JP6576199B2 - 表皮材被覆発泡粒子成形体の製造方法 - Google Patents
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Description
[1]熱可塑性樹脂を押出してパリソンを形成し、
該パリソンの対向する壁部どうしを融着させると共に、パリソンをブロー成形することにより、独立したn室(ただし、n≧2)の中空部を有する中空成形体を形成し、
該中空成形体のn室の中空部のうち、n1室(ただし、1≦n1≦n−1)の中空部に発泡粒子を充填し、n2室(ただし、n1+n2=n)の中空部には発泡粒子を充填せず、
中空部内に充填された該発泡粒子をスチームにより加熱して相互に融着させることにより、
発泡粒子成形体が中空成形体からなる表皮材で被覆され、かつ一部に発泡粒子成形体が存在しない中空室を有する表皮材被覆発泡粒子成形体を製造する方法において、
該発泡粒子がポリオレフィン系樹脂発泡粒子であり、
中空部内に充填された前記発泡粒子をスチームにより加熱して相互に融着させる際に、スチームの圧力に対する圧力比が0.8以上の圧力の気体により、発泡粒子が充填された中空部と隣接する、発泡粒子が充填されていない中空部内を加圧することを特徴とする表皮材被覆発泡粒子成形体の製造方法。
[2]前記圧力比が1を超えることを特徴とする前記1に記載の表皮材被覆発泡粒子成形体の製造方法。
[3]前記熱可塑性樹脂がポリオレフィン系樹脂であることを特徴とする前記1又は2に記載の表皮材被覆発泡粒子成形体の製造方法。
(I)熱可塑性樹脂を押出してパリソンを形成する工程
(II)パリソンの対向する壁部どうしを融着させると共に、パリソンをブロー成形することにより、独立したn室(ただし、n≧2)の中空部を有する中空成形体を形成する工程
(III)該中空成形体のn室の中空部のうち、n2室(ただし、n1+n2=n)の中空部には発泡粒子を充填せずに、n1室(ただし、1≦n1≦n−1)の中空部に発泡粒子を充填する工程
(IV)中空部内に充填された該発泡粒子をスチームにより加熱して相互に融着させる工程
なお、上記n、n1、n2は自然数である。
図1は、工程(I)の一例を示す説明図である。図1において、1はダイを、2a、2bは金型を、3はパリソンを、4は凸条部をそれぞれ示す。
なお、表皮材を形成するための熱可塑性樹脂は、後述する発泡粒子を構成する樹脂と融着可能な同種の樹脂を用いることが、表皮材被覆発泡粒子成形体の強度を向上させる観点から好ましい。
なお、図2は工程(II)の一例を示す説明図であり、図2において、2a、2bは金型を、3a、3bはパリソンの壁部の融着する部分を、4は凸条部を、5は融着部を、7は中空成形体を、8及び9はそれぞれ独立した中空部を、10はブローピンをそれぞれ示す。
一方、n2室(ただし、n1+n2=n)の中空部には発泡粒子を充填しないで中空のままにしておく。この中空部が表皮材被覆発泡粒子成形体における中空室となる。
なお、図2、図3に示す例においては、中空成形体7は2室の中空部(n=2)を有し、その内の一の中空部8(n1=1)が成形室となり、他の中空部9(n2=1)が中空室となる。
ポリプロピレン系樹脂発泡粒子の場合、0.25MPa〜0.50MPa(G)であることが好ましく、0.30MPa〜0.45MPa(G)であることがより好ましい。
かかる観点から、圧力比は、好ましくは1超、より好ましくは1.1以上、更に好ましくは1.2以上である。一方、ブロー成形機の型締め力にもよるが、その上限は、概ね2とすることが好ましく、より好ましくは1.5である。
意匠面とは、表皮材被覆発泡粒子成形体を構造部材として使用したときに、外側に現れて人の目に触れる中空成形体の面を言う。
発泡粒子成形体部分の見かけ密度は、得られる成形体の軽量性と機械的強度とのバランスを考慮すると、30〜90kg/m3が好ましく、より好ましくは30〜60kg/m3である。
1Lのメスシリンダーを用意し、発泡粒子をメスシリンダーの1Lの標線まで充填し、充填された発泡粒子の重量(g)を秤量することにより、1Lあたりの発泡粒子の重量(g/L)を求め、さらに(kg/m3)に単位換算することにより求める。
最大高さ粗さRzの測定法については、実施例において説明する。
融着部の剥離強度の測定法については、実施例において説明する。
融着率の測定法については、実施例において説明する。
ブロー成形用の分割金型として、図3に示す中空成形体を得ることができる金型を用いた。該中空成形体は、外形寸法:縦1700mm×横1400mm×厚さ100mmの中空状の平板形状であり、その一方側の板面11の中央部付近には、略矩形状に連続した凹条部14が形成されており、凹条部14の底面の内面側と反対側の板面12の内面側とが融着して融着部5を形成し、融着部5により仕切られた平面視略四角形(板面11側の寸法:縦800mm×横950mm)の独立した中空部(成形室)を備えた中空成形体である。
次に、溶融樹脂を押出機とダイリップとの間に付設されたアキュムレータ(205℃に設定)に充填した。次いで、円環状のダイリップから溶融樹脂を押出して、ダイ直下に配置された分割金型(60℃に温調)間に円筒状のパリソンを形成した。次いで、プリブローによりパリソンを拡幅しつつ、金型を型締めしてパリソンを金型にて挟み込んだ。金型を締める直前のパリソン内面温度は165℃であった。そして、金型内のパリソンの各中空部となる箇所にブローピンを打ち込み、ブローピンから0.50MPa(G)の加圧空気(ブローエア)を30秒間パリソン内に吹き込み、金型キャビティの形状が賦形された2の独立した中空部を有する中空成形体を形成した。表皮材の平均厚みは3.0mmであった。
表皮材被覆発泡粒子成形体を冷却し、スチームピンを抜き取ったのち、金型を開き、成形体を取り出し、成形バリを取り除いて目的とする表皮材被覆発泡粒子成形体を得た。表皮材融着部の厚みは3mm、幅は7mmであった。得られた成形体の物性を表2に示した。
中空室に供給する加圧空気の圧力を0.56MPa(G)とした以外は、実施例1と同様にして表皮材被覆発泡粒子成形体を得た。得られた成形体の物性を表2に示した。
中空室に供給する加圧空気の圧力を0.35MPa(G)とした以外は、実施例1と同様にして表皮材被覆発泡粒子成形体を得た。得られた成形体の物性を表2に示した。
成形室に圧力0.45MPa(G)のスチームを供給し、中空室に圧力0.55MPa(G)の加圧空気を供給した以外は、実施例1と同様に表皮材被覆発泡粒子成形体を得た。得られた成形体の物性を表2に示した。
中空室に供給するエアー圧力を0.28MPa(G)とした以外は、実施例1と同様にして表皮材被覆発泡粒子成形体を得た。得られた成形体の物性を表2に示した。
成形室に供給するスチームの圧力に対して中空室に供給する加圧空気の圧力の比が小さすぎるので、融着部にピンホールが発生した。
比較例1で得られた表皮材被覆発泡粒子成形体における融着部の断面写真である。ピンホールが形成されていることを確認できる。
(表皮材厚み)
表皮材被覆発泡粒子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おいて、各垂直断面の表皮材周方向に沿って等間隔に6箇所(ただし、融着部を除く。)の表皮材の厚みの測定を行い、得られた18箇所の厚みの算術平均値を表皮材の平均厚みとした。
発泡粒子成形体部分の密度は、表皮材被覆発泡粒子成形体から発泡粒子成形体部分を切り分け、発泡粒子成形体部分の重量を発泡粒子成形体部分の体積により除した値をkg/m3に単位換算することにより求めた。
表面粗さ表皮材被覆発泡粒子成形体の板面の中心部および四隅部(R部分を除く)の計5箇所から切り出した試験片を用いて表面粗さの測定を行った。測定装置としては株式会社小坂研究所製サーフコーダのSE1700αを使用した。水平な台に試験片を静置し、先端曲率半径が2μmの触針の先端を試験片の表面に当接させて、試験片を0.5mm/sにて押出方向に移動させ、触針の上下変位を順次測定することで表面粗さの値を測定した。試験片の移動距離で特定される測定長さは、カットオフ値の3倍以上の所定の長さに定めた。なお、カットオフ値は8mmとし、そのほかのパラメータは、JIS B0601(2001)の定義に準拠して、粗さ曲線要素の最大高さ粗さRz(μm)を得た。次の基準により評価した。
◎:Rzが15μm以下である
○:Rzが15μmよりも大きく20μm以下
×:Rzが20μmよりも大きい
三次元寸法測定機によって、金型に対する表皮材被覆発泡粒子成形体の変形状態を確認した。次の基準により評価した。
◎:成形体の板面部において、金型との公差が±2.5mm以下
○:成形体の板面部において、金型との公差が±2.5mmよりも大きく±3mm以下
×:成形体の板面部において、金型との公差が±3mmより大きい
無作為に選択した表皮材被覆発泡粒子成形体の5箇所から、融着部に対して直交する方向に沿って、融着部が含まれるようにして幅30mmの試験片を5点切り出した。切り出した試験片における両表皮材の端部をそれぞれ剥離強度測定用冶具に挟み込み、テンシロンにて10mm/分の引張速度にて融着部の融着面に対して垂直方向に引張ることにより引張試験を行なった(n=5)。各試験片において測定された最大点応力のうち、最も小さい値を剥離強度(MPa)としてそれぞれ表2に示す。なお、融着性が良好なものの剥離強度(最大点応力)は概ね120MPa以上であった。
表皮材と発泡粒子成形体との融着性評価試験片として、得られた表皮材被覆発泡粒子成形体の中実部の中央及び四隅付近(R部を除く)の計5箇所から、両面側の表皮材を含む縦:100mm×横:100mm×厚み:表皮材を含む成形体厚みの試験片を切出した。それぞれの試験片から両面側共に表皮材を剥がして、各剥離面における発泡粒子成形体の発泡粒子100個以上について、目視で剥離面の発泡粒子の状態を観察し、破壊された発泡粒子と、発泡粒子と表皮材間の界面で剥離した発泡粒子の数をそれぞれ計数し、破壊された発泡粒子と発泡粒子と表皮材間の界面で剥離した発泡粒子の合計に対する破壊された発泡粒子の割合を求めた。5箇所×2面(計10箇所)の測定値のうち最も低い値を発泡粒子と表皮材の融着率とした。
発泡粒子どうしの融着率測定用試験片として、得られた表皮材被覆発泡粒子成形体の中実部の中心および四隅付近(R部分を除く)の計5箇所から、表皮材を含まないようにして縦100mm×横100mm×厚み:表皮材を除く成形体厚みに切り出し試験片とした。それぞれの試験片の板面側の面の横方向中央部に縦方向に沿って深さ1mm×長さ100mmの切込みを設け、試験片を折り曲げて該切込みをきっかけとして試験片を破断し、破断面を目視観察し、100個以上について、破壊された発泡粒子と、界面で剥離した発泡粒子数をそれぞれ計数し、破壊された発泡粒子と、発泡粒子と表皮材間の界面で剥離した発泡粒子との合計に対する破壊された発泡粒子の割合を求めた。5箇所の測定値の中で最も低い値を融着率とした。
融着部の片側よりライトを当て、融着部にピンホールが存在するか否かを確認した。次の基準により評価した。
◎:光の透過がまったくない
○:光の透過がうっすらと確認される
×:光の透過が数箇所ある
2a、2b 金型
3 パリソン
3a、3b パリソンの壁部の融着する部分
4 凸条部
5 融着部
7 中空成形体
8 独立した中空部(成形室)
9 独立した中空部(中空室)
10 ブローピン
11 中空成形体の一方側の板面
12 中空成形体の反対側の板面
14 凹条部
Claims (3)
- 熱可塑性樹脂を押出してパリソンを形成し、
該パリソンの対向する壁部どうしを融着させると共に、パリソンをブロー成形することにより、独立したn室(ただし、n≧2)の中空部を有する中空成形体を形成し、
該中空成形体のn室の中空部のうち、n1室(ただし、1≦n1≦n−1)の中空部に発泡粒子を充填し、n2室(ただし、n1+n2=n)の中空部には発泡粒子を充填せず、
中空部内に充填された該発泡粒子をスチームにより加熱して相互に融着させることにより、
発泡粒子成形体が中空成形体からなる表皮材で被覆され、かつ一部に発泡粒子成形体が存在しない中空室を有する表皮材被覆発泡粒子成形体を製造する方法において、
該発泡粒子がポリオレフィン系樹脂発泡粒子であり、
中空部内に充填された前記発泡粒子をスチームにより加熱して相互に融着させる際に、スチームの圧力に対する圧力比が0.8以上の圧力の気体により、発泡粒子が充填された中空部と隣接する、発泡粒子が充填されていない中空部内を加圧することを特徴とする表皮材被覆発泡粒子成形体の製造方法。
- 前記圧力比が1を超えることを特徴とする請求項1に記載の表皮材被覆発泡粒子成形体の製造方法。
- 前記熱可塑性樹脂がポリオレフィン系樹脂であることを特徴とする請求項1又は2に記載の表皮材被覆発泡粒子成形体の製造方法。
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