JPH0561100B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 本発明は樹脂粉末組成物のコーテイングにより
形成された発泡被膜を有する部材に係る。 〔従来の技術〕 従来より、冷蔵庫、冷凍庫等の断熱箱体や空調
システムの各種部品の断熱、遮音、結露防止等の
目的で各種発泡体が広く使用されている。近年、
快適な生活空間確保の観点よりさらに広い範囲で
この効果が発揮することが求められている。一
方、金属部材の断熱材としてはポリスチレン、ポ
リウレタン、ポリエチレン、ポリピロピレン等の
発泡体が知られており、ポリウレタンは吹付工法
により、ポリウレタン以外は素材に接着剤や粘着
テープで貼り付けにより使用される。 ウレタン発泡による方法は、発泡を円滑、均一
に行わせるためには、作業条件、環境条件を極力
狭い範囲で管理しなければいけない上に発泡の完
了までの作業に長時間を有するという問題点を持
つ。素材に接着剤や粘着テープで発泡体を貼り付
ける方法は作業性に問題がある上に複雑な形状の
物を完全に覆う事ができないという問題点を有す
る。したがつて、従来は断熱、遮音、結露防止等
の対象でなかつた複雑な形状や小型の金属部品を
効果的に作用を発揮させる技術が求められてい
る。 一方、複雑な形状や小型の金属部品を樹脂でコ
ーテイングする方法として流動浸漬法が知られて
おり、発泡性ポリエチレン系樹脂粉末を使用して
流動浸漬法を金属でコーテイングして発泡ポリエ
チレン被膜を形成する方法が特公昭53−21896号、
特開昭56−151774号各公報に記載されている。 〔発明が解決しようとする課題〕 流動浸漬法で発泡ポリエチレン被膜を形成する
ことにより複雑な形状や小型の金属部品に断熱、
遮音、結露防止等の性能を容易に付与できるもの
であるが、従来技術による発泡ポリエチレン被膜
は耐熱性や強度が低いうえに塗装条件の幅が狭く
安定した品質の物が得られ難いため実用上使用し
にくいとの欠点を有していた。 〔課題を解決するための手段〕 発明者らは上記課題を解決すべく研究を行つた
結果本発明を成すに到つた。すなわち、本発明は
メルトインデツクスが４以上100以下のポリエチ
レン系樹脂100重量部と、１時間の半減期温度が
105℃以上160℃以下の有機過酸化物0.2〜３重量
部と、前記有機過酸化物と同等またはそれよりも
高い分解温度を有する発泡剤0.5〜10重量部とか
らなる樹脂粉末組成物のコーテイングにより形成
された発泡被膜を有する部材である。 本発明による部材は、エツジ部や屈曲部まで均
一微細で独立気泡性の高い発泡被膜で覆われてい
るので耐熱、断熱に優れ、あるいは遮音、結露防
止等の性能にも優れる。 この性能を発揮するに肝要なことは、ポリエチ
レン系樹脂と有機過酸化物と発泡剤とからなる粉
未組成物において有機過酸化物の分解により樹脂
が架橋した後または架橋反応中に発泡剤による発
泡を行うことである。これにより、上記性能が十
分に発揮されるうえ、被膜の耐熱性も飛躍的に改
善される。 本発明で使用されるポリエチレン系樹脂の代表
的なものは例えばポリエチレンまたはエチレン酢
酸ビニル共重合体である。以下ポリエチレン系樹
脂について説明する。ポリエチレン系樹脂のメル
トインデツクス（以下MIと記す）は４以上100以
下である事が必要である。MIが４未満であると
溶融流動性が低く、被膜の平滑性に劣る外観とな
り好ましくない。また、MIが100を超えると溶融
時の流動性が高すぎて発泡セルが不均一となり断
熱性等の性能が低下する。好ましくはMIが５以
上80以下、更に好ましくは６以上70以下の範囲が
推奨される。 ポリエチレンとしては、高圧法もしくは中低圧
法により製造された密度は0.89〜0.97／ｇの範囲
の物が使用される。被膜に柔軟性を持たせる為に
は0.90〜0.93g／cm³の範囲が好ましい。架橋反応
が生じ易い高圧法による密度0.90〜0.93g／cm³の
範囲のポリエチレンがより好ましく用いられる。 エチレン酢酸ビニル共重合体としては高圧法に
より製造されるMIが４以上100以下、酢酸ビニル
含有量が40％以下、好ましくはMIが５以上80以
下、酢酸ビニル含有量が２〜35％の物が用いられ
る。 また本発明においては、ポリエチレン系樹脂を
２種以上混合したり、これらの樹脂にエチレン−
エチルアクリレート共重合体（EEA）、エチレン
−アクリル酸共重合体（EAA）、エチレン−メチ
ルアクリレート共重合体（EMA）あるいはアイ
オノマー樹脂の１種または２種以上を50％以下配
合した物も使用される。 本発明で用いる有機過酸化物は、発泡の際に発
泡セルの膜強度を与えるべく樹脂の溶融粘度を上
げるように作用するものであり、１時間の半減期
が105℃以上160℃以下のものである。これが105
℃未満の場合には、コーテイング加工時に架橋反
応が速く起りすぎ、良好な発泡被膜の外観が得ら
れないばかりか、本組成物を製造する際の加熱混
練時に早期架橋が発生し好ましくない。 一方、160℃を超えると架橋前に発泡剤の分解
が起り、発泡セルの膜強度が不充分となり、均一
な発泡セル、独立気泡性の高い発泡被膜が得られ
ない。好ましい有機過酸化物としては、１時間の
半減期温度が115℃〜150℃の範囲である。具体例
として、ジクミルパーオキサイド（137℃）、１，
３−ビス（ターシヤリブチルパーオキシイソプロ
ピル）ベンゼン（141℃）、２，５−ジメチル−
２，５−ジ（ターシヤリブチルパーオキシ）ヘキ
サン（138℃）、２，５−ジメチル−２，５−ジ
（ターシヤリブチルパーオキシ）ヘキシン−３
（148℃）、１，１−ビス（ターシヤリブチルパー
オキシ）３，３，５−トリメチルシクロヘキサン
（116℃）等であるが有機過酸化物の分解残査に不
快臭の残らない１，３−ビス（ターシヤリブチル
パーオキシイソプロピル）ベンゼンが好適であ
る。（ ）内数字は、半減基が１時間となる温度
であり、以下分解温度と称する。 有機過酸化物の配合量は、個々の活性により異
るが、通常ベースレジン100重量部に対し、0.2〜
３重量部、好ましくは0.5〜1.5重量部の範囲で選
ばれる。配合量が0.2重量部未満では、架橋度不
足となり発泡コーテイング時の溶融粘度が低く、
発泡セルが粗大となり本発明に適合しない。一
方、３重量部を超えると必要以上の配合量とな
り、経済的でないばかりか、溶融粘度が高くなり
すぎ、樹脂の流動性が著しく阻害され、発泡の障
害となつてくる。 本発明で用いる発泡剤は、加熱によつて分解し
ガスが発生する分解型有機発泡剤である。分解温
度は、本発明で用いる有機過酸化物と同等か又は
それよりも高い分解温度を有するもので、好まし
くは120〜210℃の範囲のものである。そして好ま
しい発泡剤の粒径は、50μm以下のものである。
発泡剤の粒径が50μmを超えると、局部的に大き
な気泡を生じ不均一発泡となる傾向を生ずる場合
がある。この場合は発泡被膜の外観が劣るものと
なる。発泡剤粉末は、一般に粒径に分布を有し、
ここでいう粒径は全体の中で重量的に最も多く占
めている粒径範囲の中央値（代表値）として表わ
す。粒径の測定方法としては、市販の沈降法を用
いる粒度分布測定装置により容易に測定される。 発泡剤の具体例としては、アゾジカルボンアミ
ド（200〜210℃）、４，4′−オキシビスベンゼン
スルホニルヒドラジツド（155〜160℃）、ジニト
ロソペンタメチレンテトラミン（200〜205℃）等
であるが、アゾジカルボンアミドに発泡助剤を加
え、分解温度を150〜200℃に調節したものが好適
である。（ ）内数字は、分解温度を示し、流動
パラフイン中で２℃／分の割合で昇温させた時に
最も激しく分解ガスを発生する温度として定義さ
れる。 分解温度が120℃未満のものでは、本発明の組
成物を押出機でもつて練込む際に発泡したり発泡
コーテイング時にも均一な発泡セルが得られない
ことがある。 210℃を超えた分解温度では、架橋発泡に長時
間を要することがある。最も好ましい分解温度は
150〜200℃の範囲である。 発泡助剤としては、金属石ケン類ないし金属酸
化物があげられる。本発明の組成物には、アゾジ
カルボンアミド亜鉛華、三塩基性硫鉛等の無機
塩、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸鉛、ステア
リン酸マグネシウム等の金属石ケンおよび尿素化
合物の一種又は二種以上の混合が好ましい。発泡
助剤の添加量としては、発泡剤と１：１〜１：
0.1の範囲で配合して用いる。 発泡剤の配合量は、ポリエチレン系樹脂100重
量部に対し、0.5〜10重量部、好ましくは１〜９
重量部の範囲で使用される。0.5重量部未満では
十分な発泡体が得られない。一方、10重量部より
多いと必要以上の配合量となり経済的に好ましく
ないばかりか発泡剤によるガス量が多すぎて被膜
の表面がアバタ状になつたり発泡セルが粗大にな
るので好ましい。 本発明の樹脂粉末組成物は、ポリエチレン系樹
脂粉末、有機過酸化物、発泡剤を単にドライブレ
ンドするだけで得ることも可能であるが、粉末組
成物を長時間使用中にポリエチレン系樹脂粉末と
発泡剤粉末が分離し、その初期発泡性との間に有
意差が生じる欠点がある場合がある。従つて、本
発明では、樹脂粉末組成物は好ましくはこれらの
混合組成物を押出機中で架橋発泡しないようにポ
リエチレン系樹脂の融点以上で有機過酸化物の分
解温度以下に維持して溶融混練して造粒し、次い
で公知の方法で粉砕して得られる。粉砕は例えば
機械点に粉砕機で粉砕する方法が一般的である。
ポリエチレン系樹脂の融点は、示差走査熱量計で
８℃／分の昇温速度で融解曲線を測定した時のピ
ーク温度である。 本発明の樹脂粉末組成物に、さらに必要によ
り、他の添加剤、例えば着色顔料、抗酸化剤や耐
候剤の樹脂安定剤、帯電防止剤、滑剤等を適宜配
合することも可能である。 本発明の樹脂粉末組成物の粒径は、500μm以下
が好ましく、より好ましくは70〜250μmの範囲の
もので、これらを用いると良好な塗膜が得られ
る。粉末の粒径は、各種コーテイング方法により
異り、粒径が大きすぎるとコーテイングムラが生
じ、平滑な被膜が得られず外観が悪くなる。例え
ば、静電塗装法では比較的細かい粒径の粉末が使
用され、特に150μm以下のものが好んで用いられ
る。散布法および流動浸漬塗装法では350μm程度
の粗い粉末も使用し得るが70〜250μmの範囲の粉
末が好んで用いられる。樹脂粉末は、一般に粒径
に分布を有し、ここでいう粒径は全の中で重量的
に最も多くを占める粒径を代表値として表わす。
粒径の測定方法としては、標準フルイ（JIS
Z8801に規定される）によるふるい分け法が用い
られる。 本発明に適用される部材の材質としては金属が
好ましいが、例えば、熱硬化性樹脂、セラミツク
など金属以外のものでも構わない。代表的な例と
しては鉄、鋼、亜鉛、ニツケル、アルミニユム、
銅及びこれら金属の合金等の金属であり、形状に
特に制限はなく板状物、線材、パイプがこれらを
組合わせた製品等が挙げられる。 発泡被膜をポリエチレン系樹脂のコーテイング
で形成するには、例えば前述のポリエチレン系樹
脂粉末組成物を流動槽中で流動させこれに加熱し
た部材を浸漬して樹脂粉末組成物を表面に塗着さ
せ部材の熱容量で樹脂を溶融し、さらに有機過酸
化物の分解により樹脂が架橋した後、もしくは架
橋反応中に発泡剤による発泡を行う方法、表面に
塗着後さらに後加熱を行い加熱下に架橋と発泡反
応を行う流動浸漬法、静電気力により樹脂粉末組
成物を部材表面に塗着させた後加熱を行い樹脂を
溶融し、架橋た後もしくは架橋反応中に発泡を行
う、静電流浸法もしくは静電塗装法などが用いら
れる。 次に発泡被膜について説明する。厚みは0.2〜
５mmが好ましくより好ましくは0.3〜３mmの範囲
が推奨される。0.2mmより薄いと断熱等の効果が
十分に発揮されないことがあり、一方５mmより厚
い被膜をコーテイング法によつて形成すると表面
の平滑性が損なわれることがある。発泡倍率は
1.2〜15倍が好ましく、より好ましくは1.4〜10倍
の範囲で使用される。倍率が1.2倍より低いと断
熱等の効果が十分に揮されないことがあり、一方
15倍以上では、コーテイング法による被膜は強度
と耐久性が低下する場合がある。また、発泡被膜
の気泡セルが均一であることも重要であり、被膜
の断面を顕微鏡で観察した際、２mm以上の粗大な
気泡、特に空洞の発生や連続的な気泡の発生が少
ないことが肝要である。さらに、発泡被膜が架橋
していることにより被膜の耐性や気泡セルの均一
性等が向上する。発泡被膜の架橋度は、デカリン
不溶分率が15〜80％が好ましく、より好ましくは
20〜70％の範囲が推奨される。15％より低いと架
橋の効果が十分に発揮されず、耐熱性等の向上も
余り見られないことがあり、一方80％を超えると
樹脂の溶融粘度が高くなり過ぎ均一な被膜を形成
することが困難な場合がある。 〔実施例〕 以下実施例をあげて本発明を更に詳細に説明す
るが、本発明はこの実施例に限定されるものでは
ない。 なお、各実施例において得られた発泡コーテイ
ング被膜につき、(1)被膜の外観、(2)発泡倍率、(3)
気泡セル構造及び均一性、(4)架橋度、(5)断熱性は
それぞれ下記の方法によつた。 (1) 被膜の外観；肉眼観察で、被膜表面に50μ以
上の大きさの気泡の脱泡跡が見られないものを
良好とし、大きな脱泡跡の存在するものを不良
とした。 (2) 発泡倍率；発泡倍率をＢ、発泡被膜の密度
ρ′樹脂密度ρとした時、Ｂ＝ρ／ρ′として求め
た。 (3) 気泡セル構造及び均一性；被膜断面を顕微鏡
で観察し、気泡の大きさ、発泡セルの分布、均
一性を調べた。気泡の大きさが500μ以下で均
一に分布しているものを良好とし、粗大な気
泡、特に空洞の発生や連通的な気泡の発生が多
い場合には不良とした。 (4) 架橋度；金属部材より剥がした発泡被膜を
200メツシユ金網に包み135℃キシレンに６時間
浸漬し不溶分を秤量し仕込み量に対する不溶分
率を求めた。不溶分率は架橋度の目安であり、
この値が大きいほど架橋度が高い事を示す。 (5) 断熱性；京都電子工業(株)製迅速熱伝導率計
（QTM−D3型）にて発泡被膜の熱伝導率測定
を行つた。熱伝導率が低いほど断熱性が高いこ
とを示す。 実施例 １ ポリエチレン系樹脂として高圧法ポリエチレン
（MI＝25g／10分、密度＝0.920g／cm³）100重量部
を用い、これに有機過酸化物として、１，１−ビ
ス（ターシヤリブチルパーオキシイソプロピル）
ベンゼン（化薬スーリー製、１時間の半減期 温
度＝141℃、商品名、パーカドツクス−14）、を１
重量部と発泡剤としてアゾジカルボンアミド（永
和化成製、商品名、ビニホールSE＃30、分解温
度＝142℃、粒径15μｍ）を３重量部、黒色顔料
としてカーボンブラツクを0.5重量部配合し、ド
ラム型ブレンダーで予備混合し、田辺鉄工製の40
mmφ押出機を用い樹脂温度130で溶融混練し、直
径約３mmの粒子に造粒した。次にホソカワミクロ
ン製ビクトリーミル粉砕機を用い機械的に粉砕
し、350μｍの篩で分級し、74〜350μmの範囲に分
布した粒径250μｍの発泡コーテイング用樹脂粉
末組成物を調整した。この粉末組成物を、流動槽
中で流動させ、この中に300℃×５分間予熱した
厚さ1.6mm、大きさ40×100mmの鋼板を６秒間浸漬
したのち自然冷却し、厚さ約1.5mmの発泡被膜を
得た。この発泡被膜の外観は良好、発泡倍率３
倍、気泡セルは均一微細構造、架橋度55％、熱伝
導率は0.12W／Ｍ・Ｋであつた。 実施例 ２〜６ 第１表の樹脂粉末組成物内容で実施例１の方法
に従いコーテイング用樹脂粉末を調整した。この
樹脂粉末を流動槽中で流動させこの中に、280℃
×４分間予熱した厚さ1.6mm、大きさ40×100mmの
銅板を４秒間浸漬した後175℃×３分間後加熱を
行いこの後自然放冷し、コーテイングされた金属
部材を得た。これの性能を測定した結果を第１表
に示す。 〔Ａ〕 高圧法ポリエチレン MI＝20、密度0.915g／cm³ 〔Ｂ〕 高圧法ポリエチレン MI＝50、密度0.915g／cm³ 〔Ｃ〕 高圧法ポリエチレン MI＝6.5、密度0.917g／cm³ 〔Ｄ〕 高圧法ポリエチレン MI＝10、密度0.918g／cm³

【表】 比較例 １ 発泡剤を加えない以外は実施例２と同様な方法
でコーテイング用樹脂粉末を調整した。これを用
いて実施例２と同様にして銅板にコーテイングを
行つた。この被膜は発泡倍率１倍（発泡していな
いポリエチレン被膜）で熱伝導率は0.35W／Ｍ・
Ｋであつた。 実施例７、比較例２〜４ ポリエチレン系樹脂として高圧法ポリエチレン
（MI＝20、密度＝0.926）を用い、第２表に示す
樹脂粉末組成内容を用いる以外は実施例１と同様
にしてコーテイング用樹脂粉末を調整した。この
樹脂粉末を流動槽中で流動させこの中に320℃×
４分間予熱した厚さ1.6mm、大きさ40×100mmの鋼
板を３秒間浸漬した後215℃×３分間後加熱を行
いこの後自然放冷し、コーテイングされた金属部
材を得た。これの性能を測定した結果を該表に示
す。尚、耐熱性の評価はコーテイングした鋼板を
120℃に設定した熱風炉内に８時間吊下げた後の
被膜の外観で評価した。外観が殆ど変化しない物
は〇、発泡セルの一部が潰れたり被膜の一部にダ
レが生じた物を△、全体に発泡セルの潰れや被膜
のダレを生じた物を×とした。 実施例 ８ 実施例１で使用した高圧法ポリエチレンの代わ
りに、エチレン酢酸ビニル共重合体（MI＝22、
酢酸ビニル含有量＝８％）を用いた以外は実施例
１と同様にコーテイング用樹脂粉末を調整し、鋼
板へのコーテイングを行い、以下の評価結果を得
た。被膜の外観は良好、発泡倍率３倍、気泡セル
は均一微細構造、被膜の厚さ1.5mm、架橋度60％、
熱伝導率0.12W／Ｍ・Ｋであつた。 実施例 ９ 実施例２で使用した高圧法ポリエチレンにエチ
レン−エチルアクリレート共重合体（EAA；日
本ユニカ−製 DPDJ8026，MI＝17）を15％配
合した以外は、実施例２と同様にコーテイング用
樹脂粉末を調整し、鋼板へのコーテイングを行
い、以下の評価結果を得た。被膜の外観は良好、
発泡倍率５倍、気泡セルは均一微細構造、被膜の
厚さ３mm、架橋度55％、熱伝導率0.12W／Ｍ・Ｋ
であつた。 実施例 10 実施例２で使用した高圧法ポリエチレンにエチ
レン−アクリル酸共重合体（EAA；三菱油化製
Ａ−210M，MI＝９）を15％配合した以外は、実
施例２と同様にコーテイング用樹脂粉末を調整し
た。この樹脂粉末を流動槽中で流動させこの中に
240℃×６分間予熱した長さ1m、外径８mmの銅管
をラセン状に巻いた物を10秒間浸漬した後180℃
で２分間後加熱を行つた。被膜の外観は良好、発
泡倍率５倍、気泡セルは均一微細構造、被膜の厚
さ４mm、架橋度60％であり、被膜は強固に銅管表
面に密着していた。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の発泡被膜を有す
る部材はコーテイング法により形成されるので微
細部分まで被膜に覆われ断熱性に優れるうえに架
橋しているので耐熱性にも優れる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ メルトインデツクスが４以上100以下のポリ
   エチレン系樹脂100重量部と、１時間の半減期温
   度が105℃以上160℃以下の有機過酸化物0.2〜３
   重量部と、前記有機過酸化物と同等またはそれよ
   りも高い分解温度を有する発泡剤0.5〜10重量部
   とからなる樹脂粉体組成物のコーテイングにより
   形成された発泡被膜を有する部材。