JPS6059124B2 - 発泡成形品の製法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は発泡芯を有する成形品の製法に関する。

成形パネル類がパネル上にリブ●パターンを形成するこ
とにより補強されうることは既に提案されている。

しかし、そのようなリブ・パターン付きパネル類は、型
壁に既に形成されている所要の一体固定の対応パターン
系を有する型（モールド）で製造されてきている。射出
成形法を用いる場合には、型の中に射出される溶融状態
の熱可塑性材料は、その固定パターン内を不規則に流動
して成形品の外面に欠陥をもたらすことになる。非発泡
表皮で実質上全体を包囲された発泡芯を有する成形積層
物品が射出成形によつて製造しうることも提案されてい
る。そのような積層物品は、ます射出成形用型中へ非発
泡性樹脂を射出し；その非発泡性樹脂の中心部分がセッ
トしてしまう前に、発泡性樹脂を型キャビティ中の上記
第１の非発泡性樹脂内へ射出し；そして非発泡性および
発泡性の両樹脂からなる組成物を、発泡性樹脂が発泡し
、かつ非発泡性および発泡性両樹脂がセット（固化）す
るに足る時間にわたつて型内に保持する；ことにより製
造される。この製法においては、射出される両材料の量
を変えまた型の湯道の位置を変えること以外によつて、
表皮部分内で発泡される芯の位置を制御するのが、困難
である。しかし、ある部分が高度には発泡していないが
他の部分が表皮で包囲された発泡芯であるよう．な物品
を作ることは望ましい。本発明は欠陥のない美しい外表
面をもつリブ付き成形品を与える射出成形法を提供する
こと、および他の部分よりも高度に発泡された選択的発
泡部分を有する芯を有する成型品を提供すること、．を
目的としている。

本発明によれば、 （１）発泡剤を含有する発泡性樹脂を、少なくとも一方
の型部材に少なくとも１個の後退可能な要素が摺動可能
に設けられかつ型キャビティを拡・大できるように相互
に摺動して離れることのできる二つの対向する型部材で
規定されている型キャビティ中へ、通常は発泡剤がガス
を発生して発泡を生じさせる温度であるが発泡性樹脂が
発泡することなく型キャビティを満たしかつ次の工程（
１１）で後退可能要素が後退させられたときにその要素
の退去部分において発泡性樹脂が発泡できる値にまで局
部的に低下されうる圧力で、射出し、（Ｉｉ）後退可能
要素を後退させて型キャビティを局部的に拡大して発泡
性樹脂を局部的に発泡させ、次いで（而 後退可能要素
をそれが設けられている型部材ｊ における後退位置に
保持したまま両型部材を相互に引き離し、かくして拡大
された型キャビティ内全体にわたつて発泡性樹脂を発泡
させる、工程からなる高度に発泡した部分と低度に発泡
した部分とを有する発泡成形品の製法が提供され一る。

使用する型（モールド）は、冷却して型に隣接する樹脂
材料の固化を増進することができる。

その際に選定される型温度は、樹脂材料の種類に応じて
変り、塩化ビニル重合体から物品を成形する”場合には
３０〜７０℃の型温度を用いるのが好ましく、またポリ
オレフィン類から物品を成形する場合には３０〜５０℃
の型温度を用いるのが好ましい。前述のように、本発明
方法は、高分子樹脂材料の発泡芯が、発泡剤不含有高分
子樹脂材料の表皮で実質的に包囲された積層物品の製造
に応用できる。このような表皮付き積層物品は、型にあ
る量の非発泡性材料を射出し、次いで型に既に入れられ
たその非発泡性装入物の内側に発泡剤含有材料を射出し
て前記の工程により容易に製造できる。この射出成形法
は１４０〜３００℃および１４００／＜−ルまたはそれ
以下の圧力で実施するのが好ましい。二つの材料（非発
泡性および発泡性）の射出装入量は、何らの発泡も生ず
ることなく型を満たすような量である。型の壁面中に設
けられた後退可能要素または型キャビティ内へ突き出て
いる後退可能要素を、後退させることにより、その後退
可能要素の退去によるキャビティの局部的拡大によつて
生じた空隙での減圧により局部的な発泡を生じさせてそ
の空隙部分を充満させる。引き続いて対向型部材同志を
引き離して型キャビティを全体的に拡大し、発泡性材料
を型キャビティ全体にわたつて発泡させる。かくして生
じた成型品は固化後に型から取出す。本発明方法が、型
に発泡性材料のみを射出することにより実施しうること
は前述の通りであるが、このようにして得られる物品は
、上記の二段射出法で製造される表皮付き物品ほどには
表面仕上状態が良くない。

本発明は、平滑な前面とリブで補強された背面とを有す
るパネル材の製造に応用できるが、その場合にはすべて
の後退可能要素は一方の型部材の壁に設けられる。

格子状のリブは、後退可能要素を型部材の壁に適切に配
置することにより、容易に形成できる。そのような場合
における本発明の技術は、対応リブ状パターンを固定的
に設けられている型を用いる場合と比較して有利である
。その理由は、成型品の表面に格子状リブを生じさせる
ように機械加工された型のキャビティ中へ溶融樹脂材料
を射出すると、その溶融物は格子内を不規則に流動して
成形物品の外面に溶融ハダまたはいわゆる「ひけ」を生
じさせるからである。本発明方法によれはかかる問題は
克服され、溶融物は後退可能要素が退去しつつ形成する
格子中へ整然と流入する。型における後退可能要素の位
置は、成形品の表面に所望される付形パターンに応じて
決定される。本発明方法はテニスラケツトや一体化靴底
のような物品の製造にも応用できる。

これらの場合には物品の一部（例えばラケツトのフレー
ムまたは一体化靴底の底部分）が物品の残りの部分（例
えばラケツトの柄または一体化靴底のビール部分）ほど
に高度には発泡されておらず、その残りの部分は表皮で
包囲された発泡芯からなる積層構造となる。そのような
物品は、発泡すべき物品の部分に対応する型の部位へ適
宜な形状の後退可能要素を配置し、そして発泡性樹脂材
料の射出後にその後退可能要素を後退させて、その後退
により生ずる空間へ向けて発泡性材料を発泡させること
により製造できる。本発明方法における後退可能要素の
後退の際の発泡は、溶融材料の粘弾性により局部的に生
じ、後退可能要素の退去した空隙部において主に生じて
、その際他の部分での発泡は溶融材料の粘弾性によりほ
とんど阻止される。

後退可能要素は、二つの対向する型部材の対向壁面の部
分要素をなすか、または対向壁面を貫通して型キャビテ
ィ中へ突出している要素であり、そして型が閉じられて
いるときに型の他のいずれの型の部分も移動させること
なく後退できるものである。例えば、後退可能要素の移
動は、成形サイクル中に型が満たされたときに作動する
カムまたは楔体の動きによつて行なわせることができる
。その作動機構は、成形サイクルの最後に後退可能要素
を元の位置に復帰させるのにも使用できる。所望ならば
、そのような復帰作動は、成形品を型から突き出す手段
としても使用できる。本発明による成形品は、射出成形
用のいずれの高分子樹脂材料からも製造できるが、本発
明では熱可塑性樹脂材料を用いるのが好ましい。適当な
熱可塑性樹脂材料の例としては、ポリエチレン、ポリプ
ロピレン、ポリブテンおよびポリー４−メチルペンテン
ー１のようなα−オレフィン類の重合体ならびにそのよ
うなα−オレフィン類の共重合体；随意に可塑剤を含む
塩化ビニルの重合体および共重合体；スチレンの重合体
および共重合体；メチルメタクリレートの重合体および
共重合体：ポリエチレンテレフタレートのような線状ポ
リエステル類；または加硫性エラストマー類がある。こ
れらのうちから使用すべき樹脂の選択は、成形物品の用
途に応じて行なわれ、例えば強靭なパネル（例えば自動
車の車体の一部）を製造しようとするならば、強靭な外
表皮が必要とされ、ポリプロピレンが適当な樹脂である
。しかし、可撓性成形品（例えば自動車の内装物）が要
求される場合には、非発泡性の熱可塑性樹脂としては、
可塑化塩化ビニル重合体が卓越した適性を示す。二段射
出法によつて成形品を製造する本発明の好ましい方法に
おいては、型キャビティ中への非発泡性熱可塑性樹脂の
射出によつて、表面層中に発泡剤が存在することに起因
するボイド形成傾向を克服できることが判明した。さら
には発泡剤の分解に起因する成形品内部におけるガス圧
の存在は、成形品が型内で冷却されるときの成形品の収
縮傾向と拮抗するので、固体成形品の製造の際に（殊に
成形品の厚い部分において）しばしば発生する表面欠陥
の問題が克服される。加うるに、発泡性材料と非発泡性
材料が別異の供給部から取り・入れる場合には、本発明
の方法は、成形品の表面仕上げを改善する顔料、充填剤
またはその他の添加剤を成形品に含ませようとするなら
ば、そのような改善剤を非発泡性樹脂材料にのみ含ませ
ればよいという追加の利点も有する。例えば水分または
光に対する成形品の抵抗を改善する添加剤（例えば紫外
線安定剤）は、非発泡性樹脂材料にのみ含ませれば足り
る。このことは、これらの添加剤または添加剤含有組成
物の相対的に少量を使用すればよく、またこれらの添加
剤の多くは高価であるので、可成りの経済的節約をもた
らす。成形物品の剛性を改善するために配合しうる充填
剤の例としては、ガラス繊維、石綿繊維、ガラス板およ
び雲母板があり、これらは熱可塑性樹脂との接着性を改
善するために随意に樹脂で被覆されたものでもよい。所
望ならば、発泡性材料組成物および非発泡性材料組成物
に別異の添加剤を含ませることができる。成形品の表面
の接着性を改善するためには、エッチングされうる添加
剤を非発性材料組成物中に配合することができ、例えば
二酸化チタンを配合し、後で、これをクロム酸でエッチ
ングすることができる。本発明では、二つの対向部材か
らなり拡大可能なキャビティを有する型を用いて、型内
の後退可能要素を後退させてリブ付き構造または選択さ
れた芯構造を形成すると同時に局部発泡を生じさせた後
に、型キャビティの予め定めた量の拡大によつて成形品
全体を膨張させる。

型キャビティの拡大は、型の対向部材同志を押付けて保
持している圧力を瞬間的に解放し、発泡剤の作用により
発生されるガス圧で型を押し拡げさせることによつて行
われ、かくして発泡性樹脂組成物は、拡大後の型キャビ
ティを充満するように膨張できる。別法として、型の対
向部材同志を押圧保持している圧力を徐々に減じて、型
キャビティの拡大を制御下．に行うこともできる。型キ
ャビティの拡大は発泡剤から発生するガスの圧力のみで
行うことができ、あるいは外力を適用して型キャビティ
の拡大を助けることもできる。本発明の方法によれば、
熱可塑性樹脂材料が完．全な射出圧の下で型を満たすよ
うに射出されて型形状に良好に従うので改善された表面
仕上げの成形品の製造が可能となる。

発泡剤から発生するガスによる圧力は射出材料を型の壁
面に圧するので、型を拡大して発泡を生じさせるときに
型形状・が正確に成形品に賦与される。本発明方法は、
柔軟クッションの座席バッドまたは椅子肘掛のような可
撓性成形品の製造に使用することができ、その場合に一
体的に成形された柔軟なリブは追加のクッション効果を
与える。

本発明方法は一つの成形品の選択された部分を他の部分
よりも高度に発泡させ、成形品の部分を選択的に厚くす
るのにも使用できる。これは特に乗物の内装パネルの製
造に有利であり、この場合本発明のこの技術により選択
的に発泡されるべぎ成形品は選択された輪部形状に合致
させられる。型の中の発泡性熱可塑性材料の温度は、発
泡を生じさせるガスを発生させるような温度でなけれ・
ばならない。発泡性樹脂材料は、通常は発泡が生ずるよ
うな温度ではあるが、型が発泡性樹脂材料で満たされて
次の操作に付されるまでは発泡が阻止されるような圧力
下に、型の中に射出される。このような射出は、標準的
な射出成形条件を用いることにより達成できることが判
明した。熱可塑性樹脂材料を発泡させるのに使用できる
発泡剤は、加熱すると分解して発泡に有効なガスを生ず
る固体または液体であるか、加熱または圧力低下によつ
て気化して発泡を生じさせる液体であるか、あるいは気
体であつてよい。

加熱すると気化する発泡剤液体は、熱可塑性樹脂材料に
対し不活性であり、まｌこ熱可塑性樹脂材料によつて吸
収される有機液体であるのが好ましい。分解型の発泡剤
から生ずるガスは熱可塑性樹脂に対して不活性であるの
が好ましい。発泡性材料が型に射出される温度は、発泡
剤の種類によつて決定される。例えば、発泡剤が、加熱
されるとガスを発生する固体であるならば、射出ノズル
から出るときの熱可塑性樹脂の温度は、そのガス発生温
度以上であるべきである。しかし、発泡剤が、加熱され
ると気化する液体であるならば、ガスが発生される条件
は、熱可塑性樹脂の温度とそれに加えられる圧力との両
者により左右されるが、この場合に射出ノズルから出る
ときの樹脂の温度は、型キャビティに与えられている圧
力を（局部的に、そして全体的に）解放してキャビティ
を（局部的にそして全体的に）拡大させたときに気泡が
形成されるような充分に高い温度であるべきである。熱
可塑性樹脂をこの温度にするには、熱可塑性樹脂が射出
成形機のバレルに沿つて通過しているときにそれを所要
温度に加熱すること（ただし、バレルの内部圧力は発泡
を阻止するに充分に高い圧力とする）、またはバレル内
の温度を発泡剤の活性化温度よりも低くして、材料がノ
ズルから射出されるときに材料を強力加熱して活性化温
度にまで上昇させること、がなされる。この第２の方法
は好ましい方法である。適当な液体発泡剤の例としては
、ペンタンのような炭化水素およびハロゲン化もしくは
ポリハロゲン化炭化水素があり；適当な固体発泡剤の例
としては、窒素放出発泡剤（例：アゾ化合物およびヒド
ラゾ化合物）および二酸化炭素放出発泡剤（例：炭酸塩
、重炭酸塩）がある。発泡剤として使用できる気体の例
としては、窒素および二酸化炭素がある。若干の場合に
は発泡性材料中に核化剤を含ませて発泡形成サイトを生
じさせる必要があることもある。以下添付図により本発
明を説明する。

第１図には、型の上部および側壁部をなす型部材１；こ
れに摺動自在に係合し、かつ壁面３に連の等間隔の溝２
を有するピストン状型部材１″によりキャビティを規定
されているリブ付きパネル成形用の型が示されている。

溝２には後退可能な要素４が滑動自在に装着され、型に
対し前進後退するバー５に固定されている。第１図にお
いて型は表皮形用の非発泡性の第一段射出装入物６、お
よび引き続き装入物６の内側に射出した発泡性樹脂材料
７によつて、発泡することなく、充満されている。この
とき装入物６および７の量は型を満たすに充分な量でな
ければならない。第２図において、後退可能要素４は溝
２内を目的とするリブの高さに相当する距離後退し、そ
して発泡性樹脂材料７は、要素４の後退によつて生じた
溝空隙中へ膨張して入り込み局部的に発泡している。

かくして非発泡表皮６に包囲された材料７の局部的発泡
によりできた発泡芯８からなるリブが成形されている。
発泡性材料７は、このように作られたリブ内において残
部よりも高度に発泡していた。しかし残部もある程度は
発泡し、リブと残部との接続部付近の領域では高発泡度
から低発泡度への勾配が認められる。次いでピストン状
部材１″および後退可能要素４を一体的に部材１から引
き離し（但し係合状態は保持したまま）、キャビティ全
体を拡大して成形品全体にわたつて発泡を生じさせる（
第３図）。

このようにして成形された物品は、樹脂の固化後キャビ
ティから取出す。

【図面の簡単な説明】

第１図は、成形サイクルの初期段階におけるリブ付きパ
ネル成形用型の概略断面図であり、発泡性樹脂材料は未
だ全く発泡してない。 第２図は、″成形サイクルの後退可能要素の後退後の局
部的発泡がなされた段階における第１図の型の断面図。
第３図は成形サイクルの型部材の引離し後の型の断面図
。１，１″：対向する型部材、４：後退可能な要素、６
：表皮形成用の非発泡性樹脂、７：発泡性樹脂。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １（ｉ）発泡剤を含有する発泡性樹脂を、少なくとも一
   方の型部材に少なくとも１個の後退可能要素が摺動可能
   に設けられかつ型キャビティを拡大できるように相互に
   摺動して離れることのできる二つの対向する型部材で規
   定されている型キャビティ中へ、通常は発泡剤がガスを
   発生して発泡を生じさせる温度であるが発泡性樹脂が発
   泡することなく型キャビティを満たしかつ次の工程（ｉ
   ｉ）で後退可能要素が後退させられたときにその要素の
   退去部分において発泡性樹脂が発泡できる値にまで局部
   的に低下されうる圧力で射出し、（ｉｉ）後退可能要素
   を後退させて型キャビティを局部的に拡大して発泡性樹
   脂を局部的に発泡させ、次いで（ｉｉｉ）後退可能要素
   をそれが設けられている型部材における後退位置に保持
   したまま両型部材を相互に引き離し、かくして拡大され
   た型キャビティ内全体にわたつて発泡性樹脂を発泡させ
   る、各工程からなる高度に発泡した部分と低度に発泡し
   た部分とを有する発泡成形品の製法。 ２（ｉ）少なくとも一方の型部材に少なくとも１個の後
   退可能要素が摺動可能に設けられかつ型キャビティを拡
   大できるように相互に摺動して離れることのできる二つ
   の対向する型部材で規定されている型キャビティ中へ、
   表皮を形成するための非発泡性樹脂を表皮形成に必要な
   量だけ射出し、（ｉｉ）次いで発泡剤を含有する発泡性
   樹脂を、上記表皮形成用非発泡性樹脂の内側に、通常は
   発泡剤がガスを発生して発泡を生じさせる温度であるが
   発泡性樹脂が発泡することなく型キャビティを満たしか
   つ次の工程（ｉｉｉ）で後退可能要素が後退させられた
   ときにその要素の退去部分において発泡性樹脂が発泡で
   きる値にまで局部的に低下されうる圧力で、射出し、（
   ｉｉｉ）後退可能要素を後退させて型キャビティを局部
   的に拡大して発泡性樹脂を局部的に発泡させ、（ｉｖ）
   後退可能要素をそれが設けられている型部材における後
   退位置に保持したまま両型部材を相互に引き離し、かく
   して拡大された型キャビティ内全体にわたつて発泡性樹
   脂を発泡させる、各工程からなる高度に発泡した部分と
   低度に発泡した部分とを有する表皮付き発泡成形品の製
   法。