JPH08132466A - 発泡体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 成形品の幅や厚みに変動が生じた場合でも良
好な表面状態が得られ、残留歪みによる反りや曲がりが
なく、設計寸法を満足し得る製品が得られ、且つ、成形
品の切断等のトラブルがなく、高速生産に対応できる発
泡体の製造方法を提供する。 【構成】 熱可塑性樹脂組成物及び発泡剤を含有する発
泡性樹脂組成物を押出機１内で溶融混練後、大気圧下に
押出すことにより発泡せしめ、次いで賦形金型２内に設
けられた樹脂流路２１を通過させることにより賦形せし
める発泡体の製造方法であって、賦形金型２が樹脂流路
入口部２２に気体を噴出する気体噴出部３０及びこれに
続いて樹脂流路２１から気体を吸引する気体吸引部４０
を有す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、押出し発泡法による発
泡体の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、押出し発泡により発泡製品を製
造する方法として、発泡性樹脂組成物を押出機内で溶融
混練した後、押出機に付設した金型から大気圧下に押出
すことにより発泡させ、その後断面形状を整えるために
発泡体を金型内面に吸引しながら賦形する賦形機能及び
冷却機能を有する賦形金型（ドライバキュームダイ）を
通過させる方法が広く採用されている。

【０００３】又、特開昭６１−３７４１２号公報には、
成形品の表面に界面活性剤などのような水よりも表面張
力の小さい液体を供給し、その冷却作用及び潤滑作用を
利用してサイジング装置で成形品の矯正及び冷却を行う
方法が、又、特開昭６３−６４７１８号公報には、成形
品の移動速度と同一の速度で走行する一対の対向壁を有
する賦形装置を用いて発泡体を製造する方法が記載され
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来行われていた
賦形金型（ドライバキュームダイ）を通過させる方法に
よると、樹脂溶融粘度、押出量、発泡倍率等の変動によ
り成形品の幅や厚みに変動が生じた場合、賦形金型の入
口で成形品表面に傷が付いたり、甚だしい場合には賦形
金型入口に成形品が詰まって切断したりする。特に製造
速度が早い場合にこのような問題が起こり易い。又、賦
形金型内部の成形品表面温度が高すぎて粘度が低かった
り、賦形金型内部で発泡が継続している場合には摩擦力
が過大となり、成形品に大きな残留歪みが生じて成形品
が反ったり、甚だしい場合には切断が起こる。

【０００５】特開昭６１−３７４１２号公報に記載の方
法においては、賦形金型内部で受ける摩擦力による問題
は解消されるが、サイジングは外径を矯正するだけのも
のであるために賦形機能が不充分であり、例えば鋭角の
角部を有する成形品や発泡製品の賦形には不適当であ
る。又、潤滑剤を洗浄する工程を設ける必要があり、生
産性の面での問題もある。

【０００６】又、特開昭６３−６４７１８号公報に記載
の方法においては、賦形金型内部で受ける摩擦力による
問題は解消されるが、製品の断面形状が、例えば溝部を
有するような多少複雑なものになると、賦形機能が不充
分なために設計寸法どおりのものが得られないという問
題がある。

【０００７】本発明は上記従来の問題点を解消し、成形
品の幅や厚みに変動が生じた場合でも良好な表面状態が
得られ、残留歪みによる反りや曲がりがなく、設計寸法
を満足し得る製品が得られ、且つ、成形品の切断等のト
ラブルがなく、高速生産に対応できる発泡体の製造方法
を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明発泡体の製造方法
は、熱可塑性樹脂組成物及び発泡剤を含有する発泡性樹
脂組成物を押出機内で溶融混練後、大気圧下に押出すこ
とにより発泡せしめ、次いで賦形金型内に設けられた樹
脂流路を通過させることにより賦形せしめる発泡体の製
造方法であって、賦形金型が樹脂流路入口部に気体を噴
出する気体噴出部及びこれに続いて樹脂流路から気体を
吸引する気体吸引部を有することを特徴とするものであ
る。

【０００９】本発明における発泡性樹脂組成物とは、熱
可塑性樹脂と発泡剤を含有し、熱可塑性樹脂としては特
に限定はなく、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリス
チレン、ポリプロピレン、ポリブテン、塩素化ポリエチ
レン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−プロ
ピレン−ジエン共重合体、エチレン−エチルアクリレー
ト共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリフッ
化ビニル、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリフ
ェニレンオキサイド、６−ナイロン、６，６−ナイロ
ン、１２−ナイロン、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、ＡＢＳ樹脂、アクリル樹
脂、メタクリル樹脂、繊維素プラスチック等の押出成形
可能な熱可塑性樹脂はすべて用いられる。これらは単独
で使用されてもよいし、２種類以上併用されてもよい。

【００１０】本発明で用いられる発泡剤としては、上記
熱可塑性樹脂を劣化させないものならば特に限定され
ず、例えば、アゾジカルボンアミド、Ｎ，Ｎ′−ジニト
ロソペンタメチレンテトラミン、ベンゼンスルホニルヒ
ドラジド、トルエンスルホニルヒドラジド、アゾビスイ
ソブチロニトリル、Ｎ，Ｎ′−ジメチル−Ｎ，Ｎ′−ジ
ニトロテレフタルアミド等の熱分解型発泡剤や、ジクロ
ロテトラフルオロエタン、モノクロロジフルオロエタ
ン、ジクロロジフロロメタン、ブタン、ペンタン、炭酸
ガス、窒素、空気、アルゴン、水等の物理型発泡剤が挙
げられる。これらは単独で使用されてもよいし、２種類
以上併用されてもよい。

【００１１】発泡剤が熱分解型発泡剤の場合、予め熱可
塑性樹脂と発泡剤と含有する発泡性樹脂組成物を押出機
のホッパーから投入し、押出機内で溶融混練と同時に発
泡剤を分解せしめ、大気圧下に押出すことにより、分解
ガスが減圧膨張し発泡性樹脂組成物が発泡する。

【００１２】又、発泡剤が物理型発泡剤の場合、バレル
部に圧入孔を設けた押出機を用い、該押出機のホッパー
から熱可塑性樹脂を投入、押出機内で溶融混練せしめた
熱可塑性樹脂に圧入孔から物理型発泡剤を圧入し、更に
混練後、大気圧下に押出すことにより分解ガスが減圧膨
張し樹脂組成物が発泡する。あるいは、物理型発泡剤を
予め樹脂組成物に溶解しておき、その発泡剤の溶解した
発泡性樹脂組成物を押出機のホッパーに投入し、これを
押出してもよい。

【００１３】発泡剤の添加量は通常用いられる量を逸脱
するものではなく、一般的には熱可塑性樹脂１００重量
部に対して０．１〜３０重量部が好ましく、より好まし
くは０．３〜１０重量部である。

【００１４】本発明で用いる発泡性樹脂組成物には、必
要に応じて安定剤、抗酸化剤、加工助剤、滑剤、気泡核
形成剤、発泡助剤、充填剤、顔料、難燃剤、帯電防止剤
等を添加することができる。

【００１５】本発明で使用される気体は、成形物の表面
を腐食しないものであれば特に限定されず、例えば、空
気、窒素、炭酸ガス、水蒸気、ジクロロテトラフルオロ
エタン等が挙げられる。

【００１６】本発明で用いる賦形金型の樹脂流路入口部
の気体噴出部の長さは、短かすぎると幅寸法の変動吸収
効果及び気体による潤滑効果が小さくなり、逆に長すぎ
ると過冷却されて賦形性が低下するので、５〜２００ｍ
ｍの範囲が好ましく、より好ましくは１０〜８０ｍｍで
ある。

【００１７】噴出される気体の風圧は、小さすぎると気
体による潤滑効果が小さくなり、大きすぎると成形品の
波打ちを促進し、過冷却となって賦形が困難となるの
で、１．５〜５ｋｇｆ／ｃｍ² の範囲であることが好ま
しい。

【００１８】又、成形品の温度を適正化するために噴出
する気体の温度を調節することが好ましい。気体の温度
は使用する発泡性樹脂組成物を構成する熱可塑性樹脂の
融点、ガラス転移点、軟化点等により左右されるが、使
用する樹脂が結晶性樹脂の場合には（融点−１００℃）
〜（融点−５℃）の範囲が好ましく、使用する樹脂が非
晶性樹脂の場合には（ガラス転移点−１００℃）〜（ガ
ラス転移点−５℃）の範囲であることが好ましい。

【００１９】吸引賦形部の長さは、短かすぎると賦形効
果が小さくなり、長すぎると摩擦力が大きくなるので１
０〜１５０ｍｍの範囲が好ましい。吸引賦形部の吸引力
は成形品の表面形状により最適値は多少異なるが、小さ
すぎると賦形効果が小さくなるので３００〜７６０ｍｍ
Ｈｇの範囲であることが好ましい。

【００２０】気体噴出部から噴出された気体は成形品の
表面に沿って吸引孔へ向けて急速に流れる。成形品の表
面はこの気流による潤滑作用を受け、金型内面に触れる
ことなく移送される。

【００２１】気体噴出部から吸引賦形部までの距離は、
短かすぎても長すぎても気体による潤滑効果が小さくな
るので、５〜８０ｍｍの範囲が好ましく、より好ましく
は１０〜５０ｍｍの範囲である。

【００２２】又、吸引賦形部は間接冷却法により冷却さ
れていることが好ましく、通常、吸引孔に連通する金型
内の吸引溝に沿って冷媒を流すことにより冷却を行う。
使用する冷媒は賦形金型の材質を腐食しないものであれ
ば特に限定されず、例えば、水、エチレングリコール、
油等が挙げられる。

【００２３】又、冷媒の温度を樹脂の種類による冷却温
度に調節することがより好ましい。冷却温度は発泡性樹
脂組成物を構成する熱可塑性樹脂が結晶性樹脂の場合は
（融点−１００℃）〜（融点−１０℃）が好ましく、非
晶性樹脂の場合は（ガラス転移点−１００℃）〜（ガラ
ス転移点−５℃）の範囲であることが好ましい。

【００２４】更に、吸引賦形部の後部に賦形状態を固定
するために、間接冷却による冷却部を設けてもよい。こ
の冷却部は上記吸引賦形部で用いる冷却手段を延長した
ものとして設けてもよい。この冷却部の長さは、長すぎ
ると摩擦力を上昇させるので１０〜２００ｍｍであるこ
とが好ましい。

【００２５】次に、本発明の発泡体の製造方法を図面を
参照しつつ説明する。図１は本発明発泡体の製造方法の
実施例を示す概略図であり、ホッパー１１から投入され
た発泡性樹脂組成物は、フィーダー１２を経て押出機１
内で混練溶融された後、該押出機１に付設された押出ダ
イ１３から大気中へ押出されることにより発泡する。こ
の発泡体５は賦形金型２を通過した後、冷却水槽３で冷
却され引取りロール４を経由して切断部４１で所定の長
さに切断される。

【００２６】図２は、一例として本発明で使用する賦形
金型２の内部構造を示す斜視図である。賦形金型には、
成形品の断面形状にほゞ等しい断面形状を有する樹脂流
路２１が貫通して設けられ、該樹脂流路２１の入口２２
内側上下面には多数の気体噴出孔３１が開口されて気体
噴出部３０となされている。上記気体噴出部３０は樹脂
流路２１の入口から断面形状が漸次縮小するようなテー
パーが設けられ、それぞれの気体噴出孔３１は気体供給
管３２に接続されてなる。

【００２７】尚、気体噴出部３０は図４に示すようにテ
ーパーがなく、上下平行に設けられていてもよい。

【００２８】気体噴出部３０の近くに吸引賦形部４０が
設けられている。吸引賦形部４０は多数の気体吸引孔４
１からなり、気体吸引孔４１は排気管４２から真空ボン
プ（図示略）に接続されている。上記賦形金型２の各部
寸法は表１に示すとおりである。

【００２９】又、図３は図２の III−III 線における断
面矢視図であり、賦形金型２内部を貫通する冷却水路６
１が冷却水供給管６及び排水管７、７に接続されてい
る。

【００３０】

【作用】押出機から押出され発泡した発泡性樹脂組成物
が賦形金型の樹脂流路に導入されると、気体噴出部から
樹脂流路に気体が噴出され、気体は発泡体の表面に沿っ
て吸引賦形部へ流れ、気体は潤滑剤として作用し発泡体
と賦形金型内面との間で潤滑作用をなす。従って、発泡
体は金型壁面に直接触れないで略空間に浮上した状態で
吸引賦形部に送られる。このため、発泡体の厚み方向や
幅方向に変動があっても金型壁面との接触による傷や切
断が発生しない。更に、樹脂流路入口をテーパー状に拡
げたものとすると、発泡した発泡性樹脂組成物が樹脂流
路に導入され易くなり、上記作用がより効果的に得られ
る。

【００３１】さらに賦形金型内で成形品表面の温度が高
すぎて摩擦力が過大になったり、賦形金型内での発泡に
より摩擦力が過大になるのが気体による冷却作用及び潤
滑作用により抑制される。その結果、残留歪みよる成形
品の反りや曲がり、あるいは切断が防止される。

【００３２】

【実施例】

（実施例１、３、４）ポリ塩化ビニル（徳山積水工業社
製，重合度９００）１００重量部、アゾジカルボンアミ
ド（永和化成社製）０．５重量部、安定剤４重量部、気
泡核形成剤（炭酸カルシウム，粒子径１μｍ）１０重量
部からなる発泡性樹脂組成物を図１に示した押出機１の
ホッパー１１に投入し、押出機１内で溶融混練後、金型
１２から１８０℃の温度で押出し発泡させた。これを図
２に示した賦形金型２を用いて、気体として空気を噴出
し、表１に示す賦形条件で賦形し、次いで冷却水槽３内
で冷却し、発泡倍率２．５倍の異形断面を有する発泡体
を製造した。上記製造状況及び得られた発泡体の外観及
び反りの発生の有無を表１に示した。

【００３３】尚、外観については、表面に全く傷がない
ものは◎、表面に僅かに傷があるものの製品として問題
ないものは○、表面に傷がみられ製品として不適当なも
のは×とした。 （実施例２）賦形金型として図４に示した賦形金型２を
用いた以外は、実施例１と同様にして発泡倍率２．５倍
の異形断面を有する発泡体を製造した。

【００３４】（比較例１〜３）気体噴出部のない従来の
賦形金型（ドライバキュームダイ）を使用し、表１に示
した賦形条件とした以外は実施例１と同様にして発泡倍
率２．５倍の異形断面を有する発泡体を製造した。引取
り速度を５ｍ／分とすると５分後に成形品の幅変動によ
り賦形金型直前部で切断が起こった。引取り速度が４ｍ
／分以下のときのみ切断が起こらず連続成形することが
できた。又、比較例１〜３のいずれの場合にも製品の反
りが発生した。比較例１〜３の製造状況を表１に示し
た。

【００３５】

【表１】

【００３６】

【発明の効果】本発明発泡体の製造方法は以上の構成で
あり、成形品の厚み方向や幅方向に変動があっても金型
壁面との接触による傷や切断が発生せず、残留歪みよる
成形品の反りや曲がり、あるいは切断が防止される。且
つ、高速生産に対応できる。

【００３７】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明発泡体の製造方法の実施例を示す概略
図。

【図２】本発明で使用する賦形金型の内部構造を示す斜
視図。

【図３】図２の III−III 線における断面矢視図。

【図４】賦形金型の他の例を示す斜視図。

【符号の説明】

１ ：押出機 ２ ：賦形金型 ３ ：冷却水槽 ２１：樹脂流路 ２２：樹脂流路入口 ３０：気体噴出部 ３１：噴出孔 ３２：気体供給管 ４０：吸引賦形部 ４１：吸引孔 ４２：排気管

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱可塑性樹脂組成物及び発泡剤を含有す
   る発泡性樹脂組成物を押出機内で溶融混練後、大気圧下
   に押出すことにより発泡せしめ、次いで賦形金型内に設
   けられた樹脂流路を通過させることにより賦形せしめる
   発泡体の製造方法であって、賦形金型が樹脂流路入口部
   に気体を噴出する気体噴出部及びこれに続いて樹脂流路
   から気体を吸引する気体吸引部を有することを特徴とす
   る発泡体の製造方法。