JPH09109228A - 発泡合成樹脂成形品の発泡促進方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、押出成形において簡単な装置によ
り原料の発泡を促進して高発泡による特性改善の効果が
顕著な成形品を工業的に生産し得る合成樹脂成形品の発
泡促進方法を提供する。 【解決手段】 発泡合成樹脂をダイ１に設けた押出孔４
より押し出して成形品を得る押出成形において、ダイ１
の押出孔４を流動する発泡合成樹脂を表面のスキン層ａ
の形成に伴い前記押出孔４を急激に拡大した部分５へ到
達させ、この部分５において瞬間的に膨張させて原料の
発泡を促進する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、発泡合成樹脂成形
品の発泡促進方法。詳しくは、発泡合成樹脂をダイの押
出孔を流動する間に瞬間的に膨張させて発泡を促進し高
倍率の発泡成形品を容易に得る発泡合成樹脂の発泡促進
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】発泡合成樹脂成形品の発泡を促進する方
法として、発泡合成樹脂を型のキャビティへ射出して成
形品を得る射出成形においては、合成樹脂の充填量を満
充填に対して８０〜９０％に抑えて置き、発泡により満
充填となるようにした減量法が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、合成樹脂をダ
イに設けた押出孔から押し出して成形品を得る押出成形
においては、発泡を促進する方法はまだ開発されていな
い。本発明は前記課題を解消し、押出成形においても簡
単な装置により原料の発泡を促進して高発泡による特性
改善の効果が顕著な成形品を工業的に生産し得る合成樹
脂成形品の発泡促進方法を提供することを課題とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明に係る発泡合成樹
脂成形品の発泡促進方法は、発泡合成樹脂をダイに設け
た押出孔より押し出して成形品を得る押出成形におい
て、ダイの押出孔を流動する発泡合成樹脂を表面のスキ
ン層形成に伴い前記押出孔を急激に拡大した部分へ到達
させ、この部分において瞬間的に膨張させて原料の発泡
を促進する方法を採用することを特徴とするもので、そ
の実施に際しては、発泡合成樹脂を押出孔の急激な拡大
部により膨張させた後、拡大部の後側に設けた縮小部に
より圧縮してスキン層を改善する方法と、発泡合成樹脂
を押出孔の急激な拡大部において膨張させるに先立っ
て、前記押出孔に設けた縮小部か、周囲からの気体加圧
により圧縮しスキン層の形成を助成させる方法を採用す
ることが好ましいものである。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下に本発明に係る発泡合成樹脂
成形品の発泡促進方法の実施形態を図面に基づいて説明
する。

【０００６】図１は本発明に係る発泡合成樹脂成形品の
発泡促進方法により各種断面形状の棒材、形材、異形材
等を成形する場合の実施形態を示すもので、この図にお
いて符号１は、棒材を成形するダイを示し、このダイ１
は押出機のスクリュー２を内設した外筒３の先端へ取り
付けられ、中心に成形しようとする棒材の形状に適合す
る押出孔４を設け、この押出孔４に途中から急激に面積
比で約３０％拡大する相似形の拡大部５を設けてあり、
前記ダイ１と外筒３との間には公知の通りスクリーン６
とブレーカプレート７を設けてある。

【０００７】そして、このダイ１により棒材を成形する
ときは、有機系発泡剤を重量百分率で０．５％添加した
ポリスチレン原料をノズル温度１７５°Ｃ、型内圧力５
０ｋｇ／ｃｍ² で前記ダイ１の押出孔４へ押し出すと、
原料は孔壁との接触により外側にスキン層ａを形成しな
がら拡大部５へ達し、ここで急激な面積増加により瞬間
的に膨張するため、原料の内部では発泡剤の活発な発泡
が行われて十分に多孔化された発泡層ｂを形成すると共
に、発泡による容積増加で一旦押出孔４から離れたスキ
ン層ａが拡大部５ヘ圧接されて型転写を行われる。従っ
て、この実施例によれば外観的な欠陥がなく、表面が平
滑美麗で、且つ充分な内部発泡により製品の軽量化、断
熱性、遮音性、緩衝性等の効果向上に加えて応力残存に
よる製品の変形も生じない優れた成形品８が成形され
る。しかも、この成形品８の比重は、拡大部５を設けな
い発泡成形においては１．０２であったものが、０．９
に減少していて発泡促進の効果が数値的に確認された。
尚、この実施形態よる発泡促進の機能は、前記した棒材
以外のＬ形、Ｉ形、Ｈ形、Ｃ形、その他の各種断面形状
の形材や、これら形材の形状を合成した複雑な断面形状
を有する各種の異形材の成形においても同様に発揮され
るもので、製品に応じてダイや押出孔の形状は変わる
が、膨張促進の基本においては同一であるので形材や異
形材成形の実施形態に付いては図面並びに説明を省略す
る。

【０００８】図２は図１に示す実施形態の変形例を示す
もので、図１に示す実施形態では押出孔４の拡大部５が
ダイ１の後端まで達するのに対し、この実施形態では拡
大部５の後側に拡大部５と相似形に面積比で約１０％縮
小する縮小部９を設けたものである。従って、この実施
形態によれば押出孔４の部分でスキン層ａを形成した原
料が拡大部５において急激に膨張し発泡を促進されるた
め十分な発泡を行って容積を増加し、これに伴い形成さ
れたスキン層ａが粗雑化し平滑性も悪くなる傾向にあっ
ても、原料が縮小部９へ達すると圧縮されて孔壁に強く
押し付けられる型転写が強く行なわれるので、スキン層
ａは緻密で平滑な状態に改善されることになって成形品
８の外観を著しく向上させるものである。

【０００９】図３は図１に示す実施形態の他の変形例を
示すもので、図１に示す実施形体では押出孔４が直線状
であったのに対し、この実施形態では押出孔４の前部に
押出孔５と相似形に面積比で約３０％縮小する縮小部１
０を設けてある。従って、この実施形態によれば、原料
は押出孔４の前側では縮小部１０により圧縮されて内部
の発泡剤の発泡を抑制するから、発泡剤が表面に浸出し
て表層を荒らす現象を生じず緻密で平滑なスキン層ａを
形成しながら拡大部５へ達し、ここで瞬間的に膨張して
内在する発泡剤の発泡を促進するから、前記のように拡
大部５の後側で縮小部９による圧縮を加えなくても良好
なスキン層ａを確保することがてきるし、圧縮を加えれ
ば更にスキン層の改善効果が向上する。

【００１０】図４は図３に示す実施形態の変形例を示す
もので、図３に示す実施形態では押出孔５の前側に縮小
部１０を設け、面積の縮小によって原料を圧縮させたの
に対し、この実施形態では押出孔４の前部の外側に原料
が通過しない程度の連続気孔を有する多孔質金属か、多
孔質セラミックの送気リング１１を周設し、この送気リ
ング１１と気体の圧送管１２とを環状通路１３により連
通させて、原料を変質させない気体を原料圧よりも高め
の圧力で原料の周囲へ給送すると、原料が気体の圧力に
より圧縮されて内部の発泡剤の発泡を抑制するから、前
記縮小部９と同様に良好なスキン層ａを確保する機能が
得られものである。

【００１１】又、図４に示す実施形態においては、押出
孔４の拡大部５の外側に原料が通過しない微細孔を有す
る排気リング１４を周設し、この排気リング１４と減圧
管１５とを環状通路１６により連通させて、拡大部５の
周囲から排気させれば拡大部５が減圧されてこの減圧作
用によっても原料の膨張が助長されるから、押出孔４に
拡大部５を設けただけの場合よりも発泡度は一層促進さ
れて高発泡率の成形品を得ることが可能になるもので、
押出孔４の拡大や発泡剤やその添加率を加減して発泡倍
率を高めれば、成形品８の内部に図５に示す通り周囲の
スキン層ａを放射状に伸びた細繊維が結合する特殊な構
成の発泡層ｂを形成させたり、更に、発泡の倍率を高め
ることによってスキン層ａの内部は前記細繊維も存在し
ない空洞状態となる成形品を得ることができるものであ
る。尚、図４の実施形態においては送気リング１１に多
孔質の金属か、多孔質セラミックを用い、排気リング１
４に微細孔を有するものを用いたが、送気リング１１に
微細孔を有するものを用い、排気リング１１に多孔質の
金属か、多孔質セラミックのものを用いるようにしても
差し支えないものである。

【００１２】図６は本発明に係る発泡合成樹脂成形品の
発泡促進方法により各種断面形状のパイプを成形する実
施形態を示すもので、この図において符号１はパイプを
成形するダイを示し、このダイ１は押出機のスクリュー
３を内設した外筒４の先端へ取り付けられて、内部の空
洞１７内にマンドレル１８を配設し、このマンドレル１
８に中型１９を連設してこの中型１９とダイ１との間に
パイプに適合する環状押出孔２０を形成させたので、こ
の環状押出孔２０の外周を途中から急激に拡大して押出
孔２０と相似形の拡大部２１としてあり、前記ダイ１と
外筒４との間には公知の通りスクリーン６とブレーカプ
レート７とを配設してある。

【００１３】そして、このダイ１によりパイプを成形す
るときは、有機系発泡剤を重量百分率で０．５％添加し
たポリスチレン原料をノズル温度１７５°Ｃ、型内圧力
１００ｋｇ／ｃｍ² で前記ダイ１の環状押出孔２０へ押
し出すと、原料は押出孔２０を流動する間にダイ１の壁
及び中型１９の壁との接触により外周と内周とにそれぞ
れキン層ａを形成されながら押出孔２０の外側の拡大部
２１へ達し、ここで急激な面積の増加により瞬間的に膨
張するため、内在する発泡剤が活発な発泡を行って原料
中に十分に多孔化された発泡層ｂを形成すると共に、発
泡による容積増加により表面のスキン層ｂを拡大部２１
ヘ圧接して孔壁へ強く押し付ける型転写を行うから、こ
の実施例によれば外観的な欠陥がなく、表面が平滑美麗
で、且つ、充分な内部発泡により製品の軽量化、断熱
性、遮音性、緩衝性等の効果向上に加えて応力残存によ
る製品の変形も生じない優れた円断面のパイプ２２が成
形される。しかも、このパイプ２２の比重は、拡大部２
１を設けない発泡成形においては０．１２あったものが
０．９に減少して発泡促進の効果が数値的に確認され
た。

【００１４】図７は図６に示す実施形態の変形例を示す
もので、図６に示す実施例においては、環状押出孔２０
の外側だけに急激に拡大する相似形の拡大部２１を設け
たのに対し、この実施形態では押出孔２０の内側にも急
激に拡大する相似形の拡大部２１を設け、更に押出孔２
０の前部の外側と内側とにそれぞれ押出孔２０と相似形
に縮小する縮小部２３を設けたものである。従って、こ
の実施形態によれば、環状押出孔２０の前部において縮
小部２３により原料がその内外から圧縮されて発泡を抑
制されると共に、孔壁へ強く押し付けられる型転写を行
われて内周側と外周側の両方に緻密で滑沢性に優れたス
キン層ａを形成されてから、拡大部２１へ達してここで
内外の両方へ急激に膨張して、この膨張により発泡剤の
発泡を促進するため、原料は図６に示す外側のみへの膨
張時に比べて更に発泡倍率を高められて高発泡度のパイ
プを成形するもので、このパイプ成形においても、押出
孔２０の拡大率や発泡剤の種類、添加率等の加減により
発泡倍率を高めれば、図８に示すように内側のスキン層
ａと外側のスキン層ａとが細繊維により結合された特殊
な構成の発泡層ｂを有するパイプ２２を成形することが
できるものである。

【００１５】尚、図５、図７に示すパイプ成形において
も、拡大部２１の後側の内外に図２に示すような縮小部
を設けてこの縮小部により膨張した原料を圧縮させて型
転写を行わせれば、内外のスキン層ａを緻密で滑沢性に
優れたものに改善することができ、押出孔２０に図６に
示す縮小部２３を設ける代わりに図４に示すような送気
リングを周設してこのリングから圧力気体を送り、気体
圧力により原料を圧縮させて発泡を抑制すればスキン層
ａの形成を助成することができ、拡大部２１の外側に図
４に示すように排気リングを周設し、ここから排気して
拡大部の減圧と面積拡大との両方で膨張を助成すれば一
層の発泡促進を行い得るだけでなく、前記のように押出
孔２０の拡大や縮小による原料の発泡の促進やスキン層
の改善を行うのに加えてダイ１及び中型１９の温度調整
を行えば、発泡の促進やスキン層の改善に好結果が得ら
れる。即ち、型温度を上げるほど原料の発泡度が増すた
めスキン層は薄くなり、型温度を下げるほど原料の発泡
度が減ずるためスキン層は厚くなるから、成形するパイ
プの用途に応じて、外周のスキン層を厚くして内周のス
キン層を薄くしたい場合は、ダイ１の温度が低くて中型
１９の温度が高い状態に設定し、反対に内周のスキン層
を厚くし、外周のスキン層を薄くしたい場合は、ダイ１
の温度が高くて中型１９の温度が低い状態に設定し、内
周と外周のスキン層を平均にしたい場合は、ダイ１と中
型１９の温度を同様に設定する加減を行えば、押出孔１
９の拡大や縮小だけによる発泡の促進とスキン層の改善
よりも更に良好に発泡促進やスキン層改善の結果を容易
に得ることができるもので、この機能はパイプ成形だけ
でなく中空異形材等の成形においても同様に得られるも
のである。

【００１６】図９は本発明に係る発泡合成樹脂成形品の
発泡促進方法により各種の被覆線を成形する実施形態を
示すもので、この図において符号１は被覆線を成形する
ダイを示し、このダイ１は押出機のスクリュー２を内設
した外筒３と直交するように設けたクロスヘッド２４の
先端に取り付け、中心にクロスヘッド２４に内設したニ
ップル２５から繰り出される心線２６を取り巻くように
環状押出孔２７を形成してあり、この環状押出孔２７に
途中から急激に拡大する相似形の拡大部２８を設けてあ
り、外筒３とクロスヘッド２４との間にはスクリーン６
とブレーカプレート８とを配設してあり、更に、ダイ１
と外筒３とクロスヘッド２４には保温用のヒーター２９
を外装したものである。

【００１７】そして、このダイ１により被覆線を成形す
るときは、ニップル２５により環状押出孔２７へ心線２
６を繰り出しながら有機系発泡剤を重量百分率で０．５
％添加した軟質塩化ビニルをノズル温度１７５°Ｃ、型
内圧力４０ｋｇ／ｃｍ² で前記ダイ１の押出孔２７へ押
し出すと、原料は押出孔２７の部分では発泡を抑制され
て外側と内側にスキン層ａを形成されて拡大部２８へ達
し、ここでは急激に膨張するため発泡剤が活発な発泡を
行って原料が十分に多孔化された発泡層ｂを形成すると
共に、スキン層ａが膨張により拡大部２８の孔壁へ押し
付けられて型転写を行われるため、この実施例によれば
外観的な欠陥がなく、表面が平滑美麗で、且つ、充分な
内部発泡により製品の軽量化、断熱性、遮音性、緩衝性
等の効果向上に加えて応力残存による製品の変形も生じ
ない優れた被覆線３０が成形された。尚、この被覆線成
形においても図２に示すように拡大部２８の先にこれと
相似形の縮小部を設け、前記拡大部において一旦膨張し
た成形品をこの縮小部において圧迫させれば、スキン層
ａは一層緻密で且つ平滑なものとなり成形品の外観美を
向上させるのに有効である。

【００１８】本発明に係る発泡合成樹脂成形品の発泡促
進方法は、前記した各実施形態以外の例えばシートや糸
の成形にも利用できるもので、特に糸の成形においては
前記実施形態に基づいて細いパイプを押出成形し、これ
を延伸して中空糸にし、これにひねりを加える等の操作
を行えば特に断熱特性に優れた糸の成形を行うことがで
きるもので、これら成形品の成形においてもその発泡促
進は前記各実施形態と同様に行われるから、これら成形
品成形の実施形態についての図面並びに説明は省略す
る。

【００１９】前述した通り、本発明に係る発泡合成樹脂
成形品の発泡促進方法は、発泡合成樹脂をダイの押出孔
を流動する間に押出孔の急激な拡大により瞬間的に膨張
させて原料の発泡を促進するから、外形が正確で表面の
平滑性に優れ、且つ内部発泡が充分に達成された押出成
形品を容易に製造することができて、しかも、成形品は
軽量化、断熱性、遮音性、緩衝性、等の効果に優れるだ
けでなく、発泡応力の残存によって製品の変形を生じる
ことがないし、又、発泡合成樹脂の膨張範囲を調整すれ
ば発泡度を任意に加減して成形品の構成に改革をもたら
したり、材料の大幅な節約を計ったりすることができ
る。更にこの方法は材料を一旦膨張させた後に圧縮して
膨張により粗雑化したスキン層を型転写により改善した
り、又、膨張により発泡の促進に先立ち原料を圧縮して
スキン層の形成を助成させれば、高い発泡度の成形品で
も表面に緻密で平滑性に優れたスキン層を確保させて成
形品の外観的な商品価値を大巾に高め得る特徴を有する
ものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る発泡合成樹脂成形品の発泡促進方
法により棒材を成形する実施形態の縦断側面図である。

【図２】同上実施形態の一部変形例を示す縦断側面図で
ある。

【図３】同上実施形態の他の変形例を示す縦断側面図で
ある。

【図４】同上実施形態の更に他の変形例を示す縦断側面
図である。

【図５】同上実施形態により成形した特殊発泡層を有す
る棒材の断面図である。

【図６】本発明に係る発泡合成樹脂成形品の発泡促進方
法によりパイプを成形する実施形態の縦断側面図であ
る。

【図７】同上実施形態の一部変形例を示す縦断側面図で
ある。

【図８】同上実施形態により成形した特殊発泡層を有す
るパイプの断面図である。

【図９】本発明に係る発泡合成樹脂成形品の発泡促進方
法により被覆線を成形する実施形態の縦断側面図であ
る。

【符号の説明】

１ ダイ ４、２０、２７ 押出孔 ５、２１、２８ 拡大部 ８、２２、３０ 成形品 １０ 縮小部 １１ 気体加圧部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発泡合成樹脂をダイに設けた押出孔より
   押し出して成形品を得る押出成形において、 ダイの押出孔を流動する発泡合成樹脂を表面のスキン層
   形成に伴い前記押出孔を急激に拡大した部分へ到達さ
   せ、この部分において瞬間的に膨張させて原料の発泡を
   促進することを特徴とする発泡合成樹脂成形品の発泡促
   進方法。
2. 【請求項２】 発泡合成樹脂を押出孔の急激な拡大部に
   より膨張させた後、拡大部の後側に設けた縮小部により
   圧縮してスキン層を改善することを特徴とする請求項１
   記載の発泡合成樹脂成形品の発泡促進方法。
3. 【請求項３】 発泡合成樹脂を押出孔の急激な拡大部に
   おいて膨張させるに先立って、前記押出孔に設けた縮小
   部か、周囲からの気体加圧により圧縮しスキン層の形成
   を助成させることを特徴とする発泡合成樹脂成形品の発
   泡促進方法。