JP5601493B2 - 発泡成形体の製造方法 - Google Patents
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Description
これらの方法においては、パリソン内部に気体を吹き込むこと、及び/又は、パリソン外面と金型内面との間を減圧することにより発泡成形体を製造している。
また、上記発泡成形体の製造方法においては、密着工程を経ることにより、型締工程において積層された内壁面同士が離れ難くなる。このため、発泡倍率を上げることが可能となるので、発泡成形体全体を十分な発泡状態とすることができ、より軽量なものとすることが可能となる。
また、発泡パリソンの内壁面同士を広い面積で連続的に密着させることができ、発泡パリソン積層体の厚みも一定にすることができる。
また、発泡パリソンが圧着ローラー等にくっつくのを抑制できる。
本発明に係る発泡成形体の製造方法の第1実施形態として、円筒状発泡パリソンを用いた場合について説明する。
図1は、第1実施形態に係る発泡成形体の製造方法を示すフローチャートである。
図1に示すように、第1実施形態に係る発泡成形体の製造方法は、発泡剤及び熱可塑性樹脂を含む混合樹脂を押出して、円筒状の円筒状発泡パリソンとする押出工程S1と、円筒状発泡パリソンの向かい合う内壁面同士を密着させ発泡パリソン積層体とする密着工程S2と、発泡パリソン積層体を分割金型間に搬送し、分割金型で挟み込んで密閉し型締めする型締工程S3と、分割金型内の空気を吸引して減圧する吸引工程S4と、を備える。すなわち、押出工程S1、密着工程S2、型締工程S3、吸引工程S4がこの順序で施される。
以下、各工程を更に詳細に説明する。
押出工程S1は、押出口から発泡剤及び熱可塑性樹脂を含む混合樹脂を押出し、円筒状の円筒状発泡パリソンとする工程である。
図2に示すように、ダイ10は、ダイ外筒18と、ダイ外筒18の略中央に配置されたマンドレル17と、ダイ外筒18及びマンドレル17の間の円筒状空間19と、該円筒状空間19に貯留された混合樹脂を下方に押すためのリング状ピストン12と、混合樹脂を排出する押出口(ダイ出口11)と、を備える。
そして、円筒状空間19に所定量の混合樹脂が貯留された後、リング状ピストン12を押し下げることにより、混合樹脂がダイ出口11から円筒状に押出され、押出されると同時に混合樹脂が発泡し、円筒状発泡パリソンとなる。
また、ダイ外筒18内でリング状ピストン12が混合樹脂を押し出す方式(ダイ内アキュムレーター方式)としたので、ダイ出口11の上下の距離を短くすることができ、押出速度も速くすることができる。このため、気泡セルの状態を維持できるメリットがある。
なお、このときの混合樹脂の押出速度は、700kg/時以上であることが好ましい。この場合、より表面の平滑性が高い発泡成形体が得られる。
上記熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等のポリオレフィン系樹脂が挙げられる。
これらの中でも、熱可塑性樹脂は、プロピレン単位を有するものであることが好ましく、具体的には、プロピレン単独重合体、エチレン−プロピレンブロック共重合体、エチレン−プロピレンランダム共重合体等が挙げられる。
さらに、これらの中でも、長鎖分岐構造を有するプロピレン単独重合体であることが特に好ましい。この場合、溶融張力が高くなるので、発泡しやすくなり、気泡セルもより均一化される。
MFRが1未満であると、MFRが上記範囲内にある場合と比較して、押出速度を上げることが困難となる傾向にあり、MFRが10を超えると、MFRが上記範囲内にある場合と比較して、ドローダウン等の発生によりブロー成形が困難となる傾向にある。
スチレン系エラストマーの配合割合は、熱可塑性樹脂に対して、成形性の観点から40wt%未満の範囲であることが好ましい。
また、スチレン系エラストマー中のスチレンの含有量は、低温時の衝撃強度の観点から、30wt%未満であることが好ましく、20wt%未満であることがより好ましい。
低密度のポリエチレンの配合割合は、熱可塑性樹脂に対して、剛性及び耐熱性の観点から40wt%未満の範囲であることが好ましい。
これらの中でも、発泡剤は、空気、炭酸ガス又は窒素ガスを用いることが好ましい。この場合、有機物の混入がなく、耐久性等の低下がない。
密着工程S2は、押出工程S1で押出された円筒状発泡パリソンを一対の圧着ローラー間で挟み込んで、円筒状発泡パリソンの向かい合う内壁面同士を密着させ発泡パリソン積層体とする工程である。
図3に示すように、密着工程S2においては、押出された後、直ちに円筒状発泡パリソン20を一対の圧着ローラー24間で挟み込んで、円筒状発泡パリソン20の向かい合う内壁面20a同士を密着させ発泡パリソン積層体30とする。このため、円筒状発泡パリソン20の向かい合う内壁面20a同士を広い面積で連続的に密着させることができ、発泡パリソン積層体30の厚みも一定にすることができる。しかも、一対の圧着ローラーを用いるだけなので、装置が簡単である。
発泡パリソン積層体30の外壁面20bに対してエアー口21からエアーを吹きつけることにより、発泡パリソン積層体30の密着性をより確実に向上させることができる。また、発泡パリソン積層体30には、エアーしか接触しないので気泡を潰さずに、中空部の生成を抑制できる。さらに、円筒状発泡パリソン20が密着されずに圧着ローラー24に巻き込まれることを抑制できる。
また、密着工程S2を経ることにより、後述する型締工程S3において、密着された内壁面20a同士が離れ難くなる。その結果、発泡倍率を上げることが可能となるので、発泡成形体全体を十分な発泡状態とすることができ、より軽量なものとすることができる。
型締工程S3は、密着工程S2で得られた発泡パリソン積層体30を分割金型13間に搬送し、分割金型で挟み込んで密閉し型締めする工程である。
ここで、分割金型13は、開閉可能な一対となっている。それぞれの分割金型13には、一定間隔となるように複数の突起13aと、後述する複数のエアー口(図示しない)とが設けられている。
このとき、分割金型13には突起13aが設けられているので、突起13aが発泡パリソン積層体30の外壁面20bを押すことにより、内壁面20a同士の密着性がより向上する。また、後述する吸引工程においては、発泡パリソン積層体30に凹凸模様が付される。さらに、発泡パリソン積層体30における分割金型13の突起13aに挟みこまれる部分においては溶着面がより確実に形成される。
吸引工程S4は、型締工程S3が施された発泡パリソン積層体30が分割金型13間で密閉された状態で、分割金型13内の空気を吸引して減圧する工程である。
図5の(a)に示すように、吸引工程S4においては、分割金型13に設けられたエアー口13bから分割金型13内の空気が吸引される。これにより、分割金型13内の密閉された空間の気圧が下がるので、図5の(b)に示すように、発泡パリソン積層体30は、エアー口13b側に膨出する。これとともに、気泡が成長して発泡パリソン積層体30の体積が増加する。
こうして、発泡成形体40が得られる。
図6の(a)に示すように、発泡成形体40は、表面に凹部が形成されている。これにより軽量化が図られる。また、図6の(b)に示すように、発泡成形体40は、熱可塑性樹脂が内部まで充填されており、中空部が生成されていない。このため、軽量でありながら、強度にも優れるものとなる。
平均気泡径が1000μm以上であると、平均気泡径が上記範囲内にある場合と比較して、表面粗さが大きくなり表面の平滑性が劣る傾向にある。
特に、カーゴフロアボード、デッキボード、リアパーセルシェルフ、ルーフパネル、ドアトリム等の内装パネル、ドアインナーパネル、プラットフォーム、ハードトップ、サンルーフ、ボンネット、バンパー、フロアスペーサー、ディビアパッド等の自動車の構造部材として用いると、自動車の軽量化が測れるので、燃費が向上することになる。
本発明に係る発泡成形体の製造方法の第2実施形態について説明する。
第2実施形態に係る発泡成形体の製造方法は、密着工程が第1実施形態に係る発泡成形体の製造方法と異なること以外は、第1実施形態に係る発泡成形体の製造方法と同様である。
密着工程は、押出工程S1で押出された円筒状発泡パリソンを一つのプリピンチで挟み込んで、円筒状発泡パリソンの向かい合う内壁面同士を部分的に密着させ発泡パリソン積層体とする工程である。
図7の(a)に示すように、密着工程においては、押出口の下方に揺動可能な一対のプリピンチ22が設けられている。かかるプリピンチ22が押出された円筒状発泡パリソン20の外壁面20bを押圧して挟み込むことにより、図7の(b)に示すように、円筒状パリソン20の内壁面20a同士が密着される。
そして、プリピンチ22が間欠的に揺動することにより、円筒状発泡パリソン20は、図7の(c)に示すように、内壁面20a同士が密着される。
この場合、発泡成形体の製造方法は、発泡剤及び熱可塑性樹脂を含む混合樹脂を押出しシート状のシート状発泡パリソンとする押出工程と、複数のシート状発泡パリソンの向かい合う内壁面同士を密着させ発泡パリソン積層体とする密着工程と、発泡パリソン積層体を分割金型間に搬送し、該分割金型で挟み込んで密閉し型締めする型締工程と、分割金型内の空気を吸引して減圧する吸引工程と、を備えることになる。なお、密着工程におけるシート状発泡パリソンの向かい合う内壁面の間の空気の吸引は、施されない。
また、型締工程において分割金型に設けられたエアー口から分割金型内に空気を吹き込んでいるが必須ではない。
11・・・ダイ出口
12・・・リング状ピストン
13・・・分割金型
13a・・・突起
13b,21・・・エアー口
15・・・コア
15a・・・吸引口
17・・・マンドレル
18・・・ダイ外筒
19・・・円筒状空間
20・・・円筒状発泡パリソン
20a・・・内壁面
20b・・・外壁面
22・・・プリピンチ
24・・・圧着ローラー
30・・・発泡パリソン積層体
40,50・・・発泡成形体
51・・・中空部
S1・・・押出工程
S2・・・密着工程
S3・・・型締工程
S4・・・吸引工程
Claims (7)
- 発泡パリソンから発泡成形体を製造する発泡成形体の製造方法であって、
発泡剤及び熱可塑性樹脂を含む混合樹脂を押出して、発泡パリソンとする押出工程と、
その後、前記発泡パリソンの向かい合う内壁面同士を完全に密着させ発泡パリソン積層体とする密着工程と、
その後、該発泡パリソン積層体を分割金型間に搬送し、該分割金型で挟み込んで密閉し型締めする型締工程と、
その後、前記分割金型内の空気を吸引して減圧し、発泡パリソン積層体の体積を増加させる吸引工程と、
を備え、
前記密着工程が、前記発泡パリソンを一対の圧着ローラーで挟み込んで、該発泡パリソンの向かい合う内壁面同士を密着させ発泡パリソン積層体とする工程である発泡成形体の製造方法。 - 前記密着工程において、前記発泡パリソン積層体の外壁面に対してエアーを吹きつける請求項1記載の発泡成形体の製造方法。
- 前記エアーの温度が前記発泡パリソン積層体の温度よりも高い請求項2記載の発泡成形体の製造方法。
- 前記発泡パリソンがシート状のシート状発泡パリソンである請求項1〜3のいずれか一項に記載の発泡成形体の製造方法。
- 前記発泡パリソンが円筒状の円筒状発泡パリソンである請求項1〜3のいずれか一項に記載の発泡成形体の製造方法。
- 前記密着工程において前記円筒状発泡パリソンの向かい合う内壁面の間の空気を吸引する請求項5記載の発泡成形体の製造方法。
- 前記型締工程において前記分割金型に設けられたエアー口から前記分割金型内に空気を吹き込む請求項1〜6のいずれか一項に記載の発泡成形体の製造方法。
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