JPH11291275A - 熱可塑性樹脂発泡成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】熱可塑性樹脂を原料として発泡成形品の原料へ
のリサイクルを可能とし、かつウレタン発泡成形品程度
のソフト感を有する自由な形状の発泡成形品を成形型内
で形成できるようにする。 【解決手段】熱可塑性樹脂粉末３と、熱可塑性樹脂粉末
３に吸収可能な親油性液状物質４と発泡剤とからなる混
合物を成形型１内に注入し、加熱発泡させることにより
成形型内を充填した発泡体を形成する。加熱により発泡
剤が発泡するとともに、親油性液状物質が熱可塑性樹脂
粉末に吸収されることで熱可塑性樹脂粉末が膨潤し、隣
接する熱可塑性樹脂粉末どうしの結合が生じる。流動と
発泡及び親油性液状物質の熱可塑性樹脂粉末への吸収は
ほとんど同時進行的に生じるため、均質な発泡成形品が
形成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱可塑性樹脂と親
油性液状物質から発泡体を形成する成形方法に関する。
本発明により得られる発泡成形品は、ソフト感を有しリ
サイクル性にも優れている。

【０００２】

【従来の技術】発泡成形方法として、従来よりウレタン
発泡成形方法が広く知られている。このウレタン発泡成
形方法は、ポリエーテルポリオールなどからなる主剤
と、イソシアネートからなる硬化剤とを同時に成形型内
に注入し、主剤と硬化剤とを反応させてウレタン結合を
形成するとともに、例えば共存する水とイソシアネート
との反応により発生する二酸化炭素ガスにより発泡させ
る方法である。このウレタン発泡成形方法は、硬質から
軟質まで幅広い発泡成形品を製造することができるため
各種分野で広く用いられている。

【０００３】一方、熱可塑性樹脂から発泡成形品を形成
する成形方法も各種のものが知られている。例えば発泡
ポリスチレン成形品を形成するには、ポリスチレンビー
ズにペンタンなどの発泡剤を浸透させた発泡性ビーズを
成形型に装填し、水蒸気を吹き込んで加熱することで発
泡させて成形型内に充填するビーズ発泡成形法が用いら
れている。

【０００４】またポリ塩化ビニルペーストに発泡剤を混
合して泡立て、それをコーティングすることで発泡レザ
ーを成形する方法も知られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】地球上の資源を有効利
用するために、熱可塑性樹脂製品やガラス製品などの溶
融再利用可能な材料から製造された製品においては、廃
品から回収後溶融し再び原料として使用するリサイクル
が行われている。自動車部品においても、各種樹脂部材
には原材料名が記載され、回収された各種樹脂部材を同
一材質毎に区分けするのを容易として、リサイクル促進
の一助とされている。

【０００６】ところがウレタン発泡成形品は、架橋反応
して硬化しているため化学結合が安定であり、学術的に
は元の原料へのリサイクルが可能であるものの、そのコ
ストがきわめて高いものとなる。したがってウレタン発
泡成形品の廃材は、焼却による熱を利用する熱リサイク
ル又は埋め立てに用いられているのが現状である。そこ
でリサイクル性を考慮すると、熱可塑性樹脂を用いて発
泡成形品を製造することが考えられる。ところがポリ塩
化ビニルの発泡成形法などでは、成形品の形状に制約が
あり、ウレタン発泡成形法のように自由な形状の成形品
を形成することが困難である。

【０００７】またビーズ発泡成形法によれば比較的自由
な形状の成形品を形成することができるが、形成された
ポリスチレン発泡成形品などでは、ウレタン発泡成形品
ほどのソフト感が得られず、成形品表面の品質もウレタ
ン発泡成形品より劣るものとなっている。また成形型内
での充填精度が低く、複雑な形状の発泡成形品を形成す
ることも困難であった。

【０００８】つまり従来の熱可塑性樹脂の発泡成形方法
においては、ウレタン発泡成形品程度のソフト感を有す
るとともに良好な表面品質を有し、かつ成形型を用いて
自由な形状の発泡成形品を形成することは困難であっ
た。本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであ
り、熱可塑性樹脂を原料として発泡成形品の原料へのリ
サイクルを可能とし、かつウレタン発泡成形品程度のソ
フト感を有する自由な形状の発泡成形品を成形型内で形
成できるようにすることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の熱可塑性樹脂発泡成形方法の特徴は、熱可塑性樹脂
粉末と熱可塑性樹脂粉末に吸収可能な親油性液状物質と
発泡剤とからなる混合物を成形型内に注入し、加熱発泡
させることにより成形型内を充填した発泡体を形成する
ことにある。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の発泡成形方法では、熱可
塑性樹脂粉末とその熱可塑性樹脂粉末に吸収可能な親油
性液状物質とを、発泡剤とともに成形型内に注入する。
熱可塑性樹脂粉末は親油性液状物質をキャリアとして流
動し、複雑な成形型であってもその隅々にまで充填され
る。

【００１１】そして加熱により発泡剤が発泡するととも
に、親油性液状物質が熱可塑性樹脂粉末に吸収されるこ
とで熱可塑性樹脂粉末が膨潤し、隣接する熱可塑性樹脂
粉末どうしの結合が生じる。上記した流動と発泡及び親
油性液状物質の熱可塑性樹脂粉末への吸収はほとんど同
時進行的に生じるため、均質な発泡成形品が形成され
る。

【００１２】得られた発泡成形品では、親油性液状物質
の熱可塑性樹脂粉末への吸収前及び吸収中の発泡と流動
により、成形材料は成形型内に確実に充填されるので、
複雑な型面形状であっても確実に転写され形状の精度が
高い。また親油性液状物質は熱可塑性樹脂中に吸収され
て液体としては残らず、かつ親油性液状物質の吸収によ
り熱可塑性樹脂のみの発泡成形品に比べてきわめて良好
なソフト感が得られる。そして熱可塑性樹脂と親油性液
状物質とは、発泡成形品中に両者ともに未反応状態で存
在しているので、原料へのリサイクルが可能となる。

【００１３】熱可塑性樹脂粉末としては、ポリプロピレ
ン、ポリエチレンなどのオレフィン系樹脂、エチレンプ
ロピレンゴム（ＥＰＲ）、ＥＰＤＭなどのオレフィン系
エラストマなどの粉末、あるいはこれらの混合物、又は
これらの共重合物などが利用できる。また熱可塑性樹脂
粉末の粒径には特に制限がないが、 500μｍ以下とする
ことが望ましい。 500μｍを超えた熱可塑性樹脂粉末で
は、成形時の流動性が低くなって複雑な形状の成形品へ
の適用が困難となったり、短い成形サイクルでは親油性
液状物質の吸収が不充分となってソフト感及び外観品質
が低下する場合がある。

【００１４】親油性液状物質は、常温で液状であること
が望ましいが、加熱により液状となるものでも用いるこ
とができ、用いられる熱可塑性樹脂粉末に吸収可能なも
のが用いられる。例えば熱可塑性樹脂粉末にオレフィン
系樹脂を用いた場合には、流動パラフィン、ビーズワッ
クス、スクワランなどのパラフィン炭化水素を用いるこ
とができる。この場合、分子中の炭素数が８〜20程度の
パラフィン系炭化水素を用いることができ、炭素数15〜
35程度のものが好適で、常温で液状である流動パラフィ
ンが特に好適である。

【００１５】発泡剤としては、加熱によりガスを発生す
るものであれば特に制限なく用いることができ、例えば
アゾジカルボンアミド（ADCA）が代表的に例示される。
他にも、アゾビスイソブチロニトリル、N,N'−ジニトロ
ソペンタメチレンテトラミン、P,P'−オキシビスベンゼ
ンスルホニルヒドラジド、アゾジカルボン酸バリウム、
トリヒドラジノトリアジンなどを用いることができる。

【００１６】親油性液状物質の量は、熱可塑性樹脂粉末
への吸収が飽和する量より少ない量で熱可塑性樹脂粉末
と混合することが望ましい。親油性液状物質の混合量が
この飽和量より多くなると、得られた発泡成形品にべた
つきが残る場合がある。また親油性液状物質の混合量が
この飽和量より少なくなるにつれて、得られる発泡成形
品のソフト感が低くなるので、親油性液状物質の混合量
は目的とするソフト感に応じて決められる。

【００１７】また熱可塑性樹脂粉末としては、親油性液
状物質に対する飽和重量変化率が80％以上（熱可塑性樹
脂粉末 100重量部に対して80重量部以上の親油性液状物
質を吸収する）のものを用いることが望ましい。これに
より確実に良好なソフト感を有する発泡成形品が得られ
る。飽和重量変化率が80％未満では、熱可塑性樹脂粉末
の種類などによって得られる発泡成形品のソフト感が不
充分となる場合がある。

【００１８】熱可塑性樹脂粉末と親油性液状物質とは、
比重が近接していることが望ましい。そうすることによ
り熱可塑性樹脂粉末は親油性液状物質中に均一に分散可
能となるため、成形型内で両者が分離するような不具合
が防止でき、一層均一な組成の発泡成形品を形成するこ
とができる。成形型内での発泡倍率は、２〜３倍の範囲
にとどめることが好ましい。つまり熱可塑性樹脂粉末と
親油性液状物質と発泡剤とからなる成形材料の注入量
は、目的とする発泡成形品の体積の１／２〜１／３の体
積とすればよい。注入量をこれより少なくして発泡倍率
を３倍を超える倍率とすると、破泡が生じてソフト感や
外観品質が損なわれる場合がある。

【００１９】熱可塑性樹脂粉末と親油性液状物質と発泡
剤とからなる混合物には、さらにタルク、炭酸カルシウ
ム、硫酸バリウムなどの無機充填剤を混合することがで
きる。また有機・無機着色顔料あるいは染料などで着色
することもでき、各種添加剤を添加してもよい。熱可塑
性樹脂粉末と親油性液状物質と発泡剤とを成形型内に注
入する順序は、例えば全てを予め攪拌混合してスラリー
状とし、それを成形型に注入することができる。しかし
親油性液状物質は常温程度でも熱可塑性樹脂粉末に徐々
に吸収され、加熱によりそれが促進されるため、予め熱
可塑性樹脂粉末と親油性液状物質とを混合しておくと徐
々に粘度が増大して成形型内での流動性が低下するよう
になる。したがって、熱可塑性樹脂粉末と親油性液状物
質とは成形型に注入する直前に混合することが望まし
い。また発泡剤は、熱可塑性樹脂粉末及び親油性液状物
質のどちらに混合してもよい。

【００２０】また成形材料を注入後の加熱温度は、発泡
剤が発泡する温度以上で熱可塑性樹脂粉末の溶融温度未
満であれば特に制限されない。

【００２１】

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。本実施例は、自動車のインストルメントパネルの製
造に本発明を利用している。図１〜３にその工程説明図
を示す。先ず分割された上型と下型とよりなる発泡成形
型の下型１表面に、熱可塑性エラストマなどから真空成
形により型面形状に賦形された表皮２を配置した。

【００２２】次に図１に示すように、平均粒径 200μｍ
のポリプロピレン粉末を 100重量部と、発泡剤としての
アゾジカルボンアミド（ADCA）10重量部とを混合したポ
リプロピレン粉末３と、分子中の炭素数が約20の流動パ
ラフィン４とをノズル５にそれぞれ供給し、ノズル５内
でよく混合して下型１内に注入した。ポリプロピレン粉
末とADCAとの混合比率は、重量比で90：10である。

【００２３】なお、ポリプロピレン粉末の80℃における
飽和重量変化率（樹脂 100重量部に対して吸収する流動
パラフィン重量）は 150％である。また注入量は、発泡
成形型のキャビティ容積の１／３となるように調整し
た。次に図２に示すように、型面にポリプロピレン製の
基材６が配置された上型７を下型１と型締めし、発泡成
形型全体を 140℃以上に加熱して３分間保持した。これ
によりADCAが分解して窒素ガスが発生するとともに、ポ
リプロピレン粉末が流動パラフィンを吸収して膨潤し、
隣接するポリプロピレン粉末どうしが結合して、その結
果形成された発泡体が発泡成形型内を充填する。このと
き液体である流動パラフィンが成形型内を流動すること
で、ポリプロピレン粉末は流動パラフィンをキャリアと
して成形型内の隅々にまで運ばれる。また表皮２は発泡
圧力により下型１の型面に押圧され、型面形状に確実に
沿って賦形形状が固定される。

【００２４】140℃以上で３分間保持した後上型７を開
いて、図３に示すように、発泡成形品であるインストル
メントパネル８を取り出す。得られたインストルパネル
８では、ポリプロピレンと流動パラフィンとからなる発
泡体９の一表面に表皮２が一体的に接合され、他表面に
基材６が一体的に接合されている。そして発泡体９は発
泡ウレタン成形品と同等の良好なソフト感を有し、流動
パラフィンによるべたつきも残らず、形状精度にきわめ
て優れていた。

【００２５】また得られたインストルメントパネルで
は、発泡体はポリプロピレンと流動パラフィンから構成
されているので、廃品となった後も原料としてのリサイ
クルができ地球資源を節約することができる。

【００２６】

【発明の効果】すなわち本発明の熱可塑性樹脂発泡成形
方法によれば、熱可塑性樹脂を原料としているので発泡
成形品の原料へのリサイクルが可能となり、かつウレタ
ン発泡成形品程度のソフト感を有する自由な形状の発泡
成形品を成形型内で精度よく成形することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の熱可塑性樹脂発泡成形方法
の注入工程を示す説明図である。

【図２】本発明の一実施例の熱可塑性樹脂発泡成形方法
の型締め工程を示す説明図である。

【図３】本発明の一実施例の熱可塑性樹脂発泡成形方法
の離型工程を示す説明図である。

【符号の説明】

１：下型 ２：表皮
３：ポリプロピレン粉末 ４：流動パラフィン ５：ノズル
６：基材 ７：上型 ８：インストルメントパネル
９：発泡体

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱可塑性樹脂粉末と該熱可塑性樹脂粉末
   に吸収可能な親油性液状物質と発泡剤とからなる混合物
   を成形型内に注入し、加熱発泡させることにより該成形
   型内を充填した発泡体を形成することを特徴とする熱可
   塑性樹脂発泡成形方法。