるが、互いを融着
させるには不十分な温度に安定して維持することが容易
になる。また吸引によりスチームのドレイン（凝縮水）
を除去することができる。その結果、発泡粒子の安定供
給がドレインによって阻害されることを未然に防止でき
る。

【００４７】具体的には、図１に示すように、嵩密度低
下領域Ｃにおいてスチームを供給する供給部１８と共
に、スチームをバキューム吸引する吸引部１９を、供給
部１８の上流側に設けることが好ましい。尚、図１中１
０は供給領域Ｂの水平部分Ｇに設けたバキューム吸引す
るための吸引部である。吸引部１０により通路Ａ内をバ
キューム吸引すると、下流側に僅かに漏れ出してくるス
チームを吸引でき、その結果、発泡粒子の安定供給がド
レインによって阻害されることを未然に防止できる。

【００４８】前記嵩密度低下領域Ｃにおいて嵩密度が低
下した発泡粒子は、更に嵩密度低下領域Ｃの後で圧縮さ
れる。圧縮する手段は、嵩密度低下領域Ｃの後に突起２
３ａ、２３ｂを設けることが好ましい。かかる突起２３
ａ、２３ｂが設けられていると、発泡粒子を容易に圧縮
することができる。該突起２３ａ、２３ｂの材質等は、
前記突起１４ａ、ｂと同様である。

【００４９】突起２３ａと突起２３ｂの間で発泡粒子が
圧縮されると、発泡粒子間の空隙は埋められる。その結
果、嵩密度低下領域Ｃと融着領域Ｄのそれぞれの加熱用
スチームは遮断され、互いに影響を及ぼす事が防止され
る。これにより嵩密度低下領域Ｃのスチーム圧力は安定
し、発泡粒子の嵩密度を効率良く低下させることができ
る。

【００５０】嵩密度低下領域Ｃの後で圧縮された前記発
泡粒子は、次にベルト４、６間に挟まれた状態で融着領
域Ｄに送られる。この領域で発泡粒子は加熱され、発泡
粒子間が融着する。発泡粒子間に空隙が存在している場
合は、その空隙を埋めるように膨張しつつ発泡粒子間が
融着する。融着領域Ｄにおけるスチーム加熱は、具体的
には供給部２０から通路Ａ内に加熱用スチームを供給す
ることによって行なうことが好ましい。

【００５１】融着領域Ｄにおいて供給される加熱用スチ
ームの温度は、前記Ｍｐを基準とすると、通常、発泡粒
子が無架橋ポリプロピレン系樹脂からなる場合は、Ｍｐ
−１５℃〜Ｍｐ＋１０℃、発泡粒子が無架橋ポリエチレ
ン系樹脂からなる場合は、Ｍｐ−１０℃〜Ｍｐ＋１０℃
である。加熱用スチームの温度が低すぎると発泡粒子間
の融着が不十分になる虞があり、加熱用スチームの温度
が高すぎると得られる成形体が大きく収縮する虞があ
る。

【００５２】融着領域Ｄにおいては、スチームを排気し
つつ発泡粒子を加熱することが好ましい。スチームの排
気は、具体的には、図１に示すように吸引部２１を設け
てバキューム吸引することが好ましい。該吸引部２１は
供給部２０の上流側に設けることもできれば、下流側に
設けることもできる。供給部２０の上流側に吸引部２１
を設けてドレインを吸引すると、発泡粒子の安定した移
送がドレインによって阻害されることを未然に防止でき
る。また、下流側に吸引部２１を設けてドレインを吸引
すると、ドレインに起因する成形体の冷却効果の低下に
よって発泡成形体にそりが生じるなどの問題発生を防止
できる。

【００５３】前記融着領域Ｄにおいて、スチームにより
加熱された発泡粒子は粒子間空間を完全又はほぼ完全に
埋めるように膨張し、かつ粒子相互で融着して発泡成形
体を形成し（この時点では完全な成形体とは言えない状
態であるが、発泡粒子相互間の融着は生じているので、
便宜上、発泡成形体と呼ぶ。）、引き続き冷却手段１１
を備えた冷却領域Ｅに移送されて冷却される。冷却手段
１１としては、例えば冷却水循環パイプを内挿した冷却
板等が用いられる。

【００５４】以上説明した工程が連続的に行われ、長尺
な発泡成形体１３が得られる。なお、特に図示しない
が、スチーム供給部１８、２０、吸引部１０、１９、２
１及び冷却手段１１は、厚み規制板８、９側に設けられ
ているのみならず、幅規制板側にも設けられて良い。

【００５５】本発明においては、融着領域Ｄの終了時点
から成形体が十分に冷却されるまでの間、通路内の横断
面積が実質的に一定となるようにしておくことが好まし
い。成形体が十分冷却するまでの間に融着領域Ｄの終了
時点から下流側で成形体を圧縮すると（融着領域Ｄ以降
の通路内空間の横断面積を狭くすると）、得られた発泡
成形体１３の表面に樹脂の流れ模様のような後が残り、
発泡成形体１３の表面状態が悪くなる。また逆に発泡粒
子間を融着させる領域Ｅ以降の通路内空間の横断面積が
広がるようにすると、冷却が十分に行えなくなる虞があ
る。

【００５６】本発明におけるベルト４、６は、貫通孔が
設けられたステンレススチール製のものを用いることが
好ましい。具体的には、０．２〜１．０ｍｍ程度のステ
ンレススチール製のベルトに、直径０．５〜３．０ｍｍ
の貫通穴が、３〜５０ｍｍ程度のピッチで多数穿設さて
いるものが好ましい。ベルト４、６がこのように構成さ
れていると、前記嵩密度低下領域Ｃ及び融着領域Ｄにお
いて、スチームの供給が容易に行われる。具体的には、
加熱用スチームは供給部１８、２０から供給され、次に
厚み規制板８、９に設けられた貫通孔を通り、更にベル
ト４、６に設けられた上記貫通孔を経て通路Ａ内に供給
される。

【００５７】

【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。

【００５８】実施例１図１に示す供給領域Ｂ、嵩密度低下領域Ｃ、融着領域
Ｄ、冷却領域Ｅ、及び台形の突起１４ａ、１４ｂ、突起
２３ａ、２３ｂを設けた装置１を使用した。尚、突起１
４ａ、１４ｂ、突起２３ａ、２３ｂは共に上下対称の位
置に設けた。該装置１において、通路Ａの上側ロール３
ｂ通過後から冷却領域Ｅの発泡成形体出口までの幅は３
００ｍｍで一定とした。また、嵩密度低下領域Ｃにおけ
る最大高さ、融着領域Ｄ及び冷却領域Ｅの高さはいずれ
も５２ｍｍとした。供給領域Ｂの通路内が最小の横断面
積となる位置は図１の供給領域Ｂの水平部分Ｇであり、
該位置の高さは２７ｍｍとした。また突起１４ａ、１４
ｂで狭められた通路の高さは１２ｍｍ、突起２３ａ、２
３ｂで狭められた通路の高さは２２ｍｍとした。供給開
始部Ｆから突起１４ａ、１４ｂの始端までの長さは１．
３ｍ、突起１４ａ、１４ｂの長さは共に０．２ｍ、突起
１４ａ、１４ｂの終端から突起２３ａ、２３ｂの始端ま
での長さは０．３ｍ、突起２３の長さは０．２ｍ、突起
２３ａ、２３ｂの終端から冷却領域Ｅの入り口までの長
さは０．５ｍ、冷却領域Ｅの長さは６ｍとした。

【００５９】上記装置１に、無架橋エチレン−プロピレ
ンランダム共重合体（エチレン成分４．１％、メルトフ
ローインデックス８ｇ／１０分）を基材樹脂とした発泡
粒子（内圧４．０ａｔｍ、嵩密度０．０３４ｇ／ｃ
ｍ^３、Ｍｐ１３８℃）をホッパー２から供給し、ベルト
４、６間にはさんで供給領域Ｂ、嵩密度低下領域Ｃ、融
着領域Ｄ、冷却領域Ｅを順次移送して発泡成形体１３を
製造した。

【００６０】供給開始部Ｆの高さは３１ｍｍ、ラインス
ピードは２．０ｍｍ／ｍｉｎ．とし、嵩密度低下領域Ｃ
のスチーム供給部１８から０．４ｋｇ／ｃｍ^２Ｇのスチ
ームを供給し、融着領域Ｄのスチーム供給部２０から
２．８ｋｇ／ｃｍ^２Ｇのスチームを供給し、成形を行っ
た。尚、本実施例では図１に示すように、吸引部１０、
１９、２１において真空吸引を行った。

【００６１】得られた発泡成形体は、０．０１８ｇ／ｃ
ｍ^３の見掛け密度を有しており、外観に優れたものであ
った。また製造安定性も良好であった。

【００６２】比較例１実施例１において用いたものと同じ装置１を使用し、突
起２３ａ、２３ｂを設けず、かつ吸引部１９におけるバ
キューム吸引をしないこと以外は実施例１と同じ条件
で、発泡成形体の製造を行った。

【００６３】得られた発泡成形体は、実施例１と同様に
０．０１８ｇ／ｃｍ^３の見掛け密度を有し、外観に優れ
ていたが、製造中にしばしば外観が不良になることがあ
り、製造安定性に欠けていた。

【００６４】発泡粒子の嵩密度は、上部に開口部を有す
る容積１０００ｃｍ^３の容器に、常温常圧下にて発泡粒
子を充填し、次に、容器の開口部から溢れている発泡粒
子を取り除いて、発泡粒子の嵩高さを容器の開口部と略
一致させた場合の容器内の発泡粒子の重量（ｇ）を測
り、該重量を容器の容積１０００ｃｍ^３で割ることによ
り求めた。

【００６５】発泡成形体の見掛け密度は、長さ５０ｃｍ
に切断した発泡成形体について養生室（常圧、６０℃）
での２４時間放置、常温・常圧での２４時間放置を順次
行った後、重量と体積を測定し、重量を体積で割ること
により求めた。なお、長尺の発泡成形体の切断、養生室
での放置は、製造後直ちに行った。

【００６６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のポリオレ
フィン系樹脂発泡成形体の製造方法は、発泡粒子供給領
域と嵩密度低下領域と発泡粒子間融着領域と冷却領域と
が順次設けられた通路と、該通路内の上下を無端走行す
るベルトとを備えた成形装置を使用し、嵩密度低下領域
の前で発泡粒子を圧縮してから嵩密度低下領域において
発泡粒子の嵩密度を低下させ、更に嵩密度低下領域の後
で発泡粒子を圧縮し、次いで発泡粒子間融着領域におい
て発泡粒子間を融着させるという構成を採用しているの
で、スチームが発泡粒子間融着領域から嵩密度低下領域
に逆流するということがなく、供給された発泡粒子の嵩
密度より見掛け密度が小さく、かつ外観に優れた発泡成
形体を安定して製造することができる。

【００６７】また、本発明の方法によれば、同じ見掛け
密度の発泡成形体を製造するのに、従来より高密度（低
発泡倍率）の発泡粒子で足りるため、発泡粒子保管のス
ペースを節約できる。更に、本発明において発泡粒子に
内圧を付与するには、加圧無機ガス（通常は空気又は窒
素）下に保持することにより行うが、かかる内圧の付与
において、高密度（低発泡倍率）の発泡粒子の方が低密
度（高発泡倍率）に比べ一般的に短時間で足りる。従っ
て、本発明によれば製造時間の短縮化も達成することが
できる。

【００６８】又、本発明のポリオレフィン系樹脂発泡成
形体製造装置は、発泡粒子供給領域と嵩密度低下領域と
発泡粒子間融着領域と冷却領域とが順次設けられた通路
と、該通路内の上下を無端走行するベルトとを備え、更
に嵩密度低下領域の前後に発泡粒子を圧縮する手段が設
けられているので、前記本発明の方法を容易に実施する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法に使用する成形装置の一実施態様を
示す略図である。

【符号の説明】

Ａ通路Ｂ供給領域Ｃ嵩密度低下領域Ｄ発泡粒子間融着領域Ｅ冷却領域Ｇ供給領域の水平部分３ベルト５ベルト１２発泡粒子１３発泡成形体１４ａ突起１４ｂ突起１８嵩密度低下領域のスチーム供給部２０発泡粒子間融着領域のスチーム供給部１９嵩密度低下領域のスチーム吸引部２３ａ突起２３ｂ突起

フロントページの続きＦターム(参考） 4F204 AA09H AC01 AG20 FA11 FB02 FE06 FE16 FF01 FF36 FG04 FH06 FH16 FN15 FQ27 4F212 AA03 AG20 UA01 UB02 UE26 UF50 UN09 UN11 UN15

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】発泡粒子供給領域と嵩密度低下領域と発
泡粒子間融着領域と冷却領域とが順次設けられた通路
と、該通路内の上下を無端走行するベルトとを備えた成
形装置の前記発泡粒子供給領域に、ポリオレフィン系樹
脂発泡粒子を供給し、次いで該発泡粒子を嵩密度低下領
域の前で圧縮してから、嵩密度低下領域において加熱す
ることにより発泡粒子の嵩密度を低下させた後、嵩密度
低下領域の後で発泡粒子を圧縮し、次いで発泡粒子間融
着領域において加熱することにより発泡粒子間を融着さ
せた後、該融着した発泡粒子を冷却領域を通過させるこ
とにより連続的に発泡成形体を製造することを特徴とす
るポリオレフィン系樹脂発泡成形体の製造方法。
【請求項２】内圧が１．０ａｔｍ以上のポリオレフィ
ン系樹脂発泡粒子を供給することを特徴とする請求項１
記載のポリオレフィン系樹脂発泡成形体の製造方法。
【請求項３】嵩密度低下領域の通路内の最大の横断面
積が、発泡粒子供給領域の通路内の最小の横断面積より
も大きいことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の
ポリオレフィン系樹脂発泡成形体の製造方法。
【請求項４】嵩密度低下領域において、ポリオレフィ
ン系樹脂発泡粒子の嵩密度を小さくするには十分である
が、ポリオレフィン系樹脂発泡粒子を融着させるには不
十分な温度のスチームを通路内に供給して加熱すること
を特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のポリオレ
フィン系樹脂発泡成形体の製造方法。
【請求項５】嵩密度低下領域において、供給したスチ
ームを排気しつつポリオレフィン系樹脂発泡粒子を加熱
することを特徴とする請求項４に記載のポリオレフィン
系樹脂発泡粒子成形体の製造方法。
【請求項６】発泡粒子供給領域と嵩密度低下領域と発
泡粒子間融着領域と冷却領域とが順次設けられた通路
と、該通路内の上下を無端走行するベルトとを備え、更
に嵩密度低下領域の前後に発泡粒子を圧縮する手段が設
けられていることを特徴とするポリオレフィン系樹脂発
泡成形体製造装置。
【請求項７】嵩密度低下領域の通路内の最大の横断面
積が、発泡粒子供給領域の通路内の最小の横断面積より
も大きいことを特徴とする請求項６記載のポリオレフィ
ン系樹脂発泡成形体製造装置。
【請求項８】嵩密度低下領域において、スチームの供
給部と共に吸引部が設けられていることを特徴とする請
求項６又は７記載の発泡成形体製造装置。