JPH0788874A - 中空構造体内部を発泡体で充填する方法 - Google Patents

中空構造体内部を発泡体で充填する方法

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JPH0788874A
JPH0788874A JP5313416A JP31341693A JPH0788874A JP H0788874 A JPH0788874 A JP H0788874A JP 5313416 A JP5313416 A JP 5313416A JP 31341693 A JP31341693 A JP 31341693A JP H0788874 A JPH0788874 A JP H0788874A
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JP
Japan
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hollow
foam
foaming
foamed
filling
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JP5313416A
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English (en)
Inventor
Yukiya Saho
幸也 佐保
Hiroshi Hayakawa
博司 早川
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Asahi Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Asahi Chemical Industry Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 中空体内部を発泡体ですき間なく均一に充填
された中空構造体を、幅広い条件下で製造する。 【構成】 中空体の中空部に発泡性粒子を充填後、発泡
させ、中空体内部を発泡体で充填する方法において、発
泡性粒子として発泡剤を均一に含有しており、発泡時に
架橋構造により安定化された多泡質構造となる未発泡あ
るいは予備発泡した発泡性部分架橋塩化ビニリデン系樹
脂粒子を使う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は中空部を発泡体で充填す
る方法に関するものである。さらに詳しくは金属、合成
樹脂、セラミックスなどでできた中空構造体の中空部を
発泡体で充填する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】種々の構造体において、軽量化要求と機
械的物性及びその他の物性を満足するために内部を中空
にし、吸音吸振、重量調整、反発性付与などの目的で、
中空部を発泡体で充填した構造のものがスポーツをはじ
めとする多分野で使用されている。
【0003】中空部を発泡体で充填する方法としては、
特開昭58−21734号、特開平4ー279308号
などのように中空部にウレタンフォーム、ABS樹脂発
泡体、AS樹脂発泡体などの発泡体を充填する方法、特
開平1−255530号などのように発泡性樹脂成形体
を充填し発泡させる方法がある。また、特開昭59−4
8146号や特開平4−309415号、特開平4−2
21579号などのようにポリウレタン樹脂等の熱硬化
性樹脂を充填し発泡させる方法や特開平4−51973
号、特開平4−109973号、特開平4−22157
9号などのように、塩化ビニリデン/アクリロニトリル
等の熱可塑性樹脂を外殻とし、発泡剤を内包、カプセル
化した熱膨張性微小球を充填し発泡させる方法が提案さ
れている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、金属バット
等の中空部に発泡樹脂を入れる方法では、吸音効果はあ
るものの、中空部に注入された発泡体と中空体との密着
性が不十分なため、吸振効果を得ることはできない上
に、使用中に中空内部で発泡体が移動する。また、発泡
性樹脂成形体を充填し発泡させる方法では、成型体に成
形することに多大な手間がかかる上、ゴルフのメタルヘ
ッド中空部のように中空部入口の大きさが中空部内部の
大きさに較べ小さい場合では、中空部に発泡性樹脂成形
体を入れることは難しい。さらに、メタルヘッドの中空
部にポリウレタン樹脂を充填し発泡させる方法では、ポ
リウレタン樹脂の充填設備に多大な費用を要する上に、
均一な発泡状態で中空部を充填させるのが難しく、巣が
出来たりする場合がある。
【0005】また、塩化ビニリデン/アクリロニトリル
等の熱可塑性樹脂樹脂を外殻とし発泡剤を内包、カプセ
ル化した熱膨張性微小球をメタルヘッドの中空部に充填
し発泡させる方法では、該樹脂が発泡時に単一気泡構造
となるため収縮しやすく、ある一定の狭い条件でしか発
泡させることができない。さらに、発泡充填後、中空体
外側を塗装し、加熱乾燥する場合においては発泡樹脂の
収縮が起き、中空体内部に新たなすき間が発生するとい
う欠点があった。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、これら従
来の方法の問題点に鑑み、幅広い条件下でも発泡可能
で、かつ、塗装後の加熱乾燥時にも発泡樹脂が収縮しな
い構造体の中空部を発泡体で充填する方法について鋭意
研究した結果、ある条件を満足する未発泡の発泡性塩化
ビニリデン系樹脂粒子、あるいは、そのあらかじめ予備
発泡させた発泡性塩化ビニリデン系樹脂粒子で中空部を
充填し、発泡させることにより目的を達成できることを
見出し、本発明を完成するに至った。さらには、発泡条
件と中空体外側の塗装時の乾燥を同一条件で同時に行え
ることで、工程の大幅な簡略化も可能であることを見出
した。
【0007】すなわち、本発明は中空構造体の中空部に
未発泡の発泡性塩化ビニリデン系樹脂粒子、あるいは、
そのあらかじめ予備発泡させた発泡性塩化ビニリデン系
樹脂粒子を充填後、発泡させ、中空体内部を発泡体で充
填する方法であって、発泡性部分架橋塩化ビニリデン系
樹脂粒子に発泡剤を均一に含有させ、発泡時に架橋構造
により安定化された多泡質構造となるようにしたことを
特徴とする中空構造体内部を発泡体で充填する方法であ
る本発明が適用できる中空構造体としては、テニスのラ
ケットフレーム、ゴルフクラブメタルヘッド、ゴルフク
ラブシャフト、サーフボード、および野球の金属バット
等であり、材質及びその形状は問わない。
【0008】本発明で用いられる発泡性ポリ塩化ビニリ
デン系樹脂粒子は、例えば、特開昭63−122745
号、特開昭63−122713号、特開平04−085
343号等に記載されている。すなわち、部分架橋した
非晶質の塩化ビニリデン系共重合体に発泡剤を樹脂層全
体に均一に含浸したものである。非晶質の塩化ビニリデ
ン系共重合体は10重量%以上85重量%以下の塩化ビ
ニリデンを15重量%以上90重量%以下の他のモノマ
ーと共重合することにより得られる。塩化ビニリデン含
有量が10重量%以下であると発泡剤の保持性が低下
し、85重量%以上では結晶性となり発泡剤の均一な含
浸が困難になる。
【0009】塩化ビニリデンと共重合可能な他のモノマ
ーとしては塩化ビニル、(メタ)アクリロニトリル、ス
チレン及びその誘導体、アクリル酸メチル、メタクリル
酸メチル等の(メタ)アクリル酸エステル類、N−フェ
ニルマレイミド等のN−置換マレイミド類等を挙げるこ
とができる。これらは単独、もしくは2種以上を併用し
てもよい。
【0010】本発明の目的を達成するためには、発泡性
塩化ビニリデン系樹脂が発泡時に架橋構造により安定化
された多泡質構造をとることが必要である。発泡剤を内
包・カプセル化したものでは発泡時に単一気泡となるた
め収縮しやすく、ある一定の狭い条件でしか発泡させる
ことはできない。多泡質構造でありかつ架橋構造により
安定化することではじめて、幅広い条件下での発泡化が
可能となる。
【0011】架橋を導入するためにはジビニルベンゼン
やエチレングリコールジアクリレート等の種々の2官能
性モノマーを共重合する。架橋の程度は塩化ビニリデン
系共重合体のテトラヒドロフラン等の良溶媒に対する不
溶部分の割合で定量できる。好ましい不溶部分の割合
は、テトラヒドロフランの場合で10重量%以上90重
量%以下である。10重量%未満では、一度膨張したも
のが収縮し十分な発泡倍率が得られず、中空部を十分に
充填できない。また、90重量%以上では十分に発泡で
きず中空部を十分に充填できない。
【0012】また、該塩化ビニリデン系共重合体の重合
方法は懸濁重合、乳化重合、溶液重合など公知の重合方
法が使用できるが、重合体が粒子状で得られる懸濁重合
が最も好ましい。一方、多泡質構造にするためには樹脂
粒子が発泡剤を均一に含有することが必要である。得ら
れた塩化ビニリデン系樹脂粒子に発泡剤を均一に含有さ
せる方法としては該樹脂粒子と発泡剤を気体状、液体状
で直接接触させる直接含浸法や、樹脂粒子の水スラリー
に発泡剤を添加する水中懸濁含浸法、さらに重合時に発
泡剤を共存させておく重合含浸法などがある。発泡剤が
樹脂中に均一に含有されたことを確認するには、樹脂中
の発泡剤の分布を赤外分光光度計や元素分析法などによ
り調べることができる。
【0013】発泡剤としては例えばプロパン、ブタン、
ペンタン、シクロペンタン等の炭化水素類、塩化メチ
ル、塩化エチル等のハロゲン化炭化水素類、1,1−ジ
クロロ−1−フロロエタン等のHCFC類、1,1,
1,2−テトラフロロエタンなどのHFC類等を挙げる
ことができる。該発泡性塩化ビニリデン系樹脂粒子はそ
の平均粒径が未発泡のもので0.1mm以上、2mm以
下、予備発泡させたもので0.1mm以上、8mm以下
であることが望ましい。平均粒径が0.1mm以下では
取り扱いにくい上、粒子の流動性が悪くなって複雑な形
状の中空部にすき間ができやすい傾向がある。また平均
粒径が8mm以上になると発泡後の充填性が悪くなる傾
向がある。
【0014】本発明においては上記の発泡性部分架橋塩
化ビニリデン系樹脂粒子を中空体に充填した後、80℃
以上、250℃以下で水蒸気、熱風、オーブン等で加熱
することにより発泡させ、中空部にすき間なく充填させ
る。本発明においては、未発泡の該発泡性塩化ビニリデ
ン系樹脂粒子だけでなく、あらかじめ2倍から70倍好
ましくは5倍から60倍に予備発泡させたものを充填し
発泡させることができる。あらかじめ予備発泡させた該
発泡性樹脂粒子を使うことにより、未発泡のものを使う
より、より均一な充填密度を得ることができる。予備発
泡したものを充填する際、2倍以下では均一な充填密度
を得る効果が十分でなく、70倍以上では充填後の発泡
能力が低くなる。
【0015】発泡、充填させる温度は上記範囲内では特
に制限はない。中空構造体の材質、要求される発泡倍率
などを考慮して決定する。80℃以下では発泡速度が小
さく、250℃以上では塩化ビニリデン系樹脂粒子の劣
化、へたりが発生する。発泡時間についても特に制限は
なく、要求される発泡倍率、発泡温度、それぞれの生産
工程(例えば乾燥工程)の条件を考慮して決定すればよ
い。通常発泡温度が150℃であれば10分程度で30
倍以上の発泡が可能である。
【0016】発泡性塩化ビニリデン系樹脂粒子の充填量
は中空部の容積と、該発泡性樹脂粒子の最大発泡倍率、
及び要求する発泡体の密度を考慮して決定する。該発泡
性樹脂粒子の最大発泡倍率は発泡条件によって異なる
が、おおむね5〜80倍である。こうして得られた中空
構造体はその中空部がすき間なく均一に発泡体で充填さ
れており、かなり複雑な形状の中空体に適用しても発泡
体密度(発泡倍率)の場所によるばらつきはきわめて小
さい。
【0017】
【実施例】以下、実施例及び比較例に基づいて、本発明
を具体的に説明する。
【0018】
【実施例1】図1のような内容積160cm3のステン
レス製ゴルフヘッド中空体に塩化ビニリデン50重量
%、スチレン15重量%、アクリロニトリル30重量%
とN−フェニルマレイミド4.95重量%、ジビニルベ
ンゼン0.05重量%からなり、テトラヒドロフランに
不溶の割合が59重量%で、発泡剤としてn−ペンタン
9重量%を均一に含有する発泡性ポリ塩化ビニリデン系
樹脂粒子(平均粒径0.6mm)16gを入れ、オーブ
ン中で130℃で60分間加熱発泡させた。ステンレス
製中空部を切断し内部を観察したところ、発泡したポリ
塩化ビニリデン系樹脂粒子ですき間なく充填された。発
泡体の密度分布を調べたところゴルフヘッド上部0.0
9g/cm3、ゴルフヘッド下部0.11g/cm3でありばらつ
きの少ない均一な発泡体を形成しており、中空体との密
着性も良好であった。
【0019】
【実施例2】実施例1の加熱時間を120分に延長し
た。ステンレス製中空体は発泡したポリ塩化ビニリデン
系樹脂粒子ですき間なく充填されていた。長時間加熱に
よる発泡体の収縮は見られなかった。
【0020】
【実施例3】加熱温度を180℃、時間を10分にする
以外は実施例1と同様にした。ステンレス製中空体は発
泡したポリ塩化ビニリデン系樹脂粒子ですき間なく充填
されていた。高温加熱による発泡体の収縮は見られなか
った。
【0021】
【実施例4】図2に示すような内容積100cm3のガ
ラス繊維強化6、6−ナイロン中空体に塩化ビニリデン
40重量%、スチレン24重量%、アクリロニトリル3
5.95重量%,1,6−ヘキサンジオールジメタクリ
レート0.05重量%からなり、テトラヒドロフランに
不溶の割合が28%で、発泡剤として1,1,1,2−
テトラフロロエタンフロンを11重量%を含有する発泡
性ポリ塩化ビニリデン系樹脂粒子(平均粒径0.7m
m)15gを入れ、オーブン中で115℃で18時間加
熱発泡させた。ガラス繊維強化6、6−ナイロン中空体
は発泡したポリ塩化ビニリデン系樹脂粒子ですき間なく
充填されていた。
【0022】
【実施例5】図1のような内容積180cm3のステン
レス製ゴルフヘッドにあらかじめ10倍に予備発泡させ
た以外は実施例1と同様にした発泡性ポリ塩化ビニリデ
ン系樹脂粒子(平均粒径1.3mm)9gを充填し、オ
ーブン中で160℃で60分間加熱発泡させた。中空部
は発泡したポリ塩化ビニリデン系樹脂粒子ですき間なく
充填されていた。発泡体の密度分布を調べたところバッ
トグリップ部0.05g/cm3、中空体先端部0.05g/c
m3であり極めてばらつきの少ない均一な発泡体を形成し
ており、中空体との密着性も良好であった。
【0023】
【実施例6】図3に示すような内容積1100cm3
アルミ合金製金属バットの中空部にあらかじめ29倍に
予備発泡させた以外は実施例1と同様にした発泡性ポリ
塩化ビニリデン系樹脂粒子(平均粒径1.8mm)36
gを充填し、オーブン中で160℃で30分間加熱発泡
させた。中空部は発泡したポリ塩化ビニリデン系樹脂粒
子ですき間なく充填されていた。発泡体の密度分布を調
べたところバットグリップ部0.03g/cm3、バット先
端部0.03g/cm3であり極めてばらつきの少ない均一
な発泡体を形成しており、中空体との密着性も良好であ
った。
【0024】
【比較例1】塩化ビニリデン50重量%、スチレン15
重量%、アクリロニトリル30重量%とN−フェニルマ
レイミド5重量%、からなり、テトラハイドロフランに
不溶の割合が0重量%で、発泡剤としてペンタン9重量
%を含有する発泡性ポリ塩化ビニリデン系樹脂粒子(平
均粒径0.6mm)を使う以外は実施例1と同様にし
た。ステンレス製中空部を切断し内部を観察したとこ
ろ、粒子は一部収縮し、ステンレス製中空体内は十分に
充填されなかった。
【0025】
【比較例2】塩化ビニリデン系共重合体を外殻成分と
し、発泡剤を内包する熱膨張性微小球(日本フィライト
社(株)製「EXPANCEL−461DU」)を使用
する以外は実施例1と同様にした。中空部を切断し内部
を観察したところ、発泡体の一部に収縮が見られ、ステ
ンレス製中空体の一部に空隙が見られた。
【0026】
【比較例3】比較例2の加熱条件を180℃で10分間
にし加熱発泡させた。発泡体樹脂は大部分が収縮し、ス
テンレス製中空体は充填されなかった。
【0027】
【比較例4】比較例2の加熱条件を115℃で18時間
にし、加熱発泡させた。発泡体樹脂は大部分が収縮し、
ステンレス製中空体は充填されなかった。
【0028】
【発明の効果】この結果より、本発明を用いると幅広い
条件下で発泡体の収縮がなく、すき間なく均一に中空体
内部を発泡体で充填できることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【図1】発泡性樹脂を充填するステンレス製ゴルフヘッ
ドの断面図である。
【図2】発泡性樹脂を充填するガラス繊維強化6、6−
ナイロン製中空体の断面図である。
【図3】発泡性樹脂を充填するアルミ合金製金属バット
の断面図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 中空構造体の中空部に発泡性塩化ビニリ
    デン系樹脂粒子あるいはその予備発泡粒子を充填後、発
    泡させ、中空体内部を発泡体で充填する方法であって、
    未発泡の発泡性部分架橋塩化ビニリデン系樹脂粒子に発
    泡剤を均一に含有させ、発泡時に架橋構造により安定化
    された多泡質構造となるようにしたことを特徴とする中
    空構造体内部を発泡体で充填する方法
JP5313416A 1993-07-29 1993-12-14 中空構造体内部を発泡体で充填する方法 Withdrawn JPH0788874A (ja)

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JP5313416A JPH0788874A (ja) 1993-07-29 1993-12-14 中空構造体内部を発泡体で充填する方法

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JP18773693 1993-07-29
JP5-187736 1993-07-29
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6152260A (en) * 1997-07-01 2000-11-28 Daimlerchrysler Ag Method of filling cavities in workpieces or semi-finished products and structural components parts for mounting on or in a motor vehicle
JP2006137032A (ja) * 2004-11-10 2006-06-01 Kaneka Corp 発泡合成樹脂成形体の製造方法
JP2009178521A (ja) * 2008-02-01 2009-08-13 Kasco Corp ソリッドコア用ゴム組成物、ゴルフボール及びその製造方法
JP2012206330A (ja) * 2011-03-29 2012-10-25 Sekisui Plastics Co Ltd 複合構造部材の製造方法および複合構造部材
WO2022090222A1 (de) * 2020-10-28 2022-05-05 Basf Se Sportgerät für schlägersportarten

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