JP3011749B2 - 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） 本発明は断熱材、緩衝材、包装梱包材、パッキン材、
装飾材等に使用される発泡体に関するものである。

（従来の技術） 発泡体を製造する場合に、紫外線あるいは電子線のよ
うな活性エネルギー線を使用することは従来から知られ
ている。例えば発泡ポリエチレンの製造においては、ポ
リエチレンの融点以上の温度で発泡剤をポリエチレン中
に均一に分散させ、押し出し機等を用いてフィルムに成
形後、電子線を照射してポリエチレンを架橋させる方法
が知られている。この場合、薄層の発泡体は得られず発
泡処理後に基材と貼合せる必要がある等の問題が有っ
た。

また特開昭60−104321号に記載されているように、融
点が150〜230℃のポリエステルエラストマーのような熱
可塑性樹脂に分解温度が熱可塑性樹脂の融点以上である
分解型発泡剤と、多官能反応性モノマーとをロールで混
練し、シート成形後これに放射線を照射し、発泡剤の分
解温度以上に加熱して発泡体を得る方法も知られてい
る。この方法では、高温で熱可塑性樹脂、発泡剤、多官
能モノマーを混練する必要があり、更にシート化する場
合には高温で押出し成形等の操作が必要である。またシ
ート化の温度は、発泡ポリエチレンの場合と同様に、発
泡剤の分解温度以下に抑える必要があるため薄い発泡体
は得られず、基材と一体化するには接着剤を用いて貼合
せる等の操作を必要とする。

一方特公昭59−33133号に記載されているように、紫
外線硬化性不飽和プレポリマー、重合性モノマー、光重
合開始剤および発泡剤よりなる発泡性紫外線硬化性組成
物を基材上に塗工し、紫外線照射により硬化と同時に発
泡を行なう方法が提案されている。しかしながらこの方
法では、塗工層中の発泡剤の分散ムラ、あるいは塗工ム
ラ等に起因する、加熱発泡後の塗工層表面の凹凸が著し
く、平滑な美しい表面を有する発泡体を得ることはでき
ない。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は放射線を利用した従来の発泡体製造における
上記のような欠点を解消するためになされたものであ
る。即ち加熱による押し出し成形、基材との貼合せ等の
処理なしに基材と一体化した薄層発泡体を容易に製造で
きるばかりでなく、形成した発泡体表面は、発泡剤の分
散ムラ、塗工ムラ等に起因する発泡後の凹凸がない、平
滑な美しい表面を有する発泡体を発泡性を何ら低下させ
ることなしに、連続的に製造することが可能となった。

（課題を解決するための手段） 本発明者らは、前記目的を達成するために、電子線に
より硬化可能なエチレン性不飽和結合を分子内に１個以
上有する化合物を１種以上配合した組成物に、加熱によ
り発泡する発泡剤を配合した塗料をポリエステルフィル
ム上に塗工後、塗工面に基材を貼り合わせ、基材又はポ
リエステルフィルムを通して電子線を照射することによ
って塗工層を硬化後、該ポリエステルフィルムを塗工層
から剥離し、次いで加熱により塗工層を発泡させること
により、発泡性を低下させることなしに、基材と一体化
し、均一な微細独立気泡からなり、平滑な美しい表面を
有する発泡体を連続的かつ容易に製造できることを見出
した。この場合、電子線の照射により塗工層を硬化した
後加熱により塗工層を発泡させ、次いで塗工層からポリ
エステルフィルムを剥離することにより、発泡体表面の
平滑性を更に上げることが可能である。

本発明に用いられる基材としては、紙、合成樹脂フィ
ルム、不織布、合板、金属板等表面が平坦なものであれ
ば何れでも使用可能である。

本発明に用いられるエチレン性不飽和結合を分子内に
１つ以上有する化合物としては、特に限定するものでは
ない。

例えば、エチレン性不飽和結合を分子中に１つ以上有
するオリゴマーもしくはプレポリマーとしては、不飽和
ポリエステル、ウレタンアクリレート、ウレタンメタク
リレート、エポキシアクリレート、エポキシメタリクリ
レート、ポリエステルアクリレート、ポリエステルメタ
クリレート、ポリエーテルアクリレート、ポリエーテル
メタクリレート、ポリシロキサンアクリレート、ポリシ
ロキサンメタクリレート、メラミンアクリレート、メラ
ミンメタクリレート等の各種アクリレートあるいはメタ
クリレート、あるいはこれら２種以上の共重合体等をあ
げることができる。

エチレン性不飽和結合を１つ以上有するモノマーとし
ては、例えば、ビニルピロリドン、アクリロニトリルあ
るいはその誘導体、スチレンあるいはその誘導体、アク
リルアミド等のアミド基含有モノマー、ラウリル（メ
タ）アクリレート、ステアリル（メタ）アクリレートの
ような脂肪酸のアクリレートあるいはメタクリレート、
ベンジルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレー
ト、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−
ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、テトラヒド
ロフルフリルアクリレート、フエノキシエチルアクリレ
ート、ノニルフエノキシエチルアクリレート、ε−カプ
ロラクトン付加物のアクリレート、ブトキシエチル（メ
タ）アクリレート、２−ヒドロキシ−３−フエノキシプ
ロピルアクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレ
ート、N,N−ジエチルアミノエチル（メタ）アクリレー
ト、N,N−ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレー
ト、３−フエノキシプロピルアクリレート、２−メトキ
シエチルアクリレート等のアクリレートあるいはメタク
リレート、あるいはエチレン性不飽和結合を２つ以上有
するモノマーとしては例えば、ジビニルベンゼンあるい
はその誘導体、ヘキサンジオールジアクリレート、ネオ
ペンチルグリコールジアクリレート、ジエチレングリコ
ールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアク
リレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、
トリシクロデカンジメチロールジアクリレート、トリメ
チロールプロパントリアクリレート、ジトリメチロール
プロパンテトラアクリレート、エチレンオキシド変性ビ
スフエノールＡのジアクリレート等をあげることができ
る。

これらエチレン性不飽和結合を１つ以上有する化合物
は、必要に応じ１種または２種以上を混合して使用して
もよい。この場合、オリゴマーは高粘度のため単独での
使用はむずかしく、モノマーとの混合系で使用すること
が好ましい。エチレン性不飽和結合を１個しか有さない
モノマーは通常硬化性が劣るため、エチレン性不飽和結
合を２つ以上有するモノマーあるいはオリゴマーと併用
して使用することか好ましい。

本発明の電子線硬化型塗料中に、これらの塗料に可溶
でエチレン性不飽和結合を有しない他の重合体を加えて
もよいが、上記重合体の配合量は70％以下、好ましくは
50％以下に抑えることが必要であり、70％を越すと塗膜
の硬化性が低下し好ましくない。

本発明に使用される発泡剤としては、特に限定するも
のではないが、例えば、アゾジカルボンアミド（ADC
A）、ジニトロンペンタンメチレンテトラミン、P,P′−
オキシビス（ベンゼンスルホニルヒドラジド）（OBS
H）、Ｐ−トルエンスルホニルヒドラジド、アゾビスイ
ソブチロニトリル、ジアゾアミノベンゼン等の熱分解型
の発泡剤の他に、カプセル内に低沸点溶剤を封入した熱
膨張性マイクロカプセル等も使用可能である。発泡剤の
配合量はエチレン性不飽和化合物100重量部に対し、２
〜40重量部、好ましくは５〜20重量部であり、２重量部
未満では発泡が十分でなく、40重量部を越すとかえって
均一な発泡体が得られない。

熱分解型の発泡剤を使用する場合に必要に応じて発泡
助剤を併用してもよい。

例えば、尿素、尿素誘導体、エタノールアミン、グリ
セリン等の有機化合物の他に、高級脂肪酸の金属塩、酸
化亜鉛、硝酸亜鉛、炭酸鉛等の発泡助剤が発泡剤１重量
部に対し０〜４重量部配合される。

本発明の塗料中には必要に応じて有色の染料、有色の
顔料、潤滑剤、帯電防止剤、界面活性剤、植物油等の助
剤を配合してもよく、更に炭酸カルシウム、二酸化チタ
ン、酸化亜鉛、カオリンクレー、タルク、水酸化アルミ
ニウム、酸化マグネシウム、ケイソウ土、サチンホワイ
ト、硫酸バリウム、塩基性炭酸カルシウム、二酸化ケイ
素、酸化アルミニウム等の白色顔料を配合してもよい。

塗料はエチレン性不飽和化合物中に発泡剤および必要
に応じて発泡助剤等を配合することによって調整され
る。調製された塗料はポリエステルフィルム上に塗工
後、塗工面の上から基材を圧着し、次いでポリエステル
フィルムの上から電子線を照射することにより瞬時に硬
化される。

この場合塗工量は、５〜200g/m²好ましくは10〜150g/
m²の範囲に抑えることが必要であり、5g/m²未満では、
発泡性を有さず、200g/m²より多くなると、塗料内部の
硬化が不十分で良好な発泡体は得られない。

本発明に使用されるポリエステルフィルムは、10〜20
0μｍの厚さが使用可能であり、好ましくは20〜100μｍ
である。10μｍ未満では作業性および強度が不足し、20
0μｍより厚くなると、電子線エネルギーの減少が大き
く好ましくない。ポリエステルフィルム表面は、必要に
応じ塗工面からの剥離を容易にする剥離剤、帯電防止剤
等が塗布されていても良い。

（実施例） 実施例−１ ２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピルアクリレー
ト90重量部に、３官能ウレタンアクリレートオリゴマー
（荒川化学製、ビームセット55OB）を10重量部配合し発
泡剤として、P,P′−オキシビス（ベンゼンスルホニル
ヒドラジド）を５重量部、発泡助剤として尿素を５重量
部を加え、ボームミルで混合分散し、塗料を得た。

次いで厚さ75μｍのポリエステルフィルム 東レ製、
ルミラー）上にアプリケーターバーを用いて塗工量が60
g/m²になるように塗工した後、塗工層上に厚さ100μｍ
の顔料塗工紙（王子製紙製、OKコート）を貼り合わせ
た。この顔料塗工紙上から、加速電圧175KVの電子線照
射装置で吸収線量が8Mradになるように電子線を照射し
塗料を硬化させ、次いでポリエステルフィルムを塗工層
から剥離した後、130℃で３分間試料を保持、塗工層を
発泡させた。塗工層の発泡性は良好であり、得られた発
泡体は均一微細な独立気泡からなり、平滑な美しい表面
を有していた。

実施例−２ ノニルフェノキシエチルアクリレート80重量部に分子
量2,000でエチレン性不飽和結合を２つ有するウレタン
ジアクリレートオリゴマー（サートマー社製、9503）を
20重量部配合し、発泡剤とし、熱膨張性マイクロカプセ
ル（松本油脂製、マイクロフェーアーＦ−30）を10重量
部加えた後カウレス分散機で分散混合し、塗料を得た。
次いで厚さ75μｍのポリエステルフィルム（東レ製、ル
ミラー）上にアプリケーターバーを用いて塗工量が40g/
m²になるように塗工後、塗工面に厚さ100μｍの顔料塗
工紙（王子製紙製、OKコート）を貼り合わせた。次いで
ポリエステルフィルム上から加速電圧175KVの電子線照
射装置で吸収線量が6Mradになるように電子線を照射
し、塗料を硬化させた。次いでこの試料を120℃で３分
間保持し、塗工層を発泡させ後、ポリエステルフィルム
を塗工層から剥離することにより、基材と一体化した均
一で微細な独立気泡からなり、平滑で美しい表面を有す
る発泡体を得た。

比較例−１ 実施例−１と同様な操作で作製した発泡剤含有塗料を
厚さ100μｍの顔料塗工紙（王子製紙製、OKコート）上
に塗工量が60g/m²になるように塗工した後、加速電圧17
5KVの電子線照射装置で吸収線量が8Mradになるように電
子線を照射し、塗料を硬化させ、次いで130℃で３分間
試料を保持し、塗工層を発泡させた。得られた発泡体表
面は粗れており、表面の凸凹が著しかった。

比較例−２ 実施例−２と同様な操作で作製した発泡剤含有塗料を
厚さ100μｍの顔料塗工紙（王子製紙製、OKコート）上
に塗工量が40g/m²になるように塗工した後、加速電圧17
5KVの電子線照射装置で吸収線量が6Mradになるように電
子線を照射し、塗料を硬化させ、次いで120℃で２分間
試料を保持し、塗工層を発泡させた。得られた発泡体表
面は粗く、表面の凸凹が著しかった。

（発明の効果） 本発明を用いることにより、発泡性を何ら低下させる
ことなく、基材と一体化し、平滑で美しい表面を有する
微細な独立気泡からなる薄層発泡体を連続かつ容易に製
造することが可能となった。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B32B 1/00 - 35/00 B05D 7/24 B29C 44/00 - 44/60 C08J 9/00 - 9/14

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電子線により硬化可能なエチレン性不飽和
   結合を分子内に１個以上有する化合物を１種以上配合し
   た組成物に、加熱により発泡する発泡剤を配合した塗料
   をポリエステルフィルム上に塗工後、塗工面に基材を貼
   り合わせ、基材又はポリエステルフィルムを通して電子
   線を照射することにより塗工層を硬化後、ポリエステル
   フィルムを塗工層より剥離し、次いで加熱により該塗工
   層を発泡させることを特徴とする発泡体の製造方法。
2. 【請求項２】電子線により硬化可能なエチレン性不飽和
   結合を分子内に１個以上有する化合物を１種以上配合し
   た組成物に、加熱により発泡する発泡剤を配合した塗料
   をポリエステルフィルム上に塗工後、塗工面に基材を貼
   り合わせ、基材又は、ポリエステルフィルムを通して電
   子線を照射することにより塗工層を硬化し、次いで加熱
   により塗工層を発泡させた後、該塗工層からポリエステ
   ルフィルムを剥離することを特徴とする発泡体の製造方
   法。