JPH08216220A - 水発泡による熱可塑性エラストマーの 完全発泡押出物を製造する方法 - Google Patents

水発泡による熱可塑性エラストマーの 完全発泡押出物を製造する方法

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JPH08216220A
JPH08216220A JP7056429A JP5642995A JPH08216220A JP H08216220 A JPH08216220 A JP H08216220A JP 7056429 A JP7056429 A JP 7056429A JP 5642995 A JP5642995 A JP 5642995A JP H08216220 A JPH08216220 A JP H08216220A
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JP
Japan
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water
tpe
thermoplastic elastomer
extrudate
foaming
Prior art date
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Pending
Application number
JP7056429A
Other languages
English (en)
Inventor
Yuji Yamamoto
佑治 山本
Kazuaki Ikeda
一晃 池田
Fumihiko Sato
文彦 佐藤
Takeshi Sasaki
剛 佐々木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hiroshima Kasei Ltd
Original Assignee
Hiroshima Kasei Ltd
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Publication date
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  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
  • Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Molding Of Porous Articles (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 水を発泡剤として、熱可塑性エラストマーの
発泡押出物を製造する方法において、発泡を完全に行な
うこと。 【構成】 所定の口金を備えている押出機に、熱可塑性
エラストマー配合物を充填し、熱可塑性エラストマー配
合物が溶融状態にある時に、押出機のシリンダー方向
に、熱可塑性エラストマー配合物に対して発泡剤として
の水を圧入して、熱可塑性エラストマー配合物と水を混
合し、この混合物を口金から押出し、混合物中の大量部
の水を気化させ、次いで誘電加熱して、混合物中に残存
している未気化状態の水分を完全に気化させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、水発泡による熱可塑性
エラストマー(以下、“TPE”と略記する)の完全発
泡押出物を製造する方法に関する。本発明の方法は、特
に肉厚の発泡押出物を製造するのに利用される。
【0002】
【従来の技術】本発明者等は、TPEを主材料とする複
合多重異形押出物を製造する方法を開発し、特許出願し
た(特許願平第6−76、275号)。この従来技術
は、水を発泡剤として用いて、TPE及びTPEと同
種、或いは異種の材料から成る複合多重異形押出物を製
造するために、TPEを主原料とする配合物を押出す口
金と、TPEと同種、或いは異種の材料からなる配合物
を押出す口金を別体に設けた押出装置を使用することを
特徴とする方法である。
【0003】本発明者等は、本発明者等自身の上記従来
技術を実施する段階で改良すべき点があることを発見し
た。即ち、この従来技術は、化学発泡剤の替りに水を発
泡剤として用いることを特徴の一つとする方法で、発泡
剤としての水は、押出機のシリンダー部の溶融圧縮ゾー
ンの中で、充填されたTPE配合物が完全に溶融された
ゾーン、即ち計量ゾーンの直前のゾーンに対して圧入さ
れる。シリンダー内に圧入された水は、TPE配合物と
完全に混合され、口金から押出された瞬間一気に発泡さ
れる状態にある。この際、口金から押出されたTPE配
合物の表面温度は,一気に室温にまで降下する。その
際、TPE配合物の内部の温度の降下を随伴する。従っ
て、発泡押出物が肉厚の場合、より正確に表現するなら
ば、ダイ先端の空隙部の押出方向に垂直方向の断面積
(以下、“ダイ 空隙面積”と略記する)が大きい場
合、TPE配合物の表面に近い部分は、水が完全に気化
するが、内部に近い程、気化しないままにTPE配合物
内に残存し、その結果TPE配合物は未発泡状態のまま
になる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する主たる課題は、水を発泡剤として用いて、TPEの
肉厚の押出物を製造する場合、完全に発泡させることが
出来ない点である。本発明が解決しようとする別の課題
は、水を発泡剤として用いて、TPE、及びTPEと同
種、或いは異種の材料から成る肉厚の複合多重異形押出
物を製造する場合、TPE押出物の内部まで完全に発泡
させることが出来ない点である。本発明が解決しようと
する更なる課題、及び目的は以下逐次明らかにされる。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、水を発泡
剤として用いて、TPE及びTPEと同種、或いは異種
の材料から成る肉厚の複合多重異形押出物を製造する場
合、押出機のシリンダー内への水の圧入方法を変化させ
るだけでは、肉厚製品の内部まで発泡させることに限度
があることを数回の実験により確認した。即ち、水を発
泡剤として用いて、TPE及びTPEと同種、或いは異
種の材料から成る肉厚の複合多重異形押出物を製造する
場合、押出機のシリンダー内へ圧入された水が完全に気
化されないままに残存することを確認した。
【0006】従って、水を発泡剤として用いて、TPE
及びTPEと同種、或いは異種の材料から成るTPE配
合物の肉厚の複合多重異形押出物を製造する場合、完全
に気化されないままにTPE配合物の中に残存している
水を何らかの加熱処理によって気化させる必要がある。
本発明者等は、この加熱方法を策定するに当たって、急
速に、かつ均一に処理できること、選択処理、局部処理
が可能であること、複雑な形状のものでも均一に処理で
きること、温度制御が可能であること等を条件とした。
本発明者等は、種々の方法を検討した結果、上記条件を
充足させる方法として、誘電加熱を採用した。
【0007】従って、課題を解決するための手段である
本発明は、所定の口金を備えている押出機に、TPE配
合物を充填し、TPE配合物が溶融状態にある時に、押
出機のシリンダー方向に、TPE配合物に対して発泡剤
としての水を圧入して、TPE配合物の発泡押出物を押
出す工程、及び前記発泡押出物を、誘電加熱して、前記
発泡押出物中に残存していた未気化状態の水分を気化さ
せることを特徴とする水発泡による熱可塑性エラストマ
ーの完全発泡押出物製造する方法である。
【0008】本発明は、肉厚の押出物を製造する場合に
特に効果を奏するが、必ずしもそれに限定されない。本
発明でいうところの“肉厚”を、数値で正確に規定する
ことは不可能でもあり、かつそれ程技術的に意味がある
ことではないが、敢えて述べるならば、ダイ 空隙断面
積が約0.5cm以上、或いは直径が約8mm以上の
場合をいう。
【0009】本発明は、基本的には、TPEを主材料と
する配合物を、水を発泡剤として使用して発泡押出物を
製造する場合に適用されるが、その応用方法としてのT
PE発泡押出物とTPEソリッド押出物との積層、或い
は被覆複合押出物、TPE発泡押出物と熱可塑性樹脂ソ
リッド押出物との積層、或いは被覆複合押出物等の方法
にも適用される。
【0010】本発明者等は理論に拘束されることを好ま
ないが、本発明の理論的背景を概論的に述べる。金属の
溶解、溶接、表面処理などには従来より誘導加熱が利用
されているが、誘導加熱は、絶縁物を加熱することはで
きない。そこで、本発明では、誘電加熱を採用すること
とした。本発明に従って、交番電界内に、TPE押出物
(誘電体)を置くと、TPE押出物自体に存在する電気
双極子が交番電界によって回転運動を起こし、TPE押
出物内で発熱作用が起こり、未気化状態で残存している
水が気化する。
【0011】本発明の誘電加熱で使用される加熱用電極
は、TPE押出物の厚さ、形状等に応じて、平行電極、
グリッド形電極、及び移動加熱式電極から任意に選択さ
れる。本発明で採用される誘電加熱の使用周波数、出
力、及び照射時間等は、ダイリップの断面積、押出物中
の含水量、希望する発泡率等諸条件に依存して決定され
るが、通常900〜3、000MHzの範囲で設定され
る。
【0012】本発明で使用されるTPEは通常の市販品
でよい。敢えて例示すると、10乃至90重量部の結晶
性ポリオレフィン樹脂と90乃至10重量部の少なくと
も1種以上のゴムからなる混合物である。配合されるゴ
ムは、完全に架橋されていることが望ましいが、部分架
橋や未架橋のEPR,或いはEPDMであてもよい。こ
れらは、アドバンスド・エラストマー・システムズ・エ
ル・ピー(Advanced Elastomer S
ystems,L.P.)より、“SANTOPREN
E”,“TREFESIN”,“GEOLAST”,
“TPR”,“VYRAM”という登録商標名で製造販
売されている。本発明で使用されるTPEと異種の材料
とは、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル
等の熱可塑性樹脂である。
【0013】本発明で使用される押出機は、通常の単軸
スクリュー押出機でよい。但し、スクリュー部は、通常
送りゾーン、溶融圧縮ゾーン、及び計量ゾーンの3ゾー
ンに区分されているが、本発明では5乃至7ゾーンに区
分し、細かく温度制御する必要がある。
【0014】本発明でTPE配合物を水で発泡させるに
は、先ずTPEを、TPEのマトリックス成分である熱
可塑性樹脂の融点以上に加熱し、TPE配合物を溶融状
態にしなければならない。従って、この加熱温度は、T
PE配合物のマトリックス成分である熱可塑性樹脂によ
って異なるが、通常100℃乃至250℃の範囲であ
る。発泡剤としての水は、溶融状態にあるTPE配合物
に対して圧入される。即ち、シリンダー部の、TPE配
合物が完全に溶融されたゾーン、即ち、計量ゾーンの直
前のゾーンに対して圧入される。
【0015】本発明において、押出機と誘電加熱装置の
配置は、誘電加熱装置内に口金が挿入されるように配置
するのが好ましい。
【0016】
【実施例】以下に実施例を記載し、本発明を具体的に説
明する。以下の実施例で、TPEとしてエーイーエス・
ジャパン株式会社製の“サントプレン101−64”
を、ポリプロピレンとして、住友化学工業株式会社製の
“住友ノーブレンW531”を使用した。
【実施例1】TPE水発泡用押出機諸元 押出機のスクリユーの直径:90mm 押出機のL/D :30 スクリュー回転数 :30rpm ダイリップ径 :8mm高周波加熱機諸元 :2450MHz,7KW
【0017】TPE水発泡用押出機のシリンダー部を4
つのゾーンに区分し、各々を170℃乃至175℃に温
度設定し、ヘッド部とダイス部のそれを、各々185℃
と183℃に設定した。TPE水発泡用押出機に、TP
E水発泡用に配合したコンパウンドを投入し、シリンダ
ー後部、即ちホッパー側から、約12Dの位置で、TP
Eに対して約0.4%の比率で水を圧入しながら約51
kg/Hrの比率で、TPE発泡押出物を製造した。こ
の押出物をカットして、その発泡状態を目視により観察
したところ、表層に近い部分の発泡状態は良好であった
が、中心部に向かうに従って発泡状態が不完全であるこ
とが観察された。
【0018】この押出物を、60秒間高周波加熱処理し
た。処理後の押出物をカットして、その発泡状態を20
倍顕微鏡により観察したところ、押出物の全体が均一に
完全に発泡されていることが観察された。
【0019】
【実施例2】TPE水発泡用押出機諸元 押出機のスクリユーの直径:90mm 押出機のL/D :30 ダイリップ径 :8mmポリプロピレン用押出機諸元 押出機のスクリューの直径:90mm 押出機のL/D :27 スクリュー回転数 :50rpm ダイリップ径 :8mm高周波加熱機諸元 :2450MHz,7KW
【0020】ポリプロピレン用押出機の押出物の押出し
方向にほぼ直角になるように、TPE水発泡用押出機を
配列した。ポリプロピレン用押出機のシリンダー部を6
つのゾーンに区分し、各々を185℃乃至190℃に温
度設定し、ヘッド部とダイス部のそれを、各々180℃
と190℃に設定した。一方、TPE水発泡用押出機の
シリンダー部を4つのゾーンに区分し、各々を170℃
乃至175℃に温度設定し、ヘッド部とダイス部のそれ
を、各々185℃と183℃に設定した。
【0021】先ず、ポリプロピレン押出物を製造するた
めに配合したコンパウンドをポリプロピレン用押出機よ
り約140kg/Hrの押出量で押出した。一方、TP
E水発泡用押出機に、TPE水発泡用に配合したコンパ
ウンドを投入し、シリンダー後部、即ちホッパー側か
ら、約12Dの位置で、TPEに対して約0.4%の比
率で水を圧入しながら約51kg/Hrの比率で、TP
E発泡押出物をポリピロピレン押出物の上面に押出し、
ポリプロピレンの非発泡押出物とTPE発泡押出物が融
着一体化した複合押出物を製造した。
【0022】この複合押出物をカットして、TPE発泡
押出物の発泡状態を目視により観察したところ、表層に
近い部分の発泡状態は良好であったが、中心部に向かう
に従って発泡状態が不完全であることが観察された。
【0023】この押出物を、60秒間マイクロ波加熱処
理した。処理後の押出物をカットして、その発泡状態を
20倍顕微鏡により観察したところ、TPE発泡押出物
の全体が均一に完全に発泡されており、一方ポリプロピ
レンの非発泡押出部分には変化がないことが観察され
た。
【0024】
【発明の効果】本発明は、あくまでも、水を発泡剤とし
て使用して、熱可塑性エラストマーの肉厚な完全発泡押
出物を製造する際に効果を奏する方法であって、押出機
のシリンダー部へ水を圧入し、水と熱可塑性エラストマ
ー配合物を混合し、この混合物を口金から押出し、その
瞬間に水を気化させ熱可塑性エラストマー配合物を発泡
させた後、高周波加熱、或いはマイクロ波加熱による誘
電加熱により、未気化状態のまま残存している水を完全
に気化させることにより、熱可塑性エラストマー配合物
を完全に発泡させるという効果を奏する。さらに、本発
明は、高周波加熱、或いはマイクロ波加熱による誘電加
熱により、未気化状態のまま残存している水を完全に気
化させることができるので、押出機のシリンダー部への
水の圧入条件等の選択の幅が拡大されるという効果を奏
する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐々木 剛 広島県福山市松浜町2丁目2番11号 広島 化成株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 所定の口金を備えている押出機に、熱可
    塑性エラストマー配合物を充填し、熱可塑性エラストマ
    ー配合物が溶融状態にある間に、押出機のシリンダー方
    向に、熱可塑性エラストマー配合物に対して発泡剤とし
    ての水を圧入して、熱可塑性エラストマー配合物と水を
    混合し、この混合物を口金から押出し、混合物中の大量
    部の水を気化させ、次いで誘電加熱して、混合物中に残
    存している未気化状態の水分を完全に気化させることか
    らなる水発泡による熱可塑性エラストマーの完全発泡押
    出物を製造する方法。
  2. 【請求項2】 誘電加熱の周波数が、900乃至3、0
    00MHzで設定されることを特徴とする請求項1の水
    発泡による熱可塑性エラストマーの完全発泡押出物を製
    造する方法。
JP7056429A 1995-02-08 1995-02-08 水発泡による熱可塑性エラストマーの 完全発泡押出物を製造する方法 Pending JPH08216220A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012102339A1 (ja) 2011-01-28 2012-08-02 三井化学株式会社 発泡剤およびその製造方法・形成剤、ゴム組成物、架橋発泡体およびその製造方法、ならびにゴム成形品

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2012102339A1 (ja) 2011-01-28 2012-08-02 三井化学株式会社 発泡剤およびその製造方法・形成剤、ゴム組成物、架橋発泡体およびその製造方法、ならびにゴム成形品
US9963568B2 (en) 2011-01-28 2018-05-08 Mitsui Chemicals, Inc. Foaming agent and manufacturing method forming agent therefor, rubber composition, cross-linked foam and manufacturing method therefor, and rubber molded article

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