JPS60115638A - 超高分子量ポリエチレン発泡体 - 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、無架橋超高分子量ポリエチレン発泡体に関す
る。ポリエチレンの発泡成形体は、耐薬品性、耐衝撃性
などに優れていることから近年、緩衝材、断熱材等に幅
広く用いられている。製品によって種々の成形方法がと
られるが、型物発泡成形では、先ず原料ビーズを予備発
泡させて予備発泡粒子とし、これを型内で再発泡させて
成形体を製造している。予備発泡粒子を得る才での工程
は比較的複雑であり、例えば特公昭４．９−４４９４１
、同４５−８２６２８、同５２−４７５１５等によれば
先ず原料ポリエチレンに気泡調節剤等を混線添加し、こ
れを押出様を通してビーズ化する。このビーズを通常は
水性懸濁中に分散せしめ、架橋剤やグラフトスヘキヒニ
ルモノマーを含浸させた後に、架橋剤の分解温度まで昇
温し、攪拌下に保持して原料ビーズの架橋を行う。この
ようにして得た架橋ビーズに発泡剤を含浸して適当な温
度で発泡の工程で、架橋操作は、高倍率の発泡体を得る
ためには必須であるとされているが、架橋時のピースど
うしの融着防止や、架橋剤分解残渣による製品の臭気へ
の配慮等、困難な問題を含んだ単位操作である１、また
、原料ポリエチレンのヒース化も電力コスト面、および
均一なヒースを作る技術面での問題が多い。

本発明者らは、このようなヒース発泡における諸問題に
ついて鋭意検討した結果、超高分子量ポリエチレンパラ
ターを用いる架橋を行わない新しい発泡体の製造に成功
した。

すなわち、発泡成形に用いられている従来のポリエチレ
ンの分子量はｔこかだか１０数万であり、溶融時の粘弾
性が低いために、高温での発泡剤の逸散に伴う圧力に抗
しきれず、高倍率の発泡体となり得ない。そこで溶融粘
弾性を増大せしめる１こめに、一般に放射線や過酸化物
による架橋が施されているのである。一方、超高分子量
ポリエチレンはその大きな分子量に基づく多くのかなみ
合いによって融点以上でも流れず、架橋ポリエチレンと
同様の高い粘弾性を持っている。このような観点から、
あえて架橋を行わない超高分子量ポリエチレンに蒸発型
発泡剤を含浸して発′／Ｎさせたところ、原料の分子量
と組成を適当に選択することによって、高倍率で均一微
細な気泡を有する発泡体が得られることを見出した。

超高分子量ポリエチレンの分子量としては粘度平均分子
量（１％４．ｖ）が５０万から２５０万の範囲の中にあ
ることが望ましい。

ここにＭ’ｙはＧｒａｅｓｓｌｅｙらが高密度ポリエチ
レンの分別物についてめた次式を使用して溶液粘度カベ
計算したものである（　Ｖ、　Ｒ，Ｒａｊｕ　。

Ｗ、Ｗ、Ｇｒａｅｓｓｌｅｙ、ｅｔ　ａｌ、、　Ｊ、Ｐ
ｏｌｙｍｅｒ　Ｓｃｉ、。

Ｐｏｌｙｍｅｒ　Ｐｈｙｓ、Ｅｄ、、　１７．１．１８
３　（１９７９）　）。ここに〔η〕は１３５℃でテト
ラクロルベンセン中で 〔η）−４，８６ｘ　１０　Ｍｖ０°７０５測定したも
のである。分子量が５０万以下のものでは溶融時の粘弾
性が低いために発泡剤のカスの逸散が速く、カス抜けに
よって高倍率の発泡体にならないし、ま１こ発泡体は、
分子量が充分高くないｔこめ、超高分子量ポリエチレン
の優れた機械的性質が発揮されない。一方、分子量が２
５０万以上のものでは溶融時の粘弾性が高過ぎて高倍率
の発泡体とならない。このようにして、原料超高分子量
ポリエチレンの分子量を適当に選ぶことによって、言い
換えれば溶融時の粘弾性を分子量によつ−Ｃ調節するこ
とによって無架橋でも高倍率の発泡体を得ることが可能
となるのである。さらに、種々検討の結果、発泡体の気
泡形状には原料ポリエチレンの組成および粒子形状が大
きく関与することが判った。

ずなわぢ、均一で微細な気泡を得る１こめには、ます原
料ポリエチレンのコモノマー含Ｎ率が３重量パーヤント
以）であることが望ましい。これより多くのコモノマー
を含むものでは、たとえ分子量が上述の範囲内にあって
も気泡径は粗大になる傾向がある。ｔｊこパウダーの粒
径は、！？＋　２’Ａ　１４峯プｒ；　Ｌｒ　＋　Ｉ＋
　１　ｑ　ｒ＋　ａｔ　’ｋｙｉ￥、Ｊ（１ｅ！ａ、　
ｈｌ　μ　小Ｊ　ｔＴｚが高倍率発泡に適している。ｌ
ｙｍ未満のものでは、発泡剤の含有率が同じでも、発泡
剤の逸散速度がより速いため、高倍率化しにくい。さら
には、発泡体の原料としてプロセスパウダーを用いると
きには、パウダーの稠密度は重要な因子である。ＪＩＳ
　Ｋ−６７２１に準拠する方法で測定したかさ比重が０
．４０以上のものが微細な気泡を得るのに適当である。

かさ密度が０．４０未満のものでは、例えば走査型電子
顕微鏡で粒子断面を観察すると多くの空隙がみられ、発
泡剤カスの逸散が非常に速くなり、発泡成形に適さない
。

本発明に用いられる超高分子量ポリエチレンのコモノマ
ーとしては、プロピレン、ブテン−１、ヘキセン−１な
ど、炭素数が３ないし８のα−オレフィンが使用される
。

本発明に用いられる発泡剤はプロパン、ｎ−ブタン、ｎ
−ペンタン、シクロヘキサンなどの炭化水素、ジクロロ
メタン、トリクロロモノフルオロメタンなどのハロゲン
化合物など、通常ビーズ発泡に用いられる蒸発型発泡剤
が用いられる。発泡方法としては、超高分子量ポリエチ
レンパウダーに融点以下で発泡剤を含浸した後、−ｆｆ
取り出し、これをスチーム等で加熱して発泡させる方法
や、融点以上で発泡剤を含浸して、その温度で放圧する
ことによって発泡させる方法などが用いられる。

以下に実施例によって本発明を説明する。

〔実施例１〕 分子量１１０万、コモノマーとしてのブテン−１含有率
が０８重量パーセント、５０パ一セント粒径が３．５悲
、かさ用型が０．４８Ｖ歯３の超高分子量ポリエチレン
パウダー５０１とｎ−ブタン２０１を内容積１１の耐圧
ステンレス製容器に入れ、１４５℃で４時間保持した後
、−挙に放圧した。発泡倍率４０倍の柔軟性に富Ａ、だ
発泡体が得られ、その断面を走査型電子顕微鏡で観察し
たところ、直径が５０〜１００１ｉｍの均一微細な独立
気泡から成っていた。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）粘度平均分子量が５０万から２５０万の間にあり
   、コモノマー含量が８重量パーセント以下である超高分
   子量ポリエチレンを原料とし、架橋を行わすに蒸発型発
   泡剤を用いて発泡させてなることを特徴とする無架橋超
   高分子量ポリエチレン発泡体。
2. （２）粒径分布における５０チ粒径がｌｓｍ以上であっ
   て、かさ比重が０．４０　ｙ、ｚ、３以上である超高分
   子量ポリエチレンのパウダーを原料として用いてなるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲１に記載の発泡体。
3. （３）　炭素数が３ないし８のα−オレフィンの中から
   選ばれたコモノマーを共重合した超高分子量ポリエチレ
   ンを用いてなることを特徴と