JPS6216166B2 - - Google Patents

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JPS6216166B2
JPS6216166B2 JP55016089A JP1608980A JPS6216166B2 JP S6216166 B2 JPS6216166 B2 JP S6216166B2 JP 55016089 A JP55016089 A JP 55016089A JP 1608980 A JP1608980 A JP 1608980A JP S6216166 B2 JPS6216166 B2 JP S6216166B2
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JP
Japan
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mold
pressure
mold cavity
gas
cavity
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Application number
JP55016089A
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English (en)
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JPS5617232A (en
Inventor
Orabishi Oragoke
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Union Carbide Corp
Original Assignee
Union Carbide Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Union Carbide Corp filed Critical Union Carbide Corp
Publication of JPS5617232A publication Critical patent/JPS5617232A/ja
Publication of JPS6216166B2 publication Critical patent/JPS6216166B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C44/00Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles
    • B29C44/34Auxiliary operations
    • B29C44/36Feeding the material to be shaped
    • B29C44/38Feeding the material to be shaped into a closed space, i.e. to make articles of definite length
    • B29C44/42Feeding the material to be shaped into a closed space, i.e. to make articles of definite length using pressure difference, e.g. by injection or by vacuum
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S264/00Plastic and nonmetallic article shaping or treating: processes
    • Y10S264/83Injection molding of polyolefin-type foam

Landscapes

  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Molding Of Porous Articles (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は、常温金型内での成形を可能にし、物
品成形用金型の内表面の所定の部分を再現可能に
かつ、忠実に模写した外表面を有する稠密な、比
較的気泡のない一体的スキン(表皮層または外
殻)と、極めて均一な気泡構造を有するフオーム
コア(発泡した心部)とから成る構造用フオーム
物品を製造する新規な構造用フオーム(SF)成
形法に関する。 今日商業的に知られている構造用フオーム成形
法は、1960年代の初期にリチード・G・アンジエ
ル・ジユニアによつて最初に発明され、米国特許
第3268636号および第3436446号に開示されたもの
であるが、構造用フオームの大きな欠点、即ち、
表面の欠陥は、当時からすでに認識されていた。
そのような表面の欠陥は、総括的に「渦巻」模様
と称されており、ふくれ、ピンホール、あばたき
ずおよび縞等を含む場合もあり、含まない場合も
ある。従来、これらの気泡によつて生じる瑕疵の
ために、金型の内表面を忠実に模写した表面を有
する構造用フオーム物品を製造することができな
かつた。 その後、リチヤード・G・アンジエル・ジユニ
アと彼の共同研究者は、金型の表面を再現可能
に、かつ、忠実に模写した表面を有する構造用フ
オーム物品の成形を可能にする構造用フオームの
技術を開発した。その成形方法は米国特許第
3988403号に記載されている。それに使用される
技術は相当に創作的なものであるが、2,3の経
済上の欠点を有している。即ち、サイクル時間が
少くとも50%ほども長く、成形された物品の気泡
構造が通常の粗面構造用フオームの気泡構造に比
べて劣つており、金型表面のより忠実な模写を可
能にするために金型を周期的に加熱し冷却しなけ
ればならないので金型の製造コストが約25%高く
なる。更に、この方法はエネルギー集約型であ
る。 サイクル時間の短縮、エネルギーの節約、金型
コストの削減、および模写すべき表面を有する金
型の有効寿命の延長によつて得られる経済的利得
を考慮した場合、米国特許第3988403号に開示さ
れた成形法に随伴する問題点を回避する成形方法
を提供することが望ましい。 米国特許第3268636号に開示されている型式の
従来の構造用フオーム成形操作においては、押出
機を相当高い正圧のもとで作動させ、金型を大気
圧に維持する。そのため、溶融発泡性プラスチツ
クは、高圧部から大気圧部分へ移行すると自発的
に発泡し、その結果生じた気泡(フオーム)が前
進して金型を充填する。従つて、材料の状態
(相)、その温度、圧力、流動学的特性、熱収縮、
気泡の核形式、気泡生長、および気泡の合体は無
制御のまであり、従つて、渦巻模様および不均一
な気泡構造が生じる。 これに対して、本発明の方法においては、材料
の状態(相)、その温度、圧力、流動学的特性、
熱収縮、気泡の核形成、気泡の生長および気泡の
合体を制御することによつて忠実で再現可能な表
面の模写ならびに均一な気泡構造を得ることがで
きることが判明した。圧力および温度を適正に選
定することによつて、発泡性材料の相を固定する
ことができる。材料の望ましい相は、ガスが完全
にプラスチツク材内に溶解した単一相である。材
料がこのような状態(相)であれば、その金型充
填過程は、あたかもそのプラスチツク材には発泡
剤が含有されていないかの如くに行われ、表面瑕
疵を伴わない射出成形における金型充填に類似し
ている。例えば、現在得られるすべての情報から
判断すれば、SF機(構造用フオーム製造機)を
400psi(28Kg/cm2)の窒素圧△P(発泡剤の圧力
と押出機のバレル圧との差)で、200℃の温度で
作動させると、ポリスチレンの場合は3.75×10-4
以下の重量分率を有する窒素を含有した発泡性樹
脂を産生し、高密度ポリエチレンの場合は3.75×
10-3以下の重量分率を有する窒素を含有した発泡
性樹脂を産出する。ポリスチレン―窒素(ポリス
チレンと発泡剤としての窒素との組合せ)および
高密度ポリエチレン―窒素の実験の対圧力挙動特
性を示すデータから判断すれば、金型内の400〜
600psi(28〜42Kg/cm2)の背圧が気泡の発生を抑
制するのに十分であるとみることができる。従つ
て、溶融した発泡性プラスチツクを発泡圧より高
い圧力の金型内へ射出したとすれば、材料が金型
内に充填される際発泡が起らず、成形物品の表面
には気泡による表面瑕疵が生じない。即ち、気泡
の発生は、少くとも金型が充填されている間は抑
制されている。 本発明の方法を実施することによつて構造用フ
オームを製造する場合に考慮すべきもう1つの点
は、材料の熱膨張である。熱可塑性材料を一定の
圧力で加熱すると、その運動エネルギーが増大
し、一般に容積が増大する。例えば、ポリエチレ
ンは周囲温度において半結晶固体相である。 温度が上昇すると、ポリマーの密に詰つた微結
晶が熱じよう乱によつて乱され、容積が増大す
る。融点範囲においてはポリマーの格子模様が完
全に破壊され、ポリマーは実質的に非晶質の物体
となる。約200℃の温度においては、非晶質の溶
融物と結晶質の固体との間の密度差は、その特定
のポリエチレンの元の結晶度に応じて約20%から
30%の範囲である。高密度の線状ポリエチレンは
通常、最も大きい密度差(約30%)を示す。第1
図のグラフの曲線は、各種ポリエチレン樹脂の容
積変化のパーセンテージ(収縮率)を温度の関数
として示している。 これは、100c.c.の金型キヤビテイに200℃の高密
度ポリエチレンを完全に充填し、20℃まで冷却し
た場合、生成物の全容積は約70c.c.になることを意
味する。もちろん、生成物の表面には結晶化と熱
収縮の組合せ作用によりしわが生じる。 しかしながら、上記の金型と同じ金型に、発泡
を抑止するのに十分に高い背圧に抗して発泡性樹
脂を充填し、金型が完全に充填された後背圧を解
放すると、次にような結果が生じる。即ち、溶融
物は、まず、先に述べた気泡による表面瑕疵を生
じることなく、金型の輪郭を模写する。スキンは
硬化し、溶融物の内部は発泡する。発泡により生
じたフオームは、ポリエチレンが冷却したときの
通常の熱収縮によつて創成される空間を占める。
好都合なことに、溶融物の内部は最後に冷却し、
成形物品の内部圧は、該物品の表面にしわを生じ
させることなく、コア(心部)内に気泡を形成さ
せるような高さである。このために、発泡剤の濃
度レベル(発泡剤として窒素を使用する場合は△
P)も、発泡圧Pfの大きさを決定するという点で
重要なパラメータである。装入されるプラスチツ
ク溶融物が背圧に抗してガスを押戻すので、ガス
の一部は、金型の極小キヤビテイ内に捕促され
る。成形物品の表面上に微細な不均質性を生じさ
せないようにするためには、発泡圧は、背圧とほ
ぼ同じ値である極小キヤビテイ内のガス圧と同じ
程度でなければならない。従つて、背圧Pb、△
PおよびPfのみならず、PfとPbとの差も構造用
フオームの表面の微細形状に重要な影響を及ぼす
要素である。これらの圧力は、また、フオームプ
ラスチツクの剪断速度および熱収縮のみならず、
気泡の核形成、生長および合体を制御する上でも
重要な役割を果す。これらの要素は、いずれも、
SF完成品の気泡構造および表面品質を決定する
重要な要素である。 熱可塑性材の種類によつては、結晶度が低いた
めに発泡時の密度の減少率をそれほど大きくない
ものがある。例えば、発泡性ポリスチレンを288
℃の温度で金型内へ供給した場合、得られる最大
密度減少率は12.4%程度にすぎない。 本発明の成形方法は、熱収縮現象と、金型の予
備背圧設定技法との組合せ作用を利用したもので
あり、下記のような結果が得られる。 (a) プラスチツク材は金型内に流入した瞬間には
発泡しないので、たとえ金型が常温であつても
通常のSF(構造用フオーム)に随伴する表面
瑕疵が生じない。 (b) 背圧が存在するので、プラスチツク材は、金
型の表面形状を忠実に模写する。常温金型表面
は、成形物品の外側スキンが硬化する間その内
部が溶融状態に、従つて発泡可能状態に保持さ
れるので、極めて有利である。 (c) 背圧を解放すると、内部の発泡性溶融プラス
チツク材が発泡する。 (d) 収縮現象の故に、気泡構造の制御が、従来の
技術において使用されている制御に比べて相当
に改良される。 先に述べたデータからみて、金型内の背圧は、
ほぼ300psi(21Kg/cm2)より高い値であれば、常
温金型で再現性の忠実な表面模写を達成した構造
用フオームを製造するのに十分である。忠実な表
面模写の達成を左右するプロセス変数は以下の通
りである。 (i) プラスチツク材内の発泡剤のレベル(濃度)
(化学的に発生する発泡剤の場合)、 (ii) 発泡剤の圧力と、押出機のバレル圧との差△
P(この△PがPfを決定する)、Pfは、直接測
定することができるものではなく、事後に△P
を介して測定することができる。 (iii) 発泡性プラスチツク装入物を金型内へ導入す
るのに要する時間ta、 (iv) 背圧Pb、 (v) 背圧を設定する時点tb1(これは、通常、サ
イクルの始動時である。即ち、t=O) (vi) 背圧を解決する時点tb2、 (vii) Pf(および/または△P)とPbとの差、 (viii) 金型の保持温度Tm、 (ix) 発泡性プラスチツク装入物の温度Tp、およ
び (x) 成形物品が金型に滞溜する総時間tt。 本発明によれば、上記の各可変プロセスパラメ
ータの値を、再現可能な忠実な表面模写と均一な
気泡構造を備えた構造用フオームが得られるよう
に調整しなければならない。(ここで「再現可能
な」または「再現性の」という用語は、反復して
同じものを形成することが可能であることを意味
する。) 更に、Pb、Pfおよび△Pは、製品の表面品
質、スキンの厚さおよび気泡構造に対して主要な
影響力を有していること、(Pb―Pf)は、製品の
表面の極微形状に対して主要な影響力を有するこ
と、tb1およびtb2は表面品質、スキンの厚さおよ
び気泡構造に対して主要な影響力を有しているこ
と、taは、表面品質に対して主要な影響力を有す
ること、Tpは、金型への迅速な充填を可能にす
るのに十分な高さとしなければならないが、適当
なレベルのPbにおいて発泡を阻止するほど高く
してはならないこと、Tmは、構造用フオーム製
品が許容しうる適当な時間内で硬化するのに十分
な低さとしなければならないこと、一定の金型温
度において、ttは、製品が金型から取出された
後、残留Pfにより変形されることがないように十
分な自己保形性を得るのに十分な時間でなければ
ならないことに留意すべきである。射出圧は材料
が金型に充填される際該単一相の発泡性プラスチ
ツク材に溶融破壊が生じないような値とすべきで
ある。 本発明は、フオームコア(発泡芯部)と、不発
泡外殻(スキン)と、成形用金型の内表面の所定
の部分を忠実に、かつ、再現可能に模写した表面
とを有する熱可塑性フオーム物品を成形するため
の方法であつて、溶融した熱可塑性材と可溶性ガ
ス発泡剤とからなる発泡性混合物を前記金型の前
記内表面によつて画定される金型キヤビテイ内へ
少くとも1つのノズルを通して導入し、該混合物
を該金型キヤビテイ内に保持したまま硬化させる
ようにする成形方法において、 (a) 前記金型キヤビテイを前気混合物の発泡圧よ
り高い初期圧力に維持する段階と、 (b) 未発泡状態において前記金型キヤビテイを実
質的に充填するのに十分な容積を有する装入量
の前記発泡性混合物を前記ノズルを通して該金
型キヤビテイ内へ導入する段階と、 (c) 前記導入された装入混合物の外側部分を前記
キヤビテイ内で冷却させて自己保形性の外殻を
形成する段階と、 (d) 前記金型キヤビテイ内にかけられている前記
初期圧を解放し、前記装入混合物を更に冷却さ
せて、該キヤビテイ内に圧力勾配および温度勾
配を生じさせて一定の制御されたガス放出なら
びに膨張を惹起させ、該ガスの放出膨張により
上記圧力勾配および温度勾配の結果として生じ
ようとする熱可塑性材の容積収縮を抑制してガ
スの放出膨張と熱可塑性材の容積収縮とを平衡
させ、それによつてフオームコアを形成させる
段階と、 (e) 得られた物品を前記金型キヤビテイから取出
す段階とから成るフオーム物品成形方法を提供
する。 本発明は、例えば高密度および低密度ポリエチ
レン、ポリプロピレン、エチレン/ビニルアセテ
ートコポリマー、エチレン/アクリル酸エチレン
コポリマー、およびオレフインのその他のホモポ
リマーおよびインターポリマー等の熱可塑性ポリ
マー;アクリロニトリル、スチレンおよびブタジ
エンのポリマー等のポリスチレンおよびスチレン
のコポリマー;4,4′―ビスフエノールAを基材
としたポリカーボネートのような各種ポリカーボ
ネート;アセタールホモポリマーおよびコポリマ
ー;ナイロン6およびナイロン6/6のようなポ
リアミド=ポリアリールポリヒドロキシエーテル
(例えば4,4′―ビスフエノールAとエピクロー
ルヒドリンの高分子量塩基接触縮合生成物);ポ
リスルホン;ポリエチレンテレフタレートのよう
なポリエステル;ポリメタクリル酸メチルおよび
その他のアクリルポリマーおよびその他の熱可塑
性ポリマーを単独で、また混合体として使用す
る。熱可塑性ポリマー内に熱および光安定剤、抗
酸化剤、充填剤、染料およびその他の着色剤等の
慣用の添加剤を添加することができる。 本発明に使用する発泡剤は、金型の背圧が解放
された後金型内の温度条件下でガスになる溶存物
質であつてよい。そのような物質としては、窒
素、二酸化炭素、ペンタン、塩化メチレン、トリ
クロルモノフルオルメタン、ジクロルジフルオル
メタンおよびトリクロルトリフルオルエタン等が
ある。 固形コンパウンドの熱分解によつて化学的に発
生する各種発泡剤も、単独で、または混合して、
あるいは溶存物質と混合して使用することができ
る。分解して発泡用ガスを発生する固形コンパウ
ンドとしては、アゾコンパウンド、Nニトロソコ
ンパウンド、スルホニルヒドラジド、スルホニル
セミカルバジド、およびアゾジカルボン酸の塩お
よびエステル等がある。更に、特定的なコンパウ
ンドの例として、アゾジカルボンアミド、アゾビ
スイソブチロニトリル、ジニトロソペンタメチレ
ンテトラミン、N,N′―ジニトロソ―N―N′―
ジメチルテレフタルイミド、4,4′―オキシビス
(ベンゼンスルホニルヒドラジド)、P―トルエン
スルホニルセミカルバジド、P―P′―オキシビス
(ベンゼンスルホニルセミカルバジド)、アゾジカ
ルボン酸のバリウム塩、およびアゾジカルボン酸
ジイソプロピル等があげられる。 溶融したプラスチツク材/発泡剤混合体の装入
物を本発明に従つて背圧条件下に維持されている
金型内へ送給したとき、該装入物は金型のキヤビ
テイを実質的に完全に充填する。特に第1図に開
連して説明した温度の関数として変化する容積変
化(収縮)についての前述の記載を参照すれば、
本発明の方法を実施した場合、溶融した熱可塑性
の装入物が金型内へ導入されたとき該装入物内に
生じる温度勾配および圧力勾配により収縮しよう
とするが、そのような装入物の容積収縮は装入物
の溶融内部から放出され膨張する発泡ガスの存在
により抑制され平衡されることが理解されるであ
ろう。この溶融装入物内での自己平衡相殺現象が
本発明の方法の独特の効果である。 図面を参照すると、本発明の方法を実施するの
に適した装置が第2図に概略的に示されている。
金型12はプラテン10aおよび10bを有する
プレス10によつて支持されている。プラスチツ
ク材と発泡用ガスの混合体は、マニホールド14
を通して金型キヤビテイ16内へ圧送する。プラ
スチツク材は、例えば高剪断溶融押出機から成る
供給装置20からアキユムレータ22へ供給す
る。プラスチツク材とガスの混合体は、導入口2
1を通してガスを注入することによつて押出機内
で調製する。溶融したプラスチツク材/ガス混合
体23は、導管24を通してアキユムレータ22
へ圧送する。 次いで、混合体23はアキユムレータ22から
導管25を通してマニホールド14へ供給する。 マニホールド14に固定されたノズル組立体ハ
ウジング内に上下動自在にノズル組立体18が配
設されており、該組立体の一端部分に空気圧式作
動器23が連結されている。 第2図に示されるように、最初に導管27を通
して金型内にガスを導入することによつて金型内
に背圧かける。材料搬送用導管25およびマニホ
ールド30にプラスチツク材料が充填され、次い
で所定量のプラスチツク材/ガス混合体38が金
型キヤビテイ16の輪郭を模写するように該金型
キヤビテイ内に実質的に完全に充填される。次い
で、空気圧式作動器28を作動させることによつ
てノズル組立体18の内端部分を下降させ(第2
図)、マニホールド通路30および環状空間39
を通しての材料の流れを遮断し、ノズル組立体1
8の下端を金型キヤビテイの内面と同一高さに位
置づけする。 金型内の背圧は、成形物品のスキン(外殻)が
自己保形性をするに至るまで維持する。次いで導
管27を通して背圧を解放する。 第2図に示されるように、固形のプラスチツク
粒子またはペレツトを慣用の押出機20のホツパ
50へ供給しプラスチツク粒子を可塑化すること
ができる。プラスチツク材23は、次いで、導管
24を通してアキユムレータ22へ給送される。
アキユムレータ22は、プラスチツク材23を受
容し、貯留するための室を画定する可動ピストン
部材52を備えている。プラスチツク材は、アキ
ユムレータ22内に貯留された後、マニホールド
通路30を通してノズル/ロツド組立体18へ送
られる。 第3図に示されるように、順序作動の最初の段
階においては、ノズル孔は、プラスチツク材/ガ
ス混合体の流れに対して完全に閉じた位置にあ
る。 第4図に示される作動段階は、プラスチツク
材/ガス混合体をノズルハウジング内の環状空間
39を通して金型内へ圧入させる際のノズル組立
体18の各要素の位置関係を示す。 第5図の作動段階は、金型内の成形物品の内部
に発泡が生じ構造用フオーム物品が形成される段
階であり、各流体導入管および通路は閉鎖位置に
ある。 本発明の以下の3つの実施例は、耐衝撃性ポリ
スチレン(ポリスチレン84%、ポリブタジエン10
%、鉱油5%、1.04gm/c.c. MI―0.93gm/
10min.ASTM―D―1238Eの密度を有する添加ブ
レンド(HIPS)1%、加熱撓み温度=75.3℃
ASTM―D―648)を使用して実施されたもので
ある。使用した金型は、高さ4.5″(11.4cm)、幅
12″(30.5cm)、長さ16″(40.6cm)、厚さ3/
8″(95mm)の寸法を有し、頂部に唇部を有し、僅
かに彎曲した垂直コーナを有する運搬用箱を製造
するための商業用金型であつた。この運搬用箱
は、内部仕切板のないものである。これらの実施
例の各パラメータおよびそれぞれのデータは以下
の表に示されている。
【表】 実施例 4 本発明の成形方法をポリプロピレンホモポリマ
ー(固体密度0.91、メルトフロー5.0)を使用し
て実施した。使用した金型は、トイレツトタンク
の蓋を製造するための商業用金型であつた。溶融
温度は438〓(226℃)であり、使用した発泡ガス
は窒素ガスであつた。その他のパラメータは下記
の通りである。 △P、(Pf)、psi 150 アキユムレータの蓄積押退け量in3 70 BP、PB、psi 400 充填時間 6.9 PB設定時点、秒 0.0 PB解放時点、秒 10.0 総サイクル時間、秒 160 成形品の密度 0.81 密度減少率、% 11.0 実施例 5 実施例4の材料と同じ材料を用いて本発明の方
法を実施した。発泡剤として窒素ガスを使用し、
溶融温度は510〓(266℃)とした。その他のパラ
メータは下記の通りであつた。 △P、(Pf)、psi 100 アキユムレータの蓄積押退け量、in3 70 BP、PB、psi 400 充填時間 10.7 PB設定時点、秒 0.0 PB解放時点、秒 20.0 総サイクル時間、秒 160 成形品の密度 0.80 密度減少率% 12.1 実施例 6 実施例4および5の材料と同じ材料を用いて本
発明の方法を実施した。発泡剤として窒素ガスを
使用し溶融温度は510〓(266℃)とした。その他
のパラメータは下記の通りであつた。 △P、(Pf)、psi 100 アキユムレータの蓄積押退け量、in3 69 BP、PB、psi 500 充填時間、秒 17.4 PB設定時点、秒 0.0 PB解放時点、秒 20.0 総サイクル時間、秒 160 成形品の密度 0.80 密度減少率% 12.1 現在利用しうる従来技術の成形方法においては
金型キヤビテイの容積より少い量の溶融した発泡
性プラスチツク材を、発泡を抑止するのに十分な
値の背圧をする。予備加圧された金型内へ射出
し、次いでガスを金型内のプラスチツク材装入物
の中へノズルを通して注入する。発泡性プラスチ
ツク装入物の量は金型キヤビテイの容積より少い
ので、プラスチツク材を金型の内壁にまで押しや
るためにはノズルの圧力Pnを背圧Pbより大きく
しなければならない。プラスチツク材が金型表面
の輪郭を模写した後間もなく背圧およびノズル圧
が解放される。このような従来の成形方法は、米
国特許第4129635号に開示されている。 本発明の成形方法は、従来の方法によつて得ら
れる成形品に比べてはるかに微細な内部気泡構造
を有する均一な構造用フオームを製造する。更
に、本発明によれば、プラスチツク材料の容積収
縮と内部の発泡にとが自動的に平衡されるので従
来の成形方法におけるようにフオームの過度膨張
が生じることがなく、発泡過程のより良い制御が
可能とされる。従来の成形方法では発泡用ガスの
供給が無制御に行われる可能性がある。 更に、従来の成形方法では気泡は急激に瞬間的
に形成されるのに対して本発明の成形方法では気
泡は徐々に、そして漸進的に形成される。その結
果、従来の方法による成形物品の気泡は比較的粗
大であるのに対し、本発明の方法による成形物品
の気泡は微細である。 また、従来の方法を実施するための装置は、本
発明の方法を実施するための装置に比べてはるか
に高い締付力を必要とする。従つて、従来の方法
を実施するためには強力な、従つて製造費の高い
金型を必要とする。換言すれば、成形機のサイズ
を一定とした場合、本発明の方法は、従来の方法
による場合より大型の部品を成形することができ
る。充実射出成形において容積収縮(そり)を生
じさせることなく物品を成形するためには高い圧
力が必要とされるが、本発明による場合気泡構造
の壁厚が大きいので完全充填(充填不足ではな
く)を行うにも比較的低い圧力でよい。
【図面の簡単な説明】
第1図は、オラビシ他編の「マクロモリキユー
ル」第8巻No.2、1975年3―4月号の「非晶質お
よび結晶性ポリマーの圧力―容積―温度の研究」
と題する論文(第206頁以下)に掲載されたデー
タに基いて作成された、いろいろな組成および密
度の5種類のポリエチレンに関するグラフであ
る。第1図において、HDPEは高密度ポリエチレ
ン、LDPEは低密度ポリエチレンである。第2図
は、構造用フオーム物品を製造するための本発明
の方法を実施することができる装置の一部断面図
による概略立面図、第3〜5図は、本発明に従つ
て構造用フオーム物品を製造するのに用いられる
ノズルの一連の概略断面図であり、本発明の方法
によつて構造用物品を製造する場合のプロセスの
順序段階およびノズルを通るプラスチツク材/ガ
ス混合体の流れを示す。 12:金型、16:金型キヤビテイ、18:ノ
ズル組立体、20:押出機、21:ガス導入口、
22:アキユムレータ、27:背圧設定ガス導入
管。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 フオームコアと、不発泡外殻と、成形用金型
    の内表面の所定の部分を忠実に、かつ、再現可能
    に模写した表面とを有する熱可塑性フオーム物品
    を成形するための方法であつて、溶融した熱可塑
    性材と可溶性ガス発泡剤とから成る発泡性混合体
    を前記金型の前記内表面によつて画定される金型
    キヤビテイ内へ少くとも1つのノズルを通して導
    入し、該混合体を該金型キヤビテイ内に保持した
    まま硬化させるようにする成形方法において、 (a) 前記金型キヤビテイを前記混合体の発泡圧よ
    り高い初期圧力に維持する段階と、 (b) 未発泡状態において前記金型キヤビテイを実
    質的に充填するのに十分な容積を有する前記発
    泡性混合体の装入物を前記ノズルを通して該金
    型キヤビテイ内へ導入する段階と、 (c) 前記導入された装入物の外側部分を前記キヤ
    ビテイ内で冷却させて自己保形性の外殻を形成
    する段階と、 (d) 前記金型キヤビテイ内にかけられている前記
    初期圧を解放し、前記装入物を更に冷却させ
    て、該キヤビテイ内に圧力勾配および温度勾配
    を生じさせて一定の制御されたガス放出ならび
    に膨張を惹起させ、上記圧力勾配および温度勾
    配の結果として生じようとする熱可塑性材の容
    積収縮を該ガスの放出膨張により抑制してガス
    の放出膨張と熱可塑性材の容積収縮とを平衡さ
    せ、それによつてフオームコアを形成させる段
    階と、 (e) 得られた物品を前記金型キヤビテイから取出
    す段階とから成るフオーム物品成形方法。 2 前記熱可塑性材は、ポリスチレンおよびポリ
    プロピレンを含む群から選ばれた材料であること
    を特徴とする特許請求の範囲第1項記載のフオー
    ム物品成形方法。 3 前記発泡剤は、二酸化炭素および窒素を含む
    群から選ばれたガスであることを特徴とする特許
    請求の範囲第1項記載のフオーム物品成形方法。
JP1608980A 1979-07-18 1980-02-14 Method of molding foam article for structure Granted JPS5617232A (en)

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