JPS592821A - 発泡性熱可塑性樹脂の予備発泡粒子を用いる成形体の製造方法 - Google Patents

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】 この発明け、発泡性熱可塑性樹脂の予備発泡粒子を用い
る成形体の製造方法に関する。

従来、上記予備発泡粒子の製造方法（以下第１従来技術
という。）としては、次のような方法がある。これは、
第１図によって説明すれば、まず、発泡機１の内部にス
チームダクト２を通してスチームＳを吹き込んで発泡槽
１ａ、攪拌翼３、邪魔棒４の加熱を開始して、発生した
ドレンを機外へ排出し、加熱開始と同時に、原料ホッパ
ー５内の発泡性熱可塑性樹脂粒子をスクリューフィーダ
６で送給し、その粒子を、スチームＳを供給して本加熱
することによって、予備発泡させ予備発泡粒子を得る方
法である。

なお、７．８および９け、それぞれ予備発泡粒子の送給
用ブロワ−１送給ダクトおよびサイロである。

ところが、この製造方法によると、二記発泡槽ｌａ、攪
拌＠３、邪魔棒４等にドレンが付着して残留し、充分に
取り去ることがむずかしい。

このため、次のような問題（ｒ）がある。

（υ　予備発泡粒子の表面にドレンが付着し、粒子が湿
る。湿った粒子は、一般に、網等の上にのせ、通気性を
よくして熟成し、付着した水分を自然乾燥させるが、そ
れにも拘わらず、ドレンが残留して充分に除去できない
ため、成形時に、金型への充填不良を生じ、不良成形体
を生ずることかある。

（２）予備発泡前に、発泡性熱可塑性樹脂粒子の表面に
塗布したグリセリン−脂肪酸部分エステル混合物等のコ
ーティング剤が、比較的低融点または親水性のものであ
るときは、ドレンで溶融、離脱し、或いは他の粒子に付
着して、その濃度にムラを生ずる。その結果、予備発泡
粒子の成形時における冷却時間の短縮というコーティン
グ剤本来の機能が減殺される。

（３）付着しだドレンを充分に除去できないま＼で、予
備発泡粒子を金型内に容れてスチーム加熱し、発泡成形
すると、ドレンの凝縮による吸熱でキャビティ中央部ま
でスチーム熱が到達しにくくなり、その部分の発泡、融
着が促進されない。このため、成形体の融着度合と発泡
度合が不均一になる。また、成形後に金型を水冷すると
き、成形体が上記残留ドレンを吸収するので、含水率が
大となり、好ましく斤い。

（４）上記コーティング剤と共に、着色剤を併用すると
きは、コーティング剤の溶融、離脱等に伴って着色剤が
溶出し、予備発泡粒子の成形体に色ムラを生ずる。

次に、従来の上記予備発泡粒子の成形体の製造方法（以
下第２従来技術という。）としては、次のような方法が
ある。これは、上記予備発泡粒子からその成形体を得る
方法であって、第２．３図によって説明すれば、予備発
泡粒子１０を金型１１のキャビティＩｌａに充填したの
ち、その粒子を、スチーム管１２全通し、金型１１のス
チーム室１３を経由してキャビティｌｌａに送給したス
チームＳで加熱することによって、発泡、融着させる加
熱工程と、発泡、融着させて得た成形体を冷却する冷却
工゛程とより成り、かつ上記加熱工程におけるスチーム
Ｓの供給速度を、第３図のように、前記予備発泡流子間
の空気を排気する初期の排気工程と、前記発泡粒子を発
泡、融着させる本加熱工程の両工程において、同じくし
ているところに特徴がある。

ところが、この製造方法の場合は、初期の排気工程にお
けるスチームの供給速度を、上述のように、本加熱工程
におけるそれと同じくしていることから、排気工程にお
ける排気のためには、供給するスチームの量が多すぎて
、充填された予備発泡粒子が次の本加熱工程を待たずに
発泡を開始し、原料たる樹脂の種類によっては、スチー
ム室１１ａに近い部分の粒子に発泡、融着が起こる。

このため、次のような問題（Ｉｌｌがある。％に、これ
らの問題は、発泡成形体の発泡倍率が３０〜４０倍の成
形体の場合、即ち、発泡剤による大きい発泡力が残存す
る場合に、著しい。

（］）、次の本加熱工程に入ったときけ、すでに発泡、
融層層がある程度形成されているので、スチームＳがキ
ャビティｌｌａの中央部、つまり充填した予備発泡粒子
１０の中央部まで入ることが困難となり、その部分の発
泡と融着が促進されない。。

従って、発泡度合と融着度合の不均一な成形体が得られ
る。

（２）、金型１１のキャビティｌｌａのスチーム室１２
に近一部分の粒子は、本加熱工程に入ると、さらに過度
に発泡しつ＼、つまり破裂しながら溶融するので、結果
として発泡度合の小さい、いわゆる額縁状の層が生成さ
れる。

（３）、一方、本加熱工程において、スチームＳの供給
速度が小さい場合は、予備発泡粒子ｌＯの中央部へ充分
スチームＳが入らないうちに、成形体の外表面において
・ステーＡＳの凝縮水が蓄積して濡れるので、上記中央
部は勿論、外表面でさえ発泡、融着性の悪い成形体が得
られる。

この発明は、このような従来の問題点のうち、特に、従
来の予備発泡粒子を用いた成形体の製造における問題（
Ｉｌｌに着目してなされたものである。

そして、この発明の目的とするところは、加熱工程の初
期の排気工程におけるスチームの供給速度を、その次の
本加熱工程におけるそれより小さくしたことを特徴とす
る上記予備発泡粒子成形体の製造方法を提供するにある
。

以下、この発明を、第４〜６図に基いて説明する。

第１，２図と同一部分には同一符号を付し、その説明は
省略する。

まず本発明の実施に際しては、予備発泡粒子は乾燥した
ものを用いるのが望まれるが、乾燥した予備発泡粒子を
得る手段としては、従来の予備発泡粒子の製造方法（第
１従来技術の製造方法）における加熱を、第４図のよう
に発泡機ｌの発泡槽ｌａの周囲に設けたスチーム室１ｂ
にスチームＳを供給することによって、発泡機１の外周
部からも行なうようにすることができる。

なお、図示しないが、スチーム室１ｂの外側に保温材を
施すと、保温効果が向上するので、本加熱におけるドレ
ンの発生を防止するととができる。

すなわち、第４図のように、発泡機１．の発泡機１ａの
周囲に設けたスチーム室１ｂにスチームＳを供給して発
泡槽１ａ、内壁その他攪拌翼３、邪魔棒４を発泡槽１８
外周部からも加熱し１次いで、予備加熱した発泡機ｌの
発泡４１１１Ｂに、好ましくは外周部からの加熱を継続
しつつ、原料ホッパー５内の発泡性熱可塑性樹脂粒子を
スクリューフィーダ６で送給し、その粒子を、スチーム
管２より供給したスチームＳで本加熱することによって
、予備発泡させてもよい。

次に、本発明は、得られた発泡性熱可塑性樹脂の予備発
泡粒子１４を、第５図のように、金型１１のキャビティ
ｌｌａ内に充填する第１工程と、充填した予備発泡粒子
１４を、その中にスチームＳを供給して加熱、成形する
第２工程と、加熱、成形後水を、好ましくは霧状状態に
してスチーム室１３へ送給して成形体を冷却する第３工
程とより成り、かつ前記第２工程の加熱におけるスチー
ムＳの供給速度を、第６図のように、前記予備発泡粒子
１４間の空気を排気する初期の排気工程では、０．１〜
０．３　（ｓｅｃ　＋　）好ましくは０．１〜０．２（
ｓｅｅ一つとし、前記予備発泡粒子１４を発泡、融着さ
せる本加熱工程では、排気工程の約１０〜２０倍で、す
なわちはソ従来通りの供給速度を包含する１〜、５　（
５ｅｅ−１）とするところに特徴がある。

こ＼に、上記スチームＳの供給速度０．１〜０．３（Ｓ
ｅｃ　、１　）は、キャビティｌｌａの空間容積（予備
発泡粒子体積１４を含む）〔コ〕に対する１気圧換算ス
チ一ム供給速度（ｍ／　５ＣＣ）の比（５ｅｃ−りとし
て求めたもので、好ましくは０．１〜０．２〔５ｅＣ−
１〕である。

本加熱におけるスチーム供給による昇圧、昇温は、通常
通り、一定圧力で所定の時間加熱することによって行な
う。

上述のような構成にしたので、まず本発明において、次
の作用効果を得ることができる。特に、成形品の発泡倍
率が３０〜４０倍の場合、即ち、スチームによる加熱発
泡時に発泡剤による発泡力が大きい場合に効果が大きい
。

（１）、排気工程におけるスチーム供給速度を本加熱工
程におけるより小さくしたから、予備発泡粒子１４の急
激な昇温による発泡、融着を避けながら粒子間の空気を
排出することが可能となる。また、同時に、金型１１の
スチーム室１３近くの、すなわち、キャビティｌｌａの
壁面付近に位置する予備発泡粒子１４も間隙が埋まらな
い状態、つまり発泡、融着しない状態で排気を行なうこ
とができる。

このため、次の本加熱工程に入ったとき、スチームＳが
キャピテイｌｌａ、つまり予備発泡粒子１０の中央部ま
で均一に入り、発泡度合と融着度合の均一な成形体を得
ることができる。

（２）、また、金型１１のキャピテイＩｌａのスチーム
室１２に近い部分の予備発泡粒子ｌＯは、重力ロ熱工程
に入って発泡、融着を開始するので、従来のように、過
度に発泡、融着して形成されるいわゆる額縁状の層を生
成し賭くなる。

＋３＋、−ｊらに、排気工程において、スチーム室１３
の近くの予備発泡粒子ｌＯの間隙が、発泡、融着等によ
って埋まらないので、スチームＳが予備発泡粒子１０の
中央部まで充分に入る。

このため、従来のように、スチームＳが予備発泡粒子１
０の内部に入）こめないため、成形体の外表面において
凝縮し、その成形体を濡らしてしまい、上記中央部だけ
でなく、外表面でさえ発泡性と融着性の悪い成形体が得
られるといったおそれはなくなる。

なお、上記本発明による加熱方式において、さらに融着
度を向上させるには、金ｍ＋＋内に予備発泡粒子ｌＯを
充填する前に、金型１■をスチームで予熱すると有効で
ある。なぜなら、金型Ｉ＋に予備発泡粒子ｌＯを充填す
る前に、スチームＳで金型１１を例えば９５〜１００℃
に加熱すると、排気工程において供給したスチームＳが
金型１１に熱酸を奪われ凝縮することがなく、供給され
たスチームＳは予備発泡粒子１０間の排気のために有効
に作用することになるからである。

なお、前記の通り、予備発泡粒子の製造の際に、発泡槽
１ａの周壁の加熱を併用して、粒子を製造する場合にお
いて、得られる作用効果を付言すると次の通りである。

（１）、発泡機１の外部から加熱するので、予備発泡粒
子の表面に、従来のように、ドレンが付着して濡れると
いったおそれはなくなる。従って、この粒子を使用して
成形体を成形する場合、金型への充填性がよくなる。

（２）、予備発泡粒子が濡れて湿るといったことがなく
なるので、従来のように、その表面に塗布したコーティ
ング剤がドレンによる水分によって溶融、離脱したりす
ることがなく、コーティング剤の本来の機能を有効に発
揮させることができる。

（３）、予備発泡粒子にドレンが付着して、その表面に
水分が残留することがないので、その発泡成形時に５従
来のように、残留水分の凝縮による吸熱でスチーム熱が
金型１１のキャビティＩｌａの中央部、つまり予備発泡
粒子の中央部まで到達せず、その部分の発泡、融着が促
進されない、といった現象は生じなくなる。すなわち、
水分の残留はないので、スチーム熱がキャビティｌｌａ
の中央部まで充分に到達し、発泡度合と融着度合の均一
な成形体を得ることができる。

また、成形体を水冷する場合、従来のように、残留水分
を吸収して成形体の含水率が大きくなるおそれもなくな
−る。

（４）、コーティング剤と共に、着色剤を併用した場合
でも、上述のように、コーティング剤が溶融、或いは離
脱しなくなるので、従来のように、着色剤が浸出して予
備発泡粒子の成形体に色ムラを生することはない。

即ち、この予備発泡粒子の製造方法は、本願発明に先立
って実施すると−１−有効である。

第１表は、この発明によって得られた予備発泡粒子の成
形体の性状に関する実験結果を、比較例及び予備発泡に
おいて発泡機の周壁部の加熱を行なう参考例と共に示し
たものである。これによって、この発明による成形体が
融着度と発泡度の両性状において、共に優れていること
を明らかにする。

なお、上記実験に供した予備発泡粒子成形体の形状は、
幅×高さ×奥行き＝９２０Ｘ１８４０Ｘ４３０（ｌＩＭ
）である。

表中、Ａ、Ｂ、Ｃは、予備発泡粒子成形体の奥行方向側
面の面中心点よりそれぞれ５Ｑｗ、２１５ｔａｍ、　３
８０ｒａｍの位置を示す（第７図参照）。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の発泡性熱可塑性樹脂の予備発泡粒子の
製造方法（第１従来技術）を実施するための装置の一例
を示す側面図、第２図は従来の上記予備発泡粒子成形体
の製造方法（第２従来技術）の実施に使用する金型の一
例を示す断面図、第３図は第２従来技術におけるスチー
ム供給速度を示す図、第４図は予備発泡の実施に使用す
る装置の一例を示す側面図、第５図は本発明の実施に使
用する金型の一例を示す断面図・第６図は本発明におけ
るスチーム供給速度を示す図、第７図は、第１表の実験
における予備発泡粒子成形体における、物性測定位置を
示す、説明図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 発泡性熱可塑性樹脂の予備発泡粒子を、金型内に充填す
   る第１工程と、充填した予備発泡粒子を、その中にスチ
   ーψを供給して加熱成形する第２工程と、加熱後成形体
   を冷却す２第３工程とより成り、かつ前記第２工程の加
   熱におけるスチームの供給速度を、前記予備発泡粒子間
   の空気を排気する初期の排気工程では、０．１〜０．３
   　（ｓｅｃ　−ｔ　　）とし、前記予備発泡粒子を発泡
   、融着させる本加熱工程では１〜６（ｓｅｅ−１）にし
   たことを特徴とする発泡性熱可塑性樹脂の予備発泡粒子
   成形体の製造方法。