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WO1992002358A1 - Foam-molded item of olefinic synthetic resin and method of manufacturing the same - Google Patents

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WO1992002358A1
WO1992002358A1 PCT/JP1991/001047 JP9101047W WO9202358A1 WO 1992002358 A1 WO1992002358 A1 WO 1992002358A1 JP 9101047 W JP9101047 W JP 9101047W WO 9202358 A1 WO9202358 A1 WO 9202358A1
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steam
mold
expanded particles
temperature
particles
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PCT/JP1991/001047
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Inventor
Kiyoshi Matsuki
Yoshiaki Yawata
Original Assignee
Kanegafuchi Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha
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Publication date
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Definitions

  • Patent application title REFINED SYNTHETIC RESIN FOAM AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME
  • the present invention relates to a foamed molded product of an olefin-based synthetic resin represented by an ethylene-based or propylene-based synthetic resin and a method for producing the same.
  • synthetic foams such as polystyrene foams, polyolefin foams, and polypropylene foams represented by polyolefin foams have been known for their mild properties, chemical stability, and processing. Utilizing ease of use and light weight, it is used in various fields such as packaging materials, packaging materials, and cushioning materials.
  • the methods for producing these foamed moldings are broadly classified into an extrusion molding method and an in-mold molding method using pre-expanded particles.
  • polystyrene foam molded articles they can be roughly classified by taking advantage of their characteristics, such as extrusion molded articles for insulation materials in the construction materials field and in-mold foam molded articles in the cushioning and packaging materials fields.
  • the manufacturing technology is also reaching the maturity.
  • a pre-expanded synthetic resin particle is opened and closed and fitted together to form a cavity.
  • a molding die consisting of a male mold and a mold capable of forming a shape
  • steam is introduced into the mold, the pre-expanded particles are heated and fused, and then cooled to form a molded body from the mold.
  • the method of taking out is used.
  • the mold used in the present method has a large number of steam holes on the inside in contact with the pre-expanded particles for the purpose of introducing steam for heating and fusing the pre-expanded particles in the mold.
  • the pre-expanded particles filled in the mold receive the heating of the steam introduced from the steam holes, causing the pre-expanded particles to re-expand in such a way as to fill the gaps between the particles. Then, they are fused to form a molded body.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-116642 Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-116642
  • the mold is first pre-heated, and the pre-heated pre-foamed particles are put in the hot air. And then heating and fusing by introducing steam (Japanese Patent Application Laid-Open No. 56-71212), the inside of a mold filled with pre-expanded particles is kept at a half-pressure state, A method in which steam is introduced and the pre-expanded particles are heated and fused (Japanese Patent Publication No. 59-51890).
  • the technique is particularly effective in the region where the thickness of the molded article is large.
  • the thickness of the in-mold expanded molded article of the olefin-based pre-expanded particles is at most about 10 Oom, and it is common for the styrene-based molded article.
  • a molded body with a thickness of 500 mm has not yet been provided.
  • An object of the present invention is to provide a thick molded product having a thickness exceeding 100.
  • the present inventors have conducted intensive studies in view of such circumstances, and as a result, have found that the above object can be achieved by introducing a specific preheating step and a steaming step after filling the pre-kneaded foam particles in a mold.
  • the present invention has been described.
  • the present invention relates to an in-mold foamed molded article made of an orifice-based synthetic resin, wherein the foamed molded article has a thickness of 15 O or more. , And for producing the foamed molded body,
  • the olefin-based pre-expanded particles having one or more melting points measured by a differential scanning calorimeter are filled in a mold that can be closed but cannot be sealed, and the particles in the mold are heated with steam.
  • the pre-expanded particles are filled into a mold, and steam is introduced into the mold to fuse the pre-expanded particles.
  • T y preheating temperature
  • the olefin-based pre-expanded particles having one or more melting points as measured by a differential scanning calorimeter are filled in a mold that can be closed but cannot be sealed, and the particles of the skeleton type are expanded by heating with steam. After the particles are fused together, and the pre-expanded particles are filled in the mold, water vapor is introduced into the mold and a predetermined preheating temperature within a range where the fusion of the pre-expanded particles does not proceed.
  • T v steam is introduced, steam is kept within a predetermined temperature range for a predetermined time, and steam is removed. Steam is supplied into the mold and the pre-expanded particles are heated and fused by maintaining the temperature at a temperature higher than the pre-ripening temperature, and thereafter, the inside of the mold of the olefin-based pre-expanded particles characterized by cooling and / or cooling.
  • the content of the method is for producing a foamed molded article.
  • FIG. 1 to 5 are schematic diagrams each showing an example of a molded body for explaining the thickness of the molded body
  • FIG. 6 is an example of an apparatus used for manufacturing a large-sized foam molded body of the present invention. It is a schematic diagram.
  • Examples of the olefin-based synthetic resin in the present invention include low-density polyethylene, medium-density polyethylene, high-density polyethylene, linear low-density polyethylene, ethylene-vinyl monocopolymer, propylene homopolymer, and ethylene-propylene random.
  • Polymer ethylene-propylene block copolymer, ethylene-butene-propylene random terpolymer, propylene-butyl chloride copolymer, propylene butene copolymer, propylene-maleic anhydride copolymer, poly (butene) 1), and other thermoplastic resins that can be used in combination with the above propylene resin, such as low-density polyethylene, straight-through low-density polyethylene, vinyl aromatic polymer, polybutene, ionomer, etc. It may be used as a mixture with a resin. Resin mixed Other available ⁇ plastic resin, for example Bulle aromatic Borima, Boributen may be mixed using a Echiren based resin Aio Nomar like.
  • Examples of the mixing method in the case of mixing use include a mechanical method using a mixer such as an extruder, and a chemical method such as impregnation polymerization of the second and third components into polymer particles or pellets.
  • a chemical method such as impregnation polymerization of the second and third components into polymer particles or pellets.
  • the impregnation polymerization cited as an example of the chemical method for example, when a vinyl aromatic polymer is used, the monomer is copolymerized with the monomer as the third component. As little monomer as possible may be used, and the third component includes acrylonitrile, acrylate, ester methacrylate, dibutylbenzene, mono or diaryl maleate, and the like.
  • bullet aromatic polymer examples include styrene, and monosubstituted styrene such as methyl-substituted styrene such as methylstyrene, ethylstyrene, and dimethylstyrene, and mono-methylstyrene.
  • the olefin-based pre-expanded particles can be used with or without a bridge, but those without a bridge are economical.
  • the above-mentioned synthetic resin has one or more melting points as measured by a differential scanning calorimeter S, and further includes those having two melting points.
  • the large-sized foam molded article of the present invention has a thickness of 150 or more, desirably 300 or more, and more preferably 50 Omm or more.
  • the foamed molded article of the present invention has a fusion rate of 50 or more, preferably 60% or more, more preferably 70% or more, and a density distribution of 10% or less. If the fusion ratio is not 50%, the strength of the molded body is insufficient, and if the density distribution exceeds 10%, the quality of the foam as impact characteristics and the like becomes uneven.
  • the foam molded article of the present invention can be easily produced by the following two methods (A) and (B).
  • the olefin-based pre-expanded particles having one or more melting points measured by a differential scanning calorimeter are filled in a mold that can be closed but cannot be sealed, and the particles in the mold are expanded by heating with steam.
  • the pre-expanded particles are filled into a mold, and steam is introduced into the mold to prevent the fusion of the pre-expanded particles from proceeding.
  • T Y the predetermined preheating temperature
  • T Y the introduction of steam is stopped and left for a predetermined time for steaming, and then the steam and particles or drainage between the particles in the mold are removed. Is supplied into a mold, and the pre-kneaded foam particles are heated and fused, and then allowed to cool and cool or cool.
  • range of ⁇ temperature (T Y) e C Enclosure is T ML — 3 0 'C Ty ⁇ TML + 5 * C, preferably T ML — 3 0' C ⁇ T ⁇ ⁇ TMI, more preferably T ML — 25 e C ⁇ T y ⁇ 1 ⁇ ! _ ⁇ 5
  • TML is the melting point measured by a differential scanning calorimeter. However, when there are two or more melting points, it is the lowest melting point.
  • the preheating temperature is lower (at T ML — 30), the effect of heat will not be sufficiently obtained, while if it is higher than (T ML + 5'C), the fusion of the pre-foamed particles will occur during preheating. As a result, it becomes difficult for water vapor during the main heating to enter the center of the compact.
  • the melting point measured by a differential scanning calorimeter refers to the endothermic peak temperature under the following conditions. If the endothermic peak of the number of raft is observed, the lower temperature beak is referred to as the melting point ( TML) ).
  • TML melting point
  • the melting point is determined by using a conventional differential scanning calorimeter, for example, DSC-2 type manufactured by Parkin-Elmer, TAS-100 type manufactured by Rigaku Corporation, etc. For a 0 E sample, measure at a heating rate of 10 f / min.
  • a needle-shaped fine temperature sensor is provided on the inner surface of one or both of the male mold and the if mold, that is, the side in contact with the pre-expanded particles.
  • S There is a method of setting S.
  • the position where the temperature is measured is determined by the length of the sensor, so it cannot be unconditionally specified by the thickness of the molded body, but it is usually 1 to 150 positions, preferably 3 to 1 from the inner surface of the mold.
  • the temperature must be set so that the temperature inside the band can be measured, more preferably 5 nm or more, and more preferably 10 ° or more.
  • the type of the sensor is not limited by the present invention, but may be a general sensor such as a thermistor. Sensors can be used.
  • the measurement of the temperature of the particles in the preheating step is not limited to the above method, and various methods are possible by combining existing technologies.
  • the method of supplying steam in the preheating step is not particularly limited, and a method generally used conventionally can be applied.
  • Preheating does not control the temperature (or vapor pressure) of the heating medium as in the conventional method, but directly detects the object to be heated (preliminary foam particles) and the temperature at or near Z to control heating.
  • the steaming step is intended to provide sufficient thermal energy to the pre-expanded particles and to heat the particles to a higher temperature without causing fusion while maintaining uniform temperature within and between the particles. It is.
  • the steaming method in the method (A- ⁇ ), (a) a method in which the preliminary foaming particles in the mold are allowed to reach a preheating temperature, then the introduction of steam is stopped and the steam is left for a predetermined time, In the method of A-2), (b) after the pre-expanded particles in the mold reach the preheating temperature, steam is continuously introduced, and the steam is kept for a predetermined time within the preheating temperature range, and steamed. c) After the pre-expanded particles in the mold reach the preheating temperature, steam is kept for a specified period of time in the preheating temperature range while steam is introduced (steaming I). There is also a method of steaming while keeping it for a predetermined time (steaming!).
  • the steaming time (T M ) is suitably 5 seconds ⁇ T M ⁇ 7 minutes, but in the above method (a), preferably 10 seconds ⁇ T M ⁇ 6 minutes, more preferably 20 seconds ⁇ ⁇ ⁇ 5 minutes, preferably in method (b), 5 seconds ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ 2 minutes, more preferably 7 seconds ⁇ T «60 "
  • the steaming II is performed following the steaming I, so that the time of the steaming I may be shorter than the case of the above (b).
  • the method (a) is the method that uses the least amount of steam in the preheating process, but the time required for the steaming process tends to be longer.
  • the steaming process is included in the preheating process, so the required time tends to be shorter, but the amount of steam used tends to be the largest. It is sufficient to select a suitable method in consideration of the balance between the amount of steam used and the molding cycle time, but the method (a) or (b) is advantageous from the viewpoint of energy saving.
  • the drain removal step removes water vapor and / or drain remaining between the particles as a result of the preheating step and the steaming step so that the heated steam during the main heating easily enters the gaps of the pre-expanded particles. It is. Examples of the removing method include a depressurizing operation in the mold and an inflow and outflow of pressurized gas from one mold to the other, but the method is not particularly limited.
  • the absolute pressure needs to be 400 mmHg or less, preferably 250 mmHg or less, more preferably 150 nrnHg or less.
  • the operation after the main heating for heating and fusing the pre-expanded particles is not particularly limited in the present invention, and a method generally used conventionally can be used. A better effect can be obtained by measuring the temperature of the pre-expanded particles and controlling the heating temperature and the heating time.
  • Heating temperature (T H ) is T ML — 1 0 0 C ⁇ TH ⁇ TML + 1 is 5 can be carried out in the range of at, preferably, TML- 7 E C ⁇ T H ⁇ T ML + 1 0 ° C, more preferably, T ML - 5! ⁇ Ding ⁇ +
  • the heating time can be generally set in the range of 3 to 90 seconds. However, controlling the heating time by changing the resin temperature makes it easier to obtain the quality of the molded product and the stabilization of the process.
  • a preferred example of the heating control method is as follows. After the main ripening is started and the particle temperature reaches the set main heating temperature range, the particle temperature starts to decrease even if heating is continued, and the set temperature range One method is to stop the main heating when it is outside. It is also effective to set the timing for stopping the main heating at a point, for example, 1 to 5 times lower than the peak temperature of the particle temperature during the main heating, in terms of heating efficiency, energy saving, or cycle heating. .
  • the method (B) can be further divided into two methods (B-1) and (B-2):
  • (A-1) and ( ⁇ 1-2) are the same as before reaching the ripening temperature (T Y ), but after reaching the preheating temperature (T Y ) E C, the introduction of steam is started. After steaming while maintaining the temperature within the specified temperature range for a specified time, the higher temperature steam is supplied into the mold to heat the pre-expanded particles without removing the water vapor and / or drain between the particles in the mold. A method of fusing and then allowing to cool and / or cool.
  • the introduction of steam is continued, the steam is kept for a predetermined time within the predetermined temperature range, and the steam is introduced. Stop and hold for a predetermined time After further steaming, the pre-expanded particles are heated and fused by supplying higher steam into the mold and keeping it at a temperature higher than the preheating temperature without removing water vapor and Z or drain between particles in the mold. And then let it cool down and Z or cool down.
  • the pre-expanded particles in the mold are allowed to reach the preheating temperature, and then steam is introduced, followed by steaming while maintaining the temperature within the preheating temperature range for a predetermined time.
  • the steam is introduced, steam is maintained for a predetermined time within the preheating temperature range, and steam is stopped (steaming I).
  • steaming there is a method of keeping steam for a predetermined time after stopping the steam and steaming further (steaming!).
  • Steaming time (T M) is 5 seconds ⁇ T M ⁇ 5 minutes is appropriate, the above method Symbol (B- 1), is favored properly, 1 5 seconds ⁇ T M ⁇ 3 minutes, more preferably, 20 seconds ⁇ T M ⁇ 2 minutes, In the method of (B-2), steam in accordance with steaming I! Therefore, the time for steaming I may be shorter than in the case of (B-1) above.
  • the method for producing the pre-expanded particles is not particularly limited, and a method conventionally used for styrene-based pre-expanded particles, for example, a monomer is separated into an aqueous medium in a closed container together with an auxiliary agent such as a polymerization initiator. And then polymerizing the monomer, impregnating with a volatile foaming agent during or after the polymerization, and then heating and foaming the resin particles with hot air or the like to obtain pre-expanded particles (for example, Or the method used in the production of orefin-based pre-expanded particles, for example, the beret of an orifice-based synthetic resin is mixed with an auxiliary agent in an aqueous medium in a closed container.
  • a method conventionally used for styrene-based pre-expanded particles for example, a monomer is separated into an aqueous medium in a closed container together with an auxiliary agent such as a polymerization initiator. And
  • Japanese Patent Publication No. Sho 56-134344 Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 62- A polymer particle containing a volatile foaming agent, as described in Japanese Patent Publication No. 106938, is dispersed in water in a closed container, and the pressure in the container is set to a value equal to or higher than the vapor pressure of the foaming agent. After ripening to above the softening point of the polymer while maintaining the pressure, one end below the water surface in the container is opened, and the polymer particles and water are simultaneously discharged into the lower pressure atmosphere from the container. And a method for obtaining pre-expanded particles.
  • the method of forming the pre-expanded particles is not particularly limited, and a method conventionally used in an in-mold expansion molding method of an olefin or styrene resin can be used.
  • a method of adding a foaming gas to pre-expanded particles and applying an internal pressure to the particles or a method disclosed in Japanese Patent Publication No. 55-7816
  • the pre-expanded particles are molded without performing pretreatment of applying an internal pressure to the pre-expanded particles, as described in JP-B-53-33996.
  • FIG. 6 is a schematic view showing an example of the manufacturing equipment S, (1) is a mold,
  • thermometer (2) is a thermometer
  • (3) is a steam supply pipe
  • the steam supply pipe is provided.
  • thermometer (3) is provided with an open / close valve (4).
  • the temperature detected by the thermometer (2) is input, and the sequencer (5) that controls the opening and closing of the valve opens and closes according to the preset conditions. You.
  • pre-expanded particles for example, olefin-based pre-expanded particles (7) such as ethylene-based pre-expanded particles
  • pre-expanded particles for example, olefin-based pre-expanded particles (7) such as ethylene-based pre-expanded particles
  • heated steam is supplied from the steam supply pipe (3) to the jacket of the mold (i)
  • steam is introduced into the mold from the steam introduction opening, and the inside of the molding space (6) is heated.
  • the conventional method is to heat and fuse the particles (7) to form a molded body.
  • the particles (7) prior to the supply of the steam for the main heating, the particles (7) are preheated to a temperature at which the fusion of the particles (7) does not proceed.
  • the temperature of ()) reaches the specified temperature, stop supplying steam and leave it for a specified time to steam.
  • the inside of the mold is evacuated all at once using a vacuum bomb, a vacuum tank, or the like, to remove water vapor and drain between the particles (7).
  • the preheated, steamed and 'drain-removed' particles are supplied with steam at a temperature corresponding to the melting point of the particles (7) for a predetermined time as main heating.
  • To a predetermined temperature to heat and fuse.
  • the preform is cooled according to a normal method, and the molded body is cooled by supplying a coolant such as cooling water, and then taken out of the mold.
  • the particles (7) are preheated to a temperature at which the fusion of the particles (7) does not proceed in the same manner as in the method (A), and the temperature of the particles (7) is reduced. After reaching a predetermined temperature, supply of steam is turned on, and steam is kept within a predetermined temperature range for a predetermined time. Then, immediately after stopping the steam, or after leaving it for a predetermined time to further steam, the same heating, cooling, and cooling as in the method (A) above without removing the water vapor or drain between the particles (7). Take out from the mold la o
  • the preheating step and the main heating step may be each further performed by a plurality of evaporators or operations, for example, in the main heating step, the method of introducing steam may be two, such as forward, reverse and Z or both sides. The above operations may be performed separately.
  • Example 2 After the pre-expanded particles reach the preheating temperature, a foam molded article was obtained in the same manner as in Example 1 except that steam was continuously introduced and steam was held at 113 ° C. for 7 seconds. Was.
  • a foamed molded body was obtained in the same manner as in Example 1, except that the thickness of the aluminum mold was set to 150, the steaming time was set to 30 seconds, and the main heating time was set to 5 seconds.
  • a foam molded article was obtained in the same manner as in Example 1 except that the thickness of the aluminum mold was set to 300 thighs, the steaming time was set to 40 seconds, and the main heating time was set to 7 seconds.
  • Example 2 The same method as in Example 1 was adopted except that the thickness of the aluminum mold was set to 80 O BID, the preheating temperature was set to 114, C, the steaming time was set to 120 seconds, and the main heating was set to 15 seconds. A foam molded article was obtained.
  • Comparative Example 1 A foam molded article was obtained in the same manner as in Example 1 except that the temperature in the preheating step and the temperature in the main heating step were changed.
  • a foam molded article was obtained in the same manner as in Example 1 except that the steaming step was not performed.
  • Example 1 Except that the preheating temperature was changed and the steaming step was not performed, the same method as in Example 1 was carried out to obtain a kishi-foam compact.
  • Example 1 The preheated temperature was changed, and the steaming step was not performed, except that a mashed foam was obtained in the same manner as in Example 1.
  • Example I Example 2
  • Example 3 Example 4
  • Example 5 Comparative example 1 Comparative example 2 Comparative example 3 Comparative example ⁇ Polyethylene ethylene ethylene ethylene ethylene ethylene polyethylene polyethylene ethylene polyethylene polyethylene; / 5 0 0 u 5 0 0 nm 5 0 0 ran 1 5 0 ma 3 0 0 ⁇ 8 0 0 nil 5 0 0 us 5 0 0 us 5 0 0 am 5 0 0 m Condition A-1 (a) A- 2 (C) A- 2 (b) A- 1 (a) A-1 (a) A- 1 (a)
  • a foam molded article was obtained in the same manner as in Example 7, except that the thickness of the aluminum mold was 15 O mm, the steaming time was 10 seconds, and the main heating time was 10 seconds.
  • a foam molded body was obtained in the same manner as in Example 8, except that the thickness of the aluminum mold was 30 Omni, the time for steaming I was 15 seconds, and the time for steaming I was 5 seconds.
  • a foam molded article was obtained in the same manner as in Example 7, except that the temperatures in the preheating step and the main heating step were changed.
  • a foam molded article was obtained in the same manner as in Example 7, except that the steaming time was not performed.
  • Example above To 10 and Comparative Examples 6 to 7 Immediately after molding, the appearance, fusion rate, dimensional stability, density distribution and quality of the molded body, as well as a comprehensive evaluation were performed. The results are shown in Table 2.
  • Example 8 Example 8 Example 9 Example 10 Comparative Example 6 Comparative Example 7 Tree Polyethylene Polyethylene Liethinopolyethylene Polyethylene Polyethylene
  • Fusion rate ⁇ 80% or more, ⁇ 50% or more, ⁇ less than 50%, X unfused
  • pre-expanded polypropylene particles low-temperature melting point TML measured by differential scanning calorimeter TML-12.8 'C, expansion ratio-30 times
  • pre-expanded particles reach pre-heat temperature of 12 O' C
  • the introduction of steam was stopped and the mixture was left for 50 seconds to obtain a foamed molded article in the same manner as in Example 1.
  • a foam molded article was obtained in the same manner as in Example 11 except that the pre-expanded particles were allowed to reach a preheating temperature of 117 ° C., and steam was introduced and steam was held for 17 seconds.
  • Example 11 A foam molded article was obtained in the same manner as in Example 11 except that the pre-expanded particles were allowed to reach a preheating temperature of 117 ° C., and steam was introduced and steam was held for 17 seconds.
  • a foam molded article was obtained in the same manner as in Example 11 except that the temperature and the steaming time in the preheating step were changed.
  • a foam molded article was obtained in the same manner as in Example 11 except that the steaming step was not performed.
  • Example 11 Example 1
  • Example 12 Example 13 Comparative Example 8
  • Comparative Example 9 Resin Rib ⁇ -bilene bolite nt'Len lip 11-bilene rib nt'Len f-rib at'Len
  • Molded body thickness 500 mm 0 500 ran 5 0 0 nun 5 Q 0 mm 500 0 no Condition A- 1 (a) A-2 (c) A-2 (b)
  • the polyolefin-based synthetic resin foam molded article of the present invention can be manufactured for the first time by providing a specific preheating step and a steaming step, and further by providing a drain removal step in these two steps. is there.
  • the heat is supplied by steam, and the temperature of the pre-expanded particles and the temperature at or near the pre-expanded particles are directly measured and maintained within a predetermined preheating temperature range.
  • the control is more accurate and easier than the control method.
  • the heat energy of the steam as the heat medium is effectively used, and the resin temperature is made uniform between the inside and the surface of the resin to make the temperature uniform.
  • the drain removal step aims to increase the efficiency of steam supply during the main heating.
  • the present invention provides a large-sized resin-based foam molded article having a thickness of 500 mm or more, and its usefulness is extremely large.

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Description

明 細 ォレフィ ン系合成樹脂発泡成形体及びその製造方法 ά術分
本発明は、 エチレン系、 プロ レン系合成樹脂等に代表され るォレフィ ン系合成樹脂発泡成形体及びその製造方法に関する, 背景技術
従来より合成樹脂発泡成形体、 ^えばポリスチレン発泡成形 体や、 ボリエチレン発泡成形体、 ボリプロピレン発泡成形体に 代表されるォレフィ ン系成形発泡体は、 その緩街特性、 化学的 安定性、 加工のし易さ、 及び軽量性を生かし、 包装材、 梱包材. 緩衝材等多方面に使用されている。
これらの発泡成形体の製造方法は、 大別すると押出成形法と 予備発泡粒子を使用する型内成形法に分けられる。 ボリスチレ ン発泡成形体では、 建材分野等の断熱材用途には押出法発泡成 形体、 緩衝、 包装材分野等には型内発泡成形体というように、 その特性を生かして大まかな区分けが出来、 製造技術も成熟の 垓に到達しつつある。
しかし、 ボリエチレン系、 ボリプロピレン系発泡成形体に代 表されるォレフィ ン系成形発泡体、 特に型內発泡成形体におい ては、 予備発泡粒子の製造方法や発泡成形方法に閟連し、 未解 決の課題が数多く残されている。
従来、 型内発泡成形体の製造方法としては、 合成樹脂の予備 発泡粒子を、 互いに開閉できかつ嵌合することによりキヤ ビテ ィを形成し得る雄型と雠型よりなる成形用金型内に充填し、 金 型内に水蒸気を導入し、 予備発泡粒子を加熱、 融着させた後、 冷却し金型より成形体を取り出すという方法が用いられている。 本方法で使用する金型は、 金型内の予儋発泡粒子を加熱、 融 着させるための水蒸気を導入させる目的で、 予備発泡粒子と接 する内側に多数の蒸気孔が設けられており、 一方、 金型内に充 墳された予備発泡粒子は、 蒸気孔から導入された蒸気の加熱を 受けて、 粒子間の間隙を埋める形で予備発泡粒子の再膨張が起 こり、 粒子間が密着し、 融着して成形体とされる。
この様な成形方法に起因する技術課題として、
①予備発泡粒子の加熱を金型から導入する蒸気により行うた め、 金型に接する外側から加熱が進み、 このため、 成形体の外 側表皮部と中心部との間で、 該粒子の融着の程度が異なる頓向 となる、
②粒子の融着が、 粒子間の間隙を埋める形で予備発泡粒子の 再膨張がおこ り粒子間が密着するこ とから始まるため、 粒子間 における粒子間融着を阻害する物質の存在やその多少が、 粒子 の融着程度を左右する、
等があることも知.られている。 これは言葉を替えれば、 金型内 の予備発泡粒子を如何にして均一に加熱するかという ことであ り、 蒸気を如何にして金型中心部までその温度を低下させずに 供給し続けるかということに集約される。 これは成形体の厚さ が増すほど、 より重要なポイン トとなってく る。
これらの課題を解決し品質向上や生産性向上をはかるため、 従来ボリスチレン発泡成形体を中心に技術改良が継続的になさ れてきた。 例えば、 予備発泡粒子を充塡した金型内を、 半減圧 - 状態となるまで脱気する操作と、 半滅圧伏態とされた金型内の 残留空気を蒸気供給管より交互に烘铪される水蒸気との置換操 作により更に排除し、 後に金型内に水蒸気を導入して予備発泡 粒子を加熱、 融着させる方法 （特公昭 6 1 - 4 5 9 4 0号） 、 予備発泡粒子の加熱、 融着工程で水蒸気の供給を短時間に多量
( 2〜 1 O kg Z秒） に行う方法 （特開昭 6 0 - 1 1 6 4 3 2 号） 、 金型を先ず予備加熱しておき、 その中へ予備加熱した予 備発泡粒子を熱風で充填した後、 水蒸気を導入して加熱、 融着 させる方法 （特開昭 5 6 - 7 7 1 2 2号〉 、 予備発泡粒子を充 填した金型内を半减圧状態にしておき、 そこへ水蒸気を導入し て予備発泡粒子を加熱、 融着させる方法 （特公昭 5 9 — 5 1 8 9 0号） 、 予備発泡粒子を金型内に充填後、 水蒸気による加熱 成形を行う前に、 該粒子の成形温度以下の、 より高温側にある 液体を金型內に導入して該拉子間に存在する気体を排気させた 後、 該液体を排出させると共に、 金型内に加熱用水蒸気を導入 して予備発泡粒子を加熱、 融着させる方法 （特開昭 6 2 — 1 9 1 1 2 3号） 等多数の方法が提案されている。 これらの方法は、 いずれの各課題に対する解決策を提示しており、 ボリスチ レ ン 系予備発泡粒子による型内成形方法の改良方法としてはそれぞ れ意義を有している。
しかし乍ら、 近年そのユニークな特性から、 多方面で多用さ れ始めたボリエチ レ ン系、 ボリプロピレン系合成樹脂に代表さ れるォレフィ ン系予備発泡粒子による型内成形方法においては、 結晶性を有する合成樹脂発泡粒子に共通の、 適正成形温度範囲 のシビアさにより、 これらの方法を適用しても、 必ずしも好ま しい結果が得られない。 このため、 ォレフィ ン系予備発泡粒子 による型内成形体の製造技術を、 スチレン系予備発泡粒子によ る型内成形体の製造技術と比較すると、 特に成形体の厚さが厚 い領域でその差が顕著に認められ、 現在、 ォレフィ ン系予備発 泡粒子の型内発泡成形体では高々 1 0 O om程度の厚さにとどま つており、 スチレン系型內成形体では一般的となっている 5 0 0 咖厚といった肉厚の成形体は未だ提供されていないのが実情 である。
本発明は、 厚さ 1 0 0 を越える厚物成形体を提供すること を目的とする。
本発明者らはかかる実情に鑑み鋭意研究の結果、 予備癸泡粒 子を型内に充塡した後、 特定の予熱工程と蒸らし工程を導入す ることにより、 上記目的が達成されることを見出し、 本発明を 兀 j¾した。
発明の開示
即ち、 本発明は、 ォレフィ ン系合成樹脂からなる型内発泡成 形体であって、 該発泡成形体の厚さが 1 5 O 以上であること を特徴とするォレフィ ン系合成樹脂癸泡成形体、 及び該発泡成 形体を製造するために、
示差走査熱量計による測定で 1 つ以上の融点を有するォレフ ィ ン系予備発泡粒子を、 閉鎮しうるが密閉し得ない型内に充塡 し、 該型内の粒子を水蒸気で加熱して膨張させ粒子同士を融着 させ型通りの成形体にする製造方法において、 前記予備発泡粒 子を型内に充塡後、 水蒸気を型内に導入し予備発泡粒子の融着 が進行しない範囲内の所定の予熱温度 （T y) 'Cに到達せしめ た後、 水蒸気の導入を停止し所定時間放匱して蒸らした後、 該 型内の粒子間の水蒸気及び/又はドレンを除去し、 しかる後、 水蒸気を型内に供給し予熱温度より髙ぃ温度に保つことにより 予備発泡粒子を加熱融着させ、 その後、 放冷 Sび Z又は冷却す ることを特徴とするォレフィ ン系予備発泡粒子の型内発泡成形 体の製造方法、 及び
示差走査熱量計による測定で 1 つ以上の融点を有するォレフ ィ ン系予備発泡粒子を、 閉鎖しうるが密閉し得ない型内に充填 し、 骸型內の粒子を水蒸気で加熱して膨張させ粒子同士を融着 させ、 前記予備発泡粒子を型内に充填後、 水蒸気を型内に導入 し予備発泡粒子の融着が進行しない範囲内の所定の予熱温度
( T v) てに到達せしめた後、 水蒸気の導入を梡けて所定温度 範囲内に所定時間保持して蒸らした後、 該粒子間の水蒸気及び 又は ドレンを除去するこ となく、 より高温の水蒸気を型内に 供給し予熟温度より高い温度に保つことにより予備発泡粒子を 加熱融着させ、 その後、 放冷及び 又は冷却することを特徵と するォレ フィ ン系予備発泡粒子の型内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。
図面の簡単な説明
第 1 図乃至第 5図は、 それぞれ成形体の厚さを説明するため の成形体の一例を示す概略図、 第 6図は本発明の大型発泡成形 体の製造に用いられる装置の一例を示す概略図である。
発明を実施するための最良の形憨
本発明において、 発泡成形体の厚さは当業者が通常認識して いる概念に従えばよいが、 敢えて定義をすれば、 X、 Υ、 Ζ軸 の 3軸で表示される場合は最も短い辺を以て厚さとする。 代表 的な図形で例示すれば、 例えば第 1図〜第 4図の場合は、 Α、 B、 C 3辺のうちで最も短い辺を各成形体の厚さとし、 また第 5図の場合においては、 8 = ( 8 1 十 8 2 ) / 2 とし、 、 ；6、 C 3辺のうちで最も短い辺を厚さとする。
本発明におけるォレフィ ン系合成樹脂としては、 低密度ボリ エチレン、 中密度ボリエチレン、 高密度ボリエチレン、 直鎖状 低密度ボリエチレン、 エチレン一齚酸ビニル共重合体、 ブロピ レンホモボリマ一、 エチレン一プロ ピレンラ ンダム共重合体、 エチレン一プロピレンブロッ ク共重合体、 エチレンーブテン一 プロピレンランダム 3元共重合体、 プロピレンー塩化ビュル共 重合体、 プロピレンーブテン共重合体、 プロピレン一無水マレ ィン酸共重合体、 ボリ （ブテン一 1 ) 、 及び上記プロピレン系 樹脂と混合使用可能な他の熱可塑性樹脂、 例えば低密度ボリエ チレン、 直鎮.状低密度ポリエチレン、 ビニル芳香族系ボリマー、' ポリブテン、 アイオノマ一等をプロ ピレン系樹脂と混合使用し てもよく、 また上記ェチレン系樹脂と混合使用可能な他の煞可 塑性樹脂、 例えばビュル芳香族ボリマー、 ボリブテン、 アイォ ノマー等をェチレン系樹脂と混合使用してもよい。
混合使用する場合の混合方法としては、 押出機等の混合機を 使用しての機械的方法、 ボリマー粒子、 又はペレツ トへの第 2、 第 3成分の含浸重合等の化学的方法が挙げられる。 化学的方法 の 1例として挙げた含浸重合において、 例えばビニル芳香族系 ボリマーを使用する場合、 第 3成分として該モノマーと共重合 可能な少量のモノ マーを使用してもよく、 第 3成分としては、 アク リ ロニト リル、 アク リル酸エステル、 メタク リル酸エステ ル、 ジビュルベンゼン、 マレイン酸モノ又はジァリル等が挙げ られる。 ビュル芳香族系ポリマーとしては、 スチレンのほかメ チルスチレン、 ェチルスチレン、 ジメチルスチレン等の核置換 スチレン、 な 一メチルスチレン等のな一置換スチレンが挙げら れる。 ォレフィ ン系予備発泡粒子は、 架榇の有無に関係なく使 用できるが、 無架撟のものが経済的である。
上記ォレフィ ン系合成樹脂は、 示差走査熱 S計での測定で 1 つ以上の融点を有し、 更に 2つの融点を有するものを含む。 本発明の大型発泡成形体は厚さが 1 5 0 以上、 望ま しく は 3 0 0 随以上、 更には 5 0 O mm以上のもので、 ブロ ッ ク状のも のが代表として挙げられる。
本発明の発泡成形体は融着率が 5 0 以上、 好ま しく は 6 0 %以上、 より好ま しく は 7 0 %以上で且つ密度分布が 1 0 %以 下のものてある。 融着率が 5 0 %未溝では成形体の強度が不足 し、 また密度分布が 1 0 %を越えると锾衝特性等の発泡体とし ての品質にバラツキが大き く なる。
本発明の発泡成形体は、 下記の （A ) 、 ( B ) 2つの方法に より容易に製造することができる。
( A ) 予備発泡粒子を型内に充填した後、 特定の予熱工程と蒸 らし工程を経て、 以下の工程、 即ち ドレン除去工程、 本加熱ェ 程、 冷却、 放冷工程、 取出工程を経て製造する方法。
( B ) 上記 （A ) において、 ドレン除去工程を経ない他は同様 の工程を経て製造する方法。 上記 （A ) の方法は、 更に （A— 1 ) と （A— 2 ) の 2つの 方法に分けられる ：
( A - 1 )
示差走査熱量計による測定で 1つ以上の融点を有するォレフ ィ ン系予備発泡粒子を、 閉鎖しうるが密閉し得ない型内に充塡 し、 該型内の粒子を水蒸気で加熱して膨張させ粒子同士を融着 させ型通りの成形体にする製造方法において、 前記予備発泡粒 子を型内に充塡後、 水蒸気を型内に導入し予備発泡粒子の融着 が進行しない範囲内の所定の予熱温度 （T Y) でに到達せしめ た後、 水蒸気の導入を停止し所定時間放置して蒸らした後、 該 型内の粒子間の水蒸気及び Ζ又は ドレンを除去し、 しかる後、 水蒸気を型内に供給し予備癸泡粒子を加熱融着させ、 その後、 放冷及び Ζ又は冷却する方法。
( Α - 2 )
上記 （Α— 1 ) と同様にして所定の予熱温度 （Τ Υ) でに到 達せしめた後、 水蒸気の導入を続けて所定温度範囲内に所定時 間保持して蒸らした後水蒸気の導入を俘止し、 次いで、 該型内 の粒子間の水蒸気及び 又はドレンを除去し、 しかる後、 水蒸 気を型内に供給し予熱温度より高い温度に保つことにより予備 発泡粒子を加熱融着させ、 その後、 放冷及び Ζ又は冷却する:^ 法 0
以下、 上記 （A— 1 ) 及び （Α— 2 ) の方法について説明す る。
予熱工程は、 本加熱に先立ち、 予備発泡粒子を融着しない出 来るだけ高い温度に加熱する工程で、 予熟温度 （T Y) eCの範 囲は、 TML— 3 0 'C Ty ≤ TML+ 5 *C, 好ま しく は、 TML— 3 0 'C ^ T γ ≤ TMI, より好ま しく は、 TML— 2 5 eC≤ Ty ≤ 1^!_ー 5ででぁる。 上記において、 TMLは示差走査熱量計によ る測定での融点。 但し、 融点が 2つ以上ある場合は、 最も低い 融点である。 予熱温度が （TML— 3 0で） より低くなると、 熱 の効果が充分に得られず、 一方、 （TML+ 5 'C) より高くなる と、 予熱時に予備発泡拉子の融着が進み始め、 この結果、 本加 熱時の水蒸気が成形体中心部に入り難くなる。
示差走査熱量計による測定での融点は、 下記条件での吸熱ピ ーク温度を言い、 筏数の吸熱ピークが観刺される場合は、 より 低温側のビークを本癸明で言う融点 （TML) とする。 融点は通 常の示差走査熱量計、 例えば、 パーキンエルマ一 （Parkin- Elm er) 社製の DSC-2 型、 理学 ¾機㈱製の TAS-100 型等を用い、 予 備発泡粒子 1 〜 1 0 E のサンブルにつき、 1 0て/分の昇温速 度で測定を行う。
予熱工程で予備発泡粒子の温度を^定する方法としては、 例 えば金型の雄型、 if型の両者或いは一方の内面、 即ち、 予備発 泡粒子に接する側に、 針状の細かい温度センサーを設 Sする方 法がある。 この方法では、 センサーの'長さにより温度の測定さ れる位置が決まるため、 成形体の厚みにより一概に規定できな いが、 通常金型内面より 1〜 1 5 0職、 好ましく は 3〜 1 0 0 mm、 より好ましくは 3〜 5 0匪内部の温度が測れるように設定 する必要があり、 好ましく は 5 nm以上、 より好ましく は 1 0 «ω 以上内部の温度が測れるように設定する。 センサーの種類は、 本発明で限定するものではなく、 サーミスター等の一般的なセ ンサ一が使用できる。 予熱工程での检子の温度の測定は、 上記 方法に限られず、 既存技術の組み合わせにより種々の方法が可 能である。
予熱工程での水蒸気の供耠方法は特に限定されず、 従来一般 的に使用されている方法が適用できる。
予熱は、 従来の方法の様に熱媒体の温度 （或いは、 蒸気圧 力） を制御するのではなく、 直接被加熱物体 （予備癸泡粒子） 及び Z又は近傍の温度を検出して加熱を制卸するため、 蒸気圧 力等の熱媒体の'温度設定に高い精度を要求されない利点がある。 蒸らし工程は、 予備発泡粒子に充分な熱エネルギーを与え、 該 粒子内及び該粒子間の温度の均一化を図りながら、 .該粒子を融 着が起こらない、 より高い温度に加熱するためのものである。 蒸らし方法としては、 （A— ί ) の方法では、 （a) 型内の 予備究泡粒子を予熱温度に到達せしめた後、 水蒸気の導入を停 止して所定時間放置して蒸らす方法、 （A— 2) の方法では、 (b ) 型内の予備発泡粒子を予熱温度に到達せしめた後、 更に 水蒸気の導入を続けて所定時間予熱温度範囲内に保持して蒸ら す方法、 及び （c ) 型内の予備発泡粒子を予熱温度に到達せし めた後、 水蒸気の導入を棕けて所定時間予熱温度範囲内に保持 して蒸らした後 （蒸らし I) 、 水蒸気を俘止して更に所定時間 保持して蒸らす （蒸らし ]!) 方法がある。
蒸らし時間 （TM) は 5秒≤ TM≤ 7分が適当であるが、 上 記 （a) の方法では、 好ましく は、 1 0秒≤TM≤ 6分、 より 好ましく は、 2 0秒≤ΤΜ^ 5分、 （b) の方法では、 好ま し く は、 5秒≤ΤΜ^ 2分、 より好ましく は、 7秒≤T« 6 0 "
秒、 （ c〉 の方法では、 蒸らし Iに引き続いて蒸らし IIを実施 するので、 蒸らし Iの時間は、 上記 （b) の場合より も短くて もよい。
上記 （a：) 、 (b) , (c) の方法において、 予熱工程で最 も蒸気使用量が少なくなるのは （a) の方法であるが、 蒸らし 工程の所用時間が長くなる傾向がある。 一方、 （b) の方法は 蒸らし工程を予熱工程に取り込んだ形となっているため、 所用 時間は短くなる傾向があるが、 蒸気使用量が最も多くなる傾向 がある。 使用蒸気量と成形サイクルタイムのバランスを考えて、 逋宜選択すればよいが、 （a) 又は （b) の方法が省エネルギ 一の観点から有利である。
ドレ ン除去工程は、 本加熱時の加熱水蒸気が予備発泡粒子間 隙に侵入し易い様に、 予熱工程、 蒸らし工程を経た結果、 該粒 子間に残留する水蒸気及び/又はドレンを除去するものである。 除去する方法としては、 金型内の滅圧操作、 金型の一方から他 方への加圧気体の流入、 流出等が例示出来るが、 その方法は特 に限定されない。
例えば、 金型内の域圧操作により ドレン除去工程を行う場合、 絶対圧力は 4 0 0 mmHg以下が必要であり、 好ましく は 2 5 0讓 Hg以下、 より好ましくは 1 5 0 nrnHg以下である。
予備発泡粒子を加熱融着させるための本加熱以降の操作につ いては、 本発明では特に限定されるものではなく、 従来一般的 に実施されている方法が使用できるが、 本加熱時においても、 予備発泡粒子の温度を測定し、 加熱温度、 加熱時間を制御した ほうがより良い効果が得られる。 加熱温度 （TH) は TML— 1 00C≤ TH≤ TML+ 1 5での範囲で実施できるが、 好ましく は、 TML- 7 EC≤ TH≤ TML+ 1 0 °C, より好ましくは、 TML- 5 ！^^丁^+ ァででぁる。 加熱時間は、 通常 3〜 9 0秒の 間で実施できるが、 樹脂温度の変化で加熱時間を制御するほう が、 成形体の品質や工程の安定化等が得られ易い。
加熱制御方法の好ましい 例を示せば、 本加熟を開始し、 設 定した本加熱温度範囲に該粒子温度が到達した後、 加熱を継続 していても該粒子温度が低下し始め設定温度範囲外となった時 点で本加熱を停止するという方法が挙げられる。 本加熱を停止 するタイ ミ ングを、 本加熱時の該粒子温度のピーク温度から例 えば 1〜5 低下した時点に設定する方法も、 加熱の効率化、 省エネルギー、 或いはサイクルアツブの点で有効である。
次に、 前記 （B ) の方法も更に （B— 1 ) と （ B— 2 ) の 2 つの方法に分けられる ：
( B— 1 )
予熟温度 （TY) てに到達せしめるまでは （A— 1 ) 、 (Α 一 2 ) と同様であるが、 予熱温度 （TY) ECに到達せしめた後、 水蒸気の導入を梡けて所定温度範囲内に所定時間保持して蒸ら した後、 型内の粒子間の水蒸気及び 又はドレンを除去するこ となく、 より高温の水蒸気を型内に供辁し予儋発泡粒子を加熱 融着させ、 その後、 放冷及び 又は冷却する方法。
CB - 2 )
上記 （B— 1 ) と同様にして所定の予熱温度 （TY) でに到 達せしめた後、 水蒸気の導入を続けて所定温度範囲内に所定時 間保持して'蒸らした後水蒸気の導入を停止し、 所定時間保持し て更に蒸らした後、 型内の粒子間の水蒸気及び Z又は ドレンを 除去することなく、 より高洹の水蒸気を型内に供給し予熱温度 より高い温度に保つことにより予備発泡粒子を加熱融着させ、 その後、 放冷及び Z又は冷却する方法。
蒸らし方法としては、 （B— 1 ) では型内の予備発泡粒子を 予熱温度に到達せしめた後、 更に水蒸気の導入を枝けて所定時 間予熱温度範囲内に保持して蒸らす方法、 及び （B— 2〉 では 型内の予備発泡粒子を予熱温度に到達せしめた後、 水蒸気の導 入を統けて所定時間予熱温度範囲内に保持して蒸らした後 （蒸 らし I ) 、 水蒸気を停止するか、 又は水蒸気を停止後所定時間 保持して更に蒸らす （蒸らし]!) 方法がある。
蒸らし時間 （TM) は 5秒≤TM≤ 5分が適当であるが、 上 記 （B— 1 ) の方法では、 好ま しく は、 1 5秒≤TM≤ 3分、 より好ましく は、 2 0秒≤TM≤ 2分、 （B— 2) の方法では、 蒸らし Iに铙いて蒸らし]！が行われるので蒸らし Iの時間は上 記 （B— 1 ) の場合より も短くてもよい。
予備発泡粒子の製造方法は特に限定されるものではなく、 従 来スチレン系予備発泡粒子で用いられている方法、 例えばモノ マーを重合開始剤等の助剤と共に密閉容器内で水性媒体中に分 散させ、 モノマーの重合を行ない、 重合中もしく は重合終了後 に揮発性発泡剤を含浸せしめ、 その後該榭脂粒子を熱風等によ り加熱、 発泡せしめて予備発泡粒子とする方法 （例えば、 特開 平 1 一 2 8 4 5 3 6号） 或いはォレフィ ン系予備発泡粒子の製 造で用いられる方法、 例えばォレフィ ン系合成樹脂のべレツ ト を助剤と共に密閉容器内で水性媒体中に分散させ、 加温下で揮 発性発泡剤を含浸せしめた後、 該ペレツ トを熱風等で加熱、 発 泡せしめて予備発泡粒子を得る方法、 更に、 特公昭 5 6 — 1 3 4 4号公報、 特開昭 6 2 - 1 0 6 9 3 8号公報に記載のような、 揮発性発泡剤を含有する重合体粒子を密閉容器内で水に分散さ せ、 容器内の圧力を該発泡剤の蒸気圧或いはそれ以上の圧力に 保持しながら、 該重合体の軟化点以上に加熟した後、 容器内の 水面下の 1端を開放し重合体粒子と水とを同時に容器内より低 圧の雰囲気中に放出して、 予備発泡粒子を得る方法等を挙げる ことができる。
予備発泡粒子の成形方法も特に限定されるものではなく、 従 来ォレフィ ン系或いはスチレン系樹脂の型内発泡成形方法で使 用される方法が使用できる。 例えば、 特公昭 5 1 — 2 2 9 5 1 号公報に記載のように、 予備発泡粒子に発泡用ガスを追添し該 粒子に内圧を付与する方法、 或いは特公昭 5 5 - 7 8 1 6号公 報に記載のように、 予備発泡粒子に内圧付与の前処理を行わな いで成形する方法、 特公昭 5 3 - 3 3 9 9 6号公報に記載のよ うに、 予備発泡粒子を元の見かけの嵩容積以下にガス圧力で圧 縮して、 金型に充塡し加熱、 融着させる方法がある。 特公昭 5 3 - 3 3 9 9 6号公報では、 圧綜比率は、 元の見かけ莨容積の 8 0 %以下と記載されているが、 本発明では、 特公昭 5 5 — 8 1 6号公報に記載の予備発泡粒子を使用して、 特公昭 5 3 — 3 3 9 9 6号公報記載の方法で成形する場合をも含めて考慮し、 圧縮比率は元の見かけ嵩容積の 1 0 0 %以下から適用でき、 好 ましく は 9 5 %以下、 より好ましく は 8 0 %以下である。
但し、 前記したォレフ ィ ン系合成樹脂や予備発泡粒子の製造 方法、 又は製造条件により、 示差走査熱量計での測定で融点が 観測されない場合は本発明の対象とはならない。
以下に、 本発明の大型発泡成形体の具体的な製造方法を図面 に従って説明する。
第 6図は、 製造装 Sの 1例を示す概略図で、 （ 1 ) は金型、
( 2) は温度計、 （ 3) は蒸気供給管であって、 該蒸気供給管
(3) には開閉バルブ （4) が設けられており、 温度計 （2) によって検知された温度を入力し、 バルブ開閉をコン トロール するシーケンサー （ 5 ) によって予め設定された条件通り開閉 がなされる。
成形に際しては、 先ず供絵手段により成形空間 （ 6 ) へ予備 発泡粒子、 例えばエチレン系予備発泡粒子の如きォレフィ ン系 予備発泡粒子 （ 7) を供給、 充填し、 余剰のものはブローバッ クする。 該粒子充塡後、 蒸気供給管 （ 3) より加熱水蒸気を金 型 （ i ) の外套部に供給し、 蒸気導入用開口より型内へ蒸気を 導入し、 成形空間 （ 6 ) 内部を加熱することにより、 該粒子 ( 7) を加熱、 融着し、 成形体とするのが従来の方法である。 これに対し、 （A) の方法にあっては、 上記本加熱の蒸気の 供給に先立ち、 予め該粒子 （ 7) の融着が進行しない温度にま で該粒子を予熱し、 該粒子 （ 7) の温度が所定の温度に到達し た時点で蒸気の供給を停止し、 所定時間放置して蒸らしを行う。 そして、 所定時間が経過後、 真空ボンブ、 真空タンク等を用い て型内を一挙に減圧にし、 該粒子 （ 7) 間の水蒸気ゃドレンを 除去する。 この時可及的速やかに ドレン除去工程を終了させる こ とが、 該粒子 （ 7〉 の温度の低下を防止する上で重要である。 この様にして、 予熱され、 蒸らされ、 'ドレンを除去され'た該粒 子に対して、 引き続き本加熱として、 該粒子 （ 7) の融点に応 じた温度の蒸気を所定時間供給して所定温度に高めて加熱、 融 着させる。 こう して加熱、 融着させ一体化が進むと、 通常の方 法に従って予冷し、 且つ冷却水等の冷媒を供給することによつ て成形体を冷却した後、 金型より取り出す。
また （B) の方法にあっては、 （A) の方法と同様にして予 め該粒子 （ 7) の融着が進行しない温度にまで該粒子を予熱し、 該粒子 （ 7 ) の温度が所定の温度に到達後蒸気の供耠を较け、 所定温度範囲内に所定時間保持して蒸らしを行う。 その後蒸気 を停止後直ちに、 又は所定時間放置して更に蒸らしを行った後、 該粒子 （ 7 ) 間の水蒸気やドレンを除去することなく上記 （ A) の方法と同様に、 本加熱、 冷却、 金型からの取り出しを行 ラ o
本発明においては、 必要に応じ、 予熱工程、 本加熱工程を各 々更に複数のェ舉、 或いは操作、 例えば本加熱工程で、 水蒸気 の導入方法を順、 逆及び Z又は両面というような 2つ以上の操 作に分割実施してもよい。
以下、 本発明を実施例及び比較例に基づいて更に詳細に説明 するが、 これらは本発明を限定するものではない。
実施例 1
アルミ金型 （ 1 0 0 0讓巾 X 2 0 0 0跚長 X 5 0 0 mm厚） を 用い、 直鎖状低密度ボリエチレン予備発泡粒子 （鐘溺化学工業 ㈱製ェペランー XL、 示差走査熱量計で測定した低温側の融点 TML== 1 1 8 'C、 究泡倍率 = S 8倍） を用い、 予備発泡粒子を 予熱温度 1 1 5 'Cに到達せしめた後、 水蒸気の導入を停止して 1 0 0秒放置して蒸らした後、 ドレンを除去し、 本加熱、 冷却
•放冷、 取り出す方法により発泡成形体を得た。
実施例 2
予備発泡粒子を予熱温度に到達せしめた後、 水蒸気の導入を 続け予熱温度 1 1 3 'Cで 3秒保持し、 その後水蒸気を停止して 更に 6 0秒保持して蒸らす方法を用いた他は、 実施例 1 と同様 の方法で発泡成形体を得た。
実施例 3
予備発泡粒子を予熱温度に ¾達せしめた後、 水蒸気を導入し 続け 1 1 3 'Cで 7秒保持して蒸らす方法を用いた他は、 実施例 1 と同様の方法で発泡成形体を得た。
実施例 4
アルミ金型の厚さを 1 5 0 随とし、 蒸らし時間を 3 0秒とし、 本加熱時間を 5秒とした他は、 実施^ 1 と同様の方法で発泡成 形体を得た。
実施例 5
ァルミ金型の厚さを 3 0 0 腿 とし、 蒸らし時間を 4 0秒とし、 本加熱時間を 7秒とした他は、 実施例 1 と同様の方法で発泡成 形体を得た。
実施例 6
アルミ金型の厚さを 8 0 O BIDとし、 予熱温度を 1 1 4，C、 蒸 らし時間を 1 2 0秒、 本加熱を 1 5秒とした他は、 実施例 1 と 同様の方法で発泡成形体を得た。
比較例 1 予熱工程での温度、 本加熱工程での温度を変えた他は、 実施 例 1 と同様の方法で発泡成形体を得た。
比較例 2
蒸らし工程を実施しなかった他は、 実施例 1 と同様の方法で 発泡成形体を得た。
比較例 3
予熱温度を変え、 蒸らし工程を実施しなかった他は、 実施例 1 と同様の方法で癸泡成形体を得た。
比較例 4
予熱温)^を変え、 蒸らし工程を実施しなかった他は、 実施例 1 と同様の方法で癸泡成形体を得た。
上記実施例 1〜 6及び比較例 1〜 4で得られた発泡成形体の 成形直後の成形体外観、 融着率、 寸法安定性、 密度分布及び品 質、 更に総合評価を行った。 結果を第 1表に示す。
実施例 I 実施例 2 実施例 3 実施例 4 実施例 5 実施例 6 比铰例 1 比較例 2 比較例 3 比較例 榭 ポリエチレン リエチレン リエチレン リエチレン リエチレン リエチレン ボリエチレン リエチ ン ポリエチレン ίリエチレ;/ 成 成形体ほみ 5 0 0 u 5 0 0 nm 5 0 0 ran 1 5 0 ma 3 0 0 η 8 0 0 nil 5 0 0 us 5 0 0 us 5 0 0 am 5 0 0 m 条 件 A-1 (a) A-2 (C) A- 2 (b) A- 1 (a) A-1 (a) A- 1 (a)
形
予 熱 工 程 1 1 5 1 I 3て 1 1 3で 1 1 5 *C 1 1 5 *C 1 1 4て 1 2 5で 1 1 5 *C 1 0 5 *C 1 1 8 *C 条 蒸らしェ f? 1 0 0秒 I ： 3秒 秒 3 0秒 4 0秒 1 2 0秒 1 0 0秒
I ： 60沙
件 ド レ ン 5 0 1 5 0 1 5 0 1 5 0 1 5 0 1 5 0 1 5 0 1 5 0 1 5 0 1 5 0 ^ 去 工 程 ιιαΗκ nnHg lu Hg mo llg na Hg WB HK maHg maHg nmHg lmHe 木 加 熱 9 *C 1 1 9 V 1 I 9て 1 1 9 1 1 9 *C 1 I 9て 3 0 *C 9 *C 9 'C 9 *C
0秒 1 0秒 1 0秒 5秒 7秒 1 5秒 1 0沙 0秒 0秒 0秒 成形莳後の o 〇 o 〇 o o
成形休外観 o 厶 X △〜o 融 1 率 〇〜◎ 〇〜◎ o〜© 〇〜◎ 〇〜◎ o〜© x x x x 寸法安定性 O 〇 O 〇 o o
密 度 分 布 o o o 〇 o o
燹 〇 o o 〇 〇 o
tS S 価 o o o o o o X X X X 記号の説明
成形体外観 ^ ^良好、 Λやや Jf.い χ 3εい
融¾率 © 8 0 %以上、 0 5 0 %以上、 厶 5 0 %未潢、 X未)
寸法安定性 〇± 2 «以下、 —— 刺定不可
密度分布 〇± 1 0 %以下、一一測定不可
σ m
DO » Ο現行薄物品と同等、 ——評 ffi対 とならない
合評俩 〇現行薄物品と同等、 X評価対象とならない
実施例 7
予備発泡粒子を予熱温度 1 1 0 eCに到達せしめた後、 水蒸気 の導入を続けて同温度で 2 5秒放置して蒸らした後、 ドレンを 除去することなく、 本加熱を 1 5秒行った他は、 実施例 I と同 様の方法で発泡成形体を得た。
実施例 8
予備発泡粒子を予熱温度 1 1 3でに到達せしめた後、 水蒸気 の導入を続け予熱温度で 2 0秒保持して蒸らし （蒸らし I ) 、 その後水蒸気を停止して更に 5秒保持して蒸らす （蒸らし]! ) 方法を用いた他は、 実施例 7 と同様の方法で発泡成形体を得た。 実施例 9
アルミ金型の厚さを 1 5 O mmとし、 蒸らし時間を 1 0秒とし、 本加熱時間を 1 0秒とした他は、 実施例 7 と同様の方法で発泡 成形体を得た。
実施例 1 0 .
アルミ金型の厚さを 3 0 O mniとし、 蒸らし Iの時間を 1 5秒、 蒸らし Iの時間を 5秒とした他は、 実施例 8 と同様の方法で 泡成形体を得た。
比較例 6
予熱工程及び本加熱工程での温度を変えた他は、 実施例 7 と 同様の方法で発泡成形体を得た。
比較例 7
蒸らし時間を実施しなかった他は、 実施例 7 と同様の方法で 発泡成形体を得た。
上記実施例？〜 1 0及び比較例 6〜7で得られた発泡成形体 成形直後の成形体外観、 融着率、 寸法安定性、 密度分布及び品 質、 更に総合評価を行った。 結果を第 2表に示す。
第 実施例 実施例 8 実施例 9 実施例 10 比較例 6 比較例 7 樹 ボリエチレン ボリエチレン リエチぃノ リエチレン リエチレン ボリエチレン 成
成形体厚み 5 0 0 5 0 0 mm 1 5 0 mn 3 0 0 mn 5 0 0 mn 5 0 0 mm 形 条 件 B一 1 B— 2 B一 1 Β一 1
予 熱工程 1 1 0. °C 1 1 0 'C 1 1 0 *c 1 1 0 'C 1 2 5 *C 1 1 0 eC 条
蒸らし工程 2 5秒 20秒 1 0秒 I ： 15秒 2 5秒
5秒 ： 5秒
件
本 加 熱 9 *C 1 1 9で 1 1 9 "C 1 1 9 eC 1 3 0で 9 V
5秒 1 5秒 1 0秒 1 5秒 1 5秒 5秒 成形直後の 〇 〇 〇 〇 〇 厶 成形体外観
融 着 率 〇〜◎ 〇 〇〜◎ 〇〜◎ X X
I I
寸法安定性 〇 〇 〇 〇
質
密 度 分布 〇 o 〇 〇
〇 〇 〇 〇
総 合 評 価 〇 〇 〇 〇 X X 記号の説明
成形体外観 〇良好、 厶やや悪い、 X悪い
融着率 ◎ 8 0 %以上、 〇 5 0 %以上、 Δ 5 0 %未満、 X未融着
寸法安定性 〇± 2 %以下、 —— 測定不可
密度分布 0 ± 1 0 %以下、 一測定不可
品質 〇現行薄物品と同等、 ——評価対象とならない
総合評価 〇現行薄物品と同等、 X評価対象とならない
実施例 1 1
ポリプロピレン予備発泡粒子 （示差走査熱量計で測定した低 温側の融点 T M L - 1 2. 8 'C、 発泡倍率- 3 0倍) を用い、 予 備発泡粒子を予熱温度 1 2 O 'Cに到達せしめた後、 水蒸気の導 入を停止して 5 0秒放置した他は実施例 1 と同様の方法で発泡 成形体を得た。
実施例 ί 2
予備発泡粒子を予熱温度 1 1 7でに到達せしめた後、 水蒸気 の導入を梡け 1 0秒保持し、 その後水蒸気を停止して更に 2 0 秒保持して蒸らす方法を用いた他は、 実施例 1 1 と同様の方法 で発泡成形体を得た。
実施例 1 3
予備発泡粒子を予熱温度 1 1 7 'Cに到達せしめた後水蒸気の 導入を梡け 1 7秒保持して蒸らす方法を用いた他は、 実施例 1 1 と同様の方法で発泡成形体を得た。
比較例 8
予熱工程での温度及び蒸らし時間を変えた他は、 実施例 1 1 と同様の方法で発泡成形体を得た。
比較例 9
蒸らし工程を実施しなかった他は、 実施例 1 1 と同様の方法 で発泡成形体を得た。
上記実施例 ί 1 〜 1 3及び比較例 8〜 9で得られた発泡成形体 の成形直後の成形体外観、 融着率、 寸法安定性、 密度分布及び品 質、 更に総合評価を行った。 結果を第 3表に示す。 第 実施例 1 1 実施例 12 実施例 13 比較例 8 比較例 9 脂 リブ πビレン ボリプ n t 'レン リプ 11ビレン リブ nt'レン fリブ at 'レン 成
成形体厚み 5 0 0 mm 5 0 0 ran 5 0 0 nun 5 Q 0 mm 5 0 0 no 条 件 A- 1 (a) A-2 (c) A-2 (b)
形
予 熱工程 1 2 0 'C 1 1 7 *C 1 1 7 *C 1 4 0 *C 1 2 0 *C 蒸らし工程 5 0秒 0秒 1 7秒 2 5秒
条 0秒
K レ ン 5 0 同左 同左 同左 同左 除 去工程
件
木 加 熱 1 4 0 *C 4 0 *C 4 0で 4 5 "C
.1 0秒 1 0秒 1 0秒 1 0秒
Figure imgf000026_0001
成形直後の 〇 〇 〇 厶 〇 成形体外観
融着率 〇〜◎ ①② 〇〜◎ 〇〜© X〜△ X〜厶 寸法安定性 〇 o2 1
〇
質
密度分布 〇 〇 〇
,質 〇 〇 O
総合評価 o o 〇 X X 記号の K明
成形体外観 〇良好、 △やや悪い、 X悪い
融着率 ◎ 8 0 %以上、 〇5 0 %以上、 Δ 5 0 %未満、 X朱 ¾着 寸法安定性 〇± 2 %以下、 一測定不可
密度分布 〇± 1 0 %以下、 —— 測定不可
Ο現行薄物品と同等
総合評価 〇現行薄物品と同等、 X評価対象とならない で秒
産業上の利用可能性
本発明のポリオレフィ ン系合成樹脂発泡成形体は、 特定の予 熱工程と蒸らし工程を設けることにより、 更には、 これら 2ェ 程に ドレン除去工程を設けることにより、 初めて製造可能とな つたものである。
予熱工程は熱の供給を蒸気で行うとともに、 予備発泡粒子及 びノ又はその近傍の温度を直接測定し、 所定の予熱温度範囲内 に保持するので、 従来法の如く熱媒体の温度や圧力を制御する 方法に比べて、 制御が正確且つ容易である。
また、 蒸らし工程は熱媒体である蒸気の熱エネルギーを有効 に利用し、 且つ樹脂温度の内部と表面とのバラツキをなく し均 一化を図る。
更に、 ドレン除去工程は、 本加熱時の蒸気供耠の効率化を図 る。
これら 2工程又は 3工程が協衝的に作用し合い、 金型に充¾ された予備発泡粒子内部にまで蒸気をその温度を低下させるこ となく供耠が可能となり、 従来法では不可能であった厚さ 5 0 0 咖又はそれ以上のォレフィ ン系樹脂大型発泡成形体が提供さ れるもので、 その有用性は極めて大である。

Claims

請求の範囲
1 . ォレフィ ン系合成樹脂からな ^型内発泡成形体であって、 該発泡成形体の厚さが 1 5 0 mm以上であり、 融着率が 5 0 %以 上で且つ密度分布が 1 0 %以下であることを特徵とするォレフ ィ ン系合成樹脂発泡成形体。
2 . 発泡成形体の厚さが 3 0 ί) 腿以上である請求項 1記載の 発泡成形体。
3 . ォレフィ ン系合成樹脂が、 エチレン系合成樹脂及びプロ ピレン系合成樹脂から選ばれる少なく とも 1 種である請求項 1 又は 2記載の発泡成形体。
4 . ォレフィ ン系合成樹脂が、 示差走査熱量計での測定で、
1つ以上の融点を有する請求項 1 、 2又は 3記載の発泡成形体。
5 . ォレフィ ン系合成樹脂が、 示差走査熱量計での測定で、 2つの融点を有する請求項 1 、 2又は 3記載の発泡成形体。
6 . 発泡成形体が ロックである請求項 1又は 2記載の発泡 成形体。
7 . 示差走査熱量計による測定で 1つ以上の融点を有するォ レフィ ン系予備発泡粒子を、 閉鎖しうるが密閉し得ない型内に 充塡し、 該型内の粒子を水蒸気で加熱して澎張させ粒子同士を 融着させ型通りの成形体にする製造方法において、 前記予備発 泡粒子を型内に充塡後、 水蒸気を型内に導入し予備発泡粒子の 融着が進行しない範囲内の所定の予熱温度 （T y) でに到達せ しめた後、 水蒸気の導入を停止し所定時間放置して蒸らした後、 該型内の拉子間の水蒸気及び 又はドレンを除去し、 しかる後、 水蒸気を型内に洪給し予熱温度より高い温度に保つことにより 予備発泡粒子を加熱融着させ、 その後、 放冷及び 又は冷却す ることを特徴とするォレフィ ン系予備発泡粒子の型内発泡成形 体の製造方法。
8 . 前記予備発泡粒子を充塡後、 水蒸気を型内に導入し予備 発泡粒子の融着が進行しない範囲内の所定の予熱温度 （Τ Υ ) 'Cに到達せしめた後、 水蒸気の導入を絲けて所定温度範囲内に 所定時間保持して蒸らした後水蒸気の導入を停止し、 次いで、 該型内の粒子間の水蒸気及び Ζ又は ドレンを除去し、 しかる後、 水蒸気を型内に供給し予熱温度より高い温度に保つことにより 予備発泡粒子を加熱融着させ、 その後、 放冷及びノ又は冷却す る請求項 7記載の製造方法。
9 . 水蒸気の導入を銃け所定温度範囲内に所定時間保持して 蒸らした後、 水蒸気を停止して更に所定時間保持して蒸らしを 行う請求項 8記載の製造方法。
1 0. 予熱温度 （Τ Υ ) てが下記の範囲である請求項 7乃至 9 記載の製造方法。
Figure imgf000029_0001
1 1 . 蒸らし時間 （T M) が下記に示す時間範囲である請求項 7乃至 9記載の製造方法。
5秒≤ T M≤ 7分
12. 示差走査熱量計による測定で 1つ以上の融点を有するォ レフィ ン系予備発泡粒子を、 閉鎖しうるが密閉し得ない型内に 充塡し、 骸型内の粒子を水蒸気で加熱して膨張させ粒子同士を 融着させ、 前記予備発泡粒子を型内に充填後、 水蒸気を型内に 導入し予備発泡粒子の融着が進行しない範囲内の所定の予熱温 度 （T Y) でに到達せしめた後、 水蒸気の導入を続けて斩定温 度範囲内に所定時間保持して蒸らした後、 該粒子間の水蒸気及 び Ζ又はドレンを除去することなく、 より高温の水蒸気を型内 に供耠し予熱温度より高い温度に保つことにより予備発泡粒子 を加熱融着させ、 その後、 放冷及び Ζ又は冷却することを特徵 とするォレフィ ン系予備発泡粒子の型内発泡成形体の製造方法。
13. 前記予備発泡粒子を充填後、 水蒸気を型内に導入し予備 発泡粒子の融着が進行しない範囲內の所定の予熱温度 （Τ Υ) でに到達せしめた後、 水蒸気の導入を続けて所定温度範囲内に 所定時間保持して蒸らした後水蒸気の導入を停止し、 所定時間 保持して更に蒸らした後、 該粒子間の水蒸気及び/又はドレン を除去することなく、 より高温の水蒸気を型内に供耠し予熱温 度より高い温度に保つことにより予備発泡粒子を加熟融着させ、 その後、 放冷及び/又は冷却する請求項 1 2記載の製造方法。
14. 蒸らし時間 （Τ Μ) が下記に示す時間範囲である請求項 1 2又は 1 3記載の製造方法。
5秒 T M 5分
15. ォレフィ ン系予備発泡粒子が、 示差走査熱量計による測 定で 2つの融点を有する請求項 1乃至 1 4記載の製造方法。
16. ォレフィ ン系予備発泡粒子を、 予め無機ガスで加圧処理 して該粒子の内圧を高め型内に充填する請求項 1乃至 1 5記載 の製造方法。
17. ォレフィ ン系予備発泡粒子を、 予め予備発泡粒子のもと の見掛けの窩容積以下にガス圧力で圧縮し型内に充填する請求 項 1乃至 1 5記載の製造方法。
18. ォレフ ィ ン系予備発泡粒子が、 ボリプロ ピレン系又は直 鎖低密度ボリエチレン系予備発泡粒子である請求項 1 乃至 1 7 記載の製造方法。
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