JPS5933124A - 発泡射出成形用樹脂組成物とその射出成形方法 - 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】 ．本発明は、．構造用の発泡体を良好に得るための発泡
射出成形用樹脂組成物とその射出成形方法に関する。．
．．：．． 一般に、合成樹脂の射出成形品は、デザイン：性に富み
、又，生産惟が高いので，日用品．家庭用電化製品，産
業用資材其の他汎く広い分野に大量に無用されているが
、これを電子応用の事務機器の筐体等、強度と精度とを
必要とする．用途（以．．下，単に前町用珍と言う）に
応用を試みる．場合には、致命的．な障害に遭遇する場
合が多い“。．即ち、前記用途に供するためには、太型
め厚肉成形品が必要な訳であるが、かかる成形品は，周
知の・様に成形時の熱収縮，勢留応力のため、寸法のバ
ラッキが．大きく、ヒケ，反杉等の多め実用に供し得な
．い．．。

一方、発．泡射出成形品は、成形時に、．高温から冷却
固化に至る間、終始その発泡力に依って，その容積を金
型キャビティと同一に正確に保持され得る故，寸法神度
が良好であシ，且つその発泡細胞に依って成形時の残留
応力が紗和出来、反シも防止され、物．性．も良好下，
；！，近時の電子応一熱術の発達と共に、前記用′ｆｆ
ｉｄ広く応用される一至り、所謂、構造ｌ１」発泡射出
成形品：とじて良く知られている。

然し乍ら、従来の発泡射出成形品に幻：、その表面が非
常に相雑であると言う重大な欠陥があり、前配用途に供
するためには、多犬な．労苦か強いられている事は良く
知られている。即ち、前記用途は、装飾的効果を特１ｃ
重要視する故、塗装を必須の条件どするので、塗装に先
立ち、サンデイング、アンダーコーティング等でその相
面を前処理する必要がある。この前処理には多大？な労
力と献費を要するばかりで蕪く、残留発泡剤の作用で最
終塗簡の発泡，不良を誘発促進するものである。父、経
験上、成形後、塗装迄の期間、数週間の放置、又は加温
アニールを不足する場合は、上記発泡不良を必らず惹起
するものであり、このための保官のための費用又はアニ
ール設備等を必要とするものであり、かかる考慮の下に
も後日、介．泡．不良に依る苦情の頻発に悩まされる事
も良く知られている。

．又、一磐に．、射出成形品では極めて普通な、シボ模
様等？の型再現の手法も不能である。以上の様な、従来
の発２ｔ！！＃４１ｉ成形品の宿命的とも甫うべき和面
の問題を解決し、平滑表面の発泡，射出成形品を得るた
めの努力が多年に渉り槓壕れて来た。然し乍ら現在の処
、その和面発生の原因たる、射出の際、．樹脂が発泡し
つつ冷却金型面を流れる現象の抑止のため、発ｆＦｌ件
の樹脂．か傘型キャピティ内に射出充満する迄、発泡を
抑止するに足る圧力の圧気を金型キャビテイ内に及ほし
て置く以外にに｛−、経済的な方法は見出せて居？ない
。？然し乍ら、この場合、金型ギャビテイ内に射出充満
した樹脂は、金型キャビテイ各檀以上に膨脹呈得ない故
、伯られる成形品は、樹脂の熱収縮賽積相当発泡の極低
発泡体である。然し、かかる低発泡体でも、前記用途に
不用に供し得るものであるが、更に発泡膨脹を可能にす
るために、射出完了拶にル１キャビテイを拡大する方法
（特公昭３９−２２２１３）、高圧の窒素を内蔵して、
該窒素と発泡性の｛☆｛脂を共射出の後、窒素を放出し
て生成した中空部に発泡を許容する発明者等の方法（特
公昭５３二２５３５２′）笠が応用出来る。特に後者は
デザインの１由性が、大で応用範囲が広い計 以上の如くして得た平滑表面の発泡射出成形品は、殆ど
非発泡射出成形品と向様な表面状態で、塗装も型再現も
出来、残留発泡剤に依る塗簡の後発庖の問題も大幅に軽
減される。然し乍ら、尚、下記の如く離間が残されて居
た。即ち、使用する射出成形機としては、最も久：手し
・易く、？従って経済的な、市販の汎用機を用い得る事
・が？最も好ましい事は勿論であるが、この場合には、
使用原料は総べて、射出成形機のホッパ―より供給され
るので、庫料は固体である事を要求される故、使用する
発泡剤は、加熱に依って、窒素、アンモニア、炭酸ガス
等を分解発生する所謂、化学発泡剤である事を要求され
る。これら発泡剤及び発生ガス、分Ｍ残渣１は、樹脂の
劣化、？成形機や金型の腐蝕、汚染、成形品に対する着
色、汚染、残臭等の面題を惹起する他、成形時め異臭等
作業・１環境上数多くの問題を生ずる。又、前述の残留
発泡剤に依る後発庖の問題も前述の平滑我面の発泡射出
成形技術の完成？に依っても尚、完全に消滅した訳では
無い。

以上の如き化学発泡剤の使用に伴う問題の解決に関し、
米誌；プラスチックスエンジニアリング、１９８２年３
月号、２９頁に、その紹介記事がある。

細ち、発泡用に、水素化硼累ナトリウムと水の反応；Ｎ
ａＢＨ，＋２Ｉ｛２０−＋ＮａＢＯ２＋４Ｈ２を利用す
る発泡射出成形に於て、反応に与る水をシリカゲル粉に
吸収せしめる事に依って、水を固体の形にての祖給を可
能にした。との発泡用の発生ガスは無害の水素め′みで
あり、又、発泡剤の残渣は、無毒、無莫のメタ硼酸壬ト
リウムのみで、樹脂に対して何等の着色、残臭も呈しな
いので、前述の化学発泡剤の使用に伴う困難の問題は総
べて解決ｌ〜ている。又？、周知の如く、水素の拡散速
度は極めて大である故、？晟形後速かに成形品外に逸散
し去る故、残発泡ガスの問題の解消に連なる。

以上を総合す暮に？、工業上最も経済的に且良好に、前
記用途に供し得る発７′〜創出成形品の製造方法は、発
泡用に、ＮａＢＨ４＋Ｈ．２０ノ）ｊｓＺ応ｔＸ′ｌｌ
用し、前述の様に、圧気を及ほ１−だ金型キャビティ内
へ蛯泡性の樹脂を射出充満する工程を含む射出成形方法
と結論し得る。

然し乍ら、上記結論の方法に於ても未だ下記の田難が答
易に想像し得る処である。即ち、発泡用の発生ガスは、
非凝縮性９水素であり、又、樹脂に対する溶ｔ’Ｉｌ度
も低いので、射出時の早期発泡の抑止のためには、非常
に高圧を要するが．如く想像される０又、発泡用の反応
に与かる水の供給を、シリカゲルに吸収せしめて粉末状
に用意する事も多分に面倒である。特に高圧の気体の取
扱いは困姉で、金型キャビテイ内の圧気の保持、安全上
の問題も多く、総じて、紅済的に難を生ずる事は否み斧
い。

発明者は一ヒ述の困難′ｔＣ＃決すべく、前記用途に供
し得る構造用発泡射出成形品の本質を具に検則の結果、
上述の困難を解決し得る条件を発見し、本発明を完成す
るに至った。即ち、本発明は、先ず、基体樹脂ｉｏｏ重
量部に対し、水素化偵１ｊ素ナトリウムの０．１重量部
以下、０．００３重お部以」二の量が、前記一一．体樹
脂中の含水分と分離して混合して成る発泡’Ｊｕｌ＋１
４成形用の樹脂組成物を厘ネ」として用うるものであり
、ついで、射出の際の発泡を抑止し得る圧力の９（７体
を及ほしたる金型キャビテイ内へ、前記気体の圧力に抗
して、該圧力気体を排除して発泡性の合成樹脂を射出充
満後、前記圧力気体を解放して、前記射出樹脂の発泡を
許容する工程を含む射出成形法に於て、前記金型キャビ
テイに及ぼす圧力気体の圧力は、１４Ｋｇ／ｃｄｌ：ゲ
ージ圧である事を特徴とする発泡体の射出成形方法とを
提供するものである。

本発明に就て更に詳しく説明を加つれは、一般に前用途
に用いられる構造用発泡射出成形品用の合成便脂は、耐
熱性と剛性とを要し、従って、可塑化に高温を少する。

かかる高温では、樹脂の熱劣化を来し易いので、この劣
化の回避の意味で、可塑化にも可及的に低温が要求され
、必然的に高粘度状態での射出が不可避と成る。かかる
高粘度で．は、発泡力のみで金型キャビテイ内を桐脂が
流れ得る距離は極めて制限を受け、大部分は、躬出力で
強制的に圧入の々νがある。換言すれば柄脂が発泡し得
る倍率は如ｊ，めて僅少に制限を受ける。従来、斯様な
理由より、前記用途に供される発泡躬出成杉品の発泡倍
率は、高々１．２倍であり、成形品のデザインに依って
は、樹脂の収縮を補うのみの発泡しか、許容されない場
合も多い。然し乍ら、非発泡射出成形品では、前記用途
に供し得ない以上、かかる極低発泡体も、構造用の発泡
生１出成形品として極めて重要である。尚、従来の発泡
射出成形品は、その発泡倍率の上昇と共に、表面の相悪
度は累増するので、前記用途（は、その発泡倍率は尚々
工．１５倍の模様でおる０従って、前記用途の発泡射出
成形品を製造の際、多量の発泡剤を使用しても、到達最
高発泡倍率は上述Ω如く制限を受ける。父、汁気に依る
射出時の早期発泡．の抑止が不能と成る。

発明者は、前述の如き、前記用途に供し得る詫泡射出成
形品の製．造に必要．な発泡剤のＭ嶽量（ハ）、略掴脂
の−・１泡膨ｌトを柚うに足る凭錦常圧挨視容積の気体
を発生するに足る量で充分なる事を発見した。即ち、一
般に合成樹脂は、乾燥品にても若干の水を含み、射出時
の高温時にては、その平衡蒸気圧よりも推定出来る高圧
で、発生した非凝縮性の気体の分圧として励起され、必
俊な発泡推進力を提供するものと推定される。この水蒸
気は、発泡射出成杉品が、固化しても尚相当の分圧とし
て、未ｉ！縮に残り、“ヒケ”の防止に役立つ。

一方、前述の如く、射出時の樹脂の宇期発泡抑止のため
に、高圧の気体を用いる事は、非常に好ましく無いが、
１４Ｋｇ／ｃ．ｔＡ以下の圧力の気体、？普通空気であ
るが、この圧力範囲の気体の取扱いは容易で、経済的な
入手、普通ベビーコンプレッサー等での入手が可能であ
り、圧気のシール等も比較的容易である。この圧力範囲
で、射出時の樹脂の早期発泡を抑止し得る発泡剤の許容
最大使用量は、水紫化硼素ナトリウムの場合には約０’
．ｒｑ６であり・、発生水素ガス量は、標準状態換算、
樹脂ｌ（１）当り．．約２．４ＣＣを有し、前述の理由
より、前記用途の構造用発泡体の製造のためには、約１
０倍以上の充分な量である。勿論この上限植は、樹脂の
射出時の泥度、種類、含水−址等に依って相当に異にす
るものである。又、その下６トＪ使用夕・け主に所望発
泡倍率に依って異にするが、例えば、樹脂の体積熱＋１
３２縮率を７係と仮定すると、所要発泡剤量は約０．０
’０３％である。然し、勘様に発泡剤量が少ない場合は
発泡細胞が粗大、僅少と成るので、通常０．０１チリ、
上が好ましい。

上述の如く、本発明に於ては、発泡剤として用いる水素
化硼素ナ｝ＩＪウムの量は極微」６であり、従って、反
応に要する水は理論量を超す量が、二般に常に存在し、
普通、常用の乾燥手段を経ても尚残存する故、前述の如
き、水素発生のために要する水を、故意に、シリカゲル
粉に吸収せしめて供給するが如き煩雑な手段も要せず、
又、単に経済な低圧力の気体を射出の金型キャビティに
及けす手段との併用に依って、工業用有用なる、前記用
途に経済的に供し得る、平滑表面を有する構造用の発泡
体の射出成形方法を提供するものである。

尚、本発明を実施するに当り、発泡性の樹脂原料の調製
方法として、基体と成る合成ｔｍ．ｉ脂と水素化硼素ナ
ドリウ人の所定量とを単に混合するのみで、射出成形機
のホッパニへ供給す木示も出来右が、この混合物中の水
素化硼禦ナ｝りｄムの俵は微量であり、とれか、大気中
に大量に存在する水分と容易に反応して、数時間で効力
を失う。又、その使用緻が通常、数１０’Ｏｐｐｍと言
う微量であるので、不均一な混合物に成り易い。従って
、普通、（１．１〜１０％の範囲程度の水素化硼素ナト
リウムを基体と成る合成樹脂に綽り込み、この希釈した
形で、所謂、コンセントレートとして用う。このツコン
セン）・？レートは、希釈用の合成１７７脂を、Ｏ，１
〜０．２チｌ：ｉｖの鉱油で湿潤後、所定量の水素化硼
素ナトリウムと浪合して、押出機等で町塑化造粒する。

この際、希釈用の樹脂は前以て乾燥する〇それでも尚、
樹脂中の水分と反応して、発泡して、造粒に支障を来す
ので、ベント式の押出扱の使用が好ましい。造粒後のこ
のコンセントレートは付着水を直ちに乾燥して、ポリエ
チレンフイルム製の袋等に保管する事に依って、半永久
的な使用が可能に成る。このコンセントレートぱ、必要
邦・算出して、基体と成る樹脂と混合して、所要の発泡
射出成形に供する。

尚、従来、着色剤、発泡剤等をコンセントレートとして
用う事＆：Ｊ：，作業環境、原料供給の合理化等の目的
上好ましい４４であるが、発泡剤をコンセントレートの
形で供給を試みる場合、従来は以下の如き姉点があった
。即ち、従来は、発泡剤の分解を惹起しない低温度で可
塑化造粒を行って来たが、基体となる４ｍ脂が斯様な低
温で可塑化し得ない場合が多く、止むなく、同種の低分
子・搦・の樹脂とか、低温で可塑化し得、且、．基体と
成る樹脂と相溶性を壱する異種の樹脂の使用が余．儀な
くされる。従って、基体と成る樹脂の：性能への悪影轡
は免れ得ない。更に、上述の・様な低温で可塑化し得る
樹脂の入手が困難で、・コンセントレートノ製造が不可
能な場合も多い。本発明にて用うる発泡剤は、加熱分解
型では無い故．、任意の温？度での樹脂の可塑化が可能
であり、．従来の困難より回避出来る０ 以上の如く、本発明ｄ、、前記用途に供するための構造
用発泡体の射出成形法に於ける総？べての困蛯を解決し
た経済的な手法を提供するものである？。

？次に本発明の態様を丈に明確にするために、実施例に
就て述べる。？ 本発明の実施例のために使用した射出成形板は、三菱ナ
トコ２０オンス枦１で、金型として、中央にスブルを有
する６闘×？２００ｍｓＸ２００ｙＨの平板用の型を使
用した。発泡射出成形法としては、特公昭５３−シ５３
５２を用いた。？又、金型キャビティに及ばす圧気の解
放の時期は、欄脂の射出完了と同時とし、父、？特公昭
’５’３−２’５３５２に於ける共射出用の窒素の圧力
は、１００”Ｋｙ／’ｃ１１！、該窒素の射出開始は、
樹脂の躬出開・始後ｏＪ秒、？該窒素の放出？は、狗脂
の射出完了後２秒とした。又、実験に供した合成？樹脂
は、ズチレンクラフト化、ポリフェヨレンエーテル（商
品名、サイロン２０ｌ■、旭ダウ社製、？Ａ例脂と仮？
称）と、ＡＢｓｍ脂（商品名、スタイラツク１８１，旭
ダウ社製、Ｂ樹脂と仮称゛）の２種テオッた。又、水素
化硼素ナトリウムは：、夫々１？％濃度のコンセントレ
ートの形で使用した。躬出時の樹１］１１視は、Ａ樹脂
２６６℃、Ｂ樹脂２２０℃と夫夫一定とし／でｎ 以上の条件丁に、原料４φ１脂中の允泡剤の含有量とＩ
′Ｊｌ／形＋！ｉ？＋上に所謂シルバーの消滅する時の
金型キャビテイに及ほす最低所要圧タの圧力（Ｋ９／ｃ
ｒ！）との関係をｌｆｌｌｌ定した。同時に該圧力下で
、射出イ１ｌＩｌｌ脂景を徐々ｉ／ｃ涯じて行き、発泡
剤量と葦高発泡倍率との関係を求めた。この限界は、発
泡力不足のため、スブルに中空を生ずる点で判定した。

尚、発泡力に余力があっても、共射出の窃素が、夕１殼
の樹脂全突き破り不良品と成るので、この虞を限界とし
た。下衣に※で示す。

以下余白 即 傘 釈 形 へ ー 硬 〈 聞 ヨ 嵩 Ｍｌ：！

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．基体樹脂１００Ｎ量部に対し、卒素化硼素ナトリウ
   ムの０．１重量部以：下Ｑ．００３重量．Ｗ！以上の量
   が．前記基体樹脂中の含水分と盆離リで混合して成る発
   泡射出成形用樹脂組成物． ２射出の際の発泡を抑止し得る川力の気体を及ほしたる
   金型キャピテイ内へ．，前記ネ体Ω圧力に抗して、訴圧
   力気体を排除して、発泡性Ω合成樹脂を射出充満後、前
   記圧力憾伴を解放して，前記射出樹脂の発泡を許容する
   工程を含む発泡射出成形法に於て、前記金型キャビ．．
   テ．イに及．ほす圧気の圧力は１４Ｋｆ／ｄ（ゲージ》
   以下にて．基体樹脂１００重章部に対１７，水毒化硼素
   ナ｝ＩＪウム０，１重量部以下０．（ｌＱ３重量部以上
   の量が、前記基体樹脂中の市水分と分離枦て混合して成
   る発泡射出成形用樹脂組成物を使用する事を特幸とする
   合成樹脂発泡体の射出成形方．法