JP3536875B2 - 発泡成形方法 - Google Patents
発泡成形方法Info
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Description
れ、含水率や比重分布が少なく、また成形品外観の優れ
た発泡成形体を製造する方法に関するものである。
脂からなる発泡成形体は、発泡剤を含有する発泡性樹脂
粒子を予備発泡させ、次いで得られた予備発泡粒子を金
型に充填し加熱・発泡させて成形させるのが一般的であ
る。これら方法における加熱は、タイマー等の時間設定
により行われるが、予備発泡粒子製造後に徐々に粒子内
の発泡剤が揮発し、予備発泡粒子中に残存する発泡剤の
量が異なるため、このような加熱方法では常に充分に融
着し、外観の優れたた発泡成形体を得るのが困難であっ
た。
て、加熱時の発泡体の表面圧力等を検出して、所望の圧
力に到達した時点でその行程を終了させる発泡成形方法
が提案された(特開昭57−182411号公報参
照)。しかしながら、この方法で発泡成形してみたとこ
ろ、単に表面圧力を設定するだけでは品質のバランスの
とれた製品を製造するのが難しい、即ち本加熱の加熱圧
力上昇速度が速すぎると本加熱の時間が短くなり、表面
がぼろつき融着度も低い製品になりやすく、又逆に圧力
上昇速度が遅すぎると本加熱時間が長くなりすぎ、含水
率が高くまた比重がばらついた製品になりやすいという
問題があった。
題を解決する為に鋭意研究を重ねた結果、特定の加熱順
序にし、かつ固定型及び移動型の両型から加熱媒体を導
入して行われる本加熱時の加熱を2段階にし、かつ、そ
のそれぞれの加熱を時間と共に徐々に圧力を上昇させて
行うことにより、融着が充分行われ、含水率や比重分布
が少なく、また成形品外観の優れた発泡成形体が得られ
ることを見いだし、本発明を完成するに至った。
型からなる金型に、熱可塑性樹脂発泡粒子を充填し、加
熱・発泡成形する方法において、固定型、移動型又は側
面型のいずれか一方の型から加熱媒体を吹き込んで予備
加熱を行った後、固定型及び移動型の両型から加熱媒体
を吹き込み、時間と共に徐々に加熱圧力を上昇させて第
1の本加熱を行い、所定の発泡体表面圧力に到達した時
点で加熱媒体の吹き込みを停止し、次いで側面型から加
熱媒体を吹き込んで所定の加熱圧力で第2の本加熱を行
うことを特徴とし、かつ前記第1の本加熱は2段階で行
われることを特徴とする発泡成形方法である。
熱が、所定の発泡体表面圧力の20〜70%に相当する
値まで、0.1kg/cm2 ・s以上の速度で加熱媒体
を供給して行われ、かつ第2段目の加熱が0.01〜
0.04kg/cm2・sの速度で加熱媒体を供給して
行われるのが好ましい。更にまた、予備加熱時の発泡体
表面圧力を測定し、該測定値が所定の表面圧力より小さ
い場合にはその圧力差を第1の本加熱の所定の発泡体表
面圧力及び/又は第2の本加熱での所定の加熱圧力に加
算することが好ましい。
は、固定型、移動型及び側面型からなる金型に、熱可塑
性樹脂発泡粒子を充填し、加熱・発泡成形する方法にお
いて、固定型、移動型又は側面型のいづれか一方の型か
ら加熱媒体を吹き込んで予備加熱を行った後、固定型及
び移動型の両型から加熱媒体を吹き込んで第1の本加熱
を行い、所定の発泡体表面圧力に到達した時点で加熱媒
体の吹き込みを停止し、次いで側面型から加熱媒体を吹
き込んで第2の本加熱を行う。
した原料の昇温、並びに、充填した原料間に存在する空
気の排出を行うためのものであり、例えば、固定型から
加熱媒体である水蒸気を吹き込み、側面型と移動型とか
ら型外へ抜き出す。この工程を水蒸気を吹き込む型、及
び抜き出す型を適宜変更して、複数回行っても良い。最
も好ましい予備加熱の方法は、固定型・移動型・側面型
と順次加熱媒体を吹き込み、水蒸気を吹き込まない型か
ら抜き出す方法である。
填した発泡粒子を加熱媒体にて膨張させ、粒子間の間隙
をなくし、粒子同志を融着させるために行われるもので
あり、固定型と移動型の両型から加熱媒体を吹き込んで
行われる。この第1の本加熱は、第1段と第2段の2回
の加熱からなる。本加熱において、加熱を1段にする
と、加熱圧力上昇スピードの調節が難しく品質のバラン
スのとれた製品を製造するのが難しくなる。即ち、本加
熱の加熱圧力上昇速度が速すぎると本加熱の時間が短く
なり、表面がぼろつき融着度も低い製品になりやすく、
又逆に圧力上昇速度が遅すぎると本加熱時間が長くなり
すぎ、含水率が高くまた比重がばらついた製品になりや
すい。また、これら2段の加熱は、それぞれ時間と共に
徐々に圧力を上昇させて行われなければならない。圧力
を一定にして加熱すると、発泡体の表面圧力のコントロ
ールが難しくなる。即ち、圧力が低すぎると所定の発泡
体表面圧力に到達せず融着が不充分となり、また圧力が
高すぎると所定の発泡体表面圧力を超過してしまう為、
比重分布の大きい製品になりやすく、一定した品質の製
品が得られなくなる。
が、所定の発泡体表面圧力の20〜70%、好ましくは
30〜50%になるまで行われるのが好ましい。20%
未満であると、融着度の低下や粒子間間隙が多くなる等
の問題が生じやすく、逆に70%を越えると製品表面が
ぼろつきまた融着度も低下する等の問題が生じやすい。
また、この第1段目の加熱では、0.1kg/cm2・
s以上の速度で加熱媒体を供給して行われるのが好まし
い。0.1kg/cm2/sより小さすぎると、融着度
が低下しやすい。
加熱は、0.01〜0.04kg/cm2・s、好まし
くは0.02〜0.03kg/cm2・sの速度で加熱
媒体を供給して行われるのが好ましい。0.01kg/
cm2・sより小さすぎると、所定の発泡体表面圧力に
到達させる迄の加熱時間が長くなりすぎ、融着度が低下
し含水率が増加しやすく、逆に0.04kg/cm2・
sより大きすぎると所定の発泡体表面圧力に到達させる
迄の加熱時間が短くなりすぎ表面がぼろついたり融着度
が低下しやすい。
熱媒体の吹き込みを停止する。この所定の発泡体表面圧
力は、目標とする製品の品質によって決定されるが、予
め原料として予備発泡後1日以内の発泡剤を充分含有す
る粒子を用いて予備加熱及び本加熱を行った後の発泡体
の表面圧力を測定しておき、所定の発泡体表面圧力とす
る。実際の成形に際しては原料として予備発泡後日数の
経過した粒子を用いることがあるが、その場合には、予
備発泡後の日数の経過と共に発泡剤が揮発して失われる
ことに起因する予備加熱時の発泡体表面圧力の減少分
を、設定した所定の発泡体表面圧力に加算することが好
ましい。そのためには、予備加熱時の発泡体の表面圧力
を測定するようにしておき、その測定値が予め原料とし
て予備発泡後1日以内の粒子を用いて予備加熱を行った
場合の予備加熱時の発泡体表面圧力を基にして設定され
た所定値より小さい場合には、その差圧を第1の本加熱
後の発泡体表面圧力の所定値に加算するように決定して
おけばよい
2の本加熱を行う。第2の本加熱は、製品の側面を加熱
媒体にて発泡粒子を膨張させ、更に粒子間の間隙を埋め
るために行うものであり、この第2の本加熱の圧力は製
品の品質によって決定される。またこの加熱圧力は一定
であるが、予備発泡後の日数の経過と共に発泡剤が揮発
して失われることに起因する予備加熱時の発泡体表面圧
力の減少分を、上記と同様にして、設定した当初の圧力
に加算して第2の本加熱圧力とするように設計するのが
好ましい。
媒体を導入して行う第1の本加熱と側面型から加熱媒体
を導入して行う第2の本加熱の順番を逆にすると、製品
内の融着が不均一になるので、本発明の目的を達成する
ことができない。その後、得られた発泡体は冷却され
る。この冷却方法は特に限定されないが、一般には水冷
却や減圧冷却、大気圧解放冷却などの組み合わせで行わ
れる。
脂粒子は、ポリスチレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、
ポリプロピレン系樹脂等のポリオレフィン系樹脂等の樹
脂に後記する発泡剤を含浸させて得た発泡性樹脂粒子
を、加熱して予め発泡させたものである。本発明に使用
される発泡樹脂粒子を製造するために使用される発泡剤
としては、n−ブタン、i−ブタン、プロパン、n−ペ
ンタン、i−ペンタン、ネオペンタン、シクロペンタ
ン、ヘキサン、トリクロロフルオロメタン、ジクロロジ
フロロメタン、ジクロロテトラフロロエタン、クロロメ
タン、クロロエタン、ジクロロメタン、メタノール、ジ
エチルエーテル等の沸点が80℃以下の有機化合物が挙
げられる。この発泡剤は、通常、樹脂粒子中の発泡剤含
有量が1〜15重量%になる程度の量が供給される。
ヘキサン、キシレン、トルエン等の溶剤を1重量%以下
の割合で添加することにより発泡性を高めることができ
るので添加してもよく、特にシクロヘキサンが安全性の
点から好ましい。これら可塑剤や溶剤を1重量%を越え
て添加することは、成形時において外観の変形が増し、
本発明の所期の目的が得られない恐れがあるので好まし
くない。
は、タルク、クレイ、炭酸カルシウム、酸化チタン等の
無機充填剤、酸化防止剤、帯電防止剤、紫外線吸収剤、
カーボンブラック、ステアリン酸アルミニウム、ステア
リン酸亜鉛、p−t−ブチル安息香酸アルミニウム等の
滑剤、トリス(ジブロモプロピル)ホスフェート、ペン
タブロモジフェニルエーテル、テトラブロモブタン、ジ
ブロモエチルベンゾール、1,2,5,6,9,10−
ヘキサブロモシクロデカン等の難燃剤が含有されていて
もよい。
例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、本発明は
これらの実施例のみに限定されるものではない。
厚み430mmの大きさの金型の型内に、予備発泡後1
日目の嵩密度12g/lの発泡ポリスチレン粒子を充填
した後、表1に示す加熱方法、即ち移動型排出弁10と
側面型排出弁11を開放した状態で固定型蒸気調節弁5
を開放して、固定型蒸気室2に加熱媒体として水蒸気を
導入して0.2kg/cm2 の圧力に10秒間保った。
次に同様にして移動型蒸気室3に水蒸気を導入し固定型
と側面型より空気と蒸気を排出した。次いで、側面型よ
り水蒸気を導入し固定型と移動型より排出した。
表面圧力を0.9kg/cm2に設定し、1段目の加熱
として側面型排出弁11を開放したまま、固定型蒸気調
節弁5と移動型蒸気室3に蒸気を供給する均圧弁8を開
放し、制御装置にて固定型蒸気室2の圧力を0.3kg
/cm2・sの速度で上昇させ0.18kg/cm2で次
の工程に進む様にセットし加熱を行った。次いで、第1
の本加熱の2段目として側面型排出弁11を開放したま
ま、固定型蒸気調節弁5と均圧弁8を用いて、固定型蒸
気室の圧力が0.02kg/cm2・sの速度で上昇す
る様に加熱を行い、発泡体表面圧力が0.9kg/cm
2 に達したところで固定型蒸気調節弁5と均圧弁8を閉
じ、固定型排出弁9と移動型排出弁10を開放して次の
工程へ進めた。
じ、側面型蒸気室4が0.5kg/cm2・sになる様
に側面型蒸気調節弁7を用いて調節し、20秒間保持し
た。その後、6秒間水をかけ冷却し蒸気室を減圧にして
放置し、発泡体表面圧力が0kg/cm2となった所で
型より成形体を抜き出した。得られた発泡成形体の表面
ボロツキ度、融着度、粒子間間隙、比重分布巾、成型時
含水率を下記の方法で評価した。結果を表3に示す。
面の粒子間の間隙量を目視にて、以下の基準に従って判
定した。 ○;表面ボロツキが殆どない。 △;表面ボロツキが見られる。 ×;表面ボロツキが多く見られる。
心部より50mm厚の板を切り取り、手によって破断し
た時の破断面を観察し、破断面の発泡粒子が粒子表面で
割れていないものを融着していると見なし、破断面に於
ける融着粒子の割合を百分率で示した。
の中心部より5mm厚の板を切り取り、目視にて観察し
粒子間の間隙量を以下の基準に従って判定した。 ○;粒子間に間隙が殆どない。 △;粒子間に間隙が見られる。 ×;粒子間に間隙が多く見られる。
ム線で10mm取り除いた後、製品の両端と中心部より
50mmの板を3枚採集し、60℃で24時間乾燥後、
3枚の中で重量が最も重いものから最も軽いものを引
き、この値を3枚の板の重量平均値で除して百分率で求
めた。 成型時含水率;(成形直後の製品重量−成形に使用した
原料重量)/成形に使用した原料重量×100、とし
た。
実施例1と同様に行った。結果を表3に示す。 実施例8 原料の予備発泡粒子を更に2日間室温にて放置し、また
第1の本加熱の条件を表3に示す通りに変更した以外は
実施例1と同様に行った。結果を表3に示す。
施例2と差のあった予備加熱時の発泡体表面圧力の差で
ある0.04kg/cm2を第1の本加熱の発泡体表面
圧力と第2の本加熱の加熱圧力に加算、即ち第1の本加
熱を発泡体表圧力が0.94kg/cm2になるまで行
い、第2の本加熱時の加熱媒体の圧力を0.54kg/
cm2とした以外は、実施例2と同様に行った。その結
果予備発泡後の1日目の原料を用いて成形された成形体
と遜色のない成形体を得ることができた。結果を表3に
示す。
を保持する為に全ての排出弁を閉め、固定型蒸気調節弁
5、移動型蒸気調節弁6及び側面型蒸気調節弁7を開け
て(表2参照)0.5kg/cm2で20秒間保持した
後、全ての排出弁9,10,11を開放して圧力を抜い
て冷却し、成形体を得た。結果を表4に示す。
ものを使用した以外は、比較例1と同様に行った。結果
を表4に示す。 比較例3〜74 実施例1の本加熱の条件を表4に示す通りに変更した以
外は実施例1と同様に行った。結果を表4に示す。
行われ表面ボロツキがなく、含水率や比重分布が少ない
成形品が得られると共に、予備発泡後の日数が経過した
原料を用いても品質劣化の少ない発泡成形体を製造する
ことができる。
る。
Claims (3)
- 【請求項1】 固定型、移動型及び側面型からなる金型
に、熱可塑性樹脂発泡粒子を充填し、加熱・発泡成形す
る方法において、固定型、移動型又は側面型のいずれか
一方の型から加熱媒体を吹き込んで予備加熱を行った
後、固定型及び移動型の両型から加熱媒体を吹き込み、
時間と共に徐々に加熱圧力を上昇させて第1の本加熱を
行い、所定の発泡体表面圧力に到達した時点で加熱媒体
の吹き込みを停止し、次いで側面型から加熱媒体を吹き
込んで所定の加熱圧力で第2の本加熱を行うことを特徴
とし、かつ前記第1の本加熱は2段階で行われることを
特徴とする発泡成形方法。 - 【請求項2】 前記第1の本加熱での第1段目の加熱
が、所定の発泡体表面圧力の20〜70%に相当する値
まで、0.1kg/cm2 ・s以上の速度で加熱媒体を
供給して行われ、かつ第2段目の加熱が0.01〜0.
04kg/cm 2・sの速度で加熱媒体を供給して行わ
れることを特徴とする、請求項1記載の発泡成形方法。 - 【請求項3】予備加熱時の発泡体表面圧力を測定し、該
測定値が所定の表面圧力より小さい場合にはその圧力差
を第1の本加熱の所定の発泡体表面圧力及び/又は第2
の本加熱での所定の加熱圧力に加算することを特徴とす
る、請求項1記載の発泡成形方法。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP27120695A JP3536875B2 (ja) | 1995-10-19 | 1995-10-19 | 発泡成形方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27120695A JP3536875B2 (ja) | 1995-10-19 | 1995-10-19 | 発泡成形方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH09109170A JPH09109170A (ja) | 1997-04-28 |
JP3536875B2 true JP3536875B2 (ja) | 2004-06-14 |
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ID=17496834
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP27120695A Expired - Fee Related JP3536875B2 (ja) | 1995-10-19 | 1995-10-19 | 発泡成形方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3536875B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7072188B2 (ja) * | 2018-05-02 | 2022-05-20 | Daisen株式会社 | 原料ビーズの充填方法と成形体の含水量測定方法および発泡樹脂成形装置 |
-
1995
- 1995-10-19 JP JP27120695A patent/JP3536875B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH09109170A (ja) | 1997-04-28 |
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