JP3791766B2 - 中空発泡成形体の製造方法及び中空発泡成形体 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発泡パリソンをブロー成形することにより中空発泡成形体を製造する方法と、該方法によって得られる成形体であって、自動車部品、容器、電化製品部材等に好適に用いられる中空発泡成形体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、中空発泡成形体の製造は、ソリッドの熱可塑性樹脂についてのブロー成形方法を応用することにより行われてきた。
【０００３】
上記ソリッドの熱可塑性樹脂のみからなる中空発泡成形体の製造法は、押出機から押出された筒状のパリソンを二つの金型で挟み、内部に空気を吹込んで金型形状に対応した形状を付与することにより、中空発泡成形体を得る方法である。パリソンがソリッドの熱可塑性樹脂のみからなる場合、成型時にパリソンの体積が増大するという現象は起きない。従って、金型内面の周長より小さい周長のパリソンを押出し、金型を閉鎖してパリソンの下部等を塞いだ後、パリソン内部に加圧気体を吹込んでパリソンを拡張することにより、成型品に金型内面に対応する形状を容易に付与することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、中空発泡成形体の製造に上記ソリッド樹脂のブロー成形方法をそのまま応用すると、発泡層が破壊されるという問題が発生する。即ち、中空発泡成形体製造用の発泡パリソンは発泡層を有するので、発泡パリソン内部に高圧の気体を吹き込むと、その圧力によって発泡層が押しつぶされ、目的の密度を有する発泡層を得られなかったり、発泡パリソンが拡張される際に気泡が過度に引き伸ばされるので、気泡膜が損傷し、良好な発泡層を形成することができない等という問題が発生する。
【０００５】
この発泡層が破壊されるという問題を解消するために、図７（ａ）に示すように、金型を閉鎖する前に発泡パリソン３１を極端に拡張しなくても目的とする形状の成形品を得ることができる程度まで発泡させてから、図７（ｂ）に示すように、金型３２ａと金型３２ｂとを型締めして、金型３２ａと金型３２ｂとで発泡パリソン３１を挟んで、発泡パリソン３１の余剰部分３３を押し潰しながら、発泡パリソン３１内に加圧気体を吹き込んで、金型形状に対応した中空発泡成形体を製造する方法が行われている。
【０００６】
かかる方法によれば、発泡層の破壊を防ぎ、目的とする密度の発泡層を形成することはできる。しかし、この方法では発泡パリソン３１から余剰部分３３が切断除去されるので、中空発泡成形体を得るためには、発泡パリソンが金型３２に挟まれて突合された部分、即ち突合せ部分３５ａと突合せ部分３５ｂとを融着させなければならない。ところが、発泡パリソン３１内に加圧気体が吹き込まれると、突合せ部分３５ａ，３５ｂはそれぞれ突合される方向と反対方向に押し広げられるので、図７（ｃ）のＡに示すように、金型３２ａ、３２ｂ側の突合せ部分３５ａ，３５ｂどうしは融着するが、金型内面から離れるほど融着しなくなる傾向がある。その結果、突合せ部分３５ａ，３５ｂどうしが融着した部分（以下、突合せ融着部分という。）の肉厚が成形体の壁面３７の平均肉厚と比べ薄くなり、従来の中空発泡成形体は該突合せ融着部分の強度が弱くなるという問題を有していた。
【０００７】
上記中空発泡成形体の製造において、上記突合せ融着部分の肉厚が薄くなるという弊害を回避するための方法が、特公平５−５０９７７号公報に開示されている。該方法においては、図８に示すように、突合せ融着部分を外方向に突出するリブ４１として形成することにより、突合せ融着部分の肉厚が薄くなることを防いでいる。
【０００８】
しかし、特公平５−５０９７７号公報の方法は、突合せ融着部分の強度を向上させることはできるが、外観が悪く成型品から突出しているリブ４１が施工上の障害になるという新たなる問題が発生した。即ち、該方法により製造された中空発泡成形体４２は、自動車の空調ダクトのような限られた空間内に配置する場合、このリブが障害となり、ダクト本体の断面の大きさを小さくせざるを得ない等の問題を有するものであった。
【０００９】
本発明は、突合せ融着部分の強度が優れた中空発泡成形体の製造方法、及び突合せ融着部分の強度が優れ、更に外観、施工性にも優れた中空発泡成形体を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、
（１）熱可塑性樹脂発泡層を有する筒状の発泡パリソンを、発泡させながら金型間に配置し、該金型を型締めして軟化状態にある発泡パリソンを挟み、該発泡パリソンの余剰部分を押し潰し、発泡パリソン内に加圧気体を吹き込むこと及び／又は金型と発泡パリソンの間を減圧することにより得られる熱可塑性樹脂発泡層を有する中空発泡成形体において、該中空発泡成形体の壁面の平均厚さが２〜６０ｍｍであり、該中空発泡成形体表面のいずれかの稜線部分には金型により押し潰された余剰部分を切断することにより融着ラインが形成されており、該融着ラインの内方向には突合せ融着部分が形成されており、少なくとも一部の融着ラインに対する直角方向の突合せ融着部分の長さが、成形体の壁面の平均厚さの６０〜２５０％であることを特徴とする中空発泡成形体、及び
（２）熱可塑性樹脂発泡層を有する筒状の発泡パリソンを、発泡させながら金型間に配置し、該金型を型締めして軟化状態にある発泡パリソンを挟み、該発泡パリソンの余剰部分を押し潰し、発泡パリソン内に加圧気体を吹き込むこと及び／又は金型と発泡パリソンの間を減圧することにより、金型形状に対応した形状の中空発泡成形体を製造する方法において、少なくとも一部の型締めラインを形成する金型面どうしの型締め角度を２０〜１２０°の範囲内とし、該型締めにより形成される、壁面の平均厚さが２〜６０ｍｍの中空発泡成形体表面の稜線部分には、金型により押し潰された余剰部分を切断することにより融着ラインを形成し、該融着ラインに対する直角方向の突合せ融着部分の長さが、成形体の壁面の平均厚さの６０〜２５０％である中空発泡成形体の製造方法、を要旨とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の製造方法においては、図１に示すように、熱可塑性樹脂発泡層１（以下、発泡層１という。）を有する筒状の発泡パリソン２をダイ３から押出し、該押出された発泡パリソン２を金型４間に配置し、該金型４を型締めして軟化状態にある発泡パリソン２を挟み、該発泡パリソン２の余剰部分を押し潰しながら、発泡パリソン２内に加圧気体を吹き込むこと及び／又は金型４とパリソン２の間を減圧することにより、金型４形状に対応した形状の中空発泡成形体を形成する。
【００１２】
前記ダイ３から押出された筒状の発泡パリソン２は、発泡層１が直ちに発泡を開始するので体積が増大し、発泡パリソン２の一部は、図２（ａ）に示すように、金型の成形室７よりはみ出すように金型４間に配置される。このように金型４内に配置された発泡パリソン２は、極端に拡張しなくても目的とする形状に引伸ばすことができるので、発泡パリソン２が引き伸ばされる際に気泡膜が損傷することがなく、良好な発泡層１が形成される。
【００１３】
本発明方法においては次に、図２（ｂ）に示すように、金型４を形締めし、型締め面５ａと型締め面５ｂとを突合せて発泡パリソン２を挟み、余剰部分６を押し潰す。このとき、金型４が型締めされることにより金型内面に型締めライン９が形成され、発泡パリソン２は型締めライン９に沿って余剰部分が切断されるので、型締めと同時に余剰部分６を除去することができる。
【００１４】
但し、上記余剰部分６は、中空発泡成形体１１を成形した後の後工程において除去してもよい。
【００１５】
本明細書における型締めライン９とは、図２（ｂ）（ｃ）に示すように、一方の金型４ａの型締め面５ａと他方の金型４ｂの型締め面５ｂとを突合せた場合に、型締め面５ａの内側の端縁と型締め面５ｂの内側の端縁が接触することにより金型４の内面に形成される直線及び／又は曲線をいう。
尚、図２（ｂ）（ｃ）は型締めライン９に対して垂直方向の断面を表す図面なので、図２（ｂ）（ｃ）における型締めライン９は、図面上では点として現われている。
【００１６】
本発明方法においては、余剰部分６を押し潰し、発泡パリソン２を型締めライン９に沿って切断しながら、同（ｃ）に示すように、発泡パリソン２を金型の成形室７の内側の壁８まで引伸ばして、中空発泡成形体１１に金型４の内面形状を付与し、次に中空発泡成形体１１を冷却することにより形状を固定してから、金型４を開き中空発泡成形体１１を取出す。
尚、成形金型４は、特に図示しないが、冷却装置を備え、一定温度以下に制御されている。
【００１７】
発泡パリソン２に金型４の内側形状を付与するには、図１に示すように、発泡パリソン２内に吹込みノズル１８を用いて加圧気体を吹込んで発泡パリソン２内側を外側より高圧にして加圧することにより発泡パリソン２を引伸ばすことにより行なうか、減圧用配管１９を通して発泡パリソン２と金型４の間の空気を排気して発泡パリソン２と金型４の間を減圧することによって、発泡パリソン２内側を外側より高圧にしてその差圧を利用して発泡パリソン２を引伸ばすことにより行なう。本発明方法においては、発泡パリソン２内に加圧気体を吹込むと同時に、発泡パリソン２と金型４の間を減圧する方法を採用すると、発泡パリソン２を均一に引伸ばすことができるので、良好な中空発泡成形体１１を得ることができる。
【００１８】
本発明の発泡層１を有する発泡パリソン２は、押出機を用いて発泡層１を構成する樹脂等を発泡剤と共に加熱し、溶融し、混練して発泡性溶融樹脂とし、該発泡性溶融樹脂をダイ３を通して大気中に筒状に押出すことによって形成する。
【００１９】
尚、後述するように、発泡パリソン２を発泡層１と非発泡熱可塑性樹脂層とからなる多層構造のものとして構成する場合は、発泡層１を構成する発泡性溶融樹脂と非発泡熱可塑性樹脂層を構成する溶融熱可塑性樹脂とをダイ３の中にて合流させ、該ダイ３の中で積層した後、大気中に筒状に押出すことによって多層構造の発泡パリソン２を形成する。
【００２０】
本発明方法における発泡パリソン２の発泡層１を構成する樹脂としては、通常は、成形性に優れると共に容易に入手できることから、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂が使用される。
但し、本発明方法はこれらに限定するものではなく、通常発泡体を得るために使用される熱可塑性樹脂であれば、発泡層１を構成する樹脂として使用することができる。例えば、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂等を使用することもできる。
【００２１】
前記発泡層１を構成するポリエチレン系樹脂としては、エチレンの単独重合体、エチレンと炭素数が３〜１２個のα−オレフィンとからなる共重合体等が６０重量％以上含有されているものが挙げられ、具体的には、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、超低密度ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体等が好ましい。
【００２２】
また、前記発泡層１を構成する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共重合体等が６０重量％以上含有されているものが挙げられ、共重合成分としては、エチレン、ブチレン、その他のα−オレフィンが挙げられ、該α−オレフィンの炭素数は１２以下、好ましくは８以下である。
【００２３】
また、発泡層１を構成するポリスチレン系樹脂としては、スチレンの単独重合体や共重合体が挙げられ、その共重合体中に含まれるスチレン系モノマー単位は少なくとも２５重量％以上、好ましくは５０重量％以上、より好ましくは７０重量％以上である。具体的には、ポリスチレン、ゴム変性ポリスチレン、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリスチレン−ポリフェニレンエーテル共重合体、ポリスチレンとポリフェニレンエーテルとの混合物などが例示される。
【００２４】
またビカット軟化点が１１０℃以上のポリスチレン系樹脂を使用して発泡層１を構成すると、ポリスチレン系樹脂発泡成形体の耐熱性を向上させることができる。
尚、本明細書において、樹脂のビカット軟化点はＪＩＳＫ７２０６−１９９１（試験荷重はＡ法、伝熱媒体の昇温速度は５０℃／時の条件）にて求められる値を指す。
【００２５】
本発明方法においては、発泡層を構成する熱可塑性樹脂に、脆性改善等を目的としてスチレン−共役ジエンブロック共重合体やその水添物などのゴム成分をブレンドしたものや、リサイクルされたポリスチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂やポリエチレン系樹脂等からなるリサイクル樹脂を４０重量％以下の割合でブレンドしたものも使用することができる。
【００２６】
また発泡層１を構成する樹脂には、気泡調整剤、紫外線吸収剤、赤外線吸収剤、赤外線反射剤、難燃剤、流動性向上剤、耐候剤、着色剤、熱安定剤、酸化防止剤、充填剤等の各種添加剤を必要に応じて添加してもよい。
【００２７】
発泡層１は物理発泡剤を用いて形成することが、高い発泡倍率の発泡層１を容易に形成できるという点で好ましい。該物理発泡剤としては、例えば、プロパン、ノルマルブタン、イソブタン、ノルマルペンタン、イソペンタン、ノルマルヘキサン、イソヘキサン、シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素、塩化メチル、塩化エチル等の塩化炭化水素、１，１，１，２−テトラフロロエタン、１，１−ジフロロエタン等のフッ化炭化水素、沸点が押し出し温度以上の各種アルコールなどのような液体、又は炭酸ガス、窒素等の無機ガスなどが挙げられる。これらの物理発泡剤は、混合して用いることもできる。
【００２８】
又、上記物理発泡剤と、炭酸水素ナトリウム、クエン酸ナトリウム、アゾジカルボンアミド等の分解型発泡剤（化学発泡剤）を併用してもよい。
【００２９】
本発明方法における発泡パリソン２は、図３（ａ）に示すように、発泡層１の外面に非発泡熱可塑性樹脂層１２を積層して多層発泡パリソンとして構成することが好ましい。該多層発泡パリソンから得られた中空発泡成形体は、寸法精度、強度などが向上し、外観的にも優れたものとなる。
【００３０】
また発泡パリソン２は、図３（ｂ）に示すように、外面及び内面に非発泡熱可塑性樹脂層１２、１３を積層した３層構造として構成してもよい。かかる３層構造の発泡パリソン２は、押出安定性、強度がより一層向上し、発泡層１の発泡倍率向上効果も期待できる。
【００３１】
前記非発泡熱可塑性樹脂層１２、１３を構成する樹脂としては、例えば前述のポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、その他、ポリカーボネート系樹脂、アクリル系樹脂、メタクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリアミド系樹脂、アクリロニトリル系樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、及びこれらのブレンドポリマーや共重合体等が挙げられる。なかでも特に、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン系樹脂は、得られる成形体の機械的特性、耐熱性が良好であることから好ましく、これらの中でも、高メルトストレングスポリプロピレン系樹脂や高メルトストレングス高密度ポリエチレン等は、成形体の外観も特に良好であり好適なものである。また、外観、機械的特性についてはポリスチレン系樹脂、特に、耐衝撃性ポリスチレンも好適なものである。
【００３２】
尚、非発泡熱可塑性樹脂層１２，１３は単層のものに限定されず、多層構造のものも包含する。例えばポリアミド系樹脂等のガスバリヤー性樹脂層を有する多層の樹脂層等が挙げられる。
【００３３】
本発明方法において用いる金型４は、少なくとも一部の型締めラインを形成する金型面どうしの型締め角度が２０〜１６０°の範囲内、好ましくは３０〜１２０°の範囲内となるように構成されている。
【００３４】
尚、前記少なくとも一部の型締めラインとは、型締めライン９の全長の３０％以上であることを意味し、より優れた強度を有する突合せ融着部分１５を形成するという観点から、好ましくは６０〜１００％であり、更に好ましくは８０〜１００％である。
【００３５】
かかる金型４を用いると、発泡パリソンが型締め面５ａと型締め面５ｂとに挟まれ押し潰されて余剰部分６が形成されると同時に、型締めライン９の内方向において発泡パリソンの突合せ部分１４ａと突合せ部分１４ｂとを容易に融着させることができ、しかも突合せ融着部分の寸法を十分に確保できるので、突合せ融着部分１５の強度を向上させることができる。
【００３６】
前記金型面どうしの型締め角度が２０〜１６０°の範囲内となるように金型を構成するには、例えばパリソン２の押出方向に対する垂直断面が矩形等の角部を有する成形体であれば、図２に示すように、型締めラインが上記断面における角部に位置するように構成することが挙げられる。かかる金型を用いると、発泡成形体の突合せ融着部分を外方向に突出するリブとして形成しなくとも、得られる発泡成形体１１の突合せ融着部分１５の強度を向上させることができるため好ましい。
【００３７】
金型面の型締め角度が２０°未満の場合は、発泡層１の潰し量が大きくなりすぎるため、その潰された発泡層１を構成する樹脂が流動し、気泡が破壊されて発泡層の有する機能及び突合せ融着部分１５の強度が低下する虞がある。一方、金型面の型締め角度が１６０°を超える場合は、突合せ融着部分１５の融着距離を長くするという本発明方法の効果を得ることが難しくなり、突合せ融着部分１５の強度を向上させることができなくなる虞がある。
【００３８】
本発明方法においては、突合せ融着部分１５の強度を優れたものとするという観点からは、型締めライン９の全体にわたって金型面どうしの型締め角度が２０〜１６０°の範囲内に形成されていることが好ましいが、本発明方法においては型締めライン９の一部においてかかる範囲内に形成されていればよい。
【００３９】
本明細書において、前記金型面どうしの型締め角度は、金型が閉鎖された状態における型締めラインに垂直な金型の断面を示す金型図面を使用して求める。
具体的には、金型の断面の一例である図４に示すように、図面上に現れている型締めライン９を点ａとし、該点ａを中心として、半径ｒ＝１０ｍｍ（但し、実際の金型の寸法に対する現尺で１０ｍｍである。）の円１７を描き、該円１７と金型の内側壁面１６ａ、１６ｂを表す直線又は曲線との交点ｂ、ｃを定め、該交点ｂ、ｃのそれぞれにおける金型の内側壁面１６ａ、１６ｂを表す直線または曲線の接線を引き、該二本の接線が交わる角度を金型面どうしの型締め角度αとする。
【００４０】
但し、金型の型締めラインを形成する部分に、例えば図５に示すような、リブ１８がある場合はそのリブ１８を除いた形状として型締め角度を求める。具体的には、図５に示すように、リブ１８と金型の内側壁面１６ａ、１６ｂを表す曲線等との交点ｅ，ｆを求め、交点ｅと交点ｆを結ぶ直線の中点を点ａとし、該点ａを中心として半径ｒ＝１０ｍｍの円１７を描き、該円１７と金型の内側壁面１６ａ、１６ｂを表す曲線等との交点ｂ、ｃを定め、該交点ｂ、ｃのそれぞれにおける金型の内面を表す曲線等の接線を引き、該二本の接線が交わる角度を金型面どうしの型締め角度αとする。
【００４１】
本発明の中空発泡成形体２０は、前述した中空発泡成形体の製造方法により、筒状発泡成形体、内部に閉鎖された中空部を有する発泡成形体、発泡成形体の内部に外部と連通する中空部を有するもの等として製造することができる。従って、本発明の中空発泡成形体２０は、熱可塑性樹脂発泡層２１（以下、発泡層２１という。）を有し、軽量性、断熱性、衝撃性等に優れたものである。
【００４２】
発泡層２１の見掛け密度は、基材樹脂の種類によって異なるが、０．０２５〜０．４ｇ／ｃｍ３が好ましく、０．０７〜０．３ｇ／ｃｍ３がより好ましい。
該見掛け密度が０．０２５ｇ／ｃｍ3未満の場合は、引張り強度や圧縮強度等の物理的強度が弱くなる虞がる。一方、見掛け密度が０．４ｇ／ｃｍ3を超える場合は、軽量性、断熱性、衝撃性がなくなる虞がある。
【００４３】
発泡層２１の平均気泡径は、基材樹脂の種類によって異なるが、０．１〜５ｍｍが好ましく、０．３〜２ｍｍがより好ましい。平均気泡径が０．１ｍｍ未満の場合は、成形体の寸法安定性が悪くなる虞れがある。また平均気泡径が５ｍｍを超える場合は、外観が悪くなる虞や、断熱性が低下する虞れがある。
【００４４】
尚、発泡層２１の平均気泡径は、ＡＳＴＭ Ｄ３５７６−７７に準拠した方法により測定する。具体的には、発泡層断面を拡大投影し、投影画像上に直線を引き、その直線と交差する気泡数をカウントし、画像上の直線長さを気泡数で割ることによって求めた値を更に０．６１６で割って押出方向、幅方向及び厚み方向の各方向における平均気泡径を求め、更にこれらの平均平均径の算術平均することによって求められる値を発泡層２１の平均気泡径とする。
【００４５】
発泡層２１の平均厚さは、２〜６０ｍｍが好ましく、３〜３０ｍｍがより好ましい。該平均厚さが２ｍｍ未満の場合は、断熱性が低下する虞れがある。一方、平均厚さが６０ｍｍを超える場合は、発泡層２１が連続気泡化する虞れがある。
【００４６】
又、本発明の中空発泡成形体２０の表面のいずれかの稜線部分には、図６に示すように、金型により押し潰された余剰部分を切断することにより融着ライン２６が形成され、該融着ライン２６の内方向には突合せ融着部分２４が形成されている。該融着ライン２６は、前記発泡成形体の製造方法において、金型４が型締めされる際に形成される型締めライン９に対応して形成されたものである。また突合せ融着部分２４は、前記突合せ部分１４ａと突合せ部分１４ｂとが融着することによって形成されたものである。
【００４７】
尚、中空発泡成形体２０の表面の稜線部分２７とは、発泡成形体の隣り合う２つの面が交わってなす直線をいう。但し、図６に示す通り、発泡成形体の隣り合う２つの面が交わってアール部をなす場合は該アール部に相当する幅を持った部分を稜線部分とする。
【００４８】
本発明の中空発泡成形体２０は、図６に示すように、成形体の発泡層２１の外面に非発泡熱可塑性樹脂層２２が積層されていることが好ましく、成形体の発泡層２１の内面にも非発泡熱可塑性樹脂層２３が積層されていることがより好ましい。非発泡熱可塑性樹脂層２２、２３が積層されている中空発泡成形体２０は、寸法精度、強度などが向上し、外観的にも優れたものとなる。
【００４９】
上記効果を得るためには、非発泡熱可塑性樹脂層２２、２３の厚さは、０．２〜７ｍｍが好ましく、０．３〜３ｍｍがより好ましい。該厚さが７ｍｍを超える場合は、発泡層２１の独立気泡率や発泡倍率が低下する虞があり、更にブロー成形時の金型再現性が悪化する虞がある。
【００５０】
中空発泡成形体２０の厚さは、基材樹脂によって異なるが、２〜６０ｍｍが好ましく、３〜３０ｍｍがより好ましい。該厚さが２ｍｍ未満の場合は、断熱性、寸法精度、強度、外観が低下する虞があり、厚さが６０ｍｍを超える場合は、発泡層２１の独立気泡率が低下する虞がある。
【００５１】
中空発泡成形体２０の密度は、基材樹脂によって異なるが、０．０２５〜０．４ｇ／ｃｍ3が好ましく、０．０７〜０．３ｇ／ｃｍ３がより好ましい。該密度が０．０２５ｇ／ｃｍ3未満の場合は、機械的強度、外観において不充分なものとなる虞がある。一方、密度が０．４ｇ／ｃｍ３を超える場合は、断熱性、軽量性が不充分なものとなる虞がある。
【００５２】
本発明の中空発泡成形体２０においては、少なくとも一部の融着ライン２６に対する直角方向の突合せ融着部分２４の長さが、成形体の壁面の平均厚さの６０％以上、好ましくは８０％以上となるように構成されている。該突合せ融着部分２４の長さが、成形体の壁面の平均厚さの６０％未満の場合は、突合せ融着部分２４の強度が弱くなり、中空発泡成形体２０全体の強度が低下する虞がある。これに対し、突合せ融着部分２４の長さが、成形体の壁面の平均厚さの６０％以上であれば、突合せ融着部分２４の接着強度が優れた成形体となり、成形体自体の強度も向上する。突合せ融着部分２４の長さの上限はおおむね壁面の平均厚さの２５０％である。
【００５３】
上記少なくとも一部の融着ライン２６とは、成形体の融着ライン２６の全長の３０％以上であることを意味し、より優れた強度を有する突合せ融着部分２４を形成するという観点から、好ましくは６０％以上であり、更に好ましくは８０％以上である。
【００５４】
本明細書において、成形体の壁面２５の平均厚さとは、突合せ融着部分２４から２ｃｍ以上離れている壁面２５における最大厚みと最小厚さを測定し、該最大厚さと最小厚さを相加平均することによって求められた値をいう。但し、中空発泡成形体の種類によっては、成形体の壁面を押し潰すこと等により形成されたソリッド状部分を有するものもあるため、その場合の成形体の壁面２５の平均厚さを算出するためには、突合せ融着部分２４から２ｃｍ以上離れ、且つ該ソリッド状部分から２ｃｍ以上離れている壁面２５における最大厚みと最小厚さを測定するものとする。
【００５５】
本明細書において、成形体の外部から内部へ向かう突合せ融着部分２４の長さは、突合せ部分１４ａと突合せ部分１４ｂとが融着することによって形成されている両部分の境界線に沿って測定するものとし、該境界線が曲線状の場合は、該曲線に沿って測定するものとする。
【００５６】
本発明の中空発泡成形体２０においては、成形体から外方向に突出すると共に内部に突合せ融着部分２４が形成されたリブが設けられていないことが好ましい。このような本発明の中空発泡成形体２０は、突合せ融着部分２４の接着性に優れ充分な強度を有するものでありながら、不要なリブが施工上の障害になるという欠点がなく、外観にも優れたものである。かかる発泡成形体は、断熱ダクト、エネルギー吸収用の構造材として使用する場合の施工性に優れたものである。
【００５７】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明する。
【００５８】
実施例として型締めライン全長に対し９４％の長さの部分において、型締め角度が４５〜９０°の金型を使用した。
【００５９】
ポリプロピレン単独重合体（モンテル社製ＰＦ−８１４、メルトフローレート：３ｇ／１０分）１００重量部に対して、気泡調整剤マスターバッチ（ステアリン酸ナトリウム５重量％、タルク１０重量％が配合されている。）３重量部を混合したものを、口径６５ｍｍの押出機へ供給して加熱し溶融し混練し、発泡剤としてブタンを基材樹脂１ｋｇに対し２．５ｇの割合で口径６５ｍｍの押出機の途中から圧入混練して発泡性溶融物とした。
【００６０】
一方、内層及び外層としてポリプロピレン樹脂に着色剤を配合して、それぞれを口径４０ｍｍの２台の押出機に別々に供給し、溶融混練して非発泡性溶融物とした。
【００６１】
次いで、発泡性溶融物の温度を１６８℃、非発泡性溶融物の温度を１８０℃に調整し、それぞれの押出機に連結された各アキュームレータに充填した。次に、各アキュームレータのラムを動かし各溶融物をアキュームレータから射出すと共にダイ先端に配置されたゲートを開くことにより、各溶融物は合流ダイ内にて積層されてゲートから吐出速度３０〜４５ｋｇ／ｈｒ・ｃｍ2で共押出された。アキュームレータからダイ内に導入された各溶融物はダイ先端付近に設けられたゲート付近で合流し、層状になってゲートより排出され、図３（ｂ）に示すような、内層（非発泡樹脂層）／発泡層／外層（非発泡樹脂層）からなる３層構成の発泡パリソンを形成した。
得られた発泡パリソンは、高発泡倍率の発泡層を有しているとともに、発泡パリソン表面が平滑であり、外観の優れた良好なものであった。
【００６２】
得られた発泡パリソンをダイから発泡させながら真下に垂らして、水冷された金型内に配置した。次に、該金型を型締めして発泡パリソンを挟むことにより発泡パリソンの余剰部分６を押し潰しながら、金型下方に取り付けられた気体吹き込み口から発泡パリソン内部に、発泡層を潰さない程度の圧力の加圧気体（空気）を吹き込み、気体の吹き込み弁を閉止することにより、発泡パリソン内部の圧力を保持し、同時に金型と発泡パリソンの間を減圧することにより、発泡パリソンを金型形状に対応する形状とした後、成形体を金型から取り出し、余剰部分を切断して中空発泡成形体を得た。
【００６３】
得られた中空発泡成形体は、金型形状に対応した外形形状を有する筒状の中空発泡成形体で、発泡パリソン押出方向に対する垂直断面形状が大部分において矩形（長辺１１０ｍｍ、短辺４５ｍｍ）であり、発泡パリソン押出方向の長さが６５０ｍｍのもので自動車用ダクトとして使用できるものであった。
【００６４】
尚、得られた中空発泡成形体の対峙する稜線部分には融着ラインが形成されており、該融着ラインの内方向には突合せ融着部分が形成されていた（但し、中空発泡成形体には該成形体から外方向に突出すると共に内部に突合せ融着部分が形成されたリブが設けられていない）。また、中空発泡成形体の壁面の平均厚みは８ｍｍであり、該突合せ融着部分の長さが、成形体の型締めライン全長の９４％において７〜１２ｍｍであった。該７〜１２ｍｍの長さを有する突合せ融着部分の引裂き強度は、成形体の壁面の引裂き強度と同等以上であり、得られた発泡成形体はその全体に裂け、へこみ等が見られず外観も優れたものであった。
【００６５】
【発明の効果】
本発明方法によれば、成形体の外部から内部へ向かう突合せ融着部分の寸法を十分確保できるので、リブを設けて突合せ融着部分を補強しないでも、十分な強度を有する中空発泡成形体を得ることができる。
【００６６】
本発明の中空発泡成形体は、該成形体の壁面の平均厚さが２〜６０ｍｍであり、中空発泡成形体表面のいずれかの稜線部分には金型により押し潰された余剰部分を切断することにより融着ラインが形成されており、該融着ラインの内方向には突合せ融着部分が形成されており、融着ラインに対して直角方向の突合せ融着部分の長さが、成形体の融着ラインの少なくとも一部において成形体の壁面の平均厚さの６０％〜２５０％となるように構成されているので、該成形体に不必要なリブを形成しなくとも突合せ融着部分の強度が優れているものであると共に限られた空間内に容易に配置できる施工性を兼ね備えたものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明方法を説明するための説明図である。
【図２】（ａ）本発明方法を説明するための説明図である。
（ｂ）本発明方法を説明するための説明図である
（ｃ）本発明方法を説明するための説明図である
【図３】（ａ）外面に非発泡熱可塑性樹脂層が積層された発泡パリソンの一例の要部外観を示す斜視図である。
（ｂ）外面及び内面に非発泡熱可塑性樹脂層が積層された発泡パリソンの一例の要部外観を示す斜視図である。
【図４】金型面どうしの型締め角度を求める作図法の一例を示す図面である。
【図５】金型面どうしの型締め角度を求める作図法の他の一例を示す図面である。
【図６】本発明の発泡成形体の断面斜視図である。
【図７】（ａ）従来の成型方法を説明するための説明図である。
（ｂ）従来の成型方法を説明するための説明図である。
（ｃ）従来の成型方法を説明するための説明図である。
【図８】突合せ融着部分を外方向に突出するリブの中に形成する成型方法を説明するための説明図である。
【符号の説明】
１ 発泡層
２ 発泡パリソン
４ 金型
６ 余剰部分
９ 型締めライン
１１ 中空発泡成形体
２０ 中空発泡成形体
２４ 突合せ融着部分
２５ 壁面
２６ 融着ライン
２７ 稜線部分
【発明の属する技術分野】
本発明は、発泡パリソンをブロー成形することにより中空発泡成形体を製造する方法と、該方法によって得られる成形体であって、自動車部品、容器、電化製品部材等に好適に用いられる中空発泡成形体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、中空発泡成形体の製造は、ソリッドの熱可塑性樹脂についてのブロー成形方法を応用することにより行われてきた。
【０００３】
上記ソリッドの熱可塑性樹脂のみからなる中空発泡成形体の製造法は、押出機から押出された筒状のパリソンを二つの金型で挟み、内部に空気を吹込んで金型形状に対応した形状を付与することにより、中空発泡成形体を得る方法である。パリソンがソリッドの熱可塑性樹脂のみからなる場合、成型時にパリソンの体積が増大するという現象は起きない。従って、金型内面の周長より小さい周長のパリソンを押出し、金型を閉鎖してパリソンの下部等を塞いだ後、パリソン内部に加圧気体を吹込んでパリソンを拡張することにより、成型品に金型内面に対応する形状を容易に付与することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、中空発泡成形体の製造に上記ソリッド樹脂のブロー成形方法をそのまま応用すると、発泡層が破壊されるという問題が発生する。即ち、中空発泡成形体製造用の発泡パリソンは発泡層を有するので、発泡パリソン内部に高圧の気体を吹き込むと、その圧力によって発泡層が押しつぶされ、目的の密度を有する発泡層を得られなかったり、発泡パリソンが拡張される際に気泡が過度に引き伸ばされるので、気泡膜が損傷し、良好な発泡層を形成することができない等という問題が発生する。
【０００５】
この発泡層が破壊されるという問題を解消するために、図７（ａ）に示すように、金型を閉鎖する前に発泡パリソン３１を極端に拡張しなくても目的とする形状の成形品を得ることができる程度まで発泡させてから、図７（ｂ）に示すように、金型３２ａと金型３２ｂとを型締めして、金型３２ａと金型３２ｂとで発泡パリソン３１を挟んで、発泡パリソン３１の余剰部分３３を押し潰しながら、発泡パリソン３１内に加圧気体を吹き込んで、金型形状に対応した中空発泡成形体を製造する方法が行われている。
【０００６】
かかる方法によれば、発泡層の破壊を防ぎ、目的とする密度の発泡層を形成することはできる。しかし、この方法では発泡パリソン３１から余剰部分３３が切断除去されるので、中空発泡成形体を得るためには、発泡パリソンが金型３２に挟まれて突合された部分、即ち突合せ部分３５ａと突合せ部分３５ｂとを融着させなければならない。ところが、発泡パリソン３１内に加圧気体が吹き込まれると、突合せ部分３５ａ，３５ｂはそれぞれ突合される方向と反対方向に押し広げられるので、図７（ｃ）のＡに示すように、金型３２ａ、３２ｂ側の突合せ部分３５ａ，３５ｂどうしは融着するが、金型内面から離れるほど融着しなくなる傾向がある。その結果、突合せ部分３５ａ，３５ｂどうしが融着した部分（以下、突合せ融着部分という。）の肉厚が成形体の壁面３７の平均肉厚と比べ薄くなり、従来の中空発泡成形体は該突合せ融着部分の強度が弱くなるという問題を有していた。
【０００７】
上記中空発泡成形体の製造において、上記突合せ融着部分の肉厚が薄くなるという弊害を回避するための方法が、特公平５−５０９７７号公報に開示されている。該方法においては、図８に示すように、突合せ融着部分を外方向に突出するリブ４１として形成することにより、突合せ融着部分の肉厚が薄くなることを防いでいる。
【０００８】
しかし、特公平５−５０９７７号公報の方法は、突合せ融着部分の強度を向上させることはできるが、外観が悪く成型品から突出しているリブ４１が施工上の障害になるという新たなる問題が発生した。即ち、該方法により製造された中空発泡成形体４２は、自動車の空調ダクトのような限られた空間内に配置する場合、このリブが障害となり、ダクト本体の断面の大きさを小さくせざるを得ない等の問題を有するものであった。
【０００９】
本発明は、突合せ融着部分の強度が優れた中空発泡成形体の製造方法、及び突合せ融着部分の強度が優れ、更に外観、施工性にも優れた中空発泡成形体を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、
（１）熱可塑性樹脂発泡層を有する筒状の発泡パリソンを、発泡させながら金型間に配置し、該金型を型締めして軟化状態にある発泡パリソンを挟み、該発泡パリソンの余剰部分を押し潰し、発泡パリソン内に加圧気体を吹き込むこと及び／又は金型と発泡パリソンの間を減圧することにより得られる熱可塑性樹脂発泡層を有する中空発泡成形体において、該中空発泡成形体の壁面の平均厚さが２〜６０ｍｍであり、該中空発泡成形体表面のいずれかの稜線部分には金型により押し潰された余剰部分を切断することにより融着ラインが形成されており、該融着ラインの内方向には突合せ融着部分が形成されており、少なくとも一部の融着ラインに対する直角方向の突合せ融着部分の長さが、成形体の壁面の平均厚さの６０〜２５０％であることを特徴とする中空発泡成形体、及び
（２）熱可塑性樹脂発泡層を有する筒状の発泡パリソンを、発泡させながら金型間に配置し、該金型を型締めして軟化状態にある発泡パリソンを挟み、該発泡パリソンの余剰部分を押し潰し、発泡パリソン内に加圧気体を吹き込むこと及び／又は金型と発泡パリソンの間を減圧することにより、金型形状に対応した形状の中空発泡成形体を製造する方法において、少なくとも一部の型締めラインを形成する金型面どうしの型締め角度を２０〜１２０°の範囲内とし、該型締めにより形成される、壁面の平均厚さが２〜６０ｍｍの中空発泡成形体表面の稜線部分には、金型により押し潰された余剰部分を切断することにより融着ラインを形成し、該融着ラインに対する直角方向の突合せ融着部分の長さが、成形体の壁面の平均厚さの６０〜２５０％である中空発泡成形体の製造方法、を要旨とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の製造方法においては、図１に示すように、熱可塑性樹脂発泡層１（以下、発泡層１という。）を有する筒状の発泡パリソン２をダイ３から押出し、該押出された発泡パリソン２を金型４間に配置し、該金型４を型締めして軟化状態にある発泡パリソン２を挟み、該発泡パリソン２の余剰部分を押し潰しながら、発泡パリソン２内に加圧気体を吹き込むこと及び／又は金型４とパリソン２の間を減圧することにより、金型４形状に対応した形状の中空発泡成形体を形成する。
【００１２】
前記ダイ３から押出された筒状の発泡パリソン２は、発泡層１が直ちに発泡を開始するので体積が増大し、発泡パリソン２の一部は、図２（ａ）に示すように、金型の成形室７よりはみ出すように金型４間に配置される。このように金型４内に配置された発泡パリソン２は、極端に拡張しなくても目的とする形状に引伸ばすことができるので、発泡パリソン２が引き伸ばされる際に気泡膜が損傷することがなく、良好な発泡層１が形成される。
【００１３】
本発明方法においては次に、図２（ｂ）に示すように、金型４を形締めし、型締め面５ａと型締め面５ｂとを突合せて発泡パリソン２を挟み、余剰部分６を押し潰す。このとき、金型４が型締めされることにより金型内面に型締めライン９が形成され、発泡パリソン２は型締めライン９に沿って余剰部分が切断されるので、型締めと同時に余剰部分６を除去することができる。
【００１４】
但し、上記余剰部分６は、中空発泡成形体１１を成形した後の後工程において除去してもよい。
【００１５】
本明細書における型締めライン９とは、図２（ｂ）（ｃ）に示すように、一方の金型４ａの型締め面５ａと他方の金型４ｂの型締め面５ｂとを突合せた場合に、型締め面５ａの内側の端縁と型締め面５ｂの内側の端縁が接触することにより金型４の内面に形成される直線及び／又は曲線をいう。
尚、図２（ｂ）（ｃ）は型締めライン９に対して垂直方向の断面を表す図面なので、図２（ｂ）（ｃ）における型締めライン９は、図面上では点として現われている。
【００１６】
本発明方法においては、余剰部分６を押し潰し、発泡パリソン２を型締めライン９に沿って切断しながら、同（ｃ）に示すように、発泡パリソン２を金型の成形室７の内側の壁８まで引伸ばして、中空発泡成形体１１に金型４の内面形状を付与し、次に中空発泡成形体１１を冷却することにより形状を固定してから、金型４を開き中空発泡成形体１１を取出す。
尚、成形金型４は、特に図示しないが、冷却装置を備え、一定温度以下に制御されている。
【００１７】
発泡パリソン２に金型４の内側形状を付与するには、図１に示すように、発泡パリソン２内に吹込みノズル１８を用いて加圧気体を吹込んで発泡パリソン２内側を外側より高圧にして加圧することにより発泡パリソン２を引伸ばすことにより行なうか、減圧用配管１９を通して発泡パリソン２と金型４の間の空気を排気して発泡パリソン２と金型４の間を減圧することによって、発泡パリソン２内側を外側より高圧にしてその差圧を利用して発泡パリソン２を引伸ばすことにより行なう。本発明方法においては、発泡パリソン２内に加圧気体を吹込むと同時に、発泡パリソン２と金型４の間を減圧する方法を採用すると、発泡パリソン２を均一に引伸ばすことができるので、良好な中空発泡成形体１１を得ることができる。
【００１８】
本発明の発泡層１を有する発泡パリソン２は、押出機を用いて発泡層１を構成する樹脂等を発泡剤と共に加熱し、溶融し、混練して発泡性溶融樹脂とし、該発泡性溶融樹脂をダイ３を通して大気中に筒状に押出すことによって形成する。
【００１９】
尚、後述するように、発泡パリソン２を発泡層１と非発泡熱可塑性樹脂層とからなる多層構造のものとして構成する場合は、発泡層１を構成する発泡性溶融樹脂と非発泡熱可塑性樹脂層を構成する溶融熱可塑性樹脂とをダイ３の中にて合流させ、該ダイ３の中で積層した後、大気中に筒状に押出すことによって多層構造の発泡パリソン２を形成する。
【００２０】
本発明方法における発泡パリソン２の発泡層１を構成する樹脂としては、通常は、成形性に優れると共に容易に入手できることから、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂が使用される。
但し、本発明方法はこれらに限定するものではなく、通常発泡体を得るために使用される熱可塑性樹脂であれば、発泡層１を構成する樹脂として使用することができる。例えば、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂等を使用することもできる。
【００２１】
前記発泡層１を構成するポリエチレン系樹脂としては、エチレンの単独重合体、エチレンと炭素数が３〜１２個のα−オレフィンとからなる共重合体等が６０重量％以上含有されているものが挙げられ、具体的には、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、超低密度ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体等が好ましい。
【００２２】
また、前記発泡層１を構成する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共重合体等が６０重量％以上含有されているものが挙げられ、共重合成分としては、エチレン、ブチレン、その他のα−オレフィンが挙げられ、該α−オレフィンの炭素数は１２以下、好ましくは８以下である。
【００２３】
また、発泡層１を構成するポリスチレン系樹脂としては、スチレンの単独重合体や共重合体が挙げられ、その共重合体中に含まれるスチレン系モノマー単位は少なくとも２５重量％以上、好ましくは５０重量％以上、より好ましくは７０重量％以上である。具体的には、ポリスチレン、ゴム変性ポリスチレン、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリスチレン−ポリフェニレンエーテル共重合体、ポリスチレンとポリフェニレンエーテルとの混合物などが例示される。
【００２４】
またビカット軟化点が１１０℃以上のポリスチレン系樹脂を使用して発泡層１を構成すると、ポリスチレン系樹脂発泡成形体の耐熱性を向上させることができる。
尚、本明細書において、樹脂のビカット軟化点はＪＩＳＫ７２０６−１９９１（試験荷重はＡ法、伝熱媒体の昇温速度は５０℃／時の条件）にて求められる値を指す。
【００２５】
本発明方法においては、発泡層を構成する熱可塑性樹脂に、脆性改善等を目的としてスチレン−共役ジエンブロック共重合体やその水添物などのゴム成分をブレンドしたものや、リサイクルされたポリスチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂やポリエチレン系樹脂等からなるリサイクル樹脂を４０重量％以下の割合でブレンドしたものも使用することができる。
【００２６】
また発泡層１を構成する樹脂には、気泡調整剤、紫外線吸収剤、赤外線吸収剤、赤外線反射剤、難燃剤、流動性向上剤、耐候剤、着色剤、熱安定剤、酸化防止剤、充填剤等の各種添加剤を必要に応じて添加してもよい。
【００２７】
発泡層１は物理発泡剤を用いて形成することが、高い発泡倍率の発泡層１を容易に形成できるという点で好ましい。該物理発泡剤としては、例えば、プロパン、ノルマルブタン、イソブタン、ノルマルペンタン、イソペンタン、ノルマルヘキサン、イソヘキサン、シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素、塩化メチル、塩化エチル等の塩化炭化水素、１，１，１，２−テトラフロロエタン、１，１−ジフロロエタン等のフッ化炭化水素、沸点が押し出し温度以上の各種アルコールなどのような液体、又は炭酸ガス、窒素等の無機ガスなどが挙げられる。これらの物理発泡剤は、混合して用いることもできる。
【００２８】
又、上記物理発泡剤と、炭酸水素ナトリウム、クエン酸ナトリウム、アゾジカルボンアミド等の分解型発泡剤（化学発泡剤）を併用してもよい。
【００２９】
本発明方法における発泡パリソン２は、図３（ａ）に示すように、発泡層１の外面に非発泡熱可塑性樹脂層１２を積層して多層発泡パリソンとして構成することが好ましい。該多層発泡パリソンから得られた中空発泡成形体は、寸法精度、強度などが向上し、外観的にも優れたものとなる。
【００３０】
また発泡パリソン２は、図３（ｂ）に示すように、外面及び内面に非発泡熱可塑性樹脂層１２、１３を積層した３層構造として構成してもよい。かかる３層構造の発泡パリソン２は、押出安定性、強度がより一層向上し、発泡層１の発泡倍率向上効果も期待できる。
【００３１】
前記非発泡熱可塑性樹脂層１２、１３を構成する樹脂としては、例えば前述のポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、その他、ポリカーボネート系樹脂、アクリル系樹脂、メタクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリアミド系樹脂、アクリロニトリル系樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、及びこれらのブレンドポリマーや共重合体等が挙げられる。なかでも特に、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン系樹脂は、得られる成形体の機械的特性、耐熱性が良好であることから好ましく、これらの中でも、高メルトストレングスポリプロピレン系樹脂や高メルトストレングス高密度ポリエチレン等は、成形体の外観も特に良好であり好適なものである。また、外観、機械的特性についてはポリスチレン系樹脂、特に、耐衝撃性ポリスチレンも好適なものである。
【００３２】
尚、非発泡熱可塑性樹脂層１２，１３は単層のものに限定されず、多層構造のものも包含する。例えばポリアミド系樹脂等のガスバリヤー性樹脂層を有する多層の樹脂層等が挙げられる。
【００３３】
本発明方法において用いる金型４は、少なくとも一部の型締めラインを形成する金型面どうしの型締め角度が２０〜１６０°の範囲内、好ましくは３０〜１２０°の範囲内となるように構成されている。
【００３４】
尚、前記少なくとも一部の型締めラインとは、型締めライン９の全長の３０％以上であることを意味し、より優れた強度を有する突合せ融着部分１５を形成するという観点から、好ましくは６０〜１００％であり、更に好ましくは８０〜１００％である。
【００３５】
かかる金型４を用いると、発泡パリソンが型締め面５ａと型締め面５ｂとに挟まれ押し潰されて余剰部分６が形成されると同時に、型締めライン９の内方向において発泡パリソンの突合せ部分１４ａと突合せ部分１４ｂとを容易に融着させることができ、しかも突合せ融着部分の寸法を十分に確保できるので、突合せ融着部分１５の強度を向上させることができる。
【００３６】
前記金型面どうしの型締め角度が２０〜１６０°の範囲内となるように金型を構成するには、例えばパリソン２の押出方向に対する垂直断面が矩形等の角部を有する成形体であれば、図２に示すように、型締めラインが上記断面における角部に位置するように構成することが挙げられる。かかる金型を用いると、発泡成形体の突合せ融着部分を外方向に突出するリブとして形成しなくとも、得られる発泡成形体１１の突合せ融着部分１５の強度を向上させることができるため好ましい。
【００３７】
金型面の型締め角度が２０°未満の場合は、発泡層１の潰し量が大きくなりすぎるため、その潰された発泡層１を構成する樹脂が流動し、気泡が破壊されて発泡層の有する機能及び突合せ融着部分１５の強度が低下する虞がある。一方、金型面の型締め角度が１６０°を超える場合は、突合せ融着部分１５の融着距離を長くするという本発明方法の効果を得ることが難しくなり、突合せ融着部分１５の強度を向上させることができなくなる虞がある。
【００３８】
本発明方法においては、突合せ融着部分１５の強度を優れたものとするという観点からは、型締めライン９の全体にわたって金型面どうしの型締め角度が２０〜１６０°の範囲内に形成されていることが好ましいが、本発明方法においては型締めライン９の一部においてかかる範囲内に形成されていればよい。
【００３９】
本明細書において、前記金型面どうしの型締め角度は、金型が閉鎖された状態における型締めラインに垂直な金型の断面を示す金型図面を使用して求める。
具体的には、金型の断面の一例である図４に示すように、図面上に現れている型締めライン９を点ａとし、該点ａを中心として、半径ｒ＝１０ｍｍ（但し、実際の金型の寸法に対する現尺で１０ｍｍである。）の円１７を描き、該円１７と金型の内側壁面１６ａ、１６ｂを表す直線又は曲線との交点ｂ、ｃを定め、該交点ｂ、ｃのそれぞれにおける金型の内側壁面１６ａ、１６ｂを表す直線または曲線の接線を引き、該二本の接線が交わる角度を金型面どうしの型締め角度αとする。
【００４０】
但し、金型の型締めラインを形成する部分に、例えば図５に示すような、リブ１８がある場合はそのリブ１８を除いた形状として型締め角度を求める。具体的には、図５に示すように、リブ１８と金型の内側壁面１６ａ、１６ｂを表す曲線等との交点ｅ，ｆを求め、交点ｅと交点ｆを結ぶ直線の中点を点ａとし、該点ａを中心として半径ｒ＝１０ｍｍの円１７を描き、該円１７と金型の内側壁面１６ａ、１６ｂを表す曲線等との交点ｂ、ｃを定め、該交点ｂ、ｃのそれぞれにおける金型の内面を表す曲線等の接線を引き、該二本の接線が交わる角度を金型面どうしの型締め角度αとする。
【００４１】
本発明の中空発泡成形体２０は、前述した中空発泡成形体の製造方法により、筒状発泡成形体、内部に閉鎖された中空部を有する発泡成形体、発泡成形体の内部に外部と連通する中空部を有するもの等として製造することができる。従って、本発明の中空発泡成形体２０は、熱可塑性樹脂発泡層２１（以下、発泡層２１という。）を有し、軽量性、断熱性、衝撃性等に優れたものである。
【００４２】
発泡層２１の見掛け密度は、基材樹脂の種類によって異なるが、０．０２５〜０．４ｇ／ｃｍ３が好ましく、０．０７〜０．３ｇ／ｃｍ３がより好ましい。
該見掛け密度が０．０２５ｇ／ｃｍ3未満の場合は、引張り強度や圧縮強度等の物理的強度が弱くなる虞がる。一方、見掛け密度が０．４ｇ／ｃｍ3を超える場合は、軽量性、断熱性、衝撃性がなくなる虞がある。
【００４３】
発泡層２１の平均気泡径は、基材樹脂の種類によって異なるが、０．１〜５ｍｍが好ましく、０．３〜２ｍｍがより好ましい。平均気泡径が０．１ｍｍ未満の場合は、成形体の寸法安定性が悪くなる虞れがある。また平均気泡径が５ｍｍを超える場合は、外観が悪くなる虞や、断熱性が低下する虞れがある。
【００４４】
尚、発泡層２１の平均気泡径は、ＡＳＴＭ Ｄ３５７６−７７に準拠した方法により測定する。具体的には、発泡層断面を拡大投影し、投影画像上に直線を引き、その直線と交差する気泡数をカウントし、画像上の直線長さを気泡数で割ることによって求めた値を更に０．６１６で割って押出方向、幅方向及び厚み方向の各方向における平均気泡径を求め、更にこれらの平均平均径の算術平均することによって求められる値を発泡層２１の平均気泡径とする。
【００４５】
発泡層２１の平均厚さは、２〜６０ｍｍが好ましく、３〜３０ｍｍがより好ましい。該平均厚さが２ｍｍ未満の場合は、断熱性が低下する虞れがある。一方、平均厚さが６０ｍｍを超える場合は、発泡層２１が連続気泡化する虞れがある。
【００４６】
又、本発明の中空発泡成形体２０の表面のいずれかの稜線部分には、図６に示すように、金型により押し潰された余剰部分を切断することにより融着ライン２６が形成され、該融着ライン２６の内方向には突合せ融着部分２４が形成されている。該融着ライン２６は、前記発泡成形体の製造方法において、金型４が型締めされる際に形成される型締めライン９に対応して形成されたものである。また突合せ融着部分２４は、前記突合せ部分１４ａと突合せ部分１４ｂとが融着することによって形成されたものである。
【００４７】
尚、中空発泡成形体２０の表面の稜線部分２７とは、発泡成形体の隣り合う２つの面が交わってなす直線をいう。但し、図６に示す通り、発泡成形体の隣り合う２つの面が交わってアール部をなす場合は該アール部に相当する幅を持った部分を稜線部分とする。
【００４８】
本発明の中空発泡成形体２０は、図６に示すように、成形体の発泡層２１の外面に非発泡熱可塑性樹脂層２２が積層されていることが好ましく、成形体の発泡層２１の内面にも非発泡熱可塑性樹脂層２３が積層されていることがより好ましい。非発泡熱可塑性樹脂層２２、２３が積層されている中空発泡成形体２０は、寸法精度、強度などが向上し、外観的にも優れたものとなる。
【００４９】
上記効果を得るためには、非発泡熱可塑性樹脂層２２、２３の厚さは、０．２〜７ｍｍが好ましく、０．３〜３ｍｍがより好ましい。該厚さが７ｍｍを超える場合は、発泡層２１の独立気泡率や発泡倍率が低下する虞があり、更にブロー成形時の金型再現性が悪化する虞がある。
【００５０】
中空発泡成形体２０の厚さは、基材樹脂によって異なるが、２〜６０ｍｍが好ましく、３〜３０ｍｍがより好ましい。該厚さが２ｍｍ未満の場合は、断熱性、寸法精度、強度、外観が低下する虞があり、厚さが６０ｍｍを超える場合は、発泡層２１の独立気泡率が低下する虞がある。
【００５１】
中空発泡成形体２０の密度は、基材樹脂によって異なるが、０．０２５〜０．４ｇ／ｃｍ3が好ましく、０．０７〜０．３ｇ／ｃｍ３がより好ましい。該密度が０．０２５ｇ／ｃｍ3未満の場合は、機械的強度、外観において不充分なものとなる虞がある。一方、密度が０．４ｇ／ｃｍ３を超える場合は、断熱性、軽量性が不充分なものとなる虞がある。
【００５２】
本発明の中空発泡成形体２０においては、少なくとも一部の融着ライン２６に対する直角方向の突合せ融着部分２４の長さが、成形体の壁面の平均厚さの６０％以上、好ましくは８０％以上となるように構成されている。該突合せ融着部分２４の長さが、成形体の壁面の平均厚さの６０％未満の場合は、突合せ融着部分２４の強度が弱くなり、中空発泡成形体２０全体の強度が低下する虞がある。これに対し、突合せ融着部分２４の長さが、成形体の壁面の平均厚さの６０％以上であれば、突合せ融着部分２４の接着強度が優れた成形体となり、成形体自体の強度も向上する。突合せ融着部分２４の長さの上限はおおむね壁面の平均厚さの２５０％である。
【００５３】
上記少なくとも一部の融着ライン２６とは、成形体の融着ライン２６の全長の３０％以上であることを意味し、より優れた強度を有する突合せ融着部分２４を形成するという観点から、好ましくは６０％以上であり、更に好ましくは８０％以上である。
【００５４】
本明細書において、成形体の壁面２５の平均厚さとは、突合せ融着部分２４から２ｃｍ以上離れている壁面２５における最大厚みと最小厚さを測定し、該最大厚さと最小厚さを相加平均することによって求められた値をいう。但し、中空発泡成形体の種類によっては、成形体の壁面を押し潰すこと等により形成されたソリッド状部分を有するものもあるため、その場合の成形体の壁面２５の平均厚さを算出するためには、突合せ融着部分２４から２ｃｍ以上離れ、且つ該ソリッド状部分から２ｃｍ以上離れている壁面２５における最大厚みと最小厚さを測定するものとする。
【００５５】
本明細書において、成形体の外部から内部へ向かう突合せ融着部分２４の長さは、突合せ部分１４ａと突合せ部分１４ｂとが融着することによって形成されている両部分の境界線に沿って測定するものとし、該境界線が曲線状の場合は、該曲線に沿って測定するものとする。
【００５６】
本発明の中空発泡成形体２０においては、成形体から外方向に突出すると共に内部に突合せ融着部分２４が形成されたリブが設けられていないことが好ましい。このような本発明の中空発泡成形体２０は、突合せ融着部分２４の接着性に優れ充分な強度を有するものでありながら、不要なリブが施工上の障害になるという欠点がなく、外観にも優れたものである。かかる発泡成形体は、断熱ダクト、エネルギー吸収用の構造材として使用する場合の施工性に優れたものである。
【００５７】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明する。
【００５８】
実施例として型締めライン全長に対し９４％の長さの部分において、型締め角度が４５〜９０°の金型を使用した。
【００５９】
ポリプロピレン単独重合体（モンテル社製ＰＦ−８１４、メルトフローレート：３ｇ／１０分）１００重量部に対して、気泡調整剤マスターバッチ（ステアリン酸ナトリウム５重量％、タルク１０重量％が配合されている。）３重量部を混合したものを、口径６５ｍｍの押出機へ供給して加熱し溶融し混練し、発泡剤としてブタンを基材樹脂１ｋｇに対し２．５ｇの割合で口径６５ｍｍの押出機の途中から圧入混練して発泡性溶融物とした。
【００６０】
一方、内層及び外層としてポリプロピレン樹脂に着色剤を配合して、それぞれを口径４０ｍｍの２台の押出機に別々に供給し、溶融混練して非発泡性溶融物とした。
【００６１】
次いで、発泡性溶融物の温度を１６８℃、非発泡性溶融物の温度を１８０℃に調整し、それぞれの押出機に連結された各アキュームレータに充填した。次に、各アキュームレータのラムを動かし各溶融物をアキュームレータから射出すと共にダイ先端に配置されたゲートを開くことにより、各溶融物は合流ダイ内にて積層されてゲートから吐出速度３０〜４５ｋｇ／ｈｒ・ｃｍ2で共押出された。アキュームレータからダイ内に導入された各溶融物はダイ先端付近に設けられたゲート付近で合流し、層状になってゲートより排出され、図３（ｂ）に示すような、内層（非発泡樹脂層）／発泡層／外層（非発泡樹脂層）からなる３層構成の発泡パリソンを形成した。
得られた発泡パリソンは、高発泡倍率の発泡層を有しているとともに、発泡パリソン表面が平滑であり、外観の優れた良好なものであった。
【００６２】
得られた発泡パリソンをダイから発泡させながら真下に垂らして、水冷された金型内に配置した。次に、該金型を型締めして発泡パリソンを挟むことにより発泡パリソンの余剰部分６を押し潰しながら、金型下方に取り付けられた気体吹き込み口から発泡パリソン内部に、発泡層を潰さない程度の圧力の加圧気体（空気）を吹き込み、気体の吹き込み弁を閉止することにより、発泡パリソン内部の圧力を保持し、同時に金型と発泡パリソンの間を減圧することにより、発泡パリソンを金型形状に対応する形状とした後、成形体を金型から取り出し、余剰部分を切断して中空発泡成形体を得た。
【００６３】
得られた中空発泡成形体は、金型形状に対応した外形形状を有する筒状の中空発泡成形体で、発泡パリソン押出方向に対する垂直断面形状が大部分において矩形（長辺１１０ｍｍ、短辺４５ｍｍ）であり、発泡パリソン押出方向の長さが６５０ｍｍのもので自動車用ダクトとして使用できるものであった。
【００６４】
尚、得られた中空発泡成形体の対峙する稜線部分には融着ラインが形成されており、該融着ラインの内方向には突合せ融着部分が形成されていた（但し、中空発泡成形体には該成形体から外方向に突出すると共に内部に突合せ融着部分が形成されたリブが設けられていない）。また、中空発泡成形体の壁面の平均厚みは８ｍｍであり、該突合せ融着部分の長さが、成形体の型締めライン全長の９４％において７〜１２ｍｍであった。該７〜１２ｍｍの長さを有する突合せ融着部分の引裂き強度は、成形体の壁面の引裂き強度と同等以上であり、得られた発泡成形体はその全体に裂け、へこみ等が見られず外観も優れたものであった。
【００６５】
【発明の効果】
本発明方法によれば、成形体の外部から内部へ向かう突合せ融着部分の寸法を十分確保できるので、リブを設けて突合せ融着部分を補強しないでも、十分な強度を有する中空発泡成形体を得ることができる。
【００６６】
本発明の中空発泡成形体は、該成形体の壁面の平均厚さが２〜６０ｍｍであり、中空発泡成形体表面のいずれかの稜線部分には金型により押し潰された余剰部分を切断することにより融着ラインが形成されており、該融着ラインの内方向には突合せ融着部分が形成されており、融着ラインに対して直角方向の突合せ融着部分の長さが、成形体の融着ラインの少なくとも一部において成形体の壁面の平均厚さの６０％〜２５０％となるように構成されているので、該成形体に不必要なリブを形成しなくとも突合せ融着部分の強度が優れているものであると共に限られた空間内に容易に配置できる施工性を兼ね備えたものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明方法を説明するための説明図である。
【図２】（ａ）本発明方法を説明するための説明図である。
（ｂ）本発明方法を説明するための説明図である
（ｃ）本発明方法を説明するための説明図である
【図３】（ａ）外面に非発泡熱可塑性樹脂層が積層された発泡パリソンの一例の要部外観を示す斜視図である。
（ｂ）外面及び内面に非発泡熱可塑性樹脂層が積層された発泡パリソンの一例の要部外観を示す斜視図である。
【図４】金型面どうしの型締め角度を求める作図法の一例を示す図面である。
【図５】金型面どうしの型締め角度を求める作図法の他の一例を示す図面である。
【図６】本発明の発泡成形体の断面斜視図である。
【図７】（ａ）従来の成型方法を説明するための説明図である。
（ｂ）従来の成型方法を説明するための説明図である。
（ｃ）従来の成型方法を説明するための説明図である。
【図８】突合せ融着部分を外方向に突出するリブの中に形成する成型方法を説明するための説明図である。
【符号の説明】
１ 発泡層
２ 発泡パリソン
４ 金型
６ 余剰部分
９ 型締めライン
１１ 中空発泡成形体
２０ 中空発泡成形体
２４ 突合せ融着部分
２５ 壁面
２６ 融着ライン
２７ 稜線部分
Claims (2)
- 熱可塑性樹脂発泡層を有する筒状の発泡パリソンを、発泡させながら金型間に配置し、該金型を型締めして軟化状態にある発泡パリソンを挟み、該発泡パリソンの余剰部分を押し潰し、発泡パリソン内に加圧気体を吹き込むこと及び／又は金型と発泡パリソンの間を減圧することにより得られる熱可塑性樹脂発泡層を有する中空発泡成形体において、該中空発泡成形体の壁面の平均厚さが２〜６０ｍｍであり、該中空発泡成形体表面のいずれかの稜線部分には金型により押し潰された余剰部分を切断することにより融着ラインが形成されており、該融着ラインの内方向には突合せ融着部分が形成されており、少なくとも一部の融着ラインに対する直角方向の突合せ融着部分の長さが、成形体の壁面の平均厚さの６０〜２５０％であることを特徴とする中空発泡成形体。
- 熱可塑性樹脂発泡層を有する筒状の発泡パリソンを、発泡させながら金型間に配置し、該金型を型締めして軟化状態にある発泡パリソンを挟み、該発泡パリソンの余剰部分を押し潰し、発泡パリソン内に加圧気体を吹き込むこと及び／又は金型と発泡パリソンの間を減圧することにより、金型形状に対応した形状の中空発泡成形体を製造する方法において、少なくとも一部の型締めラインを形成する金型面どうしの型締め角度を２０〜１２０°の範囲内とし、該型締めにより形成される、壁面の平均厚さが２〜６０ｍｍの中空発泡成形体表面の稜線部分には、金型により押し潰された余剰部分を切断することにより融着ラインを形成し、該融着ラインに対する直角方向の突合せ融着部分の長さが、成形体の壁面の平均厚さの６０〜２５０％である中空発泡成形体の製造方法。
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