JPH04339616A - 樹脂成形品及びその製造方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は各種家庭用品等に用いら
れる樹脂成形品及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、様々な特性を有する樹脂の開発に
伴って、家電製品や什器を初めとする家庭用品に広く樹
脂が用いられる様になってきた。特に樹脂の断熱性や絶
縁性を利用した食器や家電製品のハウジングが各種開発
されている。

【０００３】これら樹脂成形品の製造方法としては、一
般に凸型と凹型との２体１組の金型内に加熱溶融した樹
脂を充填し、冷却・固化後金型内の成形品を取り出す方
法が利用されている。しかしながらこの方法では、厚肉
の成形品では高密度のため重く、また、樹脂の収縮によ
る歪、所謂ヒケやソリが生じ易い。

【０００４】この問題を解決する方法として例えば、樹
脂に発泡剤を添加して金型内に射出後金型内を減圧して
内部を発泡させる米国特許３９６０９９６等の所謂ガス
カウンタープレッシャー法、発泡剤を含まないスキン層
樹脂を射出した後発泡剤を添加したコア層樹脂を射出し
コア層樹脂のみ発泡させる所謂サンドイッチ成形法、予
め金型内を圧気により加圧しておき、スキン層樹脂、コ
ア層樹脂共に発泡性樹脂を用い任意の機構を持つ射出成
形機により樹脂を充填し、充填完了後金型内圧気を解放
しスキン層の表面が平滑で且つスキン層、コア層とも発
泡させる特開昭５０−１７４７６号公報による方法や、
樹脂を金型内に射出後樹脂内に高圧気体を注入して中空
成形体を得る特公昭５７−１４９６８号公報による方法
などが開発されている。

【０００５】中でもコア層樹脂のみ発泡させるサンドイ
ッチ成形法による成形品は、コア層発泡圧力によってス
キン層樹脂の収縮を内部から抑えるために歪が少なく、
また、スキン層樹脂が発泡していないため成形品の表面
が平滑で且つ剛性、衝撃強度に優れている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、各方法
にはそれぞれ一長一短が有り、また、より軽量な成形品
を要望する声も有り、十分な強度を有し、しかも軽量で
見栄えの良い成形品の製造方法が強く求められているの
が現状である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
した樹脂成形品及びその製造方法である。

【０００８】本発明の第１はコア層樹脂の外側をスキン
層樹脂で包み込んだ二重構造を有する樹脂成形品であっ
て、少なくともコア層が空隙率３０〜８０％に発泡した
樹脂層からなることを特徴とする樹脂成形品であり、第
２はコア層樹脂の外側をスキン層樹脂で包み込んだ二重
構造を有する樹脂成形品の製造方法であって、成形用金
型内にスキン層樹脂を射出し後、又は同時に発泡剤を添
加して発泡させたコア層樹脂を射出することを特徴とす
る樹脂成形品の製造方法である。

【０００９】以下、本発明を詳細に説明する。本発明の
樹脂成形品はコア層とスキン層の二重構造を有するが、
コア層とスキン層の樹脂は同じものでも異なっていても
良く、成形品の目的に合わせて選択する。また、コア層
樹脂は発泡剤を加えて発泡させるがスキン層樹脂にも発
泡剤を加え、発泡させても構わない。スキン層樹脂を発
泡させる場合には、成形品表面の平滑さが損なわれたり
、成形品の強度が低下しない様に発泡量を制御する必要
が有る。

【００１０】また、特願昭５０−１７４７６号公報に記
載されているがガス体により加圧された金型により成形
しても良いし、特公昭３９−２２２１３号公報記載の方
法、即ち予め射出後に型キャビティーが拡大しうる金型
により成形しても良い。本発明の樹脂成形品に用いるス
キン層・コア層を形成する樹脂は同種又は異種、同色異
色等任意で良い。

【００１１】使用可能な樹脂としては一般に射出成形が
できる樹脂であれば何でも良い。例えば、結晶性樹脂で
あるポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアセタール、
ナイロン、非結晶性樹脂である、ポリスチレン、スチレ
ン−ブタジエン共重合体、ＡＢＳ樹脂、ＳＡＮ樹脂、ポ
リ塩化ビニル、ポリメチルメタクリル酸エステル、ポリ
フェニレンエーテル、ポリカーボネート等が挙げられ、
これらの樹脂中より経済的、美観的観点から相互に組み
合わせて使用することも可能である。

【００１２】コア層の発泡状態は、コア層に用いられる
樹脂により異なり、繊維状の樹脂がからみあった綿状で
ある場合と、樹脂層に無数の連通孔が通っている軽石状
である場合がある。例えば、ポリプロピレン（結晶性熱
可塑性樹脂）を用いた場合は綿状となり、耐衝撃性ポリ
スチレン（非結晶性熱可塑性樹脂）を用いた場合は軽石
状となる。

【００１３】樹脂に添加する発泡剤としては、特別なも
のは必要でなく、従来から市販されている有機、無機の
発泡剤が使用できる。即ち、常圧における沸点が２０〜
８０℃の範囲にあるペンタン、ヘプタンのような臨界温
度が高く、各々発泡温度で圧力下に凝縮可能な発泡剤は
もちろんのこと、アゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）や
重炭酸ソーダ、クエン酸ソーダなどの発泡温度で非凝縮
性の窒素、炭酸ガスのような気体を発生する化学的発泡
剤も使用できる。

【００１４】本発明の樹脂成形品は、コア層の空隙率が
３０〜８０％で、好ましくは４０〜８０％、さらに好ま
しくは５０〜８０％である。空隙率が３０％未満である
とコア層樹脂の密度が高く成形品の重量が増加し、８０
％を越えると成形品の衝撃強度が低下するため好ましく
ない。

【００１５】次に、本発明の樹脂成形品の製造方法につ
いて図面を用いて説明する。図１は本発明の製造方法を
実施する装置の一例を示す図面である。図１中１はスキ
ン層樹脂、２はコア層樹脂、３はスキン層スクリュ、４
はコア層スクリュ、５はスキン層ニードル、６はコア層
ニードル、７は金型である。スキン層樹脂１とコア層樹
脂２はそれぞれスキン層スクリュ３及びコア層スクリュ
４により前方（図面では左方）へ押し出される。射出口
はスキン層ニードル５とコア層ニードル６により射出時
以外は閉じられており、スキン層樹脂１及びコア層樹脂
２がそれぞれのスクリュで押された圧力によりニードル
が後退して樹脂を射出口へ導き、樹脂はスクリュによっ
て加圧された状態で金型７内に射出される。

【００１６】本発明の製造方法は従来金型７内に射出後
行っていた発泡を射出前に行うことを特徴としている。 具体的には、例えば、図１の装置にコア層樹脂２を充填
した後、コア層スクリュ４を後退（サックバック）させ
、コア層樹脂２への圧力を減少せしめ、コア層樹脂２を
発泡させる。その後再びコア層スクリュ４を前進させて
コア層樹脂２を射出すれば十分発泡したコア層が得られ
る。

【００１７】

【作用】本発明の樹脂成形品は末端部までコア層が均一
に発泡しているため、成形の際の冷却過程で樹脂の収縮
に対して気泡が成形品全体に均等に作用し、これを抑え
る働きがある。そのためヒケやソリが生じにくく、全体
に均一な成形品が得られるため剛性や衝撃強度にもムラ
が無い。しかも従来の二重構造の成形品に比べてコア層
の発泡量が多いため著しく軽量である。コア層の発泡部
は綿状又は軽石状であり、空気の流動が極めて少ないた
め断熱性にも富んでいる。

【００１８】本発明の製造方法は成形装置内で予め発泡
させた樹脂でコア層を形成するため、従来のコア層に発
泡性樹脂を使用するサンドイッチ成形法のように金型内
の樹脂流の端末に近い部分でコア層樹脂がはみ出すこと
がなく、成形品の末端まで均一に発泡した樹脂を送り込
むことができる。しかも発泡剤の種類や量を変えること
で発泡量の制御が容易である。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の具体的な実施態様を示すが本
発明がこれらに限定されるものではない。尚、実施例中
の「部」は全て「重量部」である。コア層の空隙率は次
の式から計算される。（成形品のコア層体積−成形品の
コア層樹脂体積）／成形品のコア層体積

【００２０】実
施例１ 図１の装置を用いて、厚さ１２ｍｍ、体積２１４ｃｍ３
　の円板状キャビティーを有する金型で樹脂成形品を製
造した。コア層、スキン層樹脂ともハイインパクトポリ
スチレンを用い、コア層樹脂１００部に発泡剤としてＡ
ＤＣＡを０．７２部添加した。コア層樹脂４５ｇを装置
で未発泡に保てるに十分な背圧をかけながらスキン層樹
脂１００ｇと共に２２０℃に加熱して溶融させ成形装置
にそれぞれ充填した。充填後コア層スクリュをコア層樹
脂の充填量に対し体積比で２．４倍になるように後退さ
せてコア層樹脂に対する圧力を下げコア層樹脂を装置内
で発泡させ、スキン層樹脂と同時に金型内に射出した。 冷却後得られた成形品は１４５ｇで発泡倍率１．５１倍
、コア層の空隙率が６５％、ヒケやソリが無く、コア層
のはみ出しもない軽量のものであった。

【００２１】実施例２ 厚さ９ｍｍ、体積１６０ｃｍ３　の円板状のキャビティ
ーを有する金型を用いて、スキン層樹脂８０ｇに対して
、コア層樹脂１００部に発泡剤としてＡＤＣＡを０．３
６部加えたコア層樹脂３４ｇを、背圧をかけながら装置
内に充填し、充填後コア層樹脂の充填量に対し体積比で
１．７倍になる様にスクリュを後退させる以外は実施例
１と同様にして成形品を得た。得られた成形品は重量１
１４ｇ、発泡倍率１．４５倍、コア層空隙率が５７％の
軽量で外観の優れたものであった。コア層の状態は、軽
石状であった。成形品の断面を図３（ａ）に示す。

【００２２】実施例３ スキン層樹脂１００部に０．１８部の発泡剤を加えたス
キン層樹脂９０ｇと予めガス体により８Ｋｇ／ｃｍ２　
に加圧された成形用金型を用い、スキン・コア層の両樹
脂を充填後、型内のガス圧を解放して成形すること以外
は実施例１と全く同様にして成形品を得た。この成形品
も実施例１と同じく発泡倍率１．６４倍の軽量で実施例
１と同様にヒケ、ソリのない外観の優れたものであった
。

【００２３】比較例１ スキン、コア層樹脂共に発泡剤を加えていない、ハイイ
ンパクトポリスチレンを用い、コア層樹脂の装置内充填
量を、実施例１で行ったコア層スクリュの後退分、即ち
射出直前のスクリュ後退位置までとして加熱溶融した樹
脂で満たし、スキン層樹脂も同様にして装置内に充填し
た後、実施例１で用いた金型に両樹脂を射出した。冷却
後得られた成形品は、重さが２２０ｇのかなり重いもの
で、ヒケの目立つものであった。

【００２４】比較例２ 発泡剤を含むコア層樹脂を装置内に充填する際に、装置
内で未発泡に保てるに十分な背圧をかけながら、実施例
２で行ったコア層スクリュの後退分までを加熱溶融した
樹脂で満たし、その他の条件は実施例２と同様にして、
成形品を得た。この成形品はヒケ、ソリは無いものの、
実施例２のものに比べ発泡倍率１．２０倍で重量が１３
１ｇと重く、コア層樹脂のはみ出しが生じた外観の劣る
ものであった。

【００２５】比較例３ 実施例２で行った、コア層スクリュの後退を行わずに成
形すること以外は実施例２と全く同様にして成形品を得
た。この成形品は発泡倍率が１．３０倍でコア層樹脂の
はみ出しを生じたヒケの大きいものであった。成形品の
断面を図３（ｂ）に示す。

【００２６】実施例４ ポリプロピレン性で重量が１４２ｇとなる汁椀金型を使
用して、スキン層樹脂７２ｇ，コア層樹脂３２ｇともポ
リプロピレンで、コア層樹脂１００部に発泡剤としてＡ
ＤＣＡを０．５部添加した成形材料を用い、図１の装置
によりコア層樹脂が発泡しない様に背圧をかけながら加
熱溶融させ、装置に充填した。充填後、充填量に対し体
積比で１．７倍になる様にコア層スクリュを後退させて
、スキン層樹脂と同時に金型内に射出した。冷却後得ら
れた成形品は１０４ｇで発泡倍率が１．３６倍、コア層
空隙率が５４％の軽量で保温性に優れたものであった。 成形品の断面を図４（ａ）に示す。

【００２７】比較例４ 実施例４で行った、コア層スクリュの後退を行わずに成
形すること以外は、実施例２と全く同様にして成形品を
得た。この成形品は、発泡倍率が１．２０倍のヒケが多
く、実施例４の成形品に比べ、保温性がやや劣るもので
った。成形品の断面を図４（ｂ）に示す。図２に実施例
４と比較例４で得られた成形品の断熱性比較結果を示す
。

【００２８】

【発明の効果】以上の通り本発明の樹脂成形品及びその
製造方法には以下のような効果が有る。■ヒケやソリが
無く外観の見栄えが良い。■軽量である。■二重構造で
あるからコア層樹脂に再生樹脂を使用できるのでコスト
面で有用である。■従来の二重構造の成形品用の製造装
置を用いて製造できるので特に設備を変える必要が無い
。■発泡量の制御が容易なので、強度や重量等成形品の
特性を容易に変えることができる。■保温性が良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の製造方法を行う成形装置の概略を示す
断面図である。

【図２】本発明の実施例４と比較例４の保温性の比較図
である。

【図３】本発明の実施例２及び比較例３の成形品の断面
を示す写真である。

【図４】本発明の実施例４及び比較例４の成形品の断面
を示す写真である。

【符合の説明】

１　　スキン層樹脂 ２　　コア層樹脂 ３　　スキン層スクリュ ４　　コア層スクリュ ５　　スキン層ニードル ６　　コア層ニードル ７　　金型

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　コア層樹脂の外側をスキン層樹脂で包
   み込んだ二重構造を有する樹脂成形品であって、少なく
   ともコア層が空隙率３０〜８０％に発泡した樹脂層から
   なることを特徴とする樹脂成形品。
2. 【請求項２】　　コア層が綿状に発泡していることを特
   徴とする請求項１の樹脂成形品。
3. 【請求項３】　　コア層が軽石状に発泡していることを
   特徴とする請求項１の樹脂成形品。
4. 【請求項４】　　コア層樹脂及びスキン層樹脂の重量比
   が５０：５０〜１０：９０であることを特徴とする請求
   項１の樹脂成形品。
5. 【請求項５】　　加熱溶融した発泡剤を含むコア層樹脂
   及び発泡剤を含まないスキン層樹脂を成形用装置に充填
   した後、コア層樹脂にかかる圧力を減圧することによっ
   てコア層樹脂を成形用装置内で発泡させ成形用金型内に
   スキン層樹脂次いで、又は同時にコア層樹脂を射出する
   ことを特徴とする樹脂成形品の製造方法。
6. 【請求項６】　　加熱溶融した発泡剤を含むコア層樹脂
   及びスキン層樹脂を予めガス体により加圧された成形用
   金型に請求項５記載の製造方法により射出し、射出後金
   型内のガス圧を解放することを特徴とする樹脂成形品の
   製造方法。