JPH02303815A

JPH02303815A - 低密度ポリエチレン系樹脂発泡体の製造方法

Info

Publication number: JPH02303815A
Application number: JP1125898A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Momose; 百瀬　義昭; Kazuhiko Morita; 和彦森田
Original assignee: JSP Corp
Current assignee: JSP Corp
Priority date: 1989-05-18
Filing date: 1989-05-18
Publication date: 1990-12-17
Anticipated expiration: 2014-08-09
Also published as: JP2932499B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、低密度ポリエチレン系樹脂からの低密度発泡
体の製造方法に関し、更に詳しくはイソブタン系発泡剤
を用いる低密度ポリエチレン系樹脂発泡体の製造方法に
関する。

〔従来の技術及びその問題点〕

従来、ポリオレフィン系樹脂発泡体の製造に関しては、
ポリオレフィン系樹脂に化学発泡剤又は（及び）物理発
泡剤を添廂して押出す方法が、−多く知られているが、
低密度の発泡体を得ることはなかなか難しい、特にこの
傾向は、低密度ポリエチレン系樹脂から発泡体を得よう
とする場合に著しく、低密度で厚物の発泡体を得ようと
すると、発泡体が収縮を起してしまい、低密度のものが
得られないか又は／及び製品価値が著しく低下してしま
う。

このような点を解決するために、ポリオレフィン系樹脂
とフロンガス系発泡剤とを溶融混練した後、低圧帯域に
移して低密度のポリオレフィン系樹脂発泡体を得る方法
が知られており（例えば米国特許第３０６７１４７号明
細書）、実施されている。しかし、この方法では、低密
度の発泡体を得るためには、発泡剤として１，２−ジク
ロル−１，１，２，２−ジフルオロエタンなどを用いる
必要があり、該発泡剤は高価である上にフロンガス公害
め問題をか論えている。

また、特公昭４６−３１７５５号公報には、低密度のポ
リオレフィン系樹脂発泡体を製造するために、結晶性ポ
リオレフィン系ポリマーに特定の発泡助剤を配合して押
出機中で該ポリマーを加熱溶融せしめ、該押出機中の該
ポリマーの溶融帯域中に、更に炭化水素類、エーテル類
などから選ばれる沸点−４５〜＋７０℃の範囲の有機化
合物を発泡剤として圧入し１次いで該ポリマーと発泡剤
との混合物を該押出機中において、該ポリマーの融点よ
りも少くとも２℃低く、且つ−ｄＰ／ｄＴが２０ｋｇ／
ｃｌ＋・℃となる時の温度よりも高い（但し、こ）にＴ
は該押出機の押出ダイにおける該混合物の温度を表わし
、またＰは該押出ダイにおける該混合物の押出圧力を表
わす）温度範囲に迄冷却し、然る後、該混合物を該押出
機から低圧区域中に押出す方法が提案されており、その
実施例２に、高圧法ポリエチレンを発泡させるに当たり
２発泡剤としてプロパン／ノルマルブタン／イソブタン
（２７／２３１５０）混合物を使用することが開示され
ている。

しかし、この方法は、その対象がシート状の薄物発泡体
であるため、前記配合の発泡剤を使用しても収縮の小さ
い発泡体を得ることができる（薄物のため一旦収縮して
もすぐに気泡内に空気が入り込み、元に戻る）が、この
配合のまま厚物発泡体を得ようとすると、得られる発泡
体は著しく収縮の大きなものとなってしまう。

〔発明の課題〕

本発明は、前記の欠点を克服し、低密度ポリエチレン系
樹脂から、オゾン破壊能の高いフロンガス系発泡剤を用
いずに、ないしはこのようなフロンガス系発泡剤の使用
量を減少して、低密度でありながら成形後の収縮が小さ
い厚板状発泡体を製造する方法を提供することをその課
題とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた
結果、収縮防止剤の存在下で、イソブタンの低密度ポリ
エチレン樹脂に対するガス透過速度が小さい点に着目し
、イソブタンを主成分とする発泡剤ないしイソブタンと
他の低密度ポリエチレン樹脂に対するガス透過速度の小
さい揮発性発泡剤との混合発泡剤を使用することにより
、非常に高い発泡倍率で且つ収縮が非常に小さい厚板状
低密度ポリエチレン系樹脂発泡体が得られることを見出
し、本発明を完成するに至った。

即ち、本発明によれば、メルトインデックス０．１〜１
５ｇ／１０ｍｉｎの低密度ポリエチレン系樹脂を、イソ
ブタン単独又はイソブタンを６０モル％以上含有する他
の発泡剤との混合物からなる発泡剤及び収縮防止剤と共
に押出機内で溶融混線して発泡性溶融混練物とした後、
該溶融混練物を発泡作用の生じない温度、圧力に保持さ
れたアキュムレーター内に押し出し、得られた押出溶融
物をアキュムレーター先端に設けられたオリフィスを介
して可動ラムの圧力により、低圧下に排出すると共に厚
み４０ｍｍ以上の板状物に成形することを特徴とする低
密度ポリエチレン系樹脂発泡体の製造方法が提供される
。

また、本発明によれば、メルトインデックスＯ９１〜１
５ｇ／１０ｍｉｎの低密度ポリエチレン系樹脂を、イソ
ブタン２０−８０モル％と低密度ポリエチレンに対する
気体透過係数が８．０＝１０−”ｃｃ（ＳＴＰ）　・ｃ
ｍ／ｄ　・ｓｅｃ・ｃｎＨｇ以下の揮発性発泡剤８０〜
２０モル２とからなる発泡剤及び収縮防止剤と共に押出
機内で溶融混線して発泡性溶融混練物とした後、該溶融
混練物を発泡作用の生じない温度、圧力に保持されたア
キュムレーター内に押し出し、得られた押出溶融物をア
キュムレーター先端に設けられたオリフィスを介して可
動ラムの圧力により、低圧下に排出すると共に厚み４Ｇ
＋ｉ＋ａ以上の板状物に成形することを特徴とする低密
度ポリエチレン系樹脂発泡体の製造方法が提供される。

本発明における低密度ポリエチレン系樹脂とは、常温常
圧における密度が０．９１０〜０．９３０ｇ／ｄである
エチレンを主体とする重合体であって、酢酸ビニル、メ
タアクリレート、アクリレートあるいはプロピレンその
他のエチレンと共重合し得るビニル系単量体との共重合
体も含まれる。

たゾ、本発明においては、メルトインデックス（以下Ｍ
Ｉと記す）が０．１〜１５ｇ／１Ｏｓｉｎの範囲の低密
度ポリエチレン系樹脂が用いられる０本発明では、アキ
ュームレーターを使用する発泡方法を採用するので、特
にＭｌｌ、５〜５．０の低密度ポリエチレン系樹脂を用
いるのが好ましい、　ＮＩが０．１未満では。

表面状態が劣り且つ厚み精度の悪い発泡体しか得られず
、逆にＭＩが１５を越えると、サージング現像が起り、
樹脂と発泡剤とがうまく混合しなくなり、低密度発泡体
を得ることが困難になる。

本発明においては、発泡剤としてイソブタン単独又はイ
ソブタンを６０モル％以上含有する他の発泡剤との混合
物が用いられる。イソブタンは、低密度ポリエチレンに
対する気体透過係数（測定温度３０℃）が、　８．３２
Ｘ１０−”ｃｃ（ＳＴＰ）・ａｍ／ａｆｓｅｃ−ａ＋＋
Ｈｇと小さく、収縮防止剤の効果を受、け易い、従って
。

発泡剤としてイソブタンを用いることにより、成形後の
収縮が防止され、低密度でありながら成形後の収縮が小
さい発泡体が容易に得られる。

なお１本発１明においては、他の低沸点脂肪族炭化水素
、例えばノルマルブタン、ペンタン、イソペンタン等は
、低密度ポリエチレンに対する気体透過係数が大きいの
で、このような化合物を主成分とするものを発泡剤とし
て使用することはできない、〔ノルマルブタン及びノル
マルブタン／イソブタン（７／３）混合物の低密度ポリ
エチレンに対する気体透過係数（測定温度３０℃）は、
夫々２７．５及び２４．５ｃｃ（ＳＴＰ）　・ｃｍ／ａ
Ｊ−ｓｅｃ−ａｉＨｇである。〕シかし、これら低沸点
脂肪族炭化水素を少量含有するイソブタン混合物を１発
泡剤として使用することは可能である。この場合、混合
発泡剤中のイソブタンの占める割合は６０モル％以上で
あり、好ましくは７０モル％以上である。たゾ、このよ
うなイソブタン混合物を用いた場合は、実質的に純粋な
イソブタンを用いた場合と比較すると、成形後の収縮防
止性が多少低下し、６０モル％未満であると成形後の収
縮防止性が大きく低下してしまう。

また１本発明においては、イソブタン２０〜８０モル％
と、低密度ポリエチレンに対する気体透過係数（測定温
度３０℃）が小さい、即ち８．０Ｘ１Ｇ−１６ｃｃ（Ｓ
ＴＰ）・ｃ！Ｉｌａ＃・ＳｅＣ−ｃｍＨｇ以下の、揮発
性発泡剤８０−２０モル％とからなる混合発泡剤を使用
することもできる。この混合発泡剤の使用によっても、
低密度の且つ成形後の収縮が小さい発泡体を得ることが
できる。この場合の低密度ポリエチレンに対する気体透
過係数が小さい発泡剤としては１例えばオゾン破壊能の
高いフロンガスをも含むが、イソブタンとの併用なので
、当然このようなフロンガスの使用量は削減される。

低密度ポリエチレンに対する気体透過係数が８、ＯＸ　
１０〜°ｃｃ（ＳＴＰ）・ａｍ／ａ＃・ｓｅｃ−ｃｍＨ
ｇ以下の揮発性発泡剤の好ましい具体例としては、例え
ば以下のものが挙げられる。なお、（）内の数値は低密
度ポリエチレンに対する気体透過係数を示す。

クロルジフルオロメタン（５，２３）。

１．２−ジクロル−１，１，２，２−テトラフルオロエ
タン（２，２５）、ｌ−クロル−１，１〜ジフルオロエタン（４，９２）、
これらの中では、クロルジフルオロメタンやｌ。

２−ジクロル−１，１，２，２−テトラフルオロエタン
が望ましい。

本発明において用いる発泡剤の使用割合は、低密度ポリ
エチレン系樹脂１００重量部に対し、　２−１５重量部
、好ましくは５〜１０重量部であり、所望する発泡体の
密度に応じて適当に定められる。

本発明においては、必要に応じて、一般に使用されてい
る気泡核生成剤を用いてもよい、この気泡核生成剤とし
ては、例えば、タルクの如き無機物質、あるいは押出機
内の温度で分解してガスを発生する如き化学発泡剤、ま
たは該温度で反応して炭酸ガスを発生する酸−アルカリ
の組合わせ。

例えば、クエン酸と重炭酸ソーダ、クエン酸のアルカリ
塩と重炭酸ソーダの如きものである。これらの気泡核生
成剤を添加することにより、得られる発泡体の気泡の大
きさを任意に調整することができると共に、発泡体の柔
軟性、感触等も向上させることができる。

更に、本発明においては、低密度ポリエチレン系樹脂に
対して、発泡に際しての発泡剤の樹脂透過を防いで発泡
体の収縮を抑制するために、収縮防止剤が添加される。

収縮防止剤としては、例えば、ポリオキシエチレンモノ
ミリステート、ポリオキシプロピレンモノミリステート
、ポリオキシエチレンモノパルミテート、ポリオキシプ
ロピレンモノパルミテート、ポリオキシエチレンモノス
テアレート、ポリオキシプロピレンモノステアレート、
ポリオキシエチレンジステアレート、モノラウリン酸グ
リセライド、モノミリスチン酸グリセライド、モノパル
ミチン酸グリセライド、モノステアリン酸グリセライド
、モノアラキン酸グリセライド、ジラウリン酸グリセラ
イド、シバルミチン酸グリセライド、ジステアリン酸グ
リセライド、１〜パルミト−２−ステアリン酸グリセラ
イド、■−ステアロー２−ミリスチン酸グリセライド、
トリステアリン酸グリセライド等の各種脂肪族エステル
が挙げられる。

通常、これら収縮防止剤は、予め低密度ポリエチレン中
にマスターバッチで配合されて使用される。これら収縮
防止剤は、本発明で使用される発泡剤の低密度ポリエチ
レンに対する気体透過係数（測定温度３０℃）が、４．
５　Ｘ　１０−”ｃｃ（ＳＴＰ）　・ｃｍ／ａ＋ｆ−ｓ
ｅｃ−ｃＩＩＨｇ以下となるような量を、低密度ポリエ
チレンに配合することが望ましい。例えば、低密度ポリ
エチレン１００重量部に対して、収縮防止剤であるモノ
ステアリン酸グリセライド１重量部配合した場合の、低
密度ポリエチレンに対するイソブタン、クロルジフルオ
ロメタン、１．２−ジクロル−１，１゜２．２−テトラ
フルオロエタン及び１〜クロル−１，１〜ジフルオロエ
タンの気体透過係数（測定温度３０℃）は、夫）ｚ　３
．３９　ｘ　１Ｏ−１ｆｌ、３．８３Ｘ１０−１０，１
．２８Ｘ１０−”及び２．７５×１Ｏ−１１１ｃｃ（Ｓ
ＴＰ）・ｃｍ／ｄ−５ｅｃ−ｃＩＩＩＨｇである。

なお、本発明においては、その他発泡核剤や無機充填材
等も用いることができる。

本発明においては、押出機にアキュームレーターを結合
した構造の発泡装置を用いて、発泡体が製造される。即
ち、押出機の加圧シリンダー内において、低密度ポリエ
チレン系樹脂と発泡剤と収縮防止剤とを溶融混練し、こ
の混練物を一旦加圧条件にあるアキュームレーターに押
出し、これがらピストンによりダイスを通して大気圧に
押出すと共に回転するベルト間等を通すことにより、厚
さ４０ｍ＋ｉ以上、好ましくは４０〜１００ｍｍの厚さ
の板状に成形される。

〔発明の効果〕

本発明の発泡体は、極めて低密度で且っ４０＋ａ＋ａ以
上の厚板状でありながら、収縮性の非常に少さいもの（
１０％以下）であり、しがち柔軟で且つ反撥弾性にもｉ
れたものである。

本発明の発泡体は、このような特性を活がして、家電製
品、ガラス、陶器等の包装用あるいは輸送用緩衝材やク
ッション材等として有利に利用される。

【実施例〕次に、本発明を実施例により更に詳細に説明する。

実施例１〜５．比較例１〜３表−１に示す種々の１を有する密度０．９２３ｇ／ａ＋
ｆの低密度ポリエチレン（以下ＬＤＰＥと記す）１００
重量部に収縮防止剤としてモノステアリン酸グリセライ
ド１．０重量部を配合し、この配合物と表−１に示す各
種発泡剤とを、吐出量１０ｋｇ／ｈｒの押出機中で、圧
力１７０ｋｇ／ｃｊＧで溶融混練した後、一旦アキュー
ムレーター内に押出した０次に、このアキュームレータ
ー（圧力４０ｋｇ／ｃｄＧ）がら、溶融混練物を表−１
に示した温度（発泡温度）にて、６２０ｋｇ／ｈｒの吐
出速度でアキュームレーターに設けたダイスを通して大
気圧下に排出して、板状発泡体を得た。

このようにして得られた発泡体について、その７日後の
常温における密度と厚さを測定するとともに、発泡体の
収縮率を以下の式で算出して求めた。その結果を表−１
に示す。

Ａ：排出直後の発泡体の体積８８７日後の発泡体の体積比較例４実施例１における収縮防止剤を配合しなかった以外は、
実施例１と同様の配合及び条件にて１発泡体を製造した
。その結果を表−１に示す。

なお１表−１中の発泡剤に関して示した符号は次の内容
を意味する。

ＣＦＣ１１４・・・１．２−ジクロル−１，１，２，２
−テトラブルオロエタンＣＦＣ２２・・・クロルジフルオロメタンＣＦＣ１４２
ｂ・・・１〜クロル−１，１〜ジフルオロエタン（評　
価）表−１の結果から判るように、本発明の発泡体は、密度
が極めて小さく（低密度）、厚みの厚いのものでありな
がら、収縮率の非常に小さいものである。

これに対して、比較例の発泡体において、ＭＩが小さす
ぎるＬＤＰＨを用いた場合（比較例１）には、発泡体の
表面状態が劣り、厚み精度が悪く、逆にＭＩが大きすぎ
るＬＤＰＩＩ！を用いた場合（比較例２）には。

その製造に際してサージング現象が見られ、樹脂と発泡
剤とが分離し、樹脂中に発泡剤を均一に混入させること
ができない、また、併用揮発性発泡剤成分として、ＬＤ
ＰＨに対する気体透過係数が大きすぎるブタン混合物を
用いた場合（比較例３）、及び収縮防止剤を配合しない
場合（比較例４）には、発泡体の収縮率が大きく、実用
性のある発泡体を得ることができない。

特許出願人　株式会社ジェイ　ニス　ビー化　理　人　
弁理士　池浦敏明（ほか１名）１、事件の表示平成１年特許願第１２５８９８号２、発明の名称低密度ポリエチレン系樹脂発泡体の製造方法３、補正を
する者事件との関係　　特許出願人住　所　　東京都千代田区内幸町２丁目１番１号氏　名
　　株式会社ジェイ　ニス　ピー代表者　内　山　昌　
社４、代理人〒１５１住　所　　東京都渋谷区代々木１丁目５８番１ｏ号ｄ；
補正命令の日付　　　　自　　発６、補正の対象７、補正の内容本願明細書中において次の通り補正します。

（１）特許請求の範囲を別紙の通り補正します。

（２）第３頁下がら第７行の「−シフ」を、「−テトラ
７」に訂正します。

（３）第６頁下から第９行のｒ４０Ｊを、「３ｏ」に訂
正します。

（４）第７頁第Ｃ行ノ「４０」ヲ、ｒ３０Ｊニ訂正り、
マス。

（５）第１３頁下から第５行の２個所の「４ｏ」及び同
頁下から第２行の「４ｏ」を、それぞれ「３ｏ」に訂正
します。

「特許請求の範囲（１）メルトインデックスｏ、ｉ〜１５ｇ／１０論ｉｎ
の低密度ポリエチレン系樹脂を、イソブタン単独又はイ
ソブタンを６０モル％以上含有する他の発泡剤との混合
物からなる発泡剤及び収縮防止剤と共に押出機内で溶融
混練して発泡性溶融混練物とした後、該溶融混練物を発
泡作用の生じない温度、圧力に保持されたアキュムレー
ター内に押し出し、得られた押出溶融物をアキュムレー
ター先端に設けられたオリフィスを介して可動ラムの圧
力により、低圧下に排出すると共に厚み３０ｍｍ以上の
板状物に成形することを特徴とする低密度ポリエチレン
系樹脂発泡体の製造方法。

（２）メルトインデックス０．１〜１５ｇ／１０ｍｉｎ
の低密度ポリエチレン系樹脂を、イソブタン２０〜８０
モル％と低密度ポリエチレンに対する気体透過係数が８
．ＯＸ　１０−”ｃｃ（ＳＴＰ）・ａ／ｃｄ−ｓｅｃ−
ｃｍＨｇ以下の揮発性発泡剤８０〜２０モル算とからな
る発泡剤及び収縮防止剤と共に押出機内で溶融混練して
発泡性溶融混練物とした後、該溶融゛混練物を発泡作用
の生じない温度、圧力に保持されたアキュムレータ−内
に押し出し、得られた押出溶融物をアキュムレーター先
端に設けられたオリフィスを介して可動ラムの圧力によ
り、低圧下に排出すると共に厚み３Ｇ＋ｇｎ以上の板状
物に成形することを特徴とする低密度ポリエチレン系樹
脂発泡体の製造方法、」

Claims

【特許請求の範囲】

（１）メルトインデックス０．１〜１５ｇ／１０ｍｉｎ
の低密度ポリエチレン系樹脂を、イソブタン単独又はイ
ソブタンを６０モル％以上含有する他の発泡剤との混合
物からなる発泡剤及び収縮防止剤と共に押出機内で溶融
混練して発泡性溶融混練物とした後、該溶融混練物を発
泡作用の生じない温度、圧力に保持されたアキュムレー
ター内に押し出し、得られた押出溶融物をアキュムレー
ター先端に設けられたオリフィスを介して可動ラムの圧
力により、低圧下に排出すると共に厚み４０ｍｍ以上の
板状物に成形することを特徴とする低密度ポリエチレン
系樹脂発泡体の製造方法。
（２）メルトインデックス０．１〜１５ｇ／１０ｍｉｎ
の低密度ポリエチレン系樹脂を、イソブタン２０〜８０
モル％と低密度ポリエチレンに対する気体透過係数が８
．０×１０＾−＾１＾６ｃｃ（ＳＴＰ）・ｃｍ／ｃｍ＾
２・ｓｅｃ・ｃｍＨｇ以下の揮発性発泡剤８０〜２０モ
ル％とからなる発泡剤及び収縮防止剤と共に押出機内で
溶融混練して発泡性溶融混練物とした後、該溶融混練物
を発泡作用の生じない温度、圧力に保持されたアキュム
レーター内に押し出し、得られた押出溶融物をアキュム
レーター先端に設けられたオリフィスを介して可動ラム
の圧力により、低圧下に排出すると共に厚み４０ｍｍ以
上の板状物に成形することを特徴とする低密度ポリエチ
レン系樹脂発泡体の製造方法。