(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発泡成形体の製造方法であって、
スクリュが内設され、熱可塑性樹脂を可塑化溶融して溶融樹脂とする可塑化ゾーンと、前記溶融樹脂が未充満となる飢餓ゾーンとを有し、前記飢餓ゾーンに流体を導入する導入口が形成されており、前記発泡成形体の製造中、常に、前記導入口が前記飢餓ゾーンに対向している可塑化シリンダを用い、
前記可塑化ゾーンにおいて、前記熱可塑性樹脂及び化学発泡剤を含む樹脂材料を可塑化溶融して、化学発泡剤を含む溶融樹脂を得ることと、
前記飢餓ゾーンにおいて、前記導入口から前記可塑化シリンダ内に一定圧力の前記流体を供給して、常に、前記流体により前記溶融樹脂を加圧することと、
前記溶融樹脂を発泡成形することとを含み、
前記樹脂材料中に前記化学発泡剤が０．１重量％〜２重量％含まれ、
前記発泡成形体の製造中、常に、前記可塑化シリンダにおける前記導入口に対向する位置の圧力が前記一定圧力であり、
前記導入口は、常に開放されており、その内径が、前記可塑化シリンダの内径の１５％〜１００％であることを特徴とする製造方法。
【請求項２】
前記一定圧力が、１ＭＰａ〜１０ＭＰａであることを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記流体が物理発泡剤であることを特徴とする請求項１又は２に記載の製造方法。
【請求項４】
前記一定圧力の流体が、二酸化炭素、窒素又は空気であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項５】
更に、前記流体が貯蔵されたボンベから、減圧弁により前記一定圧力に減圧した前記流体を取り出すことを含み、
前記ボンベから取り出した流体により、前記溶融樹脂を加圧することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項６】
前記化学発泡剤は炭酸水素塩を含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項７】
前記化学発泡剤が炭酸水素ナトリウムであることを特徴とする請求項６に記載の製造方法。
【請求項８】
前記飢餓ゾーンにおいて、前記溶融樹脂に前記流体を前記一定圧力で接触させることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項９】
前記飢餓ゾーンの圧力を前記一定圧力に保持することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項１０】
前記可塑化シリンダには、前記溶融樹脂の流動方向における前記飢餓ゾーンの上流側に、前記溶融樹脂の流動抵抗を高める機構が設けられていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項１１】
前記可塑化シリンダには、前記溶融樹脂の流動方向における上流側から、圧縮ゾーン及び前記飢餓ゾーンがこの順に隣接して設けられ、
前記圧縮ゾーンと前記飢餓ゾーンとの間に、前記溶融樹脂の流動抵抗を高める機構を設けることにより、前記圧縮ゾーンの前記溶融樹脂の圧力を高め、前記飢餓ゾーンにおいて前記溶融樹脂を未充満とすることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項１２】
前記発泡成形体の製造中、前記可塑化シリンダ内に前記一定圧力の流体を連続的に供給し続けることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項１３】
前記可塑化シリンダ内に前記一定圧力の流体を連続的に供給しながら、前記樹脂材料の可塑化溶融及び前記溶融樹脂の発泡成形を行うことを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項１４】
前記溶融樹脂を加圧することが、前記可塑化シリンダ内で前記溶融樹脂を所定の流動方向に流動させながら、前記可塑化シリンダ内に一定圧力の流体を連続的に供給して、前記一定圧力で前記溶融樹脂を加圧することである請求項１〜１３のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項１５】
前記導入口に駆動弁が設けられていないことを特徴とする請求項１〜１４のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項１６】
発泡成形体を製造する製造装置であって、
樹脂材料を可塑化溶融して溶融樹脂とする可塑化シリンダであって、前記溶融樹脂が未充満となる飢餓ゾーンを有し、前記飢餓ゾーンに流体を導入する導入口が形成され、前記導入口に対向する位置に圧力センサーが設けられ、前記発泡成形体の製造中、常に、前記導入口が前記飢餓ゾーンに対向している可塑化シリンダと、
前記可塑化シリンダの前記飢餓ゾーンに、前記発泡成形体の製造中、一定圧力の流体を連続的に供給する流体供給機構とを有し、
前記可塑化シリンダは、更に、前記溶融樹脂の流動方向における前記飢餓ゾーンの上流側に前記溶融樹脂の流動抵抗を高める機構を有し、前記流動抵抗を高める機構により、前記飢餓ゾーンにおいて前記溶融樹脂が未充満となり、
前記導入口は、常に開放されており、その内径が、前記可塑化シリンダの内径の１５％〜１００％であり、
前記製造装置は、前記発泡成形体の製造中、常に、前記圧力センサーによって計測される、前記可塑化シリンダにおける前記導入口に対向する位置の圧力を前記一定圧力に制御する手段を有することを特徴とする製造装置。
【請求項１７】
前記可塑化シリンダは、更に、
前記溶融樹脂の流動方向における前記飢餓ゾーンの上流側に前記飢餓ゾーンに隣接して設けられる圧縮ゾーンと、
前記圧縮ゾーンと前記飢餓ゾーンとの間に設けられる、前記溶融樹脂の流動抵抗を高める機構とを有し、
前記機構により、前記圧縮ゾーンの前記溶融樹脂の圧力を高め、前記飢餓ゾーンにおいて前記溶融樹脂を未充満とすることを特徴とする請求項１６に記載の製造装置。
【請求項１８】
前記導入口に駆動弁が設けられていないことを特徴とする請求項１６又は１７に記載の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発泡成形体の製造方法及び製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、超臨界状態の窒素や二酸化炭素を物理発泡剤として用いた射出発泡成形方法が研究及び実用化されている（特許文献１〜３）。これら特許文献１〜３によれば、物理発泡剤を用いた射出発泡成形方法は以下のように行われる。まず、物理発泡剤を密閉された可塑化シリンダに導入し、可塑化溶融した樹脂に接触分散させる。物理発泡剤が超臨界状態になる程度に可塑化シリンダ内を高圧に維持しつつ、物理発泡剤の分散した溶融樹脂を計量し、金型内に射出充填する。溶融樹脂に相溶していた超臨界流体は、射出充填時に急減圧されガス化し、溶融樹脂が固化することで気泡（発泡セル）が成形体内部に形成される。
【０００３】
また、特許文献４には、物理発泡剤を用いた発泡射出成形方法において、成形の途中で溶融樹脂中に含まれる物理発泡剤を一部分離し、可塑化シリンダ（混練装置）の外へ排気する方法が開示されている。特許文献４では、物理発泡剤を排気するベントが形成され、且つベントが形成された領域（減圧ゾーン）の圧力を一定に保持する機構を有する混練装置が開示されている。
【０００４】
一方、物理発泡剤の代わりに、化学発泡剤を用いた発泡成形体の製造方法も提案されている。該方法では、熱可塑性樹脂に可塑化溶融時の熱で分解する発泡剤を添加し、発泡剤が分解時に発生するガスにより成形体内部に気泡（発泡セル）を形成する。化学発泡剤を用いた成形方法は、物理発泡剤を供給する装置が不要であるため、装置コストを抑えられるという利点がある。
【０００５】
更に、特許文献５には、物理発泡剤と化学発泡剤とを併用した発泡成形体の製造方法が開示されている。特許文献５によれば、化学発泡剤である炭酸水素塩及びカルボン酸塩を一定比率で熱可塑性樹脂に混合し、且つ高圧の物理発泡剤を用いることにより、化学発泡剤の使用量を低減し、発泡セルを微細化できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第２６２５５７６号公報
【特許文献２】特許第３７８８７５０号公報
【特許文献３】特許第４１４４９１６号公報
【特許文献４】特開２０１３−１０７４０２号公報
【特許文献５】特開２００２−２６４１６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１〜３の物理発泡剤を用いた射出発泡成形方法では、溶融樹脂中の物理発泡剤の濃度が高いと、溶融樹脂と物理発泡剤が相分離する虞がある。このため、物理発泡剤の濃度を飽和溶解度の１／５〜１／１０程度に下げる必要があった。そして、このように溶融樹脂中の物理発泡剤の濃度を飽和溶解度に対して低い割合としながらも、金型への射出充填時に多くの発泡核を形成するために、可塑化シリンダへ導入する物理発泡剤を高圧力に設定し導入量を正確に計量する必要があった。これは、物理発泡剤の供給装置を複雑化し、装置のイニシャルコストを高める要因となっていた。
【０００８】
一方、特許文献４の物理発泡剤を用いた射出発泡成形方法では、上述の混練装置の採用により、物理発泡剤の一部排気後に、溶融樹脂中の物理発泡剤濃度を飽和溶解度（飽和濃度）近くまで高めることが可能であり、比較的低い圧力の物理発泡剤を用いて多くの発泡核を形成することができる。
【０００９】
しかし、特許文献４の射出発泡成形方法においては、以下のような課題があった。物理発泡剤である二酸化炭素や窒素などの不活性ガスは樹脂への溶解度が低い。これら不活性ガスとの相溶性が低い熱可塑性樹脂を用いた場合、減圧ゾーンの圧力が低いと、成形体内部に十分な発泡核が形成されず、セル径の肥大化やセル密度の低下がおこる虞があった。反対に、減圧ゾーンの圧力を高圧にすると、発泡セル径は縮小してセル密度も高まるが、溶融樹脂と物理発泡剤が分離し易くなり、成形体表面にスワールマークや膨れなどの外観不良が発生し易いという問題があった。
【００１０】
また、化学発泡剤を用いた発泡成形方法においても、以下のような課題があった。化学発泡剤を用いた発泡成形方法では、発泡剤の使用量が少ないと十分な発泡セルが形成されない。したがって、熱可塑性樹脂に対して、例えば、２重量％を越える多量の化学発泡剤を添加する必要があった。化学発泡剤は高価であるため、成形体の材料コストは上昇し、また成形機や金型に化学発泡剤の分解残留物による汚れが付着し易く、成形不良の要因となっていた。
【００１１】
更に、特許文献５で提案されている化学発泡剤と物理発泡剤を併用する方法では、成形工程１サイクルにおける特定のタイミングに高圧の物理発泡剤を可塑化シリンダ内に導入するよう制御する必要がある。このため、物理発泡剤導入のための複雑な制御装置や導入機構が必要となり、装置コストが上昇する問題があった。
【００１２】
本発明は、発泡成形体の製造方法における上記種々な課題を解決するものである。本発明は、物理発泡剤と化学発泡剤とを併用した発泡成形体の製造方法において、化学発泡剤の使用量を低減でき、物理発泡剤として機能する流体の複雑な制御装置を省略、又は簡略化できる発泡成形体の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の第１の態様に従えば、発泡成形体の製造方法であって、スクリュが内設され、熱可塑性樹脂を可塑化溶融して溶融樹脂とする可塑化ゾーンと、前記溶融樹脂が未充満となる飢餓ゾーンとを有し、前記飢餓ゾーンに流体を導入する導入口が形成されており、前記発泡成形体の製造中、常に、前記導入口が前記飢餓ゾーンに対向している可塑化シリンダを用い、前記可塑化ゾーンにおいて、前記熱可塑性樹脂及び化学発泡剤を含む樹脂材料を可塑化溶融して、化学発泡剤を含む溶融樹脂を得ることと、前記飢餓ゾーンにおいて、前記導入口から前記可塑化シリンダ内に一定圧力の前記流体を供給して、常に、前記流体により前記溶融樹脂を加圧することと、前記溶融樹脂を発泡成形することとを含み、前記樹脂材料中に前記化学発泡剤が０．１重量％〜２重量％含まれ、前記発泡成形体の製造中、常に、前記可塑化シリンダにおける前記導入口に対向する位置の圧力が前記一定圧力であり、前記導入口は、常に開放されており、その内径が、前記可塑化シリンダの内径の１５％〜１００％であることを特徴とする製造方法が提供される。
【００１４】
本態様において、前記一定圧力が、１ＭＰａ〜１０ＭＰａであってもよい。また、前記流体が物理発泡剤であってもよく、二酸化炭素、窒素又は空気であってもよい。本態様の製造方法は、更に、前記流体が貯蔵されたボンベから、減圧弁により前記一定圧力に減圧した前記流体を取り出すことを含み、前記ボンベから取り出した流体により、前記溶融樹脂を加圧してもよい。また、前記化学発泡剤は炭酸水素塩を含んでもよく、前記化学発泡剤が炭酸水素ナトリウムであってもよい。
【００１５】
本態様において、前記発泡成形体の製造中、常に前記溶融樹脂を前記流体により前記一定圧力で加圧してもよい。前記飢餓ゾーンにおいて、前記溶融樹脂に前記流体を前記一定圧力で接触させてもよく、また、前記飢餓ゾーンの圧力を前記一定圧力に保持してもよい。前記可塑化シリンダには、前記溶融樹脂の流動方向における前記飢餓ゾーンの上流側に、前記溶融樹脂の流動抵抗を高める機構が設けられていてもよく、更に、前記溶融樹脂の流動方向における上流側から、圧縮ゾーン及び前記飢餓ゾーンがこの順に隣接して設けられ、前記圧縮ゾーンと前記飢餓ゾーンとの間に、前記溶融樹脂の流動抵抗を高める機構を設けることにより、前記圧縮ゾーンの前記溶融樹脂の圧力を高め、前記飢餓ゾーンにおいて前記溶融樹脂を未充満としてもよい。
【００１６】
本態様では、前記発泡成形体の製造中、前記可塑化シリンダ内に前記一定圧力の流体を連続的に供給し続けてもよい。また、前記可塑化シリンダ内に前記一定圧力の流体を連続的に供給しながら、前記樹脂材料の可塑化溶融及び前記溶融樹脂の発泡成形を行ってもよい。また、本態様では、前記溶融樹脂を加圧することが、前記可塑化シリンダ内で前記溶融樹脂を所定の流動方向に流動させながら、前記可塑化シリンダ内に一定圧力の流体を連続的に供給して、前記一定圧力で前記溶融樹脂を加圧することであってもよい。また、前記発泡成形体の製造中、常に前記導入口が開放されていてもよく、前記導入口に駆動弁が設けられていなくてもよい。
【００１７】
本発明の第２の態様に従えば、発泡成形体を製造する製造装置であって、樹脂材料を可塑化溶融して溶融樹脂とする可塑化シリンダであって、前記溶融樹脂が未充満となる飢餓ゾーンを有し、前記飢餓ゾーンに流体を導入する導入口が形成され、前記導入口に対向する位置に圧力センサーが設けられ、前記発泡成形体の製造中、常に、前記導入口が前記飢餓ゾーンに対向している可塑化シリンダと、前記可塑化シリンダの前記飢餓ゾーンに、前記発泡成形体の製造中、一定圧力の流体を連続的に供給する流体供給機構とを有し、前記可塑化シリンダは、更に、前記溶融樹脂の流動方向における前記飢餓ゾーンの上流側に前記溶融樹脂の流動抵抗を高める機構を有し、前記流動抵抗を高める機構により、前記飢餓ゾーンにおいて前記溶融樹脂が未充満となり、前記導入口は、常に開放されており、その内径が、前記可塑化シリンダの内径の１５％〜１００％であり、前記製造装置は、前記発泡成形体の製造中、常に、前記圧力センサーによって計測される、前記可塑化シリンダにおける前記導入口に対向する位置の圧力を前記一定圧力に制御する手段を有することを特徴とする製造装置が提供される。
【００１８】
前記可塑化シリンダは、更に、前記溶融樹脂の流動方向における前記飢餓ゾーンの上流側に前記溶融樹脂の流動抵抗を高める機構を有してもよく、更に、前記溶融樹脂の流動方向における前記飢餓ゾーンの上流側に前記飢餓ゾーンに隣接して設けられる圧縮ゾーンと、前記圧縮ゾーンと前記飢餓ゾーンとの間に設けられる、前記溶融樹脂の流動抵抗を高める機構とを有し、前記機構により、前記圧縮ゾーンの前記溶融樹脂の圧力を高め、前記飢餓ゾーンにおいて前記溶融樹脂を未充満としてもよい。
【００１９】
また、前記導入口に駆動弁が設けられていなくてもよい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の製造方法は、樹脂材料中の化学発泡剤の含有量を０．１重量％〜２重量％という少量に低減できる。高価な化学発泡剤の使用量を低減できるため成形体の材料コストを抑えることでき、金型等への化学発泡剤の副生成物に起因する汚染物（コンタミネーション）の付着を抑制できる。また、本発明の製造方法は、物理発泡剤として機能する流体の溶融樹脂への導入量、導入時間等を制御する必要が無い。よって、複雑な制御装置を省略又は簡略化でき、装置コストを削減できる。また、本発明で使用する流体は、従来の物理発泡剤よりも低圧であるため装置負荷も小さい。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施形態の発泡成形体の製造方法を示すフローチャートである。
【図２】実施形態で用いる発泡成形体の製造装置を示す概略図である。
【図３】図２に示す製造装置の一部拡大図である。
【図４】図４（ａ）は、実施例１で製造した成形体断面の光学顕微鏡写真であり、図４（ｂ）は、比較例１で製造した成形体断面の光学顕微鏡写真であり、図４（ｃ）は比較例３で製造した成形体断面の光学顕微鏡写真である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１に示すフローチャートを参照しながら、本発明の発泡成形体の製造方法について説明する。本実施形態では、図２に示す製造装置（射出成形装置）１０００を用いて発泡成形体を製造する。製造装置１０００は、主に、スクリュ２０が内設された可塑化シリンダ２１０と、流体を可塑化シリンダ２１０に供給する流体供給機構（ボンベ）１００と、金型が設けられた型締めユニット２５０と、可塑化シリンダ２１０及び型締めユニット２５０を動作制御するための制御装置（不図示）を備える。可塑化シリンダ２１０内において可塑化溶融された溶融樹脂は、図２における右手から左手に向かって流動する。したがって本実施形態の可塑化シリンダ２１０内部においては図２における右手を「上流」または「後方」、左手を「下流」または「前方」と定義する。
【００２３】
まず、熱可塑性樹脂及び化学発泡剤を含む樹脂材料を可塑化溶融して、化学発泡剤を含む溶融樹脂を得る（図１のステップＳ１）。
【００２４】
熱可塑性樹脂としては、目的とする成形体の種類に応じて種々の樹脂を使用することができる。具体的には、例えば、ポリプロピレン、ポリメチルメタクリレート、ポリアミド、ポリカーボネート、アモルファスポリオレフィン、ポリエーテルイミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルエーテルケトン、ＡＢＳ樹脂（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合樹脂）、ポリフェニレンサルファイド、ポリアミドイミド、ポリ乳酸、ポリカプロラクトンなどの熱可塑性樹脂、及びこれらの複合材料を用いることができる。これらの熱可塑性樹脂は、単独で用いても、二種類以上を混合して用いてもよい。また、これらの熱可塑性樹脂にガラス繊維、タルク、カーボン繊維などの各種無機フィラーを混練したものを用いることもできる。熱可塑性樹脂は、添加する化学発泡剤が分解しガスを発生する温度領域で可塑化溶融されるものが好ましい。
【００２５】
化学発泡剤としては、熱可塑性樹脂が可塑化溶融する温度で分解し、発泡ガスを発生するものであれば特に限定されず、例えば、アゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）、Ｎ，Ｎ’−ジニトロソペンタメチレンテトラミン、４，４’−オキシビス（ベンゼンスルホニルヒドラジド）、ジフェニルスルホン−３，３’−ジスルホニルヒドラジド、ｐ−トルエンスルホニルセミカルバジド、トリヒドラジノトリアジン又はアゾビスイソブチロニトリルなどの有機発泡剤、クエン酸、シュウ酸、フマル酸、フタル酸、リンゴ酸、酒石酸、シクロヘキサン−１，２−ジカルボン酸、ショウノウ酸、エチレンジアミン四酢酸、トリエチレンテトラミン六酢酸、ニトリロ酸などのポリカルボン酸と、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素ナトリウムアルミニウム、炭酸水素カリウム、炭酸水素アンモニウム、炭酸アンモニウムなどの無機炭酸化合物の混合物や、クエン酸ニ水素ナトリウム、シュウ酸カリウムなどのポリカルボン酸の塩を用いることができる。これらの化学発泡剤は、単独で用いても、二種類以上を混合して用いてもよい。分解時に発生する副生成物の観点からは、炭酸水素塩などの無機系発泡剤が好ましく、特に炭酸水素ナトリウムが好ましい。炭酸水素ナトリウム等の炭酸水素塩の分解時の副生成物は、主に二酸化炭素と水であり、製造装置や金型を汚染する虞が少ない。
【００２６】
化学発泡剤は、樹脂材料中に０．１重量％〜２重量％含まれる。更に、樹脂材料中の化学発泡剤の含有量は、０．１重量％〜１重量％であることが好ましく、０.１重量％〜０．５重量％であることがより好ましい。樹脂材料中の化学発泡剤の含有量が０．１重量％未満であると十分な発泡性能が得られず、２重量％を超えると化学発泡剤の副生成物に起因する汚染物（コンタミネーション）が金型や押出ダイ等に付着し、その結果、発泡成形体の表面を汚染する虞がある。本実施形態では、後述する溶融樹脂を加圧する流体が物理発泡剤として機能するため、０．１重量％〜２重量％という少量の化学発泡剤で発泡成形体を形成できると推測される。高価な化学発泡剤の使用量を低減できるため材料コストを抑えることでき、また、化学発泡剤の分解時に発生する副生成物の量も低減できる。化学発泡剤の使用量が多いと、副生成物を除去するために頻繁に金型等の清掃が必要となるが、本実施形態ではその必要がないため発泡成形体の生産性を向上できる。
【００２７】
熱可塑性樹脂は、樹脂材料中の主成分であり、例えば、樹脂材料中に４０重量％〜９９．９重量％含むことができる。また、本実施形態の樹脂材料は、熱可塑性樹脂、化学発泡剤以外に、必要に応じて上述した無機フィラー等、汎用の各種添加剤を含んでもよい。
【００２８】
本実施形態では、図２に示すスクリュ２０が内設された可塑化シリンダ２１０内で樹脂材料の可塑化溶融を行う。可塑化シリンダ２１０の外壁面にはバンドヒータ（図示せず）が配設されており、これにより可塑化シリンダ２１０が加熱されて、熱可塑性樹脂が可塑化溶融される。
【００２９】
本実施形態では、可塑化シリンダ２１０内で溶融樹脂を所定方向（流動方向）に流動させながら、可塑化シリンダ２１０内に一定圧力の流体を連続的に供給して溶融樹脂を加圧する（図１のステップＳ２）。本出願において「流体」とは、液体、気体、超臨界流体のいずれかを意味する。また、本実施形態で用いる流体は、一定圧力の加圧流体である。
【００３０】
従来の物理発泡剤を用いた発泡成形では、溶融樹脂に所定量の高圧の物理発泡剤を所定時間内に強制的に導入していた。したがって、物理発泡剤を高圧力に昇圧し、溶融樹脂への導入量、導入時間等を正確に制御する必要があり、物理発泡剤が溶融樹脂に接触するのは、短い導入時間のみであった。これに対して本実施形態では、溶融樹脂に流体を強制的に導入するのではなく、溶融樹脂を流動方向に流動させながら、比較的低圧力の流体を一定圧力で連続的に可塑化シリンダ内に供給する。これにより、流体を連続的に溶融樹脂に接触させ、流体により溶融樹脂を加圧する。本実施形態では、発泡成形体の製造中、可塑化シリンダ内に一定圧力の流体を連続的に供給し続ける。つまり、可塑化シリンダ内に前記一定圧力の流体を連続的に供給しながら、上述した樹脂材料の可塑化溶融（図１のステップＳ１）及び後述する溶融樹脂の発泡成形（ステップＳ３）を含む発泡成形体の製造方法が実施される。
【００３１】
溶融樹脂を流体により「一定圧力で加圧する」とは、換言すれば、一定圧力の流体を溶融樹脂に接触させること、又は、流体を溶融樹脂に接触させ、その流体の圧力を一定圧力に調整することである。また、本実施形態では、例えば、連続で複数ショットの射出成形を行う場合、射出工程、成形体の冷却工程及び成形体の取出工程が行われている間も、次のショット分の溶融樹脂が可塑化シリンダ内で準備されており、次のショット分の溶融樹脂も流体により一定圧力で加圧される。つまり、連続で行う複数ショットの射出成形では、可塑化シリンダ内に、溶融樹脂と一定圧力の流体が常に存在して接触している状態、つまり、可塑化シリンダ内で溶融樹脂が流体により一定圧力で常時、加圧された状態で、可塑化計量工程、射出工程、成形体の冷却工程、取り出し工程等を含む、射出成形の１サイクルが行われる。同様に、押出成形等の連続成形を行う場合にも、可塑化シリンダ内に、溶融樹脂と一定圧力の流体が常に存在して接触している状態、つまり、可塑化シリンダ内で溶融樹脂が流体により一定圧力で常時、加圧された状態で成形が行われる。
【００３２】
本実施形態の流体は、従来の物理発泡剤と比較して低圧であるが、常に溶融樹脂に接触しているため、本実施形態においての必要十分な量の流体が溶融樹脂内に浸透して物理発泡剤として機能すると推測される。また、本実施形態では、化学発泡剤を含む溶融樹脂が、化学発泡剤の発泡圧力よりも高い圧力で流体により常に加圧される。これにより、成形前の溶融樹脂内での化学発泡剤の発泡を抑制し、金型内での発泡効率を向上させることができる。また、流体の導入量、導入時間等を制御する必要が無いため、逆止弁や電磁弁等の駆動弁、更にこれらを制御する制御機構が不要となり、装置コストを抑えることができる。また、本実施形態で用いる流体は従来の物理発泡剤よりも低圧であるため装置負荷も小さい。
【００３３】
流体としては、コストや環境負荷の観点から、二酸化炭素、窒素及び空気等を用いることが好ましい。これらの流体は、物理発泡剤として機能することができる。本実施形態の流体の圧力は比較的低圧であるため、例えば、窒素ボンベ、二酸化炭素ボンベ、空気ボンベ等の流体が貯蔵されたボンベから、減圧弁により一定圧力に減圧して取り出した流体を用いることができる。この場合、昇圧装置が不要となるので、製造装置全体のコストを低減することができる。また、必要であれば所定の圧力まで昇圧した流体を溶融樹脂を加圧する流体として用いてもよい。例えば、流体として空気を使用する場合、製造装置周囲に存在する空気を所定の圧力まで昇圧して用いてもよい。
【００３４】
溶融樹脂を加圧する圧力は一定であり、１ＭＰａ〜１０ＭＰａであることが好ましく、１ＭＰａ〜６ＭＰａであることがより好ましく、３ＭＰａ〜６ＭＰａであることが更により好ましい。流体の圧力を１ＭＰａ以上とすることで、必要十分な量の流体を溶融樹脂内に浸透させ、同時に化学発泡剤の発泡を抑制することができ、１０ＭＰａ以下とすることで、装置負荷を低減することができる。本実施形態では、化学発泡剤を併用するため、従来の物理発泡剤の圧力よりも流体の圧力を低く設定できる。また、流体の圧力は低圧ではあるが、流体を常に溶融樹脂に接触させるため、本実施形態においての必要十分な量の流体を溶融樹脂内に浸透させることができる。尚、溶融樹脂を加圧する流体の圧力が「一定である」とは、所定圧力に対する圧力の変動幅が、好ましくは±１０％以内、より好ましくは±５％以内であることを意味する。
【００３５】
本実施形態では、図２に示すボンベ１００から、可塑化シリンダ２１０内に流体を導入し、導入された流体により可塑化シリンダ２１０内の溶融樹脂を一定圧力で常時、加圧する。流体は、ボンベ１００の出口に設けられた減圧弁１５１を用いて所定の圧力に減圧した後、昇圧装置等を経ることなく、可塑化シリンダ２１０へ導入される。
【００３６】
本実施形態で用いる可塑化シリンダ２１０は、溶融樹脂が未充満となる飢餓ゾーン２３と、その上流に飢餓ゾーン２３に隣接して配置され、溶融樹脂が圧縮されて圧力が高まる圧縮ゾーン２２とを有する。圧縮ゾーン２２と飢餓ゾーン２３との間には、溶融樹脂の流動抵抗を高める機構（リング）２６が設けられ、リング２６の存在により圧縮ゾーン２２から飢餓ゾーン２３に供給される樹脂流量が低下し、上流側の圧縮ゾーン２２においては溶融樹脂が圧縮されて圧力が高まり、下流側の飢餓ゾーン２３においては、溶融樹脂が未充満（飢餓状態）となる。溶融樹脂の飢餓状態を促進するために、スクリュ２０は、圧縮ゾーン２２に位置する部分と比較して、即ちリング２６の上流側の部分と比較して、飢餓ゾーン２３に位置する部分、即ちリング２６の下流側の部分の軸の太さが細く、且つスクリュフライトが深い構造を有する。
【００３７】
圧縮ゾーン２２と飢餓ゾーン２３との間に設けられる、溶融樹脂の流動抵抗を高める機構２６は、圧縮ゾーン２２から飢餓ゾーン２３へ供給される樹脂流量を制限するために一時的に溶融樹脂が通過する流路面積を縮小させる機構であればよい。本実施形態では、流動抵抗を高める機構としてリング２６を用いる。図３に示すように、リング２６は、スクリュ２０に設けられたピン２７により、スクリュ２０に対して位置と回転動作が固定された半割り形状のリングである。リング２６内径とスクリュ２０のクリアランス部２８を溶融樹脂の流路とすることで、溶融樹脂の流動抵抗を高めることができる。溶融樹脂の流動抵抗を高める機構の他の例としては、スクリュに設けられた、スクリュ径が他の部分よりも大きい部分、クリュフライトが他の部分とは逆向きに設けられた部分等が挙げられる。スクリュ径が大きい部分は、シリンダ内径とスクリュのクリアランスを縮小し、また、スクリュフライトが樹脂の供給方向と逆向きに設けられた部分は、下流に送られる樹脂供給量を低減して、それぞれ、溶融樹脂の流動抵抗を高めることができる。このように、溶融樹脂の流動抵抗を高める機構は、スクリュとは別部材のリングとしてスクリュに設けてもよいし、スクリュの構造の一部としてスクリュと一体に設けてもよい。また、溶融樹脂の流動抵抗を高める機構は、スクリュとは別部材のリングとして設けると、リングを変更することにより溶融樹脂の流路であるクリアランス部の大きさを変更できるので、容易に溶融樹脂の流動抵抗の大きさを変更できるという利点がある。
【００３８】
本実施形態では、流体を飢餓ゾーン２３に連続的に導入し、飢餓ゾーン２３において溶融樹脂を流体により一定圧力で常時、加圧する。飢餓ゾーン２３は溶融樹脂が未充満（飢餓状態）であり、流体が存在できる空間があるため、溶融樹脂の加圧を効率的に行うことができる。また、飢餓ゾーン２３では樹脂内圧も低下するため、低圧力の流体を可塑化シリンダ２１０内へ比較的容易に導入できる。本実施形態では、飢餓ゾーン２３において、流体は溶融樹脂に一定圧力で常時、接触しており、また、飢餓ゾーンの圧力２３の圧力は、常時、上記一定の圧力に制御される。
【００３９】
可塑化シリンダ２１０の飢餓ゾーン２２には、流体を飢餓ゾーン２２に導入する導入口２０２が設けられている。本実施形態では、可塑化シリンダ２１０に導入する流体の導入量、導入時間等を制御する必要が無いため、それらを制御する機構、例えば、逆止弁や電磁弁等を用いた駆動弁は不要である。導入口２０２は、駆動弁を有さないため常に開放されており、常に開放されている導入口２０２から、減圧弁１５１によって所定の圧力に減圧された流体が、連続的に可塑化シリンダ２１０へ導入される。また、本実施形態の導入口２０２は、従来の製造装置における高圧の物理発泡剤の導入口と比較して内径が大きく、比較的低圧の流体であっても可塑化シリンダ２１０内に効率良く導入できる。具体的には、導入口２０２の内径は、可塑化シリンダ２１０の内径の１５％〜１００％であることが好ましくは、１５％〜５０％であることがより好ましい。導入口２０２の内径が小さすぎると流体が可塑化シリンダ２１０内に効率よく導入されず、溶融樹脂を十分に加圧し難くなり、導入口２０２の内径が大きすぎると溶融樹脂の滞留部が発生し、成形不良が発生し易い。飢餓ゾーン２３においては、スクリュ２０のフライトが深く、堆積する樹脂量が少ないため、導入口２０２の直径を大きくしても溶融樹脂が導入口２０２から膨出することを抑制できる。
【００４０】
次に、化学発泡剤を含む溶融樹脂を発泡成形する（図１のステップＳ３）。成形方法は、特に限定されず、例えば、射出発泡成形、押出発泡成形、発泡ブロー成形等により成形体を成形することができる。本実施形態では、図２に示す可塑化シリンダ２１０から、金型内のキャビティ２５３に溶融樹脂を射出充填して、射出発泡成形を行う。射出発泡成形としては、金型キャビティ内に、金型キャビティ容積の７５％〜９５％の充填容量の溶融樹脂を充填して、気泡が拡大しながら金型キャビティを充填するショートショット法を用いてもよいし、また、金型キャビティ容積１００％の充填量の溶融樹脂を充填した後、キャビティ容積を拡大させて発泡させるコアバック法を用いてもよい。得られる発泡成形体は内部に発泡セルを有するので、熱可塑性樹脂の冷却時の収縮が抑制されヒケやソリが軽減され、低比重の成形体を得ることができる。
【実施例】
【００４１】
以下、本発明について実施例及び比較例を用いて更に説明する。但し、本発明は、以下に説明する実施例及び比較例に限定されるものではない。
【００４２】
［実施例１］
本実施例では、熱可塑性樹脂としてＡＢＳ樹脂を用い、化学発泡剤として炭酸水素塩である炭酸水素ナトリウム（ＮａＨＣＯ３）を用いて発泡成形体を製造した。具体的には、図２に示す製造装置１０００を用いて、ガラス繊維等を含まないＡＢＳ樹脂ペレット（東レ製、トヨラック５００）と、炭酸水素ナトリウムの粉末を２０重量％含むマスターバッチペレット（三協化成社製、セルマイクマスターバッチ）とを用い、炭酸水素ナトリウムの含有量が０．２重量％となるように混合した樹脂材料から発泡成形体を製造した。また、溶融樹脂を加圧する流体としては、窒素を用いた。
【００４３】
（１）製造装置
まず、本実施例で用いた図２に示す製造装置１０００について説明する。上述のように、製造装置１０００は射出成形装置であり、主に、スクリュ２０が内設された可塑化シリンダ２１０と、流体を可塑化シリンダ２１０に供給する流体供給機構（ボンベ）１００と、金型が設けられた型締めユニット２５０と、可塑化シリンダ２１０及び型締めユニット２５０を動作制御するための制御装置（不図示）を備える。
【００４４】
可塑化シリンダ２１０のノズル先端２９には、エアシリンダ１２の駆動により開閉するシャットオフバルブ３６が設けられ、可塑化シリンダ２１０の内部を高圧に保持できる。ノズル先端２９には金型が密着し、金型が形成するキャビティ２５３内にノズル先端２９から溶融樹脂が射出充填される。可塑化シリンダ２１０の上部側面には、上流側から順に、樹脂材料を可塑化シリンダ２１０に供給するための樹脂供給口２０１及び流体を可塑化シリンダ２１０内に導入するための導入口２０２が形成される。これらの樹脂供給口２０１及び導入口２０２にはそれぞれ、樹脂供給用ホッパ２１１、及び小型容器２１２が配設される。小型容器２１２には、ボンベ１００が、減圧弁１５１及び圧力計１５２を介して接続する。また、可塑化シリンダ２１０の下部側面側の導入口２０２に対向する位置には、圧力をモニターするセンサー２５が設けられている。
【００４５】
スクリュ２０は、熱可塑性樹脂の可塑化溶融を促進し、溶融樹脂の計量及び射出を行うため、可塑化シリンダ２１０内において回転及び進退自在に配設されている。スクリュ２０には、上述したように、溶融樹脂の流動抵抗を高める機構として、図３に示す半割り形状のリング２６が設けられている。
【００４６】
可塑化シリンダ２１０では、樹脂供給口２０１から可塑化シリンダ２１０内に熱可塑性樹脂が供給され、熱可塑性樹脂がバンドヒータ(不図示)によって可塑化されて溶融樹脂となり、スクリュ２０が正回転することにより下流に送られる。溶融樹脂は、スクリュ２０に設けられたリング２６の存在により、リング２６の上流側では、溶融樹脂が圧縮されて圧力が高まり、リング２６の下流側では、溶融樹脂が未充満（飢餓状態）となる。更に下流に送られた樹脂は、射出前に、可塑化シリンダ２１０の先端付近において再圧縮されて計量される。
【００４７】
これにより、可塑化シリンダ２１０内では、上流側から順に、熱可塑性樹脂が可塑化溶融される可塑化ゾーン２１、溶融樹脂が圧縮されて圧力が高まる圧縮ゾーン２２、溶融樹脂が未充満となる飢餓ゾーン２３、飢餓ゾーンにおいて減圧された溶融樹脂が再度圧縮される再圧縮ゾーン２４が形成される。スクリュ２０に設けられたリング２６は、圧縮ゾーン２２と飢餓ゾーン２３との間に位置する。また、流体が導入される導入口２０２は、飢餓ゾーン２３に設けられる。尚、溶融樹脂中への流体の浸透を促進するために、スクリュ２０にリング２６を、可塑化シリンダ２１０に導入口２０２をそれぞれ複数設け、可塑化シリンダ２１０内に圧縮ゾーン２２及び飢餓ゾーン２３をそれぞれ複数形成してもよい。
【００４８】
製造装置１０００において、可塑化シリンダ２１０の内径は、３.５ｃｍであり、導入口２０２の内径は０．８ｃｍであった。したがって、導入口２０２の内径は、可塑化シリンダ２１０の内径の２３％であった。また、本実施例では、キャビティ２５３の大きさが１００ｍｍ×２００ｍｍ×３ｍｍである金型を用いた。
【００４９】
（２）発泡成形体の製造
本実施例では、ボンベ１００として、窒素が１４ＭＰａで充填された窒素ボンベを用いた。まず、減圧弁１５１の値を６ＭＰａに設定し、ボンベ１００を開放し、減圧弁１５１及び圧力計１５２を介して、可塑化シリンダ２１０の導入口２０２から、飢餓ゾーン２３へ６ＭＰａの窒素を供給した。成形体の製造中、ボンベ１００は常時、開放した状態とした。
【００５０】
可塑化シリンダ２１０において、バンドヒータ（不図示）により、可塑化ゾーン２１を２００℃、圧縮ゾーン２２を２１０℃、飢餓ゾーン２３を２２０℃、再圧縮ゾーン２４を２２０℃に調整した。そして、樹脂供給用ホッパ２１１から樹脂材料を供給し、スクリュ２０を正回転させた。これにより、可塑化ゾーン２１において、樹脂材料を加熱、混練し、化学発泡剤を含む溶融樹脂とした。スクリュ２０を正回転することにより、溶融樹脂を可塑化ゾーン２１から圧縮ゾーン２２に流動させ、更に、飢餓ゾーン２３に流動させた。
【００５１】
図３に示すように、溶融樹脂は、リング２６内径とスクリュ２０のクリアランス部２８を通過して、圧縮ゾーン２２から飢餓ゾーン２３へ流動するため、飢餓ゾーン２３への溶融樹脂の供給量が制限された。これにより、リング２６の上流側の圧縮ゾーン２２においては溶融樹脂が圧縮されて圧力が高まり、下流側の飢餓ゾーン２３においては、溶融樹脂が未充満（飢餓状態）となった。飢餓ゾーン２３では、溶融樹脂が未充満（飢餓状態）であるため、溶融樹脂が存在しない空間に導入口２０２から導入された流体（窒素）が存在し、その流体により溶融樹脂は加圧された。
【００５２】
更に、溶融樹脂は再圧縮ゾーン２４に送られて再圧縮され、可塑化シリンダ２１０の先端部において１ショット分の溶融樹脂が計量された。その後、シャットオブバルブ３６を開放して、キャビティ２５３内に、キャビティ２５３の内容積の９５％の充填率となる様に溶融樹脂を射出充填して平板形状の発泡成形体を成形した（ショートショット法）。成形後、発泡成形体が冷却するのを待って、金型内から発泡成形体を取り出した。冷却時間は、２０秒とした。
【００５３】
以上説明した成形体の射出成形を連続して３０ショット行い、３０個の発泡成形体を得た。発泡成形体の製造中、常時、圧力センサー２５により可塑化シリンダ２１０内の飢餓ゾーン２３の圧力を計測した。その結果、飢餓ゾーン２３の圧力は、常に６ＭＰａで一定であった。また、飢餓ゾーン２３へ供給される窒素の圧力を示す圧力計１５２の値も、発泡成形体の製造中、常時、６ＭＰａであった。以上から、可塑化計量工程、射出工程、成形体の冷却工程、取り出し工程等を含む射出成形の１サイクルを通して、飢餓ゾーン２３において、６ＭＰａの窒素により溶融樹脂が、常時、加圧されていたことが確認できた。
【００５４】
［実施例２］
本実施例では、熱可塑性樹脂としてポリプロピレン（ＰＰ）樹脂を用い、化学発泡剤として、実施例１と同様に、炭酸水素塩である炭酸水素ナトリウムを用いて発泡成形体を製造した。具体的には、実施例１と同様の製造装置１０００を用いて、無機フィラーなどの強化材を含まないＰＰ樹脂ペレット（プライムポリマー製、プライムポリプロ  Ｊ１０５Ｇ）（ペレットＡ）と、無機フィラーとしてタルクを８０重量％含むマスターバッチペレット（出光ライオンコンポジット製、ＭＰ４８０）（ペレットＢ）と、実施例１で用いた炭酸水素ナトリウムの粉末を２０重量％含むマスターバッチペレット（三協化成社製、セルマイクマスターバッチ）（ペレットＣ）とを用い、ペレットＡとペレットＢとの重量比率が８０：２０、炭酸水素ナトリウムの含有量が１．０重量％となるように混合した樹脂材料から発泡成形体を製造した。また、溶融樹脂を加圧する流体としては、二酸化炭素を用いた。
【００５５】
本実施例では、ボンベ１００として、二酸化炭素が６ＭＰａで充填された二酸化炭素ボンベを用いた。まず、減圧弁１５１の値を３ＭＰａに設定し、ボンベ１００を開放し、減圧弁１５１及び圧力計１５２を介して、可塑化シリンダ２１０の導入口２０２から、飢餓ゾーン２３へ３ＭＰａの二酸化炭素を供給した。成形体の製造中、ボンベ１００は常時、開放した状態とした。
【００５６】
実施例１と同様に、樹脂供給用ホッパ２１１から樹脂材料を可塑化シリンダ２１０内へ供給し、可塑化シリンダ２１０内で樹脂材料の可塑化計量を行った。シャットオブバルブ３６を開放して、キャビティ２５３内にキャビティ２５３の内容積の１００％の充填率となる様に溶融樹脂を射出充填し、その３秒後に、型締めユニット２５０を後退駆動させてキャビティ容積が１００％から２００％に拡大するように金型を開いて発泡成形体を成形した（コアバック法）。成形後、発泡成形体が冷却するのを待って、金型内から発泡成形体を取り出した。冷却時間は、３０秒とした。尚、実施例２ではコアバック法を用いたため、ショートショット法を用いた実施例１と比較して、成形体の肉厚が増え断熱効果が高くなるため、冷却時間を実施例１より長くした。
【００５７】
以上説明した成形体の射出成形を連続して３０ショット行い、３０個の発泡成形体を得た。発泡成形体の製造中、常時、圧力センサー２５により可塑化シリンダ２１０内の飢餓ゾーン２３の圧力を計測した。その結果、飢餓ゾーン２３の圧力は、常に３ＭＰａで一定であった。また、飢餓ゾーン２３供給される二酸化炭素の圧力を示す圧力計１５２の値も、発泡成形体の製造中、常時、３ＭＰａであった。以上から、可塑化計量工程、射出工程、成形体の冷却工程、取り出し工程等を含む射出成形の１サイクルを通して、飢餓ゾーン２３において、３ＭＰａの二酸化炭素により溶融樹脂が、常時、加圧されていたことが確認できた。
【００５８】
［実施例３］
本実施例では、減圧弁１５１の値を０．５ＭＰａに設定した以外は、実施例１と同様の方法により、連続して３０個の発泡成形体を製造した。
【００５９】
発泡成形体の製造中、常時、圧力センサー２５により可塑化シリンダ２１０内の飢餓ゾーン２３の圧力を計測した。その結果、飢餓ゾーン２３の圧力は、常に０．５ＭＰａで一定であった。また、飢餓ゾーン２３供給される窒素の圧力を示す圧力計１５２の値も、発泡成形体の製造中、常時、０．５ＭＰａであった。以上から、可塑化計量工程、射出工程、成形体の冷却工程、取り出し工程等を含む射出成形の１サイクルを通して、飢餓ゾーン２３において、０．５ＭＰａの窒素により溶融樹脂が、常時、加圧されていたことが確認できた。
【００６０】
［実施例４］
本実施例では、減圧弁１５１の値を１０ＭＰａに設定した以外は、実施例１と同様の方法により、連続して３０個の発泡成形体を製造した。但し、発泡成形体の冷却時間は、３０秒とした。
【００６１】
発泡成形体の製造中、常時、圧力センサー２５により可塑化シリンダ２１０内の飢餓ゾーン２３の圧力を計測した。その結果、飢餓ゾーン２３の圧力は、常に１０ＭＰａで一定であった。また、飢餓ゾーン２３供給される窒素の圧力を示す圧力計１５２の値も、発泡成形体の製造中、常時、１０ＭＰａであった。以上から、可塑化計量工程、射出工程、成形体の冷却工程、取り出し工程等を含む射出成形の１サイクルを通して、飢餓ゾーン２３において、１０ＭＰａの窒素により溶融樹脂が、常時、加圧されていたことが確認できた。
【００６２】
［比較例１］
本比較例では、化学発泡剤を含まない以外は、実施例１と同様の方法により、連続して３０個の発泡成形体を製造した。具体的には、実施例１で用いた化学発泡剤を含まないＡＢＳ樹脂ペレット（東レ製、トヨラック５００）のみからなる樹脂材料を用いて発泡成形体を製造した。
【００６３】
［比較例２］
本比較例では、樹脂材料中に化学発泡剤を３重量％含む以外は、実施例２と同様の方法により、連続して３０個の発泡成形体を製造した。具体的には、実施例２で用いたペレットＡと、ペレットＢと、化学発泡剤を含むペレットＣとを用いて、ペレットＡとペレットＢとの重量比率が８０：２０、化学発泡剤（炭酸水素ナトリウム）の含有量が３重量％となるように混合した樹脂材料を用いて発泡成形体を製造した。
【００６４】
［比較例３］
本比較例では、流体を可塑化シリンダ２１０へ導入しなかった以外は、実施例１と同様の方法により、連続して３０個の発泡成形体を製造した。
【００６５】
＜発泡成形体の評価＞
（１）ソリッド（無発泡の成形体）との比重の比較
ショートショット法によって成形した実施例１、３、４及び比較例１の発泡成形体は、同体積のソリッド（無発泡の成形体）と比較して比重が５％低減した。コアバック法により成形した実施例２及び比較例２の発泡成形体は、金型キャビティの２倍の肉厚となり、同体積のソリッド成形体と比較して比重が３５％低減した。一方、比較例３では、後述するようにショートショットが発生し、十分な発泡セルを有する成形体を製造することができなかった。このため、比較例３の成形体では、ソリッドと比較して比重の低下は認められなかった。
【００６６】
（２）発泡体の平均セル径
以下の方法により、各実施例及び比較例において、得られた発泡成形体の平均セル径をもとめた。まず、各実施例及び比較例において得られた発泡成形体の断面をマイクロスコープで観察した。そして、発泡セルが形成されているコア層領域（成形体断面の中心部）における、１ｍｍ×１ｍｍの領域に存在するセルの直径を測定して、その数値を平均化した。結果を表１に示す。
【００６７】
（３）ショートショットの有無
ショートショット法によって成形した実施例１、３、４及び比較例１及び３の発泡成形体について、ショートショット（充填不良）の有無を目視で判断した。ショートショットが確認されない場合を「○」、ショートショットが確認された場合を「×」として、結果を表１に示す。ショートショットは、溶融樹脂の発泡性能が不十分である場合に発生する。
【００６８】
（４）発泡成形体の表面性
発泡成形体表面の膨れ及びスワールマークの有無を目視により判断した。発泡成形体表面に、膨れ及びスワールマークが確認されない場合を「○」、膨れ又はスワールマークが確認された場合を「×」として、結果を表１に示す。膨れやスワールマークは、金型内に射出された溶融樹脂と流体が分離したことに起因して発生する。
【００６９】
（５）金型の汚れ
３０回連続射出成形を行った後、金型キャビティ表面への汚染物（コンタミネーション）の付着の有無を目視で確認した。金型キャビティ表面に汚染物の付着が確認されない場合を「○」、汚染物が確認された場合を「×」として、結果を表１に示す。金型キャビティ表面に付着する汚染物は、化学発泡剤の副生成物に起因する。
【００７０】
（６）発泡成形体のセル密度
光学顕微鏡を用いて発泡成形体のセル密度を観察した。観察は、成形体の断面において、射出成形時に金型のゲート近傍に位置していた部分（ゲート部）、ゲートから離れた流動末端部近傍に位置していた部分（末端部）、ゲート部と末端部の中間に位置する成形体の中央部分（中央部）の３つの部分で行った。図４（ａ）に実施例１で製造した成形体の断面写真、図４（ｂ）に比較例１で製造した成形体の断面写真、図４（ｃ）に比較例３で製造した成形体の断面写真をそれぞれ示す。
【００７１】
【表１】
0006023149.tif 000002
＊１）ＡＢＳ：アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合樹脂
ＰＰ：ポリプロピレン
＊２）  ＳＳ：ショートショット法
ＣＢ：コアバック法
【００７２】
表１に示すように、実施例１〜４では、平均セル径が１００μｍ程度と小さく、ショートショットの発生、成形体表面の膨れ及びスワールマーク、金型の汚れは確認されなかった。また、図４（ａ）に示すように、実施例１〜４で製造した発泡成形体は、ゲート部、中央部、末端部におけるセル密度及びセル径が均一で、いずれの部分においても発泡セル密度が高く、発泡状態は良好であった。
【００７３】
但し、流体の圧力を０．５ＭＰａとした実施例３は、実施例１及び２と比較すると、ややセル密度が低かった。これは、物理発泡剤として機能する流体の圧力が実施例１及び２より低いために、実施例１及び２と比較して発泡性能が低下したためと推測される。また、流体の圧力を１０ＭＰａとした実施例４は、流体の圧力が高いため成形体に膨れが生じ易く、それを抑制するため、実施例１よりも冷却時間を長くする必要が生じ、製造効率がやや低下した。以上の結果から、より高いセル密度の発泡成形体をより効率良く製造する観点からは、溶融樹脂を加圧する流体の圧力は、１ＭＰａ〜６ＭＰａが好ましく、３ＭＰａ〜６ＭＰａがより好ましいと推測される。
【００７４】
一方、化学発泡剤を使用しなかった比較例１では、表１に示すように、平均セル径が３００μｍと大きく、また、スワールマークや膨れが発生して表面性が不良であった。更に、図４（ｂ）に示すように、比較例１で製造した成形体は、中央部及び末端部と比較してゲート部のセル径がやや大きく、セル密度も低く、実施例１〜４と比較して発泡性能が低下していた。化学発泡剤の含有量が３重量％である比較例２では、表１に示すように、金型キャビティ表面に汚染物（コンタミネーション）が付着していた。同様の汚染物は発泡成形体の表面にも付着し、外観不良を発生させた。流体による溶融樹脂の加圧を行わなかった比較例３は、表１に示すように、ショートショットが発生した。また、図４（ｃ）に示すように、射出成形時の充填圧力が低くなる末端部では一部発泡セルが確認されたが、ゲート部には発泡セルがほとんど確認されず、発泡状態は不良であった。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明の製造方法は、樹脂材料中の化学発泡剤の含有量を低減することができ、また、物理発泡剤に関わる装置機構を簡略化できる。したがって、発泡性に優れた発泡成形体を低コストで、効率よく製造することができる。
【符号の説明】
【００７６】
２０        スクリュ
２１        可塑化ゾーン
２２        圧縮ゾーン
２３        飢餓ゾーン
２４        再圧縮ゾーン
２６        溶融樹脂の流動抵抗を高める機構（リング）
１００      流体供給機構（ボンベ）
２１０      可塑化シリンダ
２５０      型締めユニット
１０００    製造装置
【図１】
0006023149.tif 000003
【図２】
0006023149.tif 000004
【図３】
0006023149.tif 000005
【図４】
0006023149.tif 000006