JP5466796B1 - 樹脂積層体の製造方法及び製造装置 - Google Patents

Abstract

接合剤を用いることなく、効率良く安価に発泡樹脂層を有する樹脂積層体を提供する方法を得る。
溶融状態にある未発泡状態の発泡性樹脂組成物１１をマルチマニホールド金型１の第１のマニホールド４に供給し、非発泡樹脂層を形成するための第２の樹脂組成物１２を第２のマニホールド５に供給し、マルチマニホールド金型１内において、第１のマニホールド４から合流及び積層部３に発泡性樹脂組成物１１を押出し、圧力開放することにより発泡させて発泡樹脂層１１Ａを形成するとともに、発泡樹脂層１１の固化前に、第２のマニホールド５から押し出された非発泡樹脂層１２Ａを押出し、発泡樹脂層１１Ａに積層する各工程を備える、樹脂積層体の製造方法。

Description

本発明は、発泡樹脂層を含む樹脂積層体の製造方法に関し、特に、少なくとも１層の発泡樹脂層が非発泡樹脂層と積層されている樹脂積層体の製造方法及び製造装置に関する。

従来、クッション性を得るため、あるいは軽量化を図るために、樹脂発泡体が広く用いられている。このような樹脂発泡体の製造方法の一例が下記の特許文献１に開示されている。特許文献１では、熱可塑性樹脂と発泡剤とを含有する発泡性樹脂組成物を金型から押出し、成形する。ここでは、金型内での加熱により発泡剤が分解する。そのため、発泡剤の分解により生じた気泡が形成される。

また、下記の特許文献２にも、同様に、熱可塑性樹脂組成物と発泡剤とを含有する発泡性樹脂組成物を押出成形する方法が開示されている。

特開平８−１１１９０号公報 特開２００４−２３７７２９号公報

特許文献１や特許文献２に記載の製造方法では、いずれも、押出成形により樹脂発泡体を得ている。しかしながら、このような方法では、単一の発泡樹脂層からなる樹脂シートが得られるだけである。

従って、機械的強度を高めたり、表面性状を改善するには、得られた樹脂発泡体の表面に、さらに他の樹脂層を積層しなければならない。ところが、押出成形により得られた樹脂発泡体表面に他の樹脂層を積層するに際しては、間に接着層を設けねばならない。あるいは、樹脂発泡体に、表面が溶融もしくは軟化している他の樹脂層を積層しなければならなかった。そのため、工程が煩雑であり、コストが高くつくという問題があった。

本発明の目的は、発泡樹脂層と、発泡樹脂層と非発泡樹脂層とを有する樹脂積層体を１つの金型を用いて効率良く製造することを可能とする樹脂積層体の製造方法、並びに該樹脂積層体の製造方法を可能とする樹脂積層体の製造装置を提供することにある。

本発明に係る樹脂積層体の製造方法は、発泡樹脂層と、非発泡樹脂層とを積層してなり、少なくとも１層の発泡樹脂層を有する樹脂積層体の製造方法である。本発明の製造方法は、溶融状態にある未発泡状態の発泡性樹脂組成物を供給するための第１のマニホールドと、前記非発泡樹脂層を形成するための第２のマニホールドと、第１及び第２のマニホールドを有するマニホールド部の下流に連ねられた合流及び積層部とを備えるマルチマニホールド金型の前記第１のマニホールドに発泡性樹脂組成物を供給し、前記第２のマニホールドに非発泡樹脂層を構成するための第２の樹脂組成物を供給する工程と、前記マルチマニホールド金型内において、前記第１のマニホールドから金型内の合流及び積層部に発泡性樹脂組成物を押し出し、圧力開放することにより発泡させて発泡樹脂層を形成する工程と、前記第２のマニホールドから前記非発泡樹脂層を押し出し、前記マルチマニホールド金型内の前記合流及び積層部の内部空間において、前記圧力開放により前記発泡性樹脂を発泡させると同時、発泡中又は発泡後に発泡樹脂層に合流させ、かつ積層する工程とを備える。

本発明に係る樹脂積層体の製造方法のある特定の局面では、前記合流及び積層部に至る前に前記発泡樹脂層が発泡状態を維持するように発泡後の発泡樹脂層を冷却する。

本発明に係る樹脂積層体の製造方法の他の特定の局面では、前記冷却時に、前記発泡樹脂層を構成している樹脂の融点よりも低い温度に冷却する。

本発明に係る樹脂積層体の製造方法のさらに別の特定の局面では、複数の前記第２のマニホールドを用い、前記発泡樹脂層に複数の非発泡樹脂層を積層する。

本発明に係る樹脂積層体の製造方法のさらに別の特定の局面では、前記発泡樹脂層の両面に前記非発泡樹脂層を積層する。

本発明に係る樹脂積層体の製造方法では、好ましくは、上記非発泡樹脂層と上記発泡樹脂層とが、合流及び積層されることにより得られた樹脂積層体をサイジングダイに供給することにより、上記樹脂積層体の表面を平滑にし、かつ上記樹脂積層体を効率良く冷却する工程をさらに備える。

本発明に係る樹脂積層体の製造方法では、好ましくは、上記発泡性樹脂組成物が、熱可塑性樹脂と、気泡核剤とを含む樹脂組成物であって、上記熱可塑性樹脂１００重量部に対し、気泡核剤を０．１〜１０重量部含む。

本発明に係る樹脂積層体の製造方法では、好ましくは、上記発泡性樹脂組成物が、熱可塑性樹脂と、架橋成分とを含む樹脂組成物であって、上記熱可塑性樹脂１００重量部に対し、架橋成分を０．５〜４０重量部含む。

本発明に係る樹脂積層体の製造装置は、上流側に配置されたマルチマニホールド部と、マルチマニホールド部の下流側に配置された合流及び積層部とを備える。好ましくは、上記合流及び積層部の下流側に連ねられて配置された、上記樹脂積層体に表面賦型を施すためのサイジングダイをさらに備える。

前記マルチマニホールド部は、発泡性樹脂組成物を供給するための第１のマニホールドと、非発泡樹脂層を構成するための第２の樹脂組成物を供給するための第２のマニホールドとを有する。

上記合流及び積層部は、マルチマニホールド金型内において上記マルチマニホールド部の下流側に連ねられている。合流及び積層部において、第１のマニホールドと第２のマニホールドとが合流し、かつ発泡樹脂層と非発泡樹脂層とが積層される内部空間が設けられている。

本発明に係る樹脂積層体の製造装置の他の特定の局面では、前記第１のマニホールドの前記合流及び積層部に向かう側の端部における前記樹脂積層体の厚み方向に沿う寸法よりも前記合流及び積層部の前記内部空間内の該厚み方向に沿う寸法が大きくされている。

本発明に係る樹脂積層体の製造装置のさらに他の特定の局面では、前記合流及び積層部の前記内部空間の前記厚み方向に沿う寸法が、該合流及び積層部の前記第１のマニホールドに連ねられている側の端部から下流側に向かうにつれて徐々に大きくされている部分を有する。

本発明に係る樹脂積層体の製造装置のさらに他の特定の局面では、前記合流及び積層部の前記内部空間の前記厚み方向に沿う寸法が、該合流及び積層部の前記第１のマニホールドに連ねられている側の端部から下流側に向かうにつれて徐々に大きくされている部分の流路壁面に、該流路壁面に接している前記発泡性樹脂の線速を高めるための表面処理がなされている。

本発明に係る樹脂積層体の製造装置のさらに他の特定の局面では、上記発泡樹脂層の発泡状態を維持するための冷却装置が前記積層部に設けられている。

本発明に係る樹脂積層体の製造方法及び製造装置によれば、マルチマニホールド金型内において、発泡樹脂層が形成されるとともに、第２のマニホールドから非発泡樹脂層が押し出され、内部空間において発泡樹脂層に合流され積層される。従って、発泡樹脂層と非発泡樹脂層とが積層されている樹脂積層体の製造工程の大幅な簡略化及び樹脂積層体の製造コストの低減を図ることが可能となる。

図１（ａ）は、本発明の第１の実施形態の樹脂積層体の製造装置の略図的正面断面図であり、図１（ｂ）はその要部を拡大して示す略図的断面図である。 図２は、本発明の第１の実施形態の樹脂積層体の製造装置の一の変形例の要部を拡大して示す略図的断面図である。 図３は、本発明の第１の実施形態の樹脂積層体の製造装置の他の変形例の要部を拡大して示す略図的断面図である。 図４は、本発明の第１の実施形態の樹脂積層体の製造装置における合流及び積層部を拡大して示す模式的断面図である。 図５は、本発明の第１の実施形態の樹脂積層体の製造方法で得られる樹脂積層体を示す断面図である。 図６は、樹脂積層体の製造装置の第２の実施形態を説明するための正面断面図である。 図７は、樹脂積層体の製造装置の第３の実施形態を説明するための正面断面図である。 図８（ａ）は、本発明の第１の実施形態で用いられる非発泡樹脂層を構成するためのコートハンガー方式マニホールドの平面図であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）中のＡ−Ａ線に沿う断面図であり、図８（ｃ）はＢ−Ｂ線に沿う断面図である。 図９（ａ）は、本発明の第１の実施形態の樹脂積層体の製造装置で用いられている発泡樹脂層を構成するためのストレートマニホールド方式の平面図であり、図９（ｂ）は図９（ａ）中のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。 図１０は、本発明の第１の実施形態において、図８及び図９に示した各マニホールドが合流する部分の模式的断面図である。 図１１（ａ）は、本発明の第１の実施形態で用いられる非発泡樹脂層を構成するためのコートハンガー方式マニホールドの平面図であり、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）中のＤ−Ｄ線に沿う断面図であり、図１１（ｃ）はＥ−Ｅ線に沿う断面図である。 図１２（ａ）は、本発明の第１の実施形態の樹脂積層体の製造装置で用いられている発泡樹脂層を構成するためのストレートマニホールド方式の平面図であり、図１２（ｂ）は図１２（ａ）中のＦ−Ｆ線に沿う断面図である。 図１３は、本発明の第１の実施形態において、図１１及び図１２に示した各マニホールドが合流する部分の模式的断面図である。 図１４（ａ）は、本発明のさらに他の実施形態において用いられる非発泡樹脂層を構成するためのストレートマニホールド方式の平面図であり、図１４（ｂ）は図１４（ａ）中のＧ−Ｇ線の断面図であり、図１４（ｃ）は図１４（ａ）中のＨ−Ｈ線に沿う断面図である。 図１５は、本発明の第１の実施形態の樹脂積層体の製造装置にサイジングダイを設けた場合の略図的正面断面図である。 図１６は、熱可塑性樹脂１００重量部に対して、気泡核剤であるタルクを０．５重量％添加した発泡性樹脂組成物を用いた際の、発泡樹脂層のＳＥＭ写真を示す図である。 図１７は、熱可塑性樹脂１００重量部に対して、気泡核剤である炭酸カルシウムを０．５重量％添加した発泡性樹脂組成物を用いた際の、発泡樹脂層のＳＥＭ写真を示す図である。 図１８は、熱可塑性樹脂１００重量部に対して、気泡核剤である重曹を０．５重量％添加した発泡性樹脂組成物を用いた際の、発泡樹脂層のＳＥＭ写真を示す図である。 図１９は、気泡核剤を使用していない発泡性樹脂組成物を用いた際の、発泡樹脂層のＳＥＭ写真を示す図である。 図２０は、熱可塑性樹脂１００重量部に対し、架橋成分を２０重量部添加した際の、発泡性樹脂組成物の歪みと粘度の関係を示す図である。 図２１は、実施例で用いた樹脂積層体の製造装置の模式的断面図である。

以下、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。
本発明に係る樹脂積層体の製造方法では、発泡樹脂層と非発泡樹脂層とを積層してなり、少なくとも１層の発泡樹脂層を有する樹脂積層体が製造される。

本発明の第１の実施形態の製造方法では、図１（ａ）に示すマルチマニホールド金型１を用いる。また、図１（ｂ）はマルチマニホールド金型１の要部を拡大して示す模式的断面図である。なお、後述するように本発明の製造方法では、図１に示したマルチマニホールド金型１に限らず、後述する作用を発現し得る適宜のマルチマニホールド金型を用いることができる。

マルチマニホールド金型１は、マルチマニホールド部２と、マルチマニホールド部２の下流側に設けられた合流及び積層部３を有する。

マルチマニホールド部２は、本実施形態では、第１のマニホールド４と、第２のマニホールド５，５とを有する。もっとも、第１のマニホールド４は複数設けられていてもよい。まず、第２のマニホールド５についても、その数は特に限定されず、１つであってもよく、３以上であってもよい。すなわち、得られる樹脂積層体における発泡樹脂層と、非発泡樹脂層の数に応じて、第１のマニホールド４と第２のマニホールド５の数を適宜選択すればよい。

第１のマニホールド４は、溶融状態にある未発泡状態の発泡性樹脂組成物を供給するために設けられている。第１のマニホールド４の入り口側端部４ａは、図示しない樹脂組成物供給口に連ねられている。端部４ａから下流側に向かって延びるように第１のマニホールド４が構成されている。なお、下流側とは、図面上右方向であり、マルチマニホールド部２から合流及び積層部３側に向かう方向である。第１のマニホールド４における上記樹脂の流れ方向が、最終的に得られるシートの長さ方向となり、図１に示されている矢印下で示す方向がシートの厚み方向となる。従って、第１のマニホールド４の図１（ａ）における上記厚み方向寸法は、発泡前ひいては発泡後の発泡樹脂層の厚みに応じて選択すればよい。

第２のマニホールド５，５は、それぞれ、表層としての非発泡樹脂層を構成するための第２の樹脂組成物を供給するために設けられている。第２のマニホールド５の端部５ａが、図示しない樹脂組成物供給口に連ねられている。樹脂組成物供給口から端部５ａに向かって、溶融状態にある第２の樹脂組成物が供給され、第２のマニホールド５の下流側に向かって流れることになる。

第２のマニホールド５もまた、流れ方向と直交する横断面は、非発泡樹脂層からなるシートからなる横断面に応じた寸法とされている。その点、非発泡樹脂層の横断面に応じた寸法とは、必ずしも非発泡樹脂層の完成後の寸法と同一ではなく、非発泡樹脂の硬化前の体積に応じて選択される。すなわち、硬化収縮等を考慮して、第２のマニホールド５の横断面形状が選択される。

上記マルチマニホールド部２は、上述した第１のマニホールド４及び第２のマニホールド５を有するような適宜の部材により構成することができる。この第１のマニホールド４及び第２のマニホールド５を構成する各マニホールドの形状例については後ほど説明する。

第１のマニホールド４及び第２のマニホールド５，５は、それぞれ、合流及び積層部３に至っている。第１のマニホールド４及び第２のマニホールド５，５の合流及び積層部３に至っている部分を、樹脂流路４Ａ，５Ａ，５Ａとする。合流及び積層部３では、樹脂流路４Ａ，樹脂流路５Ａが内部空間３Ａにおいて合流する。以下においては、樹脂積層体の厚み方向を厚み方向とする。第１のマニホールドの内部空間３Ａに連ねられている側の端部における厚み方向寸法Ｈ０よりも、内部空間３Ａの厚み方向寸法Ｈ１がかなり大きくされている。これは、合流部において、発泡性樹脂の発泡を速やかに行わせ、発泡樹脂層を無理なく形成するためである。特に、本実施形態では、内部空間３Ａの樹脂流路４Ａ側の端部から、内部空間３Ａにおいて下流側に行くにつれて、内部空間３Ａの厚み方向寸法が徐々に大きくなる部分が内部空間３Ａの上流側に設けられている。従って、発泡性樹脂組成物の発泡がより円滑にかつ無理なく行われ得る。もっとも、このような厚み方向寸法が徐々に大きくなる部分は必ずしも設けられずともよい。

また、内部空間３Ａの樹脂流路４Ａ側の端部から、内部空間３Ａにおいて下流側に行くにつれて、内部空間３Ａの厚み方向寸法が徐々に大きくなる部分が設けられている場合においては、その流路壁面において、表面処理を施してもよい。上記表面処理の方法としては、特に限定されないが、フッ素樹脂により表面処理することが好ましい。ポリテトラフルオロエチレンにより表面処理することがより好ましい。

上記表面処理を施すことにより、流路壁面に接している発泡性樹脂の線速を高め、流路壁面に接していない前発泡性樹脂の線速に近づけることができる。これによって、上記流路壁面に接している発泡性樹脂と、上記流路壁面に接していない発泡性樹脂との線速の違いに起因する破泡を防止することができる。

他方、樹脂流路５Ａは、第２のマニホールド５のシート厚み方向寸法と同等の厚みを有し、上記樹脂流路４Ａに合流されている。

なお、上記樹脂経路５Ａは、上記発泡性樹脂が発泡した後に、上記樹脂経路４Ａに合流してもよいが、図２に示すように、発泡中に合流してもよい。また、図３に示すように、上記発泡性樹脂の発泡と同時に合流してもよい。

合流及び積層部３から、最終的に積層された樹脂積層体が押出し口３ａから押し出される。

なお、図４に示すように、上記合流及び積層部３の内部空間３Ａの手前に、温度調節用配管７，７が配置されている。温度調節用配管７，７内には、温度調節用流体が流されている。この温度調節用流体としては、水などの液体、あるいは空気などの気体を用いることができる。本実施形態では、温度調節用配管７内に、溶融状態にある発泡性樹脂組成物よりも温度が低い流体が流される。それによって、未発泡状態の溶融状態にある発泡性樹脂層を幾分冷却し、発泡状態を維持したまま固化させていくことが可能とされている。
なお、温度調節用配管７は、図示しない流体供給装置に接続されている。

また、温度調節用配管７と、樹脂流路５Ａとの間には、断熱部材８が配置されている。断熱部材８，８は、溶融状態にある第２の樹脂組成物を冷却しないために設けられている。すなわち、温度調節用配管７による冷却作用を遮断するために断熱部材８，８が設けられている。従って、断熱部材８，８は、合流部の手前であって、温度調節用配管７が設けられている位置において、温度調節用配管７と樹脂流路５Ａとの間に配置されている。

上記断熱部材８，８は、断熱板などの板状の形状を有していることが好ましい。もっとも、樹脂流路５Ａを囲む円筒状の形状とを有していてもよい。断熱部材８，８は、断熱作用が、マルチマニホールド金型１を構成している金属材料よりも優れていれば特に限定されない。従って、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂などの耐熱材料を用いて断熱部材８を構成することができる。

上記マルチマニホールド金型１を用いた本実施形態の製造方法をより具体的に説明する。

まず、溶融状態にある未発泡の発泡性樹脂組成物１１を第１のマニホールド４に供給する。他方、溶融状態にある非発泡樹脂層を構成するための第２の樹脂組成物１２を第２のマニホールド５に供給する。

発泡性樹脂組成物及び第２の樹脂組成物は、予め加熱され溶融状態にある。そして、上述した第１のマニホールド４の端部４ａから発泡性樹脂組成物１１が供給される。第２の樹脂組成物１２は、第２のマニホールド５の端部５ａから第２のマニホールド５に供給される。

溶融状態にある未発泡状態の発泡性樹脂組成物１１は、第１のマニホールド４を上述した流れ方向に進行する。同様に、第２の樹脂組成物１２が、第２のマニホールド５，５内を上述した樹脂流れ方向に進行する。

そして、発泡性樹脂組成物１１が、マルチマニホールド部２から合流及び積層部３側に進行し、合流及び積層部３において樹脂流路４Ａに至る。この状態において、発泡性樹脂組成物は、圧力開放されることにより発泡する。従って、発泡樹脂層１１Ａが形成されていくことになる。

他方、第２のマニホールド５を進んできた溶融状態にある第２の樹脂組成物１２が、樹脂流路５Ａに至り、前述した発泡樹脂層１１Ａに積層される。

１つのマルチマニホールド金型１内で、すなわち上記合流及び積層部３内において、発泡樹脂層１１Ａと、非発泡樹脂層１２Ａ，１２Ａとが積層されることになる。従って、発泡樹脂層１１Ａの表面が冷却により硬化する前に非発泡樹脂層１２Ａが積層されることになる。よって、接着剤などの接合材料などを設けることなく、さらに接着工程を実施することなく、効率良く樹脂積層体を得ることができる。このようにして、図５に示す樹脂積層体１０が得られる。樹脂積層体１０では、発泡樹脂層１１Ａの両面に、非発泡樹脂層１２Ａ，１２Ａが積層されている。

よって、本実施形態の製造方法によれば、発泡樹脂層１１Ａの両面に非発泡樹脂層１２Ａ，１２Ａが積層されている樹脂積層体１０を効率良く得ることができる。上記樹脂積層体１０では、発泡樹脂層１１Ａにより軽量化を図ることができる。また、応力緩和性を発現させることができる。他方、非発泡樹脂層１２Ａ，１２Ａにより、機械的強度を高めたり、表面平滑性を高めたりすることができる。よって、発泡樹脂層と非発泡樹脂層との長所を併せ持つ樹脂積層体を安価にかつ効率良く提供することができる。

合流及び積層部に先立ち、図１（ｂ）に示すように、樹脂流路４Ａの上記厚み方向寸法が大きくなっていくことにより圧力開放され発泡性樹脂組成物が発泡し始める。従って、発泡樹脂層が形成されていく。しかる後、上記温度調節用配管７による冷却作用により、形成されてきた発泡樹脂層１１Ａが固まり始める。それによって、発泡状態が安定に維持される。そして、完全に表面が冷却固化しないうちに非発泡樹脂層１２Ａが積層される。

なお、上記合流時点において、発泡樹脂層の表面は完全に固化していないことが好ましい。それによって、発泡樹脂層と非発泡樹脂層とを接着剤を用いることなく強固に接合することができる。また、合流時点において、発泡状態が安定に保たれていることが望ましい。従って、上記樹脂流路４Ａにおける温度調整は、合流に先立ち発泡状態が維持されるように若干冷却され、かつ表面が固化していない温度に発泡樹脂層を維持しておくことが望ましい。

上記第１の実施形態では、温度調節用配管７及び断熱部材８が設けられていたが、図６に示す第２の実施形態のように、温度調節用配管７のみが配置されていてもよい。すなわち、断熱部材８は必ずしも設けられずともよい。

さらに、図７に示す第３の実施形態のように、複数の温度調節用配管７Ａ，７Ｂを合流部近傍において、樹脂流路４Ａの周囲に配置してもよい。また、温度調節用配管７Ａのように、横断面が円形である温度調節用配管を用いてもよく、温度調節用配管の形状は特に限定されるものではない。

次に、上記第１及び第２のマニホールド４，５を構成するマニホールドの形状例につき説明する。

図８（ａ）は、上記第１の実施形態で第２のマニホールド５を構成するためのコートハンガー方式マニホールドを示す平面図である。図８の（ｂ）及び（ｃ）は、図８（ａ）中のＡ−Ａ線及びＢ−Ｂ線に沿う断面図である。

他方、図９の（ａ）は、上記第１の実施形態において、第１のマニホールド４を構成するためのストレートマニホールド方式を示す平面図である。図９の（ｂ）は、図９（ａ）中のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。

すなわち、上記第１の実施形態では、第１のマニホールド４が図９（ａ）に示したストレートマニホールド方式であり、第２のマニホールド５，５が図８（ａ）に示したコートハンガー方式マニホールドにより構成されている。そして、図１０に模式的断面図で示すように、上記ストレートマニホールド方式からなる第１のマニホールド４に、上記コートハンガー方式の第２のマニホールド５，５が下流側において合流するように組み合わされている。

もっとも、上記組合せに限らず、図１１（ａ）〜（ｃ）に示すコートハンガー方式の第１のマニホールド４と、図１２（ａ），（ｂ）に示すストレートマニホールド方式の第２のマニホールド５とを組み合わせてもよい。すなわち、図１３に示すように、コートハンガー方式の第１のマニホールド４に、ストレートマニホールド方式の第２のマニホールド５，５を合流させるように構成してもよい。なお、図１２（ａ）に示したストレートマニホールド方式の第２のマニホールド５に代えて、図１４（ａ）〜（ｃ）に示すストレートマニホールド方式の第２のマニホールド５を用いてもよい。もっとも、図１２（ａ）に示したストレートマニホールド方式の第２のマニホールド５を用いた場合、マニホールドを平面視した際の両端部分に比べ、中央部分において厚みが大きな部分の樹脂流れ方向の長さが長くなっている。従って、樹脂シートの幅方向における樹脂供給速度のばらつきを小さくすることができる。よって、図１２（ａ）に示すストレートマニホールド方式を用いることが望ましい。

なお、本発明におけるマルチマニホールド金型１における各マニホールドを構成する部材は、図８〜図１４に示した各マニホールドに限定されず、様々なマニホールドを用いることができる。

さらに、本発明においては、図１５に示すように、上記マルチマニホールド金型１の合流及び積層部３の下流側に連ねられるように、サイジングダイ１３，１３を設け、樹脂積層体１０に表面賦型を施すことが好ましい。上記サイジングダイ１３，１３は、水を循環させた金型により形成される。上記水の温度については、特に限定されないが、樹脂の結晶化温度以下であることが好ましく、５０℃以下であることがより好ましい。さらに好ましくは、２０℃である。このようにサイジングダイ１３，１３内では、樹脂積層体１０を冷却することもできる。これによって、発泡層の破泡抑制が可能となる。なお、サイジングダイ１３，１３により表面賦型を施すことが好ましいのは、以下の理由による。

上記サイジングダイ１３，１３が設けられていない場合、樹脂積層体１０が上記マルチマニホールド金型１の合流及び積層部３を通過した後も、発泡樹脂層１１Ａ中の気泡がさらに成長する。そして、気泡の成長により発生した応力は、非発泡樹脂層１２Ａ，１２Ａに伝達され、樹脂積層体１０の表面性を悪化させることがある。この表面性の悪化を改善するために、サイジングダイ１３，１３により表面賦型を施すことが好ましいのである。

また、上記実施形態では、図５に示した３層構造の樹脂積層体１０を得ている。従って、１層の発泡樹脂層１１Ａの両面に非発泡樹脂層１２Ａ，１２Ａが積層されていた。もっとも、本発明では、発泡樹脂層は２層以上形成されていてもよい。また、前述したように非発泡樹脂層は１層のみ形成されてもよく、３層以上形成されてもよい。従って、例えば、発泡樹脂層１１Ａの片面にのみ非発泡樹脂層１２Ａが積層されている積層体を形成してもよい。

次に、本発明の樹脂積層体の製造方法で用いられる材料につき説明する。

（発泡性樹脂組成物）
本発明においては、第１のマニホールドに溶融状態にある未発泡状態の発泡性樹脂組成物が供給される。この発泡性樹脂組成物としては、熱可塑性樹脂と、発泡剤とを含む発泡性樹脂組成物を用いることができる。

熱可塑性樹脂としては、特に限定されず、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン、ポリスチレン、ポリウレタンなどを挙げることができる。中でも、様々な樹脂成形体において汎用されており、安価であるため、ポリプロピレン系樹脂が好適に用いられる。

上記発泡剤としては、第１のマニホールドから合流及び積層部に至るにつれ流路が大きくなった際に発泡を実現する適宜の発泡剤を用いることができる。このような発泡剤としては、化学発泡剤及び物理発泡剤などが挙げられる。発泡効率をより一層高める観点からは、化学発泡剤が好ましい。環境負荷や安価に製造できるというコストの観点からは、物理発泡剤が好ましい。発泡剤は、１種のみが用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。

上記化学発泡剤としては、無機系化学発泡剤及び有機系化学発泡剤を使用できる。上記無機系化学発泡剤としては、炭酸水素ナトリウム及び炭酸アンモニウム等が挙げられる。上記有機系化学発泡剤としては、ニトロソ化合物、アゾ化合物、スルホニルヒドラジド化合物等が挙げられる。上記アゾ化合物としては、アゾジカルボンアミド等が挙げられる。発泡効率をさらに一層高める観点からは、炭酸水素ナトリウムが好ましい。

上記物理発泡剤はガス状又は超臨界流体として、成形機のシリンダー又はスクリューより、溶融樹脂に注入され、分散され、溶解される。その後、発泡性樹脂組成物を金型内に流動させた後、圧力を解放することにより発泡させることができる。上記物理発泡剤の具体例としては、脂肪族炭化水素類、脂環式炭化水素類及び無機ガス等が挙げられる。上記脂肪族炭化水素類としては、ブタン等が挙げられる。上記脂環式炭化水素類としては、シクロブタン等が挙げられる。上記無機ガスとしては、窒素、炭酸ガス及び空気等が挙げられる。

もっとも、本発明においては、窒素、炭酸ガス等の物理発泡剤に限らず、他の発泡剤、アゾ化合物などを用いてもよい。

上記発泡剤の含有割合は、溶けようとする発泡樹脂層の物性に応じて適宜選択すればよい。通常、熱可塑性樹脂１００重量部に対し、発泡剤は３〜１０重量部程度含有させればよい。炭酸ガス等の物理発泡剤においては、狙いの発泡倍率に相当するガス量を封入するとよい。

本発明においては、さらに、気泡核剤を添加してもよい。上記気泡核剤を用いた場合、より一層気泡径を制御し、安定化させることができる。気泡核剤としては、特に限定されないが、タルク、炭酸カルシウム及び重曹等を用いることができる。上記気泡核剤の含有量についても、特に限定されないが、上記熱可塑性樹脂１００重量部に対し、気泡核剤を０．１〜１０重量部含むことが好ましい。より好ましくは、０．１〜５重量部である。

図１６〜図１８は、熱可塑性樹脂１００重量部に対して、気泡核剤であるタルク、炭酸カルシウム及び重曹を、それぞれ０．５重量％添加した発泡性樹脂組成物を用いた際の、発泡樹脂層の倍率５倍のＳＥＭ写真である。比較のため、気泡核剤を使用していない発泡性樹脂組成物を用いた際の、発泡樹脂層の倍率３倍のＳＥＭ写真を図１９に示す。

図１６〜図１９より明らかなように、気泡核剤を用いた場合、気泡径が制御されていることがわかる。なお、炭酸カルシウム及びタルクを用いた場合の気泡径は５００μｍであり、重曹を添加した場合の、気泡径は３００μｍであった。これに対して、気泡核剤を使用しない場合は、気泡径が７００〜１０００μｍの範囲でばらついていた。

また、本発明においては、さらに、架橋成分を添加してもよい。上記架橋剤を添加した場合、生成した気泡の破泡を防止し、発泡倍率をより一層向上させることができる。そして、この場合、より一層、樹脂積層体を軽量化し、樹脂積層体の剛性を向上させることができる。上記架橋成分については、特に限定されないが、リンクロンポリプロピレン、電子線架橋ポリプロピレンを用いることができる。また、上記架橋成分の含有量についても、特に限定されないが、上記熱可塑性樹脂１００重量部に対し、架橋成分を０．５〜４０重量部含むことが好ましい。より好ましくは、０．５〜２０重量部である。

図２０は、熱可塑性樹脂１００重量部に対し、架橋成分を２０重量部添加した際の、発泡性樹脂組成物の歪みと粘度の関係を示す図である。図中、矢印Ａの曲線は、架橋成分を添加した際の結果を示し、矢印Ｂの曲線は架橋成分を添加していない場合の結果を示す。図２０から明らかなように、架橋成分を添加した矢印Ａの曲線では、歪みが１．０以上で、急激に粘度が上昇し、架橋により歪み硬化が進行していることがわかる。すなわち、発泡した際、セルが破れて気泡が破泡するのを防止できる。

第１のマニホールドに溶融状態にある未発泡状態の発泡性樹脂組成物を供給するに際しては、上記発泡性樹脂組成物を溶融させる温度に加熱すればよい。すなわち、上記熱可塑性樹脂の融点以上の温度に加熱しておけばよい。なお、熱可塑性樹脂の融点とは、ＤＳＣにより求められる融解ピークの温度を言うものとする。

（第２の樹脂組成物）
第２の樹脂組成物は、非発泡樹脂層を構成するための組成物である。この第２の樹脂組成物としては、熱可塑性樹脂と適宜の添加剤を含む樹脂組成物を用いることができる。

上記第２の樹脂組成物に用いる熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン、ＡＢＳ樹脂などを挙げることができる。中でも、樹脂積層体の機械的強度を効果的に高め得るために、発泡樹脂層を構成している熱可塑性樹脂よりも機械的強度の高い熱可塑性樹脂を用いることが望ましい。

上記第２の樹脂組成物においては、上記熱可塑性樹脂に対し、無機充填材などの適宜の充填材などを添加して外的強度を調整してもよい。さらに、他の添加剤として、紫外線吸収剤、柔軟性を付与するためのＥＰＤＭ、酸化防止剤などを添加してもよい。
次に、本発明の具体的な実施例を説明する。なお、本発明は下記実施例に限定されない。

（実施例）
本発明における樹脂積層体１０は、図２１に示す樹脂積層体作製装置１４を用いることにより製造することができる。未発泡状態の発泡性樹脂組成物と非発泡樹脂組成物である第２の樹脂組成物をマルチマニホールド金型１に各マニホールドから供給し、押出すことにより製造することができる。

ポリプロピレン（日本ポリプロ社製、商品名：ノバテックＥＧ８Ｂ）１００重量部と、ポリエチレン（日本ポリエチレン社製、商品名：ノバテックＬＥ５０２Ｈ）１５重量部とをギヤポンプ１９に連結された押出機１５にて１９０℃で溶融混練した後、溶融樹脂中にガス供給装置１８より炭酸ガスを注入し、発泡性樹脂組成物を作製する。上記発泡性樹脂組成物を押出機１６にて１７０℃まで冷却しながら混練し、マルチマニホールド金型１の第１のマニホールド４に供給した。

非発泡樹脂組成物としては、ポリプロピレン（日本ポリプロ社製、商品名：ノバテックＥＡ９）１００重量部と、薄片化黒鉛２０重量部とを、ギヤポンプ２０に連結された押出機１７にて２００℃で溶融混練して、第２の樹脂組成物を作製した。薄片化黒鉛には、黒鉛（ＳＥＣカーボン株式会社製、高純度黒鉛、商品名：ＳＮＯ−５、グラフェン層の層面の面方向における最大寸法５μｍ）を用いた。上記第２の樹脂組成物をマルチマニホールド金型１の第２のマニホールド５に供給した。

第１のマニホールド４より押出された発泡性樹脂組成物は、図１（ｂ）に示すように樹脂流路４Ａの流路を厚み方向寸法Ｈ０から厚み方向寸法Ｈ１まで拡大することにより、炭酸ガスにより高圧化されていた樹脂組成物を一気に圧力開放することにより発泡させる。そして、表面が硬化する前に合流及び積層部３の位置で発砲した樹脂組成物を第２のマニホールド５より押出された非発泡樹脂組成物と合流させることにより樹脂積層体を得た。樹脂積層体を引取機２１により引き取った。

得られた樹脂積層体は、総厚み７ｍｍ、発泡樹脂層１１Ａの厚み５ｍｍ（発泡倍率５倍※発泡倍率＝発泡前比重／発泡後比重）、非発泡樹脂層１２Ａ（表裏各）１ｍｍであった。

１…マルチマニホールド金型
２…マルチマニホールド部
３…合流及び積層部
３Ａ…内部空間
３ａ…押出し口
４…第１のマニホールド
４Ａ…樹脂流路
４ａ…端部
５…第２のマニホールド
５Ａ…樹脂流路
５ａ…端部
７，７Ａ，７Ｂ…温度調節用配管
８…断熱部材
１０…樹脂積層体
１１…発泡性樹脂組成物
１１Ａ…発泡樹脂層
１２…第２の樹脂組成物
１２Ａ…非発泡樹脂層
１３…サイジングダイ
１４…樹脂積層体作製装置
１５…押出機
１６…押出機
１７…押出機
１８…ガス供給装置
１９…ギヤポンプ
２０…ギヤポンプ
２１…引取機

Claims (13)

1. 発泡樹脂層と、非発泡樹脂層とを積層してなり、少なくとも１層の発泡樹脂層を有する樹脂積層体の製造方法であって、
   溶融状態にある未発泡状態の発泡性樹脂組成物を供給するための第１のマニホールドと、前記非発泡樹脂層を形成するための第２のマニホールドと、第１及び第２のマニホールドを有するマニホールド部の下流に連ねられた合流及び積層部とを備えるマルチマニホールド金型の前記第１のマニホールドに発泡性樹脂組成物を供給し、前記第２のマニホールドに非発泡樹脂層を構成するための第２の樹脂組成物を供給する工程と、
   前記マルチマニホールド金型内において、前記第１のマニホールドから金型内の合流及び積層部に発泡性樹脂組成物を押出し、圧力開放することにより発泡させて発泡樹脂層を形成する工程と、
   前記第２のマニホールドから前記非発泡樹脂層を押出し、前記マルチマニホールド金型内の前記合流及び積層部の内部空間において、前記圧力開放により前記発泡性樹脂を発泡させると同時、発泡中又は発泡後に発泡樹脂層に合流させ、かつ積層する工程とを備える、樹脂積層体の製造方法。
2. 前記合流及び積層部に至る前に前記発泡樹脂層が発泡状態を維持するように発泡後の発泡樹脂層を冷却する、請求項１に記載の樹脂積層体の製造方法。
3. 前記冷却時に、前記発泡樹脂層を構成している樹脂の融点よりも低い温度に冷却する、請求項２に記載の樹脂積層体の製造方法。
4. 複数の前記第２のマニホールドを用い、前記発泡樹脂層に複数の非発泡樹脂層を積層する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の樹脂積層体の製造方法。
5. 前記発泡樹脂層の両面に前記非発泡樹脂層を積層する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の樹脂積層体の製造方法。
6. 前記非発泡樹脂層と前記発泡樹脂層とが、合流及び積層されることにより得られた樹脂積層体をサイジングダイに供給することにより、前記樹脂積層体に表面賦型を施す工程をさらに備える、請求項１〜５のいずれか１項に記載の樹脂積層体の製造方法。
7. 前記発泡性樹脂組成物が、熱可塑性樹脂と、気泡核剤とを含む樹脂組成物であって、
   前記熱可塑性樹脂１００重量部に対し、気泡核剤を０．１〜１０重量部含む、請求項１〜６のいずれか１項に記載の樹脂積層体の製造方法。
8. 前記発泡性樹脂組成物が、熱可塑性樹脂と、架橋成分とを含む樹脂組成物であって、
   前記熱可塑性樹脂１００重量部に対し、架橋成分を０．５〜４０重量部含む、請求項１〜７のいずれか１項に記載の樹脂積層体の製造方法。
9. 上流側に配置されたマルチマニホールド部と、マルチマニホールド部の下流側に連ねられて配置された合流及び積層部とを備え、
   前記マルチマニホールド部が、発泡性樹脂組成物を供給するための第１のマニホールドと、非発泡樹脂層を形成するための第２の樹脂組成物を供給するための第２のマニホールドとを有し、
   前記合流及び積層部は、前記第１のマニホールドと前記第２のマニホールドとが合流し、かつ発泡樹脂層と非発泡樹脂層とが積層される内部空間とを有し、
   前記合流及び積層部において、前記内部空間の前記樹脂積層体の厚み方向寸法が、前記第１のマニホールドの前記厚み方向寸法及び前記第２のマニホールドの前記厚み方向寸法の合計よりも大きくされている、樹脂積層体の製造装置。
10. 前記第１のマニホールドの前記合流及び積層部に向かう側の端部における前記樹脂積層体の厚み方向に沿う寸法よりも前記合流及び積層部の前記内部空間内の該厚み方向に沿う寸法が大きくされている、請求項９に記載の樹脂積層体の製造装置。
11. 前記合流及び積層部の前記内部空間の前記厚み方向に沿う寸法が、該合流及び積層部の前記第１のマニホールドに連ねられている側の端部から下流側に向かうにつれて徐々に大きくされている部分を有する、請求項１０に記載の樹脂積層体の製造装置。
12. 前記合流及び積層部の前記内部空間の前記厚み方向に沿う寸法が、該合流及び積層部の前記第１のマニホールドに連ねられている側の端部から下流側に向かうにつれて徐々に大きくされている部分の流路壁面に、該流路壁面に接している発泡性樹脂の線速を高めるための表面処理がなされている、請求項１１に記載の樹脂積層体の製造装置。
13. 前記発泡樹脂層の発泡状態を維持するための冷却するための冷却装置が前記合流及び積層部に設けられている、請求項９〜１２のいずれか１項に記載の樹脂積層体の製造装置。

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