JP7273675B2 - 発泡粒子成形体及び成形型 - Google Patents

Description

本発明は、熱可塑性樹脂発泡粒子（以下、「発泡粒子」とも言う）の成形型を用いた型内成形により得られた発泡粒子成形体に関するもので、さらに詳しくは、表面に発泡粒子同士の融着痕に起因する亀甲模様、また加熱媒体供給孔に起因する跡等が目立たない、外観性の良好な発泡粒子成形体及び該発泡粒子成形体を得るための成形型に関するものである。

発泡粒子成形体は、通常、原料となる熱可塑性樹脂発泡粒子を雄雌一対からなる成形型内に充填し、成形型に形成された加熱媒体供給孔を介して水蒸気等の加熱媒体を成形空間に供給して発泡粒子を加熱し、発泡粒子を２次発泡させると共に、発泡粒子同士を融着させることによって成形される。
しかしながら、かかる型内成形により得られた発泡粒子成形体は、発泡粒子同士の融着痕に起因する亀甲模様、また成形型に形成された加熱媒体供給孔に起因する跡（「ベント跡」とも言う）が成形体表面に生じるものであった。

一方で、成形体の外観を向上させるため、成形型内壁面に金網やパンチングメタル、多孔質シート等を装着し、成形時にこれらの表面模様を成形体表面に転写させることにより、亀甲模様やベント跡を実質的に目立たなくさせる方法が考えられている（例えば、特許文献１，２）。
また、特定の方法により成形型表面に直接凹凸模様を形成し、該凹凸模様を同様の目的で成形体表面に転写させることも考えられている（例えば、特許文献３）。

特開昭６０－８０４７号公報 特開平６‐１９８７５４号公報 特開２００５－８８４４２号公報

しかしながら、特許文献１，２の方法は、成形時に発泡粒子が金網の網目やパンチングメタルの孔に食い込み（回り込み）、成形型からの離型が困難となるおそれや、前記金網等に食い込んだ成形品を無理に剥がそうとした際に、成形体の変形や表面ちぎれが生じるおそれがあった。また、これらの方法では、凹凸模様により成形体表面に高度な意匠性を付与して成形体の外観を向上させることは難しかった。
一方、凹凸模様を直接成形型表面に形成した特許文献３の技術にあっては、成形時において、金型成形面付近に存在する発泡粒子に十分な加熱媒体を供給することが難しく、亀甲模様の発生を十分に抑制することができないおそれや、成形体表面において発泡粒子間に隙間（「ボイド」とも言う）が生じるおそれがあり、成形体の外観を向上させることは難しかった。

本発明は、上述した背景技術が有する課題に鑑み成されたものであって、その目的は、発泡粒子の融着痕に起因する亀甲模様、また加熱媒体供給孔に起因する跡を十分に目立たなくさせると共に、成形体表面にボイドの少ない、外観性の良好な発泡粒子成形体及び該発泡粒子成形体を得るための成形型を提供することにある。

上記した目的を達成するため、本発明は、次の〔１〕～〔９〕に記載した発泡粒子成形体及び成形型とした。
〔１〕成形型を用いて熱可塑性樹脂発泡粒子を型内成形することにより得られた発泡粒子成形体であって、
上記発泡粒子成形体は、成形型から転写された、突条と、該突条により囲まれた凹部とが形成された凹凸模様面を有し、
上記突条により囲まれた凹部内に、該凹部の底面から突出する凸部が形成されており、
上記凸部の水平断面における平均面積が、凸部１個あたり２ｍｍ^２以下であり、
上記凹凸模様面の面積に対する上記凸部の面積の合計の割合が、５％以上であることを特徴とする、発泡粒子成形体。
〔２〕上記凸部の上端が、上記突条の上端の高さ以下に形成されていることを特徴とする、上記〔１〕に記載の発泡粒子成形体。
〔３〕上記凹部が、上記凹凸模様面１００ｃｍ^２あたり５００個以上形成されていることを特徴とする、上記〔１〕又は〔２〕に記載の発泡粒子成形体。
〔４〕上記凹部のうち２０％以上の凹部に、上記凸部が形成されていることを特徴とする、上記〔１〕～〔３〕のいずれかに記載の発泡粒子成形体。
〔５〕熱可塑性樹脂発泡粒子を型内成形することにより凹凸模様面を有する発泡粒子成形体を得るための凹凸模様付与面を有する成形型であって、
上記凹凸模様付与面には、凹溝と、該凹溝により囲まれた隆起部とが形成されており、
上記凹溝により囲まれた隆起部の頂点付近に、成形空間に加熱媒体を供給する加熱媒体供給孔が形成されており、
上記加熱媒体供給孔の開口部平均面積が、加熱媒体供給孔１個あたり２ｍｍ^２以下であり、
上記凹凸模様付与面の面積に対する上記加熱媒体供給孔の開口部面積の合計の割合が、５％以上であることを特徴とする、成形型。
〔６〕上記隆起部が、上記凹凸模様付与面１００ｃｍ^２あたり５００個以上形成されていることを特徴とする、上記〔５〕に記載の成形型。
〔７〕上記隆起部のうち２０％以上の隆起部に、上記加熱媒体供給孔が形成されていることを特徴とする、上記〔５〕又は〔６〕に記載の成形型。
〔８〕上記加熱媒体供給孔の断面形状が、上記加熱媒体の導入側から上記凹凸模様付与面側に向かって開口面積が拡がることなく狭まってゆく形状に形成されていることを特徴とする、上記〔５〕～〔７〕のいずれかに記載の成形型。
〔９〕上記凹凸模様付与面が、３Ｄプリンタにより造形されてなることを特徴とする、上記〔５〕～〔８〕のいずれかに記載の成形型。

上記した本発明にかかる発泡粒子成形体は、成形型から転写された、突条と、該突条により囲まれた凹部とが形成された凹凸模様面を有し、上記突条により囲まれた凹部内に、該凹部の底面から突出する特定の大きさ以下の凸部が、上記凹凸模様面に特定の割合以上形成されているものとした。ここで、上記突条により囲まれた凹部内に形成された凸部は、型内成形時において、成形型に設けられた加熱媒体供給孔に起因して形成された跡である。
この加熱媒体供給孔の跡である凸部が、突条に囲まれた凹部の底面から突出する特定の大きさ以下、具体的には凸部の水平断面における平均面積が２ｍｍ^２以下の凸部としているので、該加熱媒体供給孔に起因する跡（凸部）が目立たない発泡粒子成形体となる。
また、この加熱媒体供給孔の跡である凸部が、凹凸模様面に特定の割合以上、具体的には面積割合で５％以上形成されているものとしたので、型内成形時において、発泡粒子表面に十分に加熱媒体が行き渡り、亀甲模様の発生やボイドの発生が十分に抑制され、外観に優れた発泡粒子成形体となる。

また、上記した本発明にかかる成形型は、凹溝と、該凹溝により囲まれた隆起部とが形成された凹凸模様付与面を有し、上記凹溝により囲まれた隆起部の頂点付近に、成形空間に加熱媒体を供給する特定の大きさ以下、具体的には開口部平均面積が２ｍｍ^２以下の加熱媒体供給孔が、上記凹凸模様付与面に特定の割合以上、具体的には面積割合で５％以上形成されているものとしたので、上記した本発明にかかる外観性の良好な発泡粒子成形体を製造することができる。

本発明にかかる発泡粒子成形体を成形する成形機の一実施態様を示した概略説明図である。 本発明にかかる成形型の一実施形態を示した一部平面図である。 図２のＡ－Ａ腺に沿う部分の拡大断面図である。 本発明にかかる成形型の凹凸模様付与面の形状模様の種々の具体例を概念的に示した図である。 本発明にかかる発泡粒子成形体の一実施態様を示した斜視図である。 本発明にかかる発泡粒子成形体の一実施態様を示した一部平面図である。 図６のＢ－Ｂ腺に沿う部分の拡大断面図である。 比較例１の成形型の凹凸模様付与面の形状模様を概念的に示した図である。

以下、本発明にかかる発泡粒子成形体及び成形型の実施形態を、詳細に説明する。

本発明にかかる発泡粒子成形体は、発泡粒子の成形型を用いた型内成形により得られた発泡粒子成形体であって、上記発泡粒子成形体は、成形型から転写された、突条と、該突条により囲まれた凹部が形成された凹凸模様面を有する。該凹凸模様面においては、突条により囲まれた凹部が規則的に並ぶことが好ましい。
上記発泡粒子成形体は、上記突条により囲まれた凹部内に、該凹部の底面から突出する凸部が形成されており、上記凸部の水平断面における平均面積が、凸部１個当たり２ｍｍ^２以下であり、上記凹凸模様面の面積に対する上記凸部の面積の合計の割合が、５％以上である。

また、本発明にかかる成形型は、発泡粒子を型内成形することにより凹凸模様面を有する発泡粒子成形体を得るための凹凸模様付与面を有する成形型であって、上記凹凸模様付与面には、凹溝と、該凹溝により囲まれた隆起部とが形成されている。上記凹凸模様付与面においては、凹溝により囲まれた隆起部が規則的に並ぶことが好ましい。
上記成形型は、上記凹溝により囲まれた隆起部の頂点付近に、成形空間に加熱媒体を供給する加熱媒体供給孔が形成されており、上記加熱媒体供給孔の開口部平均面積が、加熱媒体供給孔１個あたり２ｍｍ^２以下であり、上記凹凸模様付与面の面積に対する上記加熱媒体供給孔の開口部面積の合計の割合が、５％以上である。

上記発泡粒子に用いられる熱可塑性樹脂としては、ポリスチレン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、スチレン系樹脂とオレフィン系樹脂との複合樹脂等が挙げられる。ポリオレフィン系樹脂としては、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、エチレン－酢酸ビニル共重合等のポリエチレン系樹脂や、プロピレン重合体、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が挙げられる。
なお、スチレン系樹脂とオレフィン系樹脂との複合樹脂は、オレフィン系樹脂の含有量が１０～６０質量部、スチレン系樹脂の含有量が４０～９０質量部（但し、両者の合計が１００重量部である）であることが好ましく、オレフィン系樹脂の含有量が１５～４０質量部、スチレン系樹脂の含有量が６０～８５質量部であることがより好ましい。
これらの熱可塑性樹脂の中では、通常、成形体表面に粒子間の隙間が生じ易く、本発明の効果が発揮され易いことから、ポリオレフィン系樹脂またはスチレン系樹脂とオレフィン系樹脂との複合樹脂であることが好ましく、ポリエチレン系樹脂またはポリプロピレン系樹脂であることがより好ましく、更にはポリプロピレン系樹脂が好適である。

発泡粒子を製造する方法としては、公知の方法で良く、例えば水性媒体が加えられた耐圧容器中に熱可塑性樹脂粒子と発泡剤とを供給し、加圧・加温下で熱可塑性樹脂に発泡剤を含有させた後、容器の内容物を低圧域に放出して樹脂粒子を発泡させる方法等により発泡粒子を製造することができる。

本発明に用いられる発泡粒子の粒子径は、本発明の所期の目的を達成できるものであれば特に限定されないが、発泡粒子の二次発泡性を高めるとともに、所望とする外観を有する成形体を得やすくする観点から、１～８ｍｍであることが好ましく、２～６ｍｍであることが好ましい。
また、発泡粒子の見掛け密度も、特に限定されるものではないが、所定の見掛け密度を有する成形体を得やすくする観点から、１０～２００ｋｇ／ｍ^３であることが好ましく、２０～１００ｋｇ／ｍ^３であることがより好ましい。
発泡粒子成形体の見掛け密度も、特に限定されるものではないが、軽量であると共に、外観が良好な成形体を得やすくなる観点から、１０～２００ｋｇ／ｍ^３であることが好ましく、２０～１００ｋｇ／ｍ^３であることがより好ましい。

発泡粒子を型内成形する成形機は、例えば、図１に示した成形機を用いることができる。
この図示した成形機１は、一対の雌成形型２と雄成形型３とを有し、雌成形型２は固定台４に固定され、雄成形型３は移動台５に固定されている。そして、雄成形型３は移動台５を移動させることによって、雌成形型２に対して接近・離反する方向に移動可能に配置されている。雌成形型２には凹部６が形成されている一方、雄成形型３には凸部７が形成されており、雌・雄成形型２，３は、これら凹部６と凸部７とを互いに対向させた状態に配設され、雌・雄成形型２，３を型閉めすると、雌成形型２の凹部６と雄成形型３の凸部７との対向面間に成形空間８が形成されるように構成されている。また、雌・雄成形型２，３の背後は中空構造とされ、この中空部はチャンバー９，１０とされている。また、雌成形型２の適所には、上記成形空間８内に発泡粒子を供給するための充填機１１、成形された発泡粒子成形品を離型させるための押出ピン１２がそれぞれ設けられている。

本発明においては、上記したような成形機１に使用される雌・雄成形型２，３の少なくとも一部、具体的には得られる発泡粒子成形体の優れた外観性が要求される面に対応する成形面部分に、凹凸模様付与面を有する本発明にかかる成形型２０が使用される。
この成形型２０は、例えば図２、図３に示したように、凹溝２１と、該凹溝２１により囲まれた平面視三角形状の隆起部２２が規則的に並ぶ凹凸模様付与面２３を有し、上記凹溝２１により囲まれた隆起部２２の頂点付近に、成形空間８に加熱媒体を供給する加熱媒体供給孔２４が形成されたものである。このように加熱媒体供給孔２４を隆起部２２の頂点付近に形成することにより、発泡粒子成形体に転写された加熱媒体供給孔２４に起因する跡（凸部）は、凹部の底面から突出したものとなり、該加熱媒体供給孔２４に起因する跡（凸部）は目立ちにくいものとなる。

凹凸模様付与面２３を有する成形型２０は、所望とする発泡粒子成形体の外観に応じて、雌・雄成形型２，３の全成形面に使用しても良いし、上記したように一部に使用しても良い。図示した実施形態においては、雌成形型２を本発明にかかる成形型２０とした。
凹溝２１により囲まれた隆起部２２の形状は、円形状や、三角形、四角形、五角形、六角形等の多角形状等とすることができる。
また、凹凸模様付与面２３の形状模様は、本発明の所期の目的を達成できる範囲であれば種々の幾何学模様としてもよく、円形状や、三角形、四角形、五角形、六角形等の多角形状の１種または２種以上を配列させて形成した模様とすることができる。この凹凸模様付与面２３の形状模様の具体例としては、例えば、図４に示すような形状とすることができる。
なお、成形体の外観を高めつつ、成形体表面のボイドの発生を抑制しやすくなる観点から、上記凹凸模様付与面２３の形状模様は、凹溝２１により囲まれた隆起部２２が規則的に配列した形状であることが好ましい。また、凹溝２１により囲まれた隆起部２２の形状は、三角形状および／または四角形状であることが好ましく、三角形状であることがより好ましい。

上記凹溝２１により囲まれた隆起部２２の頂点付近に形成する加熱媒体供給孔２４は、１個あたりの開口部平均面積が２ｍｍ^２以下のものである。これは、開口部平均面積が大きすぎる加熱媒体供給孔２４を形成した場合には、該加熱媒体供給孔２４に起因する跡として発泡粒子成形体表面に形成される凸部が太いものとなり、例え突条により囲まれた凹部内に存在するものであっても該凸部は目立ってしまうものとなるために好ましくない。かかる観点及び加熱媒体供給孔の作成容易性等の観点から、加熱媒体供給孔１個あたりの開口部平均面積は、０．５ｍｍ^２以上１．８ｍｍ^２以下であることが好ましく、０．６ｍｍ^２以上１．５ｍｍ^２以下であることがより好ましい。
なお、凹溝２１により囲まれた隆起部２２の頂点付近に形成する加熱媒体供給孔２４における、開口部の最大面積は５ｍｍ^２以下であることが好ましく、３ｍｍ^２以下であることがより好ましく、２ｍｍ^２以下であることがさらに好ましい。
また、加熱媒体供給孔２４の成形面側の開口面の形状は、上記開口部平均面積を満たすものであれば特に限定されないが、凹凸模様付与面２３の造形が容易であると共に、型内成形時において加熱媒体を均一に供給しやすくなる観点から、円形状であることが好ましい。
上記加熱媒体供給孔１個あたりの開口部平均面積は、凹凸模様付与面に形成された加熱媒体供給孔のすべてに対して、成形面側の開口部の面積（成形面に沿った開口面の面積）を測定し、測定された面積の算術平均することで求めることができる。

また、上記凹凸模様付与面２３の面積に対する上記加熱媒体供給孔２４の開口部面積の合計の割合は、５％以上である。これは、加熱媒体供給孔の凹凸模様付与面に対する面積割合が低すぎる成形型である場合には、型内成形時において、発泡粒子に十分な加熱媒体を供給することができず、凹凸模様面において亀甲模様の発生やボイドの発生を抑制することができず、外観性の良好な発泡粒子成形体を得ることが困難となる。かかる観点、更には成形型の強度等の観点から、凹凸模様付与面の面積に対する加熱媒体供給孔の開口部面積の合計の割合は、６％以上５０％以下であることが好ましく、７％以上３０％以下であることがより好ましく、８％以上２０％以下であることが更に好ましい。
上記凹凸模様付与面の面積は、成形面（凹凸模様付与面）の法線方向に沿う方向から凹凸模様面を見た平面視における、凹凸模様付与面の面積として求めることができ、例えば凹凸模様付与面が平坦な形状であれば、凹凸模様付与面の平面視面積として求めることができる。
また、加熱媒体供給孔の開口部面積の合計は、凹凸模様付与面に形成された加熱媒体供給孔のすべてに対して、成形面側の開口部の面積（成形面に沿った開口面の面積）を測定し、これらを合計することで求めることができる。
なお、上記凹凸模様付与面の面積や加熱媒体供給孔の開口部面積は、凹凸模様付与面を形成・造形するために使用される図面データ等から求めてもよい。

また、上記凹溝２１により囲まれた隆起部２２は、上記凹凸模様付与面２３の１００ｃｍ^２あたり５００個以上形成されていることが好ましく、６００個以上２０００個以下形成されていることがより好ましく、８００個以上１５００個以下形成されていることが更に好ましい。上記のように凹溝により囲まれた隆起部が凹凸模様付与面に多数形成されていることにより、該凹凸模様付与面の模様が転写された発泡粒子成形体の表面には、突条により囲まれた多数の凹部による凹凸模様面が形成され、該模様により発泡粒子の融着痕に起因する亀甲模様、また加熱媒体供給孔に起因する跡が目立ち難いものとなる。また、同様の観点から、上記凹溝２１の深さは、０．２ｍｍ以上３ｍｍ以下であることが好ましく、０．３ｍｍ以上２ｍｍ以下であることがより好ましい。なお、凹溝の深さは、隆起部の隆起方向における隆起部の上端と凹溝の底面との間の長さを意味する。
なお、得られる発泡粒子成形体の外観をより向上させる観点から、成形型において、上記凹凸模様付与面２３が１００ｃｍ^２以上形成されていることが好ましい。また、上記凹凸模様付与面２３が、成形型の少なくとも一面の略全面にわたって形成されていることが好ましい。

また、上記隆起部２２のうち２０％以上の隆起部に、上記加熱媒体供給孔２４が形成されていることが、発泡粒子に十分な加熱媒体を供給することができる観点から好ましい。かかる観点から、４０％以上の隆起部に加熱媒体供給孔が形成されていることが好ましく、６０％以上の隆起部に加熱媒体供給孔が形成されていることがより好ましく、８０％以上の隆起部に加熱媒体供給孔が形成されていることが更に好ましく、１００％の隆起部、即ち全ての隆起部に加熱媒体供給孔が形成されていることが特に好ましい。図示した実施形態においては、隆起部２２の全てに加熱媒体供給孔２４を形成した。

上記加熱媒体供給孔２４の断面形状は、図３に示したように、加熱媒体の導入側から成形面である上記凹凸模様付与面２３側に向かって、開口面積が拡がることなく狭まってゆく形状に形成されていることが好ましい。これにより、型内成形時において、該加熱媒体供給孔に発泡粒子が詰り難いものとなり、また発泡粒子が詰まった場合でも、その詰まった発泡粒子を容易に除去できるものとなるために好ましい。
なお、従来の成形型の製造方法では、上記断面形状の加熱媒体供給孔２４を製造することは困難であったが、後述する３Ｄプリンタを用いることで、本発明にかかる成形型を容易に製造することができる。

本発明にかかる成形型２０においては、上記した凹凸模様付与面２３が３Ｄプリンタにより造形されてなることが好ましい。３Ｄプリンタを用いることで、本発明にかかる成形型を容易に製造することができる。
例えば、パウダーベッド方式による３Ｄプリンタを用いて、パウダー状の粉末材料をレーザまたは電子ビームを照射して、粉末を溶融し、溶融した粉末同士が凝固、結合させることで、上記した凹凸模様付与面２３を立体的に造形することができる。
その他にも、アーク溶接方式による３Ｄプリンタを用い、かつ造形する形状に応じた制御プログラムを作成して、ＮＣ制御により溶接トーチを適切に動かすこと等で、上記した凹凸模様付与面２３を立体的に造形することができる。
３Ｄプリンタの造形材料としては金属や樹脂等を用いることができる。造形金属としては、軟鋼、ステンレス、インコネル、ＳＫＤ６１、チタン合金、アルミニウム合金、マグネシウム合金、ニッケル合金等が挙げられ、造形樹脂としては、ポリアミド系樹脂、ポリエーテルイミド系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ＡＢＳ樹脂等が挙げられる。これらの中でも、熱伝導性、耐久性、軽量性、切削性加工性の観点から、造形材料としては、造形金属が好適であり、アルミニウム合金がより好ましい。
なお、３Ｄプリンタにより凹凸模様付与面２３を造形する際は、成形型２０全体を３Ｄプリンタにより造形してもよく、凹凸模様付与面２３のみを、金型内壁に装着する金型表面材として、３Ｄプリンタにより造形してもよい。

上記した本発明にかかる成形型２０を少なくとも一部に使用した雌・雄成形型２，３を搭載した成形機１を用い、発泡粒子成形体を型内成形する方法は、例えば以下のようにして、従来と同様に行うことができる。
先ず、雌・雄成形型２，３を型締めし、充填機１１を介して発泡粒子を成形空間８内に充填し、その後、成形空間８内に加熱媒体である水蒸気を導入する。水蒸気は、雌・雄成形型２，３のそれぞれの背後に形成されたチャンバー９，１０に先ず導入され、該チャンバー９，１０に導入された水蒸気は、さらに雌・雄成形型２，３に形成された加熱媒体供給孔２４等を通って、成形空間８内に導入される。そして、成形空間８内に導入された水蒸気により、発泡粒子は加熱されて２次発泡すると共に、発泡粒子同士が加熱融着して、発泡粒子成形体が成形される。その後、発泡粒子成形体は冷却され、雌・雄成形型２，３を型開きし、押出ピン１２により離型することにより、発泡粒子成形体５０が得られる。

得られた発泡粒子成形体５０は、例えば図５に示したように、少なくともその一部、図示した実施形態にかかる発泡粒子成形体５０においては、雌成形型２に配置した本発明にかかる凹凸模様付与面２３を有する成形型２０から転写された凹凸模様面５１を外表面に有するものとなる。この凹凸模様面５１は、図６、図７に示したように、突条５２と、該突条５２により囲まれた平面視三角形状の凹部５３が規則的に並ぶものであり、上記突条５２により囲まれた凹部５３内に、該凹部５３の底面から突出する凸部５４が形成されたものとなる。このように成形型２０に形成された加熱媒体供給孔２４に起因する跡である凸部５４は、凹部５３の底面から突出したものとなるので、該加熱媒体供給孔２４に起因する跡（凸部）５４は目立たないものとなる。
突条５２により囲まれた凹部５３の形状は、円形状や、三角形、四角形、五角形、六角形等の多角形状等とすることができる。
また、凹凸模様面５１の形状模様は、本発明の所期の目的を達成できる範囲であれば種々の幾何学模様としてもよく、円形状や、三角形、四角形、五角形、六角形等の多角形状の１種または２種以上を配列させて形成した模様とすることができる。
なお、成形体表面のボイドの発生が少ないと共に、外観が良好な成形体を得やすい観点から、凹凸模様面５１の形状模様は、突条５２により囲まれた凹部５３が規則的に配列した形状であることが好ましい。また、突条５２により囲まれた凹部５３の形状は、三角形状および／または四角形状であることが好ましく、三角形状であることがより好ましい。

上記突条５２により囲まれた凹部５３の底面に形成された凸部５４は、成形型２０に形成された開口部平均面積が２ｍｍ^２以下の加熱媒体供給孔２４に起因する跡であるので、凸部５４の水平断面における平均面積は、凸部１個あたり２ｍｍ^２以下の細いものとなり、さらに目立たないものとなる。かかる観点から、形成された凸部５４の水平断面における平均面積は、１．８ｍｍ^２以下のものであることが好ましく、１．５ｍｍ^２以下のものであることがより好ましい。なお、その下限は、概ね０．５ｍｍ^２であることが好ましく、０．６ｍｍ^２であることがより好ましい。
なお、上記突条５２により囲まれた凹部５３の底面に形成された凸部５４における、凸部５４の水平断面における最大面積は５ｍｍ^２以下であることが好ましく、３ｍｍ^２以下であることがより好ましく、２ｍｍ^２以下であることがさらに好ましい。
上記凸部の水平断面における平均面積は、凹凸模様面に形成された凸部のすべてに対して、凸部の水平断面（凸部の突出方向に対して直交する面）における面積の最大値を測定し、これらを算術平均することで求めることができる。また、例えば凹凸模様面が平坦な形状であれば、凹凸模様面の平面視における、凸部の面積をすべての凸部に対して測定し、これらを算術平均することで、凸部の水平断面における平均面積を求めることができる。

また、上記凹凸模様面５１の面積に対する上記凸部５４の面積の合計の割合は、５％以上のものとなる。これは、成形型２０に形成する加熱媒体供給孔２４の凹凸模様付与面２３に対する面積割合を、発泡粒子に十分な加熱媒体を供給する観点から５％以上のものとしたことから、その加熱媒体供給孔２４の跡である凸部５４の面積割合は、上記したものとなる。加熱媒体供給孔に起因する凸部５４の面積割合が５％以上のものであることから、型内成形時において発泡粒子に十分な加熱媒体を供給できたものとなり、凹凸模様面における亀甲模様の発生やボイドの発生を抑制することができ、外観性の良好な発泡粒子成形体となる。かかる観点から、凹凸模様面の面積に対する凸部全ての面積の割合は、６％以上であることが好ましく、８％以上であることがより好ましい。また、該割合の上限は、成形体の外観をより良好なものとする観点から、概ね５０％であることが好ましく、３０％であることがより好ましく、２０％であることが更に好ましい。
なお、上記凹凸模様面の面積は、凹凸模様面の法線方向に沿う方向から凹凸模様面を見た平面視における、凹凸模様面の面積として求めることができ、例えば凹凸模様面が平面状の形状であれば、凹凸模様面の平面視面積として求めることができる。
また、凸部の面積の合計は、凹凸模様面の法線方向に沿う方向から凹凸模様面を見た平面視における、凸部の面積の合計として求めることができ、例えば凹凸模様面が平面状の形状であれば、凸部の平面視面積の合計として求めることができる。

また、上記突条５２により囲まれた凹部５３は、上記凹凸模様面５１の１００ｃｍ^２あたり５００個以上形成されていることが好ましく、６００個以上２０００個以下形成されていることがより好ましく、８００個以上１５００個以下形成されていることが更に好ましい。上記のように突条により囲まれた凹部が凹凸模様面に多数形成されていることにより、該凹凸模様面の模様により発泡粒子の融着痕に起因する亀甲模様、また加熱媒体供給孔に起因する跡がさらに目立ち難いものとなる。また、同様の観点から、形成されている突条５２の高さは、０．２ｍｍ以上３ｍｍ以下であることが好ましく、０．３ｍｍ以上２ｍｍ以下であることがより好ましい。
なお、外観を高める観点から、発泡粒子成形体において、上記凹凸模様面５１は、１００ｃｍ^２以上形成されていることが好ましい。また、上記凹凸模様面５１が、発泡粒子成形体の少なくとも一面の略全面にわたって形成されていることが好ましい。

また、上記凹部５３のうち２０％以上の凹部に、上記凸部５４が形成されていることが、型内成形時において、発泡粒子に十分な加熱媒体が供給されたことを意味する観点から好ましい。かかる観点から、４０％以上の凹部に凸部が形成されていることがより好ましく、６０％以上の凹部に凸部が形成されていることがより好ましく、８０％以上の凹部に凸部が形成されていることが更に好ましく、１００％の凹部、即ち全ての凹部に凸部が形成されていることが特に好ましい。図示した実施形態においては、凹部５３の全てに凸部５４が形成されている。

上記凹部５３に形成された凸部５４は、その上端がその周りを囲む突条５２の上端の高さ以下に形成されていることが好ましい。この場合、該凸部５４がより目立たないものとなると共に、凹凸模様面の手触りを向上させることができる。
また、凸部５４の水平断面形状は、上記凸部の水平断面における平均面積を満たすものであれば特に限定されるものではないが、円形状に形成されていることが好ましい。この場合、成形体表面のボイドの発生を抑制しつつ、より外観に優れる成形体となる。

上記した本発明にかかる発泡粒子成形体５０は、成形型２０から転写された、突条５２と、該突条５２により囲まれた凹部５３が規則的に並ぶ凹凸模様面５１を有し、上記突条５２により囲まれた凹部５３内に、該凹部の底面から突出する特定の大きさ以下の凸部５４が、上記凹凸模様面５１に特定の割合以上形成されたものである。
ここで、上記突条５２により囲まれた凹部５３内に形成された凸部５４は、型内成形時において、成形型２０に設けられた加熱媒体供給孔２４に起因して形成された跡である。
この加熱媒体供給孔２４の跡である凸部５４が、突条５２に囲まれた凹部５３の底面から突出する特定の大きさ以下、具体的には平面視平均面積が２ｍｍ^２以下の細い凸部５４として形成されているので、該加熱媒体供給孔に起因する跡（凸部）５４が目立たない発泡粒子成形体となる。
また、この加熱媒体供給孔の跡である凸部５４が、凹凸模様面５１に特定の割合以上、具体的には面積割合で５％以上形成されているので、型内成形時において、発泡粒子表面に十分に加熱媒体が行き渡り、亀甲模様の発生やボイドの発生が十分に抑制されることを意味し、外観に優れた発泡粒子成形体となる。

また、上記した本発明にかかる成形型２０は、造形により形成された、凹溝２１と、該凹溝２１により囲まれた隆起部２２が規則的に形成された凹凸模様付与面２３を有し、上記凹溝２１により囲まれた隆起部２２の頂点付近に、成形空間８に加熱媒体を供給する特定の大きさ以下、具体的には開口部平均面積が２ｍｍ^２以下の加熱媒体供給孔２４が、上記凹凸模様付与面２３に特定の割合以上、具体的には面積割合で５％以上形成されているものとしたので、上記した本発明にかかる外観性の良好な発泡粒子成形体を成形することができる。

以上、本発明にかかる発泡粒子成形体及び成形型を説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されないことは言うまでもない。上記実施形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。また、その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

以下、本発明にかかる発泡粒子成形体及び成形型の実施例を、比較例と共に記載する。

－成形型の作製－
３Ｄプリンタ（ＥＯＳ社製：Ｍ２９０）を用い、造形金属として鋳造系アルミニウム合金粉末（ＥＯＳ社製：ＡｌＳｉ１０Ｍｇ）を使用し、表１に示した実施例１、実施例２、比較例１の種々の凹凸模様付与面を有する成形型を作成した。
なお、凹凸模様付与面を有する成形型の寸法は、縦１００ｍｍ、横１００ｍｍ、厚み１０ｍｍであった。また、成形型は、加熱媒体が導入される成形型の裏面側から成形面である上記凹凸模様付与面側に向かって、開口面積が拡がることなく狭まってゆく形状に形成されていた。実施例１の成形型が有する凹凸模様付与面の概略形状は、図２に示したものであり、実施例２の成形型が有する凹凸模様付与面の概略形状は、図４（ｄ）に示したものであった。また、比較例１の成形型が有する凹凸模様付与面の概略形状は、図８に示したものであった。

－発泡粒子成形体の作製－
成形機１の雌成形型２として上記した種々の凹凸模様付与面を有する成形型を使用し、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子（株式会社ジェイエスピー社製、見掛け密度：３０ｋｇ／ｍ^３、粒子径：１．５ｍｍ）を型内成形し、縦１００ｍｍ、幅１００ｍｍ、厚み２０ｍｍ程度の板状の成形体（見掛け密度：３５ｋｇ／ｍ^３）をそれぞれ作製した。
成形条件は、加熱は両面の型のドレン弁を開放した状態で加熱スチームを５秒間供給して予備加熱（排気工程）を行った後、成形蒸気圧（０．３ＭＰａ（Ｇ））より０．０８ＭＰａ低い圧力で加熱スチームを供給する一方加熱を７秒間行い、さらにその成形蒸気圧より０．０４ＭＰａ低い圧力で加熱スチームを逆方向から供給する一方加熱を４秒間行った後、その成形蒸気圧で加熱スチームを両面から供給する本加熱を３秒間行った。加熱終了後、放圧し、冷却水を供給して６０秒間水冷した後、５秒間空冷し、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子成形体を得た。
得られた板状の成形体は、一つの面（縦１００ｍｍ×幅１００ｍｍ）全体にわたって、成形体の表面に成形型から転写された表１に示した実施例１、実施例２、比較例１の種々の凹凸模様面を有するものであった。

－発泡粒子成形体の評価－
得られた各発泡粒子成形体の外観を、以下の評価基準により評価した。その結果を表１に併記する。
（１）ボイド：
無・・・成形体の凹凸模様面にボイドがみられない
有・・・成形体の凹凸模様面にボイドが散見される
（２）亀甲模様：
無・・・成形体の凹凸模様面に亀甲模様がみられない
有・・・成形体の凹凸模様面にわずかに亀甲模様が見られる
（３）加熱媒体供給孔跡（凸部）：
〇・・・成形体の凹凸模様面に加熱媒体供給孔跡（凸部）が目立たない
×・・・成形体の凹凸模様面に加熱媒体供給孔跡（凸部）が目立つ

本発明にかかる発泡粒子成形体は、表面に発泡粒子同士の融着痕に起因する亀甲模様、また加熱媒体供給孔に起因する跡が目立たないと共に、成形体表面のボイドの発生が抑制された、外観性の良好な発泡粒子成形体となるので、外観性が要求される包装部材、建築部材、自動車部材等として好適に用いることができる。

１ 成形機
２ 雌成形型
３ 雄成形型
４ 固定台
５ 移動台
６ 凹部
７ 凸部
８ 成形空間
９，１０ チャンバー
１１ 充填機
１２ 押出ピン
２０ 成形型
２１ 凹溝
２２ 隆起部
２３ 凹凸模様付与面
２４ 加熱媒体供給孔
５０ 発泡粒子成形体
５１ 凹凸模様面
５２ 突条
５３ 凹部
５４ 凸部（加熱媒体供給孔跡）

Claims (9)

1. 成形型を用いて熱可塑性樹脂発泡粒子を型内成形することにより得られた発泡粒子成形体であって、
   上記発泡粒子成形体は、成形型から転写された、突条と、該突条により囲まれた凹部とが形成された凹凸模様面を有し、
   上記突条により囲まれた凹部内に、該凹部の底面から突出する凸部が形成されており、
   上記凸部の水平断面における平均面積が、凸部１個あたり２ｍｍ^２以下であり、
   上記凹凸模様面の面積に対する上記凸部の面積の合計の割合が、５％以上であることを特徴とする、発泡粒子成形体。
2. 上記凸部の上端が、上記突条の上端の高さ以下に形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の発泡粒子成形体。
3. 上記凹部が、上記凹凸模様面１００ｃｍ^２あたり５００個以上形成されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の発泡粒子成形体。
4. 上記凹部のうち２０％以上の凹部に、上記凸部が形成されていることを特徴とする、請求項１～３のいずれかに記載の発泡粒子成形体。
5. 熱可塑性樹脂発泡粒子を型内成形することにより凹凸模様面を有する発泡粒子成形体を得るための凹凸模様付与面を有する成形型であって、
   上記凹凸模様付与面には、凹溝と、該凹溝により囲まれた隆起部とが形成されており、
   上記凹溝により囲まれた隆起部の頂点付近に、成形空間に加熱媒体を供給する加熱媒体供給孔が形成されており、
   上記加熱媒体供給孔の開口部平均面積が、加熱媒体供給孔１個あたり２ｍｍ^２以下であり、
   上記凹凸模様付与面の面積に対する上記加熱媒体供給孔の開口部面積の合計の割合が、５％以上であることを特徴とする、成形型。
6. 上記隆起部が、上記凹凸模様付与面１００ｃｍ^２あたり５００個以上形成されていることを特徴とする、請求項５に記載の成形型。
7. 上記隆起部のうち２０％以上の隆起部に、上記加熱媒体供給孔が形成されていることを特徴とする、請求項５又は６に記載の成形型。
8. 上記加熱媒体供給孔の断面形状が、上記加熱媒体の導入側から上記凹凸模様付与面側に向かって開口面積が拡がることなく狭まってゆく形状に形成されていることを特徴とする、請求項５～７のいずれかに記載の成形型。
9. 上記凹凸模様付与面が、３Ｄプリンタにより造形されてなることを特徴とする、請求項５～８のいずれかに記載の成形型。

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