JPS6127171B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、各種シート類、ボード類や電線被覆
等として広く用いられている熱可塑性樹脂発泡体
の製造方法およびその製造装置に関する。

従来、発泡成形、特に高発泡成形を行う場合に
は発泡剤を高部数必要とするため樹脂と発泡剤と
の混合不足が起こりやすく、そのため、均質微細
な独立気泡を有する発泡体の成形が困難となり、
しかも、樹脂と発泡剤との混合不足に起因して、
吐出口からガス状の発泡剤が突発的に漏出する等
の問題があり、安定した連続成形加工が極めて困
難であつた。

ところで、樹脂と発泡剤との混合を高めるもの
として、特開昭55―67420号や特開昭55―71534号
が知られている。しかし、これらは樹脂逆流手段
を有するスクリユにより樹脂を一旦逆流させて混
合を高めようとするものであり、混合が高められ
たとしても樹脂を逆流させたことに伴うバレル内
の樹脂滞留時間の増加や剪断力の増加により樹脂
の劣化を招き、ひいては成形品の物性や外観に悪
影響を及ぼすため採用することのでき難いもので
あつた。

本発明の目的は、樹脂を逆流させる等の手段を
用いることなく、たとえ高発泡成形の場合であつ
ても、均質微細な独立気泡を有する発泡成形品を
安定して連続成形することのできる熱可塑性樹脂
発泡体の製造方法および製造装置を提供するにあ
る。

本発明に係る方法は、スクリユ式押出機の溶融
樹脂供給部における樹脂溜部において樹脂のプラ
グ流れを形成し、このプラグ流れの押出方向側の
発泡剤注入部にて発泡剤を注入することによりプ
ラグ流れによつて発泡剤の逆流を防止し、これに
より発泡剤濃度を均一化し、ついで圧縮部におい
て圧縮しながら樹脂と発泡剤とを液―液混合する
ことにより発泡剤の混練溶解を促進して前記目的
を達成しようとするものである。

また、本発明に係る装置は、スクリユ式押出機
の溶融樹脂供給部内における押出方向側にスクリ
ユ軸にスクリユ翼を存在しない樹脂溜部を設け、
この樹脂溜部において樹脂のプラグ流れを形成
し、樹脂溜部の押出方向側であつてスクリユ軸に
スクリユ翼が形成された部分に発泡剤注入口を設
けて発泡剤を注入し、スクリユ翼の回転による押
出作用を受ける樹脂に発泡剤を注入するととも
に、この発泡剤の反押出方向側への逆流をプラグ
流れで防止し、発泡剤注入口に続けて昇圧部を設
け、発泡剤の気化を防止するため樹脂と発泡剤と
を圧縮しながら混合するよう構成することにより
前記目的を達成しようとするものである。

以下、本発明を図面をも参照して説明する。

第１図には、本発明に係る装置の一実施例が示
され、この図において、加熱機構を有するシリン
ダ状のバレル１内にはスクリユ軸２が配置され、
このスクリユ軸２は図中左端部に設けられた駆動
部３により回転されるよう構成されている。

スクリユ軸２の周面にはスクリユ翼４が設けら
れているが、溶融樹脂供給部Ａにおける押出方向
側の部分にはこのスクリユ翼４が存在しない樹脂
溜部Ｅが設けられている。そしてこの樹脂溜部Ｅ
の領域は溶融樹脂供給部Ａにおけるスクリユ翼４
の１ピツチの0.5ないし10倍前後で好ましくは１
乃至５倍程度であることが望ましい。スクリユ軸
２には樹脂溜部Ｅの前において大径部２Ａが形成
されている。溶融樹脂供給部Ａにおける前記樹脂
溜部Ｅおよび大径部２Ａにより図中左側の、バレ
ル１の周壁の図中上方部には樹脂供給口５が穿設
されており、この供給口５にはホツパ６が取付け
られており、ここより樹脂がペレツト等としてバ
レル１内に供給されるよう構成されている。

バレル１内に供給される樹脂は、ポリプロピレ
ン、ポリエチレン、エチレン―プロピレン共重合
体、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリカーボ
ネート、ABS樹脂等の発泡成形可能な熱可塑性
樹脂であるが、必要に応じて気泡調整剤、熱安定
剤、耐紫外線剤等の添加剤が加えられたものであ
つてもよい。

また、溶融樹脂供給部Ａにおける前記樹脂溜部
Ｅの押出方向側の端部であつて、且つ昇圧部Ｃの
前の発泡剤注入部Ｆに発泡剤注入口７が設けら
れ、ここより発泡剤が高圧ポンプ（図示せず）に
よりバレル１内に注入されるよう構成されてい
る。発泡剤注入口７と対応したスクリユ軸２の部
分には図示の通りスクリユ翼４が再び形成され
れ、圧縮部Ｂ、計量部Ｄまで続くスクリユ翼４が
発泡剤注入部Ｆから始まつている。

バレル１内に注入される発泡剤は、高圧下にて
溶融熱可塑性樹脂に可溶な、プロパン、メチルエ
ーテル、ブタン、塩化炭化水素類の気体、または
エーテル、石油エーテル、アセトン、ベンゼン等
の液体からなる揮発性発泡剤が用いられるが、更
に分解性発泡剤を併用したものであつてもよい。

発泡剤注入部Ｆに設けられるスクリユ軸２のス
クリユ翼４は１乃至数ピツチである。圧縮部Ｂに
はスクリユ軸２にテーパ部２Ｂを形成することに
よりスクリユ翼４の数ピツチにわたる昇圧部Ｃが
設けられており、スクリユ軸２にはテーパ部２Ｂ
に続いて圧縮部Ｂの終りまで大径部２Ｃが形成さ
れている。昇圧部Ｃにおいて樹脂圧力は発泡剤の
臨界圧力以上に急激に高められていき、発泡剤の
気化が防止されて発泡剤と樹脂との混合溶解が促
進されるよう構成されている。この際、圧縮部Ｂ
における樹脂温度は発泡剤の臨界温度以下である
ことが好ましい。また、圧縮部Ｂには必要に応じ
て、スクリユ溝の深さやピツチに種々の変更が施
されていてもよいし、ダルメージ形トーピード
（図示せず）が設けられていてもよい。

なお、図中符号８は吐出口を示している。

次に本実施例の作用について説明する。

樹脂供給口５からバレル１の内部に供給された
樹脂は加熱されて溶融樹脂となつた後、スクリユ
翼４の回転による押出作用で溶融樹脂供給部Ａの
樹脂溜部Ｅに達する。樹脂溜部Ｅにはスクリユ翼
４が設けられていないので、ここにおいて樹脂は
プラグ流れの状態で押出方向に移送される。この
際、樹脂溜部Ｅの前のスクリユ軸２には大径部２
Ａが形成されて樹脂圧力が高められるようになつ
ているため、樹脂溜部Ｅから樹脂が反押出方向側
に戻ることはなく、樹脂溜部Ｅの樹脂はこの樹脂
圧力と大径部２Ａのスクリユ翼４による押出作用
とで圧縮されて高圧のプラグ流れになる。

プラグ流れの状態で移送された樹脂には、溶融
樹脂供給部Ａの押出方向先側の端部の発泡剤注入
部Ｆにおいて発泡剤注入口７より発泡剤が注入さ
れるが、この発泡剤注入部Ｆにはスクリユ翼４が
設けられ、回転するスクリユ翼４のために樹脂が
混練、流するため発泡剤注入口から注入された発
泡剤は樹脂内に容易に混入する。一方、樹脂溜部
Ｅでは隙間のないプラグ流れが形成されているた
め、発泡剤が樹脂内を逆流することがない。また
発泡剤注入口７の位置を特定することにより、樹
脂溜部Ｅの圧力は特に限定されないが、その圧力
が発泡剤の注入圧力と同等またはそれ以上であつ
ても発泡剤の注入が可能となるためより発泡剤の
逆流を防止できる効果がある。したがつて溶融樹
脂の流れに対して一定量の発泡剤が順次供給され
ていくこととなる。なお、発泡剤の種類（特に臨
界圧力の低いもの）によつては発泡剤注入部Ｆの
樹脂圧力を発泡剤の臨界圧力以上にして発泡剤を
注入することもできる。

溶融樹脂の流れに対して常に一定量の発泡剤が
注入されて一定濃度の発泡剤を有することとなつ
た樹脂は、ついで昇圧部Ｃにおいて発泡剤の臨界
圧力以上に急激に昇圧され、発泡剤の気化が防止
されるとともに、溶融樹脂と発泡剤との混練が促
進され、発泡剤は樹脂中に極めて微細かつ均一に
混合溶解される。

このようにして発泡剤が微細かつ均一に混合溶
融された樹脂は、昇圧部Ｃの押出方向側における
圧縮部Ｂにおいてさらに混練され且つ押出圧が蓄
積された後、計量部Ｄに移送され、ここにおいて
も混練が促進されるとともに吐出口８より定速押
出される。

このような本実施例によれば次のような効果が
ある。

樹脂溜部Ｅにおいてプラグ流れの状態となつた
溶融樹脂により発泡剤は溶融樹脂中を逆流するこ
とがないため、溶融樹脂の流れに対して常に一定
量の発泡剤の供給がなされることとなる。しかも
つづく圧縮部Ｂにおいて発泡剤は気化することな
く発泡剤と樹脂との液―液混合が十分に行われて
いくこととなるので、溶融樹脂に対する発泡剤の
均一分散が可能となり、発泡倍率を極めて高くす
ることができ、また、均質微細な独立気泡を有し
密度の均一な発泡成形品が得られるという効果が
ある。

しかも、発泡剤が溶融樹脂中に極めて均一に溶
解混合されることができるため、発泡剤を高部数
必要とする高発泡成形にあつても、吐出口８から
気体状の発泡剤が突発的に漏出することがなくな
つた。したがつて、発泡剤の損失量が著しく減少
されるばかりでなく、高発泡成形の場合であつて
も均質微細な独立気泡を有する発泡成形品を安定
して連続成形することが可能となつた。また、そ
のため従来にない高発泡成形品を提供することが
できるようになつた。

さらに、本実施例によれば、逆フライト部やダ
ルメージ形トーピード等の高圧帯を特に設けなく
とも、樹脂溜部Ｅにおいて樹脂圧力が高圧にな
る。したがつて、複雑なスクリユ加工等を施して
逆フライト部やダルメージ形トーピード等の高圧
帯を特に設けていた従来の場合に比し、スクリユ
加工が大幅に容易化してコストも軽減されるとい
う効果がある。

また、圧縮部Ｂには昇圧部Ｃが設けられてお
り、この昇圧部Ｃにおいて発泡剤注入後の樹脂は
直ちに昇圧されるため、注入された発泡剤の気化
が確実に防止され、溶融樹脂と発泡剤との液―液
混合が十分になされていくという効果がある。

なお、上述の実施例においては、ホツパ６によ
り樹脂がペレツト等としてバレル１内に供給され
るものとしたが、第２図に示される他の実施例の
ように、第１押出機１６を溶融樹脂供給部Ａに接
続し、バレル１内に溶融樹脂が供給されるよう構
成されていてもよい。第２図に示される実施例に
おいては、樹脂溜部Ｅは供給口５より押出方向側
に溶融樹脂供給部Ａにおけるスクリユ翼４の１な
いし５ピツチにわたる部分に設けられており、ま
た第１押出機１６のスクリユ軸１２には前記スク
リユ軸２の大径部２Ａに相当する大径部１２Ａが
設けられている。

さらに、上述の実施例においては急激な昇圧部
Ｃが設けられているものとしたが、他の例として
はスクリユ軸２の形状が溶融樹脂供給部Ａから計
量部Ｄに至るにしたがつてほぼ同一の割合で緩や
かに径が大きくなるテーパ状のものであつてもよ
い。

上述のように本発明によれば、高発泡成形の場
合であつても均質微細な独立気泡を有する発泡成
形品を安定して連続成形することのできる熱可塑
性樹脂発泡体の製造方法および製造装置を提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る熱可塑性樹脂発泡体の製
造装置の一実施例を示す断面図、第２図は前記以
外の実施例を示す断面図である。 １…バレル、２…スクリユ軸、４…スクリユ
翼、５…樹脂供給口、７…発泡剤注入口、８…吐
出口、Ａ…溶融樹脂供給部、Ｂ…圧縮部、Ｃ…昇
圧部、Ｄ…計量部、Ｅ…樹脂溜部、Ｆ…発泡剤注
入部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ スクリユ式押出成形機の溶融樹脂供給部の押
   出方向側の樹脂溜部において樹脂のプラグ流れを
   形成し、このプラグ流れの押出方向側の発泡剤注
   入部にて発泡剤を注入し、ついで圧縮部において
   樹脂と発泡剤とを圧縮しながら液―液混合した後
   押出すことを特徴とする熱可塑性樹脂発泡体の製
   造方法。 ２ スクリユ式押出成形機において、溶融樹脂供
   給部内における押出方向側にはスクリユ軸にスク
   リユ翼が存在しない樹脂溜部が設けられ、樹脂の
   プラグ流れが形成されるこの樹脂溜部の押出方向
   側であつてスクリユ軸にスクリユ翼が形成された
   部分に発泡剤注入口が設けられ、ついで昇圧部を
   有していることを特徴とする熱可塑性樹脂発泡体
   の製造装置。