JPS6153338A - 複合構造発泡成形体およびその製造法 - 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】 産呈上り泗Ｊ欠■ 本発明は、架橋したポリエチレン系樹脂および架橋ポリ
プロピレン系用布上りなる複合構造の発泡成形体および
その製造法に関するものである。

従来の技術 種々の熱可塑性合成樹脂からなる高倍率発泡成形体は、
そのすぐれた軽量性、断熱性および緩衝性を生かして、
断熱材、緩衝材、浮揚材、寝具、建材、包装材料などに
広く利用されている。その中で、架橋した低密度ポリエ
チレンからなるものは、独特の柔軟性を持つとともに熱
接着性がよいという長所があるが、他の汎用発泡成形体
に比べると耐熱性が不充分なため、用途がきわめて限ら
れている。この問題の解決手段として耐熱性の高い高密
度ポリエチレンを使う方法は、高密度ポリエチレンの架
橋発泡が困難であるため実際的でない。

またポリエチレンよりも耐熱性の高いポリプロピレンを
溶融状態で混合して発泡成形することが試みられている
が、発泡成形体中の気泡が連続化し易く、そのため物性
の点ではかえって劣る成形体しか得られない、更に特公
昭５５−３９５７２号公報には、ポリスチレン系樹脂が
芯になりこれをポリエチレンが被覆した複合樹脂粒子を
架橋処理後発泡させたのち成形する方法が記載されてい
るが、製品中に分散状態で混入される球状の発泡ポリス
チレンがかなり大きく、また発泡ポリエチレン部分と発
泡ポリスチレン部分との接着が悪いため、物性の改良効
果は、特に薄いシート状の成形体の場合、期待されるほ
どではない。

明が琴決しようとする問題点 本発明の目的は、上述のような欠点のない、物性、特に
耐熱性が改良されたポリエチレンｉ／Ｓ樹脂発泡成形体
を提供することにある。

問題点を解決するための手段 本発明による発泡成形体は複合構造のものであって、架
橋ポリエチレン系樹脂発泡体よりなる連続相と該連続相
中に分散した架橋ポリプロピレン１に樹脂発泡体よりな
る不連続相とを有するものである。

本発明による発泡成形体は種々の方法で製造することが
できるが、最も実施容易でしかも品質的にすぐれた製品
を得やすいのは、ポリエチレン系Ｕ（脂と微粒子状ポリ
プロピレン系樹脂を、前者の融点より高く後者の融点よ
り低い温度で混合したのち粒子状に成形し、得られた樹
脂粒子を、該樹脂粒子中のポリエチレン系樹脂およびポ
リプロピレン系樹脂の両方が架橋される条件下に架橋処
理し、次いで発泡させて予備発泡粒子としたのち成形す
る、本発明の第二による方法である。

以下この製法について詳述する。

原料のポリエチレン系樹脂としては、低密度ポリエチレ
ン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、直鎖低
密度ポリエチレン、またはこれらをグラフト共重合によ
り変性したものなどを用いることができるが、待に好適
なものは、低密度ポリエチレンおよび直鎖低密度ポリエ
チレンである。これらは２種以上を混合して用いてもよ
い。

またポリプロピレン系樹脂としては、プロピレンの単独
重合体、プロピレンと他のオレフィン（例えばエチレン
）との共重合体のほか、これらの樹脂のグラフ）変性物
やポリエチレンとの混合物を用いることができる。

ポリエチレン系樹脂の粒径は任意であるが、ポリプロピ
レン系樹脂は、充分微細な粒子にして用いることが望ま
しい。

粗大粒子を含有するものを用いると、ポリプロピレン系
樹脂発泡体からなる大きな領域が製品中に形成され、た
とえば薄いシート状成形体の場合、表面特性および全体
の物性に好ましくない影響を与えることがあろ、したが
りて、ポリプロピレン系樹脂としては粒径が約７００μ
以下、好ましくは約５００μ以下、特に好ましくは約３
００〜３０μの、微粒子状のものを用いる。

上述のようなポリエチレン系樹脂とポリプロピレン系樹
脂とを、前者の融点より高く後者の融点よりも低い温度
で混合するが、両者の好適混合比率は、ポリエチレン系
引布１００重量部に対しポリプロピレン系樹脂１０〜１
００重量ｇ（特に好ましくは２０〜８０重量ｉ）である
、適当な混合手段としては、所定の温度に加熱されたロ
ール間に原料樹脂混合物を通して混練する方法、バンバ
リーミキサ−を用いて混合する方法、２紬スクリエー押
出槻によって混合する方法などがある。温度条件が適正
であれば、上記混合に上り、ポリエチレン系樹脂中にポ
リプロピレン系樹脂が粒子状で均一に分散している混合
物が得られるが、混合時の樹脂温度がポリプロピレン系
樹脂の融点よりも高くなるとポリプロピレン系樹脂も溶
融して粒子状を失い、本発明による複合構造の発泡成形
体を製造することができなくなるので、温度が高すぎな
いよう注意が必要である。得られた混合物は、冷却後、
適当な方法で細断して粒径約１〜１０−の粒子状にする
。

得られた樹脂混合物の粒子についての架橋処理および発
泡成形処理は、いわゆるビーズ発泡成形により通常の架
橋ポリエチレン系樹脂発泡成形体を製造する場合と同様
にして行えばよいが、ポリエチレン系樹脂と比べると架
橋を生じ難いポリプロピレン系樹脂のために架橋助剤を
併用することが必要である０代表的な方法を示せば、ま
ず混合樹脂粒子をジクミルパーオキサイド等の架橋剤お
よびジビニルベンゼン、トリアリルシアヌレート、トリ
アリルシ・リメテート、ビニルトリメト今ジシラン、７
ミノｔリツトキシシラン、エポキシトリメトキシシラン
等の架橋助剤、さらには架橋用グラ７トモノマーの存在
下に加熱して、所望の架橋度にｔｌＲ′１１！４させる
。架橋度をどの程度にするかは、ポリエチレン系樹脂に
ついて要求される改質度等によって決まり、本発明にお
いて特に限定されるものではない。

なお本発明者らによる特願昭５８−２１７７７９号の発
明では、通常のポリエチレンの架橋方法では実質的に架
橋を生ＩＩいポリプロピレンの特性を利用して、架橋ポ
リエチレン発泡体中に無架橋のポリプロピレン発泡体微
粒子が点在する予備発泡粒子を得、これを型内成形して
いるが１本発明の製法のように架橋助剤を共存させてポ
リエチレン系樹脂とポリプロピレン系樹脂との両方を架
橋させると、前者の架橋が促進されるとともに、両者の
界面においても化学結合を生じるものと思われ、これら
の相乗効果により、耐熱性向上の効果が一層顕著になる
。

架橋処理済み樹脂粒子の発泡方法も任意に選択できるが
、最も有利な方法は、特公昭５６−１３４４号の発明に
よる方法、すなわちａｔ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
したのち容器内よりも低圧の雰囲気に放出して発泡させ
る方法である０発泡倍率としてはふつう３〜８０倍が適
当であり、特に好ましいのは、５〜６０倍である。

発泡処理を終って得らｈた予備発泡粒子は、上述のよう
な原料樹脂の混合状態に基づき、多数の微細な架橋ポリ
プロピレン系樹脂発泡粒子を含有する架橋ポリエチレン
系樹脂発泡体からなるものである。この発泡粒子は、必
要に応じて、成形するまで常法に従い窒素、空電等の加
圧ガス中に保存して熟成させる。

予備発泡粒子を金型内で成形する工程も、通常のポリオ
レフィン予備発泡粒子の型内成形と全く同様にして行え
ばよい。

すなわち、金型、加熱媒体の種類および温度等に特殊な
ものは必要としない。

本発明の発泡成形体は、上記方法以外にも、種々の方法
で製造することができる。たとえば、ポリエチレン系樹
脂とポリプロピレン系樹脂とを別々の押出機を用いて溶
融し、次いで、ポリエチレン系樹脂ストランド中にポリ
プロピレン系樹脂が複数の連続的または非連続的細流と
して導入されるように配置して両者を同一のオリフィス
から押出し、形成されたストランドを冷却後切断して粒
子化する方法、あるいは芯−鞘型複合繊維の紡糸装置を
用いて芯部がポリプロピレン系樹脂、鞍部がポリエチレ
ン系樹脂である七ノフイラノントを製造し、該フィラメ
ントまたはその複数本を融着させて得られた紐状物を長
さ１〜１０ｍ＋ｍに細断する方法により複合樹脂粒子を
製造しく必要ならばこの複合口（脂粒子をポリエチレン
系樹脂の融点より高くポリプロピレン系樹脂との融点よ
りも低い温度で混合してから再度粒子化し）、以後、前
述の製法の場合と同様にして、架橋処理、予備発泡処理
および成形を行なってもよい。

以上のようにして製造される本発明の発泡成形体の架橋
ポリエチレン系樹脂発泡体部分と架橋ポリプロピレン系
樹脂発泡体部分の発泡状態には種々のものがあり得ろか
、本発明の目的との関連で好ましいのは、架橋ポリエチ
レン系樹脂発泡体部分の平均気泡径り、が３０〜１５０
０μ（特に好ましくはｉｏｏ〜１０００μ）で発泡倍率
Ｅ、が５〜５０倍であり、架橋ポリプロピレン系樹脂発
泡体部分の平均気泡径Ｄ２が５０２０００ｕ　（特に好
ｍｕ＜は１５０−１０００ｕ）　で発泡倍率Ｅ１がｌｏ
−１００倍テア’）、ｊ）！／ＤＩカ０．１−２０（Ｉ
に好ましくは０．３〜１０）でＥ、／Ｅ、がＯ，Ｓ〜１
５（特　。

に好ましくは１〜１０）のものである、前述の製法によ
れば、上記り、／Ｄ、およびＥ、／Ｅ、の値は、原料Ｕ
（脂の組合せおよび架橋処理炭を変える程度で容易に実
現することができる。

カー玉 本発明による複合構造発泡成形体は、前述のような構造
に基づき、架橋ポリエチレン系樹脂発泡成形体の持つ好
ましい表面特性と通常の架橋ポリエチレン系樹脂発泡成
形体にはとうてい期待できないようなすぐれた耐熱性と
を併せ持つものであるから、ポリエチレン系樹脂発泡成
形体の使用可能範囲を大幅に拡大するのに有効なもので
ある。また本発明の製法によれば、原料の複合樹脂粒子
を架橋処理する過程でポリエチレン系樹脂とポリプロピ
レン系樹脂との界面における両樹脂間架橋結合も生成す
るため、上述のような耐熱性向上の効果が特に顕著に現
われることになる。

医１男 以下、実施例および比較例を示して本発明を醗朋する。

実施例および比較例 密度０．９２３　ｇ７ｃｍ３、メルトインデックス２．
５ｇ／１０分、融点１０５℃の低密度ポリエチレンと密
度０．９０８　ｇ／ｃ＋ｏ’、メルトインデ２クス３．
５ｇ／１０分、融点１５０℃、エチレン含量２．３重量
％のエチレン・プロピレン共重合体を１３０℃のロール
で混合したのち直径５−一のベレット状に成形する。

得られたベレットを、架橋剤としてジクミルパーオキサ
イド、架橋助剤として全樹脂量に対して０．５重量％の
ノビニルベンゼンを用いて、１５０℃で３時間架橋処理
する。架橋処理した樹脂粒子を次いで発泡剤（ジクロミ
ノフルオロメタン）および水とともにオートクレーブに
仕込んで加熱し、１４８℃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することにより発泡
させて、全体の平均発泡倍率が約１８倍の予備発泡粒子
を得る。

この予備発泡粒子を常温常圧で４８時間放置後、加圧タ
ンクに入れ、０．０５にｇ／ａｍ”／Ｈｒの昇圧速度で
１．７にｇ／ｃ＋ｏ２まで昇圧して内圧を持たせた粒子
とし、次いで３００ＩＩＩ１１×３００ｍｍＸｓＯｍｍ
の成形用金型に充填して２．１　Ｋｇ／ｃ＋ｍ”の水蒸
気で加熱することにより成形し、その後６０℃で２０時
間乾燥する。

上記製法において、エチレン・プロピレン共重合体とし
て■　平均粒径７０μ（最大１１０μ、最小３０μ）■
　平均粒径２５０μ（最大３００μ、最小２００μ）■
　平均粒径４５０μ（最大６００μ、最小３００μ）の
３種類のいずれかを用い、かつＵ（脂の混合比を種々変
更して、７種類の発泡成形体を製造した（実施例１〜６
）、また比較例として、上記ポリエチレンのみを用いる
例（比較例１）、上記エチレン・プロピレン共重合体の
みを用いる例（比較例２）、上記ポリエチレンと上記エ
チレン・プロピレン共重合体とを２００℃で混合し、溶
融状態で押出して粒状に成形し、以後は上記と同様にし
て架橋処理と発泡・成形を行う例（比較例３，４）およ
び上記ポリエチレンを単独で架橋させ更に発泡させて得
られた予備発泡粒子と平均粒径４５０μの上記エチレン
・プロピレン共重合体粒子の架橋処理物から製造した予
備発泡粒子とを混合して成形する例（比較例５，６）を
実施した。

製造条件の詳細および実施結果を表１に示す、なお表中
に示した特性値等の試験方法は次のとおりである。

ゲル分率二試料をキシレン中で還流下に８時間加熱した
ときの抽出残渣の重量の、試料中のポリエチレンの重量
に対する百分率。

型内成形性 ○：金型寸法に対して長さ方向の収縮率が３％以内で成
形される。

Δ：上記収縮率が３％をこえ５％未満。

×：上記収縮率が５％以上。

耐熱性：ＡＳＴＭＣ２１１１法に準じ、温度８０℃、荷
重１００　ｇ／ａｍ”で４８時間放置し、発泡倍率Ｅを
考慮した歪ｈ（％）の大小から、次の基準で判定する。

０　：　ｈ／Ｅ≦０．４ Δ：　　０．４＜ｈ／Ｅ≦０．８ Ｘ　：　ｈ／Ｅ＞０．８ 柔軟性：　Ｎ　Ｄ　Ｓ　２０５０３に準じ、厚さ１０＋
＊＋＝、幅２０ｍｍ、長さ２００＋ｓの試験片を直径３
０饋−の円筒に沿わせて１８０度折り曲げ、亀裂の発生
をみる。

○：亀裂が発生しない Δ：亀裂が一部にみられる ×：着しく割れている 外観 Ｏ：表面が平滑で均一 Δ：裏表面凹凸がある

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）架橋ポリエチレン系樹脂発泡体よりなる連続相と
   該連続相中に分散した架橋ポリプロピレン系樹脂発泡体
   よりなる不連続相とを有する複合構造の発泡成形体。
2. （２）ポリエチレン系樹脂と微粒子状ポリプロピレン系
   樹脂を、前者の融点より高く後者の融点より低い温度で
   混合したのち粒子状に成形し、得られた樹脂粒子を、該
   樹脂粒子中のポリエチレン系樹脂およびポリプロピレン
   系樹脂の両方が架橋される条件下に架橋処理し、次いで
   発泡させて予備発泡粒子としたのち成形することを特徴
   とする複合構造発泡成形体の製造法。