JPS6050578B2 - 合成樹脂発泡体の製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は熱可塑性合成樹脂発泡体、特に厚物発泡体を押
出成形法により製造する際の成形方法および装置に関す
るものてある。

熱可塑性合成樹脂の厚物発泡体を押出成形法で製造する
には、一般的には、押出機内で熱可塑性合成樹脂溶融物
に揮発性発泡剤を圧入し、加熱混合した後、該溶融混合
物をダイから押出し、ダイの出口先端に取付けられたト
ンネル状整形装置を通過させ冷却と賦形が行なわれる。

すなわち発泡剤含有溶融樹脂は押出機ダイ出口から連続
的に押．出され、発泡して膨張してトンネル内に充満し
、樹脂発泡体の厚さが、トンネル空間の高さによつて制
限されるように、トンネル内面接触しながらトンネル出
口に向つて進行し、トンネルを出て引き取られる（例え
は米国特許第３９５４９２鰻）。この様なトンネル装置
は通常鉄等の金属で構成されており、そのままでは溶融
混合物との摩擦抵抗が大きく表面の良好な発泡体は得ら
れ難い。従つて、この問題を解決すべく、従来、摩擦抵
抗の小さい、フッ化炭化水素樹脂（以下フッ素樹脂と・
いう）を、金属製トンネル装置のトンネル内側面にコー
ティング加工する方法が採られている。しかしながら、
従来のこの様なトンネル装置を使用する場合は短期的に
は表面状態の良好な発泡体が得られるが、摩擦によるフ
ッ素樹脂コーティングの消耗がはげしく、わずかな期間
で再加工しなければならないという問題がある。従つて
本発明の目的は、トンネル内面の、発泡樹脂に対する摩
擦抵抗が少なく、かつ長期間にわたつて使用できるトン
ネル装置を具えた押出発泡成形装置を提供するにある。

上記本発明の目的は、発泡剤を含有する熱可塑性合成樹
脂溶融物を押出機タイより押出し、押出Ｌ機の外におい
て、押出機の先端に取付けられたトンネル状の整形装置
内を通過させ、この間に溶融物を、整形装置内に充満す
るように発泡及び固化させて、所定の寸法に膨張した発
泡体を製造する方法において、トンネル状整形装置内面
の、発泡）した樹脂が接触する面の少くとも一部をフッ
化炭化水素樹脂の板て形成せしめ、該フッ化炭化水素樹
脂板は、整形装置本体のトンネル内側の面に、嵌着部を
介して取付けられ、そして該嵌着は、押出成形温度にお
ける該樹脂板の体積増加を吸収しｌ得るに充分なゆるみ
を有する整形装置を使用する本発明の方法により達成さ
れる。

本発明の押出発泡成形装置の押出機先端にとりつけられ
るトンネル装置においては、発泡樹脂と接触する面が、
厚手のフッ素樹脂板で形成されていること、および、該
フッ素樹脂板を金属製トンネル本体に結合している嵌合
部に、押出温度における該樹脂板の体積増加を吸収し得
るに充分なゆるみ、即ち間隙が存在せしめられているこ
とが重要てある。

トンネル内面に比較的厚手のフッ素樹脂シートを単に貼
り合わせたトンネル装置は、押出製造時の温度における
金属体と樹脂シートとの熱膨張の差異により該樹脂シー
トに歪が生じ良好な発泡体を得る事ができず、又、樹脂
シートと金属体がしば七ば剥離し使用できなくなる。

本発明に使用する押出発泡成形装置のトンネル装置は、
その内面がフッ化炭化水素系樹脂板で構成されているの
で、摩擦抵抗が小さく、表面が平滑で美麗な発泡体が得
られ、コーティング加工等に比較しはるかに長期間の使
用に耐えうる。

また、トンネル装置の内面を構成するフッ化炭化水素系
樹脂板は単に貼着により設置されたものてないから、押
出時におけるトンネル装置を構成する金属体と樹脂板と
の熱膨脹の差異により生する歪や剥離現象を起すことな
く安定した製造運転を断続的に行なうことができる。さ
らに、従来のトンネル装置においては、良好な発泡体を
得るために外部から冷却、あるいは必要に応じ加熱を行
なつて温度調節を行なう必要が．あるが、本発明のトン
ネル装置においては前記の如き外部からの温度調節を必
要としない。

その他に、本発明のトンネル装置においては、樹脂板は
貼着によるものでないので必要に応じ、取付けや取り外
し等が容易に行いうるので作業性が極めて−良好である
。次に本発明の押出発泡成形装置のトンネル装置を図面
により説明する。

図面は本発明の押出発泡成形装置において、トンネル装
置本体の上下の壁を金属て、そして両側面の壁をフッ素
樹脂で構成し、上下の壁面に本発明のフッ素樹脂板を嵌
着した場合の一実施例を示すものであつて、第１図は押
出機ダイ先端に本発明のトンネル装置を取り付けた状態
の断面図、第２図は正面図、第３図はフッ素樹脂板の嵌
着状態を示す部分拡大断面図を示す。図中１は押出機本
体、２はスクリュー、３はダイ、４はリップ、５はトン
ネル装置の本体を構成する金属体、６はトンネル装置の
内側上下面を構成するフッ素樹脂板、７は突起、８は該
成形装置の側面を構成するフッ素樹脂板、９は熱可塑性
合成樹脂発泡体、１０は１対の引取ロール、１１は取り
付け用ボルト、１２は凹部をそれぞれ示す。本発明の整
形装置におけるフッ素樹脂板の嵌着方法の別の態様を第
４図及び第５図に示す。

第４図及ひ第５図に示すように本発明の整形装置は、発
泡部Ａと、整形部旦とからなりそのうち、整形部の内面
に設置されるフッ素樹脂板の嵌合部は１個所てあつても
よい。第４図はこの嵌合部が１個所である場合を示して
いる。フッ素樹脂板の嵌合部が１個所（上下各１個所）
の場合は嵌合部は、第４図に示すように整形部において
発泡部に近い方に設けられる。また、本発明の成形装置
を用いて、長時間連続運転したとき、該成形装置におけ
る発泡部及び整形部の発泡部に近い部分（第５図に）で
示される部分）のフッ素樹脂板に摩耗が生じ、良好な発
泡体が得られ難くなることがある。

この様な場合、整形部に設置されたフッ素樹脂板を全部
取り替えることは経済的に全く不利てある。

そこで整形部に設置するフッ素樹脂板を第４図に示され
る様に接合部１３で接合させる如く、二枚以上に分割し
て設置し、補修時には整形部の）部分のフッ素樹脂板の
みを適宜取り替える。該トンネル装置において、フッ素
樹脂板６を、トンネル装置内面に設置するには、該樹脂
板が押出成形温度て示す体積増加を吸収し得る程度の間
隙を、金属本体と樹脂板を結合する嵌着部に、存在せし
めることが必要である。この嵌着の手段は、通常、トン
ネル装置の本体を構成する金属体５の内側に突起部７を
設け、一方該樹脂板に凹部１２を設け、前記突起部を凹
部に嵌着させる。その他に該トンネル本体の金属体の内
側に凹部を設け、一方該樹脂板に突起部を設けて、突起
部を凹部に嵌着させる方法、トンネル装置の本体を構成
する金属体の内側及ひ該樹脂板の両者に溝状の凹部を設
けて両者の該溝状部を対峙させ、該溝状凹部に系止具を
嵌挿させて設置する方法などを例示することができる。
該トンネル装置の本体を構成する金属体の内面またはフ
ッ化炭化水素樹脂板に設けられる突起部は、連続に設け
られても、不連続てあつてもよく、種々の形状がある。
通常は対応する凹部に嵌着するに適した形状であつて該
卜阿ンネル装置における発泡体の押出方向に対して直角
方向に配置されたレール状のものであるが、その他のキ
ノコ形、カギ形等の形状のものが挙げられる。また突起
部に対応する凹部は通常には溝状てあるが、これ以外に
突起部を嵌着するに適合し２た凹部が適宜選択される。
本発明のトンネル装置において、該トンネル装置本体を
構成する金属体に、上に例示したような各種の態様で、
フッ素樹脂板を嵌着する際には、押出成形温度において
該樹脂板が示す体積増加を５吸収するに十分なゆるみを
該嵌合部に設定することが必要である。

これは発泡体の押出成形時において熱膨脹による樹脂板
の歪や剥離を防止する上に重要てある。そしてこのゆる
みは所定の押出成形温度における該樹脂板の熱膨脹によ
る体積増加０分と同等またはこれ以上てあれはよい。該
ゆるみの為の間隙部は発泡体の押出成形時においては該
樹脂板の熱膨脹により満されるか、僅かな間隙を残す程
度となつて金属体と樹脂板とが一体に結合される。なお
該成形装置を構成する金属体と該樹脂板との押出成形温
度における熱膨脹は金属体は樹脂板に比べはるかに小さ
いことから実際の間隙部の大きさを決める際の設計に当
つては金属体の膨脹は無視しうる。本発明において使用
されるトンネル装置は、前記したように本体金属体にフ
ッ素樹脂板を嵌着する際、嵌合部に、押出成形温度にお
いて該樹脂板の示す体積増加を吸収するに十分なゆるみ
をとつて嵌着される、その間隙部の体積の大きさは、ト
ンネルの出口に近い位置に設けられた嵌合部程、入口に
近い位置に設けられた嵌合部に比べ漸次大きくなる如く
するのが好ましい。

さらに、本発明におけるトンネル装置において該装置の
内面に設置されるフッ素樹脂板が、トンネル装置の製品
出口部において第１図に示したように本体金属体の端部
よりも長く突き出し、その先端を引き取りロール１０に
接近させて設置することができる。

この様に設置することによつて、トンネル装置内で規制
された所望の厚さを維持し、表面が平滑でかつ美麗な発
泡体を得ることができる。又、本発明においてトンネル
装置の側面は上下面と同様金属体に溝を設けて樹脂板を
嵌合させてもよいが、トンネル本体の上面及び下面を金
属で構成し、この金属の上下面の間に樹脂板をボルト等
て固定してトンネル本体としてもよい。

本発明の方法に使用されるトンネル装置において、本体
金属体が鉄製てあり、樹脂板として四フッ化エチレン樹
脂を用い、該金属体に連続したレール状の突起部を、四
フッ化エチレン樹脂に対応、する溝状の凹部をそれぞれ
設けこれらを嵌着させる場合につき、上記の間隙部の寸
法について具体的に例示をあげて説明する。

厚さ２−、幅３５０順及び長さ４５０ｗＬの四フッ化エ
チン樹脂板を用い、温度１１０゜Ｃの押出成形温度て発
泡体を製造すると−き、該樹脂板の該成形温度における
膨脹を考慮し、本体金属体に設けた突起と該樹脂板に設
けた凹部との間隙は、厚さ方向に対して約０．２Ｔ１ｒ
Ｉｎ１突起部一方の側の幅方向に対して約１．６Ｔｎ１
ｎ（全体では３．２ＴＩＵｎ）、突起部の一方の側の長
さ方向に対してＺ約０．４ｗｒｍ（全体では０．８朗）
となる間隙を５本設けて四フッ化エチレン樹脂板を設置
する。この間隙は押出成形時には樹脂板の膨脹により空
間部はほぼ無くなソー体となり、成形操作には何んらの
支障も生じない。また押出成形操作も円滑に長期にわた
つて連続して行なうことができ、３刑月間の連続運転に
も何んら損傷することなく、良好な発泡体が得られる。
本発明において、フッ化炭化水素系樹脂板としては、四
フッ化エチレン樹脂板、四フッ化エチレンー六フッ化プ
ロピレン共重合樹脂板及び四フッ化エチレンーパーフロ
ロアルサルビニルエーテル共重合樹脂板等が好適に使用
される。

該樹脂板のノ厚さは５Ｔ１ｒｍ〜５０Ｔ０ｒＬ１好まし
くは１０瓢〜４０薗てある。又、本発明において成形装
置の外側を構成する金属体は鉄、黄銅、ステンレス銅、
アルミ合金等が使用される。

本発明において、熱可塑性合成樹脂としては、ポリスチ
レン又はスチレンを主体とする他の単量体との共重合体
等のポリスチレン系重合体、ポリエチレン、ポリプロピ
レン、エチレンー酢酸ビニル共重合体等のポリオレフィ
ン系重合体及びこれ・らの混合物等が使用できる。又、
揮発性発泡剤としてはプロパン、ブタン等の炭化水素、
塩化メチル等のハロゲン化炭化水素、ジクロロジフロロ
メタン、トリクロロフロロメタン等の通常公知の発泡剤
が使用できる。ジクロロジフロロメタンを主成分とし、
これと塩化メチル、塩化エチル、プロパン、ブタン及び
ペンタンからなる群から選ばれた発泡剤の少くとも１種
の混合発泡剤は、本発明の方法の、フッ化炭化水素樹脂
製接触板に対し特に好適である。上記混合発泡剤の混合
成分発泡剤の量はジクロロジフロロメタンに対し、２０
〜７鍾量％の割合であるのが好ましい。本発明の方法に
より押出発泡体を製造するのに好適な合成樹脂及び混合
発泡剤の組成例は例えばポリスチレン樹脂１叩重量部に
対して、ジクロロジフロロメタン５〜１呼量部、塩化メ
チル２〜４重量部及び塩化メチル２〜４重量部である。

実施例ポリスチレン１０鍾量部、クエン酸モノナトリウ
ムと重炭酸ナトリウムの当モル混合物からなる気泡調節
剤０．１重量部とを内径１２０Ｔｒ＄Ｌの押出機に供給
した。

一方、ポリスチレン１００重量部に対して１踵量部とな
る量の混合発泡剤を該押出機に設けられた発泡剤注入口
より圧入した。混合発泡剤としては、ジクロロジフロロ
メタン６鍾量％、塩化メチル２鍾量％及び塩化エチル２
呼量％のものを用いた。押出機内で、均一に混練された
発泡性溶融ゲルは、該押出機の出口に付設された幅６０
０Ｔｒ０Ｔｔ、間隙６Ｔｒ＄ｔのダイオリフィスから１
１０℃にて大気中に押出されて発泡し、更に、付設され
ているトンネル状整形装置を通して断面が幅１２００７
Ｔ０ｆ１１厚さ２８順の板状発泡成形体に成形された。

トンネル状整形装置は上下の壁が鉄からなり、両側面の
壁を四フッ化エチレン樹脂板で構成し、上下の鉄壁面に
四フッ化エチレン樹脂板を嵌着したものを使用した。鉄
壁面に設けた突起と該樹脂板に設けた凹部との間隙は、
厚さ方向に対して０．２Ｔ！ＲＩｒＬ、突起部一方の側
の長さ方向に対して０．４順（全体で０．８朋）のレー
ル状の間隙でありこの間隙を５本設けたものであつた。
この間隙は押出成形時には樹脂板の膨脹により空間部は
ほぼ無くなソー体となつた。

また、押出成形操作も円滑に長期にわたつて連続して行
なうことができ、３ケ月の連続運転にも何ら損傷するこ
となく、良好な発泡体が得られた。比較例 四フッ化エチレン樹脂板を使用する代りに、四フッ化エ
チレン樹脂を内面コーティング加工した鉄製トンネル状
整形装置を用いて実施例と同様の条件て押出発泡を行な
つた。

押出初期は良好な発泡体が得られたが三日経過後、次第
に発泡体の表面が粗くなり、一週間後には再加工しなけ
ればならなかつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一例を示す断面図てあり、第２図は正
面図、第３図は嵌合状態を示す部分拡大断面図を示す。 第４図及び第５図は本発明の他の例を示す断面図である
。１・・・・・・押出機本体、２・・・・・・スクリュ
ー、３・・・ダイ、４・・・・・・リップ、５・・・・
・・成形装置を構成する金属体、６・・・・・・樹脂板
、７・・・・・・突起、８・・・・・・側面を構成する
樹脂板、９・・・・・・発泡体、１１・・・・・・凹部
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 発泡剤を含有する熱可塑性合成樹脂溶融物を押出機
   ダイより押出し、押出機の外において、押出機の先端に
   取付けられたトンネル状の整形装置内を通過させ、この
   間に溶融物を、整形装置内に充満するように発泡及び固
   化させて、所定の寸法に膨張した発泡体を製造する方法
   において、トンネル状整形装置内面の、発泡した樹脂が
   接触する面の少くとも一部をフッ化炭化水素樹脂の板で
   形成せしめ、該フッ化炭化水素樹脂板は、整形装置本体
   のトンネル内側の面に、嵌着部を介して取付けられ、そ
   して該嵌着は、押出成形温度における該樹脂板の体積増
   加を吸収し得るに充分なゆるみを有する整形装置を使用
   することを特徴とする方法。 ２ フッ化炭化水素系樹脂板が、整形装置の発泡体の出
   口側において、トンネル状金属体の端部よりも長く突き
   出ており、該樹脂板の端部は引き取りロールに接近して
   設置されている特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３ 押出機および押出機の先端の、ダイ出口の位置に取
   付けられ、押出機出口から押出方向に向つて遠ざかる方
   向に延びるトンネル状の整形装置よりなり、押出機のダ
   イ出口は、整形装置のトンネル入口に開口している、発
   泡剤含有熱可塑性樹脂溶融物を押出し発泡および固化さ
   せて発泡体を成形する押出発泡成形装置において、整形
   装置は、整形装置の本体を構成するトンネル状金属体と
   、トンネル状金属体のトンネル内面側の少くとも一部を
   おおうように、該金属体に嵌着部を介して、取付けられ
   たフッ化炭化水素樹脂板とよりなり、前記嵌合部は、成
   形温度における樹脂板の体積増加を吸収するに充分なゆ
   るみを有して嵌着されていることを特徴とする装置。 ４ トンネル状金属体のトンネル内面側に突起部が設け
   られ、フッ化炭化水素系樹脂板には凹部が設けられてお
   り、該凹部に該突起部を嵌着させてフッ化炭化水素系樹
   脂板がトンネル状整形装置内面に取付けられている特許
   請求の範囲第３項記載の成形装置。 ５ トンネル状金属体の内側に凹部が設けられ、フッ化
   炭化水素系樹脂板に突起部が設けられており、該凹部に
   該突起部を嵌着させてフッ化炭化水素系樹脂板がトンネ
   ル状整形装置内面に取付けられている特許請求の範囲第
   ３項記載の成形装置。 ６ トンネル状金属体の内側及びフッ化炭化水素系樹脂
   板に溝部が設けられており、該溝部を対峙し、該溝部に
   系止具を嵌挿させることによりフッ化炭化水素系樹脂板
   がとりつけられている特許請求の範囲第３項記載の成形
   装置。 ７ トンネル状金属体の内側又はフッ化炭化水素系樹脂
   板に設けられた突起が、トンネルの長さ方向に対して直
   角方向に連続して配置されたレール状の突起である特許
   請求の範囲第４項または第５項記載の成形装置。 ８ トンネル状金属体の内側又はフッ化炭化水素系樹脂
   板に設けられた突起が不連続に配設されている特許請求
   の範囲第４項または第５項記載の成形装置。 ９ トンネル状金属体の内側又はフッ化炭化水素系樹脂
   板に設けられた凹部が、連続した溝状である特許請求の
   範囲第４項または第５項記載の成形装置。 １０ トンネル状金属体の内側又はフッ化炭化水素系樹
   脂板に設けられた凹部が対応する突起を嵌着するに適し
   た形状であつて、該突起に対応して不連続に配設されて
   いる特許請求の範囲第４項または第５項記載の成形装置
   。 １１ フッ化炭化水素系樹脂板が、整形装置の発泡体の
   出口側に行くにしたがつて嵌着時の突起と凹部との間隙
   が漸次大となる如くして設置されている特許請求の範囲
   第４項ないし第１０項の何れかに記載の成形装置。