專利名稱：有皮層泡沫塑料物品的成型方法
技術領域：
本發明涉及有皮層泡沫塑料物品的成形方法。
如眾所周知，泡沫塑料物品可用于隔熱(保溫)材料、消音材料、浮子等范圍廣泛的用途，但作為這種泡沫塑料物品的一種成形方法，“模內發泡成形法”是已知的。這種模內發泡成形法是將預發泡樹脂顆粒填充在成形用金屬模具內、然后將加熱水蒸汽通入到成形用金屬模具內使預發泡樹脂顆粒加熱熔融粘著的方法(例如，參閱日本專利特公平3-56905號公報)。
另一方面，把泡沫塑料物品表面做成無孔平滑狀態的有皮層泡沫塑料物品也是已知的(例如，參閱日本專利特公昭42-10752號公報)。這是在諸如非發泡的中空物品內填充預發泡樹脂顆粒再使之發泡而形成的，這種有皮層泡沫塑料物品的出現進一步擴大了泡沫塑料物品的用途。
但是，在這樣的有皮層泡沫塑料物品的成形方法中，中空物品和在這種中空物品內形成的泡沫塑料物品是用不同的工藝成形的，隨著工藝數目增多，便產生了既需要各自的成形用金屬模具等設備。也使制造成本提高這樣的問題。
因此，本發明者等人提出了把發泡成形用金屬模具與模內發泡成形用金屬模具做成一體，先使型坯發泡成形而形成中空物品，再在所形成的中空物品內填充預發泡樹脂顆粒、加熱、熔融粘著，從而簡化了成形工藝，當可能地縮短成形時間的方法(日本專利特開平5-138722號公報，日本專利申請特愿平4-209761號、特愿平4-209763等)。
但在這種成形方法中，在型坯發泡成形而形成的中空物品冷卻固化之前要使中空物品內恢復到大氣壓而后再抽真空減壓，填充預發泡樹脂顆粒。
因此，中空物品內壓處于大氣壓以下，未固化的中空物品會向內吸引而造成形狀塌陷，無法保持像金屬模具那樣的形狀。因此，在用這種成形方法制造的有皮層泡沫塑料物品的表面上，中空物品塌陷痕跡便以細小凹凸的形式留下來，有損害制品外觀這樣的問題。
本發明正是為了克服這樣的缺點，借助于在保持中空物品的內壓高于其外部壓力的同時填充樹脂、發泡成形，以改善有皮層泡沫塑料物品的外觀為目的。
為了達到上述目的，本發明提供有皮層泡沫塑料物品的成形方法，其特征是使落入成形用金屬模具內的型坯發泡成形而形成中空物品，其次在該中空物品冷卻固化之前在該中空物品內填充熱塑性預發泡樹脂顆粒(以下稱為發泡樹脂顆粒)或熱塑性可發泡樹脂顆粒(以下稱為發泡樹脂顆粒)，使該樹脂顆粒加熱、熔融粘著而形成泡沫塑料物品的有皮層泡沫塑料物品的成形方法，其中至少在直至上述樹脂顆粒填充開始的時間保持中空物品內比其外部高的壓力，然后加壓填充上述樹脂顆粒。
實施例首先，參照
實施本發明時使用的成形裝置的一個實例。
在圖1至圖4中，5是成形用金屬模具(表示由一對對開模具組成的成形用金屬模具在去掉其另一塊的狀態下的一塊對開模具)，各圖均表示沿成形用金屬模具5的接合線的斷面圖。
此外，4是設置在成形用金屬模具5上方的型坯擠出機，型坯擠出機4將所希望的樹脂加熱、熔融，以型坯2的形式供給成形用金屬模具5。
在成形用金屬模具5下方，在底座10上安裝了附設升降裝置11、升降自如的固定臺6，就這種升降裝置11而言，可以采用齒條-齒輪機構、伺服馬達機構、氣動或油壓缸式升降機構等。
在這個固定臺6中，固定了管8和9以及填充加料器7的下端部，使填充加料器7處于中央位置。
在成形用金屬模具5的下部接合線附近形成了導向溝8a、9a和7a，使固定臺6上升時管8和9以及填充加料器7的上端部能沿這個導向溝8a、9a和7a導入成形用金屬模具5內。
而當固定臺6上升時，要使管8和9伸進一定程度，以致能均勻地把空氣等吹進整個成形用金屬模具5內部，并使填充加料器7或者接觸到成形用金屬模具5的下部內表面，或者靠近它，或者達到稍微突出的狀態，這樣來設計管8和9的長度及其與填充加料器7的長度之差。
就管8和9而言，可以采用具有上端開口的管子，使其直徑小于發泡樹脂顆粒3的直徑，也可以采用將其上端用8′和9′封閉而在其側壁上穿透多個直徑比發泡樹脂顆粒3的直徑小的小孔或狹縫8″和9″的管子等。
此外，管8和9也可以由多根管材構成，使這些管材能夠上下滑動而自由調節，如果是這樣的話，還可以適當調整小孔或狹縫8″和9″的上下位置，以便進行與各種條件對應的較好成形。
管8和9也兼備吹入發泡成形用的空氣、填充發泡樹脂顆粒3時供給空氣和排出空氣、供給用于加熱發泡樹脂顆粒3的加熱水蒸汽、在供給后述的加熱水蒸汽時的排氣、冷卻時抽真空等作用。
管8和9的下端通過閥22、發泡用空氣配管19、減壓閥23等與氣源18連通，同時還通過閥22、22、22……與加熱水蒸汽源20、真空裝置21以及排水配管25連通，通過開閉控制減壓閥23、閥22、22、22……，可依次進行空氣和加熱水蒸汽的供給與排出。
此外，在本實施例中表示了設有兩根管8和9的實例，但也可以設置與適當成形品的形狀等對應的多根管子。
當然，空氣或加熱水蒸汽的供給或排出，也可以根據各自的作用分別設置管子。
就填充加料器7而言，是由導入發泡樹脂顆粒3的發泡樹脂顆粒導入口12和用于借助空氣壓送把這種發泡樹脂顆粒3填充到成形用金屬模具5內的、導入空氣的空氣導入口13形成的，設有能開閉控制這些發泡樹脂顆粒導入口12和空氣導入口13的自由滑動活塞式閥14。
發泡樹脂顆粒導入口12通過軟管16與發泡樹脂顆粒填充槽15連通，這個發泡樹脂顆粒填充槽15上安裝了用于進行發泡樹脂顆粒3的填充的加壓裝置17。此外，空氣導入口13與空氣源18連通。
以下參照與使用如上所述成形裝置的情況有關的附圖，說明本發明的有皮層泡沫塑料物品的成形方法。
如圖1所示，從配置在成形用金屬模具5上方的型坯擠出機4擠出加熱熔融的型坯2(例如，聚丙烯系樹脂加熱到180-220℃，聚乙烯系樹脂加熱到160-200℃)，供給開放的成形用金屬模具5內。
此外，此時成形用金屬模具5保持在40～80℃。
如圖2所示，在向成形用金屬模具5內供給型坯2之后，或在供給之前，提升固定臺6，將填充加料器7及管8和9插入型坯2內。然后，在向成形用金屬模具5內供給型坯2之后關閉成形用金屬模具5，將型坯2密閉。
然后，打開發泡用空氣配管19和19各自的閥門22和22，從空氣源18通過減壓閥23，將壓力7kg/cm2(表壓)的空氣經過管8和9向型坯2內吹送10-20秒鐘，使型坯2發泡而形成中空物品2a(參照圖3)。
此后，中空物品2a內的壓力為0.1kg/cm2～5kg/cm2，較好為1kg/cm2～3kg/cm2，可以通過開閉排水配管25的閥22來調整。此時，較好邊用管8向中空物品2a內吹入空氣，邊用管9排氣來調節。
在圖3所示的這種中空物品2a的冷卻過程中，利用安裝在發泡樹脂顆粒填充槽15上的加壓裝置17，以比中空物品2a的內壓高0.1kg/cm2～3kg/cm2、較好0.5kg/cm2～2kg/cm2(表壓)的壓力，將填充發泡樹脂顆粒3加壓。
這樣，在中空物品2a成形后中空物品2a的內壓不回到大氣壓而保持得比外部高，同時填充發泡樹脂顆粒3，從而不存在向中空物品2a內側的吸引力作用，中空物品2a的形狀也就不會破壞。
然后，關閉發泡用空氣配管19和19各自的閥22和22，打開加熱水蒸汽源20和20各自的閥22和22，由管8和9向所填充的發泡樹脂顆粒3中通入0.1～4kg/cm2、較好2.0kg/cm2～3.5kg/cm2(表壓)即115～145℃的加熱水蒸汽2～20秒。這樣，預發泡的發泡樹脂顆粒3便進一步發泡、相互熔融粘著，形成了泡沫塑料物品3a。
此時，也可以使兩根8和9中一根通入加熱水蒸汽、另一根對大氣開放，或者通過抽真空使所填充的發泡樹脂顆粒3中加熱水蒸汽的流動能平穩地進行。
此外，根據所要形成的有皮層泡沫塑料物品1的形狀，也可以把管8和9每隔一定時間交替地與真空裝置21和加熱水蒸汽源20連通。
此后，使所形成的有皮層泡沫塑料物品1冷卻，但在這個冷卻過程結束之前在中空物品2a內，往往由于處在產生通入空氣壓、加熱水蒸汽壓、發泡樹脂顆粒3的發泡壓的狀態，不存在向中空物品2a內側的吸引力的作用，中空物品2a的形狀不會破壞。
有皮層泡沫塑料物品1的冷卻可以像過去那樣通過讓成形用金屬模具5冷卻來進行，但除此之外，也可以利用真空裝置21和21抽真空、用管8和9吸出冷凝水。
最后，如圖4中所示，將固定臺6下降，使成形用金屬模具5與填充加料器7及管8和9脫離，打開成形用金屬模具5，取出作為制品的有皮層泡沫塑料物品1。
本實施例的有皮層泡沫塑料物品1可以從聚乙烯、聚丙烯等聚烯烴類樹脂、聚苯乙烯類樹脂、聚氯乙烯樹脂、ABS樹脂等制成的中空物品2a以及直徑1mm～3mm左右的聚苯乙烯類、聚乙烯類、聚丙烯類等預發泡樹脂顆粒或預發泡前的原粒(可發泡樹脂顆粒)3加熱、熔融粘著的泡沫塑料物品3a制作而成。
如果采用本發明的有皮層泡沫塑料物品的成形方法，由于發泡成形用金屬模具和模內發泡成形用金屬模具做成一個金屬模具，從而使成形工藝成為單一工藝，可以縮短成形時間，也簡化了成形裝置，降低了設備費用，結果，可以大幅度降低有皮層泡沫塑料物品的制造成本也就是理所當然的了;本發明的有皮層泡沫塑料物品的成形方法由于是在保持中空物品內高內壓的同時發泡成形的，因而不存在向中空物品內側的吸引力作用，也就不會破壞中空物品的形狀。因此，可以得到制品外觀極其良好的有皮層泡沫塑料物品。
附圖的簡單說明圖1是表示本發明的有皮層泡沫塑料物品的成形方法的重要部件斷面圖，是表示向成形用金屬模具供給型坯的狀態的圖。
圖2同上，是表示發泡成形時的狀態的圖。
圖3同上，是表示發泡成形時的狀態的圖。
圖4同上，是表示成形用金屬模具與填充加料器和管脫離的狀態的圖。
符號說明1…有皮層泡沫塑料物品2…型坯2a…中空物品
3…發泡樹脂顆粒3a…泡沫塑料物品5…成形用金屬模具7…填充加料器8，9…管21…真空裝置22…閥
權利要求
1.有皮層泡沫塑料物品的成形方法，其特征是，使落入成形用金屬模具內的型坯發泡成形而形成中空物品，其次在該中空物品冷卻固化之前向該中空物品內填充熱塑性預發泡樹脂顆粒或熱塑性可發泡樹脂顆粒、將該樹脂顆粒加熱、熔融粘著而形成泡沫塑料物品的有皮層泡沫塑料物品的成形方法，其中至少在直至開始填充上述樹脂顆粒之前的時間保持中空物品內比其外部高的壓力，然后加壓填充上述樹脂顆粒。
2.權利要求1的有皮層泡沫塑料物品的成形方法，其特征是，直至開始填充上述樹脂顆粒之前的時間保持中空物品內的壓力為0.1kg/cm2～5kg/cm2
3.權利要求2的有皮層泡沫塑料物品的成形方法，其中該中空物品內的壓力是1kg/cm2～3kg/cm2。
全文摘要
本發明的目的防止成型時中空物品形狀破壞，改善足以成為最終制品的有皮層泡沫塑料物品的外觀。構成使落入成型用金屬模具5內的型坯2發泡成型而形成中空物品2a，其中在該中空物品2a冷卻固化之前向該中空物品2a內填充熱塑性預發泡樹脂顆粒或熱塑性發泡性樹脂顆粒3，使該樹脂顆粒3加熱、熔融粘著而形成泡沫塑料物品3a的有皮層泡沫塑料物品1的成型方法，其中在直至上述樹脂顆粒填充開始的時間保持中空物品2a內比其外部高的壓力，然后加壓填充上述樹脂顆粒。
文檔編號B29C67/20GK1111565SQ9411346
公開日1995年11月15日 申請日期1994年12月28日 優先權日1993年12月28日
發明者服部一秀, 山路弘行, 畠山芳和, 志田祥幸, 田村敦, 北岡內匠 申請人:三菱化學巴斯夫株式會社, 阿論化成株式會社, 三光總業株式會社