(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１）熱可塑性樹脂及び化学発泡剤からなる混合物を押出機にて溶融混練した後、未発泡状態にて金型、シリンダ及びピストンによって形成される空間（以下、成形型内という）に押出し、溶融樹脂混合物を密封する工程、
２）成形型内に密封された溶融樹脂混合物をピストンにより加圧賦形し、かつ該成形型内にガスを供給することにより、シリンダとピストンによって形成される空間の圧力（以下、成形型内の圧力という）を溶融樹脂がピストンより受ける面圧力（以下、樹脂内圧という）より１０〜５０ｋｇｆ／ｃｍ２高い圧力に維持する工程、
３）発泡剤を分解させた後、樹脂内圧と成形型内の圧力の差が５ｋｇ／ｃｍ２以下となるよう、先に成形型内に供給したガスを成形型外に排出しつつピストンを樹脂の膨張速度以下の速度にて開放することにより発泡を行わせる工程、
４）発泡体を冷却固化させた後、成形型内より、成形品を取り出す工程
とからなることを特徴とする熱可塑性樹脂発泡体の製造方法。
【請求項２】
押出機より押し出される熱可塑性樹脂混合物が、フィラーを５０重量％以下で含有することを特徴とする請求項１に記載の熱可塑性樹脂発泡体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は気泡構造が発泡体の面に対し垂直な方向（以下、厚み方向という）に縦長に配向することで、その方向での剛性が高く、かつ衝撃吸収性に優れ、さらにさまざまな充填材を含有することができる熱可塑性樹脂発泡体の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、発泡体の大半が示す球状の気泡構造と異なり、発泡体の厚み方向に縦長の構造をとる場合、気泡どうしを隔てる気泡壁が縦長の柱状構造となるため、この方向における強度が大幅に向上するとともに、厚み方向に対し垂直な方向では柔軟性が増す。このような気泡が厚み方向に縦長である発泡体の製造方法としては特開昭４８−４８５６２号公報、及び特開昭６０−１９８２３０号公報に記載されるような押出発泡法が知られる。つまり、押出機内にて樹脂を可塑化するとともに発泡剤を樹脂中に分散させた後、大気圧下に押出すことにより発泡させるものである。
【０００３】
一方、フィラーを含有する発泡体の製造方法には、例えば特開平７−９４６２号公報にあるように、圧縮成形機の金型間に平均長さ１ｍｍ以上の強化繊維を１０〜８０％含有する発泡性熱可塑性樹脂を供給し、型締めにより加圧賦形した後キャビティ容積を増大させて発泡させる方法がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記押出発泡法は、押出機内にてガスを含有する溶融樹脂が大気圧下に押出されることによって発泡するものである。従って、発泡時には圧縮されたガスが急激に膨張するため、気泡の形成に有効利用されるガス以外に樹脂内を透過、あるいは気泡を突き破って樹脂表面より外部に逃散するガスも少なからず存在する。そのため、得られる成形品の発泡倍率はガスがすべて気泡の成長に活用された場合の理論発泡倍率に対して低くなる。また、表面からのガス逃散に帰因する表面荒れが発生し、外観性の乏しいものとなってしまう。さらに、押出された発泡樹脂をロール等により引き取りながら冷却するため、気泡が完全に成長し、固化する以前に発泡体の厚み方向に対して垂直な方向より張力が加わる。このため、成長段階の気泡が厚み方向に対して垂直な方向へ引き延ばされることになり、気泡を厚み方向に縦長に配向させることが困難となる。たとえ配向させた場合においても、気泡は粗大なものとなり、厚み方向に対して垂直な方向での気泡径を小さく制御するには、発泡倍率を低く押さえる必要がある。なぜなら、発泡倍率を大きくすることは気泡周囲の樹脂を薄く引き延ばすことであり、このような場合、引き取り張力により容易に気泡の変形が起こるからである。
【０００５】
また、フィラーを充填させた場合においては、溶融時における樹脂の伸びが低下するため、ガスの急激な膨張、あるいは引き取り張力により、気泡の破壊を招く結果となる。
【０００６】
特開平７−９４６２号公報にある製造方法に関しては、ガスを含有する溶融樹脂を充填したキャビティの容積を増大させることにより、発泡性熱可塑性樹脂を発泡させるものであり、この時樹脂中の強化繊維が型開き方向に配向し、厚み方向の強度と耐衝撃性に優れた発泡体が得られるとある。しかし、型開きの際に、型開き方向に対して垂直な方向へのガス逃散防止対策が講じられていないため、この方向へガスが集中して流動するとともに樹脂外へ逃散することになり、気泡を厚み方向へ配向させる製造方法として適用できない。また、フィラーを充填させることにより溶融樹脂の伸びが低下した状態にて急激なガス膨張が起こるため、押出成形法の場合と同様、安定した気泡成長が行われず、粗大化した気泡構造となるといった問題がある。
【０００７】
本発明はこれらの問題点を解決するため工夫されたものであり、その目的は化学発泡剤の分解により発生したガスを発泡工程に至るまで樹脂中に圧縮保持させ、かつ発泡工程において気泡の連続粗大化を抑制しつつ発生ガスを発泡体の厚み方向に膨張させることによって気泡構造が発泡体の厚み方向に縦長に配向し、表面性に優れ、かつ必要に応じて５０重量％以下のフィラーを含有させることができる熱可塑性樹脂発泡体の製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、気泡構造によって特徴付けられ、しかもフィラーを低濃度から高濃度まで含有することができる発泡体の製造方法に関するものであり、具体的には
１）熱可塑性樹脂及び化学発泡剤からなる混合物を押出機にて溶融混練した後、未発泡状態にて金型、シリンダ及びピストンによって形成される空間（以下、成形型内という）に押出し、溶融樹脂混合物を密封する工程、
２）成形型内に密封された溶融樹脂混合物をピストンにより加圧賦形し、かつ該成形型内にガスを供給することにより、シリンダとピストンによって形成される空間の圧力（以下、成形型内の圧力という）を溶融樹脂がピストンより受ける面圧力（以下、樹脂内圧という）より１０〜５０ｋｇｆ／ｃｍ２高い圧力に維持する工程、
３）発泡剤を分解させた後、樹脂内圧と成形型内の圧力の差が５ｋｇ／ｃｍ２以下となるよう、先に成形型内に供給したガスを成形型外に排出しつつピストンを樹脂の膨張速度以下の速度にて開放することにより発泡を行わせる工程、
４）発泡体を冷却固化させた後、成形型内より、成形品を取り出す工程
とからなることを特徴とする熱可塑性樹脂発泡体の製造方法である。
【０００９】
以下に本発明における熱可塑性樹脂発泡体の製造方法についてさらに詳細に説明する。
【００１０】
本発明において押出機により溶融混練され、発泡成形に供される熱可塑性樹脂混合物について説明する。
【００１１】
本発明で用いられる熱可塑性樹脂は、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−塩化ビニル共重合体、ポリブテン、エチレン−プロピレン共重合体等のポリオレフィン系樹脂の他、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、１，２−ポリブタジエン、熱可塑性ポリウレタン、ポリフェニレンオキサイド、ポリカーボネート、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート等があり、これらを単独又は２種以上混合して用いることができる。
【００１２】
熱可塑性樹脂に混合させる化学発泡剤としてはアゾジカルボンアミド等のアゾ化合物、Ｎ，Ｎ’−ジニトロペンタメチレンテトラミン等のニトロソ化合物などの有機発泡剤、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素アンモニウムなどの無機発泡剤等が挙げられる。
【００１３】
熱可塑性樹脂にフィラーを混合させる場合には、そのフィラーとしてタルク、炭酸カルシウム、シリカ、マイカ、ガラスフレーク、カーボンブラック、金属粉、フェライト、硫酸バリウム、三酸化アンチモン、三酸化モリブデン、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、ほう酸亜鉛、臭素化合物などがあり、また繊維状のものとしてガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、金属繊維などが使用できる。これらフィラーは単独、あるいは併用して用いることができる。
【００１４】
これらフィラーは５０重量％以下の範囲にて熱可塑性樹脂に混合される。５０重量％を越えた場合には、発泡時の樹脂の伸びが著しく低下し、気泡が充分に成長する前に気泡崩壊が起こり、粗大化した不均一な気泡形状となる。
【００１５】
熱可塑性樹脂混合物は架橋剤を含んだものであってもよく、加えられる架橋剤とし、例えばベンゾイルパーオキシド、２，５−ジメチル−２，５−ジｔ−ブチルパーオキシヘキサン、ジクミルパーオキサイド、ｔ−ブチルヒドロキシパーオキサイド等の有機過酸化物、あるいは１，９−ノナンビススルフォンアザイド等のアジド化合物、または、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン等のシラン化合物などがある。また、この場合架橋を促進する架橋助剤として、例えばトリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、１，２−ポリブタジエン等を併用することができる。
【００１６】
次に本発明における熱可塑性樹脂発泡体の製造方法について説明する。図１は本発明で用いられる製造装置の一例を模式的に示したものである。図１において２は押出機１に連結する成形ダイであり、Ｔダイ、サーキュラーダイ、異型ダイ等を用いることができる。また、成形ダイに２台以上の押出機を連結させ、それぞれ異なった配合の熱可塑性樹脂混合物を溶融混練したのち、成形ダイを通じて押し出す方法も採用可能である。
【００１７】
図２〜６は本発明における熱可塑性樹脂発泡板の成形フローを模式的に示したものであり、これらの図に従って熱可塑性樹脂発泡板の製造方法を説明する。
【００１８】
図２に示す通り成形ダイ先端より押し出された発泡剤未分解の熱可塑性樹脂混合物３を金型４及びシリンダ５にて密閉する。成形型内に供給された熱可塑性樹脂混合物を密閉する手段としては、金型４とシリンダ５が接する部分においてどちらか片方、あるいは両方にリング状のシール材６を設置し、かつシリンダ６とピストン７との間を、リング状のシール材８あるいは金属ベローズ９によってシールするのが効果的である。
【００１９】
続いて図３に示すとうりピストン７を移動させ、熱可塑性樹脂混合物を加圧賦形する。この場合、金型４及びピストン７の樹脂に接する面は平面である必要は無く、要求される成形品の形態に従って様々な形状に加工されたものであってよい。また、加圧賦形の段階における金型４及びピストン７の樹脂に接する部分の温度は、あらかじめ発泡剤の分解温度以上に設定しておくか、加圧賦形の後発泡剤の分解温度以上に昇温する。
【００２０】
上記加圧賦形と同時に図４に示すとうりゲート１０よりガスを成形型内に注入する。ゲートの位置は図に示される部分に限定されるものではなく、また複数であってもかまわない。この場合用いられるガスは窒素ガス、炭酸ガス、アルゴンガス等の不活性ガスが安全上好ましい。成形型内の圧力は、ピストン７とシリンダ５との間のクリアランス（以下、クリアランスという）におけるバリの発生防止、及び発泡剤の分解により発生するガスを溶融樹脂内に保持させるに足る圧力として、加圧時にピストン７より溶融樹脂混合物が受ける圧力より１０〜３０ｋｇｆ／ｃｍ２高い圧力に調整される。１０ｋｇｆ／ｃｍ２より低い場合には発生ガスを樹脂中に保持させることができず、逆に５０ｋｇｆ／ｃｍ２より高い場合には後述する発泡工程において、成形型内の圧力降下が大きくなり、樹脂内圧とのバランスをとることが困難となる。
【００２１】
続いて図５に示すとうり発生ガスを含有する熱可塑性樹脂混合物を発泡温度に調節したのち、ピストン７を開放することによって樹脂を膨張させる。そして樹脂の膨張が停止し、ピストン７の表面が樹脂表面から離れる前に開放を停止し、そのまま成形品１４を冷却固化させる。発泡温度は熱可塑性樹脂の種類あるいは目的とする発泡体の気泡形状及び大きさに応じて選択される。またピストン７の開放速度は樹脂の膨張速度以下に調節され、その速度は熱可塑性樹脂の種類、あるいは発泡剤の含有量によって選択されるが、通常１０ｍｍ／秒以下の速度が好ましい。
【００２２】
また上記開放中、成形型内の圧力を一定値に保つため注入されていたガスを、ピストン７の開放に合わせ徐々にゲート１０より成形型外に排出する。この時、樹脂内圧と成形型内圧との差が５ｋｇｆ／ｃｍ２以下となるようガスの排出量を調する。なぜなら、樹脂内圧が成形型内圧より５ｋｇｆ／ｃｍ２を越えて高い場合には、膨張ガスは圧力の低い方向すなわちクリアランス部分へと流動し、その結果得られた成型品の気泡構造は放射状に発泡板の面に平行に周囲方向へ配向したものとなる。また、成形型内圧が樹脂内圧より５ｋｇｆ／ｃｍ２を越えて高い場合には、樹脂周囲の膨張が妨げられ、製品として得られる部分が減少する結果となる。
【００２３】
最後に図６に示すとうり金型４及びシリンダ５の型開きにより、成形品を取り出す。そして、再び図２の工程にもどることにより、連続的に成形をおこなうことができる。
【００２４】
【作用】
本発明における熱可塑性樹脂発泡体の製造方法は、発泡剤の分解によって発生するガスを発泡工程以前に樹脂外部へ逃散することを防止するとともに、発泡工程において気泡の成長に方向性を持たせることを目的として発明されたものである。
【００２５】
本発明における製造方法は以下のようなしくみにおいて発生ガスを発泡工程以前に樹脂に保持させるものである。
【００２６】
発泡剤の分解により発生したガスが膨張しようとする圧力以上の圧力にて樹脂を圧縮し、さらに樹脂が溶融して金型に密着した状態であれば、密着部分からのガス逃散が起こらないことは従来の知見より明らかである。しかし、樹脂周囲部分にクリアランスがあれば、図７に示すように発生したガスはこの部分より逃散してしまう。そこで本発明者は、金型に密着しないクリアランス部分の樹脂表面よりガスが樹脂外へ逃散することを防止するため、成形型内にガスを注入し、成形型内の圧力を加圧中に溶融樹脂が受ける面圧力より１０〜５０ｋｇｆ／ｃｍ２高い圧力に維持することとした。これによって、溶融樹脂はピストンに接する部分及びクリアランス部分において加圧され、発生ガスが溶融樹脂中に保持されるのである。この場合成形型内の圧力は、発生するガス量つまり発泡剤の添加量によって調整されるものであり、目的とする発泡成形品の発泡倍率によって異なるが、通常１０〜５０ｋｇｆ／ｃｍ２であり、より好ましくは１５〜３０ｋｇｆ／ｃｍ２である。
【００２７】
ところで、樹脂周囲部分のみを冷却し、この部分に固化層を形成させてクリアランス部分でのバリの発生防止及びガスシールを行うことは従来知られる方法であるが、図８に示すように固化させた部分の発泡倍率は乏しくなり、製品として得られる部分が限られてしまう。特に気泡を厚み方向に十分に成長させるのに適した樹脂粘弾性が得られる発泡温度と樹脂の固化温度との差がポリオレフィン樹脂に比べ大きい非結晶性樹脂の場合には、得られる成形品の周囲の固化部分と中心付近の十分に発泡した部分との間に不十分な発泡度の部分が多く生じる結果となる。
【００２８】
次に発泡工程において気泡の成長に方向性をもたせるしくみについて説明する。発泡工程においては、溶融樹脂中に圧縮されている樹脂はより圧力の低い方向へ膨張しようとするため、圧力の低下する方向が一方向であれば、得られる気泡は縦長となり、三次元的に自然開放される場合には球状となることが明らかである。
【００２９】
そこで本発明方法では、発泡工程における厚み方向に垂直な方向への樹脂の膨張をシリンダ面により抑制した。そして、先に注入したガスをピストンの開放に合わせ成形金型外に徐々に排出することによって、成形型内の圧力を調整し、樹脂内圧つまりガスの膨張圧力に均衡した圧力をクリアランス部分の樹脂表面に加わえることとした。これにより、発泡時の厚み方向に垂直な方向での圧力不均衡に伴う気泡配向は抑制され、図９に示すような一方向に規制されたガスの膨脹を可能にすることができるのである。
【００３０】
一方、このような圧力調整が発泡工程において行われない場合には、クリアランス付近に存在する樹脂内圧とそれ以外の部分の樹脂内圧との間に勾配が生じる。この圧力勾配は厚み方向に垂直な方向にも生じるわけであるから、当然これに影響されるガスの膨脹方向は、厚み方向に規制され得なくなるわけである。
【００３１】
本発明における製造方法は、以上のような気泡の成長方向を規制すると同時に、発泡成形品の高倍率化、気泡の安定成長、及びフィラー充填における発泡成形にも有効に作用するものである。
【００３２】
まず高発泡化に欠かせない条件として溶融樹脂中に存在するガスを樹脂外部に逃散させることなく、気泡の成長に有効に活用することが挙げられる。本発明の方法では発泡工程以前の発生ガスは既に説明するようにシールされており、発泡工程においても樹脂の膨張速度以下にてピストンを移動させることにより、加圧時にピストンに密着する部分が密着状態を保持したまま膨張する結果、樹脂表面からのガス逃散が抑制される。また、ピストンに密着しないクリアランス部分の樹脂表面においても、成形型内の圧力保持によりガス逃散が抑制されることから、発生ガスを効率的に気泡成長に活用することが可能となる。
【００３３】
つぎに気泡の安定成長については、気泡の成長に方向性を持たせようとする場合に重要な問題となる。なぜなら、本来三次元的にガスが膨張して球状気泡となるところを、厚み方向に垂直な方向への膨張を抑制して、縦長の気泡を形成させるため、発泡時において気泡は厚み方向に大きな力で引き延ばされることになり、気泡破壊を招きやすいからである。しかし、本発明方法においては、発泡工程においてピストンの開放速度が樹脂の自然に膨張しようとする速度よりも低く設定されるため、溶融樹脂内に圧縮されるガスが急激に厚み方向に膨張することが抑制され、ゆるやかで安定した気泡成長が行えるのである。
【００３４】
一方、従来圧縮成形を利用した発泡成形の場合には、上記のような高発泡化あるいは気泡の安定成長のため、架橋構造の導入などによる溶融樹脂の弾性力を増加させる方法が採用されている。このように溶融樹脂の弾性力が増加してゴム状となれば、発泡時における気泡はゴムバルーンのように膨らみ、ガス圧力と気泡壁面の伸張応力とが釣り合うまで膨張することになるため、気泡は安定成長し、ガスを気泡外へ逃散させることもなくなる。しかし、溶融樹脂の弾性力が増加すれば逆に溶融伸びは低下することが知られ、このような場合、気泡が厚み方向へ十分に成長することができなくなり、得られる発泡体の気泡は球状のものとなる。
【００３５】
これまでの説明にある本発明の製造方法は、フィラーを含有する熱可塑性樹脂混合物を成形に使用する場合においても、その特徴を失うことなく無添加の場合と同様、厚み方向へ気泡が配向した発泡体を得ることができる。
【００３６】
フィラーが添加された樹脂の場合には、溶融時の流動性及び伸びが低下することが知られる。従って、このような樹脂混合物を使用して高倍率な発泡体を得ようとする場合、急激なガス圧力の開放により、気泡が溶融樹脂とフィラーとの界面部分において裂けやすくなり、安定した気泡成長が行われない。
【００３７】
しかし本発明では、溶融弾性が低く、溶融伸びの大きな樹脂を使用した場合においても、気泡がゆるやかに成長するため、気泡破壊による連泡、空洞のない厚み方向に十分に成長した気泡構造を有する発泡体を得ることができる。
【００３８】
【実施例】
本発明を実施例を用いて説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００３９】
実施例中のメルトフローレート（以下ＭＦＲと略す）は、プロピレンエチレンランダム共重合体では、ＪＩＳ  Ｋ  ６７５８（２３０℃，荷重２．１６ｋｇｆ）、高密度ポリエチレン，低密度ポリエチレンでは、ＪＩＳ  Ｋ  ６７６０（１９０℃，荷重２．１６ｋｇｆ）、ポリスチレンでは、ＪＩＳ  Ｋ  ７２１０（１９０℃，荷重１０．００ｋｇｆ）の条件による。
【００４０】
実施例１
プロピレン−エチレンランダム共重合体（ＭＦＲ  １．７ｇ／１０分）１００重量部、アゾジカルボンアミド７重量部、２，５−ジメチル−２，５−ジｔ−ブチルパ−オキシヘキシン０．０３２重量部、１，２−ジビニルベンゼン０．７重量部とからなる熱可塑性樹脂混合物をスクリュー押出機（口径５０ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝３５）により溶融混練し、Ｔダイを通して未発泡シートとして押し出した。そして、図２及び図３に示すように、ダイより押し出され自然に垂れ下がった未発泡シートを金型とシリンダにより密閉した後、ピストンにて圧縮しつつ、図４に示すように窒素ボンベ１３より成形型内に窒素ガスを注入した。成形型内の圧力を圧力計１２によって測定したところ３０ｋｇｆ／ｃｍ２であった。また、ピストンにより受ける溶融樹脂の面圧力は、金型底部に備える樹脂圧力計（理化工業製  ＤＰ−４−５−ＡＮ）１１にて測定し、１５ｋｇｆ／ｃｍ２であった。
【００４１】
次に圧縮した樹脂を発泡剤の分解温度である２００℃にまで昇温して発泡剤を分解させたところ樹脂圧力計１１の表示は３０ｋｇｆ／ｃｍ２となった。
【００４２】
続いて図５に示すように、成形型の温度を降下させ１３５℃に達した時点にて２．５ｍｍ／秒の速度でピストンを開放し、除圧を行った。この時、樹脂圧力の降下に合わせ、注入ガスをバルブ１５の開放によって成形型内より排出し、樹脂圧力と成形型内の空間の圧力との差を５ｋｇｆ／ｃｍ２以下に維持した。
【００４３】
次いで、図６に示すようにピストンの開放を停止し、成形品１４を冷却固化した後、成形型内より取り出した。
【００４４】
得られた発泡体の発泡倍率は１７倍であり、理論どうりの倍率であった。また、気泡構造は発泡体の面に垂直な方向に縦長であり、気泡破壊による空洞は観察されなかった。さらに、表面にはガス抜けの跡は見られず、光沢を有するものであった。
【００４５】
実施例２
熱可塑性樹脂混合物が高密度ポリエチレン（ＭＦＲ  ５．５ｇ／１０分）１００重量部、アゾジカルボンアミド７重量部、２，５−ジメチル−２，５−ジｔ−ブチルパーオキシヘキサン０．３５重量部からなる以外は実施例１と同様の条件にて成形を行った。
【００４６】
得られた発泡体の発泡倍率は１７倍であり、理論どうりの倍率であった。また、気泡構造は発泡体の面に垂直な方向に縦長であり、気泡破壊による空洞は観察されなかった。さらに、表面にはガス抜けの跡は見られず、光沢を有するものであった。
【００４７】
実施例３
熱可塑性樹脂混合物が高密度ポリエチレン（ＭＦＲ  ５．５ｇ／１０分）１００重量部、アゾジカルボンアミド７重量部、２，５ジメチル−２，５−ジｔ−ブチルパーオキシヘキシン０．１６重量部、平均粒径１００μｍのマイカ（（株）レプコ製）４０重量部からなること以外は実施例１と同様の条件にて成形を行った。
【００４８】
得られた発泡体の発泡倍率は１５倍であり、ほぼ理論どうりの倍率であった。また、気泡構造は発泡体の面に垂直な方向に縦長であり、気泡破壊による空洞は観察されなかった。さらに、表面にはガス抜けの跡は見られず、光沢を有するものであった。
【００４９】
実施例４
熱可塑性樹脂混合物が低密度ポリエチレン（ＭＦＲ  ４．０ｇ／１０分）１００重量部、アゾジカルボンアミド５重量部、２，５−ジメチル−２，５−ジｔ−ブチルパーオキシヘキサン０．３５重量部、平均長さ３ｍｍのガラス繊維（日本電気硝子（株）製）３０重量部からなる以外は実施例１と同様の条件にて成形を行った。
【００５０】
得られた発泡体の発泡倍率は１１倍であり、ほぼ理論どうりの倍率であった。また、気泡構造は発泡体の面に垂直な方向に縦長であり、気泡破壊による空洞は観察されなかった。さらに、表面にはガス抜けの跡は見られず、光沢を有するものであった。
【００５１】
実施例５
熱可塑性樹脂混合物がポリスチレン（ＭＦＲ  ４．０ｇ／１０分）１００重量部、アゾジカルボンアミド７重量部からなること、及び成形型を１００℃にした時点にてピストンシリンダを１．５ｍｍ／秒の速度で開放したこと以外は実施例１と同様の条件にて成形を行った。
【００５２】
得られた発泡体の発泡倍率は１６倍であり、ほぼ理論どうりの倍率であった。また、気泡構造は発泡体の面に垂直な方向に縦長であり、気泡破壊による空洞は観察されなかった。さらに、表面にはガス抜けの跡は見られず、光沢を有するものであった。
【００５３】
比較例１
実施例１において、ピストンシリンダの移動速度を５０ｍｍ／秒とし、樹脂の膨張速度以上の速度で開放を行ったこと以外は同様の条件にて成形を行った。
【００５４】
得られた発泡体の発泡倍率は８倍であり、表面にはガス抜けの跡が観察された。また、気泡構造は厚み方向に配向しているものの、気泡壁が破壊して連続化したものが大部分であり、均一性に乏しいものであった。
【００５５】
比較例２
実施例１において、成形型内に熱可塑性樹脂混合物を密閉した後、ガスを注入せずにピストンシリンダにて圧縮した。そして、発泡剤を分解させ、続いて成形型を発泡温度にまで冷却した後ピストンシリンダの開放を行った。
【００５６】
得られた発泡体の発泡倍率は３．５倍であり、気泡の厚み方向への成長度が乏しいものであった。また、成型品周囲ではバリの発生が認められ、著しいガス抜けの跡が観察された。
【００５７】
比較例３
実施例１において、ピストンシリンダを開放し始めると同時に成形型内の注入ガスを成形型内より一気に排出すること以外は実施例１と同様の条件にて成形を行った。
【００５８】
得られた発泡体の発泡倍率は４倍であり、成形品周囲にはガス抜けの跡が観察された。また、気泡構造は発泡体の厚み方向に対して垂直な方向にて発泡体の中心より周囲方向へ放射状に配向したものであった。
【００５９】
比較例４
実施例２において、成形型内にガスを注入し、成形型内の圧力を５ｋｇｆ／ｃｍ２としたこと以外は実施例２と同様の条件にて成形を行った。
【００６０】
得られた発泡体の発泡倍率は５倍であり、成形品周囲にはガス抜けの跡が観察された。また、気泡構造は発泡体の厚み方向に対して垂直な方向にて発泡体の中心より周囲方向へ放射状に配向したものであった。
【００６１】
【発明の効果】
本発明は以上のように構成され、気泡構造が発泡体の厚み方向に縦長である低倍率〜高倍率の発泡体を製造するための方法を提供するものである。
【００６２】
本発明による製造方法は、発泡剤の分解により発生したガスを加圧及び発泡工程において樹脂中に封じ込め、気泡の厚み方向への膨張のみに有効に活用させるものである。従って、添加する発泡剤の量は必要最小限度で済み、経済的であるとともに、ガス抜け跡のない表面光沢を有する発泡体が得られる。
【００６３】
また、従来の押出発泡法のように押出成形温度に制約されることもなく、樹脂が冷却固化する温度を越える範囲にて自由に発泡温度を選ぶことができる。従って、この発泡温度により発泡時の樹脂の流動性を制御するとともに、添加する発泡剤の量すなわち樹脂中に発生するガス圧力の調整することにより、気泡の形状及び大きさを変化に富んだものにできる。
【００６４】
また、フィラー添加により難燃、導電、剛性強化、耐衝撃、制振等の機能が付与され、しかも高倍率に発泡した成形品を得ることが可能である。
【００６５】
つまり、従来の発泡体はその特徴が主に発泡倍率と樹脂自体の特性に左右されるものであったが、本発明方法により得られる発泡体は、さらに気泡の構造、及びフィラーの充填により、発泡成型品の特性幅を拡大させることができる。
【００６６】
また、本発明における製造方法は、従来の圧縮成形装置を利用して行うことができるものであり、例えば、従来より公知であるプレス成形装置、射出成形装置、あるいはブロー成形装置などにおける型締め機構、押出設備をそのまま活用し、これらの装置において成形金型を交換することにより適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に使用される製造装置の一例における模式図である。
【図２】本発明における製造方法のなかで、熱可塑性樹脂混合物を成形型内に密閉する工程を模式的に示した図である。
【図３】本発明における製造方法のなかで、熱可塑性樹脂混合物をピストンにより加圧賦形する工程を模式的に示した図である。
【図４】本発明における製造方法のなかで、ガスを成形型内に注入する工程を模式的に示した図である。
【図５】本発明における製造方法のなかで、ピストンの開放により発泡を行う工程を模式的に示した図である。
【図６】本発明における製造方法のなかで、成形品を取り出す工程を模式的に示した図である。
【図７】熱可塑性樹脂混合物の圧縮時における溶融樹脂内ガス流動を模式的に示した図である。
【図８】樹脂サイドを冷却した場合の発泡工程を模式的に示した図である。
【図９】発泡時における溶融樹脂内ガス流動を模式的に示した図である。
【符号の説明】
１：押出機
２：成形ダイス
３：熱可塑性樹脂混合物
４：金型
５：シリンダ
６：シール材
７：ピストン
８：シール材
９：金属ベローズ
１０：ゲート
１１：樹脂圧力計
１２：圧力計
１３：ガスボンベ
１４：発泡成形品
１５：ガス排出用バルブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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