JPS6321133A - ポリオレフイン系樹脂発泡成形における蒸気節減法 - 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、ポリオレフィン系樹脂用発泡成形における蒸
気節減法に関し、更に詳しくは、ポリオレフィン系樹脂
発泡成形において、一方の金型より蒸気を供給し、他方
の金型より排出しく一方加熱と略称）、次いで他方の金
型より蒸気を供給し、一方の金型より排出する（逆一方
加熱と略称）−方加熱操作の段階で、従来系外に排出さ
れている廃蒸気をドレン弁の排出面積を調節減少させる
ことにより、廃蒸気の排出量を制限して加熱圧力の上昇
時間を速くして加熱時間を短縮し、加熱に使用する蒸気
量を節減する方法に関するものである。

「従来技術と問題点」 従来、この種の技術としては例えば特開昭５６−１２１
７４４号により提案されている。該公報に開示された蒸
気節減法はポリスチレンを対象として提唱されたもので
ある。ところで、近年、ポリエチレンやポリプロピレン
等のポリオレフィン系樹脂の型内発７＠ｌ成形が実施さ
れているが、ポリオレフィン系樹脂はポリスチレン１封
脂と比較して融着性や発泡力が劣るため、該方法をその
まま通用することは不可能である。そこで、ポリオレフ
ィン系樹脂の発泡成形においても、加熱時間を短縮し、
著気量を節減でき、且つ成形サイクルを短くし生産性を
向上させる方法が待望されている。

「問題点を解決するための手段」 本発明者はかかる実情に鑑み鋭意研究の結果、ポリスチ
レンの場合に比し、節減薄気率及び加熱時間の短縮率を
大巾に向上させるポリオレフィン系樹脂用発泡成形にお
ける蒸気節減法を見出し、本発明を完成させた。

即ち、本発明はキャビティ金型より蒸気を供給しコア金
型より電気を排出しく一方加熱）、次いでコア金型より
蒸気を供給しキャビティ金型より蒸気を排出しく逆一方
加熱）、ポリオレフィン系発泡樹脂を型内発泡成形する
に際し、蒸気加熱圧力０．３〜０．８　ｋｇ／ｃｄ　Ｇ
の範囲内でドレン弁の開度を絞り到達圧力０．８〜１．
８ｋｇ／ｃｍ２Ｇの範囲内で一方加熱を終了し、次いで
０．５〜１．０ｋｇ／ｃｊｃ、の範囲内でドレン弁の開
度を絞り到達圧力０．５〜２．０ｋｇ／ｃｍ２Ｇの範囲
内で逆一方加熱を終了することを特徴とするポリオレフ
ィン系樹脂発泡成形における基気節減法を内容とするも
のである。

本発明に用いられるポリオレフィン系樹脂としては、ポ
リエチレン系、ポリプロピレン系、ポリエチレンとポリ
プロピレン系とのコポリマー、ポリスチレン樹脂にポリ
オレフィン系樹脂を含浸させたもの、これらの混合物等
がある。

ポリオレフィン系発泡樹脂を成形する前の処理法として
、発泡樹脂の微細セル内に加圧空気を含浸させて、加熱
時に発泡剤として利用する成形含浸法（以下、成金と略
称）（例えば特公昭５１−２２９５１号に記載）、又は
加圧空気を含浸させない無成金法があるが、いずれにし
てもポリスチレンがブタンやペンタン等の発泡剤を含有
しているのと比較して、ポリオレフィン系発泡樹脂は発
泡剤が空気のみであるから、発泡力がポリスチレンより
小さい、その結果として、成形体が部分的に肉薄の箇所
があったり、又は金型に選択的に蒸′気の透過の良い箇
所があったりして、その箇所のみ融着が適切である場合
において、池の部分に焦点を合わせて加熱条件を設定す
ると、その箇所のみ加熱過剰になって収縮変形が生じ易
い、又、加熱蒸気の元圧（温度にも相当）を下げて、加
熱時間を長（して成形する場合は、発泡樹脂の微細セル
内の空気が加熱膨張してセル外に逸散する量が多くなっ
て、成形品の発泡力が減少して収縮変形が大きくなり良
好な成形品を得ることができない。

従って、ポリオレフィン系発泡樹脂は急速に加熱融着さ
せることが必要である。

従来行われている一方加熱の操作を第１図に基づいて説
明すると、キャビティ側より蒸気を供給し、この蒸気は
キャビティ蒸気室（１）、キャビティ金型（２）、ポリ
オレフィン発泡樹脂（５）、コア金型（４）、コア蒸気
室（３）を経てコア側ドレン弁（１３）を経て排出され
ている。これを一方加熱と称する。

次に、コア側より蒸気を供給し、この蒸気はコア蒸気室
（３）、コア金型（４）、ポリオレフィン発泡樹脂（５
）、キャビティ金型（２）、キャビティ蒸気室（１）を
経てキャビティ側ドレン弁（１２）を経て排出されてい
る。これを逆一方加熱と称する。

この蒸気通気操作はポリオレフィン系発泡樹脂の内部に
蒸気を通すことにより内部融着を行わせるためのもので
ある。この電気通気を充分に行わないと十分な内部融着
が行われず、ポリオレフィン系成形体の製品品質を低下
させることになる。

一方加熱の操作を行っていく過程では、過剰の蒸気、ド
レン及び空気が一緒に排出される。ポリオレフィン系尋
封脂の内部融着の基準を決める加熱尺度を示すものとし
てキャビティ蒸気室及びコア側芸気室の電気圧力が用い
られ、具体的な一例としてキャビティ側圧力スイッチ（
６）の設定値が例えば１．５　ｋｇ／　ｄ　Ｇになると
、ここから電気信号が出てキャビティ（７）蒸気弁（１
０）が閉になり、蒸気供給が停止し、一方加熱操作が終
了する。

次に、コア側からの逆一方加熱が始まり、例えばコア側
圧力設定値２．０ｋｇ／ｃｏｌＧになると同様に逆一方
加熱操作が終了する。これら一方加熱において、過剰の
本気を節減しようとしてキャビティ側調圧弁（８）やコ
ア劇調圧弁（９）により蒸気供給量を減少させても、一
方加熱時間が延長するのみで融着性は改善されず、結果
として過剰蒸気の節減効果は得られない。

本発明により加熱時間を短縮し、過剰蒸気を節減する方
法を第１図に基づいて説明する。

蒸気供給側については、キャビティ側蒸気弁（１０）は
開、コア側茗気弁（１１）は閉、ドレン側についてはキ
ャビティ側ドレン弁（１２）は閉、コア側開度調節ドレ
ン弁（１３）は開の状態で一方加熱操作を開始する。キ
ャビティ蒸気室（１）、ポリオレフィン発泡樹脂（５）
、コア蒸気室（３）の空気が蒸気と置換し、初期のドレ
ン排出終了後、コア側ドレン弁（１３）の弁開度を絞り
、−方加熱操作を行い、キ中ビティ側圧カスイッチ（６
）の設定値に達した時点で一方加熱操作が完了する。

上記の操作に於いて、蒸気加熱圧力は０．３〜０゜３ｋ
ｇ／ｃｆｆｌＧの範囲内にコントロールし、且つ到達圧
力が０．８〜１．５ｋｇ／ｃｍ２Ｇに達した時点で一方
加熱は終了する。

次に、逆一方加熱がコア側よりの蒸気供給で開始される
。即ち、コア側蒸気弁（１１）は開、キャビティ側蒸気
弁（１０）は閉、コア側開度調節ドレン弁（１３）は閉
、キャビティ側ドレン弁（１２）は開の状態で逆一方加
熱が始まり、初期のドレン排出終了後、キャビティ側ド
レン弁（１３〕の弁開度を絞り、逆一方加熱が行われ、
コア倒圧力スイッチ（７）の設定値に達した時点で逆−
方加熱操作は完了する。この場合の電気加熱圧力は０．
５〜１．０ｋｇ／ｃｍ２Ｇの範囲内で且つ到達圧力は０
．５〜２．０ｋｇ／ｃｉＧに達した時点で逆一方加熱は
終了する。

上記において、ドレン弁の制御は設定圧力に相当する時
間で行ってもよいし、又設定時間と設定圧力で行っても
よい、又、上記の一方加熱操作は、キャビティ側より蒸
気供給加熱を行っているが、逆の方向、即ちコア側より
蒸気供給加熱を行ってもよい。

本発明において使用されるドレン弁は公知の自動調節弁
が好適に用いられる。

又、該ドレン弁の口径は使用する成形用金型により夫々
異なるが、従来の経験上から適当な口径が決められる。

ところで、従来のドレン弁に代えて初めから小ドレン弁
のみを使用したり、弁の開度を減少させたりすると、ポ
リオレフィン系樹脂の充填時における充填空気の排出能
力不足による充填不良、冷却排水能力不足による排水時
間延長等の障害を起こすことになるので、一方加熱時の
脱気終了後に咳ドレン弁の開度を関節、減少させること
が好ましい。

「作用・効果」 本発明によれば加熱時にドレン弁の開度を減少させるこ
とにより、成形金型内の蒸気圧力が上昇し、蒸気加熱温
度が上がって融着が促進され、加熱時間が短縮されると
ともに、加熱に使用する電気量の節減が図られる。

「実施例」 以下、本発明を実施例、比較例に基づいて詳細に説明す
るが、本発明はこれらに限定されるものではない。

実施例１ ポリプロピレン発泡粒（４５倍）を用いて下記の条件で
発泡成形を実施した； 成形機；東洋機械金属製ｒＳＣ：ＩＯＢ型」金型（成形
品基準外寸）： 箱状成形品で縦４５０ＲＸ横３５０重鳳×高さ１７０鶴
×肉厚２０ｍ ドレン弁の開度減少率；８０％ ２次側蒸気元圧；２．Ｏｋｇ／ｃｍ２ Ｇ尚、同時にドレン弁の開度を絞らない従来加熱法につ
いても実施した。結果を第２図に示した。

第２図において、従来加熱法の場合は加熱開始点（Ａ）
から一方加熱終了点（Ｈ）〔加熱圧力ｌ。

１ｋｇ／ｃｍ２Ｇ、加熱時間３０秒〕を経て、次ぎに逆
一方加熱開始点（１）から逆一方加熱終了点（Ｊ）〔加
熱圧力１．３ｋｇ／ａＪＧ、加熱時間２０秒〕を経て、
更に両面加熱開始点（Ｋ）から両面加熱終了点（Ｌ）〔
加熱圧力１．８　ｋｇ／ｃ＋＋Ｉ　Ｃ１加熱時間１０秒
〕に到る。

一方、本発明のドレン弁の開度絞り法の場合は、上記と
同様の経過をたどって、即ち、一方加熱開始点（Ａ）か
らドレン弁の開度絞り開始点（Ｇ）〔加熱圧力０．４　
ｋｇ／　Ｃ１１ｌ　Ｇ、加熱時間２５秒〕を経て一方加
熱終了点（Ｍ）〔加熱圧力１．０　ｋｇ／ｃ＋Ｊ　Ｇ、
加熱時間１５秒〕、次いで逆一方加熱開始点（Ｎ）から
ドレン弁の開度絞り開始点（０）〔加熱圧力０．５　ｋ
ｇ／　ｃｄ　Ｇ、加熱時間１０秒〕を経て一方加熱終了
点（Ｐ）、加熱圧力’−３ｋｇ／　ｃｄ　Ｇを経て、更
に両面加熱開始点（Ｑ）から両面加熱終了点（Ｒ）、加
熱圧力１．８ｋｇ／ｃｊＱに到る。

上記従来法と本発明法との比較から、前者の総加熱時間
は６０秒（３０秒＋２０秒＋１０秒）であるのに対し、
後者では５０秒（２５秒＋１５秒＋１０秒）と約２０％
短縮されている。

比較例１ ポリスチレン発泡粒（５０倍）を用いて、２次側藁気元
圧を１．０　ｋｇ／　ｃｊ　Ｇとした他は、実施例１と
同様に操作した。又、同時にドレン弁の開度を絞らない
従来加熱法についても実施した。結果を第３図に示した
。

第３図において、従来加熱法の場合は加熱開始点（Ａ）
から一方加熱終了点（Ｂ）〔加熱圧力０゜５ｋｇ／ｃｍ
２Ｇ、加熱時間１５秒〕を経て両面加熱終了点（Ｃ）に
到る〔加熱圧力ＩＪ／ｃｊＱ、１０秒〕。

他方１、本発明と同じドレン弁の開度絞り法を通用する
と、加熱開始点（Ａ）からドレン弁の開度絞り開始点（
Ｄ）〔加熱圧力０．３　ｋｇ／ｊ　Ｇ、加熱時間１０秒
〕を経て両面加熱終了点（Ｆ）に到る〔加熱圧力１．０
ｋｇ／ｃｍ２Ｇ、加熱時間１２秒〕。

上記両法の比較から、従来法の総加熱時間は２５秒（１
５秒＋１０秒）であるのに対し、ドレン弁の開度絞り法
では２２秒（１２秒＋１０秒）と僅かに加熱時間短縮効
果が認められるが、実施例１の場合程顕著ではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、型内発泡成形に用いられる装置の一例を示す
概要図、第２図及び第３図はそれぞれ実施例１、比較例
１における蒸気加熱時間と加熱圧力との関係を示すグラ
フである。 １・・・キャビティ草気室 ２・・・キャビティ金型 ３・・・コア蒸気室 ４・・・コア金型 ５・・・ポリオレフィン発泡樹脂 ６・・・キャビティ側圧力スイッチ ７・・・コア側圧カスインチ ８・・・キャビティ側調圧弁 ９・・・コア側調圧弁 １０・・・キャビティ側蒸気弁 １１・・・コア使ｊ茅気弁 １２・・・キャビティ側ドレン弁 １３・・・コア側ドレン弁 １４・・・高圧蒸気管 １５・・・キャビティ側芸気管 １６・・・コア側蒸気管 １７・・・キャビティ側ドレン管 １８・・・コア倒ドレン管 特許出願人　鐘淵化学工業株式会社 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、キャビティ金型より蒸気を供給しコア金型より蒸気
   を排出し（一方加熱）、次いでコア金型より蒸気を供給
   しキャビティ金型より蒸気を排出し（逆一方加熱）、ポ
   リオレフィン系発泡樹脂を型内発泡成形するに際し、蒸
   気加熱圧力０．３〜０．８ｋｇ／ｃｍ＾２Ｇの範囲内で
   ドレン弁の開度を絞り到達圧力０．８〜１．８ｋｇ／ｃ
   ｍ＾２Ｇの範囲内で一方加熱を終了し、次いで０．５〜
   １．０ｋｇ／ｃｍ＾２Ｇの範囲内でドレン弁の開度を絞
   り到達圧力０．５〜２．０ｋｇ／ｃｍ＾２Ｇの範囲内で
   逆一方加熱を終了することを特徴とするポリオレフィン
   系樹脂発泡成形における蒸気節減法。 ２、設定圧力に相当する時間で制御するか、又は設定時
   間と設定圧力とで制御する特許請求の範囲第１項記載の
   蒸気節減法。