JP3739336B2

JP3739336B2 - 発泡体

Info

Publication number: JP3739336B2
Application number: JP2002140312A
Authority: JP
Inventors: 吏士志村; 斉河内
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 2002-05-15
Filing date: 2002-05-15
Publication date: 2006-01-25
Anticipated expiration: 2022-05-15
Also published as: JP2003326550A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、剛性を有する面に係合部が設けられた発泡体に関する。
【０００２】
本明細書全体を通して、進入方向とは、コアブロックを基準にして、これがキャビティを縮小させるようにキャビティのゲート部に向かって進む方向、すなわち図１０（ｂ）中の(61)の方向をいう。後退方向とはコアブロックがキャビティ容積を拡大するようにキャビティのゲート部から離れる向きに退く方向、すなわち図１０（ｂ）中の(62)の方向をいう。出退方向とは図１０（ｂ）中の矢印(61)(62)方向をいう。
【０００３】
【従来の技術】
従来、熱可塑性樹脂発泡体の製造方法としては、特公昭５１−８４２４号公報に、発泡剤を含む溶融樹脂を金型キャビティー内へ射出した後、一定量の発泡を行わせる所定ストローク分だけ金型を拡型して樹脂を発泡させる、いわゆるコアバック法が記載されている。コアバック法による発泡体は、発泡倍率の制御が容易である、スキン層と発泡層の領域がはっきりしており表面が綺麗で同重量の非発泡成形品に比較して剛性が大きい、といった特徴を有する。
【０００４】
また、特開平７−８０８８５号公報には、上記のようなコアバック法によって、金型表面側の冷却固化されたスキン層とその内部の発泡層とを有する発泡成形品を得るに当たり、拡型開始後の拡型速度を所定範囲に設定し、射出完了から拡型開始までの時間を所定範囲に設定し、または金型表面温度を所定範囲に設定することにより、発泡層の発泡倍率を適当なものとし、かつスキン層の表面状態を良好なものとすることができると記載されている。
【０００５】
しかし、特開平７−８０８８５号公報の方法のように、発泡倍率を高倍率化して例えばクッション性を持たせた場合、必然的に発泡成形品の剛性が不足する。同公報の方法では、クッション性と剛性を両立した発泡成形品を得る方法として、第１工程で剛性の大きい芯材層を成形しておき、第２工程で同層を発泡層とスキン層に積層する３層構造体の製造方法が示されている。しかし、この方法は、上記のように製造工程が２つに分かれ、生産性、コストの面から不利である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、発泡体を高倍率化してクッション性、断熱性、軽量化、浮遊性、吸音性等を高め、かつ、剛性を確保することを簡単な操作で実現することができる発泡体を提供することにある。
【０００７】
本発明のもう１つの課題は、他の部材に着脱自在に取付けることができる発泡体を提供するにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、片面に、該面に対して略垂直に、スキン層が断面Ｕ字状に湾曲されまたは断面Ｖ字状に折り返されてなる補強リブが設けられ、同面に凸形または凹形の係合部が設けられている発泡体である。
【０００９】
上記係合部は、高発泡倍率の部分に設けられてもよいし、非発泡部ないしは低発泡倍率の部分（以下、低発泡部という）に設けられてもよいが、係合部を発泡体に強固に固定するには後者が好ましい。
【００１０】
発泡体は、金型キャビティ容積の拡大縮小が可能である成形金型を用いて、金型の縮小状態キャビティ内に溶融した発泡性樹脂を充填した後、キャビティ容積を拡大することにより同樹脂を発泡させて、製造される。キャビティ容積を拡大縮小する方法は、特に限定されるものではないが、射出成形機の油圧機構もしくは外部の油圧装置と油圧ピストンにより金型のコアブロックをキャビティ拡大方向へ移動させる方法や、射出成形機の型開き機構を利用する方法などが挙げられる。
【００１１】
縮小キャビティ内に溶融樹脂を充満させると、樹脂充填物の金型表面部に非発泡のスキン層が成形される。次いで、スキン層が未固化状態である間に、コアブロックを後退させてその進入部を固定側型板から抜き出すと、キャビティ容積が拡大されることにより発泡性溶融樹脂が発泡すると共に、キャビティ周縁部に充填された樹脂部の内側においてスキン層が断面Ｕ字状またはＶ字状に湾曲され若しくは折り返され、補強リブが形成される。
【００１２】
図９は、平面方向に複数の同じ微細セル領域(54)を有する発泡体(53)を示す。このような発泡体を得るには、コアブロックを複数の分割片に分け、各分割片の進入部を固定側型板の１つの凹所内に進入させ、縮小状態にした各キャビティ区画内に同じ温度で発泡性樹脂の溶融物を充填してスキン層を成形した後、各分割片を各区画から同じタイミングおよび同じ速度で後退させる。こうして、平面方向に発泡倍率およびセル形態が同じである４つの微細セル領域(54)を有する発泡体(53)が得られる。(24)は前述したようにスキン層を断面Ｕ字状またはＶ字状に曲げて形成された補強リブである。このような発泡体は壁材等の住宅内装材、パレットなどの軽量パネルに好適に使用される。各分割片を各区画から独立に後退させるには、コアブロックの各分割片を別々の駆動装置で移動させる。
【００１３】
発泡体の片面に凸形または凹形の係合部を設けるには、例えば、実施例１において図３で示す成形金型を用いる。凸形または凹形の係合部の形状は、例えば、図４〜７に示すものであってよい。
【００１４】
本発明において用いられる熱可塑性樹脂は特に限定されるものではなく、例えば、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、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリブテン、塩素化ポリエチレン等のオレフィン系樹脂、ポリスチレン、スチレン−ブタジエン−スチレン共重合体、スチレン−イソプレン−スチレン系樹脂、ポリメチルアクリレート、エチレン−エチルアクリレート共重合体などのアクリル樹脂、ポリ塩化ビニル等の塩素系樹脂、ポリフッ化エチレン等のフッ素系樹脂、６−ナイロン、６６−ナイロン、１２−ナイロン等のポリアミド樹脂、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ポリエステル樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ケイ素樹脂、熱可塑性ウレタン、各種エラストマー等が挙げられる。
【００１５】
とりわけ、発泡に適した溶融張力もしくは伸張粘度を有するものが好ましく、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂、ポリ塩化ビニル等が好適に使用される。更に、ポリエチレン、ポリプロピレン等としては伸張粘度特性を調整した微架橋樹脂が好ましい。
【００１６】
これら樹脂は、単体で用いられても良いし、２種以上がアロイ、ブレンドまたはコンポジットされたものでも良い。
【００１７】
本発明において、発泡性樹脂は、溶融状態の樹脂に発泡剤を供給し含浸させたものである。
【００１８】
本発明で用いられる発泡剤は、樹脂と反応を起こさず、さらに樹脂を劣化するなどの悪影響を樹脂に及ぼさないもの、すなわち不活性なものであれば、特に限定されるものではなく、有機および無機系の熱分解型化学発泡剤または物理発泡剤が使用できる。
【００１９】
化学発泡剤としてはアゾ化合物、ヒドラジド化合物、ニトロソ化合物、セミカルバジド化合物、ヒドラゾ化合物、テトラゾール化合物、エステル化合物、重炭酸塩、炭酸塩、亜硝酸塩などが挙げられる。更に具体的には、アゾジカルボンアミド（ADCA）、イソブチロニトリル（AZDN）、ベンゼンスルホニルヒドラゾ（OBSH）、ジニトロペンタメチレンテトラミン（DPT ）、アゾビスイソブチロニトリル（AIBN）、Ｐ−トルエンスルホンヒドラジド（TSH ）、バリウムアゾジカルボキシレート（Ba−AC）等が挙げられる。
【００２０】
物理発泡剤は、脂肪族炭化水素、塩素化脂肪族炭化水素、ふっ素化脂肪族炭化水素、不活性ガスに大別される。脂肪族炭化水素としては、Ｃ₄ 〜Ｃ₇ の低
沸点溶剤、例えばｎ−プロパン、ｎ−ペンタン、ｎ−ヘキサン、ネオペンタン、これら炭化水素の異性体が例示される。塩素化脂肪族炭化水素としては、塩化メチル、塩化メチレン、トリクロルエチレン、ジクロルエタンが例示される。ふっ素化脂肪族炭化水素としては、トリクロルフルオロメタン（フレオン１１）、ジクロルテトラフルオロエタン（フレオン１１４）が例示される。不活性ガスとしては、炭酸ガス、窒素、アルゴン、ネオン、ヘリウム、酸素が例示される。これらは単独で使用されても良いし、２種以上併用されても良い。
【００２１】
本発明において、発泡性樹脂は、好ましくは、炭酸ガス、窒素、アルゴン、ネオン、ヘリウム、酸素等の不活性ガスからなる物理的発泡剤や、アゾジカルボンアミド（ADCA）、イソブチロニトリル（AZDN）等の化学発泡剤を単独でまたは２以上の組み合わせで含む樹脂である。水と特殊イソシアネートから生じる炭酸ガスを使う水発泡技術を適用して発泡性樹脂を得ることもできる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図により具体的に説明する。
【００２３】
参考例１
図１０(a) において、金型(2) は、固定側型板(21)と、コアブロック(221) と、可動側型板(23)とからなる。固定側型板(21)は雌型状であり、コアブロック(221) は固定側型板(21)の円形凹所内に入り込む円柱状の進入部(221a)を有する。固定側型板(21)の凹所内への進入部(221a)の進入によりキャビティ(31)が縮小状態にある時に、出退方向断面凹状の有底筒状キャビティ(31)が形成される。コアブロック(221) は、その進入部(221a)がキャビティ(31)内をその厚み方向（(61)または(62)）に出退自在なように、設けられている。
【００２４】
縮小キャビティ(31)は、上述のように、出退方向断面凹状の有底筒状をなすので、縮小キャビティ(31)内に溶融樹脂を充満させると、図１０(b) に示すように、樹脂層本体部(41)と筒状周辺部(32)とからなる出退方向断面凹状の有底筒状の充填樹脂層(40)が成形され、充填物の金型表面部に非発泡のスキン層が成形される。次いで、スキン層が未固化状態である間に、図１０(c) に示すように、コアブロック(221) を後退させてその進入部(221a)を固定側型板(21)の凹所から抜き出すと、キャビティ容積が拡大されることにより発泡性溶融樹脂が発泡すると共に、樹脂充填物の周辺筒状部内側においてスキン層が断面Ｕ字状またはＶ字状に湾曲され若しくは折り返され、補強リブ(24)が形成される。
【００２５】
実施例１
この実施例による熱可塑性樹脂発泡体は、断熱性を持った住宅内装材（壁材）、パレットなどの軽量パネルに好適に使用されるものである。
【００２６】
図１において、住宅内装材（壁材）を構成する長方形の発泡体(1) は、断熱性を必要とするため、３つの帯状の微細セル領域(2) を外面に長さ方向に設け、且つ、強度を必要とするため、各領域(2) の周囲部に補強リブ(24)を設けたものである。補強リブ(24)はスキン層を断面Ｕ字状またはＶ字状に曲げて形成されたものである。各微細セル領域(2) は３つのリング状の低発泡部(25)を長さ方向に等間隔で有し、これら低発泡部(25)の内側の微細セル領域(28)にそれぞれ凸形係合部(3) が設けられている。低発泡部(25)の内縁および外縁にはそれぞれリング状の補強リブ(26)(27)が設けられている。リング状の補強リブ(26)(27)もスキン層を断面Ｕ字状またはＶ字状に曲げて形成されたものである。
【００２７】
凸形係合部(3) は、図２に示すように、頭部(4) を有する一対の可撓片(5) がスリット(6) を介して対向するように、微細セル領域(28)に立設されたものである。
【００２８】
凸形係合部(3) の形成は、図３に示す金型を用いて行われる。図３(a) において、金型(102) は、固定側型板(121)と、コアブロック(221) と、可動側型板(123)とからなる。コアブロック(221) は凸形係合部形成用の凹陥部(103)を有し、かつスリット形成用の引抜き片(100)が凹陥部(103)から後退方向へ抜き出されるようになっている。引抜き片(100)が差し込まれた凹陥部(103) には凸形係合部形成用の樹脂(101)が充填されている。コアブロック(221) の進入部(221a)が固定側型板(121)と可動側型板(123) の間のキャビティ(131)に進入してキャビティが縮小状態にある時に、縮小キャビティ(131)内に溶融樹脂を充満させると、出退方向断面凹状の有底筒状の充填樹脂層(140)が成形され、充填物のコアブロック進入部表面部に非発泡のスキン層が成形される。次いで、スキン層が未固化状態である間に、図３(b) に示すように、コアブロック(221) を後退させてその進入端面を可動側型板(123) の端面と一致させると、キャビティ容積が拡大されることにより発泡性溶融樹脂が発泡して微細セル領域(28)が形成されると共に、コアブロック進入部表面部に形成されたスキン層が断面Ｕ字状またはＶ字状に湾曲され若しくは折り返され、リング状の補強リブ(26)が形成される。また、コアブロック(221) の凹陥部(103) に充填された樹脂から凸形係合部(3) が成形され、凸形係合部(3) は微細セル領域(28)の表面に熱融着一体化される。
【００２９】
次いで、図３(c) に示すように、凸形係合部(3) のスリット(6) から引抜き片(100) を抜き出し、最後に、図３(d) に示すように、非発泡条件下でコアブロック(221) をさらに後退させ、微細セル領域(28)に固着した凸形係合部(3) をコアブロック(221) の凹陥部(103)から抜き出す。こうして、発泡体(1) の微細セル領域(28)に凸形係合部(3) が設けられる。この形状の凸形係合部(3) は、図４に示すように、これを抱き込む形状の凹形係合部(7) に強制的に嵌込まれ、住宅内装材（壁材）を構成する長方形の発泡体(1) は凹形係合部(7) を有する相手方の部材(8) に着脱自在に取付けられる。
【００３０】
凸形係合部および凹形係合部の形状は、上記以外に、図５〜７に示すものであっても良い。図５の凸形係合部(73) はキノコ型のものであって、凹形係合部(77) は凸形係合部(73)に合致した形状の凹陥部を有する。図６の凸形係合部(83) は円柱型のものであって、凹形係合部(87) は凸形係合部(83) を緊密に収容する形状の有底円筒型のものである。図７の凸形係合部(93) は片側に係合頭部(94)を有する板状のものであり、相手方の部材(8) にも同じ形状の凸形係合部(93)が設けられ、これらが係合頭部(94)どうしで係合するものである。
【００３１】
実施例２
この実施例は本発明をブイに適用したものである。
【００３２】
図８において、ブイ(41)は浮遊性を必要とするために、ブイを構成する一対の半体(42)(43)の各内部に複数の微細セル領域(28)を設け、且つ、強度を必要とするため、微細セル領域(28)の縁部に、スキン層のＶ字状折り返しにより形成された補強リブ(24)を設けた。微細セル領域(28)および補強リブ(24)の形成方法は、基本的には実施例１で述べた方法と同じである。一方の半体(42)には、その対向面の低発泡部(44)に凹係合部(45) を形成し、他方の半体(43)の対向面にはその低発泡部(44)に凸形係合部(46) を設けた。
【００３３】
【発明の効果】
この発明によれば、発泡体を高倍率化してクッション性、断熱性、軽量化、浮遊性、吸音性等を高め、かつ、溝形状の補強リブにより剛性を確保した発泡体を提供することができる。
【００３４】
また、本発明による発泡体は、その係合部において他の部材に着脱自在に取付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１(a)は本発明による発泡体を示す斜視図、図１(b)は図１(a)中のｂ−ｂ線に沿う断面図である。
【図２】図２(a) は係合部の設置状態を示す発泡体の垂直断面図、図２(b) はその平面図である。
【図３】図３(a)(b)(c)(d) は成形金型を用いて微細セル領域に凸形係合部を設ける工程を示す垂直断面図である。
【図４】図４(a)は凸形係合部を示す垂直断面図、図４(b)はその平面図、図４(c)は凹形係合部を示す垂直断面図、図４(d)はその平面図である。
【図５】図５(a)は凸形係合部を示す垂直断面図、図５(b)はその平面図、図５(c)は凹形係合部を示す垂直断面図、図５(d)はその平面図である。
【図６】図６(a)は凸形係合部を示す垂直断面図、図６(b)はその平面図、図６(c)は凹形係合部を示す垂直断面図、図６(d)はその平面図である。
【図７】図７(a)は凸形係合部を示す垂直断面図、図７(b)はその平面図、図７(c)は凹形係合部を示す垂直断面図、図７(d)はその平面図である。
【図８】図８(a) はブイを示す斜視図、図８(b) はブイの分解状態を示す斜視図、図８(c) はブイの半体の垂直断面図である。
【図９】図９(a) は複数の微細セル領域を含む発泡体を示す斜視図、図９(b) は図９(a) 中のｂ−ｂ線に沿う断面図である。
【図１０】図１０(a)(b)(c) は成形金型を用いて補強リブを形成する工程を示す垂直断面図である。
【符号の説明】
(1)：発泡体
(2) (102) ：金型
(3) (73) (83) (93) ：凸形係合部
(7) (77) (87) ：凸凹形係合部
(21)(121)：固定側型板
(221) ：コアブロック
(221a)：進入部
(23)(123)：可動側型板
(24)(25)(26)：補強リブ
(28)：微細セル領域
(31)(131)：キャビティ

Claims

片面に、該面に対して略垂直方向に、スキン層が断面Ｕ字状に湾曲されまたは断面Ｖ字状に折り返されてなる補強リブが設けられ、同面に凸形または凹形の係合部が設けられていることを特徴とする発泡体。