JPH01283130A - 表皮付き熱可塑性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・に包まれた熱可塑性
樹脂発泡成形物の製造方法において、特に容器のような
成形物のコーナ一部が鋭角に形成されると共に、発泡性
熱可塑性樹脂粒子の密着強度及び樹脂表皮と発泡体の密
着強度に優れている表皮付き樹脂発泡成形物の製造方法
に関するものである。

【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、魚や果物の容器とか遊泳用の浮
き等に用いられている。 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、浮き等の用途に用いられる
ものでは、その表面を非発泡ポリエチレン等の表皮で覆
った耐久性のある製品に転換されつつある。 このように、ポリエチレン等によって表面が被服補強さ
れたポリスチレン樹脂発泡体の型物成形品は、例えば、
小孔が多数穿設されている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、その袋の口部を密封し
た後、雌雄両型内で加熱加圧して容器のような形状に成
形する方法（特公昭４７−８９４８号公報を参照）等に
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物を製造することができない、
　この方法以外にも、金型の内面形状に倣って表皮用シ
ートを添設し、雌雄両金型のキャビティ内に予備発泡ポ
リスチレン粒子を充填して加熱発泡する方法があるが、
成形された容器のコーナ一部の表皮用シートが丸みを帯
びたり、表皮用シートと発泡体との接着状態が悪いとか
、また、容器の側壁の肉厚が１０〜３０ｍｍと厚い場合
、表皮用シートの存在によって、該表皮用シートが添設
されている金型側のチャンバーよりの水蒸気加熱が不十
分となり、発泡樹脂粒子同士の融着力が弱いといった問
題がある。 本発明者は、平滑で強靭な樹脂表皮に包まれたポリスチ
レン樹脂発泡成形物の製造技術として、既に特開昭５４
−４６２６９号公報に開示されている製造方法を提案し
た。　そして、このポリスチレン樹脂発泡成形物の製造
方法は、金型の内面形状に倣って予め蒸気透過孔を穿設
した表皮用シートをパーティングラインに亘って添設し
、閉型後、該シートによって形成される窩内に予備発泡
ポリスチレン樹脂粒子を充填し、チャンバー内に水蒸気
を導入して該樹脂粒子を加熱発泡させ、発泡により膨張
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
樹脂発泡成形物を成形した後、開閉弁及びドレン弁を開
いてチャンバー内の圧力を大気圧と同圧にして、該チャ
ンバー内に冷却水を導入し、表皮付きポリスチレン樹脂
発泡成形物を冷却して取出すようにしたものである。

【発明が解決しようとする課題】

上記特開昭５４−４６２６９号公報に開示されている方
法によって発泡成形されたポリスチレン樹脂発泡成形物
では、表皮用シートに穿設された蒸気透過孔により加熱
が十分に行なわれ、発泡樹脂粒子同士の融着は完全なも
のとなるが１表皮用シートに存在する多数の蒸気透過孔
によってポリスチレン樹脂発泡成形物の外観を損なうと
いった問題がある。　そこで、本発明の目的はこのよう
な問題を解決できる熱可塑性樹脂発泡成形物の製造方法
を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために２本発明の特徴とする表皮付
き熱可塑性樹脂発泡成形物の製造方法はキャビティに臨
んだ型壁に蒸気透過孔が穿設されている雌雄両金型の何
れか一方の金型に、該一方の金型のチャンバーと連通さ
せて、キャビティ内に突出して該キャビティ内に水蒸気
を噴射できる蒸気噴射管を取付け、他方の金型の内面に
該金型の内面形状に倣って表皮用樹脂シートを添設し、
この両金型を閉型することによって形成されるキャビテ
ィ内に発泡性熱可塑性樹脂粒子を充填した後１両金型の
チャンバー内に水蒸気を導入して上記樹脂粒子を加熱発
泡させると共に該発泡樹脂粒子同士を融着させ、次いで
、水蒸気の導入を停止した後に冷却水を上記チャンバー
内に導入して。 上記樹脂粒子の発泡融着によって得られた発泡成形品を
冷却するものである。

【発明の詳細な説明１ 本発明の表皮付き熱可塑性樹脂発泡成形物の製造方法に
用いられる金型□装置は、一般に雌雄一対の金型によっ
て構成されており、この雌雄両金型を閉型したときにキ
ャビティが形成される。　そして、雌雄両金型はそれぞ
れチャンバーを備え、該両チャンバーにはキャビティに
臨んだ型壁の部分に蒸気透過孔が多数穿設されている。 　また。 雌雄両金型の何れか一方の金型には、該金型のチャンバ
ーと連通させて、キャビティ内に突出する蒸気噴射管を
取付けてあり、この蒸気噴射管には多数の噴射孔が穿設
されている。 雌雄両金型の何れか一方の金型内面に、該金型の内面形
状に倣って添設される表皮用樹脂シートは、一般に片方
の金型のみ装着されるが、両方の金型に装着する場合に
は、少なくともその片方の金型に装着される表皮用樹脂
シートには発泡性樹脂粒子を充填するための充填口と水
蒸気により加熱するための蒸気透過孔が必要である。　
この表皮用樹脂シートは金型装置のキャビティ内面に類
似する金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、形状が複雑である
場合には必要部分を数多く分割した多数枚のシートを接
着或いは融着して構成することもできる。 表皮用樹脂シートの肉厚としては、通常０．１〜２論程
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。　そして１表皮用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（ＨＩＰＳ
）、　スチレン・アクリロニトリル共重合体樹脂、ＡＢ
Ｓ樹脂等の熱可塑性樹脂が用いられるが、耐衝撃性及び
樹脂発泡体等との融着性の面から考慮すると１発泡性熱
可塑性樹脂粒子が予備発泡ポリスチレン粒子のときはＨ
ＩＰＳ及びスチレン・アクリロニトリル共重合体が好ま
しく１発泡性熱可塑性樹脂粒子が発泡性ポリプロピレン
のときはポリプロピレンかエチレン・酢酸ビニル共重合
体が好ましい、　また、発泡性熱可塑性樹脂粒子の素材
としては予備発泡ポリスチレン、発泡性ポリプロピレン
、発泡性ポリエチレン、予備発泡ＡＢＳ樹脂等が用いら
れる。 本発明製造方法では、金型のチャンバー内に水蒸気を尋
人して発泡性熱可塑性樹脂粒子（予備発泡樹脂粒子を含
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樹脂発泡成形物を成形しこの成形
物と表皮用樹脂シートを接着させた後、水蒸気の供給を
停止し；チャンバー内に冷却水を導入する前に１表皮用
樹脂シートが装着された金型側のチャンバー内を減圧状
態にする。　この減圧によって軟化状態の表皮用樹脂シ
ートが金型に密着すると共に、チャンバー内の水蒸気が
断熱膨張してチャンバーとキャビティの温度が低下し、
表皮用樹脂シートは金型に密着した状態で６０〜８５℃
に冷却される。　表皮用樹脂シートが冷却した後に開放
弁とドレン弁を開き、チャンバー内の圧力を大気圧と同
圧とした後、チャンバーに冷却水を導入して金型を冷却
し、次いで、冷却水の供給を停止してチャンバー内に空
気を吹き込み、金型を開放して製品を取出す。 上記減圧による金型の冷却は、減圧の程度及び時間によ
りその効果が異なり、一般に減圧の程度は大気圧に対し
て−５〜−７６０ｍａＨｇ、好ましくは−２５０〜−７
６０ｎｏＨｇであり、減圧時間は５〜６０秒、好ましく
は５〜３０秒である。　この減圧によって金型の冷却さ
れる温度は一般に７０〜１００℃であり、好ましくは７
０〜３０℃である。 【実　施　例】 以下に、本発明の一実施例を添付図面を参照しながら説
明する。 先ず１本発明製造方法を実施するために使用される金型
装置について説明すると、第１図に示す金型装置は雌金
型（固定型）１０と雄金型（移動型）２０によって構成
されており、この雌雄両金型１０．２０には該両金型１
０．２０を閉じたときに形成されるキャビティ３０に臨
んだ型壁に蒸気透過孔１１．２１がそれぞれ穿設され、
その外側にはチャンバー１２．２２が形成されている。 雌雄両金型１０，２０のチャンバー１２．２２には蒸気
導入管１３，２３．排出管１４，２４゜冷却水導入管１
５．２５がそれぞれ接続されていると共に、雌金型１０
側の排出管１４には吸気管１６が分岐接続されており、
これら容管１３，１４．１５，１６，２３，２４．２５
には開閉弁１３ａ、１４ａ、１５ａ、１６ａ、２３ａ、
２４ａ。 ２５ａがそれぞれ取付けられている。　そして、雄金型
２ｏ側には、該雄金型２０のチャンバー２２と連通させ
て、閉型時にキャビティ３０内に突出する蒸気噴射管２
６を取付けてあり、また、雄金型２０には発泡性熱可塑
性樹脂粒子の充填ガン２７が装着されている。　なお、
蒸気噴射管２６の外径は５〜７ｍφ程度であり、多数の
噴射孔２６ａが穿設されている（第２図参照）、　この
蒸気噴射管２６は成形される成形物の相対向した側壁部
分に対応させて位置決めされており、図示の実施例では
左右に各３本装着されているが、これは前後左右に各３
本づつ装着してもよいことは勿論である、　また、成形
物の形態によっては、雄金型２０側でなく雌金型１０側
に蒸気噴射管２６と充填ガン２７を取付けることもある
。　　次ぎに、製造手順を説明する。 第１図に示すように、雌金型１０の内壁に肉厚が１．０
ｍｍの真空成形された耐衝撃性スチレン樹脂製の表皮用
樹脂シート４０を添設した後、吸気管１６の開閉弁１６
ａを開いて雌金型１０のチャンバー１２内を−５００ｍ
Ｈｇ減圧し、表皮用樹脂シート４０を雌金型１０の内壁
に吸着させると共に、雌雄両金型１０，２０を型締めす
る。 次いで、第３図（１）に示すように、雌雄両金型１０．
２０の型締めによって形成されたキャビティ３０内に予
め２０ｋｇ／ｍに予備発泡された予備発泡スチレン樹脂
粒子（発泡性熱可塑性樹脂粒子）５０を充填し、充填口
を閉じる。　そして、先ず蒸気導入管２３の開閉弁２３
ａ及び排出管１４゜２４の開閉弁１４ａ、２４ａを開き
、蒸気圧力が０．３ｋｇ／ａＪＧの水蒸気を５秒間導入
することにより凝縮水を排出すると共に樹脂粒子間の空
気を除去する。　次いで、第３図（２）に示すように、
排出管２４の開閉弁２４ａを閉じ、水蒸気を２０秒間導
入することによって、更に完全に凝縮水と空気を排出す
る。　これによって雌雄両金型１０，２０は更に余熱さ
れ、キャビティ３０内の予備発泡スチレン樹脂粒子５０
は膨脹して、表皮用樹脂シート４０を雌金型１ｏの内壁
に押しつけて密着させる。　次ぎに、第３図の（３）に
示すように、蒸気導入管１３の開閉弁１３ａを開いて水
蒸気を５秒間導入し、雌金型１０側を十分に予備加熱す
る。　そして、第３図（４）に示すように、両蒸気導入
管１３．２３の開閉弁１３ａ、２３ａを開いたまま排出
管１４の開閉弁１４ａを閉じ、３０秒間本加熱を行ない
、予備発泡スチレン樹脂粒子５０を十分に膨張融着させ
て表皮付きスチレン樹脂発泡成形品を成形する。　次い
で、第３図（５）に示すように、蒸気導入管１３．２３
の開閉弁１３ａ、２３ａを閉じて水蒸気の供給を停止し
、加熱を終了させる。　この時点で、排出管１４，２４
の開閉弁１４ａ、２４ａを開き、チャンバー１２．２２
内の圧力を大気圧と同圧にする。　この時の金型温度は
１０５℃であり、表皮用樹脂シート４０は軟化状態（９
０〜１０５℃）になっている。 次いで１図示省略したが排出管１４の開閉弁１４ａを閉
じる一方、吸気管１６の開閉弁１６ａを開き、雌金型１
０のチャンバー１２内を−５００１）１ｇＧの減圧状態
で１５秒間保持し、軟化状態にある表皮用樹脂シート４
０を雌金型１０の内壁に密着させると共に、チャンバー
１２内の水の気化及び水蒸気の断熱膨張によってチャン
バー１２内を８０℃にまで冷却する。　その後、冷却水
導入管１５゜２５の開閉弁１５ａ、２５ａを開き、雌雄
両金型１０．２０のチャンバー１２．２２内に冷却水を
２０秒間流して雌雄両金型１０，２０と成形品を冷却す
る。　次に排出管１４．２４の開閉弁１４ａ。 ２４ａを開いて水を排出し、その後さらに２５秒間放置
冷却してから成形品を金型より取出し、第４図に示すよ
うな最終製品６０を得た。　なお、第４図において、６
０ａは発泡体層、６０ｂは表皮材層であって、最終製品
６０の底部側には蒸気噴射管２６の引き抜きによる盲孔
６０ｃが存在するが、この盲孔６０ｃによって製品の外
観及び機能は損なわれない。 このようにして製造された表皮付き熱可塑性樹脂発泡成
形物はコーナ一部全体が鋭角に成形され。 表面は痘痕状にならずに平滑面に形成できた。 そして、表皮材と発泡体の融着状態は良好であり、また
発泡樹脂粒子同士の融着度は容器側壁の上方部において
も９０％に達した。 なお、図面には上下移動型の金型装置が示されているが
、これは左右移動型であってもよいことは勿論である６

【発明の効果】

本発明は上記の如くであって、雌雄両金型の何れか一方
の金型に取付けた蒸気噴射管より噴射される水蒸気によ
り、例えば成形物が容器やバンパー等の場合には、その
成形時に側壁等の厚肉部も内側より積極的に加熱される
ので、樹脂粒子の膨脹によって表皮用樹脂シートは金型
に押しつけられ、−成形物のコーナ一部においても角部
が正確に成形され、従来方法のように表皮用樹脂シート
がチャンバー側より流出する水蒸気のキャビティ内への
導入を遮断して表皮材及び容器のコーナ一部が丸く成形
されるといった不具合は起こらない。 また、発泡樹脂粒子同士の融着は、底部の平坦部は勿論
のこと側壁のコーナ一部においても良好であって、複雑
な成形物であっても正確に成形でき、見映えの良い外観
に優れた熱可塑性樹脂発泡成形物を製造できるものであ
って、工業的に極めて有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明製造方法を実施するために用いられる金
型装置の一実施例を示す断面図で、金型に表皮用樹脂シ
ートを装着して型締めした図、第２図は同上蒸気噴射管
取付は部分の拡大断面図、第３図（１）〜（５）は製造
状態を段階的に示す略示的断面図、第４図は底面側から
見た最終製品の斜視図である。 図中、１０．２０は金型、１１．２１は蒸気透過孔、１
２．２２はチャンバー、２６は蒸気噴射管、２７は充填
ガン、３０はキャビティ、４０は表皮用樹脂シート、５
０は発泡性熱可塑性樹脂粒子、６０は最終製品である。 １・１’ｉ’ｌ　：： 代理人弁理士菊川貞夫；・、：ユ１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. キャビティに臨んだ型壁に蒸気透過孔が穿設されている
   雌雄両金型の何れか一方の金型に、該一方の金型のチャ
   ンバーと連通させて、キャビティ内に突出して該キャビ
   ティ内に水蒸気を噴射できる蒸気噴射管を取付け、他方
   の金型の内面に該金型の内面形状に倣って表皮用樹脂シ
   ートを添設しこの両金型を閉型することによって形成さ
   れるキャビティ内に発泡性熱可塑性樹脂粒子を充填した
   後、両金型のチャンバー内に水蒸気を導入して上記樹脂
   粒子を加熱発泡させると共に該発泡樹脂粒子同士を融着
   させ、次いで、水蒸気の導入を停止した後に冷却水を上
   記チャンバー内に導入して、上記樹脂粒子の発泡融着に
   よって得られた発泡成形品を冷却することを特徴とする
   表皮付き熱可塑性樹脂発泡成形物の製造方法。