JP2002079545A - 射出発泡成形方法、並びにそれに適した射出成形機および樹脂組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低圧で射出成形機のシリンダーへの物理
発泡剤注入ができ、金型およびスクリューの動きに応じ
た発泡剤の注入が可能で、金型を高圧に保つことなく射
出発泡でき、外観良好、高発泡倍率の製品を得る射出発
泡方法と、それに適した射出成形機及び樹脂組成物を提
供すること。 【解決方法】 二段圧縮スクリューを持つ射出成形機
で、シリンダー途中から物理発泡剤を供給する熱可塑性
樹脂の射出発泡成形で、（１）発泡剤を貯蔵圧力よりも
低い圧力で、シリンダー内との圧力差により供給し、
（２）該発泡剤の供給を、スクリューを射出方向へ最も
進めたときの、射出方向にスクリューの二段目の開始点
からスクリュー外径の９倍の長さまでの範囲で行い、
（３）射出成形機の金型のキャビティー内をほぼ大気圧
にして射出充填後、キャビティー内の容積を膨張させ発
泡体を得る射出発泡成形方法、およびそれに適した射出
成形機及び樹脂組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、物理発泡剤を射出
成形機に注入し、溶融した熱可塑性樹脂と混合し、射出
発泡成形する方法、並びにそれに適した射出成形機およ
び樹脂組成物に関する。更に詳しくは、昇圧ポンプ等の
装置を用いることなく、物理発泡剤を貯蔵圧より低い圧
で射出成形機のシリンダーに注入し、溶融樹脂と混合
し、射出にあたり金型内のキャビティーの容積を膨張さ
せることにより発泡体を得る方法、並びにそれに適した
射出成形機および樹脂組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】熱可塑性樹脂を用いた射出成形方法にお
いて、材料削減、軽量化等を目的として発泡を行うこと
が従来から検討されてきた。射出発泡成形を行う方法と
して、材料の熱可塑性樹脂に、アゾジカルボン酸アミド
などの熱分解型の化学発泡剤を直接ペレットにまぶす
か、マスターバッチとして使用する方法が知られてい
る。

【０００３】このような化学発泡剤は、手軽に入手で
き、通常のインライン型射出成形機で使用可能であるこ
とから、射出発泡成形では広く用いられてきた。しか
し、化学発泡剤をペレットにまぶす場合、熱可塑性樹脂
に対して１〜５重量％と多量の発泡剤が必要であること
に加えて、成形機のホッパーの中で、粉状の発泡剤とペ
レットが分離し、発泡ムラの原因となることがあった。
また、マスターバッチの場合、それを製造するときに、
押出機内の熱により化学発泡剤の一部が分解してしまう
ため、射出発泡成形時に発生するガス量の効率が悪かっ
た。

【０００４】さらに、化学発泡剤は高価であり、材料費
の高騰原因となっている。中には、一酸化炭素などの有
害なガスを発生するものもある。さらに、化学発泡剤の
分解残査が射出成形機のシリンダー内に長期間滞留し、
それが不定期的に成形品表面に現れるため、外観を損な
うこともあった。化学発泡剤に代えて、プロパン、窒素
ガス、二酸化炭素などを発泡剤として用いる物理発泡も
提案されている。特に、ポリスチレンペーパーなどの製
造には、これら物理発泡剤を使用した押出発泡が広く使
用されている。この押出発泡法では、押出機シリンダー
の途中より孔を設け、シリンダ−内に物理発泡剤が圧入
される（例えば、特開平７−１６４５０、特開平８−８
１５９０など）。押出発泡成形の場合、原料樹脂の供給
量と物理発泡剤の供給量を一定比率に保つことで、安定
した寸法および発泡倍率の製品が得られる。

【０００５】ところが、物理発泡剤を射出成形に用いる
インライン型射出成形の場合、シリンダーに孔を設け、
物理発泡剤を注入しても、シリンダーの中をスクリュー
が前後に移動し、樹脂を可塑化し計量して射出するため
に、注入孔の位置とスクリューの位置関係は押出成形機
のように常に一定ではなく、スクリューの位置によって
は、物理発泡剤が注入出来ない場合が生じる。

【０００６】このように射出成形機への物理発泡剤の安
定供給は、押出成形に比べて遙かに難しかった。そのた
め、射出発泡法の改善提案も行われてきた。例えば、樹
脂を射出成形機に輸送するときに物理発泡剤が揮発し難
いように、物理発泡剤として有機溶剤を用いる方法とし
て、有機溶剤と樹脂の混合物を間欠的に射出成形機へ供
給する方法（特公昭４６−２１８４）や、押出機を用い
て有機溶剤と熱可塑性樹脂を混合後、直接金型内に注入
する方法（特開平６−４１３４４）が提案されている。

【０００７】これらの方法では、有機溶剤を使用するた
め、防爆設備への改造が必要であった。また、押出機よ
り直接金型内に注入する場合には、押出機から連続して
溶融樹脂が供給されるので、製品取り出し時に樹脂が発
泡しながら系外に廃出されるため、成形された製品に廃
出樹脂が付着する恐れがあり不良品の発生率が高いとい
う問題がある。

【０００８】一方、超臨界状態の物理発泡剤を、樹脂に
含浸させた後、発泡させる方法が提案されている。この
技術はマイクロセルラー発泡技術として知られている
(米国特許５，１５８，９８６(日本国特許２６２５５７
６号)、米国特許４，４７３，６６５など)。このマイク
ロセルラー発泡技術では、発泡体のセル径をセル破壊が
起こる大きさより小さくすることによって、発泡製品で
あるのに耐衝撃強さが維持できる製品が提供される。

【０００９】このような超臨界状態の発泡剤を、射出発
泡成形方法に適用するために、超臨界物理発泡剤の注入
方法及び成形方法の改良が提案されている。例えば、溶
融樹脂に物理発泡剤を飽和させた後、過飽和で不安定状
態になるように操作し、発泡剤が気化しないように加圧
(カウンタープレッシャー)されたキャビティー内に射出
し、続いてキャビテイー内の容積を膨張(コアバック)さ
せることによってマイクロセルラー発泡体を得ることが
提案されている（米国特許４，４７３，６６５、米国特
許５，３３４，３５６）。

【００１０】マイクロセルラー発泡体を得る射出成形方
法では、物理発泡剤を飽和状態になるように大量に溶融
樹脂に溶解させる必要があり、物理発泡剤を射出成形機
シリンダー内で超臨界状態になるように高圧で、場合に
よっては加温して供給する必要があり、加えて高い樹脂
圧に打ち勝つ圧力で物理発泡剤を注入するため昇圧ポン
プなどが必要となる。また、スクリューの移動に対応し
て、シリンダーへ設けられた物理発泡剤注入孔を開閉
し、かつ昇圧ポンプの動きを制御するシステムが必要で
あり、多数のセンサーと情報処理のためのシステムも必
要となるので、設備が複雑で高価となる。

【００１１】さらに、金型内においては、キャビティー
を加圧(カウンタープレッシャー)したり、コアバックす
る場合、金型の金属面同士を密着させて、高圧のガスを
漏れないようにシールする必要があるが、通常の射出成
形機の型締め力では難しいため、通常はゴムなどのパッ
キンによりガスの密封度を保つことになるが、加熱され
るため徐々に磨耗するため多量の製品生産は難しかっ
た。

【００１２】また、キャビティー内の気密性を高める結
果、射出時にカウンタープレッシャー用のガスがキャビ
ティーから抜けず、ガス溜まりを発生してしまい、その
ために製品の端にへこんだ部分ができるため製品外観を
低下させるおそれがあった。

【００１３】また、特開平１１−３４１２９、特開平１
１−３４１３０、ＷＯ９８／３１５２１では、インライ
ンスクリュを有する射出成形機のシリンダーの途中か
ら、物理発泡剤を射出成形機シリンダー内で超臨界状態
になるように高圧で供給することが提案されている。高
圧で物理発泡剤を注入するには、昇圧ポンプが必要であ
り、複雑で高価な設備が必要となる。

【００１４】物理発泡剤の注入を、スクリューの動きと
無関係に行える方法も提案されている。例えば、特開平
８−２５８０９６には、スクリューの軸方向に設けた穴
を通して、スクリューの先端位置から物理発泡剤を注入
し、溶融樹脂と混合することを提案している。この方法
では、該注入穴に溶融樹脂が逆流することを防止するた
め通気性の焼結金属などが用いられているので、物理発
泡剤が焼結金属を通過するときに圧力損失が発生するた
め、更に高圧で物理発泡剤を注入する必要がある。ま
た、特開平８−８５１２８では、射出成形機のホッパー
とシリンダーの間にチャンバーを設け、チャンバー内で
二酸化炭素などの物理発泡剤を加圧下で十分に含浸させ
て後、シリンダー内に送り、射出発泡成形を行う方法を
提案している。室温付近の温度で、短時間で樹脂に物理
発泡剤を含浸することは難しく、工業的な連続生産には
向かない。

【００１５】溶融樹脂への物理発泡発泡剤の注入を連続
的に行い、溶融樹脂を射出成形機シリンダー内に供給
し、計量時以外は、樹脂をアキュムレーターに貯蔵する
かまたは系外に放出することによって、間欠的な射出成
形に対応できる方法が提案されている（特開平１０−２
３０５２８、特開平１０−２４４３６）。この方法によ
れば、物理発泡剤の注入を、金型の動作及びスクリュー
の動きに連動して行う必要はないが、昇圧のためのポン
プを使用するので、製造装置が高価となり、また溶融樹
脂を系外に放出すると材料の収率が低下するため、安価
な発泡製品の製造への適用は難しかった。

【００１６】上記課題を解決するため、本発明者等は、
鋭意研究を重ねた結果、本発明に到達した。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、ポンプなど
の昇圧設備を必要とせずに低圧で射出成形機のシリンダ
ーへの物理発泡剤注入ができ、金型動作およびスクリュ
ーの動きに対応した物理発泡剤の注入が可能であり、か
つ金型を高圧に保つことなく射出発泡でき、外観良好
で、高発泡倍率の射出発泡製品を得ることができる射出
発泡方法を提供することを目的とする。また、それらの
射出発泡方法に適した射出成形機および樹脂組成物を提
供することを目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明は、二段圧縮スク
リューを有する射出成形機を用いて、シリンダー途中か
ら物理発泡剤を供給する熱可塑性樹脂の射出発泡成形に
おいて、（１）物理発泡剤を、貯蔵タンクから貯蔵圧力
よりも低い圧力で、射出成形機シリンダー内との圧力差
により供給し、（２）該物理発泡剤の供給を、スクリュ
ーを射出方向へ最も前進させた時の、射出方向にスクリ
ューの二段目の開始点からスクリュー外径の９倍の長さ
までの範囲で行い、かつ（３）射出成形機の金型のキャ
ビティー内をほぼ大気圧にし、射出充填後、キャビティ
ー内の容積を膨張させ発泡体を得る射出発泡成形方法を
提供する。

【００１９】本発明はまた、前記射出充填後、金型内の
金属板を後退させることによりキャビティー内の容積を
膨張させて発泡体を得る射出発泡成形方法を提供する。

【００２０】前記射出成形機の二段圧縮スクリューの、
第１段目の最後の溝の深さＬ１と二段目の最初の溝の深
さＬ２の比Ｌ２／Ｌ１が、１．２〜６の範囲にある前記
射出発泡成形方法は、本発明の好ましい態様である。

【００２１】物理発泡剤が貯蔵圧力より８０％以下に減
圧され、かつ気体又は超臨界状態である前記の射出発泡
成形方法は、本発明の好ましい態様である。

【００２２】射出成形機への物理発泡剤注入部に樹脂逆
止弁が設られている前記の射出発泡成形方法は、本発明
の好ましい態様である。

【００２３】物理発泡剤が二酸化炭素、窒素、アルゴン
のいずれかである前記の射出発泡成形方法は、本発明の
好ましい態様である。

【００２４】本発明は、（１）物理発泡剤貯蔵タンク、
（２）二段圧縮スクリュー、（３）スクリューを射出方
向へ最も前進させた時の、スクリューの二段目の開始点
から射出方向にスクリュー外径の９倍の長さまでの範囲
に、物理発泡剤供給部を有するシリンダー、および
（４）キャビティ内の容積を膨張させうる金型を有する
熱可塑性樹脂用射出成形機を提供する。

【００２５】また本発明は、熱可塑性樹脂に、発泡核剤
として平均粒径０．５〜１０μｍの無機フィラーを該樹
脂に対して０．１〜５重量％、及び／又は、化学発泡剤
またはその分解物を、未分解物に換算して０．０１〜１
重量％含ませた、前記の射出発泡成形方法に適した樹脂
組成物を提供する。

【００２６】前記無機フィラーがタルク、シリカ、炭酸
カルシウム、硫酸バリウムのいずれかである樹脂組成物
は、前記の射出発泡成形方法に適した樹脂組成物の好ま
しくは態様である。

【００２７】化学発泡剤がポリカルボン酸と炭酸水素塩
の０．１:０．９〜０．９〜０．１の混合物またはその
分解物である前記の樹脂組成物は、前記の射出発泡成形
方法に適した樹脂組成物の好ましくは態様である。

【００２８】化学発泡剤がクエン酸と炭酸水素ナトリウ
ムの混合物またはその分解物である前記の樹脂組成物
は、前記の射出発泡成形方法に適した樹脂組成物の好ま
しくは態様である。

【００２９】本発明は、前記の射出発泡成形方法に適し
た樹脂組成物を用いて、前記した射出発泡成形をする方
法を提供する。

【００３０】また本発明は、前記の射出発泡成形方法に
適した樹脂組成物を用いて、射出成形機の金型のキャビ
テイ容積を計量樹脂量よりも低くし、物理発泡剤と混合
した溶融樹脂を射出しながらキャビテイー容積を広げて
充填する射出発泡成形方法を提供する。

【００３１】

【発明の実施の形態】本発明の射出発泡方法について以
下、詳細に説明する。本発明の射出成形方法は、二段圧
縮スクリューを有する射出成形機を用いて、シリンダー
途中から物理発泡剤を供給する熱可塑性樹脂の射出発泡
成形において、（１）物理発泡剤を、貯蔵タンクから貯
蔵圧力よりも低い圧力で、射出成形機シリンダー内との
圧力差により供給すること、（２）該物理発泡剤の供給
を、スクリューを射出方向へ最も前進させた時の、射出
方向にスクリューの二段目の開始点からスクリュー外径
の９倍の長さまでの範囲で行うこと、および（３）射出
成形機後の金型のキャビティー内をほぼ大気圧などの低
い圧力にし、射出充填後キャビティー内の容積を膨張さ
せ発泡体を得ることを特徴とする射出発泡成形方法であ
る。

【００３２】本発明では、キャビティー内に樹脂を射出
して充填した後、適度な時間を置き、キャビティー内容
積を膨張させる。膨張させる好ましい方法としてはキャ
ビテーの壁を構成する金属板を移動させる方法（コアバ
ック法）を挙げることができる。金型取り付け盤の可動
盤側に移動する方法が最も簡単である。

【００３３】キャビティー内に一度に樹脂を充満させ
て、成形品表面にスキン層を作ることにより、固い製品
形状を得ることで、製品内部に発泡状態が不均一で、大
きなセル径の泡の発生があっても、外観上目立たなくな
るという利点を生む。このため、従来技術が提案してい
るように、使用する物理発泡剤が気化しないようにキャ
ビティー内を加圧する必要はない。したがって、カウン
タープレッシャーなどキャビティー内を高圧に保つ必要
はなく、低圧下で成形でき、大気圧下であってもよい。

【００３４】そのため、金型に圧力維持のためのゴム製
パッキンを設ける必要もなく、金型の隙間をシールする
必要もない。さらに、複数の金属板により金型を組み立
てた物であれば、樹脂充填時にキャビティ内に存在した
空気は樹脂がキャビティ内に広がる時に金属板の隙間か
ら自由に抜けるので、金型内にエアー溜まりを生じず、
エアー溜まりによる外観不良の心配がない。

【００３５】本発明で用いる射出成形機の型締め機構と
しては、直圧式、電動式のものが、コアバック時の速度
などを精密に制御できるので好適に使用できる。また、
トグル式などのコアバックが難しい型締め機構のもの
は、型締め力を解除した後、バネなどの機構により、コ
アバックさせることにより使用が可能である。可動盤方
向以外へのコアバックであっても、適当な油圧、電動装
置、バネなどを用いてキャビティー側面の金属板を移動
させることによってコアバックが可能となる。例えば、
箱状のもので底にゲートを設け、底の方向にコアバック
した場合、側面はほとんど発泡しない。

【００３６】このような製品の場合、底面と直行する方
向にコアバックする時、ほとんど同時に、残りの側面４
方向とコアバックすることにより、５方向すべてで発泡
が可能である。

【００３７】可動盤以外の方向へのコアバックは、型締
めシリンダーに対してＴ字、又はＹ字の油圧シリンダー
を用いることが可能である。このように、カウンタープ
レッシャーを行わないため、複雑に金型金属板をコアバ
ックさせる機械も容易に設計することができる。

【００３８】また、コンテナなどの箱状の物で有れば、
可動盤側のみのコアバックにより底面、側面と別々に成
形した後、組み立て箱にすることも可能であり、そのよ
うにして製造されたコンテナなどは荷物の運搬が終了し
たら、分解しかさばらない形状で回収可能である。ま
た、箱状のもので有れば、展開図のような形状に射出
し、可動盤側へコアバックして成形し、製品を取り出し
た後、必要時に組み立てて使用可能である。

【００３９】さらに、このような折り畳み部分が発生す
る場合、折り畳まれる線状部分を樹脂が完全に固化しな
い内に、金型の突き出し機構などを用い、発泡部を押し
つぶし、折り癖を付けることで、組み立て作業が容易に
なり、かつ折り曲げ部分の強度も増加し繰り返し使用に
耐える箱を成形することができる。

【００４０】本発明では、発泡倍率および外観性能は、
射出される樹脂の温度、射出速度、射出終了からコアバ
ック開始までの待ち時間、コアバック量、コアバック速
度、コアバック終了後の冷却時間などによって適宜制御
することができる。また、コアバックは、数段階に分け
て行うことも可能であり、それにより高発泡、微セル製
品が得られる。

【００４１】本発明の射出発泡成形では、金型内に溶融
樹脂が注入された時に金型と接する部分の樹脂は内部の
樹脂に比べ早く固化する。そのため、未発泡のスキン層
が発生し、その剛性で製品形状を維持する。このスキン
層の厚みは、好ましくは０．１ｍｍ以上、より好ましく
は０．３ｍｍ以上、さらに好ましくは０．５ｍｍ以上が
望ましい。

【００４２】これらの厚みのスキン層を形成するための
コアバックのタイミングは、樹脂の種類、発泡剤の種
類、金型温度、樹脂温度により異なるが、例えば二酸化
炭素を物理発泡剤として用い、通常のポリプロピレンを
用いた場合には、射出完了後から０．５〜３秒程度が好
ましい。射出完了後からコアバックまでの時間が、短す
ぎると十分な厚みのスキン層が生成せず、長すぎると樹
脂の固化が進行して、コアバックしても十分な発泡倍率
が得られない。

【００４３】コアバック時のコア移動速度も、製品厚
み、樹脂の種類、発泡剤の種類、金型温度、樹脂温度に
より異なるが、例えば二酸化炭素を物理発泡剤として用
い、通常のポリプロピレンを用いた場合、０．０１〜２
ｍｍ／ｍｉｎ程度が好ましい。コア移動の速度が、遅過
ぎるとコアバックの途中で樹脂が固化し、十分な発泡倍
率が得られず、速すぎるとセルの発生・成長がコアの移
動に追随せず、セルが破壊し外観良好なものが得られな
い。

【００４４】金型温度は、使用する樹脂の成形に通常用
いられる金型温度で十分であり、製品厚みが薄いもの、
発泡倍率が高いものを得る場合は、通常の金型温度より
高めに設定すると良い。本発明で得られる製品の厚みと
発泡倍率としては、樹脂の種類、物理発泡剤の種類・添
加量、金型温度、樹脂温度などにより異なるが、例えば
二酸化炭素を物理発泡剤として用い、通常のポリプロピ
レンを用いた場合、０．１〜１００ｍｍ程度の厚みで、
発泡倍率１〜５倍程度のものが得られる。

【００４５】通常のポリプロピレンにエチレン−プロピ
レンゴム、エチレンーブテンゴム、エチレン−オクテン
ゴム、スチレン−ブテンブロックゴムなどのゴムや低密
度ポリエチレンを適量加えたものは、厚肉で、高発泡
で、セル径の均一な製品を得ることが容易である。ま
た、高分子量の成分をホモ部に有するポリプロピレン、
微架橋させたポリプロピレンもまた同様に厚肉で、高発
泡で、セル径の均一な製品を得ることが容易である。こ
れらの改質されたポリプロピレンであれば、製品厚み２
００ｍｍ程度、発泡倍率１０倍程度の製品を得ることも
可能である。また、結晶性の樹脂に比べ、非晶性のポリ
スチレン系樹脂、ポリカーボネートなどは発泡倍率２０
倍近い製品が製造可能である。

【００４６】本発明によれば、成形品内部のセル形状、
セル密度、発泡倍率に多少の分布が発生しても、スキン
層の平滑性と剛性により良外観の発泡製品が得られる。
本発明では、独立気泡の製品を得る場合は、平均セル径
は、０．０１〜１ｍｍ程度であるが、製品形状や製品の
用途によっては、数ｍｍのセル径であっても、そのセル
の一部が連通したものであっても問題ない。

【００４７】高発泡製品の場合、セルは、共に会合し連
通化し、製品中は中空状態になるが、空洞化した中に柱
として樹脂の延伸された支柱が存在するため、高度に軽
量化され、強固な剛性を有する製品を製造することが可
能である。これら高発泡品はダンボールなどの代替え
品、浮きなどに最適である。

【００４８】また、本発明では、通常の射出成形で用い
られるホットランナーやシャットオフノズル、シャット
オフゲートなどを利用することもできる。ホットランナ
ーは、ランナーなどの発生を押さえ材料の収率を高めこ
とができる。シャットオフノズル、シャツトオフゲート
は、製品取り出し時などに溶融樹脂中の物理発泡剤が気
化する圧力でキャビティ内に樹脂が漏れるために次に成
形する製品を汚染することを防くことができる。シャツ
トオフノズルは、射出成形機のスクリュー先端に、シャ
ットオフゲートは金型内に設けることができる。

【００４９】キャビティーの容積がシャットオフノズル
から製品ゲートまでの容積に比べて小さすぎる場合、ま
たは、ゴム、エラストマーのように樹脂の固化温度が低
く、ゲート、ランナー部分の樹脂の固化が遅い樹脂の場
合、キャビティー内の容積を増加させて発泡させると、
シャットオフノズルからゲート間に充填している樹脂が
キャビティー内に流入し易く、製品の外観不良、発泡倍
率の低下が発生する場合がある。このような場合は、ゲ
ートとしてフィルムゲートを採用する、ビンゲートの場
合にはゲートの周囲に段差を設けることが好ましい。ま
た、ゲート穴を小さくし、超音波で振動させることによ
り、射出時の流動性を高め、射出終了後のゲートシール
までの時間を短くする方法や、シャットオフノズルが閉
じた直後シャットオフノズルからゲート間の樹脂圧が急
激に低下するよう射出直後、シャットオフノズル付近の
樹脂流路の容積を僅かに増加させるなどの方法も好まし
い。

【００５０】図１は、本発発明の実施形態の一例として
ホットランナーとシャットオフゲートを持つ金型の例を
示している。本発明の射出発泡方法は、従来未発泡射出
で行われていた射出方法への応用も可能である。

【００５１】例えば、キャビテイーの可動盤側に皮、
布、熱可塑性エラストマーの表皮などをセットし、金型
を開いた状態にし、キャビティー内に発泡させながら射
出し、これを型締し、キャビティー全体に樹脂を展開し
た後、再度コアバックする(射出プレス)方法は、自動車
のドアトリム、ピラーなどの表皮付き軽量化内装材の製
造に利用することができる。

【００５２】また、多層射出成形の適用例として、物理
発泡剤を含ませない熱可塑性エラストマーを射出し、お
よび／または物理発泡剤を含む熱可塑性エラストマーを
射出して本発明により発泡させ、次にポリプロピレンな
どの基材樹脂を本発明の方法により射出発泡させ、自動
車用表皮付き軽量化内装材の製造にも応用できるでき
る。さらに、金属などを金型にセットした後、本発明の
方法で射出発泡(インサート成形)することも可能であ
る。

【００５３】また、型締め力を弱め、キャビテイ容積を
計量樹脂量よりも低く押さえた状態にし、物理発泡剤と
混合した溶融樹脂を射出しながら射出圧でキャビテイー
容積を広げてゆき(射出圧縮方法)、射出が完了した後コ
アバックさせると、射出開始時の短い時間で製品表面に
スキン層が形成され、物理発泡剤が成形品の表面で急激
に気化して生じるフラッシュ・シルバーなどの不具合を
非常に低く押さえるため、通常のソリッド成型品と同等
の外観品質を有する製品が得られる。

【００５４】さらに、ドンブリ容器状の金型を制作し取
り付け、型を開いた状態で発泡させながら射出した後、
型を閉じキャビティー全体に発泡樹脂を展開した後、コ
アバックすることにより、発泡倍率が高くならない容器
の壁の部分にも発泡した樹脂が回り、側面も発泡したド
ンブリ容器が得られ、軽量であるためにインスタント食
品の容器などに最適である。

【００５５】本発明では、成形品内部のセル形状、セル
密度、発泡倍率などが多少ばらついても、その影響を受
け難いため、物理発泡剤が混合された溶融樹脂について
の制限が少ない。そのため、従来技術で提唱されている
ような物理発泡剤を溶融樹脂に非常に均一分散する必要
はない。

【００５６】本発明では、射出成形機スクリューのデザ
インには何ら制限がない。本発明では、射出成形機スク
リューとして、多段圧縮スクリュー、好ましくは二段ス
クリュー多段圧縮スクリューの使用が推奨される。二段
目を攪拌能力には劣るが、溶融樹脂の送り能力に優れた
圧縮溝付き(羽付き)スクリューを使用することができ
る。

【００５７】本発明では、樹脂の送り能力に優れるた
め、第一段目の圧縮スクリュー部分が終了した次の溝を
深くし、樹脂圧を急激に低下させる。この減圧された部
分では、溶融樹脂は、飢餓状態となり、樹脂が存在しな
い空洞が発生し、この空洞部分に、貯蔵圧力よりも減圧
した、好ましくは貯蔵圧力に対して８０%以下に減圧し
た物理発泡剤を供給する。

【００５８】図１を参考にし射出発泡成形機を説明す
る。射出発泡成形機には、射出成形機シリンダー７およ
び射出成形機二段圧縮シリンダー８が備えられている。
射出成形機シリンダーは、ヒーター１２により加熱され
る。物理発泡剤は、物理発泡剤ボンベ１３、発泡剤供給
配管１４により、ボンベバルブ１５、減圧弁１６、逆止
弁１７を経て、物理発泡剤注入孔１８からシリンダーに
注入される。一段目の圧縮部は９の部分であり、第二段
目の圧縮部は１０の部分である。

【００５９】図１は、スクリューが射出方向へ最も前進
した時の図である。一段目の圧縮部９は、ホッパー１９
から供給されたペレットを前方に送るため、スクリュー
溝は深く、通常第一段目の前方までほぼ均等にスクリュ
ー溝が浅くなるか、一定の領域までスクリュー溝が一定
の部分が続いた後、スクリュー溝が浅くなることによ
り、樹脂が圧縮され樹脂中の空気が後方に抜ける。

【００６０】それに続いて、１１では急激にスクリュー
溝が深くなり、スクリュー溝間の容積が膨張し、溶融樹
脂の他に気体が注入可能な空間が出来る。これを減圧部
分１１と呼ぶ。この部分も通常第一段目の圧縮部と同様
に第二段目の圧縮部の前方までほぼ均等にスクリュー溝
が浅くなるか、一定の領域までスクリュー溝が一定の部
分が続いた後、スクリュー溝が浅くなることにより、樹
脂が圧縮される。物理発泡剤注入孔は、スクリューが射
出方向に最も前進した状態で、第二段目圧縮部の開始部
分からスクリュー外径（Ｄ）の９倍の長さ（９Ｄ）、す
なわち、第二段目圧縮部の０〜９Ｄ部、好ましくは０〜
３Ｄ部に位置するように設けることが好ましい。

【００６１】０Ｄよりも後方、すなわち第一段目圧縮部
では、物理発泡剤がホッパー口、スクリューの後方のグ
ランド部分から飛散し発泡剤として活用されない。９Ｄ
部より前方では、それに続く物理発泡剤との混合を行う
領域、樹脂を圧縮する領域が続くため、スクリュー全体
のＬ／Ｄが非常に長くなりすぎ、射出成形機のスクリュ
ーとしての強度に劣り、且つ、射出成形機全体の寸法も
大きくなるので効率的でない。

【００６２】樹脂は、射出成形機ノズル６から、ホット
ランナー５、シャットオフバルブ４を経て金型コア(移
動側)１および金型シェル(固定側)２を有する金型のキ
ャビティ３に射出される。

【００６３】図２は、この物理発泡剤注入孔周囲部分を
拡大した図である。圧縮部分１０の溝とスクリューの羽
２１により、溶融樹脂は、前方に送られるため、減圧部
分１１に樹脂が存在しない空間が発生する。減圧部分１
１には、物理発泡剤注入孔１８が設けられ、物理発泡剤
が物理発泡剤供給配管２０から注入される。

【００６４】図１及び図２の状態では、空洞部分の圧力
はあまり高くなく、低圧で注入可能である状態にある。
この状態を実現するには、第一段目の最後のスクリュー
溝深さＬ１と第二段目の最初のスクリュー溝深さＬ２の
比Ｌ２／Ｌ１が１．２〜６の範囲、好ましくは２．５〜
４．５の範囲にあることが望ましい。

【００６５】また、第一段目圧縮部９と第二段目圧縮部
１０は、樹脂の送り能力、混合能力を考慮し適宜、１
条、２条または３条にすることが可能である。第一段
目、第二段目の圧縮部の溝深さなどのデザインは、上記
に記載の範囲であれば、市販のベント付き射出成形機ベ
ント部分の耐圧構造を補強し使用することができる。ま
た、スクリューのみベント付きタイプにし、シリンダー
は、通常タイプに物理発泡剤注入孔を設けたものであっ
てもよい。

【００６６】さらに、第一段目圧縮部のスクリュー部に
おいて、最後の０．５〜２Ｄ部をスクリュー間の距離が
短い形状にし、スクリューの溝間が完全に溶融樹脂で充
満されるように設計したものでは、第一段目圧縮部のス
クリューの後方に物理発泡剤が逃げることを防止する効
果が大きい。

【００６７】スクリューが 図１及び２の状態から射出
方向とは反対方向に後退しだした場合(計量・可塑化工
程)、可塑化された樹脂が圧縮部分９から減圧部分１１
に供給される。供給された溶融樹脂は、物理発泡剤注入
孔１８より注入された物理発泡剤と適度に混合される。
この場合、特に微分散が必要ではなく、溶融樹脂への発
泡剤が発泡剤の圧力、樹脂が混練される剪断により巻き
込まれた状態でよい。

【００６８】また、溶融樹脂で溝が完全に満たされるス
クリュー先端までは、溝の中の未混合物理発泡剤が占め
る空間の多くは、大きな泡が連結しているかまたは大き
い塊となったものであり、お互いに圧力を及ぼし合う距
離にある。その部分の物理発泡剤の圧力は、概ね等し
く、概ね均等な圧力の物理発泡剤が、溶融樹脂と溝を構
成する羽２１によって、前方へ輸送されながら、除々に
溶融樹脂中に混練分散し、射出発泡時には問題ない程度
の物理発泡剤の混合が達成される。さらにスクリューが
後退すると、圧縮部１０のスクリュー圧縮により、樹脂
圧は高まる。

【００６９】本発明の射出発泡成形法に適した射出成形
機の好ましい態様は、（１）物理発泡剤貯蔵タンク、
（２）二段圧縮スクリュー、（３）スクリューを射出方
向へ最も前進させた時の、スクリューの二段目の開始点
から射出方向にスクリュー外径の９倍の長さまでの範囲
に、物理発泡剤供給部を有するシリンダー、および
（４）キャビティ内の容積を膨張させうる金型を有する
熱可塑性樹脂用射出成形機である。

【００７０】前記射出成形機の二段圧縮スクリューの、
第１段目の最後の溝の深さＬ１と二段目の最初の溝の深
さＬ２の比Ｌ２／Ｌ１が、１．２〜６の範囲にあること
射出成形機は、射出成形機の好ましい態様である。

【００７１】さらに、前記物理発泡供給部に、樹脂逆止
弁が設けられている射出成形機もまた射出成形機の好ま
しい態様である。

【００７２】射出成形機が、非発泡製品の生産に併用す
るなどの理由から、スクリュー計量位置の幅内に低圧部
分が収まらない場合は、物理発泡剤注入孔に溶融樹脂が
物理発泡剤の配管に侵入しないように逆止弁を取り付け
るとよい。図１、図２には、逆止弁１７を取り付けた態
様が示されている。また、図３は樹脂圧が物理発泡剤の
注入圧より上昇した場合の例を示している。樹脂圧が物
理発泡剤の供給圧より高くなると逆止弁１７が作用し、
物理発泡剤の供給が停止する。逆止弁１７の作用により
溶融樹脂は物理発泡剤配管内に侵入しない。しかし、後
方(ホッパー側)に存在する未混合物理発泡剤が、溶融樹
脂と混合され送られてくるため、射出発泡時に問題とな
るような物理発泡剤の溶解不足はない。なお、図３中の
矢印は樹脂の流れ方向を示す。

【００７３】図４は、第二段目圧縮部１０を数溝間にわ
たり平面模式図にしたものである。溶融樹脂中に無数の
発泡により構成される物理発泡剤の溜まり２２は、溝間
に攪拌用のピンなどがないため、物理発泡剤の圧力とス
クリューの羽による剪断により、樹脂と混合され、前方
へ送られる。スクリューが後退し、樹脂圧が高くなり、
逆止弁が閉じ、物理発泡剤の供給が停止しても、２２の
物理発泡剤の溜まりが存在する限り、溶融樹脂と物理発
泡剤の混合は連続して続き、前方に物理発泡剤が混合し
た樹脂が供給される。本発明では、供給される物理発泡
剤の圧力は高くないため、溶融樹脂への溶解は遅く、溜
まり２２が消失する迄の時間は十分に長い。なお、図４
中の矢印は樹脂の流れ方向を示す。

【００７４】したがって、逆止弁１７により、物理発泡
剤の供給が停止しても、物理発泡剤の溜まり２２が存在
する限り、しばらくは、溶融樹脂と物理発泡剤の混合は
連続して続き、前方に物理発泡剤が混合した樹脂が供給
される。また、可塑化・計量が終了し、スクリューが停
止すれば、溶融樹脂と物理発泡剤の混合は一時停止する
が、ほぼ一定濃度に物理発泡剤が混合した溶融樹脂がス
クリュー中に蓄えられているので、発泡製品の射出成形
には何ら問題はない。

【００７５】従って、本発明によれば、スクリューの移
動により、シリンダー内への物理発泡剤の供給は間欠的
に行われるが、可塑化・計量時間の間、溶融樹脂と物理
発泡剤の混合物は連続し供給され、射出発泡時に、外観
等問題になるような発泡剤濃度の不均一性は生じない。

【００７６】本発明で用いる発泡剤としては、通常の物
理発泡剤であれば特に問題ない。例えばメタノール、エ
タノール、プロパン、ブタン、ペンタンなどの低沸点有
機溶剤の蒸気；ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化
炭素、フロン、三フッ化窒素などのハロゲン系不活性溶
剤の蒸気；二酸化炭素、窒素、アルゴン、ヘリウム、ネ
オン、アスタチンなどの不活性ガスが挙げられる。

【００７７】これらの中で、蒸気にする必要が無く、安
価で、環境汚染、火災の危険性が極めて少ない二酸化炭
素、窒素、アルゴンがもっとも優れている。物理発泡剤
の貯蔵方法としては、小規模な生産で有れば、二酸化炭
素、窒素などをボンベに入った状態で使用し、射出成形
機に減圧弁を通して供給出来る。

【００７８】大規模に発泡製品を製造する設備であれ
ば、液化二酸化炭素、液化窒素などの貯蔵タンクを設置
し、熱交換機を通し、気化し、配管を通し、減圧弁によ
り射出成形機に供給する。

【００７９】また、液状の物理発泡剤の場合、本発明で
定義する貯蔵圧力とは、気化し減圧弁に供給する圧力を
言う。貯蔵圧力としては、０．１３〜１００ＭＰａの範
囲が好ましく、圧力が低すぎると減圧して射出成形機に
注入できず、また、圧力が高すぎると、貯蔵設備の耐圧
強度を高くする必要から、設備が大型化し、また、配管
の破裂事故等の際被害が大きくなり安全上好ましくな
い。

【００８０】本発明の射出発泡成形方法の好ましい具体
的態様の一つとして以下のもの挙げることができる。 （１）物理発泡剤を貯蔵タンクから貯蔵圧力に対して８
０%以下に減圧し、射出成形機シリンダー途中の孔から
シリンダー内との圧力差により、連続的または間欠的に
物理発泡剤が供給され、（２）該シリンダー内に、溝間
の容積を射出方向に対して序々に減少させ圧縮し、射出
方向へ樹脂を送る機構を段階で行う二段圧縮スクリュー
を有し、第１段目の最後の溝深さＬ１と二段目の最初の
溝深さＬ２の比Ｌ２／Ｌ１が１．２〜６の範囲にあり、
（３）スクリューを射出方向へ最も前進させた時に、物
理発泡剤注入孔の位置がスクリューの二段目の始まりよ
り前方方向へスクリュー外径の９倍の長さの範囲にあ
り、（４）金型のキャビティー内を大気圧にし、射出充
填後、キャビティー内の容積を膨張させ発泡体を得る射
出発泡成形方法。

【００８１】本発明で、通常の未発泡状態で射出成形可
能な熱可塑性樹脂であれば特に制限なく使用できる。熱
可塑性樹脂の例として、低密度ポリエチレン、直鎖状低
密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエ
チレン、超高分子量ポリエチレン、環状ポリエチレンな
どのポリエチレン；エチレン−スチレン共重合体、エチ
レン−メタクリル酸共重合体、エチレン−アクリル酸共
重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体などのエチレン
系共重合体；ホモポリプロピレン；エチレン、ブテン、
ペンテン、ヘキセン、オクテンなどのαオレフィンとプ
ロピレンのランダム共重合体；エチレン−プロピレンブ
ロック共重合体などのポリプロピレンブロック共重合
体；ポリブテン、ポリメチルペンテンなどのオレフィン
樹脂；ポリブチレン、ポリイソブチレン、ポリブタジエ
ン、天然ゴム、熱可塑性ポリウレタン、イソプレンゴ
ム、スチレン−ブタジエンゴム、エチレン−プロピレン
ゴム、エチレン−ブテンゴム、エチレン−オクテンゴ
ム、エチレン−プロピレン−ジエンゴム、クロロプレン
ゴムなどのゴム・エラストマー；また、架橋ゴム・エラ
ストマーであっても射出成形が可能な程度の架橋のも
の、ポリプロピレン、鉱物油などで流動性を改良したも
のでも可能である。

【００８２】さらに、ポリスチレン、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ
樹脂などのスチレン系樹脂は、高発泡に適している。ポ
リ塩化ビニル、高ニトリル樹脂、ポリアクリル酸メチ
ル、ポリメタクリル酸メチルポリカーボネートなどの非
晶性樹脂、更にエンジニアプラスチック類にも適用可能
である。

【００８３】例えば、ポリメチルペンテン、ポリフェニ
レンエーテル、ポリフェニレンオキシド、ポリアセター
ル、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレ
フタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリ乳酸、
ポリエーテルケトン、ポリエーテルスルフォン、ナイロ
ン６、ナイロン１１、ナイロン１２、ナイロン６６、ナ
イロン６１０、ナイロン６１２、液晶ポリマー、ポリイ
ミド、、ポリ−p−フェニレンテレフタレー、ポリスル
フォンなどが挙げられる。

【００８４】また、ポリ乳酸や澱粉などをポリオレフィ
ンに混合した生分解性樹脂の発泡体は、廃棄後短時間で
分解可能である。

【００８５】さらに、熱硬化樹脂であっても、射出成形
可能な粘度のモノマー、プレポリマー、架橋剤などを単
体又は混合し、本発明の方法により、射出発泡させた
後、金型内でまたは金型より取り出して、加熱などの方
法により架橋させることも可能である。またさらに、こ
の加熱架橋時に残留している物理発泡剤によって及び／
又は発泡セル内の熱膨張効果によって発泡倍率を高める
ことも可能である。発泡後に架橋させたものは圧縮復元
性などの機械物性に優れる。

【００８６】特に、架橋後の硬さがゴム状またはエラス
トマー状のもので有れは、金型キヤヒティー内への射出
発泡後、キャビティーの増加容積率を０．１〜５０％に
抑えて、金型を加熱し材料を架橋させた後に金型から取
り出せば、製品内部に残留する物理発泡剤によって、容
積がキャビティー容積増加後のよりもさらに１０〜５０
０％増加した発泡体を得ることも可能である。

【００８７】また、成形性、機械物性などを改質するた
めにブレンドした物であっても良い。特に、スチレン−
ブタジエンゴム、エチレン−プロピレンゴム、エチレン
−ブテンゴム、エチレン−オクテンゴム、エチレン−プ
ロピレン−ジエンゴムなどのゴムとポリエチレン系樹
脂、ポリプロピレン系樹脂とブレンドした物は発泡した
場合のセル径が均一になり望ましい。

【００８８】さらに、リサイクルペット、リサイクルポ
リプロピレン、リサイクルポリスチレンなどの再生樹脂
も使用することができる。

【００８９】これらの樹脂、ゴム・エラストマーは、必
要に応じて、熱安定剤、耐候剤、耐光剤、難燃剤、静防
剤、防菌剤、カーボンブラック、顔料などの添加剤、タ
ルク、マイカ、炭酸カルシウム、硫酸バリウムマグネシ
ウムウイスカ、チタン酸カリウムウイスカ、ガラス繊維
を加え改質したものであっても良い。

【００９０】これらの樹脂の粘度としては、その指標と
なるＭＦＲ(メルトフローレート)の測定条件が各種の樹
脂で異なるため、一定ではないが、通常の射出グレード
として販売、使用されているもので有れば特に問題な
い。例えば、ポリプロピレンの場合、２〜１００ｇ／１
０分（２３０℃）が好適に使用できる。また、分子量分
布が広いポリプロピレンであれば、ＭＦＲが３程度で有
ってもＭＦＲ１０程度である通常のポリプロピレンの流
動性に相当するので、好ましく使用できる。

【００９１】本発明では、発泡核剤を添加すると、発泡
製品のセル径を均一化し、製品外観を高める効果が見ら
れる。樹脂に溶解した物理発泡剤は、ミクロ的に不均一
な部分が発生するとセル生成核となり易い。そのため、
用いることの出来る発泡剤の種類としては、微粒子のも
の、反応分解により発生した分子などが発泡核剤として
利用出来るものを挙げることができる。

【００９２】微粒子としては、無機物質として、タル
ク、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、水酸化アルミ
ニウム、水酸化マグネシウム、硫酸バリウム、マイカ、
クレー、ワラストナイト、シリカ、アルミナ、酸化鉄、
酸化チタン、マグネシア、カーボンブラック、グラファ
イトなどの無機フィラーが挙げられる。無機系微粒子の
平均粒径としては、０．５〜１０μｍのものが好まし
い。これらを樹脂中での分散を良くするために、疎水性
に表面処理したものは更に分散性に優れる。

【００９３】添加量としては、原料樹脂に対して、０．
１〜５重量％が好ましい。また、成形機のホッパーの汚
染、製品表面への粉の付着、スクリューの摩耗を考慮し
て例えば発泡核剤量が５〜５０重量％の樹脂、ワック
ス、ゴムを基材としたマスターバッチに加工して使用す
ることも出来る。

【００９４】反応による核剤としては、化学発泡剤が挙
げられる。化学発泡剤は、射出成形機のシリンダー中で
分解し、その発泡残査が発泡核剤となりうる。化学発泡
剤としては、例えばアゾジカルボン酸アミド、オキシビ
スベンゼンスルホニルヒドラジド、アゾビスイソブチロ
ニトリル、ジニトロソペンタメチレンテトラミン、パラ
トルエンスルホニルヒドラジドなどが挙げられる。ま
た、クエン酸、シュウ酸、フマル酸、フタル酸、リンゴ
酸、酒石酸、シクロヘキサン１、２ジカルボン酸、ショ
ウノウ酸、エチレンジアミン四酢酸、トリエチレンテト
ラミン六酢酸、ニトリロ酸などのポリカルボン酸と、炭
酸水素ナトリウム、炭酸水素ナトリウムアルミニウム、
炭酸水素カリウムなどの無機炭酸化合物の混合物や、ク
エン酸ニ水素ナトリウム、シュウ酸カリウムなどのポリ
カルボン酸の塩が挙げられる。

【００９５】特にポリオレフィンに対してポリカルボン
酸と無機炭酸化合物併用が好ましく、特にクエン酸と炭
酸水素ナトリウムを併用した物に微セル化効果、すなわ
ち多量の発泡核を生成する効果があり、外観良好な発泡
製品が得られる。

【００９６】また、クエン酸と炭酸水素ナトリウムの併
用物の核化効果は非常に優れており、例えば、タルクを
１０〜３０重量％含むポリプロピレン組成物は、既に十
分な核化効果が見られるが、クエン酸と炭酸水素ナトリ
ウムの併用物を更に添加することで、更に微セル化効果
が見られる。

【００９７】これらの化学発泡剤の添加量としては、原
料樹脂に対して、０．０１〜１重量％が好ましい。０．
０１重量％未満では、十分な核化効果が得られず、１重
量％を超える量では、分解物が目やにとなり製品を汚染
する場合がある。これらの化学発泡剤は、平均粒径１〜
１００μｍの粒子に加工し、原料樹脂にまぶして使用出
来るが、射出成形時に材料にまぶして使用出来る。

【００９８】また、尿素、水酸化亜鉛、酸化亜鉛、酸化
鉛、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウムなどの
助剤とブレンドしても良い。更に、成形機のホッパーの
汚染、製品表面への粉の付着を考慮して、樹脂を基材と
したマスターバッチとして加工し使用できる。また、一
度化学発泡剤を添加し、ペレット化により化学発泡剤を
分解させたものであっても良く、更に予め、高濃度の化
学発泡剤を分解させ、その残渣を添加しても良い。化学
発泡剤残渣の添加量は、未分解物に換算して０．０１〜
１重量％が好ましい。

【００９９】本発明によれば、ボンベ等に貯蔵された市
販の物理発泡剤を減圧弁により、低圧力、一定圧力で射
出成形機に供給するため、従来のポンプ等を用い加圧し
射出成形機に物理発泡剤を供給する方法に比べ、物理発
泡剤供給装置が単純・安価であり、且つ、物理発泡剤配
管にボンベ圧以上の圧力が生じることがなく、事故が発
生し難く、万一、事故が発生しても被害も少ない。

【０１００】また、物理発泡剤注入圧とシリンダー内の
空洞部の圧力差により、物理発泡剤の供給が開始また
は、停止し、複雑な機構を必要としない。すなわち、ポ
ンプで注入する方法に比べ、金型の動き、スクリューの
動きと連動して、ポンプを動かすような大がかりな電気
的・機械的に装置を必要とせず、従来の射出成形機が僅
かな改造で使用出来る。また、金型内は、射出前は、大
気圧下にした状態で良く、カウンタープレッシャー等の
装置も必要でなく、型内の空気は、金型を構成する金属
板の隙間から逃げるため、空気溜まり等による外観不良
も発生し難い。

【０１０１】また、本発明では、ゴム弾性を示さない通
常の熱可塑性樹脂の場合、発泡倍率は、ほぼ金型のコア
バック量で決定されるため、物理発泡剤の混合比が多少
変動しても一定寸法の製品が得られ品質の安定性に優れ
る。

【０１０２】本発明で生産出来る発泡製品例を用途別に
示すと以下のようなものが挙げられる。 文房具、ＯＡ機器：ファイル、マウスパット、鉛筆・ボ
ールペン等の軸、ホチキス、レターケース、ナイフ鋏の
取っ手、金庫、パソコン、プリンター、外付けＭＯ等の
ハウジング、椅子の背もたれ・肘掛け、ドライバーの柄
など。 電気製品：冷蔵庫、テレビ、ビデオ、エアコンのハウジ
ング、スピーカーコーン、マイク、ソナー、レーダー、
パラボラアンテナ、エアコン室外機、ファンの羽、風力
発電機の羽、炊飯器・ジャー・ポットの蓋など。

【０１０３】自動車関連：アームレスト、ヘッドレス
ト、フロアーマット、サイドモール、吸音材、ガソリン
フロート、バンパー、ドアハンドル、グローブボック
ス、フレッシュエアーアウトレット、コンソールボック
ス、天井材、ホイルキャップ、ピラー、インツルーメン
トパネル、エアーバックカバー、レバー類、エアークリ
ーナーケース、レゾネーター、カウルトップガーニッシ
ュ、デフガーニッシュー、ドアトリム、スポイラーな
ど。

【０１０４】物流分野：樹脂パレット、コンテナ、プラ
スチックダンボール、ＣＤ・ＤＶＤ郵送用ケース、鞄の
取っ手、緩衝材など。

【０１０５】土木・建築分野：エアコン等の断熱パイ
プ、コンクリートパネル、屋上断熱材、排水マス、クッ
ション床材、畳芯材、襖、システムキッチンの木材代替
え材、風呂桶の蓋、簀の子、ゴミ箱、ベンチ・テーブル
の板など。 スポーツ分野：スポーツシューズのソール類、サンダ
ル、スリッパ、プロテクター、水着カップ、ゴルフパッ
ク、ライフジャケット、ビート板にも適用出来る。

【０１０６】農業・水産用分野：植木鉢、漁網の浮き、
防舷材、水難救命具、オイルフェンスの浮きなど。

【０１０７】食品包装材分野：通い箱、インスタントラ
ーメンの容器、コンビニ弁当箱、ドンブリ鉢、食品トレ
ー、パッキン、ガラス製牛乳瓶の蓋、コルク代替え材、
茶碗、皿、まな板等が挙げられ、医療分野では、血液輸
送用容器、枕、健康マットなど。

【０１０８】

【実施例】以下に、実施例、比較例を用いて本発明をよ
り詳細に説明する。しかしながら、本発明はこれらの例
によって何ら制限されるものではない。

【０１０９】なお、本発明実施例では、各測量は以下の
方法によって行なった。 （１）物理発泡剤の添加量：物理発泡剤のボンベを射出
成形機に減圧弁を介して接続し、使用する樹脂を成形時
のシリンダー設定温度と射出時のスクリュー回転速度
で、金型に射出せずに系外に連続的に放出させ、消費し
た物理発泡剤の量は、ボンベの重量減少量から求め、物
理発泡剤の注入圧力と注入量の関係を求めた検量線より
求めた。

【０１１０】（２）発泡倍率：製品のスキン層を含めた
比重より求めた。 （３）平均セル径：発泡体の発泡部断面を顕微鏡で観察
し、１０〜２０個のセル径の平均値とした。また、セル
径が製品厚みを超える場合、ゲートより５０ｍｍ以上離
れた部分のセルの製品厚み方向と直交する方向の寸法を
セル径とした。

【０１１１】（４）最大セル径：平均セル径を求めた中
で最大の大きさのものとした。 （５）スキン層厚み：製品の可動盤側、固定盤側の平均
値とした。 （６）メルトフローレート（ＭＦＲ）：ＡＳＴＭ １２
３８−６５Ｔ に従い、荷重２．１６ｋｇで、その都度
表示した所定の温度で測定した。

【０１１２】（実施例１〜３）射出成形機として東芝機
械 ＩＳ−４５０ＧＳ−２７Ａ（型締め力４５０トン、
直圧式型締め方式）に、Ｌ／Ｄが２７で、スクリュー外
径が６９．８ｍｍであり、第一段の圧縮部がＬ／Ｄで１
４Ｄ（ホッパー下から 溝深さ７．３ｍｍのフラット部
が９Ｄで、続く５Ｄは溝深さが７．３ｍｍから３．１ｍ
ｍまで均等に減少する部分である）で、第二段の圧縮部
が１３Ｄ(溝深さ１１ｍｍフラット部が７Ｄ、溝深さが
１１ｍｍから５ｍｍまで均等に減少する部分が６Ｄ)で
あるスクリューを取り付けた。スクリューにおける溝間
の距離は一定であった。射出方向に最も前進した時に第
二段目圧縮部２Ｄ部の所に相当するシリンダー部に内径
２ｍｍの物理発泡剤注入孔を設け、さらにその外側に逆
止弁を設けた。また、シリンダー先端にはシャットオフ
ノズルの機構を有している。 物理発泡剤として市販の
ボンベにより供される二酸化炭素を用い、減圧弁とシリ
ンダーに取り付けた逆止弁を通じシリンダー内に注入で
きる機構を設けた。二酸化炭素のボンベの圧力は７．２
ＭＰａであり、減圧弁により射出成形機への給圧力を３
ＭＰａに保った。二酸化炭素注入量は樹脂に対し１重量
％であった。

【０１１３】射出用金型として、製品寸法が９５ｍｍ×
３４０ｍｍであって、キャビティの間隙（製品厚み）を
成形機の油圧で微調整でき、溶融樹脂を製品中央よりダ
イレクトゲートにより射出する構造の金型を成形機に取
り付け、金型温度５０℃、金型冷却時間６０秒、射出時
の樹脂温度２３０℃になるように設定した。 成形材料
として、ブロックポリプロピレンＪ７０４ＺＡ（（株）
グランドポリマー製、ＭＦＲ：５ｇ／１０分（２３０
℃））を用いた。

【０１１４】射出時に金型に溶融樹脂が未発泡でキャビ
テイー間隙にフル充填になるように設定した。射出終了
からコアバック開始までの間は１秒であり、コアバック
速度は１ｍｍ／ｓｅｃとした。射出時、コアバック開始
時およびコアバック終了時における金型のキャビティー
内の間隙は表１に示した。

【０１１５】上記の条件で、射出発泡成形を行った。平
均セル径が大きく、フラッシュー・シルバーの発生はあ
ったが、製品形状に問題はなく、流通用パレットなどの
外観があまり重視されない製品であれば利用できるもの
であった。物理発泡剤のボンベ圧、注入圧、添加量、キ
ャビティー間隙、発泡製品の製品厚み、発泡倍率、平均
セル径、最大セル径、スキン層厚み、平滑性、フラッシ
ュ・シルバー発生状況を表１に示す。

【０１１６】（比較例１）実施例１において、キャビテ
ィーの間隙を４ｍｍとし、コアバックを行わない以外は
同様にして、樹脂をキャビティー内に射出した。射出と
同時に発泡しながら樹脂がキャビティー内に広がり、キ
ャビティーの容積の約７５％まで発泡したが末端部は、
ショット毎に形が変化し、末端部の外観は悪く、製品価
値はなかった。

【０１１７】（比較例２）実施例１において、射出成形
機のシリンダーを、スクリュー第二段目の開始部分から
１２Ｄの部分に、実施例１と同様に物理発泡剤注入用の
孔を設け、更に逆止弁を設けたものに取り替えた。実施
例１と同様の条件で二酸化炭素を注入しようとしたが樹
脂圧が高く、まったく注入できなかった。結果を表１に
示す。

【０１１８】（比較例３）実施例１において、射出成形
機のスクリューを、第一段の圧縮部がＬ／Ｄで１４Ｄ
（ホッパー下から９Ｄが溝深さ７．３ｍｍのフラット部
で、続く５Ｄは溝深さが７．３ｍｍから３．１ｍｍまで
均等に減少している）で、第二段の圧縮部が１３Ｄ(７
Ｄが溝深さ３．５ｍｍフラット部で、続く６Ｄは溝深さ
が３．５ｍｍから３．１ｍｍまで均等に減少している)
のスクリューに取り替えた。物理発泡剤注入位置等は、
実施例１と同様にした。二酸化炭素を実施例１と同様に
注入しようとしたが、樹脂圧が高くまったく注入できな
かった。結果を表１に示す。

【０１１９】

【表１】

【０１２０】（実施例 ４〜６）ポリプロピレンに、発
泡核剤としてクエン酸を０．０４重量％、および炭酸水
素ナトリウムを０．０６重量％まぶした以外は、実施例
１〜３と同様にして射出発泡を行った。実施例１〜３に
比べ、セル径は均一で、微セル化した。実施例１〜３に
比べて、平均セル径は小さく、外観性能がより優れてい
た。物理発泡剤のボンベ圧、注入圧、添加量、キャビテ
ィー間隙、発泡製品の製品厚み、発泡倍率、平均セル
径、最大セル径、スキン層厚み、平滑性、フラッシュ・
シルバー発生状況を表２に示す。実施例１〜３に比べ
て、平均セル径は小さく、外観性能がより優れていた。

【０１２１】（比較例４）キャビティーの間隙を４ｍｍ
とし、コアバックを行わない以外は、実施例４と同様に
し、キャビティー内に射出した。射出と同時に発泡しな
がら樹脂がキャビティー内を広がり、キャビティーの容
積の約７５％まで発泡したが、末端部はショット毎に形
が変化し、外観は悪く、製品価値はなかった。外観性能
は、比較例１に比べて変わらず、クエン酸、炭酸水素ナ
トリウムを加えた効果は認められなかった。物理発泡剤
のボンベ圧、注入圧、添加量、キャビティー間隙、発泡
製品の製品厚み、発泡倍率、平均セル径、最大セル径、
スキン層厚み、平滑性、フラッシュ・シルバー発生状況
を表２に示す。

【０１２２】

【表２】

【０１２３】（実施例 ７〜９）実施例４〜６におい
て、射出時のキャビティー間隙を１ｍｍとし、型締め圧
力を射出時に無くし、キャビティー内に樹脂を射出後、
射出圧力でコアバックするほかは、実施例４〜６と同様
にして成形を行った。実施例４〜６に比べ、フラッシュ
ー、シルバーの発生はなく、ソリッド品の場合と同等の
外観性能であった。物理発泡剤のボンベ圧、注入圧、添
加量、キャビティー間隙、発泡製品の製品厚み、発泡倍
率、平均セル径、最大セル径、スキン層厚み、平滑性、
フラッシュ・シルバー発生状況を表３に示す。

【０１２４】

【表３】

【０１２５】（実施例 １０〜１２）実施例７〜９にお
いて、ポリプロピレンとクエン酸または炭酸水素ナトリ
ウムを、同じ比率で混合し、５０ｍｍベント付き単軸押
出機を用いて、２２０度でベントにより脱泡しながらペ
レット化したものとして用いるほかは、実施例７〜９と
同様にして発泡製品を得た。シルバー、フラッシューの
発生は無く、実施例７〜９と同等の外観性能を有してい
た。物理発泡剤のボンベ圧、注入圧、添加量、キャビテ
ィー間隙、発泡製品の製品厚み、発泡倍率、平均セル
径、最大セル径、スキン層厚み、平滑性、フラッシュ・
シルバー発生状況を表４に示す。

【０１２６】

【表４】

【０１２７】（実施例 １３〜１７）実施例７におい
て、コアバック後のキャビテイ間隙を４ｍｍに固定し、
クエン酸および炭酸水素ナトリウムの添加量と、二酸化
炭素の添加量を表５のように変えたほかは、実施例７と
同様に発泡製品を得た。物理発泡剤のボンベ圧、注入
圧、添加量、キャビティー間隙、発泡製品の製品厚み、
発泡倍率、平均セル径、最大セル径、スキン層厚み、平
滑性、フラッシュ・シルバー発生状況を表５に示す。

【０１２８】

【表５】

【０１２９】（実施例 １８〜２０）実施例７〜９にお
いて、物理発泡剤として二酸化炭素を窒素に代え、その
注入圧力を４ＭＰａ、添加量を０．７重量％としたほか
は、実施例７〜９と同様にして発泡製品を得た。実施例
７〜９と比べ僅かに、フラッシュ・シルバーが観察され
た。物理発泡剤のボンベ圧、注入圧、添加量、キャビテ
ィー間隙、発泡製品の製品厚み、発泡倍率、平均セル
径、最大セル径、スキン層厚み、平滑性、フラッシュ・
シルバー発生状況を表６に示す。

【０１３０】

【表６】

【０１３１】（実施例 ２１〜２３）実施例７〜９にお
いて、発泡核剤として、クエン酸をおよび炭酸水素ナト
リウムに代えて、タルク(平均粒径１０μｍ)を１重量％
添加したほかは、実施例７〜９と同様にして発泡製品を
得た。物理発泡剤のボンベ圧、注入圧、添加量、キャビ
ティー間隙、発泡製品の製品厚み、発泡倍率、平均セル
径、最大セル径、スキン層厚み、平滑性、フラッシュ・
シルバー発生状況を表７に示す。

【０１３２】

【表７】

【０１３３】（実施例 ２４〜２７）実施例７〜９にお
いて、樹脂をハイインパクトポリスチレン Ｈ２３８
(日本ポリスチレン社製 ＭＦＲ：１６ｇ／１０分（２
００℃）)またはＡＢＳ樹脂 クラスチック^TMＧＡ−５０
１(日本エイアンドエル社製 ＭＦＲ：３２ｇ／１０分
（２００℃）)に代えて、発泡核剤として、クエン酸と
炭酸水素ナトリウム、またはタルクを用い、金型温度が
５０℃、金型冷却時間が６０秒、射出時の樹脂温度が２
３０℃になるように設定し、コアバック量を表８のよう
に変えた以外は、実施例７〜９と同様にして発泡製品を
得た。樹脂、物理発泡剤のボンベ圧、注入圧、添加量、
キャビティー間隙、発泡製品の製品厚み、発泡倍率、平
均セル径、最大セル径、スキン層厚み、平滑性、フラッ
シュ・シルバー発生状況を表８に示す。

【０１３４】

【表８】

【０１３５】（実施例２８および２９）熱可塑性樹脂と
して、オレフィン系熱可塑性エラストマー、エチレン含
量が７８モル％で、ヨウ素価１３、ムーニー粘度[ＭＬ
_l+4（１００℃）]が１４０であるエチレン・プロピレン
・５−エチリデン−２−ノルボルネン共重合体１００重
量部に鉱物油系軟化剤（出光興産社製ダイナプロセスオ
イルＰＷ−３８０）４０重量部をブレンドした油展ＥＰ
ＤＭペレット６０重量部と、エチレン含量が８重量％
で、メルトフローレートが１０ｇ／１０分(２３０℃）
のプロピレン・エチレンブロック共重合体ペレット２５
重量部と、エチレン含量が９７重量％で、メルトフロー
レートが１０ｇ／１０分（１９０℃）のエチレン・４−
メチル−１−ブテン共重合体ペレット１５重量部と、
１，３−ビス(tert−ブチルペルオキシイソプロピル）
ベンゼン０．２重量部とジビニルベンゼン０．２重量部
の混合物溶液とを、タンブラーブレンダーにより混合
し、この溶液を混合ペレットの表面に均一に付着させ、
このペレットを２軸押出機（東芝機械社製ＴＥＭ−５
０）を用いて２３０℃で押出して、動的な熱処理を行
い、ゲル含量が９５重量％の架橋された熱可塑性エラス
トマーとしたものを使用した。

【０１３６】実施例７〜９において、樹脂を上記で得ら
れた熱可塑性エラストマーに変え、金型温度が５０℃、
金型冷却時間が６０秒、射出時の樹脂温度が２３０℃に
なるように設定し、射出終了からコアバック開始までの
時間を２．０秒とし、コアバック量を表９のように変え
た以外は、実施例７〜９と同様にして発泡製品を得た。
型から取り出すと型の寸法より大きい形状のものが得ら
れた。物理発泡剤のボンベ圧、注入圧、添加量、キャビ
ティー間隙、発泡製品の製品厚み、発泡倍率、平均セル
径、最大セル径、スキン層厚み、平滑性、フラッシュ・
シルバー発生状況を表９に示す。

【０１３７】

【表９】

【０１３８】（実施例 ３０および３１）実施例７〜９
において、樹脂として、再生ＰＥＴ(市場回収品 ポリ
エチレン１０重量％,ポリプロピレン２０重量％混合品)
を用い、発泡核剤としてタルクを１重量％用い、金型温
度が５０℃、金型冷却時間が６０秒、射出時の樹脂温度
が２７０℃になるように設定し、射出終了からコアバッ
ク開始までの時間を０．５秒とし、コアバック量を表１
０のように変えた以外は、実施例７〜９と同様にして発
泡製品を得た。物理発泡剤のボンベ圧、注入圧、添加
量、キャビティー間隙、発泡製品の製品厚み、発泡倍
率、平均セル径、最大セル径、スキン層厚み、平滑性、
フラッシュ・シルバー発生状況を表１０に示す。

【０１３９】

【表１０】

【０１４０】（実施例 ３２〜３４）実施例７〜９にお
いて、熱可塑性樹脂として高密度ポリエチレン ハイゼ
ックス^TM２１００Ｊ（三井化学社製 ＭＦＲ：６ｇ／１
０分ｇ／１０分（１９０℃））、エチレン−メタクリル
酸共重合体 ニュクレル^TMＮ１５２５(三井デュポンケ
ミカル社製 ＭＦＲ：２５ｇ／１０分（１９０℃）、メ
タクリル酸量 １５重量％)とポリエチレン−メタクリ
ル酸アイオノマー樹脂 ハイミラン^TM１６５０(三井デ
ュポンケミカル社製 ＭＦＲ：５ｇ／１０分（１９０
℃）、亜鉛イオンタイプ)を表１１の組成でブレンド
し、金型温度、３５℃、金型冷却時間６０秒、射出時の
樹脂温度１８０℃になるように設定し、射出終了からコ
アバック開始までの時間を１．０秒とした以外は、実施
例７〜９と同様にして発泡製品を得た。樹脂、物理発泡
剤のボンベ圧、注入圧、添加量、キャビティー間隙、発
泡製品の製品厚み、発泡倍率、平均セル径、最大セル
径、スキン層厚み、平滑性、フラッシュ・シルバー発生
状況を表１１に示す。

【０１４１】

【表１１】

【０１４２】（実施例３５〜３７）樹脂としてグランド
ポリプロ^TMＪ７３９((株)グランドポリマー製 ブロッ
クポリプロピレン ＭＦＲ：９０ｇ／１０分（２３０
℃）) にエチレン−αオレフィンゴム タフマー^TMＨ３
５３０"(三井化学社製 ＭＦＲ：３５ｇ／１０分（１９
０℃）)を２０重量部添加し３６ｍｍ二軸押出機にて２
００℃でペレット化したもの(ＭＦＲ：７０ｇ／１０分
（２３０℃）)を用い、金型として、縦横が５５０×３
００ｍｍで、可動盤側に凸面を有する深さ５０ｍｍの長
方形船底形状の金型（ホットランナー付き(２００℃に
設定)、２点シャットオフゲート付き）を取り付け、可
動盤側に表皮材(発泡ポリプロピレンよりなるスポンジ
層（厚み ２ｍｍ）と熱可塑性エラストマーシート表皮
(厚み ０．５ｍｍ)よりなる。熱可塑性エラストマーシ
ート表皮側が可動盤側)を置き、射出時の金型温度が５
０℃、金型冷却時間が８０秒、射出時の樹脂温度が２３
０℃になるように設定し、物理発泡剤として二酸化炭素
を使用した。射出開始時のキャビティ間隙を１０ｍｍに
し、射出後直ちに２ｍｍまで間隙を狭め、射出１秒後に
４ｍｍまでコアバックした。物理発泡剤のボンベ圧、注
入圧、添加量、キャビティー間隙、発泡製品の製品厚
み、発泡倍率、平均セル径、最大セル径、スキン層厚
み、表皮材の皺、表皮材のふくれを表１２に示す。

【０１４３】

【表１２】

【０１４４】（実施例３８）金型として、どんぶり容器
(口部の直径１４０ｍｍ、底部の直径１１０ｍｍ、高さ
８０ｍｍ 底の部分にダイレクトゲート付き、底のキャ
ビティ間隙１ｍｍの時、側面のキャビティー間隙１ｍ
ｍ)の金型を取り付け、樹脂としてグランドポリプロ^TMJ
７０７((株)グランドポリマー製 ブロックポリプロピ
レン ＭＦＲ：２３ｇ／１０分（２３０℃）) を用い、
金型温度が５０℃、金型冷却時間が６０秒、樹脂温度が
２２０℃に設定し、射出開始時のギャビティ間隙を０．
４ｍｍにし、１ｍｍまで射出しながら間隙を広げた後、
２ｍｍまでコアバックした。射出終了からコアバック開
始までの時間を０．５秒とした。物理発泡剤として二酸
化炭素を使用した。物理発泡剤のボンベ圧、注入圧、添
加量、キャビティー間隙、側面部、底部の発泡製品の製
品厚み、発泡倍率、平均セル径、最大セル径、スキン層
厚み、平滑性、フラッシュ・シルバー発生状況を表１３
に示す。

【０１４５】（実施例３９）射出時に金型を２０ｍｍ開
けた状態で実施例３８と同じ計量位置で射出後、直ちに
金型キャビティ間隙が１．６ｍｍになるまで金型を閉じ
た後、２ｍｍまでコアバックした。金型締めからコアバ
ックまでの時間は０．２秒とした。実施例３８に比べど
んぶりの側面部の発泡倍率が高かった。物理発泡剤のボ
ンベ圧、注入圧、添加量、キャビティー間隙、側面部、
底部の発泡製品の製品厚み、発泡倍率、平均セル径、最
大セル径、スキン層厚み、平滑性、フラッシュ・シルバ
ー発生状況を表１３に示す。

【０１４６】

【表１３】

【０１４７】（実施例４０および４１）樹脂としてグラ
ンドポリプロ^TMJ７０９Ｗ((株)グランドポリマー製 ブ
ロックポリプロピレン ＭＦＲ：５５ｇ／１０分（２３
０℃）)、金型として、 図５に示す形状の弁当箱の金型
を取り付け、フイルムゲートを用い、射出開始時のギャ
ビティ間隙を０．２ｍｍに設定し、射出終了からコアバ
ック開始までの時間を０．５秒とし、０．４ｍｍまたは
０．６ｍｍまでコアバックした。射出時の金型温度、７
０℃、金型冷却時間５０秒、射出時の樹脂温度２３０℃
になるように設定した。図５の弁当箱の金型には、フィ
ルムゲート２３、おかずを詰める部分２４、曲げ強さ向
上のための凹凸２５、仕切部分２６、曲げ強さ向上のた
めの凹凸２７、ご飯を詰める部分２８が設けられてい
る。物理発泡剤のボンベ圧、注入圧、添加量、キャビテ
ィー間隙、発泡製品の製品厚み、発泡倍率、平均セル
径、最大セル径、スキン層厚み、平滑性、フラッシュ・
シルバー発生状況を表１４に示す。

【０１４８】

【表１４】

【０１４９】（実施例４２および４３）樹脂としてグラ
ンドポリプロ^TMJ７０５((株)グランドポリマー製 ブロ
ックポリプロピレン ＭＦＲ：１０ｇ／１０分（２３０
℃）)金型として、図６に示す形状のＡ４ファイルの金
型を取り付け、フアイルの背表紙の部分から射出した。
図６のファイルの金型には、ファイル表紙部２９、背表
紙部３０、ゲート３１、ヒンジ部３２、金具取り付け部
分３３が設けられている。フアイルの淵部分は、円形エ
ッジになるように金型は、面取りしてある。コアバック
開始までの時間を０．５秒とし、１．５ｍｍまたは２ｍ
ｍまでコアバックし、その後、５秒後に、それぞれ１．
４ｍｍまたは１．９ｍｍの間隙まで圧縮し、取り出し後
の製品のそりを防止した。物理発泡剤のボンベ圧、注入
圧、添加量、キャビティー間隙、発泡製品の製品厚み、
発泡倍率、平均セル径、最大セル径、スキン層厚み、平
滑性、フラッシュ・シルバー発生状況を表１５に示す。

【０１５０】

【表１５】

【０１５１】（実施例４４）射出成形機として東芝機械
ＩＳ−４５０ＧＳ−２７Ａ（型締め力４５０トン、直圧
式型締め方式）にＬ／Ｄ２７、スクリュー外径６９．８
ｍｍ、第一段の圧縮部がＬ／Ｄで１４Ｄ（ホッバー下か
ら９Ｄは、溝深さが７．３ｍｍのフラット部で、続く５
Ｄは、溝深さが７．３ｍｍから３．１ｍｍまで均等に減
少する）、第二段の圧縮部が１３Ｄ（７Ｄは、溝深さが
１１ｍｍのフラット部で、続く６Ｄは、溝深さが１１ｍ
ｍから５ｍｍまで均等に減少する）ノスックリューを取
りつけた。スクリューにおける溝間の距離は一定であっ
た。射出方向に最も前進した時に第二段目圧縮部２Ｄ部
の所に相当するシリンダー部に内径２ｍｍの物理発泡剤
注入孔を設け、さらにその外側に逆止弁を設けた。ま
た、シリンダー先端にはシャットオフノズルの機構を有
している。物理発泡剤として市販のボンベにより供され
る窒素を用い、減圧弁とシリンダーに取り付けた逆止弁
を通じシリンダー内に注入できる機構を設けた。窒素の
ボンベの圧力は２８ＭＰａであり、減圧弁により射出成
形機への給圧力を１３ＭＰａに保った。窒素注入量は樹
脂に対し１重量％であった。

【０１５２】射出用金型として、製品寸法が９５ｍｍ×
３４０ｍｍであって、キャビティの間隙（製品厚み）を
成形機の油圧で微調整でき、溶融樹脂を製品中央よりダ
イレクトゲートにより射出する構造の金型を成形機に取
り付け、金型温度５０℃、金型冷却時間６０秒、射出時
の樹脂温度２５０℃になるように設定した。成形材料と
して、ポリ乳酸 レイシア^ＴＭＨ１００ＰＬ（三井化学
者社製、ＭＦＲ２０ｇ／１０分（１９０℃））を用い
た。発泡核剤としてクエン酸を０．０４重量％、および
炭酸水素ナトリウムを０．０６重量％を、マスターバッ
チとして添加した。金型内のキャビティ間隙を２ｍｍに
設定し、射出終了１秒後にキャビティ間隙を４ｍｍに拡
張し、発泡倍率２倍の製品を得た。物理発泡剤注入量
は、１０重量％であった。結果を表１６に示す。

【０１５３】（実施例４５）射出時のキャビティー間隙
を１ｍｍとし、型締め圧力を射出時に無くし、キャビテ
ィー内に樹脂を射出後、射出圧力でコアバックするほか
は、実施例４４と同様の核剤量とコアバック条件で成形
を行った。実施例４４に比べ、フラッシュ、シルバーの
発生はなく、ソリッド品の場合と同等の外観性能であっ
た。結果を表１６に示す。

【０１５４】

【表１６】

【０１５５】

【発明の効果】本発明によれば、ボンベ等に貯蔵された
市販の物理発泡剤を減圧弁により、低圧力、一定圧力で
射出成形機に供給するため、従来のポンプ等を用い加圧
し射出成形機に物理発泡剤を供給する方法に比べ、物理
発泡剤供給装置が単純・安価であり、且つ、物理発泡剤
配管にボンベ圧以上の圧力が生じることがなく、事故が
発生し難く、万一、事故が発生しても被害も少ない。

【０１５６】また、物理発泡剤注入圧とシリンダー内の
空洞部の圧力差により、物理発泡剤の供給が開始また
は、停止し、複雑な機構を必要としない。すなわち、ポ
ンプで注入する方法に比べ、金型の動き、スクリューの
動きと連動して、ポンプを動かす様な大がかりな電気的
・機械的に装置を必要とせず、従来の射出成形機が僅か
な改造で使用出来る。また、金型内は、射出前は、大気
圧下にした状態で良く、カウンタープレッシャー等の装
置も必要でなく、型内の空気は、金型を構成する金属板
の隙間から逃げるため、空気溜まり等による外観不良も
発生し難い。

【０１５７】また、本発明では、ゴム弾性を示さない通
常の熱可塑性樹脂の場合、発泡倍率は、ほぼ金型のコア
バック量で決定されるため、物理発泡剤の混合比が多少
変動しても一定寸法の製品が得られ品質の安定性に優れ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の成形方法の一実施態様を示す射出発泡
成形機の断面図である。

【図２】図１の射出発泡成形機の物理発泡剤注入孔周囲
部分の部分断面図である。

【図３】図２の物理発泡剤注入孔に設けられた逆止弁ス
クリューが閉じた状態を示す部分断面図である。

【図４】スクリューの第二段目圧縮部分の溝部分を流れ
る溶融樹脂の状態を示すため、連続した平面図として描
いた模式図である。

【図５】本発明の射出発泡成形により得られた成形品の
実施例である弁当箱の平面図である。

【図６】本発明の射出発泡成形により得られた成形品の
実施例であるファイルを示す平面図である。 符号の説明 １．金型コア(移動側) ２．金型シェル(固定側) ３．製品 ４．シャットオフバルブ ５．ホットランナー ６．射出成形機ノズル ７．射出成形機シリンダー ８．射出成形機二段圧縮シリンダー ９．第一段目の圧縮部 １０．第二段目の圧縮部 １１．溶融樹脂飢餓状態による減圧部分 １２．ヒーター １３．物理発泡剤ボンベ １４．発泡剤供給配管 １５．ボンベバルブ １６．減圧弁 １７．逆止弁 １８．物理発泡剤注入孔 １９．ホッパー ２０．物理発泡剤供給配管 ２１．スクリュー羽 ２２．樹脂に未混合の物理発泡剤の塊。 ２３．フィルムゲート ２４．おかずを詰める部分。 ２５．曲げ強さ向上のための凹凸 ２６．仕切部分 ２７．曲げ強さ向上のための凹凸 ２８．ご飯を詰める部分 ２９．ファイル表表紙 ３０．ファイル背表紙 ３１．ゲート ３２．発泡後の圧縮により、発泡部が押しつぶされ成形
されたヒンジ部 ３３．ファイリング金具取り付け部分

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０８Ｋ 5/00 Ｃ０８Ｋ 5/00 5/092 5/092 Ｃ０８Ｌ 23/00 Ｃ０８Ｌ 23/00 101/00 101/00 // Ｂ２９Ｋ 105:04 Ｂ２９Ｋ 105:04 (72)発明者 三隅 正毅 千葉県袖ヶ浦市長浦580−32 三井化学株 式会社内 Ｆターム(参考） 4F206 AB02 AB16 AB25 JA04 JF04 JQ81 4J002 AC091 BB031 BB051 BB061 BB081 BB101 BB121 BB131 BB151 BB161 BC001 BC031 BC061 BF031 BG041 BG061 BG101 BK001 BL011 BN151 BP031 CF041 CF051 CF061 CF181 CH071 CH091 CL011 CL031 CM041 CN031 DE236 DG046 DJ016 DJ046

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 二段圧縮スクリューを有する射出成形機
   を用いて、シリンダー途中から物理発泡剤を供給する熱
   可塑性樹脂の射出発泡成形において、（１）物理発泡剤
   を、貯蔵タンクから貯蔵圧力よりも低い圧力で、射出成
   形機シリンダー内との圧力差により供給すること、
   （２）該物理発泡剤の供給を、スクリューを射出方向へ
   最も前進させた時の、射出方向にスクリューの二段目の
   開始点からスクリュー外径の９倍の長さまでの範囲で行
   うこと、および（３）射出成形機の金型のキャビティー
   内をほぼ大気圧にし、射出充填後、キャビティー内の容
   積を膨張させ発泡体を得ることを特徴とする射出発泡成
   形方法。
2. 【請求項２】 射出充填後、発泡体を得る方法として、
   金型内の金属板を後退させることによりキャビティー内
   の容積を膨張させることを特徴とする請求項１に記載の
   射出発泡成形方法。
3. 【請求項３】 前記射出成形機の二段圧縮スクリュー
   の、第１段目の最後の溝の深さＬ１と二段目の最初の溝
   の深さＬ２の比Ｌ２／Ｌ１が、１．２〜６の範囲にある
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の射出発泡成
   形方法。
4. 【請求項４】 物理発泡剤が貯蔵圧力より８０％以下に
   減圧され、かつ気体又は超臨界状態であることを特徴と
   する請求項１〜３項のいずれかに記載の射出発泡成形方
   法。
5. 【請求項５】 射出成形機への物理発泡剤注入部に樹脂
   逆止弁を設けることを特徴とする請求項１〜４のいずれ
   かに記載の射出発泡成形方法。
6. 【請求項６】 物理発泡剤が二酸化炭素、窒素、アルゴ
   ンのいずれかであることを特徴とする請求の範囲項１〜
   ５のいずれかに記載の射出発泡成形方法
7. 【請求項７】 （１）物理発泡剤貯蔵タンク（２）二段
   圧縮スクリュー（３）スクリューを射出方向へ最も前進
   させた時の、スクリューの二段目の開始点から射出方向
   にスクリュー外径の９倍の長さまでの範囲に、物理発泡
   剤供給部を有するシリンダー、および（４）キャビティ
   内の容積を膨張させうる金型を有する熱可塑性樹脂用射
   出成形機。
8. 【請求項８】 前記射出成形機の二段圧縮スクリュー
   の、第１段目の最後の溝の深さＬ１と二段目の最初の溝
   の深さＬ２の比Ｌ２／Ｌ１が、１．２〜６の範囲にある
   ことを特徴とする請求項７に記載の射出成形機。
9. 【請求項９】 前記物理発泡供給部に、樹脂逆止弁が設
   けられていることを特徴とする請求項７または８に記載
   の射出成形機。
10. 【請求項１０】 熱可塑性樹脂に、発泡核剤として平均
    粒径０．５〜１０μｍの無機フィラーを該樹脂に対して
    ０．１〜５重量％、及び／又は、化学発泡剤またはその
    分解物を、未分解物に換算して０．０１〜１重量％含ま
    せた、請求項１〜６のいずれかに記載の射出発泡成形方
    法に適した樹脂組成物。
11. 【請求項１１】 前記無機フィラーがタルク、シリカ、
    炭酸カルシウム、硫酸バリウムのいずれかであることを
    特徴とする請求項１０に記載の樹脂組成物。
12. 【請求項１２】 化学発泡剤がポリカルボン酸と炭酸水
    素塩の０．１:０．９〜０．９〜０．１の混合物または
    その分解物であることを特徴とする請求項１０に記載の
    樹脂組成物。
13. 【請求項１３】 化学発泡剤がクエン酸と炭酸水素ナト
    リウムの０．１:０．９〜０．９〜０．１の混合物また
    はその分解物であることを特徴とする請求項１０または
    １２に記載の樹脂組成物。
14. 【請求項１４】 熱可塑性樹脂がポリオレフィンである
    ことを特徴とする請求項１０〜１３に記載の樹脂組成
    物。
15. 【請求項１５】 前記熱可塑性樹脂として、請求項１０
    〜１４のいずれかに記載の樹脂組成物を用いることを特
    徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の射出発泡成形
    方法。
16. 【請求項１６】 請求項１０〜１４のいずれかに記載の
    樹脂組成物を用いて、射出成形機の金型のキャビテイ容
    積を計量樹脂量よりも低くし、物理発泡剤と混合した溶
    融樹脂を射出しながらキャビテイー容積を広げて充填す
    ることを特徴とする射出発泡成形方法。