JP2540407B2 - ポリオレフィン発泡体の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はポリオレフィン発泡体の
製造方法に関し、更に詳しく言えば、１０倍以上に発泡
させた最終発泡体を効率よく且つ品質のバラツキなく製
造する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ポリオレフィンのブロック発泡体の製造
方法としては、一般的に、ポリオレフィン樹脂、架橋剤
及び発泡剤の混和物を金型に充填し加圧、加熱状態でそ
の架橋剤、発泡剤を完全に分解し、その後除圧すること
により該混和物を一度に所望の密度に膨張させる方法
（以下、１段発泡と称す。）、及び特公昭５２−８３４
８号公報、特公平２−４２６４９号公報等に開示されて
いるように混和物を一次金型に充填し加圧下加熱して一
次膨張させ、その後その発泡体を常圧で加熱し２次膨張
させて、所望の密度の発泡体を得る方法（以下、２段発
泡と称す。）とが知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記一段発泡
において、１０倍以上の発泡体を得る場合は、一度に所
望密度の最終発泡体に膨張させる為、得られる最終発泡
体に変形が生じたり、また金型から取り出す際その発泡
体に割れが生じたりして、その製品化率が極めて低くな
るという問題がある。一方、上記２段発泡においては、
一次発泡においてその架橋剤及び発泡剤の分解を途中で
停止させる必要がある。従って、金型間において架橋及
び発泡の進行状態にバラツキが生じ易く、それが２次発
泡工程においてそのまま発現するので、最終発泡体間の
品質のバラツキが生じ易い。特に、上記特公昭５２−８
３４８号公報の製造方法は、一時膨張工程にて発泡剤を
ほぼ完全に分解させるものであり、これでは上記品質の
バラツキは大きくなる。また、上記特公平２−４２６４
９号公報の製造方法は、金型の金属板を外部から加熱す
ることによって中間１次発泡体を間接的に加熱せしめ
て、均一微細な独立気泡を有する厚物発泡体を製造する
ものである。更に、これには、架橋剤の１分間半減温度
を考慮した１次加熱温度、並びに１次及び２次の発泡倍
率については全く言及がない。

【０００４】本発明は、上記欠点を克服するものであ
り、１０倍以上に発泡させた最終発泡体を効率よく且つ
品質のバラツキなく製造する方法を提供することを目的
とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者は、架橋剤が一
般的にある温度以上において加速的にその分解が進行
し、それにより生産工程において不可避な金型間のわず
かな温度差及び熱処理の時間差が最終発泡体間の品質の
バラツキに大きく影響を及ぼすことを発見した。更に、
その一次加熱温度を本発明で特定する範囲内に設定する
ことにより、架橋剤の分解がなだらかに進行するので、
金型間のわずかな温度差及び／又は熱処理時間の差があ
っても、殆ど最終発泡体間の品質差として発現しなくな
ることを見出して、本発明を完成したものである。

【０００６】即ち、本発明は、ポリオレフィン、架橋剤
及び発泡剤からなる混和物を用いて１０倍以上に発泡さ
せた最終発泡体（二次発泡体ともいう。）を製造する方
法において、上記混和物を一次金型内に充填し、該一次
金型を５０Ｋｇ／ｃｍ² 以上の加圧状態に保ちながら１
２０℃以上で且つ上記架橋剤分解の１分間半減温度より
２０℃以上低い温度で加熱することにより、上記架橋剤
及び上記発泡剤の一部を分解させその後除圧して一次膨
張させ、１０倍未満の体積膨張率を有する一次発泡体を
製造し、次いで、上記一次発泡体を２次金型内に充填
し、加熱して上記架橋剤及び上記発泡剤の分解を完了さ
せ２次膨張させて、上記一次発泡体に対し１０倍未満の
体積膨張率を有する上記最終発泡体を製造することを特
徴とする。

【０００７】本発明において「ポリオレフィン」とは、
例えば、通常市販されている高圧法、中圧法又は低圧法
により製造されたポリエチレン、エチレン−プロピレン
共重合体、エチレン−ブテン共重合体、エチレン−酢酸
ビニル共重合体、エチレンとメチル、エチル、プロピル
若しくはブチルの各アクリル酸エステル（このエステル
の含有量；４５モル％以内）との共重合体、又はこれら
のそれぞれ塩素含有率６０重量％まで塩素化したもの、
更に、これら二種以上の混合物、又はこれらとアイソタ
クチックポリプロピレン若しくはアタクチックポリプロ
ピレンとの混合物等である。

【０００８】本発明にいう「架橋剤」とは、上記ポリオ
レフィン中において少なくともポリオレフィンの流動開
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に架橋
結合を生じせしめるラジカル発生剤である有機過酸化物
等である。例えばジクミルパーオキサイド，２、５−ジ
メチル−２、５−ビス−ターシャリーブチルパーオキシ
ヘキサン，１、３−ビス−ターシャリーパーオキシ−イ
ソプロピルベンゼン等である。本発明にいう「発泡剤」
とは、上記ポリオレフィンの流動開始温度以上の分解温
度を有するもので、例えば、アゾジカルボンアミド、ジ
ニトロソペンタメチレンテトラミン等である。

【０００９】また、本発明において、発泡状態をコント
ロールする為に、尿素を主成分とする化合物、酸化亜
鉛、酸化鉛等の金属酸化物、低級若しくは高級脂肪酸又
は低級若しくは高級脂肪酸の金属塩等の発泡助剤等を添
加することができる。更に、物性改善の為にカーボンブ
ラック、亜鉛華、酸化チタン、その他常用の配合剤を添
加することもできる。

【００１０】本発明において一次膨張工程での圧力は、
５０Ｋｇ／ｃｍ² 以上である。この圧力未満では、膨張
倍率にもよるが、１０倍付近まで膨張させる条件とした
場合、金型より発泡体のもれが生じ一次膨張品の変形の
原因となり、そのため製品化率の低下を招来する。ま
た、二次膨張は常圧下で行われ、通常、２０Ｋｇ／ｃｍ
² 以下の圧力下で加工されることとなる。

【００１１】更に、本発明において一次膨張工程での熱
処理温度は、１２０℃以上で且つ架橋剤分解の１分間半
減温度より２０℃以上低い温度である。この温度範囲未
満では、本発明でいうところのポリオレフィンにおいて
は流動性が不充分のため、所望の発泡体を得ることが困
難となる。この温度範囲を超える場合は、生産工程にお
いて不可避である金型間のわずかな温度のバラツキ若し
くは処理時間のバラツキにより、この時点で得られる一
次発泡体間において架橋度、発泡度にバラツキが生じる
ので、均一な品質の最終発泡体が得られなくなる。

【００１２】そして、架橋剤分解の１分間半減温度より
２０℃以上低い温度とは、その種類により異なる。例え
ば、ジクミルパーオキサイド（１分間半減温度；１７０
℃）では、その低い温度とは、以下に示す加熱温度と架
橋進行度との関係から、１５０℃となる。即ち、この関
係は、１４０℃では約２％／分、１４５℃では約３％／
分、１５０℃では４．５％／分、１５５℃では７％／
分、１６０℃では９％／分となり、１５０℃を超えた温
度では、架橋が加速度的に進行するようになる。また、
２、５−ジメチル−２、５ビス−ターシャリーブチルパ
ーオキシヘキサン（１分間半減温度１８０℃）の場合、
１６０℃を超えた場合、架橋度が加速的に進行する。
尚、ここで架橋度とは、沸騰キシレン（１３７℃）中１
６時間の抽出残渣の供試々料に対する重量分率で示した
値をいう。

【００１３】

【作用】本発明において、一次加熱温度は、架橋剤の１
分間の半減温度より２０℃以上低い温度である。この温
度を超えると、上記のように、架橋が加速的に進行する
状態となり、生産工程の処理条件のわずかなバラツキが
その架橋度に鋭敏に反映される状態となる。従って、最
終発泡体の製品間における品質のバラツキを誘起させ
る。このように架橋剤が特定温度以上において加速度的
に分解が進行することについて、詳細は不明であるが、
架橋剤の分解を開始させるラジカル発生の為の遷移過程
において、必要とされる活性化エネルギーと供給される
熱エネルギーとの関係において決定されるものと考えら
れる。即ち、１分間分解半減温度より２０℃以上低い温
度を超えた場合は、必要とされる活性化エネルギーに対
し過剰なる熱エネルギーが与えられるため、加速度的に
分解が進行するものと推定される。

【００１４】一方、本発明で特定する温度範囲内で一次
発泡させる場合は、ポリオレフィンの流動性が充分であ
るとともに、架橋剤の分解がなだらかに進行するので、
金型間のわずかな温度差又は熱処理時間の差があって
も、殆ど最終発泡体間の品質差として発現しなくなる。

【００１５】また、一次圧力が５０Ｋｇ／ｃｍ² 未満の
場合は、型締力が小さいので、一次金型での発泡体の洩
れが生じ易い。更に、一次発泡体又は二次発泡体の各発
泡倍率が１０倍以上の場合は、急激な各発泡を行うた
め、一次発泡体又は二次発泡体の変形、割れが生じ易
い。

【００１６】

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。メルトインデックス１．０のポリエチレン１００重
量部（以下、部という。）に、アゾジカルボンアミド１
０部、ジクミルパーオキサイド２部、酸化亜鉛０．５部
及び白燈油５部からなる組成物を表面温度１００℃のロ
ール上で混練して混和物を得た。そして、この混和物を
表１に示す各種の条件下で加工し、３０倍の最終発泡体
を製造した。この結果も表１及び図１に示す。尚、表１
中、＊印の付した数字は、本発明範囲から外れるもので
ある。また、同表中、「一次金型での発泡体洩れ」欄及
び「一次、二次発泡体の変形、割れ」欄の数字の単位は
数である。更に、最終発泡体間の平均セルサイズのバラ
ツキの測定は、１００個の発泡体について、その発泡断
面を顕微鏡で観察することにより、各々の発泡体につい
て５０個のセルの直径を測定し、その平均値をその発泡
体の平均セルサイズとし、その平均セルサイズの最小値
と最高値により表したものである。

【００１７】

【表１】

【００１８】この結果によれば、一次圧力が４０ｋｇ／
ｃｍ² と低い場合（比較例１）は、一次金型での発泡体
の洩れが生じるとともに、一次発泡体及び二次発泡体の
変形、割れも生じた。また、一次加熱温度が高い場合
（比較例２、３）は、最終発泡体間の平均セルサイズの
バラツキが８０（又は８５）〜１１０μｍと大変大き
い。更に、１段で３０倍発泡させた場合（比較例４）、
一次発泡倍率が１１倍と大きい場合（比較例５）、二次
発泡倍率が１１倍と大きい場合（比較例６）は、いずれ
も、各発泡体の変形、割れが生じた。一方、実施例１〜
４においては、上記のような不具合は全てなく、品質の
優れた最終発泡体を製造でき、また製品化率も大変よ
い。尚、本発明においては、前記具体的実施例に示すも
のに限られず、目的、用途に応じて本発明の範囲内で種
々変更した実施例とすることができる。

【００１９】

【発明の効果】本発明の製造方法によれば、１０倍以上
に発泡させた最終発泡体を効率よく且つ品質のバラツキ
なく製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例において、使用した架橋剤の１分間半減
温度と一次加熱温度との差と、最終発泡体間の平均セル
サイズのバラツキとの関係を示すグラフである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特公 平２−42649（ＪＰ，Ｂ２) 本山時彦編「便覧ゴム・プラスチック 配合薬品」ラバーダイジェスト社（昭和 49年10月15日）第264頁

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリオレフィン、架橋剤及び発泡剤から
   なる混和物を用いて１０倍以上に発泡させた最終発泡体
   を製造する方法において、 上記混和物を一次金型内に充填し、該一次金型を５０Ｋ
   ｇ／ｃｍ^２以上の加圧状態に保ちながら１２０℃以上で
   且つ上記架橋剤分解の１分間半減温度より２０℃以上低
   い温度で加熱することにより、上記架橋剤及び上記発泡
   剤の一部を分解させその後除圧して一次膨張させ、１０
   倍未満の体積膨張率を有する一次発泡体を製造し、 次いで、上記一次発泡体を２次金型内に充愼し、加熱し
   て上記架橋剤及び上記発泡剤の分解を完了させ２次膨張
   させて、上記一次発泡体に対し１０倍未満の体積膨張率
   を有する上記最終発泡体を製造することを特徴とするポ
   リオレフィン発泡体の製造方法。
2. 【請求項２】 上記架橋剤の１分間半減温度と上記一次
   加熱温度との差が３０〜４０℃である請求項１記載のポ
   リオレフィン発泡体の製造方法。
3. 【請求項３】 上記架橋剤としてジクミルパーオキサイ
   ドを用い、上記一次加熱温度が１３０〜１４０℃である
   請求項２記載のポリオレフィン発泡体の製造方法。