JP2000210967A - 表皮付き発泡成形体の製造方法及び表皮付き発泡成形体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 中空成形体内に発泡粒子を充填して加熱成形
して表皮つき発泡成形体を得る方法において、発泡粒子
として、一般に略球状発泡粒子が用いられているため、
中空成形体内に充填された発泡粒子の深層部までスチー
ムが浸透し難いことから、中空成形体内に充填した発泡
粒子相互の融着性や、発泡粒子と中空成形体との融着性
がある場合、融着性に劣る表皮付き発泡成形体しか得ら
れないという問題があった。特に、複雑な構造のもの
や、厚さが厚い表皮付き発泡成形体を得ようとした場合
には、上記した融着不良は著しくなるという問題があっ
た。 【解決手段】本発明の表皮付き発泡成形体の製造方法
は、熱可塑性樹脂発泡体片が熱可塑性樹脂からなる中空
成形体の内部に充填され、該発泡体片を加熱媒体により
加熱して発泡体片相互間を融着させる表皮付き発泡成形
体の製造方法であって、該発泡体片が最密充填時の空間
率が４５％以上の形状であることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は表皮付き発泡成形体
の製造方法及び表皮付き発泡成形体に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】ブロー
成形等によって得られる中空成形体の内部に熱可塑性樹
脂発泡粒子を充填し、スチーム等によって加熱して発泡
粒子相互を融着させて得られる表皮付き発泡成形体は、
箱型容器、建築パネル、緩衝材、自動車内装材等の各種
の分野において広く利用されている。この種の表皮付き
発泡成形体を製造する場合、中空成形体がスチーム透過
性に乏しいと、加熱用スチームが中空成形体内に充填さ
れた発泡粒子間に充分に浸透し難い。

【０００３】このような問題を解決し得る方法として、
中空成形体内に充填した発泡粒子層内にスチーム供給用
ピンを差し込み、発泡粒子層の内部にまでスチームが浸
透するようにし、発泡粒子相互が融着する前にスチーム
供給用ピンを抜き取る方法が提案されている（特公昭６
２−１９２９３号公報、実公昭６２−９０７３号公報
等）。しかしながら、発泡粒子として、一般に略球状発
泡粒子が用いられているため、中空成形体内に充填され
た発泡粒子の深層部までスチームが浸透し難いことか
ら、中空成形体内に充填した発泡粒子相互の融着性や、
発泡粒子と中空成形体との融着性がある場合、融着性に
劣る表皮付き発泡成形体しか得られないという問題があ
った。特に、複雑な構造のものや、厚さが厚い表皮付き
発泡成形体を得ようとした場合には、上記した融着不良
は著しくなるという問題があった。

【０００４】本発明は上記従来の問題を解決するために
なされたもので、発泡体片相互の融着性が優れた表皮付
き発泡成形体を製造することのできる方法及び優れた表
皮付き発泡成形体を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】即ち本発明の表皮付き発
泡成形体の製造方法は、熱可塑性樹脂発泡体片が熱可塑
性樹脂からなる中空成形体の内部に充填され、該発泡体
片を加熱媒体により加熱して発泡体片相互間を融着させ
る表皮付き発泡成形体の製造方法であって、該発泡体片
が最密充填時の空間率が４５％以上の形状であることを
特徴とする。本発明において、熱可塑性樹脂からなる中
空成形体の内部に充填する熱可塑性樹脂発泡体片は筒状
の熱可塑性樹脂発泡粒子であることが好ましい。

【０００６】また本発明の表皮付き発泡成形体は、連通
した空隙を有する熱可塑性樹脂発泡体片成形体の表面の
少なくとも一部を、熱可塑性樹脂からなる中空成形体に
て被覆してなる表皮付き発泡成形体であって、該発泡体
片成形体の空隙率が５％以上であることを特徴とする。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明において用いる熱可塑性樹
脂発泡体片の基材樹脂としては、ポリ塩化ビニル等の塩
化ビニル系樹脂、ポリスチレン等のポリスチレン系樹
脂、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂等のポ
リオレフィン系樹脂、ポリメチルメタクリレート等のア
クリル系樹脂、ポリカーボネート樹脂等が挙げられる。
上記ポリエチレン系樹脂やポリプロピレン系樹脂として
は、例えば低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、
高密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、直鎖
状超低密度ポリエチレン、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、
エチレン−ブテンブロック共重合体、エチレン−ブテン
ランダム共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エ
チレン−メチルメタクリレート共重合体、エチレン−メ
タクリル酸共重合体の分子間を金属イオンで架橋したア
イオノマー系樹脂、プロピレン単独重合体、プロピレン
−エチレンランダム共重合体、プロピレン−ブテンラン
ダム共重合体、プロピレン−エチレンブロック共重合
体、プロピレン−ブテンブロック共重合体、ポリブテ
ン、ポリペンテン、プロピレン−エチレン−ブテン三元
共重合体、プロピレン−アクリル酸共重合体、プロピレ
ン−無水マレイン酸共重合体等が挙げられる。また、こ
れらの他に、エチレン、プロピレン、ブテン、ペンテン
等のオレフィン系モノマーと、これらオレフィン系モノ
マーと共重合し得るスチレン等のモノマーとの共重合体
も使用することができる。

【０００８】上記熱可塑性樹脂のなかでも、緩衝性、圧
縮歪回復性が良好な、ポリオレフィン系樹脂が好まし
く、なかでも低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレ
ン、高密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、
直鎖状超低密度ポリエチレン等のポリエチレン系樹脂
や、ポリプロピレン、ポリブテン、プロピレン−エチレ
ン共重合体、プロピレン−ブテン共重合体、プロピレン
−エチレン−ブテン三元共重合体が好ましく、特にプロ
ピレン−エチレンランダム共重合体、プロピレン−ブテ
ンランダム共重合体、プロピレン−エチレン−ブテン三
元共重合体、直鎖状低密度ポリエチレンが好ましい。

【０００９】上記ポリオレフィン系樹脂は、過酸化物や
放射線により架橋したものを用いても、無架橋のまま用
いても良いが、生産工程が簡易で、リサイクルの可能な
無架橋のものが好ましい。

【００１０】本発明において、中空成形体の内部に充填
される熱可塑性樹脂発泡体片としては、最密充填時の空
間率が４５％以上、好ましくは５０~７０％の形状を有
するものが良い。空間率が４５％未満であると、加熱媒
体の透過性が悪く発泡体片相互間の融着が悪い表皮付き
発泡成形体しか得られないため好ましくない。上記のよ
うな形状を有するものを、１種又は２種以上混合して用
いることができる。上記最密充填時の空間率とは、熱可
塑性樹脂発泡体片の一定量をメスシリンダー等の目盛り
付き容器に充填し、容器を上下に振動させて熱可塑性樹
脂発泡体片を圧縮することなく、発泡体片の嵩が最小と
なるようにした時の、容器の目盛りから求められる一定
量の発泡体片の体積を見掛けの体積：Ａ（ｃｍ³ ) と
し、次に見掛けの体積を測定した後の発泡体片を、アル
コールを入れた目盛り付き容器のアルコール中に沈めて
アルコールのみの時の容積からの増加分から、一定量の
発泡体片の真の体積：Ｂ（ｃｍ³ ) を求め、見掛け体
積：Ａと真の体積：Ｂとから下記式より求められるもの
である。

【００１１】

【数１】空間率（％）＝｛（Ａ−Ｂ）／Ａ｝×１００

【００１２】本発明方法において発泡体片を融着させる
加熱媒体としては、スチーム、熱風等が挙げられるが、
工業的に有利なスチームが好ましい。

【００１３】また本発明において成形に用いる熱可塑性
樹脂発泡体片としては、上記熱可塑性樹脂を基材樹脂と
する、筒状の発泡粒子や、長さ：Ｌと直径：Ｄとの間
に、Ｌ／Ｄ≧４なる関係を有する柱状の発泡粒子や、表
面に突起を有する発泡粒子が好ましい。

【００１４】以下、熱可塑性樹脂発泡体片として、熱可
塑性樹脂発泡粒子を用いた場合を例に説明するが、特に
断りのない限り、熱可塑性樹脂発泡粒子に代えて、チッ
プ状物、粉砕物等を用いた場合にも、同様の技術を適用
することができる。

【００１５】筒状の発泡粒子としては、外部に連通する
中空穴を有する形状であるとともに（以下、中空穴が外
部に連通する方向を「穴方向」と呼ぶ。）、（ａ）穴方
向に垂直な断面（以下、この断面を「垂直断面」と呼
ぶ。）における外周形状及び中空穴形状が共に円形であ
るもの、（ｂ）垂直断面における外周形状及び中空穴形
状が共に多角形であるもの、（ｃ）垂直断面における外
周形状、中空穴形状のいずれか一方が円形で、他方が多
角形であるもの、（ｄ）上記（ａ）〜（ｃ）の如き断面
形状を有するものを、その外周において互いに複数結合
せしめたもの、（ｅ）穴方向に垂直な、どの断面におい
ても突起が設けられた上記（ａ）〜（ｄ）の如き断面形
状を有するもの、（ｆ）ある垂直断面においては上記
（ａ）〜（ｄ）の如き断面形状を有しており、別の垂直
断面においては突起が設けられた上記（ａ）〜（ｄ）の
如き断面形状を有するもの等を例示することができる。

【００１６】図１の（ア）〜（ソ）に示す発泡粒子のう
ち、上記（ａ）に対応するものとしては、（ア）の発泡
粒子が、（ｂ）に対応するものとしては（イ）〜（エ）
の発泡粒子が、（ｃ）に対応するものとしては（オ）、
（カ）の発泡粒子が、（ｄ）に対応するものとしては
（キ）、（ク）の発泡粒子が、（ｅ）に対応するものと
しては（ケ）〜（ス）の発泡粒子が、（ｆ）に対応する
ものとしては（セ）、（ソ）の発泡粒子が挙げられる。
尚、図１において、１は発泡粒子、Ｐは中空穴、ｅは突
起を示す。

【００１７】図１に示した発泡粒子は、本発明において
用い得る筒状の発泡粒子の一例に過ぎず、この他にも垂
直断面における外周形状や中空穴形状が楕円状、正多角
形以外の多角形状となるもの、穴方向に沿って発泡粒子
の一部がくびれているもの、穴方向に沿って発泡粒子が
捩れているもの、垂直断面においてその中心から中空穴
がずれているもの等、筒状の発泡粒子であればいかなる
形状のものも使用可能である。尚、本発明において、垂
直断面形状がＣ字型等になるように筒状発泡粒子の一部
が切り裂かれた形状のものも筒状の発泡粒子に含めるも
のとする。

【００１８】上記筒状の発泡粒子は、垂直断面における
最大外径：Ｄと、穴方向に沿った最大長さ：Ｌとの比、
Ｌ／Ｄが０．２〜５．０、特に０．５〜２．０であるこ
とが好ましい。筒状の発泡粒子のＬ／Ｄが０．２〜５．
０の範囲にある場合には、発泡粒子の中空成形体内部へ
の充填性が良好になるとともに、発泡粒子相互の融着性
が良好となるため好ましい。上記最大外径：Ｄは、図１
の（ア）、（キ）、（ケ）、（セ）に示す如く垂直断面
における外周と接する２本の平行する接線間の距離の最
大値であり、ノギスにより測定することができる。ま
た、Ｌについても図１（ア）、（ケ）に示す如き最大長
さであり、ノギスにより測定することができる。

【００１９】図１に示す（ア）〜（ク）の発泡粒子のよ
うに突起ｅを有さないものは、発泡粒子を中空成形体内
部に充填する際の充填機内等における発泡粒子の詰まり
が生じ難く、中空成形体内部に均一な充填をし易いため
好ましい。更に、（ア）、（キ）、（ク）の発泡粒子の
ように垂直断面における外周形状及び中空穴形状がとも
に円形であるものは、発泡粒子の製造が比較的容易であ
るため好ましい。

【００２０】本発明において上記筒状の発泡粒子の他
に、中空穴がなく突起のみを有する発泡粒子や柱状の発
泡粒子も使用可能であるが、柱状の発泡粒子の場合、図
２に示すように垂直断面における最大外径：Ｄと長さ：
Ｌとの間に、Ｌ／Ｄ≧４なる関係が成り立つことが必要
であり、特に７≧Ｌ／Ｄ≧４であることが好ましい。柱
状の発泡粒子としては、図２に示したような円柱状のも
のに限らず、多角柱状のもの等も用いることができる。
Ｌ／Ｄの値が４に満たないと、最密充填時の空間率が４
５％以上得られないことがあるため、発泡粒子相互の融
着性が劣ってしまい好ましくない。中空穴がなく突起を
有する発泡粒子の場合、図４に示す（ア）、（イ）のよ
うに、発泡粒子の長さ：Ｌの方向に対して垂直などの断
面においても、外周に突起ｅが存在するように形成され
ていること、また更に該断面において３又は４個の突起
を有するものが発泡粒子の製造上、安定生産性の面で好
ましく、その長さ：Ｌと最大外径：Ｄとの比：Ｌ／Ｄ
が、０．５〜２．０であることが発泡粒子の中空成形体
内部への充填時の充填性の面で好ましい。

【００２１】上記したように本発明においては、図１に
示した如き各種の筒状の発泡粒子、図２に示した如きＬ
／Ｄ≧４の柱状の発泡粒子や、図４に示した如き突起を
有する発泡粒子を用いることができるが、特に熱可塑性
発泡粒子の基材樹脂がオレフィン系樹脂である場合、熱
可塑性樹脂中空成形体内部で発泡粒子同士を融着させる
ことが難しい。このため、加熱媒体を深層部まで浸透さ
せ、確実に融着させることのできる、図１の（ア）、
（オ）に示した如き筒状の発泡粒子、特に円筒状の発泡
粒子が好ましい。尚、図１の（ア）、（オ）に示した如
き円筒形状の発泡粒子や図２に示した如き円柱状の発泡
粒子は、垂直断面の外周形状が真円形でなくとも、略円
形を有していれば良い。

【００２２】特に上記筒状の発泡粒子は、平均粒子重量
が１〜５０ｍｇのものが好ましいが、より好ましくは平
均粒子重量が１〜１０ｍｇのものである。平均粒子重量
が１ｍｇに満たない発泡粒子は製造そのものが困難であ
り、５０ｍｇを超えると成形時の中空成形体への充填性
が悪くなり易い。また平均粒子重量によっても異なる
が、例えば平均粒子重量が１〜１０ｍｇの筒状の発泡粒
子の場合、任意の垂直断面における中空穴の最小径をｄ
_MIN 、同じ垂直断面における外周の最小径をＤ_{MI N} とし
た時、ｄ_MIN が０．５ｍｍ以上で、且つｄ_MIN ／Ｄ_MIN
の値が０．３０〜０．９０であることが好ましく、より
好ましくはｄ_MIN が１．０ｍｍ以上で、且つｄ_MIN ／Ｄ
_MIN の値が０．４０〜０．８５である。尚、ｄ_MIN の上
限は２０ｍｍ、特に１０ｍｍ以下であることが好まし
い。

【００２３】ｄ_MIN とＤ_MIN との間に上記関係が成り立
つ円筒形状の発泡粒子を用いて成形すると、収縮率が小
さく、粒子相互の融着性がより良好な表皮付き発泡成形
体を得ることができる。またｄ_MIN ／Ｄ_MIN の値が０．
９０を超える発泡粒子は、製造そのものが難しいという
問題があるとともに、寸法安定性に欠ける表皮付き発泡
成形体となり易い。

【００２４】尚、図１の（キ）、（ク）、（ソ）等のよ
うに複数の中空穴が存在する場合には、その全ての中空
穴について、また（ケ）〜（ソ）等のように外周に突起
が設けられている場合には突起を除いた形状について、
上記の関係が満たされていることが好ましい。

【００２５】本発明方法では発泡体片として、上記した
発泡粒子を用いるため、中空成形体が加熱媒体の透過性
を有していなくても、中空成形体内に充填された発泡体
片の深層部まで、加熱媒体が発泡体片間を透過して到達
し、この結果、中空成形体の内側付近に位置して充填さ
れた発泡体片が充分に加熱され、中空成形体内側付近の
発泡体片相互間が確実に融着され、中空成形体の内面側
が発泡体片と融着性を有する素材である場合、発泡体片
と中空成形体との間が確実に融着される。

【００２６】上記発泡粒子は、例えば密閉容器内で熱可
塑性樹脂粒子と発泡剤とを分散媒に分散させ、攪拌しな
がら加熱して樹脂粒子中に発泡剤を含浸させ、次いで発
泡温度にて樹脂粒子と分散媒とを容器内より低圧下（通
常は、大気圧下）に放出し、樹脂粒子を発泡させる等の
方法によって得ることができる。

【００２７】発泡粒子製造に用いる熱可塑性樹脂粒子
は、基材樹脂を押出機内で溶融混練した後、ダイスから
ストランド状に押出して冷却した後、適宜長さに切断す
る等の方法で得ることができるが、押出機内で基材樹脂
を溶融混練する際に、必要に応じてタルク、炭酸カルシ
ウム、硼砂、水酸化アルミニウム、ホウ酸亜鉛等の無機
物を添加して樹脂と溶融混練し、樹脂粒子中にこれらの
無機物を含有せしめても良い。また用途や目的に応じ、
黒色、灰色、茶色、黄色、赤色、桃色、緑色、青色等の
着色顔料や染料を添加して着色することもできる。樹脂
粒子中に上記無機物や着色顔料、染料等を添加する場
合、これらの分散性を考慮して、通常はマスターバッチ
法を採用する。無機物や着色顔料、染料の添加量は、通
常、樹脂粒子１００重量部当たり、０．００１〜５重量
部である。樹脂粒子中に無機物を含有させると、発泡粒
子の発泡倍率を向上でき、また気泡径を二次発泡性、寸
法安定性において好適な５０〜３５０μｍに調整するこ
とができる。

【００２８】溶融した樹脂をダイスから押出す際に、得
ようとする発泡粒子の断面形状と略相似形状の樹脂押出
口を有するダイス（例えば筒状発泡粒子を得る場合は筒
状発泡粒子の垂直断面形状と略相似形状の樹脂押出口を
有するダイス）を用いることにより、目的形状の発泡粒
子と相似形状の樹脂粒子を得ることができ、このような
樹脂粒子を用いて上記したように発泡を行えば、目的形
状の発泡粒子を得ることができる。

【００２９】発泡粒子製造に用いる上記分散媒として
は、樹脂粒子を溶解させないものであれば良く、例えば
水、エチレングリコール、グリセリン、メタノール、エ
タノール等が挙げられるが、通常は水が使用される。ま
た発泡剤としては、通常、プロパン、ブタン、ヘキサ
ン、シクロブタン、シクロヘキサン、トリクロロフロロ
メタン、ジクロロフロロメタン、クロロフロロメタン、
トリフロロメタン、1,1,1,2-テトラフロロエタン、1-ク
ロロ-1,1- ジフロロエタン、1,1-ジフロロエタン、1-ク
ロロ-1,2,2,2- テトラフロロエタン等の揮発性発泡剤
や、窒素、二酸化炭素、アルゴン、空気等の無機ガス系
発泡剤が用いられる。また揮発性発泡剤と無機ガス系発
泡剤との混合発泡剤を使用することもできる。これらの
うち、オゾン層破壊の虞れがなく、安価な無機ガス系発
泡剤が好ましく、特に窒素、二酸化炭素、空気が好まし
い。窒素、空気以外の上記発泡剤の使用量は、通常、樹
脂粒子１００重量部当たり、２〜５０重量部であり、ま
た窒素、空気の場合、その使用量は密閉容器内へ圧入す
る圧力範囲が５〜６０ｋｇｆ／ｃｍ² Ｇとなるように添
加することが好ましい。発泡剤の使用量は、得ようとす
る発泡粒子の発泡倍率等に応じて適宜調整する。

【００３０】上記樹脂粒子と発泡剤とを分散媒に分散さ
せて加熱するに際し、樹脂粒子相互の融着を防止するた
め、融着防止剤を分散媒に添加することができる。融着
防止剤としては分散媒に溶解せず、加熱によって溶融し
ないものであれば無機系、有機系を問わず使用可能であ
るが、一般には無機系のものが好ましい。無機系の融着
防止剤としては、カオリン、タルク、マイカ、酸化アル
ミニウム、酸化チタン、水酸化アルミニウム等の粉体が
好適である。融着防止剤は、平均粒径０．００１〜１０
０μｍ、特に０．０１〜３０μｍのものが好ましい。融
着防止剤は樹脂粒子１００重量部に対し、通常、０．０
１〜１０重量部を添加することが好ましい。また分散助
剤として、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、オ
レイン酸ナトリウム等のアニオン系界面活性剤を併用す
ることができる。分散助剤は樹脂粒子１００重量部当た
り、通常、０．００１〜５重量部を分散媒に添加するこ
とが好ましい。

【００３１】尚、発泡粒子は発泡前の樹脂粒子よりも全
体の寸法が大きくなっているが、通常、発泡粒子のｄ
_MIN ／Ｄ_MIN 及びＬ／Ｄの値と、これに対応する未発泡
の樹脂粒子のｄ_MIN ´／Ｄ_MIN ´及びＬ´／Ｄ´の値と
は殆ど変わらず、未発泡の樹脂粒子のｄ_MIN ´／Ｄ_MIN
´、Ｌ´／Ｄ´の値が前記条件を満たしていれば、発泡
粒子のｄ_MIN ／Ｄ_MIN 、Ｌ／Ｄの値も前記条件を概ね満
たしている。

【００３２】尚、本発明において用いる熱可塑性樹脂発
泡粒子以外のチップ状物、粉砕物等の発泡体片を得る手
段としては、チップ状物については熱可塑性樹脂を押出
機先端から棒状に押出し発泡させ押出発泡直後にカッタ
ー刃によりスライスすることによりチップ状の発泡体と
して得ることができる。また粉砕物については、既存の
発泡粒子成形体や発泡シート等を粉砕機により粉砕する
ことにより得ることができる。

【００３３】本発明において熱可塑性樹脂からなる中空
成形体の基材樹脂は、上記した熱可塑性樹脂発泡体片の
基材樹脂と同様なものが挙げられる。

【００３４】本発明において中空成形体としては、射出
成形、ブロー成形等の方法で、所望の形状に成形したも
のを用いることができる。例えばブロー成形で中空成形
体を得るには、熱可塑性樹脂のパリソンを金型上方より
降下させ、金型でパリソンを挟み、パリソン内にエアー
ブローピンより空気を吹き込んでパリソンを膨らませる
とともに、金型に設けた吸引穴より吸引してパリソンを
金型内面に密着させることで中空成形体を形成する。ま
た予め成形したものではなくとも良く、中空成形体と表
皮付き発泡成形体とを同一の金型で製造しても良く、例
えば熱可塑性樹脂の中空成形体を成形した後、発泡体片
を中空成形体に充填して表皮付き発泡成形体としても良
い。中空成形体は未発泡、発泡の単層構造のものに限ら
ず、未発泡層や発泡層等を有する多層構造のものであっ
ても良い。また、中空成形体の内面側は、発泡体片と融
着性を有する素材を用いても、融着性をもたない素材を
用いてもかまわないが、高強度、高剛性の表皮付き発泡
体成形体を要求する場合は、融着性を有する素材で構成
されていることが、発泡体片成形体と中空成形体との融
着性に優れた表皮付き発泡成形体が得られるために好ま
しい。中空成形体の肉厚は１〜５ｍｍのものが好まし
い。中空成形体の肉厚が１ｍｍ未満であると中空成形体
の形状保持が悪くなる虞れがあり、５ｍｍを超えると表
皮付き発泡成形体の重量が重くなることから好ましくな
い。中空成形体の形状としては、例えば貫通した筒状、
底のある筒状、中空板状、箱型容器状等の形状のものを
用いることができる。

【００３５】熱可塑性樹脂発泡粒子と熱可塑性樹脂から
なる中空成形体との融着性を有する素材は、熱可塑性樹
脂発泡粒子の基材樹脂の違いによって異なる。熱可塑性
樹脂発泡粒子の基材樹脂が、例えばポリプロピレン系樹
脂である場合、熱可塑性樹脂からなる中空成形体の基材
樹脂もポリプロピレン系樹脂やポリプロピレン系熱可塑
性エラストマーであること、発泡粒子の基材樹脂がポリ
エチレン系樹脂である場合には、熱可塑性樹脂からなる
中空成形体の基材樹脂もポリエチレン系樹脂であること
が好ましいが、発泡粒子と融着性を有するものであれば
これらに限定されない。

【００３６】上記した熱可塑性樹脂発泡粒子と融着性を
有する中空成形体の素材としては、使用する熱可塑性樹
脂発泡粒子の基材樹脂の融点以下の融点を有するものを
選択すると、発泡粒子と中空成形体との融着性が更に良
好となり好ましい。

【００３７】中空成形体が多層構造の場合、表面側（熱
可塑性樹脂発泡体片と接しない側）を構成する素材とし
ては、上記した熱可塑性樹脂発泡体片との融着性を有す
る素材の他に、熱可塑性樹脂発泡体片と融着性を有さな
いポリ塩化ビニル等や、ポリエステル系樹脂等の素材も
用いることができる。

【００３８】高強度、高剛性の表皮付き発泡成形体を得
ようとする際は、中空成形体の素材（多層構造の場合に
は、少なくとも内面側の素材）と、発泡体片の基材樹脂
とは、上記したように相互に熱融着性を有するような素
材を選択することが好ましい。特に本発明の表皮付き発
泡成形体を、例えば自動車内装材やバンパー等の車両用
として用いる場合、耐熱性、剛性、エネルギー吸収性、
リサイクル性等を考慮すると、中空成形体の素材、発泡
体片の基材樹脂ともに、ポリプロピレン系樹脂を選択す
ることが好ましい。また本発明の表皮付き発泡成形体を
寝具、家具等に使用する場合、クッション性等を考慮す
ると、発泡体片の基材樹脂としてポリエチレン系樹脂、
特に直鎖状低密度ポリエチレンが好ましく、中空成形体
の素材（或いは中空成形体の内面側の素材）も、これと
熱融着性を有するポリエチレン系樹脂を選択することが
好ましい。

【００３９】また本発明の表皮付き発泡成形体におい
て、連通した空隙を有する発泡体片成形体を得るため
に、中空成形体内に充填される発泡体片としては、前述
した通り最密充填時の空間率が４５％以上の形状である
ことを必要とするが、更に筒状の発泡粒子、特に円筒状
の発泡粒子が好ましい。前記発泡体片を用いたため発泡
体片相互の融着性に優れ、中空成形体の内層側が発泡体
片と融着生を有する場合、発泡体片成形体と中空成形体
との融着性に優れた表皮付き発泡成形体である。本発明
の表皮付き発泡成形体において連通した空隙を有する発
泡体片成形体の空隙率は５％以上であることが好まし
い。さらに５〜７５％の空隙率が好ましく、特に１０〜
４５％の空隙率が好ましい。空隙率が５％未満の発泡体
片成形体であると、通気性のある断熱パネル、吸音、防
音のパネル等、更に濾過材、透水材、保水材等として利
用できないため好ましくない。上記発泡体片成形体の空
隙率（％）は、発泡体片成形体サンプルの外形寸法（２
５ｍｍ×２５ｍｍ×１００ｍｍ）より求めた体積をａ
（ｃｍ³ ）、該サンプルをアルコールを入れた目盛り付
き容器のアルコール中に沈めた時の、目盛りの上昇分か
ら求められるサンプルの真の体積をｂ（ｃｍ³ ）とした
とき、下記式より求められる値である。

【００４０】

【数２】空隙率（％）＝｛１−（ｂ／ａ）｝×１００

【００４１】本発明の表皮付き発泡体を得る方法として
は、例えば、ブロー成形機により中空成形体を得て、金
型に中空成形体を装着し、発泡体片を金型に装着した中
空成形体内部に充填して成形し、表皮付き成形体を得る
方法、中空成形体を成形する機能をも有する金型で中空
成形体の成形と表皮付き発泡体の成形とを行う方法、中
空成形体自体に剛性が有る場合には、金型を使用しない
で中空成形体内部に発泡体片を充填して表皮付き発泡体
を得る方法が挙げられる。

【００４２】上記表皮付き発泡成形体を得る金型は、例
えば凹型と凸型とからなる合せ金型で、表皮付き発泡成
形体を金型面の冷却により間接冷却するための空間を有
し、発泡体片を中空成形体内に充填するフィーダー、加
熱媒体を供給、エアー又は加熱媒体を吸引させるスリッ
ト状又は円形状の孔を多数配置したピンを有している。
特に中空成形体を成形する機能をも有する場合には、パ
リソンを膨らませるためのエアーブローピンを金型下方
より挿入するための穴が金型に設けられている。

【００４３】また本発明において中空成形体自体で剛性
が有る場合、発泡体片が最密充填時の空間率４５％以上
の形状であることから、スチームが発泡体片の相互に透
過しやすいため、スチーム圧力が低くできる。よって、
中空成形体の強度があれば上記のような表皮付き発泡成
形体製造用金型がなくとも可能である。

【００４４】図３は本発明の表皮付き発泡成形体２の一
例を示し、３は中空成形体、４は発泡体片１の相互を融
着させて形成される発泡体片成形体である。図５は本発
明の表皮付き発泡成形体を製造装置の一例を略図的に示
すもので、図中、５は金型、６は中空成形体の内部に発
泡体片を充填するフィーダーである。この充填方法とし
ては、圧縮充填方法、加圧充填方法等の公知の充填法を
採用することができる。また７、８は加熱用スチームを
供給したり、供給されたスチームを吸引したり、スチー
ムのドレンを吸引するためのピンで、該ピン７、８は、
エアシリンダー９、１０にガイドされて摺動し、金型５
内に装着された中空成形体３内に充填された発泡体片１
の層内への差し込みや、引き抜きが可能に構成されてい
る。上記のピンは発泡体片よりも小さい孔、スリット状
又は円形状の孔が多数あいており、中空成形体の大きさ
により一本または、複数本挿入させ成形することができ
る。

【００４５】本発明において表皮付き発泡成形体を得る
方法の一例として、金型５内に中空成形体３を装着した
後、フィーダー６より発泡体片１を中空成形体３内に充
填し、次いで中空成形体３内に充填された発泡体片１の
層内に差し込まれたピン７、８の一方より、加熱用スチ
ームを供給することにより発泡体片１を加熱する方法を
用いることができるが、この際に他方のピンよりスチー
ムを吸引することによりスチームの流れが円滑になり、
供給したスチームを発泡体片１間に満遍なく浸透させる
ことができる。またピンを所定時間毎に交替して加熱、
吸引を行うことにより、更に円滑にスチームを供給する
ことができる。加熱用スチーム供給後、ピン７、８の一
方又は両方から吸引することにより、発泡体片１間に溜
まっている熱やドレンを効率よく排出することができ
る。このようにして加熱、冷却した後、ピン７、８を抜
き取り、得られた成形体を金型５から取り出して養生す
る。養生は、６０℃、大気圧下で２４時間程度行うこと
が好ましい。

【００４６】本発明の発泡体片成形体の表面の少なくと
も一部を熱可塑性樹脂からなる中空成形体にて被覆して
なる表皮付き発泡成形体としては、例えば熱可塑性発泡
体片成形体の全面を被覆した表皮付き発泡成形体、貫通
した筒状の中空成形体と発泡体片成形体とからなる開口
部の二面が被覆されていない表皮付き発泡成形体、底の
ある筒状の中空成形体と発泡体片成形体とからなる開口
部の一面が被覆されていない表皮付き発泡成形体等が挙
げられる。本発明の表皮付き発泡成形体の用途として
は、例えばパレット、台車等の流通分野、断熱パネル、
防音パネル等の建築分野、濾過材、透水材等の土木分
野、各種浮力用部材、自動車内装用、バンパー材、家
具、寝具等が挙げられる。

【００４７】

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を更に詳細に説
明する。

【００４８】実施例１ エチレン−プロピレンブロック共重合体（ＭＩ＝０．６
ｇ／１０分（２３０℃、荷重２．１６ｋｇｆ）、融点１
６１℃、エチレン含量７．０重量％）の層と、内層がプ
ロピレン−エチレンランダム共重合体（ＭＩ＝８ｇ／１
０分、融点１３２℃、エチレン含量５．８重量％）の層
からなる２層構成のパリソン（プロピレン−エチレンラ
ンダム共重合体の層が内面側）を共押出法によって押出
機より押出し、このパリソンを中空成形体製造用金型
（縦４００ｍｍ×横２５０ｍｍ×深さ１００ｍｍ）の上
方から金型に供給し、パリソン内に空気を吹き込みなが
ら金型を型締めし、冷却して中空成形体（肉厚２．６ｍ
ｍ）を得た。次にこの中空成形体を、発泡粒子供給用フ
ィーダーを備えた表皮付き発泡成形体製造用の金型（縦
３９６ｍｍ×横２４８ｍｍ×深さ１００ｍｍ）内に装着
して型締めした後、プロピレン−エチレンランダム共重
合体（エチレン含量２．４重量％、融点１４６℃）を基
材樹脂とする、図１の（ア）に示す形状の円筒形状の発
泡粒子（平均粒子重量２ｍｇ、嵩発泡倍率２０倍、ｄ
_MIN ＝１．６ｍｍ、Ｄ_MIN ＝２．５ｍｍ、ｄ_MIN ／Ｄ
_MIN ＝０．６４、Ｌ＝３．５ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝１．０、粒
子内圧２．０ｋｇ／ｃｍ² （絶対圧））を中空成形体内
に充填した。

【００４９】中空成形体内に発泡粒子を充填する際、中
空成形体内に差し込まれた両方のピンより中の空気を吸
引しながら充填した後、充填された発泡粒子の層内に差
し込んだ片方のピンから、吸引しながらもう一方のピン
よりスチームを５秒間供給し、次いでスチームを供給し
ていたピンと吸引していたピンを交換し、吸引しながら
スチームを５秒間供給し、発泡粒子の層内に残存する空
気を排気した後、１５０℃のスチームを両方のピンから
発泡粒子の層内に供給して発泡粒子を加熱成形した。次
いで、発泡粒子の層（この時点では発泡粒子は相互に融
着している。）内に差し込んだピンにより吸引冷却した
後、型を開いて表皮付き発泡成形体を取り出した。この
成形体を６０℃、大気圧下で２４時間養生し、室温下で
保持した。成形に用いた発泡粒子の諸物性を表１に、成
形条件を表２に、得られた表皮付き発泡成形体の諸物性
を表３に示す。

【００５０】

【表１】

【００５１】

【表２】

【００５２】

【表３】

【００５３】※１ 中空成形体製造用金型及び表皮付き
発泡成形体製造用金型の深さ ※２ ｒＰＰ：プロピレン−エチレンランダム共重合体 ｂＰＰ：プロピレン−エチレンブロック共重合体 ＬＬＤ：直鎖状低密度ポリエチレン ＨＤＰＥ：高密度ポリエチレン ※３ ｒＰＰ：プロピレン−エチレンランダム共重合体 ｂＰＰ：プロピレン−エチレンブロック共重合体 ＬＬＤ：直鎖状低密度ポリエチレン

【００５４】※４ 折り曲げ破断試験：発泡体片（発泡
粒子）の融着性を評価し、具体的には図５に示すように
表皮付き発泡成形体の内部（Ａ）と表皮付近（Ｂ）とか
ら切り出したサンプル（サイズ：２５ｍｍ×２５ｍｍ×
１００ｍｍ）を折り曲げて破断させ、各々の破断面を観
察し、 ○・・・発泡体片（発泡粒子）の大部分に材料破壊が起
こっている。 △・・・発泡体片（発泡粒子）の材料破壊と発泡粒子相
互間の界面剥離が混在している。 ×・・・発泡体片（発泡粒子）相互間の大部分が界面剥
離している。として評価した。

【００５５】※５ 表皮材と発泡体片（発泡粒子）の融
着性は、表皮付き発泡成形体を幅１５ｍｍに切り出した
サンプルにおける表皮材の９０°剥離試験を行い、剥離
面の発泡体片（発泡粒子）の状態を観察し、 ○・・・発泡体片（発泡粒子）の大部分に材料破壊が起
こっている。 ×・・・発泡体片（発泡粒子）の大部分が界面剥離して
いる。として評価した。

【００５６】実施例２ 嵩発泡倍率１０倍の、図１の（ア）に示す円筒形状の発
泡粒子を使用した他は、実施例１と同様の条件で表皮付
き発泡成形体を得た。使用した発泡粒子の諸物性を表１
に、成形条件を表２に、得られた表皮付き発泡成形体の
諸物性を表３に示す。

【００５７】実施例３ 中空成形体製造用金型及び表皮付き発泡成形体製造用金
型の深さを１５０ｍｍとした他は、実施例１と同様の条
件で表皮付き発泡成形体を得た。使用した発泡粒子の諸
物性を表１に、成形条件を表２に、得られた表皮付き発
泡成形体の諸物性を表３に示す。

【００５８】実施例４ 中空成形体の肉厚を１．５ｍｍとした他は、実施例３と
同様の条件で表皮付き発泡成形体を得た。使用した発泡
粒子の諸物性を表１に、成形条件を表２に、得られた表
皮付き発泡成形体の諸物性を表３に示す。

【００５９】実施例５ 中空成形体を成形する機能をも有する表皮付き発泡成形
体の製造用金型（深さ１５０ｍｍ）にパリソンを供給し
て中空成形体を成形した後、金型に挟まれた状態にある
中空成形体内に発泡粒子を充填して成形した他は、実施
例４と同様の条件にして表皮付き発泡成形体を得た。使
用した発泡粒子の諸物性を表１に、成形条件を表２に、
得られた表皮付き発泡成形体の諸物性を表３に示す。

【００６０】実施例６ 中空成形体として、内層側が直鎖状低密度ポリエチレン
（ＭＩ＝１．３ｇ／１０分（１９０℃、荷重２．１６ｋ
ｇｆ）、融点１２４℃）の層、外層側が高密度ポリエチ
レン（ＭＩ＝０．８ｇ／１０分、融点１３４℃）の層か
らなる２層構成のものを用い、直鎖状低密度ポリエチレ
ン（ＭＩ＝１．３ｇ／１０分、融点１２４℃）を基材樹
脂とする、図１の（ア）に示す形状の円筒形状の発泡粒
子（平均粒子重量２ｍｇ、嵩発泡倍率２０倍、ｄ_MIN ＝
１．３ｍｍ、Ｄ_MIN ＝２．８ｍｍ、ｄ_MIN ／Ｄ_MIN ＝
０．４６、Ｌ＝３．２ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝１．０、内圧１．
０ｋｇ／ｃｍ² （絶対圧））のものを用いた他は、実施
例１と同様の条件で表皮付き発泡成形体を得た。使用し
た発泡粒子の諸物性を表１に、成形条件を表２に、得ら
れた表皮付き発泡成形体の諸物性を表３に示す。

【００６１】実施例７ 中空成形体製造用金型及び表皮付き発泡成形体製造用金
型の深さを１５０ｍｍとした他は、実施例６と同様の条
件で表皮付き発泡成形体を得た。使用した発泡粒子の諸
物性を表１に、成形条件を表２に、得られた表皮付き発
泡成形体の諸物性を表３に示す。

【００６２】実施例８ 発泡粒子としてＬ／Ｄ＝５の円柱状発泡粒子を用いた他
は、実施例４と同様にして成形した。使用した発泡粒子
の諸物性を表１に、成形条件を表２に、得られた表皮付
き発泡成形体の諸物性を表３に示す。

【００６３】実施例９ 発泡粒子として、図４の（ア）に示す形状のものを用い
た他は、実施例４と同様にして成形した。使用した発泡
粒子の諸物性を表１に、成形条件を表２に、得られた表
皮付き発泡成形体の諸物性を表３に示す。

【００６４】実施例１０ 中空成形体として直鎖状低密度ポリエチレン（ＭＩ＝
１．３ｇ／１０分、融点１２４℃）の単層構造のものを
用いた他は実施例６と同様の条件で表皮付き発泡成形体
を得た。使用した発泡粒子の諸物性を表１に、成形条件
を表２に、得られた表皮付き発泡成形体の諸物性を表３
に示す。

【００６５】実施例１１ 中空成形体として実施例４の中空成形体を用いた他は実
施例７と同様の条件で表皮付き発泡成形体を得た。使用
した発泡粒子の諸物性を表１に、成形条件を表２に、得
られた表皮付き発泡成形体の諸物性を表３に示す。

【００６６】比較例１ 発泡粒子形状が略球状である点を除いて実施例１と同様
の条件で成形した。使用した発泡粒子の諸物性を表１
に、成形条件を表２に、得られた表皮付き発泡成形体の
諸物性を表３に示す。

【００６７】比較例２ 中空成形体の肉厚を１．５ｍｍとした点を除き、比較例
１と同様の条件で成形した。使用した発泡粒子の諸物性
を表１に、成形条件を表２に、得られた表皮付き発泡成
形体の諸物性を表３に示す。

【００６８】比較例３ 中空成形体製造用金型及び表皮付き発泡成形体製造用金
型の深さを１５０ｍｍとした他は、比較例１と同様の条
件で表皮付き発泡成形体を得た。使用した発泡粒子の諸
物性を表１に、成形条件を表２に、得られた表皮付き発
泡成形体の諸物性を表３に示す。

【００６９】比較例４ 発泡粒子の形状として略球状発泡粒子を用いた他は、実
施例７と同様の条件で表皮付き発泡成形体を得た。使用
した発泡粒子の諸物性を表１に、成形条件を表２に、得
られた表皮付き発泡成形体の諸物性を表３に示す。

【００７０】

【発明の効果】以上説明したように本発明方法は、熱可
塑性樹脂発泡体片を熱可塑性樹脂からなる中空成形体の
内部に充填し、該発泡体片を加熱媒体により加熱して発
泡体片相互間を融着させる表皮付き発泡成形体の製造方
法において、該発泡体片として最密充填時の空間率４５
％以上の形状のものを用いるため、中空成形体が加熱媒
体の透過性に乏しいものであっても、中空成形体の内部
に充填された発泡体片の間に加熱媒体が充分に透過し、
この結果、中空成形体の内部に充填された発泡体片が良
好に融着されるとともに、中空成形体の厚さが厚くなっ
た場合や、形状が複雑になった場合でも、発泡体片相互
の融着性に優れた表皮付き発泡成形体を得ることができ
る。また、中空成形体の内層側が発泡体片と融着性を有
する場合、発泡体片成形体と中空成形体との融着性に優
れた表皮付き発泡成形体を得ることができる。更に本発
明方法では、発泡体片の成形時に発泡体片成形体と中空
成形体とを一体にすることができるため、表皮付き発泡
成形体の製造効率に優れる。また熱可塑性樹脂からなる
中空成形体の内部に充填する熱可塑性樹脂発泡体片が筒
状発泡粒子の場合、発泡体片（発泡粒子）の基材樹脂が
オレフィン系樹脂の場合であっても、加熱媒体を深層部
まで浸透させることができ発泡粒子を確実に融着させる
ことができる。よって融着性に優れた表皮付き発泡成形
体が得られる。

【００７１】また本発明の表皮付き発泡成形体は、連通
した空隙を有する熱可塑性樹脂発泡体片成形体の表面の
少なくとも一部を熱可塑性樹脂からなる中空成形体にて
被覆してなる表皮付き発泡成形体であって、該発泡体片
成形体は空隙率が５％以上であり、実施例に示したよう
に折り曲げ破断試験において大部分が界面剥離してしま
うことがなく、良好に発泡体片同士が融着しているもの
であるため、強度、通気性、吸音性等に優れ、建築分野
では通気性のある断熱パネル、吸音、防音のパネル等、
更に土木分野では濾過材、透水材、保水材等として好適
に利用することができる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明において用いる発泡体片の形状の一例を
示す略図である。

【図２】本発明において用いる柱状の発泡粒子の一例を
示す略図である。

【図３】本発明の表皮付き発泡成形体の一例を示す縦断
面図である。

【図４】本発明において用いる突起を有する発泡粒子の
一例を示す略図である。

【図５】本発明の表皮付き発泡成形体の製造過程の一例
を示す断面略図である。

【符号の説明】

１ 発泡体片 ２ 表皮付き発泡成形体 ３ 中空成形体 ４ 発泡体片成形体 ５ 表皮付き発泡成形体製造用金型 ６ フィーダー ７、８ ピン ９、１０ エアシリンダー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平 晃暢 栃木県宇都宮市駒生町1078−４ カーサア イ202 (72)発明者 所 寿男 栃木県宇都宮市砥上町282−１ ブランシ ュール砥上103 Ｆターム(参考） 4F100 AK01A AK01B AK64 BA02 CA01B DA11B DD31A DE01B DJ01B GB90 JB16A JB16B YY00B 4F212 AA05 AA08 AA11 AG03 AG20 AH26 AH48 AH56 AK01 UA07 UB01 UB14 UC01 UC06

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱可塑性樹脂発泡体片が熱可塑性樹脂か
   らなる中空成形体の内部に充填され、該発泡体片を加熱
   媒体により加熱して発泡体片相互間を融着させる表皮付
   き発泡成形体の製造方法であって、該発泡体片が最密充
   填時の空間率が４５％以上の形状であることを特徴とす
   る表皮付き発泡成形体の製造方法。
2. 【請求項２】 熱可塑性樹脂からなる中空成形体の内部
   に充填する熱可塑性樹脂発泡体片が、筒状の熱可塑性樹
   脂発泡粒子である請求項１記載の表皮付き発泡成形体の
   製造方法。
3. 【請求項３】 連通した空隙を有する熱可塑性樹脂発泡
   体片成形体の表面の少なくとも一部を、熱可塑性樹脂か
   らなる中空成形体にて被覆してなる表皮付き発泡成形体
   であって、該発泡体片成形体の空隙率が５％以上である
   ことを特徴とする表皮付き発泡成形体。