JPH11158312A - ポリエチレン系連続気泡体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ポリエチレン系連続気泡体にスチレン−ブタ
ジエン系熱可塑性エラストマーとエチレン−プロピレン
系ポリマーを併用することによって、耐熱性及びゴム弾
性を向上させる。 【構成】 ポリエチレン系樹脂８０〜９５重量部とスチ
レン−ブタジエン系熱可塑性エラストマー２０〜５重量
部の基本樹脂１００重量部にエチレン−プロピレン系ポ
リマー５〜３０重量部を添加した混合物に発泡剤及び架
橋剤を添加した発泡性架橋性組成物を気密でない金型中
で加熱発泡させて気泡体を生成させ、次いで機械的変形
を加えて気泡を連通化させることを特徴とする連続気泡
体の製造方法

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ポリエチレン系連続気
泡体の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、架橋ポリオレフィン連続気泡体の
製造方法としては、密閉金型中で発泡性架橋性組成物中
の発泡剤と架橋剤を部分的に分解させ、常圧下で残存す
る発泡剤と架橋剤を分解させて独立気泡体を得、次いで
得られた独立気泡体を圧縮して独立気泡を破壊する方法
が提案されていた（特公昭５９−２３５４５号及び特開
昭５６−１４６７３２号参照）。しかし、このような方
法では、加圧された密閉金型中において加熱により発泡
剤及び架橋剤の分解が行われ、架橋反応は生じているが
気泡の形成は行われておらず、除圧時に初めて発泡する
ことになる。すなわち、まず架橋反応を生ぜしめ、しか
る後に発泡を行わせる方法を採用しており、独立気泡体
の製造段階においていわゆる先架橋が行われているた
め、気泡膜が強靭なものとなる。従って、独立気泡の連
通化が困難であり、連続気泡率１００％又は１００％に
近い気泡体を得ることができなかった。

【０００３】上記問題を解決するため、本出願人は、発
泡性架橋性組成物を所望の形状に加熱整形した後、常圧
下にて加熱して架橋剤及び発泡剤を同時進行的に分解さ
せて気泡体を生成させ、次いで機械的変形を加えて気泡
を連通化させる方法を開発した（特公昭６２−１９２９
４号、特公平１−４４４９９号参照）。

【０００４】前記した本出願人の方法によれば、１００
％又は１００％に近い連続気泡率を有する連続気泡体を
得ることができる。しかしながら、この方法は、低密度
ポリエチレン又はエチレン−酢酸ビニル共重合体を基材
とした連続気泡体の製造方法を開示したものであり、ポ
リエチレン又はエチレン−酢酸ビニル共重合体を基材と
した連続気泡体は、ゴム弾性及び耐熱温度に劣り、用途
が制限されていた。そこで、本出願人は、スチレン系熱
可塑性エラストマーとポリエチレンとのブレンドを基材
とする連続気泡体の製造方法を開発した（特開平６−１
８７２号公報）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この方
法によって得られる連続気泡体では、材料費が高くなる
だけで耐熱性はあまり向上せず、物性的な特徴がないた
め、用途の拡大ができなかった。従って、本発明の目的
は、前記したような従来の欠点を解消し、耐熱性が高
く、且つ、ゴム弾性に優れた連続気泡体の製造方法を提
供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、前記目
的を達成するため、ポリエチレン系樹脂にスチレン−ブ
タジエン系熱可塑性エラストマー及びエチレン−プロピ
レン系ポリマーを添加した樹脂分に発泡剤及び架橋剤を
添加混練し、得られた発泡性架橋性組成物を気密でない
金型中で加熱発泡させて気泡体を生成させ、次いで機械
的変形を加えて気泡を連通化させることを特徴とする連
続気泡体の製造方法が提供される。本発明の方法におい
て、成形性、耐熱性及びゴム弾性を良くするために、ポ
リエチレン系樹脂８０〜９５重量部とスチレン−ブタジ
エン系熱可塑性エラストマー２０〜５重量部の基本樹脂
成分１００重量部に、エチレン−プロピレン系ポリマー
５〜３０重量部を添加することが好ましい。本発明は、
スチレン−ブタジエン系熱可塑性エラストマーとエチレ
ン−プロピレン系ポリマーの併用による相乗的改質効果
に着目して達成したものであり、スチレン−ブタジエン
系熱可塑性エラストマーが２０重量部を超えると材料費
が高くなり、５重量部未満であるとゴム弾性に劣る。エ
チレン−プロピレン系ポリマーが５重量部未満であると
ゴム弾性、耐熱性に劣り、３０重量部を超えると架橋が
進み過ぎ、気泡の連通化が出来ない。

【０００７】

【発明の作用及び態様】本発明において、ポリエチレン
系樹脂とは、高圧法低密度ポリエチレン、低圧法低密度
ポリエチレン、エチレン酢酸ビニル共重合体等が適用出
来る。本発明において使用するスチレン−ブタジエン系
熱可塑性エラストマーの構造は、ポリスチレン部分とポ
リブタジエン部分は互いに非相溶であり、ポリブタジエ
ンの海の中にポリスチレンが島となって分散されてい
る。常温では、このポリスチレン部分がブタジエン部分
を拘束するが、高温下（成形加工）において、ポリスチ
レンが溶融し、熱可塑性を示すため、熱可塑性樹脂と同
様に容易に成形できる。本発明において使用するエチレ
ン−プロピレン系ポリマーとは、エチレン−プロピレン
のみによって合成されたポリマーであり、ポリマー分子
鎖に二重結合を持っていないため、ジエン系ゴムに比べ
耐候性、耐オゾン性、耐熱性に優れている。エチレン−
プロピレン系ポリマーには、分子内に二重結合を持って
いないエチレン−プロピレンコポリマー（ＥＰＭ）、エ
チレンとプロピレンの共重合体に第三成分として二重結
合を持つ不飽和化合物を導入したものであるエチレン−
プロピレンターポリマー（ＥＰＤＭ）とがあり、加工
性、耐候性の面でＥＰＤＭが好ましい。

【０００８】本発明の連続気泡体を得る方法としては、
基材樹脂に発泡剤及び架橋剤を添加混練し、得られた発
泡性架橋性組成物を加熱発泡させて気泡体を形成させ、
次いで機械的変形を加えて気泡を連通化させる方法であ
れば、従来公知の方法が適用でき、特に限定されない。
このような方法のうち、特に特公昭６２−１９２９４号
公報及び特公平１−４４４９９号公報に記載されている
ように、発泡性架橋性組成物を所望の形状に加熱整形し
た後、気密でない金型中で常圧下にて加熱して架橋剤及
び発泡剤を同時進行的に分解させて気泡体を形成させ、
次いで機械的変形を加えて気泡を連通化させる方法にお
いて、本発明の効果は特に顕著である。

【０００９】以下、本発明に係る連続気泡体の製造方法
についてその好適な態様を具体的に説明する。まず、基
材樹脂として、ポリエチレン系樹脂８０〜９５重量部と
スチレン−ブタジエン系熱可塑性エラストマー２０〜５
重量部とで１００重量部とし、それにエチレン−プロピ
レン系ポリマー５〜３０重量部を添加することが好まし
い。上記の様な樹脂成分に発泡剤、架橋剤、及び必要に
応じて発泡助剤、充填剤、顔料等を添加し、これを加熱
したミキシングロール、加圧式ニーダー、バンバリーミ
キサー、押出機等によって練和する。上記のように練和
して得られた発泡性架橋性組成物を金型に仕込み、プレ
スにて加圧下で樹脂及び架橋剤の種類に応じて１１５℃
〜１６５℃、好ましくは、１２０℃〜１５０℃において
加熱整形する。この加熱整形工程において、発泡性架橋
性組成物を、好ましくはゲル分率ゼロの状態に維持して
整形することが、連続気泡率１００％又は１００％に近
い連続気泡体を得る条件である。ここで、ゲル分率とは
２００メッシュの金網の中にサンプルを入れ、ソックス
レー抽出器により溶媒トリクロルエチレン還流下で２４
時間抽出を行って測定した抽出前サンプルと抽出後サン
プルの重量比である。なお、この加熱整形工程におい
て、非常に微量の発泡剤が初期分解を生じ、整形した組
成物を金型から取り出した場合に２倍程度まで膨張し得
るが、これは発泡という概念からは程遠く、本発明にと
って何ら差し支えない。

【００１０】上記のようにして得られた整形した組成物
は、次いで、常圧下にて加熱することによって、架橋剤
及び発泡剤の分解を同時進行的に行わしめられる。この
発泡・架橋工程は、例えば、整形した組成物を所望の断
面形状、寸法を有する気密でない、すなわち密閉されて
いない金型中に入れ、該金型の金属板を外部から加熱す
ることによって上記組成物を間接的に加熱せしめる。間
接的に加熱せしめる方法としては、例えば金属板外表面
にヒーターを密着させて加熱するか、あるいは金属板に
熱媒の流路を設け、ジャケット方式で蒸気、加熱オイル
等によって加熱する方法がある。あるいは、中間発泡体
を気密でない開閉式の金型に入れ、ローゼ合金、ウッド
合金などを用いるメタルバスやオイルバス中、硝酸ナト
リウム、硝酸カリウム、亜硝酸カリウム等の塩の１種又
は２種以上の溶融塩を用いる塩浴中、もしくは窒素気流
中で、あるいは伸張（ないし拡張）可能な鉄板等により
覆われた状態で直接加熱せしめる。又は、高周波を用い
て加熱しても良い。上記の方法によって、所定時間加熱
した後、冷却して気泡体を得る。加熱温度は、使用する
ポリオレフィンの種類に応じて１４０℃〜２１０℃、好
ましくは１５０℃〜１８０℃の範囲に設定する。加熱時
間は、好ましくは３０〜３００分、さらに好ましくは１
００〜２００分である。このようにして、機械的変形を
与えることによって容易に破壊しうる気泡膜を有し、か
つ従来の気泡体と同程度の架橋度（ゲル分率８０％程度
まで）を有する気泡体が得られる。

【００１１】以上のようにして得られた気泡体（いわゆ
る独立気泡体）は、次いで例えば等速二本ロール等によ
り圧縮変形を加えることによって気泡膜は破壊され、気
泡が連通化されて連続気泡体が得られる。等速二本ロー
ルの表面に無数の小さい針を設けるか、又は等速二本ロ
ールの前及び／又は後に無数の針を設けたロールを配置
して、該気泡体の表面に無数の小孔を開けることによっ
て、気泡の連通化を促進させることができる。この方法
によって、Ｒｅｍｉｎｇｔｏｎ Ｐａｒｉｓｅｒ法に基
づいて測定した連続気泡率で１００％又は１００％に近
い連続気泡体が得られる。

【００１２】本発明で用いられるポリエチレン系樹脂と
しては、例えば通常市販の高、中、低圧法により製造さ
れたポリエチレン、又は酢酸ビニル等との共重合体であ
る。本発明で用いられる発泡剤としては各種の化学発泡
剤、例えばアゾ系化合物のアゾジカルボンアミド、バリ
ウムアゾジカルボキシレート等：ニトロソ系化合物のジ
ニトロソペンタメチレンテトラミン、トリニトロソトリ
メチルトリアミン等；ヒドラジッド系化合物のｐ，ｐ’
−オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジッド等；スル
ホニルセミカルバジッド系化合物のｐ，ｐ’−オキシビ
スベンゼンスルホニルセミカルジッド、トルエンスルホ
ニルセミカルバジッド等が好適に使用できるが、これら
に限定されるものではない。

【００１３】本発明で用いられる架橋剤としては、使用
する樹脂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
その分子間もしくは分子内に架橋結合を生ぜしめるラジ
カル発生剤であるところの有機過酸化物、例えばジクミ
ルパーオキサイド、１，１−ジ−ｔ−ブチルパーオキシ
−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、２，５−ジ
メチル−２，５−ジ−ｔ−ブチルパーオキシヘキサン、
２，５−ジメチル−２，５−ジターシャリーブチルパー
オキシヘキシン、α、α−ジタ−シャリーブチルパーオ
キシジイソプロピルベンゼン、ターシャリーブチルパー
オキシケトン、ターシャリーブチルパーオキシベンゾエ
ート等があるが、その時に使用される樹脂の種類によっ
て最適な有機過酸化物を選ばなければならない。

【００１４】本発明に於ては、使用する組成物の物性の
改良或は価格の低下を目的として、架橋結合に著しい悪
影響を与えない配合剤（充填剤）、例えば酸化亜鉛、酸
化チタン、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化ケ
イ素等の金属酸化物、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウ
ム等の炭酸塩、或はパルプ等の繊維物質、又は各種染
料、顔料並びに蛍光物質、その他の常用のゴム配合剤等
を必要に応じて添加することができる。

【００１５】

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明についてさらに
具体的に説明するが、本発明は下記実施例により何ら限
定されるものではない。 実施例１ 低密度ポリエチレン（商品名：三菱ポリエチＬＤ ＬＣ
５２０，三菱化学株式会社製、ＭＦＲ ３．８ｇ／１０
ｍｉｎ、密度 ０．９２４ｇ／ｃｍ^３）９０重量部、ス
チレン−ブタジエン系熱可塑性エラストマー（商品名：
ゼオフィット１０００、日本ゼオン株式会社製、比重
０．９５、ＭＦＲ ２．６ｇ／１０ｍｉｎ）１０重量
部、（ＥＮＢ系）エチレン−プロピレン−ターポリマー
（商品名：ＪＳＲ ＥＰ５７Ｃ、原料ゴムムーニー粘度
ＭＬ（１００℃）：９０、第三成分量（ヨウ素価）：１
５、比重０．８６、日本合成ゴム株式会社製）２０重量
部、アゾジカルボンアミド１９重量部、活性亜鉛華０．
１重量部、ジクミルパーオキサイド０．４重量部からな
る組成物を１１０℃のミキシングロールにて練和し、１
３０℃に加熱されたプレス内の金型（１６０ｘ１６０ｘ
３７ｍｍ）に上記練和物を充填し、上記温度で４０分間
加圧下で加熱し、前記組成物を整形した。 次いで、該
組成物を、ジャケット方式により１７０℃の蒸気で加熱
されている気密でない開閉式の金型（５００ｘ５００ｘ
１００ｍｍ）に入れ、１７０℃で１００分間加熱し、冷
却後取り出し、発泡体を得た。得られた発泡体をロール
間隔２０ｍｍに設定した等速二本ロールの間を４回通過
させて気泡を破壊させ、気泡の連通化を行った。得られ
た連通後の表皮付発泡体のサイズは５００ｘ５００ｘ１
００ｍｍであり、みかけ密度０．０２７ｇ／ｃｍ^３、連
続気泡率１００％であり、内部の気泡が均一であった。
ＪＩＳ Ｋ ６７６７に準拠して、得られた連続気泡体
の加熱寸法変化率を測定した結果、１００℃で−３．１
％、１０５℃で−５．７％であり、耐熱性の高いもので
あった。

【００１６】実施例２ エチレン−プロピレンターポリマー（前出）１５重量部
に変えた以外は、実施例１と同じ配合及び同じ条件で連
続気泡体を得た。得られた連通後の表皮付き発泡体のサ
イズは５００ｘ５００ｘ１００ｍｍであり、みかけ密度
０．０２７ｇ／ｃｍ^３、連続気泡率１００％であり、内
部の気泡が均一であった。ＪＩＳ Ｋ ６７６７に準拠
して、得られた連続気泡体の加熱寸法変化率を測定した
結果、１００℃で−３．３％、１０５℃で−５．８％で
あり、耐熱性の高いものであった。 比較例１ エチレン−プロピレンターポリマーを添加しない以外
は、実施例１と同じ配合及び同じ条件で連続気泡体を製
造した。得られた連続気泡体は、実施例１と同じサイ
ズ、みかけ密度を有していた。ＪＩＳ Ｋ ６７６７に
準拠して、得られた連続気泡体の加熱寸法変化率を測定
した結果、１００℃で５．２％、１０５℃で１５．１％
で耐熱性に劣っていた。 比較例２ エチレン−プロピレンターポリマー（前述）を４０重量
部に変えた以外は、実施例１と同じ配合及び同じ条件で
発泡体を成形したが、架橋が進み、気泡の連通化が出来
なかった。 比較例３ スチレン−ブタジエン系熱可塑性エラストマー（前述）
を添加しない以外は実施例１と同じ配合及び同じ方法で
連続気泡体を製造した。得られた連続気泡体は、サイズ
とみかけ密度は実施例１と同じであったが、圧縮後の回
復性に著しく劣るものであった。

【００１７】

【発明の効果】以上のように、本発明の方法によれば、
スチレン−ブタジエン系熱可塑性エラストマーとエチレ
ン−プロピレン系ポリマーを併用するため、得られる連
続気泡体は、エチレン−酢酸ビニル共重合体又は低密度
ポリエチレンを基材とする連続気泡体よりも、耐熱性に
優れ、且つ、エチレン−酢酸ビニル共重合体の連続気泡
体と同等の弾性を有し、布団の芯材、座布団の芯材、エ
アコン、自動車等のパッキン材、シール材、断熱材とし
て好適である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｃ０８Ｌ 23:16） Ｂ２９Ｋ 9:00 23:00 25:00 105:04

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリエチレン系樹脂にスチレン−ブタジ
   エン系熱可塑性エラストマー及びエチレン−プロピレン
   系ポリマーを添加した樹脂成分に発泡剤及び架橋剤を添
   加混練し、得られた発泡性架橋性組成物を気密でない金
   型中で加熱発泡させて気泡体を生成させ、次いで機械的
   変形を加えて気泡を連通化させることを特徴とする連続
   気泡体の製造方法
2. 【請求項２】 ポリエチレン系樹脂８０〜９５重量部と
   スチレン−ブタジエン系熱可塑性エラストマー２０〜５
   重量部の基本樹脂１００重量部にエチレン−プロピレン
   系ポリマー５〜３０重量部を添加したことを特徴とする
   請求項１記載の製造方法。