JP2003183435A

JP2003183435A - 架橋樹脂発泡体

Info

Publication number: JP2003183435A
Application number: JP2001384087A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Oka; 善之岡; Fusakichi Akimaru; 房吉秋丸; Yuuji Isozaki; 勇慈礒崎
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 2001-12-18
Filing date: 2001-12-18
Publication date: 2003-07-03

Abstract

(57)【要約】【課題】高い柔軟性と良好な耐熱性を兼ね備え、しかも
二次成形加工性に優れた架橋樹脂発泡体を提供するこ
と。【解決手段】ポリエチレン系樹脂０〜４５重量％、ポリ
プロピレン系樹脂５５〜１００重量％よりなる樹脂マト
リックス１００重量部に対して、α−オレフィンとブタ
ジエンの共重合体に水素添加した水素添加α−オレフィ
ン／ブタジエン共重合体を３〜１８０重量部添加してな
る樹脂組成物を架橋・発泡させてなる架橋樹脂発泡体。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ポリオレフィン系
樹脂発泡体に関し、さらに詳しくは、柔軟性、耐熱性、
機械的強度に優れ、かつ複雑な形状の二次加工が可能な
架橋ポリオレフィン系樹脂発泡体に関する。

【０００２】

【従来の技術】ポリオレフィン系樹脂発泡体は、柔軟
性、軽量性、断熱性に優れており、天井、ドア、インス
トルメントパネル等の車両用内装材として用いられてい
る。これらの内装材は、通常、シート状のポリオレフィ
ン系樹脂発泡体を真空成形や圧縮成形等により二次加工
して所定の形状に成形されている。また、ポリオレフィ
ン系樹脂発泡体は、ポリ塩化ビニル樹脂のシート、熱可
塑性エラストマーのシート、天然または人造の布状物、
レザー等の表皮材を貼り合わせた積層体として使用され
ることが多い。

【０００３】最近の発泡体の真空成形や、スタンピング
成形などの圧縮成形では、生産性向上のために加工温度
を１２０〜２００℃の高温条件としたり、複雑な形状に
成形加工するための深絞り成形性が求められており、そ
のためポリオレフィン系樹脂発泡体には高温での成形加
工性が良好であることが要求されている。また、自動車
の内装は手触り、触感が良好なものが求められるように
なってきていること、さらに、安全性を追求する点で
も、内装材料の柔軟性が強く要望されている。

【０００４】これに対し、ポリエチレン系樹脂発泡体
は、柔軟性に優れているものの耐熱性が不充分であるた
め、高温での成形加工には適していない。また、ポリプ
ロピレン系樹脂発泡体は、ポリエチレン系樹脂発泡体に
比べて耐熱性はあるものの、柔軟性が不足するという問
題がある。そこで、ポリプロピレン系樹脂とポリエチレ
ン系樹脂を併用し、架橋・発泡させることで、耐熱性、
柔軟性を付与し、高温での成形加工性を向上させる努力
がなされてきた。また、ポリプロピレン系樹脂とポリエ
チレン系樹脂を併用したものを架橋・発泡させた発泡体
の耐熱性を更に向上させるために、発泡体のゲル分率を
上げる方法がある。しかし、ゲル分率を上げるために発
泡体に高線量の放射線を照射すると、熱分解型発泡剤を
分解させるために該樹脂組成物の融点以上に加熱した
時、ポリプロピレン系樹脂とポリエチレン系樹脂の溶融
粘度の差が生じるため発泡体内部に空洞ができてしま
い、そのため表面性の良好な発泡体を得ることは難しか
った。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように、ポリプロ
ピレン系樹脂とポリエチレン系樹脂を併用しただけで
は、スタンピング成形等の圧縮成形のように、高圧力か
つ高温の基材樹脂と発泡体を一体成形した場合、圧力が
強く加わる部分では発泡体が極度に圧縮されることや、
溶融した基材樹脂との接触により発泡体の一部が基材樹
脂に融解してしまうために発泡体の厚みが低下し、元来
発泡体が有している柔軟性が損なわれ、得られた成型品
が硬いものとなることがあった。

【０００６】かかる状況に鑑み、本発明の目的は、高い
柔軟性と良好な耐熱性を兼ね備え、しかも二次成形加工
性に優れた架橋樹脂発泡体を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記した課題を達成する
ため、本発明は以下の構成をとる。すなわち、本発明
は、（１）ポリエチレン系樹脂０〜４５重量％、ポリプロピ
レン系樹脂５５〜１００重量％よりなる樹脂マトリック
ス１００重量部に対して、α−オレフィンとブタジエン
の共重合体に水素添加した水素添加α−オレフィン／ブ
タジエン共重合体を３〜１８０重量部添加してなる樹脂
組成物を架橋・発泡させてなる架橋樹脂発泡体。（２）水素添加α−オレフィン／ブタジエン共重合体中
のブタジエン含有量が２０重量％以上であることを特徴
とする（１）記載の架橋樹脂発泡体。（３）ゲル分率が５０〜８５％で、発泡倍率が３〜５０
倍であることを特徴とする請求項１または２記載の架橋
樹脂発泡体。である。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下本発明の好ましい実施の形態
を記載する。

【０００９】本発明で使用するポリエチレン系樹脂と
は、エチレンの単独重合体あるいはエチレンを含む共重
合体である。共重合成分は特に限定されないが、好まし
くはα−オレフィンである。α−オレフィンとしては、
例えば、プロピレン、１−ブテン、１−ペンテン、１−
ヘキセン、４−メチル−１−ペンテン、１−ヘプテン、
１−オクテン等が挙げられ、これらの１種以上が好まし
く用いられる。

【００１０】本発明で使用するポリエチレン系樹脂のメ
ルトインデックス（以降、ＭＩと記載する）は特に限定
されないが、好ましくは２〜５０ｇ／１０分である。な
お、ＭＩは、ＡＳＴＭＤ−１２３８に準拠し、１９０
℃で測定した値を言う。

【００１１】本発明で使用するポリプロピレン系樹脂と
は、プロピレンを含む共重合体である。共重合成分は特
に限定されないが、好ましくはα−オレフィンである。
α−オレフィンとしては、例えば、エチレン、１−ブテ
ン、１−ペンテン、１−ヘキセン、４−メチル−１−ペ
ンテン、１−ヘプテン、１−オクテン等が挙げられ、こ
れらの１種以上が好ましく用いられる。該ポリプロピレ
ン系樹脂中のプロピレン成分の含有率は８５重量％以上
が好ましく、さらに好ましくは９０重量％以上である。
プロピレン成分の含有量が８５重量％未満になると発泡
体の耐熱性が低下する可能性がある。

【００１２】本発明で使用するポリプロピレン系樹脂
は、そのＭＩが０．１〜１０ｇ／１０分であることが好
ましい。ＭＩが小さすぎると、得られる発泡体の成形性
が低下し、逆に大きすぎると、得られる発泡体の耐熱性
が低下する傾向がある。ＭＩはより好ましくは０．３〜
１０ｇ／１０分、さらに好ましくは０．５〜８ｇ／１０
分である。なお、ＭＩは、ＡＳＴＭＤ−１２３８に準
拠し、２３０℃で測定した値を言う。

【００１３】上記ポリエチレン系樹脂とポリプロピレン
系樹脂よりなる樹脂マトリックスの組成は、ポリエチレ
ン系樹脂０〜４５重量％、ポリプロピレン系樹脂５５〜
１００重量％である。ポリエチレン系樹脂は柔軟性には
優れているが、耐熱性に劣っているため、４５重量％を
越えて添加すると得られる架橋樹脂発泡体の耐熱性が低
下するため好ましくない。

【００１４】本発明で用いる水素添加α−オレフィン／
ブタジエン共重合体において、α−オレフィンとしては
特に限定されないが、例えば、エチレン、スチレン等が
代表例としてあげられ、これらの１種以上が好ましく用
いられる。なお、／は、共重合を表す。

【００１５】水素添加α−オレフィン／ブタジエン共重
合体中のブタジエン含有量は２０重量％以上であること
が好ましい。共重合体中のブタジエンの含有量が２０重
量％未満になると、得られる発泡体の柔軟性が低下傾向
となり、また、ポリプロピレン系樹脂、ポリエチレン系
樹脂との相溶性も低下傾向となる。

【００１６】水素添加α−オレフィン／ブタジエン共重
合体は、ランダム共重合体であっても、ブロック共重合
体であっても差し支えない。

【００１７】水素添加α−オレフィン／ブタジエン共重
合体を製造する方法は、公知の方法を用いることができ
る。通常、α−オレフィンとブタジエンの共重合体を作
製後、公知の方法で水素添加する方法が好ましく用いら
れる。

【００１８】水素添加α−オレフィン／ブタジエン共重
合体の添加量は、ポリエチレン系樹脂０〜４５重量％、
ポリプロピレン系樹脂５５〜１００重量％よりなる樹脂
マトリックス１００重量部に対して３〜１８０重量部で
ある。３重量部未満では水素添加α−オレフィン／ブタ
ジエン共重合体の添加効果が不十分で発泡体の柔軟性が
不足し、また１８０重量部を越えると発泡体の形態保持
性が低下するため好ましくない。

【００１９】本発明において、樹脂組成物を架橋する方
法は特に限定されず、例えば、電離性放射線を所定線量
照射する方法、過酸化物による架橋、シラン架橋などを
挙げることができる。

【００２０】電離性放射線としては、例えば、α線、β
線、γ線、電子線等を挙げることができる。電離性放射
線の照射線量は、目的とする架橋度等によって異なる
が、通常１〜５００ｋＧｙ、好ましくは５〜３００ｋＧ
ｙである。照射線量が少なすぎると得られる発泡体の耐
熱性が不十分となり、多すぎると得られる発泡体の成形
加工性が低下する。

【００２１】本発明では、架橋助剤として多官能モノマ
ーを使用するのが好ましい。多官能モノマーとしては、
例えば、ジビニルベンゼン、トリメチロールプロパント
リメタクリレート、１，６−ヘキサンジオールジメタク
リレート、１，９−ノナンジオールジメタクリレート、
１，１０−デカンジオールジメタクリレート、トリメリ
ット酸トリアリルエステル、トリアリルイソシアヌレー
ト、エチルビニルベンゼンなどを使用することができ
る。

【００２２】これらの多官能モノマーは、それぞれ単独
で用いても、あるいは２種以上を組み合わせて使用して
も良い。これらの多官能モノマーは、樹脂マトリックス
１００重量部に対して好ましくは０．５〜１０重量部添
加される。

【００２３】本発明において、樹脂組成物を発泡する方
法は特に限定されず、公知の方法を用いることができ
る。好ましくは熱分解型発泡剤を樹脂組成物に添加する
方法が用いられ、特に好ましくは有機系熱分解型発泡剤
が用いられる。

【００２４】有機系熱分解型発泡剤としては、具体的に
は、アゾジカルボンアミド、ベンゼンスルホニルヒドラ
ジド、ジニトロソペンタメチレンテトラミン、トルエン
スルホニルヒドラジド、アゾビスイソブチロニトリル、
アゾジカルボン酸バリウム等が挙げられる。これらは単
独で用いてもよいし、併用してもよい。有機系熱分解型
発泡剤は、樹脂マトリックス１００重量部に対して、好
ましくは１〜５０重量部、より好ましくは１〜２５重量
部の割合で添加される。有機系熱分解型発泡剤の添加量
は、少なすぎると樹脂組成物の発泡性が低下し、多すぎ
ると得られる発泡体の強度、並びに耐熱性が低下する傾
向がある。

【００２５】熱分解型発泡剤を用いた場合、発泡は、架
橋した樹脂組成物を該発泡剤の熱分解温度以上に加熱す
ることで通常行われる。

【００２６】本発明の架橋樹脂発泡体の発泡倍率は３〜
５０倍であることが好ましい。発泡倍率が３倍を下回る
と成型品の柔軟性が低下傾向となり、発泡倍率が５０倍
を上回ると耐熱性の低下や高温での成形加工性の低下を
招くことがある。

【００２７】さらに本発明の架橋樹脂発泡体のゲル分率
は、耐熱性と高温での成形加工性を維持するために５０
〜８５％であることが好ましい。ゲル分率が５０％未満
であると発泡体の耐熱性が低下傾向となり、８５％を超
えると発泡体の伸びが低下し、成形加工性が低下傾向と
なる。

【００２８】なお、本発明でいうゲル分率とは、以下の
方法にて算出した値のことである。すなわち、ポリオレ
フィン系樹脂発泡体を約５０ｍｇ精密に秤量し、１２０
℃のキシレン２５ｍｌに２４時間浸漬した後、２００メ
ッシュのステンレス製金網で濾過して、金網状の不溶解
分を真空乾燥する。次いで、この不溶解分の重量を精密
に秤量し、以下の式に従ってゲル分率を百分率で算出し
た。ゲル分率（％）＝｛不溶解分の重量（ｍｇ）／秤量した
ポリオレフィン樹脂発泡体の重量（ｍｇ）｝×１００本発明の架橋樹脂発泡体は、好ましくは空洞が無いもの
である。ここで、空洞とは、発泡体内部に出来た５ｍｍ
以上の粗大な気泡のことを言う。空洞は、発泡体の架橋
度が高くなると発現しやすくなる傾向にあるが、本発明
で用いる水素添加α−オレフィン／ブタジエン共重合体
を添加することで架橋度が高くなっても空洞が発生しに
くくなる。空洞が発生すると、表面が凸凹になり、表面
性が低下するため実用性が低下する。

【００２９】本発明においては、本発明の目的が損なわ
れない範囲内で、他の熱可塑性樹脂、例えば、超低密度
ポリエチレン、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリ
エチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、
超高分子量ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−
プロピレンゴム、ポリ酢酸ビニル、ポリブテン等を添加
することができる。また、フェノール系、リン系、アミ
ン系、イオウ系等の酸化防止剤、金属害防止剤、難燃
剤、充填剤、帯電防止剤、熱安定剤、顔料などを添加し
てもよい。

【００３０】次に、本発明の架橋樹脂発泡体の好ましい
製造方法について説明する。

【００３１】まず、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレ
ン系樹脂、水素添加α−オレフィン／ブタジエン共重合
体、架橋助剤、熱分解型発泡剤よりなる組成物の所定量
を、単軸押出機、二軸押出機、バンバリーミキサー、ニ
ーダーミキサー、ミキシングロール等の混練装置を用い
て、熱分解型発泡剤の分解温度未満で均一に溶融混練
し、これをシート状に成形する。次いで、得られたシー
トに電離性放射線を所定線量照射してオレフィン系樹脂
を架橋させる。さらに、この架橋シートを熱分解型発泡
剤の分解温度以上に加熱して発泡させる方法が好ましく
用いられる。

【００３２】

【実施例】次に本発明の実施例を説明する。なお、実施
例に用いた評価は以下の方法で行った。

【００３３】（伸度）伸度はＪＩＳＫ６７６７に従い
測定した。

【００３４】（２５％圧縮硬さ）２５％圧縮硬さは以下
の方法で行った。発泡体を５ｃｍ角に切り取り、これを
４枚重ね、圧縮試験機（高分子計器株式会社製ＡＦ−２
００型）にて、ＪＩＳＫ６７６７に準じて測定した。

【００３５】（空洞）発泡体を任意の断面で切断し、該
断面を目視で観察したのち、大きな気泡についてはノギ
スで断面の気泡径を測定した。延べ１ｍ²の断面につき
観察し、空洞があった場合は×、無かった場合は○と判
定した。○が合格である。

【００３６】（スタンピング成形性）スタンピング成形
性は次のようにして確認した。作製した発泡体を佐藤鉄
工株式会社製スタンピング成形機（ＳＬＩＭ４０４５）
を用い、ＭＩが３５のポリプロピレンを基材樹脂とし、
温度２１０℃、クリアランス５０ｍｍでスタンピング成
形を行った。スタンピング成形性の判定は、任意の１０
０個の成型品につき、成型品表面の外観及び穴の有無を
目視で判定し、外観が悪いか又は成型品に穴が１箇所で
も見られた場合は×、見られなかった場合は○とした。
○が合格である。

【００３７】実施例１プロピレンにエチレンを５．２重量％ランダム共重合し
たＭＩが２．２ｇ／１０分、密度が０．９０１ｋｇ／ｍ
³のポリプロピレン系樹脂７０ｋｇ、ＭＩが９．５ｇ／
１０分、密度が０．９３３ｋｇ／ｍ³のポリエチレン３
０ｋｇ、ブタジエン含有量が９０重量％である水素添加
スチレン／ブタジエン共重合体を２０ｋｇ、安定剤とし
て”イルガノックス”１０１０（チバ・スペシャルティ
ケミカルズ株式会社製）０．４５ｋｇ、”イルガノック
ス”ＰＳ８０２（チバ・スペシャルティケミカルズ株式
会社製）０．３ｋｇ、発泡剤としてアゾジカルボンアミ
ド７．４ｋｇ、ジビニルベンゼン６．０ｋｇを準備し、
ポリプロピレン系樹脂、ポリエチレン、発泡剤、安定剤
をヘンシェルミキサーに投入し、２００〜４００ｒｐｍ
の低速回転で約３分混合し、ついで８００〜１０００
ｒｐｍの高速回転とし、３分間混合して発泡用樹脂組成
物とする。この発泡用樹脂組成物を発泡剤の分解しない
温度、具体的には１９０℃に加熱したベント付き押出し
機に供給、Ｔダイから押し出し、厚みが１．８ｍｍの架
橋発泡用シートに成型した。このシートに１４８ｋＧｙ
の電子線を照射し、架橋せしめた後、縦型熱風発泡装置
に連続的に導入、約２５０℃で３〜５分加熱発泡して連
続シート状の架橋樹脂発泡体として巻取った。このよう
にして得られた架橋樹脂発泡体は、厚み３．０ｍｍ、ゲ
ル分率は６５％、発泡倍率１５倍、伸度は１９５％、２
５％圧縮硬さは１２０ｋＰａであった。評価結果を表１
に示す。

【００３８】実施例２プロピレンにエチレンを２重量％ランダム共重合したＭ
Ｉが１．１ｇ／１０分、密度が０．９０４ｋｇ／ｍ³の
ポリプロピレン系樹脂１００ｋｇ、ブタジエン含有量が
９０重量％である水素添加スチレン／ブタジエン共重合
体を１０ｋｇ、安定剤として”イルガノックス”１０１
０（チバ・スペシャルティケミカルズ株式会社製）０．
４５ｋｇ、”イルガノックス”ＰＳ８０２（チバ・スペ
シャルティケミカルズ株式会社製）０．３ｋｇ、発泡剤
としてアゾジカルボンアミド７．２ｋｇ、ジビニルベン
ゼン５．５ｋｇを用いて実施例１と同様の方法によって
架橋樹脂発泡体を得た。このようにして得られた架橋樹
脂発泡体は、厚み３．０ｍｍ、ゲル分率は６２％、発泡
倍率１５倍、伸度は１８５％、２５％圧縮硬さは１３２
ｋＰａであった。評価結果を表１に示す。

【００３９】実施例３プロピレンにエチレンを２重量％ランダム共重合したＭ
Ｉが１．１ｇ／１０分、密度が０．９０４ｋｇ／ｍ³の
ポリプロピレン系樹脂７５ｋｇ、ＭＩが９．５ｇ／１０
分、密度が０．９３３ｋｇ／ｍ³のポリエチレン２５ｋ
ｇ、ブタジエンの含有量が７５重量％である水素添加エ
チレン／ブタジエン共重合体を１１ｋｇ、安定剤とし
て”イルガノックス”１０１０（チバ・スペシャルティ
ケミカルズ株式会社製）０．４５ｋｇ、”イルガノック
ス”ＰＳ８０２（チバ・スペシャルティケミカルズ株式
会社製）０．３ｋｇ、発泡剤としてアゾジカルボンアミ
ド７．９ｋｇ、ジビニルベンゼン５．５ｋｇを用いて実
施例１と同様の方法によって架橋樹脂発泡体を得た。こ
のようにして得られた架橋樹脂発泡体は、厚み３．０ｍ
ｍ、ゲル分率は６８％、発泡倍率１５倍、伸度は１６５
％、２５％圧縮硬さは１２９ｋＰａであった。評価結果
を表１に示す。

【００４０】比較例１プロピレンにエチレンを５．２重量％ランダム共重合し
たＭＩが２．２ｇ／１０分、密度が０．９０１ｋｇ／ｍ
³のポリプロピレン系樹脂７０ｋｇ、ＭＩが９．５ｇ／
１０分、密度が０．９３３ｋｇ／ｍ³のポリエチレン３
０ｋｇ、安定剤として”イルガノックス”１０１０（チ
バ・スペシャルティケミカルズ株式会社製）０．４５ｋ
ｇ、”イルガノックス”ＰＳ８０２（チバ・スペシャル
ティケミカルズ株式会社製）０．３ｋｇ、発泡剤として
アゾジカルボンアミド６．４ｋｇ、ジビニルベンゼン
５．０ｋｇを用いて実施例１と同様の方法によって発泡
体を得た。このようにして得られた発泡体は、厚み３．
０ｍｍ、ゲル分率は６５％、発泡倍率１５倍、伸度は１
８０％、２５％圧縮硬さは１６５ｋＰａであった。評価
結果を表１に示す。

【００４１】比較例２プロピレンにエチレンを２重量％ランダム共重合したＭ
Ｉが１．１ｇ／１０分、密度が０．９０４ｋｇ／ｍ³の
ポリプロピレン系樹脂１００ｋｇ、安定剤として”イル
ガノックス”１０１０（チバ・スペシャルティケミカル
ズ株式会社製）０．４５ｋｇ、”イルガノックス”ＰＳ
８０２（チバ・スペシャルティケミカルズ株式会社製）
０．３ｋｇ、発泡剤としてアゾジカルボンアミド６．０
ｋｇ、ジビニルベンゼン５．０ｋｇを用いて実施例１と
同様の方法によって発泡体を得た。このようにして得ら
れた発泡体は、厚み３．０ｍｍ、ゲル分率は４０％、発
泡倍率１５倍、伸度は２６０％、２５％圧縮硬さは１８
４ｋＰａであった。評価結果を表１に示す。

【００４２】

【表１】

【００４３】実施例１〜３の発泡体は、空洞もないため
外観に優れ、スタンピング成形性、柔軟性に優れてい
た。一方、水素添加α−オレフィン／ブタジエン共重合
体を含まない比較例の発泡体は、スタンピング成形性が
悪かった。また、２５％圧縮硬さが実施例に比べて大き
く、柔軟性が不足していた。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4F074 AA08 AA13 AA17 AA24 AA25 AA26 AA28 BA13 BA14 BA15 BA16 BA17 BA18 BB25 BB28 CA22 DA02 DA04 DA35 DA54 4J002 AC08Y AC11Y BB03X BB05X BB10Y BB15W BB16W BB17W BB20Y EA047 EH077 EH147 EQ016 EQ026 EU197 FD157 FD326 GF00 GN00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポリエチレン系樹脂０〜４５重量％、ポリ
プロピレン系樹脂５５〜１００重量％よりなる樹脂マト
リックス１００重量部に対して、α−オレフィンとブタ
ジエンの共重合体に水素添加した水素添加α−オレフィ
ン／ブタジエン共重合体を３〜１８０重量部添加してな
る樹脂組成物を架橋・発泡させてなる架橋樹脂発泡体。
【請求項２】水素添加α−オレフィン／ブタジエン共重
合体中のブタジエン含有量が２０重量％以上であること
を特徴とする請求項１記載の架橋樹脂発泡体。
【請求項３】ゲル分率が５０〜８５％で、発泡倍率が３
〜５０倍であることを特徴とする請求項１または２記載
の架橋樹脂発泡体。