JPS6287327A - 熱可塑性樹脂型内発泡成型体の製造方法 - 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〕 本発明は熱可塑性樹脂型内発泡成型体の製造方法に関す
る。

（従来の技術〕 熱可塑性樹脂予備発泡粒子を成型用型内で発泡成型して
得られる型内発泡成型体の製造には、従来加圧タンク内
で加圧処理して発泡能を付与した予備発泡粒子の適宜蓋
（例えば数回の成型に必要な量）をホッパーに分取し、
眩ホッパーより１回の成型に必要な所定量の予備発泡粒
子を取り出して成型用型に充填し、加熱発泡せしめて成
型する方法が採用されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の型内発泡成型体の製造において１発ａ能を付与し
た予備発泡粒子の適宜蓋を分取するホッパーは大気圧開
放構造であるため、ホッパー内で予備発泡粒子が大気圧
下にさらされた状態となり。

そのためホッパー内の予備発泡粒子の内圧がホッパー内
で大気圧下にさらされた時間の経過に伴って減少して予
備発泡粒子の発泡能が低下し、この結果得られる型内発
泡成型体の寸法のバラツキが大きくなる欠点があり、し
かも粒子径が３ｎ以下の予備発泡粒子の場合には内圧減
少がより大きくなるため、予備発泡粒子の二次発泡力不
足を生じ。

粒子の融着不良や成型体の収縮率が大きいという欠点が
あった。

またホッパーが大気圧開放構造であることにより、成型
時にホッパー内の予備発泡粒子の所定量を成型用型に供
給するに当たり、ホッパーから成型用型への予備発泡粒
子の移送を円滑且つ迅速に行い難く、成型サイクルが長
くなるという欠点もあった。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者らは上記問題点を解決すべく鋭意研究中間タン
ク内で加圧保持した予備発泡粒子を成型用型に充填する
間に加圧タンクよシ中間タンクへ予備発泡粒子を移送す
る方法を採用することにょシ１粒子内圧（発泡能）の減
少を防止し、成型サイクルの時間の経過に伴う製品間の
寸法上のバラツキを防止でき、かつ効率良く成型を行な
うことができることを見出し本発明を完成するに至った
。

即ち本発明の熱可塑性樹脂屋内発泡成型体の製造方法は
１発泡能を付与された熱可塑性樹脂予備発泡粒子を加圧
タンク内で加圧下に保持する工程と、上記加圧下に保持
された予備発泡粒子の適宜量を中間タンクに移送して該
中間タンク内で加圧下に保持する工程と、中間タンク内
の予備発泡粒子を成型用型内に圧送充填する工程と、成
型用型内の予備発泡粒子を加熱して発泡膨張せしめる工
程とからなり、且つ中間タンク内の予備発泡粒子を成型
用型に圧送充填する間に加圧タンクより中間タンクへ予
備発泡粒子を移送することを特徴とするものである。

本発明に適用される熱可塑性樹脂予備発泡粒子としては
、スチレン系樹脂、オレフィン系樹脂。

アミド系樹脂、ウレタン系樹脂、エステル系樹脂等を基
材樹脂とする予備発泡粒子が挙げられるが。

特に、ポリプロピレン、低密度ポリエチレン、高密度ポ
リエチレン、直鎖低密度ポリエチレン、エチレン−プロ
ピレンランダム共重合体、エチレンープロピレンブロッ
ク共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体等のオレフ
ィン系樹脂を基材樹脂とする気体透過度の大きい予備発
泡粒子を用いた場合に実益が大きい。

上記予備発泡粒子は発泡能が付与されて加圧タンク内で
加圧下に保持されるが、予備発泡粒子の発泡能は、予備
発泡粒子を加圧処理して粒子内圧を高めることにより付
与される。予備発泡粒子の加圧処理には空気、二酸化炭
素等の無機ガスや。

無機ガスと、ブタン、プロパン、ジクロロジフロロメタ
ン等の予備発泡粒子の発泡に用いられる揮発性発泡剤と
の混合ガス等が用いられるが８通常線空気を用いること
が好ましい。この加圧処理によシ、予備発泡粒子に０．
７〜５．０　ｋｇ／ｄ　（Ｇ）程度の内圧が付与される
。予備発泡粒子の加圧処理は。

加圧処理によって発泡能が付与された予備発泡粒子を加
圧保持するための加圧タンク内で行なっても良＜、また
別の工程で行なっても良い。

次に本発明方法を図面に基き説明する。

第１図において、加圧タン２粒子粒子出口２を開閉する
粒子出口開閉弁３．中間タンク４の粒子人口５を開閉す
る粒子入口開閉弁６．中間タンク４０粒子出ロアを開閉
する粒子出口開閉弁８及び排気弁９．充填用空気弁１０
は閉じ、加圧弁１１は開いた状態にあり、加圧タンク１
内はレギュレーター１２によシ所定の圧力に保持され１
発泡能を付与された予備発泡粒子１３鳳が加圧下に保持
されている。また中間タンク４内の圧力はレギュレータ
ー１４によって所定圧力に保持され、加圧タンク１よシ
移送された適宜１（例えば数回の成型に必要な量）の予
備発泡粒子１３ｂが加圧下に保持されている。この時の
加圧タンク１内圧力は０．２〜２０　ｋＩＩ／ｊ（Ｇ）
　、好ましくは０．５〜ｌＯゆ／ｄ（Ｇ）でアリ、中間
タンク４内圧力は加圧タンク１内の圧力と同一でも或い
はそれより高い圧力であっても良く、後者の場合、中間
タンク４内の圧力は加圧タンク１内の圧力より０．０１
〜１．０ｋｇ／ｃｄ（Ｇ）高いことが好ましい。

加圧タンク１内で予備発泡粒子を加圧処理して発泡能を
付与する場合、上記レギュレーター１２に、加圧タンク
内圧力の外圧速度制御機能を持たせることもできる。こ
の場合粒子を徐々に加圧でり１内の加圧圧力を低く抑え
ておき、レギュレーター１２の上記制御機能によシ９次
第に少しずつ圧力を上昇させ、所用の時間を経過して目
的とする加圧圧力に到達させる。このように１粒子を徐
々に加圧する場合には、当初から急激に所定圧力に加圧
する場合に比べて粒子を圧縮する虞れがなく、効率よく
粒子に内圧を付与できる。このように徐々に加圧を行う
場合、上記タンク内圧力にまで加圧する際の外圧速度は
０．０１５〜ｏ、　ｓ　ｋｉｐ／ｄ（Ｇ）／ｈｒが好ま
しい。

中間タンク４内で予備発泡粒子１８ｂが加圧保持される
間に、切換弁１５が切換えられて、充填機１６のエアー
シリンダー１７のピストン軸１８が退勤し、コア型１９
とキャビティー型２０とからなる成型用型２１０粒子充
填口２２が開かれるとともに、充填用空気弁１０が開き
、成Ｍ用型２１の成型室２３に圧搾空気が供給され、成
型室２３内の付着水等をクラッキング２４を経て空気と
ともに排出する（第２図）。

次いで。中間タンクの粒子出口開閉弁８が開き。

中間タンク４内の予備発泡粒子１３ｂが中間タンク４内
の圧力により押し出され粒子供給管２５を通って充填機
１６の粒子供給口２６に流入し、更に充填用空気弁１０
をへて供給される圧搾空気によって成型用型２１の成型
室２８に送シ込まれる（第３図）。ここにおいて、中間
タンク４内の圧力を加圧タンク１内の圧力よりも高い圧
力に設定した場合、この逆の場合に比べて加圧タンク内
の圧力を必要以上に高くしなくても中間タンク内と成型
室２３内の圧力差を充分に大ならしめることができ、そ
の結果、加圧タンク内圧力をそれ＃１ど高くしなくても
予備発泡粒子１３ｂを容易且つ短時間に効率よく成型室
２３内に充填することができると共に、成型室２３が複
雑な形状を有していても隅々にまで充填され、未充填部
を生じることがないという利点がある。

しかしながら９粒子充填の際、あまＪ）Ｋ高い圧力によ
って粒子を圧縮してその体積を減少させるようなことは
避けなければならない。粒子充填の際１粒子を圧縮する
と、得られる発泡成型体轄発泡倍率の低いものとなるか
らである。粒子を成型室Ｋｌ＊粒子の体積を実質的に減
少させることなく加圧充填するために杜、充填圧が０．
７〜３．０ゆ／ｃｄ（Ｇ）であることが好ましい。

中間タンク４内の予備発泡粒子１３ｂが成型用型２１の
成型室２８に送シ込まれる間に加圧タンク１の粒子出口
開閉弁３．中間タン２粒子粒子入口開閉弁６が開き、加
圧タンク１内の予備発泡粒子１３ａの適宜量（例えば中
間タンク４から成型室２３に送り込まれた量と略同等量
）が加圧タンク１内の圧力によって押し出され１粒子移
送管８４を経て中間タンク４に移送される。この時、中
間タンク４内の空気は成型室２１１に送如込まれる予備
発泡粒子とともに中間タンク４内から排出されるため、
中間タンク４から成型室２３への予備発泡粒子の送シ込
みが行なわれていない状態、即ち中間タンク４０粒子出
口開閉弁８が閉じた状態において中間タンク４の排気弁
９よシ中間タンク４（Ｑ）′ 内の空気を排出して加圧タンク１よシ中間タンク４に予
備発泡粒子を移送する場合に比べて短時間で効率良く予
備発泡粒子を中間タンク４に移送することができる。

尚１本発明においては上記加圧タンク１から中間タンク
４に予備発泡粒子を移送する際に、中間タン２４の排気
弁９は閉じた状態にあっても良いが、必要によシ排気弁
９を開いても良い。

加圧タンク１から中間タンク４への予備発泡粒子の移送
が終了すると粒子出ロ開閉弁３１粒子入ロ開閉弁６が閉
じて加圧タンク嘗からの移送が停止し、成型室２ｓ内に
所定最の予備発泡粒子が充填されると加圧弁１１が閉じ
、排気弁９が開くとともにロータリーシリンダー２７が
作動し第４図に示すように中間タン２４０粒子出ロアが
略横位置になるまで中間タンク４を矢印Ａ方向に略９０
゜回転せしめ９粒子充填口２２と粒子用ロア間に残った
予備発泡粒子が中間タンク４方向へ押し戻される。この
時、中間タンク４内の空気はフィルターパイプ２８の小
孔２１（第６図）から排気弁９、　　　　　　　　　　
　　（１０） を紅て排気口３０から排出される。更に、切換弁１５が
作動してエアーシリンダー１７のピストン軸１８を進動
せしめる方向に圧搾空気が供給され。

ピストン軸１８が進動して成型室２３の粒子充填口２２
がピストン軸１９の弁体３１によって閉じられると９粒
子充填口２２と粒子用ロア間に残った予備発泡粒子は充
填用空気弁１０を経て圧搾空気供給管３２より供給され
る圧搾空気により完全に中間タンク４内まで押し戻され
、しかる後、中間タンクの粒子出口開閉弁８が閉じられ
るとともに、ロータリーシリンダー２７が作動して中間
タンク４を第４図において矢印Ｂ方向に回転せしめ。

粒子用ロアが旧位置に復帰した時点で回転が停止する。

上記の場合、中間タンク４を矢印入方向に回転したとき
、第４図に示すように１粒子用ロアが中間タンク内部に
開口するので、該粒子用ロアに中間タンク内粒子による
負荷がかからず、従って。

粒子の充填余シを中間タンク内に戻すに当たって。

それを円滑且つ良好に行うことができる。

中間タンクの回転角度は前記の９０°に限定されず、中
間タンクの容積及び中間タンク内に収容される予備発泡
粒子の蓋によって適宜決定される。

また、上記回転角度は、中間タンク内粒子による負荷が
減少する位置であればよく、必ずｊ−４該負荷がＯとな
る位置（粒子用［］１が中間タンク内部に開口する位置
）Ｋ限定されない。

一方、排気弁９が閉じられ、加圧弁１１が開いて中間タ
ンク４内の予備発泡粒子ｔａｂは加圧下に保持され、こ
の間に成型用型２１の成型室２３内に充填された予備発
泡粒子１３ｏは蒸気等の加熱手段によシ加熱され９発泡
膨張せしめられて型通りの型内発泡成型体が得られる（
第５図）。

本発明において、中間タンク４は数回の成型に必要な量
の予備発泡粒子を収容できる大きさのものに限定されず
、１回の成型に必要な量の予備発泡粒子を収容できる大
きさのものでもよく、いずれの場合においても、中間タ
ンクの内容積は粒子を収容するに必要な大きさよりも大
きめに設定することが好ましい。

また、中間タンク１個、成型機１個の組合わせＫｐｊｉ
らず１例えば中間タンクを数回の成型に必要な量の粒子
を収容できる大きさに構成した場合。

該中間タンクに複数の粒子用ロアを設けるとともに該粒
子用ロアの数に対応した複数の成型機３８を設け、各粒
子用ロアに成型機３３を粒子供給管２５を介して連結し
てもよい。このように構成することにより、複数回の成
型処理を同時に又は順次連続的に行うことができる。

更に、中間タンクは回転可能なものに限らず固定式であ
っても良いとともに数も１個Ｋｐｌｉらず複数個設け、
各々に成型機を連結して、同時Ｋ又は順次連続的に成型
処理を行うように構成することもできる。　　　　′ 尚１図中３５．３６は各々レギュレーター１２及び１４
に圧搾空気を供給する圧搾空気供給管。

５１７ｍ　、　３７ｂはロータリーシリンダー２７によ
り中間タンク４を回転せしめるために中間タンク４の側
板に設けられた支軸、３８は一方の支軸８７ｍを枢支す
る支枠、８９．３９はエアシリンダー１Ｔのピストン軸
１８を進退動せしめる圧搾空気を供給するエアー供給管
である。

〔実施例〕

以下実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明する。

実施例１ エチレン−プロピレンランダム共重合体を素材とする平
均粒子径４　ｍｍの予備発泡粒子を加圧タンク１内に入
れ、　　１．５１１１１／ｄ　（Ｇ）の圧搾空気を供給
して加圧した。加圧用レギュレーター１２により圧力調
整し、最終的に予備発泡粒子に１．０　ｋｇ／ｃＩＩ（
Ｇ）の圧力を持たせて該予備発泡粒子を加圧下に保持し
た。

次いで、加圧タンク１内の予備発泡粒子の０．０２３ｍ
／（５回の成型に必要な１ｌｌ）を中間タンク４に移送
し、圧搾空気によシ中間タンク４内を１．６１ｔ＆／ｄ
（Ｇ）Ｋ加圧し、且つ腋圧力下に保持した。その後、中
間タンク４内の予備発泡粒子を１．６　ｋｉｌｌ／ｃｄ
（Ｇ）の充填圧で、内寸法３００態Ｘ３００１１１Ｘ５
０Ｕの成型機３８の成型室２３内に加圧充填１７た。

一方、中間タンク４から成型室２３に予備発泡粒子を加
圧充填している間に、中間タンク４から成型室２３へ送
り込んだ予備発泡粒子量と略同等量の予備発泡粒子を加
圧タンク１から中筒タンク４に移送した。成型室２３へ
の予備発泡粒子の加圧充填終了後、充填余りの予備発泡
粒子は中間タンク４内に押し戻して成型終了まで中間タ
ンク４内で加圧下に保持した。

成型室２８内に３．２　ｋｇ／ａｉ　（Ｇ）の蒸気を吹
き込んで加熱し、予備発泡粒子を発泡成型して発泡倍率
３０倍の成型体を得た′。同様にして中間タンク４から
成型室２３に予備発泡粒子を加圧充填する間に、中間タ
ンク４から成型室２３へ送り込まれたと略同等量の予備
発泡粒子を加圧タンク１から中間タンク４に移送して中
間タンク内の予備発泡粒子を補充しつつ成型をくり返し
、計１５個の発泡成型体を製造したところ、５回の成型
が終了した後に加圧タンク１から中間タンク４に０．０
２３ｍ’の予備発泡粒子を移送して同様の成型をくり返
し。

計１５個の発泡成型体を製造した場合に比して。

加圧タンク１から中間タンク４への予備発泡粒子の移送
が円滑かつ迅速に行なわれるとともに中断なく連続的に
成型が行なえることＫよって１５個の成型体を得るに要
する時間を１０％短縮できた。

得られた成型体の表面状態を観察したところ、凹凸のな
ｈ平滑な表面状態を呈していた。また、はとんど収縮の
ない成型体が得られ、各成型体間の寸法上のバラツキ４
　ｉｔとんど認められなかった。

更に、成型体の一部を曲げて折った破片の破断面を観察
したところ９粒子間切断を生じるものがほとんど認めら
れず１粒子の融着性においても良好なものであった。

比較例１ 実施例１と同様の予備発泡粒子を加圧タンク曹内で加圧
処理して同様の内圧を付与した後、加圧タンク内で加圧
保持した。

次いで加圧タンク１内の予備発泡粒子の０．０２３ｉを
大気圧開放型のホッパーに移送ｔ７．＃ポツパーより予
備発泡粒子を実施例１と同様の成型用型に充填して同様
の蒸気によシ加熱発泡せしめ成型体を得た。５回の成型
が終了した後、加圧タンク１より再びホッパーに０．０
２３１１’の予備発泡粒子を移送して同様の成型をくり
返し、計１５個の成型体を製造した。得られた各成型体
の表面状態を観察したところ、平滑人表面状態のものと
表面に凹凸を有するものが存在し９表面状態の良否にバ
ラツキが認められた。また収縮の大きいものが存在し、
各成型体間の寸法上のバラツキが大きかった。

更に各成型体の一部を曲けて折った破片の破断面を観察
したところ各成型体間で粒子の融着性の良否にもバラツ
キが認められた。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明方法によれば、予備発泡粒子
を用いて発泡成型体を製造するに当たシ。

粒子を大気圧下に曝すことがないから、加圧処理後、成
型迄の間の粒子内圧の減少を防止することができ、その
結果、加圧タンクから取出した粒子を数回に分けて成型
を行う場合でも、成型サイクルの時間の経過に伴う製品
間の寸法上のバラツキを生じることなく、均質な製品を
製造することができる効果があシ、また。−Ｆ記した如
く粒子内圧の減少を防止できるので１粒子の融着性に優
れ且つ表面平滑な高品質の成型体を安定して製造できる
効果がある。

また本発明方法は、加圧状態を保持したまま粒子を移送
し又は充填する方法を採用したから、加圧タンクから粒
子を取り出した後、成型室内へ導くまでの間、該粒子の
移送を円滑且つ迅速に行うことができる。

更に本発明方法ｔよ、中間タンク内の予備発泡粒子を成
型室に送り込んでいる間の一部の時間を利用して加圧タ
ンクから中間タンクへ予備発泡粒子を移送する方法を採
用したから、加圧タンクから中間タンクへ予備発泡粒子
を移送する際の加圧タンク内圧力と中間タンク内圧力の
差を充分大きくすることができ、加圧タンクから中間タ
ンクへの予備発泡粒子の移送をきわめて円滑巨つ迅速に
行なうことができるとともに中断なく連続して成型を行
なうことができ、中間タンクから成型室への予備発泡粒
子の送り込みが行なわれていない状態の時に加圧タンク
から中間タンクへ予備発泡粒子を移送する方法に比べて
成型サイクル時間のより短縮化が図れ、生産能率を大幅
に増大することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図は本発明方法の実施に係る製造装置によ
シ型内発泡成型体を製造する各工程を示す略図、第６図
はフィルターパイプの斜視図である。 １−・−加圧タンク　　４−−−−−−一中間タンクｌ
Ｌａ、　１３ｂ、　１８ｅ−−−−−−一熱可塑性樹脂
予備発泡粒子２＋−−・−成型用型 第２図 第３図 第５図 第４図 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 発泡能を付与された熱可塑性樹脂予備発泡粒子を加圧タ
   ンク内で加圧下に保持する工程と、上記加圧下に保持さ
   れた予備発泡粒子の適宜量を中間タンクに移送して該中
   間タンク内で加圧下に保持する工程と、中間タンク内の
   予備発泡粒子を成型用型内に圧送充填する工程と、成型
   用型内の予備発泡粒子を加熱して発泡膨張せしめる工程
   とからなり、且つ中間タンク内の予備発泡粒子を成型用
   型に圧送充填する間に加圧タンクより中間タンクへ予備
   発泡粒子を移送することを特徴とする熱可塑性樹脂型内
   発泡成型体の製造方法。