JPH04119817A - 熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡体の耐候性改良方法 - 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） この発明は、熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡体の耐候
性改良方法に関するものである。

（従来の技術） 熱可塑性ポリエステル系樹脂（以下、これをＦＡＴとい
う）は、ポリエチレンやポリスチレンには見られないす
ぐれた性質を持っている。例えば、ＦＡＴは剛性が大き
く、形状安定性がよくて、２００°Ｃに耐えるほどの優
れた耐熱性を持っている。そこで、ＦＡＴを発泡させて
、耐熱性のすぐれた強靭な断熱材や、包装用容器などを
作ろうと企図された。

ところがＦＡＴには欠点もある。その欠点は、ＦＡＴが
耐熱性に優れているために、２００　’Ｃ以上の高い温
度に加熱して発泡させなければならない、という点であ
る。また、ＦＡＴは、結晶性の樹脂であるために、発泡
させるに適した温度範囲が狭いという、本質的な欠点も
持っている。そのほか、ＦＡＴは耐候性が良好でなく、
風雨に曝らされると大きく劣化し、例えば戸外で暫らく
使用すると、引張強度や伸長率が大きく低下するという
欠点を持っている。

一般に、合成樹脂の耐候性を改良するには、合成樹脂に
紫外線吸収剤を混合すればよいことが知られている。そ
のための紫外線吸収剤としては、色々なものが市販され
ている。その多くは、芳香族化合物であって、融点が　
４０〜２００°Ｃのもので２００°Ｃ以上になると気化
してしまうものであった。

Ｐ・ＡＴは前述のように２００°Ｃ以上の高い温度に加
熱して発泡させなければならないので、ほかの樹脂例え
ばポリスチレンのように、市販の紫外線吸収剤を混合す
れば直ちに耐候性が改善できることにはならなかった。

それは、ＦＡＴの軟化温度が高いために、ＦＡＴを発泡
させる過程で紫外線吸収剤が蒸発してしまい、ＦＡＴ中
に残らなくなるからである。紫外線吸収剤は、樹脂中に
残存していてこそ、樹脂の耐候性を改良する効果を発揮
できるのであって、樹脂から蒸発してしまっては耐候性
改良の効果を発揮できないからである。

（発明が解決しようとする課題） この発明は、ＦＡＴの耐候性を改良し、耐候性のすぐれ
たＦＡＴ発泡体を提供しようとするものである。

（課題解決のための手段） この発明者は、ＦＡＴの成形方法を押し出し発泡に限定
すれば、ＦＡＴへの紫外線吸収剤の混合を加圧下で行う
ことができ、従って紫外線吸収剤の揮発を低く押さえる
ことが可能となることに気付いた。また、この発明者は
、こうして押し出し発泡を行い、押出機を出たＦＡＴが
発泡を行った直後に、具体的に云えば押し出し直後から
１５秒以内に押出物を急冷し、押し出し発泡体の表面を
紫外線吸収剤の融点以下に冷却すると、紫外線吸収剤の
揮散が少なく、従って耐候性改良の効果をもたらすこと
ができることを見出した。　この発明は、このような知
見に基づいて完成されたものである。

（発明要旨） この発明は、発泡剤含有のＦＡＴを溶融状態で押出機か
ら押し呂して発泡させ、発泡体を得る方法において、紫
外線吸収剤としてサリチル酸系、ベンゾフェノン系、ベ
ンゾトリアゾール系、又はシアノアクリレート系化合物
を用い、押し出し前に、上記紫外線吸収剤をＦＡＴ　１
００重囲部りこ対し０．１−５重量部の割合で混合し、
押し出された樹脂が発泡し進行する間に、押出機の口金
から３゜ｆｆ２００ｍｍ離れたところで押出物の表面を
冷却し始めて、口金を出てから１５秒以内に、押出物の
表面を紫外線吸収剤の融点以下にすることを特徴とする
、ＦＡＴ発泡体の耐候性改良方法に関するものである。

（各要件の説明） この発明で用いられるＦＡＴは、芳香族のカルボン酸に
二価アルコールを反応させて得られた高分子量の鎖状エ
ステルである。このようなＦＡＴは市販されている。こ
の発明では、市販されているＦＡＴを用いることができ
る。

ＦＡＴを構成するジカルボン酸としては、テレフタル酸
が最も多く用いられているが、イソフタル酸、２．６−
ナフタレンジカルボン酸が用いられることもある。その
ほか、ジカルボン酸としては、シフニニルエーテルジカ
ルボン官、ジフェニルスルホンジカルボン酌、ジフェノ
キシジカルボン酸を用いることもできる。

また、ＦＡＴを構成する二価アルコールとしては、エチ
レングリコールが主として用いられるが、トリメチレン
グリコール、テトラメチレングリフール、ネオペンチレ
ンゲリコール、ヘキサメチレングリコール、シクロヘキ
サンジメチロール、トリンクロデカンジメチロール、２
．２−ビス−（４−βヒドロキシエトキシフェニル）プ
ロパン、４．４’−ビス（β−ヒドロキシエトキン）ジ
フェニルスルホン、ジエチレングリコールを用いること
もできる。

上述のＦＡＴのうち、この発明で用いるのに適したもの
は、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフ
タレート、ポリブチレンテレフタレートエラストマー、
非品性ポリエステル、ポリシクロヘキサンテレフタレー
トなどである。また、上述のＦＡＴは、単独でまたは混
合して用いることができる。さらに、上述のＦＡＴは、
これに他の樹脂を混合して用いることもできる。他の樹
脂を混合する場合には、他の樹脂はＦＡＴよりも少なく
する必要がある。

ＦＡＴは、一般に、高温で加水分解しやすい樹脂である
から、これを発泡させる場合には、予めこれを乾燥する
ことが望ましい。乾燥には、例えば除湿乾燥機を用いる
のがよい。その場合の乾燥は、例えば露点が一３０°Ｃ
の空気を１６０°Ｃに加熱しておき、この空気中にＦＡ
Ｔを約４時間露出するという程度で足りる。

発泡剤としては、色々なものを用いることができる。大
別すると、ＦＡＴの軟化点以上の温度で分解してガスを
発生する固体化合物と、ＦＡＴに親和力をもって溶解し
加熱下でＰＡＴ中で気化する液体又は気体と、加圧下に
ＦＡＴに溶解させ得る不活性な気体とに分類できるが、
この発明ではその何れをも使用することができる。上述
の固体化合物は、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、ヒドラゾカルボンアミ
ド、重炭与ナトリウムなどである。気化する液体又は気
体は、例えばヘキサン、ペンタン、ブタンのような飽和
脂肪族炭化水素、ベンゼン、キシレンのような芳香族炭
化水素、塩化メチレン、フレオン（登録商標）のような
ノ・ロゲン化炭化水素である。不活性な気体は、例えば
二酸化炭素、窒素などである。そのほか、発泡剤として
は、特開昭５９−１３５２３７号公報が教えるように、
高分子量の鎖状芳香族ポリカーボネートを用いることも
できる。

ＦＡＴに発泡剤を含ませるには、色々な方法を用いるこ
とができる。発泡剤が液体であるときには、ＦＡＴを常
圧下で発泡剤中に浸漬するだけで足りる場合もある。し
かし、含浸を容易にするためには、発泡剤の蒸発を防ぎ
つつ加温して浸漬することが望ましく、従って加温加圧
下で浸漬することとなる。加温加圧下で含浸させるには
、予めＦＡＴを溶融しておいて、この溶融物中に発泡剤
を圧入するのが好ましい。このためには、押出機を用い
て押出機内でＦＡＴを溶融しておき、押出機の途中から
発泡剤を圧入してＦＡＴに含ませるのがよい。このよう
にすると、発泡剤含有のＦＡＴをそのまま押し出し発泡
させることができる。

この発明では、市販されている紫外線吸収剤の中からサ
リチル酸系、ヘンシフエノン系、ベンゾトリアゾール系
、シアノアクリレート系のものを用いる。サリチル酸系
の紫外線吸収剤は、例えばフェニルサリシレート、Ｐ−
オクチルフェニルサリシレート、Ｐ−第三ブチルフェニ
ルサリシレートであり、 ヘンシフエノン系の紫外線吸収剤は例えば２．４−ジヒ
ドロキシヘンヅフエノンであり、ヘンシトリアゾール系
の紫外線吸収剤は例えば２−（２’−ヒドロキシ−５′
−メチルフニニル）ヘンシトリアゾールであり、シアノ
アクリレート系の紫外線吸収剤は、例えば２−エチルへ
キシル−２−シアノ−３，３′−ジフェニルアクリレー
ト、エチル−２−シアノ−３，３′−ジフェニルアクリ
レートである。

これらの紫外線吸収剤は、融点が４０〜２００“Ｃの範
囲内にある。他方、ＦＡＴを押し出し成形して発泡体と
するには、ＦＡＴを少なくとも２００°Ｃ以上通常２７
０−２９０°Ｃに加熱することが必要とされる。だから
、上記紫外線吸収剤をＰＡＴ中に含ませて押し出すこと
はできても、押し出したあとでＦＡＴが発泡する際に、
紫外線吸収剤が殆ど揮散して残留するに至らず、従って
耐候性改良効果を充分に発揮することができない。

この発明において、紫外線吸収剤をＦＡＴに混合するに
は、ＦＡＴを押出機に入れる前に混合するのが簡単であ
るが、押出機中で混合することもできる。押出機中で混
合するには、紫外線吸収剤を溶融して圧入するのが好都
合である。

紫外線吸収剤の量は、ＦＡＴ１００重量部に対し、０．
１−５重量部の範囲内とする。そのうちでも好ましいの
は、０．３−３重量部の範囲内である。

このように限定した理由は、紫外線吸収剤の量が０．１
重量部以下では、ＦＡＴの耐候性改良の効果がなく、５
重量部以上としても、それに見合うだけの耐候性向上の
効果が認められないだけでなく、却ってＦＡＴの耐熱性
、強靭性を低下させること紫外線吸収剤を含んだＦＡＴ
を押し出すときの温度は、少なくとも２５０°Ｃ以上で
ある。通常は押出機のバレルを２７０−２９０°Ｃの範
囲に維持してＦＡＴを加熱し、また口金の温度も２７０
２８５°Ｃに保持して押し出す。従って、ＦＡＴは２７
０−２８５°Ｃの高温で押し出されることとなる。この
ような温度では、紫外線吸収剤は気体である。従って、
紫外線吸収剤は押出機の内部では加圧の下にＰＡＴ中に
溶解されているが、口金を出るとすくに気化５．ＦＡＴ
から逃散しようとする。

この発明ではＦＡＴを発泡させることとしているから、
口金を出たＦＡＴをすくに冷却することができない。Ｆ
ＡＴが少なくとも発泡するだけの間は高温になければな
らない。そこで、この発明では口金から出た直後はＦＡ
Ｔを冷却しないで、口金からやや離れたところで冷却を
始めることとする。実験によると口金から３０−３０−
２Ｏ０れたところでＦＡＴを冷却し始めると発泡を大き
く妨げないで紫外線吸収剤の揮散を防くことができる。

この発明では、押し出されたＦＡＴが成る程度進行した
時期に、ＦＡＴ表面を充分に冷却することが必要とされ
る。その時期は、実験によると口金を出てから１５秒以
内とするのが適当である。

従って、この発明では、ＦＡＴが口金を出てから１５秒
以内に、ＦＡＴ表面を紫外線吸収剤の融点以下にまで冷
却することとしている。

上述のようにＦＡＴを効率よく冷却するには、口金とし
て円筒状の押出口を設けたものを用いるのが好ましい。

その理由は、このような口金を用いると、ＦＡＴが円筒
状に押し出され、円筒の内側と外側との二方向つ）るＰ
ＡＴを冷却することができるので、ＦＡＴ表面を素早く
冷却することができるからである。内側からの冷却には
、口金からやや離れたところにマンドレルを設け、マン
ドレルに沿ってＦＡＴを進行させ、マンドレルの内部に
常温の水を循環させて冷却することができる。

外側からの冷却には、口金からやや離れたところにＰＡ
Ｔを包囲するリングを設け、リングから常温又は冷却さ
れた空気をＦＡＴに向かって噴出させて冷却することが
できる。

また、この発明方法を実施する場合には、ＰＡＴ中に従
来から用いられて来た種々の添加剤を加えることができ
る。例えば、気泡調整剤として少量のタルク粉末を加え
たり、ＦＡＴの溶融特性を改善して発泡しやすくするた
めに、無水ピロメリット酸のような一分子中に酸無水物
基を２個以上含んでいる化合物や、炭酸ナトリウムのよ
うな周期律表中の■、■、■族の金属化合物を加え１こ
り、着色剤、帯電防止剤、難燃剤などを加えることもで
きる。

また、この発明方法を実施したあとで、得られた発泡体
を高温例えば２００　’Ｃ以上に保持して、ＦＡＴの結
晶化度を富め、これによって耐熱性を向上させることも
できる。

（発明の効果） この発明方法によれば、紫外線吸収剤としてサリチル酸
系、ベンゾフェノン系、ヘンシトリアゾル基、又はンア
ノアクリレート系の化合物を用い、押し出し前にこれら
の紫外線吸収剤をＰＡＴ中に混合しておくので、紫外線
吸収剤は加圧下にＦＡＴと高温でよく混合される。押し
出されたＦＡＴは、紫外線吸収剤が揮散しようとする状
態で含まれているが、押出機の口金から３（１−２００
Ｍ離れたところで表面から冷却されるので、発泡を許す
だけの余裕を持ちながら、紫外線吸収剤の揮散をできる
だけ押さえることとなる。その上に、この冷却によって
、ＦＡＴが口金を出てから１５秒以内己臥ＰＡＴ表面を
紫外線吸収剤の融点以下にすることとじているから、紫
外線吸収剤の揮散は確実に防がれる。また、紫外線吸収
剤の量をＰは確実に防がれる。また、紫外線吸収剤の量
をＰＡＴ１００重量部に対し０．１−５重量部の割合と
したので、紫外線吸収剤がＦＡＴの耐候性を改良するに
都合のよい量だけ含まれている。こうして、この発明に
よれば、耐候性の良好なＦＡＴ発泡体が得られる。

（実　施　例） 次に実施例と比較例とを挙げて、この発明方法のすくれ
ている所以を説明する。以下で単に部というのは、重量
部を青味している。

実施例Ｉ ＦＡＴとしてポリエチレンテレフタレート樹脂（帝人社
製、商品名ＴＲ８５８０）（以下、これをＰＥＴという
）を用いた。

まず、ＰＥＴを除湿乾燥機に入れ、露点−３０°Ｃの空
気を循環させながら、１６０°Ｃで４時間、ＰＥＴを乾
燥した。その後、ＰＥＴ１００部に、タルク０．６部と
、無水ピロメリット酸０．３４部と、炭酸ナトリウム０
．１部と、紫外線吸収剤として２（２′−ヒドロキシ−
５′−メチルフェニル）ヘンシトリアゾール（住友化学
社製、スミソーツー２００、融点１２９°Ｃ）１部とを
加えこれをタンブラ−でよく混合した。

この混合物を口径が６５皿、Ｌ／Ｄが３５の押出機に入
れ、スクリュ回転数２５ｒｐｍ、バレル温度、２７０−
２９０“Ｃでよく混合し、バレルの途中から発泡剤とし
て窒素を混合物１００部に対し０．２３部の割合で圧入
した。こうして、発泡剤を含んだＰＥＴを円筒状押出口
を持ったサーキュラ口金から大気中に筒状で押し出した
。口金は、円筒状押出口の間隙が０．４　胴、口径が６
０皿とされ、２７０−２８５°Ｃに維持された。

大気中に押し出され１こＰＥＴは発泡巳、円筒状となっ
たまま進行し、口金先端から３５ｍｍＪＩれたところで
円筒形マンドレルの外面に接触し、その後はマンドレル
外面に沿って進行した。マンドレち、内部に３０°Ｃの
水が循環されてＰＥＴ発泡体を内側から冷却することと
なった。他方、円筒状ＰＥＴの外側には、口金先端から
１００＝及び１５０Ｍ離れた２箇所にリングを設け、リ
ングからＰＥＴに向けて５　’Ｃの空気を噴出させてＰ
ＥＴを外側から冷却することとした。また円筒状ＰＥＴ
の内側にはＰＥＴとマンドレルとの間に５°Ｃの空気が
流れるようにした。

こうしてＰＥＴを冷却した結果、口金を出て１５秒後の
ＰＥＴ発泡体は表面が１０２°Ｃとなった。

こうして得られたＰＥＴ発泡シートは、幅が６４３Ｍ、
見掛は密度が０．２９　ｇ／ｃｃで、厚みが１．８皿で
あった。二〇ＰＥＴ発泡シートは、引張り強度が５７．
８　ｋｇｆ／ｃ己、伸長率が１６５．２％であった。

このＰＥＴ発泡シートをＪＩＳ　Ａ　１４１５の方法に
従って促進曝露して、曝Ｂ１２０時間後の引張り強度と
伸長率とを測定したところ、それぞれ５５．２　ｋｇｆ
／ｃｆｆｌ、５１．７％の値を得た。これによって耐候
性の良好なことを認めた。

なお、引張り試験方法は、ＪＩＳ　Ｋ　７１１３、ダン
ベル１号形、引張り速度５０ｍｍ／ｓｉｎとした。

実施例２ 紫外線吸収剤として、２．４−ジヒドロキシヘンシフエ
ノン（住人化学社製、スミソーブ−１００、融点１４２
°Ｃ）を２部用いることとした以外は、実施例１と全く
同し方法で発泡体を製造した。

こうして得られたＰＥＴ発泡シートは、幅が６４３皿、
見掛は密度が０．２９　ｇ　／　ｃｃで厚みが１．８鵬
であった。

このＰＥＴ発泡シートは引張り強度が６１．３ｋｇｆ／
ｃｄ、伸長率が１６１．５％であった。このＰＥＴ発泡
シートは、実施例１と同様に１２０時間の促進曝露をし
たあとで、引張り強度が５８．９ｋｇｆ／ＣＩｆｌ、伸
長率が５０．４％であった。従って、耐候性が良好であ
ると認められた。

実施例３ 実施例３ 発泡体の外面からの冷却を、空気の代わりに２０°Ｃの
水を噴霧させて行うこととした以外は、実施例１と全く
同様にしてＦＡＴ発泡シートを得た。

この場合、１５秒後の発泡体の表面温度は１０２°Ｃで
あった。

こうして得られたＦＡＴ発泡シートは、幅が６４３賦、
見掛は密度が０．２９　ｇ／ｃｃで、厚みが１．８０で
あった・ このＰＡＴ発泡発泡トート引張り強度が５８０ｋｇ　ｆ
　／　ｃＴｌ、伸長率が１６６．４％であった。このＦ
ＡＴ発泡シートは、１２０時間の促進ｖｓ露を行ったあ
とで、引張り強度が５７．１ｋｇｆ／ｃｆｆｌ、伸長率
が５３．８％であった。従って、耐候性が良好であると
認、められた。

比較例１ 紫外線吸収剤を使用しないこととした以外は、実施例１
と全く同様にしてＰＥＴ発泡シートを得た。こう゛して
得られたＰＥＴ発泡シートは、幅が６４３鴫、見掛は密
度が０．２９　ｇ／ｃｃで、厚みが１．８鵬であった。

二〇ＰＥＴ発泡シートは、引張り強度が６５．６ｋｇｆ
／ｃｄ、伸長率が１５２．９％であった。この発泡シー
トは、１２０時間の促進曝露を行ったあとで、引張り強
度が４５．５　ｋｇｆ／ｃＪ、伸長率が２．４％となっ
た。従って、耐候性が悪いと認められた。

比較例２ 発泡体を強制的に冷却しないこととした以外は、実施例
１と全く同様にしてＰＥＴ発泡シートを得た。このとき
、１５秒後の発泡体の表面温度は１５０°Ｃであった。

こうして得られたＰＥＴ発泡シートは、幅が６４３ｍｍ
、見掛は密度が０．２９８／ｃｃ、厚みが１．８ｍｍで
あった。

二〇ＰＥＴ発泡シートは、引張り強度が５８，４１４　
ｆ　／　ｃｉ、伸長率が１６０．７％であった。この発
泡シートは、１２０時間の促進曝露を行ったあとで、っ
た。

従って、 耐候性が悪いと認められた。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 発泡剤含有の熱可塑性ポリエステル系樹脂を溶融状態で
   押出機から押し出し、発泡させて発泡体を得る方法にお
   いて、紫外線吸収剤としてサリチル酸系、ベンゾフェノ
   ン系、ベンゾトリアゾール系、又はシアノアクリレート
   系化合物を用い、押し出し前に上記紫外線吸収剤を樹脂
   １００重量部に対し０．１−５重量部の割合で混合し、
   押し出された樹脂が発泡し進行する間に、押出機の口金
   から３０ｍｍ−２００ｍｍ離れたところで、押出物の表
   面を冷却し始めて口金を出てから１５秒以内に、押出物
   の表面を紫外線吸収剤の融点以下にすることを特徴とす
   る、熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡体の耐候性改良方
   法。