(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂を押出して形成された軟化状態のパリソンを金型キャビティ内でブロー成形して、中空成形体からなる表皮を形成し、前記中空成形体内に熱可塑性樹脂発泡粒子を充填し、前記中空成形体内に挿入されたスチーム供給管からスチームを供給して前記発泡粒子を加熱融着させる、表皮付き発泡成形体を製造する方法であって、
前記金型キャビティの内表面に突出して形成させた突出部に前記パリソンを当接させブロー成形することにより、前記突出部の形状に対応した凹部を有する前記中空成形体を形成した後、前記凹部にスチーム供給管を挿通させ、前記スチーム供給管を前記中空成形体内に挿入し、前記中空成形体内に挿入されたスチーム供給管からスチームを供給して前記発泡粒子を加熱融着させる、ことを特徴とする表皮付き発泡成形体の製造方法。
【請求項２】
前記突出部は、前記スチーム供給管を覆う外管により形成されており、該外管の内側に沿って前記スチーム供給管が中空成形体の前記凹部に挿通可能に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の表皮付き発泡成形体の製造方法。
【請求項３】
前記スチーム供給管の先端部が凹状、平坦状または凸状であり、該スチーム供給管の周壁部には複数のスチーム供給用スリットが設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の表皮付き発泡成形体の製造方法。
【請求項４】
前記パリソンがポリオレフィン系樹脂からなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の表皮付き発泡成形体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は表皮付き発泡成形体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、成形用金型キャビティ内にパリソンを配置しブロー成形して中空成形体を形成し、該中空成形体内に発泡粒子を充填し、該発泡粒子をスチームにより加熱・融着して表皮付き発泡成形体を製造する方法が知られている。
上記方法により表皮付き発泡成形体を製造する際、該中空成形体と発泡粒子との融着性を改良する方法として、成形金型キャビティ内に軟化状態のパリソンを配置し、該パリソン内に空気を吹き込んで中空成形体とし、該中空成形体が冷却固化する前に、中空成形体に充填用穴あけ加工を行い、引き続いて充填穴より発泡粒子を該中空成形体内に充填し成形する方法が、特許文献1に記載されている。
また、特許文献２には、表皮を形成する樹脂として特定のポリプロピレン系樹脂を使用し、表皮と発泡粒子との融着性を改善した表皮付きポリプロピレン系樹脂発泡成形体が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−１８２８８７号公報
【特許文献２】特開２００８−２７３１１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の従来方法においては、中空成形体が冷却固化する前に、先端が尖鋭状である管状のスチーム供給用ピン（スチームピン）を軟化状態の中空成形体に差込み、スチームの供給用孔（以下、スチーム供給孔またはスチーム孔ということがある）を穿設して、該スチームピンから加熱スチームを中空成形体内に吹き込むことにより、発泡粒子を加熱・融着させていた。しかしながら、特に、表皮を形成する中空成形体の基材樹脂が熱可塑性樹脂のような、加熱により可塑性を有する樹脂である場合には、該スチームピンによりスチームを供給する際に、スチームの供給を長時間行なわなければ、発泡粒子相互の融着が不十分となったり、発泡粒子と表皮との接着が不十分となったりすることがあった。そのため、発泡粒子相互の融着や発泡粒子と表皮との接着が良好であり、強度に優れる表皮付き発泡成形体を得るには、成形サイクルを長くしなければならず、製造上課題を残すものであった。
【０００５】
従来のスチームピンによる製造方法において、上述の発泡粒子の融着不良が生じたり、成形サイクルの延長が必要となるのは、中空成形体にスチーム孔を穿設する際に、例えば、図７（参考図）に模式的に示すように、中空成形体を形成する樹脂がスチームピンの外壁面に張り付いたり、中空成形体を形成する樹脂がスチームピンに追従して引き伸ばされて中空成形体内部に引き込まれてスチームピンの外壁面の周囲で固化したりして、スチームピンからの十分なスチームの供給が阻害されることが原因となっていることを本発明者らは見出した。
【０００６】
本発明者らは、上記の事情に鑑み、スチームピンの穿設方法やスチームピンの形状等について多角的に鋭意検討した結果、下記構成の製造方法および発泡成形体製造用装置により上記問題を解決し、本発明を為すに至った。
【０００７】
本発明は、表皮付き発泡成形体を製造する方法において、成形サイクル時間を長時間要することなく、発泡粒子相互の融着および発泡粒子と表皮との融着が良好である、表皮付き発泡成形体の製造方法および表皮付き発泡成形体製造用装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
すなわち、本発明は、下記（１）から（４）を要旨とする。
（１）熱可塑性樹脂を押出して形成された軟化状態のパリソンを金型キャビティ内でブロー成形して、中空成形体からなる表皮を形成し、前記中空成形体内に熱可塑性樹脂発泡粒子を充填し、前記中空成形体内に挿入されたスチーム供給管からスチームを供給して前記発泡粒子を加熱融着させる、表皮付き発泡成形体を製造する方法であって、
前記金型キャビティの内表面に突出して形成させた突出部に前記パリソンを当接させブロー成形することにより、前記突出部の形状に対応した凹部を有する前記中空成形体を形成した後、前記凹部にスチーム供給管を挿通させ、前記スチーム供給管を前記中空成形体内に挿入し、前記中空成形体内に挿入されたスチーム供給管からスチームを供給して前記発泡粒子を加熱融着させる、ことを特徴とする表皮付き発泡成形体の製造方法。
（２）前記突出部は、前記スチーム供給管を覆う外管により形成されており、該外管の内側に沿って前記スチーム供給管が中空成形体の前記凹部に挿通可能に設けられていることを特徴とする前記（１）に記載の表皮付き発泡成形体の製造方法。
（３）前記スチーム供給管の先端部が凹状、平坦状または凸状であり、該スチーム供給管の周壁部には複数のスチーム供給用スリットが設けられていることを特徴とする前記（１）または（２）に記載の表皮付き発泡成形体の製造方法。
（４）前記パリソンがポリオレフィン系樹脂からなることを特徴とする前記（１）〜（３）のいずれかに記載の表皮付き発泡成形体の製造方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の製造方法によれば、金型キャビティの内表面から金型キャビティの内側に向けて突出させて形成した突出部を配置し、ブロー成形する際に前記突出部に前記パリソンを当接させて、前記突出部の形状に対応した凹部を中空成形体の内部方向に形成させる。この凹部の形成に伴って、前記スチーム供給孔（スチーム孔）が穿設される部分の樹脂が引き伸ばされ、スチーム孔が穿設され易い形状となることから、前記凹部にスチーム供給管を挿通させて前記スチーム供給管を前記中空成形体内に挿入することにより、前記凹部が容易に切断され、スチーム供給孔を容易にかつ良好な穿設状態に形成することが可能となる。
従って、スチーム供給孔を穿設する際に、該凹部を形成する樹脂が、スチーム供給管の周壁に付着したり、該スチーム供給管の周壁部に設けられたスチームの出入り口となるスリットや細孔を塞いだりすることがないので、スチームの供給を短時間で効率的に実施することが可能となり、成形サイクルを短くしても、発泡粒子相互が十分に融着すると共に、発泡粒子と表皮との接着性にも優れた表皮付き発泡成形体を得ることができる。
【００１０】
また、従来のスチームピンを用いる場合、スチームピンの周壁に設けられたスリットや細孔が塞がれることを予め考慮して、スチームの出入り口を確保するために、スチームピンを長くする必要があった。従って、例えば、平板形状の発泡成形体の厚み方向にスチームピンを挿入させてスチームを供給することは、スチームピンの長さを考慮すると困難な場合があった。また、スチームピンを長くした場合には、スチームピンの強度に問題が生じるおそれがあることから、スチームピンの長さには限界があり、平板の側面方向からスチームピンを挿入させてスチームを供給するにも作製可能な形状には限界があった。
【００１１】
本発明の製造方法によれば、スチーム供給孔の穿設状態が良好となることから、スチーム供給管の長さを短くしても、効率的にスチームの供給を行うことが可能となる。これにより、例えば、平板形状の表皮付き発泡成形体における、成形体厚みの薄い部分（平板の厚み方向）にもスチーム供給孔を形成させて、スチームの供給を行なうことが可能となることから、中空成形体におけるスチーム供給孔の穿設箇所の設計の自由度が広がる。
また、本発明の製造方法によれば、スチーム供給孔の周囲に、極薄く表皮が引き込まれた、ひだ状の樹脂部分が形成されることから、スチーム漏れが効果的に防止され、より効率的に成形が可能となる。
【００１２】
従って、比較的厚みが薄い平板形状の、大型の表皮付き発泡成形体や複雑な形状の表皮付き発泡成形体を製造する場合であっても、中空成形体内にスチームを均等に供給することが可能となり、充填された発泡粒子相互を容易に融着させるとともに、表皮と発泡粒子との融着性も良好とすることが可能となる。
【００１３】
本発明の製造方法によると、前記中空成形体にスチーム供給孔を穿設するための時間や、スチームの供給を行なう時間を短縮することが可能となり、結果として、全体としての成形サイクルを短縮することができるので、生産性を向上させることができる。また、スチーム供給孔の穿設箇所の設計の自由度が広がったことにより、表皮付き発泡成形体の意匠性を向上させることができる。
【００１４】
また、軟化状態のパリソンをブロー成形して中空成形体を形成させる金型キャビティと、スチームを供給するスチーム供給管とを備えた、表皮付き発泡成形体製造用装置であって、該金型キャビティの内表面には、該金型キャビティの内表面から該金型キャビティ内に突出して突出部が形成されており、該突出部は前記スチーム供給管を覆う外管により形成されており、前記スチーム供給管が前記外管の内側に沿って該外管の先端部から金型キャビティ内へ突出可能に設けられている、本発明の表皮付き発泡成形体製造用装置によって、発泡粒子相互の融着が良好で、発泡粒子と表皮との融着性が良好な、熱可塑性樹脂からなる表皮付き発泡成形体の生産性に優れる製造方法を提供することができる（以下、前記外管を用いる場合には、外管に対してスチーム供給管を内管ということがある）。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】表皮付き発泡成形体の製造装置の概略の一例を示す縦断面図を示す。
【図２】本発明のスチーム供給管の配置を説明する模式図で、その一例を示す斜視図である。
【図３】本発明に係るスチーム供給管の配置状態、金型キャビティ内に突出した突出部周縁及び中空成形体の穿設状態の一例を示し、該突出部を形成する外管の内側に沿って挿通可能に設けられたスチーム供給管の先端部が凹状に陥没した形状（逆円錐型形状）である場合の縦断面を示す部分拡大図である。図３（１）は金型キャビティ内に形成された中空成形体の凹部の状態を示す略図であり、図３（２）はスチーム供給孔を穿設し、中空成形体内にスチーム供給管を挿入した状態を示す略図である。
【図４】本発明に係るスチーム供給管の配置状態、金型キャビティ内に突出した突出部周縁及び中空成形体の穿設状態の他の例であり、該突出部を形成する外管の内側に沿って設けられたスチーム供給管の先端部が尖鋭状の形状（凸形状）である場合の縦断面を示す部分拡大図である。図４（１）は金型キャビティ内に形成された中空成形体の凹部の状態を示す略図であり、図４（２）はスチーム供給孔を穿設し、中空成形体内にスチーム供給管を挿入した状態を示す略図である。
【図５】金型キャビティ内に突出して配置された、突出部を示す部分拡大斜視図である。
【図６】本発明のスチーム供給管の先端部を示す概観図（部分図）であり、図６（１）はスチーム供給管の先端部が凹状である（逆錐型形状）一例である。図６（２）は、スチーム供給管の先端部が凹状である他の例である。図６（３）はスチーム供給管の先端部が尖鋭状の形状（凸形状）のものである。図６（４）はスチーム供給管の先端部が平坦状であるものである。図６（１−ａ）、（２−ａ）、(３−ａ)、(４−ａ)はそれぞれ概観図（部分図）、図６（１−ｂ）、（２−ｂ）、（３−ｂ）、（４−ｂ）はそれぞれ図６（１−ａ）、（２−ａ）、(３−ａ)、(４−ａ)のＡ-Ａ断面図を示す。
【図７】従来のスチームピンの挿入に伴って、中空成形体を形成する樹脂が追従し引き伸ばされた状態を示す縦断面を模式的に示す部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明は、熱可塑性樹脂を押出して形成された軟化状態のパリソンを成形用金型キャビティ内でブロー成形して、前記金型キャビティの形状を反映した中空成形体を形成し、前記中空成形体内に熱可塑性樹脂発泡粒子を充填し、前記中空成形体内に挿入されたスチーム供給管からスチームを供給して前記発泡粒子を加熱融着させる、表皮付き発泡成形体の製造方法であって、前記金型キャビティの内表面からキャビティ内へ突出して形成させた突出部に前記パリソンを当接させブロー成形することにより、前記突出部の形状に対応した凹部を有する中空成形体を形成させる。その後、前記凹部にスチーム供給管を挿通させ、前記スチーム供給管を中空成形体内に挿入して、表皮付き発泡成形体を製造する。
【００１７】
なお、本明細書において表皮付き発泡成形体を単に「発泡成形体」ということがある。また、中空成形体を「表皮」ということがある。
【００１８】
本発明において、中空成形体を形成する樹脂は、熱可塑性樹脂である。具体的には、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、ポリプロピレン（プロピレン単独重合体：ｈ−ＰＰ）、プロピレン−エチレンランダム共重合体（ｒ−ＰＰ）、プロピレン−エチレンブロック共重合体（ｂ−ＰＰ）などのポリオレフィン系樹脂；ポリスチレン（スチレン単独重合体：ＧＰＰＳ）、耐衝撃性ポリスチレン（ＨＩＰＳ）、スチレン−メチルメタクリレート共重合体（ＭＳ）、アクリロニトリル−スチレン共重合体（ＡＳ）、ポリスチレン変性ポリフェニレンエーテル（変性ＰＰＥ）、アクリロニトリル−スチレン−ブタジエン共重合体（ＡＢＳ）などのポリスチレン系樹脂；ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリ乳酸（ＰＬＡ）などのポリエステル系樹脂；ビスフェノール型ポリカーボネート（ＰＣ）などのポリカーボネート系樹脂、或いはそれらの混合物を挙げることができる。
上記熱可塑性樹脂の中でも、ポリオレフィン系樹脂が特に好ましい。該ポリオレフィン系樹脂とは、樹脂中にオレフィン成分構造単位が５０モル％以上存在するもの、好ましくは６０モル％以上、より好ましくは８０モル％以上存在するものである。このようなポリオレフィン系樹脂は、例えば、オレフィンの単独重合体、オレフィン成分同士の共重合体、オレフィン成分とその他のオレフィンと共重合可能な重合性モノマー成分との共重合体（前記オレフィン成分構造単位存在量の条件を満足するもの）、オレフィン重合体と他の重合体との混合物（該混合物中の前記オレフィン成分構造単位存在量の条件を満足するもの）等が挙げられる。また、オレフィン重合体と混合される他の重合体としては、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体等の熱可塑性エラストマー、熱可塑性エラストマー、エチレン−プロピレンゴム、ポリスチレン系樹脂等が挙げられる。
【００１９】
上記ポリオレフィン系樹脂としては、特に耐熱性、強度等の機械的物性の観点から、高密度ポリエチレン樹脂やポリプロピレン樹脂を少なくとも５０重量％以上含むポリオレフィン系樹脂が好ましく、ポリプロピレン樹脂を主成分とするものであることがより好ましい。特に、ポリプロピレン系樹脂を主成分とする場合には、中空成形体にスチーム孔を穿設する際に、樹脂が過剰に引き伸ばされ易く、スチーム孔の穿設がより困難となり易い。本発明の製造方法によれば、中空成形体を形成する樹脂が軟化状態での樹脂の延性が高いポリオレフィン系樹脂であっても、前記凹部の形成によりスチーム供給孔の穿設を容易に行なうことが可能となり、成形サイクル時間を大幅に短縮することが可能となる。
【００２０】
また、該ポリオレフィン樹脂としては、融点が１２０〜１７０℃で、メルトフローレイト（ＭＦＲ）が、０．１〜１０ｇ／１０分を有するものが、ブロー成形性の観点から好ましく使用される。なお、メルトフローレイト（ＭＦＲ）の測定は、ポリプロピレン系樹脂についてはＪＩＳ Ｋ７２１０（１９９９年）の試験条件Ｍ（温度２３０℃、荷重２１．１８Ｎ）に基づいて行い、ポリエチレン系樹脂についてはＪＩＳ Ｋ７２１０（１９９９年）の試験条件Ｄ（温度１９０℃、荷重２１．１８Ｎ）に基づいて行なう。
【００２１】
前記中空成形体を形成する熱可塑性樹脂には、各種の添加剤を添加することができる。添加剤としては、例えば、導電性付与剤、酸化防止剤、熱安定剤、耐候剤、紫外線防止剤、難燃剤、無機充填剤、抗菌剤、電磁波遮蔽剤、ガスバリヤー剤、帯電防止剤等が挙げられる。これらの添加剤は、その目的、効果が発揮し得る範囲で添加され、添加量は概ね熱可塑性樹脂１００重量部に対して、１０重量部以下、好ましくは５重量部以下、更に好ましくは３重量部以下である。
【００２２】
本発明の発泡粒子を構成する樹脂としては、熱可塑性樹脂であることが好ましい。発泡粒子が熱可塑性樹脂からなるものであれば、発泡粒子と表皮を形成する中空成形体の熱可塑性樹脂との接着が良好となり、より強度の高い表皮付き発泡成形体が得られる。上記観点からは、発泡粒子を構成する樹脂は、表皮の中空成形体を形成する樹脂と同種または同一の樹脂であることがより好ましい。
【００２３】
本発明において中空成形体内に充填される発泡粒子の見かけ密度には特に制限はないが、一般に使用されている見かけ密度が０．０１８〜０．３ｇ／ｃｍ３の発泡粒子を用いることが好ましい。さらには、スチームによる二次発泡能の制御が容易となる観点からは、発泡粒子の見かけ密度が０．０２２〜０．１５ｇ／ｃｍ３であることがより好ましい。
【００２４】
このような発泡粒子は、この種の発泡粒子を製造する公知の方法により製造することができる。例えば、オートクレーブ等の加圧可能な密閉容器内の所要量の分散媒体（通常は水）に、所望により界面活性剤を添加し、樹脂粒子を分散させ、発泡剤を圧入して加熱下に撹拌して発泡剤を樹脂粒子に含浸させ、所定時間経過後、高温高圧条件下の容器内から分散媒体とともに発泡剤を含浸した樹脂粒子を低圧域（通常大気圧下）に放出して、発泡させ発泡粒子を得る方法などにより製造される。
【００２５】
本発明の表皮付き発泡成形体の製造方法を具体的に説明すると、押出機から押し出された軟化状態のパリソンを成形用の金型キャビティ内に配置し、金型を閉じ、ブロー気体導入管から該パリソン内に加圧気体（通常は空気）を吹き込み、ブロー成形して、中空成形体の外面が金型キャビティの内表面に接した、中空成形体を成形する。
【００２６】
上記の軟化状態のパリソン内に加圧気体（通常空気）を吹き込み、中空成形体を成形する際には、パリソンの外表面と金型キャビティ内表面との間を減圧にすることにより中空成形体を成形すると、金型キャビティの形状を反映した形状とすることが容易となるので好ましい。
【００２７】
本発明の製造方法によれば、金型キャビティの内表面からキャビティ内へ向けて突出して形成させた突出部を配置し、ブロー成形する際に前記突出部に前記パリソンを当接させて、前記突出部の形状に対応した凹部を有する前記中空成形体を形成させる。
【００２８】
より好ましくは、成形用金型には、金型キャビティ内表面２からキャビティ内へ突出する突出部４１を備える筒状の外管４０と、該外管の内側に沿って、中空成形体の前記凹部に挿通可能に設けられたスチーム供給管（以下、外管に対応して内管ということがある）４２とからなる、二重管構造として設けられている。例えば、図３、図４に示すように、円筒状の外管４０の円筒内には、先端部分が閉鎖された空洞管状体の内管４２が中空成形体に向けて挿通可能に配置されており、外管４０の円筒内を通って突出部４１から突出させることができるように設けられている。
【００２９】
本発明において、上記金型キャビティ内に配置されたパリソンは、その外表面（金型側）が、前記金型キャビティ内に突出する突出部４１に当接されて、該突出部４１の形状に対応した、中空成形体３の内側方向に凹んだ凹部３０が中空成形体に形成される（図３（１）および図４（１）に模式的に示す）。なお、前記凹部３０は、必ずしも図３、４に図示されたように、前記凹部を形成する樹脂が突出部の周縁と完全に密接している必要はなく、凹部の周囲の中空成形体に対して凹んだ形状となっていても良い。
【００３０】
前記中空成形体３に形成された前記凹部３０は、前記スチーム供給管４２を突出部から突出させることにより打ち抜かれ、スチーム供給孔が穿設され前記凹部３０にスチーム供給管を挿通させる（図３（２）および図４（２））。前記スチーム供給管４２が中空成形体内に所定の長さ挿入されて、前記スチーム供給管４２がスチームの供給に供される。
【００３１】
パリソン内に吹き込まれる加圧気体により前記凹部３０が形成される際に、凹部３０を形成する軟化状態の樹脂は前記突出部４１に当接されて引き伸ばされ、穿設が容易な形状になることから、スチーム供給管４２を突出させて前記凹部３０にスチーム供給孔を穿設する際に、前記凹部３０の部分で容易に切断され、スチーム供給孔を容易に穿設することができる。なお、前記凹部が形成されない場合には、スチーム孔が容易に穿設されず、スチーム管の周壁に中空成形体を形成する樹脂が膜状に付着したりするおそれがあり、スチームの供給に支障をきたし、成形サイクルの短縮化が困難となるおそれがある。
【００３２】
スチーム供給管４２を突出させて前記凹部３０にスチーム供給孔を穿設する際に切断された前記凹部３０の切断片３１、３２は、中空成形体内に残って、例えば、発泡粒子と融着して固定される。
【００３３】
なお、スチーム供給孔を穿設する際には、スチーム供給管が前記凹部に挿通される際に、スチーム供給孔の周囲の表皮を僅かに引き込み、この引き込まれたひだ状の樹脂部分３３が形成される。このような樹脂部分は、スチーム供給管からスチームを供給する際に、スチーム供給孔からのスチーム漏れを効果的に防止するシールとして働き、スチーム漏れが効果的に防止され、より効率的に成形することが可能となる。上記のような樹脂部分は、特に、外管と内管とからなる二重管構造を有する製造装置を用いることにより形成させることができる。
【００３４】
該突出部の突出高さ（金型キャビティ内表面から突出部先端までの長さ）（ａ）は、目的とする中空成形体の厚み（表皮厚み）（Ｙ）などを考慮して設計されるが、概ね、０．５〜８ｍｍ程度の長さ突出して配置されていることが好ましい。
該突出部４１の突出高さ（ａ）が低過ぎる場合には、中空成形体に形成される凹部３０の形成が不十分となり、スチーム供給孔の穿設が難しくなり、所期の目的を得ることができなくなるおそれがある。一方、該突出部４１の突出高さ（ａ）が高過ぎる場合には、中空成形体に凹部３０を形成する際に、軟化状態のパリソンが破れたり、凹部３０の周囲の厚みが薄くなりすぎて、スチーム供給孔の周縁部分の強度が低下するおそれがある。上記観点から、前記突出部４１の突出高さ（ａ）は１〜５ｍｍとすることがより望ましい。
【００３５】
また、前記凹部３０の形成やスチーム供給孔の穿設状態は、前記突出部４１の突出高さ（ａ）だけでなく、前記中空成形体の厚み、即ち、表皮付き発泡成形体の表皮厚み（Ｙ）とも関連する。例えば、前記表皮厚みが薄い場合には、前記凹部３０を形成する際に表皮が破れやすくなることから、前記突出部４１の突出長さを短く調整し、前記突出部４１の突出長さ（ａ）と表皮厚み（Ｙ）との比（ａ／Ｙ）を、０．３〜５とすることが好ましく、０．４〜３とすることがより好ましい。
【００３６】
また、本発明の前記突出部は、金型キャビティ内表面から金型キャビティ内に突出する突出部４１を備えるように金型に配置され、前記スチーム供給管を覆う外管により形成されている。前記金型キャビティ内に突出する突出部４１を備える外管４０の内径は、前記内管の外径とも関連するが、通常５〜１５ｍｍであることが好ましく、６〜１４ｍｍであることがより好ましい。また、前記外管はその素材にもよるが、例えば、前記外管が金属管である場合には、強度の観点から、前記外管の肉厚は、０．２〜２．０ｍｍであることが好ましい。
【００３７】
本発明のスチーム供給管において、突出部４１から前記スチーム供給管４２が突出して、前記凹部３０の厚みの薄い表皮部分を打ち抜くことにより、スチーム供給孔が穿設されるため、前記スチーム供給管４２の先端部の形状は前記凹部３０を打ち抜くことができる形状であれば特に制限はない。例えば、先端部が図６（１）、（２）に示すような凹状５１に陥没した形状のもの、（３）に示すような尖鋭状５２に突出した凸形状のもの、（４）に示すような平坦型形状５３のものなどが挙げられる。
【００３８】
前記スチーム供給管４２は、先端部が凹状に陥没した形状または平坦状の場合には、前記スチーム供給管の先端部の頂点となる周縁部によって切断されるため、前記凹部が打ち抜かれ易く、また、凹部が破裂し難くなるので、スチーム供給孔を形成することがより容易となる。
【００３９】
前記スチーム供給管４２は先端部が閉鎖された内部が空洞の管状体であり、該スチーム供給管４２の周壁部には、複数のスチーム供給用スリットまたは細孔５（以下、スチーム供給スリットという）が設けられており、前記スリットから中空成形体内にスチームを供給して発泡粒子相互が融着される。また、該スリットの外径、またはスリット幅は発泡粒子の粒径よりも小さい直径または幅で設けられている。
【００４０】
スチーム供給管と突出部は、前記外管４０と内管４２とを備えた二重管構造により形成されることが好ましい。前記外管の内径とも関連するが、前記内管の外径は、スチームの供給や排出が調整しやすいという観点から、４〜１５ｍｍであることが好ましく、５〜１３ｍｍであることが更に好ましい。また、内管はその素材にもよるが、例えば内管が金属管である場合には、成形時に必要な強度を保つためには、内管の肉厚が概ね０．５ｍｍ以上必要である。
【００４１】
スチーム供給孔の穿設時に前記突出部４１から前記スチーム供給管を突出させてスチーム供給孔を形成し、中空成形体内に挿入されてスチームの供給が行なわれる。この中空成形体内への挿入長さ、即ち、前記スチーム供給管４２を中空成形体内に挿入した際の、前記スチーム供給管４２の先端から金型キャビティの内表面までの挿入長さ（ｂ）は、目的とする表皮付き発泡成形体の形状や厚さなどにより異なるが、表皮付き発泡成形体が平板状である場合、平板の厚み方向に１０〜５０ｍｍの挿入長さの範囲として、スチームを供給しても、良好な表皮付き発泡成形体を得ることが可能となる。
【００４２】
なお、本発明において、スチーム供給管と突出部が、前記外管４０と内管４２とを備えた二重管構造により形成されている場合には、前記内管４２は、前記凹部３０が形成される際には、前記外管の内部に収納されていることが好ましい。さらに、ブロー成形の際には、前記内管と外管の位置は、外管の先端よりも内管を後退させて配置することが好ましい。このような配置とした場合には、より凹部を形成する樹脂が引き伸ばされ易いので、スチーム供給孔が形成されやすくなる。上記観点から、内管は、外管の先端から１．０〜５．０ｍｍ後退させた位置で凹部を形成させることが好ましく、より好ましくは１．０〜４．０ｍｍである。
【００４３】
中空成形体内への発泡粒子の充填は、軟化状態の中空成形体が冷却固化する前に、発泡粒子充填管７により空気供給管６からの圧送空気とともに充填することができる（図1）。なお、中空成形体が軟化状態のうちに発泡粒子を充填するのは、中空成形体が冷却固化した後に、発泡粒子が充填され、スチームを供給して発泡粒子相互を融着させる際に、表皮である中空成形体内面と発泡粒子との融着が不十分となったり、スチーム供給時間を長くすることが必要となり生産性が低下するためである。
【００４４】
本発明の方法において、軟化状態のパリソンをブロー成形する際にパリソン内に吹き込まれる気体（通常空気が用いられる）は、目的の成形体の形状やパリソンの樹脂の流動性等にもよるが、パリソン内導入圧力０．５ＭＰａ程度の加圧気体が導入される。また、金型の温度条件は、６０〜１００℃とすることが好ましい。なお、前記のパリソンとしては、環状のものであっても、シート状のものであってもよい。通常は環状のものが用いられる。
【００４５】
本発明の製造方法で使用される中空成形体内へ供給されるスチームの蒸気圧は、０．１５ＭＰａ〜０．６ＭＰａ（Ｇ）であることが好ましく、さらには０．１８ＭＰａ〜０．５ＭＰａ（Ｇ）であることがより好ましい。
【００４６】
本発明の方法において、中空成形体内へ挿入されるスチーム供給管は、通常、スチームの供給だけでなくスチームの排出にも使用することができ、複数のスチーム供給管が挿入される。加熱方法としては、供給側と排出側を固定して一方向からのみ加熱を行う一方加熱法、あるいは一方を供給側とし他方を排出側として一度スチーム加熱を行った後供給側と排出側とを交替してスチーム加熱を行う交互加熱法のいずれも採用することができるが、発泡粒子同士をより強固に融着させるためには、交互加熱法が好ましい。
【００４７】
本発明の製造方法によれば、前記スチーム供給管を相当に短くしても、スチームの供給を効率的に行うことが可能となり、例えば、平板状の発泡成形体の場合、平板の厚み方向にスチーム供給孔を形成して、内管を挿入してスチームを導入して、効率的に発泡粒子を融着させることができ良好な発泡成形体を得ることが可能となる。これにより、表皮付き発泡成形体の厚みが１０ｍｍ〜５０ｍｍというような比較的薄い板状の大型の成形体であっても、平面部分から複数のスチーム供給孔を設けることにより、発泡粒子全体に効率的にスチームを行き渡らせ、発泡粒子同士が良好に融着した発泡成形体を、効率的に得ることが可能となる。
【００４８】
また、本発明の表皮付き発泡成形体用製造装置は、軟化状態のパリソンをブロー成形して中空成形体を形成させる金型と、スチームを供給するスチーム供給管と、前記スチーム管を覆う外管とを備えた、表皮付き発泡成形体製造用装置であって、該外管の先端部は、該金型の内表面から金型キャビティ内に突出して形成されており、前記スチーム供給管が前記外管の内側に沿って該外管の先端部から金型キャビティ内へ突出可能に設けられていることを特徴とする。特に上述の製造装置は、既述した中空成形体への凹部の形成に好適であり、これによりスチーム供給管の中空成形体中への挿入が容易でありスチームの供給を効率よく行うことができ本発明の表皮付き発泡成形体の製造方法に用いるのに好適である。
【実施例】
【００４９】
以下に、本発明について実施例により説明するが、本発明は本実施例に限定されるものではない。
【００５０】
尚、実施例および比較例に使用された樹脂を表１に示す。
【００５１】
【表１】
0005912544.tif 000002
【００５２】
実施例１
内径６５ｍｍの押出機に、ポリプロピレン系樹脂（日本ポリプロ株式会社製、商品名：ノバテック、グレード：ＥＣ９、メルトフローレイト(ＭＦＲ)：０．５ｇ／１０分（２３０℃、２１．１８Ｎ）を供給し、２２０℃で加熱、混練して溶融樹脂を調製した。次に、該溶融樹脂を押出機に付設され２２０℃に調整されたアキュムレータに充填した。次いで、スリット間隔２．２ｍｍを有するダイから溶融樹脂を押出して軟化状態のパリソンを、ダイ直下に配置された、表に記載の分割型平板状金型間に配置し、金型を型締めした。その後、ブロー気体導入孔から、０．５０ＭＰａの加圧空気をパリソン内に吹き込むと同時にパリソン外面と金型内表面との間を減圧して、前記金型キャビティの形状を反映した中空成形体を成形した。なお、成形用金型は金型キャビティ内に突出する突出部（突出部長さ（ａ））を備える外管（外径１０ｍｍφ、内径８．４ｍｍφの鋼管製）と該外管の内側に沿って可動に設けられたスチーム供給管（内管）が設けられた表皮付き発泡成形体製造用装置を用いた。
また、軟化状態の中空成形体を成形する際には、金型キャビティ内に突出する突出部（円管形状）にパリソンを当接させ、中空成形体の内部方向に、前記突出部の形状に対応した凹部を形成させた。なお、前記スチーム供給管、外管は、金型の平板の縦×横で形成される一方の平面に４箇所均等に配置した。従って、スチーム供給孔は、平板の縦×横で形成される一方の平面のみに形成されている。また、内管は、平板の発泡成形体の厚み方向に向かって挿入されることになる。上記中空成形体の成形は、金型温度７０℃にて行なった。なお、ブロー成形時には、外管に対して内管を、外管の先端部から２ｍｍ後退させて配置させた。
【００５３】
次いで、前記スチーム供給管における前記外管の内側に沿って挿通可能に設けられた内管（外径８．０ｍｍφ、内径６．０ｍｍφの鋼管製、周壁には複数のスリットが設けられ、先端部が凹形状である逆錐型形状であり、外管と内管には０．２ｍｍ程度の空隙を有する）を、前記外管から突出させて、中空成形体に形成された前記凹部にスチーム供給孔を穿設し、前記内管を中空成形体内に挿入した（表２の挿入長さ：（ｂ）ｍｍ）。
【００５４】
次いで、軟化状態の該中空成形体内に、見かけ密度０．０４３ｇ／ｃｍ３のポリプロピレン系樹脂発泡粒子を充填した。尚、発泡粒子を充填する際には、中空成形体に挿入された内管の周壁部に設けられたスリットより中空成形体内の圧力を調整しながら中空成形体内の気体を排気した。
【００５５】
発泡粒子充填後、中空成形体中に挿入された内管４本のうち２本の内管からスチームを吸引しながら、他の２本のスチーム管から表２に示すスチーム圧（０．３２ＭＰａ（Ｇ））のスチームを８秒間供給した。次に、前記スチームを供給していた２本のスチーム管から吸引しながら、スチームを吸引していた２本のスチーム管から０．３２ＭＰａ（Ｇ）のスチームを８秒間供給した。次に、全てのスチーム管から０．３２ＭＰａ（Ｇ）のスチームを５秒間供給して発泡粒子相互を加熱融着させると共に、中空成形体の内面と発泡粒子とを接着させた。冷却後、面圧が０．０２ＭＰａ（Ｇ）となった後金型を開き、目的の表皮付き発泡成形体を得た。得られた該発泡成形体の物性等を表２に示す。
【００５６】
実施例２
縦４００ｍｍ×横２５０ｍｍ×厚さ２５ｍｍの分割型平板状金型を用い、表２に示す条件とした以外は、実施例１と同様にして表皮付き発泡成形体を得た。得られた発泡成形体の特性を表２に示す。
【００５７】
実施例３
前記外管を外径８．０ｍｍφ、内径６．４ｍｍφとし、前記内管を外径６．０ｍｍφ、内径４．０ｍｍφとして、中空成形体の成形時の金型温度を８０℃とした以外は、実施例１と同様にして表皮付き発泡成形体を得た。得られた発泡成形体の特性を表２に示す。
【００５８】
実施例４
中空成形体形成用ダイとして、リップ間隔が４．２ｍｍであるダイを使用し、表２に示す条件とした以外は実施例１と同様にして表皮付き発泡成形体を得た。得られた発泡成形体の特性を表２に示す。
【００５９】
実施例５
前記スチーム供給管（内管）の先端部が、図６（３）に示すような円錐型形状の内管（外径８ｍｍφ、内径６．０ｍｍφ）を用い、表２に示す条件とした以外は実施例１と同様にして表皮付き発泡成形体を得た。得られた該発泡成形体の特性を表２に示す。
【００６０】
実施例６
前記スチーム供給管（内管）の先端部が、図６（４）に示すような平坦状の内管（外径８ｍｍφ、内径６．０ｍｍφ）を用い、表２に示す条件とした以外は実施例１と同様にして表皮付き発泡成形体を得た。得られた該発泡成形体の特性を表２に示す。
【００６１】
実施例７
中空成形体形成用樹脂として、ポリオレフィン系樹脂（ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー、住友化学社製、商品名：エスポレックス  グレード８２０、ＭＦＲ：０．５ｇ／１０分(２３０℃、２１．１８Ｎ)）を用い、表２に示す条件とした以外は、実施例１と同様にして表皮付き発泡成形体を得た。得られた該発泡成形体の特性を表２に示す。
【００６２】
実施例８
中空成形体形成用樹脂として、ポリエチレン系樹脂（日本ポリエチレン社製、商品名：ノバテックＨＤ  グレードＨＢ３３２Ｒ、ＭＦＲ：０．３ｇ／１０分(２３０℃、２１．１８Ｎ)）を用い、発泡粒子として見かけ密度０．０５ｇ／ｃｍ３のポリエチレン系樹脂発泡粒子を使用し、表２に示す条件とした以外は、実施例１と同様の金型を用い、実施例１と同様にして表皮付き発泡成形体を得た。得られた該発泡成形体の特性を表２に示す。
【００６３】
実施例９
突出部の突出長さを６ｍｍとした以外は実施例１に用いたと同様の金型を使用した。得られた該発泡成形体の特性を表２に示す。中空成形体に形成された凹部を穿設したスチーム供給孔付近の表面状態は若干凹凸がみられたが、発泡粒子の融着性、成形時間は全く問題がなかった。
【００６４】
比較例１
成形用金型として、金型キャビティ内に突出部を有しない、外管と内管とからなるスチーム供給管が配置された金型を使用して中空成形体を形成し（該中空成形体には本発明の実施例における突出部に対応する凹部は形成されていない）、表２に示す条件とした以外は、実施例１と同様にして表皮付き発泡成形体を得た。しかし、スチーム供給管の内管により中空成形体にスチーム供給孔を穿設する際に、十分なスチーム供給孔が形成されず、中空成形体内にスチームを効率的に良好に導入することが困難であったため、発泡粒子の融着不良が生じた。また、得られた発泡成形体のスチーム供給孔付近には表面に凹凸があり平滑でなく表面状態は悪いものであった。得られた該発泡成形体の特性を表２に示す。
【００６５】
比較例２
比較例１において発泡粒子の融着性を十分に行わせるように、スチームの供給時間を延長し、成形時間を延長した以外は、比較例１と同様にして表皮付き発泡成形体を得た。スチームの供給を延長したことにより、発泡粒子の融着性には若干の改善がみられた。しかし、比較例１と同様に得られた発泡成形体のスチーム供給孔付近には表面に凹凸があり平滑でなく表面状態は悪いものであった。得られた該発泡成形体の特性を表２に示す。
【００６６】
【表２】
0005912544.tif 000003
【００６７】
［表皮厚み］
表皮付き発泡成形体の表皮厚みは、得られた表皮付き発泡成形体を厚み方向に垂直に計３箇所切断し、該切断面から周方向に沿って等間隔に６箇所表皮部分（但し、発泡成形体の特殊な形状部分は避ける）を測定し、得られた１８箇所の厚みの算術平均値を表皮厚みとした。
【００６８】
［発泡粒子の見かけ密度］
発泡粒子の見かけ密度は、水を入れたメスシリンダー内に重量Ｗ（ｇ）の発泡粒子群を投入し発泡粒子を沈めたときの水位上昇分から読み取られる発泡粒子群の体積Ｖ（Ｌ）を測定し、該発泡粒子群の重量Ｗを該発泡粒子群の体積Ｖで除し（Ｗ／Ｖ）単位換算して求めた。
【００６９】
[成形サイクル]
中空成形体を成形する際の金型の型締めから、成形が終了し製品を取り出すまでに要する時間（秒）である。
【００７０】
［スチーム供給孔（表では「スチーム孔」）の形成状態の評価］
◎：スチーム供給孔の周囲に極薄いひだ状のシール用のひだ状部が形成されている。
○：スチーム供給孔の穿設は可能であるが、供給孔付近の表面状態に若干凹凸がみられる。
×：スチーム供給孔が穿設できない。或いは、貫通孔が穿設されているが供給孔付近に凹凸がみられ、表面状態が不良であり、内管に樹脂が付着している。
【００７１】
［発泡粒子融着性の評価］
融着性評価試験片として、得られた板状の表皮付き発泡成形体の中心部及び４隅（Ｒ部を除く）の計５箇所から、表皮を含まないようにして１００ｍｍ×１００ｍｍ×（表皮を除いた発泡成形体の厚み）を切出した。該試験片を破断し破断面における発泡粒子１００個以上について、目視で破断面の粒子の状態を観察し、発泡粒子が破壊した粒子と、発泡粒子間の界面で剥離した発泡粒子の数をそれぞれ計数し、発泡粒子が破壊した粒子と発泡粒子間の界面で剥離した発泡粒子の合計に対する破壊された発泡粒子の割合を求め、そのうち最も低い値を発泡粒子の融着率とし、以下の判断基準で評価した。
○：粒子融着率が５０％以上。
△：粒子融着率が１０％以上５０％未満。
×：粒子融着率が１０％未満。
【００７２】
［表皮と発泡粒子との融着性の評価］
表皮融着性評価試験片として、得られた板状の表皮付き発泡成形体の中心部及び４隅（Ｒ部を除く）の計５箇所から、表皮を含む１００ｍｍ×１００ｍｍのサンプルを切出した。該試験片の表皮を剥がして、破断面における発泡粒子１００個以上について、目視で破断面の粒子の状態を観察し、発泡粒子が破壊した粒子と、発泡粒子と表皮間の界面で剥離した発泡粒子の数をそれぞれ計数し、発泡粒子が破壊した粒子と発泡粒子と表皮間の界面で剥離した発泡粒子の合計に対する破壊された発泡粒子の割合を求め、そのうち最も低い値を発泡粒子と表皮の融着率とし、以下の判断基準で評価した。
○：表皮融着率が５０％以上。
△：表皮融着率が１０％以上５０％未満。
×：表皮融着率が１０％未満。
【符号の説明】
【００７３】
１    ブロー成形金型
２    金型キャビティ内表面
３    中空成形体
３０  凹部
３１、３２  凹部切断片
３３  ひだ状樹脂部分
４０  外管
４１  突出部
４２  スチーム供給管（内管）
５    スリット
５１  スチーム供給管先端部（凹状）
５２  スチーム供給管先端部（凸状）
５３  スチーム供給管先端部（平坦状）
６    圧送空気導入管
７    発泡粒子充填管
【図１】
0005912544.tif 000004
【図２】
0005912544.tif 000005
【図３】
0005912544.tif 000006
【図４】
0005912544.tif 000007
【図５】
0005912544.tif 000008
【図６】
0005912544.tif 000009
【図７】
0005912544.tif 000010