JPH07157586A - 耐圧縮性架橋樹脂発泡体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 機械的強度、特に圧縮強度に優れ、かつ高発
泡倍率を有する架橋樹脂発泡体を提供する。 【構成】 エチレン系樹脂をマトリックスとし、前記マ
トリックスの中に塩化ビニル樹脂の延伸体が島状に分散
している樹脂発泡体であって、前記エチレン系樹脂はポ
リエチレン２０〜９０重量％とエチレン−極性ビニル化
合物共重合体１０〜８０重量％とからなり、前記エチレ
ン系樹脂１００重量部に対して、前記塩化ビニル樹脂粉
末２５〜１５０重量部を配合した樹脂組成物を架橋発泡
させてなることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、機械的強度、特に圧縮
強度に優れた架橋樹脂発泡体に関する。

【０００２】

【従来の技術】架橋ポリオレフィン系樹脂からなる発泡
体は、断熱性やクッション性に優れ、また軽量でもある
ため、各種の包装材、建築用の断熱材や目地材、自動車
の内装材などに広く用いられている。中でもセメントコ
ンクリート舗装、擁壁、護岸などの継目に使用される土
木用目地板としては、強度に優れ、厚物の製造が可能で
あるという特徴を生かして、有機過酸化物を使用した化
学架橋方法による架橋ポリエチレン発泡体が主に使用さ
れている。

【０００３】ところで、上記の土木用目地板は、施工に
おいてコンクリートを打ち込む時に、変形したり損傷し
たりしないための機械的強度、特に圧縮強度と硬度（ス
プリング硬さ）が要求されている。しかしながら、架橋
ポリエチレン発泡体では、１０倍前後の低発泡倍率の場
合は前記の機械的強度を満たすことが可能であるもの
の、１５倍以上の高発泡倍率とした場合は機械的強度が
低下してしまうため、土木用目地板として使用する際
に、その用途が制限されてしまうという問題点を有して
いた。

【０００４】このため、発泡体の機械的強度を向上させ
る目的で、ベース樹脂に、例えば直鎖状低密度ポリエチ
レン樹脂、高密度ポリエチレン樹脂、または両者のブレ
ンド品を用いることが試みられている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た樹脂を使用した場合、機械的強度の若干の向上は認め
られるものの、実使用時に要求される強度において大き
な効果を期待することはできない。しかも、上記した樹
脂を用いると、例えば押出成形機のスクリューに過大な
負荷が加わり、押出成形機の破損を誘発するおそれもあ
る。また、混練時に押出成形機の内部で大きな剪断発熱
が生じ、この発熱によって発泡剤や有機過酸化物の一部
が熱分解するため、安定した状態で押出成形ができなか
ったり、または均一な気泡を有する発泡体を得ることが
できないという問題が発生する。

【０００６】本発明は、従来の架橋ポリオレフィン系樹
脂発泡体における上記した問題を解決した機械的強度の
高い高発泡倍率の耐圧縮性架橋樹脂発泡体を提供するこ
とを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明におい
ては、エチレン系樹脂をマトリックスとし、前記マトリ
ックスの中に塩化ビニル樹脂の延伸体が島状に分散して
いる樹脂発泡体であって、前記エチレン系樹脂はポリエ
チレン２０〜９０重量％とエチレン−極性ビニル化合物
共重合体１０〜８０重量％とからなり、前記エチレン系
樹脂１００重量部に対して、前記塩化ビニル樹脂粉末２
５〜１５０重量部を配合した樹脂組成物を架橋発泡させ
てなることを特徴とする耐圧縮性架橋樹脂発泡体が提供
される。

【０００８】本発明のベース樹脂となるエチレン系樹脂
におけるポリエチレンは、エチレン単独重合体、もしく
はエチレンとα−オレフィンの共重合体、あるいはこれ
らの混合物があげられる。具体的には、低密度ポリエチ
レン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、直鎖
状低密度ポリエチレンなどである。

【０００９】ポリエチレンは、マトリックスの機械的強
度保持の役割があり、エチレン系樹脂１００重量部に対
して、ポリエチレンの配合部数が２０重量部未満では得
られる発泡体の機械的強度の低下を招く要因となり、９
０重量部を越えて配合しても実質的にマトリックスの機
械的強度向上が望めないばかりか発泡性悪化の要因とな
る。

【００１０】また、良好な発泡体を得るためには、エチ
レン系樹脂と塩化ビニル樹脂粉末との相溶性を上げる必
要がある。この為には、エチレン系樹脂中に極性基を含
有させることが必須である。

【００１１】本発明で使用されるエチレン−極性ビニル
化合物共重合体における極性ビニル化合物としては、酢
酸ビニル、プロピオン酸ビニルなどの飽和カルボン酸ビ
ニル、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリ
ル酸エチル、メタクリル酸エチルなどの不飽和カルボン
酸エステル等があげられ、中でも酢酸ビニルが好ましく
用いられる。エチレンとの共重合体中の極性ビニル化合
物含有量は３〜５０重量％に設定される。極性ビニル化
合物の含有量が３重量％よりも少ない場合は、塩化ビニ
ル樹脂粉末との相溶性の改善効果がなく、含有量が５０
重量％よりも多い場合は、ブロッキングの発生や加工、
発泡時の脱酢酸といった製造上の不都合が生じる上、マ
トリックスの機械的強度の低下を引き起こす。より好ま
しい含有量は５〜２５重量％である。

【００１２】ベース樹脂となるエチレン系樹脂は、上記
のポリエチレン２０〜９０重量％と、エチレン−極性ビ
ニル化合物共重合体１０〜８０重量％の混合物からな
り、かつエチレン系樹脂中の極性ビニル化合物含有量が
２〜１５重量％となるように設定される。これらの配合
割合、及び含有量の範囲内にあることによって、機械的
強度並びに発泡性に優れた架橋発泡体を得ることができ
る。エチレン系樹脂中の極性ビニル化合物含有量が２重
量％以下の場合は、発泡性の悪化を引き起こし、１５重
量％以上の場合は、発泡性は良好であるものの、マトリ
ックスの機械的強度が低下し、本発明の目的とする耐圧
縮性に優れた発泡体を得ることが困難となる。

【００１３】また、エチレン系樹脂に配合される塩化ビ
ニル樹脂粉末としては、その粒径が０．１〜３０μｍで
あるものが使用される。粉末の粒径が０．１μｍより小
さい場合には、混練時に凝集して、ベース樹脂への分散
が均一化しないため、気泡が均一に分布する良質の発泡
体が得にくくなり、また３０μｍより大きいものは、発
泡の過程で気泡間のマトリックスを突き破り気泡の破裂
を多発させるようになり、発泡体表面があばた状の粗面
となって外観が美麗で良質な発泡体の製造が困難にな
る。さらに好ましい粒径は０．５〜１０μｍである。

【００１４】さらに、塩化ビニル樹脂粉末としては、そ
の融点が前記エチレン系樹脂の融点より少なくとも１０
℃高いものが用いられる。融点がエチレン系樹脂の融点
よりも１０℃未満のものを用いると、エチレン系樹脂と
の混練および樹脂組成物の成形時に、塩化ビニル樹脂粉
末の一部は可塑化して互いに凝集するので、均一分散が
困難となり均一発泡が阻害されるとともに、また一部は
エチレン系樹脂との融合をしはじめ、得られた成形体に
おいては、塩化ビニル樹脂粉末が独立した粒子形態で存
在しなくなる。その結果、発泡の過程で塩化ビニル樹脂
粉末の二次元的な延伸が起こらず、マトリックスの強化
に寄与する延伸体の島構造の形成が進まなくなってしま
う。

【００１５】エチレン系樹脂と塩化ビニル樹脂粉末の配
合割合は、前者１００重量部に対し、後者が２５〜１５
０重量部となるように設定される。塩化ビニル樹脂粉末
の配合量が２５重量部より少ない場合は、得られた発泡
体の圧縮硬さなどの機械的強度が向上せず、また１５０
重量部より多く配合すると、発泡体の機械的強度は非常
に向上するが、他方では発泡体の圧縮後の復元率が低下
し、さらには発泡時の発熱で熱劣化が著しくなり、発泡
体の着色や気泡の不均一化といった問題が引き起こされ
る。塩化ビニル樹脂粉末の配合量を上記した範囲内に設
定すると、得られた発泡体においては、ベース樹脂の架
橋体が４０〜８０重量％、塩化ビニル樹脂粉末の延伸体
が２０〜６０重量％の発泡体になる。

【００１６】さらに好ましくは、エチレン系樹脂１００
重量部に対して、塩化ビニル樹脂粉末が４３〜１５０重
量部であり、このときの発泡体においては、エチレン系
樹脂の架橋体が４０〜７０重量％、塩化ビニル樹脂粉末
の延伸体が３０〜６０重量％になる。

【００１７】本発明の発泡体においては、前記のように
発泡体を構成するベース樹脂を特定のものとし、かつ前
記ベース樹脂のマトリックス中に塩化ビニル樹脂の延伸
体が島状に分散していることによって、５０％圧縮強度
０．０９ＭＰａ以上、硬度２５以上という条件を、見掛
け密度０．０２ｇ／ｃｍ³以上０．０６ｇ／ｃｍ³未満と
いう高発泡倍率の発泡体で達成することができる。

【００１８】樹脂組成物の調製にあたっては、上記樹脂
成分の他には、さらに架橋剤と発泡剤が必須成分として
配合される。

【００１９】用いる架橋剤としては、その分解温度が前
記エチレン系樹脂の融点よりも高く、さらに、前記塩化
ビニル樹脂粉末の可塑化温度、および発泡剤の分解温度
よりも低いものが好ましい。その例として、ジクミルパ
ーオキサイド、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、ｔ−ブ
チルクミルパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５
−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、２，５−ジメ
チル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキシン−
３などが挙げられる。これらには必要に応じて架橋助剤
をさらに配合してもよい。

【００２０】この架橋剤の配合量は、エチレン系樹脂に
要求される架橋度との関係で適宜決められるが、通常は
エチレン系樹脂１００重量部に対して０．２〜２．０重
量部の範囲で用いられる。

【００２１】本発明で使用される発泡剤は、その分解温
度が前記塩化ビニル樹脂粉末の可塑化温度よりも高いも
のが用いられる。これは、エチレン系樹脂の架橋成形体
が発泡して膨張する過程において、可塑化した塩化ビニ
ルが成形体の膨張に追随して二次元的に延伸することが
でき、従って配合した塩化ビニル樹脂粉末はマトリック
スを構成するベース樹脂の架橋体と融合した状態で展延
し、架橋体と遊離せずに密着し、マトリックスの強度の
向上に寄与する延伸体を形成することを可能にするため
である。

【００２２】この発泡剤の例としては、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、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などが挙げられる。

【００２３】これら発泡剤の配合量は、目的とする発泡
体の発泡倍率に応じて適宜決められるが、発泡体の見掛
け密度を０．０２ｇ／ｃｍ³以上０．０６ｇ／ｃｍ³未満
とするには、エチレン系樹脂１００重量部に対し、５〜
３０重量部の範囲で用いられる。また必要に応じて、発
泡剤には各種の助剤や核剤を適量配合してもよい。

【００２４】その他、本発明においては、発泡体の特性
改良などの目的のために、架橋や発泡の阻害にならない
限り、他の各種配合剤や添加剤、具体的には老化防止
剤、着色剤、加工助剤、難燃剤、帯電防止剤、各種充填
剤などを適宜配合することができる。

【００２５】上記した樹脂組成物の混練および成形は、
塩化ビニル樹脂粉末の可塑化温度よりも低い温度で行わ
れる。好ましくは１４０℃以下の温度で行う。

【００２６】塩化ビニル樹脂粉末の可塑化温度よりも高
い温度で混練および成形を行うと、塩化ビニル樹脂が互
いに凝集してベース樹脂であるエチレン系樹脂への均一
分散が阻害されて発泡が良好に進まなかったり、またエ
チレン系樹脂と一部融合して独立した粒子形態として保
持されなくなり、そのため発泡時に形成されるべきマト
リックスの強化に寄与する延伸体が形成されなくなるか
らである。

【００２７】樹脂組成物を成形体にしたのち、続いてそ
の成形体を加熱することにより架橋反応を進めて架橋成
形体にし、その後さらに加熱して発泡剤の熱分解を進め
て、架橋成形体を発泡体にする。

【００２８】本発明方法においては、発泡剤が熱分解す
る段階ではじめて塩化ビニル樹脂粉末は可塑化する。

【００２９】発泡時には、気泡生成の進行に伴って、架
橋成形体は全体として膨張する。このとき可塑化した塩
化ビニル樹脂粉末は、成形体の膨張に追随して二次元方
向に延伸される。そして、マトリックスではエチレン系
樹脂と可塑化した塩化ビニル樹脂が融合した状態で延伸
され、島構造をなす塩化ビニル樹脂の延伸体がマトリッ
クス内に形成される。その結果、マトリックスはエチレ
ン系樹脂単独のマトリックスである場合よりもその機械
的強度、特に圧縮強度が向上することになる。

【００３０】

【実施例】以下実施例及び比較例を挙げて本発明を詳細
に説明する。実施例における樹脂は以下に示すものを使
用した。

【００３１】ポリエチレン ・低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ） 三菱化成（株）製ノバテックＦ２５１ 密度０．９２２ｇ／ｃｍ３、ＭＦＲ２．５ｇ／１０ｍｉ
ｎ ・直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ） 日本石油化学（株）製リニレックスＡＦ３３１０ 密度０．９２２ｇ／ｃｍ３、ＭＦＲ２．０ｇ／１０ｍｉ
ｎ ・高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ） 日本石油化学（株）製スタフレンＥ７９２ 密度０．９５８ｇ／ｃｍ３、ＭＦＲ１７．０ｇ／１０ｍ
ｉｎ エチレン−極性ビニル化合物共重合体 ・エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ（１）） 三井・デュポンポリケミカル（株）製Ｖ３４０ ＶＡ含有量１０．４ｗｔ％、ＭＦＲ１．９ｇ／１０ｍｉ
ｎ ・エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ（２）） 三井・デュポンポリケミカル（株）製Ｖ４６０ ＶＡ含有量１９ｗｔ％、ＭＦＲ２．５ｇ／１０ｍｉｎ ・エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ（３）） 三井・デュポンポリケミカル（株）製Ｖ３６０ ＶＡ含有量２５ｗｔ％、ＭＦＲ２ｇ／１０ｍｉｎ ・エチレン−アクリル酸エチル共重合体（ＥＥＡ） 三井・デュポンポリケミカル（株）製Ａ７０２ ＥＡ含有量１９ｗｔ％、ＭＦＲ２ｇ／１０ｍｉｎ ・エチレン−アクリル酸メチル共重合体（ＥＭＡ） 三菱油化（株）製ユカロンＥＭＡ ＸＧ４００Ｈ ＭＡ含有量１８ｗｔ％、ＭＦＲ２ｇ／ｍｉｎ 塩化ビニル樹脂粉末（ＰＶＣ） 日本ゼオン（株）製１３１Ａ 可塑化温度１６５℃、平均粒径１．５μｍ

【００３２】また、発泡剤はアゾジカルボンアミドを、
架橋剤はジクミルパーオキサイドを使用した。

【００３３】これらの材料を表１、表２及び表３に示す
割合で配合し、表面温度１２０℃のミキシングロールで
充分混練した。得られた樹脂組成物を１２５℃でプレス
成形を行い、厚さ３mmのシートを得た。次に、得られた
シートを２１０℃の熱風炉に投入し、加熱架橋、発泡さ
せた。得られた発泡体の外観を観察するとともに、ＪＩ
ＳＫ６７６７に準拠する見かけ密度、ＫＤＫＳ０６０７
−１９６８（建設省土木試験基準）に準拠する５０％圧
縮強度、ＳＲＩＳ０１０１−１９６８（日本ゴム協会標
準規格）に準拠するスプリング硬さ（硬度）をそれぞれ
測定した。

【００３４】以上の結果をまとめて表１、表２及び表３
に示す。

【００３５】

【表１】

【００３６】

【表２】

【００３７】

【表３】

【００３８】表１、２及び表３から明かなように、本発
明における架橋樹脂発泡体は、良好な外観と機械的強度
を有する。これは、発泡時に、配合した塩化ビニル樹脂
粉末をマトリックスであるエチレン系樹脂の架橋体の中
に延伸させるとともに、マトリックスであるエチレン系
樹脂として、ポリエチレンとエチレン−極性ビニル化合
物共重合体の混合物を使用したことによる効果である。
一方、比較例１においては、塩化ビニル樹脂粉末を配合
していないために、マトリックスの強度向上効果が無
く、比較例２、５においては、マトリックスにポリエチ
レンを使用しているために、塩化ビニル樹脂粉末との相
溶性が低下し、良好な発泡体を得ることができない。ま
た、比較例３、６においては、ポリエチレンを配合して
おらず、比較例４においてはエチレン系樹脂中の極性ビ
ニル含有量が本発明範囲を上回る為に、いずれも良好な
発泡体を得ることはできるものの、マトリックス自体の
強度が低いために、本発明の発泡体と比較すると強度的
に劣るものとなっている。

【００３９】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
発泡体は、高発泡倍率でありながら、機械的強度、特に
圧縮強度に優れている。したがって、本発明の発泡体は
建築用の断熱材や目地材に好適に用いられ、特に土木用
目地板として、その工業的価値は大きい。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エチレン系樹脂をマトリックスとし、前
   記マトリックスの中に塩化ビニル樹脂の延伸体が島状に
   分散している樹脂発泡体であって、前記エチレン系樹脂
   はポリエチレン２０〜９０重量％とエチレン−極性ビニ
   ル化合物共重合体１０〜８０重量％とからなり、前記エ
   チレン系樹脂１００重量部に対して、前記塩化ビニル樹
   脂粉末２５〜１５０重量部を配合した樹脂組成物を架橋
   発泡させてなることを特徴とする耐圧縮性架橋樹脂発泡
   体。
2. 【請求項２】 前記エチレン−極性ビニル化合物共重合
   体の極性ビニル化合物含有量が３〜５０重量％であり、
   かつエチレン系樹脂中の極性ビニル化合物含有量が２〜
   １５重量％であることを特徴とする請求項１記載の耐圧
   縮性架橋樹脂発泡体。
3. 【請求項３】 見掛け密度が０．０２ｇ／ｃｍ³以上
   ０．０６ｇ／ｃｍ³未満、５０％圧縮強度が０．０９Ｍ
   Ｐａ以上、硬度が２５以上であることを特徴とする請求
   項１記載の耐圧縮性架橋樹脂発泡体。