JPS6348693B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、合成樹脂発泡体に模様、とくに雲
形又は大理石模様を表わす方法に関するものであ
る。

合成樹脂発泡体は押出発泡によつて作られるこ
とが多い。押出発泡では、押出機内で熱可塑性樹
脂を溶融するとともに混練し、発泡剤を含有する
樹脂溶融物を作り、溶融した樹脂をそのまま口金
に導いて口金から押出し、発泡させることを骨子
とする。この方法では、専ら均一な発泡体を作る
ことが志向され、そのために均一な樹脂溶融物を
作ることにのみ注意が払われた。

発泡体の成形において、均一な樹脂溶融物を作
るためには、樹脂を高温に加熱しよく溶融するこ
とが必要である。ところが、樹脂を口金内に導
き、成形して一定の形を保持させるには、僅かに
軟化している程度に保持することが必要である。
このため、押出発泡では口金に導く前に、高温に
加熱した樹脂を押出機先端部又は押出機と口金と
の間の樹脂通路内で冷却することが行なわれた。
また、このための樹脂の冷却装置も提案された。
このような冷却に際しても、従来は、樹脂を一様
に冷却して、均一な樹脂溶融物とすることだけに
注意が払われた。

この発明者は、押出機内で一旦高温の発泡性溶
融物を作つたのち、これを冷却する際に故意に溶
融物中に部分的な温度差を与えて、その後口金か
ら押出すことを試みた。そのために、この発明者
は、押出機と口金との間に円筒状の樹脂通路を設
け、この筒を外部より空気を吹き付けて強制冷却
し、筒内を流れる溶融樹脂の温度を円形断面にお
ける外周部ほど低く中心部ほど高くして、これを
口金から押出した。こうして得られた発泡成形体
では、断面において外側に形成された気泡の径が
小さく、内部に形成された気泡の径が大きく、そ
の差が顕著であつた。

次に、この発明者は、上記装置に加えて、筒内
の先端部に押出方向に対して斜めに延びる隔壁を
付設し、外がわにある比較的低温度の溶融物を斜
めに交差して進行させ、低温溶融物を内がわに塊
として散在させるようにして、これを押出した。
その結果、この発明者は、低温度の溶融物の存在
する部分が微小気泡の集団となり、その他の部分
が粗大気泡の集団となり、ここに特異な模様の表
われることを見出した。また、上述の隔壁を適当
に存在させると、低温部分が適度に分散し、ここ
に雲形又は大理石模様の表われることを見出し
た。

筒内に斜めに延びる隔壁を付設し、隔壁によつ
て流動物を分割するとともに、分割された流動物
部分を異なる方向に進行させ、その後これを集め
る機構のものは、錯綜混合機（又は静止混合機）
として知られている。錯綜混合機は、均一な組成
物を作るのに用いられる。そのために、錯綜混合
機では、上述の隔壁を筒内の長い距離にわたつて
付設し、また隔壁を途中で切断し、切断個所で隔
壁が複雑に交錯し、流動物をジグザグに進行させ
ることを必要としている。

ところが、隔壁を筒内の短かい距離のところだ
けに付設し、また流動物を単純に斜めに進行させ
るだけのときには、充分な混合は行なわれない。
とくに、溶融樹脂のような粘度が高く、僅かな温
度差を持つに過ぎないものを短かい斜めの隔壁の
間に通すときには、却つてそこに不均一な組成を
生じ、温度差のある部分がところどころに塊とな
つて存在するに至る、という意外な結果の得られ
ることがわかつた。この発明は、このような知見
に基づいてなされたものである。

この発明は、押出機内で、熱可塑性樹脂を溶融
するとともに混練して発泡剤を含有する溶融樹脂
を作り、これを外側から冷却された樹脂通路に通
し、その後樹脂通路に対して斜めに延びる隔壁に
より溶融樹脂を分割し、分割された樹脂部分を互
いに異なる方向に進行させ、その後樹脂部分を集
合させ、溶融樹脂全体中に温度の異なる部分を局
部的に存在させ、この状態で樹脂を口金に導き、
口金から押出し発泡させることを特徴とする、合
成樹脂発泡体に模様を表わす方法に関するもので
ある。

この発明は、溶融樹脂全体中に温度の異なる部
分を局部的に存在させることを骨子とする。その
ために、この発明は、発泡剤含有の溶融樹脂を外
がわから冷却して樹脂の内外に温度差を生じさ
せ、その後樹脂通路に対して斜めに延びる隔壁を
設け、この隔壁により溶融樹脂を分割し、分割さ
れた樹脂部分を互いに異なる方向に進行させたの
ち、これら樹脂部分を集合させる、という手段を
用いる。従つて、この発明は、特定の装置を用い
ることを必要としている。そこで、まず、この発
明方法で用いられる装置の説明から始める。

図面中、第１図は、この発明方法で用いられる
装置の一部切欠縦断面図である。第２図は、この
発明方法で用いられる隔壁構成用材料の一例を示
している。第３図は、この発明方法で用いられる
他の隔壁構成用材料を示している。第４図は、こ
の発明方法で用いられるさらに別の隔壁構成用材
料である。

第１図において、１は押出機、２はスクリユ、
３はブレーカープレート、４は筒、５は隔壁、６
は口金、７は成形枠である。押出機１は、バレル
内にスクリユ２を回転可能に付設し、その先にブ
レーカープレート３を付設し、さらにその先に筒
４を付設したものである。筒４は樹脂通路を形成
している。筒４は少なくとも押出機がわの部分が
外がわから冷却され、口金がわの内部に隔壁５が
固定され、その先に口金６が付設されている。

第１図の方法では、発泡性樹脂が押出機１内で
加熱により溶融されるとともに、スクリユにより
混練され、ブレーカープレート３を通り、筒４内
に入つてまず外がわから冷却され次いで隔壁５に
よつて分割される。隔壁５内では、分割された樹
脂が異なつた方向に進行せしめられる。隔壁５を
通つたのちに樹脂は、口金６内で集合され、口金
６から押出されて発泡し、成形枠７により形を整
えられて、発泡体８となる。

隔壁５としては、隔壁を集合体として構成され
たもの、例えば第２図ないし第４図に示したもの
を用いるのが好都合である。このうち、第２図に
示したものは、多数の波板を集めたものであり、
第３図に示したものは、多数の小平板を交差させ
たものであり、第４図に示したものは、金属塊に
多数の孔を穿設したものである。これらの隔壁の
うち或るものは、既に述べたように、均一な組成
物を得るための混合機の要素として知られてい
る。

第２図の隔壁集合体５１は、多数の金属製波板
５１１，５１２……………等を重ね合わせ、波板
中の屈曲部分が向きを異いて交差するように、波
板を互いに固定して作られたものである。具体的
には、例えば、波板５１１の谷及び峰の延びる方
向を矢印ａの方向に向けて配置したとすると、そ
のすぐ下方に位置する金属製波板５１２は、その
谷及び峰の延びる方向が矢印ｂの方向に向くよう
にこれを配置し、それら波板の接触点を溶接して
交差状態に固定したものである。さらに、金属製
波板５１２のすぐ下方に位置する金属製波板５２
３は、その谷及び峰の延びる方向が矢印ａの方向
に向くように配置し、同様に溶接して傾斜隔壁の
集合体５１としたものである。傾斜隔壁の集合体
５１では、各波板の間に通路が形成されるが、そ
の通路は隣接するものの間で異なつた方向に向
き、また、通路の厚みが色々と変化するものとな
つている。

この発明方法では、上述のような傾斜隔壁の集
合体５１を筒４すなわち樹脂通路内に挿入しただ
けで、多数の隔壁を斜めに延びるように設けたも
のとすることができる。挿入に際しては、集合体
５１を唯１個用いるだけでもよいが、少数、例え
ば２個又は３個の隔壁集合体５１，５２を直列に
挿入してもよい。

複数個の集合体５１を用いる場合は、１個の集
合体では分散不充分なときであるから、複数個の
集合体５１を並べるには、分散がさらに充分とな
るように配置することが好ましい。それには、１
つの集合体５１における矢印ａとｂとに平行な平
面が、これに隣接する他の集合体５２における矢
印ａとｂとに平行な平面と直交するように、２つ
の集合体を並べて連ね、両集合体５１と５２とに
おける波板の端同志を互いに交差する状態で接触
させ、接触点を溶接して、これら隔壁集合体を直
交状態に一体とする。同様にして、さらに別の集
合体を直交状態に接続する。集合体５１又は５２
を筒４内に挿入するには、第２図の矢印Ｘの方向
が筒４の軸線方向と一致するように向けて挿入す
る。

こうして形成された筒４内では、小板５１１，
５１２……………等の峰又は谷の延びる方向ａ及
びｂが、筒４の軸線方向Ｘに対して斜めに向つて
いる。しかも集合体５１内には、小板５１１，５
１２……………等によつて区画された多数の樹脂
通路が形成されている。その樹脂通路は、小板の
屈曲のために障害が多い。だから、集合体５１中
を通る樹脂は乱流を形成することとなる。

第１図に示した装置は、上述のように構成され
ている。そこで、第１図について、この発明方法
を説明する。押出機１内では、発泡剤を含んだ熱
可塑性樹脂が、溶融された状態でブレーカープレ
ート３を通り、筒４の形成する樹脂通路内へ送り
込まれる。筒４に至るまでは、樹脂は発泡剤を一
様に含み、よく混練させて、全体がほぼ同じ温度
の組成物となつている。筒４は、その外面が大気
中に露出している。そのため、筒４内を通る間に
樹脂は、外がわ部分が内がわ部分よりも低温とな
る。このような樹脂を隔壁５中に通すと、樹脂は
隔壁によつて分割され、隔壁に沿つて斜めに進行
する。その結果、低温の樹脂が外がわから内がわ
に移り、ところどころに分散される。

既述のように、集合体５１を通る樹脂は乱流を
形成するから、樹脂は隔壁５中を通る間に混合さ
れる。この発明方法では、筒４の中を流れるもの
が粘稠な樹脂溶融物であり、また筒４の先端部の
短かい範囲内に隔壁５が設けられているに過ぎな
いから、上述の混合は全体を均一にするまでに至
らない。しかも筒４は大気に露出しているから、
樹脂は露出面から冷却される。従つて、隔壁５を
通る間に、樹脂はその中の低温部分を内部のとこ
ろどころに塊として分散させた状態となる。

この発明方法において、筒４の中の先端部の短
かい範囲内に隔壁５を付設するとは、隔壁５の付
設された領域が、筒４の内径Ｄを基準として、筒
４の軸方向にＤないし５×Ｄの長さの範囲内にわ
たつていることを意味している。

隔壁５を出た樹脂は、次いで口金６に入る。こ
のとき、樹脂は、前述のように、低温樹脂が内部
のところどころに塊となつて散在している状態に
ある。従つて、口金６内では、低温樹脂の塊が、
そのまま散在した状態で断面形状が整えられるこ
とになる。形を整えられた樹脂は、口金６を出る
と同時に発泡するが、このとき成形枠７内にあつ
て、枠７により外形を規制される。発泡に際して
は、樹脂中に低温度の塊が散在するので、低温度
部分が小さな気泡を生成して、低倍率に発泡する
が、その余の高温度部分が大きな気泡を生成して
高倍率に発泡することとなる。

上述のようにして得られた発泡体は、高倍率に
発泡した部分と、低倍率に発泡した部分とが、混
在したものとなる。そこで、この発泡体を切断し
て見ると、切断面では低倍率部分が濃色となり、
高倍率部分が淡色となり、濃色と淡色とが不規則
に入り乱れて、恰かも雲形又は大理石のような模
様が表わされている。こうして、雲形又は大理石
のような模様を持つた樹脂発泡体が得られる。

既に述べたように第２図の隔壁集合体５１の代
わりに、第３図の隔壁集合体９を用いることがで
きる。第３図の隔壁９は、小平板の交差物９１，
９２及び９３等が組み合わされて作られている。
詳しく云えば、一組の小平板９１１，９１２，９
１３，９１４等が等しい間隔をおいて平行に並ん
で一平面上にあり、他の一組の小平板９１６，９
１７，９１８，９１９等が等しい間隔をおいて、
平行に並んで別の平面にあり、後者の組が前者の
組の間に入つて交差部が溶接され、こうして小平
板の交差物９１が構成される。同様にして、一組
の小板９２１，９２２，９２３等が等しい間隔を
おいて配置され、小板９２６，９２７，９２８等
と交差して交差物９２が構成される。さらに同様
にして、交差物９３が構成される。その上で、こ
れらの交差物９１，９２及び９３がさらに交差さ
れ、例えば交差物９２の小板９２６が交差物９１
の小板９１１と９１２との間に入り込んで、その
接点が互いに溶接されて一体となり、集合体９を
構成する。この場合、各交差物の端が一直線上に
来るように、各交差物の配列に注意する。第３図
の集合体９では、小板９１１ないし９２８等の間
の隙間が樹脂通路を形成することになる。

この発明方法では、第３図に示した隔壁集合体
９を隔壁５の代わりに筒４の構成する樹脂通路の
中に挿入して、発泡体を作ることができる。この
とき、第３図の矢印Ｘの方向が、筒４の軸と一致
するように集合体９を位置させる。こうして、筒
４の中へ溶融樹脂を通すと、樹脂は小平板９１１
等により分割されるとともに誘導されて、筒４内
を斜めに進行する。小平板が交差して幾重にも存
在するから、樹脂は分割と斜めの進行と集合とを
繰り返すこととなる。しかも、外周の樹脂は冷却
されて低温にある。そのため、筒４の構成する樹
脂通路内を進行する間に、外周の低温樹脂が内部
へ移行せしめられ、内部に塊となつて散在するこ
ととなる。従つて、この樹脂を口金から押出すと
発泡し、さきに述べたと同様に、低発泡部分と高
発泡部分とが、不規則な模様となつて現れるよう
な発泡体が得られる。

第４図の隔壁集合体１００は、円柱状金属塊１
０１に多数の貫通孔１０３ないし１０６を穿設し
たものである。貫通孔１０３ないし１０６は、何
れも金属塊１０１の円柱軸に対して斜めに向いて
いる。しかも、貫通孔１０３ないし１０６の円柱
軸に対する傾斜は、隣接する貫通孔の間で異なつ
ている。例えば、第４図のａ図における断面ｃで
表わされる貫通孔１０３が、ｃ図のように、上ほ
ど左へ傾く傾斜であれば、これに隣る断面ｂで表
わされる貫通孔１０４は、ｂ図のように、上ほど
右へ傾く傾斜とする。従つて、樹脂がこれらの貫
通孔１０３ないし１０６に分かれて進み、貫通孔
を出たところで集合されると、外周にあつた樹脂
が分割されて斜めに移動し、中央部に来ることに
なり、逆に中央部にあつた樹脂が外周に来ること
になる。こうして、外周の低温樹脂が内部のとこ
ろどころに散在することになる。

なお、この発明方法では、隔壁集合体５の直前
にある溶融樹脂が、出来るだけ広い範囲の温度分
布を持つことが望ましい。なぜならば、高温部と
低温部との温度差が大きいほど、発泡体に顕著な
模様が表われるからである。したがつて、筒４は
大気中に露出させるだけでなく、ジヤケツト式に
し、水、油等の冷却媒体を通すのがよい。

この発明方法によれば、内部に低い倍率に発泡
した部分を含み、低い倍率部分が高い倍率部分中
に不規則に分散している樹脂発泡体が容易に得ら
れる。そこで、この発泡体を切断して切断面を露
出させると、切断面は低い倍率部分が雲形又は大
理石様の特異な模様を表わすような樹脂発泡体が
得られる。その模様が美麗であるから、この発泡
体はこれを切断して断面を露出させ、外観が美麗
な発泡体として使用することができる。また、こ
の発泡体は断熱性にもすぐれているので、スライ
スして障子、襖等に使用すると、美麗で商品価値
の高いものが得られる。この点で、この発明方法
は実用上の効果が大きい。

次に実施例を挙げて、この発明方法の詳細を説
明する。

実施例 １ この実施例では、第１図に示した実施態様で、
筒４としてジヤケツト式のもの、隔壁集合体とし
て第２図に示した構造のものを用いた。

樹脂としてはポリスチレン樹脂を用い、樹脂
100重量部に対して0.5重量部の微粉末タルクを加
えよく混合したのち、この混合物を口径40mmと口
径50mmの二台が連結された押出機に、１時間当り
15Kgの割合で供給した。そして、口径40mmの押出
機途中より、樹脂に対して約15重量％割合でトリ
クロロモノフルオロメタンを供給し、均一に混合
して発泡性樹脂とした。

押出機先端に設けた筒４は内径が60mmφで、軸
方向に300mmの長さをもつものであり、その先端
部120mmの範囲に第２図に示した隔壁集合体５１
及び同一構造の隔壁集合体５２を直列に挿入し
た。この隔壁集合体５１，５２における波板５１
１，５１２……………は、それぞれ1.5mm厚みの
もの７枚で構成され、両集合体の連結部は波板の
端同志が互いに交差する状態で接触し、接触点が
溶接され一体化したものであつた。次に口金６は
先端部の開口が厚み２mm、巾100mmの細狭通路を
持つものであり、成形枠７は口金の樹脂排出面に
接して、樹脂排出通路を囲み、開口が出口ほど広
がり、端部では厚み25mm、巾200mmの寸法となつ
たものであつた。また軸方向の長さは100mmであ
つた。

押出にあたつては、口径40mmの押出機の樹脂供
給部を170℃、溶融部を200℃、口径50mmの押出機
を100〜160℃にそれぞれ設定し、押出機より排出
された溶融樹脂を筒４に導き、この外側にあるジ
ヤケツト内に90℃の温調油を循環させ、筒４内に
設けた隔壁集合体５１，５２を通した後口金より
押出し、それに続く成形枠７内で発泡させ、外形
規制を行なつた。、その後、発泡体を引取機で連
続的に引取り、発泡成形体を得た。

この発泡成形体は、密度0.07ｇ／cm³で、最大厚
み40mm、最大巾240mmの偏平円断面を持ち、その
あらゆる角度からの切断面では微小気泡群と粗大
気泡群が入りまじり、あたかも大理石様の模様が
表われたものであつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明方法の一実施態様を断面図
で示したものである。第２図及び第３図は、この
発明方法で用いられる隔壁の構成用材料を示した
斜視図である。第４図は、この発明方法で用いら
れる他の隔壁構成用材料を示した平面及び断面図
である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 押出機内で、熱可塑性樹脂を溶融するととも
   に混練して、発泡剤を含有する高温の溶融樹脂を
   作り、これを外側から冷却された樹脂通路に通
   し、その後樹脂通路に対して斜めに延びる隔壁に
   より溶融樹脂を分割し、分割された樹脂部分を互
   いに異なる方向に進行させ、その後樹脂部分を集
   合させ、溶融樹脂全体中に温度の異なる部分を局
   部的に存在させ、この状態で樹脂を口金に導き、
   口金から押出し発泡させることを特徴とする、合
   成樹脂発泡体に模様を表わす方法。