JPH04235018A - ポリ４−メチル−１−ペンテン系樹脂発泡体の製造方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はポリ４−メチル−１−ペ
ン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４−メチル−
１−ペンテン系樹脂発泡体を連続的に製造する方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】ポリ４−メチル−１−ペンテン系樹脂は
、耐熱性にすぐれ、かつポリオレフィンとして優れた耐
水性および電気的特性等を保持している。また、従来の
フェノール樹脂発泡体、ユリア樹脂発泡体等の欠点であ
る脆さも改善されているので、これらの優れた特性を生
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、
半硬質ないしは軟質の発泡体が有用である。したがって
、ポリ４−メチル−１−ペンテン発泡体は、高温断熱材
、高温雰囲気で使用される浮力材、および高温の液体ま
たは気体のフィルター材、ならびに高温熱処理等の処理
を受ける衛生材料等として広く適用できる。

【０００３】このポリ４−メチル−１−ペンテン系樹脂
発泡体の製造は、ポリ４−メチル−１−ペンテン系樹脂
の融点が常用される分解形発泡剤の分解開始温度よりも
高く、ポリ４−メチル−１−ペンテン系樹脂を架橋させ
る等の処理を施して粘弾性を改善しなければならないた
め、従来、圧縮成形法によりバッチ式で製造されること
が多い。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のとおり、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、バッチ式で行なうため、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４−メチル−１−ペンテン系樹脂発
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４−メチル−１−ペンテン系樹脂と
、該ポリ４−メチル−１−ペン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４−メチル−
１−ペン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、本発明の方法は、発泡体の比容が３
．０ｃｍ３　／ｇ以上であることを特徴とするポリ４−
メチル−１−ペン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。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４−メチル−１−ペン
テン系樹脂は、４−メチル−１−ペンテンの単独重合体
、または４−メチル−１−ペンテンと、該４−メチル−
１−ペンテンと共重合可能な化合物との共重合体で結晶
性のものなどが挙げられる。この４−メチル−１−ペン
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、１−ブテン、１−ヘキセン、１−オ
クテン、１−デセン、１−テトラデセン等の炭素数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種以上を組合せてポリ４−メチル−１−ペン
テン系樹脂に含まれていてもよい。また、本発明の方法
で用いられるポリ４−メチル−１−ペンテン系樹脂は、
マレイン酸、アクリル酸等で変性されたものでもよい。

【０００９】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４−メチル−１−ペンテン系
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、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、アゾジカルボンアミド、アゾビスイソ
ブチロニトリルが、分解開始温度が高く、かつ分解がシ
ャープで、分解ガス量が多い点で、好ましい。

【００１０】発泡性樹脂組成物中のポリ４−メチル−１
−ペン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
により適宜選択されるが、アゾジカルボンアミドを使用
する場合には、低発泡倍率の発泡体では、１．０〜５重
量部、高発泡倍率の発泡体では５〜２５重量部程度であ
る。ポリ４−メチル−１−ペンテン系樹脂の押出しを容
易にするために、可塑化柔軟剤を添加する方が望ましい
が、流動性の良いものであれば、特に制限されない。可
塑化柔軟剤の具体例としては、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、α−オレフィン系オ
イル（例えば、三井石油化学工業（株）製、ルーカント
；商品名）等が挙げられる。

【００１１】発泡性樹脂組成物中のポリ４−メチル−１
−ペンテン系樹脂に対する可塑化柔軟剤の含有割合は、
成形条件により適宜選択されるが、通常、０〜６０重量
部、好ましくは０．１〜１０重量部である。

【００１２】また、この発泡性樹脂組成物には、上記ポ
リ４−メチル−１−ペン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、発錆
防止剤、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
、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、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）プロピオネート）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４−メチル−１−ペン
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、スクリュー３の回転数で、通常、０．５〜１００ｒ
ｐｍ程度、好ましくは５〜３０ｒｐｍ程度に調節される
。

【００１７】また、押出機における加熱温度は、ポリ４
−メチル−１−ペンテン系樹脂の軟化点温度、および融
解温度により選定されるが、通常、１５０〜２５０℃程
度、好ましくは１８０〜２３０℃程度に調整される。

【００１８】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。

【００１９】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。

【００２０】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中に均一に圧縮
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。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
。

【００２１】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、溶融された樹脂組成物の温度が、２
００〜３００℃程度、好ましくは２２０〜２６０℃程度
となるように、加熱装置９の加熱温度が調整される。

【００２２】また、可塑化調節部５における圧縮力は、
押出速度、発泡成形用ダイの形状により異るが、通常、
可塑化調節部の樹脂圧力で、１０〜２００ｋｇ／ｃｍ２
　程度、好ましくは３０〜１００ｋｇ／ｃｍ２　程度に
なるように調整される。

【００２３】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。

【００２４】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１
０ａ、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。

【００２５】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。粘
度調整の方法として、蛇管を外壁の適当な位置に配設し
、空気、窒素等の気体、または水を注入する方法が挙げ
られ、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方が好
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。該発泡性樹脂組成物
は、流動しながら冷却されるため、冷却・温度調節部に
おいて該組成物の外層と内層との間に粘度勾配を生じ易
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
、本発明の方法では、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、発泡性樹脂組成物は、先端ノズル１３か
ら押出されながら、発泡成形される。

【００２６】先端ノズル１３は、所望の発泡体が得られ
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、該可塑化調節部５における圧縮
圧力を調整可能な形状にするのが好ましい。

【００２７】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。

【００２８】以上の本発明の方法のそれぞれの工程にお
けるポリ４−メチル−１−ペンテン系樹脂および発泡剤
を含む発泡性樹脂組成物の状態変化について、以下、詳
細に説明する。

【００２９】まず、ポリ４−メチル−１−ペンテン系樹
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、可塑化柔軟剤、耐熱安定剤を混合して発泡性樹
脂組成物を調製する。混合方法としては、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、
タンブラーブレンダー等を用いる方法が挙げられる。

【００３０】次いで、この発泡性樹脂組成物を、可塑化
調節部、冷却・温度調節部、および押出出口部を順次配
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
。該組成物は、スクリューの回転により、ポリ４−メチ
ル−１−ペンテン系樹脂の軟化点温度以上、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、
該組成物は、加熱により軟化し圧縮され、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がない
。

【００３１】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。この分解ガスは
、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、該ガ
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。

【００３２】次に、前記の発泡性融液を冷却・温度調節
部および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４−メチル−
１−ペンテン系樹脂は結晶性であるため、結晶化温度近
傍まで発泡性融液を冷却し、いったん発泡に好適な抗張
力を超える粘弾性を付与した後、再び、加熱昇温し、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
。

【００３３】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、発泡成形用ダイ内の圧力が上
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３．０ｃｍ３　／ｇ以
上の良好な発泡体を得ることができる。

【００３４】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た数値である。 みかけ比容（ｃｍ３　／ｇ）：ノギスにより発泡体の外
寸を求め、（単位　　　　；ｃｍ３　）、発泡体の重さ
（単位；ｇ）で除して求めた 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
を測定し、発泡体の重さで除して求めた比容（ｃｍ３　
／ｇ）である

【００３５】

【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。

【００３６】（実施例１〜３、比較例１〜２）各例にお
いて、ポリ４−メチル−１−ペンテン樹脂粉末（三井石
油化学工業（株）製、ＴＰＸ、銘柄名：ＭＸ−００２Ｐ
）９５重量部、発泡剤として分解開始温度が２００℃の
アゾジカルボンアミド（永和化成工業（株）製、ビニホ
ールＡＣ）５重量部、イソプレン系オイル（和光純薬（
株）、スクアラン）１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重量部および
耐熱安定剤（チバガイギー社製、イルガノックス１０７
６）０．１重量部を、ヘンシェルミキサーを用いて３分
間混合し、発泡性樹脂組成物を調製した。

【００３７】得られた発泡性樹脂組成物を図１に示す構
成を有する成形機に供給して、各部における温度、その
他の条件を表１に示すとおりに設定して、棒状の連続発
泡成形品を製造した。表１に示す結果から、ポリ４−メ
チル−１−ペン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、良好な高発泡体
が得られることが分かる。

【００３８】

【表１】

【００３９】（実施例４〜８）各例において、イソプレ
ン系オイル（和光純薬（株）製、スクアラン）を、表２
に示す量配合した以外は、実施例１と同様にして発泡樹
脂組成物を調製し、次いで、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棒状の連
続発泡成形品を製造した。

【００４０】表２に示す結果から、可塑化柔軟剤である
イソプレン系オイルを添加することにより、押出成形性
の良い高発泡体が得られることが分かる。なお、添加量
を多くし過ぎると、スクリューでのくい込不良を起し易
くなる。

【００４１】

【表２】

【００４２】

【発明の効果】本発明の方法によれば、粘度調整等の処
理をしなくても、ポリ４−メチル−１−ペンテン系樹脂
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 (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　ポリ４−メチル−１−ペンテン系樹脂
   と、該ポリ４−メチル−１−ペン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４−メチル
   −１−ペンテン系樹脂発泡体の製造方法。
2. 【請求項２】　　発泡体の比容が３．０ｃｍ３　／ｇ以
   上であることを特徴とする請求項１に記載のポリ４−メ
   チル−１−ペンテン系樹脂発泡体の製造方法。