JP2005297289A - 複合発泡シートの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 本発明の複合発泡シートの製造方法は、補強用シート121、122(ポリオレフィン繊維、ガラス繊維等)と、ポリオレフィン系重合体(ポリプロピレン系重合体等)及び発泡剤(熱分解型化学発泡剤等)を含有する重合体組成物からなり、補強用シートの表面に所定の間隔で接合された複数の長尺体21とを備える複合シートを加熱(例えば、160〜190℃)し、各々の長尺体を発泡させて一体とされた発泡シートとし、その後、冷却することを特徴とする。
【選択図】 図4
Description
1.補強用シートと、ポリオレフィン系重合体及び発泡剤を含有する重合体組成物からなり、該補強用シートの表面に所定の間隔で接合された複数の長尺体とを備える複合シートを加熱し、各々の該長尺体を発泡させて一体とされた発泡シートとし、その後、冷却することを特徴とする複合発泡シートの製造方法。
2.上記補強用シートの表面に上記長尺体を所定の間隔で配設し、その後、該補強用シートと該長尺体とを加熱し、接合させる上記1.に記載の複合発泡シートの製造方法。
3.上記長尺体の両面に上記補強用シートが接合された上記1.又は2.に記載の複合発泡シートの製造方法。
4.上記補強用シートを連続的に供給し、且つ上記長尺体を、該長尺体が該補強用シートの幅方向に所定の間隔で接合されるように連続的に供給する上記1.乃至3.のうちのいずれか1項に記載の複合発泡シートの製造方法。
5.上記重合体組成物が更に架橋剤を含有する上記1.乃至4.のうちのいずれか1項に記載の複合発泡シートの製造方法。
6.上記長尺体の幅方向の寸法が厚さ方向の寸法の1〜10倍である上記1.乃至5.のうちのいずれか1項に記載の複合発泡シートの製造方法。
7.上記間隔が上記長尺体の幅方向の寸法の2〜8倍であり、且つ上記発泡シートの厚さが上記長尺体の厚さ方向の寸法の2〜6倍となる上記1.乃至6.のうちのいずれか1項に記載の複合発泡シートの製造方法。
8.上記長尺体の、上記補強用シートの両端部側における間隔が、該補強用シートの中央部における間隔より小さい上記1.乃至7.のうちのいずれか1項に記載の複合発泡シートの製造方法。
9.上記補強用シートの目付量が20〜200g/m2である上記1.乃至8.のうちのいずれか1項に記載の複合発泡シートの製造方法。
また、補強用シートの表面に長尺体を所定の間隔で配設し、その後、補強用シートと長尺体とを加熱し、接合させる場合は、長尺体と補強用シートとを強固に接合させることができる。
更に、長尺体の両面に補強用シートが接合された場合は、発泡シートの両面に補強用シートが接合された車両用内装材等として有用な複合発泡シートを容易に製造することができる。
また、補強用シートを連続的に供給し、且つ長尺体を、長尺体が補強用シートの幅方向に所定の間隔で接合されるように連続的に供給する場合は、長尺の複合発泡シートを連続的に効率よく製造することができる。
更に、重合体組成物が更に架橋剤を含有する場合は、発泡シートに架橋構造が導入され、優れた耐熱性等を有する複合発泡シートとすることができる。
また、長尺体の幅方向の寸法が厚さ方向の寸法の1〜10倍である場合は、長尺体を幅方向と厚さ方向の各々に適度な倍率で発泡させることができ、均質な発泡シートを備える複合発泡シートとすることができる。
更に、間隔が長尺体の幅方向の寸法の2〜8倍であり、且つ発泡シートの厚さが長尺体の厚さ方向の寸法の2〜6倍となる場合は、発泡倍率が10〜30cm3/g、特に15〜25cm3/gの発泡シートを備え、車両用内装材等として有用な複合発泡シートを容易に製造することができる。
また、長尺体の、補強用シートの両端部側における間隔が、補強用シートの中央部における間隔より小さい場合は、両端部側における曲げ強さ等が大きく、車両用内装材のうちでも特に天井材として有用な複合発泡シートとすることができる。
更に、補強用シートの目付量が20〜200g/m2である場合は、十分な曲げ強さ等を有し、且つ賦形が容易な複合発泡シートとすることができる。
[1]補強用シート
上記「補強用シート」の材質は特に限定されないが、軽量であり、曲げ強さ等が大きく、加熱による寸法変化が小さく、且つ加工性に優れた複合発泡シートとすることができる補強用シートであることが好ましい。また、この補強用シートは通気性を有していることが好ましい。補強用シートが通気性を有しておれば、発泡時に、発泡ガス及び長尺体と補強用シートとの間の空気が排除され、発泡ガス及び空気の滞留による気泡の発生が防止され、均質な発泡シートとすることができる。
長尺体は、重合体組成物からなる。
(1)重合体組成物
上記「重合体組成物」には、ポリオレフィン系重合体及び発泡剤が含有される。
(a)ポリオレフィン系重合体
上記「ポリオレフィン系重合体」としては、高圧法低密度ポリエチレン、中低圧法低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン等のポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸エステル共重合体等のポリエチレン系重合体、ポリプロピレン単独重合体、エチレン−プロピレンランダム共重合体、エチレン−プロピレンブロック共重合体等のポリプロピレン系重合体などが挙げられる。ポリオレフィン系重合体としては、軽量であり、弾性が高く、耐薬品性等に優れる高密度ポリエチレン及びポリプロピレン系重合体が好ましい。ポリオレフィン系重合体は、重合体組成物を100質量%とした場合に、75〜95質量%、特に80〜90質量%であることが好ましい。
重合体組成物には、重合体として、スチレン−ブタジエン−スチレン共重合体(SBS)、水添SBS(SEBS)等のポリオレフィン系重合体を除く他の重合体が含有されていてもよい。これらの他の重合体は1種のみ用いてもよいし、2種以上を用いてもよい。この他の重合体は、ポリオレフィン系重合体と他の重合体との合計を100質量%とした場合に、20質量%以下、特に15質量%以下、更に10質量%以下であることが好ましい。他の重合体が20質量%未満であれば、軽量であり、弾性が高く、優れた耐薬品性等を有する複合発泡シートとすることができる。更に、他の重合体の含有量が20質量%未満であれば、特に、この他の重合体がポリオレフィン系重合体より融点の高い樹脂であっても、長尺体の発泡時に、十分に流動しないことによる発泡むらの発生が抑えられ、均質な発泡シートとすることができる。
上記「発泡剤」は特に限定されないが、加熱により分解してガスを発生する熱分解型化学発泡剤が好ましい。この熱分解型化学発泡剤としては、無機系熱分解型発泡剤と有機系熱分解型発泡剤とがあり、いずれを用いてもよい。
重合体組成物には、架橋剤を配合することができる。架橋剤を配合し、長尺体を加熱し、発泡させるとともに、架橋構造を導入することにより、複合発泡シートの耐熱性等を向上させることができる。このように耐熱性等を向上させることで、車両用内装材等の特に80〜120℃の高温に曝される用途においても用いることができる複合発泡シートとすることができる。
重合体組成物には、物性の向上等のため、カーボンブラック、酸化チタン等を配合することもできる。その他、ポリオレフィン系重合体に一般に配合される、例えば、酸化防止剤、紫外線吸収剤、難燃剤、着色剤等を配合することもできる。
上記「長尺体」は、ポリオレフィン系重合体に発泡剤等を配合した重合体組成物を用いて作製することができる。重合体組成物は、ポリオレフィン系重合体と、発泡剤及び架橋剤等とを、発泡剤が分解せず、且つ架橋反応が進行しない条件(加熱温度、加熱時間等)で溶融、混練することにより調製することができる。また、長尺体は、重合体組成物を成形することにより作製することができる。重合体組成物の調製と長尺体の作製とは、同一の装置による連続工程とすることができる。更に、重合体組成物を調製し、その後、他の装置を用いて別工程として長尺体を作製することもできる。これらのうちでは操作、工程が簡易であり、複合発泡シートのコストを低減させることもできる連続工程とすることが好ましい。
補強用シートと、配設された長尺体とを加熱し、接合させて複合シートを作製する。この加熱の条件は、発泡剤の種類及び配合量、ポリオレフィン系重合体の融点等により設定することができる。即ち、発泡剤が分解する温度以下、且つ補強用シートと長尺体とを容易に剥離しないように接合することができる温度以上で、所定時間加熱することで複合シートを作製することができる。更に、重合体組成物に架橋剤を配合した場合は、架橋剤の種類及び配合量等を勘案し、架橋が進まない条件で加熱する必要がある。
複合シートを作製した後、この複合シートを加熱し、各々の長尺体を発泡させて一体の発泡体とし、その後、冷却することで、上記「発泡シート」の一面又は両面に補強用シートが接合された上記「複合発泡シート」を製造することができる。この加熱の条件は、発泡剤の種類及び配合量等により設定することができる。即ち、発泡剤が分解する温度以上で、所定時間加熱することで発泡シートを作製することができる。また、重合体組成物に架橋剤を配合した場合は、架橋剤の種類及び配合量等を勘案し、架橋剤が分解し、架橋が進む条件で加熱する必要がある。
[1]補強用シート
50質量%のポリプロピレン繊維と50質量%のカーボン繊維との混合繊維からなる不織布シートであり、目付量は90g/m2、厚さは0.5mmである。
[2]重合体組成物
(1)重合体;エチレン−プロピレンブロック共重合体(チッソ社製、商品名「F5962」、メルトフローレート2.5g/10分)50質量%と、エチレン−プロピレンブロック共重合体(チッソ社製、商品名「F8388」、メルトフローレート9.0g/10分)50質量%との混合物を用いた。
(2)発泡剤;アゾジカーボンアミド(永和化成社製、商品名「ビニホールAC#R)、10質量部
(3)架橋剤;ジ−t−ブチルパーオキサイド(日本油脂社製、商品名「パーブチルD」)、0.25質量部
(4)架橋助剤;トリメタアリルイソシアヌレート(日本化薬社製、商品名「TMAIC」)、4質量部
(5)滑剤兼気泡安定剤;オレイン酸アマイド(花王社製、商品名「脂肪酸アマイド O−N」)、0.5質量部
(6)酸化防止剤;フェノール系(旭電化社製、商品名「アデカスタブAO−60」)、0.5質量部
上記(2)〜(6)の配合量は、重合体を100質量部とした場合の値である。
(1)長尺体の作製
180℃に調温された混練用ロールにより上記[2]、(1)の重合体を溶融、混練し、その後、上記[2]、(2)〜(6)の各々の成分を、上記の配合量で順次配合し、混練して重合体組成物を調製した。次いで、180℃に調温された圧縮成形機により、100×100×2.5mmの空間を有するアルミニウム製のスペーサーを用いて重合体組成物を100×100×2.5mmのシートに成形した。その後、このシートを幅4mmに裁断し、100×4×2.5mmの長尺体を作製した。
190℃に調温された圧縮成形機の熱板(面積は200×200mmである。)上に、外寸が200×200mmであり、中心部に160×160×4mmの空間を有するアルミニウム製のスペーサーを置き、その後、このスペーサーの空間内に、両面がPTFEにより被覆された160×160mmの寸法のガラス繊維シート及び同寸法の上記[1]の補強用シートをこの順に置き、次いで、この補強用シートの表面に上記(1)で作製した長尺体を20mm間隔(この間隔は、各々の長尺体の長さ方向の中心線の間隔である。従って、隣り合う長尺体のそれぞれの長辺間の間隔は16mmである。)で8本並べて配設し(この長尺体の幅方向の寸法は厚さ方向の寸法の1.6倍である。また、各々の長尺体それぞれの長辺間の間隔は、長尺体の幅方向の寸法の4倍である。)、その後、この長尺体上に上記補強用シート及び上記ガラス繊維シートをこの順に置いた。このように積層した状態で2分間加熱圧縮し、補強用シートと長尺体とを接合させた。次いで、圧縮成形された積層体を230℃に調温されたオーブンに収容し、2分30秒間加熱し、それぞれの長尺体を発泡させた(このときの発泡シートの厚さは、長尺体の厚さ方向の寸法の5.4倍、即ち、13.5mmであった。)。その後、発泡品をオーブンから取り出し、200×200×10mmの空間を有するアルミニウム製のスペーサーの空間内に置き、上面から鉄板により押圧し、サイジングするとともに冷却した。このようにして発泡倍率15.5cm3/g、厚さ6mmの発泡シート(この冷却後の発泡シートの厚さは、長尺体の厚さ方向の寸法の2.4倍である。)の両面に2枚の補強用シートが接合されてなる複合発泡シートを製造した。
220℃に調温された圧縮成形機の熱板(面積は200×200mmである。)上に、外寸が200×200mmであり、中心部に160×160×4mmの空間を有するアルミニウム製のスペーサーを置き、その後、このスペーサーの空間内に、両面がPTFEにより被覆された160×160mmの寸法のガラス繊維シート及び同寸法の上記[1]の補強用シートをこの順に置き、次いで、この補強用シートの表面に実施例1の(1)で作製した長尺体を20mm間隔で8本並べ(この長尺体の幅方向の寸法は厚さ方向の寸法の1.6倍である。また、各々の長尺体の間隔は長尺体の幅方向の寸法の4倍である。)、その後、この長尺体上に上記補強用シート及び上記ガラス繊維シートをこの順に置いた。このように積層した状態で30秒間加熱圧縮し、補強用シートと長尺体とを接合させた。次いで、圧縮成形機の上下の熱板間の間隔を12mmに開いて2分30秒間加熱し、それぞれの長尺体を発泡させた(このときの発泡シートの厚さは、長尺体の厚さ方向の寸法の4倍、即ち、10mmであった。)。その後、上下の熱板間の間隔を更に開き、発泡品を取り出し、放冷した。このようにして発泡倍率16cm3/g、厚さ6.2mmの発泡シート(この冷却後の発泡シートの厚さは、長尺体の厚さ方向の寸法の約2.5倍である。)の両面に2枚の補強用シートが接合されてなる複合発泡シートを製造した。
図4に模式的に示す工程により連続的に複合発泡シートを製造した。
(1)長尺体の作製
上記[2]、(1)の重合体と、上記[2]、(2)〜(7)の各々の成分とを、上記の配合量となるようにスーパーミキサーに投入して混合し、この混合物を同方向回転型2軸押出機(シリンダ径30mm、L/D=42)により押出成形した。シリンダ温度は190℃、ダイス温度は180℃、スクリュー回転数は100rpmとした。尚、ダイスにおける重合体組成物の温度は185℃であった。ダイスより押し出された長尺体は水槽を通過させて冷却し、定速のピンチロールにより引き取った。長尺体の断面は真円に近い円形であり、その直径は3.5mmであって、長尺体の密度は0.92g/cm3であった。
上記(1)で作製され、芯管に巻回された30本の長尺体21を、櫛歯ガイド311を通過させて20mm間隔で、且つ2.5m/分の速度で連続的に送出し(この長尺体の幅方向の寸法は厚さ方向の寸法の1倍である。また、各々の長尺体の間隔は長尺体の幅方向の寸法の4.7倍である。)、予熱機32を通過させて赤外線ヒータにより125℃に予熱した。その後、予熱した長尺体を更に櫛歯ガイド312を通過させて同間隔、同速度で加熱炉33に向けて送出した。一方、芯管に巻回された幅650mmの上記[1]の補強用シート121、122を、予熱された長尺体の上下両面に向かって連続的に送出し、ガイドロール351間を通過させて積層した。次いで、この積層品を加熱炉の加熱部33に導入し、180℃に調温された加熱空気を吹き付けて加熱しながら、表面にPTFEが被覆されたステンレス鋼板製の支持ロール331と、表面にPTFEが被覆されたステンレス鋼板製の圧縮ロール332との間で押圧して補強用シートと長尺体とを接合させて複合シート2を連続的に作製した。
上記(2)で作製した複合シート2を、そのまま連続的に加熱炉の発泡部34に移送し、230℃に調温された加熱空気を吹き付けて加熱しながら、支持ロール341と、表面にPTFEが被覆されたステンレス鋼製の厚さ規制ロール342との間で長尺体を発泡させた。支持ロール341と厚さ規制ロール342との間隔は12mm(従って、発泡シートの厚さは、長尺体の厚さ方向の寸法の約3.4倍となる。)とし、長尺体の厚さ方向への膨張を規制した。その後、クリアランスが10mmのサイジングロール361を通過させて発泡シートの厚さを調整し、その後、水冷ロール371により冷却し、2枚の補強用シート121、122の間に、幅620mm、厚さ6.2mm、発泡倍率16.5cm3/gの発泡シート11(この冷却後の発泡シートの厚さは、長尺体の厚さ方向の寸法の約1.8倍である。)が接合されてなる複合発泡シート1を連続的に製造した。この複合発泡シートは長さ方向に所定の寸法に裁断し、車両用内装材等の用途に供することができる。
実施例1の長尺体に代えて、重合体組成物を180℃で圧縮成形してなる130×130×0.3mmのシートを用いた他は、実施例1と同様にして複合発泡シートの製造を試みた。しかし、発泡時に補強用シートと長尺体とが部分的に剥離してしまった。そのため、加熱ロール間を通過させて再融着させようとしたが、補強用シートと長尺体との界面で破泡が発生し、実用に供し得る複合発泡シートとすることはできなかった。
実施例1の長尺体に代えて、重合体組成物を180℃で圧縮成形してなる130×130×0.3mmのシートを用いた他は、実施例2と同様にして複合発泡シートの製造を試みた。しかし、発泡の開始と同時に不均一な発泡が進行し、補強用シートと長尺体とが多くの部分で剥離し、また、発泡とともに破泡も進行し、実用に供し得る複合発泡シートとすることはできなかった。
Claims (9)
- 補強用シートと、ポリオレフィン系重合体及び発泡剤を含有する重合体組成物からなり、該補強用シートの表面に所定の間隔で接合された複数の長尺体とを備える複合シートを加熱し、各々の該長尺体を発泡させて一体とされた発泡シートとし、その後、冷却することを特徴とする複合発泡シートの製造方法。
- 上記補強用シートの表面に上記長尺体を所定の間隔で配設し、その後、該補強用シートと該長尺体とを加熱し、接合させる請求項1に記載の複合発泡シートの製造方法。
- 上記長尺体の両面に上記補強用シートが接合された請求項1又は2に記載の複合発泡シートの製造方法。
- 上記補強用シートを連続的に供給し、且つ上記長尺体を、該長尺体が該補強用シートの幅方向に所定の間隔で接合されるように連続的に供給する請求項1乃至3のうちのいずれか1項に記載の複合発泡シートの製造方法。
- 上記重合体組成物が更に架橋剤を含有する請求項1乃至4のうちのいずれか1項に記載の複合発泡シートの製造方法。
- 上記長尺体の幅方向の寸法が厚さ方向の寸法の1〜10倍である請求項1乃至5のうちのいずれか1項に記載の複合発泡シートの製造方法。
- 上記間隔が上記長尺体の幅方向の寸法の2〜8倍であり、且つ上記発泡シートの厚さが上記長尺体の厚さ方向の寸法の2〜6倍となる請求項1乃至6のうちのいずれか1項に記載の複合発泡シートの製造方法。
- 上記長尺体の、上記補強用シートの両端部側における間隔が、該補強用シートの中央部における間隔より小さい請求項1乃至7のうちのいずれか1項に記載の複合発泡シートの製造方法。
- 上記補強用シートの目付量が20〜200g/m2である請求項1乃至8のうちのいずれか1項に記載の複合発泡シートの製造方法。
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