JPH10180888A - 発泡成形体の製造方法及び製造装置 - Google Patents

発泡成形体の製造方法及び製造装置

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JPH10180888A
JPH10180888A JP8355665A JP35566596A JPH10180888A JP H10180888 A JPH10180888 A JP H10180888A JP 8355665 A JP8355665 A JP 8355665A JP 35566596 A JP35566596 A JP 35566596A JP H10180888 A JPH10180888 A JP H10180888A
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 ポリオレフィン系樹脂発泡粒子を連続成形し
ようとすると、加熱用スチームが発泡粒子供給側に漏れ
出して、粒子の加熱不足により良好な成形体が得られな
かったり、漏れ出したスチームによって発泡粒子が供給
側に逆流して成形不能となるという問題があった。 【解決手段】 本発明方法は、下記(1)式で示される
圧縮回復率が80%以上であるポリオレフィン系樹脂発
泡粒子11を圧縮した後、圧縮の一部又は全部を解除
し、無端走行する上下のベルト3、5間に挟んで過熱ス
チーム供給領域Sを搬送しながらスチーム加熱し、発泡
粒子11を融着させて成形体12を得る。 圧縮回復率(%)=V2 /V1 ×100 ・・・
(1) (ただし、V1 は発泡粒子の元の嵩体積、V2 は発泡粒
子を元の嵩体積の60%の嵩体積まで圧縮した後、圧縮
力を取り去ってから10秒後の発泡粒子の嵩体積であ
る。)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は発泡成形体の製造方
法及び製造装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、ポリオレフィン系樹脂発泡粒子を
成形する方法としては、発泡粒子を金型内に充填し、ス
チームで加熱して発泡粒子を二次発泡させ粒子相互を融
着させる方法(以下、このような成形方法をバッチ式成
形方法と呼ぶ。)のみが採用されていた。一方、ポリス
チレン系樹脂発泡粒子の場合には、発泡粒子を上下のベ
ルト間に挟んで搬送しながら加熱領域を通過させて連続
的に成形する方法(以下、このような成形方法を連続成
形方法と呼ぶ。)も採用されており、スチームで加熱す
る方法を採用した特公昭52−2424号の方法、高周
波で加熱する方法を採用した特公昭41−1632号の
方法、熱風で加熱する方法を採用した特公昭47−42
621号の方法等が知られている。連続成形方法はバッ
チ式成形方法に比べ、発泡粒子成形体を連続的に製造で
き、しかも長尺な成形体を得ることができる利点があ
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特公昭
41−1632号に記載されているような高周波加熱に
よる方法は、装置が大型で高価となるという問題や、高
周波照射時にスパークを生じる危険等があり、更に加熱
温度範囲を狭い範囲内に制御して加熱しなければならな
いポリオレフィン系樹脂発泡粒子の加熱手段としては不
向きである。また特公昭47−42621号に記載され
ているような熱風加熱方法も、加熱温度の制御が難し
く、且つスチームよりも熱容量が小さいために均一に加
熱することが困難であり、やはりポリオレフィン系樹脂
発泡粒子を連続成形するための加熱手段としては不向き
であった。
【0004】一方、スチーム加熱による方法は、ポリオ
レフィン系樹脂発泡粒子にも有効な方法であるが、ポリ
オレフィン系樹脂発泡粒子を、例えば特公昭52−24
24号に記載されているようなスチーム加熱による連続
成形方法で成形しようとすると、発泡粒子加熱用のスチ
ームが発泡粒子供給側へ漏れ出し、加熱不足による粒子
の融着不良や二次発泡不良等を生じたり、このスチーム
漏れが激しくなると粒子が供給側に逆流してしまう等の
問題があった。この理由はポリスチレン系樹脂発泡粒子
と、ポリオレフィン系樹脂発泡粒子との二次発泡性能の
違いによるものと考えられる。即ち、ポリスチレン系樹
脂は非晶質であることや、発泡粒子製造の際に用いた発
泡剤の保持性が良好で、発泡粒子中に発泡剤を数%程度
は含有していること等により、比較的低い温度(通常1
00℃以下)で発泡粒子の二次発泡が生じる。このため
ポリスチレン系樹脂発泡粒子を連続成形する場合、発泡
粒子が加熱領域に到達する前に緩やかな二次発泡が生じ
て粒子相互間の間隙を塞ぎ、しかもポリスチレン系樹脂
発泡粒子は、1.0kg/cm2 G前後という比較的低
圧のスチームで成形が可能であることと相俟って、スチ
ームの粒子供給側への漏れ出しを容易に防止でき、この
結果、確実な成形が行えるものと考えられる。
【0005】これに対してポリオレフィン系樹脂は結晶
性であり、しかも発泡粒子製造の際に用いた発泡剤は、
比較的短時間で粒子内から逃散してしまうため、ポリオ
レフィン系樹脂発泡粒子を二次発泡させるには、ポリス
チレン系樹脂発泡粒子の場合よりも高い温度とする必要
がある。このため、スチームの漏れ出しを防止できる程
度にポリオレフィン系樹脂を加熱領域前で二次発泡させ
ることは容易ではないとともに、ポリオレフィン系樹脂
を二次発泡させるためには高圧のスチームを供給する必
要があるため、加熱領域前でポリオレフィン系樹脂発泡
粒子をある程度二次発泡させ得たとしても、発泡粒子の
二次発泡力のみでは高圧のスチームの漏れ出しを防止す
ることが困難であったと考えられる。このように発泡粒
子を二次発泡させて粒子相互を融着させて良好な成形体
を得るために、ポリスチレン系樹脂発泡粒子の場合より
も高い圧力のスチームを必要とするポリオレフィン系樹
脂発泡粒子の場合、加熱用スチームの漏れが生じ易く、
この結果、加熱用スチームの圧力が低下して発泡粒子を
十分に加熱することができなくなって良好な成形体が得
られなくなるばかりでなく、スチームの漏れが激しくな
ると発泡粒子が供給側に逆流して成形不能となるという
問題があった。
【0006】上記のような問題に鑑み、ポリオレフィン
系樹脂発泡粒子を連続的に成形する方法として本出願人
は、発泡粒子を発泡粒子供給領域において、元の嵩体
積の40〜70%の体積に圧縮してからスチームで加熱
する方法(特願平7−289360号)、内圧が高め
られた発泡粒子を、発泡粒子供給領域において徐々に圧
縮してからスチームで加熱する方法(特願平7−289
361号)を提案した。しかしながら、これらの方法も
以下のような問題を未だ有していた。
【0007】即ち、の方法では発泡粒子が元の嵩体積
の40〜70%の体積に圧縮された状態で加熱されるた
め、得られる成形体は元の発泡粒子の発泡倍率に対し
て、大幅に発泡倍率が低下したものとなってしまうとい
う問題があった。
【0008】一方、の方法では内圧が高められた発泡
粒子を使用するため、得られる成形体の発泡倍率低下
は、上記の方法よりも小さく、元の発泡粒子の発泡倍
率に対する成形体の発泡倍率の低下はバッチ式成形法で
得られる成形体と同程度に抑えることが可能である。し
かしながら、の方法ではバッチ式成形法に比べてかな
り高い粒子内圧を発泡粒子に付与することが必要とな
り、このような高い内圧を付与した発泡粒子を使用する
と冷却に長い時間が必要となるため、連続成形法ではラ
インスピードを遅くして成形しなければならず、生産性
が低下するという問題がある。また高い内圧を発泡粒子
に付与するためには、発泡粒子を高耐圧のタンクで長時
間加圧処理することが必要となり、このことも生産性を
低下させる要因となっていた。
【0009】本発明は上記の点に鑑みなされたもので、
ポリオレフィン系樹脂発泡粒子の連続成形において、発
泡粒子に高い内圧を付与しなくとも得られる成形体の元
の発泡粒子に対する発泡倍率低下を小さくでき、同時に
冷却に要する時間を短縮でき、その結果、ラインスピー
ドを上げての成形が可能となり、生産性向上を図ること
ができる発泡成形体の製造方法及び製造装置を提供する
ことを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】即ち本発明の発泡成形体
の製造方法は、構造材にて囲まれて形成された断面が略
矩形状をなす通路内の上下面に沿って、連続的に移動す
るベルト間に発泡粒子を供給し、次いで過熱スチーム供
給領域及び冷却領域を順次通過させて連続的に発泡成形
体を製造する方法において、発泡粒子として下記(1)
式で定義される圧縮回復率が80%以上であるポリオレ
フィン系樹脂発泡粒子を使用し、該発泡粒子を過熱スチ
ーム供給領域の上流側において圧縮した後、その圧縮の
一部又は全部を解除してから過熱スチーム供給領域へ移
送することを特徴とする。
【0011】
【数3】 圧縮回復率(%)=V2 /V1 ×100 ・・・(1) (ただし、V1 は発泡粒子の元の嵩体積、V2 は発泡粒
子を元の嵩体積の60%の嵩体積まで圧縮した後、圧縮
力を取り去ってから10秒後の発泡粒子の嵩体積であ
る。)
【0012】本発明方法において、発泡粒子の圧縮を元
の嵩体積の10〜60%の嵩体積となるように行うこと
が好ましい。また発泡粒子の圧縮の解除を、下記(2)
式で示される圧縮解除率が150%以上となるように行
うことが好ましい。
【0013】
【数4】 圧縮解除率(%)=b/a×100 ・・・(2) (但し、aは過熱スチーム供給領域の上流側で発泡粒子
が最も圧縮される箇所の空間断面積、bは冷却領域の成
形体出口の断面積である。)
【0014】また本発明において発泡成形体の充分な冷
却が完了するまでの間、過熱スチーム供給領域のスター
ト地点から、その下流側の通路内の横断面積が実質的に
一定となるようにすることが好ましく、更に過熱スチー
ム供給領域の上流側において、或いは過熱スチーム供給
領域の上流側と下流側の双方において、通路内のスチー
ム又は/及びドレンを真空吸引するようにすることが好
ましい。更にまた本発明において、ポリオレフィン系樹
脂発泡粒子は、密度0.09〜0.006g/cm3 のも
のが好ましく、また無架橋ポリプロピレン系樹脂或いは
無架橋ポリエチレン系樹脂を基材樹脂とし、かつ発泡粒
子の示差走査熱量測定で得られるDSC曲線に2つの吸
熱ピークを有する発泡粒子が好ましい。
【0015】本発明において、過熱スチーム供給領域手
前に設けた1個又は複数個の突起や押圧ロールによって
発泡粒子の圧縮及び圧縮解除を行うようにしたり、先端
方向に向かって羽根間隔が狭まるスクリューを有するス
クリューフィーダーによって発泡粒子を圧縮した後、発
泡粒子通路間隔を広げて発泡粒子の圧縮を解除するよう
にすることができる。
【0016】また本発明の発泡成形体の製造装置は、構
造材にて囲まれて形成された断面が略矩形状をなす通路
内の上下面に沿って、連続的に移動するベルト間にポリ
オレフィン系樹脂発泡粒子を供給し、次いで過熱スチー
ム供給領域及び冷却領域を順次通過させて連続的に発泡
成形体を製造するための製造装置であって、過熱スチー
ム供給領域の上流側の通路内に、発泡粒子を圧縮するた
めの圧縮手段と、その圧縮の一部又は全部を解除する圧
縮解除手段とを備えたことを特徴とする。
【0017】本発明の製造装置において、過熱スチーム
供給領域のスタート地点から発泡成形体の充分な冷却が
完了する迄の間、通路内の横断面積が実質的に一定とな
るよう構成することが好ましい。また過熱スチーム供給
領域の上流側に、或いは過熱スチーム供給領域の上流側
と下流側の双方に、通路内のスチーム又は/及びドレン
を除去するための真空吸引手段を設けることができる。
【0018】
【発明の実施の形態】本発明において使用するポリオレ
フィン系樹脂発泡粒子の基材としては、高密度ポリエチ
レン、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、直鎖
状低密度ポリエチレン、直鎖状超低密度ポリエチレン、
ポリプロピレン、ポリブチレン等のオレフィン系単独重
合体、エチレン−プロピレンブロック共重合体、エチレ
ン−プロピレンランダム共重合体、エチレン−プロピレ
ン−ブテンランダム共重合体等のオレフィン系共重合
体、或いは上記ポリオレフィン系単独重合体やポリオレ
フィン系共重合体と、スチレン系樹脂及び/又はアクリ
ル系樹脂とのグラフト重合体等のポリオレフィン系樹脂
が挙げられ、これらは適宜混合して用いることもでき
る。これらの樹脂は無架橋のまま、或いは架橋した状態
で使用される。
【0019】本発明において用いるポリオレフィン系樹
脂発泡粒子としては、密度が0.09〜0.006g/
cm3 のものが好ましく、また無架橋ポリプロピレン系樹
脂或いは無架橋ポリエチレン系樹脂を基材樹脂とし、か
つ発泡粒子の示差走査熱量測定で得られるDSC曲線に
2つの吸熱ピーク(特公昭63−44779号、特公平
7−39501号参照)を有するものが好ましい。上記
DSC曲線とは、発泡粒子0.5〜4mgを示差走査熱
量計によって、室温から10℃/分の昇温速度で220
℃まで昇温して測定した際に得られるDSC曲線をい
う。基材樹脂が無架橋ポリプロピレン系樹脂或いは無架
橋ポリエチレン系樹脂であって、DSC曲線に2つの吸
熱ピークを有する発泡粒子は、2つの吸熱ピークを有し
ないものに比べ、表面平滑性、寸法安定性及び機械的強
度に優れた成形体が得られる効果がある。
【0020】本発明においてポリオレフィン系樹脂発泡
粒子としては、下記(1)式で示す圧縮回復率が80%
以上のものを用いることが必要であり、より好ましくは
圧縮回復率が85%以上のものである。
【0021】
【数5】 圧縮回復率(%)=V2 /V1 ×100 ・・・(1) (ただし、V1 は発泡粒子の元の嵩体積、V2 は発泡粒
子を元の嵩体積の60%まで圧縮した後、その圧縮を取
り去ってから10秒後の発泡粒子の嵩体積である。)
【0022】上記圧縮回復率が80%以上のポリオレフ
ィン系樹脂発泡粒子は、例えばポリオレフィン系樹脂と
発泡剤とを密閉容器内で水に分散させて樹脂粒子の軟化
点以上の温度に加熱して樹脂粒子に発泡剤を含浸させた
後、容器内より低圧の雰囲気下に樹脂粒子と水とを放出
して樹脂粒子を発泡させる等の方法で得られる。そのよ
うな製造方法を採用して、発泡粒子に上記したような高
い圧縮回復率を与えるには、発泡粒子に前記したような
2つの吸熱ピークを形成させて得られる発泡粒子の独立
気泡の割合を高くすることが最も重要である。その次に
重要な要因としては、発泡粒子の嵩密度(0.09〜
0.006g/cm3 が好ましい。)や発泡粒子の基材樹
脂の種類(ポリプロピレン系樹脂やポリエチレン系樹脂
が好ましい。)が挙げられる。わずかに影響を与えるか
もしれない要因としては、使用する発泡剤の種類や発泡
温度が挙げられる。
【0023】本発明方法において使用する原料ポリオレ
フィン系樹脂発泡粒子は、空気等で加圧処理を施すこと
によって大気圧以上の内圧を付与したものであっても良
いが、本発明方法では大気圧と略等しい内圧を有するポ
リオレフィン系樹脂発泡粒子を使用することもできる。
内圧の高められた発泡粒子を使用する場合には、2.5
atm以下の内圧を有するものが好ましい。また、大気
圧と略等しい内圧の発泡粒子を用いる場合には、粒子内
圧を付与するための加圧処理の工程及びその設備が不要
となり、この結果大幅なコスト削減が可能となる。使用
する発泡粒子の粒子重量等に特に制限はないが、通常、
平均粒子重量0.5〜5mg程度のものが用いられる。
【0024】図1は本発明のポリオレフィン系樹脂発泡
粒子の連続成形方法を実施するための成形装置の一例を
示し、図中Aは発泡粒子供給領域、Bは成形体の冷却領
域、Cは発泡粒子や成形体が移送される通路、Sは過熱
スチーム供給領域である。この成形装置は、発泡粒子を
蓄えたホッパー1と、上側ロール2a、2b間を無端走
行するベルト3と、下側ロール4a、4b間を無端走行
するベルト5を有し、ホッパー1から供給領域Aに供給
されたポリオレフィン系樹脂発泡粒子11を、無端走行
する上下のベルト3、5間に挟んで通路Cを通過する間
にスチーム加熱して発泡粒子を融着させ、成形体が得ら
れるよう構成されている。尚、図中18は支柱である。
【0025】上記本発明の成形装置において、上側ロー
ル2a、下側ロール4aは駆動回転し、上側ロール2
b、下側ロール4bは回転せずに、上側のベルト3、下
側のベルト5は、それぞれロール2b、4bの周面を摺
動するように構成されている。ロール2b、4bのベル
トと接触する面には、ポリテトラフロロエチレン(テフ
ロン)等からなる滑材が設けられ、当該面での滑り性が
向上されるようになっている。上側ロール2bは図示し
ない駆動手段によって上下に位置を移動できるように構
成され、上側ロール2bの位置を変えることにより、発
泡粒子供給領域Aにおける上側のベルト3の傾斜角を可
変できるように構成されている。6は押圧補助板で、該
押圧補助板6は上側ロール2bを上下させて上側のベル
ト3の傾斜角を調節する際に、ベルト3とともに傾斜角
を変え得るように構成されている。上側のベルト3と下
側のベルト5との間隔が、下流側(成形工程の流れ方
向)に向かうにつれて徐々に狭くなるように、発泡粒子
供給領域Aにおける上側のベルト3を傾斜させておくこ
とにより、ホッパー1から供給されるポリオレフィン系
樹脂発泡粒子11が下流側に移送される間に、発泡粒子
11を圧縮することができる。
【0026】圧縮された発泡粒子は、上下の厚さ規制板
7、8と、該厚さ規制板7、8の両側部に設けられた幅
規制板(特に図示せず。)とによって囲まれた、断面が
略矩形状の空間部を有する通路Cに移送されるが、この
通路C内において上側のベルト3の下側部3a、下側の
ベルト5の上側部5aは、厚さ規制板7、8間に挟まれ
て走行するように構成されている。厚さ規制板7、8、
幅規制板及び前記押圧補助板6はアルミ板の如き金属板
等からなり、ベルト3、5と接する側の面には、ベルト
3、5の滑り性が良くなるように、テフロン等からなる
滑材が固定されている。尚、無端走行するベルトは上下
のみに設ける場合に限らず、両側面側にも設けることが
できる。両側面側に無端走行するベルトを有さない場
合、例えば成形体は通路C内の幅規制板等の表面を滑り
ながら移送されることとなるが、両側面側にも無端走行
するベルトを設けておくと、成形体が幅規制板等の表面
と擦れる等の虞れがなくなるため、得られる成形体の側
面部の形状や外観を改善することができる。
【0027】通路Cの入口付近の上下には、図2に示す
ように突起13が設けられ、発泡粒子11は上記突起1
3の頂部に位置した際に最大に圧縮される。この時、発
泡粒子を元の発泡粒子(未圧縮の発泡粒子)の嵩体積の
10〜60%(以下、この圧縮の割合を圧縮比と呼
ぶ。)の嵩体積となるまで圧縮することが好ましく、特
に圧縮比が15〜50%となるように圧縮することが好
ましい。発泡粒子の圧縮比は、突起13の突出高さを変
えたり、又は/及び前記上側ベルト3の傾斜角を変える
ことにより調整することができる。10%未満の圧縮比
まで圧縮すると(圧縮過多の場合)、発泡粒子の気泡が
破壊されて成形不能となったり、圧縮による装置にかか
る負荷が大きくなる等の虞れが生じ、また60%を超え
る圧縮比に圧縮する場合(圧縮不足の場合)、スチーム
シールが不充分となり、加熱用スチームが発泡粒子供給
側に漏れ出して粒子の加熱不足を生じ、良好な成形体が
得られなかったり、漏れ出したスチームによって発泡粒
子が供給側に逆流して成形不能となる虞れがある。発泡
粒子に高い内圧が付与されていれば、その高い二次発泡
能により、加熱用スチームの発泡粒子供給側への逆流等
を防止できるが、得られた成形体の冷却に時間を要する
ためラインスピードを低くしなければならず、生産性が
低下する。尚、上記突起13は上下どちらか一方に設け
てもよいし、上下両方に設けてもよい。また突起13と
ベルト3、5との滑り性を高めるために、突起13のベ
ルト3、5と接する側の表面にテフロン等からなる滑材
を設けるか、突起13全体をテフロン等によって形成す
る。
【0028】発泡粒子供給領域Aにおいて傾斜させた上
側のベルト3と下側のベルト5との間に発泡粒子を挟ん
で移送しながら圧縮する場合、上側のベルト3の傾斜角
は10°以下とすることが好ましく、更に好ましくは1
〜5°とする。上側のベルト3の傾斜角が10°を超え
るような急激な圧縮を加えた場合、圧縮を受けた粒子の
反発力により粒子がホッパー方向に戻り易くなってしま
い、結果として所望の圧縮比が得られなくなる。一方、
上記した理由から発泡粒子を圧縮する上では上側のベル
ト3の傾斜角は小さい方が好ましいが、傾斜角が小さい
程、装置長さが長くなってしまうため、粒子がホッパー
に戻らない範囲で傾斜角を適宜選定することが望まし
い。
【0029】ベルト3、5間に挟まれて移送される発泡
粒子は、突起13の頂部において最大に圧縮された後、
突起13の頂部を通過し終わると、圧縮の一部又は全部
が解除される。発泡粒子の圧縮の解除は、下記(2)式
で示される圧縮解除率で150%以上となるように行う
ことが好ましい。
【0030】
【数6】 圧縮解除率(%)=b/a×100 ・・・(2) (但し、aは過熱スチーム供給領域の上流側で発泡粒子
が最も圧縮される箇所の空間断面積、bは冷却領域の成
形体出口の断面積である。)
【0031】圧縮の一部又は全部を解除された発泡粒子
は、ベルト3、5間に挟まれた状態で過熱スチーム供給
領域Sのスチーム供給部17から通路C内に噴出される
スチームにより加熱される。このためベルト3、5は、
スチーム透過性を有するものであることが必要であり、
通常は厚みが0.2〜1.0mm程度のステンレススチ
ールベルトに、直径0.5〜3.0mmの貫通穴を、1
0〜50mm程度のピッチで多数穿設したものが使用さ
れる。過熱スチーム供給領域Sには発泡粒子11をスチ
ーム加熱して成形するためのスチーム供給部17を有
し、また過熱スチーム供給領域Sの上流側と下流側の双
方において加熱用スチームやスチームのドレンを真空吸
引するための吸引部9を有している。吸引部9を設けて
吸引を行うことにより、ドレンが通路内に溜まって発泡
粒子の供給を阻害するのを防止したり(特に、過熱スチ
ーム供給領域Sの上流側の吸引部9の作用)、ドレンに
よる成形体の冷却効果が低下して成形体に反りが生じる
等の問題発生を防止できる(特に、過熱スチーム供給領
域Sの下流側の吸引部9の作用)。吸引部9は通路の上
下に設ける場合に限らず、通路の下側に溜まったドレン
を除去するという目的からは、通路の下側のみに設けて
も良い。
【0032】スチーム供給部17から供給された加熱用
スチームは、厚み規制板7、8に貫通孔から、ベルト
3、5に設けられた貫通孔を経て通路C内に供給される
ようになっている。スチーム供給部17から供給される
加熱用スチームの圧力は、通常、1.0〜4.0kg/
cm2 Gである。
【0033】スチームにより加熱された発泡粒子は通路
C内で粒子間空間を埋めるように膨張し、かつ粒子相互
で融着して成形体を形成し(この時点では完全な成形体
とは言えない状態であるが、発泡粒子相互間の融着は生
じているので、便宜上、成形体と呼ぶ。)、ひき続き冷
却手段10を備えた冷却領域Bに移送されて冷却され
る。冷却手段10としては、例えば冷却水循環パイプを
内挿した冷却板等が用いられる。以上の工程が連続的に
繰り返し行われ、長尺な成形体12が得られる。尚、特
に図示しないが、吸引部9、スチーム供給部17及び冷
却手段10は、厚み規制板7、8側に設けられているの
みならず、幅規制板側にも設けられていて良い。
【0034】本発明において、過熱スチーム供給領域S
のスタート地点から成形体が充分に冷却されるまでの
間、通路内の横断面積が実質的に一定となるようにして
おくことが好ましい。成形体が充分冷却する迄の間に過
熱スチーム供給領域Sのスタート地点から下流側で成形
体を圧縮すると(過熱スチーム供給領域S以降の通路内
空間の横断面積を狭くすると)、得られた成形体12の
表面に樹脂の流れ模様のような跡が残り、成形体12の
表面状態が低下する。また逆に過熱スチーム供給領域S
以降の通路内空間の横断面積が広がるようにすると、冷
却が充分に行えなくなる虞れがある。
【0035】上記実施例では通路Cの入口付近の上下に
突起13を設け、ベルト3、5間に挟まれて移送される
発泡粒子が、該突起13の頂部位置において最大に圧縮
され、突起13の頂部よりも下流側に移送されることに
よって圧縮の一部又は全部が解除されるように構成した
が、突起13は必ずしも上下2箇所に設けなくとも良
く、上部又は下部のいずれか一方のみに設けても良い。
また突起13の形状は図示した如き台形状に限らず、任
意の形状とすることができる。
【0036】また上記例では突起13によって発泡粒子
の圧縮及び圧縮の解除ができるように構成したが、図3
に示すように上下動可能な複数の押圧ロール14によっ
てベルト3、5のそれぞれを押圧できるように構成し、
これによって発泡粒子の最大の圧縮と圧縮解除とを行う
ようにすることもできる。更に図4に示すように、上側
のベルト3のみを、一つの押圧ロール14によって押圧
するように構成したものでも良い。尚、図3や図4に示
すような押圧ロール14によってベルト3、5(または
ベルト3のみ)を押圧する場合、前記したようにベルト
3、5にはスチームが透過できる多数の孔が設けられて
いるから、押圧ロール14付近においてベルト3、5か
らのスチームの漏れを防止するために、当該部分にゴム
シート等を設けてスチームシール構造とすることが必要
である。
【0037】更に発泡粒子の圧縮及び圧縮の解除を行う
ために、図5に示すように、通路Cの入口付近の上下
に、それぞれ位置をずらした突起13配置しても良い。
このように突起13の位置をずらして配置すると、突起
13の頂部においてスムーズに発泡粒子を最大に圧縮で
きるとともに、圧縮の解除もスムーズに行うことができ
る。また、図6に示すように、発泡粒子供給領域A方向
から通路C方向に向かって、順次高さが低くなるような
複数の突起13を上下に交互に設けると、圧縮された発
泡粒子の圧縮解除が更にスムーズとなる。尚、特に図示
しないが、発泡粒子供給領域A方向から通路C方向に向
かって順次高さが高くなるように複数の突起を上下に交
互に設けておくと、発泡粒子の圧縮を更にスムーズに行
うことができ、発泡粒子供給領域A方向から通路C方向
に向かって順次高さが高くなるように複数の突起を上下
に交互に設け、次いで発泡粒子供給領域A方向から通路
C方向に向かって順次高さが低くなるように複数の突起
を上下に交互に設けておくと、発泡粒子の圧縮も圧縮解
除も共に更にスムーズに行うことができる。
【0038】図7は発泡粒子の圧縮を行う異なる態様を
示し、ホッパー1から供給された発泡粒子11は、先端
に向かって羽根間隔が狭まるように構成されたスクリュ
ーフィーダー15によって圧縮される。この場合、スク
リューフィーダー15によって圧縮された発泡粒子の圧
縮の解除は、例えば通路C方向に向かって間隔が広がる
ように傾斜板16を設ける等により行うことができる。
【0039】
【実施例】
実施例1 図1に示す装置(通路C部寸法:突起通過後から冷却領
域の成形体出口までの幅300mm、高さ25mmで一
定。)により、表1に示す発泡粒子を同表に示す圧縮比
となるように圧縮した後、同表に示す圧縮解除率となる
ように圧縮を解除し(図2に示したタイプの突起使
用。)、ベルト3、5間に挟んで過熱スチーム供給領域
を移送しながら、加熱用スチームで加熱した。成形時の
ラインスピード、スチーム圧力を表1にあわせて示す。
尚、本実施例では、過熱スチーム供給領域の上流及び下
流の吸引部9において真空吸引を行った。
【0040】
【表1】
【0041】※1:発泡粒子の圧縮回復率は、直径10
0mmの円筒状容器に発泡粒子を高さ200mmとなる
まで入れ、それを圧縮板にて20mm/分の速度で高さ
が120mmになるまで圧縮し、その後、20mm/分
の速度で圧縮板を上昇させて粒子に加わる圧縮力を取り
除いて発泡粒子を攪拌した後、圧縮力を解除した後10
秒後の発泡粒子の高さを測定し、圧縮前の発泡粒子の高
さから求めた嵩体積と、圧縮して圧縮を解除した後の発
泡粒子の高さから求めた嵩体積とから、前記(1)式に
基いて求めた。
【0042】※2:発泡粒子の融着性は、得られた成形
体から厚さ10mm、幅50mm、長さ100mmのサ
ンプルを切り出し、このサンプルを長手方向に引っ張っ
て破断させ、破断面における発泡粒子の破壊個数の割合
で評価した。 ○・・・破断面において、発泡粒子破壊(粒子の材質破
壊)が50%以上 ×・・・破断面において、発泡粒子破壊が50%未満
で、粒子間破壊が50%以上として評価した。 ※3:密度比は、圧縮前の発泡粒子の嵩密度/成形体の
密度とした。
【0043】比較例1 圧縮解除手段を有さない装置により実施例1と同じ嵩密
度の発泡粒子を使用して、同じ密度の成形体を得ること
のできる成形条件を選定して成形を行った。使用した発
泡粒子の性状、成形条件、得られた成形体の性状を表1
にあわせて示す。
【0044】表1に示す結果から、圧縮した発泡粒子の
圧縮を解除せずに成形する比較例1の場合、実施例1の
成形体と密度が等しく良好な性状の成形体を得るには、
粒子内圧を高くしなければならず、内圧付与のために長
時間を必要とし、また内圧を付与した結果、ラインスピ
ードを実施例1の半分程度としたり、加熱スチーム圧を
高くしたりする必要が生じ、生産効率、生産コスト等の
生産性に著しい低下をきたした。
【0045】実施例2 図1に示す装置(通路C部寸法:突起通過後から冷却領
域の成形体出口までの幅300mm、厚さ25mmで一
定。)により、表2に示す発泡粒子を同表に示す圧縮比
となるように圧縮した後、同表に示す圧縮解除率となる
ように圧縮を解除し(図2に示したタイプの突起使
用。)、ベルト3、5間に挟んで過熱スチーム供給領域
を移送しながら、加熱用スチームで加熱した。成形時の
ラインスピード、スチーム圧力を表2にあわせて示す。
尚、本実施例では、過熱スチーム供給領域の上流及び下
流の吸引部9において真空吸引を行った。
【0046】
【表2】
【0047】比較例2 圧縮解除手段を有さない装置により実施例2と同じ嵩密
度と内圧の発泡粒子を使用し、ラインスピードを実施例
2と同一として成形した時に、良好な成形体がが得られ
るように他の成形条件を選定して成形を行った。使用し
た発泡粒子の性状、成形条件、得られた成形体の性状を
表2にあわせて示す。
【0048】上記表2に示す結果より、嵩密度が等しい
発泡粒子を用いても、比較例2の方法で優れた成形体を
得ようとすると、実施例2の方法に比べて高密度の成形
体しか得られなかった。
【0049】実施例3 図1に示す装置(通路C部寸法:突起通過後から冷却領
域の成形体出口までの幅300mm、厚さ25mmで一
定。)により、表3に示す発泡粒子を同表に示す圧縮比
となるように圧縮した後、同表に示す圧縮解除率となる
ように圧縮を解除し(図2に示したタイプの突起使
用。)、ベルト3、5間に挟んで過熱スチーム供給領域
を移送しながら、加熱用スチームで加熱した。成形時の
ラインスピード、スチーム圧力を表3にあわせて示す。
尚、本実施例では、過熱スチーム供給領域の上流及び下
流の吸引部9において真空吸引を行った。
【0050】
【表3】
【0051】比較例3 圧縮回復率が異なる発泡粒子を用いた点を除き、実施例
3と同様の条件で成形を行った。使用した発泡粒子の性
状、成形条件、得られた成形体の性状を表3にあわせて
示す。
【0052】表3に示す結果より、圧縮回復率が80%
を超える発泡粒子を使用した実施例3では、問題なく良
好な成形体が得られたが、圧縮回復率が80%未満の発
泡粒子を用いた比較例3では、周期的な発泡粒子の充填
不良が生じ、優れた成形体が得られなかった。
【0053】実施例4 図1に示す装置(通路C部寸法:突起通過後から冷却領
域の成形体出口までの幅300mm、厚さ25mmで一
定。)により、表4に示す発泡粒子を同表に示す圧縮比
となるように圧縮した後、同表に示す圧縮解除率となる
ように圧縮を解除し(図2に示したタイプの突起使
用。)、ベルト3、5間に挟んで過熱スチーム供給領域
を移送しながら、加熱用スチームで加熱した。成形時の
ラインスピード、スチーム圧力を表4にあわせて示す。
尚、本実施例では、過熱スチーム供給領域の上流及び下
流の吸引部9において真空吸引を行った。
【0054】
【表4】
【0055】比較例4 圧縮解除手段を有さない装置により実施例4と同じ発泡
粒子を使用し、ラインスピードを実施例2と同一として
成形した時に、良好な成形体がが得られるように他の成
形条件を選定して成形を行った。使用した発泡粒子の性
状、成形条件、得られた成形体の性状を表4にあわせて
示す。
【0056】
【発明の効果】以上説明したように本発明方法によれ
ば、従来のポリオレフィン系樹脂発泡粒子を連続的に成
形して発泡成形体を製造する方法に比べ以下のような効
果を有する。 (1)従来法では、粒子内圧が大気圧と略等しい発泡粒
子を用いる場合、目標とする成形体の倍率に対して、か
なり高発泡倍率の発泡粒子を使用することが必要であっ
たが、本発明方法では、元の発泡粒子の発泡倍率に対す
る成形体の発泡倍率低下を小さくできるため、使用する
発泡粒子の発泡倍率を低く設定でき、発泡粒子製造工程
の生産性が向上する。 (2)本発明方法では、粒子内圧を付与した発泡粒子を
用いる場合でも、従来に比して低い内圧で目標の発泡倍
率の成形体を得ることができるため、成形体の冷却に要
する時間が短縮され、成形時のラインスピードを上げて
も三次発泡(冷却不足による好ましくない成形体の膨
張)のない良好な成形体が得られ、大幅に生産性が向上
する。また粒子内圧を低く設定できるため、内圧付与に
使用する加圧タンクもさほど高耐圧のものを必要とせ
ず、また内圧付与に要する時間も短くて済む。 (3)本発明方法は、発泡粒子を圧縮した状態でスチー
ム加熱する方法に比べ、加熱領域では発泡粒子に加えた
圧縮を緩めているため、加熱用スチームが内層部の発泡
粒子にまで充分に到達し、その結果、発泡粒子の二次発
泡性、融着性が向上するため、従来に比して低圧力のス
チームでの成形が可能となる。 (4)発泡粒子の圧縮を強くしてスチームシール性を高
めた状態で、高発泡倍率の成形体が得られるため、粒子
供給領域へのスチーム漏れ等がなくなり、成形装置の運
転状態が改善される。 (5)更に、バッチ式成形法に比べて大幅に生産性が向
上し、自動成形も可能となるため、大幅なコストダウン
が可能である。また従来のバッチ式成形法では困難であ
った長尺な成形体の製造が可能となり、成形体表面に合
成樹脂フィルムを積層した複合パネルの製造も連続して
効率良く行うことができ、ポリオレフィン系樹脂発泡粒
子成形体を芯材とする複合パネルのコストダウンも図る
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明方法の一実施態様を示す成形装置の略図
である。
【図2】発泡粒子の圧縮と圧縮解除とを行う方法の一例
を示す要部断面図である。
【図3】発泡粒子の圧縮と圧縮解除とを行う方法の異な
る態様を示す要部断面図である。
【図4】発泡粒子の圧縮と圧縮解除とを行う方法の更に
異なる態様を示す要部断面図である。
【図5】発泡粒子の圧縮と圧縮解除とを行う方法の更に
異なる態様を示す要部断面図である。
【図6】発泡粒子の圧縮と圧縮解除とを行う方法の更に
異なる態様を示す要部断面図である。
【図7】発泡粒子の圧縮と圧縮解除とを行う方法の更に
異なる態様を示す要部断面図である。
【符号の説明】
3、5 ベルト 11 ポリオレフィン系樹脂発泡粒子 12 成形体 13 突起 14 押圧ロール 15 スクリューフィーダー A 発泡粒子供給領域 B 冷却領域 C 通路 S 過熱スチーム供給領域
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菊沢 良 栃木県宇都宮市砥上町336−75 シャトー 北原B−101

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 構造材にて囲まれて形成された断面が略
    矩形状をなす通路内の上下面に沿って、連続的に移動す
    るベルト間に発泡粒子を供給し、次いで過熱スチーム供
    給領域及び冷却領域を順次通過させて連続的に発泡成形
    体を製造する方法において、発泡粒子として下記(1)
    式で定義される圧縮回復率が80%以上であるポリオレ
    フィン系樹脂発泡粒子を使用し、該発泡粒子を過熱スチ
    ーム供給領域の上流側において圧縮した後、その圧縮の
    一部又は全部を解除してから過熱スチーム供給領域へ移
    送することを特徴とする発泡成形体の製造方法。 【数1】 圧縮回復率(%)=V2 /V1 ×100 ・・・(1) (ただし、V1 は発泡粒子の元の嵩体積、V2 は発泡粒
    子を元の嵩体積の60%の嵩体積まで圧縮した後、圧縮
    力を取り去ってから10秒後の発泡粒子の嵩体積であ
    る。)
  2. 【請求項2】 過熱スチーム供給領域の上流側における
    発泡粒子の圧縮を、発泡粒子の嵩体積が元の嵩体積の1
    0〜60%となるように行う請求項1記載の発泡成形体
    の製造方法。
  3. 【請求項3】 圧縮された発泡粒子の圧縮を、下記
    (2)式で示される圧縮解除率が150%以上となるよ
    うに解除することを特徴とする請求項1又は2記載の発
    泡成形体の製造方法。 【数2】 圧縮解除率(%)=b/a×100 ・・・(2) (但し、aは過熱スチーム供給領域の上流側で発泡粒子
    が最も圧縮される箇所の空間横断面積、bは冷却領域の
    成形体出口の断面積である。)
  4. 【請求項4】 発泡成形体の充分な冷却が完了するまで
    の間、過熱スチーム供給領域のスタート地点から、その
    下流側の通路内の横断面積を実質的に一定とする請求項
    1〜3のいずれかに記載の発泡成形体の製造方法。
  5. 【請求項5】 過熱スチーム供給領域の上流側におい
    て、或いは過熱スチーム供給領域の上流側と下流側の双
    方において、通路内のスチーム又は/及びドレンを真空
    吸引する請求項1〜4のいずれかに記載の発泡成形体の
    製造方法。
  6. 【請求項6】 原料ポリオレフィン系樹脂発泡粒子の嵩
    密度が、0.09〜0.006g/cm3 である請求項1
    〜5のいずれかに記載の発泡成形体の製造方法。
  7. 【請求項7】 ポリオレフィン系樹脂発泡粒子が、無架
    橋ポリプロピレン系樹脂或いは無架橋ポリエチレン系樹
    脂を基材樹脂とし、かつ発泡粒子の示差走査熱量測定で
    得られるDSC曲線に2つの吸熱ピークを有する発泡粒
    子である請求項1〜6のいずれかに記載の発泡成形体の
    製造方法。
  8. 【請求項8】 過熱スチーム供給領域手前に設けた1個
    又は複数個の突起によって発泡粒子の圧縮及び圧縮解除
    を行う請求項1〜7のいずれかに記載の発泡成形体の製
    造方法。
  9. 【請求項9】 過熱スチーム供給領域手前に設けた押圧
    ロールによって発泡粒子の圧縮及び圧縮解除を行う請求
    項1〜7のいずれかに記載の発泡成形体の製造方法。
  10. 【請求項10】 先端方向に向かって羽根間隔が狭まる
    スクリューを有するスクリューフィーダーによって発泡
    粒子を圧縮した後、発泡粒子通路間隔を広げて発泡粒子
    の圧縮を解除することを特徴とする請求項1〜7のいず
    れかに記載の発泡成形体の製造方法。
  11. 【請求項11】 構造材にて囲まれて形成された断面が
    略矩形状をなす通路内の上下面に沿って、連続的に移動
    するベルト間にポリオレフィン系樹脂発泡粒子を供給
    し、次いで過熱スチーム供給領域及び冷却領域を順次通
    過させて連続的に発泡成形体を製造するための製造装置
    であって、過熱スチーム供給領域の上流側の通路内に、
    発泡粒子を圧縮するための圧縮手段と、その圧縮の一部
    又は全部を解除する圧縮解除手段とを備えたことを特徴
    とする発泡成形体の製造装置。
  12. 【請求項12】 過熱スチーム供給領域のスタート地点
    から発泡成形体の充分な冷却が完了する迄の間、通路内
    の横断面積が実質的に一定となるようにした請求項11
    記載の発泡成形体の製造装置。
  13. 【請求項13】 過熱スチーム供給領域の上流側に、或
    いは過熱スチーム供給領域の上流側と下流側の双方に、
    通路内のスチーム又は/及びドレンを除去するための真
    空吸引手段を設けた請求項11又は12記載の発泡成形
    体の製造装置。
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