JPS6257432A - ポリエチレン類連続気泡体の製造方法 - 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） 本発明は発泡倍率を２５倍以上とした高発泡ないし超高
発泡体であって、かつ連続気泡率が９６％以上〜１００
％のポリエチレンまたはエチレン共重合体の連続気泡体
の製造方法に関する。

（従来技術） ポリエチレンまたはエチレン共重合体の連続気泡体の製
造方法に関連する従来技術としてはたとえば、特公昭５
９−２３５４５号公報に記載の製法がある（以下、従来
法という）。従来法は、発泡剤および架橋剤を配合した
コンパウンドを一定時間加熱し、配合した発泡剤の分解
率が３０％以下であり、かつ架橋された第１中間製品を
生成させる第１工程と、第１中間製品を第１工程に比べ
て高温で加熱し、残りの発泡剤および架橋剤を分解させ
て破壊されやすい独立気泡を有する第２中間製品を生成
させる第２工程と、第２中間製品をＯ℃〜４０℃の温度
域にて圧縮して独立気泡を破壊する第３工程とからなる
ものである。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明者が従来法において問題視しようとするところは
つぎの（ａ）〜（Ｃ）の点である。

（ａｌ第２中間製品の発泡倍率は実施例の記載から判断
すると６〜１５倍以下のものである。

（明細書本文には第２中間製品の発泡倍率は３〜２５倍
が適当であると記載されているが、全実施例を参酌し、
かつ追試の結果から判断しても、第２中間製品の発泡倍
率は最大１５倍以下と考えざるをえない。）（ｂ）シた
がって、第２中間製品を圧縮破壊することにより得られ
る最終製品の発泡倍率は圧縮プレスにより独立気泡を破
壊するので、実質的に１５倍以下の発泡倍率のものしか
得られない。要するに、２５倍発泡以上のいわゆる高発
泡ないし超高発泡体を得る方法では有りえない。

（ｅ）従来法により得られる最終製品は明細書の記載に
よれば連続気泡率が９５％以下のものであって、換言す
れば、５％以上の独立気泡を含んだ連続気泡体であるの
で圧縮回復性に劣り、かつ吸水性、通気性が悪く、連続
気泡体としての機能を充分に発揮することができない。

要するに、従来法によれば、１００％の連続気泡率の製
品は到底、得られない。

本発明者はこのような問題点が生じる理由について検討
を試みるにつぎに示すような推論を得た。

第１工程において発泡剤の分解率は３０％以下（明細書
本文の記載からは発泡剤の分解率は好ましくは１５％以
下とあり、実施例からは１２〜２５％との記載がある）
とあることから、第１工程での発泡剤の分解率はたとえ
、低度（１５％以下の発泡剤の分解）であっても、発泡
剤の分解が必須要件となっているとも考えられる。発泡
剤の分解率を３０％以下としながらも、発泡剤の分解を
必須要件としているのは次工程の発泡過程において急激
に発泡剤を分解させる必要があることに鑑み、あらかじ
め、発泡剤が分解しやすいように処理（明細書の記載か
らは１３５〜１４３℃という加熱条件など）に付してお
かなければならず、この加熱処理によって発泡剤の分解
率がどうしても３０％以下の低度でも分解してしまうこ
とに対応しているように考えられる。このように、第１
工程における加熱温度の範囲は発泡剤の分解に関してき
わめて重要な影響を及ぼすものと考えられる。

また、第１工程の段階における発泡剤の分解は加圧下で
おこなわれるので、この際に形成される気泡膜は一般的
に強靭なものにしかなり得す、第２工程の処理を経たの
ちにも気泡膜の厚みはそのまま、保持され、最終工程で
の機械的圧縮によっても破壊されない結果となる。結局
、これが独立気泡が存在する一原因となっているものと
考えられる。

さらに、第１工程で得た第１中間製品を加熱処理する第
２工程における加熱条件は明細書中の記載によれば、１
９０〜２１０℃となっているが、残部の未分解の発泡剤
が分解することにより形成される気泡膜の厚みは明細書
に明記されるように不均一なものにしかなり得ず、結局
、最終工程での機械的な圧縮破壊を生じせしめる場合に
は気泡壁の薄い部分では気泡が破壊されるが、分厚い部
分では破壊されにくいことになってどうしても部分的に
独立気泡を含んだ連続気泡体しか得られない結果となる
ものと考えられる。

（問題点を解決するための手段） 上述した従来法における問題点について得た推論をもと
に、幾多の実験・考察の結果、本発明者はつぎのような
結論に到達した。

すなわち、この第１工程においては発泡剤は理想的には
分解しないほうが好ましく　（発泡剤の分解率Ｏ％）、
たとえ、分解してもきわめて低度（４％以下）に抑える
べきであり、そのためには■第１工程での加熱温度は１
３５℃以下、具体的にいえば１１０〜１３５℃とするこ
と、ならびに■発泡助剤の添加量をＯ〜０．４５重量部
の範囲とすること、の少なくとも２つの条件が同時に満
足されることによって第１工程における発泡剤の分解率
を０〜４％（２５倍発泡の場合）に抑えることができる
との事実を実験により確認した。

また、第３工程で独立気泡を部分的に含まない連続気泡
体を得るためには第２工程で気泡壁の厚みが略均−でか
つ薄いものを得る必要があり、このためには発泡剤の分
解を遅くし、発泡現象が緩慢に起こるようにすることに
より気泡膜の厚みが略均−でかつ薄い独立気泡体を製造
することが可能であり、このためには常圧下の加熱条件
として１５０〜１９０℃と従来よりも低めに温度設定す
ることが重要であるとの事実を実験により確認した。

本発明は上述の実験的事実に基づいて発明されたもので
あって、最終製品の発泡倍率が少なくとも２５倍以上と
いう超発泡で、しかも連続気泡率も略１００％というポ
リエチレンまたはその共重合体の連続気泡体の製造方法
を提供しようというものである。

以下、本発明の構成について説明する。

すなわち、本発明の構成要旨とするところは、ポリエチ
レンまたはその共重合体にアゾジカルボンアミド系発泡
剤および架橋剤を配合混錬した原料配合物を１１０〜１
３５℃の加熱条件で加圧加熱して体積膨張率１．０〜２
．０の範囲の第１次中間生成物を得る工程と、該第１次
中間生成物を常圧下、１５０〜１９０℃の温度条件にて
加熱して発泡剤の完全分解をおこなわしめて機械的圧縮
によって容易に破壊されうる気泡膜を有する第２次中間
生成物を得る工程と、該第２次中間生成物を機械的圧縮
によって独立気泡を破壊し連通化せしめて連続気泡製品
を得る工程とからなることを特徴とするポリエチレン類
連続気泡体の製造方法を第１の発明とし、第１の発明に
おける原料配合物に発泡助剤をも添加したものを第１の
発明と同様の処理に付するポリエチレン類連続気泡体の
製造方法を第２の発明とする。

つぎに、本発明についてさらに詳細に説明する。

まず、本発明において使用する発泡剤としては、アゾジ
カルボンアミド系発泡剤を使用し、発泡倍率が４５倍以
上の超高倍率のものを製造目的とする場合には発泡助剤
を使用しないことを原料配合における一特徴とし、また
、発泡倍率が２５倍〜４５倍の発泡倍率のものを製造目
的とする場合には発泡助剤として金属酸化物、高級脂肪
酸の金属塩、高級脂肪酸のアンモニウム塩あるいは尿素
化合物を単独あるいは併用して一定比率で極微量添加す
ることを一特徴としている。

このように、４５倍以上の発泡倍率の超高発泡の製品を
得る場合においては、原料樹脂１００重量部に対してア
ゾジカルボンアミド系発泡剤を３０重量部以上とする（
たとえば、５０倍発泡の製品を製造する場合には３５重
量部の発泡剤を添加する）が、発泡助剤を原料配合物中
に添加しない理由は、アゾジカルボンアミド系発泡剤は
分解特発熱反応であるため、４５倍以上の発泡倍率にな
ると上記のごとく、多量に添加しているため、分解熱で
自動的に分解が進むことになるが、高度に樹脂を膨張さ
せるため、発泡助剤の添加により急激に発泡剤の分解を
おこなわせると気泡膜の崩壊等を招き、良好な製品を得
ることができないからである。一方、２５倍〜４５倍の
発泡倍率の高発泡製品を得る場合において、発泡助剤を
原料配合物に添加する理由は２５倍〜４５倍の発泡倍率
の発泡では発熱による蓄熱が小さいため、発泡助剤を添
加しなければ、充分な発泡ができないからである。具体
的には発泡倍率２５〜４５倍の範囲では原料樹脂１００
重量部に対してアゾジカルボンアミド系発泡剤を１４〜
３０重量部使用し、発泡助剤として酸化亜鉛（活性亜鉛
華も含む）単独使用の場合で０．０５〜０．１重量部（
２５倍〜３０倍発泡の場合’）　、０．０１〜０．０５
重量部（４０倍発発泡場合）が適当であり、また、発泡
助剤としてステアリン酸亜鉛単独使用の場合で０．０３
〜０．４５重量部が適当である。なお、原料配合物は分
解しない温度でミキシングロール、加圧型ニーダ−等を
用いて混錬する。

また、加圧加熱工程で加熱温度を１１０〜１３５℃と設
定した理由は、１１０℃以下であると架橋反応が小さく
、次工程において気泡膜の崩壊による収縮あるいは巻込
み等の不良現象が生じやすくなり、発泡性コンパウンド
が金型通りに成形されず、表面に凹凸現象を生じ、製品
の表面状態が悪くなるといった加熱不足による不良現象
を呈する。一方、１３５℃以上であると体積膨張率（発
泡倍率）が容易に２．０倍以上となり、架橋反応が高度
に進み、連通化を困難とする原因になるから゛である。

なお、この工程の加熱時間は１５〜６０分、好ましくは
２０〜４０分である。ま　　−た、加圧条件としては、
少なくとも３ｋｇ／ａ＋１以上とすることが成形性・熱
伝播等の点から好ましい。

そして、使用する架橋剤としてはジクミルパーオキサイ
ドのほか、２．５ジメチル−２，５ジターシャリ−ブチ
ルパーオキシヘキサン、２．５−ジメチル−２，５ジタ
ーシャリ−ブチルパーオキシヘキサン、α、α−ジター
シャリ−ブチルパーオキシジイソプロピルベンゼンなど
が使用できる。

また、発泡工程において第１次中間製品を１５０〜１９
０℃の温度域で加熱する理由は１５０℃以下であると発
泡剤が完全に分解しないからであり、１９０℃以上にな
ると逆に発泡剤の分解が速くなり不良現象を生じるので
好ましくないからである。

さらに、第２次中間製品を機械的に圧縮して連続気泡を
破壊し連通させる工程では通常、数回圧縮するだげでよ
く、これにより容易に連続気泡率が１００％の製品が得
られる。

（作用） 本発明によれば、原料配合物から第１次中間製品とする
ための処理条件として加圧加熱条件を１１０〜１３５℃
とし、かつ発泡助剤の添加量を０〜０．４５重量部とし
たので発泡剤の分解率が４％以下ないし０％に抑えられ
、架橋剤の一部が架橋反応を起こすにとどまり、いわゆ
る準架橋製品ともいえる第１次中間製品となる。この第
１次中間製品は常圧下、１５０〜１９０℃で加熱処理さ
れると、架橋剤と発泡剤の完全分解が緩慢に起こり、略
均−な厚みの薄い気泡膜でかつ高発泡の独立気泡を有す
る独立気泡体（第２次中間製品）が得られる。最後に、
機械的圧縮により第２次中間製品を圧縮するだけで独立
気泡は略均−な厚みでかつ薄いことから部分的に独立気
泡を残すことな（、すべて破壊されて連通化をはかるこ
とができる。

（発明の効果） 本発明によれば、エアービクノメーター法（ＡＳＴＭ　
０２８５６）に′ＩｊＩＬ拠した測定によれば、連続気
泡率が９６％以上であって、かつ独立気泡を含まないか
、あるいはほとんど含まず、発泡倍率も２５倍〜４５倍
の高発泡あるいは４５倍以上の超高発泡のポリエチレン
またはその共重合体を得ることができる。そして、物性
的には圧縮回復性、吸水性ならびに通水性が部分的に独
立気泡を含んだ従来の連続気泡体に比べてはるかに良好
であるのでこれらの性質を活かした用途が期待できる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を比較例と圧絞しながら説明する
。

実施例１゜ エチレン酢酸ビニル共重合体（商品名；エバフレックス
Ｐ−１４０３三井ポリケミカル社製、酢酸ビニル含有量
１４−ｔ％）、アゾジカルボンアミド系発泡剤１８重量
部、活性亜鉛華０．０３重量部、ジクミルパーオキサイ
ド０．７５重量部よりなる原料配合物を９５℃に加熱さ
れたミキシングロールにて練和し、次いで、練和した原
料配合物を１２８℃に加熱されたプレス内の金型（内寸
法３０×３５０　ｘ７００龍）に充填し、６ｋｇ／−の
加圧下で３５分間加熱し、第１次中間製品を得た。得ら
れた第１次中間製品はプレス内の金型対比１．６倍の体
積膨張率であった。つぎに、この第１次中間製品を１６
０℃の加熱容器（内寸法９５　Ｘ　１１００　ｘ２１０
０ｍ）に収容し、１３０分加熱した後常温の水で冷却し
、第２次中間製品である発泡体を取り出した。得られた
第２次中間製品をロール間隔１５ｍｍに設定された等速
ロールを４回通過させ、気泡膜を破壊し、連続気泡体を
得た。得られた連続気泡体は厚み８６鰭、見掛密度０．
０３０８／ｃｃ　（発泡倍率３１倍）、エアーピラノメ
ーター法（＾ＳＴＭ　Ｄ２８５６）に準拠して測定した
ところ、連続気泡率１００％の内部外観とも良好な連続
気泡体であった。

実施例２゜ 実施例１と同一樹脂１００重量部にアゾジカルボンアミ
ド系発泡剤２３重量部、活性亜鉛華０．０１重量部、ジ
クミルパーオキサイド０．７２重量部よりなる原料配合
物を実施例と同様に練和後、１２５℃に加熱されたプレ
ス内の金型（内寸法２８×３３０　Ｘ６６０鶴）に充填
し、７ｋｇ／ｃｆｆｌの加圧下、４０分間加熱し、１．
６倍に体積膨張した第１次中間製品を得た。次いで、実
施例１と同一加熱条件下で発泡させ、冷却し、発泡体を
得たのち、同様の操作で気泡を連通化させ、連続気泡体
を得た。得られた連続気泡体は厚み８４鶴、見掛密度０
．０２５ｇ／ｃｃ　（発泡倍率３７倍）、連続気泡率１
００％の良好な連続気泡体であった。

実施例３゜ エチレン酢酸ビニル共重合体（商品名；ウルトラセン　
ＵＥ６３０、酢酸ビニル含有率１５ｗｔ％）　１００　
重量部、アゾジカルボンアミド系発泡剤（ＡＤＣ＾）３
５重量部、ＤＣＰ　０．５５重量部よりなる原料配合物
を実施例１と同様に混錬し、１２５℃のプレス内の金型
（内寸２０Ｘ２００　Ｘ２００龍）に充填し、１０ｋｇ
／ａａの加圧下、３０分間加熱し、１．２倍に体積膨張
した第１次中間製品を得た。ついで、１７５℃に加熱さ
れた加熱容器（内寸法９５×６００　Ｘ６００鶴）で９
０分間加熱後、冷却し、第２次中間製品（発泡体）を取
出し、実施例１と同様に連通化し、連続気泡体を得た。

得られた連続気泡体は厚み８２龍、連続気泡率１００％
、見掛密度０．０１９ｇ／ｃｃ　（約５０倍発泡）の超
高発泡気泡体であった。

比較例１゜ 実施例１と同一原料配合の原料を実施例１のプレス温度
を１４０℃とする以外はすべて同一条件の下で発泡体を
得た。なお、プレス加圧加熱後の第１次中間製品は体積
膨張率３．０倍であった。得られた発泡体を同様にロー
ルを通過させ連通化を行ったところ、連続気泡率は５５
％と低く、かつロール圧縮により厚みは１（ｈｍ程度ま
で収縮し、変形の著しいものであった。

比較例２゜ 実施例１における原料配合物において発泡助剤としての
活性亜鉛華の量を０．２重量部とした以外はすべて実施
例１と同一条件下において発泡体を得た。プレス加圧加
熱後の第１次中間製品の体積膨張率は３．０倍であり、
得られた発泡体はすでに収縮し、厚みは７５ｍとなって
おり、表面には多数の亀裂を生じていた。次いで、この
発泡体を実施例１と同様に連通化をおこなったが、連続
気泡率は８０％であった。これは発泡体に収縮および亀
裂現象を生じたのは発泡剤の分解が速いためであると考
えられる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ポリエチレンまたはその共重合体にアゾジカルボ
   ンアミド系発泡剤および架橋剤を配合混錬した原料配合
   物を１１０〜１３５℃の加熱条件で加圧加熱して体積膨
   張率１．０〜２．０の範囲の第１次中間生成物を得る工
   程と、該第１次中間生成物を常圧下、１５０〜１９０℃
   の温度条件にて加熱して発泡剤の完全分解をおこなわし
   めて機械的圧縮によって容易に破壊されうる気泡膜を有
   する第２次中間生成物を得る工程と、該第２次中間生成
   物を機械的圧縮によって独立気泡を破壊し連通化せしめ
   て連続気泡製品を得る工程とからなることを特徴とする
   ポリエチレン類連続気泡体の製造方法。
2. （２）ポリエチレンまたはその共重合体にアゾジカルボ
   ンアミド系発泡剤ならびに発泡助剤および架橋剤を配合
   混錬した原料配合物を１１０〜１３５℃の加熱条件で加
   圧加熱して体積膨張率１．０〜２．０の範囲の第１次中
   間生成物を得る工程と、該第１次中間生成物を常圧下、
   １５０〜１９０℃の温度条件にて加熱して発泡剤の完全
   分解をおこなわしめて独立気泡化せしめられた第２次中
   間生成物を得る工程と、該第２次中間生成物を機械的圧
   縮によって独立気泡を破壊し連通化せしめて連続気泡製
   品を得る工程とからなることを特徴とするポリエチレン
   類連続気泡体の製造方法。