JP2886257B2 - 熱可塑性樹脂発泡粒子の型内成形法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 本発明は、発泡粒子間の融着性に優れ、しかも粒子間
間隙が少なく表面外観の良好な発泡成形品が容易に得ら
れる熱可塑性樹脂発泡粒子の型内成形法に関し、特に、
肉厚の成形品や、高発泡倍率の成形品の中心部まで充分
に融着した優れた成形品を得るのに有利な型内成形法に
関する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は種々の容器、断熱材、緩衝材、フロート、自
動車用バンパー芯材等に用いられる熱可塑性樹脂粒子の
型内発泡体の成形に有利に用いられる。

〔従来の技術〕

従来、気泡構造を有する発泡スチレン系成形品を製造
する方法としては、発泡剤を含有するポリスチレン系樹
脂をスチームで予備発泡させ、得られた予備発泡粒子を
空気中に暫らく放置して熟成させたのち、減圧ないし常
圧で、スチーム孔を有する型内に連続的に充填し、加熱
発泡させて融着する方法が工業的に広く実施されてい
る。

この方法は、魚箱、緩衝包装材、断熱材等として用い
られる複雑な形状の成形品を容易に製造できる。

しかし、この方法では、ポリスチレン系樹脂の発泡成
形体は容易に製造できるものの、ポリオレフィン系樹脂
を用いて同様な方法で複雑な形状の発泡成形品を成形し
ようとしても、機械的物性の劣った成形品しか成形でき
ないばかりか、たとえ成形できるとしても充分に融着し
た優れた成形品は30倍以下の低発泡でしかも肉厚の薄い
成形品に限られるため、成形品の用途は限定されてい
る。

その理由は、ポリオレフィン系樹脂はポリスチレン系
樹脂に較べて、樹脂内に揮発性発泡剤を発泡能力を有す
る状態で長時間保持しておく能力が劣り、揮発性発泡剤
が短時間内に樹脂から逃散してしまうため、加熱成形時
の発泡粒子の二次発泡力は、発泡粒子セル壁内の空気の
熱膨張力のみとなり、比較的高い圧力のスチーム（換言
すると高い温度のスチーム）を必要とし、このスチーム
による加熱に対して熱収縮を起こさないような発泡粒子
セル壁の性質が求められる。そのため、発泡成形法で成
形できるポリオレフィン系樹脂は、特別な融解特性を有
するものに限られ、しかも、発泡倍率や成形品の形状等
も限定されている。

また、ポリオレフィン系樹脂発泡粒子の型内成形法と
して、架橋ポリエチレン等の発泡粒子を圧縮して発泡能
力を付与する方法が知られている。

たとえば、米国特許第3504068号明細書には、泡状ポ
リオレフィンからなる粒子を100℃以上の加熱状態で加
圧し、粒子を最初の見掛け容積の90〜40％に圧縮し、そ
の圧縮されたままの状態の粒子を加圧下の型内に充填
し、型の圧力を解放して大気圧に戻して粒子を膨張させ
て融着する方法、或いは加熱した泡状ポリオレフィンか
らなる粒子を型内に充填し、型内圧力を高めて粒子を圧
縮し、次いで型の体積を減じておいてから型内の圧力を
大気圧に開放して粒子を膨張させて融着する方法が記載
されている。しかし、これらの方法は、発泡粒子を型外
で加熱するために多くの設備と運転経費を要し、工業的
実施をさまたげている。

また、特開昭53−33996号公報には、多泡質の架橋ポ
リオレフィン系樹脂粒子を、耐圧円筒形シリンダー中で
加圧ガスを用いて元の見掛けのかさ容積の80％以下に圧
縮し、その圧縮された粒子を金型に吹込んで充填し、加
熱、成形する方法が記載されている。

また、特開昭51−147567号公報には、エチレン系樹脂
発泡粒子を耐圧ホッパー内で加圧空気を用いて圧縮し、
その圧縮状態を維持したまま空気輸送して型内に充填
し、加熱成形する方法が記載されている。

しかし、これらの二つの方法は、型内に充填する粒子
の数倍から数十倍もの容積の粒子を一時に圧縮してお
き、型内を常圧ないし若干の加圧状態の保ちながら、型
と耐圧容器との圧力差を利用して粒子を型内に充填する
ため、複雑な製品形状を有する型への充填が困難であ
る。そして、かかる充填が困難な場合に、凸型と凹型と
のパーティング部を離して充填し（クラッキング充
填）、その充填の終了後にスチーム加熱して融着成形す
ることがあるが、このときに得られる成形品はパーティ
ング部に相当する部分付近の密度が著しく高くなり、成
形品の密度分布が不均一になる欠点がある。

さらに、前記の種々の方法において耐圧タンクを用い
て発泡粒子を圧縮する場合に、発泡粒子がポリエチレン
の低倍率発泡体（高密度発泡体）や、ポリプロピレン等
の比較的に硬い（圧縮応力が大きい）発泡体のときは、
加圧ガスで発泡粒子を圧縮した状態で空気輸送して型内
に充填するのに、多大の設備と運転経費を要し、工業的
実施上の不利が著しい。

かかる従来法の欠点を改良する方法として、本発明者
等は、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子を加圧ガスで0.5
〜6.0kg/cm²Gに昇圧した型のキャビティ内に、型のキャ
ビティ内圧力より0.5kg/cm²以上高い加圧ガスを用いて
圧縮しながら、かつ複数回に分割して逐次に充填し、そ
の充填中型内圧力を前記の圧力に保持し続け、次いで充
填終了後型のキャビティ内圧力を大気圧に戻してからス
チーム加熱して加熱融着させ、その際の圧縮率を１〜70
％に制御するポリプロピレン系樹脂発泡粒子の型内成形
法を提案した（特開昭62−151325号公報参照）。

この方法は、比較的コンパクトな装置を使用して無架
橋ポリプロピレン樹脂の優れた発泡成形品を製造するこ
とができるが、この発明によって得られる発泡成形品の
融着と粒子間間隙を改良する目的でキャビティ内へ発泡
粒子を充填する時のキャビティ内圧を保持した状態で、
抜気用スチームを導入する方法を提案した（特開昭62−
198444号公報参照）。

〔発明が解決しようとする課題〕

特開昭62−198444号公報記載の方法によって、融着が
優れ、粒子間間隙の少ない表面外観の美麗な熱可塑性樹
脂発泡粒子の型物発泡成形体が得られるが、この発明に
よっても、例えば、肉厚の厚い成形品では抜気に時間を
要するため、抜気用スチームを導入するチャンバーに近
い方のキャビティの発泡粒子は、抜気用スチームがキャ
ビティ内を充分に流過してしまう前に融着してしまい、
その融着面が壁となり抜気用スチームがキャビティ全体
を流過できなくなる。

そのため、抜気用スチームが導入される側のチャンバ
ーに近い方の成形品の粒子の融着は優れているものの、
反対側のチャンバーに近い方の成形品の融着は悪くなっ
たり、成形品全体がそったり、ねじれたりし易すくなる
欠点を有していた。

また、発泡粒子を充填する時のキャビティ内圧で抜気
時の圧力がコントロールされるため、高発泡成形品（低
密度品）の成形のときのような充填時の圧力が低い場合
にはキャビティ内の加熱圧力が低い状態でコントロール
され、キャビティ内の温度が発泡粒子の融着する温度ま
で上がらなくなり、成形品の内部の発泡粒子同志の融着
が不充分となる欠点を有していた。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者等は、前記の課題を解決するために種々研究
を重ねた結果、発泡粒子充填後のキャビティ内を充填時
より昇圧しキャビティ内の粒子の間隙をより広げた後
に、該キャビティ内圧より0.2kg/cm²以上高い圧力を有
するスチームを導入することによって、肉厚の厚い成形
品でも内部まで融着の優れた発泡体製品が得られ、ま
た、高発泡の成形品でも温度の高いスチームで抜気でき
るため、融着が優れた発泡体製品を得ることができるこ
とを見出した。

すなわち、本発明は発泡粒子充填後のキャビティ内を
充填時より昇圧した後、該キャビティ内圧よりも0.2kg/
cm²以上高い圧力を有する抜気用スチームを、 （１） 移動型のチャンバーに導き、スチーム孔、キャ
ビティ、固定型のチャンバーを経て抜気するか、又は （２） 固定型のチャンバーに導き、スチーム孔、キャ
ビティ、移動型のチャンバーを経て抜気するか、又は （３） 前記（１）の抜気と前記（２）の抜気の両方を
行ない、 次いでキャビティ内圧を大気圧に戻して圧縮された発
泡粒子を復元し、膨張させたのち、移動型のスチームチ
ャンバー及び固定型のスチームチャンバーに加熱用スチ
ームを導入して発泡粒子を加熱融着させることを特徴と
する熱可塑性樹脂発泡粒子の型内成形法、およびスチー
ム孔を有する固定型とスチーム孔を有する移動型よりな
る型の加圧ガスにより昇圧したキャビティ内に熱可塑性
樹脂発泡粒子を加圧ガスを用いて圧縮しながら充填し、
次いでスチーム加熱により該発泡粒子を加熱融着させて
型物発泡体を成形する方法において、前記の発泡粒子充
填後のキャビティ内を充填時の圧力に保持したままで、
該キャビティ内圧よりも0.2kg/cm²以上高い圧力を有す
る抜気用スチームを、 （１） 移動型のチャンバーに導き、キャビティ、固定
型のチャンバーを経て抜気した後、キャビティ内を発泡
粒子充填時の圧力より昇圧し、さらに該キャビティ内圧
よりも0.2kg/cm²以上高い圧力を有するスチームを固定
型のチャンバーに導き、キャビティ、移動型のチャンバ
ーを経て抜気するか、又は、 （２） 固定型のチャンバーに導き、キャビティ、移動
型のチャンバーを経て抜気した後、キャビティ内を発泡
粒子充填時の圧力より昇圧し、さらに該キャビティ内圧
よりも0.2kg/cm²以上高い圧力のスチームを移動型のチ
ャンバーに導き、キャビティ、固定型のチャンバーを抜
気し、 次いでキャビティ内圧を大気圧に戻して圧縮された発
泡粒子を復元し、膨張させたのち、移動型のスチームチ
ャンバー及び固定型のスチームチャンバーに加熱用スチ
ームを導入して発泡粒子を加熱融着させることを特徴と
する熱可塑性樹脂発泡粒子の型内成形法を提供するもの
である。

この成形法は、ポリプロピレン系発泡粒子は勿論のこ
と、ポリスチレン、ポリエチレン、エチレン・酢酸ビニ
ル共重合体、エチレン・（メタ）アクリル酸共重合体の
金属塩、α−メチルスチレン・スチレン・アクリロニト
リル共重合体、スチレンクラフトポリエチレン共重合
体、スチレングラフトポリプロピレン及びこれらの架橋
樹脂等の熱可塑性樹脂の発泡粒子にも応用できる。ま
た、これら樹脂の混合物や、これら樹脂または混合物に
エチレン・プロピレン共重合体ゴムやポリイソブチレン
ゴムを配合した組成物より得た発泡粒子であってもよ
い。発泡粒子は、かさ密度が10〜90g/、粒子径が２〜
10mmのものがあげられる。発泡粒子は架橋されていて
も、架橋されていなくてもよい。

熱可塑性樹脂発泡粒子を製造する方法としては、たと
えば樹脂を押出機中で発泡剤と混練して押出し、押出機
のノズルを出たのち放圧して発泡させてから切断して発
泡粒子を得る方法、或いは耐圧容器内において樹脂粒子
を水等の分散媒、発泡剤、分散剤等とともに、樹脂粒子
が軟化する温度前後の温度下で撹拌しながら加熱して、
樹脂粒子に発泡剤を含浸させてから、容器の一端を開放
して樹脂粒子と分散媒とを容器内よりも低圧の雰囲気中
に放出して、樹脂粒子を発泡させる方法、懸濁重合して
得た発泡剤を含有するポリスチレン、スチレングラフト
ポリプロピレン、スチレングラフトポリエチレン等の発
泡性樹脂粒子をスチームで予備発泡させる方法等があ
る。発泡粒子の形状としては、球形、円筒形等の形状が
ある。

また、本発明の方法において、型の昇圧、発泡粒子の
圧縮及び充填に用いられる加圧ガスとしては、空気や窒
素ガス等の無機ガスが好ましいが、その他のガス、たと
えばプロバン、ブタン、イソブタン、ペンタン等の脂肪
族炭化水素ガス；ジシクロジフロロメタン、ジクロロテ
トラフロロエタン、メチルクロライド等のハロゲン化炭
化水素ガス等も使用することができ、さらに前記の無機
ガスを主体とし、これに少量の前記の他のガスを混合し
たガスも使用することができる。しかし、一般には圧縮
空気が好適に使用される。

本発明における樹脂発泡粒子の加圧ガスによる圧縮の
程度、すなわち圧縮率は、型の内容積と型内に充填され
る発泡粒子の大気中の容積との関係式で表わすことがで
きる。そして、型の容積は、凸型と凹型とで形成される
空間の容積であり、直接に測定するのが困難であるが、
実質的にこの空間で成形される製品の容積と同一とみな
しうるから、発泡粒子の圧縮率（％）は下記式で求める
ことができる。

〔式中のＷ、Ｖ及びσはそれぞれ下記のものを表わす。

Ｗ…成形品の重量（ｇ） Ｖ…成形品の容量（） σ……発泡粒子の大気中でのかさ密度（g/） そして、本発明の方法においては、この圧縮率を１〜
70％、好ましくは二次発泡能力を有しないポリプロピレ
ン系発泡粒子およびポリエチレン系発泡粒子においては
40〜65％、二次発泡能力を有しているか、或いは加圧ガ
ス（空気、窒素ガス等）で加圧熟成処理して発泡粒子の
セルの内圧を0.5kg/cm²G以上としたポリプロピレン系発
泡粒子およびポリエチレン系発泡粒子の場合において
は、圧縮率を10〜40％とする。

また、ポリスチレン、α−メチルスチレン・スチレン
・アクリロニトリル共重合体；スチレン・メチルメタク
リレート共重合体等のスチレン系樹脂発泡体においては
３〜25％、スチレングラフトポリエチレン共重合体の発
泡粒子〔三菱油化バーディッシュ社のエレンポール（商
品名）や積水化成品社のピオセラン（商品名）等〕にお
いては３〜35％とするのが好ましい。

一般に、圧縮率があまり小さすぎると発泡粒子の融着
した海面に間隙が生じ、外観が悪くなる。また、圧縮率
があまり高くなりすぎると、過剰圧縮になり、発泡粒子
間へのスチームの流れが悪くなり、発泡粒子の融着不良
等が発生する。

本発明の方法においては、発泡粒子の充填前及び充填
中の型内圧を、加圧ガスにより加圧して0.1〜6.0kg/cm²
Gに保つようにするとよい。これは、樹脂発泡粒子のか
さ密度が10〜90g/であり、かかる発泡粒子の圧縮率を
１〜70％にするには、この範囲内の加圧が最適であるか
らである。すなわち、加圧ガス圧が0.1kg/cm²G未満にな
ると１％の圧縮率が得られにくくなるし、6kg/cm²Gを超
えると、圧縮率が70％を超えるおそれがあるからであ
る。

また、本発明の方法においては、発泡粒子を、前記の
型のキャビティ内圧力よりも0.5kg/cm²以上高い加圧ガ
スを用いて圧縮しながら、同ガス圧により型内に、しか
も発泡粒子を複数回に分割して逐次に充填するようにす
るのが好ましい。型内圧力より0.5kg/cm²以上高い圧力
のガスを用いて圧縮しながら充填させるのは、発泡粒子
の型のキャビティ内への圧入及びキャビティでの移動を
容易ならしめるためである。型内圧力より0.5kg/cm²未
満の圧力を用いた場合には、発泡粒子の型のキャビティ
内への圧入が充分に行なわれなくなる。また、発泡粒子
の充填を複数回に分割して逐次に行なうのは、複雑な形
状の型内の隅々にまで発泡粒子を均一に充填するためで
ある。

本発明は、発泡粒子を型内へ圧縮充填した後、この型
のキャビティの内圧（0.1〜6kg/cm²G）をさらに加圧流
体で昇圧した後、充填された発泡粒子どおしの隙間に存
在する空気を型外へ抜気する目的で、移動型か固定型の
いずれかのチャンバー内にスチームを導き、スチーム孔
（スリットでも可）、キャビティ、スチーム孔、他の型
（固定型または移動型）のチャンバーを経てスチームを
型外へ排出する。

そして、本発明におけるキャビティの昇圧は、発泡粒
子の充填直後でも、あるいは発泡粒子充填後キャビティ
内圧を保持した状態で該キャビティ内圧より0.2kg/cm²
以上高い圧力を有するスチームを移動型か固定型のいず
れかのチャッバーに導入し、一旦抜気操作を行った後で
も良い。つまり本発明における抜気用スチームによる抜
気処理態様には下記の態様がある。

（１） 発泡粒子を圧縮充填した後のキャビティ内を充
填時より昇圧した状態で、抜気用スチームを移動型のチ
ャンバーに導き、スチーム孔、キャビティ内、スチーム
孔を経て流過させ、固定型のスチームチャンバーから系
外に抜気する。

（２） 発泡粒子を圧縮充填した後のキャビティ内を充
填時より昇圧した状態で、抜気用スチームを固定型のチ
ャンバーに導き、スチーム孔、キャビティ内、スチーム
孔を経て流過させ、移動型のスチームチャンバーから系
外に抜気する。

（３） まず前記の工程を行ない、次いで前記の工
程を行なうか、又はまず前記の工程を行ない、次いで
前記の工程を行なう。

（４） 発泡粒子を圧縮充填した後、キャビティ内圧を
保持した状態で、抜気用スチームを移動型のチャンバー
に導き、スチーム孔、キャビティ内、スチーム孔を経て
流過させ、固定型のスチームチャンバーから系外に抜気
する操作を行った後、キャビティ内を昇圧し、ふたたび
抜気用スチームを固定型チャンバーに導き、スチーム
孔、キャビティ内、スチーム孔を経て流過させ、移動型
のスチームチャンバーから系外に抜気する。

（５） 発泡粒子を圧縮充填した後、キャビティ内圧を
保持した状態で、抜気用スチームを固定型チャンバーに
導き、スチーム孔、キャビティ内、スチーム孔を経て流
過させ、移動型スチームチャンバーから系外に抜気する
操作を行った後、キャビティ内を昇圧し、ふたたび抜気
用スチームを移動型チャンバーに導き、スチーム孔、キ
ャビティ内、スチーム孔を経て流過させ、固定型のスチ
ームチャンバーから系外に抜気する。

本発明における抜気用スチームを導入する時間は、キ
ャビティの内容積及び圧縮率等によっても変化するが、
通常５〜60秒間の導入で充分である。

本発明においては、このように、キャビティ内に圧縮
充填された発泡粒子をさらにキャビティ内圧を充填時の
圧力より、より高めた加圧流体で粒子を加圧することに
より粒子間の間隙がさらに広げられ、かつ抜気用スチー
ム圧力が高い雰囲気でコントロールされるため、従来法
の場合に較べてスチームが流過しやすく、さらに高温に
て抜気処理ができるため、内部まで融着した優れた成形
体を得ることができる。

しかしながら、本発明におけるキャビティ内の昇圧
は、充填された粒子の間隙を広げるために実施する訳で
あるが、圧力を高め過ぎるとキャビティ内の粒子は収縮
し過ぎ、キャビティ内に粒子が充填されていない空隙を
生じることとなり、その空隙を抜気用スチームが流過す
る現象がみられ、その結果として、成形体の融着不良が
発生しやすくなる。そこで、この昇圧は極端に圧力を高
めることは好ましくなく、成形品の形状、発泡粒子の嵩
密度等によっても異なるが、一般的に0.1から3.0kg/cm²
Gの間が好ましく、これは、圧縮充填時の充填を球状粒
子の最密充填74％とすると、粒径、粒子がキャビティ内
で充填不足の空隙を生じない限界と考えられる充填率60
〜70％に相当すると推定される。

本発明においては、かかる抜気処理をしてから圧抜き
をしてキャビティ内圧を大気圧に戻し、加圧された発泡
粒子の形状を原形に復元し、膨張させる。そして、この
場合には、発泡粒子の原形への復元が抜気処理による加
熱状態で行なわれることになるから、その復元速度が速
くなるとともに、圧縮されたガスの膨張力のほかに発泡
粒子のセル内の加熱されたガスの膨張力も発泡粒子の復
元力を助長させることになり、発泡粒子の原形への復元
を短時間内に完了させることができる。また、その復元
時には発泡粒子がキャビティ内壁に一挙に圧しつけられ
ることになるので、表面粒子の間隙の少ない、表面外観
の優れた成形品が得られることになる。

本発明においては、圧抜き後発泡粒子を原形に復元
し、膨張させたのち、次いで固定型及び移動型の両スチ
ームチャンバーに同時に、たとえば0.5〜5kg/cm²Gのス
チームを導入して充填された発泡粒子を加熱すると、キ
ャビティ内金型面に接触している発泡粒子どうしが強固
に融着して金型通りの発泡成形品となる。

この場合のスチーム加熱時間は、スチームの圧力及び
流量等によっても変化するが、通常２〜60秒程度で充分
である。次いで、スチーム加熱による加熱融着後に、両
スチームチャンバー内に冷却水を30〜90秒間導入して冷
却し、さらに必要に応じて空冷及び引続き放冷をしてか
ら成形品を取出す。

次に、第１図に示す成形装置を使用して本発明を実施
する代表的な態様例についてさらに説明する。添付図面
は本発明の実施に使用される成形装置の一例を部分縦断
面図で示したものであるが、Ａは発泡粒子の圧縮及び充
填用の回転供給装置であり、Ｂは金型装置である。

まず、金型装置Ｂは固定型11若しくは移動型12とフレ
ーム13,13′と裏板14,14′とによって形成される空間、
すなわちスチームチャンバー16及び16′を有するが、こ
のスチームチャンバー16及び16′内に圧力P₁（例えば0.
1〜6.0kg/cm²G）の加圧ガス、たとえば圧縮空気を圧入
して、両スチームチャンバー内圧を前記の所定圧力に加
圧しておく。

次に、回転供給装置Ａは、図示したようにケーシング
２とロータ３とから主として構成され、ロータ３には複
数個のチャンバー４が設けられていて、チャンバー４の
一端がケーシング２に設けられた発泡粒子の供給口５と
一致する回転位置において、チャンバー４の他端が減圧
ライン８の吸引口７と一致するから、ホッパー１内の発
泡粒子はその減圧力によってチャンバー４内に移送さ
れ、それを充満せしめる。発泡粒子で充満されたチャン
バー４は、両端ともシールされた状態で回転をしてチャ
ンバー４の一端が発泡粒子排出口６に達すると、同チャ
ンバー４の他端が前記の圧力P₁よりも、たとえば0.5kg/
cm²以上高い圧力P₂に加圧された加圧ガス吹出口９に達
し、チャンバー４内の発泡粒子はその加圧ガス圧力P₂で
圧縮されながら充填ガン15により、前記の圧力P₁に加圧
された固定型11と移動12とによって形成される金型のキ
ャビティ21内に充填せしめられる。そして、回転供給装
置Ａのロータ３には、前記したチャンバー４が複数個設
けられているから、ホッパー１内の発泡粒子は、前記の
操作の繰返しによって、複数回に分割されて逐次に型の
キャビティ21内に充填されることになる。

次いで、型内に所定量の発泡粒子が圧縮充填された
後、圧力P₁を昇圧（0.1〜3kg/cm²G）し、たとえば移動
型12のスチームチャンバー16′内にスチーム管17′より
抜気用スチームを導入し、該スチームを移動型12のスチ
ーム孔20′,20′…、キャビティ21内、固定型11のスチ
ーム孔20,20…、固定型のスチームチャンバー16を経
て、圧力調整弁を備えた抜気管18により系外に抜気（排
出）させる。すると、キャビティ21内に充填されている
発泡粒子の隙間に存在するガス空気等）は該スチームに
随伴されて抜気されることになる。そして、この場合に
は、移動型12の抜気管18′、ドレン排出管19′、固定型
11のスチーム管17、ドレン排出管19は、それぞれ弁（図
示されていない）によって閉鎖されており、移動型のス
チーム管17′と固定型の抜気管18の弁（図示されていな
い）はそれぞれ開放されている。なお、抜気管18には、
前述のとおり圧力調整弁が設けられている。

また、抜気処理は、前記の場合とは逆に、固定型11の
スチーム管17からスチームチャンバー16に抜気用スチー
ムを導入し、スチーム孔20,20…、キャビティ21内、ス
チーム孔20′,20′…、スチームチャンバー16′を経
て、抜気管18′から系外に排出する態様で行なわせても
よい。

さらに、抜気処理は、前記の第一態様で抜気用スチー
ムを導入して抜気処理をしたのち、弁の切替えを行なっ
て前記第二の態様でさらに抜気用スチームを導入して抜
気処理をすることができる。また、これとは逆に第二の
態様で行ってから第一の態様で行ってもよい。

また、抜気処理は、型内に所定量の発泡粒子が圧縮充
填された後、圧力P₁を保持した状態で、たとえば移動型
12のスチームチャンバー16′内にスチーム管17′より抜
気用スチームを導入し、該スチームを移動型12のスチー
ム孔20′,20′…、キャビティ21内、固定型11のスチー
ム孔20,20…、固定型のスチームチャンバー16を経て、
圧力調整弁を備えた抜気管18より系外に抜気（排出）さ
せた後、圧力P₁を昇圧（0.1〜3kg/cm²）し、さらに弁の
切替えを行ない、次いで固定型11のスチーム管17からス
チームチャンバー16に抜気用スチームを導入し、スチー
ム孔20,20…、キャビティ21内、スチーム孔20′,20′
…、スチームチャンバー16′を経て、抜気管18′から系
外に排出する態様で行なってもよい。

さらに、抜気処理は、前記の場合とは逆に、型内に所
定量の発泡粒子が圧縮充填された後圧力P₁を保持した状
態で、たとえば固定型11のスチームチャンバー16内にス
チーム管17より抜気用スチームを導入し、該スチームを
固定型11のスチーム孔20,20…、キャビティ21内、移動
型12のスチーム孔20′,20′…、固定型のスチームチャ
ンバー16′を経て、圧力調整弁を備えた抜気管18′より
系外に抜気（排出）させた後、圧力P₁を昇圧（0.1〜3kg
/cm²）し、さらに弁の切替えを行ない、次いで移動型12
のスチーム管17′からスチームチャンバー16′に抜気用
スチームを導入し、スチーム孔20′,20′…、キャビテ
ィ21内、スチーム孔20,20…、スチームチャンバー16を
経て、抜気管18から系外に排出する態様で行なってもよ
い。

これらの抜気処理は、スチームチャンバー16,16′の
内圧P₁に抗して、スチームをチャンバー内に安定に供給
する必要から、圧力P₁よりも0.2kg/cm²以上高い圧力を
有する抜気用スチームの導入により行なわれる。

かかる抜気処理後に、管19,19′を開放することによ
りキャビティ21内の圧力を大気圧に戻し、圧縮された発
泡粒子を復元し、膨張させてから、スチームチャンバー
16,16′内に所定温度のスチームを供給して加熱し、発
泡粒子の発泡及び融着を行なわせて型物発泡体とする。
次いで、スチームチャンバー16,16′内に設けた冷却水
配管から凸型11及び凹型12に水をスプレーして冷却し、
さらに必要に応じて空冷及び放冷をしてから型を解き、
製品を取出す。

〔実施例等〕

以下に、実施例及び比較例等をあげて本発明をさらに
詳述する。

発泡体粒子の製造例 内容積３の耐圧力50kg/cm²のオートクレーブに、水
1400部（重量部、以下同様）、エチレン・プロピレンラ
ンダムコポリマー（三菱油化株式会社 商品名三菱ノー
プレンFG3、エチレン含量３重量％）600部、懸濁剤とし
て第三リン酸カルシウム15部、界面活性剤のドデシルベ
ンゼンスルホン酸ソーダ0.05部、発泡剤としてブタン12
0部を仕込み、430rpmの撹拌下で、１時間かけて室温か
ら135℃まで昇温し、同温度に10分間保持したところ、
オートクレーブの内圧が26kg/cm²Gになった。オートク
レーブの底部の吐出ノズル弁を開き、内容物を大気中に
180rpmで撹拌しながら２秒で放出して発泡を行なわせ
た。得られた発泡粒子（EPP）はかさ密度が18g/であ
った。

比較例１ 上記例で得た発泡粒子を用いて型内成形を行なった。
成形機としてはDAIYA−EP2000（ダイセン工業社商品
名）を、型として幅1200mm×長さ900mm×高さ150mmの成
形品が得られる内容積162の型を、発泡粒子の圧縮充
填用の回転供給装置として、６ケのチャンバー（各チャ
ンバーは直径35mm×長さ52mm、容積50ccである）を有す
る添付図面に図示したような装置を、そして充填ガンと
して口径30mmの充填ガンをそれぞれ12対使用した。

また、成形方法は、まず金型を閉じ、圧縮空気で型内
圧P₁を1.5kg/cm²Gに昇圧した。次いで、前記のようにし
て製造されたかさ密度18g/の発泡粒子を圧縮充填用の
回転供給装置のチャンバー４の供給数を450に設定し、
圧力P₂の加圧ガスとして3.5kg/cm²Gの圧力を有する圧縮
空気を用いて、0.1秒間隔で分割して逐次に充填した。
充填中、型内圧P₁が1.5kg/cm²Gに保持されるように、抜
気管18及び18′に取り付けた圧力調整バルブを作動させ
た。

充填終了後、充填ガンを閉じ、型内圧P₁を保持した状
態で、移動型チャンバー16′内に2kg/cm²Gのスチーム
（温度約133℃）を25秒間導入して抜気した後、ドレン
排出管19,19′に取付けたバルブを開き、型内圧を大気
圧に戻した。さらに、再度ドレン排出管19,19′に取付
けたバルブを閉じ、移動型側および固定型側のチャンバ
ー16′及び16に同時に、3kg/cm²Gのスチームを15秒間導
入して、発泡粒子どおしを加熱融着させた。

型を120秒間水冷、ついで10秒間空冷、更に60秒間放
冷して冷却を行ったのち、取出して乾燥させて得た発泡
成形品は、重さが4860g（密度30g/）であり、その成
形時の発泡粒子の圧縮率は40％であった。そして得られ
た発泡成形品は、発泡粒子が隅々まで充填されていた
が、成形品内部の融着度は40％であった。

実施例１ 比較例１で用いた装置及び発泡粒子を使用した。成形
方法は、まず金型を閉じ、圧縮空気で型内圧P₁を1.5kg/
cm²Gに昇圧した。次いで前記のようにして製造された嵩
密度18g/の発泡粒子を、圧縮充填用の回転供給装置の
チャンバー４の供給数を450に設定し圧力P₂の加圧ガス
として3.5kg/cm²Gの圧力を有する圧縮空気を用いて、0.
1秒間隔で分割して逐次に充填した。充填中、型内圧P₁
が1.5kg/cm²Gに保持されるように抜気管18及び18′に取
り付けた圧力調整バルブを作動させた。

充填終了後、充填ガンを閉じ、圧縮空気で型内圧を2k
g/cm²Gに昇圧した後、スチーム管17′を開とし、2.5kg/
cm²Gのスチームを20秒間、移動型のチャンバー16′に導
入し抜気管18に取り付けた圧力コントロール装置をON−
OFFさせて、型内圧力P₁を2kg/cm²にコントロールしなが
ら抜気した。

次いで、スチーム管17′を閉じることによりスチーム
の供給を止め、ドレン排出管19′,19を開放し、チャン
バー16′,16、キャビティ21内の圧力を瞬時的に大気圧
に戻した。

次いで凸型（移動型）側、及び凹型（固定型）側のス
チームチャンバー16′及び16に同時に、3kg/cm²Gのスチ
ームを10秒間導入して、発泡粒子どうしを加熱融着させ
た。

型を120秒間水冷、ついで10秒間空冷、更に60秒間放
冷する冷却を行ったのち、取出して乾燥させて得た発泡
成形品は、重さが4860g（嵩密度30g/）であり、その
成形時の発泡粒子の圧縮率は40％であった。そして、得
られた発泡成形品は、発泡粒子が隅々にまで充填されて
いて、成形品内部の融着度は85％であった。

実施例２ 比較例１で用いた装置及び発泡粒子を使用した。実施
例１と同様の操作にて発泡粒子を金型に充填した後、充
填ガンを閉じ、型内圧P₁を保持した状態で、移動型チャ
ンバー16′内に2kg/cm²Gのスチームを10秒間導入して抜
気した後、型内圧P₁を2.5kg/cm²Gに昇圧し、再度2.8kg/
cm²G（温度約140℃）を10秒間固定型チャンバー16内に
導いて抜気した。ついで、抜気操作終了後、ドレン排出
管19,19′に取付けたバルブを開き、型内圧を大気圧に
戻し、さらに、再度ドレン排出管19,19′に取付けたバ
ルブを閉じ、移動型側および固定型側のチャンバー16′
及び16に同時に3kg/cm²Gのスチームを15秒間導入して、
発泡粒子どおしを加熱融着させた。

型を120秒間水冷、ついで10秒間空冷、更に60秒間放
冷する冷却を行ったのち、取出して乾燥させて得た発泡
成形品は、重さが4860g（密度30g/）であり、その成
形時の発泡粒子の圧縮率は40％であった。そして、得ら
れた発泡成形品は、発泡粒子が隅々にまで充填されてい
たが、成形品内部の融着度は95％であった。

実施例３〜６ 発泡粒子として、 粒径6mm、架橋度（ゲル分率）55％、嵩密度が16g/
の架橋ポリエチレン発泡粒子（EPE） 粒径5mm、嵩密度が32g/、スチレンとポリエチレ
ン比が1:1のスチレン改質ポリエチレン共重合体予備発
泡粒子（ESPE） を用い、かつ、成形条件を表１のように変更する他は実
施例１又は２と同様にして同表に示す型物発泡成形体を
製造した。

〔発明の効果〕 本発明の成形法は、キャビティ内に充填された発泡粒
子の隙間に存在するガスのスチームによる抜気を、加圧
した状態で実施するため、肉厚の厚い成形品や発泡倍率
の高い成形品においても内部まで充分に融着したものを
得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施に使用される成形装置の一例の部
分縦断面図である。 Ａ……発泡粒子の圧縮及び充填用の回転供給装置 Ｂ……金型装置 １……発泡粒子用ホッパー ２……ケーシング ３……ロータ ４……チャンバー ５……発泡粒子供給口 ６……発泡粒子排出口 ７……減圧ライン吸引口 ８……減圧ライン ９……加圧ガス吹出口 10……加圧ガスライン 11……固定型 12……移動型 13,13′……フレーム 14,14′……裏金 15……充填ガン 16,16′……スチームチャンバー 17,17′……スチーム管 18,18′……抜気管 19,19′……ドレン排出管 20,20′……スチーム孔 21……キャビティ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 斎藤 正憲 三重県四日市市川尻町1000番地 三菱油 化バーデイツシエ株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−212131（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−198444（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−233231（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B29C 31/00 - 31/10 B29C 44/00 - 44/60 B29C 67/20

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】スチーム孔を有する固定型とスチーム孔を
   有する移動型よりなる金型の加圧ガスにより昇圧したキ
   ャビティ内に、熱可塑性樹脂発泡粒子を加圧ガスを用い
   て圧縮しながら充填し、次いでスチーム加熱により該発
   泡粒子を加熱融着させて型物発泡体を成形する方法にお
   いて、前記圧縮充填後のキャビティ内を充填時より更に
   昇圧した後、該キャビティ内圧よりも0.2kg/cm²以上高
   い圧力を有する抜気用スチームを通じた後、キャビティ
   内を大気圧に戻して圧縮された発泡粒子をキャビティ内
   で復元・膨張させ、さらに熱融着させることを特徴とす
   る熱可塑性樹脂発泡粒子の型内成形法。