JPH05429A - 発泡体の製造方法 - Google Patents

発泡体の製造方法

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JPH05429A
JPH05429A JP3151290A JP15129091A JPH05429A JP H05429 A JPH05429 A JP H05429A JP 3151290 A JP3151290 A JP 3151290A JP 15129091 A JP15129091 A JP 15129091A JP H05429 A JPH05429 A JP H05429A
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JP
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injection molding
foam
resin
injection
temperature
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JP3151290A
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Tomokazu Abe
知和 阿部
Hiroshi Aida
宏史 合田
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Idemitsu Petrochemical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 外観が良好で高発泡倍率の発泡体の製造方法
を提供することである。 【構成】 ノズル3部に装着されたバルブ5により樹脂
流路4の断面積を制御できる射出成形機1を用いて射出
成形することにより、スキン部の表面が非発泡で、不良
凹部(ヒケ)のない外観の優れた、しかもコア部が高発
泡倍率の発泡成形品を得ることができる発泡体の製造方
法が開示されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、発泡体の製造方法に関
するものである。詳しくは、低発泡射出成形方法で発泡
体を製造する際に、射出成形機のノズル部に装着された
バルブにより樹脂流路断面積を制御して射出成形するこ
とにより、スキン部の表面が非発泡で、不良凹部(ヒ
ケ)のない外観の優れた、しかもコア部が高発泡倍率の
発泡成形品を得ることができる発泡体の製造方法に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】従来から、発泡剤を含有する熱可塑性樹
脂(以下、「発泡性樹脂」という。)を射出成形機を用
いて射出成形する発泡体の製造方法において、軽量化や
ヒケ、ソリ等の防止を目的として、発泡剤の添加量を少
なくして射出成形する低発泡射出成形方法が知られてい
る。この場合、成形機の加熱筒温度を発泡剤の分解温度
よりも10〜20℃高く設定するため、金型内に発泡性
樹脂を充填、成形すると、成形品の表面には発泡による
スワール模様が発生し外観を非常に悪くする欠点があ
る。また、外観の低下を抑えるために発泡剤の添加量を
減らすと、発泡倍率の高い成形品を得ることができない
欠点がある。そこで、高発泡倍率で外観が良好な成形品
を簡単に得ることができる発泡体の製造方法が要望され
ている。
【0003】従来、この問題を解決するためにカウンタ
ープレッシャー法(特公昭51−27266号公報)、
サンドイッチ成形法(特公昭47−26108号公報)
その他種々の射出成形方法が開発されているが、末だ満
足のできる成形方法は見出されていないのが実情であ
る。すなわち、カウンタープレッシャー法は、先ず、金
型内をガス圧により10〜20kg/cm2 の圧力に保
ち、それから発泡性樹脂を充填する。この際、発泡剤の
ガス圧は2〜3kg/cm2 と低いため、金型内に発泡
性樹脂が充填されるまでは発泡しない。このため発泡性
樹脂が充填された後、ガス圧を抜いて発泡させるので、
この方法では金型のシール性の確保やガス注入装置を設
ける必要があり、簡単な手法とは言えない。
【0004】また、サンドイッチ成形法は、2系統の射
出ユニットを持つ特殊成形機により、金型内充填初期に
は発泡剤の含まれていない熱可塑性樹脂のユニットで充
填しスキン層を形成させる。その後、連続して発泡性樹
脂のユニットで充填しコア層を形成させる。これによ
り、明確なスキン・コア構造を形成することはできて
も、成形機が特殊になるため、非常に高価になる。
【0005】その他剪断発熱を利用した射出成形法(特
公昭46−13151号公報,特公昭54−28426
号公報)では、成形機のバレル温度を発泡剤の分解温度
以下に設定し、流路断面積の小さなノズルを用いて射出
時の剪断発熱により発泡性樹脂の温度を上昇させる。こ
の際、発泡性樹脂の温度が発泡剤の分解温度以上に上昇
するため、キャビティ内で発泡が起こる。そして、発泡
剤は、分解するまでに若干の遅延時間があるために成形
品の表面では発泡せず、外観の良好な発泡成形品を得る
ことはできる。しかし、一定の流路形状のノズルを用い
るために、剪断発熱は一定になり、表面が非発泡である
発泡体を得ることができないという欠点がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、スキ
ン部の表面が非発泡で外観が優れ、コア部が高発泡倍率
の発泡成形品を得ることができる低発泡射出成形方法に
よる発泡体の製造方法を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者らは、
上述の従来技術の問題点を解決するために種々の検討を
重ねた。その結果、射出成形機のノズル部に装着された
バルブにより樹脂流路断面積を制御して、金型内に発泡
性樹脂を射出することにより問題を解決できることを見
い出した。本発明は、かかる知見に基いて完成したもの
である。
【0008】すなわち、本発明は、発泡剤を含有する熱
可塑性樹脂を射出成形機を用いて射出成形する発泡体の
製造方法において、金型内に発泡剤の分解温度以下の温
度で該熱可塑性樹脂を射出し、次いで、該射出成形機の
ノズル部に装着されたバルブにより樹脂流路断面積を制
御して発泡剤の分解温度以上の温度で該熱可塑性樹脂を
該金型内に射出し、成形することを特徴とする発泡体の
製造方法を提供するものである。
【0009】本発明の発泡体の製造方法においては、使
用する射出成形機に大きな特徴がある。すなわち、射出
成形機には、ノズル部に樹脂流量を制御することのでき
る流路断面積調整用バルブ(以下、「バルブ」とい
う。)が装着されている。
【0010】この射出成形機を用いて射出成形する本発
明の発泡体の製造方法について図面を参照しながら説明
する。図1は、本発明において使用される射出成形機1
のノズル3に装着されたバルブ5が全開した時のノズル
部の模式断面図である。ここで、射出成形機1には、発
泡性樹脂a(図3〜8参照)が装填され、熱可塑化され
た熱可塑性樹脂が一時滞留するための加熱筒2が設けら
れている。そして、射出成形機1には、その熱可塑化さ
れた発泡性樹脂aを金型6に射出成形するための樹脂流
路4が形成されたノズル3が付設されている。本発明に
おいては、このノズル3に樹脂流路4の断面積を制御す
るためのバルブ5が装着されている。図2は、射出過程
中にバルブ5により樹脂流路4の断面積を制御したとき
のノズル部の模式断面図である。本発明の発泡体の製造
方法においては、バルブ5を全開しスキン層を形成する
だけの発泡性樹脂aを加熱筒2から金型6(図3〜8参
照)に射出した後、バルブ5で樹脂流路4の断面積を制
御しコア部形成に必要なだけの発泡性樹脂aを射出し、
成形する。
【0011】このような特徴を有する射出成形機を用い
る本発明の発泡体の製造方法について、更に、図面を参
照しながら説明する。図3〜図8は、本発明の発泡体の
製造方法を実施する際の射出成形プロセスの説明図であ
る。先ず、図3は、発泡性樹脂aが、加熱筒2において
熱可塑化されて射出される迄のブロセスの一部説明図で
ある。先ず、ノズル3に装着されたバルブ5は、開度0
%の全閉状態にし、射出成形機1の加熱筒2に発泡性樹
脂aが装填される。ここで、発泡性樹脂aは、添加され
ている発泡剤の分解温度よりも10〜20℃低く設定されて
いる温度で加熱され、熱可塑化される。加熱筒2におい
て熱可塑化された発泡性樹脂aは、図4に示す射出初期
にバルブ5の開度100%で、発泡体のスキン部を形成
するのに必要な量だけ樹脂流路4を通じて金型6に射出
充填される。金型6に発泡体のスキン層を形成するだけ
の発泡性樹脂量が充填された後、図5に示すようにバル
ブ5の開度を流路断面積の5〜60%に制御し、続いて
コア部を形成するために必要なだけ熱可塑化された発泡
性樹脂aを金型6に射出充填する。ここで、発泡性樹脂
aは、バルブ5により樹脂流路4の断面積が制御された
状態でノズル3を通過する際、大きな剪断力を受けて発
熱し高温化される(図6のb参照)。本発明者らの実験
によると、200℃前後で射出された発泡性樹脂につい
て、バルブの開度が30%に樹脂流路を制御したときの
樹脂温度を測定した結果では、250〜260℃と発泡
剤が発泡するのに充分な温度に高温化されているデータ
を得ている。金型6にコア部を形成するだけの発泡性樹
脂が射出充填された後、図7に示すようにバルブ5の開
度を0%に全閉状態にし、発泡性樹脂中に含まれる発泡
剤が発泡するに足る時間暫時放置される。ここで、発泡
性樹脂中に含まれる発泡剤が剪断力による高温化により
発泡し、表面部が非発泡で、コア部に高発泡樹脂層を形
成し射出成形は完了する(図8参照)。そして、発泡成
形後は、金型内で成形品を冷却してから、金型6を開い
て成形品を取り出すことにより、本発明による発泡成形
品を得ることができる。
【0012】なお、本発明において、発泡性樹脂を構成
する熱可塑性樹脂としては、発泡射出成形し得る熱可塑
性樹脂のすべてを用いることができる。例えば、ポリエ
チレン,ポリブロビレン,ポリスチレン,ABS樹脂,
ポリカーボネート,ナイロン等が挙げられる。また、発
泡剤としては、通常の発泡射出成形法において適用され
ている有機,無機の化学的発泡剤を用いることができ
る。例えば、アゾジカルボンアミド,N−N’ジニトロ
ソペンタメチレンテトラミン,pp’ビス(ベンゼンス
ルホニルヒドラジド)エーテル,pトルエンスルホニル
ヒドラジド,重曹,重炭酸アンモニア等が挙げられる。
これらの発泡剤の熱可塑性樹脂に対する添加率は、熱可
塑性樹脂、発泡剤の種類あるいは所望する発泡度等によ
って異なるが、0.1〜5.0重量%の範囲が好ましい。そ
の他、必要に応じて着色剤,滑剤その他助剤等を用いる
こともできる。そして、これら熱可塑性樹脂,発泡剤そ
の他助剤等は、通常使用されている混合攪拌機で予め充
分に混合攪拌されてから加熱筒に送られる。
【0013】
【実施例】さらに、本発明を実施例および比較例により
詳しく説明するが、本発明は、これらの実施例によって
限定されるものではない。
【0014】実施例1 ポリプロピレン(出光石油化学(株)製,商品名:出光
ポリプロJ−450H)を用いて、発泡温度230℃の
炭酸ガス系の発泡剤(永和化成工業(株)製,商品名:
ポリスレン EE−207)を1重量部添加して混合攪
拌し、発泡性樹脂を調製した。この発泡性樹脂を、ノズ
ルの流路断面積が調整可能な射出成形機(スクリュー径
45mm,型締力150t)を用いて射出成形した。本
成形機はノズルの流路直径が30mm(断面積7.1cm
2 ) で、バルブにより開度を0〜100%制御すること
ができる。使用した金型は成形品形状が基本肉厚4m
m,縦400mm,横100mmであり末端部にボスが
配置されている。射出成形条件は以下の通りである。 成形温度 200℃ 金型温度 40℃ 射出時間 3秒,射出圧力 80kg/cm2 (ゲー
ジ圧) ノズル部のバブル開度 開度 可塑化〜射出開始 0% 射出開始〜射出1.5秒後 100% 射出1.5秒〜射出完了時(3秒後) 30% 射出完了〜可塑化 0% このときのバルブ部通過後の樹脂温度を赤外線温度計に
より測定した結果、バルブ開度が100%の時の最高温
度は218℃で、また、バルブ開度が30%の時の最高
温度は256℃であった。発泡倍率,外観,ヒケ,ソリ
の評価結果を以下に示す。発泡倍率(発泡剤無添加の
成形品重量/発泡成形品の重量)は1.1であった。表
面外観の評価として光沢度を測定した結果、グロスは5
8であった。ボス部表面のヒケを表面粗さ計により測
定した結果、最大深さは4μmであった。ソリの評価
として、成形品の3ケ所の角が平面上に乗るように配置
し、残りの角がその表面に対してどれだけの距離がある
かを三次元測定機で測定した結果、ソリ量は2.5mmで
あった。
【0015】比較例1 実施例1の発泡性樹脂を用い、同じ成形機で、ノズル部
のバルブ開度を常時100%にして射出成形した。しか
し、成形温度は、ポリプロピレンを用いて発泡成形する
時に通常採用されている温度を採用した。射出成形条件
は以下の通りである。 成形温度 240℃ 金型温度 40℃ 射出時間 2秒,射出圧力 90kg/cm2 (ゲー
ジ圧) ノズル部のバルブ開度 常時100% 実施例1と同様にして外観,ヒケ,ソリを評価した結果
を以下に示す。発泡倍率は実施例1と同様に1.1であ
った。表面外観の測定として光沢度を測定した結果、
グロスは38であった。ボス部裏面のヒケの最大深さ
は8μmであった。実施例1と同様にソリの評価を行
った結果、ソリ量は2.7mmであった。上記の実施例1
及び比較例1の結果より、実施例1によれば発泡剤無添
加の材料と同程度の表面外観を維持しながら発泡倍率が
高く、ソリ,ヒケの少ない成形品を得ることができた。
【0016】実施例2 ポリスチレン(出光石油化学(株)製,出光スチロール
HT51)を用いて、発泡温度230℃のアゾジカル
ボンアミド系の発泡剤を0.7重量部添加して混合攪拌
し、発泡性樹脂を調製した。この発泡性樹脂を、実施例
1と同じ成形機で射出成形した。使用した金型は成形品
形状が基本肉厚さ4mm,縦400mm,横100mm
であり成形品の縦方向に高さ10mm,幅1.5mmのリ
ブがある。射出成形条件は以下の通りである。 成形温度 205℃ 金型温度 40℃ 射出時間 3秒,射出圧力 90kg/cm2 (ゲー
ジ圧) ノズル部のバブル開度 開度 可塑化〜射出開始 0% 射出開始〜射出1.5秒後 100% 射出1.5秒〜射出完了時(3秒後) 30% 射出完了〜可塑化 0% このときのバルブ部通過後の樹脂温度を赤外線温度計に
より測定した結果、バルブ開度が100%の時の最高温
度は223℃で、また、バルブ開度が30%の時の最高
温度は262℃であった。実施例1と同様にして発泡倍
率,外観,ヒケを評価した結果を以下に示す。発泡倍
率(発泡剤無添加の成形品重量/発泡成形品の重量)は
1.08であった。表面外観の評価として光沢度を測定
した結果、グロスは56であった。リブ部裏面のヒケ
の最大深さは4μmであった。
【0017】比較例2 実施例2の発泡性樹脂を用い、同じ成形機で、ノズル部
のバルブ開度を常時100%にして射出成形した。しか
し、成形温度は、ポリスチレンを用いて発泡成形する時
に通常採用されている温度を採用した。射出成形条件は
以下の通りである。 成形温度 240℃ 金型温度 40℃ 射出時間 2秒,射出圧力 110kg/cm2 (ゲ
ージ圧) ノズル部のバルブ開度 常時100% 実施例1と同様にして発泡倍率,外観,ヒケを評価した
結果を以下に示す。発泡倍率は実施例2と同様に1.0
8であった。表面外観の測定として光沢度を測定した
結果、グロスは32であった。リブ部裏面のヒケの最
大深さは5μmであった。上記の実施例2及び比較例2
の結果より、実施例2によればポリスチレンにおいても
外観が良好で、ヒケの少ない成形品を得ることができ
た。
【0018】
【発明の効果】本発明によると、表面のヒケが少なく、
しかもコア部を高発泡させることができ、製品の軽量化
に効果的であると同時に外観の優れた発泡成形品を得る
ことができる。その工業的利用価値は、極めて大なるも
のがある。
【図面の簡単な説明】
【図1】射出成形機のノズル部に装着されたバルブの開
度が100%の時のノズル部の模式断面図である。
【図2】射出成形機の樹脂流路断面積をバルブにより制
御した時のノズル部の模式断面図である。
【図3】本発明の発泡体の製造方法の射出成形プロセス
の一部説明図である。
【図4】本発明の発泡体の製造方法の射出成形プロセス
の一部説明図である。
【図5】本発明の発泡体の製造方法の射出成形プロセス
の一部説明図である。
【図6】本発明の発泡体の製造方法の射出成形プロセス
の一部説明図である。
【図7】本発明の発泡体の製造方法の射出成形プロセス
の一部説明図である。
【図8】本発明の発泡体の製造方法の射出成形プロセス
の一部説明図である。
【符号の説明】
1:射出成形機 2:加熱筒 3:ノズル 4:樹脂流路 5:バルブ 6:金型 a:発泡性樹脂 b:高温樹脂 c:高発泡樹脂層

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 発泡剤を含有する熱可塑性樹脂を射出成
    形機を用いて射出成形する発泡体の製造方法において、
    金型内に発泡剤の分解温度以下の温度で該熱可塑性樹脂
    を射出し、次いで、該射出成形機のノズル部に装着され
    た流路断面積調整用バルブにより流路断面積を制御して
    発泡剤の分解温度以上の温度で該熱可塑性樹脂を該金型
    内に射出し、成形することを特徴とする発泡体の製造方
    法。
  2. 【請求項2】 射出成形機の樹脂流路の開度を5〜60
    %に制御する請求項1の発泡体の製造方法。
  3. 【請求項3】 表面が非発泡である請求項1の発泡体の
    製造方法。
JP3151290A 1991-06-24 1991-06-24 発泡体の製造方法 Pending JPH05429A (ja)

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