JPH0987414A - 発泡体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 外観や寸法の均質なものが得られ、更に表面
強度、耐熱性、表面の接着性等に優れたものを生産性よ
く製造出来る熱可塑性樹脂からなる発泡体の製造方法を
提供することを課題とする。 【解決手段】 熱可塑性樹脂からなる発泡成形体の表面
に、熱エネルギーを与えてその表面温度を１８０〜２０
０℃まで昇温させ、然る後、冷却しつつ加圧して表皮層
を形成することを特徴とする発泡体の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、パッキン材、車両
や建築物の内装材、包装材その他多くの用途に使用され
ている熱可塑性樹脂からなる発泡体の製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、これらの発泡体は、主体となる熱
可塑性樹脂に発泡剤その他の添加剤を混入して押出成形
法等により所望の形状に成形し、発泡させるという方法
が採られるが、例えばパッキン材にこの発泡体を使用す
る場合、その用途の特殊性から高度の厚み精度が要求さ
れる。この厚み精度が悪いと、当然のことながらパッキ
ン材としての役目を果たすことが出来ない。

【０００３】ところが、従来の発泡体の成形では、外観
や寸法の均質なものを得る為には、適切な成形材料の選
択、精密な成形条件のコントロール等が要求され、これ
らが充分でないと、均質なものを製造することが困難で
あった。

【０００４】又、例えば車両の内装材として、シート状
発泡体に軟質塩化ビニル樹脂シートや織布もしくは不織
布等の表皮材を貼り合わせて複合シートとしたものが使
用されるが、この場合、表皮材との界面接着強度に優れ
ていることが要求される。従って、シート状発泡体の表
面の“濡れ性”に優れていることが必要である。

【０００５】ところが、熱可塑性樹脂からなる発泡体で
は、成形材料中に滑剤、老化防止剤、安定剤、着色剤そ
の他の添加剤が使用されている関係で、成形された発泡
体の表面には、経時によりこれらの添加剤がブリードア
ウトし易く、その為に表面の濡れ性、即ち接着性が阻害
されるという問題があった。

【０００６】又、熱可塑性樹脂として、特にポリエチレ
ンやポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂を使用し
た場合は、無極性なるが故に表面の濡れ性に乏しく、こ
のままでは接着性に乏しいので、成形後にコロナ放電処
理等の表面処理を施す必要があり、最終的な加工製品を
得るまでに長時間を要し、生産スピードが制約されると
いう問題もあった。

【０００７】これらの問題点を解決するために、従来、
種々の研究がなされてきたが、例えば、特開平３−２３
１９３８号公報には、未発泡の発泡基材に樹脂ワニスを
塗布した後、この発泡基材を加熱して発泡させるか、成
形材料中にこの樹脂ワニスを予め混入した状態で加熱
し、発泡して発泡体を製造する方法が開示されている。

【０００８】上記公報記載の技術によれば、樹脂ワニス
の作用によって、発泡時或いは発泡後において、気泡自
体の溶融による気泡潰れが防止されて凹凸発生が抑制さ
れ、更に、発泡体の表面が活性化されて濡れ性が幾分向
上し、耐熱性も向上する。

【０００９】しかしながら、得られた発泡体の表面強度
が比較的弱く、成形時或いは使用時に、該発泡体に対し
て剪断応力等の外力が働いた場合、表皮層が破れたり、
或いは表皮層との間で界面剥離し、“ふくれ現象”が発
生するという問題があり、また、添加剤のブリードアウ
トの問題も未解決のため、添加剤が多く含まれている場
合は、濡れ性の改善にも限界があった。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述の従来
技術の問題点を解決し、外観や寸法の均質なものが得ら
れ、更に表面強度、耐熱性、表面の接着性等に優れたも
のを、生産性よく製造出来る熱可塑性樹脂からなる発泡
体の製造方法を提供することを課題とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の発泡体の製造方
法は、熱可塑性樹脂からなる発泡成形体の表面に、熱エ
ネルギーを与えてその表面温度を１８０〜２００℃まで
昇温させ、然る後、冷却しつつ加圧して表皮層を形成す
ることを特徴とするものであり、そのことにより上記課
題が達成される。

【００１２】本発明において使用する発泡成形体とは、
熱可塑性樹脂を主材とした発泡成形体を指し、その形状
は問わず、シート状でもブロック状でもよい。又、熱可
塑性樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、エ
チレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−プロピレン共
重合体、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体、各種
の熱可塑性エラストマー及びこれらのブレンド物等が挙
げられ、好適に用いられる。

【００１３】尚、これらの熱可塑性樹脂に対し、必要に
応じて重合性モノマー、熱安定剤、可塑剤、着色剤、帯
電防止剤、架橋促進剤等を加えて成形材料とするのは任
意である。

【００１４】上記熱可塑性樹脂を用いて発泡成形体とす
るには、従来公知の方法が採用出来る。例えば、上記熱
可塑性樹脂に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等の熱分解型発泡剤を混合して押出
機に投入し、押出機内でかかる発泡剤を分解して発泡性
樹脂組成物とし、これをＴダイから押し出して発泡させ
る方法、或いは、低沸点の脂肪族炭化水素、ハロゲン化
炭化水素等の物理型発泡剤を、押出機へ投入する前に予
め含浸させて発泡性樹脂組成物とし、同じく押し出す方
法等である。

【００１５】又、架橋段階を経て発泡させる場合は、熱
可塑性樹脂に発泡剤を混合し、押出機によって押し出す
際に、発泡剤が実質的に分解しない温度・圧力によって
溶融・混練して、例えばシート状に成形し、次いで、こ
のシートに電離性放射線を照射することによって架橋
し、その後、発泡剤の分解温度以上に加熱して発泡させ
る方法、或いは熱可塑性樹脂に発泡剤と架橋剤とを配合
し、押出機によって発泡剤及び架橋剤が実質的に分解し
ない温度・圧力によって溶融・混練してシート状に成形
し、次いで、架橋剤の分解温度以上に加熱して架橋さ
せ、更に発泡剤の分解温度以上に加熱して発泡させる方
法等が挙げられる。

【００１６】本発明の製造方法では、このようにして得
られた発泡成形体の表面に、熱エネルギーを与えて溶融
させ、次いで冷却且つ加圧するが、その際には、先ず、
発泡成形体の表面温度を１８０〜２００℃まで昇温させ
ることが必要である。

【００１７】上記発泡成形体の表面温度が１８０℃未満
であると、発泡成形体表層の溶融による樹脂化が不十分
となるので表皮強度が十分向上せず、逆に２００℃を超
えると、発泡成形体表層が溶融し過ぎて厚み精度が低下
する。

【００１８】又、加熱、冷却・加圧の各処理操作を順次
連続的に行うようにするのが効率的である。例えば、発
泡成形体がシート状の場合は、長尺帯状の発泡成形体を
一方向に移送しつつ熱源を備えた加熱帯域に送り込み、
その表面に熱エネルギーを与えて溶融し、次いでピンチ
ロール等からなる冷却・加圧装置に送り込んで冷却・固
化し表皮層を形成するのが好ましい。

【００１９】熱エネルギーを与える手段としては、特に
限定はなく、熱風、火炎、抵抗加熱、赤外線もしくは遠
赤外線等が挙げられるが、樹脂がポリオレフィン系樹脂
からなる場合は、特に火炎処理が有効である。即ち、バ
ーナーから噴射された酸化炎が、発泡成形体の表面を単
に溶融するだけでなく、該表面を酸化して活性化するか
らである。

【００２０】ポリオレフィン系樹脂からなる発泡成形体
の表面を酸化炎で焼く場合、その火力としては、例えば
ブタンガスとエチレンガスとが、体積比で６：４の割合
からなる混合ガスを用いた場合、５００〜６００℃の火
力温度が生じる。そして、この場合、昇温速度が速く、
発泡成形体の表面温度は瞬時に１８０〜２００℃の温度
範囲に到達して溶融する。

【００２１】火力温度や発泡成形体の表面温度は、樹脂
の種類や発泡成形体の厚み等によって異なるが、これら
の温度が高すぎたり弱すぎたりすると、品質に影響す
る。発泡成形体の内部まで加熱すると、熱エネルギーが
過剰となり、厚みが薄くなったり、発泡成形体の気泡が
破壊する所謂“破泡現象”が発生する。その為、火力温
度と発泡成形体の表面温度は、例えば熱源が火炎の場合
は、製造スピードとバーナーの吹出口からのクリアラン
スとの両方から適正に調整するのが好ましい。

【００２２】発泡成形体の表面に熱エネルギーを与える
場合、その深さ（＝焼付量）としては、最終的に得られ
る発泡体の厚みが、当初の厚みから２００〜５００μｍ
薄くなる程度を目標とするのがよい。厚みの減少程度が
２００μｍ未満では、所望の表面強度が得られない場合
があり、厚み精度の向上も低く抑えられる傾向にある。
又、５００μｍを超えると発泡成形体の内部に、部分的
もしくは全体的に破泡現象が見られる場合がある。

【００２３】上述のようにして発泡成形体の表面に熱エ
ネルギーを与えて、特定の温度範囲迄昇温すると、発泡
成形体の表面に存在する微細な凹凸が溶融して崩れ、該
表面を平滑化することが出来るばかりでなく、ブリード
アウトした添加剤等が存在する場合は、これを焼失させ
ることも出来る。

【００２４】次に、このようにして表面が加熱・溶融さ
れた発泡成形体を、冷却しつつ圧縮する手段としては特
に限定はないが、所定温度に冷却されたピンチロールを
一組乃至複数組用いるのが効果的である。この時のピン
チロールの温度は発泡成形体に用いられる樹脂の種類に
より適宜調整されるが、例えば、ポリオレフィン系樹脂
発泡成形体の場合、３０℃以下とするのが好ましく、こ
れ以上では、表面の強度が不十分となる場合がある。

【００２５】又、このようにして、発泡成形体の表面温
度を２０〜４０℃の温度範囲迄冷却するのが好ましく、
４０℃を超えると、表面強度が不十分となり、逆に２０
℃未満では製造効率が低下する傾向にある。

【００２６】通常、冷却ロールの厚み精度は、１／１０
０〜３／１００μｍの精度に仕上げた所謂鏡面仕上げの
ものが好ましい。この精度条件から外れるものは凹凸が
発生する恐れがある。また、圧縮力の調整は、ピンチロ
ールの間隙を調整することにより任意に行うことが出来
る。

【００２７】上述のように、加熱・溶融された発泡成形
体を冷却、圧縮することにより、その表面が速やかに平
滑化され、厚み精度の優れた、非発泡の固い表皮層が形
成され、その表面強度は、通常１０〜２０％向上し、耐
熱性、接着強度も向上する。

【００２８】

【発明の実施の形態】本発明をさらに詳しく説明するた
め、以下に実施例を挙げる。

【００２９】（実施例）

【００３０】発泡成形体としては、エチレン−プロピレ
ンランダム共重合体を主材とし、これに発泡剤としてア
ゾジカルボンアミドを混入したものを成形材料としてシ
ート状に押出成形し、得られたシートに電離性放射線を
照射して架橋させ、次いで発泡剤の分解温度以上に加熱
して、発泡倍率２５倍、厚み３ｍｍの独立気泡からなる
長尺シート状の発泡成形体を得た。

【００３１】上記発泡成形体を連続的に一方向に繰り出
しつつ、熱源としてブタンガスとエチレンガスとが、体
積比で６：４の割合からなる混合ガスを燃料とするガス
バーナーが複数個配設され、５００〜６００℃の火力温
度を発生し得る加熱帯域に送り込み、発泡成形体の表面
温度が１８０〜２００℃となるような製造条件に設定し
て、その表面を瞬時に加熱・溶融せしめた。

【００３２】引き続き、内部冷却されたピンチロールを
配設してなる冷却・圧縮装置に送り込み、ピンチロール
の表面温度が２０℃となるように調節して冷却且つ圧縮
を行って発泡体を得た。この発泡体の厚みは２．８ｍｍ
であり、その製造直後の表面温度は３０℃であった。

【００３３】次に、得られた発泡体の一面にコロナ放電
処理を施し、ＪＩＳ Ｋ−６７６８の規定に基づいてそ
の濡れ指数（＝標準液の表面張力）を、種々の処理速度
について測定し、更にＪＩＳ−Ｋ−６７６７に基づいて
厚み精度を測定した。又、発泡体の一面に溶剤型アクリ
ル系接着剤からなる塗膜を形成して、該塗膜面上に厚み
が５００μｍの軟質塩化ビニル樹脂シートを押圧・積層
することにより複合シートを得た後、ＪＩＳ−Ｋ−６７
６７の規定に基づいて界面の剥離接着力を測定した。

【００３４】（比較例）

【００３５】発泡成形体に何らの処理も施さなかったこ
と以外は、実施例と同様にしてぬれ指数及び厚み精度を
測定し、且つ複合シートを製造してその界面の剥離接着
力を測定した。

【００３６】上記実施例及び比較例の界面の剥離接着力
の測定結果を表１、濡れ指数の測定結果を図１及び厚み
精度の測定結果を図２にそれぞれ示す。

【００３７】

【表１】

【００３８】表１、図１及び図２の結果から明らかなよ
うに、実施例のものは、比較例のものに比較し、剥離接
着力、濡れ指数及び厚み精度のいずれにおいても優れた
値を示しており、特に濡れ指数においては、同程度の表
面改質を行うにしても、比較例の場合、約２６ｍ／ｍｉ
ｎの処理速度で４０ｄｙｎ／ｃｍのラインを割るのに対
し、実施例の場合は３０ｍ／ｍｉｎの処理速度でも尚４
２ｄｙｎ／ｃｍであり、又、厚み精度についても、実施
例のものは比較例のものに比較し、厚みのばらつきが半
減している。

【００３９】

【発明の効果】本発明の製造方法は、加熱、冷却及び加
圧という簡易な手段を用いて発泡成形体を加工処理する
だけで、その表面の凹凸が崩されて平滑化されると共
に、表皮強度及び厚み精度の優れた表皮層を有するもの
が得られるばかりでなく、加熱によってブリードアウト
している添加剤が焼失し、表皮層の濡れ性が向上して他
の素材との接着性に優れたものが得られる。

【００４０】又、熱可塑性樹脂がポリオレフィン系樹脂
の場合、加熱手段として火炎処理を採用した場合は、添
加剤が焼失するばかりでなく表面が活性化され、生産効
率阻害の要因となるコロナ放電処理を必要としないか、
或いは該処理を行ったとしてもより高速での処理が可能
であり、生産性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の製造方法の一実施例により発泡体を製
造した場合の、該発泡体表面のコロナ放電処理の処理速
度と濡れ指数との関係を、比較例と共に示すグラフであ
る。

【図２】同上の製造方法によって得られた発泡体の厚み
精度を、比較例と共に示すグラフである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱可塑性樹脂からなる発泡成形体の表面
   に、熱エネルギーを与えてその表面温度を１８０〜２０
   ０℃まで昇温させ、然る後、冷却しつつ加圧して表皮層
   を形成することを特徴とする発泡体の製造方法。