JPH0387245A - ポリオレフィン系樹脂型内薄肉成形体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野」 本発明は、ポリオレフィン系樹脂発泡粒子で出来た型内
成形体で、その主要部は肉厚が５ｍｍ以下の成形体部位
で構成されている処の薄肉成形体に関する。このものは
薄肉（嵩張らず）軽量で、強靭性と緩衝性と断熱性とが
兼備していることが要求される処の、例えば車両内温調
機の緩衝断熱カバー等に特に有用なものである。

［従来技術」 ポリオレフィン系樹脂発泡粒子を用いた型内成形体の製
法は、例えば特公昭５１−２２９５１号公報、特公昭５
３−３３９９６号公報等に開示されていて公知である。

その内容は要するに、樹脂粒子に発泡剤を含浸させて発
泡性樹脂粒子にしたものを発泡させて予備発泡粒子とし
、この予備発泡粒子に膨張能（型内で膨張させるための
もの）を付与して型内に充填し、加熱して粒子相互を膨
張・融着させて、型窩通りの成形体にするものである。

このようにして得られた成形体は、強靭性１弾性＆ｌ衝
性、断熱性に優れることで、例えば精密機器の緩衝容器
、ｍ＠部品の緩衝通い箱、スポーツ用緩衝安全具、温水
槽断熱カバー等に汎用されている。

しかしこのポリオレフィン系樹脂発泡粒子を用いた型内
成形体は、現状にあってもその主要部が５ｍｍ以下の厚
みである薄肉成形部位で構成された成形体は実在しない
、その理由は本発明者等の究明知見によると次の２つに
大別される。

即ちその１つは、ポリオレフィン系樹脂は樹脂自体の特
性から、ポリスチレン系樹脂等とは違い粒径の揃った微
細樹脂粒子及びその予備粒子の作成が極めて難しいこと
である。つまり例えば一つの単純計算として、５ｍｍの
厚み空間の型窩に発泡粒子の３粒を、厚み方向に配列さ
せる粒子の最大径は約１．７ｍｍである。けだしこの粒
子の未発泡状態である段階での粒子径は、発泡倍率が１
０倍の場合で約０．７９ｍｍ、発泡倍率が３０倍の場合
では約０．５５ｍｍであったことを意味している。

しかるにポリオレフィン系樹脂の場合はこのような微細
粒子は、−員数ｍｍ径の粒状に加工されである樹脂を溶
融し、微小径の線状ストランドに押出してこれを微小長
に切断し作成することになるが、この切断時にストラン
ドが撓んで切断長が定尺に揃い難く、粒の揃った粒子が
得難いという問題がある。

更にこの微細樹脂粒子を発泡粒子はする際は、この様な
粒子は単位樹脂量に対する樹脂の表面積が増加している
ので、相対的に悪い樹脂とされている樹脂のガス保持性
が一段と悪化し、発泡直前での発泡剤ガスの逸散が著し
く、目標倍率を下回る発泡粒子になる。不均一な発泡状
態の粒子群になる。不均一気泡構造の粒子になる。或は
連通気泡構造の粒子になる等の、所謂型内成形に不向き
な予備発泡粒子になり易い問題点が存在することである
。

その２つめは、粒子気泡の内圧を高める。或は粒子を圧
縮する等の操作で膨張能を付与した状態の予備発泡粒子
を、狭い型窩に均一に配列させて充填することの困難性
と、この充填した粒子を均等に膨張・融着させることの
困難性にある。

この際の先ず粒子の充填は、通常加圧した気体じ粒子を
浮遊させ気体の流動に拠って粒子を搬送・充填する。従
って例えば規定より大きい寸法の粒子や密度の高い粒子
は型窩に停滞し易く、又複雑形状の型窩や屈曲した流路
は圧力損失を大きくして粒子の搬送の障害になり易いこ
とである。

つまりここでの問題は、部分的にしろ搬送粒子が停滞す
ることになると、その先の型窩への粒子の充填はまばら
で偏在した状態のものになり、充填操作中にその偏在が
矯正される可能性がまず無いことである。棒等でつつい
て詰込むのと訳が違うのである。

次にこの際の膨張・融着の為の加熱は、水蒸気を型窩内
に注入して充填されである粒子の個々に水蒸気が直接接
触する加熱効率の高い方法が採用される。しかし充填状
態が密に過ぎると型窩内部に水蒸気が到達せずに加熱が
不十分になるし、粗の充填部分は過剰発泡となって密度
斑を形成したり、更には粒子の膨張能力を越えた粗の充
填は、加熱は十分出来ても膨張が粒子間の間隙を埋づめ
きれず空隙や空洞を形成して、いずれも融着状態が不十
分なものになる問題がある。殊に粒子の偏在した充填状
態は、水蒸気等の気体の流通が抵抗の少ない部分を流路
にして短絡した形で行なわれて、そのことが複雑不可解
な融着斑の現象原因となることにも注意が肝要になる。

従って通常は、より高水準の膨張能を付与した発泡粒子
を採用し若干粗の状態に充填して、充填時に生じてしま
う粒子間の空隙を膨張能で補なえば、上述の諸現象の対
策になるのではないか？と考えるのが一般的であるが、
高い膨張能の発泡粒子は圧力や温度雰囲気に対する体積
膨張性が敏感なため、圧損の影響で型窩途中での搬送詰
まりの原因になったり、加熱時には型窩の表面部粒子が
急激に膨張融着して、型窩内部の粒子間に空気を封じ込
めたりする等の内部粒子の膨張・融着を進める障害にな
る不良現象が先行して、予測通りの成果が得られないの
である。

かかる現状にあって、当社では先に薄肉成形体として実
公昭５７−５５０６４号に記載の技術を完成した。この
技術は２５％圧縮時の歪み未回復率が２〜５％の値の発
泡粒子を採用することによつて、厚み方向に３粒以上の
粒子を配列させることに成功したものである。

しかし、到達できる薄肉化の限界は６ｍｍが限度であり
、これを１ｍｍ減じる処の技術の壁は極めて厳しいもの
である。即ち厚み方向に５ｍｍ以下と言う狭い型窩の空
間に、複数個の粒子を整然と配列した状態に充填し、こ
れを完全な融着状態の成形体にすることが困難な為に、
部分空隙がある。大きな密度斑がある。融着斑が著しい
等の不良現象が重なり、結果的に外観品位や断熱性能や
緩衝性能、構造強度に乏しい成形体になってしまうので
ある。さりとて１個の粒子で成形体の厚み断面を形成さ
せたのでは、同じ厚みのものは成形できたと仮定しても
厚みの異なる部分は成形できない問題が生じるので、こ
れにたよることは出来ない問題点がある。

従って現状では５ｍｍ以下と言う薄肉の成形体部位が必
要なときは、特性が確保できるに十分な厚みの発泡体を
成形し、それの厚みを分断したり切削除去して作る、こ
うした加工が出来る部分にしか５ｍｍ以下の肉厚みには
出来ないのが型内成形の現状の技術水準である。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら上記の切断・切削した成形体では、単純な
形状の部位部分には対応できても、例えば第１〜２図（
車両内温調機の緩衝断熱カバー）に代表される複雑形状
をしたものは、工業的に作成できない。つまり現状成形
技術による５ｍｍ以下の薄肉成形体では、その外観品位
１寸法精度、緩衝性能、断熱性能、及び機械的特性等を
高度に要求する成形体にはなり得ない。従って本発明の
目的は、成形された状態のままで成形体の大部分が５ｍ
ｍ以下の薄肉部位で構成され、それでいて外観品位、緩
衝性能、断熱性能、及び機械的特性等を高度に兼備した
ポリオレフィン系樹脂発泡粒子の型内成形体を提供する
ことにあり、そのことによって未開発のままの用途分野
、例えば精密機器部品の緩衝通い箱、車両内の緩衝断熱
内装材、模型工作用部品類、医療器具緩衝外装材、救命
具浮材、衣料芯地材、玩具類等の分野で、軽量・薄肉化
が要求される新分野への進出展開をはかる為のものであ
る。

［課題を解決するための手段コ 上記本発明の目的は本発明の成形体、即ち「ポリオレフ
ィン系樹脂発泡粒子による発泡倍率（ｃ　ｃ　／　ｇ　
）が４〜２５の型内成形体において、その形成体の主要
部は、形成されたままの状態にあって肉厚みの方向に４
粒以下の発泡粒子が配列して５ｍｍ以下の肉厚みを形成
し且つその肉厚みで小さい方の一辺寸法が肉厚み寸法の
１５倍以上である面部を形成している処の成形体部位で
構成されており、その成形体部位は界面活性剤を含む水
に浸漬させて求めた「水浸透率」で２体積％以下の値の
ものであることを特徴とするポリオレフィン系樹脂型内
薄肉成形体」を採用することによって容易に達成される
。

［作用］ 以下本発明の内容を図面等を用いて詳述する。

第１〜２図は、本発明の成形体を例示する概念図で、車
両内温調機の緩衝断熱カバーである場合を示したもので
ある。そして第１図は全体を２分割した形状を示す斜視
図、第２図は成形体の厚み状態を例示したもので第１図
のＸ−ｘ方向の切断断面図、第２図は第１図の成形体立
ち上り部の厚み断面を構成する発泡粒子の配列状態を厚
み寸法と共に示す拡大図である。第１〜２図が示す様に
、本発明の成形体はその主要部、即ち成形体躯体部の全
体の少な′くとも５０％以上のより多くの部分が５ｍｍ
以下の薄厚成形体で構成され、その成形体は小さい方の
一辺寸法がその肉厚み寸法の１５倍以上である面部（つ
まり広い面部）を持って構成しているものであることが
分かる。しかもこの面でなる成形体は成形されたままの
状態のもので、例えば第２図の断面（ｔの数字は厚み寸
法を示す）で例示される様に、部分的には５ｍｍを越え
た厚肉部と共存することはあっても、屈曲部や湾曲部を
有したりしながら、５ｍｍ以下と言う寸法範囲内で断続
的に或は連続的に厚みを変化させたりすることができる
処の、一体止された成形体である。従って必要に応じて
様々な形態のものに出来るし、−旦型窩が形成されてし
まうと、同じ形状のものを寸法精度よく経済的に大量に
再現供給することが出来ると言う効果を有している。そ
してこの要件は、切断・切削加工して得る薄肉成形体、
或いは成形体の極く一部の小面積部分が結果的に薄肉部
が形成されていると言う様な、従来の成形体とは技術的
に一線を異にするものであることを示すものである。

第２図において、本発明で言う薄肉形成体部位は、肉厚
みの方向に４粒以下、その殆んどが３粒或は２粒及び１
粒の発泡粒子が配列して５ｍｍ以下の肉厚を形成してい
ることが分かる。そして肉厚み方向で見た粒子の変形状
態は、粒子相互が接触している側の粒子面に比べて型窩
表面側に接触している粒子面の方が相対的に大きく平坦
化して、粒子相互の界面に空隙を持たず密に接触し融着
している様子を示している。この構造は、本発明の成形
体は定められた型窩の厚み間隙内に充填された発泡粒子
が膨張してその型窩寸法の肉厚みを形成したままのもの
である（型開き充填法でない）ことを実証するものであ
り、後述する発泡体の諸特性を兼備した状態で、４〜２
５倍もの広範囲の発泡倍率の成形体が得られると言う利
点につながる。この成形体の発泡倍率は、使用する予備
発泡粒子の発泡倍率で調整され、はぼ発泡粒子と同じ発
泡倍率のものになる。

しかし型内充填を気体で行なう関係で低発泡のものは重
くて、高発泡のものは粒径を小さく揃え難くて、共に均
質充填が難かしく、良質の成形体を安定して得る観点か
らは成形体の発泡倍率は５〜２０倍の範囲で選ぶことが
望ましい。

尚ここで言う粒子の数は、対象分野が持つ技術課題の困
難性を示すもので、この処は［従来技術］の項で詳述し
たので、重複をさける意味でここでは省略する。

次に本発明で言う「水浸透率」は、成形体の構造指標で
ある。この処の事実関係は本発明者らによって初めて究
明されたもので、第１表（実施例１．２．比較例１〜４
＆：対応）に示されている。

即ち第１表は、実施例・比較例で得られた成形体の解析
表で、縦欄に「水浸透率」をその数値の小さい順に配し
、横欄にはその成形体の外観品位（ひけ１粒子間くぼみ
）、引張強度（平均値とそのバラツキ）、硬度均質性、
密度均質性、２５％圧縮永久歪、２５％繰返圧縮永久歪
、及び断熱性能の各評価結果を記号表現にして配置し、
得られた各々の薄肉成形体を解析評価したものである。

第１表の結果によると、「水浸透率」が２体積％以下の
成形体は、少なくとも上記の諸特性の総てを高水準に兼
備するものであることが判る。

ここで評価している外観品位（ひけ１粒子間くぼみ）、
引張強度（平均値とバラツキ）、硬度均質性、密度均質
性は、商品価値を含めた成形体としての構造機械特性を
、２５％圧縮永久歪、２５％繰返圧縮永久歪は弾性的緩
衝能の維持で示す緩衝性能を、断熱性能は水蒸気の透過
性と断熱能の相乗作用と考えられる結露の発生状態を各
々想定して評価したものである。

従って本発明で言う「水浸透率」の要件は、薄肉成形体
の構造状態を示す一つの指標として意義があり、その値
が２体積％以下であることはその成形体の完成度（実用
性）の水準を示すものとして価値がある。従って「水浸
透率」が１．５％以下は更に成形体の完成度が高くて望
ましい。

ここでいうポリオレフィン系樹脂は、−Ｍにポリオレフ
ィン系樹脂と分類される樹脂の総称で、中でも予備発泡
粒子にすることが出来、それを型内成形に供した時に発
泡粒子相互が融着し一体化した発泡成形体にすることが
出来るポリオレフィン系樹脂を意味する。具体的には例
えば低、中。

高密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン。

線状超低密度ポリエチレン、エチレン酢酸ビニル共重合
体等で代表されるエチレン系樹脂、ポリプロピレン、エ
チレンプロピレンランダム共重合体、エチレンプロピレ
ンブロック共重合体等で代表されるプロピレン系樹脂で
あり、これらの混合樹脂であってもよい。中でも低、中
密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、線状超低
密度ポリエチレンこれらの混合樹脂が発泡・成形性に侵
れる点で望ましい。

又これらの樹脂は架橋して用いることも、架橋せずに用
いることもある。その架橋の有無や架橋度の選択は、対
象にする樹脂や目標とする成形体の設計値によって適宜
に選択すればよい。例えば一般には、プロピレン系樹脂
は無架橋の状態で十分実用に供する成形体が得られるが
、ポリエチレンで代表されるエチレン系樹脂では架橋し
た方が発泡構造の均質性や成形体の機械特性が高まる践
点で望ましい。この場合の架橋度は、沸騰キシレンの８
時間抽出残査で求めるゲル分率で、５〜７０％の範囲で
用いられる。

以下本発明の成形体の製造方法を詳述する。但し本発明
の成形体は、この記載の方法に制約されるものではない
。

本発明に用いる製造法もその基本概念は特公昭５１−２
２９５１号公報、特公昭５３−３３９９６号公報等に開
示されている内容と同種のもので、その基本工程は、 １、樹脂を溶融押出して目標小サイズの樹脂粒子にする
工程。

２、小サイズの樹脂粒子に発泡剤を含浸して発泡させ、
予備発泡粒子にする工程。

３、予備発泡粒子に膨張能を付与する工程。

４、その発泡粒子を型内に充填する工程。

５、型内に水蒸気を導入して加熱し、膨張・融着させて
成形体にする工程。

で構成される。しかしながら本発明では上記の工程の個
々は、それぞれに数々の創意・工夫が施されている。そ
の処の要点を工程別に整理すると、上記１．の工程では
、押出されたストランドに張力を与えた状態に保持し切
断することで、切断時の寸法不揃いを低減させた。即ち
押出されたストランドは緊張状態で冷却して引き取り、
これに熱処理を加えて硬化させリボン状に引き揃え、回
転体の表面側に切断刃を切断寸法間隔に植設した回転体
上に強く巻き重ねて固定し、その状態で上部から押圧を
与えて重なりの内側から切断する方法を採用した。この
方法は従来使用されてきたベレットカッターと呼称され
る切断装置のものより、その切断寸法のバラツキ発生を
５０％以上減少させることに成功した。次の２．の工程
では、特に５倍以上の高発泡粒子を得る場合、発泡粒子
の目標発泡倍率に合わせ、２〜３段階の発泡・膨張で目
標の倍率にする方法を採用した。尚この際、発泡剤で発
泡させる１段階目の発泡は、３〜５倍程度の低倍率に押
さえ、その後は無機ガスを含浸させて加熱膨張させる方
法を採用した。この場合のポイントは段階での発泡倍化
な２〜４倍の範囲に押さえることである。この小さな発
泡倍率で段階的に順次倍率を高める方法は、得られる予
備発泡粒子の気泡構造や粒子間の発泡状態を均一にし、
型内成形に適した粒子を提供するのに有効であった。

次に上記３．の工程では、その粒子の内圧が０．２〜０
．１５ｋｇ／ｃｒｎ”Ｇになるように無機ガスを連添し
、且つその発泡粒子の元の見掛の体積の８０％以下の体
積になる圧縮状態にして膨張付与をした。次の４．と５
．の工程はこれを組合せ工程としてとらえて様々な工夫
をした。先ず使用する金型には、型窩内壁の全面をフロ
ン樹脂加工しそ滑性を良くし、充填時はその型窩の壁面
及び充填粒子の乾燥度を高めるようにした。更に型窩へ
の粒子の搬送供給を司どるフィダー４とは別に、型窩に
加圧気体を吹き込むエヤーブースター７を適所に配備す
る一方、奥まった型窩の先端や入混んだ型窩壁面部の各
所には、蒸気口２とは別の小さな穴の排気口２′を配置
しく第４．５図参照）、供給された粒子の型窩内の流動
・搬送を強化するようにした。

更に又、型壁外周を覆う蒸気室側には加圧気体や水蒸気
の供給・排出の管理を司どる処の、圧力検出調整装置や
温度検出調整装置を配備し、充填成形の方式を次の様に
改める。即ち粒子め充填（上記搬送強化を含む）操作時
は、一連の充填供給の系の圧力が、圧縮された粒子の圧
縮圧（ｋｇ／　ｃ　ｒｒ？　Ｇ　）と同圧にする処の均
圧充填とし、充填後の型内圧が粒子の圧縮圧と同じ状態
に保持する。そして次いでその型内圧を上記粒子の圧縮
圧の５０〜３０％に減調圧し、その状態で発泡粒子の基
材樹脂の融点以下〜減圧した型内圧以上の圧力の水蒸気
を型内に導入流出させて、粒子間に帯留している空気を
排出させると共に型窩内の粒子を予備加熱し、その後型
内の圧力を放圧すると同時に基材樹脂の融点プラス３℃
〜１４℃の加熱成形用の水蒸気を導入し、充填された型
窩内の粒子の膨張・融着を測る方式のものに変更する方
法を採用した。この方法の狙いは、高い膨張能の予備発
泡粒子を、充填時には型窩内で帯留詰りしない様に複数
の粒子が並んだ寸法が型窩の間隙寸法より幾分小さくな
る状態に圧縮して、隅々まで十分に充填しておき、加熱
成形時には型窩全体の内部粒子にまで水蒸気が行き亘る
まで発泡粒子の膨張を抑制して、粒子間に介在する空気
の排出と加熱を完全な状態にし、加熱による膨張能を十
分に発揮させ、型内全体の粒子がその粒子間の融着を密
に強固にさせることを目標にしたものであり、発明者等
の長期に亘る開発研究の結果ようやくその完成を見た新
規な方法である。

本発明でいう発泡倍率（ｃｃ／ｇ）は、重量（Ｗｇ）が
既知の試料の体積（Ｖｃｃ）を水没法で正確に求めその
（Ｖｃｃ）を重量（Ｗｇ）で除した値（倍率；ｃｃ／ｇ
）で示したものである。

又本発明でいう「界面活性剤を含む水に浸漬させて求め
た水浸透率」は、界面活性剤（アルキルベンゼンスルフ
オン酸ソーダ）を１重量％を含む２３℃目標に調温した
水に、予じめ正確に体積（Ｖｃｃ）及び重量（Ｗｇ）を
求めておいた成形体（発泡体試料）を水面下５ｃｍに水
没させて２４時間浸漬し、これを取出してエチルアルコ
ール液槽内に移して３０秒間浸漬し、後これを４０℃に
調温中の温風循環式乾燥器内で１０分間風乾し、風乾後
の重量（Ｗａｇ）を計り、次式で計算する。

［実施例・比較例］ 以下本発明の内容を実施例・比較例において更に詳述す
る。

先ずこの実施例・比較例で用いた評価方法をまとめて示
す。

１）成形体の外観品位 外観不良として求められる大充填部及び膨張不良部を、
成形体の全体について次の２項目を目視と手ざわりで観
測評価する。

１）−１，ひけ 成形体表面部で発泡粒子間融着部分のみが粒子部分の陥
没によって縞状にうきより、しわのように見える部分の
発生の程度 （評価尺度） １）−２成形体表面部に生じている発泡粒子間のくぼみ
の程度を評価する。

（評価尺度） ２）引張強度（平均値とバラツキ） 成形体各部値の発泡粒子の融着強さの状態を示そうとす
るもので、外周部、底部、仕切部の９壁部位から各々３
点ずつ（計２７点）を選び、各々から第６図に示すダン
ベル状試料を打抜型で打抜き、ＪＩＳ　　Ｋ６７６７の
５．２゜１項記載の方法に準じて測定し、その平均値と
バラツキ（最大値と最小値との差）を求める。

（評価方法；平均値） （評価方法；バラツキ〉 ３）硬度の均質性 成形体内部に隠れている小部分の欠充填部分、過発泡分
を検出しようとしたもので、上記９壁部位の各々につい
てランダムに３０点測定する。

測定方法はＪＩＳ　　Ｋ６３０１に記載のスプリング式
硬度計（Ｃ型）を用い、試料とする成形体を厚さ２０ｍ
ｍの鋼板上に平置して測り、最大値と最小値の差で評価
する。

（評価尺度） ４）密度の均質性 成形体各部位の充填度の片寄りを評価しようとするもの
で、上記９壁部位より各３点ずつ（計２７点）を選び、
目標値９幅２０　ｍ　ｍ　＋長さｌｏｏｍｍの試料を打
抜き、各試料について重量とその体積（水没法による）
を求めてその密度（ｇ　／　ｃ　ｍ”　）を計算し、得
られた密度の最大値と最小値との差の平均密度に対する
割合で評価する。

（評価尺度） ５）′Ｍｉ街性能 成形体が弾性的緩衝性能を備えた発泡体でありたいとす
る観点から、次の２項目を評価する。尚試料は上記９つ
の壁部位から各５点ずつ寸法約５０ｍｍＸ５０ｍｍの試
料片を切出し、この５点を両面テープ（商品名：ナイス
タックＮＷ−に２５）で積層一体止して測定に供した。

尚試料厚みの測定は、積層部の浮き上りを防ぐためダイ
ヤルゲージ（チクロック社製、ＫＭ−１３０）を内蔵し
た厚さ測定機を用い、０．０１ｋｇ／ｃｍ”の静的応力
を負荷して３０秒後に測定する様にした。

５）−１，２５％圧縮永久歪（％） 成形体に一定荷重が長時間に亘ってかけられたときに生
じる歪量の割合を示すもので、ＪＩＳ　　Ｋ６７６７の
試験法に依り評価した。

５）−２，２５％繰返圧縮永久歪（％）成形体に一定荷
重がくり返してかけられたときに生じる歪量の割合を示
すもので、ＪＩＳＫ６７６７の試験法に依り評価した。

（評価尺度；両者共通） ６）断熱性能 この評価は成形体の透湿性と断熱性の相乗効果と考えら
れる結露の発生を評価するものである。

（試料調整） 各成形体の外周部位より、１８０ｍｍｘ１５０ｍｍの試
料板を切出し、これに温度差吸湿処理を施こす。この処
理装置は、断熱材で覆われた一つの密封された箱体が、
断熱材で覆われた仕切板によって二つに分割されており
、その仕切板には試料取付部が開口し、分割された二つ
の室には各々独立した温湿度調節器付きの気体供給装置
が配備されたものである。この装置の仕切板開口部に上
記試料板を取付けて密封し、一方の室を温度５℃、湿度
８０％に、他方の室を温度６０度、湿度９０％になるよ
うに各々調節し、その状態を１０日間維持して試料に吸
湿処理を施こす。

（評価方法） 上記箱体内の条件を常態に解除して、処理の終った試料
板の高温室側に結露センサ（商品名；旭化成■社製、型
式ＡＤＳ−ＪＯ２Ｐ）を配置し、成形体表面に生じた結
露の発生を、インテリジェントレコーダー（商品名：横
河電機■社製、ＬＲ４１１０型式３７１１）の電位差８
００ｍＶのチャート上に取出せるようにする。その状態
で低温室側を温度１０℃、湿度６０％に、高温室側を温
度２０℃、湿度４０％に各々調整して一時間維持し、そ
の後高温側の湿度を一分当り１％の昇温速度で順次８０
％にまで加湿し、結露が生じたときの湿度をもって評価
とする。

（評価尺度） ［実施例−１］ ｌ）微細樹脂粒子を得る工程条件 低密度ポリエチレン［商品名；サンチックＬＤ；旭化威
工業■社製、密度０．９３ｇ／ｃ　ｒｄ　、融点１１７
℃］のベレットを溶融押出し、径約０．４ｍｍφのスト
ランドとし、目標値１．３ｍｍ寸法に切断した。この切
断寸法を揃えておくことは、肉厚み５ｍｍ以下の薄肉成
形体を得る上で基本的な操作になるので、ここで扱う全
実験は総て、本文記載の方法の改良された切断法で得た
目標寸法０．４ｍｍφ×１．３ｍｍＬの微細樹脂粒子を
用いることにした。

２）上記樹脂粒子を架橋する工程条件 上記微細樹脂粒子に水懸濁系でジクミルパーオキサイド
を含浸させ、１６０℃で４５分間加熱分解し、ゲル分率
５０％（沸騰キシレン０８時間抽出）の架橋ポリ：エチ
レン樹脂粒子にした。

３）架橋樹脂粒子を予備発泡粒子にする工程条件架橋樹
脂粒子と発泡材［モノクロロジフルオロメタン（Ｆ２２
）液とをオートクレーブ内に入れ、圧力２４　ｋ　ｇ　
／　ｃ　ｒｎ”　Ｇ下で攪拌しながら昇温し６０℃で１
時間上記発泡剤を樹脂粒子に含浸（推定含浸量５．５％
）させた後、その樹脂粒子を発泡槽内に収容し、圧力０
．５６ｋ　ｇ　／　ｃ　ｍ”　Ｇの水蒸気で４０秒間加
熱し、発泡倍率４　ｃ　ｃ　／　ｇの発泡粒子にする［
−段目の発泡］。

この−段目の発泡粒子をオートクレーブ内に収容し、温
度８５℃、圧力９．５ｋｇ／ｃｍ”Ｇの窒素ガス雰囲気
下に７時間保持して膨張能を付与し、発泡槽に移送して
圧力０．５６ｋｇ／ｃ　ｒｎ’　Ｇの水蒸気で１５秒間
加熱し、発泡倍率１２ｃｃ／ｇの発泡粒子にする［二段
目の発泡］。

更にこの二段目の発泡粒子をオートクレーブ内に収容し
、温度８５℃、圧力９．５ｋｇ／ｃ　ｍ’　Ｇの窒素ガ
ス雰囲気下に７時間保持して膨張能を付与し、発泡槽に
移送して圧力０．　６ｋ　ｇ　／　ｃ　ｍ’　Ｇの水蒸
気で１５秒間加熱し発泡倍率２７　ｃ　ｃ　／　ｇの予
備発泡粒子とした［三段目の発泡］。

この際、−段目と二段目の間の発泡倍率は３倍、二段目
と三段目の間の発泡倍率は２．３倍である。

４）予備発泡粒子に型内膨張能を付与する工程から型内
充填し型内成形をする工程条件、上記予備発泡粒子をオ
ートクレーブ内に移し、温度４０℃、圧カフｋｇ／ｃｒ
ｒ？ａの窒素ガス雰囲気下に２時間保持して膨張能を付
与させた。この際の公知方法で測った予備発泡粒子の内
圧は、０．２ｋｇ／ｃｒｎ”Ｇであった。この予備発泡
粒子を圧１ｉｉ槽に移し、圧力１．３ｋｇ／ｃ　ｒｔ？
　Ｇの加圧空気で元の見掛の容積の７０％［圧縮率３０
％］になるように圧縮して更に膨張能を付与させ、型内
及び型内への充填搬送系路の総てを上記圧縮圧が保たれ
る状態にして、この圧縮粒子をフィーダー４を用いて型
内に充填した。

この場合の型は、雄雌二つの型がはまり合った時、その
型窩の型状が第３図に示す形状［外形寸法；縦２４０　
ｍｍ横４００ｍｍ深さ１６０ｍｍ（各部位の肉厚みは総
て５ｍｍ）］をした第４．５図の様式でなる金型［各仕
切部の中はどに一基ずつ（合計四基）のエヤーブースタ
ー７を配置したもの］を用いた。

このエヤーブースター７は上記充填操作中、５　ｋ　ｇ
　／　ｃ　ｒｎ”　Ｇの加圧空気を型内に噴射し続けて
型内粒子の搬送充填を補助した。

充填操作後、型内の圧力を０．６ｋｇ／ｃｒｎ”Ｇ［充
填圧の４６％に相当］に調圧し、且つその圧力を維持し
ながら圧力の７　ｋ　ｇ　／　ｃ　ｒｒ？　Ｇ（温度１
１５℃）の水蒸気［融点マイナス２℃］を注入して型内
の空気の排出と充填粒子の予熱を１２秒間行ない、後型
内圧力を放圧すると同時に圧力１．３ｋｇ１ＣｄＧ　［
温度１２５℃：融点プラス８℃相当］の水蒸気を型内に
供給して６秒間加熱し、充填されている粒子の膨張・融
着を行なう成形操作を行なった。

得られた成形体は発泡倍率２５　ｃ　ｃ　／　ｇの優れ
た発泡体であった。この一連の操作及び得られた成形体
を実験Ｎｏ　１とする。

［実施例−２］ 上記型内充填直後の予熱条件を若干不完全な状態にする
こと、即ち充填後の型内調圧を０．４ｋｇ／ｃｒｒ１Ｇ
［充填圧の３１％に相当コの状態にし、予熱水蒸気圧を
０．５ｋｇ／ｃｍ”Ｇ　（融点マイナス４℃）と、予熱
時間を７秒と短かくする条件変更を行なったことの他は
、上記実施例−１と同じ条件の実験をくり返した。得ら
れた成形体を実施例−２とした。

［比較例−１］ 実施例−２に対して、予備発泡粒子を得る工程を一段階
目の４倍発泡から一挙に目標倍率の発泡粒子（倍率２７
　ｃ　ｃ　／　ｇ　）に二段階発泡に変更することの他
は、上記実施例−２と同じ条件の実験をくり返した。得
られた成形体を比較例−１とした。

［比較例−２］ 上記比較例−１に対し、型内充填後の調圧・予熱操作を
行なわない変更を加えること、即ち、二段階発泡で得た
予備発泡粒子（膨張能付与処理や型内充填は実施例−１
と同じ）の型内充填後、型内の圧力を常圧に放圧した後
、直に実施例−１と同じの型内成形加熱を行なう条件に
変更することの他は、上記比較例−１と同じ実験をくり
返した。得られた成形体を比較例−２とした。

［比較例−３］ 上記実施例−２の実験で、エヤーブースター７の搬送充
填補助操作を停止する変更をすることの他は、上記実施
例−２と同じ実験をくり返した。

得られた成形体を比較例−３とした。

［比較例−４］ 予備発泡粒子の作成工程以降成形工程までの一連の操作
条件を、総て公知文献に記載の方法に準じた方法を採用
したもので、実施例−１と相違する主要点としては、 イ）予備発泡粒子を得る工程を、発泡剤はジクロロジフ
ルオロメタン（Ｆ１２）を用い、特公昭５ｆｉ−１３４
４号公報に記載の一段階発泡法に準じて、架橋樹脂粒子
から一挙に発泡倍率１７倍（ｃｃ／ｇ）の発泡粒子を得
る方法に変更したこと、 口）型内膨張能の付与工程は、特公昭５１−２２９５１
号公報記載の方法に準じ、発泡粒子内の空気圧を１．７
気圧（０、７ｋ　ｇ　／　ｃ　ｒｒＴ’　Ｇ　）に高め
る方法のみに変更したこと、 ハ）型内への充填は、非圧縮状態（当然内圧充填は不要
）、エヤーフースタ−７の未使用の充填方式（特公昭５
１−２２９５１号公報記載）に変更したこと、 二）型内充填後の成形加熱は、予備加熱を行なわない処
の直接加熱成形（同上公報記載の成形法）に変更し、目
標倍率２５倍の成形体にしようとしたこと、 等である。得られた成形体を比較例４とした。

［実施例、比較例の検討］ 得られたｅｉｉｉ類の成形体（実施例１，２、比較例１
〜４）について本文記載の方法で、水浸透率、外観品位
（ひけ、粒子間くぼみ）、引張強度（平均値とバラツキ
）、硬度の均質性、密度の均質性、２５％圧縮永久歪、
２５％繰返圧縮永久歪及び断熱性能を評価し、その結果
をｌｔ表にまとめた。

第１表は、得られた「水浸透率」に着目しこの値の小さ
い順に縦欄に配し、該当する各成形体の評価結果を記号
化し配列したものである。

第１表の結果に依ると、諸評価結果が０印である状態の
ものに揃えること、即ち成形体としての構造強度を有し
且つ断熱性能や緩衝性能を備えた実用価値の高い成形体
と言える状態にするには、「水浸透率」が少なくとも２
体積％以下の値のものであることが必要で、「水浸透率
」が２体積％を越えて大きい値のものになると、これ等
の評価項目の内のいずれかが不満足な値のものになって
しまう様子が示されている。

一般に型内成形体の諸特性は、定められた寸法の型窩空
隙間の全体に亘って隅々にまで所望量の発泡粒子が最密
充填の形で均質に充填されており、且つその粒子が均質
に充分に加熱膨張することによって最密充填粒子間の空
隙を埋め、且つ粒子間相互の界面の熱融着が完全に進行
したとき、均質な発泡構造の良質な成形体になると考え
られる。従って上記評価項目の不満足さは成形体として
の構造的欠陥の個々を示すものであるから、これ等の諸
特性の整い方を横断的に示す「水浸透率」は、本発明の
様な肉厚みが５ｍｍ以下と言う薄肉成形体の場合の、構
造状態を単的に代表するひとつの構造指標であると言え
る。

念のため、実施例１．２の成形体の各所を厚み方向に切
断してその断面を観測した処、各断面はいずれもそのほ
とんどは最密充填をした配列の３粒の発泡粒子で構成さ
れ、且つ発泡粒子間は発泡斑もなく、間隙は全く認めら
れない状態に密に接合し強固に融着して一体化されてい
た。

［実施例−３］ この実験は上記実施例−１の再現実験である。

即ち、使用する金型も型窩の形状が第１図に示すような
複雑形状のもの（最大外寸法；間口２４５ｍｍ、高さ１
２０ｍｍ、奥行きｘ５５ｍｍ）に変更することの他は、
実施例−１と同じ実験をくり返した。

得られた成形体について、「水浸透率」を求めた処１．
４体積％の値を示し、ひけ、粒子間くぼみ等のない外観
品位にも優れた、第１図に示す形状通りの良質の成形体
であった。

この成形体について、第１図のｘ−Ｘ線で切断した切断
部を第２図に示す。第２図では矢印で示す部分の厚みを
「ｔ＝数字」で示し、その部分の厚みを構成している発
泡粒子の集合状態を局部図示している。

この第２図が示す通り、実施例−３の成形体は局部的に
５ｍｍを超える寸法部分は存在しても、その（立上り部
の）はとんどの部分は５ｍｍ以下の肉厚みで形成され、
その厚みで広い面積の部位が形成されている様子が（第
１図との関係で）分る。

しかもその厚み寸法は２．８ｍｍ〜５ｍｍの５ｍｍ以下
の値で、断続的に又は連続的に変化して一体物の成形体
となっている。しかもその各部属みは、厚み方向に４粒
以下、そのほとんどは３粒部分的には２粒、所によって
は１粒の発泡粒子の配列で構成されており、且つその粒
子間は密に強固に融着して一体化されている。

この第１〜２図の成形体は自動車用温調機のカバーとし
て設計されたもので、軽量９強靭で柔軟弾力性を有する
ため、その有用性はきわめて高い。

［発明の効果］ 以上説明して明らかにして来たように、本発明は上述の
構成を持つことにより、従来具現させることが不可能と
されて来た、肉厚み寸法が５ｍｍ以下のポリオレフィン
系樹脂型内薄肉成形体を、実用特性を高水準に具備した
状態で提供することが出来る。この薄肉成形体は例えば
、精密機器部品等の緩衝通い箱の中仕切部分、精密機器
緩衝収納箱の内張部、車両内温調機の緩衝断熱カバー車
両内の緩衝断熱内装機、模型工作用部品類、スポーツ用
緩衝保護具等、型内成形体の特徴を活用できて軽量・小
容量化が要求されている分野に直に用途展間が図れる有
用性を有する。従って本発明は産業界に果す役割の大き
い優れた発明である。

【図面の簡単な説明】

第１．２．３図は、本発明の成形体の概念図、第４．５
図は、本発明の成形に用いる金型の概念図、第６図は、
評価用試料の形状図。 記号説明 １．１’　　、金型 ２′　；排気孔 ４；フィーダー ６；型窩部 ８：ボルト ；蒸気孔 ；発泡粒子搬入口 ；気体供給口 ；エヤーブースター

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）ポリオレフィン系樹脂発泡粒子による発泡倍率（ｃ
   ｃ／ｇ）が４〜２５の型内成形体において、その成形体
   の主要部は、成形されたままの状態にあって肉厚みの方
   向に４粒以下の発泡粒子が配列して５ｍｍ以下の肉厚み
   を形成し且つその肉厚みで小さい方の一辺寸法が肉厚み
   の寸法の１５倍以上である面部を形成している処の成形
   体部位で構成されており、その成形体部位は界面活性剤
   を含む水に浸漬させて求めた「水浸透率」で２体積％以
   下の値のものであることを特徴とするポリオレフィン系
   樹脂型内薄肉成形体。