JPH06200071A - ポリオレフィン系樹脂発泡粒子の製造方法 - Google Patents
ポリオレフィン系樹脂発泡粒子の製造方法Info
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Abstract
脂粒子を容器内から低圧下に放出して発泡粒子を得る方
法において、分散剤の使用量が少なくても樹脂粒子の融
着を確実に防止できるとともに、得られた発泡粒子を成
型する際には粒子相互の融着性を阻害せずに優れた成型
性の発泡粒子が得られ、多量の分散剤添加による分散媒
の廃水処理等のコスト上昇問題を解決したポリオレフィ
ン系樹脂発泡粒子の製造方法を提供する。 【構成】 密閉容器内においてポリレフィン系樹脂粒子
を、分散剤としての微粒状のケイ酸塩鉱物と二酸化炭素
系発泡剤とともに分散媒に分散させて加熱し、樹脂粒子
に発泡剤を含浸させた後、樹脂粒子と分散媒とを容器内
より低圧下に放出して発泡させる。
Description
発泡粒子の製造方法に関する。
装材、緩衝材等多方面に使用されており、この種の発泡
成型体は予め製造したポリオレフィン系樹脂発泡粒子を
金型に充填して加熱発泡させることにより製造されてい
る。このポリオフィン系樹脂発泡成型体の製造に用いら
れる発泡粒子の製造方法として、ポリオレフィン系樹脂
粒子と発泡剤を密閉容器内で水等の分散媒に分散させ、
加熱して樹脂粒子に発泡剤を含浸させた後、容器内より
低圧の雰囲気下に放出して発泡させる方法が知られてい
る。
泡粒子を製造する際に、密閉容器内で分散媒に分散させ
た樹脂粒子相互の分散媒中での融着を防止するため、通
常分散媒中に分散剤を添加しており、この種の分散剤と
しては水酸化カルシウム、炭酸カルシウム、リン酸三カ
ルシウム、塩基性炭酸亜鉛等が知られている。
果が得られず、多量に用いると発泡粒子を成型する際の
粒子相互の融着性を阻害するものである。
してこれまでフロン類やブタン等の揮発性有機化合物が
用いられていた。発泡剤として二酸化炭素を用いること
ができることは本出願人が既に提案しているように公知
であり(特公昭62−61227号公報)、二酸化炭素
が安価である等の理由から近年、発泡剤として、目標と
する発泡倍率等を考慮して二酸化炭素や、二酸化炭素と
従来のフロン類等の揮発性有機化合物との混合物等の二
酸化炭素系発泡剤が多く用いられるようになって来た。
62−61227号公報に記載の方法を基に、二酸化炭
素系の発泡剤を用いて発泡粒子を製造する方法について
種々の改良研究を続けた結果、二酸化炭素の共存下に塩
基性炭酸マグネシウムを分散剤として用いた場合、上記
の従来の分散剤を用いた場合に生じる問題を解決できる
ことを見い出し、先に提案した(特公昭63−4194
2号公報)。この方法において、分散剤として用いる塩
基性炭酸マグネシウムの樹脂100重量部当たりに対す
る好ましい使用量は、0.1〜3.0重量部とされている。
しかしながら、本発明者らの更なる研究によると、上記
方法では二酸化炭素系発泡剤の使用量が少ない場合等に
は、塩基性炭酸マグネシウムの使用量が比較的少なくて
も良好な結果が得られるものの、二酸化炭素系発泡剤の
使用量が多い場合等には、塩基性炭酸マグネシウムの使
用量が上記範囲程度では必ずしも充分な効果が得られな
い場合があるということが判明した。
従来の分散剤はいずれも酸に可溶性であり、二酸化炭素
系の発泡剤を用いると分散媒が酸性となるため分散剤が
分散媒に溶解して分散剤としての有効量が減少し、使用
する二酸化炭素の量が多くなる程、分散媒の酸性度が高
くなるため、分散剤の効果が低減するものと考えられ
た。また、この現象は塩基性炭酸マグネシウムの使用時
のみならず、前記した水酸化カルシウム、炭酸カルシウ
ム、リン酸カルシウム、塩基性炭酸亜鉛の使用時にも起
こることが判明した。
溶解される分を考慮し、分散媒の酸性度に応じて余分に
分散剤を添加すれば良いが、発泡剤中の二酸化炭素の比
率によっても変化する分散媒の酸性度の違いを考慮して
分散剤の添加量を決めるという煩雑な作業を必要とする
とともに、分散媒中に必要以上に多くの分散剤が添加さ
れることとなるため分散媒の廃水処理の際に処理コスト
が高くつくという問題があった。
を多くすることなく上記問題を解決するには、分散剤と
共に界面活性剤を併用しなければならない。しかしなが
ら、分散剤の使用量を少なくする程、界面活性剤の使用
量を多くする必要があり、界面活性剤の使用量が多くな
ることによるコスト高の問題とともに、界面活性剤を含
む分散媒を廃水処理する際のコストが高くつくという問
題があった。
ニウムも知られており、二酸化炭素系の発泡剤を用いる
場合でも、微粒状の酸化アルミニウムを分散剤として用
いれば上記問題を解決できることが判明したが、微粒状
の酸化アルミニウムは日本国内では製造されておらず、
現在は輸入によってのみ提供されているため高価で、し
かも安定して入手することが困難であるという問題があ
った。
鋭意研究した結果、国内で安定して入手可能な微粒状の
ケイ酸塩鉱物を分散剤として用いることにより、二酸化
炭素系発泡剤を用いて発泡粒子を得る場合の上記問題を
解決できることを見い出し本発明を完成するに至った。
ィン系樹脂発泡粒子の製造方法は、二酸化炭素系発泡剤
を含有するポリオレフィン系樹脂粒子、分散剤及び分散
媒を含む分散物を、密閉容器内で加熱した後、該分散物
を容器内よりも低圧の雰囲気下に放出するポリオレフィ
ン系樹脂発泡粒子の製造方法において、前記分散剤とし
て微粒状のケイ酸塩鉱物を使用することを特徴とする。
ては、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、直鎖
状低密度ポリエチレン、エチレン−プロピレン共重合
体、ブテン−プロピレン共重合体、エチレン−ブテン−
プロピレン共重合体等が挙げられる。本発明に用いるポ
リオレフィン系樹脂は架橋していても無架橋であっても
良いが、無架橋のものが特に有益である。またポリオレ
フィン系樹脂が共重合体の場合はブロック共重合体でも
ランダム共重合体でも良い。本発明ではポリオレフィン
系樹脂として特に、直鎖状低密度ポリエチレンやプロピ
レン成分80〜99重量%のエチレン−プロピレンラン
ダム共重合体、またはブテン−プロピレンランダム共重
合体或いはエチレン−ブテン−プロピレンランダム共重
合体が好ましい。
剤を用いる。二酸化炭素系発泡剤としては、二酸化炭素
単独又は二酸化炭素と揮発性有機化合物との混合物、或
いは二酸化炭素と他の無機ガスとの混合物等が挙げられ
る。
体、気体のいずれの状態でも使用でき、揮発性有機化合
物、他の無機ガス等と混合して用いる場合、予め混合し
ても分散媒に別々に添加して分散媒中で混合しても良
い。
しては、例えばプロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサ
ン、ヘプタン等の脂肪族炭化水素類、シクロブタン、シ
クロペンタン等の環式脂肪族炭化水素類、トリクロロフ
ロロメタン、ジクロロジフロロメタン、ジクロロテトラ
フロロエタン、メチルクロライド、エチルクロライド、
メチレンクロライド等のハロゲン化炭化水素類等が挙げ
られる。
で、二酸化炭素:揮発性有機化合物=1:0〜1:1
0、特に1:0〜1:8が好ましい。
無機ガスとしては、空気、酸素、窒素、ヘリウム、アル
ゴン等、毒性や可燃性の問題が少ないものが好ましい
が、特に安価な空気が好ましい。これらの無機ガスと二
酸化炭素は重量で、二酸化炭素:他の無機ガス=1:0
〜1:10、特に1:0〜1:8が好ましい。
や二酸化炭素と他の無機ガスとの混合物を発泡剤として
用いる場合、二酸化炭素の混合比率を変えることによっ
て得られる発泡粒子の発泡倍率を変えることができる。
また発泡倍率は発泡剤の使用量によっても変えることが
でき、高発泡倍率の発泡粒子を得る場合には発泡剤の使
用量を増加させれば良い。
する発泡倍率によって異なり、また同じ発泡倍率の発泡
粒子を得る場合でも基材樹脂の種類の違い等によって異
なるが、5〜60倍程度の発泡粒子を得る場合には、通
常、二酸化炭素単独使用の場合、樹脂100重量部に対
して1〜15重量部である。
のケイ酸塩鉱物としては、タルク、マイカ、カオリン等
が挙げられる。上記ケイ酸塩鉱物は平均粒径0.01〜3
0μ、特に0.01〜10μのものが好ましい。ケイ酸塩
鉱物は樹脂100重量部当たり、0.05〜1.0重量部の
範囲で使用することが好ましい。0.05重量部未満であ
ると発泡工程における樹脂粒子の融着防止効果が充分に
得られ難く、1.0重量部を超えてもその効果は頭打ちと
なってしまう。特に3.0重量部を超えると発泡粒子を成
型する際の粒子相互の融着性を阻害する虞がある。
子の成型時の粒子相互の融着性が低下する虞や分散媒を
廃水処理する際の処理コスト上昇等の問題が生じるた
め、分散剤の使用量は、発泡工程における樹脂粒子相互
の融着を防止でる範囲において少ない程好ましい。本発
明で用いる微粒状のケイ酸塩鉱物は酸に溶解し難いた
め、二酸化炭素系発泡剤を用いた発泡工程において、少
ない使用量で効果を発揮する。
樹脂粒子を効率良く分散させるための分散助剤として少
量の界面活性剤を併用しても良い。界面活性剤の大量使
用は前記したように分散媒の廃水処理コストの増大を招
くが、分散剤としてケイ酸塩鉱物を使用す場合、上記分
散助剤の添加量は、0もしくは使用しても極めて少量で
済む。
は、アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム、α−オレ
フィンスルホン酸ナトリウム、アルキルスルホン酸ナト
リウム等のアニオン系界面活性剤が好適である。本発明
の場合、このような分散助剤は樹脂100重量部当た
り、多くとも0.02重量部程度でこと足りる。
粒子を発泡剤とともに分散させる分散媒としては、樹脂
粒子を溶解させないものであれば良く、例えば水、メタ
ノール、エタノール、グリセリン、エチレングリコール
等が使用可能であるが、通常は水が使用される。樹脂粒
子の量に対する分散媒の使用量は、樹脂粒子を充分に分
散させる上で、樹脂粒子100重量部当たり、分散媒1
50〜1000重量部が好ましい。
脂粒子、分散剤、発泡剤等をオートクレーブ等の密閉容
器内で分散媒に分散させ、次いで樹脂粒子が軟化する温
度以上の温度に加熱して樹脂粒子に発泡剤を含浸させる
方法を好ましく採用する。この加熱温度は樹脂の種類等
によっても異なるが、通常、90〜170℃である。ま
た発泡に先立ち、発泡温度にて3〜120分保持するこ
とが好ましい。
浸させて樹脂粒子に発泡性を付与した後、密閉容器の一
端を開放して発泡性の樹脂粒子を分散媒とともに容器内
よりも低圧の雰囲気下に放出することによって樹脂粒子
を発泡せしめて発泡粒子を得る。発泡性の樹脂粒子を放
出する雰囲気は容器内よりも低圧であれば良いが、通常
は大気圧雰囲気下に放出する。樹脂粒子の容器内からの
放出を円滑に行うため、且つ得られる発泡粒子の発泡倍
率の安定化のため、空気、窒素等の高圧の無機ガスを容
器内に導入しつつ放出することが好ましい。
明する。
成分2.4重量%、MI=10g/10分、密度0.9g/
cm3 、水酸化アルミニウム0.2%含有)100重量部
を、表1に示す発泡剤(二酸化炭素)及び分散剤ととも
に(実施例7、比較例3のみ分散剤としてドデシルベン
ゼンスルホン酸ナトリウムを併用しており、その添加量
は実施例7が0.004重量部、比較例3が0.04重量部
である。)、密閉容器内で水300重量部に分散させ、
攪拌しながら151℃に昇温して0.25時間保持した
後、同温度にて容器の一端を開放して樹脂粒子と水とを
同時に大気圧下に放出して樹脂粒子を発泡せしめた。得
られた発泡粒子を乾燥した後、粒子相互の融着の有無及
び粒子の見掛け発泡倍率の測定を行った結果を表1に示
す。尚、発泡粒子の見掛け発泡倍率は、発泡に用いた樹
脂粒子の密度を得られた発泡粒子の嵩密度で除して求め
た。
間放置後、20℃、2kg/cm2 ・Gの空気にて24時間
加圧処理し、次いでこの発泡粒子を300mm×300mm
×40mm(内寸法)の金型に充填し、2.8〜4.0kg/cm
2 ・Gの水蒸気により加熱して成型した。得られた成型
体を60℃のオーブン内で24時間乾燥した後、該成型
体における発泡粒子相互の融着状態を測定した結果を表
1にあわせて示す。
て用いた比較例1〜3のいずれも、実施例1〜7と同様
に得られた発泡粒子に融着がなく、且つこの発泡粒子を
用いて得た成型体における粒子の融着生が良好という優
れた結果が得られている。しかしながら、これらの結果
は発泡剤使用量の等しい実施例の場合と比較すると、多
量の分散剤を使用したり、多量のドデシルベンゼンスル
ホン酸ナトリウムを併用して初めて得られた結果であ
り、多量の分散剤や分散助剤の添加は分散媒の廃水処理
コストの上昇を招くため好ましくない。
の融着の有無は、得られた発泡粒子を乾燥後に観察し、 粒子相互に融着がなく良好な球状の発泡粒子であるもの
・・・・・・○ 粒子相互に融着が生じ、発泡粒子の大きさ形状が不規則
なもの・・・× として判定した。
良否は、成型体から切り取った厚さ10mm、幅25mm、
長さ300mmのサンプルを、直径20mmの円筒の外周面
に沿わせて折り曲げ、サンプルに割れが生じたときのサ
ンプルの断面を観察し、 粒子境界での破壊がなく粒子の材質破壊を生じる・・・
・・・○ 粒子境界での破壊が生じる・・・・・・・・・・・・・
・・・× として判定した。
m3 、MI=1.0g/10分、ホウ砂0.2%含有)10
0重量部を、表2に示す発泡剤(二酸化炭素)及び分散
剤とを、0.002重量部のドデシルベンゼンスルホン酸
ナトリウムを併用して密閉容器内で水300重量部に分
散させ、攪拌しながら119℃に昇温して0.25時間保
持した後、同温度にて容器の一端を開放して樹脂粒子と
水とを同時に大気圧下に放出して樹脂粒子を発泡せしめ
た。得られた発泡粒子を乾燥した後、前記と同様にして
粒子相互の融着の有無及び粒子の発泡倍率の測定を行っ
た結果を表2に示す。
間放置後、上記実施例1〜7と同様の金型に充填し、0.
9kg/cm2 ・Gの水蒸気により加熱して成型した。得ら
れた成型体を80℃のオーブン内で24時間乾燥した
後、該成型体における発泡粒子相互の融着状態を前記と
同様にして判定した。結果を表2にあわせて示す。
用いてポリオレフィン系樹脂発泡粒子を製造する際に、
樹脂粒子相互の融着を防止するための分散剤として微粒
状のケイ酸塩鉱物を用いたことにより、分散媒が酸性で
あっても分散剤が分散媒に溶解する虞がないから、少な
い分散剤の添加量で充分に樹脂粒子の融着防止を図るこ
とができる。
用いたことと、その添加量が少なくて済むこととによ
り、得られた発泡粒子を成型する際に分散剤が発泡粒子
相互の融着を阻害する虞がなく、粒子相互の融着性に優
れた良好な成型体を得ることができる。
は、経済的にも有利であり、原料原価の低減化とともに
分散媒の廃水処理にかかるコストを低減化することがで
きる。更に本発明方法では分散剤を少なくしても多量の
界面活性剤を添加する必要もないから、界面活性剤の多
量添加による製造コストの上昇や界面活性剤を多量に含
む分散媒の廃水処理コストの上昇を生じる虞がない等の
種々の効果を有する。
Claims (1)
- 【請求項1】 二酸化炭素系発泡剤を含有するポリオレ
フィン系樹脂粒子、分散剤及び分散媒を含む分散物を、
密閉容器内で加熱した後、該分散物を容器内よりも低圧
の雰囲気下に放出するポリオレフィン系樹脂発泡粒子の
製造方法において、前記分散剤として微粒状のケイ酸塩
鉱物を使用することを特徴とするポリオレフィン系樹脂
発泡粒子の製造方法。
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