JPS6169421A - 発泡成形体の成形方法 - Google Patents

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、発泡体の成形体の製法に関し、特に表面が平
滑で、発泡していないスキン層と発泡膨張した芯部とか
ら構成され、寸法安定性に優れた発泡成形体の製法に関
する。

〔従来技術〕

発泡成形体の製法は、発泡剤を含む熱可塑性樹脂を、大
気圧下の金型キャビティに、ショート・ショット量の発
泡性樹脂を射出し、発泡性樹脂の発泡膨張によって型キ
ャビティを満たし、型キャビティ内で冷却固化する製法
が、ショート・ショット法として知られている。

この発泡成形体は、成形体表面に発泡模様（Ｓｗｉｒｌ
　ｍａｒｋ）がらり、殆んど発泡していないスキン層と
発泡した芯部とから構成され、通常の非発泡の射出成形
体と比較すると、 （１）重量当りの剛性が高い。

（２）発泡により成形歪が緩和され、そりが少ない。

（３）発泡により、厚肉部にヒケを生じない。

（４）比較的低い圧力（射出圧、型締圧）で成形できる
ので大型の成形体が、安価な装置で成形できる。

等の特性を持っている。

上記の特性によって、従来の発泡成形体は大型の木材代
替用途に使用されているが、表面の発泡模様の欠点によ
って外装用の構造部品へ応用することが困難でらった。

それは外装部品の外観性能を与えるためには、長時間の
ガス抜きエージングと多工程の高価な塗装を施す必要が
あったからである。

特に事務機器等の外装用筐体は、優れた外観性能を必要
とし、内蔵する機構部品を組付けるため優れた構造強度
と安定した寸法精度を必要とするばかりでなく、比較的
薄肉で多数の部品を一体に形成した複雑な形状の発泡成
形体を必要としている。

上記した従来の発泡成形体の特性を残し、表面の発泡模
様の欠点のみを解決するための工夫が試みられている。

例えば発泡成形体表面の発泡模様を消失させる技術思想
の一つは、アメリカ合衆国特許第３，２６８，６３５号
明細書及び***国特許出顯公開第１，５０４，２７８号
明細書等に開示されている。すなわち、ガス体で加圧さ
れた型キャビティに発泡性樹脂を射出する方法で、ガス
・カウンタープレッシャー法とも呼ばれているものであ
る。

この技術思想を具体化した方法が、アメリカ合衆国特許
第３，９６０，９９６号明細書、アメリカ合衆国特許第
４，０９６，２１８号明細書及びアメリカ合衆国特許第
４，２５５，３６８号明細書等で開示されている。

前記のアメリカ合衆国特許第３，９６０，９９６号明細
書により開示された方法は、発泡性樹脂の発泡を抑止す
るのに十分高い背圧（樹脂圧）の下で可塑化混練し、竪
形シリンダに圧入蓄積し、次に発泡性樹脂の発泡を抑止
するのに十分高い圧力のガス体で加圧された型キャビテ
ィに、液状で未発泡の発泡性樹脂を射出して型キャビテ
ィを完全に満たし、型キャビティ内で厚い強固な未発泡
の表層部を形成してから壓キャビティのガス体の圧力を
解放し、芯部の未冷却の発泡性樹脂を発泡させ、発泡し
た過剰の樹脂を竪形シリンダに回収し、固化した成形体
を型から取り出す方法である。しかし、この方法では、
回収した樹脂が再使用できるが、装置と工程が複雑とな
り、回収の程度によって成形体の発泡度（忠実密度と発
泡成形体の平均密度との比）が変動すること、特に厚い
成形体でないと樹脂の回収が困難になることなどの欠点
がある。

また、前記のアメリカ合衆国特許第４，０９６，２１８
号明細書に記載の方法も上記と同様の工程で未発泡状態
の発泡性樹脂を型キャビティに射出して完全に充填し、
厚い強固な未発泡の表層部を形成してから、型キャビテ
ィのガス体の圧力を解放し、次に型キャビティを拡大し
て芯部の未冷却の発泡性樹脂を発泡、膨張させる方法で
ある。しかし、この方法では、成形体の表面に型拡大に
よる線が表層部の乱れを伴って発生すること、その利用
が平板状の成形体に制限されるという欠点がある。

更に、前記したアメリカ合衆国特許第４．２５５゜３６
８号明細書の方法は、前述と同様の工程で、熱可塑性樹
脂と可溶性ガスの溶融混合物（発泡性樹脂）を発泡圧以
上の背圧（樹脂圧）で可塑化混練・計量蓄積し、発泡圧
以上のガス体の圧力に維持した型゛キャビティに充填し
て、型キャビティ内で自己保形性の強固な外殻を形成し
てから、型キャビティのガス体の圧力を解放し、次にそ
のま＼型キャビティ内で冷却して体積収縮と平衡するよ
うに発泡性樹脂を発泡膨張させる方法である。上記の工
程で発泡性樹脂が未発泡状態で自己保形性の強固な外殻
が形成されるまで、発泡圧以上のガス体の圧力に保持さ
れるので、型キャビティ内の樹脂が冷却されて、体積が
収縮し、樹脂圧の降下（樹脂圧の解放）が起る間に、型
キャビティに接した自己保形性の強固な外殻が更に厚い
外殻に成長してしまう。その結果、成形体の発泡度は低
く、比較的薄肉の成形体で自己保形性の形成に消費され
る発泡性樹脂の相対的比率が犬とな９、芯部の発泡膨張
のために消費される発泡性樹脂が乏しくなり、殆んど発
泡していない発泡成形体になり易い。そして芯部の発泡
が乏しいと成形体表面にヒケが発生し、成形歪の緩和が
不足し、そり等で寸法安定性を損う原因になる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は、上述した従来技術の欠点な９難点な９を解決
し、表面が均一に平滑な未発泡の外殻と、発泡膨張した
芯部とから構成された発泡成形体の成形方法を得ること
を目的とするものである。

〔問題点を解決するだめの手段〕

本発明者らは、前記の従来技術の欠点を解決するため、
本技術分野における諸現象を確実に把握する困難性に挑
戦し、発泡性樹脂の発泡圧未満のガス体の圧力で型キャ
ビティを加圧し、射出流入の完了と同時にガス体の圧力
を大気圧以下に連通ずることによって、従来技術の欠点
を克服できる／　　　　　ことを見出し、本知見に基い
て本発明の方法に到達したもので、すなわち、本発明に
係る方法は、発泡性樹脂をその発泡圧以上の樹脂圧（背
圧）で可塑化混練して計量蓄積し、ガス体の供給により
前記発泡性樹脂の平滑圧板上の圧力に加圧した閉鎖形の
型キャビティに前記の計量蓄積した発泡性樹脂を射出流
入せしめ、流入と同時に型キャビ、ティに接した部分に
順次未発泡の外殻を形成させ、射出流入の完了と同時に
射出分停止して型キャビティ内の樹脂圧を降下させ、か
つ型キャビティへのガス体の供給を停止して型キャビテ
ィを大気圧以下に連通し、型キャビティ内の前記未発泡
の外殻で包まれた発泡性樹脂を発泡させ、未発泡の外殻
で包まれた芯部の発泡性樹脂を冷却工程で膨張させ、冷
却固化したのち、型キャビティから成形体を取り出すこ
とを特徴とする平滑な表面の未発泡の外殻と発泡膨張し
た芯部とからなる発泡成形体の成形方法でおる。

〔構成・作用〕

本発明の方法における発泡性樹脂の挙動及びその発泡圧
について説明すると、発泡剤を含まない熱可塑性樹脂（
以下非発泡性樹脂という）の成形温度領域の圧力に対す
る体積変化は一般に僅かな圧縮性を示すことが知られて
おり、圧力が降下すると僅かに体積が増加する圧力一体
積挙動を示す。

この圧力降下に伴う体積の増加は、時間が経過しても更
に増加することはない。これに対して発泡剤を含む熱可
塑性樹脂（以下発泡性樹脂という）の圧力に対する体積
変化については、高圧下では体積変化（発泡膨張）しな
いが、圧力が降下し解放されると体積が増加（発泡膨張
）することが一般的概念として知られている。

発泡性樹脂の体積は、高圧領域で圧力を降下すると、僅
かに体積が増加し、非発泡性樹脂と同様の挙動を示し、
圧力を保持しても時間の経過に対して体積が更に増加す
ることはない。しかし、ある圧力より低い圧力領域では
体積が急に増加（発泡）するだけでなく、その圧力を維
持しているにもか５わらず、更に体積が増加（膨張）す
る挙動を示した。この発泡性樹脂の体積−圧力挙動を急
激に変える境界となる圧力を発泡圧（Ｐｆ）とした。

発泡圧（Ｐｆ　）以上の圧力はその発泡性樹脂を未発泡
状態に維持し、かつ非発泡性樹脂と同様の挙動を示す圧
力領域を意味することになり、従来技術で表現されてい
る「発泡を抑止するのに十分高い圧力」と同じ意味を持
つものである。そして発泡性樹脂の発泡圧（Ｐｆ）は、
発泡剤の種類・配合量によって変わり、樹脂の温度の上
昇によって僅かげか９高めに変化する。

次に本発明の方法における発泡性樹脂の発泡圧と平滑圧
の関係すなわち発泡性樹脂の発泡を抑止する圧力と発泡
模様のない平滑な表面の発泡成形体を得るだめの型キャ
ビティのガス体の圧力との関係について詳述する。

従来技術の概念によれば、平滑な表面の発泡成形体を得
るためには、発泡性樹脂の発泡を抑止するのに十分高い
圧力（＝発泡圧以上の圧力）のガス体で型キャビティを
加圧しておく必要があると考えられてきた。ところが、
発泡圧以上の高圧領域のガス体で型キャビティを加圧し
た場合、平滑な表面の発泡成形体が得られるものの、そ
の発泡成形体には厚い層の発泡していない外殻が形成さ
れてしまい、芯部の薄い層だけしか発泡し得す、成形体
の発泡度も低下してしまう。例えば、比較的薄肉で格子
部、穴部等を有する複雑な形状の成形体では、成形体表
面にいわゆるヒケが発生し、そりが生じるなど発泡成形
体の特性が失われてしまう。

これに対して、本発明の方法により、発泡性樹脂の発泡
圧未満の低い圧力領域のガス体の圧力で型キャビティを
カロ圧する方法によって得られる発泡成形体は、平滑な
表面の薄い層の外殻と厚い層の発泡膨張した芯部とから
成る発泡成形体となり、゛従来技術における問題点を解
決することが判明した。

本発明の方法で、平滑な表面の発泡成形体を得るのに必
要な聾キャビティのガス体の圧力を測定しその最低圧を
平滑圧とすると、平滑圧はその発泡性樹脂の発泡圧の５
０〜７０チで済むことが判った。本発明に−おいては、
上記平滑な表面の発泡ｒ　　　　　　　成形体が得られ
るガス体の圧力領域の中で最低の圧力を平滑圧と呼ぶこ
ととする。

発泡性樹脂の設定された温度における、前記の発泡圧、
平滑圧の関係を示す発泡性樹脂のｐｖ挙動を第１図に示
す。Ｐ（圧力）は、樹脂への圧力（樹脂圧、ガス体の圧
力）であり、■（体積）は、樹脂の体積であり、実線は
発泡性樹脂のｐ−ｖ軌跡を示し、破線は、発泡圧（Ｐｆ
）以下の圧力領域における非発泡性樹脂のｐｖ軌跡を示
す。

次に、発泡成形における工程中の型内樹脂圧の挙動及び
射出量について説明すると、型キャビティの型壁に型内
の樹脂圧を検出する圧力センサを設置し、ガス体で加圧
できる構造の金型を用いて型キャビティをガス体で加圧
し、発泡性樹脂を射出し、射出の停止と同時に型キャビ
ティへのガス体の供給を停止し、大気圧に解放する方法
で型内樹脂圧を測定した。

発泡性樹脂の射出工程を通常の射出成形と同様に射出し
、保圧し、射出を停止して、そのま＼型キャビティ内で
冷却すると第２図に示すように時間経過に対する型内樹
脂圧の軌跡Ａとなった。

型内樹脂圧の軌跡Ａは、時間の経過に対し、ｔｌ：流入
、ｔ２：充填、ｔ３：過充填（圧力保持）及び　ｔＩｌ
：冷却に分けられる。

ｔｌ域では型キャビティに発泡性樹脂が流入し、流入の
完了で型キャビティを満たす。ｔ２域では、型キャビテ
ィに発泡性樹脂が充填され、型内樹脂圧が急上昇する。

その間に圧力上昇の屈折点Ｒが生ずる。ｔ５域では発泡
性樹脂が高圧で過充填され、その間に自己保形性の強固
で厚い外殻を形成する。ｔ４域では冷却による体積収縮
で型内樹脂圧が徐々に降下する。

第２図の圧力軌跡Ａに対して、ｔ２とｔ３の間で射出を
停止すると圧力軌跡Ｂに、ｔｌとｔ２の間で射出を停止
すると圧力軌跡Ｃに、　ｔｌの途中で射出を停止すると
圧力軌跡りとなる。

第２図の工程中の型内樹脂圧の軌跡Ａ、Ｂ、Ｃ。

Ｄに対して、本発明の方法において好ましい型内樹脂圧
の軌跡は前記したＣである。

前記型内樹脂圧の軌跡Ｃは、射出工程を、発泡性樹脂を
ガス体で加圧された型キャビティに射出し、流入の完了
と同時に射出を停止することによって達成される。この
型内樹脂圧の軌跡Ｃによって得られる成形体は、均一な
平滑表面の発泡成形体で型キャビティを満たしている。

また、型内樹脂圧は低い圧力であり、射出の停止による
型内樹脂圧も瞬時に降下する。

これに対し、型内樹脂圧の軌跡りは成形体の流動末端付
近まで平滑表面が形成されるが、流動末端までの間は、
発泡模様のある表面となり、その境界の表面に線状の凹
みを形成し、本発明の方法とは別異のものである。

型内樹脂圧の軌跡Ｂは発泡性樹脂の充填が完了した軌跡
で、型内樹脂圧が高圧となり、射出の停止後の型内樹脂
圧も瞬時には降下せず、好ましくない型内樹脂圧の軌跡
であり、軌跡Ａは発泡成形に不適当な軌跡である。

〔実施例〕

本発明の構成の一例について述べると、本発明の方法に
おいて、発泡性樹脂は発泡圧以上の圧力の樹脂圧（背圧
）の下で、可塑化混練及び計量蓄積される。計量蓄積さ
れた発泡性樹脂の密度は、設定された温度と圧力におけ
る樹脂固有の密度になる。

本発明の方法における射出工程は、 （１）発泡性樹脂の平滑圧以上発泡圧未満の低い圧力の
ガス体を型キャビティに供給すること。

（１１）発泡性樹脂を射出流入が完了するまで射出し、
直ちに射出を停止すること。

０１１）射出の停止と同時に、前記型キャビティへのガ
ス体の供給を停止し、型キャビティを大気圧以下に連通
すること、 から構成される。この工程により、型キャビティ内で均
一な平滑表面の未発泡の外殻と未発泡の外殻に包まれた
発泡した芯部とが形成される。この均一な平滑表面の未
発泡の外殻は、型キャビティに射出流入する未発泡状態
の発泡性樹脂が、型キャビティ壁に接した部分に流入と
同時に順次形成されていき、射出流入の完了と同時に未
発泡の外殻が芯部の発泡性樹脂を包み終る。

未発泡の外殻で包まれた芯部の発泡性樹脂は、と ガス体の圧力と型内樹脂圧の降下により圧力が発泡圧未
満の低い圧力領域好ましくは大気圧以下に解放され、気
泡化して発泡した状態になる。

本発明の方法において、成形体の厚さ、発泡閤樹脂の発
泡配合の組合せにより、射出流入が完了するときの型内
樹脂圧よりも、発泡性樹脂の発泡圧が十分高い圧力の場
合には、型キャビティ内で形成された未発泡の外殻内の
芯部を流入する発泡性樹脂が流入中に発泡状態となって
いるものと考えられる。

本発明の方法において、射出樹脂量は、好ましくは射出
流入が完了する量であり、射出流入の完了と同時に射出
を停止し、樹脂の型キャビティへの充填を停止し、次の
成形工程の可塑性混線・計量蓄積に移シ、成形工程の射
出の開始まで発泡性樹脂の発泡圧以上の樹脂圧に押出機
と射出シリンダあるいは射出シリンダを保持する。

射出樹脂量は、射出流入が完了する量の時、型内樹脂圧
が低圧で済み、成形機の型締力が低くて済み、低い型締
力で大型の成形体が成形できる。

例、ｔばアクリルニトリル−ブタジェン−スチレン共重
合樹脂（以下ＡＢＳ樹脂と略称する）を２４０℃で７ｆ
ｆＩＩＩ＋厚の型キャビティに射出すると、型内樹脂圧
は射出流入が完了する屈折点で２０　Ｋｑ／ｃｍ２であ
り、充填完了する樹脂量では２００　Ｋｐ／ｃｙ＋＋２
を越える。また、射出流入が完了する樹脂量で射出を停
止すると直ちに型内樹脂圧が降下し、発泡性樹脂の発泡
を促進する。射出樹脂量は、型内樹脂圧が射出流入中の
ゆるやかな上昇勾配が屈折する点が最も好ましいが、僅
かに屈折点を越える量も許容される。

本発明における型キャビティへのガス体は、未発泡状態
の発泡性樹脂が射出圧によってガス体の圧力に抗して型
キャビティに流入する時、里キャビティに接して瞬時に
外殻を形成するまでの短時間のみ、発泡性樹脂の外殻形
成部分だけ未発泡状態に維持するものであり、ガス体の
流通を許容するが樹脂の流入を阻止する間隙（複数）を
経由して型キャビティに供給され、かつ解放される。型
キャビティに連通して設ける前記の複数の間隙を型キャ
ビティへの樹脂の入口から流動末端まで順次設け、射出
流入する樹脂が型壁に接して未発泡の外殻を形成したと
きに順に前記の間隙を大気圧以下に連通していく方法は
成形体の発泡度を向上させるために好ましいものである
。また、型キャビティ内のガス体の圧力を、未発泡の外
殻を形成した直後に早期に解放することは、型キャビテ
ィの内壁とそこに形成された未発泡の外殻との間にガス
体が残存しないので未発泡の外殻が芯部の発泡性樹脂の
発泡圧によって型キャビティの内壁に押圧され、型キャ
ビティの形状を正確に転写し易くする。

また、成形体の格子部、穴部及び端部の如く型キャビテ
ィと接触する面積が相対的に大きく、型キャビティ内の
冷却速度が早くなる形状の部分では、厚い外殻が早く形
成され表面にヒケを生じるので型キャビティのガス体の
圧力を樹脂の流入に応じて順次解放する方法は、成形体
が５〜８馴厚の比較的薄肉で格子部、穴部を有する複雑
な形状においてヒケによる表面欠陥がない均一で平滑な
表面の外殻と発泡・膨張した芯部からなる発泡成形体を
得るために有効である。

一方、本発明の方法の如く射出工程が完了し、そのま＼
冷却工程に入る成形方法では、アメリカ合衆国特許第３
，９６０，９９６号明細書、アメリカ合衆国特許第４，
０９６，２１８号明細書に記載の方法の如く、型キャビ
ティ内で形成された未発泡の外殻の内部の発泡性樹脂を
移動あるいは流動させることが無いので、自己保形性の
強固で厚い外殻が形成されるまで、をキャビティ内のガ
ス体の圧力を保持する必要もないものである。

また、型キャビティへのガス体の供給を射出の停止後も
継続して保持することは、型キャビティの形状の転写を
悪化させるだけでなく、芯部の発泡した気泡が消失・減
少し成形体の発泡度が低下するので好ましくない。

本発明の方法における成形体の厚さは比較的薄肉の成形
体に適した基準となる成形体の厚さが大略５〜８ｆｆｌ
ｌ１１厚の成形体が好ましい。更に厚肉の成、　　　　
　　　形体にも応用できるが、成形体が高価となり、実
用上の経済性に乏しい。また、基準となる成形体の厚さ
が３篇厚では例えばＡＢＳ樹脂の２４０℃における成形
で型内樹脂圧が射出流入中に１５０に９／ｃｒｎ２を越
え射出流入と充填との間の明確な型内樹脂圧の屈折点が
消失し、成形体の発泡度も極めて低くなる。

本発明の方法における冷却工程は、型キャビティの表面
に空気中の水蒸気が結露しない温度以上で、かつ発泡性
樹脂の加熱変形温度（、ｒｉｓＫ６８７１）より１０℃
低い温度の金型温度で制御されることが好ましい。この
冷却工程で型キャビティ内の未発泡の外殻で包まれた芯
部の発泡した樹脂が体積収縮を補う程度に膨張し固化さ
れ変形しない温度まで冷却固化されたのち型キャビティ
から成形体を取り出す。

本発明に用いる熱可塑性樹脂は、射出成形法に使用でき
る公知の樹脂が含まれ、例えば、オレフィン系重合生成
物、スチレン系重合生成物、アクリル又はメタクリル系
重合生成物、ポリフェニレンエーテル又はそれらとポリ
スチレンとの混合物、ポリカーボネート、ポリエステル
、ポリアミド、ポリオキシメチレン等の樹脂及びそれら
の共重合又はグラフト等による変性樹脂、上記樹脂を一
成分とするブレンド樹脂、上記樹脂に公知の添加物本発
明に用いる発泡剤は窒素、炭酸ガス、炭化水素類、ハロ
ゲン化炭化水素類→の揮発性発泡剤、重炭酸ナトリウム
、Ｎ−ニトロソ化合物、アゾ化合物、スルホニルヒドラ
ジド化合物等の有機、無機の分解型発泡剤等が１種類単
独又は２種類以上が混合されて使用される。これらの発
泡剤は樹脂に配合されるか押出機から直接圧入する方法
で混合される。また、発泡剤を混合した樹脂を非発泡性
樹脂で希釈して成形してもよい。

本発明に用いる加圧ガスは、窒素、空気等の加圧ガスを
用い、発泡性樹脂の平滑圧風、上であって発泡圧未満の
圧力に調節されて型キャビティに供給されることになる
。

例１ 第３図に示すようなプリプラ構造の成形機を用いて、押
出機１（４０−φ）で発泡性樹脂を可塑化混練し、射出
シリンダ８に８０　Ｋ９／ｃｍ２の樹脂圧下で８３０ｃ
ｃ計量蓄積４し、そのときの射出ピストン３の位置を時
間の経過毎に読取り、発泡性樹脂の圧力と体積変化率を
測定した。

スチレンアクリルニトリル共重合樹脂（以下ＳＡＮ樹脂
と略称する。旭化成工業株式会社製スタイラック■ＡＳ
７６９　）を８５℃、３時間乾燥し、樹脂１００重量部
にアゾジカルボンアミド０．３重量部をトライブレンド
した発泡性樹脂を２３０℃、背圧８０　Ｋｐ１０ｎ２で
可塑化混練し、射出シリンダ８に樹脂圧８０にす１２で
計量蓄積した。

８０　Ｋｑ／ｃｒｙ２の樹脂圧における射出シリンダ８
内の体積を基準とし、射出シリンダ８内の樹脂圧を低下
させ、そのときの体積変化量を測定し、各樹脂圧に対す
る体積変化率を算出し、第４図とした。

第４図より明らかなように１３Ｋｇ／ｃｒｎ２までは体
積は１％程度増加するが、時間の経過に対し、体積は更
に変化しない。しかし１３　Ｋ９７ｃｍ”未満の樹脂圧
領域では、体積が急増し、更に時間の経過とともに体積
が更に増加した。１３　Ｋ？／６ｎ２がこの発泡性樹脂
の２３０℃における発泡圧である。

同様に、発泡剤の添加量、温度、樹脂の種類を変えて測
定した発泡圧を第１表に示す。

上記の乾燥したＳＡＮ樹脂１００重量部に水０．３重量
部、アゾジカルボンアミド０．３重量部をドラって発泡
圧は４匂た２上昇した。

次に、第３図に示したプリプラ構造の射出アクチェータ
７への射出制御を公知の油圧制御に置換えた成形機を用
いて、発泡性樹脂を可塑化計量し、３００ｍＸ３００閣
×７■厚の型キャビティが、ガス体で加圧できる構造の
金型（図省略）に射出し、冷却固化して成形体を取り出
し、成形体の表面を観察した。成形体の表面から発泡模
様が消失するときの型キャビティへのガス圧（平滑圧Ｐ
ｓ）を測定した。ＳＡＮ樹脂、ＡＢＳ樹脂（旭化成工業
株式会社製スタイラック［Ｆ］１００）、変性ボリノ　
　　　　　フェニレンエーテル樹脂（以下変性ＰＰＥ樹
脂と略称する、旭化成工業株式会社製ザイロン■Ｆ２０
０２）　　の各樹脂に発泡剤を配合した発泡性樹脂の平
滑圧の測定値を第１表に示した。平滑圧は発泡圧より低
い圧力領域であった。

例２ 例１の成形に使用した成形機に、型キャビティが３００
ｍｍＸ１００閣×７霧厚で、ガス体で加圧でき、壁面に
型キャビティ内の樹脂圧を検出する圧力センサを設けた
金型を取付けた。前述したＡＢＳ樹脂ｆ、８５℃で３時
間乾燥し、樹脂１００重量部にアゾジカルボンアミド０
．３重量部をトライブレンドした発泡性樹脂を２４０℃
で可塑化混練し、樹脂圧８０に９／ｃｒｎ２で計量蓄積
した。

次に、型キャビティのガス体の圧力を大気圧と９Ｋｑ／
ｃｒｎ２とに設定し、射出圧７００　Ｋ９７ｃｍ２で射
出する樹脂量を変えて射出し、射出の停止と同時にガス
体の圧力を大気圧に解放し、４０℃の型キャビティ内で
３分間冷却し成形体を取出した。得られた成形体の重量
とその射出工程における型内樹脂圧の最高値とを第５図
に示した。

型キャビティのガス体の圧力が９Ｋｆ／ｃｒｎ２の場合
、型キャビティに射出流入する樹脂量の増加によって成
形体の重量が増加し、型内樹脂圧の最高値も上昇するが
、低い圧力領域でゆるやかな勾配で上昇し、射出流入の
完了に至る。更に射出樹脂量を増加すると、型内樹脂圧
の最高値が急激に上昇し、屈折点が見出された。

この型内樹脂圧の上昇勾配の屈折点は得られる成形体の
表面から流動末端部の発泡模様及びその境界線が完全に
消え、均一な平滑表面の成形体となる射出樹脂量と一致
した。次に均一な平滑表面の発泡成形体を得るための射
出樹脂量は、第５図の型内樹脂圧上昇勾配の屈折点以上
の型内樹脂圧となる射出樹脂量でアリ、もつとも好まし
い射出樹脂量は上記屈折点すなわち射出流入が完了する
樹脂量である。

これに対して型キャビティのガス体の圧力が大気圧の場
合には型内樹脂圧の上昇勾配に明確な屈折点が生じない
。しかも充填時の型内樹脂圧の上昇が型キャビティのガ
ス体の圧力が９　Ｋｑ／ｃｍ２の場合より軽い成形体重
量で始まっており、大気圧の型キャビティでは充填中に
発泡性樹脂が発泡状態にあることを示しているものと考
えられる。

次に、型キャビティのガス体の圧力を９Ｋｙ／ｃｒｎ２
に設定し、３００ｍＸ１００ｍｍの型キャビティの厚さ
を３簡厚、５瓢厚、７ｆｆｌＩ１１厚に変え、射出速度
を１／２に遅くして同様に成形し、得られた成形体の重
量とそのときの型内樹脂圧を検出し、成形体の重量を型
内樹脂圧の屈折点、すなわち射出流入の完了における成
形体重量を１００に換算し、成形体重量指数として第６
図とした。

成形体の厚さ５隠厚、７簡厚では射出流入の完了におけ
る型内樹脂圧の上昇勾配の屈折点が発生し、かつ発泡性
樹脂の発泡圧に近い低い圧力でらったが、３廐厚では型
内樹脂圧が射出流入中に高い圧力に昇圧し射出流入の完
了における型内樹脂圧の上昇勾配の屈折点は生じなかっ
た。

例３ 例２と同じ成形機に、型キャビティが３００調Ｘ３００
ｍ＋ｎＸ６ｍｍ厚で、ガス体で加圧できる構造の金型を
取付けた。発泡樹脂はＳＡＮ樹脂を８５’Ｃ３Ｈｒ　乾
燥し、樹脂１００重量部にアゾンカルボンアミドを０．
２重量部トライブレンドした。前記発泡樹脂を２３０℃
、樹脂圧８０　Ｋｇ／Ｃｒｎ２で可塑化混練・計量蓄積
し、型キャビティの窒素ガスの圧力を（１）６Ｋｇ／ｃ
ｒｎ２（平滑圧以上、発泡圧未満）、（２）２０に９／
ｃｒｎ２（発泡圧以上）、（３）　２５　Ｋｖ／ｃｍ＋
２（発泡圧以上）に設定し、４０℃の型キャビティに前
記発泡樹脂を射出し、射出流入の完了で射出を停止し、
その後の前記窒素ガスの供給を保持する時間を変え、冷
却時間３分で成形体を取出した。成形体は透明で芯部の
発泡した気泡の状態を肉眼で十分観察することができた
。

得られた発泡成形体を水中置換法で平均密度を測定し、
非発泡の成形体の密度１．０７１論２から発泡成形体の
発泡倍率を算出し、第７図とした。

この第７図より、型キャビティのガス体の圧力は、平滑
圧以上発泡圧未満の低圧の方が、発泡圧以上の高圧より
、高い発泡倍率の発泡借上が得られて−，好ましいこと
が明らかである。

また、型キャビティのガス体の圧力の解放時期は、射出
の停止と同時（第７図の窒素ガスの保持時間７）が最も
好ましいことも明らかでるる。型キャビティのガス体の
保持時間が長くなる程得られる発泡成形体の芯部の発泡
膨張した気泡が消失減少していくことが肉眼で明瞭に確
認できた。第７図においてＯ印は成形体芯部の気泡が肉
眼で認められる成形体、Δ印は成形体芯部の気泡が肉眼
でほとんど認められない成形体を示す。成形体芯部の気
泡が消失減少につれて成形体表面にひけが発生し、特に
成形体の端面付近に著しく発生した。゛また、成形体芯
部の気泡が消失減少すると、その断面は両表面の未発泡
の外殻の厚さが増し、芯部の気泡を有する発泡部分の厚
さが相対的に減少していくことも観察された。

次に、型キャビティを３００閣Ｘ　３００　ｍｍ　Ｘ　
Ｓ１厚に変え、型キャビティの片面に比較的細かいシボ
模様（日本エツチングＨＮ２２）を設け、型キャビティ
のガス体の圧力を６　Ｋｖ／ｍ２で同様に成形を行い第
７図に破線で示した。成形体の厚さが薄くなると、発泡
成形体の発泡倍率が低下するばかりでなく、型キャビテ
ィのガス体の保持時間による発泡成形体の発泡倍率が著
しく低下することが明らかである。また、成形体表面に
転写したシボ模様は、型キャビティのガス体の保持時間
が長くなるにつれ転写の程度が悪化した。

例４ 例２と同じ成形機及び型キャビティの厚さ７箪の金型を
用い、ＡＢＳ樹脂を８５℃、３Ｈｒ　予備乾燥し、樹脂
１００重量部にアゾジカルボンアミドを０．３重量部ト
ライブレンドした発泡性樹脂を用いた。この発泡性樹脂
を２４０℃樹脂・圧８０　Ｋｑ／Ｃｒｎ２で可塑化混練
し、計量蓄積し、ついで８．５　Ｋ９／ａｎ２のガス体
の圧力を４０℃の型キャビティに供給し、射出圧６００
　Ｉ’４／ｃｍ２で射出工程を後記するように変えて射
出し、射出の停止と同時にガス体の圧力を大気圧に解放
し、３分間冷却して成形体を得た。それぞれの射出工程
によって得られた成形体の発泡倍率を測定し第２表とし
た。

射出工程は次のように変えた。

（ｊ）　　射出流入の完了で射出を停止する。

（１１）射出流入の完了後更に圧入して射出を停止する
。

０１１）射出充填後、保圧５５０Ｋｆ／Ｆ！２を５秒保
持して射出を停止する。

ＱＶ）　　射出充填後、保圧５５０　Ｋｓ＋／ｚ２を１
０秒保持して射出を停止する。

（Ｖ）　　射出充填後、保圧５５０Ｋｇ／／ｃｍ２を１
５秒保持して射出を停止する。

第２表より、射出工程は、通常の射出成形のように保圧
を使用すると型内樹脂圧が高圧となり、発泡成形体の発
泡倍率が低下し、好ましくないこと、射出流入の完了で
射出を停止することが最も好ましいことが明らかである
。

例５ 型締力２２５屯のインライン式射出成形機に型キャビテ
ィが２００ｍｍＸ２００ｍｍＸ７ｍｍ厚で、ガス体で加
圧できる構造の金型を取付け、第３表に示す発泡性樹脂
と条件で成形した。

樹脂圧８０　Ｋ９／ｃｍ２の背圧で可塑化混練・計量蓄
積し、型キャビティを窒素ガスで加圧し、発泡性樹脂を
射出し、射出流入の完了と同時に射出を停止しノズルを
閉じ、同時に型キャビティに連通している樹脂の流入は
阻止するが、ガス体の流通は許容する複数のスリット状
間隙を経由して型キャビティへの窒素ガスの供給を停止
し、同時に前記スリット状間隙を１００　ｒｍｎＨ？の
減圧源に連通し、そのま＼型キャビティ内で３分間冷却
し成形体を型から取出した。得られた成形体は第３表に
記載した発泡倍率を有し、均一な平滑な表面の外殻と発
泡膨張した芯部とから成る発泡成形体でヒケの発生も認
められなかった。また、連続して２００シヨツト成形し
たが安定した発泡成形体が繰返し再現性良く得られた。

〔発明の効果〕

本発明に係る発泡成形体の成形方法は、従来技８術の欠
点を解決し、表面が均一に平滑な未発泡の外殻と発泡膨
張した芯部とから構成された成形体の成形方法であり、
次に述べる優れた効果を有す？　　　　　るものである
。

１、本発明の方法は、複雑な成形工程がなく繰返し再現
性に優れた成形ができ、連続して安定した表面と安定し
た発泡度・寸法の成形体が得られる。

２、本発明の方法は、高圧のガス体を使用せず、低いガ
ス体の圧力で十分であり、高圧ガスに対する高価な設備
を必要とせず、成形作業の安全性が高い。

３、本発明の方法は、低い型締力の安価な成形機で大聖
の平滑な表面の発泡成形体を成形することができるもの
である。

そして、本発明の方法によって得られた成形体は、 （１）均一な平滑表面の未発泡の外殻と発泡膨張した芯
部とから成る発泡成形体で、比較的薄肉で複雑な形状の
成形体が得られる。

（２）成形歪が緩和され、寸法安定性に優れている。

（３）型キャビティのシボ模様等の微細な形状を正確に
転写した成形体が得られ、そのま＼外装部品に耐える外
観性能を有し、成形直後に塗装を施しても塗膜ふくれを
生じない。

という優れた成形体を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は発泡性樹脂及び非発泡性樹脂の圧力一体積挙動
を示す説明図であり、第２図は発泡性樹脂の射出工程に
おける型内樹脂圧の軌跡を示し、第３図は発泡性樹脂の
圧力一体積挙動を測定するための射出成形機の説明図、
第４図は発泡性樹脂の圧力一体積変化率の経時変化を示
す線図であり、第５図は大気圧と９　Ｋ９７ｃｍ　　の
ガス体の圧力の型キ゛ヤビテイに発泡性樹脂を射出した
ときの成形品重量と対応する型内樹脂圧との関係を示す
線図であり、第６図は射出流入の完了における成形体重
量指数と型内樹脂圧との関係を示す線図であり、第７図
は型キャビティへのガス体の供給時間と得られる発泡成
形体の発泡倍率との関係を示す線図である。 １：押出機　　　　　　２：逆流防止弁３：射出ピスト
ン ４：計量・蓄積された樹脂 ５：開閉ノズル　　　　６：位置検出装置１：射出アク
チェータ　８：射出シリンダ第１図 第２図 第４図 １ｋＴ　ＲＡ　ｆｆｉ力（ｋ′３／ｃｒｒ？）仄゛升埼
Ｉ童（９）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 発泡性樹脂を、その発泡圧以上の樹脂圧で可塑化混練し
   て計量蓄積し、ガス体の供給により前記発泡性樹脂の平
   滑圧以上の圧力に加圧した閉鎖形の型キャビティに前記
   の計量蓄積した発泡性樹脂を射出流入せしめ、流入と同
   時に型キャビティに接した部分に順次未発泡の外殻を形
   成させ、射出流入の完了と同時に、発泡性樹脂の射出を
   停止して型キャビティ内の樹脂圧を降下させ、かつ型キ
   ャビティへのガス体の供給を停止して型キャビティを大
   気圧以下に連通し、型キャビティ内の前記未発泡の外殻
   で包まれた発泡性樹脂を発泡させ、ついで前記未発泡の
   外殻で包まれた発泡した芯部の発泡性樹脂を冷却工程で
   膨張させ、冷却固化したのち、型キャビティから成形体
   を取出すことを特徴とする平滑な表面の未発泡の外殻と
   発泡膨張した芯部とから成る発泡成形体の成形方法。