JPH04235014A

JPH04235014A - ポリ１−ブテン系樹脂発泡体の製造方法

Info

Publication number: JPH04235014A
Application number: JP3000982A
Authority: JP
Inventors: Takashi Hashimoto; 橋　本　　隆; Zenichi Sasaki; 佐々木　善　市
Original assignee: Mitsui Petrochemical Industries Ltd
Current assignee: Mitsui Petrochemical Industries Ltd
Priority date: 1991-01-09
Filing date: 1991-01-09
Publication date: 1992-08-24

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はポリ１−ブテン系樹脂発
泡体の製造方法に関し、特に、架橋等による粘度調整等
の処理をしなくても、ポリ１−ブテン系樹脂発泡体を連
続的に製造することができる方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ポリ１−ブテン系樹脂は、耐水性、耐薬
品性、耐生物繁殖性、熱成形性、耐熱性、弾性回復性、
耐クリープ性、耐熱クリープ性等に優れた特性を生かし
て、種々の形状の発泡体に成形して広範囲の用途への利
用が期待されている。例えば、高い耐熱性を有し、かつ
弾性回復性に優れているため、瓶蓋および瓶の栓に好適
であり、滅菌処理のできるパッキング材料として、半硬
質ないしは軟質の発泡体が有用である。

【０００３】ところで、従来、ポリオレフィン系樹脂発
泡体の製造は、押出機内でポリオレフィン系樹脂を溶融
可塑化させ、この溶融樹脂中へ加圧ガスまたは揮発性の
液体発泡剤を圧入して該発泡剤と混合した後、得られた
混合物を冷却、押出す無架橋押出発泡法によって行なわ
れている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ポリ１−ブテ
ン系樹脂からなる発泡体の製造を、前記従来の無架橋押
出発泡法にしたがって行なうと、発泡加工の際に発泡に
適する粘弾性的強度を示す温度幅が狭いため、安定生産
が不可能であった。このため、ポリ１−ブテン系樹脂の
発泡体は、架橋等の手段により発泡成形性を向上させた
り、ポリエチレン、ポリプロピレン等の他のポリオレフ
ィン類を適宜混合して製造されることが多い。すなわち
、上記従来の方法においては、成形工程に供するまえに
、樹脂原料に予め架橋剤を配合して架橋させる等の処理
を行なって、粘度を調整しておく必要があった。また、
この従来の方法では、ポリ１−ブテン系樹脂発泡体を連
続して成形するのが困難であった。

【０００５】そこで本発明の目的は、粘度調整等の処理
をしなくても、ポリ１−ブテン系樹脂発泡体を連続的に
製造することができる方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明は、ポリ１−ブテン系樹脂と、該ポリ１−ブ
テン系樹脂の軟化温度よりも高い分解開始温度を有する
発泡剤とを含む発泡性樹脂組成物を、可塑化調節部と、
冷却・温度調節部と、押出出口部とを順次配設してなる
発泡成形用ダイを装着した押出機に供給し、可塑化、混
練して押出し、該押出機の出口に連設された発泡成形用
ダイの可塑化調節部に、可塑化された発泡性樹脂組成物
を連続的に供給し、発泡剤の分解開始温度以上に加熱し
て可塑化状態を調節した後、冷却・温度調節部に導入し
可塑化された発泡性樹脂組成物の粘度を調節し、さらに
押出出口部に導入して可塑化された発泡性樹脂組成物を
連続的に発泡成形する工程を有するポリ１−ブテン系樹
脂発泡体の製造方法を提供するものである。

【０００７】また、本発明は、発泡体の比容が、２．５
ｃｍ３　／ｇ以上であるポリ１−ブテン系樹脂発泡体の
製造方法を提供するものである。

【０００８】以下、本発明の方法について詳細に説明す
る。

【０００９】本発明の方法において、原料として用いら
れる発泡性樹脂組成物の主成分であるポリ１−ブテン系
樹脂は、１−ブテンの単独重合体、または１−ブテンと
、該１−ブテンと共重合可能な化合物との共重合体など
が挙げられる。この１−ブテンと共重合可能な他の化合
物としては、例えば、エチレン、プロピレン、４−メチ
ル−１−ペンテン、１−ヘキセン、１−オクテン、１−
テトラデセン、１−オクタデセン等の炭素数２〜２０の
α−オレフィンなどが挙げられる。これらは１種単独で
も２種以上の組合せがポリ１−ブテン系樹脂に含まれて
いてもよい。

【００１０】また、発泡性樹脂組成物のもう１つの必須
成分である発泡剤は、ポリ１−ブテン系樹脂の軟化温度
よりも高い分解開始温度を有するものであれば、この種
の発泡体の製造に用いられるいずれのものでもよく、特
に制限されない。例えば、アゾジカルボンアミド、炭酸
水素ナトリウム、アゾジカルボン酸バリウム、Ｎ，Ｎ´
−ジニトロソペンタメチレンテトラミン、トリヒドラジ
ノトリアジン、パラトルエンスルホニルセミカルバジド
、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、ジフェニルスルホン
−３，３−ジスルホニルヒドラジド等が挙げられ、これ
らは１種単独でも２種以上を組合せても用いられる。これらの発泡剤の中でも、ガス発生量が多く、発泡剤の
分解残渣が少なく、かつ安全衛生性の点から、炭酸水素
ナトリウムを単独、あるいは炭酸水素ナトリウムを主成
分とし、他の発泡剤を含むものを使用するのが好ましい
。また、炭酸水素ナトリウムは、分解後、炭酸ガスと水
を生成するが、この水分の影響により、発泡成形後、収
縮を起すことがあるため、塩化カルシウム、酸化カルシ
ウム等の水分吸着剤を添加するのが好ましい。

【００１１】発泡性樹脂組成物中のポリ１−ブテン系樹
脂に対する発泡剤の含有割合は、目的とする発泡体の比
容、および使用する発泡剤のガス発生量等により適宜選
択されるが、通常、１〜３０重量部程度、好ましくは１
〜２０重量部程度である。

【００１２】また、この発泡性樹脂組成物には、上記ポ
リ１−ブテン系樹脂および発泡剤以外に、必要に応じて
、例えば、耐熱安定剤、発泡助剤、耐候安定剤、帯電防
止剤、スリップ剤、アンチブロッキング剤、柔軟剤、滑
剤、無機あるいは有機の充填剤、染料、顔料、安定剤等
を配合してもよい。柔軟剤または滑剤の具体例としては
、α−オレフィン系オイル（例えば、三井石油化学工業
（株）製、商品名；ルーカント）、スクアラン等のイソ
プレン系オイル、オレフィン系オイルなどが挙げられる
。また、発泡体の柔軟性を改良するために、ＥＰＲ、Ｐ
ＢＲ等のゴムやエラストマー等を、本発明の目的を損な
わない範囲で配合してもよい。安定剤の具体例としては
、ｎ−オクタデシル−３（４´−ヒドロキシ−３´，５
´−ジテトラブチルフェニルプロピオネート）、テトラ
キス（メチレン−３（３，５−ジテトラブチル−４−ヒ
ドロキシフェニル）プロピオネ−ト）メタン、３，５−
ジ（テトラブチル−４−ヒドロキシ）トルエン、ペンタ
（エリスリトール−テトラ−β−メルカプトラウリル）
プロピオネート、α−トコフェロール等の耐高熱用プロ
セス安定剤が挙げられる。

【００１３】次に、本発明のポリ１−ブテン系樹脂発泡
体の製造方法について、図１に主要部を示す成形装置に
基づいて詳細に説明する。

【００１４】図１に示す成形装置は、基本的に押出機１
と該押出機１に装着された発泡成形用ダイ２とから構成
される。

【００１５】押出機１は、原料樹脂組成物の導入口（図
示せず）と、導入された原料樹脂組成物を混練するため
のスクリュー３、および原料樹脂組成物を加熱可塑化す
るための加熱装置４とを有する。この押出機１は、図１
に示す１軸の押出機に限定されず、多軸押出機等の種々
の形式のものが使用できる。

【００１６】押出機における原料樹脂組成物の押出速度
は、スクリュウー３の回転数で、通常、０．５〜１００
ｒｐｍ程度、好ましくは５〜５０ｒｐｍ程度に調節され
る。また、押出機における加熱温度は、ポリ１−ブテン
系樹脂の軟化点温度および融解温度等により、適宜、選
択されるが、通常、１５０〜２５０℃程度、好ましくは
１８０〜２３０℃程度に調整される。

【００１７】加熱装置４は、この種の押出機に装着され
るものでよく、特に制限されず、例えば、電熱ヒーター
でよい。発泡成形用ダイ２は、可塑化調節部５、冷却・
温度調節部６および押出出口部７が、内部を流通する可
塑化された発泡性樹脂組成物の流通方向に沿って、順次
配設されてなる構成を有するものである。

【００１８】可塑化調節部５は、押出機１の出口８に連
設され、押出機１から供給される可塑化された発泡性樹
脂組成物を発泡剤の分解開始温度以上に加熱してその可
塑化状態を調節し、適度な流動性を有するように調節し
、発泡剤の分解ガスが可塑化された発泡性樹脂組成物内
に均一に圧縮、内包されるようにするための加熱装置９
が配設されている。

【００１９】この加熱装置９は、例えば、電熱ヒーター
、加熱オイル等の伝熱媒体を使用する装置などで構成す
ればよい。この可塑化調節部５においては、押出機出口
から供給される、可塑化された樹脂組成物の温度が、１
８０〜３００℃程度、好ましくは２００〜２５０℃程度
となるように、加熱装置９の加熱温度が調整される。この可塑化調節部において、内部を通過する可塑化され
た発泡性樹脂組成物の圧力は、押出速度、発泡成形用ダ
イの形状により異るが、通常、可塑化調節部での樹脂圧
力で１０〜４００ｋｇ／ｃｍ２　程度、好ましくは３０
〜３００ｋｇ／ｃｍ２　程度になるように調整される。

【００２０】このように、可塑化調節部において溶融状
態を調節された後、発泡性樹脂組成物は、冷却・温度調
節部６に導入される。冷却・温度調節部６には、加熱装
置１０ａ、１０ｂおよび冷却部１１を有し、この加熱装
置１０ａ、１０ｂと、冷却部１１を適宜調整して、前記
可塑化調節部から導入される発泡性樹脂組成物の温度を
調整して、その粘度を調整できるように構成される。加
熱装置１０ａ、１０ｂは、例えば、電熱ヒーター、加熱
オイル等の伝熱媒体を使用する装置などで構成すればよ
い。

【００２１】また、冷却部１１は、内部を流通する発泡
性樹脂組成物の粘度が均一になるように調整される。そ
の調整方法としては、空冷方式のものが好ましく、通常
、蛇管を外壁の適当な位置に配設し、空気、窒素等の気
体または水を注入しておこなわれるが、冷却効果、容易
な点から、空気冷却方式が好ましい。また、発泡性樹脂
組成物の粘度を均一にするために、冷却・温度調節部の
長さをできるだけ長くするのが好ましい。押出出口部７
は、加熱装置１２と先端ノズル部１３を有し、冷却・温
度調節部において粘度を調整された発泡性樹脂組成物が
供給される。発泡性樹脂組成物は、流動しながら冷却さ
れるため、冷却・温度調節部において粘度勾配を生じや
すく、また、冷却の遅れにより、発泡成形物の外側に厚
い未発泡体、いわゆるスキン層を形成し易くなる。そこ
で、加熱装置１２において、再度、発泡性樹脂組成物の
バレル面の粘度調整を行なうのである。したがって、発
泡性樹脂組成物が先端ノズル１３から押出されながら発
泡成形される。

【００２２】先端ノズル１３は、所望の発泡成形品が得
られるように、適宜、その開口形状、開口面積等が選択
されるが、開口面積により、可塑化調節部５における圧
縮圧力を調整可能な形状とするのが望ましい。本発明の
方法は、シート、筒状、棒状等の各種形状の発泡体の製
造に好適に適用可能である。

【００２３】以下、前記の本発明の方法のそれぞれの工
程におけるポリ１−ブテン系樹脂と発泡剤との混合物で
ある発泡性樹脂組成物の状態変化について、詳細に説明
する。

【００２４】まず、ポリ１−ブテン系樹脂粒、あるいは
粉体と、発泡剤、および必要に応じて発泡助剤、耐熱安
定剤を混合して発泡性樹脂組成物を調製する。混合方法
として、例えば、ヘンシェルミキサー、Ｖ−ブレンダー
、リボンブレンダー、タンブルブレンダー等を用いて行
なう方法が挙げられる。

【００２５】次いで、得られた発泡性樹脂組成物を可塑
化調節部、冷却・温度調節部、さらに押出出口部とを、
順次配設してなる発泡成形用ダイを装着した押出機に供
給する。この組成物は、スクリューの回転により、ポリ
１−ブテン系樹脂の軟化温度以上、かつ発泡剤の分解開
始温度以下の温度で押出される。したがって、発泡性樹
脂組成物は、加熱により軟化し、圧縮されるため、以後
、発泡剤が分解しても発生ガスが押出入口側に漏れるこ
とはない。

【００２６】続いて、可塑化調節部で発泡剤の分解開始
温度に達すると、分解ガスが発生する。該ガスは圧縮・
密着されている発泡性樹脂組成物の界面間に閉じ込めら
れ、次いで、該組成物の融点に達すると、分解ガスが融
液中に溶解し、ガスを溶解した均質な発泡性融液となる
。

【００２７】次に、前記の発泡性融液を冷却・温度調節
部および発泡押出出口部で大気開放時に膨張する含有ガ
スの発泡膨張力に見合う抗張力を発泡性融液に均一に与
える操作を行なう。この方法として、発泡に好適な抗張
力の範囲で冷却時間を長くする。一方、ポリ１−ブテン
系樹脂は、結晶性であるため、結晶化近傍まで該発泡性
融液を冷却し、いったん、発泡に好適な範囲の抗張力を
超える粘弾性を付与した後、再び加熱昇温して結晶を融
解させ、好適な抗張力の範囲とし発泡成形させる。

【００２８】また、発泡ノズルは、発泡成形品の形状を
決めるだけでなく、開口面積により成形性が異る。すな
わち、開口面積を小さくすると、発泡成形ダイ内の圧力
が上昇し、発泡性融液の適正発泡粘弾性温度でも高圧の
ため破れ、および発泡ノズルでの飛散が起こる。また、
開口面積を大きくすると、発生ガスが発泡性融液内に溶
解し難くなるため、良好な発泡体を得ることができない
。本発明の方法により、初めて比容が２．５ｃｍ３　／
ｇ以上の良好な発泡体を得ることができる。

【００２９】本発明の方法による発泡体の評価基準であ
る比容は、以下の方法により測定される数値である。みかけ比容（ｃｍ３　／ｇ）：ノギスにより発泡体の外
寸を測定して発泡体の容積を求め（単位：ｃｍ３　）、
発泡体の重さ（単位：ｇ）で除して求めた単位重さ当た
りの発泡体の比容（単位：ｃｍ３　／ｇ）非開口比容（ｃｍ３　／ｇ）：エアーピクノメーター（
ベックマン社製）を用いて、０．５気圧で発泡体の容積
を求め、該発泡体の重さで除して求めた比容（ｃｍ３　
／ｇ）

【００３０】

【実施例】以下、本発明の実施例および比較例を挙げて
本発明を具体的に説明する。（実施例１〜４、比較例１〜２）各例において、ポリ１
−ブテン樹脂粉末（ＰＢ−１；三井石油化学工業（株）
製、Ｍ−８０１Ｐ））９５重量部、発泡剤として炭酸水
素ナトリウム（重曹；和光純薬（株）製）５重量部、耐
熱安定剤（チバガイギー社製、イルガノックス１０１０
）０．１重量部、耐熱安定剤（チバガイギー社製、イル
ガノックス１０７６）０．１重量部、発錆防止剤（合成
ハイドロタルサイト；協和化学工業（株）製、ＳＨＴ）
０．１重量部および水吸着剤（ＣａＣｌ２　・無水；和
光純薬（株）製）０．２重量部を、ヘンシェルミキサー
を用いて３分間混合し、ポリ１−ブテン樹脂混合物を調
製した。

【００３１】得られたポリ１−ブテン樹脂混合物を、図
１に示す構成を有する成形機に供給して、ロッド状の連
続発泡成形品を製造した。このとき、表１に示す結果か
ら分かるように、ポリ１−ブテン樹脂の結晶化温度近傍
の温度範囲で圧力を保持しながら押出すことにより、良
好な発泡体が得られた。

【００３２】

【表１】

【００３３】（実施例５〜６）さらにＰＢＲを表２に示
す量配合した以外は、実施例１と同様にして、ポリ１−
ブテン樹脂混合物を調製し、成形機の各部における温度
、その他の条件を表２に示すとおりに設定して、ロッド
状の連続発泡成形品を製造した。得られた成形品の発泡
体の比容を表２に示す。

【００３４】

【表２】

【００３５】

【発明の効果】本発明の方法によれば、架橋等による粘
度調整等の処理をしなくても、ポリ１−ブテン系樹脂発
泡体を連続的に安定して製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の方法に用いる成形装置の主要な
構成を説明する図である。

【符号の説明】

１　　押出機２　　発泡成形用ダイ３　　スクリュー４　　加熱装置５　　可塑化調節部６　　冷却・温度調節部７　　発泡押出出口部８　　押出機１の出口９　　加熱装置１０ａ、１０ｂ　　加熱装置１１　　冷却部１２　　加熱装置１３　　発泡ノズル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　ポリ１−ブテン系樹脂と、該ポリ１−
ブテン系樹脂の軟化温度よりも高い分解開始温度を有す
る発泡剤とを含む発泡性樹脂組成物を、可塑化調節部と
、冷却・温度調節部と、押出出口部とを順次配設してな
る発泡成形用ダイを装着した押出機に供給し、可塑化、
混練して押出し、該押出機の出口に連設された発泡成形
用ダイの可塑化調節部に、可塑化された発泡性樹脂組成
物を連続的に供給し、加熱して可塑化状態を調節した後
、冷却・温度調節部に導入し可塑化された発泡性樹脂組
成物の粘度を調節し、さらに押出出口部に導入して可塑
化された発泡性樹脂組成物を連続的に発泡成形する工程
を有するポリ１−ブテン系樹脂発泡体の製造方法。
【請求項２】　　発泡体の比容が、２．５ｃｍ３　／ｇ
以上であることを特徴とする請求項１に記載のポリ１−
ブテン系樹脂発泡体の製造方法。