JPS59204630A - 重合体予備発泡粒子の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は重合体予備発泡粒子の製造法に関する。

従来より合成樹脂発泡体を製造するに当って予備発泡粒
子を金型に充填して加熱、発泡する所謂ビーズ成型法が
行なわれている。との予備発泡粒子は例えば本出願人に
よシ既に提案された特公昭５６−１３４４号公報に記載
されているように揮発性発泡剤を含有する重合体粒子を
密閉容器内で水に分散させ容器内の圧力を該発泡剤の蒸
気圧或いはそれ以上の圧力に保持しながら該重合体の軟
化温度以上に加熱した後、容器内の水面下の１端を日放
し、重合体粒子と水とを同時に容器内よりも低圧の雰囲
気に放出することを特孕とする重合体粒子の予備発泡方
法によって製造されている。ここで予備発泡粒子の製造
に当って揮発性発泡剤が用いられており、上記発泡剤と
しては、例えばプロパン、ブタン、ヘプタン、ヘキサン
、シクロブタン、シクロペンタン、トリクロロフロロメ
タン、ジクロロジフロロメタン等が使用されている。

しかし外から、これら従来の揮発性発泡剤を用いた場合
、予備発泡時の発泡適性温度範囲が狭く、発泡温度の発
泡倍率に及ぼす影響が大であり、発泡倍率のコントロー
ルが困難であるという欠点を有していた。またこれら揮
発性発泡剤は一般に高価である上、高発泡の予備発泡粒
子を得るためには多量の発泡剤を使用せねばならず、と
のため重合体予備発泡粒子の製造コストが高くつくとい
う欠点本有していた。

いずれにせよ、上記した揮発性発泡剤は種々の問題点を
有しながらも、これらに代る有効な発泡剤が存在しなか
った為、依然として使用され続けていたのであった。

一方、本発明者らは１．上記従来技術の欠点を解消すべ
く鋭意研究した結果、従来発泡剤としては全く顧みられ
ていなかった二酸化炭素を発泡剤として用いることによ
シ、予備発泡時の発泡適性温度範囲を拡大し、容易に安
定して予備発泡できるのみならず、独立気泡率の高い成
型性に優れた予備発泡粒子を安価に製造する方法の開発
に成功し、先に出願を行なったが、発泡剤として二酸化
炭素を単独に用いた場合、高発泡の予備発泡粒子を得よ
うとすると容器内圧力を著しく高圧にしなければならず
、高耐圧の容器が要求される等多少の問題点が残されて
いた。

そこで本発明者らは更に鋭意研究した結果、二酸化炭素
と揮発性発泡剤とから外る発泡剤組成物を重合体粒子に
含浸させて発泡を行なうことにより、容器内圧力を著し
く高圧にしなくとも容易に高発泡の予備発泡粒子を得る
ことができるとともに、発泡剤として従来の揮発性発泡
剤単独または二酸化炭素単独に用いた場合に比べより高
発泡の予備発泡粒子を容易に得ることができることを見
い出し本発明を完成するに到った。

即ち本発明は重合体粒子に、二酸化炭素と揮発性発泡剤
とからなる発泡剤組成物を含浸させる工程、密閉容器内
で重合体粒子を分散媒に分散する工程、前記重合体粒子
を前記粒子が軟化する温度以上に加熱する工程および前
記容器の一端を開放して重合体粒子と分散媒を同時に前
記容器内より低圧の雰囲気に放出する工程よりなること
を特徴とする重合体予備発泡粒子の製造法を要旨とする
。

本発明において用いられる重合体粒子の材質としては、
低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、直鎖低密度
ポリエチレン等のポリエチレン系樹脂、プルピレン単独
重合体、エチレン−プロピレンランダム共重合体、エチ
レン−プロピレンブロック共重合体等のポリプロピレン
系樹脂、及びエチレン−酢酸ビニル共重合体等のポリオ
レフィン系樹脂、並びに芳香族ポリエステル／ポリエー
テルグリコールブロック共重合体等のポリエステル等が
挙げられる。

更に、上記した重合体以外にも、ポリスチレン、ポリ塩
化ビニル、ポリアミドエラストマー等の重合体も使用可
能である。しかしながら、これら重合体の中では、結晶
性のポリオレフィン系樹脂が好ましい。また、これらは
架橋していても無架橋のものであってもいずれでも良い
。

二酸化炭素と揮発性発泡剤とからなる発泡剤組成物を重
合体粒子に含浸させる工程は、重合体粒子を分散媒に分
散する工程の前乃至後でよいが通常は重合体粒子を分散
乃至加熱するときに行なう。

二酸化炭素は気体、液体又はドライアイスの如き固体の
いずれの状態でも使用することができ、二酸化炭素と揮
発性発泡剤を混合した後重合体粒子に含浸させても、二
酸化炭素と揮発性発泡剤を個別に重合体粒子に含浸させ
ても良い。

上記揮発性発泡剤としては、プロパン、ｎ−ブタン、ｉ
−ブタン、ブチレン、ｉ−ブテン、ペンタン、ネオペン
タン、ヘキサン等の脂肪族炭化水素類、モノクロロメタ
ン、モノクロロエタン、ジクロロフロロメタン、シクロ
ロジフロロメタン、トリフロロメタン等のハロゲン化脂
肪族炭化水素類、シクロベンクン、シクロヘキサン等の
環式脂肪族炭化水素類が例示され、これらの一種または
二種以上を適宜選択して用いる。

二酸化炭素と揮発性発泡剤とからなる発泡剤組成物中の
揮発性発泡剤の含有量は、二酸化炭素１００重量部に対
し２０〜８００重量部、特に３０〜６００重量部が好ま
しい。二酸化炭素に対する揮発性発泡剤の量が上記範囲
未満の場合も超えた場合も、いずれも得られた予備発泡
粒子は粒子形状の変形、収縮が大きく、大きさが不揃い
とな勺、しかも、気泡荒れの甚だしい粒子となる。上記
発泡剤組成物は重合体粒子１００重量部に対し、５〜３
０重量部使用する。発泡剤組成物を重合体粒子に含浸さ
せる工程における加熱温度、加熱時間は発泡剤組成物中
の揮発性発泡剤の種類、重合体粒子の樹脂の種類等によ
っても異なるが、結晶性樹脂よシなる重合体粒子にあっ
ては通常融点−５０〜融点十５０’Ｃ，２０〜１２０分
でおる。

重合体粒子を該粒子が軟化する温度以上に加熱する工程
における加熱温度は、結晶性重合体にあっては通常は融
点−１０［〜融点＋５０Ｃが好ましい。また、非晶質の
重合体にあっては、加熱温度は、軟化温度＋１０Ｃ〜軟
化温度＋７０ｒが好オしい。

本発明においては、含浸工程、及び軟化温度以上に加熱
する工程を別々に行なう必要はなく、同時に行なうこと
ができ、しかも好ましい。

尚本発明において社上記重合体の融点は、示差走査熱量
分析（ＤＳＣ）により、試料を窒素雰囲気にて１０Ｃ／
分の速度で２００〜３００Ｃ４で昇温し、その後１０Ｃ
／分で５０Ｃまで降温した後再度１０Ｃ／分の速度で昇
温したときの融解のピークの頂点により求め、ピークが
複数の場合はその平均温度を融点とし、また重合体の軟
化温度はＡＳＴＭ　　Ｄ６４８、荷重４．６　Ｋｒ／ｃ
ｒ／Ｌ　によって求めこれら融点、軟化温度より重合体
粒子の加熱温度を段重合体粒子を分散媒に分散するに当
って、重合体粒子の融着防止のために分散剤が使用され
る。

上記分散剤としては、微粒状酸化アルミニウムおよび酸
化チタン、塩基性炭酸マグネシウム、塩基性炭酸亜鉛、
炭酸カルシウム等が挙けられ、使用量は重合体粒子１０
０重量部に対し、通常０．１〜１０重量部である。また
分散媒としては水、エチレングリコール、グリセリン、
メタノール、エタノールまたは、これらの混合物等が用
いられるが通常は水が好ましい。

本発明において、容器の一端を開放して重合体粒子と分
散媒を容器内よシも低圧の雰囲気に放出するが、放出す
る際の容器内の圧力は通常は２０〜８０にνｄであシ、
また低圧の雰囲気は通常常圧の雰囲気が選ばれる。

本発明によシ得られる重合体予備発泡粒子は通常５〜４
０倍の見掛は発泡倍率を有する。また本発明によれば安
定して発泡倍率のノ（ラツキの少ない予備発泡粒子を得
ることができ、しかも得られた予備発泡粒子は独立気泡
率が高く成型性に優れるものである。

まだ本発明によシ得られる予備発泡粒子を成型用金型に
充填し、例えば水蒸気等の加熱媒体を用いて加熱発泡す
ることによシ型通シの発泡成型体を得ることができる。

以上説明したように本発明は、重合体予備発泡粒子の製
造を行なうに際し、重合体粒子に含浸させる発泡剤とし
て、二酸化炭素と揮発性発泡剤とからなる発泡剤組成物
を用いることにより二酸化炭素による発泡効果と揮発性
発泡剤による発泡効果の相乗効果により、発泡剤として
二酸化炭素または揮発性発泡剤を単独に用いて発泡を行
なった場合に比べ、より高発泡の予備発泡粒子を得るこ
とができ、しかも発泡剤として二酸化炭素を用いた場合
のように高発泡体を得るために容器内圧力を著しく高圧
とする必要がなく、発泡剤組成物の使用量を少々くして
もきわめて容易に高発泡の予備発泡粒子を得ることがで
き石。また本発明によれば、予備発泡時の発泡適正温度
範囲が広く、発泡倍率のバラツキが少ないとともに安定
して独立気泡率の高い予備発泡粒子を得ることができる
。

更に、上述の如く発泡剤組成物の使用量が少なくても高
発泡の予備発泡粒子が得られるとともに発泡剤組成物を
構成する二酸化炭素は安価に供給されるものであるため
予備発泡粒子の製造コストが低廉と々る等種々の効果を
有する。

以下実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明する。

実施例１〜８、比較例１〜６ 第１表に示す重合体粒子１０００ｇ、微粒状酸化アルミ
ニウム５ｇを二酸化炭素（ドライアイス）、揮発性発泡
剤とともに内容積５００００Ｃのオートクレーブに入れ
た。二酸化炭素の量および揮発性発泡剤の種類、量を第
１表に示す。

次いで、これらをオートクレーブ内で攪拌下、５Ｃ／分
の昇温速度で第１表に示す発泡温度まで加熱し同温度で
６０分間保持した後５５　Ｋｇ／ｃｗｔの窒素で加圧し
つつオートクレーブの一端を開放し、重合体粒子と水と
を１０００ｇ／分／−の吐出速度で同時に大気中へ放出
し、重合体粒子を発泡させて予（！！ｆｉ発泡粒子を得
た。実施例の予備発泡粒子は、比較例の予備発泡粒子に
比べ、同表に示す如く、見掛発泡倍率が大きく、粒子の
収縮、変形が力く粒子形状が整っておりしかも気泡荒れ
や気泡の不揃い等の無い良好なものであった。

≧１１　予備発泡粒子の製造時、一定時間毎にサンプリ
ングを行ない測定した値の最小、最大値 ※２　粒子状態は予備発泡粒子の球形状の良否、収縮の
有無、粒子の大きさ等を観察し、球形状の変形、収縮が
無く粒子の 大きさの揃っているもの・・・・・・・・・・・・・・
−・・・・・・良好変形、収縮の生じた粒子が多少存 在し７、大きさの不揃いのもの・・・・・・やや不良変
形、収縮の生じた粒子がきわめ て多く、大きさの不揃いのもの・・・・・・・・・不良
として判定した。

※３　気泡状態は予備発泡粒子断面を顕微鏡で観察し、 気泡荒れが焦＜、気泡の大きさの 整っているもの　・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・良好気泡荒れ
が多少存在し、気泡の大 きさもやや不揃いのもの　・・・・・・・・・・・・や
や不良気泡荒れが多く、気泡の大きさも

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 重合体粒子に、二酸化炭素と揮発性発泡剤とからなる発
   泡剤組成物を含浸させる工程、密閉容器内で重合体粒子
   を分散媒に分散する工程、前記重合体粒子を前記粒子が
   軟化する温度以上に加熱する工程および前記容器の一端
   を開放して重合体粒子と分散媒を同時に前記容器内よシ
   低圧の雰囲気に放出する工程よりなることを特徴とする
   重合体予備発泡粒子の製造法。