(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発泡剤を混合させた熱可塑性樹脂をブロー成形することにより形成された発泡ブロー成形品において、
前記発泡ブロー成形品を構成する壁は、複数の気泡セルからなる独立気泡構造の発泡状態であり、
前記気泡セルは、前記壁の厚み方向と直交する方向に扁平な形状になっており、
前記壁の厚み方向における前記気泡セルの平均気泡径が５６μｍ以上３００μｍ未満であり、前記壁面の中心線平均粗さＲａが６．０μｍ未満であるとともに、
前記壁の厚み方向における前記気泡セルの気泡径の標準偏差が４０μｍ未満である、ことを特徴とする発泡ブロー成形品。
【請求項２】
前記壁の平均肉厚が３．５ｍｍ以下、発泡倍率が２．０倍以上である、ことを特徴とする請求項１記載の発泡ブロー成形品。
【請求項３】
発泡剤を添加したポリオレフィン系樹脂を押出機で混練した後、
マンドレルとダイ外筒との間の円筒状空間に前記ポリオレフィン系樹脂を貯留し、
前記円筒状空間に所定の樹脂量が貯留された後に、リング状ピストンを用いてダイスリットから押出速度７００ｋｇ／時以上でパリソンとして分割金型間に押出して、型締め後にパリソン内に０．０５〜０．１５ＭＰａの範囲でエアを吹き込んでブロー成形を行うことにより、
成形品を構成する壁の厚み方向と直交する方向に扁平な形状の気泡セルを有し、前記壁の厚み方向における前記気泡セルの平均気泡径が５６μｍ以上３００μｍ未満でかつ、前記壁の厚み方向における前記気泡セルの気泡径の標準偏差が４０μｍ未満の発泡ブロー成形品を得る、ことを特徴とする発泡ブロー成形品の製造方法。
【請求項４】
超臨界流体からなる発泡剤を用いた、ことを特徴とする請求項３記載の発泡ブロー成形品の製造方法。
【請求項５】
窒素からなる発泡剤を用いた、ことを特徴とする請求項４記載の発泡ブロー成形品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用空調ダクトのように、軽量性、断熱性、耐衝撃性、温度および湿度の変化に対する耐久性に優れることが特に要求される発泡ブロー成形品およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、発泡ブロー成形においては高い発泡倍率を得ることが困難であり、均質な気泡セルを有する発泡ブロー成形品を得ることができなかった。つまり、発泡ブロー成形においては発泡剤を添加した熱可塑性樹脂をパリソンとして大気中に押し出した後、分割金型で挟み込んで成形を行うため、大気開放された気泡セルが急激に拡張されて気泡の大きさにばらつきが生じ、さらには破泡を起こして発泡倍率が低下し、表面の平滑な発泡ブロー成形品を得ることができないという問題点があった（特許文献１参照）。
【０００３】
その後、発泡に適した材料の開発が進み、長鎖分岐構造を導入することで溶融張力を向上させた発泡用の熱可塑性樹脂または超臨界状態の二酸化炭素や窒素などの物理発泡剤を用いることで気泡径を微細にし、比較的高い発泡倍率を有する発泡ブロー成形品を得ることができるようになってきた（特許文献２および特許文献３参照）。
【０００４】
しかし、気泡セルの大きさを全体として小さなものとした場合であっても、その大きさにはばらつきが大きく均質な気泡セル得ることができないため、発泡ブロー成形品の表面の平滑性が低く外観の劣るものとなっており、さらに車両用空調ダクトなどにあっては流通エアに対する摩擦抵抗が高く送風効率が低下することとなっていた。
【特許文献１】特開昭６３−３０９４３４号公報
【特許文献２】特許第３７４５９６０号公報
【特許文献３】特開２００５−２４１１５７公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで本発明は、均質な大きさの気泡セルを有し表面の平滑性が高い発泡ブロー成形品を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するため、本発明は、以下の特徴を有する。
本発明にかかる発泡ブロー成形品は、
発泡剤を混合させた熱可塑性樹脂をブロー成形することにより形成された発泡ブロー成形品において、
前記発泡ブロー成形品を構成する壁は、複数の気泡セルからなる独立気泡構造の発泡状態であり、
前記気泡セルは、前記壁の厚み方向と直交する方向に扁平な形状になっており、
前記壁の厚み方向における前記気泡セルの平均気泡径が５６μｍ以上３００μｍ未満であり、前記壁面の中心線平均粗さＲａが６．０μｍ未満であるとともに、
前記壁の厚み方向における前記気泡セルの気泡径の標準偏差が４０μｍ未満である、ことを特徴とする。
【０００７】
本発明の発泡ブロー成形品の製造方法は、
発泡剤を添加したポリオレフィン系樹脂を押出機で混練した後、
マンドレルとダイ外筒の間の円筒状空間に前記ポリオレフィン系樹脂を貯留し、
前記円筒状空間に所定の樹脂量が貯留された後に、リング状ピストンを用いてダイスリットから押出速度７００ｋｇ／時以上でパリソンとして分割金型間に押出して、型締め後にパリソン内に０．０５〜０．１５ＭＰａの範囲でエアを吹き込んでブロー成形を行うことにより、
成形品を構成する壁の厚み方向と直交する方向に扁平な形状の気泡セルを有し、前記壁の厚み方向における前記気泡セルの平均気泡径が５６μｍ以上３００μｍ未満でかつ、前記壁の厚み方向における前記気泡セルの気泡径の標準偏差が４０μｍ未満の発泡ブロー成形品を得る、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、成形品壁面の厚み方向における気泡径の標準偏差が４０μｍ未満の均質な大きさの気泡セルを有し表面の平滑性が高い発泡ブロー成形品を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１は本発明の一実施の形態に係る発泡ブロー成形品として空調ダクトを示す斜視図、図２は同じく表皮付きパネルを示す斜視図、図３は図２の断面図である。
【００１１】
図１に示す空調ダクト１は、発泡剤を混合させた熱可塑性樹脂をブロー成形することにより形成された発泡ブロー成形品である。なお、ブロー成形後の後加工により閉鎖部分２を切除して開口状態とする。前記空調ダクト１は開口端を適宜連結させてエアコンユニットから供給される空調エアを中空部内を流通させて所望の位置まで送りことができる。図２および図３に示す表皮付きパネル３は、発泡剤を混合させた熱可塑性樹脂をブロー成形して中空二重壁構造のものであって、その壁面の外側には表皮材４がブロー成形工程において一体に貼着される。５は中空部、６は補強リブである。なお、前記補強リブ６は中空部内に一体に形成されたものであって、中空二重壁構造の一方の壁面を板状に突出させて他方の壁面の内側に溶着することにより形成される。
【００１２】
本発明に係る発泡ブロー成形品は図４、５に示す態様により形成される。図４は押出ヘッド部分の断面図、図５はブロー成形態様を示す断面図である。
【００１３】
図４および図５に示すように、超臨界流体からなる発泡剤を添加したポリオレフィン系樹脂を押出機（図示せず）で混練した後、マンドレル７とダイ外筒８の間の円筒状空間９に前記ポリオレフィン系樹脂を貯留する。そして前記円筒状空間９に所定の樹脂量が貯留された後にリング状ピストン１０を水平方向に対して垂直に押し下げることにより、ダイスリット１１より押出速度７００ｋｇ／時以上で円筒状のパリソン１２として分割金型１３、１３間に押出す。その後、分割金型１３、１３を型締めしてパリソン１２を挟み込み、パリソン１２内に０．０５〜０．１５ＭＰａの範囲でエアを吹き込んでブロー成形する。
【００１４】
ポリオレフィン系樹脂としては、２３０℃におけるメルトテンションが３０〜３５０ｍＮの範囲内のポリプロピレンを用いる。ポリプロピレンとしては、プロピレン単独重合体、エチレン−プロピレンブロック共重合体、エチレン−プロピレンランダム共重合体およびその混合物を用いることができる。また、ポリオレフィン系樹脂に対して４０ｗｔ％未満の範囲でスチレン系エラストマーまたは低密度のポリエチレンを添加することが好ましい。スチレン系エラストマーとしては、スチレン−エチレン・ブチレン−スチレンブロック共重合体、スチレン−エチレン・プロピレン−スチレンブロック共重合体、スチレン−ブタジエンランダム共重合体などの水素添加ポリマーを用い、スチレン系エラストマーのスチレン含有量は３０ｗｔ％未満であることが好ましい。また、低密度のポリエチレンとしては、密度０．９１ｇ／ｃｍ３以下のものが用いられ、特にメタロセン系触媒により重合された直鎖状超低密度ポリエチレンを用いることが好ましい。
【００１５】
発泡剤としては、物理発泡剤、化学発泡剤およびその混合物のいずれを用いてもよい。物理発泡剤としては、空気、炭酸ガス、窒素ガス、水等の無機系物理発泡剤、およびブタン、ペンタン、ヘキサン、ジクロロメタン、ジクロロエタン等の有機系物理発泡剤、さらにはそれらの超臨界流体を用いることができる。超臨界流体としては、二酸化炭素、窒素などを用いて作ることが好ましく、窒素であれば臨界温度１４９．１℃、臨界圧力３．４ＭＰａ以上、二酸化炭素であれば臨界温度３１℃、臨界圧力７．４ＭＰａ以上とすることにより得られる。
【実施例】
【００１６】
熱可塑性樹脂として２３０℃におけるＭＦＲが３．０ｇ／分の長鎖分岐構造を導入したプロピレン単独重合体（サンアロマー社製、ＰＦ８１４）７０ｗｔ％と２３０℃におけるＭＦＲが０．５ｇ／分の結晶性のエチレン−プロピレンブロック共重合体（日本ポリケム社製、ノバテックＰＰ  ＥＣ９）３０ｗｔ％の混合物を用い、発泡剤および核剤としてタルクＭＢ３重量部と着色剤として黒色ＭＢ１重量部を添加して、押出機で混練した後にマンドレルとダイ外筒の間の円筒状空間であるダイ内アキュムレーターに貯留し、リング状ピストンを用いて円筒状のパリソンとして分割金型に押出し、型締め後パリソン内に０．１ＭＰａの圧力でエアを吹き込んで発泡ブロー成形品を得た。ＭＦＲはＪＩＳ  Ｋ−７２１０に準じて試験荷重２．１６ｋｇで測定したものである。本発明に用いられるアキュムレーターは射出率が２００ｃｍ３／ｓｅｃ以上、好ましくは５００ｃｍ３／ｓｅｃ以上のものが用いられる。
【００１７】
実施例１〜３として表１の条件で成形された発泡ブロー成形品について以下の測定方法を用いて評価を行った。結果は表２に示すとおりである。
高い射出率を有するダイ内アキュムレーターを用いることで短時間にパリソンとして押出すことが可能となり、その結果として気泡セルの気泡径の標準偏差が小さく（気泡径の分布にばらつきの少ない）、表面の平滑性の高い発泡ブロー成形品を得ることができた。またさらに、発泡剤として超臨界の窒素を用いることにより気泡セルの径を小さくすることができた。
【００１８】
本発明の実施例に基づく方法により成形された発泡ブロー成形品として、空調ダクトを形成した場合にあってはダクト壁面の内側および外側の平滑性が高く、空調エアの流通による抵抗を小さくすることができ空調エアの圧力損失が低減され、ダクト壁面の外側への結露の発生が低減される。また、補強リブを中空部内に有する表皮付きパネルを形成した場合にあってはパネル壁面の内側に形成される補強リブの溶着強度およびパネル壁面の外側に貼着される表皮の溶着強度が高く、剛性および外観に優れる。
【比較例】
【００１９】
押出機で混練した熱可塑性樹脂をダイヘッド外部に設けた水平方向のアキュムレータシリンダに貯留し、プランジャを用いてクロスヘッドに供給し、ダイスリットより円筒状のパリソンとして押し出した以外は実施例と同様の方法により成形を行い、発泡ブロー成形品を得た。
【００２０】
比較例１として表１の条件で成形された発泡ブロー成形品について実施例と同様に以下の測定方法を用いて評価を行った。結果は表２に示すとおりである。
ダイ外アキュムレーターを用いた場合にあっては、シリンダ内に貯えられた溶融状態の熱可塑性樹脂が押出しの際にクロスヘッド部分で９０度流れの方向を変えて押し出されるとともに、ダイ外に設けられたシリンダからパリソンとして押し出されるダイスリットまでの距離が比較的長くなるため、押し出される熱可塑性樹脂の圧力損失が大きくなり気泡セルの気泡径の分布にばらつきが生じると考えられる。このため実施例と比較して表面の平滑性が低下する結果となった。
【００２１】
実施例および比較例により得られた発泡ブロー成形品の長手方向の両端および中央の３点において比較的平坦な部分をミクロトーム（ＬＥＩＣＡ社製  ＲＭ２１４５）で切り出して切断断面をＣＣＤカメラ（キーエンスＶＨ−６３００）で撮影した。
平均肉厚（ｍｍ）：上記ＣＣＤカメラで撮影した各点における厚みを測定し、各値の平均値を計算により求めた。
【００２２】
発泡倍率：発泡ブロー成形に用いた熱可塑性樹脂の密度を発泡ブロー成形品の壁面の見かけ密度で割った値を発泡倍率とした。
平均気泡径（μｍ）：上記ＣＣＤカメラで撮影した各点における壁面の厚み方向外側から内側の等間隔５点における気泡径の厚み方向の大きさを測定し、平均値を計算により求めた。
【００２３】
中心線平均粗さ（Ｒａ）：ＪＩＳ  Ｂ０６０１に準じ、表面粗さ測定器（株式会社東京精密製サーフコム４７０Ａ）を用いて測定した。発泡ブロー成形品の表面粗さの測定部位は、発泡ブロー成形品の壁面の外側５点と壁面の内側５点を測定し、その平均値とした。
気泡径の標準偏差：上記平均気泡径を計算する際に測定した計１５点の厚み方向の気泡径の値から標準偏差を計算により求めた。
【００２４】
【表１】
0005025549.tif 000002
【００２５】
【表２】
0005025549.tif 000003
【００２６】
本発明に係る発泡ブロー成形品は、前記車両用空調ダクト、前記表皮付きパネルのほか、車両用内装材などに適用することができるものであり、プラスチック部品としての各種物性を低下させることなく車両の軽量化に貢献するものである。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施の形態に係る発泡ブロー成形品として空調ダクトを示す斜視図である。
【図２】同じく表皮付きパネルを示す斜視図である。
【図３】図２の断面図である。
【図４】押出ヘッド部分の断面図である。
【図５】ブロー成形態様を示す断面図である。
【図６】本発明の実施例における発泡ブロー成形品の壁面断面のＣＣＤカメラによる拡大写真である。
【図７】比較例における発泡ブロー成形品の壁面断面のＣＣＤカメラによる拡大写真である。
【符号の説明】
【００２８】
１  空調ダクト
２  閉鎖部分
３  表皮付きパネル
４  表皮材
５  中空部
６  補強リブ
７  マンドレル
８  ダイ外筒
９  円筒状空間
１０  リング状ピストン
１１  ダイスリット
１２  パリソン
１３、１３  分割金型
【図１】
0005025549.tif 000004
【図２】
0005025549.tif 000005
【図３】
0005025549.tif 000006
【図４】
0005025549.tif 000007
【図５】
0005025549.tif 000008
【図６】
0005025549.tif 000009
【図７】
0005025549.tif 000010