JPS5923342B2 - 合成樹脂発泡体の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は誘電損失性の高い物質を均一に配合した熱可塑
性樹脂に発泡剤として有機易揮発性の液体又はガスを含
浸させた発泡性組成物粒子に水に溶解せしめた水溶性高
分子を被覆し、該粒子を誘電加熱に供することにより発
泡放物させ高強度の製品を得る方法に関するものである
。

従来、型物成形による熱可塑性樹脂の高倍率発泡成形体
は、該樹脂に発泡剤として低沸点を有する炭化水素化合
物を含浸せしめた原料を用いて断熱材、緩衝材及び浮揚
材として多く用いられてきた。

さらに近年とくにスチレン系樹脂については堅牢で表面
状態が良好な低倍率発泡材料の開発が進められている。
高倍率発泡成形では発泡剤を含浸させた材料をよく知ら
れた方法で予備発泡させ、つづいて熟成したあと通常蒸
気を熱源として二次発泡させる。

このため厚肉製品でも加熱時間は短かく、かつ均一な発
泡度を有する成形品が得られる。また最近、該成形法で
は熱源として蒸気を、冷却源として水をそれぞれ用いる
ため作業場床面が濡れて、作業環境を悪化させるという
面から誘電加熱を利用する高倍率発泡成形方法も鋭意研
究されている。この方法では予備発泡粒子の表面を界面
活性剤等を加えた水で湿潤させ、誘電加熱に供するもの
である。″ 一方、１．６〜５倍の低倍率発泡成形にお
いては、通常用いられる予備発泡方法では任意の低倍率
発泡度を有する予備発泡粒子を均一に得ることは極めて
困難である。

このため現状では予備発泡を施さない原料を型に充填し
、熱湯あるいは蒸気を熱・ 源として加熱し発泡成形し
ているが、予備発泡しない原料を用いているので、特に
厚肉の製品を成形する場合長時間の加熱を必要とする。
また加熱方式が伝導加熱のため予備発泡していない原料
のコア一部は型に近傍する部分と比べ、加熱される速度
が小さく発泡が不均一になることが多い。本発明者らは
さきにこれらを解決する方法として、原料に誘電損失性
の高い物質を均一に配合した発泡性粒子を用い、誘電加
熱に供する方法を見出した。この方法によれば、原料に
誘電損失性の高い物質が均一に配合されているので、誘
電加熱により原料粒子の内部から均一に発熱され、その
結果均一に発泡した成形品が得られる。また成形時間も
ある程度短縮され得る。しかしながら誘電加熱に供する
原料は誘電損失性の高い物質を均一に配合するものであ
り、誘電損失性の高い物質にエチレングリコール、グリ
セリン等を用いたとき、発泡した際の粒子間の融着強度
が不足する。

したがつて得られた成形品の強度は低下する。本発明者
らは、これら現状に基づいて種々検討した結果、誘電損
失性の高い物質を均一に配合した発泡性熱可塑性樹脂組
成物粒子に水に溶解せしめた水溶性高分子を被覆し、誘
電加熱に供し発泡させることにより、一挙にこれらの問
題点を解決することを見出した。

すなわち、本成形法によれば、誘電損失性の高い物質を
均一に配合した熱可塑性樹脂に発泡剤として有機易揮発
性の液体又はガスを含侵させた発泡性粒子に、水に溶解
せしめた水溶性高分子を被覆した原料を用いるので、誘
電加熱により発泡性粒子および水に溶解した水溶性高分
子が急速に均一に加熱される。その結果発泡に至るまで
の加熱時間が大幅に短縮され、かつ均一な発泡が可能と
なり、さらに発泡した粒子間は水溶性高分子で接着され
るので非常に高強度の成形品が得られる。本成形法につ
いてさらにくわしく説明する。まずポリスチレン、ポリ
プロピレン、ポリエチレンなどの熱可塑性樹脂にエチレ
ングリコール、カオリン、ケイソウ土などの誘電損失性
の高い物質を該樹脂１００重量部あたり１重量部以上５
０重量部以下を押出機などの慣用の方法で均一に混合さ
せる。

得られた小円筒状のベレツトを、ポリビニルアルコール
、非イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤および水に
難溶性の微細粉末たとえば第三リン酸カルシウム等を分
散剤として適量加えた水に添加して水性懸濁状態とし、
これにプロフパ×、ブタン、ペンタンなどの有機易揮発
生の液体又はガスを圧入させ、該熱可塑性樹脂の軟化点
以上の温度で含浸させる。

このようにして得られた熱可塑性の発泡性原料に、水に
溶解せしめたカルボキシルメチルセルロースナトリウム
塩、ヒドロキシメチルセルロースなどの水溶性高分子を
被覆し、該組成物を金属製でなく、耐熱性で剛性度が高
い材質、たとえばガラス繊維強化ベークライトからなり
、気密でないが密閉しうる型の中に充填し、周波数が１
ＭＨｚ以上の高周波電界中におく。該発泡性組成物は型
内で内部から均一にかつ迅速に発熱され、その結果表面
状態が良好で発泡密度が均一であり、融着度、強度とも
に優れた成形品が短時間で得られる。

以上のように本発明によれば発泡性熱可塑性樹脂組成物
粒子を、水に溶解せしめた水溶性高分子で被覆すること
により、誘電加熱を短時間で可能ならしめ、均一に発泡
した高強度の成形品を得ることができる。

本発明でいう熱可塑性樹脂とは、ポリスチレン、耐衝撃
性ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂などのスチレン系樹脂：ポ
リエチレン、ポリプロピレン、エチレン・プロピレン共
重合体樹脂などのオレフイン系樹脂などである。

誘電損失性の高い物質とは誘電力率が１００×１０−４
以上である物質であり、無機物質としてはカオリン、ケ
イソウ土、水酸化アルミニウムなどの含水化合物やカー
ボンなどがあり、有機物質としてはメチルアルコール、
エチルアルコール、プロビルアルコール、ブチルアルコ
ール、エチレングリコール、グリセリン等のアルコール
類ゃ，、ロゲン化炭化水素等があげられる。

これら誘電損失性の高い物質は熱可塑性樹脂１００重量
部あたり１重量部以上５０重量部以下配合されることが
望ましく、５０重量部をこえて添加すると誘電加熱性は
良好であるが、得られる発泡成形体の強度、外観が極め
て不良となるので好ましくなく、添加量が１部以下でも
誘電加熱性が不足するので好ましくない。有機易揮発性
の液体又はガスとはそれらの沸点で基材熱可塑性樹脂の
軟化点以上のもので、たとえばプロパン、ブタン、ペン
タン、イソペンタンおよびフレオン２１、フレオン１１
３等のフレオンガスなどが含まれる。

さらに本発明における水溶性高分子とは、天然高分子と
してデンプン、アルギン酸ナトリウム、アラビアゴム、
デキストラン、にかわ、ゼラチン、カゼインなどがあげ
られ、半合成品ではメチルセルロース、エチルセルロー
ス、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセ
ルロース等のセルロース誘導体およびカルボキシメチル
デンフソ等のデンプン誘導体がある。

合成品にはポリビニルアルコール、ポリアクリル酸ナト
リウム、ポリエチレンオキシド等があげられる。これら
水溶性高分子に誘電損失性の高い物質、たとえばカルボ
キシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース等
を使用するときは、発泡性熱可塑性樹脂組成物中に添加
される誘電付与剤は少量でよい。

水溶性高分子の添加量は、発泡性熱可塑性樹脂組成物粒
子１００重量部あたり０．１〜３０重量部が好ましい。

０．１重量部以下では水溶性高分子の特徴が発揮されに
くく、３０重量部をこえて添加すると得られる発泡成形
体の外観が不良となるので好ましくない。

水溶性高分子を水に溶解させた場合の濃度は用いる水溶
性高分子によつて異なるがおよそ１〜２０％が適当であ
る。以下に本発明を実施例によつて説明する。実施例
１ 耐衝撃性ポリスチレン樹脂（日本ポリスチレン製エスプ
ライト５００ＨＭ）と誘電損失性の高い物質としてカオ
リンの所定量をスーパーミキサーを用いて混合したあと
、サーモプラスチツク製４０ｍｍφ押出機に供し均一に
混練配合された円筒状ペレツトを得た。

得られた円筒状ペレツトおよ）：（び耐衝撃性ポリスチ
レン樹脂ペレツトをプレス成形により所定形状の誘電力
率測定用試験片に調整し、誘電体損測定装置（安藤電気
製）を用いて、誘電力率を測定した。結果を表１に記す
。次にこれらペレツト１００重量部と分散剤として第三
リン酸カルシウム８重量部およびドデシルベンゼンスル
ホン酸ソーダ０．０４重量部とをそれぞれ含有する水溶
液４００重量部とペンタン１０重量部とを攪拌機を備え
たオートクレーブ沖に封入し、撹拌しながら温度を１３
０℃まで上昇させ、同温度に５時間保つてから３０℃に
冷却し、内容物をとり出し、固液分離したのち含浸ペレ
ツトを水洗、乾燥して、ほぼ球状に近い含浸ペレツトを
得た。それぞれのペンタンの有効含浸量はほぼ３％であ
つた〜 次に水溶性高分子であるポリビニルアルコール、カルボ
キシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、
メチルセルロース、ポリアクリル酸ナトリウムの１０％
水溶液を各々調整し、先に得た発泡性球状耐衝撃性ポリ
スチレン粒子１００重量部に対して、上記水溶性高分子
の水溶液を表２に示す組み合せで添加し、粒子に均一に
混合、被覆する。

こうして得た発泡性原料をガラス繊維で補強した。ベー
クライト製の型に充填し、周波数１００ＭＨｚ、出力３
ＫＷの高周波発振機に連結した電極間にセツトし、誘電
加熱を実施した。成形品が得られるまでの加熱時間、粒
子間の融着度および製品の外観について観察し、表２に
記した（実験番号１〜６）。比較例として水溶性高分子
を被覆しない発泡性球状耐衝撃ポリスチレン粒子を同じ
型に充填し、誘電加熱を行い同様な評価を行つた（実験
番号７〜８）。表１、２から明らかなように発泡性原料
に水溶性高分子を被覆した系は、発泡性原料単独のもの
に比較して誘電加熱時間は短縮され粒子間の融着強度、
製品の外観とも良好であつた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 誘電損失性の高い物質を均一に配合した熱可塑性樹
   脂に発泡剤として有機易揮発性の液体又はガスを含浸さ
   せた発泡性粒子に、水に溶解せしめた水溶性高分子を被
   覆し、該粒子を誘電加熱により発泡成形する方法。 ２ 熱可塑性樹脂がスチレン系樹脂である特許請求の範
   囲第１項記載の方法。 ３ 熱可塑性樹脂１００重量部あたり、誘電損失性の高
   い物質を１重量部以上５０重量部以下配合し、基材熱可
   塑性樹脂の軟化点以下の沸点を有する有機易揮発性の液
   体又はガスの含有量が０．５〜１０重量部である特許請
   求の範囲第１項記載の方法。 ４ 発泡性熱可塑性樹脂組成物粒子１００重量部あたり
   水溶性高分子固形分量が０．１〜３０重量部である特許
   請求の範囲第１項記載の方法。 ５ 成形方法が発泡性組成物を気密でないが密閉しうる
   型の中に充填し、発泡成形する型物成形である特許請求
   の範囲第１項記載の方法。