JP4771518B2

JP4771518B2 - 発泡中空成形体の製造方法

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Publication number: JP4771518B2
Application number: JP2005129029A
Authority: JP
Inventors: 大典今成; 弘行山路; 真人内藤
Original assignee: JSP Corp
Current assignee: JSP Corp
Priority date: 2005-04-27
Filing date: 2005-04-27
Publication date: 2011-09-14
Anticipated expiration: 2025-04-27
Also published as: JP2006305793A

Description

本発明は、発泡パリソンのブロー成形による発泡中空成形体の製造方法に関する。

従来、ブロー成形を利用して発泡層を有する発泡中空成形体を製造することは知られており、種々の方法が提案されているが、押出機により発泡剤と基材樹脂とを溶融混練しこの発泡性溶融樹脂組成物を、ダイから押出して形成された筒状の発泡パリソンを分割型金型内に配置し該筒状の発泡パリソンを挟み込み発泡パリソン内にエアを吹き込んで成形する方法が一般的である。例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４等が知られている。
このような発泡ブロー成形体は断熱性、防音性、柔軟性等が要求される用途への利用が期待されており、具体的には、例えば、容器、ダクト等が挙げられる。
しかしながら、発泡ブロー成形においては通常の非発泡樹脂のブロー成形に比べ、発泡による膨張でパリソンの肉厚ならびにパリソンの径が大きくなり易く、肉薄の成形体に対応することが難しい傾向にあり、特にエルボー部や断面形状が大きく変化する部分等を有する発泡中空成形体は金型の設計上、該成形体においてピンチオフ部分が発泡パリソンの上下端部だけでなく左端及び／又は右端にも形成される（以下、このような成形を本明細書においては、側面クランプブロー成形と呼ぶ。）ため肉薄の成形体に対応することが難しいものである。また、従来の発泡ブロー成形では、肉薄のものを成形する際に発泡パリソンの肉厚を薄くするためにダイリップの間隔を狭くすると得られる発泡パリソンにおいてコルゲートと呼ばれるひだ状の凹凸が大きくなり該発泡パリソンの発泡ブロー成形体において肉厚の偏肉性が大きくなってしまう問題がある。
従って、従来の発泡ブロー成形は成形体品質の点で中空成形体、特に薄肉のものや複雑な形状のものに対応し難いものであった。

特開昭６３−２３６６２０号公報特公平３−５９８１９号公報特開２００４−１１６９５９号公報特開２００４−１１６９５６号公報

本発明は、上記したような従来の発泡ブロー成形による発泡中空成形体、特に肉薄の成形体において重要な課題である肉厚の偏りを解消し、薄肉でかつ偏肉性が極めて少ない均一な肉厚を有する高品質の発泡中空成形体を提供することにある。

すなわち、本発明は、
（１）ポリオレフィン系樹脂と発泡剤とを押出機にて溶融混練してなる発泡性溶融樹脂を環状ダイから押出してポリオレフィン系樹脂発泡層を有する発泡パリソンを形成し、軟化状態にある該発泡パリソンを開閉可能な分割金型で挟み込んで、発泡パリソンの上下端部並びに左端部及び／又は右端部をピンチオフし、発泡パリソン内に気体を吹き込んで、発泡パリソンの押出し方向に対して直交する断面形状が変化する部分を有し且つ平均厚み０．５〜４ｍｍの発泡中空成形体を製造する方法であって、発泡中空成形体の最大幅に対して０．２０〜０．５０倍のリップ径を有する環状ダイを使用して得られる発泡パリソンを発泡パリソンの最大幅が発泡中空成形体の最大幅の１．１１〜１．５０倍になるように加圧気体を発泡パリソンの内側に吹き込むことにより拡幅し、発泡パリソンの内部最大圧力が０．０５〜０．２０ＭＰａ（Ｇ）の範囲内にて型締めを行い、発泡パリソン内に前記最大圧力よりも高圧の加圧気体を吹き込んで成形することを特徴とする発泡中空成形体の製造方法に関する。

（２）発泡パリソンの押出し方向下流側端部をクランプし、押出し方向に発泡パリソンを延伸することを特徴とする上記（１）に記載の発泡中空成形体の製造方法、

（３）ポリオレフィン系樹脂が、メルトフローレイトが１〜２０ｇ／１０分、溶融張力が１．５ｃＮ以上であるポリプロピレン系樹脂であることを特徴とする上記（１）または（２）に記載の発泡中空成形体の製造方法、

（４）ポリオレフィン系樹脂が、密度が０．９３〜０．９７ｇ／ｃｍ³、メルトフローレイト０．１〜２０ｇ／１０分、溶融張力が１．０ｃＮ以上であるポリエチレン系樹脂であることを特徴とする上記（１）または（２）に記載の発泡中空成形体の製造方法、

（５）発泡剤が、炭酸ガスを５０〜１００モル％含有する物理発泡剤であることを特徴とする上記（１）〜（４）のいずれかに記載の発泡中空成形体の製造方法、

（６）発泡パリソンが、発泡層の外側表面および／または内側表面に非発泡樹脂層を有する多層発泡パリソンであることを特徴とする上記（１）〜（５）のいずれかに記載の発泡中空成形体の製造方法、
（７）発泡中空成形体の見掛け密度が、０．１８ｇ／ｃｍ^３超０．７ｇ／ｃｍ^３以下であることを特徴とする上記（１）〜（６）のいずれかに記載の発泡中空成形体の製造方法、
（８）発泡中空成形体の最大厚みと最小厚みとの差が、該成形体の平均厚みの９５％以下であることを特徴とする上記（１）〜（７）のいずれかに記載の発泡中空成形体の製造方法、
を要旨とする。

本発明の請求項１に係わる発明によれば、発泡ブロー成形において環状ダイのリップ径と加圧気体による拡幅後の発泡パリソンの寸法と発泡中空成形体の寸法との関係、及び加圧気体による拡幅後の発泡パリソンの内部圧力を調整することによって、従来の製造方法では困難であった均一な肉厚を有する薄肉の成形体に対応でき、断熱性、軽量性、強度等の均一性に優れた発泡中空成形体を得ることができ、特に側面クランプブロー成形に効果的である。また、発泡ブロー成形において発泡パリソンに発生するコルゲートが原因の成形不良を抑制することができる。さらに本発明の製造方法によれば捨てバリ部分を非常に少なくすることでき、また設備の縮小化を図ることができるなどの効果を奏する。

また、本発明の請求項２に係わる発明によれば、発泡パリソンの押出し方向下流側端部をクランプし、押出し方向に発泡パリソンを延伸することにより、更に均一な肉厚を有する薄肉の発泡中空成形体を得ることができる。

また、本発明の請求項３または４に係わる発明によれば、耐熱性、軽量性、強度において特に優れた発泡中空成形体を得ることができる。

また、本発明の請求項５に係わる発明によれば、成形サイクルの短縮を図ることができると共に、薄肉の発泡中空成形体を得る上で好適である。

また、本発明の請求項６に係わる発明によれば、外観、強度において特に優れたものを得ることができると共に、機能性の非発泡樹脂層を設けることにより抗菌性、消臭性等の付加的機能を兼備させることが容易にできる。

本発明は、ポリオレフィン系樹脂と発泡剤とを押出機にて溶融混練し、発泡剤を含有する発泡性溶融樹脂を、目的物である発泡中空成形体の最大幅に対して０．２０〜０．５０倍のリップ径を有する環状ダイから低圧域に押出して得られる軟化状態にある発泡パリソンの内側に空気等の加圧気体を吹き込んで発泡パリソンの最大幅が発泡中空成形体の最大幅の０．７０〜１．５０倍になるように拡幅し、かつ発泡パリソンの内部最大圧力が０．０１〜０．２０ＭＰａ（Ｇ）の範囲内にて型締めを行い、発泡パリソン内に前記最大圧力よりも高圧の空気等の加圧気体を吹き込んで成形することを特徴とする発泡中空成形体の製造方法である。

さらに好ましくは、本発明の製造方法は、上記の環状ダイから低圧域に押出して得られる軟化状態にある発泡パリソンの押出し方向下流側端部をクランプし、押出し方向に発泡パリソンを延伸して、上記と同様に発泡パリソンを成形することにより発泡中空成形体の製造方法である。

上記の方法により均質な肉厚を有し厚みが０．５〜５ｍｍ、好ましくは０．７〜４ｍｍ、更に好ましくは１〜３ｍｍである薄肉発泡中空成形体を得ることができる。なお、中空発泡成形体の厚みの均一性においては、該成形体の最大厚みと最小厚みとの差が、該成形体の平均厚みの９５％以下、更に９０％以下であることが好ましい。このような肉薄の発泡中空成形体は断熱性、軽量性に優れ、良好な強度を有するものであり、筒状の発泡中空成形体、特に車輌の空調ダクトとして好適なものである。

本発明の製造方法において、発泡中空成形体の最大幅に対して０．２０〜０．５０倍のリップ径を有する環状ダイを使用すること、即ち、発泡中空成形体の最大幅に対する環状ダイのリップ径が特定の範囲内の小さいものを使用することを特徴としている。このことにより、発泡パリソンの内側に加圧気体を吹き込んで該パリソンの径を拡幅させ発泡パリソンの厚みの均一化を図ることができると共に、発泡パリソンに発生するコルゲートを抑制することができる。また、本発明における発泡パリソンの径は、小さなリップ径の環状ダイから押し出されたものであるため元々小さく、前記の効果を達成できる程度に、加圧気体により径を拡幅させても発泡パリソン径が大きくなり過ぎることを防ぐことができる。そして、加圧気体により径を拡幅させて発泡パリソンの径を拡張する際の拡大率を、発泡パリソンの最大幅が目的物である発泡中空成形体の最大幅の０．７０〜１．５０倍になるように調整することも本発明の特徴の一つである。このことにより、金型凹部深さに適合した発泡パリソンとすることができ、型締め後のブロー成形による成形体の厚みの偏肉の発生を抑制することができる。更に詳しく説明すると、本発明における発泡パリソンは上記の通り、径が相対的に小さいものであり、該パリソンの水平断面において曲率半径が小さいため、パリソン側壁が示す曲線の湾曲が大きいものである。そこで、該パリソンが金型内に挟み込まれる場合、金型凹部深さの深い部分にて金型と接触する。本発明の発泡ブロー成形において、軟化状態の発泡パリソンの金型と接触した部分は、後工程のブロー成形にて大きく伸ばされず、金型と接触していない部分が大きく伸ばされることにより発泡ブロー成形体が得られるため、上記の通り、金型凹部の深い部分にて軟化状態の発泡パリソンを金型と接触させることにより、金型と接触していない部分を少なくすることができ、ブロー成形にて大きく伸ばされる割合を小さくすることができる。そのことにより発泡中空成形体における厚みの偏肉の発生を抑制することができる。

更に本発明では、発泡パリソンの内部最大圧力が０．０１〜０．２０ＭＰａ（Ｇ）の範囲内にて型締めを行うことを特徴とするものである。このことにより、発泡パリソンを型締め時に金型凹部のより深い部分にて金型と接触させることができる。つまり、発泡パリソンの内部の圧力は前記パリソン径の拡幅操作により高められ、更に金型に該パリソンが挟み込まれ完全に型締めされることにより最大値を示す。その際に、発泡パリソン内に本発明にて定める十分な圧力が保たれていると金型凹部に空気が充満したゴム風船が挟まれるように金型凹部のより深い部分に発泡パリソンを入り込ませることができるのである。

前記の通り本発明においては、発泡中空成形体の最大幅に対して０．２０〜０．５０倍のリップ径を有する環状ダイを使用する。発泡中空成形体の最大幅に対するリップ径が小さ過ぎる場合には、発泡パリソンがブロー成形時に過度に伸ばされることになり、発泡パリソンの破れや、発泡中空成形体の厚み、肉厚の偏肉の発生原因となる。一方、発泡中空成形体の最大幅に対するリップ径が大き過ぎる場合には、コルゲートを抑制するために十分な加圧気体を発泡パリソンの内側に吹き込むと発泡パリソンの径が大きくなり金型凹部に対する発泡パリソンの曲率半径が大きくなりすぎて上記理由にて型締め後のブロー成形時に発泡中空成形体の肉厚の偏肉が発生してしまい、加圧気体の吹き込みが不十分な場合にはコルゲートを抑制することが難しくなってしまう。この様な理由から、該リップ径は発泡中空成形体の最大幅に対して０．３〜０．４５倍であることが更に好ましい。

また、前記の通り本発明においては、発泡パリソンの最大幅が目的物である発泡中空成形体の最大幅の０．７０〜１．５０倍になるように調整する。発泡パリソンの最大幅が発泡中空成形体の最大幅よりも小さ過ぎる場合には、発泡パリソンがブロー成形時に過度に伸ばされることになり、発泡パリソンの破れや、発泡中空成形体の肉厚の偏肉の発生の原因となる。一方、発泡パリソンの最大幅が発泡中空成形体の最大幅よりも大き過ぎる場合には、金型凹部に対する発泡パリソンの曲率半径が大きくなりすぎて上記理由にて型締め後のブロー成形時に発泡中空成形体の肉厚の偏肉が発生してしまう。この様な理由から、該発泡パリソンの最大幅は発泡中空成形体の最大幅の０．８５〜１．３０倍であることが好ましい。

前記の通り本発明においては、発泡パリソンの内部最大圧力が０．０１〜０．２０ＭＰａ（Ｇ）の範囲内にて型締めを行うが、該内部最大圧力が低すぎる場合は、金型凹部のより深い部分に発泡パリソンを入り込ませる効果が期待できない為、十分な発泡中空成形体の肉厚の偏肉性低減効果が得られない。一方、該内部最大圧力が低すぎる場合は、型締めの際に発泡パリソンが破裂する虞があり、発泡中空成形体の肉厚の偏肉の発生に繋がる。上記観点から、該内部最大圧力は、０．０３〜０．１５ＭＰａ（Ｇ）、更に０．０４〜０．１２ＭＰａ（Ｇ）、特に０．０５〜０．１０ＭＰａ（Ｇ）の範囲内にて型締めを行うことが好ましい。
なお、本発明の発泡中空成形体の製造方法において、発泡パリソンの最大幅および発泡パリソンの内部最大圧力の調整は、パリソン内側に吹き込む加圧気体の圧力により調整できる。また、上記内部最大圧力は、パリソン内部に加圧気体を吹き込むノズルに圧力計を付設する等の方法によりゲージ圧として測定される。

図１は本発明における環状ダイのリップ径を説明する模式図を示す。図２発泡パリソンの最大幅を説明する模式図を示す。図３（ａ）および（ｂ）は発泡中空成形体の最大幅を説明する模式図を示す。各図において、１はダイヘッド、２はダイコア、３はダイリップ、４は発泡パリソン、５は発泡中空成形体、６は中空部を示す。
本発明において環状ダイのリップ径とは図１の模式図に示すように、環状ダイのリップの外径（Ｗ１）を意味し、発泡パリソンの最大幅とは図２の模式図に示すように、筒状の発泡パリソンの押出し方向に対して直交する断面の最大外径（Ｗ２）を意味する。発泡中空成形体の最大幅は、図３（ａ）、（ｂ）の模式図に示すように、矢印にて示す発泡中空成形体の発泡パリソンの押出し方向に対して直交する断面の最大外径（Ｗ３）を意味し、通常、該発泡中空成形体を成形する金型において発泡パリソン侵入方向と平行する金型凹部の左端と右端との間隔に相当する幅である。

本発明においては更に、発泡中空成形体の最大幅に対して特定のリップ径を有する環状ダイから押出された軟化状態の発泡パリソンの押出方向の下流側端部をクランプして発泡パリソンを押出方向に延伸し、前記の通りに発泡パリソンの最大幅が発泡中空成形体の最大幅の０．７０〜１．５０倍になるように拡幅し、発泡パリソンの内部最大圧力が０．０１〜０．２０ＭＰａ（Ｇ）の範囲内にて型締めを行い、発泡パリソン内に前記最大圧力よりも高圧の空気等の加圧気体を吹き込んで成形することにより、より一層均質な肉厚を有する薄肉の発泡中空成形体を得ることができる。

該発泡パリソンの押出方向への延伸は、好ましくは１．１〜２．０倍、更に好ましくは１．３〜１．８倍に延伸される。上記のように発泡パリソンを延伸することにより、特に発泡中空成形体の長手方向の厚みの均一性を高めることができる。

本発明においては、上記のように発泡パリソンを金型内に配置して発泡パリソンの内部最大圧力が０．０１〜０．２０ＭＰａ（Ｇ）の範囲内にて金型の閉鎖を完了し、さらに上記の発泡パリソンの内部最大圧力よりも高圧の空気などの気体が圧入されるが、この際に圧入される気体の圧力は、概ね０．０５〜０．５０ＭＰａ（Ｇ）、好ましくは０．２０〜０．４０ＭＰａ（Ｇ）であり、非発泡樹脂のブロー成形に比べて遥かに低い値である。

本発明の発泡中空成形体の製造方法には、ポリオレフィン系樹脂が使用され、該ポリオレフィン系樹脂は、オレフィン成分構造単位が５０モル％以上存在するもの、好ましくは６０モル％以上、より好ましくは８０〜１００モル％存在するものである。例えば、オレフィンの単独重合体、オレフィン同士の共重合体、オレフィン成分とその他のオレフィンと共重合可能な重合性モノマー成分との共重合体のうち前記オレフィン成分構造単位存在量の条件を満足するもの、オレフィン重合体と他の重合体との混合物のうち前記オレフィン成分構造単位存在量の条件を満足するものが挙げられる。更に具体的には、高密度ポリエチレン樹脂、低密度ポリエチレン樹脂、直鎖状低密度ポリエチレン樹脂等のポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン単独重合体、プロピレン−エチレン共重合体、プロピレン−ブテン共重合体、プロピレン−エチレン−ブテン共重合体等のポリプロピレン系樹脂等が挙げられる。また、オレフィン重合体と混合される他の重合体としては、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体等の熱可塑性エラストマー、エチレン−プロピレンゴム、ポリスチレン系樹脂等が挙げられる。

本発明に使用されるポリオレフィン系樹脂は、特に耐熱性、強度等の機械的物性の観点から、高密度ポリエチレン樹脂やポリプロピレン系樹脂を少なくとも５０重量％以上含むポリオレフィン系樹脂が好ましい。

上記ポリオレフィン系樹脂は、溶融張力（ＭＴ）が１．０ｃＮ以上のものが好ましく、１．５ｃＮ以上、３．０ｃＮ以上、さらには４．０ｃＮ以上のものがより好ましい。尚、溶融張力の上限は概ね３０ｃＮである。

本発明において上記溶融張力（ＭＴ）は、株式会社東洋精機製作所製のメルトテンションテスターＩＩ型を使用し、ＡＳＴＭＤ１２３８に準じて測定する。すなわち、孔の直径２．０９５ｍｍ、長さ８ｍｍの円筒状オリフィスから、ポリオレフィン系樹脂がポリプロピレン系樹脂の場合は樹脂温度２３０℃、ポリオレフィン系樹脂がポリエチレン系樹脂の場合は樹脂温度１９０℃、ピストン速度１０ｍｍ／分の押出し条件で樹脂を紐状に押出し、該紐状物を直径４５ｍｍの張力検出用プーリーにかけた後、５ｒｐｍ／ｓｅｃ（紐状物の巻取り速度１．３×１０^-2m／ｓｅｃ²）で巻取り速度を徐々に増しながら直径５０ｍｍの巻取りローラーに巻取ることによって測定される。溶融張力（ＭＴ）は、張力検出用プーリーにかけた紐状物が切れるまで巻取り速度を増加させ、紐状物が切れた時の巻取り速度R（ｒｐｍ）を求める。次いで、Ｒ×０．７（ｒｐｍ）の一定の巻取り速度において紐状物の巻取りを再度行い、張力検出用プーリーと連結する検出器により検出される紐状物の溶融張力を経時的に測定し、縦軸に溶融張力、横軸に時間をとったとき一定の振幅を示すグラフが得られる。本明細書において、溶融張力（ＭＴ）は、上記グラフの振幅の安定した部分の振幅の中央値を採用する。但し、巻取り速度が５００ｒｐｍに達しても紐状物が切れない場合は巻取り速度５００ｒｐｍとして紐状物を巻取って求めたグラフより紐状物の溶融張力を求める。なお、溶融張力の経時的測定の際には稀に特異な振幅値が検出されることがるがこのような特異な振幅値は無視する。

本発明の発泡中空成形体を形成するポリオレフィン系樹脂のメルトフローレイト（ＭＦＲ）は、０．１〜２０ｇ／１０分であることが望ましい。メルトフローレイトが低過ぎる
場合は、成形用分割型金型の形状に即した成形品を得ることが困難となる虞がある。一方、メルトフローレイトが高過ぎる場合には、発泡パリソンの自重によりドローダウン現象が起こり均一な厚みを有する発泡中空成形体が得られない虞がある。

本発明において、ポリオレフィン系樹脂がポリプロピレン系樹脂の場合、上記のメルトフローレイトは１〜２０ｇ／１０分、溶融張力が１．５ｃＮ以上であることが望ましい。またポリオレフィン系樹脂がポリエチレン系樹脂の場合には、密度が０．９３〜０．９７ｇ／ｃｍ³、メルトフローレイトが０．１〜２０ｇ／１０分、溶融張力が１．０ｃＮ以上であることが望ましい。

上記のメルトフローレイトは、ＪＩＳＫ７２１０（１９９９）の試験方法A法により測定されるメルトマスフローレイトを意味し、ポリオレフィン系樹脂がポリプロピレン系樹脂の場合は試験温度２３０℃、荷重２．１６ｋｇ、ポリオレフィン系樹脂がポリエチレン系樹脂の場合は試験温度１９０℃、荷重２．１６ｋｇの条件を採用する。

発泡パリソンの発泡層を形成するために添加される発泡剤は、物理発泡剤および／または化学発泡剤が使用され、好ましくは、物理発泡剤のみ、或いは物理発泡剤と化学発泡剤との複合発泡剤が使用される。物理発泡剤としては、例えば、プロパン、ｎ−ブタン、ｉ−ブタン、シクロブタン、n−ペンタン、ｉ−ペンタン、シクロペンタン、ｎ−ヘキサン、ｉ−ヘキサン、シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素類、塩化メチル、塩化エチル、１，１，１，２−テトラフルオロエタン、１，１−ジフルオロエタンなどのハロゲン化炭化水素、メタノール、エタノールなどのアルコール類、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、メチルエチルエーテル等のエーテル類、二酸化炭素，窒素、アルゴン、水等が挙げられる。また、化学発泡剤としては、アゾジカルボンアミド等が挙げられる。これらの発泡剤は単独で、または他の発泡剤と混合して使用することが可能である。
本発明においては、これらの発泡剤のうち、物理発泡剤においては二酸化炭素を５０〜１００モル％含有するもの（二酸化炭素のみを含む）が、成形サイクルの短縮や得られる発泡中空成形体の寸法安定性を図ることができると共に、薄肉の発泡中空成形体を得る上で好適である。

上記の発泡剤の使用量は、所望する見かけ密度（発泡倍率）を考慮して適宜決められるが、概ねポリオレフィン系樹脂１ｋｇに対して、物理発泡剤は０．０１〜１．２モルの割合で使用される。

また、上記ポリオレフィン系樹脂には、タルク等の気泡調整剤が添加される。気泡調整剤は通常、ポリオレフィン系樹脂を主成分とする基材樹脂と気泡調整剤とらからなるマスターバッチの形態で使用されることが一般である。気泡調整剤の使用量は、通常、ポリオレフィン系樹脂１００重量部に対して０．０５〜１０重量部である。

また、上記の発泡パリソンの発泡層並びに必要に応じて該発泡層の外側及び／又は内側に設けられる樹脂層を形成するポリオレフィン系樹脂等の樹脂には、所望に応じて、難燃剤、流動調整剤、紫外線吸収剤、導電性付与剤、着色剤、熱安定剤、酸化防止剤、無機充填剤等の添加剤を適宜配合することができる。

本発明の発泡中空成形体は、ポリオレフィン系樹脂発泡層と非発泡樹脂層とから構成される多層構造とすることができる。この場合、非発泡樹脂層は発泡層のいずれの面に設けられてもよく、また樹脂発泡層の間に存在させた構成（サンドイッチ構造）とすることもできる。これらの場合、発泡中空成形体の非発泡樹脂層の厚みは、０．０１〜３ｍｍ、好ましくは０．０５〜２ｍｍである。この場合、発泡パリソンとして発泡層の外側表面および／または内側表面に非発泡樹脂層を有する多層発泡パリソンをブロー成形することにより上記多層構造の発泡中空成形体を得ることができ、多層発泡パリソンにおける非発泡樹脂層の厚みは、０．０５〜３．５ｍｍ、好ましくは０．１〜２．５ｍｍであることが望ましい。

上記非発泡樹脂層が設けられた発泡中空成形体は強度において優れたものとなり、少なくとも該発泡層の外側に非発泡樹脂層が設けられることにより外観においても優れたものとなる。更に、該非発泡樹脂層として機能性の非発泡樹脂層を設けることにより抗菌性、消臭性等の付加的機能を発泡中空成形体に兼備させることが容易にできる点からも好ましい。

上記の非発泡樹脂層を形成する樹脂は、発泡層を形成する樹脂と同様の樹脂が使用されるが、それ以外に本発明の目的を阻害しない範囲内で、他の樹脂を使用することもできる。そのような樹脂としては、例えば、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリカーボネート系樹脂等が例示される。なお、非発泡樹脂層を構成する樹脂が、発泡層を構成するポリオレフィン系樹脂との接着性が低いものの場合には、当然のことながら両者の間に接着層を設ける方法等、従来公知の接着手段により両者を積層接着することができる。

本発明の発泡中空成形体の平均厚みの測定は、発泡中空成形体の長手方向中央部および長手方向両端部付近の計３箇所の長手方向に対する垂直断面に対して行い、各垂直断面の周方向において等間隔に５箇所の垂直断面の厚み方向の厚みの測定を行い、得られた１５箇所の厚みの最大値と最小値を除く１３箇所の厚みの算術平均値を発泡中空成形体の平均厚みとする。また、上記１５箇所の厚み測定にて求められる発泡中空成形体の厚みの最大値及び最小値を夫々発泡中空成形体の最大厚み及び最小厚みとする。

また、本発明の発泡中空成形体の見かけ密度は、０．１０〜０．７ｇ／ｃｍ³、更に０．１８〜０．５ｇ／ｃｍ³が好ましい。見かけ密度が低過ぎる場合は、曲げ強度、圧縮強度などの機械的物性が不十分となる虞がある。一方、見かけ密度が高過ぎる場合には、用途によっては、軽量性、断熱性が不十分となる虞がある。なお、発泡中空成形体の見かけ密度は、発泡中空成形体が非発泡樹脂層を有するものの場合は、発泡層のみの見かけ密度ではなく後述する方法にて求められる非発泡樹脂層も含めた発泡中空成形体全体の見かけ密度である。

上記発泡中空成形体の見かけ密度の測定は、発泡中空成形体の重量（ｇ）を該発泡中空成形体を水没させる等して測定される発泡中空成形体の体積（ｃｍ³）にて除した値である。

本発明の発泡中空成形体の製造方法において、発泡中空成形体の見かけ密度を前記した範囲内に調整するには、ポリオレフィン系樹脂の種類、発泡剤の種類および使用量、発泡性溶融樹脂をダイから押出す際の吐出速度、樹脂温度などを調整する方法が挙げられる。具体的には、発泡中空成形体がポリプロピレン系樹脂からなる場合、ポリプロピレン系樹脂の溶融張力（ＭＴ）が前記の範囲内のものを用いることが好ましい。また発泡剤の添加量を増加すると得られる発泡中空成形体の見かけ密度は小さくなるが、添加量が多すぎると独立気泡率が低下し易くなるので発泡剤の添加量は見かけ密度と独立気泡率とのバランスを考慮して決められる。尚、発泡中空成形体のポリオレフィン系樹脂発泡層の独立気泡率は、断熱性や機械的物性等の面から、６０％以上、好ましくは８０％以上、特に好ましくは９５％以上である。

また、本発明の発泡中空成形体の製造方法において、発泡中空成形体の平均厚みを前記した範囲内のものにするには、発泡パリソンの内部最大圧力を前記値に調整することを主体としているが、目的とする製品厚みの値を大きく変えるためには基本設定として、該環状ダイリップの間隙（クリアランス）を変えて調整すべきである。該間隙（クリアランス）の調整幅は概ね０．１ｍｍ〜１０ｍｍの範囲で調整することが好ましい。

以下に、本発明の発泡中空成形体の製造方法について、具体的な実施例により詳細に説明する。

表１に示した基材樹脂を使用し、表１に示す条件で発泡中空成形体を得た。得られた発泡中空成形体の物性等を表１に併せて示す。尚、実施例、比較例に使用したポリオレフィン系樹脂『ＰＦ８１４』は、サンアロマー社製のプロピレン単独重合体であり、密度０．９００ｇ／ｃｍ³、ＭＴ：３０ｃＮ、MFR：３．０ｇ／１０分である。また、『ノバテックHD HJ５６０』は、日本ポリエチレン社製の高密度ポリエチレン樹脂で、密度：０．９６４、ＭＴ：０．３５ｃＮ、MFR：７．０ｇ／１０分である。また、『NUC−８００８』は、日本ユニカー社製の低密度ポリエチレン樹脂で、密度：０．９１７、ＭＴ：４．３ｃＮ、MFR：４．７ｇ／１０分である。

実施例１
基材樹脂として、プロピレン単独重合体『ＰＦ８１４』を使用し、発泡剤として炭酸ガスを基材樹脂１ｋｇに対して、０．１８モル使用し、目的発泡中空成形体の最大幅（最大直径）を１８０ｍｍとし、環状ダイのリップ径を８０ｍｍ（発泡中空成形体の最大幅に対しリップ径が０．４４倍）とし発泡パリソンを押出した。次いで発泡パリソン内側に空気を吹き込み、発泡パリソンの最大直径を２２０ｍｍ（発泡中空成形体の最大幅の１．２２倍に相当）に拡幅して、金型内に配置し、金型を閉じた。その際の発泡パリソンの内部最大圧力は０．０６ＭＰａ（Ｇ）であった。次いで金型内の発泡パリソン内に高圧空気（０．２７ＭＰａ（Ｇ））を圧入して発泡中空成形体を得た。得られた発泡中空成形体の平均肉厚は２．８ｍｍ、肉厚の最大値と最小値との差は２．５ｍｍで均一な肉厚を有するものであった。

実施例２
基材樹脂、発泡剤は実施例１に使用したものと同様のものを使用した。発泡剤の使用量も実施例１同様とした。目的発泡中空成形体の最大幅（最大直径）を１８０ｍｍとし、環状ダイのリップ径を６５ｍｍ（発泡中空成形体の最大幅に対しリップ径が０．３６倍）とし発泡パリソンを押出した。次いで発泡パリソン内側に空気を吹き込み、発泡パリソンの最大直径を２００ｍｍ（発泡中空成形体の最大幅の１．１１倍に相当）に拡幅して、金型内に配置し、金型を閉じた。その際の発泡パリソンの内部最大圧力は０．０７ＭＰａ（Ｇ）であった。次いで金型内の発泡パリソン内に高圧空気（０．３２ＭＰａ（Ｇ））を圧入して発泡中空成形体を得た。得られた発泡中空成形体の平均肉厚は２．５ｍｍ、肉厚の最大値と最小値との差は２．３ｍｍで均一な肉厚を有するものであった。

実施例３
基材樹脂、発泡剤は実施例１に使用したと同様のものを使用した。但し発泡剤は基材樹脂１ｋｇに対して０．３４モル使用した。目的発泡中空成形体の最大幅（最大直径）を１８０ｍｍとし、環状ダイのリップ径を６５ｍｍとし発泡パリソンを押出した。次いで発泡パリソン内側に空気を吹き込み、発泡パリソンの最大直径を２１０ｍｍ（発泡中空成形体の最大幅の１．１７倍に相当）に拡幅して、金型内に配置し、金型を閉じた。その際の発泡パリソンの内部最大圧力は０．０６５ＭＰａ（Ｇ）であった。次いで金型内の発泡パリソン内に高圧空気（０．３０ＭＰａ（Ｇ））を圧入して発泡中空成形体を得た。得られた発泡中空成形体の平均肉厚は３．１ｍｍ、肉厚の最大値と最小値との差は２．７ｍｍで均一な肉厚を有するものであった。

実施例４
基材樹脂として、高密度ポリエチレン樹脂『ノバテックHD HJ５６０』と低密度ポリエチレン樹脂『NUC−８００８』とを重量比７０：３０で混合した樹脂を使用し、発泡パリソンの最大幅を２００ｍｍに拡幅した以外は実施例１と同様に実施した。得られた発泡中空成形体の平均肉厚は２．７ｍｍ、肉厚の最大値と最小値との差は２．４ｍｍで均一な肉厚を有するものであった。

実施例５
実施例１と同様に発泡パリソンを押出し、発泡パリソンの押出方向端部をクランプして押出方向に１．５倍延伸し、発泡パリソン内側に空気を吹き込み、発泡パリソンの最大幅を２００ｍｍ（発泡中空成形体の最大幅の１．１１倍に相当）に拡幅して、金型内に配置し、金型を閉じた。その際の発泡パリソンの内部最大圧力は０．０７ＭＰａ（Ｇ）であった。次いで金型内の発泡パリソン内に高圧空気（０．３２ＭＰａ（Ｇ））を圧入して発泡中空成形体を得た。得られた発泡中空成形体の平均肉厚は２．３ｍｍ、肉厚の最大値と最小値との差は２．１ｍｍで均一な肉厚を有するものであった。

比較例１
環状ダイのリップ径を１５０ｍｍ（発泡中空成形体の最大幅に対しリップ径が０．８３倍）とし、発泡パリソン内側に空気を吹き込み発泡パリソンの最大幅を３９０ｍｍ（発泡中空成形体の最大幅の２．１７倍に相当）に拡幅した以外は、実施例１と同様に行った。得られた発泡中空成形体の平均肉厚は５．６ｍｍ、肉厚の最大値と最小値との差は６．９ｍｍで肉厚の均一性が不十分なものであった。

比較例２
環状ダイのリップ径を１５０ｍｍとし、発泡パリソン内側に空気を吹き込み発泡パリソンの最大幅を２００ｍｍに拡幅したこと、型締めを行った際の発泡パリソンの内部最大圧力が０．００４ＭＰａ（Ｇ）であったこと以外は、実施例１と同様にして発泡中空成形体の製造を行った。しかし、発泡パリソンに発生したコルゲートが原因で成形不良が発生し良好な発泡中空成形体は得られなかった。

比較例３
環状ダイのリップ径を３０ｍｍ（発泡中空成形体の最大幅に対しリップ径が０．１７倍）とし、発泡パリソン内側に空気を吹き込み発泡パリソンの最大幅を１９０ｍｍに拡幅し、型締めを行った際の発泡パリソンの内部最大圧力が０．２２ＭＰａ（Ｇ）であったこと以外は、実施例１と同様にして発泡中空成形体を得た。得られた発泡中空成形体は、平均肉厚が１．０ｍｍ、肉厚の最大値と最小値との差が１．４ｍｍであり、部分的に薄肉部を有し肉厚の均一性が不十分なものであった。

比較例４
環状ダイのリップ径を３０ｍｍとし、発泡パリソンの最大幅を１２０ｍｍ（発泡中空成形体の最大幅の０．６７倍に相当）に拡幅し、型締めを行った際の発泡パリソンの内部最大圧力が０．０９ＭＰａ（Ｇ）であったこと以外は、実施例１と同様にして発泡中空成形体の製造を行った。しかし、発泡パリソンの拡幅が不十分であったために成形不良が発生し良好な発泡中空成形体は得られなかった。

本発明における環状ダイのリップ径を説明する模式図。発泡パリソンの最大幅を説明する模式図。発泡中空成形体の最大幅を説明する模式図。

符号の説明

１ダイヘッド
２ダイコア
３ダイリップ
４発泡パリソン
５発泡中空成形体
６中空部
Ｗ１リップ径
Ｗ２発泡パリソンの最大幅
Ｗ３発泡中空成形体の最大幅

Claims

ポリオレフィン系樹脂と発泡剤とを押出機にて溶融混練してなる発泡性溶融樹脂を環状ダイから押出してポリオレフィン系樹脂発泡層を有する発泡パリソンを形成し、軟化状態にある該発泡パリソンを開閉可能な分割金型で挟み込んで、発泡パリソンの上下端部並びに左端部及び／又は右端部をピンチオフし、発泡パリソン内に気体を吹き込んで、発泡パリソンの押出し方向に対して直交する断面形状が変化する部分を有し且つ平均厚み０．５〜４ｍｍの発泡中空成形体を製造する方法であって、
発泡中空成形体の最大幅に対して０．２０〜０．５０倍のリップ径を有する環状ダイを使用して得られる発泡パリソンを発泡パリソンの最大幅が発泡中空成形体の最大幅の１．１１〜１．５０倍になるように加圧気体を発泡パリソン内側に吹き込むことにより拡幅し、発泡パリソンの内部最大圧力が０．０５〜０．２０ＭＰａ（Ｇ）の範囲内にて型締めを行い、発泡パリソン内に前記最大圧力よりも高圧の加圧気体を吹き込んで成形することを特徴とする発泡中空成形体の製造方法。
発泡パリソンの押出し方向下流側端部をクランプし、押出し方向に発泡パリソンを延伸することを特徴とする請求項１記載の発泡中空成形体の製造方法。
ポリオレフィン系樹脂が、メルトフローレイトが１〜２０ｇ／１０分、溶融張力が１．５ｃＮ以上であるポリプロピレン系樹脂であることを特徴とする請求項１または２記載の発泡中空成形体の製造方法。
ポリオレフィン系樹脂が、密度が０．９３〜０．９７ｇ／ｃｍ^３、メルトフローレイト０．１〜２０ｇ／１０分、溶融張力が１．０ｃＮ以上であるポリエチレン系樹脂であることを特徴とする請求項１または２記載の発泡中空成形体の製造方法。
発泡剤が、炭酸ガスを５０〜１００モル％含有する物理発泡剤であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の発泡中空成形体の製造方法。
発泡パリソンが、発泡層の外側表面および／または内側表面に非発泡樹脂層を有する多層発泡パリソンであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の発泡中空成形体の製造方法。
発泡中空成形体の見掛け密度が、０．１８ｇ／ｃｍ ^３超０．７ｇ／ｃｍ ^３以下であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の発泡中空成形体の製造方法。
発泡中空成形体の最大厚みと最小厚みとの差が、該成形体の平均厚みの９５％以下であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の発泡中空成形体の製造方法。