(57)【要約】【課題】微細気泡を有し、高強度な発泡体を成形する方法及びそれに用いられる発泡体の製造装置を提供する。【解決手段】発泡体の製造方法は、キャビティに溶融樹脂を充填する充填工程と、溶融樹脂が充填されたキャビティに気体を注入する気体注入工程と、キャビティの気体をキャビティ外に排出することにより、気体が注入されたキャビティを減圧する減圧工程と、減圧工程が終了した後に、溶融樹脂を発泡させる発泡工程とを備えている。【選択図】図２
2010208202.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャビティに溶融樹脂を充填する充填工程と、
前記溶融樹脂が充填された前記キャビティに気体を注入する気体注入工程と、
前記キャビティの気体を前記キャビティ外に排出することにより、前記気体が注入されたキャビティを減圧する減圧工程と、
前記減圧工程が終了した後に、前記溶融樹脂を発泡させる発泡工程と、
を備える、発泡体の製造方法。
【請求項２】
前記発泡工程は、前記減圧されたキャビティの容積を拡大することにより前記溶融樹脂を発泡させる工程である、請求項１に記載の発泡体の製造方法。
【請求項３】
前記気体注入工程は、前記溶融樹脂中に前記気体を注入する工程である、請求項１または２に記載の発泡体の製造方法。
【請求項４】
前記減圧工程における減圧速度は、５ＭＰａ／秒〜１００ＭＰａ／秒の範囲内である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の発泡体の製造方法。
【請求項５】
前記溶融樹脂の発泡を、前記キャビティの減圧を開始してから０．１秒後〜５秒後の間に開始する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の発泡体の製造方法。
【請求項６】
前記減圧工程は、前記キャビティを減圧することにより前記溶融樹脂中に気泡核を生成させる工程であり、
前記発泡工程は、前記減圧工程において生成した気泡核を成長させて気泡を形成する工程である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の発泡体の製造方法。
【請求項７】
請求項１〜６に記載の発泡体の製造方法の実施に用いられる発泡体の製造装置であって、
第１の成形型と、前記第１の成形型と共に前記キャビティを区画形成している第２の成形型とを有し、前記第１及び第２の成形型のうちの少なくとも一方が、前記キャビティの体積が変化する方向に相対的に変位可能である成形型と、
前記キャビティに前記溶融樹脂を射出する射出機構と、
前記キャビティに気体を注入する気体注入機構と、
前記キャビティを減圧する減圧機構と、
前記第１及び第２の成形型を相対的に移動させる移動機構と、
を備える、発泡体の製造装置。
【請求項８】
前記成形型には、前記キャビティの内部にまで至る気体注入経路が形成されており、前記気体注入経路は、前記気体注入機構に接続されている、請求項７に記載の発泡体の製造装置。
【請求項９】
前記射出機構、前記気体注入機構、前記減圧機構、及び前記移動機構を制御する制御部をさらに備え、
前記制御部は、前記射出機構に、前記溶融樹脂を前記キャビティに充填させた後に、前記気体注入機構に前記キャビティに前記気体を注入させ、次に、前記減圧機構に前記キャビティを減圧させ、その後、前記移動機構に前記第１及び第２の成形型を相対的に移動させて前記キャビティを拡大することにより前記溶融樹脂を発泡させる、請求項７または８に記載の発泡体の製造装置。
【請求項１０】
前記減圧機構は、
前記キャビティに接続されているチャンバと、
前記チャンバに接続されており、前記チャンバを減圧するポンプと、
前記チャンバと前記キャビティとの間を断続する開閉弁と、
を有する、請求項７〜９のいずれか一項に記載の発泡体の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発泡体の製造方法及び製造装置に関し、特に、微細な発泡セルを有する発泡体を成形するための発泡体の製造方法及び製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、樹脂製の発泡体を射出成形により成形する方法として、ショートショット法や、コアバック法などの種々の射出成形方法が提案されている。ここで、ショートショット法とは、キャビティの容積よりも小さい体積の溶融樹脂をキャビティに充填した後に、溶融樹脂中に溶解または介在しているガスを膨張させることによって溶融樹脂をキャビティの容積と実質的に等しい体積にまで膨張させることにより溶融樹脂を発泡させる方法である。また、コアバック法とは、溶融樹脂をキャビティに充填した後に、固定型から離れる方向に可動型を移動させてキャビティの容積を拡大することにより溶融樹脂を発泡させる方法である。
【０００３】
ところで、近年、例えば特許文献１などにおいて、発泡体の強度を高めるために発泡体に含まれる気泡の大きさ（セル径）を小さくする技術が種々提案されている。具体的には、特許文献１には、微細発泡セルを有する発泡体の成形方法として、以下のような成形方法が記載されている。まず、キャビティに溶融非結晶性樹脂を射出することにより充填する。そして、充填された樹脂が見かけガラス転移温度にまで冷却される途中に、可動型を固定型から離れる方向に移動させることにより未発泡樹脂と成形型との間に隙間を形成する。次いで、この隙間に超臨界流体状態の不活性ガスを注入し、不活性ガスを樹脂に含浸させる。その後、不活性ガスをキャビティから排気すると共に、可動型を固定型から離れる方向に移動させる（コアバックさせる）ことによりキャビティの容積を増大させ、溶融樹脂を発泡させる。特許文献１には、この不活性ガスをキャビティから排気すると共に、可動型を固定型から離れる方向に移動させる工程において気泡核が生成することが記載されている。
【０００４】
上記のような特許文献１に記載の射出成形方法によれば、キャビティの樹脂圧力及び樹脂温度を発泡に最適な圧力及び温度に制御できるため、超微細な発泡セルが均一に分散されている超微発泡成形体を安定して製造することができる、と特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２１２９４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の方法により微細な気泡を有する発泡体を成形しようとすると、多数の気泡核を生成させるためにコアバックを高速に行わなければならないが、通常、可動型は重量物であるため、可動型を高速に移動させることは困難である。従って、特許文献１に記載の方法では、十分に微細な気泡を有する発泡体を得ることが困難であるという問題がある。
【０００７】
また、微細気泡を有する発泡体を成形する方法としては、例えば、第１のコアバック工程で、高速に小さくコアバックさせて気泡核を生成させた後に、第２のコアバック工程で大きくコアバックさせることにより微細気泡を有する発泡体を成形する方法も考えられる。しかしながら、この方法においても、第１のコアバック工程において、重量物である可動型を高速に移動させる必要がある。従って、特許文献１に記載の方法と同様に、この方法においても、十分に微細気泡を有する発泡体を得ることが困難であるという問題がある。
【０００８】
また、気体が溶解している溶融樹脂に超音波振動を印加することにより、気泡核を多数発生させた後にコアバックさせることにより微細気泡を有する発泡体を成形する方法も考えられる。この方法では、気泡核を生成させるために重量物である可動型を高速に移動させる必要はない。しかしながら、可動型と固定型とが大きな力で締め付けられている状態において、気泡核の発生を助長させる程度の大きさの超音波振動を重量物である成形型に印加することは困難である。
【０００９】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、微細気泡を有し、高強度な発泡体を成形する方法及びそれに用いられる発泡体の製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る発泡体の製造方法は、充填工程と、気体注入工程と、減圧工程と、発泡工程とを備えている。充填工程は、キャビティに溶融樹脂を充填する工程である。気体注入工程は、溶融樹脂が充填されたキャビティに気体を注入する工程である。減圧工程は、キャビティの気体をキャビティ外に排出することにより、気体が注入されたキャビティを減圧する工程である。発泡工程は、減圧工程が終了した後に、溶融樹脂を発泡させる工程である。
【００１１】
本発明に係る発泡体の製造方法のある特定の局面では、発泡工程は、減圧されたキャビティの容積を拡大することにより溶融樹脂を発泡させる工程である。
【００１２】
本発明に係る発泡体の製造方法の他の特定の局面では、気体注入工程は、溶融樹脂中に気体を注入する工程である。溶融樹脂中に気体を注入することにより、気泡核がより生成しやすくなる。従って、微細な気泡をより多く形成することができる。
【００１３】
本発明に係る発泡体の製造方法の別の特定の局面では、減圧工程における減圧速度は、５ＭＰａ／秒〜１００ＭＰａ／秒の範囲内である。減圧工程における減圧速度を５ＭＰａ／秒以上とすることにより、より多くの気泡核を生成させることができる。従って、より多くの気泡を有する発泡体の成形が可能となる。より多くの気泡核を生成させる観点から、減圧工程における減圧速度は、高い方が好ましい。しかしながら、減圧工程における減圧速度が１００ＭＰａ／秒を超えると、気体が断熱膨張する影響で、装置のキャビティ周辺部の温度が極端に低下するため、装置に霜などが付着し、安定して減圧速度が位置できなくなる傾向にある。
【００１４】
本発明に係る発泡体の製造方法のさらに他の特定の局面では、溶融樹脂の発泡を、キャビティの減圧を開始してから０．１秒後〜５秒後の間に開始する。溶融樹脂の発泡の開始を、キャビティの減圧の開始から０．１秒以上遅らせることにより、十分な数量の気泡核を発生させることができる。従って、微細な発泡を多数形成することができる。なお、溶融樹脂の発泡の開始を、キャビティの減圧の開始から５秒より長く遅らせた場合は、発泡時の溶融樹脂の温度が低くなりすぎ、非発泡のスキン層が厚くなりすぎるおそれがある。
【００１５】
本発明に係る発泡体の製造方法のさらに他の特定の局面では、減圧工程は、キャビティを減圧することにより溶融樹脂中に気泡核を生成させる工程であり、発泡工程は、減圧工程において生成した気泡核を成長させて気泡を形成する工程である。
【００１６】
本発明に係る発泡体の製造装置は、上記本発明に係る発泡体の製造方法の実施に用いられる装置である。本発明に係る発泡体の製造装置は、成形型と、射出機構と、気体注入機構と、減圧機構と、移動機構とを備えている。成形型は、第１の成形型と、第２の成形型とを有する。第２の成形型は、第１の成形型と共にキャビティを区画形成している。成形型では、第１及び第２の成形型のうちの少なくとも一方が、キャビティの体積が変化する方向に相対的に変位可能である。射出機構は、キャビティに溶融樹脂を射出する。気体注入機構は、キャビティに気体を注入する。減圧機構は、キャビティを減圧する。移動機構は、第１及び第２の成形型を相対的に移動させる。
【００１７】
本発明に係る発泡体の製造装置のある特定の局面では、成形型には、キャビティの内部にまで至る気体注入経路が形成されており、気体注入経路は、気体注入機構に接続されている。この構成によれば、気体を溶融樹脂中に注入することができる。従って、気泡核がより生成しやすくなる。その結果、微細な気泡がより多く形成された発泡体を製造することができる。
【００１８】
本発明に係る発泡体の製造装置の他の特定の局面では、射出機構、気体注入機構、減圧機構、及び移動機構を制御する制御部をさらに備え、制御部は、射出機構に、溶融樹脂をキャビティに充填させた後に、気体注入機構にキャビティに気体を注入させ、次に、減圧機構にキャビティを減圧させ、その後、移動機構に第１及び第２の成形型を相対的に移動させてキャビティを拡大することにより溶融樹脂を発泡させる。
【００１９】
本発明に係る発泡体の製造装置の別の特定の局面では、減圧機構は、キャビティに接続されているチャンバと、チャンバに接続されており、チャンバを減圧するポンプと、チャンバとキャビティとの間を断続する開閉弁とを有する。この構成では、開閉弁を開けて、ポンプにより減圧されたチャンバをキャビティに接続することによりキャビティを容易に迅速に減圧することができる。このため、より微細な多数の気泡核を形成することができる。その結果、より微細な多数の気泡を有する発泡体を成形することが可能となる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明では、発泡工程の前に開始される減圧工程において、キャビティの気体をキャビティ外に排出することによりキャビティを減圧するため、キャビティの迅速な減圧を容易に行うことができる。このため、減圧工程において、多数の微細な気泡核を生成させることができる。その結果、発泡工程において、多数の微細な気泡を形成することができる。従って、多数の微細な気泡を有し、高強度の発泡体を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】発泡体製造装置の略図的構成図である。
【図２】発泡体の製造工程を表すフローチャートである。
【図３】充填工程を説明するための成形型の模式的断面図である。
【図４】気体注入工程を説明するための成形型の模式的断面図である。
【図５】減圧工程を説明するための成形型の模式的断面図である。
【図６】発泡工程を説明するための成形型の模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明を実施した好ましい形態の一例として、図１に示す発泡体製造装置１を例に挙げて説明する。
【００２３】
図１に示すように、発泡体製造装置１は、成形型１０を備えている。成形型１０は、対をなす第１及び第２の成形型１１，１２を有する。第１及び第２の成形型１１，１２は、第１の方向ｘに付き合わされており、第１及び第２の成形型１１，１２の間には、キャビティ１３が形成されている。具体的には、第１の成形型１１の第２の成形型１２側の表面には、凹部１１ａが形成されている。一方、第２の成形型１２の第１の成形型１１側の表面には、凸部１２ａが形成されている。この凸部１２ａが凹部１１ａに嵌合することにより、第１及び第２の成形型１１，１２の間にキャビティ１３が形成されている。なお、キャビティ１３の形状及び寸法は、成形しようとする発泡体の形状及び寸法に基づいて適宜設定することができる。
【００２４】
第２の成形型１２には、キャビティ１３に接続されているゲート１２ｂが形成されている。このゲート１２ｂには、射出機構１５が接続されている。射出機構１５は、ホッパー１６から供給された樹脂を加熱することにより溶融する。射出機構１５は、溶融樹脂をゲート１２ｂを介してキャビティ１３に射出する。なお、図１では、ゲート１２ｂをひとつのみ図示しているが、ゲートは複数設けられていてもよい。ゲートの数量及び位置は、キャビティ１３の形状寸法に応じて適宜設定することができる。
【００２５】
本実施形態では、第１及び第２の成形型１１，１２のうちの少なくとも一方は、他方の成形型に対して、キャビティ１３の体積が変化する方向ｘに相対的に変位可能である。具体的には、本実施形態では、第１の成形型１１が可動型とされており、第２の成形型１２が固定型とされている。第１の成形型１１は、第２の成形型１２に対して方向ｘに変位可能である。
【００２６】
移動型としての第１の成形型１１は、移動機構１４に接続されている。この移動機構１４は、第１及び第２の成形型１１，１２を相対的に移動させる機構である。具体的には、移動機構１４は、第１の成形型１１を方向ｘに移動させる。なお、移動機構１４は、例えば、油圧シリンダ、電動モータなどにより構成することができる。
【００２７】
第１の成形型１１には、キャビティ１３に接続されている気体注入経路１１ｂが形成されている。具体的には、本実施形態では、気体注入経路１１ｂは、キャビティ１３の内部に位置する管１７を有し、キャビティ１３の内部にまで至っている。但し、本発明において、気体注入経路がキャビティの内部にまで至っている必要は必ずしもない。また、本実施形態では、気体注入経路１１ｂ及び後述する減圧経路１１ｃが第１の成形型１１に形成されている例について説明するが、気体注入経路１１ｂ及び減圧経路１１ｃのうちの少なくとも一方を第２の成形型１２に形成してもよい。
【００２８】
気体注入経路１１ｂには、気体注入機構２０が接続されている。気体注入機構２０は、キャビティ１３に気体を注入する機構である。詳細には、気体注入機構２０は、チャンバ２２と、加圧ポンプ２１と、開閉弁２３とを備えている。加圧ポンプ２１は、チャンバ２２内に気体を供給することによりチャンバ２２を加圧する。開閉弁２３は、チャンバ２２とキャビティ１３との間に設けられている。開閉弁２３は、チャンバ２２とキャビティ１３との間を断続する。気体注入機構２０では、開閉弁２３が閉鎖された状態で、加圧ポンプ２１によりチャンバ２２内が加圧された状態となっている。そして、開閉弁２３が開かれることにより、加圧されたチャンバ２２とキャビティ１３とが接続される。その結果、キャビティ１３に気体が注入される。
【００２９】
なお、チャンバ２２の形状及び寸法は、キャビティ１３の形状寸法及び加圧ポンプ２１の性能などに応じて適宜設定することができる。チャンバ２２の容積は、通常、キャビティ１３の容積よりも大きいことが好ましく、キャビティ１３の容積の３倍以上１０倍以下であることがより好ましい。チャンバ２２の容積がキャビティ１３の容積に対して小さすぎると、キャビティ１３に気体を注入することが困難となる傾向にある。一方、チャンバ２２の容積がキャビティ１３の容積に対して大きすぎると、発泡体製造装置１が大型化する傾向にある。
【００３０】
また、キャビティ１３には、第１の成形型１１に形成されている減圧経路１１ｃを介して、減圧機構３０が接続されている。減圧機構３０は、キャビティ１３の気体を排出することによりキャビティ１３を減圧する機構である。詳細には、減圧機構３０は、チャンバ３２と、減圧ポンプ３１と、開閉弁３３とを備えている。減圧ポンプ３１は、チャンバ３２内の気体をチャンバ３２から排出することによりチャンバ３２内を減圧する。開閉弁３３は、チャンバ３２とキャビティ１３との間に設けられている。開閉弁３３は、チャンバ３２とキャビティ１３との間を断続する。減圧機構３０では、開閉弁３３が閉鎖された状態で、減圧ポンプ３１によりチャンバ３２内が減圧された状態となっている。そして、開閉弁３３が開かれることにより、減圧されたチャンバ３２とキャビティ１３とが接続され、キャビティ１３が減圧される。
【００３１】
なお、チャンバ３２の形状及び寸法は、キャビティ１３の形状寸法及び減圧ポンプ３１の性能などに応じて適宜設定することができる。チャンバ３２の容積は、通常、キャビティ１３の容積よりも大きいことが好ましく、キャビティ１３の容積の３倍以上１０倍以下であることがより好ましい。チャンバ３２の容積がキャビティ１３の容積に対して小さすぎると、キャビティ１３を十分に迅速に減圧することが困難となる傾向にある。一方、チャンバ３２の容積がキャビティ１３の容積に対して大きすぎると、発泡体製造装置１が大型化する傾向にある。
【００３２】
また、本実施形態の発泡体製造装置１には、制御部１９が設けられている。この制御部１９によって、上述の射出機構１５と、気体注入機構２０と、減圧機構３０と、移動機構１４とが制御される。
【００３３】
次に、本実施形態の発泡体製造装置１を用いた発泡体の製造方法について、図２に示すフローチャートを参照しながら詳細に説明する。
【００３４】
図２及び図３に示すように、まず、ステップＳ１において、充填工程が行われる。この充填工程では、図１に示す制御部１９は、射出機構１５に溶融樹脂４０をキャビティ１３に充填させる。ここで、キャビティ１３に充填される溶融樹脂４０の体積は、キャビティ１３の容積の８５％〜９９％であることが好ましく、９４％〜９８％であることがより好ましい。溶融樹脂４０の体積がキャビティ１３の容積に対して小さすぎると、充填された溶融樹脂４０が後述の発泡工程が行われるまでに発泡してしまうおそれがある。
【００３５】
なお、溶融樹脂４０の種類は、熱可塑性樹脂である限りにおいて特に限定されず、製造しようとする発泡体に応じて適宜選択することができる。溶融樹脂４０は、例えば、ポリプロピレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、飽和ポリエステル系樹脂、ポリメタクリル酸エステル系樹脂またはそれらの２種以上を混合した樹脂であってもよい。なかでも、軽量性、発泡性、リサイクル性などの観点から、ポリプロピレン系樹脂及びポリエチレン系樹脂が溶融樹脂４０として好ましく用いられる。
【００３６】
また、溶融樹脂４０は、１種または複数種類の発泡剤を含んでいてもよい。発泡剤としては、例えば、既知の化学発泡剤や物理発泡剤を使用することができる。化学発泡剤は、熱により分解して炭酸ガスなどの気体を発生するものである。化学発泡剤の具体例としては、重炭酸ナトリウム、炭酸アンモニウムなどの無機系化学発泡剤やアゾジカルボンアミドなどの有機系化学発泡剤が挙げられる。
【００３７】
物理発泡剤は、例えば、溶融樹脂４０中にガス状または超臨界流体として注入され、溶融樹脂４０内に分散または溶解しているガスにより構成される。物理発泡剤を含む溶融樹脂４０は、キャビティ１３に射出された後に、溶融樹脂４０に付与される圧力が小さくなることにより、発泡する。物理発泡剤の具体例としては、ブタンなどの脂肪族炭化水素類、シクロブタンなどの脂環式炭化水素類、窒素、炭酸ガス、空気などの無機ガスが挙げられる。
【００３８】
また、溶融樹脂４０には、製造する発泡体に種々の機能を付与するために、既知の添加物が添加されていてもよい。
【００３９】
図２に示すように、ステップＳ１に続いて、ステップＳ２において気体注入工程が行われる。気体注入工程では、図４に示すように、制御部１９は、気体注入機構２０に気体４４をキャビティ１３に注入させる。ここで、本実施形態では、上述のように、気体注入経路１１ｂがキャビティ１３の内部にまで至っている。このため、気体４４は溶融樹脂４０中に注入される。気体４４を溶融樹脂４０中に注入することにより、後述の減圧工程において、気泡核４１が生成しやすくなる。従って、より多くの気泡４２を有する発泡体４３の成形が可能となる。もっとも、気体４４を、溶融樹脂４０とキャビティ１３の内壁面との間に注入してもよい。
【００４０】
気体注入工程における気体４４の注入量及び注入圧力は、得ようとする発泡体４３の発泡率や溶融樹脂４０の温度及び粘性などに応じて適宜設定することができる。気体注入工程における気体４４の注入量は、一般的には、キャビティ１３の容積の０．０１倍以上０．１倍以下とすることができる。また、気体注入工程における気体４４の注入圧力は、一般的には、０．５ＭＰａ〜５ＭＰａとすることができる。気体注入工程において注入される気体４４の温度は、例えば、１５０℃〜２００℃とすることができる。
【００４１】
図２に示すように、ステップＳ２の気体注入工程に続いて、ステップＳ３において、減圧工程が行われる。この減圧工程では、図１に示す制御部１９は、減圧機構３０にキャビティ１３を減圧させる。具体的には、減圧工程では、制御部１９は、開閉弁３３を開けることにより、減圧ポンプ３１によって減圧されているチャンバ３２をキャビティ１３に接続する。これにより、キャビティ１３の気体がキャビティ１３外に排出される。その結果、キャビティ１３が減圧される。この減圧工程において、図５に示すように、溶融樹脂４０中に多数の気泡核４１が生成する。なお、図５及び後述の図６では、説明の便宜上、溶融樹脂４０のハッチングは省略している。
【００４２】
生成する気泡核４１の数量は、減圧工程におけるキャビティ１３の減圧速度に依存する。具体的には、キャビティ１３の減圧速度が高いほど、多数の気泡核４１が生成する。なお、キャビティ１３の減圧速度をより高める観点から、チャンバ３２の容積は、キャビティ１３の容積の３倍以上であることが好ましく、５倍以上であることがより好ましい。
【００４３】
次に、図２に示すように、ステップＳ４において、溶融樹脂４０を発泡させる発泡工程が行われる。この発泡工程により内部に多数の気泡４２（図６を参照）が形成された発泡体４３が得られる。
【００４４】
発泡工程は、詳細には、ステップＳ３の減圧工程において生じた気泡核４１を成長させて気泡４２を形成する工程である。具体的には、本実施形態では、図６に示すように、発泡工程は、移動型としての第１の成形型１１を第２の成形型１２から離れる方向に移動させることでキャビティ１３の容積を拡大することにより溶融樹脂４０を発泡させる工程である。もっとも、本発明において、溶融樹脂４０の発泡は、キャビティ１３の拡大以外の方法によって行ってもよい。
【００４５】
次に、本実施形態の方法によって多数の微細な気泡４２を有する発泡体４３を成形できる理由について詳細に説明する。
【００４６】
発泡体は、溶融樹脂中に生成した気泡核が成長することにより形成される。このため、より多くの気泡を有する発泡体を成形するためには、より多くの気泡核を生成させることが必要不可欠となる。ここで、上述のように、生成する気泡核の数量は、キャビティの減圧速度に依存する。具体的には、キャビティの減圧速度が高いほど、多くの気泡が生成する。
【００４７】
しかしながら、可動型を移動させてキャビティを拡大することによりキャビティを減圧する方法では、可動型が重量物であるため、十分に高い減圧速度でキャビティを減圧することが困難である。従って、可動型を移動させてキャビティを拡大することによりキャビティを減圧する方法では、十分に多くの気泡核を生成させることが困難である。よって、多数の微細な気泡を有する発泡体を成形することは困難である。
【００４８】
それに対して、本実施形態では、キャビティ１３の気体をキャビティ１３外に排出することでキャビティ１３を減圧する。この方法では、重量物である第１の成形型１１を高速に移動させる必要がない。よって、迅速にキャビティ１３を減圧することができる。従って、多くの気泡核４１を生成させることができる。その結果、多数の気泡４２を有する発泡体４３を成形することができる。このように、本実施形態では、多数の気泡４２を形成することができるため、曲げ剛性が高く、高強度であり、さらに、断熱性に優れた発泡体４３を得ることができる。また、本実施形態の方法では、気泡核を生成させるための気泡核生成剤を樹脂中に添加する必要が必ずしもない。このため、リサイクル性に優れ、かつ軽量な発泡体４３を得ることができる。
【００４９】
特に、本実施形態では、開閉弁３３を開けて減圧されたチャンバ３２とキャビティ１３とを接続することによりキャビティ１３を減圧する。このため、例えば、減圧ポンプ３１を直接キャビティ１３に接続する場合と比較して、より迅速にキャビティ１３を減圧することができる。従って、さらに多くに気泡核４１を生成させることができる。その結果、さらに多くの気泡４２を有し、さらに高い強度を有する発泡体４３を成形することができる。
【００５０】
減圧工程におけるキャビティ１３の減圧速度は、５ＭＰａ／秒〜１００ＭＰａ／秒の範囲内であることが好ましく、５ＭＰａ／秒〜５０ＭＰａ／秒の範囲内であることがより好ましい。減圧工程における減圧速度を５ＭＰａ／秒以上とすることにより、より多くの気泡核を生成させることができる。従って、より多くの気泡を有する発泡体の成形が可能となる。より多くの気泡核を生成させる観点から、減圧工程における減圧速度は、高い方が好ましい。しかしながら、減圧工程における減圧速度が高すぎると、発泡樹脂の生産が不安定になるおそれがある。
【００５１】
また、減圧工程の開始後、発泡工程の開始直前におけるキャビティ１３内の圧力は、溶融樹脂の種類や温度等にも依存するが、一般的には、０．０１ＭＰａ〜０．１５ＭＰａの範囲内であることが好ましく、０．０１〜０．０８ＭＰａの範囲内であることがより好ましい。
【００５２】
なお、発泡工程の開始時期は、減圧工程の開始後であれば特に限定されないが、減圧工程開始から０．１秒後〜５秒後の間に開始することが好ましい。発泡工程の開始を減圧工程の開始から０．１秒以上遅らせることにより、十分な数量の気泡核を発生させることができる。従って、微細な発泡を多数形成することができる。発泡工程の開始を、減圧工程の開始時から５秒より長く遅らせた場合は、発泡時の溶融樹脂の温度が低くなりすぎ、非発泡のスキン層が厚くなりすぎるおそれがある。
【００５３】
（変形例）
上記実施形態では、減圧機構３０が、減圧ポンプ３１と、チャンバ３２と、開閉弁３３とにより構成されている例について説明した。但し、本発明はこの構成に限定されない。例えば、減圧機構３０は、減圧ポンプのみにより構成されていてもよい。
【００５４】
また、上記実施形態では、気体注入機構２０が、加圧ポンプ２１と、チャンバ２２と、開閉弁２３とにより構成されている例について説明した。但し、本発明はこの構成に限定されない。例えば、気体注入機構２０は、加圧ポンプのみにより構成されていてもよい。
【００５５】
（実験例）
同一の樹脂を用い、同一の条件で、減圧工程の開始時から発泡工程を開始するまでの時間（遅延時間）のみを変更して、遅延時間と気泡数及び気泡の平均直径との関係を調べた。結果を下記の表１に示す。
【００５６】
【表１】
2010208202.tif 000003
【００５７】
上記表１に示すように、遅延時間を設けることにより、気泡数を多くでき、かつ、気泡の平均直径を小さくできることが分かる。また、遅延時間を５秒とすることで十分に気泡数を多くでき、かつ気泡の直径を小さくできることが分かる。
【符号の説明】
【００５８】
１…発泡体製造装置
１０…成形型
１１…第１の成形型
１１ａ…凹部
１１ｂ…気体注入経路
１１ｃ…減圧経路
１２…第２の成形型
１２ａ…凸部
１２ｂ…ゲート
１３…キャビティ
１４…移動機構
１５…射出機構
１６…ホッパー
１７…管
１９…制御部
２０…気体注入機構
２１…加圧ポンプ
２２…チャンバ
２３…開閉弁
３０…減圧機構
３１…減圧ポンプ
３２…チャンバ
３３…開閉弁
４０…溶融樹脂
４１…気泡核
４２…気泡
４３…発泡体
４４…気体
【図１】
2010208202.tif 000004
【図２】
2010208202.tif 000005
【図３】
2010208202.tif 000006
【図４】
2010208202.tif 000007
【図５】
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【図６】
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