JPH05287106A - 熱可塑性樹脂発泡性組成物 - Google Patents

熱可塑性樹脂発泡性組成物

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JPH05287106A
JPH05287106A JP4086988A JP8698892A JPH05287106A JP H05287106 A JPH05287106 A JP H05287106A JP 4086988 A JP4086988 A JP 4086988A JP 8698892 A JP8698892 A JP 8698892A JP H05287106 A JPH05287106 A JP H05287106A
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JP
Japan
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resin
foam
carbon dioxide
thermoplastic resin
resin composition
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JP4086988A
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English (en)
Inventor
Hitoshi Shirato
斉 白土
Hiroyuki Kurio
浩行 栗尾
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Sekisui Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sekisui Chemical Co Ltd
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  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 炭酸ガスを発泡剤として、低圧力で高倍率発
泡体を容易かつ安全に製造することが可能な熱可塑性樹
脂発泡性組成物を提供する。 【構成】 (a) オレフィン系樹脂および/またはスチレ
ン系樹脂と、(b) 下記(1) 式で表される炭酸ガスの10
0〜170℃での溶解度係数kが0.4以上の樹脂(好
ましくは、エチレン−ビニルアセテート系樹脂)からな
る樹脂組成物に、炭酸ガスを溶解せしめた熱可塑性樹脂
発泡性組成物。 C=kP …(1) ここで、C:溶融樹脂への溶解ガス
濃度[cc/g]、k:溶解度係数[cc(STP) /g・atm
]、P:ガス圧力[atm ]を表す。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、熱可塑性樹脂発泡性組
成物に関し、さらに詳しくは、クリーンな発泡剤である
炭酸ガスを溶解せしめた熱可塑性樹脂発泡性組成物に関
する。本発明で得られる発泡体は、断熱材、緩衝材、シ
ール材、フロート材等の多方面へ適用される。
【0002】
【従来の技術】従来より、熱可塑性樹脂発泡体の製造方
法としては、熱分解型化学発泡剤を樹脂に練り込み、該
発泡剤の分解温度以上に加熱することにより発泡せしめ
る化学発泡剤法と、ブタン、ペンタン、ジクロロジフル
オロメタン(フロンR−12)のような樹脂の融点以下
に沸点を有するガスまたは揮発性液体を溶融樹脂に圧入
した後、低圧域に放出して発泡せしめるガス発泡法が知
られている。
【0003】化学発泡剤法では、均一かつ微細な独立気
泡を有する発泡体が得られるが、発泡体中に発泡剤の分
解残渣が含有されたままであるため、発泡体の変色、臭
気の発生、食品衛生上の問題などが生じる。
【0004】一方、ガス発泡法については、使用する発
泡剤がブタン、ペンタンのような低沸点有機溶剤の場
合、発泡体製造時に爆発性のガスが発生するので爆発の
危険が生じる。また、使用する発泡剤がジクロロジフル
オロメタン(フロンR−12)の場合、爆発の危険も少
なく、発泡時の気化に伴う蒸発潜熱により気泡膜が急激
に冷却固化され、さらにセル膜に対するガス透過性が小
さいため高発泡体が得られやすいという利点はある。し
かし、オゾン層破壊等の環境問題があり、フロン系ガス
は全廃の方向へ進んでいる。
【0005】上記問題点を解決するためにCO2
2 、空気のような無機ガスや水を発泡剤とする方法が
開示されている。
【0006】特開昭60−31538号公報には、ポリ
プロピレン樹脂の無機ガスによる押出発泡が開示されて
いる。しかしながら、この方法では、ガスの樹脂に対す
る溶解度が低いために高倍率の発泡体は得られない。発
泡倍率を上げるためには高圧でガスを圧入する必要があ
る。該高圧混合溶解物は押出機口金から大気中へ押し出
されるまで、その高圧状態が保たれなければならない。
もし、押出機または口金内で圧力が下がると樹脂とガス
は分離し、高倍率・均一微細気泡・表面平滑な発泡体は
できない。また、口金まで高圧状態が保たれたとして
も、口金から大気中へ出た瞬間の圧力変化が大きいため
急激なガス分離が起こり、樹脂は膨張速度に伸張に耐え
られず、引き裂かれた状態になり、高倍率で美麗な発泡
体は得られない。
【0007】また、英国特許第899389号には、架
橋したポリエチレンを耐圧容器中N 2 ガスにより発泡す
る方法が開示されている。しかしながら、この方法で
は、高倍率の発泡体を得るためには、非常に高圧力が必
要であるため、危険であり、設備コストも高く、また作
業効率も悪い。さらに、連続長尺物の発泡成形は困難で
ある。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、前記
従来技術の欠点を克服し、クリーンな炭酸ガスを用い
て、低圧力で高倍率発泡体を容易かつ安全に製造するこ
とが可能な熱可塑性樹脂発泡性組成物を提供することに
ある。
【0009】本発明者らは前記課題を解決するために鋭
意研究した結果、ポリオレフィン系樹脂および/または
スチレン系樹脂と、発泡体の製造温度100〜170℃
での炭酸ガスの溶解度係数kが0.4以上の樹脂からな
る樹脂組成物に、炭酸ガスを溶解せしめた熱可塑性樹脂
発泡性組成物を用いれば、低圧力溶解含浸で高倍率発泡
体を容易に安全に製造できることを見出だした。本発明
者らは、これらの知見に基づいて、本発明を完成するに
至った。
【0010】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明によれ
ば、(a) オレフィン系樹脂および/またはスチレン系樹
脂と、(b) 下記(1) 式で表される炭酸ガスの100〜1
70℃での溶解度係数kが0.4以上の樹脂からなる樹
脂組成物に、炭酸ガスを溶解せしめたことを特徴とする
熱可塑性樹脂発泡性組成物。
【0011】C=kP …(1) ここで、 Cは溶融樹脂への溶解ガス濃度[cc/g] kは溶解度係数 [cc(STP) /g・atm ] Pはガス圧力 [atm ]
を表す。
【0012】また、本発明によれば、前記熱可塑性樹脂
発泡性組成物を発泡して得られる熱可塑性樹脂発泡体が
提供せられる。
【0013】一般に、ガスの溶融樹脂に対する溶解は、
P.L.Durillら(A.I.Ch.E.Journal.Vol.12,No.6,1966 )
によれば、ヘンリーの法則に従うとされ、上記(1) 式の
如くの関係がある。
【0014】さらに、P.L.Durillらによると、188℃
における炭酸ガスの各樹脂に対するk188 の値は表1に
示される。
【0015】
【表1】 例えば、発泡倍率30倍のポリスチレン発泡体を得るに
は、ポリスチレン1gにつき29cc以上の炭酸ガスを
溶解させなければならない。この溶解量を得る圧力は
(1) 式より最低でも、 P=C/k188 =29/0.220 =131.8(atm) という極めて高圧が必要となる。
【0016】本発明は、(a) オレフィン系樹脂および/
またはスチレン系樹脂に、(b) 前記100〜170℃で
の溶解度係数kが0.4以上の樹脂を添加することによ
り、低圧でありながら、高倍率発泡体が得られるもので
ある。
【0017】このように本発明において、(b) の樹脂を
100〜170℃の温度範囲における溶解度係数kが
0.4以上とするのは、発泡の際の加熱の温度条件がこ
の温度範囲にあるからである。
【0018】本発明で用いられるオレフィン系樹脂とし
ては、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−エチルアクリレート共重合
体、塩素化ポリエチレン、ポリブテン等が挙げられる。
これらは単独で用いられてもよいし、2種以上のものが
用いられてもよい。また、スチレン系樹脂としては、ス
チレン単独重合体、スチレン分を50重量%以上含む共
重合体等が挙げられる。これらは単独で用いられてもよ
いし、2種以上のものが用いられてもよい。
【0019】本発明で用いられる炭酸ガスの溶解度係数
kが0.4以上の樹脂としては、エチレン−ビニルアセ
テート樹脂、エチレン−ビニルアセテート樹脂にビニル
アセテートをグラフトしたもの、エチレン−ビニルアセ
テート樹脂のアセテート部分が部分的または全てケン化
されたもの、ポリビニルアセテート樹脂等が挙げられ
る。これらのうちエチレン−ビニルアセテート系樹脂が
好ましい。これらは単独で用いられてもよいし、2種以
上のものが用いられてもよい。
【0020】本発明において、(a) オレフィン系樹脂お
よび/またはスチレン系樹脂と、(b) 炭酸ガスの100
〜170℃での溶解度係数kが0.4以上の樹脂の配合
比は、(a) の樹脂100重量部に対して、(b) の樹脂5
〜50重量部であることが好ましく、より好ましくは1
0〜40重量部である。(b) の樹脂の配合量が5重量部
未満の場合は、樹脂組成物に対する炭酸ガスの溶解度は
あまり大きくならないため低圧力で高倍率の発泡体が得
られない。一方、(b) の樹脂の配合量が50重量部を越
える場合は、(b) の樹脂影響で樹脂組成物の耐熱性が低
下し好ましくない。
【0021】本発明では気泡核形成剤を添加することが
好ましい。気泡核形成剤としては、炭酸カルシウム、ク
レー、タルク、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、カーボン
ブラック、二酸化ケイ素、酸化チタン、クエン酸、炭酸
水素ナトリウム、脂肪酸のアルカリ土類金属塩等が挙げ
られる。気泡核形成剤を用いることによって、樹脂組成
物から得られる発泡体の気泡が細かく均一になり好まし
い。
【0022】本発明の熱可塑性樹脂発泡性組成物は、必
要に応じて架橋されていてもよい。架橋方法としては、
電子線を照射して架橋する方法、有機過酸化物を添
加して加熱によりラジカルを発生させて架橋する方法、
オレフィン系樹脂と、−C=C基および−Si(O
R)n[R;Hまたはアルキル基、n=2または3]を
有するシラン化合物を遊離ラジカル発生剤の存在下に加
熱することによりシラングラフト化ポリオレフィンを製
造し、水および必要に応じてシラノール縮合触媒によっ
て架橋させる方法等が挙げられる。また、必要に応じて
架橋助剤を加えても架橋してもよい。架橋することによ
って特にオレフィン系樹脂は、発泡が容易になる。ただ
し架橋した場合には、成形方法が限定されてしまい好ま
しくない場合もある。
【0023】また、本発明の発泡性組成物には、必要に
応じて充填剤、抗酸化剤、顔料、難燃剤、前記(a) の樹
脂と(b) の樹脂との相溶化剤等を添加してもよい。
【0024】本発明の発泡性組成物を用いて発泡体を製
造する方法としては、押出機で発泡する方法、圧力容器
中で発泡する方法等が挙げられる。
【0025】押出機で発泡させる方法としては、前記
(a) の樹脂と(b) の樹脂からなる樹脂組成物を押出機に
投入し、押出機の途中に設けられたガス圧入孔から炭酸
ガスを圧入して、溶融状態にある樹脂組成物を押出発泡
する方法、あらかじめ前記(b) の樹脂に炭酸ガスを溶
解させておき、ドライブレンドにより本発明の樹脂組成
物を製造し、必要に応じて押出機の途中から炭酸ガスを
圧入して押出発泡する方法、前記(b) の樹脂以外の本
発明の樹脂組成物を押出機のホッパーから供給し、溶融
状態の該組成物に、あらかじめ炭酸ガスを溶解させた前
記(b) の樹脂および炭酸ガスを同時にまたは別々に注入
して押出発泡する方法等が挙げられる。
【0026】圧力容器中で該組成物の発泡体を製造する
には、まず前記(a) の樹脂と(b) の樹脂からなる樹脂組
成物を溶融混練し、シート状もしくはブロック状に成形
する。該成形体を圧力容器中に投入し、炭酸ガスを充満
させて(a) の樹脂の軟化点以上に加熱・加圧する。架橋
する場合には、架橋はこの時の加熱により行なうか、も
しくは圧力容器投入前に行なう。炭酸ガスを十分に該樹
脂組成物に溶解させた後、減圧することにより発泡体が
製造できる。
【0027】
【実施例】以下に実施例により本発明を具体的に説明す
るが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【0028】[実施例1] 低密度ポリエチレン(三菱油化社製、ZC−40、MI=0.3) 100重量部 エチレン−ビニルアセテート樹脂(三菱油化社製、X−501、VA=28% 、k113 =0.61) 35重量部 気泡核形成剤:タルク(平均粒径15μm) 1重量部 抗酸化剤 0.6重量部 上記組成物をドライブレンドし、130℃に設定された
ベントタイプφ65mm押出機(L/D=35)のホッパ
ーに供給し、ベント部より炭酸ガスを65kg/cm2 の圧
力で圧入し、20kg/h の吐出量で113℃に設定され
たφ2mmの口金よりロッド状に押出発泡した。かくして
得られた発泡体は、発泡倍率が28倍、発泡体の径がφ
10.4mmで均一微細気泡の発泡体であった。
【0029】[比較例1]エチレン−ビニルアセテート
樹脂を添加しなかったこと以外は実施例1と同様にし
て、発泡体を製造した。かくして得られた発泡体は発泡
倍率が13.5倍、発泡体の径がφ4mmであった。
【0030】[実施例2] 実施例1と同じエチレン−ビニルアセテート樹脂(k130 =0.55) 40重量部 ポリスチレン(重合度1500、Tg=101℃) 100重量部 気泡核形成剤:タルク(平均粒径15μm) 1重量部 抗酸化剤 0.6重量部 上記組成物をドライブレンドし、170℃に設定された
ベントタイプφ65mm押出機(L/D=35)のホッパ
ーに供給し、ベント部より炭酸ガスを50kg/cm2 の圧
力で圧入し、20kg/h の吐出量で130℃に設定され
たφ2mmの口金よりロッド状に押出発泡した。かくして
得られた発泡体は、発泡倍率が20倍、発泡体の径がφ
8mmで均一微細気泡の発泡体であった。
【0031】[比較例2]エチレン−ビニルアセテート
樹脂を添加しなかったこと以外は実施例2と同様にして
発泡体を製造した。かくして得られた発泡体は、発泡倍
率が12.5倍、気泡体の径がφ4mmで気泡が粗かっ
た。
【0032】[実施例3] 低密度ポリエチレン(三菱油化社製、ZH−51、MI=2.8、軟化温度1 12.5℃) 100重量部 実施例1と同じエチレン−ビニルアセテート樹脂(k115 =0.60) 35重量部 抗酸化剤 0.6重量部 上記組成物を130℃に設定されたロールで混練後、プ
レスにより2mmのシートに成形した。該シート成形体に
電圧500kev、照射線量5Mradの電子線を両面
に照射し架橋した。次いで、該成形体を圧力容器に投入
し、炭酸ガスを充満させ、50kg/cm2 、115℃に2
時間保ち、その後減圧し冷却して発泡体を得た。かくし
て得られた発泡体は、発泡倍率が24倍の均一微細気泡
の発泡体であった。
【0033】[比較例3]エチレン−ビニルアセテート
樹脂を添加しなかったこと以外は実施例3と同様にして
発泡体を製造した。かくして得られた発泡体は、発泡倍
率が13倍の気泡の粗い発泡体であった。
【0034】
【発明の効果】本発明による熱可塑性樹脂発泡性組成物
は、(a) オレフィン系樹脂および/またはスチレン系樹
脂に、これよりも炭酸ガスの溶解度がより大きい(b) 炭
酸ガスの100〜170℃での溶解度係数kが0.4以
上の樹脂を添加してなるので、低圧力でより安全に作業
性よく、高倍率の発泡体を製造することができる。ま
た、発泡剤が炭酸ガスであることから発泡体製造に際し
て、環境汚染の心配がない。
【0035】本発明による発泡体は、断熱材、緩衝材、
シール材、フロート材等の多方面への適用が可能であり
極めて有用である。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (a) オレフィン系樹脂および/またはス
    チレン系樹脂と、(b) 下記(1) 式で表される炭酸ガスの
    100〜170℃での溶解度係数kが0.4以上の樹脂
    からなる樹脂組成物に、炭酸ガスを溶解せしめたことを
    特徴とする熱可塑性樹脂発泡性組成物。 C=kP …(1) ここで、 Cは溶融樹脂への溶解ガス濃度[cc/g] kは溶解度係数 [cc(STP) /g・atm ] Pはガス圧力 [atm ]
    を表す。
  2. 【請求項2】 炭酸ガスの溶解度係数kが0.4以上で
    ある樹脂がエチレン−ビニルアセテート系樹脂である、
    請求項1記載の熱可塑性樹脂発泡性組成物。
  3. 【請求項3】 請求項1または2に記載の熱可塑性樹脂
    発泡性組成物を発泡して得られる熱可塑性樹脂発泡体。
JP4086988A 1992-04-08 1992-04-08 熱可塑性樹脂発泡性組成物 Pending JPH05287106A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003073494A (ja) * 2001-09-03 2003-03-12 Mitsui Chemicals Inc 発泡体の製造方法、その発泡体およびその用途

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63155307A (ja) * 1986-12-19 1988-06-28 Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd 無人自走体の障害物監視システム

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