JP2017057296A - 発泡成形体の製造方法 - Google Patents
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例えば、一般的な熱膨張性微小球と熱可塑性樹脂とを加熱混練して熱膨張性微小球のマスターバッチを作成し、そのマスターバッチを使用して発泡成形体を製造する方法が開示されている(特許文献1)。この方法では、熱膨張性微小球が膨張しないよう、発泡成形体の成形温度よりも非常に低い温度にて熱可塑性樹脂と混練しており、より効率的に熱膨張性微小球と熱可塑性樹脂を混練し、マスターバッチを作成するためには、混練時の温度を上げて作成しなければならない。しかし、混練時の温度を上げてしまうと、熱膨張性微小球がマスターバッチ製造時に膨張してしまうため、発泡成形体製造時に熱膨張性微小球が破壊され、発泡成形体の発泡倍率が低くなる問題が生じる。
−5℃≦Tb−Ta≦25℃ 式(1)
5℃≦Ts0−Ta≦20℃ 式(2)
20℃≦Tb−Ts1≦50℃ 式(3)
1)前記温度(Ta)が150℃〜180℃である。
2)前記熱膨張性微小球が、その最大膨張温度(Tmax0)が下記式(4)の関係を満たし、かつ温度(Ta)で3分間加熱処理した際の最大膨張温度(Tmax1)が下記式(4)の関係を満たすものである。
0℃≦Tmax0−Tb≦30℃ 式(4)
0℃≦Tmax1−Tb≦20℃ 式(5)
3)前記熱可塑性樹脂が、ニトリル系単量体を含む重合性成分を重合して得られる。
4)前記重合性成分に占めるニトリル系単量体の重量割合が80重量%以上である。
5)前記重合性成分に占めるカルボキシル基含有単量体の重量割合が10重量%未満である。
6)前記発泡剤が、炭素数13以上の炭化水素を含有する。
7)前記発泡剤が、さらに炭素数11以下の炭化水素を含有し、発泡剤に占める、炭素数13以上の炭化水素と炭素数11以下の炭化水素の合計の重量割合が70重量%超であり、炭素数12の炭化水素の重量割合が30重量%未満である。
本発明の発泡成形体の製造方法は、熱膨張性微小球と、塩化ビニル系樹脂を除く基材成分(以下、単に基材成分ということがある)とを含有する組成物を温度(Ta)で加熱加工する工程(A)と、工程(A)で得られた加工物を温度(Tb)で発泡成形する工程(B)とを含む製造方法である。以下、詳細に説明する。
工程(A)は、熱膨張性微小球と塩化ビニル系樹脂を除く基材成分とを含有する組成物を温度(Ta)で加熱加工する工程である。熱膨張性微小球及び基材成分の詳細に関しては後述する。加熱加工としては、温度(Ta)で加工する工程であれば、特に限定はないが、例えば、加熱混練、加熱プレス、加熱乾燥、加熱成形、これらの組合せ等を挙げることができる。
工程(A)としては、例えば、熱膨張性微小球と基材成分とを含有する組成物を加熱混練する工程(A1)、熱膨張性微小球と基材成分とを含有する組成物を加熱プレスする工程(A2)、熱膨張性微小球と基材成分とを含有する組成物を加熱乾燥する工程(A3)、熱膨張性微小球と基材成分とを含有する組成物を加熱成形する工程(A4)等を挙げることができる。工程(A)は、これら工程(A1)〜(A4)のうちの1つであってもよく、複数含んでいてもよい。また、式(2)の関係からも明らかなように、工程(A)は、熱膨張性微小球が発泡する工程を含まない。
工程(A1)の一つの例としては、熱膨張性微小球、基材成分及びその他必要な成分をあらかじめリボンミキサーにより混合し、次にダイを備えた二軸押出機を使用して、基材成分の溶融温度以上の温度(Ta)で、得られた混合物を溶融混練し、ダイにて適切な形状に押出し、得られた混練物を空冷後、更に適切な形状に加工し熱膨張性微小球のマスターバッチを製造する工程が挙げられる。製造したマスターバッチを使用し、必要に応じて基材成分を追加、混合して、単軸押出機、二軸押出機、射出成形機等にて発泡成形体が製造可能である。発泡成形の詳細については、工程(B)で説明する。
製造したパウダーコンパウンドを単軸押出機や二軸押出機等に供給し発泡成形することにより、発泡成形体を製造することが可能である。また、製造したパウダーコンパウンドをニーダー、単軸押出機、二軸押出機等を使用して造粒し、単軸押出機、二軸押出機、射出成形機等に供給し発泡成形することにより、発泡成形体を製造することが可能である。発泡成形の詳細については、工程(B)で説明する。
工程(A3)の一つの例としては、熱膨張性微小球、無機繊維又は有機繊維、基材成分及びその他必要な成分を水に分散させた後、抄造機にて脱水、抄造し、その後、基材成分の溶融温度以上、熱膨張性微小球の膨張開始温度以下の温度(Ta)で、抄造した組成物を熱風ドライヤーにて乾燥することで、熱膨張性不織物を製造する工程が挙げられる。製造した不織物を熱風オーブン内で発泡成形することにより、発泡成形体を製造することが可能である。発泡成形の詳細については、工程(B)で説明する。
また、温度(Ta)とは、熱膨張性微小球と基材成分を含む組成物を加熱加工する際の温度をいい、例えば、熱膨張性微小球と基材成分とを溶融混練し混練物を製造する際の温度、熱膨張性微小球と基材成分を含む組成物を加熱乾燥し加工物を製造する際の温度をいう。
基材成分とは、発泡成形体を構成する成分であって、成形により一定の形を付与することを可能とする成分である。本発明で用いる基材成分は、塩化ビニル系樹脂を除くものである。ここで、塩化ビニル系樹脂とは、塩化ビニル単量体のみを重合性成分として重合した樹脂、塩化ビニル単量体を主成分(重合性成分に占める塩化ビニル単量体の重量割合が50重量%以上100重量%未満をいう)として酢酸ビニル単量体等の塩化ビニル単量体以外の重合性単量体を含有する重合性成分を重合させた樹脂をいう。
これらの中でも、熱膨張性微小球と基材成分の混練効率の点から、好ましくはゴム類、ワックス類、熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマー、バイオプラスチックである。
また、基材成分の形状としては、特に限定はないが、粉状や粒状、ペレット状、繊維状が好ましい。
熱膨張性微小球と基材成分以外にも、必要に応じて、無機繊維、有機繊維、無機系充填材、有機系充填材、可塑剤、滑剤、加硫剤、加硫促進剤、着色剤、帯電防止剤、安定剤等の各種添加剤を含有していてもよい。その場合、熱膨張性微小球及び基材成分に対して、第三成分として各種添加剤を添加してもよい。
これらの中でも、コストや強度の点でガラス繊維や金属繊維が好ましい。
基材成分100重量部に対する無機繊維の重量割合は、好ましくは0.4〜250重量部、より好ましくは1〜200重量部、さらに好ましくは5〜150重量部である。無機繊維の重量割合が0.4重量部未満であると、発泡成形体の強度が低下することがある。また、250重量部超であると、発泡成形体が脆くなることがある。
基材成分100重量部に対する有機繊維の重合割合は、好ましくは0.4〜250重量部、より好ましくは1〜200重量部、さらに好ましくは5〜150重量部である。有機繊維の重量割合が0.4重量部未満であると、発泡成形体の強度が低下することがある。また、250重量部超であると、発泡成形体が脆くなることがある。
帯電防止剤としては、特に限定はないがアニオン系帯電防止剤、非イオン系帯電防止剤などが挙げられる。
工程(B)は、工程(A)で得られた加工物を温度(Tb)で発泡成形する工程である。発泡成形する方法としては、特に限定はないが、射出成形、異型等の押出成形、カレンダー成形、インフレーション成形、中空成形、混練成形、圧縮成形、真空成形、熱成形等である。工程(B)としては、以下の工程(B1)〜(B3)等を挙げることができる。工程(B)は、これら工程(B1)〜(B3)のうちの1つであってもよく、複数含んでいてもよい
シリンダー内に供給された混練物はスクリューの回転シリンダー内で基材成分の軟化温度又は溶融温度以上の温度(Tb)に加熱されることにより溶融混練物となり、目的の形状に成形可能で、ヒーター及び熱電対を備えたダイを経て、押出し成形され、発泡成形体が得られる。ここで、温度(Tb)とは、混練物が成形機のシリンダー内を移動する時の混練物の温度をいう。
また、押出成形においては、ダイ直前に設けられたベントに真空ポンプ等を接続し、廃棄して、混練時に発生したボイドを抜くことも可能である。
本発明の発泡成形体の製造方法は、上記の温度(Ta)と温度(Tb)が下記式(1)の関係にあるものである。
−5℃≦Tb−Ta≦25℃ 式(1)
このように温度(Ta)と温度(Tb)が近接するような場合でもあっても本願課題を解決できるのは、後述するように、温度(Ta)及び温度(Tb)に対して特定の関係を有する膨張開始温度を持つ熱膨張性微小球を用いるためである。
熱膨張性微小球は、図1に示すように、熱可塑性樹脂からなる外殻(シェル)11と、それに内包され且つ加熱することによって気化する発泡剤(コア)12とから構成される熱膨張性微小球である。この熱膨張性微小球はコア−シェル構造をとっており、熱膨張性微小球は微小球全体として熱膨張性(微小球全体が加熱により膨らむ性質)を示す。
5℃≦Ts0−Ta≦20℃ 式(2)
20℃≦Tb−Ts1≦50℃ 式(3)
式(3)は、工程(A)で得られた加工物の工程(B)における温度(Tb)と、当該加工物に含まれる熱膨張性微小球を想定した膨張開始温度(Ts1)との差であり、工程(B)にて発泡倍率の大きい発泡成形体を製造するために必要な熱膨張性微小球の熱的特性を示すものである。
ここで、膨張開始温度(Ts0)とは、加熱処理する前の熱膨張性微小球の膨張開始温度をいう。また、膨張開始温度(Ts1)とは、温度(Ta)で3分間加熱処理した後の膨張開始温度をいう。後述の実施例で測定方法を詳しく説明する。
0℃≦Tmax0−Tb≦30℃ 式(4)
0℃≦Tmax1−Tb≦20℃ 式(5)
ここで、最大膨張温度(Tmax0)とは、加熱処理する前の熱膨張性微小球の最大膨張温度をいう。また、最大膨張温度(Tmax1)とは、温度(Ta)で3分間加熱処理した後の最大膨張温度をいう。後述の実施例で測定方法を詳しく説明する。
Tmax1−Tbの下限値は、0℃であり、好ましくは1℃、より好ましくは3℃である。Tmax1−Tbが0℃未満の場合、熱膨張性微小球が「ヘタリ」の状態となり発泡成形体の発泡倍率が低くなることがある。同様に、Tmax1−Tbの上限値は、20℃であり、好ましくは15℃、より好ましくは10℃である。Tmax1−Tbが20℃超の場合、熱膨張微小球の膨張が不十分になり、発泡成形体の発泡倍率が低くなることがある。
熱可塑性樹脂については、特に限定はないが、例えば、塩化ビニリデン共重合体、(メタ)アクリル酸系共重合体等の不飽和カルボン酸系共重合体、(メタ)アクリル酸エステル系共重合体の不飽和カルボン酸エステル系共重合体、(メタ)アクリロニトリル系共重合体のニトリル系共重合体、(メタ)アクリル酸−(メタ)アクリロニトリル系共重合体等の不飽和カルボン酸−ニトリル系共重合体等が挙げられる。また、発泡剤については、特に限定はないが、例えば、ブタンやヘキサン、オクタンなどの沸点が200℃以下の発泡剤を1種もしくは2種以上組み合わせて熱膨張性微小球に内包させるか、200℃以下の発泡剤と、例えばドデカン、トリデカン等、沸点が200℃より高い発泡剤を2種以上組み合わせることが挙げられる。熱可塑性樹脂及び内包剤の詳細に関しては、以下に説明する。
ニトリル系単量体に占めるメタクリロニトリルの重量割合は、好ましくは25〜50重量%、より好ましくは30〜40重量%、さらに好ましくは32〜38重量%である。
(メタ)アクリル酸エステル系単量体としては、特に限定はないが、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
スチレン系単量体としては、特に限定はないが、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、t−ブチルスチレン、p−ニトロスチレン、クロロメチルスチレン等が挙げられる。
架橋剤としては、特に限定はないが、例えば、ジビニルベンゼン等の芳香族ジビニル化合物;メタクリル酸アリル、トリアクリルホルマール、トリアリルイソシアネート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエ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、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ポリテトラメチレングリコールジアクリレート、1,4−ブタンジオールジ(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、PEG#200ジ(メタ)アクリレート、PEG#400ジ(メタ)アクリレート、PEG#600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、ペンタエリスルトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスルトールテトラアクリレート、ジペンタエリスルトールヘキサアクリレート、2−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオールジアクリレート、トリシクロデカンジメタノールジ(メタ)アクリレート等の多官能(メタ)アクリレート化合物等を挙げることができる。これらの架橋剤は、1種又は2種以上を併用してもよい。
これらの発泡剤は単独で用いられてもよく、2種以上が併用されていてもよい。
発泡剤は、さらに炭素数11以下の炭化水素を含有することが好ましい。発泡剤に占める炭素数11以下の炭化水素の重量割合は、好ましくは47〜85重量%、より好ましくは55〜80重量%、さらに好ましくは60〜75重量%である。
工程(A)での膨張を抑制し、工程(B)で高い膨張倍率を得る点から、発泡剤に占める炭素数13以上の炭化水素と炭素数11以下の炭化水素の合計の重量割合は、好ましくは70重量%超、より好ましくは73重量%超、さらに好ましくは80重量%超である。
熱膨張性微小球の膨張開始温度(Ts1)を調整し、工程(B)で高い膨張倍率を得る点から、発泡剤に占める炭素数12の炭化水素の重量割合は、好ましくは30重量%未満、より好ましくは27重量%未満、さらに好ましくは20重量%未満である。
過酸化物としては、例えば、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ−sec−ブチルパーオキシジカーボネート、ジ−2−エチルヘキシルパーオキシジカーボネート、ジベンジルパーオキシジカーボネート等のパーオキシジカーボネート;ラウロイルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド等のジアシルパーオキサイド;メチルエチルケトンパーオキサイド、シクロヘキサノンパーオキサイド等のケトンパーオキサイド;2,2−ビス(t−ブチルパーオキシ)ブタン等のパーオキシケタール;クメンハイドロパーキサイド、t−ブチルハイドロパーオキサイド等のハイドロパーオキサイド;ジクミルパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド等のジアルキルパーオキサイド;t−ヘキシルパーオキシピバレート、t−ブチルパーオキシイソブチレート等のパーオキシエステルを挙げることができる。
水性分散媒は、油性混合物を分散させるイオン交換水等の水を主成分とする媒体であり、メタノール、エタノール、プロパノール等のアルコールや、アセトン等の親水性有機性の溶媒をさらに含有してもよい。本発明における親水性とは、水に任意に混和できる状態であることを意味する。水性分散媒の使用量については、特に限定はないが、重合性成分100重量部に対して、100〜1000重量部の水性分散媒を使用するのが好ましい。
分散安定剤としては、特に限定はないが、例えば、第三リン酸カルシウム、複分解生成法により得られるピロリン酸マグネシウム、ピロリン酸カルシウムや、コロイダルシリカ、アルミナゾル、水酸化マグネシウム等を挙げることができる。これらの分散安定剤は、1種又は2種以上を併用してもよい。
分散安定剤の配合量は、重合性成分100重量部に対して、好ましくは0.1〜30重量部、さらに好ましくは0.5〜20重量部である。
分散安定補助剤としては、特に限定はないが、例えば、高分子タイプの分散安定補助剤、カチオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、両性イオン界面活性剤、ノニオン性界面活性剤等の界面活性剤を挙げることができる。これらの分散安定補助剤は、1種又は2種以上を併用してもよい。
本発明の製造方法では、所定粒子径の球状油滴が調製されるように油性混合物を水性分散媒中に懸濁分散させる。
次いで、油性混合物が球状油滴として水性分散媒に分散された分散液を加熱することにより、懸濁重合を開始する。重合反応中は、分散液を攪拌するのが好ましく、その攪拌は、例えば、単量体の浮上や重合後の熱膨張性微小球の沈降を防止できる程度に緩く行えばよい。
金属塩は、2価以上の金属カチオンが好ましく、例えばAl、Ca、Mg、Fe、Ti、Cu等が挙げられる。添加のしやすさから、水溶性が好ましいが、非水溶性でも構わない。金属含有有機化合物は、表面処理効率より、水溶性であると好ましく、周期表3〜12に属する金属を含有する有機化合物であると、耐熱性がさらに向上するため好ましい。
イオン性物質の含有量を低減させる目的で、ケーキ状物を水洗及び/又は再分散後に再濾過し、乾燥させても構わない。また、スラリーを噴霧乾燥機、流動乾燥機等により乾燥し、乾燥粉体を得てもよい。
本発明の製造方法で得られた発泡成形体は、均一に独立した気泡が内部又は表面付近に形成され、かつ外観が良好で、発泡倍率の高いものである。
本発明の発泡成形体の均一に独立した気泡の割合(独立気泡率)は、特に限定はないが、好ましくは50%以上、さらに好ましくは60%以上、特に好ましくは65%以上、最も好ましくは80%以上である。均一に独立した気泡率の上限値は100%である。均一に独立した気泡率が50%未満であると、連通気泡が多くなり、得られた発泡成形体の強度が弱くなるため好ましくない。一方で、均一に独立した気泡率が高い発泡成形体は、強度に優れ、また、断熱性にすぐれた発泡成形体となり、好ましい。なお、独立気泡率の評価方法は、実施例で説明する。
また、以下で用いる熱膨張性微小球、実施例および比較例で成形した発泡成形体について次に示す要領で物性の評価を行った。熱膨張性微小球を単に微小球ということがあり、発泡成形体を単に成形体ということがある。
レーザー回折式粒度分布測定装置(SYMPATEC社製、HEROS&RODOS)を使用した。乾式分散ユニットの分散圧は5.0bar、真空度は5.0mbarで乾式測定法により測定し、D50値を平均粒子経とした。
測定装置として、カールフィッシャー水分計(MKA−510N型、京都電子工業株式会社)を用いて測定した。
測定装置として、DMA(DMA Q800型、TA instruments社製)を使用した。微小球0.5mgを直径6.0mm(内径5.65mm)、深さ4.8mmのアルミカップに入れ微小球層の上部にアルミ蓋(直径5.6mm、0.1mm)をのせて試料を準備した。その試料に上から加圧子により0.01Nの力を加えた状態でサンプル高さを測定した。加圧子により0.01Nの力を加えた状態で、20℃から300℃まで10℃/minの昇温速度で加熱し、加圧子の垂直方向における変位量を測定した。正方向への変位開始温度を膨張開始温度(Ts0)とし、最大変位量を示したときの温度を最大膨張温度(Tmax0)として測定した。
アルミ箔で縦12cm、横13cm、高さ9cmの底面の平らな箱を作成し、その中に、微小球1.0gを均一になるように入れ、ギア式オーブン中に入れ、所定の温度(Ta)で3分加熱した微小球について、上記測定方法で膨張開始温度(Ts1)および最大膨張温度(Tmax1)を測定した。
熱膨張成微小球を含まずに成形した成形体の比重を発泡成形体の比重で除した値を算出し、発泡倍率とした。成形体の比重はK−7112 A法(水中置換法)に準拠した方法により測定を実施した。
電子顕微鏡(SEM)装置を用いて、得られた成形体断面の気泡状態の確認を行った。30倍で撮影したSEM写真から、単位面積あたりに占める独立気泡の割合を算出し、以下の評価基準に基づいて判定した。
◎:均一独立(独立気泡率80%以上)
○:ほぼ均一独立(独立気泡率が50%以上80%未満)
×:不均一(独立気泡率が50%未満)
得られた成形体表面の縦15cm、横15cmの範囲を目視により確認し、以下の評価基準に基づいて判定。
○:良好(ガス抜けや分散不十分による凹が5カ所未満の表面荒れのない状態)
△:やや不良(ガス抜けや分散不十分による凹が5〜10カ所の表面荒れがやや確認される状態)
×:不良(ガス抜けや分散不十分による凹が10カ所より多く、表面荒れが確認される状態)
〔製造例1〕
イオン交換水600gに、塩化ナトリウム120g、シリカ有効成分20重量%であるコロイダルシリカ45g、ジエタノールアミン−アジピン酸縮合物3g及びエチレンジアミン四酢酸・4Na塩2%水溶液2gを加え、pHを2.8〜3.2に調整し、水性分散媒を調製した。
これとは別に、アクリロニトリル155g、メタクリロニトリル79g、メタアクリル酸メチル15g、エチレングリコールジメタクリレート1g、2−2’−アゾビスイソブチロニトリル1.5g、イソペンタン8g、イソオクタン32g、イソドデカン5g、イソヘキサンデカン25gを混合して油性混合物を調整した。
水性分散媒と油性混合物を混合し、得られた混合物をホモミキサー(特殊機化工業社製、TKホモミキサー)により分散して、懸濁液を調製した。この懸濁液を容量1.5リットルの加圧反応器に移して窒素置換をしてから反応初期圧0.5MPaにし、80rpmで攪拌しつつ重合温度60℃で20時間重合した。重合後に得られた重合液を濾過、乾燥して、熱膨張性微小球1を得た。得られた熱膨張性微小球1の物性を表1に示す。
製造例1で用いた各種成分および量を、表1に示すものに変更する以外は製造例1と同様にして熱膨張性微小球2〜12をそれぞれ得た。得られた熱膨張性微小球2〜12のそれぞれの物性を表1に示す。なお、表1の各種成分の略号の詳細を表2に示す。
ポリプロピレン(日本ポリプロピレン社製、ノバテックPP MA3H)100重量部とタルク(日本タルク社製、ミクロエースP−3、平均粒子径5.0μm)30重量部、酸変性ポリプロピレン樹脂(三洋化成社製、ユーメックス1010)10重量部、製造例1で得られた微小球1を6重量部配合し、ハイスピードミキサー(アーステクニカ社製、FS10型)でTa=180℃になるまで加熱混合して原材料の混練物を得た。
得られた原材料の混練物を押出成形機であるラボプラストミル(東洋精機社製)の原料供給口から供給し、シリンダー内での混練物の温度(Tb)を195℃、Tダイ(幅150mm、リップ厚み1.7mm)の温度を195℃とし、スクリュー回転数40rpmで溶融混合物を押出し、板状発泡成形体(幅148mm、厚み1.6mm)を得た。
実施例1−1において、微小球1、混合温度(Ta)、シリンダー内での混練物の温度(Tb)、Tダイの温度を表3に示すものに変更する以外は実施例1−1と同様にして、各発泡成形体を得た。得られた各発泡成形体について、起泡状態、表面状態、発泡倍率の評価をした。その結果を表3に示す。
50重量部の製造例3にて作成した微小球3、2重量部の流動性パラフィンオイル(PW−200)および48重量部の低密度ポリエチレン(日本ポリエチレン社製、UJ370、融点121℃、MFR=16g/10min)をリボンミキサーでブレンドし、ラボプラストミル(東洋精機社製)のシリンダー温度及びダイ温度(Ta)をすべて175℃とし、回転数30rpmで直径2mmのストランド状に押出した。得られたストランドを空冷した後、ペレタイザーにて長さ4mmの俵状のペレットとし、熱膨張性微小球3を50重量%含有したマスターバッチを得た。
得られたマスターバッチと低密度ポリエチレン(日本ポリエチレン社製、UJ960、融点126℃、MFR=5g/10min)とを、重量比4:96で混合し、樹脂混合物とした。このとき、樹脂成分と発泡成分との混合割合は2:98であった。
押出成形機であるラボプラストミル(東洋精機社製)を準備し、その原料供給口から樹脂混合物を供給した。シリンダー内での溶融混練物の温度(Tb)を185℃、Tダイ(幅150mm、リップ厚み1.7mm)の温度を185℃とし、スクリュー回転数40rpmで溶融混合物を押出し、板状発泡成形体(幅145mm、厚み1.6mm)を得た。
実施例2−1において、各種成分及びその配合量並びに各種温度を表4に示すものに変更する以外は実施例2−1と同様にして、各発泡成形体を得た。得られた各発泡成形体について、起泡状態、表面状態、発泡倍率の評価をした。その結果を表4に示す。
50重量%のガラス繊維、45重量%のポリプロピレン樹脂繊維、5重量%のポリプロピレン樹脂粒子で構成された不織物(ウェブ)を100重量部準備し、そこに10重量部の製造例1で得られた微小球1を均一に付着するよう散布し、基材成分と熱膨張性微小球の混合物を得た。
得られた混合物を温度(Ta)180℃に加熱した熱プレス機により3分間、プレス盤の間隔を1mm、0.5MPaで加熱、加圧した。その後、2mmのクリアランスを設けた冷却盤間に配置して冷却し、熱膨張性板状物を得た。
得られた熱膨張性板状物を熱風オーブンにて温度(Tb)190℃で加熱し、厚みが15mm、表面の凹みが殆ど確認されない発泡成形体が得られた。
この時の微小球1のTs1は150℃、Tmax1は195℃、Tb−Taは10℃、Ts0−Taは19℃、Tb−Ts1は40℃、Tmax0−Tbは19℃、Tmax1−Tbは5℃となった。
60重量部のガラス繊維、15重量部のポリエチレンテレフタラート樹脂繊維、15重量部のポリエチレン樹脂繊維、10重量部の製造例5で得られた微小球5を水中で分散、混合し、その後カチオン性エポキシ樹脂を10部添加して混合した。その後、抄造機にて脱水、抄造し、熱風ドライヤーにて温度(Ta)165℃、5分間加熱して乾燥し、ポリエチレン樹脂繊維を溶融させてガラス繊維、ポリプロピレン樹脂繊維、微小球5を接着させ、厚み0.3mmの熱膨張性不織物を得た。得られた熱膨張性不織物を熱風オーブンにて温度(Tb)185℃で加熱し、厚みが1.1mm、表面の凹みが殆ど確認されない発泡成形体が得られた。
この時の微小球1のTs1は138℃、Tmax1は185℃、Tb−Taは20℃、Ts0−Taは15℃、Tb−Ts1は47℃、Tmax0−Tbは8℃、Tmax1−Tbは0℃となった。
オレフィン系エラストマー(住友化学製、エスポクレックス4855)100重量部、0.5重量部の流動性パラフィンオイル(PW−200)、製造例3で得られた微小球3を8部配合し、リボンミキサーでブレンドし、樹脂混合物を得た。
押出成形機であるラボプラストミル(東洋精機社製)を準備し、その原料供給口から樹脂混合物を供給した。シリンダー内での溶融混練物および、Tダイ(幅150mm、リップ厚み1.7mm)の温度(Ta)を175℃とし、スクリュー回40rpmで溶融混合物を押出し、板状熱膨張性成形体(幅148mm、厚み1.6mm)を得た。
得られた板状熱膨張性成形体を表面温度(Tb)が185℃となるように熱風照射機を使用して熱風を吹き付け、成形体表面全体がマット調となった発泡成形体が得られた。発泡成形体表面部分をSEMにて観察した結果、均一に独立した気泡が形成されており、気泡径は160μmであった。
この時の微小球3のTs1は142℃、Tmax1は188℃、Tb−Taは10℃、Ts0−Taは14℃、Tb−Ts1は43℃、Tmax0−Tbは15℃、Tmax1−Tbは3℃となった。
12 発泡剤
Claims (8)
- 熱可塑性樹脂からなる外殻とそれに内包されかつ加熱することによって気化する発泡剤とから構成される熱膨張性微小球と、塩化ビニル系樹脂を除く基材成分とを含有する組成物を温度(Ta)で加熱加工する工程(A)と、
前記工程(A)で得られた加工物を用いて、温度(Tb)で発泡成形する工程(B)とを含み、
前記温度(Ta)と前記温度(Tb)が下記式(1)の関係にある発泡成形体の製造方法であって、
前記熱膨張性微小球が、その膨張開始温度(Ts0)が下記式(2)の関係を満たし、かつ温度(Ta)で3分間加熱処理した際の膨張開始温度(Ts1)が下記式(3)の関係を満たすものである、
発泡成形体の製造方法。
−5℃≦Tb−Ta≦25℃ 式(1)
5℃≦Ts0−Ta≦20℃ 式(2)
20℃≦Tb−Ts1≦50℃ 式(3) - 前記温度(Ta)が150℃〜180℃である、請求項1に記載の発泡成形体の製造方法。
- 前記熱膨張性微小球が、その最大膨張温度(Tmax0)が下記式(4)の関係を満たし、かつ温度(Ta)で3分間加熱処理した際の最大膨張温度(Tmax1)が下記式(4)の関係を満たすものである、請求項1又は2に記載の発泡成形体の製造方法。
0℃≦Tmax0−Tb≦30℃ 式(4)
0℃≦Tmax1−Tb≦20℃ 式(5) - 前記熱可塑性樹脂が、ニトリル系単量体を含む重合性成分を重合して得られる、請求項1〜3のいずれかに記載の発泡成形体の製造方法。
- 前記重合性成分に占めるニトリル系単量体の重量割合が80重量%以上である、請求項4に記載の発泡成形体の製造方法。
- 前記重合性成分に占めるカルボキシル基含有単量体の重量割合が10重量%未満である、請求項4又は5に記載の発泡成形体の製造方法。
- 前記発泡剤が、炭素数13以上の炭化水素を含有する、請求項1〜6のいずれかに記載の発泡成形体の製造方法。
- 前記発泡剤が、さらに炭素数11以下の炭化水素を含有し、
発泡剤に占める、炭素数13以上の炭化水素と炭素数11以下の炭化水素の合計の重量割合が70重量%超であり、炭素数12の炭化水素の重量割合が30重量%未満である、請求項7に記載の発泡成形体の製造方法。
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