JPS61111338A - 架橋ポリオレフイン系樹脂粒状発泡成形体の製造方法 - 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、架橋ポリオレフィン系樹脂発泡粒子成形体の
製造方法の改良に関するものである。

ポリオレフィン系樹脂を基材樹脂とし、これを架橋発泡
させて架橋ポリオレフィン系樹脂発泡粒子にする方法、
更にこの発泡粒子を型内に充てんし、加熱して成形体と
する方法はすでに知られている（特開昭４７−２６４３
５号公報、特公昭４８−３４３９１号公報、特公昭５１
−２２９５１号公報、米国特許第３，５０４．０１３８
号明細書）。

架橋−ポリオレフイン系樹脂発泡粒子、現在、主として
上記のような方法により成形体に加工され緩衝材、断熱
材、包装材、防音材などとして使用されているが、最近
これを粒子のままで剥製物の内部光てん材、枕、クッシ
ョン等の充てん材にするなどの用途も開発されている。

しかしながら、現在公知のこれら架橋ポリオレフィン系
樹脂発泡粒子（以ド発泡粒子と略記する）の製造方法は
、これを例えば２０ｍ″容量といった大型の容器を並べ
これ等の間をパイプラインで結び、基材樹脂粒子及び発
泡粒子を空輸するような工業的規模の製造工程で実施し
ようとすると、例えば発泡粒子の袋詰工程では、取出経
時につれ同一重量で袋詰された袋の体積が大幅に変化し
たり、或は発泡粒子の貯蔵タンクと成形金型とをパイプ
ラインで直結し成形品を製造する工程では得られる成形
体の密度が大幅に変動し、設計値どおりの緩衝性能が得
られないといった問題が生じる欠点がある。

本発明者らの知見によると、この原因は、発泡能を付与
させるときに生じる樹脂内への発泡性気体の含有状態及
び含有量の粒子間のバラツキなどが直接得られる発泡粒
子の密度及び粒子体積のバラツキとなり、このバラツキ
が空輸時に分粒、増幅される現象と考えられている。又
この現象は、発泡性気体の含浸を１０Ｋｇ／ｃｍ″（ゲ
ージ圧）以上の圧力下で実施した場合、及び発泡倍率を
一挙に１０倍を越えて発泡させる条件を採用するときｌ
　　　　　に著しいことが究明されている。

本発明者らは、粒状発泡体の製造時における密度の不拘
−及びこの粒状発泡体の経時的な体積変化を可及的に抑
制して、バラツキのない優れた品質の成形体を工業的規
模で製造する方法を開発すべく鋭意研究を重ねた結果１
発泡体の原材料である基材樹脂粒子をいったん約３〜ｌ
Ｏ倍の発泡倍率まで発泡させたのち、さらに約１４〜４
０倍の発泡倍率になるまで発泡させ、次いで得られた粒
状発泡体に再び発泡能付与処理を施したのち成形するこ
とにより、容易にその目的を達成しうろことを見出し、
この知見に基づいて本発明をなすに至った。

すなわち、本発明は、架橋ポリオレフィン系樹脂からな
る発泡性基材樹脂粒子を、先ず約３〜１０倍の発泡゛倍
率まで発泡させ、次いで得られた粒状発泡体に発泡能付
与処理を施し、さらに最初の基材樹脂粒子に基づく発泡
倍率が約１４〜４０倍になるまで発泡させることにより
粒状発泡体を形成させ、次いでこの粒状発泡体に再び発
泡能付与処理を施したのち、成形型内で加熱成形するこ
とによりバラツキのない優れた品質の成形体を製造する
方法を提供するものである。

本発明で基材樹脂として用いられる架橋ポリオレフィン
系樹脂は、ポリエチレン、ポリプロピレンのようなオレ
フィンの単独重合体、エチレンとプロピレンとの共重合
体ような異なったオレフィンの共重合体、エチレンと酢
酸ビニルとの共重合体、エチレンとメチルメタクリレー
トとの共重合体のようなオレフィン成分を５０モル％以
上含有するオレフィンと他のモノマーとの共重合体を、
電子線照射又は有機ラジカル発生剤の添加などにより架
橋化したものである。この場合の架橋イヒｔ±、ゲル分
率３０％以上の高い架橋状態をもたらすまで行うのが好
ましい。

この架橋ポリオレフィン系樹脂の粒子を調製するには、
例えばオレフィン系樹脂を溶融押出ししてストランドを
形成させ、これに電子線を照射して架橋させたのち、ス
トランドを切断して粒状化することによって行われる。

この際の粒子の大きさには、特に制限はないが、通常０
．Ｑｌ〜３ＩＩＩＩ＋の範囲内で選ばれる。

本発明においては、このようにして調製した基材樹脂粒
子を、発泡倍率約３〜１０倍までの一次発泡と、発泡倍
率約１４〜４０倍までの二次発泡の２段階での発泡を行
う点に特徴がある。前記の一次発泡が、前記のようにし
て得た基材樹脂粒子にプロパン、ペンタンなどのような
有機揮発性物質を含浸させたの−ち、所望の発泡倍率に
なるまで加熱発泡させることによって行うこともできる
が、例えば特開昭４７−２６４３５号公報の方法に従い
、オレフィン系樹脂粒子に水性液中で架橋剤と有機揮発
性物質とを含浸させ、これを加熱して架橋化と発泡とを
同時に行わせるのが有利である。

この際使用される発泡剤の量は、所望の発泡倍率及び発
泡剤の発泡能などに左右されるが、通常、樹脂重量に基
づき１〜２０重量％の範囲内で選ばれる。

この−次発泡は、発泡倍率が約３〜１０倍になる程度ま
で行うことが必要である。これよりも低い発泡倍率では
、二次発泡の際の発泡能付与処理に時間がかかりすぎて
効率低下の原因になる上に、最終的に得られる高発泡体
の密度にバラツキをｇ二じる原因となる。一方、これよ
りも高い発泡倍率にすると、この際に既に大きな体積の
バラツキを生じ、後続の二次発泡においてこのバラツキ
のきよう正が困難になる。したがって、−次発泡におけ
る発泡倍率としては４〜８倍の範囲が好適である。

次に、本発明においては、このようにして調製した粒状
発泡体を、さらに二次発泡に付すが、これに先立って発
泡能付与処理を施す必要がある。

この処理は、−次発泡の場合と同様に、有機揮発性物質
を含浸させて行うこともできるが、４ｏ〜ａ　ｏ　’ｃ
及び５〜１０Ｋｇ／ｃｍ”（ゲージ圧）に維持した条件
下で発泡用ガス例えば空気、窒素、二酸化炭素、ヘリウ
ムなどの不活性ガスを粒状発泡体内に浸透させることに
よって行うのが好ましい。

この際、圧力を５Ｋｇ／ｃｍ’未満にしたり、あるいは
温度を４０℃未満にすると、浸透に長時間を１　　要し
能率が低下することになるし、また圧力を１０Ｋｇ／ｃ
ｒｎ’よりも大きくしたり、温度を８０℃よりも高くす
ると、浸透時間は短縮できるが。

後続の発泡により生じる粒状発泡体における体積のバラ
ツキが多くなる上に、粒状発泡体の内外の気泡分布に差
を生じるため、発泡剤の使用量を多くしても、発泡倍率
を高くすることができなくなる。

二次発泡工程においては、このようにして、発泡能付与
処理を施した粒状発泡体を、加熱することにより、最初
の基材樹脂粒子に基づく発泡倍率が約１４〜４０倍にな
るまで発泡させる。この際の加熱温度は、ｌＯＯ〜１３
（ｌ程度で十分である。

このようにして１体積、密度等についてのバラツキのな
い高発泡倍率の粒状発泡体を得ることができる。このも
のは、経時的な体積、密度の変化が少なく、シたがって
大量生産方式の原料として使用した場合、その重量基準
に基づく供給量制御において一定した量の供給が可能で
ある上に、貯蔵タンク内、輸送パイプ内での分級現象を
起すおそれもないため、成形製品の品質にバラツキを生
じることがないという利点を有している。

このようにして得られた粒状発泡体に再び発泡能付与処
理を施したのち、成形型に充てんし、常法に従って加熱
成形することにより、成形型に忠実な形状をもつ均質な
発泡成形体を得ることができる。この際の発泡能付与処
理は、前記した二次発泡工程の前に行う発泡能付与処理
と同様に行うことができるが、場合によっては、成形型
内で行−うこともできる、さらに、この発泡能付与は、
前記のようにして得た発泡倍率１４〜４０倍の粒状発泡
体を、その体積に基づき４０〜８０％になるまで圧縮す
ることによって行うこともできる。この圧縮後の体積が
８０％よりも大きくなると、換言すれば体積減少率が２
０％よりも小さいと成形時の発泡能が不足し、しわの多
い成形体を生じる原因になるし、反対に圧縮後の体積が
４０％よりも小さくなると、換言すれば体積減少率が６
０％を越えると、成形時に成形体の内部の粒子間の融着
が十分に進行せず良質の成形体を与えることができない
。

この圧縮処理は、例えば成形前の粒状発泡体を密閉容器
又は成形型内に充てんし、これに圧力を加え、加圧した
状態のまま加熱成形を開始し、漸次放圧しながら、成形
を完了させることによって行うのが有利である。この圧
縮の際の加圧は、粒状発泡体全体にほぼ均一に圧力がか
かるように行うのが好ましく、したがって、この点にお
いても機械的圧縮よりも加圧気体による直接加圧の方が
有利である。

この圧縮による発泡能付与処理は、前記の粒状発泡体を
用いた場合に、はじめて可能であって、従来法により得
られたバラツキの多い粒状発泡体に対して適用すると成
形不能の状態になる。これは、同一条件で粒子を圧縮し
ても事実上、各粒子の密度により圧縮状態が異なり、各
粒子の発泡能にバラツキを生じるためと考えられる。

また、本発明方法における型内成形は、通常、０．３〜
２．０　Ｋｇ／ｃｍ”の飽和水蒸気を用い、２．０−１
００秒間加熱することによって行うことができる。

このように、本発明は、常圧下では原料粒状発泡体内に
気体を浸透した状態に維持することができない、すなわ
ち発泡能の経時持続性が悪い架橋ポリオレフィン系樹脂
発泡体の型内成形において、発泡能の持続性を考慮する
ことなく成形しうる工業的方法を提供した点で非常に注
目すべきものということができる。

次に実施例により本発明をさらに詳細に説明する。なお
各例中における加熱時間、発泡倍率、圧縮度、バラツキ
は次の意味で用いられる。

工、加熱時間 発泡温度に至るまでの加熱と発泡温度に至った後の加熱
との合計時間 ＩＩ　、発泡倍率 任意の発泡粒子、及び発泡成形体をメスシリンダー水中
で体積を測定しその重量で除したもの、　単位　ｃｃ／
ｇ ■、バラツキ １（１）発泡粒子のバラツキ 異なったメツシュの円形網目を段階的に設けた分粒機に
任意のｌθ箇所より各５０ｇずつ採取したサンプルを通
して分粒し。

最も多情の粒子が残留した段の粒子の平均発泡倍率を「
倍率」として示し、さらにその段より上部の段に残留し
た粒子全体の平均発泡倍率（Ｍ）と、その段より下部の
段に残留した粒子全体の平均発泡倍率（Ｎ）とを求め、 −Ｎ 発泡のバラツキｍ　＝　−Ｘ　　１００倍　　率 として求め、これを示した。

（２）成形品のバラツキ （サンプル５０（ｉｆの成形品の最大倍率差を求め２、
これを平均倍率で除したもの）　Ｘ　ｔｏ。

■、圧縮度 大気圧下での発泡粒子の真の容ａ（メスシリンダー水中
で測定した容積）をＶｏとし、さらにそのものを各種条
件の気体圧力下で１０分間加圧した後のをＶｌとし　□
Ｘ　１００Ｏ で求められたものである。

一般的に発泡粒子の基材樹脂、架橋度、発泡倍率が定ま
った条件下では、気体加圧力により圧縮度が変化するの
で、あらかじめその関係を求め、金型内に発泡粒子を充
てんするとき、又は充てん後に気体加圧力を調製して圧
縮度を定める。

機械的圧縮度の場合は成形用金型の圧縮前後の容積比か
ら圧縮度を決めることができる。

実施例１ ポリエチレン樹脂（塩ダウ製ポリエチレン２１３０、ビ
カット軟化点９１℃）中に、架橋剤としてジクミルパー
オキサイド（日本油脂製）を０．４５重量％練込み、架
橋して得られたゲル分率６１％の架橋ポリエチレン樹脂
粒子（球状直径１．５　＋ａｍ＋　）を耐圧容器に収容
し、ジクロロジフルオロメタン中で加圧、加熱した後冷
却して得られた発泡性架橋ポリエチレン樹脂粒子を取り
出し加圧型発泡機に保持し、蒸気を通じ第１表に示す条
件で発泡させ一次発泡粒子とし１次いでこの粒子を耐圧
容器に収容して、空気で加圧、加熱処理を行い気泡内圧
を高めた後、粒子を取り出し加圧型発泡機に保持し蒸気
を通じて第１表に示す条件で発泡させ二次発泡粒子とし
、いったん空気輸送で２０ｍ’サイロに貯蔵したあと、
さらに空気輸送で別の耐圧容器中に逐次収容して、１８
Ｋｇ／ｃｍ″Ｇで３５分間。

８５℃の空気中に保持し、気泡内圧１．５Ｋｇ／ｃｍ’
Ｇになったものを取り出し、ただちにＥＣ）１０−１２
０型成形１１（東洋機械金属株式会社製）に取付けたカ
メラケース（外側寸法１８０ｍｓＸ１３５ｍｍＸ　５０
ｍｍ）　Ｘ　９個取り閉鎖可能で密閉できない金型に充
てんしたのち、水蒸気圧力０．８Ｋｇ／ｃｒｎ’Ｇで加
熱成形し、冷却後型から取り出し６０’Ｃの乾燥室で６
時間乾燥して水分を完全に除去した。

上記方法で得られた成形品２０００個の中から各試料共
にアトランダムに５０個をサンプリングし倍率及びバラ
ツキを測定した結果を第１表に示す。

なお、以下に使用する評価は次の基準による。

○：　優れた品質のものが、工業的かつ経済的に極めて
有利に生産できる。

Ｏ：　実用に酎える品質のものが、工業的かつ経済的に
生産できる。

Ｘ：　工業的に実用に耐える品質のものを生産し得ず、
不経済なものになる。

実施例２ 実施例１に示す試料Ｎｏ、１．３．５．６の二次発泡粒
子を用いること、成形発泡能付与方法として二次発泡粒
子を型内に充てん後圧縮する方法を用いること、成形加
熱（水蒸気）条件を第２表（時間各４０秒）に示す条件
にすること以外は実施例１と同じ方法を繰り返した。そ
の結果を第２表に示す。

第　　　２　　　表

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）架橋ポリオレフィン系樹脂粒子を、先ず約３〜１
   ０倍の発泡倍率まで発泡させたのち、この生成発泡体に
   発泡能付与処理を施し、さらに最初の樹脂粒子に基づき
   約１４〜４０倍の発泡倍率まで発泡させることにより粒
   状発泡体を形成させ、次いでこの粒状発泡体に再び発泡
   能付与処理を施したのち、成形型内で加熱成形すること
   を特徴とする架橋ポリオレフィン系樹脂発泡成形体の製
   造方法。
2. （２）粒状発泡体への発泡能付与処理を、その体積が最
   初の４０〜８０％になるまで圧縮することによつて行う
   特許請求の範囲第１項記載の方法。
3. （３）圧縮を加圧空気により行う特許請求の範囲第２項
   記載の方法。