JP2016166263A - ポリオレフィン系樹脂架橋発泡体 - Google Patents
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Abstract
【課題】緩衝性・成形性に優れ、且つ化学物質のブリードが少なく、且つ独立気泡構造により底つき感がなく軽量であるポリオレフィン系樹脂架橋発泡体を提供する。【解決手段】立体規則性がアタクチック構造を持ち、且つJIS K6394「加硫ゴム及び熱可塑性ゴム−動的性質の求め方−一般指針」に記載の動的測定試験で −30〜40℃の間に損失係数tanδのピークを持つプロピレン系樹脂(A)を用いることを特徴とするポリオレフィン系樹脂架橋発泡体。【選択図】なし
Description
本発明は、ポリオレフィン系樹脂架橋発泡体に関する。
ゴムフォ−ムは、優れたクッション性を有し、クッション材、パット材等の用途に有用である。周知の通り、フォ−ム構造における独立気泡と連続気泡とを比較すると、前者においては気泡間が立体格子状に隔壁で仕切られた構造であるのに対し、後者においては、前記独立気泡構造の隔壁で仕切られた一連の気泡間の当該隔壁が除去された構造であり、後者の方が力学的に変形させ易い。しかしながら、連続気泡においては、その変形し易さにより底つきし本来の緩衝性が十分に発揮されない場合や成形がしにくい場合があるため、厚みや発泡倍率に制約があった。他方、独立気泡では十分な緩衝性が得られない場合があった。
また、ゴムフォームの多くは硫黄による加硫が施されていることが多く、これらからブリードアウトする硫黄化合物による金属腐食などで使用が困難である場合や、フタル酸誘導体のような健康被害などの懸念が高まりつつある可塑剤を含み、これがブリードアウトする場合などがあり用途に制約があった。解決方法として、半独立・半連続気泡の発泡体が提供されている(特許文献1参照)。しかしながら、この場合においても十分な緩衝性が得られにくいという問題があった。
また、ゴムフォームの多くは硫黄による加硫が施されていることが多く、これらからブリードアウトする硫黄化合物による金属腐食などで使用が困難である場合や、フタル酸誘導体のような健康被害などの懸念が高まりつつある可塑剤を含み、これがブリードアウトする場合などがあり用途に制約があった。解決方法として、半独立・半連続気泡の発泡体が提供されている(特許文献1参照)。しかしながら、この場合においても十分な緩衝性が得られにくいという問題があった。
本発明は、かかる従来技術の背景に鑑み、緩衝性・成形性に優れ、且つ化学物質のブリードが少なく、且つ独立気泡構造により底つき感がなく軽量であるポリオレフィン系樹脂架橋発泡体を提供せんとするものである。
本発明は、かかる課題を解決するために、次のような手段を採用するものである。すなわち、本発明のポリオレフィン系樹脂架橋発泡体は以下である。
(1) 立体規則性がアタクチック構造を持ち、且つJIS K6394「加硫ゴム及び熱可塑性ゴム−動的性質の求め方−一般指針」に記載の動的測定試験で −30〜40℃の間に損失係数tanδのピークがあり、その最大値が1を超えることを持つプロピレン系樹脂(A)を用いることを特徴とするポリオレフィン系樹脂架橋発泡体。
(2) 前記プロピレン系樹脂(A)が非晶質であることを特徴とする、前記(1)に記載のポリオレフィン系樹脂架橋発泡体。
(3) 示差走査熱量測定において130〜170℃の間に融点ピークを持たない前記プロピレン系樹脂(A)を用いることを特徴とする、前記(1)又は(2)に記載のポリオレフィン系樹脂架橋発泡体。
(4) ポリオレフィン系樹脂架橋発泡体に用いる樹脂総量を100質量%としたとき、前記プロピレン系樹脂(A)を20〜50質量%、結晶性プロピレン系樹脂(B)を20〜50質量%含有することを特徴とする、前期(1)から(3)いずれかに記載のポリオレフィン系樹脂架橋発泡体。
(1) 立体規則性がアタクチック構造を持ち、且つJIS K6394「加硫ゴム及び熱可塑性ゴム−動的性質の求め方−一般指針」に記載の動的測定試験で −30〜40℃の間に損失係数tanδのピークがあり、その最大値が1を超えることを持つプロピレン系樹脂(A)を用いることを特徴とするポリオレフィン系樹脂架橋発泡体。
(2) 前記プロピレン系樹脂(A)が非晶質であることを特徴とする、前記(1)に記載のポリオレフィン系樹脂架橋発泡体。
(3) 示差走査熱量測定において130〜170℃の間に融点ピークを持たない前記プロピレン系樹脂(A)を用いることを特徴とする、前記(1)又は(2)に記載のポリオレフィン系樹脂架橋発泡体。
(4) ポリオレフィン系樹脂架橋発泡体に用いる樹脂総量を100質量%としたとき、前記プロピレン系樹脂(A)を20〜50質量%、結晶性プロピレン系樹脂(B)を20〜50質量%含有することを特徴とする、前期(1)から(3)いずれかに記載のポリオレフィン系樹脂架橋発泡体。
本発明によれば、緩衝性に優れ、且つ化学物質のブリードが少なく、且つ独立気泡構造により底つき感がなく軽量であるポリオレフィン系樹脂架橋発泡体を提供することができる。
本発明は、上記課題について鋭意検討し、緩衝性に優れ、且つ化学物質のブリードが少なく、且つ独立気泡構造により底つき感がなく軽量であるポリオレフィン系樹脂架橋発泡体を提供せんとするものである。以下、発明の詳細について記載する。
本発明で用いるプロピレン系樹脂(A)の立体規則性はアタクチック構造を持つものである。高分子の立体規則性の中にはイソタクチック、シンジオタクチック、アタクチックなどが存在するが、本発明ではそのうちのアタクチック構造である必要がある。高分子になったポリプロピレンは主鎖となるC−C結合を同一線上に並べて1つになる様に見るとメチル(−CH3)基が斜め横に出ている構造である。その際、同一方向にメチル基が並んでいる場合をイソタクチック、交互に斜め方向に出ているのがシンジオタクチックである。アタクチックはこれが不規則に出ており、これにより結晶構造が阻害される。
本発明で用いるプロピレン系樹脂(A)は前記アタクチック構造を持つことにより結晶構造が阻害されるため非晶質であることが好ましい。ここでいう非晶質とは結晶質とは異なり、分子が不定形で不規則な状態で固化しているものを言う。ガラス体ともいう。非晶質性を持つことにより緩衝性が向上する。
本発明で用いるプロピレン系樹脂(A)は示差走査熱量分析(DSC)で測定した場合、130〜170℃の間に融点ピークを持たないことが好ましい。通常、結晶性のプロピレン系樹脂は同様の範囲でシャープな融点ピークを持ち、耐熱性などの指標となることが多いが、本発明でのプロピレン系樹脂(A)はこの範囲での明らかな融点ピークは存在しないことが好ましい。130〜170℃の間に融点ピークを持たないと、緩衝性が向上するため好ましい。
本発明で用いるプロピレン系樹脂(A)としては、ホモポリプロピレン、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、エチレン−プロピレンランダムブロック共重合体などである。
本発明で用いるプロピレン系樹脂(A)は、JIS K6394「加硫ゴム及び熱可塑性ゴム−動的性質の求め方−一般指針」に記載の動的測定試験で損失係数tanδのピークが−30〜40℃の間に存在することが必要である。−30℃未満にピークがある場合は、常温で使用する場合に特性を発揮せず、40℃以上にピークを持つ場合も同様である。
本発明で用いるプロピレン系樹脂(A)の損失係数tanδのピークトップ(最大値)が1を超えることが必要である。これは本発明が常温時の緩衝性の良化を目的としているためであり、もし1を超えない場合は貯蔵せん断弾性率が損失せん断弾性率よりも優位になり、熱に変わらず反発弾性率が上昇し好ましくない。
本発明で用いる他のポリオレフィン系樹脂としては、とくに限定されないが、例えば、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、超低密度ポリエチレンなどに代表されるポリエチレン系樹脂(ここでいう密度の定義は以下の通り。超低密度:0.910g/cm3未満、低密度:0.910g/cm3以上0.940g/cm3以下、高密度:0.940g/cm3より大きく0.965g/cm3以下)や、エチレンを主成分とする共重合体、もしくはホモポリプロピレン、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などに代表されるポリプロピレン系樹脂などが挙げられ、またこれらの混合物のいずれでもよい。前記エチレンを主成分とする共重合体としては、例えばエチレンと炭素数4つ以上のα−オレフィン(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る)を重合して得られるエチレン−α−オレフィン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体等を挙げることができる。ポリオレフィン系樹脂としては、より好ましくは低密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、超低密度ポリエチレン、エチレン−α−オレフィン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体である。更に好ましくは低密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、超低密度ポリエチレンである。これらのポリオレフィン系樹脂は、1種もしくは2種以上の混合物のいずれでも良い。最も好ましくは低密度ポリエチレンと線状低密度ポリエチレンの混合物である。
本発明では結晶性プロピレン系樹脂(B)を本発明の特性を著しく損なわない範囲で使用してもよい。前記結晶性プロピレン系樹脂(B)の立体規則性はプロピレン系樹脂(A)とは異なりイソタクチック構造もしくはシンジオタクチック構造であることが好ましい。こうする事で結晶性が増すため耐熱性が高くなり好ましい。
その場合の比率はプロピレン系樹脂(A)を20〜50質量%、結晶性プロピレン系樹脂(B)を20〜50質量%とすることが好ましい態様である。この場合プロピレン系樹脂が20質量%を下回ると本発明が目的とする緩衝性が損なわれ、50質量%を上回ると緩衝性と耐熱性の両立が不十分な可能性がある。また、結晶性プロピレン系樹脂(B)が20質量%を下回ると緩衝性と耐熱性の両立が不十分になる可能性があり、50質量%を上回ると十分な緩衝性が得られない可能性がある。
前記結晶性プロピレン系樹脂(B)としては、ホモポリプロピレン、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、エチレン−プロピレンランダムブロック共重合体などである。
ポリオレフィン系樹脂架橋発泡体に用いるプロピレン系樹脂(A)及び結晶性ポリプロピレン系樹脂(B)のメルトフローレート(MFR)は特に限定されないが、JIS K7210(1999)に準拠し、温度230℃、荷重2.16kgfの通常の条件で測定されるもので、0.5〜15g/10minの範囲にあるものが好ましい。このMFRが0.5g/10min未満であると、ポリオレフィン系樹脂架橋発泡体を製造する工程にてシート化する際に、該シートの表面が粗面化し、得られる発泡体が外観上問題を生じる場合がある。またMFRが15g/10minを超えると、ポリオレフィン系樹脂架橋発泡体の耐熱性が不十分となる場合がある。ポリプロピレン系樹脂のメルトフローレート(MFR)は、より好ましくは1.0〜10g/10minである。
ポリオレフィン系樹脂架橋発泡体に用いるポリエチレン系樹脂のメルトフローレート(MFR) は特に限定されないが、JIS K7210(1999)に基づき、温度190℃、荷重2.16kgfの通常の条件で測定されるもので、1.0〜30g/10minの範囲にあるものが好ましい。このMFRが1.0g/10min未満であると、ポリオレフィン系樹脂架橋発泡体を製造する工程にてシート化する際に、該シートの表面が粗面化し、得られる発泡体が外観上問題を生じる場合がある。またMFRが30g/10minを超えると、ポリオレフィン系樹脂架橋発泡体の耐熱性が不十分となる場合がある。ポリエチレン系樹脂のメルトフローレート(MFR)は、より好ましくは2.0〜15g/10minである。
また、本発明のポリオレフィン系樹脂架橋発泡体の特性を著しく損なわない範囲であれば、ポリオレフィン系樹脂以外の他の熱可塑性樹脂を発泡体に加えても良い。ここでいうポリオレフィン系樹脂以外の他の熱可塑性樹脂とは、ハロゲンを含まない樹脂にあっては、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレートやスチレン−アクリル酸共重合体などのアクリル樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタール、ポリビニルピロリドン、石油樹脂、セルロース、酢酸セルロース、硝酸セルロース、メチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースなどのセルロース誘導体、低分子量ポリエチレン、高分子量ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン、飽和アルキルポリエステル樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリアリテートといった芳香族ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステルスルホン樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、ビニル重合性モノマー及び含窒素ビニルモノマーを有する共重合体などが挙げられる。さらにイソプレンゴム、スチレンブタジエンゴム、ブチルゴム、ジメチルシリコーンゴム、エチレンプロピレンゴムなどのエラストマーなども含まれる。また、ハロゲンを含む樹脂にあっては、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化三フッ化エチレン、ポリフッ化ビニリデン樹脂、フルオロカーボン樹脂、パーフルオロカーボン樹脂、溶剤可溶性パーフルオロカーボン樹脂などが挙げられる。これらのポリオレフィン系樹脂以外の他の熱可塑性樹脂は、一種類でも良く、複数種含まれていても良い。所望の物性に合わせて種類、量は選択される。
なお、本発明のポリオレフィン系樹脂架橋発泡体は、ポリオレフィン系樹脂が主成分であることが重要である。ここで主成分とは、ポリオレフィン系樹脂架橋発泡体において、質量的に最も大きい成分を意味する。より好ましくは、ポリオレフィン系樹脂架橋発泡体の全成分100質量%において、ポリオレフィン系樹脂は50質量%以上100質量%以下である。前述のポリオレフィン系樹脂以外の他の熱可塑性樹脂や、その他の添加剤などは、ポリオレフィン系樹脂架橋発泡体の全成分100質量%において、0質量%以上50質量%以下である。
本発明のポリオレフィン系樹脂架橋発泡体のゲル分率は特に限定されないが、10〜60%が好適に用いられる。ここで言うゲル分率とは架橋度を表す方法の一種であり、加熱した溶剤に一定時間浸漬し、残った不溶解分の質量を溶解する前の質量で除して算出されるものを言う。更に好ましくは15〜40%である。ゲル分率が10%より下回る場合は、発泡するときに表面が荒れる傾向があり、60%を上回る場合は、発泡するときに加工しにくく歩留まりが悪くなることがあり、好ましくない。
本発明のポリオレフィン系樹脂架橋発泡体を製造する際に使用する熱分解型発泡剤としては、該発泡体の原料であるポリオレフィン系樹脂を含む樹脂組成物の溶融温度よりも高い分解温度を有するものであれば特に限定されない。好ましくは、アゾジカルボンアミドが挙げられ、更に、アゾジカルボンアミドと同等もしくはそれより高い分解温度を有するヒドラゾシカルボンアミド、アゾジカルボン酸バリウム塩、ジニトロソペンタエチレンテトラミン、ニトロソグアニジン、p,p’−オキシビスベンゼンスルホニルセミカルバジド、トリヒドラジンシンメトリックトリアジン、ビスベンゼンスルホニルヒドラジド、バリウムアゾジカルバキシレート、アゾビスイソブチロニトリル、トルエンスルホニルヒドラジド等を用いることができる。これらの熱分解型発泡剤は、単独で用いても、2種以上を混合して用いてもよい。熱分解型発泡剤の配合量は、樹脂成分の合計量100質量部(以下、樹脂成分の合計量100質量部とは、ポリオレフィン系樹脂、他の熱可塑性樹脂等の全ての樹脂の合計量100質量部を意味する。この場合、添加剤等をマスターバッチ化(樹脂によりペレット化)したペレット中の樹脂も、樹脂成分に含まれる。)に対して、一般に2〜40重量部程度であり、所望の発泡倍率に応じて設定される。
本発明のポリオレフィン系樹脂架橋発泡体の見掛け密度は、0.015〜0.500g/cm3が好適である。更に好ましくは0.020〜0.200g/cm3である。0.015g/cm3を下回れば、発泡体の表面に傷が付きやすく、0.500g/cm3を上回れば、本発明が目的とする軽量性が保たれ難い。
上記見掛け密度は、前述の熱分解型発泡剤の添加量によってコントロールする事が出来る。熱分解型発泡剤の種類、ガス量、使用するポリオレフィン系樹脂、その他の熱可塑性樹脂などによって、任意にその添加量を選択することが重要である。
本発明のポリオレフィン系樹脂架橋発泡体を製造する際には、発泡体の特性を損なわない範囲で、該発泡体の原料であるポリオレフィン系樹脂を含む樹脂組成物中に、架橋助剤として多官能モノマーを含有することが出来る。多官能モノマーとしては、例えばジビニルベンゼン、ジアリルベンゼン、ジビニルナフタレン、ジビニルビフェニル、ジビニルカルバゾール、ジビニルピリジンおよびこれらの核置換化合物や近縁同族体、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9−ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、1,10−デカンジオールジ(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸系化合物、ジビニルフタレート、ジアリルフタレート、ジアリルマレート、ビスアクリロイルオキシエチルテレフタレート等の脂肪族および芳香族2価カルボン酸のビニルエステル、アリルエステル、アクリロイルオキシアルキルエステル、メタクリロイルオキシアルキルエステル、ジエチレングリコールジビニルエーテル、トリエチレングリコールジビニルエーテル、テトラエチレングリコールジビニルエーテル、ポリエチレングリコールジビニルエーテル、ヒドロキノンジビニルエーテル、ビスフェノールAジアリルエーテル等の脂肪族および芳香族2価アルコールのビニルエーテルやアリルエーテル、N−フェニルマレイミド、N,N’−m−フェニレンビスマレイミド等のマレイミド系化合物、フタル酸ジプロパギル、マレイン酸ジプロパギル等の2個の三重結合を有する化合物などのモノマーを使用することができる。さらに、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレートと1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレートと1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレートと1,9−ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレートとジビニルベンゼン、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレートとトリアリルシアヌレートと1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、トリアリルシアヌレートと1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、トリアリルイソシアヌレートと1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート等も使用することができる。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、1,9−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。上記架橋助剤は、単独で使用しても良いし、2種類以上混合しても良い。架橋助剤の配合量は、樹脂成分の合計量100質量部に対して、0.1〜30質量部、より好ましくは0.5〜15質量部であり、所望のゲル分率に応じて設定される。
又、架橋助剤と有機過酸化物を組み合わせて架橋することもできる。この有機過酸化物としては、例えば、メチルエチルケトンパーオキサイド、t−ブチルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド等が用いられる。有機過酸化物の配合量は、樹脂成分の合計量100質量部に対して、0.01〜10質量部、より好ましくは0.05〜5質量部であり、所望のゲル分率に応じて設定される。
本発明のポリオレフィン系樹脂架橋発泡体は、硫黄化合物や可塑剤などを含まないことが好ましい。これは本発明の目的である化学物質のブリードを抑制するためである。
しかし、本発明の特徴を損なわない範囲で、発泡剤の分解促進剤、気泡核調整剤、酸化防止剤、熱安定剤、着色剤、難燃剤、帯電防止剤、無機充填剤等の各種添加剤を、本発明のポリオレフィン系樹脂架橋発泡体の原料であるポリオレフィン系樹脂組成物は含むことができる。
しかし、本発明の特徴を損なわない範囲で、発泡剤の分解促進剤、気泡核調整剤、酸化防止剤、熱安定剤、着色剤、難燃剤、帯電防止剤、無機充填剤等の各種添加剤を、本発明のポリオレフィン系樹脂架橋発泡体の原料であるポリオレフィン系樹脂組成物は含むことができる。
本発明のポリオレフィン系樹脂架橋発泡体は独立気泡構造を持つことが好ましい。ここでいう独立気泡構造とは気泡と気泡の間にある樹脂膜に孔などが無く、隣り合った気泡の間で気層の交換がなされないものをいう。これに対して連続気泡構造ではこの樹脂膜に孔が開いており、気層が行き来する構造になっている。独立気泡構造を持つことにより底つき感が無くしっかりと緩衝性を有し、成形が行いやすいという長所がある。また、独立気泡率は少なくとも90%以上であることが好ましい。
本発明のポリオレフィン系樹脂架橋発泡体は、JIS A6519「体育館用鋼製床下地構成材」に記載されている床の硬さ試験において、その加速度が80G未満となることが好ましい。上記本発明の構成を有することで十分な緩衝性が得られる。
本発明では、前記各成分を配合して得られたポリオレフィン系樹脂組成物を所定形状に成形した後、架橋・発泡してポリオレフィン系樹脂架橋発泡体を製造する。
本発明では、前記各成分を配合して得られたポリオレフィン系樹脂組成物を所定形状に成形した後、架橋・発泡してポリオレフィン系樹脂架橋発泡体を製造する。
具体的には、例えば、下記の製造方法が挙げられる。前記ポリオレフィン系樹脂組成物の所定量を、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、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。電離性放射線照射による架橋にかえて、過酸化物による架橋や、シラン架橋を行っても良い。
そして、この発泡性シートに電離性放射線の照射を行い、この発泡性シートを構成する樹脂を架橋させる。電離性放射線としては、電子線、X線、β線、γ線等が使用される。
照射線量は、一般に1〜300kGy程度であり、所望のゲル分率に応じて線量が設定される。
樹脂が架橋された発泡性シートは、例えば、熱風、赤外線、メタルバス、オイルバス、ソルトバス等により、熱分解型発泡剤の分解温度以上で且つ樹脂の融点以上の温度、例えば190〜290℃に加熱し、発泡剤の分解ガスによって樹脂を発泡させ、こうして、ポリオレフィン系樹脂架橋発泡体を得る。
なお本発明のポリオレフィン系樹脂架橋発泡体は、単層構成の発泡体であることが好ましい。単層構成の発泡体とすることで、複層構成の発泡体と比較してコストを抑制することができる点で好ましい。
また、これまで述べてきた方法により得られたポリオレフィン系樹脂架橋発泡体を用いて、積層体を得ることが出来る。本発明のポリオレフィン系樹脂架橋発泡体を用いて積層体とする際に積層させる層としては、天然、人造の繊維を用いた布帛状物、ポリ塩化ビニル樹脂からなるシート、サーモプラスチックオレフィン(TPO)からなるシート、熱可塑性エラストマーシート、レザー等の表皮材、熱可塑性樹脂繊維を用いた不織布、ポリオレフィン系樹脂無架橋発泡シート、例えばポリウレタンなどを用いた連続気泡発泡体、ポリエステルフィルムやポリアクリルフィルム等に代表されるフィルム類、ダンボールプラスチック、発泡紙、銅・銀・ニッケルなどに代表される金属層などの公知のものから少なくとも一種類から選ばれるものをいい、それらを複数積層しても良いし、ポリオレフィン系樹脂架橋発泡体の表面及び裏面の両面に積層させても良いし、片面のみに積層させても良い。
本発明のポリオレフィン系樹脂架橋発泡体と上述する層を張り合わせて積層体とする方法は、例えば、上記発泡体上に熱可塑性樹脂を溶融させる押出ラミネート法、上記発泡体上に接着剤を塗布した後張り合わせる接着ラミネート法、表皮材等と必要ならばポリオレフィン系樹脂架橋発泡体も加熱して張り合わせる熱ラミネート法(融着ともいう)、ホットメルト法、高周波ウェルダー法、金属等では無電解メッキ法、電解メッキ法、蒸着法等が挙げられるが、これらに規定されるものではなく、いかなる方法でも接着されればよい。
本発明のポリオレフィン系樹脂架橋発泡体は成形する場合があるが、その方法は特に制限はないが、例えば真空成形、低圧射出成形、圧空成形、真空圧空成形などがある。
本発明で得られたポリオレフィン系樹脂架橋発泡体は緩衝材として好適に用いられる。ここでいう緩衝材とは衝撃を吸収するために使用するものを言い、多くは電化製品、建材、自動車部品などに用いられるものをいう。緩衝材としての必要特性は緩衝性があることは勿論、底つき感を出さないことが肝要である。また、特に電化製品で使用する場合に於いては化学的性質に優れる、具体的には無用なブリードアウトが発生しないことが望まれる。
ただし、緩衝材以外にもシール材、包装・梱包材など特性を生かせる場合は用途をこれに限定するものではない。
以下の方法によって、物性を評価した。
(厚み測定方法)
ISO 1923(1981)「発泡プラスチック及びゴム−線寸法の測定」に準ずる。具体的には測定面積が約10cm2となるダイヤルゲージを用いて、発泡体の厚みを測定する。
ISO 1923(1981)「発泡プラスチック及びゴム−線寸法の測定」に準ずる。具体的には測定面積が約10cm2となるダイヤルゲージを用いて、発泡体の厚みを測定する。
(示差走査熱量分析による融点の測定方法)
示差走査熱量分析は、以下の方法で行った。約10mgのポリオレフィン系樹脂を、白金パンにいれ、示差走査熱量計(DSC:セイコー電子工業株式会社製RDC220−ロボットDSC)にて測定した。測定条件は、サンプルを一度溶融させた後、10℃/分の速度で−50℃まで冷却させ、それから5℃/分の速度で昇温して測定した。再度昇温したときに得られた吸熱ピークを融点とした。
示差走査熱量分析は、以下の方法で行った。約10mgのポリオレフィン系樹脂を、白金パンにいれ、示差走査熱量計(DSC:セイコー電子工業株式会社製RDC220−ロボットDSC)にて測定した。測定条件は、サンプルを一度溶融させた後、10℃/分の速度で−50℃まで冷却させ、それから5℃/分の速度で昇温して測定した。再度昇温したときに得られた吸熱ピークを融点とした。
(樹脂の密度測定方法)
JIS K6922(2011)「プラスチック―ポリエチレン(PE)成形用及び押出用材料」に準拠して測定を行った。
JIS K6922(2011)「プラスチック―ポリエチレン(PE)成形用及び押出用材料」に準拠して測定を行った。
(メルトフローレートの測定方法)
JIS K7210(1999)「プラスチック−熱可塑性プラスチックのメルトマスフローレイト(MFR) 及びメルトボリュームフローレイト(MVR) の試験方法」に準ずる。上記規格の附属書B(参考)「熱可塑性プラスチック材料の規格と指定とその試験条件」に基づきポリプロピレン系樹脂は230℃、荷重2.16kgf(21.7N)、ポリエチレン系樹脂は温度190℃、荷重2.16kgf(21.7N)の条件で行った。株式会社東洋精機製作所製メルトインデックサ型式F−B01を使用し、手動切り取り法を採用し、ダイから10分間にでてきた樹脂の質量によって規定されるものをいう。
JIS K7210(1999)「プラスチック−熱可塑性プラスチックのメルトマスフローレイト(MFR) 及びメルトボリュームフローレイト(MVR) の試験方法」に準ずる。上記規格の附属書B(参考)「熱可塑性プラスチック材料の規格と指定とその試験条件」に基づきポリプロピレン系樹脂は230℃、荷重2.16kgf(21.7N)、ポリエチレン系樹脂は温度190℃、荷重2.16kgf(21.7N)の条件で行った。株式会社東洋精機製作所製メルトインデックサ型式F−B01を使用し、手動切り取り法を採用し、ダイから10分間にでてきた樹脂の質量によって規定されるものをいう。
(ゲル分率の測定方法)
ゲル分率とは以下の手法により算出した値のことである。ポリオレフィン系樹脂架橋発泡体を、まず長手方向に短冊状に片刃で0.5mm間隔に切り、その後鋏を用いて幅方向に0.5mm間隔で切断したものを約50mg精密に秤量し、130℃のテトラリン200mlに3時間浸漬した後、200メッシュのステンレス製金網で自然濾過し、アセトンで洗浄し乾燥エアーを15秒間あてた後、金網上の不溶解分を1時間120℃下で熱風オーブンにて乾燥する。次いで、シリカゲルを入れたデシケータ中で10分間冷却し、この不溶解分の質量を精密に秤量し、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(%)={不溶解分の質量(mg)/秤量したポリオレフィン樹脂発泡体の質量(mg)}×100
そして5サンプルの測定により得られた値から上下限値を除いた3点の平均値を、ゲル分率とした。
ゲル分率とは以下の手法により算出した値のことである。ポリオレフィン系樹脂架橋発泡体を、まず長手方向に短冊状に片刃で0.5mm間隔に切り、その後鋏を用いて幅方向に0.5mm間隔で切断したものを約50mg精密に秤量し、130℃のテトラリン200mlに3時間浸漬した後、200メッシュのステンレス製金網で自然濾過し、アセトンで洗浄し乾燥エアーを15秒間あてた後、金網上の不溶解分を1時間120℃下で熱風オーブンにて乾燥する。次いで、シリカゲルを入れたデシケータ中で10分間冷却し、この不溶解分の質量を精密に秤量し、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(%)={不溶解分の質量(mg)/秤量したポリオレフィン樹脂発泡体の質量(mg)}×100
そして5サンプルの測定により得られた値から上下限値を除いた3点の平均値を、ゲル分率とした。
(見掛け密度の測定方法)
JIS K6767(1999)「発泡プラスチック−ポリエチレン−試験方法」に基づいて測定されたものである。
例えば、15cm3以上になるようなサンプルサイズ(例えば、10cm角)に打ち抜き、厚み、質量を測定する。サンプルの面積(10cm角の場合は100cm2)とその厚みから体積を算出し、以下の式により見掛け密度を算出した。
見掛け密度(kg/m3)=サンプル重量(kg)/{サンプル厚み(m)×サンプル面積(m2)}
そして5サンプルの測定により得られた値から上下限値を除いた3点の平均値を、見掛け密度とした。
JIS K6767(1999)「発泡プラスチック−ポリエチレン−試験方法」に基づいて測定されたものである。
例えば、15cm3以上になるようなサンプルサイズ(例えば、10cm角)に打ち抜き、厚み、質量を測定する。サンプルの面積(10cm角の場合は100cm2)とその厚みから体積を算出し、以下の式により見掛け密度を算出した。
見掛け密度(kg/m3)=サンプル重量(kg)/{サンプル厚み(m)×サンプル面積(m2)}
そして5サンプルの測定により得られた値から上下限値を除いた3点の平均値を、見掛け密度とした。
(損失係数tanδの測定方法)
JIS K6394「加硫ゴム及び熱可塑性ゴム−動的性質の求め方−一般指針」に基づいて測定されたものである。
JIS K6394「加硫ゴム及び熱可塑性ゴム−動的性質の求め方−一般指針」に基づいて測定されたものである。
具体的にはTAINSTURUMENTS社製粘弾性測定装置RSA−3を用いて、中央加振法により、それぞれの温度における貯蔵弾性率(E')を読み取り、損失弾性率(E'')と貯蔵弾性率(E')との比(E''/E')である損失係数tanδを算出した。
(反発特性)
反発特性としては落球試験で判断した。鋼板の上に厚み25mm以上になる様にサンプルを数枚重ねて設置し、ここに重さ50g、直径10mmの鉄球を30cmの高さから落下させて跳ね返った高さを元の落下前の高さで割った百分率で表した値を用いた。
◎:20%未満の反発特性のもの。
〇:20%以上40%未満の範囲の反発特性のもの。
△:40%以上60%未満の範囲の反発特性のもの。
×:60%以上の反発特性のもの。
反発特性としては落球試験で判断した。鋼板の上に厚み25mm以上になる様にサンプルを数枚重ねて設置し、ここに重さ50g、直径10mmの鉄球を30cmの高さから落下させて跳ね返った高さを元の落下前の高さで割った百分率で表した値を用いた。
◎:20%未満の反発特性のもの。
〇:20%以上40%未満の範囲の反発特性のもの。
△:40%以上60%未満の範囲の反発特性のもの。
×:60%以上の反発特性のもの。
(底つき感)
サンプルを一枚鋼板の上に設置して指で押したときの感触から官能的に判断した結果から判断する。鋼板の感触を感じた場合、具体的には一定のストロークで指で押して行ったときに、それまでの柔軟性が無くなり硬度が増す様に感じた時に底つきをしていると判断する。
サンプルを一枚鋼板の上に設置して指で押したときの感触から官能的に判断した結果から判断する。鋼板の感触を感じた場合、具体的には一定のストロークで指で押して行ったときに、それまでの柔軟性が無くなり硬度が増す様に感じた時に底つきをしていると判断する。
◎:鋼板の感触を感じない。
○:鋼板の感触を感じるが、使用上問題ないレベル。
×:鋼板の感触を感じ、底つきしている。
(成形性)
成形絞り比から判断する。なお、成形絞り比とは直径D、深さHの垂直円筒状の雌型上において、発泡体を加熱し、表面温度が200℃になったところ真空成形機を用いてストレート成形したときに、発泡体が破れることなく、円筒状に展開、伸長される限界でのH/Dの値のことである。なお、ここにおいて直径Dは50mmである。また、ここで使用する雌型は鉄製で表面粗さRaは5μm以下である。
成形絞り比から判断する。なお、成形絞り比とは直径D、深さHの垂直円筒状の雌型上において、発泡体を加熱し、表面温度が200℃になったところ真空成形機を用いてストレート成形したときに、発泡体が破れることなく、円筒状に展開、伸長される限界でのH/Dの値のことである。なお、ここにおいて直径Dは50mmである。また、ここで使用する雌型は鉄製で表面粗さRaは5μm以下である。
◎:0.60以上のもの。
○:0.45以上0.60未満の範囲のもの。
×:0.45未満のもの。
(総合評価)
上記の結果から総合的に判断した結果を示す。
上記の結果から総合的に判断した結果を示す。
反発特性で◎を10点、〇を6点、△を2点、×を−10点と配点。底つき感については◎を5点、〇を3点、×を−1点、成形性については◎を20点、〇を10点、×を−20点と配点し、これらの合計を算出。出てきた値により総合評価の指標とした。また、△以上を合格とした。
◎:20点以上
○:5点以上10点未満
△:0点以上5点未満
×:0点未満。
○:5点以上10点未満
△:0点以上5点未満
×:0点未満。
(実施例に使用した原料)
<プロピレン系樹脂(A)>
・住友化学社製 タフセレン(R) X1102
<結晶性プロピレン系樹脂(B)>
・日本ポリプロ社製 ノバテックTMPP EG7F
・日本ポリプロ社製 WINTECTM WFW4M
・日本ポリプロ社製 ノバテックTMPP PL500A
・サンアロマー社製 ポリプロピレンサンアロマー(R) PC480A。
<プロピレン系樹脂(A)>
・住友化学社製 タフセレン(R) X1102
<結晶性プロピレン系樹脂(B)>
・日本ポリプロ社製 ノバテックTMPP EG7F
・日本ポリプロ社製 WINTECTM WFW4M
・日本ポリプロ社製 ノバテックTMPP PL500A
・サンアロマー社製 ポリプロピレンサンアロマー(R) PC480A。
<ポリオレフィン系樹脂(その他)>
・東ソー社製 二ポロン(R)−L F35
・東ソー社製 ペトロセン(R) 231F
・日本ポリエチレン社製 ノバテックTMHD HF560。
・東ソー社製 二ポロン(R)−L F35
・東ソー社製 ペトロセン(R) 231F
・日本ポリエチレン社製 ノバテックTMHD HF560。
<熱可塑性樹脂>
・JSR社製 DYNARON(R) 1321P
・JSR社製 DYNARON(R) 6200P
・NATUREWORKS社製 IngeoTM 4032D。
・JSR社製 DYNARON(R) 1321P
・JSR社製 DYNARON(R) 6200P
・NATUREWORKS社製 IngeoTM 4032D。
<発泡剤>
・大塚化学社製 ユニフォームAZ
<架橋助剤>
・新日鉄化学社製 DVB810
<熱安定剤>
・BASFジャパン社製 イルガノックス1010。
・大塚化学社製 ユニフォームAZ
<架橋助剤>
・新日鉄化学社製 DVB810
<熱安定剤>
・BASFジャパン社製 イルガノックス1010。
(実施例1〜19、比較例1〜5)
プロピレン系樹脂(A)、結晶性プロピレン系樹脂(B)、ポリオレフィン系樹脂(その他)、熱可塑性樹脂、発泡剤、架橋助剤については表中に記載のものと数量を、また熱安定剤としてイルガノックス1010を3質量部とをヘンシェルミキサーにて混合し、60φ押出機に投入、シリンダー内温度が150℃となるように温調した状態で、溶融・混練したのち所定の発泡体厚さになる様にシート成形を行ったものを一旦巻き上げる。
プロピレン系樹脂(A)、結晶性プロピレン系樹脂(B)、ポリオレフィン系樹脂(その他)、熱可塑性樹脂、発泡剤、架橋助剤については表中に記載のものと数量を、また熱安定剤としてイルガノックス1010を3質量部とをヘンシェルミキサーにて混合し、60φ押出機に投入、シリンダー内温度が150℃となるように温調した状態で、溶融・混練したのち所定の発泡体厚さになる様にシート成形を行ったものを一旦巻き上げる。
更にこのポリオレフィン系樹脂発泡シートを電子線照射機を用いて、所定のゲル分率になる様に電離性放射線を照射せしめた後、ソルト塩浴上(塩浴温度230℃)で発泡させた結果、表に記載の特性を有する発泡体を得た。それぞれの物性及び評価結果についても表中に記載した。
Claims (4)
- 立体規則性がアタクチック構造を持ち、且つJIS K6394「加硫ゴム及び熱可塑性ゴム−動的性質の求め方−一般指針」に記載の動的測定試験で −30〜40℃の間に損失係数tanδのピークがあり、その最大値が1を超えることを持つプロピレン系樹脂(A)を用いることを特徴とするポリオレフィン系樹脂架橋発泡体。
- 前記プロピレン系樹脂(A)が非晶質であることを特徴とする請求項1記載のポリオレフィン系樹脂架橋発泡体。
- 前記プロピレン系樹脂(A)が示差走査熱量測定において130〜170℃の間に融点ピークを持たないことを特徴とする請求項1及び2に記載のポリオレフィン系樹脂架橋発泡体。
- ポリオレフィン系樹脂架橋発泡体に用いる樹脂総量を100質量%としたとき、前記プロピレン系樹脂(A)を20〜50質量%、結晶性プロピレン系樹脂(B)を20〜50質量%含有することを特徴とする請求項1から3いずれかに記載のポリオレフィン系樹脂架橋発泡体。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015045594A JP2016166263A (ja) | 2015-03-09 | 2015-03-09 | ポリオレフィン系樹脂架橋発泡体 |
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JP2015045594A JP2016166263A (ja) | 2015-03-09 | 2015-03-09 | ポリオレフィン系樹脂架橋発泡体 |
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JP2015045594A Pending JP2016166263A (ja) | 2015-03-09 | 2015-03-09 | ポリオレフィン系樹脂架橋発泡体 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020033528A (ja) * | 2018-08-31 | 2020-03-05 | 積水化学工業株式会社 | 発泡体シート |
-
2015
- 2015-03-09 JP JP2015045594A patent/JP2016166263A/ja active Pending
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