(57)【要約】【課題】伸びの良好な熱可塑性樹脂から、効率的かつ安価に熱可塑性樹脂パウダーを製造することができる方法を提供する。【解決手段】平均セル径１００μｍ〜６００μｍの熱可塑性樹脂発泡体を、冷凍粉砕によって平均粒径１００μｍ〜１５０μｍのパウダーにする。これによって、１回の冷凍粉砕によるパウダーの収率を上げることができる。前記熱可塑性樹脂発泡体は、２０℃における伸び率が５００〜８００％の無発泡の熱可塑性樹脂を発泡させたものが好ましい。また、製造された熱可塑性樹脂パウダーは、パウダースラッシュ成形に好適な材料であり、パウダースラッシュ成形によって、伸びに優れ、しかも外観の良好なプラスチック被膜が得られるため、エアバッグが格納されるインストルメントパネルの表皮材等の原料として好適である。【選択図】        なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
平均セル径１００μｍ〜６００μｍの熱可塑性樹脂発泡体を、冷凍粉砕によって平均粒径１００μｍ〜１５０μｍのパウダーにすることを特徴とする熱可塑性樹脂パウダーの製造方法。
【請求項２】
前記熱可塑性樹脂発泡体は、２０℃における伸び率が５００〜８００％である無発泡の熱可塑性樹脂を発泡させたものであることを特徴とする請求項１に記載の熱可塑性樹脂パウダーの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、熱可塑性樹脂パウダーの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、プラスチック被膜の製造方法として、パウダースラッシュ成形法が多用されている。前記パウダースラッシュ成形法は、加熱したスラッシュ成形型の型面に熱可塑性樹脂パウダーを付着させ、前記型面に付着した熱可塑性樹脂パウダーを型面の熱でゲル状樹脂被膜にし、次に冷却硬化させてプラスチック被膜にし、その後に前記プラスチック被膜を型面から剥離することにより所望のプラスチック被膜を得る方法である。
【０００３】
前記熱可塑性樹脂パウダーの製造方法として、無発泡の熱可塑性樹脂を冷凍粉砕する方法や、１．０２〜２倍に発泡させた熱可塑性樹脂を常温粉砕する方法が知られている（特許文献１等参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−３２０６９１号公報
【０００５】
ところで、近年、プラスチック製品においては、環境汚染防止等の観点から、それまで多用されていた塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）に代えて、熱可塑性ポリオレフィン樹脂（ＴＰＯ）や熱可塑性ポリウレタン樹脂（ＴＰＵ）が使用されるようになってきた。前記パウダースラッシュ成形においても、同様の理由から、従来の塩化ビニル樹脂パウダーに代えて、熱可塑性ポリオレフィン樹脂（ＴＰＯ）パウダーや熱可塑性ポリウレタン樹脂（ＴＰＵ）パウダーが用いられるようになってきた。特に熱可塑性ポリウレタン樹脂（ＴＰＵ）パウダーは、スラッシュ成形により得られるプラスチック被膜が、耐薬品性及び耐擦傷性において良好なため、無塗装品を製造する場合に好ましいとされている。
【０００６】
また、エアバッグが内蔵される自動車用インストルメントパネルにおいて、エアバッグの膨張により開裂してエアバッグの車内への展開を可能とするシームレスタイプの表皮として、前記プラスチック被膜が用いられることがある。その場合、低温で開裂した際に表皮の伸びが低いと、表皮が粉々に飛散するおそれがあるため、伸びの良いプラスチック被膜が求められる。そして、伸びの良いプラスチック被膜を得るため、伸びの良好な熱可塑性樹脂から形成した熱可塑性樹脂パウダーがパウダースラッシュ成形に用いられる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、伸びの良好な熱可塑性樹脂を、常温粉砕でパウダーにしようとすると、粉砕機内で熱可塑性樹脂が伸びて効率的に粉砕できず、パウダーの収量が極めて低くなる問題がある。また、伸びの良い熱可塑性樹脂を、伸びの抑えられる冷凍状態にして冷凍粉砕すれば、パウダーの収率向上を期待できるが、その場合、冷凍粉砕中に前記熱可塑性樹脂と粉砕機の刃との摩擦によって摩擦熱が発生し、前記摩擦熱で前記熱可塑性樹脂の温度が上昇して熱可塑性樹脂が伸び易くなるため、粉砕効率が低下し、期待するほどパウダーの収率が向上しないのが実情であった。そのため、１回の冷凍粉砕でパウダーに粉砕できなかった残りの熱可塑性樹脂を繰り返し冷凍粉砕してパウダーにしなければならず、作業が面倒であるのみならず、冷凍するのに使用する高価な液体窒素の使用量が嵩み、コストの高いパウダーになる問題がある。
【０００８】
この発明は前記の点に鑑みなされたもので、伸びの良好な熱可塑性樹脂から、効率的かつ安価に熱可塑性樹脂パウダーを製造することができる方法を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明は、平均セル径１００μｍ〜６００μｍの熱可塑性樹脂発泡体を、冷凍粉砕によって平均粒径１００μｍ〜１５０μｍのパウダーにすることを特徴とする熱可塑性樹脂パウダーの製造方法に係る。
【００１０】
前記熱可塑性樹脂発泡体は、２０℃における伸び率が５００〜８００％の無発泡の熱可塑性樹脂を発泡させたものが好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下この発明の実施形態を詳細に説明する。この発明では、平均セル径が１００μｍ〜６００μｍの熱可塑性樹脂発泡体を、冷凍粉砕によって平均粒径１００μｍ〜１５０μｍのパウダーにする。
【００１２】
前記熱可塑性樹脂発泡体は、熱可塑性樹脂を発泡用ガスや化学発泡剤と共に押出成形し、その後切断によりペレットにしたものが好適である。前記ペレットのサイズは適宜決定される。通常、径１〜５ｍｍ、長さ１〜１０ｍｍのペレットが、冷凍粉砕機による粉砕に好適である。また、この発明において、前記熱可塑性樹脂発泡体の平均セル径は１００μｍ〜６００μｍとされる。前記熱可塑性樹脂発泡体の平均セル径が１００μｍよりも小の場合、目的とするパウダーの平均粒径１００μｍ〜１５０μｍの範囲よりも前記熱可塑性樹脂発泡体の平均セル径が小さくなって、冷凍粉砕で得られるパウダーに気泡の内在するパウダーが含まれるようになる。前記気泡が内在する熱可塑性樹脂パウダーを用いてパウダースラッシュ成形されたプラスチック被膜は、前記熱可塑性樹脂パウダーに内在する気泡によって、外観や物性等が一定し難くなったり、不良品になったりし易い。それに対して、前記セル径が６００μｍを超える熱可塑性樹脂発泡体においては、セル壁が厚くなり過ぎて冷凍粉砕で効率良く粉砕できなくなる。なお、平均セル径は、前記熱可塑性樹脂発泡体を切断し、その切断面をデジタル写真撮影装置で撮影し、パソコンで拡大して複数のセルの径を測定し、その測定値の平均値を計算する、断面画像解析により得ることができる。
【００１３】
また、前記熱可塑性樹脂発泡体は、２０℃における伸び率（ＪＩＳ  Ｋ  ７３３１準拠）が５００〜８００％である無発泡の熱可塑性樹脂を発泡させたものが好ましい。前記範囲の伸び率を有する無発泡の熱可塑性樹脂は、従来の常温粉砕や冷凍粉砕では効率よくパウダーに粉砕できないものである。しかも、前記範囲の伸び率を有する無発泡の熱可塑性樹脂を発泡させた熱可塑性樹脂発泡体から製造されたパウダーを用いてパウダースラッシュ成形されたプラスチック被膜は、良好な伸びを有するものとなる。
【００１４】
前記熱可塑性樹脂発泡体及び前記無発泡の熱可塑性樹脂の材質としては、種々のものを使用できるが、特には非架橋タイプの熱可塑性ポリウレタン樹脂（ＴＰＵ）が好ましい。非架橋タイプの熱可塑性ポリウレタン樹脂（ＴＰＵ）は、低温での伸びが良好なため、低温での伸びが要求されるパウダースラッシュ成形品を製造するための熱可塑性樹脂パウダーとして好適な樹脂である。
【００１５】
前記熱可塑性樹脂発泡体は、発泡倍率が１．３倍〜３．０倍のものが好ましい。発泡倍率が１．３倍未満のものは、セル壁が厚くなりすぎて冷凍粉砕で効率良く粉砕できなくなる。それに対して、発泡倍率が３．０倍を超えるものは、押出成形機の口金から押し出される際の膨張（発泡）によって押出品（熱可塑性樹脂発泡体）の径が大きくなりすぎて、前記押出品を所定長さにカットして得られるペレットのサイズが大きくなり、冷凍粉砕機における粉砕部のクリアランスをペレットが通過し難くなり、パウダーの収率が低下するようになる。
【００１６】
前記冷凍粉砕は、公知の冷凍粉砕方法によって行われる。すなわち、前記ペレットを液体窒素に浸漬して冷凍し、冷凍後のペレットを冷凍粉砕機に投入してパウダーに粉砕することにより行われる。前記冷凍粉砕機は、公知のものを使用することができる。
【００１７】
また、前記冷凍粉砕機は、粉砕により得られる熱可塑性樹脂パウダーの平均粒径が１００μｍ〜１５０μｍとなるように設定される。前記範囲の平均粒径を有する熱可塑性樹脂パウダーは、パウダースラッシュ成形を良好に行うことができ、得られるプラスチック被膜の品質が良好なものとなる。しかも、前記のように、熱可塑性樹脂発泡体の平均セル径を１００μｍ〜６００μｍにし、かつ前記熱可塑性樹脂パウダーの平均粒径を１００μｍ〜１５０μｍにすることにより、前記粉砕後のパウダーに気泡の内在されていないものが多くなり、パウダースラッシュ成形によって、外観及び物性等の一定した、品質の良好なプラスチック被膜が得られるようになる。前記熱可塑性樹脂発泡体の平均セル径と前記パウダーの平均粒径との最も好ましい組み合わせは、前記熱可塑性樹脂発泡体が平均セル径１００μｍ〜６００μｍの範囲にあり、かつ前記熱可塑性樹脂パウダーが平均粒径１００μｍ〜１５０μｍの範囲にあり、しかも前記熱可塑性樹脂発泡体の平均セル径が前記熱可塑性樹脂パウダーの平均粒径以上となる場合である。
【００１８】
【実施例】
以下この発明を実施例及び比較例に基づいて説明する。アジペート系ポリオール、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、１，４−ブタンジオールを主成分とし、配合が異なる熱可塑性ポリウレタン樹脂Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄから、インジェクション成形によって、ＪＩＳ  Ｋ  ７３３１に規定する３号ダンベルを作製し、引張り速度５００ｍｍ／ｍｉｎ、２０℃の条件で伸び率を測定した。測定結果は熱可塑性ポリウレタン樹脂Ａの場合５００％、熱可塑性ポリウレタン樹脂Ｂの場合８００％、熱可塑性ポリウレタン樹脂Ｃの場合９５０％、熱可塑性ポリウレタン樹脂Ｄの場合３００％であった。
【００１９】
また、前記熱可塑性ポリウレタン樹脂Ａ〜Ｄの各１００重量部に、それぞれ添加剤１（チバスペシャルティケミカルズ製、品番：Ｃｈｉｍａｓｓｏｒｂ８１）０．２重量部、添加剤２（チバスペシャルティケミカルズ製、品番：Ｔｉｎｕｖｉｎ６２２）０．２重量部、添加剤３（チバスペシャルティケミカルズ製、品番：Ｉｒｇａｎｏｘ２４５）０．２重量部を添加し、さらに表１〜表３の発泡剤を添加し、あるいは発泡用ガスを押出成形機の溶融ゾーンに注入して押出成形（ダイ径２ｍｍ）によって熱可塑性ポリウレタン樹脂発泡体を成形し、この熱可塑性ポリウレタン樹脂発泡体をターボミル式裁断装置によってカットし、径３〜５ｍｍ、長さ３〜５ｍｍの熱可塑性ポリウレタン樹脂発泡体ペレット（実施例Ａ１〜Ａ４、実施例Ｂ１〜Ｂ４、比較例Ａ５、比較例Ｂ５、比較例Ｃ１〜Ｃ２、比較例Ｄ１）を製造した。また、比較のために、前記熱可塑性ポリウレタン樹脂Ａ〜Ｃにそれぞれ前記添加剤１〜３を各０．２重量部添加し、前記発泡剤及び発泡用ガスの添加及び注入を行うことなく前記と同様に押し出し、カットして熱可塑性ポリウレタン樹脂の無発泡ペレット（比較例Ａ６、比較例Ｂ６、比較例Ｃ３）を製造した。このようにして得られた発泡体ペレットと無発泡ペレットの密度を、水中置換法に従い測定し、得られた密度を用いて［無発泡ペレットの密度／発泡体ペレットの密度］の値を求め、その値を熱可塑性ポリウレタン樹脂発泡体の発泡倍率とした。また、前記発泡体ペレットを前記押出成形時の押出方向に対して垂直に切断し、その切断面に対して前記断面画像解析によって平均セル径を算出した。
【００２０】
このようにして得られた各ペレット（発泡体ペレット及び無発泡ペレット）を、それぞれ５ｋｇずつ液体窒素中に１５分間浸漬した後、ペレットを液体窒素と共に容器ですくい取り、予め−８０℃に冷やした冷凍粉砕機のホッパーに投入し、次いでホッパーを傾斜させ、微振動させてペレットを徐々に冷凍粉砕機内部に送り込み、粉砕を開始して５ｋｇのペレットが粉砕終了するまでの時間（５ｋｇのペレットが粉砕刃を通過完了するまでの時間）を測定した。また、冷凍粉砕機から回収した粉砕物（回収粉砕物）を、４２メッシュのふるいに通して、ふるいを通過したパウダーの量を測定し、前記回収粉砕物の量に対する４２メッシュのふるい通過パウダー量のパーセントを冷凍粉砕１回に対するパウダー収率として計算すると共に、前記４２メッシュのふるい通過パウダーの平均粒径を、エアジェットシーブ法に従い測定した。
【００２１】
さらに、このようにして得られたパウダーを用いて、パウダースラッシュ成形し（金型温度２２０℃）、得られた厚み１ｍｍのプラスチック被膜に対し、目視で外観を観察し、ピンホール、色ムラ等の不具合の有無を判断し、また、オートグラフを用いて引っ張り速度５００ｍｍ／ｍｉｎ、雰囲気温度−３０℃の条件で伸び率、降伏強度を測定した。これらの測定結果は、表１〜表３に示す通りである。なお、比較のため、前記各ペレットの５ｋｇを、液体窒素を用いることなく粉砕機に投入して常温で粉砕したところ、粉砕機の刃との摩擦熱でペレットが溶融し、粉砕機が目詰まりして停止し、パウダーが得られなかった。
【００２２】
【表１】
2004203919.tif 000002
【００２３】
【表２】
2004203919.tif 000003
【００２４】
【表３】
2004203919.tif 000004
【００２５】
表１〜表３より明らかなように、実施例Ａ１〜Ａ４及び実施例Ｂ１〜Ｂ４は、常温ではパウダーに粉砕できなかった伸びの良い熱可塑性樹脂を発泡体にして冷凍粉砕することによってパウダーにすることができ、しかも１回の冷凍粉砕によるパウダー収率が、いずれも比較例Ａ５，Ｂ５、比較例Ｃ１〜Ｃ２と比べて高いものであった。さらに、実施例Ａ１〜Ａ４及び実施例Ｂ１〜Ｂ４のパウダーを用いてパウダースラッシュ成形により得られたプラスチック被膜は、外観が良好で、低温での伸びも良好なものであった。
【００２６】
また、前記実施例Ａ１，Ｂ１，比較例Ｃ１，Ｄ１のようにして冷凍粉砕したパウダーを用いてシームレスタイプの表皮を成形し、その表皮を用いてエアバッグが内蔵される自動車用インストルメントパネルを製造し、−３０℃でエアバッグ膨張展開試験を行ったところ、実施例Ａ１及び実施例Ｂ１、比較例Ｃ１については表皮が良好に開裂したが、比較例Ｄ１については表皮が開裂予定の位置で開裂しなかった。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の熱可塑性樹脂パウダーの製造方法によれば、常温ではパウダーに粉砕できなかった伸びの良好な熱可塑性樹脂を発泡体にして冷凍粉砕することにより、パウダーを製造することができる。
【００２８】
しかも、この発明によれば、１回の冷凍粉砕によって得られるパウダーの収率が高く、冷凍粉砕の繰り返し回数を減らすことができるので、作業が効率的になると共に、冷凍粉砕に必要な液体窒素の使用量が少なくなって、安価なパウダーを得ることができるようになる。
【００２９】
さらに、この発明の実施によって得られる熱可塑性樹脂パウダーは、パウダースラッシュ成形の材料として使用することにより、外観が良好で、伸びの良いプラスチック被膜を得ることができる。