(57)【要約】【課題】所望の形状に成形された良好な外観の熱可塑性樹脂成形体を製造することができる発泡成形用型及び熱可塑性樹脂製発泡成形体の製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】本発明は、加熱軟化された熱可塑性樹脂製の発泡シート３が真空チャンバー２の内部に配置された状態で真空チャンバー２内を減圧することにより、発泡シート３を発泡させて熱可塑性樹脂製発泡成形体を成形するための発泡成形用型１０であって、真空チャンバー２の内部に配置され、発泡シート３が配置される第１の成形面１１ａを有する第１の型部材１１と、真空チャンバー２の内部に配置され、第１の成形面１１ａと対向する第２の成形面１２ａを有する第２の型部材１２と、を備え、第１の型部材１１及び第２の型部材１２のうち少なくとも一方は、真空チャンバー２の内壁４ａ，５ａから離間している。【選択図】図１
2010179560.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱軟化された熱可塑性樹脂製の発泡シートが真空チャンバーの内部に配置された状態で前記真空チャンバー内を減圧することにより、前記発泡シートを発泡させて熱可塑性樹脂製発泡成形体を成形するための発泡成形用型であって、
前記真空チャンバーの内部に配置され、前記発泡シートが配置される第１の成形面を有する第１の型部材と、
前記真空チャンバーの内部に配置され、前記第１の成形面と対向する第２の成形面を有する第２の型部材と、
を備え、
前記第１の型部材及び前記第２の型部材のうち少なくとも一方は、前記真空チャンバーの内壁から離間している発泡成形用型。
【請求項２】
前記第１の成形面及び前記第２の成形面のうち少なくとも一方には、ガスを逃がすためのガス抜き部が形成されている請求項１に記載の発泡成形用型。
【請求項３】
前記ガス抜き部は、通気性のある多孔質部材によって形成されている請求項２に記載の発泡成形用型。
【請求項４】
前記多孔質部材の通気度は、９００〜２０００ｃｍ３／ｃｍ２／ｓである請求項３に記載の発泡成形用型。
【請求項５】
前記多孔質部材の孔径は、６００μｍ以下である請求項３又は請求項４に記載の発泡成形用型。
【請求項６】
前記第１の成形面及び前記第２の成形面のうち少なくとも一方の温度を調整する温度調整手段を更に備えている請求項１〜請求項５のうち何れか一項に記載の発泡成形用型。
【請求項７】
請求項１〜請求項６のうち何れか一項に記載の発泡成形用型を用いて、熱可塑性樹脂製の発泡シートから熱可塑性樹脂製発泡成形体を製造する方法であって、
前記型が真空チャンバーの内部に配置され、かつ加熱軟化された前記発泡シートが前記型内に配置された状態とする配置工程と、
前記配置工程の後、前記真空チャンバーの内部を減圧することにより、前記第１の成形面と第２の成形面との間で前記発泡シートを発泡させる発泡工程と、
前記発泡工程の後、内部を常圧にした前記真空チャンバーを開放して、前記型から前記熱可塑性樹脂製発泡成形体を取り出す取り出し工程と、
を含む熱可塑性樹脂製発泡成形体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱可塑性樹脂製発泡成形体の製造に利用される発泡成形用型及び熱可塑性樹脂製発泡成形体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、熱可塑性樹脂製の発泡シートを真空チャンバーの内部に配置した後、真空チャンバーの内部を減圧することで発泡シートを発泡させる熱可塑性樹脂製発泡成形体の製造において、真空チャンバー自体を型として利用することが知られている。しかしながら、真空チャンバー自体を型として利用すると、減圧時において外気圧の影響により真空チャンバーに凹みが生じ、この凹みによって発泡成形体を所望の形状に賦形することが困難であった。
【０００３】
特許文献１には、本体部に補強リブがボルト止めされた真空チャンバーが開示されている。この真空チャンバーによれば、補強リブによって剛性が高められることで、減圧時に真空チャンバーに凹みが生じることを抑制することが可能になる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−８９８７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前述した従来の真空チャンバーにおいては、次のような問題がある。すなわち、減圧時において真空チャンバーがわずかでも凹むと、その凹みによって発泡成形体の面内の厚み分布を悪化させてしまうことがある。また、凹みを小さくするために剛性の高い補強リブを多数設けると、真空チャンバーの重量増加及び大型化を招いてしまうという問題があった。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、熱可塑性樹脂製の発泡シートを所望の形状の熱可塑性樹脂製発泡成形体へ賦形することができる発泡成形用型及び熱可塑性樹脂製発泡成形体の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る発泡成形用型は、加熱軟化された熱可塑性樹脂製の発泡シートが真空チャンバーの内部に配置された状態で真空チャンバー内を減圧することにより、発泡シートを発泡させて熱可塑性樹脂製発泡成形体を成形するための発泡成形用型であって、真空チャンバーの内部に配置され、発泡シートが配置される第１の成形面を有する第１の型部材と、真空チャンバーの内部に配置され、第１の成形面と対向する第２の成形面を有する第２の型部材と、を備え、第１の型部材及び第２の型部材のうち少なくとも一方は、真空チャンバーの内壁から離間している。
【０００８】
本発明に係る熱可塑性樹脂製発泡成形体の製造方法は、上述した発泡成形用型を用いて、熱可塑性樹脂製の発泡シートから熱可塑性樹脂製発泡成形体を製造する方法であって、型が真空チャンバーの内部に配置され、かつ加熱軟化された発泡シートが型内に配置された状態とする配置工程と、配置工程の後、真空チャンバーの内部を減圧することにより、第１の成形面と第２の成形面との間で発泡シートを発泡させる発泡工程と、発泡工程の後、内部を常圧にした真空チャンバーを開放して、型から熱可塑性樹脂製発泡成形体を取り出す取り出し工程と、を含む。
【０００９】
本発明によれば、真空チャンバーの内部を減圧することにより、発泡シートを発泡させて熱可塑性樹脂製発泡成形体を成形するに際し、外気圧の影響により真空チャンバーの壁に凹みが生じたとしても、発泡シートが発泡成形用型内に配置されているため、所望の形状の熱可塑性樹脂製発泡成形体を賦形することができる。具体的には、真空チャンバーの壁に凹みが生じても、発泡成形用型が備える第１及び第２の型部材のうち少なくとも一方は真空チャンバーの内壁と離間しているため、真空チャンバーの内壁と発泡成形用型との間の空隙によって凹みによる圧迫が吸収され、凹んだ壁に押圧されて発泡成形用型が変形することを抑制することができる。このことは、熱可塑性樹脂製発泡成形体の厚み分布の均一化につながるため、所望の形状に賦形された良好な外観の熱可塑性樹脂成形体を製造することが可能となる。
【００１０】
また、第１の成形面及び第２の成形面のうち少なくとも一方には、ガスを逃がすためのガス抜き部が形成されていることが好ましい。このような構成によれば、第１の成形面上で発泡した発泡シートが第２の成形面に接触するまで膨張するに際し、第１の成形面と発泡シート界面のガス（真空チャンバー内の空気や発泡シート製造時の残留ガス等）を除去することが可能となるため厚み分布が不均一となることを抑制することができ、これによって良好な外観の熱可塑性樹脂成形体を製造することが可能となる。
【００１１】
また、ガス抜き部は、通気性のある多孔質部材によって形成されていることが好ましい。このような構成によれば、簡素な構成によりガスを効率よく外部に逃がすことが可能となる。
【００１２】
また、多孔質部材の通気度は、９００〜２０００ｃｍ３／ｃｍ２／ｓであることが好ましい。この場合、多孔質部材を通じて好適にガスを逃がすことができる。
【００１３】
また、多孔質部材の孔径は、６００μｍ以下であることが好ましい。この場合、多孔質部材の孔形状が熱可塑性樹脂製発泡成形体の表面に転写されることを好適に抑制されるので、良好な外観の熱可塑性樹脂成形体を製造することが可能となる。
【００１４】
また、第１の成形面及び第２の成形面のうち少なくとも一方の温度を調整する温度調整手段を更に備えていることが好ましい。発泡成形用型内で膨張した発泡シートを冷却固化するに際し、発泡シート内における温度差が大きくなると、場所により樹脂の結晶化度に差異が生じて反り等の外観不良が生じる場合がある。そこで、上述した温度調整手段を設け、発泡シート内における温度差を小さくするように成形面の温度を調整することで、良好な外観の熱可塑性樹脂成形体を製造することが可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、所望の形状に賦形された良好な外観の熱可塑性樹脂製発泡成形体を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る発泡成形用型の第１実施形態を示す断面図である。
【図２】図１の発泡シートの加熱方法を示す断面図である。
【図３】図１の発泡シートの加熱方法の他の例を示す断面図である。
【図４】図１の真空チャンバーの減圧状態を示す断面図である。
【図５】本発明に係る発泡成形用型の第２実施形態を示す断面図である。
【図６】熱可塑性樹脂製発泡成形体を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係る発泡成形用型の好適な実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、図面の説明において、同一又は相当要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１８】
（第１実施形態）
図１に示されるように、本発明の第１実施形態に係る発泡成形用型１０が備えられた発泡成形装置１は、熱可塑性樹脂製の発泡シート３から熱可塑性樹脂製発泡成形体を製造するために利用されるものであり、図示しない真空ポンプと接続された真空チャンバー２を備えている。この発泡成形装置１では、発泡成形用型１０が真空チャンバー２の内部に配置され、かつ発泡成形用型１０内に発泡シート３が配置された状態において、真空チャンバー２の内部が減圧されることにより発泡シート３が発泡して膨張され、発泡成形用型１０に応じた形状の熱可塑性樹脂製発泡成形体が製造される。
【００１９】
先ず、熱可塑性樹脂製の発泡シート３について説明する。発泡シート３を構成する熱可塑性樹脂は特に限定されるものではなく、公知の熱可塑性樹脂を用いることができる。このような熱可塑性樹脂としては、例えば低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレンや直鎖状低密度ポリエチレン等のエチレン系樹脂、及びプロピレン系樹脂等を含むオレフィン系樹脂が挙げられる。発泡シート３は、１種類の樹脂から構成されていてもよく、２種類以上の熱可塑性樹脂から構成されていてもよい。
【００２０】
発泡シート３を構成する熱可塑性樹脂は、耐熱性や剛性の観点から、５０重量％以上がプロピレン系樹脂からなることが好ましい。発泡シート３に用いられるプロピレン系樹脂としては、例えばプロピレン単独重合体、プロピレンとエチレンとの共重合体、プロピレンとα−オレフィンとの共重合体、プロピレンとエチレン及びα−オレフィンとの共重合体、又はこれらに非晶性のエチレン・α−オレフィン共重合体が分散している重合体等が挙げられる。
【００２１】
また、発泡シート３を構成する熱可塑性樹脂は、発泡性の観点から、５重量％以上が、下記の式（１）を満足するプロピレン系樹脂であることがより好ましい。なお、式（１）において、ＭＴ（１９０）は、メルトテンションテスターとして東洋精機（株）製のメルトテンションテスターＭＴ−５０１Ｄ３型を採用し、サンプル量を５ｇ、加熱温度を１９０℃、加熱時間を５分、ピストン降下速度を５．７ｍｍ／分として、長さ８ｍｍ、幅２ｍｍの長方形状のオリフィスから樹脂のストランドを押し出し、押し出されたストランドを直径５０ｍｍの巻き取りローラにより巻取速度１００ｒｐｍで巻き取ったときの張力を示している。また、ＭＦＲ（２３０）は、ＪＩＳ規格Ｋ７２１０に沿って温度２３０℃、荷重２．１６ｋｇｆの条件下で測定されたメルトフローレートの値を示している。
【数１】
2010179560.tif 000003
【００２２】
なお、式（１）を満足するプロピレン系樹脂としては、分岐状プロピレン系樹脂や高分子量成分を含有する直鎖状プロピレン系樹脂が挙げられる。このような分岐状プロピレン系樹脂としては、特開昭６２−１２１７０４号公報に開示された直鎖状プロピレン系樹脂に放射線を照射して得られる樹脂等を挙げることができ、例えばサンアロマ（株）製のＰＦ８１４やＳＤ６３２が例示される。また、直鎖状プロピレン系樹脂としては、特開平１１―２２８６２９号公報に開示された超高分子量成分を導入したプロピレン系樹脂が挙げられる。このようなプロピレン系樹脂は、極限粘度が５ｄｌ／ｇ以上の結晶性プロピレン系重合体部分を製造する工程と極限粘度が３ｄ１／ｇ未満の結晶性プロピレン系重合体部分を製造する工程とを含む重合方法により得られ、極限粘度が３ｄｌ／ｇ未満であり、結晶性プロピレン系重合体部分の割合が０．０５重量％以上３５重量％未満であることが好ましい。なお、極限粘度とは、数個の濃度の違う高分子溶液の粘度を求めて、これを０に補外した濃度０の点の高分子溶液の粘度である。
【００２３】
発泡シート３の発泡倍率や独立気泡率は、特に限定されるものではないが、発泡倍率は１．２〜５．０倍であることが好ましく、独立気泡率は８０〜１００％であることが好ましい。ここで、発泡倍率とは、発泡シートの体積が発泡前の材料の体積の何倍になるかを示す値であり、独立気泡率とは、試料の体積に占める独立気泡（全体が樹脂に囲まれており、他の気泡と連結していない気泡）の体積の割合である。また、発泡ガスは、特に限定されず、後述する発泡剤の種類に応じて種々のガスを用いることができる。
【００２４】
以上説明したような条件を満足する発泡シート３は、真空チャンバー２の内部の減圧により更に発泡させる際に気泡が破裂するおそれが少ないため、発泡倍率や独立気泡率の高い熱可塑性樹脂製発泡成形体を得ることができる。特に、式（１）を満足するプロピレン系重合体を５〜２０重量％含むプロピレン系樹脂から構成され、発泡倍率が１．５〜２．５倍、独立気泡率が９０〜１００％のものを発泡シート３として用いることが好ましい。
【００２５】
また、発泡シート３の厚みは特に限定されるものではないが、１〜１０ｍｍであることが好ましい。発泡シート３は単層であってもよいし、複数の層から構成されていてもよい。発泡シート３の層構成としては、例えば２種２層（非発泡層／発泡層）、２種３層（非発泡層／発泡層／非発泡眉）や３種５層（非発泡層／非発泡層／発泡層／非発泡眉／非発泡層）等が例示される。ここで、発泡層とは、発泡剤が混ぜられた熱可塑性樹脂の層であり、非発泡層とは、発泡剤を含まない材料から構成された層である。
【００２６】
多層構成の発泡シートの各層には、必要に応じて各種の低分子型あるいは高分子型の添加剤を配合してもよい。このような添加剤としては、例えば、導電剤、帯電防止剤、難燃剤、充填剤、酸化防止剤、銅害防止剤、耐侯剤、紫外線吸収剤、滑剤、顔料、接着性改良剤等が挙げられる。
【００２７】
また、発泡シート３の製造方法は特に限定されるものではなく、押出発泡法、バッチ発泡法、ビーズ型発泡法等の公知の製法を採用することができるが、生産性の観点から押出発泡法が好ましい。押出発泡法においては、先ず熱可塑性樹脂と発泡剤とを押出機中で溶融混練して溶融樹脂組成物とし、この溶融樹脂組成物が押出機に接続されたダイ内へと送られる。ダイヘ送られた溶融樹脂組成物は、ダイ出口から大気中に押出されるとともに発泡し、その後冷却されることでシート状に成形され、切断機によって所望のサイズに切断されることで発泡シートが製造される。ここで、押出発泡法で用いられるダイの形状としては、Ｔダイやサーキュラーダイを使用することができる。このようにして製造された発泡シート３は、加熱軟化された後に真空チャンバー２の内部で減圧状態とされることで、その厚さ方向で更に発泡し膨張する。このとき、発泡シート３は、長さ方向及び幅方向にはほとんど膨張しない。また、発泡シート３は、公知の貼合技術で非発泡層等を貼合して多層構成としてもよいが、生産性の観点からは、公知の多層ダイを用いた多層共押出発泡法により多層構成の発泡シート３を製造することが好ましい。
【００２８】
また、発泡シート３の製造に用いられる発泡剤は特に限定されるものではなく、公知の物理発泡剤や化学発泡剤を単独で或いは複数組み合わせて用いることができる。このような物理発泡剤としては、炭酸ガス、窒素ガス、空気、プロパン、プタン、ペンタン、ヘキサン、ジクロルエタン、ジクロロジフルオロメタン、ジクロロモノフルオロメタン、トリクロロモノフルオロメタン等が挙げられ、特に安全性の観点から窒素ガス、炭酸ガス、空気等の無機ガスを用いることが好ましい。なお、発泡シート３を構成する樹脂がプロピレン系樹脂の場合、安全性及びプロピレン系樹脂への溶解性の観点から、発泡剤として炭酸ガスを用いることがより好ましい。発泡剤として炭酸ガスを用いる場合においては、樹脂への拡散及び溶解性の観点から、気圧が７．４ＭＰａ以上であり、かつ温度が３１℃以上である超臨界状態で樹脂へと注入されることが好ましい。
【００２９】
物理発泡剤を用いる場合には、気泡核剤を併用してもよい。気泡核剤としては、タルク、シリカ、珪藻土、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、ケイ酸カルシウム、ゼオライト、マイカ、クレー、ワラストナイト、ハイドロタルサイト、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ポリメタクリル酸メチル樹脂等のポリマーピーズ、合成アルミノシリケートや上記の化学発泡剤等が挙げられる。
【００３０】
また、化学発泡剤としては、クエン酸、クエン酸ナトリウム、ステアリン酸等の有機酸、重曹、アゾジカルポンアミド、トリレンジイソシアネート、４，４’ジフエニルメタンジイソシアネート等のイソシアネート化合物、アゾピスプチロニトリル、バリウム・アゾジカルボキシレート、ジアゾアミノベンゼン、トリヒドラジノトリアジン等のアゾ、ジアゾ化合物、ベンゼン・スルホニル・ヒドラジド、Ｐ，Ｐ’−オキシピス（ペンゼン・スルホニル・ヒドラジド）、トルエン−スルホニル・ヒドラジド等のヒドラジン誘導体、Ｎ，Ｎ’−ジニトロソ・ペンタメチレン・テトラミン、Ｎ，Ｎ’−ジメチルーＮ，Ｎ’−ジニトロソ・テレフタルアミド等のニトロソ化合物、Ｐ−トルエン・スルホニル・セミカルバジド、４．４’オキシピスベンゼンスルホニルセミカルパジド等のセミカルバジド化合物、アジ化合物、トリアゾール化合物等が挙げられる。特に、重曹、クエン酸、アゾジカルポンアミドのいずれかを用いることが好ましい。
【００３１】
化学発泡剤を使用する場合には、分解温度や分解速度を調整するために発泡助剤を併用してもよい。例えば、アゾジカルボンアミド単体では分解温度が約２００℃と高いため、低温で加工する場合には、発泡助剤として、酸化亜鉛、ステアリン酸亜鉛、尿素等を添加して使用することができる。
【００３２】
次に、発泡成形装置１について説明する。発泡成形装置１は、真空チャンバー２と、真空チャンバー２の内部に配置された発泡成形用型１０と、を備えている。真空チャンバー２は、内部に密封空間を形成する略直方体形状の部材である。真空チャンバー２の材質は、特に限定されないが、耐久性、熱伝導性の観点から金属製であることが好ましく、コストや軽量化の観点からアルミ製であることが特に好ましい。
【００３３】
真空チャンバー２は、上方に開放された箱状の収容部４と、収容部４上に配置された蓋部５と有している。真空チャンバー２内には、図示しない真空ポンプと接続された吸引管６と、真空チャンバー２を大気解放するためのパージ管７とが接続されている。吸引管６には、吸引管６の開閉状態を切替えるための吸引弁６ａが設けられ、パージ管７には、パージ管７の開閉状態を切替えるためのパージ弁７ａが設けられている。
【００３４】
発泡成形用型１０は、発泡シート３を膨張させて熱可塑性樹脂製発泡成形体を成形するための型であり、真空チャンバー２の内部に配置される。発泡成形用型１０の材質は、特に限定されないが、耐久性、熱伝導性の観点から金属製であることが好ましく、コストや軽量化の観点からアルミ製であることが特に好ましい。発泡成形用型１０は、発泡シート３が配置される第１の成形面１１ａを有する矩形板状の第１の型部材１１と、第１の成形面１１ａと対向する第２の成形面１２ａを有する矩形板状の第２の型部材１２と、第１の型部材１１と第２の型部材１２との間に複数設けられた柱状の連結部１３と、から構成されている。
【００３５】
第１の型部材１１は、多孔質部材から構成されるガス抜き部１１ｃを有している。ガス抜き部１１ｃは、第１の型部材１１の内面すなわち第１の成形面１１ａを形成しており、このガス抜き部１１ｃ上に発泡シート３が配置される。成形面１１ａと発泡シート３の間の界面に存在するガス（真空チャンバー内の空気や発泡シート製造時の残留ガス等）は、ガス抜き部１１ｃを通じて外部に逃がされる。ガス抜き部１１ｃを構成する多孔質部材としては、金網、パンチングシート、不織布、セラミック等が挙げられる。多孔質部材は、ＪＩＳ規格Ｌ１０９６に規定されるフラジール法（Ａ法）に沿って測定された通気度が９００〜２０００ｃｍ３／ｃｍ２／ｓであるものが好ましい。この場合、多孔質部材を通じて効率よくガスを逃がすことができる。また、多孔質部材は、その孔径が６００μｍ以下であるものが好ましい。この場合、多孔質部材の孔形状が熱可塑性樹脂製発泡成形体の表面に転写されることが好適に抑制されるので、良好な外観の熱可塑性樹脂成形体を製造される。多孔質部材は、同じ通気度の多孔質部材を重ね合わせたり、通気度の異なる多孔質部材を重ね合わせたりして用いてもよい。同種または異種の多孔質部材を重ねて使用する場合には、重ね合わせたときの多孔質部材の通気度が、上述した数値の範囲であることが好ましい。多孔質部材の孔径は、例えばＳＥＭ（Scanning  Electron  Microscope）により得られた画像を解析することにより求めることができる。金網等においては、メッシュ数と線径より孔径を算出することもできる。
【００３６】
第１の型部材１１は、ブロック状の足部１１ｂを介して真空チャンバー２の底面に配置されている。足部１１ｂは、第１の型部材１１の下面（第１の成形面１１ａと反対側の面）の四隅にそれぞれ設けられ、第１の型部材１１を支持している。第２の型部材１２は、連結部１３を介して第１の型部材１１に支持されている。第２の型部材１２は、真空チャンバー２の内壁４ａ，５ａと離間するように配置されており、第２の型部材１２の外周面と真空チャンバー２の内壁４ａ，５ａとの間には空隙が形成されている。
【００３７】
連結部１３は、上下方向に延在する柱状の部材であり、第１の成形面１１ａの四隅にそれぞれ設けられている。連結部１３の下端は、第１の成形面１１ａに連結され、上端は、第２の成形面１２ａに連結されている。この連結部１３の上下方向の長さが、第１の成形面１１ａと第２の成形面１２ａとの間隔に相当する。第１の成形面１１ａと第２の成形面１２ａとの間隔は、被成形体である発泡シート３の厚みより大きくされている。なお、第２の成形面１２ａと発泡シート３との間隔が大きすぎると、得られる発泡成形体の独立気泡率が低下する傾向があるため、第１の成形面１１ａと第２の成形面１２ａとの間隔は発泡シート３の厚みの１．１〜５．０倍であることが好ましい。また、第１の型部材１１の第１の成形面１１ａ及び第２の型部材１２の第２の成形面１２ａの表面には、発泡成形体の剥離性の観点からテフロン（登録商標）やアルマイト（登録商標）による表面処理が施されていることが好ましい。
【００３８】
続いて、以上の構成を有する発泡成形装置１を利用した熱可塑性樹脂製発泡成形体の製造方法について説明する。図２に示されるように、先ず、熱可塑性樹脂製の発泡シート３が加熱装置８に入れられて加熱される。このような加熱装置８における加熱方法としては、熱板やオーブン、熱風、赤外線ヒーター、マイクロ波等によるものが挙げられるが、加熱時における発泡シート３のドローダウンを回避し、成形体の外観不良の発生を抑制するという観点から、熱板もしくはオーブンを用いる加熱方法が好ましい。なお、熱可塑性樹脂製の発泡シート３を加熱するにあたっては、予め発泡成形用型１０の第１の成形面１１ａ上に発泡シート３を配置し、その後、加熱装置８内において発泡成形用型１０ごと発泡シート３を加熱するようにしてもよい（図３参照）。
【００３９】
また、加熱装置８における加熱温度は、特に限定されるものではなく、発泡シートを構成する熱可塑性樹脂に応じて適宜設定すればよい。例えば、発泡シート３を構成する熱可塑性樹脂が結晶性樹詣である場合には、熱可塑性樹脂の融点近傍に加熱温度を設定することが好ましい。また、発泡シート３が２種類以上の熱可塑性樹脂から構成される場合は、主として含まれる熱可塑性樹脂の融点近傍に加熱温度を設定することが好ましい。
【００４０】
加熱装置８による加熱時間は、発泡シート３を構成する熱可塑性樹脂の種類やその発泡倍率、シートの厚み等に応じて、厚み方向における発泡シート３の中心部の温度が加熱温度に至るように適宜設定すればよい。例えば、発泡シート３の厚み方向における中心部及び上下面に温度センサを取り付けて、それぞれの温度の時間変化を測定し、その測定結果に応じて加熱温度及び加熱時間を設定することができる。また、加熱時間の短縮のために発泡シート３を予め温めておいてもよい。
【００４１】
続いて、加熱装置８によって加熱軟化された発泡シート３が、発泡成形用型１０の第１の成形面１１ａ上に配置され、この発泡成形用型１０が真空チャンバー２の収容部４の内部に配置される。このとき、発泡シート３は、第２の成形面１２ａと離間した状態で発泡成形用型１０内に配置される。
【００４２】
その後、図１に示すように、蓋部５を閉じて真空チャンバー２の内部を密封状態にする。そして、吸引弁６ａが開かれ、かつパージ弁７ａが閉められた状態で真空ポンプを稼動させ、真空チャンバー２の内部を減圧する。このとき、外気圧の影響によって真空チャンバー２に凹みが生じる（図４参照）。なお、図には示していないが真空チャンバー２の蓋部５の内壁５ａのみではなく、収容部４の内壁４ａにおいても凹みが生じている。そして、真空チャンバー２内の減圧により発泡シート３が発泡させられ、厚さ方向に膨張する。発泡シート３は、第２の成形面１２ａと接触するまで膨張する。このとき、発泡シート３の発泡倍率を向上させるため、真空チャンバー２内の圧力が真空に近いほど好ましい。具体的には、減圧時の真空チャンバー２内の圧力は０．０１ＭＰａ以下、真空ポンプによる減圧速度としては０．０１ＭＰａ／ｓ以上であることが好ましい。また、必要であれば排気を運やかに行うために真空タンクが備えられていてもよい。
【００４３】
その後、真空ポンプを停止させて真空チャンバー２内の気圧を維持した状態で、発泡シート３が冷却される。そして、膨張状態の発泡シート３が固化され、所望の厚さ（すなわち第１の成形面１１ａと第２の成形面１２ａとの間隔）に成形された熱可塑性樹脂製発泡成形体が製造される。その後、パージ弁７ａが開かれて真空チャンバー２の内部が常圧にされる。続いて、真空チャンバー２を開放して発泡成形用型１０を取り出し、発泡成形用型１０内から熱可塑性樹脂製発泡成形体を取り出す。
【００４４】
このようにして得られる熱可塑性樹脂製発泡成形体は、包装、通函、仕切り板、食品容器、文具、建材、自動車内装材等に利用される。
【００４５】
また、熱可塑性樹脂製発泡成形体の表面には、コロナ処理、オゾン処理や帯電防止剤塗布等が行なわれていてもよい。これらの表面処理は、加熱前の発泡シート３に対して予め行われていてもよく、熱可塑性樹脂製発泡成形体に対して行われてもよい。
【００４６】
また、熱可塑性樹脂製発泡成形体の表面には、用途に応じてシートやフィルム等の表皮材を貼合してもよい。表皮材は、用途に応じて公知のものを使用することができる。表皮材としては、例えばアルミニウムや鉄等の金属、樹脂、紙、合成紙等から構成される薄板が挙げられる。熱可塑性樹脂もしくは麻等の植物素材やガラス等の無機材料からなる不織布や織布を積層してもよい。また、用いる薄板表面にエンボスや印刷等の加飾が施されていてもよく、発泡成形体を表皮材として積層貼合してもよい。
【００４７】
これらの表皮材の積層貼合は本発明で得られる熱可塑性樹脂製発泡成形体に行ってもよく、発泡シート３に予め行っておいてもよい。また表皮材の積層方法は特に限定されることはなく、例えば、接着剤を発泡成形体や発泡シート３の表面に塗布して積層する方法、接着樹脂製フィルムがラミネートされた表皮材を用い、該接着樹脂製フィルム面を加熱溶融させて発泡成形体や発泡シート３と積層する方法、ヒーターや熱風等を用いて表皮材と発泡成形体や発泡シート３との積層面を溶融させて積層する方法、溶融樹脂を表皮材と発泡成形体や発泡シート３との間に押出しラミネートして積層する方法等が挙げられる。
【００４８】
本発明で得られる熱可塑性樹脂製発泡成形体に、さらに真空成形等の熱成形を施すことも可能である。熱成形としては、真空成形や熱罫線加工等、公知の方法が挙げられる。
【００４９】
以上説明したように本実施形態に係る発泡成形用型１０及び発泡成形用型１０を用いた熱可塑性樹脂製発泡成形体の製造方法によれば、真空チャンバー２の内部を減圧することにより、発泡シート３を発泡させて熱可塑性樹脂製発泡成形体を成形するに際し、図４に示すように外気圧の影響により真空チャンバー２の壁に凹みが生じたとしても、発泡シート３が発泡成形用型１０内に配置されているため、所望の形状の熱可塑性樹脂製発泡成形体を賦形することができる。具体的には、真空チャンバー２の壁に凹み生じても、発泡成形用型１０が備える第２の型部材１２は真空チャンバー２の内壁４ａ，５ａと離間しているため、真空チャンバー２の内壁４ａ，５ａと発泡成形用型１０との間の空隙によって凹みによる圧迫が吸収され、凹んだ壁に押圧されて発泡成形用型１０が変形することを抑制することができる。このことは、熱可塑性樹脂製発泡成形体の厚み分布の均一化を可能とするために、所望の形状に成形された良好な外観の熱可塑性樹脂成形体を製造することが可能となる。
【００５０】
また、この発泡成形用型１０によれば、第１の成形面１１ａ上で発泡した発泡シート３が第２の成形面１２ａに接触するまで膨張するにあたり、成形面１１ａと発泡シート３の間の界面に存在するエア抜きにより成形体の厚み分布が不均一になる等の外観不良が生じることを抑制することができ、これによって良好な外観の熱可塑性樹脂成形体を製造することが可能となる。更に、ガス抜き部１１ｃを通気性のある多孔質部材によって構成することで、簡素な構成によりガスを外部に逃がすことが可能となる。なお、ガス抜き部１１ｃは、多孔質部材から構成する場合に限られず、例えば成形面に微小な凹凸を形成することによりガスを逃がす構成としてもよい。このような凹凸は、例えばサンドペーパやサンドブラストによって形成される。或いは、成形面の一部に通気孔を設けることでガス抜き部１１ｃを形成してもよく、その他成形面の全体又は一部を金網のようなメッシュ状とすることでガス抜き部１１ｃを形成してもよい。
【００５１】
（第２実施形態）
図５に示すように、本発明の第２実施形態に係る発泡成形装置２１は、発泡成形用型２２が温度調整部（温度調整手段）２６を有している点のみ第１実施形態と異なる。その他の構成は、第１実施形態と同一である。
【００５２】
温度調整部２６は、発泡成形用型２２の第２の型部材２４に埋設されて、第２の成形面２４ａの温度を調整するものである。この温度調節部２６は、例えば加熱又は冷却されたオイル等の流体が循環する循環パイプであり、流体の温度を制御することで第２の成形面２４ａの温度を調整する。温度調整部２６は、循環パイプに限られず、例えば電熱線であってもよい。温度調整部２６は、第２の成形面２４ａの温度を約１０〜９０℃の範囲で調節可能であることが好ましい。温度調整部２６は、第２の型部材２４ではなく第１の型部材２３に設けてあってもよく、第１の型部材２３及び第２の型部材２４の両方に設けてあってもよい。
【００５３】
続いて、以上の構成を有する発泡成形装置２１を利用した熱可塑性樹脂製発泡成形体の製造方法について説明する。図２に示されるように、先ず、熱可塑性樹脂製の発泡シート３が加熱装置８に入れられて加熱される。その後、加熱装置８によって加熱軟化された発泡シート３が、発泡成形用型２２の第１の成形面２３ａ上に配置され、この発泡成形用型２２が真空チャンバー２の収容部４の内部に配置される。このとき、発泡シート３は、第２の成形面２４ａと離間した状態で発泡成形用型２２内に配置される。続いて、図５に示すように、蓋部５を閉じて真空チャンバー２の内部を密封状態にする。そして、吸引弁６ａが開かれ、かつパージ弁７ａが閉められた状態で真空ポンプを稼動させ、真空チャンバー２の内部を減圧する。真空チャンバー２内の減圧により発泡シート３が発泡させられ、厚さ方向に膨張する。発泡シート３は、第２の成形面２４ａと接触するまで膨張する。
【００５４】
その後、真空ポンプを停止させて真空チャンバー２内の気圧を維持した状態で、発泡シート３が冷却される。このとき、温度調整部２６において、発泡シート３内における温度差が小さくなるように第２の成形面２４ａの温度を調節する。そして、膨張状態の発泡シート３が固化され、所望の厚さに成形された熱可塑性樹脂製発泡成形体が製造される。その後、パージ弁７ａが開かれて真空チャンバー２の内部が常圧にされる。続いて、真空チャンバー２を開放して発泡成形用型２２を取り出し、発泡成形用型２２内から熱可塑性樹脂製発泡成形体を取り出す。
【００５５】
以上説明したように、第２実施形態に係る発泡成形用型２１では、発泡成形用型２１内で膨張した発泡シート３を冷却固化させるに際し、温度調整部２６によって発泡シート３内における温度差が小さくなるように第２の成形面２４ａの温度を調節することで、発泡シート３内の均一な冷却固化が可能となり、これによって良好な外観の熱可塑性樹脂成形体を製造することが可能となる。
【実施例１】
【００５６】
以下、熱可塑性樹脂製発泡成形体の製造方法に関する実施例及び比較例を挙げ、本発明についてより具体的に説明する。
【００５７】
先ず、実施例及び比較例で使用した発泡シート３について説明する。この発泡シート３は、プロピレン系重合体Ｐ１、プロピレン系樹脂Ｐ２、及び直鎖状低密度ポリエチレンＰ３を用いて製造された。これらの樹脂Ｐ１〜Ｐ３について説明する。
【００５８】
プロピレン系重合体Ｐ１は、特開平１１−２２８６２９号公報に開示された方法により製造した。このプロピレン系重合体Ｐ１の粉末は、極限粘度７．７ｄｌ／ｇの結晶性プロピレン重合体部分Ａと、極限粘度１．２ｄ１／ｇの結晶性プロピレン重合体部分Ｂを有するものであった。なお、極限粘度７．７ｄｌ／ｇの結晶性プロピレン重合体部分Ａと極限粘度１．２ｄ１／ｇの結晶性プロピレン重合体部分Ｂとの重量比は１１：８９であり、プロピレン系重合体全体の極限粘度は１，９ｄｌ／ｇであった。プロピレン系重合体Ｐ１の粉末１００重量部に対して、チバガイギー（株）製のイルガノックス１０１０（登録商標）を０．０５重量部、住友化学（株）製のスミライザーＢＨＴ（登録商標）を０．２重量部加えて２３０℃で溶融混錬した。このプロピレン系重合体Ｐ１は、式（１）におけるメルトフローレートＭＦＲ（２３０）が１２ｇ／１０分、メルトテンションＭＴ（１９０）が４．７ｇであり、式（１）を満足した。
【００５９】
プロピレン系樹脂Ｐ２としては、住友化学（株）製のノーブレンＡＷ１６１Ｃ（登録商標）を採用した。このプロピレン系樹脂Ｐ２は、式（１）におけるメルトフローレートＭＦＲ（２３０）が１１ｇ／１０分、メルトテンションＭＴ（１９０）が０．９ｇであり、式（１）を満足しなかった。
【００６０】
直鎖状低密度ポリエチレンＰ３としては、住友化学（株）製のエクセレンＦＸ、ＣＸ３５０２を採用した。直鎖状低密度ポリエチレンＰ３は、メルトフローレートＭＦＲ（２３０）が４ｇ／１０分であった。
【００６１】
上述したプロピレン系重合体Ｐ１を２５重量％、プロピレン系樹脂Ｐ２を６０重量％、直鎖状低密度ポリエチレンＰ３を１５重量％配合して発泡シート３の製造に用いた。
【００６２】
また、発泡シート３を製造するための気泡核剤マスターバッチとして、平均粒径が４．４８μｍ、密度が１．６５ｇ／ｃｍ３であるアゾジカルポンアミドを用い、エチレン系樹脂のペース樹脂に対して濃度が３０重量％であるマスターバッチを用いた。また、発泡層用押出機として直径１０４ｍｍの同方向回転２軸押出機を採用した。この押出機におけるスクリュー有効長さとスクリュー径との比は、３２：１であった。
【００６３】
樹脂Ｐ１〜Ｐ３を配合して得た熱可塑性樹脂１００重量％に対して、気泡核剤マスターバッチを０．３ＰＨＲ配合した。気泡核剤マスターバッチを配合した樹脂を定量フィーダーを経て押出機のホッパーに投入した。押出機中で溶融混練を行い、溶融が進んだタイミングでダイヤフラム式定量ポンプにより液化炭酸ガス０．３５ＰＨＲを高圧で注入した。溶融樹脂と炭酸ガスを十分溶融混練した後、ギアポンプにより吐出量２００Ｋｇ／ｈでＴダイ内に導入した。そして、Ｔダイの出ロから押出された平板状の溶融シートを約６０℃に温度調節された複数の直径２１０ｍｍのロールにより搬送することで冷却成形した。その後、ニップロールを備えた引取機でシートを引き取り、切断機によって所定の寸法（長さ２６０ｍｍ、幅２００ｍｍ）に切断して発泡シート３を得た。得られた発泡シート３は、発泡層の倍率が３倍、厚みが３ｍｍであった。
【００６４】
［実施例１］
上述した発泡シート３を発泡成形用型１０の中に配置し、これを１７３℃に設定したオーブン式の加熱装置８内で２０分間加熱した（図３参照）。熱可塑性樹脂製発泡成形体の所望の厚み、すなわち発泡成形用型１０における第１の成形面１１ａと第２の成形面１２ａとの間隔を６．０ｍｍとした。その後、加熱装置８から発泡成形用型１０及び発泡シート３を取り出し、真空チャンバー２内に配置した。続いて、真空ポンプに接続された吸引管６の吸引弁６ａを開き、真空チャンバー２内の減圧速度を０．０１８ＭＰａ／ｓとして、圧力が０Ｐａの真空状態まで減圧させることにより発泡シート３を膨張させた。その後、膨張状態の発泡シート３を冷却固化し、熱可塑性樹脂製発泡成形体を製造した。続いて、吸引弁６ａを閉じ、パージ弁７ａを開くことにより真空チャンバー２の内部を常圧にし、真空チャンバー２を開放して熱可塑性樹脂製発泡成形体を得た。
【００６５】
［比較例１］
発泡成形用型を用いずに真空チャンバー２自体を型として利用し、真空チャンバー２における収容部４の底面と蓋部５の内面５ａとの間隔を６．０ｍｍとした以外は、実施例１と同様にした。
【００６６】
これらの結果を表１に示す。表１における位置Ａ〜位置Ｄは、発泡シート３を平面視した状態で発泡シート３の四隅から長手方向に１０ｍｍ、長手方向と直交する方向に１０ｍｍ内側の位置を示し、位置Ｅは、発泡シート３中央の位置を示している（図６参照）。
【表１】
2010179560.tif 000004
【００６７】
表１に示されるように、真空チャンバー２自体を型として用いた場合の熱可塑性樹脂製発泡成形体の厚みは、所望の厚み（６．０ｍｍ）と比べて３ｍｍ以上の厚い箇所があった。発泡成形用型１０を用いて成形した熱可塑性樹脂製発泡成形体の厚みは、真空チャンバー２自体を型として用いた場合と比べて、より均一な値となった。
【符号の説明】
【００６８】
１，２１…発泡成形装置、２…真空チャンバー、３…発泡シート、４…収容部、４ａ…内壁、５…蓋部、５ａ…内壁、６…吸引管、７…パージ管、８…加熱装置、１０，２２…発泡成形用型、１１，２３…第１の型部材、１１ａ，２３ａ…第１の成形面、１２，２４…第２の型部材、１２ａ，２４ａ…第２の成形面、１３，２５…連結部、２６…温度調整部（温度調整手段）。
【図１】
2010179560.tif 000005
【図２】
2010179560.tif 000006
【図３】
2010179560.tif 000007
【図４】
2010179560.tif 000008
【図５】
2010179560.tif 000009
【図６】
2010179560.tif 000010