ホーム > 特許ランキング > 株式会社ジェイエスピー
知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(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】
(24)【登録日】2023-03-28
(45)【発行日】2023-04-05
(54)【発明の名称】一体成形体及びその製造方法
(51)【国際特許分類】
B29C 44/44 20060101AFI20230329BHJP
B32B 5/32 20060101ALI20230329BHJP
B29C 44/00 20060101ALI20230329BHJP
B29C 44/06 20060101ALI20230329BHJP
B29K 23/00 20060101ALN20230329BHJP
【ＦＩ】
B29C44/44
B32B5/32
B29C44/00 G
B29C44/06
B29K23:00
【請求項の数】
6
(21)【出願番号】P 2019137407
(22)【出願日】2019-07-26
(65)【公開番号】P2021020355
(43)【公開日】2021-02-18
【審査請求日】2022-03-07
(73)【特許権者】
【識別番号】000131810
【氏名又は名称】株式会社ジェイエスピー
(74)【代理人】
【識別番号】110000648
【氏名又は名称】弁理士法人あいち国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】大垣 佳久
(72)【発明者】
【氏名】長島 里恵
(72)【発明者】
【氏名】佐々木 謙太
【審査官】芦原 ゆりか
(56)【参考文献】
【文献】特開昭５５－１３９２３０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－１２６８１６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００３－３９５６５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭５５－４６９６３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭５５－４６９３８（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ２９Ｃ ４４／００－４４／６０
Ｃ０８Ｊ ９／００－９／４２
Ｂ３２Ｂ
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
成形型のキャビティを第１成形空間とし、該第１成形空間内に、熱可塑性ポリマーを基材とする発泡状態の芯層と、該芯層の外面に形成された接着層とを有する、第１熱可塑性ポリマー発泡粒子を充填し、上記第１熱可塑性ポリマー発泡粒子を加熱媒体で加熱して上記第１熱可塑性ポリマー発泡粒子が相互に融着した中間成形体を形成した後、
上記成形型のキャビティの容積を拡大させて、上記中間成形体と上記成形型との間に第２成形空間を形成し、該第２成形空間内に、第２熱可塑性ポリマー発泡粒子を充填し、
上記第１熱可塑性ポリマー発泡粒子から構成される上記中間成形体及び上記第２熱可塑性ポリマー発泡粒子を加熱媒体で加熱し、
上記第１熱可塑性ポリマー発泡粒子から構成される第１発泡粒子成形体と上記第２熱可塑性ポリマー発泡粒子から構成される第２発泡粒子成形体とが接着した一体成形体を得る、一体成形体の製造方法。
【請求項2】
上記中間成形体は、上記第１熱可塑性ポリマー発泡粒子間に連通した空隙を有する、請求項１に記載の一体成形体の製造方法。
【請求項3】
上記中間成形体の空隙率が８％以上である、請求項２に記載の一体成形体の製造方法。
【請求項4】
上記第１熱可塑性ポリマー発泡粒子の上記接着層が熱可塑性ポリマーからなり、上記第１熱可塑性ポリマー発泡粒子の上記接着層を構成する熱可塑性ポリマーの融点が、上記第１熱可塑性ポリマー発泡粒子の芯層を構成する熱可塑性ポリマーの融点よりも低い、請求項１～３のいずれか１項に記載の一体成形体の製造方法。
【請求項5】
上記第１熱可塑性ポリマー発泡粒子の上記芯層を構成する熱可塑性ポリマーがポリプロピレン系樹脂である、請求項１～４のいずれか１項に記載の一体成形体の製造方法。
【請求項6】
請求項１～５のいずれか１項に記載の製造方法により得られた、一体成形体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、第１発泡粒子成形体と第２発泡粒子成形体とが接着した一体成形体及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
発泡粒子成形体が複数積層され、接着した一体成形体は、用途に応じて一体成形体を構成する各発泡粒子成形体の特性を変更、組み合わせることができるため、様々な分野で有用性が高い。
【0003】
特許文献１～３には、一体成形体の製造方法が開示されている。特許文献１～３に記載されるように、従来の一体成形体の製造方法では、金型内で第１層目の成形体となる中間成形体を成形した後に、第２層目の成形体を形成する空間を金型内で形成し、その空間に第２層目の成形体を形成する発泡粒子を充填し、第１層目の中間成形体と第２層目を構成する発泡粒子とを一体的に成形するものであった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開昭５５－１１８４１号公報
【文献】特開昭５５－１１８８３８号公報
【文献】特開昭５５－４６９６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献１や特許文献２に記載の成形体は、第１層目と第２層目の接着性を向上させるために、第１層目を不完全発泡による半製品として形成させるものであり、第１層目の成形体が壊れやすいものであった。したがって、第２層目の発泡粒子の充填時に、第１層目の成形体が崩れてしまうおそれがあった。その結果、第１層目を構成する発泡粒子と第２層目を構成するための発泡粒子とが成形時に混ざり、所望形状の境界面を有する、外観の良好な一体成形体が得られなくなる。
【0006】
一方で、特許文献３に記載されているように、第１層目の発泡粒子同士が離れないように、第１層目の成形体を構成する発泡粒子を加熱融着させると、上記の問題を解決できるが、一体成形時に第１層目の成形体の収縮が起こり易くなり、一体成形体の表面外観が悪くなるおそれや、寸法誤差が大きくなるおそれがあった。
【0007】
本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、外観が良好な一体成形体、及びその製造方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の一態様は、成形型のキャビティを第１成形空間とし、該第１成形空間内に、熱可塑性ポリマーを基材とする発泡状態の芯層と、該芯層の外面に形成された接着層とを有する、第１熱可塑性ポリマー発泡粒子を充填し、
上記第１熱可塑性ポリマー発泡粒子を加熱媒体で加熱して上記第１熱可塑性ポリマー発泡粒子が相互に融着した中間成形体を形成した後、
上記成形型のキャビティの容積を拡大させて、上記中間成形体と上記成形型との間に第２成形空間を形成し、該第２成形空間内に、第２熱可塑性ポリマー発泡粒子を充填し、
上記第１熱可塑性ポリマー発泡粒子から構成される上記中間成形体及び上記第２熱可塑性ポリマー発泡粒子を加熱媒体で加熱し、
上記第１熱可塑性ポリマー発泡粒子から構成される第１発泡粒子成形体と上記第２熱可塑性ポリマー発泡粒子から構成される第２発泡粒子成形体とが接着した一体成形体を得る、一体成形体の製造方法にある。なお、以降の説明においては、第１熱可塑性ポリマー発泡粒子を、適宜「第１発泡粒子」といい、第２熱可塑性ポリマー発泡粒子を、適宜「第２発泡粒子」という。
上記第１熱可塑性ポリマー発泡粒子を加熱媒体で加熱して上記第１熱可塑性ポリマー発泡粒子が相互に融着した中間成形体を形成した後、
上記成形型のキャビティの容積を拡大させて、上記中間成形体と上記成形型との間に第２成形空間を形成し、該第２成形空間内に、第２熱可塑性ポリマー発泡粒子を充填し、
上記第１熱可塑性ポリマー発泡粒子から構成される上記中間成形体及び上記第２熱可塑性ポリマー発泡粒子を加熱媒体で加熱し、
上記第１熱可塑性ポリマー発泡粒子から構成される第１発泡粒子成形体と上記第２熱可塑性ポリマー発泡粒子から構成される第２発泡粒子成形体とが接着した一体成形体を得る、一体成形体の製造方法にある。なお、以降の説明においては、第１熱可塑性ポリマー発泡粒子を、適宜「第１発泡粒子」といい、第２熱可塑性ポリマー発泡粒子を、適宜「第２発泡粒子」という。
【0009】
本発明の他の態様は、上記製造方法により得られた、一体成形体にある。
【発明の効果】
【0010】
第１発泡粒子が接着層を有するため、第１発泡粒子は融着性に優れる。したがって、第１発泡粒子の芯層の２次発泡を抑制又は防止しながら、第１発泡粒子を相互に融着させ、中間成形体を形成できる。その結果、中間成形体を構成する第１発泡粒子は、２次発泡力を十分に備えたものとなる。
【0011】
さらに、第１発泡粒子が融着性に優れるので、融着性が向上した中間成形体を形成することができ、中間成形体と成形型との間の第２成形空間内に第２発泡粒子を充填する際に、中間成形体が破壊されることを防止できる。その結果、第２発泡粒子と第１発泡粒子とが混ざり合うことを防止できる。
【0012】
また、接着層を有する第１発泡粒子は、低温で融着可能であり、中間成形体を低成形圧で形成できるため、一体成形体の成形時の第１発泡粒子の２次発泡力を確保することができる。その結果、第１発泡粒子成形体と第２発泡粒子成形体とが十分に接着した一体成形体を形成することができる。また、第２発泡粒子の充填時に中間成形体の収縮が少ないので、金型と中間成形体との間に隙間の発生が少なく、第２発泡粒子が隙間に混入してしまうことが防止される。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】実施例における第１発泡粒子の模式図。
【図2】実施例における一体成形体の部分断面模式図。
【図3】実施例における一体成形体の成形機の概略図。
【図4】実施例における第１成形空間を形成した成形機の概略図。
【図5】実施例における第１成形空間内に第１発泡粒子が充填された成形機の概略図。
【図6】実施例における中間成形体を構成する第１発泡粒子の融着部を示す断面模式図。
【図7】実施例における一体成形体の、第１発泡粒子成形体と第２発泡粒子成形体の境界部分の写真。
【図8】実施例における第２成形空間を形成した成形機の概略図。
【図9】実施例における第２成形空間内に第２発泡粒子が充填された成形機の概略図。
【発明を実施するための形態】
【0014】
本発明の好ましい実施形態について説明するが、以下に記載する構成の説明は、本発明の実施形態の例であり、本発明はその要旨を超えない限り、以下の内容に限定されない。本明細書において「～」という表現を用いる場合、その前後に記載される数値あるいは物理値を含む意味で用いることとする。また、「重量％」は、実質的に「質量％」と同じ意味である。
【0015】
一体成形体は、少なくとも第１発泡粒子成形体と第２発泡粒子成形体とからなる積層構造を有し、各層が接着されて構成されている。以下、説明においては、第１層目と第２層目を有する一体成形体を例にして説明するが、一体成形体は、第１層目と第２層目の他に、さらに他の層が積層された多層構造であってもよい。
【0016】
一体成形体の製造には、成形型内の空間の容積、形状等を変更できる成形機を用いることができる。成形型は例えば金型である。また、一体成形体は、同一型内で、第１層目と第２層目が一体として形成される。例えば、以下の各工程を行うことにより製造される。各工程を、第１空間形成工程、第１充填工程、融着工程、第２空間形成工程、第２充填工程、成形工程として説明する。
【0017】
第１空間形成工程では、成形型のキャビティを、第１層目を形成する第１成形空間とし、第１充填工程では、第１成形空間内に第１発泡粒子を充填する。充填方法としては、公知の方法を採用することができる。具体的には、加圧充填法、圧縮充填法、クラッキング充填法などが採用される。
【0018】
加圧充填法は、第１発泡粒子を加圧気体で加圧処理して、第１発泡粒子に所定の内圧を付与してから成形型内に充填する方法である。圧縮充填法は、加圧気体で圧縮した状態の発泡粒子を、加圧された成形型内に充填し、その後、成形型内の圧力を開放する方法である。クラッキング充填法は、発泡粒子を成形型内に充填する前に、所定のクラッキング隙間分だけ成形空間を広げておき、充填後に成形型を閉じて成形空間を狭くすることで第１発泡粒子を機械的に圧縮する方法である。これらの中でも、発泡粒子同士の接触面積を増加させて、２次発泡を抑制しつつ発泡粒子同士を融着させることができるという観点から、クラッキング充填法が好ましい。
【0019】
第１発泡粒子は、芯層と接着層とから構成され、接着層は、芯層の外面に形成されており、型内成形時の融着性が向上している。第１発泡粒子は、例えば芯層の表面に接着層が積層された二層構造により形成されているものが挙げられる。また、接着層は、芯層の外面全体に形成されているものだけではなく、後述するように芯層の外面に部分的に形成されているものも含む概念である。接着層は、芯層よりも優れた接着性を有する層である。また、芯層は、接着層により、少なくともその一部が被覆されていることが好ましい。発泡粒子の形状が円柱状である場合には、その円周壁面（具体的には、側面）に被覆されていることが好ましい。
【0020】
芯層は発泡状態で形成される。つまり、芯層は、発泡体である。接着層は、発泡状態又は非発泡状態で形成される。つまり、接着層は、発泡体であってもよく、非発泡体であってもよい。ここで、非発泡状態とは、層中に気泡が全く存在しない状態のみならず、ごく微小な気泡が僅かに存在する実質的に非発泡状態である場合も包含する。層中に気泡が全く存在しない状態は、一旦形成された気泡が溶融破壊されて気泡が消滅した状態も包含する。
【0021】
接着層は、芯層を形成する熱可塑性ポリマーを基材とする単層粒子を発泡してなる単層発泡粒子の成形スチーム圧力よりも低い圧力で成形可能な層であることが好ましく、例えば、中間成形体の形成時における加熱により接着性を発現するポリマーから構成される。なお、芯層、接着層は、発泡倍率などの発泡状態、熱可塑性ポリマーの種類、熱可塑性ポリマーの融点などがそれぞれ異なる複数の層から形成されていてもよい。
【0022】
また、接着層を形成する方法としては、例えば、芯層を形成する発泡粒子に対して、接着性を有するポリマー粉末を付着させて接着層を形成する方法が挙げられる。また、芯層と、芯層の外側表面を被覆する接着層とからなる複層構造として、所望の断面形状の口金を有するダイからストランド状に共押出し、芯層と接着層を有するポリマー粒子又は発泡粒子を得る方法が挙げられる。また、芯層に対して、エポキシ系、ウレタン系、酢酸ビニル系、再生ゴム系、合成ゴム系などの溶剤型接着剤；アクリル系、酢酸ビニル系、スチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）系などの水性分散液型接着剤等が塗布されることで接着層が形成されていてもよい。
【0023】
芯層を構成する熱可塑性ポリマーとしては、例えば、熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマーなどを挙げることができる。熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリスチレン系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂；ポリスチレン系樹脂とポリオレフィン系樹脂との複合樹脂；ポリブチレンサクシネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリ乳酸等のポリエステル系樹脂；ポリカーボネート系樹脂；ポリアミド系樹脂等が挙げられる。
【0024】
これらの中でも、ポリプロピレン系樹脂が好ましく、特に、ポリプロピレン、プロピレン－エチレンランダム共重合体、プロピレン－ブテンランダム共重合体、プロピレン－エチレン－ブテン三元共重合体等のプロピレン成分比率が５０重量％以上のプロピレン系共重合体、或いはこれらの２以上の混合物が好ましい。
【0025】
熱可塑性エラストマーは、特に限定されるものではなく、例えば、オレフィン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＯ）、スチレン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＳ）、ウレタン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＵ）、アミド系熱可塑性エラストマー（ＴＰＡ）、エステル系熱可塑性エラストマー（ＴＰＣ）等を挙げることができる。これらの熱可塑性エラストマーは、単独又は２種以上混合して用いることができる。
【0026】
熱可塑性エラストマーの中では、特に、オレフィン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＯ）が、弾性、機械的強度、柔軟性、加工性のバランスに優れることから好ましい。オレフィン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＯ）としては、ポリプロピレンやポリエチレン等のポリオレフィンをハードセグメントとし、エチレン－プロピレンゴム等のゴム成分をソフトセグメントとする熱可塑性エラストマーが挙げられる。また、オレフィン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＯ）の具体例としては、ポリエチレンブロックとエチレン／α－オレフィン共重合体ブロックとのブロック共重合体等が例示される。オレフィン系熱可塑性エラストマーとして、具体的には、商品名『サーモラン」（三菱化学社製）、商品名「ミラストマー」（三井化学社製）、商品名「住友ＴＰＥ」（住友化学工業社製）、商品名「インフューズ」（ダウ・ケミカル社製）等として市販されているものから、適宜選択して用いることができる。これらの中でも、「インフューズ」に代表される、ポリエチレンブロックとエチレン／α－オレフィン共重合体ブロックとのマルチブロック共重合体を使用することが所期の目的を達成する上で好ましい。
【0027】
接着層を構成するポリマーの融点Ｔｍ1（単位：℃）は、芯層を構成するポリマーの融点Ｔｍ2（単位：℃）よりも低いことが好ましい。つまり、Ｔｍ1＜Ｔｍ2であることが好ましい。この場合には、中間成形体の成形時の加熱により、芯層の発泡を抑制しつつ、接着層の軟化又は溶融により第１発泡粒子同士を融着させ、より強度の高い中間成形体を得ることができる。中間成形体の強度をさらに向上できるという観点から、接着層を構成するポリマーの融点Ｔｍ1は、芯層を構成するポリマーの融点Ｔｍ2より２℃以上低いことがより好ましく、５℃以上低いことがさらに好ましい。つまり、Ｔｍ2－Ｔｍ1≧２であることがより好ましく、Ｔｍ2－Ｔｍ1≧５であることがさらに好ましい。また、Ｔｍ2－Ｔｍ1の上限は、概ね４０℃である。
【0028】
強度に優れる中間成形体の形成が可能であり、さらに、一体成形体の成形性も容易となるという観点から、芯層を構成するポリマーがポリプロピレン系樹脂である場合の融点Ｔｍ2は、１３０～１５５℃であることが好ましく、１３５～１５０℃であることがより好ましく、１３７～１４５℃であることがさらに好ましい。
【0029】
なお、接着層を構成するポリマーの融点が芯層を構成するポリマーの融点よりも低いことは、第１発泡粒子表層部の接着層を構成するポリマー原料の融点と第１発泡粒子内部の芯層を構成するポリマー原料の融点とを比較することにより特定することができる。このほかにも、第１発泡粒子の表層部の融点と第１発泡粒子の内部の融点とを直接測定することも可能である。具体的には、ティ・エイ・インスツルメント・ジャパン社のマイクロ熱分析システム「２９９０型マイクロサーマルアナライザー」を使用して、特開２００３－３３５８９２号公報に記載の方法により、第１発泡粒子表層部の接着層の融点を測定することができる。一方、第１発泡粒子の芯層の融点は、表層部分を含まないように発泡粒子の内部から切り出して試料とし、通常の熱流束示差走査熱量分析法により測定することができる。
【0030】
なお、芯層又は接着層を構成する熱可塑性ポリマーが融点を示さない場合には、芯層又は接着層を構成する熱可塑性ポリマーのビカット軟化温度を測定することができる。つまり、この場合には、融点はビカット軟化温度を意味する。なお、本明細書において、ビカット軟化点は、ＪＩＳ
Ｋ７２０６（１９９９年）に基づいて、Ａ５０法で測定される。
Ｋ７２０６（１９９９年）に基づいて、Ａ５０法で測定される。
【0031】
芯層を構成するポリマーの曲げ弾性率は、７００～１８００ＭＰａであることが好ましく、８００～１６００ＭＰａであることがより好ましく、９００～１５００ＭＰａであることがさらに好ましい。上記樹脂の曲げ弾性率は、ＪＩＳ Ｋ ７１７１：２００８に基づき、射出成形にて試験片（試験片寸法；長さ８０ｍｍ、幅１０ｍｍ、厚さ４ｍｍ）を作製して、求めることができる。
【0032】
芯層と接着層との質量比（芯層：接着層）は、９９：１～８５：２５であることが好ましい。この場合には、第１発泡粒子の接着性が改善し中間成形体の形成が容易となると共に、一体成形体の形成も容易となるという効果が得られる。芯層と接着層との質量比（芯層：接着層）は、９９：１～９０：１０であることがより好ましい。
【0033】
第１発泡粒子の嵩密度は、２０～５００ｇ／Ｌであることが好ましい。この場合には、金型への充填性に優れるという効果が得られる。また、第１発泡粒子の嵩密度は、２５～２５０ｇ／Ｌであることがさらに好ましい。発泡粒子の嵩密度は下記方法により測定される。具体的には、メスシリンダー内に重量Ｗ（ｇ）の発泡粒子群を入れ、その発泡粒子群の嵩体積Ｖ（Ｌ）を求め、発泡粒子群の重量を発泡粒子群の嵩体積で除す（Ｗ／Ｖ）ことにより求められる。
【0034】
第１発泡粒子は、例えば、次のようにして作製される。まず、押出成形によって芯層の周囲が接着層によって覆われたストランドを作製する。その後、ペレタイザー等によりストランドを所望の寸法に切断することにより、未発泡状態の芯層と接着層とを備えた樹脂粒子を得ることができる。このようにして得られた樹脂粒子は、少なくとも円柱状の樹脂粒子の周壁に接着層が形成された形状を有する。
【0035】
次いで、樹脂粒子を密閉容器内に入れ、水などの水性の分散媒（例えば液体）中に分散させる。この際、必要に応じて、密閉容器内の分散媒に樹脂粒子を分散させるための分散剤が添加され、密閉容器を密封した後、容器内に発泡剤を加え、攪拌しながら加圧と加温とを行うことにより、発泡剤を樹脂粒子の芯層に含浸させる。発泡剤が十分に樹脂粒子に含浸した後に発泡温度にて密閉容器の内容物を大気圧下に放出することにより、発泡状態の芯層と、芯層を覆う接着層とを備えた積層構造の発泡粒子を得ることができる。このようにして得られる積層構造は、例えば鞘芯構造ということもできる。
【0036】
融着工程では、第１成形空間内に充填された第１発泡粒子に加熱媒体を供給し、第１発泡粒子が相互に融着した中間成形体を形成する。第１発泡粒子は、接着層を有するため、加熱媒体の供給により第１発泡粒子同士が表面で強固に融着する。したがって、第２発泡粒子の充填時に破壊されない程度の十分な強度を有する中間成形体を得ることができる。
【0037】
第１発泡粒子の２次発泡力を残しつつ、第１発泡粒子同士を融着させることができるため、一体成形時の第１発泡粒子の２次発泡力を確保することができる。中間成形体を構成する第１発泡粒子が２次発泡力を有するため、必要に応じて第１発泡粒子成形体の発泡倍率を高めることも可能になる。発泡粒子成形体の倍率は、例えば、充填される発泡粒子の嵩密度や、一体成形体の成形時における成形条件を調整することにより調整できる。
【0038】
また、中間成形体は、第１発泡粒子の２次発泡力が残された状態で第１発泡粒子が、主に点接着して形成されている。そのため、一体成形体の第１発泡粒子成形体と第２発泡粒子成形体とを同時に成形しても、第１発泡粒子と第２発泡粒子との間における２次発泡力の差が小さくなる。その結果、一体成形後に成形体の収縮差などが生じ難く、一体成形体の表面平滑性が向上する。
【0039】
さらに、中間成形体の形成に、表面に接着層を有する第１発泡粒子を用いているため、第１発泡粒子同士が融着し易い。したがって、融着時における成形圧力を低くし、中間成形体の冷却時間を短くすることができる。その結果、一体成形体の成形サイクルが短くなり、生産性が向上する。
【0040】
中間成形体は、相互に融着した複数の第１発泡粒子から構成される。中間成形体は、第１発泡粒子間に、連通空隙を有することが好ましい。この場合には、中間成形体を構成する第１発泡粒子の２次発泡力が使用されずに中間成形体が形成されている状態となるため、一体成形時における第１発泡粒子の２次発泡力が向上する。また、第１発泡粒子が接着層を有するため、中間成形体が第１発泡粒子間に連通空隙を有しながらも、第１発泡粒子同士は強固に融着される。連通空隙は、第１発泡粒子間の空隙が相互に連なって形成されている。連通空隙を有する中間成形体は、第１発泡粒子同士が点接着されているということができる。中間成形体の連通空隙は、例えば外観上で確認することができる。
【0041】
また、第１発泡粒子には、接着性に優れる接着層が形成されており、第１発泡粒子同士は２次発泡力を使用しなくても接着させることができるので、第１発泡粒子の接着層同士を点接着で接着させることができる。そして、第１発泡粒子が点接着で接着された、おこし状の成形体として中間成形体が形成されるため、表面に発泡粒子の形状に起因する凹凸が残った状態で中間成形体が形成される。このような凹凸による隙間（ボイド）が中間成形体表面に形成されている場合には、第２発泡粒子を充填する際に、そのボイドに第２発泡粒子が嵌まり込んで第２発泡粒子成形体が形成されるので、第１発泡成形体と第２発泡粒子成形体との接触面積が増大し、両成形体の接着性をさらに向上させることができる。
【0042】
また、得られる中間成形体は、第１発泡粒子が点接着され、第１発泡粒子間に空隙を有することが好ましい。この場合には、中間成形体に収縮などの寸法変化が起こり難くなり、一体成形体の表面平滑性が向上する。中間成形体に寸法変化が起こると、中間成形体と金型との間にスペースが生じてしまい、第２発泡粒子の充填時にこのスペースに第２発泡粒子が混入する。その結果、第１成形体の表面に第２発泡粒子が入り込み、表面外観や、表面物性が損なわれるおそれがある。
【0043】
寸法変化をより防止するという観点から、中間成形体の空隙率は、８％以上であることが好ましく、１０％以上であることがより好ましい。また、中間成形体の強度を保ち、第２発泡粒子の充填時に中間成形体の破壊を防止できるという観点から、中間成形体の空隙率は、３０％以下であることが好ましい。中間成形体の空隙率は、クラッキングなどの成形条件を変更することにより、調整することができる。なお、少なくとも、第１発泡粒子を第１成形空間に充填して、第１発泡粒子を加熱融着させた段階で、中間成形体が上記空隙率を有していればよい。中間成形体を形成した後に、一旦、中間成形体を冷却することによって、中間成形体を取り出すことが可能であり、その空隙率を測定することが可能である。
【0044】
中間成形体の空隙率は、以下の方法により求めるものとする。温度２３℃、相対湿度５０％の環境下で２４時間以上放置した中間成形体から直方体サンプルを切り出し、このサンプルの外形寸法より嵩体積Ｖａ［ｃｍ3］を求める。次いで、サンプルを温度２３℃のエタノールの入ったメスシリンダー中に金網などの道具を使用して沈め、軽い振動等を加えることにより成形体中の空隙に存在している空気を脱気する。そして、金網などの道具の体積を考慮して水位上昇分より読みとられるサンプルの真の体積Ｖｂ［ｃｍ3］を測定する。サンプルの嵩体積Ｖａ［ｃｍ3］と真の体積Ｖｂ［ｃｍ3］から、次式により空隙率［％］を求める。
空隙率［％］＝〔（Ｖａ－Ｖｂ）／Ｖａ〕×１００
空隙率［％］＝〔（Ｖａ－Ｖｂ）／Ｖａ〕×１００
【0045】
中間成形体のシャルピー衝撃強さは、３００Ｊ／ｍ2以上であることが好ましい。この場合には、第２発泡粒子の充填時における中間成形体の破壊が防止されるという効果が得られる。この効果が高まるという観点から、中間成形体のシャルピー衝撃強さは、１００Ｊ／ｍ2以上であることがより好ましく、２００Ｊ／ｍ2以上であることがさらに好ましい。シャルピー衝撃強さは、ＪＩＳ Ｋ７１１１：２００６に記載の方法に基づき測定することができる。
【0046】
中間成形体は、第１空間内に充填された第１発泡粒子を、予備加熱し、所定の加熱圧力、加熱時間で加熱して発泡粒子を接着させ、冷却することにより形成される。通常、中間成形体は、金型内で中間成形体を形成した後に取り出されず、一体成形体を形成する工程に供される。なお、中間成形体を形成した後に、一旦、中間成形体を冷却することによって、中間成形体を取り出すことが可能であり、そのシャルピー衝撃強さを測定することが可能である。
【0047】
中間成形体の成形は、発泡粒子の充填量、クラッキングの量、加熱温度、加熱時間、冷却時間などの成形条件を調整することにより行われる。第１発泡粒子同士の接着面を増加させて、２次発泡力を保持しつつ中間成形体を得るという観点から、クラッキング充填法により成形することが好ましい。成形型内の金型の開き部分のクラッキングが、好ましくは５体積％以上２００体積％以下となるように、より好ましくは１０体積％以上１００体積％以下となるように第１発泡粒子を充填することがよい。この場合には、２次発泡力を十分に残しつつ、より融着性に優れ、より強度の高い中間成形体を得ることができる。成形サイクルの観点からは、クラッキングは１０体積％以上５０体積％以下であることが好ましい。クラッキング充填法では、第１発泡粒子を成形型キャビティ（具体的には、第１成形空間）内に充填する際に、キャビティ体積を超える第１発泡粒子の量を効率よく充填するために、成形型を完全に閉鎖させないようにする成形型の開き部分を設ける。この開き部分をクラッキングと呼び、成形型のキャビティ体積に対する開き部分の体積の比率（％）として現す。なお、クラッキングは、成形型内に第１発泡粒子を充填後、スチームを導入する際には最終的に閉じられており、その結果充填された第１発泡粒子は機械的に圧縮される。
【0048】
中間成形体の成形においては、第１発泡粒子の２次発泡力を保持するという観点から、成形スチーム圧力は、一体成形時の成形圧力よりも低く設定することが好ましい。具体的には０．０１ＭＰａ～０．３ＭＰａであることが好ましく、０．０３ＭＰａ～０．２ＭＰａであることがより好ましい。成形圧力は、ゲージ圧（Ｇ）である。
【0049】
第２空間形成工程では、成形型のキャビティの容積を拡大させて、中間成形体と成形型との間に第２成形空間を形成する。具体的には、例えば成形機の可動部を成形型内が広がるように移動させることにより、第２成形空間を形成することができる。第２成形空間は、第２発泡粒子を充填するための空間となる。なお、成形型のキャビティの容積を拡大させる方法としては、この他に、第１成形空間を形成していた雄型を、第２成形空間が確保されるような雄型に交換して成形を行う方法が挙げられる。第２成形空間を形成する際に中間成形体が収縮すると、金型と中間成形体との間に第２発泡粒子が入り込んで、一体成形体の外観が悪化するおそれがあるが、上記製造方法では接着層を有する第１発泡粒子を用いているため、第１発泡粒子の２次発泡力の使用を抑制した状態で中間成形体を形成できるため、中間成形体の成形後の収縮が起こり難く、収縮が小さい。
【0050】
また、本発明の製造方法では、第２充填工程での第２発泡粒子の充填時に、第２発泡粒子が中間成形体に衝突することが避けられないような場合であっても、中間成形体の強度を向上させることができるため一体成形時の成形性を向上させることができる。充填時に第２発泡粒子が中間成形体に衝突することが避けられないような場合としては、例えば、第２成形空間の高さ(厚さ)が小さくなるような成形体（例えば、第２成形体の厚みが薄い成形体）を作製する場合である。本発明の製造方法は、特に限定されるわけではないが、第２成形体が２０ｍｍ以下の薄肉部を有する一体成形体を製造する場合により好適である。上述の中間成形体の強度が高いことによるメリットが増大するという観点から、上記製造方法は、第２成形体が２～１５ｍｍの薄肉部を有する一体成形体を製造する場合により好適である
【0051】
第２充填工程では、第２成形空間内に第２発泡粒子を充填する。充填方法は、第１充填工程と同様の方法を用いることができる。特に、第１発泡粒子の成形体と第２発泡粒子の成形体との接着性を向上させるという観点から、第２充填工程では、クラッキング充填法を用いることが好ましい。
【0052】
第２発泡粒子は、従来公知の発泡粒子であればよく、単層構造であっても多層構造であってもよい。第２発泡粒子を構成する熱可塑性ポリマーは、第１発泡粒子を構成する熱可塑性ポリマーとして例示したものを用いることができ、第１発泡粒子と同種のものでも、異種のものでも用いることができる。第１発泡粒子と第２発泡粒子とは、その性状、例えば基材のポリマー、色、見掛け密度、強度、帯電防止性などの機能性等が異なる異種の発泡粒子であることが好ましい。
【0053】
第２発泡粒子が多層構造の場合には、第１発泡粒子と同様に、第２発泡粒子が、例えば芯層と、芯層を被覆する接着層とを有することができる。この場合には、第１発泡粒子と同様に、加熱により第２発泡粒子が接着層を介して相互に融着し易くなる。その結果、第２発泡粒子成形体の強度に優れた一体成形体が得られる。
【0054】
第２発泡粒子の嵩密度は、２０～５００ｇ／Ｌであることが好ましく、２５～２５０ｇ／Ｌであることがより好ましい。なお、第２発泡粒子成形体と第１発泡粒子成形体の成形体密度を変える場合には、第１発泡粒子よりも嵩密度が小さい第２発泡粒子を用いることが好ましい。第２発泡粒子の嵩密度は、上述の第１発泡粒子と同様にして測定することができる。
【0055】
なお、第２発泡粒子は、公知の方法により製造される。具体的には、例えば、多層構造の粒子は、第１発泡粒子と同様の方法により発泡させることにより製造される。また、単層構造の発泡粒子は、樹脂粒子として単層構造の樹脂粒子を形成する以外は、第１発泡粒子と同様の方法により発泡させることにより製造される。
【0056】
一体成形工程では、中間成形体を構成する第１発泡粒子及び第２成形空間に充填された第２発泡粒子を加熱媒体で加熱する。これにより、一体成形体が得られる。第１発泡粒子の発泡体のことを、以下適宜「第１発泡体」といい、第２発泡粒子の発泡体のことを、以下適宜「第２発泡体」という。また、一体成形体を構成する第１発泡粒子成形体のことを、以下適宜「第１成形体」といい、一体成形体を構成する第２発泡粒子成形体のことを「第２成形体」という。
【0057】
上記製造方法では、第１発泡粒子が接着層を有するため、融着性が向上した中間成形体を、第１発泡粒子の２次発泡力を確保した状態で形成することができる。そして、加熱媒体の供給により、中間成形体から第１発泡粒子成形体が形成され、第２発泡粒子同士が融着して第２発泡粒子成形体が形成される。さらに、第１発泡粒子及び第２発泡粒子が２次発泡しつつ相互に融着することができるので、第１発泡粒子の発泡体から構成される第１発泡粒子成形体と、第２発泡粒子の発泡体から構成される第２発泡粒子成形体とが相互に接着した一体成形体が得られる。
【0058】
また、第１発泡粒子は従来よりも低温で融着が可能であるので、第１発泡粒子により得られる中間成形体は収縮し難いものとなる。そのため、従来よりも２次発泡力を必要とせずに第１発泡粒子成形体を形成することができる。したがって、第１発泡粒子の発泡体から構成される第１発泡粒子成形体と、第２発泡粒子の発泡体から構成される第２発泡粒子成形体との接着性が向上した一体成形体が得られる。
【0059】
上記製造方法では、中間成形体を構成している第１発泡粒子が従来よりも高い２次発泡力を有するので、中間成形体を構成する第１発泡粒子の２次発泡力と、第２充填工程で充填される第２発泡粒子の２次発泡力との差が小さい。したがって、従来のように、第１発泡粒子の２次発泡力が消費されたことを想定して一体成形時に加熱する必要が無く、第２発泡粒子が過度に加熱されることがない。これにより、第２発泡粒子が過度に加熱されることによる一体成形体の表面平滑性の悪化を防止することができる。
【0060】
このようにして得られた一体成形体は、第１発泡粒子成形体部分と、第２発泡粒子成形体部分とにおいて、その性状、物性、色などを変えた、２種類の積層構造を有する。したがって、例えば、発泡倍率を変えることによって剛性と柔軟性を併せ持つ一体成形体や、色を変えることによって外観の異なる一体成形体、発泡粒子を構成する熱可塑性ポリマーの種類を変えることによって物性の異なる一体成形体等を形成することができ、これらを組み合わせた特性の異なる一体成形体を形成することもできる。
【0061】
なお、効率的に成形を行う観点からは、中間成形体を構成する第１発泡粒子として、第２発泡粒子よりも成形が困難となるものを選択すると良い。例えば、第１発泡粒子の芯層を構成するポリマーは、第２発泡粒子の芯層又は基材を構成するポリマーよりも融点が高いことが好ましい。また、成形性の向上の観点から、第１発泡粒子の芯層を構成するポリマーと、第２発泡粒子の基材又は芯層を構成するポリマーとが同一原料である場合には、第１発泡粒子よりも第２発泡粒子を高発泡倍率にすることが好ましい。発泡粒子の基材がポリプロピレン系樹脂である場合には、一体成形体においては、第１発泡粒子成形体の密度が４５～２００ｇ／Ｌであることが好ましく、第２発泡粒子成形体の密度が１５～１５０ｇ／Ｌであることが好ましい。さらには、第１発泡粒子成形体の密度に対する、第２発泡粒子成形体の密度の比が、１．２～６であることが好ましく、１．３～４であることがさらに好ましい。
【0062】
例えば、第１発泡粒子の芯層を構成するポリマーの融点（Ｍ1C）が、第２発泡粒子の表面を構成するポリマーの融点（Ｍ2S）よりも高いことが好ましい。この場合には、成形型内で少なくとも２度加熱される第１発泡粒子が過度に加熱されて第１成形体が変形、収縮などを起こし難くなる。その結果、表面凹凸がなく、表面平滑性に優れる一体成形体が得られる。上記観点から、第１発泡粒子と第２発泡粒子が下記の関係を有することが好ましい。
２≦Ｍ1C－Ｍ2S≦３０
３≦Ｍ1C－Ｍ2S≦２０
なお、第２発泡粒子の表面を構成するポリマーの融点（Ｍ2S）とは、第２発泡粒子が多層構造の発泡粒子である場合には、最表面を構成する層のポリマーの融点を意味する。また、第２発泡粒子が単層構造の発泡粒子である場合には、その発泡粒子の融点が最表面を構成するポリマーの融点となる。
２≦Ｍ1C－Ｍ2S≦３０
３≦Ｍ1C－Ｍ2S≦２０
なお、第２発泡粒子の表面を構成するポリマーの融点（Ｍ2S）とは、第２発泡粒子が多層構造の発泡粒子である場合には、最表面を構成する層のポリマーの融点を意味する。また、第２発泡粒子が単層構造の発泡粒子である場合には、その発泡粒子の融点が最表面を構成するポリマーの融点となる。
【実施例】
【0063】
［第１発泡粒子の製造］
第１発泡粒子として、表１に示す粒子Ａ～Ｃを製造した。図１に例示されるように、粒子Ａ及びＢは、積層構造の第１発泡粒子１００であり、発泡樹脂から構成された芯層１０１と、この芯層１０１を被覆する接着層１０２とを有する。粒子Ｃは、発泡樹脂から構成された単層構造の発泡粒子である。
第１発泡粒子として、表１に示す粒子Ａ～Ｃを製造した。図１に例示されるように、粒子Ａ及びＢは、積層構造の第１発泡粒子１００であり、発泡樹脂から構成された芯層１０１と、この芯層１０１を被覆する接着層１０２とを有する。粒子Ｃは、発泡樹脂から構成された単層構造の発泡粒子である。
【0064】
＜粒子Ａ＞
粒子Ａは、表１に示されるように、芯層がポリプロピレン系樹脂から構成された発泡粒子である。芯層を構成するポリプロピレン系樹脂は、融点が１３５℃であり、曲げ弾性率が９４０ＭＰａである。
粒子Ａは、表１に示されるように、芯層がポリプロピレン系樹脂から構成された発泡粒子である。芯層を構成するポリプロピレン系樹脂は、融点が１３５℃であり、曲げ弾性率が９４０ＭＰａである。
【0065】
また、表１に示されるように、粒子Ａの接着層はポリエチレン系樹脂から構成され、ポリエチレン系樹脂の融点は１００℃である。なお、以降では、ポリプロピレン系樹脂を「ＰＰ」と表記し、ポリエチレン系樹脂を「ＰＥ」と表記する。
【0066】
粒子Ａの製造にあたっては、まず、ＰＰと、ホウ酸亜鉛粉末（気泡調整剤）とを、第１の押出機に供給し、加熱溶融混練して芯層形成用の第１の溶融樹脂を形成した。同時に、ＰＥを第２の押出機に供給し、加熱溶融混練して接着層形成用の第２の溶融樹脂を形成した。なお、気泡調整剤を、１００重量部の混合樹脂に対して０．１０重量部の割合で供給した。
【0067】
積層された溶融樹脂を、共押出ダイからストランド状に押出し、直径が約１ｍｍであり、直径に対する長さの比が約１．８となるように切断して、１粒子当りの平均重量が１．８ｍｇの２層構造の樹脂粒子を得た。
【0068】
次に、５リットルのオートクレーブに、樹脂粒子を１００重量部、水３００重量部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム（界面活性剤）０．０５重量部、カオリン（分散剤）０．３重量部、炭酸ガス（発泡剤）を添加し、攪拌しながら発泡温度よりも５℃低い温度まで昇温し、その温度で１５分間保持した。なお、樹脂粒子１００重量部は１０００ｇに相当する。
【0069】
次いで、発泡温度まで昇温して同温度で１５分間保持した。次いで、オートクレーブの一端を開放してオートクレーブ内容物を大気圧下に放出して第１発泡粒子１００を得た。なお、第１発泡粒子１００をオートクレーブから放出する間、オートクレーブ内の圧力が放出直前のオートクレーブ内の圧力に保たれるように、オートクレーブ内に炭酸ガスを供給しながら放出を行った。その後、第１発泡粒子１００を水洗し、遠心分離機にかけてから、２４時間大気圧下に放置して養生した。このようにして、第１発泡粒子１００として、表１に示す粒子Ａを得た。
【0070】
＜粒子Ｂ＞
粒子Ｂは、表１に示す樹脂からそれぞれ構成される芯層１０１と接着層１０２とを有する第１発泡粒子１００である。粒子Ｂの製造にあたっては、まず、芯層１０１を構成する樹脂として、ポリプロピレン系樹脂（融点１４１℃、曲げ弾性率７７０ＭＰａ）を用い、接着層を構成する樹脂として、ポリプロピレン系樹脂（融点１３１℃）を用いて、粒子Ａと同様の方法により、樹脂粒子を作製した。次いで、この樹脂粒子を用い、その他は、粒子Ａと同様にして第１発泡粒子１００（具体的には粒子Ｂ）を作製した。
粒子Ｂは、表１に示す樹脂からそれぞれ構成される芯層１０１と接着層１０２とを有する第１発泡粒子１００である。粒子Ｂの製造にあたっては、まず、芯層１０１を構成する樹脂として、ポリプロピレン系樹脂（融点１４１℃、曲げ弾性率７７０ＭＰａ）を用い、接着層を構成する樹脂として、ポリプロピレン系樹脂（融点１３１℃）を用いて、粒子Ａと同様の方法により、樹脂粒子を作製した。次いで、この樹脂粒子を用い、その他は、粒子Ａと同様にして第１発泡粒子１００（具体的には粒子Ｂ）を作製した。
【0071】
＜粒子Ｃ＞
粒子Ｃは、単層の発泡粒子であり、接着層を有していない。粒子Ｃは、発泡樹脂から構成された、単層の発泡粒子である。粒子Ｃの製造にあたっては、粒子Ｂにおいて、接着層を形成しない以外は同様の方法によって、粒子Ｃを得た。
粒子Ｃは、単層の発泡粒子であり、接着層を有していない。粒子Ｃは、発泡樹脂から構成された、単層の発泡粒子である。粒子Ｃの製造にあたっては、粒子Ｂにおいて、接着層を形成しない以外は同様の方法によって、粒子Ｃを得た。
【0072】
【表1】
【0073】
用いられた樹脂の融点、曲げ弾性率は以下のようにして測定される。
【0074】
（融点）
融点は、ＪＩＳＫ７１２１：１９８７に記載されている熱流束示差走査熱量測定法に基づいて、１０℃／分の昇温速度で３０℃から２００℃まで昇温した後に、１０℃／分の冷却速度で３０℃まで降温し、再度１０℃／分の昇温速度で３０℃から２００℃まで昇温した際に得られるＤＳＣ曲線により定まる吸熱ピークの頂点温度から求めることができる。なお、上記２回目のＤＳＣ曲線に複数の吸熱ピークが表れる場合は、最も面積の大きな吸熱ピークの頂点温度を融点とした。
融点は、ＪＩＳＫ７１２１：１９８７に記載されている熱流束示差走査熱量測定法に基づいて、１０℃／分の昇温速度で３０℃から２００℃まで昇温した後に、１０℃／分の冷却速度で３０℃まで降温し、再度１０℃／分の昇温速度で３０℃から２００℃まで昇温した際に得られるＤＳＣ曲線により定まる吸熱ピークの頂点温度から求めることができる。なお、上記２回目のＤＳＣ曲線に複数の吸熱ピークが表れる場合は、最も面積の大きな吸熱ピークの頂点温度を融点とした。
【0075】
（曲げ弾性率）
曲げ弾性率は、ＪＩＳＫ７１７１：２００８に記載の測定法に準拠して測定した値である。
曲げ弾性率は、ＪＩＳＫ７１７１：２００８に記載の測定法に準拠して測定した値である。
【0076】
［第２発泡粒子の製造］
第２発泡粒子として、表２に示す粒子Ｄ及び粒子Ｅを製造した。
第２発泡粒子として、表２に示す粒子Ｄ及び粒子Ｅを製造した。
【0077】
＜粒子Ｄ＞
粒子Ｄは、単層構造の発泡樹脂から構成された発泡粒子である。発泡樹脂は、ポリオレフィン系エラストマー（ＴＰＯ）；商品名「インフューズ」（ダウ・ケミカル社製）（ポリエチレンブロックとエチレン／α－オレフィン共重合体ブロックとのマルチブロック共重合体の発泡体；曲げ弾性率２８ＭＰａ）である。特開２０１６－２１６５２７号公報、特開２０１９－０１４７７０号公報に記載の方法により得ることができる。詳細を表１に記す。
粒子Ｄは、単層構造の発泡樹脂から構成された発泡粒子である。発泡樹脂は、ポリオレフィン系エラストマー（ＴＰＯ）；商品名「インフューズ」（ダウ・ケミカル社製）（ポリエチレンブロックとエチレン／α－オレフィン共重合体ブロックとのマルチブロック共重合体の発泡体；曲げ弾性率２８ＭＰａ）である。特開２０１６－２１６５２７号公報、特開２０１９－０１４７７０号公報に記載の方法により得ることができる。詳細を表１に記す。
【0078】
＜粒子Ｅ＞
粒子Ｅは、積層構造の発泡粒子であり、発泡樹脂から構成された芯層と、芯層を被覆する接着層とを有する。粒子Ｅの製造にあたっては、まず、粒子Ｂと同様にして、２層構造の樹脂粒子を作製した。この樹脂粒子を用い、その他は粒子Ｄと同様にして、嵩密度４０ｇ／Ｌの第２発泡粒子（具体的には粒子Ｅ）を作製した。
粒子Ｅは、積層構造の発泡粒子であり、発泡樹脂から構成された芯層と、芯層を被覆する接着層とを有する。粒子Ｅの製造にあたっては、まず、粒子Ｂと同様にして、２層構造の樹脂粒子を作製した。この樹脂粒子を用い、その他は粒子Ｄと同様にして、嵩密度４０ｇ／Ｌの第２発泡粒子（具体的には粒子Ｅ）を作製した。
【0079】
【表2】
【0080】
［実施例、比較例］
次に、第１発泡粒子、第２発泡粒子を用いて、表３に示される実施例１～３、比較例１、比較例２の一体成形体を製造した。
次に、第１発泡粒子、第２発泡粒子を用いて、表３に示される実施例１～３、比較例１、比較例２の一体成形体を製造した。
【0081】
図２に例示されるように、一体成形体１は、第１成形体１１と第２成形体１２とから構成されており、第１成形体１１と第２成形体１２とが接着した境界面１８を有している。第１成形体１１は、相互に融着した、多数の粒状の第１発泡体１１１から構成されている。第１発泡体は、中間成形体を構成する第１発泡粒子が２次発泡してなる発泡体である。第２成形体１２は、相互に融着した多数の第２発泡粒子１２１から構成されている。また、境界面１８では、第１成形体１１を構成する第１発泡体１１１と、第２成形体を構成する第２発泡粒子１２１とが融着している。
【0082】
一体成形体１は、例えば図３に概念的に示した成形機３を使用して製造される。成形機３は、固定側フレーム４を備えており、この固定側フレーム４の内部には、固定側金型４１が取付けられている。また、固定側フレーム４には、移動側フレーム５１が対向配置されており、この移動側フレーム５１の内部には、移動側金型４２が取付けられている。移動側フレーム５１の図面右方には、ピストンシリンダ機構の型開閉装置５３が設けられている。この型開閉装置５３は、図示しない駆動源により矢印Ｆ１で示す方向へ移動側フレーム５１を進出させ、固定側フレーム４に接合させる（型閉め）。また、矢印Ｆ２で示す方向へ移動側フレーム５１を退避作動させ、固定側フレーム４から離す（型開き）。
【0083】
移動側フレーム５１には、移動側金型４２の一部４２Ａを移動させるコア移動装置５４が設けられ、この開閉機構により、固定側金型４１と移動側金型４２との間に、後述の第１成形体の形状に対応した第１成形空間Ａ１と、第２成形体の形状に対応した第２成形空間Ａ２とが形成される（図３～図５、図８参照）。コア移動装置５４により、第１成形空間Ａ１、第２成形空間Ａ２の体積を容易に調整することができる。移動側金型４２の一部４２Ａが前述の可動部に相当する。
【0084】
図３に示されるように、成形機３には、第１発泡粒子が収容された第１原料タンク６と、第２発泡粒子１２１が収容された第２原料タンク７とが備えられている。固定側フレーム４には、第１発泡粒子を型内に充填する第１充填器３０と、第２発泡粒子１２１を型内に充填する第２充填器３１が設けられており、第１充填器３０は上記第１原料タンク６に、第２充填器３１は上記第２原料タンク７にそれぞれ接続されている。
【0085】
第１充填器３０は、固定側フレーム４の側方又は上方の適所に１箇所以上（図示は側方に１箇所のみ）設けられており、固定側金型４１と移動側金型４２との間に形成される第１成形空間Ａ１に第１発泡粒子１００を充填する。
【0086】
第２充填器３１は、固定側フレーム４の上方に１箇所以上（図示は上方に１箇所のみ）設けられており、固定側金型４１とコア移動装置５４により移動させた移動側金型４２との間に形成される第２成形空間Ａ２に第２発泡粒子１２１を充填する。なお、第２充填器３１は、先端の充填口を進退動させる駆動機構３２を有していてもよい。
【0087】
固定側フレーム４及び移動側フレーム５１には、加熱蒸気、冷却水、また圧縮空気を流入するための流入管３３がそれぞれ接続されており、下部には排気、排水のための流出管３４がそれぞれ接続されている。また、固定側フレーム４の側方には、エジェクターピン３５が適所に１箇所以上（図示は２箇所）設けられており、このエジェクターピン３５は、図示しない駆動機構により移動し、成形体を離型する。
【0088】
次に、成形機３を用いた一体成形体の製造方法について説明する。先ず、図４に示すように、型開閉装置５３を駆動させて移動側フレーム５１を移動させ、クラッキング位置まで型締めを行い、固定側金型４１と移動側金型４２との間に第１成形体を成形する第１成形空間Ａ１を形成した。続いて、第１充填器３０から第１成形空間Ａ１に、第１原料タンク６に収容された第１発泡粒子１００を充填した。第１発泡粒子１００を第１成形空間Ａ１内への充填は、前述の加圧充填法、圧縮充填法、クラッキング充填法等の方法により行われる。第１発泡粒子１００としては、上述の粒子Ａ～粒子Ｃを用いた。
【0089】
第１発泡粒子１００の充填終了後、図５に示されるように、型開閉装置５３を駆動させて固定側金型４１と移動側金型４２との完全な型締めを行う。続いて固定側金型４１と移動側金型４２のそれぞれの背面側にあるチャンバ室に流入管３３を介して加熱媒体（具体的には加熱蒸気）を供給した。これにより、第１発泡粒子１００間に空隙を有する状態で第１発泡粒子１００同士を相互に融着させて、連通空隙を有する中間成形体１１０を成形した。中間成形体１１０の成形条件を表３に示す。
【0090】
図６には、中間成形体１１０を構成する第１発泡粒子１００同士の融着部（接着部）の一例を模式図にて示す。図６に例示されるように、第１発泡粒子１００として芯層１０１と接着層１０２と有する発泡粒子を用いた場合には、中間成形体１１０では、第１発泡粒子１００間に空隙１１５が形成されて外部と連通するように第１発泡粒子が接着し、点融着（つまり、点接着）が形成されている。したがって、中間成形体１１０は連通空隙１１５Ｃを有する。そして、接着層１０２により強固に第１発泡粒子が融着しているため、連通空隙１１５Ｃを有していても中間成形体が壊れにくい。
【0091】
次いで、図８に示すように、第２発泡粒子１２１を充填するために、型開閉装置５３を駆動させてクラッキング位置まで移動側フレーム５１を開けると共に、コア移動装置５４により移動側金型４２の一部４２Ａを移動させた。これにより、中間成形体１１０と移動側金型４２との間に、第２成形体を成形する第２成形空間Ａ２を形成した。
【0092】
次いで、図９に示すように、第２充填器３１から第２成形空間Ａ２に、第２原料タンク７に収容された第２発泡粒子１２１を充填した。第２発泡粒子１２１は、上述の粒子Ｄ又は粒子Ｅである。第２発泡粒子１２１を第２成形空間Ａ２に充填する方法としては、第１発泡粒子１００を充填する方法と同様の方法が例示される。特に、第２発泡粒子１２１が粒子Ｄのように熱可塑性エラストマーから構成された発泡粒子である場合には、クラッキング充填法が好ましい。この場合には、第２発泡粒子１２１の充填性を十分に確保することができる。
【0093】
第２発泡粒子１２１の充填終了後、型開閉装置５３を駆動させて固定側金型４１と移動側金型４２との完全な型締めを行い、続いて固定側金型４１と移動側金型４２のそれぞれの背面側にあるチャンバ室に流入管３３を介して加熱媒体（具体的には、加熱蒸気）を供給した。これにより、第２発泡粒子１２１を相互に融着させて第２成形体を成形すると共に、中間成形体１１０を構成する第１発泡粒子１００をさらに発泡、融着させ、第１発泡粒子１００間の空隙が埋まり第１成形体１１が成形される。さらに、第１成形体１１と第２成形体１２とが境界面１８で接着される。このようにして、一体成形体１が形成される。
【0094】
その後、固定側金型４１と移動側金型４２のそれぞれの背面側にあるチャンバ室に流入管３３を介して冷却媒体（具体的には、冷却水、圧縮空気など）を供給し、一体成形体１の冷却処理を行った。次いで、型開閉装置５３を駆動させて移動側フレーム５１を固定側フレーム４から離して型開きを行い、エジェクターピン３５の作動により、一体成形体１を固定側金型４１から離型させる。
【0095】
表３に示すように、第１発泡粒子と第２発泡粒子との組み合わせを変えて、実施例１～３、比較例１、比較例２の一体成形体を作製した。次に、中間成形体、一体成形体について、以下の測定、評価を行った。なお、比較例２では、中間成形体が試験片を作製できないほど脆く、中間成形体の評価を行っていない。
【0096】
（中間成形体、一体成形体の密度）
中間成形体、一体成形体の密度は、以下のようにして測定した。中間成形体の密度の測定にあたっては、まず、第１発泡粒子を成形型内で成形した後、冷却し、中間成形体として取り出した。この中間成形体の外形寸法と、重量を測定し、重量を体積で除することにより、中間成形体の密度を算出した。また、一体成形体を構成する第１成形体と第２成形体の密度の測定にあたっては、一体成形体から、第１成形体部分、第２成形体部分を切り出し、その外形寸法と、重量を測定し、重量を体積で除することにより各成形体の密度を算出した。
中間成形体、一体成形体の密度は、以下のようにして測定した。中間成形体の密度の測定にあたっては、まず、第１発泡粒子を成形型内で成形した後、冷却し、中間成形体として取り出した。この中間成形体の外形寸法と、重量を測定し、重量を体積で除することにより、中間成形体の密度を算出した。また、一体成形体を構成する第１成形体と第２成形体の密度の測定にあたっては、一体成形体から、第１成形体部分、第２成形体部分を切り出し、その外形寸法と、重量を測定し、重量を体積で除することにより各成形体の密度を算出した。
【0097】
（中間成形体の空隙率）
中間成形体から切り出した立方体形状の試験片を、所定容積のエタノールを入れた容器中に沈めて、軽い振動等を加えることにより、成形体中の空隙に存在している空気を脱揮する。その後、エタノールの液面の上昇分から試験片の真の体積Ｖｃ（Ｌ）を求めた。また、試験片の外形寸法（縦×横×高さ）から見かけの体積Ｖｄ（Ｌ）を求めた。求められた真の体積Ｖｃと見かけの体積Ｖｄから次式に基づいて中間成形体の空隙率を求めた。
空隙率（％）＝〔（Ｖｄ－Ｖｃ）／Ｖｄ〕×１００
中間成形体から切り出した立方体形状の試験片を、所定容積のエタノールを入れた容器中に沈めて、軽い振動等を加えることにより、成形体中の空隙に存在している空気を脱揮する。その後、エタノールの液面の上昇分から試験片の真の体積Ｖｃ（Ｌ）を求めた。また、試験片の外形寸法（縦×横×高さ）から見かけの体積Ｖｄ（Ｌ）を求めた。求められた真の体積Ｖｃと見かけの体積Ｖｄから次式に基づいて中間成形体の空隙率を求めた。
空隙率（％）＝〔（Ｖｄ－Ｖｃ）／Ｖｄ〕×１００
【0098】
（シャルピー衝撃強さ）
中間成形体のシャルピー衝撃試験を、シャルピー衝撃試験機〔ＣＨＡＲＰＹ（東洋精機株式会社製）〕を用いて行った。試験に用いる中間成形体としては、第１発泡粒子を金型に充填し、加熱により融着させた後、冷却して金型から取り出したものを使用する。成形体の中央部より、縦２５０ｍｍ×幅２０ｍｍ×厚み１０ｍｍに試験片を切りだした。この試験片に対し、長さ２５０ｍｍの先端に付いた重さ１９５ｇのコの字型の重りを、持ち上げ角度１５０°の位置（持ち上げ位置）より重りを振り下ろし、厚み方向からサンプルに接触させた。測定は振り上げた方とは逆方向に振りあがった角度（振り上がり角度）を計測し下記の式より、シャルピー衝撃強さを算出した。サンプルサイズ以外の試験方法はＪＩＳ Ｋ７１１１に準じ、試験片はノッチなしで行った。また、一体成形体における第１成形体のシャルピー衝撃強さを測定した。第１成形体のシャルピー衝撃強さは、一体成形体における第１成形体の部分から試験片を切り出し、この試験片を用いた他は、上記の中間成形体と同様にして測定した。
シャルピー衝撃強さ（ａcu,ｋＪ/ｍ2）＝Ｗ×１０３/ｈｂ
Ｗ：試験片に吸収された補正後の衝撃エネルギー（Ｊ）
ｈ：試験片の厚み（ｍｍ）
ｂ：試験片の幅（ｍｍ）
中間成形体のシャルピー衝撃試験を、シャルピー衝撃試験機〔ＣＨＡＲＰＹ（東洋精機株式会社製）〕を用いて行った。試験に用いる中間成形体としては、第１発泡粒子を金型に充填し、加熱により融着させた後、冷却して金型から取り出したものを使用する。成形体の中央部より、縦２５０ｍｍ×幅２０ｍｍ×厚み１０ｍｍに試験片を切りだした。この試験片に対し、長さ２５０ｍｍの先端に付いた重さ１９５ｇのコの字型の重りを、持ち上げ角度１５０°の位置（持ち上げ位置）より重りを振り下ろし、厚み方向からサンプルに接触させた。測定は振り上げた方とは逆方向に振りあがった角度（振り上がり角度）を計測し下記の式より、シャルピー衝撃強さを算出した。サンプルサイズ以外の試験方法はＪＩＳ Ｋ７１１１に準じ、試験片はノッチなしで行った。また、一体成形体における第１成形体のシャルピー衝撃強さを測定した。第１成形体のシャルピー衝撃強さは、一体成形体における第１成形体の部分から試験片を切り出し、この試験片を用いた他は、上記の中間成形体と同様にして測定した。
シャルピー衝撃強さ（ａcu,ｋＪ/ｍ2）＝Ｗ×１０３/ｈｂ
Ｗ：試験片に吸収された補正後の衝撃エネルギー（Ｊ）
ｈ：試験片の厚み（ｍｍ）
ｂ：試験片の幅（ｍｍ）
【0099】
（一体成形体の成形サイクル）
一体成形体を製造する工程において、第１発泡粒子を金型に導入開始した時から、一体成形体を成形後に冷却し、金型から取り出すまでの時間を、成形サイクルとした。
一体成形体を製造する工程において、第１発泡粒子を金型に導入開始した時から、一体成形体を成形後に冷却し、金型から取り出すまでの時間を、成形サイクルとした。
【0100】
（一体成形体における第１成形体と第２成形体との剥離強度）
第１成形体と第２成形体との剥離強度は、一体成形体１から幅２０ｍｍの短冊状試験片を切り出し、この試験片を用いて、ＪＩＳ Ｋ６８５４：１９９９に準拠して剥離試験機を用いて測定した。測定は、剥離速度条件５０ｍｍ／ｍｉｎの９０°剥離試験機にて行った。具体的には、第２成形体側にテフロン（登録商標）テープを張り付け、第１成形体と第２成形体の接着力以上となるように第２成形体とテフロンテープを接着させた。一方、第１成形体側を平坦面に固定し、テフロンテープのみを貼付面から９０°方向に引っ張り、第２成形体部分が第１成形体部分から剥離するときの剥離力を測定して求めた値（Ｎ／２０ｍｍ）を剥離強度とした。
第１成形体と第２成形体との剥離強度は、一体成形体１から幅２０ｍｍの短冊状試験片を切り出し、この試験片を用いて、ＪＩＳ Ｋ６８５４：１９９９に準拠して剥離試験機を用いて測定した。測定は、剥離速度条件５０ｍｍ／ｍｉｎの９０°剥離試験機にて行った。具体的には、第２成形体側にテフロン（登録商標）テープを張り付け、第１成形体と第２成形体の接着力以上となるように第２成形体とテフロンテープを接着させた。一方、第１成形体側を平坦面に固定し、テフロンテープのみを貼付面から９０°方向に引っ張り、第２成形体部分が第１成形体部分から剥離するときの剥離力を測定して求めた値（Ｎ／２０ｍｍ）を剥離強度とした。
【0101】
【表3】
【0102】
表３より知られるように、実施例１～３では、一体成形体の外観が良好であった。また、第１成形体側に第２発泡粒子が混入していない所望の境界面を有する一体成形体が得られた。図７に例示されるように、実施例１～３の一体成形体１では、第１成形体１１と第２成形体１２の境界面１８は、平滑ではなく凹凸状である。このような接着構造を有するため、一体成形体における第１成形体と第２成形体とは、強い接着力で接着している。なお、図７では、第１成形体１１と第２成形体１２との境界面１８を目視にて区別できるようにするために、第１発泡粒子を構成する樹脂中に着色剤としてカーボンブラックを配合して作製した一体成形体１の例を示す。
【0103】
比較例１では、接着層を有しない単層構造の第１発泡粒子を用いた。そのため、第２発泡粒子の充填時に中間成形体が破壊されないように、中間成形体の形成時の加熱圧力を高くして第１発泡粒子同士を融着させた。その結果、中間成形体の形成時に第１発泡粒子の２次発泡力が消費され、一体成形時に、第１発泡粒子が十分に発泡せず、一体成形体の外観に収縮が観察された。
【0104】
比較例２では、接着層を有しない単層構造の第１発泡粒子を用い、従来の成形条件で中間成形体を形成した。中間成形体を構成する第１発泡粒子同士の融着が不十分であったため、第２発泡粒子の充填時に中間成形体が破壊され、良好な一体成形体を形成することができなかった。
【0105】
実施例１～３のように、第１発泡粒子１００として、図１に例示されるように芯層１０１と接着層１０２とから構成された発泡粒子を用いると、中間成形体１１０の形成時に、第１発泡粒子１００が優れた融着性を示すため、第１発泡粒子１００の芯層１０１の２次発泡を抑制又は防止しながら、第１発泡粒子１００を相互に融着させることができる。その結果、第１発泡粒子１００の２次発泡力を十分に備えた中間成形体１１０が形成される。さらに、２次発泡力を十分に備えつつ、第１発泡粒子１００を強固に融着させることができる。そのため、中間成形体１１０と成形型（具体的には移動側金型４２）との間の第２成形空間２Ａに第２発泡粒子１２１を充填する際に、中間成形体１１０が破壊されることを防止できる。
【0106】
また、中間成形体を形成する際に、第１発泡粒子１００を２次発泡させなくても中間成形体を形成できるため、一体成形体の形成時における第１発泡粒子の２次発泡力を確保することができる。したがって、第１成形体１１を構成する第１発泡粒子１００の発泡体の発泡倍率を高めることができる。また、２次発泡を抑制又は防止しつつ中間成形体を形成できるため、中間成形体が収縮を起こし難く、中間成形体と金型との間隙が発生し難くなる。したがって、実施例１～３では、第２発泡粒子１２１の充填時に、間隙により形成されたスペースに第２発泡粒子１２１が入り込むことが防止された。
【符号の説明】
【0107】
１ 一体成形体
１１ 第１発泡粒子成形体
１２ 第２発泡粒子成形体
１００ 第１発泡粒子
１０１ 芯層
１０２ 接着層
１２１ 第２発泡粒子
３ 成形機
１１０ 中間成形体
Ａ１ 第１成形空間
Ａ２ 第２成形空間
１１ 第１発泡粒子成形体
１２ 第２発泡粒子成形体
１００ 第１発泡粒子
１０１ 芯層
１０２ 接着層
１２１ 第２発泡粒子
３ 成形機
１１０ 中間成形体
Ａ１ 第１成形空間
Ａ２ 第２成形空間
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】