JPS6026501B2 - 熱可塑性樹脂発泡体の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は発泡気泡が均一かつ微細であり表面平滑性を有
し、麓口パッキング材等に用いて好適な熱可塑性樹脂発
泡体の製造方法に関するものである。

熱可塑性樹脂の押出発泡体を得る場合、一般には以下に
記す２つの方法が用いられる。

第１は熱可塑性樹脂にアゾジカルボンアミド等の熱分解
型発泡剤を混合して押出機に投入し、押出機内でかかる
発泡剤を分解して発泡性樹脂組成物とせしめ、Ｔダイ又
はサーキューラーダイその他所望形状の口金より吐出し
て発泡する方法（以下方法１という）である。今１つは
低沸点の脂肪族炭化水素又はハロゲン化炭化水素等の物
理型発泡剤を押出機の中途に圧入、又はかかる発泡剤を
押出機へ投入前の熱可塑性樹脂にあらかじめ含浸せしめ
ることにより発泡性樹脂組成物をつくり、口金より吐出
発泡せしめる方法（以下方法２という）である。方法１
は装置上の複雑性を必要とせず最も簡単な方法であるが
、以下に記述する欠点を有する。

第１は、熱分解型発泡剤の分解生成物による臭いが発泡
成形品に残存する場合がある。第２に未分解物の残存や
分解生成物により純白な成形品を得ることが困難である
。第３は吐出発泡時に気泡破壊や不均一気泡が発生しや
すく、表面平滑性のすぐれた成形品を得ることがむづか
しい。第４は分解生成物等の金型内付着堆積が発生して
流出する場合があり成形品に不良を発生することがある
。ざらに吐出樹脂の温度を使用する熱可塑性樹脂の融点
近くまで下げ、発泡時の樹脂の高粘度化をはかったとし
ても、発泡倍率２．３音以上は一般には不可能である。
方法２においては導入する脂肪族炭化水素又はハロゲン
化炭化水素等の物理型発泡剤と熱可塑性樹脂の十分な混
練を工夫し、口金より吐出する樹脂の圧力及び温度を制
御することにより、押出発泡成形体の発泡倍率が数十倍
までの高倍率が得られる基本的利点を有するが、低倍率
を押出成形する場合は気泡が粗大かつ不均一になり、そ
の結果白色度及び表面平滑性に劣り、柔軟性のないもの
になる。

気泡核生成剤として、タルク等の無機物の添加が施こさ
れることもあるが、気泡の微細化には限度がある。また
、侍公昭４２一２２７８号公報に、ポリエチレンに脂肪
族炭化水素を含浸せしめ、補助発泡剤としてアゾピスィ
ソブチロニトリルおよび有機酸と炭酸塩を併用して均一
微細気泡の押出発泡体を得る方法が示されているが、ア
ゾビスィソブチロニトリルおよびその分解残燈は徴量で
も臭いを有し、かつ分解残溝の一つであるテトラメチル
コハク酸ニトリルは有毒であり、食品関係及び人体と接
触する製品には不向きとされている。上述した従来技術
の欠点を解消するものとして、出願人は、先に、ポリエ
チレンに気泡核生成剤として反応により炭酸ガス及び水
を発生する有機酸と炭酸塩又は重炭酸塩を特定の割合で
添加混合し、発泡剤として窒素ガスあるいは炭酸ガスを
用いて押出発泡する、連続的に均一微細な気泡構造を有
する発泡ポリエチレンの製造方法（特願昭５５一７２６
３１号特関昭５６−１６７４２４号）を出願した。

この方法でも発泡体の気泡倍率が２．３音くらいまでの
極低倍率では有効であったが、それ以上の発泡倍率を得
べく導入発泡ガス量を増加すると、吐出発泡時の発泡の
開始がはやく、吐出口金のきわめて近くで発泡し、発泡
樹脂が口金に付着して、発泡成形品の表面の平滑性が低
下し、かつ気泡の破壊により倍率の上昇が得られにくい
欠点を有していた。本発明は、上述の欠点を解消し、発
泡倍率が約４倍になっても気泡が均一かつ微細で純白で
あり、表面平滑性及び適度な柔軟性を有する無臭で衛生
性が高く、食品関係の容器及び塵ロパツキング材等の加
工用素材として好適な発泡体の製造方法を提供すること
を目的とする。

熱可塑性樹脂に、気泡核生成剤として反応により炭酸ガ
ス及び水を発生する有機酸と炭酸塩又は重炭酸塩を添加
混合するとともに発泡剤として窒素ガスと炭酸ガスの体
積比１：１〜１：８の混合体を溶解混合させて押出発泡
することを特徴とする熱可塑性樹脂発泡体の製造方法に
存する。

本発明において用いられる気泡核生成剤としては反応に
より炭酸ガス及び水を発生するものであり、炭酸塩又は
重炭酸塩としては炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、
炭酸カリウム等であるが好ましくは重炭酸ナトリウムで
あり、有機酸としては酒石酸、クエン酸、修酸等である
が酒石酸が最も良好な結果を与える。又本発明に用いら
れる熱可塑性樹脂としてはポリエチレン、ポリプロピレ
ンやいわゆる熱可塑性ェラストマーと言われるエチレン
−酢酸ビニル、エチレンープロピレン、エチレン−Ｑオ
レフイン等の共重合体であり単体もしくは混合体で使用
できる。

本発明においては、熱可塑性樹脂に気泡核生成剤として
有機酸と炭酸塩又は重炭酸塩を添加混合し、この配合物
を押出機に供給して溶融混合する。

そして押出機の中途より、窒素ガスと炭酸ガスの体積比
１：１〜１：８の混合体をあらかじめ混合した高圧ボン
ベ又は連続気体混合装置を用いて樹脂に導入し均一に溶
解混合させる。かかる過程で溶融混合した熱可塑性樹脂
発泡性組成物を、押出機先端に取付けたＴダィ、サーキ
ュラダィ、その他適当なダィに輸送し、熱可塑性樹脂の
軟化点以上の温度で、シート状、チュ−ブ状あるいは所
望の形状に押出発泡させるのである。本発明において用
いられる発泡剤は窒素ガスと炭酸ガスの体積比が１：１
〜１：８の混合体であるが、混合比がこの範囲をはずれ
窒素ガスが多い場合には、発泡倍率２．母音以上の成形
体を得ることは困難であり、発泡倍率２．５倍以内であ
っても、スリガラス状の細かい凹凸を有する外観表面に
なりやすい。

又上記の混合範囲外で炭酸ガスの多い場合は炭酸ガスの
みによる発泡状態に近似して気泡径が大きくかつ不均一
になりやすく、十分な純白紙と表面平滑性をもった発泡
成形品を得ることが不可能になる。上記の混合範囲の窒
素ガスと炭酸ガスの混合体においては所望倍率により押
出機内溶融樹脂へのガスの溶解量を調整することにより
、発泡倍率約４倍（発泡体密度０．２５タｒ／ｃｃ）ま
での均一かつ微細気泡を有する純白で表面平滑な熱可塑
性樹脂押出低発泡体を得ることができる。尚該発泡成形
体は含有する気泡核生成剤、発泡剤とも完全に安全なも
のであり、かつ無臭の為衛生性がきわめて高いことは言
うまでもない。押出機内の溶解樹脂への窒素ガスと炭酸
ガスの混合体の溶解量の調整は、該混合体の導入圧を調
整することによりなし得る。導入圧としては１５〜３０
ｋ９／仇の範囲が好ましい。但し、ガス混合体を１５〜
３０ｋ９／めで導入する為には、ガス混合体導入部の押
出機内樹脂圧力が１５ｋ９／塊以下の減圧になるように
工夫する必要がある。例えばガス混合体導入部付近のス
クリューの溝深さを極度に大きくするのである。又、気
泡核生成剤の好ましい添加量としては、熱可塑性樹脂１
０の重量部に対して、有機酸が０．００５〜０．５重量
部、特に好ましくは０．０１〜０．２重量部であり、炭
酸塩又は重炭酸塩が０．０１〜０．５重量部、特に好ま
しくは０．０５〜０．な重量部である。

本発明熱可塑性樹脂発泡体の製造方法は上述の如くであ
るから、得られる発泡体は均一微細な気泡構造を有し表
面平滑性に優え且つ適度な柔軟性を有し、また純白で無
臭であり衛生性の高いものとなる。したがって本発明方
法によって得られる発泡体は食品関係の容器、容器の蓋
内に挿入される墨口パッキング材等の加工用素材として
好適に用い得、特にパッキング材として用いた場合に密
封性‘こ優れ好適である。以下本発明を実施例により説
明する。

実施例 １ 低密度ポリエチレン（密度０．９２５タｒ／ｃｃ、メル
トィンデックス３．５）１００重量部に対し酒石酸０．
０２重量部、炭酸水素ナトリウム０．１５重量部を均一
に混合し、これを先端に５０仇舷中のＴダィが取付けら
れたＬ／Ｄ＝３２の６５０押出機に供給し、窒素ガスと
炭酸ガスの混合体（混合体積比 窒素ガス：炭酸ガス＝
１：４）を押出機途中から、導入圧２６ｋ９／地で圧入
し、押出機温度条件１２０〜１６０℃、押出量３０ｋ９
／Ｈｒにてシート状に押出発泡を行なった。

得られた発泡ポリエチレンシートは密度が０．２８タノ
ｃｃ（発泡倍率約３．餅音）、気泡径が１００〜１５０
山できわめて微細であり、表面が非常に平滑で純白なも
のであった。

実施例 ２ 実施例１と全く同一な樹脂発泡剤を使用し、酒石酸のみ
をクエン酸に変更して同一条件で押出発泡を行なった。

尚クエン酸は０．２重量部添加した。得られた発泡ポリ
エチレンシートは密度が０．３２タｒ／ｃｃ（発泡倍率
約３．１倍）、気泡径は１５０〜２００ムで、微細であ
り、十分表面平滑性を有するものであるが、実施例１の
発泡体に比較して透明色があり若干表面平滑性に劣るも
のであった。

実施例 ３ 低密度ポリエチレン（密度０．３２３タｒ／ｃｃ、メル
トィンデックス２．０）１０の重量部に対して酒石酸０
．０１重量部、炭酸ナトリウム０．２重量部を均一に混
合し、発泡剤として窒素ガス体積１に対して炭酸ガス体
積１．５の混合ガスを用いてこれを導入圧１８ｋ９／地
で圧入し実施例１に記す押出機、金型及び温度条件、押
出量でシートを発泡成形した。

得られた発泡ポリエチレンシートは密度が０．４５タｒ
／ｃｃ（発泡倍率約２．２倍）、気泡径は９０〜１３０
〃できわめて微細であり純白、表面平滑なものであった
。実施例 ４ 低密度ポリエチレン（密度０．９２３タｒ／ｃｃ、メル
トインデツクス２．０）１０の重量部に対して酒石酸０
．０１重量部、炭酸水素ナトリウム０．２重量部を均一
に混合し発泡剤として窒素ガス体積１に対して炭酸ガス
体積６の混合ガスを用いて、これを導入圧１８ｋｇ／の
で圧入し実施例１に記す押出機、金型及び温度条件、押
出量でシートを発泡成形した。

得られた発泡ポリエチレンシートは密度が０．３７タｒ
／ｃｃ（発泡倍率約２．７倍）、気泡径は１２０〜１６
０１で微細であり、表面平滑なものであった。実施例
５ポリプロピレン（密度０．斑タｒノｃｃ、メルトイン
デツクス２．５）７の重量部と、エチレン−Ｑオレフイ
ン共重合体（密度０．総タｒ／ｃｃ、メルトィンデツク
ス４．０）３の重量部の樹脂混合物に、酒石酸０．０ａ
重量部、炭酸水素ナトリウム０．１５重量部を均一に混
合し、これを先端に１０仇仰ぐのサーキュラダィが取付
けられた実施例１の押出機に供給し窒素ガスと炭酸ガス
の混合体（混合体積比窒素ガス：炭酸ガス＝１：３）を
押出機途中から導入圧２４ｋ９／地で圧入し、押出機温
度条件１５０〜１８０午○、押出塁２２ｋ９／比にて発
泡チューブを押出し、切り開いてシート状に成形した。

得られた発泡シートは密度が０．３１タｒ／ｃｃ（発泡
倍率約３．２倍）、気泡径は１２０〜１５０山で微細で
あり、チューブの内面と外面に光沢の差はあるが純白で
表面平滑性にすぐれたものであった。

比較例 １ 窒素ガスと炭酸ガスの混合組成比及び導入圧のみを変更
し、実施例１の装置及び条件で発泡成形を行なった。

用いた発泡剤組成と導入圧は下記２つである。１ 発泡
剤混合組成（体積比） 窒素ガス：炭酸ガス＝３：１ 発泡剤導入圧 ２０ｋ９／地 ２ 発泡剤混合組成（体積比） 窒素ガス：炭酸ガス＝１：１０ 発泡剤導入圧 ２０ｋ９／塊 得られた発泡ポリエチレンシートは１の場合は密度が０
．４３多ｒ／ｃｃ（発泡倍率約２．３音）、気泡径は９
０〜１２０ムできわめて微細であったが、表面がスリガ
ラス状の凹凸になり、表面に光沢を有しないものであっ
た。

顕微鏡で表面を見ると表皮層の気泡が破壊してスリガラ
ス状の凹凸を生じたものと判明した。２の場合は発泡体
密度０．３６汐ｒ／ｃｃ（発泡倍率約２．８倍）で、気
泡径２５０〜３００一で粗く表面平滑性と純白性に劣る
ものであった。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 熱可塑性樹脂に、気泡核生成剤として反応により炭
   酸ガス及び水を発生する有機酸と炭酸塩又は重炭酸塩を
   添加混合するとともに発泡剤として窒素ガスと炭酸ガス
   の体積比１：１〜１：８の混合体を溶解混合させて押出
   発泡することを特徴とする熱可塑性樹脂発泡体の製造方
   法。 ２ 有機酸が酒石酸であり、重炭酸塩が炭酸水素ナトリ
   ウムである特許請求の範囲第１項記載の熱可塑性樹脂発
   泡体の製造方法。