JP4797570B2 - ポリプロピレン系樹脂製射出成形体の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明において用いられる表皮材の例としてはモケットやトリコット等の織物や編み物、ニードルパンチカーペット等の不織布、金属フォイル、熱可塑性樹脂や熱可塑性エラストマーの非発泡シートまたはフィルムが挙げられる。これらの表皮材は、発泡層などの裏打ち層が適宜積層された2層以上からなる積層表皮材であってもよい。発泡層としては、ポリプロピレンやポリエチレンなどのポリオレフィンの発泡体や、ポリ塩化ビニル発泡体、軟質あるいは半硬質のポリウレタン発泡体が用いられる。
合成樹脂からなる非発泡シートやフィルムとしては、ポリプロピレンやポリエチレン等の熱可塑性樹脂やポリオレフィン系熱可塑性エラストマーの非発泡シートやフィルムがあげられる。
樹脂供給ゲート(7)の設置場所や数は、成形体の形状や大きさによって適宜決定される。樹脂供給ゲートの大きさは、その開口面積が0.03cm2以上、0.5cm2以下であることが好ましく、樹脂供給ゲートが複数ある場合は、全てのゲートの開口面積が前記範囲内であることが好ましい。樹脂供給ゲートの開口面積が0.03cm2未満の場合は、ゲート部での流動抵抗が大きく、0.5cm2を超える場合には、発泡性樹脂材料がゲート部で発泡してしまい、外観不良の原因となる。
溶融樹脂の最長流動距離とは、成形体中の樹脂供給ゲートから成形体末端までの距離のうち、最も長い距離のことである。(溶融樹脂の流動距離)/(射出時間)は、溶融樹脂の平均流動速度を示しており、(溶融樹脂の最長流動距離)/(射出時間)は、最大の平均流動速度を示している。複数ゲートの場合は全ゲートにおける最大速度のうちの最も大きい速度が前記速度となることが必要である。
射出時間とは、金型キャビティ全域に溶融樹脂が充填される時間を意味する。例えば、狭いキャビティ空間内に溶融樹脂を充填後、キャビティを拡大しながら更に樹脂供給する場合は、樹脂供給開始から供給完了までの時間ではなく、最初にキャビティ空間が満たされるまでの時間を射出時間とする。複数ゲートから樹脂を供給する場合には、樹脂の供給開始から最初にキャビティ空間が満たされるまでの時間を射出時間とする。複数のゲートから時間差を設けて樹脂の供給を開始する場合には、最も早く樹脂の供給が開始されたゲートにおける樹脂供給開始時から最初にキャビティ空間が満たされるまでの時間を射出時間とする。
一つの好ましい態様では、まず、溶融状ポリプロピレン系樹脂の供給圧力よりも大きな型締め力で雌雄金型を型締めした状態でキャビティ空間に溶融状ポリプロピレン系樹脂を充填し、次いで型締め力を減じる。そして引き続き、樹脂の供給圧力よりも低い型締め力で雌雄金型を型締めした状態で残りの樹脂を供給する。この場合、樹脂の追加供給によりキャビティ空間が拡大される。
他の好ましい態様では、溶融状ポリプロピレン系樹脂の供給圧力よりも小さな型締め力で雌雄金型を型締めした状態でキャビティ空間に溶融状ポリプロピレン系樹脂を供給する。樹脂の供給中、樹脂の圧力によってキャビティ空間が拡張する。この場合、樹脂の供給完了後に、型締め力を増加してキャビティ空間を僅かに圧縮することも好ましい。
所定の厚さのスキン層が形成された後、金型キャビティを成形体の厚み方向に拡大(図8)すると、発泡剤の分解により発生して溶融状ポリプロピレン系樹脂の未固化部分に閉じ込められていたガスが膨張し、発泡層を形成しながら成形体の厚みが増す。キャビティクリアランスが所定の製品厚みになった時点でキャビティの拡大動作を停止する。引き続き、キャビティクリアランスを保持した状態で、発泡したポリプロピレン系樹脂をキャビティ内で冷却し、固化させる。
また、本発明は、他の側面において、発泡成形体の一つの面の一部に表皮材(4)が貼合一体化されている発泡成形体の製造方法を提供する。表皮材が貼合される場所は、図3に示すような形態や図4に示す形態のように、その配置については特に制限されることはない。表皮材は、基材を製造時に同時に基材と融着させ、または表皮材中にその裏面から基材形成用の溶融樹脂を含浸させることにより基材と貼合一体化することができる。具体的な操作は、溶融状態のプロピレン系樹脂を供給する前に雌雄金型間に表皮材を配置しておく以外は、先に述べた表皮材を使用しない場合と同様である。
グロス計(BYK-Gardner社製マイクロトリグロス)を用い、JIS Z8741に従い測定角度60°にて測定を行った。測定箇所は図10に示すとおりであり、樹脂供給ゲート部D、Eの近傍にある(k)、(n)および成形体端末部近傍にある(j)、(l)、(p)、(r)を含む(j)〜(r)の9ヶ所について測定した。
色彩色差計(測定径50mm、ミノルタカメラ社製CR210b)を用い、JIS Z8722に従い測定を行った。測定箇所は図10に示すとおりであり、樹脂供給ゲート部D、Eの近傍にある(k)、(n)および成形体端末部近傍にある(j)、(l)、(p)、(r)を含む(j)〜(r)の9ヶ所について測定した。
密閉容器に化学発泡剤マスターバッチ1gを入れ、ガスビュレットと水準管を接続した定量管をこの密閉容器に取り付けて、常温より250℃まで5℃/分の速度で昇温しながら発生ガス量を求めた。
(株)東洋精機製作所製キャピログラフ1Bを使用して、下記条件で測定した。
測定温度:230℃
L/D:40
せん断速度:2430sec-1
JIS K6758に規定された方法に従い測定した。特に断りのない限り、測定温度は230℃、荷重は2.16kgで測定した。
JIS K7112に規定された方法に従い測定した。
射出発泡成形には、樹脂としてAU891E4(住友化学社製 ポリプロピレン系樹脂 MFR=80、ダイスウェル=1.20、比重=0.89)を用い、炭酸水素ナトリウム25重量%、クエン酸25重量%、低密度ポリエチレン50重量%とからなる発泡剤マスターバッチを用い、樹脂100重量部に対し化学発泡剤マスターバッチを2重量部添加した樹脂組成物を用いた。用いた化学発泡剤マスターバッチのガス発生量と温度との関係は図11に示すとおりであり、累積発生ガス量の増加が終了する温度は230℃であった。
図10に示すドアトリム形状の成形体が得られる金型(投影面積0.5m2、ゲート径φ5mm)を用いて射出成形を行った。前記金型の溶融樹脂供給通路は温度制御され、樹脂供給ゲートは開閉機構を備えている。
金型キャビティクリアランスを1.5mmとして、金型を加圧した状態で樹脂供給ゲートDおよびEの2点(ゲートから成形体端末までの最大距離470mm)から金型間に発泡剤を含んだ溶融樹脂の供給を開始し、2.0mmまでキャビティクリアランスを拡大しながら溶融樹脂の供給を完了した。その2秒後に金型キャビティを3.0mmまで拡大し、30sec間冷却を行った後、金型を開放して発泡成形体を取り出した。溶融樹脂の金型間への供給温度は250℃、金型温度は60℃であった。また、溶融樹脂の金型間への供給速度は460cc/sec、射出時間は3.5sec、加圧面圧は10MPaであった。得られた成形体の表面のグロス測定結果を表1に、明度測定結果を表2に示した。得られた発泡成形体の表面にはシルバーストリークがなく、外観良好であった。
溶融樹脂の金型間への供給温度を230℃としたこと以外は実施例1と同様にして射出発泡成形体を得た。得られた成形体の表面のグロス測定結果を表1に、明度測定結果を表2に示した。得られた発泡成形体の表面にはシルバーストリークがなく、外観良好であった。
溶融樹脂の金型間への供給温度を200℃としたこと以外は実施例1と同様にして射出発泡成形体を得た。得られた成形体の表面のグロス測定結果を表1に、明度測定結果を表2に示した。得られた発泡成形体の表面にはシルバーストリークがなく、外観良好であった。
溶融樹脂の金型間への供給速度を800cc/sec(射出時間2.0sec)としたこと以外は実施例2と同様にして射出発泡成形体を得た。得られた成形体の表面のグロス測定結果を表1に、明度測定結果を表2に示した。得られた発泡成形体の表面にはシルバーストリークが発生しており、外観不良であった。
2:スキン層
3:発泡コア層
4:表皮材
5:雌型
6:雄型
7:樹脂供給ゲート
8:溶融樹脂供給通路
9:溶融状ポリプロピレン系樹脂
A〜I:樹脂供給ゲート
a〜r:グロスおよび明度を測定した位置
Claims (7)
- 発泡剤を含んだ溶融状ポリプロピレン系樹脂を、キャビティ面を有する一対の雌雄金型のキャビティ面間に射出することによるポリプロピレン系樹脂製射出発泡成形体の製造方法であって、
前記ポリプロピレン系樹脂を両金型のキャビティ面間に射出するときの射出速度が200cc/秒〜700cc/秒であり、かつ、(キャビティ面間での溶融樹脂の最長流動距離)/(射出時間)が200mm/秒以下であるポリプロピレン系樹脂製射出発泡成形体の製造方法。 - 前記雌雄金型の少なくとも一方の内部には、一端が樹脂供給ゲートとなってキャビティ面に開口している溶融樹脂供給通路が設けられており、溶融状のポリプロピレン系樹脂は、該溶融樹脂供給通路を経由してキャビティ面間に射出される請求項1に記載のポリプロピレン系樹脂製射出発泡成形体の製造方法。
- 溶融樹脂供給通路を有する金型には、該通路内を流れる溶融状のポリプロピレン系樹脂の温度を制御可能な加熱機構が設けられており、該通路の壁部の温度は、該通路中に滞留する、または該通路中を通過する溶融状ポリプロピレン系樹脂の温度をその射出時の温度に保つように制御される請求項2に記載のポリプロピレン系樹脂製射出発泡成形体の製造方法。
- 前記樹脂供給ゲートには、該ゲートを開閉する開閉機構が設けられており、溶融状のポリプロピレン系樹脂をキャビティ面間に射出するときのみに該開閉機構が開かれる請求項2または3に記載のポリプロピレン系樹脂製射出発泡成形体の製造方法。
- 樹脂供給ゲートの開口面積が0.03cm2〜0.5cm2である請求項2〜4のいずれかに記載のポリプロピレン系樹脂製射出発泡成形体の製造方法。
- 発泡剤が化学発泡剤であり、キャビティ面間に供給するときの溶融状ポリプロピレン系樹脂の温度が、前記化学発泡剤を5℃/分の速度で加熱したときに該化学発泡剤の分解が終了する温度以上である請求項1〜5いずれかに記載のポリプロピレン系樹脂製射出発泡成形体の製造方法。
- 溶融状ポリプロピレン系樹脂をキャビティ面間に供給する前に、該キャビティ面間に表皮材を配置する請求項1〜6いずれかに記載のポリプロピレン系樹脂製射出発泡成形体の製造方法。
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