JPS6118934B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は新規な発泡樹脂成形物の製造方法に関
する。 従来、スチレン系樹脂の型物発泡技術として雌
雄一組の金型を用いる成形法がよく研究されてお
りしかもその原料樹脂粒子に関しては、従来より
発泡性スチレン系樹脂は、スチレン系樹脂粒子
100重量部に対し、ブタン、ペンタン等の揮発性
有機発泡剤１〜10重量部を含有する発泡性ポリス
チレン系樹脂粒子を基礎的組成物とし、(イ)後述す
る予備発泡工程に於て前記樹脂粒子が数個ないし
数十個固まり、プロツキング化する現象を防止す
るため、前記樹脂粒子表面にアンチブロツキング
剤として脂肪酸の金属塩を0.01〜0.3重量部又は
多価アルコールの脂肪酸エステル0.01〜0.3重量
部をコーテイングしたり或いは又／及び(ロ)後述す
る冷却工程の時間を短縮させることを目的として
カルボン酸アミド0.01〜0.3重量部又はグリセリ
ン・ヘキサントリオール、ソルビトールのポリエ
チレン縮合物又はパラフイン或いは又脂肪酸のト
リグリセライド0.005〜0.3重量部を含有させたり
等の種々の薬剤により改質された発泡性スチレン
系樹脂粒子が供給されている。 而して、前記発泡性スチレン系樹脂粒子は蒸気
等の熱触媒により予備発泡させたのち熟成せし
め、所謂予備発泡工程の後に雌雄一組の金型のキ
ヤビテイ中に充填した上蒸気をキヤビテイ中に供
給して初期の製品形状に賦形し、次に金型を水冷
する冷却工程を終了してから製品を離型する成形
方法が採用されている。 しかして、従来の発泡樹脂成形物の製造に供す
る発泡性樹脂粒子は特に被覆用の添加剤を用いな
いか、或いは添加剤およびその添加量か、出来得
る限り予備発泡粒子の表面が滑らかに維持され、
予備発泡工程に於てはブロツキングの発生が過度
にならない範囲、また成形工程に於ては融着を阻
害せず製品の含水率が過度にならない範囲が意図
的に選択され制限されたものである。第３図は、
従来の予備発泡粒子で、特に被覆用の添加剤を用
いないときのその表面の電子顕微鏡写真を示す。 然し乍ら、かかる成形方法では、金型は雌雄一
組のみを以つて行うため、加熱と冷却の繰返作業
に多量の蒸気と水とを必要とし熱エネルギーの損
失が大となるのみならず、一回の製品を成形する
ために必要な時間即ち成形サイクルタイムも長く
ならざるを得ないという欠点を有している。 上述の欠点を改善する方法として例えば特公昭
45−15142号とか特公昭47−14514号のように「加
熱と第一次賦形用の第一の金型」と「最終賦形と
冷却用の第二の金型」とを夫々別個の独立した二
組の金型を用いて実施する方法が知られるが、実
用上問題があり直ちに応用することはできない。 即ち、スチレン系の発泡合成樹脂製品を製造す
る方法として先ず、第一の金型を用いて予備発泡
ビーズを充填させて加熱融着させ、略々最終製品
に近い形状に賦形した軟化温度以上の「半製品」
を、別個の冷却用の第二の金型へ移送して製品の
所望形状に賦形させ乍ら冷却して最終発泡製品を
得る過程に於いて前記「半製品」を軟化温度以上
で第一の金型を型開きして第二の金型へ移動する
際に変形して形崩れを起し、その結果として第二
の金型で最終賦形して製品を得る際に流動性の残
存する発泡樹脂がフランジ部へはみ出して元に戻
らずに多量のバリが生成する問題があつた。従つ
て、かかる別個二組の金型を用いて熱エネルギー
の損失及び成形サイクルタイムを改善できるとい
う成形方法も、工業上製品の品質の安定性、生産
性の面から見て実用化が妨げられる欠陥がある。 本発明は叙上の点に着目してなされたもので、
加熱発泡軟化状態の「半製品」を金型より型開き
し、次段の冷却成形金型に移して金型を型締めし
ても「半製品」の流動性が残存する発泡樹脂分が
金型のフランジ部へ溢出して元にもどらず所謂バ
リ等の発生を伴う事のない発泡性ビーズを開発す
ることによつて、二組の金型を用いる成形方法の
実用上の応用を可能にし、エネルギーの損失が少
く、しかも成形サイクルタイムが短縮できるよう
にした新規な発泡樹脂成形物の製造方法を提供す
るにある。 即ち、本発明はスチレン系樹脂粒子100重量部
に対しブタン、ペンタン等の揮発性の有機系発泡
剤の一種又は二種以上の混合物１〜10重量部を含
有する発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を基礎的組
成物とし、之れに対し予備発泡粒子表面皮膜の侵
蝕剤を0.3〜１重量部より好ましくは0.32〜0.6重
量部を予備発泡工程終了迄に表面コーテイングし
て得られる予備発泡粒子を用い之れを加熱金型内
で加熱発泡成形し、軟化温度以上の温度で型を開
いて半製品を冷却金型に移して賦形冷却して最終
発泡樹脂成形物を得られるようにした製造方法を
得ることに存する。 即ち、従来予備発泡粒子皮膜侵蝕剤の使用は、
製品の表面状態の阻害或いは含水率の増加が生じ
ない範囲で使用されていたのに対し、本発明は、
この常識を離れて発泡体に小孔が発生する程度に
極めて多量に使用することによつて、半製品の移
行を可能とし、バリの発生を防止するものであ
る。 本発明の製造方法に供するスチレン系樹脂への
添加物および添加量は従来の第３図に対し第４図
及び第５図に示す如く意図的にその予備発泡粒子
表面の皮膜を侵蝕する物質について小孔が発生す
る程度の添加量を選択し制限したものであり、全
く異なつた作用効果を発揮できるものである。 更に附言すれば本発明は、特定された揮発性の
有機系発泡剤の前記所定量の存在下に於いて、予
備発泡粒子皮膜の侵蝕剤を用い、その含有量とし
て従来同一金型により型開きを行うことなく、加
熱、冷却を行う成形加工で確立されてきた一般的
常識的な範囲とは異る高い領域を選択することに
より、加熱金型で予備成形後の軟化温度以上で半
流動状態のスチレン系発泡樹脂からなる一次賦形
された半製品を冷却金型に移して型締めして冷却
成形するという前述の特殊な成形方法も行つても
該半製品が形崩れするという虞れなく、しかもバ
リが生成せず更に成形サイクルタイムをも満足で
きる程度に短縮できるという目的を達成できたも
のである。 次に、本発明の実施例の説明に先立ち、以下に
本発明を実施するための装置について第１図及び
第２図を説明する。 １は装置本体Ｐに設けた固定ダイプレート、２
は該固定ダイプレート１と離開した位置に設けた
同様の固定ダイプレートを示し、両プレート１，
２間にはタイロツド３が装架させてある。４は固
定ダイプレート１の一方個処に断熱板５を介して
装着される熱板、６は該熱板４上に固定される加
熱用金型a₁の雄型、７は該加熱用金型a₁の雌型で
熱板８及び断熱板９を介してスライド移動ダイプ
レート１０に固着してあり、該スライド移動ダイ
プレート１０はタイロツド３に沿つて前記固定ダ
イプレート１と接触移動可能になつている。１１
は前記スライド移動ダイプレート１０を移動する
ための油圧ピストン−シリンダー機構で、固定ダ
イプレート２に基端が固定され、他端はスライド
レール１２と固着される移動ダイプレート１３と
接続してあり、前記雌型７を有するスライド移動
ダイプレート１０は該スライドレール１２に沿つ
て固定ダイプレート１と平行した横方向に移動で
きるようになつている。 １４は固定ダイプレート１の他方個処に固着さ
れる冷却用金型a₂の雄型、１５は該金型a₂の雌型
で、固定プレート２に挿通固定した油圧ピストン
−シリンダー機構１６と固定される移動プレート
１７の枠体１８上に固着してあり、前記雄型１４
と接離移動可能になつている。１９は枠体１８内
に臨ませ且つ冷却用金型a₂の雌型１５内に突出さ
せた離型ピン、２０は該離型ピン１９をそのバネ
２１に抗して押出できる離型板で、移動プレート
１７に設けたエアシリンダー又は油圧ピストン−
シリンダー機構２２によつて作動するようにして
ある。 尚、２３は予備加熱して予備発泡した粒子を加
熱用金型a₁に送給するための充填ガン、２４は熱
板４，８を介して雄型６及び雌型７の加熱室２５
に通ずる蒸気等の熱媒体の配管を示す。 茲に於て、かかる構成を備えた装置の作用を詳
述する。先ず、前述又は後述の組成より成るスチ
レン系発泡性樹脂を用い、予備発泡及び熱成工程
を完了した発泡ポリスチレン系樹脂予備発泡粒子
を充填ガン２３より加熱用金型a₁のキヤビテイ内
に打ち込み充填する。 次いで、配管２４を用い蒸気等の熱媒体を供給
し充填された予備発泡粒子を軟化温度以上に加熱
し、予備発泡粒子を再膨脹させ、その膨脹力によ
り、該粒子を融着させ半製品を成形する。 斯様な加熱工程完了後、油圧ピストン−シリン
ダー機構１１を働かせて加熱用金型a₁を型開きす
る時は、半製品は雌型７に嵌合した状態で雌型７
と一緒に移動する。従つて、そのまま雌型７は、
スライドレール１２上を移動して隣合う冷却用金
型a₂の雄型１４と対向する位置で停止し、再び前
記油圧ピストン−シリンダー機構１１を働かせる
ことにより雌型７は雄型１４と嵌合し半製品は雄
型１４に転移する事になるため雌型７は後退しス
ライドレール１２上を帰動して再び最初の位置ま
で戻るものである。 次いで、冷却用金型a₂の雌型１５は油圧ピスト
ン−シリンダー機構１６により半製品を保持する
雄型１４と嵌合し、所謂型締が行われ半流動状態
で軟化温度以上の半製品は急速に冷却され、賦形
された最終発泡成形物は冷却用金型a₂の型開きに
よつて得ることができるものである。即ち雌型１
５が油圧ピストン−シリンダー機構１６によつて
後退されると最終発泡成形物は雌型１５と共に移
動し、雌型１５内にとどまつており、他の油圧ピ
ストン−シリンダー機構２２の働きにより離型ピ
ン１９を押圧することにより最終発泡成形物を取
り出すことができるものである。 次に、本発明が用いることができる原材料の詳
細について以下に詳記する。 先ず、スチレン系樹脂としては、ポリスチレン
樹脂、ポリメチルスチレン樹脂、スチレンとイソ
プレン、又はアクリロニトリル或いはブタジエ
ン、或いは又塩化ビニル等との共重合体樹脂、ポ
リエチレンに対するスチレンの懸濁グラフト重合
等による改質ポリスチレン樹脂等が好ましい。 又、予備発泡粒子表面皮膜の侵蝕剤としては、
カルボン酸アミド、又はグリセリン、ヘキサント
リオール、ソルビトールのポリエチレン縮合物、
あるいはパラフイン、脂肪酸のグリセライド等が
用いられる。 脂肪酸のグリセライドとしては、先ず多価アル
コールにグリセリン、ソルビツト、マンニツト等
があり、特にグリセリンが良く、又高級脂肪酸と
してはステアリン酸、パルミチン酸、オレイン
酸、リノール酸、カプリン酸等の炭素数12〜30の
高級脂肪酸が該当し、そのエステルはステアリン
酸グリセライド、ラウリン酸グリセライド、パル
ミチン酸グリセライド、ソルビタンオレエート等
が考慮されるが、モノグリセライドが好ましい。
具体的には、特にステアリン酸モノグリセライド
が好ましい。 侵蝕剤の被覆は、予備発泡前のスチレン系樹脂
粒子に侵蝕剤を添加して分子に混合することによ
つて行なうことができ、また、予備発泡工程中あ
るいは予備発泡工程最終部に於て霧状の侵蝕剤を
加熱用スチーム或いは搬送用空気にのせて予備発
泡粒子と接触せしめることによつて行なうことが
できる。 しかして、侵蝕剤の配合割合が0.3重量部未満
であると予備加熱型を開放して半製品を冷却金型
へ移す際の形崩れ防止、発泡剤の逸散促進が不十
分であると共にバリの生成があると共に又その配
合割合が1.0重量部超過するとバリ生成防止、発
泡剤等の発泡粒子（セル）中のガスの逸散による
冷却時間の短縮の効果は最早飽和状態に達するの
みならず、スチレン系樹脂粒子同志の融着はむし
ろ低下する結果となり、結局の処配合比率は0.3
重量部乃至１重量部の範囲が必要である。 尚、パラフイン油を上記重量部の範囲即ち0.3
重量部乃至１重量部内に於て用いていることによ
りバリ生成防止、冷却時間短縮の効果並びに予備
発泡工程に於てスチレン系樹脂粒子同志間の融着
を防止できる効果を有するが該高級脂肪酸エステ
ルの使用を前提とするのが一層好ましい効果が得
られる。なお、スチレン系樹脂粒子に対し可塑剤
としてエチルベンゼン、キシレン、シクロヘキサ
ン等を併用することもできる。 以下に、本発明に係る実施例を記述し、且つ、
従来方法と対比し本発明の効果を説明する。 実施例 １ ポリスチレン樹脂100重量部、発泡剤としてブ
タン1.2重量部、ペンタン4.8重量部から成る発泡
性ポリスチレン粒子の表面をブロツキング防止剤
としてステアリン酸亜鉛0.1重量部でコーテイン
グした発泡性ポリスチレン粒子に更に予備発泡材
の前のスクリユーフイーダー内でパルミチン酸ト
リグリセライド0.35重量部で表面コーテイングを
施した発泡性ポリスチレン粒子(A)を先ず得る。 次いで、該粒子(A)を予備発泡させ見掛け比重
20g／位に達してから、24時間熟成後前述した
装置により成形操作を行い茲に最終発泡成形物を
得る。 なお、加熱用金型には1.2Kg／cm²Ｇの蒸気を供
給し、加熱時の最高温度は117℃であつた。 その物性結果等は別紙第１表の通りの満足すべ
きものであつた。 比較例 １ 実施例１の配合割合に於てパルミチン酸トリグ
リセライドを配合する前の状態の発泡性ポリスチ
レン粒子(B)を用い、同一の成形方法を行つたが、
明らかに成形品の仕上りはバリが多量に生成して
不良であつた。また成形サイクルも長く生産性が
劣ることが明らかであつた。 実施例 ２ 実施例１において予備発泡機の前のスクリユー
フイーダー内でのビーズの表面コーテイングをス
テアリン酸アミド0.5重量部にする以外は実施例
１と同様の操作を行つた。 結果を別紙１に示す。 実施例 ３ 実施例１において予備発泡機の前のスクリユー
フイーダー内でのビーズの表面コーテイングをス
テアリン酸モノグリセリド0.2重量部とステアリ
ン酸トリグリセリド0.2重量部とする以外は実施
例１と同様の操作を行つた。 結果を表１に示す。

【表】

【表】 【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る発泡樹脂成形物の製造法
を実施するための具体的な装置の一例を示す要部
の平面断面図、第２図は同上の金型の移動を示す
斜面説明図。第３図は従来の同一金型により加
熱、冷却する成形法に用いる予備発泡粒子の表面
を、第４図及び第５図は本発明に係る製造法に用
いる予備発泡粒子の表面をそれぞれ示す電子顕微
鏡写真である。 a₁……雄型６及び雌型７より成る加熱用金型、
a₂……雄型１４及び雌型１５より成る冷却用金
型、１２……スライドレール、１１，１６，２２
……油圧ピストン−シリンダー機構、２３……充
填ガン、２４……配管。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ スチレン系樹脂粒子100重量部に揮発性の発
   泡剤の一又は二種以上の混合物１〜10重量部を含
   有したスチレン系樹脂粒子を、予備発泡粒子皮膜
   の侵蝕剤0.3〜１重量部で被覆すると共に予備発
   泡し、次いで得られた予備発泡粒子を密閉下の加
   熱型で加熱により発泡成形し、軟化温度以上の温
   度で加熱型を開いて発泡体に発生した小孔から発
   泡ガスを逸散せしめると共に発泡体を冷却型に移
   して冷却型を閉じ冷却賦形して発泡樹脂成形物を
   得るようにした発泡樹脂成形物の製造方法。