JPS60110732A - 発泡性ポリオレフイン組成物 - 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】 本発明は発泡性ポリオレフィン組成物に関し、更に詳し
くは、高密度ポリエチレンと揮発性有機発泡剤にエチレ
ン系アイオノマーと一般式（１）で示される発泡改良剤
とを配合した新規な発泡性ポリオレフィン組成物に関す
るもので、その目的は高密度ポリエチレンを揮発性有機
発泡剤にて押出発泡等により発泡成形するに際し、エチ
レン系アイオノマーと発泡改良剤とを併用することによ
り著しく単位吐出量当ジの製品断面積を増大させる新規
な発泡性ポリオレフィン組成物を提供するととＫある。

本発明者らはこれまで熱架橋高密度ポリエチン高発泡体
を得る為に種々の検討を重ね、既に、高密度ポリエチレ
ン（ポリオレフィン）に特定の揮発性有機発泡剤と特定
の発泡改良剤を配合することによシ成る高品質にしてか
つ高製品断面積を有する高密度ポリエチレン高発泡体を
得る為の新規な組成物を提案した（特願昭５７−９２３
７２）が、更如鋭意検討の結果、高密度ポリエチレンと
揮発性有機発泡剤にエチレン系アイオノマーと前記発泡
改良剤とを併用して配合することによシ、着しく単位吐
出量当りの製品断面積が増大することを見い出し、本発
明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、（イ）高密度ポリエチレンと（ロ
）エチレン系アイオノマーと（ハ）一般式（式中のｔ及
びｎは０又は１以上の整数、ｍは１以上の整数である） で示される化合物とに）揮発性有機発泡剤とから成る発
泡性ポリオレフィン組成物を提供するものである。

本発明の組成物に用いられる（イ）成分の高密度ポリエ
チレンとしては、温度１９０℃、荷重２１．６に５１で
測定したメルトインデックス（ＨＭＩ）が３５　、！ｉ
’　／　１０分身下テかつ密度が０．９３０９７ｃｄ以
上の高密度ポリエチレンが好ましい。

ＨＭＩが３５　ｇ７１０分を超えると高発泡に適するゲ
ルの粘弾性が得難くなり、又、密度が０．９３０ｐ／ｃ
ｌｄ未満では耐熱特性が劣る。

本発明の組成物に用いられる（口）成分のエチレン系ア
イオーツマーとしては、エチレン−アクリール酸共重合
体の亜鉛又はナトリウム塩のようなエチレンと不飽和カ
ルボン酸の共重合体の金属塩で温度１９０℃、荷重２１
６に９で測定したメルトインデックス（ＭＩ　）が７９
７１０分以下のものが好ましい。ＭＩが７Ｆ／ｌｏ分を
超えるとゲルの粘弾性を低下させ、エチレン系アイオノ
マ一本来のイオン架橋に基〈と思われる増粘効果が認め
られなくなる。

該エチレン系アイオノマーの高密度ポリエチレン中に占
める割合は、高密度ポリエチレン１００重量部当り、３
〜３０重量部であれば良く、好ましくは、５〜２０重量
部である。３重量部未満では目的とする増粘効果が顕著
でなく、３０重量部を超えると、高密度ポリエチレン本
来の優れた耐熱性を損ない、得られる製品の耐熱特性を
低下させる。

本発明の組成物に用いられる（ハ）成分の発泡改良剤と
しては、前記一般式（１）で示される化合物で、既知の
化合物であるが、あるいは既知の方法によって容易に製
造しうるものである。この一般式（１）で示される化合
物の例としては、ポリプロピレングリコール及び例えば
ポリプロピレングリコールの両端に酸化エチレンを付加
重合させて得られるポリオキシエチレン−ポリオキシプ
ロピレンブロックポリマーなどを挙けることができるが
、好ましいものは、ポリオキシエチレン−ポリオキシプ
ロピレンブロックポリマーであｐｌ特に好ましいものは
、一般式（１）において、を及びｎが１〜９０、ｍが１
０〜４０の範囲にあるポリオキシエチレンーポリオキシ
プロピレンゾロツクポリマーである。

これらの化合物は単独で用いてもよいし、あるいは２種
以上組み合わせて用いてもよい。

該発泡改良剤の配合量としては、（イ）成分の高密度ポ
リエチレン１００重量部肖り、０．０５〜１５重量部、
好ましくは０．１〜ｌＯ重景部の範囲内で選ばれる。こ
の量が０．０５重量部未満では発泡体の断面積増大効果
が十分でなく、また１５重量部を超えると量が増加して
もその割に効果が増大せず経済的でなく、更忙場合に依
っては、ゲルを可塑化しその粘弾性を低下させ、断面積
増大効果全損う悪影響が生じる。

本発明の組成物に用いるに）成分の揮発性有機発泡剤と
しては、例えば炭化水素、ノ〜ロゲン化炭化水素があり
、この炭化水素の具体例としてはゾロ／１ｉ′ン、ブタ
ン、ペンタン、ペンテン、ヘキサンなどが、またＩ・ロ
ゲン化炭化水素の具体例としては塩化メチル、二塩化メ
タン、トリクロロモノフルオロエタン、ジクロロジフル
オロメタン、モノクロロトリフルオロメタン、ジクロロ
モノフルオロメタン、モノクロロジフルオロメタン、ト
リクロロトリフルオロエタン、ジクロロテトラフルオロ
エタン、モノクロロペンタフルオロエタンなトカ挙げら
れる。これらの中で好ましいものは、少なくともジクロ
ロテトラフルオロエタンを含む炭化水素及び又はハロゲ
ン化炭化水素であり、特にジクロロテトラフルオロエタ
ン３０ｍｆｆ１％以上を含む炭化水素及び又はノ・ロゲ
ン化炭化水素が好適である。

本発明の組成物における前記連発性有機発泡剤の混合割
合は、基材樹脂１００重量部当り５〜１５０重量部の範
囲が望ましく、さらに好ましくは１０−　１００重量部
の範囲であって、５′ｆｆＬ量部未満では高発泡体を得
ることが困難であシ、また１５０重量部を超えると発泡
体の断面積の増大効果が小さくなる。

本発明組成物には、必要に応じて、通常使用される気泡
核形成剤をき１ぜることができる。この気泡核形成剤と
しては、例えばメルク、酸化ケイ素のような焦機質微粉
末や、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウムのよ
うな有機質微粉末やクエン酸、炭酸水素ナトリウムのよ
うな加熱によりガスを発生しうる微粉末などが用いられ
る。その他、紫外線吸収剤、酸化防止剤、帯電防止剤、
着色剤なども所望に応じて含ませることができる。

本発明組成物を調製するには、ｉ１Ｊ記（イ）〜に）成
分及び必要に応じて配合される添加成分の所定量を、均
一な混合物の調製の際に慣用されている任意の方法によ
って混合する。特に好適なのは、マスターパップ法やト
ライブレンド法である。各成分の添加順序には特に制限
はないが、通常は、あらかじめ揮発性有機発泡剤以外の
成分を混合したのち、押出発泡工程でこの発泡剤を混入
する方法がとられる。

本発明の組成物から発泡体を製造する方法としては、例
えば組成物を高温高圧下で調製し、次いでこれを低温低
圧域に開放して発泡体を形成させる方法が通常用いられ
る。この際の成形方法としては、例えば押出発泡法、プ
レス発泡法、射出発泡法、型内発泡法などを適用しうる
が、有利なのは押出発泡法である。

このようにして、各種形状の押出発泡成形体、例えばシ
ード、タート、棒、チューブ、ノξイゾ、ネットなどを
製造することができる。

また、本発明の組成物は特に肉厚の２−ドを製造する際
に好適である。

本発明の組成物から得られた発泡体は、その発泡倍率が
５〜１５０倍の高発泡体であって、優れた断熱性と緩衝
性を有してお如、例えば断熱材、緩衝材、包装材などと
して有用である。

次に実施例によって本発明をさらに詳細に説明する。実
施例及び比較例で使用１７た高密度ポリエチレン、エチ
レン系アイオノマー及び発泡改良剤の性状を第１〜第３
表にそれぞれ示した。

第３表 なお、実施例及び比較例中の発泡体の評価は次の評価方
法及び基準に従って行った。

（１）発泡倍率 発泡体密度をＪＩＳ−に６７６７に基づいて発泡後１５
日を経た発泡体の重量と体積よシ算出し、発泡倍率を次
の式に従ってめた。（以下全て発泡後１５日を経た発泡
体を用いて各評価を行なった）。

（２）断面指数 断面積の大きい肉厚成形品の成形忙対する適性を評価す
る尺度であって、次式に従って断面指数をめた この値が大きい程、少量の押出量で発泡体断面積の大き
い発泡体が得られ、厚物の成形に適していることになる
。

（３）　耐熱特性 得られた棒状発泡体を１３０℃に保った熱風循環式乾燥
機にて１時間加熱を行なう以外はＪＩＳＫ６７６７の５
．７に準拠し、次式によシ加熱体積変化率Ｓをめ評価し
た。

Ｖ、＝加熱前の試験片の体積 Ｖ、＝加熱後の　〃 評価は次の３段階に分けて行ない、Ｓが３０チ未満をＡ
３０％以上４１１１ｔｌｊ未満をＢ１４０チ以上をＣと
し、本発明が目的とする耐熱特性に優れる発泡体はＡ及
びＢでなければならない。

実施例１ 高密度ポリ′エチレン（密度α９５４Ｉｉ／ｃｄ、　Ｈ
ＭＩｓｐ／ｌｏ分、無化成工業■製サンチックＢ８８０
）１００重量部に対し、エチレン系アイオノマー゛（密
度α９７０ｊ！／ｃｄ　ＭＩＯ，１９７１０分、三井ポ
リケミカル■製す−リン１７０６）７重量部と発泡改良
剤（ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンプロツク
ポリマー、日本油脂■製　プロノン２０１）１重量部と
、気泡核形成剤としてメルク０．１重量部を添加し、ヘ
ンシェルミキサーでトライブレンドしたのち混線押出機
で十分均一に混練して発泡成形用基材を調整した。

シリンダーに発泡剤注入口を有する第一押出機Ｃ口径３
０朋φ、　Ｌ／Ｄ＝３０　）とシリンダーに冷却用オイ
ルジャケットを備えた第二押出機（口径４０朋φ、Ｌ／
Ｄ＝３０）を直列に連結した構造をもつ押出発泡用装置
を用い、最高２２０℃に加熱した第一押出機に、ａｘｙ
／時の供給速度で前記基材を供給し、これが溶融混練さ
れている帯域に所定の発泡剤を注入し、発泡用組成物を
調整した。この発泡剤としては、ジクロロテトラフルオ
ロエタンとトリクロロトリフルオロエタンヲ等モル比で
混合したものを用い、基材樹脂１００重量部に対し６３
重量部の割合で高圧ポンプで連続的に供給し庭。このよ
うにして得た組成物を連結管を通じて第二押出機に供給
し、ここで徐々に発泡最適温度まで冷却し、この組成物
を第二押出機先端に取り付けたロッド用ダイスより押出
し、発泡体を得た。ＺＯＷＩｌφ〜５．０　ｍφまで０
．２１ｔきざみで１６種の口径のダイスが交換可能で、
上記押出条件の場合ダイス先端での剪断速度が約１７０
〜２７０９ｓｅｃ−１の範囲での発泡挙動を観察できる
。

一般に吐出量一定の下でダイス口径を大きくしていくと
、製品断面積は増加するが、ダイスでの樹脂圧力は減少
し、組成によって定まる限界圧（本実験では約１８〜２
０　Ｋｙｌａ＆　）に達するとダイス内発泡が発生し、
製品断面積は激減し、かつ気泡の連通化及び表面肌荒れ
が生じ、商品価値は著しく損われる。以下に示す実験で
の評価は全て、ダイス内発泡が生じる直前の製品断面積
が最大を示す条件下で行なった。

得られた発泡体の評価結果を第４表に示した。

この表から判る様に、実施例１の組成物よシ得られた発
泡体は高い断面指数を示す（第５表比較例１参照）こと
によシ、本組成物は断面積の大きな厚物の成形に適した
ものであり、かつ発泡体は高倍率に発泡しており、外観
独立気泡性ともに良好で、十分な商品価値を有するもの
であった。また、発泡体の耐熱特性は高密度ポリエチレ
ン単独組成からなる発泡体（後述の比較例１１実験番号
３．４参照）に比ベイロ」ら損色なく、高密度ポリエチ
レン樹脂本来の優れた耐熱性がそのまま活かされていた
。

比較例１ エチレン系アイオノマー及び発泡改良剤のいずれか一方
又は両方を用いない以外は実施例１と同様にして発泡体
を製造した。

得られた発泡体の評価結果を第５表に示した。

この表から判る。様に、いずれの組成も高倍率に発泡し
ているものの、実施例１に比べ断面指数が小さく厚物成
形性に劣ったものであった。更にエチレン系アイオノマ
ーと発泡改良剤の断面積増大効果を実施例１と比較例１
から調べると、エチレン系アイオノマー及び発泡改良剤
単独系にもある程度の断面積増大効果が認められるが、
両者を併用することにより、却独糸から推測することが
出来ない程の著しい断面積増大効果が発現していること
が明らかである。

実施例２ 第６表実験番号５〜１４に示す様にエチレン系アイオノ
マー及び発泡改良剤の種類又は使用量を替える以外は実
施例１と同様にして発泡体を製造した。

得られた発泡体の評価結果を第６表に示した。

この表から判る様に、本発明の範囲内からなる組成物か
ら得られた発泡体は、いずれも高い断面指数を示し、厚
物成形性に優れたものであり、かつ発泡体はすべて高倍
率に発泡しており、＃ｆ熱特性に優れ、外観、独立気泡
性ともに良好で、十分な商品価値を有するものであった
。

以下余白 比較例２ 第７表実験番号１５〜１９に示すように、エチレン系ア
イオノマー及び発泡改良剤の種類又は使用量を替える以
外は実施例１と同様にして発泡体を製造した。

得られた発泡体の評価結果を第７表に示した。

この表から判るように、エチレン系アイオノマーの使用
量が１部である実験番号１５では、高倍率忙発泡してい
るものの断面指数が低く厚物成形性に劣シ、エチレン系
アイオノマーの効果が認められない。一方、３５部使用
した実験番号１６では、高倍率に発泡し、かつ、断面指
数も高く厚物成形性に優れるものの、耐熱特性が著しく
劣シ、本発明の目的から外れるものであった。また、Ｍ
Ｉが１０．！９／ｘ、ｏ分であるエチレン系アイオノマ
ーを使用した実験番号１７では、厚物成形性に顕著な効
果が認られなかった。

発泡改良剤の使用量が０．０３部である実験番号１８で
は、改良効果が認められず、厚物成形性に劣り、また１
６部使用した実験番号１９、では、使用部数の割に改良
効果が大きくなかった。

以下余白 実施例３及び比較例３ 高密度ポリエチレンと発泡剤を第８表に示す如く替える
以外は実施例１ど同様忙して発泡体を製造した。

得られた発泡体の評価結果を第８表に示した。

樹脂及び発泡剤組成が本発明の範囲内にある実験番号２
０〜２３ではいずれも高発泡にして厚物成形性並びに、
耐熱特性に優れ、外観・独立気泡性共に良好で十分に商
品価値を有する発泡体であった。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、（イ）高密度ポリエチレンと←）エチレン系アイオ
   ノマーと（ハ）一般式 （式中のｔ及びｎは０又は１以上の整数、ｍは１以上の
   整数である） で示される化合物（以下、発泡改良剤と称す）とに）揮
   発性有機発泡剤とから成る発泡性ポリオレフィン組成物 ｚ　高密度ポリエチレンのＨＭＩ（温度１９０℃、荷重
   ２１．６　Ｋｙで測定したメルトインデックス）が３５
   ｇＺｌＯ分以下である特許請求の範囲第１項記載の組成
   物 ３、　エチレン系アイオノマーのＭＵ湿温度９０’Ｃ１
   荷重２−１６Ｋｐで測定したメルトインデックス）が７
   ｇ／１０分以下である特許請求の範囲第１項又は第２項
   記載の組成物 ４、　エチレン系アイオノマーの配合量が高密度ポ。 リエチレン１００重量部当り３〜３０重量部である特許
   請求の範囲第１項、第２項又は第３項記載の組成物 ＆　一般式（１）におけるｌ−ｅ　ｍ及びｎがそれぞれ
   １以上の整数である特許請求の範囲第１項、第２項、第
   ３項又は第４項記載の組成物 ６、発泡改良剤の配合量が高密度ポリエチレン１００重
   量部当り０．０５〜１５重量部である特許請求の範囲第
   １項、第２項、第３項、第４項又は第５項記載の組成物 ７、揮発性有機発泡剤がジクロロテトラフルオロエタン
   を含む炭化水素及び又はハロゲン化炭化水素である特許
   請求の範囲第１項、第２項、第３項、第４項、第５項又
   は第６項記載の組成物