JP4278074B2

JP4278074B2 - 合成樹脂複合成形体

Info

Publication number: JP4278074B2
Application number: JP18970699A
Authority: JP
Inventors: 英樹桑原
Original assignee: JSP Corp
Current assignee: JSP Corp
Priority date: 1999-07-02
Filing date: 1999-07-02
Publication date: 2009-06-10
Anticipated expiration: 2019-07-02
Also published as: JP2001018250A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、箱、パネル、自動車部品等として好適に使用される、合成樹脂からなる中空体の内面に発泡成形体が内挿された合成樹脂複合成形体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
中空成形体と該中空成形体の内部に注入・成形された合成樹脂発泡成形体とからなる合成樹脂複合成形体は、従来から、鮮魚等を氷と共に搬送するための通い箱、トイレの水を貯蔵する防露タンク、バンパーや内装材等の自動車部品等として使用されてきた。例えば、ＡＢＳ樹脂からなる中空成形体の内部にウレタン樹脂の発泡体を注入した合成樹脂複合成形体が広く知られている。
【０００３】
しかしながら、従来使用されてきた合成樹脂複合成形体は、リサイクル性に問題があり資源を有効利用するというの点で不十分なものであった。即ち、従来行われてきた合成樹脂複合成形体の成形方法の殆どはブロー成形を応用したものであって、中空成形体を成形した後、その内部に合成樹脂発泡体を注入するという製造方法を採用していた。従って、該発泡体は上記中空成形体の内部で発熱により硬化することから、従来の合成樹脂複合成形体は中空成形体の内部で成形された合成樹脂発泡成形体と上記中空成形体とが一体として相互に接着された状態で成形されていた。
【０００４】
その結果、例えばＡＢＳ樹脂の中空成形体とウレタン樹脂の発泡体のように異なる樹脂から構成されている合成樹脂複合成形体を、それぞれ均一な物性の合成樹脂としてリサイクルし再ペレット化するには、強力に接着して一体となっている上記中空成形体と該発泡成形体とを分離しなければならなかった。かかる中空成形体と該発泡成形体の分離には多大な労力とコストがかかるので、リサイクルすることは実質的に不可能であった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、中空成形体と合成樹脂発泡成形体とを簡単に分離することができる合成樹脂複合成形体であって、リサイクルする際の作業性に優れ、リサイクルのコストが安価な合成樹脂複合成形体を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の合成樹脂複合成形体は、合成樹脂からなる複数の成形された分割体を相互に接着してなる厚み０．２〜７ｍｍの中空成形体の内面に５％圧縮強度が０．１〜３０ｋｇｆ／ｃｍ ^２の合成樹脂発泡成形体が接着することなく内挿され、且つ上記合成樹脂発泡成形体の少なくとも一部が上記中空成形体の内面に密着することにより該発泡成形体が固定されていることを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に基き詳細に説明する。
図１は本発明の合成樹脂複合成形体（以下、「複合成形体」という。）の一例を示す一部切欠斜視図、図２は縦断面図であって、１は複合成形体を、２は中空成形体を、３は中空成形体を構成する一の分割体を、４は中空成形体を構成する他の一の分割体を、５は分割体３と分割体４の接着部を、６は合成樹脂発泡成形体（以下、「発泡成形体」という。）を、７は発泡成形体の一部が密着している中空成形体の内面を、８は発泡成形体と中空成形体の内面７との間にできている空間部をそれぞれ示す。
【０００８】
本発明の中空成形体２を構成する分割体３，４は、合成樹脂からなる。該合成樹脂としては、ポリ塩化ビニル等の塩化ビニル系樹脂、ポリスチレン等のポリスチレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂やポリプロピレン系樹脂等のポリオレフィン系樹脂、ポリメチルメタクリレート等のアクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂等の熱可塑性樹脂等が挙げられる。
【０００９】
上記熱可塑性樹脂の中でも経済性、リサイクル性に優れているという点から、ポリスチレン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂が好ましい。
上記ポリスチレン系樹脂の具体例としては、例えばポリスチレン、耐衝撃性ポリスチレン、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、スチレンとメチルメタクリレートあるいはアクリロニトリル等の共重合体が挙げられる。
【００１０】
上記ポリオレフィン系樹脂の具体例としては、例えば低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、直鎖状超低密度ポリエチレン、エチレン−プロピレンブロック共重合体、エチレン−プロピレンランダム共重合体、エチレン−ブテンランダム共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−メチルメタクリレート共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体の分子間を金属イオンで架橋したアイオノマー系樹脂、プロピレン単独重合体、プロピレン−エチレンランダム共重合体、プロピレン−エチレンブロック共重合体、プロピレン−ブテンランダム共重合体、ポリブテン、ポリペンテン、プロピレン−エチレン−ブテン三元共重合体、プロピレン−アクリル酸共重合体、プロピレン−アクリル酸共重合体、プロピレン−無水マレイン酸共重合体等が挙げられる。又、エチレン、プロピレン、ブテン、ペンテン等のオレフィン系モノマーと、該モノマーと共重合し得るスチレン等のモノマーとの共重合体を使用することもできる。又、上記複数の樹脂を混合した合成樹脂を使用することもできる。
【００１１】
上記合成樹脂の中でも、耐熱性、耐薬品性、耐油性に優れ、リサイクルが容易であるという点から、ポリオレフィン系樹脂が特に好ましい。具体的には、例えば低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、直鎖状超低密度ポリエチレン等のポリエチレン系樹脂や、プロピレン単独重合体、各種のプロピレン−エチレン共重合体、プロピレン−ブテン共重合体、プロピレン−エチレン−ブテン三元共重合体等のポリプロピレン系樹脂が挙げられる。
【００１２】
本発明の中空成形体２は、複数の上記合成樹脂の分割体で構成されることを特徴とする。図１，図２に示す中空成形体２は分割体３と分割体４と接着部５とから構成されているが、使用する分割体の数に制限はなく、複合成形体の大きさや形状等に応じて定められる複数の分割体を用いて中空成形体２を構成することができる。
【００１３】
複数の分割体３，４は同一の合成樹脂で構成することが好ましいが、分割体ごとに異なる種類の合成樹脂を用いることもできる。
【００１４】
本発明の中空成形体２の厚み、即ち各分割体３，４の厚みは０．２〜７ｍｍである。該厚みが０．２ｍｍ未満の中空成形体２を用いて複合成形体１を形成すると、中空成形体２と発泡成形体６が直接接触しないで空洞になっている部分が存在する場合、該部分に対応する複合成形体１の部分の剛性が小さくなりすぎる虞がある。一方、該厚みが７ｍｍを超えると複合成形体１の重量が大きくなりすぎるので好ましくない。
【００１５】
尚、本発明の複合成形体１の形状には制限はなく、例えば、板状、箱状、棒状、円柱状等の用途に応じた種々の形状を採用することができる。
【００１６】
接着部５は、分割体を接着する際の作業性やコストが安価であるという観点から、分割体を相互に接着できる合成樹脂で構成することが好ましい。その際、接着する方法としては、接着剤や、封止接合や、平突きあわせ接合や、編みあわせ接合や、金属製の留金等を用いて接着する方法を採用することもできる。接着部５を合成樹脂で構成する場合は、分割体に用いた樹脂と同じ樹脂を用いることが望ましいが、分割体同士を接着できさえすれば異なる樹脂を用いることもできる。
【００１７】
本発明においては、接着部５は、分割体３，４と発泡成形体６とを分離する妨げとならないように構成することが好ましい。そのための方法としては、図２に示すように、接着部５が発泡成形体６と直接接触しないような構造にしたり、接着部５の厚みを薄くすること等が挙げられる。
【００１８】
尚、本発明の複合成形体１を容器として用いる場合、接着部５は、図１に示すように開口部の外側周縁部に設けることが、容器の剛性が大きくなるので好ましい。
【００１９】
本発明の複合成形体１においては、上記中空成形体２に発泡成形体６が接着することなく内挿されている。このように構成すると、複合成形体１を切断するだけで、発泡成形体６と中空成形体２を簡単に分離することができ、発泡成形体６と中空成形体２のそれぞれを構成する合成樹脂のリサイクルが容易になる。
【００２０】
但し、発泡成形体６と中空成形体２とを容易に分離できる程度に両者を仮止めすることは、接着の範疇に入らない。仮止めは、発泡成形体６を中空成形体２に内挿して、一体の複合成形体として成型する際の作業性を向上させるために行なうものであって、両者を容易に分離できる程度に見掛け上接着させておくだけのものである。従って、仮止めするだけでは、リサイクルする際の作業性に影響を与えることはない。
【００２１】
発泡成形体６は、少なくとも一部が上記中空成形体２の内面に密着している状態で内挿されている。本発明においては、このように構成することにより、発泡成形体６を中空成形体２の内部で固定することができる。かかる内部で固定するという観点からは、発泡成形体６は一体として成形されていることを要し、又一体として成形されていることにより後述する５％強度や圧縮強度等の機械的強度を得ることができる。
但し、本発明は、一体として成形されている発泡成形体６を分割して挿入することを制限するものではない。
【００２２】
尚、少なくとも一部が中空成形体２の内面に密着している具体的な態様としては、例えば、図３（ａ）に示すように中空成形体の内面全体に密着している場合、同（ｂ）に示すように中空成形体の側面部内面１１と側面部内面１２に密着している場合、同（ｃ）に示すように中空成形体の側面部内面１１と側面部内面１６に密着している場合、同（ｄ）に示すように中空成形体の底面部内面１３と底面部内面１４に密着している場合等が挙げられる。
【００２３】
上記各態様の中では、図３（ａ）のように、発泡成形体６が中空成形体２の全面に密着していることが好ましい。このように構成されていると、発泡成形体６が中空成形体２にしっかりと固定され、発泡成形体６のがたつきを防止でき、剛性や強度に優れる複合成形体を得ることができる。
【００２４】
但し、本発明は、図３に記載されている態様に限定されるものではなく、発泡成形体６の少なくとも一部が中空成形体２の内面に密着さえしていれば、いかなる構成を採用することもできる。
【００２５】
発泡成形体６を中空成形体２に密着させるため、発泡成形体６は後述するような５％圧縮強度を有するものである。また、発泡成形体６を中空成形体２に密着させるため、発泡成形体６は、後述するような圧縮クリープ等の物性を有することが望ましい。
【００２６】
本発明においては、図２に示すように、発泡成形体６と中空成形体２の内面７との間に空間部８が存在しても構わない。但し、高剛性や高強度を要求される複合成形体１の場合には、上記空間部は少ないほど好ましい。
【００２７】
発泡成形体６の基材樹脂は、複合成形体１全体として要求される物性に対応して適宜選定することができ、該発泡成形体６の基材樹脂は前記分割体３，４の基材樹脂とは同じものを用いることができる。
尚、発泡成形体６の基材樹脂は、過酸化物や放射線により架橋することもできるが、リサイクルするという観点からは架橋しない方が好ましい。
【００２８】
発泡成形体６は、発泡成形体であれば製法を問わず、押出発泡成形体、発泡粒子型内成形体等のあらゆる種類の発泡成形体を用いることができる。但し、該発泡成形体６は、中空成形体の内部の寸法と同一寸法の発泡成形体を量産しやすいという観点から、発泡粒子型内成形体を用いることが好ましい。
【００２９】
尚、本発明においては、発泡成形体６は、予め成形しておくことが好ましい。このようにすることにより、複合成形体１を成形する際、分割体３，４に容易に固定することができる。
【００３０】
発泡成形体６の密度は、発泡成形体を構成する樹脂の種類によっても異なるが、０．０１８〜０．２３ｇ／ｃｍ³が好ましい。該密度が０．０１８ｇ／ｃｍ³未満の場合は、圧縮強度が小さくなって複合成形体の物性が低下したり、複合成形体１にヒケ等による凹部が発生する虞がある。一方、該密度が、０．２３ｇ／ｃｍ³を超えると断熱性が悪くなったり、複合成形体を軽量化できなくなる虞がある。
【００３１】
上記発泡成形体６の５％圧縮強度は、発泡成形体６の少なくとも一部を中空成形体２に密着させるために、０．１〜３０ｋｇｆ/ｃｍ² となっている。該圧縮強度が０．１ｋｇｆ/ｃｍ²未満では、発泡成形体６を中空成形体２の内面に密着させることが難しくなる虞がある。一方、該圧縮強度が３０ｋｇｆ/ｃｍ²を超えると、発泡成形体６の圧縮強度が大きくなりすぎて、該発泡成形体６を内挿してから分割体３，４を相互に結合しようとした場合に結合できなくなったり、結合後に複合成形体１が変形する虞がある。
尚、本明細書において、５％圧縮強度の測定はＪＩＳ−Ｋ６７６７の試験方法に準拠して行うこととし、１０％まで圧縮強度を測定した後、その測定曲線から５％圧縮強度を求める。又、測定用の試験片を作製する際は全面が切断面となるようにする。
【００３２】
発泡成形体６の圧縮クリープ試験における歪量は、荷重０．１０ｋｇｆ/ｃｍ²、試験期間１００日の条件下で１０％以下であることが好ましい。該歪量が１０％を超えると、発泡成形体が変形したまま元の寸法に戻らない虞がある。発泡成形体が元の寸法に戻らないと、発泡成形体６と中空成形体２の間に空間部ができて、発泡成形体６が中空成形体２の内面に密着していない状態となり、複合成形体としての剛性や強度が低下する虞がある。
尚、本明細書における圧縮クリープ試験は、ＡＳＴＭ−Ｃ２２２１−１９６８に準拠し、５０×５０×２５ｍｍの試験片を用いて行うものとする。
【００３３】
本発明の複合成形体の用途に制限はない。例えば、容器、断熱パネル、型枠、バンパー等の自動車用衝撃緩衝材、インストルメントパネル、ドアパネル、ダッシュボードやピラー等の自動車内装材、浮力材等の各種の用途に使用できる。
【００３４】
本発明の複合成形体を上記容器として使用する場合、使用する樹脂は、例えば、耐熱性、耐油性に優れるポリオレフィン系樹脂からなる中空成型体と、圧縮回復性、耐熱性に優れるポリオレフィン系樹脂からなる発泡成形体とを組合わせることが好ましい。
【００３５】
本発明の複合成形体を容器として使用する場合、中空成形体の厚みは、軽量性の点から２００μｍ〜３ｍｍが好ましい。又、発泡成形体の密度は、断熱性の点から０．０２〜０．１ｇ／ｃｍ³が好ましい。
【００３６】
本発明の複合成形体を上記自動車衝撃緩衝材として使用する場合、使用する樹脂は、例えば、耐熱性、耐衝撃性に優れるポリプロピレン系樹脂やポリカーボネート系樹脂からなる中空成型体と、衝撃吸収性、耐熱性に優れるポリオレフィン系樹脂からなる発泡成形体とを組合わせることが好ましい。
【００３７】
本発明の複合成形体を自動車衝撃緩衝材として使用する場合、中空成形体の厚みは、耐衝撃性の点から２００μｍ〜７ｍｍが好ましい。又、発泡成形体の密度は、耐衝撃性の点から０．０２５〜０．３ｇ／ｃｍ³が好ましい。
【００３８】
本発明の複合成形体を製造する方法の一例として、特公平２−３８３７７号公報に提案されている方法を応用する方法が挙げられる。該方法は、射出成形の一種であって、分割体３を成形する雄型と分割体４を成形する雌型が設けられている金型と、上記雄型に対応する雌型と上記雌型に対応する雄型とが設けられている金型を使用する方法である。
【００３９】
上記方法の手順は次の通りである。
まず、金型を型締めした後、合成樹脂を射出して各分割体３，４を同時に射出成形し、冷却する。次に、金型を型開きしてから、各雌型に残された分割体３，４が対向する位置まで一方の金型をスライドさせる。次に、金型に残されている一方の分割体に、予め成形された発泡成形体６を挿入する。次に、金型を型締めした後、合成樹脂を射出して接着部５を形成して複合成形体１を形成する。接着部５の冷却後、金型を開いて複合成形体１を取出す。
【００４０】
上記方法によれば、本発明の複合成形体１を連続的に成形することができるので、生産効率を向上させることができる。又、ブロー成形された中空成形体と異なり、ピン用の穴や厚み厚薄が少ないので品質の良い複合成形体１を製造することができる。
更に、分割体を成形した後に発泡成形体を挿入するので、前記の物性を有する発泡成形体であればいかなるものでも複合成形体の芯材として使用できる上に、リサイクルする際には、複合成形体を切断するだけで発泡成形体と中空成形体とを容易に分離できる。
【００４１】
尚、上記方法は本発明の複合成形体を成形する方法の一例であって、本発明の複合成形体の製造方法はこれに限定されるものではない。
【００４２】
【実施例】
以下、実施例を挙げて、本発明を更に詳細に説明する。
〔実施例１〕
分割体及び接着部の基材樹脂として、プロピレン−エチレンランダム共重合体（メルトインデックス８ｇ／１０分、融点１３２℃、エチレン含量５．８重量％）を使用して、前記特公平２−３８３７７号公報記載の方法で、前記構成の金型を備えた射出成形装置を使用して、中空成形体を構成する２個の分割体を同時に成形した。次に、上記金型を型開きし、各雌型に残された分割体が対向する位置まで一方の金型をスライドさせた。次に、中空成形体内部と同一寸法を有するように予め成形された、密度０．０２ｇ／ｃｍ³のポリプロピレン系樹脂発泡粒子成形体（基材樹脂プロピレン−エチレンランダム共重合体、エチレン含量７．４重量％、融点１４６℃、５％圧縮強度０．４ｋｇｆ/ｃｍ²、圧縮クリープ歪量５％）を金型に残されている分割体の一に挿入した後金型を型締めし、上記分割体の基材樹脂と同じ樹脂を射出して中空成形体の接着部を成型し、通い箱（開口部３３０×２２０ｍｍ、深さ９０ｍｍ）として使用する本発明の複合成形体を成型した。
【００４３】
〔実施例２〕
分割体及び接着部の基材樹脂として、プロピレン−エチレンランダム共重合体（メルトインデックス８ｇ／１０分、融点１３２℃、エチレン含量５．８重量％）を使用し、発泡成形体として、中空成形体内部と同一寸法を有する密度０．１８ｇ／ｃｍ³のポリプロピレン系樹脂発泡粒子成形体（基材樹脂プロピレン−エチレンランダム共重合体、エチレン含量７．４重量％、融点１４６℃、５％圧縮強度２０ｋｇｆ/ｃｍ²、圧縮クリープ歪量３％）を使用して、実施例１と同様な方法で自動車のバンパー（厚み１３０ｍｍ、幅１８０ｍｍ、長さ１６００ｍｍ）を成型した。
【００４４】
【発明の効果】
本発明の合成樹脂複合成形体は、複数の合成樹脂製の分割体を相互に接着してなる中空成形体の内側面に合成樹脂発泡成形体が接着することなく内挿されているので、合成樹脂複合体を切断するだけで中空成形体と合成樹脂発泡成形体とを簡単に分離することができる。従って、リサイクルする際の作業性に優れ、リサイクルのコストを安価にすることができる。
【００４５】
又、本発明の合成樹脂複合成形体は、発泡成形体と該中空成形体の相対向する内面とを密着性させれば、発泡成形体と中空成形体とが接着していなくても発泡成形体を中空成形体にしっかりと固定することができる。従って、発泡成形体が合成樹脂複合成形体の内部でがたつくことがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の合成樹脂複合成形体の一例を示す一部切欠斜視図である。
【図２】図２は、本発明の合成樹脂複合成形体の一例を示す縦断面図である。
【図３】図３（ａ）は、発泡成形体の少なくとも一部が中空成形体の内面に密着している一態様を示す説明図である。図３（ｂ）は、発泡成形体の少なくとも一部が中空成形体の内面に密着している一態様を示す説明図である。図３（ｃ）は、発泡成形体の少なくとも一部が中空成形体の内面に密着している一態様を示す説明図である。図３（ｄ）は、発泡成形体の少なくとも一部が中空成形体の内面に密着している一態様を示す説明図である。
【符号の説明】
１合成樹脂複合成形体
２中空成形体
３分割体
４分割体
５接着部
６合成樹脂発泡成形体
７合成樹脂発泡成形体が密着している中空成形体の内面

Claims

合成樹脂からなる複数の成形された分割体を相互に接着してなる厚み０．２〜７ｍｍの中空成形体の内面に５％圧縮強度が０．１〜３０ｋｇｆ／ｃｍ ^２の合成樹脂発泡成形体が接着することなく内挿され、且つ上記合成樹脂発泡成形体の少なくとも一部が上記中空成形体の内面に密着することにより該発泡成形体が固定されていることを特徴とする合成樹脂複合成形体。