JPH07285141A - 熱可塑性樹脂ビーズ発泡体及びその表面溶融成形法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 耐傷性や剛性を得るために、表層用として別
に成形した部材を、また、意匠を得るためには布等の加
飾材を、表面に貼着したり被せたりする必要の無い熱可
塑性樹脂ビーズ発泡体及びその表面溶融成形法を提供し
ようとするものである。 【構成】 本発明の熱可塑性樹脂ビーズ発泡体は、単一
素材で、発泡層１と、その表面の無発泡層２が形成され
ているものである。そして、本発明の熱可塑性樹脂ビー
ズ発泡体の表面溶融成形方法は、加熱した金属板、又は
加熱した型で発泡層を加圧する又は、発泡力によりその
表面を溶融して発泡層の表面に無発泡層を成形する表面
溶融成形方法である。加えて、上記本発明の表面溶融成
形方法において、ビーズ発泡体の表面に絞等の意匠を転
写するための凹凸が設けられた金属板、又は型を用い
て、表面に無発泡層を成形すると共に、絞等の意匠を転
写する熱可塑性樹脂ビーズ発泡体の表面溶融成形方法で
ある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱可塑性樹脂のビーズ
発泡体の表面をそのビーズ発泡成形時、若しくはビーズ
発泡成形後に、加熱板、加熱型等により溶融し、ビーズ
発泡圧力、又は外部からの加圧により一定厚みの無発泡
層を成形させ、剛性の向上、表面加飾を可能にする熱可
塑性樹脂ビーズ発泡体及びその表面溶融成形法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】熱可塑性樹脂のビーズ発泡体は、エネル
ギー吸収性、防音性、防振性、断熱性等にすぐれた軽量
素材である。それ故、様々な分野での利用が期待されて
いる。ところが、このような従来の熱可塑性樹脂のビー
ズ発泡体は、その成形法の性質上、図３に示すようにそ
の中心部から表層部に至る全体が均一密度の発泡層のみ
で構成されており、表面硬度が低く、耐傷性に欠け、剛
性も低いものであった。また、個々の発泡ビーズの集合
体であり、表面の局部的密度差及び空隙が存在している
ため、表面平滑性に欠け、発泡型の型表面を製品に転写
しようとした場合、ビーズ間隙の存在により意匠面を得
ることが困難であるというものでもあった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】そのため、実用上、満
足できる耐傷性や剛性を得るためには表層用として別に
成形した部材を、また、意匠を得るためには布等の加飾
材を、表面に貼着したり被せたりしなければならないと
いう問題を有していた。例えば、レジャー用のクーラー
ボックスでは、ボックス内外の耐傷性、全体の剛性、断
熱性を得るために、射出成形等による表面材と、断熱材
としての従来の熱可塑性樹脂ビーズ発泡体との複合構造
になっていた。

【０００４】このような表層用の別部材を貼着したり、
被せたりする従来の熱可塑性樹脂のビーズ発泡体は、製
造コストや材料コストが高くなることはいうまでもな
い。

【０００５】本発明は、従来の技術の有するこのような
問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とすると
ころは、耐傷性や剛性を得るために、表層用として別に
成形した部材を、また、意匠を得るためには布等の加飾
材を、表面に貼着したり被せたりする必要の無い熱可塑
性樹脂ビーズ発泡体及びその表面溶融成形法を提供しよ
うとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を解決する本発
明の熱可塑性樹脂ビーズ発泡体は、発泡層と、その表面
の無発泡層とが、前記発泡層の表面を溶融して無発泡層
を成形することにより、単一素材で形成されているもの
である。

【０００７】そして、本発明の熱可塑性樹脂ビーズ発泡
体の表面溶融成形方法は、加熱した金属板、又は加熱し
た型で従来の発泡層のみからなる熱可塑性ビーズ発泡体
を加圧することによりその表面を溶融し、その後、前記
金属板、又は前記型を冷却しビーズ発泡体の表面を固化
して表面に無発泡層を成形する方法である。

【０００８】また、ビーズ発泡成形工程においては、高
温、低温の温度調節可能なポーラス電鋳型等を発泡型と
し、該発泡型の温度をビーズ発泡終了直前にビーズの溶
融温度以上に温調し、また、その後ビーズの溶融温度以
下に温調してビーズの発泡力により表面に無発泡層を成
形する熱可塑性樹脂ビーズ発泡体の表面溶融成形方法で
ある。

【０００９】加えて、上記二つの本発明熱可塑性樹脂ビ
ーズ発泡体の表面溶融成形方法において、熱可塑性樹脂
ビーズ発泡体の表面に絞等の意匠を転写するための凹凸
が設けられた金属板、又は型を用いて、表面に無発泡層
を成形すると共に、絞等の意匠を転写する熱可塑性樹脂
ビーズ発泡体の表面溶融成形方法である。

【００１０】

【作用】上記本発明の熱可塑性樹脂ビーズ発泡体による
と、表面が無発泡層であるので比較的耐傷性や剛性が良
く、平滑化している。そのため、表層用として別に成形
した部材や布等の加飾材を表面に貼着したり被せたりす
る必要が無くなる。

【００１１】上記本発明の表面溶融成形法によると、加
熱した金属板、又は、加熱した型により発泡層の表面を
溶融して無発泡の表面層を溶融成形するものであるの
で、従来のように表層用として別部材を成形する工程、
及びその別部材を取り付ける工程を無くすと共に、表層
用の別部材分の材料コストを削減する。

【００１２】そして、従来の発泡層のみからなる熱可塑
性ビーズ発泡体を加圧することにより行う表面溶融成形
法は、従来の熱可塑性樹脂ビーズ発泡体を有効に使うの
で、在庫されている従来の熱可塑性樹脂ビーズ発泡体を
無駄にすることがない。

【００１３】また、発泡成形工程において温度調節可能
なポーラス電鋳型等の発泡型を使用する表面溶融成形法
は、型温度を調整してビーズの発泡力により表面に無発
泡層を成形するものであるので、特別の加圧装置を設け
る必要も無く、発泡成形装置がそのまま表面溶融成形装
置でもあり、熱可塑性樹脂ビーズ発泡体を製造する装置
全体にかかる費用を抑える。

【００１４】加えて、絞等の意匠を転写するための凹凸
が設けられた金属板、又は型を用いる場合の本発明の表
面溶融成形方法は、従来のように意匠を施すための特別
の工程、例えば、布等の加飾材を表面に取り付ける工程
を無くす。

【００１５】

【実施例】次に、図面を参照しつつ本発明実施の熱可塑
性樹脂ビーズ発泡体及びその溶融成形方法を説明する。
図１は、本発明の熱可塑性樹脂ビーズ発泡体を側方から
みた図で、単一素材で、発泡層１と、その表面の無発泡
層２が形成されている。

【００１６】使用する材質は、ポリプロピレン、ポリエ
チレン、ポリスチレン、ポリフェニレンオキサイド等、
又はこれらのアロイ物など熱可塑性樹脂ビーズを素材と
するあらゆる材質が利用できる。

【００１７】このように表面が無発泡で平滑化している
ものは、従来の表面が発泡しているものに比べ表面硬度
が高く、耐傷性や剛性が良い。また、表面が平滑化して
いると、意匠を施すことが可能になる。

【００１８】そして、上記のような本発明の熱可塑性樹
脂ビーズ発泡体の表面を成形する一つの方法は、加熱し
た金属板、又は加熱した型で従来の発泡層のみからなる
熱可塑性ビーズ発泡体を加圧することによりその表面を
溶融し、その後、前記金属板、又は前記型を冷却しビー
ズ発泡体の表面を固化して表面に無発泡層を成形する溶
融成形方法である。

【００１９】また、もう一つの成形方法は、ビーズ発泡
成形工程においては、高温、低温の温度調節可能なポー
ラス電鋳型を発泡型とし、該発泡型の温度をビーズ発泡
終了直前にビーズの溶融温度以上に温調し、また、その
後ビーズの溶融温度以下に温調してビーズの発泡力によ
り表面に無発泡層を成形する熱可塑性樹脂ビーズ発泡体
の表面溶融成形方法である。

【００２０】この場合は、良好な表面の成形品を得るた
めに、十分な内圧の確保と、表層溶融による樹脂の体積
減を補うようにビーズの発泡特性の変更、充填量の調節
等を行うことが肝要である。

【００２１】加えて、上記二つの本発明の熱可塑性樹脂
ビーズ発泡体の表面溶融成形方法において、ビーズ発泡
体の表面に絞等の意匠を転写するには、上記金属板又は
型に転写する意匠用の凹凸を設けておくと、表面に無発
泡層を成形すると共に、絞等の意匠が転写される。

【００２２】次に、本発明の熱可塑性樹脂ビーズ発泡体
およびその表面溶融成形方法を具体的な一素材を取り上
げ、比較例と共に本発明の実施例を説明する。

【００２３】具体的な一素材として、ポリプロピレンを
例に取り実験を試みた。ニッケル電鋳板により、ポリプ
ロピレンの１５倍ビーズ発泡体の表層に本皮絞を転写し
て熱可塑性樹脂ビーズ発泡体を成形する。その時の要因
を電鋳板温度Ａと圧力Ｂとし、各要因を表１に示す三段
階の水準に分け試みた。各実施例に共通して、加圧時間
は１５秒、冷却時間は加圧終了直後に電鋳板に水道水を
３０秒かけることにより行った。その時の結果を表２に
示す。

【００２４】

【表１】

【００２５】

【表２】

【００２６】表２中に示された水準の項のＡ１、Ａ２、
Ａ３はそれぞれ電鋳板温度Ａの水準が１、２、３である
ことを示し、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３はそれぞれ圧力Ｂが水準
１、２、３であることを示す。評価項目の表面多孔性は
表面に多孔が存在するが×で、存在し無いが○で、多孔
ができかかっているが△で示されている。本皮絞の転写
性はどれも良好で○で示されている。表面の凹凸は、図
２に示すような不適当な成形条件により形成された不自
然な凹凸を意味し、凹凸が無い場合を○で、凹凸が在る
場合を×で、凹凸が出来かかっているが△で示されてい
る。

【００２７】図２に示された図は、実験の一つのモデル
を示す図で、表層に不自然な凹凸５が形成されてしまっ
たものが示されている。本発明の溶融成形を行うと、発
泡層１の表面に第一溶融層３と第二溶融層４とが形成さ
れる。これが本発明の熱可塑性樹脂ビーズ発泡体におけ
る表層であるが、図２に示すモデルの場合は、成形条件
が不適当であっために、第二溶融層４が不均一な発泡層
となり表面に凹凸５が形成されてしまったものと考えら
れる。このような凹凸５は、下記に示した最適水準に成
形条件を補正することにより無くすことができる。

【００２８】次に、表２に示された結果から判ること
は、本発明の熱可塑性樹脂ビーズ発泡体として、表面に
多孔や凹凸が無く表面が平滑化されているＡ１Ｂ３及び
Ａ２Ｂ３水準の実施例のものが、即ち、電鋳板２５０℃
で、圧力１．０ｋｇｆ／ｃｍ²のもの及び、電鋳板２６
５℃で、圧力１．０ｋｇｆ／ｃｍ² のものが最適である
ことが判る。尚、この最適水準はポリプロピレンの１５
倍ビーズ発泡体の表層に溶融成形した場合における最適
水準であって、使用する素材、及び発泡倍率によって、
最適水準は異なる。

【００２９】加えて、表２に示された結果から判ること
は、本発明の表面溶融成形方法により成形された本発明
の熱可塑性樹脂ビーズ発泡体の表層の厚みが、最適水準
のものからわかるように、第一・第二溶融層を合わせて
も０．９ｍｍから１．１ｍｍと比較的薄い層であること
である。本発明の熱可塑性樹脂ビーズ発泡体は単一素材
で表層と発泡層とが形成されているので、発泡体全体の
厚みに一定の制限がある場合に、このように表層が薄く
成形可能であるということは、発泡層の厚みの減少が少
なくてすみ、発泡体としての本来の機能を損なうことが
ない。

【００３０】

【発明の効果】以上のように、本発明の熱可塑性樹脂ビ
ーズ発泡体は、表層が無発泡で平滑化しており、耐傷性
や剛性、意匠を得るために表層用としての別部材を取り
付ける必要が無いので、製品全体の材料コストを低減す
ると共に、表層用部材を表面に取り付ける必要の無いこ
のような熱可塑性樹脂ビーズ発泡体は、それ自体の実用
性も向上する。更に、表層である無発泡層と発泡層が単
一素材で形成されているので、リサイクル使用可能とな
り、資源の節約が可能となる。

【００３１】また、上記本発明の表面溶融成形法は、加
熱した金属板、又は、加熱した型により発泡層の表面を
溶融し、ビーズ発泡圧力、又は外部からの加圧により一
定厚みの無発泡層を成形させて、表面の耐傷性や剛性を
良くし、また、意匠を得るものであるので、従来のよう
に表層用として別部材を成形する作業工程、及び、その
別部材を取り付ける工程を無くすと共に、その表層用別
部材の材料費を削減して製品全体にかかる製造コストを
低減する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の熱可塑性樹脂ビーズ発泡体を示す図で
ある。

【図２】比較例を示す図である。

【図３】従来の熱可塑性樹脂ビーズ発泡体を示す図であ
る。

【符号の説明】

１ 発泡層 ２ 無発泡層

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発泡層と、その表面の無発泡層とが、前
   記発泡層の表面を溶融して無発泡層を成形することによ
   り、単一素材で形成されている熱可塑性樹脂ビーズ発泡
   体。
2. 【請求項２】 加熱した金属板、又は加熱した型で発泡
   層のみからなる熱可塑性樹脂ビーズ発泡体を加圧するこ
   とによりその表面を溶融し、その後、前記金属板、又は
   前記型を冷却し熱可塑性樹脂ビーズ発泡体の表面を固化
   して表面に無発泡層を成形する熱可塑性樹脂ビーズ発泡
   体の表面溶融成形方法。
3. 【請求項３】 高温、低温の温度調節可能な発泡型と
   し、該発泡型の温度をビーズ発泡終了直前にビーズの溶
   融温度以上に温調し、また、その後ビーズの溶融温度以
   下に温調してビーズの発泡力により表面に無発泡層を成
   形する熱可塑性樹脂ビーズ発泡体の表面溶融成形方法。
4. 【請求項４】 熱可塑性樹脂ビーズ発泡体の表面に絞等
   の意匠を転写するための凹凸が設けられた金属板、又は
   型を用いて、表面に無発泡層を成形すると共に、絞等の
   意匠を転写することを特徴とする請求項２又は３記載の
   熱可塑性樹脂ビーズ発泡体の表面溶融成形方法。