JP2002011755A - 発泡成形体の製造方法 - Google Patents
発泡成形体の製造方法Info
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Abstract
かつ、表皮を貼合することなく発泡成形体単層にて大型
成形品に適用することのできる発泡成形体の製造方法の
提供。 【解決手段】 キャビティクリアランスを特定値とし、
該クリアランスを保持したまま、発泡剤含有ポリプロピ
レン系溶融樹脂を特定圧力にて、キャビティ容量の30
%以上となるように充填する第一工程、特定圧力を保ち
ながら、キャビティクリアランスを拡大し、該溶融樹脂
を得ようとする成形体の厚み未満まで充填する第二工
程、該溶融樹脂の充填完了と同時に、該溶融樹脂に特定
圧力をかけながらスキン層を形成させる第三工程及びキ
ャビティクリアランスを拡大し、発泡したコア層を形成
させる第四工程とを含む発泡成形体の製造方法。
Description
樹脂の発泡成形体の製造方法に関するものであり、さら
に詳しくは、軽量で、スキン層に発泡がなく平滑であ
り、成形体表面にフラッシュ、スワルマークがなく、か
つ、そり、ひけ等の変形のない、良好な外観を有する発
泡成形体の製造方法に関するものである。
体の製造方法としては、発泡剤を含有するポリプロピレ
ン系樹脂の射出成形による方法が提案されている(特公
昭39−22213号公報、特公平7−77739号公
報、特開平11−179752号公報等)。
題がある。すなわち、特公昭39−22213号公報に
開示された方法では、金型キャビティ内に樹脂を充填す
る段階で発泡状態のコントロールが不十分であり、場合
によっては充填段階で既に一部が発泡したものになって
しまい、成形品表面にフラッシュ、スワルマーク等のな
い成形品を安定して得るのは困難である。また特公平7
−77739号公報に開示された技術では、フラッシ
ュ、スワルマーク等のない成形品を得るのに一定の効果
は示すものの、近年望まれる大型成形品(インパネ、ド
アトリム等)に対しては十分とは言えない場合があり、
特に流動末端近傍にフラッシュ、スワルマークが発生し
やすいという問題がある。また特開平11−17975
2号公報に開示された技術では、優れた発泡成形品が得
られるものの、金型が特殊で汎用性に欠けると言った問
題がある。
泡成形体も提案されている(特開平4−148907号
公報等)。これによると、発泡成形体表面が表皮に覆わ
れるため、フラッシュ、スワルマークは問題とはならな
いが、工程が煩雑となり、コストがかかる等の問題が生
じる。
明が解決しようとする課題は、上記の従来技術における
問題点を解消し、表皮を貼合することなく、表面にフラ
ッシュ、スワルマーク等のない発泡成形体であって、発
泡成形体単層で大型成形品に適用しうる発泡成形体の製
造方法を提供することにある。
点に鑑みて鋭意研究を重ねた結果、特定の発泡成形方法
で成形することにより、軽量で、かつ表面にフラッシ
ュ、スワルマーク等のない良好な外観を備えた発泡成形
体を製造できうることを見出し、本発明に至ったもので
ある。すなわち本発明は、キャビティクリアランスを
1.5〜0.5mmとし、該クリアランスを保持したま
ま、金型に設けた溶融樹脂供給口から、発泡剤含有ポリ
プロピレン系溶融樹脂を該溶融樹脂にかかる圧力が10
0kgf/cm2以上となり、かつキャビティ容量の3
0%以上となるように充填する第一工程、上記溶融樹脂
を樹脂圧100kgf/cm2以上に保ちながら、キャ
ビティクリアランスを拡大し、該溶融樹脂を、得ようと
する成形体の厚み未満まで充填する第二工程、発泡剤含
有ポリプロピレン系溶融樹脂の充填完了と同時に、該溶
融樹脂に100kgf/cm2以上の圧力をかけながら
スキン層を形成させる第三工程、キャビティクリアラン
スを拡大し、発泡したコア層を形成させる第四工程とを
含む発泡成形体の製造方法である。
造方法について詳細に説明する。 〔I〕発泡剤含有ポリプロピレン系樹脂 本発明で用いられる、発泡剤含有ポリプロピレン系樹脂
とは、(1)ポリプロピレン系樹脂、(2)発泡剤並び
に必要に応じて配合される(3)無機充填剤、(4)ゴ
ム等からなる樹脂組成物である。
50重量%以上含有する樹脂若しくは樹脂組成物であ
る。ポリプロピレンの種類は、特に制限されず、プロピ
レン単独重合体、プロピレン・α−オレフィンブロック
共重合体及びプロピレン・α−オレフィンランダム共重
合体から選択される1種若しくは2種以上のものであ
り、MFR(メルトフローレート)が好ましくは30〜
200g/10分、特に好ましくは50〜150g/1
0分のものである。MFRが30g/10分未満である
と、充填が困難である他、発泡倍率が上がらない、また
はフローマーク等の外観不良が発生する等の問題が生
じ、一方、200g/10分を超えると機械物性が低下
する傾向がある。プロピレン・α−オレフィンブロック
共重合体及び/またはプロピレン・α−オレフィンラン
ダム共重合体に用いられるα−オレフィンは、炭素数が
2〜10(プロピレンを除く)のものであって、その含
量は0.5〜20重量%であることが好ましい。
のいずれでも良いが、混練作業面から、化学発泡剤を用
いることが好ましい。上記化学発泡剤としては、例え
ば、アゾジカルボンアミド、アゾビスイソブチロニトリ
ル、ジアゾアミノベンゼン、N,N´−ジニトロソペン
タメチレンテトラミン、N,N´−ジメチル−N,N´
−ジニトロテレフタルアミド、ベンゼンスルホニルヒド
ラジド、p−トルエンスチレ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、
重炭酸ナトリウム塩、クエン酸ナトリウム等を挙げるこ
とができる。また、物理発泡剤としては、例えば、プロ
パン、ブタン、ペンタン、ジクロロジフルオロメタン、
ジクロロモノフルオロメタン、トリクロロモノフルオロ
メタン等を挙げることができる。これらの発泡剤は、発
泡助剤、架橋剤、核剤等と併用しても良い。これらの発
泡剤は、上記ポリプロピレン系樹脂100重量部に対
し、好ましくは0.5〜10重量部、さらに好ましくは
1〜5重量部配合される。
ることができる無機充填剤としては、酸化カルシウム、
酸化マグネシウム、シリカ、酸化チタン、水酸化アルミ
ニウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、塩基
性炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、
タルク、クレー、マイカ、ゼオライト、繊維状チタン酸
カリウム、繊維状マグネシウムオキサルフェート、繊維
状硼酸アルミニウムなどのウイスカー類及び炭素繊維、
ガラス繊維等を挙げることができる。これらの中でもタ
ルクを用いることが好ましい。これらの無機充填剤は、
上記ポリプロピレン系樹脂100重量部に対し、好まし
くは1〜30重量部、さらに好ましくは1〜10重量部
配合される。
ることができるゴムとしては、エチレン・プロピレン共
重合ゴム(EPM)、エチレン・1−ブテン共重合ゴ
ム、エチレン・プロピレン・1−ブテン共重合ゴム、エ
チレン・プロピレン・非共役ジエン共重合ゴム(EPD
M)、エチレン・1−ブテン・非共役ジエン共重合ゴ
ム、エチレン・プロピレン・1−ブテン・非共役ジエン
共重合ゴム等のポリオレフィン系ゴム、スチレン・ブタ
ジエン共重合体等のスチレン系ゴム等を挙げることがで
きる。これらのゴムは、上記ポリプロピレン系樹脂10
0重量部に対し、好ましくは1〜30重量部、さらに好
ましくは1〜20重量部配合される。
造方法は、従来公知の方法のいずれをも採用することが
できる。
て詳細に説明する。 (1)第一工程 キャビティクリアランス、すなわち、雌雄一対の金型に
よって形成される樹脂充填領域(空隙)の成形体厚さに
相当する方向の金型キャビティ表面間の距離は、1.5
〜0.5mm、好ましくは1.4〜0.7mm、さらに
好ましくは1.3〜1mmとする。該キャビティクリア
ランスが1.5mmを超えるとスワルマークが発生し、
一方、0.5mm未満では充填が困難となる。該クリア
ランスは、金型に設けた溶融樹脂供給口から、前記発泡
剤含有ポリプロピレン系溶融樹脂をキャビティ容量の3
0%以上充填するまでは、保持する必要があり、好まし
くは40%以上、さらに好ましくは50%以上を充填す
るまで該クリアランスを保持する。キャビティ容量の3
0%未満の溶融樹脂充填量にて該クリアランスの保持を
停止するとスワルマークが発生する。該保持時間は、キ
ャビティ容量や射出スピードにもよるが、通常0.1〜
2秒である。その際、発泡剤含有ポリプロピレン系溶融
樹脂の樹脂圧は100kgf/cm2以上、好ましくは
115kgf/cm2以上、さらに好ましくは130〜
200kgf/cm2とする。該樹脂圧が100kgf
/cm2未満では流動末端にスワルマークが発生する。
一方、該樹脂圧が高すぎると、そりを発生する場合があ
るが、プロピレン系樹脂のMFR、金型温度等を調整す
れば良い。
115kgf/cm2以上、さらに好ましくは130〜
200kgf/cm2に保持する。該樹脂圧が100k
gf/cm2未満ではスワルマークが生じたり、表面平
滑性に問題を生ずる。溶融樹脂の充填時間は、好ましく
は0.1〜10秒、さらに好ましくは0.5〜4秒であ
る。クリアランスの拡大スピードは、溶融樹脂の充填ス
ピードでコントロールするが、おおよそ0.1〜2mm
/s程度である。
ンス拡大(移動)を停止する。樹脂圧は100kgf/
cm2以上、好ましくは110kgf/cm2以上、さ
らに好ましくは120〜300kgf/cm2を保持す
る。該樹脂圧が100kgf/cm2未満ではスワルマ
ークが生じたり、表面平滑性に問題を生ずる。該状態
を、一定時間継続し、表面にスキン層を形成させる。一
定時間とは、樹脂温度、金型温度にもよるが、0.1〜
5秒の範囲とすることが、次工程において発泡コア層を
形成させ易いので好ましい。上記スキン層とはキャビテ
ィに接した部分に形成される固化層をさす。また、上記
時間の調整によりスキン層の厚さ、すなわち、スキン層
と、未だ固化していない溶融樹脂層との厚さの比をコン
トロールすることができる。0.1〜5秒の保持時間に
てスキン層は0.05〜0.1mm程度の厚さとなって
いる。
00kgf/cm2以上を保持する必要があるが、各工
程間及び/または各工程中で樹脂圧は一定でも異なって
いても良い。樹脂温度、金型温度等は通常の条件を採用
できる。具体的には樹脂温が160〜350℃、金型温
度が10〜90℃であることが好ましい。
可能な状態にあり、キャビティクリアランスを拡大する
ことで、発泡層を形成させる。該クリアランスを一気に
拡大しキャビティ表面と成形体表面の空隙を埋めるよう
に発泡させる方法、キャビティ表面と成形体表面の接触
を保ちながら発泡に合わせてクリアランスを徐々に拡大
する方法のどちらでも採用できるが、内部発泡セルの痕
跡の観点から後者が好ましい。好ましい型開スピードは
0.1〜2mm/sである。発泡コア層を形成させる
際、成形体表面には、すでにスキン層が存在するため、
スワルマーク及びフラッシュが発生することはない。ま
た、拡大したキャビティクリアランスの距離は、得よう
とする成形体の厚さ以上、好ましくは得ようとする成形
体の厚さの1.01〜1.5倍、さらに好ましくは得よ
うとする成形体の厚さの1.02〜1.3倍とする。あ
まりに過発泡させ過ぎると次工程(圧縮行程)でセルつ
ぶれが生じ成形体の剛性、耐衝撃性が低下する場合があ
る。
形体を圧縮、冷却する。該工程の追加により、発泡成形
体のひけ、そりが低減し外観が向上する。樹脂にかける
圧力は5〜200kgf/cm2、好ましくは10〜1
50kgf/cm2、さらに好ましくは30〜100k
gf/cm2である。該圧力が5kgf/cm2未満で
はひけ、そりが発生する。一方、該圧力が200kgf
/cm2以上ではセルつぶれが生じ成形体の剛性、耐衝
撃性が低下する。
以上、さらに好ましくは1.4倍以上、特に好ましくは
1.5倍以上である。発泡倍率が高いほど軽量化に寄与
する。発泡倍率が1.3倍未満では、十分な軽量化効果
が得られない場合がある。本発明の製造方法によれば、
1.3倍以上の発泡倍率でも表面にフラッシュ、スワル
マーク等のない発泡成形体が得られる。ここで、発泡倍
率とは、成形体の厚さを第三工程終了時のキャビティク
リアランスにて除した数値である。本発明の発泡成形体
のセルサイズは、短径が10〜200μm、好ましくは
10〜100μm、長径が30〜500μm、好ましく
は30〜300μmである。また、セルを有している独
立気泡率が20%以上、好ましくは65〜100%のも
のである。このようにして得られた発泡成形体は、各種
用途の射出成形体として利用することができる。具体的
には、ドアトリム、インスツルメントパネル、レバー、
ノブ、内張などの自動車内装部品を挙げることができ
る。特にドアトリム、インスツルメントパネルのような
大型部品に好適である。大型部品とは投影面積にて0.
05m2以上、さらには0.10m2以上、特には0.
20m2以上の面積を有するものである。
説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるもので
はない。 実施例1 成形機は神戸製鋼所製複合射出圧縮成形機VFP500
を用い、金型はドアトリムモデル(投影面積0.6
m2、長辺1.1m、短辺0.55m)成形用金型を用
いた。また、樹脂温度は220℃とし、金型温度は40
℃とした。発泡剤含有ポリプロピレン系樹脂としてノバ
テックPP・BC10AHA(日本ポリケム製プロピレ
ン・エチレンブロック共重合体、MFR=100g/1
0分)100重量部に対し発泡剤であるファインブロー
S20N(三菱化学製)3重量部を混合したものを用
い、以下の工程で発泡成形体の製造を行った。図1に示
す本発明方法に関する概念図を用いて説明を行う。
溶融樹脂の供給開始時のキャビティクリアランスを1.
0mmとし、キャビティ内での溶融樹脂圧力が150k
gf/cm2となるように、キャビティ容量の50%ま
で、該溶融樹脂の充填を行った。(図1、B〜C) (第二工程)キャビティ内の溶融樹脂圧力が150kg
f/cm2となるように、キャビティクリアランスを
2.0mmまで拡大させながら上記溶融樹脂の充填を行
った。(図1、C〜D) (第三工程)上記溶融樹脂充填完了と同時に、キャビテ
ィ内の溶融樹脂に圧力150kgf/cm2をかけなが
ら1.0秒間保持し、スキン層を形成させた。(図1、
D〜E) (第四工程)キャビティクリアランスを3.5mmまで
拡大し、発泡コア層を形成させた。(図1、E〜F) (第五工程)キャビティ内の樹脂圧力が50kgf/c
m2となるように圧縮し、30秒間保持して冷却を行っ
た。(図1、F〜G〜H) このようにして得られた発泡成形体の肉厚、発泡倍率、
外観を表1に示す。
アランスを2.0mmとしたこと以外は実施例1と同様
にして発泡成形体の製造を行った。得られた発泡成形体
の肉厚、発泡倍率、外観を表1に示す。
kgf/cm2としたこと以外は実施例1と同様にして
発泡成形体の製造を行った。得られた発泡成形体の肉
厚、発泡倍率、外観を表1に示す。
率を20%としたこと以外は実施例1と同様にして発泡
成形体の製造を行った。得られた発泡成形体の肉厚、発
泡倍率、外観を表1に示す。
kgf/cm2としたこと以外は実施例1と同様にして
発泡成形体の製造を行った。得られた発泡成形体の肉
厚、発泡倍率、外観を表1に示す。
kgf/cm2としたこと以外は実施例1と同様にして
発泡成形体の製造を行った。得られた発泡成形体の肉
厚、発泡倍率、外観を表1に示す。
泡成形体の製造を行った。 (第一工程)上記発泡剤含有プロピレン系溶融樹脂の供
給開始時のキャビティクリアランスを1.0mmとし、
キャビティ内での溶融樹脂圧力が130kgf/cm2
となるように、キャビティ容量の80%まで、該溶融樹
脂の充填を行った。(図1、B〜C) (第二工程)キャビティ内での溶融樹脂圧力が130k
gf/cm2となるように、キャビティクリアランスを
4.0mmまで拡大させながら上記溶融樹脂の充填を行
った。(図1、C〜D) (第三工程)上記溶融樹脂充填完了と同時に、キャビテ
ィ内の溶融樹脂に圧力120kgf/cm2をかけなが
ら2.0秒間保持し、スキン層を形成させた。(図1、
D〜E) (第四工程)キャビティクリアランスを8.5mmまで
拡大し、発泡コア層を形成させた。(図1、E〜F) (第五工程)キャビティ内の樹脂圧力が30kgf/c
m2となるように圧縮し、60秒間保持して冷却を行っ
た。(図1、F〜G〜H) このようにして得られた発泡成形体の肉厚、発泡倍率、
外観を表1に示す。
アランスを3.0mmとしたこと以外は実施例2と同様
にして発泡成形体の製造を行った。得られた発泡成形体
の肉厚、発泡倍率、外観を表1に示す。
泡成形体の製造を行った。 (第一工程)上記発泡剤含有プロピレン系溶融樹脂の供
給開始時のキャビティクリアランスを1.2mmとし、
キャビティ内での溶融樹脂圧力が200kgf/cm2
となるように、キャビティ容量の30%まで、該溶融樹
脂の充填を行った。(図1、B〜C) (第二工程)キャビティ内での溶融樹脂圧力が200k
gf/cm2となるように、キャビティクリアランスを
2.0mmまで拡大させながら上記溶融樹脂の充填を行
った。(図1、C〜D) (第三工程)上記溶融樹脂充填完了と同時に、キャビテ
ィ内の溶融樹脂に圧力250kgf/cm2をかけなが
ら1.0秒間保持し、スキン層を形成させた。(図1、
D〜E) (第四工程)キャビティクリアランスを3.5mmまで
拡大し、発泡コア層を形成させた。(図1、E〜F) (第五工程)キャビティ内の樹脂圧力が30kgf/c
m2となるように圧縮し、30秒間保持して冷却を行っ
た。(図1、F〜G〜H) このようにして得られた発泡成形体の肉厚、発泡倍率、
外観を表1に示す。
泡成形体の製造を行った。 (第一工程)上記発泡剤含有プロピレン系溶融樹脂の供
給開始時のキャビティクリアランスを1.0mmとし、
キャビティ内での溶融樹脂圧力が200kgf/cm2
となるように、キャビティ容量の40%まで、該溶融樹
脂の充填を行った。(図1、B〜C) (第二工程)キャビティ内での溶融樹脂圧力が200k
gf/cm2となるように、キャビティクリアランスを
2.0mmまで拡大させながら上記溶融樹脂の充填を行
った。(図1、C〜D) (第三工程)上記溶融樹脂充填完了と同時に、キャビテ
ィ内の溶融樹脂に圧力250kgf/cm2をかけなが
ら1.0秒間保持し、スキン層を形成させた。(図1、
D〜E) (第四工程)キャビティクリアランスを4.0mmまで
拡大し、発泡コア層を形成させた。(図1、E〜F) (第五工程)キャビティ内の樹脂圧力が30kgf/c
m2となるように圧縮し、30秒間保持して冷却を行っ
た。(図1、F〜G〜H) このようにして得られた発泡成形体の肉厚、発泡倍率、
外観を表1に示す。
剤含有ポリプロピレン系樹脂を特定の方法にて発泡成形
するので、軽量で、スキン層は発泡がなく平滑であり、
成形体表面にフラッシュ、スワルマークがなく、かつ、
そり、ひけ等の変形のない、良好な外観を有する発泡成
形体が得られる。従って、本発明の方法で得られる発泡
成形体は、表皮を貼合することなく発泡成形体単層にて
自動車内装部品であるドアトリム、インスツルメントパ
ネル等の大型部品に用いることが可能となるので工業的
な価値は大きい。
図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 キャビティクリアランスを1.5〜0.
5mmとし、該クリアランスを保持したまま、金型に設
けた溶融樹脂供給口から、発泡剤含有ポリプロピレン系
溶融樹脂を該溶融樹脂にかかる圧力が100kgf/c
m2以上となり、かつキャビティ容量の30%以上とな
るように充填する第一工程、 上記溶融樹脂を樹脂圧100kgf/cm2以上に保ち
ながら、キャビティクリアランスを拡大し、該溶融樹脂
を、得ようとする成形体の厚み未満まで充填する第二工
程、 発泡剤含有ポリプロピレン系溶融樹脂の充填完了と同時
に、該溶融樹脂に100kgf/cm2以上の圧力をか
けながらスキン層を形成させる第三工程、 キャビティクリアランスを拡大し、発泡したコア層を形
成させる第四工程、を含む発泡成形体の製造方法。 - 【請求項2】 上記に加えてさらに、樹脂にかける圧力
5〜200kgf/cm2にて、得ようとする成形体の
厚みまで圧縮し、冷却する第五工程を含む請求項1に記
載の発泡成形体の製造方法。 - 【請求項3】 発泡成形体の発泡倍率が1.3倍以上で
ある請求項1又は2に記載の発泡成形体の製造方法。 - 【請求項4】 発泡成形体の投影面積が0.05m2以
上である請求項1乃至3に記載の発泡成形体の製造方
法。
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---|---|---|---|
JP2000196670A JP4384789B2 (ja) | 2000-06-29 | 2000-06-29 | 発泡成形体の製造方法 |
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JP2002011755A true JP2002011755A (ja) | 2002-01-15 |
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