JPS593138B2 - 表皮層を一体に有する発泡ポリスチレン成形品の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、予備発泡粒子を金型内にて加熱し発泡成形す
ると同時にその成形品表面に熱可塑性樹脂からなる表皮
層を一体に有する発泡ポリスチレンの成形品の製造方法
に関する。

従来より、発泡ポリスチレンは、そのままでは衝撃等の
外力に対して非常に脆く、破損し易いものであるうえ、
成形品の表面には各気泡間にピンホール状の凹みができ
る結果、美麗な肌面を得ることは難しく、また、耐薬品
性に劣るなどの欠点を有するものである。

そのため発泡ポリスチレン成形品において、これらの欠
点を解消する方法としてその表面に熱可塑性樹脂等の皮
膜を形成せしめる方法が種々提案されている。その代表
的な方法として、例えば、 １ 金型の表皮形成面に熱可塑性樹脂シートを予め真空
成型しておき、これを金型内に装填し該５ 金型内に予
備発泡粒子を投入し、加熱発泡させ一体成形する方法。

２ 回転成形金型内に熱可塑性樹脂を定量挿入し、金型
を回転し加熱溶融させ均一に金型内壁に密着させた後、
該金型内に発泡スチレン成形体を１０挿入せしめ、該成
形体を更に加熱することにより三次発泡させつつ溶融樹
脂を該成形体表面に一体に結合せしめる成形方法。

３ 回転成形金型内に熱可塑性樹脂粉末と発泡性ビーズ
とを同時に投入し、該金型を加熱しつつ１５回転させる
ことにより表皮を有する発泡体成形品を得る方法。

４ 発泡体成形品の表面にホットスプレーにより表皮を
形成せしめる方法。

□ 成形用金型を予め加熱し、その後樹脂粉末と２０接
着性樹脂粉末との混合物を装填し過剰の粉末を除去する
か、或は樹脂粉末を装填し過剰の粉末を除去した後、更
に接着性樹脂粉末を散布し、次いで予備発泡粒子を装填
し加熱して融着結合させる方法。

２５などが一般に知られている。

しかしながら、これらの方法はいずれも次の如き欠点を
有するものである。即ち１の方法においては、熱可塑性
樹脂シートを予め真空成形により表皮の形状で形成して
おく３０必要があるうえ、これを金型内に装填しなけれ
ばならず非常に手間がかかるばかりでなく、真空成形で
きるシート厚に限度があり、シート厚を薄くすれば成形
品の表面の各気泡間のピンホール状凹部を平坦に被覆す
ることは難かしく、また、比較３５的浅い凹凸模様の成
形品表面にしか適用できないうえに該シートからなる表
皮と発泡体成形品との熱収縮率に差があるためソリを生
ずるなど寸法安定性に乏しいものとなる。

一方、逆に厚いシートを適用すれば比較的深絞りな成形
までできるが、高価なものとなり経済的でない。また２
の方法の場合は、熱可塑性樹脂を挿入後、これを溶融す
るための加熱に時間を要し手間がかかるうえに、既に成
形されたものを更に三次発泡させつつ溶融した樹脂を結
合させるのであるから成形品自体２度の成形工程を要す
るとともに高価な回転成形機を必要とするのできわめて
非経済的である。更に３の方法においては、熱可塑性樹
脂粉末が発泡性ビーズに比較して少量であれば成形品の
表面仕上り状態は粗雑なものとなつてしまい、また逆に
多量であれば表皮層が比較的厚くなり、成形品全体の重
量が嵩張つてしまう虞があるうえ、前記２の方法と同様
特殊な型と回転成形機を必要とするなどやはり経済的な
成形方法とは言い難いものである。また４の方法の場合
には、比較的薄い皮膜しか形成できず比較的厚い皮膜を
形成するにはスプレーに長時間を要し実質的に不可能で
あり、各気泡間のピンホール状凹部を充分にカバーし美
麗な表面を得ることは難しく、耐薬品性、耐熱性を改善
するうえでも決して満足できるものではなかつた。更に
また、５の方法においては、予め成形用金型を高温度で
加熱しておかなければならず高温ガス加熱炉を必要とす
るうえに、比較的厚い皮膜を得ることができる反面、薄
い皮膜を得ることは困難であり、粉末樹脂を多量に必要
とし、従つて高価な成形品となつてしまい経済的ではな
い。これら従来法による発泡体成形品はその殆んどが、
全表面に亘つて表皮を有するものであるが、そのため必
要以上に高価となつてしまう欠点をも有している。しか
しながら一般的に発泡ポリスチレン成形品は、軽量且つ
安価であると言つた特性を活かし特殊な場合を除いて用
途的に全面でなく部分的に表皮を被覆したもので充分使
用に耐えられるものである。

本発明は、これら従来法の有する諸々の欠点を解消する
とともに、通常の発泡ポリスチレン成形用金型と同様の
成形型を使用し、プラスチツク溶射の手段を用いて熱可
塑性樹脂からなる表皮層を一体に有する発泡ポリスチレ
ン成形品をきわめて簡便に且つ安価に得ることのできる
製造方法を提供するものである。

溶射とは、吹きつけ塗膜を形成すべき溶射材料を燃焼ガ
スによつて被着体素材表面に溶解せしめつつ吹きつけて
融着結合せしめる手段であり、通常機械部品や鉄鋼構造
物等に防蝕性を付与するなどの目的で適当な表面皮膜を
形成するのに使用されているが、５加工すべき成形品の
寸法に制限がなく大型の製品にも適用できる。

５作業場を限定することなく移動が簡単で作業工程が
少ない。６粉末の単なる散布やシートの真空成形と異な
り、任意の凹凸模様を有する表皮形成面にも充分塗布で
きる、等の利点を有する。

本発明者はこの溶射法に着眼し、鋭意研究の結果、本発
明を完成するに至つたものである。以下本発明の発泡体
成形品の製造方法について説明する。

すなわち本発明の方法は、発泡体成形用金型内の表皮形
成面に合成樹脂を溶射塗布せしめ、しかる後、該金型内
に予備発泡粒子を投入装填し、この予備発泡粒子を発泡
成形せしめると同時に溶射塗布した合成樹脂を結合一体
化せしめることを骨子とするものである。

本発明を図面に基づいて更に詳細に説明すると、先づ発
泡体成形用金型１内の表皮形成面２に３００％モジユラ
スで５０ｋｇｆ／ｄ以下の熱可塑性樹脂８をほぼ均一に
溶射塗布せしめ、しかる後該金型１内に予備発泡粒子９
を投入装填し、次いで該金型１を加熱せしめることによ
り、予備発泡粒子９の発泡結合による発泡体９／の成形
と同時に前記熱可塑性樹脂８を該発泡体９′の表面に融
着もしくは結合一体化せしめ、更に金型１を冷却して溶
融状態の前記熱可塑性樹脂８を固化させて表皮層８／を
形成した後、金型１より前記発泡体９′と表皮層８′と
からなる発泡ポリスチレン成形品３を取出すことを特徴
とする表皮層を一体に有する発泡ポリスチレン成形品の
製造方法に係わる。

本発明において使用される発泡ポリスチレンの予備発泡
粒子としては、従来より通常一般に使用されている予備
発泡粒子でよく、また、表皮層を形成すべき熱可塑性樹
脂としては、ポリスチレン系樹脂（すなわちポリスチレ
ン単独重合体のほか、スチレン−アクリロニトリル共重
合体、スチレン−ブタジエン共重合体等のスチレンと他
の共重合性単量体との共重合体を含む）、ポリエチレン
、エチレン一酢酸ビニル共重合体、ポリプロピレン、ポ
リ塩化ビニル等、軟化点６『Ｃ〜１２５℃の範囲の非膨
脹性の熱可塑性樹脂であればいずれでも使用できるが、
常温で可撓性を示すもので、外力を取り去つた後の残留
歪みが小さいこと、比較的弾性を有すること、更に低モ
ジユラスのものであることが望ましく、３００（Ｆｂモ
ジユラスで５０ｋｇｆ／ＣＴｌ以下の熱可塑性樹脂が成
形後の寸法安定性を保持しソリを生じない点からより好
ましいものである。

そしてか＼る熱可塑性樹脂は、成形用金型内の表皮形成
面に厚さ０．０５〜以上でほぼ均一に溶射塗布される。

この場合、熱可塑性樹脂は、通常粉末状材料を用いるが
勿論長尺な紐状材料でもよく、また、異なつた２種以上
の熱可塑性樹脂粉末を予め混合せしめて使用しても何ら
差支えない。更にまた必要に応じて顔料を添加混入し着
色せしめてもよいし可塑剤や溶剤等の添加も勿論適宜行
なうことができる。本発明におけるもう一つの特徴は、
表皮層を発泡体表面に一体に形成せしめるに際し、表皮
形成面が必らずしも金型そのものでなくともよい点であ
る。

すなわち本発明者は、種々検討の結果、適宜数の排気孔
５を設けた雄型１ａを使用することにより、熱可塑性樹
脂を溶射塗布せしめた場合、雄型１ａの蒸気孔４より送
り込まれた蒸気が成形型内の各予備発泡粒子９間の空気
を排気孔５より蒸気圧で押出すとともに、該蒸気及び蒸
気熱が成形型内の隅々にまでゆきわたる様になしたもの
であり、その結果、表皮形成面は、該表皮層を形成すべ
き熱可塑性樹脂が溶射されたものであるが故に蒸気孔が
なくても予備発泡粒子（或いは発泡体）の当接面すなわ
ち雄型１ａの内面に蒸気孔４があれば充分であることか
ら、第２図に示す如く、別の実施態様として凹凸模様を
有する表皮層を形成する場合でも成形用金型１には雄型
１ａ１雌型１ｂのいずれにも凹凸模様の表皮形成面を直
接設けず、該金型１内に石材やＦＲＰ等の硬質合成樹脂
からなる板状体６を添装し、該板状体６内面を表皮形成
面７としてこの面に熱可塑性樹脂８を溶射せしめ、しか
る後、予備発泡粒子９を投入装填し、成形せしめる方法
を見い出した。

また本発明においては、熱可塑性樹脂８を金型１内の表
皮形成面２或いは７に溶射するのであるが、この溶射は
通常の溶射目的と異なり一旦表皮形成面２或いは７に溶
射塗布した熱可塑性樹脂８を発泡体９／に一体の表皮層
８′とした後表皮形成面２或いは７からきわめて容易に
剥離せしめることができるのが望ましく、従つて必要に
応じて表皮形成面２或いは７にシリコン、ワツクスやそ
の他油類等離型性を有するものを塗布せしめるかテフロ
ン樹脂コーテイングせしめるのがよい。

本発明は上述の如く、成形用金型内の表皮形成面に表皮
層とすべき熱可塑性樹脂を溶射塗布し、該熱可塑性樹脂
が溶融状態にあるうちに予備発泡粒子を投入装填して加
熱することにより発泡成形と同時に前記熱可塑性樹脂を
融着もしくは結合一体化せしめるのであるから、発泡時
に各発泡粒子が熱可塑性樹脂からなる表皮層によく喰い
込み強固に結合一体化するものである。更に、熱可塑性
樹脂は溶射ガンを用いれば短時間に成形用金型内の表皮
形成面に溶射塗布することができるから、従来の方法に
おいて必要な、別途表皮を予め真空成形したり真空成形
したシート状物を更に発泡体成形用金型内に装填せしめ
るなどの必要もなく、また予備発泡粒子を発泡成形せし
めるための一度の加熱のみで一体成形できるからきわめ
て経済的であるなどすぐれた製造方法である。

そのうえ本発明において使用する熱可塑性樹脂は３００
％モジユラスで５０ｋｇｆ／（１７７ｉ以下のものであ
り残留歪みが小さく比較的高弾性を有するから、該熱可
塑性樹脂からなる表皮層は成形後の寸法安定性にすぐれ
、得られた発泡ポリスチレン成形品はその表面部分が弾
力性、復元性を有してソリ変形を生ずる虞もないなどの
著効を奏するものである。本発明においては更に、第２
図に示す実施態様法であれば、成形品の表面に何んら意
匠模様を有しないものであつても凹凸模様を有するもの
であつても、また該凹凸模様が多品種に亘つても成形用
金型は都度製作する必要がなく、成形用金型内に添装さ
れる板状体のみを取り換えるだけでよいから、成形品表
面の意匠模様が変る毎に（成形品のデザインが変る毎に
）異別の成形用金型を製作し取り換えて成形していた従
来法に比較してきわめて経済的である。

従つて従来の製造方法の殆んどが成形用金型の製作費が
嵩むため、大量生産品への用途しか考えられなかつたが
第２図に示す実施態様法であれば成形用金型の製作費が
嵩むようなこともなく、比較的多品種少量生産されるよ
うな用途の成形品の製造方法として適用できるものであ
る。実施例 １ 第１図に示すような雄型１ａと雌型１ｂとに分割可能な
８−８０詣×６００ｍ７！ＬＸ２ｌＯｍｍ最大深さの形
窩を有するコンクリート意匠枠（いわゆるマトリツタス
）成形用金型１の凹凸模様を有する表皮形成面２に熱可
塑性樹脂（エチレン一酢酸ビニル共重合体の粉末）８を
溶射ガンを用いて約０．２ｍ１Ｌ厚でほマ均一に溶射塗
布し、しかる後該成形用金型１を閉じエチレン一酢酸ビ
ニル共重合体の溶融されたものが固化しないうちに、ポ
リスチレンの予備発泡粒子９を投入充填した。

そして該成形用金型１を常法により蒸気圧約０．７ｋｇ
／Ｃｄの水蒸気で１分間加熱した。この時の加熱温度は
約１１６℃であつた。この加熱により予備発泡粒子９を
発泡せしめ各発泡粒子間を結合させ泡粒体９′を成形す
るとともに、溶融状態の前記熱可塑性樹脂８を該発泡体
９′の表面に融着もしくは結合一体化せしめ、更に成形
用金型１を常温程度迄冷却した後成形用金型１を雄型１
ａと雌型１ｂに分割開放し、発泡体９′の表面に前記熱
可塑性樹脂８が硬化し形成された表皮層８′を一体に有
する発泡ポリスチレン成形品３を取り出した。この発泡
ポリスチレン成形品３は、予備発泡粒子９が発泡するこ
とにより発泡圧力で硬化する前の溶融状態の熱可塑性樹
脂８によく喰い込んでおり、発泡体９／と表皮層８／は
強固に結合一体化されており且つ表皮形成面２の凹凸模
様を忠実に表現しており、しかも美麗な肌面を有するも
のであつた。この成形品３をコンクリート型付けしたと
ころ、容易に剥離することができた。

実施例 ２ 第２図に示す如く、成形用金型１内に、石を欠削加工し
てなる表皮形成面７を有する板状体６を添装し、該板状
体６の表皮形成面７に熱可塑性樹脂８を溶射塗布し、以
下実施例１と同様の方法にて成形したところ、石の表面
模様をきわめて忠実に転写表現した成形品を得ることが
できた。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本発明の製造方法の実施態様を示す説
明図、第３図は本発明の製造方法により得られた製品の
断面説明図である。 １・・・・・・成形用金型、２，７・・・・・・表皮形
成面、３・・・・・・発泡ポリスチレン成形品、４・・
・・・・蒸気孔、５・・・・・・排気孔、６・・・・・
・凹凸板状体、８・・・・・・熱可塑性樹脂、８′・・
・・・・表皮層、９・・・・・・予備発泡粒子、９′・
・・・・・発泡体。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 成形用金型内に設けた表皮成形面に３００％モジユ
   ラスで５０ｋｇｆ／ｃｍ＾２以下の抗張力の合成樹脂を
   溶射塗布せしめ、しかる後、該金型内に予備発泡粒子を
   投入装填し、加熱せしめてこの予備発泡粒子を発泡成形
   せしめると同時に溶射途布した前記合成樹脂を融着もし
   くは結合一体化し、更に該金型を冷却した後開放して製
   品を取り出すことを特徴とする表皮層を一体に有する発
   泡ポリスチレン成形品の製造方法。