JPH0382520A

JPH0382520A - 熱可塑性樹脂発泡体の製造方法

Info

Publication number: JPH0382520A
Application number: JP1219691A
Authority: JP
Inventors: Yoshimi Sudo; 好美須藤; Koji Hirano; 平野　光司
Original assignee: JSP Corp
Current assignee: JSP Corp
Priority date: 1989-08-25
Filing date: 1989-08-25
Publication date: 1991-04-08
Anticipated expiration: 2013-12-09
Also published as: JP2832208B2

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】（技術分野）本発明は厚物の熱可塑性樹脂発泡成形体の製造方法に関
するものである。

（従来の技術及びその問題点）厚物の熱可塑性樹脂発泡成形体を製造するために、熱可
塑性樹脂と発泡剤との溶融混練物の一定量をアキューム
内にいったん押出して充填し、次にこのアキュームレー
タ内に充填した発泡性溶融混練物をそのアキュームレー
タの先端のダイスオリフィスから排出して発泡させる方
法は知られている（特表昭５７−５０１３１７号公報）
。この方法においては、押出装置として小型でしかも高
圧下での排出が容易なアキュームレータを用いたことに
より、間欠的ではあるが、１回当りの吐出量を大きくと
ることが可能で、厚物の発泡成形体を効率よくかつ経済
的に製造しえるという利点がある。

ところで、この方法により発泡成形体を製造する場合、
ダイスオリフィスから排出された排出物は、排出方向へ
の発泡力が強く１周方向への発泡力が弱いために、断面
積の大きい厚物発泡体を得ることがむつかしい上、発泡
体の長さＬと直径りとの比（Ｌ／Ｄ比）を調整すること
も非常に困難であった。

（発明の課題）本発明は、従来技術に見られる前記問題点を解決し、断
面積の大きい厚物発泡体を容易に製造し得るとともに、
発泡体のＬ／Ｄ比の調節を可能にする発泡体の製造方法
を提供することをその課題とする。

（課題を解決するための手段）本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた
結果、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明によれば、熱可塑性樹脂と発泡剤とを
加圧下に溶融混練して発泡性溶融混練物とした後、該溶
融混練物を発泡作用を生じない温度、圧力に保持された
アキュムレーター内に押出し、しかる後、アキュムレー
ター先端に設けられたダイスオリフィスから間欠的に排
出して発泡させて発泡成形体を製造するに際し、該ダイ
スオリフィスの前方に可動抵抗板を配置し、該ダイスオ
リフィスから排出される発泡性溶融混練物の先端部に該
可動抵抗板を押圧させて該溶融混練物の発泡を行うこと
を特徴とする熱可塑性樹脂発泡体の製造方法が提供され
る。

本発明で原料として用いる熱可塑性樹脂としては、従来
公知のもの、例えば、ポリスチレン、ＡＢＳ＊脂等のポ
リスチレン系樹脂、各種ポリエチレン、ポリプロレン、
エチレンと他のモノオレフィン類（例えばプロピレン）
との共重合体、エチレンとビニル単量体（例えば酢酸ビ
ニル）との共重合体等のポリオレフィン系樹脂及びこれ
らのシラン変性物の他、ポリ塩化ビニル樹脂、各種ナイ
ロン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリヒドロキシエー
テル樹脂等があり、これらは使用する用途において使い
分けられる。特に構造材料を得る場合にはポリスチレン
系樹脂や、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン等を使
用することが好ましい。

本発明で用いる発泡剤としては、溶剤型発泡剤が用いら
れる。このようなものとしては、従来公知のもの、例え
ば、シクロブタン、シクロペンタン等の環式脂肪族炭化
水素類、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプ
タン等の脂肪族炭化水素類、メチルクロライド、エチル
クロライド、ジクロロジフルオロメタン、１，２−ジク
ロロ−１，１，２，２−テトラフルオロエタン、１，１
−ジクロロ−２，２，２−トリフルオロエタン、１，２
，２．２−テトラフルオロエタン、１−クロロ−１，１
−ジフルオロエタン、１−クロロ−１，２，２，２−テ
トラフルオロエタン、クロロジフルオロメタン等のハロ
ゲン化炭化水素類等がある。これらのものは単独又は混
合物の形で用いられる。

次に、本発明を図面を参照しながら説明する。

第１図は、熱可塑性樹脂を発泡成形するための装置系統
図を示す、第１図において、１は溶融混線装置で１通常
、スクリュー型押出機が用いられる。

原料樹脂はホッパー７から溶融混線装置１に供給され、
発泡剤は発泡剤導入管８から溶融混練装置１へ圧入され
、ここで均一に溶融混練される０発泡剤の使用量は、熱
可塑性樹脂１００重量部に対して、２〜５０重量部、好
ましくは５〜２０重量部である。この溶融混線工程では
、各種の補助添加成分を添加することができ、例えば、
気泡調整剤としてタルクやシリカ等の無機物質あるいは
溶融混線装置ｌｌ内の温度で分解してガスを発生する如
き化学発泡剤、またはその装置内温度で反応して炭酸ガ
スを発生する酸−アルカリの組合わせ１例えば、クエン
酸と重炭酸ソーダ、クエン酸のアルカリ塩と重炭酸ソー
ダの如きのものを併用することができる。この溶融混線
工程における温度は、樹脂が溶融する温度であり、一方
、その圧力は、通常、１０〜２００ｋｇ／ｄである。

次に、前記で得た樹脂と発泡剤を含む発泡性溶融混練物
は、その所定量を導管３を介してダイス４を備えた排出
装置２に充填し、ここでいったん発泡性溶融混練物をそ
の発泡を生じない温度、圧力条件に保持した後、ここか
ら、ダイス４のオリフィスを通して大気圧等の低圧帯域
へ間欠的に排出し、発泡させる。この場合、排出装置２
としては、先端にダイス４を有し、内部に往復運動する
排出用ラム５を備えた円筒状のアキュームレータ６を有
するものを用いることができる。即ち、溶融混線装置１
からの溶融混練物がそのアキュームレータに設けられた
連通孔よりアキュームレーター内に圧入され、その際の
圧力によりラム５はアキュームレータ内を所定距離だけ
後退し、アキュームレータ内には所定量の発泡性溶融混
練物が充填される。この充填操作が終了した後、ダイス
を閉じていたゲートを開くと共に、別に設けた液圧装置
により、ラムとその減圧装置との間に設けたピストンロ
ッドを介して、ラムを前進させることによって、アキュ
ームレータ内に保持された発泡性溶融混練物をダイスオ
リフィスを介して外部の低圧帯域へ排出する。この排出
終了後、ゲートを閉じ、液圧装置の圧力を減じ、ラムの
押圧力を所定圧力にまで減少させることにより、再び前
記のようにして発泡性溶融混練物がアキュムレータ内に
充填される。このようにしてアキュームレータからは発
泡性溶融混練物が間欠的に排出される。アキュームレー
タ内に発泡性溶融混練物をいったん充填する際の温度、
圧力は、発泡を生じない範囲の温度、圧力であり、アキ
ュームレータ内の圧力は、ラムに付加される押圧力によ
り調節される。

なお、前記溶融混練装置１及び溶融混練物排出装置２を
備えた具体的装置系については、特表昭５７−５０１３
１７号公報に詳記されている。

前記のようにして、ダイス４のオリフィスがらは発泡性
溶融混練物が間欠的に排出される。

本発明においては、ダイスオリフィスの前方に可動抵抗
板を配置し、ダイスオリフィスから排出される発泡性溶
融混練物の先端部にその可動抵抗板を押圧させてその発
泡を行う。

第２図は、ダイスオリフィスから発泡性溶融混練物を排
出して発泡させる場合の実施説明図である。この図にお
いて、１０は可動抵抗板であり、１２は可動抵抗板１０
をロッド１１を介して所要速度で前後に移動させる廓動
装置である。９はオリフィスを示す、Ｒ動装置１２は、
エアーシリンダー、油圧シリンダー、あるいはサーボモ
ーターなどから構成される。

本発明により発泡性溶融混練物をアキュームレータ６か
らダイスオリフィス９を介して排出して発泡するには、
先ず、可動抵抗板１０をダイスオリフィス９の前方に配
置し、次にオリフィス９を閉鎖するゲート（図示されず
）を開くとともに、可動抵抗板１０を一定速度で後退さ
せながら、発泡性溶融混練物Ｒをダイスオリフィス９か
ら排出する。この場合、発泡性溶融混練物がオリフィス
９を通って排出される速度５（１）と、可動抵抗板の後
退する速度ｓ（ｎ　）との関係は、Ｓ（Ｉ　）＞ｓ（ｎ
　）とする、このような関係で排出発泡を行う時には、
排出物は、その先端部から可動抵抗板による押圧力を受
けながら発泡することになり、排出方向への発泡が抑制
され、周方向への発泡が促進され、第２図（ｂ）に示す
ように、断面積又は直径の大きい発泡体Ｆが製造される
。製造される発泡体の長さしと直径りとの比（Ｌ／Ｄ）
は、可動抵抗板の後退速度によって調節することができ
、その後退速度を遅くする程得られる発泡体のＬ／Ｄは
小さくなる。

また、本発明においては、ダイスオリフィスの前方に配
置された可動抵抗板を包囲する中空成形装置を配設し、
この中空成形装置内で排出物の発泡を行うことにより、
中空成形装置の断面形状に対応した形状の発泡体を得る
ことができる。

第３図は、排出物を中空成形装置内で発泡させる場合の
説明図である。この図において、１３は中空成形装置を
示す。中空成形装置の断面形状は任意であり、円形状、
方形状等の種々の形状のものであることができる。また
、中空成形装置は、発泡体の周面を必ずしも閉塞する必
要はなく、その一部を開放するものであってもよい。例
えば、２つの板体を所要の間隔を置いて対向配置したも
のを中空成形装置として用いることにより、一定厚さの
板状発泡体を製造することができる。

本発明による好ましい態様によれば、ポリスチレン系樹
脂発泡体を有利に製造することができる。

厚物のポリスチレン系樹脂発泡体の製造方法としては、
原料樹脂粒子の発泡ビーズを金型に入れ、加熱スチーム
を流通させて加熱し、２次発泡させながら各発泡ビーズ
を一体に融着させる方法が知られている。この方法によ
ると、高発泡成形体を得ることが可能であるものの、得
られる高発泡成形体は成形後の収縮が大きいという欠点
がある上、厚物の発泡体を得ようとすると、加熱スチー
ムの型内流通が不均一になり、全体を均一温度に加熱す
ることができず、発泡ビーズの融着が不完全になるとい
う欠点がある。また、得られる発泡成形体の圧縮強度も
劣っている。本発明によれば、このような欠点のない発
泡成形体を効率よく製造することができる。

（発明の効果）本発明によれば、気泡状態及び表面状態の良好な高発泡
でかつ厚物（断面積の大きい）の熱可塑性樹脂発泡成形
体を効率よく製造することができる。

本発明によれば、直径又は厚さが２０ｃｍ以上という厚
物の発泡成形体を容易に得ることができる６また、本発
明によれば、発泡倍率が３０倍から８０倍と高発泡倍率
の発泡体を容易に得ることができ、その発泡体強度は、
ビーズ発泡による発泡体の強度よりもすぐれている。

さらに、本発明によれば、得られる発泡成形体のＬ／Ｄ
比を容易に調節することができる。

本発明の厚物の発泡成形体は、緩衝材料や断熱材料とし
て利用される他、現在注目をあびている地盤改良のため
の土木材料として好適のものである。

（実施例）次に本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。

実施例１メルトフローレート値（ＪＩＳ　Ｋ　７２１０、測定条
件：２００℃、５ｋｇ）（ＭＦＲ）２０ｇ／１０分のポ
リスチレン１００重量部に対して気泡調節剤としてタル
ク０．０６重量部を添加したもの１００．０６重量部と
、ブタンと塩化メチルとの混合物（重量混合比＝３／１
）からなる発泡剤１５重量部とを内径４５ａ＋ｍのスク
リュー型押出機を用い、温度１４５℃で溶融混練した後
、この発泡性溶融混練物を１１０℃に調整し、アキュー
ムレータ内にいったん押出した。

次に、アキュームレータ内に押出し充填された発泡性溶
融混練物を、ダイスの直径３０ｍ＋ａの円形オリフィス
より、大気圧下に、第３図に示す如き内部に可動抵抗板
を有する中空成形装置に排出し、発泡成形した。この場
合、中空成形装置としては。

内径４５０■■の円筒体を用いた。また、可動抵抗板の
後退速度は３０ｍｍ／ｓとした。

前記のようにして丸棒状発泡成形体が得られたが、この
発泡体は、長さ（Ｌ）　：　６６５＋ａｍ、直径：４５
０＋ｕ＋、Ｌ／Ｄ：１．５．発泡倍率＝５２倍であった
。

実施例２実施例１において、中空成形装置の内径を３５０＋ａｍ
とし、可動抵抗板の後退速度を５０１１！ｌ／Ｓとした
以外は同様にして実験を行った。

得られた丸棒状発泡体は、Ｌ：１１００ａｎ、　Ｄ：３
５０ｍｍ、Ｌ／Ｄ：３．１、発泡倍率＝５２倍を示した
。

実施例３実施例１において、中空成形装置を用いない以外は同様
にして実験を行った。

得られた発泡体は丸棒状のものであるが、その寸法精度
は実施例１のものに比べて劣っていた。

この発泡体は、Ｌ：６２０ｍｍ、　Ｄ：４６５ｖｉ、　
Ｌ／Ｄ：１．３、発泡倍率：５２倍を示した。

比較例実施例１において、可動抵抗板及び中空成形装置を用い
ない以外は同様にして実験を行った。

得られた発泡体は、丸棒状のものであるが、その寸法精
度は実施例１のものに比べて劣っていた。

この発泡体は、Ｌ：１６００．　Ｄ：２４０、Ｌ／Ｄ：
６．７、発泡倍率：５２倍を示し、その直径は実施例１
よりも著しく小さいものであった。

【図面の簡単な説明】第１図は、熱可塑性樹脂を発泡形成するための装置系統
図を示す。第２図は、ダイスオリフィスから発泡性溶融混練物を排
出し発泡させる場合の実施説明図を示す。第２図（ａ）は排出開始前、第２図（ｂ）は排出開始後
の説明図である。第３図は第２図の変形例を示す。１・・・溶融混線装置、２・・・排出装置、４・・・ダイス、５・・・ラム、６・・・アキュームレータ、９・・・ダイスオリフィス、１０・・・可動抵抗板、１３・・・中空成形装置。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）熱可塑性樹脂と発泡剤とを加圧下に溶融混練して
発泡性溶融混練物とした後、該溶融混練物を発泡作用を
生じない温度、圧力に保持されたアキュムレーター内に
押出し、しかる後、アキュムレーター先端に設けられた
ダイスオリフィスから間欠的に排出して発泡させて発泡
成形体を製造するに際し、該ダイスオリフィスの前方に
可動抵抗板を配置し、該ダイスオリフィスから排出され
る発泡性溶融混練物の先端部に該可動抵抗板を押圧させ
て該溶融混練物の発泡を行うことを特徴とする熱可塑性
樹脂発泡体の製造方法。
（２）該ダイスオリフィスの前方に配置された可動抵抗
板を包囲する中空成形装置を配設し、該中空成形装置内
で発泡性溶融混練物の発泡を行ない、該中空成形装置に
対応した形状の発泡体を得ることを特徴とする請求項１
の方法。