(57)【要約】【課題】軽量で且つ優れた断熱性とクッション性を有すると共に、衝撃力等の外力に対する機械的強度に優れた熱可塑性樹脂発泡成形体を提供する。【解決手段】非発泡層からなる表裏スキン層１、２間に中間スキン層３が設けられていると共に、表側スキン層１と中間スキン層３との対向面に融着している第１発泡層11、13A 間と、裏側スキン層２と中間スキン層３との対向面に融着している第２発泡層１２、13B 間とに、成形時に発泡セル壁が金型の移動方向に延伸されて形成された無数の細長い短繊維状樹脂体からなる第１コア層4Aと第２コア層4Bとをそれぞれ形成してなり、これらの第１、第２コア層4A、4Bによって軽量化と共に優れたクッション性、機械的強度を発揮すると共に空隙率を大きくして軽量化を図っている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表裏スキン層と、表裏スキン層間に形成された中間スキン層と、隣接するスキン層の対向面に形成された発泡層と、これらの発泡層間の発泡セル壁が延伸されて形成された無数の細長い短繊維状樹脂体を含んでいるコア層とを有していることを特徴とする熱可塑性樹脂発泡成形体。
【請求項２】
中間スキン層は熱可塑性樹脂発泡成形体の厚み方向の中央部に形成されてあり、この中間スキン層と表側スキン層との対向面に形成されている発泡層間のコア層を第１コア層とし、上記中間スキン層と裏側スキン層との対向面に形成されている発泡層間のコア層を第２コア層として、上記表側スキン層と上記中間スキン層とこれらのスキン層の対向面に形成している上記発泡層と第１コア層とによって熱可塑性樹脂発泡成形体の一半部を形成している一方、上記中間スキン層及び裏側スキン層の対向面に形成している発泡層と上記第２コア層と裏側スキン層とによって熱可塑性樹脂発泡成形体の他半部を形成してい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成形体。
【請求項３】
熱可塑性樹脂発泡成形体の一半部と他半部とを異色に形成していることを特徴とする請求項２に記載の熱可塑性樹脂発泡成形体。
【請求項４】
表裏スキン層と表裏スキン層間に形成された中間スキン層と、隣接するスキン層の対向面に形成された発泡層と、これらの発泡層間の発泡セル壁が延伸されて形成された無数の細長い短繊維状樹脂体を含んでいるコア層とを有する熱可塑性樹脂発泡成形体の製造方法であって、
固定金型と可動金型との間に第１キャビティを形成してこの第１キャビティ内に発泡剤を含む溶融した熱可塑性樹脂を充填することにより固定金型の内面に接する熱可塑性樹脂層により表側スキン層を、可動金型の内面に接する熱可塑性樹脂層により中間スキン層を形成したのち、可動金型を後退させることによって上記表側スキン層と中間スキン層との対向面に上記発泡層を形成すると共にこれらの発泡層間の発泡セル壁を金型の移動方向に延伸して上記無数の細長い短繊維状樹脂体を含む第１コア層を形成する熱可塑性樹脂発泡成形体の一半部成形工程と、
上記熱可塑性樹脂発泡成形体の一半部成形工程後に、上記中間スキン層と可動金型との間に第２キャビティを形成してこの第２キャビティ内に発泡剤を含む溶融した熱可塑性樹脂を充填することにより可動金型の内面に裏側スキン層を形成したのち、可動金型を後退させることによってこの裏側スキン層と上記中間スキン層との対向面に上記発泡層を形成すると共にこれらの発泡層間の発泡セル壁を金型の移動方向に延伸して上記無数の細長い短繊維状樹脂体を含む第２コア層を形成する熱可塑性樹脂発泡成形体の他半部成形工程とからなることを特徴とする熱可塑性樹脂発泡成形体の製造方法。
【請求項５】
熱可塑性樹脂発泡成形体の他半部成形工程において、第２キャビティは、熱可塑性樹脂発泡成形体の一半部成形工程で用いている可動金型を後退させることによって形成することを特徴とする請求項４に記載の熱可塑性樹脂発泡成形体の製造方法。
【請求項６】
熱可塑性樹脂発泡成形体の他半部成形工程において、第２キャビティは、熱可塑性樹脂発泡成形体の一半部成形工程で用いた可動金型を交換することによって形成することを特徴とする請求項４に記載の熱可塑性樹脂発泡成形体の製造方法。
【請求項７】
第１、第２キャビティ内への熱可塑性樹脂の充填は、射出成形機に設けている第１、第２シリンダのゲートを通じてそれぞれ行われることを特徴とする請求項４に記載の熱可塑性樹脂発泡成形体の製造方法。
【請求項８】
第１シリンダと第２シリンダとにそれぞれ異色の熱可塑性樹脂を供給することを特徴とする請求項７に記載の熱可塑性樹脂発泡成形体の製造方法。
【請求項９】
移動金型に射出成形機の一つのシリンダのゲートを設けて、この一つのゲートによって第１、第２キャビティ内に熱可塑性樹脂を充填することを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の熱可塑性樹脂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、自動車の内装材等に用いられる熱可塑性樹脂発泡成形体とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ドアトリム、ピラートリム、各種ボックスリッド、インストルメントパネル等の自動車の内装部品としては、軽量化を図るために、熱可塑性樹脂を発泡させた発泡層表面に非発泡のスキン層によって被覆された構造を有するシート状の熱可塑性樹脂発泡成形体が広く採用されているが、近年、このような軽量化と共にクッション性を有し、且つ、優れた振動吸収性、断熱性を発揮することができる樹脂発泡成形体が要望されるようになってきている。
【０００３】
このため、例えば、特許文献１に記載されているように、非発泡層からなる表裏スキン層間に、熱可塑性樹脂を発泡させた無数の霜柱状発泡セル壁を含む発泡層を設けてなる熱可塑性樹脂発泡成形体が開発されている。
【０００４】
この熱可塑性樹脂発泡成形体によれば、無数の霜柱状発泡セル壁を含む発泡層によって軽量化を図ることができると共に良好な吸音性、断熱性を奏することができるが、クッション性については、スキン層の表面にこの熱可塑性樹脂発泡成形体の厚み方向に外力が作用すると、霜柱状発泡セル壁が長さ方向に圧縮しながらその外力を吸収しようとしても、隣接する霜柱状発泡セル壁同士が互いに突っ張り合って外力に対して抵抗し、厚み方向に対して直交する方向に弾性的に湾曲しながら外力を吸収する作用を互いに阻止して良好なクッション性を発揮することができない。
【０００５】
このような問題点をなくするために、本願発明者等は、特許文献２に記載しているように、表裏スキン層の対向内面に表裏発泡層が形成されていると共にこれらの表裏発泡層間に、成形時に表裏発泡層間の熱可塑性樹脂を含む発泡セル壁が金型の移動方向に糸引き状に延伸されて長さ方向の両端が上記対向する発泡層に連なった無数の細長い短繊維状樹脂体からなるコア層を形成している熱可塑性樹脂発泡成形体を開発した。
【０００６】
この熱可塑性樹脂発泡成形体によれば、厚み方向に圧縮力や衝撃力等の外力が作用した場合には、コア層を形成している上記無数の短繊維状樹脂体が、表裏発泡層を支点としてその長さ方向に対して直交する方向に弾性的に円弧状に屈曲しながら上記外力を吸収することができ、その上、隣接する短繊維状樹脂体間には空隙が存在しているから、隣接する短繊維状樹脂体同士が互いに突っ張り合うようなことなく空隙に向かって弾性的に屈曲して優れたクッション性及び緩衝性を発揮することができると共に変形後においても良好な弾性復元力を発揮することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−１０６０２１号公報
【特許文献２】特開２０１２−４０８６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記熱可塑性樹脂発泡成形体の発泡倍率が３倍を越えると、糸引き状に延伸された発泡セル壁が極めて長く且つ薄くなり、コア層を形成しているこれらの無数の延伸発泡セル壁からなる短繊維状樹脂体が細くなって、この熱可塑性樹脂成形体の厚み方向に圧縮力や衝撃力等の外力が作用すると短繊維状樹脂体が容易に座屈して機械的強度が著しく低下するといった問題点がある。
【０００９】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、軽量で且つ、高い断熱性能を有していると共に優れたクッション性と良好な屈曲性、柔軟性を有するのは勿論、発泡倍率が大きいにもかかわらず、厚み方向の圧縮力や衝撃力等の外力に対する機械的強度に優れている熱可塑性樹脂発泡成形体と、この熱可塑性樹脂発泡成形体を能率よく製造することができる製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の熱可塑性樹脂発泡成形体は、請求項１に記載したように、表裏スキン層と、表裏スキン層間に形成された中間スキン層と、隣接するスキン層の対向面に形成された発泡層と、これらの発泡層間の発泡セル壁が延伸されて形成された無数の細長い短繊維状樹脂体を含んでいるコア層とを有していることを特徴とする。
【００１１】
このように構成した熱可塑性樹脂発泡成形体において、請求項２に係る発明は、上記中間スキン層は熱可塑性樹脂発泡成形体の厚み方向の中央部に形成されてあり、この中間スキン層と表側スキン層との対向面に形成されている発泡層間のコア層を第１コア層とし、上記中間スキン層と裏側スキン層との対向面に形成されている発泡層間のコア層を第２コア層として、上記表側スキン層と中間スキン層とこれらのスキン層の対向面に形成している上記発泡層と第１コア層とによって熱可塑性樹脂発泡成形体の一半部を形成している一方、上記中間スキン層及び裏側スキン層の対向面に形成している発泡層と上記第２コア層と裏側スキン層とによって熱可塑性樹脂発泡成形体の他半部を形成していることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項３に係る発明は、上記熱可塑性樹脂発泡成形体の一半部と他半部とを異色に形成していることを特徴とする。
【００１３】
請求項４に係る発明は、表裏スキン層と表裏スキン層間に形成された中間スキン層と、隣接するスキン層の対向面に形成された発泡層と、これらの発泡層間の発泡セル壁が延伸されて形成された無数の細長い短繊維状樹脂体を含んでいるコア層とを有する熱可塑性樹脂発泡成形体の製造方法であって、固定金型と可動金型との間に第１キャビティを形成してこの第１キャビティ内に発泡剤を含む溶融した熱可塑性樹脂を充填することにより固定金型の内面に接する熱可塑性樹脂層により表側スキン層を、可動金型の内面に接する熱可塑性樹脂層により中間スキン層を形成したのち、可動金型を後退させることによって上記表側スキン層と中間スキン層との対向面に上記発泡層を形成すると共にこれらの発泡層間の発泡セル壁を金型の移動方向に延伸して上記無数の細長い短繊維状樹脂体を含んでいる第１コア層を形成する熱可塑性樹脂発泡成形体の一半部成形工程と、この熱可塑性樹脂発泡成形体の一半部成形工程後に、上記中間スキン層と可動金型との間に第２キャビティを形成してこの第２キャビティ内に発泡剤を含む溶融した熱可塑性樹脂を充填することにより可動金型の内面に裏側スキン層を形成したのち、移動金型を後退させることによってこの裏側スキン層と上記中間スキン層との対向面に上記発泡層を形成すると共にこれらの発泡層間の発泡セル壁を金型の移動方向に延伸して上記無数の細長い短繊維状樹脂体を含んでいる第２コア層を形成する熱可塑性樹脂発泡成形体の他半部成形工程とからなることを特徴とする。
【００１４】
請求項５に係る発明は、上記請求項４に係る発明における熱可塑性樹脂発泡成形体の他半部成形工程において、第２キャビティは、熱可塑性樹脂発泡成形体の一半部成形工程で用いている可動金型を後退させることによって形成することを特徴とする。
【００１５】
一方、請求項６に係る発明は、上記請求項４に記載の発明における熱可塑性樹脂発泡成形体の他半部成形工程において、第２キャビティは、熱可塑性樹脂発泡成形体の一半部成形工程で用いた可動金型を交換することによって形成することを特徴とする。
【００１６】
また、請求項７に係る発明は、上記第１、第２キャビティ内への熱可塑性樹脂の充填は、射出成形機に設けている第１、第２シリンダのゲートを通じてそれぞれ行われることを特徴とし、この請求項７に記載の発明において、請求項８に係る発明は、上記第１シリンダと第２シリンダとにそれぞれ異色の熱可塑性樹脂を供給することを特徴とする。
【００１７】
また、請求項９に係る発明は、上記移動金型に射出成形機の一つのシリンダのゲートを設けて、このゲートを通じて第１、第２キャビティ内に熱可塑性樹脂を充填することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１に係る発明によれば、熱可塑性樹脂発泡成形体は表裏スキン層と中間スキン層及び隣接するスキン層の対向面に形成された発泡層と、発泡層間に形成されたコア層とを有し、このコア層は発泡セル壁が延伸されて形成された無数の細長い短繊維状樹脂体を含んでいるので、これらの短繊維状樹脂体間に形成されている無数の空隙によって軽量化を図ることができると共に、高い断熱性能と優れたクッション性、柔軟性を発揮することができるのは勿論、表裏スキン層間の１乃至２、３個所に中間スキン層を設けることにより、熱可塑性樹脂発泡成形体の厚み方向に少なくとも２つのコア層を設けた成形体を構成することができるから、発泡倍率の大きい熱可塑性樹脂発泡成形体であってもコア層を形成している短繊維状樹脂体の長さが短くなって、熱可塑性樹脂発泡成形体の厚み方向に圧縮力や衝撃力等の外力が作用した際に短繊維状樹脂体が座屈することなく、弾性的に円弧状に屈曲しながら上記外力を吸収することができ、自動車の内装材や外装材等として機械的強度の大きい熱可塑性樹脂発泡成形体を提供することができる。
【００１９】
さらに、表面側のスキン層に局部的な圧縮力や衝撃力等の外力が作用した場合には、表側スキン層と中間スキン層間に設けているコア層を介して中間スキン層の全面に亘ってその局部的な外力を分散させることができ、裏面側のコア層全体に上記圧縮力や衝撃力等を受止させることができ、優れた強度を奏することができる。
【００２０】
請求項２に係る発明は、上記請求項１に記載の熱可塑性樹脂発泡成形体において、中間スキン層を熱可塑性樹脂発泡成形体の厚み方向の中央部の一カ所に形成してなる構造を有する成形体であり、上記請求項１に記載の熱可塑性樹脂発泡成形体と同様な作用効果、即ち、第１、第２コア層を形成している無数の短繊維状樹脂体間の空隙によって軽量化を図ることができると共に、高い断熱性能と優れたクッション性、柔軟性を発揮することができるのは勿論、発泡倍率の大きい熱可塑性樹脂発泡成形体であっても、第１、第２コア層を形成している短繊維状樹脂体の長さが短くなって、熱可塑性樹脂発泡成形体の厚み方向に圧縮力や衝撃力等の外力が作用した際には短繊維状樹脂体が座屈することなく、弾性的に円弧状に屈曲しながら上記外力を吸収することができるといった作用効果を奏することができる。
【００２１】
さらに、請求項３に係る発明によれば、上記請求項２に記載の熱可塑性樹脂発泡成形体において、この熱可塑性樹脂発泡成形体の一半部と他半部とを異色に形成しているので、意匠的にも優れた外観を呈するばかりでなく、この熱可塑性樹脂発泡成形体によって外部の露出面の色彩が異なる内装材や外装材を得ることができる。
【００２２】
また、上記熱可塑性樹脂発泡成形体の製造方法によれば、請求項４に記載したように、固定金型と可動金型との間に第１キャビティを形成してこの第１キャビティ内に発泡剤を含む溶融した熱可塑性樹脂を充填することにより固定金型の内面に接する熱可塑性樹脂層により表側スキン層を、可動金型の内面に接する熱可塑性樹脂層により中間スキン層を形成したのち、可動金型を後退させることによって上記表側スキン層と中間スキン層との対向面に上記発泡層を形成すると共にこれらの発泡層間の発泡セル壁を金型の移動方向に延伸して上記無数の細長い短繊維状樹脂体を含んでいる第１コア層を形成する熱可塑性樹脂発泡成形体の一半部成形工程と、上記中間スキン層と可動金型との間に第２キャビティを形成してこの第２キャビティ内に発泡剤を含む溶融した熱可塑性樹脂を充填することにより可動金型の内面に接する熱可塑性樹脂層により裏側スキン層を形成したのち、移動金型を後退させることによってこの裏側スキン層と上記中間スキン層との対向面に上記発泡層を形成すると共にこれらの発泡層間の発泡セル壁を金型の移動方向に延伸して上記無数の細長い短繊維状樹脂体を含んでいる第２コア層を形成する熱可塑性樹脂発泡成形体の他半部成形工程とからなるので、内部に中間スキン層を介して無数の細長い短繊維状樹脂体を含んでいる第１コア層と第２コア層とを厚み方向に積層状態に設けてなる熱可塑性樹脂発泡成形体を製造することができ、表裏スキン層に一層のみのコア層を設けている熱可塑性樹脂発泡成形体に比べて同じ発泡倍率であってもコア層を形成している短繊維状樹脂体の長さを短くすることができ、圧縮力や衝撃力等の外力が作用しても座屈が生じ難くなって発泡倍率が３倍以上であって、機械的強度の大きい熱可塑性樹脂発泡成形体を得ることができる。
【００２３】
さらに、上記第１、第２コア層の形成は、可動金型を後退させて発泡セル壁を金型の移動方向に延伸することによって行われるので、発泡セル壁を千切れることなく糸引き状に連続的に引き延ばしながら発泡セルを破壊させて成形体の厚み方向に長い無数の短繊維状樹脂体を含んでいるコア層を形成することができると共に発泡セルの破壊によって隣接する短繊維状樹脂体間に空隙が形成され、軽量で断熱機能を奏し、且つ、クッシン性、柔軟性、屈曲性に富んだ熱可塑性樹脂発泡成形体を能率よく製造することができる。
【００２４】
上記熱可塑性樹脂発泡成形体の製造方法において、熱可塑性樹脂発泡成形体の他半部の成形は、一半部の成形後に、請求項５に記載したように一半部成形工程で用いた可動金型をさらに後退させて他半部を成形するための第２キャビティを形成してもよく、請求項６に記載したように、熱可塑性樹脂発泡成形体の一半部成形工程で用いた可動金型を別な可動金型に交換することによって第２キャビティを形成してもよい。
【００２５】
請求項７に係る発明によれば、上記第１、第２キャビティ内への熱可塑性樹脂の充填は射出成形機に設けている第１、第２シリンダのゲートを通じてそれぞれ行われるので、一半部と他半部とを、請求項８に記載したように、表層と裏層とが互いに異なった色彩を有する熱可塑性樹脂発泡成形体に形成したり、表層と裏層との物性が異なって熱可塑性樹脂発泡成形体を製造することができる。
【００２６】
一方、請求項９に係る発明は、上記移動金型に射出成形機の一つのシリンダのゲートを設けて、このゲートを通じて第１、第２キャビティ内に熱可塑性樹脂を充填するので、熱可塑性樹脂発泡成形体を安価に能率よく製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の熱可塑性樹脂発泡成形体の一部の簡略拡大縦断側面図。
【図２】第１キャビティ内に溶融した熱可塑性樹脂を充填した状態の成形装置の縦断側面図。
【図３】そのキャビティ内の一部拡大縦断面図。
【図４】可動金型を僅かに後退させて熱可塑性樹脂を発泡させた状態の成形装置の縦断側面図。
【図５】そのキャビティ内の一部拡大縦断面図。
【図６】可動金型を緩速度で後退させて第１コア層を成形した状態の成形装置の縦断側面図。
【図７】そのキャビティ内の一部拡大縦断面図。
【図８】可動金型をさらに後退させて第２キャビティを形成したのち、この第２キャビティ内に溶融した熱可塑性樹脂を充填した状態の成形装置の縦断側面図。
【図９】そのキャビティ内の一部拡大縦断面図。
【図１０】この状態から可動金型を僅かに後退させて熱可塑性樹脂を発泡させた状態の成形装置の縦断側面図。
【図１１】そのキャビティ内の一部拡大縦断面図。
【図１２】可動金型をさらに緩速度で後退させて第２コア層を成形した状態の成形装置の縦断側面図。
【図１３】そのキャビティ内の一部拡大縦断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明の具体的な実施の形態を図面に基づいて説明すると、図１において、熱可塑性樹脂発泡成形体は、非発泡層からなる表裏スキン層１、２と、これらの表裏スキン層１、２間の中央部に形成されている非発泡層からなる中間スキン層３と、表側スキン層１と中間スキン層３との対向面にこれらのスキン層１、３に一体に融着した状態でそれぞれ形成されている多数の発泡セルを含んでいる第１発泡層11、13A と、裏側スキン層２と中間スキン層３との対向面にこれらのスキン層２、３に一体に融着した状態でそれぞれ形成されている多数の発泡セルを含んでいる第２発泡層12、13B と、上記表側スキン層１と中間スキン層３との対向面に融着している上記発泡層11、13A 間に形成された第１コア層4Aと、上記裏側スキン層２と中間スキン層３との対向面に融着している上記発泡層12、13B 間に形成された第２コア層4Bとから構成されている。
【００２９】
そして，上記表側スキン層１と中間スキン層３とこれらのスキン層１、３の対向面間に形成している上記発泡層11、13A と第１コア層4Aとによって熱可塑性樹脂発泡成形体の一半部を形成している一方、上記中間スキン層３及び裏側スキン層２の対向面間に形成している発泡層12、13B と上記第２コア層4B及び裏側スキン層２とによって熱可塑性樹脂発泡成形体の他半部を形成している。
【００３０】
上記第１、第２コア層4A、4Bは、発泡成形時において発泡セル壁が延伸されることによって形成され、その長さ方向の両端が対向する発泡層に連続させている無数の細長い短繊維状樹脂体4a、4bを含み、上記発泡層11、13A、13B の厚みの数倍以上の厚みを有していると共に、隣接する短繊維状樹脂体間には細かい空隙4c、4c’ が形成されている。短繊維状樹脂体4a、4bは、例えば、金型の移動方向に発泡セルを延伸することによって形成することができる。
【００３１】
この熱可塑性樹脂発泡成形体の一半部及び他半部の各発泡倍率は、好ましくは２〜１０倍、より好ましくは３〜７倍である。このように発泡倍率が大きいにもかかわらず、熱可塑性樹脂発泡成形体の厚み方向に無数の細長い短繊維状樹脂体4a、4bを含む第１コア層4Aと第２コア層4Bとを重ね合わせ状態に設けているので、これらのコア層を形成している短繊維状樹脂体4a、4bの長さが一層のみのコア層を有する熱可塑性樹脂発泡成形体に比べて当然のことながら短く且つ太くなっており、従って、圧縮力や衝撃力等の外力が作用しても座屈が生じ難くて機械的強度が増大するばかりでなく、優れたクッション性、緩衝性を発揮することができ、さらに、短繊維状樹脂体間に存在する無数の細かい空隙4c、4c’ の存在によって軽量化を図ることができるばかりでなく、弾性的な湾曲性に富んだ熱可塑性樹脂発泡成形体を提供することができる。
【００３２】
なお、本発明において、熱可塑性樹脂発泡体Ａの一半部の発泡倍率とは、発泡後の熱可塑性樹脂発泡体の一半部の厚さを、後述する一半部成形工程において熱可塑性樹脂を充填する前の射出成形機の第１キャビティ23の初期厚さで除した値を意味する。また、熱可塑性樹脂発泡体Ａの他半部の発泡倍率とは、発泡後の熱可塑性樹脂発泡体の他半部の厚さを、後述する他半部成形工程において熱可塑性樹脂を充填する前の射出成形機の第２キャビティ26の初期厚さで除した値を意味する。
【００３３】
次に、上記熱可塑性樹脂発泡体の製造方法を図２〜図13に基づいて説明すると、まず、図２、図３に示すように、射出成形機の固定金型21と可動金型22とを型締めすることによって熱可塑性樹脂発泡成形体の一半部を形成するための所定の厚みの第１キャビティ23を形成したのち、この第１キャビティ23内に、固定金型21側に設けているゲート24を通じて射出ユニットの第１シリンダ25から発泡剤を含む溶融した熱可塑性樹脂40を充填し、固定金型21と可動金型22の面に接する熱可塑性樹脂をこれらの面で冷却して非発泡のスキン層１、３を形成する。この際、固定金型21の面に接して形成されたスキン層は、熱可塑性樹脂発泡成形体の表側スキン層１となり、可動金型22の面に接して形成されたスキン層は熱可塑性樹脂発泡成形体の内部に形成される中間スキン層３となる。
【００３４】
第１キャビティ23内に対する熱可塑性樹脂40の充填完了後、直ちに或いは極く短い時間間隔を存して可動金型22を僅かに後退させることにより、第１キャビティ23の容積を増大させて第１キャビティ23内を減圧し、図４、図５に示すように溶融した熱可塑性樹脂40を発泡させる。この際、熱可塑性樹脂に多量の発泡剤を配合しておくことによって無数の発泡セル41が形成される。
【００３５】
上記熱可塑性樹脂の発泡は、可動金型22がわずかに後退させる間に行われ、この発泡工程に引き続いて、上記無数の発泡セル41を含んでいる熱可塑性樹脂40が充分な粘性を有する間に可動金型22を上記発泡時の後退距離の数倍以上の距離まで後退させる。この時、表側スキン層1と中間スキン層3に接している上記熱可塑性樹脂の発泡により薄い第１発泡層11、13A が初めに形成され、引き続いて可動金型22が後退することにより、この第１発泡層11、13A 間の熱可塑性樹脂40からなる発泡セル41のセル壁が第１発泡層11、13A の対向面を支点として千切れることなく可動金型22の後退方向に糸引き状に延伸されると共に熱可塑性樹脂40に含まれている発泡剤の発泡力によって発泡セル41が大きく成長し、その膨脹圧と共に上記可動金型22の後退による延伸力によって発泡セル41が破壊されながら熱可塑性樹脂からなる発泡セル壁が細長く延伸されて長さ方向の両端が上記第１発泡層11、13A の対向面に連なった無数の短繊維状樹脂体4aが形成されると共に隣接する短繊維状樹脂体4a、4a間に発泡セル41の破壊によって空隙4cが形成され、この無数の短繊維状樹脂体4a群によって第１コア層4Aが形成される（図６、図７参照）。
【００３６】
このようにして熱可塑性樹脂発泡成形体の一半部が形成され、この一半部成形工程に引き続いて他半部成形工程に移る。
【００３７】
まず、上記可動金型22をさらに後退させて図８、図９に示すように、上記熱可塑性樹脂発泡成形体の一半部の中間スキン層３と可動金型22との対向面間に上記第１キャビティ23と同等の大きさ（厚み）を有する第２キャビティ26を形成したのち、この第２キャビティ26内に、可動金型22側に設けているゲート27を通じて射出ユニットの第２シリンダ28から発泡剤を含む溶融した熱可塑性樹脂40' を充填し、可動金型22の面に接する熱可塑性樹脂を該面で冷却して非発泡の裏側スキン層２を形成する。
【００３８】
第２キャビティ26内に対する熱可塑性樹脂40' の充填完了後、上記熱可塑性樹脂発泡成形体の一半部成形時と同様に、直ちに或いは極く短い時間間隔を存して可動金型22を僅かに後退させることにより、第２キャビティ26の容積を増大させて第２キャビティ26内を減圧し、図10、図11に示すように溶融した熱可塑性樹脂40' を発泡させる。この際、熱可塑性樹脂に適量の発泡剤を配合しておくことによって無数の発泡セル41' が形成される。
【００３９】
この熱可塑性樹脂の発泡は、可動金型22が僅かに後退させる間に行われ、この発泡工程に引き続いて、上記無数の発泡セル41’を含んでいる熱可塑性樹脂40’が充分な粘性を有する間に可動金型22を上記発泡時の後退距離の数倍以上の距離まで後退させる。この時、裏側スキン層2と中間スキン層3に接している上記熱可塑性樹脂の発泡により薄い第２発泡層12、13B が初めに形成され、引き続いて可動金型22が後退することにより、この第２発泡層12、13B 間の熱可塑性樹脂40' からなる発泡セル41’のセル壁が第２発泡層12、13B の対向面を支点として千切れることなく可動金型22の後退方向に糸引き状に延伸されると共に熱可塑性樹脂40' に含まれている発泡剤の発泡力によって発泡セル41' が大きく成長し、その膨脹圧と共に上記可動金型22の後退による延伸力によって発泡セル41' が破壊されながら熱可塑性樹脂からなる発泡セル壁が細長く延伸されて長さ方向の両端が上記第２発泡層12、13B の対向面に連なった無数の短繊維状樹脂体4bが形成されると共に隣接する短繊維状樹脂体4b、4b間に発泡セル41' の破壊によって空隙4c' が形成され、この無数の短繊維状樹脂体4b群によって第２コア層4Bが形成される（図12、図13参照）。
【００４０】
このように、熱可塑性樹脂発泡成形体の一半部成形工程と他半部成形工程とを順次行うことによって表裏スキン層１、２間に中間スキン層３と第１発泡層11、13A 、第２発泡層12、13B 及び、第１、第２コア層4A、4Bを有する熱可塑性樹脂発泡成形体を製造することができる。
【００４１】
この製造方法において、上記熱可塑性樹脂発泡成形体の一半部成形時に射出ユニットの第１シリンダ25から第１キャビティ23内に充填する熱可塑性樹脂と、熱可塑性樹脂発泡成形体の他半部成形時に射出ユニットの第２シリンダ28から第２キャビティ26内に充填する熱可塑性樹脂とを異なる色に着色しておくことによって、一半部と他半部とが異色の熱可塑性樹脂発泡成形体を製造することができる。
【００４２】
なお、上記製造方法においては、熱可塑性樹脂発泡成形体の一半部成形工程から他半部成形工程を移る際に、可動金型22を後退させることによって第２キャビティ26を形成しているが、可動金型を別な可動金型に交換してこの可動金型と固定金型21側に設けている既に成形された熱可塑性樹脂発泡成形体の一半部における中間スキン層３との間に第２キャビティを形成してもよい。
【００４３】
また、熱可塑性樹脂発泡成形体の一半部成形工程時には、固定金型21側に設けている第１シリンダ25から第１キャビティ23内に熱可塑性樹脂を充填し、熱可塑性樹脂発泡成形体の他半部成形工程時には、可動金型22側に設けている第２シリンダ28から第２キャビティ26内に熱可塑性樹脂を充填しているが、可動金型22側に一つのシリンダとゲートを設けておき、このゲートを通じて第１、第２キャビティ内に上記一つのシリンダから熱可塑性樹脂発泡成形体を充填するように構成しておいてもよい。
【００４４】
さらに、上記実施の形態においては、一半部成形工程と他半部成形工程との２工程によって熱可塑性樹脂発泡成形体を製造する方法を説明したが、上記一半部成形工程と同じ工程によって熱可塑性樹脂発泡成形体の一部を形成したのち、引き続いて、可動金型を一定寸法ずつ、順次後退させるか、或いは、可動金型を取り替えることによって上記他半部成形工程と同じ工程を数回行うことにより、表裏スキン層と、表裏スキン層間に形成された２以上の数個の中間スキン層と、隣接するスキン層の対向面に形成された発泡層と、これらの発泡層間の発泡セル壁が金型の移動方向に延伸されて形成された無数の細長い短繊維状樹脂体を含んでいるコア層とを有する熱可塑性樹脂発泡成形体を製造することもできる。
【００４５】
熱可塑性樹脂発泡成形体を形成する熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポエアセタール系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、アイオノマー系樹脂、アクリロニトリル／ブタジエン／スチレン（ＡＢＳ）樹脂、及び熱可塑性エラストマーなどが挙げられる。なかでも、ポリプロピレン系樹脂を使用するのが好ましい。ポリプロピレン系樹脂は、可動金型の後退による延伸時において、千切れることなく糸引き状に延伸させることができ、製造工程に大幅な変更を行うことなく簡易な方法により熱可塑性樹脂発泡成形体を製造することができる。
【００４６】
発泡剤としては、不活性ガスなどの物理発泡剤の他、加熱により分解又は反応してガスを発生する化学発泡剤を用いることができる。可動金型の後退時に発生するガス圧を調整し易いことから化学発泡剤を用いるのが好ましい。化学発泡剤としては、ニトロソ化合物、アゾ化合物、スルホニルヒドラジド化合物、アジド化合物などの有機系化学発泡剤や、炭酸水素ナトリウム、重炭酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、重炭酸アンモニウム、炭酸アンモニウム、亜硝酸アンモニウム、クエン酸などの無機系化学発泡剤などが挙げられる。
【００４７】
発泡剤は、熱可塑性樹脂１００重量部に対して、好ましくは０．５〜１０重量部、より好ましくは１〜７重量部を配合する。このような量の発泡剤を配合しておくことによって、可動金型の後退による延伸時には、発泡セルを膨張させて破壊し、その膨張圧により熱可塑性樹脂からなる発泡セル壁を細長く延伸させて千切れさせることなく短繊維状樹脂体を形成することが可能となると共に、この短繊維状樹脂体間に高い空隙率で空隙を形成することができる。
【００４８】
発泡剤を含む溶融した熱可塑性樹脂は好ましくは１７０〜２７０℃、より好ましくは１８０〜２６０℃の温度として上記キャビティ23、26内に充填する。この時、射出圧力は好ましくは５０〜２００ＭＰａ、より好ましくは８０〜１７０ＭＰａとする。
【００４９】
固定金型21及び可動金型22の温度は、好ましくは１５〜１００℃、より好ましくは１５〜８０℃であり、この範囲内であれば固定金型21と可動金型22との温度は異なっていてもよい。
【００５０】
一半部成形工程では、初めに、第１キャビティ23内に対する熱可塑性樹脂の充填後に、可動金型22を後退させることによって、第１キャビティ23内を減圧し、熱可塑性樹脂を発泡させて発泡層を形成すると共に、これらの発泡層間の発泡セル壁を延伸して極めて細い短繊維状樹脂体4aが発泡層間で空隙4cを介して無数に林立しているコア層4Aを形成する。この時の可動金型22の移動速度は、１〜５０ｍｍ／秒が好ましく、２〜３０ｍｍ／秒がより好ましく、１〜１０ｍｍ／秒が特に好ましく、１〜５ｍｍ／秒が最も好ましい。
【００５１】
他半部成形工程では、初めに、第２キャビティ26内に対する熱可塑性樹脂の充填後に、可動金型22を後退させることによって、第２キャビティ26内を減圧し、熱可塑性樹脂を発泡させて発泡層を形成すると共に、これらの発泡層間の発泡セル壁を延伸して、極めて細い短繊維状樹脂体4bが発泡層間で空隙4c’ を介して無数に林立したコア層4Bを形成することができる。この時の可動金型22の移動速度は、１〜５０ｍｍ／秒が好ましく、２〜３０ｍｍ／秒がより好ましく、１〜１０ｍｍ／秒が特に好ましく、１〜５ｍｍ／秒が最も好ましい。
【００５２】
上記製造方法によって得られた熱可塑性樹脂発泡成形体は、厚さが数ミリ程度のシート状乃至はボックス形状を有し、様々な用途に用いることができる。用途としては、例えばドアトリム、ピラートリム、各種ボックスリッド、インストルメントパネル、及びサンバイザーなどの自動車内装部品、タイヤハウス、アンダーカバー、サイドプロテクトモール、バンパー、ソフトフェイシア、マッドガードなどの外装部品、自動二輪車用シート、家具、建築材、家電製品、及び電子機器類等の様々な製品における部品、さらには輸送用容器や緩衝材などが挙げられる。なかでも、本発明の熱可塑性樹脂発泡成形体は軽量性、緩衝性、及び断熱性等に優れていることから、自動車内装部品として用いられることが好ましい。
【実施例】
【００５３】
以下に、本発明の熱可塑性樹脂発泡成形体製造方法の具体的な実施例を説明するが、本発明はこれに限定されることはない。
【００５４】
（実施例１）
金型温度が３０℃の固定金型21と可動金型22間に型締めによって隙間（初期厚さ）が０．８ｍｍの第１キャビティ23を形成したのち、この第１キャビティ23内に樹脂温度が２２０℃の発泡剤（炭酸水素ナトリウム含有、製品名「ＳＭ３２７４」  三協化成株式会社製）を含む熱可塑性樹脂（ポリプロピレン系樹脂、製品名「プライムポリプロ（登録商標）Ｊ８３０ＨＶ」  株式会社プライムポリマー製）を第１シリンダ25から射出（射出時間１．０秒）した。射出充填完了後から０．３秒間、金型面に接する熱可塑性樹脂の冷却によって表側スキン層１と中間スキン層３を形成した。その後、可動金型22を３ｍｍ／秒の後退速度で１．７ｍｍ後退させた。この後退初期では熱可塑性樹脂を発泡させた後、後退後期において、表側スキン層１と中間スキン層３との対向面に第１発泡層11、13A を形成し、続いて第１発泡層11、13A 間の熱可塑性樹脂からなる発泡セル壁を短繊維状に延伸することにより、短繊維状樹脂体4a及び空隙4cを含んでいる第１コア層4Aを形成した。これにより、熱可塑性樹脂発泡成形体の一半部（厚み２．５ｍｍ）を成形した。そして、熱可塑性樹脂発泡成形体の一半部を２０秒間冷却した。
【００５５】
次いで、可動金型22を後退させることによって上記熱可塑性樹脂発泡成形体の一半部における中間スキン層３とこの可動金型22との対向面間に隙間（初期厚さ）が０．９ｍｍの第２キャビティ26を形成したのち、この第２キャビティ26内に樹脂温度が２２０℃の発泡剤（炭酸水素ナトリウム含有、製品名「ＳＭ３２７４」  三協化成株式会社製）を含む熱可塑性樹脂（ポリプロピレン系樹脂、製品名「プライムポリプロ（登録商標）Ｊ８３０ＨＶ」  株式会社プライムポリマー製）を第２シリンダ28から射出（射出時間１．０秒）した。射出充填完了後から０．３秒間、可動金型22の面に接する熱可塑性樹脂の冷却によって裏側スキン層２を形成した。その後、可動金型22を５ｍｍ／秒の後退速度で１．８ｍｍ後退させた。この後退初期では熱可塑性樹脂を発泡させた後、後退後期において、裏側スキン層２と中間スキン層３との対向面に第２発泡層12、13B を形成し、続いて、第２発泡層12、13B 間の熱可塑性樹脂からなる発泡セル壁を短繊維状に延伸することにより、短繊維状樹脂体4b及び空隙4c’ を含んでいる第２コア層4Bを形成した。これにより、熱可塑性樹脂発泡成形体の他半部（厚み２．７ｍｍ）を成形した。そして、熱可塑性樹脂発泡成形体を３０秒間冷却した。冷却後、金型を開いて一半部と他半部とが一体化してなる熱可塑性樹脂発泡成形体（厚み５．２ｍｍ、発泡倍率３．１倍）を取り出した。
【００５６】
（比較例１）
金型温度が３０℃の固定金型21と可動金型22間に型締めによって隙間（初期厚さ）が１．７ｍｍの第１キャビティ23を形成したのち、この第１キャビティ23内に樹脂温度が２２０℃の発泡剤（炭酸水素ナトリウム含有、製品名「ＳＭ３２７４」  三協化成株式会社製）を含む熱可塑性樹脂（ポリプロピレン系樹脂、製品名「プライムポリプロ（登録商標）Ｊ８３０ＨＶ」  株式会社プライムポリマー製）を第１シリンダ25から射出（射出時間１．３秒）した。射出充填完了後から０．５秒間、金型面に接する熱可塑性樹脂の冷却によって表側スキン層１と中間スキン層３を形成した。その後、可動金型22を３ｍｍ／秒の後退速度で３．５ｍｍ後退させた。この後退初期では熱可塑性樹脂を発泡させた後、後退後期において、表側スキン層１と中間スキン層３との対向面に第１発泡層11、13A を形成し、続いて第１発泡層11、13A 間の発泡セル壁を短繊維状に延伸することにより、短繊維状樹脂体4a及び空隙4cを含んでいる第１コア層4Aを形成した。これにより、熱可塑性樹脂発泡成形体の一半部のみを成形した。そして、熱可塑性樹脂発泡成形体の一半部を２０秒間冷却することによって、一半部のみからなる熱可塑性樹脂発泡成形体（厚み５．２ｍｍ、発泡倍率３．１倍）を成形した。
【００５７】
（実施例２）
金型温度が４０℃の固定金型21と可動金型22間に型締めによって隙間（初期厚さ）が０．８ｍｍの第１キャビティ23を形成したのち、この第１キャビティ23内に樹脂温度が２２０℃の発泡剤（炭酸水素ナトリウム含有、製品名「ＳＭ３２７４」  三協化成株式会社製）を含む熱可塑性樹脂（ポリプロピレン系樹脂、製品名「ＹＳ５５９Ｎ」  サンアロマー株式会社製）を第１シリンダ25から射出（射出時間１．０秒）した。射出充填完了後から０．５秒間、金型面に接する熱可塑性樹脂の冷却によって表側スキン層１と中間スキン層３を形成した。その後、可動金型22を４ｍｍ／秒の後退速度で１．６ｍｍ後退させた。この後退初期では熱可塑性樹脂を発泡させた後、後退後期において、表側スキン層１と中間スキン層３との対向面に第１発泡層11、13A を形成し、続いて第１発泡層11、13A 間の熱可塑性樹脂からなる発泡セル壁を短繊維状に延伸することにより、短繊維状樹脂体4a及び空隙4cを含んでいる第１コア層4Aを形成した。これにより、熱可塑性樹脂発泡成形体の一半部（厚み２．４ｍｍ）を成形した。そして、熱可塑性樹脂発泡成形体の一半部を２０秒間冷却した。
【００５８】
次いで、可動金型22を後退させることによって上記熱可塑性樹脂発泡成形体の一半部における中間スキン層３とこの可動金型22との対向面間に隙間（初期厚さ）が０．９ｍｍの第２キャビティ26を形成したのち、この第２キャビティ26内に樹脂温度が１９０℃の発泡剤（炭酸水素ナトリウム含有、製品名「ＳＭ３２７４」  三協化成株式会社製）を含む熱可塑性エラストマー（製品名「ミラストマー６０３０Ｂ」  三井化学株式会社製）を第２シリンダ28から射出（射出時間１．０秒）した。射出充填完了後から０．５秒間、可動金型22の面に接する熱可塑性エラストマーの冷却によって裏側スキン層２を形成した。その後、可動金型22を５ｍｍ／秒の後退速度で１．８ｍｍ後退させた。この後退初期では熱可塑性エラストマーを発泡させた後、後退後期において、裏側スキン層２と中間スキン層３との対向面に第２発泡層12、13B を形成し、続いて、第２発泡層12、13B 間の熱可塑性エラストマーからなる発泡セル壁を短繊維状に延伸することにより、短繊維状樹脂体4b及び空隙4c’ を含んでいる第２コア層4Bを形成した。これにより、熱可塑性樹脂発泡成形体の他半部（厚み２．７ｍｍ）を成形した。そして、熱可塑性樹脂発泡成形体を３０秒間冷却した。冷却後、金型を開いて一半部と他半部とが一体化してなる熱可塑性樹脂発泡成形体（厚み５．１ｍｍ、発泡倍率３．０倍）を取り出した。
【００５９】
（比較例２）
金型温度が４０℃の固定金型21と可動金型22間に型締めによって隙間（初期厚さ）が０．８ｍｍの第１キャビティ23を形成したのち、この第１キャビティ23内に樹脂温度が２２０℃の熱可塑性樹脂（ポリプロピレン系樹脂、製品名「ＹＳ５５９Ｎ」  サンアロマー株式会社製）を第１シリンダ25から射出（射出時間１．０秒）した。射出充填完了後から７．０秒間、金型面に接する熱可塑性樹脂の冷却によって、非発泡の熱可塑性樹脂層を形成した。これにより非発泡の熱可塑性樹脂層のみからなる熱可塑性樹脂成形体の一半部（厚み０．８ｍｍ）を形成した。
【００６０】
次いで、可動金型22を後退させることによって非発泡の熱可塑性樹脂層とこの可動金型22との対向面間に隙間（初期厚さ）が０．９ｍｍの第２キャビティ26を形成したのち、この第２キャビティ26内に樹脂温度が２２０℃の熱可塑性エラストマー（製品名「ミラストマー６０３０Ｂ」  三井化学株式会社製）を第２シリンダ28から射出（射出時間１．０秒）した。射出充填完了後から２０秒間、可動金型の面に接する熱可塑性エラストマーの冷却によって非発泡の熱可塑性エラストマー層を形成した。これにより非発泡の熱可塑性エラストマー層のみからなる熱可塑性樹脂成形体の他半部（厚み０．９ｍｍ）を形成した。冷却後、金型を開いて一半部と他半部とが一体化してなる熱可塑性樹脂成形体（厚み１．７ｍｍ）を取り出した。
【００６１】
（評価）
実施例１〜２及び比較例１で得られた熱可塑性樹脂発泡成形体、並びに比較例２で得られた熱可塑性樹脂成形体について、下記手順に従って、座屈荷重、及び曲げ弾性勾配を測定した。これらの結果を表１に示した。
【００６２】
（座屈荷重）
熱可塑性樹脂発泡成形体又は熱可塑性樹脂成形体の各中央部に、圧縮試験機により、荷重速度５０ｍｍ／分で荷重を付加し、熱可塑性樹脂発泡成形体又は熱可塑性樹脂成形体が座屈したときの荷重（Ｎ）を測定した。この荷重を表１の「座屈荷重」の欄に記載した。
【００６３】
比較例１の熱可塑性樹脂発泡成形体ではこれに荷重７０Ｎを付加した際に座屈が発生した。また、比較例２の熱可塑性樹脂成形体ではこれに荷重４０Ｎを付加した際に座屈が発生した。一方、実施例１の熱可塑性樹脂発泡成形体ではこれに荷重１１０Ｎを付加した場合であっても座屈は発生しなかった。実施例２の熱可塑性樹脂発泡成形体ではこれに荷重７３Ｎを付加した際に座屈が発生した。
【００６４】
（曲げ弾性勾配）
熱可塑性樹脂発泡成形体又は熱可塑性樹脂成形体を切断することにより、平板状の試験片（幅５０ｍｍ、長さ１５０ｍｍ）を得た。試験片の長さ方向の両端部を相互の支点間距離を１００ｍｍとした一対の支持部材によって支持した後、試験片の長さ方向の中央部に圧縮試験機により荷重速度５０ｍｍ／分にて荷重を付加し、荷重（Ｎ）−たわみ（ｃｍ）曲線を得た。そして、荷重（Ｎ）−たわみ（ｃｍ）曲線における勾配が最も大きい部分で接線を引き、この接線から曲げ弾性勾配［Ｎ／ｃｍ］を算出した。
【００６５】
また、熱可塑性樹脂発泡成形体又は熱可塑性樹脂成形体の重量を、電磁式はかり（Ａ＆Ｇコーポレーション社製  製品名「ＧＦ−８０００」）を用いて計測した。
【００６６】
表１に示した通り、実施例１の熱可塑性樹脂発泡成形体と比較例１の熱可塑性樹脂成形体とを比較すると、両者とも重量は同じであったが、実施例１の熱可塑性樹脂発泡成形体の方が座屈荷重及び曲げ弾性勾配が優れていた。また、実施例２の熱可塑性樹脂発泡成形体と比較例２の熱可塑性樹脂成形体についても同様の結果が得られた。
【００６７】
【表１】
2015033849.tif 000003
【符号の説明】
【００６８】
１、２  表裏スキン層
３  中間スキン層
4A、4B  第１、第２コア層
4a、4b  短繊維状樹脂体
4c、4c’   空隙
11、13A   第１発泡層
12、13B   第２発泡層
21  固定金型
22  可動金型
23  第１キャビティ
25  第１シリンダ
26  第２キャビティ
28  第２シリンダ
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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