JP2015527471A - 熱可塑性発泡剤 - Google Patents

熱可塑性発泡剤 Download PDF

Info

Publication number
JP2015527471A
JP2015527471A JP2015530402A JP2015530402A JP2015527471A JP 2015527471 A JP2015527471 A JP 2015527471A JP 2015530402 A JP2015530402 A JP 2015530402A JP 2015530402 A JP2015530402 A JP 2015530402A JP 2015527471 A JP2015527471 A JP 2015527471A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polymer
ethylene
chain branched
copolymer
thermoplastic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2015530402A
Other languages
English (en)
Inventor
マティアス ゲッシ
マティアス ゲッシ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sika Technology AG
Original Assignee
Sika Technology AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sika Technology AG filed Critical Sika Technology AG
Publication of JP2015527471A publication Critical patent/JP2015527471A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/04Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent
    • C08J9/06Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a chemical blowing agent
    • C08J9/10Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a chemical blowing agent developing nitrogen, the blowing agent being a compound containing a nitrogen-to-nitrogen bond
    • C08J9/102Azo-compounds
    • C08J9/103Azodicarbonamide
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/0061Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof characterized by the use of several polymeric components
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2203/00Foams characterized by the expanding agent
    • C08J2203/04N2 releasing, ex azodicarbonamide or nitroso compound
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2323/00Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers
    • C08J2323/02Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers not modified by chemical after treatment
    • C08J2323/04Homopolymers or copolymers of ethene
    • C08J2323/08Copolymers of ethene
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2423/00Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers
    • C08J2423/02Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers not modified by chemical after treatment
    • C08J2423/04Homopolymers or copolymers of ethene
    • C08J2423/06Polyethene
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2423/00Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers
    • C08J2423/02Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers not modified by chemical after treatment
    • C08J2423/04Homopolymers or copolymers of ethene
    • C08J2423/08Copolymers of ethene
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2423/00Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers
    • C08J2423/02Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers not modified by chemical after treatment
    • C08J2423/18Homopolymers or copolymers of hydrocarbons having four or more carbon atoms
    • C08J2423/20Homopolymers or copolymers of hydrocarbons having four or more carbon atoms having four to nine carbon atoms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/02Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/02Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group
    • C08L2205/025Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group containing two or more polymers of the same hierarchy C08L, and differing only in parameters such as density, comonomer content, molecular weight, structure
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2207/00Properties characterising the ingredient of the composition
    • C08L2207/06Properties of polyethylene
    • C08L2207/07Long chain branching
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L23/04Homopolymers or copolymers of ethene
    • C08L23/08Copolymers of ethene
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L23/04Homopolymers or copolymers of ethene
    • C08L23/08Copolymers of ethene
    • C08L23/0846Copolymers of ethene with unsaturated hydrocarbons containing other atoms than carbon or hydrogen atoms
    • C08L23/0853Vinylacetate

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)

Abstract

本発明は、発泡性熱可塑性混合物であって、(A)エチレン−酢酸ビニルコポリマー(EVA)、エチレン−アクリル酸メチルコポリマー(EMA)、エチレン−アクリル酸ブチルコポリマー(EBA)、エチレン−ヘキセンコポリマー、エチレン−ブテンコポリマー、エチレン−オクテンコポリマー、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、及びエチレン−プロピレンコポリマーから選択される、少なくとも1つの熱可塑性ポリマーと、(B)フォーム安定剤としての、エチレン−酢酸ビニルコポリマー(EVA)、エチレン−アクリル酸メチルコポリマー(EMA)、エチレン−アクリル酸ブチルコポリマー(EBA)、エチレン−ヘキセンコポリマー、エチレン−ブテンコポリマー、エチレン−オクテンコポリマー、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、及びエチレン−プロピレンコポリマーから選択される、少なくとも1つの長鎖分岐状ポリマーと、(C)少なくとも1つの化学的膨張剤と、を含み、上記長鎖分岐状ポリマー(B)が、熱可塑性ポリマー(A)及び長鎖分岐状ポリマー(B)の総重量に対して1wt.%〜30wt.%の量で存在し、下記の特徴:1)長鎖分岐状ポリマー(B)のメルトフローインデックス(MFI)の値(MFI(B))が、熱可塑性ポリマー(A)のMFI値(MFI(A))よりも小さく、MFI(B)がMFI(A)の最大50%である、2)長鎖分岐状ポリマー(B)のg値(g(B))が、熱可塑性ポリマー(A)のg値(g(A))よりも小さく、g(B)がg(A)の最大80%である、3)長鎖分岐状ポリマー(B)のポリマーの種類が、熱可塑性ポリマー(A)のポリマーの種類と異なる、の少なくとも1つが、熱可塑性ポリマー(A)及び長鎖分岐状ポリマー(B)に当てはまる発泡性熱可塑性混合物を記載している。発泡性熱可塑性混合物は発泡させることなく射出成形することができ、例えば制振材又は発泡膜として使用され得る低密度フォームの製造に適する。【選択図】図8

Description

本発明は、発泡性熱可塑性混合物、それから得られる発泡材料、及びその製造方法に関する。
現在のところ、高い引張応力の下でポリマー融解物を安定化させるために、例えば、薄いプラスチックウェブ(プラスチックバッグ)を製造するためのメルトブロー、又は収縮フィルム(包装材)の二軸延伸等のプロセスにおいて、ポリマー融解物を安定化させるために大量に、長鎖分岐状ポリマーが使用されてきた。長鎖分岐状ポリマーは、融解物のひずみ硬化を引き起こすか又は大幅に向上させることにより、上述のプロセス中における融解物の破断を防止する。かかる場合に使用される混合物の例は、LDPE(低密度PE)とHDPE(高密度PE)との混合物である。
ひずみ硬化の効果は、低密度ポリマーフォーム(foam:発泡体)を製造するのにも利用される。例えば特許文献1又は非特許文献1に記載されているように、この目的で、可塑化プロセス中に高比率の長鎖分岐状ポリマー又は有機過酸化物等のフリーラジカル供与体と混合させた、HDPE又はPP等の線状ポリマーを、部分的に変性させて、長鎖分岐状ポリマーを形成することで、得られる混合物の融解物においてひずみ硬化挙動を実現させている。
長鎖分岐状ポリマーの融解物粘度が増大しており、これはメルトブロー及び包装用フィルムの二軸延伸において重要ではない。しかしながら、粘度の増大は、射出成形の施工にとって不利となる。
発泡材料は概して、膨張剤を用いてポリマー融解物を発泡させることによって形成され、その後、発泡構造は冷却することにより定着する。通常、(融解温度(Tm)を超える)高温で形成される高分子フォームを安定化させることにより、高分子フォーム構造の崩壊を防止する。
低密度フォームを得るために、安定な核の形成後にセルを成長させる必要がある。過剰なセル成長は、フォームセルが安定化する前にフォームセルの合体及び崩壊を引き起こす。他方、セル成長速度が遅すぎると、体積膨張が比較的小さくなるため、比較的高密度の材料が得られる。このため、低密度フォームを製造するのに、また均質なクローズドセル(closed cell:独立気泡)構造体に関して、セル成長の制御が極めて重要となる。純粋なEVAポリマーは例えば過剰なセル成長を往々にして示すため、安定化が必要である。
発泡材料の密度がより小ければ、すなわち、体積膨張がより大きければ、安定化がより必要となる。例えば、従来のEVAポリマーと、適当量の膨張剤との混合物の場合には、発泡材料の無制御の成長及び崩壊が観察され、体積膨張が1000%を上回る。
安定化は通常、フォーム安定剤を用いて、又は熱可塑性融解物を架橋させることのいずれかによって実現される。フォーム安定剤は、透気度を変えるため、吹込気体が、周囲空気が気泡に入り込むよりもゆっくりと気泡から拡散する。結果として、一時的に気体の過剰圧力がフォームの気泡中に維持され、フォームが崩壊することを防止する。使用されるフォーム安定剤は、低分子量の両親媒性分子、例えば、ポリエーテル変性ポリシロキサン(テゴスタブ(登録商標)製品)又はグリセロールモノステアレート(Daniscoによるダイモダン(登録商標) HP)である。他方、高分子融解物の架橋は、融解物が流れることを防止する。しかしながら、低分子量フォーム安定剤の使用は、PE及びiPP等の非極性のバルクプラスチックにおける、安定な混合物中における混合時及びその製造時に問題を提示する。
このため、射出成形及び発泡の両方に適するものとする製剤には、この場合、フォーム安定性及び粘度の両方を考慮しなければならないことから、特別な要件が生じる。
熱可塑性ポリマーをベースとする複数の発泡性混合物が従来技術により既に知られている。
例えば、特許文献2は、過酸化物架橋剤の存在下、膨張剤で発泡する、熱可塑性ポリマー、例えば、ポリエチレン−酢酸ビニル及びポリエチレン−アクリル酸又はメタクリル酸コポリマーをベースとする発泡性組成物を記載している。
特許文献3は、界面活性剤の存在下、膨張剤で発泡する、ポリエチレン−酢酸ビニル、及びエチレンと、酢酸ビニルと、一酸化炭素とのターポリマーをベースとするオープンセル(open-cell:連続気泡)フォームを記載している。
特許文献4は、膨張剤を用いて発泡する、グラフト化された無水ポリマー及びエポキシ終端添加剤ポリマーをベースとする膨張性のシーラントを記載している。
特許文献5は、放射線架橋可能なゴム、及び酢酸ビニルと、ポリビニルアルコールと、樹脂と、光開始剤とを含有する混合物をベースとする、硬化性封止組成物を記載している。特許文献5の一例では、UV硬化性SBSゴムとともに、フィラーと、エチレン−酢酸ビニルコポリマーと、熱可塑性ペンタエリスリトールエステル樹脂と、膨張剤と、光開始剤とを含有する組成物が記載されている。
最後に、特許文献6が、膨張剤の添加により発泡し得る、ポリエチレン−酢酸ビニルと、EPDM及び他のエラストマーの代わりに超低密度ポリエチレン(VLDPE)とのポリマー混合物を開示している。これらの文献はいずれも、長鎖分岐状ポリマーをフォーム安定剤として示唆していない。
米国特許第4,226,946号明細書 米国特許第5,356,941号明細書 国際公開第02/22339号 米国特許第6,150,428号明細書 国際公開第2008/019400号 米国特許第5,932,659号明細書
Klempner, D.; Frisch, K. C., Handbook of polymeric Foams and Foam Technology, Hanser Publisher, Munich, 1991, p. 238
本発明の目的は、発泡熱可塑性製品、とりわけ低密度の発泡熱可塑性製品の製造に適する混合物を提供することである。低密度(例えば、50kg/m、体積膨張2000%)に発泡し得るにもかかわらず、十分に射出成形することができる熱可塑性ポリマーの混合物を提供することである。加えて、本発明は、極性ポリマー混合物及び非極性ポリマー混合物の両方に問題なく適用可能とする。
この課題は、発泡性熱可塑性混合物であって、
(A)エチレン−酢酸ビニルコポリマー(EVA)、エチレン−アクリル酸メチルコポリマー(EMA)、エチレン−アクリル酸ブチルコポリマー(EBA)、エチレン−ヘキセンコポリマー、エチレン−ブテンコポリマー、エチレン−オクテンコポリマー、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、及びエチレン−プロピレンコポリマーから選択される、少なくとも1種の熱可塑性ポリマーと、
(B)フォーム安定剤としての、エチレン−酢酸ビニルコポリマー(EVA)、エチレン−アクリル酸メチルコポリマー(EMA)、エチレン−アクリル酸ブチルコポリマー(EBA)、エチレン−ヘキセンコポリマー、エチレン−ブテンコポリマー、エチレン−オクテンコポリマー、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、及びエチレン−プロピレンコポリマーから選択される、少なくとも1種の長鎖分岐状ポリマーと、
(C)少なくとも1種の化学的膨張剤と、
を含み、長鎖分岐状ポリマー(B)が、熱可塑性ポリマー(A)及び長鎖分岐状ポリマー(B)の総重量に対して1wt.%〜30wt.%の量で存在し、下記新規な特徴:
1)長鎖分岐状ポリマー(B)のメルトフローインデックス(MFI)の値(MFI(B))が、熱可塑性ポリマー(A)のMFI値(MFI(A))よりも小さく、MFI(B)がMFI(A)の最大50%である、
2)長鎖分岐状ポリマー(B)のg値(g(B))が、熱可塑性ポリマー(A)のg値(g(A))よりも小さく、g(B)がg(A)の最大80%である、
3)長鎖分岐状ポリマー(B)のポリマーの種類が、熱可塑性ポリマー(A)のポリマーの種類と異なる、
の少なくとも1つが、熱可塑性ポリマー(A)及び長鎖分岐状ポリマー(B)に当てはまる、発泡性熱可塑性混合物によって解決される。
驚くべきことに、上述の新規な特徴1〜3の少なくとも1つが当てはまる発泡性熱可塑性ポリマー混合物への長鎖分岐状ポリマーの添加は、或る割合まで、比較的小さい粘度しか生じさせないか、又は粘度の増大を全くもたらさないと同時に、フォームの極めて良好な安定化を実現する。長鎖分岐状ポリマーの添加は、体積膨張を改善させることができる。架橋されることなく、レオロジー特性の変化を殆ど又は全く示さないものの、本発明による混合物からなるフォーム構造体は、長鎖分岐状ポリマーの添加に起因して遅延崩壊を示す。どうやら長鎖分岐状ポリマーは吹込気体の透過度の低減をもたらすようである。加えて、長鎖分岐状ポリマーは、従来の低分子量フォーム安定剤と対照的に、押出プロセスにおける取扱いを簡単にするペレット化可能な原料である。
改質剤によりもたらされる体積膨張%を示す、焼成時間及び改質剤の重量比の関数のグラフである。 改質剤によりもたらされる体積膨張%を示す、焼成時間及び改質剤の重量比の関数のグラフである。 改質剤によりもたらされる体積膨張%を示す、焼成時間及び改質剤の重量比の関数のグラフである。 改質剤によりもたらされる体積膨張%を示す、焼成時間及び改質剤の重量比の関数のグラフである。 改質剤によりもたらされる体積膨張%を示す、焼成時間及び改質剤の重量比の関数のグラフである。 比較例1の結果及び使用した改質剤の量を示すグラフである。 mm/分単位の経験的セル成長速度を、本発明のフォーム安定剤の濃度の関数として示したグラフである。 LCB−EVAに関する実施例の結果を示すグラフである。
以下で詳細に本発明を説明する。
発泡性熱可塑性混合物は、1種又は複数種の熱可塑性ポリマー(A)と、フォーム安定剤として1種又は複数種の長鎖分岐状ポリマー(B)とを含む。熱可塑性ポリマー(A)は、例えば線状、短鎖分岐状又は長鎖分岐状の熱可塑性ポリマーであってもよい。
短鎖分岐状ポリマー及び長鎖分岐状ポリマーは当業者に良く知られている。これらは、短鎖分岐又は長鎖分岐を有するポリマーである。短鎖分岐又は長鎖分岐は、ポリマーのモノマー単位全てに存在するとは限らない側鎖である。短鎖分岐状ポリマーは概して、ポリマーの分子量と比較して超低分子量のオリゴマー側鎖を有する。長鎖分岐状ポリマーは概して高分子側鎖を有する。
典型的に、長鎖分岐状ポリマーの側鎖は環を形成し、それは短鎖分岐状ポリマーには当てはまらない。結果として、長鎖分岐は、結晶化度等の固体特性に影響を及ぼし、またレオロジー特性の明確な変化も引き起こし得る。他方、短鎖分岐は通常、結晶化度の変化をもたらす。それ故、長鎖及び短鎖は、ポリマーの特性に全く異なる影響を及ぼす。これらの特性の違いから、とりわけ、長鎖分岐の環形成能に起因して、長鎖分岐状ポリマーと短鎖分岐状ポリマーとは容易に区別することができる。当然ながら、g値が1未満のポリマーは長鎖分岐状である。
熱可塑性ポリマー(A)は、エチレン−酢酸ビニルコポリマー(EVA)、エチレン−アクリル酸エステルコポリマー(EMA又はEBA)、エチレン−α−オレフィンコポリマー(エチレン−ヘキセンコポリマー、エチレン−ブテンコポリマー又はエチレン−オクテンコポリマー)、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、及びエチレン−プロピレンコポリマーから選択される。ここで、EMAは、エチレン−アクリル酸メチルコポリマーについての略語であり、EBAはエチレン−アクリル酸ブチルコポリマーについての略字である。好ましくは、これらのポリマーは、上述の構成成分以外の更なるモノマーを一切含有しない。熱可塑性ポリマーAが反応性官能基、とりわけ、ケトン基、酸基及び無水物基を含まないことも好ましい。熱可塑性ポリマー(A)は、発泡性熱可塑性混合物に適する上述の一連のものに由来するいずれの従来の熱可塑性ポリオレフィンであってもよい。熱可塑性ポリマー(A)はエチレン−酢酸ビニルコポリマー(EVA)であるのが好ましい。
フォーム安定剤として使用される長鎖分岐状ポリマー(B)は、エチレン−酢酸ビニルコポリマー(EVA)、エチレン−アクリル酸エステルコポリマー(EMA又はEBA)、エチレン−ε−オレフィンコポリマー(エチレン−ヘキセンコポリマー、エチレン−ブテンコポリマー又はエチレン−オクテンコポリマー)、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、及びエチレン−プロピレンコポリマーから選択されるいずれの通常の長鎖分岐状ポリマーであってもよい。長鎖分岐状ポリマーは市販されており、当業者に既知の方法を用いて容易に製造することができる。長鎖分岐状ポリマーは、長鎖分岐を付加的に有する通常のポリマーである。同様に、長鎖分岐状ポリマー(B)は熱可塑性ポリマーであるのが好ましい。長鎖分岐状ポリマー(B)は、発泡性熱可塑性混合物のポリマーへの化学結合を可能とする如何なる官能基も特に含有しない、すなわち、長鎖分岐状ポリマー(B)を介してポリマー混合物中に架橋が起こることはない。長鎖分岐状ポリマー(B)はエチレン−酢酸ビニルコポリマー(EVA)であるのが好ましい。
市販の長鎖分岐状ポリマー(B)の例は、LDPEリアクタ(オートクレーブ又は管状リアクタ)内で製造される、LDPE及びエチレンコポリマー、例えば、エチレン−酢酸ビニルコポリマー(EVA)又はエチレン−アクリル酸エステルコポリマー(EMA及びEBA)である。しかしながら、エチレンコポリマーは、LDPEよりも少ない数の分岐点を有する。加えて、長鎖分岐状ポリマーは概して、有機過酸化物等のフリーラジカル形成剤、又は高エネルギー電離放射線を、一般に高温でポリマーに作用させることによって得ることができる。長鎖分岐状ポリマーを製造するこれらの方法は当業者に知られている。
また、長鎖分岐状ポリマーをフォーム安定剤として作用させるためには、メルトフローインデックス(MFI)、分岐度及び化学組成から選択される、熱可塑性ポリマー(A)及び長鎖分岐状ポリマー(B)の特徴が異なる必要がある。
したがって、下記の特徴:
1)長鎖分岐状ポリマー(B)のメルトフローインデックス(MFI)の値(MFI(B))が、熱可塑性ポリマー(A)のMFI値(MFI(A))より小さく、MFI(B)がMFI(A)の最大50%であり、好ましくはMFI(A)の最大25%である、
2)長鎖分岐状ポリマー(B)のg値(g(B))が、熱可塑性ポリマー(A)のg値(g(A))よりも小さく、g(B)がg(A)の最大80%であり、好ましくはg(A)の最大60%である、
3)長鎖分岐状ポリマー(B)のポリマーの種類が、熱可塑性ポリマー(A)のポリマーの種類と異なる、
の少なくとも1つが、熱可塑性ポリマー(A)及び長鎖分岐状ポリマー(B)に当てはまる。
使用される熱可塑性ポリマー(A)のメルトフローインデックス(MFI)は広い制限内で様々な値をとることができる。熱可塑性ポリマー(A)のMFIは例えば、0.1g/10分〜100g/10分の範囲をとることができるが、好ましくは0.5g/10分〜40g/10分の範囲、より好ましくは1g/10分〜10g/10分の範囲をとる。同様に、使用される長鎖分岐状ポリマー(B)のメルトフローインデックス(MFI)は広い範囲内で様々な値をとることができる。長鎖分岐状ポリマー(B)のMFIは例えば、0.01g/10分〜10g/10分の範囲、好ましくは0.1g/10分〜5g/10分の範囲をとる。MFIは、ASTM D1238に準拠して190℃、2.16kgで求められる。
g値は、ポリマーの分岐度の尺度である。長鎖分岐状ポリマーはg値によって比較的た易く特徴づけることができる。本明細書中に論じられるポリオレフィン又はポリマー及びコポリマーのg値は、高温GPCを用いて求められ、線状ポリマー、この場合、PE規格NBS 1475(Kulin, L. I.; Meijerink, N. L.; Starck, P. Pure and Applied Chemistry1988, 6, (9), 1403-1415)の固有粘度に対する、分析対象のポリマーの固有粘度の比と定義される。いわゆるgプロットは、対応する分子量分率の関数としてg値をプロットすることによって得られる。ここで使用される値は、重量平均分子量(M)のg値に相当する。
熱可塑性ポリマー(A)のg値は例えば、0.20〜1の範囲、好ましくは0.2〜0.5の範囲をとることができる。使用される長鎖分岐状ポリマー(B)のg値は例えば、0.05〜0.8の範囲、好ましくは0.05〜0.3の範囲をとる。
代替的に、ポリマー、とりわけ長鎖分岐状ポリマーの分岐度は、LCBI(長鎖分岐度指数)を用いて比較的た易く特徴づけることができる。好適な長鎖分岐状ポリマー(B)は例えば、好ましくは少なくとも1.1、好ましくは少なくとも1.25のLCBIを有する。以下の実験セクションにLCBIを求める方法を説明する。
代替的に、したがって、熱可塑性ポリマー(A)と長鎖分岐状ポリマー(B)との分岐度の違いは、g値の代わりにLCBIによっても代替的に表すことができる(特徴2)。この方法では、長鎖分岐状ポリマー(B)のLCBI(LCBI(B))が、熱可塑性ポリマー(A)のLCBI(LCBI(A))よりも少なくとも10%大きい。
長鎖分岐状ポリマー(B)が熱可塑性ポリマー(A)と異なり得る第3の可能な特徴は、長鎖分岐状ポリマー(B)のポリマーの種類が、熱可塑性ポリマー(A)のポリマーの種類と異なることである。ここで、ポリマーの種類は、ポリマー、又はそれに含まれるモノマーの化学組成に関連する。本発明によれば、熱可塑性ポリマー(A)及び長鎖分岐状ポリマー(B)は、9つの異なるポリマーの種類、すなわち、EVA、EMA、EBA、エチレン−ヘキセンコポリマー、エチレン−ブテンコポリマー、エチレン−オクテンコポリマー、PE、PP及びエチレン−プロピレンコポリマーから選択することができる。したがって、熱可塑性ポリマー(A)及び長鎖分岐状ポリマー(B)は、ともにEVA、EMA、EBA、エチレン−ヘキセンコポリマー、エチレン−ブテンコポリマー、エチレン−オクテンコポリマー、PE、PP又はエチレン−プロピレンコポリマーでなければ、ポリマーの種類が異なることになる。熱可塑性ポリマー(A)がEVAであり、長鎖分岐状ポリマー(B)のポリマーの種類が異なる必要がある場合、長鎖分岐状ポリマー(B)は、他の8つのポリマーの1種、例えばPEから選択することができる。
熱可塑性ポリマー(A)及び長鎖分岐状ポリマー(B)のポリマーの種類が異なる限り、熱可塑性ポリマー(A)が、エチレン−酢酸ビニルコポリマー(EVA)、エチレン−アクリル酸メチルコポリマー(EMA)、又はエチレン−アクリル酸ブチルコポリマー(EBA)から選択され、かつ長鎖分岐状ポリマー(B)が、ポリエチレン(PE)、エチレン−ヘキセンコポリマー、エチレン−ブテンコポリマー、エチレン−オクテンコポリマー、又はエチレン−プロピレンコポリマーから選択されることが好ましいか、又は、熱可塑性ポリマー(A)が、ポリプロピレン(PP)又はエチレン−プロピレンコポリマーから選択され、かつ長鎖分岐状ポリマー(B)が、ポリエチレン(PE)、エチレン−酢酸ビニルコポリマー(EVA)、エチレン−アクリル酸メチルコポリマー(EMA)、又はエチレン−アクリル酸ブチルコポリマー(EBA)から選択されることが好ましい。
熱可塑性ポリマー(A)及び長鎖分岐状ポリマー(B)のポリマーの種類が異なる限り、熱可塑性ポリマー(A)がエチレン−酢酸ビニルコポリマー(EVA)であり、かつ長鎖分岐状ポリマー(B)がポリエチレン(PE)、とりわけLDPEであることが特に好ましい。
好ましい実施形態では、熱可塑性ポリマー(A)及び長鎖分岐状ポリマー(B)が同じポリマー又はコポリマーの種類であり、上記に定義される特徴1)によるポリマー(A)及びポリマー(B)のMFI値、又は好ましくは、上記に定義される特徴2)によるg値が異なる。2つのポリマーが同じポリマーの種類である場合、熱可塑性ポリマー(A)及び長鎖分岐状ポリマー(B)はともに、エチレン−酢酸ビニルコポリマーであるのが好ましい。
好ましい実施形態では、熱可塑性ポリマー(A)も長鎖分岐状ポリマーとし、かつ長鎖分岐状ポリマー(B)をより高次の長鎖分岐状ポリマーとした結果、上記に定義される特徴2)が満たされる。
特に好ましい発泡性熱可塑性混合物は、熱可塑性ポリマー(A)として長鎖分岐状EVAと、フォーム安定剤(B)としてより高次の長鎖分岐状EVAとを含む結果、長鎖分岐状ポリマー(B)のg値が、熱可塑性ポリマー(A)のg値の最大80%、好ましくは最大60%となる。より大きい分岐度は、例えば、大量でない長鎖分岐状ポリマー、好ましくはEVAポリマーを、フリーラジカル形成剤と反応させるか、又は高エネルギー電離放射線で照射することによって実現することができ、この際、ポリマー中におけるフリーラジカル部位の形成によってより大量の長鎖分岐がもたらされる。
発泡性熱可塑性混合物中における熱可塑性ポリマー(A)及び長鎖分岐状ポリマー(B)の割合は、広い範囲内において様々な値をとることができ、とりわけ、使用されるポリマーの種類、焼成温度及び使用目的に応じて決まる。しかしながら、熱可塑性ポリマー(A)の割合は有利に、例えば、発泡性熱可塑性混合物の総重量に対して、少なくとも40wt.%、好ましくは少なくとも50wt.%の量とすることができる。熱可塑性ポリマー(A)の割合は、例えば、発泡性熱可塑性混合物の総重量に対して、40wt.%〜97wt.%、好ましくは50wt.%〜90wt.%の範囲とする。
フォーム安定剤としての長鎖分岐状ポリマー(B)は、熱可塑性ポリマー(A)及び長鎖分岐状ポリマー(B)の総重量に対して、1wt.%〜30wt.%、好ましくは1wt.%〜20wt.%、特に好ましくは1wt.%〜10wt.%の量で発泡性熱可塑性混合物中に存在する。
驚くべきことに、10wt.%以下のフォーム安定剤の含量では、本発明において定義されるあらゆるフォーム安定剤について、ゼロ粘度の増大が観測されなかった。結果として、発泡挙動が、レオロジー特性(せん断及びひずみの両方に関して)を変えることなくプラスの影響を受け得る。このため、粘度の影響を受けることなく、むしろ、これまで専ら低分子量の発泡剤のみに起因してきた、吹込気体の透過度の低減をもたらす。
第2の特別な特徴は、特徴2)による分岐度に関して熱可塑性ポリマー(A)と異なる、長鎖分岐状ポリマー(B)、とりわけEVAポリマーを使用する場合、フォームの更なる安定化が、10wt.%〜30wt.%の割合で得られたことからなっている。特徴1)によるMFI値又は特徴3)によるポリマーの種類に関して熱可塑性ポリマー(A)と異なるが、特徴2)による分岐度に関しては異ならない、長鎖分岐状ポリマーを使用する場合、このフォーム安定化は、10wt.%〜30wt.%の割合では観測されなかった。
特に好ましい実施形態では、発泡性熱可塑性混合物が、熱可塑性ポリマー(A)として、3g/10分〜10g/10分のMFIを有するEVAコポリマーと、フォーム安定剤(B)として、好ましくは1.25以上のLCBIを有する、熱可塑性ポリマー(A)及び長鎖分岐状ポリマー(B)の総重量に対して、1wt.%〜10wt.%の長鎖分岐状EVAコポリマーとを含む。本実施形態では、好ましくは特徴2)が該当する。
本発明による混合物の更なる利点は、標準的な低分子量安定剤と対照的に、長鎖分岐状ポリマーが、マトリックスポリマー(A)の構造に適合し得ることからなる。こうして、ポリマーの適合性を改善することができる。
発泡性熱可塑性混合物はまた、1種又は複数種の化学的膨張剤を含む。あらゆる標準的な既知の化学的膨張剤、例えば、固体、液体又は気体の膨張剤も使用することができるが、固体膨張剤が好ましい。好適な膨張剤は当業者に既知であり、市販されている。
典型的に、化学的膨張剤は固体膨張剤である。化学的膨張剤を、ポリマー(A)とポリマー(B)とのポリマー混合物に添加する。化学的膨張剤は、顆粒状混合物として、粉末又は顆粒として有利に提供される。化学的膨張剤は通常、加工温度で分解して、吹込気体(例えば、N、CO、CO)を放出する。
化学的膨張剤の例は、タルク等の核形成剤、金属酸化物等の触媒、又は着色顔料と頻繁に組み合わされる、有機膨張剤、例えば、アゾジカルボンアミド、アゾビス(イソブチロニトリル)、ジフェニル酸化物−4,4’−ジスルホン酸ヒドラジド、及びN−ニトロソ化合物である。無機化学的膨張剤は例えば、クエン酸等の弱有機酸とよく組み合わされる、炭化水素ナトリウム又は炭酸アンモニウムである。好ましい膨張剤は、アゾジカルボンアミド、例えば、触媒されたアゾジカルボンアミド、例えばUnicell(商標)DL75Nとして市販されているものである。
膨張剤の割合は、広い制限内で様々な値をとることができ、とりわけ、膨張剤の種類、使用されるポリマー混合物、及び製造される発泡材料の所望密度に応じて決まる。膨張剤の比率は例えば、発泡性熱可塑性混合物の総重量に対して、0.1wt.%〜20wt.%、好ましくは5wt.%〜15wt.%とすることができる。
発泡性熱可塑性混合物は、射出成形に適する混合物である、すなわち、混合物は射出成形に適する、加工温度における粘度を有するのが好ましい。特に、発泡性熱可塑性混合物は発泡することなく射出成形することができる。
発泡性熱可塑性混合物はまた、1種又は複数種の添加剤を含有していてもよい。任意に使用され得る添加剤の例は、チキソトロープ剤、界面活性剤、ワックス等の加工助剤、有機過酸化物等の架橋剤、抗酸化剤、UV安定剤、染料、殺生物剤又は難燃剤である。混合物は例えば、好ましくは、ワックス等の助剤;疎水性シリカ、チョーク又は石灰石等のチキソトロープ剤;界面活性剤;タルカム又は石灰等の核形成剤;有機過酸化物等の架橋剤;及び、化学的膨張剤のための活性化剤、例えば、ZnO、ステアリン酸Zn、尿素又はステアリン酸から選択される少なくとも1種の添加剤を含有していてもよい。加えて、組成物は架橋剤を含んでいなくてもよい。
チキソトロープ剤、界面活性剤又は混合物の使用は、フォームの更なる安定化をもたらし得る。チキソトロープ剤は、流動応力を増大させ得る不活性フィラーである。好適な界面活性剤は、セル壁の極性に影響を及ぼすか又は発泡中の吹込気体の透過の更なる低減をもたらし得る両親媒性材料である。界面活性剤及び/又はチキソトロープ剤は例えば、発泡性熱可塑性混合物の総重量に対して、0.1wt.%〜6wt.%、好ましくは1wt.%〜5wt.%の総量で使用することができる。
チキソトロープ剤の例は、チョーク、石灰及びSiO粒子、好ましくは疎水性SiO粒子、例えば疎水性焼成シリカである。これらは、ポリジメチルシロキサン又はジメチルジクロロシラン等の疎水性化合物による焼成シリカの表面改質によって得ることができる。対応する商品の例は、Wacker製のHDK H18、及びEvonik製のエアロシル(Aerosil)(登録商標)R972である。好適な界面活性剤の例は、グリセロールモノステアレート、シロキサン−グリコールランダムコポリマー、及びポリエーテル変性ポリシロキサンである。発泡性混合物に適する市販の界面活性剤は例えば、BYK Chemie製のシルビク(Silbyk)(登録商標)9000、シルビク(Silbyk)(登録商標)9020、及びシルビク(Silbyk)(登録商標)9230である。
有機過酸化物とは対照的に、放射線、とりわけUV光による活性化を必要とする架橋剤の使用は、かかる架橋剤が放射線による活性化の影響を受けやすくしなければならないことからあまり好ましくない。しかしながら、このことは、本発明の発泡性熱可塑性混合物の全ての利用に該当するものではない。さらに、かかる架橋剤の適用は、発泡性熱可塑性混合物を加工する必要がないことを実証した。したがって、本発明の枠組みにおいては、混合物が放射線による活性化を必要とする架橋剤を含有しないことが好ましい。
本発明の枠組みにおいては、長鎖分岐状ポリマーがフォーム安定剤としての役割を果たす。長鎖分岐状ポリマーに加えて、更なるフォーム安定剤を添加してもよいが、本発明による混合物が長鎖分岐状ポリマー以外に更なるフォーム安定剤を含有しないことが好ましい。
発泡材料は、当業者に既知の通常の方法において発泡性熱可塑性混合物から発泡させることによって製造することができる。発泡させるポリマー混合物については、適切な粘度が必要である。この目的で、それを、概して混合物の軟化点を上回るか又は融解温度を上回る温度まで加熱する。化学的膨張剤を使用するため、膨張剤は発泡プロセスのための操作温度で分解するはずである。その後、発泡構造体を冷却させて、フォーム構造を定着させる。
発泡性熱可塑性混合物の発泡は、自由発泡によって起こるのが好ましい。自由発泡は、周囲圧力及び高温における発泡として定義される。押出機による又は密閉金型における発泡とは対照的に、膨大な過度の圧力を発生させて、大量の吹込気体をポリマーに溶解させなくてよい。
当然、操作温度及び焼成時間は、とりわけ使用されるポリマー混合物に応じて決まる。典型的に、発泡性熱可塑性混合物を発泡させるのには、例えば、少なくとも140℃、好ましくは少なくとも160℃の温度が使用され得る。焼成時間は例えば、3分〜20分、好ましくは5分〜12分の範囲とすることができる。しかしながら、当然ながら、他の温度及び/又は焼成時間も使用される混合物に応じて考えられる。
得られる発泡材料は、比較的低密度の、例えば、50kg/m〜500kg/m、好ましくは200kg/m以下の密度を有する発泡材料であるのが好ましい。しかしながら当然、より大きい又はより小さい密度を有する発泡材料も製造することができる。発泡材料は発泡熱可塑性製品であるのが好ましい。
本発明による発泡材料は、例えば絶縁材、封止材又は制振材として、例えば、音減衰又は熱減衰のために、又は成形品として、例えば、家具のための緩衝材、又はマットレスとして、通常の利用分野全てに適する。本発明による発泡材料は、封止材及び制振材、又は発泡膜層として特に適する。封止ウェブ、例えば、200kg/m〜500kg/mの密度を有する本発明による発泡材料からなる発泡層が適する。特に好ましいものは、50kg/m〜200kg/mの密度を有する本発明による発泡材料からなる、とりわけ自動車工学に関する熱可塑性フォームである。
以下、本発明を更に説明するために幾つかの実施例を提示する。しかしながら、それらは決して本発明を限定するように意図されるものではない。特に指定のない限り、割合及びパーセンテージは全て重量を基準とするものである。以下の原料を使用する。
エルバックス(Elvax)(登録商標)265A DuPont製の、酢酸ビニル含量が28wt.%のEVAコポリマー、MFI=3g/10分、
エルバックス(Elvax)(登録商標)670 DuPont製の、酢酸ビニル含量が12wt.%のEVAコポリマー、MFI=0.35g/10分、
LCB−EVA 以下に記載される製造方法による長鎖分岐状EVA
LD 380 BA 管状リアクタからの、Exxon Mobile製のLDPE、MFI=1.9g/10分
LD 252 オートクレーブリアクタからの、Exxon Mobile製のLDPE、MFI=3.8g/10分
ENR 7086.01 エチレン−ブテンコポリマー、MFI<0.5g/10分
Unicell(商標)DL75N Tracell製の触媒されたアゾジカルボンアミド、気体発生量:およそ180ml/g
シルビク(Silbyk)(登録商標)9230 BYK Chemie製の、PDMS及びコポリマーを含む界面活性物質
LCBI(長鎖分岐度指数)の測定
長鎖分岐度を求めるには各種方法が利用可能である。1つは、例えば参考文献"Shroff R.N., Mavridis H., Macromolecules, 32 (1999) 8454-8464"に記載されているLCBIである。Mark−Houwinkの式は、ポリマーのゼロせん断粘度η(ZSV=ゼロせん断粘度)及び重量平均分子量(Mw)をこの目的で使用するものである。
この良く知られている数式は線状ポリマーに適用される。しかしながら、線状ポリマー当量について定数Kη及びαの値とともに、実験により得られた値ηから上記数式に従って求められる、分岐状ポリマーについてのMw値(Mw η)はそれ故、分岐状ポリマーについてGPCを用いて求められる値(Mw GPC)と異なる。Mw GPCに対するMw ηの比がLCBIとして知られている。
ここに示されるポリマーの重量平均分子量(Mw)は、標準ポリスチレン換算で1,2,4−トリクロロベンゼンにおいて160℃におけるGPCによって求めることができる。酢酸ビニル含量が28wt.%の商用EVAについての定数Kη及びαは、Kη及びαについてそれぞれ1.24×10−15及び3.59として文献の値から導いた。
フォーム密度/体積膨張の測定
出発化合物及び製造された発泡材料の密度は、アルキメデスの原理に従い異なる密度の2つの媒体(水及び空気)中におけるサンプルの重量を測定することによって得た。体積膨張は、発泡前後のサンプルの密度を除算することによって求めた。
粘度の測定
複素粘度の値は、MCR 301レオメータ(Anton Paar)を用いて、平衡板同士間で、190℃及び1%の伸びにおいて不活性ガス(N)の下、角周波数の関数として振動で求めた。
伸長粘度/ひずみ硬化の測定
伸長粘度は、Sentmanatの伸長粘度用ツール(SER2)を備えるMCR 301レオメータ(Anton Paar)を用い、0.01〜8の伸長速度及び最大3.7までのHenckyひずみにおいて求めた。ひずみ硬化(S)は、1.9のHenckyひずみにおいて測定した伸長粘度と、マクスウェルモデルに相当する線形弾性スタートアップ挙動の対応する値との比率として求めた。
長鎖分岐状EVA(LCB−EVA)の製造
EVAの超長鎖分岐状改質は、エルバックス(Elvax)(登録商標)265Aに基づき行った。この目的で、0.25wt.%のルペロックス(Luperox)(登録商標)A75FP(水中に75wt.%の過酸化ジベンゾイル)を含むエルバックス(Elvax)(登録商標)265Aを、180℃の温度で二軸スクリュー押出機において反応押出にかけた。スクリュー速度は、約2分の滞留時間に対応させて200rpmとした。ここで使用したEVAの長鎖分岐状改質のLCBIは1.3であった。
実施例1〜実施例5
エルバックス(Elvax)(登録商標)265Aをベースとする製剤をマトリックス材料として調製した。ポリマーは、単独で、又はエルバックス(Elvax)(登録商標)670、LCB−EVA、LD 380 BA、LD 252及びENR 7086.01から選択される改質剤との混合物で使用した。同等性を確実なものとするために、製剤には、図中に示される重量比のエルバックス(Elvax)(登録商標)265A及び任意に改質剤を、常に全割合を93.5重量部として使用し、Unicell DL75Nを6.5重量部の割合で膨張剤として使用した。
製剤は、40rpmにおいてBrabender高せん断ミキサーで混合し、初めにマトリックスポリマー、続いて改質剤、その後、膨張剤を投入した。完成製剤を105℃未満の融解温度で2分間混合して、未熟発泡を回避するようにした。
得られる製剤からなる円盤型のサンプル(厚み2mm、直径25mm)を、シリコーン被覆紙(キャリアペーパー(carrier paper:担体紙))に載せ、191℃の対流式オーブンで5分〜12分間発泡させた。
改質剤によりもたらされる体積膨張%は、焼成時間及び改質剤の重量比の関数として図1〜図5に示される。図中の上方の横線は、使用される膨張剤の量に基づく理論上の最大体積膨張を提示するものである。図中、三角形は5分の焼成時間の値を示し、四角形は12分の焼成時間の値を示し、菱形は20分の焼成時間の値を示す。
好適な混合比及び焼成時間の改質剤では全て、改質剤を用いることなくEVAを使用した場合に比べ、ゆっくりとしたセル成長、それ故体積膨張の増大が、5分及び12分の焼成時間で観測される。
驚くべきことに、線状熱可塑性ポリマーへの長鎖分岐状ポリマーの両ポリマーの総重量に対する10wt.%までの混和物は、せん断粘度及びひずみ粘度の増大を全く起こさないにもかかわらず、セル成長が低減されている。10wt.%より多い量では粘度の増大のみが生じる。
他の改質剤とは対照的に、LCB−EVAを含む配合物は、純粋なEVAと同じ発泡開始温度を示す。10wt.%までのLCB−EVAポリマーを含む配合物からなるフォーム構造体は、架橋することなく、またレオロジー特性を変化させないものの、時間遅れで崩壊する。商用EVAへの10wt.%〜30wt.%のLCB−EVAの混和物は、粘度の変化の低さ、セル成長の低減及びフォーム安定性の増大といった観点から最適な結果をもたらす。
特に、濃度が10wt.%までのLCB−EVAでは、初期(5分)体積膨張が変化しないまま推移する。他の改質剤とは対照的に、12分後、とりわけ20分後の体積膨張は、LCB−EVA濃度が増大するにつれ増大し、10wt.%〜30wt.%の範囲の最大値に達した。LCB−EVAは、20分の焼成時間であってもフォーム構造体の安定性を改善させることができる、唯一の被験改質剤である。
他方、10wt.%までの含量の高分子量エルバックス(Elvax)(登録商標)670、LDPE及びエチレン−ブテンコポリマーは、核形成剤として作用し、拡散律速セル成長を低減させることにより、最大体積膨張を増大させ、そのピークをより長い焼成時間へと移行させる。しかしながら、それらは、フォームを安定化することができない、すなわち、これらの改質剤を用いても経時的なフォームの崩壊を防ぐことができない。加えて、長鎖分岐状ポリマーの含量を10wt.%〜30wt.%へと更に増大させると、LCB−EVAを伴わない場合、5分の焼成時間であっても発泡が大幅に低減される。それ故、比較例1のようにプラスの効果がマイナスのものとなる。
図7において、mm/分単位の経験的セル成長速度を、使用される本発明により使用したフォーム安定剤の濃度の関数として示す。サンプルは実施例1〜実施例5と同様に作製した。平均セルサイズは、TU Darmstadtにより提供されるLince Softwareを用いて、発泡サンプルの着色断面画像に基づいて求めた。経験的セル成長速度(dRe/dt)は下記式を用いて求めた。
結果から、フォーム安定剤の添加に起因するセル成長の低減が実証される。10wt.%までの量のフォーム安定剤は、LCB−EVAに関する実施例として図8に示されるように、せん断粘度及びひずみ粘度の増大をもたらさない。
比較例1
製剤は、実施例1〜実施例5に挙げた改質剤の代わりにフォーム安定剤としてシルビク(Silbyk)(登録商標)9230を使用した以外は、実施例1〜実施例5と同様の方法で作製した。評価も実施例1〜実施例5と同様に行った。結果及び使用した改質剤の量を図6に示す。

Claims (15)

  1. 発泡性熱可塑性混合物であって、
    (A)エチレン−酢酸ビニルコポリマー(EVA)、エチレン−アクリル酸メチルコポリマー(EMA)、エチレン−アクリル酸ブチルコポリマー(EBA)、エチレン−ヘキセンコポリマー、エチレン−ブテンコポリマー、エチレン−オクテンコポリマー、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、及びエチレン−プロピレンコポリマーから選択される、少なくとも1種の熱可塑性ポリマーと、
    (B)Kulin et al., Pure and Applied Chemistry 1988, 6, (9), p. 1403-1415に従いPE規格NBS 1475の固有粘度に対する、分析対象の前記ポリマーの固有粘度の比として高温GPCに基づき求められるg値が1未満である、フォーム安定剤としての、エチレン−酢酸ビニルコポリマー(EVA)、エチレン−アクリル酸メチルコポリマー(EMA)、エチレン−アクリル酸ブチルコポリマー(EBA)、エチレン−ヘキセンコポリマー、エチレン−ブテンコポリマー、エチレン−オクテンコポリマー、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、及びエチレン−プロピレンコポリマーから選択される、少なくとも1種の長鎖分岐状ポリマーと、
    (C)少なくとも1種の化学的膨張剤と、
    を含み、
    前記長鎖分岐状ポリマー(B)が、熱可塑性ポリマー(A)及び長鎖分岐状ポリマー(B)の総重量に対して1wt.%〜30wt.%の量で存在し、
    下記の特徴:
    1)ASTM D1238に準拠して190℃及び2.16kgで求められる、前記長鎖分岐状ポリマー(B)のメルトフローインデックス(MFI)の値(MFI(B))が、前記熱可塑性ポリマー(A)のMFI値(MFI(A))よりも小さく、MFI(B)がMFI(A)の最大50%である、
    2)前記長鎖分岐状ポリマー(B)のg値(g(B))が、前記熱可塑性ポリマー(A)のg値(g(A))よりも小さく、g(B)がg(A)の最大80%である、
    3)前記長鎖分岐状ポリマー(B)のポリマーの種類が、前記熱可塑性ポリマー(A)のポリマーの種類と異なる、
    の少なくとも1つが、前記熱可塑性ポリマー(A)及び前記長鎖分岐状ポリマー(B)に当てはまる、発泡性熱可塑性混合物。
  2. 前記少なくとも1種の熱可塑性ポリマー(A)の割合が、前記発泡性熱可塑性混合物の総重量に対して40wt.%〜97wt.%の範囲をとることを特徴とする、請求項1に記載の発泡性熱可塑性混合物。
  3. 前記長鎖分岐状ポリマー(B)が、特徴2)に従って熱可塑性ポリマー(A)と異なるものでない場合、該長鎖分岐状ポリマー(B)が、熱可塑性ポリマー(A)及び長鎖分岐状ポリマー(B)の総重量に対して1wt.%〜10wt.%の量で存在することを特徴とする、請求項1又は2に記載の発泡性熱可塑性混合物。
  4. 前記フォーム安定剤(B)が、熱可塑性ポリマー(A)及び長鎖分岐状ポリマー(B)の総重量に対して1wt.%〜10wt.%の量で存在することを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載の発泡性熱可塑性混合物。
  5. 前記長鎖分岐状ポリマー(B)が、特徴2)に従って熱可塑性ポリマー(A)と異なり、該長鎖分岐状ポリマー(B)が、熱可塑性ポリマー(A)及び長鎖分岐状ポリマー(B)の総重量に対して10wt.%〜30wt.%の量で存在することを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載の発泡性熱可塑性混合物。
  6. 前記熱可塑性ポリマー(A)がエチレン−酢酸ビニルコポリマー(EVA)であることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか一項に記載の発泡性熱可塑性混合物。
  7. 前記長鎖分岐状ポリマー(B)がエチレン−酢酸ビニルコポリマーであることを特徴とする、請求項1〜6のいずれか一項に記載の発泡性熱可塑性混合物。
  8. 前記熱可塑性ポリマー(A)が、0.1g/10分〜100g/10分の範囲のメルトフローインデックス(MFI)を有することを特徴とする、請求項1〜7のいずれか一項に記載の発泡性熱可塑性混合物。
  9. 前記長鎖分岐状ポリマー(B)が、明細書0065〜0067段落に記載される方法により求められる、少なくとも1.1のLCBI、及び0.8以下のg値をそれぞれ有することを特徴とする、請求項1〜8のいずれか一項に記載の発泡性熱可塑性混合物。
  10. 前記少なくとも1種の化学的膨張剤の割合が、前記発泡性熱可塑性混合物の総重量に対して0.1wt.%〜20wt.%の範囲をとることを特徴とする、請求項1〜9のいずれか一項に記載の発泡性熱可塑性混合物。
  11. 発泡させることなく射出成形することができることを特徴とする、請求項1〜10のいずれか一項に記載の発泡性熱可塑性混合物。
  12. 前記熱可塑性ポリマー(A)及び前記長鎖分岐状ポリマー(B)が同じポリマー又はコポリマーの種類であり、該熱可塑性ポリマー(A)及び該長鎖分岐状ポリマー(B)が好ましくは互いにエチレン−酢酸ビニルコポリマーであることを特徴とする、請求項1〜11のいずれか一項に記載の発泡性熱可塑性混合物。
  13. 前記熱可塑性ポリマー(A)はエチレン−酢酸ビニルコポリマー(EVA)、エチレン−アクリル酸メチルコポリマー(EMA)又はエチレン−アクリル酸ブチルコポリマー(EBA)から選択され、及び前記長鎖分岐状ポリマー(B)はポリエチレン(PE)、エチレン−ヘキセンコポリマー、エチレン−ブテンコポリマー又はエチレン−オクテンコポリマーから選択されることを特徴とする、請求項1〜11のいずれか一項に記載の発泡性熱可塑性混合物。
  14. 請求項1〜13のいずれか一項に記載の発泡性熱可塑性混合物を加熱することによって得られる、発泡材料。
  15. 請求項1〜13のいずれか一項に記載の発泡性熱可塑性混合物を加熱して発泡材料を作製する、発泡材料を製造する方法。
JP2015530402A 2012-09-11 2013-09-06 熱可塑性発泡剤 Pending JP2015527471A (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP12183895 2012-09-11
EP12183895.7 2012-09-11
PCT/EP2013/068422 WO2014040913A1 (de) 2012-09-11 2013-09-06 Thermoplastisches schäumungsagenz

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2015527471A true JP2015527471A (ja) 2015-09-17

Family

ID=46963468

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015530402A Pending JP2015527471A (ja) 2012-09-11 2013-09-06 熱可塑性発泡剤

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9556318B2 (ja)
EP (1) EP2895548B1 (ja)
JP (1) JP2015527471A (ja)
WO (1) WO2014040913A1 (ja)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016097365A1 (en) * 2014-12-19 2016-06-23 Sika Technology Ag Chemical blowing agent and thermally expandable thermoplastic composition
EP3344689B1 (en) 2015-09-02 2020-07-22 Sika Technology AG Heat expandable foam
KR101786313B1 (ko) * 2016-03-17 2017-10-17 현대자동차주식회사 자동차 발포에어덕트에 사용되는 폴리올레핀 복합재 조성물
US11377532B2 (en) 2016-07-20 2022-07-05 Sika Technology Ag Approach to heat expandable materials
US10041197B1 (en) * 2017-06-14 2018-08-07 Novum Microfiber Corp. Reinforced nonwoven material and method of use for furniture
JP7129507B1 (ja) * 2021-02-25 2022-09-01 美津濃株式会社 架橋発泡用樹脂組成物
US12012495B1 (en) 2022-03-17 2024-06-18 Brunswick Corporation 3-D printable expendable lost foam pattern
CN115073844B (zh) * 2022-07-15 2023-05-23 黎明职业大学 一种可回收利用的eva/pva发泡材料的制备方法及发泡材料

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4226946A (en) 1979-02-22 1980-10-07 The Dow Chemical Company Polyethylene blend foams having improved compressive strength
US5356941A (en) 1992-02-28 1994-10-18 Lisco, Inc. Game balls having improved core compositions
JPH06254980A (ja) * 1993-03-05 1994-09-13 Sekisui Chem Co Ltd ポリプロピレン系樹脂発泡体の製造方法
US5932659A (en) 1994-09-19 1999-08-03 Sentinel Products Corp. Polymer blend
US6329465B1 (en) * 1998-03-10 2001-12-11 Mitsui Chemical Inc Ethylene copolymer composition and uses thereof
DE69918638T2 (de) * 1998-10-30 2005-07-21 Mitsui Chemicals, Inc. Vernetzter Elastomerschaum auf Basis von Polyolefin und Zusammensetzung dafür
US6528550B1 (en) * 1999-07-01 2003-03-04 E. I. Du Pont De Nemours And Company Crosslinked foam of ethylene vinyl acetate copolymer and acid copolymer
US6150428A (en) 1999-09-28 2000-11-21 Sika Corporation Expansion temperature tolerant dry expandable sealant and baffle product and method of preparing same
WO2002000420A1 (en) * 2000-06-26 2002-01-03 Sika Corporation Cavity sealant and method of making the same
WO2002022339A1 (en) 2000-09-15 2002-03-21 International Foam Technology Center, A Division Of Sekisui America Corporation Open cell foamed articles
KR100648519B1 (ko) * 2005-10-21 2006-11-27 주식회사 컴테크케미칼 사출성형성이 우수한 저경도 에틸렌 비닐 아세테이트계발포체 및 그의 제조방법
WO2008130425A1 (en) 2006-08-10 2008-10-30 Adco Products, Inc. Curable sealing method and foamed composition
JP5226973B2 (ja) * 2007-06-15 2013-07-03 三井化学株式会社 エチレン系共重合体、該共重合体を含む組成物ならびにその用途

Also Published As

Publication number Publication date
WO2014040913A1 (de) 2014-03-20
US20150225527A1 (en) 2015-08-13
EP2895548A1 (de) 2015-07-22
US9556318B2 (en) 2017-01-31
EP2895548B1 (de) 2017-01-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2015527471A (ja) 熱可塑性発泡剤
KR102210037B1 (ko) 개선된 발포성 및 향상된 가공성을 위한 폴리올레핀-기재 케이블 화합물 제제
US20040162358A1 (en) Composition for polyolefin resin foam and foam thereof, and method for producing foam
ES2393223T3 (es) Agentes extensores de cadena y materiales espumados celulares termoplásticos obtenidos mediante un procedimiento de extrusión reactiva y con ayuda de tales agentes
US6946495B2 (en) Foamable composition using recycled or offgrade polypropylene
WO2020004429A1 (ja) 改質ポリプロピレン樹脂およびその製造方法、並びに、当該改質ポリプロピレン樹脂を用いた押出発泡粒子およびその製造方法
KR20170017611A (ko) 발포성 마스터배치 및 이를 포함하는 발포성과 무도장 특성이 우수한 폴리올레핀 수지 조성물
NO166234B (no) Fremgangsmaate for fremstilling av et lett tverrbundet, lineaert polyolefinskum.
JP6739440B2 (ja) 半結晶性ポリオレフィンおよびスルホニルアジドを含む組成物、フォーム、およびフォームを調整する方法
JP2010111740A (ja) 生分解性難燃ポリエステル発泡用樹脂組成物、及びそれより得られる発泡体、その成形体
JP5112674B2 (ja) 射出発泡成形用ポリプロピレン系樹脂組成物及び該樹脂組成物からなる射出発泡成形体
JPS6124416B2 (ja)
JP3808843B2 (ja) 改質ポリプロピレン系樹脂組成物の製造方法および該樹脂組成物の発泡体
CN103881274A (zh) 聚偏氟乙烯类树脂发泡粒子及其制备方法、以及聚偏氟乙烯类树脂发泡粒子成型体
CN102348745B (zh) 聚偏氟乙烯系树脂发泡粒子以及聚偏氟乙烯系树脂发泡粒子成形体
KR20220070972A (ko) 발포 성능이 우수한 발포용 폴리프로필렌 수지 조성물 및 폴리프로필렌 발포체 제조방법
JPWO2009054212A1 (ja) ポリプロピレン系樹脂発泡粒子および発泡成形体
JP6568798B2 (ja) 改質ポリプロピレン系樹脂、樹脂発泡体及び発泡樹脂製容器、及び、改質ポリプロピレン系樹脂の製造方法
JP5346823B2 (ja) ポリプロピレン系改質樹脂組成物の製造方法、ポリプロピレン系改質樹脂組成物
JPS6011937B2 (ja) 熱可塑性エラストマ−発泡体の製造方法
Sipaut et al. The effect of different peroxide on LDPE foam properties in the presence of polyfunctional monomers
JP2016500387A (ja) 柔軟性を改善した発泡性高分子組成物、及び、関連生成プロセス
KR100772290B1 (ko) 비난연성 폴리올레핀 가교 발포체 조성물
JPH02255738A (ja) 部分架橋熱可塑性エラストマー発泡体およびその製造方法
JP2012224786A (ja) ポリオレフィン系樹脂発泡粒子の製造方法