JPS6042435A - 発泡熱可塑性合成樹脂成形体 - 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、改良された物性を有する発泡熱可塑性合成樹
脂成形体、特に発泡ポリオレフィン成形体に関するもの
である６発泡熱可塑性合Ｉｔｉ、ｔｊ４脂成形体の特性
は、原料の樹脂が同しでも、発泡倍率、気泡の大きさ、
独立気泡率等により異なるものである。そして気泡の大
きさが発泡成形体の特性に及ぼす影響については、次の
２点が経験的に知られている。

（イ）気泡の直径が大きいほう力弓１張強度および圧縮
弾性回復率は良くなるが、天外すぎると、表面が硬く、
また凹凸が着しいものとなる。

（ロ）気泡の直径が小さいほうがソフトで表面が平滑で
あるが、小さすぎると、気泡膜が弱くなり、摩擦等によ
って破れ易くなる。このため、使用時または切断等の加
工工程で粉末化し易（、強度や弾性等の物性も悪（なる
。

そこで、発泡成形体を製造する場合は、所望の性能にな
るべく近い特性を持つものを得るため、使用目的に応じ
て気泡直径を選定し、その気泡直径が得られるように発
泡条件を選定する。但し従来の成形用予備発泡粒子にお
ける気泡群のＩｋ径は、その値の変動幅に大小はあって
も、気泡直径についての度数分布を見れば、事実上正規
分布またはそれに類１（］、の単単峰仕分のものである
。したがって、予備発泡粒子の製造に当り“°気泡直径
を選定する”とは、上述のような分布を持つ気泡群全体
の平均気泡直径を選定することを意味する。

ところで発泡成形体製造用の発泡粒子における気泡直径
が成形体の特性に及ぼす影響が上述のとお１）であると
き、気泡直径の異なる２種類の発泡粒子の混合物を型内
で加熱して成形することにより、大気泡径の発泡体の長
所と小気泡径の発泡体の長所とを兼備する成形体を得る
方法が考えられるが、二のような方法では、側底従来の
ものより良好な特性を持つ発泡晟形木を得ることはでき
ない。

しかしながら、平均直径に大きな差がある２群の気泡群
を個々の粒子中に有するポリオレフィン系樹脂発泡粒子
からは、きわめてすぐれた特性の発泡成形体が得られる
ことが、本発明者らにより確認された。

本発明は上記知見に基づいて完成されたものであって、
粒子中の気泡の直径についての度数分布図が双峰形であ
り、上記度数分布図における二つの峰で表わされる相対
的に大外な気泡と相対的に小さな気泡とはいずれも粒子
中に実質的に均一に分布しており、上記相対的に大きな
気泡の平均直径をｂとし相対的に小さな気泡の平均直径
をａとすると１５０μ　（Ｄ　＜　１０００　ツノ ３０Ｉｚ　＜　’；ＩＴ　＜　１５０μ３＜ｎ／ｄ＜２
０ である予備発泡熱可塑性合成樹脂粒子を成形用予備発泡
粒子の全部または一部に用いて型内成形してなる発泡熱
可塑性合成樹脂成形体を提供するものである。

第１図は、上記本発明の発泡成形体の製造に用しする特
殊な予備発泡粒子における大気泡と小気泡の分布状態を
示すモデル的な断面図である。同図に示したように、大
気泡１も小気泡２も、樹脂中の特定の箇所−二偏在する
ことなく一様に分布している。また第２図は、上記予備
発泡粒子の一例の気泡の直径についての度数分布図であ
る。但し本発明において″気泡の直径についての度数分
布図”とは、発泡粒子を半裁した断面について（ｄｉ−
１０）μ以上（ｃｂ＋１０）μ未満（但し小は２０μ間
隔で選定する代表気泡直径である）の直径を持つ気泡断
面の出現頻度ｎを調べ、上記各範囲内の直径を持つ気泡
断面の面積の総和Ｓ＋を式Ｓ　ｉ　＝　ｎπ（ｄｉ／２
）２により近旬、的にめ、これを粒子断面１０００＋ａ
ｍ２当りの値に換算して示しすこ面積度数分布図である
。なお前記大気泡の平均気泡径りおよび小気泡の平均気
泡径１は、上記度数分布図における二つの峰の間に現れ
る谷の部分の気泡直径（第２図の例では２００〜７００
μ）を境にしてそれよりも天外な直径を持つ気泡断面の
平均直径をＤとし、それ以下の直径を持つ気泡断面の平
均直径をＡとしたものである。

本発明において望ましいのは、上記度数分布図より計算
された大気泡断面積の和Ｓに対する小気泡断面積の和Ｓ
の比ｓ／Ｓが０．２〜４、特に０．５〜２の範囲にある
ことである。

上記のようにして作成される度数分布図は、発泡粒子の
真の気泡径についての度数分布とはやや異なり、小直径
側にずれた分布を示す。これは、実際には大きな気泡で
あってもその気泡が切断される位置によっては小さな気
泡断面を与えることがあるからである。しかしながら、
本発明の発泡成形体の成形材料となる予備発泡粒子は、
このような度数分布図でも双峰形の分布を示す程度に明
瞭に区別される大気泡と小気泡とを前記比率で持つもの
でなければならない。

予備発泡粒子が上述のように特異な発泡をした粒子であ
ることにより、本発明の発泡成形体は、そのモデル的な
断面図であるｖＳ３図が示すように、予備発泡粒子の融
着によって生したＩＩ！３で包囲された小さな領域内に
ついてみても、大気泡と小気泡とが均−ミニ混在するも
のである。このような本発明の発泡成形体は、引張強度
、圧縮弾性同幅率、柔軟性、外観、切断加工性なと、多
（の特性について総合的に判定すると、単峰形の気泡分
布を持つ発泡成形体よりも明らかにすぐれた性能のもの
である。これは、第１図に示したような、小気泡を含有
する樹脂に包囲されて大気泡が不規則に点在する粒子構
造がそのまま発泡成形体中に導入されること、および型
内成形に当り融着な起こす粒子表面が小気泡のみを有す
る、したがって大きな接着強度を生じ得る組織であるこ
と、などによって、気泡直径が天外い発泡成形体および
気泡直径が小さい発泡成形体の長所のみが現われるため
と思われる。

予備発泡粒、子を本発ｕ５Ｉで特定する発泡構造のもの
とすることによる発泡成形体の特性改善効果は広範囲の
発泡粒子について期待できるが、中でも効果が格別顕著
なのは、樹脂が架橋直鎖状低密度ポリエチレン、架橋ポ
リプロピレン、架橋ポリアミドエラストマー等の場合で
ある。

次に本発明の発泡成形体を成形するのに必要な予備発泡
粒子を製造する方法について説明する。製法としては次
の三つの方法が代表的なものであるが、これらに限定さ
れるわけではない。

製法　Ａ：原料の樹脂粒子をあらかじめ高温高圧下で架
橋処理したのち低圧部に放出して微細な気泡を粒子中に
生成させ、次いで常法（例えば特公昭５Ｇ−１３４４号
公報記載の方法）により発泡剤を用いて発泡させる。す
なわち、気泡含有樹脂粒子に揮発性溶剤型発泡剤を吸収
させ、更に分散媒と共に密閉容器中で加圧下に加熱した
のち分散媒と共に容器内よりも低圧の雰囲気に放出して
発泡させる。用いる発泡剤としては、樹脂粒子に浸透す
ることのできる低沸点の有機化合物（通常−５０〜１１
０”Ｃ程度の沸点を有するもの）が適当テする。その具
体例としては、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン
、ヘプタン等の脂肪族炭化水素類；シクロブタン、シク
ロペンタン等の環式脂肪族炭化水素類ニトリクロロフル
オロメタン、ジクロロフルオロメタン、ジクロロフルオ
ロメタン、ジクロロテトラフルオロエタン、メチルクロ
ライド、エチルクロライド、メチレンクロライド等のハ
ロゲン化炭化水素類などがある。発泡剤を樹脂粒子に吸
収させるには、常温で、または加熱下に、両者を接触さ
せればよいが、この工程は、独立に行うほか樹脂粒子を
分散媒と共に密閉容器中で加熱する工程と同時に行なっ
てもよい。その場合は、未処理の樹脂粒子、発泡剤およ
び分散媒を密閉容器に仕込み、撹拌しながら昇温する。

あるいは密閉容器内で未処理樹脂粒子および分散媒を加
熱し、所定の温度に達するまでの任意の段階で、発泡剤
を密閉容器内に注入し混合する。分散媒としては、水を
用いることができる。このあと、密閉容器の内容物を容
器内圧よりも低い圧力の雰囲気に放出して発泡剤を気化
させることにより樹脂粒子を発泡させる。分散媒として
水を用いた場合、上記のようにして発泡させる雰囲気は
ふつう常圧の大気でよい。この発泡処理により、樹脂粒
子中には新たな気泡（゛°小×泡”）が形成されるとと
もに、もともと粒子中に含有されていた気泡はより天外
な気泡となって、“大気泡”となる。発泡処理によって
所望の直径の大気泡を形成させるｔこめには、発泡させ
る気泡含有樹脂粒子中の気泡の直径を望ましくは５〜１
００μとする。５）ｉ未満の気泡は必要な直径を持つ大
気泡とはなりにくい。

製法　Ｂ：用いる（肘脂粒子の融着防止能および起泡性
を有する分散剤を含有し樹脂を溶解しない液体中に平均
粒子径が０．０５〜０．７−の樹脂粉末を分散させ、撹
拌して泡立すこせながら、樹脂の融点以上の温度に加熱
することにより樹脂粉末を分散媒中の気泡と共に凝集さ
せて直径が０．３〜７肺の粒子状に生長させ、冷却後、
形成された樹脂粒子を分散液から分取することにより、
粒子中に平均直径約３０μ以上の気泡を樹脂−二対する
体積比で約２倍以下含有する気泡含有樹脂粒子をまず製
造する。次いで、上述のようにして得られた気泡含有樹
脂粒子を製法Ａの場合と同様にして発泡させる。

製法　Ｃ：原料樹脂粒子を、そのＯ（脂の結晶が消失し
ない温度条件下で化学架橋剤を用いて架橋処理すること
により結晶部分に架橋が進行しないようにして架橋させ
、得られｔこ不均一架橋樹脂粒子を、結晶の融点以上の
温度で発泡させる。

以上のようにして得られた大小２群の気泡を含有する予
備発泡粒子を、成形用型内に充填して加熱することによ
り２次発泡させるとともに粒子同士を融着させて成形す
れば、本発明の発泡成形体が得られる。この成形工程は
、通常の予備発泡粒子の型内成形と全く同様にして行う
ことができる。成形する際は、通常の予備発泡粒子を混
合してもよいが、発泡成形体の特性改善効果が顕著であ
ることを期待するならば、混入率はなるべく低いことが
望ましいのはいうまでもない。

以下実施例を示して本発明を説明するが、第１表に示し
た成形体の物性の試験法は次のとおりである。

引張強度：　Ｊ′ＩＳ　Ｘ６７６７　Ａ法伸び：　ＪＩ
Ｓ　Ｘ６７６７　Ａ法 圧縮弾性回復率：厚さが２５ｍｍで５０闘四方の板状試
験片をインストロンテスターを用い圧縮速度１０＋ｎｍ
／ｍｉｎで厚さ方向に全面圧縮し、応力が４　Ｋｇ／Ｃ
ｍ２に達した時点で圧力を除く。１０分経過後の厚さＴ
を測定し、（Ｔ／２５）Ｘ１００　を圧縮弾性回復率と
する。

柔軟性：　ＮＤＳ　（防衛庁規格）Ｚ−０５０３により
、下記の基準で判定した。

○　：　ひび割れなし。

Δ　：　わずかに割れる。

×　：　割れる。

表面平滑性：下記基準により判定した。

○　：　表面凹凸が少なく、形態もすぐれている。

Δ　：　表面凹凸は認められるが、使用に耐える。

×　−表面凹凸が着しく、且つ荒れている。

切断加工性：ハンドソーによる切断加工性○ニスムース
に切断できる。仕」二す良好。

△：表面荒れる。一部不良面あり。

×：表面凹凸大。破れあり仕上り不良。

実施例および比較例 日本ユニカー社製線状低密度ポリエチレン（密度０．９
１８、融点１２３°Ｃ１メルトインデクス２．Ｏｇ／１
０分）１００重量部、ジクミルパーオキサイド０．５重
量部および微粒状酸化アルミニウム０．３重量部を水３
００重量部と混合し、オートクレーブ中で１１８℃に昇
温して３時間保持したのちｉ　ｓ　（１”Ｃで１時間加
熱して架橋させ、その後１３０℃でオートクレーブ底部
の排出口を開放して内容物を大気中に放出した。得られ
た架橋ポリエチレン樹脂粒子は微細な気泡を含有するも
のであった。この樹脂粒子１００重量部を、水２５０重
量部、ジクロロジフルオロメタン５〜３０重量部ととも
に密閉容器内に収容し、撹拌しながら１３０′〜１４５
”Ｃに昇温する。次いで内圧を３０〜４０　ｈ／ｃｍ”
（Ｇ）に保持しながら内容物を大気中に放出して（Ｉｌ
ｌ脂粒子を発泡させ、予４ｆ？１発泡粒子Ａを得る。

比較のため、同し原料樹脂から気泡のない架橋樹脂粒子
を調製し、これを上記と同様にして発泡させ、予備発泡
粒子Ｂを得る。また上記と同様にして得られた気泡含有
架橋＋１！＋脂粒子に無酸ガスを圧入し加熱して気泡を
拡大することにより、予備発泡粒子Ｃを得る。

上述のようにして得られた予備発泡粒子を３０ｍｍＸ　
３００ｍｍＸ　３００　＋ｎｍの金型に充填し、３　、
８　Ｋｇ／ｃ＋ｎ２（Ｇ　）の水蒸気で加熱して板状に
成形した。得られた発泡成形体の特性値を第１表に示す
。

【図面の簡単な説明】

第１図一本発明の発泡成形体の！！遺に用いる予備発泡
粒子の断面図 第２図二上記予備発泡粒子の一例における気泡の直径に
ついての度数分布図 ｖｔＪ３図二本発明の発泡成形体のモデル的な断面図１
　：大篤泡 ２：小気泡 ３：予備発泡粒子の融着により生した膜代理人　弁理士
　板弁−珊 才１１ 才５図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）粒子中の気泡の直径についての度数分布図が双峰
   形であり、上記度数分布図における二つの蜂で表わされ
   る相対的に大きな気泡と相対的に小さな気泡とはいずれ
   も粒子中に実質的に均一に分布しており、上記相対的に
   天外な気泡の平均直径をｎとし相対的に小さな気泡の平
   均直径をａとすると １５０μ　＜　Ｄ　＜　１００（ｌｕ ３０７ｚ　＜　ｄ　＜　１５０／Ｊ ３　＜　Ｄ／ｄ　＜　２０ である予備発泡熱可塑性合Ｉ＆、樹脂粒子を成形用予備
   発泡粒子の全部または一部に用いて型内成形してなる発
   泡熱可塑性合成樹脂成形体。
2. （２）熱可塑性合成樹脂が直鎖低密度ポリエチレンであ
   る特許請求の範囲第１項記載の成形体。