JPS6143539A - ポリオレフイン型物発泡体の製造方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、壁、床等の断熱材、車のバンパー用芯材、容
器のクッション材として有用なポリオレフィン型物発泡
成形品の製造方法に関するものである。

〔従来の技術〕

架橋ポリエチレン、無架橋ポリプロピレン、架橋ポリプ
ロピレン等のポリオレフィンの発泡体は、ポリスチレン
フオームと比較して機械的強度、耐油性に優れているの
でバンパーの芯材、テレビ、電気冷蔵庫等の梱包に用い
る包装緩衝材として用いられている。

かかるポリオレフィン型物発泡体の製造方法としては、
次の方法が知られている。

（１）架橋ポリエチレンの発泡体粒子に無機ガスで加圧
処理したのち、除圧して発泡さ″せ、１．１８気圧以上
のガス圧力を内蔵する収縮のなくなった粒子とし、これ
をスチーム孔を有する型に常圧または減圧下で充填し、
該粒子が１．１８気圧以上の圧力を内蔵している間にス
チーム加熱して発泡粒子を発泡させ、粒子を相互に融着
させて型物発泡体製品を製造する加圧熟成成形法（特公
昭５１−２．２．９５１号）。

（２）ポリプロピレンの発泡体粒子に無機ガスまたは無
機ガスと揮発性有機膨張剤との混合ガスで加圧処理して
無機ガスの分圧が０．４〜１．１　Ｋｇ／ｉＧ％揮発性
有機膨張剤の分圧が０．８〜ｘ、６Ｋｖ／ｉＧであり、
かつ全圧が１．４〜２．．５Ｋｑ／（ＪＱであるガス圧
力を内蔵する粒子とし、これを常圧でスチーム孔を有す
る金型内に充填し、ついでスチーム加熱して粒子を相互
に融着させて型物発泡体製品を製造する加圧熟成成形法
−２（特開昭５７−１２．０３５号）。

（３）架橋ポリエチレン発泡体粒子を、元の見かけの嵩
容積の４０〜８０チに無機ガスまたは揮発性有機膨張剤
のガス圧力で圧縮してスチーム孔を有する金型内に充填
し、ついでスチーム加熱して粒子同志を相互に融着させ
て型物発泡製品を製造する圧縮充填成形法（＠公昭５３
−３３９９６号）。

（１）と（２）の加圧熟成成形方法は、（３）の圧縮充
填成形法により得られる型物成形品よりも発泡体粒子間
の間隙のない外観の優れた製品が得られる利点を有する
が、無機ガスによる発泡体粒子の加圧処理、除圧による
発泡、収縮のない発泡体粒子とする加圧熟成時間が２０
〜４０時間と長い欠点があり、生産性が悪い。

（３）の圧縮充填成形法は、成形サイクルの面では上記
加圧熟成成形法よゆも優れるが、発泡体粒子を元の見か
け容精の４０〜８０チに圧縮して型内に充填して成形す
る方法であるから発泡体粒子の密度が小さい嵩ばったも
のが必要とされ、発泡体粒子の製造メーカーより型物製
品の加工メーカーへの発泡体粒子の輸送コストが高いと
ともに、その貯蔵コストも高くなる欠点がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は、加圧熟成成形法と圧縮充填成形法の両者を組
み合すことにより、加圧熟成成形法において成形サイク
ルが長いという欠点を解決し、外観の良好な発泡体製品
を製造する方法を提供するものである。

すなわち、発泡体粒子をスチーム孔を有する金型の型窩
内に充填し、加熱融着させて型物発泡体製品を製造する
方法に於ては、型窩内に充填され九発泡体粒子間に空隙
が生じる。この空隙を埋めるために（１）と（２）の加
圧熟成成形法では、無機ガスまたは揮発性有機膨張剤を
発泡体粒子内に浸透させて発泡体粒子に膨張性を付与し
、加熱により該発泡体粒子を膨張させて前記粒子間の空
隙を埋めている。後者の圧縮充填成形法では圧縮された
発泡体粒子が除圧されて復元する力を利用して粒子間の
空隙を埋めている。

〔問題点を解決する具体的な手段〕

本発明においては、両方法を併用することにより、加圧
熟成成形法における成形サイクルおよび、加圧熟成時間
を短縮するとともに、圧縮充填成形法では得られない外
観の良好な発泡体型物製品を得ることが可能としたもの
である。すなわち、本発明の方法においては、型窩内に
おける発泡体粒子間の空隙を発泡体粒子内に浸透させた
無機ガスお工び／ｌたは揮発性有機膨張剤の夏脹力と圧
縮された発泡体粒子の復元力を併用するので加圧熟成成
形方法独の場合よりも浸透させるガス圧力を小さくする
ことができ、′、それ故に成形サイクルを短縮できる。

即ち、本発明は、独立気泡を有するポリオレフィン発泡
体粒子に加圧ガスで、０．３〜ＩＫｖ／ｆｆ１Ｇのガス
圧力を発泡体粒子内に付与せしめたのち、これを加圧し
た・無機ガスで見かけの嵩容積が６０〜９０チとなるよ
うに圧縮しつつ型窩内に充填し、ついで発泡体粒子が圧
縮された状態で型窩よりガス回を抜き、しかるのちに型
窩内にスチームを導き圧縮された発泡体粒子同志を融着
させることを特徴とするポリオレフィン型物発泡体の製
造方法を提供するものである。

（発泡体粒子） 本発明の発泡体粒子は、嵩密度が１２ｆ／ｌ〜５０り／
１．粒子径が２〜５閣のポリオレフィン発泡体粒子で、
ポリオレフィン発泡体粒子は架橋゛されていても架橋さ
れていなくてもよい。ポリオレフィンとしては、ポリエ
チレン、ポリプロピレン、エチレン・プロピレンランダ
ム共重合体（工ｆＬ／ン含ｆｆｔ　１〜１２重量％）、
エチレン・プロピレン・ブテン−１ランダム共重合体（
エチレン含量１〜１０重量％、ブテン−１含量２〜１０
重量％）、エチレン・酢酸ビニル共重合体（酢酸ビニル
含量３〜２８重量％）、シラン変性ポリプロピレン、こ
れらの架橋物等があげられる。

発泡体粒子の製造法としては、ポリオレフィンと熱分解
型発泡剤の混合物を押出機でストランド状に押し出し、
発泡させ、これをペレット状に架橋したもの、ポリオレ
フィン粒子にジクロロジフルオロメタン、ブタン等の揮
発性膨張剤を含浸させて発泡力を付与したのち、加熱発
泡させたもの、ポリオレフィン発泡体製品を粉砕したも
の、水に分散した無機充填剤含有ポリオレフィン粒子に
水を浸透させ、加熱加圧したのち、水とともにポリオレ
フィン粒子をオートクレーブ内より大気圧中に放出して
得た発泡体粒子等があげられる（特公昭４６−３８７１
６号、同４９−２．１８３号、同５１−２．２９５１号
、同５６−１３４４号、同５７−１７８９０号、特開昭
４７−３４４５８号、同５７−９００２．７号、同５８
−５５２．３１号、同５８−１９７０２．７号等）に の発泡体粒子は、２．６−ｔ−ブチルフェノール等の安
定剤、紫外線吸収剤、染料、酸化チタン、カーボンブラ
ック等の顔料、高級脂肪酸金属塩等の滑剤、高級脂肪酸
のトリグリセライド等の表面改質剤等を含有していても
よい。

この発泡体粒子は、独立気泡率が７０％以上のものが通
常である。

（加圧処理） ポリオレフィン発泡体粒子に膨張性を付与させるために
、発泡体粒子を加圧ガス雰囲気中に保持して発泡体粒子
のセルの内圧を０．３〜ＩＫｇ／　ｃｎｉ　Ｇまで高め
る。加圧処理は加圧容器内に発泡体粒子を入れ、該加圧
容器内に０，１〜４Ｋｆ／ｃｔｌＧの加圧ガスを５〜２
０時間供給して行なう。加圧処理時の温度は、通常、常
温で行なうが加熱してもよく、゛上記温度は粒子の材質
、粒子径、加圧処理時間等を考慮して決められる。加圧
ガスは、無機ガスでも揮発性有機膨張剤でも、両者を併
用してもよい。

無機ガスとしては、例えば空気、窒素、アルゴン、ネオ
ン、二駿化炭素等が、揮発性膨張剤としてはプロパン、
ブタン、ペンタン、シクロブタン、トリクロロフロロメ
タン、ジクロロジフロロメタン、メチルクロライド等が
あげられる。これらの中でも経済的には空気が好ましい
。

加圧処理の方法は、特公昭５１−２２．９５１号、同５
２−３０３０４号、特開昭５７−１２．０３５号、同５
８−１０１０２５号公報等に記載されているので、ここ
では詳細な説明を省く。

加圧処理により発泡体粒子内にガスが浸透され、発泡体
粒子内に一定のガス圧力が付与される。この粒子内圧は
、０．３〜ＩＫｆ／ｄＧである。０．３　ＫＩＩ／ｄＧ
未満ではスチームにて加熱して発泡体粒子同志を相互に
融着させて型物発泡製品を製造する際、発泡体粒子間の
間隙・をうめるのに不充分である。逆にＩＫｑ／ａ／Ｉ
Ｇを越えては加圧処理に時間を要する欠点がある。

（圧縮充填） 前記加圧処理された発泡体粒子は、加圧円筒状容器（ホ
ッパー）内に貯蔵され、加圧ガスによりもとの見かけの
嵩容積の６０〜９０％となるように加圧ガスで圧縮（従
って圧縮率は１０〜４０チ）され、ついで１対の雌型と
雄型とよりなる型より形成される１〜１０Ｋｖ／ｃｒｌ
Ｇに加圧された型窩内に充填され、ついで充填ガンを閉
じたのち、発泡体粒子が圧縮されている状態でガス抜き
を行ない、型窩内の圧力を大気圧近くまで、または大気
圧まで調整して圧縮された発泡体粒子の復元力を利用し
て粒子間の空隙を埋める。

加圧ガスとしては前述の無機ガスや揮発性有機膨張剤が
利用できるが、経済的、安全性の面から空気、窒素ガス
等の無機ガスを用いる、発泡体粒子を圧縮する無機ガス
の圧力は、大気圧を越える圧力であるが、圧縮の程度や
圧縮に要する時間等を考慮して決められる。その圧力は
１〜１０　Ｋｇ／　ｃｉｌ　Ｇ　％好ましくは３〜５に
ダ／ｉＧであ゛る。発泡体粒子を圧縮するときの温度は
ポリオレフィンの軟化店より低い温度で行なう。

型は、発泡体粒子を充填する前に予じめ加熱しておくと
成形サイクルを短縮することができる。

（型物成形） 型に充填された発泡体粒子は、水蒸気を型窩内に導くこ
とにより発泡体粒子同志を加熱融着させ、ついで冷却す
ることにより型窩に忠実な発泡体製品となる。加熱の際
、発泡体粒子内の加圧気体が膨張し、前記の復元力のみ
では埋めきれなかった粒子間の空隙を樹脂の発泡により
完全に埋める。

水蒸気の圧力は、０．２〜６　Ｋｙ／ａｌＧである。成
形に用いる型は、雌型、雄型ともスチーム孔（スリット
でもよい）を有するスチーム金型でも、西独公開特許第
２９２８１１９号明細書の第１図、第４図に開示される
雄型か雌型の一方がスチーム孔を有し、他方のｍはスチ
ーム孔を有していない型を用いてもよい。

凰窩内の発泡体粒子間に存在する無機ガスを型外へ排気
して得られる発泡体製品に巣が発生するのを防ぐことは
得策である。かかる無機ガスの排気方法としては、 ■前記西独公開特許明細書の図面に開示されるように、
スチーム室が分画された型のこの分画スチーム室へのス
チームの導入を行った後このチャンバー内のスチームの
供給をとめ、然る後、他の分画スチーム室にスチームを
導入し、次いで両方の企画されたスチーム室にスチーム
を導いて本格的な加熱を行なう方法、 ■予じめ雌型のスチームチャンバー内にスチーム孔を導
いた後、この雌型のチャンバー内へのスチームの供給を
とめ、然るのち雄型のスチームチャンバー内にスチーム
を導き、ついで両型のスチームチャンバー内にスチーム
を導いて本格的な加熱を行う方法があげられる。

冷却は、冷却水（５〜６０℃）を型に導くことにより行
われる。

このようにして得られた型物発泡体製品の嵩密度は１８
〜７ａｙ／ｌであり、外観が良好で、発泡体内部に巣や
間隙が殆んどないものである。

以下、実施例により更に本発明の詳細な説明する。なお
、例中の部、俤は重量基準である。

発泡体粒子の製造例 オートクレーブ内に、水２５０部、エチレン（４チ）・
プロピレン共重合体粒子（融点１４０℃）１００蔀、粒
径０．３〜０．５ミクロンの第三リン酸カルシウム０．
７部、ドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ０．００７部
を仕込み、次いで攪拌下で窒素ガスをオートクレーブ内
圧が５Ｋｖ／ｃｎＧとなるまで加圧し、窒素ガスの供給
を中止した。ついで、イソブタン２４部を密閉容器内に
供給し、１時間かけて１３５℃まで加温し、同温度で３
０分間保持したところ、オートクレーブ内圧は２３〜／
ｃｒＩＧを示した。

その後、オートクレーブの底部にある吐出ノズルの弁を
開き、分散液を大気圧中に約２秒で放出して発泡を行わ
しめた。

このようにして得られた粒径２．５〜４順のポリプロピ
レン発泡体粒子の嵩密夏は約ｚ、ｘ、ｓｙ／ｌであった
。また、発泡体粒子同志のブロッキングは見受けられな
かった。

実施例１ （加圧処理） 上記例で得た嵩密度がｚｌ、８ｙ／ｌのポリプロピレン
発泡体粒子を耐圧容器内に収容し、３Ｋｑ／ｉＧの空気
を耐圧容器内に供給し、同圧力で１０時間保持し、しか
るのち、大気圧まで除去し、内圧が０．７５　Ｋｔｉ／
１−ｄＧの発泡体粒子を得た。

（圧縮充填） この発泡体粒子１０ｔを耐圧円筒型容器（ホッパー）中
に収容し、圧縮空気３Ｋｇ／ｃｒｌＧで加圧して発泡体
粒子を元の嵩容積の６６％（６，６ｔ　）まで圧縮した
のち、２．５Ｋｙ／ｃｒｌＧの加圧下の内容積５．８ｔ
の雌雄１対の型よりなる包装容器用金型の型窩内へ圧縮
した発泡体粒子を１０秒で充填し、ついで充填ガンを閉
じた後、型窩内の圧力を０．５Ｋｖ　／　ｃｒｌ　Ｇ　
’ｉで除圧した。

ついで、雄型のスチームチャンバー内に３Ｋｙ／ｃｒｌ
Ｇのスチームを４秒間、その後、雌型のスチー”ムチャ
ンバー内にスチームを４秒間導き、ついで両型のチャン
バー内に該圧力のスチームを８秒間導き、発泡体粒子同
志を加熱融着させた。

その後、スチームの供給をとめ、型を６０℃に９０秒間
冷却し、型を開き、嵩密度が約ａａｙ、／ｌの発泡体製
品を得た。

このものの外観は平滑で良好であり、発泡体断面には巣
や隙間が見受けられなかった。

実施例２〜４ 成形条件を表１のように変更する他は同様にして型物発
泡体製品を得た。

参考例１（圧縮充填法） 前記例で得た嵩密度がｚｌ、ｓｔ／ｌのポリプロピレン
発泡体粒子を実施例１で用いたホッパー内に収容し、３
Ｋｖ／ｃＴＩＧの窒素ガスで発泡体粒子を元の嵩容積の
５０チまで圧縮した後、２．．５Ｋｆ／ｅＪＧの加圧下
の型窩内に供給し、表１に示す条件で成形を行ない、同
表に示す物性の型物発泡体製品を得た。

参考例２〜３ 参考例１において、成形条件を表１のように変更する他
は同様にして同表に示す物性の型物発泡体製品を得た。

参考例４（加圧熟成法） 嵩密度が約３０ｔ／ｌのプロピレン・エチレン（４重量
％）ランダム共重合体発泡体粒子を耐圧容器内に収容し
、３Ｙ４／ｃｒｌＧの加圧空気を耐圧容器内に供給し、
同圧力で４０時間保持し、然るのち、大気圧まで除圧し
、内圧が１．８　Ｋｐ／　ｔｔｌ　Ｇの発泡体粒子を得
た。

この発泡体粒子を実施例１で用いた包装容器用型内に充
填し、表１に示す条件で成形して嵩密度が約３１　ｙ／
ｌの発泡体製品を得た。

参考例５ 参考例４において、成形条件を表１のように変更する他
は同様にして同表に示す物性の発泡体製品を得た。

なお、表中の評価基準は次のとおりである。

外観 ０２表面光沢が優れ、平滑であり、変形が見受けられな
い。

○：表面光沢が優れ、平滑であるが、若干変形が見受け
られる。

×：表面光沢は普通であるが、表面にところどころ、へ
こみがある。また、変形も見受けられる。

巣、間隙の有無 断面積１００−（ＩＯＸＩＯ）の中に巣、間隙が ０１５個以下である。

０２５〜１０個である。

△：ｌＯ〜２０個である。

Ｘ：２０個以上である。

（以下余白）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）、独立気泡を有するポリオレフィン発泡体粒子に加
   圧ガスで、０．３〜１Ｋｇ／ｃｍ＾２Ｇのガス圧力を発
   泡体粒子内に付与せしめたのち、これを加圧した無機ガ
   スで見かけの嵩容積が６０〜９０％となるように圧縮し
   つつ型窩内に充填し、ついで発泡体粒子が圧縮された状
   態で型窩よりガスを抜き、しかるのちに型窩内 にスチームを導き圧縮された発泡体粒子同志を融着させ
   ることを特徴とするポリオレフィン型物発泡体の製造方
   法。 ２）、ポリオレフィン発泡体粒子がポリプロピレン発泡
   体粒子であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の製造方法。 ３）、型窩がスチームチャンバーを有する雌型と雄型の
   １対の金型から形成されていることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の製造方法。 ４）、型窩内へのスチームの導入が、予じめ雌雄金型の
   一方の型のチャンバーにスチームを導き、他方の型のチ
   ャンバーを通過して型外へ排出した後、他方の型のチャ
   ンバーに新たなスチームを導き、このスチームを最初に
   スチームを導いたチャンバーを通過して型外へ排出し、
   然るのちに両型のチャンバーに同時にスチームを導き、
   チャンバーを通過させてスチームを型外へ排出すること
   により圧縮したポリオレフィン発泡体粒子の加熱融着を
   行なうことを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の製
   造方法。 ５）、ポリオレフィン発泡体粒子が架橋ポリエチレン発
   泡体粒子であることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の製造方法。