発泡成形体の製造方法
【課題】軽量でありながら、強度が優れる発泡成形体の製造方法を提供すること。
【解決手段】本発明は、発泡パリソンから発泡成形体４０を製造する発泡成形体４０の製造方法であって、発泡剤及び熱可塑性樹脂を含む混合樹脂を押出して、発泡パリソンとする押出工程Ｓ１と、発泡パリソンの向かい合う内壁面同士を密着させ発泡パリソン積層体３０とする密着工程Ｓ２と、該発泡パリソン積層体３０を分割金型１３間に搬送し、該分割金型１３で挟み込んで密閉し型締めする型締工程Ｓ３と、分割金型１３内の空気を吸引して減圧する吸引工程Ｓ４と、を備える発泡成形体４０の製造方法に存する。
【解決手段】本発明は、発泡パリソンから発泡成形体４０を製造する発泡成形体４０の製造方法であって、発泡剤及び熱可塑性樹脂を含む混合樹脂を押出して、発泡パリソンとする押出工程Ｓ１と、発泡パリソンの向かい合う内壁面同士を密着させ発泡パリソン積層体３０とする密着工程Ｓ２と、該発泡パリソン積層体３０を分割金型１３間に搬送し、該分割金型１３で挟み込んで密閉し型締めする型締工程Ｓ３と、分割金型１３内の空気を吸引して減圧する吸引工程Ｓ４と、を備える発泡成形体４０の製造方法に存する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発泡成形体の製造方法に関し、更に詳しくは、軽量でありながら、強度が優れる発泡成形体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発泡成形体は、軽量で剛性が優れるので、自動車用、航空機用、車両・船舶用、建材用、各種電気機器のハウジング用、スポーツ・レジャー用等のあらゆる分野において用いられている。
【０００３】
発泡成形体の製造方法としては、例えば、熱可塑性樹脂を主成分とする重合体を、押出成形機内で溶融混練した後、サークル状ダイから押出し、シート状とした後、搬送テーブルで搬送し、真空吸引装置により真空吸引して２次発泡させ、発泡成形体とする方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、熱可塑性樹脂発泡層を有する軟化状態の筒状成形物（パリソン）を金型間に配置して、該筒状成形物を金型に挟み込んで圧縮することによって発泡成形体を得る方法が知られている（例えば、特許文献２、特許文献３又は特許文献４参照）。
これらの方法においては、パリソン内部に気体を吹き込むこと、及び／又は、パリソン外面と金型内面との間を減圧することにより発泡成形体を製造している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−５８５３３号公報
【特許文献２】特開２００３−２３６９１８号公報
【特許文献３】特開２００４−８２３３２号公報
【特許文献４】特開２００４−２８４１４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１〜４に記載の発泡成形体の製造方法においては、パリソンの壁面同士を完全に密着させずにパリソンを金型で挟み込むと、パリソン間に中空の部分（以下「中空部」という。）が生成しやすい。そうすると、図８に示すように、得られる発泡成形体５０は、一部に中空部５１が残った構造となってしまい、耐衝撃性等の強度が不十分となる。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、軽量でありながら、強度が優れる発泡成形体の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者等は、上記課題を解決するため鋭意検討したところ、敢えて発泡パリソンの向かい合う内壁面同士を密着させ発泡パリソン積層体とする密着工程を経由することにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【０００９】
すなわち、本発明は、（１）発泡パリソンから発泡成形体を製造する発泡成形体の製造方法であって、発泡剤及び熱可塑性樹脂を含む混合樹脂を押出して、発泡パリソンとする押出工程と、発泡パリソンの向かい合う内壁面同士を密着させ発泡パリソン積層体とする密着工程と、該発泡パリソン積層体を分割金型間に搬送し、該分割金型で挟み込んで密閉し型締めする型締工程と、分割金型内の空気を吸引して減圧する吸引工程と、を備える発泡成形体の製造方法に存する。
【００１０】
本発明は、（２）密着工程が、発泡パリソンを一対の圧着ローラーで挟み込んで、発泡パリソンの向かい合う内壁面同士を密着させ発泡パリソン積層体とする工程である上記（１）記載の発泡成型体の製造方法に存する。
【００１１】
本発明は、（３）密着工程において、発泡パリソン積層体の外壁面に対してエアーを吹きつける上記（１）又は（２）に記載の発泡成型体の製造方法に存する。
【００１２】
本発明は、（４）エアーの温度が発泡パリソン積層体の温度よりも高い上記（３）記載の発泡成形体の製造方法に存する。
【００１３】
本発明は、（５）発泡パリソンがシート状のシート状発泡パリソンである上記（１）〜（４）のいずれか一つに記載の発泡成形体の製造方法に存する。
【００１４】
本発明は、（６）発泡パリソンが円筒状の円筒状発泡パリソンである上記（１）〜（４）のいずれか一つに記載の発泡成形体の製造方法に存する。
【００１５】
本発明は、（７）密着工程において円筒状発泡パリソンの向かい合う内壁面の間の空気を吸引する上記（６）記載の発泡成形体の製造方法に存する。
【００１６】
本発明は、（８）型締工程において分割金型に設けられたエアー口から分割金型内に空気を吹き込む上記（１）〜（７）のいずれか一つに記載の発泡成形体の製造方法に存する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の発泡成形体の製造方法においては、発泡パリソンの向かい合う内壁面同士を確実に密着させ発泡パリソン積層体とする密着工程を備えることで、中空部の生成が抑制される。このため、上記発泡成形体の製造方法により得られる発泡成形体は、軽量であることを維持したまま強度が優れるものとなる。
また、上記発泡成形体の製造方法においては、密着工程を経ることにより、型締工程において積層された内壁面同士が離れ難くなる。このため、発泡倍率を上げることが可能となるので、発泡成形体全体を十分な発泡状態とすることができ、より軽量なものとすることが可能となる。
【００１８】
本発明の発泡成形体の製造方法においては、密着工程が、発泡パリソンの向かい合う内壁面同士を一対の圧着ローラーで挟み込んで密着させ発泡パリソン積層体とする工程である場合、中空部の生成を確実に抑制できる。
また、発泡パリソンの内壁面同士を広い面積で連続的に密着させることができ、発泡パリソン積層体の厚みも一定にすることができる。
【００１９】
本発明の発泡成形体の製造方法においては、密着工程の際、発泡パリソンの外壁面に対してエアーを吹きつけると、非接触であるので気泡を潰さずに、中空部の生成をより確実に抑制できる。
また、発泡パリソンが圧着ローラー等にくっつくのを抑制できる。
【００２０】
このとき、エアーの温度が発泡パリソンの温度よりも高いことが好ましい。この場合、発泡パリソンが冷えて固まることを抑制できるため、成形性が向上する。
【００２１】
本発明の発泡成形体の製造方法においては、発泡パリソンが２枚のシート状発泡パリソン又は円筒状の円筒状発泡パリソンであると、十分に厚みのある発泡パリソン積層体が得られる。なお、厚みのある１枚の発泡パリソンを押出す方法も考えられるが、この場合は、スリット幅を広くする必要があるため、ダイ先端の樹脂圧が下がってしまう欠点がある。そうすると、表面が破泡し、発泡倍率が低下する。
【００２２】
本発明の発泡成形体の製造方法においては、密着工程の際、円筒状発泡パリソンの向かい合う内壁面の間の空気を吸引する場合、気泡を潰さずに、中空部の生成をより一層確実に抑制できる。
【００２３】
本発明の発泡成形体の製造方法において、型締工程において分割金型に設けられたエアー口から分割金型内に空気を吹き込む場合、発泡パリソンの向かい合う内壁面同士の密着性をより向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、第１実施形態に係る発泡成形体の製造方法を示すフローチャートである。
【図２】図２は、第１実施形態に係る発泡成形体の製造方法で用いられるダイを示す部分断面図である。
【図３】図３は、第１実施形態に係る発泡成形体の製造方法における密着工程を模式的に示す垂直断面図である。
【図４】図４の（ａ）は、第１実施形態に係る発泡成形体の製造方法における型締工程において発泡パリソン積層体を分割金型間に搬送した状態を示す垂直断面図であり、（ｂ）は、（ａ）の状態から発泡パリソン積層体を分割金型で挟み込んで密閉し型締めした状態を示す垂直断面図である。
【図５】図５の（ａ）は、第１実施形態に係る発泡成形体の製造方法において発泡パリソン積層体に吸引工程を施す前の状態の概略を示す水平断面図であり、図５の（ｂ）は、第１実施形態に係る発泡成形体の製造方法において発泡パリソン積層体に吸引工程を施した後の状態の概略を示す水平断面図である。
【図６】図６の（ａ）は、第１実施形態に係る発泡成形体の製造方法によって得られる発泡成形体を示す斜視図であり、図６の（ｂ）は、その断面図である。
【図７】図７の（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、第２実施形態に係る発泡成形体の製造方法の密着工程を示す概略図である。
【図８】図８は、従来の発泡成形体の製造方法によって製造された発泡製造体を示す断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、必要に応じて図面を参照しつつ、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面中、同一要素には同一符号を付すこととし、重複する説明は省略する。また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。更に、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。
【００２６】
［第１実施形態］
本発明に係る発泡成形体の製造方法の第１実施形態として、円筒状発泡パリソンを用いた場合について説明する。
図１は、第１実施形態に係る発泡成形体の製造方法を示すフローチャートである。
図１に示すように、第１実施形態に係る発泡成形体の製造方法は、発泡剤及び熱可塑性樹脂を含む混合樹脂を押出して、円筒状の円筒状発泡パリソンとする押出工程Ｓ１と、円筒状発泡パリソンの向かい合う内壁面同士を密着させ発泡パリソン積層体とする密着工程Ｓ２と、発泡パリソン積層体を分割金型間に搬送し、分割金型で挟み込んで密閉し型締めする型締工程Ｓ３と、分割金型内の空気を吸引して減圧する吸引工程Ｓ４と、を備える。すなわち、押出工程Ｓ１、密着工程Ｓ２、型締工程Ｓ３、吸引工程Ｓ４がこの順序で施される。
【００２７】
上記発泡成形体の製造方法によれば、軽量でありながら、（中空部が生じない）強度が優れる発泡成形体を製造することができる。
以下、各工程を更に詳細に説明する。
【００２８】
（押出工程）
押出工程Ｓ１は、押出口から発泡剤及び熱可塑性樹脂を含む混合樹脂を押出し、円筒状の円筒状発泡パリソンとする工程である。
【００２９】
図２は、第１実施形態に係る発泡成形体の製造方法で用いられるダイを示す部分断面図である。
図２に示すように、ダイ１０は、ダイ外筒１８と、ダイ外筒１８の略中央に配置されたマンドレル１７と、ダイ外筒１８及びマンドレル１７の間の円筒状空間１９と、該円筒状空間１９に貯留された混合樹脂を下方に押すためのリング状ピストン１２と、混合樹脂を排出する押出口（ダイ出口１１）と、を備える。
【００３０】
押出工程Ｓ１においては、まず、ダイ１０内において、熱可塑性樹脂及び発泡剤を混合したいわゆる超臨界流体である混合樹脂が混練され、マンドレル１７とダイ外筒１８との間の円筒状空間１９に貯留される。このとき、貯留させる混合樹脂の量は、５〜４０リットルであることが好ましい。
そして、円筒状空間１９に所定量の混合樹脂が貯留された後、リング状ピストン１２を押し下げることにより、混合樹脂がダイ出口１１から円筒状に押出され、押出されると同時に混合樹脂が発泡し、円筒状発泡パリソンとなる。
【００３１】
上記発泡成形体の製造方法においては、混合樹脂を円筒状空間１９で貯留させる方式としたので、混合樹脂が貯留されている間に、気泡セルのサイズの均質化が図られることになる。
また、ダイ外筒１８内でリング状ピストン１２が混合樹脂を押し出す方式（ダイ内アキュムレーター方式）としたので、ダイ出口１１の上下の距離を短くすることができ、押出速度も速くすることができる。このため、気泡セルの状態を維持できるメリットがある。
なお、このときの混合樹脂の押出速度は、７００ｋｇ／時以上であることが好ましい。この場合、より表面の平滑性が高い発泡成形体が得られる。
【００３２】
ここで、円筒状発泡パリソンの材料について述べる。
上記熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等のポリオレフィン系樹脂が挙げられる。
これらの中でも、熱可塑性樹脂は、プロピレン単位を有するものであることが好ましく、具体的には、プロピレン単独重合体、エチレン−プロピレンブロック共重合体、エチレン−プロピレンランダム共重合体等が挙げられる。
さらに、これらの中でも、長鎖分岐構造を有するプロピレン単独重合体であることが特に好ましい。この場合、溶融張力が高くなるので、発泡しやすくなり、気泡セルもより均一化される。
【００３３】
なお、長鎖分岐構造を有するプロピレン単独重合体は、０．９以下の重量平均分岐指数を有するプロピレン単独重合体であることが好ましい。また、重量平均分岐指数ｇ’は、Ｖ１／Ｖ２で表され、Ｖ１が分岐ポリオレフィンの極限粘度数、Ｖ２が分岐ポリオレフィンと同じ重量平均分子量を有する線状ポリオレフィンの極限粘度数である。
【００３４】
熱可塑性樹脂は、２３０℃におけるメルトテンションが３０〜３５０ｍＮの範囲内のポリプロピレン樹脂を用いることが好ましい。ここで、メルトテンションとは、溶融張力を意味する。メルトテンションが上記範囲内であると、発泡用ポリプロピレン系樹脂は歪み硬化性を示し、高い発泡倍率を得ることができる。
【００３５】
熱可塑性樹脂は、２３０℃におけるメルトフローレイト（ＭＦＲ）が１〜１０であることが好ましい。ここで、ＭＦＲとは、ＪＩＳ Ｋ−７２１０に準じて測定した値である。
ＭＦＲが１未満であると、ＭＦＲが上記範囲内にある場合と比較して、押出速度を上げることが困難となる傾向にあり、ＭＦＲが１０を超えると、ＭＦＲが上記範囲内にある場合と比較して、ドローダウン等の発生によりブロー成形が困難となる傾向にある。
【００３６】
上記混合樹脂には、スチレン系エラストマー及び／又は低密度のポリエチレンを更に添加することが好ましい。スチレン系エラストマーまたは低密度のポリチレンを添加すると、発泡成形体の低温時の衝撃強度がより向上する。
【００３７】
スチレン系エラストマーとしては、特に限定されないが、分子内に水素が添加されたスチレン単位を有するエラストマーであればよい。例えば、スチレン−エチレン・ブチレン−スチレンブロック共重合体、スチレン−エチレン・プロピレン−スチレンブロック共重合体、スチレン−ブタジエンランダム共重合体等の水素添加エラストマーが挙げられる。
スチレン系エラストマーの配合割合は、熱可塑性樹脂に対して、成形性の観点から４０ｗｔ％未満の範囲であることが好ましい。
また、スチレン系エラストマー中のスチレンの含有量は、低温時の衝撃強度の観点から、３０ｗｔ％未満であることが好ましく、２０ｗｔ％未満であることがより好ましい。
【００３８】
低密度のポリエチレンは、低温時の衝撃強度の観点から、密度０．９１ｇ／ｃｍ３以下のものが好適に用いられる。特に、メタロセン系触媒により重合された直鎖状超低密度ポリエチレンを用いることが好ましい。
低密度のポリエチレンの配合割合は、熱可塑性樹脂に対して、剛性及び耐熱性の観点から４０ｗｔ％未満の範囲であることが好ましい。
【００３９】
なお、上記混合樹脂には、スチレン系エラストマー、低密度のポリエチレン及び発泡剤以外に、核剤、着色剤等が添加されていてもよい。
【００４０】
上記発泡剤としては、空気、炭酸ガス、窒素ガス、水等の無機系発泡剤、又は、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ジクロロメタン、ジクロロエタン等の有機系発泡剤が挙げられる。
これらの中でも、発泡剤は、空気、炭酸ガス又は窒素ガスを用いることが好ましい。この場合、有機物の混入がなく、耐久性等の低下がない。
【００４１】
また、発泡方法としては、超臨界流体を用いることが好ましい。特に、炭酸ガス又は窒素ガスを超臨界状態とし、混合樹脂を発泡させることが好ましい。この場合、均一且つ確実に発泡することができる。なお、窒素の超臨界流体は、窒素を臨界温度−１４９．１℃、臨界圧力３．４ＭＰａ以上とすることにより得られ、二酸化炭素の超臨界流体は、二酸化炭素を臨界温度３１℃、臨界圧力７．４ＭＰａ以上とすることにより得られる。
【００４２】
（密着工程）
密着工程Ｓ２は、押出工程Ｓ１で押出された円筒状発泡パリソンを一対の圧着ローラー間で挟み込んで、円筒状発泡パリソンの向かい合う内壁面同士を密着させ発泡パリソン積層体とする工程である。
【００４３】
図３は、第１実施形態に係る発泡成形体の製造方法における密着工程を模式的に示す垂直断面図である。
図３に示すように、密着工程Ｓ２においては、押出された後、直ちに円筒状発泡パリソン２０を一対の圧着ローラー２４間で挟み込んで、円筒状発泡パリソン２０の向かい合う内壁面２０ａ同士を密着させ発泡パリソン積層体３０とする。このため、円筒状発泡パリソン２０の向かい合う内壁面２０ａ同士を広い面積で連続的に密着させることができ、発泡パリソン積層体３０の厚みも一定にすることができる。しかも、一対の圧着ローラーを用いるだけなので、装置が簡単である。
【００４４】
ここで、圧着ローラー２４で挟み込むときの圧着ローラー２４の圧力は、１ｋｇ／ｃｍ２以下であることが好ましい。この場合、円筒状発泡パリソン２０を圧着ローラー２４で挟み込んでも、発泡により生成する気泡が潰れにくいので、成形性が向上する。
【００４５】
第１実施形態に係る発泡成形体の製造方法においては、ダイ１０の先端に設けられたコア１５には吸引口１５ａが設けられており、密着工程Ｓ２において、吸引口１５ａから円筒状発泡パリソン２０の向かい合う内壁面２０ａの間、すなわち、円筒状発泡パリソン２０内の空気が吸引される。これにより、気泡を潰さずに、強度の低下原因となる中空部の生成をより抑制することができる。また、円筒状発泡パリソン２０の向かい合う内壁面２０ａ同士の密着性をより向上させることができる。
【００４６】
密着工程Ｓ２においては、円筒状発泡パリソン２０の内壁面２０ａ同士を密着させた発泡パリソン積層体３０の外壁面２０ｂに対して、エアーを吹きつけるためのエアー口２１が設けられている。
発泡パリソン積層体３０の外壁面２０ｂに対してエアー口２１からエアーを吹きつけることにより、発泡パリソン積層体３０の密着性をより確実に向上させることができる。また、発泡パリソン積層体３０には、エアーしか接触しないので気泡を潰さずに、中空部の生成を抑制できる。さらに、円筒状発泡パリソン２０が密着されずに圧着ローラー２４に巻き込まれることを抑制できる。
【００４７】
このとき、エアー口２１から吹き付けられるエアーの温度が発泡パリソン積層体３０の温度よりも高いことが好ましい。この場合、発泡パリソンが冷えて硬化する現象を抑制でき、成形性が向上する。
【００４８】
第１実施形態に係る発泡成形体の製造方法においては、円筒状発泡パリソン２０の向かい合う内壁面２０ａ同士を確実に密着させ発泡パリソン積層体３０とするので、中空部の生成が抑制される。このため、発泡成形体の製造方法により得られる発泡成形体は、軽量であることを維持したまま耐衝撃性等の強度が優れるものとなる。
また、密着工程Ｓ２を経ることにより、後述する型締工程Ｓ３において、密着された内壁面２０ａ同士が離れ難くなる。その結果、発泡倍率を上げることが可能となるので、発泡成形体全体を十分な発泡状態とすることができ、より軽量なものとすることができる。
【００４９】
（型締工程）
型締工程Ｓ３は、密着工程Ｓ２で得られた発泡パリソン積層体３０を分割金型１３間に搬送し、分割金型で挟み込んで密閉し型締めする工程である。
【００５０】
図４の（ａ）は、第１実施形態に係る発泡成形体の製造方法における型締工程において発泡パリソン積層体を分割金型間に搬送した状態を示す垂直断面図であり、（ｂ）は、（ａ）の状態から発泡パリソン積層体を分割金型で挟み込んで密閉し型締めした状態を示す垂直断面図である。
【００５１】
図４の（ａ）に示すように、型締工程Ｓ３においては、まず、発泡パリソン積層体３０が分割金型１３間に搬送される。
ここで、分割金型１３は、開閉可能な一対となっている。それぞれの分割金型１３には、一定間隔となるように複数の突起１３ａと、後述する複数のエアー口（図示しない）とが設けられている。
【００５２】
そして、図４の（ｂ）に示すように、発泡パリソン積層体３０を分割金型１３で挟み込んで密閉し型締めを施す。
このとき、分割金型１３には突起１３ａが設けられているので、突起１３ａが発泡パリソン積層体３０の外壁面２０ｂを押すことにより、内壁面２０ａ同士の密着性がより向上する。また、後述する吸引工程においては、発泡パリソン積層体３０に凹凸模様が付される。さらに、発泡パリソン積層体３０における分割金型１３の突起１３ａに挟みこまれる部分においては溶着面がより確実に形成される。
【００５３】
上記発泡成形体の製造方法によれば、分割金型１３の突起１３ａが、発泡成形体表面への凹部形成手段と、内壁面２０ａ同士を密着させる手段とを兼ねるため、金型が複雑にならず簡易な構成で、表面に凹部が形成された発泡成形体を製造することが可能となる。
【００５４】
また、型締工程Ｓ３においては、分割金型１３に設けられた図示しないエアー口から分割金型１３内に空気を吹き込んでもよい。これにより、分割金型１３内の密閉された空間の気圧が上がるので、円筒状発泡パリソン２０の向かい合う内壁面同士の密着性がより一層向上する。即ち、突起１３ａにより挟み込まれていない積層部分が、空気圧力を受け密着することになる。なお、このときの空気を吹き込む圧力は、気泡セルの形状維持の観点から、０．０５〜０．１５ＭＰａの圧力であることが好ましい。発泡パリソンの冷却を防ぐ観点から、吹き込まれる空気の温度は、発泡パリソンの温度よりも高温であることが好ましい。
【００５５】
（吸引工程）
吸引工程Ｓ４は、型締工程Ｓ３が施された発泡パリソン積層体３０が分割金型１３間で密閉された状態で、分割金型１３内の空気を吸引して減圧する工程である。
【００５６】
図５の（ａ）は、第１実施形態に係る発泡成形体の製造方法において発泡パリソン積層体に吸引工程を施す前の状態の概略を示す水平断面図であり、図５の（ｂ）は、第１実施形態に係る発泡成形体の製造方法において発泡パリソン積層体に吸引工程を施した後の状態の概略を示す水平断面図である。なお、図５の分割金型１３は、図４の分割金型１３と同じものであり、図５は、図４の一部を拡大した模式図である。
図５の（ａ）に示すように、吸引工程Ｓ４においては、分割金型１３に設けられたエアー口１３ｂから分割金型１３内の空気が吸引される。これにより、分割金型１３内の密閉された空間の気圧が下がるので、図５の（ｂ）に示すように、発泡パリソン積層体３０は、エアー口１３ｂ側に膨出する。これとともに、気泡が成長して発泡パリソン積層体３０の体積が増加する。
こうして、発泡成形体４０が得られる。
【００５７】
図６の（ａ）は、第１実施形態に係る発泡成形体の製造方法によって得られる発泡成形体を示す斜視図であり、図６の（ｂ）は、その断面図である。
図６の（ａ）に示すように、発泡成形体４０は、表面に凹部が形成されている。これにより軽量化が図られる。また、図６の（ｂ）に示すように、発泡成形体４０は、熱可塑性樹脂が内部まで充填されており、中空部が生成されていない。このため、軽量でありながら、強度にも優れるものとなる。
【００５８】
発泡成形体４０は、複数の気泡セルを複数含んだ独立気泡構造となっている。ここで、独立気泡構造とは、複数の気泡セルを有する構造であり、少なくとも独立気泡率が５０％以上のものを意味する。したがって、表面平滑性が優れる。
【００５９】
気泡セルは、平均気泡径が１０００μｍ未満であることが好ましく、５００μｍ未満であることがより好ましい。ここで、平均気泡径とは、沢山ある気泡の最大直径の平均値を意味する。
平均気泡径が１０００μｍ以上であると、平均気泡径が上記範囲内にある場合と比較して、表面粗さが大きくなり表面の平滑性が劣る傾向にある。
【００６０】
発泡成形体４０は、高発泡の成形体であって、発泡倍率が３．０〜２０倍である。ここで、発泡倍率とは、熱可塑性樹脂の密度を発泡成形体の見かけ密度で除した値である。
【００６１】
発泡成形体４０は、発泡芯材として好適に用いられ、具体的には、自動車用、航空機用、車両・船舶用、建材用、各種電気機器のハウジング用、スポーツ・レジャー用の撓み剛性又は曲げ座屈に強い構造部材等に用いられる。
特に、カーゴフロアボード、デッキボード、リアパーセルシェルフ、ルーフパネル、ドアトリム等の内装パネル、ドアインナーパネル、プラットフォーム、ハードトップ、サンルーフ、ボンネット、バンパー、フロアスペーサー、ディビアパッド等の自動車の構造部材として用いると、自動車の軽量化が測れるので、燃費が向上することになる。
【００６２】
［第２実施形態］
本発明に係る発泡成形体の製造方法の第２実施形態について説明する。
第２実施形態に係る発泡成形体の製造方法は、密着工程が第１実施形態に係る発泡成形体の製造方法と異なること以外は、第１実施形態に係る発泡成形体の製造方法と同様である。
【００６３】
（密着工程）
密着工程は、押出工程Ｓ１で押出された円筒状発泡パリソンを一つのプリピンチで挟み込んで、円筒状発泡パリソンの向かい合う内壁面同士を部分的に密着させ発泡パリソン積層体とする工程である。
【００６４】
図７の（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、第２実施形態に係る発泡成形体の製造方法の密着工程を示す概略図である。
図７の（ａ）に示すように、密着工程においては、押出口の下方に揺動可能な一対のプリピンチ２２が設けられている。かかるプリピンチ２２が押出された円筒状発泡パリソン２０の外壁面２０ｂを押圧して挟み込むことにより、図７の（ｂ）に示すように、円筒状パリソン２０の内壁面２０ａ同士が密着される。
そして、プリピンチ２２が間欠的に揺動することにより、円筒状発泡パリソン２０は、図７の（ｃ）に示すように、内壁面２０ａ同士が密着される。
【００６５】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
【００６６】
例えば、第１及び第２実施形態に係る発泡成形体の製造方法においては、円筒状発泡パリソンを用いて、発泡成形体を製造しているが、複数（例えば２枚）のシート状発泡パリソンを用いてもよい。
この場合、発泡成形体の製造方法は、発泡剤及び熱可塑性樹脂を含む混合樹脂を押出しシート状のシート状発泡パリソンとする押出工程と、複数のシート状発泡パリソンの向かい合う内壁面同士を密着させ発泡パリソン積層体とする密着工程と、発泡パリソン積層体を分割金型間に搬送し、該分割金型で挟み込んで密閉し型締めする型締工程と、分割金型内の空気を吸引して減圧する吸引工程と、を備えることになる。なお、密着工程におけるシート状発泡パリソンの向かい合う内壁面の間の空気の吸引は、施されない。
【００６７】
また、押し出した発泡パリソンを分割金型間に搬送して成形する場合に限らず、押出後、発泡パリソンを冷却固化して発泡パリソン成形体とし、その後、発泡パリソン成形体を再加熱して、発泡パリソンに戻し、分割金型間に搬送して成形してもよい。
【００６８】
第１及び第２実施形態に係る発泡成形体の製造方法においては、分割金型１３に突起１３ａが設けられているが、必須ではない。
【００６９】
第１及び第２実施形態に係る発泡成形体の製造方法においては、密着工程において発泡パリソンの向かい合う内壁面の間の空気を吸引しているが、必須ではない。
また、型締工程において分割金型に設けられたエアー口から分割金型内に空気を吹き込んでいるが必須ではない。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明に係る発泡成形体の製造方法によって得られる発泡成形体は、発泡芯材として好適に用いられ、具体的には、自動車用、航空機用、車両・船舶用、建材用、各種電気機器のハウジング用、スポーツ・レジャー用の撓み剛性又は曲げ座屈に強い構造部材等に用いられる。かかる発泡成形体は、軽量でありながら、強度が優れるものである。
【符号の説明】
【００７１】
１０・・・ダイ
１１・・・ダイ出口
１２・・・リング状ピストン
１３・・・分割金型
１３ａ・・・突起
１３ｂ，２１・・・エアー口
１５・・・コア
１５ａ・・・吸引口
１７・・・マンドレル
１８・・・ダイ外筒
１９・・・円筒状空間
２０・・・円筒状発泡パリソン
２０ａ・・・内壁面
２０ｂ・・・外壁面
２２・・・プリピンチ
２４・・・圧着ローラー
３０・・・発泡パリソン積層体
４０，５０・・・発泡成形体
５１・・・中空部
Ｓ１・・・押出工程
Ｓ２・・・密着工程
Ｓ３・・・型締工程
Ｓ４・・・吸引工程
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発泡成形体の製造方法に関し、更に詳しくは、軽量でありながら、強度が優れる発泡成形体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発泡成形体は、軽量で剛性が優れるので、自動車用、航空機用、車両・船舶用、建材用、各種電気機器のハウジング用、スポーツ・レジャー用等のあらゆる分野において用いられている。
【０００３】
発泡成形体の製造方法としては、例えば、熱可塑性樹脂を主成分とする重合体を、押出成形機内で溶融混練した後、サークル状ダイから押出し、シート状とした後、搬送テーブルで搬送し、真空吸引装置により真空吸引して２次発泡させ、発泡成形体とする方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、熱可塑性樹脂発泡層を有する軟化状態の筒状成形物（パリソン）を金型間に配置して、該筒状成形物を金型に挟み込んで圧縮することによって発泡成形体を得る方法が知られている（例えば、特許文献２、特許文献３又は特許文献４参照）。
これらの方法においては、パリソン内部に気体を吹き込むこと、及び／又は、パリソン外面と金型内面との間を減圧することにより発泡成形体を製造している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−５８５３３号公報
【特許文献２】特開２００３−２３６９１８号公報
【特許文献３】特開２００４−８２３３２号公報
【特許文献４】特開２００４−２８４１４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１〜４に記載の発泡成形体の製造方法においては、パリソンの壁面同士を完全に密着させずにパリソンを金型で挟み込むと、パリソン間に中空の部分（以下「中空部」という。）が生成しやすい。そうすると、図８に示すように、得られる発泡成形体５０は、一部に中空部５１が残った構造となってしまい、耐衝撃性等の強度が不十分となる。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、軽量でありながら、強度が優れる発泡成形体の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者等は、上記課題を解決するため鋭意検討したところ、敢えて発泡パリソンの向かい合う内壁面同士を密着させ発泡パリソン積層体とする密着工程を経由することにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【０００９】
すなわち、本発明は、（１）発泡パリソンから発泡成形体を製造する発泡成形体の製造方法であって、発泡剤及び熱可塑性樹脂を含む混合樹脂を押出して、発泡パリソンとする押出工程と、発泡パリソンの向かい合う内壁面同士を密着させ発泡パリソン積層体とする密着工程と、該発泡パリソン積層体を分割金型間に搬送し、該分割金型で挟み込んで密閉し型締めする型締工程と、分割金型内の空気を吸引して減圧する吸引工程と、を備える発泡成形体の製造方法に存する。
【００１０】
本発明は、（２）密着工程が、発泡パリソンを一対の圧着ローラーで挟み込んで、発泡パリソンの向かい合う内壁面同士を密着させ発泡パリソン積層体とする工程である上記（１）記載の発泡成型体の製造方法に存する。
【００１１】
本発明は、（３）密着工程において、発泡パリソン積層体の外壁面に対してエアーを吹きつける上記（１）又は（２）に記載の発泡成型体の製造方法に存する。
【００１２】
本発明は、（４）エアーの温度が発泡パリソン積層体の温度よりも高い上記（３）記載の発泡成形体の製造方法に存する。
【００１３】
本発明は、（５）発泡パリソンがシート状のシート状発泡パリソンである上記（１）〜（４）のいずれか一つに記載の発泡成形体の製造方法に存する。
【００１４】
本発明は、（６）発泡パリソンが円筒状の円筒状発泡パリソンである上記（１）〜（４）のいずれか一つに記載の発泡成形体の製造方法に存する。
【００１５】
本発明は、（７）密着工程において円筒状発泡パリソンの向かい合う内壁面の間の空気を吸引する上記（６）記載の発泡成形体の製造方法に存する。
【００１６】
本発明は、（８）型締工程において分割金型に設けられたエアー口から分割金型内に空気を吹き込む上記（１）〜（７）のいずれか一つに記載の発泡成形体の製造方法に存する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の発泡成形体の製造方法においては、発泡パリソンの向かい合う内壁面同士を確実に密着させ発泡パリソン積層体とする密着工程を備えることで、中空部の生成が抑制される。このため、上記発泡成形体の製造方法により得られる発泡成形体は、軽量であることを維持したまま強度が優れるものとなる。
また、上記発泡成形体の製造方法においては、密着工程を経ることにより、型締工程において積層された内壁面同士が離れ難くなる。このため、発泡倍率を上げることが可能となるので、発泡成形体全体を十分な発泡状態とすることができ、より軽量なものとすることが可能となる。
【００１８】
本発明の発泡成形体の製造方法においては、密着工程が、発泡パリソンの向かい合う内壁面同士を一対の圧着ローラーで挟み込んで密着させ発泡パリソン積層体とする工程である場合、中空部の生成を確実に抑制できる。
また、発泡パリソンの内壁面同士を広い面積で連続的に密着させることができ、発泡パリソン積層体の厚みも一定にすることができる。
【００１９】
本発明の発泡成形体の製造方法においては、密着工程の際、発泡パリソンの外壁面に対してエアーを吹きつけると、非接触であるので気泡を潰さずに、中空部の生成をより確実に抑制できる。
また、発泡パリソンが圧着ローラー等にくっつくのを抑制できる。
【００２０】
このとき、エアーの温度が発泡パリソンの温度よりも高いことが好ましい。この場合、発泡パリソンが冷えて固まることを抑制できるため、成形性が向上する。
【００２１】
本発明の発泡成形体の製造方法においては、発泡パリソンが２枚のシート状発泡パリソン又は円筒状の円筒状発泡パリソンであると、十分に厚みのある発泡パリソン積層体が得られる。なお、厚みのある１枚の発泡パリソンを押出す方法も考えられるが、この場合は、スリット幅を広くする必要があるため、ダイ先端の樹脂圧が下がってしまう欠点がある。そうすると、表面が破泡し、発泡倍率が低下する。
【００２２】
本発明の発泡成形体の製造方法においては、密着工程の際、円筒状発泡パリソンの向かい合う内壁面の間の空気を吸引する場合、気泡を潰さずに、中空部の生成をより一層確実に抑制できる。
【００２３】
本発明の発泡成形体の製造方法において、型締工程において分割金型に設けられたエアー口から分割金型内に空気を吹き込む場合、発泡パリソンの向かい合う内壁面同士の密着性をより向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、第１実施形態に係る発泡成形体の製造方法を示すフローチャートである。
【図２】図２は、第１実施形態に係る発泡成形体の製造方法で用いられるダイを示す部分断面図である。
【図３】図３は、第１実施形態に係る発泡成形体の製造方法における密着工程を模式的に示す垂直断面図である。
【図４】図４の（ａ）は、第１実施形態に係る発泡成形体の製造方法における型締工程において発泡パリソン積層体を分割金型間に搬送した状態を示す垂直断面図であり、（ｂ）は、（ａ）の状態から発泡パリソン積層体を分割金型で挟み込んで密閉し型締めした状態を示す垂直断面図である。
【図５】図５の（ａ）は、第１実施形態に係る発泡成形体の製造方法において発泡パリソン積層体に吸引工程を施す前の状態の概略を示す水平断面図であり、図５の（ｂ）は、第１実施形態に係る発泡成形体の製造方法において発泡パリソン積層体に吸引工程を施した後の状態の概略を示す水平断面図である。
【図６】図６の（ａ）は、第１実施形態に係る発泡成形体の製造方法によって得られる発泡成形体を示す斜視図であり、図６の（ｂ）は、その断面図である。
【図７】図７の（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、第２実施形態に係る発泡成形体の製造方法の密着工程を示す概略図である。
【図８】図８は、従来の発泡成形体の製造方法によって製造された発泡製造体を示す断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、必要に応じて図面を参照しつつ、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面中、同一要素には同一符号を付すこととし、重複する説明は省略する。また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。更に、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。
【００２６】
［第１実施形態］
本発明に係る発泡成形体の製造方法の第１実施形態として、円筒状発泡パリソンを用いた場合について説明する。
図１は、第１実施形態に係る発泡成形体の製造方法を示すフローチャートである。
図１に示すように、第１実施形態に係る発泡成形体の製造方法は、発泡剤及び熱可塑性樹脂を含む混合樹脂を押出して、円筒状の円筒状発泡パリソンとする押出工程Ｓ１と、円筒状発泡パリソンの向かい合う内壁面同士を密着させ発泡パリソン積層体とする密着工程Ｓ２と、発泡パリソン積層体を分割金型間に搬送し、分割金型で挟み込んで密閉し型締めする型締工程Ｓ３と、分割金型内の空気を吸引して減圧する吸引工程Ｓ４と、を備える。すなわち、押出工程Ｓ１、密着工程Ｓ２、型締工程Ｓ３、吸引工程Ｓ４がこの順序で施される。
【００２７】
上記発泡成形体の製造方法によれば、軽量でありながら、（中空部が生じない）強度が優れる発泡成形体を製造することができる。
以下、各工程を更に詳細に説明する。
【００２８】
（押出工程）
押出工程Ｓ１は、押出口から発泡剤及び熱可塑性樹脂を含む混合樹脂を押出し、円筒状の円筒状発泡パリソンとする工程である。
【００２９】
図２は、第１実施形態に係る発泡成形体の製造方法で用いられるダイを示す部分断面図である。
図２に示すように、ダイ１０は、ダイ外筒１８と、ダイ外筒１８の略中央に配置されたマンドレル１７と、ダイ外筒１８及びマンドレル１７の間の円筒状空間１９と、該円筒状空間１９に貯留された混合樹脂を下方に押すためのリング状ピストン１２と、混合樹脂を排出する押出口（ダイ出口１１）と、を備える。
【００３０】
押出工程Ｓ１においては、まず、ダイ１０内において、熱可塑性樹脂及び発泡剤を混合したいわゆる超臨界流体である混合樹脂が混練され、マンドレル１７とダイ外筒１８との間の円筒状空間１９に貯留される。このとき、貯留させる混合樹脂の量は、５〜４０リットルであることが好ましい。
そして、円筒状空間１９に所定量の混合樹脂が貯留された後、リング状ピストン１２を押し下げることにより、混合樹脂がダイ出口１１から円筒状に押出され、押出されると同時に混合樹脂が発泡し、円筒状発泡パリソンとなる。
【００３１】
上記発泡成形体の製造方法においては、混合樹脂を円筒状空間１９で貯留させる方式としたので、混合樹脂が貯留されている間に、気泡セルのサイズの均質化が図られることになる。
また、ダイ外筒１８内でリング状ピストン１２が混合樹脂を押し出す方式（ダイ内アキュムレーター方式）としたので、ダイ出口１１の上下の距離を短くすることができ、押出速度も速くすることができる。このため、気泡セルの状態を維持できるメリットがある。
なお、このときの混合樹脂の押出速度は、７００ｋｇ／時以上であることが好ましい。この場合、より表面の平滑性が高い発泡成形体が得られる。
【００３２】
ここで、円筒状発泡パリソンの材料について述べる。
上記熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等のポリオレフィン系樹脂が挙げられる。
これらの中でも、熱可塑性樹脂は、プロピレン単位を有するものであることが好ましく、具体的には、プロピレン単独重合体、エチレン−プロピレンブロック共重合体、エチレン−プロピレンランダム共重合体等が挙げられる。
さらに、これらの中でも、長鎖分岐構造を有するプロピレン単独重合体であることが特に好ましい。この場合、溶融張力が高くなるので、発泡しやすくなり、気泡セルもより均一化される。
【００３３】
なお、長鎖分岐構造を有するプロピレン単独重合体は、０．９以下の重量平均分岐指数を有するプロピレン単独重合体であることが好ましい。また、重量平均分岐指数ｇ’は、Ｖ１／Ｖ２で表され、Ｖ１が分岐ポリオレフィンの極限粘度数、Ｖ２が分岐ポリオレフィンと同じ重量平均分子量を有する線状ポリオレフィンの極限粘度数である。
【００３４】
熱可塑性樹脂は、２３０℃におけるメルトテンションが３０〜３５０ｍＮの範囲内のポリプロピレン樹脂を用いることが好ましい。ここで、メルトテンションとは、溶融張力を意味する。メルトテンションが上記範囲内であると、発泡用ポリプロピレン系樹脂は歪み硬化性を示し、高い発泡倍率を得ることができる。
【００３５】
熱可塑性樹脂は、２３０℃におけるメルトフローレイト（ＭＦＲ）が１〜１０であることが好ましい。ここで、ＭＦＲとは、ＪＩＳ Ｋ−７２１０に準じて測定した値である。
ＭＦＲが１未満であると、ＭＦＲが上記範囲内にある場合と比較して、押出速度を上げることが困難となる傾向にあり、ＭＦＲが１０を超えると、ＭＦＲが上記範囲内にある場合と比較して、ドローダウン等の発生によりブロー成形が困難となる傾向にある。
【００３６】
上記混合樹脂には、スチレン系エラストマー及び／又は低密度のポリエチレンを更に添加することが好ましい。スチレン系エラストマーまたは低密度のポリチレンを添加すると、発泡成形体の低温時の衝撃強度がより向上する。
【００３７】
スチレン系エラストマーとしては、特に限定されないが、分子内に水素が添加されたスチレン単位を有するエラストマーであればよい。例えば、スチレン−エチレン・ブチレン−スチレンブロック共重合体、スチレン−エチレン・プロピレン−スチレンブロック共重合体、スチレン−ブタジエンランダム共重合体等の水素添加エラストマーが挙げられる。
スチレン系エラストマーの配合割合は、熱可塑性樹脂に対して、成形性の観点から４０ｗｔ％未満の範囲であることが好ましい。
また、スチレン系エラストマー中のスチレンの含有量は、低温時の衝撃強度の観点から、３０ｗｔ％未満であることが好ましく、２０ｗｔ％未満であることがより好ましい。
【００３８】
低密度のポリエチレンは、低温時の衝撃強度の観点から、密度０．９１ｇ／ｃｍ３以下のものが好適に用いられる。特に、メタロセン系触媒により重合された直鎖状超低密度ポリエチレンを用いることが好ましい。
低密度のポリエチレンの配合割合は、熱可塑性樹脂に対して、剛性及び耐熱性の観点から４０ｗｔ％未満の範囲であることが好ましい。
【００３９】
なお、上記混合樹脂には、スチレン系エラストマー、低密度のポリエチレン及び発泡剤以外に、核剤、着色剤等が添加されていてもよい。
【００４０】
上記発泡剤としては、空気、炭酸ガス、窒素ガス、水等の無機系発泡剤、又は、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ジクロロメタン、ジクロロエタン等の有機系発泡剤が挙げられる。
これらの中でも、発泡剤は、空気、炭酸ガス又は窒素ガスを用いることが好ましい。この場合、有機物の混入がなく、耐久性等の低下がない。
【００４１】
また、発泡方法としては、超臨界流体を用いることが好ましい。特に、炭酸ガス又は窒素ガスを超臨界状態とし、混合樹脂を発泡させることが好ましい。この場合、均一且つ確実に発泡することができる。なお、窒素の超臨界流体は、窒素を臨界温度−１４９．１℃、臨界圧力３．４ＭＰａ以上とすることにより得られ、二酸化炭素の超臨界流体は、二酸化炭素を臨界温度３１℃、臨界圧力７．４ＭＰａ以上とすることにより得られる。
【００４２】
（密着工程）
密着工程Ｓ２は、押出工程Ｓ１で押出された円筒状発泡パリソンを一対の圧着ローラー間で挟み込んで、円筒状発泡パリソンの向かい合う内壁面同士を密着させ発泡パリソン積層体とする工程である。
【００４３】
図３は、第１実施形態に係る発泡成形体の製造方法における密着工程を模式的に示す垂直断面図である。
図３に示すように、密着工程Ｓ２においては、押出された後、直ちに円筒状発泡パリソン２０を一対の圧着ローラー２４間で挟み込んで、円筒状発泡パリソン２０の向かい合う内壁面２０ａ同士を密着させ発泡パリソン積層体３０とする。このため、円筒状発泡パリソン２０の向かい合う内壁面２０ａ同士を広い面積で連続的に密着させることができ、発泡パリソン積層体３０の厚みも一定にすることができる。しかも、一対の圧着ローラーを用いるだけなので、装置が簡単である。
【００４４】
ここで、圧着ローラー２４で挟み込むときの圧着ローラー２４の圧力は、１ｋｇ／ｃｍ２以下であることが好ましい。この場合、円筒状発泡パリソン２０を圧着ローラー２４で挟み込んでも、発泡により生成する気泡が潰れにくいので、成形性が向上する。
【００４５】
第１実施形態に係る発泡成形体の製造方法においては、ダイ１０の先端に設けられたコア１５には吸引口１５ａが設けられており、密着工程Ｓ２において、吸引口１５ａから円筒状発泡パリソン２０の向かい合う内壁面２０ａの間、すなわち、円筒状発泡パリソン２０内の空気が吸引される。これにより、気泡を潰さずに、強度の低下原因となる中空部の生成をより抑制することができる。また、円筒状発泡パリソン２０の向かい合う内壁面２０ａ同士の密着性をより向上させることができる。
【００４６】
密着工程Ｓ２においては、円筒状発泡パリソン２０の内壁面２０ａ同士を密着させた発泡パリソン積層体３０の外壁面２０ｂに対して、エアーを吹きつけるためのエアー口２１が設けられている。
発泡パリソン積層体３０の外壁面２０ｂに対してエアー口２１からエアーを吹きつけることにより、発泡パリソン積層体３０の密着性をより確実に向上させることができる。また、発泡パリソン積層体３０には、エアーしか接触しないので気泡を潰さずに、中空部の生成を抑制できる。さらに、円筒状発泡パリソン２０が密着されずに圧着ローラー２４に巻き込まれることを抑制できる。
【００４７】
このとき、エアー口２１から吹き付けられるエアーの温度が発泡パリソン積層体３０の温度よりも高いことが好ましい。この場合、発泡パリソンが冷えて硬化する現象を抑制でき、成形性が向上する。
【００４８】
第１実施形態に係る発泡成形体の製造方法においては、円筒状発泡パリソン２０の向かい合う内壁面２０ａ同士を確実に密着させ発泡パリソン積層体３０とするので、中空部の生成が抑制される。このため、発泡成形体の製造方法により得られる発泡成形体は、軽量であることを維持したまま耐衝撃性等の強度が優れるものとなる。
また、密着工程Ｓ２を経ることにより、後述する型締工程Ｓ３において、密着された内壁面２０ａ同士が離れ難くなる。その結果、発泡倍率を上げることが可能となるので、発泡成形体全体を十分な発泡状態とすることができ、より軽量なものとすることができる。
【００４９】
（型締工程）
型締工程Ｓ３は、密着工程Ｓ２で得られた発泡パリソン積層体３０を分割金型１３間に搬送し、分割金型で挟み込んで密閉し型締めする工程である。
【００５０】
図４の（ａ）は、第１実施形態に係る発泡成形体の製造方法における型締工程において発泡パリソン積層体を分割金型間に搬送した状態を示す垂直断面図であり、（ｂ）は、（ａ）の状態から発泡パリソン積層体を分割金型で挟み込んで密閉し型締めした状態を示す垂直断面図である。
【００５１】
図４の（ａ）に示すように、型締工程Ｓ３においては、まず、発泡パリソン積層体３０が分割金型１３間に搬送される。
ここで、分割金型１３は、開閉可能な一対となっている。それぞれの分割金型１３には、一定間隔となるように複数の突起１３ａと、後述する複数のエアー口（図示しない）とが設けられている。
【００５２】
そして、図４の（ｂ）に示すように、発泡パリソン積層体３０を分割金型１３で挟み込んで密閉し型締めを施す。
このとき、分割金型１３には突起１３ａが設けられているので、突起１３ａが発泡パリソン積層体３０の外壁面２０ｂを押すことにより、内壁面２０ａ同士の密着性がより向上する。また、後述する吸引工程においては、発泡パリソン積層体３０に凹凸模様が付される。さらに、発泡パリソン積層体３０における分割金型１３の突起１３ａに挟みこまれる部分においては溶着面がより確実に形成される。
【００５３】
上記発泡成形体の製造方法によれば、分割金型１３の突起１３ａが、発泡成形体表面への凹部形成手段と、内壁面２０ａ同士を密着させる手段とを兼ねるため、金型が複雑にならず簡易な構成で、表面に凹部が形成された発泡成形体を製造することが可能となる。
【００５４】
また、型締工程Ｓ３においては、分割金型１３に設けられた図示しないエアー口から分割金型１３内に空気を吹き込んでもよい。これにより、分割金型１３内の密閉された空間の気圧が上がるので、円筒状発泡パリソン２０の向かい合う内壁面同士の密着性がより一層向上する。即ち、突起１３ａにより挟み込まれていない積層部分が、空気圧力を受け密着することになる。なお、このときの空気を吹き込む圧力は、気泡セルの形状維持の観点から、０．０５〜０．１５ＭＰａの圧力であることが好ましい。発泡パリソンの冷却を防ぐ観点から、吹き込まれる空気の温度は、発泡パリソンの温度よりも高温であることが好ましい。
【００５５】
（吸引工程）
吸引工程Ｓ４は、型締工程Ｓ３が施された発泡パリソン積層体３０が分割金型１３間で密閉された状態で、分割金型１３内の空気を吸引して減圧する工程である。
【００５６】
図５の（ａ）は、第１実施形態に係る発泡成形体の製造方法において発泡パリソン積層体に吸引工程を施す前の状態の概略を示す水平断面図であり、図５の（ｂ）は、第１実施形態に係る発泡成形体の製造方法において発泡パリソン積層体に吸引工程を施した後の状態の概略を示す水平断面図である。なお、図５の分割金型１３は、図４の分割金型１３と同じものであり、図５は、図４の一部を拡大した模式図である。
図５の（ａ）に示すように、吸引工程Ｓ４においては、分割金型１３に設けられたエアー口１３ｂから分割金型１３内の空気が吸引される。これにより、分割金型１３内の密閉された空間の気圧が下がるので、図５の（ｂ）に示すように、発泡パリソン積層体３０は、エアー口１３ｂ側に膨出する。これとともに、気泡が成長して発泡パリソン積層体３０の体積が増加する。
こうして、発泡成形体４０が得られる。
【００５７】
図６の（ａ）は、第１実施形態に係る発泡成形体の製造方法によって得られる発泡成形体を示す斜視図であり、図６の（ｂ）は、その断面図である。
図６の（ａ）に示すように、発泡成形体４０は、表面に凹部が形成されている。これにより軽量化が図られる。また、図６の（ｂ）に示すように、発泡成形体４０は、熱可塑性樹脂が内部まで充填されており、中空部が生成されていない。このため、軽量でありながら、強度にも優れるものとなる。
【００５８】
発泡成形体４０は、複数の気泡セルを複数含んだ独立気泡構造となっている。ここで、独立気泡構造とは、複数の気泡セルを有する構造であり、少なくとも独立気泡率が５０％以上のものを意味する。したがって、表面平滑性が優れる。
【００５９】
気泡セルは、平均気泡径が１０００μｍ未満であることが好ましく、５００μｍ未満であることがより好ましい。ここで、平均気泡径とは、沢山ある気泡の最大直径の平均値を意味する。
平均気泡径が１０００μｍ以上であると、平均気泡径が上記範囲内にある場合と比較して、表面粗さが大きくなり表面の平滑性が劣る傾向にある。
【００６０】
発泡成形体４０は、高発泡の成形体であって、発泡倍率が３．０〜２０倍である。ここで、発泡倍率とは、熱可塑性樹脂の密度を発泡成形体の見かけ密度で除した値である。
【００６１】
発泡成形体４０は、発泡芯材として好適に用いられ、具体的には、自動車用、航空機用、車両・船舶用、建材用、各種電気機器のハウジング用、スポーツ・レジャー用の撓み剛性又は曲げ座屈に強い構造部材等に用いられる。
特に、カーゴフロアボード、デッキボード、リアパーセルシェルフ、ルーフパネル、ドアトリム等の内装パネル、ドアインナーパネル、プラットフォーム、ハードトップ、サンルーフ、ボンネット、バンパー、フロアスペーサー、ディビアパッド等の自動車の構造部材として用いると、自動車の軽量化が測れるので、燃費が向上することになる。
【００６２】
［第２実施形態］
本発明に係る発泡成形体の製造方法の第２実施形態について説明する。
第２実施形態に係る発泡成形体の製造方法は、密着工程が第１実施形態に係る発泡成形体の製造方法と異なること以外は、第１実施形態に係る発泡成形体の製造方法と同様である。
【００６３】
（密着工程）
密着工程は、押出工程Ｓ１で押出された円筒状発泡パリソンを一つのプリピンチで挟み込んで、円筒状発泡パリソンの向かい合う内壁面同士を部分的に密着させ発泡パリソン積層体とする工程である。
【００６４】
図７の（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、第２実施形態に係る発泡成形体の製造方法の密着工程を示す概略図である。
図７の（ａ）に示すように、密着工程においては、押出口の下方に揺動可能な一対のプリピンチ２２が設けられている。かかるプリピンチ２２が押出された円筒状発泡パリソン２０の外壁面２０ｂを押圧して挟み込むことにより、図７の（ｂ）に示すように、円筒状パリソン２０の内壁面２０ａ同士が密着される。
そして、プリピンチ２２が間欠的に揺動することにより、円筒状発泡パリソン２０は、図７の（ｃ）に示すように、内壁面２０ａ同士が密着される。
【００６５】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
【００６６】
例えば、第１及び第２実施形態に係る発泡成形体の製造方法においては、円筒状発泡パリソンを用いて、発泡成形体を製造しているが、複数（例えば２枚）のシート状発泡パリソンを用いてもよい。
この場合、発泡成形体の製造方法は、発泡剤及び熱可塑性樹脂を含む混合樹脂を押出しシート状のシート状発泡パリソンとする押出工程と、複数のシート状発泡パリソンの向かい合う内壁面同士を密着させ発泡パリソン積層体とする密着工程と、発泡パリソン積層体を分割金型間に搬送し、該分割金型で挟み込んで密閉し型締めする型締工程と、分割金型内の空気を吸引して減圧する吸引工程と、を備えることになる。なお、密着工程におけるシート状発泡パリソンの向かい合う内壁面の間の空気の吸引は、施されない。
【００６７】
また、押し出した発泡パリソンを分割金型間に搬送して成形する場合に限らず、押出後、発泡パリソンを冷却固化して発泡パリソン成形体とし、その後、発泡パリソン成形体を再加熱して、発泡パリソンに戻し、分割金型間に搬送して成形してもよい。
【００６８】
第１及び第２実施形態に係る発泡成形体の製造方法においては、分割金型１３に突起１３ａが設けられているが、必須ではない。
【００６９】
第１及び第２実施形態に係る発泡成形体の製造方法においては、密着工程において発泡パリソンの向かい合う内壁面の間の空気を吸引しているが、必須ではない。
また、型締工程において分割金型に設けられたエアー口から分割金型内に空気を吹き込んでいるが必須ではない。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明に係る発泡成形体の製造方法によって得られる発泡成形体は、発泡芯材として好適に用いられ、具体的には、自動車用、航空機用、車両・船舶用、建材用、各種電気機器のハウジング用、スポーツ・レジャー用の撓み剛性又は曲げ座屈に強い構造部材等に用いられる。かかる発泡成形体は、軽量でありながら、強度が優れるものである。
【符号の説明】
【００７１】
１０・・・ダイ
１１・・・ダイ出口
１２・・・リング状ピストン
１３・・・分割金型
１３ａ・・・突起
１３ｂ，２１・・・エアー口
１５・・・コア
１５ａ・・・吸引口
１７・・・マンドレル
１８・・・ダイ外筒
１９・・・円筒状空間
２０・・・円筒状発泡パリソン
２０ａ・・・内壁面
２０ｂ・・・外壁面
２２・・・プリピンチ
２４・・・圧着ローラー
３０・・・発泡パリソン積層体
４０，５０・・・発泡成形体
５１・・・中空部
Ｓ１・・・押出工程
Ｓ２・・・密着工程
Ｓ３・・・型締工程
Ｓ４・・・吸引工程
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発泡パリソンから発泡成形体を製造する発泡成形体の製造方法であって、
発泡剤及び熱可塑性樹脂を含む混合樹脂を押出して、発泡パリソンとする押出工程と、
前記発泡パリソンの向かい合う内壁面同士を密着させ発泡パリソン積層体とする密着工程と、
該発泡パリソン積層体を分割金型間に搬送し、該分割金型で挟み込んで密閉し型締めする型締工程と、
前記分割金型内の空気を吸引して減圧する吸引工程と、
を備える発泡成形体の製造方法。
【請求項２】
前記密着工程が、前記発泡パリソンを一対の圧着ローラーで挟み込んで、該発泡パリソンの向かい合う内壁面同士を密着させ発泡パリソン積層体とする工程である請求項１記載の発泡成形体の製造方法。
【請求項３】
前記密着工程において、前記発泡パリソン積層体の外壁面に対してエアーを吹きつける請求項１又は２記載の発泡成形体の製造方法。
【請求項４】
前記エアーの温度が前記発泡パリソン積層体の温度よりも高い請求項３記載の発泡成形体の製造方法。
【請求項５】
前記発泡パリソンがシート状のシート状発泡パリソンである請求項１〜４のいずれか一項に記載の発泡成形体の製造方法。
【請求項６】
前記発泡パリソンが円筒状の円筒状発泡パリソンである請求項１〜４のいずれか一項に記載の発泡成形体の製造方法。
【請求項７】
前記密着工程において前記円筒状発泡パリソンの向かい合う内壁面の間の空気を吸引する請求項６記載の発泡成形体の製造方法。
【請求項８】
前記型締工程において前記分割金型に設けられたエアー口から前記分割金型内に空気を吹き込む請求項１〜７のいずれか一項に記載の発泡成形体の製造方法。
【請求項１】
発泡パリソンから発泡成形体を製造する発泡成形体の製造方法であって、
発泡剤及び熱可塑性樹脂を含む混合樹脂を押出して、発泡パリソンとする押出工程と、
前記発泡パリソンの向かい合う内壁面同士を密着させ発泡パリソン積層体とする密着工程と、
該発泡パリソン積層体を分割金型間に搬送し、該分割金型で挟み込んで密閉し型締めする型締工程と、
前記分割金型内の空気を吸引して減圧する吸引工程と、
を備える発泡成形体の製造方法。
【請求項２】
前記密着工程が、前記発泡パリソンを一対の圧着ローラーで挟み込んで、該発泡パリソンの向かい合う内壁面同士を密着させ発泡パリソン積層体とする工程である請求項１記載の発泡成形体の製造方法。
【請求項３】
前記密着工程において、前記発泡パリソン積層体の外壁面に対してエアーを吹きつける請求項１又は２記載の発泡成形体の製造方法。
【請求項４】
前記エアーの温度が前記発泡パリソン積層体の温度よりも高い請求項３記載の発泡成形体の製造方法。
【請求項５】
前記発泡パリソンがシート状のシート状発泡パリソンである請求項１〜４のいずれか一項に記載の発泡成形体の製造方法。
【請求項６】
前記発泡パリソンが円筒状の円筒状発泡パリソンである請求項１〜４のいずれか一項に記載の発泡成形体の製造方法。
【請求項７】
前記密着工程において前記円筒状発泡パリソンの向かい合う内壁面の間の空気を吸引する請求項６記載の発泡成形体の製造方法。
【請求項８】
前記型締工程において前記分割金型に設けられたエアー口から前記分割金型内に空気を吹き込む請求項１〜７のいずれか一項に記載の発泡成形体の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−１１５９５１（Ｐ２０１１−１１５９５１Ａ）
【公開日】平成２３年６月１６日（２０１１．６．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２７２７４８（Ｐ２００９−２７２７４８）
【出願日】平成２１年１１月３０日（２００９．１１．３０）
【出願人】（０００１０４６７４）キョーラク株式会社 (292)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月１６日（２０１１．６．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月３０日（２００９．１１．３０）
【出願人】（０００１０４６７４）キョーラク株式会社 (292)
【Ｆターム（参考）】
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