JPH09104026A - ポリオレフィン系樹脂発泡粒子の連続成形方法 - Google Patents
ポリオレフィン系樹脂発泡粒子の連続成形方法Info
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Abstract
ようとすると、加熱用スチームが発泡粒子供給側に漏れ
出して、粒子の加熱不足により良好な成形体が得られな
かったり、漏れ出したスチームによって発泡粒子が供給
側に逆流して成形不能となるという問題があった。 【解決手段】 ポリオレフィン系樹脂発泡粒子11を、
発泡粒子供給領域Aにおいて元の嵩体積の40〜70%
に圧縮して無端走行する上下のベルト3、5間に挟んで
成形領域Bを搬送し、成形領域B内においてスチーム加
熱して発泡粒子11を二次発泡させるとともに粒子相互
を融着させて成形体12を得る。
Description
脂発泡粒子の連続成形方法に関する。
成形する方法としては、発泡粒子を金型内に充填し、ス
チームで加熱して発泡粒子を二次発泡させ粒子相互を融
着させる方法(以下、このような成形方法をバッチ式成
形方法と呼ぶ。)のみが採用されていた。一方、ポリス
チレン系樹脂発泡粒子の場合には、発泡粒子を上下のベ
ルト間に挟んで搬送しながら加熱領域を通過させて連続
的に成形する方法(以下、このような成形方法を連続成
形方法と呼ぶ。)も採用されており、スチームで加熱す
る方法を採用した特公昭52−2424号の方法、高周
波で加熱する方法を採用した特公昭41−1632号の
方法、熱風で加熱する方法を採用した特公昭47−42
621号の方法等が知られている。連続成形方法はバッ
チ式成形方法に比べ、発泡粒子成形体を連続的に製造で
き、しかも長尺な成形体を得ることができる利点があ
る。
レフィン系樹脂発泡粒子を、例えば特公昭52−242
4号に記載されているようなスチーム加熱による連続成
形方法で成形しようとすると、発泡粒子加熱用のスチー
ムが発泡粒子供給側へ漏れ出し、加熱不足による粒子の
融着不良や二次発泡不良等を生じたり、このスチーム漏
れが激しくなると粒子が供給側に逆流してしまう等の問
題があった。この理由はポリスチレン系樹脂発泡粒子と
ポリオレフィン系樹脂発泡粒子との二次発泡性能の違い
によるものと考えられる。即ち、ポリスチレン系樹脂は
非晶質であることや、発泡粒子製造の際に用いた発泡剤
の保持性が良好で、発泡粒子中に発泡剤を数%程度は含
有していること等により、比較的低い温度(通常100
℃以下)で発泡粒子の二次発泡が生じる。このためポリ
スチレン系樹脂発泡粒子を連続成形する場合、発泡粒子
が加熱領域に到達する前に緩やかな二次発泡が生じて粒
子相互間の間隙を塞ぎ、しかもポリスチレン系樹脂発泡
粒子は、0.5kg/cm2 G前後という比較的低圧の
スチームで成形が可能であることと相俟って、スチーム
の粒子供給側への漏れ出しを容易に防止でき、この結
果、確実な成形が行えるものと考えられる。
性であり、しかも発泡粒子製造の際に用いた発泡剤は、
比較的短時間で粒子内から逃散してしまうため、ポリオ
レフィン系樹脂発泡粒子を二次発泡させるには、ポリス
チレン系樹脂発泡粒子の場合よりも高い温度とする必要
がある。このため、スチームの漏れ出しを防止できる程
度にポリオレフィン系樹脂を加熱領域前で二次発泡させ
ることは容易ではないとともに、ポリオレフィン系樹脂
を二次発泡させるためには高圧のスチームを供給する必
要があるため、加熱領域前でポリオレフィン系樹脂発泡
粒子をある程度二次発泡させ得たとしても、発泡粒子の
二次発泡力のみでは高圧のスチームの漏れ出しを防止す
ることが困難であったと考えられる。このように発泡粒
子を二次発泡させて粒子相互を融着させて良好な成形体
を得るために、ポリスチレン系樹脂発泡粒子の場合より
も高い圧力のスチームを必要とするポリオレフィン系樹
脂発泡粒子の場合、加熱用スチームの漏れが生じ易く、
この結果、加熱用スチームの圧力が低下して発泡粒子を
十分に加熱することができなくなって良好な成形体が得
られなくなるばかりでなく、スチームの漏れが激しくな
ると発泡粒子が供給側に逆流して成形不能となるという
問題があった。
ているような高周波加熱による方法は、装置が大型で高
価となるという問題や、高周波照射時にスパークを生じ
る危険等があり、更に加熱温度範囲を狭い範囲内に制御
して加熱しなければならないポリオレフィン系樹脂発泡
粒子の加熱手段としては不向きである。また特公昭47
−42621号に記載されているような熱風加熱方法
も、加熱温度の制御が難しく、且つスチームよりも熱容
量が小さいために均一に加熱することが困難であり、や
はりポリオレフィン系樹脂発泡粒子を連続成形するため
の加熱手段としては不向きであった。
の成形方法としては、従来から採用されている連続的成
形方法は、発泡粒子の成形体を効率良く得られる方法で
あるが、このような連続的成形方法を単にポリオレフィ
ン系樹脂発泡粒子に適用したというだけでは、到底優れ
た成形体を得ることは困難であった。
優れた成形体を連続的に成形することのできるポリオレ
フィン系樹脂発泡粒子の連続成形方法を提供することを
目的とするものである。
ィン系樹脂発泡粒子の連続成形方法は、ポリオレフィン
系樹脂発泡粒子を、発泡粒子供給領域において元の嵩体
積の40〜70%に圧縮し、無端走行する上下のベルト
間に挟んで成形領域を搬送しながらスチーム加熱し、発
泡粒子を融着させて成形体を得ることを特徴とする。本
発明方法においてポリオレフィン系樹脂発泡粒子とし
て、大気圧と略等しい粒子内圧の発泡粒子を用いること
ができる。また本発明方法において、発泡粒子を、10
°以下の絞り角度で徐々に圧縮することが好ましい。更
に本発明で用いるポリオレフィン系樹脂発泡粒子は、無
架橋エチレン−プロピレン共重合体或いは無架橋直鎖状
低密度ポリエチレンを基材樹脂とし、かつ発泡粒子の示
差走査熱量測定で得られるDSC曲線に2つの吸熱ピー
クを有するものが好ましい。
る成形装置の一例を示し、図中Aは発泡粒子供給領域、
Bは成形領域である。この成形装置は、発泡粒子を蓄え
たホッパー1と、上側ロール2a、2b間を無端走行す
るベルト3と、下側ロール4a、4b間を無端走行する
ベルト5を有している。上側ロール2a、下側ロール4
aは駆動回転し、上側ロール2b、下側ロール4bは回
転せずに、上側のベルト3、下側のベルト5は、それぞ
れロール2b、4bの周面を摺動するように構成されて
いる。ロール2b、4bのベルトと接触する面には、ポ
リテトラフロロエチレン(テフロン)等からなる滑材が
設けられ、当該面での滑り性が向上されるようになって
いる。発泡粒子供給領域Aにおいて、上側のベルト3の
下側部3aは、上側のベルト3と下側のベルト5との間
隔が、成形領域B方向に向かうにつれて徐々に狭くなる
ような傾斜角を持って設けられている。上側のベルト3
の傾斜角は、図示しない駆動手段によって上側ロール2
bを上下することにより、調節できるようになってい
る。6は押圧補助板で、該押圧補助板6は上側ロール2
bを上下させて上側のベルト3の傾斜角を調節する際
に、ベルト3とともに傾斜角を変え得るように構成され
ている。
3の下側部3a、下側のベルト5の上側部5aは、厚さ
規制板7、8間に挟まれて走行し、上側のベルト3の下
側部3aの下面側と、下側のベルト5の上側部5aの上
面側との間に一定間隔が保たれるように構成されてい
る。厚さ規制板7、8及び前記押圧補助板6はアルミ板
の如き金属板等からなり、ベルト3、5と接する側の面
には、ベルト3、5の滑り性が良くなるように、テフロ
ン等からなる滑材が固定されている。尚、特に図示しな
いが、発泡粒子供給領域A、成形領域Bにおいて、上下
のベルト3、5の両端縁側(ベルトの走行方向に沿った
ベルトの両端縁部側)には、圧縮された発泡粒子や成形
体の滑り性が良くなるように、金属板等の表面にテフロ
ン等からなる滑材を固定した幅規制板が設けられてお
り、成形部Bには、上下方向と左右の幅方向とを囲まれ
た成形用空間部Cが形成されるようになっている。
有するものであれば特に限定されないが、通常は厚みが
0.2〜1.0mm程度のステンレススチールベルト
に、直径0.5〜3.0mmの貫通穴を、10〜50m
m程度のピッチで多数穿設したものが使用される。成形
領域Bには、供給領域Aから供給された発泡粒子をスチ
ーム加熱して成形するためのスチーム供給部9と、成形
体を冷却するための冷却手段10を有し、更に必要に応
じ、加熱部の前後に加熱部より出てくるスチームを吸引
排出する吸引部を有している。厚み規制板7、8には、
必要に応じて貫通孔が設けられており、例えばスチーム
供給部9から供給された加熱用スチームは、厚み規制板
7、8に設けられた貫通孔から、ベルト3、5に設けら
れた貫通孔を経て成形用空間部Cに供給されるようにな
っている。尚、特に図示しないが、スチーム供給部9、
冷却手段10は、成形領域Bの厚み規制板7、8側に設
けられているのみならず、幅規制板側にも設けられてい
て良い。
るポリオレフィン系樹脂発泡粒子11の基材としては、
高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、低密度ポリ
エチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、直鎖状超低密度
ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン等のオレ
フィン系単独重合体、エチレン−プロピレンブロック共
重合体、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−ブテンランダム共重合体等のオレフ
ィン系共重合体、或いは上記ポリオレフィン系単独重合
体やポリオレフィン系共重合体と、スチレン系樹脂及び
/又はアクリル系樹脂とのグラフト重合体等のポリオレ
フィン系樹脂が挙げられ、これらは適宜混合して用いる
こともできる。これらの樹脂は無架橋のまま、或いは架
橋した状態で使用される。
粒子11としては、無架橋エチレン−プロピレン共重合
体或いは無架橋直鎖状低密度ポリエチレンを基材樹脂と
し、かつ発泡粒子の示差走査熱量測定で得られるDSC
曲線に2つの吸熱ピーク(2重ピーク)を有するものが
好ましい。上記DSC曲線とは、発泡粒子0.5〜4m
gを示差走査熱量計によって、室温から10℃/分の昇
温速度で220℃まで昇温して測定した際に得られるD
SC曲線をいう。基材樹脂が無架橋エチレン−プロピレ
ン共重合体或いは無架橋直鎖状低密度ポリエチレンであ
って、DSC曲線に2つの吸熱ピークを有する発泡粒子
は、2つの吸熱ピークを有しないものに比べ、表面平滑
性、寸法安定性及び機械的強度に優れた成形体が得られ
る効果がある。
脂発泡粒子11は、粒子内圧が大気圧と略等しいものを
用いることができる。大気圧と略等しい内圧の発泡粒子
を用いることができるということは、粒子内圧を付与す
る工程及びその設備が不要となることであり、この結果
大幅なコスト削減が可能となる。また発泡粒子11は、
密度、粒径等に特に制限はないが、通常、密度0.2〜
0.01g/cm3 、粒径2〜10mm程度のものが用
いられる。
は、発泡粒子供給領域Aにおいて、元の嵩体積の40〜
70%、好ましくは50〜65%の嵩体積に圧縮され
る。圧縮後の発泡粒子の嵩体積が、元の嵩体積の70%
を超える場合(圧縮不足)には、成形領域Bにおいて供
給されるスチームが発泡粒子供給領域Aに漏れ出すのを
防止できず、この結果、成形領域Bの加熱部において十
分な成形スチーム圧を確保できず、良好な成形が行えな
くなる。一方、圧縮後の発泡粒子の嵩体積が元の嵩体積
の40%未満の場合(過圧縮)には、スチームが成形体
内部にまで浸透しなくなり、成形体内部において融着不
良を生じてしまう。尚、上記発泡粒子を圧縮する比率
(圧縮比)は、粒子供給部入口の断面積(図1において
上側ロール2bの中心部直下における粒子供給部の断面
積)に対する、加熱部の断面積の割合を言う。
は、10°以下の絞り角、より好ましくは1〜5°以下
の絞り角度で徐々に圧縮することが好ましい。図1に示
す装置の場合、上側のベルト3の下側部3a部分が、発
泡粒子供給領域Aにおいて10°以下の傾斜をなすよう
に調節する。発泡粒子を10°を超える絞り角で圧縮し
ようとすると、圧縮を受けた粒子の反発力により粒子が
ホッパー方向に戻り易くなってしまい、結果として所望
の圧縮比が得られなくなる。また粒子を圧縮する上では
絞り角は小さい方が好ましいが、絞り角が小さい程、装
置長さが長くなってしまうため、粒子がホッパーに戻ら
ない範囲で絞り角を適宜選定することが望ましい。
11は、圧縮された状態で上下のベルト3、5間に挟ま
れて成形領域Bに搬送され、スチーム供給部9において
供給される加熱用スチームによって加熱された後、冷却
手段10によって冷却される。スチーム供給部9から供
給される加熱用スチームの圧力は、通常、1.0〜4.
0kg/cm2 Gである。冷却手段10としては、例え
ば冷却水循環パイプを内挿した冷却板等が用いられる。
以上の工程が連続的に繰り返し行われ、長尺な成形体1
2を得ることができる。
明する。 実施例1〜5、比較例1〜2 表1に示す発泡粒子を用いて図1に示す装置(成形空間
部寸法:幅300mm、厚さ25mm)により、発泡粒
子供給領域Aにおいて異なる圧縮比となるように発泡粒
子を圧縮した後、ベルト3、4間に挟んで成形領域Bに
搬送して成形した。発泡粒子の圧縮比の調節は、上側の
ベルト3を支持した上側ロール2bを上下に移動させ、
絞り角(ベルトの傾斜角)を変えることによって行っ
た。発泡粒子を圧縮する際の絞り角及び発泡粒子の圧縮
比を表1に併せて示す。成形領域B内に搬送した発泡粒
子は、表1に示す圧力のスチームにより加熱され、その
後、冷却部において冷却されて成形される。得られた成
形体の性状を表2に示す。
厚さ10mm、幅50mm、長さ100mmのサンプル
を切り出し、このサンプルを長手方向に引っ張って破断
させ、破断面における発泡粒子の破壊個数の割合で評価
した。 ○・・・破断面において、発泡粒子破壊(粒子の材質破
壊)が50%以上 ×・・・破断面において、発泡粒子破壊が50%未満
で、粒子間破壊が50%以上 として評価した。
ば、従来バッチ式成形方法でしか成形が困難とされてい
たポリオレフィン系樹脂発泡粒子の連続成形が可能とな
り、生産性が向上するため、大幅な製品コストダウンを
図ることができる。またバッチ式成形法では困難であっ
た長尺なポリオレフィン系樹脂発泡粒子の成形体を得る
ことができるため、成形体表面に合成樹脂フィルムを積
層した複合パネルの製造も連続して効率良く行うことが
でき、ポリオレフィン系樹脂発泡粒子成形体を芯材とす
る複合パネルのコストダウンも図ることができる。また
発泡粒子は厚み方向に対して圧縮された状態で成形され
るため、金型内で発泡粒子を成形して得た成形体に比
べ、柔らかい感触の成形体が得られる等の効果を有す
る。
図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 ポリオレフィン系樹脂発泡粒子を、発泡
粒子供給領域において元の嵩体積の40〜70%に圧縮
し、無端走行する上下のベルト間に挟んで成形領域を搬
送しながらスチーム加熱し、発泡粒子を融着させて成形
体を得ることを特徴とする、ポリオレフィン系樹脂発泡
粒子の連続成形方法。 - 【請求項2】 ポリオレフィン系樹脂発泡粒子の粒子内
圧が、大気圧と略等しいことを特徴とする請求項1記載
のポリオレフィン系樹脂発泡粒子の連続成形方法。 - 【請求項3】 発泡粒子を10°以下の絞り角度で徐々
に圧縮することを特徴とする請求項1又は請求項2記載
のポリオレフィン系樹脂発泡粒子の連続成形方法。 - 【請求項4】 ポリオレフィン系樹脂発泡粒子が、無架
橋エチレン−プロピレン共重合体或いは無架橋直鎖状低
密度ポリエチレンを基材樹脂とし、かつ発泡粒子の示差
走査熱量測定で得られるDSC曲線に2つの吸熱ピーク
を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記
載のポリオレフィン系樹脂発泡粒子の連続成形方法。
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JP28936095A JP3688031B2 (ja) | 1995-10-11 | 1995-10-11 | ポリオレフィン系樹脂発泡粒子の連続成形方法 |
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