JP2002144394A - 熱可塑性樹脂押出発泡体の製造方法 - Google Patents

熱可塑性樹脂押出発泡体の製造方法

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JP2002144394A
JP2002144394A JP2000342401A JP2000342401A JP2002144394A JP 2002144394 A JP2002144394 A JP 2002144394A JP 2000342401 A JP2000342401 A JP 2000342401A JP 2000342401 A JP2000342401 A JP 2000342401A JP 2002144394 A JP2002144394 A JP 2002144394A
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JP
Japan
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thermoplastic resin
foam
weight
glycerin
parts
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JP2000342401A
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English (en)
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Toru Murayama
徹 村山
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Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
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  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
  • Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Molding Of Porous Articles (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 押出発泡しやすい発泡剤量を維持したまま発
泡倍率を制御可能とする熱可塑性樹脂押出発泡体の製造
方法を提供する。 【解決手段】 熱可塑性樹脂を加熱溶融させ、発泡剤を
該熱可塑性樹脂に注入し流動ゲルとなし、ダイを通して
低温かつ低圧の領域に押出発泡することからなる熱可塑
性樹脂押出発泡体の製造方法であって、熱可塑性樹脂1
00重量部に対して0.1〜10重量部のグリセリンを
添加することを特徴とする熱可塑性樹脂押出発泡体の製
造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は熱可塑性樹脂押出発
泡体およびその製造方法に関する。さらに詳しくは、た
とえば断熱材、緩衝材などに好適に用いられる熱可塑性
樹脂押出発泡体の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】熱可塑性樹脂押出発泡体としては、たと
えばポリスチレンフォーム、ポリエチレンフォーム、ポ
リプロピレンフォーム、ポリ塩化ビニルフォームなどが
知られている。これらの発泡体は、軽量で断熱性や外部
応力に対する緩衝性が良好であるために、断熱材、緩衝
材、芯材、包装材、食品容器などの用途に幅広く用いら
れている。
【0003】熱可塑性樹脂押出発泡体の製造方法として
は種々の方法が知られているが、一般に熱可塑性樹脂に
造核剤を加え、加熱溶融混練後、発泡剤を注入し流動ゲ
ルとなし、これらの混合物をダイを通して低圧域へ押出
すことによって発泡剤を蒸発させて熱可塑性樹脂押出発
泡体を製造する方法が採られている。
【0004】前記熱可塑性樹脂押出発泡体を断熱材、緩
衝材、芯材、包装材、食品容器などの用途に用いるに
は、用途に応じた発泡倍率に制御する必要がある。
【0005】発泡倍率の制御は、冷却温度や発泡剤の量
を調節することによりなされる。冷却温度を上げると発
泡倍率が大きくなり、冷却温度を下げると発泡倍率が小
さくなる。しかしながら、冷却温度を上げすぎると破泡
が起こりやすくなり、独立気泡率の低い発泡体となり、
強度や熱伝導率などの発泡体に要求される物性を満たし
にくくなる。また、冷却温度を下げすぎるとダイ内で樹
脂が固化してしまい押出しできなくなる。このように冷
却温度は極端には変えられないため、冷却温度を変える
ことによる発泡倍率の制御幅は小さい。発泡倍率の制御
幅を大きくするには発泡剤量の調節を行う。発泡剤量を
増やせば発泡倍率は大きくなり、発泡剤量を減らせば発
泡倍率は小さくなる。しかしながら、発泡剤量を減らし
すぎると、樹脂の可塑化が不十分となり、冷却器やダイ
の温度を低温に保つことが難しくなる。冷却器やダイの
温度を高温にすると、独立気泡率が低下することによ
り、強度や熱伝導率などの発泡体に要求される物性を満
たしにくくなる。
【0006】低倍率の押出発泡体を製造するその他の方
法として、たとえば特開平5−200835号公報や特
開平7−76631号公報がある。特開平5−2008
35号公報には、ポリスチレン系樹脂と発泡剤を押出機
内で溶融混練した後、ギアポンプを通過させ、次いでダ
イより押出すことにより、低発泡倍率のポリスチレン系
樹脂押出発泡体を製造する方法が開示されている。しか
しながら、この製造方法ではギアポンプが必要となるた
め製造装置が高価となる問題がある。また、特開平7−
76631号公報には、ポリスチレン樹脂に0.5〜1
0重量%の変性ポリオレフィンを含浸することにより、
低発泡倍率のポリスチレン系樹脂押出発泡体を製造する
方法が開示されている。しかしながら、この製造方法で
は変性ポリオレフィンをポリスチレン樹脂に含浸させる
工程が別途必要となる問題がある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記事情に
鑑みてなされたものであり、優れた断熱性および緩衝性
を有し、かつ、用途に応じた様々な発泡倍率の熱可塑性
樹脂押出発泡体の製造方法を提供することを目的とする
ものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に第1の発明は、熱可塑性樹脂を加熱溶融させ、発泡剤
を該熱可塑性樹脂に注入し流動ゲルとなし、ダイを通し
て低温かつ低圧の領域に押出発泡することからなる熱可
塑性樹脂押出発泡体の製造方法であって、熱可塑性樹脂
100重量部に対して0.1〜10重量部のグリセリン
を添加することを特徴とする熱可塑性樹脂押出発泡体の
製造方法として構成されている。
【0009】グリセリンを添加することにより、系内の
表面張力が増大して押出発泡ダイでの気泡核生成が抑制
され、グリセリンを添加しない場合に比べて生成する気
泡の数が減少する。気泡の数が少ないと樹脂中に溶解し
ている発泡剤が気泡中に流入する効率が悪く、発泡の進
行が遅くなる。その結果、グリセリンを添加しない場合
と比較して、発泡倍率の低い発泡体が得られる。より発
泡倍率の低い発泡体を得るには、添加するグリセリン量
を増量すればよい。この方法によれば、使用する熱可塑
性樹脂と発泡剤の組み合わせにおいて、最も押出発泡さ
せやすい発泡剤量と冷却温度に固定したまま、グリセリ
ンの添加量を変えるという簡単な操作だけで発泡倍率を
制御することが可能となる。
【0010】本発明で使用されるグリセリンの添加量と
しては、好ましくは、熱可塑性樹脂100重量部に対し
て0.1〜10重量部、より好ましくは0.3〜5重量
部である。グリセリンの添加量が0.1部未満の場合、
グリセリン添加の効果が全く発現しない。一方、添加量
が10重量部を超える場合、発泡が大幅に抑制されてし
まい、極めて低発泡倍率、高密度の発泡体しか得られな
い。
【0011】本発明で使用されるグリセリンの添加方法
としては、造核剤などの副原料とともに樹脂中にあらか
じめブレンドして添加してもよく、発泡剤などど同様に
ポンプ等により押出機中に直接圧入してもよい。
【0012】本発明で使用される熱可塑性樹脂として
は、たとえばポリスチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹
脂、ポリエチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂などが
挙げられる。これらの熱可塑性樹脂は単独でまたは2種
以上併用して用いる。
【0013】本発明で用いられるポリスチレン系樹脂
は、特に限定されるものではなく、スチレン単量体のみ
から得られるポリスチレンホモポリマー、スチレン単量
体とスチレンと共重合可能な単量体あるいはその誘導体
から得られるランダム、ブロックあるいはグラフト共重
合体、後臭素化ポリスチレン、ゴム強化ポリスチレンな
どの変性ポリスチレンなどが挙げられる。
【0014】本発明で用いられるポリプロピレン系樹脂
は、特に限定されるものではなく、プロピレン単量体か
らなる単位が全体の75〜100重量%、さらには90
〜100重量%で、その他の共重合成分からなる単位が
0〜25重量%、さらには0〜10重量%である。この
ようなポリプロピレン系樹脂は、高結晶性、高い剛性お
よび良好な耐薬品性を保持する点から好ましく、具体的
には、たとえばプロピレンの単独重合体、プロピレンと
エチレン、α−オレフィンまたはジエン系単量体とのラ
ンダムあるいはブロック共重合体、さらには発泡性を改
良したポリプロピレン系樹脂などがあげられる。
【0015】前記発泡性を改良したポリプロピレン系樹
脂としては、たとえばプロピレンの単独重合体、プロピ
レンとエチレン、α−オレフィンまたはジエン系単量体
とのランダムあるいはブロック共重合体などのポリプロ
ピレン系樹脂に、電子線照射により自由端長鎖枝分れを
有し、かつ、歪硬化性伸び粘度を付与した改質ポリプロ
ピレン系樹脂が挙げられる。
【0016】本発明で用いられるポリエチレン系樹脂
は、特に限定されるものではなく、エチレン単量体から
なる単位が全体の75〜100重量%、さらには90〜
100重量%で、その他の共重合成分からなる単位が0
〜25重量%、さらには0〜10重量%である。
【0017】本発明で用いられる発泡剤としては、たと
えばプロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン
などの脂肪族炭化水素類;シクロブタン、シクロペンタ
ン、シクロヘキサンなどの脂環式炭化水素類;二酸化炭
素、窒素、空気などの無機ガス類;たとえばエタノー
ル、メタノールなどの炭素数1〜4のアルコール類;H
CFC142b、HFC134aなどのフロン類などを
単独でまたは2種以上併用して用いる。
【0018】発泡剤の量としては、熱可塑性樹脂100
重量部に対して5〜30重量部、より好ましくは8〜2
0重量部である。発泡剤量が5部未満の場合、樹脂の可
塑化が不十分となる。その結果、冷却器やダイの温度を
高温に設定せざるを得なくなり、得られる発泡体の独立
気泡率が低下し、それに伴い、強度や熱伝導率など発泡
体に要求される物性を満たしにくくなる。一方、添加量
が30重量部を超える場合、発泡剤を樹脂中に完全に溶
解させることが難しくなり、未溶解の発泡剤が生じやす
くなる。これにより押出機内の圧力が不安定となり、安
定した押出が困難になる。
【0019】本発明で使用される造核剤としては、たと
えばタルク粉、炭酸カルシウム粉などが挙げられ、これ
らの造核剤は単独でまたは2種以上併用して用いられ
る。造核剤の量としては、熱可塑性樹脂100重量部に
対して0〜1重量部、より好ましくは0.05〜0.5
重量部である。
【0020】本発明では、まず、該熱可塑性樹脂100
重量部に対して、グリセリン0.1〜10重量部、ま
た、必要に応じて造核剤0〜1重量部を添加して、ブレ
ンダー等で均質な混合物となす。なお、グリセリンはこ
こで添加せずに、発泡剤の注入後に押出機中に直接注入
してもよい。次いで、その混合物を押出機中で150〜
250℃の温度で加熱溶融させ、5〜30重量部の発泡
剤を該混合物に注入し、1〜30MPaの圧力下で該熱
可塑性樹脂に溶解させて流動ゲルとなす。既述のよう
に、ここで、グリセリンをポンプ等で押出機中に直接注
入してもよい。さらに、冷却兼混合機を通じて100〜
150℃まで冷却する。最後に、ダイを通して大気圧下
の領域に押出発泡することで板状の熱可塑性樹脂押出発
泡体を得る。
【0021】
【発明の実施の形態】
【0022】
【実施例】以下、本発明を具体化した実施例につき説明
し、本発明の理解に供する。なお、以下の実施例は本発
明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限
定する性格のものではない。また、特に断らない限り、
「部」は重量部を、「%」は重量%を表す。
【0023】実施例においては、発泡倍率、独立気泡率
を下記の方法に従って調べた。 1)発泡倍率 JIS−K6767に準じ測定した。 2)独立気泡率 ASTM D−2856に記載の方法に準じエアピクノ
メータにより測定した。
【0024】(実施例1)ポリプロピレン樹脂(モンテ
ル社製、PF−814)100重量%からなる熱可塑性
樹脂100重量部に、造核剤としてタルク0.1重量
部、グリセリン0.5部を添加してリボンブレンダーで
混合した。
【0025】この混合物を1時間当たり40kgの割合
で押出機に投入し、押出機中で230℃に加熱して混練
しながら、イソブタン100重量%からなる発泡剤を樹
脂100部に対して総量15重量部の割合で注入し、冷
却兼混合機を通じて140℃にし、目開きの間隔が2m
mのスリットと流路面がフッ素樹脂コーティングされた
厚さ方向間隔60mmの成形金型を介して押出発泡し、
板状のポリプロピレン系樹脂押出発泡体を得る。その評
価結果を表1に示す。
【0026】得られる発泡体は独立気泡率の高い発泡体
である。
【0027】(実施例2〜4)主として熱可塑性樹脂、
発泡剤の組成および量、グリセリンの添加量および添加
方法、冷却兼混合機の設定温度を表1に示すごとく変更
するほかは、実施例1と同じ操作を行い発泡体を得る。
なお、実施例4については、2種の熱可塑性樹脂の相溶
化剤として、スチレン−エチレンプロピレン−スチレン
ブロック共重合体(クラレ製、SEPTON2104)
を、熱可塑性樹脂100重量部に対して5重量部添加し
た。その評価結果を表1に示す。
【0028】得られる発泡体は実施例1の発泡体と同様
に独立気泡率の高い発泡体である。
【0029】
【表1】 (比較例1)グリセリンを使用しないという点を除い
て、実施例1と同じ操作を行い発泡体を得る。その評価
結果を表2に示す。
【0030】得られる発泡体は実施例1の発泡体と比較
して発泡倍率は高いが、独立気泡率が非常に低い発泡体
である。
【0031】(比較例2)グリセリンを使用しないとい
うこと、発泡剤量を表2に示すごとく変更すること、お
よび、冷却兼混合機の設定温度を表2に示すごとく変更
する他は実施例2と同じ操作を行い発泡体を得る。これ
は、グリセリンを使用せずに実施例2と同等の発泡倍率
を有する発泡体を得るために、発泡剤量の減量で発泡倍
率の制御を行ったものである。
【0032】その評価結果を表2に示す。実施例2の発
泡体とほぼ同等の発泡倍率を有する発泡体を得ることは
できたが、冷却兼混合機の温度を高く設定せざるを得な
かったため、独立気泡率の低い発泡体である。
【0033】(比較例3)グリセリンを使用しないとい
うこと、発泡剤量を表2に示すごとく変更すること、お
よび、冷却兼混合機の設定温度を表2に示すごとく変更
する他は実施例3と同じ操作を行い発泡体を得る。これ
は、グリセリンを使用せずに実施例3と同等の発泡倍率
を有する発泡体を得るために、発泡剤量の減量で発泡倍
率の制御を行ったものである。
【0034】その評価結果を表2に示す。実施例3の発
泡体とほぼ同等の発泡倍率を有する発泡体を得ることは
できたが、冷却兼混合機の温度を高く設定せざるを得な
かったため、独立気泡率の低い発泡体である。
【0035】
【表2】 (比較例4)グリセリンを使用しないという点を除い
て、実施例4と同じ操作を行い発泡体を得る。その評価
結果を表2に示す。その評価結果を表2に示す。
【0036】得られる発泡体は実施例4の発泡体と比較
して発泡倍率は高いが、独立気泡率が非常に低い発泡体
である。
【0037】
【発明の効果】本発明の製造法によれば、押出発泡しや
すい発泡剤量を維持したまま発泡倍率を制御することが
可能であり、独立気泡率の高い発泡体を得ることができ
る。本発明の製造法により得られる熱可塑性樹脂押出発
泡体は、高い独立気泡率を有するという効果があり、断
熱材、緩衝材などに好適に使用しうるものである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 熱可塑性樹脂を加熱溶融させ、発泡剤を
    該熱可塑性樹脂に注入し流動ゲルとなし、ダイを通して
    低温かつ低圧の領域に押出発泡することからなる熱可塑
    性樹脂押出発泡体の製造方法であって、熱可塑性樹脂1
    00重量部に対して0.1〜10重量部のグリセリンを
    添加することを特徴とする熱可塑性樹脂押出発泡体の製
    造方法
JP2000342401A 2000-11-09 2000-11-09 熱可塑性樹脂押出発泡体の製造方法 Pending JP2002144394A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003080549A (ja) * 2001-09-11 2003-03-19 Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd 熱可塑性樹脂成形品の製造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003080549A (ja) * 2001-09-11 2003-03-19 Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd 熱可塑性樹脂成形品の製造方法

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