JP4842580B2 - 熱可塑性樹脂中空発泡ブロー成形体 - Google Patents

Description

本発明は、発泡層の厚みの均一性に優れる熱可塑性樹脂中空発泡ブロー成形体に関する。

従来、発泡ブロー成形により発泡層を有する中空発泡ブロー成形体を製造することが行われてきた。該発泡ブロー成形体の製造方法としては、種々の方法が提案されているが、例えば押出機により物理発泡剤と基材樹脂とを溶融混練し、これをダイより押出して筒状の発泡パリソンを形成し、この発泡パリソンを金型で挟み込んで成形する方法が行われている。例えば特許文献１、特許文献２等に記載されている方法が知られている。

このようにして得られた中空発泡ブロー成形体は軽量性、断熱性、防音性等に優れていることから、例えば、容器、ダクト、自動車部品や電化製品部品等に利用可能である。特に、オレフィン系樹脂からなる中空発泡ブロー成形体は柔軟性と共に、強度に優れていることから電化製品部材等に使用され、その中でもポリプロピレン系樹脂からなる中空発泡ブロー成形体は、耐熱性、剛性にも優れていることから自動車の空調ダクトに使用されることが期待されている。

しかしながら、従来の発泡ブロー成形には製品厚み精度が低いという大きな問題があった。この厚み精度の問題は、中空発泡成形体の強度等の物性ばらつきの原因となるので、解決しなければならない課題である。特にダクトのような内部に加熱、或いは冷却された気体が流動するような製品の場合、厚み精度の低下が部分的な断熱性低下を招き結露の発生等の課題が生ずるので、厚み精度を良くしなければ実用に耐えるものとはならない。特に、折れ曲がっている形状の中空発泡ブロー成形体（具体的には、対向する「く」の字または「コ」の字形状の喰い切り部を有する中空発泡ブロー成形体、または対向する喰い切り部と直交する断面形状が、「く」の字または「コ」の字形状の中空発泡ブロー成形体）の場合、成形体の折れ曲がり部の内側と外側における厚みのばらつきがより顕著であった。対向する「く」の字形状の喰い切り部を有する中空発泡ブロー成形体の一例を図１（ａ）に、対向する「コ」の字形状の喰い切り部を有する中空発泡ブロー成形体の一例を図１（ｂ）に、対向する喰い切り部と直交する断面形状が「く」の字形状の中空発泡ブロー成形体の一例を図１（ｃ）に、対向する喰い切り部と直交する断面形状が「コ」の字形状の中空発泡ブロー成形体の一例を図１（ｄ）に示す。

このように、従来の熱可塑性樹脂中空発泡ブロー成形体は厚みの均一性が悪く、特殊な形状になるほど、薄肉で厚みの均一性の高い成形体を得ることが難しくなるという欠点を有していた。

国際公開ＷＯ９９／２８１１１号公報 特開２００４−１２２４８８号公報

本発明は、前記従来の問題点に鑑み、厚みの均一性に優れる熱可塑性樹脂中空発泡ブロー成形体を提供することを目的とする。

本発明によれば、以下に示す熱可塑性樹脂中空発泡ブロー成形体、熱可塑性樹脂中空発泡ブロー成形体の製造方法が提供される。
〔１〕 物理発泡剤を含有する発泡性熱可塑性樹脂溶融物をダイから押し出して形成される、押出方向に直交する断面のパリソン厚みに偏りがあり熱可塑性樹脂発泡層を有する軟化状態の発泡パリソンをブロー形成して得られる、熱可塑性樹脂発泡体からなる中空発泡ブロー成形体において、該発泡ブロー成形体が対向する「く」の字または「コ」の字形状の喰い切り部を有し、且つ該「く」の字または「コ」の字形状の屈曲部の厚みの変動係数Ｃｖが１５％以下であると共に、該屈曲部の平均厚みが１〜３ｍｍであり、該発泡ブロー成形体の見掛け密度が０．１〜０．６ｇ／ｃｍ^３であることを特徴とする熱可塑性樹脂中空発泡ブロー成形体。
〔２〕 該対向する「く」の字または「コ」の字形状の喰い切り部と直交する断面形状が、喰い切り部の対向する各点同士を結ぶ仮想線を長手方向とする偏平形状であることを特徴とする前記〔１〕に記載の熱可塑性樹脂中空発泡ブロー成形体。
〔３〕 物理発泡剤を含有する発泡性熱可塑性樹脂溶融物をダイから押し出して形成される、押出方向に直交する断面のパリソン厚みに偏りがあり熱可塑性樹脂発泡層を有する軟化状態の発泡パリソンをブロー形成して得られる、熱可塑性樹脂発泡体からなる中空発泡ブロー成形体において、該発泡ブロー成形体が対向する喰い切り部を有し、該対向する喰い切り部と直交する断面形状が、「く」の字または「コ」の字形状であり、且つ該「く」の字または「コ」の字形状の屈曲部の厚みの変動係数Ｃｖが１５％以下であると共に、該屈曲部の平均厚みが１〜３ｍｍであり、該発泡ブロー成形体の見掛け密度が０．１〜０．６ｇ／ｃｍ^３であることを特徴とする熱可塑性樹脂中空発泡ブロー成形体。
〔４〕 該熱可塑性樹脂がポリオレフィン系樹脂であることを特徴とする前記〔１〕〜〔３〕のいずれかに記載の熱可塑性樹脂中空発泡ブロー成形体。
〔５〕 該熱可塑性樹脂発泡体からなる中空発泡ブロー成形体が、発泡層の外側表面及び／又は内側表面に非発泡熱可塑性樹脂層を有するものであることを特徴とする前記〔１〕〜〔４〕のいずれかに記載の熱可塑性樹脂中空発泡ブロー成形体。

本発明請求項１、３に係わる発明の中空発泡ブロー成形体は、特定の屈曲部を有する形状でありながら、該屈曲部の厚みの均一性に優れ、更に曲げ強度、圧縮強度などの機械的物性、軽量性、断熱性にも優れることから、容器、ダクト、自動車部品や電化製品部品等に好ましく利用され、特に、自動車の空調ダクトに好適に使用される。
本発明請求項２に係わる発明の中空発泡ブロー成形体は、対向する喰い切り部と直交する断面形状が、偏平形状であることから、厚みが不均一になり易い形状であるにもかかわらず、厚みの均一性に優れるものである。
本発明請求項４に係わる発明の中空発泡ブロー成形体は、ポリオレフィン系樹脂からなるので、請求項１〜３の効果に加えて、柔軟性に優れるものである。
本発明請求項５に係わる発明の中空発泡ブロー成形体は、発泡層の外側表面及び／又は内側表面に非発泡熱可塑性樹脂層を有するものであることから、非発泡熱可塑性樹脂層の特性を選択することにより、強度に優れるもの、外観に優れるもの、抗菌性や消臭性等の付加的機能を有するものとなる。

以下、本発明の中空発泡ブロー成形体及びその製造方法について詳細に説明する。
本発明の中空発泡ブロー成形体（以下、単に「中空発泡成形体」「成形体」ともいう。）は、発泡ブロー成形により製造されたものであり、折れ曲った形状を有する成形体である。かかる中空発泡成形体は公知であるが、従来のものは厚みが不均一であった。次に、折れ曲がっている形状の中空発泡ブロー成形体を代表して、対向する「く」の字形状の喰い切り部を有する中空発泡ブロー成形体を例に、図１６、図１７を用いて従来の中空発泡ブロー成形体の折れ曲がり部の内側と外側における厚みのばらつきが顕著になる理由について説明する。

折れ曲がっている形状の中空成形体の形成は、図１６に示すように、凹部を形成する金型２４ａ（以下、単に凹型２４ａともいう。）と凸部を形成する金型２４ｂ（以下、単に凸型２４ｂともいう。）からなる分割形式の金型２４を用い、発泡パリソン２２を凸型２４ｂと凹型２４ａ間に配置し、凸型２４ｂと凹型２４ａを閉鎖することにより発泡パリソン２２を金型２４に挟み込み、発泡パリソン２２の内側に気体吹き込み口２５から発泡層の気泡を破壊しない程度の加圧気体（通常は、空気）を吹き込んで、発泡パリソン２２を中空状に成形することにより行われる。

ところが、軟化状態の発泡パリソン２２を金型２４で挟み込む際、金型２４が閉じられるにつれて、図１７に示すように、発泡パリソン２２は凹型２４ａに対してはその金型喰い切り部２７ａ、２７ｃ周辺と最初に接触して、金型喰い切り部２７ａ、２７ｃ周辺が冷却される。これに対して、上下の金型喰い切り部２７ａ、２７ｃの間の発泡パリソンの部分２２ａは金型２４に接触しないので冷却されない。
同時に、発泡パリソン２２は凸型２４ｂに対してはその最先端部２６ｂ周辺次いでその金型喰い切り部２７ｂ、２７ｄ周辺と順に接触して、最先端部２６ｂ周辺と金型喰い切り部２７ｂ、２７ｄ周辺は冷却されるが、上の金型喰い切り部２７ｂと最先端部２６ｂ周辺との間の発泡パリソンの部分２２ｂ、最先端部２６ｂ周辺と下の金型喰い切り部２７ｄ周辺のとの間の発泡パリソンの部分２２ｃは金型２４に接触しないので冷却されない。

その後、金型２４は完全に閉じられ、発泡パリソン２２は、吹き込み気体圧力により拡張されて金型の内面形状に成形される。このとき、発泡パリソンの部分２２ａ、２２ｂ、２２ｃは軟化状態にあるので引伸ばされて薄くなり、特に凹型の最深部２６ａまで引伸ばされる発泡パリソンの部分２２ａが最も引伸ばされて激しく薄肉化され、得られる成形体の厚みが不均一になる。
尚、図１６は発泡パリソンを金型間に配置し、金型を閉じる前の説明図、図１７は発泡パリソンを金型間に配置し、金型を閉じる途中の説明図である。

これに対し、本発明の特定形状の屈曲部を有する中空発泡成形体は、後述するように、該屈曲部の厚みが均一であり、従来は存在しなかったものである。

本発明の中空発泡ブロー成形体の形状には、二つの態様がある。その第一の態様の成形体（１）は、対向する「く」の字または「コ」の字形状の喰い切り部を有する中空発泡ブロー成形体である。 第二の態様の成形体（２）は、対向する喰い切り部を有し、該対向する喰い切り部と直交する断面形状が、「く」の字または「コ」の字形状の中空発泡ブロー成形体である。但し、一の発泡成形体が、対向する「く」の字または「コ」の字形状の喰い切り部を有すると同時に、他の対向する喰い切り部を有し、該対向する喰い切り部と直交する断面形状が、「く」の字または「コ」の字形状であることも成立ち、この第三の態様の中空発泡ブロー成形体も本発明の範囲に含まれる。更に、本発明の中空発泡ブロー成形体には、前記「く」の字または「コ」の字形状の部分を一部に有するものも含まれる。
このような喰い切り部を有する中空発泡成形体の発泡ブロー成形は難しく、均一な厚みのものを得ることは容易ではないが、本発明の中空発泡成形体は後述するとおり均一な厚みを有するものである。

次に、前記第一の態様の成形体（１）について説明する。
第一の態様の中空発泡成形体には、対向する「く」の字形状の喰い切り部を有するものと、対向する「コ」の字形状の喰い切り部を有するものの２種類がある。
図２を用いて、対向する「く」の字形状の喰い切り部を有する中空発泡成形体について説明し、図３を用いて、対向する「コ」の字形状の喰い切り部を有する中空発泡成形体について説明する。

図２は、対向する「く」の字形状の喰い切り部を有する中空発泡成形体の一例を示す図面であり、 図２において（ａ）は正面図、同（ｂ）は側面図、同（ｃ）は平面図、同（ｄ）は同（ａ）のＩＩ−ＩＩに沿う断面図である。
図２中、１は中空発泡成形体を、２ａ、２ｂは「く」の字形状の喰い切り部を、７ａ、７ｂは開口部を、８は中空部をそれぞれ示す。但し、図２（ｂ）には喰い切り部２ａのみが図示されており、喰い切り部２ｂは図示されていない。喰い切り部２ｂは図２（ｂ）に現れている側面に対向する側面に形成されている。

該対向する「く」の字形状の喰い切り部を有する中空ブロー成形体においては、対向する喰い切り部２ａ、２ｂと直交する断面形状が、対向する喰い切り部２ａと喰い切り部２ｂとを結ぶ仮想線を長手方向とする図２に示すような偏平形状であることが好ましい。但し、該長手方向は偏平形状断面の正確な長手方向と完全に一致していなくても、凡そ一致していればよい。
このような中空ブロー成形体は、従来技術では均一な厚みに成形することは困難であったが、本発明の成形体は、均一な厚みを有することから、容器、ダクト、自動車部品や電化製品部品等に好ましく利用され、特に、薄く形成されたものは自動車の空調ダクトに好適に使用される。
尚、対向する喰い切り部３ａと喰い切り部３ｂとを結ぶ仮想線Ａ−Ａの一例を図２（ａ）（ｃ）（ｄ）に示す。但し、仮想線は図２（ａ）（ｃ）（ｄ）に示す部分に引かれるものに限られず、対向する喰い切り部２ａ、２ｂと直交する各断面において引くことができるものである。

図３は、対向する「コ」の字形状の喰い切り部を有する中空発泡成形体の一例を示す図面であり、 図３において（ａ）は正面図、同（ｂ）は側面図、同（ｃ）は平面図、同（ｄ）は同（ａ）のIII−IIIに沿う断面図である。図３中、３ａ、３ｂは「コ」の字形状の喰い切り部を示し、それ以外の符号は図２と同じ事柄を意味する。但し、図３（ｂ）には喰い切り部３ａのみが図示されており、喰い切り部３ｂは図示されていない。喰い切り部３ｂは図２（ｂ）に現れている側面に対向する側面に形成されている。

該対向する「コ」の字形状の喰い切り部を有する中空ブロー成形体においても、前記「く」の字形状の場合と同様に、対向する喰い切り部３ａ、３ｂと直交する断面形状が、対向する喰い切り部３ａと喰い切り部３ｂとを結ぶ仮想線を長手方向とする偏平形状であることが好ましい。このような、偏平形状を有する中空ブロー成形体も、従来技術では均一な厚みに成形することは困難であったが、本発明の成形体は、均一な厚みを有するものである。
対向する喰い切り部３ａと喰い切り部３ｂとを結ぶ仮想線Ｂ−Ｂの一例を図３（ａ）（ｄ）に示す。但し、仮想線は図３（ａ）（ｄ）に示す部分に引かれるものに限られず、対向する喰い切り部３ａ、３ｂと直交する断面において引くことができるものである。

次に、第二の態様の中空発泡成形体（２）について説明する。第二の態様の成形体には、対向する喰い切り部と直交する断面形状が「く」の字形状のものと、「コ」の字形状のものの２種類がある。
図４を用いて、対向する喰い切り部と直交する断面形状が「く」の字形状の中空発泡成形体について説明し、図５を用いて、対向する喰い切り部と直交する断面形状が「コ」の字形状の中空発泡成形体について説明する。

図４は、対向する喰い切り部と直交する断面形状が、「く」の字状の中空発泡成形体の一例を示す図面であり、 図４において（ａ）は正面図、同（ｂ）は側面図、同（ｃ）は平面図である。
図４中、４ａ、４ｂは喰い切り部と直交する「く」の字状の断面を、６ａ、６ｂはそれぞれ対向する喰い切り部を示し、それ以外の符号は図２と同じ事柄を意味する。ここで、「く」の字状の断面４ａ、４ｂは、それぞれ開口部７ａ、７ｂでもある。但し、図４（ｂ）には「く」の字状の断面４ａのみが図示されており、「く」の字状の断面４ｂは図示されていない。「く」の字状の断面４ｂは図４（ｂ）に現れている側面に対向する側面に形成されている。

図５は、対向する喰い切り部と直交する断面形状が、「コ」の字状の中空発泡成形体の一例を示す図面であり、 図５において（ａ）は正面図、同（ｂ）は側面図、同（ｃ）は平面図である。図５中、５ａ、５ｂは喰い切り部と直交する「コ」の字状の断面を、６ａ、６ｂはそれぞれ対向する喰い切り部を示し、それ以外の符号は図２と同じ事柄を意味する。ここで、「コ」の字状の断面５ａ、５ｂは、それぞれ開口部７ａ、７ｂでもある。但し、図５（ｂ）には「コ」の字状の断面５ａのみが図示されており、「コ」の字状の断面５ｂは図示されていない。「コ」の字状の断面５ｂは図５（ｂ）に現れている側面に対向する側面に形成されている。

本明細書において、「く」の字形状とは、図６（ａ）に示すように、「く」の字を構成する二本の直線１１ａ、１１ｂの長さが異なるもの、同（ｂ）に示すように、曲線１３ａと曲線１３ｂで「く」の字が構成されるもの、同（ｃ）に示すように、複数の直線から「く」の字が構成されるもの、これらの要素が複合したもの、複数の「く」の字からなるものを含む。また、「く」の字の屈曲部１４の角度αは７０〜１６０度、更に９０〜１２０度であることが好ましい。 尚、図６（ａ）（ｂ）（ｃ）は、本発明における「く」の字形状の説明図である。

本明細書において、「コ」の字形状は、図７（ａ）に示すように、「コ」の字を構成する三本の直線１５ａ、１５ｂ、１５ｃの長さが異なるもの、同（ｂ）に示すように、曲線１７ａ、１７ｂ、１７ｃで「コ」の字が構成されるもの、同（ｃ）に示すように、複数の直線からなるもの、これらの要素が複合したもの、複数の「コ」の字からなるものを含む。また、「コ」の字の屈曲部１８ａの角度β１、屈曲部１８ｂの角度β２は共に９０〜１６０度、更に９０〜１２０度であることが好ましい。
尚、図７（ａ）（ｂ）（ｃ）は、本発明における「コ」の字形状の説明図である。

本明細書において、上記屈曲部の角度α、β１、β２は、図６、７に示す中空発泡成形体の屈曲部垂直断面において、中空発泡成形体の内面の屈曲部を起点として、該起点から２ｃｍの距離に位置する中空発泡成形体内面上の２点における各々の接線が交差する中空部側の角度を意味する。

本発明の中空発泡成形体においては、「く」の字または「コ」の字形状の屈曲部の厚みの変動係数Ｃｖが１５％以下であり、該屈曲部の厚みの平均値は１．０〜３ｍｍである。
該厚みの変動係数Ｃｖが大きすぎると、圧縮強度や曲げ強度などの機械的強度や断熱性が部分ごとに不均一になる。なお、変動係数Ｃｖの下限は、０である。
尚、屈曲部の厚みの変動係数Ｃｖが１５％以下の成形体においては、成形体全体の厚みの変動係数Ｃｖも１５％以下である。これは、厚みの変動が最も激しいのが屈曲部の周縁であることによるものである。更に、該変動係数Ｃｖが１５％以下の成形体の場合、屈曲部の平均厚みは、成形体の平均厚みと殆ど同じである。

前記屈曲部の平均厚みは、機械的強度、断熱性、軽量性の観点から、１〜３ｍｍである。

本明細書における屈曲部の平均厚みの測定は、発泡中空成形体の屈曲部（「く」の字形状、又は「コ」の字形状の屈曲部の垂直断面の周方向に沿って等間隔に８箇所の厚みの測定を行い、得られた８箇の測定値の算術平均を屈曲部ごとに求め、屈曲部の平均厚みとする。従って、屈曲部が複数存在する場合には、各々の屈曲部の平均厚みが上記範囲内であることが好ましい。また、上記の厚み測定にて求められる屈曲部の厚みの最大値及び最小値を夫々屈曲部の最大厚み及び最小厚みとする。

本明細書における屈曲部の厚みの変動係数Ｃｖとは、各々の屈曲部の厚みの標準偏差（ｍｍ）を屈曲部の厚みの平均値（ｍｍ）で割った百分率の値をいい、平均値からのばらつき度合を表す指標である。従って、「コ」の字形状のものの場合は、「コ」の字形状を形成する二箇所以上の屈曲部の各々について変動係数Ｃｖを求めるものとし、各々の変動係数Ｃｖが１５％以下でなければならない。
なお、屈曲部の厚みの標準偏差Ｖは次式（１）により求めるものとする。
Ｖ＝｛Σ（Ｔ_ｉ−Ｔ_ａｖ）^２／（ｎ−１）｝^１／２ （１）
（１）式においてＴ_ｉは前記個々の厚みの測定値（ｍｍ）を、Ｔ_ａｖは前記厚みの平均値（ｍｍ）を、ｎは測定数（具体的には８である）をそれぞれ表し、Σは個々の測定値について計算した（Ｔ_ｉ−Ｔ_ａｖ）^２を全て足し算することを示す。
変動係数Ｃｖは（１）式を用い、下記（２）式によって求められる。
Ｃｖ（％）＝Ｖ／Ｔ_ａｖ×１００ （２）

本発明の中空発泡ブロー成形体を構成する熱可塑性樹脂は、ポリオレフィン系樹脂が好ましい。該ポリオレフィン系樹脂は、オレフィン成分構造単位が５０モル％以上存在するもの、好ましくは６０モル％以上、より好ましくは８０〜１００モル％存在するものである。例えば、オレフィンの単独重合体、オレフィン同士の共重合体、オレフィン成分とその他のオレフィンと共重合可能な重合性モノマー成分との共重合体のうち前記オレフィン成分構造単位存在量の条件を満足するもの、オレフィン重合体と他の重合体との混合物のうち前記オレフィン成分構造単位存在量の条件を満足するものが挙げられる。具体的には、高密度ポリエチレン樹脂、低密度ポリエチレン樹脂、直鎖状低密度ポリエチレン樹脂等のポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン単独重合体、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−ブテン共重合体等のポリプロピレン系樹脂等が挙げられる。また、オレフィン重合体と混合される他の重合体としては、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体等の熱可塑性エラストマー、エチレン−プロピレンゴム、ポリスチレン系樹脂等が挙げられる。

前記のポリオレフィン系樹脂の中でも、耐熱性、強度等の機械的物性の観点から、高密度ポリエチレン樹脂やポリプロピレン系樹脂を少なくとも５０重量％以上含むポリオレフィン系樹脂が好ましい。

本発明の中空発泡ブロー成形体は発泡層のみからなるものであっても良ければ、発泡層の外側表面及び／又は内側表面に非発泡熱可塑性樹脂層（以下、単に樹脂層ともいう。）を有するものであっても良い。樹脂層が設けられた中空発泡成形体は強度において優れたものとなり、少なくとも発泡層の外側に非発泡樹脂層が設けられることにより外観においても優れたものとなる。更に、該樹脂層として機能性の樹脂層を設けることにより抗菌性、消臭性等の付加的機能を成形体に兼備させることが容易になる。
なお、中空発泡成形体の樹脂層の厚みは、成形性、軽量性等の観点から、好ましくは０．０１〜１．０ｍｍ、より好ましくは０．０５〜０．５ｍｍである。

前記の非発泡熱可塑性樹脂層を形成する樹脂としては、発泡層を形成する樹脂と同様の樹脂を使用することができる。それ以外にも、本発明の目的を阻害しない範囲内で、他の樹脂を使用することもできる。そのような樹脂としては、例えば、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリカーボネート系樹脂等が例示される。なお、樹脂層を構成する樹脂が、発泡層を構成する樹脂との接着性が低いものの場合には、当然のことながら両者の間に接着層を設ける方法等、従来公知の接着手段により両者を積層接着することができる。

本発明の発泡成形体の見掛け密度は、厚みの均一性、機械的強度、軽量性、断熱性等の観点から、０．６〜０．１ｇ／ｃｍ^３であり、特に０．５〜０．１ｇ／ｃｍ^３が好ましい。

前記成形体を構成する発泡層の見掛け密度は、中空発泡成形体の貫通方向中央部分及び貫通方向両端付近のそれぞれの部分について周方向に等間隔に３箇所から発泡層からなる試験片を切り取り、各々の試験片９個所の見掛け密度の算術平均値を見掛け密度とする。見掛け密度は試験片の重量（ｇ）を試験片の体積（ｃｍ³）で除した値である。尚、成形体が樹脂層を有する場合には、樹脂層を剥がして発泡層のみについて見掛け密度を測定する。

次に、本発明の中空発泡ブロー成形体の製造方法について説明する。該方法によれば、前記本発明の中空発泡ブロー成形体を容易に得ることができる。以下、本発明方法につき、前記「く」の字形状の中空発泡成形体を製造する場合を例として説明する。但し、本発明方法はこれに限定されるものではない。
本発明方法においては、図８に示すように、押出機（図示しない）内で熱可塑性樹脂と物理発泡剤とを混練して得られる発泡性熱可塑性樹脂溶融物を環状ダイ２３から低圧域に押出して軟化状態の発泡パリソン２２を形成し、軟化状態にある発泡パリソン２２を所望形状の、凹型２４ａと凸型２４ｂとからなる分割形式の金型２４内に配置し、金型２４を閉鎖することにより発泡パリソン２２を金型２４に挟み込み、発泡パリソン２２の内側に気体吹き込み口２５から発泡パリソン２２の気泡を破壊しない程度の加圧気体（通常は、空気）を吹き込んで、発泡パリソン２２を所望される中空状に成形し、冷却し、金型から取り出すことにより、中空発泡成形体が得られる。

尚、図８は本発明の製造方法において、発泡パリソンを押出して金型間に配置した状態の一例を示す説明図であり、図８中、２２は発泡パリソン、２３はダイを、２４は金型を、２４ａは凹型の金型（以下、単に凹型ともいう。）を、２４ｂは凸型の金型（以下、単に凸型ともいう。）を、２７ａ、２７ｃはそれぞれ凹型の上下の金型喰い切り部を、２７ｂ、２７ｄはそれぞれ凸型の上下の金型喰い切り部を、２６ａは凹型の最深部を、２６ｂは凸型の最先端部を、２５は気体吹き込み口を、３６は発泡パリソン２２の外側表面を、３７は金型２４の内面を、３８はバリ逃げ部それぞれ示す。但し、図８は本発明の製造方法の一例を概念的に示す説明図であり、本発明の製造方法は図示するものには限られない。

このように、発泡パリソンを用いて中空発泡ブロー成形体を製造することは従来公知の技術であるが、本発明方法は、発泡パリソンの押出方向に直交する断面のパリソン厚みが偏ることにより、高厚み部分と低厚み部分とが形成されている発泡パリソンを使用し、該発泡パリソンの高厚み部分と凹型の金型の深部とを一致させて金型間に挟み込んで成形することにより、均一な厚みの中空発泡ブロー成形体を得ることを特徴とする。

本発明方法では、発泡パリソン２２の押出方向に直交する断面のパリソン厚みに偏りがある発泡パリソン、即ち、高厚み部分と低厚み部分とが形成された発泡パリソンを用いる。図９に、発泡パリソンの押出方向に直交する断面の一例を示す。尚、図９は図８のVIII−VIII線に沿う断面図であり、図９中、２８は高厚み部分を、２９は低厚み部分をそれぞれ示す。
尚、発泡パリソンの押出方向とは、環状ダイを通して押出された発泡パリソンが進む方向をいい、パリソン２２が真下に向かって押出された場合、パリソン２２は重力の作用で環状ダイ２３の真下に向かって進むので、地表に対する鉛直方向が押出方向となる。

本発明では、図８、図９に示すように、発泡パリソンの高厚み部分２８と凹型の金型の深部２６ａとを一致させ、一方発泡パリソンの低厚み部分２９と凸型の先端部２６ｂとを一致させて金型間に挟み込んで、金型２４を閉鎖する。即ち、発泡パリソンの高厚み部分２８を凹型の深部２６ａと向き合わせて、同時に発泡パリソンの低厚み部分２９を凸型の先端部２６ｂに向き合わせて、発泡パリソン２２を凹型２４ａと凸型２４ｂの間に配置してから、金型２４を閉じて発泡パリソン２２を金型２４に挟み込む。

このように発泡パリソン２２を配置して金型２４を閉じると、金型２４が閉じられるにつれて、図１０に示すように、発泡パリソン２２は凹型２４ａに対してはその金型喰い切り部２７ａ、２７ｃ周辺と最初に接触して、金型喰い切り部２７ａ、２７ｃ周辺が冷却される。これに対して、上下の金型喰い切り部２７ａ、２７ｃの間の発泡パリソンの部分２２ａは金型２４に接触しないので冷却されない。
同時に、発泡パリソン２２は凸型２４ｂに対してはその先端部２６ｂ周辺及びその金型喰い切り部２７ｂ、２７ｄ周辺と最初に接触して、先端部２６ｂ周辺と金型喰い切り部２７ｂ、２７ｄ周辺は冷却されるが、上の金型喰い切り部２７ｂと先端部２６ｂ周辺との間の発泡パリソンの部分２２ｂ、先端部２６ｂ周辺と下の金型喰い切り部２７ｄ周辺のとの間の発泡パリソンの部分２２ｃは金型２４に接触しないので冷却されない。
尚、図１０は、金型を閉じる際に発泡パリソンと金型が接触する様子を示す説明図である。

その後、図１１に示すように、金型２４は完全に閉じられ、発泡パリソン２２は、パリソン内部圧力と吹き込みエアー圧力（更に、発泡パリソン２２の外側表面３６と金型２４の内面３７との間を減圧しても良い。）により拡張されて金型の形状に成形される。このとき、従来の成形方法では、発泡パリソンの部分２２ａ、２２ｂ、２２ｃは軟化状態にあるので引伸ばされて薄くなり、特に伸長距離が長い発泡パリソンの部分２２ａが強く引伸ばされ、激しく薄肉化されていた。しかし、本発明方法においては、金型喰い切り部２７ａと金型喰い切り部２７ｃとの間の発泡パリソンの部分２２ａが高厚み部分として成形されているので、強く引伸ばされても激しく薄肉化することがない。従って、中空発泡成形体全体の厚み、特に「く」の字または「コ」の字形状の屈曲部の厚みが均一化される。
尚、図１１は、金型を閉じてから発泡パリソンを拡張する様子を示す説明図である。

尚、発泡パリソンの押出方向の厚みの均一化は、環状ダイのダイリップクリアランスを制御することにより達成される。

上記本発明方法においては、前述したようにパリソン厚みが高厚み部分と低厚み部分とが形成された発泡パリソンを用いて中空発泡成形体の厚みの均一化が達成されるが、このような発泡パリソンは、例えば、図１２に示すように、ダイコア３１を偏芯させることによりダイリップクリアランス３２の間隔が偏った環状ダイ２３を用いることにより効率良く形成することができる。この環状ダイのダイリップクリアランス３２の最大値Ｃｍａｘはダイリップクリアランスの最小値Ｃｍｉｎの１．５〜５．０倍が好ましく、１．５〜３．５倍がより好ましい。ダイリップクリアランスの最大値Ｃｍａｘと最小値Ｃｍｉｎとの関係が上記範囲内であることにより、得られる中空発泡成形体の形状安定性が向上し、また本発明の所期の目的効果においても優れたものとなる。
尚、図１２（ａ）は環状ダイの先端部分の正面図、同（ｂ）は底面図、同（ｃ）は（ａ）のＣ部の部分拡大断面図である。

本明細書におけるダイリップクリアランスは、次のように測定するものとする。
発泡パリソンを形成することとなる溶融樹脂は、図１２（ｃ）に示すように、ダイリング３３とダイコア３１とで形成される流路３４（環状スリット）を通って押出される。本明細書におけるダイリップクリアランスは、流路の外側の先端を構成するダイリング先端部分３５から、流路の内側を構成するダイコア３１に向かって垂線ｌを引き、この垂線ｌの長さをダイリップクリアランスとする。従って、図１２の偏芯ダイコアを有する環状ダイにおいては、Ｃｍａｘ及びＣｍｉｎの値は、図１２（ｂ）のＣｍａｘの測定位置及びＣｍｉｎの測定位置における各々の該垂線ｌの長さとなる。尚、図中３６は溶融樹脂の流路であり、溶融樹脂は流路３６を通って流路３４に流れ込む。

本発明方法においては、押出機とダイ２３との間に、またはダイ２３内にアキュムレーターを配置することが好ましい。
また、金型２４に減圧用配管（図示しない）を設けた金型を使用すれば、減圧しながら成形することにより発泡パリソン２２の外側表面３６と金型２４の内面３７とを充分に密着させることにより、金型形状を良好に反映した中空発泡成形体を得ることができ、成形体の外観も良好なものとなる。

また、発泡パリソン２２を金型２４内に配置し、金型２４の閉鎖に先立って、発泡パリソン２２の内側に気体吹き込み口２５から発泡パリソン２２の気泡を破壊しない程度にブローエアーを吹き込んで、発泡パリソン２２の最大幅が中空発泡成形体の最大幅の０．７〜１．５倍、更に０．８〜１．５倍、特に０．８５〜１．３倍（以下、発泡パリソンの最大幅／中空発泡成形体の最大幅の値を拡幅率ともいう。）となるように発泡パリソン２２を拡幅することが好ましい。このことにより、発泡パリソンがブロー成形時に過度に伸ばされて発泡中空成形体の厚さの偏肉が発生してしまうこと、或いは金型凹部に対する発泡パリソンの曲率半径が大きくなりすぎて、型締め後のブロー成形時に発泡中空成形体の厚さの偏肉が発生してしまうことを防ぐことができ、得られる発泡中空成形体は厚みの均一性が更に優れたものとなる。
尚、発泡パリソンの拡幅するに際し、発泡パリソンの下部をピンチすることにより潰してもよい。このようにすると、発泡パリソンの拡幅が容易になる。

前記発泡パリソンの最大幅とは、図１３に示すように、発泡パリソンの押出方向に対して直交する方向の、発泡パリソン断面の外径の内の最大外径（Ｗ２）をいう。発泡中空成形体の最大幅とは、図１４（ａ）、（ｂ）に示すように、成形体押出方向に対して直交する方向の、成形体の左端と右端との幅の内の最大幅（Ｗ３）をいい、通常、発泡中空成形体を成形する金型が閉じられた状態の金型成形室における、発泡パリソン侵入方向に対して直交する方向の、該成形室の左端と右端との間隔の内の最大間隔に相当する幅をいう。
尚、図１３は発泡パリソンの最大幅を説明する図面であり、図１４（ａ）（ｂ）は発泡中空成形体の最大幅を説明する図面である。図中、２３はダイ、２２は発泡パリソン、１は発泡中空成形体をそれぞれ示す。

本発明においては更に、環状ダイから押出された軟化状態の発泡パリソンの押出方向の下流側端部をクランプして発泡パリソンを押出方向に可能な範囲において延伸し、且つ前記の通りに発泡パリソンの最大幅が発泡中空成形体の最大幅の０．７〜１．５倍になるように拡幅し、その後型締めを行い、発泡パリソン内に空気等の加圧気体を吹き込んで成形することにより、より一層均一な厚さを有する発泡中空成形体を得ることが好ましい。

また、本発明においては、発泡パリソンの内部最大圧力が０．０１〜０．２０ＭＰａ（Ｇ）の範囲内の状態にて金型間に配置され型締めを行うことが好ましい。このことにより、得られる発泡中空成形体の偏肉性低減効果が更に高まる。この観点から、該内部最大圧力は、０．０３〜０．１５ＭＰａ（Ｇ）、更に０．０４〜０．１２ＭＰａ（Ｇ）、特に０．０５〜０．１０ＭＰａ（Ｇ）の範囲内にて型締めを行うことが好ましい。

なお、本発明において、発泡パリソンの最大幅および発泡パリソンの内部最大圧力の調整は、パリソン内側に吹き込む加圧気体の圧力により調整できる。また、内部最大圧力は、パリソン内部に加圧気体を吹き込むノズルに圧力計を付設する等の方法によりゲージ圧として測定される。

本発明においては、上記のように発泡パリソンを金型内に配置して発泡パリソンの内部最大圧力が０．０１〜０．２０ＭＰａ（Ｇ）の範囲内にて金型の閉鎖を完了し、さらに上記の発泡パリソンの内部最大圧力よりも高圧の空気などの気体を圧入する場合、この際に圧入される気体の圧力は、概ね０．０５〜０．５０ＭＰａ（Ｇ）、好ましくは０．２０〜０．４０ＭＰａ（Ｇ）であり、非発泡樹脂のブロー成形に比べて遥かに低い値である。

本発明方法において、発泡層のみからなる発泡パリソンを用いて発泡層のみからなる中空発泡成形体を得ることもできれば、発泡層の外側表面及び／又は内側表面に非発泡熱可塑性樹脂層を有する発泡パリソンを用いて、多層構造の中空発泡成形体を得ることもできる。
なお、多層の発泡パリソンを用いる場合、非発泡熱可塑性樹脂層の厚みは、０．０１〜１．０ｍｍに形成することが好ましく、０．０２〜０．５ｍｍに形成することがより好ましい。

本発明方法においては、以上説明したように、発泡パリソンを金型に挟み込んで、所望の形状に形成してから、冷却し、金型から取り出せば中空発泡成形体を得ることができる。但し、金型から取り出された成形体は、通常、内部は中空状であるが、開口部は未だ形成されておらず、気体吹き込み口の跡以外は成形体の全ての面は塞がれた状態である。従って、図３に示す中空発泡成形体を得るには、得られた成形体の一部を切断して開口部が形成される。
以下、金型から取り出された中空状の発泡成形体から中空発泡ブロー成形体を製造する方法につき、「く」の字形状の成形体を例にとって説明する。但し、本発明方法は「く」の字形状の成形体に限定されるものではない。

全体が「く」の字形状の金型から取り出されたままの状態の気体吹き込み口の跡（図示せず）以外は成形体の全ての面は塞がれた状態の成形体の一例を図１５に斜視図として示す。
図１５に示される「く」の字形状の中空状の発泡成形体４１は、くの字状の対向する側面４２、４３と、くの字状の側面４２と側面４３の両端部同士を結ぶ上方の長方形の面４４と下方の長方形の面４５と、くの字状に折れ曲がった、内側の面４６と外側の面４７とからなる。更に、くの字状の二つの側面４２、側面４３の各々には「く」の形状の喰い切り部２ａ、２ｂが形成され、上方の長方形の面４４の外側の長辺には、直線状の喰い切り部６ａが形成され、下方の長方形の面４５の外側の長辺には、直線状の喰い切り部６ｂが形成され、喰い切り部２ａ、６ａ、２ｂ、６ｂはその端部同士が繋がっている。
なお、図１５に示す発泡成形体４１においては、すでにバリが切断されているが、喰い切り部にバリが付着したままの状態で中空状の発泡成形体を金型から取出してもよい。但し、喰い切り部に沿ってバリを切断削除しなければならない。

第一の態様の中空発泡成形体（１）は、発泡成形体４１の長方形の面４４、４５を切断削除することにより得られる。この場合、長方形の面４４、４５より内側部分を面４４、４５に対して略平行ないしは斜めに切断削除してもよ い。このようにすれば、対向する「く」の形状の喰い切り部２ａ、２ｂを有する中空成形体が得られる。

第二の態様の中空発泡成形体（２）は、発泡成形体４１の対向する側面４２、側面４３を切断削除することにより得られる。この場合、側面４２、側面４３より内側部分を側面４２、側面４３に対して略平行ないしは斜めに切断削除してもよい。このようにすれば、喰い切り部６ａ、６ｂと直交する断面形状が、「く」の字形状の中空成形体が得られる。

本発明の中空発泡ブロー成形体、さらに本発明方法により製造された中空発泡ブロー成形体は、厚みが均一なので、容器、ダクト、自動車部品や電化製品部品等に広く利用され、特に、自動車の空調ダクトに好適に使用される。

以下、本発明について、具体的な実施例により詳細に説明する。但し、本発明は実施例に限定されるものではない。

＜ダイ＞
図１２に示す構造の環状ダイを用い、ダイコアを偏芯させることによりダイリップクリアランスの最大値Ｃｍａｘと最小値Ｃｍｉｎを表１に示すよう調整した。
＜金型＞
図８に示すような、「く」の字形状の成形室を形成可能な凸型と凹型とからなる金型を用いた。
＜樹脂＞
下記のポリプロピレン系樹脂を用いた。
（Ａ）サンアロマー社製のプロピレン単独重合体『ＰＦ８１４』（以下、単に『ＰＦ８１４』ともいう。）、密度：０．９００ｇ／ｃｍ^３、ＭＦＲ：３．０ｇ／１０分
（Ｂ）プロピレン単独重合体『ＰＦ８１４』の回収原料（以下、単に『ＰＦ８１４回収』ともいう。）、密度：０．９００ｇ／ｃｍ^３、ＭＦＲ：７．０ｇ／１０分
（Ｃ）日本ポリエチレン社製の高密度ポリエチレン樹脂『ＨＪ５６０』（以下、単に『ＨＪ５６０』ともいう。）、密度：０．９６４ｇ／ｃｍ^３、ＭＦＲ：８．０ｇ／１０分
（Ｄ）日本ユニカー社製の低密度ポリエチレン樹脂『８００８』（以下、単に『８００８』ともいう。）、密度：０．９１７ｇ／ｃｍ^３、ＭＦＲ：４．７ｇ／１０分

実施例１〜３、比較例１〜３
ダイコア径、ダイリップ径とリップクリアランスを表１に示すように調整し、表１に示す配合の熱可塑性樹脂を使用し、発泡剤として表１に示す量（モル数／基材樹脂１ｋｇ）の炭酸ガスを使用し、目的とする発泡中空成形体の最大幅を１８０ｍｍとして、発泡層を有する軟化状態の発泡パリソンを環状ダイから押出した。
次いで発泡パリソン内側に気体吹き込み口から空気を吹き込み、表１に示すパリソン最大幅まで発泡パリソンを拡幅して、金型内に配置し、金型を閉じた。その際の発泡パリソンの内部最大圧力を表１に示す。次いで金型内の発泡パリソン内に高圧空気（発泡パリソン内部の最大圧力＋０．０３ＭＰａ（Ｇ））を気体吹き込み口から圧入し目的の形状に賦形し、冷却してから金型を開いて中空状の発泡成形体を得た。該発泡成形体の上下の長方形の面を切断削除して、本発明の図１（ａ）に示す形状の「く」の字形状の喰い切り部を有する中空発泡成形体（上下開口部寸法：縦４０ｍｍ、横１８０ｍｍ、「く」の字の屈曲部の角度：９０度、「く」の字を構成する長辺の長さ：１８０ｍｍ、「く」の字を構成する短辺の長さ：１５０ｍｍ）を得た。
尚、比較例２では、発泡パリソンが大きく腕曲して金型内に上手く納まらず目的形状の中空発泡成形体が得られなかった為、成形体の諸物性は測定できなかった。

得られた成形体の厚みの平均値、厚みの最大値と最小値との差、見掛け密度、変動係数Ｃｖを表１に示す。

（ａ）（ｃ）「くの字形状」の成形体の一例を示す斜視図である。（ｂ）（ｄ）「コの字形状」の成形体の一例を示す斜視図である。 （ａ）対向する「く」の字形状の喰い切り部を有する中空発泡成形体の一例を示す正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は平面図、（ｄ）は（ａ）のII−IIに沿う断面図である。 （ａ）対向する「コ」の字形状の喰い切り部を有する中空発泡成形体の一例を示すは正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は平面図、（ｄ）は（ａ）のIII−IIIに沿う断面図である。 （ａ）は対向する喰い切り部と直交する断面形状が、「く」の字状の中空発泡成形体の一例を示す正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は平面図である。 （ａ）は対向する喰い切り部と直交する断面形状が、「コ」の字状の中空発泡成形体の一例を示す正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は平面図である。 （ａ）（ｂ）（ｃ）は、本発明における「く」の字形状の説明図である。 （ａ）（ｂ）（ｃ）は、本発明における「コ」の字形状の説明図である。 発泡パリソンを押出して金型間に配置した状態の一例を示す説明図である。 図８のVIII−VIII線に沿う断面図である。 金型を閉じる際に発泡パリソンと金型が接触する様子を示す説明図である。 金型を閉じてから発泡パリソンを拡張する様子を示す説明図である。 （ａ）は環状ダイの先端部分の正面図、同（ｂ）は底面図、同（ｃ）は（ａ）のＡ部の部分拡大断面図である。 発泡パリソンの最大幅を説明する図面である。 （ａ）（ｂ）は発泡中空成形体の最大幅を説明する図面である。 金型から取り出されたままの状態の、全体が「く」の字形状の成形体の一例を示す斜視図である。 従来の製造方法において、発泡パリソンを押出して金型間に配置した状態の一例を示す説明図である。 従来の製造方法において、金型を閉じる際に発泡パリソンと金型が接触する様子を示す説明図である。

符号の説明

１ 中空発泡成形体
２ａ、２ｂ 「く」の字形状の喰い切り部
３ａ、３ｂ 「コ」の字形状の喰い切り部
４ａ、４ｂ 喰い切り部と直交する「く」の字状の断面
５ａ、５ｂ 喰い切り部と直交する「コ」の字状の断面
６ａ、６ｂ 喰い切り部
７ａ、７ｂ 開口部
８ 中空部
１１ａ、１１ｂ 「く」の字を構成する直線
１３ａ、１３ｂ 「く」の字を構成する曲線
１４ 「く」の字の屈曲部
１５ａ、１５ｂ、１５ｃ 「コ」の字を構成する直線
１７ａ、１７ｂ、１７ｃ 「コ」の字を構成する曲線
１８ａ、１８ｂ 「コ」の字の屈曲部
２２ 発泡パリソン
２２ａ、２２ｂ、２２ｃ 発泡パリソンの部分
２３ 環状ダイ
２４ 金型
２４ａ 凹型
２４ｂ 凸型
２５ 気体吹き込み口
２６ａ 凹型の最深部
２７ａ 凹型の上の金型喰い切り部
２７ｃ 凹型の下の金型喰い切り部
２８ 高厚み部分
２９ 低厚み部分
３１ ダイコア
３２ ダイリップクリアランス
３５ ダイリング先端部分
３６ 発泡パリソン２２の外側表面
３７ 金型２４の内面
３８ バリ逃げ部
α 「く」の字の屈曲部１４の角度
β１ 屈曲部１８ａの角度
β２ 屈曲部１８ｂの角度

Claims (5)

1. 物理発泡剤を含有する発泡性熱可塑性樹脂溶融物をダイから押し出して形成される、押出方向に直交する断面のパリソン厚みに偏りがあり熱可塑性樹脂発泡層を有する軟化状態の発泡パリソンをブロー形成して得られる、熱可塑性樹脂発泡体からなる中空発泡ブロー成形体において、該発泡ブロー成形体が対向する「く」の字または「コ」の字形状の喰い切り部を有し、且つ該「く」の字または「コ」の字形状の屈曲部の厚みの変動係数Ｃｖが１５％以下であると共に、該屈曲部の平均厚みが１〜３ｍｍであり、該発泡ブロー成形体の見掛け密度が０．１〜０．６ｇ／ｃｍ^３であることを特徴とする熱可塑性樹脂中空発泡ブロー成形体。
2. 該対向する「く」の字または「コ」の字形状の喰い切り部と直交する断面形状が、喰い切り部の対向する各点同士を結ぶ仮想線を長手方向とする偏平形状であることを特徴とする請求項１に記載の熱可塑性樹脂中空発泡ブロー成形体。
3. 物理発泡剤を含有する発泡性熱可塑性樹脂溶融物をダイから押し出して形成される、押出方向に直交する断面のパリソン厚みに偏りがあり熱可塑性樹脂発泡層を有する軟化状態の発泡パリソンをブロー形成して得られる、熱可塑性樹脂発泡体からなる中空発泡ブロー成形体において、該発泡ブロー成形体が対向する喰い切り部を有し、該対向する喰い切り部と直交する断面形状が、「く」の字または「コ」の字形状であり、且つ該「く」の字または「コ」の字形状の屈曲部の厚みの変動係数Ｃｖが１５％以下であると共に、該屈曲部の平均厚みが１〜３ｍｍであり、該発泡ブロー成形体の見掛け密度が０．１〜０．６ｇ／ｃｍ^３であることを特徴とする熱可塑性樹脂中空発泡ブロー成形体。
4. 該熱可塑性樹脂がポリオレフィン系樹脂であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の熱可塑性樹脂中空発泡ブロー成形体。
5. 該熱可塑性樹脂発泡体からなる中空発泡ブロー成形体が、発泡層の外側表面及び／又は内側表面に非発泡熱可塑性樹脂層を有するものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の熱可塑性樹脂中空発泡ブロー成形体。