JP4237883B2 - 架橋オレフィン系樹脂連続気泡発泡体の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、緩衝材、クッション材、家電製品の隙間充填材、エアコン等の結露防止材、木製床の防音材等として好適に用いられる架橋オレフィン系樹脂連続気泡発泡体の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
架橋オレフィン系樹脂連続気泡発泡体の製造方法が記載されたものとして、特開昭５６−１２１７３９号公報及び特公昭６０−４９６５７号公報がある。
特開昭５６−１２１７３９号公報に記載されている方法は、等速２本ロールの間に発泡体を通して圧縮変形させることにより気泡膜を破裂させて気泡を連通化する方法である。この方法は単板の厚物発泡体を製造する方法であり、長尺の発泡シートやスキン層付きのものは得られず、粘着加工や他の素材との複合加工を能率的に行うことは困難である。また、厚物であるため内部と表面層に発泡倍率や連続気泡率の差異が生じるので、木製床の防音材や家電製品の隙間充填材などのように薄物にして使用する場合に品質のばらつきが生じることがある。
【０００３】
特公昭６０−４９６５７号公報に記載の方法は、発泡段階で連続気泡化を達成する方法であるが、架橋度が低い樹脂の低粘弾性状態から発泡が始まるため、気泡径が不均一となったり表面が凹凸状態になり易く、発泡倍率を２０倍以上とすることが困難であり、クッション性や圧縮復元性が悪くなり易い。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記従来の問題点を解消し、連続した長尺のシートで粘着加工や他の素材との複合加工が容易で、発泡倍率及び連続気泡率が高く、スキン層を有する表面が平滑な架橋オレフィン系樹脂連続気泡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】
本発明の架橋オレフィン系樹脂連続気泡発泡体の製造方法は、架橋オレフィン系樹脂独立気泡発泡体を異方向へ回転する２本のロール間隙を通過させながら圧縮することにより気泡膜を破裂せしめて連続気泡発泡体を製造する方法において、架橋オレフィン系樹脂独立気泡発泡体の発泡倍率が１５〜７０倍であり、平均気泡径（μｍ）のゲル分率（重量％）に対する比が１０〜３００の関係にあり、ロール間隙が発泡体厚みの１／８〜１／２５、ロールの周速比Ｖｕ／Ｖｌ （Ｖｕは回転の速いロールの周速度、Ｖｌ は回転の遅いロールの周速度）が１．０〜１．４であることを特徴とする。
【０００６】
本発明は発泡体の原料としてオレフィン系樹脂を使用する。これを用いた連続気泡発泡体は低圧縮強度であり、圧縮復元性が良く、スライスしたものは吸水性・吸音性を有するので緩衝材、クッション材、家電製品の気密材や隙間充填材、エアコン等の結露防止材、木製床の防音材などとして好適に使用される。
【０００７】
このようなオレフィン系樹脂としては、例えば、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、直鎖状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等が挙げられる。上記のうちで低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体が主として用いられる。
【０００８】
上記独立気泡発泡体として発泡倍率が１５〜７０倍のものを使用する。この理由は、発泡倍率が１５倍未満では発泡体の気泡膜が厚く、膜強度が大きいので破泡し難く、発泡倍率が７０倍を超える独立気泡発泡体は製造が困難であり、連続気泡化するための加工を行うと偏平な気泡となり厚みが復元しなくなるからである。好ましい発泡倍率は２０〜５０倍である。
【０００９】
独立気泡発泡体を２本のロール間隙で圧縮することにより得られる連続気泡発泡体の連続気泡率は７０〜１００％の範囲で、用途により適宜使い分けることができる。連続気泡率が７０％に達していないものは圧縮強度が大きく、触感が悪くなる。
【００１０】
独立気泡発泡体の平均気泡径は２００μｍ〜１５００μｍが好ましく、より好ましくは５００〜１４００μｍであり、ゲル分率は５〜８５％であることが好ましく、より好ましくは２０〜７０％である。平均気泡径は独立気泡発泡体全体の平均気泡径であり、具体的には以下の方法により測定された値である。
【００１１】
図２は独立気泡発泡体の平均気泡径を算出する方法を示す模式図である。独立気泡発泡体の厚さ（Ｙ）、幅（Ｘ）、長さ（Ｚ）方向の各一定長さにおいて、各方向に等間隔で３本ずつ描いた各直線上における気泡数をマイクロスコープ（ハイロックス社製）を用いて測定し、（各一定長さ／気泡数）により各直線上における気泡の平均長さ（Ｌｘ1 ，Ｌｘ2 ，Ｌｘ3 ，Ｌｙ1 ，・・）を算出した後、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向の気泡の平均長さ（Ｌｘ、Ｌｙ、Ｌｚ）を算出する。即ち、
Ｘ方向の平均気泡長さＬｘ（μｍ）＝（Ｌｘ1 ＋Ｌｘ2 ＋Ｌｘ3 ）／３
Ｙ方向の平均気泡長さＬｙ（μｍ）＝（Ｌｙ1 ＋Ｌｙ2 ＋Ｌｙ3 ）／３
Ｚ方向の平均気泡長さＬｚ（μｍ）＝（Ｌｚ1 ＋Ｌｚ2 ＋Ｌｚ3 ）／３
さらに、（Ｌｘ＋Ｌｙ＋Ｌｚ）／３＝平均気泡径（μｍ）とする。
【００１２】
上記平均気泡径とゲル分率の比は１０〜３００であり、好ましくは１８〜２００である。平均気泡径のゲル分率に対する比が１０未満の場合は、気泡径が小さいか又はゲル分率が高い場合である。気泡径が小さいとロール間隙を通過するときに受ける剪断力が充分に作用せず破泡し難くなり、ゲル分率が高いと架橋度が高いので樹脂強度が高く、この場合も破泡し難くなる。
【００１３】
上記の比が３００を超える場合は、気泡径が非常に大きいか又はゲル分率が極端に低い場合である。気泡径が非常に大きいと気泡径の大きさが不均一となり、発泡体としての種々の物性が悪くなる。ゲル分率が極端に低いと独立気泡発泡体を製造する際、発泡ガス抜けが起こり、適正な倍率の発泡体が得られないことがある。
【００１４】
２本のロール間隙は独立気泡発泡体の厚みの１／８〜１／２５とする。この間隙が１／８を超えると圧縮力が不足して破泡性が著しく低下し、所望の連続気泡率とするためにはロール間隙を通過させる回数を増やさなければならない。又、１／２５よりも小さいとロールによる圧縮力が強すぎて気泡が押し潰され、ロール間隙通過後の発泡体の厚みが回復しなくなる。好ましくは１／１２〜１／１８である。
【００１５】
上記２本のロールは異なる周速度で異方向に回転する。回転方向は図１に示すように、独立気泡発泡体１の挿入方向に対して正方向である。この２本のロールａ、ｂの回転速度は５〜３０ｍ／分が好ましく、この速度範囲において速い速度で回転する一方のロール１の周速度Ｖｕと、遅い速度で回転する他方のロール２の周速度Ｖｌ との比Ｖｕ／Ｖｌ は１．０〜１．４である。
【００１６】
周速度が異なることによりロール間隙を通過する発泡体は剪断力を受けて気泡膜が容易に破裂し独立気泡が連続気泡となる。１．４を超えるとロール間隙通過後の発泡体に湾曲が生じたりすることがある。好ましい周速比は１．１〜１．３である。
【００１７】
独立気泡発泡体をロール間隙に１回だけ通過させることにより所望の連続気泡率が得られることもあるが、１回の通過だけでは連続気泡率が不足する場合には複数回通過させるか、又は、上記のような１対のロールを複数個配置した装置を用いてもよい。但し、ロール間隙に６回以上通過させると圧縮作用と剪断作用により発泡体が伸びすぎて連続気泡発泡体の厚みが減り、硬さ等が著しく変化することがあるので６回以下とすることが好ましく、４回以下とするのがより好ましい。
【００１８】
【発明の実施の形態】
（実施例１〜７、比較例１〜５）
低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）（ＭＩ＝３．８，密度０．９２４）、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）（ＭＩ＝２．５，密度０．９４０，酢酸含有量１９．０％）又は低密度ポリエチレンと高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）（ＭＩ＝６．６，密度０．９５６）の１：１（重量比）の混合物に、熱分解型発泡剤としてアゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）１５重量部を添加し、ＡＤＣＡが分解しない温度で発泡性シートを押出成形し、該発泡性シートに電子線架橋又は化学架橋（ジクミルパーオキサイド，加熱温度１６０℃）により架橋せしめ、その後２００〜２５０℃の加熱炉を通してＡＤＣＡを分解させ、厚さ５〜８ｍｍの独立気泡発泡体を作製した。
【００１９】
図１は連続気泡発泡体を製造する方法を示す側面図であり、厚みｔ1 の独立気泡発泡体１を表１に示す条件でロールａ、ロールｂの間隙ｔ2 を通過させて連続気泡発泡体２を得た。この連続気泡発泡体２を以下の項目で評価し、その結果を表１及び表２に示した。
（１）平均気泡径：前記の方法による。
（２）独立気泡率（％）：ＡＳＴＭ Ｄ２８５６−９４に基づき、空気比較式比重計（ＢＥＣＫＭＡＮ）を用いて測定した。
（３）連続気泡率（％）＝１００−独立気泡率（％）
（４）ロール間隙＝ｔ2 ／独立気泡発泡体１の厚みｔ1
（５）ロール周速比＝高速ロールａの周速度Ｖｕ／低速ロールｂの周速度Ｖｌ
（６）厚み保持率＝ロール間隙通過後の発泡体の厚みｔ3 ／ｔ1
（７）外観：連続気泡化前後の発泡体を目視により比較評価した。
（８）ゲル分率：独立気泡発泡体をＡｇ秤量し、これを１２０℃のキシレン中に２４時間浸漬した後、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てその重量（Ｂｇ）を測定し、次式により算出した。
ゲル分率（重量％）＝（Ｂ／Ａ）×１００
【００２０】
【表１】
【００２１】
【表２】
【００２２】
【発明の効果】
本発明によると、得られた連続気泡発泡体は発泡倍率及び連続気泡率が高く、圧縮強度が低く、表面はスキン層を有して平滑であるから隙間への充填作業がし易い。又、圧縮復元性が良く、スライスしたものは吸水性・吸音性を有するので緩衝材、クッション材、家電製品の気密材や隙間充填材、エアコン等の結露防止材、木製床の防音材などとして好適に使用される。更に、連続した長尺のシートとすることができるので、粘着加工や他の素材との複合加工が容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す側面図。
【図２】平均気泡径を測定する方法を示す独立気泡発泡体の模式図。
【符号の説明】
１：独立気泡発泡体
２：連続気泡発泡体
ａ，ｂ：ロール
ｔ1 ：独立気泡発泡体の厚み
ｔ2 ：ロール間隙
ｔ3 ：連続気泡発泡体の厚み
【発明の属する技術分野】
本発明は、緩衝材、クッション材、家電製品の隙間充填材、エアコン等の結露防止材、木製床の防音材等として好適に用いられる架橋オレフィン系樹脂連続気泡発泡体の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
架橋オレフィン系樹脂連続気泡発泡体の製造方法が記載されたものとして、特開昭５６−１２１７３９号公報及び特公昭６０−４９６５７号公報がある。
特開昭５６−１２１７３９号公報に記載されている方法は、等速２本ロールの間に発泡体を通して圧縮変形させることにより気泡膜を破裂させて気泡を連通化する方法である。この方法は単板の厚物発泡体を製造する方法であり、長尺の発泡シートやスキン層付きのものは得られず、粘着加工や他の素材との複合加工を能率的に行うことは困難である。また、厚物であるため内部と表面層に発泡倍率や連続気泡率の差異が生じるので、木製床の防音材や家電製品の隙間充填材などのように薄物にして使用する場合に品質のばらつきが生じることがある。
【０００３】
特公昭６０−４９６５７号公報に記載の方法は、発泡段階で連続気泡化を達成する方法であるが、架橋度が低い樹脂の低粘弾性状態から発泡が始まるため、気泡径が不均一となったり表面が凹凸状態になり易く、発泡倍率を２０倍以上とすることが困難であり、クッション性や圧縮復元性が悪くなり易い。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記従来の問題点を解消し、連続した長尺のシートで粘着加工や他の素材との複合加工が容易で、発泡倍率及び連続気泡率が高く、スキン層を有する表面が平滑な架橋オレフィン系樹脂連続気泡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】
本発明の架橋オレフィン系樹脂連続気泡発泡体の製造方法は、架橋オレフィン系樹脂独立気泡発泡体を異方向へ回転する２本のロール間隙を通過させながら圧縮することにより気泡膜を破裂せしめて連続気泡発泡体を製造する方法において、架橋オレフィン系樹脂独立気泡発泡体の発泡倍率が１５〜７０倍であり、平均気泡径（μｍ）のゲル分率（重量％）に対する比が１０〜３００の関係にあり、ロール間隙が発泡体厚みの１／８〜１／２５、ロールの周速比Ｖｕ／Ｖｌ （Ｖｕは回転の速いロールの周速度、Ｖｌ は回転の遅いロールの周速度）が１．０〜１．４であることを特徴とする。
【０００６】
本発明は発泡体の原料としてオレフィン系樹脂を使用する。これを用いた連続気泡発泡体は低圧縮強度であり、圧縮復元性が良く、スライスしたものは吸水性・吸音性を有するので緩衝材、クッション材、家電製品の気密材や隙間充填材、エアコン等の結露防止材、木製床の防音材などとして好適に使用される。
【０００７】
このようなオレフィン系樹脂としては、例えば、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、直鎖状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等が挙げられる。上記のうちで低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体が主として用いられる。
【０００８】
上記独立気泡発泡体として発泡倍率が１５〜７０倍のものを使用する。この理由は、発泡倍率が１５倍未満では発泡体の気泡膜が厚く、膜強度が大きいので破泡し難く、発泡倍率が７０倍を超える独立気泡発泡体は製造が困難であり、連続気泡化するための加工を行うと偏平な気泡となり厚みが復元しなくなるからである。好ましい発泡倍率は２０〜５０倍である。
【０００９】
独立気泡発泡体を２本のロール間隙で圧縮することにより得られる連続気泡発泡体の連続気泡率は７０〜１００％の範囲で、用途により適宜使い分けることができる。連続気泡率が７０％に達していないものは圧縮強度が大きく、触感が悪くなる。
【００１０】
独立気泡発泡体の平均気泡径は２００μｍ〜１５００μｍが好ましく、より好ましくは５００〜１４００μｍであり、ゲル分率は５〜８５％であることが好ましく、より好ましくは２０〜７０％である。平均気泡径は独立気泡発泡体全体の平均気泡径であり、具体的には以下の方法により測定された値である。
【００１１】
図２は独立気泡発泡体の平均気泡径を算出する方法を示す模式図である。独立気泡発泡体の厚さ（Ｙ）、幅（Ｘ）、長さ（Ｚ）方向の各一定長さにおいて、各方向に等間隔で３本ずつ描いた各直線上における気泡数をマイクロスコープ（ハイロックス社製）を用いて測定し、（各一定長さ／気泡数）により各直線上における気泡の平均長さ（Ｌｘ1 ，Ｌｘ2 ，Ｌｘ3 ，Ｌｙ1 ，・・）を算出した後、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向の気泡の平均長さ（Ｌｘ、Ｌｙ、Ｌｚ）を算出する。即ち、
Ｘ方向の平均気泡長さＬｘ（μｍ）＝（Ｌｘ1 ＋Ｌｘ2 ＋Ｌｘ3 ）／３
Ｙ方向の平均気泡長さＬｙ（μｍ）＝（Ｌｙ1 ＋Ｌｙ2 ＋Ｌｙ3 ）／３
Ｚ方向の平均気泡長さＬｚ（μｍ）＝（Ｌｚ1 ＋Ｌｚ2 ＋Ｌｚ3 ）／３
さらに、（Ｌｘ＋Ｌｙ＋Ｌｚ）／３＝平均気泡径（μｍ）とする。
【００１２】
上記平均気泡径とゲル分率の比は１０〜３００であり、好ましくは１８〜２００である。平均気泡径のゲル分率に対する比が１０未満の場合は、気泡径が小さいか又はゲル分率が高い場合である。気泡径が小さいとロール間隙を通過するときに受ける剪断力が充分に作用せず破泡し難くなり、ゲル分率が高いと架橋度が高いので樹脂強度が高く、この場合も破泡し難くなる。
【００１３】
上記の比が３００を超える場合は、気泡径が非常に大きいか又はゲル分率が極端に低い場合である。気泡径が非常に大きいと気泡径の大きさが不均一となり、発泡体としての種々の物性が悪くなる。ゲル分率が極端に低いと独立気泡発泡体を製造する際、発泡ガス抜けが起こり、適正な倍率の発泡体が得られないことがある。
【００１４】
２本のロール間隙は独立気泡発泡体の厚みの１／８〜１／２５とする。この間隙が１／８を超えると圧縮力が不足して破泡性が著しく低下し、所望の連続気泡率とするためにはロール間隙を通過させる回数を増やさなければならない。又、１／２５よりも小さいとロールによる圧縮力が強すぎて気泡が押し潰され、ロール間隙通過後の発泡体の厚みが回復しなくなる。好ましくは１／１２〜１／１８である。
【００１５】
上記２本のロールは異なる周速度で異方向に回転する。回転方向は図１に示すように、独立気泡発泡体１の挿入方向に対して正方向である。この２本のロールａ、ｂの回転速度は５〜３０ｍ／分が好ましく、この速度範囲において速い速度で回転する一方のロール１の周速度Ｖｕと、遅い速度で回転する他方のロール２の周速度Ｖｌ との比Ｖｕ／Ｖｌ は１．０〜１．４である。
【００１６】
周速度が異なることによりロール間隙を通過する発泡体は剪断力を受けて気泡膜が容易に破裂し独立気泡が連続気泡となる。１．４を超えるとロール間隙通過後の発泡体に湾曲が生じたりすることがある。好ましい周速比は１．１〜１．３である。
【００１７】
独立気泡発泡体をロール間隙に１回だけ通過させることにより所望の連続気泡率が得られることもあるが、１回の通過だけでは連続気泡率が不足する場合には複数回通過させるか、又は、上記のような１対のロールを複数個配置した装置を用いてもよい。但し、ロール間隙に６回以上通過させると圧縮作用と剪断作用により発泡体が伸びすぎて連続気泡発泡体の厚みが減り、硬さ等が著しく変化することがあるので６回以下とすることが好ましく、４回以下とするのがより好ましい。
【００１８】
【発明の実施の形態】
（実施例１〜７、比較例１〜５）
低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）（ＭＩ＝３．８，密度０．９２４）、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）（ＭＩ＝２．５，密度０．９４０，酢酸含有量１９．０％）又は低密度ポリエチレンと高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）（ＭＩ＝６．６，密度０．９５６）の１：１（重量比）の混合物に、熱分解型発泡剤としてアゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）１５重量部を添加し、ＡＤＣＡが分解しない温度で発泡性シートを押出成形し、該発泡性シートに電子線架橋又は化学架橋（ジクミルパーオキサイド，加熱温度１６０℃）により架橋せしめ、その後２００〜２５０℃の加熱炉を通してＡＤＣＡを分解させ、厚さ５〜８ｍｍの独立気泡発泡体を作製した。
【００１９】
図１は連続気泡発泡体を製造する方法を示す側面図であり、厚みｔ1 の独立気泡発泡体１を表１に示す条件でロールａ、ロールｂの間隙ｔ2 を通過させて連続気泡発泡体２を得た。この連続気泡発泡体２を以下の項目で評価し、その結果を表１及び表２に示した。
（１）平均気泡径：前記の方法による。
（２）独立気泡率（％）：ＡＳＴＭ Ｄ２８５６−９４に基づき、空気比較式比重計（ＢＥＣＫＭＡＮ）を用いて測定した。
（３）連続気泡率（％）＝１００−独立気泡率（％）
（４）ロール間隙＝ｔ2 ／独立気泡発泡体１の厚みｔ1
（５）ロール周速比＝高速ロールａの周速度Ｖｕ／低速ロールｂの周速度Ｖｌ
（６）厚み保持率＝ロール間隙通過後の発泡体の厚みｔ3 ／ｔ1
（７）外観：連続気泡化前後の発泡体を目視により比較評価した。
（８）ゲル分率：独立気泡発泡体をＡｇ秤量し、これを１２０℃のキシレン中に２４時間浸漬した後、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てその重量（Ｂｇ）を測定し、次式により算出した。
ゲル分率（重量％）＝（Ｂ／Ａ）×１００
【００２０】
【表１】
【表２】
【発明の効果】
本発明によると、得られた連続気泡発泡体は発泡倍率及び連続気泡率が高く、圧縮強度が低く、表面はスキン層を有して平滑であるから隙間への充填作業がし易い。又、圧縮復元性が良く、スライスしたものは吸水性・吸音性を有するので緩衝材、クッション材、家電製品の気密材や隙間充填材、エアコン等の結露防止材、木製床の防音材などとして好適に使用される。更に、連続した長尺のシートとすることができるので、粘着加工や他の素材との複合加工が容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す側面図。
【図２】平均気泡径を測定する方法を示す独立気泡発泡体の模式図。
【符号の説明】
１：独立気泡発泡体
２：連続気泡発泡体
ａ，ｂ：ロール
ｔ1 ：独立気泡発泡体の厚み
ｔ2 ：ロール間隙
ｔ3 ：連続気泡発泡体の厚み
Claims (1)
- 架橋オレフィン系樹脂独立気泡発泡体を異方向へ回転する２本のロール間隙を通過させながら圧縮することにより気泡膜を破裂せしめて連続気泡発泡体を製造する方法において、架橋オレフィン系樹脂独立気泡発泡体の発泡倍率が１５〜７０倍であり、平均気泡径（μｍ）のゲル分率（重量％）に対する比が１０〜３００の関係にあり、ロール間隙が発泡体厚みの１／８〜１／２５、ロールの周速比Ｖｕ／Ｖｌ （Ｖｕは回転の速いロールの周速度、Ｖｌ は回転の遅いロールの周速度）が１．０〜１．４であることを特徴とする架橋オレフィン系樹脂連続気泡発泡体の製造方法。
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001040128A JP2001040128A (ja) | 2001-02-13 |
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| JP5204978B2 (ja) * | 2007-02-01 | 2013-06-05 | Ｄｍノバフォーム株式会社 | 敷寝具用発泡体及びその製造方法 |
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| JP5596509B2 (ja) * | 2010-11-19 | 2014-09-24 | 株式会社イノアックコーポレーション | 連続気泡架橋ポリオレフィン系樹脂発泡体の製造方法 |
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1999
- 1999-07-28 JP JP21389999A patent/JP4237883B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2001040128A (ja) | 2001-02-13 |
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