JPH0222031A - 積層シートの両面真空成形方法 - 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、ポリプロピレン系樹脂発泡シートを中心層と
し、その両面に熱可塑性樹脂フィルムを積層、接着した
発泡ポリプロピレン系樹脂シート（以下、このシートを
原反シートという）の両面真空成形方法に関するもので
あり、特に短時間に加熱して成形できるようにした原反
シートの両面真空成形方法に関するものである。

（従来の技術） 従来、熱可塑性発泡樹脂よりなるシートの成形方法とし
ては、−次発泡した発泡シートを加熱して二次発泡させ
ると共に可塑状態とし、同時に雌型、または雄型の一方
を減圧にして発泡シートを型に密着させる方法（通常、
片面真空成形方法という）が知られている。しかし、通
常、−次発泡した発泡シートは経時変化により二次発泡
力は低下する。又、−次発泡シートのシート製造時の条
件変化により二次発泡力にバラツキが発生する。

このため、従来の成形方法では、成形品の肉厚がバラツ
キ、引いては成形品の薄肉化による強度不足、あるいは
成形品間の嵌合性が不良となって良品の収得率が低下す
る。殊に、発泡ポリプロピレンシートは発泡力が弱いた
めにこの片面真空成形ではポリプロピレン発泡シートは
潰れ成形後、厚みが著しく減少するのである。この片面
真空成形方法の問題点を解決する方法として、例えば雌
雄両金型の間に所定の空隙を有し、金型外周部分にクラ
ンプを設け、且つ５０〜６０°Ｃに温調した雄金型を用
いて加熱可塑化された熱可塑性発泡樹脂シートを型締め
したのち、雌雄両型より真空度−５００ｍｍ）１ｇ（ゲ
ージ圧）以上で真空減圧してシー１−を空隙内いっばい
に断熱膨張させて所定の形状に成形したのち冷却し、金
型内に気体を導入して常圧に戻し、次いで型を開いて成
形品を取り出すことを特徴とする熱可塑性発泡樹脂シー
１への両面真空成形方法が知られている（特公昭５９−
１１８４号参照）。そして、この両面真空成形方法によ
ってポリスチレン、スチレンを主体とし、スチレンと共
重合し得るブタジェン、メチルメタアクリレート等の発
泡成形品を成形することができる。しかし、この方法に
よってポリプロピレンの一次発泡シートを両面真空成形
した場合、ポリスチレンまたはスチレンを主体としたス
チレン共重合体のような二次発泡成形品が得られない。

その理由としては、ポリプロピレンの一次発泡シートは
、気泡がシートの厚み方向に並び易いために連通化しや
すく、そのため二次発泡の際に気泡が連通化すると共に
発泡ガスが表面より散逸し、二次発泡により目的とする
発泡倍率の成形品が得られない欠点があった。

そこで、本発明者は、先に、上記の欠点を解決する手段
として、原反シートを加熱、軟化させた後、金型間隙を
加熱軟化した原反シートの厚みの１．０〜２．５倍に調
整した真空成形金型で両面より真空に減圧にしながら成
形する方法を発明し、一応の成果を得た。ただ、この方
法では、原反の加熱軟化手段として遠赤外線ヒーターオ
ーヴンによる輻射加熱であるため、炉内加熱時間が４５
〜５０秒という長時間を要するという欠点があった。

（解決すべき課題） 本発明者は、更に、上記の欠点を解決するため、原反シ
ートより強度及び耐熱性の良い寸法及び形状の安定した
成形品を短時間で成形する方法を種々検討した結果、本
発明を完成するに至ったもので、本発明の目的は原反シ
ートより強度、寸法及び形状の安定した成形品を短時間
で成形するための積層シートの両面真空成形方法を提供
するにある。

（課題を解決するための手段） すなわち、本発明は真空成形可能な雌雄型の金型により
発泡ポリプロピレン系樹脂シーＩ・の両面真空成形方法
であって、前記発泡ポリプロピレン系樹脂シートとして
発泡倍率が１．２〜５，５倍の範囲にあるポリプロピレ
ン系樹脂発泡シートを中心層とし、その両面に熱可塑性
樹脂フィルムをそれぞれ積層、接着した積層発泡シート
を使用し、１６０°Ｃ以上１９０℃以下の範囲の温度に
加熱した一対の熱板にて、熱板間の距離が前記積層発泡
シートの厚みの５％〜３０％圧縮した条件下で前記積層
発泡シートを圧縮加熱して軟化せしめた後、間隙を該積
層発泡シー１−の加熱軟化後の厚みの１．０〜２．５倍
に調整した真空成形可能な雌雄型の金型を使用し、両面
より真空に減圧しながら成形することを特徴とする積層
シートの両面真空成形方法である。

本発明について更に詳細に説明する。

先ず、本発明で使用できる原反シートの発泡ポリプロピ
レン系樹脂は、ポリプロピレンを主成分とするが、これ
と混和可能な熱可塑性樹脂又は無機充填剤を含有したも
のも含まれる。そして、この発泡ポリプロピレン系樹脂
と混和可能な熱可塑性樹脂としては耐熱性ポリスチレン
、ポリメチルメタアクリレートなどがある。また、無機
充填剤としてはタルク、二酸化チタン、クレー、シリカ
及びアルミナなどである。

そして、本発明における原反シートにおける発泡ポリプ
ロピレン系樹脂シートの発泡倍率は１．２〜５．５であ
る。その理由は、この発泡ポリプロピレン系樹脂シート
は押出し成形によって得るのであるが、発泡倍率が５．
５以上のものは、押出し成形時に波縞模様が発生し、伸
びにバラツキが生じ、成形品の厚さが不均一になり、又
亀裂が生ずるからである。また、発泡倍率が１．２以下
のものは、発泡力が殆どなく、型内で両面真空成形を行
なっても所定の肉厚のものが得られない。好適には発泡
倍率１．５倍以上２．５倍以下である。

本発明においては原反シートが低倍率で蒋いために、こ
れを輸送する際の輸送効率がよく、成形品において所望
の発泡倍率を有する成形品を得ることができる。

本発明における原反シートは、低発泡ポリプロピレン系
＠脂シートの両面には熱可塑性樹脂シー１〜を積層、接
着されている。先に述へたように、ポリプロピレン系樹
脂発泡シートの気泡は連通化しており、その為二次加熱
において、気体が表面より既に散逸しているので、所望
の発泡倍率の成形品が得られない。そこで、この発泡シ
ートの両面に熱可塑性フィルムを接着することと、両面
真空による減圧発泡によって、所望の発泡倍率の成形品
が得られるようにしたのである。

この発泡ポリプロピレン系樹脂シートの両面に接着する
熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン
、ポリメチルペンテン、ポリエチレンテレフタレート、
ポリブチレンテレフタレート等であり、接着手段として
は一次発泡シートと熱可塑性樹脂フィルムとを熱接着し
たり、或は接着剤により接着したりする等何れの方法で
も良い。

そして、この熱可塑性フィルムの厚さは通常４０〜８０
ミクロン程度であり、両面のフィルムの厚さは、同じで
あっても、また異なっていてもよい。

次に、この原反シートを成形するに先だって、加熱軟化
させなければならない。加熱軟化する手段としては、１
６０℃以上１９０℃以下の範囲の温度に加熱した一対の
熱板にて、熱板間の距離が前記積層発泡シートの厚みの
５％〜３０％圧縮した条件下で圧縮加熱して軟化させる
。熱板の温度が、１６０℃以下では、成形時に充分な可
塑性が得られず、また１９０℃以上では発泡層が融着破
壊してしまう。

そして、熱板間の距離は、原反厚みの５％〜３０％に圧
縮した厚さに調整する。このことは、例えば、厚さ０．
９５ミリメートルの原反シートを外層フィルム側の熱板
温度を１８２℃、内層の熱板温度を１７４℃に加熱した
熱板を使用して６秒間加熱した。その際、熱板間の間隙
の値を種々変えて圧縮加熱し、その後、軟化した原反を
２４℃の金型で両面真空成形したところ、第１図に示す
ような傾向の有ることが判明した。これらのことから原
反シートの厚みの５ｘ以上、３０％以下に熱板間の距離
を圧縮した場合に両面真空成形時に発泡し、所望の成形
品が得られるのであって、１（］％〜２０％の圧縮の場
合が好適であった。３０％以上に圧縮した場合には原反
の厚みが縮ｔＪＸ変形して所望の肉厚の成形品が得られ
ない。

続いて、加熱軟化した原反シートを雌型及び雄型からな
る一対の金型間に移送して成形する。

成形条件について述べる。本発明で使用する金型は、通
常の雌型及び雌型よりなる金型であるが、両型に真空減
圧できるように細孔を設ける必要がある。細孔の孔径と
しては０．６ｍｍ程度で、これを真空吸引装置に接続す
る。

雌型及び雄型の型の間隙は、加熱軟化後の原反シー１−
の厚さの１．０〜２．５倍に調整する。この間隙は、二
次発泡後の成形品の強度に影響し、２．５倍を越えると
発泡層の倍率が上がり、極端に曲げ強度が低下する。ま
た、１．０倍未満では曲げ強度の向上に寄与しない。

金型の温度は５℃〜４０℃が好ましい。先に述べたポリ
スチレン系樹脂の両面真空成形法では、金型面より真空
減圧して三次発泡させるために可塑化状態を維持する必
要上、５０〜６０℃に加熱保持するのであるが、本発明
では、原反シートはポリプロピレン系発泡シートの両面
に熱可塑性フィルムを積層しているが、ポリプロピレン
系樹脂は比熱が大きく、冷却が悪いので金型の温度を５
０℃以上にすると変形する傾向がある。ただ、金型の温
度があまり低温になると加熱軟化した原反シートを冷却
することとなり、可塑性が失われて充分な真空成形がで
きないこととなる。また、両面金型における真空度とし
ては、真空度−５００＋＋＋ｍ）１ｇ以上が用いられる
。

本発明の成形方法を図面について説明する。

第２図は本発明の両面真空成形過程の一例を示した説明
図であり、第３図はその際の加熱工程についての説明図
である。第２図に示すように、本発明において使用する
装置は、加熱部分Ａと両面真空成形部分Ｂとからなる。

加熱部分Ａに使用する加熱装置の一例を第３図に示す。

加熱装置として使用する加熱プレスは、通常の加熱プレ
スであって、加熱ヒーター３上に加熱板２を設けてあり
、これが原反シート１に接する。更に、面熱板の間隙を
所定の間隔になるようにストッパー４が設けられている
。

先づ、発泡ポリプロピレンシートの両面にポリプロピレ
ンフィルムを接着した原反シート１を加熱プレスの間に
置＜（ａ図参照）。加熱プレスは、ストッパー４によっ
て規制される位置迄、シリンダー５を作動させることに
よって熱板２を降下させ、原反シート１の両面に接触さ
せて圧縮加熱させる（ｂ図参照）。加熱された原反シー
トは軟化し、所望の可塑性を有する。次に、加熱板の圧
縮を開き、続いて、この加熱軟化した可塑性を有する原
反シー１へ１を両面真空成形機に移動させる。両面真空
成形機は真空吸引孔６を有する雌型７及び雄型８からな
るプレス機である。上記の加熱軟化した可塑性を有する
原反シート１を雌型７と雄型８の間に挿入し、型を閉じ
、型内を減圧にして成形する。ここで、原反シト１の中
心層は発泡し、所望の成形品９が得られる。

更に、実施例をもって本発明を具体的に説明する。

実施例 厚さ８７５ミクロンのポリプロピレン発泡シー１−（発
泡シートの坪量４０５ｇ／　ｒｒ？、発泡倍率２．２５
倍）を中心層とし、外側に厚さ８０μ、内側に厚さ５５
μのそれぞれのポリプロピレンフィルムを接着し、全坪
量５２６．５ｇ／ｍ、全肉厚１０１０μからなる積層発
泡シートを原反シートとして使用した。

一方、原反の外層フィルム側の熱板の表面温度を１８２
℃に、内層フィルム側の熱板の表面温度を１７４℃にそ
れぞれ調整し、且つ、画然板間のクリアランスが０．８
ｍｎである一対の熱板間に前記原反を挟持し、６秒間加
熱、加圧して原反を軟化させた。

続いて、この軟化した原反をマツチモールド式両面真空
成形金型を使用して、横１２０ｎｎ、縦１１００ｎ、深
さ２５ｎｗｎの容器形状をした成型品に成形した。すな
わち、２４℃の温度にある雌雄金型間に前記軟化した原
反を挿入し、両面真空に減縮し、金型内で発泡させて成
型品を得た。

得られた成型品の側面の肉厚は１．４１Ｔｒｎ、底面の
肉厚は２．２冊で、この成形品を得るための１ショット
に要した時間は、６秒であった。

（効果） 以上述べたように、本発明により原反としてポリプロピ
レン系樹脂積層発泡シートを使用し、これを圧縮加熱し
て軟化させ、両面真空成型することにより、成形に要す
る時間が、従来ニジヨツトに４５〜５０秒であるのが、
４〜６秒と極めて短縮できので生産性が高められ、また
、従来の片面真空成型の場合のように成形後の厚みの減
少が無く、得られた成形品の性質は強度、耐熱性等の点
において優れている等の効果を奏するのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は原反シートを加熱軟化する際の熱板間隙と得ら
れる成形品の厚さとの関係図、第２図は本発明方法の工
程を示した説明図、第３図は本発明方法における加熱工
程を示した説明図である。 Ａ・・加熱部分　　Ｂ・・・両面真空成形部分１・・・
原反シート　２・・加熱板　　３・・・加熱ヒータ４・
・・ストッパー　５・・シリンダー　６・・・真空吸収
孔７・・・雌型　　　　８・・雄型　　　９・・・成形
品出願人　積水化成品工業株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、真空成形可能な雌雄型の金型により発泡ポリプロピ
   レン系樹脂シートの両面真空成形方法であって、前記発
   泡ポリプロピレン系樹脂シートとして発泡倍率が１．２
   〜５．５倍の範囲にあるポリプロピレン系樹脂発泡シー
   トを中心層とし、その両面に熱可塑性樹脂フィルムをそ
   れぞれ積層、接着した積層発泡シートを使用し、１６０
   ℃以上１９０℃以下の範囲の温度に加熱した一対の熱板
   にて、熱板間の距離が前記積層発泡シートの厚みの５％
   〜３０％圧縮した条件下で前記積層発泡シートを圧縮加
   熱して軟化せしめた後、金型の間隙を該積層発泡シート
   の加熱軟化後の厚みの１．０〜２．５倍に調整した真空
   成形可能な雌雄型の金型を使用し、両面より真空に減圧
   しながら成形することを特徴とする積層シートの両面真
   空成形方法。