JP3075683B2 - プラスチック厚板の製造方法およびこの方法で得られる厚板 - Google Patents

プラスチック厚板の製造方法およびこの方法で得られる厚板

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、厚さが少なくとも６ｍ
ｍ、好ましくは（２０±１０）ｍｍのモノシリックプラ
スチック厚板の製造方法に関する。厚板は構造用フォー
ムとして構成され、フォームコアーおよび独立表皮層プ
レート（closed skin plates）を有するサンドイッチ状
構造からなる。
【従来の技術】
【０００２】このような方法およびそれをもって得られ
る厚板は、例えば、ＵＳ−Ａ−４０９６ ２１８で知ら
れている。
【０００３】この米国特許明細書で知られるのは、プラ
スチックの射出完了後２、３秒で金型キャビティーが予
め決められた時間内、制御されたやり方で増大される方
法である。発泡剤を利用し、気体逆圧を加圧することに
より、フォーム構造を高品質にすることができ、一方
で、得られた厚板の表皮層は独立して滑らかな構造を有
する。
【０００４】該米国特許によると、金型は予め決められ
た時間の間、その開放した出発位置で保持され、その後
その金型は後の特定の時間決められた膨張を受ける。最
大膨張に達した後、しばらくの間冷却が起こり、その後
成形された厚板を取り出すことができる。
【０００５】米国−Ａ−４ １３３ ８５８にも注目が集
められ、それは関連技術を扱っており、それにはその情
況でこの技術やそれに添加するための発泡剤のような物
質を用いることのできる多くのプラスチックについて書
かれている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】既知の方法を用いて
も、十分に高品質な厚板を得ることはできないとわかっ
たため、改良された品質の厚板を製造することができる
方法を提供することが本発明の目的である。
【０００７】本発明の別の目的は、得られる厚板が非常
に狭い許容差内で最適な平面度を有し、またはより一般
的には、非常に狭い許容差内で所望の呼称型と同じ型を
有するような方法を実行することである。
【０００８】本発明のさらなる目的は、より安価なプラ
スチック、例えば、リサイクル性のあるプラスチック、
も使用して所望の優れた特性を有する厚板を得ることの
できるような方法を実行することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上で述べられた目的を実
現するために、本発明はフォームコアーおよび独立表皮
層プレートを有するサンドイッチ状構造からなる、厚さ
が少なくとも６ｍｍ、好ましくは（２０±１０）ｍｍの
モノリシックプラスチック厚板の製造方法であって、適
切な順序で実行される以下の工程からなる製造方法を提
供する：
【００１０】（１）プラスチック可塑化射出装置ならび
に置換手段により互いに置換可能な少なくとも２つの金
型部分からなる金型を有する射出成形装置を提供するこ
と；該金型部分は第一極限閉鎖位置では可塑化射出ユニ
ットへ連結している金型キャビティーの境界となり、第
二極限開放位置では成形厚板を開放し取り出し、該置換
手段は選択された速度で金型部分を動かすように適応さ
れている；
【００１１】（２）金型キャビティーに射出されるプラ
スチックを金型キャビティー中で発泡させる発泡手段を
提供すること；
【００１２】（３）発泡手段を一時的に不活動にするブ
ロッキング手段、例えば、加圧下で金型キャビティーに
気体を供給するための気体供給手段を提供すること；
【００１３】（４）ブロッキング手段に電圧を印加する
こと；
【００１４】（５）金型キャビティーに加熱されたプラ
スチックを射出するために、金型の第一極限位置におい
て可塑化射出ユニットに電圧を印加すること；
【００１５】（６）ブロッキング手段の電圧の印加をや
めること；
【００１６】（７）可塑化射出ユニットの電圧の印加を
やめること；
【００１７】（８）金型部分が以下のグラフ
【数２】 （グラフ中、斜線領域は時間（ｔ）における始動厚
（ａ）に対する変位（ｄ）の比の推移の限界を示し、ス
ロープｈは原則的に制限されない）に従いそれぞれ相対
的に変位するような変位手段に電圧を印加すること；お
よび
【００１８】（９）成形厚板を選択された温度に冷却
し、金型キャビティーを十分に開放し、冷却された厚板
を取り出すこと。ここで、「スロープｈは原則的に制限
されない」とは、スロープｈの上点を上記グラフに示す
ように（ｃ，４）とあらわした場合、ｃは５０≦ｃ≦６
０の範囲の値をとることを意味している。また、「適切
な順序」とは、当該分野の当業者の容認できる範囲内で
入れ替えられ得る工程順序を意味しており、すなわち、
上記の工程順序において、例えば工程（１）〜（３）は
いずれの順序で行ってもいことを意味している。
【００１９】述べた従来技術と対照的に本発明は、金型
キャビティー中、射出されたプラスチックの発泡を一時
的に中断することのできる、いわゆる気体逆圧の使用に
ついて制限されないという事実が注目される。
【００２０】伴う請求項２〜１１は本発明による方法に
特有の具体例に関する。言及される材料および物質は実
施例として要約されているにすぎず、その意味にいかな
る制限をするものではない。本発明においてプラスチッ
クとしては熱可塑性プラスチック、好ましくはポリオレ
フィンが使用され、当該プラスチックはホモポリマーで
あっても、コポリマーであってもよい。具体的には、Ｐ
Ｓ（ポリスチレン）、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＰ（ポ
リプロピレン）、ＥＶＡ（エチレン−酢酸ビニル共重合
体）、ＡＢＳ（アクリロニトリル−ブタジエン−スチレ
ン樹脂）、ＰＰＯ（ポリフェニレンオキシド）が少なく
とも１種類使用される。また、プラスチックには化学発
泡剤、例えば、ヒドロセロル（hydrocerol）ＬＣ、ヒド
ロセロル化合物、５−フェニルテトラゾール、アゾジカ
ルボンアミド、ＮａＨＣＯ3、（ＮＨ4）2ＣＯ3、（ＮＨ
4）ＨＣＯ3、および／または物理発泡剤、例えば、
Ｎ2、Ｈ2Ｏが添加されてよい。さらに、プラスチックに
は充填剤、例えば、石灰石、タルク、ガラス繊維、添加
剤、例えば、ＴｉＯ2、ＢａＳＯ3、ＢａＳＯ4、および
安定剤等を添加してもよい。また、可塑化プラスチック
を金型キャビティーに射出する前に、気体、例えば窒素
または任意に状態調整された空気（conditioned air）
を加圧下で金型キャビティーに入れることが好ましい。
さらに、変位速度が０または相対的に小さい金型部分の
変位の第一段階の少なくとも初期の間において、プラス
チック射出が、最大で、工程（５）で用いられる圧力、
例えば、７００ｂａｒの約３５％になる加圧下、例え
ば、３０ｂａｒで引き続いて起こってもよい；なお、そ
の金型が変位開始後の射出において適用される圧力が小
さければ小さい程、金型拡張開始後の射出の持続時間は
より長くなる。
【００２１】スロープｈは、射出成形装置と結び付けて
考えることにより実現できる、可能な最高速度に相当す
る。それゆえに、適切な最高限度は用いられる射出成形
装置によりのみ決定され、本質的には本発明の範囲内で
された選択とは関係しない。
【００２２】本発明は請求項１〜２０のうちのどれかに
記載された方法を適用して製造されるモノリシックプラ
スチック厚板にも関する。特にこのような厚板は、その
厚板が予め選択された所望の周縁領域形状、例えば、丸
みのない形状および湾曲した周縁、ならびに寸法を有す
るような形態とすることができる。
【００２３】添付の図面を参照して本発明を説明する。
【００２４】図１ａでは、プラスチックを金型キャビテ
ィーに射出する射出圧が時間の関数としてプロットされ
ている。
【００２５】図１ｂは、同様にｔ＝０を参照にして、本
発明の知見に従って共に金型キャビティーの境界となる
２つの金型部分がそれぞれ相対的に移動することのでき
る限界を示している。
【００２６】図１ａは完全に無作為の実施例に関係する
ことは明らかであろう。射出は金型キャビティーが拡張
する約８秒前に始まる。一定時間後に最終射出圧力に達
する。射出を終えたら、少し遅れて図１ｂに示されてい
るような金型キャビティーの拡張が始まる。斜線領域の
限界は請求項１で述べられるそれである。斜線領域中、
実施例として描かれているのは、実際的な具体例に対応
する実際的な曲線１である。本発明の知見によると、最
初は非常に遅い拡張からなり、その後急速に拡張し、そ
の後再び遅くなり金型キャビティーの最終体積に達する
ということがはっきりと理解できる。
【００２７】射出圧曲線の形状は、必要なとき、そして
所望するとき、変化させることもできるという事実が注
目される。そのうえ、時間ｔ＝０における時点以前に射
出を終える必要はない。
【００２８】図２ａは、時間ｔ＝−９の時点より少し前
に、気体、例えば、窒素を加圧下で金型キャビティーに
入れることを示している。その後、この場合、時間ｔ＝
−８の時点で、プラスチックの射出が始まる。図２ａで
示されるように時間ｔ＝０の時点の周辺では気体逆圧は
減少し、一方で、図２ｂで示されるように後圧力(after
-pressure)が射出装置によりまだ加わっている。一方で
は、図１ｂに従うような時間ｔ＝０の時点で金型キャビ
ティーの拡張が始まる。
【００２９】もう一度、はっきりとした注釈として、図
１ａ、２ａおよび２ｂは重要性を表しているにすぎない
という事実がある。多くの様々な形状の曲線、様々なパ
ラメーター値等は、それらにより本発明の範囲を越えな
ければ可能である。図１ｂおよび２ｃ中の曲線１の最終
形状を、斜線領域内で所望のように選択することもでき
る。一般的には、パラメーターの組み合わせは、与えら
れるプラスチック、任意に添加剤を用いて最もよい結果
が得られるように決定されなければならない。
【００３０】本発明による厚板はフォームコアーの境界
となる２つの固形プレートからなる。その厚板は一体で
あり、それぞれの表皮層プレートの間にあり、フォーム
コアーは滑らかな密度変化を有する領域に位置されてい
る。
【００３１】その厚板は一方では非常に好都合な機械的
強度および剛性比、他方では重量の比をはっきりと示し
ている。
【００３２】拡大した厚さ、特にフォームコアーを有す
る厚板を用いると、断熱および防音に関する非常に好都
合な特性を得ることができる。最適な組み合わせの選択
は話題の厚板の要件に依存する。
【００３３】本発明による厚板を相対密度、つまりプラ
スチック自体による密度により割られた厚板の有効な平
均密度により特徴付けることもできる。本発明に従う
と、０．７５よりかなり低い値を実現することができ
る。もっかのところ、０.２５の値を実現できる。
【００３４】この後の表１〜５は本発明の範囲内の実験
に関する。
【００３５】
【表１】
【００３６】
【表２】
【００３７】
【表３】
【００３８】
【表４】
【００３９】
【表５】
【００４０】図３は基本的なプレフォーム成形用金型の
概略断面図を示す。図４は切削作業に先立つ基本的なプ
レフォームの端面領域の断面図を示す。図５は切削作業
後の図３の状況に相当する概略図を示す。図６は射出成
形装置の概略断面図を示す。図７は図６の射出成形装置
で製造される本発明による厚板の断面図を示す。
【図面の簡単な説明】
【図１】 （ａ）射出圧の経時変化を示し、（ｂ）２つ
の金型部分が移動することのできる限界を示す。
【図２】 （ａ）金型キャビティーに入れた気体の圧力
を示し、（ｂ）気体存在下での射出圧の経時変化を示
し、（ｃ）気体存在下で２つの金型部分が移動すること
のできる限界を示す。
【図３】 基本的プレフォーム成形用金型の概略断面図
を示す。
【図４】 切削作業に先立つ基本的プレフォームの端面
領域の断面図を示す。
【図５】 切削作業後の図４の状況に相当する概略図を
示す。
【図６】 射出成形装置の概略断面図を示す。
【図７】 図６の射出成形装置で製造される本発明によ
る厚板の断面図を示す。
【符号の説明】
（１） 金型 （２） 成形面 （３） 箔 （４）、（１１）、（１２）、（１３）、（２７）、
（２８） 矢印 （５） 基本的プレフォーム （６） ナイフ （７）、（８）、（９） 縁領域 （１０） プレフォーム （１４） 射出成形装置 （１５） ノズル （１６） キャビティー （１７） 射出溝 （１８）、（２０） 金型部分 （１９） 金型キャビティー （２１） 金型キャビティーの表面 （２２） 多数の孔のあいた領域または多孔質領域 （２３） ライン （２４）、（２５）、（２６） 分離レベル （２９） 基礎厚板 （３０） カバー箔 （３１） 厚板 （３２） 周縁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヨハネス・ドゥリング オランダ、エヌエル−7582エーイック ス・ロッサー、ハイドンストラート34番 (72)発明者 アンドレアス・ベルナルドゥス・エイド ホフ オランダ、エヌエル−7542エムヘー・エ ンスヘデ、フォルスプランデン32番 (72)発明者 クリスティアーン・アントニウス・ヤヘ ルス オランダ、エヌエル−7552ペーアー・ヘ ンヘロ、ニューウェ・フレンスウェッヒ 39番 (56)参考文献 特開 平４−144721（ＪＰ，Ａ) 米国特許4096218（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B29C 45/00 - 45/84

Claims (22)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 フォームコアーおよび独立表皮層プレー
    トを有するサンドイッチ状構造からなる、厚さが少なく
    とも６ｍｍのモノリシックプラスチック厚板の製造方法
    であって、以下の順序で実行される以下の工程からなる
    製造方法： （１）プラスチック可塑化射出装置ならびに変位手段に
    よりそれぞれ相対的に変位可能な少なくとも２つの金型
    部分からなる金型を有する射出成形装置を提供するこ
    と；該金型部分は第一極限閉鎖位置では可塑化射出ユニ
    ットへ連結している金型キャビティーの境界となり、第
    二極限開放位置では成形された厚板を取り出すために開
    放し、該変位手段は選択された速度で金型部分を動かす
    ように適応されている； （２）金型キャビティーに射出されたプラスチックを金
    型キャビティー中で発泡させる発泡手段を提供するこ
    と； （３）発泡手段を一時的に不活動にするためのブロッキ
    ング手段を提供すること； （４）ブロッキング手段に電圧を印加すること； （５）金型キャビティーに加熱されたプラスチックを射
    出するために、金型の第一極限位置において可塑化射出
    ユニットに電圧を印加すること； （６）ブロッキング手段の電圧の印加をやめること； （７）可塑化射出ユニットの電圧の印加をやめること； （８）金型部分が以下のグラフ 【数１】 （グラフ中、斜線領域は時間（ｔ）における始動厚
    （ａ）に対する変位（ｄ）の比の推移の限界を示し、ｃ
    は５０以上６０以下である）に従いそれぞれ相対的に変
    位するような変位手段に電圧を印加すること；および （９）成形された厚板を選択された温度に冷却し、金型
    キャビティーを十分に開放し、冷却された厚板を取り出
    すこと； （但し、工程（１）〜（３）はいずれの順序で行っても
    よい）。
  2. 【請求項２】 プラスチックが熱可塑性プラスチックで
    ある請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 プラスチックがポリスチレン、ポリエチ
    レン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合
    体、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂、ポ
    リフェニレンオキシドから選択される少なくとも１つの
    ポリマーである請求項１〜２いずれかに記載の方法。
  4. 【請求項４】 プラスチックがポリオレフィンからなる
    請求項１〜２いずれかに記載の方法。
  5. 【請求項５】 プラスチックがホモポリマーからなる請
    求項１〜２いずれかに記載の方法。
  6. 【請求項６】 プラスチックがコポリマーからなる請求
    項１〜２いずれかに記載の方法。
  7. 【請求項７】 プラスチックに充填剤、添加剤、安定剤
    を添加する請求項１〜６いずれかに記載の方法。
  8. 【請求項８】 充填剤が石灰石、タルク、ガラス繊維ま
    たはこれらの混合物であり、添加剤がＴｉＯ2、ＢａＳ
    Ｏ3、ＢａＳＯ4またはこれらの混合物である請求項７に
    記載の方法。
  9. 【請求項９】 プラスチックに化学発泡剤および／また
    は物理発泡剤を添加する請求項１〜８いずれかに記載の
    方法。
  10. 【請求項１０】 化学発泡剤がヒドロセロル（hydrocer
    ol）ＬＣ、ヒドロセロル化合物、５−フェニルテトラゾ
    ール、アゾジカルボンアミド、ＮａＨＣＯ3、（ＮＨ4）
    2ＣＯ3、（ＮＨ4）ＨＣＯ3、またはこれらの混合物であ
    り、物理発泡剤がＮ2、Ｈ2Ｏまたはこれらの混合物であ
    る請求項９に記載の方法。
  11. 【請求項１１】 金型キャビティーは厚板が非丸形状を
    有するような形態を有する請求項１〜１０いずれかに記
    載の方法。
  12. 【請求項１２】 得られる厚板が予め選択された所望の
    周縁領域形状および寸法を有する請求項１〜１１いずれ
    かに記載の方法。
  13. 【請求項１３】 得られる厚板が湾曲した縁を有する請
    求項１〜１２いずれかに記載の方法。
  14. 【請求項１４】 可塑化プラスチックを金型キャビティ
    ーに射出する前に、気体を加圧下で金型キャビティーに
    入れる請求項１〜１３いずれかに記載の方法。
  15. 【請求項１５】 可塑化プラスチックを金型キャビティ
    ーに射出する前に、窒素または任意に状態調整された空
    気を加圧下で金型キャビティーに入れる請求項１〜１４
    いずれかに記載の方法。
  16. 【請求項１６】 得られる厚板が断熱、防音、機械的強
    度および制振性および／または緩衝性に関する一定の要
    求を満たすように方法が実行される請求項１〜１５いず
    れかに記載の方法。
  17. 【請求項１７】 変位速度が０または相対的に小さい金
    型部分の変位の第一段階の少なくとも初期の間、プラス
    チック射出が、最大で工程（５）で用いられる圧力の約
    ３５％になる加圧下でさらに引き続いて起こなわれる請
    求項１〜１６いずれかに記載の方法。
  18. 【請求項１８】 変位速度が０または相対的に小さい金
    型部分の変位の第一段階の少なくとも初期の間、プラス
    チック射出が３０ｂａｒでさらに引き続いて起こなわれ
    る請求項１〜１６いずれかに記載の方法。
  19. 【請求項１９】 金型の変位開始後のプラスチック射出
    において適用される圧力が小さければ小さい程、その射
    出の持続時間はより長くなる請求項１７または１８に記
    載の方法。
  20. 【請求項２０】 ブロッキング手段が、加圧下で金型キ
    ャビティーに気体を供給するための気体供給手段である
    請求項１〜１９いずれかに記載の方法。
  21. 【請求項２１】 モノリシックプラスチック厚板の厚さ
    が（２０±１０）ｍｍである請求項１〜２０いずれかに
    記載の方法。
  22. 【請求項２２】 請求項１〜２１のいずれかに記載の方
    法で得られるモノリシックプラスチック厚板。
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