JPS5838128A - 熱可塑性樹脂発泡体の製造装置 - Google Patents

熱可塑性樹脂発泡体の製造装置

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JPS5838128A
JPS5838128A JP56137287A JP13728781A JPS5838128A JP S5838128 A JPS5838128 A JP S5838128A JP 56137287 A JP56137287 A JP 56137287A JP 13728781 A JP13728781 A JP 13728781A JP S5838128 A JPS5838128 A JP S5838128A
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JP
Japan
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temperature
flow path
extruder
die
low
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JP56137287A
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English (en)
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Takeshi Funaki
船木 威志
Atsuo Nakajima
中島 敦夫
Yutaka Yamaguchi
豊 山口
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Resonac Corp
Original Assignee
Hitachi Chemical Co Ltd
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Publication date
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    • B29C44/34Auxiliary operations
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は熱可塑性amとくに高結晶性*m或いは物性か
温良、圧力変化に敏感な樹脂や、発泡剤とむ流動性ゲル
か非常に不安定になり易い組成等を安定に発泡させる装
置に関するもυである・ さらに詳しくは発泡剤を含む熱可塑性樹脂発泡体を調造
するに鍜し、押出機とダイスと0間に定量ギアポンプと
憂い流路か設置さj9、流動性ゲルは押出機から定量ギ
アポンプ、熱媒体によn1ix調節さn、九長い流路を
通つてダイスエル低温像圧域へ押し出されることt特長
とし、熱媒体によりIiIwLIlliIさj、た長い
流路υ断面積か、押出機シリンダー断面積からスクリエ
ー断面積を差し引い九面積ct)α5〜10であシ、さ
らに流路OL/Dか100〜100口O長さ1を有する
熱可履性*m発市体ct)Il造装置に係る0にでLは
流路V長さ、DFi流路の内径でToるOそvll的と
するところは従来発泡成形か困難とされて%/%7を高
結晶性樹脂或いは智性か温良、圧力変化に敏感な樹脂、
発泡剤と0flt動性グルか非常に不安定にな9易い組
成等を熱架橋押出発泡mKIC高[K発泡させ、しかも
柔軟性、弾力性、気泡の微細均一性、衆面美麗性に富み
押出安定性に優j、たフオームを得ること、さらに押出
量む同上を図り、断面積む大きい発泡体を得んとするこ
とにTo43゜ 従来、発泡剤を押出機途中より圧入し、押出機内で溶融
混曾後、低温低圧域へ押出して高置に発泡させる無架橋
押出発泡法は、発泡成形に適しtI!良範囲か比較的広
く、無架橋押出発泡成形か比較的容易である低結晶性或
いは物性か温良圧力変化に敏感でない低!IJIポリエ
チレン、ポリスチレンを主成分とじt発泡体υ製造に適
用され断熱材、目地材、緩衝材等の用途に使用さn、て
いるか、そn、らは原料樹脂の性質上、耐熱温良か低(
、il!i温には使用で11ない欠点かめるO 低密表ポリエチレンやポリエチレンリ↓うな軟化点の低
い低結晶性或いは非晶性11&に比べ。
高密度ポリエチレンやポリグルピレンυような軟化点の
高い結晶性11脂は発mai嵐付近でO溶m豐O粘を変
化か極めて大きいこと、および冷却さjる過程で発生す
る結晶化熱の為に低温低圧域へ押出さj、友樹脂の粘弾
性的変化か極めて大きり、シたかって発泡に適し九温藏
範囲か極めて狭い為、高倍率で表(2)か美麗で均質な
気泡構造を持っ九発泡体1を得ることは非常に困難でめ
つ’ft。
また軟化点cL)はるかに高い樹脂、例えばポリアクリ
ロニトリル、ポリカーボネート、ナイロン、ポリエチレ
ンテレ2タレート等は発泡剤を押出機中で液化して溶融
混合させることか困難であり、し比かって発泡剤を含む
熱可塑性樹脂流動性ゲルはガスー液晶台状態である事か
多く。
従来の低密度ポリエチレンやポリスチレンct)流動性
ゲルのような液−液混合状態に比べ、均質混せかで@V
C< <、極めて不安定であり、17を流動性ゲルが僅
かな温良変化、圧力変化で気泡か成長し、低温低圧域へ
押出ざn、る前に発泡しておシ、形状II−保って発泡
させることかで@ず。
これ等熱可塑性樹脂の押出発泡は殆んど不可能てめっ友
・ さらに軟化点り低い@表ポリエチレンやポリスチレンに
おいても押出機途中よりi!l索ガス。
炭酸ガス、空気*qJ常態で気体の発泡剤を圧入し、低
温低圧域へ押出して発泡することは発泡剤を含む熱可塑
性樹脂流動性ゲルかガスー液混甘状悪で極めて不安定で
ダイスLり気体か噴出し、操業か極めて困難であり友〇 発泡剤を含む隔可塑性情脂流動性ゲルt1!出磯内高温
高圧域からダイスを通じて低温低圧域へ押出して都町製
性樹脂発泡弥々製造丁ゐに際し、傅らn、る発泡体の最
大口径に押出機シリンダー口径に工つて決まる0こn、
tfi流動性グルか高温高圧域りり低温低圧域に急激に
?!出さn、72:時、発泡剤υ気化により気泡が成長
し、そn、とともに樹脂か冷却さn、粘[か増加して気
泡の破裂を押えてフオームとなるものでろる・こυ為、
圧力差、温胤差はある一定の巾か必要であり。
この巾からはjTた揚台s 7 f−ムは成長しないが
、或いは破裂して4続気泡化し膨張しないことになる〇
一定υシリンダーロ径の押出機で得らj、る圧力はダイ
スの開口面積で決1シ、これか大きいと、フオームの成
長に必要な圧力か侍らj、なくなる・この為、口径の大
きい発泡体を得る為には、より大口径シリンダーを持っ
た押出機kf用せねばならず限界かあ−)た0本発明は
上記問題に艦み鋭意検討しfC結果、押出機先端に足置
キアボンプを設置することにより、押出機υ押出能力を
向上させ、そn、に伴ってダイスにかかる内部圧力を増
大妊せ、定電ギアポンプの仮に熱媒体により温IL論節
さn、た長い流路に&けることにより、冷却能力を尚め
で、流動性ゲルの温良を均一にして、押出機口径に関係
なく口径り大きい発泡′f+’に得らjることt見出し
た。ま之通常のダイスを使用し友場付のスクリューにL
る押出量り変動拡定電ギアボングで抑えらn5、その結
果押出11向上させても7オームの規制寸法(tJ変動
巾を小さくすることができる0 さらに熱媒体に工り温IL調節さjた長い訛鮎【流動性
グルかsb為、常態で気体の発泡剤t使用しても樹脂へ
り拡散・溶解か均一化さj1安定して押出発泡かできる
ようになる。
土泥効果は流動性ゲルの温kjLυ均一化、発泡剤の拡
散・溶′Isの均一化ヶ伴う為、結晶化熱か発生して流
動性ゲルが温良不均一になりやすい高結晶性樹脂や軟化
点か尚い為、流動性ゲルυ温腋か高くなり、発泡剤が高
圧で液化しにくい(臨界a涙以上)ような高融点樹脂、
その他物性か温度、圧力変化に敏感であっ之り、そり流
動性ゲルか非常に不安定な樹脂の押出発泡に適用できろ
即ち本発明は発泡剤r含む熱可塑性樹脂流動性ゲルを高
am圧域から低温低圧域へ押出して熱可塑性樹脂発泡体
を製造するに際し、押出機と5420間に、定量ギアポ
ンプと長い流路か股tざnl、流動性ゲルは押出機から
足型ギアポンプ、熱媒体に工り温[調節さn、た長い流
路を烟ってダイスエフ低温低圧域へ押し出さtすること
t特長と丁/)fPJ町塑性樹脂発泡体の製造装置であ
り、その熱媒体によりm良調節さj、た長い流路υTI
fr面積か、押出憎シリンダー断(3)積からスクリエ
ーWIrifl!RI!−差し引い友向積りα5〜10
であシ、さらにtlMr QJ L/D11100〜1
000V長さt有する熱可塑性樹脂発泡俸υ製造装置に
係る。
本発明に便用さn、るギアポンプはお互いに噛み曾り一
阜の歳で足型的に溶融樹脂を送ゐポンプであp、sm有
脂を送る為、高粘直(101〜10’poise) +
ll[I(150〜250℃)、高圧(100〜500
kg/cm)に耐える様な構造を有しているポンプでめ
る0こυポンプを押出機先端に取り付けて押出fiり向
上を図−)たり、得らft、、6m!品υ寸法cL)震
動中を小さく丁ゐ方法Vよ公知でめる。またポリスチレ
ンフオームυ押田しに通用し比例としてu r Pla
stic Technology28(2)89(19
80)J  に記載式nてい、6か、押出MA2台を連
結して(タンデム型)1台か偏MIICL)IJa熱と
発泡剤り混合用で、他υ1台は冷却専用でToり、冷却
専用押出機先端にギアポンプかNiLシつけらnl、ダ
イス1g押し出して発泡している◎ こむ方法は冷却専用押出機先増にギアポンプか設けらn
、ている為、寸法CDR動巾を規制するυみυ働きしか
せず、冷却を押出機によっている為、冷却流路の長さに
スクリューclJL/Dで制限逼れ、スフ’)x  、
L、Dはそり鋼材υ性質より50に越えることは1f1
.である。1九押出憬ではスクリュー回転にL4有脂と
り間に生ずる摩擦熱り為、装置分布を均一にすることは
不可能である0 こV為、上記方法では押出重り同上や口径の大きい発泡
体を侍ることは困難でめるQ本発明に使用さn、る熱媒
体により漉1fL調節さ;n、7を長い流路とに、上記
タンデム型押出磯の冷却能力では不足する為、周囲を熱
媒体で温調し、摩擦熱の発生を極力少なく L7t[路
で、例えばパイプtコイル状に巻いたり、蛇行させ71
して熱媒体で滴定さn、たタンク或いはオイルノ(ス内
に浸漬してバイク両ylIitタンクよ!7取り出して
そn、ぞj、ギアポンプ吐出口およびダイスに接続する
方法か挙げらn、ろ・こυような流路は押出機に於ける
オイルジャケットや或いはシリンダーを電気ヒーターと
風冷で温良制御する方式に比べ格段と熱交換性、温度均
一性か向上する。
しかも冷却押出機か*mt剪Wr混甘させて乱流状態で
均温にするυに対し、本流路は層流状態でゆりくり拡散
させながら均温にでき、そり流路は必要に応じて長くす
ることかで′@ゐ・流路か長くなると圧力損失も増丁為
、ギアポングり舵力は必要に応じて大きくすることかで
き60入路V景石は押出量、樹脂V比熱、オイルυ比熱
にニジ計算して決足で8る◇流wIcL)llIIIr
面槓は圧力保持か一定となり管内で急激な断面積変化が
ないよりに丁べきで、管は継手などt使用せずに、円面
か清らかであることか望ましい0流路断面積υ好ましい
範囲は押出機シリンダー#面積からスクリュー断面積を
差し引い友断面積、即ち押出機内先端部において、fL
動性ゲルか流れ、61fl向積υα5〜10である。α
5ニジ小さい揚台はポン1υ粍力に負担かかかり丁ぎ、
逆に10エク大きい揚台は圧力を保持する為0ボングり
能力か不足丁心からでおる〇流路υ殻場の好ましい軛!
!に流路直径に対す/b長さの比L4か100〜100
0である。100Lジ小ちい4曾は温直均−性に不足t
き几し、1aooニジ大きい*甘は圧力損失か大でポン
プ能力に不足Ptき友丁からでめる。
流路を形成するバイプリ材質はとくに規足しないが、m
t、ステンレス管、引@抜き銅管υふうな継目なしに使
い流mV影形成@るバイブが孟ましい。
熱媒体か充満さj、てい4)タンク、或いはオイルバス
は漏直かなるべく均一になる1う小さく収態し、熱媒体
は強制循環し几り、攪拌して温良ムラtで1!るだけ少
なくすることか必景であ6゜ 熱媒体はa路り設定偏置に工p適宜選択できゐ0高mり
場合、オイル、シリコーン、或いは浴融塩、溶融金属等
が使用DJ能で、中低温υ場合、水、エチレングリコー
ル、ダクサム等熱父換効率υ良好な熱媒体か用いらtl
−b 。
本発明に適用さnl、6押出機はとくに限定はしないか
、単軸押出機に適用した時にその効果は纏着である。単
軸押出機は多軸押出機に比べ、サージング埃象か起こり
易く、定重性均−混ぜ性、押出能力に労るからでめゐ。
反面価格か安くメンテナンスもしや丁いという有利性も
ある・単軸押出機のスクリニー構造はとくに限定しない
か、通常L/Dか20以上の2ステージ型【用い、1ス
テージの後牛或い扛2ステージの前牛にシリンダーを通
して、シリンダー甲の加圧f#融衝樹脂へ発泡剤を圧入
し、スクリュー先端域の冷却ゾーンで樹脂の融点付近ま
で冷却でj。
る。融点性ix′!で冷却さn、九発市剤會含む枳艙V
流動性ゲルは押出機よりギアボングヘ送り込まj9、熱
媒体により温&調節さn、7を長い流路rギアポンプに
Lって足置的に加圧されながら進み、ダイLり大気又は
減圧部へ押出さn、て発泡するという過@tと6゜ 本発明に通用できる帛可塑性倒JItはとくに限定はな
く低密藏ポリエチレン、中・高密級ボリエテレ/、ボリ
グロビレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリメチ
ルメタアクリレート、ポリアクリロニトリル、ポリカー
ボネート、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート等い
ツn。
も適工6可能であ6゜ 本発明に適用できる発泡剤はアゾジカルボンアミドυよ
うな分屏型発泡剤、クレオン、脂肪族訳化水累#!通常
の溶媒m発泡剤等いづn6も適応可能であるはかりでな
(、常態で気体のものも発泡剤として使用で!1ゐ0常
体で気体0発泡剤とは、不活性で有毒でないことか望I
L(、こりようなガスとしては窒素ガス、ReRガス、
を気、ヘリウム、ネオン、アルゴン等か挙けらj・るO 次に本発明υ冥施11様を図面を用いて説明する0 笑施例1 第1図において1は押出機、2はホツノクー、5は発泡
剤注入口、4はギアポンプ、5は熱媒体6で充満さn、
九タンク、7はコイル状のステンレスバイグでギアポン
プ4り吐出口とダイス8に連結さj、てい609は押出
嘔n、て発泡している2オームである0 図に示すL5装備さj、几装置により熱可塑性樹脂発泡
体km造する方法を具体的に説明するO押出機1はシリ
ンダー円径65φ、L/D=24(tJ2ステージ型ス
クリエーkP[Tる。圧縮比は4,5である0発泡剤注
入口はスクリューの第2ステージ目の位置にある。第2
ステージ計蓋Sはオイルジャケットによシ冷却できるよ
うにしてh 4 oホッパーに低密良ポリエチレン10
01童部に対して核形成剤としてタルクl15部tドラ
イプレ/ドして投入し7to温良条件としては供給51
00℃圧縮部、発泡剤注入5150℃、計11一部90
℃であるO押出型は50−7時になるエウスクリエー回
転tiA整し穴0発泡剤としてジクロpテト2)はロエ
タン(20ン114)t−高圧ポンプで樹脂100重童
部に対し25部とな4よう(7,5kg/時)注入口よ
り圧入した。
こ(D混せ物(fIft動性ゲル)を押出機より円径2
5φυ連結管?!−通じ5円径28φで*Sさ61II
IIす2つの歯車か互いに噛み曾つて、−個は可変変速
機モーターで駆動させるようになっているギアポンプへ
送り込んだ◇ギアポン1入口圧カは1sokg、/al
?であっ之・ギアボング画転数は吐出量を押出磯吐出倉
につシ曾うようl1iil整し九〇ギアポング吐出側口
径に35φで吐出圧力は220kg/aIPrあり友0
キアポン1吐出口は円径55φで長さ15mcIJ継目
なしステンレス管へ接続さj8、ステンレス管は500
φでピッチ50M10%リコイル状に巻かn、てお夕、
内径600φ、高さ1.5mctJオイルで充満された
夕/り内に網筒9ている0タンクオイルは100℃で傭
環されてお夕、タンク?32ケ所には攪拌羽根でam’
r均一にする為攪拌さn、ている。流動性ゲルはこのタ
ンク内のステンレス管を追ってタンク外部に堆p付けら
れ九円径8φ外径12φリパイグ用ダイを通じて大気中
へ押し出し九。
ダイ内圧力は120kg/C11″′Cめりた◇傅らn
、たフオームは外径75φ内径5oφ、比110.03
0でろう几〇 一万図v装置から4〜7′(I−除き押出IN先端にダ
イ8t42シ付けた!置、即ち従来の押出発lJ!!I
i装置ではダイ圧力が20kg/CIl工り上がらず@
泡で1!なかった。
ダイスを外径4.1φ内径25φ0小口径用に変えると
ようやくダイ内圧力が100kg/atとなり発泡し九
か、7オームは外径22φ、内径14φ、比重α030
LJ細いものしか得らj、なかっ几。
実施fl12 実施例1と同じ装置lyr用いポリグロビレン樹脂の押
出発泡を行なつ九〇押出機潟藏条件は供#1部150℃
圧縮部200℃1発泡剤注入5200℃、計量部140
℃である0ホツパ一エリボリプロビレン衝脂100重量
部に対レタルク住5stド2イブレンドして投入し、押
出型は30kg/時にな/)よりスクリエー回転数VX
贅した・発泡剤としてトリクロストリフ0ロエタン(フ
ロン113)Q、l[i圧ポングで樹脂100重重部に
対して30sとなるよう(9,0kg/時)注入口より
圧入し友。コイル状ステ/レス管かalっているタンク
オイルmILは145℃で儂環させた。ダイスは外径4
.5φ円径23φυバイグ用ダイを使用した0ギアポン
プυλ口圧力は150kg/at、吐出圧力は200k
g/#でめった。ダイ圧力は120kg/cmで得らn
、九フオームは外径25φ、内径15φ比重a024で
表面か美丸で弾力性のある良好な製品であり九。
一方図1(IJ装置から、4〜711−除き押出機先端
に前記と岡じダイスを取シつけ友装置即ち従来の押出発
泡装置ではダイ圧力か50kg/aIP〜150kg/
aIPの間で変動し、ダイ圧力か低い時には発泡剤の噴
出か起こり、ダイ圧力か高い時には塊状物を含んだフオ
ームか傅らj、友か、比重は105で表向は凹凸で弾力
性もなく不良品であ−27t 。
実施例5 実施例2ct)装置を用いナイロン66の押出発1’!
ilk行なっ九。押出&A11AML条件は供給部20
0℃圧細部500℃発泡剤注入部500℃、計量部20
0℃であり九◎発泡剤Uトリクロロモノ70ロメタン(
臨界温lK198℃)を樹脂に対し35姉になるよう圧
入し7to押田に1ダイス形状は実施例2と岡じであつ
7to得らn、几7オームは外径22φ、内径14φ、
比重α05で表面か灸脆でめった〇 一方図11/J装置から4〜7を除い几従来の押出発泡
装置ではガスと樹脂が噴出飛散し発泡できなかった。
比較例1〜4 オイルでW環されているタンクに納めらj、てい/)コ
イル状に巻かj、たステンレス管(熱媒体により温IL
−節さn、た長い流路)の口径、長さkffiえた以外
は実施例2と同じ4tcfIL1衝脂、条件で押出発泡
装置なう7toステンレス賞υ口径、長さと結果tまと
めて表1に示すO表中υ笑施例1は熱媒体によりff1
a調節さnk長い流路りwr面積と%か不発@i4の#
璽υ範囲内にある揚合、比較例1は流路り長さか本発明
り装置り範囲より短かいJa甘、比較例2は同様艮い場
せ。
比較例3は流路り断面積か本発明の装置り範囲より小さ
いi甘、比較例4は1町様人さい揚台である。
a!i!1 表1よp本発明装#iLO熱媒体により温良調節でn、
友長い流路ct)#面積と%か本発明り範囲外にあ6場
甘、いづnも良好1発泡捧か侍らn。
ないか、操菓不能り状態であることがわかるQ以上qJ
↓うに本発明り熱可塑柱側側発泡体り装置に工n、ばダ
イ内圧力を保持でき、大口径υ発泡体r得ることができ
、簡鮎晶性熱可塑性輌力凱高軟化点(D熱可塑性側線を
安建して押出発泡させることかできる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る熱可4−性街脂発泡体の装造装置
iυ桝成図でめゐ。 1、押出機     2 ホッパー 五 発泡剤注入口  4. ギャポング5、 タンク 
    6.熱媒捧 乙 コイル巷パイプ & ダイス 9 発泡杯

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、発泡剤を含む熱可騰性倒mυ流動性ゲルを尚温高圧
    域から低温低圧域へ押出して発泡体となす装置であって
    、押出機とダイスとり闇に定食ギアポンプと定温に保持
    式f1.7を長い流路とを具備してなる熱可崖性*m発
    泡俸υ製造装置。 2 定温に保持さ!した長い流路はそのwT面積が押出
    altのシリンダー断面積とスクリューJlr面積り差
    のα5〜10倍であり、かつその長さがし’p =10
    0〜1000  C但しLは流路の長さ、Dは流路の内
    径)で641q#許請求り範囲第1項記載り熱可塑性樹
    脂発泡体の製造装置。
JP56137287A 1981-08-31 1981-08-31 熱可塑性樹脂発泡体の製造装置 Pending JPS5838128A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6290884B1 (en) 1998-08-03 2001-09-18 Sumitomo Chemical Company, Limited Process for producing uncrosslinked polypropylene-based resin foam sheets and uncrosslinked polypropylene-based resin foam sheets
JP2006007781A (ja) * 2001-05-23 2006-01-12 A San Chemicals Co Ltd 低融点の非架橋ポリプロピレン樹脂のペレット型発泡体の製造方法及びその方法により製造されたペレット型発泡体
JP2012131162A (ja) * 2010-12-22 2012-07-12 Aisin Seiki Co Ltd 粘弾性樹脂成形品の連続成形装置および連続成形方法

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