JP4950761B2

JP4950761B2 - 発泡成形体の製造方法

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Publication number: JP4950761B2
Application number: JP2007137439A
Authority: JP
Inventors: 隆野上; 貴司権田
Original assignee: Shin Etsu Polymer Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Polymer Co Ltd
Priority date: 2007-05-24
Filing date: 2007-05-24
Publication date: 2012-06-13
Anticipated expiration: 2027-05-24
Also published as: JP2008291101A

Description

本発明は、コンピュータ機器の電子回路基板、自動車やプロジェクタの断熱材等として利用される発泡成形体の製造方法に関するものである。

従来、発泡成形体を製造する場合には、例えばポリフェニレンスルフィド樹脂（ＰＰＳ）等を含む成形材料により成形体を成形し、この成形体に不活性ガスを加圧下で含浸させて圧力を開放し、その後、成形体を金型にインサートして加熱、冷却するようにしている（特許文献１、２参照）。
特開平７‐２２４１８５号公報特開２００７‐１５２３１号公報

従来における発泡成形体の製造方法は、以上のように成形体を金型にインサートして単に加熱するので、発泡成形体に皺が発生したり、変形し、良好な発泡成形体を得ることができないという問題がある。

本発明は上記に鑑みなされたもので、発泡成形体に皺が発生したり、変形するのを有効に抑制することのできる発泡成形体の製造方法を提供することを目的としている。

本発明においては上記課題を解決するため、少なくとも発泡成形が可能な結晶性の熱可塑性樹脂を含む成形材料からなる成形体に不活性ガスを加圧下で含浸させて圧力を急激に開放し、不活性ガスの含浸した成形体を断熱材で被覆し、この被覆した成形体を加熱した金型にインサートして発泡させ、発泡成形体を得る発泡成形体の製造方法であって、
不活性ガスの含浸前における成形体の貯蔵弾性率は、ガラス転移点（Ｔｇ）の温度〜ガラス転移点（Ｔｇ）＋６０℃以下の温度範囲で１．０×１０^８Ｐａ以下となる部分を有することを特徴としている。

なお、成形した発泡成形体を熱可塑性樹脂のガラス転移点（Ｔｇ）〜融点未満の温度で加熱して結晶化を促進することができる。
また、２０℃〜ガラス転移点（Ｔｇ）未満の温度で成形体に不活性ガスを５〜３０ＭＰａの圧力で含浸させることができる。
また、成形体を断面略板形に成形してその両面に紙製、不織布製、あるいは樹脂製の断熱材をそれぞれ重ねることも可能である。

ここで、特許請求の範囲における不活性ガスの含浸は、発泡成形体の発泡倍率を大きくする観点から一回のみならず、複数回行うことができる。成形体を加熱した金型にインサートして加熱する作業も、発泡成形体の発泡倍率を大きくする観点から一回のみならず、複数回行うことができる。不活性ガスは、含浸時間を短縮して発泡を偏在させれば、発泡成形の際に成形体の表層のみを発泡させることができる。また、成形体は、棒状の他、断面略板形の板、シート、フィルム等の各種形状に成形することができる。

本発明によれば、不活性ガスが含浸した成形体を加熱した金型にインサートして加熱する際、金型に成形体が直接かつ不均一に接触するのを断熱材が防ぐとともに、成形体に金型の熱が直ちに伝わるのを防止し、発泡成形体に凸凹等が生じるのを抑制する。

本発明によれば、成形体を断熱材で被覆した状態で加熱した金型にインサートするので、発泡成形体に皺が発生したり、変形するのを有効に抑制することができるという効果がある。
また、成形した発泡成形体を熱可塑性樹脂のガラス転移点（Ｔｇ）〜融点未満の温度で加熱して結晶化を促進すれば、気泡の破裂、合一、消滅等を招いたり、発泡成形体の変形のおそれを排除することができる。

また、２０℃〜ガラス転移点（Ｔｇ）未満の温度で成形体に不活性ガスを５〜３０ＭＰａの圧力で含浸させれば、結晶性の熱可塑性樹脂に対する不活性ガスの含浸に長時間を要したり、熱可塑性樹脂の結晶化度が進行して発泡しないおそれを有効に排除することができる。また、不活性ガスの十分な量の含浸が期待でき、高圧ガスの取り扱いに伴う危険度の増大や設備強化に伴うコストの上昇を抑制することが可能になる。

さらに、成形体を断面略板形に成形してその両面に紙製、不織布製、あるいは樹脂製の断熱材をそれぞれ重ねれば、発泡成形体に凸凹等が生じるのを簡易な構成で抑制することが可能になる。

以下、図面を参照して本発明に係る発泡成形体の製造方法の好ましい実施形態を説明すると、本実施形態における発泡成形体の製造方法は、図１等に示すように、熱可塑性樹脂を含む溶融した所定の成形材料により成形体１を成形し、この成形体１に不活性ガスを加圧下で含浸させて圧力を急激に開放し、成形体１を複数の断熱材２で被覆した状態で加熱した金型３にインサートするとともに、この金型３を加熱して発泡成形体を発泡成形し、この発泡成形体を金型３から取り出して直ちに冷却し、その後、発泡成形体を熱可塑性樹脂のガラス転移点（Ｔｇ）〜融点未満の温度で加熱して結晶化を促進するようにしている。

成形材料には、発泡成形が可能な熱可塑性樹脂の他、炭酸カルシウムや炭酸マグネシウム等の金属炭酸塩、水酸化アルミニウムや水酸化マグネシウム等の金属水酸化物、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化チタン等の金属酸化物、カオリナイト、ディッカイト、ナクライト、ハロサイト、パイロフィライト、セリサイト、ウォラストナイト、ドーソナイト、塩基性硫酸マグネシウム、ホウ酸アルミニウム、ホウ酸マグネシウム、チタン酸カリウム、炭化珪素、窒化珪素、タルク、セピオライト、白雲母、金雲母、黒雲母等の雲母、モンモリロナイト、バイデライト、スメクタイト、バーキュライト、酸性白土、活性白土、珪藻土、稚内珪藻頁岩、鱗片状黒鉛、塊状黒鉛、土状黒鉛等の天然黒鉛、膨張黒鉛等の人造黒鉛、カーボン、窒化アルミ、ボロンナイトライト、石英、合成シリカ、天然シリカ、ガラスフレーク、ガラスパウダー、ガラス中空体（ガラスバルーン）、石英灰中空体あるいはシラスバルーン等の中空粒子、Ｅガラス繊維、シリカアルミナガラス繊維あるいはシリカガラス繊維等の非晶質繊維、チラノ繊維、炭化珪素繊維、ジルコニア繊維、アルミナ繊維、炭素繊維等の化合物が必要に応じて添加される。これらの化合物は、一種類のみ使用しても良いが、二種類以上併用しても良い。

発泡成形が可能な熱可塑性樹脂としては、例えば結晶性の熱可塑性樹脂の他、ポリスルホン（ＰＳＦ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンスルホン（ＰＰＳＵ）等のサルホン系樹脂、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）等のイミド系樹脂、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリカーボネート（ＰＣ）等の非結晶性の熱可塑性樹脂が本発明の特性を損なわない範囲において選択的に併用される。

結晶性の熱可塑性樹脂としては、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリシクロヘキサンジメチレンテレフタレート（ＰＣＴ）、あるいはポリ乳酸（ＰＬＡ）等のポリエステル系樹脂、ナイロン６（ＰＡ６）、ナイロン６６（ＰＡ６６）、ナイロン１１（ＰＡ１１）、ナイロン１２（ＰＡ１２）等のポリアミド系樹脂、ポリケトン（ＰＫ）、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等のポリアリールケトン系樹脂、ポリイミド（ＰＩ）、ポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）、あるいはポリフッ化ブニリデン（ＰＶＤＦ）等があげられる。これらの熱可塑性樹脂は、変性体、共重合体、一部が架橋構造の樹脂を特に問うものではなく、又一種類のみ使用しても良いし、二種類以上併用しても良い。

係る成形材料により所定の形状の成形体１が成形されるが、この成形体１の形状としては、例えば断面略板形の板状、シート状、フィルム状等の形状があげられる。成形体１は、例えば電子回路基板や断熱材に使用される場合には、所定の大きさを有する板状やシート状に形成される。また、成形体１の成形法としては、例えばカレンダー法、射出成形法、溶融押出成形法、キャスト法、ブロー成形法、圧縮成形法等の成形法が採用される。これらの成形法の中でも、Ｔダイあるいは丸ダイを単軸押出機又は二軸押出機に取り付けた溶融押出成形法が成膜性や生産性の観点から最適である。

不活性ガスの含浸前における成形体１の貯蔵弾性率（Ｅ´）は、ガラス転移点（Ｔｇ）〜ガラス転移点（Ｔｇ）＋６０℃以下の温度範囲中で一旦１．０×１０^８Ｐａ以下に低下する部分を有する必要がある（図２参照）。これは、係る温度範囲中で一旦１．０×１０^８Ｐａ以下になる落ち込み部分を有しない場合（図３参照）には、熱可塑性樹脂の結晶化が進行して熱可塑性樹脂に不活性ガスが十分含浸しなかったり、発泡圧力よりも成形体１の貯蔵弾性率（Ｅ´）が高すぎて発泡しなかったり、あるいは脆くなって衝撃や曲げに弱くなるからである。

なお、成形体１の結晶化度は、成形された成形体１の冷却速度あるいは成形後における成形体１の熱処理により制御することができる。この場合の熱処理温度としては、熱可塑性樹脂のガラス転移点（Ｔｇ）〜融点未満の温度、好ましくは結晶化の温度付近の温度が良い。

成形された成形体１は、圧力容器に内蔵されて不活性ガスが加圧下で含浸される。この不活性ガスは、気体、液体、超臨界流体の状態で使用されるが、成形体１に対する含浸速度の観点から、液体又は超臨界流体、好ましくは超臨界流体が最適である。この超臨界流体は、気体と液体の中間の性質を有し、これら気体と液体の両方の性質を有する流体であり、材料の臨界圧力と臨界温度を超える温度と圧力とで保持される。このような超臨界流体は、気体の高拡散性と共に液体の高密度を有するので、成形材料の熱可塑性樹脂に均一かつ迅速に含浸する。

不活性ガスとしては、例えばヘリウム、アルゴン、キセノン、窒素、二酸化炭素、空気、水等があげられる。これらの中でも、成形材料の熱可塑性樹脂への含浸度が速く、熱可塑性樹脂との反応性が乏しく、しかも、容易に高圧液体状態あるいは超臨界流体を調製することが可能な二酸化炭素が好ましい。

不活性ガスは、２０℃〜ガラス転移点（Ｔｇ）未満の温度で成形体１に５〜３０ＭＰａの圧力で含浸される。２０℃〜ガラス転移点（Ｔｇ）未満の温度なのは、２０℃未満の場合には、熱可塑性樹脂に対する不活性ガスの含浸に長時間を要し、効率が低下するからである。逆に、ガラス転移点（Ｔｇ）を超える温度の場合には、熱可塑性樹脂の結晶化度が進行し、発泡しないおそれがあり、しかも、圧力容器の加熱にエネルギーを要し、取扱の危険度も増大するからである。

不活性ガスの圧力が５〜３０ＭＰａなのは、５ＭＰａ未満の場合には、十分な量の含浸が期待できず、逆に３０ＭＰａを超える場合には、高圧ガスの取り扱いに伴う危険度の増大、設備強化に伴うコストの上昇を招くからである。
なお、不活性ガスは、二酸化炭素の場合には、超臨界状態で含浸させると、含浸速度が速くなるので好ましい。

不活性ガスの含浸度や飽和状態になるまでの時間は、均一ではなく、成形体１の厚さや長さ、結晶化度、含浸温度、含浸圧力に応じて異なるので留意する必要がある。また、成形体１がロール状に巻回したシートの場合には、不活性ガスが均一に含浸しないおそれがあるので、成形体１に不活性ガスの通気性に優れるセパレータを積層してこれらをロール状に巻回し、かつ圧力容器に内蔵すれば、成形体１の全周に亘り不活性ガスを均一に含浸することができる。不活性ガスの通気性に優れるセパレータとしては、紙、布、通気性の不織布、合成繊維製の混抄紙、金属製あるいは樹脂製の網体を使用することができる。

成形体１に不活性ガスを含浸させたら、圧力を急激に開放することにより成形体１と不活性ガスとの混合物に熱力学的な不安定性を付与して発泡核を形成する。不活性ガスの圧力は１ＭＰａ／秒以上の速度で開放するが、これは、１ＭＰａ／秒未満の場合には、均一に分散した気泡核を形成することができず、大きさや気泡数にムラのある不均一な発泡成形体になるという理由に基づく。

成形体１に不活性ガスを含浸させたら、断面略板形の成形体１を一対の断熱材２の間に挟んで被覆し、この状態で加熱した金型３にインサートして発泡成形（図１参照）し、金型３から発泡成形体を脱型して直ちに冷却することにより発泡成形体を得る。各断熱材２は、例えば薄い紙、不織布、あるいは樹脂等を使用して成形体１よりも一回り大きく形成され、成形体１が加熱した金型３に直接かつ不均一に接触するのを防止するとともに、成形体１に加熱した金型３の熱が直ちに伝わるのを防止し、発泡成形体に多数の凸凹が部分的に生じるのを抑制するよう機能する。

加熱法としては、特に限定されるものではないが、例えば熱風加熱法、オイルバス法、熱板接触法、加熱した金型３への投入法、スチーム加熱法、過熱蒸気加熱法等があげられる。

加熱温度は、特に限定されるものではないが、結晶性の熱可塑性樹脂のガラス転移点（Ｔｇ）−５０℃以上〜ガラス転移点（Ｔｇ）＋６０℃以下、好ましくはガラス転移点（Ｔｇ）−２０℃以上〜ガラス転移点（Ｔｇ）＋６０℃以下が良い。これは、不活性ガスが含浸した熱可塑性樹脂のガラス転移点や融点は、不活性ガスが含浸していない場合に比べ、５０℃以上低温側に移行すると推定されるという理由に基づく。また、結晶性の熱可塑性樹脂のガラス転移点（Ｔｇ）−５０℃未満の場合には、結晶性の熱可塑性樹脂の貯蔵弾性率（Ｅ´）が熱可塑性樹脂中に含浸したガスの膨張圧力に勝り、発泡に支障を来たすという理由に基づく。

逆に、ガラス転移点（Ｔｇ）＋６０℃を超える場合には、結晶性の熱可塑性樹脂中に含浸したガスの膨張圧力が熱可塑性樹脂の貯蔵弾性率（Ｅ´）に勝り、気泡の破裂や合一等を招くだけでなく、発泡成形体の反り、曲がり、皺等が生じるという理由に基づく。

上記低温側への移行に伴い、熱可塑性樹脂の加熱発泡成形温度領域も５０℃以上低温側に移行する。ここで、加熱発泡成形温度領域とは、結晶性の熱可塑性樹脂のガラス転移点（Ｔｇ）〜ガラス転移点（Ｔｇ）＋６０℃以下の温度範囲で、貯蔵弾性率（Ｅ´）が１．０×１０^８Ｐａ以下となる温度領域をいう。

発泡成形の際、発泡成形体の気泡径については、発泡成形体の発泡温度により制御することができる。具体的には、上記温度範囲の低い温度で発泡成形すると、気泡径の小さい発泡成形体を得ることができ、逆に上記温度範囲の高い温度で発泡成形すると、発泡倍率が高く、気泡径の大きい発泡成形体を得ることができる。
係る加熱発泡成形温度領域において、結晶性の熱可塑性樹脂の貯蔵弾性率（Ｅ´）と熱可塑性樹脂中に含浸したガスの膨張圧力とが釣り合うことにより、均一な発泡成形体が得られる。

発泡成形体を発泡成形したら、発泡成形体を熱可塑性樹脂のガラス転移点（Ｔｇ）〜融点未満の温度、好ましくは結晶化温度で加熱して結晶化を促進することにより、機械的特性や耐熱性に優れる発泡成形体を得ることができる。発泡成形体を熱可塑性樹脂のガラス転移点（Ｔｇ）〜融点未満の温度で加熱するのは、ガラス転移点（Ｔｇ）未満の温度で加熱した場合には、結晶化を促進することができず、逆に融点を超える温度で加熱した場合には、気泡の破裂、合一、消滅等を招く他、発泡成形体の変形のおそれがあるという理由に基づく。

上記によれば、成形体１をそのまま加熱した金型３にインサートして加熱するのではなく、成形体１を一対の断熱材２間に挟んだ状態で加熱した金型３にインサートして加熱するので、成形体１を加熱した金型３に間接的かつ略均一に接触させることができ、発泡成形体の表裏面に多数の皺や凸凹が不規則に発生したり、変形等することがない。したがって、美麗な外観特性で表面が平滑の良好な発泡成形体を容易に得ることができる。

なお、本発明に係る発泡成形体の製造方法は、上記実施形態に何ら限定されるものではない。例えば、上記実施形態では成形体１の表裏両面に断熱材２をそれぞれ積層したが、特に支障を来たさなければ、成形体１の表裏両面のいずれかに断熱材２を積層しても良い。

以下、本発明に係る発泡成形体の製造方法の実施例を比較例と共に説明するが、本発明に係る発泡成形体の製造方法は以下の実施例に何ら限定されるものではない。

本実施例と比較例とでは、成形材料としてポリフェニレンサルファイド、ポリエチレンテレフタレート、ポリ乳酸を使用したが、これらの結晶化度、ガラス転移点（Ｔｇ）、及び密度は、以下に基づいて算出することとした。また、成形体の貯蔵弾性率（Ｅ´）は、以下に基づいて算出した。

・ポリフェニレンサルファイドの結晶化度
ポリフェニレンサルファイドの結晶化度については、示差走査熱量計（商品名：ＤＳＣ２２０、セイコー電子工業社製）を使用して１０℃／分の昇温速度で加熱し、このときに得られる結晶融解ピークの熱量（Ｊ／ｇ）、結晶成長時の発熱ピークの熱量（Ｊ／ｇ）、及び１００％結晶の融解吸熱ピークの熱量（Ｊ／ｇ）から以下の式を用いて算出した。
結晶化度（％）＝{（結晶融解ピークの熱量）−（結晶成長時の発熱ピーク）}／
（１００％結晶の融解吸熱ピークの熱量）
なお、１００％結晶の融解吸熱ピークの熱量は、１４６．２（Ｊ／ｇ）である（ＭａｅｍｕｒａＥ．ｅｔａｌ．，Ｐｏｌｙｍ．Ｅｎｇ．Ｓｃｉ．，２９（２），１４０（１９８９））。

・ポリエチレンテレフタレートの結晶化度
ポリエチレンテレフタレートの結晶化度については、示差走査熱量計（商品名：ＤＳＣ２２０、セイコー電子工業社製）を使用して１０℃／分の昇温速度で加熱し、このときに得られる結晶融解ピークの熱量（Ｊ／ｇ）、結晶成長時の発熱ピークの熱量（Ｊ／ｇ）、及び１００％結晶の融解吸熱ピークの熱量（Ｊ／ｇ）から以下の式を用いて算出した。
結晶化度（％）＝{（結晶融解ピークの熱量）−（結晶成長時の発熱ピーク）}／
（１００％結晶の融解吸熱ピークの熱量）
なお、１００％結晶の融解吸熱ピークの熱量は、１１７．６（Ｊ／ｇ）である。

・ポリ乳酸の結晶化度
ポリ乳酸の結晶化度についても、示差走査熱量計（商品名：ＤＳＣ２２０、セイコー電子工業社製）を使用して１０℃／分の昇温速度で加熱し、このときに得られる結晶融解ピークの熱量（Ｊ／ｇ）、結晶成長時の発熱ピークの熱量（Ｊ／ｇ）、及び１００％結晶の融解吸熱ピークの熱量（Ｊ／ｇ）から以下の式を用いて算出した。
結晶化度（％）＝{（結晶融解ピークの熱量）−（結晶成長時の発熱ピーク）}／
（１００％結晶の融解吸熱ピークの熱量）
なお、１００％結晶の融解吸熱ピークの熱量は、９３（Ｊ／ｇ）である。

・ガラス転移点（Ｔｇ）
ガラス転移点（Ｔｇ）については、成形体の損失弾性率（Ｅ´´）を測定してその値が極大になった温度をガラス転移点とした。具体的には、成形体を縦３４×横７ｍｍの大きさに形成し、粘弾性スペクトロメータ（商品名：ＲＳＡＩＩ、レオメトリック社製）を用いた引張モードにより振動周波数１Ｈｚ、歪み０．１％、昇温速度５℃／分、チャック間２１．５ｍｍの条件で横方向の損失弾性率（Ｅ´´）を測定し、損失弾性率（Ｅ´´）が極大値になった温度をガラス転移点とした。

・密度（比重）
密度については、水中置換法により測定した。
・貯蔵弾性率（Ｅ´）
成形体の貯蔵弾性率（Ｅ´）は引張モードにより測定した。具体的には、成形体を縦３４×横７ｍｍの大きさに形成し、粘弾性スペクトロメータ（商品名：ＲＳＡＩＩ、レオメトリック社製）を用いた引張モードにより振動周波数１Ｈｚ、歪み０．１％、昇温速度５℃／分、チャック間２１．５ｍｍの条件で測定した。

実施例１
先ず、成形体として厚さ０．５ｍｍのポリフェニレンサルファイド製のシート（商品名：ＳＨＴ−ＰＰＳ２０００（未結晶）、東洋プラスチック精工社製）を１０×１０ｃｍの大きさに形成し、このシートを金属製の圧力容器（商品名：ポータブルリアクターＴＰＲ６型、耐圧硝子工業社製）に封入し、この圧力容器に不活性ガスとして液化二酸化炭素を封入するとともに、４０℃、８．０ＭＰａ、２４時間の条件で静置してシートに二酸化炭素を含浸させた。

ポリフェニレンサルファイドの結晶化度、ガラス転移点、及び密度は、表１に示す通りである。また、ポリフェニレンサルファイド製シートの２０〜３６０℃における貯蔵弾性率（Ｅ´）は図２に示す通りである。この貯蔵弾性率（Ｅ´）の曲線には、ガラス転移点（Ｔｇ）〜ガラス転移点（Ｔｇ）＋６０℃以下の温度範囲中で一旦１．０×１０^８Ｐａ以下に低下する部分が認められた。

シートに二酸化炭素を含浸させたら、圧力容器の圧力を２．０ＭＰａ／秒の速度で開放して二酸化炭素を含浸させたシートを取り出し、このシートの表裏両面を一対の断熱材で被覆した状態で１１０℃に加熱した金型にインサートするとともに、この金型を１分間加熱して発泡成形体を発泡成形し、この発泡成形体を金型から脱型して１７℃の水中に投入することにより水冷し、発泡成形体を得た。各断熱材としては、厚さ８０μｍの紙（商品名：αエコペーパータイプＤ）を使用した。また、金型は、２０×３０ｃｍの大きさとし、０．７ｍｍの厚さを有する真鍮製のスペーサを備えたタイプとした。

発泡成形体を得たら、この発泡成形体の表面を目視により観察して皺の発生状況を確認し、表１にまとめた。また、発泡成形体の密度を測定して発泡倍率を求め、同様に表１にまとめた。

実施例２
先ず、０．４ｍｍの厚さを有する市販のポリエチレンテレフタレート製のシートを成形体として１０×１０ｃｍの大きさに形成し、このシートを金属製の圧力容器（商品名：ポータブルリアクターＴＰＲ６型、耐圧硝子工業社製）に封入し、この圧力容器に不活性ガスとして液化二酸化炭素を封入するとともに、４０℃、１０．０ＭＰａ、８時間の条件で静置してシートに二酸化炭素を含浸させた。

ポリエチレンテレフタレート製のシートの０〜３００℃における貯蔵弾性率（Ｅ´）は図４に示す通りである。この貯蔵弾性率（Ｅ´）の曲線には、ガラス転移点（Ｔｇ）〜ガラス転移点（Ｔｇ）＋６０℃以下の温度範囲中で一旦１．０×１０^８Ｐａ以下に低下する部分が認められた。

シートに二酸化炭素を含浸させたら、圧力容器の圧力を１．５ＭＰａ／秒の速度で開放して二酸化炭素を含浸させたシートを取り出し、このシートの表裏両面を一対の断熱材で被覆した状態で１２０℃に加熱した金型にインサートするとともに、この金型を１分間加熱して発泡成形体を発泡成形し、この発泡成形体を金型から脱型して１５℃の水中に直ちに投入することにより水冷し、発泡成形体を得た。各断熱材としては、厚さ１２０μｍのクラフト紙を使用した。また、金型は１５×１５ｃｍの大きさとした。

実施例３
先ず、ポリ乳酸（商品名：レイシアＨ−４００、三井化学社製）を１７５℃に加熱した二本ロールであるミキシングロールにより５分間溶融混練し、このミキシングロールから溶融混練物を剥離して厚さ７ｍｍの板状の成形物を形成した。こうして成形物を形成したら、この成形物を１９０℃に加熱した圧縮成形用の金型にセットして７分間無圧下で加熱し、２００ｋｇ／ｃｍ^２（ゲージ圧力）の圧力下で３分間加熱して圧縮成形し、２００ｋｇ／ｃｍ^２（ゲージ圧力）の圧力を維持したまま水冷して５０℃以下になるまで冷却した。

次いで、圧縮成形用の金型から成形物を取り出して縦２０×横１５×厚み０．２ｍｍの大きさを有する板状の成形体を形成した。得られた成形体の結晶化度、ガラス転移点（Ｔｇ）、及び密度は、表１に示す通りである。また、ポリ乳酸製の成形体の貯蔵弾性率（Ｅ´）は図５に示す通りである。この貯蔵弾性率（Ｅ´）の曲線には、ガラス転移点（Ｔｇ）〜ガラス転移点（Ｔｇ）＋６０℃以下の温度範囲中で一旦１．０×１０^８Ｐａ以下に低下する部分が認められた。

次いで、成形体を１０×１０ｃｍの大きさに形成して金属製の圧力容器（商品名：ポータブルリアクターＴＰＲ６型、耐圧硝子工業社製）に封入し、この圧力容器に不活性ガスとして液化二酸化炭素を封入し、２５℃、６．６ＭＰａ、５時間の条件で静置して成形体に二酸化炭素を含浸させた。

成形体に二酸化炭素を含浸させたら、圧力容器の圧力を１．５ＭＰａ／秒の速度で開放して二酸化炭素を含浸させた成形体を取り出し、この成形体の表裏両面を一対の断熱材で被覆した状態で５０℃に加熱した金型にインサートするとともに、この金型を１分間加熱して発泡成形体を発泡成形し、この発泡成形体を金型から脱型して１０℃の水中に直ちに投入することにより水冷し、発泡成形体を得た。各断熱材としては、厚さ８０μｍの紙（商品名：αエコペーパータイプＤ）を使用した。また、金型は１５×１５ｃｍの大きさとした。

発泡成形体を得たら、この発泡成形体の表面を目視により観察して皺の発生状況を確認し、表１に記載した。また、発泡成形体の密度を測定して発泡倍率を求め、表１に記載した。

実施例４
先ず、幅４００ｍｍのＴダイを備えたφ４０ｍｍの単軸押出機にポリフェニレンサルファイド（商品名：フォートロン０５４０Ｃ、ポリプラスチックス社製）からなる成形材料を投入して３５０℃で溶融混練し、単軸押出機のＴダイから溶融混練したポリフェニレンサルファイドを３０℃の冷却ロール上に突出させて１．０ｍｍの厚さを有する透明のシート状の成形体を成形した。

得られた成形体の結晶化度、ガラス転移点（Ｔｇ）、及び密度は、表１に示す通りであるが、ガラス転移点（Ｔｇ）については、成形体の縦方向の損失弾性率（Ｅ´´）を測定して求めた。成形体の縦方向の０〜３６０℃の貯蔵弾性率（Ｅ´）は図６に示す通りである。この成形体の貯蔵弾性率（Ｅ´）の曲線には、ガラス転移点（Ｔｇ）〜ガラス転移点（Ｔｇ）＋６０℃以下の温度範囲中で一旦１．０×１０^８Ｐａ以下に低下する部分が認められた。

次いで、成形体を１０×１０ｃｍの大きさに形成して金属製の圧力容器（商品名：ポータブルリアクターＴＰＲ６型、耐圧硝子工業社製）に封入し、この圧力容器に不活性ガスとして液化二酸化炭素を封入し、４０℃、８．５ＭＰａ、７２時間の超臨界状態で静置して成形体に二酸化炭素を含浸させた。

成形体に二酸化炭素を含浸させたら、圧力容器の圧力を２．０ＭＰａ／秒の速度で開放して二酸化炭素を含浸させた成形体を取り出し、この成形体の表裏両面を一対の断熱材で被覆した状態で１１０℃に加熱した金型にインサートするとともに、この金型を１分間加熱して発泡成形体を発泡成形し、この発泡成形体を金型から脱型して２１℃の水中に直ちに投入することにより水冷し、発泡成形体を得た。各断熱材としては、ポリイミド樹脂フィルム（商品名：カプトン５００Ｈ／Ｖ東レ・デュポン社製）を使用した。また、金型は、１．３ｍｍの厚さを有する真鍮製のスペーサを備えたタイプとした。

発泡成形体を得たら、金属製の圧力容器（商品名：ポータブルリアクターＴＰＲ６型、耐圧硝子工業社製）に再度封入し、この圧力容器に不活性ガスとして液化二酸化炭素を封入し、４０℃、８．５ＭＰａの超臨界状態で２４時間静置し、圧力を開放して圧力容器から発泡成形体を取り出した。発泡成形体を取り出したら、この発泡成形体の表裏両面を一対の断熱材で被覆した状態で１００℃に加熱した金型にインサートするとともに、この金型を１分間加熱して発泡成形体を発泡成形し、この発泡成形体を金型から脱型して１８℃の水中に直ちに投入することにより水冷し、発泡成形体を得た。

各断熱材としては、ポリイミド樹脂フィルム（商品名：カプトン５００Ｈ／Ｖ東レ・デュポン社製）を使用した。また、金型は、１．７ｍｍの厚さを有する真鍮製のスペーサを備えたタイプとした。

発泡成形体を得たら、金属製の圧力容器（商品名：ポータブルリアクターＴＰＲ６型、耐圧硝子工業社製）に再度封入し、この圧力容器に不活性ガスとして液化二酸化炭素を封入し、４０℃、８．５ＭＰａ、２４時間の条件で静置し、圧力を開放して圧力容器から発泡成形体を取り出した。

発泡成形体を取り出したら、この発泡成形体の表裏両面を一対の断熱材で被覆した状態で１００℃に加熱した金型にインサートし、この金型を１分間加熱して発泡成形体を発泡成形するとともに、この発泡成形体を金型から脱型して２６℃の水中に直ちに投入することにより水冷し、２．２ｍｍの厚さを有する発泡成形体を製造し、この発泡成形体の表面を目視により観察して皺の発生状況を確認した。

各断熱材としては、ポリイミド樹脂フィルム（商品名：カプトン５００Ｈ／Ｖ東レ・デュポン社製）を使用した。金型は、２．０ｍｍの厚さを有する真鍮製のスペーサを備えたタイプとした。

次いで、２．２ｍｍの厚さを有する発泡成形体を１４０℃に加熱した厚さ２．０ｍｍの金型にインサートし、この金型を５分間加熱して発泡成形体の結晶化度を増大させ、この発泡成形体の密度を測定して発泡倍率を求め、表１に記載した。発泡成形体の結晶化度は２３％であった。

比較例１
実施例１のシートを１０×１０ｃｍの大きさに形成し、このシートを金属製の圧力容器（商品名：ポータブルリアクターＴＰＲ６型、耐圧硝子工業社製）に封入し、この圧力容器に不活性ガスとして液化二酸化炭素を封入し、４０℃、８．０ＭＰａ、２４時間の条件で静置してシートに二酸化炭素を含浸させた。

シートに二酸化炭素を含浸させたら、圧力容器の圧力を２．０ＭＰａ／秒の速度で開放して二酸化炭素を含浸させたシートを取り出し、このシートを１１０℃に加熱した金型にそのまま直接インサートするとともに、この金型を１分間加熱して発泡成形体を脱型した。この発泡成形体の表面を目視により観察して皺の発生状況を確認し、表２にまとめた。金型は、２０×３０ｃｍの大きさとし、０．７ｍｍの厚さを有する真鍮製のスペーサを備えたタイプとした。

比較例２
実施例２のシートを１０×１０ｃｍの大きさに形成し、このシートを金属製の圧力容器（商品名：ポータブルリアクターＴＰＲ６型、耐圧硝子工業社製）に封入し、この圧力容器に不活性ガスとして液化二酸化炭素を封入し、４０℃、１０．０ＭＰａ、８時間の条件で静置してシートに二酸化炭素を含浸させた。

シートに二酸化炭素を含浸させたら、圧力容器の圧力を１．５ＭＰａ／秒の速度で開放して二酸化炭素を含浸させたシートを取り出し、このシートを１２０℃に加熱した金型にそのまま直接インサートするとともに、この金型を１分間加熱して発泡成形体を発泡成形し、金型から発泡成形体を脱型した。この発泡成形体の表面を目視により観察して皺の発生状況を確認し、表２にまとめた。金型は、１５×１５ｃｍの大きさとした。

比較例３
実施例３の成形体を１０×１０ｃｍの大きさに形成し、この成形体を金属製の圧力容器（商品名：ポータブルリアクターＴＰＲ６型、耐圧硝子工業社製）に封入し、この圧力容器に不活性ガスとして液化二酸化炭素を封入し、２５℃、６．６ＭＰａ、２４時間の条件で静置してシートに二酸化炭素を含浸させた。

シートに二酸化炭素を含浸させたら、圧力容器の圧力を１．５ＭＰａ／秒の速度で開放して二酸化炭素を含浸させたシートを取り出し、このシートを５０℃に加熱した金型にそのまま直接インサートするとともに、この金型を１分間加熱して発泡成形体を発泡成形し、金型から発泡成形体を脱型してその表面を目視により観察して皺の発生状況を確認し、表２にまとめた。金型は１５×１５ｃｍの大きさである。

比較例４
実施例１のシートを１０×１０ｃｍの大きさに形成し、このシートを１４０℃に加熱した金型にインサートするとともに、この金型を５分間加熱、水冷し、金型を５０℃になるまで冷却してシートの結晶化度を増大させた。金型は２０×３０ｃｍのサイズとした。また、シートの０〜３６０℃の貯蔵弾性率（Ｅ´）は図３に示す通りである。この貯蔵弾性率（Ｅ´）の曲線には、ガラス転移点（Ｔｇ）〜ガラス転移点（Ｔｇ）＋６０℃以下の温度範囲中で一旦１．０×１０^８Ｐａ以下に低下する部分が認められなかった。また、成形体の結晶化度と密度とは、表２に示す通りである。

次いで、シートを金属製の圧力容器（商品名：ポータブルリアクターＴＰＲ６型、耐圧硝子工業社製）に封入し、この圧力容器に不活性ガスとして液化二酸化炭素を封入し、４０℃、８．０ＭＰａ、２４時間の条件で静置してシートに二酸化炭素を含浸させた。

シートに二酸化炭素を含浸させたら、圧力容器の圧力を２．０ＭＰａ／秒の速度で開放して二酸化炭素を含浸させたシートを取り出し、このシートの表裏両面を一対の断熱材で被覆した状態で１２０℃に加熱した金型にインサートし、この金型を１分間加熱して発泡しない成形体を成形し、金型から成形体を脱型して２０℃の水中に浸漬することにより冷却し、発泡しない不完全な成形体を得た。成形体を得たら、その表面を目視により観察して皺の発生状況を確認し、表２にまとめた。

各断熱材としては、厚さ８０μｍの紙（商品名：αエコペーパータイプＤ）を使用した。また、金型は、２０×３０ｃｍの大きさとし、０．７ｍｍの厚さを有する真鍮製のスペーサを備えたタイプとした。

実施例１〜４のように、断熱材を使用して発泡成形した発泡成形体の表面には、皺の発生が見られず、優れた発泡成形体を得ることができた。
これに対し、比較例１〜３のように、断熱材を使用せずに発泡成形した発泡成形体の表面には、２〜３ｍｍの深さを有する皺の発生が多数見られた。また、比較例４のように、ガラス転移点（Ｔｇ）〜ガラス転移点（Ｔｇ）＋６０℃以下の温度範囲中で一旦１．０×１０^８Ｐａ以下に低下する部分が認められない成形体を使用して発泡成形しようとした場合には、成形体の密度が発泡成形の前後で変化せず、発泡倍率も１．０倍で発泡成形することができなかった。

本発明に係る発泡成形体の製造方法の実施形態を模式的に示す説明図である。本発明に係る発泡成形体の製造方法の実施例１の貯蔵弾性率を示すグラフである。本発明に係る発泡成形体の製造方法の比較例４の貯蔵弾性率を示すグラフである。本発明に係る発泡成形体の製造方法の実施例２の貯蔵弾性率を示すグラフである。本発明に係る発泡成形体の製造方法の実施例３の貯蔵弾性率を示すグラフである。本発明に係る発泡成形体の製造方法の実施例４の貯蔵弾性率を示すグラフである。

符号の説明

１成形体
２断熱材
３金型

Claims

少なくとも発泡成形が可能な結晶性の熱可塑性樹脂を含む成形材料からなる成形体に不活性ガスを加圧下で含浸させて圧力を急激に開放し、不活性ガスの含浸した成形体を断熱材で被覆し、この被覆した成形体を加熱した金型にインサートして発泡させ、発泡成形体を得る発泡成形体の製造方法であって、
不活性ガスの含浸前における成形体の貯蔵弾性率は、ガラス転移点（Ｔｇ）の温度〜ガラス転移点（Ｔｇ）＋６０℃以下の温度範囲で１．０×１０^８Ｐａ以下となる部分を有することを特徴とする発泡成形体の製造方法。
成形した発泡成形体を熱可塑性樹脂のガラス転移点（Ｔｇ）〜融点未満の温度で加熱して結晶化を促進する請求項１記載の発泡成形体の製造方法。
２０℃〜ガラス転移点（Ｔｇ）未満の温度で成形体に不活性ガスを５〜３０ＭＰａの圧力で含浸させる請求項１又は２記載の発泡成形体の製造方法。
成形体を断面略板形に成形してその両面に紙製、不織布製、あるいは樹脂製の断熱材をそれぞれ重ねる請求項１、２、又は３記載の発泡成形体の製造方法。