JP2020124874A - 発泡成形体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】型加熱工程において、型内に蒸気を流すことにより型を予め加熱していたが、発泡成形体の長期寸法の不安定の一因となりえる融着不良、つまり粒子同士の融着が不十分、を引き起こすことがあった。また、発泡不良による外観不良が一定の割合で発生していた。【解決手段】蒸気導入口が設けられた第１の型と第２の型とを合わせて形成されるキャビティに熱可塑性樹脂を用いた発泡粒子を充填し、（ａ）型加熱工程、（ｂ）一方加熱工程、（ｃ）逆一方加熱工程、（ｄ）両面加熱工程をこの順で実施して、該発泡粒子に蒸気を接触させて発泡成形体を製造する方法であって、工程（ａ）直後の第１の型のキャビティ面の温度と第２の型のキャビティ面の温度との平均温度が、該熱可塑性樹脂のビカット軟化温度Tbより７０℃低い温度以上Tbより１５℃低い温度以下である方法。【選択図】図１

Description

本発明は、熱可塑性エラストマー等の熱可塑性樹脂の発泡成形体の製造方法に関する。

従来、緩衝材や梱包材として熱可塑性樹脂の発泡成形体が汎用されている。最近では、発泡成形体本来の利点である軽量性に加え、更に、高反発性を備えた発泡成形体も求められている。ここで、発泡成形体は、発泡性ポリスチレン粒子のような発泡性の樹脂粒子を加熱して発泡（予備発泡）させて発泡粒子（予備発泡粒子）を得、得られた発泡粒子を成形型のキャビティ内に充填した後、蒸気加熱により２次発泡させて発泡粒子同士を熱融着により一体化させることで得ることができる。例えば、一対の成形型内に発泡粒子を充填し、成形型に設けられた蒸気導入口を通してキャビティ内に蒸気を送り込み、発泡粒子を加熱することにより発泡させて粒子間の空隙を埋めると共に、粒子を相互に熱融着させて発泡成形体を製造している。

例えば、特許文献１には、蒸気が流通可能な第１の型と第２の型とを合わせ、それぞれの型間に所望形状のキャビティを有するとともに、それぞれの型に、蒸気弁を開いた時に該型に蒸気が供給される蒸気供給管路とドレン弁を開いた時に該型内から流体を排出するドレン管路とが設けられた成形型の該キャビティ内に、熱可塑性樹脂予備発泡粒子を充填した後、次の各加熱工程（ａ）〜（ｅ）、
（ａ）第１の型と第２の型との蒸気弁及びドレン弁を開き、成形型に蒸気を流す成形型加熱工程、
（ｂ）次いで、第１の型の蒸気弁と第２の型のドレン弁とを開き、第１の型のドレン弁と第２の型の蒸気弁とを閉じ、第１の型側から第２の型側に蒸気を流す一方加熱工程、
（ｃ）次いで、第２の型の蒸気弁と第１の型のドレン弁とを開き、第２の型のドレン弁と第１の型の蒸気弁とを閉じ、第２の型側から第１の型側に蒸気を流す逆一方加熱工程、
（ｄ）次いで、第１の型と第２の型のそれぞれの蒸気弁を開き、第１の型と第２の型のそれぞれのドレン弁を閉じて成形型を加熱する両面加熱工程、
（ｅ）次いで、第１の型と第２の型のそれぞれの蒸気及びドレン弁を閉じ、保持された蒸気で成形型内を保熱する保熱工程を行い、次いで成形型を冷却し、発泡樹脂成形体を成形型から取り出す型内発泡成形方法において、
前記（ｂ）一方加熱工程が７秒以上であり、（ｂ）一方加熱工程終了時の成形型内の圧力が０．０３ＭＰａ以上であり、且つ（ｅ）保熱工程時間／（ｂ）一方加熱工程時間の比率が０．８〜１．２の範囲内であることを特徴とする型内発泡成形方法が開示されている。

また、特許文献２には、蒸気が流通可能な第１の型と第２の型とを合わせ、それぞれの型間に所望形状のキャビティを有するとともに、それぞれの型に、蒸気弁を開いた時に該型に蒸気が供給される蒸気供給管路とドレン弁を開いた時に該型内から流体を排出するドレン管路とが設けられた成形型の該キャビティ内に、熱可塑性樹脂予備発泡粒子を充填した後、次の各加熱工程（ａ）〜（ｅ）、
（ａ）成形型に蒸気を流す成形型加熱工程、
（ｂ）次いで、第１の型側から第２の型側に蒸気を流す一方加熱工程、
（ｃ）次いで、第２の型側から第１の型側に蒸気を流す逆一方加熱工程、
（ｄ）次いで、両方の型に蒸気を流して成形型を加熱する両面加熱工程、
（ｅ）次いで、保持された蒸気で成形型内を保熱する保熱工程を行い、次いで成形型を冷却し、発泡樹脂成形体を成形型から取り出す型内発泡成形方法において、
前記（ｃ）逆一方加熱工程を、第１の型側と第２の型側の両方のドレン弁を閉じた状態で行うことを特徴とする型内発泡成形方法が開示されている。

特開２００７−２３７４６８号公報 特開２０１３−１７６８８６号公報

従来の方法では、型加熱工程において、型内に蒸気を流すことにより型を予め加熱していたが、発泡成形体の長期寸法が不安定となる現象の一因となりえる融着不良、つまり粒子同士の融着が不十分、を引き起こすことがあった。また、従来の方法では、発泡不良による外観不良が一定の割合で発生し、これを防止するために、一方加熱工程以降の加熱工程における加熱温度を引き上げると製造エネルギーが増加したり、これに代えて、充填粒子量を増やすと単位容積当たりの重量が増加することで発泡成形体の長所（軽量性）を低減したり、粒子量増加によるさらなる加熱不足が助長されることがあった。

本発明者らは、上記課題を解決すべく、鋭意検討した結果、型加熱工程において加熱された型のキャビティ面（成形面）近傍に存在する発泡粒子が型加熱工程中に発泡して発泡体を形成し、該発泡体が蒸気導入口の一部又は全部を塞ぎ或いはキャビティ内に導入された蒸気の流れを阻害する結果、一方加熱工程以降の加熱工程においてキャビティ内の粒子全体の加熱が不十分となり、融着不良又は発泡不良を引き起こすことを見出した。さらに、本発明者らは、型加熱工程における型のキャビティ面（成形面）の温度が低いと型近傍に存在する発泡粒子の発泡が不十分となる結果、外観不良を引き起こすことを見出した。

本発明はこれらの知見を基礎として、発泡粒子を形成する樹脂の軟化温度と型加熱工程における型の温度制御に着目してなされたものである。詳細には、型加熱工程直後の第１の型におけるキャビティ面の温度と第２の型におけるキャビティ面の温度との平均温度が、加熱される発泡粒子の基材である熱可塑性樹脂のビカット軟化温度Tbより７０℃低い温度以上Tbより１５℃低い温度以下とすることによって、融着不良又は発泡不良を抑制できることを本発明者らは見出した。代表的な本発明は以下の通りである。

項１．
蒸気導入口が設けられた第１の型と第２の型とを合わせて形成されるキャビティに熱可塑性樹脂を用いた発泡粒子を充填し、次の加熱工程（ａ）〜（ｄ）：
（ａ）第１の型及び第２の型に蒸気を供給する型加熱工程
（ｂ）第１の型側から第２の型側に蒸気を流通させる一方加熱工程
（ｃ）第２の型側から第１の型側に蒸気を流通させる逆一方加熱工程
（ｄ）第１の型及び第２の型に蒸気を供給してキャビティ内に蒸気を充満させる両面加熱工程
をこの順で実施して、該発泡粒子に蒸気を接触させて発泡成形体を製造する方法であって、
工程（ａ）直後の第１の型のキャビティ面の温度と第２の型のキャビティ面の温度との平均温度が、該熱可塑性樹脂のビカット軟化温度Tbより７０℃低い温度以上Tbより１５℃低い温度以下である方法。
項２．
前記平均温度が、各々、前記Tbより５０℃低い温度以上Tbより１５℃低い温度以下である項１に記載の方法。
項３．
前記熱可塑性樹脂が熱可塑性エラストマーである項１又は２に記載の方法。
項４．
前記熱可塑性エラストマーがエステル系エラストマーである項３に記載の方法。
項５．
前記発泡粒子がガスを０．１〜１．５質量％含有する項１〜４のいずれかに記載の方法。
項６．
前記発泡粒子の平均粒子径が１．０ｍｍ〜１０．０ｍｍである項１〜５のいずれかに記載の方法。
項７．
前記発泡成形体の空隙率が７％以下である項１〜６のいずれかに記載の方法。

本発明によれば発泡成形体、特にエステル系エラストマー発泡成形体、の製造に適した型加熱工程の型温度が提供され、当該型温度を採用することによって発泡成形体の融着不良又は外観不良の発生を低減することができる。

本発明の方法を実施するために好適な成形装置の一例を示す構成図である。

以下、図面を参照して本発明の製造方法を説明する。
図１は、本発明の製造方法を実施するために好適な成形装置の一例を示す構成図である。

この成形装置１は、第１の型である凹型２と、第２の型である凸型３とを備え、これらの型が接近及び離間することで型閉め及び型開きが可能な成形型４を有している。凹型２は、多数の蒸気孔が設けられた凹型本体５とそれを支持しているフレーム６とを備え、また凸型３も多数の蒸気孔が設けられた凸型本体７とそれを支持しているフレーム８とを備えている。図１に示す型閉め状態において、凹型本体５と凸型本体７との間には、製造しようとする発泡成形体の外径に合致したキャビティ９が形成される。凹型本体５とフレーム６との間には、蒸気室１０が設けられ、また凸型本体７とフレーム８との間にも蒸気室１１が設けられている。凹型２側の蒸気室１０の容積は、凹型本体５とフレーム６で囲まれた空間の容積である。また、凸型３側の蒸気室１１の容積は、凸型本体７とフレーム８で囲まれた空間の容積である。

凹型２側の蒸気室１０には、凹型側調圧蒸気弁１２を介して蒸気供給管路が接続され、その対向位置には凹型側ドレン弁１３を介してドレン管路が接続され、このドレン管路には、真空弁１４を介して真空排気管路が接続されている。また凹型２側の蒸気室１０には、冷却水弁１５を介して冷却水供給管路が挿入され、さらに適所には圧力計１６が接続されている。

同様に、凸型３側の蒸気室１１には、凸型側調圧蒸気弁１７を介して蒸気供給管路が接続され、その対向位置には凸型側ドレン弁１８を介してドレン管路が接続され、このドレン管路には、真空弁１９を介して真空排気管路が接続されている。また凸型３側の蒸気室１１には、冷却水弁２０を介して冷却水供給管路が挿入され、さらに適所には圧力計２１が接続されている。なお、図示していないが、この成形型４の適所には、キャビティ９内に発泡粒子を充填するための供給管路が接続した発泡粒子供給口が設けられている。

前述したように構成された成形装置を用い、エステル系エラストマー発泡成形体などの熱可塑性樹脂発泡成形体を製造するには、凹型２と凸型３とを接近させて成形型４を閉じ、そのキャビティ９内に発泡粒子を充填し、次いで成形型４を蒸気加熱して発泡させながら発泡粒子同士を融着させて型内発泡成形し、次いで成形型４を冷却し、次いで成形型４を開き、発泡成形体を離型して取り出すことにより行われる。

本発明の型内発泡成形方法において用いる発泡粒子は、発泡剤を含有させた熱可塑性樹脂粒子を発泡させて得られる。この樹脂粒子の基材となる熱可塑性樹脂としては、従来から発泡成形体製造のために用いられている樹脂材料の中から適宜選択して用いることができ、特に限定されず、例えば、ポリスチレン、ハイインパクトポリスチレン、スチレン−無水マレイン酸共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体等のスチレン系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体等のオレフィン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のエステル系樹脂等を挙げることができる。これらの中でも弾性変形性を有するもの、つまりエラストマーが好ましく、エステル系エラストマーが発泡速度が非常に高い点で好ましい。
エステル系エラストマーには、東洋紡社製ペルプレン（ＰＥＬＰＬＥＮＥ）シリーズやバイロン（ＶＹＬＯＮ）シリーズが好適に使用できる。特に、ペルプレンシリーズを使用することが好ましい。

また、発泡粒子の基材に用いられる熱可塑性樹脂は、そのビカット軟化温度（Tb）が７０℃〜１５０℃であると発泡の容易さの点、及び加熱温度を低く保ちつつ加熱時間を短くできるためエネルギー効率に優れる点で好ましく、７０℃〜１３０℃であるとより好ましい。そしてまた、当該熱可塑性樹脂は、その融点が１００℃〜１７０℃であるとエネルギー効率の点で好ましく、１１０℃〜１６０℃であるとより好ましい。
発泡粒子に用いられる熱可塑性樹脂には、本発明の効果を阻害しない範囲で、他の樹脂が含まれていてもよい。

発泡粒子の基材となる熱可塑性樹脂は、他に、難燃剤、着色剤、帯電防止剤、展着剤、可塑剤、難燃助剤、架橋剤、充填剤、滑剤等を含んでいてもよい。
難燃剤としては、ヘキサブロモシクロドデカン、トリアリルイソシアヌレート６臭素化物等が挙げられる。
着色剤としては、カーボンブラック、グラファイト、酸化チタン等の無機顔料、フタロシアニンブルー、キナクリドンレッド、イソインドリノンイエロー等の有機顔料、金属粉、パール等の特殊顔料、染料等が挙げられる。
帯電防止剤としては、ポリオキシエチレンアルキルフェノールエーテル、ステアリン酸モノグリセリド等が挙げられる。
展着剤としては、ポリブテン、ポリエチレングリコール、シリコンオイル等が挙げられる。

また、前記発泡剤としては、沸点が熱可塑性樹脂の軟化点以下であって、常圧でガス状もしくは液状の有機化合物が適しており、例えば、プロパン、ブタン、ペンタン、シクロペンタン、シクロペンタジエン、ヘキサン、石油エーテル等の炭化水素、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、メチルエチルエーテル等の低沸点のエーテル化合物、炭酸ガス、窒素等の無機ガス等が用いられる。これらの発泡剤は、一種のみを使用してもよく、また、二種以上を併用してもよい。発泡剤の含有量としては、熱可塑性樹脂粒子質量に対して１〜２０質量％、好ましくは２〜１５質量％である。発泡剤の含有量が前記範囲内であると、発泡成形体の発泡倍率が高く軽量発泡体が得られやすく、さらに、発泡が安定しやすい。

更に、発泡粒子に不活性ガス又は空気（以下、不活性ガス等と称することがある）を含浸させて、発泡粒子の発泡力を向上させてもよい（内圧付与工程）。発泡力を向上させることにより、型内成形時に発泡粒子同士の融着性が向上し、発泡成形体は更に優れた機械的強度や長期寸法安定性を有する。なお、不活性ガスとしては、例えば、二酸化炭素、窒素、ヘリウム、アルゴン等が挙げられる。
発泡粒子に不活性ガス等を含浸させる方法としては、例えば、常圧以上の圧力を有する不活性ガス等雰囲気下に発泡粒子を置くことによって、発泡粒子中に不活性ガス等を含浸させる方法が挙げられる。発泡粒子は、型内に充填する前に不活性ガス等が含浸されてもよいが、発泡粒子を型内に充填した後に型ごと不活性ガス等雰囲気下に置くことで含浸されてもよい。なお、不活性ガスが窒素である場合、ゲージ圧（大気圧基準）０．０５〜２ＭＰａの窒素雰囲気中に発泡粒子を２０分〜２４時間に亘って放置してもよい。
発泡粒子に不活性ガス等が含浸している場合、発泡粒子が含む不活性ガス等の量は、０．０５〜１．５質量％が成形体において良好な外観及び融着率を得るという点で好ましく、０．１〜１．５質量％がより好ましく、０．１〜１．２質量％がより一層好ましい。ここで、当該量は、内圧付与前の発泡粒子の質量Ｗ１（ｇ）と、内圧付与後の不活性ガス等を含む発泡粒子の質量Ｗ２（ｇ）とから、次式により算出される。
発泡粒子が含むガス量（質量％）＝（（Ｗ２−Ｗ１）／Ｗ２）×１００

発泡粒子に不活性ガス等を含浸させた場合、発泡粒子をこのまま、型内にて加熱、発泡させてもよいが、発泡粒子を型内に充填する前に加熱、発泡させて、低嵩密度の発泡粒子とした上で型内に充填して加熱、発泡させてもよい。このような低嵩密度の発泡粒子を用いることによって、低密度の発泡成形体を得ることができる。
また、発泡粒子の製造時に、合着防止剤を用いた場合、発泡成形体の製造時に、合着防止剤が発泡粒子に付着したまま成形を行ってもよい。また、発泡粒子相互の融着を促進するために、合着防止剤を成形工程前に洗浄して除去してもよく、除去するかせずして成形時に融着促進剤としてのステアリン酸等を添加してもよい。

発泡粒子の形状は、特に限定されず、真球状、楕円球状（卵状）、円柱状、角柱状、ペレット状又はグラニュラー状等が挙げられる。発泡粒子の平均粒子径は１．０ｍｍ〜１０．０ｍｍが成形体の外観及び発泡粒子の充填性の点で好ましく、１．０ｍｍ〜５．０ｍｍがより好ましい。ここで、発泡粒子の平均粒子径は、２０個の発泡粒子の直径の最大値と最小値とを測定し、（最大値＋最小値）÷２から算出される値の平均値を意味する。

本発明の発泡樹脂成形体を製造する方法では、成形型４のキャビティ９内に熱可塑性樹脂を用いた発泡粒子を充填し、次の加熱工程（ａ）〜（ｄ）：
（ａ）第１の型及び第２の型に蒸気を供給する型加熱工程
（ｂ）第１の型側から第２の型側に蒸気を流通させる一方加熱工程
（ｃ）第２の型側から第１の型側に蒸気を流通させる逆一方加熱工程
（ｄ）第１の型及び第２の型に蒸気を供給してキャビティ内に蒸気を充満させる両面加熱工程
をこの順で実施して、該発泡粒子に蒸気を接触させて発泡成形体を製造するに際して、
工程（ａ）直後の第１の型及び第２の型におけるキャビティ面の平均温度が、各々、該熱可塑性樹脂のビカット軟化温度Tbより７０℃低い温度以上Tbより１５℃低い温度以下とする。

型加熱工程（ａ）では、第１の型及び第２の型の各々に蒸気を供給し、各々から排気する。図１に示した構成図で型加熱工程（ａ）の一例を示すと、凹型側調圧蒸気弁１２、凸型側調圧蒸気弁１７、凹型側ドレン弁１３及び凸型側ドレン弁１８を開き、凹型側調圧蒸気弁１２、及び凸型側調圧蒸気弁１７から蒸気を供給して、成形型４に蒸気を流す。

一方加熱工程（ｂ）では、蒸気が、第１の型側から供給され、キャビティを経由して第２の型側から排気される。図１に示した構成図で一方加熱工程（ｂ）の一例を示すと、凹型側調圧蒸気弁１２と凸型側ドレン弁１８を開き、凸型側調圧蒸気弁１７と凹型側ドレン弁１３を閉じて凹型２側から凸型３側に蒸気を流す。また、別の一例を示すと、凸型側調圧蒸気弁１７と凹型側ドレン弁１３を開き、凹型側調圧蒸気弁１２と凸型側ドレン弁１８を閉じて凸型３側から凹型２側に蒸気を流す。

逆一方加熱工程（ｃ）では、蒸気が、第２の型側から供給され、キャビティを経由して第１の型側から排気される。図１に示した構成図で逆一方加熱工程（ｃ）の一例を示すと、凸型側調圧蒸気弁１７と凹型側ドレン弁１３を開き、凹型側調圧蒸気弁１２と凸型側ドレン弁１８を閉じて凸型３側から凹型２側に蒸気を流す。また、別の一例を示すと、凹型側調圧蒸気弁１２と凸型側ドレン弁１８を開き、凸型側調圧蒸気弁１７と凹型側ドレン弁１３を閉じて凹型２側から凸型３側に蒸気を流す。

両面加熱工程（ｄ）では、蒸気が、第１の型及び第２の型から供給されてキャビティ内に蒸気を充満させる。図１に示した構成図で両面加熱工程（ｄ）の一例を示すと、凹型側調圧蒸気弁１２と凸型側調圧蒸気弁１７を開き、凹型側ドレン弁１３と凸型側ドレン弁１８を閉じて蒸気を供給し、次いで、凹型側ドレン弁１３及び凸型側ドレン弁１８を閉じ、保持された蒸気でキャビティ内に蒸気を充満させて成形型４内を保熱する。

本発明では、型加熱工程（ａ）直後の第１の型におけるキャビティ面の温度と第２の型におけるキャビティ面の温度との平均温度が、発泡粒子に用いられた熱可塑性樹脂のビカット軟化温度（Tb）より７０℃低い温度以上１５℃低い温度以下であり、好ましくは５０℃低い温度以上１５℃低い温度以下である。型加熱工程（ａ）直後の両型のキャビティ面の平均温度を前記範囲とすることによって、発泡粒子の融着不良又は発泡不良を抑制でき、融着及び外観に優れた発泡成形体を得ることができる。また、当該平均温度は、前記範囲且つ２５℃以上とすると発泡力の点で好ましい。

型加熱工程（ａ）直後とは、型加熱工程を終えて直ぐから１０秒程度以内である。また、キャビティ面とは、発泡粒子が充填されるキャビティ９に面した第１の型における表面と第２の型における表面である。キャビティ面の温度は、金型に取り付けたセンサーで測定できる。また、発泡粒子を充填せずに型加熱工程（ａ）を実施し、型加熱終了直後に金型を開き、放射温度計や熱伝対等の温度計測器を用いて迅速に測定した温度を、発泡粒子を充填した型加熱工程（ａ）直後のキャビティ面の温度とみなすこともできる。なお、温度測定方法によって測定温度に大きな差が生じる場合は、放射温度計（好ましくは、日置電機株式会社製 ＦＴ３７００）で測定した温度を本発明におけるキャビティ面の温度とする。

型加熱工程（ａ）では通常、型の一方から蒸気を供給し、対向側から排出するため、キャビティ面の蒸気供給側に近い部分と蒸気排出側に近い部分とでは、前者の蒸気の温度の方がやや高い。このため型加熱工程（ａ）直後のキャビティ面の温度も、蒸気供給側に近い部分と蒸気排出側に近い部分とでは、前者の温度がやや高くなる。
本発明では、第１の型のキャビティ面の蒸気供給側に近い部分の温度（Ｔｓ１）と蒸気排出側に近い部分の温度（Ｔｄ１）と、第２の型のキャビティ面の蒸気供給側に近い部分の温度（Ｔｓ２）と蒸気排出側に近い部分の温度（Ｔｄ２）とを測定し、これらの温度を合算し、４で除して得られる温度、つまり（Ｔｓ１＋Ｔｄ１＋Ｔｓ２＋Ｔｄ２）／４の式で算出される温度を、第１の型及び第２の型のキャビティ面の平均温度（Ｔａ）とする。

また、型加熱工程（ａ）において、第１の型のキャビティ面の平均温度、つまり（Ｔｓ１＋Ｔｄ１）／２で算出される温度（Ｔａ１）と、第２の型のキャビティ面の平均温度、つまり（Ｔｓ２＋Ｔｄ２）／２で算出される温度（Ｔａ２）との差は小さいほうが、第１の型と第２の型の各キャビティ面付近に存在する個々の発泡粒子の受ける温度差が小さくなり、発泡ムラ、融着ムラが低減されるため、好ましい。第１の型のキャビティ面の平均温度（Ｔａ１）と第２の型のキャビティ面の平均温度（Ｔａ２）の差は、好ましくは２０℃以下、より好ましくは１５℃以下である。

成形型加熱工程（ａ）は、キャビティ面の平均温度（Ｔａ）が前記範囲となる時間とすることが好ましい。他の（ｂ）〜（ｄ）の各加熱工程において、凹型２と凸型３に供給される蒸気の圧力が０．１０〜０．４０ＭＰaである場合、一方加熱工程（ｂ）は、５〜３０秒程度とすることが好ましい。逆一方加熱工程（ｃ）は、１〜３０秒程度とすることが好ましい。（ｄ）両面加熱工程は、５〜４０秒程度とすることが好ましい。

前記両面過熱工程（ｄ）の終了後、冷却水弁１５，２０を開いて冷却水を成形装置１内に導入し、凹型２と凸型３に向けて流し、型を冷却する水冷工程を行う。この水冷工程は、１〜３０秒程度とすることが好ましい。
前記水冷工程後、凹型側ドレン弁１３及び凸型側ドレン弁１８を開いて排水する（排水工程）。次いで、凹型側ドレン弁１３と凸型側ドレン弁１８、冷却水弁１５，２０を閉じ、真空弁１４，１９を開くことによって成形型４内を真空排気して凹型２と凸型３を放冷する（放冷工程）。この放冷は、２０〜１００秒程度とすることが好ましい。
また、水冷工程〜放冷工程を２サイクル以上（好ましくは２サイクル）実施することで、冷却効率を高めても良い。

放冷後、凹型２と凸型３とを離間する方向に移動させて型開きし、発泡成形体を取り出す。
その後、再び型閉めし、キャビティ９内に発泡粒子を充填し、前記各工程を繰り返し行うことができる。

本発明により製造される発泡成形体は融着率及び外観に優れる。また、発泡成形体の空隙率を７％以下とすることもできる。空隙率が低いと発泡成形体が長期寸法が安定しやすくなる。なお、空隙率は次のようにして求められる値である。
発泡成形体から、表皮なしで一部分を切り出し、切り出し片の外形寸法を測定して見掛け体積（Ｈ）を求める。次いで、その切り出し片を２３℃のエタノールに沈め、振動等を加えて切り出し片中の空気を除去した後に、エタノール液面上昇量から切り出し片の真の体積（Ｉ）を求める。次式により算出された値を空隙率（体積％）とする。
空隙率（体積％）＝（（Ｈ−Ｉ）／Ｈ）×１００

以下、実施例等を参照して本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに示された態様に限定されない。

＜発泡性粒子の調製＞
発泡粒子の基材となるエステル系エラストマー（「ペルプレンＰ−７５Ｍ」、東洋紡社製のポリブチレンテレフタレート系エラストマー、ビカット軟化温度１１０℃）１００質量部及び気泡調整剤としてのエチレンビスステアリン酸アミドを０．３質量部を押出機に投入して、口径１．０ｍｍの金型から溶融状態で押出し、押出された直後にカッターでカットして平均粒子径１．３ｍｍのペレットを得た。ビカット軟化温度の決定方法を以下に示す。

［ビカット軟化温度］
ビカット軟化温度はＩＳＯ３０６：２００４に準拠し、Ａ５０法で測定する。試験片に荷重１０Ｎをかけ、伝熱媒体を昇温速度５０℃／時で加熱し、針状圧子が試験片の表面から１ｍｍ進入したときの伝熱媒体の温度をビカット軟化温度とする。

内容積５Ｌの撹拌機付オートクレーブに、得られたペレット２０００ｇ、蒸留水２０００ｇ及び界面活性剤（ドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ水溶液：純分２５％品）３ｇを投入し、密閉した後、撹拌状態で発泡剤のブタン（ノルマルブタン：イソブタン＝７：３（容量比））４５０ｍＬを圧入した。次に、オートクレーブ内を１００℃まで昇温させた後、２時間加熱して、２５℃まで冷却した。冷却完了後にオートクレーブを除圧し、直ちに水で界面活性剤を洗浄し、脱水することで発泡性粒子を得た。発泡性粒子における発泡剤の含浸量は７質量％であった。

＜発泡粒子の調製＞
得られた発泡性粒子１．５ｋｇを、内容積４５Ｌの撹拌機付円筒型予備発泡機に投入し、撹拌しながら０．１１〜０．１５ＭＰａの水蒸気で加熱して発泡（予発泡）させ、発泡粒子を得た。発泡粒子の平均粒子径は２．３ｍｍ、嵩密度は０．１３０(ｇ／ｃｍ^３)であった。 発泡粒子を密閉容器内にいれ、この密閉容器内に圧縮空気を０．３ＭＰａの圧力で圧入して、常温にて１２時間以上保持して、発泡粒子内に圧縮空気を含浸（内圧付与）した発泡粒子を得た。発泡粒子における空気の含有量は１質量％であった。含有量の決定方法を以下に示す。

［発泡粒子の含有ガス量］
内圧付与前の発泡粒子の質量Ｗ１（ｇ）を計量した。次に、内圧付与後のガスを含む発泡粒子の質量Ｗ２（ｇ）を計量した。次式により発泡粒子の含有ガス量を算出した。
発泡粒子の含有ガス量（質量％）＝（（Ｗ２−Ｗ１）／Ｗ２）×１００

＜発泡成形体の製造＞
成形装置は、ＤＡＢＯ社製「ＤＢ−７４５９ＰＰ」を使用した。圧縮空気を含浸した発泡粒子を、凹型の金型と凸型の金型からなる一対の金型（３００ｍｍ×４００ｍｍ×厚み２０ｍｍ；角型箱状の魚箱を成形可能な金型）に充填した。充填完了後、型締めし、金型加熱、一方加熱、逆一方加熱、両面加熱の各工程を表１に示した条件で実施した。詳細には、０．２６ＭＰａの水蒸気を、金型加熱から両面加熱までの加熱時間が３０〜９０秒の間となるように調整しつつ金型の上部から送り込み、キャビティ内で発泡粒子を２次発泡させ、両面加熱終了の状態で、水冷（金型に水をかけ冷やす）工程、排水工程、真空放冷工程を経て、金型及び発泡成形体を十分に冷却してから型を開いて発泡成形体を取り出した。取り出した発泡成形体を５０〜７０℃のオーブン内に４時間以上静置して乾燥させ、内部水分などを逸散させた。金型加熱工程直後の金型のキャビティ面の温度を測定した結果を表１に示す。また、その測定方法を次に示す。

［金型温度］
発泡粒子を充填せずに、上記の＜発泡成形体の製造＞を金型加熱工程まで実施した。金型加熱終了直後に機器を停止させ、手動で金型を開放し、開放後１０秒以内に凸型、凹型それぞれの金型のキャビティ面の上部と下部の温度を放射温度計（日置電機株式会社製 ＦＴ３７００）を用いて測定した。

＜発泡成形体の評価＞
オーブンから取り出し常温で３時間以上静置した発泡成形体について、融着率、外観の評価を行った。また、実施例１の発泡成形体についてはさらに空隙率を評価した。結果を表１に示す。また、融着率の決定方法、外観の評価方法及び空隙率の決定方法を以下に示す。なお、融着率が４０％以下であると発泡成形体の長期寸法の不安定さを引き起こしうるため融着不良と判断できる。また、外観は粒子間のすき間が大きく、多ければデザイン性に劣るため外観不良と判断できる。

［発泡成形体の融着率］
発泡成形体（３００ｍｍ×４００ｍｍ×厚み２０ｍｍ）の表面に、一対の長辺の中心同士を結ぶ直線に沿ってカッターナイフで深さ約５ｍｍの切り込み線を入れた後、この切り込み線に沿って発泡成形体を２分割した。この２分割された発泡成形体の破断面の発泡粒子について、５０個以上の発泡粒子を含む任意の範囲を設定し、この範囲内において発泡粒子内で破断している発泡粒子数（ａ）と、発泡粒子同士の界面で破断している発泡粒子数（ｂ）を数え、下記式により融着率Ｆ（％）を算出した。
Ｆ（％）＝（ａ／（ａ＋ｂ)）×１００

［外観］
発泡成形体の表面における、粒子がすき間なく詰まっておらずくぼみとなっている部分（粒子間の間隙）を観察した。発泡成形体の表面の１００ｍｍ×１００ｍｍの範囲において、間隙の最大の長さが２ｍｍ以上のものの数を測定し、６個以上であれば外観不良と判断し、表１中では「×」として表し、５個以下であれば外観良好と判断し「○」として表した。
なお、間隙の最大の長さとは、くぼみの上面における任意の２点をとった場合に、２点間の直線距離が最も長くなる場合の当該距離である。

［発泡成形体の空隙率]
得られた発泡成形体から、表皮皮無しの直方体（８５ｍｍ×２５ｍｍ×１２．５ｍｍ）を４つ切り出し、サンプルとした。それぞれのサンプルの正確な寸法をノギスなどを使用して測定して合計し、見掛け体積（Ｈ）を測定した。
次いで、ガラス製メスシリンダー（内容積２００ｍＬ）中のエタノール（１２０ｍＬ；２３℃）中に、各サンプルを、金網等を使用して沈めた。ここに、軽い振動等を与えることにより発泡後の粒子間に存在している空気を除いた。エタノール中の金網等の道具の体積を考慮して、エタノールの液面上昇分より、サンプルの体積を測定した。４つのサンプルの真の体積を合計し、真の体積（Ｉ）を求めた。見掛け体積（Ｈ）と真の体積（Ｉ）とから次式により算出された値を空隙率（体積％）とした。
空隙率（体積％）＝（（Ｈ−Ｉ）／Ｈ）×１００

「両金型キャビティ面の平均温度」が「ビカット軟化温度」より１７．７５℃〜４５．７５℃低い（実施例１〜３）と、成形体の融着率が５０％以上且つ外観良好であった。また、実施例１の成形体の空隙率は６．２％と低く、長期寸法安定性優れていた。
一方、「両金型キャビティ面の平均温度」が「ビカット軟化温度」より１３．２５℃低い（比較例１）と、融着不良となり、「両金型キャビティ面の平均温度」が「ビカット軟化温度」より７３．５℃低い（比較例２）と、外観不良となった。
型加熱工程による型のキャビティ面の温度が高すぎると発泡成形体の融着率が不足し、該温度が低すぎると外観が不良となる結果であった。型加熱工程の温度は、第１の型のキャビティ面の温度と第２の型のキャビティ面の温度との平均温度が、熱可塑性樹脂のビカット軟化温度より７０℃低い温度以上１５℃低い温度以下となるように調整することによって、融着率、空隙率及び外観の点で優れた発泡成形体が得られることが確認された。

１…成形装置、２…凹型、３…凸型、４…成形型、５…凹型本体、６…フレーム、７…
凸型本体、８…フレーム、９…キャビティ、１０，１１…蒸気室、１２…凹型側調圧蒸気弁、１３…凹型側ドレン弁、１４，１９…真空弁、１５，２０…冷却水弁、１６，２１…圧力計、１７…凸型側調圧蒸気弁、１８…凸型側ドレン弁。

Claims (7)

1. 蒸気導入口が設けられた第１の型と第２の型とを合わせて形成されるキャビティに熱可塑性樹脂を用いた発泡粒子を充填し、次の加熱工程（ａ）〜（ｄ）：
   （ａ）第１の型及び第２の型に蒸気を供給する型加熱工程
   （ｂ）第１の型側から第２の型側に蒸気を流通させる一方加熱工程
   （ｃ）第２の型側から第１の型側に蒸気を流通させる逆一方加熱工程
   （ｄ）第１の型及び第２の型に蒸気を供給してキャビティ内に蒸気を充満させる両面加熱工程
   をこの順で実施して、該発泡粒子に蒸気を接触させて発泡成形体を製造する方法であって、
   工程（ａ）直後の第１の型のキャビティ面の温度と第２の型のキャビティ面の温度との平均温度が、該熱可塑性樹脂のビカット軟化温度Tbより７０℃低い温度以上Tbより１５℃低い温度以下である方法。
2. 前記平均温度が、各々、前記Tbより５０℃低い温度以上Tbより１５℃低い温度以下である請求項１に記載の方法。
3. 前記熱可塑性樹脂が熱可塑性エラストマーである請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記熱可塑性エラストマーがエステル系エラストマーである請求項３に記載の方法。
5. 前記発泡粒子がガスを０．１〜１．５質量％含有する請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
6. 前記発泡粒子の平均粒子径が１．０ｍｍ〜１０．０ｍｍである請求項１〜５のいずれかに記載の方法。
7. 前記発泡成形体の空隙率が７％以下である請求項１〜６のいずれかに記載の方法。

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