JP2004116956A

JP2004116956A - ダクト

Info

Publication number: JP2004116956A
Application number: JP2002283930A
Authority: JP
Inventors: Onori Imanari; 今成　大典; Masayasu Okuda; 奥田　匡保; Naochika Kogure; 小暮　直親; Masato Naito; 内藤　真人
Original assignee: JSP Corp
Current assignee: JSP Corp
Priority date: 2002-09-27
Filing date: 2002-09-27
Publication date: 2004-04-15
Anticipated expiration: 2022-09-27
Also published as: JP4008792B2

Abstract

【課題】本発明は、結露防止性、断熱性、耐熱性、軽量性に優れ、実用上十分な強度を有すると共に、簡素な工程で製造可能なダクトを提供することを目的とする。
【解決手段】本発明のダクトはポリプロピレン系樹脂中空発泡成形体からなり、見掛け密度（Ｄ）が０．０５〜０．５ｇ／ｃｍ^３、独立気泡率が６０％以上、厚み方向の平均気泡径が０．１〜２ｍｍ、厚み方向の気泡数が３以上であり、かつ厚み（Ｔ：ｃｍ）と見掛け密度（Ｄ）とが下記（１）式の関係を満足する。
【数１】
０．００５≦ＤＴ^２≦０．０５　　　　　　　　（１）
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として自動車の空調に使用されるダクトに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の自動車は大型化に伴いエアコンを２台装備したり、小型車であっても内部空間を広くすることが要求されることから、自動車用空調ダクトはコンパクトでなければならないと共に、目的とする空気流量をスムーズに流すことが要求される。しかも、車種ごとに異なるダクトの形状が要求されている。
【０００３】
これらの要求に答えるため、従来から高密度ポリエチレンやポリプロピレン等からなる中空ブロー成形品が使用されてきた。該中空ブロー成形品は異型形状の成形が容易であり、目的とする空気流量を容易に確保できるので、自動車用空調ダクトの素材としては好適なものであった。
【０００４】
しかしながら、従来の中空ブロー成形品は、ソリッドブロー成形法で製造された無発泡樹脂品であることから、重量が重いという欠点があった。また、無発泡の中空ブロー成形品は断熱性に劣ることから、ダクト回りの結露を防止するために、その表面に５ｍｍ程度の軟質発泡ウレタンや架橋ポリエチレン発泡シート等の断熱材を、後工程において手作業により貼着加工しなければならなかった。その結果、製造工程が複雑となりコストがかかるという欠点があった。更に、異なる素材からなるダクトは、リサイクルが難しいという欠点もあった。
【０００５】
これらの欠点を改善するための公知技術として、［特許文献１］、［特許文献２］、［特許文献３］等に記載された発明や考案が開示されている。
【０００６】
しかしながら、［特許文献１］に開示されているダクトは、ソリッドブロー成形の際に断熱材をインサートし同時成形するものであり、工程数は減るが装置が複雑となるので、実用的なものではない。［特許文献２］に開示されているダクトは、発泡ポリオレフィン層の外面を非発泡ポリオレフィン層で被覆したものである。これは外面に非発泡層を有しているため、軽量性に欠ける上に、発泡層及び非発泡層が低密度ポリエチレンで構成されているため耐熱性に問題がある。［特許文献３］に開示されているダクトは、発泡層単体からなり、断熱性・軽量性に優れたものであるとの説明が明細書に記載されている。しかし、成形型を閉じてパリソンに気体を吹き込み所望の形状のダクトに成形し、途中で内部圧力を低下せしめて発泡させることにより得られるものであり、発泡倍率が２倍未満の低発泡品であって、本発明の目的とする十分な軽量性、断熱性を実現しているとは到底言えないものである。
【０００７】
【特許文献１】
実開昭５６−１６０３９２号公報（実用新案登録請求の範囲）
【特許文献２】
実開昭５７−８９８８号公報（実用新案登録請求の範囲）
【特許文献３】
特開平１０−１８１３３４号公報（第３頁、段落［００１５］）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、結露防止性、断熱性、耐熱性、軽量性に優れ、実用上十分な強度を有すると共に、簡素な工程で製造可能なダクトを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、以下に示すダクトが提供される。
〔１〕ポリプロピレン系樹脂中空発泡成形体からなり、見掛け密度（Ｄ）が０．０５〜０．５ｇ／ｃｍ^３、独立気泡率が６０％以上、厚み方向の平均気泡径が０．１〜２ｍｍ、厚み方向の気泡数が３以上であり、かつ厚み（Ｔ：ｃｍ）と見掛け密度（Ｄ）とが下記（１）式の関係を満足することを特徴とするダクト。
【数２】
０．００５≦ＤＴ^２≦０．０５　　　　　　　　（１）
〔２〕前記中空発泡成形体が嵌合部を少なくとも一つ有し、該嵌合部の見掛け密度が０．１〜０．９ｇ／ｃｍ^３であり、該嵌合部の見掛け密度が該中空発泡成形体の見掛け密度よりも大きいことを特徴とする前記〔１〕に記載のダクト。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のダクトについて詳細に説明する。図１は、本発明のダクトの一例を示す図面であり、図１（ａ）はダクトの正面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＩ−Ｉ線に沿う縦断面図である。図１において、１はダクトを構成するポリプロピレン系樹脂中空発泡成形体を、２はポリプロピレン系樹脂中空発泡成形体の壁を、３はポリプロピレン系樹脂中空発泡成形体の内部の空間（即ち、ダクトの空気流路）を、４ａはポリプロピレン系樹脂中空発泡成形体に形成された凸状の嵌合部を、４ｂは凹状の嵌合部をそれぞれ示す。
但し、図１は本発明のダクトの一例を示すものであって、本発明を限定するものではない。
【００１１】
本発明のダクトは、ポリプロピレン系樹脂中空発泡成形体（以下、単に中空発泡成形体ともいう。）からなり、該中空発泡成形体の基材樹脂は、ポリプロピレン系樹脂を主成分とする。該中空発泡成形体は、ポリプロピレン系樹脂を主成分とするので、耐熱性に優れており、独立気法率の他、後述する特定の構成を満足することにより断熱性、軽量性および剛性を兼備するものである。又、中空発泡成形体は、それ自身が軽量であることに加え、自重が低減することによりダクトを支持する部材の強度を下げることができるので、自動車に使用する場合、相乗的に大幅な軽量化を図ることができる。更に、従来のダクトと異なり、後工程において、軟質発泡ウレタンや架橋ポリエチレン発泡シート等の断熱材を貼着加工する必要がない。
尚、本明細書において、ポリプロピレン系樹脂を主成分とするとは、ポリプロピレン系樹脂が基材樹脂中に６０重量％以上含まれていることをいう。
【００１２】
上記ポリプロピレン系樹脂としては、プロピレンの単独重合体やプロピレン成分が６０重量％以上、好ましくは８０重量％以上含有されているプロピレン系共重合体等が挙げられ、該共重合体の共重合成分としては、エチレン、炭素数４〜１２のα−オレフィン等が挙げられ、該α−オレフィンの炭素数は好ましくは４〜８である。更に、ポリプロピレン系樹脂は、上記プロピレンの単独重合体や共重合体に４０重量％以下、好ましくは２０重量％以下の範囲内でスチレンなどのその他の成分を共重合したものも含む。
【００１３】
上記ポリプロピレン系樹脂の中でも、中空発泡成形体を形成するために押出機中に供給されるポリプロピレン系樹脂としては、２３０℃におけるメルトテンション（ＭＴ）が１．５ｃＮ以上のものが好ましく、３．０ｃＮ以上がより好ましく、４．０ｃＮ以上が更に好ましい。かかるポリプロピレン系樹脂を用いると、目的に応じた厚み、見掛け密度の中空発泡成形体を比較的容易に形成することができる。尚、該メルトテンションの上限は概ね３０ｃＮである。
【００１４】
また、本発明の中空発泡成形体において、該中空発泡成形体をヒートプレスにより脱泡して得た試験片を用いて測定した場合のＭＴは、１．５〜３０ｃＮ、更に２．０〜２５ｃＮとなっていることが、外観に優れ、厚みや見掛け密度が均一な中空発泡成形体となっていることに繋がっているので好ましい。
【００１５】
また本発明の中空発泡成形体を形成するために押出機中に供給されるポリプロピレン系樹脂としては、メルトフローレイト（ＭＦＲ）が０．５〜２０ｇ／１０分であることが好ましく、１〜１５ｇ／１０分がより好ましく、２〜１０ｇ／１０分が更に好ましい。上記メルトフローレイトが０．５ｇ／１０分未満の場合は、発泡ブロー成形に用いる合わせ金型空間部の形状が複雑になる程、その形状通りの中空発泡成形体を得ることが難しくなる虞がある。一方、メルトフローレイトが２０ｇ／１０分を超える場合は、発泡ブロー成形時に自重によるドローダウン現象が起こり、最終的に得られる中空発泡成形体に厚みむらが発生する虞があるため、金型成形装置上の工夫が必要となる場合がある。
【００１６】
本明細書におけるメルトテンション（ＭＴ）は、ＡＳＴＭ　Ｄ１２３８に準拠して製作された株式会社東洋精機製作所製のメルトテンションテスターＩＩ型を使用して、孔の直径２．０９５ｍｍ、長さ８ｍｍのまっすぐな孔を有する円筒状のオリフィスを用い、樹脂温度２３０℃、ピストン速度１０ｍｍ／分の押出条件で樹脂を紐状に押出し、この紐状物を直径４５ｍｍの張力検出用プーリーに掛けた後、５ｒｐｍ／秒（紐状物の捲取り加速度：１．３×１０^−２ｍ／秒^２　）程度の割合で捲取り速度を徐々に増加させていきながら直径５０ｍｍの捲取りローラーで捲取ることによって測定する。
【００１７】
メルトテンション（ＭＴ）を求めるには、次に、張力検出用プーリーに掛けた紐状物が切れるまで捲取り速度を増加させ、紐状物が切れた時の捲取り速度：Ｒ（ｒｐｍ）を求める。次いで、Ｒ×０．７（ｒｐｍ）の一定の捲取り速度において紐状物の捲取りを再度行い、張力検出用プーリーと連結する検出器により検出される紐状物のメルトテンションを経時的に測定し、縦軸にメルトテンションを、横軸に時間を取ったグラフに示すと、図７のような振幅をもったグラフが得られる。
【００１８】
本明細書におけるメルトテンションとしては、図７に示すように振幅の安定した部分の振幅の中央値（Ｘ）を採用する。但し、捲取り速度が５００ｒｐｍに達しても紐状物が切れない場合には、捲取り速度を５００ｒｐｍとして紐状物を捲き取って求めたグラフより紐状物のメルトテンションを求める。
【００１９】
尚、メルトテンションの経時的測定の際に、まれに特異な振幅値が検出されることがあるが、このような特異な振幅値は無視するものとする。
【００２０】
本明細書におけるポリプロピレン系樹脂のメルトフローレイトは、ＪＩＳ　Ｋ
７２１０（１９７６）の表１の条件１４により測定するものとする。
【００２１】
尚、本発明の中空発泡成形体により構成されるダクトとしては単層の発泡体からなるものが軽量性において好ましい。該中空発泡成形体の内面および／または外面に本発明の目的、効果を大きく阻害しない範囲で熱可塑性樹脂層（概ね、熱可塑性樹脂層の厚みは１ｍｍ未満）を積層することもできる。例えば、中空発泡成形体の表面にダクトの大きな重量増加に繋がる概ね厚みが１．５ｍｍを超えるようなそれ自身で保形性のある樹脂層を設けたものは本発明のものには含まれない。尚、上記熱可塑性樹脂層の厚みの測定方法は、後述する中空発泡成形体の厚みの測定方法と同様にして熱可塑性樹脂層について行なうこととする。
【００２２】
本発明のダクトを構成する中空発泡成形体においては、見掛け密度（Ｄ）が０．０５〜０．５ｇ／ｃｍ^３、好ましくは０．０７〜０．４ｇ／ｃｍ^３、更に好ましくは０．１〜０．３ｇ／ｃｍ^３である。見掛け密度（Ｄ）が小さすぎる場合は、曲げ強度、圧縮強度等の機械的物性が低下し、ダクトとして実用に耐えないものとなる虞がある。一方、見掛け密度（Ｄ）が大きすぎる場合は、発泡倍率が低くなりすぎて目的とする断熱性を得られなくなると共に、軽量性を失う虞がある。
【００２３】
本明細書において、中空発泡成形体の見掛け密度（Ｄ）は、中空発泡成形体の中央部及び両端部付近（但し、嵌合部は除く。）の計３部分において、各部分の周方向に等間隔に３箇所から試験片を切り出し、下記の測定方法にて各試験片の見掛け密度の測定を行ない、得られた計９箇所の見掛け密度の内、最大及び最小の値を除く７箇所の見掛け密度の算術平均値を中空発泡成形体の見掛け密度（Ｄ）とする。
試験片の見掛け密度（Ｄ）は、中空発泡成形体から切り出した試験片の重量（ｇ）を、該試験片の体積（ｃｍ^３）で割って求める。但し、試験片としては、気泡が大きく変形していない部分（気泡が潰された部分や大きく引伸ばされたところが殆どない部分）から切り出したものを使用する。
【００２４】
本発明のダクトを構成する中空発泡成形体においては、独立気泡率が６０％以上である。独立気泡率が６０％未満の場合は、優れた断熱性、機械的物性のものを得ることができない虞がある。かかる観点からは、本発明の中空発泡成形体の独立気泡率は、７０％以上、更に８０％以上であることが好ましい。
【００２５】
本明細書において、中空発泡成形体の独立気泡率は中空発泡成形体の中央部及び両端部付近の計３箇所の独立気泡率を下記の手順にて測定し、それらの算術平均値を中空発泡成形体の独立気泡率とする。
独立気泡率は、中空発泡成形体から試験片を切り出し、ＡＳＴＭ　Ｄ２８５６−７０（１９７６再認定）の（手順Ｃ）によりＶｘを求め、下記（２）式により算出する。但し、試験片としては、気泡が大きく変形していない部分（気泡が潰された部分や大きく引伸ばされたところが殆どない部分を意味し、例えば、後述する嵌合部は除かれる。）から切り出したものを使用する。また、規定の体積の試験片が切り出せない場合は、複数の試験片を重ね合わせることにより規定の体積とする。
【００２６】
【数３】
独立気泡率（％）＝（Ｖｘ−Ｖａ（ρｆ／ρｓ））×１００／（Ｖａ−Ｖａ（ρｆ／ρｓ））　　（２）
Ｖｘ；試験片の実容積（独立気泡部分の容積と樹脂部分の容積との和）（ｃｍ^３）
Ｖａ；試験片の外形寸法から求められる見掛けの容積（ｃｍ^３）
ρｆ；試験片の見掛け密度（ｇ／ｃｍ^３）
ρｓ；試験片の基材樹脂の密度（ｇ／ｃｍ^３）
【００２７】
本発明のダクトを構成する中空発泡成形体においては、厚み方向の平均気泡径が０．１〜２ｍｍである。該平均気泡径が大きすぎると、ダクトに要求される断熱性を発揮できない虞があり、外観も悪くなる。一方、平均気泡径が小さすぎる場合は、独立気泡率が低下しやすくなり、得られる中空発泡成形体の寸法安定性が悪くなる虞れがある。かかる観点からは、該平均気泡径は０．２〜１．５ｍｍが好ましく、０．３〜１．２ｍｍがより好ましい。
【００２８】
本明細書において、中空発泡成形体の厚み方向の平均気泡径の測定は、中空発泡成形体の長手方向（中空発泡成形体の厚み方向および周方向と直交する方向）に対する垂直断面（図１（ｂ）として示す周方向断面）を拡大投影し、投影画像上にて厚み方向に中空発泡成形体の全厚みに亘る直線を引き、その直線と交差する気泡数をカウントし、画像上の直線における拡大前の実際の長さを気泡数で割ることによって求めた値を気泡径とし、この操作を中空発泡成形体の中央部及び両端部付近について計３つの垂直断面において行うこととし、更に、各垂直断面において等間隔に５箇所測定を行うこととする。得られた１５箇所の気泡径の内、最大及び最小の値を除く１３箇所の気泡径の算術平均値を中空発泡成形体の厚み方向の平均気泡径とする。但し、測定箇所としては、気泡が大きく変形していない部分（気泡が潰された部分や大きく引伸ばされたところが殆どない部分を意味し、例えば、後述する嵌合部は除かれる。）とする。
【００２９】
本発明のダクトを構成する中空発泡成形体においては、厚み方向の気泡数が３以上である。厚み方向の気泡数が３未満の場合は、ダクトに要求される断熱性を発揮できない虞があり、外観も悪くなる。かかる観点からは、厚み方向の気泡数はダクトの厚みにもよるが３〜１５が好ましく、５〜１０がより好ましい。尚、厚み方向の気泡数の上限は概ね４０である。
【００３０】
本明細書において、厚み方向の気泡数は、前記厚み方向の平均気泡径の測定と同様に周方向断面を拡大投影した投影画像上にて厚み方向に中空発泡成形体の全厚みに亘る直線を引き、その直線と交差する気泡数をカウントする。この操作を中空発泡成形体の中央部及び両端部付近について計３つの垂直断面において行うこととし、更に、各垂直断面において等間隔に５箇所測定を行うこととする。得られた１５箇所の気泡数の内、最大及び最小の値を除く１３箇所の気泡数の算術平均値を中空発泡成形体の厚み方向の気泡数とする。但し、測定箇所としては、気泡が大きく変形していない部分（気泡が潰された部分や大きく引伸ばされたところが殆どない部分を意味し、例えば、後述する嵌合部は除かれる。）とする。
【００３１】
また、本発明のダクトを構成する中空発泡成形体においては、その厚み（Ｔ：ｃｍ）と前記見掛け密度（Ｄ）とが下記（１）式の関係を満足することを要する。
【数４】
０．００５≦ＤＴ^２≦０．０５　　　　（１）
【００３２】
ＤＴ^２が小さすぎる場合は、中空発泡成形体壁面の強度が不足するため、通風によりダクトが変形しやすく、そのため取付の際の作業性が悪くなる。また、取り付け後、通風時に変形すると、通風効率が悪くなる。更に、中空発泡成形体の厚みが薄すぎて、ＤＴ^２が小さすぎる場合は、断熱性も低下する。一方、ＤＴ^２が大きすぎる場合は、中空発泡成形体壁面の強度は十分である。しかし、見掛け密度（Ｄ）が大きすぎてＤＴ^２が大きすぎる場合は、ダクト全体の重量が重くなり、軽量かつ断熱性のあるダクトとはいえなくなる。またダクト壁面の厚みが厚すぎてＤＴ^２の値がが大きくなりすぎる場合は、通風部の断面積が低下し通風効率も悪くなる。尚、上記（１）式におけるＤＴ^２の値は０．０１〜０．０８が好ましく、０．０２〜０．０５がより好ましい。
【００３３】
本明細書において、中空発泡成形体の厚み（Ｔ）の測定は、中空発泡成形体の中央部及び両端部付近について計３つの、中空発泡成形体の長手方向に対する垂直断面（周方向断面）において行うこととし、更に、各垂直断面において等間隔に５箇所、該垂直断面の厚み方向において厚みの測定を行うこととする。得られた１５箇所の厚みの内、最大及び最小の値を除く１３箇所の厚みの算術平均値を中空発泡成形体の厚みとする。但し、測定箇所としては、気泡が大きく変形していない部分（気泡が潰された部分や大きく引伸ばされたところが殆どない部分を意味し、例えば、後述する嵌合部は除かれる。）とする。
【００３４】
本発明のダクトを構成する中空発泡成形体は、図１に示すように、少なくとも一つの他の中空発泡成形体との嵌合部を有し、該嵌合部４の見掛け密度が０．１〜０．９ｇ／ｃｍ^３であることが好ましく、０．２〜０．８ｇ／ｃｍ^３であることがより好ましい。又、嵌合部４ａ、４ｂの見掛け密度は、前記中空発泡成形体１の見掛け密度よりも大きいこと、特に前記中空発泡成形体１の見掛け密度の１．５倍以上大きいことが好ましい。かかる嵌合部を有する中空発泡成形体は、他の対応する嵌合部を有する中空発泡成形体と嵌合部どうしを、しっかりと嵌合させて組み立てることにより、単一の合わせ金型では成形できないような、複雑な形状のダクトであっても容易に作製することができる。又、本発明の中空発泡成形体においては、前記の密度構成および中空発泡成形体に対する密度比を有する嵌合部は寸法ばらつきが少ないので、送風の漏れ等が無くかつ取付時の作業性にも優れている。
【００３５】
嵌合部の見掛け密度が小さすぎる場合は、嵌合部の機械的強度が弱すぎて、嵌合力が弱くなる虞や、ダクトが変形しやすくなる虞や、取付時の作業性が悪くなる虞がある。
本明細書において、嵌合部の見掛け密度は、嵌合部において周方向に等間隔に３箇所から各試験片を切り出し、下記の測定方法にて各試験片の見掛け密度の測定を行ない、得られた試験片の見掛け密度の算術平均値を嵌合部の見掛け密度とする。試験片の見掛け密度は、嵌合部から切り出した試験片の重量（ｇ）を、該試験片の体積（ｃｍ^３）で割って求める。
【００３６】
本発明のダクトを構成する中空発泡成形体は、図２に示すような、発泡パリソン１１を所望形状に成形し得る金型に挟みこんで該発泡パリソン１１内に０．０３〜０．４ＭＰａ（ゲージ圧）の圧力となるように調整された圧縮エアーを吹き込んでブロー成形することにより得ることができる。該発泡パリソン１１は、前記ポリプロピレン系樹脂を押出機に供給し、加熱溶融混練してから発泡剤を添加し、押出機内で更に混練して発泡性溶融樹脂とし、該発泡性溶融樹脂を発泡に適した樹脂温度及び該樹脂が発泡を開始しない圧力下に調整しつつアキュームレーターに充填する。その後アキュームレーターのラムを押すと共にダイ先端のゲートを開くことにより、発泡パリソンを形成させることができる。本発明の発泡ダクトを得るためには、低密度かつ複雑な形状に成形可能な粘度に調整された発泡パリソンを押出すことが必要である。尚、該粘度は発泡性溶融樹脂の樹脂温度により調整する。このようなパリソンはダイから押出された瞬間から発泡を開始し、金型に挟み込まれて成形されるまでに実質上発泡を終了する（実際は金型にて成形され冷却される間も発泡力を保持しているが、これは吹込みエアー圧力に対抗し独立気泡構造を維持させるために必要な発泡パリソンの気泡内の内部圧力であり、パリソン内を減圧するなど特殊な成形操作を行わない限り金型にて成形される間に発泡倍率が大きく上がることはない。）。よって、本発明において見掛け密度の小さな中空発泡成形体は、上記のようにダイから発泡性溶融樹脂を押出す発泡操作により発泡パリソンを形成することにより得ることができる。尚、図２は発泡パリソンの斜視図である。
【００３７】
上記発泡パリソンを形成するために前記ポリプロピレン系樹脂に添加される発泡剤は、物理発泡剤が使用される。該物理発泡剤としては、例えば、プロパン、ｎ−ブタン、ｉ−ブタン、ｎ−ペンタン、ｉ−ペンタン、ｎ−ヘキサン、ｉ−ヘキサン、シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素、塩化メチル、塩化エチル、１，１，１，２−テトラフロロエタン、１，１−ジフロロエタン等のハロゲン化炭化水素、メタノール、エタノール等のアルコール、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、メチルエチルエーテル等のエーテル、二酸化炭素、窒素、アルゴン、水等の物理発泡剤として使用可能な無機物が挙げられる。これらの発泡剤は単独で、または２種以上を混合して使用することができる。また、発泡剤として化学発泡剤を物理発泡剤と併用することができる。該化学発泡剤としては、アゾジカルボンアミド等が挙げられる。尚、上記物理発泡剤としては、二酸化炭素を２０重量％以上、更に５０重量％以上含むものが好ましい。
【００３８】
上記物理発泡剤の添加量は、所望する見掛け密度（発泡倍率）を考慮して決められるが、本発明の中空発泡成形体においては、概ね、物理発泡剤を基材樹脂１ｋｇに対して、０．０８〜０．８モルの割合で使用する。
【００３９】
また、上記発泡パリソンを構成する基材樹脂には、タルク等の気泡調整剤が添加される。気泡調整剤は、通常ポリプロピレン系樹脂と気泡調整剤からなるマスターバッチの形態で添加することが好ましい。気泡調整剤の添加量は、通常、ポリプロピレン系樹脂を主成分とする基材樹脂１００重量部に対して０．０５〜１０重量部である。
【００４０】
また、上記発泡パリソンを構成する基材樹脂には、必要に応じて、赤外線吸収剤、難燃剤、流動性調整剤、紫外線吸収剤、着色剤、熱安定剤、酸化防止剤、無機充填剤等の各種の添加剤を適宜配合することができる。例えば、断熱性向上、赤外線吸収剤、難燃剤及び着色剤等の効果が期待できるカーボンブラックやグラファイトを基材樹脂に配合することができる。
【００４１】
次に、図３、図４により本発明の中空発泡成形体の製造方法について詳細に説明する。図３、図４は本発明の中空発泡成形体の製造方法についての一例を概念的に説明する説明図である。図３に示すように、例えば、基材樹脂を押出機（図示しない）内で加熱溶融混練し発泡剤を注入してから低圧域に押出して発泡パリソン１１を得る。この際、押出機とダイ２１との間に、またはダイ内にアキュムレーターを配置することが好ましい。
【００４２】
発泡パリソン１１から中空発泡成形体を製造するには、押出された発泡パリソン１１を、図３に示すように、金型２２ａと金型２２ｂからからなる分割形式の組合せ金型内に配置し、発泡パリソンを金型２２ａと金型２２ｂとで挟むと共に、発泡パリソン１１内部に気体を吹き込みながら閉鎖する。組合せ金型を閉鎖して行くと、発泡パリソンはキャビティー２４内で伸ばされて変形し、組合せ金型２２ａ、２２ｂの内面に密着する。組合せ金型の閉鎖が完了すると、図４に示すように、壁２の内部に空間（空気流路）３が形成された中空発泡成形体１が形成される。但し、本発明は、図３に示すような、二つの金型からなる組合せ金型を用いる場合に限定するものではなく、３個以上の金型からなる組合せ金型を用いてもよい。
【００４３】
なお、図３、図４に示すように、減圧用配管２３が設けられた組合せ金型を使用し、減圧しながら成形することにより発泡パリソン１１の外側表面と組合せ金型２２ａ、２２ｂの内面とが充分に密着し、金型の内面形状を良好に反映した中空発泡成形体を得ることができ、得られる中空発泡成形体の外観も良好なものとなる。
【００４４】
前述した、少なくとも一つ以上の他の中空発泡成形体との嵌合部を有する中空発泡成形体は、例えば、図５に示すような方法で形成することができる。
図５に示す方法においては、押出された発泡パリソン１１を、図５（ａ）に示すように、金型２２ａと金型２２ｂからからなる分割形式の組合せ金型内に配置すると共に、下方から発泡パリソン１１内に嵌合部形成用の金型３１ｃと金型３１ｄを備える金型３２を挿入する。このとき金型３１ｃは、金型２２ａの成形空間内の上部に形成された凹部３３ａと、金型２２ｂの成形空間内の上部に設けられた凹部３３ｂとの間に位置するように、金型３１ｄは、金型２２ａの成形空間内の下部に設けられたストレート部３４ａと、金型２２ｂの成形空間内の下部に設けられたストレート部３４ｂとの間に位置するように、金型３２を挿入する。次に、図５（ｂ）に示すように、発泡パリソン１１を金型２２ａと金型２２ｂとで挟むと共に、発泡パリソン１１内部に気体を吹き込みながら閉鎖する。このとき、凹部３３ａと凹部３３ｂと金型３１ｃとで挟まれた部分が凸状の嵌合部として形成され、ストレート部３４ａとストレート部３４ｂと金型３１ｄとで挟まれた部分が凹状の嵌合部として形成される。
次に、金型２２ａと金型２２ｂを開き、成形体を取り出して不要なバリを取り除くと、図５（ｃ）に示すような垂直断面を有する、凸状の嵌合部４ａと凹状の嵌合部４ｂが形成された中空発泡成形体１を得ることができる。
【００４５】
本発明において、中空発泡成形体の見掛け密度、独立気泡率を前記特定範囲内に調整するためには、基材樹脂の構成、物理発泡剤の量、樹脂温度、発泡性溶融樹脂をダイから押出す際の吐出速度を調整する方法が挙げられる。具体的には、基材樹脂の主成分としてメルトテンション（ＭＴ）が前記範囲内のポリプロピレン系樹脂を用いることが好ましい。又、物理発泡剤の添加量を増やすと得られる中空発泡成形体の見掛け密度は小さくなるが、添加量が多すぎると独立気泡率が低下するので、物理発泡剤の添加量は見掛け密度と独立気泡率のバランスを考慮して基材樹脂１ｋｇに対して好ましくは０．１〜０．５モルの範囲で使用する。又、独立気泡率が高く、かつ複雑な形状の中空発泡成形体を成形するには発泡パリソンの粘度が重要なので、得られた中空発泡成形体の状態に対応して樹脂温度を好ましくは１５５〜１７５℃の範囲内とする。又、吐出速度が速すぎると、見掛け密度が大きくなると共に独立気泡率が低下し、吐出速度が遅すぎると見掛け密度が小さくなると共に過発泡となり独立気泡率が低下するので、得られた中空発泡成形体の状態に対応して吐出速度を好ましくは５０〜３００ｋｇ／ｈ・ｃｍ^２の範囲内で調整する。
【００４６】
本発明において、中空発泡成形体の厚みを前記特定範囲内に調整するためには、発泡性溶融樹脂をダイから押出す際の吐出速度、物理発泡剤の添加量を調整する方法が挙げられる。具体的には吐出速度が速くなると厚みは増加するが、速くなりすぎると独立気泡率が低下するので、得られた中空発泡成形体の状態に対応して前記の通りに調整する。物理発泡剤の添加量を増やすと、見掛け密度が小さくなると共に厚みは増加するが、添加量を増やしすぎると独立気泡率が低下するので、得られた中空発泡成形体の状態に対応して物理発泡剤の添加量を前記の通りに調整する。
【００４７】
本発明において、中空発泡成形体の厚み方向の平均気泡径を前記特定範囲内に調整するには、タルク等の気泡調整剤の添加量、発泡性溶融樹脂をダイから押出す際の吐出速度、発泡パリソンを金型と金型とで挟みながら閉鎖する際に、発泡パリソン内部に吹き込む気体の圧力（以下、吹込み圧力ともいう。）を調整する方法が挙げられる。具体的には、気泡調整剤の添加量を増加すると該平均気泡径は小さくなるが、添加しすぎると平均気泡径が小さくなりすぎて、独立気泡率が低下しやすくなるので、得られた中空発泡成形体の平均気泡径に対応して気泡調整剤の添加量を好ましくは基材樹脂１００重量部に対して０．１〜３重量部に調整する。また、吐出速度が速くなると気泡径は小さくなるが独立気泡率が低下するので、得られた中空発泡成形体の平均気泡径に対応して吐出速度を前記の通りに調整する。更に、吹込み圧力を大きくしすぎると、気泡がつぶれて厚み方向の気泡径が小さくなるので好ましくは０．１〜０．３ＭＰａ（ゲージ圧）に調整する。
【００４８】
本発明において、中空発泡成形体の厚み方向の気泡数を前記特定範囲内に調整すには、気泡調整剤の添加量、発泡性溶融樹脂をダイから押出す際の吐出速度を調整する方法が挙げられる。具体的には、気泡調整剤の添加量を増加すると該気泡数は多くなるが、添加しすぎると独立気泡率が低下しやすくなるので、得られた中空発泡成形体の該気泡数に対応して物理発泡剤の添加量を前記の通りに調整する。吐出速度が速くなると気泡数は多くなるが、独立気泡率が低下するので、得られた中空発泡成形体の気泡数に対応して吐出速度を前記の通りに調整する。
【００４９】
なお、本発明のダクトには該ダクト周縁部に形成されるパーティングラインの一部から外方へ突出する舌片を形成し、該舌片をダクトの取付片とすることができる。該舌片は組合せ金型の一方又は両方の所望の位置に舌片形成用の凹部を設け発泡パリソンを適度に圧縮成形することにより形成され、概ね０．３〜０．９ｇ／ｃｍ^３以上の見掛け密度に調整される。
【００５０】
以上説明したように、本発明のダクトを構成する中空発泡成形体はそれ自体が優れた断熱性を有するので、後工程において断熱材を貼り付ける必要がなく、車両用ダクトとして使用する場合、車全体の軽量化も達成される。またエアコンのコンプレッサーの能力が従来使用したものよりも低くても十分に空調温度を制御することができ、コストダウンが可能になる。又、本発明の中空発泡成形体は十分な機械的強度を有しているので、取付の際の作業性が優れており、送風による変形等に起因する通風効率ダウンもない。又、本発明の中空発泡成形体はポリプロピレン系樹脂を主成分とする基材樹脂からなるので、耐熱性に優れ、容易にリサイクルもできる。
【００５１】
又、中空発泡成形体に他の部材との嵌合部が形成されていると、複雑な形状のダクトであっても組み立てることができる。また、本発明の嵌合部が設けられた中空発泡成形体からなるダクトは、嵌合部の寸法ばらつきが少ないため、送風の漏れ等がなく、連結時の作業性にも優れる。
【００５２】
【実施例】
以下に実施例を挙げ、本発明を詳細に説明する。
【００５３】
実施例１
モンテル・カナダ社製ポリプロピレンＳＤ６３２（ＭＴ：２０ｃＮ、ＭＦＲ：３ｇ／１０ｍｉｎ）と該ＳＤ６３２の回収原料（ＭＴ：５ｃＮ、ＭＦＲ：８ｇ／１０ｍｉｎ）の重量比５０：５０の混合物からなる基材樹脂１００重量部に対して、表１に示す量の気泡調整剤マスターバッチ（ベースレジン：低密度ポリエチレン、ステアリン酸ナトリウム５重量％、タルク１０重量％）を混合し、内径６５ｍｍの押出機に供給し、加熱溶融混練してから、基材樹脂１ｋｇに対して表１に示す量の炭酸ガスを押出機の途中から圧入混練して発泡性溶融樹脂とした。
【００５４】
次いで、発泡性溶融樹脂を表１に示す樹脂温度に調整し、アキュームレーターに充填した。次にアキュームレーターのラムを押すとともに、ダイ先端に配置されたゲートを開くことにより発泡性溶融樹脂をダイから表１に示す吐出速度で押出すことにより、発泡パリソンを形成した。得られた発泡パリソンは発泡状態、外観共に良好なものであった。
【００５５】
次に、得られた発泡パリソンをダイ直下に位置する、Ｌ字形のキャビティーを形成する水冷された組合せ金型間に配置し、更に嵌合部形成用の金型をパリソン内部へ挿入して、型締め後金型下方に取り付けられた気体吹込み口から発泡パリソンの内部に表１に示す吹込み圧力の空気を吹込むと同時に発泡パリソン外面と金型内面との間を減圧することによって、表２に示す見掛け密度の嵌合部を一方の端部に有する図６に示すＬ字形の中空発泡成形体からなるダクトを形成した。
【００５６】
【表１】

【００５７】
実施例２〜６
表１に示した条件以外、実施例１と同様に発泡パリソン形成した。得られた発泡パリソンは発泡状態、外観共に良好なものであった。次に、得られた発泡パリソンを用いて、実施例１と同様に表２に示す見掛け密度の嵌合部を一方の端部に有する図６に示すＬ字形の中空発泡成形体からなるダクトを形成した。
【００５８】
比較例１
高密度ポリエチレン樹脂（出光石油化学（株）製５２０ＭＢ、ＭＦＲ：０．２５ｇ／１０ｍｉｎ）を使用し、発泡剤を添加せずに実施例１と同様な方法にて、パリソンを形成し、該パリソンを用いて表２に示す見掛け密度の嵌合部を一方の端部に有する図６に示すＬ字形の中空発泡成形体からなるダクトを形成した。
【００５９】
比較例２〜５
表１に示した条件以外は、実施例１と同様に発泡パリソン形成した。次に、得られた発泡パリソンを用いて、実施例１と同様に表２に示す見掛け密度の嵌合部を一方の端部に有する図６に示すＬ字形の中空発泡成形体からなるダクトを形成した。
【００６０】
実施例１〜６、比較例１〜５において得られた中空発泡成形体の重量、中空発泡成形体の見掛け密度（Ｄ）、嵌合部の見掛け密度、厚み（Ｔ）、ＤＴ^２、厚み方向の平均気泡径、厚み方向の気泡数、独立気泡率等（但し、比較例１は中空非発泡成形体についての物性）を表２に示す。又、実施例１〜６、比較例１〜５において得られたダクトを使用し、温風吹込み試験、冷風吹込み試験を実施し、結露防止性、断熱性、通風効率、強度を評価した結果を表２に示す。
【００６１】
【表２】

【００６２】
結露防止性、断熱性、通風効率、強度の評価は、実施例及び比較例にて得られたＬ字形の中空発泡成形体を二つ使用して、図６に示すように一方の中空発泡成形体の端部に形成した嵌合部を他の中空発泡成形体の端部に挿入する方法により連結して図６に示すように装置を組み立てて以下のように行った。
ダクトを恒温槽内（温風吹込み試験：−１０℃、冷風吹込み試験：６０℃、７０％ＲＨ）に設置し、ダクト両端にホース（内径：５０ｍｍ）を接続した。一方の端部に接続したホースを恒温槽外に設置した温風又は冷風発生機に接続し、他方の端部に接続したホースは排気をするために、恒温槽外へ出した。
【００６３】
温風又は冷風発生機よりダクト内に温風（６０℃、８ｍ／ｓ）又は冷風（１５℃、８ｍ／ｓ）を吹込み、図６に示す入口および出口の温度測定点におけるダクト内空気の温度を１０秒おきに測定した。温度が定常状態（入口と出口の温度差がほぼ一定の値で推移している状態）になった点より連続した１０点の測定値の平均値を各温度測定点の温度とした。
【００６４】
またダクト入口（温風又は冷風発生機直後）とダクト出口にて風速を測定し、下記（３）式により通風効率を求めた。
【数５】
通風効率（％）＝（タ゛クト入口風速（ｍ／ｓ）／タ゛クト出口風速（ｍ／ｓ））×１００　　（３）
【００６５】
結露防止性、断熱性、通風効率、強度の評価は次のように行った。
結露防止性
○：冷風吹込み試験にて、２時間経過後もまったく結露が見られない。
×：冷風吹込み試験にて、２時間経過後ダクト外表面に結露が発生していた。
【００６６】
断熱性：
◎：温風吹込み試験にて、入口と出口の温風の温度差が１０℃未満
○：温風吹込み試験にて、入口と出口の温風の温度差が１０℃以上２０℃未満
×：温風吹込み試験にて、入口と出口の温風の温度差が２０℃以上
【００６７】
通風効率：
◎：通風効率が８０％以上である。
○：通風効率が７０％以上、８０％未満である。
△：通風効率が６０％以上、７０％未満である。
×：通風効率が６０％未満である。
【００６８】
強度：
○：ダクト内に温風又は冷風を吹き込んでもダクトの形状が変化しない。
×：ダクト内に温風又は冷風を吹き込むとダクトのコーナー部に膨らみが発生する。
【００６９】
【発明の効果】
本発明のダクトは、ポリプロピレン系樹脂を基材樹脂の主成分とする中空発泡成形体からなり、それ自体が優れた断熱性を有するので、後工程において断熱材を貼り付ける必要がなく、車全体の軽量化を可能とし、耐熱性を有し、容易にリサイクルできる。又、　本発明のダクトは、見掛け密度（Ｄ）、独立気泡率、厚み方向の平均気泡径、及び厚み方向の気泡数が特定範囲内であり、厚み（Ｔ：ｃｍ）と見掛け密度（Ｄ）が特定の関係を満たすので、十分な機械的強度、軽量性および断熱性を兼備し、ダクトの取付の際の作業性にも優れており、送風による変形等による通風効率低下もない。
【００７０】
本発明のダクトを構成する中空発泡成形体は、見掛け密度が特定範囲内の嵌合部を有するので、複雑な形状のダクトであっても組み立てることができ、嵌合部の寸法ばらつきが少ないため、送風の漏れ等がなく、取付時の作業性にも優れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）はダクトの正面図、（ｂ）は（ａ）のＩ−Ｉ線に沿う縦断面図である。
【図２】発泡パリソンの斜視図である。
【図３】中空発泡成形体の製造方法の一例を概念的に説明する説明図である。
【図４】中空発泡成形体の製造方法の一例を概念的に説明する説明図である。
【図５】嵌合部を有する中空発泡成形体の製造方法の一例を概念的に説明する説明図である。
【図６】結露防止性、断熱性、通風効率を測定、評価するための装置の説明図である。
【図７】メルトテンション（ＭＴ）の測定におけるメルトテンションと時間との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１　　中空発泡成形体
２　　壁
３　　中空発泡成形体の内部の空間（ダクトの空気流路）
４ａ　凸状の嵌合部
４ｂ　凹状の嵌合部
４０　ダクトの嵌合連結部分

Claims

ポリプロピレン系樹脂中空発泡成形体からなり、見掛け密度（Ｄ）が０．０５〜０．５ｇ／ｃｍ^３、独立気泡率が６０％以上、厚み方向の平均気泡径が０．１〜２ｍｍ、厚み方向の気泡数が３以上であり、かつ厚み（Ｔ：ｃｍ）と見掛け密度（Ｄ）とが下記（１）式の関係を満足することを特徴とするダクト。
該中空発泡成形体が嵌合部を少なくとも一つ有し、該嵌合部の見掛け密度が０．１〜０．９ｇ／ｃｍ^３であり、該嵌合部の見掛け密度が該中空発泡成形体の見掛け密度よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載のダクト。