JP4212217B2 - 発泡体の製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水を用いて熱可塑性樹脂を発泡させることによる、緩衝材等に使用される発泡体の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、熱可塑性樹脂を発泡させる技術として、アゾジカルボンアミドなどの有機化学発泡剤や重炭酸ソーダなどの無機化学発泡剤を用いる方法、フロンやブタンなどの低沸点溶媒を用いる方法などがある。しかしながら、これらの方法は、環境上の問題が指摘されてきた。
このような環境上の問題から、近年、「水発泡」という技術が注目を集めている。
水を用いて熱可塑性樹脂を発泡させ、発泡体を製造する方法として、特開平９−２４９７６１号公報には、水分を含有するフスマ、オカラ等の植物残渣を熱可塑性樹脂と混合し、圧力下で加熱溶融しながら混練して発泡体を製造する方法が開示されている。しかしながら、フスマ、オカラ等の植物残渣を使用した場合には、次のような欠点がある。▲１▼フスマ、オカラ等の植物残渣自体は、安価に入手できるが、輸送、保管の為の乾燥及び粉砕が必要であり、コストが大きくなる。▲２▼発泡体中にフスマ、オカラ等の植物残渣が分散した状態となるので、カビが発生したり、ネズミやゴキブリが集まって製品を囓ったりする。この為、不衛生である。▲３▼発泡の時に、特有の臭いがする。▲４▼植物残渣は、タンパク質の含有量等の品質バラツキが大である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的とするところは、環境上の問題がなく、不衛生な状態を生じさせない衛生的な発泡体を低コストで製造する方法を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以下の通りである。
（１） 加熱、加圧下で熱可塑性樹脂、ベントナイト及び水を混合して熱可塑性樹脂中に水を含浸させたベントナイトを均一に分散させた後に、温度及び圧力を下げてベントナイトに含浸させた水を気化させる発泡体の製造方法であって、熱可塑性樹脂１００重量部に対してベントナイトを２５〜６７重量部使用することを特徴とする発泡体の製造方法。
（２） 前記水の使用割合が、前記熱可塑性樹脂１００重量部に対して９〜２２重量部であることを特徴とする（１）の発泡体の製造方法。
（３） 前記熱可塑性樹脂がポリプロピレンまたはポリ乳酸であることを特徴とする（１）または（２）の発泡体の製造方法。
（４） 前記ベントナイトの交換性イオンが主としてＮａ^＋であることを特徴とする（１）〜（３）のいずれか一項に記載の発泡体の製造方法。
（５） 前記（１）〜（４）のいずれかに記載の方法により製造されたことを特徴とする発泡体。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明は、加熱、加圧下で熱可塑性樹脂、膨潤性粘土鉱物及び水を混合して熱可塑性樹脂中に水を含浸させた膨潤性粘土鉱物を均一に分散させた後に、温度及び圧力を下げて膨潤性粘土鉱物に含浸させた水を気化させることを特徴とする発泡体の製造方法に関する。
【０００６】
本発明に於いて使用し得る熱可塑性樹脂としては、例えば通常のプラスチック成形に使用されるポリスチレン、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン・酢酸ビニル共重合体、ポリ塩化ビニル、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体、熱可塑性エラストマー等が挙げられる。その他に、化学合成によって製造されるポリ乳酸、ポリブチレンサクシネート、ポリブチレンサクシエート・アジペート、ポリカプロラクトン及び微生物が産生するポリ（３−ヒドロキシアルカノエート）等の生分解性樹脂が挙げられる。生分解性樹脂を使用した場合には、発泡体を地中に埋めることによって短期間で分解・消滅するので、廃棄処理が容易となる。
【０００７】
本発明に於いて使用される膨潤性粘土鉱物は、適量の水を含んでいる時に粘性と可塑性を示す、大部分が２μｍ以下の微細な層状ケイ酸塩から成る微粒子の集合体である。このような膨潤性粘土鉱物としては、例えばカオリナイト、ハロイサイト、タルク、モンモリロナイト、イライト、バーミュライト、クロライト等が挙げられる。なかでも、モンモリロナイトを主成分とするベントナイト、とりわけ、交換性陽イオンが主としてＮａイオンであるＮａベントナイトは、膨潤性ベントナイトと呼ばれ、吸水能が大きく、特に好ましい。膨潤性粘土鉱物の使用割合は、熱可塑性樹脂１００重量部に対し１０〜１４０重量部とすることが好ましく、かつ、水の使用割合は、熱可塑性樹脂１００重量部に対し５〜４０重量部とすることが好ましい。膨潤性粘土鉱物の割合が１０重量部未満では、水が均一に分散せず、良好な発泡体が得られない。また１４０重量部を超えると溶融物の可塑性が低下し、押し出しが不可能となる。水の割合が５重量部未満では十分な発泡倍率が得られず、また４０重量部を超えると破泡によって発泡倍率が低下する。
【０００８】
本発明に従って、加熱、加圧下で熱可塑性樹脂、膨潤性粘土鉱物及び水を混合して熱可塑性樹脂中に水を含浸させた膨潤性粘土鉱物を均一に分散させた後に、温度及び圧力を下げて膨潤性粘土鉱物に含浸させた水を気化させることにより、発泡体を製造する方法としては、例えば二軸押出機を用いて熱可塑性樹脂と膨潤性粘土鉱物とを混合して予めコンパウンドを調製し、次いで水発泡押出機を用いて加熱、加圧下でコンパウンドに水を加えて熱可塑性樹脂中に水を含浸させた膨潤性粘土鉱物を均一に分散させた後に、大気中に押し出し、温度及び圧力を下げて膨潤性粘土鉱物に含浸させた水を気化させる水発泡押出成形方法でもよいし、或いは二軸押出機を用いて加熱、加圧下で熱可塑性樹脂、膨潤性粘土鉱物及び水を混合して熱可塑性樹脂中に水を含浸させた膨潤性粘土鉱物を均一に分散させた後に、大気中に押し出し、温度及び圧力を下げて膨潤性粘土鉱物に含浸させた水を気化させる押出成形方法でもよいし、或いは予め膨潤性粘土鉱物に水を含浸させ、次いで二軸押出機を用いて加熱、加圧下で熱可塑性樹脂と水を含浸させた膨潤性粘土鉱物とを混合して熱可塑性樹脂中に水を含浸させた膨潤性粘土鉱物を均一に分散させた後に、大気中に押し出し、温度及び圧力を下げて膨潤性粘土鉱物に含浸させた水を気化させる押出成形方法でもよい。
本発明に従って製造される発泡体は、押出機に取り付けられるダイス等によって種々の形状に成形することが可能であり、緩衝材等として好適に使用することができる。
【０００９】
【実施例】
以下、実施例により、本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
実施例１
二軸押出機を用いて加熱、加圧下でポリプロピレン（トクヤマ社製 ＰＮ１５０Ｇ）１００重量部に対して２５重量部のベントナイト（クニミネ工業社製 クニゲルＧＳ）を混合してポリプロピレン中にベントナイトを均一に分散させたコンパウンドを調製した。
次いで、水発泡押出機を用いて加熱、加圧下で、コンパウンド（ポリプロピレン１００重量部）に対して９重量部の水を注入してポリプロピレン中に水を含浸させたベントナイトを分散させた後に、大気中に押し出し、温度及び圧力を下げてベントナイトに含浸させた水を気化させ、表１に示す発泡倍率の発泡体を製造した。
【００１０】
実施例２
二軸押出機を用いて加熱、加圧下でポリプロピレン（トクヤマ社製 ＰＮ１５０Ｇ）１００重量部に対して２５重量部のベントナイト（クニミネ工業社製 クニゲルＧＳ）を混合してポリプロピレン中にベントナイトを均一に分散させたコンパウンドを調製した。
次いで、水発泡押出機を用いて加熱、加圧下で、コンパウンド（ポリプロピレン１００重量部）に対して１６重量部の水を注入してポリプロピレン中に水を含浸させたベントナイトを分散させた後に、大気中に押し出し、温度及び圧力を下げてベントナイトに含浸させた水を気化させ、表１に示す発泡倍率の発泡体を製造した。
【００１１】
実施例３
二軸押出機を用いて加熱、加圧下でポリプロピレン（トクヤマ社製 ＰＮ１５０Ｇ）１００重量部に対して６７重量部のベントナイト（クニミネ工業社製 クニゲルＧＳ）を混合してポリプロピレン中にベントナイトを均一に分散させたコンパウンドを調製した。
次いで、水発泡押出機を用いて加熱、加圧下でコンパウンド（ポリプロピレン１００重量部）に対して２２重量部の水を注入してポリプロピレン中に水を含浸させたベントナイトを分散させた後に、大気中に押し出し、温度及び圧力を下げてベントナイトに含浸させた水を気化させ、表１に示す発泡倍率の発泡体を製造した。
【００１２】
実施例４
二軸押出機を用いて加熱、加圧下でポリ乳酸（三井化学社製 レイシアＨ−１００Ｅ）１００重量部に対して６７重量部のベントナイト（クニミネ工業社製 クニゲルＧＳ）を混合してポリ乳酸中にベントナイトを均一に分散させた。
次いで、加熱、加圧下でコンパウンドに、コンパウンド（ポリ乳酸１００重量部）に対して２２重量部の水を注入してポリ乳酸中に水を含浸させたベントナイトを分散させた後に、大気中に押し出し、温度及び圧力を下げてベントナイトに含浸させた水を気化させ、表１に示す発泡倍率の発泡体を製造した。
【００１３】
比較例１
水発泡押出機を用いて加熱、加圧下でポリプロピレン（トクヤマ社製 ＰＮ１５０Ｇ）１００重量部に対して１１重量％の水を注入した後に、大気中に押し出し、温度及び圧力を下げて発泡体を製造することを試みたが、表１に示す発泡倍率となり、殆ど発泡させることができなかった。
【００１４】
比較例２
二軸押出機を用いて加熱、加圧下でポリプロピレン（トクヤマ社製 ＰＮ１５０Ｇ）１００重量部に対して５重量部のベントナイト（クニミネ工業社製 クニゲルＧＳ）とを混合してポリプロピレン中にベントナイトを均一に分散させたコンパウンドを調製した。
次いで、水発泡押出機を用いて加熱、加圧下でコンパウンド（ポリプロピレン１００重量部）に対して１１重量部の水を注入してポリプロピレン中に水を含浸させたベントナイトを分散させた後に、大気中に押し出し、温度及び圧力を下げて発泡体を製造することを試みたが、表１に示す発泡倍率となり、殆ど発泡させることができなかった。
【００１５】
比較例３
二軸押出機を用いて加熱、加圧下でポリプロピレン（トクヤマ社製 ＰＮ１５０Ｇ）１００重量部に対して１５０重量部のベントナイト（クニミネ工業社製 クニゲルＧＳ）とを混合することを試みたが、高負荷の為に途中で押出機が停止した。
【００１６】
【表１】

【００１７】
表１から明らかなように、本発明によれば、発泡倍率の大きな発泡体を容易に製造することができる。
【００１８】
【発明の効果】
本発明によれば、環境上の問題がなく、不衛生な状態を生じさせない衛生的な発泡体を低コストで製造することができる。

Claims (5)

1. 加熱、加圧下で熱可塑性樹脂、ベントナイト及び水を混合して熱可塑性樹脂中に水を含浸させたベントナイトを均一に分散させた後に、温度及び圧力を下げてベントナイトに含浸させた水を気化させる発泡体の製造方法であって、熱可塑性樹脂１００重量部に対してベントナイトを２５〜６７重量部使用することを特徴とする発泡体の製造方法。
2. 前記水の使用割合が、前記熱可塑性樹脂１００重量部に対して９〜２２重量部であることを特徴とする請求項１記載の発泡体の製造方法。
3. 前記熱可塑性樹脂がポリプロピレンまたはポリ乳酸であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の発泡体の製造方法。
4. 前記ベントナイトの交換性イオンが主としてＮａ^＋であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の発泡体の製造方法。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の方法により製造されたことを特徴とする発泡体。