JPH0386513A - 架橋発泡体の製造方法 - Google Patents

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） 本発明は架橋発泡体の製造方法に関し、更に詳しくは、
気泡径が均一かつ微細であって、表面が平滑で厚肉の架
橋発泡体を安定した状態で連続的に製造する方法に関す
る。

（従来の技術） 熱可塑性樹脂、発泡剤および架橋剤を必須成分とする樹
脂組成物を用いて発泡体を製造する方法としては各種の
方法が知られている。このうち、例えば、上記樹脂組成
物をシート状等の所定形状に成形し、得られた成形体に
常圧下での加熱処理を施して、まず成形体中の架橋剤を
分解せしめて熱可塑性樹脂の架橋を進め、ついで発泡剤
を分解せしめて前記架橋体を発泡させるという方法があ
る。

また、上記樹脂組成物を密閉した金型に充填して加熱し
、加圧下で発泡せしめるという方法がある。

しかしながら、前者の方法の場合、常圧・加熱下で架橋
、発泡が進められるため、得られた発泡体の気泡径は粗
大となり、外観も悪化するという問題が避は得ない。ま
た、後者の方法の場合は、たしかに、均一で微細な気泡
を有する厚肉発泡体を得ることができるが、しかし、こ
の方広はバッチ式で行なわざるを得ず、生産性が低いと
いう問題がある。

これらの問題を解決する方法としては、例えば、特開昭
５３−６９２７４号公報に開示されているような方法が
ある。この方法においては、押出機に接続している長尺
ランドダイの中で樹脂組成物の架橋から発泡までの処理
を全て完全に行なわせたのち、ダイ出口から架橋発泡体
が連続的に取出される。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記公報に開示の方法の場合、非常に長
いダイか必要であり、しかも発泡が進行するに伴ない長
手方向のダイ構造を徐々に変化させていくことが必要に
なるため、ダイの構造が複雑になるばかりでなく、使用
目的に応じた厚肉の発泡体や発泡倍率を自由に変化させ
た発泡体の製造が非常に困難であるという問題がある。

本発明は、上記方法の問題点を解決し、気泡径が均一、
微細であり、表面が平滑で厚肉の架橋発泡体を安定した
状態で連続的に製造する方法の提供を目的とする。

（課題を解決するための手段・作用） 上記目的を達成するために、本発明においては、熱可塑
性樹脂、発泡剤および架橋剤を必須成分とする樹脂組成
物を、成形領域、加熱領域および冷却領域が連続的に形
成されているダイ内に押出し、前記成形領域または／お
よび前記加熱領域では前記架橋剤を分解せしめると同時
に前記発泡剤の２〜５０重量％量を発泡せしめ、ついで
、得られた部分発泡成形体を前記冷却領域で前記部分発
泡成形体の軟化点未満の温度に冷却したのち前記ダイか
ら押出し、押出された前記部分発泡成形体にその上下面
を圧迫しながらその押出し方向と逆行する制動力を加え
たのち、常圧下で加熱することを特徴とする架橋発泡体
の製造方法が提供される。

以下に製造ラインの１例を示す第１図に基づいて本発明
方法を詳細に説明する。

まず、全体のラインは、押出機ｌと、この押出機に接続
する長尺のダイ２と、ダイ２の出口から吐出される後述
の部分発泡成形体３に後述の制動力を加えるための制動
装置４と、制動装置４で処理された部分発泡成形体３を
加熱するための加熱炉５をシリーズに配置して構成され
る。

押出機ｌの中では、必須成分である熱可塑性樹脂、発泡
剤および架橋剤は均一に混合されて所定組成の樹脂組成
物が調製される。この均一混合は、発泡剤、架橋剤のい
ずれもが分解しない温度で行なわれる。

用いる熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレン；
ポリプロピレン；エチレン−プロピレン共重合体、エチ
レン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−エチルアクリレ
ート共重合体のようなエチレン共重合体；ポリ塩化ビニ
ルの単独あるいはこれらの脛合物をあげることができる
。また、この熱可塑性樹脂に、更に、公知の顔料、酸化
防止剤、紫外線吸収剤、難燃剤、帯電防止剤、防カビ剤
、防菌剤、無機フィラー等の添加剤を適量配合すること
もできる。

用いる発泡剤としては、後述のダイスにおける加熱過程
で熱分解して窒素、炭酸ガス等のガスを発生する分解型
の発泡剤であればよく、例えば、アゾジカルボンアミド
、ジニトロソペンタメチレンテトラミン、４．４’　　
−オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジド、アゾビス
イソブチロニトリルなどをあげることができる。

これら発泡剤の配合量は、目的とする発泡体の発泡倍率
によって適宜選択されるが、通常、前記した熱可塑性樹
脂１００重量部に対し５〜３０重量部の範囲内に設定さ
れる。また、必要に応じては、これら発泡剤に対し各種
の助剤や核剤を適量配合してもよい。

樹脂組成物の第３の必須成分である架橋剤としては、前
記熱可塑性樹脂の溶融開始温度以上の分解温度を有する
ものが用いられ、例えば、ジクミルパーオキサイド、ジ
−ｔ−ブチルパーオキサイド、ｔ−ブチルクミルパーオ
キサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチル
パーオキシ）ヘキサン、２，５−ジメチル−２，５−ジ
（１−ブチルパーオキシ）ヘキシン−３などをあげるこ
とができる。

これらの架橋剤の配合量は、目的とする発泡体における
架橋度、前記熱可塑性樹脂の分子構造などによって適宜
選定されるが、通常、熱可塑性樹脂１００重量部に対し
０．２〜５．０重量部の範囲内に設定される。

上記した各成分を均一混合して成る樹脂組成物は、押出
機ｌの出口ｔａからダイ２に連続的に押出される。

ダイ２は、その長平方向が成形領域２ａ、加熱領域２ｂ
、冷却領域２ｃをこの順序に連続して構成されている。

押出機１の出口１ａから押出された樹脂組成物は、まず
成形領域２ａで所定形状に成形される。

このとき、成形領域２ａのダイ形状を適宜に選定すれば
、シート状、棒状等の任意形状の成形体を得ることがで
きる。

成形領域２ａを通過した成形体は、つぎに加熱領域２ｂ
に移動していく。そして、この加熱領域２ｂ内を移動す
る前記成形体は、図示しない加熱手段によって所定温度
に加熱される。その結果、成形体に含有されている架橋
剤が熱分解して熱可塑性樹脂の架橋が進行する。そして
同時に、成形体中の発泡剤の一部が分解して成形体の内
部に均一に分散する気泡核が形成され、成形体は部分発
泡成形体に転化する。

この過程で得られる部分発泡成形体において、その架橋
の程度は、それに１２０℃のキシレン溶液で２４時間の
抽出処理を行なったときの残存ゲル重量分率が５％以上
となるような状態であることが好ましい。この残存ゲル
重量分率が５％未満であるような架橋状態の場合には、
最終的に得られる発泡体の気泡径が粗大となりやすいか
らである。

この過程における発泡剤の初期分解に関しては、成形体
に含有されている発泡剤のうち２〜５０重量％に相当す
る量を分解せしめる。この分解量が２重量％量より少な
い場合は、充分な気泡核が形成されず、最終的に得られ
る発泡体の気泡が均一でかつ微細なものにならず、また
５０重量％量より多く分解せしめると、ダイ２から押出
された時点で部分発泡成形体３の自然膨張が大きく生起
し、肌荒れ現象が起り易くなるからである。

このような発泡剤の分解量の管理は、加熱領域２ｂの温
度を適宜選定することによって行なわれる。

加熱領域２ｂを通過した部分発泡成形体３は、次の冷却
領域２ｃに移動する。この領域で、前記部分発泡成形体
３は冷却されその形状、気泡核の状態等が保持される。

このときの冷却温度は、この部分発泡成形体の軟化点よ
りも低い温度であることが必要である。冷却が不充分で
その温度が軟化点以上の場合には、ダイ２から部分発泡
成形体３を押出したとき、その成形体３の内部に含まれ
ているガスの圧力によって成形体３は自然膨張し表面の
肌荒れ現象が生ずるからである。

なお、成形領域２ａと加熱領域２ｂの境界に、注油ポン
プ６からバイブロａを介して潤滑剤を圧入して、成形領
域２ａから加熱領域２ｂへ移動していく成形体の外周に
前記潤滑剤を付着せしめることが好ましい。

これは、加熱領域２ｂ内を成形体が移動する過程で成形
体の架橋が進むにつれて、部分発泡成形体の溶融粘度が
上昇して加熱領域２ｂのダイ内壁との摩擦抵抗が増大し
、部分発泡成形体が下流側へ移動しなくなり、その結果
、押出機１のヘッド負荷が大きくなって押出機ｌの破壊
を招くようになる事態を防止するためである。すなわち
、成形領域２ａからの成形体の外周に潤滑剤を付着せし
めることにより、加熱領域２ｂのダイ内壁と部分発泡成
形体との摩擦抵抗を減少せしめ、円滑な下流側への移動
を確保するためである。

このような目的のために用いる潤滑剤としては、加熱領
域２ｂの温度で分解したり蒸発したりすることがなく、
しかも成形体に溶解せず、成形体を劣化させず、化学的
に安定なものであることが必要である。例えば、液状ポ
リシロキサン、エチレングリコールのような多価アルコ
ール、アルキルエステル、アルキルエーテル、ポリオキ
シアルキレンなどを用いることができる。

ダイ２の冷却領域２ｃから押出され、所定の押出し速度
で下流側に移動しようとしている部分発泡成形体３に対
しては、制動力が加えられる。

すなわち、部分発泡成形体３の上下面には、モータ駆動
するベルト４ａ、４ｂが圧接され、かつ、これらのベル
ト４ａ、４ｂは図の矢印で示したように、部分発泡成形
体３の押出方向ｐと逆行する向きｑに回転せしめられる
。

この制動装置４により、部分発泡成形体３は下流方向へ
の押出し移動が制動を受けて、その押出し速度が抑制さ
れることになる。

このような処置は、加熱領域２ｂにおいて樹脂組成物の
架橋が進行し、同時に発泡が進んで部分発泡成形体に転
化する際に、得られる部分発泡成形体の長平方向や幅方
向で架橋が均一に進んでいない場合は、それがダイ２の
冷却領域２Ｃから押出されると、全体が湾曲したりまた
は表面から亀裂が生じたりすることが頻発して押出し困
難を招くという不都合の解消のために設けられる。

この装＠４によって押出された部分発泡成形体３に制動
力を加えると、加熱領域２ｂを通過しつつある部分発泡
成形体の流動状態は安定化し、均一化し、その過程にお
ける架橋が均一に進行するようになる。その結果、ダイ
２の冷却領域２ｃからは、安定して部分発泡成形体３が
押出される。

ベルト４ａ、４ｂはいずれも、押出された部分発泡成形
体３の幅よりも広いものが使用され、またその圧接力や
矢印ｑ方向への回転に伴う制動力は、押出された部分発
泡成形体３の下流側への移動を完全に停止するような力
ではなく、移動する部分発泡成形体３を減速せしめる程
度の力でなければならない。この力は、押出されてくる
部分発泡成形体３の状態によって種々変化するので一義
的に決めるわけにはいかないが、概ね、部分発泡成形体
の断面に対し、ｌ＝１０ｋｇ／ｃｉ程度の力であること
が好ましい。

また、制動装置４としては、ベルト４ａ＋４ｂに代えて
、ロールを用いてもよい。しかし、ロールは部分発泡成
形体３の上下面でスリップすることが多いので、ベルト
のように部分発泡成形体３との接触面積を大きくするこ
とができる手段の方が有利である。

また、制動装置４としてベルトを用いた場合、このベル
トの表面に部分発泡成形体３の表面を損傷しないような
スリップ防止用の溝を形成しておくと、部分発泡成形体
３の制動を有効に進めることができて好適である。

なお、ダイ２の成形領域２ａと加熱領域２ｂの間に注油
ポンプ６から潤滑剤を圧入する場合、冷却領域２ｃから
押出されてきた部分発泡成形体３の表面には潤滑剤が付
着していて、制動装置４のスリップを招くことがある。

また、部分発泡成形体３の表面に付着している潤滑剤を
そのままの状態で、加熱炉５に導入すると、加熱炉５か
ら得られた発泡体７は、その表面の外観が著しく損われ
る。

このような問題の発生を防ぐために、冷却領域２ｃと制
動装置４の途中に、部分発泡成形体３の外周面に軽く圧
接するゴム製のブレード８ａを備えた潤滑剤除去手段８
を配置し、ブレード８ａでかき取られた潤滑剤をポンプ
９によって吸引できるようにすることが好ましい。

制動装置４を経由した部分発泡成形体３は、そのまま、
常圧下にある加熱炉５に導入され、そこで残存発泡剤の
分解温度よりも高い温度に加熱されることにより、気泡
核を中心にした均一発泡が進行して、目的とする気泡径
が均一かつ微細である発泡体になる。

（発明の実施例） 実施例１ 第１図に示したラインを用いて発泡体を製造した。

すなわち、まず、低密度ポリエチレン（Ｍｌ　ｌｏｇ／
１０分、密度０．９２０ｇ／ｃｒｌ）１００重量部、ア
ゾジカルボンアミド６重量部、ジクミルパーオキサイド
１．０重量部を押出機ｌに投入し、１４０℃で溶融混合
したのち、ダイ２に押出した。

ダイ２において、成形領域２ａの長さは２００＋ｌｌ１
ａ、温度は１４０℃であり、加熱領域２ｂの長さは８０
０閲、温度は１７０℃であった。成形領域２ａと加熱領
域２ｂの間には、注油ポンプ６からジエチレングリコー
ルの一定量を注入した。

冷却領域２ｃの長さは６００ＩＩＩＩｎ、温度は７０°
Ｃとし、ここから押出されてきた部分発泡成形体３は、
潤滑剤除去手段８を通過せしめてその表面に付着してい
るジエチレングリコールを除去したのち、制動装置４に
通した。

制動装置４のベル）４ａ、４ｂは成形体３との摺接長さ
を１０００ｍｍとし、成形体３にはその断面に対しｌ〜
５ｋｇ／ｃｒｌの力が加わるようにした。

このとき、加熱領域２ｂのダイス内圧力は３５ｋｇ／ｃ
ｉになっていた。

このようにして連続的に押出されてくる部分発泡成形体
３の残存ゲル重量分率は５３％であった。

ついで、部分発泡成形体３を温度２００℃の加熱炉に導
入して残存する発泡剤を分解せしめて発泡体７を連続的
に製造した。

得られた発泡体７の外観は滑らかで、肉厚も２０闘で安
定しており、密度０．１２０　ｇ／ｃａｒ、平均気泡径
１００μｍであった。

実施例２ 用いた樹脂組成物が、エチレン−酢酸ビニル共重合体（
Ｍ！２．０ｇ／ｌｏ分、酢酸ビニル含量１５重量％）１
００重量部、アゾジカルボンアミド１０重量部、ジクミ
ルパーオキサイド０．６重量部および亜鉛華１．０重章
部であったこと、成形領域２ａの温度が１５０℃であっ
たこと、加熱領域２ｂの温度が１６０℃であったこと、
冷却領域２ｃの温度が８０℃であったことを除いては、
実施例１の場合と同様にして部分発泡成形体を冷却領域
２ｃから連続的に押出した。

得られた部分発泡体の残存ゲル重量分率は３７％であり
、また加熱領域２ｂのダイス内圧力は２０ｋｇ　／　ｃ
ｒｌであった。

ついで、この部分発泡成形体を１８０℃の加熱炉に導入
し連続的に発泡体を製造した。得られた発泡体は、その
外観は滑らかで、肉厚２１ｍ＋ｉで安定しており、密度
０．０６３　ｇ／ａｄ、平均気泡径１１０μｍであった
。

比較例１ 実施例１において、冷却領域２ｃから押出された部分発
泡成形体３を制動装置４に通すことなく、そのまま加熱
炉５に連続的に導入した。

加熱炉５に導入する前の部分発泡成形体は湾曲したり、
一部に亀裂が発生したりして安定した状態で押出されな
かった。また、加熱炉５から得られた発泡体は、その表
面に亀裂が走り外観は著しく劣悪で、肉厚も不揃い、気
泡径や密度も不均一であった。

比較例２ 実施例２において、制動装置４を設けることなく冷却領
域２ｃから部分発泡成形体を押出した。

しかし、その部分発泡成形体の表面には亀裂が走り、湾
曲もするため、安定した状態で押出すことが困難となり
、加熱炉５に連続導入することは困難であった。

（発明の効果） 以上の説明で明らかなように、本発明方法においては、
ダイの冷却領域と加熱炉の途中に制動装置を配置して、
部分発泡成形体の下流側への移動を制動するようにした
ので、加熱領域内を移動す４゜ る部分発泡成形体の流動状態が安定化し、その過程にお
ける架橋も均一に進行して、湾曲や亀裂もなく、微細で
均一な気泡を有する発泡体を安定して製造することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明方法を実施する製造ラインの１例を示
す概略図である。 ｌ・・・押出機、ｌａ・・・押出機の出口、２・・・ダ
イ、２ａ・・・成形領域、２ｂ・・・加熱領域、２ｃ・
・・冷却領域、３・・・部分発泡成形体、４・・・制動
装置、４ａ。 ４ｂ・・・ベルト、５・・・加熱炉、６・・・注油ポン
プ、６ａ・・・パイプ、７・・・発泡体、訃・・潤滑剤
除去手段、８ａ・・・ブレード、９・・・吸引ポンプ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 熱可塑性樹脂、発泡剤および架橋剤を必須成分とする樹
   脂組成物を、成形領域、加熱領域および冷却領域が連続
   的に形成されているダイ内に押出し、前記成形領域また
   は／および前記加熱領域では前記架橋剤を分解せしめる
   と同時に前記発泡剤の２〜５０重量％量を発泡せしめ、
   ついで、得られた部分発泡成形体を前記冷却領域で前記
   部分発泡成形体の軟化点未満の温度に冷却したのち前記
   ダイから押出し、押出された前記部分発泡成形体にその
   上下面を圧迫しながらその押出し方向と逆行する制動力
   を加えたのち、常圧下で加熱することを特徴とする架橋
   発泡体の製造方法。