JPH02258327A

JPH02258327A - オレフィン系樹脂発泡成形体の製造方法

Info

Publication number: JPH02258327A
Application number: JP1082465A
Authority: JP
Inventors: Akio Takahashi; 明男高橋; Yukio Fukazawa; 幸雄深沢; Ryuichi Yoshida; 隆一吉田
Original assignee: Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1989-03-31
Filing date: 1989-03-31
Publication date: 1990-10-19

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〕本発明はオレフィン系樹脂発泡成形体の製造方法に関し
、更に詳しくは、発泡成形体の金型からの離型を容易に
して従来よりも高い面圧で離型することにより、冷却時
間の大巾な短縮を実現したオレフィン系樹脂発泡成形体
の製造方法に関する。

〔従来技術と問題点〕

ポリプロピレン、ポリエチレン等オレフィン系樹脂の発
泡成形体（以下、成形体と記す）は自動車用バンパー芯
材等のエネルギー吸収体や、緩ｉ１ｊ包装材、通雨等に
広く利用されている。

オレフィン系樹脂の成形体は予備発泡粒子を第１図に示
す如き金型内に充填し、蒸気等により加熱して膨張融着
させた後、水等により冷却して、成形体をエゼクトビン
により固定側金型より外に突き出させて離型するという
方法が一般的である。

ところで、上記方法において冷却時間を決定する要因は
成形体の発泡圧力（通称面圧）であって、−Ｍ的には最
高約０．４　ｋｇ／ｃ４Ｇである。この面圧より高い状
態で離型すると、成形体室（１６）内の成形体と固定側
中型（１２）の間の摺動抵抗が大きく、エゼクトビン（
９）による離型押出圧力が通常より大きくなるために、
無理をして離型押出すると第２図（Ａ）、（Ｂ）に示す
如く、成形体（３１）はエゼクトピン（９）の弾性限界
を趨える圧縮応力（離型押出圧力に等しい）のために成
形体と接触しているエゼクトピン（９）のピン頭部（９
ａ）の円周部分に円環状の割れ（３２）（通称ピン割れ
）が発生する。この場合における成形体の圧縮応力は、
一般にカタログ等で公表されているデータよりも常に低
い、この理由は、成形体内部の温度は常温よりかなり高
温で、約６０〜８０°Ｃである。成形体の表面温度は常
温付近であるが、成形体は発泡体であるため断熱効果が
あり、内部塩冷却して常温になるまでにかなりの時間を
要するので、内部は外部温度に比較して高温となってい
るので圧縮強度は低い。

ところで、成形体の圧縮強度は材質及び発泡倍率により
異なるが、室温以上では一般に温度と反比例の関係にな
っている。従って、冷却時間を短縮した状態でエゼクト
ピン（９）を使用して離型押出しすると上記ピン割れが
避けられない、このピン割れを避けるために、離型押出
し時に固定側蒸気室（１７）にエゼクト用圧縮空気を送
り込み、固定側中型（１２）より離型押出し作用を行わ
せることが常用されるが、この方法も顕著な効果を示さ
ない。

この理由は、上記のエゼクト用圧縮空気は成形体室（１
６）の成形体を固定側中型（１２）から離型押出し作用
を行う前に、第１図に示される固定側蒸気室（１７）側
の固定側中型（１２）の立上り部と相対する成形体の間
隙（ａ）から移動側中型（１３）を経由して移動側蒸気
室（１８）にシッートパスするために、固定側蒸気室（
１７）側の空気圧力が十分に上昇せず、その結果、離型
押出し効果が有効に発渾されない、またエゼクト用圧縮
空気のシッートパスが少なくて離型押出し効果があるの
も見られるが、通常、成形体室（１６）は１個以上の複
数であることが多く、この場合は早（離型押出しされた
成形体室（１６）からエゼクト用圧縮空気が吹き出され
てしまい、他の成形体室（１６）に残留している成形体
にはエゼクト州離型押出し効果が発渾されず、結果とし
て前記ビン割れが避けられず、不良品の原因になる。

上述の如く、従来のポリオレフィンの型内発泡成形法で
は、常用の冷却時間を短縮して離型押出しを行うとビン
割れが発生するので、冷却時間を短縮することは不可能
である。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者等は、かかる実情に鑑み鋭意研究の結果、通常
の離型取出し前に成形体を移動側金型に吸引移動させて
成形体の固定側接触面を一旦大気圧雰囲気に１部又は全
部を開放した後、再度型締めし又はそのまま直ちに型開
き離型することにより、離型を容易とし、その結果、従
来より高い面圧での離型が可能となり、冷却時間を大巾
に短縮でき、成形サイクルの大巾な短縮が可能となるこ
とを見出し、本発明を完成した。

即ち、本発明の第１は、オレフィン系樹脂粒子から発泡
成形体を製造するに際し、成形体を離型取出しする前に
移動側金型を真空減圧にして成形体を移動側金型に吸引
密着させながら型開きした後に型閉めを行い、移動側金
型を大気圧にすると共に成形体を固定側金型に移した後
、離型取出しすることにより冷却時間を短縮することを
特徴とするオレフィン系樹脂発泡体の製造方法を、本発
明の第２は、オレフィン系樹脂粒子から発泡成形体を製
造するに際し、成形体を離型取出しする前に移動側金型
を真空減圧にして成形体を吸引密着させながら成形体が
固定側金型に残留できる位置まで型開きした後、移動側
金型を大気圧にすることにより冷却時間を短縮すること
を特徴とするオレフィン系樹脂発泡成形体の製造方法を
それぞれ内容とするものである。

本発明に用いられるオレフィン系樹脂としては、例えば
プロピレンホモポリマー、エチレン−プロピレンランダ
ムコポリマー、エチレンープロピレンブロックコポリマ
ー、エチレン−プロピレン−ブテンランダムターポリマ
ー、プロピレン−塩化ビニルコポリマー、プロピレン−
ブテンコポリマ、プロピレン−無水マレイン酸コポリマ
ー等が挙げられるが、これらの中では立体規則性重合方
法によって製造されたエチレン−プロピレンコポリマー
が好ましい、これらは単独で用いてもよく、２種以上混
合使用してもよい。

これらのオレフィン系樹脂は無架橋の状態が好ましいが
、パーオキサイドや放射線等により架橋させて用いても
よい、またオレフィン系樹脂と混合使用可能な他の熱可
塑性樹脂、例えば低密度ポリエチレン、直鎖低密度ポリ
エチレン、ポリスチレン、ポリブテン、アイオノマー等
をポリプロピレン系樹脂の性質が損なわれない範囲で混
合使用してもよい０例えば低密度ポリエチレン、直鎖低
密度ポリエチレン、ポリブテン、アイオノマーを併用す
る場合には、プロピレン系樹脂１００部（重量部、以下
同じ）に対して５〜２０部、ポリスチレンを併用する場
合には５〜１’Ｏ部が好ましい。

これらのオレフィン系樹脂は、通常、予備発泡に利用さ
れ易いように予め押出機、ニーグー、バンバリーミキサ
−、ロール等を用いて溶融し、円柱状、楕円柱状、球状
、立方体状、直方体状等のような所望の粒子形状で、そ
の粒子の平均粒径が０．１−１０閣、好ましくは０．７
〜５ｍになるように成形加工される。

予備発泡方法としては特に限定はないが、例えば、耐圧
容器中でオレフィン系樹脂粒子に揮発性発泡剤を含有さ
せ、撹拌しながら水中に分散させ、加圧下で所定の発泡
温度まで加熱した後、該水分散物を２〜１０−φの開孔
オリフィスを通して低圧域に放出する方法等が利用され
る。

本発明に使用されるオレフィン系樹脂粒子に含有させる
揮発性発泡剤としては、例えばプロパン、ブタン、ペン
タン、ヘキサン等の脂肪族炭化水素類；シクロペンタン
、シクロブタン等の脂環式炭化水素類；トリクロロモノ
フルオロメタン、ジクロロジフルオロメタン、ジクロロ
テトラフルオロエタン、トリクロロトリフルオロエタン
、メチルクロライド、メチレンクロライド、エチルクロ
ライド等のハロゲン化炭化水素類等が挙げられる。

これらの発泡剤は単独で用いてもよく、２種以上併用し
てもよい、また、その使用量にも特に限定はなく、所望
のオレフィン系樹脂予備発泡粒子の発泡度に応じて適宜
使用すればよく、通常その使用量はオレフィン系樹脂１
００部に対して５〜５０部である。

前記水分散物の調製に際しては、分散剤として、例えば
第３リン酸カルシウム、塩基性炭酸マグネシウム、塩基
性炭酸亜鉛、炭酸カルシウム等や、少量の界面活性剤、
例えばドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ、ｎ−パラフ
ィンスルホン酸ソーダ、α−オレフィンスルホン酸ソー
ダ等が使用され得る。

かかる分散剤や界面活性剤の使用量は、その種類や用い
るオレフィン系樹脂粒子の種類とその使用量等によって
異なるが、通常、水１００部に対して分散剤の場合で０
．２〜３部、界面活性剤の場合で０．００１−０．１部
である。

また、前記揮発性発泡剤を含有したオレフィン系樹脂粒
子は水中での分散性を良好なものとするために、通常、
水１００部に対して２０〜１００部添加されるのが好ま
しい。

本発明は、オレフィン系樹脂の予備発泡粒子を用いた下
記の型内発泡成形法のいずれにも好適に適用される。

（イ）オレフィン系樹脂の予備発泡粒子を無機ガスで加
圧処理して該粒子に無機ガスを含浸させた後に除圧し、
該粒子の内圧が１．１８気圧以上である間に閉鎖し得る
が密閉し得ない金型に充填し、蒸気等で加熱融着し、型
通りの成形体とする方法（特公昭５１−２２９５１号公
報）、（ロ）閉鎖し得るが密閉し得ない金型にオレフィン系樹
脂の予備発泡粒子を充填し、蒸気等で加熱融着した後、
金型から取出し、その体積が金型の容積の７０〜１１０
％である間に加熱養生して型通りの成形体を製造する方
法（特開昭６０−１６６４４２号公報）、（ハ）金型と予備発泡粒子用容器（加圧充填容器）を均
一に加圧された状態にし、予備発泡粒子を無機ガスで圧
縮充填する方法（特開昭６２−１７９９２７号公報）が
知られている。

尚、スチレン系樹脂に揮発性発泡剤を含有させたスチレ
ン系発泡樹脂に本発明を適用しても所期の効果が少ない
、即ち、スチレン系発泡樹脂の発泡成形において、通常
の冷却時間を短縮して離型する場合は、取出後に肉厚部
に部分的な三次発泡により膨らみが生じて正常な成形品
を得ることが出来ないからである。

次に、前記予備発泡粒子から発泡体を製造する際に用い
られる本発明の製造装置の一例を示す図面に基づいて説
明する。

第３図は、本発明に用いられる製造装置を示す概要図で
、本発明の製造装置は、主として金型及び金型部品と真
空装置から構成されている。予備発泡粒子（１）は送粒
装置（図示せず）によりホッパー（２）に送粒貯蔵され
る。予備発泡粒子（１）を成形体室（１６）内に充填す
る工程では固定側フレーム（１０）と移動側フレーム（
１１）が接触しているパーティングライン（ｐ）を若干
（約２〜ｌＯ閤）開（と共に固定側ドレン弁（２８）と
移動側ドレン弁（２９）を開き、この状態で、シャッタ
ー（３）を開き、フィーダー（６）を開いて、充填用空
気弁（８）を開くことにより充填操作が行われる。充填
工程が終了するとフィーダー（６）がフィーダー開閉弁
（７）によって閉められ、次にシャッター（３）がシャ
ッター開閉弁（４）によって閉められる０次に、型閉め
が型開閉装置によって行われる。型開閉装置は図示しな
いが、通常の場合は金型を取付けているグイプレートと
油圧シリンダーで構成されており、油圧シリンダーの移
動によりグイプレートが移動して、金型の開閉が行われ
るようになっている。

次に、加熱工程に入る０通常の加熱操作では、両方のド
レン弁（２８）（２９）を開いた状態で、固定側蒸気弁
（１９）と移動側蒸気弁（２０）を開けて、固定側蒸気
室（１７）と移動側蓋気室（１日）の空気と蒸気の置換
を行うと共に、固定側中型（１２）と移動側中型（１３
）の蒸気加熱を行う予備加熱操作に続いて、移動側蒸気
弁（２０）と固定側ドレン弁（２８）を閉め、固定側蒸
気弁（１９）と移動側ドレン弁（２９）を開けて行う一
方加熱操作、続いて固定側空気弁（１９）と移動側ドレ
ン弁（２９）を閉め、移動側蒸気弁（２０）と固定側ド
レン弁（２８）を開けて行う逆一方加熱操作により成形
体の内部加熱融着を行い、更に、両方のドレン弁（２Ｂ
）（２９）を閉めて両方の蒸気弁（１９）（２０）を開
けて行う両面加熱により表面の加熱融着を行う０次に蒸
気供給を止めて、ドレン弁（２８）（２９）を閉じた状
態で数秒間維持して保熱する。これは成形体の全体を均
一融着させると共に、フレーム（ｌＯ）（１１）の外側
からの放熱により、内部の加熱した残留蒸気圧の低下に
も役立っている。

次に冷却工程に入る。先ず、予冷操作であってドレン弁
（２８）（２９）を閉じた状態で固定側冷却水弁（２１
）及び移動側冷却水弁（２２）を開けて、数秒間冷却を
行う、この操作は両方のドレン弁（２Ｂ）（２９）を開
けるとフレーム（１０）（１１）内部の残留蒸気が瞬時
に大気中に開放されるために生じる異常高音発生の防止
を目的としている０次いで、水冷操作であって１０両方
のドレン弁（２８）（２９）を開けた状態で両方の冷却
水弁（２１）（２２）を開けて、固定側中型（１２）及
び移動側中型（１３）を水冷却することにより成形体室
（１６）内の成形体の発泡圧力を低下させる０時間は成
形体の大きさ、発泡倍率、中型（１２）（１３）の構造
により一定ではないが、数１０〜数１００秒間が一般的
である。

次に、通常行っている離型昇圧を先ず行う、即ち、型閉
の状態でドレン弁の固定側（２８）及び移動側（２９）
を閉じた状態で両方の蒸気室に空気加圧を行う、具体的
な操作としては固定側空気弁（２３）及び移動側空気弁
（２４）を開けることによって行う、操作条件としては
、時間は約２〜３秒間、圧力としては約０．５〜１．０
ｋｇ／ｄＧであり、この操作により成形体を金型より外
れ易い状態にした後で、空気弁の固定側（２３）及び移
動側（２４）を止めると共にドレン弁の固定側（２８）
及び移動側（２９）を開放して金型内の圧力を抜く、中
型の形状は一般的には固定側中型（１２）は凹型、移動
側中型（１３）は凸型で、成形体は凹型と凸型の中間部
の成形室（１６）にある。

次に成形体を固定側中型（１２）から移動側中型（１３
）へ若干量移動させるために、両方のドレン弁（２Ｂ）
（２９）を閉めて、移動側真空弁（２６）を開けて真空
減圧にすると共に、固定側空気弁（２３）を開けて加圧
状態にする。約３〜８秒後に固定側空気弁（２３）を閉
めて型開きを行うことにより、上記の作用により成形体
は移動側中型（１３）側に吸引移動する。第３図に示す
成形体の立上り部（ａ）が固定側中型（１２）から外れ
ない程度にして型開きを止める。この型開きスローの操
作を行うことにより、成形体は固定側中型（１２）から
ピン割れを起こさずに容易に離型されるようになる。具
体的には、ピン割れを起こさない面圧の最高値は、従来
の離型方法では０．３〜０．４ｋｇ／ｅｄＧであるのに
対し、本発明では０．７〜１．０ｋｇ／ｄＧである。

次に、型閉めを行うことにより成形体は再び固定側中型
（１２）に固着される。もっとも、この型閉めを省略し
て直ちに次の離型取出し操作に入ることもできる。

上記の成形体を固定側中型（１２）から移動側中型（１
３）側に移動させる操作において、下記の方法も採用で
きる。即ち、成形体が固定側中型（１２）に残留できる
位置まで吸引密着移動させた後に、移動側真空弁（２６
）を止めて、移動側空気弁（２４）を開けて移動側蒸気
室（１８）を加圧状態にすることにより、成形体を固定
側中型（１２）に残留させる。

尚、真空装置は、公知の真空ポンプ、蒸気や水のインゼ
クター等を使用できる。

次の離型取出し操作は、従来より行っている離型方法で
あって、型開きスロー操作は型開きしながら、固定側ド
レン弁（２８）及び移動側ドレン弁（２９）を閉めて固
定側空気弁（２３）を開けて、固定側中型（１２）から
成形体が離型し易くし、次の段階では少し型が開いた状
態で移動側ドレン弁（２９）を開けて型開きを続行し、
最終的に固定側中型（１２）に在る成形体をエゼクトピ
ン（９）で離型押出す。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例を挙げて説明するが、本発明はこ
れらに限定されないことは勿論である。

実施例１．２、比較例１．２（１）使用樹脂エチレン−プロピレンランダムコポリマー（エチレン含
有率３．５重量％）（２）予備発泡方法及び発泡剤前記に説明した方法で発泡剤はトリクロロトリフルオロ
エタン（３）成形体自動車用バンパー芯材全長１５４０ｍｍＸ巾１５８ｍｍｘ高さ９８ｍ＋ａ第１
表に示す条件で成形体を製造し、ピン割れを起こさない
程度に冷却した後に成形体を取出し、冷却時間と成形サ
イクルとを測定した。

結果を第１表に示したが、本発明の実施例はいずれも対
応する比較例に比べて、冷却時間及び成形サイクルとも
大巾に短縮された。

〔作用・効果〕

ポリオレフィン発泡体は従来の方法では離型押出し時に
ピン割れが発生し易いという問題があるため、離型抵抗
の原因になっている面圧（発泡力）を低下させるための
充分な冷却時間が必要である。従って、冷却時間を短縮
することは非常に困難であったが、本発明により真空吸
引力を主体とし、必要に応じて圧縮空気を併用して成形
体を固定側金型から移動側空気弁りに若干（１ｍ−１０
閣）移動させてから離型押出しすることにより、ピン割
れ等の損傷なく冷却時間を大巾に短縮して取出すことが
でき、成形生産性を飛躍的に増大させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は金型の一例を示す概要図、第２図（Ａ）、ＣＢ
）はピン割れの状態を示す説明図で、（Ａ）は側面図、
（Ｂ）は上面図、第３図は本発明に用いられる装置の一
例を示す概要図である。！・・・予備発泡粒子、　　　　２・・・ホッパー３・
・・シャッター　　　　　４・・・シャンター開閉弁５
・・・ホース、７・・・フィーダー開閉弁、９・・・エゼクトピン、１１・・・移動側フレーム、１３・・・移動側中型、１５・・・移動側スリット、１７・・・固定側蒸気室、１９・・・固定側蒸気弁、２１・・・固定側冷却水弁、２３・・・固定側空気弁、２５・・・固定側真空弁、２７・・・真空装置、２９・・・移動側ドレン弁、３１・・・成形体、６・・・フィーダー８・・・充填用空気弁１０・・・固定側フレーム１２・・・固定側中型１４・・・固定側スリット１６・・・成形体室１８・・・移動側蒸気室２０・・・移動側蒸気弁２２・・・移動側冷却水弁２４・・・移動側空気弁２６・・・移動側真空弁２８・・・固定側ドレン弁３０・・・排水管３２・・・割れ

Claims

【特許請求の範囲】１、オレフィン系樹脂粒子から発泡成形体を製造するに
際し、成形体を離型取出しする前に移動側金型を真空減
圧にして成形体を移動側金型に吸引密着させながら型開
きした後に型閉めを行い、移動側金型を大気圧にすると
共に成形体を固定側金型に移した後、離型取出しするこ
とにより冷却時間を短縮することを特徴とするオレフィ
ン系樹脂発泡体の製造方法。２、オレフィン系樹脂粒子から発泡成形体を製造するに
際し、成形体を離型取出しする前に移動側金型を真空減
圧にして成形体を吸引密着させながら成形体が固定側金
型に残留できる位置まで型開きした後、移動側金型を大
気圧にすることにより冷却時間を短縮することを特徴と
するオレフィン系樹脂発泡成形体の製造方法。３、成形体の離型時の面圧（発泡圧）が０．４ｋｇ／ｃ
ｍ＾２Ｇ以上で成形体を離型取出すことを特徴とする請
求項１又は２記載の製造方法。