JP2785076B2 - 型内ビーズ発泡成形品の製造方法 - Google Patents
型内ビーズ発泡成形品の製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は軟弱地盤の埋め立て用
材、電化製品等の重量物の包装用コーナーパット等に有
用な型内ビーズ発泡成形品の製造方法に関する。
材、電化製品等の重量物の包装用コーナーパット等に有
用な型内ビーズ発泡成形品の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリエ
チレン等を原料とする型内ビーズ発泡成形品が市販され
ており、これらの成形品は軽量性、断熱性、緩衝特性等
に優れているため、各種の包装材、容器、建築用断熱
材、自動車用バンパーの芯材等に広く用いられている。
チレン等を原料とする型内ビーズ発泡成形品が市販され
ており、これらの成形品は軽量性、断熱性、緩衝特性等
に優れているため、各種の包装材、容器、建築用断熱
材、自動車用バンパーの芯材等に広く用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記用途においては、
一般に軽重性及び圧縮強度が高いことが要求される。従
来、型内ビーズ発泡成形品の圧縮強度を上げる方法とし
ては、発泡倍率を低くする、言い換えると、密度を高く
するといった方法がある。この方法によると、製品重量
が増すとか、コストがアップするとか、緩衝性が低下す
るという問題がある。
一般に軽重性及び圧縮強度が高いことが要求される。従
来、型内ビーズ発泡成形品の圧縮強度を上げる方法とし
ては、発泡倍率を低くする、言い換えると、密度を高く
するといった方法がある。この方法によると、製品重量
が増すとか、コストがアップするとか、緩衝性が低下す
るという問題がある。
【０００４】特に、軟弱地盤の埋め立て用材（実開平１
−１２０５３３号公報、実開昭６３−１９４９４８公
報）は、寸法が縦１０００ｍｍ、横２０００ｍｍ、高さ
５００ｍｍのブロック（密度が０．０２ｇ／ｃｍ３）
で、１個の重量が２０ｋｇもある。軽い（密度が低い）
ブロックで同一圧縮強度のものが存在すれば、その１個
の重量を小さくすることが可能であり、運搬等の取扱い
が容易となるばかりか、材料コストも低減できる。この
ようなことは長さが１５００ｍｍ、幅が１２０ｍｍ、高
さが１００〜１５０ｍｍである自動車用バンパーの芯材
についても同様である。
−１２０５３３号公報、実開昭６３−１９４９４８公
報）は、寸法が縦１０００ｍｍ、横２０００ｍｍ、高さ
５００ｍｍのブロック（密度が０．０２ｇ／ｃｍ３）
で、１個の重量が２０ｋｇもある。軽い（密度が低い）
ブロックで同一圧縮強度のものが存在すれば、その１個
の重量を小さくすることが可能であり、運搬等の取扱い
が容易となるばかりか、材料コストも低減できる。この
ようなことは長さが１５００ｍｍ、幅が１２０ｍｍ、高
さが１００〜１５０ｍｍである自動車用バンパーの芯材
についても同様である。
【０００５】同一素材、同一密度の型内ビーズ発泡成形
品においては、気泡径が小さい程圧縮強度が大きいと言
われている。 かかる気泡径の調整にはセル調整材が使
用されているが、気泡径の調整による圧縮強度の向上は
多くを期待できないのが現状であって、その向上はそこ
が知れている。
品においては、気泡径が小さい程圧縮強度が大きいと言
われている。 かかる気泡径の調整にはセル調整材が使
用されているが、気泡径の調整による圧縮強度の向上は
多くを期待できないのが現状であって、その向上はそこ
が知れている。
【０００６】本発明は上記の問題に鑑みてなされたもの
で、その目的は同一素材であって、密度が同じ発泡体で
あっても、圧縮強度のより高い型内ビーズ発泡成形品を
得るための製造方法を提供することにある。
で、その目的は同一素材であって、密度が同じ発泡体で
あっても、圧縮強度のより高い型内ビーズ発泡成形品を
得るための製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の特徴とする型内ビーズ発泡成形品の製造方
法は予備発泡粒子をキャビティの容積変化が可能な金型
内に充填し、この粒子群をスチーム等により加熱発泡さ
せて互いに融着させながら、又は融着させて該粒子間の
隙間が残っている発泡体を得た後、上記金型の一方の割
型或いは双方の割型を移動させることにより上記金型の
キャビティ内の容積を１．１〜２倍に増大させて、この
キャビティ内で上記発泡体を加熱膨脹させることによ
り、該キャビティの形状に忠実な発泡成形体を形成し、
次いで、この発泡成形体を冷却するものである。
に、本発明の特徴とする型内ビーズ発泡成形品の製造方
法は予備発泡粒子をキャビティの容積変化が可能な金型
内に充填し、この粒子群をスチーム等により加熱発泡さ
せて互いに融着させながら、又は融着させて該粒子間の
隙間が残っている発泡体を得た後、上記金型の一方の割
型或いは双方の割型を移動させることにより上記金型の
キャビティ内の容積を１．１〜２倍に増大させて、この
キャビティ内で上記発泡体を加熱膨脹させることによ
り、該キャビティの形状に忠実な発泡成形体を形成し、
次いで、この発泡成形体を冷却するものである。
【０００８】しかして、この製造方法に使用される予備
発泡粒子、例えばスチレン系樹脂の予備発泡粒子は、プ
ロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン等の脂肪酸炭化水
素、又は塩化メチル、テトラクロルエチレン等のハロゲ
ン化炭化水素、或いは石油エーテル等の易揮発性物質を
膨脹剤として、粒子中にこの膨脹剤を２〜１５重量部含
むスチレン系樹脂粒子を撹拌しながらスチームにより加
熱し、密度を０．０１５〜０．１５ｇ／ｃｍ３、粒子径
を２〜８ｍｍの大きさに予備発泡させて成るものであ
る。また、スチレン系樹脂としては、スチレン、メチル
スチレン、クロロスチレン等のスチレン系単量体の単独
重合体、又はこの種の単量体相互間の共重合体、或いは
この種の単量体と他の重合性中量体、例えばブタジエ
ン、イソプレン、塩化ビニル、メチルメタアクリレート
等との共重合体が使用される。
発泡粒子、例えばスチレン系樹脂の予備発泡粒子は、プ
ロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン等の脂肪酸炭化水
素、又は塩化メチル、テトラクロルエチレン等のハロゲ
ン化炭化水素、或いは石油エーテル等の易揮発性物質を
膨脹剤として、粒子中にこの膨脹剤を２〜１５重量部含
むスチレン系樹脂粒子を撹拌しながらスチームにより加
熱し、密度を０．０１５〜０．１５ｇ／ｃｍ３、粒子径
を２〜８ｍｍの大きさに予備発泡させて成るものであ
る。また、スチレン系樹脂としては、スチレン、メチル
スチレン、クロロスチレン等のスチレン系単量体の単独
重合体、又はこの種の単量体相互間の共重合体、或いは
この種の単量体と他の重合性中量体、例えばブタジエ
ン、イソプレン、塩化ビニル、メチルメタアクリレート
等との共重合体が使用される。
【０００９】更に、本発明において、発泡体の膨脹及び
圧縮は、発泡体の原料樹脂が可塑性をもたらす温度（ポ
リスチレンでは７５〜８０℃）以上の温度で行われる。
本発明を実施するに、予備発泡粒子を最初にスチーム加
熱するのみで膨脹時及び圧縮時に発泡体は該熱変形温度
以上の温度であるので、外部からの加熱は必要でない
が、必要に応じては外部から加熱してもよい。また、予
備発泡粒子としてはポリプロピレン、低密度ポリエチレ
ン、高密度ポリエチレン及び線状ポリエチレン等の熱可
塑性樹脂の予備発泡粒子も使用できる。
圧縮は、発泡体の原料樹脂が可塑性をもたらす温度（ポ
リスチレンでは７５〜８０℃）以上の温度で行われる。
本発明を実施するに、予備発泡粒子を最初にスチーム加
熱するのみで膨脹時及び圧縮時に発泡体は該熱変形温度
以上の温度であるので、外部からの加熱は必要でない
が、必要に応じては外部から加熱してもよい。また、予
備発泡粒子としてはポリプロピレン、低密度ポリエチレ
ン、高密度ポリエチレン及び線状ポリエチレン等の熱可
塑性樹脂の予備発泡粒子も使用できる。
【００１０】
【実施例】先ず、本発明方法の実施に使用される金型の
１例を図面を参照しながら説明する。図１において、１
はキャビティ２の容積を変化きる金型で、離接自在な割
型１ａと割型１ｂにより形成されている。３は両割型１
ａ，１ｂの接触面（パーテイングライン）である。４は
加熱流体（スチーム）や冷却流体（水）を導入するチャ
ンバー、５はスチームは通過できるが、予備発泡粒子は
通過できないように両割型１ａ，１ｂに穿設されている
多数の孔、６は割型１ｂ側に穿設した成形材料の充填
口、７は該充填口６に装着した充填ガンで、送気管８に
より供給される圧縮空気によって予備発泡粒子をキャビ
ティ２内に充填できる機能を有している。９はホッパー
（図示せず）側に連なる材料供給管、１０は上記充填口
６を開閉するピストンである。
１例を図面を参照しながら説明する。図１において、１
はキャビティ２の容積を変化きる金型で、離接自在な割
型１ａと割型１ｂにより形成されている。３は両割型１
ａ，１ｂの接触面（パーテイングライン）である。４は
加熱流体（スチーム）や冷却流体（水）を導入するチャ
ンバー、５はスチームは通過できるが、予備発泡粒子は
通過できないように両割型１ａ，１ｂに穿設されている
多数の孔、６は割型１ｂ側に穿設した成形材料の充填
口、７は該充填口６に装着した充填ガンで、送気管８に
より供給される圧縮空気によって予備発泡粒子をキャビ
ティ２内に充填できる機能を有している。９はホッパー
（図示せず）側に連なる材料供給管、１０は上記充填口
６を開閉するピストンである。
【００１１】次ぎに、上記金型１を使用しての本発明方
法を説明する。予備発泡粒子を、割型１ａと割型１ｂの
接触面３が１ｍｍ離れている状態の金型１のキャビティ
２内に充填ガン７を用いて充填し、充填口６を閉じた後
で、圧力が０．５〜５ｋｇ／ｃｍ２Ｇのスチームを割型
１ｂのチャンバー４内に５〜１０秒間導入し、粒子間に
存在する空気をできるかぎり除去した後、割型１ａと１
ｂを接触させ、次いで、両割型１ａ，１ｂのチャンバー
４内に同圧のスチームを約２０〜１００秒間導入して上
記粒子群を加熱し、膨脹させると共に粒子相互を融着さ
せる。この際、粒子の融着は隙間がない完全な密着状態
でなく、次の加熱工程で加熱のためのスチームが通過で
きるような空隙を５〜３０％残しておく必要がある。
法を説明する。予備発泡粒子を、割型１ａと割型１ｂの
接触面３が１ｍｍ離れている状態の金型１のキャビティ
２内に充填ガン７を用いて充填し、充填口６を閉じた後
で、圧力が０．５〜５ｋｇ／ｃｍ２Ｇのスチームを割型
１ｂのチャンバー４内に５〜１０秒間導入し、粒子間に
存在する空気をできるかぎり除去した後、割型１ａと１
ｂを接触させ、次いで、両割型１ａ，１ｂのチャンバー
４内に同圧のスチームを約２０〜１００秒間導入して上
記粒子群を加熱し、膨脹させると共に粒子相互を融着さ
せる。この際、粒子の融着は隙間がない完全な密着状態
でなく、次の加熱工程で加熱のためのスチームが通過で
きるような空隙を５〜３０％残しておく必要がある。
【００１２】次いで、金型１を開いてキャビティ２の容
積を１．１〜２倍に増大させ、かつ、チャンバー４内に
スチームを導入して発泡体を膨脹ささせた後（図２を参
照）、冷却水を約３０秒間チャンバー４内に導いて該発
泡成形体を冷却し、その後で金型１を開き成形品を得
る。この成形品ｆの断面は、図３に示すように金型１を
開いた方向（矢印）の気泡径がその直角方向の径よりも
大であり、この方向に対する圧縮強度がこれの直角方向
の圧縮強度より大となる。この場合、型開きによるキャ
ビティ２の容積増大が１．１倍より低いと、得られる発
泡成形体は圧縮強度の向上が見られず、また、２倍を越
すと、表面が平滑な成形品（金型のキャビティ形状に忠
実な成形品）を得ることはできない。
積を１．１〜２倍に増大させ、かつ、チャンバー４内に
スチームを導入して発泡体を膨脹ささせた後（図２を参
照）、冷却水を約３０秒間チャンバー４内に導いて該発
泡成形体を冷却し、その後で金型１を開き成形品を得
る。この成形品ｆの断面は、図３に示すように金型１を
開いた方向（矢印）の気泡径がその直角方向の径よりも
大であり、この方向に対する圧縮強度がこれの直角方向
の圧縮強度より大となる。この場合、型開きによるキャ
ビティ２の容積増大が１．１倍より低いと、得られる発
泡成形体は圧縮強度の向上が見られず、また、２倍を越
すと、表面が平滑な成形品（金型のキャビティ形状に忠
実な成形品）を得ることはできない。
【００１３】実施例１ 図１に示す金型１を用い、このキャビティ２（縦が５０
０ｍｍ、横が５００ｍｍ、高さが２００ｍｍ）内にポリ
スチレン予備発泡粒子〔三菱油化バーデイツシエ株式会
社製のＪＦ−１５１（商品名）、嵩密度が０．０３ｇ／
ｃｍ３〕を充填し、次いで、０．６ｋｇ／ｃｍ２Ｇのス
チームを５秒間キャビティ２内に導入して脱気した後、
同圧のスチームを２０秒間導入して空隙率が約１０％の
発泡体を得た（第１工程）。そして、この発泡体を冷却
することなく、８０℃以上の温度であるうちに金型１を
３０％開き（型開き速度は６８ｍ／秒）、０．６ｋｇ／
ｃｍ２Ｇのスチームを１５秒間導入し、発泡を完全にさ
せてキャビティ形状に忠実な発泡成形体（縦が５００ｍ
ｍ、横が５００ｍｍ、高さが２６０ｍｍ）とし（第２工
程）、次いで、チャンバー４内に２０℃の水を１５秒間
導入し、更に５分間放冷した後で型開きし、密度が約
０．０２３ｇ／ｃｍ３の表面が平滑な成形品（金型のキ
ャビティ形状に忠実な型内ビーズ発泡成形体）を得た。
この発泡成形体の高さ方向の５％ひずみ時の圧縮強度は
２．０４ｋｇ／ｃｍ２で、これと直角の方向の５％ひず
み時の圧縮強度は１．４５ｋｇ／ｃｍ２であった。
０ｍｍ、横が５００ｍｍ、高さが２００ｍｍ）内にポリ
スチレン予備発泡粒子〔三菱油化バーデイツシエ株式会
社製のＪＦ−１５１（商品名）、嵩密度が０．０３ｇ／
ｃｍ３〕を充填し、次いで、０．６ｋｇ／ｃｍ２Ｇのス
チームを５秒間キャビティ２内に導入して脱気した後、
同圧のスチームを２０秒間導入して空隙率が約１０％の
発泡体を得た（第１工程）。そして、この発泡体を冷却
することなく、８０℃以上の温度であるうちに金型１を
３０％開き（型開き速度は６８ｍ／秒）、０．６ｋｇ／
ｃｍ２Ｇのスチームを１５秒間導入し、発泡を完全にさ
せてキャビティ形状に忠実な発泡成形体（縦が５００ｍ
ｍ、横が５００ｍｍ、高さが２６０ｍｍ）とし（第２工
程）、次いで、チャンバー４内に２０℃の水を１５秒間
導入し、更に５分間放冷した後で型開きし、密度が約
０．０２３ｇ／ｃｍ３の表面が平滑な成形品（金型のキ
ャビティ形状に忠実な型内ビーズ発泡成形体）を得た。
この発泡成形体の高さ方向の５％ひずみ時の圧縮強度は
２．０４ｋｇ／ｃｍ２で、これと直角の方向の５％ひず
み時の圧縮強度は１．４５ｋｇ／ｃｍ２であった。
【００１４】比較例１ 図１に示す金型１を用い、この金型１のキャビティ２
（縦が５００ｍｍ、横が５００ｍｍ、高さが２００ｍ
ｍ）内にポリスチレン予備発泡粒子〔三菱油化バーデイ
ツシエ株式会社製のＪＦ−１５１（商品名）、嵩密度が
０．０３ｇ／ｃｍ３〕を充填し、次いで、０．６ｋｇ／
ｃｍ２Ｇのスチームを５秒間キャビティ２内に導入して
脱気した後、同圧のスチームを３５秒間導入した。次い
で、チャンバー４内に２０℃の水を１５秒間導入し、更
に５分間放冷した後で型開きし、密度が約０．０３ｇ／
ｃｍ３の型内ビーズ発泡成形体（縦が５００ｍｍ、横が
５００ｍｍ、高さが２００ｍｍ）を得た。この発泡成形
体の高さ方向の５％ひずみ時の圧縮強度は２．４０ｋｇ
／ｃｍ２で、これと直角の方向の５％ひずみ時の圧縮強
度は２．３７ｋｇ／ｃｍ２でった。
（縦が５００ｍｍ、横が５００ｍｍ、高さが２００ｍ
ｍ）内にポリスチレン予備発泡粒子〔三菱油化バーデイ
ツシエ株式会社製のＪＦ−１５１（商品名）、嵩密度が
０．０３ｇ／ｃｍ３〕を充填し、次いで、０．６ｋｇ／
ｃｍ２Ｇのスチームを５秒間キャビティ２内に導入して
脱気した後、同圧のスチームを３５秒間導入した。次い
で、チャンバー４内に２０℃の水を１５秒間導入し、更
に５分間放冷した後で型開きし、密度が約０．０３ｇ／
ｃｍ３の型内ビーズ発泡成形体（縦が５００ｍｍ、横が
５００ｍｍ、高さが２００ｍｍ）を得た。この発泡成形
体の高さ方向の５％ひずみ時の圧縮強度は２．４０ｋｇ
／ｃｍ２で、これと直角の方向の５％ひずみ時の圧縮強
度は２．３７ｋｇ／ｃｍ２でった。
【００１５】実施例２〜３及び比較例２〜３ 嵩密度の異なる予備発泡粒子を用いる他は実施例１．比
較例１とそれぞれ同様に製造して表１に示すような発泡
成形体を得た。
較例１とそれぞれ同様に製造して表１に示すような発泡
成形体を得た。
【００１６】実施例４ 前記実施例１において金型を３０％開く代わリに６０％
と変更する他は同様に製造して、金型のキャビティ形状
に忠実な発泡成形体（表１を参照）を得た。
と変更する他は同様に製造して、金型のキャビティ形状
に忠実な発泡成形体（表１を参照）を得た。
【００１７】
【表１】
【００１８】上記表１に示すように、本発明の製造方法
により得られる型内ビーズ発泡成形品の型開きした方向
の圧縮強度は通常品（比較例）に比べると、約３０〜４
０％向上していることが理解できる。
により得られる型内ビーズ発泡成形品の型開きした方向
の圧縮強度は通常品（比較例）に比べると、約３０〜４
０％向上していることが理解できる。
【００１９】
【発明の効果】本発明は上記の如くであって、同一素材
であって、密度が同じ発泡体であっても、圧縮強度のよ
り高い型内ビーズ発泡成形品を製造でき、材料の節約が
可能で大巾にコストダウンできることと相俟って、その
経済的効果は多大である。
であって、密度が同じ発泡体であっても、圧縮強度のよ
り高い型内ビーズ発泡成形品を製造でき、材料の節約が
可能で大巾にコストダウンできることと相俟って、その
経済的効果は多大である。
【図１】 本発明製造方法の実施に用いる金型の断面図
であって、予備発泡粒子を充填した時の初期成形段階を
示す図である。
であって、予備発泡粒子を充填した時の初期成形段階を
示す図である。
【図２】 終期成形段階における金型の断面図である。
【図３】 成形品の一部拡大断面図である。
Claims (1)
- 【請求項１】 予備発泡粒子をキャビティの容積変化が
可能な金型内に充填し、この粒子群を加熱発泡させて互
いに融着させながら、又は融着させて該粒子間の隙間が
残っている発泡体を得た後、上記金型の一方の割型或い
は双方の割型を移動させることにより上記金型のキャビ
ティ内の容積をｌ．１〜２倍に増大させて、このキャビ
ティ内で上記発泡体を加熱膨脹させることにより、該キ
ャビティの形状に忠実な発泡成形体を形成し、次いで、
この発泡成形体を冷却することを特徴とする型内ビーズ
発泡成形品の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3111246A JP2785076B2 (ja) | 1991-02-21 | 1991-02-21 | 型内ビーズ発泡成形品の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3111246A JP2785076B2 (ja) | 1991-02-21 | 1991-02-21 | 型内ビーズ発泡成形品の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04267135A JPH04267135A (ja) | 1992-09-22 |
| JP2785076B2 true JP2785076B2 (ja) | 1998-08-13 |
Family
ID=14556299
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3111246A Expired - Fee Related JP2785076B2 (ja) | 1991-02-21 | 1991-02-21 | 型内ビーズ発泡成形品の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2785076B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102020113838A1 (de) | 2020-05-22 | 2021-11-25 | Siegfried Hofmann Gmbh | Formwerkzeug zur Verarbeitung von expandierbaren oder expandierten Kunststoffpartikeln |
-
1991
- 1991-02-21 JP JP3111246A patent/JP2785076B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04267135A (ja) | 1992-09-22 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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