発泡成形型および低倍発泡成形体
【課題】低倍発泡成形品を成形する発泡成形型において、簡単な設計変更を施すだけで、発泡力によって生じる恐れのある成形型の変形を、確実に抑止すること。
【解決手段】平坦な蒸気吹き出しプレート２ａ，２ｂが、その前面側が一平面となるように、両マスターフレーム１ａ，１ｂの前面側にそれぞれ取り付けられており、片方のマスターフレーム１ａ側に、成形品キャビティ４を区画する成形開口２２を備えたアタッチメントプレート２０が着脱可能に取り付けられている発泡成形型１において、蒸気吹き出しプレート２ａ，２ｂが成形品キャビティ４に対向する領域の背面側に位置する補強サポート４０として、蒸気吹き出しプレート２ａ，２ｂの背面と接する部分の形状が所定幅の線状をなす板状の補強サポート４０を備える。
【解決手段】平坦な蒸気吹き出しプレート２ａ，２ｂが、その前面側が一平面となるように、両マスターフレーム１ａ，１ｂの前面側にそれぞれ取り付けられており、片方のマスターフレーム１ａ側に、成形品キャビティ４を区画する成形開口２２を備えたアタッチメントプレート２０が着脱可能に取り付けられている発泡成形型１において、蒸気吹き出しプレート２ａ，２ｂが成形品キャビティ４に対向する領域の背面側に位置する補強サポート４０として、蒸気吹き出しプレート２ａ，２ｂの背面と接する部分の形状が所定幅の線状をなす板状の補強サポート４０を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば発泡性粒子を型内で発泡させて発泡成形品を成形するための発泡成形型とその発泡成形型で成形される低倍発泡成形体に関する。
【背景技術】
【０００２】
発泡性粒子を型内で発泡させて発泡成形品を成形することは知られている。成形される発泡成形品に多種類にわたるが、その一つに、特許文献１に記載されるようなコンクリート推進管用クッション材がある。コンクリート推進管用クッション材は、地中穿孔時に、コンクリート推進管の端面に取り付けられる部材であり、全体形状は扇形をなす板状体であって、発泡倍数が１．５〜２０倍の低倍ポリスチレン系樹脂発泡成形体のものがほとんどである。
【０００３】
そのような板状体である発泡成形品を成形するのに好適な発泡成形型が、特許文献２に記載されている。その発泡成形型は、平坦な蒸気吹き出しプレートが両マスターフレームの前面側にそれぞれ取り付けられており、前記蒸気吹き出しプレートと前記マスターフレームの間には補強サポートが配置されており、片方のマスターフレーム側に、型締時に両蒸気吹き出しプレート間に挟持されて成形品キャビティの側周を区画する成形開口を備えたアタッチメントプレートが着脱可能に取り付けられる。そして、成形品キャビティは、両蒸気吹き出しプレートのそれぞれ一平面となっている前面側と、前記アタッチメントプレートに形成した成形開口の側周面とによって囲まれた空間として形成される。
【０００４】
この発泡成形型では、形成品の形状や厚さに変更があっても、前記アタッチメントプレートを交換するだけでそれに対処することができるので、変更に伴う経費および労力を軽減すると共に、交換部材（アタッチメントプレート）の保管に要する手間およびスペースをも軽減することが可能となる。また、その種の発泡成形型では、前記補強サポートとして、通常円柱状あるいは円筒状のものが用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特公昭６１−８３２０号公報
【特許文献２】特開平８−２５３９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記した特許文献２に記載される構成の発泡成形型を用いることにより、低倍発泡成形体であって、形状および厚みの異なるコンクリート推進管用クッション材を安定して成形することができる。しかし、低倍発泡成形品を成形する場合、発泡力が強く、成形品キャビティ内に発泡性樹脂粒子を充填して蒸気で発泡させるときに、発泡時の圧力によって成形型が変形する恐れがある。
【０００７】
そのために、従来の発泡成形型では、蒸気吹き出しプレートの成形品キャビティに対向する領域に作用する大きな発泡力によって、蒸気吹き出しプレートに、ひいては発泡成形型に、変形が生じないように、蒸気吹き出しプレートとマスターフレームの間に配置する円柱状あるいは円筒状の補強サポートの配置位置や配置密度に十分な注意を払う必要があり、発泡成形型の設計上のネックとなっていた。
【０００８】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、特許文献２に記載される形態の低倍発泡成形品を成形する発泡成形型において、簡単な設計変更を施すだけで、発泡力によって生じる恐れのある成形型の変形を、確実に抑止することのできる発泡成形型を開示することを第１の課題とする。また、その発泡成形型を用いる低倍発泡成形体の成形方法と低倍発泡成形体を開示することを第２の課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明による発泡成形型は、平坦な蒸気吹き出しプレートが、その前面側が一平面となるように、両マスターフレームの前面側にそれぞれ取り付けられており、前記蒸気吹き出しプレートと前記マスターフレームの間には補強サポートが配置されており、少なくとも片方のマスターフレーム側に、型締時に両蒸気吹き出しプレート間に挟持されて成形品キャビティの側周を区画する成形開口を備えたアタッチメントプレートが着脱可能に取り付けられており、成形品キャビティが、前記両蒸気吹き出しプレートのそれぞれ一平面となっている前面側と、前記アタッチメントプレートに形成した前記成形開口の側周面とによって囲まれた空間として形成される発泡成形型であって、前記蒸気吹き出しプレートの少なくとも前記成形品キャビティに対向する領域の背面側に位置する前記補強サポートとして、前記蒸気吹き出しプレートの背面と接する部分の形状が線状をなす板状の補強サポートを備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明による発泡成形型の一態様では、前記板状の補強サポートの複数枚が、前記成形品キャビティに対向する前記蒸気吹き出しプレートの背面側に間隔をおいて位置していることを特徴とする。
【００１１】
本発明による発泡成形型の一態様では、前記板状の補強サポートは前記マスターフレームの全幅にわたるようにして形成されていることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明による低倍発泡成形体の成形方法は、未発泡粒子または嵩発泡倍数が２．０〜２０倍の範囲内に発泡させてなる低倍発泡粒子を、本発明による発泡成形型の成形品キャビティ内に充填し、発泡倍数が１．５〜２０倍の範囲内の低倍発泡成形体を型内発泡成形することを特徴とする成形方法である。
【００１３】
また、本発明による低倍発泡成形体は、未発泡粒子または嵩発泡倍数が２．０〜２０倍の範囲内に発泡させてなる低倍発泡粒子を、本発明による発泡成形型の成形品キャビティ内に充填し、型内発泡成形して得られた、発泡倍数が１．５〜２０倍の範囲内のものである低倍発泡成形体である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明による発泡成形型では、蒸気吹き出しプレートの少なくとも成形品キャビティに対向する領域の背面側に位置する補強サポートとして、従来のように、円柱状または円筒状の補強サポートではなく、蒸気吹き出しプレートの背面と接する部分の形状が線状をなす板状の補強サポートを備える。それにより、円柱状または円筒状の補強サポートの場合と比較して、より広い面積で、蒸気吹き出しプレートの成形品キャビティに対向する領域を背面側を支持することができ、発泡圧の分散を図ることができる。それにより、蒸気吹き出しプレートの変形は抑制され、結果として発泡成形型の変形が抑制される。
【００１５】
円柱状または円筒状の補強サポートの本数を増やすことによっても、接触面が線状をなす板状の補強サポートの場合と同じ支持面積を得ることができる。しかし、多数本の円柱状または円筒状の補強サポートを蒸気吹き出しプレートとマスターフレームの間に配置することは、型作成上きわめて困難である。本発明による発泡成形型では、板状の補強サポートを配置するようにしており、比較して、型作成は容易である。
【００１６】
本発明による発泡成形型において、前記板状の補強サポートの複数枚が、前記成形品キャビティに対向する前記蒸気吹き出しプレートの背面側に間隔をおいて位置している場合には、発泡圧を一層分散した状態で背面から支持することが可能となる。
【００１７】
本発明による発泡成形型において、前記板状の補強サポートは、少なくとも蒸気吹き出しプレートが成形品キャビティに対向する領域の背面側に位置するように設けられれば、所期の目的を達成することができる。蒸気吹き出しプレートの他の領域には、従来と同様の円柱状または円筒状の補強サポートを必要本数だけ配置するようにしてもよい。しかし、前記板状の補強サポートを、前記マスターフレームの全幅にわたるようにして形成することは、設計の容易性から好ましい。
【００１８】
本発明による発泡成形型において、前記アタッチメントプレートをマスターフレームに取り付けたときに該マスターフレームから外側に突出する突出領域を有して形状のアタッチメントプレートを用いることもできる。その態様では、前記突出領域にクレーンやジャッキ等のフックを引っ掛けて、アタッチメントプレートを吊り下げた状態とし、その状態で、アタッチメントプレートの運搬やマスターフレームへの取り付けを行うことができる利点がある。
【００１９】
本発明による低倍発泡成形体の成形方法およびそれで得られる低倍発泡成形体は、発泡倍数１．５〜１０倍の範囲のものなので、発泡粒子同士の融着率と伸びが良好となり、曲げ強度や圧縮強度に優れており、高強度、長期耐久性に特に優れている。従って、高強度、長期耐久性が要求されるコンクリート推進管用クッション材などの土木用の分野、床下地材などの建材用の分野等に適用することができる。
【００２０】
また、本発明による低倍発泡成形体の成形方法において、例えば特公平５−８７３６４号公報に記載のように、計量部内に収容された原料粒子が１ショットの成形工程に必要な量に達したことを検出する手段によって検知してから、その原料粒子を、計量槽の加圧圧力および成形型に取り付けた充填器の吸引力によって、発泡成形型の前記成形品キャビティに加圧充填することによって、低倍発泡成形体の成形方法において、製品の部位による倍率のバラツキをなくすことができ。また、型締めの後に、発泡成形が終わるまで型締め圧力を継続することで型の開きをなくすことができ、均一な厚みの製品を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明による発泡成形型の一実施の形態を示す断面図。
【図２】アタッチメントプレートの取り付け部付近の拡大断面図。
【図３】マスターフレームの一例を両蒸気吹き出しプレート取り付け側から見た平面図。
【図４】マスターフレームの他の例を示す図２に相当する図。
【図５】マスターフレームのさらに他の例を示す図１に相当する図。
【図６】アタッチメントプレートの幾つかの例を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照して、本発明による発泡成形型１を実施の形態に基づき説明する。
発泡成形型１は、図１に示すように、固定側および移動側のマスターフレーム１ａ，１ｂ、原料フィーダー５、背面プレート６ａ，６ｂ、エジェクターピン７、シール材８、補強サポート９を備える。そして、各マスターフレーム１ａ，１ｂの一側面には、蒸気供給口１５が設けられ、そこからマスターフレーム１ａ，１ｂ内の全域にわたり、過熱水蒸気が供給される。
【００２３】
マスターフレーム１ａ，１ｂの前面側（成形品キャビティ４側）には、それぞれ平坦な蒸気吹き出しプレート２ａ，２ｂが取り付けられている。この蒸気吹き出しプレート２ａ，２ｂは、従来のキャビティ金型やコア金型と同様に蒸気透過性を有するもので、図２に示されるように、コアベント１０が打ち込まれたベント孔１１を備えている。
【００２４】
上記蒸気吹き出しプレート２ａ，２ｂは、各マスターフレーム１ａ，１ｂの前面側Ａ，Ｂを覆うようにして、固定用ネジ１２によって、マスターフレーム１ａ，１ｂに取り付けられており、これによって両蒸気吹き出しプレート２ａ，２ｂの前面側はそれぞれ一平面となっている。
【００２５】
固定側のマスターフレーム１ａには、アタッチメントプレート２０が、固定用ネジ１３によって、着脱可能に取り付けられる。このアタッチメントプレート２０は、図６（ａ）に一例を示すように、全体として表裏面が平坦面である矩形状の板状材であり、一部に閉じた側周面２１で区画される成形開口２２を有している。後記するように、この成形開口２２が成形品キャビティ４として機能する。なお、図６（ａ）において、２５はマスターフレーム１ａに取り付け時に利用されるネジ穴である。
【００２６】
前記アタッチメントプレート２０は、図１に示すように、マスターフレーム１ａに取り付けられた後、図２に示すように型締めすることによって、両蒸気吹き出しプレート２ａ，２ｂ間に挟まれた姿勢となる。そして、両蒸気吹き出しプレート２ａ，２ｂのそれぞれ一平面となっている前面側Ａ，Ｂと、アタッチメントプレート２０に形成した成形開口２２の側周面２１とによって区画された空間が、成形品キャビティ４を構成する。
【００２７】
各マスターフレーム１ａ，１ｂには、前記蒸気吹き出しプレート２ａ，２ｂと背面プレート６ａ，６ｂとの間に位置するようにして、補強サポート４０が設けられる。本発明において、前記補強サポート４０は、型締めしたときに、少なくとも、蒸気吹き出しプレート２ａ，２ｂが前記成形品キャビティ４に対向することとなる領域の背面側と接する部分の形状が、所定幅である線状をなす板状の補強サポートである。
【００２８】
図１および図３に示す例において、前記補強サポート４０は、幅２０ｍｍ程度のアルミ合金等からなる板状部材であり、前記マスターフレーム１ａ，１ｂの全幅にわたるようにして、１５０〜２００ｍｍ程度の間隔をおいて、複数枚（図示の例では５枚）が配置されている。なお、図３で、アタッチメントプレート２０に形成した成形開口２２によって形成される成形品キャビティ４を点線で示しており、４０ａで示す部分が、補強サポート４０における、蒸気吹き出しプレート２ａ，２ｂの成形品キャビティ４に対向する領域の背面側に位置する部分となる。
【００２９】
図４は、前記補強サポート４０の他の例を示しており、この例で、補強サポート４０はマスターフレーム１ａ，１ｂの全幅にはわたってなく、蒸気吹き出しプレート２ａ，２ｂが成形品キャビティ１ａ，１ｂに対向する領域よりも少し長い長さの板状の補強サポートとされている。そして、蒸気吹き出しプレート２ａ，２ｂの他の領域と背面プレート６ａ，６ｂとの間には、従来の発泡成形型の場合と同様、円柱状または円筒状の補強サポート４１が配置される。
【００３０】
図５は、前記補強サポート４０のさらに他の例を示しており、ここでは、図３に示した補強サポート４０と同様であるが、的数の蒸気通過口４２がさらに形成されている。
【００３１】
必須の構成ではないが、前記したアタッチメントプレート２０は、図１に示すように、マスターフレーム１ａに固定した状態で、マスターフレーム１ａから上方に突出する突出領域２３を有しており、前記突出領域２３には、貫通孔２４が形成されている。また、マスターフレーム１ａの下端部には、前記アタッチメントプレート２０の下端部を支持するための支持体１３が形成されている。
【００３２】
上記の本発明に係る発泡成形型１では、図１に示すように、型を開いて、適宜形状の成形開口２２を備えたアタッチメントプレート２０をマスターフレーム１ａに取り付け、図２に示すように型締めをする。それにより、成形品キャビティ４が形成される。原料フィーダー５から、発泡性樹脂粒子を成形品キャビティ４内に充填し、蒸気供給口１５から過熱水蒸気を供給する。供給された過熱水蒸気は、マスターフレーム１ａ、１ｂから、蒸気吹き出しプレート２ａ，２ｂに形成したベント孔１１を通って、成形品キャビティ４内に入り、発泡性樹脂粒子を所要に発泡させる。
【００３３】
発泡により発泡圧が発生する。特に、低倍発泡成形品を成形する場合には、大きな発泡圧が成形品キャビティ４内に形成される。しかし、上記したように、本発明による発泡成形型１では、蒸気吹き出しプレート２ａ，２ｂの少なくとも前記成形品キャビティ４に対向する領域の背面側と、背面プレート６ａ，６ｂとの間に、前記したように、蒸気吹き出しプレート２ａ，２ｂの背面と接する部分の形状が線状をなす板状の補強サポート４０が設けられている。そのために、成形品キャビティ４内に形成される発泡圧を広い面積で受けることができ、それにより、蒸気吹き出しプレート２ａ，２ｂが変形するのを効果的に抑制することができる。結果として発泡成形型１の変形が抑制される。
【００３４】
なお、本発明による低倍発泡成形体の成形方法において、例えば特公平５−８７３６４号公報に記載されるような、定量加圧充填方式を採用することは好ましく、それにより、粒子の均一な充填が可能となり、製品の部位による応力バラツキをなくすことができる。さらに、型締めの後に、発泡成形が終わるまで型締め圧力を継続することで型の開きをなくすことができ、均一な厚みの製品を得ることができる。
【００３５】
また、本発明による発泡成形型１では、アタッチメントプレート２０を交換するだけで、異なる形状または厚みの成形品を成形することができる。すなわち、アタッチメントプレート２０を、図６（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、その成形開口２２の形や形状の異なるもの、あるいは厚みの異なるものと交換することで、形状や厚みの異なる成形品を成形することができる。なお、図６（ｂ）（ｃ）に示すアタッチメントプレート２０は、全体形状は図６（ａ）に示したアタッチメントプレート２０と同じであるが、図６（ｂ）に示す例では、比較して小型の成形開口２２ａが４個形成されており、図６（ｃ）に示す例では比較して幅は狭いがほぼ１８０度まで広がった扇型の成形開口２２ｂが２個形成されている。
【００３６】
また、図示のアタッチメントプレート２０のように、マスターフレーム１ａに取り付けたときに、マスターフレーム１ａから上方に突出する突出領域２３をアタッチメントプレート２０が有する場合には、そこを利用し、そこに、クレーン（不図示）等の作業機器に接続するフック３０を引っ掛けておくことにより、アタッチメントプレート２０を移動運搬が容易になり、また、マスターフレーム１ａに対する着脱操作も容易となる。
【００３７】
なお、上記の例では、アタッチメントプレート２０は固定側のマスターフレーム１ａ側に取り付けられているが、エジェクターピン７が移動側から固定側へ突き出される場合には、移動側のマスターフレーム１ｂに取り付けることもできる。
【００３８】
次に、上記した発泡成形型１を用いて、例えばコンクリート推進用クッション材である低倍発泡成形体を成形する場合の具体例を説明する。より具体的には、未発泡粒子または嵩発泡倍数が２．０〜２０倍の範囲内に発泡させてなる低倍発泡粒子を、上記した発泡成形型１の成形品キャビティ４内に充填し、発泡倍数が１．５〜２０倍の範囲内の低倍発泡成形体を型内発泡成形する。
【００３９】
一例として、前記低倍発泡粒子として、低倍成形用発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を蒸気加熱し、嵩発泡倍数が２．０〜２０倍の範囲内に発泡させてなるものを用いる。
【００４０】
前記低倍成形用発泡性ポリスチレン系樹脂粒子のベースとなるポリスチレン系樹脂は、ポリスチレンを主成分とするものであり、スチレンの単独重合体でもよいし、α−メチルスチレン、パラメチルスチレン、ｔ−ブチルスチレン、クロルスチレンなどのスチレン系誘導体、メチルアクリレート、ブチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、セチルメタクリレートなどのアクリル酸およびメタクリル酸のエステル、あるいはアクリロニトリル、ジメチルフマレート、エチルフマレートなどの各種単量体との共重合体でもよい。また、ジビニルベンゼン、アルキレングリコールジメタクリレートなどの２官能性単量体を併用してもよい。好ましいポリスチレン系樹脂は、スチレンの単独重合体である。
【００４１】
この発泡性ポリスチレン系樹脂粒子に含有させる発泡剤としては、揮発性発泡剤、分解型発泡剤のいずれを使用してもよい。
【００４２】
揮発性発泡剤としては、例えば脂肪族炭化水素、脂環族炭化水素、ハロゲン化炭化水素、エーテル、ケトン等が挙げられる。このうち脂肪族炭化水素としては、例えばプロパン、ブタン（ノルマルブタン、イソブタン）、ペンタン（ノルマルペンタン、イソペンタンなど）等が挙げられ、脂環族炭化水素としては、例えばシクロペンタン、シクロへキサン等が挙げられる。ハロゲン化炭化水素としては、例えばトリクロロフルオロメタン、トリクロロトリフルオロエタン、テトラフルオロエタン、クロロジフルオロエタン、ジフルオロエタン等のハロゲン化炭化水素などの１種または２種以上が挙げられる。さらにエーテルとしては、例えばジメチルエーテル、ジエチルエーテル等が挙げられ、ケトンとしては、例えばアセトン、メチルエチルケトン等が挙げられる。
【００４３】
また分解型発泡剤としては、例えば重炭酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、重炭酸アンモニウム、亜硝酸アンモニウム、アジド化合物、ホウ水素化ナトリウムなどの無機系発泡剤、アゾジカルボンアミド、アゾジカルボン酸バリウム、ジニトロソペンタメチレンテトラミンなどの有機系発泡剤が挙げられる。
【００４４】
前記発泡剤は、単独で用いても良く、２種以上を混合して用いてもよい。
発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の平均粒子径は、３００μｍ〜２５００μｍの範囲内であり、好ましくは６５０μｍ〜２５００μｍの範囲内であり、より好ましくは８００μｍ〜２０００μｍの範囲内である。発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の平均粒子径が前記範囲未満であると、該樹脂粒子を基に作製した低倍成形用発泡性ポリスチレン系樹脂粒子、或いはそれを低倍予備発泡して得られた低倍発泡粒子を、成形機のキャビティ内に充填し、型内発泡成形して低倍発泡成形体を製造する際に、粒子同士の間隔が狭くなって加熱用水蒸気が均一に行き渡らず、得られる発泡成形体の融着率が不均一となって、十分な強度を有する低倍発泡成形体が得られなくなるおそれがある。一方、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の平均粒子径が前記範囲を超えると、一粒質量が大きくなって、該粒子をキャビティ内に搬送したり、均一に充填することが難しくなる。また、複雑形状の発泡成形体の製造には不向きとなる。
【００４５】
この発泡性ポリスチレン系樹脂粒子には、該樹脂粒子の発泡性や得られる低倍発泡成形品の機械強度に影響を及ぼさない範囲で、必要に応じて発泡助剤、滑剤、収縮防止剤、酸化防止剤、帯電防止剤、難燃剤、紫外線吸収剤、光安定剤、着色剤、無機気泡核剤、無機充填剤等の各種添加剤を添加してもよい。
【００４６】
前記した発泡性ポリスチレン系樹脂粒子は、従来周知の各種の発泡樹脂粒子製造方法を用いて製造することができる。それらの方法の中でも、懸濁重合法、押出-水中カット法が好ましい。
【００４７】
本発明に係る低倍発泡粒子は、前記低倍成形用発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を蒸気加熱し、嵩発泡倍数が２．０〜２０倍の範囲内に発泡させてなるものである。嵩発泡倍数の範囲は２．０〜１０倍が好ましく、２．０〜５倍がより好ましい。
【００４８】
低倍発泡粒子の嵩発泡倍数が前記範囲未満であると、嵩発泡倍数のばらつきが大きくなり均一な粒子が得られない。一方、低倍発泡粒子の嵩発泡倍数が前記範囲を超えると、十分な強度と長期耐久性に優れた低倍発泡成形体が得られない。
【００４９】
本発明に係る低倍発泡粒子は、前記低倍成形用発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を加熱し、嵩発泡倍数が２．０〜２０倍の範囲内に発泡させてなるものなので、曲げ強度や圧縮強度に優れた低倍発泡成形体を製造するために用いることができる。
【００５０】
本発明に係る低倍発泡成形体は、前記低倍成形用発泡性ポリスチレン系樹脂粒子（未発泡粒子）または前記低倍発泡粒子（嵩発泡倍数が２．０〜２０倍）を、本発明による発泡成形型１によって形成される所望の成形形状に合致した成形品キャビティ４内に充填し、型内発泡成形して得られ、発泡倍数が１．５〜２０倍の範囲内のものである。
【００５１】
この低倍発泡成形体は、発泡倍数が１．５〜１０倍の範囲内であることが好ましく、１．６〜５倍の範囲内であることがより好ましい。発泡倍数が前記範囲内であれば、コンクリート推進管用クッション材などの土木用の分野、床下地材などの建材用の分野等に適用することができる、曲げ強度や圧縮強度に優れた低倍発泡成形体を提供できる。
【００５２】
この発泡成形体の「密度」は、ＪＩＳ Ｋ６７６７：１９９９「発泡プラスチック及びゴム−見掛け密度の測定」記載の方法で測定した。即ち、５０ｃｍ３以上（半硬質及び軟質材料の場合は１００ｃｍ３以上）の試験片を材料の元のセル構造を変えない様に切断し、その質量（ｇ）を測定し、次式により算出する。
密度（ｇ／ｃｍ３）＝試験片質量（ｇ）／試験片体積（ｃｍ３）
【００５３】
また、この発泡成形体の「発泡倍数」は、前記密度の逆数（１／密度）であり、密度０．２ｇ／ｃｍ３の低倍発泡粒子は発泡倍数５倍、密度０．１ｇ／ｃｍ３の低倍発泡粒子は発泡倍数１０倍となる。
【００５４】
本発明の低倍発泡成形体は、前記低倍成形用発泡性ポリスチレン系樹脂粒子または低倍発泡粒子を型内発泡成形して得られたものなので、発泡粒子同士の融着率と伸びが良好となり、曲げ強度や圧縮強度に優れており、高強度、長期耐久性が要求されるコンクリート推進管用クッション材などの土木用の分野、床下地材などの建材用の分野等に適用することができる。
【００５５】
本発明に係るコンクリート推進管用クッション材は、前記低倍発泡成形体が発泡倍数１．５〜１０倍の範囲内のものなので、曲げ強度や圧縮強度に優れており、高強度、長期耐久性に優れている。
【００５６】
このコンクリート推進管用クッション材は、発泡倍数が１．６〜５倍であることが好ましい。発泡倍数が前記範囲内であれば、高強度、長期耐久性に特に優れるコンクリート推進管用クッション材を提供できる。
【実施例】
【００５７】
［実施例１］
１００リットルの反応器に純水４４ｋｇ、第三リン酸カルシウム８００ｇ、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム１．７ｇを入れ撹拌を行いながら、スチレン４２ｋｇにベンゾイルパーオキサイド１１０ｇ、ｔ−ブチルパーオキシベンゾエート８ｇを溶解して加えた。反応器を密閉し９０℃に昇温し、５時間反応を行なった後１２５℃に１時間かけて昇温し、１時間後に冷却を始め常温まで冷却した。得られたスラリーを脱水乾燥し、篩分けして平均粒子径１４００μｍのポリスチレン系樹脂粒子を得た。
【００５８】
５リットルの反応器に純水１．５ｋｇ、前記の方法により得たポリスチレン系樹脂粒子（平均粒子径１４００μｍ、重量平均分子量が約３０万、残存モノマーが約２０００ｐｐｍ）２．０ｋｇ、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム０．２ｇ、ピロリン酸マグネシウム７．０ｇを加えて撹拌し懸濁させた。次いであらかじめ用意した純水０．５ｋｇ、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム０．１ｇにトルエン９．５ｇをホモミキサーで撹拌して懸濁液を調整し、反応器に仕込んだ。次に、常温で反応器内にペンタン２５ｇ、ブタン１８ｇを圧入し、１２０℃に昇温し、５時間保持した後、常温まで冷却して取り出し、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を得た。
【００５９】
次に、前記の方法により得られた低倍成形用発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を、図１に示した発泡成形型１に、図６（ａ）に示したアタッチメントプレート２０を取り付けた成形品キャビティ（下縁と上縁との間の距離２６０ｍｍ，扇型の開き角度９０度、厚み１５ｍｍ）に充填し、０．０８ＭＰａの水蒸気で３５秒加熱し、冷却して、密度０．６ｇ／ｃｍ３、発泡倍数１．７倍の扇形状の低倍発泡成形体を得た。
【００６０】
［実施例２］
実施例１と同様にして低倍成形用発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を得た。得られた低倍成形用発泡性ポリスチレン系樹脂粒子をバッチ式発泡機によって、約９５℃の水蒸気で加熱し、嵩密度０．２ｇ／ｃｍ３、嵩発泡倍数５倍に予備発泡した。この予備発泡粒子を室温で約１日放置して、熟成させた後、予備発泡粒子を実施例１と同じ発泡成形機の成形品キャビティ内に充填し、０．０８ＭＰａの水蒸気で３５秒加熱し、冷却して、密度０．２ｇ／ｃｍ３、発泡倍数５倍の扇形状の低倍発泡成形体を得た。
【００６１】
［実施例３］
実施例１と同様にして低倍成形用発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を得た。得られた低倍成形用発泡性ポリスチレン系樹脂粒子をバッチ式発泡機によって、約９５℃の水蒸気で加熱し、嵩密度０．１ｇ／ｃｍ３、嵩発泡倍数１０倍に予備発泡した。この予備発泡粒子を室温で約１日放置して、熟成させた後、予備発泡粒子を実施例１と同じ発泡成形機の成形品キャビティ内に充填し、０．０８ＭＰａの水蒸気で３５秒加熱し、冷却して、密度０．１ｇ／ｃｍ３、発泡倍数１０倍の扇形状の低倍発泡成形体を得た。
【符号の説明】
【００６２】
１…発泡成形型、
１ａ，１ｂ…マスターフレーム、
２ａ，２ｂ…蒸気吹き出しプレート、
４…成形品キャビティ、
１１…ベント、
１５…蒸気供給口、
２０…アタッチメントプレート、
２１…閉じた側周面、
２２…成形開口（成形品キャビティ）
２３…アタッチメントプレートのマスターフレームから突出する領域、
４０…補強サポート、
４０ａ…補強サポートにおける、蒸気吹き出しプレートの成形品キャビティに対向する領域の背面側に位置する部分、
４１…円柱状または円筒状の補強サポート、
４２…補強サポートに形成した蒸気通過口。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば発泡性粒子を型内で発泡させて発泡成形品を成形するための発泡成形型とその発泡成形型で成形される低倍発泡成形体に関する。
【背景技術】
【０００２】
発泡性粒子を型内で発泡させて発泡成形品を成形することは知られている。成形される発泡成形品に多種類にわたるが、その一つに、特許文献１に記載されるようなコンクリート推進管用クッション材がある。コンクリート推進管用クッション材は、地中穿孔時に、コンクリート推進管の端面に取り付けられる部材であり、全体形状は扇形をなす板状体であって、発泡倍数が１．５〜２０倍の低倍ポリスチレン系樹脂発泡成形体のものがほとんどである。
【０００３】
そのような板状体である発泡成形品を成形するのに好適な発泡成形型が、特許文献２に記載されている。その発泡成形型は、平坦な蒸気吹き出しプレートが両マスターフレームの前面側にそれぞれ取り付けられており、前記蒸気吹き出しプレートと前記マスターフレームの間には補強サポートが配置されており、片方のマスターフレーム側に、型締時に両蒸気吹き出しプレート間に挟持されて成形品キャビティの側周を区画する成形開口を備えたアタッチメントプレートが着脱可能に取り付けられる。そして、成形品キャビティは、両蒸気吹き出しプレートのそれぞれ一平面となっている前面側と、前記アタッチメントプレートに形成した成形開口の側周面とによって囲まれた空間として形成される。
【０００４】
この発泡成形型では、形成品の形状や厚さに変更があっても、前記アタッチメントプレートを交換するだけでそれに対処することができるので、変更に伴う経費および労力を軽減すると共に、交換部材（アタッチメントプレート）の保管に要する手間およびスペースをも軽減することが可能となる。また、その種の発泡成形型では、前記補強サポートとして、通常円柱状あるいは円筒状のものが用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特公昭６１−８３２０号公報
【特許文献２】特開平８−２５３９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記した特許文献２に記載される構成の発泡成形型を用いることにより、低倍発泡成形体であって、形状および厚みの異なるコンクリート推進管用クッション材を安定して成形することができる。しかし、低倍発泡成形品を成形する場合、発泡力が強く、成形品キャビティ内に発泡性樹脂粒子を充填して蒸気で発泡させるときに、発泡時の圧力によって成形型が変形する恐れがある。
【０００７】
そのために、従来の発泡成形型では、蒸気吹き出しプレートの成形品キャビティに対向する領域に作用する大きな発泡力によって、蒸気吹き出しプレートに、ひいては発泡成形型に、変形が生じないように、蒸気吹き出しプレートとマスターフレームの間に配置する円柱状あるいは円筒状の補強サポートの配置位置や配置密度に十分な注意を払う必要があり、発泡成形型の設計上のネックとなっていた。
【０００８】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、特許文献２に記載される形態の低倍発泡成形品を成形する発泡成形型において、簡単な設計変更を施すだけで、発泡力によって生じる恐れのある成形型の変形を、確実に抑止することのできる発泡成形型を開示することを第１の課題とする。また、その発泡成形型を用いる低倍発泡成形体の成形方法と低倍発泡成形体を開示することを第２の課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明による発泡成形型は、平坦な蒸気吹き出しプレートが、その前面側が一平面となるように、両マスターフレームの前面側にそれぞれ取り付けられており、前記蒸気吹き出しプレートと前記マスターフレームの間には補強サポートが配置されており、少なくとも片方のマスターフレーム側に、型締時に両蒸気吹き出しプレート間に挟持されて成形品キャビティの側周を区画する成形開口を備えたアタッチメントプレートが着脱可能に取り付けられており、成形品キャビティが、前記両蒸気吹き出しプレートのそれぞれ一平面となっている前面側と、前記アタッチメントプレートに形成した前記成形開口の側周面とによって囲まれた空間として形成される発泡成形型であって、前記蒸気吹き出しプレートの少なくとも前記成形品キャビティに対向する領域の背面側に位置する前記補強サポートとして、前記蒸気吹き出しプレートの背面と接する部分の形状が線状をなす板状の補強サポートを備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明による発泡成形型の一態様では、前記板状の補強サポートの複数枚が、前記成形品キャビティに対向する前記蒸気吹き出しプレートの背面側に間隔をおいて位置していることを特徴とする。
【００１１】
本発明による発泡成形型の一態様では、前記板状の補強サポートは前記マスターフレームの全幅にわたるようにして形成されていることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明による低倍発泡成形体の成形方法は、未発泡粒子または嵩発泡倍数が２．０〜２０倍の範囲内に発泡させてなる低倍発泡粒子を、本発明による発泡成形型の成形品キャビティ内に充填し、発泡倍数が１．５〜２０倍の範囲内の低倍発泡成形体を型内発泡成形することを特徴とする成形方法である。
【００１３】
また、本発明による低倍発泡成形体は、未発泡粒子または嵩発泡倍数が２．０〜２０倍の範囲内に発泡させてなる低倍発泡粒子を、本発明による発泡成形型の成形品キャビティ内に充填し、型内発泡成形して得られた、発泡倍数が１．５〜２０倍の範囲内のものである低倍発泡成形体である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明による発泡成形型では、蒸気吹き出しプレートの少なくとも成形品キャビティに対向する領域の背面側に位置する補強サポートとして、従来のように、円柱状または円筒状の補強サポートではなく、蒸気吹き出しプレートの背面と接する部分の形状が線状をなす板状の補強サポートを備える。それにより、円柱状または円筒状の補強サポートの場合と比較して、より広い面積で、蒸気吹き出しプレートの成形品キャビティに対向する領域を背面側を支持することができ、発泡圧の分散を図ることができる。それにより、蒸気吹き出しプレートの変形は抑制され、結果として発泡成形型の変形が抑制される。
【００１５】
円柱状または円筒状の補強サポートの本数を増やすことによっても、接触面が線状をなす板状の補強サポートの場合と同じ支持面積を得ることができる。しかし、多数本の円柱状または円筒状の補強サポートを蒸気吹き出しプレートとマスターフレームの間に配置することは、型作成上きわめて困難である。本発明による発泡成形型では、板状の補強サポートを配置するようにしており、比較して、型作成は容易である。
【００１６】
本発明による発泡成形型において、前記板状の補強サポートの複数枚が、前記成形品キャビティに対向する前記蒸気吹き出しプレートの背面側に間隔をおいて位置している場合には、発泡圧を一層分散した状態で背面から支持することが可能となる。
【００１７】
本発明による発泡成形型において、前記板状の補強サポートは、少なくとも蒸気吹き出しプレートが成形品キャビティに対向する領域の背面側に位置するように設けられれば、所期の目的を達成することができる。蒸気吹き出しプレートの他の領域には、従来と同様の円柱状または円筒状の補強サポートを必要本数だけ配置するようにしてもよい。しかし、前記板状の補強サポートを、前記マスターフレームの全幅にわたるようにして形成することは、設計の容易性から好ましい。
【００１８】
本発明による発泡成形型において、前記アタッチメントプレートをマスターフレームに取り付けたときに該マスターフレームから外側に突出する突出領域を有して形状のアタッチメントプレートを用いることもできる。その態様では、前記突出領域にクレーンやジャッキ等のフックを引っ掛けて、アタッチメントプレートを吊り下げた状態とし、その状態で、アタッチメントプレートの運搬やマスターフレームへの取り付けを行うことができる利点がある。
【００１９】
本発明による低倍発泡成形体の成形方法およびそれで得られる低倍発泡成形体は、発泡倍数１．５〜１０倍の範囲のものなので、発泡粒子同士の融着率と伸びが良好となり、曲げ強度や圧縮強度に優れており、高強度、長期耐久性に特に優れている。従って、高強度、長期耐久性が要求されるコンクリート推進管用クッション材などの土木用の分野、床下地材などの建材用の分野等に適用することができる。
【００２０】
また、本発明による低倍発泡成形体の成形方法において、例えば特公平５−８７３６４号公報に記載のように、計量部内に収容された原料粒子が１ショットの成形工程に必要な量に達したことを検出する手段によって検知してから、その原料粒子を、計量槽の加圧圧力および成形型に取り付けた充填器の吸引力によって、発泡成形型の前記成形品キャビティに加圧充填することによって、低倍発泡成形体の成形方法において、製品の部位による倍率のバラツキをなくすことができ。また、型締めの後に、発泡成形が終わるまで型締め圧力を継続することで型の開きをなくすことができ、均一な厚みの製品を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明による発泡成形型の一実施の形態を示す断面図。
【図２】アタッチメントプレートの取り付け部付近の拡大断面図。
【図３】マスターフレームの一例を両蒸気吹き出しプレート取り付け側から見た平面図。
【図４】マスターフレームの他の例を示す図２に相当する図。
【図５】マスターフレームのさらに他の例を示す図１に相当する図。
【図６】アタッチメントプレートの幾つかの例を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照して、本発明による発泡成形型１を実施の形態に基づき説明する。
発泡成形型１は、図１に示すように、固定側および移動側のマスターフレーム１ａ，１ｂ、原料フィーダー５、背面プレート６ａ，６ｂ、エジェクターピン７、シール材８、補強サポート９を備える。そして、各マスターフレーム１ａ，１ｂの一側面には、蒸気供給口１５が設けられ、そこからマスターフレーム１ａ，１ｂ内の全域にわたり、過熱水蒸気が供給される。
【００２３】
マスターフレーム１ａ，１ｂの前面側（成形品キャビティ４側）には、それぞれ平坦な蒸気吹き出しプレート２ａ，２ｂが取り付けられている。この蒸気吹き出しプレート２ａ，２ｂは、従来のキャビティ金型やコア金型と同様に蒸気透過性を有するもので、図２に示されるように、コアベント１０が打ち込まれたベント孔１１を備えている。
【００２４】
上記蒸気吹き出しプレート２ａ，２ｂは、各マスターフレーム１ａ，１ｂの前面側Ａ，Ｂを覆うようにして、固定用ネジ１２によって、マスターフレーム１ａ，１ｂに取り付けられており、これによって両蒸気吹き出しプレート２ａ，２ｂの前面側はそれぞれ一平面となっている。
【００２５】
固定側のマスターフレーム１ａには、アタッチメントプレート２０が、固定用ネジ１３によって、着脱可能に取り付けられる。このアタッチメントプレート２０は、図６（ａ）に一例を示すように、全体として表裏面が平坦面である矩形状の板状材であり、一部に閉じた側周面２１で区画される成形開口２２を有している。後記するように、この成形開口２２が成形品キャビティ４として機能する。なお、図６（ａ）において、２５はマスターフレーム１ａに取り付け時に利用されるネジ穴である。
【００２６】
前記アタッチメントプレート２０は、図１に示すように、マスターフレーム１ａに取り付けられた後、図２に示すように型締めすることによって、両蒸気吹き出しプレート２ａ，２ｂ間に挟まれた姿勢となる。そして、両蒸気吹き出しプレート２ａ，２ｂのそれぞれ一平面となっている前面側Ａ，Ｂと、アタッチメントプレート２０に形成した成形開口２２の側周面２１とによって区画された空間が、成形品キャビティ４を構成する。
【００２７】
各マスターフレーム１ａ，１ｂには、前記蒸気吹き出しプレート２ａ，２ｂと背面プレート６ａ，６ｂとの間に位置するようにして、補強サポート４０が設けられる。本発明において、前記補強サポート４０は、型締めしたときに、少なくとも、蒸気吹き出しプレート２ａ，２ｂが前記成形品キャビティ４に対向することとなる領域の背面側と接する部分の形状が、所定幅である線状をなす板状の補強サポートである。
【００２８】
図１および図３に示す例において、前記補強サポート４０は、幅２０ｍｍ程度のアルミ合金等からなる板状部材であり、前記マスターフレーム１ａ，１ｂの全幅にわたるようにして、１５０〜２００ｍｍ程度の間隔をおいて、複数枚（図示の例では５枚）が配置されている。なお、図３で、アタッチメントプレート２０に形成した成形開口２２によって形成される成形品キャビティ４を点線で示しており、４０ａで示す部分が、補強サポート４０における、蒸気吹き出しプレート２ａ，２ｂの成形品キャビティ４に対向する領域の背面側に位置する部分となる。
【００２９】
図４は、前記補強サポート４０の他の例を示しており、この例で、補強サポート４０はマスターフレーム１ａ，１ｂの全幅にはわたってなく、蒸気吹き出しプレート２ａ，２ｂが成形品キャビティ１ａ，１ｂに対向する領域よりも少し長い長さの板状の補強サポートとされている。そして、蒸気吹き出しプレート２ａ，２ｂの他の領域と背面プレート６ａ，６ｂとの間には、従来の発泡成形型の場合と同様、円柱状または円筒状の補強サポート４１が配置される。
【００３０】
図５は、前記補強サポート４０のさらに他の例を示しており、ここでは、図３に示した補強サポート４０と同様であるが、的数の蒸気通過口４２がさらに形成されている。
【００３１】
必須の構成ではないが、前記したアタッチメントプレート２０は、図１に示すように、マスターフレーム１ａに固定した状態で、マスターフレーム１ａから上方に突出する突出領域２３を有しており、前記突出領域２３には、貫通孔２４が形成されている。また、マスターフレーム１ａの下端部には、前記アタッチメントプレート２０の下端部を支持するための支持体１３が形成されている。
【００３２】
上記の本発明に係る発泡成形型１では、図１に示すように、型を開いて、適宜形状の成形開口２２を備えたアタッチメントプレート２０をマスターフレーム１ａに取り付け、図２に示すように型締めをする。それにより、成形品キャビティ４が形成される。原料フィーダー５から、発泡性樹脂粒子を成形品キャビティ４内に充填し、蒸気供給口１５から過熱水蒸気を供給する。供給された過熱水蒸気は、マスターフレーム１ａ、１ｂから、蒸気吹き出しプレート２ａ，２ｂに形成したベント孔１１を通って、成形品キャビティ４内に入り、発泡性樹脂粒子を所要に発泡させる。
【００３３】
発泡により発泡圧が発生する。特に、低倍発泡成形品を成形する場合には、大きな発泡圧が成形品キャビティ４内に形成される。しかし、上記したように、本発明による発泡成形型１では、蒸気吹き出しプレート２ａ，２ｂの少なくとも前記成形品キャビティ４に対向する領域の背面側と、背面プレート６ａ，６ｂとの間に、前記したように、蒸気吹き出しプレート２ａ，２ｂの背面と接する部分の形状が線状をなす板状の補強サポート４０が設けられている。そのために、成形品キャビティ４内に形成される発泡圧を広い面積で受けることができ、それにより、蒸気吹き出しプレート２ａ，２ｂが変形するのを効果的に抑制することができる。結果として発泡成形型１の変形が抑制される。
【００３４】
なお、本発明による低倍発泡成形体の成形方法において、例えば特公平５−８７３６４号公報に記載されるような、定量加圧充填方式を採用することは好ましく、それにより、粒子の均一な充填が可能となり、製品の部位による応力バラツキをなくすことができる。さらに、型締めの後に、発泡成形が終わるまで型締め圧力を継続することで型の開きをなくすことができ、均一な厚みの製品を得ることができる。
【００３５】
また、本発明による発泡成形型１では、アタッチメントプレート２０を交換するだけで、異なる形状または厚みの成形品を成形することができる。すなわち、アタッチメントプレート２０を、図６（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、その成形開口２２の形や形状の異なるもの、あるいは厚みの異なるものと交換することで、形状や厚みの異なる成形品を成形することができる。なお、図６（ｂ）（ｃ）に示すアタッチメントプレート２０は、全体形状は図６（ａ）に示したアタッチメントプレート２０と同じであるが、図６（ｂ）に示す例では、比較して小型の成形開口２２ａが４個形成されており、図６（ｃ）に示す例では比較して幅は狭いがほぼ１８０度まで広がった扇型の成形開口２２ｂが２個形成されている。
【００３６】
また、図示のアタッチメントプレート２０のように、マスターフレーム１ａに取り付けたときに、マスターフレーム１ａから上方に突出する突出領域２３をアタッチメントプレート２０が有する場合には、そこを利用し、そこに、クレーン（不図示）等の作業機器に接続するフック３０を引っ掛けておくことにより、アタッチメントプレート２０を移動運搬が容易になり、また、マスターフレーム１ａに対する着脱操作も容易となる。
【００３７】
なお、上記の例では、アタッチメントプレート２０は固定側のマスターフレーム１ａ側に取り付けられているが、エジェクターピン７が移動側から固定側へ突き出される場合には、移動側のマスターフレーム１ｂに取り付けることもできる。
【００３８】
次に、上記した発泡成形型１を用いて、例えばコンクリート推進用クッション材である低倍発泡成形体を成形する場合の具体例を説明する。より具体的には、未発泡粒子または嵩発泡倍数が２．０〜２０倍の範囲内に発泡させてなる低倍発泡粒子を、上記した発泡成形型１の成形品キャビティ４内に充填し、発泡倍数が１．５〜２０倍の範囲内の低倍発泡成形体を型内発泡成形する。
【００３９】
一例として、前記低倍発泡粒子として、低倍成形用発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を蒸気加熱し、嵩発泡倍数が２．０〜２０倍の範囲内に発泡させてなるものを用いる。
【００４０】
前記低倍成形用発泡性ポリスチレン系樹脂粒子のベースとなるポリスチレン系樹脂は、ポリスチレンを主成分とするものであり、スチレンの単独重合体でもよいし、α−メチルスチレン、パラメチルスチレン、ｔ−ブチルスチレン、クロルスチレンなどのスチレン系誘導体、メチルアクリレート、ブチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、セチルメタクリレートなどのアクリル酸およびメタクリル酸のエステル、あるいはアクリロニトリル、ジメチルフマレート、エチルフマレートなどの各種単量体との共重合体でもよい。また、ジビニルベンゼン、アルキレングリコールジメタクリレートなどの２官能性単量体を併用してもよい。好ましいポリスチレン系樹脂は、スチレンの単独重合体である。
【００４１】
この発泡性ポリスチレン系樹脂粒子に含有させる発泡剤としては、揮発性発泡剤、分解型発泡剤のいずれを使用してもよい。
【００４２】
揮発性発泡剤としては、例えば脂肪族炭化水素、脂環族炭化水素、ハロゲン化炭化水素、エーテル、ケトン等が挙げられる。このうち脂肪族炭化水素としては、例えばプロパン、ブタン（ノルマルブタン、イソブタン）、ペンタン（ノルマルペンタン、イソペンタンなど）等が挙げられ、脂環族炭化水素としては、例えばシクロペンタン、シクロへキサン等が挙げられる。ハロゲン化炭化水素としては、例えばトリクロロフルオロメタン、トリクロロトリフルオロエタン、テトラフルオロエタン、クロロジフルオロエタン、ジフルオロエタン等のハロゲン化炭化水素などの１種または２種以上が挙げられる。さらにエーテルとしては、例えばジメチルエーテル、ジエチルエーテル等が挙げられ、ケトンとしては、例えばアセトン、メチルエチルケトン等が挙げられる。
【００４３】
また分解型発泡剤としては、例えば重炭酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、重炭酸アンモニウム、亜硝酸アンモニウム、アジド化合物、ホウ水素化ナトリウムなどの無機系発泡剤、アゾジカルボンアミド、アゾジカルボン酸バリウム、ジニトロソペンタメチレンテトラミンなどの有機系発泡剤が挙げられる。
【００４４】
前記発泡剤は、単独で用いても良く、２種以上を混合して用いてもよい。
発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の平均粒子径は、３００μｍ〜２５００μｍの範囲内であり、好ましくは６５０μｍ〜２５００μｍの範囲内であり、より好ましくは８００μｍ〜２０００μｍの範囲内である。発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の平均粒子径が前記範囲未満であると、該樹脂粒子を基に作製した低倍成形用発泡性ポリスチレン系樹脂粒子、或いはそれを低倍予備発泡して得られた低倍発泡粒子を、成形機のキャビティ内に充填し、型内発泡成形して低倍発泡成形体を製造する際に、粒子同士の間隔が狭くなって加熱用水蒸気が均一に行き渡らず、得られる発泡成形体の融着率が不均一となって、十分な強度を有する低倍発泡成形体が得られなくなるおそれがある。一方、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の平均粒子径が前記範囲を超えると、一粒質量が大きくなって、該粒子をキャビティ内に搬送したり、均一に充填することが難しくなる。また、複雑形状の発泡成形体の製造には不向きとなる。
【００４５】
この発泡性ポリスチレン系樹脂粒子には、該樹脂粒子の発泡性や得られる低倍発泡成形品の機械強度に影響を及ぼさない範囲で、必要に応じて発泡助剤、滑剤、収縮防止剤、酸化防止剤、帯電防止剤、難燃剤、紫外線吸収剤、光安定剤、着色剤、無機気泡核剤、無機充填剤等の各種添加剤を添加してもよい。
【００４６】
前記した発泡性ポリスチレン系樹脂粒子は、従来周知の各種の発泡樹脂粒子製造方法を用いて製造することができる。それらの方法の中でも、懸濁重合法、押出-水中カット法が好ましい。
【００４７】
本発明に係る低倍発泡粒子は、前記低倍成形用発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を蒸気加熱し、嵩発泡倍数が２．０〜２０倍の範囲内に発泡させてなるものである。嵩発泡倍数の範囲は２．０〜１０倍が好ましく、２．０〜５倍がより好ましい。
【００４８】
低倍発泡粒子の嵩発泡倍数が前記範囲未満であると、嵩発泡倍数のばらつきが大きくなり均一な粒子が得られない。一方、低倍発泡粒子の嵩発泡倍数が前記範囲を超えると、十分な強度と長期耐久性に優れた低倍発泡成形体が得られない。
【００４９】
本発明に係る低倍発泡粒子は、前記低倍成形用発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を加熱し、嵩発泡倍数が２．０〜２０倍の範囲内に発泡させてなるものなので、曲げ強度や圧縮強度に優れた低倍発泡成形体を製造するために用いることができる。
【００５０】
本発明に係る低倍発泡成形体は、前記低倍成形用発泡性ポリスチレン系樹脂粒子（未発泡粒子）または前記低倍発泡粒子（嵩発泡倍数が２．０〜２０倍）を、本発明による発泡成形型１によって形成される所望の成形形状に合致した成形品キャビティ４内に充填し、型内発泡成形して得られ、発泡倍数が１．５〜２０倍の範囲内のものである。
【００５１】
この低倍発泡成形体は、発泡倍数が１．５〜１０倍の範囲内であることが好ましく、１．６〜５倍の範囲内であることがより好ましい。発泡倍数が前記範囲内であれば、コンクリート推進管用クッション材などの土木用の分野、床下地材などの建材用の分野等に適用することができる、曲げ強度や圧縮強度に優れた低倍発泡成形体を提供できる。
【００５２】
この発泡成形体の「密度」は、ＪＩＳ Ｋ６７６７：１９９９「発泡プラスチック及びゴム−見掛け密度の測定」記載の方法で測定した。即ち、５０ｃｍ３以上（半硬質及び軟質材料の場合は１００ｃｍ３以上）の試験片を材料の元のセル構造を変えない様に切断し、その質量（ｇ）を測定し、次式により算出する。
密度（ｇ／ｃｍ３）＝試験片質量（ｇ）／試験片体積（ｃｍ３）
【００５３】
また、この発泡成形体の「発泡倍数」は、前記密度の逆数（１／密度）であり、密度０．２ｇ／ｃｍ３の低倍発泡粒子は発泡倍数５倍、密度０．１ｇ／ｃｍ３の低倍発泡粒子は発泡倍数１０倍となる。
【００５４】
本発明の低倍発泡成形体は、前記低倍成形用発泡性ポリスチレン系樹脂粒子または低倍発泡粒子を型内発泡成形して得られたものなので、発泡粒子同士の融着率と伸びが良好となり、曲げ強度や圧縮強度に優れており、高強度、長期耐久性が要求されるコンクリート推進管用クッション材などの土木用の分野、床下地材などの建材用の分野等に適用することができる。
【００５５】
本発明に係るコンクリート推進管用クッション材は、前記低倍発泡成形体が発泡倍数１．５〜１０倍の範囲内のものなので、曲げ強度や圧縮強度に優れており、高強度、長期耐久性に優れている。
【００５６】
このコンクリート推進管用クッション材は、発泡倍数が１．６〜５倍であることが好ましい。発泡倍数が前記範囲内であれば、高強度、長期耐久性に特に優れるコンクリート推進管用クッション材を提供できる。
【実施例】
【００５７】
［実施例１］
１００リットルの反応器に純水４４ｋｇ、第三リン酸カルシウム８００ｇ、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム１．７ｇを入れ撹拌を行いながら、スチレン４２ｋｇにベンゾイルパーオキサイド１１０ｇ、ｔ−ブチルパーオキシベンゾエート８ｇを溶解して加えた。反応器を密閉し９０℃に昇温し、５時間反応を行なった後１２５℃に１時間かけて昇温し、１時間後に冷却を始め常温まで冷却した。得られたスラリーを脱水乾燥し、篩分けして平均粒子径１４００μｍのポリスチレン系樹脂粒子を得た。
【００５８】
５リットルの反応器に純水１．５ｋｇ、前記の方法により得たポリスチレン系樹脂粒子（平均粒子径１４００μｍ、重量平均分子量が約３０万、残存モノマーが約２０００ｐｐｍ）２．０ｋｇ、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム０．２ｇ、ピロリン酸マグネシウム７．０ｇを加えて撹拌し懸濁させた。次いであらかじめ用意した純水０．５ｋｇ、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム０．１ｇにトルエン９．５ｇをホモミキサーで撹拌して懸濁液を調整し、反応器に仕込んだ。次に、常温で反応器内にペンタン２５ｇ、ブタン１８ｇを圧入し、１２０℃に昇温し、５時間保持した後、常温まで冷却して取り出し、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を得た。
【００５９】
次に、前記の方法により得られた低倍成形用発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を、図１に示した発泡成形型１に、図６（ａ）に示したアタッチメントプレート２０を取り付けた成形品キャビティ（下縁と上縁との間の距離２６０ｍｍ，扇型の開き角度９０度、厚み１５ｍｍ）に充填し、０．０８ＭＰａの水蒸気で３５秒加熱し、冷却して、密度０．６ｇ／ｃｍ３、発泡倍数１．７倍の扇形状の低倍発泡成形体を得た。
【００６０】
［実施例２］
実施例１と同様にして低倍成形用発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を得た。得られた低倍成形用発泡性ポリスチレン系樹脂粒子をバッチ式発泡機によって、約９５℃の水蒸気で加熱し、嵩密度０．２ｇ／ｃｍ３、嵩発泡倍数５倍に予備発泡した。この予備発泡粒子を室温で約１日放置して、熟成させた後、予備発泡粒子を実施例１と同じ発泡成形機の成形品キャビティ内に充填し、０．０８ＭＰａの水蒸気で３５秒加熱し、冷却して、密度０．２ｇ／ｃｍ３、発泡倍数５倍の扇形状の低倍発泡成形体を得た。
【００６１】
［実施例３］
実施例１と同様にして低倍成形用発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を得た。得られた低倍成形用発泡性ポリスチレン系樹脂粒子をバッチ式発泡機によって、約９５℃の水蒸気で加熱し、嵩密度０．１ｇ／ｃｍ３、嵩発泡倍数１０倍に予備発泡した。この予備発泡粒子を室温で約１日放置して、熟成させた後、予備発泡粒子を実施例１と同じ発泡成形機の成形品キャビティ内に充填し、０．０８ＭＰａの水蒸気で３５秒加熱し、冷却して、密度０．１ｇ／ｃｍ３、発泡倍数１０倍の扇形状の低倍発泡成形体を得た。
【符号の説明】
【００６２】
１…発泡成形型、
１ａ，１ｂ…マスターフレーム、
２ａ，２ｂ…蒸気吹き出しプレート、
４…成形品キャビティ、
１１…ベント、
１５…蒸気供給口、
２０…アタッチメントプレート、
２１…閉じた側周面、
２２…成形開口（成形品キャビティ）
２３…アタッチメントプレートのマスターフレームから突出する領域、
４０…補強サポート、
４０ａ…補強サポートにおける、蒸気吹き出しプレートの成形品キャビティに対向する領域の背面側に位置する部分、
４１…円柱状または円筒状の補強サポート、
４２…補強サポートに形成した蒸気通過口。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平坦な蒸気吹き出しプレートが、その前面側が一平面となるように、両マスターフレームの前面側にそれぞれ取り付けられており、前記蒸気吹き出しプレートと前記マスターフレームの間には補強サポートが配置されており、少なくとも片方のマスターフレーム側に、型締時に両蒸気吹き出しプレート間に挟持されて成形品キャビティの側周を区画する成形開口を備えたアタッチメントプレートが着脱可能に取り付けられており、成形品キャビティが、前記両蒸気吹き出しプレートのそれぞれ一平面となっている前面側と、前記アタッチメントプレートに形成した前記成形開口の側周面とによって囲まれた空間として形成される発泡成形型であって、
前記発泡成形型は、前記蒸気吹き出しプレートの少なくとも前記成形品キャビティに対向する領域の背面側に位置する前記補強サポートとして、前記蒸気吹き出しプレートの背面と接する部分の形状が線状をなす板状の補強サポートを備えることを特徴とする発泡成形型。
【請求項２】
請求項１に記載の発泡成形型であって、前記板状の補強サポートの複数枚が、前記成形品キャビティに対向する前記蒸気吹き出しプレートの背面側に間隔をおいて位置していることを特徴とする発泡成形型。
【請求項３】
請求項１または２に記載の発泡成形型であって、前記板状の補強サポートは前記マスターフレームの全幅にわたるようにして形成されていることを特徴とする発泡成形型。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載の発泡成形型であって、前記アタッチメントプレートを前記マスターフレームに取り付けたときに該マスターフレームから外側に突出する突出領域を有して形状のアタッチメントプレートを用いることを特徴とする発泡成形型。
【請求項５】
未発泡粒子または嵩発泡倍数が２．０〜２０倍の範囲内に発泡させてなる低倍発泡粒子を、請求項１から４のいずれか一項に記載の発泡成形型の成形品キャビティ内に充填し発泡倍数が１．５〜２０倍の範囲内の低倍発泡成形体を型内発泡成形することを特徴とする低倍発泡成形体の成形方法。
【請求項６】
未発泡粒子または嵩発泡倍数が２．０〜２０倍の範囲内に発泡させてなる低倍発泡粒子を、請求項１から４のいずれか一項に記載の発泡成形型の成形品キャビティ内に充填し、型内発泡成形して得られた発泡倍数が１．５〜２０倍の範囲内のものである低倍発泡成形体。
【請求項７】
コンクリート推進管用クッション材である請求項６に記載の低倍発泡成形体。
【請求項１】
平坦な蒸気吹き出しプレートが、その前面側が一平面となるように、両マスターフレームの前面側にそれぞれ取り付けられており、前記蒸気吹き出しプレートと前記マスターフレームの間には補強サポートが配置されており、少なくとも片方のマスターフレーム側に、型締時に両蒸気吹き出しプレート間に挟持されて成形品キャビティの側周を区画する成形開口を備えたアタッチメントプレートが着脱可能に取り付けられており、成形品キャビティが、前記両蒸気吹き出しプレートのそれぞれ一平面となっている前面側と、前記アタッチメントプレートに形成した前記成形開口の側周面とによって囲まれた空間として形成される発泡成形型であって、
前記発泡成形型は、前記蒸気吹き出しプレートの少なくとも前記成形品キャビティに対向する領域の背面側に位置する前記補強サポートとして、前記蒸気吹き出しプレートの背面と接する部分の形状が線状をなす板状の補強サポートを備えることを特徴とする発泡成形型。
【請求項２】
請求項１に記載の発泡成形型であって、前記板状の補強サポートの複数枚が、前記成形品キャビティに対向する前記蒸気吹き出しプレートの背面側に間隔をおいて位置していることを特徴とする発泡成形型。
【請求項３】
請求項１または２に記載の発泡成形型であって、前記板状の補強サポートは前記マスターフレームの全幅にわたるようにして形成されていることを特徴とする発泡成形型。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載の発泡成形型であって、前記アタッチメントプレートを前記マスターフレームに取り付けたときに該マスターフレームから外側に突出する突出領域を有して形状のアタッチメントプレートを用いることを特徴とする発泡成形型。
【請求項５】
未発泡粒子または嵩発泡倍数が２．０〜２０倍の範囲内に発泡させてなる低倍発泡粒子を、請求項１から４のいずれか一項に記載の発泡成形型の成形品キャビティ内に充填し発泡倍数が１．５〜２０倍の範囲内の低倍発泡成形体を型内発泡成形することを特徴とする低倍発泡成形体の成形方法。
【請求項６】
未発泡粒子または嵩発泡倍数が２．０〜２０倍の範囲内に発泡させてなる低倍発泡粒子を、請求項１から４のいずれか一項に記載の発泡成形型の成形品キャビティ内に充填し、型内発泡成形して得られた発泡倍数が１．５〜２０倍の範囲内のものである低倍発泡成形体。
【請求項７】
コンクリート推進管用クッション材である請求項６に記載の低倍発泡成形体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−２２８２４６（Ｐ２０１０−２２８２４６Ａ）
【公開日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−７７５２１（Ｐ２００９−７７５２１）
【出願日】平成２１年３月２６日（２００９．３．２６）
【出願人】（０００００２４４０）積水化成品工業株式会社 (1,335)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月２６日（２００９．３．２６）
【出願人】（０００００２４４０）積水化成品工業株式会社 (1,335)
【Ｆターム（参考）】
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