JPH01118430A - 表皮付ポリスチレン樹脂発泡成形物の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は平滑で強靭な樹脂表皮に包まれた皮付きポリス
チレン樹脂発泡成形物の製造方法に係り、特に容器のコ
ーナ一部が鋭角に成形された、平滑で強靭な表皮に包ま
れたポリスチレン樹脂発泡成形物の製造方法に関するも
のである。

し従来の技術］ 従来、ポリスチレン樹脂発泡成形物は断熱性及び軽量性
を有していることから、魚、果物などの容器や遊泳用の
浮きなどに使用されている。

しかしながら、該ポリスチレン樹脂発泡成形物は損傷し
易く耐久性が乏しいために、浮子などの用途に使用され
るものでは、その表面を非発泡ポリエチレンなどで覆っ
た耐久性のある製品に転換されつつある。

このような、ポリエチレンなどによって表面が被覆補強
されたポリスチレン樹脂発泡体の型物は、例えば、小さ
な孔を多数開けた合成樹脂フィルムの袋内に発泡性合成
樹脂のビーズを充填し、その上方の開口部をシールした
後、雌型及び雄型の中で加熱加圧して両型に成形する方
法（特公昭４７−８９４８号公報）などによって製造さ
れるが、該ポリスチレン樹脂発泡体を被覆するフィルム
の延展性が小さいために、複雑な形状のポリスチレン樹
脂発泡成形品を製造することができないといった欠点が
ある。

前記方法以外にも、金型の内面形状に倣って表皮用シー
トを配設し、次いで型のキャビティー内に発泡性ポリス
チレン粒子を充填し、加熱発泡する方法とか、あるいは
金型の内面に類似する型を用いて予め成形した表皮用シ
ートを金型に配設し、発泡性ポリスチレンビーズを充填
し、加熱発泡する方法などがあるが、これらの方法はビ
ーズ充填後に蒸気加熱をすると、前記の予め賦型された
表皮用シートに残存応力が残っているために、加熱と共
に表皮用シートに収縮などの変形が生じ、特に容器のコ
ーナ一部のシートの端縁が収縮応力により外れて移動し
たりする。その結果、容器のコーナ一部の表皮用シート
が丸みおびたり、また、表皮と発泡体との接着力が悪く
て、発泡体のコーナ一部とは程遠い端にある表皮用シー
トが容器のコーナ一方向にひっばられ、発泡体容器の底
に近い側壁に表皮用シートで被覆されない部分が生じる
といったことがある。

本発明者らはこのような平滑で強靭な表皮に包まれたポ
リスチレン樹脂発泡成形物の製造法として、前に特開昭
５４−４６２８９号公報に記載される製造法を提案した
。

該ポリスチレン樹脂発泡成形物の製造法は、金型内面形
状に倣って蒸気透過孔を有する表皮用シートをパーティ
ングラインに亘って配設せしめ、閉型後、該シートによ
って形成される窩内に発泡性ポリスチレン樹脂粒子を充
填させ、スチームチャンバ内に蒸気を導入して樹脂粒子
を加熱し、該樹脂粒子を膨脹させると共に膨脹した粒子
の表面部を相互に融着させてポリスチレン樹脂発泡成形
物となし、しかる後、開放弁及びドレン弁を開はスチー
ムチャンバ内の圧力を大気圧と同圧にして、該スチーム
チャンバ内に冷却水を導入し、表皮付ポリスチレン樹脂
発泡成形物を冷却して取出す方法である。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、上記の方法で発泡成形されたポリスチレ
ン樹脂発泡成形物では、成形品のコーナ一部が丸くなる
という問題点があり、ポリスチレン樹脂発泡成形物の外
観を損なうだけでなく、特に複雑な形状をしたポリスチ
レン樹脂発泡成形物の成形が難しかった。

Ｅ問題点を解決するための手段］ 本発明者等は上記の問題点に対して鋭意検討した結果、
発泡性ポリスチレン樹脂粒子（ビーズ）を加熱発泡成形
した直後に型のチャンバー内に冷却水を導入していたた
め、ビーズの発泡力にシートの収縮応力が打ち勝ち、シ
ート絞り比の大きなコーナ一部が特に収縮しやすい結果
、容器のコーナ一部の発泡体成形物が丸く賦形すること
が判明し、本発明を達成した。

すなわち本発明は、雌雄二つの金型の少なくとも一方の
内面に、該金型の内面形状に倣って表皮用シートを配設
し、両金型を閉型することによって形成されるキャビテ
ィー内に発泡性ポリスチレン樹脂粒子を充填した後、両
金型のスチームチャンバ内に水蒸気を導入して加熱発泡
させ、発泡粒子同志を溶融させ、ついで水蒸気の導入を
停止し、スチームチャンバ内に冷却水を導入して発泡成
形体を冷却して、ポリスチレン樹脂発泡成形物を製造す
る方法において、水蒸気により加熱発泡成形した後、ス
チームチャンバ内に冷却水を導入する前に、シート貼合
わせ側の金型のスチームチャンバ内を減圧状態にして、
軟化状態のシートを該金型に密着させると共に、スチー
ムチャンバ内の水の気化及び水蒸気の断熱膨張によって
スチームチャンバ内を冷却させることを特徴とする表皮
付ポリスチレン樹脂発泡成形物の製造方法である。

［発明の詳細な説明］ 本発明のポリスチレン樹脂発泡成形物の製造方法に用い
られる金型は、一般に雄型と雌型との二つの金型とから
構成されて郁り、両金型を閉型した時にキャビティーが
形成される。該金型の雄型及び雌型には各々スチームチ
ャンバを備えており、該スチームチャンバとキャビティ
ーとの間には蒸気透過孔が多数穿設されている。

該金型の雄型又は雌型の内面形状に倣って装着される表
皮樹脂シートは、一般に片方の型にのみ装着されるが、
両方の型に装着する場合には、少なくともその片方には
樹脂粒子を充填するための充填孔と蒸気により加熱する
ための蒸気透過孔が必要である。

本発明のポリスチレン樹脂発泡成形物の製造方法におけ
る表皮樹脂シートは、一般には雌型内面用のシートある
いは雄型内面用のシートのいずれか一方もしくは両方を
もって足りるが、形状構造が複雑である場合などには必
要箇所を数多く分割した多数枚のシートを接着あるいは
融着して構成することもできる。

該表皮樹脂シートは型のキャビティー内面に類似する型
を用いて予め真空成形、圧空成形、プレス成形して得ら
れるシート成形品であり、雄雌両方の型にシート成形品
を装着する場合には、少なくともその一方のシートに小
孔を穿設したりパンチ孔を設けて蒸気透過孔を穿設して
用意することを必要とする。

前記発泡性樹脂粒子を金型内に充填させるために金型及
びシートに穿設する充填口の大きさは、市販の充填ガン
の大きさに合せておくのが合理的であり、一般にその直
径は１５〜３０ｍｍφである。

前記表皮樹脂シートの肉厚としては、通常０．１〜２Ｉ
Ｉ１ｍ程度のもので、この程度の厚さであれば金型内面
に添設するための装着作業が容易で、しかも安価に実施
できるので好ましい。

表皮樹脂シートに用いられる材料としては、低密度ポリ
エチレン、ポリプロピレン、塩化ビニル樹脂、高耐衝撃
性ポリスチレン樹脂（）ＩＩＰＳ）、スチレン・アクリ
ロニトリル共重合体樹脂、ＡＢＳ樹脂などの熱可塑性樹
脂が用いられるが、耐衝撃性及びポリスチレン樹脂発泡
体との融着性の面から考慮するとＨＩＰＳ及びスチレン
φアクリロニトリル共重合体が好ましい。

前記雄雌両方の型にシート成形品を装着する場合の表皮
シートに、予め開けられる蒸気透過孔の大きさは、直径
が０．１〜１．５ｍｍφであることが好ましい。０．２
ｍｍ未満では孔が開は難いし、１．５ｍｍを超えると製
品の外観が損なわれるので好ましくない。

前記裁断、接着あるいは溶融加工した表皮シートを用い
る場合、表皮付ポリスチレン発泡体容器の底面側には表
皮シートを用いないときには表皮シートに蒸気透過孔を
穿設する必要がない。

シートの蒸気透過孔の位置は金型の蒸気透過孔に一致さ
せてもさせなくてもよい。

本発明の表皮付ポリスチレン樹脂発泡成形物の製造方法
においては、型のチャンバ内に水蒸気を導いて発泡性ポ
リスチレン樹脂粒子（予備発泡粒子を含む）を加熱膨張
させると共に膨張した樹脂粒子の表面部を相互に融着さ
せてポリスチレン樹脂発泡成形物となした後、スチーム
の供給を止め、スチームチャンバ内に冷却水を導入する
前に、シートの装着された側の金型のスチームチャンバ
内を減圧状態にする。この減圧により、軟化状態のシー
トが該金型に密着すると共に、スチームチャンバ内の水
蒸気は断熱脹によってチャンバ内、キャビティの温度が
低下し、スチームチャンバが冷却され、シートは金型に
密着した状態で６０〜８５°Ｃに冷却される。

シートが冷却した後、開放弁及びドレン弁を開はスチー
ムチャンバ内の圧力を大気圧と同圧とした後、スチーム
チャンバに冷却水を導入して金型を冷却し、冷却水の供
給を止めた後、チャンバ内に空気を吹き込んでから金型
を開放して成形品を取り出す。

この減圧による金型の冷却は、減圧の程度及び時間によ
りその効果が異なる。一般に減圧の程度は大気圧に対し
て−５〜−７８Ｑ　ｍ＋ｎＨｇ、好ましくは２５０〜７
６０　ｍｍＨｇであり、減圧時間は５〜６０秒、好まし
くは５〜３０秒である。

減圧によって金型の冷却される温度は一般に７０〜１０
０°Ｃであり、好ましくは７０〜９０℃とである。

この時にあまり急激に冷却しすぎることは、シートが十
分固化する前に収縮応力が強く現われ、本発明の効果を
損なうおそれがある。

［実施例］ 本発明の表皮付ポリスチレン樹脂発泡成形物の製造方法
についてさらに詳細に説明するために、以下に本発明の
実施例及び図面を挙げて具体的に説明する。

実施例１ 第１図は本発明の表皮付ポリスチレン樹脂発泡成形物の
製造方法に用いられる発泡成形用金型の一例の断面図で
ある。

第１図において、金型ｌは雄型（固定側）２及び雌型（
移動側）３よりなり、蒸気透過孔４ａ　　。

４ｂが穿設されている。該金型ｌの雌型金型３の内壁３
ａに、寸法が縦３７４ｍｍ　Ｘ横２７１ｍｍ　Ｘ高さ１
１３　ｍｍ、肉厚１．０ｍｍの真空成形された耐衝撃性
ポリスチレン樹脂（）ＩＩＰＳ）シート５を装着した後
、吸引弁１３から雌型側金型３のスチームチャンバ６ａ
内を−５００ｍｍＨｇＧに減圧して、上記シート５を雌
型側金型３の内壁３ａに密着させた。

次に、両金型２，３を型締めすることによって形成され
るキャビティー７内に、予め２０ｋｇ／ｍ’に予備発泡
された予備発泡ポリスチレン樹脂粒子８を金型２側に装
着された充填ガン９より装填し、充填口及び吸引弁１３
を閉じ、ドレン弁１１ａ　。

１１ｂを開放して金型内圧力を大気圧に戻した後、ドレ
ン弁１１ａ、ｌｌｂを閉じ、スチーム弁１０ａ、１０ｂ
を開けて両金型２，３のスチームチャンバ６ａ、６ｂ内
に蒸気圧力０．８ｋｇ／ｃｍｚＧの蒸気を導入し、３０
秒間加熱して予備発泡ポリスチレン樹脂粒子８を膨脹さ
せると共に膨脹した発泡樹脂粒子８の表面部を相互に融
着させて発泡成形物とした。

水蒸気の供給を止めて加熱を終了させた後、スチームチ
ャンバ６ａ、６ｂの底部のドレン弁１１ａ、ｌｌｂを開
放してスチームチャンバ６ａ、６ｂ内の圧力を大気圧と
同圧にした。この時の金型温度は１０５°Ｃであり、）
ＩＩＰＳシート５は軟化状態（９０〜１０５°Ｃ）にあ
る。

次いで、ドレン弁１１ａを閉め、吸引弁１３を開けて雌
型金型３のスチームチャンバ６ａ内を減圧し、−５００
ｍｍＨｇＧで１５秒間保持して、軟化状態にあるシート
５を雌型金型３の内壁３ａに密着させると共に、スチー
ムチャンバ６ａ内の水の気化及び水蒸気の断熱膨脂によ
ってスチームチャンバ６ａ内が８０°Ｃに冷却された。

また、同時に雄型金型２のスチームチャンバ６ｂをも減
圧し、スチームチャンバ６ｂ内の水蒸気の断熱膨脂及び
水の気化熱によってスチームチャンバ６ｂ内を８０°Ｃ
に冷却させた。

その後、雄型２、雌型３の両型のスチームチャンバ６ａ
、６ｂ内に装着される冷却水弁１２ａ　。

１２ｂを開けてスチームチャンバ６ａ、６ｂ内に冷却水
を２０秒間流して両型２，３並びｋこ成型品を冷却した
後、水を抜いてさらに２５秒間放置冷却してから成型品
を金型より取り出した。

得られた成形品の収縮度の評価は次の方法により測定し
た。

収縮度合の評価 ×：コーナ一部全体が収縮した Δ：コーナ一部全全体丸く変形した Ｏ：コーナ一部の一部が丸く変形した ■：コーナ一部全全体鋭角に成形されたその結果を表−
１示す。

実施例２〜９ 実施例１のスチームチャンバ６ａの減圧条件を表−１示
す通りに変えた以外は、実施例と同様に実施した。

その結果を実施例１と共に表−１示す。

比較例１＊ 実施例１とほぼ同様であるが、加熱終了後、スチームチ
ャンバ６ａ、６ｂを減圧にする工程を除いた成型法。

実施例１のスチームチャンバ６ａを減圧しないで加熱発
泡成形した直後にスチームチャンバ６ａ、６ｂ内に冷却
水を流して両型２，３並びに成型品を冷却（３５〜５５
°Ｃ）シ、−成型品を企画より取り出した以外は、実施
例と同様に実施した。

その結果を実施例と共に表−１示す。

表−１ ［発明の効果］ 本発明のポリスチレン樹脂発泡成形物の製造方法は、加
熱発泡成形した直後、シート貼合せ側の金型のスチーム
チャンバ内を減圧状態にして、軟化状態のシートを該金
型に密着させると共に、その状態でスチームチャンバ内
の水の気化及び水蒸気の断熱ｍｉによって金型を冷却し
、シートを軟化状態から固化させるので、発泡成形され
たポリスチレン樹脂発泡成形物は金型に密着された状態
で冷却され、成形物のコーナ一部においても角部が正確
に成形され、従来のようにコーナ一部が丸く成形される
ことがなく、複雑な成形品であっても正確に成形するこ
とができる。

したがって、見映えの良い外観に優れた成形品を得るこ
とができるので、工業的に極めて有用なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のポリスチレン樹脂発泡成形物の製造方
法に用いられる成形用金型の断面図である。 ｌ：金型　　　　　　２：雄型（移動側）３：雌型金型
（固定側） ３ａ　：内壁　　　　　４：蒸気透過孔５：耐衝撃性ポ
リスチレン樹脂（ＨＩＰＳ）シート６ａ　ニスチームチ
ャンバ（固定側） ６ｂ　ニスチームチャンバ（移動側） ７：キャビティー　　８＝樹脂粒子 ９：充填ガン １０ａ　ニスチーム弁（固定側） １０ｂ　ニスチーム弁（移動側） １１ａ　：ドレン弁（固定側） １１ｂ　：ドレン弁（移動側） １２ａ　：冷却水弁（固定側） １２ｂ　：冷却水弁（移動側） １３　：吸引弁

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）雌雄二つの金型の少なくとも一方の内面に、該金
   型の内面形状に倣って表皮用樹脂シートを配設し、両金
   型を閉型することによって形成されるキャビティー内に
   発泡性ポリスチレン樹脂粒子を充填した後、両金型のス
   チームチャンバ内に水蒸気を導入して加熱発泡させて発
   泡粒子同志を融着させ、ついでスチームチャンバ内に冷
   却水を導入し冷却して表皮用樹脂シートが貼合わされた
   ポリスチレン樹脂発泡成形物を製造する方法において、
   水蒸気により加熱発泡成形した後、スチームチャンバ内
   に冷却水を導入する前に、表皮用樹脂シート貼合わせ側
   の金型のスチームチャンバ内を減圧状態にして、軟化状
   態の表皮用樹脂シートを該金型に密着させると共に、ス
   チームチャンバ内の水の気化及び水蒸気の断熱膨張によ
   ってスチームチャンバ内を冷却させることを特徴とする
   表皮付ポリスチレン樹脂発泡成形物の製造方法。
2. （２）前記減圧状態を−５〜−５００ｍｍＨｇＧとする
   特許請求の範囲第１項に記載の表皮付ポリスチレン樹脂
   発泡成形物の製造方法。