JP4050374B2

JP4050374B2 - 表皮付き発泡成型体の製造方法及び表皮付き発泡成型体

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Publication number: JP4050374B2
Application number: JP02781198A
Authority: JP
Inventors: 暁塩谷; 篠原　　充; 晃暢平; 寿男所
Original assignee: JSP Corp
Current assignee: JSP Corp
Priority date: 1998-01-26
Filing date: 1998-01-26
Publication date: 2008-02-20
Anticipated expiration: 2018-01-26
Also published as: JPH11207759A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は表皮付き発泡成型体の製造方法及び表皮付き発泡成型体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ポリオレフィン系樹脂発泡粒子を金型内に充填し、スチーム等によって加熱して発泡粒子相互を融着させて得られる発泡成型体は、複雑な形状の製品であっても比較的容易に得ることができるため、容器、緩衝材、内装材等の各種の分野において広く利用されている。この種のポリオレフィン系樹脂発泡成型体は、例えば自動車内装材等として利用する場合、その表面にレザー等の表皮材を接着しているが、接着剤を用いて表皮材を接着する方法は、作業工程が煩雑であるとともに、コスト高となるという問題を有している。
【０００３】
このような問題を解決し得るものとして、近年、表皮材を発泡成型体の成型用金型内に装着し、この金型内にポリオレフィン系樹脂発泡粒子を充填してスチームによって加熱し、発泡粒子相互を熱融着させるとともに、発泡粒子と表皮材とを熱融着によって一体化し、表皮付き発泡成型体を得る方法が採用されつつある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この種の表皮付き発泡成形体の表皮材としては、レザー等の如く通気性を有さないものや、通気性に乏しいものが一般に用いられているため、表皮材側から加熱用のスチームを発泡粒子間に浸透させることができず、このため表皮材側からの加熱が不充分となって、表皮材と発泡粒子との融着が不良となったり、表皮材付近の発泡粒子相互の融着が不良となったりする虞れがあった。特に複雑な形状の発泡成形体を得る場合や、肉厚の発泡成形体を得る場合には、上記した融着不良が著しく発生し易くなるという問題があった。
【０００５】
このような加熱不良に伴う上記の問題を解決するために、金型に多数のスチーム導入孔を設けてスチームの通気性を高めた金型で成型する方法（特開平７−３２５２３号公報）等が提案されている。しかしながら上記特開平７−３２５２３号公報に記載されている方法は、スチームを発泡粒子間に浸透させる面で課題を残し、充分な解決策とはなり得なかった。
【０００６】
本発明は上記従来の問題を解決するためになされたもので、表皮付き発泡成型体を効率良く製造することのできる方法及び優れた表皮付き発泡成型体を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
即ち本発明の表皮付き発泡成型体の製造方法は、通気性を有さないか通気性に乏しい素材からなる表皮材、或いは外面側が織布、不織布からなる表皮材を組合せ金型内に装着した後、金型内に熱可塑性樹脂発泡体からなる粒子、チップ状物、粉砕物の１種又は２種以上を充填し、表皮材を装着した側からの金型内へのスチーム供給による直接加熱を行うことなく、表皮材を装着していない金型側から金型内にスチームを供給して金型内の発泡体を直接加熱し、該発泡体を融着せしめるとともに発泡体と表皮材とを融着一体化した表皮付き発泡成型体を製造する方法であって、表皮材の少なくとも発泡体と接する側の面が該熱可塑性樹脂発泡体との熱融着性を有する素材によって構成されているとともに、上記粒子、チップ状物、粉砕物が、空間率が４５％以上となる形状を有することを特徴とする。本発明方法において、金型内に充填する熱可塑性樹脂発泡体としては、ポリオレフィン系樹脂発泡粒子が好ましく、ポリオレフィン系樹脂発泡粒子としては貫通した穴を有する発泡粒子や、長さ：Ｌと直径：Ｄとの間に、Ｌ／Ｄ≧４なる関係を有する柱状の発泡粒子、或いは表面に突起を有する発泡粒子が用いられる。
【０００８】
また本発明の表皮付き発泡成型体は、上記方法によって得られた、表皮材と発泡体とが融着一体化されてなる表皮付き発泡成型体であって、発泡成型体が空隙率１０％以上の連通した空隙を有することを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明において用いる熱可塑性樹脂発泡体の基材樹脂としては、ポリ塩化ビニル等の塩化ビニル系樹脂、ポリスチレン等のポリスチレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂等のポリオレフィン系樹脂、ポリメチルメタクリレート等のアクリル系樹脂、ポリカーボネート樹脂等が挙げられる。上記ポリオレフィン系樹脂としてのポリエチレン系樹脂やポリプロピレン系樹脂は、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、直鎖状低密度ポリエチレン、直鎖状超低密度ポリエチレン、エチレン−プロピレンブロック共重合体、エチレン−プロピレンランダム共重合体、エチレン−ブテンブロック共重合体、エチレン−ブテンランダム共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−メチルメタクリレート共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体の分子間を金属イオンで架橋したアイオノマー系樹脂、プロピレン単独重合体、プロピレン−ブテンランダム共重合体、ポリブテン、ポリペンテン、エチレン−プロピレン−ブテン三元共重合体、プロピレン−アクリル酸共重合体、プロピレン−無水マレイン酸共重合体等が挙げられる。また、これらの他に、エチレン、プロピレン、ブテン、ペンテン等のオレフィン系モノマーと、これらオレフィン系モノマーと共重合し得るスチレン等のモノマーとの共重合体も使用できる。
【００１０】
上記オレフィン系樹脂のなかでも、圧縮歪回復性が良好な、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、直鎖状低密度ポリエチレン、直鎖状超低密度ポリエチレン等のポリエチレン系樹脂や、ポリプロピレン、ポリブテン、エチレン−プロピレン共重合体、プロピレン−ブテン共重合体、エチレン−プロピレン−ブテン三元共重合体が好ましく、特にエチレン−プロピレンランダム共重合体、プロピレン−ブテンランダム共重合体、エチレン−プロピレン−ブテン三元共重合体、直鎖状低密度ポリエチレンが好ましい。
【００１１】
上記ポリオレフィン系樹脂は、過酸化物や放射線により架橋して用いても、無架橋のまま用いても良いが、生産工程が簡易で、リサイクルの可能な無架橋のものが好ましい。
【００１２】
本発明において成型に用いる熱可塑性樹脂発泡体としては、粒子、チップ状物、粉砕物の１種又は２種以上が用いられる。熱可塑性樹脂発泡体からなる粒子、チップ状物、粉砕物としては、空間率が４５％以上となる形状を有するものが用いられる。上記空間率とは、熱可塑性樹脂発泡体からなる粒子、チップ状物、粉砕物をメスシリンダー等の目盛り付き容器に入れ、容器の目盛りから求められる値を内容物の見掛けの体積：Ａ（cm³) とし、次に見掛けの体積を測定した後の粒子、チップ状物、粉砕物を、アルコールを入れた目盛り付き容器のアルコール中に沈めてアルコールのみの時の容積からの増加分から、粒子、チップ状物、粉砕物の真の体積：Ｂ（cm³) を求め、見掛け体積：Ａと真の体積：Ｂとから下記式より求められるものである。
【００１３】
【数１】
空間率（％）＝｛１−（Ｂ／Ａ）｝×１００
【００１４】
また本発明において成型に用いる熱可塑性樹脂発泡体としては、ポリオレフィン系樹脂発泡粒子が好ましく、ポリオレフィン系樹脂発泡粒子としては、上記ポリオレフィン系樹脂を基材樹脂とする、貫通した穴を有する筒状の発泡粒子、突起を有する発泡粒子、或いは長さＬと直径Ｄとの間にＬ／Ｄ≧４なる関係が成り立つ柱状の発泡粒子が用いられる。また貫通した穴を有する筒状の発泡粒子やＬ／Ｄ≧４なる関係が成り立つ柱状に、更に突起を有するものも用いることができる。
【００１５】
貫通した穴を有する筒状の発泡粒子としては、外部に連通する中空穴を有する形状であるとともに（以下、中空穴が外部に連通する方向を「穴方向」と呼ぶ。）、（ａ）穴方向に垂直な断面（以下、この断面を「垂直断面」と呼ぶ。）における外周形状及び中空穴形状が共に円形であるもの、（ｂ）垂直断面における外周形状及び中空穴形状が共に多角形であるもの、（ｃ）垂直断面における外周形状、中空穴形状のいずれか一方が円形で、他方が多角形であるもの、（ｄ）上記（ａ）〜（ｃ）の如き断面形状を有するものを、その外周において互いに複数結合せしめたもの、（ｅ）穴方向に垂直な、どの断面においても突起が設けられた上記（ａ）〜（ｄ）の如き断面形状を有するもの、（ｆ）ある垂直断面においては上記（ａ）〜（ｄ）の如き断面形状を有しており、別の垂直断面においては突起が設けられた上記（ａ）〜（ｄ）の如き断面形状を有するもの等を例示することができる。
【００１６】
図１に示す（ア）〜（ソ）の発泡粒子のうち、上記（ａ）に対応するものとしては、（ア）の発泡粒子が、（ｂ）に対応するものとしては（イ）〜（エ）の発泡粒子が、（ｃ）に対応するものとしては（オ）、（カ）の発泡粒子が、（ｄ）に対応するものとしては（キ）、（ク）の発泡粒子が、（ｅ）に対応するものとしては（ケ）〜（ス）の発泡粒子が、（ｆ）に対応するものとしては（セ）、（ソ）の発泡粒子が挙げられる。尚、図１において、１は発泡粒子、Ｐは中空穴、ｅは突起を示す。
【００１７】
図１に示した発泡粒子は、本発明において用い得る筒状の発泡粒子の一例に過ぎず、この他にも垂直断面における外周形状や中空穴形状が楕円状、正多角形以外の多角形状となるもの、穴方向に沿って発泡粒子の一部がくびれているもの、穴方向に沿って発泡粒子が捩れているもの、垂直断面においてその中心から中空穴がずれているもの等、筒状の発泡粒子であればいかなる形状のものも使用可能である。尚、本発明において、垂直断面形状がＣ字型等になるように筒状発泡粒子の一部が切り裂かれた形状のものも筒状の発泡粒子に含めるものとする。
【００１８】
上記筒状の発泡粒子は、垂直断面における最大外径：Ｄと、穴方向に沿った最大長さ：Ｌとの比、Ｌ／Ｄが０．２〜５．０、特に０．５〜２．０であることが好ましい。筒状の発泡粒子のＬ／Ｄが０．２〜５．０の範囲にある場合には、発泡粒子の成型用金型内への充填性が良好になるとともに、発泡粒子相互の融着性が良好となるため好ましい。上記最大外径：Ｄは、図１の（ア）、（キ）、（ケ）、（セ）に示す如く垂直断面における外周と接する２本の平行する接線間の距離の最大値であり、ノギスにより測定することができる。また、Ｌについても図１（ア）、（ケ）に示す如き最大長さであり、ノギスにより測定することができる。
【００１９】
図１に示す（ア）〜（ク）の発泡粒子のように突起ｅを有さないものは、発泡粒子を金型に充填する際の充填機内等における発泡粒子の詰まりが生じ難く、金型内に均一な充填率で充填し易いため好ましい。更に、（ア）、（キ）、（ク）の発泡粒子のように垂直断面における外周形状及び中空穴形状がともに円形であるものは、発泡粒子の製造が比較的容易であるため好ましい。
【００２０】
本発明において上記筒状の発泡粒子の他に、中空穴がなく突起のみを有する発泡粒子や柱状の発泡粒子も使用可能であるが、柱状の発泡粒子の場合、図２に示すように垂直断面における最大外径：Ｄと長さ：Ｌとの間に、Ｌ／Ｄ≧４なる関係が成り立つことが必要であり、特に７≧Ｌ／Ｄ≧４であることが好ましい。柱状の発泡粒子としては、図２に示したような円柱状のものに限らず、多角柱状のもの等も用いることができる。中空穴がなく突起を有する発泡粒子の場合、図４に示されるように、発泡粒子の長さ：Ｌの方向に対して垂直などの断面においても、外周に突起ｅが存在するように形成されていること、また更に該断面において３又は４個の突起を有するものが発泡粒子の製造上、安定生産性の面で好ましい。また、その長さ：Ｌと最大外径：Ｄとの比：Ｌ／Ｄが、０．５〜２．０であることが発泡粒子の金型充填時の充填性の面で好ましい。
【００２１】
上記したように本発明においては、図１に示した如き各種の筒状の発泡粒子、図２に示した如きＬ／Ｄ≧４の柱状の発泡粒子や、図４に示した如き突起を有する発泡粒子を用いることができるが、特に図１の（ア）、（オ）に示した如き円筒状の発泡粒子が好ましい。尚、図１の（ア）、（オ）に示した如き円筒状の発泡粒子や図２に示した如き円柱状の発泡粒子は、垂直断面の外周形状が真円形でなくとも、略円形を有していれば良い。
【００２２】
特に上記筒状の発泡粒子は、平均粒子重量が１〜５０ｍｇであることが好ましいが、より好ましくは平均粒子重量が１〜１０ｍｇである。平均粒子重量が１ｍｇに満たない発泡粒子は製造そのものが困難であり、５０ｍｇを超えると成型時の金型への充填性が悪くなり易い。また平均粒子重量によっても異なるが、例えば平均粒子重量が１〜１０ｍｇの筒状の発泡粒子の場合、任意の垂直断面における中空穴の最小径をｄ_MIN、同じ垂直断面における外周の最小径をＤ_MINとした時、ｄ_MINが０．５ｍｍ以上で、且つｄ_MIN／Ｄ_MINの値が０．３０〜０．９０であることが好ましく、より好ましくはｄ_MINが１．０ｍｍ以上で、且つｄ_MIN／Ｄ_MINの値が０．４０〜０．８５である。尚、ｄ_MINの上限は２０ｍｍ、特に１０ｍｍ以下であることが好ましい。
【００２３】
ｄ_MINとＤ_MINとの間に上記関係が成り立つ筒状の発泡粒子を用いて成型すると、収縮率が小さく且つ充分な空隙率を有するとともに、粒子相互の融着性がより良好な発泡成型体を得ることができる。しかしながら、ｄ_MINが０．５ｍｍ未満であったり、ｄ_MIN／Ｄ_MINの値が０．３０未満であったりすると、充分な空隙を確保することが困難となって吸音性が不充分なものとなり易い。またｄ_MIN／Ｄ_MINの値が０．９０を超える発泡粒子は、製造そのものが難しいという問題があるとともに、寸法安定性に欠ける発泡成型体となり易い。
尚、図１の（キ）、（ク）、（ソ）等のように複数の中空穴が存在する場合には、その全ての中空穴について、また（ケ）〜（ソ）等のように外周に突起が設けられている場合には突起を除いた形状について、上記の関係が満たされていることが好ましい。
【００２４】
上記発泡粒子は、例えば密閉容器内でポリオレフィン系樹脂粒子と発泡剤とを分散媒に分散させ、攪拌しながら加熱して樹脂粒子中に発泡剤を含浸させ、次いで発泡温度にて樹脂粒子と分散媒とを容器内より低圧下（通常は、大気圧下）に放出し、樹脂粒子を発泡させる等の方法によって得ることができる。
【００２５】
発泡粒子製造に用いるポリオレフィン系樹脂粒子は、基材樹脂を押出機内で溶融混練した後、ダイスからストランド状に押出して冷却した後、適宜長さに切断する等の方法で得ることができるが、押出機内で基材樹脂を溶融混練する際に、必要に応じてタルク、炭酸カルシウム、硼砂、水酸化アルミニウム、ホウ酸亜鉛等の無機物を添加して樹脂と溶融混練し、樹脂粒子中にこれらの無機物を含有せしめても良い。また用途や目的に応じ、黒色、灰色、茶色、黄色、赤色、桃色、緑色、青色等の着色顔料や染料を添加して着色することもできる。樹脂粒子中に上記無機物や着色顔料、染料等を添加する場合、これらの分散性を考慮して、通常はマスターバッチ法を採用する。無機物や着色顔料、染料の添加量は、通常、樹脂粒子１００重量部当たり、０．００１〜５重量部である。樹脂粒子中に無機物を含有させると、発泡粒子の発泡倍率を向上でき、また気泡径を二次発泡性、寸法安定性において好適な５０〜３５０μｍに調整することができる。
【００２６】
溶融した樹脂をダイスから押出す際に、得ようとする発泡粒子の断面形状と略相似形状の樹脂押出口を有するダイス（例えば筒状発泡粒子を得る場合は筒状発泡粒子の垂直断面形状と略相似形状の樹脂押出口を有するダイス）を用いることにより、目的形状の発泡粒子と相似形状の樹脂粒子を得ることができ、このような樹脂粒子を用いて上記したように発泡を行えば、目的形状の発泡粒子を得ることができる。
【００２７】
発泡粒子製造に用いる上記分散媒としては、樹脂粒子を溶解させないものであれば良く、例えば水、エチレングリコール、グリセリン、メタノール、エタノール等が挙げられるが、通常は水が使用される。また発泡剤としては、通常、プロパン、ブタン、ヘキサン、シクロブタン、シクロヘキサン、トリクロロフロロメタン、ジクロロフロロメタン、クロロフロロメタン、トリフロロメタン、1,1,1,2-テトラフロロエタン、1-クロロ-1,1- ジフロロエタン、1,1-ジフロロエタン、1-クロロ-1,2,2,2- テトラフロロエタン等の揮発性発泡剤や、窒素、二酸化炭素、アルゴン、空気等の無機ガス系発泡剤が用いられる。また揮発性発泡剤と無機ガス系発泡剤との混合発泡剤を使用することもできる。これらのうち、オゾン層破壊の虞れがなく、安価な無機ガス系発泡剤が好ましく、特に窒素、二酸化炭素、空気が好ましい。窒素、空気以外の上記発泡剤の使用量は、通常、樹脂粒子１００重量部当たり、２〜５０重量部であり、また窒素、空気の場合、その使用量は密閉容器内へ圧入する圧力範囲が１０〜６０ｋｇｆ／ｃｍ²Ｇとなるように添加することが好ましい。発泡剤の使用量は、得ようとする発泡粒子の発泡倍率等に応じて適宜調整する。
【００２８】
上記樹脂粒子と発泡剤とを分散媒に分散させて加熱するに際し、樹脂粒子相互の融着を防止するため、融着防止剤を分散媒に添加することができる。融着防止剤としては分散媒に溶解せず、加熱によって溶融しないものであれば無機系、有機系を問わず使用可能であるが、一般には無機系のものが好ましい。無機系の融着防止剤としては、カオリン、タルク、マイカ、酸化アルミニウム、酸化チタン、水酸化アルミニウム等の粉体が好適である。融着防止剤は、平均粒径０．００１〜１００μｍ、特に０．０１〜３０μｍのものが好ましい。融着防止剤は樹脂粒子１００重量部に対し、通常、０．０１〜１０重量部を添加することが好ましい。また分散助剤として、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、オレイン酸ナトリウム等のアニオン系界面活性剤を併用することができる。分散助剤は樹脂粒子１００重量部当たり、通常、０．００１〜５重量部添加することが好ましい。
【００２９】
尚、発泡粒子は発泡前の樹脂粒子よりも全体の寸法が大きくなっているが、通常、発泡粒子のｄ_MIN／Ｄ_MIN及びＬ／Ｄの値と、これに対応する未発泡の樹脂粒子のｄ_MIN´／Ｄ_MIN´及びＬ´／Ｄ´の値とは殆ど変わらず、未発泡の樹脂粒子のｄ_MIN´／Ｄ_MIN´、Ｌ´／Ｄ´の値が前記条件を満たしていれば、発泡粒子のｄ_MIN／Ｄ_MIN、Ｌ／Ｄの値も前記条件を概ね満たしている。
尚、本発明における熱可塑性樹脂発泡体からなる粒子、チップ状物、粉砕物を得る手段としては、熱可塑性樹脂発泡体からなる粒子についてはポリオレフィン系樹脂発泡粒子以外の熱可塑性樹脂発泡粒子の場合も、上述したポリオレフィン系樹脂発泡粒子と同様の製法が採用でき、チップ状物については熱可塑性樹脂を押出機先端から棒状に押出し発泡させ押出発泡直後にカッター刃によりスライスすることによりチップ状の発泡体として得ることができる。また粉砕物については、既存の発泡粒子成型体や発泡シート等を粉砕機により粉砕することにより得ることができる。
【００３０】
本発明において表皮材としては、通常、合成樹脂シートが用いられる。表皮材は射出成型、スタンピング成形等にて所望の形状に成形したものや、予めＴダイ等から押出して得たシートを、シートプレス成形、圧空成形、真空成形等の方法で所望の形状に成形したものを用いることができる。また予め成型したものではなくとも良く、発泡粒子等を成型する際に表皮材を吸引して成型金型に密着させて賦型したものでも良い。表皮材は単層構造のものに限らず、発泡層等を有する多層構造のものであっても良いが、単層構造の場合には表皮材自体が、発泡体からなるチップ状物、粉砕物、発泡粒子と融着性を有する素材によって構成されていることが必要であり、また多層構造の場合には少なくとも発泡体のチップ状物、粉砕物、或いは発泡粒子と接する側の面（内面側）が該チップ状物、粉砕物、発泡粒子と融着性を有する素材によって構成されていることが必要である。
【００３１】
以下、熱可塑性樹脂発泡体からなる粒子、チップ状物、粉砕物として、ポリオレフィン系樹脂発泡粒子を用いた場合を例に説明するが、特に断りのない限りポリオレフィン系樹脂発泡粒子に代えて他の熱可塑性樹脂発泡粒子の場合やチップ状物、粉砕物の場合にも同様の技術を適用することができる。
【００３２】
ポリオレフィン系樹脂発泡粒子と融着性を有する素材は、ポリオレフィン系樹脂発泡粒子の基材樹脂の違いによって異なる。ポリオレフィン系樹脂発泡粒子の基材樹脂が、プロピレン−エチレンランダム共重合体等のポリプロピレン系樹脂である場合、このポリプロピレン系樹脂を基材とする発泡粒子と融着性を有する素材としては、例えばプロピレン単独重合体や、プロピレン−エチレンブロック共重合体、プロピレン−エチレンランダム共重合体、プロピレン−ブテンランダム共重合体、プロピレン−エチレン−ブテンランダム共重合体等のプロピレン成分含有量７０重量％以上のポリプロピレン系樹脂、或いはこれらポリプロピレン系樹脂中にエチレン−プロピレンゴム、ＥＰＤＭ等のゴム成分を含むポリプロピレン系熱可塑性エラストマー等が挙げられるが、発泡粒子と融着性を有するものであればこれらに限定されない。
【００３３】
またポリオレフィン系樹脂発泡粒子の基材樹脂が、直鎖状低密度ポリエチレン等のポリエチレン系樹脂である場合、このポリエチレン系樹脂を基材とする発泡粒子と融着性を有する素材としては、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、直鎖状低密度ポリエチレン、直鎖状超低密度ポリエチレンや、エチレン成分含有量が７０重量％以上のポリエチレン系共重合体等のポリエチレン系樹脂、或いはこれらポリエチレン系樹脂中にエチレン−プロピレンゴム、ＥＰＤＭ等のゴム成分を含むポリエチレン系熱可塑性エラストマー等が挙げられるが、発泡粒子と融着性を有するものであればこれらに限定されない。
【００３４】
上記したポリオレフィン系樹脂発泡粒子と融着性を有する素材としては、使用するポリオレフィン系樹脂発泡粒子の基材樹脂の融点以下の融点を有するものを選択すると、発泡粒子と表皮材との融着性が更に良好となるため好ましい。
【００３５】
表皮材が多層構造の場合、表面側（ポリオレフィン系樹脂発泡粒子と接しない側）を構成する素材としては、上記したポリオレフィン系樹脂発泡粒子との融着性を有する素材の他に、ポリオレフィン系樹脂発泡粒子と融着性を有さないポリ塩化ビニル等や、ポリエステル系の織布、不織布、その他、ポリプロピレン系の織布、不織布等の装飾性の高いシート素材も用いることができる。多層構造の表皮材の場合、少なくとも内面側は、上記したポリオレフィン系樹脂発泡粒子と融着性を有する素材により構成することが必要であり、外面側の素材と内面側の素材とは、ホットメルト型接着剤、溶剤型接着剤等によって積層することができる。また外面側の素材及びポリオレフィン系樹脂発泡粒子との融着性を有する素材よりなる内面側の素材を、外面側の素材に熱接着する等によって積層して表皮材を構成することもできる。またホットメルト型接着剤をポリオレフィン系樹脂発泡粒子との融着性を有する素材として使用することもできる。
【００３６】
表皮材の素材（多層構造の表皮材の場合には、少なくとも内面側の素材）と、ポリオレフィン系樹脂発泡粒子の基材樹脂とは、上記したように相互に熱融着性を有するような素材を選択することが必要であるが、特に本発明の表皮付き発泡成型体を、例えば自動車内装材等の車両用として用いる場合、耐熱性、剛性、エネルギー吸収性、リサイクル性等を考慮すると、表皮材の素材、ポリオレフィン系樹脂発泡粒子の基材樹脂ともにポリプロピレン系樹脂を選択することが好ましい。また本発明の表皮付き発泡成型体を寝具、家具等に使用する場合、クッション性等を考慮すると、ポリオレフィン系樹脂発泡粒子の基材樹脂としてポリエチレン系樹脂、特に直鎖状低密度ポリエチレンが好ましく、表皮材の素材（或いは表皮材の内面側の素材）も、これと熱融着性を有するポリエチレン系樹脂を選択することが好ましい。
【００３７】
本発明の表皮付き発泡成型体は、金型内面に沿う所定形状の上記表皮材が金型内面に沿わせて金型に取り付けられている状態で型締めした後、上記筒状の発泡粒子、Ｌ／Ｄ≧４の柱状の発泡粒子や、突起を有する発泡粒子を金型内に充填し、金型内にスチームを供給して発泡粒子を加熱し、発泡粒子相互を融着させるとともに発泡粒子と表皮材とを融着させることにより得られる。発泡粒子を金型内に充填する方法としては、クラッキング充填法、圧縮充填法、加圧充填法等の公知の充填法を採用することができる。
【００３８】
本発明方法では発泡体として空間率が４５％以上、好ましくは５０〜７０％の粒子、チップ状物、粉砕物からなるもの、例えば、上記筒状の発泡粒子、Ｌ／Ｄ≧４の柱状の発泡粒子や突起を有する発泡粒子を用いるため、表皮材がスチーム透過性を有していなくても、発泡粒子側から発泡粒子の間をスチームが透過して表皮材の付近にまで到達し、この結果、表皮材付近の発泡粒子や表皮材の内面側が充分に加熱され、表皮材付近の発泡粒子相互間及び発泡粒子と表皮材との間が確実に融着される。
【００３９】
上記金型は、通常、雄型と雌型とからなる組合せ金型からなり、表皮材を装着する側（通常、雌型）には、表皮材を吸引して金型内面に密着させて装着するために、０．１〜１．０ｍｍ程度の吸引穴が複数設けられ、他方の金型（通常、雄型）には、充填した発泡粒子にスチームを供給するためのスチーム供給穴が設けられている。尚、得られる表皮付き発泡成形体の反りを防止する上で、表皮材を装着する側の金型側からもスチームにより加熱しながら成型することが効果的であるが、スチームが前記吸引穴から金型内に侵入すると、表皮材表面が白化したり表皮材表面の艶がなくなる等の問題を生じるため、表皮材取り付け側の金型をスチームで加熱する場合には、表皮材に直接スチームがあたらないように表皮材装着金型面を加熱（伝熱による間接的な加熱）する等の工夫が必要である。また、外面側が織布、不織布等からなる表皮材を用いる場合にも、表皮材取り付け側の金型から金型内にスチームを供給すると、織布や不織布の毛が潰されて感触が低下するため、このような表皮材を用いる場合には表皮材取り付け側からの金型内へのスチーム供給による直接加熱は行わない方が良い。
【００４０】
本発明方法は、上記したように発泡体からなる空間率４５％以上の粒子、チップ状物、粉砕物、例えば筒状の発泡粒子、Ｌ／Ｄ≧４の柱状の発泡粒子や突起を有する発泡粒子を用いることにより、発泡粒子間を加熱用のスチームが透過し易く、スチーム透過性のない表皮材を用いても、表皮材付近の発泡粒子相互間や発泡粒子と表皮材との間を確実に融着させることができる。
【００４１】
図３は本発明の表皮付き発泡成型体２の一例を示し、図中３は表皮材、４は発泡粒子相互を融着して形成される発泡成型体である。本発明方法により得られる表皮付き発泡成型体２において、発泡成型体４は空隙率が１０％以上の連通した空隙を有していることが、特に、発泡成型体４は空隙率が１５〜４５％の連通した空隙を有していることが、吸音性や緩衝性の面で好ましい。
【００４２】
上記発泡成型体４の空隙率（％）は、発泡成型体サンプルの外形寸法より求めた体積をａ（ｃｍ^３）、該サンプルをアルコールを入れた目盛り付き容器のアルコール中に沈めた時の、目盛り上昇分から求められるサンプルの真の体積をｂ（ｃｍ^３）とした時、下記式より求められる値である。
【００４３】
【数２】
空隙率（％）＝｛１−（ｂ／ａ）｝×１００
【００４４】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明する。
【００４５】
実施例１
ポリプロピレン系熱可塑性エラストマー（ＭＩ＝１０ｇ／１０分（２３０℃、荷重１０ｋｇｆ）、融点１５９℃、融解熱量２８Ｊ／ｇ）７０重量％と、エチレン−プロピレンランダム共重合体（ＭＩ＝１０ｇ／１０分、融点１４６℃、エチレン含有量２．４重量％）３０重量％との混合樹脂からなるシート（厚み０．６５ｍｍ）を、プレス成形金型（縦：２００ｍｍ×横：２００ｍｍ×深さ：４０ｍｍ）にて成形して表皮材を得た。この表皮材を、雄型と雌型とからなり、金型内の空間が縦：２００ｍｍ×横：２００ｍｍ×深さ：４０ｍｍの組合せ金型を有する成型装置の雌型に吸引密着させて装着し、次いで雌型と雄型とを型締めした後、内圧が１．０ｋｇ／cm²のエチレン−プロピレンランダム共重合体（エチレン成分２．４重量％、融点１４６℃）を基材樹脂とする、図１の（ア）に示す形状の円筒状の発泡粒子（平均粒子重量２ｍｇ、嵩発泡倍率２０倍、ｄ_MIN＝１．６ｍｍ、Ｄ_MIN＝２．５ｍｍ、ｄ_MIN／Ｄ_MIN＝０．６４、Ｌ＝３．５ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝１．０）を金型内に充填した。この後、両金型のドレン弁を開いたまま、雄型側のチャンバーにスチームを５秒間導入した後、両金型のドレン弁を閉めて雌型側のチャンバーに１２０℃のスチームを導入して表皮材側を間接加熱するとともに、雄型側のチャンバーから金型内の発泡粒子に１５０℃のスチームを供給して発泡粒子を直接加熱し、成型を行った。成型終了後、空冷してから金型を開いて表皮付き発泡成型体を取り出し、６０℃、大気圧下で２４時間養生した後、室温下で保持した。成型に用いた発泡粒子の諸物性を表１に、得られた表皮付き発泡成型体の諸物性を表２に示す。
【００４６】
【表１】

【００４７】
（表２）

【００４８】
※１発泡粒子の融着性は、表皮付き発泡成型体を折り曲げて破断させ、表皮積層面下１５ｍｍの破断面を観察し、
○・・・発泡粒子の大部分に材料破壊が起こっている。
△・・・発泡粒子の材料破壊と発泡粒子相互間の界面剥離が混在している。
×・・・発泡粒子相互間の大部分が界面剥離している。
として評価した。
【００４９】
※２表皮材と発泡粒子の融着性は、表皮付き発泡成型体を幅１５ｍｍに切り出したサンプルにおける表皮材の９０°剥離試験を行い、剥離面の発泡粒子の状態を観察し、
○・・・発泡粒子の大部分に材料破壊が起こっている。
△・・・発泡粒子の材料破壊と界面剥離が混在している。
×・・・発泡粒子の大部分が界面剥離している。
として評価した。
【００５０】
※３吸音性は、表皮付き発泡成型体の発泡体側から２００〜２０００Ｈｚの周波数の音波を照射して吸音率が３０％以上となる周波数をＪＩＳＡ１４０５垂直入射吸音率測定に基づき測定し、２００〜２０００Ｈｚの周波数範囲における周波数測定点（１／３オクターブバンド周波数）において、
◎・・・吸音率が３０％以上となる周波数測定点が３点以上存在する。
○・・・吸音率が３０％以上となる周波数測定点が２点存在する。
×・・・吸音率が３０％以上となる周波数測定点が２点未満。
として評価した。
【００５１】
実施例２
発泡粒子の内圧を予め１．３ｋｇ／cm²に調整し、金型内の空間が縦：２００ｍｍ×横：２００ｍｍ×深さ：１００ｍｍの金型を使用し、該金型の雌型に縦：２００ｍｍ×横：２００ｍｍ×深さ：１００ｍｍに成形された表皮材を装着した点を除いて実施例１と同様の条件で成型を行った。使用した発泡粒子の諸物性を表１に、得られた成型体の諸物性を表２に示す。
【００５２】
実施例３
発泡粒子の内圧を予め１．８ｋｇ／cm²に調整し、金型内の空間が縦：２００ｍｍ×横：２００ｍｍ×深さ：１５０ｍｍの金型を使用し、該金型の雌型に縦：２００ｍｍ×横：２００ｍｍ×深さ：１５０ｍｍに成形された表皮材を装着した点を除いて実施例１と同様の条件で成型を行った。使用した発泡粒子の諸物性を表１に、得られた成型体の諸物性を表２に示す。
【００５３】
実施例４
平均重量２ｍｇ、嵩発泡倍率１０倍、ｄ_MIN＝１．５ｍｍ、Ｄ_MIN＝２．６ｍｍ、ｄ_MIN／Ｄ_MIN＝０．５８、Ｌ＝２．９ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝１．１の図１の（ア）に示す形状の円筒形発泡粒子を使用し、予め発泡粒子内圧を１．３ｋｇ／cm²に調整した点を除いて実施例３と同様の条件で成型を行った。使用した発泡粒子の諸物性を表１に、得られた成型体の諸物性を表２に示す。
【００５４】
実施例５
シラン変性ポリプロピレンの架橋発泡シート（２０倍、融点１５１℃、厚さ３ｍｍ）に、ホットメルト接着剤（ヒロダイン７８４１）を介して軟質ポリ塩化ビニルシート（厚み０．４ｍｍ）をラミネートした積層シートを用いて表皮材を形成したした他は、実施例２と同様の条件で成型を行った。尚、表皮材の発泡粒子と接する側の面は架橋発泡シートの面とした。使用した発泡粒子の諸物性を表１に、得られた成型体の諸物性を表２に示す。
【００５５】
実施例６
Ｌ＝９ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝５、平均粒子重量２ｍｇ、嵩発泡倍率２０倍の図２に示す柱状の発泡粒子を使用した点を除いて実施例４と同様の条件で成型を行った。使用した発泡粒子の諸物性を表１に、得られた成型体の諸物性を表２に示す。
【００５６】
実施例７
Ｌ＝４．０ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝１．６、平均粒子重量２ｍｇ、嵩発泡倍率２０倍の図４の（ア）に示す柱状の発泡粒子を使用した点を除いて実施例４と同様の条件で成型を行った。使用した発泡粒子の諸物性を表１に、得られた成型体の諸物性を表２に示す。
【００５７】
比較例１
実施例１と同様の樹脂よりなる、発泡粒子内圧を２．５ｋｇ／ｃｍ²に調整した略球状の発泡粒子（嵩発泡倍率８倍）を用いた他は、実施例１と同様の条件で成型を行った。使用した発泡粒子の諸物性を表１に、得られた成型体の諸物性を表２に示す。
【００５８】
比較例２
実施例１と同様の樹脂よりなる、発泡粒子内圧を１．８ｋｇ／ｃｍ²に調整した略球状の発泡粒子（嵩発泡倍率８倍）を用いた他は、実施例２と同様の条件で成型した。使用した発泡粒子の諸物性を表１に、得られた成型体の諸物性を表２に示す。
【００５９】
比較例３
実施例１と同様の樹脂よりなる、発泡粒子内圧を１．８ｋｇ／ｃｍ²に調整した略球状の発泡粒子（嵩発泡倍率８倍）を用いた他は、実施例３と同様の条件で成型した。使用した発泡粒子の諸物性を表１に、得られた成型体の諸物性を表２に示す。
【００６０】
比較例４
嵩発泡倍率が２０倍の略球状の発泡粒子を用いた点を除き、比較例３と同様の条件で成型を行った。使用した発泡粒子の諸物性を表１に、得られた成型体の諸物性を表２に示す。
【００６１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明方法によれば、表皮材を装着した金型内に熱可塑性樹脂発泡体からなる粒子、チップ状物、粉砕物を充填し、スチームで加熱して発泡体相互を融着せしめるとともに、表皮と発泡体とが一体となった表皮付き発泡成型体を製造する方法において、発泡体として空間率が４５％以上となる形状の熱可塑性樹脂発泡体、筒状の発泡粒子、Ｌ／Ｄ≧４の柱状の発泡粒子、突起を有する発泡粒子を用いるようにしたため、表皮材がスチーム透過性に乏しいものであっても、金型内に充填した発泡粒子の層内にスチームが充分に透過し、この結果、表皮材付近の発泡粒子が良好に融着されるとともに、表皮材と発泡粒子との間の融着も良好となり、発泡成型体層の厚みが厚くなった場合や、発泡成型体形状が複雑になった場合でも、発泡粒子やチップ状物、粉砕物相互の融着性、発泡体と表皮材との融着性に優れた表皮付き発泡成型体を得ることができる。更に本発明方法では、成型体製造時に表皮材を一体に取り付けることができるため、表皮付き発泡成型体の製造効率に優れる。
【００６２】
また本発明の表皮付き発泡成型体は、発泡成型体部分が空隙率が１０％以上の連通した空隙を有するため、緩衝性、吸音性に優れ、車両、寝具、家具等に好適に利用することができる等の効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明において用いる筒状又は突起を有する筒状の発泡粒子の形状の一例を示す略図である。
【図２】本発明において用いる柱状の発泡粒子の一例を示す略図である。
【図３】本発明の表皮付き発泡成型体の一例を示す縦断面図である。
【図４】本発明において用いる突起を有する発泡粒子の一例を示す略図である。
【符号の説明】
１発泡粒子
２表皮付き発泡成型体
３表皮材
４発泡成型体

Claims

通気性を有さないか通気性に乏しい素材からなる表皮材、或いは外面側が織布、不織布からなる表皮材を組合せ金型内に装着した後、金型内に熱可塑性樹脂発泡体からなる粒子、チップ状物、粉砕物の１種又は２種以上を充填し、表皮材を装着した側からの金型内へのスチーム供給による直接加熱を行うことなく、表皮材を装着していない金型側から金型内にスチームを供給して金型内の発泡体を直接加熱し、該発泡体を融着せしめるとともに発泡体と表皮材とを融着一体化した表皮付き発泡成型体を製造する方法であって、表皮材の少なくとも発泡体と接する側の面が該熱可塑性樹脂発泡体との熱融着性を有する素材によって構成されているとともに、上記粒子、チップ状物、粉砕物が、空間率が４５％以上となる形状を有することを特徴とする表皮付き発泡成型体の製造方法。
金型内に充填する熱可塑性樹脂発泡体が、ポリオレフィン系樹脂発泡粒子である請求項１記載の表皮付き発泡成型体の製造方法。
金型内に充填する熱可塑性樹脂発泡体が、貫通した穴を有する筒状のポリオレフィン系樹脂発泡粒子である請求項２記載の表皮付き発泡成型体の製造方法。
金型内に充填する熱可塑性樹脂発泡体が、長さ：Ｌと直径：Ｄとの間に、Ｌ／Ｄ≧４なる関係を有する柱状のポリオレフィン系樹脂発泡粒子である請求項２記載の表皮付き発泡成型体の製造方法。
ポリオレフィン系樹脂発泡粒子が、表面に突起を有する発泡粒子である請求項２〜４のいずれかに記載の表皮付き発泡成型体の製造方法。
請求項１〜５のいずれかに記載の方法によって得られた、表皮材と発泡体とが融着一体化されてなる表皮付き発泡成型体であって、発泡成型体が空隙率１０％以上の連通した空隙を有することを特徴とする表皮付き発泡成型体。