JP2008105390A - 熱可塑性樹脂製発泡成形体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】表面平滑性に優れる熱可塑性樹脂製発泡成形体の製造方法を提供する。
【解決手段】密閉可能な一対の成形型を用いて、該成形型内で熱可塑性樹脂製発泡シートをさらに発泡させて熱可塑性樹脂製発泡成形体を製造する方法であって、少なくとも以下の工程を含む熱可塑性樹脂製発泡成形体の製造方法。
（１）熱可塑性樹脂製発泡シートを加熱軟化する工程
（２）工程（１）で加熱軟化した熱可塑性樹脂製発泡シートの一方の面と多孔質部材とを接触させて一対の成形型間に配置する工程
（３）前記一対の成形型を型閉めして形成された空間内を減圧することにより、前記熱可塑性樹脂製発泡シートを膨張させて、該熱可塑性樹脂製発泡シートの多孔質部材非接触面を成形型の成形面に接触させる工程
（４）前記空間内を常圧にした後、該成形型を開いて熱可塑性樹脂製発泡成形体を取り出す工程
【選択図】なし

Description

本発明は、熱可塑性樹脂製発泡成形体の製造方法に関する。

熱可塑性樹脂製発泡シートはその軽量性、断熱性等から包材、建材、自動車材等の広い用途で使用されている。熱可塑性樹脂製発泡シートは平板状のまま使用されることもあるが、用途によっては打ち抜き加工、熱罫線加工や真空成形加工等が施されて使用されることが多い。
熱可塑性樹脂製発泡シートを真空成形する方法としては、真空成形可能な雌雄型の金型による発泡ポリプロピレン系樹脂シートの両面真空成形方法であって、発泡倍率５．５倍以下の該ポリプロピレン系樹脂シートの両面に熱可塑性樹脂フィルムをそれぞれ積層した積層シートを使用し、該積層シートを遠赤外線ヒーターにより加熱軟化せしめた後、金型の間隙を該積層シートの加熱軟化後の厚みの１．０〜２．５倍とする積層シートの両面真空成形方法が知られている（特許文献１参照）。
特公平５−２８９７４号公報

しかしながら前記の方法では、真空吸引した際に熱可塑性樹脂製発泡シートと成形型の界面にエア溜りが生じてしまい、真空成形した後に得られる発泡シートの表面平滑性が悪化することがあった。

本発明の目的は、表面平滑性に優れる熱可塑性樹脂製発泡成形体の製造方法を提供することである。

すなわち本発明の第一の態様は、密閉可能な一対の成形型を用いて、該成形型内で熱可塑性樹脂製発泡シートをさらに発泡させて熱可塑性樹脂製発泡成形体を製造する方法であって、少なくとも以下の（１）−（４）の工程を含む熱可塑性樹脂製発泡成形体の製造方法である。
（１）熱可塑性樹脂製発泡シートを加熱軟化する工程
（２）工程（１）で加熱軟化した熱可塑性樹脂製発泡シートの一方の面と多孔質部材とを接触させ、前記熱可塑性樹脂製発泡シートと一対の成形型の対向する成形面とが直接接触しないようにして前記熱可塑性樹脂製発泡シートを一対の成形型間に配置する工程
（３）前記一対の成形型を型閉めして形成された空間内を減圧することにより、前記熱可塑性樹脂製発泡シートを膨張させて、該熱可塑性樹脂製発泡シートの多孔質部材非接触面を成形型の成形面に接触させる工程
（４）前記空間内を常圧にした後、該成形型を開いて熱可塑性樹脂製発泡成形体を取り出す工程
また本発明の第二の態様は、密閉可能な一対の成形型を用いて、該成形型内で熱可塑性樹脂製発泡シートをさらに発泡させて熱可塑性樹脂製発泡成形体を製造する方法であって、少なくとも以下の（１）−（４）の工程を含む熱可塑性樹脂製発泡成形体の製造方法である。
（１）一方の面を多孔質部材と接触させた熱可塑性樹脂製発泡シートを、加熱軟化する工程
（２）工程（１）で加熱軟化した、一方の面を多孔質部材と接触させた熱可塑性樹脂製発泡シートにおける多孔質部材非接触面と、一対の成形型の対向する成形面とが直接接触しないようにして前記熱可塑性樹脂製発泡シートを一対の成形型間に配置する工程
（３）前記一対の成形型を型閉めして形成された空間内を減圧することにより、前記熱可塑性樹脂製発泡シートを膨張させて、該熱可塑性樹脂製発泡シートの多孔質部材非接触面を成形型の成形面に接触させる工程
（４）前記空間内を常圧にした後、該成形型を開いて熱可塑性樹脂製発泡成形体を取り出す工程

本発明の熱可塑性樹脂製発泡成形体の製造方法によれば、表面平滑性に優れる熱可塑性樹脂製発泡成形体を製造することができる。

まず、本発明で用いる熱可塑性樹脂製発泡シートに関して説明する。
本発明で用いる熱可塑性樹脂製発泡シートを構成する熱可塑性樹脂は特に限定されるものではなく、公知の樹脂を用いることができ、例えば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や直鎖状低密度ポリエチレン等のエチレン系樹脂やプロピレン系樹脂等のオレフィン系樹脂が挙げられる。発泡シートを構成する樹脂は１種類であってもよく、２種類以上であってもよい。

特に耐熱性や剛性の観点から、発泡シートを構成する樹脂の５０重量％以上がプロピレン系樹脂からなることが好ましい。プロピレン系樹脂としては、例えばプロピレン単独重合体、プロピレンと少量のエチレンおよび／またはα−オレフィンとの共重合体、またはこれらに非晶性のエチレン・α−オレフィン共重合体が分散している重合体などが挙げられる。発泡性の観点から、発泡シートを構成する樹脂全体の５重量％以上が、１９０℃におけるメルトテンション（ＭＴ（１９０））と２３０℃におけるメルトフローレート（ＭＦＲ（２３０））とが下式１を満足するプロピレン系樹脂であることが好ましい。
ＭＴ（１９０）≧７．５２×ＭＦＲ（２３０）^(-0.576) ［式１］

２３０℃におけるメルトフローレート（ＭＦＲ（２３０））とは、ＪＩＳ Ｋ７２１０に従って、温度２３０℃、荷重２．１６ｋｇｆで測定される値である（単位 ｇ／１０分）。１９０℃におけるメルトテンション（ＭＴ（１９０））とは、市販のメルトテンションテスターを用いて、サンプル量５ｇ、加熱温度１９０℃、加熱時間５分間、ピストン降下速度５．７ｍｍ／分で、長さ８ｍｍ、直径２ｍｍのオリフィスからストランドを押し出し、該ストランドを直径５０ｍｍのローラーを用いて巻取速度１００ｒｐｍで巻き取ったときの張力である（単位 ｇ）。

前記式１を満足するプロピレン系樹脂としては、分岐状プロピレン系樹脂や高分子量成分を含有する直鎖状プロピレン系樹脂が挙げられる。

分岐状プロピレン系樹脂としては、特開昭６２−１２１７０４号公報に開示されたような直鎖状プロピレン系樹脂に放射線を照射して得られる樹脂を挙げることができる。このような分岐状プロピレン系樹脂は、株式会社サンアロマよりＰＦ８１４、ＳＤ６３２として上市されている。
また、直鎖状プロピレン系樹脂としては、特開平１１−２２８６２９号公報に開示されたような超高分子量成分を導入したプロピレン系樹脂、すなわち極限粘度が５ｄｌ／ｇ以上の結晶性プロピレン系重合体部分（Ａ）を製造する工程および極限粘度が３ｄｌ／ｇ未満の結晶性プロピレン系重合体部分（Ｂ）を製造する工程を含む重合方法により得られ、極限粘度が３ｄｌ／ｇ未満であり、結晶性プロピレン系重合体部分（Ａ）の割合が０．０５重量％以上３５重量％未満であるプロピレン系樹脂が挙げられる。

使用する熱可塑性樹脂製発泡シートの発泡倍率や独立気泡率は特に限定されるものではないが、発泡倍率は１．２〜５．０倍であることが好ましく、独立気泡率は８０〜１００％であることが好ましい。このような熱可塑性樹脂製発泡シートは、減圧してさらに発泡させる際に破泡するおそれが少ないため、発泡倍率や独立気泡率の高い熱可塑性樹脂製発泡成形体を得ることができる。特に、前記式１を満足するプロピレン系重合体を５〜２０重量％含むプロピレン系樹脂から構成され、発泡倍率が１．５〜２．５倍、独立気泡率が９０〜１００％の熱可塑性樹脂製発泡シートを用いることが好ましい。

使用する熱可塑性樹脂製発泡シートの厚みは特に限定されるものではないが、通常１〜１０ｍｍである。また、発泡シートは単層であってもよいし、発泡層を少なくとも１層以上含む複数の層からなる多層構成であってもよい。層構成としては例えば２種２層（非発泡層／発泡層）、２種３層（非発泡層／発泡層／非発泡層）や３種５層（非発泡層／非発泡層／発泡層／非発泡層／非発泡層）等を例示できる。

熱可塑性樹脂製発泡シートの製法は特に限定されるものではなく、押出発泡法、バッチ発泡法、ビーズ型発泡法等の公知の製法を採用することができるが、生産性の観点から押出発泡法が好ましい。
押出発泡法では、樹脂と発泡剤等とを押出機中で溶融混練して溶融樹脂組成物とし、該溶融樹脂組成物を押出機に接続したダイ内へと送る。ダイへ送られた溶融樹脂組成物は、ダイ出口から大気中に押出されるとともに発泡する。押出発泡された溶融シートを冷却し、切断機によって所望のサイズに切断し、発泡シートを製造することができる。ダイ形状としては、Ｔダイやサーキュラーダイを使用することができる。
多層構成の発泡シートの場合、前述の発泡シートに公知の貼合技術で非発泡層などを貼合して多層構成としてもよいが、生産性の観点から公知の多層ダイを用いた多層共押出発泡法により製造することが好ましい。

発泡シートの製造に用いる発泡剤は特に限定されるものではなく、公知の物理発泡剤や化学発泡剤を単独、または複数を組み合わせて用いることができる。
物理発泡剤としては、炭酸ガス、窒素ガス、空気、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ジクロルエタン、ジクロロジフルオロメタン、ジクロロモノフルオロメタン、トリクロロモノフルオロメタンなどを用いることができ、窒素ガス、炭酸ガス、空気等の安全性の高い無機ガスを用いることが好ましい。
発泡シートを構成する樹脂がプロピレン系樹脂の場合、安全性およびプロピレン系樹脂への溶解性の観点から、発泡剤として炭酸ガスを用いることが好ましい。炭酸ガスを用いる場合は、７．４ＭＰａ以上かつ３１℃以上の超臨界状態で樹脂へ注入することが、樹脂への拡散、溶解性の観点から好ましい。

化学発泡剤としては、クエン酸、クエン酸ナトリウム、ステアリン酸などの有機酸、重曹、アゾジカルボンアミド、トリレンジイソシアネート、４，４’ジフェニルメタンジイソシアネートなどのイソシアネート化合物、アゾビスブチロニトリル、バリウム・アゾジカルボキシレート、ジアゾアミノベンゼン、トリヒドラジノトリアジンなどのアゾ、ジアゾ化合物、ベンゼン・スルホニル・ヒドラジド、Ｐ，Ｐ’−オキシビス（ベンゼン・スルホニル・ヒドラジド）、トルエン・スルホニル・ヒドラジドなどのヒドラジン誘導体、Ｎ，Ｎ’−ジニトロソ・ペンタメチレン・テトラミン、Ｎ，Ｎ’−ジメチル−Ｎ，Ｎ’−ジニトロソ・テレフタルアミドなどのニトロソ化合物、Ｐ−トルエン・スルホニル・セミカルバジド、４，４’オキシビスベンゼンスルホニルセミカルバジドなどのセミカルバジド化合物、アジ化合物、トリアゾール化合物などを使用することができる。特に、重曹、クエン酸、アゾジカルボンアミドのいずれかを用いることが好ましい。

化学発泡剤を使用する場合には、分解温度や分解速度を調整するために発泡助剤を併用してもよい。例えば、アゾジカルボンアミド単体では分解温度が約２００℃と高いため、低温で加工する場合には発泡助剤として酸化亜鉛、ステアリン酸亜鉛、尿素などを添加して使用することができる。

物理発泡剤を用いる場合には、気泡核剤を併用してもよい。気泡核剤としては、タルク、シリカ、珪藻土、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、ケイ酸カルシウム、ゼオライト、マイカ、クレー、ワラストナイト、ハイドロタルサイト、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ＰＭＭＡ等のポリマービーズ、合成アルミノシリケートや上記の化学発泡剤等を使用することができる。

単層または多層構成の発泡シートの各層には、必要に応じて各種の低分子型あるいは高分子型の添加剤を配合してもよい。例えば、導電剤、帯電防止剤、難燃剤、充填剤、酸化防止剤、銅害防止剤、耐候剤、紫外線吸収剤、滑剤、顔料、接着性改良剤等が用いられる。多層の場合、とりわけ最外層には用途に応じた添加剤を配合することにより、用途に応じた機能を付与することができる。

次に本発明で用いる密閉可能な一対の成形型について説明する。本発明で用いる成形型の例としては、一方が底面と該底面の周囲を取り囲む壁面とからなる収納部であり、他方が平板状で前記収納部の蓋となる成形型や、前記収納部同士が対となる成形型、雌型と雄型等の組み合わせが挙げられる。成形型は、通常アルミニウムや鉄等から構成される。一対の成形型は、各成形型のパーティング面同士が接することにより密閉可能となる。該パーティング面には、密閉性を向上させるためにシリコンラバーなどのゴム状のシール部材を設けることが好ましい。
一対の成形型には、冷却水などを循環させて約１０〜９０℃の範囲で温度制御することが好ましい。各々の成形型の温度は、発泡成形体の反りを低減するために別々に調整可能であることが好ましい。また、発泡成形体との剥離性を考慮して、各成形型の成形面にテフロン（登録商標）やアルマイト（登録商標）などの表面処理することも好ましい。

次に、一対の成形型として、一方が底面と該底面の周囲を取り囲む壁面とからなる収納部であり、他方が平板状で前記収納部の蓋となる成形型を用いる場合の、本発明の第一の態様である熱可塑性樹脂製発泡成形体の製造工程（１）〜（４）について、さらに詳細に説明する。

本発明の第一の態様における工程（１）は、熱可塑性樹脂製発泡シートを加熱軟化する工程である。加熱方法としては、熱板、熱風、赤外線ヒーター、マイクロ波等を用いる方法等が一般的であるが、熱可塑性樹脂製発泡シートのドローダウンを回避し、外観を損なわないという観点から、熱板を用いて、シートを支持しながら加熱する方法が好ましい。また、サイクルタイムの観点から二枚の熱板を用いて発泡シートの両面から加熱する方法がより好ましく、加熱により熱板と発泡シートが融着してしまわないようにするため、加熱時の二枚の熱板の距離を熱可塑性樹脂製発泡シートの厚みより大きく設定し、熱板にて圧縮せずに加熱する方法がさらに好ましい。熱板の表面は、熱可塑性樹脂製発泡シートとの剥離性を考慮してテフロン（登録商標）やアルマイト（登録商標）などの公知の表面処理を施すことが好ましい。また、熱板の寸法や形状は特に限定されるものではなく、所望の熱可塑性樹脂製発泡成形体の寸法や形状を勘案して適宜選択すればよい。例えば、形状として正方形、長方形や円形などが挙げられるが、正方形の場合は２００〜２０００ｍｍ角の範囲のものが一般的である。

加熱時の熱板の温度は特に限定されるものではなく、発泡シートを構成する熱可塑性樹脂によって適宜設定すればよい。熱可塑性樹脂が結晶性樹脂である場合は、熱板の温度を前記樹脂の融点近傍に設定することが好ましい。熱板の温度が融点よりも高すぎると破泡しやすく、発泡倍率や独立気泡率の高い発泡成形体が得られにくい。また、熱板の温度が融点よりも低く結晶化温度付近では弾性が強すぎ、発泡倍率の高い発泡成形体は得られにくい。熱板の温度は、熱可塑性樹脂製発泡シートを構成する熱可塑性樹脂の融点±１．０℃の範囲内とすることが好ましい。発泡シートが２種類以上の熱可塑性樹脂から構成される場合は、重量として主成分である熱可塑性樹脂の融点を基準とする。

加熱時間は、発泡シートを構成する樹脂の種類やその発泡倍率、厚み等によって異なるが、熱可塑性樹脂製発泡シートの厚み方向中心部温度が熱板の前記温度範囲に到達するように適宜調整すればよい。例えば発泡倍率が同じでも厚みが厚くなると加熱時間も長くなる。発泡シートの両面および厚み方向の中心部に熱電対を取り付けて温度測定を行い、温度と時間の関係を予め調べておき、加熱時間と温度を設定することが好ましい。
なお、発泡シートは通常は室温の状態であるが、加熱時間の短縮のために予熱しておいてもよい。また工程（１）では、シート状の非多孔質部材上に熱可塑性樹脂製発泡シートを載置した状態で加熱軟化してもよい。シート状の非多孔質部材としては、テフロン（登録商標）処理されたシートやフィルム、金属板等、加熱しても形状保持が可能な材料から形成されるシート状物が例示できる。

本発明の第一の態様における工程（２）は、工程（１）で加熱軟化した熱可塑性樹脂製発泡シートの一方の面と多孔質部材とを接触させ、前記熱可塑性樹脂製発泡シートと一対の成形型の対向する成形面とが直接接触しないようにして前記熱可塑性樹脂製発泡シートを一対の成形型間に配置する工程である。工程（１）で非多孔質部材上に熱可塑性樹脂製発泡シートを載置して加熱軟化する場合には、該非多孔質部材を取り除いた後、熱可塑性樹脂製発泡シートと多孔質部材とを接触させる。
本発明における多孔質部材としては、具体的には樹脂や金属性のメッシュやフィルター、不織布などが例示できる。

使用する多孔質部材は、ＪＩＳ Ｌ１０９６に記載されているフラジール法（Ａ法）により測定される通気度が９００〜２５００ｃｍ³／ｃｍ²／ｓであり、かつ孔径が１０００μｍ以下であることが好ましく、通気度が９００〜２０００ｃｍ³／ｃｍ²／ｓであり、かつ孔径が６００μｍ以下であることがより好ましい。なお、使用する多孔質部材の通気度が高すぎて測定が困難である場合には、同じ多孔質部材を複数枚重ねて通気度を測定し、その値に枚数を掛けたものを該多孔質部材の通気度と見なす。多孔質部材は、同じ通気度の多孔質部材を重ね合わせたり、通気度の異なる多孔質部材を重ね合わせたりして使用してもよい。同種または異種の多孔質部材を重ねて使用する場合には、重ね合わせたときの多孔質部材の通気度が、前記数値の範囲であることが好ましい。多孔質部材の孔径は、マイクロスコープやＳＥＭにより得られた画像を解析することにより求めることができる。また、メッシュ数と線径がわかれば、１インチをメッシュ数で割って、その後に線径を差し引いて求めることもできる。前記したような通気度と孔径の多孔質部材を用いることにより、より表面平滑性に優れる熱可塑性樹脂製発泡成形体が得られる。

後述する工程（３）において型閉めした際に、発泡シートと多孔質部材との接触面と、該多孔質部材と接する成形型成形面と対向する成形型成形面との距離が、熱可塑性樹脂製発泡シートの厚みの１．１〜３．０倍となるようにすることが好ましい。距離を長くするほど、得られる発泡成形体の独立気泡率は低下しやすい傾向がある。距離が長すぎる場合には、多孔質部材と成形面との間にスペーサーを設けたり、多孔質部材を重ねたりして調節すればよい。

このような多孔質部材と工程（１）で加熱軟化した熱可塑性樹脂製発泡シートの一面とを接触させて該熱可塑性樹脂製発泡シートと一対の成形型の対向する成形面とが直接接触しないようにして、前記熱可塑性樹脂製発泡シートを一対の成形型間に配置する。
成形型が上下に型開きするように設置されている場合には、工程（１）で加熱した熱可塑性樹脂製発泡シートの一方の面に多孔質部材を接触させた後、該多孔質部材を成形型と接触させるようにして配置してもよく、予め下型の成形面に多孔質部材を配置しておき、該多孔質部材上に工程（１）で加熱軟化した熱可塑性樹脂製発泡シートを配置してもよい。このように成形型成形面と熱可塑性樹脂製発泡シートとの間に多孔質部材を介することにより、工程（３）で減圧する際に該熱可塑性樹脂製発泡シートと成形型成形面との間のエアが、多孔質部材を通って排出されるため、エア溜りが生じない。そのため得られる熱可塑性樹脂製発泡成形体は、表面平滑性に優れるものとなる。

工程（３）は、前記一対の成形型を型閉めして形成された空間内を減圧することにより、前記熱可塑性樹脂製発泡シートを膨張させて、該熱可塑性樹脂製発泡シートの多孔質部材非接触面を成形型の成形面に接触させる工程である。
成形型を型閉めして形成された空間内を減圧する方法としては、該成形型と接続した真空ポンプの接合弁を開けて成形型内を真空吸引する方法が挙げられる。真空ポンプとしては、空間内の空気を短時間で排気できる能力を有するものを用いることが、得られる熱可塑性樹脂製発泡成形体の発泡倍率と独立気泡率の向上の観点から好ましい。また、使用する成形型の大きさによっては、排気を速やかに行うために真空タンクを備え付けることが好ましい。成形型内の圧力は真空に近いほど、発泡倍率向上の観点から好ましい。成形型内の絶対圧力は０．０１ＭＰａ以下、減圧速度としては０．０１ＭＰａ／ｓ以上とすることが好ましい。

工程（３）の減圧時に、発泡シートが厚み方向のみならず、幅方向へも膨張することを考慮し、膨張した発泡シートの端面と成形型の壁面とが接触するようにすることが好ましい。成形型壁面と発泡シート端面とが接触するようにすることにより、得られる発泡成形体の端面を成形型壁面により賦形することができる。例えば壁面が平板状の型を用いた場合、得られる発泡成形体は、端面をトリミングすることなく板状の発泡体として使用することができる。膨張させた発泡シートの端面と成形型の壁面とが接触するようにするためには、発泡シートの幅方向への膨張量を予め知っておく必要がある。膨張量は使用する発泡シートの発泡倍率や、発泡層及びスキン層の厚みなどによって異なるが、通常、原料の発泡シートの端面と壁面との距離を１〜１００ｍｍに設定することが好ましい。例えば発泡倍率が２倍で厚みが８ｍｍの発泡シートを用いて、発泡倍率が４倍で厚みが１６ｍｍの発泡成形体に賦形する場合では、発泡シートの端面と前記成形面の距離を１ｍｍ〜２０ｍｍに設定することが好ましい。
発泡シートと成形型壁面との距離は、成形型の壁面にスペーサーを設けて調節することができる。また、発泡シート端面と成形型壁面との間には、多孔質部材を介在させることが好ましい。なお、成形型壁面に予め多孔質部材が埋設されている成形型を用いてもよい。

このように成形型を型閉めして形成された空間内を減圧することにより、熱可塑性樹脂製発泡シートの多孔質部材と接触していない面と、成形型成形面とを接触させる。さらに減圧を維持することにより、型内で膨張した熱可塑性樹脂製発泡シートは冷却固化され、型閉めして形成された空間形状に応じて賦形される。型内で発泡させた熱可塑性樹脂製発泡シートは、厚み方向は型閉めして形成された空間と同じ厚みになる。また、発泡シート端面をも賦形するという観点から、発泡シート幅方向についても、成形型を型閉めして形成された空間いっぱいに膨張させることが好ましい。

工程（３）で減圧することにより、熱可塑性樹脂製発泡シートを所望の形状に賦形するためには、工程（１）で加熱した熱可塑性樹脂製発泡シートの温度が下がらないうちに、工程（３）で減圧し、賦形する必要がある。工程（３）では、熱可塑性樹脂製発泡シートの表面温度が工程（１）で使用した熱板の温度から５℃以内である間に、成形型内を減圧して賦形することが好ましい。

工程（３）において熱可塑性樹脂製発泡シートの多孔質部材非接触面を成形型の成形面に接触させて賦形させるが、冷却固化させる時間としては特に限定されるものではなく、形状が安定する時間であればよい。通常、賦形と冷却時間を合わせた時間で２０秒〜数分程度である。

工程（４）は、前記空間内を常圧にした後、該成形型を開いて熱可塑性樹脂製発泡成形体を取り出す工程である。成形型と真空ポンプとの接合弁を閉じてパージ弁を開けて成形型内を常圧にすればよい。

次に、一対の成形型として、一方が底面と該底面の周囲を取り囲む壁面とからなる収納部であり、他方が平板状で前記収納部の蓋となる成形型を用いる場合の、本発明の第二の態様である熱可塑性樹脂製発泡成形体の製造方法について、さらに詳細に説明する。

本発明の第二の態様における工程（１）は、一方の面を多孔質部材と接触させた熱可塑性樹脂製発泡シートを、加熱軟化する工程であり、工程（２）は、前記工程（１）で加熱軟化した、一方の面を多孔質部材と接触させた熱可塑性樹脂製発泡シートにおける多孔質部材非接触面と、一対の成形型の対向する成形面とが直接接触しないようにして前記熱可塑性樹脂製発泡シートを一対の成形型間に配置する工程である。
前記第一の態様では、工程（１）では熱可塑性樹脂製発泡シートのみを加熱軟化し、その後工程（２）において多孔質部材と接触させて成形型間に設置した。本発明の第二の態様は、熱可塑性樹脂製発泡シートの一方の面を予め多孔質部材と接触させておき、多孔質部材とともに熱可塑性樹脂製発泡シートを加熱する。その後の第二の態様における工程（３）および（４）は、前記した第一の態様における工程（３）および（４）と同様である。

上記した本発明の方法により得られる熱可塑性樹脂製発泡成形体は、包装、通函、仕切り板、食品容器、文具、建材、自動車内装材等に使用することができる。

また、本発明で得られる熱可塑性樹脂製発泡成形体には、コロナ処理、オゾン処理や帯電防止剤塗布などの従来発泡シートの表面に施されている表面処理が行なわれていてもよい。これら表面処理は本発明で得られる熱可塑性樹脂製発泡成形体に行ってもよいし、本発明の製造方法に用いる熱可塑性樹脂製発泡シートにあらかじめ行っておいてもよい。

本発明で得られる熱可塑性樹脂製発泡成形体の表面には、用途に応じてシートやフィルム等の表皮材を積層貼合してもよい。積層用のシートやフィルム等の表皮材としては用途に応じて公知のものを使用することができ、例えば、アルミニウムや鉄等の金属、熱可塑性樹脂、紙、合成紙等から構成される薄板が挙げられる。熱可塑性樹脂もしくは麻等の植物素材やガラス等の無機材料からなる不織布や織布を積層してもよい。また、用いる薄板表面にエンボスや印刷などの加飾が施されていてもよい。発泡体を表皮材として積層貼合してもよい。

例えば本発明で得られる熱可塑性樹脂製発泡成形体を食品包装用に使用する場合には、１０〜１００μｍ厚みのプロピレン系樹脂製フィルムやガスバリア樹脂製フィルムを積層して用いることが好ましい。ガスバリア樹脂としては、エチレン・ビニルアルコール共重合体、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリアミドなどを使用することができる。なお、これらガスバリア樹脂は単独または混合して使用してもよいし、ガスバリア樹脂からなるフィルムを２種類以上積層して使用してもよい。

また本発明で得られる熱可塑性樹脂製発泡成形体を自動車内装材用に用いる場合には、不織布、織布、カーペット等を積層することが好ましい。他に包装用途、例えば、箱の仕切り板として使用する場合には、内容物保護のために緩衝シートを積層してもよい。

これら表皮材の積層貼合は本発明で得られる熱可塑性樹脂製発泡成形体に行ってもよいし、本発明の製造方法に用いる熱可塑性樹脂製発泡シートにあらかじめ行っておいてもよい。また表皮材の積層方法は特に限定されることはなく、例えば、接着剤を発泡成形体や発泡シートの表面に塗布して積層する方法、接着樹脂製フィルムがラミネートされた表皮材を用い、該接着樹脂製フィルム面を加熱溶融させて発泡成形体や発泡シートと積層する方法、ヒーターや熱風などを用いて表皮材と発泡成形体やシートとの積層面を溶融させて積層する方法、溶融樹脂を表皮材と発泡成形体や発泡シートとの間に押出しラミネートして積層する方法等が挙げられる。

本発明で得られる熱可塑性樹脂製発泡成形体に、さらに真空成形等の熱成形を施すことも可能である。熱成形としては、真空成形や熱罫線加工等、公知の方法が挙げられる。

以下、プロピレン系樹脂製発泡シートを用いた平板状発泡成形体の製造方法に関する、実施例および比較例により本発明をさらに説明するが、本発明はこれにより何ら限定されるものではない。

使用した樹脂や熱可塑性樹脂製発泡シート、得られた熱可塑性樹脂製発泡成形体の評価方法は、以下のとおりである。
（１）ＭＦＲ（２３０）
ＪＩＳ Ｋ７２１０に従い、温度２３０℃、荷重２．１６ｋｇｆで測定した。単位はｇ／１０分。

（２）ＭＴ（１９０）
東洋精機社製メルトテンションテスターＭＴ−５０１Ｄ３型を用いて、サンプル量５ｇ、加熱温度１９０℃、加熱時間５分間、ピストン降下速度５．７ｍｍ／分で、長さ８ｍｍ、直径２ｍｍのオリフィスからストランドを押し出し、該ストランドを直径５０ｍｍのローラーを用いて巻取速度１００ｒｐｍで巻き取ったときの張力を、メルトテンション（ＭＴ）として測定した。単位はｇ。

（３）発泡倍率Ｘ
ＪＩＳ Ｋ７１１２に記載されている水中置換法を使用し発泡シートまたは発泡成形体の密度ρ（水）を求める。次に、発泡シートを構成するプロピレン系樹脂の樹脂密度ρ（ＰＰ）を用いて下式２により発泡倍率Ｘを計算した（単位は無次元）。なお、ρ（ＰＰ）として以下０．９０ｇ／ｃｍ³を用いた。
Ｘ（Ｘ１、Ｘ２）＝ρ（ＰＰ）／ρ（水） [式２]
ρ（ＰＰ）：樹脂密度（ｇ／ｃｍ³）
ρ（水）：発泡シートまたは発泡成形体の密度（ｇ／ｃｍ³）

（４）独立気泡率Ｙ
ＡＳＴＭ−Ｄ２８５６に記載されているエアーピクノメーター法による測定方法を使用し発泡シートまたは発泡成形体の密度ρ（エア）を求め、下式３により独立気泡率Ｙを計算した（単位は％）。
Ｙ＝（ρ（ＰＰ）／ρ（エア）−１）／（ρ（ＰＰ）／ρ（水）−１）×１００ [式３]
（５）通気度
ＪＩＳ Ｌ１０９６に記載されているフラジール法（Ａ法）により測定を行った。単位はｃｍ³/ｃｍ²/ｓ。なお測定では、多孔質部材として用いたステンレス製金網（太陽金網株式会社製）を３枚重ねて測定された値をもとに、該値に３（枚数）を掛けて算出される数値を、該多孔質部材１枚の通気度とした。
（６）孔径
孔径は１インチをメッシュ数で割って、その後に線径を差し引いたものとした。なおメッシュ数が２０、８０メッシュのステンレス製金網（太陽金網株式会社製）を用いた。単位はμｍ。
（７）最大高さＲｙ
株式会社ミツトヨ製の表面粗さ計を用い、ＪＩＳ Ｂ０６０１に記載されている最大高さＲｙを測定した。なお、最大高さＲｙが小さいほど平滑性良好と考えた。単位はμｍ。

[参考例] プロピレン系樹脂製発泡シートの作製
プロピレン系樹脂製発泡シートとして、非発泡層／発泡層／非発泡層の２種３層のプロピレン系樹脂製多層発泡シートを共押出法により作製した。
発泡層を構成する樹脂として、下記式１を満足するプロピレン系重合体ＰＰ１、一般用のプロピレン系樹脂ＰＰ２及びＰＰ３、直鎖状低密度ポリエチレンＰＥ１の４種類を使用した。
式１を満足するプロピレン系重合体ＰＰ１として株式会社サンアロマ製ＰＦ８１４を用いた。ＰＦ８１４のＭＦＲ（２３０）は３．０ｇ／１０分、ＭＴ（１９０）は４７ｇであり、式１の右辺は４．０であるので、式１を満足していた。
ＭＴ（１９０）≧７．５２×ＭＦＲ（２３０）^(-0.576) [式１]
一般用のプロピレン系樹脂ＰＰ２として住友化学株式会社製ノーブレンＡＷ１９１を、同じくＰＰ３として住友化学株式会社製ノーブレンＹ１０１を用いた。ＡＷ１９１及びＹ１０１はともにＭＦＲ（２３０）が１１ｇ／１０分、ＭＴ（１９０）が０．９ｇであり、式１の右辺１．８９のため式１は満足していなかった。
また、直鎖状低密度ポリエチレンＰＥ１として住友化学株式会社製エクセレンＦＸ、ＣＸ３５０２を用いた。なお、ＣＸ３５０２のＭＦＲは１９０℃で同様に測定して４ｇ／１０分であった。
上記のＰＰ１を１０重量％、ＰＰ２を６５重量％、ＰＰ３を１５重量％、ＰＥ１を１０重量％として配合し、ここで主成分となるプロピレン系樹脂はＰＰ２であり、その融点は１６４．７℃であった。

非発泡層を構成する樹脂として、一般用のプロピレン系樹脂ＰＰ４を９０重量％、高分子型帯電防止剤を１０重量％で配合したものを使用した。一般用のプロピレン系樹脂ＰＰ４としては住友化学株式会社製ノーブレンＡＳ１７１Ｌを用いた。ＡＳ１７１ＬのＭＦＲ（２３０）は１ｇ／１０分であった。高分子型帯電防止剤としては三洋化成工業株式会社製ペレスタット３００を用いた。

気泡核剤マスターバッチとして、平均粒径が４．４８μｍ、密度が１．６５ｇ／ｃｍ³であるアゾジカルボンアミドを用い、エチレン系樹脂のベース樹脂に対して濃度が３０重量％であるマスターバッチを用いた。

発泡層用押出機として先端にギアポンプを設けた１０４ｍｍφ同方向回転２軸押出機（Ｌ／Ｄ＝３２、Ｌはスクリュー有効長さ、Ｄはスクリュー径）を、非発泡層用押出機として７５ｍｍφ単軸押出機（Ｌ／Ｄ＝３２）を使用し、ダイ出口流路幅が１６００ｍｍであるマルチマニホールド方式の多層Ｔダイを使用した。

前記発泡層用樹脂１００重量％に対して気泡核剤マスターバッチを０．３ＰＨＲ配合したものを、定量フィーダーを経て発泡層用押出機ホッパーに投入して押出機中で溶融混錬を行い、溶融が進んだ位置（Ｌ／Ｄ＝２０）で液化炭酸ガス０．１５ＰＨＲをダイヤフラム式定量ポンプを用いて高圧で注入した。溶融樹脂と炭酸ガスを十分溶融混練したのち、１８０℃に調整し、吐出量１６０Ｋｇ／ｈでギアポンプを用いて安定してマルチマニホールド方式多層Ｔダイ内に導入した。
前記非発泡層用樹脂を定量フィーダーを経て非発泡層用押出機ホッパーに投入して押出機中で溶融混錬を行い、２００℃に調整し、吐出量８０Ｋｇ／ｈでマルチマニホールド方式多層Ｔダイ内に導入した。
ダイ出口から押出された平板状の多層溶融シートをダイ直後に設置した約６０℃に冷却温調された複数の２１０ｍｍφロールにより冷却成形し、ニップロールを備えた引取機で引取ったのち、切断機にて所定寸法に切断した。
得られた発泡シートの発泡倍率（Ｘ１）は１．９倍、独立気泡率（Ｙ１）は９８％、総厚み（Ｔ１）は２．００ｍｍ、非発泡層の厚みはそれぞれ１７５μｍであった。
[実施例１]
図２（ａ）に示すような平行に設置された上下一対の熱板のうち、下に設置された熱板上に、前記多孔質部材と前記プロピレン系樹脂製発泡シートの一面を接触させた状態で、該多孔質部材が下の熱板に接触するように配置し加熱軟化させた。この時、熱板間の距離は該プロピレン系樹脂製発泡シートの厚みと多孔質部材の厚みを足し合わせたものよりも大きく設定し、熱板にて該プロピレン系樹脂製発泡シートを圧縮することなく加熱を行った。また、熱板の温度は発泡シートの主成分であるプロピレン系樹脂ＰＰ２の融点１６５．０±１．０℃の範囲内として８０秒間加熱した。なお、多孔質部材として通気度が２０８８ｃｍ³/ｃｍ²/ｓ、孔径９３０μｍ、厚み７００μｍであるステンレス製金網（太陽金網株式会社製）を用いた。
加熱軟化させた該プロピレン系樹脂製発泡シートと多孔質部材を、図２（ｂ）に示すように、多孔質部材がプロピレン系樹脂製発泡シートと成形型の底面との間に介在するように配置した。該成形型底面と、該底面との対向面、すなわち成形型蓋部との距離は、多孔質部材の厚みに所望の熱可塑性樹脂製発泡成形体の厚み（４．２ｍｍ）を足した距離とした。
前記成形型を密閉した後、真空ポンプとの接合弁を開けて、減圧速度０．０１８ＭＰａ／ｓで完全真空（絶対圧力０）まで減圧することにより、該プロピレン系樹脂製発泡シートを膨張させて平板状に賦形し、冷却固化させた。成形型蓋部および底面の温度は２０℃、減圧から冷却固化までの時間は６０秒とした。
真空ポンプとの接合弁を閉じて、パージ弁を開けて常圧（０．１ＭＰａ）にした後、成形型内より平板状の発泡成形体を取り出した。
得られた発泡成形体の発泡倍率Ｘ２は４．０倍、独立気泡率Ｙ２は９０％、厚みは４．２ｍｍであり、表面平滑性は良好であった。結果を表１にまとめた。

[実施例２]
多孔質部材として通気度が１１０４ｃｍ³/ｃｍ²/ｓ、孔径１９８μｍ、厚み２００μｍであるステンレス製金網（太陽金網株式会社製）を用いた以外は、実施例１と同様にして熱可塑性樹脂製発泡成形体を得た。得られた発泡成形体の発泡倍率（Ｘ２）は４．０倍、独立気泡率（Ｙ２）は９０％、総厚みは４．２ｍｍであり、表面平滑性は極めて良好であった。結果を表１にまとめた。

[比較例１]
多孔質部材を用いない以外は、実施例１と同様にして熱可塑性樹脂製発泡成形体を得た。得られた発泡成形体の評価結果を表１にまとめた。

熱可塑性樹脂製発泡シートの図 本発明の熱可塑性樹脂製発泡成形体の製造方法の一例の概略図 （ａ）：工程（１）を示す概略図 （ｂ）：工程（２）を示す概略図 （ｃ）：工程（３、４）を示す概略図 本発明の熱可塑性樹脂製発泡成形体の製造方法の他の例の概略図 （ａ）：工程（１）を示す概略図 （ｂ）：工程（２）を示す概略図 （ｃ）：工程（３、４）を示す概略図

符号の説明

１：熱可塑性樹脂製発泡シート
２：熱可塑性樹脂製発泡シートの厚み
３１：熱板（１）
３２：熱板（２）
４：多孔質部材
５：成形型
５１：シート配置面との対向面（成形型蓋部）
５２：シート配置面（成形型底面）
６：多孔質部材と発泡シートとの界面から対向面（成形型蓋部）までの距離
７：熱可塑性樹脂製発泡成形体
８：真空ポンプとの接合弁
９：パージ弁

Claims (4)

1. 密閉可能な一対の成形型を用いて、該成形型内で熱可塑性樹脂製発泡シートをさらに発泡させて熱可塑性樹脂製発泡成形体を製造する方法であって、少なくとも以下の（１）−（４）の工程を含む熱可塑性樹脂製発泡成形体の製造方法。
   （１）熱可塑性樹脂製発泡シートを加熱軟化する工程
   （２）工程（１）で加熱軟化した熱可塑性樹脂製発泡シートの一方の面と多孔質部材とを接触させ、前記熱可塑性樹脂製発泡シートと一対の成形型の対向する成形面とが直接接触しないようにして前記熱可塑性樹脂製発泡シートを一対の成形型間に配置する工程
   （３）前記一対の成形型を型閉めして形成された空間内を減圧することにより、前記熱可塑性樹脂製発泡シートを膨張させて、該熱可塑性樹脂製発泡シートの多孔質部材非接触面を成形型の成形面に接触させる工程
   （４）前記空間内を常圧にした後、該成形型を開いて熱可塑性樹脂製発泡成形体を取り出す工程
2. 密閉可能な一対の成形型を用いて、該成形型内で熱可塑性樹脂製発泡シートをさらに発泡させて熱可塑性樹脂製発泡成形体を製造する方法であって、少なくとも以下の（１）−（４）の工程を含む熱可塑性樹脂製発泡成形体の製造方法。
   （１）一方の面を多孔質部材と接触させた熱可塑性樹脂製発泡シートを、加熱軟化する工程
   （２）工程（１）で加熱軟化した、一方の面を多孔質部材と接触させた熱可塑性樹脂製発泡シートにおける多孔質部材非接触面と、一対の成形型の対向する成形面とが直接接触しないようにして前記熱可塑性樹脂製発泡シートを一対の成形型間に配置する工程
   （３）前記一対の成形型を型閉めして形成された空間内を減圧することにより、前記熱可塑性樹脂製発泡シートを膨張させて、該熱可塑性樹脂製発泡シートの多孔質部材非接触面を成形型の成形面に接触させる工程
   （４）前記空間内を常圧にした後、該成形型を開いて熱可塑性樹脂製発泡成形体を取り出す工程
3. 前記多孔質部材の通気度が９００〜２５００ｃｍ³／ｃｍ²／ｓであり、かつ孔径が１０００μｍ以下である請求項１または２に記載の熱可塑性樹脂製発泡成形体の製造方法。
4. 前記多孔質部材の通気度が９００〜２０００ｃｍ³／ｃｍ²／ｓであり、かつ孔径が６００μｍ以下である請求項１または２に記載の熱可塑性樹脂製発泡成形体の製造方法。

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