JP2603859B2 - 射出成型発泡体の製造方法 - Google Patents

射出成型発泡体の製造方法

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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は射出成型発泡体の製造方法に関する。
〔従来の技術及び発明が解決しようとする問題点〕
近年、断熱材、緩衝材、浮揚材等に合成樹脂発泡成型
体が広く用いられており、この種の発泡成型体を製造す
る方法としては、合成樹脂予備発泡粒子を所望の形状の
成型用型内に充填した後、加熱して該予備発泡粒子を発
泡せしめ型通りの成型体を得るいわゆるビーズ成型法が
知られている。ビーズ成型法は独立気泡率の高い発泡成
型体を得やすく、断熱性、耐水性等に優れた発泡成型体
を得るための方法として好ましいものであるが、反面得
られた発泡成型体が収縮しやすく、寸法精度の高い成型
体が得難いとともに、成型に当って成型用型内で予備発
泡粒子を加熱した後冷却する工程をくり返して行なうも
のであるため、成型のたびに成型用型加熱に要する熱エ
ネルギーを損失し、しかも一回の成型に要する時間が長
く、従って成型のサイクルが長くなりその結果熱効率、
成型効率が低いという欠点を有していた。一方、射出成
型法は成型用型を加熱する必要がなく成型用型は冷却の
みを行なうだけで良いため射出成型法を用いれば、熱効
率、成型効率を向上できるが、従来の射出成型法は未発
泡の合成樹脂(例えば合成樹脂ペレット)から発泡成型
を行なって成型体を得るものであるため1.5倍程度の発
泡倍率の成型体しか得られず、より高い発泡倍率(低密
度)の成型体が得られないという欠点を有していた。
上記の問題点を解決するため本発明者は合成樹脂発泡
粒子を加熱軟化せしめ後、成型用型内に加圧して射出し
成型する方法を提案した(特開昭60−96419号)。この
方法によれば従来の射出発泡法に比べて高発泡の発泡形
成品を容易に得ることができるが、この方法では得られ
る成型品の発泡倍率が発泡粒子の溶融度合で変化してし
まい所望の発泡倍率の成型品を得ることが困難であると
いう問題があった。これはわずかな温度変化によって発
泡粒子の溶融度合が大きく変化することに起因し、この
ような傾向はポリオレフィン系樹脂のごとく高結晶性樹
脂よりなる発泡粒子ではいっそう顕著となり、成型体に
おける発泡粒子相互の融着強度の低下をきたしやすく、
樹脂によってはほとんど融着が行なわれない場合がある
等の問題を有し、改良の余地が残されていた。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明者は上記の点に鑑み鋭意研究した結果、発泡粒
子と発泡粒子より低軟化点の熱可塑性樹脂とを熱可塑性
樹脂の軟化点以上かつ発泡粒子の軟化点未満の温度下で
加熱混合した後、射出成型することにより上記従来の欠
点を解消でき、従来にない射出成型発泡体を得ることが
できることを見出し本発明を完成するに至った。
即ち本発明は、 (1) 発泡粒子と該発泡粒子の軟化点より低い軟化点
の熱可塑性樹脂とを、熱可塑性樹脂の軟化点以上でかつ
発泡粒子の軟化点未満の温度下で加熱混合した後、成型
用型内に加圧により射出して成型することを特徴とする
射出成型発泡体の製造方法。
(2) 請求項1記載の製造方法において、発泡粒子及
び熱可塑性樹脂とともに、発泡性熱可塑性樹脂粒子を混
合して成型用型内に加圧により射出して成型することを
特徴とする射出成型発泡体の製造方法。
(3) 請求項1又は2記載の製造方法において、発泡
粒子及び熱可塑性樹脂とともに分解型発泡剤を添加して
成型型内に加圧により射出して成型することを特徴とす
る射出成型発泡体の製造方法。
(4) 請求項1又は2記載の製造方法において、熱可
塑性樹脂が発泡剤を予じめ含有していることを特徴とす
る射出成型型発泡体の製造方法。
を要旨とするものである。
本発明において発泡粒子としては合成樹脂発泡粒子、
例えばポリスチレン、高密度ポリエチレン、低密度ポリ
エチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、エチレン−プロピレンランダム共重合体、エチレン
−プロピレンブロック共重合体等のポリオレフィン系樹
脂、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、各種ポリア
ミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレ
フタレート、ポリカーボネート等の樹脂よりなるものが
挙げられ、これら樹脂は架橋したものでも無架橋のもの
でもよい。合成樹脂発泡粒子は種々の方法で製造され、
例えば密閉容器内で発泡剤を含有せしめた上記樹脂粒子
を水に分散させ加圧下で該樹脂粒子の軟化温度以上に加
熱した後、容器の一端を開放して樹脂粒子と水とを容器
内より低圧の雰囲気下へ放出し樹脂粒子を発泡せしめる
方法により製造されたもの等が用いられる。この方法に
よって得られる発泡粒子は通常0.5〜0.01g/cm3程度の密
度を有するが、密度0.3〜0.02g/cm3のものが好ましい。
また、発泡粒子は平均粒径が0.5〜5mmのものが好まし
い。一方、上記発泡粒子より低い軟化点の熱可塑性樹脂
(以下単に低軟化点樹脂と略称することがある。)とし
てはポリスチレン、高密度ポリエチレン、直鎖低密度ポ
リエチレン、低密度ポリエチレン、超低密度ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレンランダム共
重合体、エチレン−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、ポリエチレン系アイオノマ
ー樹脂等のポリオレフィン系樹脂、ポリ塩化ビニル、ポ
リ塩化ビニリデン、各種ポリアミド、ポリエチレンテレ
フタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボ
ネート等が挙げられる。これら低軟化点樹脂としては発
泡粒子の軟化点より10℃以上低い軟化点のものを用いる
ことが好ましい。
次に本発明方法を図面に基き説明する。
本発明方法の実施には例えば第1図に示すような射出
成型機1が使用され、発泡粒子2と低軟化点樹脂3は、
ホッパー4より射出シリンダー5内に投入され、該シリ
ンダー5内で加熱される。加熱温度は低軟化点樹脂3の
軟化点以上、好ましくは低軟化点樹脂3の軟化点+20℃
以上、発泡粒子2の軟化点未満の温度であるが、特に発
泡粒子2の軟化点−5℃未満とすることが好ましい。加
熱温度が低軟化点樹脂3の軟化点未満であると成型体が
得られず、発泡粒子2の軟化点以上であると発泡粒子2
が溶融してセル構造が破壊され、得られる成型体の密度
上昇をきたすとともに成型体の密度コントロールが困難
となる。発泡粒子2と低軟化点樹脂3との混合割合は通
常重量比で1:99〜50:50が好ましい。
低軟化点樹脂3の軟化点以上、発泡粒子2の軟化点未
満の温度下で、加熱混合された発泡粒子2と低軟化点樹
脂3は油圧によりスクリュー6を前進させることにより
射出シリンダー5内より成型用型7内に射出され、次い
で冷却されて所定の形状の成型発泡体となる。
上記方法において、発泡粒子2及び熱可塑性樹脂3を
ホッパー4より投入する際に、これら発泡粒子2及び熱
可塑性樹脂3とともに予め揮発性発泡剤や分解型発泡剤
を含有させておいた発泡性熱可塑性樹脂粒子を投入して
もよい。発泡性粒子は射出シリンダー5内で軟化され、
次いで成型用型7内に発泡粒子とともに射出される。発
泡性樹脂粒子は熱可塑性樹脂3と同材質でも異なる材質
のものでもよい。発泡性粒子は通常射出とともに発泡を
開始し、成型用型7内で発泡を完了するが、射出シリン
ダー5内で発泡が開始されても、或いは射出シリンダー
5内で発泡が完了されていてもかまわない。発泡性粒子
お混合することより、得られる成型体は更に軽量化が進
んだものとなる。
また発泡粒子2より軟化点が低い熱可塑性樹脂3中に
も予じめ揮発性発泡剤や分解型発泡剤を含有させておく
ことができる。この場合、発泡粒子と発泡剤を含有する
熱可塑性樹脂のみを射出しても、再にこの熱可塑性樹脂
とは異なる発泡性樹脂粒子を混合して射出してもよい。
更に発泡粒子及び熱可塑性樹脂とともに分解型発泡剤
をホッパーより投入してシリンダー内で熱可塑性樹脂と
発泡剤とを混練して熱可塑性樹脂に分解型発泡剤を分散
させて射出することもできる。この場合、この熱可塑性
樹脂とは異なる発泡性樹脂粒子を併用しても、同じ熱可
塑性樹脂に発泡剤を含浸させた発泡性樹脂粒子を併用し
ても、更にはこれら両発泡性樹脂粒子を混合して併用し
てもよい。熱可塑性樹脂とともに分解型発泡剤を併用す
る場合も、通常熱可塑性樹脂は射出とともに発泡を開始
し、成型用型内で発泡を完了するが、射出シリンダー内
で発泡が開始されても、或いは発泡を完了させていても
かまわない。熱可塑性樹脂に発泡剤を含有させたり、熱
可塑性樹脂とともに分解型発泡剤を添加して射出する
と、得られる成型体は更に軽量化が進んだものとなる。
このようにして得られる射出成型発泡体は通常0.8〜
0.08g/cm3の密度を有する。
上記揮発性発泡剤としてはプロパン、ブタン、ペンタ
ン、ヘキサン、ジクロロフロロメタン、クロロジフロロ
メタン、トリクロロフロロメタン、ジクロロテトラフロ
ロエタン等が例示される。また、分解型発泡剤としては
重炭酸ナトリウム、炭酸アンモニウム、重炭酸アンモニ
ウム、アジド化合物、アゾビスイソブチロニトリル、ジ
アゾアミノベンゼン、ベンゼンスルホニルヒドラジド、
p−トルエンスルホニルヒドラジド等が例示される。
尚、本発明でいう“軟化点”とはビカット軟化点を意
味し、また、その測定はASTM D 1525(荷重1kg)に準じ
て行なわれる。
〔実施例〕
以下、実施例,比較例を挙げて本発明を更に詳細に説
明する。
実施例1〜5、比較例1 第1表に示す発泡粒子と熱可塑性樹脂とをホッパーよ
り同表に示す割合となるように射出シリンダー内に供給
し、シリンダー内で同表に示す温度に加熱し、次いで第
1表に示す温度の金型内に射出した後冷却した。得られ
た射出成型発泡体の性状を第1表にあわせて示す。
実施例6 実施例3の発泡粒子と熱可塑性樹脂とともに、ブタン
を3重量%含有する発泡性ポリスチレン粒子(発泡粒
子:熱可塑性樹脂:発泡性ポリスチレン粒子の重量比は
8:2:90)をホッパーより投入した以外は実施例3と同一
条件で成型体を成型した。得られた成型体の密度は0.45
g/cm3であった。
実施例7 低密度ポリエチレンとして重炭酸ナトリウム5重量%
を予め含有させておいたものを使用した以外は実施例2
と同様にして成型体を得た。得られた成型体の密度は0.
35g/cm3であった。
〔発明の効果〕 以上説明したように本発明方法は、発泡粒子と該発泡
粒子の軟化点より低い軟化点を有する熱可塑性樹脂とを
熱可塑性樹脂の軟化点以上、発泡粒子の軟化点未満の温
度下に加熱混合した後、成型用型内に加圧して射出し成
型する方法を採用したため、未発泡の合成樹脂ペレット
から発泡成型を行なう従来の射出成型法に比べて、より
低密度の成型体を容易に得ることができる。しかも本発
明方法によれば成型体の密度は発泡粒子と熱可塑性樹脂
の混合比、成型用型内へ射出する際の圧縮率より容易に
決定できるため得られる成型体の密度を容易にコントロ
ールすることができ、密度の違いによる種々の動物の成
型体を容易に製造することができ、更に本発明方法によ
って得られた成型体は従来のものに比べて強度の高いも
のとなる。また発泡粒子及び低軟化点熱可塑性樹脂とと
もに発泡性粒子を混合して用いたり、低軟化点熱可塑性
樹脂とともに分解型発泡剤を添加したり、更にはこれら
両者を併用したりすると、上記効果に加えて更に軽量化
を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明方法の一実施例を示す射出成型機の縦断
面図である。 1……射出成型機、2……発泡性粒子、3……熱可塑性
樹脂、7……成型用型

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】発泡粒子と該発泡粒子の軟化点より低い軟
    化点の熱可塑性樹脂とを、熱可塑性樹脂の軟化点以上で
    かつ発泡粒子の軟化点未満の温度下で加熱混合した後、
    成型用型内に加圧により射出して成型することを特徴と
    する射出成型発泡体の製造方法。
  2. 【請求項2】請求項1記載の製造方法において、発泡粒
    子及び熱可塑性樹脂とともに、発泡性熱可塑性樹脂粒子
    を混合して成型用型内に加圧により射出して成型するこ
    とを特徴をする射出成型発泡体の製造方法。
  3. 【請求項3】請求項1又は2記載の製造方法において、
    発泡粒子及び熱可塑性樹脂とともに分解型発泡剤を添加
    して成型用型内に加圧により射出して成型することを特
    徴とする射出成型発泡体の製造方法。
  4. 【請求項4】請求項1又は2記載の製造方法において、
    熱可塑性樹脂が予じめ発泡剤を含有していることを特徴
    とする射出成型発泡体の製造方法。
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WO2006015440A1 (en) * 2004-08-12 2006-02-16 Pacific Strategies Consultants Pty Ltd Method of forming a composite material

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