JP6623086B2 - 複合発泡体、壁パネル、及び、複合発泡体の作製方法 - Google Patents

Description

本発明は、複合発泡体、壁パネル、及び、複合発泡体の作製方法に関する。

従来、建築物の内部の仕切り壁や天井壁などを形成するのに壁パネルが用いられている。
該壁パネルとしては、化粧鋼板などの表面材と石膏ボードなどの背面材とを一体化させたようなものが知られている（特許文献１、図１、段落００３１等参照）。

特開２００６−１５２５７４号公報

近年、壁パネルには軽量化が求められており、背面材を樹脂発泡体で形成させることが検討されている。
なお、樹脂発泡体としては、押出発泡シートやビーズ発泡成形体などが知られているが、前記背面材には、通常、一定以上の厚さと強度とを有することが求められるため、石膏ボードなどに代えて採用する樹脂発泡体としてはビーズ発泡成形体が適している。
しかし、ビーズ発泡成形体は、発泡シートなどに比べると表面強度において劣る傾向がある。
そのため、単に石膏ボードをビーズ発泡成形体に変更しただけでは強度に優れた壁パネルを得ることが難しい。

また、ビーズ発泡成形体の表面は、通常、ビーズどうしの境界部における樹脂の密度が高く、ビーズ間の境界線が亀甲模様となって表面に現れており、該亀甲模様が美観上問題視される場合がある。
このようなことから、ビーズ発泡成形体の表面に樹脂フィルムをラミネートして表面性状を向上させることが考えられる。

しかしながら、厚みの薄い樹脂フィルムをラミネートしただけではビーズ発泡成形体の亀甲模様が樹脂フィルムの表面にも現れる結果となって表面性状が十分向上されないおそれがある。
その一方で、厚い樹脂フィルムをビーズ発泡成形体にラミネートした場合は、樹脂フィルムとビーズ発泡成形体との強度の差が顕在化して樹脂フィルムとビーズ発泡成形体との界面に応力集中を生じさせ易くなるおそれがある。
また、厚い樹脂フィルムをラミネートするとビーズ発泡成形体の軽量性が損なわれるおそれもある。
このようなことからビーズ発泡成形体の軽量性を活かしつつ優れた表面物性を有する部材を得ることが難しい状況となっている。
そこで、本発明は、軽量で優れた表面性状を有する部材とその好適な作製方法とを提供し、ひいては、軽量性に優れた壁パネルを提供することを課題としている。
なお、軽量で優れた表面性状を有する部材は、壁パネルの背面材だけでなく各種用途においても求められているものであり、本発明は、壁パネル以外においても利用価値の高い部材を提供することを課題としている。

本発明は、上記課題を解決すべく、熱可塑性樹脂製のビーズ発泡成形体と、熱可塑性樹脂製の発泡シートとを備え、該発泡シートが前記ビーズ発泡成形体の表面に接着されており、前記ビーズ発泡成形体と前記発泡シートとの接着界面が熱融着面となっている複合発泡体であって、前記ビーズ発泡成形体は、接着界面を構成している発泡ビーズが突出し、該発泡ビーズが前記発泡シートに食い込んで前記接着界面において凹凸が形成されており、該凹凸の凸部の平均高さが０．２ｍｍ以上である複合発泡体を提供する。

また、本発明は、上記課題を解決すべく、シート状の表面材と、該表面材の背面に接着された背面材とを有する壁パネルであって、前記背面材が、熱可塑性樹脂製のビーズ発泡成形体と熱可塑性樹脂製の発泡シートとを備えた上記のような複合発泡体である壁パネルを提供する。

さらに、本発明は、熱可塑性樹脂製の発泡性樹脂ビーズが型内成形されてビーズ発泡成形体が作製される成形型を備えた成形装置を用いてビーズ発泡成形体と該ビーズ発泡成形体の表面に接着された発泡シートとを備えた複合発泡体を作製する複合発泡体の作製方法であって、該成形型に熱可塑性樹脂製の発泡シート及び発泡性樹脂ビーズを収容し、且つ、該発泡シートを成形型の成形面に接触させた状態で成形型に収容させる収容工程と、該収容工程後に成形型内に加熱媒体を導入して発泡性樹脂ビーズを発泡させ、該発泡性樹脂ビーズによってビーズ発泡成形体を形成させるとともに該ビーズ発泡成形体と前記発泡シートとを熱融着させる成形工程とを実施し、前記収容工程後、且つ、前記成形工程前に前記発泡シートを加熱して軟化させる予熱工程を更に実施する複合発泡体の作製方法を提供する。

本発明の複合発泡体は、ビーズ発泡成形体の表面に発泡シートが熱融着されている。
従って、複合発泡体は、発泡シートによって表面が補強されるとともに当該発泡シートとして厚手のものを採用しても樹脂フィルムを用いる場合のような大きな質量増加を招くおそれが低い。
したがって、本発明によれば複合発泡体に大きな質量増加を生じさせることを抑制しつつビーズ発泡成形体の亀甲模様が表出することを抑制し得る。
また、本発明の複合発泡体は、ビーズ発泡成形体と発泡シートとの界面に適度な凹凸が形成されていることからこれらの間に強固な接着性を発揮させることができる。
即ち、本発明によれば、例えば、壁パネルの構成部材などに利用するのに適した軽量で表面物性に優れた複合発泡体が提供され得る。

一実施形態に係る壁パネルの一例を示した概略斜視図。 壁パネルの内部構造を示した概略断面図。 図２の一部を拡大して模式的に示した拡大断面図。 複合発泡体の製造に用いる成形型を示した概略図。 複合発泡体の製造手順を示した概略図。

以下に本発明の実施形態について説明する。
なお、以下においては、複合発泡体が壁パネルの背面材として用いられる場合を例に挙げて図を参照しつつ説明する。
図１は本実施形態の複合発泡体が用いられてなる壁パネルの概略斜視図であり、図２、図３は当該壁パネルの概略断面図である。
これらの図に示したように壁パネル１は、矩形板状であり、表面材１０、該表面材１０の背面側に備えられた背面材２０、及び、該背面材２０のさらに背面側に備えられたバックボード３０を備えた積層構造を有している。

本実施形態における前記表面材１０や前記バックボード３０は、シート材によって形成されており、該シート材としては、例えば、化粧鋼板、カラー鋼板、メッキ鋼板、アルミニウム板などの金属板、アクリル樹脂シート、ポリ塩化ビニルシート、ポリカーボネートシートなどの樹脂シート、ガラスマットに不飽和ポリエステル樹脂を含浸させた繊維強化樹脂シート（ＦＲＰ）などが挙げられる。

本実施形態における前記背面材２０は、該背面材２０よりも僅かに薄い矩形板状のビーズ発泡成形体２１と、該ビーズ発泡成形体２１の片面全体に接着された発泡シート２２との２種類の発泡体によって構成された複合発泡体である。
本実施形態におけるビーズ発泡成形体２１と発泡シート２２とは、何れも熱可塑性樹脂製である。
前記ビーズ発泡成形体２１と前記発泡シート２２とは熱融着によって接着されており、接着剤を用いることなく接着されている。
即ち、前記背面材２０として用いられている複合発泡体は、ビーズ発泡成形体２１の表面に発泡シート２２が接着されており、しかも、発泡シート２２とビーズ発泡成形体２１との接着界面が熱融着面となっている。

なお、本実施形態の前記発泡シート２２は、発泡層２２ａの片面に樹脂フィルム層２２ｂが積層された積層発泡シートとなっており、前記ビーズ発泡成形体２１とは発泡層側が熱融着している。

また、前記ビーズ発泡成形体２１は、表面２１ｘを構成している発泡ビーズが該表面において個々に突出した状態となっている。
即ち、前記ビーズ発泡成形体２１は、表面２１ｘに凹凸が形成されており、且つ、該凹凸の凸部が前記接着界面において前記発泡シート２２の発泡層２２ａに食い込んでいる。
また、前記ビーズ発泡成形体２１は、前記凸部の平均高さが０．２ｍｍ以上となっている。

ここで言う「凸部の平均高さ」は、以下のようにして求められる。
まず、図３に模式的に示したような断面が現れるようにビーズ発泡成形体２１を切断する。
なお、ビーズ発泡成形体２１の切断は、できる限り発泡シートとの接着界面に対して垂直となるようにし、且つ、発泡ビーズができるだけ変形しないように注意して行う。
そして、発泡シート２２との接着界面を形成している発泡ビーズの中から無作為に１つの発泡ビーズ（例えば、図３の符号Ｂ１）を選ぶ。
次いで、この発泡ビーズＢ１（以下、「第１ビーズＢ１」ともいう）の両隣りで接着界面を形成している２つの発泡ビーズの内の一方の発泡ビーズＢ２（以下、「第２ビーズＢ２」ともいう）と他方の発泡ビーズＢ３（以下、「第３ビーズＢ３」ともいう）とをそれぞれ観察する。
そして、第１ビーズＢ１と第２ビーズＢ２とが気泡膜を接触させている箇所の内で最も発泡シート寄りのポイントＰ１（以下「第１ポイントＰ１」ともいう）を特定する。
即ち、ビーズ発泡成形体２１の表面２１ｘにおける第１ビーズＢ１と第２ビーズＢ２との気泡膜の分離起点を特定する。
同様に、第１ビーズＢ１と第３ビーズＢ３とが気泡膜を接触させている箇所の内で最も発泡シート寄りのポイントＰ２（以下「第２ポイントＰ２」ともいう）を特定する。
そして、この第２ポイントＰ２と前記第１ポイントＰ１とを結ぶ仮想線Ｌ１から第１ビーズＢ１が突出している高さＨ（仮想線Ｌ１に対する垂直高さ）を求める。
この突出高さＨを求める操作を概ね１００個の発泡ビーズに対して実施し、得られた全ての突出高さの値を算術平均してビーズ発泡成形体２１の凸部の平均高さを求める。
なお、突出高さＨを求める操作は、ビーズ発泡成形体の断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）、或いは、光学顕微鏡などを使って写真撮影し、実際の大きさに対して概ね２５倍に拡大した画像を元に実施することができる。

前記ビーズ発泡成形体２１は、「凸部の平均高さ」が高い方が発泡シート２２との間に強固な接着力を発揮させる上において有利である。
一方で、前記ビーズ発泡成形体２１は、「凸部の平均高さ」が過度に高いと、樹脂フィルム層２２ｂの表面２２ｂｘにまで凹凸が生じるおそれがある。
従って、凸部の平均高さは、通常、発泡シート２２の平均厚み以下とされ、発泡層２２ａの平均厚み以下とされる。
また、発泡層２２ａは、その発泡倍率を「ｅ倍」とした場合、現厚みの「１／ｅ」以下に圧縮することが難しい。
従って、発泡層２２ａは、その厚みを「ｔ（ｍｍ）」とした場合、「ｔ／ｅ（ｍｍ）」よりも薄く圧縮することが難しい。
言い換えれば、発泡層２２ａの厚みの減少は、「ｔ−ｔ／ｅ（ｍｍ）」以上とすることが難しい。
このようなことから“凸部の平均高さ”は、「ｔ−ｔ／ｅ（ｍｍ）」以下であることが好ましい。
また、“凸部の平均高さ”は、発泡ビーズの平均気泡径の５％以上であることが好ましい。

なお、発泡シート２２の厚みや発泡層２２ａの厚みは、以下のようにして求めることができる。
まず、前記の「凸部の平均高さ」を求めるのと同様にして複合発泡体を切断して断面を観察する。
そして、発泡シート２２との接着界面を形成している発泡ビーズの中から無作為に１つの発泡ビーズ（例えば、図３の符号Ｂ４）を選ぶ。
そして、発泡層と該発泡ビーズＢ４（以下、「第４ビーズＢ４」ともいう）との界面の内、最も樹脂フィルム層２２ｂに近いトップの位置ＴＬと、最も樹脂フィルム層２２ｂから離れたボトムの位置ＢＬとを特定する。
そして、このトップの位置ＴＬとボトムの位置ＢＬとの中間点を通る仮想線Ｌ２から樹脂フィルム層２２ｂまでの距離Ｔ１、及び、仮想線Ｌ２から樹脂フィルム層２２ｂの表面２２ｂｘ（表面材との界面）までの距離Ｔ２を求め、それぞれを当該箇所における発泡層２２ａの厚み（＝「Ｔ１」）および発泡シート２２の厚み（＝「Ｔ２」）とすることができる。
なお、発泡シート２２の平均厚みや発泡層２２ａの平均厚みは、先の「凸部の平均高さ」と同様に、この厚み（Ｔ１，Ｔ２）を求める操作を複数箇所において実施し、得られた全て値を算術平均することによって求められる。

また、発泡ビーズの平均気泡径とは、接着界面を形成している発泡ビーズの長径の平均値として求められる。
即ち、「凸部の平均高さ」や「発泡シートの厚み」を求めるのと同様に複合発泡体の断面を観察し、発泡ビーズの輪郭線上の異なる２点を結ぶ線分の内の最も長さが長くなる線分の長さ（例えば、図３の符号Ｒ１，Ｒ２）を求め、この長さを平均して平均気泡径とすることができる。

なお、本実施形態の複合発泡体は、ビーズ発泡成形体２１の発泡倍率が３０倍以上で、該ビーズ発泡成形体２１と前記発泡シート２２とを平均化した平均発泡倍率が１０倍以上であることが好ましい。
また、複合発泡体は、前記表面材１０の背面に当接される表面のアスカーＣ硬度が７０以上であることが好ましく、前記発泡シート２２の表面のアスカーＣ硬度が７０以上であることが好ましい。
ビーズ発泡成形体２１や発泡シート２２の発泡倍率、及び、複合発泡体の平均発泡倍率（ビーズ発泡成形体と発泡シートとの平均発泡倍率）は、通常、真密度を見掛け密度で除して求めることができる。
真密度は、ビーズ発泡成形体２１、発泡シート２２、及び、複合発泡体を熱プレスするなどして作製した非発泡なテストピースに対し、ＪＩＳ Ｋ７１１２：１９９９に規定の「Ａ法（水中置換法）」に基づく測定を実施して求めることができる。
また、ビーズ発泡成形体２１、発泡シート２２、及び、複合発泡体の見掛け密度は、ＪＩＳ Ｋ７２２２：２００５に基づいて測定することができる。
さらに、アスカーＣ硬度については、市販のアスカーＣ硬度計を用いて測定することができ、標準状態（例えば、２５℃、５０％ＲＨ）において複合発泡体の発泡シート（樹脂フィルム層）の表面に対して測定を行った際の瞬時値として求めることができる。
なお、「真密度」、「見掛け密度」、及び、「アスカーＣ硬度」も、「凸部の平均高さ」や「平均厚み」と同様に複数箇所の測定値の平均値として求められる。

前記ビーズ発泡成形体２１の見掛け密度は、ビーズ発泡成形体２１の強度、軽量性、並びに、断熱性等の観点から、１０〜１００ｋｇ／ｍ^３の範囲内であることが好ましく、１５〜５０ｋｇ／ｍ^３の範囲内であることがより好ましく、２０〜３５ｋｇ／ｍ^３の範囲内であることが特に好ましい。

該ビーズ発泡成形体２１としては、ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂などによって形成されたものとすることができる。

前記ポリオレフィン系樹脂としては、例えば、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、エチレン−α−オレフィン共重合体樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂などが挙げられる。

前記ポリスチレン系樹脂としては、スチレン系単量体の単独重合体（例えば、ＧＰＰＳ（スチレン単独重合体））や共重合体を挙げることができ、該スチレン系単量体としては、例えば、スチレン、メチルスチレン、エチルスチレンなどが挙げられる。
また、前記共重合体を構成するスチレン系単量体以外の単量体としては、メタクリル酸メチルなどのメタクリル酸エステル、アクリル酸エステル、アクリル酸、メタクリル酸、アクリロニトリル、無水マレイン酸などが挙げられる。
また、前記スチレン系樹脂は、ブタジエンゴムなどのゴム成分を含むハイインパクトポリスチレン（ＨＩＰＳ）などであってもよい。

前記ポリエステル系樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリ乳酸樹脂などが挙げられる。
前記ポリエステル系樹脂は、２種類以上のジオールや、２以上のジカルボンを含む変性品であってもよい。

前記ポリカーボネート系樹脂としては、炭酸とグリコール又はビスフェノールから形成されるものを採用することができ、例えば、２，２−ビス（４−オキシフェニル）プロパン（ビスフェノールＡ）、２，２−ビス（４−オキシフェニル）ブタン、１，１−ビス（４−オキシフェニル）シクロヘキサン、１，１−ビス（４−オキシフェニル）イソブタン、１，１−ビス（４−オキシフェニル）エタン等のビスフェノールから得られる芳香族ポリカーボネート樹脂が挙げられる。

このような樹脂によって形成されるビーズ発泡成形体２１に接着する発泡シート２２は、発泡層２２ａの見掛け密度が１００〜５００ｋｇ／ｍ^３の範囲内であることが好ましい。
発泡層２２ａの見掛け密度は、１３０〜３５０ｋｇ／ｍ^３の範囲内であることがより好ましく、１７５〜２５０ｋｇ／ｍ^３の範囲内であることが特に好ましい。
発泡層２２ａの厚みは、０．５ｍｍ以上であることが好ましく、０．７〜１．５ｍｍの範囲内であることがより好ましく、１．０〜１．２ｍｍの範囲内であることが特に好ましい。
この発泡シート２２の樹脂フィルム層２２ｂの厚みは、１００〜１０００μｍの範囲内であることが好ましく、１００〜５００μｍの範囲内であることがより好ましく、２００〜３００μｍの範囲内であることが特に好ましい。

複合発泡体は、リサイクル時のことなどを考慮すると、前記発泡シート２２と前記ビーズ発泡成形体２１とを分別することなくマテリアルリサイクルできる方が好ましい。
そのような意味から、前記ビーズ発泡成形体２１に含まれている樹脂と同じ種類の熱可塑性樹脂が前記発泡シート２２に含まれていることが好ましい。
また、前記発泡シート２２と前記ビーズ発泡成形体２１との熱融着性を勘案すると、前記ビーズ発泡成形体２１に含まれている樹脂と同じ種類の熱可塑性樹脂は、ビーズ発泡成形体２１と接着界面を形成している部位に含まれていることが好ましく、前記発泡層２２ａに含まれていることが好ましい。
前記発泡シート２２と前記ビーズ発泡成形体２１とが共通して含有する樹脂としては、ポリオレフィン系樹脂及び／又はポリスチレン系樹脂であることが好ましい。
即ち、本実施形態の複合発泡体は、全体がポリオレフィン系樹脂によって形成されているか、又は、全体がポリスチレン系樹脂によって形成されているかの何れかであることが好ましい。

前記ビーズ発泡成形体２１としては、例えば、一般的な製法によって作製されたものを採用することができ、発泡性樹脂ビーズを型内成形することによって作製されたものを採用することができる。
型内成形に用いる発泡性樹脂ビーズは、発泡剤を含む実質的に非発泡な状態のものであっても、この非発泡な樹脂ビーズを予備発泡させたものであってもよい。

また、前記発泡シート２２としては、ビーズ発泡成形体２１に関して例示した樹脂を発泡剤とともに押出機で溶融混練し、得られた溶融混練物を押出機に装着したサーキュラーダイやフラットダイから押出発泡させて得られるものが好ましい。
前記発泡層２２ａと前記樹脂フィルム層２２ｂとは、共押出法、押出ラミネート法、熱ラミネート法などの手法によって一体化させることができる。

発泡性樹脂ビーズに用いる発泡剤や発泡シートを作製する際の発泡剤としては、特に限定されず、従来用いられているものが挙げられる。
具体的には、前記発泡剤としては、プロパン、ｉ−ブタン、ｎ−ブタン、ｉ−ペンタン、ｎ−ペンタンなどの脂肪族炭化水素、Ｎ_２、ＣＯ_２、水、アルコール類などが挙げられる。

なお、ここではこれ以上複合発泡体の形成材料に関して詳しい説明を繰り返すことはしないが、ビーズ発泡成形体２１や発泡シート２２には、一般的な樹脂成形品に添加されている各種の添加剤（耐候剤、抗菌剤、難燃剤、顔料、充填剤、防蟻剤、防鼠剤など）を適宜含有させうる。

本実施形態の複合発泡体は、例えば、以下の（１）〜（３）のような方法によって作製することができる。
（１）ビーズ発泡成形体２１を作製するための成形型内に発泡シート２２と発泡性樹脂ビーズとを収容し、該発泡性樹脂ビーズを加熱して当該発泡性樹脂ビーズどうしを熱融着してビーズ発泡成形体２１を形成しつつ該ビーズ発泡成形体２１と発泡シート２２とを熱融着させる方法。
（２）発泡シート２２と、ビーズ発泡成形体２１とを予め個別に作製し、その後、ビーズ発泡成形体２１と発泡シート２２との少なくとも一方の表面を加熱してビーズ発泡成形体２１と発泡シート２２とを熱融着可能な状態にした上でこれらを圧接させて熱融着させる方法。
（３）前記溶融混練物を押出発泡させて発泡シートを作製し、押出機から押出された当該発泡シートが冷え切らずに表面温度が高温となっている間に予め作製しておいたビーズ発泡成形体の上に被せ、これらを圧接させて熱融着させる方法。

本実施形態の複合発泡体は、ビーズ発泡成形体２１の表面に凹凸を形成させ、該凹凸の凸部を発泡シート２２に食い込ませることでビーズ発泡成形体２１と発泡シート２２との間に強固な接着性を発揮する。
そのため、上記の（１）や（２）の方法では、ビーズ発泡成形体との熱融着前に発泡シートを加熱して軟化させておくことが好ましい。
また、上記の（１）においては、発泡性樹脂ビーズの膨張力を発泡シートに凸部を食い込ませるための圧力として利用できるため、本実施形態の複合発泡体を作製する方法としては、上記の（１）に示す方法が好適である。

この複合発泡体の好適な作製方法についてさらに説明すると、本実施形態の複合発泡体は、例えば、熱可塑性樹脂製の発泡性樹脂ビーズが型内成形されてビーズ発泡成形体が作製される成形型を備えた成形装置を用いて実施することができ、該成形装置を用いて下記工程（ａ）〜（ｃ）を順に実施して作製することができる。
（ａ）該成形型に熱可塑性樹脂製の発泡シート及び前記発泡性樹脂ビーズを収容し、且つ、該発泡シートを成形型の成形面に接触させた状態にさせる収容工程。
（ｂ）前記発泡シートを加熱して軟化させる予熱工程。
（ｃ）型内に過熱水蒸気などの加熱媒体を導入して発泡性樹脂ビーズを発泡させ、該発泡性樹脂ビーズによってビーズ発泡成形体を形成させるとともに該ビーズ発泡成形体と前記発泡シートとを熱融着させる成形工程。
なお、成形工程でビーズ発泡成形体と発泡シートとを熱融着させて得られた複合発泡体は、例えば、成形型ごと冷却して成形型から取り出すことができる。

前記成形型としては、例えば、図４に示したようなものを採用することができる。
本実施形態における成形型１００は、図４正面視において上下に対をなして構成された雌雄型（雌型１１０，雄型１２０）と、該成形型内に形成された成形空間ＣＶに前記発泡性樹脂ビーズを充填させるための充填機１３０とを備えている。
前記雌雄型は、その内部に前記複合発泡体の形状に対応した矩形板状の成形空間ＣＶを形成させるように構成されている。

本実施形態における前記成形型１００は、図４正面視上側となる部分が雌型１１０で、下側となる部分が雄型１２０となっており、該雌型１１０には、前記複合発泡体よりも一回り大きな板状の雌型天壁部１１１と、該雌型天壁部１１１の下面の外周縁部から下方に延びるようにして雌型天壁部１１１と一体的に形成されている矩形枠状の雌型側壁部１１２とが備えられている。
前記雄型１２０は、前記雌型１１０の前記雌型側壁部１１２の下端側の開口形状に相当する平面形状を有する雄型天壁部１２１が上面側に備えられている。
即ち、成形型１００は、雄型天壁部１２１、雌型天壁部１１１、及び、雌型側壁部１１２の表面によって成形面が形成され、前記雌型１１０と前記雄型１２０との閉型時にこれらによって成形空間ＣＶが画定されるようになっている。

なお、図示はしていないが、前記雌型天壁部１１１、及び、前記雌型側壁部１１２のそれぞれには、発泡性樹脂ビーズの通り抜けを防止した形状を有する貫通孔が蒸気流通孔として複数個所に形成されている。
一方で雄型天壁部１２１には、蒸気流通孔が形成されておらず、表面がフラットなものとなっている。
本実施形態における成形型１００は、前記蒸気流通孔を通じて成形空間内に０．０５ＭＰａ〜０．１ＭＰａ程度のゲージ圧を有する過熱水蒸気を導入させ、該過熱水蒸気を発泡性樹脂ビーズに直接接触させてこの発泡性樹脂ビーズどうしを熱融着させ得るように形成されている。
また、前記のように雄型天壁部１２１には蒸気流通孔が形成されていないが、本実施形態における成形型１００は、雄型天壁部１２１の下面側に過熱水蒸気を導入して雄型天壁部１２１を加熱し得るように形成されている。

該成形空間内に発泡性樹脂ビーズを導入させるための前記充填機１３０は、雌型天壁部１１１を貫通する充填ガンを備え、前記成形空間ＣＶに上方から発泡性樹脂ビーズを供給し得るようになっている。

図５を参照しつつこの成形型を用いて複合発泡体を作製する方法をより具体的に説明すると以下のような手順となる。
（イ）型を開け、雄型天壁部１２１の大きさにカットした発泡シート２２’を雄型天壁部１２１の上に置き、しかも、樹脂フィルム層側が雄型天壁部１２１の上面と接触するように発泡シート２２’を置いて型を閉じる。
（ロ）発泡シート上の余剰空間に充填ガンから発泡性樹脂粒子２１’を供給して成形空間内を発泡性樹脂粒子で充満させる。このとき、雌型１１０と雄型１２０とを完全な閉型状態にせず、完全な閉型状態の場合の成形空間の容量を１００％とした際に前記容量が１０５％〜１２０％となるようにしておき、発泡性樹脂粒子を少し余分に充填した後に型締めし、発泡シート２２’が上面側から発泡性樹脂粒子２１’によって押圧された状態にしておくことが好ましい。このようにしておくことで、ビーズ発泡成形体の凸部の発泡シートへの食い込みを良好なものとすることができる。
（ハ）次いで、雄型天壁部１２１を通じて発泡シート２２’を加熱し、該発泡シート２２’を十分に軟化させた後、雌型１１０の蒸気流通孔から成形空間内に過熱水蒸気を導入し発泡性樹脂粒子２１’を体積膨張させるとともに発泡性樹脂粒子２１’を互いに熱融着させてビーズ発泡成形体を形成させ、しかも、該ビーズ発泡成形体と発泡シートとを熱融着させる。発泡シートの発泡層の主成分が「Ｔｍ（℃）」の融点を有する結晶性ポリマーである場合、発泡シートの加熱は、前記発泡層の表面温度が（Ｔｍ−５０）℃以上、（Ｔｍ−５）℃以下となるように実施することが好ましい。また、発泡シートの発泡層の主成分が「Ｔｇ（℃）」のガラス転移点を有する非晶性ポリマーである場合、発泡シートの加熱は、前記発泡層の表面温度が（Ｔｇ−５０）℃以上（Ｔｇ−５）℃以下となるように実施することが好ましい。なお、前記融点及び前記ガラス転移点は、ＪＩＳ Ｋ７１２１：１９８７のＤＳＣ法（昇温速度１０℃／ｍｉｎ）によって求めることができ、前記ガラス転移点は、当該規格の中間点ガラス転移温度として求めることができる。

このビーズ発泡成形体と発泡シートとの熱融着においては、発泡シートが十分に軟化しているためビーズ発泡成形体の表面の凹凸が発泡層に吸収されて樹脂フィルム層に影響を及ぼさない。
即ち、複合発泡体の表面を構成する樹脂フィルム層は、その表面状態が主として雄型天壁部１２１の表面状態のみに影響されることになる。
本実施形態においては雄型天壁部１２１が平坦であるため、複合発泡体の表面も平滑で美麗なものとなる。
なお、複合発泡体の美観のさらなる向上を図るべく、例えば、鏡面加工されて雄型天壁部よりも平滑性に優れた金属板のようなものを別途用意し、上記の（イ）の操作において雄型天壁部と発泡シートとの間に金属板を介装して該金属板で雄型の成形面を形成させるようにしてもよい。
また、要すれば、表面に凹凸形状を有する金属板を用いて複合発泡体の表面にエンボス加工を施すようにしてもよい。

本実施形態の複合発泡体は、これまで述べてきたように、ビーズ発泡成形体２１の表面に凹凸を形成させ、該凹凸の凸部を発泡シート２２に食い込ませることでビーズ発泡成形体２１と発泡シート２２との間に強固な接着性を発揮するものである。
そこで、ビーズ発泡成形体に熱融着させる前の発泡シートの片面に予め凹みを形成しておいてもよい。
即ち、本実施形態の複合発泡体の作製方法においては、複数の点状押圧痕及び複数の線状押圧痕の内の少なくとも一方をビーズ発泡成形体２１に熱融着させる前の発泡シート２２の片面に形成させる予備成形工程をさらに実施し、前記成形工程では発泡シートの押圧痕が形成された面を前記ビーズ発泡成形体に熱融着させ、このことによって発泡シートへの凸部の食い込みを促進させることが好ましい。
前記押圧痕は、発泡シートを点状や線状に押圧する熱成形を実施するなどして発泡シートに備えさせることができる。
線状の押圧痕を設ける場合、該押圧痕は、方向が１方向に揃ったものである必要はなく、例えば、格子状のような形で発泡シートに設けてもよい。
また、線状の押圧痕は、直線状である必要はなく、曲線状であってもよい。
さらに、一つの発泡シートに形成する点状押圧根や線状押圧痕は、大きさや形状を統一する必要は無く、大きさや形状の異なる複数種類のものであったり、太さや長さの異なる複数種類のものであってもよい。

発泡シートに設ける押圧痕は、点状であれば、通常、その大きさを３〜５ｍｍとすることができる。
また、押圧痕は、線状であれば、通常、その太さを３〜５ｍｍとすることができる。
なお、点状押圧痕の大きさとは、同じ面積を有する円の直径を意味し、線状押圧痕の太さとは、面積を長さで除した値を意味する。
発泡シートに押圧痕を設ける場合、その面積割合は、３０％程度（例えば、２０〜４０％）とすることが好ましい。

このようにして得られる複合発泡体は、表面物性と軽量性とに優れることから本実施形態の壁パネルの構成部材として好適である。
該壁パネルは、この複合発泡体をそのまま、或いは、外形加工して背面材２０とし、該背面材の両面にカラー鋼板などの表面材１０を接着することで作製することができる。
なお、本実施形態においては、複合発泡体の用途に関して壁パネルを例示しているが、本発明の複合発泡体の用途は、このようなものに限定されるものではない。
本発明の複合発泡体は、例えば、自動車の内装材（インストルメントパネル、ドアパネル、シートバックパネル、サンバイザー等）、家具（机、椅子、戸棚、ドア等）、看板、容器、緩衝材などにも利用可能である。

また、本実施形態においては、樹脂フィルム層を備えた発泡シートを用いる態様を例示しているが、本発明の複合発泡体は、１又は２以上の発泡層のみからなる発泡シートをビーズ発泡成形体に熱融着させたものであってもよい。
さらに、本発明の複合発泡体には、上記例示に限定されることなく各種の変更を加え得る。

次に実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

（複合発泡体の作製）
表１に示すような発泡シートとビーズ発泡成形体とを用いて複合発泡体を作製した。
なお、発泡シートは、発泡層単独のもの及び発泡層と樹脂フィルム層とを備えたものとを用いた。
発泡シートやビーズ発泡成形体の厚みや発泡倍率等については表１に示した通りである。
発泡シートの形成材料については、表１に略号で示した通りである。
なお、略号の意味は以下の通りである。

・ＰＳ：スチレン単独重合体（ＧＰＰＳ）
・ＨＩＰＳ：ゴム成分を含むハイインパクトポリスチレン樹脂
・ＰＰ／ＨＩＰＳ：ポリプロピレン樹脂フィルムとハイインパクトポリスチレン樹脂とのドライラミネート品
・ＬＤＰＥ：低密度ポリエチレン樹脂

また、ビーズ発泡成形体の形成材料についての略号の意味は以下の通りである。

ビーズ発泡成形体の形成材料については、表１に略号で示す。
なお、略号の意味は以下の通りである。
・ＰＳ：スチレン単独重合体（ＧＰＰＳ）
・ＰＰ／ＰＳ：スチレンモノマーをグラフトして改質したポリプロピレン樹脂
・ＥＶＡ／ＰＳ：エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂（ＥＶＡ）粒子にスチレンモノマーを吸収させた後に該スチレンモノマーを重合して得られた複合樹脂

この発泡シートとビーズ発泡体とによる複合発泡体の作製条件も表１に示した通りである。
なお、成形型は、図４、図５に示したようなものを用いて、大きさが縦３００ｍｍ、横４００ｍｍ、総厚み２０ｍｍの平板形状の複合発泡体を作製した。
成形時には型内に収容した発泡シートや発泡性樹脂ビーズを３段階に分けて加熱した後、表１に示すように８０秒から２４０秒の冷却時間を設けた。
表３に示した第１回から第３回の３段階の加熱の方法についての略号は、以下のような意味である。

・Ａ：発泡シート側（図５の例では下側）からの加熱。但し、型に蒸気流通孔がないため、型自体を加熱した。
・Ｂ：上記Ａとは逆側（図５の例では上側）からの加熱。蒸気流通孔を通じて型内に過熱水蒸気を導入した。
・ＡＢ：上記Ａによる加熱と、上記Ｂによる加熱との両方を実施。
・ａ：上記Ａと同方向からの加熱。但し、蒸気流通孔を有する型を用い、発泡シートが収容されていない発泡性樹脂ビーズだけが収容されている型内に蒸気流通孔を通じて過熱水蒸気を導入した。
・ｂ：上記ａと逆方向からの加熱。但し、型内に蒸気流通孔を通じて過熱水蒸気を導入した。
・ａｂ：上記ａによる加熱と、上記ｂによる加熱との両方を実施。

ここで型内成形に用いた過熱水蒸気は、表１に示すとおり蒸気圧（ゲージ圧）を０．０７ＭＰａ（約１１５℃）〜０．２７ＭＰａ（約１４０℃）とした。

作製した複合発泡体に対しては、表面（発泡シート表面）のアスカーＣ硬度、曲げ強度、及び、曲げ弾性率を測定した。
また、複合発泡体に対して断面観察を実施し、ビーズ発泡成形体と発泡シートとの接着界面における凹凸の凸部の平均高さを求めた。

複合発泡体の曲げ強度及び曲げ弾性率は、ＪＩＳ Ｋ７２２１−２：２００６（硬質発泡プラスチック−曲げ試験−第２部：曲げ特性の求め方）に準拠して測定した。
なお、これらの測定は、複合発泡体から２方向（ＭＤ、ＴＤ）に沿って切り出した測定試料に対して実施した。
具体的には、下記条件で測定された「応力―歪み曲線」から曲げ強度（最大点応力）と曲げ弾性率とを算出した。
そして、２方向（ＭＤ、ＴＤ）の測定結果を平均し、平均値を複合発泡体の「曲げ強度」及び「曲げ弾性率」とした。

（測定条件）
試験装置：テンシロン万能試験機 ＵＣＴ−１０Ｔ（（株）オリエンテック製）
試料：８０（幅）×２５０（長さ）×２０（総厚み）（単位はｍｍ）
支点間距離：２００ｍｍ
試験方向：複合発泡体の発泡シートの面を加圧くさびと接触
試験速度：１０ｍｍ／ｍｉｎ
先端治具：加圧くさび・・・１０Ｒ 支持台・・・１０Ｒ
試験片状態調節・試験環境：２３±２℃、ＲＨ５０±５％、２４時間以上

複合発泡体の外観、及び、熱融着性は、以下のように評価した。
評価結果については、以下のような基準で判定した。

＜外観＞
得られた平板形状の複合発泡体の発泡シートで形成された面の外観について目視観察した。
目視観察の結果は、以下の評価に基づいて判定した。

評価Ａ：ビーズ発泡体に起因する凹凸の「有り」、「無し」
評価Ｂ：発泡シートの蒸気による熱焼け（シワ、凹み）の「有り」、「無し」

○：Ａ、Ｂがともに無し
△：Ａは無いが、Ｂが有り
×：Ａが有り

結果を表１に示す。
なお、比較例５〜８についてはビーズ発泡成形体のみであるため、ビーズ発泡成形体の外観の評価を行ったが、ビーズ間の境界線が亀甲模様が確認されたため、表には（×）と記載している。

＜熱融着性判定基準＞
得られた平板形状の複合発泡体の表面に切り込み線を入れた。
切り込み線は、複合発泡体の長手方向中央部を横断するように形成した。
即ち、一対の長辺の中心どうしを結ぶ直線に沿って切り込み線を入れた。
該切り込み線は、カッターナイフを使って深さ約５ｍｍとなるように形成した。
その後、この切り込み線を形成した複合発泡体を手で折って二分割した。
そして、二分割された複合発泡体のビーズ発泡成形体部分の破断面において発泡ビーズの数が１００〜１５０個となる範囲を無作為に選択し、当該範囲内において発泡ビーズ自体が破断している数（ａ）と、発泡ビーズどうしの界面で破断している数（ｂ）とを数えた。
（ａ）、（ｂ）それぞれの数から内部融着率を下記式に基づいて算出した。

内部融着率（％）＝ （ａ）／〔（ａ）＋（ｂ）〕×１００（％）

上記により算出した内部融着率を基に以下の基準で評価した。
○：内部融着率８０％以上
△：内部融着率５０％以上８０％未満
×：内部融着率５０％未満

また、二分割された複合発泡体に対し、発泡シートとビーズ発泡成形体との界面に沿ってカッターナイフで深さ約５ｍｍの切り込み線を入れた。
その後、この切り込み線に沿って複合発泡体から発泡シートを剥離した。
発泡シートの剥離は、手で実施した。
そして、発泡シートが剥離された後のビーズ発泡成形体の表面（剥離面）において発泡ビーズの数が１００〜１５０個となる範囲を無作為に選択し、当該範囲において発泡ビーズ自体が破断している数（ｃ１）と、発泡ビーズ表面に発泡シートの発泡層の一部が付着している数（ｃ２）とを数え、これらの合計値（ｃ）（＝ｃ１＋ｃ２）を求めた。
また、前記の範囲において、破断しておらず、発泡シートの付着も見られない発泡ビーズの数（ｄ）（剥離面において発泡ビーズの表面が露出している数）を数えた。
（ｃ）、（ｄ）それぞれの数から界面融着率を下記式に基づいて算出した。

界面融着率（％）＝（ｃ）／〔（ｃ）＋（ｄ）〕×１００（％）

上記により算出した界面融着率を基に以下の基準で評価した。
○：界面融着率７０％以上
△：界面融着率４０％以上７０％未満
×：界面融着率４０％未満

そして、内部融着率と界面融着率の各評価を基に以下の基準で複合発泡体の熱融着性を判定した。
◎：内部融着率○、且つ、界面融着率○
○：内部融着率○、且つ、界面融着率△
△：内部融着率△、且つ、界面融着率△〜○
×：内部融着率×、又は、界面融着率×

結果を、表１に示す。
なお、比較例５〜８についてはビーズ発泡体のみであるため、表には内部融着率のみを括弧書きで示している。

以上の評価結果からも本発明によれば軽量で優れた表面性状を有し、壁パネルなどに適した部材が提供されることがわかる。

１ 壁パネル
１０ 表面材
２０ 背面材
２１ ビーズ発泡成形体
２２ 発泡シート
２２ａ 発泡層
２２ｂ 樹脂フィルム層
３０ バックボード

Claims (8)

1. 熱可塑性樹脂製のビーズ発泡成形体と、熱可塑性樹脂製の発泡シートとを備え、
   該発泡シートが前記ビーズ発泡成形体の表面に接着されており、前記ビーズ発泡成形体と前記発泡シートとの接着界面が熱融着面となっている複合発泡体であって、
   前記ビーズ発泡成形体は、接着界面を構成している発泡ビーズが突出し、該発泡ビーズが前記発泡シートに食い込んで前記接着界面において凹凸が形成されており、
   該凹凸の凸部の平均高さが０．２ｍｍ以上であり、
   前記発泡シートは、１の発泡層のみで構成されているか、１の発泡層のシートに樹脂フィルムが積層された積層構造を有しているかの何れかであり、前記ビーズ発泡成形体には前記発泡層が接着されており、該発泡層の発泡倍率が、２．９以上６．２以下である、複合発泡体。
2. 前記ビーズ発泡成形体の発泡倍率が３０倍以上で、該ビーズ発泡成形体と前記発泡シートとの平均発泡倍率が１０倍以上であり、前記発泡シートの表面のアスカーＣ硬度が７０以上である請求項１記載の複合発泡体。
3. 前記ビーズ発泡成形体に含まれている樹脂と同じ種類の熱可塑性樹脂が前記発泡シートに含まれている請求項１又は２記載の複合発泡体。
4. 前記ビーズ発泡成形体と前記発泡シートとの両方に含まれている前記熱可塑性樹脂がポリスチレン系樹脂である請求項３記載の複合発泡体。
5. 前記ビーズ発泡成形体と前記発泡シートとの両方に含まれている前記熱可塑性樹脂がポリオレフィン系樹脂である請求項３記載の複合発泡体。
6. シート状の表面材と、該表面材の背面に接着された背面材とを有する壁パネルであって、
   前記背面材が、熱可塑性樹脂製のビーズ発泡成形体と熱可塑性樹脂製の発泡シートとを備えた請求項１乃至５の何れかに記載の複合発泡体であり、
   該背面材は、前記ビーズ発泡成形体が前記発泡シートよりも背面側となるように前記表面材に接着されている壁パネル。
7. 熱可塑性樹脂製の発泡性樹脂ビーズが型内成形されてビーズ発泡成形体が作製される成形型を備えた成形装置を用いてビーズ発泡成形体と該ビーズ発泡成形体の表面に接着された発泡シートとを備えた複合発泡体を作製する複合発泡体の作製方法であって、
   該成形型に熱可塑性樹脂製の発泡シート及び発泡性樹脂ビーズを収容し、且つ、該発泡シートを成形型の成形面に接触させた状態で成形型に収容させる収容工程と、
   該収容工程後に成形型内に加熱媒体を導入して発泡性樹脂ビーズを発泡させ、該発泡性樹脂ビーズによってビーズ発泡成形体を形成させるとともに該ビーズ発泡成形体と前記発泡シートとを熱融着させる成形工程とを実施し、
   前記収容工程後、且つ、前記成形工程前に前記発泡シートを加熱して軟化させる予熱工程を更に実施する複合発泡体の作製方法。
8. 前記ビーズ発泡成形体に熱融着させる前の発泡シートの片面に複数の点状押圧痕及び複数の線状押圧痕の内の少なくとも一方を形成させる予備成形工程をさらに実施し、前記成形工程では発泡シートの押圧痕が形成された面を前記ビーズ発泡成形体に熱融着させる請求項７記載の複合発泡体の作製方法。