JP3308696B2 - 架橋ポリオレフィン系樹脂発泡体 - Google Patents

架橋ポリオレフィン系樹脂発泡体

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健二 加藤
行伸 松本
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  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、ホットスタンピング
成形性に優れた架橋ポリオレフィン系樹脂発泡体に関す
る。
【0002】
【従来の技術】架橋ポリオレフィン系樹脂発泡体は、断
熱材、クッション材など広範な分野で使用されている。
特に、自動車用途では、天井、ドア内面材、インスツル
メントパネル等の断熱緩衝材として使用されている。
【0003】この種の用途では、一般に、上記架橋樹脂
発泡体のシートに、軟質塩化ビニル樹脂シートなどのプ
ラスチックシートや布帛からなる表皮材を貼合わせて表
皮材付き発泡シートとし、これをホットスタンピング成
形法により、所望形状の成形品とされる(例えば、特開
平2−102034号公報参照)。
【0004】近年、成形サイクルが短縮化され、また成
形品の形状も複雑化し、ホットスタンピング成形時に従
来より大きな剪断力が加えられたり、より高温に加熱さ
れたりすることが多くなっている。また、深絞りの成形
品も多くなっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の表皮
材付き発泡シートに使用されている架橋ポリオレフィン
系樹脂発泡シートは、耐熱性、高温抗張力及び高温伸び
が十分に満足のいくものではなく、ホットスタンピング
成形法により所望形状の成形品を得る場合、良好な成形
品を得ることができないことがある。
【0006】例えば、従来の表皮材付き発泡シートを、
予め真空成形により凹型で所望形状に成形し、これに溶
融した熱可塑性樹脂からなる骨材を供給し、凸型で型押
ししてホットスタンピング成形する場合には、発泡シー
ト内に骨材樹脂が部分的に進入したり、この進入した骨
材樹脂により発泡シートが部分的にちぎれることがあ
り、良好な成形品を得ることができない。
【0007】この発明は、上記の問題を解決するもの
で、その目的とするところは、ホットスタンピング成形
性に優れた架橋ポリオレフィン系樹脂発泡体を提供する
ことにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の目的は、メルトイ
ンデックス0.4〜2.0のポリプロピレン系樹脂50
〜100重量%とメルトインデックス1〜20のポリエ
チレン系樹脂50〜0重量%とからなる架橋樹脂発泡体
であって、120℃のキシレン中で24時間抽出した後
のゲル分率Aが50〜75%であり、120℃のキシレ
ン中で72時間抽出した後のゲル分率Bが、式B/A≧
0.85を満足する架橋ポリオレフィン系樹脂発泡体を
用いることによって達成することができる。
【0009】このような架橋ポリオレフィン系樹脂発泡
体は、例えば、ポリオレフィン系樹脂に、熱分解型発泡
剤及び架橋助剤を加え、発泡剤が分解しない温度で溶融
混練して発泡性シートを作り、これに電離性放射線を照
射して樹脂を架橋させた後、加熱し発泡させる方法によ
り得ることができる。
【0010】また、電離性放射線により樹脂を架橋させ
る方法に代えて、予め配合組成物中にジクミルパーオキ
サイドのような有機過酸化物を配合しておき、この有機
過酸化物により樹脂を架橋させる方法を採用することも
できる。
【0011】この発明で用いるポリプロピレン系樹脂
は、プロピレンの単独重合体又はプロピレンを主成分と
する共重合体、これらの混合物のいずれでもよい。共重
合体としては、例えばプロピレン成分を85重量%以上
含むプロピレン−αオレフィン共重合体(ランダム、ブ
ロック)を挙げることができる。
【0012】上記ポリプロピレン系樹脂のメルトインデ
ックス(MI)は、JIS K7210に基づき、温度
230℃、荷重2.16 kgf の通常の条件で測定され
るもので、そのMIが0.4未満では、シート化する際
に外観上問題が生じ、MIが2.0を越えると、発泡シ
ートの耐熱性が不十分となる。
【0013】この発明で用いるポリエチレン系樹脂は、
エチレンの単独重合体(低密度、中密度、高密度)、エ
チレンを主成分とする共重合体、これらの混合物のいず
れでもよい。共重合体としては、例えばエチレン成分を
80重量%以上含むエチレン−αオレフィン共重合体
(線状低密度ポリエチレン)、エチレン−酢酸ビニル共
重合体等を挙げることができる。特に、線状低密度ポリ
エチレンが好ましい。
【0014】上記ポリエチレン系樹脂のメルトインデッ
クス(MI) は、JIS K7210に基づき、温度1
90℃、荷重2.16 kgf の通常の条件で測定される
もので、そのMIが1未満であると、シート化する際に
外観上問題を生じ、MIが20を越えると、発泡シート
の耐熱性が不十分となる。
【0015】また、上記ポリプロピレン系樹脂が50重
量%未満或いはポリエチレン系樹脂が50重量%を超え
ると、発泡シートの高温伸び等の耐熱性及び剛性が不十
分となる。
【0016】熱分解型発泡剤としては、分解温度が18
0〜270℃程度のものが好ましく、例えばアゾジカル
ボンアミド、N, N' −ジニトロソペンタメチレンテト
ラミン、p−トルエンスルホニルセミカルバジド等が用
いられ。これらは単独で用いても、2種以上を混合して
用いてもよい。熱分解型発泡剤の配合量は、樹脂成分の
合計量100重量部に対して、一般に5〜30重量部程
度であり、所望の発泡倍率に応じて設定される。
【0017】架橋助剤としては、例えばジビニルベンゼ
ン、トリメチロールプロパントリメタクリレート、1,
2,4−トリアリルトリメリテート、1,9−ノナンジ
オールジメタクリレート等が用いられる。架橋助剤の配
合量は、樹脂成分の合計量100重量部に対して、一般
に0.5〜15重量部程度であり、所望のゲル分率に応
じて設定される。
【0018】なお、必要に応じて、発泡剤の分解促進
剤、気泡核調整剤、酸化防止剤、熱安定剤、着色剤、難
燃剤、帯電防止剤、無機充填剤等の各種添加剤を配合す
ることができる。
【0019】上記配合組成物を、押出機やロール等の汎
用の混練装置を用いて、熱分解型発泡剤が分解しない温
度、例えば150〜170℃程度の温度で溶融混練し
て、シート状に成形して発泡性シートを作成する。
【0020】そして、この発泡性シートに電離性放射線
の照射を行い、この発泡性シートを構成する樹脂を架橋
させる。電離性放射線としては、電子線、X線、β線、
γ線等が使用される。照射線量は、一般に1〜50Mr
ad程度であり、所望のゲル分率に応じて線量が設定さ
れる。
【0021】電離性放射線により樹脂を架橋させる方法
に代えて、有機過酸化物を用いる場合は、予め配合組成
物中に、ジクミルパーオキサイド、ジ−t−ブチルパー
オキサイド、メチルエチルケトンパーオキサイドのよう
な有機過酸化物を配合しておき、この有機過酸化物によ
り樹脂を架橋させる。有機過酸化物の配合量は、樹脂成
分の合計量100重量部に対して、一般に0.05〜5
重量部程度であり、所望のゲル分率に応じて設定され
る。
【0022】樹脂が架橋された発泡性シートは、例え
ば、熱風、赤外線、メタルバス、オイルバス等により、
熱分解型発泡剤の分解温度以上で且つ樹脂の融点以上の
温度、例えば190〜290℃に加熱し、発泡剤の分解
ガスによって樹脂を発泡させ、こうして、架橋オレフィ
ン系樹脂発泡シートを得る。
【0023】ここで、樹脂成分及び架橋促進剤の種類や
配合割合、電離性放射線の照射条件、加熱発泡条件を適
当に設定することにより、120℃のキシレン中で24
時間抽出した後のゲル分率Aが50〜75%であり、1
20℃のキシレン中で72時間抽出した後のゲル分率B
が、式B/A≧0.85を満足する架橋オレフィン系樹
脂発泡シートを得る。
【0024】ゲル分率A及びBは、発泡シートの架橋度
を表すもので、具体的には、発泡体約0.2gを精密に
秤量し、これを120℃のキシレン50ml中に所定時
間(24時間又は72時間)浸漬し、その後200メッ
シュの金網で濾過し、金網上の不溶解分を真空乾燥し、
この不溶解分の重量を上記発泡体(約0.2g)の精密
な秤量に対する重量百分率で表した値で示される。
【0025】ゲル分率Aが50%未満であると、発泡シ
ートの耐熱性が不充分となり、ホットスタンピング成形
時に発泡シートが押し潰されて薄肉化し、逆にゲル分率
Aが75%を超えると、発泡性が悪くなる。また、ゲル
分率Bが、式B/A<0.85となると、特に高温抗張
力が低下し、ホットスタンピング成形性が悪くなり、良
好な成形品を得ることができない。
【0026】ホットスタンピング成形法には、例えば、
(1)表皮材付き発泡シートを、予め真空成形により凹
型で所望形状に成形し、これに溶融した熱可塑性樹脂か
らなる骨材を供給し、凸型で型押しして成形する方法、
(2)表皮材付き発泡シートを、凹型と凸型で型押しし
て所望形状に成形する際に、溶融した熱可塑性樹脂から
なる骨材を供給して成形する方法などがあり、この発明
の架橋ポリオレフィン系樹脂発泡体は、公知のいかなる
ホットスタンピング成形法にも有効である。
【0027】特に、上記(1)のホットスタンピング成
形法の場合、真空成形により凹型に沿わせるため良好な
高温伸びが要求され、しかも凸型で型押しして成形する
ため良好な高温抗張力が要求されるため、この発明の架
橋ポリオレフィン系樹脂発泡体は、上記(1)のような
真空成形を行うホットスタンピング成形法に好適に使用
される。
【作用】メルトインデックス0.4〜2.0のポリプロ
ピレン系樹脂50〜100重量%と、メルトインデック
ス1〜20のポリエチレン系樹脂50〜0重量%とから
なる架橋樹脂発泡体は、主にポリプロピレン系樹脂によ
って高温伸びが向上する。
【0028】しかも、この架橋樹脂発泡体が、120℃
のキシレンに24時間抽出した後のゲル分率Aが50〜
75%であると、主に耐熱性が向上し、しかも120℃
のキシレンに72時間抽出した後のゲル分率Bが式B/
A≧0.85を満足するものは、主に耐熱性及び高温抗
張力が向上する。
【0029】このように、この発明の架橋樹脂発泡体
は、24時間抽出後と72時間抽出後とでゲル分率の変
化が小さい。このことは、架橋樹脂発泡体の架橋構造が
しっかりとした化学架橋構造であり、熱に弱い物理的な
疑似架橋構造が少ないものと推定され、このような化学
架橋構造と、上記特定ポリプロピレン系樹脂及びポリエ
チレン系樹脂との性質とが相まって、ホットスタンピン
グ成形性の向上に寄与しているものと考えられる。
【0030】
【実施例】以下、この発明の実施例及び比較例を説明す
る。実施例1 ポリプロピレン系樹脂(MI0.5、エチレン含有量
3.6重量%のプロピレン−エチレンランダム共重合
体)70重量部と、ポリエチレン系樹脂(MI8.0、
密度0.920g/cm3 の線状低密度ポリエチレン)3
0重量部とを混合して、ポリオレフィン系樹脂を調製し
た。
【0031】このポリオレフィン系樹脂100重量部
に、熱分解型発泡剤としてアゾジカルボンアミド6重量
部、架橋助剤としてトリメチロールプロパントリメタク
リレート2.4重量部と1,9−ノナンジオールジメタ
クリレート0.6重量部、酸化防止剤(BHT)を配合
して、樹脂配合物を調製した。
【0032】この樹脂配合物を、押出機を用いて発泡剤
の分解温度以下でシート状に成形し、厚さ1.5mmの発
泡性シートを得た。この発泡性シートに電子線(800
KV)を5Mrad照射して樹脂を架橋させ、これを2
80℃の熱風式発泡炉で加熱して発泡させて、表面平滑
な架橋樹脂発泡シートを得た。
【0033】この架橋樹脂発泡シートは、厚さ3mm、密
度0.067g/cm3 で、120℃のキシレン中で24
時間抽出した後のゲル分率Aが55%、120℃のキシ
レン中で72時間抽出した後のゲル分率Bが51%であ
り、B/Aは0.93であった。
【0034】この架橋樹脂発泡シートのホットスタンピ
ング成形性を評価するために、この架橋樹脂発泡シート
の片面に、ウレタン系接着剤を用いて、軟質塩化ビニル
樹脂シート(厚さ0.4mm)からなる表皮材を貼合わせ
て、表皮材付き発泡シートを得た。
【0035】そして、この表皮材付き発泡シート(試料
10個)を用い、シート表面が190℃になるように加
熱し、絞り比(深さ/直径)0.7の円筒状の凹型で予
め真空成形し、これに溶融した210℃のポリプロピレ
ン樹脂からなる骨材を供給し、凸型で型押ししてホット
スタンピング成形を行った。
【0036】得られた成形品(10個)について、発泡
シート内に骨材樹脂が部分的に進入したり、この進入し
た骨材樹脂により発泡シートが部分的にちぎれることの
ない場合を合格品とし、その数でホットスタンピング成
形性を評価した。その結果、全ての成形品(10個)が
合格品であった。これを表1にまとめて示す。
【0037】実施例2 ポリプロピレン系樹脂(MI2.0、エチレン含有量
4.0重量%のプロピレン−エチレンランダム共重合
体)60重量部と、ポリエチレン系樹脂(MI20.
0、密度0.920g/cm3 の線状低密度ポリエチレ
ン)40重量部とを混合したポリオレフィン系樹脂を用
いた。
【0038】また、架橋助剤として、トリメチロールプ
ロパントリメタクリレート1.5重量部と1,9−ノナ
ンジオールジメタクリレート0.5重量部とジビニルベ
ンゼン1.0重量部とを用いた。
【0039】それ以外は、実施例1と同様にして、表1
に示す発泡シートを調製し、実施例1と同様にして、ホ
ットスタンピング成形性を評価した。その結果を、表1
にまとめて示す。
【0040】比較例1〜3
【0041】ポリプロピレン系樹脂及びポリエチレン系
樹脂のMIと混合割合、架橋助剤の種類と混合割合、照
射線量、加熱発泡条件等を変更して、表1に示す発泡シ
ートを調製し、実施例1と同様にして、ホットスタンピ
ング成形性を評価した。その結果を、表1にまとめて示
す。
【0042】
【表1】
【0043】
【発明の効果】上述の通り、この発明の架橋ポリオレフ
ィン系樹脂発泡体は、メルトインデックス0.4〜2.
0のポリプロピレン系樹脂50〜100重量%とメルト
インデックス1〜20のポリエチレン系樹脂50〜0重
量%とからなる架橋樹脂発泡体であって、120℃のキ
シレンに24時間抽出した後のゲル分率Aが50〜75
重量%であり、120℃のキシレンに72時間抽出した
後のゲル分率Bが、式B/A≧0.85を満足するもの
で、それにより、ホットスタンピング成形の際に、発泡
シート内に骨材樹脂が部分的に進入したり、この進入し
た骨材樹脂により発泡シートが部分的にちぎれることの
ない成形品を得ることができる。
【0044】したがって、この発明の架橋ポリオレフィ
ン系樹脂発泡体は、この発泡シートに表皮材を貼り合わ
せ、この表皮材付き発泡シートを用いてホットスタンピ
ング成形を行う用途、例えば自動車の天井材、ドア内面
材、インスツルメントパネル等の断熱緩衝材として好適
である。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 メルトインデックス0.4〜2.0のポ
    リプロピレン系樹脂50〜100重量%とメルトインデ
    ックス1〜20のポリエチレン系樹脂50〜0重量%と
    からなる架橋樹脂発泡体であって、120℃のキシレン
    中で24時間抽出した後のゲル分率Aが50〜75%で
    あり、120℃のキシレン中で72時間抽出した後のゲ
    ル分率Bが、式B/A≧0.85を満足する架橋ポリオ
    レフィン系樹脂発泡体。
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