JP2004330789A - プラスチック製物品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【目的】 平均密度が５０乃至６００ｋｇ／ｍ³の発泡充填コアと、平均密度が７００ｋｇ／ｍ³以上の中実または半中実の外皮とを含む熱可塑性材料製物品を製造する。
【構成】 この方法は、閉鎖鋳型の空洞に所定量の溶融熱可塑性材料注入するステップを含み、この熱可塑性材料は膨張剤を含み、次いで鋳型の表面の最も近くで熱可塑性材料をある程度硬化させることによって外皮を形成する。次に鋳型の第１の部分が後退させられ、一方鋳型の第２の部分が閉じられた位置（閉鎖位置）に保持され、それによって鋳型の空洞の容積が増大する。これによって、鋳型内の圧力が減少して膨張剤が熱可塑性材料を膨張させることができる。次に鋳型を開いて物品を鋳型から取出すことができる程度に溶融熱可塑性材料を冷却し、硬化させる。

Description

本発明は、発泡（膨張：expanded）プラスチック材料のコア（芯材）と、少なくとも部分的に中実（ソリッド：solid）または半ソリッド（セミソリッド：semisolid）部分を含む物品を得るための方法に関するものである。

熱絶縁能力をもったプラスチック材料製の物品は長い間広く知られている。このような物品の一例として発泡熱可塑性スチレン製のコンテナ（容器）、いわゆるスチロフォーム（Styrofoam）コンテナがある。これらのコンテナは熱絶縁物として非常に優れているが、機械的安定性がかなり劣り、そのことがそのコンテナに使い捨てパッケージとしての特徴（特性）を与えるものであった。さらに、これらのコンテナの表面は多孔性（porous）で、そのことがコンテナを清潔に保つのを相当に困難にする。従って、これらのコンテナは食品供給産業における使用により不適である。

プラスチック材料製の他のタイプの物品として回転成形（rotation mould）プラスチック・パレットがある。最初にポリエチレンまたはポリプロピレンのような中実（中身の詰まった：solid）の熱可塑性材料の外皮を形成する。外皮を冷却後、これに発泡熱硬化性ポリマー（重合体）、たいていの場合ポリウレタンが充填される。サーフボード（波乗り板）もこの方法で製造される。この場合、発泡ポリマー（重合体）を使用する理由は熱絶縁効果のためではなく、安定化効果を得るためである。

プラスチック材料製の他のタイプの物品はブロー成形（吹込み成形）によって製造される。これらは中間に空洞スペースを有する２重壁構造（twin-walled）に作ることができる。堆肥（合成物、混合物：compost）用の容器がこれらの物品の例として挙げることができる。もし熱絶縁能力を増大させる必要があれば、中空スペースに発泡ポリマーが充填される。通常はポリウレタンの熱硬化性材料が使用される。

これらの方法（プロセス）の欠点は、使用される材料がコンパチブルでない（両立性がない）ので、得られた物品を材料の回収（復元）によってリサイクルすることが不可能なことである。また、これらの方法（プロセス）によって許容される製造公差（許容誤差）が粗いために、自動取扱いおよび固定装置（ロックデバイス）等のための、補強用輪郭形状（補強プロファイル：reinforcing profile）、案内用輪郭形状（ガイド・プロファイル:guiding profile）、積重ね用輪郭形状（積重ねプロファイル：stacking profile）、ヒンジ用パーツ（部品）、ポケット（pocket）、ラベル・ホルダ、自動取扱いおよび固定装置（ロックデバイス）等用の輪郭形状または穴のような、充分に規定された（輪郭が画定された、特定された）機能性パーツをもった物品を得ることは困難である。例えば組み立て式パレット・コンテナにおける機能性パーツ（部品）によって与えられる機能を具えた物品を製造することは不可能であるから、これらの方法（プロセス）は普通の物品の製造にのみ適用可能である。

公知文献として次の特許文献が存在する。
ＷＯ ０１／７４５５８ Ａ１ ＥＰ ０ ６４４ １９６ Ａ１ ＥＰ ０ ４８１ ３０６ Ａ１ ＥＰ １ ３３６ ４６２ Ａ２ ＥＰ １ ０１３ ３９０ Ａ１

従来の射出成形によって実現できるのと同じ正確な公差と機能性をもって製造される、プラスチック材料製のリサイクルが可能で、熱絶縁性を有し且つ剛性の（撓みのない、硬い、曲がりのない：rigid）物品を得ることが望ましい。

発明の概要
本発明によれば、上記のような要求を実現することができ、それによって、平坦で（even）稠密な（dense）表面を有し、絶縁性および／または安定性を与える内側層と、充分に規定された（輪郭が画定された）機能性部品（パーツ）が設けられたプラスチック材料製のリサイクル可能な物品を製造することができる。従って、本発明は熱可塑性材料製の物品（品物、製品）を製造するための方法に関する。この物品は、平均密度が５０乃至６５０ｋｇ／ｍ^３の範囲にある膨張発泡体（気泡、フォーム、あわ：foam）充填コア（芯材）と、平均密度が７００ｋｇ／ｍ^３より高い（以上の）中実（中身のある、ソリッド:solid）または半中実（セミソリッド：semisolid）の外皮（outer skin）とを含んでいる。本発明は次のステップ（段階、工程）を含むことを特徴としている。

ａ）所定の量の溶融熱可塑性材料を閉じられた鋳型（閉鎖鋳型、クローズド・モールド）の空洞内に注入する（射出成型）。この熱可塑性材料は発泡剤（膨張剤）を含んでいる。
ｂ）次いで、所定の長さの時間、鋳型（モールド）の表面に最も近い位置で熱可塑性材料を幾分か（或る程度）硬化させて外皮を形成する。
ｃ）次いで、鋳型の第１の部分を後退させ、一方、鋳型の第２の部分を閉じた位置（閉鎖位置）に保持する。それによって鋳型の空洞の容積（体積）が増大し、鋳型内の圧力が減少して、第１の部分を後退させた所（領域、位置、部分）で熱可塑性材料の発泡剤によって鋳型の各パーツ（部品）内の熱可塑性材料が発泡または膨張することが可能になる。
ｄ）次いで、鋳型を開いて（開放して）物品（品物、製品）を鋳型から取出すことができる程度に溶融熱可塑性材料をさらに冷却し、硬化させる。

この方法によって製造される物品は、好ましくは輸送および貯蔵用の複数の物品からなる群の中から選択される。このような物品には、例えばパレット（荷運び用台）、パレット用カラー（パレット用つば、パレット用継環:pallet collar）、パレット・コンテナ、容器（receptacle）、コンテナ（容器）、わく箱（木枠、クレート：crate）、堆肥（合成物、混合物：compost）用容器、および廃棄物（waste）容器がある。これらの物品は、鋳型の第１の部分を後退させることによって、所定の形状に膨張または発泡した材料からなる部分を有する。鋳型の空洞の体積が増大している期間中に、閉じた位置（閉鎖位置）に留まっている鋳型の第２の部分は、自動取扱いおよび固定装置（ロックデバイス）用の、補強用輪郭形状（補強プロファイル:reinforcing profile）、案内用輪郭形状（ガイド・プロファイル:guiding profile）、積重ね用輪郭形状（積重ねプロファイル:stacking profile）、ヒンジ用パーツ（丁番用部品）、ポケット、ラベル・ホルダ、輪郭形状（プロファイル、外形）および穴からなる群の中から選択された機能性パーツ（部品）の形状を与えるのに用いられる。鋳型の第２の部分は、さらに組み立て式（分解式）鋳型部材を含むようにして、より複雑な機能性パーツを鋳造することを可能としてもよい。

鋳型の第２の部分によって形成される物品のパーツの平均密度は、鋳型の第１の部分によって形成される物品のパーツの密度または平均密度の１．５倍以上またはそれより高いことが好ましい。

本発明の一実施例を示す添付の図面を参照して本発明をさらに詳細に説明する。

図１は、溶融熱可塑性材料の注入前の閉じた（閉鎖）鋳型（モールド）１の断面を示している。鋳型１は鋳造用空洞２を含み、その空洞２はその中で生成された物品を取出すことができるように開閉可能である。鋳型１は、さらに、鋳型の空洞２の体積（容積）を増大させるように移動可能な第１の部分３を含んでいる。鋳型１は、さらに、第１の部分３の移動期間中に閉じた位置（閉鎖位置）を維持する第２の部分４を含んでいる。図２に示すように、発泡剤（膨張剤）を含む熱可塑性材料が鋳型の空洞２に注入される。鋳型１内の圧力は、熱可塑性材料の実質的な膨張（発泡）が阻止されるレベルに維持される。図３には中実の（中身のある、ソリッド:solid）熱可塑性材料の外皮の形成の状況が示されている。外皮がいったん所定の深さまたは厚さに達すると、図４に示されているように第１の鋳型部分３が後退し始め、熱可塑性材料の膨張（発泡）が可能になる。これによって物品の所定のパーツ（部品）においてより高い密度を有する物品の形成が可能になる。さらに、鋳型１中に別々の冷却システムを使用することによって密度の相違（領域）を導き（導入し、誘導し、案内し）また増大させることが可能になる。鋳型１の中の選択された或る部分を鋳型１の中の他のパーツ（部品）より冷たくすることによって、中実（中身のある、ソリッド:solid）の熱可塑性外皮を局部的により速くより厚く（深く）形成することができる。このような中実化（solidification）によって鋳型１のその部分における熱可塑性材料の膨張（発泡）を阻止することができる。

物品のこれらのより密度の高いパーツ（部品）は、点加重（point load）のような或る種の形のストレスに耐えるのにより適しており、また磨耗（abrasion、摩損）に対してもより大きな耐性を有する。ヒンジのピンおよび軸受け（ベアリング）、折畳み可能な側壁上のロック機構（ロッキング・メカニズム）および案内用くさび（guiding wedge）、積重ね用リブ(stacking rib)、パレット・スキッド（skid）の下側部分、および捕捉（pick、つかみ）且つ配置（place）用ロボット用の捕捉（picking、つかみ取り）領域（部分）は、標準の発泡材料より高い密度が通常要求される物品のパーツ（部品）の例として挙げられる。

本発明は図示の実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲内で各種の変形が可能なことはいうまでもない。

図１は溶融熱可塑性材料の注入前の閉じた鋳型（閉鎖鋳型）１のパーツの断面図である。 図２は熱可塑性材料の注入期間中の図１の鋳型１のパーツの断面図である。 図３は中実（ソリッド）熱可塑性材料の外皮の形成期間中の図１および図２に示した鋳型１のパーツの断面図である。 図４は熱可塑性材料の膨張を可能にする第１の鋳型部材３の後退期間中の図１〜３に示された鋳型１のパーツの断面図である。

符号の説明

１ 鋳型
２ 空洞
３ 鋳型の第１の部分
４ 鋳型の第２の部分

Claims (6)

1. 平均密度が５０乃至６５０ｋｇ／ｍ³の範囲の発泡体充填コアと、平均密度が７００ｋｇ／ｍ³より高い中実または半中実の外皮とを含む熱可塑性材料製物品の製造方法であって、
   ａ）発泡剤を含む所定の量の溶融熱可塑性材料を閉じた鋳型（１）の空洞（２）内に注入するステップと、
   ｂ）前記鋳型（１）の表面の最も近くで所定の時間だけ熱可塑性材料を或る程度硬化させて外皮を形成するステップと、
   ｃ）前記鋳型（１）の第１の部分（３）を後退させ、前記鋳型（１）の第２の部分（４）を閉じた位置に維持し、それによって、前記第１の部分（３）を後退させた部分で、前記鋳型の前記空洞（２）の体積が増大し、前記鋳型（１）の圧力が減少して熱可塑性材料の前記発泡剤が前記鋳型（１）のパーツにおける熱可塑性材料を膨張させることを可能にするステップと、
   ｄ）必要に応じて前記鋳型（１）を開いたりして物品を前記鋳型（１）から取出すことができる程度に溶融熱可塑性材料を冷却し硬化させることを可能にするステップと、
   を含む、製造方法。
2. 物品が輸送および保管用物品からなる群から選択される、請求項１に記載の製造方法。
3. 物品が、パレット、パレットカラー、パレット・コンテナ、容器、コンテナ、わく箱、堆肥用容器および廃棄物容器からなる群から選択される、請求項２に記載の製造方法。
4. 前記鋳型の前記空洞（２）の体積が増大している期間中、閉じた位置を維持する前記鋳型（１）の前記第２の部分は、補強用輪郭形状、案内用輪郭形状、積重ね用輪郭形状、ヒンジ用パーツ、ポケット、ラベル・ホルダ、自動取扱いおよび固定装置用の輪郭形状および穴からなる群から選ばれた機能性パーツに対して形状を与えるために使用されるものである、請求項１に記載の製造方法。
5. 前記鋳型（１）の前記第２の部分（４）はさらに組み立て用鋳型部材を含むものである、請求項１または４に記載の製造方法。
6. 前記鋳型（１）の前記第２の部分（４）によって形成される物品のパーツの平均密度は前記鋳型（１）の前記第１の部分（３）によって形成される物品のパーツの平均密度の１．５倍より高いものである、請求項１に記載の製造方法。

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