JPH0748468A

JPH0748468A - 放射線架橋ポリオレフィン系樹脂発泡体

Info

Publication number: JPH0748468A
Application number: JP21208793A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Ota; 洋太田; Masashi Ishii; 正史石井
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1993-08-05
Filing date: 1993-08-05
Publication date: 1995-02-21

Abstract

(57)【要約】【目的】この出願発明は、スタンピングモールド法、
真空成形法等に使用される発泡体であって、耐熱性や成
形加工性に優れ、外観がよく、平面平滑性を有する放射
線架橋ポリオレフィン系樹脂発泡体を提供するものであ
る。【構成】この出願発明は、平均ゲル分率が３５〜８５
％の発泡体であって、その発泡体を厚さ方向に３等分し
たときに、ゲル分率が最も大きい層と、最も小さい層と
のゲル分率の差が１０％以上である放射線架橋ポリオレ
フィン系樹脂発泡体に関する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この出願発明は自動車内装材等の
複雑形状品をスタンピングモールド法や真空成形法等に
より熱成形する際に、好適に使用される発泡体シートで
あって、さらに詳しくは、耐熱性や成形加工性に優れ、
かつ良好な外観及び平面平滑性を有する放射線架橋ポリ
オレフィン系樹脂発泡体シートに関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車内装材等の複雑形状品をスタンピ
ングモールド法や真空成形法等の方法により発泡体を熱
成形する場合、使用する発泡体には優れた耐熱性及び成
形加工性のあることが必要である。この耐熱性と成形加
工性を大きくするためには、高温条件下における機械的
物性、すなわち、破断強度と伸びを大きくすることが重
要である。

【０００３】しかし、一般的には、発泡体のゲル分率を
高くすると、高温条件下の破断強度は向上するが伸びは
低下し、逆にゲル分率を低くすると伸びは向上するが、
破断強度は低下する。すなわち、高温破断強度の向上と
高温伸びの向上は二律背反の関係にある。このため、従
来の技術では高温破断強度と高温伸びのうち、一方が大
きく他方が小さい発泡体か、或いは両方が中程度の発泡
体しか得ることができなかった。

【０００４】スタンピングモールド法や真空成形法等の
熱成形において、発泡体の高温破断強度が小さいと熱に
より発泡体が破断や溶融を起こし易く、成形品表面が凹
凸状になり製品の外観を著しく損なうことがある。ま
た、高温伸びが小さいと、金型への追従性が悪くなり、
絞りの深い成形品においてはコーナー部やエッジ部など
で発泡体が裂けたり、切れたりして、やはり製品の外観
を著しく損なうことがある。したがって、従来の発泡体
を用いた場合、例えば、特にスタンピングモールド法に
より表面に凹凸のない成形品を得る場合には、比較的絞
りの浅い金型にしか適用できず、逆に高温伸びが重視さ
れる真空成形法による成形では、成形時の熱負荷が比較
的小さい成形品に限られるなど、発泡体の適用可能な成
形条件の範囲が非常に狭く、さらに不良製品が多いとい
う問題があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この出願発明はこのよ
うな問題点を解決するものであり、高温条件下における
破断強度及び伸びの両方を高度に維持することにより、
耐熱性や成形加工性に非常に優れたポリオレフィン系樹
脂発泡体を提供するものであって、成形条件の適用範囲
を拡大し、さらには、成形によって得られる不良製品を
少なくすることを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この出願発明はこのよう
な目的を達成するものであって、平均ゲル分率が３５％
〜８５％、好ましくは、４５〜７５％であって、厚さ方
向に発泡体を３等分したときに、ゲル分率が最も大きい
層と最も小さい層のゲル分率の差が１０％以上、好まし
くは、１５％以上である放射線架橋ポリオレフィン系樹
脂発泡体に関するものである。

【０００７】通常、発泡体のゲル分率（架橋度）を大き
くすると、高温条件下における破断強度は増大し、伸び
は低下し、発泡体のセル径は微細になる。また、発泡体
の見掛け密度は、ゲル分率が増加するにしたがって低架
橋領域では小さくなり、高架橋領域では大きくなる事が
知られている。然るに、この出願発明者らは、発泡体の
厚さ方向にゲル分率の高い層と低い層を同時に形成させ
た場合、平均ゲル分率がその発泡体と同等で、かつ、厚
さ方向のゲル分率分布が均一な発泡体に比べて、高温条
件下における破断強度が大幅に優れていることを見出し
た。しかも、このように厚さ方向に大きなゲル分率分布
を有する発泡体においては、ゲル分率の増加による伸び
の低下が非常に小さく、高温条件下の破断強度と伸びを
非常に高いレベルで両立させることができることを見出
した。さらに、このような特徴を持つ発泡体において
は、発泡体を曲げたときに生じやすい折れジワがつきに
くく、また高架橋の発泡体製造時に生じやすい異常気泡
が発生しにくい等、数々の付帯効果があることを見出
し、この出願発明を完成させたものである。

【０００８】この出願発明のポリオレフィン系架橋樹脂
としては、ポリエチレン樹脂単独、エチレン含有量が１
〜１５重量％のエチレン−プロピレンランダム共重合体
とポリエチレン、または炭素数４以上のα−オレフィン
が共重合された、いわゆる、線状ポリエチレンとの混合
体樹脂からなる公知の樹脂組成が好ましいが、スタンピ
ング成形時において使用される骨材用熱可塑性樹脂の溶
融時温度と樹脂の流動性を考慮すると、ポリプロピレン
が主成分樹脂として含まれる樹脂組成がとくに好まし
い。また、高密度ポリエチレン樹脂、エチレン酢酸ビニ
ル共重合体樹脂等の樹脂を混合して使用することもでき
るが、特に限定されるものではない。表皮材としては、
ポリ塩化ビニルシート、熱可塑性エラストマーシートな
どが好適に使用されるが、この出願発明においてはこれ
らに限定されるものではない。

【０００９】この出願発明の発泡体は、ポリオレフィン
系樹脂に、加熱により分解してガスを発生する有機発泡
剤、架橋助剤、酸化防止剤等を配合し、押出シーティン
グにより発泡性樹脂シートを製造し、次いで、放射線を
照射して架橋させることにより発泡性樹脂シート（以下
これを原反シートという）を製造するが、このような原
反シートを製造する方法も従来公知の技術で良く、特に
限定されるものではない。

【００１０】照射する放射線としてはα線、β線（電子
線）、γ線、χ線等の電離性放射線を用いることができ
る。発泡剤としては、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、ヒドラゾジカルボンアミ
ドなど、常温で固体であり、ポリオレフィン系樹脂の融
点以上に加熱されたとき分解又はガスを発生するもの
で、シート化等の成形や架橋反応を阻害しない任意のも
のを使用できるが、分解温度が１４０〜２５０℃の範囲
のものが好ましい。これらの発泡剤はポリオレフィン系
樹脂に対し５〜３０重量％の範囲で使用し、それぞれの
種類や目的とする発泡倍率等の条件によって任意に混合
量を変える事ができる。架橋助剤としてはジビニルベン
ゼン、トリメタノールプロパントリアクリレート、トリ
メタノールプロパントリメタクリレート、ジアクリルフ
タレートなどを用いることができ、それらの添加量はポ
リオレィン系樹脂に対し０．３〜５重量％、好ましく
は、０．５〜３重量％である。また、その他、この出願
発明においては、ポリオレフィン架橋発泡体の特性を改
良するために他の樹脂、あるいは、顔料、各種の充填
剤、難燃剤、酸化防止剤などを必要に応じて添加するこ
とができる。

【００１１】この出願発明によるポリオレフィン系樹脂
発泡体の平均ゲル分率は３５〜８５％であり、好ましく
は、４５〜７５％である。平均ゲル分率が３５％より小
さいと充分な耐熱強度が得られず、成形品の外観不良等
が生じる。また、平均ゲル分率が８５％を超えると充分
な伸びが得られず、熱成形時に発泡体の破断等が生じ
る。厚さ方向のゲル分率分布を設ける方法としては、電
子線の照射起電力、照射線量、線量率の選定および使用
する架橋助剤の選定等公知技術の範囲内で適当な条件を
組み合わせることによって行うことができる。

【００１２】発泡体の厚さ方向の各層のゲル分率の測定
は下記の方法で行う。ポリオレフィン系樹脂発泡体の３
等分の方法は、まず、発泡体全体の厚さを測定し、次
に、この発泡体を表面層、中心層、裏面層の３つの層に
スライスするが、このとき各層の厚さの発泡体全体の厚
さに対する百分率の値がすべて３３．３±３％、すなわ
ち、３０．３〜３６．３％の範囲に入るようにし、この
条件を満たした場合がこの出願発明でいう３等分であ
る。次に、ゲル分率の測定方法は、各サンプルを０．５
〜２．０ｇの範囲で秤量し、１３０℃の熱パラキシレン
で３２時間抽出を行った後、洗浄、乾燥して抽出後の試
料重量を測定し、下記の式によって算出する。

【００１３】

【実施例】以下、実施例によりこの出願発明を具体的に
説明する。実施例１エチレンが４重量％ランダムに共重合されているポリプ
ロピレン樹脂７０％と、密度が０．９２０ｇ／ｃｍ³の
炭素数６のαオレフィンが共重合された直鎖状ポリエチ
レン樹脂３０％との混合樹脂１００部に、発泡剤として
アゾジカルボンアミドを６重量部、架橋助剤としてジビ
ニルベンゼンを３重量部、その他アミン系酸化防止剤等
を混合した発泡性組成物をＴダイ法でシート厚１．３５
ｍｍに押出成形し、発泡性樹脂シートを製造した。この
シートを加速電圧６５０ＫＶ、照射線量１０Ｍｒａｄの
条件で電子線照射を行ったのち、表面温度２６０℃の遠
赤外線ヒーターと炉内熱風発生口での温度が２５０℃の
熱風で加熱されている縦型発泡炉の中にいれて発泡させ
たところ見掛け密度が０．０６７ｇ／ｃｍ³厚さ３．０
ｍｍの発泡体が得られた。この発泡体を表面層、中心
層、裏面層それぞれ約１ｍｍにスライスし、各層のゲル
分率を測定したところ、それぞれ、５７．０％、７０．
５％、４４．０％であり、それらの最大値と最小値との
差は２６．５％であった。また、この発泡体の全体のゲ
ル分率は６０．３％であった。この発泡体に塩化ビニル
製の表皮材をラミネートし、骨材用熱可塑性樹脂として
ＭＦＲ＝４０ｇ／１０ｍｉｎのポリプロピレン樹脂を使
用し、スタンピング成形を行ったところ、表面に凹凸が
なく、また、コーナー部やエッジ部に裂けや切れのない
外観のよい成形品が得られた。この結果を表１に示す。

【００１４】実施例２電子線照射条件を８５０ＫＶ、９Ｍｒａｄの条件で行っ
たこと以外は実施例１と同様にして得られた発泡体は見
掛け密度が０．０６７ｇ／ｃｍ³、厚さ３．０ｍｍであ
り、各層のゲル分率の最大値と最小値との差は２８．２
％であった。この発泡体に塩化ビニル製の表皮材シート
をラミネートし、実施例１と同様にスタンピング成形を
行ったところ外観のよい成形品が得られた。この結果を
表１に示す。

【００１５】実施例３発泡性樹脂シートの厚さを１．５ｍｍとし、電子線照射
条件を８００ＫＶ、９Ｍｒａｄの条件で行ったこと以外
は実施例２と同様にして発泡体を得たところ、見掛け密
度が０．０６５ｇ／ｃｍ³、厚さ４．０ｍｍで各層のゲ
ル分率の最大値と最小値との差は１７．６％であった。
この発泡体を表皮材ラミネート後スタンピング成形を行
ったところ、外観のよい成形品が得られた。この結果を
表１に示す。

【００１６】実施例４電子線照射条件を変え、実施例１と同様にして、見掛け
密度０．０６２ｇ／ｃｍ³、厚さ３．１ｍｍの発泡体を
得た。この発泡体の各層のゲル分率の最大値と最小値と
の差は１２．４％であった。この発泡体を表皮材ラミネ
ート後スタンピング成形を行ったところ外観のよい成形
品が得られた。この結果を表１に示す。

【００１７】比較例１電子線照射条件を変え、実施例１と同様にして得られた
発泡体は見掛け密度０．０６７ｇ／ｃｍ³、厚さ３．０
ｍｍで発泡体全体のゲル分率は６０．８％であった。ま
た、スライス後の各層のゲル分率の最大値と最小値との
差は５．７％であった。この発泡体を表皮材ラミネート
後スタンピング成形を行ったところ、成形品の表面にア
バタ状の凹凸が発生し、成形品の外観を著しく損なうも
のであった。この結果を表１に示す。

【００１８】比較例２電子線照射条件および架橋助剤の種類を変え、実施例２
と同様にして得られた発泡体は見掛け密度０．０６８ｇ
／ｃｍ³、厚さ３．１ｍｍで発泡体全体のゲル分率は６
４．９％であり、スライス後の各層のゲル分率の最大値
と最小値との差は９．２％であった。この発泡体を表皮
材ラミネート後スタンピング成形を行ったところアバタ
状の凹凸は発生しなかったが発泡体に裂けが発生し、成
形品の外観を著しく損なうものであった。この結果を表
１に示す。

【００１９】

【表１】

【００２０】表１から明らかなように、熱成形時に表面
の凹凸を発生させないためには、高温での破断強度を大
きくすれば良く、コーナー部やエッジ部などの発泡体の
裂け、切れを防ぐには、高温での伸びを大きくすれば良
いことがわかる。比較例１の発泡体の場合、高温の破断
強度が不足しているため、表面に凹凸が発生していると
考えられる。また、比較例２の発泡体の場合、高温の破
断強度は充分あり、表面の凹凸は発生していないが、高
温伸びが不足しているためコーナー部やエッジ部などの
発泡体の裂け、切れが発生したものと考えられる。この
ように厚さ方向のゲル分率分布が比較的均一な発泡体に
おいては高温の破断強度と伸びを高いレベルで両立する
ことが困難である。しかし、実施例１〜４に示すように
発泡体の厚さ方向にゲル分率の非常に高い層と非常に低
い層が形成されている発泡体においては、発泡体全体の
ゲル分率が従来品と同程度であるにも拘らず、高温の破
断強度と伸びが高いレベルで両立されており、成形品は
表面に凹凸や、コーナー等に裂けのない良好なものが得
られる。これはゲル分率の高い層が高温の破断強度に、
ゲル分率の低い層が高温の伸びにそれぞれ寄与してお
り、両者の長所を併せ持つ特徴を有することを示してい
る。表１の実施例１〜４からもわかるようにゲル分率の
最も高い層（或いは最も低い層）は３つの層のどの位置
にあっていても同様の効果が得られるが、発泡体の表面
層と裏面層のゲル分率の差が大きすぎると発泡体を加熱
または冷却したときに、発泡体が反り変形を起こすこと
があるので中心層に形成させるのが望ましい。また、ゲ
ル分率の最も高い層を中心にし、ゲル分率の低い層を表
面層、裏面層に形成させた場合は発泡体全体の感触が軟
らかくなり、折れジワがつきにくくなるなどの効果も得
られる。この出願発明は発泡体の厚さ方向に大きなゲル
分率分布を有することを特徴とするものであるが、この
出願発明の発泡体は、見掛け密度やセル径についても従
来の発泡体の厚さ方向の分布状態とは大きく異なる。

【００２１】

【発明の効果】この出願発明により得られる発泡体は、
高温条件下において強度と伸びを高いレベルで両立させ
ているため、熱成形時のフォーム破断や溶融等による不
良を大幅に軽減することができ、製品の歩留まり向上に
大きな効果がある。

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【手続補正書】

【提出日】平成５年１０月１５日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１９】

【表１】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】平均ゲル分率が３５〜８５％の発泡体で
あって、その発泡体を厚さ方向に３等分したときに、ゲ
ル分率が最も大きい層と最も小さい層のゲル分率の差が
１０％以上であることを特徴とする放射線架橋ポリオレ
フィン系樹脂発泡体。