JPH07125031A - 熱可塑性樹脂発泡体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】軽量、且つ、高剛性であり、キャビティ形状と
同一形状を有する熱可塑性樹脂発泡体の製造方法。 【構成】発泡剤及び熱可塑性樹脂からなる発泡性熱可塑
性樹脂組成物を、雄型金型と雌型金型からなるキャビテ
ィ容積の変化可能な金型のキャビティ内に、発泡温度以
上で射出し、キャビティ容積を増加しつつ発泡させる射
出発泡成形方法において、該雌型金型における雄型金型
との摺動面を、該熱可塑性樹脂の融点より５０℃低い温
度以上、且つ、該熱可塑性樹脂の融点より８０℃高い温
度以下に保持しつつ、発泡させることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、発泡成形体の製造方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、表面にスキン層を有する高剛性な
熱可塑性樹脂発泡体を製造する方法として、橋本健次郎
著 工業材料（第２９巻第３号Ｐ．６０〜６４ １９８
１年３月発刊）には、発泡剤の分解温度以上に加熱され
た発泡性熱可塑性樹脂組成物を、雄形金型と雌型金型か
らなるキャビティ容積の変化可能な金型のキャビティ内
に射出し、キャビティ容積を拡大しつつ発泡させ、熱可
塑性樹脂発泡体を製造する射出発泡成形方法が開示され
ている。

【０００３】しかし、上記方法では、雌型金型と雄型金
型の摺動面において、発泡性熱可塑性樹脂組成物が発泡
せず、冷却固化されて形成されるスキン層が、発泡を阻
害するため、キャビティ形状と同一形状を有する熱可塑
性樹脂発泡体が得られなかった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、軽量、高剛
性であると共に、キャビティ形状と同一形状を有する熱
可塑性樹脂発泡体を容易に製造しうる方法を提供するこ
とにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明で用いられる発泡
性熱可塑性樹脂組成物は、熱可塑性樹脂及び発泡剤から
なる。

【０００６】上記熱可塑性樹脂は、一般的なものが用い
られ、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩
化ビニル、ポリスチレン、ポリアミド、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、ポリカー
ボネート、ポリフッ化ビニリデン、ポリフェニレンサル
ファイド、ポリフェニレンオキサイド、ポリエーテルス
ルホン、ポリエーテルエーテルケトン、エチレン−塩化
ビニル共重合体、酢酸ビニル−エチレン共重合体、酢酸
ビニル−塩化ビニル共重合体、アクリロニトリル−スチ
レン共重合体、ＡＢＳ樹脂、シラン変性ポリエチレン、
アクリル酸変性ポリプロピレン、マレイン酸変性ポリエ
チレン等が挙げられる。

【０００７】上記発泡剤は、熱可塑性樹脂の溶融温度よ
り高い温度で、分解又揮発するものであれば良く、例え
ば、アゾジカルボンアミド、アゾビスイソブチロニトリ
ル、Ｎ，Ｎ^' −ジニトロソペンタメチレンテトラミン、
ｐ，ｐ^' −オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジド、
アゾジカルボン酸バリウム、トリヒドラジノトリアジ
ン、ｐ−トルエンスルホニルヒドラジド、プロパン、ブ
タン、ペンタン、ヘキサン等の脂肪族炭化水素、塩化メ
チル、二塩化メチレン等の塩素化脂肪族炭化水素、１，
１−ジクロロ−１−フルオロエタン、２，２−ジクロロ
−１，１，１，−トリフルオロエタン、１，１，１，２
−テトラフルオロエタン等が挙げられる。

【０００８】発泡剤の添加量は、多いと、破泡し、大き
な空隙ができ、又、少ないと、発泡しないので、熱可塑
性樹脂１００重量部に対して、１〜２０重量部が好まし
い。

【０００９】発泡性熱可塑性樹脂組成物は、上記熱可塑
性樹脂及び発泡剤からなるが、物性を損なわない範囲
で、安定剤、滑剤、加工助剤、可塑剤、着色剤、繊維、
並びに、マイカや炭酸カルシウム等の充填剤等を添加し
てもよい。

【００１０】上記発泡性熱可塑性樹脂組成物の製造方法
は、一般的な方法が用いられる。例えば、押出機で、熱
可塑性樹脂及び発泡剤を、発泡剤の分解温度以下で溶融
混練する方法が、挙げられる。

【００１１】又、射出機中、一定体積を保持しつつ、発
泡剤の分解又は揮発温度以上で、溶融混練し、発泡性熱
可塑性樹脂組成物の製造と発泡剤の分解又は揮発を同時
に行ってもよい。

【００１２】本発明で用いられる金型は、雄型金型と雌
型金型からなるキャビティ容積の変化可能な金型であっ
て、該雌型金型における雄型金型との摺動面を、熱可塑
性樹脂の融点より５０℃低い温度以上、且つ、熱可塑性
樹脂の融点より８０℃高い温度以下に保持し得るもので
あれば、特に限定されない。

【００１３】ここで、融点とは、熱可塑性樹脂の結晶状
態が、完全に失われる温度をいい、ガラス転移温度をＴ
ｇとすると、一般に、非対称性の熱可塑性樹脂の場合に
は、３×Ｔｇ／２、対称性の熱可塑性樹脂の場合には、
２×Ｔｇで表される式で求めることができる。

【００１４】雌形金型における雄型金型との摺動面の温
度は、低いと、発泡性熱可塑性樹脂組成物の伸長が困難
となり、低発泡倍率の熱可塑性樹脂発泡体しか得られ
ず、又、高いと、得られる熱可塑性樹脂発泡体にヤケが
生ずるので、熱可塑性樹脂の融点より５０℃低い温度以
上、且つ、熱可塑性樹脂の融点より８０℃高い温度以下
に保持する必要があり、特に、熱可塑性樹脂の融点より
３０℃低い温度以上、熱可塑性樹脂の融点より２０℃高
い温度以下に保持するのが好ましい。

【００１５】雌形金型における雄形金型との摺動面の温
度を、上記範囲に保持する方法としては、特に限定され
ず、例えば、熱媒体、ヒーター、蒸気により加熱する方
法が挙げられる。

【００１６】又、上記以外の金型部材の温度は、低い
と、得られる熱可塑性樹脂発泡体の表面の平滑性が低下
し、又、高いと、冷却に長時間を要すると同時に、得ら
れる熱可塑性樹脂発泡体に形成されるスキン層が薄くな
り、得られる熱可塑性樹脂発泡体の強度が低下するの
で、３０〜１１０℃に保持されるのが好ましい。

【００１７】雌形金型における雄形金型との摺動面とそ
の他の金型部材の熱的影響を排除するために、雌形金型
における雄形金型との摺動面を加熱する部材と他の金型
部材との間に、断熱材を介しておくことが好ましい。

【００１８】キャビティ容積の増加率は、発泡性熱可塑
性樹脂組成物の発泡による体積増加率より小さいと、発
泡を阻害し、破泡を生じることがあり、又、大きいと、
得られる発泡体の表面平滑性が低下することがあるの
で、発泡性熱可塑性樹脂組成物の発泡による体積増加率
に対応させて行うことが好ましい。又、キャビティ容積
の増加は、発泡性熱可塑性樹脂組成物が、溶融状態にあ
る間に、行わなければならない。

【００１９】本発明は、発泡温度以上に加熱した発泡性
熱可塑性樹脂組成物を、一定金型のキャビティ内に射出
し、キャビティ容積を増加しつつ発泡させた後、冷却す
る射出発泡成形方法である。

【００２０】発泡性熱可塑性樹脂組成物のキャビティ内
への供給は、射出機が用いられる。即ち、発泡性熱可塑
性樹脂組成物を、射出機内で、一定体積を保持したま
ま、発泡剤の分解又は揮発温度に加熱し、キャビティ内
に供給する。

【００２１】射出機で発泡性熱可塑性樹脂組成物を、キ
ャビティ内に供給すると、発泡性熱可塑性樹脂組成物に
高圧をかけた状態で短時間にキャビティ内に発泡性熱可
塑性樹脂組成物の供給が可能となり、発泡剤から発生し
た気体の抜けを最小限に抑えることができ、高発泡倍率
の熱可塑性樹脂発泡体が得られる。

【００２２】本発明で得られる熱可塑性樹脂発泡体の発
泡倍率は、高いと、得られる熱可塑性樹脂発泡体の剛性
が低下し、又、低いと、得られる熱可塑性樹脂発泡体の
軽量化が図れないので、１．５〜３０倍が好ましく、特
に、２〜２０倍が特に好ましい。

【００２３】

【実施例】

（実施例１）ポリプロピレン（住友化学社製 商品名ノ
ーブレンＹＥ１０１）１００重量部及びアゾジカルボン
アミド系発泡剤（大塚化学社製 商品名ユニフォームＡ
ＺＨ−Ｍ 分解温度２００℃）１．５重量部を、２軸混
練機を用いて、１８０℃に加熱混練し、発泡性熱可塑性
樹脂組成物（融点１７５℃）を得た。

【００２４】次に、実施例１で用いた金型について説明
する。発泡性熱可塑性樹脂組成物の発泡に用いた金型の
断面図を図１に示した。金型は、固定金型である雄形金
型２と移動金型である雌形金型１からなる。該雌形金型
１のキャビティの形状は、底部６が、３００ｍｍ×３０
０ｍｍの正方形であり、底部の周縁部から、底部６に対
して９０℃の角度で、長さ３ｍｍの垂直部７が延設され
ている。又、該垂直部７は、加熱部材３から構成されて
いる。

【００２５】該加熱部材３の形状は、垂直部７に対する
垂直断面が、４００ｍｍ×４００ｍｍの正方形であり、
その中央部に３００ｍｍ×３００ｍｍの正方形の中空体
が設けられており、更に、幅が均一に５０ｍｍ、高さが
３ｍｍである。

【００２６】又、該加熱部材３の内部には、直径５ｍｍ
の蒸気配管兼冷却水管５が２本設けられている。

【００２７】又、加熱部材３とそれ以外の雌形金型１の
部材との間には、断熱材層４が設けられている。該断熱
材層４の形状は、４１０ｍｍ×４１０ｍｍの正方形であ
り、その中央部には、４００ｍｍ×４００ｍｍの正方形
の中空部が設けられており、幅が均一に５ｍｍ、高さが
８ｍｍであり、更に、断熱材層４の厚さ方向一端内部に
は、断面が、４００ｍｍ×４００ｍｍの正方形であり、
その中央部に３００ｍｍ×３００ｍｍの正方形の中空体
が設けられており、更に、幅が均一に５０ｍｍ、高さが
５ｍｍの突出部９が、延設されている。

【００２８】雄形金型２は、上記雌形金型１に整合する
形状を有しており、凸部中央には、射出機８に連通孔９
が設けられている。

【００２９】得られた発泡性熱可塑性樹脂組成物を、図
示しない射出機に供給し、２２０℃に加熱混練後、加熱
部材５が、１５０℃に保持され、それ以外の部材が、８
０℃に保持された上記金型のキャビティ内に供給、充填
後、発泡性熱可塑性樹脂組成物の体積増加に合わせて、
キャビティ容積を拡大しつつ、発泡させた後、冷却し、
表面にスキン層を有する、キャビティ形状と同一の熱可
塑性樹脂発泡体を得た。

【００３０】得られた熱可塑性樹脂発泡体の発泡倍率を
以下の方法で測定した結果、発泡倍率は、２倍であっ
た。 （発泡倍率）以下に示す式により求めた。

【００３１】熱可塑性樹脂発泡体の比重＝熱可塑性樹脂
発泡体の重量／熱可塑性樹脂発泡体の体積 発泡倍率＝熱可塑性樹脂の比重／熱可塑性樹脂発泡体の
比重

【００３２】（実施例２）アクリロニトリル−ブタジエ
ン−スチレン共重合体（旭化成社製 商品名スタイラッ
クＢＬ２０）１００重量部及びアゾジカルボンアミド系
発泡剤（大塚化学社製 商品名ユニフォームＡＺＨ−Ｍ
分解温度２００℃）２重量部を、２軸混練機を用い
て、１８０℃に加熱混練し、発泡性熱可塑性樹脂組成物
（ガラス転移点１２０℃）を得た。

【００３３】得られた発泡性熱可塑性樹脂組成物を、実
施例１で用いた射出機に供給し、２３０℃に加熱混練
後、加熱部材３が、１８０℃に保持され、それ以外の部
材が、８０℃に保持された、実施例１で用いられた金型
のキャビティ内に供給、充填後、発泡性熱可塑性樹脂組
成物の体積増加に合わせて、キャビティ容積を拡大しつ
つ、発泡させた後、冷却し、表面にスキン層を有する、
キャビティ形状と同一の熱可塑性樹脂発泡体を得た。

【００３４】得られた熱可塑性樹脂発泡体の発泡倍率
を、実施例１を同様の方法で測定した結果、発泡倍率
は、３倍であった。 （比較例１）実施例１で用いられた発泡性熱可塑性樹脂
組成物を、実施例１で用いた射出機に供給し、２２０℃
に加熱混練後、加熱部材３及びそれ以外の部材が、８０
℃に保持された実施例１で用いた金型のキャビティ内に
供給、充填後、発泡性熱可塑性脂組成物の体積増加に合
わせて、、キャビティ容積を拡大しつつ、発泡させた
後、冷却し、熱可塑性樹脂発泡体を得た。

【００３５】しかし、キャビティ形状と同一の熱可塑性
樹脂発泡体は得られず、全ての角部が欠けたものしか得
られなかった。得られた熱可塑性樹脂発泡体の発泡倍率
を、実施例１を同様の方法で測定した結果、発泡倍率
は、２倍であった。

【００３６】

【発明の効果】本発明では、雌型金型における雄型金型
との摺動面を、熱可塑性樹脂の融点より５０℃低い温度
以上、且つ、熱可塑性樹脂の融点より８０℃高い温度以
下に保持しているため、雌形金型における雄形金型との
摺動面付近の発泡性熱可塑性樹脂組成物の未発泡を防止
することができ、所望の形状を有する軽量、且つ、高剛
性である熱可塑性樹脂発泡体を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明で用いられる雄型金型と雌型金型からな
るキャビティ容積の変化可能な金型の一例を示す模式断
面図である。

【符号の説明】

１ 雌型金型 ２ 雄形金型 ３ 加熱部材 ４ 断熱材 ５ 蒸気配管兼冷却配管 ６ 底部 ７ 垂直部 ８ 連結孔 ９ 突出部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】発泡剤及び熱可塑性樹脂からなる発泡性熱
   可塑性樹脂組成物を、雄型金型と雌型金型からなるキャ
   ビティ容積の変化可能な金型のキャビティ内に、発泡温
   度以上で射出し、キャビティ容積を増加しつつ発泡させ
   る射出発泡成形方法において、該雌型金型における雄型
   金型との摺動面を、該熱可塑性樹脂の融点より５０℃低
   い温度以上、且つ、該熱可塑性樹脂の融点より８０℃高
   い温度以下に保持しつつ、発泡させることを特徴とする
   熱可塑性樹脂発泡体の製造方法。