JPH07108555A - 発泡体により補強された成形品およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 高耐熱性の機能性樹脂により成形された中空
成形体の剛性を高めるために、高耐熱性の発泡性熱可塑
性樹脂粒を充填して密着発泡せしめた成形品、ならびに
その製造方法を提供すること。 【構成】 高耐熱性の樹脂による中空成形体に、蒸気導
入用管状体を挿入し、かつ高耐熱性の発泡性熱可塑性樹
脂粒を充填し、該中空成形体全体を成形金型のキャビテ
ィに相当する内部構造を有する治具に収め、蒸気導入用
管状体から多量の蒸気を導入することによって、充填さ
れた発泡性熱可塑性樹脂粒を密着発泡せしめる、発泡体
により補強された成形品の製造方法、並びにかかる製造
方法によって得られる発泡性の熱可塑性樹脂粒が中空成
形体内壁に接するまで密着発泡せしめられた成形品を特
徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、１００℃以上の耐熱性
を有する熱可塑性樹脂による中空成形体の剛性を向上せ
しめた成形品およびかかる成形品を製造するための方法
に関する。ここに、１００℃以上の耐熱性を有する熱可
塑性樹脂とは、基材樹脂のビカット軟化点が１００℃以
上であるものをいう。

【０００２】このような利用分野としては、比較的大形
で高い剛性を必要とするボード状またはパネル状のよう
な樹脂成形品、例えば、自動車用のシートバックパネ
ル、リアパーセルシェルフ、サイドスカート等の大型部
品、事務機器および家電製品のフロントパネル、サイド
パネル類、ユニット建材、家具等があげられる。

【０００３】

【従来の技術】従来用いられていた中空成形体の剛性を
向上させる方法として、成形段階で成形品にリブ構造を
入れる方法、あるいは成形後内部にウレタン発泡品を注
入する方法があげられる。

【０００４】中空成形品にリブ構造を入れる方法は、特
にブロー成形を利用する場合、デザイン、形状等に制約
が多く、リブ構造の位置が限定され、また、リブ構造に
近い部分は剛性が得られるが、これより離れた部分では
その効果が小さい等の問題点がある。

【０００５】さらに、リブ構造部分の表面では平面が得
難く、またリブ構造周辺部分に光沢ムラを起こし易い欠
点もある。

【０００６】ウレタン発泡品を注入する方法は、中空成
形体内部にウレタン発泡品を注入するため成形体の剛性
向上効果はある。しかし、ウレタン樹脂が熱硬化性樹脂
であるため、使用後回収し溶融させて、成形再使用する
等のリサイクル処理が困難となる欠点がある。

【０００７】また、従来耐熱性の低い熱可塑性樹脂、例
えばポリスチレン樹脂粒子を、ブロー成形体の内部で発
泡せしめる発泡成形方法は知られており、該当製品が利
用されることもあった。この場合、発泡温度の低い熱可
塑性樹脂を利用する場合にあっては、例えば中空部に発
泡性樹脂粒子（ビーズ）を注入し、ここに通常の蒸気を
吹き込むことにより、比較的容易に発泡させることが可
能であった。

【０００８】しかし、耐熱性に劣り、例えば焼き付け塗
装を行なう場合に熱変形を生ずるような欠点がある。さ
らに、リサイクル性も考慮すると、外皮部分と同質の発
泡品であることが望ましい。このような高い耐熱性の熱
可塑性樹脂を発泡させる場合、加熱温度も十分高める必
要があり、従来技術にかかる発泡手段をそのまま利用す
ることはできない。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記のような
従来技術の欠点を解消し、高い耐熱性の熱可塑性樹脂に
よる中空成形品の表面平面性を犠牲にすることなく、同
質の熱可塑性樹脂内部材により剛性向上効果を与え、し
かも、リサイクル性に優れた、高発泡体により補強され
た成形品の製造方法ならびにこのような方法により製造
された製品を提供することを課題とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の課題は、１００
℃以上の耐熱性を有する熱可塑性樹脂により中空成形体
の一端部分に形成された開口から中空部分内部に、蒸気
噴出用小孔の形成された管状体を挿入し、かつ前記中空
成形体の中空部分に同じく１００℃以上の耐熱性を有す
る発泡性熱可塑性樹脂粒を充填した後、該中空成形体の
外形に相当する内部構造を有しかつ複数の開口を有する
治具内に収め、前記管状体を通して成形体内に蒸気を導
入し、かつ中空成形体の他端部付近に形成された開口か
ら排出される蒸気および凝縮水を治具外に放出しつつ前
記充填された発泡性熱可塑性樹脂粒を密着発泡せしめ
る、成形品の製造方法によって解決される。

【００１１】本発明では、その利用分野である耐熱性な
らびに剛性の要求されるブロー成形品（例えば自動車用
のシートバックパネル、リアパーセルシェルフ、サイド
スカート等の大型部品、事務機器のフロントパネル、サ
イドパネル等）に使用するブロー成形用耐熱性樹脂とし
てスチレン系樹脂で変性したポリフェニレンエーテル系
樹脂を用いる。

【００１２】さらに、本発明の課題は、その中空成形品
の剛性を高めるために、１００℃以上の耐熱性を有する
熱可塑性樹脂で中空成形品を成形し、該中空成形品の内
部に１００℃以上の耐熱性を有する発泡性熱可塑性樹脂
粒を密着発泡せしめた成形品によって解決される。

【００１３】ここで使用される高耐熱性の発泡性熱可塑
性樹脂粒としては、リサイクル性も考慮すれば外皮を形
成するブロー成形品と同質の熱可塑性樹脂が望ましく、
例えばスチレン系樹脂で変性したポリフェニレンエーテ
ル系樹脂等の発泡性熱可塑性樹脂粒とすることができ
る。その他の樹脂、例えばポリプロピレン系樹脂等の発
泡性ビーズを使用することもできる。なお、発泡性熱可
塑性樹脂粒とは、発泡剤を含浸した発泡性熱可塑性樹脂
粒子を予備発泡して得られた粒子および発泡剤を含浸し
た発泡性熱可塑性樹脂粒子の双方を包含する。

【００１４】

【発明の作用】本発明によれば、予め所定寸法ならびに
外部形状に成形された中空成形品の一端部付近に形成さ
れた第１の開口を介して、成形品の中空部分の容積なら
びに希望する発泡倍率に応じて変成された発泡性熱可塑
性樹脂粒を充填し、それ以前にまたはその後、蒸気噴出
用小孔の設けられた管状体を挿入する。発泡性熱可塑性
樹脂粒の充填量は、熱可塑性樹脂粒に包含せしめられて
いる発泡剤の夥多、最終的発泡倍率等を勘案して決定さ
れる。その後、第１の開口から挿入されている、多数の
小孔の形成された管状体から蒸気を導入し、成形体内部
の熱可塑性樹脂粒を加熱し発泡せしめる。この場合、成
形体の他端部付近に形成された第２の開口を介して蒸気
の通流が確実となり、かつ凝縮水が放出される。

【００１５】第２の開口は、ブロー成形品の第１の開口
からみて遠い側に設けることが望ましい。これは第２の
開口が、蒸気を効率よく通流せしめかつ凝縮水の排出を
も行なう目的を有するためである。このように、蒸気の
通流を効率よく行ないかつ凝縮水の排出を行なうのは、
中空成形体の内部に充填される発泡性熱可塑性樹脂粒を
十分に発泡せしめる温度が、従来使用されていた汎用樹
脂発泡体の場合よりも高いためである。

【００１６】かかる工程において、蒸気の作業雰囲気内
放出を抑制し、かつ中空成形体の異常変形を防止するた
めに、中空成形体を覆う治具を利用することができる。
この治具は、所望成形品の外形に相当する中空部を有
し、さらに成形体からの蒸気及び／または凝縮水の放出
を助長する構造であると都合がよい。このような治具で
は、蒸気吸引のために吸引装置を接続し、治具中空部内
を若干負圧とすることにより、外部から供給する蒸気の
所要圧を低減しながら、発泡を確実にするために十分な
蒸気量を通流せしめることができる。

【００１７】

【実施例】以下、実施例を示す添付図を参照しつつ本発
明を開示する。本発明に利用する成形品の外皮となる中
空成形体用の耐熱性樹脂として、スチレン系樹脂で変性
したポリフェニレンエーテル系樹脂を選択し、これを通
常のブロー成形機により図１（A）に示すような中空成
形体１を得る。この中空成形体１には、成形と同時また
は後加工により、第１の開口２および第２の開口３が形
成される。

【００１８】本中空成形品の中空部分に同じく高耐熱性
発泡性熱可塑性樹脂粒として、スチレン系樹脂で変性し
たポリフェニレンエーテル系樹脂を予備発泡させた発泡
性熱可塑性樹脂粒５を充填し、これを本中空部分内にお
いて下記の方法により発泡させる。

【００１９】本発明にかかる方法の第１の実施例では、
蒸気を成形体中空部内にムラなく行きわたらせるため
に、耐熱性の軟質チューブ、例えばポリテトラフルオロ
エチレン（商品名：テフロン）のチューブに多数の蒸気
噴出用小孔を形成し、かつ先端を封止した管状体４を、
図１(B)のように、第１の開口２から成形体中空部分中
に挿入する。その後図１(C)のように中空部内に発泡性
熱可塑性樹脂粒５を充填する。その後、この蒸気噴出用
管状体４から蒸気を噴出させる。

【００２０】管状体４の噴出穴から噴出せしめられた蒸
気は、発泡性性熱可塑性樹脂粒５の周囲の間隙を通り、
その保有熱量を周囲の発泡性熱可塑性樹脂粒に与えつつ
順次発泡せしめる。

【００２１】なお、通流する蒸気は、成形品に設けられ
た第２の開口３から外部に放出されるため大量の蒸気に
より、多量の熱エネルギーの伝達が行なわれる。その結
果、高耐熱性の発泡性熱可塑性樹脂粒であっても十分に
発泡せしめることができる。なお、発泡処理の間に熱を
奪われた蒸気は急激に温度が低下し、多量の凝縮水が発
生するため、蒸気放出用の第２の開口３から放出するこ
とが望ましい。したがって、この第２の開口３は、中空
成形体１の下方に設けておく必要がある。

【００２２】本発明の第２の実施例として、中空成形品
の構造により複数の蒸気注入用開口を形成可能な場合に
は、図２に示すように複数の蒸気噴出ノズル８を分岐せ
しめた多岐型蒸気噴出用の硬質の管状体７を利用するこ
とができる。なお、管状体７の先端を尖鋭に形成してお
けば、予め開口を設けることなしに中空成形体の外観状
影響の少ない部位の任意の表面から突き刺して蒸気の供
給を行なうこともできる。

【００２３】かかる構成によれば、中空成形品に発泡性
熱可塑性樹脂粒を充填した後複数の噴射ノズル８を成形
体にそれぞれ挿入し、加熱準備が完了する。その後、蒸
気を噴出せしめることにより、中空成形体内の発泡性熱
可塑性樹脂粒を効率よくかつ確実に発泡させることがで
きる。この場合にあっても、第１の実施例と同様に中空
成形体下方には蒸気および凝縮水の排出用開口を設ける
必要がある。

【００２４】本発明において、ブロー成形その他方法に
より成形される中空成形体の素材は、１００℃以上の高
い耐熱性を示すものが採用されるが、中空部内に充填さ
れる高発泡性の熱可塑性樹脂にも、高剛性を得るために
同等の高い耐熱性の熱可塑性樹脂粒子が採用される。か
かる高耐熱性の発泡性熱可塑性樹脂粒を、十分に発泡せ
しめるためには、かなりの高温になるまで加熱する必要
がある。しかし、このような高温の加熱が行なわれる
と、外皮としての中空成形体も軟化し始める。このよう
な状況にあっても、この治具の中空部が中空成形体成形
時の金型キャビティに相当することから、成形体の望ま
しくない変形を防止することができる。

【００２５】また、このような治具に蒸気吸引手段を設
けることにより、発泡のための加熱を行なった蒸気の排
出を容易にし、比較的低圧の蒸気によって作業を行なう
ことが可能となる。さらに、治具全体を回転させあるい
は外部振動を付与する等の過程を加えることにより、重
力の影響による発泡性熱可塑性樹脂粒が不均一となる事
態を回避することができる。

【００２６】この治具は、たとえば、図３のように、当
該成形体を成形した金型キャビティに相当する中空部１
１、１２を有する２分体１３、１４からなり、両者によ
って図示していない中空成形体１を包囲・収納出来る形
状である。この治具１０は、図１に示した中空成形体１
への蒸気供給用管状体４を妨げない部分１５と、そして
第２の開口３から排出される蒸気および・または凝縮水
を自然排出または強制排出し得るような吸引装置１６と
を設けると都合がよい。

【００２７】本発明における耐熱性１００℃以上の熱可
塑性樹脂としては、変成ポリフェニレンエーテル樹脂、
ポリカーボネート樹脂、熱可塑性ポリエステル樹脂等の
エンジニアリングプラスチックならびにそれらのポリマ
ーブレンドによって変性された樹脂を使用することがで
きる。これら樹脂等を、ブロー成形、回転成形、および
射出成形等により、中空成形体を形成することができ
る。

【００２８】中空成形体の内部に充填される高発泡性の
熱可塑性樹脂粒としては、上述の各種素材の中から適宜
選択し、所望量比の発泡剤を含有せしめたものとするこ
とができる。適宜種類の樹脂とすることができるが、一
旦使用されたものを回収して再度利用する、いわゆるリ
サイクルのためには、中空外皮成形体の素材と同系統の
ものを採用しておくことが望ましい。

【００２９】

【発明の効果】本発明にかかる中空成形体の製造方法に
よる成形体によれば、耐熱性を必要とする用途に用いる
中空成形体に対して表面平面性を犠牲にすることなく、
その剛性を大幅に向上させることができる。また、中空
成形体と発泡性熱可塑性樹脂粒とに同系統の熱可塑性樹
脂を採用することにより、発泡過程において中空成形体
の内壁と発泡性熱可塑性樹脂粒との融着が容易である効
果が得られる。

【００３０】さらにその中空成形品は使用後回収し、通
常の粉粋処理により容易に熱可塑性樹脂として再使用
（リサイクル）可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる中空成形品の製造法の工程を示
す説明図である。

【図２】本発明にかかる成形品の製造法を実施するため
の蒸気注入用管状体の他の構成例を示す説明図である。

【図３】本発明にかかる成形品の製造法を実施するため
の治具の構成例を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 中空成形体 ２ 第１の開口 ３ 第２の開口 ４ 蒸気注入チューブ（軟質管状体） ５ 発泡性熱可塑性樹脂粒 ７ 多岐型蒸気注入分岐管（硬質管状体） ８ 噴射ノズル １０ 治具 １６ 吸引装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安藤 基成 千葉県市川市平田２ー６ー21 第２セーム 103号 (72)発明者 原尾 勝 茨城県古河市三和129ー１ (72)発明者 江口 達也 栃木県下都賀郡野木町潤島800ー220 (72)発明者 高松 英穂 茨城県猿島郡総和町上辺見１ー2615 サン プリオール ＩＩ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １００℃以上の耐熱性を有する熱可塑性
   樹脂による中空成形体の一端部分に形成された開口から
   中空部分内部に、蒸気噴出用小孔の形成された管状体を
   挿入し、かつ前記中空成形体の中空部分に同じく１００
   ℃以上の耐熱性を有する発泡性熱可塑性樹脂粒を充填し
   た後、該中空成形体の外形に相当する内部構造を有しか
   つ複数の開口を有する治具内に収め、前記管状体を通し
   て成形体内に蒸気を導入し、かつ中空成形体の他端部付
   近に形成された開口から排出される蒸気および凝縮水を
   治具外に放出しつつ前記充填された発泡性熱可塑性樹脂
   粒を密着発泡せしめることを特徴とする成形品の製造方
   法。
2. 【請求項２】 前記多数の小孔の形成された管状体が、
   軟質の耐熱チューブであって、前記１００℃以上の耐熱
   性を有する発泡性熱可塑性樹脂粒を充填する以前に予め
   挿入されることを特徴とする請求項１に記載の成形品の
   製造方法。
3. 【請求項３】 前記多数の小孔の形成された管状体が、
   硬質の耐熱チューブであって、前記１００℃以上の耐熱
   性を有する発泡性熱可塑性樹脂粒を充填した後に導入さ
   れることを特徴とする請求項１に記載の成形品の製造方
   法。
4. 【請求項４】 １００℃以上の耐熱性を有する熱可塑性
   樹脂からなる中空成形体の中空部分に、同じく１００℃
   以上の耐熱性を有する発泡性熱可塑性樹脂粒を充填し、
   該樹脂粒を前記中空成形体の内壁に接するまで密着発泡
   せしめたことを特徴とする成形品。