JP2772977B2 - 粗気泡径を持つポリオレフイン発泡体の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、粗気泡径を持つポリオレフィン発泡体の製
造方法に関する。

〔従来の技術〕

従来、粗気泡径を持つ硬度の高いポリオレフィン発泡
体は、土木目地、緩衝材などとして広く使われている。

粗気泡径を持つ発泡体の製造方法としては、以下のよ
うな方法が採用され、あるいは開発されている。

Ａ）発泡剤としてジニトロソペンタメチレンテトラミン
を用いる加圧一段発泡法 平均気泡径0.3mm位の粗気泡が得られ、かつ硬度が高
い。しかし、ジニトロソペンタメチレンテトラミンが分
解するとホルマリンが発生するため、作業員の皮膚のか
ぶれ及び衛生上の問題がある。

Ｂ）二段発泡法において、加圧発泡工程の圧力を少なく
とも一時期低下させる方法（特開昭57−8125号） 圧力を低下させると、コンパウンド中の空気が抜けき
らず、エアーホールが生じ易い。また、架橋が進まず、
発泡体の硬度が不足するという問題がある。

Ｃ）加圧下で窒素を含浸させる方法（英国特許第899,38
9号） 粗気泡を持つ硬い発泡体が得られるが、300kg/cm²程
度の高圧に耐えられる装置を使用するため、高額になる
という問題がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記のように、粗気泡径を持つ発泡体の製造方法とし
ては、従来、種々の方法が採用、開発されているが、前
記したようにそれぞれ一長一短を有する。

一般には、平均気泡径0.3mm位の粗気泡を有し、かつ
硬度の高い発泡体が簡便に得られることから、発泡剤と
してジニトロソペンタメチレンテトラミンを用いる加圧
一段発泡法が好適な方法といえるが、この方法では、前
記したようにジニトロソペンタメチレンテトラミンの分
解によりホルマリンが発生するため、作業員の皮膚のか
ぶれ及び衛生上の問題がある。

このような問題のない方法としては、発泡剤として周
知のアゾジカルボンアミドを用いることが考えられる。

しかし、アゾジカルボンアミドを用いると、ホルマリ
ンは発生しないが、平均気泡径60μｍ位の微細気泡しか
得られず、粗気泡を有する発泡体は得られない。

従って、本発明の目的は、上記のような問題を解決
し、簡単な方法によって、粗気泡を有し、かつ硬度の高
いポリオレフィン発泡体を製造できる方法を提供するこ
とにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の粗気泡径を持つポリオレフィン発泡体の製造
方法は、ポリオレフィン系樹脂に発泡剤としてアゾジカ
ルボンアミドを添加した発泡性組成物を加熱発泡せしめ
るポリオレフィン発泡体の製造方法において、発泡助剤
として平均粒径が0.3μｍ以下の亜鉛華を発泡性組成物
に添加すると共に、発泡工程の少なくとも一部において
加圧下金型中にて加熱して発泡せしめる工程を含むこと
を特徴とするものである。

〔発明の作用及び態様〕

すなわち、本発明の方法は、発泡性組成物にアゾジカ
ルボンアミドと共に発泡助剤として平均粒径0.3μｍ以
下の微細粒径の亜鉛華を添加し、これを加圧下加熱を含
む発泡工程により加熱発泡することによって、粗気泡を
形成せしめるものである。本発明の方法において粗気泡
が得られる理由は、現在の段階では必ずしも明らかでは
ないが、次のように推測される。

ジニトロソペンタメチレンテトラミンの分解ガスカー
ブは、アゾジカルボンアミドに比べて、急激に立ち上が
っている。したがって、アゾジカルボンアミドに適切な
発泡助剤を添加して、ジニトロソペンタメチレンテトラ
ミンの分解ガスカーブに似た挙動を示させれば、粗気泡
が形成できると推測した。しかし、通常の発泡助剤を多
量に添加しても粗気泡を得ることができなかった。

そこで、本発明者らは、発泡助剤について種々検討し
た結果、粗気泡を形成するためには、発泡助剤の添加量
よりもその粒径が大きな因子であることを究明し、平均
粒径0.3μｍ以下の微細粒径の亜鉛華を用いることによ
って粗気泡が得られることを見い出した。すなわち、微
粉砕された表面積の大きい亜鉛華はその助剤効果が極め
て大きく、アゾジカルボンアミドの分解ガスカーブをジ
ニトロソペンタメチレンテトラミンのそれと似た挙動を
示させることができるため、粗気泡を形成できたものと
考えられる。

本発明において使用する亜鉛華の粒径は、好ましくは
0.3μｍ以下、特に好ましくは0.1μｍ以下である。

また、本発明者らの研究によると、上記のような亜鉛
華を発泡助剤として用いても、常圧下にて加熱発泡せし
める常圧発泡法によっては、粗気泡は形成できるが硬度
の高い発泡体は得られず、硬度の高いものを得るために
は、発泡工程の少なくとも一部において加圧下金型中に
て加熱して発泡せしめることが必要であることが見い出
された。これは、常圧発泡法においては、架橋が充分に
進まないためと考えられる。従って、粗気泡を有し、か
つ硬度の高いポリオレフィン発泡体を得るためには、発
泡工程の少なくとも一部において加圧下金型中にて加熱
して発泡せしめる工程を含むことが必要である。このよ
うな発泡方法としては、加圧下金型中で加熱して除去時
に発泡せしめる加圧一段発泡法、加圧下金型中で加熱し
て部分的に発泡せしめ、次いで常圧下で加熱して発泡せ
しめる二段法、あるいはこれらの種々の改良法など、種
々の方法が公知であり、いずれも本発明に採用し得る
が、特に加圧一段発泡法が好適であり、硬度の高い最適
な粗気泡を有する発泡体を得ることができる。

本発明の適用に好適な加圧一段発泡法について詳しく
述べると、ポリオレフィン系樹脂100重量部に対して、
発泡剤アゾジカルボンアミド１〜８重量部、架橋剤0.2
〜1.5重量部、上記粒径の亜鉛華を好ましくは３〜10重
量部、特に好ましくは５〜７重量部、必要に応じて、ス
テアリン酸亜鉛、尿素化合物等追加の発泡助剤、充填
剤、顔料を添加し、これを加熱したミキシングロール、
バンバリーミキサー、加圧式ニーダー等によって混練す
る。次いで、得られた組成物を金型に充填し、一定時間
加圧下に140〜180℃、好ましくは145〜170℃で加熱し、
発泡剤および架橋剤を完全に分解させた後に除圧し、発
泡体を金型から飛び出させてポリオレフィン発泡体を得
る。

二段発泡法について説明すると、上記のように混練し
て得られた架橋性発泡性組成物を一次金型に充填し、こ
れを加圧下に密閉し、120〜180℃好ましくは140〜170℃
で10〜50分間好ましくは15〜35分間加熱し、発泡剤の一
部及び架橋剤の一部を分解せしめて、未分解発泡剤が好
ましくは40〜99％残存する状態で高温熱時に除圧して、
中間１次発泡体を取り出す。次いで、上記のようにして
得られた中間１次発泡体を、雰囲気加熱により、もしく
は密閉でない二次金型に入れて間接的に加熱する。例え
ば、方形箱状の金型を、蒸気、加熱オイル等の熱媒の流
路あるいはその外面部にヒーター等の加熱手段を具備す
る２枚の加熱板により上下に覆ったものの中に入れ、金
属板を介して加熱する方法により、140〜200℃好ましく
は150〜180℃で10〜50分好ましくは15〜30分間加熱し、
未分解の発泡剤を分解させて発泡させる。

なお、発泡剤及び架橋剤の使用量は、目的とする製品
の発泡倍率等によって適宜決められる。

上記架橋剤としては、使用するポリオレフィン系樹脂
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ぜ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−ｔ−ブチルパーオキシ−3,3,5−ト
リメチルシクロヘキサン、2,5−ジメチル−2,5−ジ−ｔ
−ブチルパーオキシヘキサン、2,5−ジメチル−2,5−ジ
−ｔ−ブチルパーオキシヘキシン、α、α′−ビス（ｔ
−ブチルパーオキシ）ジイソプロピルベンゼン、ｔ−ブ
チルパーオキシケトン、ｔ−ブチルパーオキシベンゾエ
ートなどが好適に用いられる。

また、場合によっては、このような過酸化物架橋剤を
用いることなく、電子線架橋を採用することもできる。

本発明においては、前記した微細粒径の亜鉛華に加え
て、他の発泡助剤を併用して助剤効果を高めることもで
きる。他の発泡助剤としては尿素を主成分とした化合
物、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が、特にステアリン酸亜
鉛及び尿素化合物（例えば永和化成工業（株）製「セル
ペースト101」）を単独で又は併用して添加することが
好ましい。

本発明でいうポリオレフィン系樹脂とは、オレフィン
の単独もしくは共重合体の他、他のモノマーとの共重合
体などを含み、例えば通常市販の高、中、低圧法により
製造されたポリエチレン、ポリ−1,2−ブタジエン、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−、ブチル−の各アクリレート
もしくはメタクリレートとの共重合体、またはこれらを
それぞれ塩素化したもの、あるいはこれらの２種以上の
混合物またはこれらとアタクチックもしくはアイソタク
チック構造を有するポリプロピレンとの混合物などであ
る。

本発明においては、使用する組成物の物性の改良ある
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、石膏、クレー、タルク、
ケイソウ土等の無機系充填剤、リン化合物、臭素化合
物、塩素化合物などの難燃剤、または各種染料、顔料並
びに螢光物質、その他常用のゴム配合剤等を必要に応じ
て添加することができる。また、場合によっては紫外線
劣化防止剤、酸化安定剤等の添加も可能である。

〔実 施 例〕

以下、実施例を示して本発明をさらに具体的に説明す
るが、本発明は下記実施例により何ら限定されるもので
ないことはもとよりである。

実施例１ ポリエチレン樹脂（商品名「ユカロン ZH−40」三菱
油化株式会社製）100重量部に、アゾジカルボンアミド
５重量部、平均粒径0.1μｍ以下の亜鉛華６重量部、尿
素化合物（永和化成工業（株）製「セルペースト10
1」）0.5重量部、ステアリン酸亜鉛0.3重量部、ジクミ
ルパーオキサイド0.8重量部を配合して表面温度90〜100
℃のミキシングロールで混練し、均一に分散せしめた
後、その混練物をプレス中の金型（155×155×19mm）に
充填し、約80kg/cm²の外圧をかけ密閉し、150℃で35分
加熱後、除圧し、発泡体を得た。

得られたポリエチレン発泡体は、見掛け密度0.065g/c
m³、平均気泡径約0.3mm、表面硬度（JIS Ｓ 6050に基
づくＣ型硬度計で測定）約40であった。

実施例２ 亜鉛華を平均粒径0.27μｍに変えたが、実施例１と同
じ様な発泡体が得られた。

比較例１ 亜鉛華を平均粒径0.52μｍに変えると、得られたポリ
エチレン発泡体は、平均気泡径60μｍで、粗気泡が得ら
れず、硬度は35しかなかった。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明のポリオレフィン発泡体の製造
法によれば、発泡剤アゾジカルボンアミドと共に発泡助
剤として平均粒径0.3μｍ以下の亜鉛華を併用し、しか
も発泡工程の少なくとも一部において加圧下金型中にて
加熱して発泡せしめる工程を採用したことにより、粗気
泡を有し、かつ硬度の高いポリオレフィン発泡体を簡単
に製造することができる。さらに、発泡剤としてアゾジ
カルボンアミドを用いていることにより、従来のように
ジニトロソペンタメチレンテトラミンを用いた場合のホ
ルマリンの発生がなく、作業員の皮膚障害や環境衛生上
の問題もなく、安全に実施できる。

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ポリオレフィン系樹脂に発泡剤としてアゾ
   ジカルボンアミドを添加した発泡性組成物を加熱発泡せ
   しめるポリオレフィン発泡体の製造方法において、発泡
   助剤として平均粒径が0.3μｍ以下の亜鉛華を発泡性組
   成物に添加すると共に、発泡工程の少なくとも一部にお
   いて加圧下金型中にて加熱して発泡せしめる工程を含む
   ことを特徴とする粗気泡径を持つポリオレフィン発泡体
   の製造方法。
2. 【請求項２】発泡助剤として、さらにステアリン酸亜鉛
   及び／又は尿素化合物を発泡性組成物に添加することを
   特徴とする請求項１記載の方法。
3. 【請求項３】発泡工程が、加圧下金型中で加熱して除圧
   時に発泡せしめる加圧一段発泡法から成ることを特徴と
   する請求項１又は２記載の方法。
4. 【請求項４】発泡工程が、加圧下金型中で加熱して部分
   的に発泡せしめ、次いで常圧下で加熱して発泡せしめる
   二段発泡法から成ることを特徴とする請求項１又は２記
   載の方法。