JP2002234046A

JP2002234046A - 熱可塑性樹脂発泡成形体およびその製造方法

Info

Publication number: JP2002234046A
Application number: JP2001035064A
Authority: JP
Inventors: Satoru Funakoshi; 覚船越
Original assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date: 2001-02-13
Filing date: 2001-02-13
Publication date: 2002-08-20

Abstract

(57)【要約】【課題】耐衝撃性に優れ、しかも軽量かつ剛性にも優れ
た熱可塑性樹脂発泡成形体を開発する。【解決手段】空隙を殆ど有しないスキン層および発泡コ
ア層からなる熱可塑性樹脂発泡成形体において、少なく
とも発泡コア層中層部の厚み方向および平面方向それぞ
れの断面における気泡の短径（Ｄ１）と長径（Ｄ２）の
比がＤ１：Ｄ２＝１：１〜２の範囲であり、かつスキン
層の厚みが平均気泡径の２〜５倍である熱可塑性樹脂発
泡成形体。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱可塑性樹脂発泡
成形体およびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ドアトリム、サイドトリムな
どの各種トリム類や各種ピラー類、インストルメントパ
ネルなどの自動車内装部品等においては軽量化が強く望
まれており、その手法として熱可塑性樹脂発泡成形体を
使用することが知られていた。例えば、特開平１１―１
７９７５２公報にはスキン層と発泡層から構成されたオ
レフィン系樹脂発泡シートおよびその製造方法が開示さ
れている。また、特開平６―１００７２２公報には、１
６０℃以上の吸熱性発泡剤を用いてなる発泡成形方法お
よび該方法により得られる成形体が開示されている。

【０００３】しかし、前者の方法で得られる発泡成形体
の気泡径は短径が１０〜２００μｍ、長径が３０〜５０
０μｍと扁平形状になっており、このような扁平形状の
気泡では応力集中を生じ易く、衝撃強度に劣るという問
題があった。また、後者の方法による場合には、得られ
る発泡成形体のスキン層の厚みは平均肉厚の１５％以上
と非常に厚く、このような厚みのスキン層を有する成形
体では十分な軽量化が達成できないという問題があっ
た。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このようなことから、
本発明者は、耐衝撃性に優れ、しかも軽量かつ剛性にも
優れた熱可塑性樹脂発泡成形体を開発すべく検討の結
果、本発明に至った。

【０００５】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、空隙
を殆ど有しないスキン層および発泡コア層からなる熱可
塑性樹脂発泡成形体において、少なくとも発泡コア層中
層部の厚み方向および平面方向それぞれの断面における
気泡の短径（Ｄ１）と長径（Ｄ２）の比がＤ１：Ｄ２＝
１：１〜２の範囲であり、かつスキン層の厚みが平均気
泡径の２〜５倍である熱可塑性樹脂発泡成形体を提供す
るものである。

【０００６】また、本発明は、雌雄一対からなる金型の
金型キャビティ内に、発泡成分を含む溶融状の熱可塑性
樹脂を供給、充填した後、キャビティ厚みが最終成形体
厚みになるように金型を開いてなる熱可塑性樹脂発泡成
形体の製造方法において、熱可塑性樹脂として、７０重
量％以上がプロピレン系樹脂からなり、１９５℃でせん
断速度が２４００ｓｅｃ-1におけるスウェル比（ＳＲ
１）が１．３〜１．８であり、かつせん断粘度が３０〜
６０Ｐａ・ｓであるプロピレン系樹脂材料を用いる前記
熱可塑性樹脂発泡成形体の製造方法を提供するものであ
る。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明について説明する。

【０００８】本発明の熱可塑性樹脂発泡成形体は、図１
に概略断面図を示すように、その表面に全くあるいはほ
とんど空隙を有しないスキン層（１）と中間層である気
泡を含む発泡コア層（２）とから構成されている。発泡
コア層を構成する気泡（３）は、その形状が球形に近い
ほど衝撃を受けた時の強度に優れ、本発明の熱可塑性樹
脂発泡成形体においては、発泡コア層（２）の中層部の
平面方向および厚み方向に見たそれぞれの断面内での気
泡（３）の短径（Ｄ１）と長径（Ｄ２）の比がＤ１：Ｄ
２＝１：１〜２、好ましくは１：１〜１．５の範囲であ
る。

【０００９】気泡径の測定は、発泡成形体の発泡コア層
の任意の３箇所から切り出した３つの試料について、走
査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）等により拡大した写真に基づ
いて行う。切り出された各試料について、上記各断面に
おいて観察される個々の気泡について短径（Ｄ１）と長
径（Ｄ２）を測定し、それぞれの気泡（３）における最
も小さい径をＤ１、最も大きな径をＤ２（図１）として
各気泡についてそれぞれにＤ１：Ｄ２の比を求め、最後
に３個の試料の全気泡についてその平均値を求める。

【００１０】具体的には、１個の試料について、熱可塑
性樹脂発泡成形体の厚み方向に直交する２方向の断面
（図２における厚み方向断面Ａ、厚み方向断面Ｂ）と平
面方向の断面（図２における平面方向断面）の合計３面
を切り出し、それぞれの断面について走査型電子顕微鏡
（ＳＥＭ）により観察する。ＳＥＭにより観察した像
（写真）の中から、試料中の０．５ｍｍ角に相当する領
域を任意に取り、この領域に含まれる気泡とその大部分
が０．５ｍｍ角の領域に含まれる気泡の全てについて短
径と長径を測定する。

【００１１】このとき、厚み方向の断面写真は発泡コア
層（２）の中層部を撮影する。発泡コア層の中層部と
は、発泡コア層の厚み方向の中央からそれぞれ両表面側
に発泡コア層厚みの３５％を加えた範囲を意味し、発泡
コア層の厚みは成形体の厚みから後述する両スキン層の
厚みを引いた値とする。また、平面方向の断面は発泡コ
ア層中央付近を面方向に切断した面とする。尚、発泡成
形体から切り出す任意の３個所は、成形体の面方向に垂
直に近い角度を持った部分や、成形体の端部周辺を除く
部分より選ばれる。

【００１２】発泡コア層（２）中の気泡（３）は、多す
ぎると気泡が微少となり、また少なすぎると単一の気泡
に応力集中を生じるため耐衝撃性の低下を来す。そのた
め気泡の数は、上記の各断面において２０〜５０個／ｍ
ｍ²程度であることが望ましい。ここで、気泡の数は、
上記の各断面において気泡径の測定を行った気泡の数を
０．５ｍｍ角当りの気泡数とし、この数を４倍した値を
１ｍｍ²当りの数として用いる。

【００１３】また、上記の各断面において、発泡コア層
（２）中の樹脂部（４）の占める面積割合は４０％以上
であることが望ましい。樹脂部（４）の占める割合が少
なすぎると気泡間に存在する樹脂壁が薄くなり衝撃強度
の低下を来す。樹脂部の占める割合の上限は特に限定さ
れないが、軽量性の面から６０％程度であることが望ま
しい。

【００１４】発泡コア層（２）の樹脂部（４）の占める
面積割合は、次の計算により求める。すなわち、上記の
各断面において測定を行った気泡径（Ｄ１、Ｄ２）から
単一気泡径（Ｄ３＝（Ｄ１＋Ｄ２）／２）を概算し、測
定を行った気泡全ての単一気泡径の平均値を取り、平均
気泡径（Ｄ）とする。この平均気泡径（Ｄ）を用いて算
出した円形の面積（Ａ３）を気泡１個あたりの面積と
し、この円形の面積（Ａ３）に上記の１ｍｍ²当りの気
泡数を掛けた面積（Ａ）ｍｍ² を空隙部の面積とし、
樹脂部の占める面積割合を（１−Ａ）×１００（％）の
式より求める。

【００１５】熱可塑性樹脂発泡成形体の発泡コア層
（２）の両表面には、空隙が全く存在しないかあるいは
ほとんど存在しないスキン層（１）が形成されている。
スキン層の厚みが薄くなるほど軽量性に優れた成形体と
なるが、薄すぎると強度が低くなる。そのため、スキン
層の厚みは成形体の発泡コア層の気泡径により適切な値
を選択することが重要であり、本発明の熱可塑性樹脂発
泡成形体におけるスキン層は平均気泡径の２〜５倍の厚
みにする必要がある。ここで、平均気泡径は上記した平
均気泡径（Ｄ）を用いる。

【００１６】なお、上記のスキン層（１）の厚みとは、
両表面に形成されたスキン層の片面づつのスキン層の厚
みをさす。スキン層の厚みは、上記した任意の３個所か
ら採取した試料のそれぞれについて、スキン層を含む厚
み方向断面Ａ、ＢのＳＥＭ写真を用い、３個の試料につ
いて各２点の合計６点の断面から測定したスキン層厚み
の平均値とする。

【００１７】その測定方法は、図３に示すように、ＳＥ
Ｍ写真上の発泡成形体表面（５）から発泡コア層（２）
に向けて任意の５個所の位置に垂線を引き、それぞれの
直線上の成形体表面（５）から最初の気泡（３）に達す
るまでの長さ（Ｌ１、Ｌ２・・・Ｌ５）を測定する。ス
キン層厚みはこの長さの全ての平均値を用いる。

【００１８】成形体表面には各種柄模様やしぼ模様が形
成されていても良く、この場合のスキン層厚みも上記と
同様にして測定する。また、成形体表面の一部または全
部には表皮材が積層されていてもよいが、その場合のス
キン層の厚みは、表皮材を除いた状態で上記と同様に測
定した値を用いる。

【００１９】また、成形体の裏面にはリブ、ボス、ブラ
ケット等の突起物が設けられていてもよいが、上記した
発泡コア層やスキン層の測定はこれらの突起物の部分を
はずした位置にて行う。この突起物も発泡層を有してい
てもよいが、発泡倍率が高いと強度の低下を来たすこと
から、非常に低倍率の発泡層が形成されているかあるい
は非発泡であることが望ましい。

【００２０】発泡成形体の厚みは用途により適宜選択さ
れるが、例えば、自動車内装用のトリム材として用いる
場合は、２〜５ｍｍ、望ましくは３ｍｍ〜４ｍｍ程度で
ある。また、パッケージトレーやスピーカーボードとい
った高い曲げ剛性を必要とする用途には５〜１５ｍｍ、
望ましくは８〜１２ｍｍ程度である。

【００２１】発泡成形体の単位面積当たりの質量は、軽
ければ軽いほど好ましいが、自動車トリム用途には１０
００〜３０００ｇ／ｍ²、望ましくは１５００〜２５０
０ｇ／ｍ²程度である。また、高い曲げ剛性を必要とす
る用途には３０００〜５０００ｇ／ｍ²程度である。

【００２２】本発明の熱可塑性樹脂発泡成形体は、成形
体全体が前記したようなスキン層および発泡コア層から
なる必要はなく、成形体としての主要部分が前記したよ
うなスキン層および発泡コア層からなる部分で構成され
ておればよく、また、成形体の使用目的によってはこの
ような発泡部分あるいは非発泡部分には、例えば自動車
内装材としてドアトリム、インパネなどとして使用され
る場合には、スピーカーグリル（１８）やドア開閉レバ
ー取付け部、ドアポケット、エアー吹き出し口などの開
口孔（１７）などが設けられていてもよい。（図１２）
更には、同一材料あるいは金属や木材等の異種材料から
なる別部品が一体的に取り付けられていてもよい。

【００２３】次に、本発明の熱可塑性樹脂発泡成形体の
製造方法について説明する。本発明の熱可塑性樹脂発泡
成形体の製造は、その方法自体については特に限定され
ず、例えば、雌雄一対からなる金型の金型キャビティ内
に発泡成分を含む溶融状熱可塑性樹脂を供給、充填した
後、金型の一部もしくは全部の金型キャビティを拡大
し、前記溶融状熱可塑性樹脂を発泡させて熱可塑性樹脂
発泡成形体を製造する方法が適用される。

【００２４】以下に、本発明の熱可塑性樹脂発泡成形体
の好ましい製造方法について述べる。図４はこの方法に
使用する金型の例をその概略断面図で示したものであ
る。この金型は、雄型（１１）および雌型（１２）の雌
雄一対からなり、両金型は通常そのいずれか一方がプレ
ス装置等の型締め装置に接続され、他方は固定されて縦
方向または横方向に両金型が開閉可能となっている。図
では、雄型が固定され、雌型がプレス装置（図示せず）
に接続されて、両金型が縦方向に開閉するようになって
いる。

【００２５】金型キャビティ内への溶融状熱可塑性樹脂
（１３）の供給方法は任意であるが、一般的には金型内
に設けた樹脂供給路（１４）を介して射出機等の樹脂供
給装置（１５）と結ばれた樹脂供給口（１６）を雌雄い
ずれかもしくは両方の金型の成形面に設け、該樹脂供給
口からキャビティ内に溶融状熱可塑性樹脂を供給する方
法が好ましい。この場合、樹脂供給口（１６）近傍の樹
脂供給路（１４）には任意に制御可能な開閉弁を設け、
樹脂供給装置（１５）に貯えられた溶融状熱可塑性樹脂
の供給、停止が任意に制御できるようにしておくことが
好ましい。

【００２６】金型キャビティ内への溶融状熱可塑性樹脂
（１３）の充填は、所定のキャビティクリアランスにお
いて両金型を閉じた状態での射出充填による方法であっ
てもよいし、開放状態にある両金型間に溶融状熱可塑性
樹脂を供給したのち両金型の型締め動作によって充填し
てもよいが、より安定的に良好な発泡成形体を得るに
は、両金型を閉じた状態での射出充填による方法が好ま
しく、さらには、発泡前の成形体厚みより小さいキャビ
ティクリアランスになるように両金型を閉じた状態で溶
融樹脂の供給を開始する方法がより好ましい（図５）。

【００２７】発泡前の成形体厚みより小さいキャビティ
クリアランスになるように両金型を閉じた状態で、溶融
状熱可塑性樹脂（１３）の供給を開始する場合、供給開
始時のキャビティクリアランスはそのときのキャビティ
容積が所要量の溶融状熱可塑性樹脂の発泡前の容積に対
して通常５容量％以上、１００容量％未満となる範囲、
より望ましくは３０容量％以上、７０容量％未満であ
る。溶融状熱可塑性樹脂の供給が進むにつれて、キャビ
ティクリアランスは拡大され（図６）、所要量の溶融状
熱可塑性樹脂（１３）の供給が完了する。この時点で、
供給した溶融状熱可塑性樹脂の容積とキャビティ容積が
略等しくなり、キャビティ内に溶融状熱可塑性樹脂（１
３）が充填される（図７）。

【００２８】この際、溶融状熱可塑性樹脂の供給が完了
した時点で供給した溶融状熱可塑性樹脂の容積よりもキ
ャビティ容積が大きくなることがあるが、この場合に
は、所定のキャビティクリアランスになるように型締め
を行うことでキャビティ内に溶融状熱可塑性樹脂が充填
される。溶融状熱可塑性樹脂（１３）の供給が長時間に
亘って行われると、供給中の熱可塑性樹脂の温度低下を
来たすため、溶融状熱可塑性樹脂の供給は速やかに行う
ことが好ましく、０．５秒〜５秒程度とすることが望ま
しい。

【００２９】前記のキャビティクリアランスの拡大は、
拡大量を制御しながら金型に取り付けたプレス装置など
によって積極的に行なってもよいし、供給する溶融状熱
可塑性樹脂（１３）の供給圧力を利用して拡大してもよ
いが、この際に樹脂にかかる圧力が２〜５０ＭＰａ程度
となるようにキャビティクリアランスの拡大を制御する
ことが望ましい。

【００３０】発泡前の成形体厚みと同じキャビティクリ
アランスになるように両金型を位置させた状態で溶融状
熱可塑性樹脂（１３）を供給してキャビティ内に充填す
る場合には、通常の射出成形における場合と同様に、溶
融状熱可塑性樹脂の供給開始から供給完了までキャビテ
ィクリアランスを発泡前の成形体厚みと同じになるよう
に保持しておけばよい。

【００３１】両金型の型締め動作により溶融状熱可塑性
樹脂をキャビティ内に充填する方法としては、キャビテ
ィクリアランスが発泡前の成形体厚みより大きくなるよ
うに両金型を開放した状態で所要量の溶融状熱可塑性樹
脂を供給し（図１０）し、この状態で溶融状熱可塑性樹
脂を供給した後または供給完了と同時にキャビティクリ
アランスが発泡前の成形体厚みと同じになるように型締
めして充填する（図１１）方法や、キャビティクリアラ
ンスが発泡前の成形体厚み以上になるように両金型を開
放した状態で溶融状熱可塑性樹脂の供給を開始し、溶融
状熱可塑性樹脂を供給しつつ型締めを開始して、溶融状
熱可塑性樹脂の供給と型締めを平行して行ないつつ溶融
状熱可塑性樹脂の供給完了と同時または供給完了後にキ
ャビティクリアランスが発泡前の成形体厚みと同じにな
るように型締めを行う方法が挙げられる。

【００３２】いずれの成形方法による場合であっても、
使用する熱可塑性樹脂としては、その７０重量％以上が
プロピレン系樹脂からなり、１９５℃でせん断速度が２
４００ｓｅｃ^-1 におけるスウェル比（ＳＲ）が１．３
〜１．８であり、かつせん断粘度が３０〜６０Ｐａ・ｓ
である熱可塑性樹脂を用いることが望ましい。ここで、
溶融粘度およびスウェル比（ＳＲ）は、キャピログラフ
（東洋精機社製）で、オリフィス長さ／オリフィス径＝
４０／１を用いて測定する。

【００３３】スウェル比はその後の発泡工程における気
泡の形状に影響し、この値が小さ過ぎても大きすぎても
供給中の樹脂圧力が不均一となるため、発泡コア層
（２）の気泡径が偏平形状となる。また、せん断粘度は
スキン層（１）の形成に影響し、粘度が低すぎると成形
体表面近くまで気泡が形成され、結果としてスキン層厚
みが薄くなり、粘度が高すぎるとスキン層が厚くなる。

【００３４】前記のプロピレン系樹脂は、ポリプロピレ
ン単独重合体であってもよいしエチレンなどの他のオレ
フィンとの共重合体であってもよい。これらの樹脂には
フィラーや繊維等の強化用充填剤、着色用の顔料や不均
一柄用の各種着色剤、ポリエステル繊維等あるいは柔軟
性付与のためのエラストマー等を含んでいてもよく、ま
た、帯電防止剤や耐候剤、滑剤等の各種添加剤を含んで
いてもよい。

【００３５】上記目的で用いられるエラストマーとして
は天然ゴムやイソプレンゴム、スチレンーブタジエンゴ
ム、ブタジエンゴム、ニトリルゴム、あるいはエチレン
ープロピレンゴム、エチレンーブテンゴム、エチレンー
オクテンゴム等のオレフィン系ゴム、フッ素ゴムなどが
挙げられが、これらの中でも分散性やポリプロピレン系
樹脂との界面接着性に優れる点でオレフィン系ゴムが望
ましい。これら各種エラストマーの添加量は必要とする
諸性質により適宜選択されるが、プロピレン系樹脂にオ
レフィン系ゴムを添加する場合、その比は７：３〜９：
１（重量比）程度である。

【００３６】供給する熱可塑性樹脂材料に上記特性を持
たせるには、公知の各種手法を使用することが可能であ
る。例えば、せん断粘度はポリプロピレン系樹脂の平均
分子量に大きく影響されるため、重量平均分子量（Ｍ
ｗ）が０．５×１０⁵ 〜２×１０⁵ 程度の物を主体と
するプロピレン系樹脂を用いることでせん断粘度を３０
〜６０Ｐａ・ｓとすることができる。スウェル比（Ｓ
Ｒ）はプロピレン系樹脂の分子量分布に大きく影響され
るため、比較的分子量分布の広いもの、例えば、ＧＰＣ
により測定した分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）の値が３〜５
程度の物を用いたり、比較的分子量の高いプロピレン系
樹脂（重量平均分子量：Ｍｗ＝３×１０⁵ 〜５×１０⁵
程度）を添加して用いることでスウェル比を調整する
ことができる。

【００３７】また、場合によっては僅かに熱可塑性樹脂
を架橋したり、あるいは架橋された熱可塑性樹脂を混合
することも可能であり、更には、分岐を有する熱可塑性
樹脂を混合することもできる。

【００３８】プロピレン系樹脂としてプロピレンとエチ
レンとの共重合体を用いる場合は、樹脂中のエチレンプ
ロピレン含量、粒径、分子量等を選択することによって
もスウェル比とせん断粘度を調整することができる。こ
のようなプロピレン系樹脂に、上記した各種添加剤、強
化材、エラストマー等を添加した場合、これらを添加し
た樹脂材料のスウェル比が１．３〜１．８、せん断粘度
が３０〜６０Ｐａ・ｓとなるように調整する。

【００３９】供給する熱可塑性樹脂には発泡成分を有し
ていることが必要であるが、発泡成分として少なくとも
１つの発泡成分が化学発泡剤からなる２成分以上の発泡
成分を用いることが望ましい。

【００４０】化学発泡剤としては従来より公知の有機系
発泡剤や無機系発泡剤あるいはこれらの混合物を用いる
ことが可能であるが、熱可塑性樹脂への分散性に優れる
面で粉末状の発泡剤を用いることが望ましい。粉末状発
泡剤は熱可塑性樹脂との溶融混練時にそのまま添加、配
合してもよいが、一般的にはこれらの粉末状発泡剤をそ
の含量が２０〜８０重量％になるように熱可塑性樹脂に
練り込んだマスターバッチとして用いられる。尚、用い
る化学発泡剤の粉末自体は細かい程好ましいが、細かす
ぎると発泡剤自体が凝集し樹脂中への分散不良を生じる
ため、その粒径は０．１〜５０μｍ望ましくは１〜３０
μｍである。

【００４１】有機系発泡剤としてはアゾジカルボンアミ
ド、アゾビスホルムアミド等のアゾ系、ジニトロソペン
タメチレンテトラミン等のニトロソ系、ヒドラゾルカル
ボンアミド等のヒドラジド系等が挙げられ、無機系発泡
剤としては、重炭酸ナトリウム、炭酸アンモニウム、重
炭酸アンモニウム、亜硝酸アンモニウム、クエン酸、コ
ハク酸、アジピン酸等が挙げられる。

【００４２】このような化学発泡剤と組み合わせて用い
られる発泡成分としては、炭酸ガスや窒素ガス等の気体
あるいはこれらを超臨界状態に液化したものを用いるこ
ともでき、これらを使用する場合には溶融樹脂内に直接
圧入し混練される。

【００４３】発泡成分として上記の化学発泡剤を２種類
以上組み合わせて使用する場合には、分解温度の異なる
発泡剤を組み合わせて使用される。このような混合系で
は、例えば、分解温度が１６０℃〜１７０度程度の重炭
酸ナトリウムと分解温度が２１０〜２２０℃程度のクエ
ン酸を組み合わせた発泡剤が好ましく用いられる。分解
温度の異なる発泡剤の配合割合は用いる発泡剤の種類に
より適宜選択されるが、例えば、２種類の発泡剤を組み
合わせる場合その配合比は３：７〜７：３程度である。

【００４４】ここで、化学発泡剤の分解温度は発泡剤が
生成する全ガス量の３０容積％を発生する温度を示す。
分解温度の測定は、公知の発生ガス量測定装置により５
℃／ｍｉｎで昇温した時の温度と発生ガス量のグラフか
ら求められる。

【００４５】供給される発泡剤を含む溶融状熱可塑性樹
脂の温度は、発泡コア層（２）の気泡径および気泡数、
樹脂部（４）の占める面積割合に影響を及ぼし、熱可塑
性樹脂の供給温度が低いと気泡（３）の径が微少となり
樹脂部の占める割合が大きくなり易く、また、温度が高
すぎると気泡径が大きくなり、樹脂部の占める割合が小
さくなり易い。このため、熱可塑性樹脂の供給温度は、
原料熱可塑性樹脂の溶融温度より２０℃以上高く、化学
発泡剤の分解温度と同程度ないしはそれよりも低い温度
に保たれていることが好ましい。

【００４６】例えば、溶融温度が１７０℃のエチレン共
重合ポリプロピレン樹脂に、発泡成分として分解温度が
１７０℃の重炭酸ナトリウムと２１５℃のクエン酸から
なる化学発泡剤を添加した場合、熱可塑性樹脂の供給温
度は１９０℃〜２１５℃の範囲に保たれる。ここで、熱
可塑性樹脂の溶融温度はＤＳＣによって測定される温度
であり、樹脂材料の７０％以上をプロピレン系樹脂が占
める場合には、その溶融温度はプロピレン系樹脂の溶融
温度とする。

【００４７】上記したような方法により溶融状熱可塑性
樹脂が充填された金型キャビティは、殆ど空隙が存在し
ない状態にある（図７）。この状態で、金型成形面に接
する溶融状熱可塑性樹脂表面にスキン層（１）を形成せ
しめるが、一般に金型温度は使用する熱可塑性樹脂の融
点または軟化点よりも低い温度に設定されているため、
この状態を保持して冷却を行なうと、供給された溶融状
熱可塑性樹脂は金型成形面に接する表面部分より固化し
はじめ、やがて空隙の殆どないスキン層（１）が形成さ
れる。金型の温度は用いる樹脂により適宜決定される
が、例えば、ポリプロピレン系樹脂にオレフィン系エラ
ストマーを添加した樹脂材料を用いる場合は、３０℃〜
８０℃程度、望ましくは５０〜７０℃程度である。

【００４８】このときの冷却時間は、金型温度、溶融状
熱可塑性樹脂の温度、特性等の諸条件によって変わり、
通常０．０１〜５秒程度であるが、本発明の熱可塑性樹
脂発泡成形体においては、スキン層の厚みが後の工程で
形成される発泡コア層中層部に存在する気泡の平均気泡
径の２〜５倍であることが必要なため、スキン層形成の
ための冷却時間には適切な時間が設定される。

【００４９】所定のスキン層が形成された後、金型キャ
ビティを成形体の厚み方向に開放すると、供給された溶
融状熱可塑性樹脂の未固化部分に閉じ込められていた発
泡剤の分解により発生した発泡ガスが膨張し、全体とし
て金型の開き方向、すなわち厚み方向に発泡層を形成し
ながら厚みをます。

【００５０】キャビティクリアランスが発泡後の最終成
形体厚みになった時点で金型の開放動作を停止し、キャ
ビティクリアランスをこの厚みに保持しつつ、成形体を
冷却する。（図８）

【００５１】このとき、キャビティクリアランスを一旦
最終成形体厚みより大きくなるように金型を開放し、熱
可塑性樹脂の発泡コア層の一部がまだ溶融状態にある間
に最終成形体厚みになるまで型締めしてもよい。この場
合には、発泡成形体表面と金型成形面との密着性をより
よくすることができ、金型形状をより忠実に再現すると
ともに、冷却効率を上げることもできる。このときの型
締め動作は、機械的に制御してもよいし、両金型が上下
方向に開放される場合には上型の自重によりキャビティ
を縮小してもよい。

【００５２】冷却が完了した後、金型を完全に開放し、
最終成形体である熱可塑性樹脂発泡成形体を金型より取
り出せば（図９）、表面に緻密なスキン層を有し、その
内部に発泡コア層（２）を有する本発明に特定する熱可
塑性樹脂発泡成形体を得ることができる。

【００５３】また、予め金型内の所望の位置に熱可塑性
樹脂からなるシートやフィルム、あるいは織布、不織布
等の表皮材（１９）を供給した後、上記したような方法
で成形することにより、図１３に例示されるような成形
体の表面にシートやフィルム等を貼合した熱可塑性樹脂
発泡成形体を製造することができる。

【００５４】

【発明の効果】本発明の熱可塑性樹脂発泡成形体は耐衝
撃性に優れ、軽量かつ剛性にも優れるため自動車内装部
品の他、家電や建材分野等に広く適用することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の熱可塑性樹脂発泡成形体の拡大された
概略断面図である。

【図２】本発明の熱可塑性樹脂発泡成形体の概略断面図
である。

【図３】本発明の熱可塑性樹脂発泡成形体の概略断面図
である。

【図４】本発明の熱可塑性樹脂発泡成形体の製造工程を
金型の概略断面図で示したものである。

【図５】本発明の熱可塑性樹脂発泡成形体の製造工程を
金型の概略断面図で示したものである。

【図６】本発明の熱可塑性樹脂発泡成形体の製造工程を
金型の概略断面図で示したものである。

【図７】本発明の熱可塑性樹脂発泡成形体の製造工程を
金型の概略断面図で示したものである。

【図８】本発明の熱可塑性樹脂発泡成形体の製造工程を
金型の概略断面図で示したものである。

【図９】本発明の熱可塑性樹脂発泡成形体の製造工程を
金型の概略断面図で示したものである。

【図１０】本発明の熱可塑性樹脂発泡成形体の製造工程
を金型の概略断面図で示したものである。

【図１１】本発明の熱可塑性樹脂発泡成形体の製造工程
を金型の概略断面図で示したものである。

【図１２】本発明の熱可塑性樹脂発泡成形体の例を平面
図および断面図で示したものである。

【図１３】本発明の表皮材貼合の熱可塑性樹脂発泡成形
体の例を示したものである。

【記号の説明】

１：スキン層２：発泡コア層３：気泡４：樹脂部５：成形体表面１１：雄型１２：雌型１３：溶融状熱可塑性樹脂１４：樹脂供給路１５：樹脂供給装置１６：樹脂供給口１７：開口孔１８：スピーカーグリル１９：表皮材

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）Ｂ２９Ｋ 105:04 Ｂ２９Ｋ 105:04 Ｃ０８Ｌ 23:14 Ｃ０８Ｌ 23:14

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】空隙を殆ど有しないスキン層および発泡コ
ア層からなる熱可塑性樹脂発泡成形体において、少なく
とも発泡コア層中層部の厚み方向および平面方向それぞ
れの断面における気泡の短径（Ｄ１）と長径（Ｄ２）の
比がＤ１：Ｄ２＝１：１〜２の範囲であり、かつスキン
層の厚みが平均気泡径の２〜５倍であることを特徴とす
る熱可塑性樹脂発泡成形体。
【請求項２】少なくとも発泡コア層中層部の厚み方向お
よび平面方向の断面における平均気泡数がそれぞれ２０
〜５０個／ｍｍ2 であり、それぞれの断面における樹脂
部の占める面積割合が４０％以上である請求項１記載の
熱可塑性樹脂発泡成形体。
【請求項３】熱可塑性樹脂がプロピレン系樹脂である請
求項１または２に記載の熱可塑性樹脂発泡成形体の製造
方法。
【請求項４】雌雄一対からなる金型の金型キャビティ内
に、発泡成分を含む溶融状の熱可塑性樹脂を供給、充填
した後、キャビティ厚みが最終成形体厚みになるように
金型を開いてなる熱可塑性樹脂発泡成形体の製造方法に
おいて、熱可塑性樹脂として、７０重量％以上がプロピ
レン系樹脂からなり、１９５℃でせん断速度が２４００
ｓｅｃ-1におけるスウェル比（ＳＲ１）が１．３〜１．
８であり、かつせん断粘度が３０〜６０Ｐａ・ｓである
プロピレン系樹脂材料を用いることを特徴とする請求項
１記載の熱可塑性樹脂発泡成形体の製造方法。
【請求項５】少なくとも１つの発泡成分が化学発泡剤か
らなる２成分以上の発泡成分を用い、プロピレン系樹脂
の溶融温度より２０℃以上高く、かつ前記発泡成分中の
最も高温で分解する発泡成分の分解温度と同等ないしは
それよりも低い温度に保たれたプロピレン系樹脂材料を
供給、充填することを特徴とする請求項４記載の熱可塑
性樹脂発泡成形体の製造方法。