JPH07224184A - 架橋ポリオレフィン系樹脂発泡体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 真空成形等の熱成形性に優れ、特にマッチド
ダイを用いる真空成形により深絞りの成形を行う場合で
も、所謂ふくれ現象が生じない成形品を得ることのでき
る架橋ポリオレフィン系樹脂発泡体を提供する。 【構成】 この架橋ポリオレフィン系樹脂発泡体は、ポ
リプロピレン系樹脂４５〜９０重量％とポリエチレン系
樹脂５５〜１０重量％とからなり、ゲル分率が１５〜５
５％、発泡倍率が１０〜４５倍、独立気泡率が５０〜７
９％である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、真空成形性等の熱成
形性に優れ架橋ポリオレフィン系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発泡体は、断
熱材、クッション材など広範な分野で使用されている。
特に、自動車用途では、天井、ドア内面材、インスツル
メントパネル等の断熱緩衝材として使用されている。

【０００３】この種の用途では、一般に、上記架橋樹脂
発泡体のシートに、軟質塩化ビニル樹脂シートなどのプ
ラスチックシートや布帛からなる表皮材を貼合わせて表
皮材付き発泡シートとし、これを真空成形法等により所
望形状に成形される（例えば、特開平１−２７２６４１
号公報参照）。

【０００４】また、上記表皮材付き発泡シートを、真空
成形法とマッチドダイ成形法を併用して所望形状に成形
する方法（マッチドダイを用いる真空成形法）も行われ
ており、さらに、このようなマッチドダイ真空成形法に
おいて、木質芯材或いは骨材樹脂を供給して成形するこ
とにより、木質芯材或いは骨材樹脂により成形品を補強
する方法も行われている。

【０００５】近年、成形サイクルが短縮化され、また成
形品の形状も複雑化し、特に真空成形法においては、従
来より高温に加熱されたり、より大きな応力が加えられ
たり、より高温に加熱されたりすることが多くなってい
る。また、例えばドア内面のアームレスト部やインスツ
ルメントパネルは、より深絞りの成形品や木目込み部
（深い溝状の部分）のある成形品が多くなっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の表皮
材付き発泡シートに使用されている架橋ポリオレフィン
系樹脂発泡シートは、耐熱性、高温抗張力及び高温伸び
が十分に満足のいくものではなく、上記のような各種の
真空成形法により、特に深絞りの成形品を得る場合、良
好な成形品を得ることができないことがある。

【０００７】例えば、真空成形法によりドアの内面のア
ームレスト等の深絞りの成形品を得る場合には、成形品
の表面に所謂ふくれ現象が生じることがある。特に、マ
ッチドダイを用いる真空成形法では、雄型と雌型との間
隙部で表皮材付き発泡シートが強い剪断力を受けてしご
かれる。その結果、気泡が破壊されて表皮材と発泡シー
トとの間に空気が溜まり、成形品の表面に所謂ふくれ現
象が生じることが多い。

【０００８】この発明は、上記の問題を解決するもの
で、その目的とするところは、真空成形性等の熱成形性
に優れ、特にマッチドダイを用いる真空成形法により深
絞りの成形を行う場合でも、所謂ふくれ現象が生じない
成形品を得ることのできる架橋ポリオレフィン系樹脂発
泡体を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的は、ポリプロ
ピレン系樹脂４５〜９０重量％とポリエチレン系樹脂５
５〜１０重量％とからなり、ゲル分率が１５〜５５％、
発泡倍率が１０〜４５倍、独立気泡率が５０〜７９％の
架橋ポリオレフィン系樹脂発泡体を用いることによって
達成することができる。

【００１０】このような架橋ポリオレフィン系樹脂発泡
体は、具体的な条件を別にすれば、例えば、ポリオレフ
ィン系樹脂に、熱分解型発泡剤及び架橋助剤を加え、発
泡剤が分解しない温度で溶融混練して発泡性シートを作
り、これに電離性放射線を照射して樹脂を架橋させた
後、加熱し発泡させる方法により得ることができる。

【００１１】また、電離性放射線により樹脂を架橋させ
る方法に代えて、予め配合組成物中にジクミルパーオキ
サイドのような有機過酸化物を配合しておき、この有機
過酸化物により樹脂を架橋させる方法を採用することも
できる。

【００１２】この発明で用いるポリプロピレン系樹脂
は、プロピレンの単独重合体又はプロピレンを主成分と
する共重合体、これらの混合物のいずれでもよい。共重
合体としては、例えばプロピレン成分を８５重量％以上
含むプロピレン−αオレフィンのランダム共重合体又は
ブロック共重合体を挙げることができる。

【００１３】これ等のポリプロピレン系樹脂のメルトイ
ンデックス（ＭＩ）は、０．４〜８の範囲にあるものが
好ましい。ＭＩが０．４未満ではシート化する際に外観
上の問題が生じ、逆にＭＩが８を越えると、発泡シート
の耐熱性が不十分となる。

【００１４】また、この発明で用いるポリエチレン系樹
脂は、エチレンの単独重合体（低密度、中密度、高密
度）、エチレンを主成分とする共重合体、これらの混合
物のいずれでもよい。共重合体としては、例えばエチレ
ン成分を８０重量％以上含むエチレン−αオレフィン共
重合体（線状低密度ポリエチレン）、エチレン−酢酸ビ
ニル共重合体等を挙げることができる。特に、線状低密
度ポリエチレンが好ましい。

【００１５】これ等のポリエチレン系樹脂のメルトイン
デックス（ＭＩ）は、１〜２０の範囲にあるものが好ま
しい。ＭＩが１未満であるとシート化する際に外観上の
問題が生じ、逆にＭＩが２０を越えると発泡シートの耐
熱性が不十分となる。

【００１６】そして、この発明では、ポリプロピレン系
樹脂４５〜９０重量％とポリエチレン系樹脂５５〜１０
重量％とからなるポリレフィンン系樹脂を用いる。その
理由は、上記ポリプロピレン系樹脂が４５重量％未満或
いはポリエチレン系樹脂が５５重量％を超えると、発泡
シートの高温伸び等の耐熱性及び剛性が不十分となり、
逆にポリプロピレン系樹脂が９０重量％を超えるか或い
はポリエチレン系樹脂が１０重量％未満では、発泡シー
トの柔軟性が低下し、また発泡性も低下するからであ
る。

【００１７】熱分解型発泡剤としては、分解温度が１８
０〜２７０℃程度のものが好ましく、例えばアゾジカル
ボンアミド、Ｎ, Ｎ' −ジニトロソペンタメチレンテト
ラミン、ｐ−トルエンスルホニルセミカルバジド等が用
いられ。これらは単独で用いても、２種以上を混合して
用いてもよい。熱分解型発泡剤の配合量は、樹脂成分の
合計量１００重量部に対して、一般に５〜３０重量部程
度であり、所望の発泡倍率に応じて設定される。

【００１８】架橋助剤としては、ジビニルベンゼン、ト
リメチロールプロパントリメタクリレート、１，２，４
−トリアリルトリメリテート、１，９−ノナンジオール
ジメタクリレート等が用いられる。架橋助剤の配合量
は、樹脂成分の合計量１００重量部に対して、一般に
０．５〜１５重量部程度であり、所望のゲル分率に応じ
て設定される。

【００１９】なお、必要に応じて、発泡剤の分解促進
剤、気泡核調整剤、酸化防止剤、熱安定剤、着色剤、難
燃剤、帯電防止剤、無機充填剤等を配合することができ
る。

【００２０】上記配合組成物を、押出機やロール等の汎
用の混練装置を用いて、熱分解型発泡剤が分解しない温
度、例えば１６０〜１８０℃程度の温度で溶融混練し
て、シート状に成形して発泡性シートを作成する。

【００２１】そして、この発泡性シートに電離性放射線
の照射を行い、この発泡性シートを構成する樹脂を架橋
させる。電離性放射線としては、電子線、α線、β線、
γ線等が使用される。照射線量は、一般に１〜５０Ｍｒ
ａｄ程度であり、所望のゲル分率に応じて線量が設定さ
れる。

【００２２】電離性放射線により樹脂を架橋させる方法
に代えて、有機過酸化物を用いる場合は、予め配合組成
物中にジクミルパーオキサイド、ジ−ｔ−ブチルパーオ
キサイド、メチルエチルケトンパーオキサイドのような
有機過酸化物を配合しておき、この有機過酸化物により
樹脂を架橋させる。有機過酸化物の配合量は、樹脂成分
の合計量１００重量部に対して、一般に０．０５〜５重
量部程度であり、所望のゲル分率に応じて設定される。

【００２３】樹脂が架橋された発泡性シートは、例え
ば、熱風、赤外線、メタルバス、オイルバス等により、
熱分解型発泡剤の分解温度以上で且つ樹脂の融点以上の
温度、例えば１９０〜２９０℃に加熱し、発泡剤の分解
ガスによって樹脂を発泡させ、こうして、架橋オレフィ
ン系樹脂発泡シートを得る。

【００２４】ここで、発泡シートのゲル分率は、１５〜
５５％に調節される。ゲル分率が１５％未満であると、
発泡性が悪くなり、また発泡シートの耐熱性が不充分と
なり、真空成形等の熱成形時に発泡シートが押し潰され
て薄肉化（所謂へたり現象）し、逆にゲル分率が５５を
超えると、高温伸びが不足して発泡シートに破れが生じ
る。ゲル分率の調節は、主に電離性放射線の照射量或い
は有機過酸化物の配合量及び架橋助剤の配合量の調節に
よって行われる。

【００２５】なお、ゲル分率は、発泡シートの架橋度を
表すもので、具体的には、発泡体約０．２ｇを精密に秤
量し、これを１２０℃のキシレン５０ｍｌ中に２４時間
浸漬し、その後２００メッシュの金網で濾過し、金網上
の不溶解分を真空乾燥し、この不溶解分の重量を上記発
泡体（約０．２ｇ）の精密な秤量に対する重量百分率で
表した値で示される。

【００２６】また、発泡シートの発泡倍率は、１０〜４
５倍に調節される。発泡倍率が１０倍未満では断熱性及
び緩衝性が不充分で、逆に発泡倍率が４５倍を超える
と、高温伸びが不足して真空成形性等の熱成形性が低下
し、また、柔らかくなってクッション性が損なわれる。
発泡倍率の調節は、主に熱分解型発泡剤の配合量の調節
によって行われる。

【００２７】さらに、発泡シートの独立気泡率は、５０
〜７９％に調節される。独立気泡率が５０％未満では、
真空成形等の熱成形時に発泡シートが押し潰されて薄肉
化（所謂へたり現象）し、逆に独立気泡率が７９％を超
えると、真空成形等の熱成形時に気泡が破壊され、表皮
材と発泡シートとの間に空気が溜まり、所謂ふくれ現象
が生じるようになる。

【００２８】独立気泡率の調節は、例えば押出機により
発泡性シートを押出成形する際に、押出機の途中から溶
融樹脂中に空気等の不活性ガスを少量（例えば０．３ k
ｇ／cm² 程度）圧入することにより行うことができる。
また、樹脂配合物中に、例えば低分子量ポリエチレン、
低分子量ポリプロピレン、ワックス等の低粘度又は低融
点の樹脂を少量（例えば０．５〜１０重量％程度）配合
することによって行うこともできる。

【００２９】

【作用】ポリプロピレン系樹脂４５〜９０重量％とポリ
エチレン系樹脂５５〜１０重量％とからなる架橋樹脂発
泡体は、主にポリプロピレン系樹脂によって高温伸びや
剛性が向上し、ポリエチレン系樹脂によって適度の柔軟
性や発泡性が付与される。

【００３０】しかも、上記発泡体のゲル分率が１５〜５
５％であると、主に耐熱性や発泡性が向上し、また発泡
倍率が１０〜４５倍であると、主に良好な断熱緩衝性が
付与される。

【００３１】さらに、独立気泡率が５０〜７９％である
と、主に真空成形時、特にマッチドダイを用いる真空成
形時に大きな応力（剪断力）が加えられても、発泡体に
存在する連続気泡の間に空気が拡散し、そのため表皮材
と発泡シートの接着層の空気による破壊が抑えられ、所
謂ふくれ現象が防止される。

【００３２】従来のこの種の架橋ポリオレフィン系樹脂
発泡体は、通常、独立気泡率が８０％以上もあり、この
発明の架橋ポリオレフィン系樹脂発泡体は、特に、独立
気泡率を上記のように減らしたこと、言い換えれば、連
続気泡率を従来の発泡体よりも増やしたところに大きな
特徴を有する。

【００３３】

【実施例】以下、この発明の実施例及び比較例を説明す
る。実施例１ ポリプロピレン系樹脂（ＭＩ４．０、融点１４８℃、エ
チレン含有量３．０重量％のプロピレン−エチレンラン
ダム共重合体）９０重量部と、ポリエチレン系樹脂（Ｍ
Ｉ１０．０、融点１１７℃、密度０．９２０ｇ／cm³ の
線状低密度ポリエチレン）１０重量部とを混合して、ポ
リオレフィン系樹脂を調製した。

【００３４】このポリオレフィン系樹脂１００重量部
に、熱分解型発泡剤としてアゾジカルボンアミドを１２
重量部、架橋助剤としてジビニルベンゼン２重量部、酸
化防止剤（ＢＨＴ）０．５重量部を配合して、樹脂配合
物を調製した。

【００３５】この樹脂配合物を、押出機を用いて発泡剤
の分解温度以下でシート状に成形し、厚さ１．５mmの発
泡性シートを得た。この発泡性シートに電子線（８００
ＫＶ）を３Ｍｒａｄ照射して樹脂を架橋させ、これを２
５０℃の熱風式発泡炉で加熱して発泡させて、厚さ３mm
の表面平滑な架橋樹脂発泡シートを得た。なお、発泡性
シートの独立気泡率の調整は、押出機のベント部から空
気を０．３ kｇ／cm²の圧力で溶融樹脂中に圧入するこ
とにより行った。

【００３６】この架橋樹脂発泡シートは、ゲル分率が３
６重量％、発泡倍率が２５倍、独立気泡率が５３％であ
った。なお、ゲル分率は、発泡シート（試料）を１２０
℃のキシレン中で２４時間浸漬し、その不溶解分を重量
百分率で示した。また、発泡倍率及び独立気泡率は、Ｂ
ＥＣＫＭＡＮ空気比較式密度試験機を用いて測定した。

【００３７】この架橋樹脂発泡シートの真空成形性を評
価するために、この架橋樹脂発泡シートの片面に、ウレ
タン系接着剤を用いて、軟質塩化ビニル樹脂シート（厚
さ０．４mm）からなる表皮材を貼合わせて、表皮材付き
発泡シートを得た。

【００３８】そして、この表皮材付き発泡シートを用
い、円筒状のマッチドダイを用いる真空成形法により温
度１５０℃で真空成形し、最大絞り比（深さ／直径）を
測定した。その最大絞り比は０．９２であった。なお、
この最大絞り比は、直径が一定（１００mm）で深さの異
なる多数の円筒状の雌型（凹型）とこれに対応する雄型
（凸型）を用い、成形品が破れずに得られる最大深さを
測定し、深さ／直径で表される値である。

【００３９】また、上記最大絞り比で得られた成形品に
ついて、所謂ふくれ現象の有無（表皮材と発泡シートと
の間に空気が溜まり、成形品の表面にふくれがないかど
うか）を観察し、同時に所謂へたり現象の有無（発泡シ
ートが押し潰されて薄肉化されていないかどうか）をも
観察した。その結果、ふくれ現象もへたり現象も認めら
れなかった。以上の結果をまとめて表１に示し。

【００４０】実施例２〜９及び比較例１〜４ 樹脂の混合割合、架橋助剤の配合量、発泡剤の配合量、
照射線量及び空気の圧入量を変更して、表１に示す発泡
シートを調製し、実施例１と同様にして、ホットスタン
ピング成形性を評価した。その結果を、表１にまとめて
示す。

【００４１】

【表１】

【００４２】

【発明の効果】上述の通り、この発明の架橋ポリオレフ
ィン系樹脂発泡体は、ポリプロピレン系樹脂４５〜９０
重量％とポリエチレン系樹脂５５〜１０重量％とからな
り、ゲル分率が１５〜５５重量％、発泡倍率が１０〜４
５倍、独立気泡率が５０〜７９％に設定されており、そ
れにより、真空成形性等の熱成形性に優れ、特にマッチ
ドダイを用いる真空成形法により深絞りの成形を行う場
合でも、所謂ふくれ現象が生じない良好な成形品を得る
ことができる。

【００４３】したがって、この発明の架橋ポリオレフィ
ン系樹脂発泡体は、この発泡シートに表皮材を貼り合わ
せ、この表皮材付き発泡シートを用い、特にマッチドダ
イを用いる真空成形法により、深絞りの成形を行う用
途、例えば自動車の天井材、ドア内面材、インスツルメ
ントパネル等の断熱緩衝材として好適である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリプロピレン系樹脂４５〜９０重量％
   とポリエチレン系樹脂５５〜１０重量％とからなり、ゲ
   ル分率が１５〜５５％、発泡倍率が１０〜４５倍、独立
   気泡率が５０〜７９％の架橋ポリオレフィン系樹脂発泡
   体。