(57)【要約】【課題】  金型に設けられたコアベントやコアベントホールといった蒸気孔の目詰まりを低減し、成形加熱圧を高くせずとも融着が良好である型内発泡成形体の製造方法を提供すること。【解決手段】  コア型とキャビィティ型とからなる一対の金型に蒸気を供給する金型加熱工程、キャビティ型側より蒸気を供給し成形空間を通ってコア型側より蒸気を排出する一方加熱工程、次いでコア型側より蒸気を供給し成形空間を通ってキャビティ型側より蒸気を排出する逆一方加熱工程、コア型側、キャビティ型側の両方の蒸気室から成形空間に蒸気を導入する両面加熱工程を含んでなる加熱工程によって、熱可塑性樹脂発泡粒子を加熱発泡せしめて発泡成形体を製造する方法において、一方加熱工程あるいは逆一方加熱工程のいずれか工程時間の長い方の工程よりも金型加熱工程に要する工程時間を２倍以上とすることを特徴とする型内発泡成形体の製造方法。【選択図】    なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
コア型とキャビィティ型とからなる一対の金型から構成される成形空間内に熱可塑性樹脂発泡粒子を充填し、それぞれの金型に蒸気を供給する金型加熱工程、キャビティ型側より蒸気を供給し成形空間を通ってコア型側より蒸気を排出する一方加熱工程、次いでコア型側より蒸気を供給し成形空間を通ってキャビティ型側より蒸気を排出する逆一方加熱工程、コア型側、キャビティ型側の両方の蒸気室から成形空間に蒸気を導入する両面加熱工程を含んでなる加熱工程によって、熱可塑性樹脂発泡粒子を加熱発泡せしめて発泡成形体を製造する方法において、
一方加熱工程あるいは逆一方加熱工程のいずれか工程時間の長い方の工程よりも金型加熱工程に要する工程時間を２倍以上とすることを特徴とする型内発泡成形体の製造方法。
【請求項２】
一方加熱工程、逆一方加熱工程それぞれの工程時間が、５秒以下であることを特徴とする請求項１に記載の型内発泡成形体の製造方法。
【請求項３】
一方加熱工程あるいは逆一方加熱工程の何れか一方を省くことを特徴とする請求項１または２に記載の型内発泡成形体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、型内発泡成形体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱可塑性樹脂発泡粒子をコア型とキャビィティ型とからなる一対の金型から構成される成形空間に充填し、水蒸気で加熱融着させ、ついで冷却、離型して得られるいわゆるビーズ発泡成形体（以下、型内発泡成形体という）は、緩衝材、包装材、断熱材、建築資材、自動車資材など広範囲に利用されている。水蒸気で加熱融着させる工程は、一般的には、金型加熱工程、一方加熱工程、逆一方加熱工程、両面加熱工程等に分ける方式（例えば、特許文献１、２参照）が採用されることが多い。金型加熱工程は、金型の昇温を主目的として行われるもので、それぞれの金型の蒸気室内に蒸気を一定時間供給し、そのドレンを金型外部へと排出するといった操作が行われる。一方加熱工程は、成形空間内の空気の排除（空気→蒸気の置換）と発泡粒子を発泡、融着させるための前加熱などを目的として行われるもので、蒸気を金型の一方の型（例えばキャビティ型）の蒸気室を通じて、成形空間内の発泡粒子の隙間に流し、これを他方の型（コア型）の蒸気室を通して型外部へと排出する工程である。逆一方加熱工程は、前工程（一方加熱）の処理によっても、成形空間内の空気を蒸気への置換が不十分である部位を補うために、前工程とは逆のルートで蒸気室に導入して加熱処理を行う工程である。そして、両面加熱工程は、成形空間内の発泡粒子を最終的に発泡、融着させる工程であり、成形金型の両方の蒸気室に同時に蒸気を導入するといった操作で行われる。
【０００３】
加熱工程時の課題としては、成形空間が複雑形状である場合には、端部が袋状となり、該端部の空気を成形空間外へ排出することが困難となるため、蒸気による空気置換が充分行えず、成形品の端部の融着率、表面性が低下する傾向にあった。また、予備発泡粒子に含まれる樹脂粉等の異物が、コアベント（あるいはコアベントホール）に堆積し、目詰まりを起こし、成形空間に充填された予備発泡粒子を発泡、融着させる前に、成形空間の空気を蒸気に置換することが製品の融着性、表面性に大きな影響を与える。また、コアベント（あるいはコアベントホール）に目詰まりが発生すると離型が安定しない傾向にあった。よって従来では、これを防止、抑制するために、圧縮空気の圧力を高く設定したり、離型時間の延長を行ったりすることがなされてきた。この結果、金型の破損、成形サイクル延長による生産性の低下の問題があった。
【０００４】
また、コアベント（あるいはコアベントホール）の目詰まりを除去する方法として、金型を解体し、熱処理を行い、水によるジェット洗浄あるいは、サンドブラスト洗浄と呼ばれる微粉洗浄を行うことが一般的である。この作業は、たいへんな労力と時間および費用が発生する問題がある。
【０００５】
これを防止、抑制するために、加熱時間の延長を行ったり、加熱蒸気圧力を高めに設定したりすることがなされてきた。この結果、成形サイクル延長および不良率増加による生産性の低下が問題となっていた。上記加熱工程においては蒸気量あるいは蒸気圧を大きくするほど加熱時間は短かくなるが、エネルギーの無駄や装置の耐久性の問題も生じ、また上記工程毎に異なる蒸気の供給条件を適正に満足させる必要もある。また、一方加熱工程あるいは逆一方加熱工程の時間の延長を行ったり、加熱蒸気圧力を高めに設定すると一方加熱工程あるいは逆一方加熱工程時に発泡粒子の内部温度が高くなり、予備発泡粒子の空気量が低下し、本加熱工程時の二次発泡力が低下に繋がる。ひいては、成形体の変形あるいは収縮（ヒケ）が増大に繋がり、乾燥養生時間の延長に繋がる問題があった。
【特許文献１】特開昭５８−５１１２３号公報
【特許文献２】特開昭５９−１２３１号公報
【特許文献３】特開昭６３−２１１３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
以上のような状況に鑑み、本発明の目的は、金型に設けられたコアベントやコアベントホールといった蒸気孔の目詰まりを低減し、低成形圧で、表面性が良好である型内発泡成形体の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、熱可塑性樹脂予備発泡粒子を用いる型内発泡成形体の製造方法の加熱工程において、金型加熱工程に要する工程時間を一方加熱工程あるいは逆一方加熱工程のいずれか工程時間の長い方の工程に要する時間よりも２倍以上とすることで、上記課題が解決でき、コアベントやコアベントホール等の蒸気孔の目詰まりを低減でき、表面伸びの良い型内発泡成形体が低成形圧で得られることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【０００８】
すなわち本発明の第１は、コア型とキャビィティ型とからなる一対の金型から構成される成形空間内に熱可塑性樹脂発泡粒子を充填し、それぞれの金型に蒸気を供給する金型加熱工程、キャビティ型側より蒸気を供給し成形空間を通ってコア型側より蒸気を排出する一方加熱工程、次いでコア型側より蒸気を供給し成形空間を通ってキャビティ型側より蒸気を排出する逆一方加熱工程、コア型側、キャビティ型側の両方の蒸気室から成形空間に蒸気を導入する両面加熱工程を含んでなる加熱工程によって、熱可塑性樹脂発泡粒子を加熱発泡せしめて発泡成形体を製造する方法において、
一方加熱工程あるいは逆一方加熱工程のいずれか工程時間の長い方の工程よりも金型加熱工程に要する工程時間を２倍以上とすることを特徴とする型内発泡成形体の製造方法。
【０００９】
好ましい態様としては、
（１）一方加熱工程、逆一方加熱工程それぞれの工程時間が、５秒以下であること、
（２）一方加熱工程あるいは逆一方加熱工程の何れか一方を省くこと、
を特徴とする前記記載の型内発泡成形体の製造方法に関する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る熱可塑性樹脂発泡粒子を用いる型内発泡成形体の製造方法において、従来の製造方法の欠点であったコアベント（あるいはコアベントホール）への目詰まりを低減させ、メンテナンス頻度を少なくでき、安定した品質の型内発泡成形体を得ることができる。また、型内発泡成形体の端部の融着および表面性の低下及び、収縮（ヒケ）を防止し、全体の品質が均一な型内発泡成形体を得ることができる。更に、蒸気使用量の低減、成形サイクルタイムの短縮、乾燥養生時間の短縮に効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
熱可塑性樹脂からなる予備発泡粒子を用いた発泡成形体の製造に使用される一般的な金型構造について図１を用いて説明する。図１に示した型内発泡成形用金型装置は、予備発泡粒子が充填、成形される成形空間１を形成するようにキャビティ側中型６およびコア側中型７は対向配置されるとともに、それぞれ中板８を介して枠状フレーム９に固定されている。その背面には、それぞれキャビティ側中型６あるいはコア側中型７と中板８、枠状フレーム９および裏板１０から形成されるキャビティ型背面蒸気チャンバ３およびコア型背面蒸気チャンバ２を備えており、それぞれの蒸気チャンバの上部には、蒸気や冷却水を供給するための上部用役口１１〜１４が設けられ、下部には、ドレン配管に接続された下部用役口１５、１６が設けられている。またキャビティ側中型６およびコア側中型７はその表面に多数のコアベント（あるいはコアベントホール）１７を有しており、上部用役口１１、１２より蒸気チャンバ２および３に供給された蒸気は、コアベント（あるいはコアベントホール）１７を通過し、成形空間１へと供給される。ここでコアベントとは、通常キャビティ側中型およびコア側中型に２０〜３０ｍｍピッチで配置した穴に填め込まれている、０．５ｍｍφ程度の丸孔や幅０．５ｍｍ程度のスリットからなる貫通孔を複数個透設した外径６〜１２ｍｍの蓋を有する筒体のことであり、コアベントホールとはキャビティ側中型およびコア側中型に直接的に形成した０．５ｍｍから１．５ｍｍφ程度の貫通穴のことを言う。
【００１２】
型内発泡成形体の製造方法としては、コア型背面蒸気チャンバ２およびキャビティ型背面蒸気チャンバ３とを組合せた成形空間１内に熱可塑性樹脂発泡粒子を充填し、両型に接続した上部用役口１１、１２から蒸気を導入して、熱可塑性樹脂発泡粒子を加熱融着させるものである。そして前記加熱融着する工程は、（１）金型加熱工程、（２）一方加熱工程、（３）逆一方工程、（４）両面加熱工程を含んでなる。
【００１３】
（１）金型加熱工程は、コア型背面蒸気チャンバ２およびキャビティ型背面蒸気チャンバ３の両方の蒸気室に上部用役口１１、１２から蒸気を導入し、それぞれの蒸気室のドレン弁ＤＶ１およびＤＶ２を開いて下部用役口１５、１６から蒸気を排出し、各蒸気室内を通過する蒸気によって金型を加熱する工程である。即ち、キャビティ側上部用役口１２から蒸気を導入し、キャビティ側下部用役口１６から蒸気を排出し、コア側上部用役口１１から蒸気を導入し、コア側下部用役口１５から蒸気を排出することで、キャビティ側中型６、コア側中型７を温める工程である。
【００１４】
（２）一方加熱工程は、一方の蒸気室のみに蒸気を導入すると共に反対側の蒸気室のドレン弁を開くことにより、蒸気を一方の蒸気室から成形空間１を通過させて反対側の蒸気室のドレン弁から排出し、成形空間１の加熱と同時に原料粒子間の空気を追い出して原料粒子同士の融着を行ない易くする工程である。
【００１５】
即ち、キャビティ側下部用役口１６のドレン弁ＤＶ２を閉じ、コア側下部用役口１５のドレン弁ＤＶ１を開放した状態で、キャビティ側上部用役口１２より蒸気を導入する。導入された蒸気は、成形空間１を通ってコア側下部用役口１５より排出される。
【００１６】
（３）逆一方加熱工程は、一方加熱工程とは逆のルートで蒸気室に導入して加熱処理を行う工程である。即ち、コア側下部用役口１５のドレン弁ＤＶ１を閉じ、キャビティ側下部用役口１６のドレン弁ＤＶ２を開放した状態で、コア側上部用役口１１より蒸気を導入する。導入された蒸気は、成形空間１を通ってキャビティ側下部用役口１６より排出される。但し、一方加熱工程と逆一方加熱工程の順序は、逆転しても良い。
【００１７】
（４）両面加熱工程は、成形空間内の発泡粒子を最終的に発泡、融着させる工程であり、コア型側、キャビティ型側両方の蒸気室に同時に蒸気を導入すると共に各蒸気室のドレン弁ＤＶ１、ＤＶ２は閉じておき、成形空間１内の熱可塑性樹脂発泡粒子の完全な加熱融着を行なう工程である。
【００１８】
本発明においては、前記発泡成形体を製造する方法において、一方加熱工程あるいは逆一方加熱工程のいずれか長い方の工程よりも金型加熱工程に要する時間を２倍以上とすることを特徴とするものである。このような構成とすることで、一方加熱工程、或いは逆一方加熱工程に要する時間を短くすることが出来る。即ち、蒸気がコアベント（或いはコアベントホール）を通過する時間を短くすることでコアベント、コアベントホールの目詰まりを抑制することが出来る。また、成型空間内の発泡粒子に含浸した空気の抜けを防止し、発泡成形体の収縮（ヒケ）を抑制する効果を得ることが出来る。
【００１９】
好ましい態様としては、一方加熱工程、逆一方加熱工程それぞれの工程時間が５秒以下とすることにより、従来の加熱工程に要するトータル時間を短縮することが可能となり、発泡成形体の品質を維持し、コアベント、コアベントホールの目詰まりを抑制する効果を得ることが出来る。
【００２０】
また、一方加熱工程あるいは逆一方加熱工程の何れか一方を省くことで成型空間内の蒸気の通過する工程を省くことが出来、更に加熱工程に要するトータル時間を短縮することが可能となり、発泡成形体の品質を維持し、コアベント、コアベントホールの目詰まりを抑制する効果を得ることとなるため好ましい。
【００２１】
なお、本発明に適用できる熱可塑性樹脂は、ポリスチレンに代表されるポリスチレン系樹脂やエチレン−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３元共重合体、ホモポリプロピレン、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、架橋低密度ポリエチレン（架橋ＬＤＰＥ）等のポリオレフィン系樹脂が挙げられるが、中でも、ポリオレフィン系樹脂に好適に使用することが出来る。本発明で用いる熱可塑性樹脂発泡粒子は、前記熱可塑性樹脂より公知の方法で得ることが出来る。
【実施例】
【００２２】
次に、本発明を実施例にて更に詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。評価は次のように行った。
【００２３】
（融着性）
得られた発泡成形体にカッターナイフで約５ｍｍのノッチを入れ、ノッチに沿って曲げ破断させた。破断面の状態を目視観察し、以下の基準で評価した。
○：破断面において、発泡粒子界面で破断している割合が２０％以下。
△：破断面において、発泡粒子界面で破断している割合が２０〜４０％。
×：破断面において、発泡粒子界面で破断している割合が４０％以上。
【００２４】
（表面性）
得られた成形体の端部および中央部の成形体表面における予備発泡粒子同士の空隙を目視にて評価し、以下のように表した。
○・・・亀甲模様が目立たない
△・・・よく見ると僅かに亀甲模様が観察されるが、ほとんど問題とならないレベル×・・・亀甲模様が容易に判別でき、粒間が観察される
【００２５】
（目詰まり評価）
成形ショットの定期的（１００ショット毎）にコアベント及びコアベントホールの目詰まりを目視にて観察し、コアベント及びコアベントホールの全開口断面積の５０％の断面積が目詰まりした時の成形ショット数を評価し、以下のように表した。
○・・・１００００ショット以上
△・・・５０００ショット以上１００００ショット未満
×・・・５０００ショット未満
【００２６】
（実施例１〜４、比較例１）
金型は、体積１１．８５Ｌ、１個取り、充填器は４本配置されたバンパーコアモデル（長棒形状）型（約Ｌ１２００×Ｗ１３０×Ｔ１００ｍｍ）を使用した。熱可塑性樹脂発泡粒子は「エペランＰＰ  ＬＢＳ１３（株式会社カネカ製、嵩密度５６．５ｇ／Ｌ）」を用い、予備発泡粒子に空気加圧処理により空気を予備発泡粒子内に圧入し、最終的には発泡粒子内圧力は絶対圧力で０．２ＭＰａであった。この発泡粒子を下記の条件にて成形した。
【００２７】
充填機１９から成形機のコア型背面蒸気チャンバ２およびキャビティ型背面蒸気チャンバ３との間隙を５ｍｍとした状態で成形空間１内にクラッキング充填した後、下記条件加熱／冷却条件にて型内発泡成形体を得た。続いて、大気放置での放冷を１時間行った後、７５℃の乾燥室に２４時間放置、乾燥室から取り出して常温下での３時間放冷を経て、型内発泡成形体を得た。
【００２８】
加熱工程    表１を参照
冷却工程    予冷              ：１０秒
水冷              ：７０秒
実施例１〜４及び比較例１の構成および結果を表１に示す。
【００２９】
【表１】
2008254270.tif 000002
実施例１と比較例１の比較において、融着性、表面性の良好な発泡成形体を得られているが、比較例１においては、目詰まり性に問題があった。実施例１は、目詰まり性が改善される結果となった。実施例２、３においては、一方加熱、逆一方加熱工程の何れか一方を省く条件としたが、実施例１と同様、良好な結果が得られた。実施例４のように、一方加熱、逆一方加熱工程の両方を省くと、融着性に若干問題があったが、表面性は良好な発泡成形体が得られた。また目詰まりも発生しにくく、１ショットあたりの蒸気使用量も少なかった。
【００３０】
したがって、発泡成形体を製造する方法において、一方加熱工程あるいは逆一方加熱工程のいずれか長い方の工程よりも金型加熱工程に要する時間を２倍以上にする構成とすることで、発泡成形体の品質を悪化させることなく、コアベントホール（あるいはコアベントホール）の目詰まりが低減され、離型不良が発生するまでのショット数を遅延できることがわかった。また、蒸気使用量においても低減できることがわかった。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】一般的な型内発泡成形金型装置の断面図
【符号の説明】
【００３２】
１    成形空間
２    コア側型背面蒸気チャンバ
３    キャビティ側凹型背面蒸気チャンバ
４    型間空間部
５    パーティング部
６    キャビティ側中型
７    コア側中型
８    中板
９    枠状フレーム
１０    裏板
１１    コア側上部用役口（蒸気）
１２    キャビティ側上部用役口（蒸気）
１３コア側上部用役口（冷却水）
１４    キャビティ側上部用役口（冷却水）
１５    コア側下部用役口
１６    キャビティ側下部用役口
１７    コアベント（あるいはコアベントホール）
１８    ドレン配管
１９    充填機
２０    エジェクトピン
ＳＶ１    用役弁（コア側蒸気弁）
ＳＶ２    用役弁（キャビティ側蒸気弁）
ＳＶ３    用役弁(コア側冷却水)
ＳＶ４    用役弁（キャビティ側冷却水）
ＤＶ１    ドレン弁（コア側）
ＤＶ２    ドレン弁(キャビティ側)
【図１】
2008254270.tif 000003