JPH07137064A - 熱可塑性樹脂発泡粒子を型内成型してなる発泡成型体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【構成】 熱可塑性樹脂からなる発泡粒子を金型内に充
填し加熱して一体化することにより得られる発泡成型体
において、上記発泡粒子の嵩体積Ｖ₁ と真の体積Ｖ₂ と
の関係が下記の（１）式を満足し、成型後の発泡粒子の
真の体積は成型前の発泡粒子の体積の１．７〜３．２倍
に増加せしめられ、発泡成型体は連通した空隙が形成さ
れるように一体成型され、発泡成型体の見掛け体積が
０．２ｍ² 以上であることを特徴とする熱可塑性樹脂発
泡粒子を型内成型してなる発泡成型体。 ０．２５≦（Ｖ₂ ／Ｖ₁ ）≦０．５２・・・・・・・・（１） 【効果】 加熱するスチームが連通した空隙を通って、
発泡体の内部の発泡粒子の融着が良好に行われるため、
内部まで均一に融着した型内成型による大型の発泡成型
体が得られる。厚みの厚い成型体をスライスして薄い発
泡成型体として使用できるため、発泡成型体の製造を合
理化できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱可塑性樹脂を発泡さ
せて得られる発泡粒子を型内で成型して成る、大型の発
泡成型体に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来からスチレン樹脂やオレフィン樹脂
を予備発泡させた発泡粒子を製造し、該発泡粒子を金型
に充填し、発泡粒子をスチーム等で加熱し二次発泡させ
て該発泡粒子どうしを融着させ所定形状に成型してな
る、型内成型により製造された発泡成型体が公知であ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】通常の型内成型によっ
て得られた発泡成型体として、厚みの厚い大型の発泡成
型体は次のような理由から従来実用化されてはいない。

【０００４】予備発泡粒子の基材樹脂としてオレフィン
系の樹脂を使用した場合には、二次発泡性、融着性が劣
るものである為、充分な加熱が必要であるが、金型内部
の厚み方向の予備発泡粒子に対して内部側のオレフィン
系樹脂にスチーム熱が十分到達しないため、中心部が融
着不良となってしまい、成型体の外部側は二次発泡して
融着しているものの内部は融着が不完全であり、内部ま
で均一に発泡したものが得られなかった。逆にスチーム
圧力を高くして十分な加熱を試みてもやはり、表面の予
備発泡粒子が溶融してしまい、良好な大型の成型体は得
られない。

【０００５】予備発泡粒子として基材樹脂にスチレン系
樹脂を用いた場合には、オレフィン系樹脂と比較してポ
リスチレン系樹脂は二次発泡性、融着性は良好で比較的
小さな熱量の加熱で十分であるが、予備発泡粒子を加熱
する際中心部までスチームを通そうとすると外部側の予
備発泡粒子が直ぐに二次発泡して発泡が完了してしま
い、内部側に充分スチームが通らないため、結果的には
やはりオレフィン系樹脂と同様に内部の予備発泡粒子の
加熱が不十分となり、優れた物性の発泡体が得られな
い。

【０００６】型内成型で厚い成型体を得られるのであれ
ば、厚みの厚い成型体をスライスして薄い発泡成型体を
得ることができるために、時間のかかる型内成型を省略
でき生産性が飛躍的に良くなる。そのような理由からも
型内成型で製造された大型で厚い発泡成型体が要望され
ている。

【０００７】又、特殊な成型方法でつくられた大型の発
泡成型体が土木のＥＰＳ工法等に使用されているが、こ
の種の成型体は土中に埋められた場合に雨水等の透水性
を有するものや、成型体周囲の水による浮力を低減させ
安定して設置できるものが要望されている。

【０００８】本発明は上記従来技術の欠点を解消しよう
とするものであり、通常の型内成型によって成型され成
型体の内部まで発泡粒子が良好に融着し且つ、連通した
空隙を有する大型の発泡成型体を提供することを目的と
する。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の熱可塑性樹脂発
泡粒子を型内成型してなる発泡成型体は、熱可塑性樹脂
からなる発泡粒子を金型内に充填し加熱して一体化する
ことにより得られる発泡成型体において、上記発泡粒子
の嵩体積Ｖ₁ と真の体積Ｖ₂ との関係が下記の（１）式
を満足し、成型後の発泡粒子の真の体積は成型前の発泡
粒子の真の体積の１．７〜３．２倍に増加せしめられ、
発泡成型体は連通した空隙が形成されるように一体成型
され、発泡成型体の見掛け体積が０．２ｍ² 以上である
ことを特徴とする。

【００１０】 ０．２５≦（Ｖ₂ ／Ｖ₁ ）≦０．５２・・・・・・・・（１） 但し、嵩体積Ｖ₁ は、ａｇの発泡粒子をメスシリンダー
内に充填して振動させ恒量に達した時にメスシリンダー
の目盛りから読取った体積（ｍｍ³ ）をａｇの発泡粒子
の個数で除した値（ｍｍ³ ／個）、また、真の体積Ｖ₂
は同上のａｇの発泡粒子をアルコール中に沈めた時の増
加したアルコールの体積（ｍｍ³ ）をａｇの発泡粒子の
個数で除した値（ｍｍ³ ／個）であり、発泡成型体の見
掛け体積（嵩体積）は成型体の外形寸法から算出される
値である。

【００１１】上記の発泡成型体において、下記条件
（２）〜（４）式を満足する発泡粒子を用いるのが好ま
しい。 ａ≦ｂ≦ｃ・・・・・・（２） １≦ｂ／ａ＜２・・・・（３） １≦ｃ／ａ＜２・・・・（４） 但し、ａ、ｂ、ｃは、発泡粒子を、三次元座標上のｘ
ｙ、ｙｚ、ｚｘの各平面のそれぞれが上記発泡粒子に少
なくとも一点で接し、且つ上記各平面が発泡粒子を切断
しないように三次元座標第１象限上に配置した時、上記
発泡粒子表面におけるｘ、ｙ、ｚの各座標の最大値のい
ずれかがとり得る最小の座標値をａとし、座標値ａを示
した座標軸と直交する方向の２つの最大座標値のいずれ
かとり得る最小の値をｂとし、残りの座標値最大値をｃ
とする。

【００１２】本発明の発泡成型体は、予備発泡させた粒
子（以下、予備発泡粒子又は単に発泡粒子と呼ぶ）を型
内に充填して加熱して、予備発泡粒子を融着して一体化
して得られる、所謂ビーズ発泡により得られる、容量が
０．２ｍ³ 以上の大型の発泡成型体である。本発明の発
泡成型体の大きさとしては、例えば縦幅×横幅×厚みが
１ｍ×１ｍ×０．２ｍという具合に特に厚みが０．２ｍ
以上、更に好ましくは厚みが０．５ｍ以上の、厚みの厚
い大型の発泡成型体として良好なものが得られる。従来
は厚みが０．２ｍ以上や、容積が０．２ｍ³ 以上のもの
で、内部まで融着性の良好な型内成型による連通した空
隙を有する発泡成型体はなかった。

【００１３】本発明において、上記したように発泡粒子
の嵩体積と真体積の間に上記（１）式に示す特定の関係
を有するものを使用し、発泡粒子の型内で発泡させた後
の真の体積が発泡させる前の真の体積と比較して特定の
倍率になるようにしたことにより、型内で発泡粒子が発
泡しても連通した空隙が型内で維持され続け、その空隙
をスチームが通ることで、発泡成型体の内部まで充分加
熱を行われるため、発泡成型体の内部の融着も充分とな
って型内成型ですみずみ迄融着強度等の物性が等しく良
好な厚みの厚い大型の発泡成型体が得られる。又、同様
の理由により成型の際の冷却時間も短くできる。

【００１４】発泡粒子として、嵩体積Ｖ₁ と真の体積Ｖ
₂ との比（Ｖ₂ ／Ｖ₁ ）が０．２５未満では、そのよう
な体積比を有する発泡粒子を製造する事が困難となり、
またＶ₂ ／Ｖ₁ が０．５２を越えると、型内成型させた
場合の内部融着が困難となってしまう。特に好ましい範
囲は０．３０≦（Ｖ₂ ／Ｖ₁ ）≦０．５０である。

【００１５】発泡粒子の嵩体積Ｖ₁ の好ましい範囲は６
５〜１１００（ｍｍ³ ／個）であり、真の体積Ｖ₂ の好
ましい範囲は３０〜５５０（ｍｍ³ ／個）である。

【００１６】本発明において発泡粒子は上記（１）式を
満足する嵩体積と真の体積との比を有するものであれば
形状は特に限定されるものではないが、特に下記の条件
を満足する形状が好ましい。図１は発泡粒子の形状を説
明するための説明図である。

【００１７】図１に示すように三次元座標上のｘｙ、ｙ
ｚ、ｚｘの各平面のそれぞれが発泡粒子１に少なくとも
一点（それぞれｐ、ｑ、ｒ）で接し、且つ上記各平面が
発泡粒子１を切断しないように三次元座標第１象限上に
あらゆる向きに配置した時、上記発泡粒子１の表面にお
けるｘ、ｙ、ｚの各座標の最大値のいずれでもよいが、
発泡粒子１の配置方向を様々に変えた中で最も小さく且
つ他の２方向の最大座標値以下の座標値をａと決め、座
標値ａを示した座標軸がｘ軸であったとすると、ｙ軸、
ｚ軸の最大座標値のうち最も小さい方をｂ、残りをｃと
し（ａ≦ｂ≦ｃ）、且つ１≦ｂ／ａ＜２、１≦ｃ／ａ＜
２なる関係。

【００１８】上記ａ、ｂ、ｃの各値は、コンピューター
・グラフィックス等を利用して測定することができる。
また同じ方法で発泡粒子において各ａ、ｂ、ｃの値を決
定して発泡体形状を設計することができる。

【００１９】発泡粒子の形状が、ｂ／ａ≧２やｃ／ａ≧
２であると、発泡体を型内に充填する際、該発泡体が充
填フィーダー中に詰まり易く、また型内において充填不
良を生じ易い。尚、１＞ｂ／ａ、１＞ｃ／ａとなる場合
は、ａ、ｂ、ｃの関係をａ≦ｂ≦ｃと定義したので存在
しない。

【００２０】図２及び図３は発泡粒子の態様を示す断面
図である。発泡粒子の具体的な形状は例えば所定方向断
面において常に以下に示すような一定形状を有する筒状
のものが挙げられる。例えば図２に示すように、断面形
状が（ア）中空円状（ドーナツ状）、（イ）中空三角
状、（ウ）中空六角状、（エ）中空円の中に仕切りがあ
る形状、（オ）２つの中空円が並列した形状、（カ）３
つの中空円のそれぞれが接触して並列した形状、（キ）
一部に断裂部ｄを有する中空円形状、（ク）一部に断裂
部ｄを有する中空四角形状等である。

【００２１】また発泡粒子の形状としては上記した中空
構造、即ち筒状のもの以外に外側に肢状部を設けたもの
でもよい。例えば図３に示すように所定方向断面におい
て常に（略）一定形状を有しその所定断面が（サ）３本
の肢状部ｅからなるもの、（シ）５本の肢状部ｅからな
るもの、（ス）８本の肢状部ｅからなるもの、（セ）中
実円ｆの周囲の均等の位置に４本の肢状部ｅを有するも
の、（ソ）中実三角ｇの周囲の均等の位置に６本の肢状
部ｅを有するもの、（タ）中実四角ｈの周囲の均等の位
置に４本の肢状部ｅを有するもの、（チ）中空円ｉの周
囲の均等の位置に３本の肢状部ｅを有するもの、（ツ）
中空三角形ｊの周囲に均等の位置に３本の肢状部ｅを有
するもの、（テ）中空四角形ｋの周囲の均等の位置に４
本の肢状部ｅを有するもの、（ト）中空円ｉの周囲の均
等の位置に６本の肢状部ｅを有するもの、（ナ）中空三
角形ｊの周囲の均等位置に６本の肢状部ｅを有するも
の、（ニ）４本の肢状部ｅからなるもの、（ヌ）６本の
肢状部ｅからなるもの等が挙げられる。

【００２２】上記の肢状部ｅの数は３〜８個が好まし
く、肢状部ｅの数が９個以上では原料のペレット製造が
困難であり、また肢状部ｅの数が２個以下では空隙率を
向上させて発泡成型体の内部の融着を良好にする効果が
あまり期待できない。

【００２３】本発明において用いる発泡粒子の形状は、
上記したような定形のものに限らず不定形のものでもよ
い。発泡粒子が不定形である場合は、前記条件中で定義
されたａ、ｂ、ｃのそれぞれの値を以下のように置き換
えて適用することができる。ある直方体の全ての内面に
発泡粒子の表面が接するように上記直方体の中に発泡粒
子を配置するとして、発泡粒子の配置方向を変えていっ
た時、上記直方体の最も短い辺の長さが最も短くなる時
のその辺の長さをａとし、ａ辺に直交する２辺のうち最
も短い方の辺の長さをｂ、残りの辺の長さをｃとする。

【００２４】発泡粒子の形状が上記ａ、ｂ、ｃの（２）
〜（４）の条件を満足するものであると移送の際にフィ
ーダーや配管に詰まりがなく、型内のどの位置において
も均一な密度で充填され、且つ如何なる場合にも一定の
密度に充填されるので充填率のコントロールがし易く好
ましい。上記の充填率（％）とは、発泡体を金型内に充
填した時の発泡体の占める真の体積（ｍ³ ）を金型内
（キャビティー）体積（ｍ³ ）で割って百分率で示した
値である。

【００２５】発泡粒子の金型内への充填割合の調整は、
発泡粒子の嵩体積に応じ適宜行うことができる。発泡粒
子は発泡成型体の空隙率が５〜４０％程度になるように
金型に充填して成形することが好ましい。空隙率が５％
未満では十分な透水性が期待できず、また空隙率が４０
％を越えると圧縮強度が弱くなり、物性の良好な成型体
を得るのが困難になる。本発明においてより好ましい空
隙率は５〜２５％である。空隙率がこの範囲であると、
大型成型体の中心部迄の融着性と圧縮強度、更に成型性
の面において共に良好な物性の成型体とするのが容易で
ある。

【００２６】尚、本発明における空隙率（Ａ）は、次の
（５）式により算出される。 Ａ（％）＝〔（Ｂ−Ｃ）／Ｂ〕×１００・・・・・・・・（５） 但し、Ｂ：発泡成型体の見掛け体積（ｍ³ ）は、発泡成
型体の外形寸法から算出される体積で成型体の収縮を考
慮せず簡単に考えれば発泡成型体が得られた時点での金
型キャビティー内の体積に等しく、Ｃ：発泡成型体の真
の体積（ｍ³ ）は、発泡成型体の空隙を除いた実質体積
で、発泡成型体をアルコール中に沈めた時の増加した体
積に相当する。

【００２７】本発明の発泡成型体を構成する全ての発泡
粒子において、発泡粒子自体の真の体積は、発泡成型後
の体積が型内で発泡させる前の真の体積に対して１．７
倍から３．２倍になるように発泡せしめられている。発
泡後の体積が１．７倍未満の部分があると、発泡粒子間
の接着面積が不十分となり特に成型体の中心が融着不良
となり易くスライス品等の均一な物性が期待できない。
また、発泡後の体積が３．２倍を越える部分があると、
成型体表面側において成型後の発泡体の収縮を起こし易
く、成型体中心との物性の差が大きくなってしまう。発
泡粒子の真の体積を上記のように成型後に１．７〜３．
２倍となるようにするには、Ｖ₁ とＶ₂との関係が０．
２５≦Ｖ₂ ／Ｖ₁ ≦０．５２の発泡粒子を用い、かつ内
部圧力を調整したり成型スチーム圧力を調整し、加熱時
間を通常より長めに調節することで所望の体積比を有す
る発泡粒子が得られ、一方、冷却時間は短めにすること
ができる。

【００２８】尚、型内で発泡させる前の発泡粒子の真の
体積は、型内に充填状態での発泡粒子をアルコール中に
沈めた場合のアルコールの増加した体積に相当し、型内
容積に充填率をかけた値と等しい。また、成型後の発泡
粒子の体積は発泡後の成型体として形成されたものをア
ルコール中に沈めた場合のアルコールの増加した体積に
相当し、型内容積に（１００−空隙率）をかけた値にほ
ぼ等しい。発泡粒子の真の体積の成型後の変化（体積変
化）は、実際には成型体の数箇所からカットサンプルを
採取して各々のサンプルの空隙率を測定し次の（６）式
により求めることができる。 体積変化（倍）＝（１００−空隙率）／充填率・・・（６）

【００２９】また発泡粒子が所定方向断面において常に
（略）一定形状を有する場合は、発泡粒子の形状比Ｌ／
Ｄの値に応じて充填空気圧を適宜調節したり、発泡粒子
を金型内に充填する際に金型の型開き（クラッキング）
を調節する方法等によって行うことができる。尚、上記
の形状比Ｌ／Ｄとは、発泡粒子が所定方向断面において
常に（略）一定形状を有する発泡粒子等の場合、その胴
部断面の最大長さ（Ｄ）と、Ｄに対して垂直方向の最大
長さ（Ｌ）との比である。例えば発泡粒子が円筒形であ
る場合は、Ｌは円筒の筒の高さ、Ｄは筒の外径に相当す
る。

【００３０】発泡粒子のＬ／Ｄが０．５〜０．７又は
１．３〜２．０が好ましく、Ｌ／Ｄが０．５〜０．７又
は１．３〜２．０の筒形であれば、発泡粒子を金型内に
充填する際の充填空気圧の調整で筒形発泡粒子に方向性
を与える事が可能となり空隙率、特に連通した空隙の方
向性を制御できる。

【００３１】本発明において特に好ましい発泡粒子とし
ては、図２、３中（ア）〜（ク）、（チ）、（テ）〜
（ナ）等の場合は外径（上記Ｄに相当する）が３〜１２
ｍｍ、内径が１〜６ｍｍ、長さ（上記Ｌに相当する）が
２〜２０ｍｍの筒状、楕円筒状又は筒の結合体状の胴部
を有すし、又、図３（サ）〜（ヌ）の肢状部からなるも
の又は肢状部を有するものの場合は、肢状部の大きさは
厚みが１〜２．５ｍｍ、高さが１〜３ｍｍ、長さ（上記
Ｌに相当する）が２〜２０ｍｍであり、又、図３（セ）
〜（タ）の中実の胴部は径（上記Ｄに相当する）２．５
〜８ｍｍのもの等が挙げられる。

【００３２】上記の発泡粒子は全て所定方向断面におい
て常に（略）一定形状を有するものであるが、本発明に
おいて用いられる発泡粒子はこれに限定されるものでは
なく、不定形のものであってもよい。

【００３３】本発明の発泡成型体に用いる発泡粒子は、
例えば下記の手段によって得られる。まず、例えば、タ
ルク、炭酸カルシウム、ホウ砂、水酸化アルミニウム等
の無機物等の添加剤を加えた基材樹脂を押出機内で加
熱、加圧して所定の断面形状を有するダイスから押し出
し冷却し、一定長さに切断して未発泡の樹脂粒子（ペレ
ット）を製造する。

【００３４】次いで上記の樹脂粒子を揮発性発泡剤、水
と共にオートクレーブ等の密閉容器内に入れ水に分散さ
せ、樹脂粒子の軟化温度以上の温度に加熱し、該粒子内
に発泡剤を含浸させた後、容器内の圧力を発泡剤の蒸気
圧以上の圧力に保持し、該容器内の水面下の一旦を開放
し、樹脂粒子と水とを同時に容器内よりも低圧の雰囲気
下に放出することにより、特定形状の発泡粒子が得られ
る。尚、樹脂粒子の形状は、発泡によって全体の寸法が
大きくなっても発泡前と後の寸法比率には殆ど変化しな
い。

【００３５】尚、基材樹脂には、例えば透水性土壌形成
用途には黒、茶、灰色等の着色顔料、又は染料を添加し
て着色して着色された発泡粒子を得、該発泡粒子を用い
て着色された成型体を得ることもできる。上記の着色顔
料又は染料の色は上記のものの他に、用途に応じて黄
色、赤色、桃色、青色等適宜選択することができる。

【００３６】着色顔料、染料又は無機物等の添加剤を基
材樹脂に添加する場合は、添加剤を基材樹脂にそのまま
練り混むこともできるが、通常、分散性等を考慮して添
加剤のマスターバッチを造り、該マスターバッチと基材
樹脂とを混練することが好ましい。着色顔料、染料の添
加量は色によって添加量が異なるが、通常、基材樹脂１
００重量部に対して０．０１〜１５重量部である。無機
物は基材樹脂１００重量部に対して０．００１〜５重量
部添加することが好ましい。無機物を基材樹脂に対して
上記の量を添加する事により、発泡倍率の向上効果や、
気泡径を５０〜３５０μｍに調整する効果が期待でき
る。

【００３７】また、所定方向断面において常に（略）一
定形状を有する特定形状の発泡粒子を得るには、上記手
段以外にも、押出機内で熱可塑性樹脂等の重合体と添加
剤とからなる混合物を溶融混練した後、発泡剤と共に押
出発泡させ冷却後切断する等して所定形状に形成するこ
ともできる。

【００３８】発泡粒子の基材樹脂としては、例えばポリ
スチレン、ポリα−メチルスチレン、スチレン無水マレ
イン酸コポリマー、ポリフェニレンオキサイドとポリス
チレンとのブレンド又はグラフトポリマー、アクリロニ
トリル−スチレンコポリマー、アクリロニトリル−ブタ
ジエン−スチレンターポリマー、スチレン−ブタジエン
コポリマー、ハイインパクトスチレンなどのスチレン系
重合体；ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニルコポ
リマー、後塩素化ポリ塩化ビニル、エチレン又はプロピ
レンと塩化ビニルのコポリマーなどの塩化ビニル系重合
体；ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、フェノー
ル樹脂、ウレタン樹脂、ポリオレフィン系樹脂などが挙
げられる。

【００３９】上記ポリオレフィン系樹脂としては、例え
ばエチレン−ブテンランダムコポリマー、エチレン−ブ
テンブロックコポリマー、エチレン−プロピレンブロッ
クコポリマー、エチレン−プロピレンランダムコポリマ
ー、エチレン−プロピレン−ブテンランダムターポリマ
ー、ホモポリプロホピレンなどのポリプロピレン系樹
脂、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−酢酸ビニルコポリマー、
エチレン−メチルメタクリレートコポリマー、エチレン
−メタクリル酸コポリマーの分子間を金属イオンで架橋
したアイオノマー系樹脂などのポリエチレン系樹脂やポ
リブテン−１、ポリペンテン、エチレン−アクリル酸−
無水マレイン酸ターポリマーなどが挙げられる。

【００４０】ポリオレフィン系樹脂は無架橋の状態で用
いてもよいが、パーオキサイドや放射線などにより架橋
させて用いてもよい。尚、リサイクルの面から無架橋の
ものが好ましい。

【００４１】上記基材樹脂の中では、回復性が良好であ
る点で、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、ポリプロピレ
ン、ポリブテン、エチレン−プロピレンコポリマー、プ
ロピレン−ブテンコポリマー、エチレン−ブテン−プロ
ピレンターポリマー等が好ましい。

【００４２】更に上記基材樹脂の中で特に好ましいの
は、エチレン−プロピレンランダムコポリマー、プロピ
レン−ブテンランダムコポリマー、エチレン−ブテン−
プロピレンランダムターポリマーである。又、本発明に
おいて上記した種々のポリマーは、通常どおり単独で用
いてもよく、或いは２種以上を混合する等併用して用い
てもよい。又、上記基材樹脂にポリカプロラクトン、β
−ヒドロキシ酪酸及びその共重合体、ポリビニルアルコ
ール、変成デンプン等の生分解生プラスチックを混合し
たもの、又は生分解性プラスチックの発泡又は非発泡の
樹脂粒子を基材樹脂からなる発泡粒子と混合して成型体
を得ることもできる。

【００４３】又、成形体に柔軟性を付与するために、エ
チレン−プロピレンラバー等の熱可塑性エラストマーを
５〜４０重量％添加することが好ましい。

【００４４】発泡粒子を得るに際して用いられる発泡剤
としては、通常、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサ
ン、シクロブタン、シクロヘキサノン、トリクロロトリ
フロロメタン、ジクロロジフロロメタン、クロロフロロ
メタン、トリフロロメタン、１，２，２，２−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
れるが、なかでもオゾン層の破壊がなく且つ安価な無機
ガス系発泡剤が好ましく、特に窒素、空気、二酸化炭素
が好ましい。また、窒素及び空気を除く上記発泡剤の使
用量は樹脂１００重量部当たり２〜５０重量部であり、
又、窒素及び空気の場合は２０〜６０ｋｇｆ／ｃｍ² Ｇ
の圧力範囲で密閉容器内に圧入されるものとして、これ
ら発泡剤の使用量は得ようとする発泡粒子の嵩密度等に
応じて適宜選択することができる。

【００４５】本発明において上記の特定範囲の体積比を
有する発泡粒子等を閉鎖し得るが密閉し得ない金型内に
充填して比較的長い時間加熱することにより、重合体発
泡粒子相互を融着せしめて製造される。その際、型内成
型の発泡体を加熱する温度を基材樹脂のビカット軟化点
−１０℃〜該軟化点＋３０℃とするのが好ましい。これ
は、加熱温度が基材樹脂のビカット軟化点−１０℃未満
であると融着不良、特に中心部融着不良をきたし易く、
一方加熱温度がビカット軟化点＋３０℃を超えると発泡
成型体表面に収縮が起こり製品外観が悪くなると共に空
隙率のコントロールが困難となり易い。

【００４６】本発明の発泡成型体は、従来の発泡成型体
と同様に断熱性や軽量性、クッション性等を利用した各
種の用途に使用できる。また、本発明の発泡成型体は、
上記したように発泡粒子に嵩体積と真の体積との間に特
定の関係を有するものを使用して型内成型させて得られ
たものであるため、内部に連通した空隙が形成され、そ
れによって透水性や吸音性及び通気性等を有する発泡成
型体が得られる。

【００４７】本発明の発泡成型体の透水性を活かした用
途として、乗馬クラブ等のトレーニング馬場や馬道、
屋上庭園の人工芝の下敷材、暗渠等の排水設備、
ゴルフ場の排水促進材、ＥＰＳ工法用ブロックに代表
される軽量盛土材等が挙げられる。又、吸音性及び通気
性等を活かして、壁材、床や天井の芯材等に用いる
ことができる。特に透水性を利用する上記〜につい
て更に詳細に説明する。

【００４８】馬場や馬路：排水溝を形成したコンクリ
ート製基礎の表面に３０〜６０ｍｍの厚みにスライスし
た本発明の成型体を載置し、その上に３０〜１００ｍｍ
の厚さで砂又はゴムチップを敷き詰めて用いられる。成
型体は表面グレー（砂又はゴムチップと略同色）に着色
してあると表面の砂等がズレて成型体表面が現れた時で
も馬が驚かないので好ましい。

【００４９】人工芝の下敷：排水溝が設けられたコン
クリート製基礎の上に１０〜３０ｍｍの厚みにスライス
した成型体を敷設し、その上に人工芝を敷く。人工芝か
ら成型体を通して水が容易に排出される。

【００５０】排水設備：孔を有する排水管を成型体中
に埋設し、その上に砂や砂利、土等が盛って用いる。

【００５１】排水促進材：地盤の上にスライスした成
型体を敷設しその上にや砂、芝等を敷く。

【００５２】軽量盛土材：上記同様。通常は盛土材
として透水性のない発泡スチロールブロックを用いてい
るので排水性が悪く、大量の水に漬かった場合は浮力に
よってブロックが動く虞があるため楔止めや金網でカバ
ーする必要があったが、本発明の成型体は従来の発泡ス
チロールブロックと変わらぬ大きさで従来の工法を変え
ないで用いることができ、排水が促進されるため上記の
危険が少なくなり、物性面においても優れたものであ
る。

【００５３】又、本発明の発泡成型体は厚みが厚く大型
のものが得られ、発泡成型体の内部まで均一に融着して
いるため、これを厚み方向にスライスして薄い発泡成型
体として使用することもできる。薄い発泡体を型内成型
で製造するのと比較して、薄い発泡成型体を一度の型内
成型によって複数枚分製造できるため、発泡成型体の製
造を合理化できる。

【００５４】

【実施例】以下、本発明の実施例、比較例及び参考例に
ついて説明する。 実施例１〜５・比較例１〜５ まず、実施例１〜４及び比較例１、４、５において表１
にそれぞれ示す各基材樹脂と水酸化アルミニウム及びカ
ーボンブラックとを押出機内で融解し、その後表１に示
すような断面形状に対応する形状のダイスからストラン
ド状に押し出して水中で急冷した後、カットしてペレッ
ト状に造粒した。又、実施例５及び比較例２、３におい
ては水酸化アルミニウム及びカーボンブラックを添加し
ない以外は同様の操作を行った。

【００５５】次いで基材樹脂としてエチレンプロピレン
コポリマーを使用した実施例１〜４及び比較例１、４、
５は発泡剤として炭酸ガスを表１に示した量を用い、分
散剤としてカオリン４００ｇ、乳化剤としてドデシルベ
ンゼンスルホン酸ナトリウム３０ｇを用い、上記ペレッ
ト１００ｋｇを水２２０リットルに配合して密閉容器
（容量４００リットルのオートクレーブ）内で攪拌しな
がら融解終了温度以上の温度に昇温することなく加熱し
一定時間保持した後に平衡蒸気圧に等しい背圧をかけ、
その圧力を保持したまま容器の一端を解放して樹脂粒子
と水とを同時に放出して樹脂粒子を発泡せしめ、表１に
示すような断面形状の発泡粒子を得た。

【００５６】また、基材樹脂としてポリスチレンを使用
した実施例５及び比較例２、３の場合には、発泡剤とし
てイソブタンを使用して、該イソブタンを予め上記ペレ
ットに含浸させ、ポリスチレン発泡粒子用オートクレー
ブを用いて発泡せしめ発泡粒子を得た。

【００５７】得られた発泡粒子の嵩体積（Ｖ₁ ）、真の
体積（Ｖ₂ ）並びに大きさａ、ｂ、ｃを測定し、Ｖ₂ ／
Ｖ₁ 、ｂ／ａ、ｃ／ａと併せて表１に示す。尚、水酸化
アルミニウム、カーボンブラックは配合量が各々０．２
ｗｔ％、０．２６ｗｔ％となるようにマスターバッチで
添加した。表１中の断面形状の記号（ア、ニ、ト）は図
２及び図３の記号に対応するものである。又、断面形状
を円としたものは円柱状の発泡粒子を用いた。

【００５８】上記各発泡粒子を、表２に記載の成型条件
（成型温度、加熱時間、冷却時間及び充填率）で型内成
型し、縦幅×横幅×厚みが１．２ｍ×１．２ｍ×０．６
ｍで、容積が０．８６４ｍ² の発泡成型体を得た。そし
て型内に発泡粒子を充填する際の充填性、及び得られた
成型体の嵩密度、空隙率及び成型前後の発泡粒子の体積
変化、二次加工性を測定して、その結果を表２に併せて
示した。尚、充填性、体積変化の測定及び二次加工性の
評価は次のように行った。

【００５９】充填性は、１０回の成型を行い発泡粒子の
充填ガン（フィーダー）詰まりの回数によって評価し
た。尚、本実施例及び比較例で使用した充填ガンの口径
は２５ｍｍ、引込空気圧力は５ｋｇ／ｃｍ² （Ｇ）とし
た。 ○・・・０回 △・・・１〜２回 ×・・・３回以上

【００６０】体積変化は、成型体表面から３カ所と中心
部から３カ所の合計６カ所からサンプルを切り出して各
々のサンプルの空隙率を求め、（６）式の（１００−空
隙率）／充填率により求めた。尚、空隙率は中心部及び
表面部の平均値とした。

【００６１】二次加工性は、発泡成型体を５ｍｍ厚みに
スライスしたものを下記の基準で○と×に評価した。○
は良好なスライス品が得られた。×はスライス品の中心
部の融着が悪く崩壊が見られた。

【００６２】参考例１ 成型体の寸法を厚みが０．０６ｍとなるように成型した
以外は、比較例５と全く同じ発泡粒子を用い同じ成型条
件で発泡成型体を得た。得られた成型体の物性及び成型
性等は全く問題がなかった。参考例１のように厚みの薄
い場合には成型体の内部まで良好な成型品が得られる
が、同じ発泡粒子を使用した場合であっても厚みが厚く
なると（比較例５）、内部の融着の良好な成型品は得ら
れず二次加工性が悪い。即ち、良好な二次加工性を有す
る厚みの厚い成型体を得るには発泡粒子の体積変化を成
型後に１．７倍以上にする必要があることが判る。

【００６３】

【表１】

【００６４】

【表２】

【００６５】

【発明の効果】以上説明したように本発明の発泡成型体
は、嵩体積Ｖ₁ と真の体積Ｖ₂ との関係が特定の範囲に
あり、成型後の発泡粒子の体積を成型前の発泡粒子の体
積の１．７〜３．２倍に増加せしめて連通した空隙が形
成されるように型内成型されているものであるため、加
熱するスチームが連通した空隙の内部を容易に通って、
発泡体の内部の発泡粒子の融着が良好に行われるため、
内部まで均一に融着した大型の発泡成型体が得られる。
又、発泡成型体を成型する際の冷却時間を格段に短縮で
きるものであり、経済的効果が大きい。

【００６６】得られた大型の発泡成型体は内部まで均一
に融着されているため、スライスして薄い発泡成型体と
して使用することができ、薄い発泡成型体を一度の型内
成型によって複数枚分製造できるため、発泡成型体の製
造を合理化できる。

【００６７】また本発明の発泡成型体は連通した空隙を
有するため、土木、建築等における透水性の必要な分野
の大型の発泡成型体として最適に使用することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】発泡粒子の形状を説明するための説明図であ
る。

【図２】発泡粒子の態様を示す断面図である。

【図３】発泡粒子の態様を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 発泡粒子 ａ 発泡粒子を三次元座標上に配置した時、発泡粒子の
表面における座標値の絶対値の最大値がとり得る最小値 ｂ 発泡粒子の最大径がａを示す時の、ａを示した座標
軸と直交する２方向の座標値絶対値のうちいずれかが取
り得る最も小さい方の値 ｃ 発泡粒子の最大径がａを示す時の、ａを示した座標
軸と直交する２方向の座標値絶対値のうちｂが定まった
時の残りの値 ｘ ｘ軸 ｙ ｙ軸 ｚ ｚ軸 ｐ 発泡粒子とｘｙ平面との接面 ｑ 発泡粒子とｙｚ平面との接面 ｒ 発泡粒子とｚｘ平面との接面

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱可塑性樹脂からなる発泡粒子を金型内
   に充填し加熱して一体化することにより得られる発泡成
   型体において、上記発泡粒子の嵩体積Ｖ₁ と真の体積Ｖ
   ₂ との関係が下記の（１）式を満足し、成型後の発泡粒
   子の真の体積は成型前の発泡粒子の真の体積の１．７〜
   ３．２倍に増加せしめられ、発泡成型体は連通した空隙
   が形成されるように一体成型され、発泡成型体の見掛け
   体積が０．２ｍ² 以上であることを特徴とする熱可塑性
   樹脂発泡粒子を型内成型してなる発泡成型体。 ０．２５≦（Ｖ₂ ／Ｖ₁ ）≦０．５２・・・・・・・・（１） 但し、嵩体積Ｖ₁ は、ａｇの発泡粒子をメスシリンダー
   内に充填して振動させ恒量に達した時にメスシリンダー
   の目盛りから読取った体積（ｍｍ³ ）をａｇの発泡粒子
   の個数で除した値（ｍｍ³ ／個）、また、真の体積Ｖ₂
   は同上のａｇの発泡粒子をアルコール中に沈めた時の増
   加したアルコールの体積（ｍｍ³ ）をａｇの発泡粒子の
   個数で除した値（ｍｍ³ ／個）であり、発泡成型体の見
   掛け体積は金型キャビティーの寸法である。
2. 【請求項２】 下記条件（２）〜（４）式を満足する発
   泡粒子を用いた請求項１記載の熱可塑性樹脂発泡粒子を
   型内成型してなる発泡成型体。 ａ≦ｂ≦ｃ・・・・・・（２） １≦ｂ／ａ＜２・・・・（３） １≦ｃ／ａ＜２・・・・（４） 但し、ａ、ｂ、ｃは、発泡粒子を、三次元座標上のｘ
   ｙ、ｙｚ、ｚｘの各平面のそれぞれが上記発泡粒子に少
   なくとも一点で接し、且つ上記各平面が発泡粒子を切断
   しないように三次元座標第１象限上に配置した時、上記
   発泡粒子表面におけるｘ、ｙ、ｚの各座標の最大値のい
   ずれかがとり得る最小の座標値をａとし、座標値ａを示
   した座標軸と直交する方向の２つの最大座標値のいずれ
   かとり得る最小の値をｂとし、残りの座標値最大値をｃ
   とする。