JPS6040975B2 - 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】 本発明は均一にして微細な気泡を有する熱可塑性樹脂発
泡体の製造方法に関するものであり、更に詳しくは化学
架橋発泡方法又は放射線架橋発泡方法により気泡径が平
均０．４側以下にしてバラツキの少ない気泡からなる発
泡体を得んとするものである。

従釆熱可塑性樹脂発泡体を得る方法としてはいくつかの
方法がある。

例えば樹脂に化学発泡剤及び該発泡剤より低い分解温度
を有する有機過酸化物を混合し該有機過酸化物を分解せ
しめて茅辞喬結合を形成し次いで発泡剤を分解せしめて
発泡体を得る方法、又は樹脂の発泡剤を添加混練した後
成型し電子線を照射して架橋結合を形成し、これを加熱
することにより発泡剤を分解せしめて発泡体を得る方法
がある。然るに前者の方法においては架橋と発泡とを一
段加熱工程により行えば連続的に発泡体をうろことがで
きるが、その場合気泡は粗大であり且つ発泡剤の有効利
用率も低い。

又架橋と発泡とを二段の加熱工程により行えば架橋が終
了して発泡が行われるため気泡は微細化するが発泡剤か
らの初期分解ガス或は架等蕎剤からの分解ガスが気泡化
するのを防止するために架橋処理は加圧下で行わなけれ
ばならず非能率的である。又、後者の方法においては比
較的微細な気泡を有する発泡体が得られるが照射後直ち
に発泡せしめると気泡径が粗大となるという欠点がある
。本発明はかかる欠点を改善するため人手を要せず連続
的な架橋発泡工程において均一微細な気泡を有する発泡
体の製造方法について鋭意研究を行った結果、発泡前の
発泡性組成物中に溶解している徴量の酸素と、それから
得られた発泡体の気泡径とが密接な関係を有することを
見出し本発明に至ったものである。

即ち本発明は熱可塑性樹脂に熱分解型発泡剤を混合した
発泡性組成物を所望形状に成型した後これを加熱して発
泡体を製造する方法において、該組成物の成型中ガス抜
きを行うものである。本発明においてガス抜きの処理を
行うことにより微細気泡を有する発泡体が得られる理由
については明らかではないが、発泡性組成物中にガス成
分が存在すると該ガスは発泡工程において発生する発泡
剤からの分解ガスとともに発泡の極めて初期に核気泡を
形成する。即ち化学努群喬剤を用いる化学架橋発泡法で
は、混綾及び成型過程において、成型機内の熱により少
量の化学架橋剤が分解し、成型機内の酸素と反応して安
定な化合物を形成する。これが発泡の昇温過程における
１５０〜１７０℃で少数の核気泡となる可能性が強い。
このように発泡の初期に少数の核気泡を形成するような
発泡プロセスにおいては、それ以後の発泡剤の分解ガス
が、核気泡に集中し、その結果粗大な気泡を形成するも
のと推考される。本発明においてガス抜きとは発泡性組
成物の成型中において成型用機内を減圧に保ち組成物中
に含まれているガス成分主として酸素或いは揮発性低沸
点の液体成分を該組成物中から除去するものであり、含
有するガス量を出釆うる限り減ずることにより気泡を微
細化することができるものである。

而して発泡性組成物中に含まれるガス量は次の如き測定
法により求めたガス量が１ｇｒの発泡性組成物当り０．
０６０ｃｃ以下望ましくは０．０５５ｃｃ以下、さらに
望ましくは０．０４５ｃｃ以下になるまで除去すること
が望ましいものである。ここでガス量を測定するにはガ
スを導入するためのガラス管付容器内を十分に真空にし
ておき、発泡性組成物を８０〜１００００に３び分加熱
しながら真空下でほぼ完全に該組成物中のガス分を脱離
させ、このガスを拡散ポンプによって定容積系に導いて
測定することができる。なお容器内の圧力は例えばマク
レオド真空計で読みとることができる。真空度（ガス圧
）とその容積から標準状態でのガス量を求めることがで
きる。又本発明における発泡性組成物中からガス成分或
いは低沸点液体成分を除去する方法は発泡性組成物用の
成型用機内を減圧に保つことによって該組成物よりガス
抜きを行うものである。

この減圧成型による方法については成型せんとする該組
成物を１００肌Ｈｇ以下望ましくは８仇肋Ｈｇ以下更に
望ましくは６０肋Ｈｇ以下に保つものであり、ガス成分
等の拡散を促進することから温度は高い程望ましく、通
常は該組成物の温度は樹脂の軟化温度より１ぴ０以上高
いことが望ましい。しかし、架橋剤、発泡剤の分解温度
以下に保持することが必要である。又加熱時間は使用す
る樹脂、含有するガス成分、加熱温度、成型物の厚さ等
により異なるものであるが、通常２〜３０分特に５〜２
び分の範囲で行うことが望ましい。

減圧成型の臭体的方法として例えば次の様なものがある
。｛１’押出機内を減圧にする方法：これは押出機のバ
レルに真空用の脱気孔をあげて外部からポンプにて減圧
にすることができるし、材料投入用のホッパ一部を密閉
形式とし、ホツパーに取り付けた脱気孔よりポンプにて
減圧することにより、押出機内を減圧に保つこともでき
る。

【２’金型内を減圧にする方法：金型を用いて成型する
場合に金型に真空ぴき用の脱気孔を取付けポンプにて減
圧に保ちながら成型する。

【１’、‘２１いずれの場合も真空びき用の脱気孔より
溶融した樹脂が系外へ出ない様に注意しなければならな
い。

それには、真空用の孔部と樹脂が直接接しない様に孔を
取付けるが、孔部と樹脂の間に介在物を置くことにより
避けることが出来る。本発明における減圧は成型機内の
圧力が１００肋Ｈｇ以下、０．１柳Ｈｇ以上であるが望
ましくは８０側Ｈｇ以下、０．１柳日雛〆上である。化
学架橋剤に筈をなす徴量の酸素を除くため、低圧になる
ほど好ましいが０．１柳Ｈｇより低圧に減圧とすると混
練した添加剤が蒸散するため好ましくない。本発明にお
ける熱可塑性樹脂とは例えば高密度ポリエチレン、低密
度ポリエチレン、ポＩＪプロピレン、ポリブテン−１等
のオレフィン系重合体、エチレンープロピレン共重合体
、エチレンーブテン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共
重合体、エチレンーアクリル酸共重合体、エチレンーア
クリル酸ェステル共重合体等のオレフイン系共重合体、
ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体等の
ポリビニル系重合体、ポリアクリル酸、ポリメタクリル
酸等を指すものである。

又本発明における熱分解型発泡剤とは分解温度が樹脂の
軟化点以上のものでなければならず。例えばアゾジカー
ボンアミド、ジニトロベンタメチレンテトラミン、Ｐ，
Ｐ′ーオキシビスベンゼンスルフオニルヒドラジド、ア
ゾビスイソブチロニトリル、パラトルエソスルフオニル
セミカルバザイド等である。又本発明における架橋剤と
はジターシャリブチルパーオキサイド、１，３ービス（
ターシヤリープチルパーオキシイソプロピル）ベンゼン
、２，５ージメチル２−５ジ（ターシヤリーブチルパー
オキシ）へキサン、ジクミルパーオキサイドの如き有機
過酸化物、１，９ーノナンビススルフオンアザィドの如
きアジド化合物、オクタクロルシクロベンテンの如き有
機塩化物等であって、加熱によって分解し、樹脂に架橋
結合を生成せしめるものである。

さらに上記の努萩橋剤と共にトリアリルシアヌレート、
トリアリルイソシアヌレート、トリメチロールプロパン
、トリメタクリレトの如きガストラップ剤を用いると架
橋剤から発生する分解ガスを著しく減少させることがで
きる。一般に発泡性組成物を得る際及びその成型時に極
めて僅かではあるが架橋剤が徴量に分解してガスが発生
する。しかし上記ガストラップ剤を混入しておくと架橋
剤からの分解ガスを捕捉してそれだけ残存ガスが少なく
なる。従って架橋前にガス抜き工程を行えば、それだけ
短時間で発泡性組成物はガスのない状態となる。架橋時
においてもガストラツプ剤の同様な作用によりガスの完
全にない状態となり発泡はもはや核気泡のない状態で開
始されるから、超微細の気泡からなる発泡体をうろこと
ができる。又本発明における混練工程とは放射線架橋を
行う場合には樹脂に発泡剤を、化学架橋の場合には樹脂
に発泡剤と化学架橋剤とを渡練すればよく、通常はミキ
シングロール、加圧ニーダー、バンバリーミキサー、押
出機等により行うものであるが、何れの場合においても
発泡剤及び架橋剤を分解せしめないことが必要である。

又本発明における成型工程とは押出機或はプレス成型等
により板状、シート状、粒状等に成型することでありこ
の場合においても発泡剤及び架橋剤を分解させないこと
が必要である。

本発明における加熱はガス抜きされた発泡性組成物を発
泡するために発泡剤の分解温度以上の温度に加熱する。

加熱の手段は赤外線ヒーター、熱風加熱炉、塩裕等何れ
の方法でもよい。なお本発明は発泡性組成物中に簸燃剤
、架橋促進剤、発泡助剤等を適宜添加してもよい。

次に本発明の実施例をあげて説明する（以下部とあるは
何れも重量部を示す）実施例 １ 低密度ポリエチレン１００部、発泡剤としてアゾジカー
ボンアミドを１５部、架橋剤としてジクミルターシヤＩ
Ｊーブチルパーオキサイドを０．柊部、ガストラツプ剤
としてトリアリルイソシアヌレートを０．５部加え、１
３ぴ０の温度にて押出成型するに際しホツパ一部に真空
びき用の孔をつけ気密を保ちつつ押出機内を夫々■１５
０肌Ｈｇ、■斑岬Ｈｇ及び■５比肋Ｈｇに減圧して押出
す方法と■減圧せずに通常押出にて押出す方法とシート
状に成型物を得、これを直ちに熱風発泡炉（２３０℃）
で発泡させたところ、第１表に示す発泡体を得た。

第１表 第１表より１５０肋Ｈｇの真空度サンプルは通常押出と
あまり変らないが、ｌｏ肌日製〆下となると格段に気泡
が微細化することが判る。

実施例 ２ 低密度ポリエチレン１００部、発泡剤としてアゾジカー
ボンアミドを１５部、努封喬剤としてジクミルターシャ
リーブチルパーオキサィドを０．７部、ガストラップ剤
としてトリアリルィソシアヌレートを０．３部加え、１
３０ｏｏの温度で押出機にて混練成型するに際し、押出
機の第１ゾーンのバレル部に作った減圧用孔より真空ポ
ンプにて４５肌Ｈｇまで減圧しその真空度で継続的にシ
ート状に押出成型を行なった。

そのシートを直ちに温度２３５ｏｏの発泡炉にみちびき
発泡させたところ、密度０．０３鬼／洲、平均気泡径０
．２劫松と極めて微細にして均一な気泡の発泡体を得た
。一方向上組成のものを上記と同一押出機にて同一温度
でシート状に押出すとき減圧にすることなく押出した。

該シート状を直ちに上記と同一温度の発泡炉にみちびき
発泡させたところ、密度０．０３５ｇノの、平均気泡径
０．４２肋とやや粗大な気泡の発泡体しか得られなかっ
た。実施例 ３ 低密度ポリエチレン１００部、発泡剤としてアゾジカー
ボンアミドを１５部、架橋剤としてジクミルターシャリ
ーブチルパーオキサィドを０．６部、ガストラツプ剤と
してトリアリルィソシアヌレートを０．３部加え蒸熱ロ
ールにて濠練した。

その混和物Ａ真空用孔の取付けられた金型に入れ、金型
内を５０肋Ｈｇの減圧下に保持したまま１００トンプレ
スにて２柵厚さに成型した。なお比較のために上記混和
物をＢ真空用孔のっけられていない通常の金型に入れ減
圧にすることなく上記と同様にプレス成型した。

両者をプレス後直ちに２００℃のメタルバスにて発泡ご
せたところ、第２表に示した様な結果を得た。第２表 第２表から明らかなように本発明によればガス抜きによ
る気泡微細化効果が著しくすぐれたものが得られること
が判る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 熱可塑性樹脂に熱分解型発泡剤を混合した発泡性組
   成物を所望形状に成型した後、これを加熱して発泡体を
   製造する方法において、該組成物の成型中に１００ｍｍ
   Ｈｇ以下の減圧にしてガス抜きを行うことを特徴とする
   熱可塑性樹脂発泡体の製造方法。