JPS63280747A - 合成樹脂発泡体 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、合成樹脂発泡体に関するもので、その気泡構
造の特異性を活かし、剛性及びクンジョン性を兼ね備え
、シール部材、包装材として有用な発泡体を提供するも
のである。

〔従来の技術〕

従来の合成樹脂発泡体は熱可塑性、熱硬化性の如何を問
わず、そのセル（気泡）の樹脂中での存在様式により、
第３図及び第４図に示すように、孤立型と隣接型の２種
類に分類できる。前者は発泡倍率が３倍未満の低発泡体
に、又、後者はセルが最密充填構造に近づく３倍発泡以
上の高発泡体に主として認められる構造であり、更に詳
しく言えば、前者ではセルがソリッド（固相樹脂）の海
の中に島状に孤立的に存在し、そのセル形状は球状を為
すのが特徴で、一方後者ではセルが隣接し合うまでに発
達した結果、そのセル形状は多面体構造となるのが特徴
である。

孤立型セル構造を有する発泡体では、樹脂相が連続相を
形成しているため、樹脂本来の機械的特性を反映し、圧
縮強度や引張強度の十分高い状態にあり、更に成形条件
の影響を受け、発泡体表層と中心層とでセル分布が異な
るのが一般的である（「プラスチックフオーム　ハンド
フ゛ツク」日刊工業新聞社発行　第１２４〜１２６頁参
照）。この性質を積極的に利用したものとして、ストラ
クチュアルフォームが公知である。

一方、隣接型セル構造を有する発泡体では、）Ｈ脂祖は
セルの壁面や骨格部を形成するのみで、発泡体の大部分
は空気からなる為、樹脂本来の特性は失われ、逆に柔ら
かい、熱を伝えにくい、響かない、と言った高発泡体特
有の性能が発現する。

このような発泡体は緩衝材、断熱材、吸音材として広（
利用されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来のセル構造の合成樹脂発泡体はシール材として用い
る場合に、低発泡体では面なじみが悪くシール時に比較
的高い締付トルク（又は圧力）を必要としたり、又、高
発泡体では面なじみは良くなるものの、比較的低いシー
ル圧にしか適応できない、応力緩和の為長時間シールが
困難になる等の問題点があり、包装材として用いる場合
に低発泡体では硬く、クッション性がなく、被包装物に
傷を付は易いなどの問題点があり、又、高発泡体では、
１２］１１性がなく、容器を別に必要とする問題点があ
る。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者らは上記問題点を解決するため鋭急研究し、従
来にない特異的セル構造を発泡体中に導入することで、
シール特性やクッション性に優れた発泡体が得られるこ
とを見い出し、本発明を完成するに至った。

即ち、本発明は、セル／ソリッドが、海／島構造であり
、そのセル／ソリッドの比率が、５／９５〜９５１５で
ある合成樹脂発泡体に関するものである。

本発明の合成樹脂発泡体のセル構造は、セル部が海、ソ
リッド部が島からなる海／島構造であり、そのセル／ソ
リッドの比率が５／９５〜９５１５の範囲のものである
。セルの比率が５％未満の発泡体では、セルが海を形成
することが困難となり、ソリッドが連続相を形成し、ク
ッション性が劣り、面なじみ性の良さが失われ、シール
不良、こすれ傷を発生させる等の商品価値の乏しい発泡
体となり好ましくない。

又、セルの比率が９５％を超えて大きいと、もはや島状
に分布したソリッドの持つ効果が期待できなくなり、シ
ール可能圧力は低いレベ°ルになり、長時間シールが困
難になり、Ａす性がなくなり好ましくない。クッション
性、シール性等の発泡体の性能のバランスがとれている
点から、セル／ソリッドの比率が２０／８０〜９０／１
０のものがより好ましい。

本発明の発泡体のセルの大きさは２〜３００μｍの範囲
のもので、セル／ソリッドの海／島構造が均一に分布す
る点で、２〜１００μｍの範囲のものが好ましいが、こ
れに雨足されるものではない。

本発明の発泡体のセル／ソリッドの海／島構造は、ソリ
ッドの島構造がセルの海構造にほぼ均一に分布したもの
である。ソリッドが局部的に集合した構造のものは、シ
ール性能、クッション性能、剛性等が劣り好ましくない
。

本発明の発泡体のセル／ソリッドの海／島構造は従来知
られていないもので、その発生メカニズムは明らかでな
いが、現在の所、セル／ソリッドの海／島構造は、使用
する樹脂、発泡剤の種類、発泡剤の量、発泡時の温度、
加熱時間、その他樹脂中の添加剤の種類、量、架橋の程
度、結晶構造等によって変わるが、樹脂融解開始温度に
近い臨界温度を有する物理発泡剤を使用し融解開始温度
以下で発泡することにより得られる。

本発明の合成樹脂とは、熱可塑性の合成樹脂で、例えば
、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビ
ニリデン等のビニル系樹脂、ポリスチレン、スチレン／
アクリロニトリル共重合体、アクリロニトリル／ブタジ
ェン／スチレン共重合体等のスチレン系樹脂、ポリエチ
レン、ポリプロピレン、ポリα−オレフィン等のオレフ
ィン系樹脂、ポリメチルメタクリレート等のアクリル系
樹脂、ポリオキシメチレン、ポリアミド、ポリエチレン
テレフタレート、ポリカーボネート、ポリフェニレンエ
ーテル等のエンジニアリング・プラスチック、及びポリ
ビニルフルオライド、ポリビニリデンフルオライド、エ
チレン／テトラフルオロエチレン共ｆｆｉ合体、プロピ
レン／テトラフルオロエチレン共重合体、ビニリデンフ
ルオライド／テトラフルオロエチレン共重合体、ビニリ
デンフルオライド／ヘキサフルオロプロピレン共重合体
、テトラフルオロエチレン／ヘキサフルオロプロピレン
共重合体、テトラフルオロエチレン／パーフルオロアル
キルビニルエーテル共重合体等の弗素樹脂などから選ば
れたもの、或いは、これらを２種以上混合したものであ
る。

これらの合成樹脂の内、弗素樹脂が耐薬品性、耐熱性、
重金属類の溶出がなく高純度であること等から好ましく
、特に、ビニリデンフルオライド／ヘキサフルオロプロ
ピレン共重合体、ビニリデンフルオライド／テトラフル
オロエチレン共重合体、ポリビニリデンフルオライド等
のビニリデンフルオライド系樹脂が、セル／ソリッドの
海／島構造が均一で、セルの大きさが小さく、均一で、
セル／ソリッドの比率が広範囲にわたって変えられ点か
らより好ましい。

本発明の発泡体は合成樹脂に、化学発泡剤、物理発泡剤
或いは不活性気体を均一に混合し発泡させることにより
製造されるが、シール内容物や包装物表面への汚染を少
なくする点から、物理発泡剤、例えば、ジクロロジフル
オロメタン、トリクロロフルオロメタン、ジクロロフル
オロメタン、トリクロロトリフルオロエタン、ジクロロ
テトラフルオロエタン等のハロゲン化炭化水素、ブタン
、ペンタン等の炭化水素等を使用して発泡させる方法が
好ましい。発泡方法は押出発泡方法、型内発泡方法、常
圧発泡方法等が使用されるが、均一な厚みを有する平滑
な発泡体が得られる点から熱可塑性樹脂をシート或いは
フィルム状に成形し、これに電離性放射線、例えば、γ
線、電子線等の照射により架橋し、これを発泡剤ととも
に耐圧容器内で加熱し、発泡剤を合浸し、次いで加熱発
泡させることにより、発泡体を製造する方法が好ましい
。

本発明の発泡体の発泡倍率は、特に限定されないが、一
般には１．１倍〜３０倍の範囲内のもので、用途により
適宜決定される。

〔実施例〕

以下に本発明を実施例で詳細に説明するが、本発明にお
ける各種特性値は以下の方法で求めたものである。

（１）　　セル／ソリッドの比率 電子顕微鏡（ＳＥＭ）または光学顕微鏡による発泡体断
面写真より、セル部とソリッド部の面積を求め、その比
率を百分率で表した。但し、セル／ソリッド構造に繰り
返しの単位が認められる場合は、この繰り返しの単位が
４個以上視野中に納まる拡大倍率を採用した。

（２）　　セル径 ここで云うセルとは、気泡とそれを囲む気泡膜（壁）か
らなるもので、セル径は、前項（１）で得た写真にて、
任怠の一定長の直線を引き、其処を横切るセルの個数よ
り算出した。

（３）発泡倍率 次式により算出した。

発泡倍率−樹脂密度／発泡体密度 （４）硬度 ＪＩＳ　Ｋ　６３０１に記載のスプリング式硬さ試験（
Ａ型）の方法に基づき測定した。

（５）　　シール性 ＡＳＴＭ　Ｆ１１２に記載の方法により、厚み２ｍｍの
発泡体製シール材を締付トルク３０Ｋｇ−ｃｍで試験容
器にセットし、２５℃、４Ｋｇ／ｃｒｌゲージ圧の窒素
ガスを封入し２０時間放置した後の残留ガス圧を測定し
た。その時、保持率が９５％以上の時は、更に封入窒素
ガス圧を２Ｋｇ／ｃｆｆｌだけ増加させ再度測定した。

保持率が９５％を下回るまで次々と封入窒素ガス圧を２
Ｋｇ／ｃａｌ宛低下させ、初めて９５％を下回った時の
封入圧をシール限界圧とし、別に、封入ガス圧を１０Ｋ
ｇ／ｃＩＡとした時の最低締付トルクを測定し、シール
特性の目安とした。

実施例１ ビニリデンフルオライド／ヘキサフルオロプロピレン共
重合体（ペンウォルト社製、商品名：カイナー２８００
）を押出成形装置に供給し、厚み１．１ａｍのシートに
押出成形し、電子線照射装置で３ＱＭｒａｄの照射線量
に相当する電子線を照射して架橋した。得られた架橋シ
ートをオートクレーブに入れ、ジクロロジフルオロメタ
ンを圧入し７５℃で１００時間含浸し、樹脂１１当たり
０．６５モルのジクロロジフルオロメタンを含有する発
泡性シー°トを得た。

この発泡性シートを２．１Ｋｇ／ａｊゲージ圧のスチー
ムで３０秒間加熱し、発泡倍率１．７倍の剛性のある弾
力性に優れた発泡体シートを得た。この発泡体の断面の
電子類＠鏡写真を第１図に示す。このセル構造は未発名
相のソリッド部をセル相が取り囲んだセル／ソリッドの
海／島構造であり、そのセル／ソリフＦの比率は約４１
１５９で、セル径は約５μｍで、硬度は７８であった。

超仕上かんな（竹川鉄工株式会社製エンターＲＶ−２５
’）にて１ｍｍ厚みに両面スライスした該発泡体シート
を２枚重ねにし２ｆｆＩｍとし、シール性能を調べると
、シール限界圧は１２Ｋｇ／ｃＩｌゲージ圧であり、最
低締付トルクは５２Ｋｇ−ｃｍであった・ 比較例１ 実施例１において、含浸させる発泡剤としてオクタフル
オロシクロブタンを使用する以外は同様の方法で発泡性
シートを得た。得られたシートを２．１Ｋｇ／ｃｎｉゲ
ージ圧のスチームで３０秒間加熱し発泡体とした。これ
の発泡倍率は１．６倍で、そのセル構造は第３図に示す
ような孤立型であった。セル径は約５０μｍで硬度は９
２と高（、剛性には優れ。

るものの、弾力性に劣り、実施例１と同様に測定したシ
ール限界圧は４Ｋｇ／ｃｒＡゲージ圧未満で、最低跡付
トルクは９０Ｋｇ−ｃｍで、シール特性に劣るものであ
った。

実施例２ 実施例１において、スチーム圧を２．４　ｋｇ／−ゲー
ジ圧とする以外は同様の方法で発泡体シートを得た。得
られた発泡体の発泡倍率は４．８倍で硬度は６８であっ
た。そのセル構造を第２図に示す。セル／ソリッドの比
率は約９５１５で、セル径は７μｍ、島状に分布してい
るソリッド部の大きさは約７０μｍ程度である。この発
泡体シートを超仕上かんなでスライスして面出しを行っ
た後、シール性能を測定した結果、シール限界圧は１０
Ｋｇ／−ゲージ圧であった。

比較例２ 実施例２において、含浸させる発泡剤としてオクタフル
オロシクロブタンを使用し、スチーム圧に２．８　Ｋｇ
／ｃｕｔゲージ圧を用いる以外は、同様の方法で発泡体
を得た。得られた発泡体の発泡倍率は５．５倍で、硬度
が６８のものであった。セル構造を調べると、第４図と
同様の隣接型セル構造で、ソリッド部は存在しなく、セ
ル径は１３０μｍと比較的大きかった。この発泡体のシ
ール特性を調べると、シール限界圧は６Ｋｇ／Ｃｎｔゲ
ージ圧と低く、９５時間後には封入ガス圧が８０％に低
下の長時間シールが困難となった。

実施例３ ビニリデンフルオライド／テトラフルオロエチレン共重
合体（モノマー組成比７０／３０モル）を使用し、実施
例１と同様の方法で架橋シートを得、該シートをオート
クレーブに入れ、ジクロロフルオロメタンを含浸させ、
樹脂ＩＥ当たり０．５５モルのジクロロフルオロメタン
を含有する発泡性シートを得た。該シートを１８０℃の
オイル中で１０秒間加熱し、発泡倍率３．３倍、硬度７
４０発泡体シートを得た。セル構造はセル／ソリッドが
海／島の構造であり、その比率は約９０／１０であった
。この発泡体で作ったシール材の性能を調べると、シー
ル限界圧は１４Ｋｇ／ｃｊゲージ圧と高（、最低締付ｌ
−ルクも３０　Ｋｇ−ｃｍでシール特性に優れるもので
あった。

実施例４ 実施例３において、加熱時間を７秒にした以外は同様の
方法で発泡体を得た。得られた発泡体の発泡倍率は１．
２倍で、硬度が９５、セル径は２μｍで、セル／ソリッ
ド比率が約６／９４であった。シール特性は、シール限
界圧が１２Ｋｇ　／　ｃｊゲージ圧、最低締付トルクが
７０　Ｋｇ−ｃｍで優れたものであった。

〔効果〕

セル／ソリッドが海／島のセル構造の発泡体であるため
、本来固いソリッド部がクンジョン性を持つ柔らかいセ
ル層により包まれているので、僅かな凹凸を持った表面
性状の板材との接触において極めて面なじみが良く、こ
の発泡体をシール材に用いると、比較的低い締付はトル
クにて高い内圧のシールを可能とし、この発泡体を使用
した容器は、剛性を有し、かつ、弾力性があり、クッシ
ョン性があるので、被包装物と接触しても、その表面に
傷を付けることなく、包装材としても優れた性能を示す
。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は共に本発明の発泡体のセル構造を示
すＳＥＭ写真で、第３図及び第４図は従来の発泡体のセ
ル構造を示す模式図である。 １・・・気泡 ２・・・樹脂相

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）セル／ソリッドが、海／島構造であり、そのセル
   ／ソリッドの比率が、５／９５〜９５／５である合成樹
   脂発泡体。
2. （２）セル／ソリッドの比率が、１０／９０〜９０／１
   ０である特許請求の範囲第１項記載の合成樹脂発泡体。
3. （３）海を形成するセル部と島を形成するソリッド部が
   同一の合成樹脂からなる特許請求の範囲第１項記載の合
   成樹脂発泡体。
4. （４）海を形成するセル部と島を形成するソリッド部に
   実質的な界面を有しないことを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の合成樹脂発泡体。