JP2003039565A

JP2003039565A - 発泡粒子成形体

Info

Publication number: JP2003039565A
Application number: JP2001236299A
Authority: JP
Inventors: Toru Wada; 亨和田
Original assignee: Mitsubishi Chemical Foam Plastic Corp
Current assignee: Mitsubishi Chemical Foam Plastic Corp
Priority date: 2001-08-03
Filing date: 2001-08-03
Publication date: 2003-02-13

Abstract

(57)【要約】【課題】特殊な装置や工程を行うことなく製造でき，
かつ成形終了時，金型から取り出された直後の含水率が
低く，乾燥が容易であり，しかも寸法収縮が極めて小さ
い発泡粒子成形体を提供すること。【解決手段】結晶性の熱可塑性樹脂からなる発泡状態
の芯層１２と，芯層を被覆する実質的に非発泡状態の被
覆層１１とからなる発泡粒子１を金型内に充填し，金型
内に水蒸気または熱風を導入して該発泡粒子を加熱，融
着させて得られた発泡粒子成形体３である。発泡粒子１
の被覆層１１が互いに接触している部分は融着部分１０
を有する。発泡粒子１の間には空隙２が形成されてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明は，成形用金型から取り出された直
後の含水率が低く，乾燥が容易であり，しかも寸法収縮
が極めて小さい発泡粒子成形体に関する。

【０００２】

【従来技術】発泡粒子成形体は，通気性，排水性に優
れ，適度の剛性と弾力性とを併用するため，排水材やク
ッション材等の種々の用途に用いることができる。

【０００３】例えば，特開平２−２９９８２２号公報に
は，無架橋のオレフィン系樹脂からなる発泡粒子を型内
に充填し，樹脂の融点±５℃の温度範囲に水蒸気加熱し
て発泡粒子を二次発泡させ，併せて粒子相互を融着させ
た後，発泡粒子を収縮させることにより，オレフィン系
発泡粒子成形体を得ることが提案されている。しかし，
この技術を実施するにあたっては，水蒸気加熱の際の微
妙な温度制御が必要であり，工業的に実施が難しい上
に，発泡粒子を収縮させて成形体を得る為に，発泡体の
特徴である軽量性という特性を充分に発揮出来ないとい
う問題があった。また，上記水蒸気加熱により発泡，融
着させた後は，成形体を冷却し，その後金型から取り出
す。このとき，成形体の空隙の間には，上記水蒸気が凝
縮した水が少し残存している。そのため，金型から取り
出した成形体に，典型的には８０〜９０℃の加熱を施し
て，水分を除去する工程が必要となる。

【０００４】また，特開平２−４１２３４号公報には，
スチレン系発泡粒子表面に融着促進剤を浸透処理させた
後，金型内に充填して水蒸気加熱することにより，スチ
レン系発泡粒子成形体を得る技術が開示されている。し
かし，この技術によって得られる発泡粒子成形体は，基
材樹脂が非晶性スチレン系樹脂であるために，耐熱性及
び耐薬品性に乏しいという問題があった。

【０００５】また，特開平４−７７５３２号公報には，
オレフィン系発泡粒子の表面に，基材樹脂より融点の低
いオレフィン系樹脂を固着させた後，金型内に充填し水
蒸気加熱して成形することにより，発泡粒子成形体を得
る技術が開示されている。しかし，この技術を実施する
にあたっては，オレフィン系発泡粒子の表面に，基材樹
脂より融点の低いオレフィン系樹脂を固着させる為に，
特殊な工程を必要とする。従って，工業的に実施するに
際してはコストが高くなるという問題があった。

【０００６】

【解決しようとする課題】本発明はかかる従来の問題点
に鑑み，特殊な装置や工程を行うことなく製造でき，か
つ成形終了時，金型から取り出された直後の含水率が低
く，乾燥が容易であり，しかも寸法収縮が極めて小さい
発泡粒子成形体を提供しようとするものである。

【０００７】

【課題の解決手段】本発明は，結晶性の熱可塑性樹脂か
らなる発泡状態の芯層と，該芯層を被覆する実質的に非
発泡状態の被覆層とからなる発泡粒子を金型内に充填
し，金型内に水蒸気または熱風を導入して該発泡粒子を
加熱，融着させて得られた発泡粒子成形体であり，上記
発泡粒子における上記被覆層が互いに接触している部分
は融着部分を有しており，かつ上記発泡粒子の間には空
隙が形成されていることを特徴とする発泡粒子成形体で
ある（請求項１）。

【０００８】本発明の発泡粒子成形体は，発泡粒子の被
覆層同士が互いに融着しているとともに，発泡粒子間に
は空隙が形成されているため，成形終了時，金型から取
り出された直後の含水率が低く，成形体の乾燥が容易で
ある。

【０００９】即ち，本発明の発泡粒子成形体は，上記被
覆層同士が互いに融着し，芯層は融着に殆ど関与してい
ない。そのため，発泡粒子成形体は比較的大きな空隙を
有し，空隙率も大きい。そのため，上記加熱融着の際に
水蒸気を用いた場合，空隙内に凝縮水が発生するが，こ
の水は上記の大きな空隙の間を伝って，容易に外部に流
出してしまう。また，空隙が大きいために，加熱用水蒸
気が成形体内を通り易く加熱終了後に空隙内に残存する
水蒸気量も少ない。それゆえ，金型から取り出した直後
でも，成形体中の含水率は２〜５％程度と低く，従来の
ごとく長時間をかけて水分を除去する必要もない。な
お，熱風による加熱融着の場合は，水分の問題はない。

【００１０】また，本発明によれば，発泡粒子成形体の
寸法収縮が極めて小さく形状安定性に優れ，寸法及び収
縮変形を矯正するための高温養生処理工程も不要であ
る。これは，上記被覆層が互いに強固に融着しているた
めであると考えられる。

【００１１】以上のように，本発明によれば，特殊な装
置や工程を行うことなく製造でき，かつ成形終了時，金
型から取り出された直後の含水率が低く，乾燥が容易で
あり，しかも寸法収縮が極めて小さい発泡粒子成形体を
提供することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の発泡粒子成形体は，上記
発泡粒子における被覆層を互いに加熱融着させたもので
ある。（発泡粒子）発泡粒子は，芯層と被覆層とから構成され
る複合構造を有する。上記芯層は結晶性の熱可塑性樹脂
からなるものであって，発泡状態にあり，例えば，独立
気泡構造又は連続気泡構造を有する。この場合，独立気
泡構造を有することが好ましい。その理由は，独立気泡
構造は，加熱成型時の芯層の圧縮反力が高く，低密度で
も圧縮強度が高くなるからである。

【００１３】上記芯層を被覆する被覆層は，実質的に非
発泡状態である。「実質的に非発泡」とは，殆ど気泡構
造が無いフィルム状であることを意味する。そのフィル
ム状態は，穴が開いていても良く，例えば網目状態のも
のであっても良い。被覆層の厚さは，１〜１５０μｍ，
好ましくは１０〜１００μｍの範囲である。被覆層の厚
さが１μｍ未満の場合には，成形の際，蒸気圧力を十分
に低下させる効果が少ない。一方，被覆層の厚さが１５
０μｍを超える場合には，成形の際に加熱融着用の水蒸
気圧力を下げることが出来るものの，被覆層における実
質的に非発泡性部分の割合が大きいため，成形体の機械
的強度が発泡倍率の割には低くなる傾向にある。

【００１４】芯層は，結晶性の熱可塑性樹脂にて構成さ
れる。かかる熱可塑性樹脂の具体例としては，ポリプロ
ピレン系樹脂，ポリブテン樹脂，ポリメチルペンテン樹
脂，ポリエステル系樹脂，ポリアミド系樹脂，結晶性の
フッ素系樹脂，結晶性のスチレン系樹脂などが挙げら
れ，これらは単独で又は２以上を組み合わせて用いる。
これらの中でも，プロピレン単独重合体，エチレン成分
が０．５〜８．０重量％のプロピレン−エチレンランダ
ム共重合体，１−ブテン成分が０．５〜１５重量％のプ
ロピレン−１−ブテンランダム共重合体，プロピレン−
エチレンブロック共重合体，プロピレン−１−ブテンブ
ロック共重合体が好ましい。その理由は，得られる成形
体の耐薬品性や耐光性，発泡性等の物性が優れ，安価で
あり，リサイクル性に優れるからである。

【００１５】上記芯層を構成する樹脂及び上記被覆層を
構成する樹脂には，さらに着色剤，帯電防止剤，滑剤等
の各種の添加剤を添加することができる。また，芯層に
は発泡核剤を添加剤として添加することができる。上記
発泡核剤としては，タルク，炭酸カルシウム，シリカ，
酸化チタン，石膏，ゼオライト，ホウ砂，水酸化アルミ
ニウム等の無機化合物の他，カーボン，リン酸系核剤，
フェノール系核剤，アミン系核剤等の有機系核剤が挙げ
られる。

【００１６】これらの添加剤は，通常，上記各樹脂の溶
融混練の際に一緒に添加される。これら添加剤の添加量
は，その添加目的により異なるが，芯層，被覆層を構成
する各々の樹脂１００重量部あたり１０重量部を超えな
いように添加されるべきであり，８重量部以下がより好
ましく，さらには３重量部以下が最も好ましい。

【００１７】上記発泡粒子を調製するにあたっては，ま
ず芯層を構成する細棒状の熱可塑性樹脂の周囲を，被覆
層を構成する樹脂により被覆し，次いでその長さ方向に
所望の長さに切断して鞘芯型の複合粒子を得る。その
後，該複合粒子を発泡剤存在下に加熱して上記芯層を発
泡させて，発泡粒子とする。このとき，芯層は，体積で
１０〜５０倍程度に膨張する。また，この膨張によっ
て，表面の被覆層は延ばされて，当初の厚みより薄肉と
なる。

【００１８】上記発泡粒子の原料となる上記複合粒子の
具体的製造方法としては，例えば次の方法が好適に使用
される。例えば，特開昭６０―１８５８１６号公報等に
記載の鞘芯型の複合ダイが使用される。この場合，２基
の押出機が使用され，一方の押出機で芯層を構成する熱
可塑性樹脂を溶融混練し，他方の押出機で被覆層を構成
する低融点樹脂を溶融混練する。その後，複合ダイを用
いて熱可塑性樹脂を芯層とし，低融点樹脂を被覆層とし
て鞘芯型の棒状の複合体を押出成形する。

【００１９】このようにして得られた複合体をカットし
て，発泡粒子の製造に適した大きさの複合粒子とする。
一般に，複合粒子は，１個の重量が０．１〜２０ｍｇで
あれば発泡粒子の製造に支障はないが，１個の重量が
０．２〜１０ｍｇの範囲にあって，さらに粒子間の重量
のばらつきが少ないことが好ましい。発泡粒子の製造が
容易になり，得られる発泡粒子の密度ばらつきも小とな
り，結果として発泡粒子の型内等への充填性が良好とな
る。

【００２０】上記発泡粒子を得る方法としては，複合粒
子における芯層に揮発性発泡剤を含浸，保持させた後，
加熱発泡する方法，具体的には，例えば，西ドイツ特開
第１２８５７２２号公報，同第２１０７６８３号公報等
に記載の方法を使用し得る。

【００２１】この場合，圧力容器に揮発性発泡剤と共に
上記複合粒子を入れ，被覆層を構成する樹脂の融解する
温度以上で且つ芯層を構成する樹脂の軟化点以上融点未
満の温度に加熱して，複合粒子中の芯層に揮発性発泡剤
を含浸させる。複合粒子を被覆層を構成する樹脂の融点
以上に加熱すると，複合粒子の表面から含浸した揮発性
発泡剤が，融解して液体状態となっている被覆層には留
まらずに，軟化した固体状態を維持している芯層の中に
保持されるためである。その後，圧力容器内の内容物を
低圧雰囲気に放出して発泡させ，乾燥処理することによ
り，芯層が当初より大幅な体積に発泡した発泡粒子を得
る。

【００２２】上記揮発性発泡剤としては，メタン，エタ
ン，プロパン，ブタン，イソブタン，ペンタン，イソペ
ンタン，ネオペンタン，ヘキサン，ヘプタン，シクロペ
ンタン，シクロヘキサン，メチルシクロペンタン等の鎖
状または環状低級脂肪族炭化水素類，ジクロロジフルオ
ロメタン，トリクロロモノフルオロメタン，１−クロロ
−１，１−ジフルオロエタン，１−クロロ−２，２，２
−トリフルオロエタン等のハロゲン化炭化水素類，窒
素，空気，二酸化炭素等の無機ガス等が挙げられる。こ
れらは，単独または２以上を組み合わせて使用される。

【００２３】複合粒子中の芯層の発泡時の加熱温度は，
通常，芯層の熱可塑性樹脂の軟化温度以上で且つ融点未
満とされるが，被覆層の低融点樹脂の融解する温度（組
成物の場合には，主成分の融解する温度）よりも高い温
度とすることが好ましい。これにより，芯層が固体状態
を維持しつつ軟化する。このため，発泡剤の体積膨張に
より，軟化した芯層の中に多数の気泡が形成されて，芯
層が発泡状態となる。また，本発明では，圧力容器中で
複合粒子同士が融着しないようにするため，撹拌装置を
付備することが好ましい。

【００２４】また，芯層を構成する熱可塑性樹脂の中に
予め分解型発泡剤を練り込んでおいてもよい。これによ
り，圧力容器中に揮発性発泡剤を配合しなくても発泡粒
子を得ることが可能である。上記分解型発泡剤として
は，複合粒子の発泡温度で分解してガスを発生するもの
であれば使用することができ，具体的には，たとえば重
炭酸ナトリウム，炭酸アンモニウム，アジド化合物，ア
ゾ化合物等が挙げられる。

【００２５】上記芯層の加熱発泡時には，複合粒子の分
散媒として，水，アルコール類などを使用することが好
ましい。さらに複合粒子を分散媒に均一に分散させるた
めに，酸化アルミニウム，第三リン酸カルシウム，ピロ
リン酸マグネシウム，酸化亜鉛，カオリンなどの難水溶
性の無機物質，ポリビニルピロリドン，ポリビニルアル
コール，メチルセルロースなどの水溶性保護コロイド，
ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム，アルカンスル
ホン酸ナトリウム等のアニオン性界面活性剤を単独また
は２以上混合して使用するのが好ましい。

【００２６】圧力容器内の複合粒子を発泡させる際に
は，複合粒子を上記圧力容器内から低圧雰囲気に放出す
る。このとき，圧力容器内の圧力を一定に保持すること
が好ましい。上記圧力容器から低圧雰囲気への複合粒子
の放出を容易にするためである。圧力容器内の圧力を一
定に保持するにあたっては，例えば，前記と同様な無機
ガス又は揮発性発泡剤を外部より圧力容器に導入する。

【００２７】（発泡粒子成形体の加熱成形）発泡粒子成
形体は，金型内に発泡粒子を充填し，金型を加熱し，主
として発泡粒子の被覆層同士を相互に融着させることに
より得たものである。

【００２８】発泡粒子成形体は，様々な条件の金型を使
用して成形される。その方法としては，例えば，大気圧
または減圧下の凹凸一対の金型よりなるキャビティー内
へ発泡粒子を充填した後に，金型間を押圧して金型キャ
ビティー体積を５〜７０％減少する様に圧縮する。次い
で，スチーム等の熱媒をキャビティー内に導入して発泡
粒子を加熱融着させる圧縮成型法（例えば特公昭４６−
３８３５９号公報）が挙げられる。

【００２９】また，揮発性発泡剤または無機ガスの１種
または２種以上で予め発泡粒子を処理して発泡粒子の二
次発泡力を高め，次いでその二次発泡力を保持しつつ大
気圧または減圧下の凹凸一対の金型よりなるキャビティ
ー内に発泡粒子を充填した後，金型キャビティー内に熱
媒を導入して発泡粒子を加熱融着させる加圧熟成法（例
えば特公昭５１−２２９５１号公報）が挙げられる。

【００３０】また，圧縮ガスにより大気圧以上に加圧し
た金型キャビティーに当該圧力以上に加圧した発泡粒子
を充填した後，金型キャビティー内に熱媒を導入して発
泡粒子を加熱融着させる圧縮充填法（例えば特公平４−
４６２１７号公報）も挙げられる。

【００３１】さらに，特殊な条件にて得られる二次発泡
力の高い発泡粒子を使用して大気圧または減圧下の凹凸
一対の金型に設けられたキャビティー内に発泡粒子を充
填し，次いで，キャビティー内に熱媒を導入して発泡粒
子を加熱融着させる常圧充填法（例えば特公平６−４９
７９５号公報）が挙げられる。本発明で使用される成型
方法は以上の何れの方法でもよく，また，上記の方法の
組合わせによっても成形できる（例えば特公平６−２２
９１９号公報参照）。

【００３２】本発明の発泡粒子成形体の加熱成形時にお
ける温度は，被覆層が軟化する温度以上で，かつ芯層と
なる結晶性の熱可塑性樹脂の融点よりも低い温度とする
ことが好ましい。芯層の融点を超える場合には，芯層の
樹脂が軟化あるいは溶融することにより，発泡粒子成形
体の収縮や変形が大きくなるおそれがある。加熱成形時
における温度は，上記芯層樹脂の融点よりも１０℃以上
低い温度で行うことが，エネルギーの使用量が低下する
ことから望ましい。また，被覆層の樹脂が融点を示す場
合には，該樹脂の融点以上で加熱する。

【００３３】加熱成形時の加熱媒体としては，たとえ
ば，水蒸気，空気（熱風）等がある。加熱媒体が水蒸気
である場合において，金型から取り出した直後の発泡粒
子成形体中の含水率は５％以下であることが好ましい。
これにより，短時間で水分除去をすることができる。

【００３４】上記発泡粒子成形体の用途としては，例え
ばパレット，台車等の流通分野，断熱パネル，防音パネ
ル等の建築分野，濾過材，透水材等の土木分野，各種浮
力用部材，自動車内装材，バンパー等の衝撃吸収材，家
具，寝具等が挙げられる。

【００３５】次に，上記発泡粒子成形体は，１５〜４５
％の空隙率を有していることが好ましい（請求項２）。
１５％未満の場合には，通気性や吸音性等の特性発現が
不十分となるおそれがあり，４５％を超える場合には成
形体の力学強度が不十分となるおそれがある。

【００３６】上記発泡粒子の被覆層は，芯層を形成する
上記熱可塑性樹脂より融点が低いか，または，実質的に
融点を示さないエチレン系重合体からなることが好まし
い（請求項３）。これにより，発泡粒子成形体を加熱成
形するときに，発泡状態にある芯層を固体状態に維持し
たまま，被覆層を軟化，融解させて，隣接する発泡粒子
の被覆層と融着させることができる。

【００３７】被覆層を構成する上記エチレン系重合体
は，芯層を構成する熱可塑性樹脂に対し，１５℃以上低
い融点を示すエチレン系重合体を選択して使用すること
が好ましい。被覆層のエチレン系重合体と芯層の熱可塑
性樹脂との融点差は，好ましくは２０℃〜６０℃，更に
好ましくは２０℃〜４０℃の範囲である。上記の融点差
が１５℃未満の場合，芯層の熱可塑性樹脂を発泡させる
条件下においては，エチレン系重合体からなる被覆層が
発泡するおそれがある。

【００３８】更に，上記エチレン系重合体の融点は，１
２５℃以下，好ましくは１００〜１２５℃の範囲である
ことが好ましい。融点が１２５℃を超えるエチレン系重
合体を使用する場合は，発泡粒子を成形する際の必要蒸
気圧力を高くする必要が生ずるからである。

【００３９】かかる低融点のエチレン系重合体として
は，高圧法低密度ポリエチレン，直鎖状低密度ポリエチ
レン，直鎖状超低密度ポリエチレンのほか，酢酸ビニ
ル，不飽和カルボン酸，不飽和カルボン酸エステル，ビ
ニルアルコール，ビニルエーテル類からなる化合物群か
ら選ばれる一つまたは複数の化合物とエチレンの共重合
体が挙げられる。

【００４０】上記「実質的に融点を示さない」とは，例
えば，示差走査熱量計にて昇温した際に融解ピークが現
れないことを意味する。かかる実質的に融点を示さない
エチレン系重合体としては，例えば，エチレン・プロピ
レンゴム，エチレン・プロピレン・ジエンゴム，エチレ
ン・アクリルゴム，塩素化ポリエチレンゴム，クロロス
ルホン化ポリエチレンゴム等のゴム・エラストマーが挙
げられる。これらのエチレン系重合体は，単独使用の
他，２種以上の組成物として使用することができる。

【００４１】上記エチレン系重合体の中では，高圧法低
密度ポリエチレン，直鎖状低密度ポリエチレン，直鎖状
超低密度ポリエチレンが好ましい。さらにその中でも，
メタロセン触媒を使用して重合された直鎖状低密度ポリ
エチレン，直鎖状超低密度ポリエチレンが好ましい。

【００４２】また，上記被覆層は，エチレン系重合体１
００重量部に対して，上記芯層と同一の結晶性の熱可塑
性樹脂を１〜１００重量部ブレンドした組成物からなる
ことが好ましい（請求項４）。かかる組成物を用いた場
合には，海島状の分散形態の被覆層を形成でき，これに
より，芯層と被覆層の接着性が向上するという利点が得
られる。

【００４３】上記熱可塑性樹脂の使用割合が１００重量
部を超える場合には，被覆層の高次構造が，好ましい構
造である海島状の分散形態から変化し，熱可塑性樹脂が
連続した相を形成することとなり，その結果として，型
内成形工程で必要となる加熱温度が高くなるという不具
合がある。一方，上記熱可塑性樹脂が１重量部未満の場
合には，芯層と被覆層の接着性向上という効果が得られ
にくい。更に好ましくは，被覆層は，エチレン系重合体
１００重量部に対して，芯層と同一の結晶性の熱可塑性
樹脂を１〜５０重量部ブレンドした組成物を用いる。

【００４４】上記芯層は，５０％以上の独立気泡率を有
することが好ましい（請求項５）。更には，芯層の独立
気泡率は７０％以上であることが好ましい。これによ
り，加熱成型時の芯層の圧縮反力が更に高くなり，また
低密度でも圧縮強度が高い発泡粒子成形体を得ることが
できる。なお，上記独立気泡率とは，ＡＳＴＭ−Ｄ２８
５６に記載されている手順に準じて測定することにより
得られる値をいう。

【００４５】また，上記発泡粒子成形体の表面は樹脂フ
ィルムによりラミネート（被覆）されていてもよい（請
求項６）。樹脂フィルムは特に制限が無く，例えば，Ｏ
ＰＳ（２軸延伸ポリスチレンシート），耐熱ＯＰＳ，Ｈ
ＩＰＳ（耐衝撃性ポリスチレン）などのポリスチレン系
樹脂フィルム，ＣＰＰ（無延伸ポリプロピレンフィル
ム），ＯＰＰ（２軸延伸ポリプロピレンフィルム）等の
ポリプロピレン系樹脂のフィルム，あるいはポリエチレ
ン系樹脂フィルム，ポリエステル系樹脂フィルム等が用
いられる。

【００４６】樹脂フィルムの厚さには制限はないが，例
えば１５〜１５０μｍである。これらの樹脂フィルムに
は必要に応じて印刷が施されてもよい。また，ラミネー
トを行う場合，発泡粒子の加熱融着成形と同時に行って
もよい。また，一旦成形した発泡粒子成形体にラミネー
トを行ってもよい。必要に応じてホットメルト系の接着
剤を用いてラミネーションを行うこともできる。

【００４７】

【実施例】（実施例１）内径５０ｍｍの単軸押出機を使
用してエチレン含量１．５重量％のエチレン・プロピレ
ンランダム共重合体（ＥＴ−ＰＲ，融点１５３℃）を混
練した。また，内径２５ｍｍの単軸押出機を使用して密
度０．８９５のメタロセン触媒で重合された直鎖状低密
度ポリエチレン（Ｍ−ＰＥ，融点９１℃）を混練した。
次いで，直径１．５ｍｍのダイオリフィスを有する鞘芯
型のダイから，上記エチレン・プロピレンランダム共重
合体を芯層とし，上記直鎖状低密度ポリエチレンを被覆
層としてストランドを押出した。

【００４８】このストランドを，水槽を通して冷却した
後，長さ２ｍｍ，重量１．２ｍｇに切断して複合粒子を
得た。この複合粒子の断面を位相差顕微鏡により観察し
たところ，厚さ３０μｍの直鎖状低密度ポリエチレンの
被覆層が，エチレン・プロピレンランダム共重合体の芯
層を被覆していた。

【００４９】次に，圧力容器内に上記複合粒子１００重
量部，水２５０重量部，粒径０．３〜０．５μｍの第三
リン酸カルシウム（分散媒）１．０重量部およびドデシ
ルベンゼンスルホン酸ナトリウム（分散媒）０．００７
重量部を仕込み，次いで圧力容器内へ攪拌下にてブタン
（揮発性発泡剤）２０重量部を供給した。その後，攪拌
しながら，１時間をかけて反応器内温度を１４５℃まで
昇温し，同温度にて３０分間保持した。この間に，ブタ
ンが複合粒子に浸入する。このとき被覆層は融解状態に
あるためブタンガスを保持できず，ブタンガスは固体状
態の芯層にのみ保持される。なお，被覆層は，次の放出
工程において固体状態に戻る。

【００５０】次に，圧力容器の底部にある放出孔の弁を
開くと共に外部より圧力容器内の気相部に窒素ガスを導
入し，容器内の圧力を保持しつつ内容物を大気圧下へ放
出して，ブタンの発泡力により芯層を発泡させて発泡粒
子を得た。こうして得られた発泡粒子は，平均嵩密度１
７ｋｇ／ｍ^３，長さ４ｍｍ，直径３ｍｍ，平均気泡径１
２０μｍであり，発泡粒子同士のブロッキングも無かっ
た。

【００５１】この発泡粒子の断面を位相差顕微鏡で観察
したところ，芯層のエチレン・プロピレンランダム共重
合体は，独立気泡の発泡状態にあった。図１に示すごと
く，発泡粒子１における被覆層１１の直鎖状低密度ポリ
エチレンは，実質的に非発泡のフィルム状態で，芯層１
２を被覆していた。

【００５２】次に，発泡粒子成形体を成形するため，こ
の発泡粒子を４０℃の乾燥室にて完全に乾燥した後，加
熱水蒸気導入用のスチーム孔を有する凹凸一対のアルミ
ニウム製金型のキャビティ内に充填した。次に，０．４
ｋｇ／ｃｍ^２Ｇ（０．０４ＭＰａ），約１１０℃の加熱
水蒸気を導入して発泡粒子の被覆層同士を加熱融着させ
て，発泡粒子成形体を得た。

【００５３】次いで，金型の冷却ジャケットに水を通し
て２０秒間冷却した。その後３０秒間放冷し，金型面圧
が０．３ｋｇ／ｃｍ^２Ｇ（０．０３ＭＰａ）となったと
ころで金型を開いて発泡粒子成形体を取り出した。金型
より取り出された発泡粒子成形体は，見かけ密度が２０
ｋｇ／ｍ³であり，大きさは縦２００ｍｍ，幅３００ｍ
ｍ，厚み４０ｍｍであり，水分含有も無く，収縮変形の
無い金型通りの形状を有したものであった。

【００５４】図２に示すごとく，得られた発泡粒子成形
体３は，発泡粒子１における被覆層１１の相互の接触部
で強固に融着して，融着部分１０が形成されていた。発
泡粒子１の間には，多数の大きい空隙２を有していた。

【００５５】上記発泡粒子成形体から，長さ２００ｍ
ｍ，幅３０ｍｍ，厚さ１２．５ｍｍの試験片を作成し
た。試験片を直径５０ｍｍの円筒の円周に沿って９０度
まで曲げたところ，試験片総数の８０％以上が割れなか
った。

【００５６】（実施例２〜５，比較例１〜３）表１，表
２に示すごとく，上記実施例１の製造方法と同様ではあ
るが，被覆層の樹脂及び状態，加熱媒体，見かけ密度，
加熱成形温度，冷却時間を変えて発泡粒子成形体を製造
した。芯層に用いた樹脂は，エチレン含量１．５重量％
のエチレン・プロピレンランダム共重合体（ＥＴ−Ｐ
Ｒ，融点１５３℃）である。被覆層に用いた樹脂は，密
度０．８９５のメタロセン触媒で重合された直鎖状低密
度ポリエチレン（Ｍ−ＰＥ，融点９１℃），密度０．９
２０の直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ，融点１
２３℃），エチレン含量３．５重量％のエチレン・プロ
ピレンランダム共重合体（ＥＴ（３．５）−ＰＲ，融点
１４２℃）である。加熱媒体は，蒸気または空気であ
る。得られた各種発泡粒子成形体を実施例２〜５，比較
例１〜３とした。

【００５７】（実験例）上記実施例１〜５及び比較例１
〜３の各種発泡粒子成形体について，以下の方法によ
り，物性を測定した。

【００５８】（見かけ密度）発泡粒子成形体の単位体積
当たりの重量（ｋｇ／ｍ^３）をいう。

【００５９】（空隙率）内径１５０ｍｍ，容積５リット
ルのメスシリンダー内に水３リットルを入れ，寸法１０
０×１００×４０ｍｍ（見かけ体積０．４リットル）の
発泡粒子成形体試験片を水没させた後に水位（Ｖリット
ル）を読み，式（１）により求めた。

【００６０】空隙率（％）＝（３．４−Ｖ）×１００／（０．４）．．．．．式（１）

【００６１】（含水率）発泡粒子成形体の成形後，３０
分から１時間以内に成形体重量Ａを測定し，同成形体を
８０℃のオーブン内に１２時間放置し，次いで２３℃，
湿度５５％の部屋に１２時間放置した後に成形体重量Ｂ
を測定し，式（２）により含水率を求めた。

【００６２】含水率（％）＝｛（Ａ−Ｂ）／Ｂ｝×１００．．．．．式（２）

【００６３】（成型時の収縮変形）金型内から取り出し
た発泡粒子成形体を，２０℃に放置し，３０分後の外観
を目視にて判定した。無：型通りの形状を保持している。有：ソリ，へこみなどの収縮変形があり，型通りの形状
でない。

【００６４】（融着性）発泡粒子成形体から，長さ２０
０ｍｍ，幅３０ｍｍ，厚さ１２．５ｍｍの試験片を作成
した。試験片を直径５０ｍｍの円筒の円周に沿って９０
度まで曲げて，次の基準で判定した。 ○：試験片総数の８０％以上が割れない。 ×：試験片総数の２１％以上が割れる。

【００６５】（吸音性）発泡粒子成形体に，周波数２０
０〜２０００Ｈｚの音波を照射して，吸音率が３０％以
上となる周波数をＪＩＳＡ１４０５に記載の垂直入射
吸音率測定法に基づいて測定した。２００〜２０００Ｈ
ｚの周波数範囲における周波数測定点（１／３オクター
ブバンド周波数）において，以下のように評価した。 ◎：吸音率が３０％以上となる周波数測定点が３点以上
存在する。 ○：吸音率が３０％以上となる周波数測定点が２点以上
存在する。 ×：吸音率が３０％以上となる周波数測定点が１点以
下。

【００６６】

【表１】

【００６７】

【表２】

【００６８】以上の測定結果より，本発明の実施例１〜
５に係る発泡粒子は，いずれも，芯層が独立気泡状態で
あり，被覆層が実質的に非発泡状態にあった。発泡粒子
の被覆層は，隣接する発泡粒子との間に空隙を残して互
いに融着して，十分な力学物性があった。発泡粒子成形
体における空隙率は１５〜４５％の範囲にあった。ま
た，成形終了時，金型から取り出された直後の含水率は
２〜４％と低く，乾燥が容易であり，しかも寸法収縮が
殆ど無く形状安定性に優れ，吸音性にも優れることがわ
かる。また，寸法及び収縮変形を矯正するための高温養
生処理工程も不要である為に，製造効率に優れる。ま
た，実施例１〜５の芯層の発泡粒子間の空隙の間隔は，
１〜４ｍｍと大きかった。

【００６９】一方，比較例１では，複合粒子にブタンを
含浸させたときに被覆層にブタンが保持されて被覆層が
発泡した。また，加熱成形温度が被覆層の融点よりも低
いため，被覆層が融着せず，一体成形体を得ることはで
きなかった。比較例２において，被覆層がなく，芯層の
融点よりも低く且つ軟化点よりも高い温度（１３０℃）
で加熱成形したところ，発泡粒子同士が融着したが，得
られた成形体は空隙を有せず，含水率も高かった。ま
た，成形時の収縮変形も大きかった。比較例３におい
て，比較例２よりも更に低温（軟化点より低い温度）で
加熱成形を行ったところ，発泡粒子同士は融着しなかっ
た。比較例１，３では，成形体自体が得られなかったた
め，空隙率は測定できなかった。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１おける，発泡粒子の斜視図。

【図２】実施例１における，発泡粒子成形体の部分拡大
図。

【符号の説明】

１．．．複合粒子，１０．．．融着部分，１１・・・被
覆層，１２．．．芯層，２．．．空隙，３．．．発泡粒
子成形体，

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ０８Ｌ 101:00 Ｃ０８Ｌ 101:00 Ｆターム(参考） 4F074 AA24 AA25 AA26 AA32 AA38 AA65 AA71 AC02 AC17 AC26 AC30 AC31 AC32 AC33 AD12 AG20 BA32 BA33 BA35 BA36 BA37 BA38 BA39 BA40 BA42 BA53 CA26 CA31 CA46 CA49 CA51 CA53 CC07 CC12 CE14 CE46 CE47 CE48 CE50 4F100 AK01B AK06 AK64 BA02 BA07 DJ01A JA11A JB16A YY00A 4F212 AA04 AA07 AG20 UA02 UB01 UB13 UC06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】結晶性の熱可塑性樹脂からなる発泡状態
の芯層と，該芯層を被覆する実質的に非発泡状態の被覆
層とからなる発泡粒子を金型内に充填し，金型内に水蒸
気または熱風を導入して該発泡粒子を加熱，融着させて
得られた発泡粒子成形体であり，上記発泡粒子における
上記被覆層が互いに接触している部分は融着部分を有し
ており，かつ上記発泡粒子の間には空隙が形成されてい
ることを特徴とする発泡粒子成形体。
【請求項２】請求項１において，上記発泡粒子成形体
は，１５〜４５％の空隙率を有していることを特徴とす
る発泡粒子成形体。
【請求項３】請求項１または２において，上記発泡粒
子の被覆層は，芯層を形成する上記熱可塑性樹脂より融
点が低いか，または，実質的に融点を示さないエチレン
系重合体からなることを特徴とする発泡粒子成形体。
【請求項４】請求項１〜３のいずれか１項において，
上記被覆層は，エチレン系重合体１００重量部に対し
て，上記芯層と同一の結晶性の熱可塑性樹脂を１〜１０
０重量部ブレンドした組成物からなることを特徴とする
発泡粒子成形体。
【請求項５】請求項１〜４のいずれか１項において，
上記芯層は，５０％以上の独立気泡率を有することを特
徴とする発泡粒子成形体。
【請求項６】請求項１〜５のいずれか１項において，
上記発泡粒子成形体の表面は樹脂フィルムによりラミネ
ートされていることを特徴とする発泡粒子成形体。