JP2012025916A - 発泡体とその製造方法並びにその用途 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】軟質熱可塑性樹脂を含む発泡性樹脂組成物を押出発泡させて独立気泡構造の発泡体1を形成し、この発泡体の厚みよりも短い多数の針4を発泡体1の厚み方向に侵入させて独立気泡を連続気泡化させ、一方の面側に連続気泡構造の第1の気泡相5が形成され、他方の面側に独立気泡構造の第2の気泡相6が形成された発泡体を製造する。この発泡体は、単層構造を有し、全体に亘り気泡構造を有しており、青果物のクッション材などとして適している。
【選択図】図1
Description
本発明の発泡体は、軟質熱可塑性樹脂を含む発泡性熱可塑性樹脂組成物で形成される。前記組成物の熱可塑性樹脂は、全体として軟質であればよく、例えば、オレフィン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ビニルエステル系樹脂、(メタ)アクリル系樹脂、スチレン系樹脂(例えば、ポリスチレン、スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体など)、熱可塑性エラストマーなどが例示できる。軟質熱可塑性樹脂は、通常、オレフィン系樹脂(特に、エチレン系樹脂)及び熱可塑性エラストマーから選択された少なくとも一種を含んでいる。
本発明では、軟質熱可塑性樹脂を含む発泡性樹脂組成物を発泡させて独立気泡構造の発泡体を形成する発泡工程と、独立気泡を連続気泡化させる穿設工程とを経ることにより前記発泡体を製造できる。
前記樹脂組成物を、各成分の混合物の形態又はペレット状などの形態で、溶融混練機に供給し、発泡成形することにより、発泡体を得ることができる。溶融混練は、慣用の溶融混練機、例えば、一軸又はベント式二軸押出機などを利用できる。発泡成形法としては、慣用の方法、例えば、押出成形法(例えば、Tダイ法、インフレーション法など)、射出成形法などが使用できる。シート状の形態の発泡体は、通常、発泡性樹脂組成物を押出して発泡させる押出発泡法を利用して調製する場合が多い。なお、発泡成形温度は、例えば、70〜300℃、好ましくは80〜280℃、さらに好ましくは85〜260℃程度であってもよい。
穿設工程では、発泡工程で生成した独立気泡構造の発泡体の厚みよりも短い多数の針を発泡体の厚み方向に侵入させて(又は突き刺して)独立気泡を連続気泡化させる。この穿設工程は、発泡成形された発泡体を冷却した後で行ってもよいが、発泡成形し(又は発泡体を押し出し)、発泡体が熱い過程(又は流動性又は溶融状態、気泡形成過程、気泡成長過程)で発泡体に針を侵入させる(又は突き刺す)場合が多い。特に、発泡の直後又は発泡に後続して(例えば、口金から吐出後、1分以内の時間に)、すなわち、発泡成形しつつ(又は発泡体を押し出しつつ)、発泡体に針を侵入させる(又は突き刺す)場合が多い。その際、針は加熱してもよいが、効率よく連続気泡を形成するためには、針を加熱することなく発泡工程(発泡工程の後段)で発泡体に侵入させる(又は突き刺す)のが有利である。好ましい方法は、表面に多数の針(又はピン)を備えたロール(針ロール又はピンロール)を回転させながら、発泡体の厚み方向に針を侵入させる(又は刺す)方法である。
[見掛密度]
水中置換法により、実施例及び比較例で得られた発泡体の見掛密度を測定した。すなわち、発泡体の空気中の重さ(g)と水中での重さ(g)とに基づいて、以下の式により算出した。
見掛密度(g/cm3)=A/(A−B)×(ρw−d)+d
(式中、Aは試料の空気中の重さ(g)、Bは試料の水中の重さ(g)、ρwは水の密度(g/cm3)、dは空気の密度(g/cm3)を示す)
[発泡倍率]
発泡倍率は、発泡体の前記見掛密度ρf(g/cm3)を測定して、以下の式により算出した。
発泡倍率(倍)=ρ/ρf
(式中、ρは発泡前の樹脂密度(g/cm3)を示す)
[連続気泡容積割合]
連続気泡容積割合は圧力変化法により測定した。すなわち、水を収容した容器に試料を入れ、試料を水面下に固定し、容器を減圧デシケーターに入れて、−400mmHgの減圧下で1分間放置した後、表面の水滴を拭き取り、計量して、以下の式で連続気泡容積割合を算出した。
連続気泡容積割合(%)=[(w2−w1)/d3]/(w1/d1−w1/d2)
(式中、w2:吸水後の試料の重量(g)、w1:吸水前の試料の重量(g)、d1:試料の見掛密度(g/cm3)、d2:試料に使用した樹脂密度(g/cm3)、d3:測定時の水の密度(g/cm3)を示す)
[ソフト感]
硬度計(テクロック社製,軟質発泡体用,硬度(タイフ゜F0))で連続気泡部側の表面硬度を測定し、硬度60以下はソフト感があり(評価「○」)、60を越える硬度をソフト感が劣る(評価「×」)とした。
[緩衝性]
水平な台の上に置いた発泡体の表面に円柱状重り(重量25g、15mmφ)を高さ50cmの高さから自然落下させた。重りが発泡体の反発によって跳ね返った高さが、100cm以上は反発性があり(評価「○」)、100cm未満を反発性が劣る(評価「×」)とした。
[衝撃の有無]
前記緩衝性の試験において、発泡体表面から跳ね返る時に、発泡体の下側の台に激しく接触した場合を「あり」、激しく接触しなかった場合を「なし」とした。
[総合評価]
ソフト感及び緩衝性が評価「○」であり、かつ衝撃の有無が「なし」であるとき、総合評価「◎」とし、ソフト感及び緩衝性が評価「×」であり、かつ衝撃の有無が「あり」であるとき、総合評価「×」とした。
以下の樹脂成分、タルク及び発泡剤を表1及び表2に示す割合で、押出機(口金6mmφ)に供給し、温度105℃で口金からシート状に押出し、図1に示す3つのピンロール(ロール径150mmφ、針の太さ1.0mmφ、針の長さ5.0mm、周方向の針の間隔5mm、幅方向の針の間隔5mmで周方向の直線上に互い違いに合計8460本の針を配置、回転数60rpm)を押出方向に沿って250mmの間隔で配設し、発泡体の厚みの1/2に針を侵入させ、発泡体を得た。得られた発泡体を長さ30mmに切断して試験片を作製した。結果を表1〜表2に示す。
[樹脂成分]
PE:低密度ポリエチレン(LDPE):住友化学工業(株)製、「F101−1」
m-PE:メタロセンポリエチレン、日本ポリエチレン(株)製、「KS260」
PS:ポリスチレン、東洋スチレン(株)、「HRM13N」
EVA: 酢酸ビニル含有量も エチレン酢酸ビニル樹脂、日本ユニカー(株)製、「DQDJ1868(酢酸ビニル含有量18%)」
COC:環状オレフィン系樹脂:ポリプラスチックス(株)製、「TOPAS 8007」
[タルク]
平均粒子径15μm
[発泡剤]
ブタン/ペンタン(重量比)=50/50の混合発泡剤
実施例5〜7で得られたシート状発泡体と、比較例1で得られたシート状発泡体について、発泡体を両面テープで水平台に接着し、発泡体の表面に、ステンレス板(40mm×40mm×1.5mmT)を載せるとともに、ステンレス板に分銅(重量250g)を載せた。そして、ステンレス板を水平方向に100mm移動する間の最大の引張力(gf)を測定した。結果を表3に示す。
段ボール箱の底に発泡体を敷き、この発泡体の上に縦横方向にほぼ等間隔をおいて二列に合計10個の青果物(桃、1個の重量約450g)を並べた。このような段ボール箱(10個/箱)5箱を重ねてトラックの荷台に乗せて、長野市から松本市を往復した。往復後に青果物(桃)の底の状態を観察して損傷の程度を調べ、以下の規準で評価した。結果を表3に示す。
「×」:損傷20%以内、「××」:損傷50%以上
2…ガイドロール
3,13a,13b…ロール
4,14a,14b…針
5,15a,15b…第1の気泡相
6,16a,16b…第2の気泡相
7,17a,17b…スキン層
Claims (11)
- 単層構造を有し、全体に亘り気泡構造を有する軟質熱可塑性樹脂の発泡体であって、一方の面側に形成された連続気泡構造を有する第1の気泡相と、他方の面側に形成された独立気泡構造を有する第2の気泡相とを備えている発泡体。
- 第1の気泡相と第2の気泡相との厚み割合が、前者/後者=25/75〜75/25である請求項1記載の発泡体。
- 第1の気泡相と第2の気泡相とが厚み方向に隣接し、第2の気泡相の表面にスキン層が形成されている請求項1又は2記載の発泡体。
- 軟質熱可塑性樹脂が、エチレン系樹脂及び熱可塑性エラストマーから選択された少なくとも一種を含む請求項1〜3のいずれかに記載の発泡体。
- 軟質熱可塑性樹脂が、少なくとも低密度ポリエチレンを含む請求項1〜4のいずれかに記載の発泡体。
- シート状の形態を有する請求項1〜5のいずれかに記載の発泡体。
- 軟質熱可塑性樹脂を含む発泡性樹脂組成物を発泡させて独立気泡構造を形成し、生成した発泡体の厚みよりも短い多数の針を発泡体の厚み方向に侵入させて独立気泡を連続気泡化させる請求項1記載の発泡体の製造方法。
- 発泡性樹脂組成物を押出し、針を加熱することなく発泡工程の後段で発泡体に侵入させる請求項7記載の製造方法。
- 発泡体を押し出しつつ、表面に多数の針を備えたロールを回転させながら、発泡体の厚み方向に針を侵入させる請求項7又は8記載の製造方法。
- 請求項1〜6のいずれかに記載の発泡体で形成されたクッション保護材。
- 青果物及び工業製品から選択され、かつ表面が損傷しやすい被保護体を保護するための請求項10記載のクッション保護材。
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