JPH09262919A - 金属層表面を有する発泡体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】金属層が表面に強固に固定された金属層表面を
有する発泡体の製造方法を提供する。 【解決手段】成形型１の内面の１部又は全面に、金属溶
射２によって金属層３を形成させ、該成形型１に発泡性
樹脂組成物４を入れて発泡させることにより、発泡体の
表面に金属層３を転写させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、表面の１部又は全
面に、金属層を有するウレタン系、スチレン系及び、オ
レフィン系などの樹脂発泡体の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】合成樹脂の表面に金属層を形成させる方
法に、金属溶射法が知られているが、該方法は物理的な
投錨効果だけによって金属が接着している為、合成樹脂
の表面から金属粒子が容易に剥落してしまう問題があっ
た。これを解決するため、金属溶射する物体の表面を粗
面にして、金属溶射層の投錨効果を高めたり、金属溶射
面を表面塗装して補強する方法が取られてきた。

【０００３】更に、金属溶射は、高温で高速の金属微粒
子が溶射装置のノズルから吐出されるため、合成樹脂は
熱変形を受け易かった。その対応策として、低温溶射技
術が開発されたが、合成樹脂の高発泡体は熱容量が小さ
いため、特に、熱による損傷を受け易い問題があった。

【０００４】上述の問題を解消するために、例えば、特
開昭５８−１０６８９９号公報には、伸び易い薄い膜体
の表面に直接又は粘着層を介して金属溶射層を形成し、
該膜体の裏面に粘着剤層を設けて、これを被着体の形状
に沿って貼付する方法が開示されている。即ち、溶射金
属層を粘着剤で接着した粘着テープを作成し、これを電
子機器のハウジングの裏面に貼付して、電磁シールをす
るのが目的である。しかし、製品毎に、テープを切断し
て所定箇所に貼付しなければならない上、、複雑な曲面
には適用が困難であるため、量産製品には向かない欠点
があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述の問題
点を解決し、金属層が表面に強固に固定された金属層を
有する発泡体の製造方法を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本願の請求項１に記載の
発明（以下、第１発明という）の金属層表面を有する発
泡体の製造方法は、成形型の内面の１部又は全面に、金
属溶射によって金属層を形成させ、該成形型に発泡性樹
脂組成物を入れて発泡させることにより、発泡体の表面
に金属層を転写させることを特徴とする。

【０００７】本願の請求項２に記載の発明（以下、第２
発明という）の金属層表面を有する発泡体の製造方法
は、本発明１に於ける発泡性樹脂組成物が、ウレタン
系、スチレン系又はオレフィン系の発泡性樹脂組成物で
あることを特徴とする。

【０００８】本発明にいう成形型とは、通常使用されて
いる樹脂成形用の成形型を意味し、射出成形、注型成
形、圧縮成形、真空成形、ビーズ発泡成形などの成形型
が挙げられ、材質は鋼鉄金型、アルミニルム金型などの
金属金型、エポキシ樹脂型、シリコーン樹脂型、フッ素
樹脂型などの樹脂型、木型、セラミック型などが挙げら
れ、いかなる成形型を使用しても構わない。

【０００９】金属溶射の方法は、ガス溶射、爆裂溶射、
アーク溶射、プラズマ溶射、線爆溶射などが挙げられ、
いかなる溶射方法でも使用できるが、樹脂型、木型など
耐熱性が良好でない型には、例えば、低温金属溶射方式
のアーク溶射法が好ましい。溶射する金属は、例えば、
亜鉛、錫、鉛、アルミニウム、銅、ニッケル、クロー
ム、これらの合金などが挙げられ、これらの少なくとも
１種が使用されるが、これらの中でも、低融点で、柔軟
で延展性に富む亜鉛、錫が好ましい。

【００１０】金属を溶射する成形型の内面は、溶射金属
が成形型の表面と結合・相溶せず、投錨効果さえ生じな
いことが大切である。従って、成形型の表面は、できる
限り平滑で、離型処理が施されていることが望ましい。
離型処理の方法は、離型性テープを成形型の内面に貼付
したり、フッ素系樹脂やシリコーン系樹脂又はこれらの
オリゴマーを塗装し、必要に応じて硬化して表面処理す
る手段が取られる。

【００１１】溶射した金属粒子は、成形型の表面に溶融
状態で激しく衝突し、順次、溶融粒子が積層される為、
金属層は、成形型と接する面は平滑になり、他方の面は
凹凸の激しい面となる。従って、金属層は、成形型に接
する面よりも、発泡体で充填される面の方が投錨効果が
遙に大きくなるので、金属層が成形型から発泡体の表面
に容易に転写できるようになる。

【００１２】成形型に溶射する金属を、成形型の特定部
分のみに施せば、得られる発泡体は特定部分のみが金属
表面を有する発泡体となる。このような操作は、成形型
に金属溶射を行う時に、溶射が不要な部分をマスキング
すれば成就できる。

【００１３】かくして、第１発明に於いては、成形型に
金属溶射して金属層を設けた成形型に、発泡性樹脂組成
物を入れて発泡させて、成形型に発泡体を充満させるこ
とにより、発泡体の表面に金属層が転写される。

【００１４】発泡性樹脂組成物とは、発泡体になる前段
階の樹脂組成物であって、放置又は加熱することにより
発泡するように仕組んだ樹脂組成物を意味する。樹脂の
種類は、樹脂に特に限定はなく、熱可塑性樹脂と熱硬化
性樹脂が含まれる。

【００１５】熱可塑性樹脂は、例えば、ポリスチレン、
アクリル樹脂、スチレン−アクリロニトリル共重合体、
低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピ
レン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アク
リル酸エステル共重合体、エチレン−プロピレン共重合
体、ＡＢＳ樹脂、塩化ビニル樹脂、塩化ビニル−アルキ
ルアクリレート共重合体、ポリカーボネート、エチレン
テレフタレート樹脂などの汎用樹脂、ポリサルフォン、
ポリアリレート、アラミド樹脂などのエンジニアリング
樹脂が挙げられ、これらの少なくとも１種の混合物、ブ
レンドが挙げられる。

【００１６】熱硬化性樹脂は、例えば、ウレタン樹脂、
フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリ
エステル樹脂等が挙げられる。

【００１７】第２発明に於けるウレタン系発泡性樹脂組
成物とは、ポリオール、ポリイソシアネート、触媒、整
泡剤、補助発泡剤、水、難燃剤などが均一に配合された
発泡性樹脂組成物であって、常温又は加熱状態で発泡す
る組成物を意味する。

【００１８】常温で発泡する組成物は、コールドキュア
タイプと呼ばれ、反応が早く、原則的に外部加熱を必要
としない配合物である。配合については、例えば、使用
するポリオールの種類は、分子量４５００〜６０００、
官能基数３〜４、１級ＯＨが６５〜９０％のポリエーテ
ル、ポリマーポリオールブレンドが使用され、ポリイソ
シアネートはＴＤＩ又は／及びＭＤＩが使用され、触媒
はアミン系化合物と有機錫化合物が併用される。整泡剤
は低活性シリコン、補助発泡剤はフロン−１１、水は２
〜３部配合される。

【００１９】コールドキュアタイプの成形例を示すと、
例えば、必要に応じて、成形型に離型剤を塗布してか
ら、金属の低温溶射を成形型の内面に施した後、ウレタ
ン系発泡性樹脂組成物が注入されて、成形型が閉じられ
る。しかる後、６０〜８０℃の硬化用保温トンネルに導
入される。保温は反応熱で維持できる。１０〜２０分
後、成形型を開くと、表面に金属層があるウレタン系樹
脂発泡体がえられる。ウレタン系樹脂は元来接着性が良
好で、金属層の背面の凹凸に良好に浸透して強固に金属
層と接着する。

【００２０】加熱して発泡させる組成物は、ホットキュ
アータイプと呼ばれ、反応が比較的遅く、成形型を外部
加熱することで、反応が完結させられる。配合について
は、例えば、使用するポリオールの種類は、分子量３０
００〜３７００、官能基数３、１級ＯＨが３０〜５０％
のポリエーテル、ポリマーポリオールブレンドが使用さ
れ、ポリイソシアネートはＴＤＩが使用され、触媒はア
ミン系化合物と有機錫化合物が併用される。整泡剤は高
活性シリコン、補助発泡剤はフロン−１１、水は２．５
〜４部配合される。

【００２１】ホットキュアータイプの成形は、基本的に
は、コールドキュアタイプと同じであるが、ウレタン系
発泡性樹脂組成物を注入する時の成形型の温度が３０〜
４０℃要り、硬化加熱トンネルの温度を１６０〜２３０
℃にして、成形型の内面を１００℃程度に高速加熱する
必要がある。又、成形型を開いて、製品を取り出し、成
形型の清掃、必要に応じて、離型剤の塗布をした後、成
形型を冷却する操作が要る。

【００２２】第２発明に於けるスチレン系発泡性樹脂組
成物とは、樹脂がスチレン成分が５０重量％以上含有す
る共重合体で、加熱すると発泡して発泡成形体が得られ
る組成物を意味し、物理発泡タイプと化学発泡タイプの
２種類がある。

【００２３】スチレン系樹脂を例示すると、ポリスチレ
ン、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−
メチルメタクリレート共重合体、スチレン−アクリル酸
共重合体、スチレン−ビニルトルエン共重合体、ＡＢＳ
樹脂、スチレンとポリフェニレンオキサイドとのブレン
ド品などが挙げられ、これらの少なくとも１種の混合物
が好適に利用される。又、スチレン系樹脂が５０重量％
以上含まれる他の熱可塑性樹脂とのブレンド物もスチレ
ン系樹脂の範疇に入れられる。

【００２４】物理発泡タイプのスチレン系発泡性樹脂組
成物は、スチレン系樹脂に核剤などと共にブタン、プロ
パン、ヘキサン、フレオンなどの揮発性有機溶剤を含浸
させた組成物で、加熱すれば均一に発泡する性能を持っ
ているが、通常、この組成物を水蒸気で一次発泡させ
て、発泡ビーズとなし、これを成形型に入れて、水蒸気
加熱して更に高発泡体にされる。

【００２５】化学発泡タイプのスチレン系発泡性樹脂組
成物は、スチレン系樹脂に熱分解型発泡剤（例えば、ア
ゾジカルボンアミド）、発泡助剤（例えば、尿素）、核
剤などを配合して、ぺレット化したもので、加熱すると
発泡剤が熱分解して不活性ガスが発生して、発泡体にな
る。

【００２６】本発明の金属層を有するスチレン系樹脂発
泡体は、物理発泡タイプ、化学発泡タイプいずれにも使
用でき、金属溶射した成形型に、発泡性樹脂組成物を入
れて、型を閉じ、加熱すれば得られる。前者は、単なる
加熱でも、水蒸気による加熱でも発泡体が得られるが、
後者は、成形型を外部から加熱して発泡させるが、発泡
は急激に発泡して発熱するので、発泡制御は前者より難
しい。

【００２７】第２発明に於けるオレフィン系発泡性樹脂
組成物とは、樹脂のオレフィン成分が５０重量％以上あ
るビニルモノマーとの共重合体であって、加熱すると発
泡して発泡成形体が得られる組成物を意味し、物理発泡
タイプと化学発泡タイプの２種類がある。

【００２８】ポリオレフィンを具体的に例示すると、低
密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、中密度ポリエ
チレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合
体、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−アルキ
ルアクリレート共重合体、エチレン−アクリル酸、ポリ
４メチルペンテン、ポリブタジエン、エチレン−ヘキセ
ン共重合体、エチレン−オクテン共重合体、ポリオレフ
ィン系のサーモエラストマーなどが挙げられ、これらの
少なくとも１種のブレンド物が使用され、又、ポリオレ
フィンが５０重量％以上含まれる他の熱可塑性樹脂との
ブレンド物もポリオレフィンの範疇に入れられる。

【００２９】物理発泡タイプのオレフィン系発泡性樹脂
組成物は、発泡に最適な溶融粘度を調整したポリオレフ
ィンに核剤、気泡調整剤などと共にブタン、プロパン、
ヘキサン、フレオンなどの揮発性有機溶剤を含浸させた
組成物で、加熱すれば均一に発泡する性能を持ってい
る。

【００３０】化学発泡タイプのオレフィン系発泡性樹脂
組成物は、例えば、オレフィン系樹脂に架橋剤（例え
ば、ジクミルパーオキサイドなどの過酸化物）、熱分解
型発泡剤（例えば、アゾジカルボンアミド）、発泡助剤
（例えば、尿素）、核剤、気泡調整剤などを配合して、
溶融・混合して、ポリオレフィンを架橋させ、適正な溶
融粘度となして、ぺレット化したもので、加熱すると架
橋の進行と共に、発泡剤が熱分解して不活性ガスを放出
してポリオレフィンを発泡体にする。上記に於いて、架
橋剤をポリオレフィンに混合せずに、溶融・混合した組
成物に電子線又は紫外線などのエネルギー線を照射し
て、適正に架橋すると、同様な性能のオレフィン系発泡
性樹脂組成物が得られる。

【００３１】本発明の金属層を有するオレフィン系樹脂
発泡体には、物理発泡タイプ、化学発泡タイプいずれも
使用できる。両者とも、金属溶射した成形型に、所定量
のオレフィン系発泡性樹脂組成物を入れ、型内発泡を行
うことにより完結する。

【００３２】（作用）表面が平滑な成形型に、溶融した
金属粒子を溶射すると、成形型表面の金属粒子の積層面
は平滑となるが、反対側の溶射面は凹凸の激しい表面と
なる。成形型の内面に形成された溶射金属の凹凸面に、
発泡性樹脂組成物を入れて、発泡させると、この凹凸面
に樹脂が貫入し、投錨効果が増大する。それ故に、結果
として、金属溶射の接着性は、投錨効果であるので、成
形型の表面の溶射金属の接着性より、金属層と発泡体と
の接着性の方が大きくなる。発泡体は熱容量が低く、高
温高圧の金属溶射には、耐え難いものであるが、本発明
のように、成形型に金属溶射をして、この金属層を発泡
体に転写させる方式を取ると、接着性の向上ばかりでな
く、耐熱性の低い発泡体にも適用され、溶射方法の選定
にも制約がなくなり、金属層が表面に強固に固定された
金属層表面を有する発泡体を得ることができる。

【００３３】

【発明の実施の形態】本発明を更に詳しく説明するため
に、実施例、比較例を挙げる。

【００３４】実施例１〜５ 成形型 ＭＲＭ樹脂（三菱化学社製）の成形型を使用し、型の内
面の全表面にフッ素樹脂製の離型テープ（中興化成社
製、チューコーフロー粘着テープＡＧＦ−１００）を貼
付した。得られる試験試料は、図１に示されるように、
直方体状の発泡体である。

【００３５】金属溶射装置 アークテクノ社製のインバーター式金属溶射装置で、Ｐ
Ｃ−２５０ｉＤＥＸを使用した。この装置は低温溶射シ
ステムのアーク溶射方式を採用し、性能は、吐出空気速
度：１５ｍ／分、搬線速度：５ｍ／分、ワイヤー径：直
径１．３ｍｍである。

【００３６】成形型へ金属溶射 ＭＲＭ樹脂製の成形型（以下、成形型と呼ぶ）に、上記
の溶射装置を使用して、亜鉛を電圧１２Ｖ、アルミニウ
ムを１５Ｖでそれぞれ溶射処理を行った。金属の溶射層
の肉厚は約５０μｍで、各種発泡体を発泡成形する前
に、前段階として、毎回、成形型に金属溶射を行った。

【００３７】金属層を有する発泡体の製法 図１に示されるように、金属溶射装置２で、成形型１の
表面に金属層３を形成させた。下記の３種類の発泡性樹
脂組成物４に応じて、成形型に入れて発泡させ、金属層
３を有する各種発泡体５を得た。

【００３８】１）ポリウレタン発泡体（スミトモバイエ
ルウレタン社製） Ａ液として、Ｓｕｍｉｄｕｒ ４４Ｖ２０、Ｂ液とし
て、ＳＢＵ−ｔｒｉａｌ−ｐｏｌｙｏｌ−ＲＺ５００７
Ｆを使用し、所定の配合比で混合し、室温で攪拌し、成
形型に注型して、室温で放置して、表面に金属層を有す
る発泡体を得た。結果は表１に示されているように、透
明セロハンテープを貼り付け、これを剥がしても、表面
金属が剥がれ落ちて、テープに付着することが全くなか
った。

【００３９】２）スチレンビーズの高発泡体（積水化成
品社製） エスレンビーズ（ＥＳＣタイプ）を成形型に入れ、型を
閉じ８５℃に加熱して表面に金属層を有する発泡体を得
た。結果は表１に示されているように、透明セロハンテ
ープを貼り付け、これを剥がしても、表面金属が剥がれ
落ちて、テープに付着することが全くなかった。

【００４０】３）ポリエチレン発泡体 ポリエチレンに発泡剤アゾジカルボンアミドを５ｗｔ％
配合された押出シートに、２Ｍｒａｄの電子線を照射し
て、所定サイズに切断し、成形型に入れ、型を閉じて、
２２０℃に加熱し、表面に金属層を有する発泡体を得
た。結果は表１に示されているように、透明セロハンテ
ープを貼り付け、これを剥がしても、表面金属が剥がれ
落ちて、テープに付着することが全くなかった。

【００４１】比較例１〜４ 表１に示されるように、発泡体を成形後、成形型に金属
溶射をせずに、発泡体に金属溶射を行った以外は、実施
例１〜５と同じ方法で金属層表面を有する発泡体を得
た。結果は表１に示されているように、透明セロハンテ
ープを貼り付け、これを剥がすと、テープに金属粉が多
く付着した。

【００４２】

【表１】

【００４３】評価方法 （金属層の密着性の評価）ＪＩＳ Ｋ ５４００−８．
５．２「碁盤目テープ法」に準じて、テープ剥離試験で
評価した。但し、カットは入れず、テープ剥離を行った
後、テープ面への金属微粒の付着量を目視判定をした。 （判定基準）ＪＩＳ Ｈ ８５０２−１０．４．２「レ
イティングナンバ標準図表」による方法を用いた。

【００４４】

【発明の効果】本発明は、上述のように構成されている
ので、金属層が表面に強固に固定され、断熱性、帯電防
止、電磁波シール性を有し、配管材、床材、壁材などに
利用できる金属層表面を有する発泡体を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１に於いて、金属層表面を有す
る発泡体の製造工程の１例を説明する１部断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 成形型 ２ 金属溶射装置 ３ 金属層 ４ 発泡性樹脂組成物 ５ 金属層表面を有する発泡体

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 成形型の内面の１部又は全面に、金属溶
   射によって金属層を形成させ、該成形型に発泡性樹脂組
   成物を入れて発泡させることにより、発泡体の表面に金
   属層を転写させることを特徴とする金属層表面を有する
   発泡体の製造方法。
2. 【請求項２】 発泡性樹脂組成物が、ウレタン系、スチ
   レン系又はオレフィン系の発泡性樹脂組成物である請求
   項１記載の金属層表面を有する発泡体の製造方法。