JPS60245648A

JPS60245648A - 重合体発泡粒子の製造方法

Info

Publication number: JPS60245648A
Application number: JP10140784A
Authority: JP
Inventors: Shohei Yoshimura; 吉村　正平; Toru Yamaguchi; 徹山口; Masato Kanbe; 神部　正人
Original assignee: JSP Corp
Current assignee: JSP Corp
Priority date: 1984-05-19
Filing date: 1984-05-19
Publication date: 1985-12-05
Also published as: JPH0510373B2

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】〔技術分野〕本発明は重合体発泡粒子の製造方法に関するものである
。

〔従来技術〕

従来１重合体発泡粒子を得るために、揮発性有機発泡剤
を含有する重合体粒子を、分散媒としての水に分散させ
、発泡剤の蒸気圧又はそれ以」二の圧力に保持しながら
重合体の軟化温度以」二に加熱した後１分散媒としての
水と共に、加圧帯域から低圧帯域に放出させる方法は知
られている（特公昭５６−１３４４号公報）。

しかしながら、この方法の場合、重合体粒子を軟化温度
以上に加熱する際に、分散剤として用いた大量の水も同
時に重合体の軟化温度以」二に加熱する必要があること
から、大量の熱エネルギーを要するという欠点があった
。

〔目　的〕

本発明者らは、従来技術に見られる前記欠点を克服すべ
く鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成するに到った。

〔構　成〕

即ち、本発明によれば、発泡剤として無機ガスを含有し
、かつ軟化温度以上に加熱された重合体粒子を、融着防
止剤を用いて相互に分離させた状態で、ガス状媒体と共
に、加圧帯域から低圧帯帯域へ放出させることを特徴と
する重合体発泡粒子の製造方法が提供される。

本発明においては、発泡剤として無機ガスを用いると共
に、重合体の分散媒体としてガス状のものを用いること
を特徴とする。従来、このような条件を採用して、重合
体発泡粒子を製造する方法は知られていない。従来、発
泡剤としては、プロパンや、ブタン、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の揮発性
有機化合物が用いられてきたが、本発明者らの研究によ
れば、二酸化炭素や、窒素ガス、空気等の無機ガス一般
も有効な発泡剤として使用し得ることを見出した。さら
に、十分な融着防止剤の存在下では、ガス状分散剤媒体
を用いても、加熱軟化された重合体粒子は相互に融着せ
ず、分離状態に保持し得ることを見出した。本発明は、
これらの知見に基づいた完成されたものである。

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、プロピレン単独
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
が、架橋したものが好ましい。この重合体粒子の粒径は
、通常。

０．５〜１５ｍｍの範囲である。

本発明においては、重合体粒子の融着を防ぎ、粒子相互
を分離させた状態に保持するために、融着防止剤を用い
るが、このものとしては、発泡温度において非溶融性の
有機及び無機系の微粒子が用いられる。融着防止剤の具
体例としては、例えば、無機系のものに関して、酸化ア
ルミニウム、酸化チタン、塩基性炭酸マグネシウム、塩
基性炭酸亜鉛、炭酸カルシウム等の金属化合物が挙げら
れ、有機系のものに関してナイロン、ポリエステル等が
挙げられる。これらの融着防止剤は、単独又は混合物の
形で用いられる。融着防止剤の径は、０．００５〜１０
０μｍ、好ましく　０．０１〜１０μｍの範囲であり、
融着防止剤の使用量は、重合体粒子１００重量部に対し
、通常、０．０１〜２０重量部、好ましくは０．５〜５
重量部である。金属酸化物を融着防止剤とする場合は１
重合体粒子１．００重量部に対し、０．１〜２０重量部
、好ましくは０．５〜５重量部の範囲にするのがよい。

この融着防止剤は、重合体をその軟化温度以上に加熱す
る以前に、重合体粒子に十分混合攪拌して、重合体粒子
に付着させておいてもよいし、軟化温度以上に加熱する
に際し、重合体粒子と混合攪拌してもよい。また、流動
系を用いて重合体粒子と融着防止剤を混合することもで
きる。

本発明の方法は、重合体粒子に発泡剤を含浸させる工程
及び重合体粒子を軟化温度以上に加熱する工程を含む。

これらの工程は別々に実施し得るが、同時に実施するの
が好ましい。

重合体粒子に対する発泡剤の含浸工程は、重合体粒子に
対し、発泡剤として無機ガスを加圧及び加熱条件下で接
触させることによって実施される。

この場合、無機ガスとしては、例えば、水素、酸素、窒
素、二酸化炭素、アンモニア、窒素酸化物、弗素、塩素
、弗化水素、塩化水素、ヘリウム、ネオン、アルゴン、
水蒸気及びそれらの混合物等が挙げられる。本発明にお
いては１、安全性及びコストの点では、殊に窒素ガスや
空気、二酸化炭素の使用が有利である。

重合体粒子に対して無機ガス発泡剤を含浸させる場合、
揮発性含浸助剤を併用することができる。

揮発性含浸助剤を存在させることにより１重合体粒子に
対する無機ガスの含浸比率を高めることができる。この
ような揮発性含浸助剤としては、重合体粒子に対して可
塑化作用を有するものであれば任意のものが用いられ、
例えば、アセトン、トルエン、キシレン、ヘプタン、エ
チルエーテル、ジオキサン、酢酸メチル、酢酸エチル、
テトラヒドロフラン、スチレンモノマー、イソプレンオ
リゴマー、ジペンテン等が挙げられる。揮発性含浸助剤
の沸点は、通常−５０〜２５０℃、好ましくは一３０〜
２００℃である。さらに、本発明の場合、前記した無機
ガス発泡剤に対し、従来発泡剤として一般に使用されて
いる揮発性有機化合物の併用も有効であり、このような
ものとしては、例えば、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、ジクロロフ
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、シクロペンタン、シクロヘキサン等の環式脂
肪族炭化水素類が挙げられる。これらの揮発性有機発泡
剤は、単独又は混合物の形で用いられる。

本発明においで、前記した無機ガス発泡剤の使用量は、
使用する容器の容量にもよるが、重合体粒子１．　ｋｇ
に対し、通常１〜５０モル、好ましくは２〜３０モルで
あり、揮発性含浸助剤は９重合体粒子の１ｋｇに対し、
１〜１５モル、好ましくは１．５〜ｌＯモルである。ま
た、無機ガス発泡剤に対して揮発性有機発泡剤を組合せ
て使用する場合、重合体粒子１ｋｇに対し、それらの合
計量で、１〜５０モル、好ましくは２〜３０モルであり
、全発泡剤中、無機ガス発泡剤の割合は、少なくとも３
０モル％、好ましくは５０モル％以上にするのがよい。

本発明において、重合体粒子への発泡剤の含浸は前記し
た重合体粒子に発泡剤を加圧及び加熱条件下で接触させ
ることによって実施される。この場合、加圧条件として
は、少なくとも２０気圧（絶対圧）、好ましくは３０気
圧以上が採用される。加熱条件は、重合体粒子の種類に
よっても異なる力１、通常その軟化温度以上であり、結
晶性樹脂からなる重合体粒子の場合、通常そ−の融点よ
り５０℃低ν＼温度以上で融点より８０℃高い温度以下
の範囲の温度であり、非晶質の重合体粒子の場合、その
軟化温度より２０℃高い温度以上で軟化温度より１２０
℃高い温度以下の範囲の温度である。加熱時間は、通常
、１０〜２４０分程度である。この重合体発泡粒子に対
する発泡剤の含浸比率は、無機ガス発泡剤単独の場合、
重合体粒子１ｋｇに対して、少なくとも０．０５モル以
上、通常０．１〜５モル程度であり、無機ガス発泡剤を
揮発性有機発泡剤と併用する場合、重合体粒子に対し、
それらの合計量で、少なくとも０．０５モル以上、通常
、０．１〜５モルであり、また全発泡剤の含浸量に対し
、無機ガス発泡剤の比率は、少なくとも３０モル％、好
ましくは５０モル％以上の範囲に規定するのがよい。

なお、本発明においては、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１
０℃／分の速度で２００〜３００℃まで昇温し、その後
１０°Ｃ／分で５０℃まで降温した後再度り０℃／分の
速度で昇温したときの融解のピークの頂点によりめ、ピ
ークが複数の場合はその最高温度を融点とし、また重合
体の軟化温度はＡＳＴＭ　Ｄ６４８、荷重４．６ｋｇ／
ｃｏ？によってめたものである。

本発明の方法を好まし〈実施するには、加圧容器内に、
前記重合体粒子、融着防止剤を入れて密封した後、無機
ガス発泡剤を圧入し、加熱する。

この場合、内容物は攪拌により流動化させるのがよい。

このようにして重合体粒子を軟化温度以」二に加熱し、
この温度に一定時間保持して、無機ガス発泡剤の所定量
を含有する軟化した重合体粒子を形成させる。次に、こ
の重合体粒子を、加圧ガス状媒体で加圧し、加圧容器の
排出口を開放し、容器内の加圧ガス状媒体と共に低圧雰
囲気中に放出させ、これによって重合体粒子を発泡させ
る。

前記において、揮発性含浸助剤や揮発性発泡剤を併用す
る場合、これらのものは、ガス状で発泡剤と共に加圧容
器に供給し得る他、発泡剤の供給に先立ち、液体状で容
器内に添加することもできる。

本発明により得られる重合体発泡粒子は、その表面に融
着防止剤が付着しているものであるが、このものは、そ
のまま適当な用途９例えば、緩衝材等として利用し得る
が、予備発泡粒子として、そのままあるいは融着防止剤
の少なくもと一部を粒子表面から除去した後、成形用金
型に充填し、水蒸気等の加熱媒体を用いて加熱発泡させ
、発泡成形体とすることもできる。

〔効　果〕

本発明の方法は、前記構成であって、液状分散媒を使用
しないことから、加熱エネルギーを著しく節約すること
ができる。しかも、本発明の場合、空気や窒素ガス、炭
酸ガス等の安全でかつ安価な無機ガスを発泡剤として使
用し得ることから、経済的に有利であり、また発泡剤が
大気中に放出されても大気汚染の問題を生じない。さら
に、無機ガスを発泡剤とすることから、重合体粒子の膨
潤は回避され、発泡時の発泡適正温度範囲が広い・とい
う利点がある。

〔実施例〕

次に本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。

実施例５Ｑのオートクレーブに、第１表に示す重合体粒子２０
０ｇと融着防止剤（Ａｌｌ　２０３）５　ｇとの混合物
を入れて密封した後、ガス状発泡剤を圧入し、内容物を
攪拌しながら加熱した。この場合の内容物の昇温速度は
４℃ノ分であった。所要発泡温度で一定時間保持した後
、排出口を開放し、重合体粒子をガス状媒体と共に、大
気中に放出することによって、発泡体粒子を得た。得ら
れた発泡粒子は独立気泡率の高いもので、その見掛発泡
倍率を表−１に示す。

なお、表−１における符号は次のことを意味する。

Ａ・・・・・架橋化ポリエチレン（ゲル分率６５％）Ｂ
・・・・・架橋化ポリプロピレン（ゲル分率４０％）Ｆ
□２・・・ジクロロジフロロメタン特許出願人　日本スチレンベーパー株式会社代　理　人
　弁理士　池　浦　敏　明

Claims

【特許請求の範囲】（］）発泡剤として無機ガスを含有し、かつ軟化温度以
」二に加熱された重合体粒子を、融着防止剤を用いて相
互に分離させた状態で、ガス状媒体と共に、加圧帯域か
ら低圧帯帯域へ放出させることを特徴とする重合体発泡
粒子の製造方法。（２）重合体が結晶性ポリオレフィン系樹脂である特許
請求の範囲第１項の方法。（３）重合体粒子１００重量部に対し、０．０５〜１０
重量部の融着防止剤を用いる特許請求の範囲第１項又は
第２項の方法。（４）融着防止剤が金属化合物である特許請求の範囲第
１項〜第３項のいずれかの方法。