JPH05318511A - 圧縮成形品の製造方法 - Google Patents

圧縮成形品の製造方法

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JPH05318511A
JPH05318511A JP4290920A JP29092092A JPH05318511A JP H05318511 A JPH05318511 A JP H05318511A JP 4290920 A JP4290920 A JP 4290920A JP 29092092 A JP29092092 A JP 29092092A JP H05318511 A JPH05318511 A JP H05318511A
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mold
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テイモシー・ダヴリユー・ミラー
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 樹脂に対して十分な量の発泡剤を添加し、し
かもこれによる気泡が圧縮成形中に実質的に排出され
て、欠陥のない物品が作られる圧縮成形品の製法を提供
する。 【構成】 上記製法に使用する装置は、熱可塑性樹脂
が、導管１３から加熱ミキサー装置１６に導入され、ノ
ズル１４を通って押出され、ペレットに切断され、各ペ
レットは金型の空洞内に滞積された後、圧縮成形用金型
に閉じ込められて物品になる。上記押出し前に、樹脂に
対して金属顔料添加剤内の金属粒子をランダム化するだ
けの十分な量の発泡剤を加え、この押出融成体内にでき
た気泡は、圧縮成形中に実質的に排出されるので、通常
発生する欠陥が実質的にない物品が作られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】この発明は、樹脂が金属フレークを含むク
ロージャーのような、圧縮成形プラスチック物品に関す
るものである。
【０００２】詳細な説明 圧縮成形に使用される、従来形融成物送出し装置が、図
１に略示されている。樹脂は、着色剤および添加剤の計
量した量と一緒に混合された後、樹脂ホッパー内に送ら
れ、次に融解および配合のため押出機を通って移動す
る。上記押出機への出口において、融成物は溶融ポンプ
により計量され、溶融ポンプから押出物の制御された体
積を供給する。もしも、型が遠隔位置にあれば、上記押
出物はホースまたは導管を通りノズルに達する。押出物
がノズルから出て来る時に、押出物は回転刃で切断され
個々のペレットとなり、刃の下方を空洞が移動するにつ
れ、連続する空洞内に滞積される。
【０００３】このような方法は、物品の表面上に審美的
に好ましくないペレット欠陥が生成するために、金属粉
顔料添加剤を含む成形用樹脂において、以前から成功し
なかった。例えば、上記物品が底壁およびその表面上に
ねじ山のある周辺スカートを有するクロージャーである
時には、そのような欠陥は底壁上に容易に認められる。
上記記載の送出し装置は、顔料内の金属フレークを、ホ
ースおよびノズルを通る流れの方向に整列させるので、
それらがノズルを出る時には、円筒状ペレットの軸線に
平行であることが解った。図２について説明すると、上
記ペレットの切断中、この整列は大部分が乱されないま
まであるので、上記ペレットの円筒側面と、上記ペレッ
トの両円端面との接合部において、金属フレークの整列
に急激な変化がある。この整列における変化が、ペレッ
ト欠陥に影響する主要な原因であることが解り、これに
よって上記ペレットはかなりランダムに冷空洞内に滞積
され、そして上記フレークの整列は、上記冷空洞に接触
して形成される間、「スキン」凝固につれて「凍結」さ
れる。
【０００４】圧縮成形期間中の材料の流れ作用は、射出
成形の材料の流れ作用と異なる。圧縮成形においては、
上記ペレットは、開放金型の表面に接触して置かれ、型
を閉鎖するに要する期間、この初期位置に残る。上記型
を閉鎖する最終段階の間だけ、型を満たすため上記ペレ
ットは変形および置きかえられ始める。この時に、上記
ペレット内の材料は流れる、これに反して上記ペレット
の初期接触すなわち「スキン」領域が、本質的にその原
位置に残る。これが射出成形と異なり、射出成形では、
小直径の中央ゲートから材料が流入し、そして完全に閉
鎖された型内に、半径方向外側に直ちに流入する。射出
成形におけるこの流れは、上記融成物が、閉鎖された型
の薄形部を直ちに強制通過させられる時に、上記フレー
クの整列を生じる。クロージャー壁に平行なフレークの
整列は、良好な金属性外観を生じる。
【０００５】ペレット形式で供給された融成物から、圧
縮成形におけるこの問題を取扱うために、上記型に入る
直前にフレーク粒子をランダム化することが必要である
と解った。完成品におけるフレークのこの分散は、ペレ
ットの両端面と側面との接合部における、かねて明白
な、金属フレークの整列における急激な変化の影響を減
少させるものである。しかし、一般にフレークの方向の
任意の分散は、クロージャーのような物品の頂部におけ
る総合的な金属の影響を、また幾分か減少させるもので
ある。上記ペレット欠陥の影響は、チャーミル仕上げ＃
２７（Ｃｈａｒｍｉｌｌｅ ｆｉｎｉｓｈ ｏｆ ＃２
７）、または空洞の底壁の適当なパターンのエッチング
による等、非平滑面を含むことにより減少できる。樹脂
に適当な発泡剤を加えることにより、熱ミキサー装置を
使用することで、フレークのランダム化をさらに増進で
きることが解った。
【０００６】発泡剤とミキサープレートの組合せが、他
の利点を与えることが解った、すなわち：泡の付加され
た混合効果、および上記ミキサープレートの圧力低下が
多分増すために、熱制御によるミキサープレートの発泡
をさらに促進することにより、ミキサープレートは一層
有効となる。上記ペレットに泡を加えることは、さらに
利点があり、すなわち、融成物内の小気泡内のガスは、
型表面から初期絶縁として作用し、凍結効果を減少し、
かつ流れを改良する。しかし、高度の達成されたガス抜
きと、生成中殆どすべてのガスが排出されるために、完
成したクロージャーは、ガスポケットの有意量を保留し
ていない。
【０００７】説明 圧縮成形に使用される、従来形融成物送出し装置が、図
１に略示されている。樹脂は、着色剤および添加剤の計
量した量と一緒に混合された後、樹脂ホッパー１０内に
送られ、次に融解および配合のため押出機１１を通って
移動する。上記押出機１１への出口において、融成物は
溶融ポンプ１２により計量され、溶融ポンプ１２から押
出物の制御された体積を供給する。もしも、型が遠隔位
置にあれば、上記押出物はホースまたは導管１３を通り
ノズル１４に到る。押出物が上記ノズル１４から出て来
る時に、押出物は回転刃１５で切断され個々のペレット
となり、刃１５の下方を空洞が移動するにつれ、連続す
る空洞内に滞積される。このような方法は、物品の表面
上に審美的に好ましくないペレット欠陥が生成するため
に、金属粉顔料添加剤を含む成形用樹脂において、以前
から成功しなかった。例えば、上記物品が底壁およびそ
の表面上にねじ山のある周辺スカートを有するクロージ
ャーである時には、そのような欠陥は底壁上に容易に認
められる。上記記載の送出し装置は、顔料内の金属フレ
ークを、ホースおよびノズルを通る流れの方向に整列さ
せるので、それらがノズルを出る時には、円筒状ペレッ
トの軸線に平行であることが解った。
【０００８】図２について説明すると、上記ペレットの
切断中、この整列は大部分が乱されないままであるの
で、上記ペレットの円筒側面と、上記ペレットの両円端
面との接合部において、金属フレークの整列に急激な変
化がある。この整列における変化が、ペレット欠陥に影
響する主要な原因であることが解り、これによって上記
ペレットはかなりランダムに冷空洞内に滞積され、そし
て上記フレークの整列は、上記冷空洞に接触して形成さ
れる間、「スキン」凝固につれて「凍結」される。
【０００９】圧縮成形期間中の材料の流れ作用は、射出
成形の材料の流れ作用と異なる。圧縮成形においては、
上記空洞に接触するペレットの初期外層は、型が開放さ
れる時には本質的に流れず、かつ型を満たすために、上
記材料が置きかえられる前に、型は完全に閉鎖しなけれ
ばならない。この時にだけ、内部の材料が流れる。これ
が射出成形と異なり、射出成形では、小直径の中央ゲー
トから材料が流入し、そして完全に閉鎖された型内に、
半径方向外側に直ちに流入する。射出成形におけるこの
流れは、上記融成物が、閉鎖された型の薄形部を直ちに
強制通過させられる時に、上記フレークの整列を生じ
る。クロージャー壁に平行なフレークの整列は、良好な
金属性外観を生じる。ペレット形式で供給された融成物
から、圧縮成形におけるこの問題を取扱うために、上記
型に入る直前にフレーク粒子をランダム化することが必
要であると解った。完成品におけるフレークのこの分散
は、ペレットの両端面と側面との接合部における、かね
て明白な、金属フレークの整列における急激な変化の影
響を減少させるものである。しかし、一般にフレークの
方向の任意の分散は、クロージャーのような物品の頂部
における総合的な金属の影響を、また幾分か減少させる
ものである。
【００１０】樹脂に適当な発泡剤を加えることにより、
ノズル１４の直前の熱ミキサー装置１６（図３および
４）を使用することにより、フレークのランダム化をさ
らに増進できることが解った。上記ミキサープレート
は、当技術において公知のように融成物の流れを均質化
するため、その温度が制御できる、加熱ハウジング内に
囲まれた、制御される加熱素子１８を有する、ハウジン
グ１６内の複数の固定部品１７を含んでいる。満足な部
品は、米国特許第３，７８５，６２０号および第３，８
７１，６２４号によるもので、ニューハンプシャー州、
キアサージのコッホ・エンジニアリング社（Ｋｏｃｈ
Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃ．，
ｏｆ Ｋｅａｒｓａｒｇｅ，Ｎｅｗ Ｈａｍｐｓｈｉｒ
ｅ）で作られる。樹脂に適当な発泡剤を加えることによ
り、フレークのランダム化をさらに増進することがで
き、そして吸熱剤を使用することにより、カートリッジ
ヒーターを介して制御された加熱を用いることにより、
上記ミキサープレートにおける発泡の程度を制御でき
る。しかし、吸熱剤もまた満足な結果を与えた。
【００１１】押出し前の温度は、ノズルから融成物の押
出し直前、発泡剤がその作動温度にあるように、通常制
御される。これは上記融成物の温度を制御することによ
り達成される。発泡剤とミキサープレートとの組合せ
が、他の利点を与えることが解った、すなわち：泡の付
加された混合効果、および上記ミキサープレートの圧力
低下が多分増すために、熱制御によるミキサープレート
の発泡をさらに促進することにより、ミキサープレート
は一層有効となる。本発明の方法は、ポリオレフィンの
ようなプラスチック樹脂から、底壁およびめねじ付周辺
スカートを有するプラスチック・クロージャーのよう
な、満足すべき物品を生産することが解った。満足すべ
きクロージャーは、金属フレークを含有する、ポリプロ
ピレンおよびポリエチレン樹脂から生産された。好結果
の発泡剤は、アゾジカルボンアミド、炭酸水素ナトリウ
ムとクエン酸の混合物、およびポリ炭酸（ｐｏｌｙｃａ
ｒｂｏｎｉｃ ａｃｉｄｓ）と無機炭酸塩化合物の混合
物、を包含する周知の発泡剤を含むこともできる。
【００１２】使用される発泡剤の量は、金属フレークを
含有する樹脂の圧縮成形において、通常発生する欠陥
を、実質的に減少させるに十分なものである。さらに、
発泡剤の量は、押出樹脂内の気泡が、圧縮成形のステッ
プにより消散されず、またどんな通常の検査でも目に見
えるように、成形品内に残っているほど、多くあっては
ならない。使用した特定発泡剤は：オハイオ州、シンシ
ナティ、クオンタム・ケミカル・コーポレーション（Ｑ
ｕａｎｔｕｍ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉ
ｏｎ，Ｃｉｎｃｉｎｎａｔｉ，Ｏｈｉｏ）の、商標「ス
ペクトラテク・エフ・エム１０６２エフ」（Ｓｐｅｃｔ
ｒａｔｅｃｈ ＦＭ １０６２Ｆ）のもとに売られる活
性化温度１６０℃の、活性化剤と共にエチレン酢酸ビニ
ル共重合体キャリヤー内に配合された、アゾジカルボン
アミドのような発熱発泡剤；コネチカット州、ミドルブ
リ、ユニロイヤル・ケミカル・カンパニ（Ｕｎｉｒｏｙ
ａｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃ．，
Ｍｉｄｄｌｅｂｕｒｙ，Ｃｏｎｎｅｃｔｉｃｕｔ）の、
商標「セロゲン・エイ・ゼット・エヌ・ピー １３０」
（ＣＥＬＯＧＥＮ ＡＺＮＰ １３０）のもとに売られ
る粒径３ミクロンの、アゾジカルボンアミド（プレート
アウトしない等級）（ｎｏｎ−ｐｌａｔｉｎｇ ｇｒａ
ｄｅ）のような発熱発泡剤；ドイツ、ボリンガ・インゲ
ルハイム（Ｂｏｅｈｒｉｎｇｅｒ Ｉｎｇｅｌｈｅｉ
ｍ，Ｇｅｒｍａｎｙ）の、商標「ハイドロセロル」（Ｈ
ｙｄｒｏｃｅｒｏｌ）のもとに売られる、炭酸ナトリウ
ムおよびクエン酸のような吸熱発泡剤、およびメアリラ
ンド州、アーブル・ド・グレイス、ジェイ・エム・フー
バ・コーポレーション（Ｊ．Ｍ．Ｈｕｂｅｒ Ｃｏｒｐ
ｏｒａｔｉｏｎ）の、商標「アクチベックス２３５」
（Ａｃｔｉｖｅｘ ２３５）のもとに売られる、高分子
キャリヤー内のポリ炭酸および無機炭酸塩化合物の混合
物のような吸熱発泡剤を含んでいる。
【００１３】発泡剤としての、アゾジカルボンアミドの
量は、重量で樹脂の通常約０．２％と０．３％との間の
範囲にある。発泡剤として、炭酸ナトリウムとクエン酸
の量は、重量で樹脂の約０．２５％と０．５％との間の
範囲にある。好結果の、金属粒子は、可視光線に対して
不透明で、かつ厚さが１ミクロンより小さく、そして長
さが５０ミクロン以下の、青銅またはアルミニウムフレ
ークを含む。
【００１４】例Ｉ アゾジカルボンアミド発泡剤（プレートアウトしない等
級）「スペクトラテックＦＭ１０６２Ｆ」、ここで、発
泡剤とキャリヤーが、重量でポリプロピレン樹脂の約
１．８乃至２．０％；すなわち融成物内のアゾジカルボ
ンアミド（プレートアウトしない等級）約０．２４％か
らなるものを使用し、ポリプロピレン・クロージャーの
圧縮成形において好結果が得られた。
【００１５】例II 発泡剤「アクチベックス２３５」、ここで発泡剤とキャ
リヤーが、樹脂融成物の約２．４％からなるものを使用
し、高密度ポリエチレン・クロージャーの圧縮成形にお
いて、好結果が得られた。
【００１６】例 III 重量で樹脂の０．３３％からなる、炭酸ナトリウムおよ
びクエン酸発泡剤、「ハイドロセロル」、ここで発泡剤
は接着のため鉱油が添加された粉末形式であり、発泡剤
が１５０℃の活性化温度を有し、かつ吸熱性であり、好
結果が得られた。
【００１７】例IV 高分子キャリヤー内の発泡剤「アクチベックス２３５」
が、重量で２．４％の量の中で、高密度ポリエチレン樹
脂内に導入され、発泡剤が吸熱性であり、好結果が得ら
れた。上記の例のおのおのにおいて、できたクロージャ
ーは、実質的に欠陥はなく、そして目視できる気泡もな
い。
【００１８】ミキサーが使用されたとき、押出機１１、
溶融ポンプ１２、管路１３およびミキサー１６の熱を制
御することによって、融成物および発泡剤の温度は、ノ
ズル通過直前にその活性化温度にまで上げられるよう
に、制御できる。選択的に、吸熱発泡剤を利用すること
により、発泡剤の過早活性化を防ぐために温度が制御で
きる。従って、圧縮成形において、通常発生する欠陥
を、事実上減少する方法を提供したことが理解できる。
本発明は、金属粒子含有圧縮成形プラスチックに関連し
て記載したが、不溶性で、かつ圧縮成形において欠陥を
生じる傾向のあるような、上記プラスチックよりも高い
融解温度を有する粒子を含有する、圧縮成形プラスチッ
クに適用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】クロージャーのような圧縮成形物品の従来技術
の製法の略示図。
【図２】従来技術の製法のさらに一部分の略示図。
【図３】本発明による方法の一部分の略示図。
【図４】本発明の方法に使用される装置の一部分の断面
図。
【符号の説明】
１０ 樹脂ホッパー １１ 押出機 １２ 溶融ポンプ １３ ホースまたは導管 １４ ノズル １５ 刃 １６ 加熱ミキサー装置すなわち加熱ハウジング １７ 固定部品 １８ 加熱素子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 テイモシー・ダヴリユー・ミラー アメリカ合衆国ミシガン州49091 スター ジス、ボーガート・ロード 62450

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 熱可塑性樹脂が、粒子顔料添加剤を含む
    添加剤と混合され、上記粒子顔料添加剤が金属粒子を含
    み、ノズルを通って押出され、個々のペレットに切断さ
    れ、各ペレットが金型の空洞内に滞積され、次に金型が
    閉じられて物品を圧縮成形する、クロージャーのような
    物品の圧縮成形の方法において、 加熱ミキサー装置を、ノズルの直前の樹脂の通路内に位
    置決めすること、 気泡が押出融成物内に与えられるように、そして上記気
    泡は、物品を成形する圧縮成形が完了する前に実質的に
    排出されるように、粒子顔料添加剤内の金属粒子をラン
    ダム化するに十分な量の発泡剤を、押出し以前に、上記
    樹脂に対して添加すること、を特徴とする上記方法。
  2. 【請求項２】 請求項１の方法に従って製造された物
    品。
  3. 【請求項３】 熱可塑性樹脂が、粒子顔料添加剤を含む
    添加剤と混合され、ノズルを通って押出され、個々のペ
    レットに切断され、各ペレットが金型の空洞内に滞積さ
    れ、次に金型が閉じられて物品を圧縮成形する、クロー
    ジャーのような物品の圧縮成形の方法において、改良点
    に、 粒子顔料添加剤内の金属粒子をランダム化するに十分な
    量の発泡剤を、押出し以前に上記樹脂に対して添加する
    こと、ノズルを通る押出し直前に、上記発泡剤が活性化
    温度１５０℃に到達するように、気泡が押出融成物内に
    与えられるように、かつ上記気泡は物品を成形する圧縮
    成形が完了する前に、実質的に排出されるように、上記
    融成物の活性化温度を制御すること、を特徴とする上記
    方法。
  4. 【請求項４】 請求項３に従って製造された製品。
  5. 【請求項５】 熱可塑性樹脂が、粒子顔料添加剤を含む
    添加剤と混合され、ノズルを通って押出され、個々のペ
    レットに切断され、各ペレットが金型の空洞内に滞積さ
    れ、次に金型が閉じられてクロージャーを圧縮成形す
    る、底壁およびめねじ付周辺スカートを有するクロージ
    ャーの圧縮成形の方法において、 気泡が押出融成物内に与えられるように、粒子顔料添加
    剤内の金属粒子をランダム化するに十分な量の発泡剤
    を、かつ上記気泡は、物品を成形する圧縮成形が完了す
    る前に、実質的に排出されるに十分な量の発泡剤を、押
    出し前に樹脂に添加すること、を特徴とする上記方法。
  6. 【請求項６】 上記粒子顔料添加剤が金属粒子を含む、
    請求項５に記載の方法。
  7. 【請求項７】 上記ノズルの直前の樹脂の通路内に加熱
    ミキサー装置を位置決めするステップを含む、請求項６
    に記載の方法。
  8. 【請求項８】 上記発泡剤が、アゾジカルボンアミドか
    らなる請求項６に記載の方法。
  9. 【請求項９】 発泡剤の量が、重量で上記樹脂の０．２
    ５％乃至０．３％からなる、請求項８に記載の方法。
  10. 【請求項１０】 アゾジカルボンアミドの量が、重量で
    上記樹脂の０．２５％からなる、請求項８に記載の方
    法。
  11. 【請求項１１】 上記発泡剤が、重炭酸ナトリウムとク
    エン酸の混合物からなる、請求項７に記載の方法。
  12. 【請求項１２】 上記発泡剤が、重量で上記樹脂の０．
    ２５％乃至０．５％からなる、請求項１１に記載の方
    法。
  13. 【請求項１３】 重炭酸ナトリウムとクエン酸の量が、
    重量で上記樹脂の０．３３％からなる、請求項１１に記
    載の方法。
  14. 【請求項１４】 上記発泡剤が、ポリ炭酸および無機炭
    酸塩化合物の混合物からなる、請求項７に記載の方法。
  15. 【請求項１５】 上記ノズルを通って押出す直前、発泡
    剤が活性化温度１５０℃に到達するように、融成物を含
    有する、融成物の活性化温度を制御するステップを含
    む、請求項５に記載の方法。
  16. 【請求項１６】 請求項１乃至１５のいずれか１項に従
    って製造されたクロージャー。
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