JP3272779B2

JP3272779B2 - ポリオレフィン板状発泡体の製造方法

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Publication number: JP3272779B2
Application number: JP21967292A
Authority: JP
Inventors: 達雄松原
Original assignee: Inoac Corp
Current assignee: Inoac Corp
Priority date: 1992-07-27
Filing date: 1992-07-27
Publication date: 2002-04-08
Anticipated expiration: 2017-04-08
Also published as: JPH0639856A

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板状発泡
体の製造方法に係り、特に厚み均一性が良好でヒケのな
いポリオレフィン板状発泡体を製造する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般的にポリオレフィンのブロック発泡
体はその最終用途への対応の為、正方形又は長方形の板
状発泡体として製造されている。これらポリオレフィン
板状発泡体の一製造方法である２段発泡法は、例えば特
公平２−４２６４９号公報等に開示されているように、
ポリオレフィン、架橋剤及び発泡剤の混和物を一次金型
に充填し加圧下にて加熱して発泡剤の１５〜６０％を分
解することにより一次膨張させ、その後、その発泡体を
常圧で加熱し残余の発泡剤を分解して二次膨張させ、所
望の密度の発泡体を得ようとするものである。かかる２
段発泡法は、所定発泡倍率のポリオレフィン発泡製品を
一度に発泡膨張させず、２段階に分けて発泡膨張させる
ことにより変形、割れ等の製品歩留りを低下させる要因
の発生を防いだものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記２段発泡
法により発泡剤の混和物を発泡膨張させた場合、二次工
程が常圧下発泡であるため膨張がフリー状態で徐々に進
行し、これにより一次工程で発生した発泡膨張斑がその
まま最終発泡製品にヒケ（発泡体の四隅部分に凹部が発
生する）として発現してしまうという問題がある。この
ようなヒケが発生する発泡体の四隅部分は、発泡直後に
おいて他の部分より低密度となっており、その後の発泡
体の経時収縮作用により四隅部分が他の部分より大きく
収縮し凹部を発生させる。

【０００４】そして、前記低密度部分の発生は、一次工
程の金型内の発泡性組成物の充填密度斑に起因する。即
ち、一次工程においては高圧発泡である為、発泡時にお
ける発泡性組成物の金型からのもれを防ぐべく、金型へ
発泡性組成物を充填する際、金型の中央部へ所定量の発
泡性組成物の塊を置き、そして、金型を閉止し加圧した
時にその押圧力により発泡性組成物の塊をつぶすと共に
横方向に延ばして、金型内いっぱいに充填された状態に
する。しかし、その際、金型の四隅部分は、壁面抵抗が
他の部分より大である為に発泡性組成物が行き渡り難
く、その結果として前記四隅部分の発泡性組成物の充填
密度が低くなりこれが低密度部分発生の原因となってい
る。特に２段発泡法では、一次工程での発泡剤の分解が
発泡剤全体の一部分であるため発泡性組成物を充分に再
配分させるだけの発泡膨張力が得られず、前記四隅部分
に発生した充填密度斑は充分に解消されない。また、前
記発泡膨張力による発泡性組成物の再配分は、薄物の発
泡体の場合、発泡体内外に比較的均一に熱が伝わり発泡
体内において溶融粘度差が発生し難いため容易に起こる
が、最終発泡体の厚さにおいて７０ｍｍ以上の厚物の場
合、内外に均一に熱が伝わり難く粘度差が発生し発泡性
組成物の再配分が起こり難く、前記低密度部分の発生を
一層助長している。

【０００５】本発明は、上記問題点を解決しようとする
ものであり、一次工程における金型内の発泡性組成物の
充填密度ムラをなくして最終発泡製品における経時後の
ヒケの発生を抑制することの可能なポリオレフィン板状
発泡体の製造方法を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の構成上の特徴は、ポリオレフィン、架橋
剤及び発泡剤を含む発泡性組成物を一次金型内に充填
し、加圧状態で加熱して前記発泡剤の一部を分解させ発
泡を誘起させた後、高温熱時に除圧して前記一次金型か
ら取り出して中間発泡体を製造する一次工程と、前記中
間発泡体を最終発泡体の形状に対応する二次金型内に入
れて常圧で加熱し、残余の発泡剤を分解することにより
最終発泡体を得る二次工程とを設けたポリオレフィン板
状発泡体の製造方法において、前記一次工程の前に、内
部空間形状が前記一次金型の内部空間形状と略相似形の
板状を呈し、かつ同一次金型の内部空間形状に対し、縦
及び横方向の寸法が９０〜９５％、内容積が９０〜９５
％の内部空間形状であって、更に同内部空間の四隅の所
定範囲の高さ寸法が中央部分の高さ寸法の１０５〜１２
０％である予備成形金型に前記発泡性組成物を充填し、
前記発泡剤及び架橋剤が分解しない温度で前記組成物を
予備成形する予備成形工程を設けたことにある。

【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。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させ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。

【０００８】本発明は一次金型内における発泡性組成物
の充填密度斑を改善する為に予備成形するものであり、
従って、予備成形に使用する金型は一次金型に対し略相
似形であることが必要である。また、予備成形金型は、
縦及び横方向の寸法が一次金型の縦及び横方向の寸法に
対し９０〜９５％であることが好ましい。即ち、９５％
を超える場合、予備成形された発泡性組成物の縦及び横
方向の寸法が一次金型の縦及び横方向の寸法に対し大き
過ぎるため予備成形物を一次金型に充填する際、その組
成物が該金型より横方向へはみ出す可能性が大となる。
また、このはみ出しを防止すべく充填の際には細心の注
意を要す為、作業性の低下を招く。一方、９０％未満で
は予備成形品の寸法が小さ過ぎるため、予備成形の効果
が得られない。また、予備成形金型の内容積は一次金型
の内容積に対し９０〜９５％であることが好ましい。予
備成形は基本的に発泡剤及び架橋剤が分解しない温度、
即ち、一次工程の加熱温度に対し極めて低温で行う。従
って、樹脂自体の熱膨張は一次工程における発泡性組成
物の熱膨張に比べて非常に小さく、この差を考慮して一
次金型及び予備成形金型の両方共に前記発泡性組成物を
いっぱいに充填させる為には予備成形金型の内容積を小
さくする必要がある。予備成形金型の内容積が一次金型
の内容積に対し９５％を超える場合、一次発泡時に一次
金型から発泡性組成物が洩れ、一次発泡終了後の中間発
泡体に変形が生じ製品歩留りの低下を招く。また、９０
％未満の場合、一次金型に充填される発泡性組成物の量
が不充分となり一次発泡工程の発泡初期に高圧下発泡と
なりえず、中間発泡体の外周面の気泡が極端に粗くな
る。更に、予備成形金型の四隅の所定範囲の高さ寸法を
中央部分の高さ寸法に対し１０５〜１２０％に増加させ
ることが好ましく、一次発泡工程において一次金型の四
隅への発泡性組成物の流れの悪さを緩和することができ
る。

【０００９】

【発明の作用・効果】上記したように本発明を構成した
ことにより、ポリオレフィン、架橋剤及び発泡剤を含む
発泡性組成物の所定量の塊を予備成形金型内の中央部に
置き、金型を閉止して発泡剤及び架橋剤が分解しない温
度で加圧することにより、発泡性組成物の塊をつぶすと
共に横方向に延ばし、金型内いっぱいに充填させて予備
成形品を製造する。その際、予備金型は上記したように
一次金型と略相似形状であり、縦及び横方向の寸法およ
び内容積が一次金型に対し９０〜９５％であるので、一
次金型に装着するのに適した形状の予備成形品が得られ
る。また、予備成形金型の四隅の所定範囲の高さ寸法が
中央部分の高さ寸法に対し１０５〜１２０％に定められ
ているので、予備成形品は四隅まで充填密度が均一に形
成される。この適正形状の予備成形品を一次金型内に装
着させ、加圧状態で加熱して発泡剤の一部を分解させ中
間発泡体を成形することにより、発泡性組成物が金型の
四隅部分にも十分に行き渡り、その結果としてこれら四
隅部分の発泡性組成物の充填密度が高くなり、中間発泡
体における低密度部分（発泡膨張斑）の発生を防止する
ことが出来る。

【００１０】この充填密度ムラのないポリオレフィンの
中間発泡体を一次金型から取り出して二次金型に装着さ
せ、その後、中間発泡体を常圧で加熱し残余の発泡剤を
分解して二次発泡させる。しかして、二次工程は常圧下
発泡であり膨張がフリー状態で徐々に進行するが、上記
したように一次工程で得られた中間発泡品が充填密度ム
ラのない発泡膨張斑のないものであるため、二次工程終
了後の最終発泡製品は、経時後のヒケのない所望の密度
の発泡体が得られる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の一実施例を説明する。図１
は、本発明の一実施例である予備成形金型本体の下型の
概略の平面図を示す。この予備成形金型本体１０は、上
下平面が正方形の箱型形状であり、上下方向の中間位置
にて型割りされて上下対称な上型（図示省略する）と下
型１０ａとに分割されるようになっている。下型１０ａ
は、側壁部１１と底壁部１２とからなり、内部の縦方向
及び横方向の寸法は各々３８１ｍｍであり後述する一次
金型（４１０ｍｍ）の９３％である。

【００１２】底壁部１２は、図２及び図３の断面図に示
すように、基準深さである正方形の対角線の交点を中心
とした円形領域１２ａと、円形領域１２ａより深さの深
い周囲の堀り込み部１２ｂからなっている。円形領域１
２ａは、その直径が対角線の長さの５０〜７０％の範囲
であることが望ましく、本実施例においては対角線寸法
５３８ｍｍの６９％である３７１ｍｍである。また、基
準深さｘo は２０．９ｍｍ（金型全体での高さ方向寸法
は４１．８ｍｍ）である。堀り込み部１２ｂは底壁部１
２の四隅部分の点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを最深部として、最深
部を中心として内外側に向けてテーパ状に徐々に浅くな
っており、円形領域１２ａの外縁部に滑らかに接続され
ている。最深部Ａ〜Ｄの位置は、対角線上であって中心
から四隅端部までの対角線の長さの８０〜９５％の位置
が基準となるもので、この位置は、最終製品のヒケ発生
の最も顕著な位置として経験的に定められたものから換
算されたものであり、本実施例では対角線長さの８６％
である２３２ｍｍである。また、最深部Ａ〜Ｄの深さｘ
max は樹脂の種類、加工温度等により若干変わるが基準
深さｘo に対し５〜２０％深くすることが必要である。
５％未満では、一次金型の四隅部分の充填密度を高める
ことが困難で、最終発泡体のヒケ発生を防止することが
できない。また、２０％を超える場合、逆にこの四隅部
分での発泡性組成物の充填量が多くなりすぎ最終製品に
おける成形性に問題が生じる。本実施例においては最深
部深さｘmax は２４ｍｍ（金型全体での高さ方向寸法は
４８．１ｍｍ）であり、基準深さｘo より約１５％深く
なっている。また、予備成形金型の内容積は、後述する
一次金型の約９３％である。

【００１３】つぎに、ポリオレフィン板状発泡体の製造
工程の具体例について説明する。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５部、ジクミルパーオ
キサイド２部、酸化亜鉛０．５部及びステアリン酸０．
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６ｋｇを予備
成形金型１０（内部空間寸法：縦方向３８１ｍｍ、横方
向３８１ｍｍ、基準部深さ４１．８ｍｍ、最深部深さ４
８．１ｍｍ）に入れ、例えば０．１ｋｇ／ｃｍ²以上の
加圧下にて０〜８０℃で１秒以上加熱して予備成形した
後、予備成形金型から予備成形品を取り出す。次に、こ
の予備成形品を一次金型（内部空間寸法：縦方向４１０
ｍｍ、横方向４１０ｍｍ、高さ方向４０ｍｍ）に装着さ
せて７０ｋｇ／ｃｍ²の加圧下１６０℃で３０分間加熱
した後、高温熱時に除圧し中間発泡体を得た。この高温
状態の中間発泡体を最終製品の形状、寸法に対応した内
部空間を有する二次金型（内部空間寸法：縦方向１００
０ｍｍ、横方向１０００ｍｍ、高さ方向１００ｍｍ）に
入れ更に１６５℃に加熱し２次発泡膨張させた後、冷却
して最終製品を得た。この製品を１週間外気雰囲気中に
放置し自然収縮させた後、製品中央部の厚みと４隅部分
の最も薄い部分の厚みを測定した。次に、比較として予
備成形をすることなく上記した一次工程及び二次工程を
経て最終発泡品を製造した従来例について、同様に厚み
を測定した。これら実施例及び比較例の最終発泡品の寸
法測定の結果を表１に示す。

【００１４】

【表１】

【００１５】上記実施例においては表１の結果から明ら
かなように、最終発泡体の最も薄い部分の厚さは中央部
の厚さの約９６％になっており、従来（比較例）の約９
２％に比べて大幅に改善された。

【００１６】尚、本発明においては、上記実施例に示す
ものに限るものでなく、目的、用途に応じて本発明の範
囲内で種々変更して実施することができる。例えば、発
泡状態のコントロールのための発泡助剤の添加、物性改
善のための常用の配合剤の添加等を行ってもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るポリオレフィン板状発
泡体の製造方法に使用する予備成形金型の下型の概略平
面図である。

【図２】図１のII-II 線方向の断面図である。

【図３】図１のIII-III 線方向の断面図である。

【符号の説明】

１０；予備成形金型、１０ａ；下型、１１；側壁部、１
２；底壁部、１２ａ；円形領域部、１２ｂ；堀り込み
部、Ａ〜Ｄ；金型４隅の最深部。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ポリオレフィン、架橋剤及び発泡剤を含
む発泡性組成物を一次金型内に充填し、加圧状態で加熱
して前記発泡剤の一部を分解させ発泡を誘起させた後、
高温熱時に除圧して前記一次金型から取り出して中間発
泡体を製造する一次工程と、前記中間発泡体を最終発泡
体の形状に対応する二次金型内に入れて常圧で加熱し、
残余の発泡剤を分解することにより最終発泡体を得る二
次工程とを設けたポリオレフィン板状発泡体の製造方法
において、前記一次工程の前に、内部空間形状が前記一次金型の内
部空間形状と略相似形の板状を呈し、かつ同一次金型の
内部空間形状に対し縦及び横方向の寸法が９０〜９５
％、内容積が９０〜９５％の内部空間形状であって、更
に同内部空間の四隅の所定範囲の高さ寸法が中央部分の
高さ寸法の１０５〜１２０％である予備成形金型内に前
記発泡性組成物を充填し、前記発泡剤及び架橋剤が分解
しない温度で同発泡性組成物を予備成形する予備成形工
程を設けたことを特徴とするポリオレフィン板状発泡体
の製造方法。