WO2001015882A1

WO2001015882A1 - Procede de production pour mousse de resine thermoplastique, moule de moulage prevu a cet effet et mousse de resine thermoplastique

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Publication number: WO2001015882A1
Application number: PCT/JP2000/005776
Authority: WO
Inventors: Hiroshi Harada; Hitoshi Kawauchi; Hiroyuki Hirano; Satoshi Shimura
Original assignee: Sekisui Chemical Co., Ltd.
Priority date: 1999-08-30
Filing date: 2000-08-25
Publication date: 2001-03-08
Also published as: EP1226918A1; US7833445B2; DE60035519T2; US20050179158A1; DE60035519D1; WO2001015882A8; US7195815B1; EP1226918B1; ES2290049T3; EP1226918A4; US20050181085A1; CA2383270C; CA2383270A1

Description

明細書熱可塑性樹脂発泡体の製造方法、その成形用金型および熱可塑性樹脂発泡体技術分野

本発明は、金型のキヤビティに発泡剤を含む熱可塑性樹脂の溶融物を充填した後、キヤビティを拡大して熱可塑性樹脂を発泡させて熱可塑性樹脂発泡体を製造する熱可塑性榭脂発泡体の製造方法、および、同方法に用いられる熱可塑性樹脂発泡体成形用金型に関する。本発明は、また、厚み方向の圧縮剛性および曲げ剛性が高く、軽量な熱可塑性樹脂発泡体に関する。背景技術

従来、例えば、特公昭 5 1— 8 4 2 4号公報に記載されているように、金型のキヤビティに発泡剤を含む熱可塑性樹脂の溶融物を充填した後、キヤビティを拡大して熱可塑性樹脂を発泡させて熱可塑性樹脂発泡体を製造する方法が知られている。この方法では、図 1 2に示す図線（91)のように、充填完了時から時間 T 2 までの間、速度 V 2でキヤビティを拡大する。

また、例えば、特開平 7— 8 8 8 7 8号公報に記載されているように、所望の感触を有する発泡体を得るために、非発泡のスキン層の厚みの制御を狙いとして、キヤビティ拡大速度を変化させる方法が知られている。この方法では、図 1 2 に示す図線（92)のように、充填完了時から時間 T 1までの間、速度 V Iでキヤビティを拡大し、次いで時間 T 1から T 2までの間は遅い速度 V 3でキヤビティを拡大する。

金型のキヤビティを拡大する熱可塑性樹脂発泡体成形用金型を用いる成形方法として、発泡剤を含む溶融した熱可塑性樹脂をキヤビティ内に充填した後に、キヤビティを急激に所定量強制的に拡大することにより、発泡成形品を得るという方法が、特公昭 5 1 — 8 4 2 4号公報および特開平 6 — 1 9 8 6 6 8号公報に記載されている。

この方法では、キヤビティを最終形状よりも縮小させた状態にしておき、発泡剤を含む熱可塑性樹脂をキヤビティ内に充填し、次いでキヤビティを最終製品の寸法まで拡大して、発泡体を得る。しかし、従来の熱可塑性樹脂発泡体の製造方法においては、高い発泡倍率、例えば断熱性を有する 5倍以上の発泡倍率を有する発泡体が得難いという問題があった。また、一定のセル径のものしか得られず、且つセルが直径数 m m以上と大きく、条件が不適切な場合は中空の成形品しか得られないという問題もあった。

加えて、従来の熱可塑性樹脂発泡体の製造方法では、特にキヤビティの隅部では樹脂がキヤビティの拡大に追随して十分に発泡せず、所望の形状の発泡体が得られないという問題があった。即ち、図 1 3 ( a ) に示すように、固定型（101) と可動型（102) との間のキヤビティ（103) に発泡剤含有樹脂 (104) を充填した後、図 1 3 ( b ) に示すように、可動型（1 02) を矢印（107) の方向に移動することによりキヤビティ（1 03) を拡大すると、キヤビティ（103) の隅部においては、熱可塑性樹脂（104) がキヤビティ（103) の拡大に追随して発泡せず、その結果、隅部（105) が陥没した発泡体（106) しか得られないことがあった。

本発明は、叙上の従来技術の諸問題に鑑みなされたものであって、その目的とするところは、上記問題点を解決し、高倍率の発泡体が得られ、且つその所望径のセル、特に微細なセルを有する所望形状の熱可塑性樹脂発泡体を製造することができる熱可塑性樹脂発泡体の製造方法、および同方法に用いられる熱可塑性樹脂発泡体成形用金型を提供することにあ。

他方、特開平 1 0 — 2 3 0 5 2 8号公報には、超臨界状態の二酸化炭素または窒素を発泡剤として用いて、表面外観が良好で一体化した未発泡部分を表層に有し、微細で均一な平均セル密度の独立セルを有する発泡体を製造する方法が記載されている。

特開平 8 — 1 0 8 4 4 0号公報には、セル構造が（ a ) 発泡板と平行な方向の大きさに対する発泡板の面の垂直な方向の大きさの比が 2 . 5〜 1 0 . 0であるセルの割合が 8 5 % 以上、（ b ) 発泡板の面と平行な方向の大きさが 5 0 0 m 以下であるセルの割合が 7 0 %以上の独立セルであり、発泡板の面と平行な方向の圧縮強度に対する発泡板の面と垂直な方向の圧縮強度の比が 2以上、発泡倍率が 5〜 2 0倍であるポリオレフィン樹脂発泡板が記載されている。このポリオレフィン樹脂発泡板は、ポリオレフィン榭脂、化学発泡剤および架橋剤からなる混合物を、対向状の平行内面を有する成形型によって加圧し、化学発泡剤の分解温度以上に加熱し、ついで上記成形型間の間隔を増して、ポリオレフイン樹脂を加圧時の内面に垂直な方向にのみ膨張させる方法によって製造される。この方法は、低密度化と高圧縮剛性の両立を果たすためにセル構造の扁平化の工夫がされたものである。しかし、特開平 1 0— 2 3 0 5 2 8号の製造方法は射出成形法であるために、得られた発泡体は、形状対応力は備えているものの、微細で均一な独立セル構造のために、圧縮強度および大きな衝撃力に対する衝撃吸収性に乏しく、高い物性を得るためには、密度を高ぐする必要があり、そのため発泡成形品の重量が重い、断熱性能が低いなどの問題があつた。

また、特開平 8— 1 0 8 4 4 0号の発泡成形品は、発泡層のみの単層構造からなるために曲げ強度が弱く、且つ独立セルのために変形限界が小さく、また、上記のような製造方法のため、板形状の成形品しか得られないという問題もあった。また、化学発泡剤を用いているためにコストが高くなることに加えて、発泡体中に化学発泡剤の未反応物や分解物が残存するため、発泡体の変色、臭気の発生、食品衛生上の問題がめった o

本発明のもう 1つの目的は、上記の点に鑑み、厚み方向の圧縮剛性および曲げ剛性が高く、軽量で、断熱性および衝撃吸収性に優れ、かつ化学発泡剤の残渣がない熱熱可塑性樹脂発泡体を提供することにある。発明の開示

本発明は上記目的を達成すべく工夫されたものであって、第 1 の発明による熱可塑性樹脂発泡体の製造方法は、金型のキヤビティ内に発泡剤を含む熱可塑性樹脂の溶融物を充填した後、キヤビティを拡大することにより同樹脂を発泡させて熱可塑性樹脂発泡体を製造する方法において、発泡剤を含む溶融樹脂のキヤビティへの充填完了後に、キヤビティを充填時の形状に保ち、キヤビティ内の溶融樹脂の平均温度が樹脂の融点〜 [融点 + 3 0 ] の範囲内になった時点で、キヤビティを最終キヤビティ拡大幅まで拡大することを特徴とするものである。

第 2の発明による熱可塑性樹脂発泡体の製造方法は、金型のキヤビティ内に発泡剤を含む熱可塑性樹脂の溶融物を充填した後、キヤビティを拡大することにより同樹脂を発泡させて熱可塑性樹脂発泡体を製造する方法において、発泡剤を含む溶融樹脂のキヤビティへの充填完了後に、キヤビティを充填時の形状に保ち、キヤビティ内の溶融樹脂の平均温度が樹脂の融点〜 [融点 + 6 0 °C ] の範囲内になった時点で、キヤビティを最終キヤビティ拡大幅未満の所定量まで拡大する第 1次キヤビティ拡大工程と、その後キヤビティの拡大を停止して、樹脂の厚み方向中心部の温度が融点〜 [融点 + 5 0 °C ] になった時点で、キヤビティを最終キヤビティ拡大幅まで拡大する第 2次キヤビティ拡大工程を含むことを特徴とするものである。

第 3の発明による熱可塑性樹脂発泡体の製造方法は、第 1 の熱可塑性樹脂発泡体の製造方法のひとつの形態であり、発泡剤を含む溶融樹脂のキヤビティへの充填完了後に、所定時間キヤビティを充填時の形状に保つ工程と、所定時間後にキャビティを最終キヤビティ拡大幅まで拡大する工程を含むことを特徴とするものである。

第 4の発明による熱可塑性樹脂発泡体の製造方法は、第 2 の熱可塑性樹脂発泡体の製造方法のひとつの形態であり、発泡剤を含む溶融樹脂の充填完了後の所定時間後に、キヤビティを最終キヤビティ拡大幅未満の所定量まで拡大する第 1次キヤビティ拡大工程と、次いで所定時間キヤビティの拡大を停止した後に、キヤビティを最終拡大幅まで拡大する第 2次キヤビティ拡大工程を含むことを特徴とするものである。第 5の発明による熱可塑性樹脂発泡体の製造方法は、第 1 または第 3発明による熱可塑性樹脂発泡体の製造方法において、キヤビティを最終拡大幅まで拡大する工程におけるキヤビティの拡大速度が 2〜 5 m m /秒であること、および第 2 または 4発明による熱可塑性樹脂発泡体の製造方法において、第 1次キヤビティ拡大工程におけるキヤビティの拡大速度が 2 S m m Z秒であることを特徴とするものである。

第 6の発明による熱可塑性樹脂発泡体の製造方法は、第 2、 4または 5発明による熱可塑性樹脂発泡体の製造方法において、第 2次キヤビティ拡大工程におけるキヤビティの拡大速度が 5〜 1 O m m Z秒であることを特徴とするものである。

第 7の発明による熱可塑性樹脂発泡体の製造方法は、第 1 〜 6発明のいずれかによる熱可塑性樹脂発泡体の製造方法において、発泡剤が不活性ガス、すなわち樹脂に対して非反応性であるガスであることを特徴とするものである。

本明細書において、前進方向とは、移動片を基準にして、これがキヤビティを縮小させるようにキヤビティのゲート部に向かって進む方向をいい、従って図 4 ( b ) 中の（51)の方向をいう。後退方向とは移動片がキヤビティを拡大するようにキヤビティのゲート部から離れる向きに進む方向をいい、従って図 4 ( b ) 中の（52)の方向をいう。

第 8の発明による熱可塑性樹脂発泡体成形用金型は、金型の固定型と可動型の間に形成されたキヤビティ内に発泡剤を含む熱可塑性樹脂の溶融物を充填した後、キヤビティを拡大することにより同樹脂を発泡させて熱可塑性樹脂発泡体を製造する熱可塑性樹脂発泡体成形用金型において、

キヤビティ（31)の厚み方向に進退可能な移動片が可動型に設けられ、移動片は、前進した時に、その外周面とキヤビティ周面（33)との間に周辺部キヤビティ空間（32)を形成すると共に、移動片の前端面とキヤビティ対向面（35)との間にキヤビティ本体空間（34)を形成するような形状を有することを特徴とするものである。

周辺部キヤビティ空間（32)は一体の筒状であってもよいし、またその断面形状も四角形等多角形でも、円形でもよい。図 4 ( a ) において、可動型（22a) に設けられた移動片（2 21a)は、最も前進した時に、例えば進退方向断面凹状の有底筒状キヤビティ（31)を形成する。有底筒状キヤビティ（31)は、移動片（221a)の外周面とキヤビティ周面（33)との間の周辺部キヤビティ空間（32)と、移動片（221a)の前端面とキヤビティ対向面（35)との間のキヤビティ本体空間（34)とからなる。

第 9の発明による熱可塑性樹脂発泡体成形用金型は、第 8 発明による熱可塑性樹脂発泡体成形用金型において、周辺部キヤビティ空間（32)の進退方向の長さ（t5)がキャビティ本体空間（34)の進退方向の幅（t3)より大きいことを特徴とするものである。

図 4 ( a ) において、例えば断面凹状の有底筒状キヤビティ（31 )の周辺部キヤビティ空間（32)の進退方向の長さ（t5)は、キヤビティ本体空間（34)の幅（t3)より大きくなされていることが好ましい。

第 1 0の発明による熱可塑性樹脂発泡体成形用金型は、第 8 または 9発明による熱可塑性樹脂発泡体成形用金型において、周辺部キヤビティ空間（32)の進退方向の長さ（t5)が最終キヤビティ拡大幅（t6)の 5 0〜 7 0 %であることを特徴とするものである。

図 4 ( a ) において、例えば断面凹状の有底筒状キヤビティ（31 )の周辺部キヤビティ空間（32)の進退方向の長さ（t5)は、図 4 ( c ) に示す最終キヤビティ拡大幅（t 6)の 5 0〜 7 0 % であることが好ましく、 6 0〜 6 5 %であることが更に好ましい。

ここで、上記長さ（t 5)が最終キャビティ拡大幅（t6)の 5 0 %より小さいと、得られた熱可塑性樹脂発泡体の周辺部が金型形状に追随せず、所望形状のものが得られない恐れがある。上記長さ（t5)が最終キヤビティ拡大幅（t 6)の 7 0 %より大きいと、得られた熱可塑性樹脂発泡体にしわが発生して、製品の外観を損ねる恐れがある。

第 1 1 の発明による熱可塑性樹脂発泡体成形用金型は、第 8、 9 または 1 0発明による熱可塑性樹脂発泡体成形用金型において、周辺部キヤビティ空間（32)の幅（t4)がキヤビティ本体空間（34)の幅（t3)の 2〜 4倍であることを特徴とするものである。

図 4 ( a ) において、周辺部キヤビティ空間（32)の幅（t4) がキヤビティ本体空間（34)の幅（t3)の 2〜 4倍、好ましくは 2 . 7〜 3 . 5倍である。

ここで、周辺部キヤビティ空間（32)の幅（t4)がキヤビティ本体空間（34)の幅（t3)の 2倍より小さいと、得られた熱可塑性樹脂発泡体の周辺部が金型形状に追随せず、所望形状のものが得られない恐れがある。周辺部キヤビティ空間（32)の幅 (t4)がキヤビティ本体空間（34)の幅（t3)の 4倍より大きいと、冷却が不十分な場合は熱可塑性樹脂発泡体が変形し所望形状のものが得られないことがある。冷却を十分に行おうとすると、生産性が極端に低下する恐れがある。更に周辺部キヤビティ空間（32)内の熱可塑性樹脂の発泡が不十分になる恐れもある o

本発明において用いられる熱可塑性樹脂は特に限定されるものではなく、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ェチレン一プロピレン共重合体、エチレン一プロピレンージェン共重合体、エチレン—酢酸ビニル共重合体、ポリブテン、塩素化ポリエチレン等のォレフィン系樹脂、ポリスチレン、スチレン一ブタジエン一スチレン共重合体、スチレン一イソプレン一スチレン系樹脂、ポリメチルァクリレート、ェチレンーェチルァクリレ一ト共重合体などのァクリル樹脂、ポリ塩化ビニル等の塩素系樹脂、ポリフッ化工チレン等のフッ素系樹脂、 6 —ナイロン、 6 6 —ナイロン、 1 2 —ナイロン等のポリアミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリプチレンテレフタレ一ト等のポリエステル樹脂、 A B S樹脂、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリフヱニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ゲイ素樹脂、熱可塑性ゥレタン、各種エラストマ一等が挙げられる。

とりわけ、発泡に適した溶融張力もしくは伸張粘度を有するものが好ましく、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、 A B S樹脂、ポリ塩化ビニル等が好適に使用される。更に、ポリエチレン、ポリプロピレン等としては伸張粘度特性を調整した微架橋樹脂が好ましい。

これら樹脂は、単体で用いられても良いし、 2種以上がァロイ、ブレンドまたはコンポジットされたものでも良い。本発明において、「融点」とは、樹脂が流動状態から非流動状態になる温度と定義する。融点は樹脂により次のように決められる。ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアセタール、ポリブチレンテレフタレート等の結晶性樹脂は、 J I S

K 7 1 2 1 により測定された融解温度 T p mを融点とする。ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、ポリメタクリル酸メチル、ポリカーボネート、 A B S樹脂などの非結晶樹脂は、 J I S K 7 1 2 1 により測定されたガラス転移温度 T m gを融点とする。塩化ビニルは結晶性樹脂ではあるが、融解温度 T p mと熱分解温度が近く、成形は融解温度 T p m以下で行われている。このように成形が融解温度 T p m以下で行われている結晶性樹脂は、 [融解温度 T p m— 3 0 °C ] を融点とする。同様に、成形がガラス転移温度 T m g以下で行われている非結晶樹脂は、 [ガラス転移温度 T m g— 3 0 °C ] を融点とする o

本発明において、「樹脂の平均温度」とは、金型キヤビティ内の充填樹脂層の厚み方向の温度の平均値と定義する。充填樹脂層の厚み方向の温度は、特に限定されるものではないが、好ましくは、金型のゲート部と樹脂層先端との中央部すなわち層厚の中央部における温度である。

金型内に充填した溶融樹脂の温度の決定方法の例としては、例えば金型内に赤外線温度センサーを設置して充填樹脂層の温度を測定する方法、また C A E射出流動解析により充填樹脂層の温度を計算により求める方法などが挙げられる。

本発明において、「キヤビティを充填時の状態に保つ」、「キヤビティの拡大停止」とは、移動片が実質的に停止している状態を意味し、移動片の拡大速度が 0 . I m m Z秒以下の状態とする。ただし、移動片の拡大速度は好ましくは 0 m m 秒である。

本発明において、発泡剤は特に限定されるものではなく、有機および無機系の熱分解型化学発泡剤または物理発泡剤が使用できる。化学発泡剤としてはァゾ化合物、ヒドラジド化合物、ニトロソ化合物、セミ力ルバジド化合物、ヒドラゾ化合物、テトラゾール化合物、エステル化合物、重炭酸塩、炭

0 酸塩、亜硝酸塩などが挙げられる。更に具体的には、ァゾジカルボンアミド（ADCA) 、イソプチロニトリル（AZDN) 、ベンゼンスルホニルヒドラゾ（ 0BSH) 、ジニトロペンタメチレンテトラミン（DPT ) 、ァゾビスイソプチロニトリル（AIBN) 、 P — トルエンスルホンヒドラジド（TSH ) 、ノくリウムァゾジカルボキシレート（Ba— AC) 等が挙げられる。物理発泡剤としては、炭酸ガス、窒素、アルゴン、ネオン、ヘリウム、酸素等の非反応性ガスが挙げられる。これらは単独で使用されても良いし、 2種以上併用されても良い。

金型キヤビティ空間を拡大する方法も、特に限定されるものではないが、図 2および 3 に示すように射出成形機の油圧機構もしくは外部の油圧装置と油圧ビストンにより金型の移動片をキヤビティ拡大方向へ移動させる方法や、図 5および 6に示すように射出成形機の型開き機構を利用してキヤビティを拡大する方法などが挙げられる。

第 2、 4および 5発明における「第 1次のキヤビティ拡大幅」は、最終キヤビティ拡大幅（t 6)以下であれば特に限定されないが、キヤビティ本体空間（34)の進退方向の幅（t3)の 3 . 0倍以下が好ましく、 6 . 5 m m以下が特に好ましい。この第 1次のキヤビティ拡大幅が大きすぎる場合は、セル膜が破れ、多数の小さいセルが 1つに合体して大きなセルとなってしまう恐れがある。

第 2、 4および 5発明における「第 1次のキヤビティ拡大速度」、第 1、 3および 5発明における「最終キヤビティ拡大幅までの拡大速度」は、好ましくは 0 . δ ΐ δ πι ιη //秒、より好ましくは 2〜 5 m m Z秒である。キヤビティ拡大速度が遅過ぎると、セルの大きな発泡体しか得られない。キヤビティ拡大速度が速過ぎると、金型と樹脂表面が一度離れ、次工程のキヤビティ移動停止時に樹脂表面が金型表面に再転写されるため成形品表面の外観が悪くなるという問題が発生する恐れがある。

第 3発明による方法において、樹脂の充填完了直後からキャビティ拡大開始までの保持時間は、充填時の樹脂温度、金型温度等によって決定されるが、好ましくは 2〜20秒、より好ましくは 2〜 1 5秒である。この保持時間が長過ぎると樹脂の表面を覆うスキン層が厚くなり、実質の発泡層の厚みが薄くなるために、発泡倍率の低い発泡体しか得られない恐れがある。

第 4発明において、樹脂の充填完了直後から第 1次キヤビティ拡大開始までの保持時間は、好ましくは 0. 1〜11秒、より好ましくは 0. 5〜 5秒である。第 1次キヤビティ拡大工程と第 2次キヤビティ拡大工程の間におけるキヤビティ拡大の停止時間は、好ましくは 0. 5〜30秒、より好ましくは 3〜20秒である。この停止時間が短過ぎると、第 1次キャビティ拡大工程におけるキヤビティ拡大量が大きい場合と同様に、セル膜が破れ、セル同士が合体して大きな 1つのセルとなってしまう恐れがある。停止時間が長過ぎると、樹脂の冷却が進行して樹脂の伸張力が発泡圧よりも大きくなつてしまうため、所望のキヤビティ拡大量まで発泡しないか、表面に金型形状と異なる凹凸が発生する恐れがある。

第 2、 4および 6発明における「第 2次のキヤビティ拡大速度」は、好ましくは 0. δ Ι δ πιιηΖ秒、より好ましくは 5 l OmmZ秒である。キヤビティ拡大速度が遅過ぎると、キヤビティ拡大中に樹脂の冷却が進行して樹脂の伸張力が発泡圧力よりも大きくなつてしまうため、所望のキヤビティ拡大幅まで発泡しないか、表面に金型形状と異なる凹凸が

2 発生する。さらに、キヤビティ拡大速度が速すぎると、金型と樹脂表面が一度離れ、最終のキヤビティ拡大位置で金型が停止した際に、樹脂表面が金型表面に再転写されるため成形品表面の外観が悪くなるという問題が発生する恐れがある。

つぎに、熱可塑性樹脂発泡体の発明について、説明をする。第 1 2の発明は、発泡内層部とこれをサンドイッチする 2 層の表層部とがー体に成形された熱可塑性樹脂発泡体において、

表層部は、厚さ 0. l mm〜 3. 0 mmを有し且つ非発泡構造もしくはセル径 1 0 m以下好ましくは 5 u m以下の発泡構造からなり、発泡内層部は、面に平行な方向のセルの平均セル径が 6. 0 mm以下であり、面に垂直な方向に連通しているセルが 7 0 %以上であり、且つ成形された発泡体の平均密度が 0. 2 O g / c m ³ 以下である発泡構造からなることを特徴とする熱可塑性樹脂発泡体を提供するものである。

「面に垂直な方向」とは、サンドイッチ状の発泡体の表面に垂直な方向、すなわち発泡体の厚み方向をいい、「面に平行な方向」とは、発泡体の表面に平行な方向、すなわち厚み方向に垂直な方向をいう。

上記のようなセル形態のため、発泡内層部のセル壁は厚み方向にリブ構造になつている。また、面に平行な方向の断面のセル形状は特に限定されないが、ハニカム形状にすることが圧縮強度向上に好ましい。このような発泡構造のため、厚み方向の圧縮に対する高い剛性と、連続セル化による低密度化の両立が可能である。

曲げ発生時には、図 9 に示すように、表側の表層部（al)には引張り力、裏側の表層部（a2)には圧縮力が働く。発泡体は、発泡内層部（b) にも拘らず、剛性の高い 2層の表層部（a) に

3 より上記 2つの力に対して高い曲げ剛性を示す。

各表層部の厚みは 0. 1 〜 3. 0 mmであり、曲げ強度向上と発泡成形の両立の観点から好ましくは 0. 3〜 1. 2 m mである。表層部の厚みが薄すぎると、表層部自体の剛性が低くなるため、目的とする曲げ強度を得ることが困難となる。表層部の厚み 3. 0 mm以上の成形品を得ようとすると、発泡内層部の発泡倍率を高くすることが困難となるため、発泡体の平均密度が高くなつてしまう。平均密度の高い発泡体を得ようとすると、これが所望のキヤビティ拡大量まで発泡しないか、表面に金型形状と異なる凹凸が発生する。

発泡内層部において、面に平行な方向の平均セル径は、面と垂直な方向の圧縮強度を確保するために 6. 0 mm以下であれば良いが、圧縮物の接触面積が小さい場合、例えば指、ボ一ルペンなどで本発明の発泡体に圧縮を加えるなどの場合には、 4. 0 mm以下が好ましい。

セル径が 6. 0 mm以上であると、もしくは圧縮物の接触面積が小さいと、圧縮強度向上に寄与するリブの数が減少するために、充分な圧縮強度が得られない。

「平均セル径」とは、発泡体の発泡内層部の厚み方向中央部において面に平行な断面にて測定された、面と平行な方向のセル径の平均値をいう。測定は拡大顕微鏡で行い、測定範囲は平均セル径が 1 0 0 /z m以下の場合は 5 mm四方、平均セル径が 1 0 0 // mを越え l mm以下の場合は 1 5 mm四方、平均セル径が l mmを越える場合は 5 0 mm四方とし、各範囲内の任意の 3 0ケのセルの平均値を求める。

面に垂直な方向に連通しているセルの割合（連続セル率）は 7 0 %以上であればよい。 7 0 %未満では、面と垂直な方向の圧縮強度が低下する。

4 連続セル率 7 0 %以上とは、セルの連続性をエアピクノメ一タ一法（ASTM D 2856 ) で測定して得られた値が 7 0 %以上であることを意味する。ただし、本測定においてみかけ密度の測定は表層部と発泡内層部が一体化した状態で実施し、エアピクノメータ一法による試料の実容積の測定は表層部と発泡内層部を分離した状態で実施する。

第 1 3の発明は、第 1 2発明の熱可塑性樹脂がポリプロピレン樹脂である発泡体を規定したものであり、

発泡内層部とこれをサンドイッチする 2層の表層部とが一体に成形されたポリプロピレン樹脂発泡体において、

面に垂直な方向の圧縮強度が 1. O M P a以上であり、面に垂直な方向の圧縮弾性率が 0. 0 2 5 G P a以上であり、曲げ強度が 1. O M P a以上であり、且つ成形された発泡体の平均密度が 0. 2 0 g c m³ 以下であることを特徴とするポリプロピレン樹脂発泡体を提供するものである。

ポリプロピレン樹脂は特に限定されるものではなく、ホモポリマ一、ランダムコポノマー、ブロックコポノマ一の一般的なポリプロピレン、メタ口センポリプロピレン、長鎖分岐を持つポリプロピレン、他成分をグラフト重合したものも含み、これらは単独で使用されても良いし、 2種以上併用されても良い。

平均密度が 0. 2 gZ c m³ を越えると、軽量の発泡体を得にくい。

圧縮強度は、表層部を除去し発泡内層部のみからなる試験片を用い、試料の厚み方向に厚さ X 0. I mmZ分の圧縮速度で測定した。

第 1 4の発明は、発泡内層部とこれをサンドイッチする 2 層の表層部とがー体に成形された熱可塑性樹脂発泡体におい

5 て、

表層部は、厚さ 0. l mm〜 3. 0 mmを有し且つ非発泡構造もしくはセル径 1 0 z m以下好ましくは 5 μ πι以下の発泡構造からなり、発泡内層部は、面に平行な方向のセルの平均セル径が 4. 0 mm以下であり、扁平率、すなわち面に平行な方向のセル径に対する垂直な方向のセル径の比（後者 Z 前者） 2〜 6を有するセルが 6 5 %以上であり、且つ成形された発泡体の平均密度が 0. 1 2 g Z c m³ 以下である発泡構造からなることを特徴とする熱可塑性樹脂発泡体を提供するものである。

この発泡体は、上記のような扁平なセル構造を有するため、厚み方向のセル壁が厚く、面方向のセル壁が薄いものである。厚み方向のセル壁が厚いために、厚み方向の圧縮に対しては剛性が高く、且つ面方向のセル壁が薄いためにセル体積を大きくとれ、高剛性と高倍率発泡が同時に実現できる。また、独立セル構造のため断熱性が高い。

発泡内層部において、面に平行な方向のセルの平均セル径が 4. 0 mmを越える場合、偏平率が 6を越える場合、または発泡体の平均密度が 0. 1 2 g Z c m ³ を越える場合は、発泡体は断熱性に劣るものとなる。扁平率が 2. 0より低い場合、または偏平率 2〜6のものが 6 5 %より少ない場合は、充分な圧縮強度を得ることができない。

第 1 5の発明は、発泡内層部とこれをサンドイッチする 2 層の表層部とがー体に成形された熱可塑性樹脂発泡体において、

熱伝導率が 0. 0 7 0WZmK以下であり、面に垂直な方向の圧縮強度が 0. 2 5 M P a以上であり、面に垂直な方向の圧縮弾性率が 0. 0 04 G P a以上であり、曲げ強度が 1.

6 O M P a以上であって、且つ成形された発泡体の平均密度が 0 . 1 2 g Z c m ³ 以下であることを特徴とするポリプロピレン樹脂発泡体を提供するものである。

平均密度が 0 . l S g Z c m ³ を越えると、軽量の発泡体を得にくい。

第 1 6の発明は、第 1 2〜 1 5のいずれか発明において、発泡剤として化学発泡剤を用いた場合、得られた発泡体中に化学発泡剤の残渣が実質的に存在していないことを特徴とするポリプロピレン樹脂発泡体を提供するものである。

ここで「残渣」とは、化学発泡剤の未反応物および分解物の両方を指す。化学発泡剤の分解物は、例えばァゾジカルボンアミド（ADCA) の場合、 HDCA、ゥラゾール、シァヌル酸、イソシァヌル酸、シァメリド、シアン酸アンモニゥム、尿素等である。本発明において、「化学発泡剤の残渣が実質的に存在していない」とは、 I Rによって発泡体の成分分析を行つた際に、残渣が 5 0 p p m以下であることをいう。

第 1 2〜 1 6の発明による熱可塑性樹脂発泡体は、例えば第 2または 4の発明による方法で製造され得る。図面の簡単な説明

図 1 は、本発明による熱可塑性樹脂発泡体の製造方法に用いられる射出成形装置の一例を示す概略図である。

図 2 は、金型のキヤビティ拡大前の状態を示す水平断面図である。

図 3 は、図 2に示す金型のキヤビティ拡大後の状態を示す水平断面図である。

図 4 は、本発明による熱可塑性樹脂発泡体成形用金型を示す水平断面図である。

7 図 5 は、他のキヤビティ拡大手段を示す水平断面図である。図 6 は、図 4 に示すキヤビティ拡大手段によるキヤビティ拡大後の状態を示す水平断面図である。

図 7 は、本発明による熱可塑性樹脂発泡体の製造方法におけるキヤビティ拡大速度と時間との関係を示すグラフである。

図 8 は、得られた発泡体を示す側面図である。

図 9 は、本発明の熱可塑性樹脂発泡体の曲げ時に発生する力の説明図である。

図 1 0 は、実施例 7で得られた熱可塑性樹脂発泡体の断面を示す写真である。

図 1 1 は、実施例 8で得られた熱可塑性樹脂発泡体の断面を示す写真である。

図 1 2 は、従来の熱可塑性樹脂発泡体の製造方法におけるキヤビティ拡大速度と時間との関係を示すグラフである。

図 1 3 は、従来の熱可塑性樹脂発泡体成形用金型を示す水平断面図である。発明を実施するための最良の形態

以下、本発明の実施の形態を図により具体的に説明する。図 1 は射出成形装置の一例を示す概略図である。図 1 において、（1) は射出成形装置、（11)は同成形装置（1) の樹脂可塑化混練用のシリンダ、（12)は同シリンダ（11)の後端寄り上側に設けられた耐圧チヤンバー、（13)は耐圧チャンバ一（12) の上に設けられたホッパー、（14)は発泡剤として使用する炭酸ガスのボンベで、管路（142) を介して耐圧チャンバ一（12) に接続されている。（141) は管路（142) に設けられた圧力調整バルブ、（121) 、 (122) 、（123) 、 (124) はバルブである。 (2) は固定型（21)と可動型（22)からなる射出成形用金型であ

8 る o

熱可塑性樹脂としてポリプロピレン（Monte U -JPO 社製 HMS-PP. 融点 1 2 7 ）をホッパー（13)に投入し、バルブ（1 22) を開にして同樹脂を耐圧チャンバ一（12)に給送した。その後、バルブ（122) (123) (124) を閉じ、圧力調整バルブ（141) より圧力を 5 . 5 M P a に調整された炭酸ガスをバルブ（12 1) を経て耐圧チャンバ一（12)に導入した。

耐圧チャンバ一（12)内において、炭酸ガスの圧力を 5 . 5 M P a に温度を 4 5 °Cに 2時間保持し、炭酸ガスを熱可塑性樹脂に溶解させた。

尚、熱可塑性樹脂に不活性ガスを高圧下で溶解させる方法としては、不活性ガスを溶融状態の熱可塑性樹脂に溶解させる方法と、固体状態の熱可塑性樹脂に溶解させる方法があるが、どちらの方法を採用しても良く、両者を併用しても良い。溶融状態の熱可塑性樹脂に不活性ガスを高圧下で溶解させる方法には、射出シリンダ（11)の途中に設けられたベントを経てシリンダ内の樹脂に混入する方法等が挙げられる。この場合、溶融状態の熱可塑性樹脂で圧力シールを行う。

固体状態の熱可塑性樹脂に不活性ガスを高圧下で溶解させる方法には、例えば以下のような方法が挙げられる。

( 1 ) 予め高圧容器等の内部でペレツトまたはパウダー状態の熱可塑性樹脂に不活性ガスを溶解させる方法、

( 2 ) 射出成形装置のホッパーから固体輸送部に至る領域に不活性ガスを供給し熱可塑性樹脂に溶解させる方法。

上記（ 2 ) の場合は、射出シリンダ（11)から不活性ガスが揮散しないように、スクリュー駆動軸およびホッパーの耐圧シール構造を組み入れることが好ましい。

9 不活性ガスの供給は、ガスボンベ（14)から射出シリンダ（1 1)へ直接行つても良いし、図示はしていないプランジャーポンプを用いて加圧供給しても良い。

この炭酸ガス含有熱可塑性樹脂を耐圧チヤンバー（12)からバルブ（124) を経て、 1 9 0 °Cに設定されたシリンダ（11)内に供給した。その後、シリンダ（11)前端寄りの計量部に溜まつた熱可塑性樹脂を、図 2 に示すように、ランナー部（5) およびゲート部（4) を経て厚み 3 m mの初期キヤビティ（3) 内に射出した。

図 2および図 3において、可動型（22)はキャビティの厚み方向に進退可能な移動片（221) と、上下動可能なクサビ片（2 22) とを具備し、クサビ片（222) は油圧装置（224) に接続された油圧シリンダ（223) の動作により昇降されるようになつている。そして、図 2に示すようにクサビ片（222) が下降したときキヤビティ（3) が縮小され、図 3 に示すようにクサビ片（222) が上昇するときはキヤビティ（3) は拡大される。

図 4 は本発明による金型の一例を示すものである。

図 4 に示す金型（2a)においては、固定型（21a) と可動型（2 2a) との間に初期キヤビティ（31)が設けられ、可動型（22a) の移動片（221a)—端部がキャビティ（31 )内においてキャビティの厚み方向（（51)または（52) ) に進退自在に設けられている。初期キヤビティ（31)は、図 4 ( a ) に示すように、進退方向断面凹状の有底筒状をなす。従って、図 4 ( b ) に示すように、初期キヤビティ（31)内に溶融樹脂を充填すると、本体部（41)と筒状周辺部（42)とからなる進退方向断面凹状の有底筒状の充填樹脂層（40)が成形される。次いで、図 4 ( c ) に示すように、移動片（221a)が方向（52)へ後退すると、移動片（221a)の後退に追随して充填樹脂層（40)の中心部が発泡し、所望形状の発泡体（4) が成形される。

充填樹脂層（40)の筒状周辺部（42)の厚み（t4)を本体部（41 ) の厚み（t3)よりも厚くすることにより筒状周辺部（42)が高温に維持され、キヤビティ（31)の拡大による発泡体（4) の製造が容易となる。

図 5、 6 はキヤビティ（3) の拡大手段の他の例を示す説明図である。この拡大手段は、図 2、 3に示すキヤビティ（3) の拡大手段のようなクサビ片（222) 、油圧装置（224) 、油圧シリンダ（223) の代わりに、射出成形装置（1) の金型（2b)の開閉装置を用いたものである。

即ち、移動片（221b)は、射出成形装置（1) の油圧シリンダ (17)の作動杆（16)の作動により移動する可動型取付板（15)と共に進退移動されるようになっている。図 4は、移動片（221 b)が可動型取付板（15)と共に前進し、キヤビティ（3) が縮小された状態を示し、図 5は、移動片（221b)が可動型取付板（1 5)と共に後退し、キヤビティ（3) が拡大された状態を示している。

本発明による熱可塑性樹脂発泡体の製造方法におけるキヤビティ拡大速度と時間との関係を、図 7 に示す。第 1次キヤビティ拡大工程、即ち最初から T 1 までの時間はキヤビティの拡大速度 V 1でキヤビティを拡大し、時間 T 1の時点で、キヤビティの拡大を停止し、第 2次キヤビティ拡大工程、即ち時間 T 2から時間 T 3 まではキヤビティ拡大速度 V 2でキャビティを拡大する。

[実施例 1 ] (第 1、 3発明）

図 4 ( a ) において、進退方向断面凹状の有底筒状の初期キヤビティ（31) (その底部に相当するキヤビティ本体空間（3 4)の進退方向の幅（t3) ： 3 m m ) 内にポリプロピレン樹脂の

2 溶融物を充填した後、キヤビティ（31)を充填時の形状に保ち、樹脂の平均温度が 1 8 0、 1 5 0、 1 2 0°Cになった時点で (充填完了からキヤビティ拡大までの保持時間はそれぞれ 2 秒、 9秒、 2 2秒）、油圧シリンダ（223) によりクサビ片（2 22) を上昇させ、移動片（221a)を 1 2 mm後退させ、キヤビティ（31)を最終キヤビティ拡大幅まで拡大した。この時のキャビティ（31)のキヤビティ拡大速度は S mmZ秒であった。尚、移動片（221a)を後退させる時の溶融樹脂の平均温度は、同樹脂を初期キヤビティ（31)内に充填した後に、キヤビティを充填時の形状に所定時間保つことで、制御した。後述の表 1中のキヤビティ拡大時の温度 1 9 0 °Cは、キヤビティを充填時の形状に保つ時間が 0秒である条件での温度である。

その後、キヤビティ（31)内で熱可塑性樹脂の発泡体を 2 4 0秒間冷却して、金型（2) を開き、発泡体（4) を取り出した。得られた発泡体の観察結果を表 1に示す

〇：良好 X：不良

[評価]

表 1に示すように、実施例 1による発泡体においては、キャビティ拡大時の樹脂の平均温度が 1 2 0 °C、 1 5 0 °Cである場合にセルサイズが微細であった。キヤビティ拡大時の樹脂の平均温度が 1 8 0、 1 9 0 °Cのように [融点 + 3 0°C] の範囲を越える条件においては、セルサイズが粗大であるとともに、熱可塑性発泡体の内部に大きな空洞が観察された。キヤビティ拡大時の樹脂の平均温度が 1 5 0 °C、 1 8 0 °C であるとき、平滑度が優れていた。しかし、キヤビティ拡大時の樹脂の平均温度 1 2 0 °Cのように上記範囲を下回る条件においては、所望の形状まで熱可塑性樹脂発泡体が膨らまず、平滑な発泡体を得ることができなかった。更に、キヤビティ拡大時の樹脂の平均温度 1 9 0°Cでも、所望の形状まで熱可塑性樹脂発泡体が膨らまず、平滑な発泡体を得ることができなかった。

[実施例 2 ] (第 2、 4発明）

第 1次キヤビティ拡大工程

図 4 ( a ) において、キヤビティ本体空間（34)の幅（t3)が 3 mmである初期キヤビティ（31)内にポリプロピレン樹脂の溶融物を充填した後、キヤビティ（31)を充填時の形状に 0. 5秒間保ち、樹脂の平均温度が 1 8 5 °Cになった時点で、油圧シリンダ（223) によりクサビ片（222) を上昇させ、移動片 (221a)を中間位置まで（4 mm) 後退させた。この第 1次キャビティ拡大工程のキヤビティ（31)の拡大速度は 5 mmZ秒 0^sあった。

第 2次キヤビティ拡大工程

その後、キヤビティの拡大を中間位置で停止した後、樹脂の厚み方向中心部の温度が 1 9 0 °C、 1 7 0^、 1 5 0 °C、 1 2 0 °Cになった時点で（キヤビティ拡大の停止時間はそれぞれ 0秒、 1 0秒、 1 4秒、 3 1秒）、再び油圧シリンダ（2 23) によりクサビ片（222) を上昇させ、移動片（221a)を最終キヤビティ拡大幅 2 6 mmまで後退させた。この時のキヤビティ（31)の拡大速度は 1 O mmZ秒であった。

この第 2次キヤビティ拡大工程の後、キヤビティ（31)内で熱可塑性樹脂の発泡体を 3 6 0秒間冷却して、金型（2) を開き、発泡体（4) を取り出した。

得られた発泡体の観察結果を表 2に示す。

表 2

〇：良好 X：不良 [評価]

表 2 に示すように、実施例 2 による発泡体においては、第 1次キヤビティ拡大工程開始時の樹脂の平均温度が [融点〜融点 + 6 0 °C ] の範囲内にある 1 8 5 で、且つ第 2次キヤビティ拡大工程開始時の樹脂の厚み方向中心の温度が、 1 7 0 °C、 1 5 0 °C、 1 2 0 °Cである場合、セルサイズが微細であった。しかし、第 1次キヤビティ拡大工程と第 2次キヤビティ拡大工程の間でキヤビティ拡大の停止を行わず、第 2次キヤビティ拡大工程開始時の樹脂の厚み方向中心の温度が 1 9 0 °Cである場合は、得られた熱可塑性樹脂発泡成形品の中心部に空洞が生じ、且つ空洞部以下の部位のセルは粗大であつた。その上、所望の形状まで熱可塑性樹脂発泡体が膨らまず、平滑な発泡体を得ることができなかった。

第 2次キヤビティ拡大時の樹脂の中心部温度が 1 7 0 °C、 1 5 0 °Cである場合、発泡体表面の平滑度が優れていた。しかし、第 2次キヤビティ拡大時の樹脂の中心部の温度 1 2 0 でのように融点より低い温度の条件においては、所望の形状まで熱可塑性樹脂発泡体が膨らまず、平滑な発泡体を得ることができなかった。 [実施例 3 ]

第 1次キヤビティ拡大工程において、初期キヤビティ（31) 内に充填した樹脂の平均温度が 1 9 5 、 1 8 0 、 1 2 5 °Cになつた時点で移動片（221a)を後退させた以外、実施例 2 の第 1次キヤビティ拡大工程と同じ操作を行った。

第 2次キヤビティ拡大工程において、樹脂の厚み方向中心部の温度が 1 6 0 °Cになるまでキヤビティの移動を停止した以外、実施例 2 の第 2次キヤビティ拡大工程と同じ操作を行

7こ

得られた発泡体の観察結果を表 3に示す

表 3

〇：良好 X：不良

[評価]

表 3 に示すように、実施例 3 による発泡体においては、第 1次キヤビティ拡大時の樹脂の平均温度が 1 8 0 °C、 1 2 5 。Cである場合にセルサイズが微細であった。

しかし、キヤビティ拡大時の樹脂の平均温度が 1 9 5 °Cのように [融点 + 6 0 。C ] の範囲を越える条件においては、セルサイズが粗大であり、且つ中央部には中空部が観察された。第 1次キヤビティ拡大時の樹脂の平均温度が 1 9 5 °C、 1 8 0 °Cである場合において、平滑度が優れていた。しかし、第 1次キヤビティ拡大時の樹脂の平均温度が 1 2 5 °Cのように上記範囲を下回ると、所望の形状まで熱可塑性樹脂発泡体が膨らまず、平滑な発泡体を得ることができなかった。

[実施例 4 ]

第 1次キヤビティ拡大工程において、初期キヤビティ（31) 内に充填した樹脂の平均温度が 1 8 0 °Cになった時点で移動片（221a)を後退させ、キヤビティ（31)の拡大速度は 0 . 5、 5、 1 0 m m Z秒とした以外、実施例 2 の第 1次キヤビティ拡大工程と同じ操作を行つた。

第 2次キヤビティ拡大工程において、樹脂の厚み方向中心部の温度が 1 6 0 °Cになるまでキヤビティの移動を停止した以外、実施例 2の第 2次キヤビティ拡大工程と同じ操作を行つ

得られた発泡体の観察結果を表 4に示す

表 4

〇：良好 X：不良

[評価]

表 4 に示すように、実施例 4による発泡体においては、第 1次キヤビティ拡大速度が 5 m m /秒である場合に、セルサィズが微細であつた。第 1次キャビティ拡大速度が本発明の範囲外では、粗大なセルが観察された。

第 1次キヤビティ拡大速度が 0 . 5、 5 m m Z秒である場合、外観が優れていた。

[実施例 5 ]

第 1次キヤビティ拡大工程において、初期キヤビティ（31) 内に充填した樹脂の平均温度が 1 8 0 °Cになった時点で移動片（221a)を後退させた以外、実施例 2の第 1次キヤビティ拡大工程と同じ操作を行った。

第 2次キヤビティ拡大工程において、樹脂の厚み方向中心部の温度が 1 6 0°Cになるまでキヤビティの移動を停止し、キヤビティ（31)の拡大速度を 1、 1 0、 Z O mmZ秒とした以外、実施例 2の第 2次キヤビティ拡大工程と同じ操作を行つた。

得られた発泡体の観察結果を表 5に示す。

表 5

〇：良好 X：不良 [評価]

表 5に示すように、実施例 5による発泡体においては、第 2次キヤビティ拡大速度が 1 O mmZ秒である場合にセルサィズが微細であった。

第 2次キヤビティ拡大速度が 1または 2 0 m m /秒では、粗大なセル、もしくは中空部が観察された。

第 2次キヤビティ拡大速度が 1、 l O mmZ秒である場合、外観が優れていた。更に、第 2次キヤビティ拡大速度が 1 0、 2 0 mmZ秒である場合、平滑度に優れた発泡成形品が得られた。

[実施例 6]

第 1次キヤビティ拡大工程において、図 4 ( a) に示すキャビティ本体空間（34)の進退方向の幅（t3)が 3 mm、周辺部キヤビティ空間（32)の幅（t4)が 0、 3、 1 2 mm、周辺部キャビティ空間（32)の進退方向の長さ（t5)が 0、 5、 1 5 mm である初期キヤビティ（31)内に、熱可塑性樹脂の溶融物を充填し、初期キヤビティ（31)内に充填した樹脂の平均温度が 1 8 0 °Cになつた時点で移動片（221a)を後退させた以外、実施例 2の第 1次キヤビティ拡大工程と同じ操作を行った。

第 2次キヤビティ拡大工程において、樹脂の厚み方向中心部の温度が 1 6 0 °Cになるまでキヤビティの移動を停止した以外、実施例 2の第 2次キヤビティ拡大工程と同じ操作を行つ 7 ·

得られた発泡体を図 8 に示す。この発泡体（4) の左側部における厚み（t7)、ゲート部から中央下端までの厚み（t2)、および右側部における厚み（t8)を表 6に示す。表 6

[評価]

周辺部キヤビティ空間（32)の進退方向の長さ（t5)が大きくなるに連れて、発泡体（4) の左右側部における厚み（t7) (t8) と中央部における厚み（t2)の差違が小さくなつた。

[実施例 7 ] (第 1 2、 1 3発明）

第 1次キヤビティ拡大工程

図 4 ( a ) において、キヤビティ本体空間（34)の幅（t3)が

2 mmである初期キヤビティ（31)内にポリプロピレンの溶融物を充填した後、キヤビティ（31)を充填時の形状に 5秒間保ち、油圧シリンダ（223) によりクサビ片（222) を上昇させ、移動片（221a)を中間位置まで（ 2 mm) 後退させた。この第 1次キヤビティ拡大工程のキヤビティ（31)の拡大速度は I S mmZ秒であった。

第 2次キヤビティ拡大工程

キヤビティの移動を中間位置で 0. 5秒停止した後、再び油圧シリンダ（223) によりクサビ片（222) を上昇させ、移動片（221a)を最終キヤビティ拡大幅 2 O mmまで後退させた。この時のキヤビティ（31)の拡大速度は 1 5 mm,秒であつた。この第 2次キヤビティ拡大工程の後、キヤビティ（31)内で熱可塑性樹脂の発泡体を 1 2 0秒間冷却して、金型（2) を開き、発泡体（4) を取り出した。

得られた発泡体の特性を測定した。その結果を表 7に示す。得られた熱可塑性樹脂発泡体は、図 1 0 に示す断面写真 (拡大顕微鏡倍率 6倍）から分かるように、発泡内層部（b) とこれをサンドイッチする 2層の表層部（a) とが一体に成形されたものである。

[比較例 1 ] (セル径大の例）

炭酸ガス含有ポリプロピレン樹脂の溶融物をキヤビティに充填した後、第 1次キヤビティ拡大を始めるまでの保持時間を 2秒とし、第 1次キヤビティ拡大工程でのキヤビティ拡大速度を 3 mm,秒とした点以外、実施例 7 と同様の操作を行つて、発泡体を得た。

得られた発泡体の特性を測定した。その結果を表 7に示す。

[比較例 2 ] (連続セル率小の例）

炭酸ガス含有ポリプロピレン樹脂の溶融物をキヤビティに充填した後、第 1次キヤビティ拡大を始めるまでの保持時間を 2秒とし、第 1次キヤビティ拡大工程でのキヤビティ拡大速度を 3 mmZ秒とし、第 1次キヤビティ拡大工程と第 2次キヤビティ拡大工程の間におけるキヤビティの拡大停止時間を 3秒とし、第 2次キヤビティ拡大工程でのキヤビティ拡大速度を 1 0 mm/秒とした点以外、実施例 7 と同様の操作を行って、発泡体を得た。

得られた発泡体の特性を測定した。その結果を表 7に示す。表 7

[実施例 8] (第 1 4、 1 5発明）

炭酸ガス含有ポリプロピレン樹脂の溶融物をキヤビティに充填した後、第 1次キヤビティ拡大を始めるまでの保持時間を 1 1秒とし、第 1次キヤビティ拡大工程でのキヤビティ拡大速度を l O mmZ秒とし、第 1次キヤビティ拡大工程と第 2次キヤビティ拡大工程の間におけるキヤビティの拡大停止時間を 3秒とし、第 2次キヤビティ拡大工程で移動片（221a) を最終キヤビティ拡大幅 3 0 m mまで後退させ、キヤビティ (31)の拡大速度を 5 m m ,秒とした点以外、実施例 7 と同様の操作を行って、発泡体を得た。

得られた発泡体の特性を測定した。その結果を表 8に示す。得られた熱可塑性樹脂発泡体は、図 1 1 に示す断面写真 (拡大顕微鏡倍率 4倍）から分かるように、発泡内層部（b) とこれをサンドイッチする 2層の表層部（a) とが一体に成形されたものである。

[比較例 3 ] (セル径大の例）

炭酸ガス含有ポリプロピレン樹脂の溶融物をキヤビティに充填した後、第 1次キヤビティ拡大を始めるまでの保持時間を 7秒とし、第 1次キヤビティ拡大工程でのキヤビティ拡大速度を 1 0 m m 秒とし、第 1次キヤビティ拡大工程と第 2 次キヤビティ拡大工程の間におけるキヤビティの拡大停止時間を 1秒とし、第 2次キヤビティ拡大工程で移動片（221a)を最終キヤビティ拡大幅 1 7 m mまで後退させ、キヤビティ（3 1)の拡大速度を 5 m m ,秒とした点以外、実施例 7 と同様の操作を行って、発泡体を得た。

得られた発泡体の特性を測定した。その結果を表 8に示す。

[比較例 4 ] (偏平率大の例）

炭酸ガス含有ポリプロピレン樹脂の溶融物をキヤビティに充填した後、第 1次キヤビティ拡大を始めるまでの保持時間を 1 0秒とし、第 1次キヤビティ拡大工程でのキヤビティ拡大速度を 1 O m m Z秒とし、第 1次キヤビティ拡大工程と第

3 2次キヤビティ拡大工程の間におけるキヤビティの拡大停止時間を 0 . 5秒とし、第 2次キヤビティ拡大工程で移動片（2 21a)を最終キャビティ拡大幅 1 7 m mまで後退させ、キヤビティ（31)の拡大速度を δ πι ιη Ζ秒とした点以外、実施例 7 と同様の操作を行って、発泡体を得た。

表 8

本発明は下記のような効果を奏する。

第 1 および 3の発明による熱可塑性樹脂発泡体の製造方法によれば、均質且つ微細なセル径の発泡体の製造が可能である。

第 2および 4の発明による熱可塑性樹脂発泡体の製造方法によれば、高倍率で均質且つ多様なセル径の発泡体の製造が可能である。第 5の発明による熱可塑性樹脂発泡体の製造方法によれば、寸法精度が良く、平滑で且つ外観が優れ、均質且つ微細なセル径の発泡体の製造が可能である。

第 6の発明による熱可塑性樹脂発泡体の製造方法によれば、寸法精度が良く、平滑で且つ外観が優れ、高倍率で均質且つ微細なセル径の発泡体の製造が可能である。

第 7の発明による熱可塑性樹脂発泡体の製造方法によれば、発泡力が高くかつ樹脂に均質に溶解させることが可能なため、品質の安定した高倍率発泡体の製造が可能である。

第 8の熱可塑性樹脂発泡体成形用金型によれば、周辺部においても所望形状の発泡体を製造することが可能である。

第 9、 1 0および 1 1発明による熱可塑性樹脂発泡体成形用金型によれば、周辺部の樹脂温度を移動片部分の樹脂温度より高温に維持できるため、周辺部においても所望形状の発泡体を安定的に製造することが可能であり、且つ移動金型の拡大タイミングを様々に変化させることが可能であるため、高倍率で均質且つ多様なセル径の発泡体の製造が可能である。

第 1 2、 1 3の発明による熱可塑性樹脂発泡体は、圧縮および曲げ剛性が非常に高く、且つ軽量で断熱性に優れたものである。

第 1 4、 1 5の発明による熱可塑性樹脂発泡体は、軽量性、断熱性に優れていると共に、圧縮および曲げ剛性を有するものである。

第 1 6の発明による熱可塑性樹脂発泡体は、化学発泡剤の残渣が無く、食品用途にも適用可能である。特に、熱可塑性樹脂がポリプロピレンである場合は、リサイクル性に優れており、食品用コンテナ、断熱建材、住宅建材、自動車用部品等へ好ましい適用が可能である。産業上の利用可能性

本発明は、高倍率で、且つその所望径のセル、特に微細な気泡セルを有する所望形状の熱可塑性樹脂発泡体を提供する。また、本発明は、圧縮および曲げ剛性が非常に高く、且つ軽量で断熱性に優れた熱可塑性樹脂発泡体を提供する。

Claims

請求の範囲

1 . 金型のキヤビティ内に発泡剤を含む熱可塑性樹脂の溶融物を充填した後、キヤビティを拡大することにより同樹脂を発泡させて熱可塑性樹脂発泡体を製造する方法において、

発泡剤を含む溶融樹脂のキヤビティへの充填完了後に、キャビティを充填時の形状に保ち、キヤビティ内の溶融樹脂の平均温度が樹脂の融点〜 [融点 + 3 0 °C ] の範囲内になった時点で、キヤビティを最終キヤビティ拡大幅まで拡大することを特徴とする熱可塑性樹脂発泡体の製造方法。

2 . 金型のキヤビティ内に発泡剤を含む熱可塑性樹脂の溶融物を充填した後、キヤビティを拡大することにより同樹脂を発泡させて熱可塑性樹脂発泡体を製造する方法において、

発泡剤を含む溶融樹脂のキヤビティへの充填完了後に、キャビティを充填時の形状に保ち、キヤビティ内の溶融樹脂の平均温度が樹脂の融点〜 [融点 + 6 0 °C ] の範囲内になった時点で、キヤビティを最終キヤビティ拡大幅未満の所定量まで拡大する第 1次キヤビティ拡大工程と、その後キヤビティの拡大を停止して、樹脂の厚み方向中心部の温度が融点〜 [融点 + 5 0で] になった時点で、キヤビティを最終キヤビティ拡大幅まで拡大する第 2次キヤビティ拡大工程を含むことを特徴とする熱可塑性樹脂発泡体の製造方法。

3 . 金型のキヤビティ内に発泡剤を含む熱可塑性樹脂の溶融物を充填した後、キヤビティを拡大することにより同樹脂を発泡させて熱可塑性樹脂発泡体を製造する方法において、発泡剤を含む溶融樹脂のキヤビティへの充填完了後に、キャビティを充填時の形状に所定時間保つ工程と、所定時間後にキヤビティを最終キヤビティ拡大幅まで拡大する工程を含むことを特徴とする熱可塑性樹脂発泡体の製造方法。

4 . 金型のキヤビティ内に発泡剤を含む熱可塑性樹脂の溶融物を充填した後、キヤビティを拡大することにより同樹脂を発泡させて熱可塑性樹脂発泡体を製造する方法において、

発泡剤を含む溶融樹脂の充填完了後の所定時間後に、キヤビティを最終キヤビティ拡大幅未満の所定量まで拡大する第 1次キヤビティ拡大工程と、次いで所定時間キヤビティの拡大を停止した後に、キヤビティを最終キヤビティ拡大幅まで拡大する第 2次キヤビティ拡大工程を含むことを特徴とする熱可塑性樹脂発泡体の製造方法。

5 . 請求項 1 または 3記載の方法において、キヤビティを最終キヤビティ拡大幅まで速度 2〜 5 m m Z秒で拡大すること、および請求項 2または 4記載の方法において、第 1次キヤビティ拡大工程におけるキヤビティ拡大速度が 2〜 5 m m Z秒であることを特徴とする熱可塑性樹脂発泡体の製造方法。

6 . 第 2次キヤビティ拡大工程におけるキヤビティの拡大速度が 5〜 1 O m m Z秒であることを特徴とする請求項 2、 4または 5記載の熱可塑性樹脂発泡体の製造方法。

7 . 発泡剤が不活性ガスであることを特徴とする、請求項 1〜 6のいずれか記載の熱可塑性樹脂発泡体の製造方 f£ ο

8 . 金型の固定型と可動型の間に形成されたキヤビティ内に発泡剤を含む熱可塑性樹脂の溶融物を充填した後、キヤビティを拡大することにより同樹脂を発泡させて熱可塑性樹脂発泡体を製造する熱可塑性樹脂発泡体成形用金型において、

キヤビティの厚み方向に進退可能な移動片が可動型に設けられ、移動片は、前進した時に、その外周面とキヤビティ周面（33)との間に周辺部キヤビティ空間（32)を形成すると共に、移動片の前端面とキヤビティ対向面（35)との間にキヤビティ本体空間（34)を形成するような形状を有することを特徴とする熱可塑性樹脂発泡体成形用金型。

9. 請求項 8記載の熱可塑性樹脂発泡体成形用金型において、周辺部キヤビティ空間（32)の進退方向の長さ（t5) がキヤビティ本体空間（34)の進退方向の幅（t3)より大きいことを特徴とする熱可塑性樹脂発泡体成形用金型。

1 0. 請求項 8 または 9記載の熱可塑性樹脂発泡体成形用金型において、周辺部キヤビティ空間（32)の進退方向の長さ（t5)が最終キヤビティ拡大幅（t6)の 5 0〜 7 0 %であることを特徴とする熱可塑性樹脂発泡体成形用金型。

1 1. 請求項 8、 9 または 1 0記載の熱可塑性樹脂発泡体成形用金型において、周辺部キヤビティ空間（32)の幅（t 4)がキャビティ本体空間（34)の幅（t3)の 2〜 4倍であることを特徴とする熱可塑性樹脂発泡体成形用金型。

1 2. 発泡内層部とこれをサンドイッチする 2層の表層部とがー体に成形された熱可塑性樹脂発泡体において、表層部は、厚さ 0. l mm〜 3. O mmを有し且つ非発泡構造もしくはセル径 1 0 /z m以下の発泡構造からなり、発泡内層部は、面に平行な方向のセルの平均セル径が 6. 0 mm 以下であり、面に垂直な方向に連通しているセルが 7 0 %以上であり、且つ成形された発泡体の平均密度が 0. 2 0 g Z c m³ 以下である発泡構造からなることを特徴とする熱可塑性樹脂発泡体。

1 3. 発泡内層部とこれをサンドイッチする 2層の表層部とがー体に成形された熱可塑性樹脂発泡体において、面に垂直な方向の圧縮強度が 1. O M P a以上であり、面に垂直な方向の圧縮弾性率が 0. 0 2 5 G P a以上であり、曲げ強度が 1. O M P a以上であり、且つ成形された発泡体の平均密度が 0. S O gZ c m³ 以下であることを特徴とするポリプロピレン樹脂発泡体。

1 4. 発泡内層部とこれをサンドイッチする 2層の表層部とがー体に成形された熱可塑性樹脂発泡体において、表層部は、厚さ 0. 1 mm〜 3. O mmを有し且つ非発泡構造もしくはセル径 1 Ο μ πι以下の発泡構造からなり、発泡内層部は、面に平行な方向のセルの平均セル径が 4. O mm 以下であり、面に平行な方向のセル径に対する垂直な方向のセル径の比 2〜 6を有するセルが 6 5 %以上であり、且つ成形された発泡体の平均密度が 0. 1 2 gZ c m³ 以下である発泡構造からなることを特徴とする熱可塑性樹脂発泡体。

1 5. 発泡内層部とこれをサンドイッチする 2層の表層部とがー体に成形された熱可塑性樹脂発泡体において、熱伝導率が 0. 0 7 O W/mK以下であり、面に垂直な方向の圧縮強度が 0. 2 5 M P a以上であり、面に垂直な方向の圧縮弾性率が 0. 0 0 4 G P a以上であり、曲げ強度が 1. O M P a以上であって、且つ成形された発泡体の平均密度が 0. 1 2 g Z c m ³ 以下であることを特徴とするポリプロピレン樹脂発泡体。

1 6. 発泡体中に化学発泡剤の残渣が実質的に存在していないことを特徴とする請求項 1 2〜 1 5のいずれか記載のポリプロピレン樹脂発泡体。