JPS6221527A - 熱可塑性樹脂発泡板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、熱可塑性樹脂発泡板の製造方法に関するも
のである。

熱可塑性樹脂発泡板は、色々な方法によってこれを作る
ことができる。そのうちでも、押出法が最も広く行なわ
れている。それは、押出法によれば設備費が安価であり
、しかも連続的に能率よく発泡板を製造することができ
るからである。

押出法を実施する際に必要とされる主な設備は、押出機
と口金と引取機とである。口金としては、幅が厚みに対
し１０倍以上に及ぶ程に、細長い断面を持った通路を押
出端面に開口させたものが用いられる。実施の際には、
このような口金が押出機の先端に取付けられる。また、
押出機内では発泡剤を含んだ樹脂が軟化せしめられ、軟
化した樹脂が口金内の上記通路へ供給され、上記細長い
断面を持った通路から押出され、発泡せしめられる。

発泡剤を含んだ樹脂は、口金内の通路から押出されると
同時に発泡する。発泡はそのまま大気中で行なうことも
できる。しかし、発泡剤を含んだ樹脂は、発泡の結果形
を変えることになるから、忌わしい変形を避けるために
通常成形型と呼ばれる型の中へ入れて発泡せしめられる
ことが多い。

成形型としては、樹脂の全周囲を包囲する形状のものが
多く用いられた。

（発明の背景） 押出法によって発泡した板を作るとき、高倍率例えば２
０倍以上に発泡した板を得るためには、上述のようにし
て押出し発泡した樹脂板をげ１取機により押出方向にも
引延ばすことが必要であり、従って樹脂板を早い速度で
引取ることが必要とされる。ところが、発泡した樹脂板
を早い速度で引取ると、樹脂板の両側に縁から幅方向に
延びる亀裂が入り、引取速度を早めるに従って亀裂が幅
方向に大きく延び、ついには発泡板が切断されることに
なる。そこで、発泡板の両側に亀裂を生ぜしめることな
く、発泡板を早く引取り得るようにすることが必要とさ
れた。

この発明者は、口金内で発泡板の両側に潤滑剤として水
を塗布すると、押出発泡の過程にある発泡板を高速で引
取っても、発泡板の両側に亀裂が発生しなくなることを
見出した。この発明は、このような知見に基づいてなさ
れたものである。

（従来技術） 先行技術文献を調査すると、発泡剤を含まない熱可塑性
樹脂を押出成形するにあたって、口金内を通る樹脂の周
りに潤滑剤を圧入して、押出を円滑にすることが既に記
載されている。それは、例えば特公昭３５−６８７９号
公報及び特公昭８９−１０７４５号公報に記載されてい
る。しかし、これらの記載は、非発泡の樹脂を対象とし
たものであり、しかも樹脂の周囲方向全体に潤滑剤を形
成することを必要としている。それは、周囲方向の全体
に潤滑剤を行きわたらせないと、口金内の樹脂の滑りに
ムラが生じ、良好な成形体が得られないからである。と
ころが、この発明の場合のように発泡板の表面全体に、
とくに広い表及び裏の両面に潤滑剤を行きわたらせるこ
とは容易でない。

しかし、この発明では、樹脂を発泡した板状にして押出
すこととし、しかも板状押出物の両側だけに潤滑剤を圧
入すれば足りるのであるから、その操作は容易であり、
また全く目新しいことである。

その上に、潤滑剤としては、今まで油又はパラフィンの
ような油溶性のものが専ら用いられて来たが、この発明
では水が用いられているという点で全く新しいことであ
る。

（問題を解決するための手段） この発明は、口金の押出端面に幅が厚みに対し２０ない
し１０００倍の細長い断面となって開口している通路か
ら、発泡剤を含み軟化した状態にある熱可塑性樹脂を押
出して発泡板を作るにあたり、口金内で樹脂が幅方向に
ほぼ最大限まで延びた状態において、幅方向の両端の通
路壁面から潤滑剤として水を圧出させ、少なくとも幅方
向の両端に位置する樹脂面上に潤滑剤を薄膜状に付着さ
せて口金から押出し、押出物を直ちに成形型に入れて発
泡させ、板状押出物の少なくとも表裏両面に成形型の内
壁面を接触させて形を整えつつ冷却し、その後引取機に
より引取ることを特徴とする、熱可塑性樹脂発泡板の製
造方法に関するものである。

この発明方法を実施の一例について図面により説明する
と、次のとおりである。第１図は、この発明方法を実施
するときの装置の一部切欠水平断面図であり、第２図は
同じ装置の一部切欠垂直断面図である。さらに具体的に
云えば、第１図は第２図中のＩ−Ｉ線断面図であり、第
２図は第１図のＩ−１線断面図である。

＠１図及び第２図において、１は押出機、２はブレーカ
−プレート、８はダイプレート、４はフアンダイ、５は
フラットダイ、６は成形型、７は逆止弁、８は潤滑剤圧
出孔である。

この発明方法は、第１図及び第２図に示したような装置
を用いて、次のように実施される。まず、押出機１内で
熱可塑性樹脂が軟化せしめられ、発泡剤を含まされて、
スクリューによりプレーカープレート２に向って進行せ
しめられる。プレーカープレート２の先には口金が付設
されている。プレーカープレート２は押出機１に背圧を
加え、樹脂の混練をよくし、異物を取除き、樹脂の流れ
を整える役目をする。

口金は、ダイプレート３、ファンダイ４及びフラットダ
イ５から成るものの総称である。７アンダイ４．は、押
出機から来る断面円形の樹脂を徐々に変形させて、断面
形状を矩形にする部分である。

このときの出口における幅対厚みの比は５〜１００対１
の範囲にある。フラットダイ５は、７アンダイ４から来
る樹脂を押出端面に向けて、とくに厚み方向に絞り込む
ことにより、背圧がかかるようにして押出す部分である
。フラットダイ５の押出端面には細長い断面を持った樹
脂通路９が開口している。樹脂通路９の開口は、幅Ｘが
厚みｙに対し２０ないし１０００倍という関係を持つも
のである。

口金内には、逆止弁７が付設され、その先には樹脂通路
に向って潤滑剤圧出孔８が開口している。

圧出孔８の開口位置は、これを樹脂通路の周囲方向につ
いて云えば、幅方向の両端だけである。また、圧出孔８
の開口位置は、これを樹脂通路の進行方向について云え
ば、横断面形状が扁平となって幅方向に広がり切った部
分であり、ファンダイ４の先端部分からフラットダイ５
の後半部分にわたる範囲内のところである。この範囲を
図面で示せば、第１図中で線ａとｂとの間の範囲である
。

口金の先には成形型６が付設されている。成形型６は、
フラットダイ５に密接しており、フラットダイ５に密接
する部分には樹脂通路９と実質的に同じ大きさの樹脂通
路を備えている。しかし、成形型６内の樹脂通路は、フ
ラットダイ５から遠ざかるに従って、急激に幅方向にも
厚み方向にも広がるが、とくに厚み方向に顕著に広がっ
ている。

この発明方法は、上述のような装置をルいて、次のよう
に実施される。発泡剤を含み軟化した樹脂が、押出機１
から口金内へ進行せしめられ、口金内において横断面が
円形の状態から徐々に扁平にされ、細長い横断面を持っ
たものにされる。すなわち、ダイプレート８内では横断
面が円形であるが、ファンダイ４内で次第に幅を大きく
厚みを小さくされ、フラットダイ５内で横断面がスリッ
ト状のものとされる。

このとき、口金内の幅方向の両端において、潤滑剤とし
て水を通路壁面に設けた圧出孔８から圧入して壁面と樹
脂との間に介在させ、少なくとも、幅方向の両端に位置
する樹脂面上に水を薄膜状に付着させて、樹脂を口金か
ら押出す。さらに、潤滑剤たる水の付着した押出物を直
ちに成形型に入れて発泡させ、ここで板状になった押出
物の周囲方向全面を成形型の内壁面に接触させて形を整
え、且つ冷却する。こうして、冷却されて発泡板となっ
たものを引取機により早い速度で引取って、成形型内で
高倍率に発泡させる。

潤滑剤としては、専ら水が使用される。しかし、その水
は他の化合物を溶解又は分散させて、水溶液又ハエマル
ジョンの形となったものであってもよい。他の化合物と
しては、ポリエチレングリコール、ポリブテン、パラフ
ィン類、オイル類等を使用することができる。もつとも
、潤滑剤は、樹脂を膨潤又は溶解させるものであっては
ならないから、他の化合物としては使用する特定の樹脂
に応じて適当なものを選んで用いることが必要であるＯ 潤滑剤としての水の量は少量で足りる。推定ではあるが
、樹肥表面上に数ミクロン乃至数１００ミクロンの薄膜
のできる程度でよいと考えられる。

実験結果によると、潤滑剤の必要量は潤滑剤の粘度に依
存し、潤滑剤の粘度が高ければ使用量は少なくて済む。

一般に、潤滑剤の使用量が多いと、成形型内で樹脂が滑
り過ぎて、樹脂の形を整えることが困難となったり、両
側面に局部的に潤滑剤が溜って窪み又は孔が生成したり
するので、使用量が過大になることは避けなければなら
ない。

潤滑剤の圧出には、プランジャーポンプ、ギアーポンプ
、ダイヤフラムポンプ等を使用すればよい。

第１図及び第２図では、成形型６として樹脂の周囲方向
全面を覆う構造のものを示したが、成形型６はこのよう
な構造のものに限らない。例えば、成形型６は、幅方向
の両端が開放されていてもよい。云いかえると、成形型
６としては、２枚の板が上下に対向して設けられただけ
の構造のものでもよい。すなわち、成形型６は、板状押
出物の少なくとも表裏両面に接触させる内壁面を持った
ものであればよい。

（発明の効果） この発明方法によれば、口金内で樹脂が扁平にされ、幅
方向にほぼ最大限まで延びた状態において、幅方向の両
端の通路壁面から潤滑剤として水を圧出させ、少なくと
も幅方向の両端に位置する樹脂面上に潤滑剤を薄膜状に
付着させて樹脂を口金から押出すので、樹脂は幅方向の
両側面を潤滑剤としての水で覆われて口金から押出され
る。このため、樹脂の両側が口金から円滑に押出される
。

云いかえると、従来法では扁平なシートを押出そうとす
ると、幅方向の両側が中央部よりも押出しにくくて、小
さな亀′裂などが生成し勝ちであったが、この発明方法
ではそのようなことがない。また、扁平な表裏両面では
この面上に潤滑剤を均等に付着させることが困難であっ
たが、この発明方法では表裏両面にはあえて潤滑剤を付
着させないので、この面での押出の不均一も発生しない
。このように、この発明方法によれば広幅のものを容易
に円滑に押出すことができる。

こうして口金から押出された樹脂は、直ちに成形型に入
れられる。成形型内で樹脂は発泡せしめられて形を変形
するが、そこでは板状にされた樹脂の表裏両面に成形型
の内壁面が接触しているから忌わしい変形が防止される
。また、成形型内で樹脂は冷却されるから、樹脂は所望
形状の板状発泡体とされて成形型を出る。こうして、所
望の樹脂発泡板を得ることができる。

また、この発明方法では、潤滑剤を付着させたので、幅
方向の両端が円滑に押出せることに伴ない、引取速度を
早くしても押出物の両側に亀裂の発生することがなく、
従って高倍率に発泡した良質の樹脂板を容易且つ能率よ
く作ることができる。

しかも、潤滑剤が水であるため、自然に揮散させ又は容
易に取除くことができるので、潤滑剤の除失に格別の操
作を必要としない。この点で、この発明方法の効果は顕
著である。

次に、この発明方法に付随するさらに細かい点について
説明する。まず、熱可塑性樹脂としては、発泡させ得る
ものならば、大抵のものを使用することができる。ポリ
スチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビ
ニル等が好適な例であるＯ 発泡剤としても、色々なものを用いることができる。大
きく分けて脂肪族炭化水素類、ハロゲン化炭化水素類、
不活性ガス、分解してガスを発生する固体化合物の何れ
をも使用することができる。

脂肪族炭化水素としてはエタン、プロパン、ブタン、ペ
ンタン等が使用でき、ハロゲン化炭化水素としては塩化
メチル、塩化エチル、モノクロロジフルオロメタン、ジ
クロ四ジフルオロメタン等が使用でき、不活性ガスとし
ては炭酸ガス、窒素等が使用でき、ガスを発生する固体
化合物としてはアゾシカ−ボンアミドのようなものを使
用することができる。これらは単独又は混合して使用す
ることができる。

この発明では、口金内の幅方向の両端の通路壁面から潤
滑剤としての水を圧出させる。そのときの圧出孔は第２
図に示したように、小さな孔８であってよく、通路壁面
において厚み方向の全長にわたる程長いものである必要
がない。それは、圧出された潤滑剤が厚み方向に広がる
からであると考えられる。潤滑剤が厚み方向に広がるこ
とを考えれば、潤滑剤は幅方向における側面からさらに
広がって、表面及び裏面の両側寄りの部分までも覆うこ
とになるかも知れない。しかし、表面及び裏面の全体に
まで広がることはあり得ないと考えられる。何れにして
も、潤滑剤が樹脂流れの悪い両側部分を覆うので、効果
があると考えられる。

成形型６の樹脂に接触する壁面は、これを弗素樹脂で被
覆して、樹脂の滑りをよくするのが普通である。この発
明方法においても、そのように弗素樹脂で被覆した成形
型を用いることが望ましい。

また、この発明の特殊な実施態様として、成形型６の内
部を減圧にして成形型内で樹脂をさらに高度に発泡させ
ることができる。減圧にして発泡させることは、この発
明者及び出願人が既に提案し、特開昭５９−４１２８６
号公報によって、公知にされている。このように減圧下
で高度に発泡させる際には、引取速度を高めなければな
らないが、この発明方法によれば、引取速度を早めても
発泡板に亀裂の入ることがなく、良好な高倍率発泡板が
得られる。

（実　施　例） 次に実施例及び比較例を述べて、この発明をさらに具体
的に説明し、この発明のすぐれている所以を明らかにす
る。以下において、単に部というのは、重量部を意味す
る。

実施例１ 樹脂としては、１００部のポリスチレン（平均重合度１
４６０、メルトインデックス４．２ｙ／１０分）に、１
部のタルク（気泡調整剤）と２部の難燃剤とを混合した
ものを用い、この混合物を６５餌φ−９０鱈φのタンデ
ム型押出機に供給した。

このうち６５ｍφの押出機には発泡剤の圧入孔を設けて
、ポリスチレン１００部に対しブタン（発泡剤）を８部
圧入した。押出機内で樹脂を均一に混合溶融し、この溶
融物を第１図及び第２図に示したような口金内へ送った
。

口金内には、潤滑剤圧出孔８が両側にそれぞれ１個ずつ
穿設されていた。圧出孔８は直径２ｖｍで長さ５Ｂであ
って、その孔の奥には逆止弁７がねじ込まれ、逆止弁７
が配管を通じてプランジャーポンプに連結されていた。

また、口金の先端における樹脂通路は、厚み２鱈、幅１
００ｍとされていた。

押出機内で溶融された樹脂は、口金へ入る前に冷却され
て１１５℃となり、口金内で扁平な板状に成形された。

このとき、口金内では潤滑剤として水が１つの圧出孔８
から、圧力４２Ｋｇ／ｃｒｌｌで１時間あたり１００ｙ
の割合で圧出された。このとき、樹脂の押出量は１時間
あたり６５Ｋｇであった。

こうして、板状にされた発泡性樹脂は、その両側に水を
薄膜状に付着せしめられ、口金がら押出され、直ちに成
形型６へ導入され、ここで発泡せしめられるとともに冷
却されて発泡板となり、この発泡板は引取機により２．
４ｍ／分の割合で引取られた。

得られた発泡板は、幅が２５４厘、厚みが平均５０、２
　ｔｇｍで、Ｒ値（最大値と最小値の差）が０．５鯖で
あって、厚みがよく揃っており、両側にも亀裂がなく良
好な発泡板であった。また、この発泡板は見掛密度が、
３５．０　Ｋｇ／解で高度に発泡していた。

比較例１ 潤滑剤として水を用いないこととした以外は、実施例１
と全く同様にして発泡板を得た。

得られた発泡板は、幅が約２５８ｆｌ、厚みの平均が約
５０．５鱈で、Ｒ値が４．３　ｍｍと大きく、中央部が
厚く両側が薄いものであった。また、見掛密度は３５．
２Ｋｇ／靜でよく発泡していたが、両側に亀裂が入って
おり、良好な発泡板とは云えないものであった。

実施例２ 実施例１において、水の代わりに石けん水（ステアリン
酸ナトリウムの０．０５％水溶液）を用いることとし、
その圧出量を１時間当り２０ＣＣとした以外は、実施例
１と全く同様にして実施した。

その結果、幅が２５１ｍ＋＋＋、厚みが平均で４９．８
Ｗ、Ｒ値が０．８鯖と小さく、幅方向に厚みが均一な発
泡板とすることが出来た。且つ両側には亀裂を殆んど認
めなかった。

実施例３ 実施例１と同じ押出機のグイプレートに新たに樹脂温調
整器、実施例１で使用したものとは別の口金及び成形型
を付設した。この口金の先端における樹脂通路は、厚み
８１Ｅ１１％幅８００ｆｌである。

又、前記成形型は樹脂の周囲方向全面を覆う構造のもの
であって、出口の寸法は厚み５０箪、幅５５０ｆｌとし
た。さらに、この成形型の樹脂通過面は弗素樹脂が被覆
されていた。

口金内には、潤滑剤圧出孔が両側に夫々１個ずつ、実施
例１で使用した口金と同様な位置に穿設されていた。ま
た、圧出孔は直径２８で長さ５餌であって、その孔の奥
には逆止弁がねじ込まれ、逆止弁が配管を通じてプラン
ジャーポンプに連結されていた。

成形型には、内寸縦８００ｆｌ、横１０００問、長さ６
ｍの角筒体から成る減圧装置が気密に接続されており、
出口側には特開昭５９−４１２８６号に開示されたシー
ル装置が取着されていた。

実施例１で使用したものと同じ樹脂混合物を押出機へ供
給した。さらに、ポリスチレン１００部に対し、ブタン
を８．２部圧入した。押出機内で均一に混合溶融された
樹脂は、口金へ入る前に冷却されて１１７℃となり口金
内で扁平な板状に成形された。このとき、口金内では潤
滑剤として水が両方の圧出孔から、圧力８５Ｋｇ／ｃｄ
で一つの圧出孔あたり１５０ｙ／ｈｒの割合で圧出され
た。こ。

のとき、樹脂の押出量は１２０　Ｋｇ／　ｈｒ　であっ
た。

こうして、口金から押出された発泡性樹脂は成形型で発
泡せしめられて発泡板となり、直ちに減圧装置へ導入さ
れ、シール装置から出て来た発泡板は、引取装置により
引取られた。このとき、減圧装置内の圧力は２１０ｍＨ
ｆ（絶対圧）、引取速度は２．０ｍ／分であった。得ら
れた発泡板は、幅が６６０鱈、厚みが平均５９．０＋Ｉ
ｒ１１で、Ｒ値が１１鱈であって厚みがよく揃っており
、両側にも亀裂が殆んどなく良好な発泡板であった。こ
の発泡板は、皮剥ぎ加工して厚み５０ｍ５幅６１０ｆｌ
の板状体とすることが出来、これの見掛密度は１９．５
Ｋｙ／ｆ１１′と高度に発泡したもので゛あった。

比較例２ 実施例８に引続き、潤滑剤の圧出を中止してテストを継
続したが、両側の亀裂が激しくて引取れない状態となっ
たので、減圧装置内の圧力を４６０謂階（絶対圧）まで
変更し、且つ引取速度を１６ｍ／分まで低下せざるを得
なかった。

得られた発泡板は両側に亀裂が入っており、幅が６５０
謂、厚みが平均６４．５ｍｍＳＲ値が６．２ｍと大きく
、中央部が厚く両側が薄いものであった。

この発泡板は、皮剥ぎ加工すると、厚み５０闘、幅５５
０鱈の板状体で見掛密度ｚ４４Ｋｙ／ｌｒｆのものしか
得られなかった。

【図面の簡単な説明】

８１図及び第２図は、この発明方法の一実施態様を示し
た要部断面図である。 図において、１は押出機、２はブレーカ−プレート、８
はダイプレート、４はファンダイ、５はフラットダイ、
６は成形型、７は逆止弁、８は潤滑剤圧出孔、９は口金
開口端における樹脂通路である。 一丁 戸１ を 二 日

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 口金の押出端面に幅が厚みに対し２０ないし１０００倍
   の細長い断面となつて開口している通路から、発泡剤を
   含み軟化した状態にある熱可塑性樹脂を押出して発泡板
   を作るにあたり、口金内で樹脂が幅方向にほぼ最大限ま
   で延びた状態において、幅方向の両端の通路壁面から潤
   滑剤として水を圧出させ、幅方向の両端に位置する樹脂
   面上に水を薄膜状に付着させて樹脂を口金から押出し、
   押出物を直ちに成形型に入れて発泡させ、板状押出物の
   少なくとも表裏両面に成形型の内壁面を接触させて形を
   整えつつ冷却し、その後引取機により引取ることを特徴
   とする、熱可塑性樹脂発泡板の製造方法。