JP3625975B2

JP3625975B2 - 合成樹脂製容器類の製法

Info

Publication number: JP3625975B2
Application number: JP2938897A
Authority: JP
Inventors: 泰治中川
Original assignee: RP Topla Ltd
Current assignee: RP Topla Ltd
Priority date: 1997-02-13
Filing date: 1997-02-13
Publication date: 2005-03-02
Anticipated expiration: 2017-02-13
Also published as: JPH10225955A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は合成樹脂製容器類およびその製法に関する。さらに詳しくは、浴槽、洗面器、洗面用またはキッチン用シンクなどの合成樹脂製容器類およびその製法に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
従来より、浴槽として、ガラス繊維で補強された不飽和ポリエステル品の容器内面がゲルコート層で平滑にされたものや、ガラス繊維をマット状にし、それにポリエステル樹脂液を含浸させ、板状にしたものを原料として、これを凹凸の金型のあいだに挟み込んで、加圧成形（マッチドダイ成形）したものがある。しかし、常時温水を用いる浴槽のばあい、水分で加水分解をうけて、使用後数年を経過すると、先ず吃水線の部分の表面が溶解し、内蔵しているガラス繊維が表面に露出して粗状を呈し、これに汚れが付着して拭き取り難い状況になる。
【０００３】
また他の従来の浴槽として、アクリル樹脂板を熱成形し、裏側より不飽和ポリエステル樹脂をガラス繊維とともに吹き付けて硬化させるか、ガラス繊維のマットまたは布状品を、不飽和ポリエステルの樹脂液で裏打ちして硬化させたものがある。しかし、かかる浴槽では、加工技術が不完全なときは、空気を抱き込み、この箇所が使用時に中の空気が膨張して「ふくれ」を生じるなど、品質が不安定であり手加工であるため、量産するのが困難である。
【０００４】
とくに前記のように、キャストでつくられたアクリル樹脂板で浴槽を成形し、その外部にガラスファイバーとポリエステルで補強を施したばあい、二つの異なった素材間に大きな線膨張係数の差があるため、内側のアクリル樹脂成形品は加熱によって膨張しようとし、外側のＦＲＰ層はこれを締め付けて膨張を抑え込み、逆に冷却時には、アクリル層は大きな収縮力が生じるが、ＦＲＰ層の収縮率は極めて小さいため、ＦＲＰ層にはアクリル層の収縮を抑え込む力が働く。このため、極端な高温←→冷却のテストを繰り返せば、アクリル樹脂層のストレスはやがて疲労を起こしてひび割れなどの現象を生じやすくなる。
【０００５】
さらに他の浴槽として、アクリル樹脂とＡＢＳ樹脂の２層シートから成形されたものがある。たとえばアクリル樹脂とＡＢＳ樹脂の共押出しの２層シートを用いて、真空成形などで成形した浴槽、または注型のアクリル樹脂板を押出機により吐出されてくるＡＢＳ樹脂板にロールで押しつけて２層板をつくり、これを真空成形などで一度に成形した浴槽がある。これらの浴槽の製法は量産性が高く、コストは低く、かつマンファクターの要素は少ないなどの利点がある。またアクリル樹脂とＡＢＳ樹脂の線膨張係数の差は小さく、高温←→冷却の繰り返しによるアクリル樹脂の疲労は少ないという利点もある。しかし、前者はアクリル層が押出し層であり、耐薬品性に劣っており、後者はキャスト板とＡＢＳ層との密着に完全を期し難く、シートの製造に際し、空気を挟み込みやすい問題を残している。
【０００６】
これらの浴槽に対し、前記ガラス繊維の露出、空気の膨張による「ふくれ」、疲労によるひび割れ、耐薬品性による劣化、または空気の挟み込みなどを有しない２層構造の浴槽がある。たとえば合成樹脂シートを熱成形し、それを雄型に嵌合させたのち、雌型を被せ、キャビティに合成樹脂を流し込み圧展させ、ついで外殻層に圧縮気体の注入により空洞を形成した浴槽、またはアクリル系樹脂シートを成形してえられた内面層材の外面に、熱可塑性樹脂発泡体からなる外殻補強層が設けられた浴槽がある。
【０００７】
しかしながら、前記外殻補強層に空洞を形成した浴槽では、外殻層が中空体であるため、厳しい耐熱テストを満足するためには、中空体の肉厚を大きくする必要があり、また雄型と熱成形品との嵌合が不充分なばあい、圧縮気体の圧力が低いため成形品を雄型に沿わし難く、熱成形品に皺が発生しやすい。
【０００８】
一方、前記外殻補強層に熱可塑性樹脂発泡体を用いた浴槽では、外殻補強層が高い発泡倍率の発泡体であるため、保温性は優れているが厳しい耐熱テストを満足するためには、補強層の肉厚を大きくする必要があり、また雄型と内面層材との嵌合が不充分なばあい、内面層材に皺または割れが発生するおそれがある。これは発泡能を有する熱可塑性樹脂の充填量が、金型キャビティの８０〜９５％であるため、射出圧力不充分で、かつ発泡体のため熱量不足となり、内面層材を雄型に沿わし難いからである。
【０００９】
このように、現在のところすべての条件を満足しうる浴槽をうることができない状況である。
【００１０】
本発明は、叙上の事情に鑑み、表面に皺や窪みなどが生じない高品質の合成樹脂製容器類およびその製法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】

【００１２】
本発明の製法は、合成樹脂シートを２段熱成形によりえられた容器状の内面層材と、該内面層材の裏面に熱可塑性樹脂を射出成形してえられた外殻補強層とからなる合成樹脂性容器類の製法であって、合成樹脂シートを熱成形用金型にクランプする工程と、前記合成樹脂シートを最終設計寸法より１〜５ｍｍ大きい容器状の内面層素形材に成形する最初の熱成形工程と、該内面層素形材を雄型が該内面層材の最終設計寸法に作製された射出成形用金型に載置する工程と、該金型を締め付ける工程と、前記金型に載置した内面層素形材と雌型とのあいだのキャビティに加熱溶融された熱可塑性樹脂を射出する工程と、該熱可塑性樹脂の射出温度および射出二次圧力により、前記内面層素形材を軟化させるとともに、前記の射出二次圧力を充分に保持することにより、該内面層素形材を前記金型の雄型に圧着させ、雄型に沿って再成形した内面層材と該内面層材の裏面に射出された熱可塑性樹脂の外殻補強層とを一体成形する工程とからなることを特徴としている。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて本発明の合成樹脂製容器類およびその製法を説明する。
【００１５】
図１は本発明の製法にかかわる真空成形工程の一実施の形態を示す説明図、図２〜７は本発明の製法にかかわる射出成形工程の一実施の形態を示す説明図、図８は本発明の製法の他の実施の形態を示す説明図である。
【００１６】
本発明の合成樹脂製容器類は、合成樹脂シートを２段熱成形することによりえられた容器状の内面層材と、該内面層材の裏面に熱可塑性樹脂を射出成形してえられた外殻補強層とから構成されており、たとえば浴槽や洗面器などを具体例としてあげることができある。
【００１７】
前記合成樹脂シートは、熱可塑性アクリル樹脂の注型により成形される透明のキャストアクリル板または熱可塑性アクリル樹脂の押し出しで作られるアクリル板などであるが、なかでも部分架橋されたキャストアクリル板は、表面硬度、耐薬品性および成形性に優れているので、本発明においては好適に使用しうるものである。また内面層材を透明のアクリル樹脂シートで成形し、外殻補強層に用いる熱可塑性樹脂に着色、または石目調やマーブルなどの模様に仕上がる着色とフィラーを混入して、これを射出すれば、表面の透明層を透してバックアップ層の色調や石目調などの模様が深みのある色調で透視でき、一段と高級品のイメージの製品をうることができる。なお、この場合は、素材のアクリル樹脂板は透明板のみを在庫として保有していれば直ちに対応できる。
【００１８】
前記２段熱成形とは、合成樹脂シートから容器の厚さ、深さ、幅ならびに予備熱成形品を挿入する射出成形金型の寸法などを考慮して、設計寸法よりやや甘い寸法を有する内面層素形材をうるための予備熱成形と、該内面層素形材から最終設計寸法の内面層材をうるための射出時の再加熱による成形との２段の熱成形である。前記予備熱成形としては、たとえば雄型または雌型の熱成形用金型を用いた真空成形または圧空成形などを用いることができるが、なかでも平滑な内面を有する内面層素形材をうることができる雌型を用いた真空成形が好ましい。
【００１９】
前記外殻補強層の熱可塑性樹脂としては、耐熱性や高剛性のＡＢＳ樹脂、耐衝撃性ポリスチロール樹脂、ポリカーボネート、オレフィン系樹脂、変性ポリフェニレンエーテル樹脂などを用いることができるが、これらの樹脂のうちアクリル樹脂との融着性および耐衝撃性が優れていることを考えるとＡＢＳ樹脂が好ましい。かかるＡＢＳ樹脂を用いるばあいの熱変形温度は９０℃以上、好ましくは約１１０℃である。なお、耐熱性をさらに高めるために、たとえば１ｍｍ以下のガラス繊維などを約１０〜３０重量％、とりわけ約２０重量％混入するのが好ましい。
【００２０】
また前記熱可塑性樹脂をソリッド（非発泡）、またはソリッドに近い、すなわち発泡倍率が１．１倍未満の発泡体に調整して、内面層素形材の裏面に射出成形で裏打ちすれば、内面層素形材を前記樹脂の大きな熱容量と射出圧力で保持することができるため、内面層素形材が射出成形用金型の雄型に圧着され、設計寸法と同一の高精度な内面層材をうることができる。
【００２１】
つぎに本発明の製法について説明する。まず真空成形工程を行なう。すなわち、図１（ａ）に示すように、合成樹脂シートであるキャストアクリル板１を真空成形機の真空成形金型（雌型）２に載せたのち、クランプ材３により周辺部をクランプし、前記キャストアクリル板１を加熱軟化させて矢印Ａ方向に真空引きする。ついで図１（ｂ）および１（ｃ）に示すように、冷却後、クランプ材３を外し、前記雌型２から容器状の内面層素形材４を矢印Ｂ方向へ抜き取る。
【００２２】
かかる予備熱成形によりえられた内面層素形材４は、シート厚さなどを考慮に入れて、設計寸法よりやや大きめ（成形収縮分を除いて１〜５ｍｍ）に成形されている。
【００２３】
つぎに射出成形工程を行なう。すなわち、図２〜３に示すように、前記内面層素形材４を射出成形用金型の雄型５に被せたのち、該雄型５を雌型６に移動させて、該雄型５と雌型６とを締め付ける（図４参照）。
【００２４】
ついで型締めが完了したのち、図５に示すように、加熱溶融状態の熱可塑性樹脂であるＡＢＳ樹脂７をゲート８から内面層素形材４と雌型６とのあいだのキャビティ９へ射出する。
【００２５】
前記内面層素形材４は、射出原料の種類により異なるが、たとえばＡＢＳ樹脂７のばあい、射出温度、約２２０〜２９０℃、好ましくは２５０〜２８０℃により、再加熱され軟化する。そして前記ＡＢＳ樹脂７の射出二次圧力を２００〜１０００ｋｇｆ／ｃｍ^２、好ましくは４００〜８００ｋｇｆ／ｃｍ^２に保持しつつ、３０〜１８０ｓｅｃ、好ましくは６０〜９０ｓｅｃのあいだ加圧する。このとき、前記内面層素形材の復元力（再加熱により注型重合時の平板形状に戻ろうとする力）により、前記真空成形工程で、真空成形用雌型２に触れながら引きつられて発生したドラッグマーク（ひきつれ現象）などの不規則な表面、部分的な厚さムラ、表面の波打ちおよび前記射出時に生じる皺や窪みなどが修正される（図６参照）。そして射出圧力が保持されていることから、内面層素形材４が、軟化とともに雄型５に圧着される。したがって、雄型５の収縮率を考慮して、雄型５を内面層材の最終設計寸法に正確に作製しておくと、図７に示すように冷却後離型することにより、高精度の内面層材１０と外殻補強材１１が一体に成形された容器をうることができる。たとえば、従来内面層素形材４に形成されていた浴槽底面に施されたすべりにくくする凹凸（ノンスリップパターン）は、本発明による雄型５に作製することにより、シャープな形状に成形され、すべりにくくする効果を高めることができる。
【００２６】
なお、本実施の形態では、前記内面層素形材が真空成形工程の金型で成形されているが、本発明の製法においては、これに限定されるものではなく、たとえば図８に示すように、射出成形工程の雄型５を用いて真空成形することもできる。
【００２７】
たとえば、あらかじめ加熱された内面層素形材用合成樹脂シート１をゲート（ノズル部）８より圧縮空気（関連装置は図示せず）にて膨らませ、直ちに雄型５を雌型６へ移動させて、金型を閉じたのち、真空に引く（真空装置は図示せず）。前記合成樹脂シートが成形されたのち、当該内面層素形材４の裏面のキャビティーにゲート（ノズル部）８より外殻補強材層となる加熱溶融された熱可塑性樹脂を射出するようにする。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明によれば、熱可塑性樹脂の射出成形時の熱成形により、内面層素形材を加熱軟化させ、該内面層素形材が有する復元力を利用して、真空成形時のドラッグマークなどを修正しつつ、所定の射出圧力に保持することにより、該面層素形材を射出成形用雄型に高精度に圧着させることができる。その結果、高品質の内面層材と外殻補強材とからなる容器類をうることができる。
【００２９】
また前記熱可塑性樹脂を非発泡とするか、または発泡倍率を１．１倍未満にすることにより、射出圧力を大きく保持することができるため、前記雄型に忠実でシャープな形状の容器類をうることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の製法にかかわる真空成形工程の一実施の形態を示す説明図である。
【図２】本発明の製法にかかわる射出成形工程の一実施の形態を示す説明図である。
【図３】本発明の製法にかかわる射出成形工程の一実施の形態を示す説明図である。
【図４】本発明の製法にかかわる射出成形工程の一実施の形態を示す説明図である。
【図５】本発明の製法にかかわる射出成形工程の一実施の形態を示す説明図である。
【図６】本発明の製法にかかわる射出成形工程の一実施の形態を示す説明図である。
【図７】本発明の製法にかかわる射出成形工程の一実施の形態を示す説明図である。
【図８】本発明の製法の他の実施の形態を示す説明図である。
【符号の説明】
１キャストアクリル板（合成樹脂シート）
２真空成形金型
３クランプ材
４内面層素形材
５雄型
６雌型
７ＡＢＳ樹脂（熱可塑性樹脂）
８ゲート
９キャビティ
１０内面層材
１１外殻補強材
１２合成樹脂シートクランプ
Ａ真空ライン入口
Ｂ圧気ライン入口

Claims

合成樹脂シートを２段熱成形によりえられた容器状の内面層材と、該内面層材の裏面に熱可塑性樹脂を射出成形してえられた外殻補強層とからなる合成樹脂性容器類の製法であって、合成樹脂シートを熱成形用金型にクランプする工程と、前記合成樹脂シートを最終設計寸法より１〜５ｍｍ大きい容器状の内面層素形材に成形する最初の熱成形工程と、該内面層素形材を雄型が該内面層材の最終設計寸法に作製された射出成形用金型に載置する工程と、該金型を締め付ける工程と、前記金型に載置した内面層素形材と雌型とのあいだのキャビティに加熱溶融された熱可塑性樹脂を射出する工程と、該熱可塑性樹脂の射出温度および射出二次圧力により、前記内面層素形材を軟化させるとともに、前記の射出二次圧力を充分に保持することにより、該内面層素形材を前記金型の雄型に圧着させ、雄型に沿って再成形した内面層材と該内面層材の裏面に射出された熱可塑性樹脂の外殻補強層とを一体成形する工程とからなる合成樹脂製容器類の製法。
前記射出二次圧力の保持時間が３０〜１８０ｓｅｃである請求項１記載の製法。
前記熱可塑性樹脂が非発泡であるか、または発泡倍率が１．１倍未満である請求項１または２記載の製法。
前記合成樹脂シートが透明であり、前記熱可塑性樹脂が着色されている請求項１、２または３記載の製法。
前記合成樹脂シートが透明であり、前記熱可塑性樹脂が石目調などの模様に仕上がる着色とフィラーを混入している請求項１、２、３または４記載の製法。