JP2004202915A - 多孔質成形体およびその発泡成形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】無機充填剤を添加することなく、優れた強度を発現する多孔質セル間に空隙を有する。
【解決手段】発泡用原料ビーズとして、発泡成形により図１の多孔質成形体の模写した破断面に示すような多孔質セル２（白抜き模様で表示）を形成する合成樹脂発泡ビーズと、それとは異種の有機質発泡ビーズとの混合ビーズを用いて、所定の成形型内で加熱処理することにより、前記合成樹脂発泡ビーズを発泡、融着させ、主として相互に融着した多孔質セル２を形成させるとともに、前記異種の有機質発泡ビーズを溶融させて液体化させることで、それ自体の体積を縮小させ、前記多孔質セル２の間の一部に多数の空隙３（斑点模様で表示）を形成する。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多孔質セル間に空隙を有する多孔質成形体およびその発泡成形方法の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ポリスチレンやポリプロプレンなど熱可塑性合成樹脂の予備発泡ビーズを所定形状の金型内に充填し、加熱スチームで前記発泡ビーズを加熱し、発泡、融着させ、内部に微細な気孔を有する多孔質セルの集合構造を形成した多孔質成形体が断熱材、吸音材などに用いられるのは、よく知られたことである。
【０００３】
このような多孔質成形体を、例えば吸音材として用いる場合、吸音特性の改良、特に低音吸音特性を向上させるため、多孔質成形体内の多孔質セル間に、さらに空隙を設けるなどして、内部空隙率を大きくしたものが要求されている。そこで、発泡ビーズの加熱融着時に、融着の程度を低下さる手法によって、内部空隙率を５〜４０％としたものが提案されている。（特許文献１を参照のこと）
【０００４】
この方法では、型内に充填する直前の予備発泡ビーズの粒子内圧を０〜３ｋＧｇ／ｃｍ²に調節して、発泡ビーズ相互に融着不充分な部分を生じさせるという手法で所定の内部空隙率を発現させているのであるが、この方法で得られた多孔質成形体では、内部の多孔質セル相互間の融着が不充分なため結合強度が低下し、全体の機械的強度が不充分となる問題があったが、この点に対しては、特許文献１の方法では、発泡ビーズ原料に無機充填剤（炭酸カルシウムなど）を１０〜１００％、添加して強度を補強することを提案している。
【０００５】
【特許文献１】
実開昭５７−２６５１１号公報（実願昭５５−１０２９６９号マイクロフィルム）：実用新案請求の範囲、全文明細書第４頁第３行〜第６行、第１７行〜次頁第１行。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、無機充填剤を添加することなく、優れた強度を発現する多孔質セル間に空隙を有する多孔質成形体およびその発泡成形方法を提供する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の問題は、第１発明（多孔質成形体）であるところ、主として相互に融着した多孔質セルからなり、該多孔質セルの間に空隙を形成した多孔質成形体であって、前記空隙が、前記多孔質セルを形成する合成樹脂とは異種の有機質発泡ビーズが溶融することにより形成された空隙であることを特徴とする本発明の多孔質成形体によって、解決することができる。そして、この異種の有機質発泡ビーズが溶融することにより形成された空隙の空隙率が１〜４０％であるのが好ましい。
【０００８】
また、上記の問題は、第２発明（多孔質成形体の発泡成形方法）であるところ、発泡用原料ビーズとして、発泡成形により多孔質セルを形成する合成樹脂発泡ビーズと、それとは異種の有機質発泡ビーズとの混合ビーズを用いて、所定の型内で加熱処理することにより、前記合成樹脂発泡ビーズを発泡、融着させ、主として相互に融着した多孔質セルを形成させるとともに、前記異種の有機質発泡ビーズを溶融させてそれ自体の体積を縮小させ、前記多孔質セルの間に空隙を形成することを特徴とする本発明の多孔質成形体の発泡成形方法によって、解決することができる。
【０００９】
また、この第２発明の発泡成形方法は、前記異種の有機質発泡ビーズとして、発泡成形により多孔質セルを形成する合成樹脂発泡ビーズより低融点の樹脂であって、生分解性を有するポリ乳酸組成物を使用するのが好ましく、さらに、 前記合成樹脂発泡ビーズを融着させ、次いで型内を吸引減圧し成形体内の水分を吸引、排出する工程を付加するのが、より好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の多孔質成形体およびその発泡成形方法に係る実施形態について、以下、第２発明の多孔質成形体の発泡成形方法，第１発明の多孔質成形体の順に図１、２を参照しながら説明する。
先ず、第２発明における多孔質成形体の発泡成形方法は、図２に例示する従来の発泡成形装置が使用可能であり、そして基本的な工程は従来知られた工程に類似する。
【００１１】
すなわち、閉じた固定型１２ａと移動型１３ａで構成される成形キャビティ１１に充填機１６から発泡性を有する原料である発泡ビーズを充填し、用役口１４、１５、１４ａ、１５ａなどから所定温度の加熱スチームを供給して、成形キャビティ１１内の発泡ビーズを加熱し、発泡させながら相互に融着させて、多孔質セルを形成させる。その後、冷却させ、型開きして内容物を取り出して、所定形状の多孔質成形体を得ることができる点は、従来と同様である。
【００１２】
本発明の多孔質成形体の発泡成形方法の特徴とするところは、発泡用原料ビーズとして、発泡成形により、図１の多孔質成形体の模写した破断面に示すような多孔質セル２（白抜き模様で表示）を形成する合成樹脂発泡ビーズと、それとは異種の有機質発泡ビーズとの混合ビーズを用いて、前記した所定の成形型内で加熱処理することにより、前記合成樹脂発泡ビーズを発泡、融着させ、主として相互に融着した多孔質セル２を形成させるとともに、前記異種の有機質発泡ビーズを溶融させて液体化させることで、それ自体の体積を縮小させ、前記多孔質セル２の間の一部に多数の空隙３（斑点模様で表示）を形成する点にある。
【００１３】
ここで使用する異種の有機質発泡ビーズとは、多孔質セル２を形成する合成樹脂発泡ビーズが型内で、発泡しながらその表面を相互に融着させる条件において、この異種の有機質発泡ビーズはそれ自体が溶融して液状化する温度特性を有する発泡ビーズが適当である。この異種の有機質発泡ビーズは、形成される多孔質セル２の間において、液状化するので、それ自体の体積が縮小し全体が空洞化して、前記多孔質セル２の間に多数の空隙３を形成するのである。
【００１４】
かくして、本発明の発泡成形方法によって、第１発明であるところの、主として相互に融着した多孔質セル２からなり、その多孔質セル２の間に空隙３を形成した多孔質成形体であって、前記空隙３が、前記多孔質セル２を形成する合成樹脂とは異種の有機質発泡ビーズが溶融することにより形成された空隙３であることを特徴とする多孔質成形体を得ることができる。
【００１５】
本発明の多孔質成形体では、その低融点発泡ビーズが溶融することにより形成された前記空隙の空隙率が１〜４０％、より好ましくは５〜４０％であるのがよい。これは過小であれば十分な吸音特性が得られないからであり。過大であれば強度が低下して実用できにくくなるからである。
【００１６】
本発明では、このように前記した異種の有機質発泡ビーズの部分が、空洞化して、前記空隙３を形成する原理に基づくので、異種の有機質発泡ビーズの配合比率を調整することによって、空隙率を容易、かつ精度良く制御できるという利点も得られるのである。また、この異種の有機質発泡ビーズが溶融して液状化するにあたり、溶融物が周囲の多孔質セル２の壁面に融着して、空隙３を包囲する壁体の一部を形成することとなるので、この空隙３を含む多孔質セル構造を強化する利点も得られるのである。
【００１７】
このような、異種の有機質発泡ビーズとして適用されるものとして、発泡成形により多孔質セル２を形成する合成樹脂発泡ビーズより低融点の樹脂であって、生分解性を有するポリ乳酸樹脂組成物がある。この樹脂組成物は、発泡倍率：最大４０倍、６５℃〜１００℃の広い発泡条件に適用でき、従来の発泡ビーズと混合使用が可能である。さらに、標準的なコンポスト法で短時間の生分解性を有しているので、リサイクル性に優れている。
【００１８】
さらに、本発明の発泡成形方法においては、前記合成樹脂発泡ビーズを融着させる工程において、型内を減圧して成形体内部の水分を吸引、排出するようにした工程を付加するのも好ましい。これは、合成樹脂発泡ビーズの融着工程において、成形体内に残留する不要な水分を取り除くためのものであり、吸引減圧の程度は予め試験して設定すればよい。
【００１９】
また、以上の説明では、内部に空隙を設けた単体の多孔質成形体を事例にしているが、吸音特性を向上させる方法として、次の手法が採用される。すなわち、前記した多孔質成形体の発泡成形方法において、固定型１２ａと移動型１３ａで構成される成形キャビティ１１内の一方の側に予め、非通気性スキン層形成用樹脂シート（図示せず）を配置し、残余の空間に前記発泡用原料ビーズを充填し、発泡成形して、非通気性スキン層を一体化させることにより、表面または裏面に非通気性スキン層を一体化して有する多孔質成形体を製造することができる。
かくして得られた多孔質成形体は、非通気性スキン層における音波の反射、遮音によって、全体としての吸音特性が相当に改善されるメリットがある。
【００２０】
【実施例】
実施例の多孔質成形体は、多孔質セル形成用発泡ビーズ（３０倍発泡・ポリプロピレン）、空隙形成用発泡ビーズ（４０倍発泡・変性ポリ乳酸樹脂）を１：１で混合し、１３６℃〜１４０℃の温度条件で発泡融着させ、空隙率１０％とした多孔質成形体である。
比較例１は、多孔質セル形成用発泡ビーズ（３０倍発泡・ポリプロピレン樹脂）のみを用いて、実施例より低温の１３０℃〜１３５℃の温度条件で発泡融着させ、空隙率１０％とした多孔質成形体である。
比較例２は、炭酸カルシウム粉末３０％添加した多孔質セル形成用発泡ビーズ（５０倍発泡・ポリスチロール相当）を用いて、実施例より低温の１０５℃〜１１０℃の温度条件で発泡融着させ、空隙率５％とした多孔質成形体である。
【００２１】
これら多孔質成形体につき、通常測定される引張り強度、圧縮強度および通常測定される音の透過性について、透過損失特性（ｄＢ）を測定し、実施例の値を１００とした比較値を次の表１に示す。
この結果によれば、比較例は吸音特性が少し劣る程度であるが、強度特性に顕著な相違が見られた。すなわち、比較例は引張り強度が格段に低下している。圧縮強度は、比較例１が最も劣り、比較例２はその中間であった。これは、吸音特性は空隙率に左右されるものの、強度は多孔質セル間の融着程度に依存するからであり、実施例では多孔質セル形成用発泡ビーズが本来有する融着強度を十分に発現しているのに対して、比較例では不十分である点がその原因と思われる。
【００２２】
【表１】

【００２３】
【発明の効果】
本発明の多孔質成形体およびその発泡成形方法は、以上説明したように構成されているので、無機充填剤を添加することなく、優れた強度を発現する多孔質セル間の一部に無数の空隙を有する多孔質成形体を製造することが可能となり、得られた多孔質成形体は、強度が比較的優れた吸音体として自動車など車両用、住宅、公共建造物など建築用、家電製品用など広範囲に用いられ得る吸音材として有用であるという優れた効果がある。よって本発明は、従来の問題点を解消した多孔質成形体およびその発泡成形方法として、技術的価値はきわめて大なるものがある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の多孔質成形体の模写破断面。
【図２】本発明の多孔質成形体の発泡成形方法を説明するための発泡成形装置の要部断面略図。
【符号の説明】
１１ 成形キャビティ、１２ａ 固定型、１３ａ 移動型、１４、１４ａ、１５、１５ａ 用役口、１６ 充填機、２ 多孔質セル、３ 空隙。

Claims (7)

1. 主として相互に融着した多孔質セルからなり、該多孔質セルの間に空隙を形成した多孔質成形体であって、前記空隙が、前記多孔質セルを形成する合成樹脂とは異種の有機質発泡ビーズが溶融することにより形成された空隙であることを特徴とする多孔質成形体。
2. 前記異種の有機質発泡ビーズが溶融することにより形成された空隙の空隙率が１〜４０％である請求項１に記載の多孔質成形体。
3. 前記多孔質成形体が、非通気性スキン層を一体化して有するものである請求項１または２に記載の多孔質成形体。
4. 発泡用原料ビーズとして、発泡成形により多孔質セルを形成する合成樹脂発泡ビーズと、それとは異種の有機質発泡ビーズとの混合ビーズを用いて、所定の型内で加熱処理することにより、前記合成樹脂発泡ビーズを発泡、融着させ、主として相互に融着した多孔質セルを形成させるとともに、前記異種の有機質発泡ビーズを溶融させてそれ自体の体積を縮小させ、前記多孔質セルの間に空隙を形成することを特徴とする多孔質成形体の発泡成形方法。
5. 前記異種の有機質発泡ビーズが、発泡成形により多孔質セルを形成する合成樹脂発泡ビーズより低融点の樹脂であって、生分解性を有するポリ乳酸組成物である請求項３に記載の多孔質成形体の発泡成形方法。
6. 前記合成樹脂発泡ビーズを融着させ、次いで型内を吸引減圧し成形体内の水分を吸引、排出する工程を付加する請求項３または４に記載の多孔質成形体の発泡成形方法。
7. 予め型内に、非通気性スキン層形成用樹脂を配置し、前記発泡用原料ビーズを充填し、発泡成形して一体化させる請求項４または５または６に記載の 多孔質成形体の発泡成形方法。

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