JP2000037766A - オレフィン系樹脂架橋発泡体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 押出機のバレル内の過加熱等によって生じる
揮発物質を速やかに系外に排除することによって、１次
発泡を抑制し、微細にして均一な気泡構造を有する発泡
体を安定して生産することができるオレフィン系樹脂架
橋発泡体の製造方法を提供する。 【解決手段】 熱分解型発泡剤を含む発泡性オレフィン
系樹脂組成物を、樹脂投入部と押出部との間にベント口
を有する押出成形機に投入して、ベント口内を減圧しつ
つ押出した後架橋し、次いで加熱して発泡させるオレフ
ィン系樹脂架橋発泡体の製造方法において、上記押出成
形機のベント口内に、ベント口に設けられた給気機構か
ら酸素含有気体を押出成形機外部より流入させる一方、
ベント口に設けられた排気機構からベント口内の気体を
吸引し、ベント口内を減圧状態に保持することを特徴と
するオレフィン系樹脂架橋発泡体の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、オレフィン系樹脂
架橋発泡体の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】エチレン系樹脂、プロピレン系樹脂等の
オレフィン系樹脂からなる発泡体を得る方法としては、
一般に、これらオレフィン系樹脂に熱分解型発泡剤を配
合し、押出成形機を用いて、溶融混練した後通常はシー
ト状に成形し、電離性放射線の照射等によりオレフィン
系樹脂を架橋させ、然る後、上記熱分解型発泡剤の分解
温度以上に加熱して発泡させる方法が知られている。

【０００３】しかし、上記製造工程において、溶融混練
時に押出成形機バレル内の剪断発熱によって、発泡性オ
レフィン系樹脂組成物が、押出成形機内で配合された熱
分解型発泡剤の分解温度以上に過加熱される場合があ
り、得られる発泡性オレフィン系樹脂シート内に微気泡
を生じる（以下、該現象を１次発泡と称する）。上記１
次発泡による微気泡は、発泡工程（２次発泡）におい
て、有害な発泡の核となり、上記微気泡を核として気泡
が膨張し、全体として気泡径が粗くなったり、高倍率の
発泡体が得にくくなる等の問題点を有するものであっ
た。

【０００４】上記１次発泡を抑制する試みとして、例え
ば、特開平１−１６０６３０号公報には、プロピレン系
樹脂、エチレン系樹脂及び発泡剤からなる発泡性オレフ
ィン系樹脂組成物を、二軸押出機により減圧下で押出
し、発泡性オレフィン系樹脂シートを作製した後、架橋
発泡するオレフィン系樹脂発泡体の製造方法が開示され
ている。そして、二軸押出機のベント口内を減圧し、剪
断発熱による過加熱を軽減することによって、従来の一
軸押出機では不可能であった上記発泡性ポリオレフィン
系樹脂シートの作製に成功したと述べ、得られる樹脂発
泡体の気泡が均一であり、品質的にも安定している、と
作用効果を記載している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
１−１６０６３０号公報記載の方法では、長時間の連続
生産において、得られるオレフィン系樹脂発泡体に、異
常発泡が発生し、気泡径の粗い発泡体となったり、表面
が荒れ、感触の悪い発泡体となったりするものであっ
た。

【０００６】本発明者は、上記異常発泡や表面の粗面化
の原因について検討した結果、剪断発熱が少ないといわ
れる二軸押出機であっても、減圧をするベント口の内壁
には、吸引された物質の凝縮物が徐々に堆積してきて、
これが時々樹脂中に剥落し、混合し、前述した異常発泡
による気泡径の粗い発泡体となったり、表面が粗く感触
の悪い発泡体となったりする現象を惹き起している事実
をつかみ、かかる凝縮物の堆積をなくする手段を鋭意研
究し、本発明を完成するに至ったのである。

【０００７】本発明の目的とするところは、押出機のバ
レル内の過加熱等によって生じる揮発物質を速やかに系
外に排除することによって、１次発泡を抑制し、微細に
して均一な気泡構造を有する発泡体を安定して生産する
ことができるオレフィン系樹脂架橋発泡体の製造方法を
提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明のオレフィン系樹
脂架橋発泡体の製造方法は、熱分解型発泡剤を含む発泡
性オレフィン系樹脂組成物を、樹脂投入部と押出部との
間にベント口を有する押出成形機に投入して、ベント口
内を減圧しつつ押出した後架橋し、次いで加熱して発泡
させるオレフィン系樹脂架橋発泡体の製造方法におい
て、上記押出成形機のベント口内に、ベント口に設けら
れた給気機構から酸素含有気体を押出成形機外部より流
入させる一方、ベント口に設けられた排気機構からベン
ト口内の気体を吸引し、ベント口内を減圧状態に保持す
ることを特徴とする。

【０００９】本発明で用いられる発泡性オレフィン系樹
脂組成物の主原料となるオレフィン系樹脂とは、特に限
定されるものではなく、一般にはプロピレン系樹脂及び
エチレン系樹脂が挙げられる。

【００１０】プロピレン系樹脂としては、例えば、プロ
ピレンの単独重合体、プロピレンを主体とし、これと共
重合可能なコモノマーとの共重合体、これらプロピレン
単独重合体及び／又は共重合体を主体とし、これと相溶
性を有する他のポリマーとの混合物等が挙げられる。エ
チレン系樹脂としては、例えば、エチレンの単独重合
体、エチレンを主体とし、これと共重合可能なコモノマ
ーとの共重合体、これらエチレン単独重合体及び／又は
共重合体を主体とし、これと相溶性を有する他のポリマ
ーとの混合物等が挙げられる。

【００１１】上記オレフィン系樹脂組成物中のポリエチ
レン系樹脂成分が１０重量％未満であると、押出成形時
の流動性が低下し、シート成形が難しくなり、５０重量
％を超えると、耐熱性が低下し、２次加工時、表皮が破
れる等のトラブルの原因となるおそれがあるので、プロ
ピレン系樹脂９０〜５０重量％とエチレン系樹脂１０〜
５０重量％からなるオレフィン系樹脂組成物が好適に用
いられる。

【００１２】上記熱分解型発泡剤は、特に限定されるも
のではないが、例えば、アゾジカルボンアミド、ジニト
ロソペンタメチレンテトラミン、ｐ−トルエンスルホニ
ルセミカルバジド、アロファン酸アミド等が挙げられ
る。中でもアゾジカルボンアミドが好適に用いられる。
これらは単独で用いられてもよく、２種以上が併用され
てもよい。上記熱分解型発泡剤の配合量は、得られるオ
レフィン系樹脂架橋発泡体の用途（仕様）によって決め
られ、特に限定されるものではないが、通常、上記オレ
フィン系樹脂１００重量部に対して、５〜３０重量部程
度である。

【００１３】上記発泡性ポリプロピレン系樹脂組成物に
は、必要に応じ、架橋助剤、酸化防止剤、安定剤等の添
加剤が配合されてもよい。

【００１４】架橋助剤としては、特に限定されるもので
はないが、例えば、テトラエチレングリコールジメタク
リレート、ジビニルベンゼン、ジアリルフタレート、ト
リアリルイソシアヌレート、１，２，４−トリアリルト
リメリテート、１，９−ノナンジオールジメタクリレー
ト、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメ
チロールプロパントリメタクリレート等の多官能性のモ
ノマーが挙げられる。これらは単独で用いられてもよ
く、２種以上が併用されてもよい。上記架橋助剤の配合
量は、得られるオレフィン系樹脂架橋発泡体の用途（仕
様）によって決められ、特に限定されるものではない
が、通常、上記オレフィン系樹脂１００重量部に対し
て、０．３〜１０重量部程度である。

【００１５】又、酸化防止剤としては、特に限定される
ものではないが、例えば、２，６−ジ−ｔ−ブチル−ｐ
−クレゾール、ブチル化ヒドロキシアニソール、２，６
−ジ−ｔ−ブチル−４−エチルフェノール、ステアリル
−β−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェ
ニル）プロピオネート等のフェノール系酸化防止剤、
２，２’−メチレン−ビス−（４−メチル−６−ｔ−ブ
チルフェノール）、４，４’−チオビス−（３−メチル
−６−ｔ−ブチルフェノール）、４，４’−ブチリデン
−ビス−（３−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）等
のビスフェノール系酸化防止剤、１，１，３−トリス−
（２−メチル−４−ヒドロキシ−５−ｔ−ブチルフェニ
ル）ブタン、１，３，５−トリメチル−２，４，６−ト
リス（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジ
ル）ベンゼン、テトラキス−〔メチレン−３−（３’，
５’−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロ
ピオネート〕メタン等の高分子型フェノール系酸化防止
剤、ジラウリルチオジプロピオネート、ジステアリルチ
オジプロピオネート等の硫黄系酸化防止剤、サイクリッ
クネオペンタンテトライルビス（オクタデシルホスファ
イト）、ジイソデシルペンタエリスリトールジホスファ
イト、９，１０−ジヒドロ−９−オキサ−１０−ホスフ
ァフェナンスレン−１０−オキサイド、１０−デシロキ
シ−９，１０−ジヒドロ−９−オキサ−１０−ホスファ
フェナンスレン、トリス（２，４−ジ−ｔ−ブチルフェ
ニル）ホスファイト等のリン酸系酸化防止剤等が挙げら
れる。

【００１６】本発明で用いられる押出成形機は、樹脂投
入部と押出部の間にベント口を有し、かつ、該ベント口
が酸素含有気体を押出成形機外部より流入させることが
できる給気機構及びベント口内の気体を押出成形機外へ
排出する排気機構を有する構造のものであれば、特に限
定されるものではないが、例えば、一軸押出機或いは二
軸押出機を備えたＴダイ法成形機、一軸押出機或いは二
軸押出機を備えたインフレーション法成形機等が挙げら
れる。中でも、二軸押出機を備えた成形機は、剪断発熱
が少ないので好適に用いられる。

【００１７】以下、本発明を図面を参照しながら説明す
る。図１は本発明で用いられるベント式二軸押出機の主
要部を示した一部切欠断面模式図である。二軸押出機１
は、バレル１１の内部にスクリュー１２を有しており、
樹脂投入部１３と押出部１４との間にベント口１５を有
する。

【００１８】上記ベント口１５内に、酸素含有気体を二
軸押出機１の外部より流入させる手段は、特に限定され
るものでないが、例えば、図２及び図３に示されるよう
に、該ベント口１５の側壁１６を貫通する給気管２１と
して設けられる。上記給気管２１は、１本のみであって
もよいが、２本以上が設けられ、ベント口１５内に可及
的均一に給気されるようになされてもよい。上記給気管
２１には、外部より流入される酸素含有気体の流量調節
機構２２が設置され、所定流量でベント口１５内に給気
されるようになされている。尚、２３は、上記流量調節
機構２２に付属する気圧計である。

【００１９】上記酸素含有気体としては、作業時の安全
性及び排気ガスの安全性が確保されるものであれば、特
に限定されるものではないが、例えば、採気した大気中
の塵埃や水分その他の揮発性物質を濾過、乾燥、その他
必要手段を講じて除去した気体や、酸素ガス及びこれと
安全に混合し得るガスの混合気体等が挙げられ、清浄な
大気が直接使用されてもよい。上記酸素含有気体の酸素
成分は、配合した各添加剤、就中、架橋助剤として配合
した多官能性のモノマーが多官能性のモノマー同士で重
合することを抑止する作用を有するものである。

【００２０】上記酸素含有気体の流量は、好ましくは１
〜１５リットル／分に調節される。流量が１リットル／
分未満では、ベント口１５の内壁に凝縮物が付着し、堆
積することを阻止できないおそれがあり、１５リットル
／分を超えると、ベント口１５内の気圧を大気圧より低
小に保持することがきなくなるおそれがあるからであ
る。

【００２１】又、上記ベント口１５より気体を吸引する
手段は、特に限定されるものでないが、例えば、図２及
び図３に示されるように、ベント口１５の側壁２１を貫
通する排気管３１及び該排気管３１の他端に接続された
真空ポンプ等の吸引機構（図示せず）等からなる。尚、
３２は排気筒２内の気圧を示す気圧計、３３は排気中の
凝縮物分離槽、図中、上記凝縮物分離槽３３の排気管３
４の先に吸引機構が接続されている。尚、給気管２１
は、少なくとも排気管３１の対面に設けられているのが
好ましく、排気管３１よりも上側に設けられているのが
より好ましい。

【００２２】上記ベント口１５より吸引された気体中に
は、減圧状態のベント口１５内で、揮発ないしは分解し
た気体の一部が凝集して微粒子として存在している。

【００２３】上記気体の吸引によって、ベント口１５内
の気圧は、好ましくは絶対圧２０〜４００ｍｍＨｇの減
圧状態に保持される。上記ベント口１５内の気圧を絶対
圧２０ｍｍＨｇ未満にして安定して操業することは難し
く、絶対圧４００ｍｍＨｇを超えると、バレル１４内で
発生した揮発ないしは分解した気体をベント口より十分
に排出することができず、従って、これらの気体の凝縮
物がベント口１５の内壁の排気管３１周辺に堆積するこ
とが十分に阻止することができず、得られる発泡性オレ
フィン系樹脂架橋シートの１次発泡を抑止することがで
きないおそれがあるからである。

【００２４】請求項２記載の発明のオレフィン系樹脂架
橋発泡体の製造方法は、上述した製造方法において、上
記酸素含有気体の流入量が１〜１５リットル／分であ
り、且つ、ベント口内の気圧が絶対圧２０〜４００ｍｍ
Ｈｇである。

【００２５】本発明のオレフィン系樹脂架橋発泡体の製
造方法は、上述した構成であるので、押出機のバレル内
で発生した揮発成分や分解成分からなる気体を速やかに
ベント口から系外に排出し得るものであり、且つ、上記
排出気体を誘導する酸素含有気体は、上記排出気体中に
含まれる重合性物質、就中、架橋助剤同士の重合を阻害
し得るものであるので、ベント口から吸引された上記排
出気体の凝縮自体を抑止し、更には、ベント口の内壁へ
堆積することも抑止して、上記するように速やかに排出
し得るものである。

【００２６】又、上記酸素含有気体を外部より流入させ
る流量を１〜１５リットル／分、ベント孔周辺の気圧を
絶対圧２０〜４００ｍｍＨｇとすることによって、更に
上記排出気体の凝縮ないしは堆積の抑止を確実ならしめ
るものである。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面を参照しなが
ら説明するが、本発明は、これらの実施例に限定される
ものではない。

【００２８】（実施例１）プロピレン−エチレンランダ
ム共重合体（エチレン含有量３．２重量％、ＭＦＲ＝
３．０、融点１４３℃）７０重量部、線状低密度ポリエ
チレン（ＭＩ＝８．０、融点１２０℃）３０重量部、ア
ゾジカルボンアミド１０重量部及びジビニルベンゼン２
重量部を、流量調整機構を備えた酸素含有気体給気管及
び凝縮物分離槽、真空ポンプ等の吸引装置を含む排気管
を組み込んだベント口を有するベント式同方向二軸押出
機（バレル径１００ｍｍφ、Ｌ／Ｄ＝２６）及びＴダイ
を用いて、金型設定温度１７０℃で押し出し、厚さ１．
５ｍｍの発泡性オレフィン系樹脂シートを作製した。
尚、二軸押出機の系外からベント口に、２リットル／分
で室温に保たれた空気を給気管から流入させる一方で、
ベント口内の気体を排気管から吸引し、ベント口内の気
圧を絶対圧５０ｍｍＨｇに減圧して、押出を行った。

【００２９】得られた発泡性オレフィン系樹脂シート
に、常法に従って該オレフィン系樹脂の架橋度が４０％
となるように電子線を照射し、次いで、２５０℃の熱風
オーブン中で２０倍に発泡させ、厚さ３ｍｍ（幅１４０
０ｍｍ）のオレフィン系樹脂架橋発泡体を得た。

【００３０】（実施例２〜６）実施例１における流入さ
せる空気の流量及びベント口内の気圧を表１に各々記載
する流量及び絶対圧に変更したこと以外、実施例１と同
様にして厚さ３ｍｍ（幅１４００ｍｍ）のオレフィン系
樹脂架橋発泡体を得た。

【００３１】（比較例）実施例１において用いた押出機
のベント口を開放状態にし、強制給気や排気を行わずに
押出機における発泡性オレフィン系樹脂の押出を行った
こと以外、実施例１と同様にして厚さ３ｍｍ（幅１４０
０ｍｍ）のオレフィン系樹脂架橋発泡体を得た。

【００３２】本発明の効果を確認するために、実施例１
〜６及び比較例における押出機のベント口の内壁の汚れ
の有無、発泡性オレフィン系樹脂シートの１次発泡の有
無及び得られたオレフィン系樹脂架橋発泡体の異常発泡
の有無を、以下に示す方法で試験した。試験結果は表１
に示す。

【００３３】１．ベント口の汚れ：１２時間の連続操業
によって、ベント口の内壁の汚れの状態を目視により観
察し、○：凝縮物その他の付着堆積が認められないも
の、×：凝縮物その他の付着堆積が確認されたもの、の
２段階で評価した。

【００３４】２．１次発泡の有無：１２時間の連続操業
時点の発泡性オレフィン系樹脂シートを採取し、幅方向
の切断面を、顕微鏡にて観察し、気泡（１次発泡）の有
無を観察し、○：１次発泡が全く認められなかったも
の、×：１次発泡が多数確認されたもの、の２段階で評
価した。

【００３５】３．異常発泡の有無：１２時間の連続操業
時点の長さ２００ｍ（幅１４００ｍｍ）のオレフィン系
樹脂架橋発泡体を、光透過式センサーにて気泡径１ｍｍ
φ以上の異常気泡数を計数した。

【００３６】

【表１】

【００３７】

【発明の効果】本発明のオレフィン系樹脂架橋発泡体の
製造方法は、叙上のように構成されているので、排出気
体の凝縮自体を抑止し、従って、ベント口内での気体の
凝縮を抑止して、速やかにベント口内から系外に排出し
得るものであるので、１次発泡の発生が抑止され、微細
にして均一な気泡構造を有するオレフィン系樹脂架橋発
泡体を安定して生産することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明において用いられるベント式二軸押出機
の主要部の一例を示す一部切欠断面模式図である。

【図２】図１の押出機のＩＩ−ＩＩ線における一部切欠
断面模式図である。

【図３】本発明において用いられる給気機構及び排気機
構を備えたベント口を取り出して示す斜視図である。

【符号の説明】

１：二軸押出機 １１：バレル １２：スクリュー １５：ベント口 ２１：給気管 ２２：流量調整機構 ２３、３２：気圧計 ３１、３４：排気管 ３３：分離槽

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱分解型発泡剤を含む発泡性オレフィン
   系樹脂組成物を、樹脂投入部と押出部との間にベント口
   を有する押出成形機に投入して、ベント口内を減圧しつ
   つ押出した後架橋し、次いで加熱して発泡させるオレフ
   ィン系樹脂架橋発泡体の製造方法において、上記押出成
   形機のベント口内に、ベント口に設けられた給気機構か
   ら酸素含有気体を押出成形機外部より流入させる一方、
   ベント口に設けられた排気機構からベント口内の気体を
   吸引し、ベント口内を減圧状態に保持することを特徴と
   するオレフィン系樹脂架橋発泡体の製造方法。
2. 【請求項２】 酸素含有気体の流入量が１〜１５リット
   ル／分であり、且つ、ベント口内の気圧が絶対圧２０〜
   ４００ｍｍＨｇである請求項１記載のオレフィン系樹脂
   架橋発泡体の製造方法。