(57)【要約】【課題】  複雑形状を有する成形品や多点ゲートを有する大型の射出発泡成形体において、凹みやボイドが無くかつ外観良好な高発泡倍率の射出発泡成形体を容易に得るための金型、製造方法を提供すること。【解決手段】  固定型と前進および後退可能な可動型とから構成される成形空間に発泡樹脂原料の充填完了後、前記可動型を型開き方向に移動させて発泡成形体を製造するための金型であって、発泡成形の際に凹みが発生し易い部位、例えば隣接するゲート間の中点付近、に一般部のクリアランスに比べて大きい金型クリアランスである大クリアランス部を設ける。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定型と前進および後退可能な可動型とから構成され、前記固定型と前記可動型から形成される成形空間内に発泡樹脂原料を充填し、前記可動型を型開き方向に移動させて発泡成形するための射出発泡成形用金型において、
発泡成形の際に射出発泡成形体の凹みが発生し易い箇所に対応する部位に、一般部のクリアランスｔａに比べて大きいクリアランスｔｂである大クリアランス部を設けることを特徴とする射出発泡成形用金型。
【請求項２】
前記射出発泡成形体の凹みの発生し易い箇所に対応する部位が、発泡樹脂原料の充填時に該樹脂の滞留し易い部位であることを特徴とする、請求項１記載の射出発泡成形用金型。
【請求項３】
前記大クリアランス部のクリアランスｔｂが一般部クリアランスｔａの１．１倍以上２倍以下であることを特徴とする、請求項１または２記載の射出発泡成形用金型。
【請求項４】
下記の領域に大クリアランス部を設けることを特徴とする、請求項１から３の何れか一項に記載の射出発泡成形用金型。
（Ａ）前記金型がゲートを２点有する金型である場合には、２点のゲート間の中点を含む領域
（Ｂ）前記金型がゲートを３点以上有する金型である場合には、隣接するゲート同士の中点、ゲートで形成される多角形において各辺の中点から多角形の内部に向かって引いた垂線の交点、からなる複数の点から選ばれる少なくとも１点を含む領域
【請求項５】
前記金型が発泡樹脂原料を成形空間内に充填する前に予め成形空間内を発泡が生じない圧力に加圧するための加圧ラインを有することを特徴とする、請求項１から４の何れか一項に記載の射出発泡成形用金型。
【請求項６】
請求項１から５までの何れかに記載の金型を用いて、成形空間に発泡樹脂原料をゲートを通じて充填し、充填完了した後に前記可動型を型開き方向に移動させて発泡成形することを特徴とする、射出発泡成形体の製造方法。
【請求項７】
２点以上のゲートを有する金型を用いて製造される射出発泡成形体であって、各ゲート位置で囲まれる領域内に、一般部より厚みの厚い肉厚部を有することを特徴とする射出発泡成形体。
【請求項８】
前記各ゲート位置で囲まれる領域内の一般部より厚みの厚い肉厚部の厚みｔＢが一般部の厚みｔＡに対して０．１ｍｍ以上２．０ｍｍ以下厚いことを特徴とする、請求項７記載の射出発泡成形体。
【請求項９】
前記各ゲート位置で囲まれる領域内の一般部より厚みの厚い肉厚部が、下記の点を含むことを特徴とする、請求項７または８記載の射出発泡成形体。
（Ａ）２点ゲートを有する金型により製造される射出発泡成形体においては、２点のゲート位置の中点
（Ｂ）３点以上のゲートを有する金型により製造される射出発泡成形体においては、隣接するゲート位置同士の中点、ゲート位置で形成される多角形において各辺の中点から多角形の内部に向かって引かれた垂線の交点、からなる複数の点から選ばれる少なくとも１点
【請求項１０】
前記一般部の発泡倍率が２倍以上１０倍以下であることを特徴とする、請求項７から９の何れか一項に記載の射出発泡成形体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出発泡成形用金型および該金型を用いた射出発泡成形体の製造方法、ならびに、凹みやボイドが無くかつ外観良好な高発泡倍率の射出発泡成形体に関する。
【背景技術】
【０００２】
射出成形分野において、軽量化、コストダウン、成形体の反り・ヒケ防止を目的に、発泡を行ういわゆる射出発泡成形が従来から行われてきた。射出発泡成形体を高発泡化させる技術としては、型開き可能に保持された金型の空間内に発泡剤を含む樹脂を射出成形した後、金型を開くことにより前記空間を拡大して樹脂を発泡させるいわゆるコアバック法（Moving Cavity法）があり、この方法によれば比較的発泡倍率の高い射出発泡成形体が得られ易い。
【０００３】
確かに、射出発泡成形体の形状が小型の平板形状など簡易な形状であれば、特に問題ないが、射出発泡成形体の形状が複雑化したり、射出発泡成形体が大型化すると、部分的にセルが合一しボイドが発生し易くなる傾向にある。また特に、温度による溶融粘度の変化が大きいとされるポリオレフィン系樹脂、特にポリプロピレン系樹脂等は高発泡倍率が可能な温度領域が非常に狭く、高発泡倍率の射出発泡成形体を得ることは困難であった。この問題を解決する方法として、コアバックによる発泡時の樹脂温度を制御すべく、射出完了してからコアバックを開始するまでの間に停止時間を設け、その停止時間の長さで樹脂温度を調整する方法や、コアバックを２段階以上で実施し、各段での保持時間の長さで樹脂温度を制御することで、セルの合一化を防ぐ発泡方法が知られている（特許文献１）。
【０００４】
これらの方法においては、射出時には流動性を保つ為に比較的高温に保持されていた樹脂温度を、各保持時間を延ばすことで、樹脂温度を下げ、使用樹脂の発泡適正温度領域近傍で発泡させるべく温度調整が可能となる。確かにこのような方法によれば、ボイドの少ない射出発泡成形体が得られ易いが、この場合でも、形状の複雑化、大型化、さらには、樹脂充填口であるゲートの数を増やすことにより、射出完了時の金型内樹脂温度分布が広がる傾向にある場合には、うまく調整することが困難で部分的にボイドや凹みが発生したりする傾向にあった。具体的には、温度の高い部位に合わせて保持時間を調整すると温度の低い部位は過冷却気味となり所定の倍率まで発泡させることが困難で凹みを生じることとなり、また温度の低い部位に併せて保持時間を調整すると、温度の高い部位では発泡適正温度よりもかなり高い温度領域での発泡を強いることとなり、ボイドが発生し易い傾向にある。特に、軽量化を狙って、初期の樹脂充填厚みを薄くしたり、発泡倍率を高くする場合にはその傾向はより顕著であった。
【０００５】
一方、コアバック法により射出発泡成形を行う場合、一般的に射出発泡成形体表面にシルバーストリーク（またはスワールマーク）と呼ばれる外観不良が発生し易いという問題があり、これを抑制する方法として、発泡樹脂原料を金型内に射出充填する前に予め金型成形空間内部を発泡が生じない圧力に加圧しておく、いわゆるカウンタプレッシャ法が従来から知られている。しかしながらこの方法を採用すると、前記凹みの発生が顕著となる傾向にあった。これを解決する方法として、成形空間内部を加圧後に吸引する方法（特許文献２）も知られているが、これだけでは凹み改善が十分でなく、別途吸引設備を設ける必要があるなどの問題もあった。特に大型の射出発泡成形体を成形する際には、この問題が顕著となり、凹みおよびボイドの無い高発泡倍率の射出発泡成形体を得ることは困難であった。
【特許文献１】特開２００１−３４１１５４号公報
【特許文献２】特公昭５１−２７２６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、特に大型や複雑形状の射出発泡成形体において、高発泡倍率を有しかつ外観に優れた射出発泡成形体を提供すること、および、高発泡倍率を有し、かつ、外観に優れた射出発泡成形体が、高価な設備を必要とせずに容易に得られる金型および製造方法、を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、射出発泡成形法において、射出充填時に樹脂が滞留し易い部位の厚みを他の部位より厚くすることで、特に複雑形状を有する射出発泡成形体や多点ゲートを有する大型の射出発泡成形体において、凹みやボイドが無く、かつ、外観良好な高発泡倍率の射出発泡成形体が得られることを見出し、本発明に至った。
【０００８】
すなわち本発明の第１は、固定型と前進および後退可能な可動型とから構成され、前記固定型と前記可動型から形成される成形空間内に発泡樹脂原料を充填し、前記可動型を型開き方向に移動させて発泡成形するための射出発泡成形用金型において、
発泡成形の際に射出発泡成形体の凹みが発生し易い箇所に対応する部位に、一般部のクリアランスｔａに比べて大きいクリアランスｔｂである大クリアランス部を設けることを特徴とする射出発泡成形用金型に関する。
【０００９】
好ましい態様としては、
（１）前記射出発泡成形体の凹みの発生し易い箇所に対応する部位が、発泡樹脂原料の充填時に該樹脂の滞留し易い部位であることを特徴とする、
（２）前記大クリアランス部のクリアランスｔｂが一般部クリアランスｔａの１．１倍以上２倍以下であることを特徴とする、
（３）下記の領域に大クリアランス部を設けることを特徴とする、
（Ａ）前記金型がゲートを２点有する金型である場合には、２点のゲート間の中点を含む領域
（Ｂ）前記金型がゲートを３点以上有する金型である場合には、隣接するゲート同士の中点、ゲートで形成される多角形において各辺の中点から多角形の内部に向かって引いた垂線の交点、からなる複数の点から選ばれる少なくとも１点を含む領域
（４）前記金型が発泡樹脂原料を成形空間内に充填する前に予め成形空間内を発泡が生じない圧力に加圧するための加圧ラインを有することを特徴とする、
前記記載の射出発泡成形用金型に関する。
【００１０】
本発明の第２は、前記記載の金型を用いて、成形空間に発泡樹脂原料をゲートを通じて充填し、充填完了した後に前記可動型を型開き方向に移動させて発泡成形することを特徴とする、射出発泡成形体の製造方法に関する。
【００１１】
本発明の第３は、２点以上のゲートを有する金型を用いて製造される射出発泡成形体であって、各ゲート位置で囲まれる領域内に、一般部より厚みの厚い肉厚部を有することを特徴とする射出発泡成形体に関する。
【００１２】
好ましい態様としては、
（１）前記各ゲート位置で囲まれる領域内の一般部より厚みの厚い肉厚部の厚みｔＢが一般部の厚みｔＡに対して０．１ｍｍ以上２．０ｍｍ以下厚いことを特徴とする、
（２）前記各ゲート位置で囲まれる領域内の一般部より厚みの厚い肉厚部が、下記の点を含むことを特徴とする、
（Ａ）２点ゲートを有する金型により製造される射出発泡成形体においては、２点のゲート位置の中点
（Ｂ）３点以上のゲートを有する金型により製造される射出発泡成形体においては、隣接するゲート位置同士の中点、ゲート位置で形成される多角形において各辺の中点から多角形の内部に向かって引かれた垂線の交点、からなる複数の点から選ばれる少なくとも１点
（３）前記一般部の発泡倍率が２倍以上１０倍以下であることを特徴とする、
前記記載の射出発泡成形体に関する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の射出発泡成形用金型、製造方法を使用すれば、複雑形状、大型射出発泡成形体において、ボイドのない高発泡倍率の射出発泡成形体を得ることが可能となり、かつシルバーストリークや凹みのない表面美麗な射出発泡成形体を容易に得ることが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の射出発泡成形用金型は、射出完了時の樹脂温度が低くなる部位を肉厚化することにより全体の温度分布幅を狭く出来、その結果、コアバック発泡時の部分的な凹みを防止しボイドの無い微細なセル状態を実現するというものである。以下に本発明を詳細に説明する。
【００１５】
本発明の射出発泡成形用金型は、固定型と前進および後退可能な可動型とから構成され、前記固定型と前記可動型から形成される成形空間内に発泡樹脂原料を充填し、前記可動型を型開き方向に移動させて発泡成形するためのもので、発泡成形の際に射出発泡成形体の凹みが発生し易い箇所に対応する部位（以下、「凹み発生部位」と称する場合がある）に、一般部のクリアランスｔａに対して大きなクリアランスｔｂを有する大クリアランス部を設けることが特徴である。
【００１６】
前記射出発泡成形体の凹みの発生し易い箇所に対応する部位とは、発泡樹脂原料を成形空間内に射出する際に、樹脂の流れが滞留し易い部分であることが多い。即ち、樹脂が滞留することで冷却が進行し易く、厚み方向の平均温度が低い部位であると考えられる。当該部位に大クリアランス部を設けることで、当該部位の中心部までの冷却時間が長くかかることとなり、一般部と比較して厚み方向平均温度の極端な温度低下を防ぐことが可能となり、凹み防止に効果を発揮する。また単に厚みが増えることによる温度低下の防止に加えて、当該部位の厚みを増すことで、当該部位の樹脂流動が促されることに起因する温度低下の防止傾向にあると考えられ、単に厚みが増えること以上の冷却防止効果が得られると考えられる。これらのことにより、例えば２段でコアバックを実施する場合の保持時間による温度調整幅が増大し、結果として、凹み、ボイドのない射出発泡成形体が得られやすくなる。
【００１７】
ここで、金型における一般部とは、成形空間の中で型開き方向に対して垂直な面内で大勢を占めるクリアランスを有する部位のことであり、段差部や穴形状など特異形状を有する部分を除く部位のことをいうものとし、その金型の成形空間の型開き方向に対して垂直な面の代表的なクリアランスを表すのに適した部位を示すものである。また射出発泡成形体おける一般部とは前記金型の一般部に該当する部位であり、その射出発泡成形体の型開き方向に対して垂直な面の代表的な厚みを表すのに適した部位を示すものである。なお、本発明において、型開き方向に対して垂直な面とは、必ずしも垂直である必要は無く、型開き方向に対して、６０度以上１２０度以下の角度を有する面であれば良く、好ましくは７０度以上１１０度以下である。
【００１８】
本発明の金型において、大クリアランス部のクリアランスｔｂは一般部のクリアランスｔａに対して１．１倍以上２倍以下であることが好ましい。この範囲内であると樹脂の流れを極端に悪化させること無しに成形空間内に充填された発泡樹脂原料の厚み方向平均温度分布範囲を縮小化できる。さらには、１．２倍以上１．７倍以下であることが好ましく、特には１．３倍以上１．５倍以下であることが好ましい。また２倍を超えると軽量化が困難となる場合がある。
【００１９】
前記凹み発生部位を特定する手段としては、大クリアランス部を設定しない略均一な肉厚形状の射出発泡成形体を実際に成形し、ボイドの生じにくいコアバック条件を設定した際に実際に凹みが生じ易い箇所を見つける方法、あるいは流動解析手法により、あらかじめ充填完了時点における金型内樹脂の厚み方向平均温度分布をシミュレーションし、温度が低くなることが想定される部位を特定する方法などが挙げられる。実際の成形において成形体の凹みが発生し易い箇所を確認し、金型の対応する部位を加工し大クリアランス部とする方法は正確で好ましいが、手間を要するため、シミュレーションによる温度分布の解析結果から凹み発生部位を想定し、大クリアランス部を設定する範囲を決める方法を併用することが好ましい。
【００２０】
特に本発明においては、樹脂充填口、即ち、ゲートを２点以上有するいわゆる多点ゲートの金型において射出発泡成形する場合に見られる、ゲート間の樹脂滞留部位での凹み改善に効果が発揮される。すなわちゲート間の、樹脂が滞留し易く温度が低下し易い部位に大クリアランス部を設けることで、凹みが生じ難くボイドの無い射出発泡成形体が得られ易い。なお、本発明の射出発泡成形体において、金型のゲートに対応する部分をゲート位置と称す。
【００２１】
大クリアランス部の詳細な位置や範囲はゲート配置や射出発泡成形体形状によって変わってくる為、厳密には定義し難いが、およそ、図１４や図２２のようなゲート配置を示した平面図において、各ゲートから、樹脂の流れを想定した、半径が最近接のゲート間距離の９０％以上９５％以下程度の円を描き、各ゲートに囲まれる領域内で、前記円で覆われなかった部位に凹み部が生じやすいと考えられ、この領域近傍に大クリアランス部を設けることが好ましい。
【００２２】
より具体的には、本発明の射出発泡成形用金型においては、前記金型がゲートを２点有する金型である場合には、２点のゲート間の中点を含む領域、前記金型がゲートを３点以上有する金型である場合には、隣接するゲート同士の中点、ゲートで形成される多角形において各辺の中点から多角形の内部に向かって引いた垂線の交点、からなる複数の点から選ばれる少なくとも１点を含む領域であることが好ましく、より好ましくは前記複数の点から選ばれる２点以上を含む領域、或いは、前記複数の点から選ばれる１点を含んだ領域が２点以上であること、さらには前記複数の点すべてに関して各々を含む領域、或いはこれら領域の複数もしくはすべてが連続した領域であることが好ましい。
【００２３】
さらに３点から６点のゲートを使用する場合の大クリアランス部の設定位置を使用するゲート点数毎に以下に説明する。
【００２４】
３点ゲートの場合は、次のようにする。
【００２５】
３ａ）図２のように、ゲートＡ、Ｂ、Ｃが同一線上に配置される場合、および、図３のように、各隣接するゲート間の中点ＭＡＢ、ＭＢＣを通る垂線を引き、これらが交わる点Ｏが、ゲート３点で形成される形状の範囲外にある場合には、少なくとも隣接するゲート間の中点のいずれか１点を含むこととする。
【００２６】
３ｂ）図４の様に各隣接するゲート間の中点ＭＡＢ、ＭＢＣ、ＭＡＣを通る垂線が交差する点Ｏが、ゲート３点で形成される３角形の範囲内にある場合は、少なくとも形成される三角形の各辺の中点ＭＡＢ、ＭＢＣ、ＭＡＣおよび前記垂線の交差する点Ｏのうちの何れか１点を含むこととする。
【００２７】
４点ゲートの場合は、次のようにする。
【００２８】
４ａ）図５の様にゲートＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄが同一線上に配置される場合および、図６のように各隣接するゲート間の中点ＭＡＢ、ＭＢＣ、ＭＣＤ、ＭＡＤを通る垂線を引き、これらが交わる点Ｏ１、Ｏ２が、ゲート４点で形成される形状の範囲外にある場合には、少なくとも隣接するゲート間の中点のいずれかを含むこととする。
【００２９】
４ｂ）図７のように各隣接するゲート間の中点ＭＡＢ、ＭＢＣ、ＭＣＤ、ＭＡＤを通る垂線が交差する点Ｏ１、Ｏ２が、ゲート４点で形成される四角形の範囲内にある場合は、少なくとも形成される四角形の各辺の中点ＭＡＢ、ＭＢＣ、ＭＣＤ、ＭＡＤおよび前記垂線の交差する点Ｏ１、Ｏ２のうちの何れか１点を含むこととする。
【００３０】
５点ゲートの場合は、次のようにする。
【００３１】
５ａ）図８のようにゲートＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅが同一線上に配置される場合および、図９のように、各隣接するゲート間の中点ＭＡＢ、ＭＢＣ、ＭＣＤ、ＭＤＥ、ＭＡＥを通る垂線を引き、これらが交わる点Ｏ１、Ｏ２が、ゲート５点で形成される形状の範囲外にある場合には、少なくとも隣接するゲート間の中点のいずれか１点を含むこととする。
【００３２】
５ｂ）図１０のように各隣接するゲート間の中点ＭＡＢ、ＭＢＣ、ＭＣＤ、ＭＤＥ、ＭＡＥを通る垂線が交差する点Ｏ１、Ｏ２が、ゲート５点で形成される五角形の範囲内にある場合は、少なくとも形成される５角形の各辺の中点ＭＡＢ、ＭＢＣ、ＭＣＤ、ＭＤＥ、ＭＡＥおよび前記垂線の交差する点Ｏ１、Ｏ２のうちの何れか１点を含むこととする。
【００３３】
５ｃ）図１１のように一つのゲートが内部に入り組んだ五角形の場合は入り組んだゲートを中心に２つの３角形Ａ−Ｄ−Ｅ、Ｂ−Ｃ−Ｅにより形成されているとし、前記三角形の場合と同様に設定する。
【００３４】
６点ゲートの場合は
６ａ）前記５点ゲートの場合と同様に同一線上に配置される場合および各隣接するゲート間の中点を通る垂線を引き、これらが交わる点が、ゲート６点で形成される形状の範囲外にある場合には、少なくとも隣接するゲート間の中点のいずれか１点を含むこととする。
【００３５】
６ｂ）図１２のように各隣接するゲート間の中点ＭＡＢ、ＭＢＣ、ＭＣＤ、ＭＤＥ、ＭＥＦ、ＭＡＦを通る垂線が交差する点Ｏ１、Ｏ２、Ｏ３が、ゲート６点で形成される六角形の範囲内に含まれるものと含まれないものがある場合は、六角形の範囲内に含まれるＯ１、Ｏ２、および形成される六角形の各辺の中点ＭＡＢ、ＭＢＣ、ＭＣＤ、ＭＤＥ、ＭＥＦ、ＭＡＦうち、少なくとも何れか１点を含むこととする。
【００３６】
６ｃ）図１３のように中央部のゲートＢ，Ｅが入り組んだ六角形の場合は入り組んだ部分を中心に２つの４角形Ａ−Ｂ−Ｅ−Ｆ、Ｂ−Ｃ−Ｄ−Ｅにより形成されているとし、前記四角形の場合と同様に設定する。
【００３７】
７点以上ゲートを有した金型の場合も同様にして、大クリアランス部を設定することが可能である。
【００３８】
次に図を用いて実際の大クリアランス部の設定例について説明する。
【００３９】
図１４に３点のゲート１３を有する金型の固定型側の成形空間の形状を示す平面図を、図１５に固定型と可動型で形成される成形空間の断面図を示す。この金型における大クリアランス部の設定状況をゲート周辺の拡大模式図である図１６を用いて詳細に説明する。ゲートＡ、Ｂ間について説明すると、ゲートＡ、Ｂ間の中点ＭＡＢを中心とした長方形ａｂｃｄの領域を大クリアランス部としており、幅ａ−ｂはゲート間距離Ａ−Ｂの５％以上７０％以下となるように設定することが好ましく、さらには１０％以上５０％以下であることが好ましい。また、長さａ−ｃはゲート間距離Ａ−Ｂの２０％以上１００％以下でとなるように設定することが好ましく、さらには４０％以上８０％以下であることが好ましい。大クリアランス部の寸法が上記範囲内にあることで、得られる射出発泡成形体の軽量化を大きく損なうことなく効率的に凹み部の発生を抑制することができる。大クリアランス部の形状に関しては図１７、１８のように楕円状、ひし形状など凹み解消に効果があるものであれば良く、特に制限されるものではない。大クリアランス部の位置に関しても、射出発泡成形体の形状によって変わってくるため、必ずしもゲート間中点ＭＡＢを中心にする必要は無く、図１９のようにゲートＡ側に偏った配置でも良い。
【００４０】
次に図２０に箱形状を有し５点のゲートを有する金型の固定型側の成形空間の形状を示す平面図を、図２１に固定型と可動型で形成される成形空間の断面図を示す。この金型における大クリアランス部の設定状況をゲート周辺の拡大模式図である図２２を用いて詳細に説明する。ゲートＡ，Ｄ，Ｅで囲まれる三角形の領域について説明すると、各辺の中点ＭＡＤ、ＭＡＥ、ＭＤＥから三角形の内部に向かって垂線を引きこれらの交点をＯとすると、線分Ｏ−ＭＡＤ、Ｏ−ＭＡＥ、Ｏ−ＭＤＥを含む長方形を作成しそれらをＯ周辺で合一させた領域を大クリアランス部とした。大クリアランス部を形成する領域に関しては、射出条件、コアバック条件、成形する成形体形状などによって異なるため一概には定義し難いが、概ね、各ゲートで囲まれる範囲内のみに大クリアランス部を形成しても効果は発揮されるが、従来は滞留する部位に入り込む樹脂を大クリアランス部から外部へ流出することが可能となり、流動状態を良化させ、より冷却を遅らせる効果が得られると考えられることから、図２２のように隣接するゲート間を通して、ゲートで囲まれる範囲外にまで延長することが好ましい。
【００４１】
大クリアランス部を延長する範囲としてはａ−ｃ、ｅ−ｆ、ｉ−ｋがそれぞれ直交する三角形ＡＤＥの各辺の距離Ａ−Ｅ、Ａ−Ｄ、Ｄ−Ｅの５％以上１００％以下であることが好ましく、さらには、１０％以上５０％以下であることが好ましい。また、三角形ＡＤＥの各辺と直交する長方形の幅ｃ−ｄ、ｆ−ｈ、ｉ−ｊはそれぞれゲート間距離Ａ−Ｅ、Ａ−Ｄ、Ｄ−Ｅの５％以上７０％以下となるように設定することが好ましく、さらには１０％以上５０％以下とすることが好ましい。
【００４２】
さらにこの大クリアランス部は図２２のようにＭＡＤ、ＭＡＥ、ＭＤＥおよびＯをすべて含む場合もあるが、これらのうちの少なくとも１点、好ましくは２点を含む範囲で移動する場合もある。また、大クリアランス部の形状としては凹み解消に効果があるものであれば良く、図２３，２４，２５のような形状でも良い。
【００４３】
本発明の射出発泡成形体の製造方法は、本発明の金型を使用することで凹みおよびボイドの無い射出発泡成形体を得るというものであり、特には、高発泡化手段として、射出充填完了後に型締め状態を保持し、ある程度樹脂の温度を低下させた後に可動型を後退させ高発泡化させる方法や、可動型の後退動作を段階的に実施し、各段階で保持する工程を有し、この保持時間で樹脂温度を低下させた後に可動型を後退させ高発泡化させる方法において有効である。具体的な条件については使用する樹脂、樹脂温度、金型温度、射出時間、成形空間の初期クリアランスなどにより変わってくる為一概には言えないが、射出完了時の型締め状態を保持する時間に関しては、概ね０〜５秒、特には０〜２秒の範囲内で運用されることが好ましく、可動型の後退動作を段階的に実施する場合に関しては、実用的には２〜３段階程度が好ましく、各段階での保持時間に関しては、１〜１０秒程度が好ましい。
【００４４】
また、発泡樹脂原料を成形空間内に充填する前に予め成形空間内を発泡が生じない圧力に加圧しておき、溶融樹脂の充填中もしくは充填完了と同時あるいは完了後に圧力を抜くいわゆるカウンタプレッシャ法では、発泡成形時の凹みが発生し易いため、特に本発明の効果が発揮され易い傾向にある。予め成形空間内を加圧する圧力としては、０．１ＭＰａ以上５ＭＰａ以下、好ましくは０．３ＭＰａ以上３ＭＰａ以下であることが好ましい。加圧するガスとしては、加圧により溶融樹脂のフローフロントでの発泡を抑止できるものであれば良く、特に制限はないが、安価で取扱いが容易であるという点から、無機ガス、特に窒素、炭酸ガスが好ましい。
【００４５】
カウンタプレッシャ法を行う場合、本発明の射出発泡成形用金型には、前記金型が発泡樹脂原料を成形空間内に充填する前に予め成形空間内を発泡が生じない圧力に加圧するための加圧ラインを有することが好ましい。
【００４６】
本発明の製造方法で用いる発泡樹脂原料とは、熱可塑性樹脂と発泡剤を含んでなるものである。本発明に用いられる熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂、ポリ塩化ビニル、アクリル樹脂、スチレン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリアリレート、ポリフェニレンエーテル、変性ポリフェニレンエーテル樹脂、全芳香族ポリエステル、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリエーテルイミド、ポリエーテルサルフォン、ポリアミド系樹脂、ポリサルフォン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトンなどが挙げられ、これらの樹脂は、用途等に応じて１種類単独でも２種類以上を混合して使用してもよい。中でもポリオレフィン系樹脂を使用することが好ましく、更に好ましくはポリプロピレン系樹脂である。また、これらの熱可塑性樹脂には、必要に応じて可塑剤、剥離剤、帯電防止剤、難燃剤、発泡剤等の種々の添加剤や物性改良のための各種フィラー、ガラス繊維、カーボン繊維等、さらには、着色剤、染料等を混合して使用してもよい。
【００４７】
本発明で用いることの出来る発泡剤とは、化学発泡剤、物理発泡剤など射出発泡成形に通常使用できるものであればとくに制限はない。化学発泡剤は、通常、前記熱可塑性樹脂と予め混合してから射出成形機に供給され、シリンダ内で分解して炭酸ガス等の気体を発生するものである。化学発泡剤としては、重炭酸ナトリウム、炭酸アンモニウム等の無機系化学発泡剤や、アゾジカルボンアミド、Ｎ，Ｎ’−ジニトロソペンタメチレンテトラミン等の有機系化学発泡剤があげられる。
【００４８】
物理発泡剤は、成形機のシリンダ内の溶融樹脂にガス状または超臨界流体として注入され、分散または溶解されるもので、成形空間内に充填後、圧力開放されることによって発泡剤として機能するものである。物理発泡剤としては、プロパン、ブタン等の脂肪族炭化水素類、シクロブタン、シクロペンタン等の脂環式炭化水素類、クロロジフルオロメタン、ジクロロメタン等のハロゲン化炭化水素類、窒素、炭酸ガス、空気等の無機ガスがあげられる。これらは単独または２種以上混合して使用してよい。
【００４９】
本発明の射出発泡成形体は２点以上のゲートを有する金型を用いて製造される射出発泡成形体であって、各ゲート位置で囲まれる領域に、一般部より厚みの厚い肉厚部を有することを特徴とするものである。前記各ゲート位置で囲まれる領域の一般部より厚みの厚い肉厚部は下記の点を含むことを特徴とする。
【００５０】
すなわち、（Ａ）２点ゲートを有する金型により成形される射出発泡成形体においては、２点のゲート位置の中点を含み、（Ｂ）３点以上のゲートを有する金型により成形される射出発泡成形体においては、隣接するゲート位置同士の中点、各ゲート位置で形成される多角形において各辺の中点から多角形の内部に向かって引かれた垂線の交点、からなる複数の点から選ばれる少なくとも１点を含むことを特徴とする。
【００５１】
前記肉厚部の厚みは、当該肉厚部の厚みｔＢと一般部の厚みｔＡを測定し、肉厚部と一般部の厚みの差、即ち、ｔＢからｔＡを引いた値が、０．１ｍｍ以上２．０ｍｍ以下であることが好ましく、より好ましくは０．２ｍｍ以上１．５ｍｍ以下、さらに好ましくは０．３ｍｍ以上１．０ｍｍ以下の範囲である。この範囲内とすることで、成形時に凹みが少なく内部にボイドの無い射出発泡成形体が得られ易い。
【実施例】
【００５２】
以下に実施例によって本発明をより詳しく説明するが、本発明はこれらによって何ら制限されるものではない。
【００５３】
実施例および比較例において、各種の評価方法に用いられた試験法および判定基準は次の通りである。
【００５４】
（１）メルトフローレート：ＡＳＴＭ１２３８に準拠し、温度２３０℃、荷重２．１６ｋｇで測定した。
【００５５】
（２）メルトテンション：メルトテンション測定用アタッチメントを付けたキャピログラフ（東洋精機製作所製）を使用した。２３０℃でφ１ｍｍ、長さ１０ｍｍの孔を有するダイスから、ピストン降下速度１０ｍｍ／分で降下させたストランドを１ｍ／分で引き取り、安定後に４０ｍ／分２で引き取り速度を増加させたとき、破断したときのロードセル付きプーリーの引き取り荷重をメルトテンションとした。
【００５６】
（３）歪硬化性：上記メルトテンション測定時、引き取り速度を増加させたときに急激に引き取り荷重が増加し、破断に至った場合を「歪硬化性を示す」、そうでない場合を「歪硬化性を示さない」とした。
【００５７】
（４）発泡倍率：成形体平面部の厚みを平面部の初期キャビティクリアランスｔ０で除することで算出する。
【００５８】
本実施例、比較例においては、ポリプロピレンホモポリマーとラジカル重合開始剤としてｔ−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネートの混合物を、ホッパーから４５ｍｍφ二軸押出機（Ｌ／Ｄ＝４０）に供給して溶融混練し、途中に設けた圧入部よりイソプレンモノマーを、定量ポンプを用いて供給し、ストランドを水冷、細断することにより得た、改質ポリプロピレン系樹脂（メルトフローレート３０ｇ／１０分、メルトテンション３ｃＮ、歪硬化性を示す）を使用した。
【００５９】
（実施例１）
図１に示すようなガス注入口１０とその外側にシール構造としてＯリング１１を有しており、寸法が縦４５０ｍｍ×横５５０ｍｍ×深さ１００ｍｍで図１４，１５に示す形状の成形空間を有する箱形状金型（底面一般部クリアランスｔａ：１．５ｍｍ、底面大クリアランス部のクリアランスｔｂ：２．０ｍｍ、立面クリアランス：２．５ｍｍ、ホットランナー／バルブゲート（３点）装備）を使用した。本実施例にて使用した金型の大クリアランス部領域については事前に実施した流動解析結果および大クリアランス設定前の金型にて成形した射出発泡成形体の凹みの発生具合を参考に図１４の様に設定した。大クリアランス部の寸法を、図１６を用いて説明すると、線分ａ−ｂがゲート間距離Ａ−Ｂの２０％、線分ａ−ｃがゲート間距離Ａ−Ｂの６０％となるように設定した。
【００６０】
前記金型に射出する発泡樹脂原料は、改質ポリプロピレン系樹脂に、発泡剤として、無機系化学発泡剤マスターバッチ（分解ガス量４０ｍｌ／ｇ）８重量部をドライブレンドした射出発泡成形用樹脂組成物を、シリンダ温度を２２０℃に調整された電動射出成形機に供給し溶融混練することで得られる。
【００６１】
この様にして得られた発泡樹脂原料を、温度が５０℃に設定され、圧力計９ａにて確認されるキャビティ圧力Ｐ２を０．９ＭＰａとなるようにあらかじめ加圧された１．５ｍｍクリランスの成形空間を有する金型内に射出時間１．２秒にて射出した。
【００６２】
発泡樹脂原料の射出完了と同時にガスを排気し可動型を速度４０ｍｍ／秒にて０．８ｍｍ後退させ、成形空間内の樹脂を発泡させた。この状態で８秒間保持した後、さらに最終製品の厚みに相当する位置まで速度５ｍｍ／秒にて可動型を後退させて再度発泡を行った。発泡完了後６０秒間冷却してから射出発泡成形体を取り出した。
【００６３】
このようにして得られた射出発泡成形体は一般部の厚みが４．５ｍｍで隣接するゲート同士の中心点での厚みが５．０ｍｍで、表面にシルバーおよび凹みが無く、かつセルも均一微細な射出発泡成形体であった。
【００６４】
（比較例１）
実施例１において、大クリアランス部を設けない金型を使用した以外は実施例１と同様にして射出発泡成形体を得た。
【００６５】
このようにして得られた射出発泡成形体は、隣接するゲート位置間に凹みが発生するものであった。
【００６６】
（実施例２）
図１に示すようなガス注入口１０とその外側にシール構造としてＯリング１１を有しており、寸法が縦６００ｍｍ×横１０００ｍｍ×深さ１５０ｍｍで図２０、２１に示す形状の成形空間を有する箱形状金型（底面一般部クリアランスｔａ：１．５ｍｍ、底面大クリアランス部のクリアランスｔｂ：２．０ｍｍ、立面クリアランス：２．５ｍｍ、ホットランナー／バルブゲート（５点）装備）を使用した。本実施例にて使用した金型の大クリアランス部領域については事前に実施した流動解析結果および大クリアランス設定前の金型にて成形した射出発泡成形体の凹みの発生具合を参考に図２０の様に設定した。
【００６７】
大クリアランス部の寸法を図２２を用いて説明すると、線分ｃ−ｄ、ｆ−ｈ、ｉ−ｊがそれぞれゲート間距離Ａ−Ｅ、Ａ−Ｄ、Ｄ−Ｅの４０％となる様に設定し、大クリアランス部を三角形ＡＤＥの外部に延長する寸法ａ−ｃ、ｅ−ｆ、ｉ−ｋがそれぞれゲート間距離Ａ−Ｅ、Ａ−Ｄ、Ｄ−Ｅの３０％となる様に設定した。
【００６８】
このような金型を使用し射出時間１．８秒にする以外は実施例１と同様にして成形し、射出発泡成形体を得た。
【００６９】
このようにして得られた射出発泡成形体は一般部の厚みが４．５ｍｍで隣接するゲート同士の中心点および各辺の中点から内部に引かれた垂線同士の交点での厚みが５．０ｍｍで、表面にシルバーおよび凹みが無く、かつセルも均一微細な射出発泡成形体であった。
【００７０】
（比較例２）
実施例２において、大クリアランス部を設けない金型を使用した以外は実施例２と同様にして射出発泡成形体を得た。
【００７１】
このようにして得られた射出発泡成形体は、隣接するゲート位置間および、ゲート位置で形成される三角形の内部に凹みが発生するものであった。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明に用いられる装置の一実施態様を示す概略図である。
【図２】３点のゲート配置の一例を示す模式図である。
【図３】３点のゲート配置の一例を示す模式図である。
【図４】３点のゲート配置の一例を示す模式図である。
【図５】４点のゲート配置の一例を示す模式図である。
【図６】４点のゲート配置の一例を示す模式図である。
【図７】４点のゲート配置の一例を示す模式図である。
【図８】５点のゲート配置の一例を示す模式図である。
【図９】５点のゲート配置の一例を示す模式図である。
【図１０】５点のゲート配置の一例を示す模式図である。
【図１１】５点のゲート配置の一例を示す模式図である。
【図１２】６点のゲート配置の一例を示す模式図である。
【図１３】６点のゲート配置の一例を示す模式図である。
【図１４】本発明に係る金型の固定型側の成形面形状の一実施例を示す平面図である。
【図１５】図１４で示す金型の固定型と可動型で形成される成形空間の断面図である。
【図１６】図１４で示す金型のゲート付近の拡大模式図である。
【図１７】本発明に係る金型の固定型側の成形面形状の一実施例を示す平面図である。
【図１８】本発明に係る金型の固定型側の成形面形状の一実施例を示す平面図である。
【図１９】本発明に係る金型の一例を示すゲート付近の拡大模式図である。
【図２０】本発明に係る金型の固定型側の成形面形状の一実施例を示す平面図である。
【図２１】図２０で示す金型の固定型と可動型で形成される成形空間の断面図である。
【図２２】図２０で示す金型のゲート付近の拡大模式図である。
【図２３】本発明に係る金型の固定型側の成形面形状の一実施例を示す平面図である。
【図２４】本発明に係る金型の固定型側の成形面形状の一実施例を示す平面図である。
【図２５】本発明に係る金型の固定型側の成形面形状の一実施例を示す平面図である。
【符号の説明】
【００７３】
１    射出装置
２    可動型
３    固定型
４    成形空間（一般部）
５    エジェクトピン
６    エジェクト盤
７    圧力確認用ガス流路
８    ベント
９ａ    圧力計
９ｂ    圧力計
１０    ガス注入口
１１    シール部（Ｏリング）
１２    ガス供給路
１３    ゲート
１４    成形空間（大クリアランス部）
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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