JPH09104776A - 発泡性樹脂組成物の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】発泡性樹脂組成物を押出成形により製造する際
に、押出機の途中から溶融状の熱可塑性樹脂中に固体状
の発泡剤等を供給しても、発泡工程で巨大気泡の原因と
なる一次発泡や発泡剤の凝集が起こらず、品質のすぐれ
た発泡性樹脂組成物の製造方法を提供する。 【解決手段】押出機内で溶融混練された熱可塑性樹脂中
へ、押出機の途中から異種材料を混合することのできる
フィーダーを用いて、固体状の熱分解型発泡剤と熱可塑
性樹脂との予備混合物を供給する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、発泡性樹脂組成物
の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】断熱性、柔軟性、緩衝性、軽量性などの
優れた性能を有する樹脂発泡体の製造方法としては、熱
分解によってガスを発生する化学発泡剤を用いて発泡さ
せる方法が一般的に公知である。化学発泡剤を用いて樹
脂発泡体を製造する場合は、溶融樹脂中に発泡剤を分散
させ、次いで、発泡剤の分解温度以上に加熱してガスを
発生させ、発泡させる方法が一般的である。

【０００３】熱可塑性樹脂から発泡性樹脂組成物を製造
する場合は、発泡剤として、例えば、分解温度が１９５
〜２１０℃であるアゾジカルボンアミド等が使用され
る。しかしながら、アゾジカルボンアミドは、押出成形
工程で発泡剤の分解により一次発泡が起こる。そのた
め、後の工程で電子線照射により樹脂を架橋させ、加熱
によって発泡させる際に、一次発泡で生じた気泡がさら
に直径約３ｍｍ程度の巨大気泡に成長したり、時には発
泡した気泡が破れることがあった。

【０００４】このような現象を防止するために、熱分解
型発泡剤の分解は温度と時間に依存することが分かって
いるので、できるだけ低い温度で成形するか、発泡剤の
押出機内での滞留時間を短くすることが必要である。

【０００５】そこで、発泡剤の押出機内での滞留時間を
短縮する方法として、例えば、特開昭４９−８７７５３
号公報に開示されている、押出機の途中から添加剤等を
供給する方法を参考として、発泡剤を押出機の途中から
供給する方法が考えられる。しかしながら、この方法で
は、押出機内で発泡剤の分解を阻止するのに効果的であ
るが、溶融状の樹脂に発泡剤を供給すると発泡剤は樹脂
中で凝集し、この凝集物が核となって、一次発泡の場合
と同様、後の工程で加熱により発泡させる際に巨大気泡
が生じるという問題点があった。また、このような凝集
物は、剪断によって崩壊させることができるが、非常に
大きなエネルギーを必要とする。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
に鑑みてなされたものであり、その目的は、発泡性樹脂
組成物を押出成形により製造する際に、押出機の途中か
ら溶融状の熱可塑性樹脂中に固体状の発泡剤等を供給し
ても、発泡工程で巨大気泡の原因となる一次発泡や発泡
剤の凝集が起こらず、品質のすぐれた発泡性樹脂組成物
の製造方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の発泡性樹脂組成
物の製造方法は、押出機内で溶融混練された熱可塑性樹
脂中へ、押出機の途中から異種材料を混合することので
きるフィーダーを用いて、固体状の熱分解型発泡剤と熱
可塑性樹脂との予備混合物を供給することを特徴とする
ものである。

【０００８】本発明の製造方法では、まず、押出機の主
ホッパーから熱可塑性樹脂（ａ）を供給して押出機内で
溶融混練する。上記熱可塑性樹脂（ａ）としては、例え
ば、オレフィン系樹脂、塩化ビニル樹脂、スチレン系樹
脂、アクリル系樹脂等公知の熱可塑性樹脂が挙げられ、
その性状は、ペレット、粉体のいずれであってもよい。

【０００９】次いで、押出機の途中から、上記熱可塑性
樹脂（ａ）の溶融混練物中へ、固体状の熱分解型発泡剤
と熱可塑性樹脂（ｂ）の予備混合物を供給する。この熱
可塑性樹脂（ｂ）は、熱可塑性樹脂（ａ）と同一の樹脂
であってもよく、他の熱可塑性樹脂であってもよい。ま
た、熱可塑性樹脂（ｂ）の性状は、固体状の熱分解型発
泡剤との混合性を高めるために、粉体状であることが好
ましい。

【００１０】上記熱分解型発泡剤としては、使用時に固
体であり加熱により分解してガスを発生するものであれ
ば、特に制限はなく、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、ベンゼ
ンスルホニルヒドラジド、パラトルエンスルホニルヒド
ラジド、トルエンスルホニルセミカルバジド等が挙げら
れる。

【００１１】上記熱分解型発泡剤と熱可塑性樹脂（ｂ）
の平均粒径は、余り大きくなると発泡剤が凝集し易くな
るので、３０μｍ以下が好ましい。

【００１２】上記熱分解型発泡剤の使用量は、熱可塑性
樹脂〔（ａ）＋（ｂ）〕１００重量部に対して、５〜３
０重量部が好ましい。

【００１３】また、上記熱分解型発泡剤と熱可塑性樹脂
（ｂ）の予備混合物において、熱可塑性樹脂（ｂ）の割
合は、少なくなると粗大気泡が発生し易くなるので、重
量比で、熱分解型発泡剤１に対して熱可塑性樹脂（ｂ）
２．５以上が好ましく、より好ましくは３以上である。

【００１４】上記熱分解型発泡剤と熱可塑性樹脂（ｂ）
の予備混合は、異種材料を混合することのできるフィー
ダー内で行うのが好ましく、このようなフィーダーとし
ては、例えば、コニーダー式のフィーダーが挙げられ
る。

【００１５】本発明の製造方法では、押出機の主ホッパ
ーから熱可塑性樹脂（ａ）を供給して押出機内で溶融混
練する。次に、押出機の途中に接続されたコニーダー式
のフィーダーの複数のホッパーのうち一つより熱可塑性
樹脂（ｂ）を供給し、別のホッパーから熱分解型発泡剤
を供給するのが好ましい。

【００１６】上記コニーダー式のフィーダーを用いるこ
とにより、フィーダー内で熱可塑性樹脂（ｂ）と熱分解
型発泡剤とがドライブレンドされ、熱可塑性樹脂（ｂ）
中に熱分解型発泡剤を均一に分散混合することができ
る。

【００１７】次いで、上記フィーダー内で得られた熱分
解型発泡剤と熱可塑性樹脂（ｂ）との予備混合物を、押
出機内で溶融混練された熱可塑性樹脂（ａ）中へ供給す
る。上記押出機のシリンダー温度は、熱分解型発泡剤の
分解を防止するために、熱可塑性樹脂の融点以上、熱分
解型発泡剤の分解温度より低い温度が好ましい。

【００１８】上記熱分解型発泡剤と熱可塑性樹脂（ｂ）
の予備混合物を供給する位置は、押出機のスクリューの
基端部から先端部の間であり、好ましくは、主ホッパー
から投入した熱可塑性樹脂（ａ）が溶融混練された後の
計量部である。

【００１９】本発明で使用される押出機としては、単軸
押出機、二軸押出機のいずれであってもよい。

【００２０】上記た熱可塑性樹脂には、必要に応じて、
安定剤、抗酸化剤、加工助剤、滑剤、気泡核形成剤、発
泡助剤、充填剤、顔料、難燃剤、帯電防止剤等が添加さ
れてもよい。

【００２１】（作用）通常、熱分解型発泡剤粒子のみを
ホッパーへ供給すると、発泡剤自体にべたつきがあるた
め、ホッパー内である程度の固まりとなる。固まりの状
態の発泡剤を溶融状態の樹脂に供給すると、そのままの
状態で溶融樹脂中に混合されるので、押出機内で圧縮力
を受けた瞬間に凝集が発生する。本発明の製造方法で
は、熱分解型発泡剤と熱可塑性樹脂（ｂ）とを予備混合
することにより、発泡剤を溶融状の熱可塑性樹脂に供給
する前に発泡剤粒子相互の間隔を確保することができ、
押出機内での発泡剤の凝集を防止することができる。ま
た、発泡剤を押出機の途中から供給することにより、発
泡剤の一次発泡を防止することができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、実施例により本発明を具体
的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではな
い。

【００２３】（実施例１）まず、ポリプロピレン系樹脂
〔トクヤマ社製「ＭＳ−６３０」、エチレン−プロピレ
ンブロックポリマー、ＭＦＲ（２３０℃）＝３．５ｇ／
１０分〕７０重量部を、二軸押出機（３２ｍｍφ、Ｌ／
Ｄ＝３０）の主ホッパーから供給して溶融混練した。こ
の二軸押出機のシリンダー温度を、１６０〜１８０℃、
押出量を４５ｋｇ／ｈｒに設定した。次いで、押出機に
接続されたコニーダー式フィーダーを用いて、２０℃で
固体状の熱分解型発泡剤としてアゾジカルボンアミド
（大塚化学社製「ＡＺ−ＨＭ」、分解温度＝２０１℃、
粒径分布５〜３０μｍ、平均粒径２０μｍ）８．６重量
部と、ポリエチレン〔三菱油化社製「ＹＫ−６０」、密
度０．９２７ｇ／ｃｍ³ 、ＭＦＲ（２３０℃）＝４．０
ｇ／１０分〕３０重量部の予備混合物を、スクリューの
計量部以降のポリプロピレン系樹脂溶融物中へ供給し
た。

【００２４】尚、上記ポリエチレンは、粉砕機を使って
粉砕したものを分級器（日清エンジニアリング社製「タ
ーボクラッシュファイヤーＴＣ−１５」）にて分級し、
粒径分布５〜３０μｍ、平均粒径２２μｍに調整して使
用した。また、ポリプロピレン系樹脂と発泡剤との合流
部以降のバレル温度を１４５〜１５５℃に設定した。

【００２５】次いで、押出機先端に取り付けた押出し金
型よりシート状に連続的に押出し成形し、シート状の成
形体を得た。得られたシート状の成形体の両面に、加速
電圧６００ｋｖの放射線照射装置を用いて、６Ｍｒａｄ
の電離性放射線を照射した後２３０℃の温度雰囲気で発
泡させ、発泡シートを得た。得られた発泡シートには、
一次発泡や発泡剤の凝集物による径が１ｍｍ以上の巨大
気泡は観察されなかった。

【００２６】（実施例２）固体状の熱分解型発泡剤とし
て、アゾジカルボンアミドに代えて、ジニトロソペンタ
メチレンテトラミン（永和化成工業社製「セルラー
Ｄ」、分解温度２０５℃、粒径分布４〜３０μｍ、平均
粒径１８μｍ）を使用したこと以外は、実施例１と同様
にして、発泡シートを得た。得られた発泡シートには、
一次発泡や発泡剤の凝集物による径が１ｍｍ以上の巨大
気泡は観察されなかった。

【００２７】（実施例３）押出機に接続されたコニーダ
ー式のフィーダーを用いて、２０℃で固体状の熱分解型
発泡剤としてアゾジカルボンアミド（大塚化学社製「Ａ
Ｚ−ＨＭ」、分解温度＝２０１℃、粒径分布５〜３０μ
ｍ、平均粒径２０μｍ）１５重量部と、ポリエチレン
〔三菱油化社製「ＹＫ−６０」、密度０．９２７ｇ／ｃ
ｍ³ 、ＭＦＲ（２３０℃）＝４．０ｇ／１０分〕３０重
量部の予備混合物を供給したこと以外は、実施例１と同
様にして、発泡シートを得た。得られた発泡シートに
は、一次発泡や発泡剤の凝集物による径が２ｍｍの巨大
気泡がシート長さ１００ｍにつき１〜２個観察された。

【００２８】（実施例４）押出機に接続されたコニーダ
ー式のフィーダーから供給するポリレチレンは粉砕機に
よる粉砕後、実施例１と同様な分級機で分級して、その
粒径分布を３０〜１００μｍ、平均粒径を５０μｍに調
整したこと以外は、実施例１と同様にして、発泡シート
を得た。得られた発泡シートには、一次発泡や発泡剤の
凝集物による径が２ｍｍの巨大気泡がシート長さ１００
ｍにつき１〜２個観察された。

【００２９】（比較例１）まず、ポリエチレン〔三菱油
化社製「ＹＫ−６０」、密度０．９２７ｇ／ｃｍ ³ 、Ｍ
ＦＲ（２３０℃）＝４．０ｇ／１０分〕１００重量部
を、樹脂供給口である主ホッパーから二軸押出機（３２
ｍｍφ、Ｌ／Ｄ＝３０）へ供給して溶融混練した。尚、
上記ポリエチレンは、粉砕機による粉砕後実施例１と同
様な分級器で分級して、その粒径分布を５〜３０μｍ、
平均粒径を２２μｍに調整して使用した。また、二軸押
出機のシリンダー温度を、１３０〜１５０℃に、押出量
を４５ｋｇ／ｈｒにそれぞれ設定した。

【００３０】さらに、スクリューフィーダーをもつ副ホ
ッパーから、２０℃で固体状の熱分解型発泡剤としてア
ゾジカルボンアミド（大塚化学社製「ＡＺ−ＨＭ」、分
解温度＝２０１℃、粒径分布５〜３０μｍ、平均粒径２
０μｍ）１０重量部を供給した。尚、副ホッパー以後の
バレル温度を１２５〜１３５℃に設定した。

【００３１】次いで、二軸押出機先端の押出し金型から
１時間連続して押出成形を行い、押出し物を常法により
冷却して引取りシート状物を得た。得られたシート状物
の両面に、加速電圧６００ｋｖの放射線照射装置を用い
て、６Ｍｒａｄの電離性放射線を照射した後２３０℃で
発泡させ、発泡シートを得た。得られた発泡シートに
は、一次発泡や発泡剤の凝集物による径が２ｍｍの巨大
気泡がシート長さ１００ｍにつき２０〜３０個観察され
た。

【発明の効果】本発明の発泡性樹脂組成物の製造方法
は、上述の構成であり、熱可塑性樹脂の発泡性樹脂組成
物を押出成形法により製造する際に、押出機の途中から
溶融状の熱可塑性樹脂中に、熱可塑性樹脂と固体状の熱
分解型発泡剤の予備混合物を供給することにより、発泡
工程で巨大気泡の原因となる一次発泡や発泡剤の凝縮を
防止することができるので、巨大気泡のない品質の優れ
た発泡性樹脂組成物を提供する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 押出機内で溶融混練された熱可塑性樹脂
   中へ、押出機の途中から異種材料を混合することのでき
   るフィーダーを用いて、固体状の熱分解型発泡剤と熱可
   塑性樹脂との予備混合物を供給することを特徴とする発
   泡性樹脂組成物の製造方法。