JP3485357B2 - 発泡ビーズ充填中空成形体の製造方法 - Google Patents

発泡ビーズ充填中空成形体の製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】中空成形体に発泡ビーズを充填し
て剛性、断熱性、遮音性に優れた軽量化されたパネル状
等の中空成形体を成形する方法に関する。この中空成形
体は家電製品やパレットなどに使用される。
【0002】
【従来の技術】中空成形体に、軽量性を維持しながら剛
性、断熱性、遮音性を付加させるために成形体に発泡ビ
ーズを充填した発泡ビーズ充填中空成形体が求められて
いる。
【0003】従来のビーズを充填した中空成形体は、一
般に中空成形体を作成した後、これにビーズを充填する
方法で行なわれているため、製品の外形維持のためおよ
び後で充填口を塞ぐため充填口はできるだけ小さくする
ことが要求され、この小さい充填口からビーズを充填す
ることは空気を抜きながら行なわねばならないなど、充
填に時間がかかることが避けられなかった。更にこのよ
うな方法でビーズを充填するため、ビーズの充填密度は
低く、場合によってはスチーム等を吹き込んで発泡ビー
ズを二次的に膨張させることなどもある。
【0004】このような方法では、いずれも発泡ビーズ
充填前に中空成形体を成形し、発泡ビーズを充填し、充
填口の閉鎖を行なうため工程が増え、成形サイクルが長
くなったり、また製品外観上の問題から充填口を充分広
くできず、ビーズの充填も不十分となる等の成形上のト
ラブルが生じたりして製品品質上または生産上の問題点
があった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、成形サイク
ルを短縮し、更に発泡ビーズの簡単な充填方法であって
も容易に充填状態の優れた発泡ビーズ充填中空成形体を
得ることができ、また、これにより成形品の形状の自由
度も広げることができる発泡ビーズ充填中空成形体の製
造方法を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、成形され、あ
らかじめ下部を閉塞したパリソンの所定部分に、中空成
形体内容積より多量の発泡ビーズを充填し、次いで発泡
ビーズをパリソンの外側から押圧することによりパリソ
ンの成形を同時に行い上記の目的を達成したものであ
る。
【0007】即ち本発明は、発泡ビーズを充填した中空
成形体の製造方法において、下部を閉塞したパリソン
に、該パリソンが金型の内部に位置する部分における発
泡ビーズの充填量を得られる中空成形体の内容積よりも
多量に発泡ビーズを充填し、金型によりパリソン外部か
ら、発泡ビーズを押圧して金型を閉鎖し、成形すること
を特徴とする発泡ビーズ充填中空成形体の製造方法であ
る。
【0008】以下、図面を用いて本発明を具体的に説明
する。ダイスから押出されたパリソン2は、ピンチ装置
により下部が閉塞され、所定の長さのパリソン2とす
る。尚このパリソンは、別の押出機、あるいは射出成形
機で作ってもよく、内容積を大きくするため、あるいは
製品のサイズ、形状によってはエア量を調整し、プリブ
ローしておいてもよい。
【0009】次に該パリソン2に、ダイスに組み込まれ
ている発泡ビーズ充填用のノズルより、通常15〜30
倍に発泡してある発泡ビーズ3を充填する。
【0010】この際ノズルを二重パイプとしておき、発
泡ビーズの充填、発泡ビーズの金型1による押圧に伴う
余分な空気をその間隙から逃がせるようにしておくこと
でもよい。更に好ましくはビーズを充填したパリソン内
をあらかじめ減圧にしておき、金型1による圧縮、成形
をしたときは、成形体がその後に内圧により膨らむこと
を防げるので特に好ましい。
【0011】あるいは、パリソン2をダイスから切り離
し、別の装置(発泡ビーズの充填、金型による圧縮、成
形できるもの)で行なうこともできる。
【0012】尚、中空成形体の外殻層に用いる樹脂(パ
リソン)としては、特に制限されないが、ホモ、ランダ
ムあるいはブロック共重合体などのポリプロピレン、高
密度ポリエチレンの如きポリオレフィン類が剛性、弾力
性、靭性などの点から好ましい。
【0013】本発明に用いられる樹脂のMFRは0.1
〜1.0g/10分程度のものがよい。パリソンの押出
温度は通常の中空成形と同じく200〜230℃程度で
ある。
【0014】発泡ビーズは充填する便宜のため、粒状、
好ましくは3〜5mm程度の球状のものであり、パリソ
ンの材質、用途、大きさなどにより発泡倍率、樹脂の種
類などが選ばれる。樹脂としてはポリプロピレン、ポリ
エチレン、ポリスチレン等、殆どの場合入手可能なビー
ズで充分である。
【0015】パリソンに充填する発泡ビーズの充填量は
パリソンの金型内に位置している部位間における充填量
(図1において金型内にあるパリソンのa,b間への充
填量)で表わすが、この量は発泡倍率により少しの差は
あるが、好ましくは該成形体内容積に対して1.2〜
1.5倍である。
【0016】ビーズの充填量が少ないとビーズが密に充
填できず、パリソンの全面が金型に密着していない製品
ができ易い。また充填量が多過ぎると、パーティング部
から逸出する発泡ビーズの量が多くなり無駄であるばか
りでなく、金型から取り出した後で、発泡ビーズの反撥
力により中空成形体が膨れ、正規の形状が維持できない
恐れがある。
【0017】図1は円筒形パリソン2に発泡ビーズ3を
充填した状態、図2,3はこのパリソンを金型1を用い
てパネル状成形体に成形する過程を示すものである。
【0018】この場合、図1で示されるパリソン2のa
およびbの間にある部分の水平方向の断面積は成形体
(金型キャビティと同じ)の同方向断面積より大きくな
ければならない。パリソンに発泡ビーズを充填後金型に
より押圧するが、その途中において図2に示すようにま
ずパリソンの上部及び下部に発泡ビーズが一部押出さ
れ、さらに金型の閉塞直前には側面からも押出されるの
で、この量を考慮してパリソンの断面積(太さ)を定め
るが、一般的にはパリソンの前記の部分中に充填される
発泡ビーズの量が成形体の内容積の1.2〜1.5倍に
なるようにパリソンの太さを定めるのがよい。そして発
泡ビーズはパリソン内に、その金型の上部内面に位置す
る高さ程度まで充填するのが好ましい。
【0019】パネル状中空成形体を、円筒形パリソンか
ら成形する場合、金型が閉じられるに従って、図2のよ
うにパリソンは左右から押圧され、紙面に垂直方向に伸
びる。発泡ビーズは一部パリソンの下部、上部および側
面において金型より外側に押出されるが、発泡ビーズの
量が中空体の内容積より多いから金型が閉じられるに従
って発泡ビーズに金型の閉塞方向からの押圧が働き、型
締めの終了近くでは金型のパーティング部からパリソン
と共に発泡ビーズが金型の外に逸出するが、それと同時
に発泡ビーズによる外側に向かう圧力によって発泡ビー
ズが金型全体に充填されるので、その結果中空体内の空
隙が充填されるようになる。これによってパリソンは金
型内面に密着し、金型の形状の製品が成形される。
【0020】
【作用】ビーズ充填中空成形体の製造方法において、金
型内に発泡ビーズを充填したパリソンを装着し、金型を
閉塞することにより発泡ビーズは金型の型締め方向から
押圧され、その結果パリソンを長さ方向と型締め方向の
直角方向に膨張させることにより、金型に合った成形体
が得られる。従来はあらかじめ外殻の成形体を製造した
後にビーズの充填を行なっていたのを、ビーズの充填が
容易であり、充填口の後処理の問題もなく、生産性が高
いビーズ充填と同時に成形する方法の検討を行い、中空
成形体金型よりも断面積の大なるパリソンを作り、これ
に発泡ビーズを充填した後に、パリソン外部から発泡ビ
ーズを金型により押圧しながら金型を閉鎖することによ
って成形することによりこの課題を解決した。
【0021】
【実施例】
(実施例1)パネル状の発泡ビーズ充填製品を成形し
た。成形品の大きさは長さ550mm×幅350mm×
高さ(厚み)40mmである。肉厚は薄いところで約
2.0mm、厚いところで約2.5mmである。
【0022】外側の層(パリソン)にはMFR=0.3
g/10min.のポリプロピレン(SK311昭和電工
(株))を使用した。又、発泡ビーズはJSP(株)製
のポリプロピレンベースの発泡ビーズを使用した。成形
機としては日本製鋼所(株)製NB30中空成形を使用
した。
【0023】発泡ビーズは外側の層のポリプロピレンと
同じポリプロピレンベースの物を使用した。
【0024】成形は成形機にエアーユニットを取り付け
たピンチ装置(パリソンの下端を溶着させるための物)
を取り付け、更にパリソン2の口を広げるための装置
(アームユニット)を取り付けて行なった。
【0025】このようにして得られた発泡ビーズ充填中
空成形体は、使用した樹脂、発泡ビーズの樹脂により異
なるが、一般に外側のパリソンに近い部分ではパリソン
からの熱により融着しているが、その他の部分は殆ど融
着しておらず発泡ビーズのままである。
【0026】プリブローして製品成形体の断面積の1.
2倍の断面積としたパリソンをダイスより押出し下端部
を溶着できる長さになったところでピンチ装置により溶
着させる。さらに、成形品の大きさに合ったパリソン長
とした。
【0027】次に、取り付けたアームユニットによりパ
リソンを掴み取る。このとき、パリソンの上端が口を開
けた状態となるようにする。次いでダイスに設けた発泡
ビーズのノズルから製品成形体の内部の体積より算出さ
れた量(中空成形体の内容積の1.2倍)の発泡ビーズ
を充填した。
【0028】発泡ビーズを充填したパリソンを金型で圧
縮し、この際金型の上面のパーティング部に小孔を設
け、これに空気抜きピンをパリソン内まで挿入し、空気
を抜きながら、完全に閉鎖した後成形体を取り出したと
ころ、パリソンの金型への密着状態、ビーズの充填状態
は良好であった。
【0029】(実施例2)前記金型を用い、発泡ビーズ
の充填量を1.5倍とした以外はすべて実施例1と同じ
条件で成形した。この場合も成形品外形及びビーズの充
填状態は良好であった。
【0030】(実施例3)発泡ビーズの充填量を1.8
倍とした他は実施例2と同じ条件で成形した。成形品の
外形及びビーズの充填状態は良好であったが、圧縮され
た発泡ビーズの反撥力により成形品の中央部が少しふく
らみが生じた。また、バリ部にかなりの発泡ビーズが含
まれていた。
【0031】(比較例1)発泡ビーズの充填量を1.0
倍とした他は実施例1と同じ条件で成形したところ、発
泡ビーズへの圧力が不均一となり、内面全面にビーズの
反撥力が発生しないため、金型のコーナー部へのパリソ
ンが密着しない部分が生じ、外形的に形状不合格品が製
造された。
【0032】(比較例2)通常のブロー成形法(ブロー
圧5kg/cm2 )により実施例と同じ寸法、同じ肉厚
の中空成形体を製造した。
【0033】[曲げ強度の測定]実施例、比較例で製造
された長さ550mm、幅350mm、厚み40mmの
成形品を、図4に示すような方法で300mmの間隔の
支持体上に載せ、中央上部から20mm/分の速度で、
下方に変形させ、成形品が5mm撓んだ時の荷重(k
g)を求めた。以上の結果をまとめて表1に示す。
【0034】
【表1】
【0035】最大荷重は図4に示す方法で荷重を20m
m/分の速さで負荷し、5mm撓んだ時の荷重(kg)
で表わす。
【0036】
【発明の効果】本発明はパリソンを成形し、金型で圧縮
し、冷却し、取り出し、成形品を得る工程の中で成形し
たパリソンに発泡ビーズを充填するだけで、中空成形品
にビーズ充填口を設けたり、ビーズを充填したり、それ
を閉鎖したりする工程が不要であり、従来のビーズ充填
中空成形体の製造よりも成形サイクルを大幅に短縮でき
る。また、単なる中空成形品に比して成形体内部にビー
ズを充填しているので、成形品の剛性が向上する。又発
泡ビーズを充填することで、断熱性、防音性等の特徴を
付加できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】パリソンに発泡ビーズを充填した状態の図。
【図2】金型で発泡ビーズを充填したパリソンを金型で
押して潰している状態の図。
【図3】金型内で賦形している状態の図。
【図4】側面から見た曲げ強度測定方法の概念図。
【符号の説明】
1 金型 2 パリソン 3 発泡ビーズ 4 ピンチ部
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−239869(JP,A) 特開 昭58−217343(JP,A) 特開 昭59−145125(JP,A) 特開 平3−293113(JP,A) 特開 平6−15722(JP,A) 特開 平6−166112(JP,A) 特開 平6−166114(JP,A) 特公 昭58−10217(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B29C 49/00 - 49/80 B29C 51/00 - 51/46 B29C 57/00 - 57/12 B29D 22/00 E04B 1/62 - 1/99

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 発泡ビーズを充填した中空成形体の製造
    方法において、下部を閉塞したパリソンに、該パリソン
    が金型の内部に位置する部分における発泡ビーズの充填
    量を得られる中空成形体の内容積よりも多量に発泡ビー
    ズを充填し、金型によりパリソン外部から、発泡ビーズ
    を押圧して金型を閉鎖し、成形することを特徴とする発
    泡ビーズ充填中空成形体の製造方法。
  2. 【請求項2】 金型の内部に位置する部分のパリソンに
    充填される発泡ビーズの量が、得られる中空成形体の内
    容積の1.2〜1.5倍である請求項1記載の発泡ビー
    ズ充填中空成形体の製造方法。
  3. 【請求項3】 下部を閉塞したパリソンがプリブローし
    たパリソンである請求項1記載の発泡ビーズ充填中空成
    形体の製造方法。
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