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発泡樹脂成形品の製造方法および発泡樹脂成形品 NEW

国内特許コード P180015683
整理番号 5250
掲載日 2018年11月22日
出願番号 特願2016-071104
公開番号 特開2017-177670
出願日 平成28年3月31日(2016.3.31)
公開日 平成29年10月5日(2017.10.5)
発明者
  • 大嶋 正裕
  • 宮本 嗣久
  • 小林 めぐみ
  • 金子 満晴
出願人
  • 国立大学法人京都大学
  • マツダ株式会社
発明の名称 発泡樹脂成形品の製造方法および発泡樹脂成形品 NEW
発明の概要 【課題】吸音性に十分に優れた発泡樹脂成形品およびその製造方法を提供すること。
【解決手段】物理発泡剤および熱可塑性樹脂を含有する熱可塑性樹脂組成物を溶融および混練し、固定型21と可動型22からなる金型内に射出した後、可動型をコアバックさせることにより、熱可塑性組成物を発泡および繊維化させつつ成形する発泡樹脂成形品の製造方法であって、熱可塑性樹脂組成物の冷却速度19℃/秒での結晶化温度をTccf(℃)としたとき、コアバックを、熱可塑性樹脂組成物の温度がTccf-10℃~Tccf+20℃であるときに開始し、かつ多段階で行う、発泡樹脂成形品の製造方法。熱可塑性樹脂を含有する熱可塑性樹脂組成物からなる発泡樹脂成形品であって、内部において繊維化されており、繊維密度が相対的に高い密領域26aおよび相対的に低い疎領域26bを有する、発泡樹脂成形品。
【選択図】図2
従来技術、競合技術の概要


自動車の内装品および家電の筐体および部品などの分野では、様々な樹脂成形品が使用されている。このような樹脂成形品は、従来では内部が中実のものが主流であったが、最近では成形品の軽量化と消費原料の節約の観点から、内部にセル構造を有する発泡樹脂成形品に置き換わっている。



発泡樹脂成形品の製造方法としては、射出成形法に基づく方法が知られている。詳しくは、発泡剤および熱可塑性樹脂を含有する熱可塑性樹脂組成物を溶融および混練し、固定型と可動型からなる型内に射出した後、可動型をコアバックさせることにより、熱可塑性組成物を発泡させつつ成形する(特許文献1,2)。



またコアバックを少なくとも2段階で行うことにより、空洞部を形成する発泡射出成形技術が開示されている(特許文献3)。



一方、成形品内部において発泡とともに繊維化することにより、成形品のさらなる軽量化および消費原料のさらなる節約を達成する技術が開示されている(特許文献4)。

産業上の利用分野


本発明は、発泡樹脂成形品の製造方法および発泡樹脂成形品、詳しくは内部が繊維化された繊維質発泡樹脂成形品の製造方法および繊維質発泡樹脂成形品に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
物理発泡剤および熱可塑性樹脂を含有する熱可塑性樹脂組成物を溶融および混練し、固定型と可動型からなる金型内に射出した後、可動型をコアバックさせることにより、熱可塑性組成物を発泡および繊維化させつつ成形する発泡樹脂成形品の製造方法であって、
熱可塑性樹脂組成物の冷却速度19℃/秒での結晶化温度をTccf(℃)としたとき、コアバックを、熱可塑性樹脂組成物の温度がTccf-10℃~Tccf+20℃であるときに開始し、かつ多段階で行う、発泡樹脂成形品の製造方法。

【請求項2】
全段階のコアバックのうち、第2段階以降のコアバックは、直前の段階のコアバックが終了し、コアバックを停止する保持時間を確保した後に行う、請求項1に記載の発泡樹脂成形品の製造方法。

【請求項3】
前記各保持時間が0.1~5.0秒間である、請求項2に記載の発泡樹脂成形品の製造方法。

【請求項4】
前記保持時間の合計が0.5~5.0秒間である、請求項2または3に記載の発泡樹脂成形品の製造方法。

【請求項5】
前記多段階のコアバックにおける各段階のコアバック量がそれぞれ独立して、可動型の最終的な全コアバック量K(mm)に対して、0.1×K~0.9×Kである、請求項1~4のいずれかに記載の発泡樹脂成形品の製造方法。

【請求項6】
第2段階以降のコアバックにおけるコアバック量が直前の段階のコアバックにおけるコアバック量以下である、請求項1~5のいずれかに記載の発泡樹脂成形品の製造方法。

【請求項7】
前記コアバックを2段階で行い、
第1段階のコアバックにおける第1コアバック量が、可動型の最終的な全コアバック量K(mm)に対して、0.4×K~0.9×Kである、請求項1~6のいずれかに記載の発泡樹脂成形品の製造方法。

【請求項8】
前記コアバックを3段階で行い、
第1段階のコアバックにおける第1コアバック量および第2段階のコアバックにおける第2コアバック量がそれぞれ独立して、可動型の最終的な全コアバック量K(mm)に対して、0.3×K~0.5×Kであり、
第3段階のコアバックにおける第3コアバック量が、0.2×K~0.4×Kである、請求項1~6のいずれかに記載の発泡樹脂成形品の製造方法。

【請求項9】
前記コアバックを4~5段階で行い、
第1段階のコアバックにおける第1コアバック量、第2段階のコアバックにおける第2コアバック量、第3段階のコアバックにおける第3コアバック量、および第4段階のコアバックにおける第4コアバック量がそれぞれ独立して、可動型の最終的な全コアバック量K(mm)に対して、0.2×K~0.35×Kである、請求項1~6のいずれかに記載の発泡樹脂成形品の製造方法。

【請求項10】
前記コアバックを多段階で行うことにより、繊維密度が相対的に高い密領域および相対的に低い疎領域を形成する、請求項1~9のいずれかに記載の発泡樹脂成形品の製造方法。

【請求項11】
前記発泡樹脂成形品において、コアバック方向における中央部が相対的に高い繊維密度の密領域により構成され、前記コアバック方向において前記中央部から離れるに従って繊維密度が段階的かつ相対的に低くなる、請求項1~10のいずれかに記載の発泡樹脂成形品の製造方法。

【請求項12】
前記発泡樹脂成形品のコアバック方向の長さをT(mm)、コアバック方向の端面からT/4の位置およびT/2の位置においてコアバック方向に対する平行断面における空隙長をそれぞれLT/4(μm)およびLT/2(μm)としたとき、
T/4/LT/2が1.5以上である、請求項1~11のいずれかに記載の発泡樹脂成形品の製造方法。

【請求項13】
前記LT/4が40~150μmであり、
前記LT/2が25~80μmである、請求項12に記載の発泡樹脂成形品の製造方法。

【請求項14】
前記発泡樹脂成形品のコアバック方向の長さをT(mm)、コアバック方向の端面からT/4の位置およびT/2の位置においてコアバック方向に対する垂直断面における繊維の平均径をそれぞれDT/4およびDT/2としたとき、
T/4は9μm以下であり、
T/2は10μm以下である、請求項1~13のいずれかに記載の発泡樹脂成形品の製造方法。

【請求項15】
前記発泡樹脂成形品のコアバック方向の長さをT(mm)、コアバック方向の端面からT/4の位置およびT/2の位置においてコアバック方向に対する垂直断面における繊維の数をそれぞれNT/4およびNT/2としたとき、
T/4は40個/100μm以上であり、
T/2は45個/100μm以上である、請求項1~14のいずれかに記載の発泡樹脂成形品の製造方法。

【請求項16】
熱可塑性樹脂組成物が、該熱可塑性樹脂組成物の冷却速度10℃/分での結晶化温度Tccsにおいて1×10~5×10Paの貯蔵弾性率を有する、請求項1~15のいずれかに記載の発泡樹脂成形品の製造方法。

【請求項17】
熱可塑性樹脂組成物が結晶核剤をさらに含有する、請求項1~16のいずれかに記載の発泡樹脂成形品の製造方法。

【請求項18】
熱可塑性樹脂が、冷却速度10℃/分での結晶化温度Tcpsを90~210℃に有し、かつTcpsにおいて1×10~1)×10Paの貯蔵弾性率を有するポリマーである、請求項1~17のいずれかに記載の発泡樹脂成形品の製造方法。

【請求項19】
熱可塑性樹脂組成物を金型内に射出した後、金型内で熱可塑性樹脂組成物を保圧し、可動型のコアバックを開始する、請求項1~18のいずれかに記載の発泡樹脂成形品の製造方法。

【請求項20】
コアバック開始時において金型内の熱可塑性樹脂組成物中のセル径が30μm以下である、請求項1~19のいずれかに記載の発泡樹脂成形品の製造方法。

【請求項21】
発泡を3~8倍の発泡倍率で行う、請求項1~20のいずれかに記載の発泡樹脂成形品の製造方法。

【請求項22】
熱可塑性樹脂を含有する熱可塑性樹脂組成物からなる発泡樹脂成形品であって、
内部において繊維化されており、繊維密度が相対的に高い密領域および相対的に低い疎領域を有する、発泡樹脂成形品。

【請求項23】
前記発泡樹脂成形品において、前記繊維が配向しており、前記繊維の配向方向における中央部が相対的に高い繊維密度の密領域により構成され、前記繊維の配向方向において前記中央部から離れるに従って繊維密度が段階的かつ相対的に低くなっている、請求項22に記載の発泡樹脂成形品。

【請求項24】
前記発泡樹脂成形品の繊維配向方向の長さをT(mm)、繊維配向方向に対する平行断面において、繊維配向方向の端面からT/4の位置およびT/2の位置の空隙長をそれぞれLT/4(μm)およびLT/2(μm)としたとき、
T/4/LT/2が1.5以上である、請求項22または23に記載の発泡樹脂成形品。

【請求項25】
前記LT/4が40~150μmであり、
前記LT/2が25~80μmである、請求項24に記載の発泡樹脂成形品。

【請求項26】
前記発泡樹脂成形品の繊維配向方向の長さをT(mm)、繊維配向方向の端面からT/4の位置およびT/2の位置において繊維配向方向に対する垂直断面における繊維の平均径をそれぞれDT/4およびDT/2としたとき、
T/4は9μm以下であり、
T/2は10μm以下である、請求項22~25のいずれかに記載の発泡樹脂成形品。

【請求項27】
前記発泡樹脂成形品の繊維配向方向の長さをT(mm)、繊維配向方向の端面からT/4の位置およびT/2の位置において繊維配向方向に対する垂直断面における繊維の数をそれぞれNT/4およびNT/2としたとき、
T/4は40個/100μm以上であり、
T/2は45個/100μm以上である、請求項22~26のいずれかに記載の発泡樹脂成形品。

【請求項28】
前記熱可塑性樹脂組成物が、該熱可塑性樹脂組成物の冷却速度10℃/分での結晶化温度Tccsにおいて1×10~5×10Paの貯蔵弾性率を有する、請求項22~27のいずれかに記載の発泡樹脂成形品。

【請求項29】
熱可塑性樹脂組成物が結晶核剤をさらに含有する、請求項22~28のいずれかに記載の発泡樹脂成形品。

【請求項30】
熱可塑性樹脂が、冷却速度10℃/分での結晶化温度Tcpsを90~210℃に有し、かつTcpsにおいて1×10~1×10Paの貯蔵弾性率を有するポリマーである、請求項22~29のいずれかに記載の発泡樹脂成形品。
国際特許分類(IPC)
Fターム
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出願権利状態 公開
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