JPH10272670A - 発泡合成樹脂成形品の発泡促進方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 容積縮小部材をスキン層が形成された後にな
くすだけで、正確な外形と良好なスキン層形成に加え、
外形に影響のない内部発泡が十分に達成される発泡合成
樹脂成形品の発泡促進方法を提供する。 【解決手段】 ダイ２の押出孔７内に、流動原料６がス
キン層６ａを形成されるまでは、押出孔７の容積縮小部
材９を存在させて原料６の発泡を抑制し、スキン層６ａ
が形成された後は、容積縮小部材９をなくしてその後側
に減圧空洞１０を生じさせ原料６の発泡を促進させる。
また、ダイ２の押出孔７内に存在させる容積縮小部材９
を、冷却手段１１により冷却して原料６の容積縮小部材
に接触する部分にもスキン層６ａを形成させ、このスキ
ン層６ａを原料６の発泡によりつぶし寄せて補強核１２
を形成させる。

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、発泡合成樹脂原料の押出
成形において、原料にスキン層が形成された後、その内
側に減圧空洞を生じさせて原料の発泡を促進する方法に
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、発泡合成樹脂原料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、合成樹脂原料の充
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。
しかし、この方法は、発泡合成樹脂原料をダイに設けた
押出孔から押し出して成形品を得る押出成形には利用で
きないので、本発明者はダイの押出孔を流動する発泡合
成樹脂原料をその表面にスキン層が形成されるに伴い前
記押出孔を急激に拡大させた部分へ到達させて発泡を促
進する方法を開発して発泡促進に一応の効果を収めるこ
とに成功した。

【０００３】しかしながら、押出孔を急拡大して原料を
外側へ膨張させて発泡を促進する場合は、原料表面に形
成されたスキンが急激に拡張されるため、質が粗雑にな
って表面状態は荒れ、亀裂をも生ず易くなるから成形品
の外形と外観が損なわれる問題点があり、これを解決す
るため一旦拡大した押出孔を縮小させるとスキン層に皺
を生じ易くなる問題点が生ずる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記問題点
を解決するため、発泡合成樹脂原料の表面にスキン層が
形成されるまではダイの押出孔内に容積縮小部材を存在
させて置き、この容積縮小部材をスキン層が形成された
後になくすだけで、正確な外形と良好なスキン層形成に
加えて、外形に影響のない内部発泡が十分に達成された
発泡合成樹脂成形品の工業的生産が安定して行える発泡
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。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
本発明に係る発泡合成樹脂成形品の発泡促進方法は下記
の方法を採用することを特徴とする。 （１）発泡合成樹脂原料をダイに設けた押出孔より押し
出して製品を得る押出成形において、ダイの押出孔内
に、流動原料がスキン層を形成されるまでは、押出孔の
容積縮小部材を存在させて原料の発泡を抑制し、スキン
層が形成された後は、押出孔内の容積縮小部材をなくし
てその後側に減圧空洞を生じさせることにより原料の発
泡を促進する。 （２）ダイの押出孔内に存在させる容積縮小部材を、冷
却手段により冷却して原料の容積縮小部材に接触する部
分にもスキン層を形成させ、このスキン層を原料の発泡
によりつぶし寄せて補強核を形成させる。

【０００６】

【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。

【０００７】本発明に係る方法は、ダイの押出孔から塩
化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、スチレン系
樹脂、ポリカーボネイト、その他の合成樹脂原料に発泡
剤を混合した発泡合成樹脂原料を溶融可塑化したものを
押し出して様々な断面形状の棒状、柱状、板状、異形
状、管状、その他の製品を得る押出成形に適したもので
あり、例えば、図２、図３に示すような円断面の棒状製
品１を成形する場合は、図１に示すようなダイ２を押出
機のスクリュー３を内設した外筒４に接続して、その先
端側にサイジングダイ２ａを連設する構成とし、このダ
イ２へブレーカプレート５を通して発泡合成樹脂原料６
を給送させる。そして、前記ダイ２の内側には成形しよ
うとする製品１の形状に適合する押出孔７を設け、この
押出孔７の内部にスパイダー８に支持させて押出孔７の
容積縮小部材９を設ける。

【０００８】前記容積縮小部材９は、ダイ２、２ａの押
出孔７内へ図３、図４に示すよ位置けして、原料６にス
キン層６ａが形成されるまでは押出孔７内に存在させ、
スキン層６ａが形成された後はなくなって、その後側に
原料６の発泡を促進する減圧空洞１０を生ずるようにし
たもので、この部材９による押出孔７の容積縮小は、部
材９が配設されている部分の押出孔７の容積の２０〜５
０％に設定することが好ましいもので、部材９の断面形
状は製品１に合わせて適当な形状のものを選択使用すれ
ばよい。そして、この容積縮小部材９は、内部に冷却手
段１１としての冷媒室を設け、この冷媒室にスパイダー
８を管路に利用して冷媒を流動させるようにする。こう
すると、冷媒室に冷媒を流動させるときは容積縮小部材
９が冷却されて原料６よりも低温になるため、原料６の
部材９に接する部分は硬化してスキン層６ａを形成す
る。しかし、冷媒を流動させないときは、容積縮小部材
９が原料と等温程度に昇温するため原料６の部材９に接
触する部分にはスキン層６ａが形成されない。従って、
冷却手段１１を設けたダイ２は、内部の状態が異なる２
種の製品１を成形できて便利であるが、製品によっては
内部の発泡促進だけでスキン層６ａの形成は必要としな
いものもあるので、このような製品を成形するダイにお
いては冷却手段９を設けない。

【０００９】前記ダイ２の押出孔７へ原料を押し出すと
き、通常の原料ではブレーカープレート５により原料を
整流する。しかし、強度を増すためガラス、カーボン、
その他の耐熱性繊維を混合する原料の場合は、混合した
繊維の絡み合いを生じさせないと補強の効果が十分に得
られないから、前記ブレーカープレート５へ通常は原料
の流動方向と平行に設ける孔５ａの向きを、例えば、図
２に示すように上下左右に変えれば各孔５ａからの流出
方向が変化して原料の乱流を生じさせるため、この乱流
により原料中の繊維の絡み合いを助長して補強の効果を
十分に上げることができるものである。尚、乱流の発生
には前記のようにブレーカープレート５を利用するだけ
でなく、別の乱流誘起部材を押出孔７に設けてこれによ
り乱流を誘起させてもよいことは勿論である。

【００１０】次に、前記ダイ２により核１２が存在する
製品を成形するときは、押出孔７の容積縮小部材９を冷
却手段１１により冷却して、有機機系発泡剤を重量百分
率で０．２％添加したポリスチレンを発泡合成樹脂原料
６として、この原料６をノズル温度１８０°Ｃ、型内圧
力１５０ｋｇ／ｃｍ² でダイ２の押出孔７へ押し出す
と、原料６は容積縮小部材９の内在によりダイ２の内壁
へ押し付けられて発泡を抑制された状態で製品の外形を
成形されると共に、サイジングダイ２ａと容積縮小部材
９とにより各々に接する部分を冷却される。このためダ
イ２ａに接する外側と部材９に接する内側とに図３に示
すようにスキン層６ａを形成されて押出孔７内を容積縮
小部材９がなくなる位置に進む。すると、原料６のスキ
ン層６ａを形成された部分は、部材９から外れて減圧空
洞１０を生じ原料６の発泡を促進する。このため原料６
は発泡剤の作用により旺盛な発泡を行って前記減圧空洞
１０を満たすように求心状に膨張し、内部に形成された
スキン層６ａを中心部へつぶし寄せて図３に示す製品断
面の通り硬質の棒状の核１２を形成すると共に、原料６
に直径方向の延伸を加える。従って、この場合は、押出
孔７の容積よりも容積縮小部材９による容積縮小分だけ
少ない原料６を使用して、外形が正確で、表面には質が
緻密で光沢がよいスキン層６ａを有し、且つ、内側には
高発泡の発泡層６ｂが形成されるため軽量化、断熱、遮
音、緩衝等の効果に優れて、しかも発泡層６ａの中には
硬質な核１２が存在すると共に、原料が直径方向に延伸
するため強度向上の効果も大きい発泡合成樹脂の棒状製
品１が成形される。

【００１１】又、前記ダイ２の押出孔７の容積縮小部材
９を冷却しない状態において成形を行うときは、前記と
同じ原料６を同様の条件でダイ２の押出孔７へ押し出す
と、原料６は容積縮小部材９の内在によりダイ２の内壁
へ押し付けられて発泡を抑制された状態において製品１
の外形を成形されると共に、サイジングダイ２ａにより
その接触部を冷却されるから外側だけにスキン層６ａを
形成されて押出孔７内を容積縮小部材９がなくなる位置
に進み、部材９がなくなるとその後側の部分に減圧空洞
１０を生じて原料６の発泡を促進するから、原料６は旺
盛な発泡を行って前記減圧空洞を満たすように求心状に
膨張し、図４に示す製品断面の通り発泡層６ｂ内には核
１２が存在しない棒状製品１を成形する。

【００１２】次に、図５に示す柱状の製品１か、図６、
図７に示す板状の製品１等を成形するときは、製品の形
状に合わせて柱状製品１の場合は、図５のような正方形
断面の押出孔７を有するダイ２を用いて、その押出孔７
内にスパイダー８に支持させて数個の棒状の容積縮小部
材９を配設し、板状の製品１の場合は、図６、図７のよ
うに長方形断面の押出孔７を有するダイ２を用いて、そ
の押出孔７内に図６のようにスパイダー８に支持させて
数個の棒状の容積縮小部材９を配設するか、図７のよう
にスパイダー８に支持させて薄板状の容積縮小部材９を
配置する。そして、これら容積縮小部材９には図面は省
略したが、冷媒室を内設してこの冷媒室にスパイダーを
利用した管路で冷媒を流動させる冷却手段を装備させ
る。

【００１３】従って、図５〜図７に示すダイ２による製
品の成形を押出孔７の容積縮小部材９を冷却して行え
ば、原料６はいずれの場合も容積縮小部材９の内在によ
ってダイ２の内壁へ押し付けられて発泡を抑制された状
態で外形を形成されると共に、ダイ２と容積縮小部材９
とにより接触部を冷却されて外側と内側の部材９に接触
する部分とにスキン層６ａを形成される。そして、スキ
ン層６ｂの形成に伴い内側のスキン層６ａは容積縮小部
材９より外れてその内側に減圧空洞１０を生じ原料６の
発泡を促進するため、原料は旺盛に発泡して前記減圧空
洞１０を満たすように求心状に膨張し、空洞１０の回り
のスキン層６ｂを中心へつぶし寄せて図８に示す柱状製
品１、又は、図９、図１０に示す板状製品１の断面図の
左半分に示すように発泡層６ｂ中に硬質の核１２が存在
する製品１を形成すると共に、原料に直径方向の延伸を
加える。しかし、押出孔７の容積縮小部材９を冷却せず
に成形を行うときは、原料６のダイ２に接触する部分は
冷却されてスキン層６ａを形成するが、容積縮小部材９
に接触する部分は冷却されないためスキン層６ｂが形成
されないので、これのつぶし寄せによる核１２は形成さ
れない。従って、この場合は図８〜図１０に示す製品断
面図の右半分に示すように発泡層６ｂ中に核１２が存在
しない製品１を形成する。

【００１４】又、製品は、図２、図３、図８〜図１０に
例示するような単純な断面形状のものだけではなく、複
雑な断面形状を有するものが多い。従って、これら製品
を成形する場合は、その断面形状に適合する押出孔を有
するダイを用いて、その押出孔内に前記した各種の容積
縮小部材の中から適当なものを選択するか、又は、押出
孔に合わせて特別な形状のものを形成して、これら部材
の適当な数を適当に配置して押出孔の各部の容積縮小が
なるべく平均に行わせるように構成して、容積縮小部材
には冷却手段を装備させれば、形材や異形材等の複雑な
断面形状を有する製品の成形も、外形が正確で、表面に
は質が緻密で光沢のよいスキン層６ａを有し、且つ、内
側には高発泡の発泡層６ｂと硬質の核１２が存在する状
態、又は、前記と同様で発泡層６ｂの内側に核１２が存
在しない状態に成形することができる。

【００１５】次に、パイプ等の管状製品１を成形する場
合は、図１１に示すようなダイ２を押出機のスクリュー
３を内設した外筒４へ接続してその先端にサイジングダ
イ２ａを連設し、ダイ２とサイジングダイ２ａとの内側
に気体冷媒を通す中型１３を配置して、この中型１３と
ダイ２とサイジングダイ２ａとの間に管状製品１を成形
する環状の押出孔７を形成させる。そして、この環状押
出孔７内にはスパイダー８に支持させて押出孔７の容積
縮小部材９を設けるもので、この容積縮小部材９は、原
料６のダイ２に接する面へスキン層６ａが形成される部
分が終端となるように押出孔７内へ位置付けして、原料
６の表面へスキン層６ａが形成された後はこの部材９が
なくなり、その後側に原料６の発泡を促進するた減圧空
洞１０を生じさせるものであり、この容積縮小部材９
は、図１３に示すような棒状のものの多数を所定の間隔
で環状の押出孔７内に配列するか、図１４に示すように
リング状のもを環状の押出孔７内に配置するもので、こ
の容積縮小部材９の配列数は製品の肉厚が厚くなれば２
列以上に増加させるようにする。又、このダイ２の容積
縮小部材も図１１に示すように冷却手段１１となる冷媒
室を内設して、これにスパイダー８を管路に利用して冷
媒を流通させることができるようにする。

【００１６】前記ダイ２の押出孔７の容積縮小部材９を
冷却手段１１により冷却した状態において、有機系発泡
剤を重量百分率で０．２％添加したポリスチレンを発泡
合成樹脂原料６とし、この原料６をノズル温度１８０°
Ｃ、型内圧力１５０ｋｇ／ｃｍ² でダイ２の押出孔７へ
押し出すと、原料６は容積縮小部材９の内在によりダイ
２の内壁と中型１３の外壁とへの押し付けを行われて発
泡を抑制された状態で製品１の外形と内形を成形される
と共に、サイジングダイ２ａと中型１３と容積縮小部材
９とによりそれぞれに接する部分を冷却される。このた
めダイ２ａに接する外側と、中型１３に接する内側と容
積縮小部材９に接する中層とに図１２に示すようにスキ
ン層６ａを形成されて押出孔７内を容積縮小部材９がな
くなる位置に進む。すると、中層に部材９によりスキン
層６ａ形成された原料６は部材９から外れてその内側に
減圧空洞１０を生じ原料６の発泡を促進する。このため
原料６は発泡剤の作用で旺盛な発泡を行い前記減圧空洞
１０を満たすように求心状に膨張して、部材９により形
成されたスキン層６ａを中心へつぶし寄せると共に原料
６に直径方向の延伸を加える。このため、スキン層６ａ
が図１３に示す棒状の容積縮小部材９により形成される
場合は、図１５の製品断面の左半分に示す通り多数の硬
質の棒状の核１２が形成され、図１４に示すリング状の
容積縮小部材９により形成る場合は、図１６の製品断面
の左半分に示す通り薄いリング状の核１２が形成され
る。従って、この場合は、押出孔７の容積よりも容積縮
小部材９による容積縮小分だけ少ない原料６を使用し
て、外形が正確で、外面と内面には質が緻密で光沢のよ
いスキン層６ａを有し、且つ、内側には高発泡の発泡層
６ｂが形成されるため軽量化、断熱、遮音、緩衝等の効
果に優れて、しかも、発泡層６ｂの中には硬質の核１２
が存在すると共に、原料が直径方向に延伸されるため強
度向上の効果も大きい発泡合成樹脂の管状製品１が成形
される。

【００１７】又、前記ダイ２の押出孔７の容積縮小部材
９を冷却しない状態において成形を行うときは、前記と
同じ原料６を同様の条件でダイ２の押出孔７へ押し出す
と、原料６は容積縮小部材９の内在によりダイ２の内壁
と中型１３の外壁とヘ押し付けられて発泡を抑制された
状態において製品１の外形と内形を成形されると共に、
サイジングダイ２ａと中型１３とよりその接触部を冷却
されるから外面と内面だけにスキン層６ａを形成されて
押出孔７内を容積縮小部材９がなくなる位置に進み、部
材９がなくなるとその後側の部分に減圧空洞１０を生じ
て原料６の発泡を促進する。このため原料６は旺盛な発
泡を行って前記減圧空洞を満たすように求心状に膨張
し、図１３に示す棒状の容積縮小部材９を用いる場合
も、図１４に示すリング状の容積縮小部材９を用いる場
合も、図１５、図１６に示す製品断面の右半分に示す通
り発泡層６ｂ内に核１２が存在しない管状製品１を成形
する。

【００１８】

【発明の効果】

請求項１の効果 （１）発泡合成樹脂原料の中に押出孔の容積縮小部材を
存在させて製品の外形を形成させ、その後、容積縮小部
材の後側に減圧空洞を生じさせて発泡促進を行うから、
外形が正確で、表面には適切な厚さを有して質が緻密で
光沢もよいスキン層があり、且つ、内部は高い発泡状態
にあって製品の軽量化、断熱性、遮音性、緩衝性の付与
に優れた効果のある成形品が得られる。 （２）ダイの押出孔が容積縮小部材の存在により縮小さ
れた状態で原料の注入を行うから、容積縮小部材を設け
ない場合に比べて容積縮小部材の分だけ少ない原料で完
全な製品の外形成形が可能となり、原料の節約と製品の
軽量化に有効である。 （３）原料の内部に減圧空洞を生じさせて発泡を促進す
ると、原料が発泡により求心状に膨張して直径方向の延
伸を行い製品の強度を増大する。 請求項２の効果 ダイの押出孔の容積縮小部材を冷却すれば、製品の部材
に接する部分にもスキン層を形成させ、このスキン層を
発泡によりつぶし寄せて硬質の核を形成させ、製品を補
強することができる。

【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
法により棒状製品を成形するのに適したダイの縦断正面
図である。

【図２】同上ダイの押出孔内に原料の乱流を生じさせる
手段の一部分の側面図である。

【図３】同上ダイにより補強核のある棒状製品を成形す
る状態を示す説明図である。

【図４】同上ダイにより補強核のない棒状製品を成形す
る状態を示す説明図である。

【図５】柱状製品を成形するのに適したダイの縦断側面
図である。

【図６】板状製品を成形するのに適したダイの縦断側面
図である。

【図７】板状製品を成形するのに適したダイの他の例の
縦断側面図である。

【図８】図５に示すダイにより成形した柱状製品の縦断
側面図である。

【図９】図６に示すダイにより成形した板状製品の縦断
側面図である。

【図１０】図７に示すダイにより成形した板状製品の縦
断側面図である。

【図１１】管状製品を成形するのに適したダイの縦断正
面図である。

【図１２】同上ダイにより補強核がある管状製品を成形
する状態を示す説明図である。

【図１３】同上ダイの押出孔内に棒状の容積縮小部材を
配置した例を示す縦断側面図である。

【図１４】同上ダイの押出孔内にリング状の容積縮小部
材を配置した例を示す縦断側面図である。

【図１５】図１３に示すダイにより成形した管状製品の
縦断側面図である。

【図１６】図１４に示すダイにより成形した管状製品の
縦断側面図である。

【符号の説明】

１ 製品 ２ ダイ ６ 原料 ６ａ スキン層 ６ｂ 発泡層 ７ 押出孔 ９ 容積縮小部材 １０ 減圧空洞

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発泡合成樹脂原料をダイに設けた押出孔
   より押し出して製品を得る押出成形において、 ダイの押出孔内に、流動原料がスキン層を形成されるま
   では、押出孔の容積縮小部材を存在させて原料の発泡を
   抑制させ、 スキン層の形成後は、前記押出孔内の容積縮小部材をな
   くして、その後側に減圧空洞を生じさせることにより原
   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】 ダイの押出孔内に存在させる容積縮小部
   材を、冷却手段により冷却して原料の容積縮小部材に接
   触する部分にもスキン層を形成させ、このスキン層を原
   料の発泡によりつぶし寄せて補強核を形成させることを
   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。