特許 6096564 発泡成形体の製造方法及び発泡成形体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6096564

(24)【登録日】2017年2月24日

(45)【発行日】2017年3月15日

(54)【発明の名称】発泡成形体の製造方法及び発泡成形体

(51)【国際特許分類】

   B29C 44/00 20060101AFI20170306BHJP

   C08J 9/236 20060101ALI20170306BHJP

   B29K 67/00 20060101ALN20170306BHJP

【ＦＩ】

   B29C67/22

   C08J9/236CFD

   B29K67:00

【請求項の数】4

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2013-73790(P2013-73790)

(22)【出願日】2013年3月29日

(65)【公開番号】特開2014-198380(P2014-198380A)

(43)【公開日】2014年10月23日

【審査請求日】2015年12月7日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002440

【氏名又は名称】積水化成品工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100103975

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 拓也

(72)【発明者】

【氏名】福永 洋一郎

(72)【発明者】

【氏名】山地 慶尚

(72)【発明者】

【氏名】人見 一迅

【審査官】 岩本 昌大

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−２８２７５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−０６２８６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１３／０３１７６９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２００５／０３７５１８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／０２７００４４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開平１０−０７７３５９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２９Ｃ ４４／００

Ｂ３２Ｂ １／００−４３／００

Ｃ０８Ｊ ９／００−９／４２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子の表面に、この熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子の平均粒径に対して１〜１５％の平均粒径を有する接着性樹脂粒子を上記熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子１００重量部に対して０．１〜５重量部付着させた後、上記熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子を金型に充填して加熱して発泡させ、上記熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子を発泡させて得られる熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子同士を熱融着一体化させることを特徴とする発泡成形体の製造方法。

【請求項2】

接着性樹脂粒子は熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子の発泡途上において溶融し、上記熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子の表面に膜状に付着した状態となることを特徴とする請求項１に記載の発泡成形体の製造方法。

【請求項3】

接着性樹脂粒子が熱可塑性ポリエステル系樹脂であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の発泡成形体の製造方法。

【請求項4】

接着性樹脂粒子が結晶性熱可塑性ポリエステル系樹脂であることを特徴とする請求項３に記載の発泡成形体の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、発泡成形体の製造方法及び発泡成形体に関する。

【背景技術】

【0002】

省エネルギーの観点から、近年、自動車、航空機、鉄道車両などの分野においては、軽量性に劣る金属材料の代わりに、発泡成形体を一部に使用する動きが強くなっており、熱可塑性樹脂を発泡させて得られる、軽量で且つ比荷重などの機械的強度、衝撃吸収性及び耐熱性に優れた発泡成形体を製造することが企図されている。

【0003】

特許文献１には、ポリスチレン樹脂もしくはポリオレフィン樹脂からなる多数の発泡粒子がエポキシ樹脂系硬化物で接合されてなる複合発泡成形体が開示されている。

【0004】

しかしながら、ポリスチレン樹脂及びポリオレフィン樹脂から形成された発泡成形体は、機械的強度及び耐熱性が低く、発泡成形体に荷重が加わった時に座屈してしまうなどの問題点を有している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００１−６２８６０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明は、比荷重（１ｇ当たりの最大荷重）などの機械的強度、衝撃吸収性及び耐熱性に優れた発泡成形体の製造方法及びこの製造方法を用いて製造された発泡成形体を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の発泡成形体の製造方法は、熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子の表面に、この熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子の平均粒径に対して１〜１５％の平均粒径を有する接着性樹脂粒子を上記熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子１００重量部に対して０．１〜５重量部付着させた後、上記熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子を金型に充填して加熱して発泡させ、上記熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子を発泡させて得られる熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子同士を熱融着一体化させることを特徴とする。

【0008】

上記熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子を構成している熱可塑性ポリエステル系樹脂は、比荷重などの機械的強度が高くて形状安定性に優れていると共に耐熱性にも優れており、ポリエチレン系樹脂やポリプロピレン系樹脂などのポリオレフィン系樹脂やスチレン系樹脂には見られない優れた性質を有している。

【0009】

熱可塑性ポリエステル系樹脂は、ジカルボン酸と二価アルコールとが、縮合反応を行った結果得られた高分子量の線状ポリエステルである。熱可塑性ポリエステル系樹脂としては、例えば、芳香族ポリエステル樹脂、脂肪族ポリエステル樹脂などが挙げられる。

【0010】

芳香族ポリエステル樹脂とは、芳香族ジカルボン酸成分とジオール成分とを含むポリエステルであり、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリシクロヘキサンジメチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレートなどが挙げられ、ポリエチレンテレフタレートが好ましい。なお、芳香族ポリエステル樹脂は、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。

【0011】

なお、芳香族ポリエステル樹脂は、芳香族ジカルボン酸成分及びジオール成分以外に、例えば、トリメリット酸などのトリカルボン酸、ピロメリット酸などのテトラカルボン酸などの三価以上の多価カルボン酸やその無水物、グリセリンなどのトリオール、ペンタエリスリトールなどのテトラオールなどの三価以上の多価アルコールなどを構成成分として含有していてもよい。

【0012】

又、芳香族ポリエステル樹脂は、使用済のペットボトルなどから回収、再生したリサイクル材料を用いることもできる。

【0013】

ポリエチレンテレフタレートは架橋剤によって架橋されていてもよい。架橋剤としては、公知のものが用いられ、例えば、無水ピロメリット酸などの酸二無水物、多官能エポキシ化合物、オキサゾリン化合物、オキサジン化合物などが挙げられる。なお、架橋剤は、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。

【0014】

ポリエチレンテレフタレートを架橋剤によって架橋する場合には、押出機にポリエチレンテレフタレートと共に架橋剤を供給すればよい。押出機に供給する架橋剤の量は、少なすぎると、ポリエチレンテレフタレートの溶融時の溶融粘度が小さくなりすぎて、破泡してしまうことがあり、多すぎると、ポリエチレンテレフタレートの溶融時の溶融粘度が大きくなりすぎて、発泡体を押出発泡によって製造する場合には押出発泡が困難となることがあるので、ポリエチレンテレフタレート１００重量部に対して０．０１〜５重量部が好ましく、０．１〜１重量部がより好ましい。

【0015】

脂肪族ポリエステル樹脂としては、例えば、ポリ乳酸系樹脂などが挙げられる。ポリ乳酸系樹脂としては、乳酸がエステル結合により重合した樹脂を用いることができ、商業的な入手容易性及びポリ乳酸系樹脂粒子への発泡性付与の観点から、Ｄ−乳酸（Ｄ体）及びＬ−乳酸（Ｌ体）の共重合体、Ｄ−乳酸又はＬ−乳酸のいずれか一方の単独重合体、Ｄ−ラクチド、Ｌ−ラクチド及びＤＬ−ラクチドからなる群から選択される１又は２以上のラクチドの開環重合体が好ましい。なお、ポリ乳酸系樹脂は、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。

【0016】

ポリ乳酸系樹脂は、成形工程及び得られる繊維強化複合体の物性に影響を与えない限り、乳酸以外の単量体成分として、例えば、グリコール酸、ヒドロキシ酪酸、ヒドロキシ吉酸、ヒドロキシカプロン酸、ヒドロキシヘプタン酸などの脂肪族ヒドロキシカルボン酸；コハク酸、アジピン酸、スベリン酸、セバシン酸、ドデカンジカルボン酸、無水コハク酸、無水アジピン酸、トリメシン酸、プロパントリカルボン酸、ピロメリット酸、無水ピロメリット酸などの脂肪族多価カルボン酸；エチレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、ネオペンチルグリコール、デカメチレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリトリットなどの脂肪族多価アルコールなどを含有していてもよい。

【0017】

ポリ乳酸系樹脂は、成形工程及び得られる繊維強化複合体の物性に影響を与えない限り、アルキル基、ビニル基、カルボニル基、芳香族基、エステル基、エーテル基、アルデヒド基、アミノ基、ニトリル基、ニトロ基などのその他の官能基を含んでいてもよい。ポリ乳酸系樹脂はイソシアネート系架橋剤などによって架橋されていてもよく、エステル結合以外の結合手により結合していてもよい。

【0018】

熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子の製造方法としては、（１）熱可塑性ポリエステル系樹脂を押出機内に供給して物理発泡剤の存在下にて溶融混練して押出機に取り付けたノズル金型から熱可塑性ポリエステル系樹脂押出物を押出発泡させながら切断した後に冷却して熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子を製造する方法、（２）熱可塑性ポリエステル系樹脂を押出機内に供給して物理発泡剤の存在下にて溶融混練して押出機に取り付けたノズル金型から押出発泡してストランド状の熱可塑性ポリエステル系樹脂押出物を製造し、この熱可塑性ポリエステル系樹脂押出物を所定間隔毎に切断して熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子を製造する方法、（３）熱可塑性ポリエステル系樹脂を押出機内に供給して物理発泡剤の存在下にて溶融混練して押出機に取り付けた環状ダイ又はＴダイから押出発泡して発泡シートを製造し、この発泡シートを切断することによって熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子を製造する方法、（４）熱可塑性ポリエステル系樹脂を押出機内に供給して物理発泡剤の存在下にて溶融混練して押出機に取り付けたノズル金型から熱可塑性ポリエステル系樹脂押出物を押出し、切断しながら冷却して発泡性熱可塑性ポリエステル系樹脂粒子を製造する方法などが挙げられる。

【0019】

なお、上記では、熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子を予備発泡させた場合の製造方法を説明したが、必ずしも予備発泡させておく必要はない。非発泡の発泡性熱可塑性ポリエステル系樹脂粒子を製造する場合には、公知の要領で熱可塑性ポリエステル系樹脂粒子を製造し、この熱可塑性ポリエステル系樹脂粒子に物理発泡剤を公知の要領で含浸させて発泡性熱可塑性ポリエステル系樹脂粒子を製造すればよい。

【0020】

又、化学発泡剤としては、例えば、アゾジカルボンアミド、ジニトロソペンタメチレンテトラミン、ヒドラゾイルジカルボンアミド、重炭酸ナトリウムなどが挙げられる。なお、化学発泡剤は、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。

【0021】

物理発泡剤は、例えば、プロパン、ノルマルブタン、イソブタン、ノルマルペンタン、イソペンタン、ヘキサンなどの飽和脂肪族炭化水素、ジメチルエーテルなどのエーテル類、塩化メチル、１，１，１，２−テトラフルオロエタン、１，１−ジフルオロエタン、モノクロロジフルオロメタンなどのフロン、二酸化炭素、窒素などが挙げられ、ジメチルエーテル、プロパン、ノルマルブタン、イソブタン、二酸化炭素が好ましく、プロパン、ノルマルブタン、イソブタンがより好ましく、ノルマルブタン、イソブタンが特に好ましい。なお、物理発泡剤は、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。

【0022】

熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子の表面に接着性樹脂粒子を付着させる。この接着性樹脂粒子を構成している接着樹脂としては、型内発泡成形時において、熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子の発泡時に溶融状態となって熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子の表面に膜状に付着し、熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子を発泡させて得られる熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子同士を接着一体化することができれば、特に限定されず、例えば、低密度ポリエチレン、ポリ酢酸ビニル、熱可塑性ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、アイオノマー系樹脂、ポリウレタン系樹脂などの熱可塑性樹脂、エポキシ系樹脂、フェノール系樹脂、ユリア系樹脂、メラミン系樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂などの熱硬化性樹脂などが挙げられ、熱可塑性ポリエステル系樹脂が好ましく、接着樹脂の結晶化により発泡成形体の機械的強度が向上するため、結晶性熱可塑性ポリエステル系樹脂がより好ましい。具体的には、熱可塑性ポリエステル系樹脂としては、例えば、ＤＩＣ社から商品名「Ｍ８８４３」にて市販されているテレフタル酸を主たるジカルボン酸成分とし、ネオペンチルグリコールを主たるグリコール成分としてなる非晶性熱可塑性ポリエステル系樹脂（ガラス転移温度：６５．９℃）、東京インキ社から商品名「Ｇ−１２５」にて市販されているテレフタル酸とアジピン酸を主たるジカルボン酸成分とし、エチレングリコールを主たるグリコール成分としてなる結晶性熱可塑性ポリエステル系樹脂（融点：１００．６℃、ガラス転移温度：８．３℃）などが挙げられる。

【0023】

接着性樹脂粒子を構成している接着樹脂が非晶性である場合、接着樹脂のガラス転移温度は、熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子を構成している熱可塑性ポリエステル系樹脂のガラス転移温度又は融点よりも１０℃低い温度以下であることが好ましく、熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子を構成している熱可塑性ポリエステル系樹脂の融点よりも２０℃低い温度以下であることがより好ましく、熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子を構成している熱可塑性ポリエステル系樹脂の融点よりも３０℃低い温度以下であることが特に好ましい。なお、熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子を構成している熱可塑性ポリエステル系樹脂が非晶性である場合にはガラス転移温度を、結晶性である場合には融点を採用する。

【0024】

接着性樹脂粒子を構成している接着樹脂が結晶性である場合、接着樹脂の融点は、熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子を構成している熱可塑性ポリエステル系樹脂のガラス転移温度又は融点よりも１０℃低い温度以下であることが好ましく、熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子を構成している熱可塑性ポリエステル系樹脂の融点よりも２０℃低い温度以下であることがより好ましく、熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子を構成している熱可塑性ポリエステル系樹脂の融点よりも３０℃低い温度以下であることが特に好ましい。なお、熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子を構成している熱可塑性ポリエステル系樹脂が非晶性である場合にはガラス転移温度を、結晶性である場合には融点を採用する。

【0025】

接着樹脂のガラス転移温度又は融点が上記温度範囲にあると、熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子の発泡時に接着性樹脂粒子が十分に溶融した状態となって熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子の表面に膜状に付着し、熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子を発泡させて得られる熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子同士を接着樹脂によって強固に一体化させることができ、得られる発泡成形体は、比荷重などの機械的強度に優れている。

【0026】

熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子を構成している熱可塑性ポリエステル系樹脂のガラス転移温度及び融点は、ＪＩＳ Ｋ７１２２：１９８７「プラスチックの転移熱測定方法」に記載されている方法で測定した。但し、サンプリング方法・温度条件に関しては以下のように行った。示差走査熱量計装置 ＤＳＣ６２２０型（エスアイアイナノテクノロジー（株）製）を用いアルミニウム製測定容器の底にすきまのないよう試料を約６ｍｇ充てんして、窒素ガス流量２０ｍＬ／分のもと３０℃で２分間保持し、速度１０℃／分で３０℃から２９０℃まで昇温した時に得られたＤＳＣ曲線より中間点ガラス転移温度を算出した。この中間点ガラス転移温度は該規格（９．３「ガラス転移温度の求め方」）より求めた。

【0027】

接着性樹脂粒子を構成している接着樹脂のガラス転移温度及び融点は、ＪＩＳ Ｋ７１２１：１９８７「プラスチックの転移温度測定方法」に記載されている方法で測定した。但し、サンプリング方法・温度条件に関しては以下のように行った。示差走査熱量計装置 ＤＳＣ６２２０型（エスアイアイナノテクノロジー（株）製）を用い、アルミニウム製測定容器の底にすきまのないよう試料を約６ｍｇ充てんして、窒素ガス流量２０ｍＬ／分のもと、３０℃から−４０℃まで降温した後１０分間保持し、−４０℃から２２０℃まで昇温（１ｓｔ Ｈｅａｔｉｎｇ）、１０分間保持後２２０℃から−４０℃まで降温（Ｃｏｏｌｉｎｇ）、１０分間保持後−４０℃から２２０℃まで昇温（２ｎｄ Ｈｅａｔｉｎｇ）した時のＤＳＣ曲線を得た。なお、全ての昇温・降温は速度１０℃／分で行い、基準物質としてアルミナを用いた。本発明において、融点とは、２ｎｄ Ｈｅａｔｉｎｇ過程にみられる融解ピークのトップの温度を読みとった値であり、ガラス転移点とは、２ｎｄ Ｈｅａｔｉｎｇ過程で得られたＤＳＣ曲線より中間点ガラス転移温度のことをいう。又、この中間点ガラス転移温度は該規格（９．３「ガラス転移温度の求め方」）より求めた。

【0028】

熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子の表面に付着させる接着性樹脂粒子の量としては、少なすぎると、熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子を発泡させて得られる熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子同士の一体化が不十分となり、得られる発泡成形体の機械的強度又は衝撃吸収性が低下することがあり、多すぎると、発泡成形体に加わった応力が接着樹脂が障害となって隣接する発泡粒子に伝達されにくくなって発泡成形体の衝撃吸収性が低下することがあるので、熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子１００重量部に対して０．１〜５重量部に限定され、０．３〜３重量部が好ましい。

【0029】

熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子の表面に付着させる接着性樹脂粒子の平均粒径は、小さすぎると、接着性樹脂粒子同士が凝集し、熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子の表面への付着が不均一となり、熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子を発泡させて得られる熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子同士の接着樹脂を介した熱融着が部分的に不十分となって、発泡成形体の機械的強度又は衝撃吸収性が低下することがあり、大きすぎると、熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子の型内発泡成形時に、接着性樹脂粒子が熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子の表面に膜状に付着した状態とならず、熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子の発泡を阻害し、又は、熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子を発泡させて得られる熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子同士の熱融着を阻害することがあるので、熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子の平均粒径に対して１〜１５％に限定され、１〜１２％が好ましく、１〜９％がより好ましい。

【0030】

熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子の平均粒径に対する接着性樹脂粒子の平均粒径の比率（平均粒径比率）は下記式に基づいて算出された値をいう。
平均粒径比率（％）＝１００×（接着性樹脂粒子の平均粒径）
／（熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子の平均粒径）

【0031】

なお、接着性樹脂粒子の平均粒径は、接着性樹脂粒子１ｇを抽出し、抽出した接着性樹脂粒子を光学顕微鏡を用いて２００倍に拡大して拡大写真を撮影する。拡大写真にあらわれた接着性樹脂粒子のうち任意の２０個の接着性樹脂粒子について、接着性樹脂粒子を包囲し得る最小径の真円の直径を接着性樹脂粒子の粒径とし、各接着性樹脂粒子の粒径（直径）の相加平均値を接着性樹脂粒子の平均粒径とする。なお、光学顕微鏡としては、例えば、キーエンス社から商品名「デジタルマイクロスコープ ＶＨＸ−１０００」にて市販されている光学顕微鏡を用いることができる。

【0032】

熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子の平均粒径は、熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子１ｇを抽出し、抽出した熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子を光学顕微鏡を用いて１０倍に拡大して拡大写真を撮影する。拡大写真にあらわれた熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子のうち任意の２０個の熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子について、熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子を包囲し得る最小径の真円の直径を熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子の粒径とし、各熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子の粒径（直径）の相加平均値を熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子の平均粒径とする。なお、光学顕微鏡としては、例えば、キーエンス社から商品名「デジタルマイクロスコープ ＶＨＸ−１０００」にて市販されている光学顕微鏡を用いることができる。

【0033】

熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子の表面に接着性樹脂粒子を付着させる方法としては、特に限定されず、例えば、（１）熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子と接着性樹脂粒子とを一つの袋内に供給し、熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子と接着性樹脂粒子を袋内で混合し、熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子の表面に静電気でもって接着性樹脂粒子を付着させる方法、（２）熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子の表面に接着性樹脂粒子の接着力でもって接着性樹脂粒子を接着させる方法などが挙げられ、簡便にて熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子の表面に均一に接着性樹脂粒子を付着させることができることから、上記（１）の方法が好ましい。

【0034】

上述のように、熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子の表面に接着性樹脂粒子を付着させた後、この熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子を用いて型内発泡成形を行う。先ず、熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子を金型のキャビティ内に充填する。

【0035】

しかる後、金型のキャビティ内に水蒸気、熱風、熱水などの熱媒体を供給することによって熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子を発泡させる。この熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子の発泡時には、熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子の表面に付着している接着性樹脂粒子は溶融状態となって熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子の表面に全面的に又は部分的に膜状にひろがった状態となっている。

【0036】

この状態にて、熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子が加熱によって発泡し、熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子を発泡させて得られる熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子同士は発泡圧力によって熱融着一体化して発泡成形体を形成する。この過程において、上述のように、接着樹脂は熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子の表面に膜状にひろがっており、熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子の発泡を阻害したり、又は、熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子を発泡させて得られる熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子同士の熱融着を阻害するようなことはなく、発泡粒子同士は接着樹脂を介して隙間なく密着状態にて熱融着一体化する。

【0037】

従って、得られる発泡成形体は、比荷重などの機械的強度及び衝撃吸収性に優れていると共に、熱可塑性ポリエステル系樹脂を含んでいることから優れた耐熱性を有している。

【0038】

そして、発泡成形体は、熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子同士が接着樹脂を介して熱融着一体化されていることから、熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子同士は強固に熱融着一体化しており、比荷重などの機械的強度に優れている。

【0039】

具体的には、熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子の表面に全面的に又は部分的に接着樹脂が膜状に付着しており、この膜状の接着樹脂を介して熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子同士が熱融着一体化している。即ち、熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子同士がそれらの発泡圧力によって互いに密着しながら膜状の接着樹脂を介して強固に熱融着一体化しており、発泡成形体の熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子間に隙間は殆ど生じておらず、発泡成形体は、比荷重などの機械的強度及び衝撃吸収性に優れている。

【発明の効果】

【0040】

本発明の発泡成形体の製造方法は、上述の如き構成を有していることから、得られる発泡成形体は、熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子同士が接着樹脂を介して熱融着一体化しているので、発泡粒子同士が強固に熱融着一体化しており、よって、発泡成形体は、優れた機械的強度、衝撃吸収性及び耐熱性を有している。

【図面の簡単な説明】

【0041】

【図1】熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子の製造装置の一例を示した模式断面図である。

【図2】マルチノズル金型を正面から見た模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0042】

以下に実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明するが、本実施例に何ら限定されるものでない。

【0043】

（実施例１）
図１及び図２に示した製造装置を用いた。先ず、ポリエチレンテレフタレート（イーストマンケミカル社製 商品名「ＥＡＳＴＥＲ−ＥＮ０９９」、融点：２３８．５℃）１００重量部、ポリエチレンテレフタレートにタルクを含有させてなるマスターバッチ（ポリエチレンテレフタレート含有量：６０重量％、タルク含有量：４０重量％）１．８重量部及び無水ピロメリット酸０．２重量部を含むポリエチレンテレフタレート組成物を口径が６５ｍｍで且つＬ／Ｄ比が３５の単軸押出機に供給して２９０℃にて溶融混練した。

【0044】

続いて、押出機の途中から、イソブタン３５重量％及びノルマルブタン６５重量％からなるブタンをポリエチレンテレフタレート１００重量部に対して表１に示した所定量となるように溶融状態のポリエチレンテレフタレート組成物に圧入して、ポリエチレンテレフタレート中に均一に分散させた。

【0045】

しかる後、押出機の前端部において、溶融状態のポリエチレンテレフタレート組成物を２８０℃に冷却した後、押出機の前端に取り付けたマルチノズル金型１の各ノズルからポリエチレンテレフタレート組成物を押出発泡させた。

【0046】

なお、マルチノズル金型１は、出口部11の直径が１ｍｍのノズルを２０個有しており、ノズルの出口部11は全て、マルチノズル金型１の前端面10に想定した、直径が１３９．５ｍｍの仮想円Ａ上に等間隔毎に配設されていた。

【0047】

そして、回転軸２の後端部外周面には、２枚の回転刃５が回転軸２の周方向に１８０°の位相差でもって一体的に設けられており、各回転刃５はマルチノズル金型１の前端面10に常時、接触した状態で仮想円Ａ上を移動するように構成されていた。

【0048】

更に、冷却部材４は、正面円形状の前部41aと、この前部41aの外周縁から後方に向かって延設され且つ内径が３２０ｍｍの円筒状の周壁部41bとからなる冷却ドラム41を備えていた。そして、供給管41d及び冷却ドラム４１の供給口41cを通じて冷却ドラム41内に２０℃の冷却水42が供給されていた。

【0049】

冷却水42は、供給管41dから冷却ドラム41の周壁部41bの内周面に供給される際の流速に伴う遠心力によって、冷却ドラム41の周壁部41b内周面に沿って螺旋状を描くように前方に向かって進んでおり、冷却液42は、周壁部41bの内周面に沿って進行中に、徐々に進行方向に直交する方向に広がり、その結果、冷却ドラム41の供給口41cより前方の周壁部41bの内周面は冷却液42によって全面的に被覆された状態となっていた。

【0050】

そして、マルチノズル金型１の前端面1aに配設した回転刃５を２５００ｒｐｍの回転数で回転させてあり、マルチノズル金型１の各ノズルの出口部1bから押出発泡されたポリエチレンテレフタレート押出物を回転刃５によって切断して、予備発泡された略球状の発泡性ポリエチレンテレフタレート粒子を製造した。

【0051】

この発泡性ポリエチレンテレフタレート粒子は、回転刃５による切断応力によって外方或いは前方に向かって飛ばされ、発泡性ポリエチレンテレフタレート粒子は冷却水42中に進入して直ちに冷却され、冷却ドラム41の排出口41eを通じて冷却水42と共に排出された後、脱水機にて冷却水42と分離された。

【0052】

発泡性ポリエチレンテレフタレート粒子の連続気泡率、結晶化度、嵩倍率及び平均粒径は表１に示した通りであった。発泡性ポリエチレンテレフタレート粒子中におけるブタンの含有量はポリエチレンテレフタレート１００重量部に対して表１に示した量だけ含有されていた。

【0053】

金型（雄金型と雌金型）を備えた型内発泡成形機を用意した。雄金型と雌金型とを型締めした状態において、雌雄金型間には内法寸法が縦３０ｍｍ×横３００ｍｍ×高さ３００ｍｍの直方体形状のキャビティが形成されていた。

【0054】

粉末状の結晶性共重合ポリエステル樹脂（東京インキ社製 商品名「Ｇ１２５」、融点：１００．６℃、密度：１．２８ｇ／ｃｍ³、平均粒径：０．１ｍｍ）を接着性樹脂粒子とした。

【0055】

発泡性ポリエチレンテレフタレート粒子１００重量部と接着性樹脂粒子０．５重量部とを一つの袋に供給し、発泡性ポリエチレンテレフタレート粒子と接着性樹脂粒子とを混合し、発泡性ポリエチレンテレフタレート粒子の表面に接着性樹脂粒子を静電気によって均一に付着させた。袋に供給した接着性樹脂粒子の全てを発泡性ポリエチレンテレフタレート粒子の表面に付着させた。

【0056】

表面に接着性樹脂粒子を付着させた発泡性ポリエチレンテレフタレート粒子を型内発泡成形機の金型のキャビティ内に充填して金型を型締めした。しかる後、金型のキャビティ内に１０５℃の水蒸気をゲージ圧力０．１３ＭＰａにて９０秒間に亘って供給して発泡性ポリエチレンテレフタレート粒子を二次発泡させ、発泡性ポリエチレンテレフタレート粒子を二次発泡させて得られたポリエチレンテレフタレート発泡粒子同士をこれらの発泡圧力によって熱融着一体化させて縦３０ｍｍ×横３００ｍｍ×高さ３００ｍｍの直方体形状の発泡成形体を得た。

【0057】

次に、金型のキャビティ内に冷却水を供給して発泡成形体を冷却した後にキャビティを開いて発泡成形体を得た。得られた発泡成形体を大気圧下において６０℃にて１６８時間に亘って放置（養生）して発泡成形体を得た。

【0058】

（実施例２）
接着性樹脂粒子の使用量を２．０重量部としたこと以外は実施例１と同様にして発泡成形体を得た。

【0059】

（実施例３）
粉末状の非晶性熱可塑性ポリエステル系樹脂（ＤＩＣ社製 製品名「Ｍ−８８４３」、ガラス転移温度：６５．９℃、密度：１．３５ｇ／ｃｍ³、平均粒径：２．０ｍｍ）を乳鉢を用いて粉砕し、平均粒径が０．１ｍｍの接着性樹脂粒子を作製した。この接着性樹脂粒子を用いたこと以外は実施例１と同様にして発泡成形体を得た。

【0060】

（実施例４）
粉末状の非晶性熱可塑性ポリエステル系樹脂（ＤＩＣ社製 製品名「Ｍ−８８４３」、ガラス転移温度：６５．９℃、密度：１．３５ｇ／ｃｍ³、平均粒径：２．０ｍｍ）を乳鉢を用いて粉砕し、平均粒径が０．４ｍｍの接着性樹脂粒子を作製した。この接着性樹脂粒子を用いたこと以外は実施例１と同様にして発泡成形体を得た。

【0061】

（実施例５）
押出機の途中から、イソブタン３５重量％及びノルマルブタン６５重量％からなるブタンをポリエチレンテレフタレート１００重量部に対して表１に示した所定量となるように溶融状態のポリエチレンテレフタレート組成物に圧入したこと、連続気泡率、結晶化度、嵩倍率、平均粒径及びポリエチレンテレフタレート１００重量部に対するブタンの含有量が表１に示した通りである発泡性ポリエチレンテレフタレート粒子を用いたこと、実施例４で作製した接着性樹脂粒子を用いたこと以外は実施例１と同様にして発泡成形体を得た。

【0062】

（比較例１）
発泡性ポリエチレンテレフタレート粒子の表面に接着性樹脂粒子を付着させなかったこと以外は実施例１と同様にして発泡成形体を得た。

【0063】

（比較例２）
接着性樹脂粒子の使用量を７．０重量部としたこと以外は実施例１と同様にして発泡成形体を得た。

【0064】

（比較例３）
粉末状の非晶性熱可塑性ポリエステル系樹脂（ＤＩＣ社製 製品名「Ｍ−８８４３」、ガラス転移温度：６５．９℃、密度：１．３５ｇ／ｃｍ³、平均粒径：２．５ｍｍ）を接着性樹脂粒子として用いたこと以外は実施例１と同様にして発泡成形体を得た。

【0065】

（比較例４）
押出機の途中から、イソブタン３５重量％及びノルマルブタン６５重量％からなるブタンをポリエチレンテレフタレート１００重量部に対して表１に示した所定量となるように溶融状態のポリエチレンテレフタレート組成物に圧入したこと、連続気泡率、結晶化度、嵩倍率、平均粒径及びポリエチレンテレフタレート１００重量部に対するブタンの含有量が表１に示した通りである発泡性ポリエチレンテレフタレート粒子を用いたこと、粉末状の非晶性熱可塑性ポリエステル系樹脂（ＤＩＣ社製 製品名「Ｍ−８８４３」、ガラス転移温度：６５．９℃、密度：１．３５ｇ／ｃｍ³、平均粒径：２．０ｍｍ）を乳鉢を用いて粉砕し、平均粒径が１．５ｍｍの接着性樹脂粒子を作製し、この接着性樹脂粒子を用いたこと以外は実施例１と同様にして発泡成形体を得た。

【0066】

実施例の発泡成形体は、ポリエチレンテレフタレート発泡粒子の表面に部分的に接着樹脂が膜状に付着しており、ポリエチレンテレフタレート発泡粒子同士が膜状の接着樹脂を介して隙間なく互いに密着した状態に熱融着一体化していた。

【0067】

得られた発泡成形体について比荷重を下記の要領で測定し、その結果を表１に示した。

【0068】

（比荷重）
発泡成形体の曲げ試験における荷重を小型卓上試験機（日本電産シンポ社製 商品名「ＦＧＳ−１０００ＴＶ／１０００Ｎ＋ＦＧＰ−１００」）及び小型卓上試験機用ソフトウェア「ＦＧＳ−ＴＶ Ｖｅｒ２」を用いて測定した。冶具は日本電産シンポ社製の「ＦＧＴＴ-５３１」を用いた。発泡成形体から縦１００ｍｍ×横１５ｍｍ×高さ１０ｍｍの試験片を切り出した。この試験片についてロードセル１０００Ｎ、試験速度５ｍｍ／分、支持台の先端治具５Ｒの条件下にて最大荷重を測定し、最大荷重を試験片の重量で除して得られた値を比荷重とした。

【0069】

【表1】

【符号の説明】

【0070】

１ マルチノズル金型
２ 回転軸
４ 冷却部材
５ 回転刃

【図1】

【図2】