JP2023005855A - 発泡成形体の製造方法および発泡成形体 - Google Patents

Abstract

【課題】発泡樹脂シートを膨張工程で所望肉厚に膨らませやすくする。【解決手段】発泡成形体の製造方法であって、溶融状態の発泡樹脂をスリットから押し出し、前記押し出された前記発泡樹脂を一対のローラーで挟んで延伸することによって、発泡樹脂シートを第１及び第２金型間に垂下させる工程と、前記発泡樹脂シートの厚さよりも大きい隙間が第１及び第２金型の間に設けられるように第１及び第２金型を近づけた状態で第１及び第２金型の両方によって前記発泡樹脂シートを減圧吸引することによって、前記発泡樹脂シートを前記隙間の厚さにまで膨張させる膨張工程と、を備える、方法が提供される。【選択図】図１

Description

本発明は、発泡成形体の製造方法および発泡成形体に関する。

特許文献１には、Ｔダイから押し出された発泡樹脂シートをローラーで延伸することにより厚みを調整する技術が開示されている。

特許第５４１０１３９号

発泡成形体の製造方法において膨張工程を伴うものがある。膨張工程では、減圧吸引により発泡樹脂シートを金型の隙間厚さにまで膨張させる。本願発明者は、ローラーによる延伸後の発泡樹脂シートに膨張工程を適用する試みを行った。その結果、厚肉の成形体の製造しやすさが向上するという予期しない技術的成果が得られた。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、発泡樹脂シートを膨張工程で所望肉厚に膨らませやすくするように改良された、発泡成形体の製造方法および発泡成形体を提供するものである。

本発明によれば、発泡成形体の製造方法であって、溶融状態の発泡樹脂をスリットから押し出し、前記押し出された前記発泡樹脂を一対のローラーで挟んで延伸することによって、発泡樹脂シートを第１及び第２金型間に垂下させる工程と、前記発泡樹脂シートの厚さよりも大きい隙間が第１及び第２金型の間に設けられるように第１及び第２金型を近づけた状態で第１及び第２金型の両方によって前記発泡樹脂シートを減圧吸引することによって、前記発泡樹脂シートを前記隙間の厚さにまで膨張させる膨張工程と、を備える、方法が提供される。

本願発明者の知見によれば、発泡樹脂シートの表と裏それぞれの表面状態がローラー延伸によって改善されるものと考えられる。表面状態が改善された発泡樹脂シートに減圧吸引が施されたことで、良好な膨張が得られやすくなったものと考えられる。

以下、本発明の種々の実施形態を例示する。以下に示す実施形態は互いに組み合わせ可能である。
好ましくは、前記スリットから押し出される前記溶融状態の前記発泡樹脂に繊維状フィラーを配合する。
好ましくは、前記発泡樹脂の繊維状フィラー配合量が３０質量％以上である。
好ましくは、発泡成形体の目付が９００ｇ／ｍ^２以上となるように前記スリットから前記発泡樹脂を押し出す。

本発明の別の観点によれば、繊維状フィラー配合量が３０質量％以上かつ一対のローラーで延伸された発泡樹脂シートを、減圧吸引で発泡倍率３倍以上に膨張させた、発泡成形体が提供される。

本発明の一実施形態の発泡成形体の製造方法で利用可能な発泡成形機１の一例を示す。 図１の第１及び第２金型２１，２２及び発泡樹脂シート２３の近傍の拡大断面図である。 図２の状態から、第１金型２１によって発泡樹脂シート２３を減圧吸引して、発泡樹脂シート２３を第１金型２１のキャビティ２１ｂに沿った形状に賦形した状態を示す断面図である。 図３の状態から金型２１，２２を互いに近接させた状態を示す図である。 図４の状態から、第２金型２２によって発泡樹脂シート２３を減圧吸引して発泡樹脂シート２３を金型２１，２２の間の隙間Ｇの厚さにまで膨張させた状態を示す図である。 図５の工程で得られたバリ２３ｂのついた発泡成形体２４を示す。 図６の状態からバリ２３ｂを除去した後の状態を示す。 実施例のサンプル２（目付８００ｇ／ｍ^２）の断面写真である。 実施例のサンプル２（目付８００ｇ／ｍ^２）の拡大断面写真である。

以下、本発明の実施形態について説明する。以下に示す実施形態中で示した各種特徴事項は、互いに組み合わせ可能である。また、各特徴事項について独立して発明が成立する。

１．発泡成形機１の構成
最初に、図１～図５を用いて、本発明の一実施形態の発泡成形体の製造方法の実施に利用可能な発泡成形機１について説明する。発泡成形機１は、樹脂供給装置２と、Ｔダイ１８と、金型２１，２２と、一対のローラー３２とを備える。樹脂供給装置２は、ホッパー１２と、押出機１３と、インジェクタ１６と、アキュームレータ１７を備える。押出機１３とアキュームレータ１７は、連結管２５を介して連結される。アキュームレータ１７とＴダイ１８は、連結管２７を介して連結される。
以下、各構成について詳細に説明する。

＜ホッパー１２，押出機１３＞
ホッパー１２は、原料樹脂１１を押出機１３のシリンダ１３ａ内に投入するために用いられる。原料樹脂１１は、ホッパー１２からシリンダ１３ａ内に投入された後、シリンダ１３ａ内で加熱されることによって溶融されて溶融樹脂になる。また、シリンダ１３ａ内に配置されたスクリューの回転によってシリンダ１３ａの先端に向けて溶融樹脂が搬送される。スクリューは、シリンダ１３ａ内に配置され、その回転によって溶融樹脂を混練しながら搬送する。スクリューの基端にはギア装置が設けられており、ギア装置によってスクリューが回転駆動される。シリンダ１３ａ内に配置されるスクリューの数は、１本でもよく、２本以上であってもよい。

実施の形態では、原料樹脂１１に繊維状フィラーが配合される。実施の形態では、一例として、繊維状フィラーはガラス繊維であり、具体的には長繊維つまりグラスファイバーである。繊維状フィラーの説明を含む材料配合等の詳細は、後ほど説明する。

＜インジェクタ１６＞
シリンダ１３ａには、シリンダ１３ａ内に発泡剤を注入するためのインジェクタ１６が設けられる。発泡剤の詳細は後述する。

＜アキュームレータ１７、Ｔダイ１８＞
原料樹脂１１と発泡剤と繊維状フィラーとが溶融混練されてなる発泡樹脂は、シリンダ１３ａの樹脂押出口から押し出され、連結管２５を通じてアキュームレータ１７内に注入される。アキュームレータ１７は、シリンダ１７ａとその内部で摺動可能なピストン１７ｂを備えており、シリンダ１７ａ内に発泡樹脂１１ａが貯留可能になっている。そして、シリンダ１７ａ内に発泡樹脂１１ａが所定量貯留された後にピストン１７ｂを移動させることによって、連結管２７を通じて発泡樹脂１１ａをＴダイ１８内に設けられたスリットから押し出して垂下させて発泡樹脂シート２３を形成する。

＜第１及び第２金型２１，２２＞
発泡樹脂シート２３は、第１及び第２金型２１，２２間に導かれる。図１～図５に示すように、第１金型２１には、多数の減圧吸引孔２１ａが設けられており、発泡樹脂シート２３を減圧吸引して第１金型２１のキャビティ２１ｂに沿った形状に賦形することが可能になっている。キャビティ２１ｂは、凹部２１ｃを有する形状になっており、凹部２１ｃを取り囲むようにピンチオフ部２１ｄが設けられている。第２金型２２には、多数の減圧吸引孔２２ａが設けられており、発泡樹脂シート２３を減圧吸引して第２金型２２のキャビティ２２ｂに沿った形状に賦形することが可能になっている。キャビティ２２ｂは、凹部２１ｃに入り込む形状の凸部２２ｃを有する形状になっており、凸部２２ｃを取り囲むようにピンチオフ部２２ｄが設けられている。なお、第２金型２２のキャビティ２２ｂが凹部を有する形状で、第１金型２１のキャビティ２１ｂが凹部に入り込む凸部を有する形状であってもよい。

＜一対のローラー３２＞
図１に示すように、一対のローラー３２はＴダイ１８の下側に配置されている。一対のローラー３２の間には、発泡樹脂シート２３が通過する隙間が形成される。一対のローラー３２は、一例として、枠体、ギア機構、動力機構、移動機構および隙間調整機構とともに提供されてもよい。枠体及びギア機構は一対のローラー３２を回転可能に支持する。

一対のローラー３２は、図示しない動力機構によって回転させられる。動力機構は、例えばモーターである。ギア機構が動力機構の動力を一対のローラー３２それぞれに伝達することで、一対のローラー３２の回転は同調する。移動機構は、枠体とともに一対のローラー３２を前後方向に移動させる機能を有する。移動機構の構造に限定はないが、電動シリンダ、油圧シリンダ及びエアシリンダの中で電動シリンダの移動精度が一番高く、次に油圧シリンダの移動精度が高いので、必要精度に応じて移動機構が選定されることが好ましい。隙間調整機構を制御することで、一対のローラー３２の相対距離（つまりこれらの間の隙間の大きさ）を変化させることができる。

２．発泡成形体の製造方法
ここで、図２～図７を用いて、本発明の一実施形態の発泡成形体の製造方法について説明する。本実施形態の方法は、押出工程と延伸工程と配置工程と膨張工程と仕上工程とを備える。以下、詳細に説明する。

２．１ 押出工程および延伸工程
アキュームレータ１７に貯留された発泡樹脂１１ａは、Ｔダイ１８のスリットから一定の押出速度で押し出される。押出の際には、後述の仕上げ工程後における発泡成形体２４（図７参照）の目付が例えば９００ｇ／ｍ^２以上となるようにＴダイ１８のスリットから発泡樹脂１１ａを押し出してもよい。発泡成形体２４の目付は、具体的には例えば、８００、８５０、９００、９５０、１０００、１０５０、１１００、１２００、１３００、１４００、１５００、あるいは２０００ｇ／ｍ^２であってもよく、ここで例示した数値の任意の一つ以上の値とされてもよく、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよい。

この際、Ｔダイ１８のスリット隙間を発泡樹脂シート２３の押し出しに併せて変動させることにより、ドローダウンの影響を最小限に抑えてもよい。つまり、ドローダウン現象により発泡樹脂シート２３の上方へ行くに従い自重により引き伸ばされて薄くなる肉厚に対して、スリット隙間を押出しの開始から徐々に広げて肉厚を発泡樹脂シート２３の上方ほど厚く押出すことで、発泡樹脂シート２３の上方から下方にわたって均一な厚みに調整することができる。

さらに、Ｔダイ１８から押出された発泡樹脂シート２３の押出速度に対して、一対のローラー３２の回転速度が調整される。具体的には、回転速度を変動させることで、Ｔダイ１８からの発泡樹脂シート２３の押出速度と一対のローラー３２による送り速度との間に差が生じる。この速度の差により、Ｔダイ１８と一対のローラー３２間で発泡樹脂シート２３を延伸させてシートの厚みを薄く調整することができる。以下の説明では、簡略化のため、発泡樹脂シート２３を一対のローラー３２で延伸させることを、単に「ローラー延伸」や「縦延伸」と称することがある。

実施の形態では、一対のローラー３２による延伸が施されることで、後述する膨張工程において、発泡樹脂シート２３を所望肉厚に膨らませることができる。すなわち、本願発明者がローラー延伸後の発泡樹脂シート２３に膨張工程を適用する試みを行ったところ、厚肉の成形体の製造しやすさが向上するという技術的成果が得られた。本願発明者の知見によれば、発泡樹脂シート２３の表と裏それぞれの表面状態がローラー延伸によって改善されると考えられる。表面状態の改善は、押圧による改善と冷却による改善とのうち少なくとも一方が含まれると考えられる。押圧による改善とは、ローラー延伸で発泡樹脂シート２３の表裏それぞれの面の気泡が押圧されることで、表面層が平滑化されることである。また、冷却による改善で良好な表面層がつくられると考えられる。すなわち、発泡樹脂シート２３よりもローラー３２が低温である場合には、ローラー３２が発泡樹脂シート２３の表裏それぞれに当たることで冷却による表面層がつくられると考えられる。このように表面状態が改善された発泡樹脂シート２３に減圧吸引が施されることで、良好な膨張が得られやすくなると考えられる。

図２には、ローラー３２の直前の厚さＴ_０と、ローラー３２の延伸直後で薄くされた厚さＴ_１とが模式的に図示される。これらの厚さの値にはＴ_０＞Ｔ_１の関係がある。一例として、目付８００ｇ／ｍ^２の場合にＴ_０＝２．０ｍｍがＴ_１＝１．６となるように延伸されてもよい。一例として、目付１０００ｇ／ｍ^２の場合にＴ_０＝２．５ｍｍがＴ_１＝２．０となるように延伸されてもよい。一例として、ローラー延伸後の厚さＴ_１が１．５～２．０ｍｍでもよく、延伸による潰し量（つまりＴ_０とＴ_１との差分）が１ｍｍ以下でもよい。「ローラー直後の厚さ／ローラー直前の厚さ」が、シート厚比Ｔ_１／Ｔ_０で表されてもよい。一例として、目付８００ｇ／ｍ^２の場合のシート厚比がＴ_１／Ｔ_０＝１．６／２．０＝０．８とされてもよい。一例として、目付１０００ｇ／ｍ^２の場合のシート厚比がＴ_１／Ｔ_０＝２．０／２．５＝０．８とされてもよい。実施の形態において、シート厚比Ｔ_１／Ｔ_０は、一例として０．８でもよく、０．７５～０．８５でもよく、あるいは０．７～０．９５でもよい。シート厚比Ｔ_１／Ｔ_０は、具体的には例えば、０．７、０．７５、０．８、０．８５、０．９、または０．９５であってもよく、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよい。ローラー延伸による潰し量は微小または極微小であってもよく、この場合のシート厚比Ｔ_１／Ｔ_０は０．９５～０．９９でもよく、この場合には潰し量を抑制してローラー３２が発泡樹脂シート３２に接することによるシート表面冷却を重視してもよい。実施の形態の「ローラー延伸」には、ここで例示した各種の態様が含まれる。

ローラー３２は、図示しないローラー冷却装置で一定温度となるように冷却されてもよい。冷却されたローラー３２の温度は、ローラー３２の直前における発泡樹脂シート２３の温度よりも低い。冷却されたローラー３２の温度は、一例として、８０℃である。しかしこれに限定されず、７５～８５℃でもよく、７０～９０℃でもよい。ローラー冷却装置の冷媒に限定はない。ただし、一例として冷却装置が水冷である場合には、１００℃を超える比較的高温範囲でローラー３２の冷却制御をしようとすると、冷却水への加圧が必要になるなどの煩雑さがある。そこで、１００℃未満に定めた一定の冷却温度範囲に収まるようにローラー３２が冷却されてもよい。

２．２ 配置工程
この工程では、図１及び図２に示すように、溶融状態の発泡樹脂をＴダイ１８のスリットから押し出して垂下させて形成した１枚の発泡樹脂シート２３を金型２１，２２間に配置する。本実施形態では、Ｔダイ１８から押し出された発泡樹脂シート２３をそのまま使用するダイレクト真空成形が行われるので、発泡樹脂シート２３は、成形前に室温にまで冷却されて固化されることがなく、固化された発泡樹脂シート２３が成形前に加熱されることもない。また、本実施形態の発泡樹脂シート２３は、スリットから押し出された直後は全体がほぼ均一の温度であり、垂下されている間に大気によって表面から徐々に冷却されるものである。そして、発泡樹脂シート２３の厚さ方向の中央に向かうほど大気による冷却の影響を受けにくくなるので、本実施形態の発泡樹脂シート２３は、厚さ方向の中央に向かうほど温度が上昇して粘度が低くなるという性質を有する。発泡樹脂シート２３の肉厚は、特に限定されないが、例えば、０．５～５ｍｍであり、好ましくは、１～３ｍｍである。この肉厚は、具体的には例えば、０．５、１、１．５、２、２．５、３、３．５、４、４．５、５ｍｍであり、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよい。

２．３ 膨張工程
この工程では、図３～図５に示すように、発泡樹脂シート２３の厚さよりも大きい隙間Ｇが金型２１，２２の間に設けられるように金型２１，２２を近づけた状態で金型２１，２２の両方によって発泡樹脂シート２３を減圧吸引することによって、発泡樹脂シート２３を隙間Ｇの厚さにまで膨張させる。

本実施形態では、金型２１，２２にピンチオフ部２１ｄ，２２ｄが設けられており、ピンチオフ部２１ｄ，２２ｄが当接するまで金型２１，２２を近接させると、ピンチオフ部２１ｄ，２２ｄで囲まれる空間が密閉空間Ｓ（図４参照）となる。発泡樹脂シート２３のうち密閉空間Ｓ内にある部位２３ａが発泡成形体２４となる（図５参照）。一方、発泡樹脂シート２３のうち密閉空間Ｓ外にある部位はバリ２３ｂとなる。

金型２１，２２のキャビティ２１ｂ，２２ｂは、発泡樹脂シート２３のうち発泡成形体２４となる部位（つまり、密閉空間Ｓ内にある部位）の全体に渡って、金型２１，２２の間の隙間Ｇが略一定となるように構成されている。この状態で金型２１，２２によって発泡樹脂シート２３を減圧吸引すると発泡樹脂シート２３が隙間Ｇの厚さに膨張して発泡成形体２４が形成される。なお、ピンチオフ部２１ｄ，２２ｄは、必須の構成ではなく、金型２１，２２の間に隙間Ｇが形成されるように金型２１，２２を非接触で近接させてもよい。但し、ピンチオフ部２１ｄ，２２ｄを当接させて密閉空間Ｓを形成した状態で金型２１，２２による減圧吸引を行うと密閉空間Ｓ内の圧力が低下されやすいので、発泡樹脂シート２３が膨張されやすいというメリットがある。

隙間Ｇの厚さは、特に限定されないが、発泡樹脂シート２３の厚さの１．１～３．０倍であってもよい。（隙間Ｇの厚さ）／（発泡樹脂シート２３の厚さ）は、具体的には例えば、１．１、１．２、１．３、１．４、１．５、１．６、１．７、１．８、１．９、２．０、２．１、２．２、２．３、２．４、２．５、２．６、２．７、２．８、２．９、３．０であり、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよい。

金型２１，２２による減圧吸引は、第１金型２１による減圧吸引を先に開始してもよく、第２金型２２による減圧吸引を先に開始してもよく、金型２１，２２による減圧吸引を同時に開始してもよい。また、第１金型２１による減圧吸引を先に停止してもよく、第２金型２２による減圧吸引を先に停止してもよく、金型２１，２２による減圧吸引を同時に停止してもよい。金型２１，２２による減圧吸引は、金型２１，２２を近接させる前に開始してもよく、近接させた後に開始してもよい。

金型２１，２２の両方によって発泡樹脂シート２３を減圧吸引すると、発泡樹脂シート２３の発泡が促進されて発泡樹脂シート２３が膨張する。発泡樹脂シート２３は厚さ方向の中央付近での粘度が最も低い（流動性が最も高い）ので、厚さ方向の中央付近での発泡が特に促進されて発泡樹脂シート２３が膨張する。その結果、厚さ方向の中央付近の層（中央層）に平均的に径の大きい気泡が存在し、表と裏それぞれの表面近傍にある表面層に平均的に径の小さい気泡が存在するという構成の発泡成形体２４が得られる。このような発泡成形体２４は、平均的に大きい気泡を含む中央層が、平均的に小さい気泡で構成された表面層で挟まれたサンドイッチ構造となっているために、軽量且つ高剛性である。

膨張工程は、好ましくは、第１吸引工程と、金型近接工程と、第２吸引工程をこの順で実行することによって行う。第１吸引工程では、図３に示すように、第１金型２１により発泡樹脂シート２３を減圧吸引して発泡樹脂シート２３を第１金型２１のキャビティ２１ｂに沿った形状に賦形する。金型近接工程では、図４に示すように、隙間Ｇが金型２１，２２の間に設けられるように金型２１，２２を近接させる。第２吸引工程では、図５に示すように、金型２１，２２により発泡樹脂シート２３を減圧吸引することによって発泡樹脂シート２３を隙間Ｇの厚さにまで膨張させる。

金型２１，２２を近接させた後に金型２１，２２による減圧吸引を開始すると、発泡樹脂シート２３が賦形される前に発泡樹脂シート２３が金型２２の凸部２２ｃに当接してしまう。通常は、金型２１，２２の温度は発泡樹脂シート２３の温度よりも低いので、発泡樹脂シート２３が金型２２の凸部２２ｃに当接すると発泡樹脂シート２３が冷却されてその粘度が上昇し、金型２１，２２のキャビティ２１ｂ，２２ｂへの追従性が悪化する。一方、第１吸引工程と、金型近接工程と、第２吸引工程をこの順で実行することによって膨張工程を行う場合、発泡樹脂シート２３が第１金型２１のキャビティ２１ｂに沿った形状に賦形される前に発泡樹脂シート２３が金型２１，２２に接触することが最小限に抑えられるので、発泡樹脂シート２３の粘度が上昇することが抑制され、発泡樹脂シート２３を金型２１，２２のキャビティに高精度に追従させることができる。

２．４ 仕上げ工程
膨張工程の後、金型２１，２２を開いて、図６に示すように、バリ２３ｂのついた発泡成形体２４を取り出し、バリ２３ｂを切除して、図７に示す発泡成形体２４が得られる。

以上のように、本実施形態の製造方法によれば、発泡樹脂シート２３の肉厚が大きい場合でも発泡樹脂シート２３を金型のキャビティに高精度に追従させることができ、かつ軽量且つ高剛性である発泡成形体２４を製造することができる。加えて、実施の形態では、発泡樹脂シート２３を膨張工程で所望肉厚に膨らませやすくするために、一対のローラー３２による延伸が行われる。一対のローラー３２での延伸によって発泡樹脂シート２３の表裏の表面状態が改善されるとともに、表面状態が改善された発泡樹脂シート２３の表裏面に減圧吸引が施されることで、良好な膨張が得られると考えられる。発泡樹脂シート２３を膨張工程で所望肉厚および所望倍率まで膨らませることができるので、軽量且つ高剛性の発泡成形体２４を製造できる。

また、実施の形態では発泡樹脂１１ａが繊維状フィラーを含んでいるので、発泡成形体２４の剛性が向上する。加えて、実施の形態の製造方法では、繊維状フィラーの配合量を多くできる利点もある。詳しくは後ほど実施例で説明するが、本願発明者は、繊維状フィラー配合の発泡樹脂シート２３に膨張工程を適用するにあたり、エキスパンダーで保持および横延伸して成形する比較実験を行っている。比較実験において、エキスパンダーを使用した場合には、ガラス繊維配合量を増加させていくと、ある時点で成形不可能となることが判明している（実施例のサンプル８）。成形不可能の理由は、ドローダウンでシートが落下するからである。その一方で、一対のローラー３２で延伸を施した場合には、ガラス繊維配合量を増加させても膨張工程を良好に実施できるという知見が得られている（実施例のサンプル１、２）。つまり、実施の形態のようにローラー延伸を施してから膨張工程を実施することで、繊維状フィラー配合量を増大できる利点がある。

さらに、実施の形態では、ローラー延伸を施すことで、繊維状フィラー配合量を一定以上増加させても発泡倍率が確保される利点がある。詳しくは後ほど実施例で説明するが、実施例のサンプル７（エキスパンダー使用）では、ガラス繊維配合量が３０質量％としたときに発泡倍率が２倍程度しか得られない。これに対し、実施例のサンプル１、２ではガラス繊維配合量が３０％程度の場合でも３倍程度の発泡倍率を得ることができている。つまり、実施の形態のようにローラー延伸を施してから膨張工程を実施することで、繊維状フィラー配合量の増加と発泡倍率の確保とを両立させられる利点がある。

３．材料配合等について
（樹脂材料）
図１の原料樹脂１１の形態は、特に限定されないが、通常は、ペレット状である。原料樹脂１１は、例えばポリオレフィンなどの熱可塑性樹脂であり、ポリオレフィンとしては、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン－プロピレン共重合体及びその混合物などであってもよい。

（発泡剤）
図１でインジェクタ１６から注入される発泡剤は、物理発泡剤、化学発泡剤、及びその混合物が挙げられる。物理発泡剤としては、空気、炭酸ガス、窒素ガス、水等の無機系物理発泡剤、およびブタン、ペンタン、ヘキサン、ジクロロメタン、ジクロロエタン等の有機系物理発泡剤、さらにはそれらの超臨界流体を用いることができる。超臨界流体としては、二酸化炭素、窒素などを用いて作ることが好ましく、窒素であれば臨界温度－１４９．１℃、臨界圧力３．４ＭＰａ以上、二酸化炭素であれば臨界温度３１℃、臨界圧力７．４ＭＰａ以上とすることにより得られる。化学発泡剤としては、酸（例：クエン酸又はその塩）と塩基（例：重曹）との化学反応により炭酸ガスを発生させるものが挙げられる。化学発泡剤は、インジェクタ１６から注入する代わりに、ホッパー１２から投入してもよい。

（繊維状フィラー）
実施の形態では、繊維状フィラーの一例であるグラスファイバーを原料樹脂１１に配合する。実施の形態において繊維状フィラーを配合する目的の一つは、発泡成形体２４の剛性を上げることである。この観点から、繊維状フィラーは任意材料および任意長さの「不溶繊維」を用いることができる。不溶繊維は、発泡成形工程において溶融して消失することがない繊維であり、無機繊維であることが好ましく、ガラス繊維又は炭素繊維であることがさらに好ましい。例えば、繊維状フィラーは、短繊維であるグラスウールでもよく、炭素繊維でもよく、あるいは任意の複合材料繊維でもよい。

繊維状フィラーは、そのまま投入してもよいが、取扱いの容易性の観点から繊維状フィラーを含むマスターバッチの形態にして投入してもよい。繊維状フィラーの配合量は、３０質量％以上であってもよい。この場合、発泡成形体２４の剛性向上が著しい。繊維状フィラーの配合量は、具体的には例えば、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８、３９、４０質量％であってもよい。繊維状フィラーの配合量は、発泡具合や成形性などを阻害しない範囲で、４１質量％以上の１％刻みで増加させた任意の質量％であってもよい。繊維状フィラーの配合量は、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよい。

発泡成形体中での繊維状フィラーの平均長さは、例えば５０～５００μｍであり、７０～１２０μｍであってもよい。具体的には例えば、５０、７０、１００、１２０、１５０、２００、２５０、３００、３５０、４００、４５０、５００μｍであり、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよい。発泡成形体中での繊維状フィラーの平均直径は、例えば１～３０μｍであり、具体的には例えば、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０μｍであり、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよい。発泡成形体中での繊維状フィラーの平均アスペクト比は、例えば３～１００であり、５～２５が好ましく、具体的には例えば、３、５、１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５、９０、９５、１００であり、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよい。

発泡成形体中での繊維状フィラーの平均長さ、平均直径、及び平均アスペクト比は、発泡成形体の断面において、（発泡成形体の厚さ）×（発泡成形体の厚さの２倍）で構成される画像を切り出し、その画像内で視認できる長さ３０～１０００μｍである繊維を全てピックアップし、各繊維について長さ、直径、及びアスペクト比（長さ／直径）を測定して、測定値を算出平均することによって算出することができる。

ペレットの状態での繊維状フィラーの平均長さは、例えば１～１０ｍｍであり、２～５ｍｍが好ましく、具体的には例えば、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０ｍｍであり、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよい。ペレットの状態での繊維状フィラーの平均直径は、発泡成形体中での繊維状フィラーの平均直径と同様である。ペレットの状態での繊維状フィラーの平均アスペクト比は、例えば１００～２０００であり、具体的には例えば、１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、９００、１０００、１１００、１２００、１３００、１４００、１５００、１６００、１７００、１８００、１９００、２０００であり、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよい。ペレットの状態での繊維状フィラーの平均長さ、平均直径、及び平均アスペクト比は、ペレットの表面で観察される繊維状フィラーをランダムに１０本抜き出し、各繊維について長さ、直径、及びアスペクト比を測定して、測定値を算出平均することによって算出することができる。

４．用途
発泡成形体２４は、軽量且つ高剛性であるために、そのような物性が好適である種々の用途に利用可能である。一例として、発泡成形体２４は、例えば自動車用のフロアアンダーカバー等の比較的、長くて大きな部品に好適に使用されてもよい。

発泡成形体２４の片面又は両面に不織布などの通気性部材で構成された表皮材を設けてもよい。表皮材は、図２の状態で、発泡樹脂シート２３と金型２１の間と、発泡樹脂シート２３と金型２２の間の一方又は両方に配置した状態で、上記と同様に金型２１、２２によって発泡樹脂シート２３の減圧吸引を行うことによって、発泡成形体２４の片面又は両面に一体成形することができる。

発泡成形体２４は、他の用途として、例えば、ドアトリムや天井材などの自動車用内装部材、ラゲッジフロアボード等のボード類、ダクト、エンジンアンダーカバー等に利用されてもよい。発泡成形体２４を自動車用内装部材として利用する場合、発泡成形体２４の片面に表皮材を一体成形することが好ましい。例えば、従来技術では、天井材は、ポリウレタンのシートに表皮材を接着剤等で貼着していたが、本発明によれば、表皮材を発泡成形体２４に一体成形することができるので、表皮材を貼着する手間を省くことができると共に、接着剤を用いずにアンカー効果（樹脂が表皮材に滲み込むことによって表皮材が樹脂に固定される効果）によって表示材を発泡成形体２４に固定することができる。

５．変形例
実施の形態では繊維状フィラーを配合しているが、本発明はこれに限られない。変形例として、原料樹脂１１に繊維状フィラーが配合されなくともよいし、繊維状フィラー配合量が少なくともよい。繊維状フィラーの配合が無いか或いは少ないとしても、一対のローラー３２が発泡樹脂シート２３の表面状態を改善することができ、表面状態の改善効果が膨張工程（図３～５参照）に寄与するからである。この観点から、繊維状フィラー配合量は、０質量％でもよく、例えば１～１０質量％であってもよく、２～５質量％などでもよい。

図１に示す発泡成形機１で、図２～図７の工程を経て、表１のＮｏ．１～８の各発泡成形体サンプル（以下、サンプル１～８とも称す）を作成した。サンプル１～８は、実施例であるサンプル１、２と、比較例であるサンプル３～８とを含む。サンプル１、２はローラー延伸を施したものであり、作製時においてローラー３２は発泡樹脂シート３２よりも低い温度とされた。表１は、各サンプルに弾性勾配（曲げ弾性勾配）の評価を行った結果を示す。図８は、サンプル１（目付８００ｇ／ｍ^２）の断面写真を示す。図８の領域Ａを拡大したものが図９である。

使用した材料は下記のとおりである。
ポリプロピレン樹脂：ポレアリス社（Ｂｏｒｅａｌｉｓ ＡＧ）製、商品名「Ｄａｐｌｏｙ ＷＢ１４０」
ポリプロピレン樹脂：住友化学工業株式会社製ＡＷ５６４
ガラス繊維：旭ファイバーガラス製社製、ＧＦＰＰ－ＭＧ６０
化学発泡剤：商品名ハイドロセロールＣＦ４０Ｅ－Ｊ
高濃縮カーボンマスターバッチ：ＰＥＸ９９９０１８

表１のサンプル１、２、７、８は、「ＰＰ＋ＧＦ（ＧＦ量３０％）」であり、これは樹脂とガラス繊維とを含む成形体材料全体の合計１００質量％に対して、ガラス繊維（ＧＦ）が３０質量％配合されたものである。具体的には、このサンプル１、２、７、８は、「ＷＢ１４０／ＧＦＰＰ－ＭＧ６０／ＣＦ４０Ｅ－Ｊ／ＰＥＸ９９９０１８＝５０／５０／１／１」の比率で各材料を配合したものである。なお、ＧＦＰＰ－ＭＧ６０は６０質量％程度のグラスファイバーを含んでいる。

表１のサンプル３、４は、「ニートＰＰ」である。ニートＰＰは、「ＷＢ１４０／ＡＷ５６４／ＣＦ４０Ｅ－Ｊ／ＰＥＸ９９９０１８＝６０／４０／１／１」の比率で各材料を配合した。ニートＰＰにはガラス繊維が含まれていない。

表１のサンプル５、６は、「ＰＰ＋ＧＦ（ＧＦ量２０％）」であり、これは樹脂とガラス繊維とを含む成形体材料全体の合計１００質量％に対して、ガラス繊維（ＧＦ）が２０質量％配合されたものである。具体的には、このサンプル５、６は、「ＷＢ１４０／ＡＷ５６４／ＧＦＰＰ－ＭＧ６０／ＣＦ４０Ｅ－Ｊ／ＰＥＸ９９９０１８＝６０／１０／３０／１／１」の比率で各材料を配合したものである。なおＧＦ量２０％は「約２０質量％」を表しており、正確には１８質量％程度である。

弾性勾配の評価は、ＪＩＳ Ｋ ７１７１に準じて行った。ＭＤ弾性勾配とは、ＭＤ方向の弾性勾配である。ＭＤ方向は、つまり発泡樹脂シート２３の押出方向であり、縦方向とも称す。ＴＤ弾性勾配とは、ＴＤ方向の弾性勾配である。ＴＤ方向は、ＭＤ方向と交差する横方向である。

実施の形態のごとくローラー延伸を施したサンプル１、２を見ると、サンプル１では肉厚が２．４ｍｍで発泡倍率３．３が得られ、サンプル２では肉厚２．８ｍｍで発泡倍率３．１が得られている。このように繊維状フィラー配合下でも発泡樹脂シート２３を発泡倍率３倍以上で膨張させることができた。一方、サンプル７、８はエキスパンダーで横延伸をしたものであるが、サンプル７は高い発泡倍率が得られずに肉厚が出ず、サンプル８はドローダウンで発泡樹脂シート２３が落下し成形不可能であった。

表１でサンプル３、４（ニートＰＰ）とサンプル１、２、５、６（繊維状フィラーとしてガラス繊維を配合）とを比較すると、繊維状フィラーの配合でＭＤ弾性勾配が向上した。

剛性向上のために、繊維状フィラー配合量をある程度以上（例えば３０質量％以上）にしたい。この点に関し、サンプル７、８のエキスパンダー使用では上手く行かずに、ローラー３２による延伸をつかったサンプル１、２ではじめて、配合量３０質量％のサンプルを作製できた。

サンプル１は、目付が８００ｇ／ｍ^２となるようにＴダイ１８のスリットから発泡樹脂１１ａを押し出すことで作製された。サンプル２は、目付が１０００ｇ／ｍ^２となるようにＴダイ１８のスリットから発泡樹脂１１ａを押し出すことで作成された。サンプル１、２を比較すると、目付の増加に伴ってＭＤ弾性勾配に顕著な剛性向上が見られた。ローラー延伸と膨張工程と繊維状フィラー配合とを組み合わせつつ、一定以上の目付が得られるように発泡樹脂の押し出しを行うと、ＭＤ弾性勾配が顕著に向上した発泡成形体が得られるという技術的知見が得られた。サンプル１よりも目付を大きくする観点で、例えば目付が９００ｇ／ｍ^２以上となるように発泡樹脂１１ａの押出を行うことで、ＭＤ弾性勾配が顕著に向上すると考えられる。

１ ：発泡成形機
２ ：樹脂供給装置
１１ ：原料樹脂
１１ａ ：発泡樹脂
１２ ：ホッパー
１３ ：押出機
１３ａ ：シリンダ
１６ ：インジェクタ
１７ ：アキュームレータ
１７ａ ：シリンダ
１７ｂ ：ピストン
１８ ：Ｔダイ
２１ ：金型（第１金型）
２１ａ ：減圧吸引孔
２１ｂ ：キャビティ
２１ｃ ：凹部
２１ｄ ：ピンチオフ部
２２ ：金型（第２金型）
２２ａ ：減圧吸引孔
２２ｂ ：キャビティ
２２ｃ ：凸部
２２ｄ ：ピンチオフ部
２３ ：発泡樹脂シート
２３ａ ：部位
２３ｂ ：バリ
２４ ：発泡成形体
２５，２７ ：連結管
３２ ：ローラー
Ｇ ：隙間
Ｓ ：密閉空間

Claims (5)

1. 発泡成形体の製造方法であって、
   溶融状態の発泡樹脂をスリットから押し出し、前記押し出された前記発泡樹脂を一対のローラーで挟んで延伸することによって、発泡樹脂シートを第１及び第２金型間に垂下させる工程と、
   前記発泡樹脂シートの厚さよりも大きい隙間が第１及び第２金型の間に設けられるように第１及び第２金型を近づけた状態で第１及び第２金型の両方によって前記発泡樹脂シートを減圧吸引することによって、前記発泡樹脂シートを前記隙間の厚さにまで膨張させる膨張工程と、
   を備える、方法。
2. 請求項１に記載の方法であって、
   前記スリットから押し出される前記溶融状態の前記発泡樹脂に繊維状フィラーを配合した、方法。
3. 請求項２に記載の方法であって、
   前記発泡樹脂の繊維状フィラー配合量が３０質量％以上である、方法。
4. 請求項３に記載の方法であって、
   発泡成形体の目付が９００ｇ／ｍ^２以上となるように前記スリットから前記発泡樹脂を押し出す、方法。
5. 繊維状フィラー配合量が３０質量％以上かつ一対のローラーで延伸された発泡樹脂シートを、減圧吸引で発泡倍率３倍以上に膨張させた、発泡成形体。

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