JPH09124824A

JPH09124824A - 樹脂発泡体

Info

Publication number: JPH09124824A
Application number: JP28653695A
Authority: JP
Inventors: Tatsuo Matsubara; 達雄松原
Original assignee: Inoue MTP KK; Inoac Corp
Current assignee: Inoac Corp
Priority date: 1995-08-31
Filing date: 1995-10-06
Publication date: 1997-05-13
Anticipated expiration: 2015-10-06
Also published as: JP3615848B2

Abstract

(57)【要約】【課題】圧縮硬度、圧縮永久歪等が良好であり、また
特に切削加工性に優れ、自動車の部品等の輸送、保管に
用いられる収納ケースなどを構成する素材として好適な
樹脂発泡体を提供する。【解決手段】低密度ポリエチレン（密度；０．９２０
ｇ／ｃｍ³、メルトインデックス；１．５ｇ／１０分）
８５重量部（以下、部という。）及びブタジエン含有量
１５重量％のスチレン−ブタジエン共重合体１５部に、
発泡剤としてのアゾジカルボンアミド５部と、架橋剤と
してのジクミルパーオキサイド１．２部とを配合し、表
面温度１００℃に調温された二軸ロール間に供給して５
分間混練し、発泡性組成物を調製した。その後、この発
泡性組成物を一次発泡させて、発泡倍率約９倍の中間発
泡体を得、次いで、この中間発泡体を二次発泡させて、
発泡倍率１５倍の直方体形状の樹脂発泡体を得た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、耐薬品性、耐油
性、耐水性等が良好なポリエチレンを使用して得られ、
圧縮硬度、圧縮永久歪等に優れ、特にその切削加工性が
良好な樹脂発泡体に関する。本発明の樹脂発泡体は、自
動車の部品等の輸送、保管に用いられる収納ケース（以
下、通凾という。）などを構成する素材として好適であ
る。

【０００２】

【従来の技術】ポリエチレン発泡体は、その耐薬品性、
耐油性及び耐水性等の優れた性質のため、自動車部品等
の輸送、保管などに利用される通凾用の素材として多く
使用されている。その発泡倍率は、１０〜２０倍程度の
ものが適度な強度と緩衝性とを併せ有するため好まし
い。この通凾は、一般に、ポリエチレンに発泡剤、架橋
剤等を配合した混和物を金型に充填し、加熱、加圧した
後、除圧し、脱型して得られる発泡体を利用して製造さ
れている。

【０００３】上記の方法によって得られる発泡体は、除
圧、脱型時、膨張するため、金型中で所望形状の発泡体
とすることは難しく、通常は直方体形状の発泡体であっ
て、その厚さは高々１００ｍｍ程度である。上記通凾
は、この直方体形状の発泡体を切削加工することにより
得られ、例えば、その部品収納部分には、一般的に削り
出しによる溝切り加工が施される。そのため、優れた切
削加工性を有するポリエチレン発泡体が必要とされてい
る。

【０００４】上記の切削加工性を向上させるためには、
ある程度の硬さと機械加工に対する脆弱性とを備える発
泡体とする必要がある。そのため、従来より、発泡体の
密度を上げる（発泡倍率を下げる）、炭酸カルシウム、
水酸化アルミニウム等の充填剤を多量に配合する、或い
は高結晶性のポリエチレンを使用するといった方法が採
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、発泡体
の密度を上げた場合は、硬度は大きくなるものの、密度
が高くなっただけ、ポリエチレン自体の可塑性（粘り）
が発現し易くなり、却って切削加工性は低下する傾向に
ある。また、大量の充填剤を配合した場合は、ピンホー
ル等の品質上のトラブルが多発する問題がある。更に、
高結晶性のポリエチレンを使用した場合は、その分子構
造に起因する非ニュートン流体としての特性が強く表
れ、ロール練りが困難となる。また、高結晶性のポリエ
チレンは一般に分岐が少ないため架橋性が低く、発泡が
困難であり、発泡体を製造することができないか、或い
は発泡条件を調整して発泡体を得たとしても、その生産
性が低く実用的ではない。

【０００６】本発明は、上記従来の問題点を解決するも
のであり、低密度ポリエチレンと、特定量のスチレン−
ブタジエン共重合体とを混合したものをベースとする発
泡体とすることにより、耐薬品性等のポリエチレン発泡
体の本来有する特性を何ら損なうことなく、且つ優れた
切削加工性をも併せ備える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】第１発明の樹脂発泡体
は、低密度ポリエチレン、スチレン−ブタジエン共重合
体、発泡剤及び架橋剤を含む発泡性組成物を発泡させて
得られる樹脂発泡体において、上記低密度ポリエチレン
と上記スチレン−ブタジエン共重合体との合計量を１０
０重量部とした場合に、該スチレン−ブタジエン共重合
体は５〜４０重量部であり、且つそのブタジエン成分の
含有量が５〜４０重量％であることを特徴とする。

【０００８】上記「低密度ポリエチレン」としては、高
圧法によって製造され、短鎖分岐等を有し、密度が０．
９１０〜０．９４０ｇ／ｃｍ³程度のものを使用するこ
とができる。この低密度ポリエチレンの分子間、或いは
この分子とスチレン−ブタジエン共重合体の分子との間
の架橋反応は、優れた特性の発泡体を得るための一つの
重要な要因であり、この架橋反応を容易とするために
は、より密度の低いポリエチレンが好ましい。一方、密
度の低下とともに、得られる発泡体の硬度が低下するた
め、上記密度は０．９１５〜０．９３５ｇ／ｃｍ³、特
に０．９２０〜０．９３０ｇ／ｃｍ³程度がより好まし
い。

【０００９】また、低密度ポリエチレンとしては、エチ
レンのホモポリマーばかりではなく、発泡反応及び得ら
れる発泡体の特性が損なわれることのない限り、エチレ
ンと他のコモノマーとの共重合体を使用することもでき
る。そのような共重合体としては、エチレン−プロピレ
ン共重合体、エチレン−ブテン共重合体、エチレン−酢
酸ビニル共重合体、エチレンとメチル、エチル、プロピ
ル若しくはブチルの各アクリル酸エステルとの共重合体
等が挙げられる。これら共重合体中のコモノマーの量比
は、高々２０重量％、特に１〜１５重量％程度のもので
あれば、通常、何ら問題なく使用することができる。

【００１０】また、上記「スチレン−ブタジエン共重合
体」（以下、Ｓ−Ｂ共重合体という。）としては、スチ
レンとブタジエンとのランダム共重合体、或いはポリブ
タジエンからなる中間ブロックと、その両側のポリスチ
レンブロックにより構成されるブロック共重合体を使用
することができる。

【００１１】このＳ−Ｂ共重合体が５重量部未満では、
得られる発泡体の硬度を上げ、切削性能を向上させる効
果が十分ではない。一方、４０重量部を越えて多量であ
る場合は、ポリスチレンの特性が強く表れ、発泡体の圧
縮永久歪が大きくなる。このＳ−Ｂ共重合体の量比は、
特に第２発明のように１５〜３０重量部程度が好まし
く、この範囲であれば、圧縮硬度、圧縮永久歪及び切削
加工性等、いずれもより優れた性能の発泡体を得ること
ができる。

【００１２】上記のＳ−Ｂ共重合体中の、ブタジエン成
分の含有量が５重量％未満では、ブタジエン成分の作用
によるポリエチレンとポリスチレン成分との共架橋効果
が不十分になる。そのため、低密度ポリエチレンとＳ−
Ｂ共重合体との相溶性が低下し、得られる発泡体のセル
荒れ等の原因ともなる。一方、この含有量が４０重量％
を越える場合は、上記「発泡性組成物」の粘度が増大
し、ロール練り等が困難となって、両樹脂のブレンド不
良を引き起こすことになる。

【００１３】上記「発泡剤」としては、無機又は有機発
泡剤を特に制限することなく使用することができる。具
体的には、重炭酸ナトリウム、重炭酸アンモニウム、塩
化アンモニウム、炭酸ナトリウム、炭酸アンモニウム、
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、ジニトロソテレフタルアミド、アゾビスイソブ
チロニトリル及びスルホニルヒドラジド類等が挙げられ
る。これらの中では、アゾジカルボンアミド、アゾイソ
ブチロニトリル、スルホニルヒドラジド類が好ましい。

【００１４】上記発泡剤の配合量は、目的とする発泡体
の発泡倍率に応じて任意に設定することができるが、通
常、低密度ポリエチレンとＳ−Ｂ共重合体の合計量１０
０重量部に対して、１〜２０重量部程度配合することが
できる。しかし、一般的に発泡倍率が２５倍以上と高い
場合は、改質ポリマー、即ちＳ−Ｂ共重合体の添加効果
が低下するため、この発泡剤の配合量は１〜１０重量部
程度が好ましいといえる。また、上記の発泡剤には、尿
素及びその誘導体、金属酸化物などの常用される発泡助
剤を少量併用することもできる。

【００１５】また、上記「架橋剤」としては、少なくと
も低密度ポリエチレンの流動開始温度以上の分解温度を
有するものであって、加熱により分解され、遊離ラジカ
ルを発生して、低密度ポリエチレンの分子間、及び該分
子とＳ−Ｂ共重合体の分子との間に架橋結合を生ぜしめ
るラジカル発生剤である有機過酸化物等を使用すること
ができる。

【００１６】上記の有機過酸化物としては、例えば、ジ
クミルパーオキサイド（以下、ＤＣＰと略す。）、２，
５−ジメチル−２，５−ビス−ターシャリーブチルパー
オキシヘキセン、１，３−ビス−ターシャリーパーオキ
シイソプロピルベンゼン等を挙げることができる。この
架橋剤の配合量は、樹脂成分１００重量部に対して０．
１〜３重量部、特に０．３〜１．５重量部程度が好まし
い。また、本発明においては、物性改善を目的として、
カーボンブラック、酸化チタン、その他、通常この種の
発泡体の原料に配合して使用される添加剤を用いること
もできる。

【００１７】本発明において、上記「発泡性組成物」を
調製する方法は特に制限されず、バンバリー型ミキサ
ー、加圧ニーダー及び二軸ロールなど、一般に樹脂、エ
ラストマー等の配合、混練に使用される装置によって調
製することができる。混練温度は、発泡剤が実質的に分
解しない範囲で、且つ低密度ポリエチレンの軟化点を数
℃程度上回る範囲であればよい。

【００１８】本発明の「樹脂発泡体」は、上記のように
して得られた発泡性組成物を金型中に供給し、加圧下に
上記混練温度を上回り、且つ発泡剤及び架橋剤の分解温
度以上の温度に加熱して、組成物の架橋並びに発泡剤の
分解を行うことによって得られる。金型の型締圧は発泡
剤の分解によって発生するガスの膨張を実質的に抑制す
る圧力が必要で、通常は８０ｋｇ／ｃｍ²以上の加圧下
で行う。

【００１９】上記のようにして得られる本発明の樹脂発
泡体の発泡倍率は特に制限されないが、通凾等の用途に
適した１０〜２０倍程度或いはそれ以上の高発泡倍率と
することができる。前記の特定の樹脂の組み合わせによ
って得られる発泡体は、切削加工などに適した硬度等を
維持しながら、高倍率の発泡体とすることができるた
め、より軽量な発泡体とすることができる。また、低密
度ポリエチレン、Ｓ−Ｂ共重合体ともに汎用樹脂であっ
て、価格もそれほど高くはなく、従って原料コストも低
く、本発明の樹脂発泡体は経済的な面でも有利である。

【００２０】尚、ポリエチレンのブロック発泡体の製造
方法としては、一般に、ポリエチレン、発泡剤、架橋剤
及びその他成分の混和物を金型に充填し、加圧、加熱状
態でその発泡剤、架橋剤を完全に分解し、その後除圧す
ることにより該混和物を一度に所望の密度に膨張させる
１段発泡法、及びこの混和物を１次金型に充填し、加圧
下に加熱して１次発泡させ、その後、得られる中間発泡
体を常圧で加熱し、２次発泡させて、所望の密度の最終
発泡体を得る２段発泡法が知られている。

【００２１】上記１段発泡法では、装置及び操作、手順
は簡易、容易で好ましいが、本発明の発泡体は前述の如
く切削性の改良のため、硬度が比較的高く、物理的変形
によって破断し易いという特性を有しており、発泡倍率
が１０倍以上と高い製品を得ようとする場合、一度に所
望の高倍率の最終発泡体に膨張させるため、得られる発
泡体の割れ等、トラブルを生ずる恐れもある。一方、２
段発泡法では、発泡倍率の高い製品であっても、一度に
発泡膨張させず、２段階に分けて順次発泡膨張させるた
め、割れ等を生ずることがなく、品質のよい発泡体が得
られる。本発明では、これらいずれの方法によっても製
品を得ることができ、所望の発泡倍率と品質によって適
宜選択すればよいが、特に発泡倍率１０倍以上の発泡体
を製造する場合は、２段発泡法を採用することが好まし
い。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施例及び比較例
により更に詳細に説明する。実施例１〜４及び比較例１〜２表１に示す量比の、低密度ポリエチレン（密度；０．９
２０ｇ／ｃｍ³、メルトインデックス；１．５ｇ／１０
分）と、Ｓ−Ｂ共重合体（ブタジエン成分の含有量；１
５重量％）に、発泡剤としてアゾジカルボンアミドを５
重量部及び架橋剤としてＤＣＰを１．２重量部配合し、
表面温度１００℃に調温された二軸ロール間に供給し、
５分間混練して発泡性組成物を調製した。その後、この
発泡性組成物６ｋｇを一次発泡金型（内寸；４１０×４
１０×４０ｍｍ）内に充填し、加熱、加圧し、次いで、
除圧し、８５０×８５０×８０ｃｍの直方体形状であっ
て、発泡倍率約９倍の発泡体を得た。この中間発泡体を
高温時に更に二次型（内寸；１０００×１０００×１０
０ｍｍ）に入れて加熱し、二次膨張させた後冷却し、１
５倍に発泡した最終発泡体を得た。

【００２３】実施例５〜７及び比較例３〜４表１に示す、ブタジエン成分の含有量の異なる各種Ｓ−
Ｂ共重合体を３０重量部使用した以外は、実施例１と同
様にして発泡性組成物を調製し、実施例１と同様にし
て、同形状及び同発泡倍率の発泡体を得た。但し、比較
例４では、二軸ロールによる混練ができず、従って、発
泡体を得ることができなかった。

【００２４】比較例４を除き、上記のようにして得られ
た各発泡体について、そのロール練り性、セルの均一
性、２５％圧縮硬度、２５％圧縮永久歪及び切削加工性
を評価した。各特性の評価方法は以下の通りである。ロール練り性；発泡性組成物のロール練り時、ロールへ
の粘着等のトラブルの有無にて評価した。セルの均一性；発泡体断面２０ヶ所についてセルサイズ
を測定し、その変動率〔δ_n-1／ｘ（平均値）〕によっ
て評価した。２５％圧縮硬度及び２５％圧縮永久歪；ＪＩＳＫ６７
６７切削加工性；加工された後の表面状態を目視で観察し
た。

【００２５】尚、表１中、結果が記号で表されている各
特性の評価基準は以下の通りである。ロール練り性：◎；ロールへの粘着なく極めて練り易
い、○；ロールへの粘着はないが、ロール表面がべとつ
き気味でポリマー屑の付着がやや認められる、△；やや
ロールへの粘着があり、ロール温度が高い場合は練るこ
とができない。セルの均一性：○；変動率０．５未満、△；変動率０．
５以上、１．０未満、×；変動率１．０以上切削加工性：◎；加工表面は平滑美麗、○；やや毛羽立
ちあり、×；毛羽立ちが目立つ。

【００２６】

【表１】

【００２７】表１の結果によれば、ブタジエン成分の含
有量が１５重量％のＳ−Ｂ共重合体を使用し、その配合
量をそれぞれ５、１５、３０及び４０重量部と変化させ
た実施例１〜４では、配合量が５重量部の実施例１にお
いて、圧縮硬度がやや低く、切削加工性もやや不十分で
あるが、十分に実用できる範囲内であり、また、実施例
２〜４では、各特性ともにまったく問題なく、優れた性
能の発泡体が得られていることが分かる。

【００２８】一方、Ｓ−Ｂ共重合体が３重量部と下限未
満である比較例１では、圧縮硬度が大きく低下し、発泡
体は柔らかく、また切削加工性も悪化していることが分
かる。また、Ｓ−Ｂ共重合体が４５重量部と上限を越え
る比較例２では、切削加工性は良好であるが、圧縮永久
歪が非常に大きくなり、通函等の実用に供し得るもので
はないことが分かる。

【００２９】更に、Ｓ−Ｂ共重合体中のブタジエン成分
の含有量が下限の実施例５及び上限の実施例７では、そ
れぞれ、樹脂の相溶性の低下によるセル荒れ、或いは発
泡性組成物の粘性の増大によるロール練り不良及びそれ
に伴うセル荒れを起こす傾向がある。しかし、ブタジエ
ン成分の含有量が中間値である実施例６も含め、いずれ
も圧縮硬度、圧縮永久歪は良好であり、特に切削加工性
に優れており、十分実用に供し得るものであることが分
かる。

【００３０】これに対し、ブタジエン成分の含有量が３
重量％と下限未満である比較例３では、ロール練り性は
良好であるが、樹脂の相溶性が大きく低下して、相当な
程度のセル荒れを生ずる。そのため、圧縮硬度が著しく
低下し、また、圧縮永久歪が非常に大きくなり、切削加
工性も非常に悪化する。尚、ブタジエン成分の含有量が
４５重量％と上限を越える比較例４では、発泡性組成物
の粘性が増大してブレンド不良となり、発泡させること
ができなかった。

【００３１】

【発明の効果】第１発明によれば、特定の低密度ポリエ
チレンとＳ−Ｂ共重合体とを、特定の量比で混合するこ
とにより、例えばロール等により十分に相溶させること
ができ、セルの均一な良好な性状の発泡体を得ることが
できる。この発泡体は、適度な硬さと粘りとを有し、優
れた切削加工性を有するものである。特にＳ−Ｂ共重合
体の配合量が第２発明の範囲であれば、より優れた特性
の発泡体とすることができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】低密度ポリエチレン、スチレン−ブタジ
エン共重合体、発泡剤及び架橋剤を含む発泡性組成物を
発泡させて得られる樹脂発泡体において、上記低密度ポ
リエチレンと上記スチレン−ブタジエン共重合体との合
計量を１００重量部とした場合に、該スチレン−ブタジ
エン共重合体は５〜４０重量部であり、且つそのブタジ
エン成分の含有量が５〜４０重量％であることを特徴と
する樹脂発泡体。
【請求項２】上記スチレン−ブタジエン共重合体は、
１５〜３０重量部である請求項１記載の樹脂発泡体。