JP3279368B2 - 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、２段発泡におけるポリ
オレフィン発泡体の製造方法に関し、更に詳しくは、成
形性の向上を図るとともに内外層の架橋差に基づく物性
差を緩和させるポリオレフィン発泡体の製造方法に関す
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、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、この混和物を一度に所望の密度に膨張させる方法
（以下、１段発泡という。）が知られている。更に、混
和物を一次金型に充填し、加圧下で加熱して発泡剤の１
５〜６０％を分解することにより１次膨張させ、その
後、その中間発泡体を常圧で加熱し、残余の発泡剤を分
解して２次膨張させ、所望密度の最終発泡体を得る方法
（以下、２段発泡という。）も知られている（特公平２
−４２６４９号公報等）。しかし、上記１段発泡で高発
泡体を得る場合は、一度に所望密度の最終発泡体に膨張
させるため、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っ
た。そのため、２段発泡が、上記１段発泡の製品化歩留
りの低下を改善すべく開発された。２段発泡では、所定
の発泡倍率の製品を一度に発泡膨張させずに、２段階に
分けて発泡膨張させることで、割れ等の製品化歩留りを
低下させる要因を除いている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記２段発泡において
は、加熱発泡工程を２段階に分けて行うため、２次発泡
工程に供される中間発泡体は、１次発泡された段階でそ
の表皮部分、特に隅のコーナー部分でかなり架橋進行し
たものとなる。このような中間発泡体を二次型に入れ、
常圧加熱発泡させた場合、その内部発泡膨張圧によりこ
の中間発泡体の面を構成する部分は、ポリマーの自己伸
長により二次型内壁面に押しつけられ、二次型の内部形
状に対応した最終発泡体製品が得られる。しかし、この
コーナー部分においては、著しく進行した架橋状態のた
め、発泡膨張圧によるポリマーの自己伸長がほとんど誘
起さない。従って、二次型内壁面への押付成形が困難と
なり、いわゆる“耳だれ”（コーナー部分がシャープに
成形されず丸くなっている状態）と呼ばれる成形不良の
状態を招来する。また、２次発泡工程においては、ある
程度架橋された表皮部分を有する中間発泡体を加熱する
ため、この中間発泡体の内層部への熱伝達が不十分にな
り、そのため、一次発泡工程より更に高温での加熱が必
要となる。これにより外層部分ではより一層架橋が促進
される一方、内層ではそれほど促進されず、結果として
内外層の物性差が一層大きくなるという問題がある。

【０００４】本発明は上記問題点を解決するものであ
り、一次金型内壁面に単に架橋抑制剤を塗布するだけの
簡単な方法で、２段発泡の成形性に優れるとともに内外
層の物性差を少なくできるポリオレフィン発泡体の製造
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】即ち、本発明のポリオレ
フィン発泡体の製造方法は、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ポリオレフィン発泡体
を製造する方法において、一次金型の内壁面のうちの少
なくとも隅部周辺に架橋抑制剤を塗布し、該一次金型内
に上記混和物を充填し、加圧状態で加熱することにより
上記発泡剤の一部を分解して、中間発泡体を製造し、そ
の後、該中間発泡体を最終発泡体製品の形状、寸法に対
応した内部形状を有する二次型に入れて加熱し、常圧下
で上記発泡剤の残部を分解させて最終発泡体を製造する
ことを特徴とする。

【０００６】上記「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
混合物等をいう。

【０００７】上記「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をい
う。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。上記「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
をいい、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】更に、本発明において用いられる「架橋抑
制剤」とは、使用する有機過酸化物等の架橋剤の分解に
より生成する遊離ラジカルの発生を阻害するものであれ
ばよく、例えば、フェニール−β−ナフチルアミン、
２，２′−メチレン−ビス−４−メチル−６−ターシャ
リーブチルフェノール等のアミン系、フェノール系の老
化防止剤、及びステアリン酸等の酸性カーボン類等をい
う。

【０００９】そして、この架橋抑制剤は、一次金型の内
壁面のうちの「少なくとも隅部周辺」に塗布される。特
に、この隅部周辺としては、図２に示すように、内部
空間が直方体形状等の矩形形状の場合は、二つの側面と
底面（もしくは上面）と抵触する周辺部分（全体として
８隅部となる。）ａ1 、ａ2 、図１のように比較的肉
薄の内部空間の場合には、これら３面の抵触する周辺部
分ａ〜ｄ（図２でいえば、角部ａ1 、ａ2 及び縦稜線部
ｅを含む。換言すれば、全体として４隅部周辺とな
る。）、また、縦稜線部周辺及び／又は横稜線部周
辺、更には、縦稜線がなく横稜線のみがあるような形
状（例えば、横断面形状がトラック形状）の場合は、こ
の横稜線部周辺等を挙げることができる。これらの部分
に“耳だれ”が生じ易いので、この部分の架橋促進を抑
制する必要があるためである。この塗布される部分は、
上記隅部周辺以外に、最終発泡体形状の表面（上表面、
裏面及び側周面の少なくとも１つ）に相当する部分の一
部若しくは全面にわたってもよい。また、この一次金型
への塗布量は、使用する樹脂の種類、架橋剤の種類及び
その添加量、更には、１次、２次工程における加熱温度
等により変わるため、一義的に決定はできない。従っ
て、得られる最終発泡体の成形状態、内外層の物性差、
更には中間発泡体の一次金型からの離形状態等により個
別に決定する必要がある。

【００１０】また、上記「最終発泡体製品の形状寸法に
対応する」とは、２次金型の内部空間形状が、この最終
ポリオレフィン発泡体の形状に略相似形状であることを
意味する。

【００１１】更に、本発明において、発泡状態をコント
ロールするために、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、物性改善のためにカーボン
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。

【００１２】

【作用】本発明においては、一次金型内壁面、特にその
隅部周辺に架橋抑制剤を塗布する。そして、この金型内
にポリオレフィン、発泡剤及び架橋剤等を含有する所定
の混和物を充填し、加熱により一次の高圧発泡を行う。
従って、上記樹脂が一次金型内で加熱され膨張する初期
においては、架橋抑制剤がこの樹脂の表層部分、特に金
型の隅のコーナー部に対応する部分に浸透する。従っ
て、その後の加熱において、その部分の架橋進行が抑制
され、得られる中間発泡体の隅部周辺のコーナー部分
は、他の部分より架橋度が低く抑えられる。そして、本
発明では、この中間発泡体を更に高温の二次型に入れ２
次の常圧発泡を行う。従って、中間発泡体の内層部は熱
伝達が不良で架橋が進行しにくいものの、外層部、特に
隅のコーナー部分も高温加熱されるにもかかわらず、架
橋抑制剤の作用で架橋の進行が抑えられる。その結果と
して、内外層の架橋差を減少でき、物性差を少なくでき
る。更に、上記隅のコーナー部において架橋の進行が抑
えられているので、この部分の樹脂が発泡膨張圧により
容易に自己伸長し、二次型内壁面に押付成形される。従
って、これにより得られる最終発泡体製品は、“耳だ
れ”のない美麗な成形状態を有するものが得られる。

【００１３】

【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５
部、ジクミルパーオキサイド２部及び酸化亜鉛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。この混和物６ｋｇを図１（下型のみを
示す。上型は図示せず。）に示す一次金型（４１０ｍｍ
×４１０ｍｍ×４０ｍｍ）に充填し、密閉状態にした
後、７０ｋｇ／ｃｍ² の高圧下で、且つ１６０℃で３０
分間加熱した後、約１０倍程度に発泡膨張した中間発泡
体（８６０ｍｍ×８６０ｍｍ×８２ｍｍ）を得た。尚、
一次金型内壁面の４隅のコーナー部分ａ、ｂ、ｃ、ｄを
主体に、架橋抑制剤として２，２′−メチレン−ビス−
４−メチル−６−ターシャリーブチルフェノールを予め
約６０ｇ塗布している。但し、この塗布は下型のみであ
るが、これに限らず、使用する上型の４隅相当部分周辺
に塗布してもよい。

【００１４】この中間発泡体を、更に二次型（内部空間
寸法：１０００ｍｍ×１０００ｍｍ×１００ｍｍ）内に
入れ、１６５℃で３０分間加熱して２次発泡膨張させた
後、３０分間冷却し最終発泡体製品を得た。比較例とし
て、同様の混和物を架橋抑制剤を塗布していない一次金
型で、同様の条件で一次発泡させ、更に２次発泡を行っ
て最終製品を得た。それらの結果を表１に示す。尚、内
外密度差の測定において、この内部密度は表皮から５〜
２５ｍｍの部分を測定し、外部密度は表皮から４０〜６
０ｍｍの部分を測定した。

【００１５】

【表１】 表 １ −−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 実施例 比較例 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 架橋抑制剤 使 用 未使用 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 最終製品の耳だれ なし あり −−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 内外層密度差 0.002 0.006 内部密度 0.057 0.056 外部密度 0.059 0.062 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−− ここで、上記「耳だれあり」とは、コーナー部分がシャ
ープに成形されずＲ＝２０ｍｍ以上の丸みを有する状態
を示したことをいう。

【００１６】尚、本発明においては、上記具体的実施例
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。即ち、
上記一次金型の内部空間形状は、四角板状（若しくは直
方体状）のみならず、目的とする製品形状に応じた種々
の形状とすることができる。更に、上記実施例で用いた
二次型は、１つの中間発泡体を加熱するものであるが、
これに限らず、例えば、複数の発泡体を同時に加熱でき
るように、側方型枠と平板を順次積層したような積層型
の二次型としてもよい。また、この二次型の加熱手段と
しては、加熱用媒体を流して加熱できるようにしてもよ
いし、外部加熱としてもよい。尚、この熱媒流路に冷媒
を流して、加熱後の冷却をしてもよい。更に、上記側方
型枠に、流路を設けて、この流路内に熱媒又は冷媒を流
して、加熱又は冷却をすることもできる。これらの流路
の断面形状、大きさ、数も特に限定されないし、その流
入口及び出口の数も種々選択される。また、加熱発泡に
おける架橋剤及び発泡剤は、略完全に分解させるのが好
ましいが、これに限らず、未分解のものがやや残存して
いてもよい。

【００１７】

【発明の効果】本発明の製造方法によれば、成形性の向
上を図るとともに内外層の架橋差に基づく物性差を緩和
させたポリオレフィン発泡体を容易に製造できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例で用いたポリオレフィン発泡体の一次金
型（下型）の斜視図である。

【図２】一次金型に架橋抑制剤を塗布した他の態様を示
す説明図である。

【符号の説明】

ａ、ｂ、ｃ、ｄ；４隅部周辺、ｅ；縦稜線部周辺、ｆ；
横稜線部周辺。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B29C 67/22 B29C 43/14 B29C 43/32

Claims (1)

(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ポリオレフィン発泡体を製造する方
   法において、一次金型の内壁面のうちの少なくとも隅部
   周辺に架橋抑制剤を塗布し、該一次金型内に上記混和物
   を充填し、加圧状態で加熱することにより上記発泡剤の
   一部を分解して、中間発泡体を製造し、その後、該中間
   発泡体を最終発泡体製品の形状、寸法に対応した内部形
   状を有する二次型に入れて加熱し、常圧下で上記発泡剤
   の残部を分解させて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。