JP2007307873A

JP2007307873A - 発泡プラスチック成形品及びその製造方法。

Info

Publication number: JP2007307873A
Application number: JP2006141855A
Authority: JP
Inventors: Takehiko Ogiwara; 岳彦荻原
Original assignee: MUSASHINO KIKO KK
Current assignee: MUSASHINO KIKO KK
Priority date: 2006-05-22
Filing date: 2006-05-22
Publication date: 2007-11-29

Abstract

【課題】低強度部分、加飾を阻害する部分及び液体が進入するおそれが無く、木材の代替え品としても好適な発泡プラスチック成形品及びその製造方法を開発。
【解決手段】発泡層の外周面全体に無発泡のスキン層を設けると、断熱性、耐衝撃性、加工性などに優れる発泡プラスチックの特徴を有しながら、表面に低強度部分などの欠点が無くなる。発泡層の中間部に無発泡のスキン層を設けると成形品全体の強度及び剛性が向上し、釘を打った場合の抜け強度も向上する。
【選択図】図２

Description

本発明は、外周全体を無発泡のスキン層で覆われた発泡プラスチック成形品に関する。

発泡プラスチックは、断熱性、耐衝撃性、防振性、遮音性、加工性などに優れるので、断熱材、包装材、建材などとして広く利用されている。しかし、強度や剛性が小さく、また加飾（転写・シルク印刷・オフセット印刷・ホットスタンプなど）に適さないという欠点がある。この欠点を改善するために発泡プラスチックシート（中心層）の表面及び裏面に無発泡プラスチックシートを接着し、両面に外層を形成した発泡プラスチック複合パネルが提案されている（特許文献１）。これは、発泡プラスチック原料と無発泡の外層材料をそれぞれ別々に調合し、それぞれ別々の押し出し成形機で中心層と外層とを別々にシート状に押し出し、直後に圧接して中心層と外層とを溶融接着するものである。この複合パネルは、表面及び裏面において、前記発泡プラスチックの欠点が改善されるほか、鋸切断、釘打ちが可能となるので、木材の代替え品として建材などとしての利用拡大が期待されるものである。
特開２００２−３２２８０９

特許文献１の複合パネルは、中心層と外層とを別々に押し出し成形した後に溶融接着するものであるので、中心層と外層とが比較的はがれやすい。また、外層は表面及び裏面のみであり、側面は中心層の発泡プラスチックが露出しているので、当該部分から液体が侵入する、当該部分が壊れやすい、当該部分への加飾が阻害されるなどの問題点がある。

本発明は、低強度部分、加飾を阻害する部分及び液体が進入するおそれが無く、木材の代替え品としても好適な発泡プラスチック成形品、及びその製造方法を開発することを課題とする。

（請求項１）
本発明は、内部の発泡層と、その外周面全体を覆ったスキン層とからなり、該スキン層は前記発泡層と同一のプラスチック素材からなる無発泡の層となっていることを特徴とする発泡プラスチック成形品である。

（請求項２）
また本発明は、前記請求項１の発泡プラスチック成形品において、前記発泡層の中間部に、前記発泡層と同一のプラスチック素材からなる無発泡の中間層を形成したことを特徴とする発泡プラスチック成形品である。

（請求項３）
また本発明は、プレス成形機のキャビティー内に発泡剤入りのプラスチック原料を射出するステップと、プレスによりキャビティーを圧縮して前記スキン層を形成するステップと、キャビティーを拡張させて前記発泡層を形成するステップとを有することを特徴とする請求項１に記載の発泡プラスチック成形品の製造方法である。

（請求項４）
また本発明は、プレス成形機のキャビティー内に発泡剤入りのプラスチック原料を射出するステップと、プレスによりキャビティーを圧縮して前記スキン層を形成するステップと、キャビティーを拡張させて前記発泡層を形成するステップと、さらにプレスによりキャビティーを圧縮して前記中間層を形成するステップとを有することを特徴とする請求項１に記載の発泡プラスチック成形品の製造方法である。

本発明におけるプラスチックは、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレンビニールアルコール、酢酸ビニール、塩化ビニール、ポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ、ＰＥＴＧ）、ポリカーボネート、ナイロン樹脂、アイオノマー樹脂、アクリル樹脂、ＡＳ樹脂、ＡＮ樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリ乳酸樹脂、その他成形可能なプラスチックである。さらに、廃プラスチック、例えば容器リサイクル法による一般廃棄物中のその他のプラスチックに該当する廃棄物を原料とすることもできる。廃プラスチックを用いることで、プラスチックのリサイクルに貢献できる。

本発明発泡プラスチック成形品の形状は、プレス射出成形により成形可能であれば特に制限はないが、例えば、長さ１０〜５０００ｍｍ、幅１０〜５０００ｍｍ、厚さ２００ｍｍ以内の板状又は棒状とすることができる。

発泡層の密度は、完成品の容積に対して供給する発泡剤の量を調整することで任意に調整することができる。供給する発泡剤を多くするほど気泡比率が多くなり、密度が小さくなる。

スキン層は無発泡の層であるが、発泡が皆無である必要は必ずしも無く、気泡比率が５体積％以下程度であればほぼその目的を達成できる。スキン層の厚さは０．１〜２０ｍｍ程度とすることができる。

スキン層は、プレス成形機のキャビティー内に発泡剤入りのプラスチック原料を射出した後、プレスによりキャビティーを圧縮することにより形成できる。この場合のプレス圧力は１２〜１８ＭＰａ程度が好適である。この状態でしばらく保持すると、プラスチックが外側から硬化し、外側部分がスキン層としてほぼ硬化する。この際、キャビティーの温度を調整することでスキン層の厚さを調整できる。すなわち、キャビティー温度急冷するほどスキン層が厚くなり、徐冷するとスキン層が薄くなる。その後、キャビティーを拡張させると、まだ硬化してないプラスチックの中心部分が膨張して発泡層となる。この状態で保持し、プラスチックを完全に硬化させると、前記請求項１の発泡プラスチック成形品となる。

キャビティーを拡張させた状態でしばらく保持し、プラスチックの中心部がまだ完全に硬化しないうちに再びキャビティーをプレスにより圧縮すると、発泡層の中間部分に中間層が形成される。拡張状態で保持する時間を長くするほど中間層が薄く形成される。

中間層は無発泡の層であるが、発泡が皆無である必要は必ずしも無く、気泡比率が５体積％以下程度であればほぼその目的を達成できる。中間層の厚さは０．１〜２ｍｍ程度とすることができる。

本発明の発泡プラスチック成形品は、外周面全体が無発泡のスキン層となっていて、発泡層が表面に全く露出していないので、断熱性、耐衝撃性、防振性、遮音性、加工性などに優れるという発泡プラスチックの特徴を有しながら、表面に低強度部分、加飾を阻害する部分がなく、ブロック内部に液体が侵入するおそれも全くないので、損傷を受けにくく、劣化しにくい。また、射出プレス成形で完全に一体成形されることにより、発泡層とスキン層がはがれることもない。

中間層を形成すると、成形品全体の強度及び剛性が向上し、釘を打った場合の抜け強度が向上するため、木材の代替え品としてさらに好適なものとなる。

図１は実施例の発泡プラスチック成形品１の斜視図、図２は発泡プラスチック成形品１の断面図である。発泡プラスチック成形品１は、外面全体（上面、下面、左右側面、前面及び後面）が厚さ約２ｍｍのスキン層３（気泡比率０体積％）となっており、その内部が気泡比率約５０体積％の発泡層２となっている。

発泡プラスチック成形品１は、例えば図４に示すようなプレス成形機５によってプレス成形される。これは、いわゆる傾斜プレス式プレス成形機で、金型（上金型７、下金型６）、加圧シリンダ９、センサ（図示せず）などからなり、上金型７と下金型６の間の空間がキャビティー８となっている。上金型７及び下金型６は冷却水により温度制御されるもので、下金型６の中央部には原料の注入口が設けられている。加圧シリンダ９は油圧式で、上金型７を上下動すると共に、キャビティー８内の原料を加圧する。また、センサで上金型の高さ及び傾きが検知され、制御装置（図示せず）が左右のシリンダの動作を制御して上金型を上下動させる。このようなプレス成形機は、例えば、特許第２９５１９４４号公報に開示されている。なお、本発明におけるプレス成形機は傾斜プレス式に限るものではない。

発泡プラスチック成形品１の原料として、廃プラスチックを用いた。容器リサイクル法による一般廃棄物中のその他のプラスチックに該当する廃棄物を水による比重分離で分別し、比重１．０以下で、ポリオレフィンを７０重量％以上含む廃プラスチックを得た。これに発泡剤（永和化学工業株式会社ポリスレンＥＶ−４０５Ｄ）を３重量％加えた原料を溶融混練機（図示せず）で溶融・混練し、これをリザーバー（図示せず）からプレス成形機５のキャビティー８内に射出する。このとき、上金型７は浮動状態としておくことが望ましく（原料がキャビティー内に射出されやすいように）、上金型の位置は任意の位置でよい。本実施例の場合、上金型の当初の位置はキャビティー８の高さが１２ｍｍとなる位置とした。キャビティー８内に原料を射出するにつれて上金型７が上昇し、射出終了時のキャビティー８の高さは１５ｍｍであった。次に、加圧シリンダ９を作動してキャビティー８の高さが１０．５ｍｍとなるまで上金型７を下降させ、キャビティー内の原料をプレスし、スキン層３を形成した。このときの圧力は１５ＭＰａであった。この状態で約１０秒間保持し、その後、キャビティー８の高さが１５ｍｍとなるまで上金型７を上昇させてキャビティーの容積を拡張させ、発泡層２を形成し、この状態でキャビティー内の原料が完全に硬化するまで冷却した後、成形機１から取り出して、収縮後の厚さが１５ｍｍの板状の発泡プラスチック成形品１を得た。

図３は実施例の発泡プラスチック成形品１’の断面図である。発泡プラスチック成形品１’は外面全体（上面、下面、左右側面、前面及び後面）が厚さ約２ｍｍのスキン層３（気泡比率０体積％）となっており、その内部が気泡比率約５０体積％の発泡層２となっている。さらに、発泡層２の中間部に厚さ約１ｍｍの中間層（気泡比率０体積％）が形成されている。

発泡プラスチック成形品１’の原料は、前記発泡プラスチック成形品１と同じものを使用した。原料を溶融混練機（図示せず）で溶融・混練し、これをリザーバー（図示せず）からプレス成形機５のキャビティー８内に射出する。このとき、上金型７は浮動状態とし、キャビティー８の高さは当初１２ｍｍで、キャビティー８内に原料を射出するにつれて上金型７が上昇し、射出終了時のキャビティー８の高さは１５ｍｍであった。次に、加圧シリンダ９を作動してキャビティー８の高さが１０．５ｍｍとなるまで上金型７を下降させ、キャビティー内の原料をプレスし、スキン層３を形成した。このときの圧力は１５ＭＰａであった。この状態で約１０秒間保持し、その後、キャビティー８の高さが１５ｍｍとなるまで上金型７を上昇させてキャビティーの容積を拡張させ、発泡層２を形成し、この状態で約１５秒間保持した。その後、キャビティー８の高さが１３ｍｍとなるまで再び上金型７を下降させて原料をプレスし、中間層４を形成した。このときの圧力は１５ＭＰａであった。この状態でキャビティー内の原料が完全に硬化するまで冷却した後、成形機１から取り出して収縮後の厚さが１３ｍｍの板状の発泡プラスチック成形品１’を得た。

本発明の発泡プラスチック成形品は、断熱材、緩衝材などとして利用できるほか、損傷、劣化しにくいので、電気製品その他種々の機器の梱包材として利用するのに好適である。また、木材の代替え品として建材、家具用材料などとしても利用できる。

発泡プラスチック成形品１の斜視図である。発泡プラスチック成形品１の断面図である。発泡プラスチック成形品１’の断面図である。プレス成形機５の断面説明図である。

符号の説明

１発泡プラスチック成形品
１’ 発泡プラスチック成形品
２発泡層
３スキン層
４中間層
５プレス成形機
６下金型
７上金型
８キャビティー
９加圧シリンダ

Claims

内部の発泡層と、その外周面全体を覆ったスキン層とからなり、該スキン層は前記発泡層と同一のプラスチック素材からなる無発泡の層となっていることを特徴とする発泡プラスチック成形品。
請求項１の発泡プラスチック成形品において、前記発泡層の中間部に、前記発泡層と同一のプラスチック素材からなる無発泡の中間層を形成したことを特徴とする発泡プラスチック成形品。
プレス成形機のキャビティー内に発泡剤入りのプラスチック原料を射出するステップと、プレスによりキャビティーを圧縮して前記スキン層を形成するステップと、キャビティーを拡張させて前記発泡層を形成するステップとを有することを特徴とする請求項１に記載の発泡プラスチック成形品の製造方法。
プレス成形機のキャビティー内に発泡剤入りのプラスチック原料を射出するステップと、プレスによりキャビティーを圧縮して前記スキン層を形成するステップと、キャビティーを拡張させて前記発泡層を形成するステップと、さらにプレスによりキャビティーを圧縮して前記中間層を形成するステップとを有することを特徴とする請求項１に記載の発泡プラスチック成形品の製造方法。