(57)【要約】【課題】カウンタープレッシャーやヒート＆クール機構を備えた金型を使用することなく、また、射出シンリダ内での減圧工程等発泡に不利な操作をすることなく、結晶性熱可塑性樹脂組成物で構成され、シルバーストリークの発生が抑制され、良好な外観を有する射出発泡成形体を提供する。【解決手段】本発明は、結晶性熱可塑性樹脂組成物で構成された射出発泡成形体であって、前記結晶性熱可塑性樹脂組成物は、結晶性熱可塑性樹脂および繊維状のフィラーを含み、前記射出発泡成形体の少なくとも1つの表面は、深さが４５μｍ以上の凹凸を有し、かつ表面粗さＳａが２．２μｍ以上である射出発泡成形体に関する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
結晶性熱可塑性樹脂組成物で構成された射出発泡成形体であって、
前記結晶性熱可塑性樹脂組成物は、結晶性熱可塑性樹脂および繊維状のフィラーを含み、
前記射出発泡成形体の少なくとも1つの表面は、深さが４５μｍ以上の凹凸を有し、かつ表面粗さＳａが２．２μｍ以上であることを特徴とする射出発泡成形体。
【請求項２】
前記結晶性熱可塑性樹脂は、ポリプロピレン系樹脂である請求項１に記載の射出発泡成形体。
【請求項３】
前記ポリプロピレン系樹脂は、プロピレンの単独重合体、プロピレン系ランダム共重合体、およびプロピレン系ブロック共重合体からなる群から選ばれる一種以上である請求項１又は２に記載の射出発泡成形体。
【請求項４】
前記プロピレン系ブロック共重合体は、プロピレンを主成分とする直鎖ポリマーの中に、エチレンを主成分とするポリマーおよび／または、エチレンとプロピレンのゴム状共重合体が分散し、海島構造を形成しているプロピレン系ポリマーである請求項３に記載の射出発泡成形体。
【請求項５】
前記繊維状のフィラーは、繊維長が５０μｍ以上である請求項１〜４のいずれか１項に記載の射出発泡成形体。
【請求項６】
前記繊維状のフィラーが、ガラス繊維、炭素繊維およびセルロースナノファイバーからなる群から選ばれる一種以上である請求項１〜５のいずれか１項に記載の射出発泡成形体。
【請求項７】
前記射出発泡成形体の少なくとも1つの表面は、深さが８４μｍ以上の凹凸を有し、かつ表面粗さＳａが２．８μｍ以上である請求項１〜６のいずれか１項に記載の射出発泡成形体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリプロピレン系樹脂組成物等の結晶性熱可塑性樹脂組成物で構成された射出発泡成形体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年ドアトリムやインストルメントパネル等の自動車内装部品や、ピラー等の自動車外装部品として、熱可塑性樹脂で構成された成形体が用いられており、特に軽量性の観点から、ポリプロピレン系樹脂からなる発泡成形体が用いられている。ポリプロピレン系樹脂製発泡成形体の製造には、化学発泡剤や物理発泡剤を用いた射出発泡成形が使用されている。しかしながら、従来のポリプロピレン系樹脂製射出発泡成形体は、表面にシルバーストリークと呼ばれる外観不良が見られ、その外観は必ずしも満足できるものではなかった。シルバーストリークとは、金型内に樹脂を射出した際に、樹脂の流動末端に溶融樹脂中に含有されるガス（発泡剤）が現れ、せん断により破裂し引き伸ばされることで形成される白い筋状の外観不良である。それらの改良のために、たとえば以下のような提案がなされている。
【０００３】
特許文献１には、金型キャビティ内の圧力を、大気圧を上回るまで昇圧した後、キャビティ内に発泡剤を含む溶融状熱可塑性樹脂を供給し、供給開始時または供給中にキャビティ内圧力の減圧を開始し、キャビティ内圧力を、大気圧を下回るまで減圧することでシルバーストリークが改良された成形体が得られることが報告されている。このような方法は、いわゆるカウンタープレッシャー法として知られる公知の方法であるが、金型内の圧力を昇圧および降圧するための機構が必要であり、大型の設備投資が必要である。
【０００４】
特許文献２には、金型の内周面温度を加熱できる装置および／または回路と、金型の内周面温度を冷却できる装置および／または回路とを備えた金型を用い、結晶性熱可塑性樹脂を、金型内周面温度を当該樹脂の結晶化温度−２０℃から結晶化温度＋２０℃の範囲に設定した金型キャビティ内へ供給し、発泡させた後に金型内周面温度を５０℃以下に変更して発泡成形体を冷却する工程を経ることでシルバーストリークが改良された発泡成形体が得られることが報告されている。このような方法は、いわゆるヒート＆クール法もしくはヴァリオサーム法として知られる公知の方法であるが、金型内周面の温度を昇温および降温するための装置が必要であり、大型の設備投資が必要であることに加えて、急激な温度制御が必要なためランニングコストの負担が増加する。
【０００５】
特許文献３には、熱可塑性樹脂を可塑化工程の後、射出シリンダ内で背圧を低下させる、あるいはスクリュを一定量後退させ、溶融状熱可塑性樹脂にかかる過剰な圧力を減少させる減圧工程を経て、金型内に射出し発泡させることでシルバーストリークが改良された発泡成形体が得られることが報告されている。しかしながら、シリンダ内における減圧工程を経ることで、溶融状熱可塑性樹脂中に溶解しているガス濃度が低下するため、発泡倍率を高めることが困難で軽量化を目的とした場合の発泡成形にはそぐわない。
【０００６】
特許文献４には、固定側金型および可動側金型の少なくとも一方のキャビティ面にシボ処理が施され、発泡成形に起因するシルバーストリークより深い凹凸を形成させることでシルバーストリークが改良された発泡成形体が得られることが報告されている。このような凹凸は、一般的にはシボ模様として、成形体表面の意匠性を高めるために使用される公知の技術である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８-２４６８８１号公報
【特許文献２】特開２００８-４４３８４号公報
【特許文献３】特許第５２７７６０７号
【特許文献４】特開２００６-５６６０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１〜３に記載されているように、従来は、結晶性熱可塑性樹脂、とりわけポリプロピレン系樹脂の射出発泡成形において、金型内の圧力または温度を増加および減少させる機構を備えた金型を使用せずに射出発泡成形体におけるシルバーストリークを改良することは困難であった。特許文献４に記載の技術においては、結晶性熱可塑性樹脂がポリプロピレンの場合、結晶化が極めて迅速であるため、シルバーストリークが瞬時に形成され、シボ加工のみではシルバーストリークを十分に改良することはできなかった。特に、超臨界流体を用いたいわゆるＭｕＣｅｌｌ成形では、化学発泡剤を用いた射出発泡成形に比べて発生するガス量が多く、多量のシルバーストリークが発生するため、従来技術によって射出発泡成形体の外観を改良することは極めて困難であった。
【０００９】
本発明は、上述した問題を解決するため、カウンタープレッシャーやヒート＆クール機構を備えた金型を使用することなく、また、射出シンリダ内での減圧工程等発泡に不利な操作をすることなく、結晶性熱可塑性樹脂組成物で構成され、シルバーストリークの発生が抑制され、良好な外観を有する射出発泡成形体を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、結晶性熱可塑性樹脂組成物で構成された射出発泡成形体であって、前記結晶性熱可塑性樹脂組成物は、結晶性熱可塑性樹脂および繊維状のフィラーを含み、前記射出発泡成形体の少なくとも1つの表面は、深さが４５μｍ以上の凹凸を有し、かつ表面粗さＳａが２．２μｍ以上であることを特徴とする射出発泡成形体に関する。
【００１１】
前記結晶性熱可塑性樹脂は、ポリプロピレン系樹脂であることが好ましい。前記ポリプロピレン系樹脂は、プロピレンの単独重合体、プロピレン系ランダム共重合体、およびプロピレン系ブロック共重合体からなる群から選ばれる一種以上であってもよい。前記プロピレン系ブロック共重合体は、プロピレンを主成分とする直鎖ポリマーの中に、エチレンを主成分とするポリマーおよび／または、エチレンとプロピレンのゴム状共重合体が分散し、海島構造を形成しているプロピレン系ポリマーであってもよい。
【００１２】
前記繊維状のフィラーは、繊維長が５０μｍ以上であることが好ましい。前記繊維状のフィラーが、ガラス繊維、炭素繊維およびセルロースナノファイバーからなる群から選ばれる一種以上であることが好ましい。
【００１３】
前記射出発泡成形体の少なくとも１つの表面は、深さが８４μｍ以上の凹凸を有し、かつ表面粗さＳａが２．８μｍ以上であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、カウンタープレッシャー法やヒート＆クール法のための大型設備投資や、射出シリンダ内の減圧といった工程を必要とすることなく、結晶性熱可塑性樹脂組成物で構成され、シルバーストリークの発生が抑制され、良好な外観を有する射出発泡成形体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、射出発泡成形体の表面をデジタルマイクロスコープで観察した画像であり、(ａ)は実施例１の射出発泡成形体の梨地シボ模様が付与された表面の画像であり、（ｂ）は比較例１２の射出発泡成形体の梨地シボ模様が付与された表面の画像である。
【図２】図２は、射出発泡成形体の表面をデジタルマイクロスコープで観察した画像であり、（ａ）は比較例３の射出発泡成形体の梨地シボ模様が付与された表面の画像であり、（ｂ）は比較例１の射出発泡成形体の梨地シボ模様が付与された表面の画像であり、（ｃ）は実施例６の射出発泡成形体の梨地シボ模様が付与された表面の画像であり、（ｄ）は実施例１の射出発泡成形体の梨地シボ模様が付与された表面の画像である。
【図３】図３は、射出発泡成形体の表面をデジタルマイクロスコープで観察した画像であり、（ａ）は実施例３の射出発泡成形体の梨地シボ模様が付与された表面の画像であり、（ｂ）は比較例９の射出発泡成形体の革シボ模様が付与された表面の画像である。
【図４】図４は、射出発泡成形体の表面粗さＳａを、射出発泡成形体の表面の凹凸の深さに対してプロットしたグラフである。
【図５】図５は、射出発泡成形体の表面の凹凸の深さと、金型（キャビティ）の表面の凹凸の深さの関係を示すグラフである。
【図６】図６は、射出発泡成形体の表面粗さＳａと、金型（キャビティ）の表面粗さＳａの関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明者らは、上記課題を解決するため、鋭意研究を重ねた。その結果、結晶性熱可塑性樹脂に繊維状のフィラーを混合し、さらに該結晶性熱可塑性樹脂組成物で構成された射出発泡成形体の表面に、一定以上の深さの凹凸を持たせ、かつ表面粗さＳａを大きくすることでシルバーストリークの発生を抑制できることを見出した。一般的に、ガラス繊維等に代表される繊維状のフィラーを含むと、成形体表面にフィラーが露出し、外観を損ねることが知られているが、本発明者らは、射出発泡成形体に繊維状のフィラーを含有させると、シルバーストリークの発生自体が阻害され、さらに発泡成形体表面に一定以上の深さの凹凸を付与し、かつ表面深さを大きくすることで、驚くべきことにシルバーストリークの発生が劇的に抑制されることを見出した。
【００１７】
射出発泡成形体を構成する結晶性熱可塑性樹脂組成物は、結晶性熱可塑性樹脂および繊維状のフィラーを含む。シルバーストリークの発生を効果的に抑制する観点から、結晶性熱可塑性樹脂組成物は、繊維状のフィラーを１０重量％以上含むことが好ましく、より好ましくは１５重量％以上含む。また、流動性の観点から、結晶性熱可塑性樹脂組成物は、繊維状のフィラーを３０重量％以下含むことが好ましく、より好ましくは２５重量％以下含む。
【００１８】
結晶性熱可塑性樹脂としては、特に限定されないが、例えば、ポリプロピレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアセタール系樹脂、ポリブチレンテレフタレート系樹脂、ポリフェニレンサルファイド系樹脂、ポリエーテルエーテルケトン系樹脂等が挙げられる。中でも、軽量性の観点から、ポリプロピレン系樹脂を用いることが好ましい。
【００１９】
前記ポリプロピレン系樹脂は、プロピレンの単独重合体であってもよく、プロピレン系共重合体であってもよい。プロピレン系共重合体としては、プロピレンと他のα−オレフィンとの共重合体等が挙げられる。他のα−オレフィンとしては、例えば、エチレン、１−ブテン、イソブテン、１−ペンテン、３−メチル−１−ブテン、１−ヘキセン、４−メチル−１−ペンテン、３，４−ジメチル−１−ブテン、１−ヘプテン、３−メチル−１−ヘキセン、１−オクテン、１−デセン等があげられる。プロピレン系共重合体としては、具体的には、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−ブテン共重合体等が挙げられる。プロピレン系共重合体は、プロピレン系ランダム共重合体であってもよく、プロピレン系ブロック共重合体であってもよい。
【００２０】
プロピレン系ブロック共重合体は、例えば、プロピレンを主成分とする直鎖ポリマーの中に、エチレンを主成分とするポリマーおよび／または、エチレンとプロピレンのゴム状共重合体が分散し、海島構造を形成しているプロピレン系ポリマーである。なお、このようなプロピレン系ポリマーは、耐衝撃性ポリプロピレン、日本国内では慣例的にブロックポリプロピレン等と呼称されているが、化学的な意味でのブロック共重合体ではない。プロピレン系ブロック共重合体としては、例えば、（株）プライムポリマー製の「プライムポリプロＪ７０８ＵＧ」、「プライムポリプロＪ７０４ＵＧ」等の市販品を用いてもよい。
【００２１】
プロピレン系ブロック共重合体は、プロピレンを５１重量％以上含有することが好ましく、結晶性、剛性、耐薬品性等の観点からは、プロピレン成分を６０重量％以上含有することがより好ましく、７０重量％以上含有することがさらに好ましく、８０重量％以上含有することが特に好ましい。
【００２２】
また、プロピレン系ブロック共重合体は、耐衝撃性等の観点からは、エチレンを１重量％以上含有することが好ましく、３重量％以上含有することがより好ましく、５重量％以上含有することがさらに好ましく、８重量％以上含有することがさらにより好ましく、１０重量％以上含有することが特に好ましい。
【００２３】
プロピレン系ブロック共重合体は、プロピレンとエチレンに加えて、プロピレンと共重合可能な他のモノマーを共重合したものであってもよい。そのようなプロピレンと共重合可能な他のモノマーとしては、例えば、１−ブテン、イソブテン、１−ペンテン、３−メチル−１−ブテン、１−ヘキセン、４−メチル−１−ペンテン、３，４−ジメチル−１−ブテン、１−ヘプテン、３−メチル−１−ヘキセン、１−オクテン、１−デセン等の炭素数４〜１２のα−オレフィン；シクロペンテン、ノルボルネン、テトラシクロ［６，２，１１，８，１３，６］−４−ドデセン等の環状オレフィン；５−メチレン−２−ノルボルネン、５−エチリデン−２−ノルボルネン、１，４−ヘキサジエン、メチル−１，４−ヘキサジエン、７−メチル−１，６−オクタジエン等のジエン；塩化ビニル、塩化ビニリデン、アクリロニトリル、酢酸ビニル、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、メタクリル酸メチル、無水マレイン酸、スチレン、メチルスチレン、ビニルトルエン、ジビニルベンゼン等のビニル単量体等が挙げられる。これらは、単独で使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用してもよい。これらのうち、耐寒性向上、安価等という点で、α−オレフィンが好ましく、１−ブテンがより好ましい。
【００２４】
繊維状のフィラーとしては、特に制限されないが、例えば、天然繊維および人造繊維を使用することができる。天然繊維としては、特に限定されないが、例えば、種子毛繊維、じん皮繊維、葉脈繊維、果実繊維、獣毛繊維、繭繊維、羽毛繊維、鉱物繊維、いぐさ等が挙げられる。人造繊維としては、特に限定されないが、例えば、金属繊維、炭素繊維、ケイ酸塩繊維、再生繊維、半合成繊維、合成繊維等が挙げられる。ケイ酸塩繊維としては、例えば、ガラス繊維、セラミック繊維等が挙げられる。再生繊維としては、精製セルロース系繊維等が挙げられる。これらは単独で用いても良いし、二種以上を同時に使用しても良い。
【００２５】
繊維状のフィラーは、剛性に優れたものであることが好ましく、炭素繊維、ガラス繊維、精製セルロース系繊維および合成繊維等が好ましく、安価で入手が容易であることからガラス繊維が特に好ましい。
【００２６】
繊維状のフィラーは、剛性に優れる観点から、繊維長が５０μｍ以上であることが好ましく、より好ましくは８０μｍ以上であり、さらに好ましくは１００μｍ以上である。また、繊維状のフィラーは、シボ転写性、触感および成形性（流動性）等の観点から、繊維長が１５ｍｍ以下であることが好ましく、より好ましくは１０ｍｍ以下であり、さらに好ましくは８．０ｍｍ以下である。
【００２７】
繊維状のフィラーは、射出発泡成形のシリンダにサイドフィードで添加してもよく、予め結晶性熱可塑性樹脂と配合し、溶融混練してマスターバッチ化されたものを使用しても良い。結晶性熱可塑性樹脂との配合は、従来公知の方法が使用でき、タンブラー、Vブレンダー、リボンブレンダー等の混合機器を用いて行い、溶融混練は、通常、一軸押出機、二軸押出機、バンバリーミキサー、ロールミキサー、ブラベンダーブラストグラフ、ニーダー、攪拌造粒器等の混練機器を用いて行うことができる。溶融混練の際には、結晶性熱可塑性樹脂成分と繊維状のフィラーを同時に混練しても良く、また各成分を分割して混練しても良い。すなわち、先ず結晶性熱可塑性樹脂成分の一部または全部と、繊維状のフィラーの一部とを混練し、その後に繊維状のフィラーの残部を混練・造粒するといった手法を採用しても良い。繊維状のフィラーと結晶性熱可塑性樹脂を溶融混練してマスターバッチした結晶性熱可塑性樹脂組成物としては、例えば、（株）プライムポリマー製の短繊維強化ポリプロピレンである「プライムポリプロＶ７１００」（プロピレン系ブロック共重合体にガラス短繊維を配合したもの）、（株）プライムポリマー製の長繊維強化ポリプロピレンである「モストロンＬ」（プロピレン系ブロック共重合体にガラス長繊維を配合したもの）等の市販品を用いることができる。
【００２８】
繊維状フィラーの繊維長は、射出発泡成形後、すなわち射出発泡成形体中で１００μｍ以上であれば良く、成形前の長さに特に制限はないが、３００μｍ以上であれば成形後に１００μｍ以上の長さを維持しやすいという点で好ましい。なお、本明細書において、繊維状フィラーの繊維長とは、射出発泡成形体に含有される繊維状フィラーのなかで最も短い繊維状フィラーの繊維長を意味する。例えば、結晶性熱可塑性樹脂がポリプロピレン系樹脂で、繊維状フィラーがガラス繊維の場合、射出発泡成形体から縦３０ｍｍ×横３０ｍｍのサンプルを切り出し、１３０℃のキシレンで６時間攪拌し、樹脂成分を取り除いた後、フィルターによって濾過し残留物をデジタルマイクロスコープ（（株）キーエンス製「ＶＨＸ−５０００」）で観察し、１００本以上のガラス繊維の長さを測定した中から、最も小さいガラス繊維の長さを繊維状フィラーの繊維長とする。
【００２９】
本発明において、繊維状のフィラーは、溶融樹脂の金型充填時におけるフローフロントの流れを乱し、規則的なシルバーストリークの発生を阻害する。また、溶融樹脂中に溶解しているガス（発泡剤）は、繊維状のフィラーと溶融樹脂の界面から発泡しやすく、フローフロントに繊維状のフィラーが到達した場合、その周囲から発泡が進み、フローフロント全体にわたるシルバーストリークの形成が妨げられる。特に、発泡剤が窒素や炭酸ガスのような非極性分子の場合、繊維状のフィラーが極性を持つことで、繊維状のフィラーと溶融樹脂界面でより一層不安定になり、発泡が進み易い。従って、これらの目的を果たしうる添加物であれば、繊維状のフィラーに加えて、球状、板状、針状、中空状、不定形状、その他多角の複雑な形状のフィラーを用いても良い。また、大きさにも制限はなく、長手方向の粒子径が１０μｍ以上のマクロフィラー、１００ｎｍ以上で１０μｍよりも小さいミクロフィラー、１０ｎｍ以上で１００ｎｍよりも小さいナノフィラーであっても、該目的を果たしうるものであれば良い。このようなフィラーとしては、炭酸カルシウム、タルク、シリカ、クレー、ウォラストナイト、チタン酸カリウム、ゾノトライト、アルミボレート、マイカ、ガラスフレーク、ポリオキシベンゾイルウィスカー、カーボンブラック、ハイドロタルサイト、ゼオライト、サマリウムコバルト磁石等の磁性材料、赤燐、黒鉛、金属粉、金属箔、酸化アルミ、酸化チタン、酸化ベリリウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化鉄、酸化カルシウム、水酸化アルミ、水酸化マグネシウム、炭酸亜鉛、窒化アルミ、窒化ホウ素、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸鉛、硫酸バリウム、硫化モリブデン、テフロン（登録商標）粉、ガラスバルーン、シリカバルーンやシラスバルーン等のバルーン等が挙げられる。
【００３０】
本発明において、射出発泡成形体表面における凹凸は、深さが４５μｍ以上であることにより、溶融樹脂の金型充填時におけるフローフロントの流れを乱し、規則的なシルバーストリークの発生を阻害する。射出発泡成形体表面の凹凸は、金型表面の施されたシボ処理に起因するものであっても良く、成形時に金型外部からインサートされたフィルムやシート等に起因するものでも良い。また、金型に入れ子構造を持たせ、シボ深さの異なる入れ子を準備し、溶融樹脂の種類やシルバーストリークの程度に合わせて入れ子を変更するような構造を持った金型を使用しても良い。生産安定性の観点からは、金型表面に施されたシボ処理による凹凸であることが好ましい。
【００３１】
射出発泡成形体表面において、凹凸の深さは、公知の方法で測定することができる。測定機器は、特に制限されないが、光学顕微鏡、デジタルマイクロスコープおよびレーザーマイクロスコープ等の観察装置が代表的なものとして例示できる。本明細書において、凹凸の深さは、射出発泡成形体表面を、デジタルマイクロスコープ（（株）キーエンス製「ＶＨＸ−５０００」）で観察して測定する。具体的には、倍率５００倍の観察画像を電動ステージで１４枚合成し、１５００×１８９０μｍの視野サイズにおける全ての凹凸の深さを測定し、平均する。
【００３２】
本発明において、射出発泡成形体は、少なくとも一方の表面における凹凸の深さが４５μｍ以上であり、かつ表面粗さＳａが２．２μｍ以上であることにより、該表面におけるシルバーストリークの発生を抑制することができる。好ましくは、射出発泡成形体の少なくとも1つの表面は、深さが８４μｍ以上の凹凸を有し、かつ表面粗さＳａが２．８μｍ以上である。射出発泡成形体の少なくとも一方の表面において、金型の入手し易さの観点から、凹凸の深さは３００μｍ以下であることが好ましく、２００μｍ以下であることがより好ましい。また、射出発泡成形体の少なくとも一方の表面において、シボデザインの観点から、表面粗さＳａは、５．０μｍ以下であることが好ましく、４．０μｍ以下であることがより好ましい。
【００３３】
射出発泡成形体の表面粗さＳａは、シボ模様等大きなうねりをフィルターによって平滑化した後の表面における溝高さの平均値であり、シルバーストリークを含む、発泡成形体表面の微細な溝の高さを表す値である。射出発泡成形体の表面粗さＳａ（算術平均高さ）はＩＳＯ−２５１７８に準じて測定することができる。測定機器は、公知の接触式表面粗さ・形状測定機および非接触式表面粗さ・形状測定機が使用できる。接触式表面粗さ・形状測定機としては、原子間力顕微鏡が代表的なものとして例示でき、非接触式表面粗さ・形状測定機としては、白色干渉計やレーザー顕微鏡等が代表的なものとして例示できる。なお、本明細書において、表面粗さＳａは、オリンパス（株）製のレザー顕微鏡「ＬＥＸＴ  ＯＬＳ４１００」を使用して測定し、カットオフ値８０μｍとして得られた粗さ曲線から算出したものである。対物レンズは、専用の「ＭＰＬＡＰＯＮＬＥＸＴ  ２０×」を使用し、６４５×６４５μｍの視野領域から表面粗さＳａを算出した。対物レンズの倍率が低すぎると、精確に発泡成形体表面の凹凸を観察できないことがあり、また倍率が高すぎると視野が狭くなり観察ポイントによって結果のバラつきが大きくなることがあるため、２０倍程度の観察倍率が表面状態を観察する上で好ましい条件である。
【００３４】
射出発泡成形体の表面粗さとしては、ＳａのほかにＩＳＯ−２５１７８に準じてＳｑ（二乗平均平行根高さ）、Ｓｐ（最大山高さ）、Ｓｖ（最大谷深さ）、Ｓｚ（最大高さ）、Ｓｋ（コア部レベル差）、Ｓｐｋ（突出山部高さ）、Ｓｖｋ（突出谷部高さ）、Ｓｘｐ（極点高さ）、Ｖｖｖ（谷部の空隙体積）、Ｖｖｃ（コア部の空隙容積）、Ｖｍｐ（山部の実体体積）、Ｖｍｃ（コア部の実体体積）等が外観の基準として使用できる。
【００３５】
射出発泡成形体の製造方法自体は公知の方法が適用でき、原料樹脂組成物のメルトフローレート、発泡剤の種類、成形機の種類あるいは金型の形状によって適宜成形条件を調整すれば良い。
【００３６】
結晶性熱可塑性樹脂がポリプロピレン系樹脂の場合、樹脂温度１８０℃以上２５０℃以下、金型温度１０℃以上１００℃以下、成形サイクル３０秒以上３００秒以下、射出速度１０ｍｍ／秒以上３００ｍｍ／秒以下、射出圧力１０ＭＰａ以上２００ＭＰａ以下の条件で行うことが好ましい。金型内で発泡させる方法としては、種々有るが、なかでも固定型と任意の位置に前進および後退が可能な可動型とから構成される金型を使用し、射出完了後、可動型を後退させて発泡させるいわゆるコアバック法（Ｍｏｖｉｎｇ  Ｃａｖｉｔｙ法）が、表面に非発泡層が形成され、内部の発泡層が均一微細発泡になりやすく、軽量性に優れる射出発泡成形体が得られるやすいことからも好ましい。可動型を後退させる方法としては、一段階で行っても良いし、二段階以上の多段階で行っても良く、各段階で可動型を停止させるあるいは連続的に速度を変えて後退させても良く、後退させる速度も適宜調節しても良い。
【００３７】
本発明においては、金型の固定型もしくは可動型のどちらか一方の表面に、射出発泡成形体表面に表面粗さＳａ（算術平均高さ）が２．２μｍ以上となり、深さ４５μｍ以上の凹凸を付与し得るシボ加工を施しておくか、シボ模様を持つフィルムもしくはシートをインサートして射出発泡成形を実施する。シボ模様としては、いわゆる梨地柄が表面粗さＳａを大きくするという点で好ましいが、皮革、ワニ皮、ヘアライン、木目、岩目、砂目、布地模様や幾何学模様等が使用できる。結晶性樹脂は、結晶化の際の体積収縮率が樹脂ごとに異なるため、金型表面のシボ深さが一定であっても、成形体表面に転写される凹凸深さは、樹脂の種類によって異なることがある。また、樹脂の種類が同じであっても、流動性や溶融粘度が違う場合や、成形条件、特に射出圧力、射出温度や金型温度の違う場合は、成形体表面に転写される凹凸深さが異なることがある。そのため、本発明の効果を十分に発揮させるためには、最終的に成形体表面に転写される凹凸深さをもとに、金型表面、もしくは金型表面にインサートされるフィルムもしくはシートのシボ深さを調節することが好ましい。
【００３８】
結晶性熱可塑性樹脂がポリプロピレン系樹脂の場合、金型、具体的には金型の固定型もしくは可動型のどちらか一方の表面に、凹凸の深さが５３μｍ以上であり、表面粗さＳａ（算術平均高さ）が３．２μｍ以上であるシボ模様を有することが好ましく、より好ましくは凹凸の深さが５４μｍ以上であり、表面粗さＳａが３．３μｍ以上であるシボ模様を有する。あるいは、凹凸の深さが５３μｍ以上であり、表面粗さＳａが３．２μｍ以上であるシボ模様を有するフィルムもしくはシートを金型表面にインサートすることが好ましく、より好ましくは凹凸の深さが５４μｍ以上であり、表面粗さＳａが３．３μｍ以上であるシボ模様を有するフィルムもしくはシートを金型表面にインサートする。金型の固定型もしくは可動型のどちらか一方の表面、または、金型表面インサートするフィルムもしくはシートが、上述したシボ模様を有することにより、射出発泡成形体の少なくとも一方の表面に、表面粗さＳａが２．２μｍ以上であって、深さ４５μｍ以上の凹凸を付与することができる。
【００３９】
金型の表面における凹凸の深さおよび表面粗さＳａは、上述した射出成形体の表面における凹凸の深さおよび表面粗さＳａの測定方法と同様の方法で測定することができる。
【００４０】
シボ処理については、エッチング、フォトエッチングやレーザーエッチング等公知の方法が使用でき、ブラスト処理を使用しても良い。
【００４１】
本発明で使用される金型のクリアランスは１．０ｍｍ以上３．０ｍｍ以下であることが好ましく、さらに１．２ｍｍ以上２．５ｍｍ以下であることが好ましい。この範囲にあることで、発泡セルが微細で軽量性に優れた高発泡倍率の射出発泡成形体が得られ易い。
【００４２】
本発明で使用される発泡剤は、化学発泡剤、物理発泡剤等射出発泡成形に通常使用できるものであればとくに制限はなく、タルク等発泡核剤として働く物質と混合されたものでも良い。化学発泡剤は、分解して炭酸ガスまたは窒素等の気体を発生するものであり、原料樹脂と予め混合してから射出成形機に供給することができる。化学発泡剤は、ハンドリング性を上げるためにポリエチレン等の樹脂でマスターバッチ化されたものを使用しても良い。化学発泡剤としては、例えば、重炭酸ナトリウム、炭酸アンモニウム等の無機系化学発泡剤や、アゾジカルボンアミド、Ｎ、Ｎ‘−ジニトロソペンタメチレンテトラミン等の有機系化学発泡剤が挙げられる。これらは単独で用いても良く、二種以上を組み合わせて用いても良い。
【００４３】
物理発泡剤は、成形機のシリンダ内の溶融樹脂にガス状または超臨界流体として注入され、分散または溶解されるもので、金型内に射出後、圧力開放されることによって発泡剤として機能するものである。物理発泡剤としては、例えば、プロパン、ブタン等の脂肪族炭化水素類、シクロブタン、シクロペンタン等の脂環式炭化水素類、クロロジフルオロメタン、ジクロロメタン等のハロゲン化炭化水素類、窒素、炭酸ガス、空気等の無機ガスが挙げられる。これらは、単独で用いても良く、２種以上を組み合わせて用いても良い。発泡剤の添加方法については、予め、原料樹脂に物理発泡剤を含浸させたものを射出成形機に供給しても良いし、原料樹脂を射出成形機に供給した後、成形機シリンダから発泡剤を添加しても良い。
【００４４】
これらの発泡剤のうち、ガスの発生量が少なくシルバーストリークを発生させにくいといった観点から化学発泡剤の使用が好ましいが、本発明を用いると、ガスの発生量が多く、シルバーストリークが発生し易い物理発泡剤においても十分に美麗な外観を得ることができる。物理発泡剤を使用してポリプロピレン系樹脂組成物を発泡させる場合、微細な発泡セルを得るために、発泡核剤を含有する化学発泡剤マスターバッチを少量添加することが好ましい。化学発泡剤マスターバッチの添加量としては、射出樹脂１００重量に対して、１重量部以上が好ましく、３重量部以上がさらに好ましく、５重量部以上が特に好ましい。
【００４５】
発泡剤の使用量は、得られる射出発泡成形体の発泡倍率と発泡剤の種類や成形時の樹脂温度によって適宜設定すれば良い。例えば、無機系化学発泡剤の場合は、通常、ポリプロピレン系樹脂組成物１００重量部に対して、好ましくは０．５重量部以上２０重量部以下、より好ましくは１重量部以上１５重量部以下の範囲で使用される。物理発泡剤の場合は、通常、ポリプロピレン系樹脂組成物１００重量部に対して、好ましくは０．０５重量部以上１０重量部以下、より好ましくは０．１重量部以上５重量部以下の範囲で、射出成形機に供給して使用される。
【００４６】
本発明においては、さらに必要に応じて、予め金型内を不活性ガス等で圧力をかけながら、射出発泡成形を実施するいわゆるカウンタープレッシャー法や、金型内周面を加熱および冷却できる機構を備えた金型を使用した、いわゆるヒート＆クール法を併用しても良い。また、さらに必要に応じて、本発明の効果を損なわない範囲で、結晶性熱可塑性樹脂組成物は、滑剤、ポリオレフィンワックス等の流動性向上剤、酸化防止剤、金属不活性剤、燐系加工安定剤、紫外線吸収剤、光安定剤、蛍光増白剤、金属石鹸、制酸吸着剤等の安定剤、歪硬化性を示す高溶融張力ポリプロピレン等の発泡助剤、架橋剤、連鎖移動剤、核剤、可塑剤、充填材、強化剤、顔料、染料、難燃剤、耐電防止剤等の添加剤を含んでもよい。
【００４７】
本発明の射出発泡成形体は、シルバーストリークの発生が劇的に抑制され、良好な外観を持つ。また、本発明はウェルドラインやフローマークといった代表的な射出成形体の表面不良に対しても効果を発揮し、良好な外観を持つ成形体を得ることができる。
【００４８】
以下、図面に基づいて、シルバーストリークの改良効果について説明する。
【００４９】
図１は、射出発泡成形体の表面をデジタルマイクロスコープで観察した画像であり、(ａ)は実施例１の射出発泡成形体の梨地シボ模様が付与された表面の画像であり、（ｂ）は比較例１２の射出発泡成形体の梨地シボ模様が付与された表面の画像である。実施例１の射出発泡成形体のシボを付与された表面における梨地シボに起因する凹凸の深さは１１２．８３μｍでありかつ表面粗さＳａは３．３２８μｍであり、比較例１２の射出発泡成形体のシボを付与された表面における梨地シボに起因する凹凸の深さは１０５．７１μｍでありかつ表面粗さＳａは２．９５９μｍである。比較例１２の射出発泡成形体はポリプロピレン系ブロック共重合体で構成されており、ガラス繊維を含まないことから、射出発泡成形体の表面観察画像では、線状のシルバーストリークが観察できるが、実施例１の射出発泡成形体はポリプロピレン系ブロック共重合体およびガラス繊維を含むことから、射出発泡成形体の表面観察画像からは、シルバーストリークの筋が全く確認されない。
【００５０】
図２は、射出発泡成形体の表面をデジタルマイクロスコープで観察した画像であり、（ａ）は比較例３の射出発泡成形体の梨地シボ模様が付与された表面の画像であり、（ｂ）は比較例１の射出発泡成形体の梨地シボ模様が付与された表面の画像であり、（ｃ）は実施例６の射出発泡成形体の梨地シボ模様が付与された表面の画像であり、（ｄ）は実施例１の射出発泡成形体の梨地シボ模様が付与された表面の画像である。図２の(ａ)〜（ｄ）に示されているように、比較例３、比較例１、実施例６および実施例１の射出発泡成形体の梨地シボ模様が付与された表面において、凹凸の深さかつ表面粗さＳａは、それぞれ、１９．７３μｍかつ１．４４５μｍ、４２．７５μｍかつ２．１４０μｍ、７５．７２μｍかつ２．５８５μｍ、１１２．８３μｍかつ３．３２８μｍである。凹凸深さが１９．７３μｍ（比較例３）および４２．７５μｍ（比較例１）の発泡成形体表面にはシルバーストリークが確認できるが、凹凸の深さが７５．７２μｍ（実施例６）の発泡成形体表面にはシルバーストリークがほとんど確認されず、凹凸の深さが１１２．８３μｍ（実施例１）に達するとシルバーストリークが完全に消失していることがわかる。以上の結果は、シルバーストリークの改良効果が射出発泡成形体の表面における凹凸深さに明確に比例していることを示している。
【００５１】
図３は、射出発泡成形体の表面をデジタルマイクロスコープで観察した画像であり、（ａ）は実施例３の射出発泡成形体の梨地シボ模様が付与された表面の画像であり、（ｂ）は比較例９の射出発泡成形体の革シボ模様が付与された表面の画像である。シボ模様が付与された表面における凹凸の深さかつ表面粗さＳａは、比較例９の射出発泡成形体では７９．０６μｍかつ１．７２６μｍであり、実施例３の射出発泡成形体では８６．５８μｍかつ３．１４３μｍである。比較例９および実施例３の射出発泡成形体は、凹凸の深さは同程度であるが、比較例９の射出発泡成形体の表面ではシルバーストリークがはっきりと観察され、実施例３の射出発泡成形体の表面ではシルバーストリークがほとんど観察されない。これは、凹凸の深さが同じであっても、表面粗さＳａが２．５μｍ未満であると、シルバーストリークの改良効果に差があることを示している。
【実施例】
【００５２】
以下、実施例にて本発明を詳細に説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。
【００５３】
実施例および比較例で使用した樹脂材料、発泡剤、射出成形機、金型を下記に記した。
（１）ポリプロピレン系樹脂組成物（繊維状フィラーおよびプロピレン系ブロック共重合体を含有）
プライムポリプロＶ７１００：（株）プライムポリマー製、ガラス短繊維強化ポリプロピレン、ＭＦＲ（ＪＩＳ  Ｋ  ７２１０．１９９９）１８ｇ／１０ｍｉｎ；ガラス短繊維含有量２０重量％
（２）プロピレン系ブロック共重合体
プライムポリプロＪ７０８ＵＧ：（株）プライムポリマー製、ＭＦＲ（２３０℃、２．１６ｋｇ、ＪＩＳ  Ｋ  ７２１０．１９９９）４５ｇ／１０ｍｉｎ
（３）発泡剤
ポリスレン  ＥＥ２５Ｃ：永和化成工業（株）製化学発泡剤マスターバッチ、分解ガス量４１．３ｍＬ／ｇ
（４）射出成形機
型締力４５０ｔで、コアバック機能、ＭｕＣｅｌｌ機能およびシャットオフノズルを有する電動の（株）日本製鋼所製の射出成形機を使用した。
（５）金型
固定型（凹型）および前進と後退が可能な可動型（凸型）から構成された金型で、縦３００ｍｍ×横２００ｍｍ×高さ３．６ｍｍの平板状の成形体が取得でき、金型キャビティ表面に、深さおよびパターンが異なる複数のシボ模様が施工され、固定型側面部にサイドゲートを有する金型を使用した。金型クリアランスは１．５ｍｍとした。
（６）射出発泡成形条件
射出シリンダ温度は１８０〜２００℃、射出圧力は上限を２００ＭＰａとし、窒素を用いたＭｕＣｅｌｌ成形で、窒素添加量は射出樹脂１００重量部に対して１．２重量部とした。
【００５４】
（実施例１〜７）
１００重量部のプライムポリプロＶ７１００に対して、ポリスレンＥＥ２５Ｃを１重量部、着色マスターバッチ（黒）としてＰＰＭ−７７２５５（大日精化（株）製）を３重量部ドライブレンドしたものを上記の射出条件で成形し、射出発泡成形体の表面に凹凸深さが４５μｍ以上の種々の梨地シボ模様を付与した。
【００５５】
（比較例１〜７）
１００重量部のプライムポリプロＶ７１００に対して、ポリスレンＥＥ２５Ｃを１重量部、着色マスターバッチ（黒）としてＰＰＭ−７７２５５（大日精化（株）製）を３重量部ドライブレンドしたものを上記の射出条件で成形し、射出発泡成形体の表面に凹凸深さが１７μｍ以上で４５μｍよりも小さい種々の梨地シボ模様を付与した。
【００５６】
（比較例８〜１１）
１００重量部のプライムポリプロＶ７１００に対して、ポリスレンＥＥ２５Ｃを１重量部、着色マスターバッチ（黒）としてＰＰＭ−７７２５５（大日精化（株）製）を３重量部ドライブレンドしたものを上記の射出条件で成形し、射出発泡成形体の表面に凹凸深さの異なる種々の革シボ模様を付与した。
【００５７】
（比較例１２〜１３）
１００重量部のプライムポリプロＪ７０８ＵＧに対して、ポリスレンＥＥ２５Ｃを１重量部、着色マスターバッチ（黒）としてＰＰＭ−７７２５５（大日精化（株）製）を３重量部ドライブレンドしたものを上記の射出条件で成形し、射出発泡成形体の表面に種々の梨地シボ模様を付与した。
【００５８】
実施例１〜７、および比較例１〜１３の射出発泡成形体の表面における凹凸の深さおよび表面粗さＳａを下記のように測定した。また、実施例１、４および７、ならびに比較例１および１１にて用いた金型（キャビティ）の表面における凹凸の深さおよび表面粗さＳａを下記のように測定した。また、実施例１〜７、および比較例１〜１３の射出発泡成形体のシボ模様を付与された表面の外観性能を下記のように評価した。実施例１〜７、および比較例１〜１３の射出発泡成形体におけるガラス繊維の繊維長を下記のように測定した。これらの結果を下記表１に示した。また、図４に実施例１〜７および比較例１〜１０の射出発泡成形体の表面粗さＳａを、射出発泡成形体の表面の凹凸の深さに対してプロットしたグラフを示した。図５に、実施例１、４および７、ならびに比較例１および１１における射出発泡成形体表面の凹凸の深さと、金型（キャビティ）表面の凹凸の深さの関係を示した。図６に、実施例１、４および７、ならびに比較例１および１１における射出発泡成形体の表面における表面粗さＳａの深さと、金型（キャビティ）表面の表面粗さＳａの関係を示すグラフである。下記表１において、「--」は、未測定を意味する。
【００５９】
（射出発泡成形体および金型の表面における凹凸の深さ）
射出発泡成形体および金型（キャビティ）の表面における凹凸の深さは、射出発泡成形体表面をデジタルマイクロスコープ（（株）キーエンス製「ＶＨＸ−５０００」）で観察して測定した。具体的には、倍率５００倍の観察画像を電動ステージで１４枚合成し、１５００×１８９０μｍの視野サイズにおける全ての凹凸の深さを測定し、平均した。
【００６０】
（射出発泡成形体および金型の表面における表面粗さ）
射出発泡成形体および金型（キャビティ）の表面における表面粗さＳａは、レーザー顕微鏡（オリンパス（株）製「ＬＥＸＴ  ＯＬＳ４１００」）を使用して測定し、カットオフ値８０μｍとして得られた粗さ曲線から算出した。対物レンズは、専用の「ＭＰＬＡＰＯＮＬＥＸＴ  ２０×」を使用し、６４５×６４５μｍの視野領域から表面粗さＳａを算出した。
【００６１】
（外観）
射出発泡成形体の外観を目視で確認し、下記の３段階の基準で官能評価を行った。
Ａ：シルバーストリークが肉眼で確認しづらく、外観が極めて良好である。
Ｂ：シルバーストリークが肉眼でうっすらと確認できるが、外観が良好であり、実用に問題はない。
Ｃ：シルバーストリークがはっきりと確認でき、成形体の表面が白みがかって見え、実用に支障をきたす。
【００６２】
（射出発泡成形体におけるガラス繊維の繊維長）
射出発泡成形体から縦３０ｍｍ×横３０ｍｍのサンプルを切り出し、１３０℃のキシレンで６時間攪拌し、樹脂成分を取り除いた後、フィルターによって濾過し残留物をデジタルマイクロスコープ（（株）キーエンス製「ＶＨＸ−５０００」）で観察し、１００本以上のガラス繊維の長さを測定した中から、最も小さいガラス繊維の長さを繊維状フィラーの繊維長とした。
【００６３】
【表１】
2020045384.tif 000002
【００６４】
表１に示す結果から分かるように、ガラス繊維を含む射出発泡成形体表面の梨地シボに起因する凹凸深さが４５μｍ以上でかつ表面粗さＳａが２．２μｍ以上の実施例1〜７は、シルバーストリークの発生が大きく抑制され、外観が良好であった。
【００６５】
一方、ガラス繊維を含むが、射出発泡成形体表面の凹凸深さが４５μｍよりも小さい上、表面粗さＳａが２．２μｍよりも小さい比較例1〜７は、シルバーストリークの改良が不十分であり、実用に支障があった。
【００６６】
また、ガラス繊維を含み、射出発泡成形体表面の凹凸深さが４５μｍ以上であるが、表面粗さＳａが２．２μｍよりも小さい比較例８〜１１は、シルバーストリークの改良が不十分であり、実用に支障があった。
【００６７】
比較例１２および１３の結果から、ガラス繊維を含まないプロピレン系ブロック共重合体を射出発泡成形したものにおいては、発泡成形体表面の梨地シボに起因するもので凹凸深さが４５μｍ以上で、かつ表面粗さＳａが２．２μｍ以上であっても、シルバーストリークが全く改良されておらず、シボ加工のみでは美麗な外観を得ることが不可能であることがわかる。
【００６８】
図４の実施例１〜７および比較例１〜１０の射出発泡成形体の表面粗さＳａを、射出発泡成形体の表面の凹凸の深さに対してプロットしたグラフから、表面粗さＳａと凹凸の深さが明確な相関関係にあり、表面粗さＳａが２．２μｍ以上かつ凹凸の深さ４５μｍ以上になることで、シルバーストリークが大きく改良されることが分かった。
【００６９】
表１、図５および図６から分かるように、梨地シボの場合、射出発泡成形体の表面における凹凸の深さは、金型の表面における凹凸の深さの約０．９倍以上１．２倍以下であった。また、表１、図５および図６から分かるように、射出発泡成形体の表面における表面粗さＳａは、金型の表面における表面粗さＳａの約１．２倍以上１．４倍以下であった。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明の射出発泡成形体は、単純な金型のシボ加工と繊維状のフィラーを組み合わせることでシルバーストリークが大きく改良されており、塗装を必要とせずに良好な外観を得ることができる。特殊な金型設備への投資や塗装工程が不要であることから、製造コストの一層の低下を図ることができる。従って、インストルメントパネル、ドアトリム、バックドア、アンダーカバー、グローブボックス、コンソールボックス、アームレスト、バンパー、フェンダー、ファンシュラウド、ハウジング類、ピラー類等の自動車用内外装部品をはじめ、テレビ、掃除機、冷蔵庫等の電気電子部品、各種工業部品、建材部品等に、好適に用いることができる。
【図１】
2020045384.tif 000003
【図２】
2020045384.tif 000004
【図３】
2020045384.tif 000005
【図４】
2020045384.tif 000006
【図５】
2020045384.tif 000007
【図６】
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