JPS599333B2 - エチレン系樹脂多泡成形品の製造方法 - Google Patents

エチレン系樹脂多泡成形品の製造方法

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JPS599333B2
JPS599333B2 JP50014057A JP1405775A JPS599333B2 JP S599333 B2 JPS599333 B2 JP S599333B2 JP 50014057 A JP50014057 A JP 50014057A JP 1405775 A JP1405775 A JP 1405775A JP S599333 B2 JPS599333 B2 JP S599333B2
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mold
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博之 秋山
信吉 下屋敷
秀治 稲田
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  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はエチレン系樹脂の予備発泡粒子から多泡成形品
を製造する方法に関するものである。
従来、種々の形をした多泡成形品を得る方法と0 して
、揮発性発泡剤を含浸せしめたポリスチレンの発泡性粒
子を、加熱水蒸気で加熱発泡せしめて、予備発泡粒子と
なし、これを大気中に12〜48時間放置せしめ、予備
発泡粒子の気泡内に空気を透過侵入(以後熟成と称する
)せしめた後、この5 予備発泡粒子をガス流通性の閉
鎖型に充填し、型の中に加熱水蒸気を導入し、予備発泡
粒子を再度加熱膨張せしめて、粒子相互間を融着させ、
隙間のない型通りの成形品を得る方法が広く行なわれて
ぃる。しかしながら、ポリエチレン系樹脂の予0 備発
泡粒子の場合は、ポリスチレン系樹脂の発泡粒子の場合
とは異なり、このような方法で多泡成形品を得ようとし
ても、型の中で予備発泡粒子が、実質的に膨張せず、隙
間のない型通りの成形品を得ることができない。したが
つて、ポリエチレン5 系樹脂の予備発泡粒子から多泡
性成形品を作る場合には、ポリスチレン系予備発泡粒子
の場合とは異なつた処理あるいは手段が必要とされる。
たとえば成形する前に、ポリエチレン系樹脂の予備発泡
粒子を耐圧容器に収納し、揮発性発泡剤をあらO ため
て、圧入し、加熱膨張性を付与せしめる前処理を行なう
方法、予備発泡したポリエチレン系樹脂粒子の加熱再膨
張性を高め、型内成形時の粒子の間の融着性および成形
品の弾性の向上等を目的として、成形前にポリエチレン
系予備発泡粒子を’5 空気や窒素などの無機ガスの加
圧雰囲気中に放置し、粒子の気泡内に加圧ガスを透過せ
しめ、気泡内の圧力を常圧より高くする前処理を行なう
方法りなどが提案されている。
しかしながら、このような方法を実際の工業的なプロセ
スで実施する場合、予備発泡した嵩密度の小さな粒子を
収納する大きな耐圧容器を必要とするとともに、この容
器に予備発泡粒子を収納させる工程、容器を加圧放置し
たり、あるいは除圧して、容器内の予備発泡粒子を取り
出す作業などを要し、装置が高価になる他、工程が煩雑
で能率が悪く、工業的に不利であるという欠点があり、
さらに、気泡内に特別に圧入した発泡剤やガスは比較的
短時間に消失してしまい、実用性に難点がある。本発明
者らは、かかる欠点を改善し、ポリエチレン系樹脂の予
備発泡粒子から、能率よく多泡性成形品を得る方法につ
いて、鋭意検討を行なつた結果、本発明に到達したもの
である。
すなわち、本発明によれば、エチレン系樹脂の予備発泡
粒子を、ガス流通性の閉鎖型内において、(a)水蒸気
と、(b)密度0.923y/Cc、メルトインデツク
ス2.0r/10分のポリエチレン膜に対しての60℃
におけるガス透過速度が空気の3倍以上である常態ガス
とからなり、該常態ガスが水蒸気1モルに対して0.3
〜5モルの割合で混合された、温度60〜300℃の混
合ガスと接触させて加熱膨張させることを特徴とするエ
チレン系樹脂多泡成形品の製造方法が提供される。
本発明方法によれば、従来法とは異なり、ポリエチレン
系樹脂の予備発泡粒子にガスや発泡剤を圧入するなどの
特別の前処理を施こすことなく、予備発泡粒子を単に充
填し、加熱ガスを導入することにより、粒子相互間が融
着した良好な多泡成形品を得ることができ、その工程は
極めて簡単かつ能率的である。
本発明におけるエチレン系樹脂予備発泡粒子としては、
エチレン単量体単位を主成分として含む重合体、共重合
体、これらの重合体の混合物あるいはこれらの重合体と
充填剤との混合物を樹脂原料として製造されたものが使
用される。
この際の共重合体としては、エチレンと酢酸ビニルとの
共重合体、エチレンとプロピレンとの共重合体、エチレ
ンとメチルメタクリレートとの共重合体、エチレンとポ
リスチレンとの共重合体などが挙げられる。好ましいエ
チレン系樹脂の予備発泡粒子は、エチレン単量体を50
モル%以上含む単独または共重合体、あるいはこれらの
重合体と他の重合体および/または充填剤との混合物(
混合物中のエチレン単量体を含む重合体の含有率は50
重量%以上)を素材とした予備発泡粒子で、見掛け密度
0.01〜0.3y/Ccl独立気泡率50%以上のも
のである。この場合、予備発泡粒子の見掛密度が0.0
1t/CCより小さくなると、得られる成形品の取出し
後の容積収縮率が大きく、寸法安定性が悪くなる。他方
、0.3V/Ccを越えると、成形品の発泡粒子同志の
融着が弱くなる。また、予備発泡粒子の独立気泡率が5
0%より少なくなると、粒子の成形時膨張性が悪く、発
泡粒子同志の融着が良好な成形品を得ることができない
。なお、ここでいう独立気泡率とは、乾燥予備発泡粒子
の重量および体積を測定後、界面活性剤(エマール20
℃、カオーアトラス株式会社)1%水溶液に1時間浸漬
し、その水分浸透量を沖淀し、これらの測定値を用い、
次式によつて算出して得られたものである。
V:発泡粒子の体積(Cc) W;発泡粒子の重旨(7) S:含有水分(7) 本発明で成形材料として用いる予備発泡粒子の形状は、
球状、角柱状、円柱状、その他任意の形状のものを使用
することができる。
粒子の大きさも種々のものが使用できる。たとえば球状
の場合、直径0.2〜201t7ftのものが使用し得
るが、作業性などとの兼合いから直径1〜15闘程度の
ものが好ましい。−・般には、この予備発泡粒子は細か
い程融着性がよくなる。本発明の方法は、前記した予備
発泡粒子をガス流通性の型内に充填したのち、水蒸気と
常態ガスからなり、温度60〜300℃の混合ガスを導
入し、予備発泡粒子に接触させることにより実施される
この場合、常態ガスとしては、密度0.9231/Cc
、メルトインデツクス2.0t/10分のポリエチレン
膜に対する60℃における透過速度が空気の3倍以止で
あるものを使用することが必要である。このような常態
ガスの例としては、たとえば、プロバン、ブタン、ジメ
チルエーテル、塩化メチル、ジクロロジフロロメタン、
炭酸ガスなどを挙げることができる。第1表に前記測定
基準におけるこれらの常態ガスの空気に対するガス透過
速度比を示す。ポリエチレン系樹脂の予備発泡粒子の成
形程において、前記混合ガスの使用は予備発泡粒子の熱
膨張を著しく促進し、膨張粒子が相互に固く融着した良
品質の多泡成形品を与える。
混合ガス中の常態ガスは、その高いガス透過性により、
成形に際し、予備発泡粒子内に侵入し、その内部圧を膨
張に必要な圧力まで高めるものと思われる。本発明者ら
の研究によれば、良品質の多泡成形品を得るには、常態
ガスのガス透過速度は、密度0.923y/CClメル
トインデツクス2.0y/10分のポリエチレン膜を測
定基準膜として用い、60′Cの温度で測定した透過速
度において、空気の約3倍以上必要であることが判明し
た。透過速度がこの値より小さな常態ガスを用いる場合
には、得られる成形品は発泡粒子同志の融着が著しく劣
つたものになる。本発明において、ガス透過速度が空気
のそれに対し、6倍以上のものの使用ぱ成形サイクルを
短縮し得るので殊に好ましく、また、10倍以上のもの
は、その混合割合が少量でも十分な添加効果を発揮する
。常態ガスの具体的使用割合は使用ガスの種類や予備発
泡粒子の種類などとの関係によつて変化し、一義的に定
めることはできないが、一般には、水蒸気1モルに対し
、0.3〜5モル、好ましくは0.5〜3モルである。
常態ガスと水蒸気の型内への導入は、それぞれ単独でも
よいし、またあらかじめ混合して導入してもよい。成形
に際し、予備発泡粒子に接触させる前記混合ガスの温度
は、通常60〜300℃である。
60℃より低い温度では、粒子を十分に膨張させるまで
に長時間を要し、実用的ではない。
また、300℃より高い温度では収縮した成形品が生じ
好ましくない。混合ガスと予備発泡粒仔の接触時間は、
予備粒子の樹脂の種類、粒子の大きさ、粒子の膨張倍率
、使用混合ガスの組成と温度などとの関連で適宜選定さ
れる。本発明におけるガス流通性の閉鎖型とは、固体を
収納し得るが、ガス体は自由に型の内外に流通できる型
を意味し、ポリエチレン発泡粒子に対して慣用されてい
るものを用いることができる。
通常、金網や多孔板により作製することができる。本発
明の方法をさらに好ましく実施するには、まず、前記し
た予備発泡粒子をガス流通性の型内に充填したのち、6
0〜110℃の温度の前記混合ガスを導入して、粒子熱
膨張と融着が生じない程度あるいは生じても少量である
程度に予熱し、ついでこの温度より高められた110〜
300′Cの温度の混合ガスもしくは水蒸気を導入して
、粒子を完全に熱膨張させ、発泡粒子同志を融着させる
。このような2段階加熱法による時には、得られた成形
品の粒子融着性がより優れたものとなる。この場合、第
1段と第2段の加熱に際しては、使用混合ガスは同一組
成でもよいし、また異なつた組成のガスであつてもよい
。このような2段階の加熱法では、第2段の加熱媒体頃
必ずしも前記混合ガスである必要はなく、水蒸気1モル
に対して0.2モル未満の上記常態ガスと水蒸気との混
合ガスまたは水蒸気単独であつてもよい。なお、本発明
における水蒸気とは純粋な水蒸気のほかに微量の酸素ガ
ス、窒素ガスおよび/または空気を含有する水蒸気をも
意味するものである。本発明によれば、従来法とは異な
り、ポリエチレン系樹脂の予備発泡粒子から、品質のす
ぐれた多泡成形品を著しく高められた作業効率で簡単に
製造することができる。
次に本発明を実施例によりさらに洋細に説明する実施例
1 見掛け密度0.0417/CC、独立気泡率92%の力
橋ポリエチレン(ゲル分率48%)Q発泡粒子(粒子径
8U1X4m1)をガス導入孔を有する20c!RLX
2Oc!!LX2cfnの型に充填した後、水蒸気1モ
ルと炭酸ガス0,.0.1、0.3、0.5、1、2、
3、5および7モルとを混合した100℃の混合ガスを
型の中に2分間導入した後、型の中へ同一組成の130
℃の混合ガスを20秒間導入し、ついで水で40秒間冷
却してから型を開き成形品を取り出した。
得られた成形品の外観および密度を第2表に示す。
実施例 2 見掛け密度0.061V/CC、独立気泡率92%力橋
ポリエチレン(ゲル分率)の発泡粒子(粒子径平均81
1X4m7fL)を小孔を有する20?X2OC7!L
X2CT!Lの型に充填後、水蒸気1モルと塩化メチル
1モルとを混合した100℃の混合ガスを30秒間型に
導入した後、続いて同一組成のガスをヒーターで加熱し
た通路を通して130℃に調節したガスを30秒間、型
の中に導入した。
続いて水で40秒間冷却してから型を開いて成形品を取
り出した。得られた成形品は、発泡粒子同志の融着が良
好な密度0.069V/CCの多泡性成形品であつた。
実施例 3見掛け密度0.0727/Cc、独立気泡率
90%の力橋ポリエチレン(ゲル分率45%)の発泡粒
子(粒子径平均611X411)をガス導入孔を有する
20Cf!LX2OCWLX2CWLの型に充填し、水
蒸気1モルとジクロロジフロロメタン2モルとを混合し
た100℃の混合ガスを型に導入し、5分間予熱した後
、130℃の同一組成ガスを型に導入して20秒間加熱
し、続いて水冷30秒で型を開き成形品を取り出した。
密度0.0777/Ccの成形品が得られた。実施例
4 見掛け密度0.041y/CC、独立気泡率92%の力
橋ポリエチレン(ゲル分率48%)の発泡粒子(粒子径
811X4m1L)を′」寸Lを有する20C!!LX
2OC!!LX2Cf!Lの型内に充填した後、水蒸気
1モルと炭酸ガス1モルとを混合した混合ガスをヒータ
ーで140℃に加熱しながら、型の中に40秒間導入し
、ついで40秒間水冷してから型を開き成形品を取り出
した。
密度0.046r/CCの板状多泡体が得られた。実施
例 5 見掛け密度0.045f7/CC、独立気泡率88%の
予備発泡粒子(粒径510をガス導入孔を有する20C
TfLx20cfnx2儂の型に充填した後、水蒸気1
モルと炭酸ガス0.5モルとを混合した100℃の混合
ガスを型の中に3分間導入した。
続いて、炭酸ガス0.1モルと水蒸気1モルとを混合し
た125℃の混合ガスを30秒間導入した後、水で40
秒間冷却してから型を開き成形品を取り出した。発泡粒
子同志の融着が良好な密度0.0517/Ccの成形品
が得られた。実施例 6 見掛け密度0.0457/Cc、独立気泡率88%の予
備発泡粒子(粒径5詣)をガス導入孔を有する20cm
X20cfLX2?の型に充填した後、水蒸気1モルと
炭酸ガス1モルとを混合した10『Cの混合ガスを型の
中に3分間導入した。
続いて、125℃の水蒸気を30秒間導入した後、水で
40秒間冷却してから型を開き成形品を取り出した。発
泡粒子同志の融着が良好な密度0.052y/Ccの成
形品が得られた。比較例 塩化メチルの代りに空気を使用した以外は実施例2と同
様にして、成形を行なつた。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 エチレン系樹脂の予備発泡粒子を、ガス流通性の閉
    鎖型内において、(a)水蒸気と、(b)密度0.92
    3g/cc、メルトインデックス2.0g/10分のポ
    リエチレン膜に対しての60℃におけるガス透過速度が
    空気の3倍以上である常態ガスとからなり、該常態ガス
    が水蒸気1モルに対して0.3〜5モルの割合で混合さ
    れた、温度60〜300℃の混合ガスと接触させて加熱
    膨張させることを特徴とするエチレン系樹脂多泡成形品
    の製造方法。 2 エチレン系樹脂の予備発泡粒子を、ガス流通性の閉
    鎖型内において、(a)水蒸気と、(b)密度0.92
    3g/cc、メルトインデックス2.0g/10分のポ
    リエチレン膜に対しての60℃におけるガス透過速度が
    空気の3倍以上である常態ガスとからなり、該常態ガス
    が水蒸気1モルに対して0.3〜5モルの割合で混合さ
    れた、温度60〜110℃の混合ガスに接触させ、つい
    で該温度より高くかつ温度110〜300℃の上記の混
    合ガスもしくは水蒸気に順次接触させて加熱膨張させる
    ことを特徴とするエチレン系樹脂多泡成形品の製造方法
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