JPH0416330A - 熱可塑性樹脂発泡粒子の型内成形法 - 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】 〔発明の目的〕 本発明は、発泡粒子間の融着性に優れ、しかも粒子間間
隙が少なく表面外観の良好な発泡成形品が容易に得られ
る熱可塑性樹脂発泡粒子の型内成形法に関し、特に、肉
厚の成形品や、高発泡倍率の成形品の中心部まで充分に
融着した優れた成形品を得るのに有利な型内成形法に関
する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は種々の容器、断熱材、緩衝材、フロート、自動
車用バンパー芯材等に用いられる熱可塑性樹脂粒子の型
内発泡体の成形に有利に用いられる。

〔従来の技術〕

従来、気泡構造を有する発泡スチレン系成形品を製造す
る方法としては、発泡剤を含有するポリオレフィン系樹
脂をスチームで予備発泡させ、得られた予備発泡粒子を
空気中に暫らく放置して熟成させたのち、減圧ないし常
圧で、スチーム孔を有する型内に連続的に充填し、加熱
発泡させて融着する方法が工業的に広〈実施されている
。

この方法は、魚箱、緩衝包装材、断熱材等として用いら
れる複雑な形状の成形品を容易に製造できる。

しかし、この方法では、ポリスチレン系樹脂の発泡成形
体は容易に製造できるものの、ポリオレフィン系樹脂を
用いて同様な方法で複雑な形状の発泡成形品を成形しよ
うとしても、機械的物性の劣った成形品しか成形できな
いばかりか、たとえ成形できるとしても充分に融着した
優れた成形品は３０倍以下の低発泡でしかも肉厚の薄い
成形品に限られるため、成形品の用途は限定されている
。

その理由は、ポリオレフィン系樹脂はポリスチレン系樹
脂に較べて、樹脂内に揮発性発泡剤を発泡能力を有する
状態で長時間保持しておく能力が劣り、揮発性発泡剤が
短時間内に樹脂から逃散してしまうため、加熱成形時の
発泡粒子の二次発泡力は、発泡粒子セル壁内の空気の熱
膨張力のみとなり、比較的高い圧力のスチーム（換言す
ると高い温度のスチーム）を必要とし、このスチームに
よる加熱に対して熱収縮を起こさないような発泡粒子セ
ル壁の性質が求められる。そのため、発泡成形法で成形
できるポリオレフィン系樹脂は、特別な融解特性を有す
るものに限られ、しかも、発泡倍率や成形品の形状等も
限定されている。

また、ポリオレフィン系樹脂発泡粒子の型内成形法とし
て、架橋ポリエチレン等の発泡粒子を圧縮して発泡能力
を付与する方法が知られている。

たとえば、米国特許第３５０４０６８号明細書には、泡
状ポリオレフィンからなる粒子を１００℃以上の加熱状
態で加圧し、粒子を最初の見掛は容積の９０〜４０％に
圧縮し、その圧縮されたままの状態の粒子を加圧下の型
内に充填し、型の圧力を解放して大気圧に戻して粒子を
膨張させて融着する方法、或いは加熱した泡状ポリオレ
フィンからなる粒子を型内に充填し、型内圧力を高めて
粒子を圧縮し、次いで型の体積を減じておいてから型内
の圧力を大気圧に開放して粒子を膨張させて融着する方
法が記載されている。

しかし、これらの方法は、発泡粒子を型外で加熱するた
めに多くの設備と運転経費を要し、工業的実施をさまた
げている。

また、特開昭５３−’３３９９６号公報には、多泡質の
架橋ポリオレフィン系樹脂粒子を、耐圧円筒形シリンダ
ー中で加圧ガスを用いて元の見掛けのかさ容積の８０％
以下に圧縮し、その圧縮された粒子を金型に吹込んで充
填し、加熱、成形する方法が記載されている。

また、特開昭５１−１４７５６７号公報には、エチレン
系樹脂発泡粒子を耐圧ホッパー内で加圧空気を用いて圧
縮し、その圧縮状態を維持したまま空気輸送して型内に
充填し、加熱成形する方法が記載されている。

しかし、これらの二つの方法は、型内に充填する粒子の
数倍から数十倍もの容積の粒子を一時に圧縮しておき、
型内を常圧ないし若干の加圧状態に保ちながら、型と耐
圧容器との圧力差を利用して粒子を型内に充填するため
、複雑な製品形状を有する型への充填が困難である。そ
して、かかる充填が困難な場合に、凸型と凹型とのパー
ティング部を離して充填しくタラツキング充填）、その
充填の終了後にスチーム加熱して融着成形することがあ
るが、このときに得られる成形品はパーティング部に相
当する部分付近の密度が著しく高くなり、成形品の密度
分布が不均一になる欠点がある。

さらに、前記の種々の方法において耐圧タンクを用いて
発泡粒子を圧縮する場合に、発泡粒子がポリエチレンの
低倍率発泡体（高密度発泡体）や、ポリプロピレン等の
比較的に硬い（圧縮応力が大きい）発泡体のときは、加
圧ガスで発泡粒子を圧縮した状態で空気輸送して型内に
充填するのに、多大の設備と運転経費を要し、工業的実
施上の不利が著しい。

かかる従来法の欠点を改良する方法として、本発明者等
は、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子を加圧ガスで０．５
〜６、Ｏｋｇ　／　ｃｍ”Ｇに昇圧した型のキャビティ
内に、型のキャビティ内圧力より０．５　ｋｇ　／　ｃ
ｍ”以上高い加圧ガスを用いて圧縮しながら、かつ複数
回に分割して逐次に充填し、その充填中型内圧力を前記
の圧力に保持し続け、次いで充填終了後型のキャビティ
内圧力を大気圧に戻してからスチーム加熱して加熱融着
させ、その際の圧縮率を１〜７０％に制御するポリプロ
ピレン系樹脂発泡粒子の型内成形法を提案した（特開昭
６２−１５１３２５号公報参照）。

この方法は、比較的コンパクトな装置を使用して無架橋
ポリプロピレン樹脂の優れた発泡成形品を製造すること
ができるが、この発明によって得られる発泡成形品の融
着と粒子間間隙を改良する目的でキャビティ内へ発泡粒
子を充填する時のキャビティ内圧を保持した状態で、抜
気用スチームを導入する方法を提案した（特開昭６２−
１９８４４４号公報参照）。

〔発明が解決しようとする課題〕

特開昭６２−１９８４４４号公報記載の方法によって、
融着が優れ、粒子間間隙の少ない表面外観の美麗な熱可
塑性樹脂発泡粒子の型物発泡成形体が得られるが、この
発明によっても、例えば、肉厚い成形品では抜気に時間
を要するため、抜気用スチームを導入するチャンバーに
近い方のキャビティの発泡粒子は、抜気用スチームがキ
ャビティ内を充分に流過してしまう前に融着してしまい
、その融着面が壁となり抜気用スチームがキャビティ全
体を流過てきなくなる。

そのため、抜気用スチームが導入される側のチャンバー
に近い方の成形品の粒子の融着は優れているものの、反
対側のチャンバーに近い方の成形品の融着は悪くなった
り、成形品全体がそったり、ねじれたりし易すくなる欠
点を有していた。

また、発泡粒子を充填する時のキャビティ内圧で抜気時
の圧力がコントロールされるため、高発泡成形品（低密
度品）の成形のときのような充填時の圧力が低い場合に
はキャビティ内の加熱圧力が低い状態でコントロールさ
れ、キャビティ内の温度が発泡粒子の融着する温度まで
上がらなくなり、成形品の内部の発泡粒子同志の融着が
不充分となる欠点を有していた。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者等は、前記の課題を解決するために種々研究を
重ねた結果、発泡粒子充填後のキャビティ内を充填時よ
り昇圧しキャビティ内の粒子の間隙をより広げた後に、
該キャビティ内圧より０．２　ｋｇ　／　ｃｍ”以上高
い圧力を有するスチームを導入することによって、肉厚
の厚い成形品でも内部まで融着の優れた発泡体製品が得
られ、また、高発泡の成形品でも温度の高いスチームで
抜気できるため、融着が優れた発泡体製品を得ることが
できることを見出した。

すなわち、本発明は発泡粒子充填後のキャビティ内を充
填時より昇圧した後、該キャビティ内圧よりも０．２　
ｋｇ　／　ｃｍ”以上高い圧力を有する抜気用スチーム
を、 （１）移動型のチャンバーに導き、スチーム孔、キャビ
ティ、固定型のチャンバーを経て抜気するか、又は （２）　　固定型のチャンバーに導き、スチーム孔、キ
ャビティ、移動型のチャンバーを経て抜気するか、又は （３）　　前記（１）の抜気と前記（２）の抜気の両方
を行ない、 次いでキャピテイ内圧を大気圧に戻して圧縮された発泡
粒子を復元し、膨張させたのち、移動型のスチームチャ
ンバー及び固定型のスチームチャンバーに加熱用スチー
ムを導入して発泡粒子を加熱融着させることを特徴とす
る熱可塑性樹脂発泡粒子の型内成形法、およびスチーム
孔を有する固定型とスチーム孔を有する移動型よりなる
型の加圧ガスにより昇圧したキャビティ内に熱可塑性樹
脂発泡粒子を加圧ガスを用いて圧縮しながら充填し、次
いでスチーム加熱により該発泡粒子を加熱融着させて型
物発泡法を成形する方法において、前記の発泡粒子充填
後のキャビティ内を充填時の圧力に保持したままで、該
キャビティ内圧よりも０．２　ｋｇ　／　ｃｍ”以上高
い圧力を有する抜気用スチームを、 （１）　　移動型のチャンバーに導き、キャビティ、固
定型のチャンバーを経て抜気した後、キャビティ内を発
泡粒子充填時の圧力より昇圧し、さらに該キャビティ内
圧よりも０．２　ｋｇ　／　ｃｍ”以上高い圧力を有す
るスチームを固定型のチャンバーに導き、キャビティ、
固定型のチャンバーを経て抜気するか、又は、 （２）　　固定型のチャンバーに導き、キャビティ、移
動型のチャンバーを経て抜気した後、キャビティ内を発
泡粒子充填時の圧力より昇圧し、さらに該キャビティ内
圧よりも０．２ｋｇ／ｃｍ２以上高い圧力のスチームを
移動型のチャンバーに導き、キャビティ、固定型のチャ
ンバーを抜気し、 次いでキャビティ内圧を大気圧に戻して圧縮された発泡
粒子を復元し、膨張させたのち、移動型のスチームチャ
ンバー及び固定型のスチームチャンバーに加熱用スチー
ムを導入して発泡粒子を加熱融着させることを特徴とす
る熱可塑性樹脂発泡粒子の型内成形法を提供するもので
ある。

この成形法は、ポリプロピレン系発泡粒子は勿論のこと
、ポリスチレン、ポリエチレン、エチレン・酢酸ビニル
共重合体、エチレン・　（メタ）アクリル酸共重合体の
金属塩、α−メチルスチレン・スチレン・アクリロニト
リル共重合体、スチレンクラフトポリエチレン共重合体
、スチレングラフトポリプロピレン及びこれらの架橋樹
脂等の熱可塑性樹脂の発泡粒子にも応用できる。また、
これら樹脂の混合物や、これら樹脂または混合物にエチ
レン・プロピレン共重合体ゴムやポリイソブチレンゴム
を配合した組成物より得た発泡粒子であってもよい。発
泡粒子は、かさ密度が１０〜９０ｇ／Ｉｌ、粒子径が２
〜１０ｍｍのものがあげられる。発泡粒子は架橋されて
いても、架橋されていなくてもよい。

熱可塑性樹脂発泡粒子を製造する方法としては、たとえ
ば樹脂を押出機中で発泡剤と混練して押出し、押出機の
ノズルを出たのち放圧して発泡させてから切断して発泡
粒子を得る方法、或いは耐圧容器内において樹脂粒子を
水等の分散媒、発泡剤、分散剤等とともに、樹脂粒子が
軟化する温度前後の温度下で攪拌しながら加熱して、樹
脂粒子に発泡剤を含浸させてから、容器の一端を開放し
て樹脂粒子と分散媒とを容器内よりも低圧の雰囲気中に
放出して、樹脂粒子を発泡させる方法、懸濁重合して得
た発泡剤を含有するポリスチレン、スチレングラフトポ
リプロピレン、スチレングラフトポリエチレン等の発泡
性樹脂粒子をスチームで予備発泡させる方法等がある。

発泡粒子の形状としては、球形、円筒形等の形状がある
。

また、本発明の方法において、型の昇圧、発泡粒子の圧
縮及び充填に用いられる加圧ガスとしては、空気や窒素
ガス等の無機ガスが好ましいが、その他のガス、たとえ
ばプロパン、ブタン、イソブタン、ペンタン等の脂肪族
炭化水素ガス；ジシクロジフロロメタン、ジクロロテト
ラフロロエタン、メチルクロライド等のハロケン化炭化
水素ガス等も使用することができ、さらに前記の無機ガ
スを主体とし、これに少量の前記の他のガスを混合した
ガスも使用することができる。しかし、一般には圧縮空
気が好適に使用される。

本発明における樹脂発泡粒子の加圧ガスによる圧縮の程
度、すなわち圧縮率は、型の内容積と型内に充填される
発泡粒子の大気中の容積との関係式で表わすことができ
る。そして、型の容積は、凸型と凹型とで形成される空
間の容積であり、直接に測定するのが回能であるが、実
質的にこの空間で成形される製品の容積と同一とみなし
つるから、発泡粒子の圧縮率（％）は下記式で求めるこ
とができる。

〔式中のＷｌｖ及びσはそれぞれ下記のものを表わす。

Ｗ・・・成形品の重量（ｇ） ■・・・成形品の容量（１） σ・・・発泡粒子の大気中でのかさ密度（ｇ／β） そして、本発明の方法においては、この圧縮率を１〜７
０％、好ましくは二次発泡能力を有しないポリプロピレ
ン系発泡粒子およびポリエチレン系発泡粒子においては
４０〜６５％、二次発泡能力を有しているか、或いは加
圧ガス（空気、窒素ガス等）で加圧熟成処理して発泡粒
子のセルの内圧を０．５　ｋｇ　／　ｃｍ２Ｇ以上とし
たポリプロピレン系発泡粒子およびポリエチレン系発泡
粒子の場合においては、圧縮率を１０〜４０％とする。

また、ポリスチレン、α−メチルスチレン・スチレン・
アクリロニトリル共重合体；スチレン・メチルメタクリ
レート共重合体等のスチレン系樹脂発泡体においては３
〜２５％、スチレングラフトポリエチレン共重合体の発
泡粒子〔三菱油化バーディッシェ社のエレンボール（商
品名）や積水化成品社のピオセラン（商品名）等〕にお
いては３〜３５％とするのが好ましい。

一般に、圧縮率があまり小さすぎると発泡粒子の融着し
た界面に間隙が生じ、外観が悪くなる。また、圧縮率が
あまり高くなりすぎると、過剰圧縮になり、発泡粒子間
へのスチームの流れが悪くなり、発準粒子の融着不良等
が発生する。

本発明の方法においては、発泡粒子の充填前及び充填中
の型内圧を、加圧ガスにより加圧して０．１〜６．０　
ｋｇ　／　ｃｍ２Ｇに保つようにするとよい。

これは、樹脂発泡粒子のかさ密度が１０〜９０ｇ　／　
Ｉｔであり、かかる発泡粒子の圧縮率を１〜７０％にす
るには、この範囲内の加圧が最適であるからである。す
なわち、加圧ガス圧が０．１ｋｇ／ｃｍ２Ｇ未満になる
と１％の圧縮率が得られにくくなるし、６ｋｇ／ｃｍ’
Ｇを超えると、圧縮率が７０％を超えるおそれがあるか
らである。

また、本発明の方法においては、発泡粒子を、前記の型
のキャビティ内圧力よりも０．５　ｋｇ／ｃｍ２以上高
い加圧ガスを用いて圧縮しながら、同ガス圧により型内
に、しかも発泡粒子を複数回に分割して逐次に充填する
ようにするのが好ましい。型内圧力より０．５　ｋｇ　
／　ｃｍ’以上高い圧力のガスを用いて圧縮しながら充
填させるのは、発泡粒子の型のキャビティ内への圧入及
びキャビティでの移動を容易ならしめるためである。型
内圧力より０．５　ｋｇ　／　ｃｍ’未満の圧力を用い
た場合には、発泡粒子の型のキャビティ内への圧入が充
分に行なわれなくなる。また、発泡粒子の充填を複数回
に分割して逐次に行なうのは、複雑な形状の型内の隅々
にまで発泡粒子を均一に充填するためである。

本発明は、発泡粒子を型内へ圧縮充填した後、この型の
キャビティの内圧（０，１〜６　ｋｇ　／　ｃｍ”に）
をさらに加圧流体で昇圧した後、充填された発泡粒子ど
おしの隙間に存在する空気を型外へ抜気する目的で、移
動型か固定型のいずれかのチャンバー内にスチームを導
き、スチーム孔（スリットでも可）、キャピテイ、スチ
ーム孔、他の型（固定型または移動型）のチャンバーを
経てスチームを型外へ排出する。

そして、本発明におけるキャビティの昇圧は、発泡粒子
の充填直後でも、あるいは発泡粒子充填後キャビティ内
圧を保持した状態で該キャピテイ内圧より０．２　ｋｇ
　／　ｃｍ２以上高い圧力を有するスチームを移動型か
固定型のいずれかのチャツバ−に導入し、−旦抜気摸作
を行った後でも良い。つまり本発明における抜気用スチ
ームによる抜気処理態様には下記の態様がある。

（１）発泡粒子を圧縮充填した後のキャビティ内を充填
時より昇圧した状態で、抜気用スチームを移動型のチャ
ンバーに導き、スチーム孔、キャビティ内、スチーム孔
を経て流過させ、固定型のスチームチャンバーから系外
に抜気する。

（２）発泡粒子を圧縮充填した後のキャピテイ内を充填
時より昇圧した状態で、抜気用スチームを固定型のチャ
ンバーに導き、スチーム孔、キャビティ内、スチーム孔
を経て流過させ、移動型のスチームチャンバーから系外
に抜気する。

（３）　　まず前記■の工程を行ない、次いで前記■の
工程を行なうか、又はまず前記■の工程を行ない、次い
で前記■の工程を行なう。

（４）　　発泡粒子を圧縮充填した後、キャビティ内圧
を保持した状態で、抜気用スチームを移動型のチャンバ
ーに導き、スチーム孔、キャピテイ内、スチーム孔を経
て流過させ、固定型スチームチャンバーから系外に抜気
する操作を行った後、キャビティ内を昇圧し、ふたたび
抜気用スチームを固定型チャンバーに導き、スチーム孔
、キャビティ内、スチーム孔を経て流過させ、移動型の
スチームチャンバーから系外に抜気する。

（５）　　発泡粒子を圧縮充填した後、キャビティ内圧
を保持した状態で、抜気用スチームを固定型チャンバー
に導き、スチーム孔、キャビティ内、スチーム孔を経て
流過させ、移動型スチームチャンバーから系外に抜気す
る操作を行った後、キャビティ内を昇圧し、ふたたび抜
気用スチームを移動型チャンバーに導き、スチーム孔、
キャビティ内、スチーム孔を経て流過させ、固定型のス
チームチャンバーから系外に抜気する。

本発明における抜気用スチームを導入する時間は、キャ
ビティの内容積及び圧縮率等によっても変化するが、通
常５〜６０秒間の導入で充分である。

本発明においては、このように、キャビティ内に圧縮充
填された発泡粒子をさらにキャビティ内圧を充填時の圧
力より、より高めた加圧流体で粒子を加圧することによ
り粒子間の間隙がさらに広げられ、かつ抜気用スチーム
圧力が高い雰囲気でコントロールされるため、従来法の
場合に較べてスチームが流過しやすく、さらに高温にて
抜気処理ができるため、内部まで融着した優れた成形体
を得ることができる。

しかしながら、本発明におけるキャビティ内の昇圧は、
充填された粒子の間隙を広げるために実施する訳である
が、圧力を高め過ぎるとキャビティ内の粒子は収縮し過
ぎ、キャビティ内に粒子が充填されていない空隙を生じ
ることとなり、その空隙を抜気用スチームが流過する現
象がみられ、その結果として、成形体の融着不良が発生
しやすくなる。そこで、この昇圧は極端に圧力を高める
ことは好ましくなく、成形品の形状、発泡粒子の嵩密度
等によっても異なるが、−船釣に０．１から３．０　ｋ
ｇ　／　ｃｍ”Ｇの間が好ましく、これは、圧縮充填時
の充填を球状粒子の最密充填７４％とすると、粒径、粒
子がキャビティ内で充填不足の空隙を生じない限界と考
えられる充填率６０〜７０％に相当すると推定される。

本発明においては、かかる抜気処理をしてから圧抜きを
してキャビティ内圧を大気圧に戻し、加圧された発泡粒
子の形状を原形に復元し、膨張させる。そして、この場
合には、発泡粒子の原形への復元が抜気処理による加熱
状態で行なわれることになるから、その復元速度が速く
なるとともに、圧縮されたガスの膨張力のほかに発泡粒
子のセル内の加熱されたガスの膨張力も発泡粒子の復元
力を助長させることになり、発泡粒子の原形への復元を
短時間内に完了させることができる。また、その復元時
には発泡粒子がキャビティ内壁に一挙に圧しつけられる
ことになるので、表面粒子の間隙の少ない、表面外観の
優れた成形品が得られることになる。

本発明においては、圧抜き後発泡粒子を原形に復元し、
膨張させたのち、次いで固定型及び移動型の両スチーム
チャンバーに同時に、たとえば０．５〜５　ｋｇ　／　
ｃｍ”Ｇのスチームを導入して充填された発泡粒子を加
熱すると、キャビティ内金型面に接触している発泡粒子
どうしが強固に融着して金型通りの発泡成形品となる。

この場合のスチーム加熱時間は、スチームの圧力及び流
量等によっても変化するが、通常２〜６０秒程度で充分
である。次いで、スチーム加熱による加熱融着後に、両
スチームチャンバー内に冷却水を３０〜９０秒間導入し
て冷却し、さらに必要に応じて空冷及び引続き放冷をし
てから成形品を取出す。

次に、第１図に示す成形装置を使用して本発明を実施す
る代表的な態様例についてさらに説明する。添付図面は
本発明の実施に使用される成形装置の一例を部分縦断面
図で示したものであるが、Ａは発泡粒子の圧縮及び充填
用の回転供給装置であり、Ｂは金型装置である。

まず、金型装置Ｂは固定型１１若しくは移動型１２とフ
レーム１３．１３’　と裏板１４゜１４′とによって形
成される空間、すなわちスチームチャンバー１６及び１
６′を有するが、このスチームチャンバー１６及び１６
′内に圧力Ｐ、（例えば０．１〜６．０　ｋｇ　／　ｃ
ｍ’Ｇ）の加圧ガス、たとえば圧縮空気を圧入して、両
スチームチャンバー内圧を前記の所定圧力に加圧してお
く。

次に、回転供給装置Ａは、図示したようにケーシング２
とロータ３とから主として構成され、ロータ３には複数
個のチャンバー４が設けられていて、チャンバー４の一
端がケーシング２に設けられた発泡粒子の供給口５と一
致する回転位置において、チャンバー４の他端が減圧ラ
イン８の吸引ロアと一致するから、ホッパー１内の発泡
粒子はその減圧力によってチャンバー４内に移送され、
それを充満せしめる。発泡粒子で充満されたチャンバー
４は、両端ともシールされた状態で回転をしてチャンバ
ー４の一端が発泡粒子排出口６に達すると、同チャンバ
ー４の他端が前記の圧力Ｐ、よりも、たとえば０．５ｋ
ｇ／ｃｍ”以上高い圧力Ｐ２に加圧された加圧ガス吹出
口９に達し、チャンバー４内の発泡粒子はその加圧ガス
圧力Ｐ、で圧縮されながら充填ガン１５により、前記の
圧力Ｐ１に加圧された固定型１１と移動１２とによって
形成される金型のキャビティ２１内に充填せしめられる
。そして、回転供給装置Ａのロータ３には、前記したチ
ャンバー４が複数個設けられているから、ホッパー１内
の発泡粒子は、前記の操作の繰返しによって、複数回に
分割されて逐次に型のキャビティ２１内に充填されるこ
とになる。

次いで、型内に所定量の発泡粒子が圧縮充填された後、
圧力Ｐ、を昇圧（０，１〜３　ｋｇ／　ｃｍ’Ｇ）し、
たとえば移動型１２のスチームチャンバー１６′内にス
チーム管１７′より抜気用スチームを導入し、該スチー
ムを移動型１２のスチーム孔２０′・　２０′・・・、
キャビティ２１内、固定型１１のスチーム孔２０．２０
・・・、固定型のスチームチャンバー１６を経て、圧力
調整弁を備えた抜気管１８により系外に抜気（排出）さ
せる。すると、キャビティ２１内に充填されている発泡
粒子の隙間に存在するガス（空気等）は該スチームに随
伴されて抜気されることになる。

そして、この場合には、移動型１２の抜気管１８′、ド
レン排出管１９′、固定型１１のスチーム管１７、ドレ
ン排出管１９は、それぞれ弁（図示されていない）によ
って閉鎮されており、移動型のスチーム管１７′と固定
型の抜気管１８の弁（図示されていない）はそれぞれ開
放されている。なお、抜気管１８には、前述のとおり圧
力調整弁が設けられている。

また、抜気処理は、前記の場合とは逆に、固定型１１の
スチーム管１７からスチームチャンバー１６に抜気用ス
チームを導入し、スチーム孔２０．２０・・・、キャビ
ティ２１内、スチーム孔２０’、２０’・・・、スチー
ムチャンバー１６′を経て、抜気管１８′から系外に排
出する態様で行なわせてもよい。

さらに、抜気処理は、前記の第一態様で抜気用スチーム
を導入して抜気処理をしたのち、弁の切替えを行なって
前記第二の態様でさらに抜気層スチームを導入して抜気
処理をすることができる。また、これとは逆に第二の態
様で行ってから第一の態様で行ってもよい。

また、抜気処理は、型内に所定量の発泡粒子が圧縮充填
された後、圧力Ｐ１を保持した状態で、たとえば移動型
１２のスチームチャンバー１６′内にスチーム管１７′
より抜気用スチームを導入し、該スチームを移動型１２
のスチーム孔２０’、２０’　・・・、キャビティ２１
内、固定型１１のスチーム孔２０．２０・・・、固定型
のスチームチャンバー１６を経て、圧力調整弁を備えた
抜気管１８より系外に抜気（排出）させた後、圧力Ｐ１
を昇圧（０，１〜３　ｋｇ／　ｃｍ勺し、さらに弁の切
替えを行ない、次いで固定型１１のスチーム管１７から
スチームチャンバー１６１こ抜気用スチームを導入し、
スチーム孔２０゜２０・・・、キャビティ２１内、スチ
ーム孔２０′。

２０′・・・、スチームチャンバー１６′を経て、抜気
管１８′から系外に排出する態様で行なってもよい。

さらに、抜気処理は、前記の場合とは逆に、型内に所定
量の発泡粒子が圧縮充填された後圧力Ｐ、を保持した状
態で、たとえば固定型１１のスチームチャンバー１６内
にスチーム管１７より抜気用スチームを導入し、該スチ
ームを固定型１１のスチーム孔２０゜２０・・・、キャ
ビティ２１内、移動型１２のスチーム孔２０’、２０’
・・・、固定型のスチームチャンバー１６′を経て、圧
力調整弁を備えた抜気管１８’より系外に抜気（排出）
させた後、圧力Ｐ１を昇圧（０，１〜３　ｋｇ　／　ｃ
ｍ’）　（、、さらに弁の切替えを行ない、次いで移動
型１２のスチーム管１７′からスチームチャンバー１６
′に抜気用スチームを導入し、スチーム孔２０’、２０
・・・、キャビティ２１内、スチーム孔２０，２０・・
・、スチームチャンバー１６を経て、抜気管１８から系
外に排出する態様で行なってもよい。

これらの抜気処理は、スチームチャンバー１６．１６’
の内圧Ｐ、に抗して、スチームをチャンバー内に安定に
供給する必要から、圧力Ｐ、よりも０．２　ｋｇ　／　
ｃｍ”以上高い圧力を有する抜気用スチームの導入によ
り行なわれる。

かかる抜気処理後に、管１９．１９’を開放することに
よりキャビティ２１内の圧力を大気圧に戻し、圧縮され
た発泡粒子を復元し、膨張させてから、スチームチャン
バー１６．１６’内に所定温度のスチームを供給して加
熱し、発泡粒子の発泡及び融着を行なわせて型物発泡法
とする。次いで、スチームチャンバー１６゜１６′内に
設けた冷却水配管から凸型１１及び凹型１２に水をスプ
レーして冷却し、さらに必要に応じて空冷及び放冷をし
てから型を解き、製品を取出す。

〔実施例等〕

以下に、実施例及び比較例等をあげて本発明をさらに詳
述する。

発泡体粒子の製造例 内容積３１の耐圧力５０　ｋｇ　／　ｃｍ’のオートク
レーブに、水１４００部（重量部、以下同様）、エチレ
ン・プロピレンランダムコポリマー（三菱油化株式会社
　商品名三菱ノーブレンＦＧ３、エチレン含量３重量％
）６００部、懸濁剤として第三リン酸カルシウム１５９
．界面活性剤のドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ０．
０５部、発泡剤としてブタン１２０部を仕込み、４３０
ｒｐｍの攪拌下で、１時間かけて室温から１３５℃まで
昇温し、同温度に１０分間保持したところ、オートクレ
ーブの内圧が２６　ｋｇ　／　ｃｍ２Ｇになった。オー
トクレーブの底部の吐出ノズル弁を開き、内容物を大気
中に１８　Ｏｒｐｍで攪拌しながら２秒で散出して発泡
を行なわせた。得られた発泡粒子（ＢＰＰ）はかさ密度
が１８　ｇ　／　Ｉ！であった。

比較例１ 上記例で得た発泡粒子を用いて型内成形を行なった。成
形機としてはＤＡＩＹ八−ＢＰ２０００　（ダイセン工
業社商品名）を、型としては幅１２００ｍｍ×長さ９０
０ｍｍｘ高さ１５０ｍｍの成形品が得られる内容積１６
２１の型を、発泡粒子の圧縮充填用の回転供給装置とし
て、６ケのチャンバ−（各チャンバーは直径３５ｍｍｘ
長さ５２ｍｍ、容積５０ｃｃである）を有する添付図面
に図示したような装置を、そして充填ガンとして口径３
０ｍｍの充填ガンをそれぞれ１２対使用した。

また、成形方法は、まず金型を閉じ、圧縮空気で型内圧
Ｐ、を１．５　ｋｇ　／　ｃｍ２．０に昇圧した。次い
で、前記のようにして製造されたかさ密度１８ｇ／ｌの
発泡粒子を圧縮充填用の回転供給装置のチャンバー４の
供給数を４５０に設定し、圧力Ｐ、の加圧ガスとして３
．５　ｋｇ／　ｃｍ２Ｇの圧力を有する圧縮空気を用い
て、０．１秒間隔で分割して逐次に充填した。充填中、
型内圧Ｐ１が１、５　ｋｇ　／　ｃｍ２Ｇに保持される
ように、抜気管１８及び１８′に取り付けた圧力調整バ
ルブを作動させた。

充填終了後、充填ガンを閉じ、型内圧Ｐ１を保持した状
態で、移動型チャンバー１６′内に２　ｋｇ　／　ｃｍ
２にのスチーム（温度約１３３℃）を２５秒間導入して
抜気した後、ドレン排出管１９゜１９′に取付けたバル
ブを開き、型内圧を大気圧に戻した。さらに、再度ドレ
ン排出管１９゜１９′に取付けたバルブを閉じ、移動型
側および固定型側のチャンバー１６′及び１６に同時に
、３　ｋｇ　／　ｃｍ”Ｇのスチームを１５秒間導入し
て、発泡粒子どおしを加熱融着させた。

型を１２０秒間水冷、ついで１０秒間空冷、更に６０秒
間放冷して冷却を行ったのち、取出して乾煙させて得た
発泡成形品は、重さが４８６０ｇ（密度３０ｇ／ｊりで
あり、その成形時の発泡粒子の圧縮率は４０％であった
。そして得られた発泡成形品は、発泡粒子が隅々まで充
填されていたが、成形品内部の融着度は４０％であった
。

実施例１ 比較例１で用いた装置及び発泡粒子を使用した。成形方
法は、まず金型を閉じ、圧縮空気で型内圧Ｐ１を１．５
　ｋｇ　／　ｃｍ”Ｇに昇圧した。次いで前記のように
して製造された嵩密度１８ｇ／Ａの発泡粒子を、圧縮充
填用の回転供給装置のチャンバー４の供給数を４５０に
設定し圧力Ｐ２の加圧ガスとして３．５　ｋｇ　／　ｃ
ｍ２Ｇの圧力を有する圧縮空気を用いて、０．１秒間隔
で分割して逐次に充填した。充填中、型内圧Ｐ、が１．
５　ｋｇ／ｃｍ２Ｇに保持されるように抜気管１８及び
１８′に取り付けた圧力調整バルブを作動させた。

充填終了後、充填ガンを閉じ、圧縮空気で型内圧を２　
ｋｇ　／　ｃ＋＋＋”［；に昇圧した後、スチーム管１
７′を開とし、２．５　ｋｇ　／　ｃｍ’Ｇのスチーム
を２０秒間、移動型のチャンバー１６′に導入し抜気管
１８に取り付けた圧力コントロール装置を０Ｎ−ＯＦＦ
させて、型内圧力Ｐ、を２ｋｇ／ｃｍ２にコントロール
しながら抜気した。

次いで、スチーム管１７′を閉じることによりスチーム
の供給を止め、ドレン排出管１９′。

１９を開放し、チャンバー１６’、１６、キャビティ２
１内の圧力を瞬時的に大気圧に戻した。

次いで凸型（移動型）側、及び凹型（固定型）側のスチ
ームチャンバー　１６′及び１６に同時に、３　ｋｇ　
／　ｃｍ２Ｇのスチームを１０秒間導入して、発泡粒子
どうしを加熱融着させた。

型を１２０秒間水冷、ついで１０秒間空冷、更に６０秒
間放冷する冷却を行ったのち、取出して乾煙させて得た
発泡成形品は、重さが４８６０ｇ（嵩密度３０ｇ／ｆ）
であり、その成形時の発泡粒子の圧縮率は４０％であっ
た。そして、得られた発泡成形品は、発泡粒子が隅々に
まで充填されていて、成形品内部の融着度は８５％であ
った。

実施例２ 比較例１で用いた装置及び発泡粒子を使用した。実施例
１と同様の操作にて発泡粒子を金型に充填した後、充填
ガンを閉じ、型内圧Ｐ１を保持した状態で、移動型チャ
ンバー１６’内に２　ｋｇ　／　ｃ、、２Ｇのスチーム
を１０秒間導入して抜気した後、型内圧Ｐ１を２．５　
ｋｇ　／　ｃｍ’Ｇに昇圧口、再度２．８　ｋｇ　／　
ｃｍ”Ｇ　（温度約１４０℃）を１０秒間固定型チャン
バー１６内に導いて抜気した。

ついで、抜気操作終了後、ドレン排出管１９゜１９′に
取付けたバルブを開き、型内圧を大気圧に戻し、さらに
、再度ドレン排出管１９゜１９′に取付けたバルブを閉
じ、移動型側および固定型側のチャンバー１６′及び１
６に同時に３　ｋｇ　／　ｃｍ”Ｇのスチームを１５秒
間導入して、発泡粒子どおしを加熱融着させた。

型を１２０秒間水玲１ついで１０秒間空冷、更に６０秒
間放冷する冷却を行ったのち、取出して乾煙させて得た
発泡成形品は、重さが４８６０ｇ（密度３０ｇ／ｆ）で
あり、その成形時の発泡粒子の圧縮率は４０％であった
。そして、得られた発泡成形品は、発泡粒子が隅々にま
で充填されていて、成形品内部の融着度は９５％であっ
た。

実施例３〜６ 発泡粒子として、 ■　粒径６　ｍｍ、架橋度（ゲル分率）５５％、嵩密度
が１６ｇ／ｌの架橋ポリエチレン発泡粒子（口１口） ■　粒径５　ｍｍ、嵩密度が３２ｇ／ｌ、スチレンとポ
リエチレン比が１＝１のスチレン改質ポリエチレン共重
合体予備発泡粒子（ＢＳＰＢ）を用い、かつ、成形条件
を表１のように変更する他は実施例１又は２と同様にし
て同表に示す型物発泡成形体を製造した。

ハ 〔発明の効果〕 本発明の成形法は、キャビティ内に充填された発泡粒子
の隙間に存在するガスのスチームによる抜気を、加圧し
た状態で実施するため、肉厚の厚い成形品や発泡倍率の
高い成形品においても内部まで充分に融着したものを得
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施に使用される成形装置の一例の部
分縦断面図である。 Ａ・・・発泡粒子の圧縮及び充填用の回転供給装置 Ｂ・・・金型装置 １・・・発泡粒子用ホッパー ２・・・ケーシング ３・・・ロータ ４・・・チャンバー ５・・・発泡粒子供給口 ６・・・発泡粒子排出口 ア・・・減圧ライン吸引口 ・・・減圧ライン ・・・加圧ガス吹出口 ０・・・加圧ガスライン ド・・固定型 ２・・・移動型 ３．１３’・・・フレーム ４．１４’・・・裏金 ５・・・充填ガン ６．１６’・・・スチームチャンバー ７．１７’　・・・スチーム管 ８．１８’・・・抜気管 ９．１９’・・・ドレン排出管 ０．２０’　・・・スチーム孔 １・・・キャビティ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、スチーム孔を有する固定型とスチーム孔を有する移
   動型よりなる金型の加圧ガスにより昇圧したキャビティ
   内に、熱可塑性樹脂発泡粒子を加圧ガスを用いて圧縮し
   ながら充填し、次いでスチーム加熱により該発泡粒子を
   加熱融着させて型物発泡法を成形する方法において、前
   記圧縮充填後のキャビティ内を充填時より更に昇圧した
   後、該キャビティ内圧よりも０．２ｋｇ／ｃｍ＾２以上
   高い圧力を有する抜気用スチームを通じた後、キャビテ
   ィ内を大気圧に戻して圧縮された発泡粒子をキャビティ
   内で復元・膨張させ、さらに熱融着させることを特徴と
   する熱可塑性樹脂発泡粒子の型内成形法。