JP5968799B2 - Method for producing cross-linked polyolefin foam - Google Patents

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本発明は、低臭気で無機発泡剤を利用した発泡倍率6倍以上のポリオレフィン系発泡体の製造方法に関するものである。   The present invention relates to a method for producing a polyolefin-based foam having a low odor and an foaming ratio of 6 times or more using an inorganic foaming agent.

化学発泡によるポリオレフィンの高倍率発泡体の製造には,従来からアゾジカルボンアミド(ADCA)等の有機発泡剤が一般的に使用されているが,窒素ガスと共に微量のアンモニアや尿素も発生し,金属等の変色や異臭、ガラスの曇り等の原因になり、用途が限定された。   Conventionally, organic foaming agents such as azodicarbonamide (ADCA) have been used for the production of high-magnification polyolefin foams by chemical foaming. As a result, discoloration such as odor, fogging of glass and the like were caused, and the application was limited.

一方,無機発泡剤として代表的な炭酸水素ナトリウム(重曹、NaHCO3)は、熱分解により炭酸ガス及び水蒸気を発生させるのみで腐食性成分や臭気を持つ成分を発生しないため、上記問題は発生しないが、高倍率発泡体を得ようとすると作製後収縮するという問題があり、低倍率の発泡体しか得られていない。 On the other hand, sodium bicarbonate (sodium bicarbonate, NaHCO 3 ), which is a representative inorganic foaming agent, only generates carbon dioxide and water vapor by thermal decomposition and does not generate corrosive components or odorous components. However, when trying to obtain a high-magnification foam, there is a problem of shrinkage after production, and only a low-magnification foam is obtained.

改善策として、炭酸水素ナトリウムの熱分解により発生した水を除去することを目的として、発泡前のコンパウンドにアルカリ金属又はアルカリ土類金属の酸化物を混合することによりこれと水分と反応させ吸収させる方法(例えば、特許文献1参照)や、発泡前のコンパウンドに吸水性樹脂を混合して水分を吸収させる方法(例えば、特許文献2参照)、発泡後に熱処理することにより外部に放出する方法(例えば、特許文献3参照)が提案されているが、いずれも炭酸ガスの影響については考慮されていなかった。   As an improvement measure, in order to remove water generated by the thermal decomposition of sodium hydrogen carbonate, an alkali metal or alkaline earth metal oxide is mixed with the compound before foaming to allow it to react with moisture and absorb it. A method (for example, see Patent Document 1), a method for mixing a water-absorbing resin with a compound before foaming to absorb moisture (for example, see Patent Document 2), a method for releasing to the outside by heat treatment after foaming (for example, for example) Patent Document 3) has been proposed, but none of the effects of carbon dioxide was taken into consideration.

一方、高圧の不活性ガス(超臨界状態を含む)を利用した処理法、発泡方法については、不活性ガスの溶解性が異なり互いに非相溶な二種類の樹脂をブレンドしたものを発泡させる方法(例えば、特許文献4参照)、ポリカーボネートにフッ素系界面活性剤を混合することにより微細な気泡を有する発泡体を作製する方法(例えば、特許文献5参照)、高い厚み回復率を有するよう気泡構造制御された発泡体を作製する方法(例えば、特許文献6参照)などにおいて利用されている、バッチ式に高圧の不活性ガスを樹脂に接触させ、含浸、溶解させた後、大気開放して急減圧することにより樹脂中で過飽和になった不活性ガスを気泡として発生させ発泡させる方法などが用いられている。   On the other hand, with respect to the processing method and foaming method using a high-pressure inert gas (including a supercritical state), a method of foaming a blend of two types of incompatible resins with different inert gas solubility. (See, for example, Patent Document 4), a method for producing a foam having fine bubbles by mixing a fluorosurfactant with polycarbonate (for example, see Patent Document 5), a cell structure that has a high thickness recovery rate A batch of high-pressure inert gas used in a method for producing a controlled foam (see, for example, Patent Document 6) is brought into contact with a resin, impregnated and dissolved, and then suddenly released to the atmosphere. For example, an inert gas supersaturated in the resin by reducing the pressure is generated as bubbles and foamed.

特開2007−217505号公報JP 2007-217505 A 特開2007−217639号公報JP 2007-217639 A 特開2007−231064号公報JP 2007-231064 A 特開2005−271504号公報JP 2005-271504 A 特開2008−127467号公報JP 2008-127467 A 特開2012−140599号公報JP 2012-140599 A

しかしながら、炭酸水素ナトリウムを発泡剤として利用した発泡倍率6倍以上のポリオレフィン発泡体を得ようとすると作製後収縮するという問題がある。   However, there is a problem that shrinkage occurs after the production of a polyolefin foam having a foaming ratio of 6 times or more using sodium hydrogen carbonate as a foaming agent.

本発明は、このような不具合に着目したものであり、炭酸水素ナトリウムを発泡剤として利用した発泡倍率6倍以上の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。   This invention pays attention to such a malfunction, and it aims at providing the manufacturing method of the polyolefin foam of the expansion ratio 6 times or more using sodium hydrogencarbonate as a foaming agent.

本発明者らは、前記の問題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、収縮は気泡中の炭酸ガスの外部への拡散が主要な原因であるとの考えに至った。以下にその過程を具体的に説明する。高温での加圧金型中で炭酸水素ナトリウムが熱分解し炭酸ガス及び水蒸気を発生させる。その後金型圧力を開放することにより、炭酸ガス及び水蒸気は膨張し気泡が成長する。そして冷却されることで気泡は安定化する。この際、気泡内に存在する水蒸気は凝縮しており、気泡内ガスは炭酸ガス、気泡外大気中は窒素と酸素が主体であると考えられる。そして、気泡内外でこれらのガスに濃度差があるため気泡壁膜を通して拡散が生じ、ガスの置換が行われる。具体的には炭酸ガスが気泡内から気泡外へ、窒素と酸素が気泡外から気泡内へと拡散していく。拡散速度は膜の透過係数と、気泡内外のガスの濃度差(分圧差)に比例するため、ポリエチレン気泡壁膜中での二酸化炭素の初期の拡散速度は窒素のそれの10倍以上の大きさと見積もられる。そのため、ガスの拡散が始まってからしばらくは、気泡内のガスが減少していき、それに伴って気泡内圧は低下し、気泡は収縮していくと考えられる。さらに時間が経過し気泡内の炭酸ガスの濃度が低下すると、気泡内に流入する窒素や酸素の速度が気泡外に流出する炭酸ガスの速度を上回り、気泡の収縮が回復していく。最終的には気泡内外のガス濃度がつり合ったところで安定すると考えられる。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have come to the idea that the shrinkage is mainly caused by diffusion of carbon dioxide in the bubbles to the outside. The process will be specifically described below. Sodium hydrogen carbonate is thermally decomposed in a pressurizing mold at a high temperature to generate carbon dioxide gas and water vapor. Thereafter, by releasing the mold pressure, the carbon dioxide gas and the water vapor expand and bubbles are grown. The bubbles are stabilized by being cooled. At this time, water vapor present in the bubbles is condensed, and it is considered that the gas inside the bubbles is mainly carbon dioxide, and the atmosphere outside the bubbles is mainly nitrogen and oxygen. And since there is a concentration difference between these gases inside and outside the bubble, diffusion occurs through the bubble wall film, and the gas is replaced. Specifically, carbon dioxide gas diffuses from inside the bubble to outside the bubble, and nitrogen and oxygen diffuse from outside the bubble to inside the bubble. Since the diffusion rate is proportional to the permeability coefficient of the membrane and the gas concentration difference (partial pressure difference) inside and outside the bubble, the initial diffusion rate of carbon dioxide in the polyethylene bubble wall membrane is more than 10 times that of nitrogen. Estimated. For this reason, it is considered that the gas in the bubbles decreases for a while after the gas diffusion starts, the bubble internal pressure decreases accordingly, and the bubbles contract. As time elapses and the concentration of carbon dioxide in the bubbles decreases, the velocity of nitrogen or oxygen flowing into the bubbles exceeds the rate of carbon dioxide flowing out of the bubbles, and the shrinkage of the bubbles is recovered. Eventually, it is considered that the gas concentration is stable when the gas concentration inside and outside the bubble is balanced.

以上を踏まえると収縮を解決するための手段としては、気泡内外ガスの置換を促進することが有効であると考えられ、具体的には、雰囲気を空気中の主要なガス成分で加圧する処理によって達成できると考えられる。この処理は以下の原理により収縮を改善すると考えられる。   Based on the above, as a means for solving the shrinkage, it is considered effective to promote the replacement of the gas inside and outside the bubble. Specifically, the treatment is performed by pressurizing the atmosphere with main gas components in the air. It can be achieved. This process is thought to improve shrinkage by the following principle.

第一に、雰囲気を加圧することにより、気泡が圧縮され、気泡内圧が上昇し炭酸ガスの濃度が高まり気泡外への拡散が促進される。   First, by pressurizing the atmosphere, the bubbles are compressed, the bubble internal pressure is increased, the concentration of carbon dioxide gas is increased, and diffusion outside the bubbles is promoted.

第二に、窒素若しくは空気で加圧することにより、窒素若しくは空気の気泡内への拡散が促進される。   Second, by pressurizing with nitrogen or air, diffusion of nitrogen or air into the bubbles is promoted.

すなわち本発明は、このような目的を達成するために、次のような手段を講じたものである。
(1)ポリオレフィン系樹脂に対し加熱時に分解して炭酸ガス及び水蒸気を発生させる化合物である発泡剤並びに架橋剤を添加後混練することにより得られた架橋性発泡性組成物を加熱発泡させ6倍以上の初期発泡倍率を有する発泡体を作製する発泡体作製工程と、この発泡体作製工程により作製した発泡体を所定時間常圧下で収縮させる収縮工程と、収縮工程により収縮させた前記発泡体を35℃〜前記ポリオレフィン系樹脂の軟化点までの温度条件下で高圧窒素ガス若しくは高圧空気中で処理することにより前記発泡体の発泡倍率を前記初期発泡倍率の三分の二以上の値に復元させる高圧処理工程とを具備することを特徴とする架橋ポリオレフィン系発泡体の製造方法。
(2)前記所定時間を、24時間以上としている(1)の架橋ポリオレフィン系発泡体の製造方法。
(3)前記高圧処理工程における圧力を、0.2MPa〜20MPaとしている請求項(1)又は(2)記載の架橋ポリオレフィン系発泡体の製造方法。
(4)前記高圧処理工程を行う時間を1時間以上としている請求項(1)、(2)又は(3)記載の架橋ポリオレフィン系発泡体の製造方法。
(5)前記発泡剤を、炭酸水素ナトリウムとしている請求項(1)、(2)、(3)又は(4)記載の架橋ポリオレフィン系発泡体の製造方法。
(6)ポリオレフィン系樹脂に対し加熱時に分解して炭酸ガス及び水蒸気を発生させる化合物である発泡剤並びに架橋剤を添加後混練することにより得られた架橋性発泡性組成物を加熱発泡させ6倍以上の発泡倍率を有する発泡体を作製後、収縮した発泡体を復元させる方法として作製後24時間以上経過させてから、35℃〜前記ポリオレフィン系樹脂の軟化点、0.2MPa〜20MPaの高圧窒素ガス若しくは高圧空気中で1〜48時間処理することにより収縮した発泡体を復元させることを特徴とする架橋ポリオレフィン系発泡体の製造方法。
That is, the present invention takes the following means in order to achieve such an object.
(1) A foamable composition obtained by kneading after adding a foaming agent and a cross-linking agent, which decomposes when heated to a polyolefin-based resin to generate carbon dioxide and water vapor, is heated and foamed 6 times. A foam production step for producing a foam having the above initial foaming ratio, a shrinkage step for shrinking the foam produced by this foam production step under normal pressure for a predetermined time, and the foam shrunk by the shrinkage step The foaming ratio of the foam is restored to a value more than two-thirds of the initial foaming ratio by treatment in high-pressure nitrogen gas or high-pressure air under a temperature condition from 35 ° C. to the softening point of the polyolefin-based resin. A method for producing a crosslinked polyolefin-based foam comprising a high-pressure treatment step.
(2) The method for producing a crosslinked polyolefin-based foam according to (1), wherein the predetermined time is 24 hours or more.
(3) The method for producing a crosslinked polyolefin-based foam according to (1) or (2), wherein the pressure in the high-pressure treatment step is 0.2 MPa to 20 MPa.
(4) The method for producing a crosslinked polyolefin-based foam according to (1), (2) or (3), wherein the time for performing the high-pressure treatment step is 1 hour or longer.
(5) The method for producing a crosslinked polyolefin-based foam according to (1), (2), (3) or (4), wherein the foaming agent is sodium hydrogen carbonate.
(6) A crosslinkable foamable composition obtained by adding and kneading a foaming agent, which is a compound that decomposes upon heating to generate carbon dioxide gas and water vapor, and a crosslinking agent is heated and foamed 6 times. After producing a foam having the above expansion ratio, a method of restoring the contracted foam is allowed to elapse for 24 hours or more after production, and then the softening point of the polyolefin resin is 35 ° C. to high pressure nitrogen of 0.2 MPa to 20 MPa. A method for producing a crosslinked polyolefin-based foam, comprising restoring a foam that has shrunk by treatment in gas or high-pressure air for 1 to 48 hours.

本発明の方法によれば、臭気や金属腐食性、ガラスを曇らせる恐れのない高倍率のポリオレフィン発泡体を提供することができる。   According to the method of the present invention, it is possible to provide a high-magnification polyolefin foam that does not cause odor, metal corrosiveness, and fogging of glass.

15倍発泡品の高圧処理工程後の発泡倍率変化をグラフとして示す図。The figure which shows the foaming magnification change after the high-pressure process of a 15 times foamed product as a graph. 30倍発泡品の高圧処理工程後の発泡倍率変化をグラフとして示す図。The figure which shows the foaming magnification change after the high-pressure process of a 30 times foaming product as a graph.

以下、本発明の一実施の形態について説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described.

本実施形態に係る架橋ポリオレフィン系発泡体の製造方法は、ポリオレフィン系樹脂に対し加熱時に分解して炭酸ガス及び水蒸気を発生させる発生させる化合物である発泡剤並びに架橋剤を添加後混練することにより得られた架橋性発泡性組成物を加熱発泡させ6倍以上の初期発泡倍率を有する発泡体を作製する発泡体作製工程と、この発泡体作製工程により作製した発泡体を所定時間常圧下で収縮させる収縮工程と、収縮工程により収縮させた前記発泡体を35℃〜前記ポリオレフィン系樹脂の軟化点までの温度条件下で高圧窒素ガス若しくは高圧空気中で処理することにより前記発泡体の発泡倍率を前記初期発泡倍率の三分の二以上の値に復元させる高圧処理工程とを具備することを特徴とする。   The method for producing a crosslinked polyolefin foam according to the present embodiment is obtained by adding a foaming agent, which is a compound that generates a carbon dioxide gas and water vapor by being decomposed upon heating to a polyolefin resin, and kneading after adding the crosslinking agent. A foam production process for producing a foam having an initial foaming ratio of 6 times or more by heating and foaming the obtained crosslinkable foamable composition, and the foam produced by the foam production process is contracted under normal pressure for a predetermined time. The foaming ratio of the foam is reduced by treating the foam that has been shrunk in the shrinking step and in a high-pressure nitrogen gas or high-pressure air under a temperature condition from 35 ° C. to the softening point of the polyolefin resin. And a high-pressure treatment step for restoring the value to at least two-thirds of the initial foaming ratio.

本発明でいうポリオレフィンとは、例えば、ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン、エチレン−プロピレン共重合体、ポリ−4−メチル−1−ペンテン、ポリビニルクロライド、ポリビニリデンクロライド、ポリビニリデンフルオライド、テトラフルオロエチレン、エチレン共重合体を挙げることができる。     The polyolefin referred to in the present invention is, for example, polyethylene, ethylene-vinyl acetate copolymer, polypropylene, polytetrafluoroethylene, ethylene-propylene copolymer, poly-4-methyl-1-pentene, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride. , Polyvinylidene fluoride, tetrafluoroethylene, and ethylene copolymer.

本発明でいう架橋剤とは、ポリエチレン系樹脂中において少なくともポリエチレン樹脂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もしくは分子内に架橋結合を生じせしめるラジカル発生剤であるところの有機過酸化物、例えばジクミルパーオキサイド、n−ブチル4,4−ビス(t−ブチルパーオキシ)バレレート、1,1−ジターシャリーブチルパーオキサイド、1,1−ジターシャリーブチルパーオキシー3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、2,5−ジメチルー2,5−ジターシャリーブチルパーオキシヘキサン、2,5−ジメチルー2,5−ジターシャリーブチルパーオキシヘキシン、α、α―ジターシャリーブチルパーオキシイソプロピルベンゼン、ターシャリーブチルパーオキシケトン、ターシャリーブチルパーオキシベンゾエートなどがあるが、その時に使用される樹脂によって最適な有機過酸化物を選択しなければならない。   The cross-linking agent as used in the present invention has a decomposition temperature at least equal to or higher than the flow start temperature of the polyethylene resin in the polyethylene-based resin, and is decomposed by heating to generate free radicals between the molecules or within the molecules. Organic peroxides that are radical generators that cause cross-linking, such as dicumyl peroxide, n-butyl 4,4-bis (t-butylperoxy) valerate, 1,1-ditertiary butyl peroxide, 1,1-ditertiary butyl peroxy-3,3,5-trimethylcyclohexane, 2,5-dimethyl-2,5-ditertiary butyl peroxyhexane, 2,5-dimethyl-2,5-ditertiary butyl peroxyhexine , Α, α-ditertiary butyl peroxyisopropylbenzene, Tasha Over butylperoxy ketone, there are such tertiary butyl peroxybenzoate, shall select the optimum organic peroxide with the resin to be used at that time.

本発明においては、使用する組成物の物性の改良或いは価格の低下を目的として、架橋結合に著しい悪影響を与えない配合剤(充填剤)、例えば酸化亜鉛、酸化チタン、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化ケイ素等の金属酸化物、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム等の炭酸塩、あるいはパルプ等の繊維物質、又は各種染料、顔料並びに蛍光物質、その他常用のゴム及びプラスチック配合剤等を必要に応じて添加することができる。   In the present invention, for the purpose of improving the physical properties of the composition to be used or reducing the price, a compounding agent (filler) that does not significantly adversely affect the cross-linking, such as zinc oxide, titanium oxide, calcium oxide, magnesium oxide, oxidation Add metal oxides such as silicon, carbonates such as magnesium carbonate and calcium carbonate, fiber materials such as pulp, or various dyes, pigments and fluorescent materials, other conventional rubber and plastic compounding agents as necessary. Can do.

そして、前記収縮工程における前記所定時間を、24時間以上とすることが望ましい。ここで、前記所定時間が24時間未満であると、高圧処理工程の後にさらに収縮が継続されてしまうため、望ましくない。   And, it is desirable that the predetermined time in the shrinking step is 24 hours or more. Here, if the predetermined time is less than 24 hours, the shrinkage is further continued after the high-pressure treatment step, which is not desirable.

前記高圧処理工程における圧力は、0.2MPa〜20MPaとすることが望ましい。ここで、圧力が0.2MPaよりも低いとガスを気泡内に十分に拡散させることができないため望ましくない。また圧力が20MPaよりも高くても気泡内へガスが過剰量拡散するのみで収縮の回復にさらなる向上が見られないため、処理に係る手間や労力が増大し、ひいてはコストが増大するために望ましくない。   The pressure in the high-pressure treatment step is desirably 0.2 MPa to 20 MPa. Here, if the pressure is lower than 0.2 MPa, the gas cannot be sufficiently diffused into the bubbles, which is not desirable. Further, even if the pressure is higher than 20 MPa, the gas is diffused excessively into the bubbles, and no further improvement is seen in the recovery of shrinkage. Therefore, it is desirable because the labor and labor involved in the processing increase, and consequently the cost increases. Absent.

前記高圧処理工程を行う時間は1時間以上、好ましくは1〜48時間とすることが望ましい。ここで高圧処理工程を行う時間が1時間よりも短いと、ガスを気泡内に十分に拡散させることができないため望ましくない。また高圧処理工程を行う時間が48時間よりも長くても気泡内へ拡散するガスの量にさらなる向上が見られないため、処理に係る手間や時間が増大し、ひいてはコストが増大するために望ましくない。   The time for performing the high-pressure treatment step is 1 hour or longer, preferably 1 to 48 hours. If the time for performing the high-pressure treatment step is shorter than 1 hour, the gas cannot be sufficiently diffused into the bubbles, which is not desirable. Further, even if the time for performing the high-pressure treatment process is longer than 48 hours, no further improvement is seen in the amount of gas diffusing into the bubbles, which increases the labor and time involved in the treatment, which in turn increases the cost. Absent.

本発明でいう発泡剤とは、加熱時に分解して炭酸ガス及び水蒸気を発生させる化合物をいい、特に炭酸水素ナトリウムが好ましい。   The foaming agent referred to in the present invention refers to a compound that decomposes upon heating to generate carbon dioxide gas and water vapor, and sodium bicarbonate is particularly preferable.

以上、本発明の実施形態について説明したが、各部の具体的な構成は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。   Although the embodiment of the present invention has been described above, the specific configuration of each unit is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

以下、実施例及び比較例を挙げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example are given and this invention is demonstrated further in detail, this invention is not limited to these.

まず第一に、15倍発泡品である本発明の実施例1〜5及び、比較例1、比較例2、比較例3を以下のように作製した。   First of all, Examples 1 to 5 of the present invention, which are 15-fold foamed products, and Comparative Examples 1, 2 and 3, were produced as follows.

<発泡体作製工程>
低密度ポリエチレン(商品名:ノバテックLF441B、密度0.924g/cm3、メルトフローレート2.0g/10min、日本ポリエチレン株式会社製)100重量部、炭酸水素ナトリウム(商品名:セルボンFE507、永和化成工業株式会社製)13.5重量部、ジクミルパーオキサイド0.6重量部、n−ブチル4,4−ビス(t−ブチルパーオキシ)バレレート(商品名:パーヘキサV−40、日油株式会社)1.4重量部、ステアリン酸0.5重量部からなる組成物を115℃のロールにて混練し、160℃に加熱されたプレス内の金型(23.8×168×168mm)に練和物を充填し、60分間加圧下で加熱し、中間発泡体を成形した。
<Foam production process>
Low-density polyethylene (trade name: Novatec LF441B, density 0.924 g / cm 3 , melt flow rate 2.0 g / 10 min, manufactured by Nippon Polyethylene Co., Ltd.) 100 parts by weight, sodium hydrogen carbonate (trade name: Cellbon FE507, Eiwa Chemical Industries) 13.5 parts by weight, 0.6 parts by weight of dicumyl peroxide, n-butyl 4,4-bis (t-butylperoxy) valerate (trade name: Perhexa V-40, NOF Corporation) A composition comprising 1.4 parts by weight and 0.5 parts by weight of stearic acid was kneaded with a 115 ° C. roll and kneaded into a mold (23.8 × 168 × 168 mm) in a press heated to 160 ° C. The product was filled and heated under pressure for 60 minutes to form an intermediate foam.

次いで、中間発泡体を140℃に加熱されたプレス内の金型(46.5×350×350mm)に略中央に載置し、20分間加圧下で加熱して残存する発泡剤並びに架橋剤を分解して15倍の発泡体を作製した。   Next, the intermediate foam is placed in a mold (46.5 × 350 × 350 mm) in a press heated to 140 ° C. at approximately the center and heated under pressure for 20 minutes to leave the remaining foaming agent and crosslinking agent. Decomposition yielded a 15-fold foam.

<収縮工程>
上記発泡体作製工程により作製した発泡体を常圧、常温下において24時間以上置くことにより、発泡体の冷却とともに収縮を促した。
<Shrinking process>
By placing the foam produced by the above-mentioned foam production process for 24 hours or more at normal pressure and normal temperature, shrinkage was promoted together with cooling of the foam.

<高圧処理工程>
上記収縮工程を経て得られた発泡体から3cm×1cmの試験片を切り出し、高圧容器の中に入れ、60℃に加熱し、高圧空気により5MPaに加圧し、温度と圧力の安定後21時間保持した。その後大気開放し発泡体を圧力容器から取出し、実施例1とした。その後、経過時間に対する発泡倍率を測定した。
<High pressure treatment process>
A test piece of 3 cm × 1 cm was cut out from the foam obtained through the shrinking step, placed in a high-pressure vessel, heated to 60 ° C., pressurized to 5 MPa with high-pressure air, and held for 21 hours after stabilization of temperature and pressure. did. Thereafter, the atmosphere was released, and the foam was taken out of the pressure vessel, and Example 1 was obtained. Thereafter, the expansion ratio with respect to the elapsed time was measured.

上記実施例1における高圧処理工程において加熱温度を35℃としたものを実施例2とした。   In the high-pressure treatment step in Example 1, the heating temperature was set to 35 ° C. as Example 2.

上記実施例1における高圧処理工程において加熱温度を90℃としたものを実施例3とした。   In the high-pressure treatment step in Example 1, the heating temperature was set to 90 ° C. as Example 3.

上記実施例1における高圧処理工程において高圧空気圧力を10MPaとしたものを実施例4とした。   In the high pressure treatment step in Example 1 described above, Example 4 was used in which the high pressure air pressure was 10 MPa.

上記実施例1における高圧処理工程において保持時間を48時間としたものを実施例5とした。   In the high pressure treatment step of Example 1 above, Example 5 was designated as a holding time of 48 hours.

上記実施例1において高圧処理工程を行わず発泡体シートから3cm×1cmの試験片を切り出したものを比較例1とした。   Comparative Example 1 was obtained by cutting out a 3 cm × 1 cm test piece from the foam sheet without performing the high-pressure treatment step in Example 1 above.

上記実施例1における高圧処理工程において加熱温度を105℃としたものを比較例2とした。   In Comparative Example 2, a heating temperature of 105 ° C. in the high pressure treatment step in Example 1 was used.

上記実施例2における発泡体作製工程の後、0.5時間未満を経た収縮を終えていない、換言すれば収縮工程を経ていない発泡体に対し高圧処理工程を施したものを比較例3とした。   After the foam preparation step in Example 2 above, the shrinkage that had not undergone the shrinkage after less than 0.5 hours, in other words, the foam that had not undergone the shrinkage step was subjected to the high pressure treatment step was set as Comparative Example 3. .

実施例1〜5、比較例1、2、比較例3いずれも、発泡体の密度を水中置換法(JIS K−7112 5.1に準拠)により測定し、以下の式により発泡倍率を計算した。   In each of Examples 1 to 5, Comparative Examples 1 and 2, and Comparative Example 3, the density of the foam was measured by an underwater substitution method (based on JIS K-7112 5.1), and the expansion ratio was calculated by the following formula. .

Figure 0005968799
そして第二に、30倍発泡品である実施例6、比較例4を以下のように作製した。
Figure 0005968799
Secondly, Example 6 and Comparative Example 4 which are 30-fold foamed products were produced as follows.

<発泡体作製工程>
低密度ポリエチレン(商品名:ノバテックLF441B、密度0.924g/cm3、メルトフローレート2.0g/10min、日本ポリエチレン株式会社製)100重量部、炭酸水素ナトリウム(商品名:セルボンFE507、永和化成工業株式会社製)30重量部、ジクミルパーオキサイド0.6重量部、n−ブチル4,4−ビス(t−ブチルパーオキシ)バレレート(商品名:パーヘキサV−40、日油株式会社)1.4重量部、ステアリン酸0.5重量部からなる組成物を115℃のロールにて混練し、160℃に加熱されたプレス内の金型(12×105×105mm)に練和物を充填し、60分間加圧下で加熱し、中間発泡体を成形した。該成形物の発泡倍率は9倍であった。
<Foam production process>
Low-density polyethylene (trade name: Novatec LF441B, density 0.924 g / cm 3 , melt flow rate 2.0 g / 10 min, manufactured by Nippon Polyethylene Co., Ltd.) 100 parts by weight, sodium hydrogen carbonate (trade name: Cellbon FE507, Eiwa Chemical Industries) 30 parts by weight, 0.6 parts by weight of dicumyl peroxide, n-butyl 4,4-bis (t-butylperoxy) valerate (trade name: Perhexa V-40, NOF Corporation) A composition consisting of 4 parts by weight and 0.5 parts by weight of stearic acid was kneaded with a 115 ° C. roll, and the kneaded product was filled into a mold (12 × 105 × 105 mm) in a press heated to 160 ° C. The mixture was heated under pressure for 60 minutes to form an intermediate foam. The foaming ratio of the molded product was 9 times.

次いで、中間発泡体を145℃に加熱されたプレス内の金型(23×290×290mm)に略中央に載置し、40分間加圧下で加熱して残存する発泡剤並びに架橋剤を分解して30倍の発泡体を作製した。   Next, the intermediate foam was placed in the mold (23 × 290 × 290 mm) in the press heated to 145 ° C., and heated under pressure for 40 minutes to decompose the remaining foaming agent and crosslinking agent. 30 times the foam was produced.

<収縮工程>
上記発泡体作製工程により作製した発泡体を常圧、常温下において24時間以上置くことにより、発泡体の冷却とともに収縮を促した。
<Shrinking process>
By placing the foam produced by the above-mentioned foam production process for 24 hours or more at normal pressure and normal temperature, shrinkage was promoted together with cooling of the foam.

<高圧処理工程>
得られた発泡体から6cm×11cmの試験片を切り出し、高圧容器の中に入れ、60℃に加熱し、高圧窒素により5MPaに加圧し、温度と圧力の安定後21時間保持した。その後大気開放し発泡体を圧力容器から取出し、実施例5とした。その後、経過時間に対する発泡倍率を測定した。
<High pressure treatment process>
A 6 cm × 11 cm test piece was cut out from the obtained foam, put into a high-pressure vessel, heated to 60 ° C., pressurized to 5 MPa with high-pressure nitrogen, and held for 21 hours after stabilization of temperature and pressure. After that, the atmosphere was released and the foam was taken out of the pressure vessel, and Example 5 was obtained. Thereafter, the expansion ratio with respect to the elapsed time was measured.

上記実施例6において高圧処理工程を行わず発泡体シートから6cm×11cmの試験片を切り出したものを比較例4とした。   Comparative Example 4 was obtained by cutting out a 6 cm × 11 cm test piece from the foam sheet without performing the high pressure treatment step in Example 6.

実施例6、比較例4いずれも、発泡体の密度をその重量と、寸法計測により求めた体積から算出して、以下の式により発泡倍率を計算した。   In both Example 6 and Comparative Example 4, the density of the foam was calculated from its weight and the volume obtained by dimensional measurement, and the foaming ratio was calculated by the following formula.

Figure 0005968799
実施例1〜6、比較例1〜4の組成、収縮工程条件、高圧処理工程条件を表1にまとめる。
Figure 0005968799
Table 1 summarizes the compositions, shrinkage process conditions, and high-pressure treatment process conditions of Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 4.

Figure 0005968799
図1に実施例1〜5及び比較例1、比較例2比較例3の発泡体の経過時間に対する発泡倍率の変化を示す。高圧処理工程品は処理直後を時間0、未処理品は試験片の切り出し時を時間0としている。比較例1は時間経過に対して自然に気泡内外のガスの置換が起こることにより、若干寸法が回復し、10日程度で9.5倍程度の発泡倍率で安定した。一方、高圧処理工程を行った実施例1は処理直後14倍程度に膨張したが、その後若干収縮し10日程度で約13倍の発泡倍率で安定した。
Figure 0005968799
FIG. 1 shows changes in the expansion ratio with respect to the elapsed time of the foams of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 and 2 and Comparative Example 3. The high-pressure processed product is time 0 immediately after processing, and the untreated product is time 0 when the test piece is cut out. In Comparative Example 1, due to the natural substitution of the gas inside and outside the bubbles over time, the dimensions were slightly recovered and stabilized at a foaming ratio of about 9.5 times in about 10 days. On the other hand, Example 1 which performed the high-pressure treatment process expanded to about 14 times immediately after the treatment, but then contracted slightly and stabilized at an expansion ratio of about 13 times in about 10 days.

実施例5では処理時間を48時間に長くしたが、収縮回復効果は変わらなかった。24時間でガス置換はほぼ完了しているものと考えられる。   In Example 5, the treatment time was increased to 48 hours, but the shrinkage recovery effect was not changed. The gas replacement is considered to be almost completed in 24 hours.

実施例4では空気圧力を10MPaに上昇させたが、収縮回復効果は改善された。これは、気泡内へ拡散した空気の量が増加したためと考えられる。   In Example 4, the air pressure was increased to 10 MPa, but the shrinkage recovery effect was improved. This is probably because the amount of air diffused into the bubbles increased.

実施例2では処理温度を35℃に低下させたものであるが、処理後の収縮改善の程度は他の実施例よりも低く、10日経過後の発泡倍率も11倍程度に低下したものの、収縮回復効果自体は確認された。一方、実施例3では処理温度を樹脂の軟化点付近である90℃に上昇させたものであるが、処理後の再収縮が抑えられ、10日経過後の発泡倍率も15倍程度に上昇した。温度を上昇させても気泡内のガス量は増加しないが、これは高圧処理工程の大気開放時に気泡が再膨張する際、温度が高いと樹脂が軟化し気泡が拡大するためと考えられる。比較例2では、さらに温度を上昇させ、融点付近の105℃にしたが、処理後の発泡倍率は7倍程度と未処理よりも低い値となった。これは軟化の程度が高いことによる破泡や気泡の合一等の理由が考えられる。このように処理温度は、軟化点付近までは高い方が収縮改善効果は高いが、融点付近になると逆に低くなることが分かる。   In Example 2, the treatment temperature was lowered to 35 ° C., but the degree of shrinkage improvement after treatment was lower than in other examples, and the expansion ratio after 10 days was also reduced to about 11 times. The recovery effect itself was confirmed. On the other hand, in Example 3, the treatment temperature was increased to 90 ° C., which is near the softening point of the resin, but the re-shrinkage after the treatment was suppressed, and the expansion ratio after 10 days was increased to about 15 times. Even if the temperature is raised, the amount of gas in the bubbles does not increase, but this is thought to be because when the bubbles are re-expanded when the atmosphere is released to the atmosphere, the resin softens and the bubbles expand when the temperature is high. In Comparative Example 2, the temperature was further increased to 105 ° C. in the vicinity of the melting point, but the foaming ratio after the treatment was about 7 times lower than that of the untreated. This can be attributed to reasons such as bubble breakage and bubble coalescence due to the high degree of softening. Thus, it can be seen that the higher the treatment temperature is near the softening point, the higher the shrinkage improving effect, but the lower the treatment temperature is, the lower the temperature is.

比較例3では、発泡体作製工程のち、収縮工程を経ずに高圧処理工程を行ったが、処理後の発泡倍率は7倍程度と低い値となった。これは、気泡内の炭酸ガスが十分残ったまま発泡体を高圧容器の中に入れるため、気泡中から外部へ拡散する炭酸ガスにより高圧容器内の炭酸ガス濃度が高くなり、気泡内外のガス置換が十分に行われないためと考えられる。このように収縮工程において24時間以上常温常圧下で十分に収縮させた場合には高圧処理工程による収縮改善効果は高いが、収縮に至る前の発泡体は高圧処理工程を行っても発泡倍率は改善されなくなることが分かる。   In Comparative Example 3, the high pressure treatment step was performed without the shrinkage step after the foam preparation step, but the foaming ratio after the treatment was as low as about 7 times. This is because the foam is put into the high-pressure vessel with sufficient carbon dioxide in the bubbles, so the carbon dioxide concentration in the high-pressure vessel is increased by the carbon dioxide diffused from the bubbles to the outside, and the gas inside and outside the bubbles is replaced. This is thought to be due to insufficient performance. As described above, when the shrinkage step is sufficiently shrunk at room temperature and normal pressure for 24 hours or more, the shrinkage improvement effect by the high pressure treatment step is high. It turns out that it will not improve.

図2に実施例6及び比較例4の発泡体の経過時間に対する発泡倍率の変化を示す。十分時間経過後について10倍程度の比較例4に対し、実施例6では20倍程度の発泡倍率であり、比較的大きな試験片についても上記と同様の傾向で処理の効果が得られることが分かる。   FIG. 2 shows changes in the expansion ratio with respect to the elapsed time of the foams of Example 6 and Comparative Example 4. As compared with Comparative Example 4 which is about 10 times after a sufficient time has elapsed, Example 6 has an expansion ratio of about 20 times, and it can be seen that the treatment effect can be obtained with a tendency similar to the above even for a relatively large test piece. .

本発明は低臭気で無機発泡剤を利用した発泡倍率6倍以上のポリオレフィン系発泡体の製造方法として利用することができる。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used as a method for producing a polyolefin foam having a low odor and an expansion ratio of 6 times or more using an inorganic foaming agent.

Claims (6)

ポリオレフィン系樹脂に対し加熱時に分解して炭酸ガス及び水蒸気を発生させる化合物である発泡剤並びに架橋剤を添加後混練することにより得られた架橋性発泡性組成物を加熱発泡させ6倍以上の初期発泡倍率を有する発泡体を作製する発泡体作製工程と、
この発泡体作製工程により作製した発泡体を所定時間常圧下で収縮させる収縮工程と、
収縮工程により収縮させた前記発泡体を35℃〜前記ポリオレフィン系樹脂の軟化点までの温度条件下で高圧窒素ガス若しくは高圧空気中で処理することにより前記発泡体の発泡倍率を前記初期発泡倍率の三分の二以上の値に復元させる高圧処理工程とを具備することを特徴とする架橋ポリオレフィン系発泡体の製造方法。
The foamable composition obtained by kneading after adding a foaming agent and a crosslinking agent, which decomposes when heated to generate a carbon dioxide gas and water vapor to a polyolefin resin, is heated and foamed to produce an initial of 6 times or more. A foam production process for producing a foam having an expansion ratio;
A shrinking step of shrinking the foam produced by this foam production step under normal pressure for a predetermined time;
By treating the foam that has been shrunk in the shrinking step in a high-pressure nitrogen gas or high-pressure air under a temperature condition from 35 ° C. to the softening point of the polyolefin-based resin, the foaming ratio of the foam is the initial foaming ratio. A method for producing a crosslinked polyolefin-based foam, comprising: a high-pressure treatment step for restoring to a value of 2/3 or more.
前記所定時間を、24時間以上としている請求項1記載の架橋ポリオレフィン系発泡体の製造方法。   The method for producing a crosslinked polyolefin foam according to claim 1, wherein the predetermined time is 24 hours or more. 前記高圧処理工程における圧力を、0.2MPa〜20MPaとしている請求項1又は2記載の架橋ポリオレフィン系発泡体の製造方法。   The method for producing a crosslinked polyolefin-based foam according to claim 1 or 2, wherein the pressure in the high-pressure treatment step is 0.2 MPa to 20 MPa. 前記高圧処理工程を行う時間を1時間以上としている請求項1、2又は3記載の架橋ポリオレフィン系発泡体の製造方法。   The method for producing a crosslinked polyolefin-based foam according to claim 1, 2 or 3, wherein the time for performing the high-pressure treatment step is 1 hour or more. 前記発泡剤を、炭酸水素ナトリウムとしている請求項1、2、3又は4記載の架橋ポリオレフィン系発泡体の製造方法。   The method for producing a crosslinked polyolefin-based foam according to claim 1, 2, 3, or 4, wherein the foaming agent is sodium hydrogen carbonate. ポリオレフィン系樹脂に対し加熱時に分解して炭酸ガス及び水蒸気を発生させる化合物である発泡剤並びに架橋剤を添加後混練することにより得られた架橋性発泡性組成物を加熱発泡させ6倍以上の発泡倍率を有する発泡体を作製後、収縮した発泡体を復元させる方法として作製後24時間以上経過させてから、35℃〜前記ポリオレフィン系樹脂の軟化点、0.2MPa〜20MPaの高圧窒素ガス若しくは高圧空気中で1〜48時間処理することにより収縮した発泡体を復元させることを特徴とする架橋ポリオレフィン系発泡体の製造方法。   6 times or more foaming by heating and foaming a crosslinkable foamable composition obtained by kneading after adding a foaming agent and a crosslinking agent, which is a compound that decomposes upon heating to generate carbon dioxide gas and water vapor to a polyolefin resin. After producing a foam having a magnification, after 24 hours or more have elapsed after production as a method for restoring the contracted foam, 35 ° C. to the softening point of the polyolefin resin, high pressure nitrogen gas of 0.2 MPa to 20 MPa or high pressure A method for producing a crosslinked polyolefin-based foam, comprising restoring a foam that has shrunk by treatment in air for 1 to 48 hours.
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