(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
雌型状の固定型と、固定型の凹所内に入り込む進入部を有する移動片と、移動片に外装された固定片とを具備した金型において、固定片のキャビティ側端面に進入方向突出状にかつ移動片に接触状に溝形成片が設けられていることを特徴とする補強スキン層付き発泡体成形金型。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一方の片面部にクッション性を有し他方の片面部に剛性を有する補強スキン層付き発泡体を成形するための成形金型に関する。
【０００２】
本明細書全体を通して、進入方向とは、移動片を基準にして、これがキャビティを縮小させるようにキャビティのゲート部に向かって進む方向、すなわち図１（ｂ）中の(61)の方向をいう。後退方向とは移動片がキャビティ容積を拡大するようにキャビティのゲート部から離れる向きに退く方向、すなわち図１（ｂ）中の(62)の方向をいう。出退方向とは図１（ｂ）中の矢印(61)(62)方向をいう。
【０００３】
【従来の技術】
従来、熱可塑性樹脂発泡体の製造方法としては、特公昭５１−８４２４号公報に、発泡剤を含む溶融樹脂を金型キャビティー内へ射出した後、一定量の発泡を行わせる所定ストローク分だけ金型を拡型して樹脂を発泡させる、いわゆるコアバック法が記載されている。コアバック法による発泡体は、発泡倍率の制御が容易である、スキン層と発泡層の領域がはっきりしており表面が綺麗で同重量の非発泡成形品に比較して剛性が大きい、といった特徴を有する。
【０００４】
また、特開平７−８０８８５号公報には、上記のようなコアバック法によって、金型表面側の冷却固化されたスキン層とその内部の発泡層とを有する発泡成形品を得るに当たり、拡型開始後の拡型速度を所定範囲に設定し、射出完了から拡型開始までの時間を所定範囲に設定し、または金型表面温度を所定範囲に設定することにより、発泡層の発泡倍率を適当なものとし、かつスキン層の表面状態を良好なものとすることができると記載されている。
【０００５】
しかし、特開平７−８０８８５号公報の方法のように、発泡倍率を高倍率化して例えばクッション性を持たせた場合、必然的に発泡成形品の剛性が不足する。同公報の方法では、クッション性と剛性を両立した発泡成形品を得る方法として、第１工程で剛性の大きい芯材層を成形しておき、第２工程で同層を発泡層とスキン層に積層する３層構造体の製造方法が示されている。しかし、この方法は、上記のように製造工程が２つに分かれ、生産性、コストの面から不利である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、発泡体を高倍率化してクッション性、断熱性、軽量化、浮遊性、吸音性等を高め、かつ、剛性を確保することを簡単な操作で実現することができる発泡体を成形するための金型を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、雌型状の固定型と、固定型の凹所内に入り込む進入部を有する移動片と、移動片に外装された固定片とを具備した金型において、固定片のキャビティ側の端面に進入方向突出状にかつ移動片に接触状に溝形成片が設けられていることを特徴とする補強スキン層付き発泡体成形金型である。溝形成片は好ましくは環状であって、その断面形状は長方形、鋭角三角形（Ｖ字形）、Ｕ字形等であってよい。
【０００８】
溝形成片は固定片に一体的に設けられてもよいし、これとは別体に設けられてもよい。
【０００９】
発泡体は、本発明による補強スキン層付き発泡体成形金型を用いて、金型キャビティ容積の拡大縮小が可能である金型の縮小状態キャビティ内に溶融した発泡性樹脂を充填した後、キャビティ容積を拡大することにより同樹脂を発泡させて、製造される。
【００１０】
本発明の発泡体成形金型を用いて製造された補強スキン層付き発泡体は、片面に、スキン層が発泡体の厚み方向に溝形状に屈曲ないしは湾曲されてなる補強スキン層が設けられている補強スキン層付き発泡体である。補強スキン層の形成により発泡体の強度を向上させることができる。
【００１１】
補強スキン層付き発泡体において、溝形状は、好ましくは、発泡体の厚み方向に凸の断面Ｕ字状、断面Ｖ字状または断面コ字状である。このような形状の補強スキン層の形成により発泡体の強度を一層向上させることができる。
【００１２】
発泡体の強度を向上させる効果は溝深さが深いほど大きいが、そうすると成形性は逆に悪くなる。発泡体の強度向上と成形性を両立させるには、溝深さは好ましくは発泡体肉厚の１０〜５０％、より好ましくは２０〜４０％である。
【００１３】
補強スキン層による強度向上効果は補強スキン層が発泡体の肉厚方向を向く部分により発現されるので、溝の深さと幅の比率（溝の深さ／溝の幅）が１未満であると、強度向上効果を発現させる効率が悪くなる。溝の深さと幅の比率（溝の深さ／溝の幅）が大きいほど溝を効率よく配置できるが、逆に金型構造上、スキン層形成部が作製困難になる。よって溝の深さと幅の比率（溝の深さ／溝の幅）は好ましくは１以上、より好ましくは１〜２０、さらに好ましくは２〜１０である。
【００１４】
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、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体、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オレフィン系樹脂、ポリスチレン、スチレン−ブタジエン−スチレン共重合体、スチレン−イソプレン−スチレン系樹脂、ポリメチルアクリレート、エチレン−エチルアクリレート共重合体などのアクリル樹脂、ポリ塩化ビニル等の塩素系樹脂、ポリフッ化エチレン等のフッ素系樹脂、６−ナイロン、６６−ナイロン、１２−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、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリフェ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、ケイ素樹脂、熱可塑性ウレタン、各種エラストマー等が挙げられる。
【００１５】
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、ＡＢＳ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。
【００１６】
これら樹脂は、単体で用いられても良いし、２種以上がアロイ、ブレンドまたはコンポジットされたものでも良い。
【００１７】
本発明において、発泡性樹脂は、溶融状態の樹脂に発泡剤を供給し含浸させたものである。
【００１８】
本発明で用いられる発泡剤は、樹脂と反応を起こさず、さらに樹脂を劣化するなどの悪影響を樹脂に及ぼさないもの、すなわち不活性なものであれば、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。
【００１９】
化学発泡剤としてはアゾ化合物、ヒドラジド化合物、ニトロソ化合物、セミカルバジド化合物、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、炭酸塩、亜硝酸塩などが挙げられる。更に具体的には、アゾジカルボンアミド（ADCA）、イソブチロニトリル（AZDN）、ベンゼンスルホニルヒドラゾ（OBSH）、ジニトロペンタメチレンテトラミン（DPT ）、アゾビスイソブチロニトリル（AIBN）、Ｐ−トルエンスルホンヒドラジド（TSH ）、バリウムアゾジカルボキシレート（Ba−AC）等が挙げられる。
【００２０】
物理発泡剤は、脂肪族炭化水素、塩素化脂肪族炭化水素、ふっ素化脂肪族炭化水素、不活性ガスに大別される。脂肪族炭化水素としては、Ｃ4   〜Ｃ7   の低沸点溶剤、例えばｎ−プロパン、ｎ−ペンタン、ｎ−ヘキサン、ネオペンタン、これら炭化水素の異性体が例示される。塩素化脂肪族炭化水素としては、塩化メチル、塩化メチレン、トリクロルエチレン、ジクロルエタンが例示される。ふっ素化脂肪族炭化水素としては、トリクロルフルオロメタン（フレオン１１）、ジクロルテトラフルオロエタン（フレオン１１４）が例示される。不活性ガスとしては、炭酸ガス、窒素、アルゴン、ネオン、ヘリウム、酸素が例示される。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。
【００２１】
本発明において、発泡性樹脂は、好ましくは、炭酸ガス、窒素、アルゴン、ネオン、ヘリウム、酸素等の不活性ガスからなる物理的発泡剤や、アゾジカルボンアミド（ADCA）、イソブチロニトリル（AZDN）等の化学発泡剤を単独でまたは２以上の組み合わせで含む樹脂である。水と特殊イソシアネートから生じる炭酸ガスを使う水発泡技術を適用して発泡性樹脂を得ることもできる。
【００２２】
キャビティ容積を拡大縮小する方法は、特に限定されるものではないが、射出成形機の油圧機構もしくは外部の油圧装置と油圧ピストンにより金型の移動片をキャビティ拡大方向へ移動させる方法や、射出成形機の型開き機構を利用する方法などが挙げられる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図により具体的に説明する。
【００２４】
実施例１
図１は金型の構造を示すものである。
【００２５】
図１(a) において、金型(2) は、固定型(21)と、可動型(22)と、可動型(22)の移動片(221) に外装された（すなわち移動片(221) の外側に密接状に設けられた）シリンダ状の固定片(23)とからなる。固定型(21)は雌型状であり、可動型(22)の移動片(221) は固定型の円形凹所内に入り込む円柱状の進入部(221a)を有する。進入部(221a)の半径は固定型凹所の半径よりｔ４だけ小さい。
【００２６】
可動型(22)の移動片(221) は、その進入部(221a)がキャビティ(31)内をその厚み方向（(61)または(62)）に出退自在なように、設けられている。固定型(21)の凹所内への進入部(221a)の進入によりキャビティ(31)が縮小状態にある時に、出退方向断面凹状の有底筒状キャビティ(31)が形成される。
【００２７】
固定片(23)のキャビティ側端面には、進入方向突出状にかつ移動片(221) に外装状に環状の溝形成片(25)が設けられている。溝形成片(25)は出退方向(61)(62)に長い長方形断面を有し、その長方形断面の幅ｔ３はｔ４の半分より小さい。溝形成片(25)は固定片(23)に一体的に設けられているが、これとは別体に設けられてもよい。
【００２８】
縮小キャビティ(31)は、上述のように、出退方向断面凹状の有底筒状をなすので、縮小キャビティ(31)内に溶融樹脂を充満させると、樹脂層本体部(41)と筒状周辺部(32)とからなる充填樹脂層(40)が成形され、充填物の金型表面部および溝形成片表面部に非発泡のスキン層が成形される。次いで、スキン層が未固化状態である間に、図１(b) に示すように、移動片(221) を後退させると、キャビティ容積が拡大されることにより、発泡性溶融樹脂が発泡すると共に、キャビティ周縁部(32)に充填された樹脂の内側においてスキン層が断面Ｕ字状またはＶ字状に湾曲され若しくは重なり状に折り返される。さらに移動片(221) を後退させてその進入部(221a)を固定型(21)から抜き出すと、図１(c) に示すように、キャビティ容積の拡大および溶融樹脂の発泡が最大に達し、スキン層は溝形成片(25)およびこれに連なる固定片(23)の内面に亘って伸びる。こうして、スキン層が溝形成片(25)の断面コ字状表面を覆う溝形状に屈曲されてなる補強スキン層(24)が発泡体(4) の内面周縁部に形成され、同補強スキン層で強化された厚肉円板状の発泡体(4) が得られる。溝の深さは発泡体肉厚の約３０％である。溝の深さと幅の比率（溝の深さ／溝の幅）は約６である。補強スキン層(24)を構成する内外両スキン層および固定片(23)の内面に沿って形成されたスキン層はいずれも断面ほぼ直線であり、最も大きな強度を示す。
【００２９】
図４は断面Ｖ字形の溝からなる補強スキン層(24)を有する発泡体(4) を示す。この補強スキン層(24)は、出退方向に長い断面鋭角三角形（Ｖ字形）の溝形成片を用い、上記と同じ操作で形成したものである。
【００３０】
図５は断面Ｕ字形の溝からなる補強スキン層(24)を有する発泡体(4) を示す。この補強スキン層(24)は、出退方向に長い断面Ｕ字形の溝形成片を用い、上記と同じ操作で形成したものである。
【００３１】
実施例２
この実施例では、本発明による熱可塑性樹脂発泡体の適用例として断熱性を持ったコンテナを挙げる。
【００３２】
図２において、コンテナ本体(81)の側壁部(82)および蓋体(83)は断熱性を必要とするため、微細セル領域で構成し、周縁部外面に断面コ字状の補強スキン層(24)を有する。蓋体(83)は表裏両面にスキン層を有する。底壁(84)は強度を必要とするため、対角線部とその上に位置する５つの円形部からなりかつ細長セル領域(86)で構成された補強部を有し、それ以外の部分は微細セル領域(85)で構成したものである。底壁(84)は、各領域の周縁部下面に断面コ字状の補強スキン層(24)を有する。これらの補強スキン層(24)はいずれも、実施例１と同様に、スキン層が溝形成片の表面を覆って断面コ字状の溝形に屈曲されてなるものである。このように底壁(84)には細長セル領域(86)を有し、かつ同領域の縁部には補強スキン層(24)が設けられるので、曲げ剛性（たわみ強度）が高い。
【００３３】
実施例３
この実施例では、本発明による熱可塑性樹脂発泡体のもう１つの適用例として断熱性を持った住宅内装材（壁材）を挙げる。
【００３４】
図３に示すように、住宅内装材（壁材）を構成する発泡体(87)は、３つの領域(88)をいずれも微細セル領域で構成したものである。内装材は断熱性を必要とするため、微細セル領域で構成され、且つ、強度を必要とするため、各領域の周囲部片面内部に補強スキン層(24)を有する。補強スキン層(24)はいずれも、実施例１と同様に、スキン層が溝形成片の表面を覆って断面コ字状の溝形に屈曲されてなるものである。
【００３５】
【発明の効果】
この発明によれば、発泡体を高倍率化してクッション性、断熱性、軽量化、浮遊性、吸音性等を高め、かつ、溝形状の補強スキン層により剛性を確保した発泡体を成形しうる金型を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１(a)(b)(c) 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。
【図２】  図２(a) は実施例２のコンテナを示す斜視図、図２(b) は図２(a) 中のｂ−ｂ線に沿う断面図、図２(c) は図２(a) 中のｃ−ｃ線に沿う断面図、図２(d) は図２(a) 中のｄ−ｄ線に沿う断面図である。
【図３】  図３(a) は実施例３の住宅内装材を示す斜視図、図３(b) は図３(a) 中のｂ−ｂ線に沿う断面図である。
【図４】  図４は断面Ｖ字形の溝からなる補強スキン層を有する発泡体を示す断面図である。
【図５】  図５は断面Ｕ字形の溝からなる補強スキン層を有する発泡体を示す断面図である。
【符号の説明】
(2) ：金型
(4) ：発泡体
(21)：固定型
(22)：可動型
(221) ：移動片
(221a)：進入部
(23)：シリンダ状の固定片
(24)：補強スキン層
(25)：溝形成片
(31)：キャビティ
(32)：キャビティ周縁部
(34)：キャビティ本体部
【図１】
0003644933.tif 000002
【図２】
0003644933.tif 000003
【図３】
0003644933.tif 000004
【図４】
0003644933.tif 000005
【図５】
0003644933.tif 000006