JPH06170866A

JPH06170866A - ポリオレフィン発泡体の製造方法

Info

Publication number: JPH06170866A
Application number: JP4351625A
Authority: JP
Inventors: Tatsuo Matsubara; 達雄松原
Original assignee: Inoue MTP KK; Inoac Corp
Current assignee: Inoac Corp
Priority date: 1992-12-08
Filing date: 1992-12-08
Publication date: 1994-06-21
Anticipated expiration: 2014-03-10
Also published as: JP2869475B2

Abstract

(57)【要約】【目的】２段発泡法においてエネルギーロスを減ら
し、効率良く、縦、横及び高さ方向の寸法均一性に優れ
たポリオレフィン発泡体の製造方法を提供する。【構成】ポリオレフィン（ポリエチレン等）、架橋剤
及び発泡剤からなる混和物を一次金型に充填し、５０ｋ
ｇ／ｃｍ²以上の加圧状態で加熱（１６０℃、３０分）
して、架橋剤及び発泡剤の一部を分解させ、その後、除
圧することにより該混和物を一次膨張させて、一次発泡
体を製造し、次いで、該一次発泡体を最終発泡体製品の
形状寸法に対応する断面形状寸法を有する非密閉の閉鎖
しうる二次型に入れて加熱（１６５℃、３０分）し、常
圧下で上記発泡剤の残部を分解させて二次発泡させ二次
発泡体を製造し、更に、該二次発泡体を最終発泡体製品
の形状寸法に対応するとともに上記二次発泡体よりも小
さい断面形状寸法を有する非密閉の閉鎖しうる冷却専用
型に入れ、冷却下圧縮成形する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ポリオレフィン発泡体
の製造方法に関し、更に詳しくは、２段発泡法において
エネルギーロスを減らし、効率良く、表面が平滑で、且
つ縦、横及び高さ方向の寸法均一性に優れたポリオレフ
ィン発泡体の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ポリオレフィン発泡体の製造方法として
は、ポリオレフィン樹脂、架橋剤及び発泡剤の混和物を
金型内に充填し、加圧、加熱状態でその架橋剤、発泡剤
を完全に分解し、その後、除圧することにより、この混
和物を一度に所望の密度に膨張させて最終発泡体を得る
方法（以下、１段発泡法という。）が知られている。ま
た、特公平２−４２６４９号公報等に開示されている如
く、混和物を一次金型に充填し、加圧下で加熱して発泡
剤の１５〜６０％を分解することにより１次膨張させ、
その後、その中間発泡体を常圧で加熱し、残余の発泡剤
を分解させて二次膨張させ、所望密度の最終発泡体を得
る方法（以下、２段発泡法という。）も知られている。

【０００３】しかし、上記１段発泡法で高発泡体を得る
場合は、一度に所望密度の最終発泡体に膨張させるた
め、得られる最終発泡体に変形が生じたり、また、金型
から取り出す際、その発泡体に割れが生じたりして、そ
の製品化率が極めて低くなるという問題があった。その
ため、上記２段発泡法が上記１段発泡法の製品化歩留り
の低下を改善すべく開発された。この２段発泡法では、
所定の発泡倍率の製品を一度に発泡膨張させずに、２段
階に分けて発泡膨張させることで、割れ等の製品化歩留
りを低下させる要因を除いている。

【０００４】しかし、この２段発泡法においても、最終
発泡体の表面平滑性の点で充分とはいえない。従って、
この対策として、特開昭６１−２６６４４１号公報に述
べている如く、第２発泡工程終了後の発泡体を温熱時に
取り出し、冷却板（特開昭６１−２６６４４１号公報の
表現では加熱板となっているが、発泡体の温度から見た
場合、その機能としては冷却板といえる。）に挟んで冷
却成形する方法が知られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、特開昭６１−
２６６４４１号公報の方法で冷却成形した場合、冷却板
による発泡体の圧縮により厚さ方向は均一になるものの
その側方部に応力がかかり、特にその中央部分を中心と
して膨らみが発生するという欠点がある。更に、このよ
うな状態で冷却セットされた発泡体は、発泡体の組織が
上記膨らみ部分（側面中央部分）へ引っぱられる如く歪
をもった状態でセットされている為、経時により発泡体
の４隅部分に凹部（以下、ヒケという。）が発生する。

【０００６】本発明は上記問題点を解決するものであ
り、２段発泡法においてエネルギーロスを減らし、効率
良く、縦、横及び高さ方向の寸法均一性に優れたポリオ
レフィン発泡体の製造方法を提供することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明のポリオレフィン
発泡体の製造方法は、ポリオレフィン、架橋剤及び発泡
剤からなる混和物を用いてポリオレフィン発泡体を製造
する方法において、上記混和物を一次金型に充填し、５
０ｋｇ／ｃｍ²以上の加圧状態で加熱して架橋剤及び発
泡剤の一部を分解させ、その後、除圧することにより該
混和物を一次膨張させて一次発泡体を製造し、次いで、
該一次発泡体を最終発泡体製品の形状に対応する断面を
有する非密閉の閉鎖しうる二次型内に入れて加熱し、常
圧下で上記発泡剤の残部を分解させて二次発泡させ二次
発泡体を製造し、更に、該二次発泡体を最終発泡体製品
の形状に対応するとともに上記二次発泡体よりも小さい
断面を有する非密閉の閉鎖しうる冷却専用型内に入れ、
冷却下圧縮成形することを特徴とする。

【０００８】本発明において「ポリオレフィン」とは、
例えば、通常市販されている高圧法、中圧法又は低圧法
により製造されたポリエチレン、エチレン−プロピレン
共重合体、エチレン−ブテン共重合体、エチレン−酢酸
ビニル共重合体、エチレンとメチル、エチル、プロピル
若しくはブチルの各アクリル酸エステル（このエステル
の含有量；４５モル％以内）との共重合体、又はこれら
のそれぞれ塩素含有率６０重量％まで塩素化したもの、
更に、これら二種以上の混合物、又はこれらとアイソタ
クチックポリプロピレン若しくはアタクチックポリプロ
ピレンとの混合物等である。

【０００９】本発明にいう「架橋剤」とは、上記ポリオ
レフィン中において少なくともポリオレフィンの流動開
始温度以上の分解温度を有するものであって、加熱によ
り分解され、遊離ラジカルを発生してその分子間に架橋
結合を生じせしめるラジカル発生剤である有機過酸化物
等である。例えばジクミルパーオキサイド，２、５−ジ
メチル−２、５−ビス−ターシャリーブチルパーオキシ
ヘキサン，１、３−ビス−ターシャリーパーオキシ−イ
ソプロピルベンゼン等である。本発明にいう「発泡剤」
とは、上記ポリオレフィンの流動開始温度以上の分解温
度を有するもので、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等である。

【００１０】また、本発明において、発泡状態をコント
ロールするために、尿素を主成分とする化合物、酸化亜
鉛、酸化鉛等の金属酸化物、低級若しくは高級脂肪酸又
は低級若しくは高級脂肪酸の金属塩等の発泡助剤等を添
加することができる。更に、物性改善のためにカーボン
ブラック、亜鉛華、酸化チタン、その他常用の配合剤を
添加することもできる。

【００１１】本発明では、「二次発泡体を最終発泡体製
品の形状に対応するとともに上記二次発泡体よりも小さ
い断面を有する非密閉の閉鎖しうる冷却専用型内に入
れ、冷却下圧縮成形すること」に特徴がある。このよう
に、別に設けた冷却専用型により冷却成形をするのは、
二次型の冷却、加熱の繰り返しをなくすことができエネ
ルギー効率を改善できると共に、冷却専用型は常時冷媒
により冷却しておくことが可能となり低温状態に維持さ
れるため、冷却時間も極めて短くすることができるから
である。

【００１２】上記「ポリオレフィン発泡体の形状に対応
する」とは、冷却専用型の内部空間形状が、このポリオ
レフィン発泡体の形状に略相似形状であることを意味す
る。また、二次発泡直後の二次発泡体の寸法は、所望の
最終製品の寸法より２〜１０％大きいものとし、更に冷
却専用型の内部空間寸法を、上記発泡直後の発泡体寸法
より１〜８％小さいものとすることが好ましい。前者を
２〜１０％と大きくするのは、発泡体の経時収縮を考慮
したものであり、収縮分を予め大きくしておき、収縮後
の寸法が所望の最終製品寸法を確保するようにするため
であり、後者を１〜８％と小さくするのは、発泡体を冷
却専用型に完全に密着させ成形精度をよくすると共に、
冷却効率を高めるためである。１％未満の場合は、型へ
の発泡体の密着が不充分となり上記効果が期待できず、
８％を超える場合は発泡体へ過剰の負荷がかかり逆に成
形精度の低下を招来する。また、上記冷却専用型は閉鎖
時に非密閉である。このようにすることにより、この型
において冷却下の圧縮成形時に空気溜りによる成形不良
の発生を防止できるからである。

【００１３】

【作用】従来、冷却した２板の平板に発泡体を挟み込
み、わずかに圧縮した状態で成形する場合は、平板によ
る圧縮により厚さ方向は均一になるものの、側方部に応
力がかかり、特にその中央部分を中心として脹らみが発
生してしまう。また、この場合は、発泡体が側面中央部
分へ引っぱられる如く歪をもった状態で圧縮成形されて
いるため、経時により発泡体の４隅部分にヒケが発生す
る。これに対し、本発明では、その冷却下の圧縮成形を
最終製品の形状に対応する断面を有する冷却専用型に入
れて行う。従って、成形体の厚さ方向はもちろん、その
縦、横方向も冷却専用型の側方部分により発泡体の膨張
が規制されるので、この型面によりその発泡体が圧縮成
形される際、発泡体側方中央部が膨らむことはなく、冷
却専用型の内部空間通りに均一な形状、寸法に冷却成形
される。

【００１４】更に、発泡体の表面を平滑化し且つ寸法精
度を良くするする方法としては、発泡完了後の二次型を
そのまま冷却し最終発泡体を冷却成形する方法（本発明
者が先に出願した特願平４−１７９１５２号）が考えら
れる。この方法は、極めて優れた冷却成形を人手を要す
ることなく短時間にできるという長所を有するものの、
同一型で加熱、冷却を繰り返すため、エネルギー効率が
十分とはいえない。これに対し、本発明では、二次型と
は別に冷却専用型を用いるので、二次型の冷却、加熱の
繰り返しをなくすことができ、そのためエネルギー効率
を改善できると共に、冷却専用型は常時冷媒により冷却
しておくことが可能となり、低温状態に維持されるた
め、冷却時間も極めて短くすることもできる。

【００１５】

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。実施例１メルトインデックス１．０のポリエチレン１００重量部
（以下、部という。）に、アゾジカルボンアミド５部、
ジクミルパーオキサイド２部及び酸化亜鉛０．５部から
なる組成物を表面温度１００℃のロール上で混練して混
和物を得た。この混和物６．８ｋｇを一次金型（４２０
ｍｍ×４２０ｍｍ×４２ｍｍ）に充填し、７０ｋｇ／ｃ
ｍ²の加圧下で、且つ１６０℃で３０分間加熱した後、
高温熱時に除圧し１０倍程度に発泡膨張した一次発泡体
（８８０ｍｍ×８８０ｍｍ×８６ｍｍ）を得た。この高
温状態の一次発泡体を、二次型（内部空間寸法：１００
０ｍｍ×１０００ｍｍ×１００ｍｍ）に入れ、型上面及
び下面を構成する金属板の熱媒流路にスチームを導通さ
せることによりその金属板を１６５℃に維持し、この一
次発泡体を３０分加熱して、二次発泡をさせて二次発泡
体を得た。

【００１６】この二次発泡体を二次型より取り出し、そ
の寸法を測ったところ、１０３０ｍｍ×１０３０ｍｍ×
１０３ｍｍであった。この高温状態の二次発泡体を、冷
却水により２０℃に冷却されている冷却専用型（１００
０ｍｍ×１０００ｍｍ×１００ｍｍ）内に入れ２０分間
冷却をして圧縮成形を行い、最終発泡体を得た。この最
終発泡体を１週間経時させ、縦、横、高さ方向の寸法を
調査したところ、表面が平滑であると共に、縦、横が９
８０〜９８５ｍｍ、高さが９８〜９５ｍｍと極めて均一
な成形状態の発泡体が得られた。

【００１７】比較例１実施例１と同様の方法により得た一次発泡体を、図１に
示すような一対の加熱板２で挟まれた冷却成形用型１
（内部空間寸法：１０００ｍｍ×１０００ｍｍ×１００
ｍｍ）に入れ、熱媒流路２１にスチームを導通させるこ
とにより１６５℃に維持された加熱板２を用いて、この
冷却成形用型を介して３０分間加熱した。加熱完了後、
加熱板２に供給していたスチームを止め、同時に冷却成
形用型１の冷媒流路１１１、１２１に常温の冷却水を流
通させた。

【００１８】その結果、冷却成形用型１の側方型枠１１
部分は約３分後に５０℃前後まで降温し、発泡体側方外
周部は約３０分後に９０℃まで降温した。この時点で、
最終発泡体を取り出すと同時に冷却水を止め、再び加熱
板２へスチームを流通させた。これにより加熱板２が再
び１６５℃となるのに約１８分要した。従って、冷却開
始→冷却完了→冷却成形用型の再昇温に要した時間は４
８分であり、実施例１と比較すると約２．５倍の時間を
要した。尚、得られた最終発泡体を１週間経時させた
後、縦、横、高さの寸法を調査したところ、縦、横が９
８３〜９８８ｍｍ、高さが９６〜９９ｍｍであり、本例
においても実施例１と同様に、極めて均一な成形状態の
発泡体が得られた。

【００１９】比較例２実施例１と同様の方法により得た二次発泡体を２板の平
板に挟み込み、２０分間冷却成形を行った。その結果、
得られた発泡体を１週間経時させた後寸法を測ったとこ
ろ、縦、横寸法が９９２〜９７０ｍｍ、高さ寸法が９２
〜９８ｍｍであり、特に縦、横方向の寸法バラツキが大
きかった。

【００２０】尚、本発明においては、上記具体的実施例
に示すものに限られず、目的、用途に応じて本発明の範
囲内で種々変更した実施例とすることができる。即ち、
上記実施例では、１つの発泡体を圧縮成形するための冷
却成形用型又は冷却専用型を用いたが、これに限らず、
例えば、複数の発泡体を同時に冷却又は圧縮成形できる
ように、側方型枠と平板を順次積層したような積層型の
各冷却型としてもよい。また、これらの冷却型には冷媒
を流すことができる冷媒流路を持ち、この流路に冷媒を
流して冷却してもよい。この冷媒流路の断面、大きさ、
数も特に限定されないし、その流入口及び出口の数も種
々選択される。また、上記冷却型の内部空間形状は、四
角板状（若しくは直方体状）のみならず、目的とする製
品形状に応じた種々の形状とすることができる。更に、
加熱発泡における架橋剤及び発泡剤は、略完全に分解さ
せるのが好ましいが、これに限らず、未分解のものが残
存していてもよい。

【００２１】

【発明の効果】本発明の製造方法によれば、上記作用に
示すように、２段発泡法においてエネルギーロスを減ら
し、効率良く、表面が平滑で、且つ縦、横及び高さ方向
の寸法均一性に優れる最終発泡体を製造できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】比較例１で用いたポリオレフィン発泡体の製造
装置の発泡成形部を示す説明断面図である。

【符号の説明】

１；冷却成形用型、１１；側方型枠、１１ａ；上型枠、
１１ｂ；下型枠、１１１；冷媒流路、１２ａ、１２ｂ；
平板、１２１；冷媒流路、１２１１；管状体、１２２；
中板、１２３；板状体、２；加熱板、２１；熱媒流路、
２２；金属製箱状体、２３；底板、２４；管状体、２
５；リブ、３；内部空間、４；ボルト、５；ボルト、
６；二次型。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｂ２９Ｋ 105:24 Ｃ０８Ｌ 23:00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポリオレフィン、架橋剤及び発泡剤から
なる混和物を用いてポリオレフィン発泡体を製造する方
法において、上記混和物を一次金型に充填し、５０ｋｇ／ｃｍ²以上
の加圧状態で加熱して架橋剤及び発泡剤の一部を分解さ
せ、その後、除圧することにより該混和物を一次膨張さ
せて一次発泡体を製造し、次いで、該一次発泡体を最終発泡体製品の形状に対応す
る断面を有する非密閉の閉鎖しうる二次型内に入れて加
熱し、常圧下で上記発泡剤の残部を分解させて二次発泡
させ二次発泡体を製造し、更に、該二次発泡体を最終発泡体製品の形状に対応する
とともに上記二次発泡体よりも小さい断面を有する非密
閉の閉鎖しうる冷却専用型内に入れ、冷却下圧縮成形す
ることを特徴とするポリオレフィン発泡体の製造方法。