JPH09504749A - 独立気泡を持つ軽量気泡質プラスチック製品の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 化学発泡剤およびオプションとして他のプロセス調整用物質、添加物を含有するプラスチック配合物から独立気泡を備えた軽量気泡質プラスチックの製品を製造する方法であり、プラスチック配合物をプラスチック処理機で十分に均質化した溶融プラスチック配合物になるまで機械的に処理（混練）し、プラスチック配合物を、可能性のある分解調整用添加物との組み合わせにおいて、このプラスチック配合物内の化学発泡剤の分解温度よりも高い温度で密閉キャビティ内に押し込む方法である。

Description

【発明の詳細な説明】 独立気泡を持つ軽量気泡質プラスチック製品の製造方法従来技術 気泡質プラスチック／発泡プラスチックというのは、主として、２つのグルー プ： １）独立気泡が多いものと、 ２）連続気泡が多いものと に分けられる。 プラスチック発泡体の独立気泡（すなわち、互いにつながっていない気泡）は 、この発泡体が水分を吸収しないようにするには必要な条件である。また、気泡 質プラスチックが長期間にわたって良好な断熱性を持つことが必要である場合に は気泡が独立していることが非常に重要である。また、気泡が独立している場合 には、開放気泡を持っている、すなわち、気泡が相互に連絡している気泡質プラ スチック（たとえば、スポンジ）に比べて、気泡質プラスチックの機械的強度も 一般にはかなり大きなものとなる。 独立気泡を持つ発泡プラスチックを製造する技術としては幾つかの原理的に異 なった技術がある。すべての技術にとって、プラスチックを剪断しないというこ と、すなわち、発泡剤がプラスチック配合物内で膨張した後、プラスチック配合 物の気泡壁が化学的反応あるいは冷却のいずれかによって十分に強くなって剪断 によって小片に裂けなくなる前に、プラスチック配合物の層が互いに対して動か ないということが条件である。物理的な発泡剤を使用する場合、気体をその膨張 圧力より高い圧力でプラスチック配合物に混入すること、すなわち、気体を液体 の形でプラスチック配合物に混入することが条件である。もし気体がプラスチッ ク配合物に混入される前あるいは混入中に膨張してしまったならば、プラスチッ ク発泡体の開放した連続気泡を有する部分が多くなったり、少なくなったりする ことになる。化学的発泡剤を用いる場合には、発泡剤の分解がその膨張を防ぐに 十分に大きい圧力の下に生じ、全分解相が完了するようにしなければならないこ とが、独立気泡を持つ発泡体を得るための条件となる。この分解が低すぎる圧力 で生じた場合には、発泡体の気泡が開放したものとなる。 使用されることの多い方法の１つは、反応型射出成形（RIM）法である。この 方法では、２種またはそれ以上の種類の液体成分を混合して密閉金型キャビティ に射出する。この方法の大部分にわたってポリウレタン（PUR）が用いられるが 、他のプラスチック原材料、たとえば、熱可塑性ポリアミド、ポリエステル、エ ポキシも使用される。この方法は、他のたいていの方法に比べて、非常に大型の 製品の製作が可能であり、使用場所（現場）でプラスチックを発泡させ得るとい う大きな利点を持つ。PUR発泡体は低密度で作ることができ、水分が発泡体内へ 侵入しないかぎり、非常に優れた断熱性を持つ。しかしながら、この発泡体は比 較的高価であり、脆く、圧縮強度に限界がある。さらに、気泡が非常に低い流体 圧力でつぶれてしまうので、水中での発泡体の断熱性が非常に限られる。この発 泡体は、また、環境上負の側面を持つ。（発泡体の成分の１つがイソシアネート なのである。現在、発泡体ないの発泡剤として高価なKFKガスも使用されている 。） 独立気泡を持つ軽量の気泡質プラスチックに熱可塑性プラスチックを発泡させ るために特に用いられている他の公知の方法としては、特に、スタティック法、 押し出し成形法、射出成形法を挙げることができる。 スタティック法のうち、「Styropor法」が最も良く知られている。この方法は 、特にポリスチレン用に開発された方法であり、発泡剤として揮発性の炭水素化 合物を使用する。発泡体は非常に低い密度で作ることができ、使用現場で発泡さ せることができる。しかしながら、その耐火性、化学特性は、多くの場合、不適 である。さらに、機械的特性も比較的限界が低い。この方法は大型の発泡体製品 を製造するのに使用できる。 使用されることの多い別のタイプのスタティック法としては、いわゆる「スタ ティック高圧法」がある。この方法は、主として、化学発泡剤で軽量PVC発泡体 を製造するのに用いられている。発泡体は低密度（約30g/cm2）で製造でき、独 立した均一な気泡構造を有し、機械的、化学的特性が非常に優れている。しかし ながら、寸法の点では、この方法は大きな制限を有し、かなりの手作業を要し、 製造コストも高い。 この方法の変形例としては、化学発泡剤を含有する熱可塑性プラスチックの未 発泡「タブレット」の射出成形がある。これらのタブレットをプレス機内に置い て加熱し、発泡剤を分解させる。製品の高度は、通常、非常に限られており、生 産率も低い。 特にEVAから発泡体製品を製造するのに用いられる方法としては、発泡剤の分 解温度よりも低い素材温度の製品を射出金型内に射出成形する方法がある。金型 は完全にプラスチック配合物で満たし、発泡剤の発泡圧力よりも高い圧力を配合 物に加える。次に、金型−−ならびにプラスチック配合物も一緒に−−を配合物 内の発泡剤の分解温度より高い温度まで加熱する。発泡剤が分解した後、金型を 開くと、プラスチックが直ちに発泡する。この方法は工程条件の変化に非常に敏 感であり、生産速度も遅い。 気泡質プラスチックを製造する押し出し成形法が幾つか知られている。独立気 泡を得る条件としては、プラスチック配合物内の発泡剤が実際の押し出し成形機 内あるいは成形具（ノズル）の第１セクションで発泡してはいけないということ である。気体の膨張を防ぐに十分なプラスチック配合物内圧力を得るには、ノズ ルを通しての流れ摩擦をもっぱら用いる。このことはノズル出口でのプラスチッ ク配合物の速度に変化を生じさせる。このことは、発泡気体が−−圧力低下の結 果として−−発泡するので、プラスチック配合物に剪断作用を生じさせることを 意味する。その結果、気泡が容易に裂断され、短時間で発泡プラスチック配合物 がつぶれてしまうのである。摩擦の助けで必要な素材圧力を生じさせる例として は、「Celuka法」、「Armocel法」、「Woodlite法」がある。プラスチック配合 物の過剰な剪断、ノズル出口での気泡の破裂を裂けるために、発泡剤の添加量を 減らし、密度を高めることもある。非常に薄い異形材（フォイル）を押し出し成 形する場合、ノズル口を通しての速度分布はより平らになる（プラスチック配合 物の速度の変動が少なくなる）。それによって、気泡の裂断を伴うプラスチック 配合物の剪断作用の問題は低減され得る。化学発泡剤の代わりに物理的な推進気 体を用いることによって、溶融プラスチックの圧力は低下させ得る。これは、化 学発泡剤におけるよりも、通常用いられる物理的気体内の圧力がかなり低くなる からである。摩擦によるプラスチックの剪断はこれにより低下する。溶融プラス チックの剪断問題も、溶融物の速度を調整することによって、たとえば、温度制 御によって、あるいは、発泡作用に関連したプラスチックの架橋結合を利用する ことによって低減することができる。 独立気泡を有する軽量発泡製品を製造する押し出し成形法としては、必要な圧 力を得るのにノズルにおける摩擦を利用しない方法もある。この方法の一例とし ては、「BASF法」があり、この方法では、プラスチック配合物を圧力容器内へ押 し出し成形する。次に、配合物を容器から射出させる。これは半連続法であり、 当然、製品寸法には限界がある。 独立気泡を持つ軽量気泡質プラスチックを製造するための「Scandinor法」で は、必要な素材圧力は、特殊な冷凍法で高圧のプラスチック配合物を冷却し、金 型ノズルの出口の後で外部的に冷却を行い、制動／保持装置内へ直接転送し、そ こにおいてプラスチック配合物それ自体が「ピストン」となることによって得ら れる。この「ピストン」は機械およびノズル内で溶融プラスチックに必要な圧力 を与える速度まで制動をかけられる。こうして生じた圧力は、プラスチック溶融 物で速度変化を生じさせることなく得られる。制動／保持装置の後、プラスチッ ク配合物は再び加熱され、気泡を剪断することなく発泡することができる。種々 の熱可塑性プラスチックを使用できるが、制動／保持装置は比較的複雑な構造で ある。 独立気泡を有する軽量気泡質プラスチックの射出成形は、今日、種々の方法で 行われる。その製品は、通常、構造発泡材と呼ばれている。射出成形法は、普通 、２つの主なグループに分けられる。低圧法と高圧法である。未発泡プラスチッ ク溶融体の密度に比較して、この発泡体の密度は約４０%小さくなる。物理的、 化学的両方の発泡剤が気泡質プラスチックの射出成形と一緒に用いられる。 低圧法は、気体を含有する配合物を工具のキャビティ内に急速に射出すること を特徴とする。射出した配合物の量は、初め、キャビティの容積より小さく、プ ラスチック配合物が発泡してキャビティ全体を満たすことができる。工具キャビ ティの７０−８０%に充填するのが普通である。工具内の低圧のために、工具の コストは比較的好ましいレベルとなる。低圧法で製造された発泡製品は、普通、 不均質な発泡構造であり、開放気泡が多く、表面が凸凹であり、開放気泡のすべ てがすべり変形している。工具温度を制御し、工具キャビティ表面を特殊加工し 、発泡製品を後処理することによってこの問題を解決する試みがなされた。 高圧法では、気体を含有するプラスチック配合物を工具金型内へ高圧で急速射 出し、全体をプラスチック配合物で満たす。工具内で表面を冷却することによっ て製品のスキンを得、金型容積を大きくすることによってプラスチック配合物が 発泡する。これは、たとえば、すべてのプラスチック配合物をキャビティ内に入 れた後に工具の金型プレートを互いに離れるように引くことによって行われる。 この方法では、製品の表面は比較的良好であり、後処理は不要なことが多い。さ らに、均等に分布したほぼ独立の気泡を持つ発泡製品を得ることができる。プラ スチックの発泡度はこの方法の製品に応じて或る程度まで変えることができる。 この方法のための工具金型は比較的複雑であり、密度の低減も限られる。高圧原 理に基づく変形例として「Allied Chemical法」がある。ここでは、プラスチッ ク配合物が発泡できるように、プラスチック配合物の一部を充填後に射出成形機 に戻すことによって圧力を低下させる。この方法では気泡構造が不均質となる。 高圧原理に基づく別の公知の方法は「TAF法」である。高い素材圧力でキャビテ ィに充填した後に、工具内のインサートを引き出し、金型の容積を大きくし、圧 力を下げる。それによって、気体と配合物が膨張できる。通常の膨張度は２０− ３０%である。 原則的に低圧射出成形と高圧射出成形に分類し得る特殊な射出成形法はいくつ かある。その一例は「Gas counterpressure法」である。ここでは、まず、工具 キャビティを高圧気体で満たす。未発泡気体を含有するプラスチック配合物を、 次に、金型キャビティ内に射出する。この金型キャビティは、その中の気体によ って、配合物で全体を満たされることはない。次に、キャビティ内の気体を排出 させると、プラスチック配合物がキャビティ内において低圧で発泡する。この方 法の工具は高価であり、発泡度はかなり小さい。しかしながら、比較的大きな体 積の製品を作ることができるし、製品の表面も滑らかにすることができる。 別の方法は「Union Carbide法」である。この方法では、押し出し成形と射出 成形を組み合わせているが、実際には低圧法である。複合法またはサンドイッチ 法（ICI）では、２種類のプラスチック原材料を持つ製品、たとえば、発泡芯を 持った硬質の外皮を製造することができる。この方法は高価であり、発泡度が小 さい。工具の金型プレートを引き離すことによって芯材料の発泡を促す同時射出 法（USM）は、原則的に、ICI法と同じ利点を有する。通常は、複成分法では、発 泡度は５−３０%である。発明の説明 プラスチック処理機内のプラスチック配合物が加工機内のプラスチック溶融物 にかかる必要な圧力により分解した化学発泡剤あるいは物理的気体のいずれかで ある気体を含有し、溶融物がノズルから出る前に発泡剤が発泡するのを防ぐ方法 では、プラスチック溶融物はノズル内で剪断力を受けることになる。これはノズ ルを出る際に溶融物に速度分布を生じさせ、中間部位の速度がノズル壁面から離 れるにつれて高くなる。外部圧力、したがって、プラスチック配合物の圧力がノ ズルの後に低下するため、プラスチック配合物は直ちに発泡する。プラスチック 内の膨張した気泡は、この速度分布により、剪断作用を受け、容易に小片に裂断 され、発泡プラスチックがつぶれる。 本発明は、化学発泡剤の場合、分解が開始するのに十分な温度に達する時点と 分解が実際に開始する時点の間に間隔があるという現象を活用する。プラスチッ ク処理機において、たとえば、射出成形機においては、プラスチック配合物は加 熱されて溶融し、その温度が発泡剤の分解温度より上昇する。発泡剤が分解し始 める前に、プラスチック配合物を密閉した金型キャビティ内に供給する。プラス チック配合物を充填したキャビティ内では、十分に高い圧力が配合物に加わり、 発泡剤が分解時に発泡するのを防いだり、それほど発泡しないようにしたりして いる。また、独立気泡を得るためには、分解相の発泡剤が発泡しなかったり、不 十分な程度にしか発泡しなかったりするのが条件である。プラスチック処理機あ るいはノズル内のいずれでもプラスチック配合物内に気体状の発泡剤を持ってい ないので、プラスチックは特に高い圧力なしに加工し得る。さらに、工具の壁面 から遠い方の流れの中央部での速度が高くなる速度分布は、密閉キャビティ内の より後の段階まで発泡剤が分解しないので、気泡が小片に裂断されることになる ということを意味しない。密閉金型キャビティは、鋼、金属または高粘度プラス チックの壁面を持つ静止室であってもよいし、キャビティの１つまたはそれ以上 の壁が可動式となっていてプラスチック配合物の射出の途中でキャビティを膨張 させ、新しいプラスチック配合物を常時キャビティ内へ押し込み、必要な圧力を 維持するようにしてもよい。 発泡剤系は、化学発泡剤の他に、たとえば、化学発泡剤の分解温度あるいは分 解速度を変える物質（たとえば、ZnO）を含んでいてもよい。発泡剤系は、また 、達成した反応温度に従って化学的に発熱反応したりあるいは吸熱反応したりす る物質を含有していてもよい。こうすれば、たとえば、化学発泡剤のより速い分 解を達成することができ、従来可能であった温度よりも高い温度で分解する化学 発 泡剤を選ぶことができる。 発泡剤が分解相で発泡するのを防ぐために必要なプラスチック配合物の圧力は 、発泡剤系、発泡剤温度、発泡剤量に応じて変わる。たとえば、１６５℃の分解 前素材温度、１０phrの発泡剤量で「分解促進剤」としての酸化亜鉛と共にアゾ ジカルボンアミドを使用する場合、通常は、それは約１５０barの素材圧力を得 て発泡を抑えたり、あるいは発泡を十分に低いレベルに維持するには十分である 。 発泡剤の完全な分解あるいはほぼ完全な分解を得るに必要な時間は、全発泡剤 系、プラスチック配合物の温度、プラスチック配合物の圧力、発泡剤量およびプ ラスチック配合物の組成のようなファクタに依存する。 プラスチック配合物が十分に長い時間にわたって金型キャビティ内に留まって 発泡剤の所望分解度を得た後、金型を開く。プラスチック配合物が金型を開く前 に冷却されていない場合には、プラスチック配合物は直ちに発泡し、配合物の発 泡剤圧力と配合物の張力とが均衡することになる。製品を熱い状態で金型から取 り出されたときに製品の変形を防ぐために、金型は非常に迅速に開き、遅滞なく 製品を取り出さなければならない。しかしながら、プラスチック製品の表面を金 型を開く十分前に冷却した場合、通常の開放速度に従ってプラスチック製品を金 型から取り出すに十分に長く発泡を制限することができるし、また、オプション として、製品を製品が発泡する前にあるいは製品がかなりの程度まで発泡する前 に冷却／発泡金型であり得る別の金型に移してもよい。実際に、製品は常にいく ぶん発泡することになるが、その程度は軽く、製品が変形することもないし、金 型から取り出した後に、オプションとして、発泡金型に移した後に所望サイズま で膨張することになる。たとえ表面を冷却したとしても、製品の芯における熱量 は、通常、製品の表面を加熱するに十分な高さであり、すなわち、短時間で、製 品が発泡することになる。 本技術は、気泡質プラスチックと同じプラスチック材料から未発泡プラスチッ クのスキンを有する気泡質プラスチックの製品を製造することも可能である。発 泡剤系の分解温度より高い温度でプラスチック配合物を工具金型内に置いた後、 実際の分解が開始する前に若干の時間を置く。この「開始時間」は種々のパラメ ータ、たとえば、温度や発泡剤系に応じて変わる。分解が開始する前に金型内の プラスチック配合物の表面を冷却することによって、表面での分解を、気泡質プ ラスチックと同様に阻止することができる。発泡剤の分解温度より高い温度でプ ラスチック配合物を工具金型内に置いた後、実際の分解が開始する前に若干の時 間を置く。この「開始時間」は種々のパラメータ、たとえば、温度や発泡剤系に 応じて変わる。分解が開始する前に金型内のプラスチック配合物の表面を冷却す ることによって、表面での分解を阻止することができる。外側層をさらに冷却す ると、製品を金型から完全に取り出す前に製品はほんの限られた範囲でのみ発泡 することになる。 プラスチック製品は、通常、金型キャビティに射出したときのプラスチック配 合物の粘度よりも高い発泡時粘度を持っていなければならない。もし外部圧力を 下げたときに粘度が低すぎる場合には、プラスチックの発泡が早すぎ、プラスチ ックの気泡壁が十分に強くならず、独立気泡が製品全体を通じて満足に生じるほ ど十分な可撓性を得られないというリスクがある。プラスチックの粘度は、配合 物を射出時の配合物温度まで冷却することによって高めることができる。これは 、通常、アモルファス熱可塑性プラスチック、たとえば、PVCや適正な粘度／温 度比を持つ他の熱可塑性プラスチックで行われる。結晶性あるいは部分結晶性の プラスチックを本方法によって加工しようとするときには、発泡が生じる前にプ ラスチックの架橋結合を利用することが多い。架橋結合は、たとえば、放射線と 一緒にシラン類を用いて化学的に行うことができるし、あるいは、ポリエチレン 系プラスチックを使用する場合には、たとえば、過酸化物を用いて行うことがで きる。 通常、プラスチックの粘度が機械的な加工にとって高くなりすぎるリスクによ り、プラスチック処理機ではプラスチックは架橋結合しないということが必要条 件であった。したがって、放射線による架橋結合を用いるときには、放射は配合 物がキャビティ内に置かれた後に行われることになる。 架橋結合剤として過酸化物を用いる場合には、プラスチックの架橋結合は、ま ず、金型キャビティ内で生じなければならない。過酸化物は分解するために或る 程度の温度を持っていなければならない。この「開始温度」が実際の分解までに たっせいされたときからプラスチックの架橋結合が生じるときまで経過する時間 と架橋時間は、共に、特に過酸化物の種類と温度に依存する。キャビティ内の金 型壁面を通して熱を導いて十分に高い温度を得るのが普通である。しかしながら 、本発明に基づく方法では、化学発泡剤の熱分解によってプラスチック配合物に 発生した付加的な熱を利用して、プラスチック配合物の温度を当該過酸化物の分 解温度より高い温度まで高めることができる。化学発泡剤の分解を伴う熱反応の 程度は、たとえば、種々の発泡剤を選んだり、あるいは、発熱型、吸熱型の化学 発泡剤を組み合わせたり、あるいは、異なった促進剤を用いたり、あるいは、発 泡剤系における質量比を変えたりすることによって調節することができる。プラ スチック配合物の圧力レベルも、分解で生じる熱の量にとってはかなり重要であ る。また、化学的に発熱式あるいは吸熱式に反応して過酸化物の分解を制御する 添加物を発泡剤系で利用してもよい。プロセス条件およびプラスチック配合物の説明および実施例 本技術の開発は比較的小形の射出成形機を用いて行った。このことは、別のプ ラスチック処理機、たとえば、押し出し成形機を用いることができないというこ とを意味しない。 本技術の開発中、独立気泡を持つ気泡質プラスチックの軽量製品を、ポリ塩化 ビニル（PVC）、エチレンビニルアセテート（EVA）、ポリエチレン（LDPE、MDPE ）で製造した。Demag DC 80というブランドの射出成形機を用い、一回の射出量 を１００g、型締め力を８０トンとした。射出成形機のスクリュウ径は３２mmで あ り、l/d比は２０とし、シリンダに３本の加熱ベルトを設けて温度制御を行った 。成形工具は約８０mlの成形容積を有する鋼製工具であった。温度制御のための オイル焼き戻しを行うと共に、プラスチック配合物の温度、圧力を測定するセン サも設けた。PVCに基づく組成の例 PVC、S-grade、K-value 58 100.0phr パラフィンワックス 0.8phr グリセリンエステル 0.4phr ステアリン酸カルシウム 0.7phr ブチル錫メルカプチド 2.0phr 重炭酸ナトリウム 7.0phr アゾジカルボンアミド 5.0phr 酸化亜鉛 2.0phr ポリメチルメタクリレート 8.0phr ジオクチルファレート 10.0phr 水酸化アルミニウム 2.5phr 原材料は、高速ブレンダで普通に良く混合し、温度を１２５℃までにし、その 後、約５０℃まで冷却してから配合物をブレンダから取り出した。この混合物を 射出成形機の入口ホッパに送った。機械の速度は約100rpmであり、シリンダの温 度設定を、ホッパから奥に向かって、１１０℃、１２５℃、１４０℃とした。ノ ズルの温度は１５０℃に設定した。プラスチック配合物の機械内滞留時間は約５ ０秒であった。しかしながら、配合物温度は、射出成形機の最終セクションまで 発泡剤系の分解温度より高い温度には高めなかった。それ故、機械内では発泡剤 の分解はないか、あったとしても無視し得る程度であった。 射出成形機での加工後に、配合物を十分にゲル化し、工具の金型キャビティ内 へ射出したときの温度は約１５５℃であった。実際の射出は約３秒で行った。射 出圧力は約１８０barであった。金型キャビティの壁面温度は射出時で１７５℃ であった。約２分後に、発泡剤の分解が始まり、開始後約２．５分でほぼ終了し た。次に、プラスチック配合物を金型キャビティ内で、配合物の芯のところで約 １３０℃まで、表面のところで約８０℃まで冷却した。製品を金型から取り出し たとき、数秒後に約９０g/cm3の密度まで発泡し、製品全体を通じて均質な気泡 構造を得た。気泡は小さくて独立していた。 また、PCV材料の一体スキンを持つ製品も製造した。このスキンは発泡せず、 製品の残部での未発泡スキンから発泡した気泡質プラスチックへの移行は非常に 急峻であった。スキンの厚さは製品の部位毎に変えることができた。スキンは、 金型キャビティ内へのプラスチック配合物の実際の射出中に金型壁面の温度を１ ２０−１３０℃まで低下させることによって、すなわち、発泡剤系の分解温度よ り低い温度まで低下させることによって発泡した。こうして、発泡剤系が外層に おいて「無力」にし、プラスチック配合物のこの部分が分解開始前に発泡剤系分 解温度より低い温度になるのを防いだ。製品の残部の分解が完了した後、プラス チック配合物を金型内で約１１０℃まで冷却してから製品を金型から取り出した ところ、約９０g/cm3の密度まで発泡した。EVAに基づく組成の例 EVA、Melt index 4、VA content 13% 100phr アゾジカルボンアミド 5phr 重炭酸ナトリウム 8phr 酸化亜鉛 2phr 水酸化アルミニウム 4phr 2，5-B-2，5-dimenthylhexyne-3，45 4phr 2，5-B-2，5-dimenthylhexyneはプラスチック配合物を架橋結合するために添 加した。このタイプの過酸化物は分解温度が高く、「通常」温度での寿命が長い ので、発泡剤系の分解温度を架橋結合剤の分解温度よりも確実に低くするために 選んだ。（さもなければ、射出成形機内で架橋結合が生じるリスクがある。） プラスチック原材料はブレード式ミキサを用いてブレンドした。射出成形機の 加熱ベルトは、１２５℃、１３５℃、１５０℃（ホッパから奥に向かった順）に 設定した。機械速度は１１０rpmに設定した。ノズル温度は１５５℃に設定した 。工具の鋼温度は１７０℃に設定した。この温度は約５分後に１３０℃まで下げ た。プラスチック配合物の温度は、それを工具内に置く前に射出成形機の出口の ところで約１５０℃であった。発泡剤の分解は少しか、あるいは、全くなく、過 酸化物の目に見える分解も全くなかった。配合物は約３秒間工具内に置き、射出 圧力は２００barであった。 射出後約２分後に、プラスチック配合物内の発泡剤が分解し、配合物の温度は 約２００℃まで上昇した。この温度は、過酸化物材料の急速な分解を生じさせる のに十分に高い温度であった。過酸化物の分解は、約５分間の途中で完了あるい はほぼ完了した。 次に、工具の鋼温度を８０℃まで下げ、２分後に製品を金型から取り出した。 数秒後に、製品は約７０g/cm3の密度まで発泡し、これは全体的に均質に分布し た小さい独立気泡を持っていた。この製品はスキンを全く持たず、表面まですべ て気泡構造であった。 また、稠密な未発泡のスキンを有し、残部が軽量気泡質プラスチックであるEV Aベースの製品も製造した。これは、上記の例と同様に配合物を約１５０℃の温 度で工具内に置くことによって行われる。工具の鋼壁面の温度は配合物の射出時 に約１３０℃であり、配合物は直ちに発泡剤系の分解温度より低い温度まで表面 温度を下げた。こうして得た製品では、表面のところで発泡剤も過酸化物材料も 分解しておらず、それに対して、製品の残部は発泡して、約７０g/cm3の密度を 有し、均質に分布した小さい独立気泡を有する気泡質プラスチックとなった。 上述した技術知識で実施したすべての実施例において、製品を射出金型から取 り出したときに、自由に発泡させている。実際には、製品が発泡する前、あるい は、なんらかの特別の程度まで発泡する前に射出金型から発泡金型へ製品を移送 することがしばしば必要である。最終製品はより明確な外観を備えている。しか しながら、発泡金型を使用することによって発泡度はいくぶん低下する。これは 、製品を冷却前に発泡金型に収容するときには製品の発泡剤が常に過圧力となる からである。

【手続補正書】特許法第１８４条の７第１項 【提出日】１９９５年２月９日 【補正内容】 補正後の請求の範囲 １． 化学発泡剤およびオプションとして他のプロセス調整用物質、添加物を含有する プラスチック配合物から独立気泡を備えた軽量気泡質プラスチックの製品を製造 する方法であり、プラスチック配合物をプラスチック処理機で十分に均質化した 溶融プラスチック配合物になるまで機械的に処理（混練）してから密閉キャビテ ィにそのまま移送する方法において、 １）型キャビティに移送するときに、プラスチック配合物が、オプションの分解 調整用添加物との組み合わせにおいて発泡剤の分解温度よりも高い温度を有し、 ２）配合物がその中の発泡剤が分解するに十分な温度に達した時点と分解が始ま った時点との間でプラスチック配合物を密閉型キャビティに移送し、 ３）密閉型キャビティをプラスチック配合物で完全に満たし、型キャビティ内の プラスチック配合物の温度を、発泡剤が所望程度まで分解するまでプラスチック 配合物内の発泡剤の分解温度より高い温度に保持し、型キャビティ内の圧力を、 発泡剤が分解したときにプラスチック配合物が発泡しないかあるいは無視し得る 程度にのみ膨張するような高さに保持し、 ４）密閉型キャビティ内の圧力を、所望程度の分解が行われてプラスチック配合 物を発泡させる用になったときに、たとえば、型キャビティを開くことによって 低下させる ことを特徴とする方法。 ２． 請求の範囲１に開示した方法において、 プラスチック配合物が化学発泡剤のための分解調整用添加物を含有し、この添加 物が密閉キャビティ内で化学的に発熱反応あるいは吸熱反応することを特徴とす る方法。 ３． 請求の範囲１に開示した方法において、 未発泡プラスチック製品の表面を、密閉キャビティ内で高圧の下に、化学発泡剤 の分解が開始する前に、発泡剤の分解温度より低い温度まで冷却することを特徴 とする方法。 ４． 請求の範囲１に開示した方法において、 未発泡プラスチック製品の表面を密閉キャビティ内で、製品全体をキャビティか ら取り出す前に、プラスチック製品に製品のいかなる部分をも膨張させることな くあるいは無視し得る程度にのみ膨張させてそれをキャビティから取り出せるほ ど十分に高い剛性、強度を与える温度まで冷却することを特徴とする方法。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ)，ＡＭ，ＡＴ， ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，Ｃ Ｚ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＪＰ ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＴ，ＬＵ， ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＮＬ，ＮＯ，ＮＺ，Ｐ Ｌ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 化学発泡剤およびオプションとして他のプロセス調整用物質、添加物を含有する プラスチック配合物から独立気泡を備えた軽量気泡質プラスチックの製品を製造 する方法であって、プラスチック配合物をプラスチック処理機で十分に均質化し た溶融プラスチック配合物になるまで機械的に処理（混練）する方法において、 プラスチック配合物を、可能性のある分解調整用添加物との組み合わせにおいて 、このプラスチック配合物内の化学発泡剤の分解温度よりも高い温度で密閉キャ ビティ内に押し込み、プラスチック配合物が密閉キャビティ内に押し込まれると きに化学発泡剤がまだ分解しないようにし、金型キャビティにプラスチック配合 物を完全に充填し、キャビティ内でプラスチック配合物を発泡剤の所望の分解度 を得るに十分に長い間、発泡剤系の分解温度より高い温度に維持し、密閉キャビ ティ内のプラスチック配合物の圧力を発泡剤の発泡を阻止するあるいは無視し得 る程度に抑えるに十分な高さとし、所望の分解度が得られてプラスチック配合物 の発泡を生じさせ得るようになったときに金型を開くことを特徴とする方法。 ２． 請求の範囲１に開示した方法において、 プラスチック配合物が化学発泡剤のための分解調整用添加物を含有し、この添加 物が密閉キャビティ内で化学的に発熱反応あるいは吸熱反応することを特徴とす る方法。 ３． 請求の範囲１に開示した方法において、 未発泡プラスチック製品の表面を、密閉キャビティ内で高圧の下に、化学発泡剤 の分解が開始する前に、発泡剤の分解温度より低い温度まで冷却することを特徴 とする方法。 ４． 請求の範囲１に開示した方法において、 未発泡プラスチック製品の表面を密閉キャビティ内で、製品全体をキャビティか ら取り出す前に、プラスチック製品に製品のいかなる部分をも膨張させることな くあるいは無視し得る程度にのみ膨張させてそれをキャビティから取り出せるほ ど十分に高い剛性、強度を与える温度まで冷却することを特徴とする方法。