JP2006068919A - 熱可塑性樹脂発泡シートの真空成形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
発泡倍率が高く、かつ厚みの厚い熱可塑性樹脂発泡シートの製造方法を提供する。
【解決手段】
それぞれの成形型の成形面より真空吸引可能な一対の成形型を用いた、以下の工程を含む熱可塑性樹脂発泡シートの真空成形方法
（１）熱可塑性樹脂発泡シートを加熱軟化させる工程
（２）成形型間に、工程（１）で得られる熱可塑性樹脂発泡シートを供給する工程
（３）加熱軟化された熱可塑性樹脂発泡シートを成形型間で挟持しつつ、成形面外縁部における両成形型間のクリアランスが、該シートの厚み以下となるまで両成形型を閉じる工程
（４）工程（３）におけるクリアランスが、加熱軟化された熱可塑性樹脂発泡シートの厚み以下になった任意の時点または所定の厚みになったのち、両方の成形型の成形面より真空吸引を開始する工程
（５）真空吸引を継続しつつ、成形面間の前記シートが所望の成形品厚みになるまで型開きして賦形する工程
（６）真空吸引を停止して成形型を開き、成形品を取り出す工程
【選択図】 図３

Description

本発明は熱可塑性樹脂発泡シートの真空成形方法に関する。

熱可塑性樹脂発泡成形体は、軽量性、リサイクル性、断熱性などに優れることから、自動車部品材料、建築材料、包装材料等、種々の用途に用いられている。
熱可塑性樹脂発泡成形体を上記のような用途として用いる場合には、熱可塑性樹脂発泡シートを製造した後、該熱可塑性樹脂発泡シートを真空成形などの二次成形方法により所望の形状に賦形し熱可塑性樹脂発泡成形体として使用することが多い。熱可塑性樹脂発泡シートの真空成形方法としては、型締めしたときに所定の空隙を有する一対の雌雄金型の間に熱可塑性樹脂発泡シートを供給して型締めし、型締めしたまま両金型面より真空減圧して発泡シートを空隙の形状に賦形し、熱可塑性樹脂発泡成形体を得る方法が知られている（例えば特許文献１参照）。

特開昭５４−１４８８６３号公報

発泡シートとしては、発泡倍率が高く、厚みの厚いものが望まれる。前記方法によれば、真空成形に用いる原反発泡シートと比較すると、発泡倍率が高く、厚みの厚いシートを得ることができる。しかしながら前記の方法では、一対の成形型を型締めした時に形成される空隙分しか原反発泡シートを膨張させられないため、得られる熱可塑性樹脂発泡シートの厚みは原反シート厚みの２倍程度でしかなく、発泡倍率も未だ満足できるものではなかった。
前記の方法で原反発泡シートよりも十分に発泡倍率が高く厚みの厚い熱可塑性樹脂発泡シートを得るためには、空隙部が大きい成形型を用いる必要があるが、その場合には真空吸引を行っても原反発泡シートによって該空隙部を満たすことができないことがあり、やはり原反発泡シートよりも発泡倍率が高く、厚みの厚い熱可塑性樹脂発泡シートを得ることは困難であった。
本発明は、発泡倍率が高く、かつ厚みの厚い熱可塑性樹脂発泡シートの製造方法を提供するものである。

すなわち本発明は、それぞれの成形型の成形面より真空吸引可能な一対の成形型を用いた、以下の工程を含む熱可塑性樹脂発泡シートの真空成形方法である。
（１）熱可塑性樹脂発泡シートを加熱軟化させる工程
（２）成形型間に、工程（１）で得られる熱可塑性樹脂発泡シートを供給する工程
（３）加熱軟化された熱可塑性樹脂発泡シートを成形型間で挟持しつつ、成形面外縁部における両成形型間のクリアランスが、該シートの厚み以下となるまで両成形型を閉じる工程
（４）工程（３）におけるクリアランスが、加熱軟化された熱可塑性樹脂発泡シートの厚み以下になった任意の時点または所定の厚みになったのち、両方の成形型の成形面より真空吸引を開始する工程
（５）真空吸引を継続しつつ、成形面間の前記シートが所望の成形品厚みになるまで型開きして賦形する工程
（６）真空吸引を停止して成形型を開き、成形品を取り出す工程

本発明の熱可塑性樹脂発泡シートの製造方法によれば、発泡倍率が高く、厚みの厚い熱可塑性樹脂発泡シートを製造することができる。

以下、本発明の一例を図３に基づいて詳細に説明するが、本発明はこの例に限定されるものではない。

本発明では、それぞれの成形型の成形面より真空吸引可能な一対の成形型を用いる。使用する成形型としては、一方が雄型、他方が雌型の成形型や、雌型同士の成形型、一対の板状の成形型などが例示できる。

それぞれの成形型の成形面より真空吸引可能な成形型としては、その成形面の少なくとも一部が焼結合金から構成される型や、成形面の少なくとも一部に孔が設けられた型などが例示される。成形型に設けられる前期孔の数や位置、孔径は特に限定されるものではなく、該孔を通じて真空吸引することにより、成形型間に供給された熱可塑性樹脂発泡シートを成形型成形面状に賦形することができるものであればよい。

成形型の材質は特に限定されるものではないが、通常寸法安定性、耐久性、熱伝導性などの観点から金属製であり、コストや軽量性などの面からアルミ製であることが好ましい。
また成形型は、ヒーターや熱媒などにより温度調整可能な構造であることが好ましい。発泡シートとの滑り性を高める観点や、成形完了前に発泡シートが冷却されてしまうことを防止する観点から、成形型の成形面を３０〜８０℃とすることが好ましく、５０〜６０℃とすることがさらに好ましい。

一方または両方の成形型に、気密性保持部を有する成形型を用いることが好ましい。このような成形型を用いた場合、真空吸引した際にキャビティ内の真空度を維持しやすくなり、きわめてひけの小さい成形品を得ることができる。
気密性保持部を有する成形型としては、例えば少なくとも一方の成形型の成形面外縁部が、対向する成形型方向に可動である成形型が挙げられる。このような成形型の場合、型閉め時は該可動部が成形面外縁部と同じ平面上となるよう、可動部が成形型に収納可能である構造が好ましい。このような成形型は、型を開くに従い可動部が突出するため、後述する型開き工程においてキャビティ内の真空度が維持しやすくなる。

気密性保持部を有する成形型の他の例としては、図４に示すような、少なくとも一方の成形型の成形面外縁部に緩衝材を有する成形型が挙げられる。通常発泡シートは、表面に微小な凹凸を有している。緩衝材を有する成形型の場合には、型閉めにより緩衝材が微小な凹凸のある発泡シート表面と密着するため、真空吸引した場合にキャビティ内の真空度を維持しやすい。緩衝材としては、ゴムや発泡体等が挙げられる。
図５に示すような、型閉めしたときに一方の成形型の外周に設けられた気密性保持部によって、他方の成形型が覆われるような構成の一対の成形型を用いることもできる。

成形型の成形面および／または成形面外縁部には、発泡シートを固定する部材が設けられていてもよい。例えば成形面および／または成形面外縁部の一部あるいは全面に粘着材を設けたり、ピン、フック、クリップ、スリットなどを設けてもよい。このような成形型を用いることにより、発泡シートを成形面状に賦形することが容易となる。

成形型は、型閉めしたときに形成されるキャビティの高さが、工程（１）で得られる発泡シート厚みの０．８〜２倍程度の成形型を用いることが好ましい。キャビティの高さとは、成形型間に供給した発泡シートの厚み方向に対応する成形型成形面間の距離である。キャビティ高さは一定である必要はなく、所望の成形品の形状に対応したキャビティであればよい。キャビティの高さが低すぎると型閉め時に発泡シートの気泡をつぶしてしまうことがあり、高すぎると後述するように真空吸引しても成形型の成形面と発泡シート表面とを接触させて賦形することが困難となり、接触させた場合でも破泡が生じやすくなる。

図３−（１）は、熱可塑性樹脂発泡シートを加熱軟化させる工程（１）を示している。工程（１）では、通常クランプ枠で発泡シートを挟み、遠赤外ヒーター、近赤外ヒーター、接触式熱板などの公知の加熱装置で発泡シートを加熱する。短時間で効率的に加熱できることから、遠赤外ヒーターを用いることが好ましい。加熱処理は、発泡シートの表面温度が、発泡シートを構成する樹脂が結晶性樹脂であれば該樹脂の融点付近、非晶性樹脂であればガラス転移温度付近となるように加熱することが好ましい。

図３−（２）は、それぞれの成形型の成形面より真空吸引可能な一対の成形型間に、工程（１）で得られる熱可塑性樹脂発泡シートを供給した状態を示している。

図３−（３）は、加熱軟化された熱可塑性樹脂発泡シートを成形型間で挟持しつつ、成形面外縁部における両成形型間のクリアランスが、該シートの厚み以下となるまで両成形型を閉じた状態を示している。型閉めは一方の成形型のみを他方の成形型方向に移動させてもよいし、両方の成形型を接近させてもよい。

図３−（４）は、両方の成形型の成形面より真空吸引を行った状態を示している。真空吸引は、成形面外縁部における両成形型間のクリアランスが、加熱軟化された熱可塑性樹脂発泡シートの厚み以下になった任意の時点または所定の厚みになったのちに開始する。例えば成形面外縁部における両成形型間のクリアランスが、加熱軟化された熱可塑性樹脂発泡シートの厚みと同じになった時点から真空吸引を開始し、真空吸引しながら所定の厚みまでさらに型を閉じてもよいし、クリアランスが所定の厚みになると同時、または所定の厚みとなったのちに真空吸引を開始してもよい。所定の厚みとなったのちに真空吸引を行う場合には、発泡シートが冷却される前、所定の厚みとなった時点から通常３秒以内に真空吸引を行うことが好ましい。
各成形型から真空吸引を開始するタイミングは、内部構造が均一な成形品を得るためには同時であることが好ましいが、発泡シートが冷却されない時間内であれば時間差をつけることも可能である。一方の成形型から真空吸引を開始した後に他方の成形型から真空吸引を開始する場合には、開始時間の差が３秒以内であることが好ましい。

真空吸引の程度は特に限定されるものではないが、キャビティの真空度が−０．０５〜−０．１ＭＰａになるように真空吸引することが好ましい。真空度とは、大気圧に対するキャビティ内の圧である。すなわち「真空度が−０.０５ＭＰａ」とは、キャビティ内の圧力が０．９５ＭＰａであることを示す。真空度が高いほど成形型に発泡シートが強く押し付けられるため、発泡シートをキャビティ形状どおりに賦形することが可能になる。キャビティの真空度とは、真空吸引する孔のキャビティ側口で測定される値である。

図３−（５）は、成形面間の前記シ−トが所望の成形品厚みになるまで型開きして賦形した状態である。型開きは真空吸引を継続しながら行う。型開きの速度や真空度は、発泡シ−トが所望の成形品形状に賦形されるように調整すればよい。

所定厚みまで型開きした状態で、発泡シートを十分冷却したのち、真空吸引を停止して成形型を開き、成形品を取り出す。図３−（６）は、成形品を取り出すため成形型（図示せず）を開いた状態を示している。

本発明において、一方あるいは両方の成形型の成形面に、予め表皮材を載置しておいてもよい。表皮材としては、該表皮材を通して真空吸引を行うことにより発泡シートを成形面状に賦形可能なものであればその材料や厚みは特に限定されるものではなく、例えば熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、熱可塑性エラストマーなどの樹脂、ゴム、麻などの天然繊維、けい酸カルシウムなどの鉱物などがあり、その形態はフィルム、シート、不織布、織布などが例としてあげられる。その他にも紙、プロピレン系樹脂やスチレン系樹脂などからなる合成紙、アルミニウムや鉄等の金属薄板や金属箔などを使用することができる。表皮材は単層でも多層でもよく、シボなどの凹凸模様や印刷や染色などが施されたものでもよい。

本発明で用いる熱可塑性樹脂発泡シートとしては特に限定されるものではなく、公知の発泡シートを用いることができる。
熱可塑性樹脂発泡シートを構成する樹脂としては、エチレン、プロピレン、ブテン、ペンテン、ヘキセン等の炭素数が６以下のオレフィンホモポリマー、あるいは炭素数が２〜１０のオレフィンから選択される２種類以上のモノマーを共重合させたオレフィン共重合体などのオレフィン系樹脂、エチレン−ビニルエステル共重合体、エチレン−（メタ）アクリル酸共重合体、エチレン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体、エステル系樹脂、アミド系樹脂、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、アクリロニトリル系樹脂、アイオノマー樹脂などがあげられる。これらの樹脂は単独で使用してもよいし複数の樹脂のブレンド物として用いることもできる。これらの樹脂の中でも、成形性、耐油性、コストなどの観点からオレフィン系樹脂が好ましく用いられ、得られる成形品の剛性、耐熱性などの観点からプロピレン系樹脂が特に好ましく用いられる。

プロピレン系樹脂製の発泡シートを使用する場合、発泡層を構成するプロピレン系樹脂としては、プロピレンホモポリマーや、プロピレン由来のモノマー単位を５０モル％以上含むプロピレン系共重合体をあげることができる。共重合体は、ブロック共重合体、ランダム共重合体、グラフト共重合体のいずれでもよい。好ましく用いられるプロピレン系共重合体の例としては、エチレンまたは炭素数４〜１０のα−オレフィンとプロピレンとの共重合体を挙げることができる。炭素数４〜１０のα−オレフィンとしては、例えば、１−ブテン、４−メチルペンテン−１、１−ヘキセンおよび１−オクテンが挙げられる。プロピレン系共重合体中のプロピレン以外のモノマー単位の含有量は、エチレンについては１５モル％以下、炭素数４〜１０のα−オレフィンについては３０モル％以下であることが好ましい。プロピレン系樹脂は１種類でもよく、２種類以上を混合して用いてもよい。

またプロピレン系樹脂の中でも、長鎖分岐プロピレン系樹脂や重量平均分子量が１×１０⁵以上の高分子量プロピレン系樹脂を、発泡層を構成する熱可塑性樹脂の５０重量％以上用いることにより、より微細な気泡を有するプロピレン系樹脂発泡シートを得ることができる。さらにこのようなプロピレン系樹脂の中でも、シートリサイクル時にゲルを生じにくいことから非架橋のプロピレン系樹脂が好ましく使用される。

ここで長鎖分岐プロピレン系樹脂とは、分岐度指数［Ａ］が０．２０≦［Ａ］≦０．９８を満たすプロピレン系樹脂を指す。
分岐度指数［Ａ］が０．２０≦［Ａ］≦０．９８を満たす長鎖分岐プロピレン系樹脂の例としては、バゼル社製のプロピレンＰＦ−８１４が挙げられる。

分岐度指数とは、重合体における長鎖分岐の程度を示すものであり、下記の式において定義される数値である。
分岐度指数 [Ａ] ＝〔η〕_Br／〔η〕_Lin
ここで〔η〕_Brは、長鎖分岐を有するプロピレン系樹脂の固有粘度であり、〔η〕_Linは、該長鎖分岐を有するプロピレン系樹脂と同じモノマー単位および同じ重量平均分子量を有する、直鎖プロピレン系樹脂の固有粘度である。
固有粘度は極限粘度数とも呼ばれ、重合体の溶液粘度を増強する能力の尺度である。固有粘度は特にポリマー分子の分子量と、分岐度に依存する。したがって、長鎖分岐を有するポリマーの固有粘度と、該長鎖分岐を有するポリマーと同じ重量平均分子量の直鎖ポリマーの固有粘度とを比較することにより、該長鎖分岐を有するポリマーの分岐度の尺度とすることができる。プロピレン系樹脂の固有粘度の測定方法は、エリオット等[Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｏｌｙm．Ｓｃｉ．，１４，２９４７−２９６３（１９７０）]により開示されているような従来知られている方法により測定することができ、例えば、プロピレン系樹脂をテトラリン又はオルトジクロロベンゼンに溶解し、１３５℃で固有粘度を測定することが可能である。
プロピレン系樹脂の重量平均分子量（Ｍｗ）は、通常用いられる種々の方法で測定できるが、Ｍ．Ｌ．ＭｃＣｏｎｎｅｌによって、Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ，Ｍａｙ，６３−７５（１９７８）に発表されている方法、即ち、低角度レーザー光散乱強度測定法が特に好ましく用いられる。
重量平均分子量が１×１０⁵以上の高分子量プロピレン系樹脂を重合する方法の例としては、特開平１１−２２８６２９号公報に記載されたように、まず高分子量成分を重合した後に続いて低分子量成分を重合する方法などがあげられる。

長鎖分岐プロピレン系樹脂または高分子量プロピレン系樹脂の中でも、融点＋３０℃付近において下記の条件で測定した一軸溶融伸張粘度比η₅／η_0.1が５以上であるプロピレン系樹脂が好ましく、より好ましくは１０以上の樹脂である。一軸溶融伸張粘度比とは、伸張ひずみ速度１ｓｅｃ^-1で、一軸伸張粘度測定装置（例としてレオメトリックス社製一軸伸張粘度測定装置などがあげられる）などの装置を用いて測定される値であり、歪み開始から０．１秒後の一軸溶融伸長粘度をη_0.1とし、５秒後の一軸溶融伸張粘度をη₅とする。このような一軸伸張粘度特性を有するプロピレン系樹脂を使用することによって、より微細な気泡を有する発泡シートを製造することができる。

発泡シートを形成するために使用される発泡剤は、いわゆる化学発泡剤および物理発泡剤のいずれでもよく、これらを併用してもよい。上記化学発泡剤としては、例えば分解されて窒素ガスを発生する熱分解型発泡剤（アゾジカルボンアミド、アゾビスイソブチロニトリル、ジニトロソペンタメチレンテトラミン、ｐ−トルエンスルホニルヒドラジド、ｐ，ｐ’−オキシ−ビス（ベンゼンスルホニルヒドラジド）など）、分解されて炭酸ガスを発生する熱分解型無機発泡剤（炭酸水素ナトリウム、炭酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウムなど）など公知の熱分解型発泡性化合物が挙げられる。物理発泡剤としては、具体的にはプロパン、ブタン、水、炭酸ガス等があげられる。上記例示の発泡剤のうち、シートが真空成形時の加熱において２次発泡による変形を生じにくいことや、高温条件や、火に対して不活性な物質であることから、水や炭酸ガス等が好適に用いられる。発泡剤の使用量は所望の発泡倍率が得られるように、用いる発泡剤や樹脂の種類に応じて適宜選択されるものであり、通常熱可塑性樹脂１００重量に対して発泡剤０．５〜２０重量部である。

本発明で用いる熱可塑性樹脂発泡シートの製造方法は特に限定するものではないが、フラットダイ（Ｔダイ）やサーキュラーダイを用いた押出成形により得られたシートが好ましく、サーキュラーダイから溶融した樹脂を発泡させながら押出し、マンドレル等に沿わせて延伸、冷却を行なう方法が特に好ましく用いられる。発泡シートを押出成形により製造する場合には、溶融した樹脂をダイから押出し冷却固化させた後に延伸を行なうこともできる。発泡シートは単層であっても多層であってもよいが、シート製造時の破泡を防止する観点から、非発泡層を両外層に有する多層構成の発泡シートが好ましい。非発泡層を構成する樹脂は、発泡層を構成する樹脂の例として前記したものを使用することができるが、発泡層を構成する樹脂と同種類のものであるものが好ましく、例えば発泡層がプロピレン系樹脂である場合、非発泡層もプロピレン系樹脂で構成されることが好ましい。

本発明で用いる熱可塑性樹脂発泡シートは、単層または多層の発泡シートとその他の材料とを貼合した複合シートであってもよい。このような複合シートは、発泡シートと他の材料とをドライラミネーション、サンドラミネーション、熱ロール貼合、熱風貼合などにより貼り合わせることにより得られる。
発泡シートと積層する他の材料の例としては、前記表皮材と同様なものが使用できるが、特に本発明の成形方法により自動車内装材を成形する場合には、熱可塑性樹脂製のシートや不織布、毛織物や麻などの天然繊維が広く使用され、食品容器を成形する場合には、エチレン-ビニルアルコール共重合体からなる層を有する単層または多層のガスバリア性フィルムやＣＰＰフィルムなどが広く使用される。

本発明で用いる熱可塑性樹脂発泡シートは、添加剤を含有していてもよい。添加剤としては、充填剤（フィラー）、酸化防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤、可塑剤、帯電防止剤、着色剤、剥離剤、流動性付与剤、滑剤などがあげられる。上記充填剤の例としては、具体的にはガラス繊維、カーボン繊維等の無機繊維、タルク、クレー、シリカ、酸化チタン、炭酸カルシウム、硫酸マグネシウム等の無機粒子等があげられる。

本発明の真空成形方法により得られた成形品は、発泡倍率と厚みが大きく、軽量で断熱性に優れることから、食品容器などの包装材料や、自動車内装部品、建築材料、家電製品などに使用することができる。自動車内装部品の例としてはドアトリム、天井、トランクサイドなどが挙げることができ、このような部材として本発明で得られる成形品を用いた場合には、例えば車内の温度を調整した場合に、その温度を長時間保つことができるなどの効果が得られる。食品容器として使用する場合には、カップ、トレイ、ボウルなどの様々な形状に賦形し使用することができ、断熱性に優れることから、高温に加熱した汁物充填用や、電子レンジで調理する食品容器用として好ましく用いられる。

以下、本発明を実施例に基づき説明するが、本発明は実施例に何ら限定されるものではない。

[実施例１]
以下に示す方法により、発泡層の両面に非発泡層が積層された、二種三層の熱可塑性樹脂発泡シートを作製した。

（発泡層用材料）
特開平１１−２２８６２９号公報に開示された方法により得た、下記の物性を有するプロピレン系重合体粉末１００重量部に対して、ステアリン酸カルシウム０．１重量部、フェノール系酸化防止剤（商品名：イルガノックス１０１０、チバスペシャルティケミカルズ社製）０．０５重量部、フェノール系酸化防止剤（商品名：スミライザーＢＨＴ、住友化学工業（株）製）０．２重量部を加えて混合し、２３０℃で溶融混練して、プロピレン系重合体ペレット（i）を得た。プロピレン系重合体ペレット（i）のＪＩＳ Ｋ６７５８で測定されるメルトフローレート（ＭＦＲ）は１２ｇ／１０ｍｉｎ（２３０℃ ２．１６ｋｇｆ）であった。該プロピレン系重合体ペレット（i）を発泡層用材料とした。
プロピレン系重合体の物性
成分（Ａ）（特開平１１−２２８６２９に開示された方法で得られたプロピレン系重合体に含まれる２成分のうちの高分子量成分）の極限粘度（［η］Ａ）＝８ｄｌ／ｇ、成分（Ａ）中のエチレン由来の構成単位含量（Ｃ２ｉｎＡ）＝０％、成分（Ｂ）の極限粘度（［η］Ｂ）＝１．２ｄｌ／ｇ、成分（Ｂ）（特開平１１−２２８６２９に開示された方法で得られたプロピレン系重合体に含まれる２成分のうちの低分子量成分）中のエチレン由来の構成単位含量（Ｃ２ｉｎＢ）＝０％。レオメトリックス社製一軸伸張粘度測定装置を用いて測定した１８０℃、０．１ｓｅｃ^-1におけるη₅＝７１０００Ｐａ・ｓ、η_0.1＝２４００Ｐａ・ｓ。

（非発泡層用材料）
ポリプロピレン（ii）（住友化学工業（株）製ホモポリプロピレン ＦＳ２０１１ＤＧ２ ＭＦＲ ２．５ｇ／１０ｍｉｎ（２３０℃ ２．１６ｋｇｆ））、ポリプロピレン（iii）（バゼル社製長鎖分岐型ホモポリプロピレン ＰＦ８１４ ＭＦＲ ３ｇ／１０ｍｉｎ（２３０℃ ２．１６ｋｇｆ））、ポリプロピレン（iv）（住友化学工業（株）製プロピレン−エチレンランダム共重合体 Ｗ１５１ エチレン由来の構成単位含量４．５％ ＭＦＲ ８ｇ／１０ｍｉｎ（２３０℃ ２．１６ｋｇｆ））、タルクマスターバッチ（v）（住友化学工業（株）製ブロックポリプロピレンベースタルクマスターバッチ ＭＦ１１０ タルク含有量７０ｗｔ％）、チタンマスターバッチ（vi）（東京インキ(株)製チタンマスターバッチ ＰＰＭ２９２４ チタン含有量６０ｗｔ％ ランダムポリプロピレンベース ＭＦＲ ３０ｇ／１０ｍｉｎ（２３０℃ ２．１６ｋｇｆ））を、（ii）／（iii）／（iv）／（v）／（vi）＝１２／３０／１５／４３／５の重量比でドライブレンドし、非発泡層用材料とした。

（発泡シートの製造方法）
前記発泡層用材料、非発泡層用材料を使用し、図１および図２に示すような、発泡層押出用の５０ｍｍφ２軸押出機（２）と、非発泡層押出用の３２ｍｍφ単軸押出機（３）、に９０ｍｍφサーキュラーダイ（４）を取り付けた装置（１）により押出成形を行い、以下のようにして熱可塑性樹脂製発泡シートを得た。

発泡層用材料１００重量部に対して核剤（三共化成製ＭＢ１０２３）０．１重量部をブレンドした原料を５０ｍｍφ２軸押出機（２）のホッパーに投入し、１８０℃に加熱したシリンダー内で混練した。

５０ｍｍφ２軸押出機（２）中で、発泡層用材料と核剤とが十分に溶融混練されて相溶し、核剤が熱により分解発泡した時点で、液化炭酸ガスボンベに接続したポンプ（５）より物理発泡剤として炭酸ガス０．５重量部を注入した。炭酸ガス注入後、さらに混練して炭酸ガスを含浸させた後、これらをサーキュラーダイ（４）に供給した。
非発泡層用材料は３２ｍｍφ単軸押出機（３）により溶融混練してサーキュラーダイ（４）に供給した。

発泡層用材料は５０ｍｍφ２軸押出機のヘッド（７）よりサーキュラーダイ（４）の内部に導入され、流路（９ａ）によりダイ出口方向に送られ、その途中でパスＰを通過して分岐され流路（９ｂ）にも送られた。
非発泡層用材料は３２ｍｍφ単軸押出機（３）のヘッド（８）よりダイ内部に導入され、流路（１０ａ）と（１０ｂ）に分割された後、流路（９ａ）の両面に積層するように供給されながらダイ出口方向に送られ、（１１ａ）において積層化された。流路（１０ａ）と（１０ｂ）に供給された非発泡層用材料は、その途中でパスＰに類似した分割流路（図示せず）により分岐され流路（１０ｃ）、（１０ｄ）に送られた後、流路（９ｂ）の両面に積層するように供給されながらダイ出口方向に送られ、（１１ｂ）において積層化された。
（１１ａ）、（１１ｂ）において二種三層構造の円筒状となった溶融樹脂は、サーキュラーダイ（４）の出口（１２）から押出され、この大気圧への開放により、発泡層用材料に含浸された炭酸ガスが膨張し、気泡が形成されて発泡層が形成された。

ダイより押出された二種三層の発泡シートを最大径７００ｍｍのマンドレル（６）に沿わせながらチューブ状に引取り、拡大と冷却を行った。得られたチューブ状発泡シートの円周上の２ヶ所でシートを切開することで幅１０８０ｍｍの２枚の平坦なシートとし、引取ロールにより引取り、発泡倍率３倍、厚さ１．５ｍｍの熱可塑性樹脂発泡シートを得た。

上記の方法により得られた熱可塑性樹脂発泡シートを使用し、真空成形機（佐藤鉄工製ＶＡＩＭ０３０１）を用いて図３に示すようにして真空成形を実施した。成形型１６、１７は、いずれもエポキシ樹脂製であって、底面が３００ｍｍ×３００ｍｍの正方形であり、側面が３００ｍｍ×０.５ｍｍである成形面を有し、該成形面外縁に幅１５ｍｍのパーティング面を有する雌型を用いた。各成形型は、成形面底面を構成する各辺に直径１ｍｍの真空吸引孔を１０ｃｍ間隔で４個ずつ有していた。また成形時の型の温度は６０℃に調整した。
発泡シート（１３）をクランプ枠（１４）で固定し、シート表面が１６０℃になるように赤外ヒーター（１５）により加熱軟化させた。加熱軟化した発泡シートの厚みは１．５ｍｍであった。
加熱軟化させた発泡シートをクランプ枠に固定したまま、成形型（１６）及び成形型（１７）の間に供給した。
成形型（１６）と成形型（１７）のパーティング面間のクリアランスが１ｍｍとなるまで両成形型を接近させて両成形型を閉じた。型閉め完了と同時に両方の成形型から真空度−０．０９ＭＰａで真空吸引を行った。
真空吸引開始から０．５秒後に、成形型をそれぞれ２０ｍｍ／ｍｉｎで型開きし、キャビティ高さ、すなわち対向する成形面底面間の距離が５ｍｍの地点で５秒間停止した。
真空吸引を停止して成形型を開き、成形品を取り出した。得られた成形品の評価結果を表１に示す。

[実施例２]
実施例１で用いたものと同様の発泡シートと真空成形機を使用し、図４に示すようにして真空成形を実施した。成形型としては、実施例１で用いた成形型のパーティング面全周に渡って気密性保持部（１８）を有する型を用いた。気密性保持部（１８）は、幅１０ｍｍ、厚さ３ｍｍであって、面圧１４ＭＰａで型閉めしたときの厚さが０．２ｍｍとなる発泡ゴム製緩衝材である。また成形時の型の温度は６０℃に調整した。
発泡シート（１３）をクランプ枠（１４）で固定し、シート表面が１６０℃になるように赤外ヒーター（１５）により加熱軟化させた。加熱軟化した発泡シートの厚みは１．５ｍｍであった。
加熱軟化させた発泡シートをクランプ枠に固定したまま、成形型（１９）及び成形型（２０）の間に供給した。
成形型（１９）と成形型（２０）のパーティング面間のクリアランスが１ｍｍとなるまで両成形型を接近させて両成形型を閉じた。型閉め完了と同時に両方の成形型から真空度−０．０９ＭＰａで真空吸引を行った。
真空吸引開始から０．５秒後に、成形型をそれぞれ２０ｍｍ／ｍｉｎで型開きし、キャビティ高さ、すなわち対向する成形面底面間の距離が５ｍｍの地点で５秒間停止した。
真空吸引を停止して成形型を開き、成形品を取り出した。得られた成形品の評価結果を表１に示す。

［実施例３］
実施例１で用いた発泡シートを製造する際に用いたものと同様の原料と装置を使用し、物理発泡剤である炭酸ガス注入量を１．３重量部とすることにより、発泡倍率５倍、厚さ１．５ｍｍの発泡シートを得た。この発泡シートを使用し、真空成形（佐藤鉄工製ＶＡＩＭ０３０１）により、図５に示すようにして真空成形を実施した。一方の成形型としては、実施例１で用いた成形型（１７）を用い、他方の成形型としては、成形型（１６）の成形型外周に気密性保持部（１９）を有する成形型（２０）を用いた。成形時の型の温度は６０℃に調整した。
発泡シート（１３）をクランプ枠（１４）で固定し、シート表面が１６０℃になるように赤外ヒーター（１５）により加熱軟化させた。加熱軟化した発泡シートの厚みは１．５ｍｍであった。
加熱軟化させた発泡シートをクランプ枠に固定したまま、成形型（２０）と成形型（１７）との間に供給した。
成形型（２０）と成形型（１７）のパーティング面間のクリアランスが１ｍｍとなるまで両成形型を接近させて両成形型を閉じた。型閉め完了と同時に両方の成形型から真空度−０．０９ＭＰａで真空吸引を行った。
真空吸引開始から０．５秒後に、成形型をそれぞれ２０ｍｍ／ｍｉｎで型開きし、キャビティ高さ、すなわち対向する成形面底面間の距離が６ｍｍの地点で５秒間停止した。
真空吸引を停止して成形型を開き、成形品を取り出した。得られた成形品の評価結果を表１に示す。

[実施例４]
実施例３で用いたものと同様の発泡シートと真空成形機を使用し、図６に示すようにして真空成形を実施した。一方の成形型としては、実施例２で用いた気密性保持部（１８）を有する成形型（２０）を用い、他方の成形型としては、成形型（１９）の成形型外周に気密性保持部（１９）を有する成形型（２３）を用いた。成形時の型の温度は６０℃に調整した。
発泡シート（１３）をクランプ枠（１４）で固定し、シート表面が１６０℃になるように赤外ヒーター（１５）により加熱軟化させた。加熱軟化した発泡シートの厚みは１．５ｍｍであった。
加熱軟化させた発泡シートをクランプ枠に固定したまま、成形型（２０）と成形型（２３）との間に供給した。
成形型（２０）と成形型（２３）のパーティング面間のクリアランスが１ｍｍとなるまで両成形型を接近させて両成形型を閉じた。型閉め完了と同時に両方の成形型から真空度−０．０９ＭＰａで真空吸引を行った。
真空吸引開始から０．５秒後に、成形型をそれぞれ２０ｍｍ／ｍｉｎで型開きし、キャビティ高さ、すなわち対向する成形面底面間の距離が６ｍｍの地点で５秒間停止した。
真空吸引を停止して成形型を開き、成形品を取り出した。得られた成形品の評価結果を表１に示す。

[比較例１]
実施例１で用いたものと同様の発泡シート、成形型を使用し、図７に示すようにして真空成形を実施した。成形時の型の温度は６０℃に調整した。
発泡シート（１３）をクランプ枠（１４）で固定し、シート表面が１６０℃になるように赤外ヒーター（１５）により加熱軟化させた。加熱軟化した発泡シートの厚みは１．５ｍｍであった。
加熱軟化させた発泡シートをクランプ枠に固定したまま、成形型（１６）及び成形型（１７）の間に供給した。
成形型（１６）と成形型（１７）のパーティング面間のクリアランスが１ｍｍとなるまで両成形型を接近させて両成形型を閉じた。型閉め完了と同時に両方の成形型から真空度−０．０９ＭＰａで真空吸引を行い、１０秒間停止した。
真空吸引を停止して成形型を開き、成形品を取り出した。得られた成形品の評価結果を表１に示す。

[比較例２]
実施例１で用いたものと同様の発泡シートを使用し、真空成形を実施した。成形型は、いずれもエポキシ樹脂製であって、底面が３００ｍｍ×３００ｍｍの正方形であり、側面が３００ｍｍ×２ｍｍである成形面を有し、該成形面外縁に幅１５ｍｍのパーティング面を有する雌型を用いた。各成形型は、成形面底面を構成する各辺に直径１ｍｍの真空吸引孔を１０ｃｍ間隔で４個ずつ有していた。また成形時の型の温度は６０℃に調整した。
発泡シート（１３）をクランプ枠（１４）で固定し、シート表面が１６０℃になるように赤外ヒーター（１５）により加熱軟化させた。加熱軟化した発泡シートの厚みは１．５ｍｍであった。
加熱軟化させた発泡シートをクランプ枠に固定したまま、成形型間に供給した。
両成形型のパーティング面間のクリアランスが１ｍｍとなるまで両成形型を接近させて両成形型を閉じた。型閉め完了と同時に両方の真空成形型から真空度−０．０９ＭＰａで真空吸引を行い、１０秒間停止した。
真空吸引を停止して成形型を開き、成形品を取り出した。得られた成形品は、破泡によるしぼみを生じたため表面凹凸が大きく、成形面状に賦形されていなかった。得られた成形品の評価結果を表１に示す。

［比較例３］
実施例３で用いたものと同様の発泡シートを使用した以外は比較例２と同様にして真空成形を行った。得られた成形品は、破泡によるしぼみを生じたため表面凹凸が大きく、成形面状に賦形されていなかった。この成形品について評価を行った結果を表１に示す。

（発泡倍率測定）
水中置換式密度計（（株）東洋精機製作所製 自動比重計 型式Ｄ−Ｈ１００）を使用し、２０ｍｍ×２０ｍｍにサンプリングした製品の比重を測定し、製品を構成する各材料の密度を用いて発泡倍率を計算した。

（熱貫流率評価）
英弘精機(株)製熱伝導率測定装置（ＡＵＴＯ−Λシリーズ ＨＣ−０７４）にて、ＪＩＳ Ａ１４１２に基づき熱伝導率を測定し、得られた結果を元に熱貫流率を算出した。（低温プレート温度２０℃、高温プレート温度３０℃、Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｅｑｕｉｌｉｒｉｕｍ ０．２℃、Ｂｅｔｗｅｅｎ Ｂｌｏｃｋ ＨＥＭ Ｅｑｕｉｌ ４９μＶ、ＨＦＭ Ｐｅｒｃｅｎｔ Ｃｈａｎｇｅ ２．０％、Ｍｉｎ Ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ Ｂｌｏｃｋ ４、Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ Ｂｌｏｃｋｓ ３） 熱貫流率が小さいほど断熱性に優れるといえる。

※１：比較例２と３の成形品は、厚み、発泡倍率ともバラツキが大きかった

熱可塑性樹脂発泡シートを製造する装置の例を示した図 熱可塑性樹脂発泡シートを製造する際に用いるサーキュラーダイの断面形状の例を示した図 本発明の熱可塑性樹脂発泡シートの真空成形方法の一態様の概略図 本発明の熱可塑性樹脂発泡シートの真空成形方法の他の態様の概略図 本発明の熱可塑性樹脂発泡シートの真空成形方法の他の態様の概略図 本発明の熱可塑性樹脂発泡シートの真空成形方法の他の態様の概略図 従来の熱可塑性樹脂発泡シートの真空成形方法の概略図

符号の説明

１ 熱可塑性樹脂発泡シートを製造する装置
２ ５０ｍｍφ２軸押出機
３ ３２ｍｍφ単軸押出機
４ サーキュラーダイ
５ 炭酸ガス供給用ポンプ
６ マンドレル
７ ５０ｍｍφ２軸押出機のヘッド
８ ３２ｍｍφ単軸押出機のヘッド
９ａ 流路
９ｂ 流路
１０ａ 流路
１０ｂ 流路
１０ｃ 流路
１０ｄ 流路
１１ａ 流路
１１ｂ 流路
１２ サーキュラーダイ出口
１３ 熱可塑性樹脂発泡シート
１４ クリップ部材
１５ 赤外ヒーター
１６ 成形型
１７ 成形型
１８ 気密性保持部
１９ 成形型
２０ 成形型
２１ 気密性保持部
２２ 成形型
２３ 成形型

Claims (1)

1. それぞれの成形型の成形面より真空吸引可能な一対の成形型を用いた、以下の工程を含む熱可塑性樹脂発泡シートの真空成形方法
   （１）熱可塑性樹脂発泡シートを加熱軟化させる工程
   （２）成形型間に、工程（１）で得られる熱可塑性樹脂発泡シートを供給する工程
   （３）加熱軟化された熱可塑性樹脂発泡シートを成形型間で挟持しつつ、成形面外縁部における両成形型間のクリアランスが、該シートの厚み以下となるまで両成形型を閉じる工程
   （４）工程（３）におけるクリアランスが、加熱軟化された熱可塑性樹脂発泡シートの厚み以下になった任意の時点または所定の厚みになったのち、両方の成形型の成形面より真空吸引を開始する工程
   （５）真空吸引を継続しつつ、成形面間の前記シートが所望の成形品厚みになるまで型開きして賦形する工程
   （６）真空吸引を停止して成形型を開き、成形品を取り出す工程
   
   

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