JP2001019788A

JP2001019788A - 緩衝体

Info

Publication number: JP2001019788A
Application number: JP11198023A
Authority: JP
Inventors: Teruya Yumine; 照也湯峯
Original assignee: Sekisui Plastics Co Ltd
Current assignee: Sekisui Kasei Co Ltd
Priority date: 1999-07-12
Filing date: 1999-07-12
Publication date: 2001-01-23

Abstract

(57)【要約】【課題】温度に関係なくほぼ一定の性能を有する、自
動車道路の中央分離帯ブロックや、船舶用の防舷材など
の緩衝体を提供する。【解決手段】合成樹脂の発泡体からなり、環境温度−
２０〜＋５０℃の温度範囲での、４０％圧縮強度の最小
値Ｓ₁と最大値Ｓ₂との比Ｓ₂／Ｓ₁が２以下である芯材を
表皮材で被包した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、たとえば自動車道
路の中央分離帯ブロックや、船舶用の防舷材などとして
使用される緩衝体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】たとえば道路の中央分離帯ブロックや、
岸壁などの港湾設備としての防舷材、あるいは船舶の装
備としての防舷材などの緩衝体は従来、ゴム単体あるい
は発泡ゴム単体にて形成されるのが普通であった。しか
し、これら従来の緩衝体は、 i) 車や船舶などが衝突した際の反発力が大きいため
に、上記車や船舶などに大きな衝撃や振動を加えるおそ
れがあること、 ii) 重量が重いので、設置などの取り扱いが容易でない
こと、 iii) 通常のゴムは黒色を呈し、着色が困難であるこ
と、といった種々の問題を有していた。

【０００３】そこで近時、これらの問題を解消しうる緩
衝体として、たとえばポリオレフィン系樹脂製の発泡体
からなる芯材と、当該芯材を被包する、合成樹脂製の表
皮材とを備えたものが提案された（たとえば特開平７−
１７２３８７号公報参照）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし発明者らの検討
によると、上記ポリプロピレン系樹脂の発泡体からなる
芯材を有する緩衝体は、上記芯材が、軽量性、耐割れ
性、断熱性、耐薬品性などにすぐれるものの、自動車や
船舶の衝突時に、その衝撃エネルギーを吸収する能力の
温度依存性が高く、たとえば後述する比較例の結果から
も明らかなように、通常は屋外に設置される前記中央分
離帯ブロックや防舷材などの緩衝体が年間を通して経験
するであろうと予測されるおよそ−２０〜＋５０℃程度
の温度変化の範囲内において、かかる吸収能力を示す圧
縮強度の数値や、吸収できる全エネルギー量などが大き
く変動してしまうことが明らかとなった。

【０００５】本発明の目的は、温度に関係なくほぼ一定
の性能を有する緩衝体を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、発明者らは、緩衝体の芯材がどのような特性を有し
ていれば、温度に関係なくほぼ一定の性能を有する緩衝
体が得られるかについて検討を行った。その結果、前述
した環境温度−２０〜＋５０℃の温度範囲での、４０％
圧縮強度の最小値Ｓ₁と最大値Ｓ₂との比Ｓ₂／Ｓ₁が２以
下であれば、そのような芯材を有する緩衝体は、温度に
関係なくほぼ一定の性能を有しており、自動車や船舶な
どの衝突時の衝撃エネルギーを吸収する能力を、ほぼ一
定の範囲に維持できることを見出し、本発明を完成する
に至った。

【０００７】すなわち本発明の緩衝体は、合成樹脂の発
泡体からなり、環境温度−２０〜＋５０℃の温度範囲で
の、４０％圧縮強度の最小値Ｓ₁と最大値Ｓ₂との比Ｓ₂
／Ｓ₁が２以下である芯材と、当該芯材を被包する表皮
材とを備えることを特徴とするものである。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下に、本発明を説明する。〈緩衝体〉本発明の緩衝体は、上記のように合成樹脂の
発泡体からなる芯材と、当該芯材を被包する表皮材とを
備えるものである。

【０００９】このうち芯材を構成する合成樹脂の発泡体
は、環境温度−２０〜＋５０℃の温度範囲での、４０％
圧縮強度の最小値Ｓ₁と最大値Ｓ₂との比Ｓ₂／Ｓ₁が２以
下である必要がある。上記比Ｓ₂／Ｓ₁が２を超えるもの
は、前述したように、自動車や船舶などの衝突時の衝撃
エネルギーを吸収する能力が、環境温度によって大きく
変動するなどの問題があり、温度に関係なくほぼ一定の
性能を有するものとは言えない。

【００１０】なお、緩衝体の性能を、環境温度の変化に
対してより一層、安定させるためには、上記比Ｓ₂／Ｓ₁
が１．７以下であるのが好ましく、１．５以下であるの
がさらに好ましい。なお比Ｓ₂／Ｓ₁の下限値は、いうま
でもなく、上記最小値Ｓ₁と最大値Ｓ₂とが等しい場合の
１である。

【００１１】芯材の４０％圧縮強度が上記の範囲を超え
て変動すると、当該芯材の強度が不足して、自動車や船
舶などの衝突によって破壊されやすいために、衝撃エネ
ルギーを良好に吸収できないおそれを生じたり、逆に芯
材の強度が強すぎるために、かえって衝撃エネルギーを
良好に吸収できないおそれを生じたりする。かかる温度
−圧縮強度特性を満足する合成樹脂の発泡体としては種
々考えられるが、とくに熱可塑性ポリエステル系樹脂の
予備発泡粒子を型内発泡成形した発泡成形体が好適に使
用される。

【００１２】熱可塑性ポリエステル系樹脂の発泡成形体
は上記の温度−圧縮強度特性を満足する上、軽量で、か
つ衝撃吸収性、繰り返し圧縮永久歪み、耐薬品性などに
すぐれている。また、上記熱可塑性ポリエステル系樹脂
の発泡成形体は、とくに高温環境下での寸法安定性や、
長期に亘る寸法安定性にもすぐれており、その表面を被
包する表皮材との寸法、形状のずれなどによる変形やそ
りなどを発生しにくい、長期の使用に十分に耐えうる緩
衝体を構成できるという利点を有している。

【００１３】上記の発泡成形体からなる芯材を被包する
表皮材としては、自動車や船舶などの衝突時の、芯材の
変形に追従して大伸張および大変形が可能で、しかも荷
重が取り除かれた際の芯材の復元に追従してもとの形状
に復元可能な、柔軟な合成樹脂からなるフィルムやシー
トなどがあげられる。かかる柔軟な合成樹脂としては、
たとえばポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合
体、エチレン−プロピレン系共重合ゴム（ＥＰＭ、ＥＰ
ＤＭなど）、ポリエステル系エラストマー、ポリウレタ
ンなどがあげられ、その中でもとくに高密度ポリエチレ
ンが、耐衝撃性、耐候性、耐寒性などにもすぐれるため
に、好適に使用される。

【００１４】芯材や表皮材の形状、構造などは、緩衝体
の用途や仕様などにあわせて適宜、変更すれば良い。〈熱可塑性ポリエステル系樹脂〉本発明において芯材に
好適に使用される発泡成形体を形成する熱可塑性ポリエ
ステル系樹脂としては、たとえばテレフタル酸とエチレ
ングリコールとを重縮合反応させるなどして合成される
ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）に代表される、
従来公知の種々の熱可塑性ポリエステル系樹脂が、いず
れも使用可能である。

【００１５】ただし、上記ＰＥＴなどの従来の熱可塑性
ポリエステル系樹脂は一般にガスバリヤー性が高く、発
泡剤を含浸するのに多大な時間を要するために、樹脂に
発泡剤を含浸させ〔含浸工程〕、ついで加熱して予備発
泡させるとともに、粒子化して予備発泡粒子を得たのち
〔予備発泡工程〕、この予備発泡粒子を型内に充てん
し、加熱膨張させて発泡成形〔型内発泡工程〕する従来
の発泡成形方法によって発泡成形体、すなわちこの場合
は緩衝体の芯材を製造したのでは時間、コストおよび手
間がかかるおそれがある。

【００１６】さらに上記従来の熱可塑性ポリエステル系
樹脂は加熱によって結晶化が進みやすい、すなわち結晶
化の速度が速いために、上記含浸時や予備発泡時の加熱
によって予備発泡粒子の結晶化度が過度に高くなって、
型内発泡成形時に発泡粒同士の発泡融着性の低下をまね
くという問題もある。このため、とくに汎用の発泡成形
機を使用して、たとえばスチームのゲージ圧が０．５Ｍ
Ｐａ以下といった通常の成形条件で発泡成形したので
は、耐熱性にすぐれた発泡成形体が得られるものの、発
泡粒同士が高い融着率でもって良好に融着、一体化し
た、前記圧縮強度などの強度にすぐれた発泡成形体を製
造することはできない。

【００１７】したがってＰＥＴなどの従来の熱可塑性ポ
リエステル系樹脂を用いて、高い融着率を有する発泡成
形体を製造するには、たとえば多量のスチームを型内に
均一に供給できるなどの特殊な機能を付与した特殊な発
泡成形機を用いて、ゲージ圧が０．５ＭＰａを超えるよ
うな特殊な成形条件で成形を行う必要を生じる。しかし
ながらこのような特殊な成形条件ゆえに、製造される発
泡成形体は、たとえば４０％を超えるような、過度に結
晶化度の高いものとなってしまい、耐熱性にはすぐれる
ものの脆くなって、かえって必要とする強度が得られな
い。

【００１８】また、結晶化度が４０％を超えた発泡成形
体は、とくに高温環境下での寸法安定性が低下して、緩
衝体の変形やそりなどを生じやすいという問題もある。
それゆえ本発明においては、上記熱可塑性ポリエステル
系樹脂として、とくにその結晶化の速度が抑制されたも
のを使用するのが好ましい。すなわち結晶化の速度が抑
制された熱可塑性ポリエステル系樹脂は、従来のＰＥＴ
などと比べて、加熱による、予備発泡粒子の結晶化度が
過度に高くなることが抑制され、型内発泡成形時の発泡
融着性が著しく低くなることが防止される。

【００１９】したがって型内発泡成形時の発泡融着性に
すぐれ、かつ機械的強度にもすぐれるとともに寸法安定
性にもすぐれた発泡成形体を、特殊な発泡成形機を使用
することなく、汎用の発泡成形機を使用した通常の成形
条件によって、容易に製造することが可能となり、また
得られた発泡成形体の結晶化度が過度に高くなることを
抑制することができる。

【００２０】熱可塑性ポリエステル系樹脂の結晶化の速
度は、示差走査熱量計（ＤＳＣ）を使用して、日本工業
規格ＪＩＳＫ７１２１所載の測定方法に準じて測定し
た樹脂の結晶化のピーク温度（昇温時に結晶化が起こる
ピークの温度）によって評価することができる。すなわ
ち結晶化のピーク温度が高いほど樹脂は、結晶化を促進
させるのに多量の熱を必要とする、つまり結晶化の速度
が遅いと言える。

【００２１】具体的には、測定試料としての所定量の熱
可塑性ポリエステル系樹脂をＤＳＣの測定容器に充てん
して、１０℃／分の昇温速度で昇温しながら、上記結晶
化ピーク温度が測定される。このようにして測定された
熱可塑性ポリエステル系樹脂の結晶化ピーク温度の範囲
がおよそ１３０℃以上であれば、前記のように結晶化の
速度が抑制された、好適な熱可塑性ポリエステル系樹脂
であるといえる。

【００２２】なお結晶化ピーク温度は、上記の範囲内で
もとくに１８０℃以下であるのが好ましい。結晶化ピー
ク温度が１８０℃を超えた場合には、樹脂のガラス転移
点が高くなるために型内発泡成形の条件幅が狭くなって
却って成形が容易でなくなる上、型内発泡成形時に、成
形体の表面に収縮が発生しやすくなって外観の良好な発
泡成形体が得られないという問題を生じるおそれもあ
る。また、製造された発泡成形体が脆くなってしまうと
いう問題も生じうる。

【００２３】なお上記各特性のバランスを考慮して、良
好な予備発泡粒子、ならびに良好な発泡成形体を製造す
ることを考慮すると、熱可塑性ポリエステル系樹脂のピ
ーク温度は、上記の範囲内でもとくに１３２〜１７５℃
程度であるのが好ましく、１３５〜１７０℃程度である
のがさらに好ましい。かかる特性を満足する熱可塑性ポ
リエステル系樹脂としては、これに限定されないがたと
えば、その全成分中に、イソフタル酸、およびシクロヘ
キサンジメタノールからなる群より選ばれた少なくとも
１種の成分を、総量で０．５〜１０重量％の範囲で含有
するものがあげられる。

【００２４】すなわち、ジカルボン酸として、式(1)：

【００２５】

【化１】

【００２６】で表されるイソフタル酸を使用するか、あ
るいはジオールとしてシクロヘキサンジメタノールを使
用するか、またはこの両者を併用するとともに、いずれ
か一方を単独で使用する場合はその単独での含有割合
を、また両者を併用する場合はその合計の含有割合を、
それぞれ全成分中の、０．５〜１０重量％の範囲内とし
た上記の熱可塑性ポリエステル系樹脂は、イソフタル酸
および／またはシクロヘキサンジメタノールの持つ、樹
脂の結晶化を抑制する作用によって、結晶化ピーク温度
が１３０〜１８０℃の範囲内となるため、前記のような
種々の問題を生じない良好な発泡成形体を製造すること
が可能となる。

【００２７】なおイソフタル酸および／またはシクロヘ
キサンジメタノールの含有割合は、上記各特性のバラン
スを考慮して、良好な予備発泡粒子、ならびに良好な発
泡成形体を製造することを考慮すると、上記の範囲内で
もとくに０．６〜９．５重量％程度であるのが好まし
く、０．７〜９重量％程度であるのがさらに好ましい。
上記のうちシクロヘキサンジメタノールとしては、基本
的に、２つのメタノール部分がそれぞれシクロヘキサン
環の１位と４位に置換した、式(2)：

【００２８】

【化２】

【００２９】で表される１，４−シクロヘキサンジメタ
ノールが使用されるが、２つのメタノール部分がシクロ
ヘキサン環の他の位置に置換した異性体も、少量であれ
ば併用可能である。上記イソフタル酸、およびシクロヘ
キサンジメタノールとともに熱可塑性ポリエステル系樹
脂を構成する他の成分のうちジカルボン酸としては、た
とえばテレフタル酸やフタル酸などがあげられる。

【００３０】またジオール成分としては、たとえばエチ
レングリコール、α−ブチレングリコール（１，２−ブ
タンジオール）、β−ブチレングリコール（１，３−ブ
タンジオール）、テトラメチレングリコール（１，４−
ブタンジオール）、２，３−ブチレングリコール（２，
３−ブタンジオール）、ネオペンチルグリコールなどが
あげられる。

【００３１】また熱可塑性ポリエステル系樹脂の原料に
は、上記の各成分に加えて、たとえば酸成分として、ト
リメリット酸などのトリカルボン酸、ピロメリット酸な
どのテトラカルボン酸などの、三価以上の多価カルボン
酸やその無水物、あるいはアルコール成分として、グリ
セリンなどのトリオール、ペンタエリスリトールなどの
テトラオールなどの、三価以上の多価アルコールなど
を、前述した、熱可塑性ポリエステル系樹脂の結晶性や
結晶化の速度などに影響を及ぼさない範囲で少量、含有
させてもよい。

【００３２】上記の熱可塑性ポリエステル系樹脂は、上
記の各成分を所定の割合、つまり前記のようにイソフタ
ル酸および／またはシクロヘキサンジメタノールを、総
量で０．５〜１０重量％の範囲で含有した原料を、従来
同様に重縮合反応させることによって製造される。また
上記熱可塑性ポリエステル系樹脂は、イソフタル酸およ
び／またはシクロヘキサンジメタノールの含有割合の異
なる２種以上の熱可塑性ポリエステル系樹脂を、その全
成分中に占めるイソフタル酸および／またはシクロヘキ
サンジメタノールの含有割合が、総量で０．５〜１０重
量％の範囲内となるように配合し、たとえば押出機など
を用いて、加熱下で溶融、混合することによっても製造
できる。

【００３３】この方法によれば、予備発泡粒子の製造段
階で、イソフタル酸および／またはシクロヘキサンジメ
タノールの含有割合の異なる２種以上の熱可塑性ポリエ
ステル系樹脂の配合割合を変更するだけで、製造された
予備発泡粒子における上記両成分の含有割合を調整でき
る。このため、樹脂の合成段階で両成分の含有割合を調
整する場合に比べて調整作業を簡略化でき、仕様の変更
などに柔軟に対応できるようになるという利点がある。

【００３４】また、たとえば配合する熱可塑性ポリエス
テル系樹脂の１種として、使用済みのペットボトルなど
から回収、再生した材料などを使用することにより、資
源の有効な再利用化とゴミの減量化、ならびに予備発泡
粒子の低コスト化を図ることが可能となるという利点も
ある。なお上記の方法においては、２種以上の熱可塑性
ポリエステル系樹脂間でのエステル交換反応により各樹
脂がアロイ化して均一な熱可塑性ポリエステル系樹脂と
なるように、加熱下で十分に溶融、混合してやるのが好
ましい。

【００３５】なお予備発泡粒子を、後述するように押出
機などを用いて、高圧溶融下、発泡剤と混合したのち予
備発泡させ、ついで切断して製造する場合には、上記の
ように２種以上の樹脂の溶融、混合による均一な熱可塑
性ポリエステル系樹脂の作製を、発泡剤の混合に先だっ
て上記の押出機中で行い、ついで連続して、上記の製造
方法を実施するのが、効率的であり好ましい。

【００３６】ただし、あらかじめ別の装置を用いて２種
以上の樹脂を溶融、混合して作製しておいた均一な熱可
塑性ポリエステル系樹脂を押出機に投入して、上記の製
造方法により予備発泡粒子を製造しても構わない。なお
本発明で使用する熱可塑性ポリエステル系樹脂は、予備
発泡粒子を製造する際の溶融、混合性や、製造された予
備発泡粒子を用いて、型内発泡成形によって発泡成形体
を製造する際の成形性などを考慮すると、その固有粘度
（測定温度：３５℃、溶媒：オルソクロロフェノール）
が０．６〜１．５程度であるのが好ましい。〈予備発泡粒子〉予備発泡粒子は、従来同様に、上記の
熱可塑性ポリエステル系樹脂に発泡剤を含浸させたの
ち、加熱して予備発泡させるとともに粒子化して製造し
てもよい。

【００３７】ただし、熱可塑性ポリエステル系樹脂に発
泡剤を含浸させる工程を省略して時間、コストおよび手
間を省くとともに、製造される予備発泡粒子の結晶化度
をさらに低くして、型内発泡成形時の発泡融着性の低下
をさらに抑制するためには、前述したように、上記熱可
塑性ポリエステル系樹脂を高圧溶融下、発泡剤と混合
し、予備発泡させて予備発泡体を得たのち、これを切断
して予備発泡粒子を製造するのが好ましい。

【００３８】熱可塑性ポリエステル系樹脂を高圧溶融
下、発泡剤と混合して予備発泡させる方法としては、押
出機を用いた押出発泡法が効率的であり、好適に採用さ
れる。使用できる押出機はとくに限定されず、通常この
種の押出発泡成形に使用される単軸押出機、二軸押出機
などであり、さらにはこれらを連結したタンデム型であ
っても良いが、十分な溶融、混合能力を有する押出機が
好ましい。

【００３９】押出機の口金としてはいろいろなものを使
用することができる。たとえば、円環状の口金、フラッ
ト口金、ノズル口金、さらには複数のノズルが配置され
たマルチノズル口金などがあげられる。これらの口金を
使用して、シート状、板状、ロッド状などの、種々の形
状の予備発泡体を作ることができる。予備発泡体を、上
述した所定の形状とするためには、いろいろな方法が採
用される。

【００４０】たとえばシート状の予備発泡体を得るに
は、円環状の口金から押し出された円筒状の予備発泡体
を、マンドレル上を進行させてシート状としたり、フラ
ット口金より押し出された厚みのある板状の予備発泡体
を、チルロールによりシート状としたりすればよい。ま
た厚みのある板状の予備発泡体を得るためには、一対の
金属板に密接させながら発泡を進行させて、所定の厚み
とする方法などが採用される。

【００４１】予備発泡体の冷却方法としては、空冷や水
冷のほか、温度調整された冷却装置に接触させるなど、
いろいろな方法を用いることができる。予備発泡体の冷
却はできる限り速やかに行い、結晶化が過度に進行する
のを抑制することが重要である。このようにして製造し
た各種形状の予備発泡体を適宜、切断して円柱状、角
状、チップ状などとすることで予備発泡粒子が完成す
る。

【００４２】上記予備発泡体の冷却と切断は、適宜のタ
イミングで行うことができる。たとえば、口金より押し
出された予備発泡体を、発泡中ないし発泡完了後の任意
の時点で水中に通すなどして冷却した後、ペレタイザ−
などを用いて所定の形状、大きさに切断してもよい。ま
た口金から押し出された、発泡完了直前もしくは発泡完
了直後でかつ冷却前の予備発泡体をすぐさま切断したの
ち、冷却してもよい。

【００４３】さらに、シ−ト状に押し出された予備発泡
体は、一旦巻き取り機などによってロール状に巻き取っ
て保管した後、粉砕機や切断機にて切断してもよい。か
くして製造される予備発泡粒子の大きさは、平均粒径で
表しておよそ０．５〜５ｍｍ程度が好ましい。また予備
発泡粒子の結晶化度は、前記のように汎用の発泡成形機
を使用して、通常の成形条件で発泡成形した際に、粒子
同士の融着性にすぐれた、機械的強度の高い発泡成形体
を得ることを考慮するとおよそ８％以下程度であるのが
好ましい。

【００４４】また、予備発泡粒子をつくる際に、まだ余
熱をもっている予備発泡粒子同士が合着しやすくなるの
を防止するためには、上記結晶化度は、およそ１％以上
であるのが好ましい。なお予備発泡粒子の結晶化度は、
上記の範囲内でもとくに１〜７％程度であるのが好まし
く、１〜６％程度であるのがさらに好ましい。

【００４５】結晶化度（％）は、先に述べた結晶化ピー
ク温度の測定と同様に、示差走査熱量計（ＤＳＣ）を使
用して、日本工業規格ＪＩＳＫ７１２１所載の測定方
法に準じて測定した冷結晶化熱量と融解熱量とから、次
式によって求められる。

【００４６】

【数１】

【００４７】なお式中の、完全結晶ＰＥＴのモルあたり
の融解熱量は、高分子データハンドブック〔培風館発
行〕の記載から２６．９ｋＪとする。具体的には、測定
試料としての所定量の予備発泡粒子をＤＳＣの測定容器
に充てんして、１０℃／分の昇温速度で昇温しながら冷
結晶化熱量と融解熱量とを測定し、その測定結果から、
上記式に基づいて予備発泡粒子の結晶化度が求められ
る。

【００４８】予備発泡粒子の嵩密度は、当該予備発泡粒
子を型内発泡成形して製造される発泡成形体の密度など
に応じて適宜、調整できるが、通常は、発泡成形体とほ
ぼ等しい嵩密度であるのが好ましい。予備発泡粒子に
は、いろいろな添加剤を添加してもよい。添加剤として
は、発泡剤の他に、たとえば気泡調整剤、難燃剤、帯電
防止剤、着色剤などがあげられる。また、熱可塑性ポリ
エステル系樹脂の溶融特性を改良するために、グリシジ
ルフタレートのようなエポキシ化合物、ピロメリット酸
二無水物のような酸無水物、炭酸ナトリウムのようなＩ
ａ、IIａ族の金属化合物などを改質剤として単体、もし
くは二種以上混合して添加することができる。とくにこ
れらの改質剤は、予備発泡粒子の発泡性を改善するだけ
でなく、得られた発泡粒子の独立気泡率を向上するた
め、予備発泡粒子の膨張力を大きくできるので有効であ
る。

【００４９】本発明で使用できる発泡剤としては、大別
すると、熱可塑性ポリエステル系樹脂の軟化点以上の温
度で分解してガスを発生する固体化合物、加熱すると熱
可塑性ポリエステル系樹脂内で気化する液体、加圧下で
熱可塑性ポリエステル系樹脂に溶解させ得る不活性な気
体などに分類されるが、このいずれを用いてもよい。こ
のうち固体化合物としては、たと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、ヒドラゾ
ルジカルボンアミド、重炭酸ナトリウムなどがあげられ
る。また気化する液体としては、たとえばプロパン、ｎ
−ブタン、イソブタン、ｎ−ぺンタン、イソペンタン、
へキサンのような飽和脂肪族炭化水素、べンゼン、キシ
レン、トルエンのような芳香族炭化水素、塩化メチル、
フレオン（登録商標）のようなハロゲン化炭化水素、ジ
メチルエーテル、メチル−ｔｅｒｔ−ブチルエーテルの
ようなエーテル化合物などがあげられる。さらに不活性
な気体としては、たとえば二酸化炭素、窒素などがあげ
られる。

【００５０】なお予備発泡粒子を、前述したように押出
機を用いて高圧溶融下、発泡剤と混合し、押し出して予
備発泡させたのち、切断して熱可塑性ポリエステル系樹
脂予備発泡粒子を製造する場合には、押出機の口金から
押し出された瞬間に気化して溶融樹脂を発泡させるとと
もに、当該溶融樹脂の熱を奪う発泡剤、たとえば飽和脂
肪族炭化水素、ハロゲン化炭化水素などを使用するのが
好ましい。これらの発泡剤は、溶融した熱可塑性ポリエ
ステル系樹脂を冷却する作用をし、予備発泡粒子の結晶
化度を低く抑える効果があるため好ましい。

【００５１】また予備発泡粒子には、熱可塑性ポリエス
テル系樹脂の結晶性や結晶化の速度に大きな影響を及ぼ
さない範囲で、たとえばポリプロピレン系樹脂などのポ
リオレフィン系樹脂、ポリエステル系などの熱可塑性エ
ラストマー、ポリカーボネート、アイオノマーなどを添
加してもよい。予備発泡粒子を用いて、発泡成形体とし
ての緩衝体の芯材を製造する方法としては、閉鎖しうる
が密閉し得ない金型に予備発泡粒子を充てんし、さらに
加熱媒体としてスチームを導入して型内発泡成形する方
法が好ましい。

【００５２】このときの加熱媒体としては、スチーム以
外にも熱風やオイルなどを使用することができるが、効
率的に成形を行う上ではスチームが最も有効である。成
形した発泡成形体は、冷却したのち金型から取り出せば
よい。スチームで型内発泡成形する場合には、前述した
ように汎用の発泡成形機を使用して、通常の成形条件で
発泡成形すればよい。すなわち予備発泡粒子を金型へ充
てんした後、まず低圧〔たとえばゲージ圧０．０４ＭＰ
ａ程度〕で一定時間、スチームを金型内ヘ吹き込んで、
粒子間のエアーを外部ヘ排出する。ついで、吹き込むス
チームの圧を昇圧〔たとえば０．０９ＭＰａ程度〕し
て、予備発泡粒子を型内発泡させるとともに粒子同士を
融着せしめて発泡成形体とすることができる。

【００５３】また予備発泡粒子を、あらかじめ密閉容器
に入れて、炭酸ガス、窒素、ヘリウム等の不活性ガスを
圧入した後、金型での型内発泡成形に使用する直前ま
で、圧入したガスの雰囲気下に保持することで、予備発
泡粒子の、金型での型内発泡成形時の膨張力をより大き
くして、良好な発泡成形体を得ることもできる。かくし
て得られた発泡成形体における、粒子同士の融着性の基
準となる融着率は４０％以上、とくに５０％以上、なか
んずく６０％以上であるのが好ましく、融着率がこの範
囲で、格別に優れた融着性を示すといえる。

【００５４】またその結晶化度は、とくに高温環境下で
の寸法安定性などを考慮すると、およそ２０〜４０％程
度であるのが好ましい。結晶化度が２０％未満である
か、または４０％を超えるものは、このいずれの場合に
も、温度変化による寸法変化量が大きくなって、変形や
そりなどを発生するおそれが生じる。また結晶化度が４
０％を超えるものは脆くなって、前記のように必要とす
る強度が得られないという問題も生じる。

【００５５】発泡成形体の結晶化度を上記範囲内の所定
の値に調整するには、種々の方法を採用することができ
る。たとえば、発泡成形後の発泡成形体の結晶化度が目
的とする値よりも低い場合には、発泡成形体を金型から
すぐに取り出さずにしばらくの間、金型内で保持して熱
処理することなどによって結晶化度を上昇させてやれば
よい。

【００５６】また、発泡成形直後の発泡成形体の結晶化
度が目的とする値と近い場合には、金型を急冷するなど
して結晶化度の上昇を抑制してやればよい。発泡体の結
晶化度は、先に述べた予備発泡粒子の結晶化度と同じ
く、日本工業規格ＪＩＳＫ７１２１所載の測定方法に
準じて測定した冷結晶化熱量と融解熱量とから求められ
る。

【００５７】発泡成形体としての芯材は、緩衝体に使用
したのち分解、回収して、予備発泡粒子などとして再利
用することが可能である。使用済みの発泡成形体をこの
ように再利用することにより、資源の有効な再利用化と
ゴミの減量化に貢献できるとともに、発泡成形体の低コ
スト化を図ることもできる。

【００５８】

【実施例】以下、実施例、比較例をあげて、この発明の
すぐれている点を具体的に説明する。なお、予備発泡粒
子とそれを用いて製造した発泡成形体の結晶化度は、前
述したように日本工業規格ＪＩＳＫ７１２１所載の測
定方法に準じて測定した結果より求めた。

【００５９】また密度は、下記の方法で測定した。密度の測定日本工業規格ＪＩＳＫ６７６７に所載の方法に準拠し
て、次式により、予備発泡粒子の嵩密度（ｇ／ｃ
ｍ³）、および発泡成形体の密度（ｇ／ｃｍ³）を求め
た。

【００６０】

【数２】

【００６１】また、以下の実施例、比較例で製造した緩
衝体の芯材のサンプルとしての発泡成形体について、下
記の試験を行って、その特性を評価した。４０％圧縮強度の測定日本工業規格ＪＩＳＡ９５１１に所載の方法に準拠し
て、各実施例、比較例の発泡成形体の、環境温度−２０
〜＋５０℃の温度範囲での、４０％圧縮強度（ＭＰａ）
を測定するとともに、その最小値Ｓ₁と最大値Ｓ₂とか
ら、比Ｓ₂／Ｓ₁を求めた。

【００６２】融着率の測定各実施例、比較例の発泡成形体を折り曲げて厚み方向に
破断させたのち、破断面に存在する全ての発泡粒子の個
数と、そのうち粒子自体が材料破壊した発泡粒子の個数
とを計数した。そして次式により、粒子同士の融着性の
基準となる融着率（％）を求めた。

【００６３】

【数３】

【００６４】実施例１回収ペットボトルを再生したポリエチレンテレフタレー
ト樹脂ペレット７５重量部と、イソフタル酸成分を含有
する、結晶化のスピードが抑制された熱可塑性ポリエス
テル系樹脂〔イソフタル酸の含有割合：７．３重量％、
結晶化ピーク温度１５９．３℃、ＩＶ値０．７２〕２５
重量部と、ピロメリット酸二無水物０．３重量部と、炭
酸ソーダ０．０３重量部とを押出機〔口径：６５ｍｍ、
Ｌ／Ｄ比：３５〕に供給し、スクリューの回転数５０ｒ
ｐｍ、バレル温度２７０〜２９０℃の条件で溶融、混合
ながら、バレルの途中に接続した圧入管から、発泡剤と
してのブタン（ｎ−ブタン／イソブタン＝７／３）を、
混合物に対して１．１重量％の割合で圧入した。

【００６５】つぎに、溶融状態の混合物を、バレルの先
端に接続したマルチノズル金型〔直線上に、直径０．８
ｍｍのノズルが１５個、配置されたもの〕の、各ノズル
を通して押し出して予備発泡させたのち、直ちに２０℃
に保持した冷却水槽で冷却した。そして、冷却されたス
トランド状の発泡体に付着した水を十分に除去しながら
ペレットカッターによって切断して予備発泡粒子を製造
した。嵩密度は０．１４ｇ／ｃｍ³であった。

【００６６】つぎにこの予備発泡粒子を耐圧密閉容器に
入れ、二酸化炭素を導入して容器内を０．５ＭＰａ（ゲ
ージ圧）に加圧して、常温で２時間保持したのち、発泡
粒子を密閉容器から取り出して発泡槽内に入れ、空気を
混合したスチームを導入して、発泡槽内の温度を６０〜
７０℃に保って１２０秒間、再発泡させた。ここで得ら
れた予備発泡粒子は直径２．５ｍｍ、長さ２．５ｍｍの
円柱状であり、嵩密度は０．０６ｇ／ｃｍ³、結晶化度
は７．４％であった。

【００６７】つぎにこの予備発泡粒子を耐圧密閉容器に
入れ、圧縮空気を導入して容器内を０．５ＭＰａ（ゲー
ジ圧）に加圧して、常温で５時間保持したのち、密閉容
器から取り出した予備発泡粒子を直ちに、緩衝体の芯材
としての、５００ｍｍ×１０００ｍｍ×２００ｍｍの発
泡成形体を製造するための金型に充てんして型締めし、
この型内に、ゲージ圧０．０４ＭＰａのスチームを３０
秒間、ついでゲージ圧０．０９ＭＰａのスチームを６０
秒間、導入して予備発泡粒子を加熱膨張させると同時に
融着させた。

【００６８】スチーム導入終了直後の、発泡成形体に接
する金型の表面温度を測定したところ１１９℃であっ
た。そしてこの状態で２８０秒間、保持（金型の表面温
度は１０３℃まで低下）したのち水冷して、前記寸法、
形状を有する発泡成形体を製造した。得られた発泡成形
体の密度は０．０６ｇ／ｍｌ、結晶化度は表皮部で２
８．１％、中心部で３０．５％であった。また融着率は
７７％と良好な融着性を示した。

【００６９】また、発泡成形体を５０ｍｍ×５０ｍｍ×
２５ｍｍの直方体状に切り出して測定した４０％圧縮強
度は下記のとおりであり、その最小値Ｓ₁と最大値Ｓ₂と
から求めた比Ｓ₂／Ｓ₁は１．３５であって、温度に関係
なくほぼ一定の衝撃吸収性能を有することが確認され
た。比較例１発泡倍率１５倍の発泡ポリプロピレンにて、実施例１と
同形状、同寸法の発泡成形体（密度０．０５０７ｇ／ｃ
ｍ³）を製造した。そしてこの発泡成形体を５０ｍｍ×
５０ｍｍ×２５ｍｍの直方体状に切り出して、４０％圧
縮強度を測定したところ下記のとおりであり、その最小
値Ｓ₁と最大値Ｓ₂とから求めた比Ｓ₂／Ｓ₁は２．５９で
あって、温度変化に応じて衝撃吸収性能が大きく変動す
ることが判明した。以上の結果を表１に示す。

【００７０】

【表１】

【発明の効果】以上、詳述したように本発明によれば、
温度に関係なくほぼ一定の性能を有する緩衝体を提供で
きるという特有の効果を奏する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2D064 AA04 AA22 BA05 CA03 HA25 4F074 AA65 AA66 BA37 BA38 BA95 CA34 CA48 CA49 CC04Y CC05X CC07Y CC47 CE45 CE47 CE55 CE59 CE64 CE98 DA02 DA08 DA24 DA33 DA54 4J002 CF031 CF061 DE226 EA016 EN136 EQ016 FD326 GF00 GL00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】合成樹脂の発泡体からなり、環境温度−２
０〜＋５０℃の温度範囲での、４０％圧縮強度の最小値
Ｓ₁と最大値Ｓ₂との比Ｓ₂／Ｓ₁が２以下である芯材と、
当該芯材を被包する表皮材とを備えることを特徴とする
緩衝体。
【請求項２】芯材が、熱可塑性ポリエステル系樹脂の予
備発泡粒子を型内発泡成形した発泡成形体にて形成され
ており、その結晶化度が２０〜４０％、融着率が４０％
以上である請求項１記載の緩衝体。
【請求項３】熱可塑性ポリエステル系樹脂が、その全成
分中に、イソフタル酸、およびシクロヘキサンジメタノ
ールからなる群より選ばれた少なくとも１種の成分を、
総量で０．５〜１０重量％の範囲で含有するものである
請求項２記載の緩衝体。
【請求項４】熱可塑性ポリエステル系樹脂の少なくとも
一部が、使用済みの製品から回収した再生樹脂である請
求項２または３記載の緩衝体。