JP2001088235A

JP2001088235A - 熱可塑性樹脂多孔体

Info

Publication number: JP2001088235A
Application number: JP26603199A
Authority: JP
Inventors: Koji Harada; 浩次原田
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 1999-09-20
Filing date: 1999-09-20
Publication date: 2001-04-03
Anticipated expiration: 2019-09-20
Also published as: JP3320690B2

Abstract

(57)【要約】【課題】厚み方向の圧縮剛性及び曲げ剛性が高く、軽
量な樹脂多孔体の提供。【解決手段】表層部、発泡内層部、表層部の３層が一
体に成形された熱可塑性樹脂多孔体において、表層部は
厚さが0.1mm 〜3.0mm で且つ非発泡もしくは気泡径が10
μｍ以下の発泡構造であって、発泡内層部の気泡構造が
面に平行な方向の気泡の平均セル径が6.0mm 以下であ
り、面と垂直な方向に気泡が連通しているものが７０％
以上であり、且つ成形された多孔体の平均密度が0.20g/
cm3 以下であり、多孔体に化学発泡剤の残渣が存在して
いない熱可塑性樹脂多孔体。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、厚み方向の圧縮剛
性及び曲げ剛性が高く、軽量な樹脂多孔体に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】表層部、発泡内層部、表層部の３層が一
体に成形された構造の熱可塑性樹脂の射出多孔体として
は、特開平１０- ２３０５２８号公報に、その製造方法
と共に開示されている。この公報には、超臨界状態の二
酸化炭素または窒素を発泡剤として用いて、表面外観が
良好で一体化した未発泡部分を表層に有し、微細なセル
径で均一な平均セル密度の独立気泡を有する発泡体を製
造する方法が示されている。

【０００３】また、発泡板の面に垂直な方向には圧縮強
度が高く、且つ面と垂直な方向以外の方向には柔軟であ
るポリオレフィン樹脂発泡板およびその製造方法が、特
開平８−１０８４４０公報に開示されている。

【０００４】この公報には、気泡構造が（ａ）発泡板と
平行な方向の大きさに対する発泡板の面と垂直な方向の
大きさの比が２. ５〜１０. ０であるものの割合が８５
％以上、（ｂ）発泡板の面と平行な方向の大きさが５０
０μm 以下であるものの割合が７０％以上の独立気泡で
あり、発泡板の面と平行な方向の圧縮強度に対する発泡
板の面と垂直な方向の圧縮強度の比が２以上、発泡倍率
が５〜２０倍であるポリオレフィン樹脂発泡板が記載さ
れており、このポリオレフィン樹脂発泡板は、ポリオレ
フィン樹脂、化学発泡剤及び架橋剤からなる混合物を対
向する一対の互いに内面が平行である成形型によって加
圧し、化学発泡剤の分解温度以上に加熱し、ついで上記
成形型間の間隔を開いて、ポリオレフィン樹脂を加圧時
の内面に垂直な方向にのみ膨張させる方法によって製造
されることが記載されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、特開平１０-
２３０５２８号公報の製造方法は、射出成形法であるた
めに、形状対応力は備えているものの、微細で均一な独
立気泡構造であるために、圧縮強度及び大きな衝撃力に
対する衝撃吸収性に乏しく、高い物性を引き出すために
は、密度（比重）を大きくする必要があり、そのため、
発泡成形品の重量が重い、断熱性能が低くなるなどの問
題があった。因みに上記公報記載の実施例では比重が0.
32〜0.81と大きい事例のみが開示されている。

【０００６】また、特開平８−１０８４４０号公報記載
の発泡成形品は、低密度化と高圧縮剛性の両立を図る方
法として、気泡構造の扁平化の工夫がされている。しか
し、発泡層のみの構造であるために曲げ強度が弱く、且
つ独立気泡形状であるために変形限界が小さく、また、
内面が平行である成形型によって加圧し、化学発泡剤の
分解温度以上に加熱し、ついで上記成形型間の間隔を開
いて、ポリオレフィン樹脂を加圧時の内面に垂直な方向
にのみ膨張させる製造方法であるため、板形状の成形品
しか得られないという問題もあった。

【０００７】また、化学発泡剤を用いているためにコス
トが高くなることに加えて、発泡体中に未分解の発泡剤
及び分解残渣物が残存するため、発泡体の変色、臭気の
発生、食品衛生上の問題があるために、一部の食品用途
に適さないという問題があった。

【０００８】更に、成形内の未分解の発泡剤及び分解残
渣物の量が一定ではなく粉砕品の樹脂物性が不安定で、
架橋剤を添加している場合は、成形品の樹脂構造は３次
元ネットワーク構造をとなり、非常に高粘度の樹脂に変
性されているため、マテリアルリサイクルが困難という
問題もあった。

【０００９】本発明は、上記従来の熱可塑性樹脂発泡体
の問題点に鑑み、その目的は、厚み方向の圧縮剛性及び
曲げ剛性が高く、軽量な樹脂多孔体を提供することにあ
る。本発明の他の目的は、厚み方向の圧縮剛性及び曲げ
剛性が高く、且つ断熱性及び衝撃吸収性に優れ、且つ化
学発泡剤の残渣が無い、クリーンでマテリアルリサイク
ルの容易な熱可塑性樹脂を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
すべく工夫されたものであって、請求項１記載の発明
は、表層部、発泡内層部、表層部の３層が一体に成形さ
れた熱可塑性樹脂多孔体において、表層部は厚さが0.1m
m 〜3.0mm で且つ非発泡もしくは気泡径が１０μｍ以下
の発泡構造であって、発泡内層部の気泡構造が面に平行
な方向の気泡の平均セル径が6.0mm 以下であり、面と垂
直な方向に気泡が連通しているものが７０％以上であ
り、且つ成形された多孔体の平均密度が0.20g/cm3 以下
であり、多孔体に化学発泡剤の残渣が存在していないこ
とを特徴とする熱可塑性樹脂多孔体構造とした。

【００１１】上記熱可塑性樹脂は特に限定されるもので
はないが、好ましくは発泡に適した溶融張力、伸張粘度
特性を有するもので、ポリスチレン、ポリエチレン、ポ
リプロピレン、ＡＢＳ、塩化ビニルなどが挙げられる。
さらに、ポリエチレン、ポリプロピレンなどは伸張粘度
特性を調整した微架橋樹脂が好ましい。

【００１２】上記の様な気泡形態であるため、発泡内層
部のセル壁は厚み方向にリブ構造になっている。また、
断面方向の気泡形状は特に限定されないが、ハニカム形
状にすることが圧縮強度向上には好ましい。このような
発泡構造であるため、従来の発泡成形品に比べて、成形
品に垂直な方向（厚み方向）の圧縮に対しては高い剛性
を有することと、連続気泡化によって低密度化の両立が
可能となった。また、厚さが0.1mm 〜3.0mm で且つ非発
泡もしくは気泡径が１０μｍ以下の発泡構造の表層部で
あって、発泡内層部の気泡構造が面に平行な方向の気泡
の平均セル径が6.0mm 以下であり、上記表層部を表、裏
面に有した多層構造となっている。尚、表層部の好まし
い気泡径は５μｍ以下である。

【００１３】曲げ発生時には、図１に示すように表側の
表層部a1には引張り、裏面の表層部a2には圧縮力が働く
が、この２つの力に対して剛性の高い表層部ａが寄与す
るために、発泡内層部ｂを有する多孔体（発泡体）であ
りながら、高い曲げ剛性を達成している。

【００１４】前記、表層部の厚みは、0.1 〜3.0mm の範
囲であれば特に限定されるものではないが、曲げ強度向
上と発泡成形の両立の観点から特に0.3 〜1.2mm が好ま
しい。表層部の厚みが0.1mm より薄い場合は、表層部自
体の剛性が低くなるため、目的とする曲げ強度を得るこ
とが困難となる。また、表層部の厚みが3.0mm 以上の成
形品を得ようとすると、内層部の発泡倍率を高くするこ
とが困難となるため、多孔体の平均密度が高くなってし
まう。平均密度の高い多孔体を得ようとすると、所望の
キャビティ拡大量まで発泡しないか、表面に金型形状と
異なる凹凸が発生するという問題が発生する。

【００１５】発泡内層部の面に平行な方向の平均気泡セ
ル径は、面と垂直な方向の圧縮強度を確保するために6.
0mm 以下であれば良いが、圧縮物の接触面積が小さい場
合、例えば指、ボールペンなどで本発明の多孔体に圧縮
を加えるなどの場合には4.0mm 以下が好ましい。気泡セ
ル径が6.0mm 以上もしくは前記のごとく圧縮物の接触面
積が小さいと、圧縮に寄与するリブの数が減少するため
に、充分な圧縮強度が得られない。

【００１６】ここで、平均セル径とは、熱可塑性樹脂多
孔体の発泡内層部の厚み方向中央部の断面の位置にて測
定された面と水平な方向の気泡セル径の平均値とする。
測定法は、拡大顕微鏡で行い、測定範囲は、平均セル径
が100 μm 以下の場合は5mm四方内の任意３０ヶのセル
の平均値、平均セル径が100 μm を越え1mm 以下の場合
は 15mm 四方の任意の３０ヶのセルの平均値、平均セル
径が1mm を越える場合は 50mm 四方の任意の３０ヶのセ
ルの平均値とする。

【００１７】また、面と垂直な方向に気泡が連通してい
る気泡率は７０％以上であれば特に限定されない。面と
垂直な方向に気泡が連通している気泡率が７０％より低
い場合は、面と垂直な方向の圧縮強度が低下するという
問題が発生する。ここでいう連続気泡率とは、以下の測
定法によるものと定義する。

【００１８】すなわち、気泡の連続性の測定はエアピク
ノメーター法(ASTM D 2856) で実施し、この方法による
連続気泡率が７０％以上を請求項２で定義している気泡
が連通しているのものが７０％以上とする。ただし、本
測定においてみかけ密度の測定は表層部と発泡内層部が
一体化した状態で実施し、エアピクノメーター法(ASTM
D 2856) による試料の実容積の測定は表層部と発泡内層
部を分離した状態で実施するものとする。

【００１９】本発明は、成形された多孔体に化学発泡剤
の残渣が存在していないことを特徴とするがここにいう
化学発泡剤とは、有機及び無機系の熱分解型発泡剤を言
い、例えば、アゾ化合物、ヒドラジド化合物、ニトロソ
化合物、セミカルバジド化合物、ヒドラゾ化合物、テト
ラゾール化合物、エステル化合物、重炭酸塩、炭酸塩、
亜硝酸塩等が挙げられる。更に具体的には、アゾジカル
ボンアミド(ADCA)、イソブチロニトリル(AZDN)、ベンゼ
ンスルホニルヒドラジド(OBSH)、ジニトロペンタメチレ
ンテトラミン(DPT) 、アゾビスイソブチロニトリル(AIB
N)、Ｐ- トルエンスルホンヒドラジド(TSH) 、バリウム
アゾジカルボキシレート(Ba-AC) 等が挙げられる。

【００２０】また残渣とは、上記化学発泡剤およびその
化学発泡剤の分解残渣の両方を指す。化学発泡剤の分解
残渣とは、例えばアゾジカルボンアミド(ADCA)の場合、
ＨＤＣＡ、ウラゾール、シアヌル酸、イソシアヌル酸、
シアメリド、シアン酸アンモニウム、尿素等が該当す
る。本発明において、化学発泡剤の残渣が存在していな
いとは、ＩＲによって成形品の成分分析を行った際に、
上記残渣が５０ｐｐｍ以下であることをいう。また、成
形品全体の平均密度は、軽量化のために0.20g/cm3 以下
であることを要する。

【００２１】次に、請求項２記載の発明は、請求項１の
発泡構造をポリプロピレン樹脂に適用した場合の、樹脂
多孔体の物性を規定したものである。すなわち、表層
部、発泡内層部、表層部の３層が一体に成形された熱可
塑性樹脂多孔体であって、圧縮強度が1.0MPa以上、圧縮
弾性率が0.025GPa以上、曲げ強度が1.0MPa以上で、且つ
平均密度が0.20g/cm3 以下で、成形された多孔体に化学
発泡剤の残渣が存在していないことを特徴とするポリプ
ロピレン樹脂多孔体である。

【００２２】ここでいうポリプロピレン樹脂は特に限定
されるものではなく、ホモポリマー、ランダムコポリマ
ー、ブロックコポリマーの一般的なポリプロピレン、及
びメタロセンポリプロピレン、またポリプロピレンに長
鎖分岐を持たせたもの、他成分をグラフト重合したもの
も含み、これらは単独で使用されても良いし、２種以上
併用されても良い。

【００２３】平均密度が0.2g/cm3を越える場合は、軽量
のメリットを引き出すことが困難となる。また密度を上
げた場合は、上記物性を達成することは公知の技術でも
容易となる。また、圧縮強度の測定は、試験片の側面に
表層と同じ未発泡層が無い様に試験片を切り出し、圧縮
速度は試料の厚さ×0.1mm/分とする。

【００２４】請求項３記載の発明は、表層部、発泡内層
部、表層部の３層が一体に成形された熱可塑性樹脂多孔
体において、表層部は厚さが0.1mm 〜3.0mm で且つ非発
泡もしくは気泡径が１０μm 以下の発泡構造であって、
発泡内層部の気泡構造が面に平行な方向の気泡の平均セ
ル径が4.0mm 以下であり、面に平行な方向と垂直な方向
の大きさの比が2.0 〜6.0 のものが65％以上であり、且
つ成形された多孔体の平均密度が0.12g/cm3 以下であ
り、多孔体に化学発泡剤の残渣が存在していないことを
特徴とする熱可塑性樹脂多孔体構造とした。尚、表層部
の好ましい気泡径は、請求項１記載の発明と同様５μｍ
以下である。

【００２５】上記のような、扁平の気泡構造であるた
め、厚み方向のセル壁が厚く、平面方向のセル壁が薄く
なる。厚み方向のセル壁が厚いために、厚み方向の圧縮
に対しては剛性が高く、且つ平面方向のセル壁が薄いた
めに気泡体積を大きくとれるため、高剛性と高倍率発泡
の同時実現を可能とした。また、独立気泡構造であるた
め断熱性を更に向上することを可能とした。

【００２６】上記熱可塑性樹脂は特に限定されるもので
はないが、好ましくは発泡に適した溶融張力、伸張粘度
特性を有するもので、ポリスチレン、ポリエチレン、ポ
リプロピレン、ＡＢＳ、塩化ビニルなどが挙げられる。
さらに、ポリエチレン、ポリプロピレンなどは伸張粘度
特性を調整した微架橋樹脂が好ましい。発泡内層部の面
に平行な方向の平均気泡セル径が4.0mm 、扁平率が6.0
、平均密度が0.20g/cm3 を越える場合は、断熱性が低
下するため、請求項３記載の本発明の効果を引き出すこ
とができなくなる。また、扁平率が2.0 より低い場合、
面に平行な方向と垂直な方向の大きさの比が2.0 〜6.0
のものが65％より少ない場合は、充分な圧縮強度を得る
ことができない。

【００２７】請求項４記載の発明は、請求項３の発泡構
造をポリプロピレン樹脂に適用した場合の、樹脂多孔体
の物性を規定したもので、表層部、発泡内層部、表層部
の３層が一体に成形された熱可塑性樹脂多孔体におい
て、熱伝導率が0.070W/mK 以下で、面と垂直な方向の圧
縮強度が0.25MPa 以上であり、面と垂直な方向の圧縮弾
性率が0.004GPa以上であり、曲げ強度が1.0MPa以上であ
って、且つ成形された多孔体の平均密度が0.12g/cm3 以
下で、多孔体に化学発泡剤の残渣が存在していないこと
を特徴とするポリプロピレン樹脂多孔体である。

【００２８】平均密度が0.12g/cm3 を越える場合は、軽
量のメリットを引き出すことが困難となる。また密度を
上げた場合は、上記物性を達成することは公知の技術で
も容易となる。

【００２９】以下、本発明の成形方法の一例を詳細に説
明する。本発明らは、発泡ガス圧力の制御による気泡構
造の制御性向上、及び発泡剤の残渣を製品内に残さない
ことを目的に、化学発泡剤の代わりに二酸化炭素などの
常温・常圧で気体状体のガスを発泡剤として用いた。常
温・常圧で気体状体のガス自体は毒性がなくクリーン
で、且つ成形直後は成形品の気泡内に残存するが、その
後成形品の熱可塑性樹脂内を拡散して、大気と置き換わ
る。従って、成形品は熱可塑性樹脂と大気のみとなるた
め、毒性が無く且つマテリアルリサイクルが容易な成形
品とすることが可能となる。

【００３０】本発明において使用される常温・常圧で気
体状体のガスは、常温・常圧で気体である無機物質であ
って、上記樹脂を劣化させないものであれば、特に限定
されず使用できる。例えば、炭酸ガス、窒素、アルゴ
ン、ネオン、ヘリウム、酸素等が挙げられる。これらは
単独で使用されても良いし、２種以上併用されても良
い。この内炭酸ガスは樹脂に対する含浸度が高く、樹
脂の溶融粘度の低下が大きいため最も好ましい。

【００３１】上記発泡剤を含む熱可塑性樹脂を射出成形
装置により、金型キャビティに充填する。充填完了後の
所定時間後に、金型を開割することによりキャビティ空
間を拡大するのであるが、最終キャビティ拡大量以下の
所定量まで拡大することにより、キャビティ空間を急速
に減圧して気泡核を生成させる。ここで、キャビティ空
間を拡大させる時間は、充填時の樹脂温度及び金型温度
によって決定される任意の時間であるが、充填完了直後
から11秒以内が好ましい。

【００３２】キャビティ空間を拡大させる時間が充填完
了後11秒以上になると表層が厚くなり、内部発泡層の厚
みが薄くなるために、発泡倍率の低い発泡体しか得るこ
とができない。また、上記第１次のキャビティ拡大量は
最終キャビティ拡大量以下であればよいが、減圧して気
泡核を生成することのみを目的とするため、充填時の樹
脂層の厚み以下の量（初期厚み＋充填時の樹脂層の厚み
以下を意味する）が好ましく、２mm以下が特に好まし
い。この第１次のキャビティ拡大量が大きすぎる場合
は、内部の発泡層の気泡セル壁が切れ、内層が中空とな
ってしまう場合がある。

【００３３】さらに、第１次のキャビティ拡大速度は、
0.5 〜15mm／秒が好ましい。キャビティ拡型速度が遅い
場合は、減圧速度が遅いため気泡核の発生数が少なくな
り、結果的には発泡倍率の低い発泡体しか得ることがで
きない。また、キャビティ拡型速度が速すぎる場合は、
金型と樹脂表面が一度離れ、次工程のキャビティ移動停
止時に樹脂表面が金型表面に再転写されるため成形品表
面の外観が悪くなるという問題が発生する。

【００３４】その後所定時間キャビティの移動を停止し
た後に、キャビティ空間を最終位置まで拡大する第２次
キャビティ拡大を行う。ここで、キャビティの移動停止
時間は、0.5 〜20秒が好ましい。停止時間が短い場合
は、前記第１次のキャビティ拡大量が大きい場合と同様
に、内部の発泡層の気泡セル壁が切れ、内層が中空とな
ってしまう。また、停止時間が長すぎる場合は、樹脂の
冷却が進行して樹脂の伸張力が発泡圧力よりも大きくな
ってしまうため、所望のキャビティ拡大量まで発泡しな
いか、表面に金型形状と異なる凹凸が発生する。

【００３５】また、第２次のキャビティ拡大速度は、0.
5 〜15mm／秒が好ましい。キャビティ拡大速度が遅い場
合は、キャビティ拡大中に樹脂の冷却が進行して樹脂の
伸張力が発泡圧力よりも大きくなってしまうため、所望
のキャビティ拡大量まで発泡しないか、表面に金型形状
と異なる凹凸が発生する。さらに、キャビティ拡大速度
が速すぎる場合は、金型と樹脂表面が一度離れ、最終の
キャビティ拡大位置で金型が停止した際に、樹脂表面が
金型表面に再転写されるため成形品表面の外観が悪くな
るという問題が発生する。

【００３６】上記金型の開割すなわちキャビティの拡大
は成形体の厚み方向のみに行うため、気泡構造が厚み方
向に長いものを得ることが可能となる。また、キャビテ
ィの拡大時間、拡大速度等を制御することにより、本発
明の請求項１〜４記載の熱可塑性樹脂多孔体を得ること
が可能となる。その後、キャビティを停止させた状態
で、所定時間発泡体を冷却後、金型を開き発泡成形品を
取り出す。

【００３７】上記のごとく、本発明の熱可塑性樹脂多孔
体は、射出成形による製造が可能であり、後述する実施
例では円板形状品の製造例を示したが、かかる２次元的
樹脂多孔体に限られず、箱形状等、一般の射出成形で製
造可能な、３次元形状の熱可塑性樹脂多孔体を得ること
ができる。

【発明の実施の形態】以下、実施の形態により本発明を
具体的に説明する。本発明はこれに限定されるものでな
い。

【００３８】前記熱可塑性樹脂を第２図に示す成形装置
のホッパー１０に投入し、バルブ９を解放して耐圧ホッ
パー２に給送した。その後、バルブ３、９、１１を閉
じ、圧力調整バルブ４で圧力を5.5MPaに調整された炭酸
ガスをバルブ７を経て、耐圧ホッパー２に導いた。

【００３９】耐圧ホッパー２において、例えば、炭酸ガ
スを圧力5.5MPa、温度４０℃で１時間保持し、炭酸ガス
をポリプロピレンに溶解させた熱可塑性樹脂にガスを高
圧下で溶解させる方法としては、ガスを溶融状態の樹脂
に溶解させる方法と、固体状態の樹脂に溶解させる方法
があるが、どちらの方法を用いても良く、また、両者を
併用しても良い。

【００４０】溶融状態の樹脂にガスを高圧下で溶解させ
る方法としては、ベントタイプスクリューを使用して、
シリンダの途中からベント部分に混入する方法等が挙げ
られる。この場合、溶融状態の樹脂で圧力シールを行
う。固体状態の樹脂にガスを高圧下で溶解させる方法と
しては、例えば以下のような方法が挙げられる。（１）予め高圧容器等でペレットまたはパウダー状態の
樹脂にガスを溶解させる方法、及び、（２）成形装置の
ホッパーから固体輸送部に至る領域にガスを供給し溶解
させる方法。（２）の場合は、混練装置からガスが揮散しないように
スクリュー駆動軸およびホッパーの耐圧シール構造を組
み入れることが好ましい。

【００４１】ガスの供給は、ガスボンベから直接行って
も良いし、プランジャーポンプを用いて加圧供給しても
良い。この炭酸ガスを溶解させた前記熱可塑性樹脂を耐
圧ホッパー２からバルブ３を経て、１９０℃に設定され
た可塑化混練装置８のシリンダ内に供給する。その後、
可塑化混練装置８の計量部に溜められた前記熱可塑性樹
脂を、第３図のごとく初期キャビティの厚み2mm の金型
６に充填する。

【００４２】（実施例１）この実施例は、請求項１及び
２に対応して射出成形によって円板形状の熱可塑性樹脂
多孔体を得た例である。炭酸ガスを溶解させたポリプロ
ピレンを、上述の如く可塑化混練装置８のシリンダ内に
供給した後、初期キャビティの厚み2mm の金型６に充填
した。充填完了5 秒後に、第３図の油圧装置２２より油
圧シリンダ２１に油を供給してくさび金型２４を移動さ
せ移動キャビティ２３を後退させることにより、第１次
のキャビティ拡大を行った。このときのキャビティ空間
拡大量は２mmで、キャビティ拡大速度（第１次）は15mm
／秒であった。

【００４３】キャビティ空間拡大量２mmの位置で、油圧
装置２２から油圧シリンダ２１への供給を停止し、移動
キャビティ２３の移動を0.5 秒間停止した。その後、再
び油圧装置２２より油圧シリンダ２１に油を供給して、
第２次のキャビティ拡大を行った。このときのキャビテ
ィ空間拡大量は18mmで、キャビティ拡大速度は15mm／秒
であった。

【００４４】その後、金型内で発泡品を１２０秒冷却し
金型６を開き、発泡成形品を取り出した。得られた発泡
成形品の特性を測定し、その結果を表１に示した。ま
た、断面写真を図４に示した（拡大顕微鏡倍率３倍）通
り、得られた熱可塑性樹脂多孔体は、表層部ａ、発泡内
層部ｂ及び表層部ａの３層が一体に成形されている。

【００４５】（比較例１−１）（セル径大の例）実施例１と同様にして炭酸ガスを溶解させた上記熱可塑
性樹脂を、金型６に充填した。充填完了２秒後に、第３
図の油圧装置２２より油圧シリンダ２１に油を供給して
くさび金型２４を移動させ移動キャビティ２３を後退さ
せることにより、第１次のキャビティ拡大を行った。こ
のときのキャビティ空間拡大量は２mmで、キャビティ拡
大速度（第１次）は3mm/秒で行った。

【００４６】キャビティ空間拡大量２mmの位置で、油圧
装置２２から油圧シリンダ２１への供給を停止し、移動
キャビティ２３の移動を0.5 秒間停止した。その後、再
び油圧装置２２より油圧シリンダ２１に油を供給して、
第２次のキャビティ拡大を行った。このときのキャビテ
ィ空間拡大量は18mmで、キャビティ拡大速度は15mm／秒
で実施した。その後、金型内で発泡品を１２０秒冷却し
金型６を開き、発泡成形品を取り出した。得られた発泡
成形品の特性を測定した結果を表１に示した。

【００４７】（比較例１−２）（連続気泡率小の例）実施例１と同様にして炭酸ガスを溶解させた上記熱可塑
性樹脂を、金型６に充填した。充填完了2 秒後に、第３
図の油圧装置２２より油圧シリンダ２１に油を供給して
くさび金型２４を移動させ移動キャビティ２３を後退さ
せることにより、第１次のキャビティ拡大を行った。こ
の時のキャビティ空間拡大量は２mmで、キャビティ拡大
速度（第１次）は3mm/秒で行った。

【００４８】キャビティ空間拡大量２mmの位置で、油圧
装置２２から油圧シリンダ２１への供給を停止し、移動
キャビティ２３の移動を3 秒間停止した。その後、再び
油圧装置２２より油圧シリンダ２１に油を供給して、第
２次のキャビティ拡大を行った。このときのキャビティ
空間拡大量は18mmで、キャビティ拡大速度は10mm/ 秒で
実施した。その後、金型内で発泡品を１２０秒冷却し金
型６を開き、発泡成形品を取り出した。得られた発泡成
形品の特性を測定し、その結果を表１に示した。

【００４９】

【表１】

【００５０】（実施例２）この実施例は、請求項３及び
４に対応したものである。実施例１と同様にして炭酸ガ
スを溶解させたポリプロピレンを、金型６に充填した。
充填完了11秒後に、第３図の油圧装置２２より油圧シリ
ンダ２１に油を供給してくさび金型２４を移動させ移動
キャビティ２３を後退させることにより、第１次のキャ
ビティ拡大を行った。この時のキャビティ空間拡大量は
２mmで、キャビティ拡大速度（第１次）は10mm/ 秒で行
った。

【００５１】キャビティ空間拡大量２mmの位置で、油圧
装置２２から油圧シリンダ２１への供給を停止し、移動
キャビティ２３の移動を3 秒間停止した。その後、再び
油圧装置２２より油圧シリンダ２１に油を供給して、第
２次のキャビティ拡大を行った。このときのキャビティ
空間拡大量は28mmで、キャビティ拡大速度は5mm/秒で実
施した。その後、金型内で発泡品を１２０秒冷却し金型
６を開き、発泡成形品を取り出した。得られた発泡成形
品の特性を測定し、その結果を表２に示した。また、顕
微鏡による断面写真を図５に示した。得られた熱可塑性
樹脂多孔体は、表層部ａ、発泡内層部ｂ及び表層部ａの
３層が一体に成形されていた。

【００５２】（比較例２−１）（気泡径大の例）実施例１と同様にして炭酸ガスを溶解させた上記熱可塑
性樹脂を、金型６に充填した。充填完了7 秒後に、第３
図の油圧装置２２より油圧シリンダ２１に油を供給して
くさび金型２４を移動させ移動キャビティ２３を後退さ
せることにより、第１次のキャビティ拡大を行った。こ
の時のキャビティ空間拡大量は２mmで、キャビティ拡大
速度（第１次）は10mm/ 秒で行った。

【００５３】キャビティ空間拡大量２mmの位置で、油圧
装置２２から油圧シリンダ２１への供給を停止し、移動
キャビティ２３の移動を1 秒間停止した。その後、再び
油圧装置２２より油圧シリンダ２１に油を供給して、第
２次のキャビティ拡大を行った。この時のキャビティ空
間拡大量は15mm。キャビティ拡大速度は5mm/秒で実施し
た。その後、金型内で発泡品を１２０秒冷却し金型６を
開き、発泡成形品を取り出した。得られた発泡成形品の
特性を測定し、その結果を表２に示した。

【００５４】（比較例２−２）（扁平率大の例）実施例１と同様にして炭酸ガスを溶解させた上記熱可塑
性樹脂を、金型６に充填した。充填完了10秒後に、第３
図の油圧装置２２より油圧シリンダ２１に油を供給して
くさび金型２４を移動させ移動キャビティ２３を後退さ
せることにより、第１次のキャビティ拡大を行った。こ
の時のキャビティ空間拡大量は２mmで、キャビティ拡大
速度（第１次）は10mm／秒で行った。

【００５５】キャビティ空間拡大量２mmの位置で、油圧
装置２２から油圧シリンダ２１への供給を停止し、移動
キャビティ２３の移動を0.5 秒間停止した。その後、再
び油圧装置２２より油圧シリンダ２１に油を供給して、
第２次のキャビティ拡大を行った。このときのキャビテ
ィ空間拡大量は15mm、キャビティ拡大速度は5mm/秒であ
った。その後、金型内で発泡品を１２０秒冷却し金型６
を開き、発泡成形品を取り出した。得られた発泡成形品
の特性を測定し、その結果を表２に示した。

【００５６】

【表２】

【００５７】

【発明の効果】請求項１又は２記載の本発明の熱可塑性
樹脂多孔体は、表層部、発泡内層部、表層部の３層が一
体に成形された熱可塑性樹脂多孔体であって、圧縮及び
曲げ剛性が非常に高く、且つ軽量で断熱性を有し、３次
元の熱可塑性樹脂多孔体を得ることも可能である。

【００５８】また、化学発泡剤の残渣が無く、架橋構造
も取る必要がないので、マテリアルリサイクルを容易に
行うことが出来、食品用途にも適用可能な点で好都合で
ある。特に、熱可塑性樹脂がポリプロピレンである場合
は、リサイクル性により優れており、住宅建材、自動車
部品等へ更に好ましい適用が可能となる。

【００５９】請求項３又は４記載の本発明の熱可塑性樹
脂多孔体は、表層部、発泡内層部、表層部の３層が一体
に成形された熱可塑性樹脂多孔体であって、軽量性、断
熱性に優れていると共に、圧縮及び曲げ剛性を有し、３
次元熱可塑性樹脂多孔体を得ることも可能である。ま
た、化学発泡剤の残渣が無く、架橋構造も取る必要がな
いので、マテリアルリサイクルを容易に行うことが出
来、食品用途にも適用可能な点で好都合である。特に、
熱可塑性樹脂がポリプロピレンである場合は、リサイク
ル性により優れており、食品用コンテナ、断熱建材等へ
好適に用い得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の熱可塑性樹脂多孔体の曲げ時に発生す
る力の説明図である。

【図２】本発明の実施例に用いた成形機の概略図であ
る。

【図３】図２における金型の拡大説明図である。

【図４】実施例１で得られた本発明の熱可塑性樹脂多孔
体の断面図である。

【図５】実施例２で得られた本発明の熱可塑性樹脂多孔
体の断面図である。

【符号の説明】

ａ：表層部ｂ：発泡内層部１：炭酸ガスボンベ２：耐圧ホッパー３：開閉バルブ４：圧力調整弁６：金型７：開閉バルブ８：可塑化混練装置９：開閉バルブ１０：ホッパー１１：開閉バルブ１５：充填直後のキャビティ２１：油圧シリンダ２２：油圧装置２３：移動入れ子キャビティ２４：くさび金型ブロック

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4F074 AA24 BA32 CC30Y DA02 DA03 DA06 DA07 DA08 DA13 DA14 4F100 AK01A AK01B AK01C AK07 BA03 BA06 BA10A BA10C CA01 DJ01A DJ01C DJ03B EH36 EJ24 GB08 GB33 JA13 JA13B JB16A JB16B JB16C JK04 JK05 YY00A YY00B YY00C

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表層部、発泡内層部、表層部の３層が一
体に成形された熱可塑性樹脂多孔体において、表層部は
厚さが0.1mm 〜3.0mm で且つ非発泡もしくは気泡径が１
０μｍ以下の発泡構造であって、発泡内層部の気泡構造
が面に平行な方向の気泡の平均セル径が6.0mm 以下であ
り、面と垂直な方向に気泡が連通しているものが７０％
以上であり、且つ成形された多孔体の平均密度が0.20g/
cm3 以下であり、多孔体に化学発泡剤の残渣が存在して
いないことを特徴とする熱可塑性樹脂多孔体。
【請求項２】表層部、発泡内層部、表層部の３層が一
体に成形された熱可塑性樹脂多孔体において、面と垂直
な方向の圧縮強度が1.0MPa以上で、面と垂直な方向の圧
縮弾性率が0.025GPa以上であり、曲げ強度が1.0MPa以上
であって、且つ成形された多孔体の平均密度が0.20g/cm
3 であり、多孔体に化学発泡剤の残渣が存在していない
ことを特徴とするポリプロピレン樹脂多孔体。
【請求項３】表層部、発泡内層部、表層部の３層が一
体に成形された熱可塑性樹脂多孔体において、表層部は
厚さが0.1mm 〜3.0mm で且つ非発泡もしくは気泡径が１
０μm 以下の発泡構造であって、発泡内層部の気泡構造
が面に平行な方向の気泡の平均セル径が4.0mm 以下であ
り、面に平行な方向と垂直な方向の大きさの比が2.0 〜
6.0 のものが65％以上であり、且つ成形された多孔体の
平均密度が0.12g/cm3 以下であり、多孔体に化学発泡剤
の残渣が存在していないことを特徴とする熱可塑性樹脂
多孔体。
【請求項４】表層部、発泡内層部、表層部の３層が一
体に成形された熱可塑性樹脂多孔体において、熱伝導率
が0.070W/mK 以下で、面と垂直な方向の圧縮強度が0.25
MPa 以上であり、面と垂直な方向の圧縮弾性率が0.004G
Pa以上であり、曲げ強度が1.0MPa以上であって、且つ成
形された多孔体の平均密度が0.12g/cm3 以下で、多孔体
に化学発泡剤の残渣が存在していないことを特徴とする
ポリプロピレン樹脂多孔体。