JP2015063596A

JP2015063596A - ポリエチレン系連続気泡体及びその製造方法

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Publication number: JP2015063596A
Application number: JP2013197962A
Authority: JP
Inventors: 矢野　貴史; Takashi Yano; 貴史矢野
Original assignee: Sanwa Kako Co Ltd
Current assignee: Sanwa Kako Co Ltd
Priority date: 2013-09-25
Filing date: 2013-09-25
Publication date: 2015-04-09

Abstract

【課題】圧縮後の復元性に優れたマスク、その他に用いられる緩衝材に好適なポリエチレン系連続気泡体の製造方法を提供する。【解決手段】メタロセン系触媒により製造されたポリエチレン樹脂３０〜５０重量部とエチレン−酢酸ビニル共重合体７０〜５０重量部に発泡剤、架橋剤、発泡助剤等を添加混練した発泡性架橋性組成物を気密でない金型中で加熱発泡させて気泡体を生成させ、次いで機械的変形を加えて気泡を連通化させるポリエチレン系連続気泡体の製造方法。【選択図】なし

Description

本発明は、マスク、その他に用いられる緩衝材に好適に使用される連続気泡体及びその製造方法に関するものである。

従来、マスク本体の内面に取り付けられる緩衝材としてポリオレフィン系連続気泡体やウレタンフォームが使用されてきた。

特開平１１−３０２４３０号公報特開２００８−１４８９８４号公報

しかしながら、特許文献記載のポリオレフィン系連続気泡体等、従来の連続気泡体製の緩衝材は圧縮時の復元性が悪く、顔面との接触面に隙間ができる問題があった。

本発明者らは、前記目的を達成するため、メタロセン系触媒により製造されたポリエチレン樹脂とエチレン−酢酸ビニル共重合体に発泡剤、架橋剤、発泡助剤等を添加混練して加熱、発泡させてなる圧縮後の復元性に優れたマスク用緩衝材に好適なポリエチレン系連続気泡体を開発した。

本発明のポリエチレン系連続気泡体の製造方法は、メタロセン系触媒により製造されたポリエチレン樹脂３０〜５０重量部とエチレン−酢酸ビニル共重合体７０〜５０重量部に発泡剤、架橋剤、発泡助剤等を添加混練した発泡性架橋性組成物を気密でない金型中で加熱発泡させて気泡体を生成させ、次いで機械的変形を加えて気泡を連通化させる製造方法である。

上記本発明に係る発泡体において、メタロセン系触媒により製造されたポリエチレン樹脂の含有量は３０〜５０重量部であることが好ましい。３０重量部未満の場合は、柔らかくなりすぎて圧縮時の復元性に劣り、マスク用緩衝材に使用した場合、顔面との接触面に隙間ができる。５０重量部を超えると硬く圧縮時の復元性に劣る。

本発明の方法によれば、マスク、その他に用いられる緩衝材に好適に使用されるポリオレフィン系連続気泡体が得られる。

本発明でいうメタロセン系触媒により製造されたポリエチレン樹脂とは、重合触媒として四価の遷移金属を含むメタロセン化合物を用いて得られたものである。メタロセン化合物としては、一般に、遷移金属をπ電子系の不飽和化合物で挟んだ化合物を言い、ビス（シクロペンタジエニル）金属錯体が代表的に挙げられる。

本発明でいう発泡剤とは、ポリオレフィン系樹脂の溶融温度以上の分解温度を有する化学発泡剤であり、例えばアゾ系化合物のアゾジカルボンアミド、バリウムアゾジカルボキシレート等；ニトロソ系化合物のジニトロソペンタメチレンテトラミン、トリニトロトリメチルトリアミン等；ヒドラジッド系化合物のｐ，ｐ‘−オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジッド等；スルホニルセミカルバジッド系化合物のｐ，ｐ‘−オキシビスベンゼンスルホニルセミカルバジッド、トルエンスルホニルセミカルバジッド等がある。

本発明でいう架橋剤とは、ポリエチレン系樹脂中において少なくともポリエチレン樹脂の流動開始温度以上の分解温度を有するものであって、加熱により分解され、遊離ラジカルを発生してその分子間もしくは分子内に架橋結合を生じせしめるラジカル発生剤であるところの有機過酸化物、例えばジクミルパーオキサイド、１，１−ジターシャリーブチルパーオキサイド、１，１−ジターシャリーブチルパーオキシー３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、２，５−ジメチルー２，５−ジターシャリーブチルパーオキシヘキサン、２，５−ジメチルー２，５−ジターシャリーブチルパーオキシヘキシン、α、α―ジターシャリーブチルパーオキシイソプロピルベンゼン、ターシャリーブチルパーオキシケトン、ターシャリーブチルパーオキシベンゾエートなどがあるが、その時に使用される樹脂によって最適な有機過酸化物を選択しなければならない。

本発明において、発泡助剤を発泡剤の種類に応じて添加することができる。発泡助剤としては尿素を主成分とした化合物、酸化亜鉛、酸化鉛等の金属酸化物、サリチル酸、ステアリン酸等を主成分とする化合物、即ち高級脂肪酸あるいは高級脂肪酸の金属化合物などがある。

本発明においては、使用する組成物の物性の改良或いは価格の低下を目的として、架橋結合に著しい悪影響を与えない配合剤（充填剤）、例えば酸化亜鉛、酸化チタン、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化ケイ素等の金属酸化物、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム等の炭酸塩、あるいはパルプ等の繊維物質、又は各種染料、顔料並びに蛍光物質、その他常用のゴム及びプラスチック配合剤等を必要に応じて添加することができる。

次に、本発明の圧縮後の復元性に優れたマスク、その他に用いられる緩衝材に好適なポリエチレン系連続気泡体の製造方法について説明する。

メタロセン系触媒により製造されたポリエチレン樹脂３０〜５０重量部とエチレン−酢酸ビニル共重合体７０〜５０重量部に発泡剤、架橋剤、発泡助剤等を添加混練し、これをミキシングロール、加圧式ニーダー、押出機等によって練和する。次いで、得られた発泡性架橋性組成物をプレス中の金型に充填し、一定時間加圧下に１２０〜１４０℃で４０〜７０分加熱して発泡剤を部分的に分解し、中間発泡体を生成させる。次いで、該中間発泡体を常圧下にて密閉系でない直方体型などの所望の形状の型内に入れ、ローゼ合金、ウッド合金等を用いるメタルバス、オイルバス、硝酸ナトリウム、硝酸カリウム、亜硝酸カリウム等の塩の１種又は２種以上の溶融塩を用いる塩浴中、窒素気流中で、または直方体型がその外壁に加熱用熱媒体導管（熱媒：スチーム等）が設けられてなるものでその中で、あるいは伸長可能な鉄板等により覆われた状態で、所定時間加熱した後、冷却して発泡体を得る。加熱温度は１４５〜２１０℃、好ましくは１６０〜１９０℃であり、加熱時間は３０〜１８０分、好ましくは５０〜１５０分である。

このようにして、機械的変形を与えることによって容易に破壊しうる気泡膜を有し、且つ、従来の気泡体と同程度の架橋度（ゲル分率９５％程度まで）を有する気泡体が得られる。

以上のようにして得られた気泡体（いわゆる独立気泡体）は、次いで例えば等速二本ロール等により圧縮変形を加えることによって気泡膜は破壊され、気泡が連通化されて連続気泡体が得られる。等速二本ロールの表面に無数の小さい針を設けるか、又は等速二本ロールの前及び／又は後に無数の小さい針を設けたロールを配置して、該気泡体の表面に無数の小孔を開けることによって、気泡の連通化を促進させることができる。この方法によって得られる連続気泡体は、ＡＳＴＭ−Ｄ２８５６に準拠した空気比較式比重計１０００型（東京サイエンス（株）製）を用いて測定した連続気泡率が１００％又は１００％に近いものである。

このようにして得られた連続気泡体は、圧縮永久歪（５０％圧縮時、圧縮開放２４時間後の数値、ＪＩＳＫ６７６７準拠）が４％未満である。４％を超える場合は、圧縮後の復元が悪く緩衝材に適さない。

また、連続気泡体の圧縮応力（５０％圧縮時、ＪＩＳＫ６７６７準拠）は３〜６ｋＰａである。３ｋｐａ未満の場合は、圧縮後の復元が悪くマスク、その他に用いられる緩衝材に適さない。６ｋＰａを超える場合は、硬くなりすぎて緩衝材に適さない。

以下、実施例を示して更に具体的に説明するが、本発明は下記実施例に何等限定されるものではない。

メタロセン系触媒により製造されたポリエチレン樹脂（商品名：カーネルＫＳ２４０Ｔ、密度０．８８０ｇ／ｃｍ^３、メルトフローレート２．２ｇ／１０ｍｉｎ、日本ポリエチレン株式会社製）４０重量部と、エチレン−酢酸ビニル共重合体（商品名：ノバテックＬＶ５４０、メルトフローレート２．５ｇ／１０ｍｉｎ、酢酸ビニル含有量２０．０％、日本ポリエチレン株式会社製）６０重量部、アゾジカルボンアミド（商品名：ビニホールＡＣ＃３Ｋ−７、永和化成工業株式会社製）１８重量部、ジクミルパーオキサイド０．５重量部、酸化亜鉛０．１重量部、炭酸カルシウム２０重量部からなる組成物を９５℃のミキシングロールにて練和し、１３５℃に加熱されたプレス内の金型（３０×１５０×１５０ｍｍ）に練和物を充填し、６０分間加圧下で加熱し、発泡性架橋組成物を成形した。該成形物の発泡倍率は１．１倍、ゲル分率は０であった。

次いで、該成形物を加熱水蒸気の流路を周囲に設けた気密でない開閉式金属金型（１００×４６０×４６０ｍｍ）の略中央に載置し、１６０℃の加熱水蒸気を該流路に流して１２０分間加熱して残存する発泡剤及び架橋剤を分解して冷却後、発泡体を得た。

得られた発泡体をロール間隔１０ｍｍに設定した等速二本ロールの間を５回通化させて気泡膜を破壊させ、気泡の連通化を行った。得られた連続気泡体は、見掛け密度２５ｋｇ／ｍ^３、５０％圧縮永久歪２．８％、５０％圧縮応力５．０ｋＰａであった。

メタロセン系触媒により製造されたポリエチレン樹脂を３０重量部、エチレン−酢酸ビニル共重合体を７０重量部に変えた以外は実施例１と同じ配合及び条件で発泡させ、連続気泡体を得た。
得られた連続気泡体の見掛け密度は２３ｋｇ／ｍ^３、５０％圧縮永久歪３．２％、５０％圧縮応力４．５ｋＰａであった。

メタロセン系触媒により製造されたポリエチレン樹脂を５０重量部、エチレン−酢酸ビニル共重合体を５０重量部に変えた以外は実施例１と同じ配合及び条件で発泡させ、連続気泡体を得た。
得られた連続気泡体の見掛け密度は２６ｋｇ／ｍ^３、５０％圧縮永久歪２．３％、５０％圧縮応力５．５ｋＰａであった。
比較例１

メタロセン系触媒により製造されたポリエチレン樹脂を２０重量部、エチレン−酢酸ビニル共重合体を８０重量部に変えた以外は実施例１と同じ配合及び条件で発泡させ、連続気泡体を得た。
得られた連続気泡体の見掛け密度は２６ｋｇ／ｍ^３、５０％圧縮永久歪５．０％、５０％圧縮応力２．４ｋＰａであり、緩衝材として適さないものであった。
比較例２

メタロセン系触媒により製造されたポリエチレン樹脂を６０重量部、エチレン−酢酸ビニル共重合体を４０重量部に変えた以外は実施例１と同じ配合及び条件で発泡させ、連続気泡体を得た。
得られた連続気泡体の見掛け密度は２７ｋｇ／ｍ^３、５０％圧縮永久歪５．５％、５０％圧縮応力７．０ｋＰａであり、緩衝材として適さないものであった。

以上のように、本発明の方法によれば、圧縮後の復元性に優れたポリエチレン系連続気泡体を製造できる。本発明の方法によって製造されたポリエチレン系連続気泡体は、マスク、その他に用いられる緩衝材に好適に使用される。

Claims

メタロセン系触媒により製造されたポリエチレン樹脂３０〜５０重量部とエチレン−酢酸ビニル共重合体７０〜５０重量部に発泡剤、架橋剤、発泡助剤等を添加混練して加熱、発泡させてなるポリエチレン系連続気泡体。
５０％圧縮時の永久歪が４％未満であることを特徴とする請求項１記載のポリエチレン系連続気泡体。
５０％圧縮時の圧縮応力が３〜６ｋＰａであることを特徴とする請求項１記載のポリエチレン系連続気泡体。
メタロセン系触媒により製造されたポリエチレン樹脂３０〜５０重量部とエチレン−酢酸ビニル共重合体７０〜５０重量部に発泡剤、架橋剤、発泡助剤等を添加混練した発泡性架橋性組成物を気密でない金型中で加熱発泡させて気泡体を生成させ、次いで機械的変形を加えて気泡を連通化させるポリエチレン系連続気泡体の製造方法。
５０％圧縮時の永久歪が４％未満であることを特徴とする請求項４記載のポリエチレン系連続気泡体の製造方法。
５０％圧縮時の圧縮応力が３〜６ｋＰａであることを特徴とする請求項４記載のポリエチレン系連続気泡体の製造方法。