WO2005037518A1 - プラスチック発泡複合体の製造方法 - Google Patents

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WO2005037518A1
WO2005037518A1 PCT/JP2004/015228 JP2004015228W WO2005037518A1 WO 2005037518 A1 WO2005037518 A1 WO 2005037518A1 JP 2004015228 W JP2004015228 W JP 2004015228W WO 2005037518 A1 WO2005037518 A1 WO 2005037518A1
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plastic
skin
foamed
composite
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PCT/JP2004/015228
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Naonori Shiina
Hideo Sekiguchi
Toshio Horie
Akira Kitaichi
Susumu Nakano
Hiroo Miyairi
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Shiina Kasei Co.
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    • Y10T428/2922—Nonlinear [e.g., crimped, coiled, etc.]
    • Y10T428/2924—Composite

Definitions

  • Plastic foam is composed of extremely small bubbles and a thin bubble film surrounding them, and has a high volume fraction and low convection. Therefore, it has good thermal insulation, cushioning and buoyancy, and is inexpensive. Therefore, it is used in a large amount in a wide field. While foam has such features, its strength is low, so it is difficult to use by itself. The foam film is thin, so it absorbs moisture and heat insulation decreases, creeps with a small pressure, and the foam film is stretched. There are drawbacks such as shrinkage over time and poor weather resistance.
  • the present invention develops a method for producing a material in which a skin having a uniform thickness of plastic is formed on the entire surface of a plastic foam and bonded and integrated with the foam to improve the defects of the plastic foam.
  • the present invention relates to a method for producing a foam composite.
  • the present invention relates to a method for producing a foam composite suitably used for a heat insulating material, a building material, a tacky material, an impact absorbing material, a levitation material, an anticorrosion method, and the like.
  • One technique for providing a plastic skin on the surface of a plastic foam is a method of creating a skin by rotational molding and injecting and foaming polyurethane into the skin.
  • the skin and the core do not adhere, and the bending strength and impact strength are not sufficient.
  • the molding temperature of the product is low, the molded body is distorted, deforms over time, and consists of two different materials, making it difficult to recycle.
  • the production is a two-step process, it is difficult to foam the skin and to provide a reinforcing body on the core due to high costs.
  • the other is a method in which a skin is made by blow molding, and foam particles are placed in the skin and heated.
  • the present invention is a foamed composite in which the core is integrated at a low density, and the skin and the core are firmly bonded to each other.
  • the foam composite has excellent heat insulating properties and does not absorb moisture and deteriorate heat insulating properties. It has been developed as a method for manufacturing insulation materials that have a long life and low energy loss over the entire period of use, and contribute to the prevention of global warming.
  • the foam composite with reinforcement in the core made by the manufacturing method of the present invention is a rigid body with a specific gravity of 1Z4 of wood and light weight and comparable to that of wood.
  • cushion materials, impact absorbing materials, and levitation materials that are not broken by impact can be made.
  • the present invention uses recycled plastic or rubber plastic waste as a raw material, makes a substitute for wood, and contributes to the preservation of the global environment.
  • a polyolefin granule containing a plastic powder or fine particles and a larger crosslinking agent and a foaming agent is placed in a mold and heated from the outside while rotating to melt the plastic powder.
  • cross-link the polyolefin make the elastic modulus 1.6 to 3.0 X 10 4 Pa, adhere the granular material on it, decompose the foaming agent and disperse the uniform fine gas.
  • a granular body double-layer foamed pellet having a plastic coating on part or all of the polyolefin to be cross-linked and foamed is formed, and this is put into a mold together with powdered plastic and rotationally molded to be uniform.
  • This is a method of making a foamed composite with a low density foam and reinforcement in the thickness skin and core.
  • Using an all-coated granulate can produce a foam composite with a uniform thickness of skin and a reinforcement of approximately uniform thickness around a number of granular foams.
  • a foam composite in which a foam and a band-like, string-like, or massive reinforcement are mixed in the skin.
  • a molded body having a reinforcing body obtained by the manufacturing method of the present invention has a thickness of the reinforcing body of 0.05 to 0.5 mm, which is compared with the thickness of the foam film of about 0.5 mm. Since it is remarkably thick, this reinforcing effect improves the compressive strength, bending strength, impact strength and shock absorption. Unlike the tree rings, this reinforcement has a non-directional structure. So far, plastic and lightweight molded bodies and strong molded bodies have been made, but lightweight and strong molded bodies have been unable to do so. For the first time, this technology made it possible to produce lightweight and strong molded bodies.
  • the above-mentioned two-layered granular material has good processability, and when this material is used, the foamed composite cannot be voided. The reason is that the material of the reinforcing body is easier to move in the mold than the bubbles.
  • FIG. 1 is a drawing-substituting photograph showing an example of a molded article comprising a skin and a foam core.
  • 1 is the epidermis and 2 is the core of the high-magnification foam.
  • FIG. 2 is a drawing-substituting photograph showing an example of a molded body comprising a foam core having a skin and a reinforcing body.
  • 1 is the skin
  • 2 is the core of the high-magnification foam
  • 3 is the reinforcement.
  • FIG. 3 is a drawing-substituting photograph showing an example of a molded body comprising a skin, a foam, and a string-like reinforcing body.
  • 1 is the skin
  • 2 is the core of the high-magnification foam
  • 3 is the reinforcement.
  • FIG. 4 is a photograph substituted for a drawing showing an example of a two-layer pellet in which a foaming material is coated with plastic.
  • 8 indicates a double-layered foam pellet.
  • FIG. 5 is a drawing-substituting photograph showing an example of a hollow molded body made of a foam having a skin and a reinforcing body.
  • 1 is the skin
  • 2 is the core of the high-magnification foam
  • 3 is the reinforcement
  • 4 is the hollow part.
  • FIG. 6 is a drawing-substituting photograph showing an example of a molded body in which a metal part is placed in a foam having a skin and a reinforcing body.
  • 1 is the skin
  • 2 is the core of the high-magnification foam
  • 3 is the reinforcement
  • 6 is the metal fitting.
  • FIG. 7 is a drawing-substituting photograph showing an example of a molded product in which waste is put in a foam composite of an outer skin and a core.
  • 1 is the skin
  • 2 is the core of the high-magnification foam
  • 5 is the rubber 'plastic waste
  • the material (old golf ball) is shown.
  • FIG. 8 is a drawing-substituting photograph showing an example of a molded product that can be bonded with unevenness on the foam composite of the skin and the reinforcing body.
  • 1 is the skin
  • 2 is the core of the high-magnification foam
  • 3 is the reinforcement
  • 7 is the protruding portion.
  • FIG. 9 is a drawing-substituting photograph showing an example of a heat insulating box made of a skin and foam.
  • 1 is the epidermis and 2 is the core of the high-magnification foam.
  • FIG. 10 is a drawing-substituting photograph showing an example of a heat-insulating box made of a foam having a skin and a reinforcing body.
  • FIG. 11 is a drawing-substituting photograph showing an example of a foam composite having reinforcement at right angles to the skin.
  • 1 is the skin
  • 2 is the core of the high-magnification foam
  • 3 is the reinforcement.
  • FIG. 12 is a drawing-substituting photograph showing an example of a molded product obtained by expanding the foam 40 to 70 times with a foam composite having a skin and a reinforcing body.
  • FIG. 13 is a drawing-substituting photograph showing an example of a molded article comprising a foamed skin and a reinforced foam.
  • 1 is the skin
  • 2 is the core of the high-magnification foam
  • 3 is the reinforcement.
  • FIG. 14 is a drawing-substituting photograph showing an example of a flame-retardant foam composite.
  • FIG. 15 is a graph showing the heat insulation properties of the foamed composite container.
  • an approximately cubic granular material having a cross section of 4 mm can be used. This is 40 times the powder plastic particle size of about 0.1 mm, and its volume and weight are 64000 times the cube. For this reason, when these two types of materials are put into a mold and rotationally molded, the powdered plastic first melts to form a skin, and then a granular material is deposited on it to decompose the powdered plastic and the granular material to about 140 ° C. In this case, the polyolefin is cross-linked to increase the storage elastic modulus, and at about 190 ° C, the foaming agent decomposes.
  • the difference between the temperature at which the crosslinking agent and the foaming agent start to decompose is 30 ° C, and the force seems to foam after the crosslinking is completed.
  • the amount of crosslinking agent used is very small, because it is dispersed in the polymer.
  • the decomposition of the blowing agent begins before the crosslinking is complete. And two reactions proceed simultaneously.
  • the resulting foam becomes a core with better fluidity than a low storage elastic modulus and a low gel fraction.
  • the storage elastic modulus is 1.6 to 3.0 X 10 4 Pa, rubber elasticity is developed, and the gas is introduced into the interior. Confinement Creates a core with uniform fine bubbles and no low density particles.
  • the storage elastic modulus is determined by kneading polyolefin and a crosslinking agent at a predetermined ratio, forming into a sheet (10 mm ⁇ 40 mm ⁇ 4 mm) with a press, crosslinking, and using this as a sample.
  • a foamed composite is molded using a polyolefin granule that gives a storage elastic modulus of 1.6 to 3. OX 10 4 Pa at 190 ° C. and 00 Hz.
  • a cross-linked foamed polyolefin is used as a rod, and this is coated with plastic to form a granule having a substantially uniform thickness of plastic coating on the entire surface of the foamed material.
  • this granular material is put together with powdered plastic in a mold and rotationally molded, as shown in Fig. 2, the granular material expands 20 to 70 times with a diameter of 5 to 25 mm with reinforcement of thickness of 0.05 to 0.5 mm.
  • a foam having a density of 0.1 to 0. OlgZcm 3 is assembled into an integrated core.
  • This molded body can have a skin thickness of 1 to 10 mm, preferably 2 to 7 mm, and the granular material with the reinforcement is almost even in any part of the core, and all the parts are connected to fill the inside of the core. Since the reinforcing body is a spherical surface, it is curved and elastic, and there is a portion of the reinforcing film that is tense and perpendicular to any direction. Is a broken body. The skin and core particles adhere to each other, so that the compressive strength, bending strength, and impact strength are extremely high.
  • the present invention makes a molded body by rotational molding, covers it at the normal processing temperature of plastic, uses a foam with good fluidity for the core, and slowly heats and cools under pressure, so there is no distortion. , Will not deform over time A molded body.
  • This foam composite has all the characteristics of a foam and is an ideal molded body that can be manufactured stably and inexpensively and has no defects. Therefore, it is used in a wide range and in large quantities for all plastic products.
  • crosslinked foamed polyolefin particles used in the present invention are extruded as cross-linked foamed polyolefin as a rod having a diameter of 2 to 10 mm, and the surface thereof is coated with a plastic having a thickness of 0.5 to 5 mm. Then, in a molten state, the tip is compressed with a sharp cutting tool to join the plastics at both ends, and cut at a thickness of 0.3 mm or more, preferably 0.3 to 3. Omm. .
  • a skin is formed on a part of a foamed granular material and is rotationally molded together with powdered plastic, a uniform thickness skin, a low-density foam core, and a band-like, string-like, or massive reinforcement are mixed.
  • the existing foamed composite is made.
  • This molded body is a shock-absorbing shaped body that buckles when strongly compressed.
  • Low density polyethylene, high density polyethylene, polypropylene, EVA, nylon or the like can be used alone or as a mixture for the material used to coat part or all of the foaming compound.
  • High density polyethylene has excellent mechanical properties, so it has a large reinforcing effect.
  • the material used to coat part or all of the foaming compound contains 1 to 10 PHR of foaming agent!
  • a plastic powder or fine particles having a particle diameter of 0.1-2 mm is used as a material for forming the skin.
  • the plastic it is possible to use a thermoplastic resin having a melting point or soft point of 170 ° C or lower or a semi-cured thermosetting resin.
  • thermoplastic resin polyolefin, ethylene acetate butyl copolymer, polyamide resin, polyester resin, etc. can be used.
  • Polyolefin with low moisture absorption is preferred, but depending on the properties required for the skin. Selected. High density polyethylene, polypropylene, nylon, etc. may be used.
  • Semi-cured heat-curing resin uses epoxy resin, phenol resin, polyester resin, etc., mixed with a curing agent, melted and semi-cured, and then used in powder or fine-grained resin Is possible.
  • the amount of powder plastic used for the skin is adjusted so that the thickness of the skin is between lmm and 10mm. Skin thinner than lmm absorbs moisture. Epidermis thicker than 10mm Heat escapes through it and is easily broken by impact. It is also possible to make the skin thickness 2 mm or more and not absorb moisture.
  • the skin having a uniform thickness is preferably a skin having a minimum thickness of 1Z2 or more of the average thickness of the skin.
  • the average thickness of the skin can be obtained by measuring the thickness of any 10 points on the skin of the molded product.
  • the present technology can also foam the skin, it is possible to produce a molded body having excellent heat insulating properties that are lightweight and resistant to impact.
  • the foam of the polyhedral foam has a thin portion in the film of the foam, which causes moisture absorption, but the skin of the tack material has an elastic polyhedral structure.
  • the skin and the core are intertwined with each other, and the joint is not flat, so it adheres well.
  • the skin can be foamed simply by mixing a foaming agent with powdered plastic, and the magnification can be freely adjusted. It is also possible to form a foamed skin inside a thin non-foamed skin by using small particles of about 1 mm in diameter with a foaming agent mixed with powdered plastic. Cross-linking of the skin can be achieved, for example, by simply mixing a cross-linking agent with powdered plastic, resulting in a thin skin with a uniform thickness.
  • the inventors have studied a method for producing a composite having a uniform thickness skin and a high-magnification core, and the skin has a storage elastic modulus of 190 ° C and an angular velocity of lrad / s. It has been found that it is preferable to use a powder plastic having a viscoelasticity of 1 ⁇ 10 3 Pa or more because a skin having a uniform thickness can be obtained.
  • the resin powder or fine granules should contain 0.2-2.
  • OPHR organic peroxide It is possible to use a material in which the powder is added and mixed at a temperature equal to or higher than the melting point of the organic peroxide, and the surface of the resin powder or fine particles is coated with the organic peroxide. In this way, the powder or fine particles are heated, and adhere to and dissolve on the inner surface of the mold. At the same time, the crosslinking reaction proceeds and the skin changes to non-melting, so the storage elastic modulus is less than 1 X 10 3 Pa. It is possible to use other materials.
  • This method is particularly effective in polyolefins such as polyethylene and EVA copolymers, and the inner surface of the epidermis is smoothed, so that the epidermis can be made thinner.
  • the above-mentioned peroxide-added resin powder is used by mixing with other thermoplastic resin powders.
  • the skin material can be prevented from flowing out of the mold, and a characteristic skin can be obtained.
  • a flame retardant resin, an inorganic filler, a flame retardant, fiber, and the like can be blended in the skin material to improve the strength of the skin and flame retardant.
  • carbon black or stainless fiber can be mixed to prevent the generation of static electricity, and the weather resistance can be improved by adding an ultraviolet absorber or an antioxidant.
  • Antifungal agents, antibacterial agents, pigments and the like can also be mixed.
  • the skin can be embossed or covered with aluminum sheets or inorganic granules to make it flame retardant, for example, roofing. Foamed composites with aluminum foil applied to block moisture can be a good heat insulating material, and a foamed plastic sheet can be bonded to improve heat insulation.
  • Preferred as the core polyolefin material is LDPE having a melting property of MFR of 1.5 to 20 gZlOmin.
  • the crosslinking agent used in the present invention is an organic peroxide such as dicumyl peroxide, 2,5-dimethyl-2,5-bis-t-butylperoxyhexane, or di-t-butyl peroxide.
  • the amount of the cross-linking agent mixed with the polyolefin is 0.2 PHR or more and 0.6 PHR or less, and preferably 0.25 PHR or more and 0.5 PHR or less. If the amount of the cross-linking agent is too small, the gas escapes, the bubbles become coarse, and the core does not fill the epidermis. Also, if the mixing amount is too large, expansion is suppressed and voids are generated at the corners of the mold, creating irregularities on the skin.
  • crosslinking agent Used as a part of the crosslinking agent to be mixed by using a crosslinking aid such as 1,2-polybutadienetriallyl cyanurate or trimethylolpropane trimetatalylate having two or more reactive double bonds in the molecule. It is possible to reduce the amount of the crosslinking agent to be uniformly crosslinked.
  • a crosslinking aid such as 1,2-polybutadienetriallyl cyanurate or trimethylolpropane trimetatalylate having two or more reactive double bonds in the molecule. It is possible to reduce the amount of the crosslinking agent to be uniformly crosslinked.
  • the granular material preferred in the present invention is a polyolefin that can be three-dimensionalized, such as polyethylene, polypropylene, ethylene acetate butyl copolymer mixed with a crosslinking agent and a foaming agent.
  • Granules with a particle size of about 2 mm adhere to the entire surface of the mold during rotational molding, and expand in the thickness direction during foaming, making it easy to form a void-free core. Large granules with a particle size of 5 mm or more help to form a uniform skin with less escape gas.
  • the shape of the granule is a sphere, an ellipsoid close to a sphere, a rod, a cube, etc., whose length is almost equal to the diameter. A shape that is easy to move by rolling is preferred.
  • the foaming agent used in the present invention is a decomposition exothermic foaming agent, and is azodicarbonamide, di-trosopentamethylenetetramine or a mixture thereof.
  • foaming agent When polyolefin is cross-linked and three-dimensionalized, rubber elasticity develops in the molten state, and when the foaming agent decomposes, it suppresses the formation of bubbles, prevents gas dispersion, and reduces the density of uniform fine bubbles. Become a foam.
  • the resulting gel becomes heat resistant and the skin and core are made simultaneously, making it possible to produce a foamed composite with the skin and core bonded.
  • the amount of the foaming agent mixed with the polyolefin is preferably 1 PHR or more and 40 PHR or less, more preferably 5 PHR or more and 30 PHR or less. If the amount of the foaming agent is small, a sufficiently foamed core cannot be obtained. If the amount is too large, voids in the molded body increase.
  • a foaming aid such as zinc stearate, zinc white and urea can be used together with the foaming agent.
  • a foaming agent having a decomposition temperature of 200 ° C and a foaming aid are mixed with polyolefin mixed with a crosslinking agent, and the decomposition temperature of the blowing agent is lowered to 170 to 190 ° C. To start the decomposition of the blowing agent.
  • Bubbles can be refined by using a nucleating agent in combination with the foaming agent.
  • a kneading apparatus such as a kinder or a Banbury mixer is usually used and kneaded at a temperature at which the crosslinking agent does not decompose. After kneading, it is made into a plate shape with a roll, and the granule is made by cutting it into a rod shape with an extruder and cutting it into a rod shape.
  • a good dispersion state of the foaming agent can be obtained, and the cracked gas can be effectively used.
  • the present invention when all the polyolefin granules used as the material for the foam core are coated with a non-foaming or slightly foaming material and rotationally molded together with powdered plastic, as shown in FIG.
  • the bodies exist independently, and are bonded to each other and bonded to the skin of the molded body to form an integral reinforcement.
  • This molded body has no directionality, toughness, excellent mechanical strength, and quickly propagates the impact received by the molded body.
  • the two-layer foam pellets are formed by extruding a material that cross-links and foams into a rod shape, using a crosshead die to cover a sheath that becomes a reinforcement, and in a molten state, with a compression tool with a sharp tip at a substantially uniform thickness. Compress and cut.
  • the double-layered pellets made in this way are as shown in Fig. 4. If the wound layer is completely covered with grease and the minimum thickness of the joint is 0.3 mm or more, the reinforcement will not be cut even if foamed, resulting in a heat-resistant, lightweight and strong molded body. Effective use of gas can be achieved.
  • This foamed pellet with a coating on the front surface can also be injection molded.
  • the production equipment for the two-layer foam pellets used in the production method of the present invention uses a crosshead extruder, and one extruder has a diameter of 2 to 10 mm of polyolefin in which a crosslinking agent and a foam composite are blended.
  • the rod is extrudable, the other can be coated to a thickness of 0.5 to 5 mm of plastic, the two layers of rods are cut in the molten state and the coating is joined to a thickness of 0.3 to 5 mm
  • two-layer foamed pellets used in the production process of the present invention 0.5 to 5mm of the cross-linking agent and foaming agent magnitude by blending of the 8 to uniform thickness on the granules of 1000 mm 3 polyolefin
  • a plastic coating with a thickness of at least 0.3 mm, and the thickness is 0.3 mm or more.There is a coating on the entire surface, and the compression direction force is rectangular. It is preferably a flat two-layer foam pellet.
  • the diameter of the granular material covered with the reinforcing body is 5 to 25 mm, the thickness is 0.05 to 0.5 mm, and the ratio of the foam material to the reinforcing material is 1: 1 to 1:10. If the thickness of the reinforcement is halfway between the skin (3 mm) and the thickness of the bubble film (0.01 mm), the mechanical strength and elasticity of the resulting molded body will be good.
  • the structure in which a lightweight and strong foamed composite is provided with a reinforcement is an ideal structure for a lightweight and strong material. It can be made vertically long in the direction, or a reinforcing body can be made at right angles to the skin, and a molded body having various properties can be obtained.
  • a large amount of foaming agent is used for the polyolefin in the inner layer, and this foaming prevents gas from escaping and also suppresses shrinkage during cooling, thus speeding up expansion during molding.
  • foam with a reinforcing body can increase the foaming ratio to 70 times.
  • a cross-linking agent and a foaming agent can be added to the granular coating to cause foaming, and the reinforcing body can be thickened to increase strength and light weight to improve heat insulation.
  • the metal mold is made of a plate or a metal material such as heat conductive iron, stainless steel, aluminum, etc., and is composed of a two-part side wall and upper and lower lids. It is normal to do. Ordinary rotational molds are made of sheet metal, and their wall thickness is generally 2 to 3 mm. However, since the gas pressure due to foaming is strong in the mold of the present invention, a thin mold cannot be used, and it is necessary to use a mold that can withstand an internal pressure of 3. OkgfZcm 2 . This is, for example, a 5mm thick steel plate or a metal mold that has a strength equal to or higher than that of the material and has good thermal conductivity.
  • ribs are attached to prevent the mold from being deformed and its temperature is made uniform.
  • the mold When forming a heat insulation box with double walls, the mold should be put on the top of the inner box so that it can be connected to the outer box, and the bottom of the outer box should be separated from the side plate. Makes it easy to remove the molded product as soon as the material is added. If the temperature of the inner box rises and the skin becomes thin, increase the heating of the inner box.
  • a small hole having a diameter of 3 to 10 mm is provided in the mold, and a heat-insulating Teflon tube is attached so that the air in the mold can escape to the outside during foaming.
  • One end of this tube is located outside the mold and the other end is positioned near the center of the mold.
  • one small hole is sufficient for the mold, but two or more holes are provided for large or complex molds.
  • the rotation of the mold is performed by biaxial rotation, rocking rotation, or the like.
  • the rotational speed of the mold is usually 1 to 20 rpm so that centrifugal force is not applied to the material in the mold.
  • forward rotation and reverse rotation are repeated alternately.
  • the amount of material in the mold should be 85% or less of the internal volume so that the material can move during rotation.
  • the mold is heated by hot air, direct fire, oil calorie heat in the mold welded with the pipe, etc., and the surface temperature of the mold is set to a temperature at which the foaming agent to be used decomposes. Heat up. Foaming occurs when the mold reaches a temperature at which the blowing agent decomposes. Foaming with foaming aid If the temperature at which the agent is decomposed is adjusted to 170 to 190 ° C. and the time from the start to the end of the decomposition is increased, a molded article free from voids can be obtained. The time required for heating is 15 to 30 minutes.
  • the mold after heating is immersed in water or cooled by a shower, and the molded body is taken out.
  • the epidermis rapidly cools and solidifies, but the melted foam core in the center gradually solidifies while maintaining the high temperature and the pressure of the cracked gas is strong. A small, non-deformed compact is obtained.
  • the time required for cooling is 15 to 30 minutes.
  • the pressure in the mold is molded at 1.5 to 3. OkgZcm 2 .
  • the pressure varies depending on the size of the molded body, and the pressure increases when a large mold is used.
  • the force of the sliding part escapes to the outside, but when the foaming agent is decomposed, the skin is formed and becomes airtight, and the polyolefin granules fills every corner of the mold, creating no voids! can get.
  • a composite having a highly foamed core such as 30 times foam and a thick skin of 2 mm or more, preferably 3 mm or more can be produced, but such a foam composite has high heat insulation properties. Since it has the advantage that it does not absorb moisture, it can be used in humid places and underwater, and using it in water seems to save energy compared to ordinary insulation.
  • the skin can be foamed twice to three times as much as spherical bubbles to improve heat insulation without increasing moisture absorption.
  • the core is made of a foam with uniform fine bubbles and a specific gravity of 0.1 or less, and the maximum void size generated in the molded product is 100 mm 2 or less in cross-sectional area, it is a foam composite with good thermal insulation.
  • a foam composite with good thermal insulation.
  • a molded body without distortion is formed and the skin is mixed with carbon black, an ultraviolet absorber, or an antioxidant, it is possible to extend the service life outdoors. Therefore, the energy saving effect in long-term use is extremely large.
  • Insulation tanks for heat storage air conditioners that use surplus power at midnight are always in contact with water and humidity It is an application example in which the product of this technology exhibits the maximum effect because it is exposed to a high environment. It is also effective to improve the heat insulating property or prevent moisture from entering by sticking a plastic foam sheet or aluminum foil to the surface of the foam composite.
  • the core of the foamed composite of the present invention is a cross-linked foam of polyolefin, the compressive strength is not so high, but there is strength because a reinforcing body can be put into the core. Therefore, a desk or bed with an apparent specific gravity lower than that of a tree is suitable for the elderly and the disabled.
  • the thickness of the foam core is not particularly limited, but is usually 10 to 100 mm. When the thickness is less than 10 mm, it is difficult to produce a skin by rotational molding and to disperse the granular material smoothly. On the other hand, if a molded body with a thickness greater than 100 mm is required, a hollow part that is almost similar to the molded body is provided at the center of the core as described later.
  • the thickness of the foamed composite is not particularly limited, but if it is 25 mm or more, preferably 40 mm or more, the advantages of the sandwich structure are particularly exhibited, and the structural material is excellent in bending strength and lightweight.
  • the foam composite of the present invention foams the force skin used in the cushion material, and cushioning properties are improved by forming a two-layer foam. Inserting a reinforcement will strengthen the cushion material.
  • the foaming ratio of the foam core is 10 times or more and the foaming ratio of the skin is 5 times, it is suitable for cushioning materials, impact absorbing materials, and levitation materials.
  • a foam composite with the structure shown in Fig. 1 having a 7-fold foam skin on a 30-fold foam core layer, a foam composite with a reinforcing body, and a non-foamed composite on top of it.
  • a foam composite with a thin skin can be made, and this bed can be laid simply by laying a sheet on top of it, making it easy to wash and disinfect, making it an infection-proof hospital bed.
  • a composite having a hollow having a shape substantially similar to the formed body in the center is also possible to make a composite having a hollow having a shape substantially similar to the formed body in the center, as shown in Fig. 5.
  • a molded body having such a structure is excellent in elasticity, lightweight and inexpensive, and is suitable for a cushioning material and a levitation material.
  • the compression strength of a hollow molded body with a foamed layer with a thickness of 10 to 100 mm and a non-foamed or slightly foamed reinforcing body is not much different from that of a molded body filled with material up to the core.
  • a plastic film bag containing plastic powder can be used for rotational molding to create an inner skin.
  • a vehicle seat comprising a large rectangular parallelepiped having a soft skin or a large rectangular parallelepiped having a hollow can also be produced.
  • the reinforced foam composite obtained in the present invention is light and strong, and has an excellent impact resistance and impact absorption, and has a high compressive strength and bending strength. Therefore, it is an ideal material as a structural material. It is particularly suitable for cushioning materials, flooring materials, wall materials, roofing materials, levitation materials, and shock absorbing materials. In addition, even if it hits a person, it is not injured and used as an interior material for the car to eliminate human life accidents. This foam composite can be firmly fixed by inserting metal fittings. Therefore, the present technology is widely used in all applications that require light weight and strength.
  • the feature that is deformed but not broken is suitable for gasoline tanks in automobiles, which can prevent gasoline from leaking and contribute to the prevention of fire.
  • Aircraft and Shinkansen interior materials reduce the number of human accidents in the event of a collision, and if used on stairs, they will not cause injury.
  • a plastic waste material for example, the foam composite waste material of the present invention can be crushed and granulated at the center of the foam core to form a molded body.
  • This technology can also be used with waste materials such as rubber and FRP that are difficult to use by other methods. These waste materials are crushed to a size equivalent to or larger than that of cross-linked foamed polyolefin granules, and 30% to 70% of the total amount of waste is added to increase the compressive strength. Used for column material. If the material used in this technology is small, even if mud or sand is mixed, it will not affect the molding.
  • the present invention This foam composite can also be used as a raw material for other materials that can be recycled.
  • the foamed composite with a reinforcing body of the present invention is made from a recycled plastic material and used as an alternative material for wood, it contributes to effective use of resources and environmental purification. This is the only technology that can make a light wood replacement.
  • a flame retardant molded article can be obtained by using a flame retardant plastic or blending a flame retardant with the material of the skin, the foam core and the reinforcing body.
  • a plastic film, a metal foil, or the like is attached to the inner surface of the mold, and these can be adhered to the surface of the molded body.
  • One molded body of the present invention is provided with a convex portion as shown in FIG. 8 and the other molded body is provided with a concave portion, which can be connected, and can be used as a transport box or the like.
  • the two molded bodies can be provided with recesses, and the molded bodies can be connected to each other by connecting parts such as wood having a volume corresponding to the two recesses.
  • the concave part does not get in the way like the convex part.
  • the wood absorbs moisture and expands so that it can be firmly bonded.
  • the molded body of the present invention can be molded with high dimensional accuracy, and has an elastic and strong smooth skin, so that it can be firmly bonded and has good airtightness at the connecting portion that is difficult to come off.
  • the skin can be made into a low-magnification foam to further improve airtightness and prevent water from leaking.
  • the convex part can be easily fitted by tapering the concave part and can be connected without any gap. It is also possible to attach a metal member that protects the corners and ridges of the connected molded bodies, or to provide a frame or the like so that the entire connected molded body is not detached.
  • a long semi-cylindrical body having a concavo-convex portion at both ends and connectable is formed, the weight of the sea is attached to the center inside the curved portion of the semi-cylindrical body If the inner surface of the curved part of this semi-cylindrical body is connected to the offshore, it becomes an oil fence and it is easy to collect the accumulated heavy oil.
  • the foam composite plates of the present invention are arranged in a box shape, and a frame made of a metal angle or the like is placed on the outside, and pressure is applied to the contact portion of the plate with bolts attached to the frame so that water does not leak.
  • the board skin is made of low-magnification foam, rods or noises are inserted, caulking material is used to eliminate water leakage, and the insulation chamber is used as a hot water tank or insulation pool.
  • an iron box is put into a box made with this technology to increase the compressive strength, and it can be buried in the soil to become a cable joint box, which is also suitable for a floating pier.
  • a large drum can made of a foamed composite with a reinforcing body of the present invention is strongly deformed against an impact but is broken. Therefore, a metal drum containing a vitrified body of high-level radioactive waste is used as this drum can. Put a thick layer of polybutene or the like between the two drums that flows at high temperatures but not at room temperature. become.
  • the safest storage method is to bury it in the ground.
  • the foamed composite body with a reinforcing body of the present invention With the foamed composite body with a reinforcing body of the present invention, if a molded body in which metal parts such as bolts and nuts are embedded in the center is made, it can be easily fixed to other objects. Chairs with seats, armrests, and backrests can be molded using an integrated molding method and attached to aircraft, Shinkansen vehicles, etc., reducing the risk of personal injury in the event of a collision. In addition, if a table board is molded and legs are attached with metal fittings embedded in the board, light furniture for the elderly, the disabled, and infants can be created.
  • Iron pipes that have undergone anticorrosion treatment are usually used for structures that are partially submerged in the sea. As for this iron pipe, the part that gets dry or gets wet due to the tides is pleasing and immediately, This part is often damaged by ships. If a foamed composite with a reinforcing body of the present invention is used to form a semi-cylindrical body that covers an iron pipe and seawater does not enter, this cover will not break even if the ship hits against it, and the iron pipe is long and maintains corrosion resistance. Can be used for years.
  • a composite composed of an epidermis and a foamed core can be produced at a low cost in one step, the core is made into a high-magnification foam of 30 times, and the epidermis has a spherical shape capable of suppressing moisture absorption.
  • a molded body with a reinforcing body in the core can be produced.
  • the apparent specific gravity of wood 1Z4 can achieve the same strength and rigidity as wood, wall materials, floor materials, ceiling materials, roof materials, pallets, construction Can be applied to formwork, suspension bridge and floating pier.
  • the skin is made of an elastic body made of foam, and it is lightweight, strong, and will be deformed by impact but will not break. It will become a cushioning material, shock absorber, and levitation material.
  • this technology uses a recycled plastic material and can make a substitute for wood, which can be used in a pre-fabricated technology to save construction costs.
  • the molded body of 0.3 to 0.7 PHR had a uniform thickness with a thickness of 2 mm, with the core and the core adhering to each other with a uniform fine bubble and no particle boundary.
  • the foam had a gel fraction of 38 to 70% and a storage modulus of 2.1 to 2.6 X 10 4 Pa.
  • MFR1 5gZl0min LDPE per force doc (bis- (4t-butylcyclohexyl) peroxydicarbonate) 0.5PHR and ADCA (azodicarbonamide) 20PHR into a 4mm diameter rod.
  • MFR3gZl0min HDPE was covered to a thickness of 2 mm, and compressed and cut to a length of 8 mm in the molten state to produce double-layer pellets with plastic on the entire surface of the granulate. The minimum thickness of the joint was 0.6 mm.
  • FIG. 12 is a cross-sectional photograph of this foam composite.
  • a uniform-thickness skin and a uniform-sized granular foam are covered with a reinforcing body and integrated.
  • Figure 2 shows a cross section of a 40x expanded foam composite. The diameter of the foam is approximately uniform, approximately 15mm, and the thickness of the reinforcement is approximately 0.15mm. Thus, it was a foam composite with a substantially ideal reinforcement.
  • MFRlgZlOmin HDPE powder and the 4 mm foaming rod of Example 2 were coated with 2 mm thick MPE 1.5 g ZlOmin LDPE, and cut into 8 mm length to produce a double layer pellet.
  • An X 50 mm mold was heated and foamed at 230 ° C. for 30 minutes with a main spindle of 10 rpm and a ij axis of 5 rpm, and then water-cooled for 30 minutes.
  • the obtained foam had a uniform thickness as shown in FIG. 3, and a low-density foam was mixed with band-like, string-like, and massive reinforcements.
  • the photograph of the foam composite in Fig. 3 is the left half of the foam removed to confirm the shape of the reinforcement, and the reinforcement was a strip, string, and lump aggregate.
  • the obtained foam composite was a foam composite of FIG. 11 having a uniform thickness of skin and a core in which two-layer pellets were expanded and arranged in a single layer, and the reinforcing body was perpendicular to the upper and lower surfaces.
  • the reinforcing body in the thickness direction can be perpendicular to the skin, and a foamed composite with high compressive strength can be obtained.
  • the mold dimensions were 200 x 200 x 50 mm, the HDPE skin thickness was 1, 2 or 3 mm, and a foam composite consisting of 20 times the LDPE foam core was made.
  • samples of the same size were made of a commercially available polystyrene foam foamed 50 times and a commercially available crosslinked polyethylene foam expanded 30 times. These were placed in water at room temperature, and the amount of water absorption was measured.
  • the foamed composite having a skin thickness of 1 mm absorbed little water, and the molded bodies having a slightly absorbed force of 2 mm and 3 mm did not absorb water at all.
  • both the polystyrene foam and the cross-linked polyethylene foam having no skin absorbed water significantly.
  • foamed composites with a polyethylene skin thickness of 2 mm or more do not absorb water and can be used in water.
  • Foam composite A was prepared, with one recess, a central position on the surface of 270 x 30 mm, and a total of three protrusions that can be attached to and detached from the center position on both sides of 300 x 30 mm.
  • a foam composite B having four concave portions having the same shape as the foam composite A was prepared at a position where the single-sided four-sided force of 330 X 330 mm was 10 mm away from a plate of 330 X 330 X 30 mm.
  • a foam plate having a deep groove with a width of 5 mm and a depth of 27 mm is formed in a portion where the square plate body and the rectangular plate body are connected, and the foam composite plate is formed along the groove.
  • a foam composite with an EVA skin, a 20 times cross-linked polyethylene foam core, a size of 2000 X I 000 X 20 mm and a hollow part of 1900 X 900 X 100 mm in the center was made.
  • it When used as a mat, it is durable, cushioning, and heat-insulating. You can sleep just by laying a sheet on it, and it can be washed and disinfected, making it a good mattress for infection prevention used in hospitals. there were.
  • the core is made of a foamed composite with a thin reinforcing body, it becomes an elastic mat.
  • HDPE powder, cross-linked foamed LDPE particles, and two old golf balls as models of plastic waste were placed in a 100 x 100 x 100 mm mold and molded by heating at 230 ° C for 30 minutes.
  • a molded body with a uniform thickness and a golf ball fixed to the center of the foamed core was obtained as shown in Fig. 7. In this way, foaming with rubber or plastic waste can be put in the core, and can be molded without significantly reducing the heat insulation and strength.
  • a heat-insulated box with a size of 146 X 146 X 146 mm and a thickness of 40 mm was made by rotational molding.
  • the outer skin is double-expanded LDPE and the core is 20 times larger than LDPE foam insulation box
  • the outer skin is the same as 3 and the core is 20 times expanded insulation box with reinforcement
  • the weight of it was 0.009, 0.139, 0.251 and 0.233, respectively.
  • the insulation box was filled with hot water at 80 ° C, and the change in water temperature was measured at room temperature of 25 ° C.
  • the double wall box has the fastest temperature drop, whereas the foamed composite insulation box has good heat retention. Reinforced foam composite is slightly lower in heat retention, but the reinforcement is changed to foam Then, it is possible to enhance the heat insulation while maintaining the strength.
  • the dimensional change of the heat insulation box was measured for 6 months after molding, slight shrinkage was observed for the first 3 days (3%), but after that, shrinkage was not a practical problem. .
  • Table 3 shows the measurement results.
  • the molded body with a 0.115 mm reinforcement of LDPE is approximately 10 times that of 20-fold foamed LDPE, and the molded body with a 0.08 mm reinforcement of HDPE is 3.5 times, 0.15 mm of HDPE.
  • the molded body with the reinforcement of 16.5 times was significantly stronger.
  • the ratio of foamed LD PE and LDPE mixture was 6.5 times.
  • a plate-shaped body of 255 x 50 x 25 mm was made, and the bending test was performed with the distance between fulcrums of 200 mm (according to the method of JIS ⁇ JIS 7203). Since no fracture occurred, the yield point was taken as the flexural modulus.
  • Table 4 shows the measurement results. Compared to LDPE foam, LDPEO. 15mm reinforcement gives 4 times the flexural modulus, HDPEO. 08mm reinforcement is 2.5 times, HDPEO. 15mm reinforcement is about 7.5 times. It became extremely strong. LDPE is mixed with LDPE foam!
  • LLDPE Aligni Kasei Corporation Ultra Zettas UZ3040
  • Parr force dox powder 5g Parr force dox powder 5g are mixed, put in a stainless steel container, covered, and put in an air convection thermostat adjusted to 60 ° C for 2 hours.
  • the above-mentioned LLDPE powder coated with a perforated dock on the surface of the particles can be obtained.
  • Example 2 30 g of this powder and 15.5 g of the granular material used in Example 2 were placed in a stainless steel mold having an internal volume of 100 x 100 x 25 mm with a release agent applied to the inner surface, and the temperature was adjusted to 230 ° C. It was attached to the electric heating type oscillating rotary molding machine used in Example 1, heated under the same conditions as in Example 1, and the foamed composite molded after cooling was taken out from the mold.
  • the skin of this foam composite has a good appearance despite the thinness of an average thickness of lmm, and a uniform thickness within ⁇ 0.05mm, and the core is uniform and fine bubbles.
  • the skin and the core were bonded with low density and no particle boundaries.
  • Example 14 Ethylene-vinyl acetate copolymer rosin powder (Sumitomo Seika Co., Ltd. K2010) lOOOg and Parr force Dox powder 6g are mixed, put in a stainless steel container, covered, and air convection constant temperature adjusted to 60 ° C By mixing in a bath for 2 hours, mixing, and cooling, the above-mentioned rosin powder having the surface coated with a powerful dough was prepared. 225 g of this powder and 50 g of the granular material used in Example 1 were placed in a stainless steel square mold with an inner volume of 200 ⁇ 200 ⁇ 25 mm coated with a release agent, and the electric heating type shaking used in Example 1 was used.
  • the ethylene / vinyl acetate copolymer resin used for the skin is a kind of thermoplastic elastomer
  • the resulting foam composite has moderate cushioning properties and is effective as a material for safety devices.
  • Heat-resistant grade polyamide 12-fat powder (L1640P manufactured by Daicel Degussa Co., Ltd.) 100g and LLDPE powder 50g coated with the Parr Doc made in Example 13 and 61g of granules used in Example 1 on the inner surface Place in a stainless steel square mold with an internal volume of 200 X 200 X 25mm coated with a release agent, and attach it to the electric heating type oscillating rotary molding machine used in Example 1 and heat at 160 ° C for 25 minutes The temperature was raised to 205 ° C. and heated for 25 minutes, and the foamed composite molded after cooling was taken out from the mold. The skin of this foam composite was good in appearance despite its average thickness of 1.5 mm, and the thickness variation was uniform within ⁇ 0.05 mm. A foam composite with excellent impact resistance, chemical resistance and oil resistance was obtained.
  • Methacrylic acid alkyl ester copolymer rosin powder (Mitsubishi Rayon Co., Ltd. LP-3106) 200 g and double-layer foam pellets (5.7 times) 140 g inner volume with release agent applied on the inner surface 200 X 200 X 25mm Placed in a stainless steel square mold, attached to the electric heating type oscillating rotary molding machine used in Example 1, heated at 250 ° C for 40 minutes, cooled and then molded foam composite from the mold Removed. A foam composite with a smooth, transparent, hard skin having an average thickness of 2.0 mm was obtained. A container excellent in appearance with heat insulation was obtained. [0082] [Example 17]
  • Epoxy resin powder for powder coating (EY-7, manufactured by Shinto Paint Co., Ltd.) 90 g and stainless steel square with inner volume of 100 X 100 X 25 mm with 50 g of granule used in Example 1 coated with release agent on the inner surface Placed in the mold, attached to the electric heating type oscillating rotary molding machine used in Example 1, heated at 160 ° C for 30 minutes, then heated to 230 ° C and heated for 20 minutes, cooled and molded
  • the foam composite was removed from the mold. Average thickness of skin 2. A foam composite with a smooth and hard skin of Omm was obtained. It could be applied to a heat insulation container.
  • a cylindrical heat insulation tank made of foam composite with an inner diameter of 00mm, a depth of 500mm and a thickness of 40mm was made.
  • the epidermis is 2 mm thick and the core is 40 times the diameter of 10 mm foam with 0.1 mm reinforcements, each independent and the ratio of foam weight to reinforcement weight is 3: 1. It was.
  • this foamed composite container was filled with 80 ° C hot water and placed in a room at 30 ° C, it was a strong, heat-insulating molded product that took 5 hours to reach 60 ° C.
  • EVA ethylene vinyl acetate copolymer
  • 20wt% vinyl acetate component as skin material
  • powdered aluminum hydroxide 120PHR, decabromodiphenyloxide 25PHR, antimony hydroxide 10PHR Compound powder kneaded in 60g
  • This resin has flame resistance equivalent to UL standard V0
  • HDPE 25g as core material
  • magnesium hydroxide 25PHR powdered aluminum hydroxide 30PHR
  • diazocarbonamide 20PHR (This resin has flame resistance equivalent to UL standard VO! /, And is)
  • Example 2 Using the same rotary molding machine as in Example 1, the mold was heated at a mold temperature of 230 ° C. and rotating for 30 minutes. After cooling, the mold was taken out and a sample shown in the photograph of FIG. 10 was prepared. The obtained sample was a calorimeter test for flame retardant evaluation of building materials and met the criteria for the flame retardant performance test of Building Standard Law No. 2.
  • a composite with a reinforcing body in the core is a rigid body with an apparent specific gravity of 1Z4 of wood and a bending strength equivalent to that of wood, and an elastic body that is deformed by impact but can be restored without breaking, making it lightweight and strong. Can be used for any application that requires.
  • this molded product can be used as a recycled plastic product, and waste can be put into the center of the molded product to replace wood, which is also expected from the viewpoint of effective use of resources.

Abstract

　発泡体は断熱性に優れるが、吸湿して断熱性が低下し強度がない。そのため、吸湿しない断熱材で、強度のある断熱材が求められている。 　本発明によれば、プラスチックの粉末又は細粒と、架橋発泡するポリオレフィン粒状体を金型に入れ、回転しながら加熱すると表皮のある発泡複合体が一工程でできる。この複合体は吸湿することなく強度があり、断熱材として優れている。 　又、架橋発泡するポリオレフィン粒状体の表面に発泡しないか、わずかに発泡する材料を被覆して成形すると、好ましくは、コアに５乃至５０ｍｍの発泡体の粒状体に厚さ０．０５乃至０．５ｍｍの補強体を被覆したコアになり、軽量で強度があり、衝撃で変形はするが壊れないで木と同等の強度のある成形体ができる。

Description

明 細 書
'発泡複合体の製造方法
技術分野
[0001] プラスチックの発泡体は、極めて小さい気泡とこれを取り巻く薄い気泡膜で成り、気 体の占める体積分率が高く対流が少ないので、断熱性、クッション性、浮揚性が良好 でかつ安価であるため、広い分野で大量に用いられている。発泡体はこのような特長 を持つ反面、強度が低いため単独では使用し難ぐ気泡膜が薄いため吸湿して断熱 性が低下し、小さい圧力でクリープし、気泡膜が延伸されているため時間の経過で収 縮し耐候性が悪 、などの欠点がある。本発明はプラスチック発泡体の全面にプラス チックの均一な厚さを有する表皮を作り、発泡体に接着一体化し、プラスチック発泡 体の欠点を改良した材料の製造方法を開発するものである。
[0002] 本発明は、発泡複合体の製造方法に関する。本発明は、特に、断熱材、建材、タツ シヨン材、衝撃吸収材、浮揚材、防食方法等に好適の用いられる発泡複合体の製造 方法に関する。
背景技術
[0003] プラスチック発泡体の表面にプラスチックの表皮を設ける技術の一つは回転成形で 表皮を作り、その中にポリウレタンを注入発泡させる方法である。この方法では表皮と コアが接着せず、曲げ強度、衝撃強度が十分でない。又、製品の成形温度が低いた め成形体に歪があり時間の経過で変形し、二種類の異なる材料で構成されるため、 そのリサイクルが難しい。また、製造が二工程であるため、コスト高で、表皮を発泡さ せることやコアに補強体を設けることが困難である。他の一つはブロー成形で表皮を 作り、その中に発泡体粒子を入れこれを加熱する方法である。この技術の加熱は高 温で行うことができないため、コア粒子間に間隙が残る。又、成形温度が低いため、 表皮とコアの接着が不十分で成形体に歪が残り、曲げ強度、衝撃強度が低く時間経 過で変形しその上表皮を発泡させることやコアに補強体を設けることも困難であり、 大型成形体を製造できな 、。
[0004] プラスチックの粉末と架橋発泡性の粒状体を金型に入れ、回転成形で表皮と発泡 体の複合体を作る技術が、発明者の一人により約 30年前に発明された (USP3814 778および USP3914361)。この技術によると、同一工程で表皮とコアが形成される ので両者の接着は良好で、成形体の曲げ強度、衝撃強度は向上する。しかし、均一 な厚さの表皮と高倍率に発泡したコアでボイドのない成形体を安定に製造することが 難しぐ現在に至るまで実用化されていない。
発明の開示
[0005] 本発明は、コアが低密度で一体化されており、表皮とコアが強固に接着した発泡複 合体であって、断熱性に優れ、吸湿して断熱性が低下することがなぐ長寿命で、使 用の全期間にわたってのエネルギーロスの低い断熱材の製造方法を開発したもので あり、地球の温暖化防止に貢献する。又、本発明の製造方法により作成されたコアに 補強のある発泡複合体は、比重が木材の 1Z4と軽量で木材に匹敵する強度を持つ 剛性体であり、軽量で安価な建材等になり、又衝撃で壊れないクッション材、衝撃吸 収材、浮揚材などが作れる。更に、本発明は、再生プラスチックやゴム'プラスチック 廃棄物を素材として利用し、木材の代替品を作り、地球環境の保全に資するもので める。
[0006] 本発明の 1は、プラスチック粉末又は細粒と、これより大きな架橋剤と発泡剤を配合 したポリオレフインの粒状体を金型に入れ、回転しながら外部より加熱し、プラスチッ ク粉末を溶融させて均一な厚さの表皮を作り、ポリオレフインを架橋し、弾性率を 1. 6 乃至 3. 0 X 104Paにし、その上に粒状体を付着し発泡剤を分解して均一微細な気 泡で低密度の粒の境がない一体のコアを作り表皮と接着したサンドイッチ構造体を 作る方法である。そしてこの成形体は吸湿しな 、断熱材になる。
[0007] 本発明の 2は、架橋発泡するポリオレフインの一部又は全部にプラスチックの被覆 のある粒状体（二層発泡ペレット）を作り、これを粉末プラスチックと共に金型に入れ て回転成形し均一な厚さの表皮とコアに低密度の発泡体と補強体がある発泡複合体 を作る方法である。全部に被覆のある粒状体を使うと、均一な厚さの表皮と多数の粒 状の発泡体の周りに略均一な厚さの補強体のある発泡複合体を作ることができる。又 、一部に被覆のある粒状体を使うと、表皮の中に、発泡体と帯状、紐状、又は塊状の 補強体が混在する発泡複合体を作ることができる。 [0008] プラスチックのサンドイッチ構造体はコアの強度が低 、ので構造体としてこれまで使 用ができな力つた。しかし、本発明の製造方法により得られる補強体のある成形体は 、補強体の厚さが 0. 05乃至 0. 5mmであり、発泡体の気泡膜の厚さの約 0. Olmm に比べて著しく厚いので、この補強効果により圧縮強度、曲げ強度、衝撃強度ゃ衝 撃吸収性が向上する。この補強体は木の年輪と違って方向性がない構造である。こ れまでプラスチックで軽量な成形体及び強度のある成形体はできたが、軽量で強度 のある成形体はできな力つた。そして、この技術で初めて軽量で強度のある成形体の 製造が可能となった。
[0009] 上述の二層の粒状体は加工性が良好で、この材料を使用すると発泡複合体にボイ ドができな 、。そしてその理由は気泡に比べて補強体の材料の方が金型内で動きや すいためである。
図面の簡単な説明
[0010] [図 1]図 1は、表皮と発泡体のコアより成る成形体の一例を示す図面代用写真である 。図中、 1は表皮、 2は高倍率発泡体のコアを示す。
[図 2]図 2は、表皮と補強体のある発泡体コアより成る成形体の一例を示す図面代用 写真である。図中、 1は表皮、 2は高倍率発泡体のコア、 3は補強体を示す。
[図 3]図 3は、表皮と発泡体、紐状補強体とで成る成形体の一例を示す図面代用写 真である。図中、 1は表皮、 2は高倍率発泡体のコア、 3は補強体を示す。
[図 4]図 4は、発泡する材料にプラスチックの被覆をした二層ペレットの一例を示す図 面代用写真である。図中、 8は二層発泡ペレットを示す。
[図 5]図 5は、表皮と補強体のある発泡体より成る中空の成形体の一例を示す図面代 用写真である。図中、 1は表皮、 2は高倍率発泡体のコア、 3は補強体、 4は中空部を 示す。
[図 6]図 6は、表皮と補強体のある発泡体に金属部品を入れた成形体の一例を示す 図面代用写真である。図中、 1は表皮、 2は高倍率発泡体のコア、 3は補強体、 6は金 具を示す。
[図 7]図 7は、表皮とコアの発泡複合体に廃棄物を入れた成形体の一例を示す図面 代用写真である。図中、 1は表皮、 2は高倍率発泡体のコア、 5はゴム'プラスチック廃 材（古ゴルフボール）を示す。
[図 8]図 8は、表皮と補強体の発泡複合体に凹凸をつけ結合できる成形体の一例を 示す図面代用写真である。図中、 1は表皮、 2は高倍率発泡体のコア、 3は補強体、 7 は凸出部を示す。
[図 9]図 9は、表皮と発泡体で成る断熱箱の一例を示す図面代用写真である。図中、 1は表皮、 2は高倍率発泡体のコアを示す。
[図 10]図 10は、表皮と補強体のある発泡体で成る断熱箱の一例を示す図面代用写 真である。
[図 11]図 11は、表皮に直角の補強がある発泡複合体の一例を示す図面代用写真で ある。図中、 1は表皮、 2は高倍率発泡体のコア、 3は補強体を示す。
[図 12]図 12は、表皮と補強体のある発泡複合体で発泡体を 40乃至 70倍にした成形 体の一例を示す図面代用写真である。
[図 13]図 13は、発泡した表皮と補強発泡体とでなる成形体の一例を示す図面代用 写真である。図中、 1は表皮、 2は高倍率発泡体のコア、 3は補強体を示す。
[図 14]図 14は、難燃性発泡複合体の一例を示す図面代用写真である。
[図 15]図 15は、発泡複合体容器の断熱性を示すグラフである。
発明を実施するための最良の形態
[0011] 本発明において、例えば、通常一片が 4mmの略立方体の架橋発泡する粒状体を 使用することができる。これは粉末プラスチックの粒径約 0. 1mmの 40倍で、体積、 重さは 3乗の 64000倍である。このため金型にこの二種類の材料を入れ回転成形す ると、粉末プラスチックが先ず溶けて表皮となり、その上に粒状体が付いて粉末プラス チックと粒状体が分解し、約 140°Cになるとポリオレフインを架橋して貯蔵弾性率を上 げ、約 190°Cになると発泡剤が分解する。架橋剤と発泡剤の分解を始める温度の差 は 30°Cもあって、架橋が終わって力 発泡するように思える力 架橋剤の使用量は 極めて少なぐそれがポリマーに分散されているので、架橋が終わらないうちに発泡 剤の分解が始まる。そして、二つの反応が同時に進む。
[0012] ポリオレフインに、例えば lPHR (per hundred resin)の架橋剤と 15PHRの発泡剤 を入れたコンパウンドを成形し、空気中で発泡させると 30倍で相似形に発泡する。そ して、これが架橋ポリエチレン発泡体の普通の製造方法である。ポリエチレンに少量 の、例えば 0. 3PHRの架橋剤と 15部の発泡剤を入れたコンパウンドを成形し、発泡 させると 33倍に発泡し、形の崩れた成形体に成る。本発明においては、は低密度の 発泡体で粒状の材料が一体ィ匕したコアが望ま 、ので架橋剤の少な 、材料の粒状 体を使用する。
[0013] 本発明においては、架橋と発泡が同時に進むので、これによつてできる発泡体は 貯蔵弾性率が低ぐゲル分率も低ぐより流動性が良いコアになる。
[0014] 本発明の 1においては、少量の架橋剤を使用しポリオレフインを少し架橋し、貯蔵 弾性率を 1. 6乃至 3. 0 X 104Paにし、ゴム弾性を発現させ、ガスを内部に閉じ込め 均一微細な気泡で低密度の粒子の境がないコアを作る。なお、本発明において、貯 蔵弾性率は、ポリオレフインと架橋剤とを所定の割合で混練し、プレスでシート（10m m X 40mm X 4mm)に成形し、架橋し、これを試料とし、動的弾性率測定装置でズリ 変形を与え、 190°C、 100Hzで動的弾性率を測定し貯蔵弾性率を得た値である。本 発明においては、 190°C、 00Hzで 1. 6乃至 3. O X 104Paの貯蔵弾性率を与えるポ リオレフインの粒状体を用いて発泡複合体を成形するものである。
[0015] 本発明の 2は、架橋発泡するポリオレフインをロッドにし、これにプラスチックを被覆 し発泡する材料の表面の全部に略均一な厚さのプラスチックの被覆のある粒状体を 作る。この粒状体を粉末プラスチックと共に金型に入れて回転成形すると図 2のように 0. 05乃至 0. 5mmの厚さの補強のある、直径 5乃至 25mmで 20乃至 70倍に発泡し た粒状体、つまり密度が 0. 1乃至 0. OlgZcm3の発泡体が集合、一体化したコアに なる。この成形体は表皮の厚さを 1乃至 10mm、好ましくは 2乃至 7mmにでき、補強 体のある粒状体はコアのどこの部分にも略均等にあり、全部繋がっていて、コア内を 充満し、補強体は球の表面なので湾曲していて弾性があり、緊張していてどの方向 に対しても垂直な補強皮膜の部分があり衝撃を受けると力を成形体全部に速やかに 分散し変形するが壊れな 、成形体となる。そして表皮とコアの粒子が接着して 、るた め、圧縮強度、曲げ強度、衝撃強度が著しく強い。その上この発明は、成形体を回 転成形で作り、プラスチックの普通の加工温度でカ卩ェし、コアに流動性の良い発泡 体を使用し、加圧下でゆっくり加熱冷却するので歪がない、時間の経過で変形しな い成形体になる。この発泡複合体は発泡体の持つ特徴を総て持っていて、安定で安 価に製造でき欠点のない理想の成形体である。従ってあらゆるプラスチック製品に広 範囲且つ大量に利用される。
[0016] また、本発明に用いられる架橋発泡するポリオレフインの粒状体は、架橋発泡する ポリオレフインを直径 2乃至 10mmのロッドとして押出し、その表面にプラスチックを 0 . 5乃至 5mmの厚さとなるように被覆し、溶融状態のうちに先端が鋭角な切断具で圧 縮して両端のプラスチックを接合して、接合部分の厚さが 0. 3mm以上、好ましくは 0 . 3乃至 3. Ommにして切断する。
[0017] 発泡する粒状体の一部に表皮を作り、粉末プラスチックと共に回転成形すると均一 な厚さの表皮と低密度の発泡体であるコアと帯状、紐状、又は塊状の補強体とが混 在する発泡複合体ができる。この成形体は強く圧縮すると座屈する衝撃吸収性の成 形体である。
[0018] 発泡するコンパゥンドの一部又は全部を被覆するために使用する材料には低密度 ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、 EVA,ナイロン等が単独又は混 合体として使用できる。高密度ポリエチレンは機械特性に優れているために補強効 果は大きい。また、発泡するコンパウンドの一部又は全部を被覆するために使用する 材料は、 1乃至 10PHRの発泡剤を含んで!/、てもよ!/、。
[0019] 本発明に於いて表皮を形成させる材料には、 0. 1— 2mmの粒径を持つプラスチッ クの粉末又は細粒が用いられる。プラスチックとしては融点または軟ィ匕点が 170°C以 下の熱可塑性榭脂または半硬化処理した熱硬化性榭脂が使用可能である。熱可塑 性榭脂としては、ポリオレフイン、エチレン酢酸ビュル共重合体、ポリアミド榭脂、ポリ エステル榭脂等の使用が可能であり、吸湿の少ないポリオレフインが好ましいが、表 皮に要求される特性に応じて選択される。高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイ ロン等を用いても良い。半硬化処理した熱硬化性榭脂としてはエポキシ榭脂、フエノ ール榭脂、ポリエステル榭脂等に硬化剤を混合して溶融して半硬化させた後、粉末 または細粒にした樹脂の使用が可能である。
[0020] 表皮に使用する粉末プラスチックの使用量は表皮の厚さが lmm以上 10mm以下 となるように調節する。 lmmより薄い表皮は吸湿する。 10mmより厚い表皮は、表皮 を通って熱が逃げやすぐまた、衝撃で壊れやすい。表皮の厚さを 2mm以上にし、 吸湿しなくすことも可能である。
[0021] 本発明において、均一な厚さの表皮とは、好ましくは、表皮の最小厚さが、表皮の 平均厚さの 1Z2以上の厚さを有する表皮である。また、表皮の平均厚さは、成形体 の表皮の任意の 10点の厚さを測定することにより求めることができる。
[0022] 本技術は表皮も発泡させることが可能なので、軽量で衝撃に強ぐ優れた断熱性を 持つ成形体を作ることができる。
[0023] 多面体気泡の発泡体には気泡の皮膜に薄い部分ができ、吸湿の原因となるがタツ シヨン材の表皮は、弾性のある多面体構造とする。表皮を発泡させると表皮とコアは 相互に入り組んだ構造になり接合部が平面的でなくなるのでよく接着する。
[0024] 本技術では粉末プラスチックに発泡剤を混ぜるだけで表皮を発泡させることができ 、その倍率を自由に調節できる。また粉末プラスチックと共に発泡剤を練り込んだ径 力 S lmmぐらいの小粒子を併用し、非発泡の薄い表皮の内側に発泡表皮を形成する こともできる。表皮を架橋することも、例えば、粉末プラスチックに単に架橋剤を混ぜ るだけで均一な厚さで薄!、表皮ができる。
[0025] また、発明者らは均一な厚さの表皮と高倍率に発泡したコアを持つ複合体の製造 方法を研究し、表皮には、 190°C、角速度 lrad/sの貯蔵弾性率が 1 X 103Pa以上 の粘弾性を持つ粉末プラスチックを用いると均一な厚さの表皮が得られ好ましいこと を見出した。
[0026] 有機過酸ィ匕物により架橋可能な榭脂の粉末または細粒を表皮材として用いる場合 、その樹脂の粉末または細粒に、 0. 2-2. OPHRの有機過酸ィ匕物の粉末を添カロし 、有機過酸ィ匕物の融点以上の温度で混合し、その樹脂の粉末または細粒の表面に 有機過酸ィ匕物をコーティングした材料を用いることができる。このようにすると、その粉 末または細粒が加熱され、金型内面に付着溶解すると同時に架橋反応が進み、表 皮が非融解性に変質するために、貯蔵弾性率が 1 X 103Pa以下の材料の使用も可 能になる。この方法はポリエチレンを始めとするポリオレフイン、 EVA共重合体におい て特に有効であり、表皮の内面が平滑になるために表皮の薄肉化が可能になる。ま た上記の過酸化物を添加した榭脂粉末を他の熱可塑性榭脂粉末に混合して用いる ことにより、表皮材料の金型外への流れ出しを防止することができ、特徴ある表皮を 得ることができる。
[0027] 本発明にお ヽて、表皮材に難燃性の榭脂、無機物のフィラーや難燃剤、繊維等を 配合し、表皮の強度の改良や難燃ィ匕ができる。また、カーボンブラックやステンレス繊 維等を混入して静電気の発生を防止すること、紫外線吸収剤、酸化防止剤を入れて 耐候性を向上させることができる。防黴剤、抗菌剤、顔料等を混入させることもできる 。表皮をエンボスすることや、アルミシートや無機質の粒状体で覆い難燃性にし、例 えば屋根材にすることもできる。アルミ箔を貼って湿気を遮断した発泡複合体は良好 な断熱材となり、発泡プラスチックのシートを貼合して断熱性を良好にすることもでき る。
[0028] コアのポリオレフイン材料として好ましいのは MFRが 1. 5乃至 20gZl0minの溶融 特性を持つ LDPEである。
[0029] 本発明で用いる架橋剤は、ジクミルパーオキサイド、 2, 5—ジメチルー 2, 5—ビス t ブチルパーォキシへキサン、ジー t ブチルパーオキサイド等の有機過酸化物である 。ポリオレフインに混合する架橋剤の量は、 0. 2PHR以上、 0. 6PHR以下で、望まし くは、 0. 25PHR以上、 0. 5PHR以下である。架橋剤の混合量が少ないとガスが逃 げ、気泡も粗大になり、表皮内にコアが充満しない。また、混合量が多すぎると膨張 が抑制され、金型の隅の部分にボイドが発生し表皮に凹凸を作る。混合する架橋剤 の一部として、反応性二重結合を分子中に 2個以上有する 1, 2—ポリブタジエントリア リルシアヌレート、トリメチロールプロパントリメタタリレート等の架橋助剤を用いることに より、使用する架橋剤の量を減らし均一に架橋させることが可能である。
[0030] 本発明にお ヽて好ま ヽ粒状体とは、架橋剤と発泡剤を混合したポリエチレン、ポリ プロピレン、エチレン酢酸ビュル共重合体等の三次元化が可能なポリオレフインであ る。粒径が 2mm程度の粒状体は、回転成形時に金型の全面に付着し、発泡時に厚 さ方向に膨張しボイドのな ヽコアを形成しやす ヽ。粒径が 5mm以上の大きな粒状体 は、逃げるガスの量が少なぐ均一な表皮の形成を助ける。また粒状体が金型の稜 線部分で表皮中に入り込み外観を悪くすることを防ぐこともできる。粒状体の形状は 球体、球体に近い楕円体、長さが直径とほぼ等しいロッド、立方体等で、金型内で回 転により動きやす 、形状のものが好ま 、。
[0031] 本発明で用いる発泡剤は分解発熱性の発泡剤であり、ァゾジカーボンアミド、ジ- トロソペンタメチレンテトラミン又はこの混合物である。ポリオレフインを架橋して三次 元化すると溶融状態でゴム弾性が発現し、その中で発泡剤が分解すると生成した気 泡の集合を抑制し、ガスの分散を防止し均一微細な気泡の低密度の発泡体になる。 その上生成したゲルで気泡は耐熱性になり、表皮とコアを同時に作るので表皮とコア が接着した発泡複合体の製造を可能にする。ポリオレフインに混合する発泡剤の量 は、 1PHR以上、 40PHR以下で、 5PHR以上、 30PHR以下が好ましい。発泡剤の 量が少な 、と十分発泡したコアが得られず、その量が多すぎると成形体中のボイドが 多くなる。発泡剤と共に、ステアリン酸亜鉛、亜鉛華、尿素等の発泡助剤を用いること もできる。例えば架橋剤を混合したポリオレフインに、 200°Cの分解温度を持つ発泡 剤と発泡助剤を混合し、発泡剤の分解する温度を 170乃至 190°Cに下げ、架橋剤の 分解が完結しないうちに発泡剤の分解を開始させる。発泡剤に核剤を併用して気泡 を微細化することもできる。ポリオレフインと架橋剤、発泡剤等の混合には、通常-一 ダー、バンバリ一ミキサー等の混練装置を用い、架橋剤が分解しない温度で練る。混 練後ロールで板状にし、これを粒状に切断する力、押出機でロッド状に押出して切断 することにより粒状体を作る。例えば、二軸押出機のような、材料に高いせん断力を 与えることのできる混練装置を用いると発泡剤の良好な分散状態が得られ、分解ガス の有効利用が可能になる。エーダーで架橋剤、発泡剤の配合量が多いいコンパゥン ドを作り、押出機で濃度を薄めて発泡性の粒状体を作る方法もある。
[0032] 本発明において、発泡コアの材料として用いるポリオレフイン粒状体の全部に、非 発泡性又は少し発泡する材料を被覆し粉末プラスチックと共に回転成形すると、図 2 に示すように、表皮をつけた粒状体がそれぞれ独立して存在し、相互に接着し成形 体の表皮とも接着し一体の補強体となる。この成形体は方向性が無く靭性があり機械 的強度に優れ、成形体が受ける衝撃を速やかに全体に伝播する。
[0033] 二層の発泡ペレットは架橋発泡する材料をロッド状に押出し、クロスヘッドダイを使 用して補強体になるシースを被覆し、溶融状態で先端が鋭角な圧縮具で略均一な 厚さに圧縮切断する。このようにして作った二層ペレットは、図 4のようで、発泡コンパ ゥンド層が完全に榭脂で覆われていて、接合部の最小厚さを 0. 3mm以上にすると、 発泡させても補強体が切れず断熱性に優れ、軽量で強度のある成形体になり、ガス の有効利用が図れる。この前面に被覆のある発泡ペレットは射出成形でもできる。
[0034] 本発明の製造方法に用いられる二層発泡ペレットの製造設備は、クロスヘッドの押 出機を用い、一方の押出機は架橋剤と発泡複合体を配合したポリオレフインの直径 2 乃至 10mmのロッドが押出可能で、他方はこれにプラスチックの 0. 5乃至 5mmの厚 さに被覆ができ、この二層のロッドを溶融状態で切断して被覆を接合しその厚さを 0. 3乃至 5mmの厚さにし、これを 3乃至 15mmの長さに切断可能な二層発泡ペレットの 製造設備であることが好まし 、。
[0035] また、本発明の製造方法に用いられる二層発泡ペレットは、ポリオレフインに架橋剤 及び発泡剤を配合した大きさが 8乃至 1000mm3の粒状体に均一な厚さの 0. 5乃至 5mmの厚さのプラスチックの被覆があり、両端の被覆体を接合しその厚さを 0. 3mm 以上で、全面に被覆があり圧縮方向力 見ると矩形状で横力 見ると中央が高く両 端が扁平な形の二層発泡ペレットであることが好ましい。
[0036] この補強体をかぶった粒状体の径を 5乃至 25mm、厚さを 0. 05乃至 0. 5mm発泡 材料と補強材料の比を 1： 1乃至 1： 10にする。補強体の厚さを表皮（3mm)と気泡の 皮膜の厚さ（0. 01mm)の中間にすると、得られる成形体の機械強度と弾性のバラン スが良好になる。軽量で且つ強度を求められる発泡複合体に補強体を設けた構造は 軽量で強度のある材料の理想の構造で、又、補強体を発泡させることも、表皮のある 発泡体の粒子を厚さ方向に縦長にすることも、表皮と直角に補強体を作ることもでき 、色々な性質を持つ成形体ができる。
[0037] 二層構造の粒状体では、内層のポリオレフインには多量の発泡剤を使用し、この発 泡ではガスが逃げず、冷却時の収縮も抑えることができるので成形時の膨張を早くし (発熱反応）、通常のポリオレフインの架橋発泡体が 40倍が限界なのに対し補強体の ある発泡体は 70倍に高発泡倍率化が可能である。この粒状体の被覆に架橋剤と発 泡剤を入れて発泡させることができ、又、補強体を厚くして強度を出し軽量にして断 熱性を良好にすることができる。このペレットを単に金型に入れて回転しないで加熱 発泡して成形体を作ることもできる。 [0038] この材料で見かけ比重が 0. 2、 0. 3、 0. 4の成形体を作ることができ、比重に対応 して強さが変わり、木、プラスチック、ゴムでは重いと感じられるあらゆる製品に利用さ れる。
[0039] 本発明にお 、て、金型には熱伝導性のょ 、鉄、ステンレススチール、アルミニウム 等、金属材料の板状体又は铸物を用い、二つ割りか側壁と上下の蓋とから構成する のが普通である。通常の回転成形用金型は板金によって作られ、その肉厚は 2乃至 3mmが一般的である。しかし、本発明の金型には発泡によるガス圧が力かるので、 薄肉の金型は使えず、 3. OkgfZcm2の内圧に耐える金型を用いる必要がある。これ は、例えば 5mm厚さの鉄板又はそれと同等以上の強度を持ち熱伝導のよい材料の 金型で、必要によりリブを付けて金型の変形を防ぎ、その温度を均一化する。金型の 角の部分には Rを付け、 2Z100以上の勾配を作り、離型剤を用いる。二重の壁を持 つ断熱箱を成形する場合、その金型は、内箱の上部につばを出して外箱と接続でき るよう〖こし、外箱の底面を側面と別の板にして材料を入れやすぐ且つ成形体を取り 出しやすくする。内箱の温度が上がりに《表皮が薄くなる場合は、内箱の加熱を強 める。
[0040] 本発明において、金型には直径 3乃至 10mmの小孔を設け、断熱性のテフロンチ ユーブを取り付けて金型内の空気を発泡時に外部に抜けるようにする。このチューブ は一端を金型の外に、他端を金型内の中央近傍に位置させる。金型に設ける小孔 は通常 1個で十分であるが、面積が大きい、又は複雑な形の金型では 2個以上設け る。小孔のない金型で回転成形を行うと、コアにボイドが発生しやすい。成形後表皮 に残る空気抜きの孔は表皮と同じ材料で補修する。
[0041] 本発明において金型の回転は二軸回転、揺動回転等により行われる力 回転速度 を通常 1乃至 20rpmとし、金型内の材料に遠心力が力からないようにする。金型の回 転は、正回転と逆回転を交互に繰り返し行う。金型に入れる材料の量は内容積の 85 %以下にして、回転時に材料が動けるようにする。
[0042] 本発明にお 、て、金型の加熱は熱風、直火、パイプを溶接した金型でのオイルカロ 熱等によって行い、金型の表面温度を、使用する発泡剤が分解する温度に加熱する 。金型が発泡剤の分解する温度になると、発泡が起こる。発泡助剤を併用して発泡 剤の分解する温度を 170乃至 190°Cに調節し、分解の開始から終了までの時間を長 くすると、ボイドのない成形体が得られ好ましい。加熱に要する時間は 15乃至 30分 である。
[0043] 本発明において、加熱後金型は水中に浸漬するかシャワーにより冷却し、成形体を 取り出す。表皮は急速に冷却固化するが、中央の溶融した発泡コアは高温を保ち分 解ガスの圧力が力かった状態で徐々に固化するので、歪のない金型通りの形の強度 の高い収縮の小さい変形しない成形体が得られる。冷却に要する時間は 15乃至 30 分である。
[0044] 本発明では金型内の圧力を 1.5乃至 3. OkgZcm2で成形する。圧力は、成形体の 大きさによっても異なり、大型の金型を使用すると圧力は高めになる。加熱の初期に はすり合わせ部力 空気が外へ逃れるが、発泡剤の分解時には表皮が形成されて 気密になりポリオレフイン粒状体は金型の隅々まで充満し、ボイドのな!、発泡複合体 が得られる。
[0045] 本発明ではボイドの発生を防止するため、使用した材料の一部がノ リとなるように する。バリが多過ぎると金型内の圧力が低下し、表皮の厚みが薄くなるので、金型の すり合わせを調節し、使用した材料の 0. 01乃至 1%がノ リとなるようにしボイドの少 な 、成形体ができ金型を変形させな 、。
[0046] この技術では、例えば 30倍発泡のような高発泡コアと 2mm以上好ましくは 3mm以 上の厚い表皮を持つ複合体を作ることができるが、このような発泡複合体は断熱性が 高い上に吸湿しない長所を持つので、湿度の高い場所や水中で使用でき、水中で 使用すると通常の断熱材に比べ省エネになると思われる。表皮を球形気泡の 2倍乃 至 3倍に発泡させ、吸湿を増大させずに断熱性を向上させることもできる。この技術 により、コアを均一微細な気泡の、比重が 0. 1以下の発泡体とし、成形体中に発生 するボイドの最大寸法を断面積で 100mm2以下にすると、断熱性が良好な発泡複合 体となる。また、歪のない成形体を作り、表皮にカーボンブラックや紫外線吸収剤、酸 化防止剤を配合して成形すると、屋外での耐用年数をのばすことが可能であり、優れ た断熱性と相俟って、長期使用での省エネルギー効果は極めて大きい。深夜の余剰 電力を利用する蓄熱空調用断熱槽ゃ断熱プールの断熱材は常時水と接触し、湿度 の高い環境に曝されるので、本技術の製品が最大の効果を発揮する応用例である。 発泡複合体の表面にプラスチック発泡シート又はアルミ箔を貼合して使用することも 、断熱性の向上又は湿気の侵入防止を図る上で有効である。
[0047] 本発明の発泡複合体はコアがポリオレフインの架橋発泡体であるため、圧縮強度は あまり高くないが、コアに補強体を入れることができるので強度がある。したがって、成 形体の見掛け比重が木よりも低くした机や寝台等は老人や身体障害者用に好適で める。
[0048] 本発明において、発泡コアの厚さは特に限定されないが、通常は 10乃至 100mm である。 10mm未満であると、回転成形による表皮の作製と、粒状体の分散が円滑に 行われにくくなる。一方、 100mm以上にすることは可能である力 それ以上の肉厚 の成形体が必要な場合は、後述するようにコアの中央に成形体とほぼ相似形の中空 部分を設ける。発泡複合体の厚さも特に限定されないが、 25mm以上、好ましくは 40 mm以上であると特にサンドイッチ構造の長所が発揮され、曲げ強度に優れ、軽量な 構造材になる。
[0049] 本発明の発泡複合体はクッション材に用いられる力 表皮を発泡し、二層の発泡体 にすることによりクッション性は向上する。補強体を入れるとクッション材の腰が強くな る。発泡コアの発泡倍率を 10倍以上、表皮の発泡倍率を 5倍にすると、クッション材、 衝撃吸収材、浮揚材用として好適である。本技術により、例えば 30倍に発泡したコア 層の上に 7倍の発泡体の表皮を持つ図 1に示す構造の発泡複合体、補強体を入れ た発泡複合体、さらにその上に非発泡の薄い表皮を持つ発泡複合体を作ることがで き、このベッドは、上にシーツを敷くだけで寝ることができ水洗や消毒が容易であり、 感染防止の病院用ベッドになる。
[0050] 本発明では、サンドイッチ構造体を作ることができる力 図 5に示すように、中央に成 形体とほぼ相似形の中空のある複合体を作ることもできる。このような構造を持つ成 形体は弾性に優れ軽量、安価なのでクッション材、浮揚材に好適である。例えば、該 発泡層の厚さを 10乃至 100mmにし、非発泡又はわずかに発泡した補強体のある中 空成形体の圧縮強度は、芯の部分まで材料を詰めた成形体と比べ大差がなぐ中空 部分の体積を全体の 50%以上にすることも可能で、浮き桟橋のような大きな成形体 を作ることもできる。プラスチックフィルムの袋の中にプラスチック粉末を入れたものを 使用して回転成形し、この中空部分にさらに内面表皮を作ることもできる。
[0051] また、本発明の製造方法によれば、軟らかい表皮を有する大型の直方体又は中空 のある大型の直方体よりなる乗り物用シートを作ることもできる。
[0052] 本発明で得られる補強入りの発泡複合体は軽量で強度があり、耐衝撃性、衝撃吸 収性がよく圧縮強度、曲げ強度が大きいので構造材として理想的な材料である。特 にクッション材、床材、壁材、屋根材、浮揚材、衝撃吸収材に好適である。又、人にぶ つけても怪我をさせず車の内装材として用いることにより人命事故をなくす。この発泡 複合体は、金具をインサートし、強固な固定が可能である。したがって、本技術は、軽 量で且つ強度を求められる全ての用途において広く利用される。例えば、本技術で 見掛け比重が 0. 2程度のボートを成形しこれにモーターとスクリューを装着すると、転 覆しても沈むことがなく人にぶっけても怪我をさせない丈夫なモーターボートになる。 船体の代わりに浮き板を用い、人命救助用のモーター付浮き板になる。また、この発 泡複合体は紙ノヽニカム複合体と同程度の圧縮強度にすることも可能なので、紙ノ、二 カムの欠点である耐衝撃性や耐水性が必要とされる飛行機の翼やメガフロート等の 詰め物に利用し、表皮の金属と加熱または接着剤により接着一体化して耐衝撃性を 良好にする。変形はするが壊れない特長は自動車のガソリンタンクに好適であり、ガ ソリンを漏れなくでき、火災発生の防止に寄与する。航空機や新幹線の内装材にして 衝突時の人命事故を少なくし、また階段に使用して転落しても怪我をさせない。
[0053] 本技術により、図 7に示すような、発泡コアの中心部にプラスチックの廃材、例えば 本発明の発泡複合体の廃材を砕 、て粒状にして入れ成形体を作ることができる。こ の技術は、他の方法では利用が困難なゴムや FRP等の廃材を同様に入れて使用す ることができる。これらの廃材は、架橋発泡するポリオレフイン粒状体と同等の大きさ 又はそれ以上の大きさに砕いて、廃棄物を全体量の 30%乃至 70%入れて圧縮強 度を増大し、肉厚の板材、柱材に使用する。本技術で用いる材料は、少量であれば 泥や砂が混入しても、成形にあまり影響しない。架橋発泡する粒状体は、少量であれ ば発泡性の悪い粒状体が混ざっていても、コアの成形に大きく影響しない。又、再生 品を利用して成形し表面に薄い新材料の表皮を作ることもできる。このように、本発明 の発泡複合体は、それ自体のリサイクルが可能であるば力りでなぐ他の廃棄物を材 料に利用することも可能である。例えば、本発明の補強体入り発泡複合体をプラスッ チタの再生品で作り、木材の代替材料として使用すれば、資源の有効利用、環境の 浄化に貢献する。この技術は軽量な木材の代替品を作れる唯一の技術である。
[0054] 本技術は、表皮、発泡コア及び補強体の材料に難燃プラスチックを使用し又は難 燃剤を配合し、難燃性の成形体を得ることができる。本技術は、金型内面にプラスチ ックフィルム、金属箔等を貼り成形することで、成形体表面にこれらを接着させること ができる。
[0055] 本技術により、ボルト、ナット、パイプ等の金具を埋め込んだ発泡複合体を成形する と、図 6のように、金具上にも表皮と同様の丈夫な層が形成されるので、成形体と金具 の固着は極めて強固である。そのため、成形体同士又は他構造体と強固に接続する ことができる。この場合補強体を持ったコアにすると、金具類を強固に保持するので 好ましい。
[0056] 本発明の一方の成形体に図 8のような凸部を、他の成形体に凹部を設け、これらを 繋ぐことができ、運搬箱等として用いることができる。 2つの成形体には凹部を設け、 凹部の 2個分の体積の木材等の結合部品により成形体同士を繋ぐこともできる。凹部 は凸部のように邪魔にならない。又、木は吸湿して膨張するので強固な結合ができる 。本発明の成形体は寸法精度よく成形できる上、弾性があり丈夫な平滑な表皮があ るので、強固に結合できて外れ難ぐ結合部の気密性もよい。表皮を低倍率の発泡 体にし、気密性をさらに高め、水が洩れないようにもできる。凸部ゃ凹部にテーパを 付けて嵌めやすくし、隙間無く繋ぐことができる。また、繋いだ成形体の角ゃ稜部分 を保護する金属部材を取り付けることや、繋 、だ成形体全体が外れな 、ように枠等を 設けることもできる。本技術により、例えば両端面及び端面に近い 4側面の計 10箇所 に 20 X 20 X 20mmの四咅力4つある 100 X 100 X 2000mmの柱を作り、 20 X 20 X 40mmの木の結合部品で 12本を繋ぎ立方体にする。組み立てられたものには、 6 面に 20 X 20 X 20mmの 咅力 S各々 8偶ずつある。 2000 X 2000 X 50mmの板で 8 個の凹部のある板を作り、これを組み立てられた柱と結合すると 2000 X 2000 X 200 Ommの丈夫な室ができ、窓と戸をつければ簡易建物例えば難民救済用のハウスに なる。そしてこの家は継いで 2軒長屋、 3軒長屋にできる。又この結合できる柱や板は 芝居の小道具などになる。
[0057] 本技術により、一端に雄ネジ、他端に雌ネジの長尺円筒体 (半円筒体を含む)を作 ると、強度、弾性、耐候性、水密性を持ち、現場で容易に結合できるので、断熱パイ プになり、結合する部分の表皮を薄くし、断熱性を高めることができる。難燃性を付与 したり、金属の被覆を設けたりして、ダクトとして利用することもできる。
[0058] 本発明の補強体付発泡複合体で、両端に凹凸部を持ち接続可能な長尺半円筒体 を作り、重りをつけて海の水面が半円筒体の彎曲部の内側の中央となるようにし、こ の半円筒体の湾曲部の内面を沖に向けて繋ぐと、オイルフェンスになり、溜まった重 油の回収が容易である。
[0059] 本発明の発泡複合体の板を箱状に並べ、金属製アングル等でなる枠を外側に置き 、枠に取り付けたボルトで板の接する部分に圧力をかけ、水を漏れなくする。板の表 皮を低倍率発泡体としたり、ロッド又はノイブを入れ、コーキング材を使用したりして 水漏れをなくし、断熱室ゃメツキ槽、断熱プールとして使用する。また、本技術で作つ た箱の中に鉄製の箱を入れて圧縮強度を高め、土中に埋めてケーブルのジョイント ボックスにもでき、浮き桟橋にも好適である。
[0060] 本発明の補強体付き発泡複合体で作った大型ドラム缶は衝撃に対して強く変形す るが壊れな ヽので、高レベル放射性廃棄物のガラス固化体を入れた金属製ドラム缶 をこのドラム缶に入れ、二つのドラム缶の間に、高温では流動するが室温では流動し ないポリブテン等の厚い層を作り、蓋をすれば、水がはいることがなくなるので水中や 土中での保管も可能になる。土中に埋めるのが一番安全な保管方法である。
[0061] 本発明の補強体入り発泡複合体で、中央にボルト、ナット等の金具が埋め込まれた 成形体を作ると他の物に容易に固定することができる。一体成形法でシート、肘掛、 背当てのある椅子を成形し、航空機、新幹線車両等に取り付け、衝突事故の時の人 身事故の危険性を低減できる。また、テーブル板を成形し、板に埋め込んだ金具に より足を付けると老人や身体障害者、幼児用の軽い家具ができる。
[0062] 海中に一部が没する建造物には、通常、防食処理が施された鉄パイプが使用され る。この鉄パイプは潮の干満により乾いたり濡れたりする部分は鲭びやすぐその上、 この部分は船舶により損傷することが多 ヽ。本発明の補強体付き発泡複合体で結合 可能な半円筒体を作り、鉄パイプを覆い、海水が入らなくすると、このカバーは船が ぶつ力つても壊れず、防食性を保ち鉄パイプは長 、年月使用できる。
[0063] 本技術は、表皮と発泡したコアとでなる複合体を一工程で安価に作ることができ、コ ァを 30倍の高倍率発泡体とし、表皮は吸湿を抑えることが可能な球形気泡の低倍率 発泡体で厚さ 2mm以上にし、長い年月使用しても断熱特性が低下しない、優れた 断熱材で、長期の使用に耐え省エネルギー、ひいては地球の温暖化防止に大きな 貢献をする。
[0064] 又コアに補強体のある成形体ができ、例えば、木の 1Z4の見かけ比重で木と同等 の強度や剛性を実現でき、壁材、床材、天井材、屋根材、パレット、建築用型枠、吊 橋や浮き桟橋に応用できる。又表皮も発泡体にした弾性体にし、軽量、丈夫で衝撃 を受けて変形はするが壊れない、クッション材、衝撃吸収材、浮揚材になる。その上、 本技術はプラスチックの再生品を使 、、木材の代替品を作れる新し 、技術でプレハ ブ式に利用し工事費を節約できる。
実施例
[0065] ついで、本発明を以下の実施例を用いてさらに詳細に説明するが本発明はこれら に限定されるものではない。
[0066] [実施例 1]
密度が 0. 96g/cm3で、 190°Cにおける角速度 lrad/sの貯蔵弾性率が 1 X 104 Paの溶融特性を持つ HDPEの粉末 (粒度分布のメインピーク 0. 1mm) 58gと、密度 0. 92g/cm3、 MFR1. 5g/10minの： LDPE【こジクミノレノ一才キサイド 0. 1、 0. 3、 0. 5、 0. 7、 0. 9PHRを配合し、それぞれにァゾジカーボンアミド 20PHR、トリメチロ ールプロパントリアタリレート 0. 5PHRを混練して一辺力 mmの粒状に加工した。こ の粒状体 10gを、内法 100 X 100 X 25mmで肉厚 4mmの鉄製金型に入れ、これを 電気加熱式揺動回転型成形機に取り付け、主回転速度 10rpm、副回転速度 5rpm 、機内の雰囲気温度 230°Cで 25分間加熱し発泡させ、次いで 25分間水冷して成形 体を金型カゝら取り出した。この発泡複合体を試験した結果を表 1に示す。ジクミルバ 一オキサイドが 0. 1PHRの成形体は良く発泡せず、 0. 9PHRの成形体はボイドの 発生が多ぐ表皮の凹凸が激しい。 0. 3乃至 0. 7PHRの成形体は均一微細な気泡 で粒子の境がないコアで表皮とコアが接着していて表皮の厚さが 2mmで均一な厚さ であった。そして発泡体はゲル分率が 38乃至 70%で貯蔵弾性率が 2. 1乃至 2. 6 X 104Paであった。
[表 1]
Figure imgf000020_0001
[実施例 2]
MFR1. 5gZl0minの LDPEにパー力ドックス（ビス— (4 tーブチルシクロへキシ ル）ペルォキシージカーボネート） 0. 5PHRと ADCA (ァゾジカーボンアミド） 20PHR を入れ、径 4mmのロッドにし、これに MFR3gZl0minの HDPEを 2mmの厚さに被 覆し溶融状態で 8mmの長さに圧縮切断し、粒状体の全表面にプラスチックのある二 層ペレットを作った。接合部の最小厚さは 0. 6mmであった。これを内法 100 X 100 X 25mmの金型に入れ、 MFRlg/lOminの HDPE粉末 58gとこの二層ペレット 17 . 7g、 14. 3g、 12. lg、 9. 6gを 4つの金型に人れ主軸 10rpm、畐 ij軸 5rpmで回転し ながら 230°Cで 30分間加熱し、次 、で 30分間水冷して発泡複合体を作った。
図 12はこの発泡複合体の断面写真である。均一な厚さの表皮と均一な大きさの粒 状の発泡体が補強体に覆われ一体となっている。この発泡体は左力も 40倍、 50倍、 60倍、 70倍に発泡していた。この状態で発泡するとガスが逃げることがなぐ収縮も できな 、ので高倍率の発泡体になる。図 2は 40倍発泡の発泡複合体の断面で発泡 体の直径は、略、均一の約 15mmで補強体の厚さは約 0. 15mmで全部繋がってい て、略理想の補強体のある発泡複合体であった。
[0068] [実施例 3]
MFRlgZlOminの HDPE粉末と、実施例 2の 4mmの発泡するロッドに厚さ 2mm に MFR1. 5gZlOminの LDPEを被覆し、 8mmの長さに切断した二層ペレットを作 り、これを内法 200 X 200 X 50mmの金型に人れ主軸 10rpm、畐 ij軸 5rpmで 230oC で 30分間、加熱発泡させ、その後 30分間水冷した。得られた発泡体は図 3のようで、 均一な厚さの表皮があり、低密度の発泡体と帯状、紐状、塊状の補強体とが混在し ていた。図 3の発泡複合体の写真は補強体の形状を確かめるため左半分の発泡体 を取り去ったもので、補強体は、帯状、紐状、塊状の集合体であった。
[0069] [実施例 4]
実施例 2の HDPE粉末 92gと粒状体 62gとを 200 X 200 X 15mmの金型に入れ回 転させながら 230°Cで 30分加熱し、次いで 30分間水冷した。得られた発泡複合体 は均一な厚さの表皮と二層ペレットが膨張して一層に並んだコアで、補強体が上下 の面と垂直にあり、図 11の発泡複合体であった。このように二層ペレットを薄い金型 で成形すると厚さ方向の補強体が表皮と垂直にでき、圧縮強度の大きい発泡複合体 になる。
[0070] [実施例 5]
金型の寸法を 200 X 200 X 50mmとし、 HDPEの表皮の厚さが 1、 2、又は 3mmで 、 20倍の LDPEの発泡コアからなる発泡複合体を作った。比較のために、 50倍に発 泡した巿販ポリスチレンフォーム及び、 30倍に発泡した巿販架橋ポリエチレンフォー ムの同一サイズのサンプルを作った。これらを室温の水中に入れ、吸水量を測定した 。その結果は、表 2に示すとおり、表皮の厚さが lmmの発泡複合体はやや吸水した 力 2mm及び 3mmの成形体は全く吸水しなかった。これに対して、表皮のないポリ スチレンフォーム及び架橋ポリエチレンフォームはいずれも著しく吸水した。このよう に、 2mm以上の厚さのポリエチレンの表皮がある発泡複合体は、吸水せず、水中で の使用が可能である。
そして粒状の発泡体で、一体になつて!/ヽな 、ポリスチレンフォームの吸水量は成形 体が一体になつているポリエチレンフォームに比べて非常に多い。 [表 2]
表 2
Figure imgf000022_0001
[0071] [実施例 6]
270 X 300 X 30mmの補強のある発泡複合体の板状体で 270 X 300mmの片面 に、その 270mmの一辺から 10mm離れた位置の上下の中央に幅 10mm、深さ 10 mm、長さ 200mmの凹部を一つ、 270 X 30mmの面の中央位置及び、 300 X 30m mの両面の中央位置に凹部と脱着可能な合計 3個の凸部を設けた発泡複合体 Aを 作った。また、 330 X 330 X 30mmの板状体で、この 330 X 330mmの片面四辺力も 10mm離れた位置に、発泡複合体 Aと同じ形状の凹部を四つ設けた発泡複合体 B を作った。発泡複合体 A4枚と発泡複合体 B2枚を、その凹凸部を利用して組み立て たところ、極めて丈夫で断熱性、密閉性が良く水漏れしない上、組み立て解体が容 易な内容積が 270 X 270 X 270mmの密閉箱となることが分かった。また、箱の周辺 の稜部分に例えば金属の固定具を取り付けると、板材を互いに固定でき、上下の板 を大きくしてボルト穴を作り、上下の板を固定することもできる。
[0072] [実施例 7]
一辺が 300mmの正方形で厚さが 30mmの補強体のある板状体（底）の 4辺に、 30 0 X 500 X 30mmの板状体 (側面）が繋がった発泡複合体の板であって、正方形の 板状体と矩形の板状体が繋がった部分に、巾 5mmで深さ 27mmの幅が狭ぐ深い 溝を有する発泡体の板を作り、その溝に沿って発泡複合体の板を折り曲げ箱状体を 形成した。なお、箱状体の側面の上面 (矩形の板状体の正方形の板状体と繋がる辺 の対辺となる面）の四ケ所に 200 X 10 X 10mmの凹型部があるようにした。これに 30 0 X 300 X 30mmの板で 4辺に沿って 200 X 10 X 10mmの凸部のある成形体を作り 、箱状体に嵌めると容器になる。この容器は組み立て解体が容易で保温性が良好な 通いの保温箱であった。
[0073] [実施例 8]
EVAの表皮、 20倍の架橋ポリエチレンの発泡体のコアを有し、大きさが 2000 X I 000 X 20mmであって、中央に 1900 X 900 X 100mmの中空部のある発泡複合体 を作った。これをマットとして用いると、丈夫でクッション性、断熱性があり、これの上に シーツを敷くだけで寝ることが可能で、水洗いと消毒ができ、病院において使用する 感染防止用マットレスとして、良好であった。そして、コアを薄い補強体がある発泡複 合体にすると弾性のあるマットになる。
[0074] [実施例 9]
HDPEの粉末、架橋発泡する LDPEの粒状体及び、プラスチック廃棄物のモデル として古ゴルフボール 2個を 100 X 100 X 100mmの金型に入れ、 230°Cで 30分力口 熱して成形した。均一な厚さの表皮と発泡したコアの中央にゴルフボールが固定され た図 7のような成形体ができた。このようにゴム又はプラスチックの廃棄物で発泡する 粒状体より大きい物はコアに入れられ、断熱性、強度をあまり下げないで成形できる
[0075] [実施例 10]
回転成形で 146 X 146 X 146mmの大きさであって、それぞれの面の厚さが 40m mの断熱箱を作った。
1. 2mmの表皮のみのダブルウォール箱
2.表皮は 1と同じで LDPEの 20倍の発泡体をコアにもつ断熱箱
3.表皮は 2倍に発泡させた LDPEでコアは LDPEの 20倍の発泡体の断熱箱
4.表皮は 3と同じでコアは 20倍に発泡した補強のある断熱箱
見力け it重はそれぞれ 0. 094、 0. 139、 0. 251、 0. 233であった。
断熱箱を 80°Cの熱水で満たし、室温 25°Cで水温の変化を測定し図 15の結果を得 た。ダブルウォール箱の温度低下は最も早ぐこれに対して発泡複合体の断熱箱は 保温が良好である。補強付き発泡複合体は保温性が若干低いが補強体を発泡体に すると強度を維持しながら断熱性を高めることが可能である。なお断熱箱の寸法変化 を成形後 6ヶ月間測定したが、最初の 3日間は僅かな収縮が認められた (3%)が、そ の後収縮はなぐ実用上問題とならないことが分力つた。
[0076] [実施例 11]
100 X 100 X 100mmの金型を用い、次の 5種類の試料を成形し、側面の表皮を 取り圧縮強さを JIS 'K7208の方法に準じて測定した。ここでは、圧縮破壊は起こらな V、ので降伏点（5%変形)をもって圧縮強さとした
1. 20倍発泡の LDPE
2. 20倍発泡の LDPEで 0. 15mmの LDPEの補強体がある成形体
3. 20倍発泡の LDPEで 0. 08mmの HDPEの補強体がある成形体
4. 20倍発泡の LDPEで 0. 15mmの HDPEの補強体がある成形体
5. 20倍発泡の LDPEに LDPEが混在して!/、る成形体
測定結果を表 3に示す。 20倍発泡の LDPEに対して LDPEの 0. 15mmの補強体 のある成形体は約 10倍で、 HDPEの 0. 08mmの補強体のある成形体は 3. 5倍で、 HDPEの 0. 15mmの補強体のある成形体は 16. 5倍と著しく強くなつた。発泡の LD PEと LDPEが混在している成形体は、 6. 5倍であった。
[表 3]
表 3
Figure imgf000024_0001
[0077] [実施例 12]
255 X 50 X 25mmの板状成形体を作り、支点間距離を 200mmで、曲げ試験を行 つた (JIS ·Κ7203の方法に準じる）。破壊は起こらな 、ので降伏点をもって曲げ弾性 率とした。
1. 20倍発泡の LDPE 2. 1に 0. 15mmの LDPEの補強体がある成形体
3. 1に 0. 08mmの HDPEの補強体がある成形体
4. 1に 0. 15mmの HDPEの補強体がある成形体
5. 20倍発泡の LDPEに LDPEが混在して!/、る成形体
測定結果を表 4に示す。 LDPEの発泡体に比べて、 LDPEO. 15mmの補強をする と曲げ弾性率は 4倍になり、 HDPEO. 08mmの補強をすると 2. 5倍、 HDPEO. 15 mmの補強をすると約 7. 5倍になり著しく強くなつた。 LDPEの発泡体に LDPEが混 在して!/、る成形体は 4倍になる。
[表 4]
表 4
Figure imgf000025_0001
[0078] [実施例 13]
LLDPE (旭化成（株）ウルトラゼッタス UZ3040)の粉末 lOOOgとパー力ドックスの 粉末 5gを混合し，ステンレス容器に入れて蓋をして、 60°Cに調整した空気対流恒温 槽に入れて 2時間回転させて混合し、冷却することにより、粒子の表面にパー力ドック スをコ一ティングした上記 LLDPE粉末が得られる。
この粉末 30gと実施例 2に用いた粒状体 15. 5gを内面に離型剤を塗った内容積 1 00 X 100 X 25mmのステンレス製角型金型に入れ、 230°Cに調整された実施例 1に 用いた電気加熱式揺動回転成形機に取り付けて、実施例 1と同条件にて加熱し、冷 却後成形された発泡複合体を金型より取り出した。この発泡複合体の表皮は平均厚 さ lmmという薄さにもかかわらず外観も良好で肉厚ばらつきが ±0. 05mm以内の均 一な厚さを持っていて、コアは均一微細な気泡で、低密度で粒子の境が無く表皮とコ ァが接着していた。
[0079] [実施例 14] エチレン酢酸ビニル共重合体榭脂粉末 (住友精化 (株)製 K2010) lOOOgとパー力 ドックスの粉末 6gを混合し，ステンレス容器に入れて蓋をして、 60°Cに調整した空気 対流恒温槽に入れて 2時間回転させて混合し、冷却することにより、粒子の表面にパ 一力ドックスをコーティングした上記の榭脂粉末を作った。この粉末 225gと実施例 1 に用いた粒状体 50gを内面に離型剤を塗った内容積 200 X 200 X 25mmのステン レス製角型金型に入れ、実施例 1に用いた電気加熱式揺動回転成形機に取り付け て、 165°Cで 40分加熱後、 205°Cに昇温して 40分加熱し、冷却後成形された発泡 複合体を金型より取り出した。この発泡複合体の表皮は平均厚さ 2. 25mmであり、 外観も厚みのばらつきも良好であった。
表皮に使用したエチレン '酢酸ビニル共重合榭脂は熱可塑性エラストマ一の一種 であるために、得られた発泡複合体は適度なクッション性を持っており、安全器具の 素材として有効である。
[0080] [実施例 15]
耐熱グレードポリアミド 12榭脂粉末 (ダイセルデグサ (株)製 L1640P) 100gと実施 例 13で作ったパー力ドックスでコ一ティングされた LLDPE粉末 50gおよび、実施例 1 に用いた粒状体 61gを内面に離型剤を塗った内容積 200 X 200 X 25mmのステン レス製角型金型に入れ、実施例 1に用いた電気加熱式揺動回転成形機に取り付け て、 160°Cで 25分加熱後 205°Cに昇温して 25分加熱し、冷却後成形された発泡複 合体を金型より取り出した。この発泡複合体の表皮は平均厚さ 1. 5mmという薄さに もかかわらず外観も良好で肉厚ばらつきが ±0. 05mm以内の均一であった。耐衝 撃性に優れ、耐薬品性、耐油性に優れた発泡複合体が得られた。
[0081] [実施例 16]
メタクリル酸アルキルエステル共重合体榭脂粉末 (三菱レイヨン (株) LP— 3106) 20 0gと二層発泡ペレット（5. 7倍) 140gを内面に離型剤を塗った内容積 200 X 200 X 25mmのステンレス製角型金型に入れ、実施例 1に用 ヽた電気加熱式揺動回転成 形機に取り付け、 250°Cで 40分加熱し、冷却後成形された発泡複合体を金型より取 り出した。表皮の平均厚み 2. 0mmの平滑で透明な硬い表皮を持つ発泡複合体が 得られた。断熱性を付与した外観に優れた容器が得られた。 [0082] [実施例 17]
ポリアセタール粉末（ポリプラスチック（株）製ジユラコン M90— 00 CF200P) 30gと 実施例 13で作ったパー力ドックスでコーティングされた LLDPE粉末 30gおよび、実 施例 1に用いた粒状体 50gを内面に離型剤を塗った内容積 100 X 100 X 25mmの ステンレス製角型金型に入れ、実施例 1に用！ヽた電気加熱式揺動回転成形機に取り 付けて、 170°Cで 20分加熱後 190°Cに昇温して 20分加熱し、冷却後成形された発 泡複合体を金型より取り出した。表皮の平均厚み 2. Ommの平滑で半透明な硬い表 皮を持つ発泡複合体が得られた。保温容器に応用できるものであった。
[0083] [実施例 18]
粉末塗装用エポキシ榭脂粉末 (神東塗料 (株)製 EY - 7) 90gと実施例 1に用いた 粒状体 50gを内面に離型剤を塗った内容積 100 X 100 X 25mmのステンレス製角 型金型に入れ、実施例 1に用いた電気加熱式揺動回転成形機に取り付けて、 160°C で 30分加熱後 230°Cに昇温して 20分加熱し、冷却後成形された発泡複合体を金型 より取り出した。表皮の平均厚み 2. Ommの平滑で硬い表皮を持つ発泡複合体が得 られた。保温容器に応用できるものであった。
[0084] [実施例 19]
内径力 00mmで深さが 500mmで厚さが 40mmの発泡複合体の円筒形断熱槽を 作った。表皮は 2mmの厚さでコアは 40倍の直径 10mmの発泡体に 0. 1mmの補強 体があり、夫々が独立していて発泡体の重量と補強体の重量の比が 3 : 1であった。こ の発泡複合体の容器に 80°Cのお湯を入れ 30°Cの室に置いたら 60°Cになるのに 5 時間力かる断熱性の良く強度のある成形体であった。
[0085] [実施例 20]
表皮材料として 20wt%の酢酸ビニル成分を含むエチレン酢酸ビニル共重合体 (E VA)に対して、粉末状水酸化アルミニウム 120PHR、デカブロモジフェニールォキ サイド 25PHR、水酸化アンチモン 10PHRを-一ダ一で混練したコンパウンドの粉末 60g (この榭脂は UL規格の V0相当の難燃性を持っている）、コア材料として HDPE 25gに水酸化マグネシウム 25PHR、粉末状水酸化アルミニウム 30PHR、ジクミルバ 一オキサイド 0. 5PHR、ジァゾカーボンアミド 20PHRを-一ダ一で混練したコンパゥ ンド (この榭脂は UL規格の VO相当の難燃性を持って!/、る）を一辺を 3mmの粒状に 加工した粒状体 15gと 0. 05gの DCPを内寸法 100 X 100 X 25mmの金型に入れ、 実施例 1と同様の回転成型機を用 、て、金型温度を 230°Cにして 30分回転しながら 加熱した。冷却後金型カゝら取り出し、図 10の写真の試料を作成した。得られた試料 は建築材料難燃性評価のカロリメータ試験で、建築基準法 2号の難燃性能試験の合 格基準を満たした。
産業上の利用可能性
以上説明したごとぐプラスチックの粉末又は細粒と、該粉末又は細粒より大きぐ 架橋発泡するポリオレフイン粒状体又はプラスチックを被覆した架橋発泡するポリオ レフイン粒状体を金型に入れ、回転しながら加熱すると、表皮と発泡コアがよく接着し た発泡複合体が一工程で製造できる。この成形体は軽量で強度があり、断熱性に優 れ、吸湿による断熱性の低下がないので、長期にわたって断熱材として使用し地球 温暖化防止に寄与する。また、コアに補強体を入れた複合体は、見かけ比重を木材 の 1Z4として曲げ強度を木材と同等にした剛性体、衝撃を受けて変形はするが壊れ ず復元する弾性体となり、軽量で強度が必要なあらゆる用途に用いることができる。 その上、この成形体はプラスチック再生品を利用でき、廃棄物を成形体の中央部に 入れ木材の代替品ができ、資源の有効利用等の観点からも期待される。

Claims

請求の範囲
[1] プラスチックの粉末又は細粒と、該粉末又は細粒より大きい架橋発泡するポリオレ フィンの粒状体とを金型内に投入し、金型を 1乃至 20rpmの速度で回転しながら外 部より加熱し、プラスチックの表皮を作り、その上に粒状体を付着させ、さらに加熱し てポリオレフインを架橋し貯蔵弾性率を 1. 6乃至 3. 0 X 104Paにし、発泡剤を分解し て粒状体を膨張させる、均一の厚さの表皮と、発泡体が一体ィ匕してなるコアとが接着 した発泡複合体の製造方法。
[2] プラスチックの粉末又は細粒と、該粉末又は細粒より大きい表面の一部又は全部を プラスチックで被覆した架橋発泡するポリオレフインの粒状体とを金型に投入し、金 型を 1乃至 20rpmの速度で回転しながら外部より加熱し、プラスチックの表皮を作り、 その上に粒状体を付着させ、さらに加熱してポリオレフインを架橋し、発泡剤を分解し て粒状体を膨張させる、均一な厚さの表皮と、均一微細の気泡を有する発泡体と、プ ラスチックの補強体とを有する発泡複合体の製造方法。
[3] ポリオレフインの粒状体として、ポリオレフインのロッドにプラスチックを被覆し、溶融 状態のうちに圧縮切断して両端を接合して得た、ポリオレフインの表面の全面にブラ スチックの被覆を有する粒状体を用い、此れを発泡して均一の厚さの表皮と、均一な 厚さの補強体により覆われた同じ大きさの粒状発泡体が集合して相互に接着しコア 内に充満し表皮とも接着した請求項 2記載の発泡複合体の製造方法。
[4] ポリオレフインの粒状体として、ポリオレフインのロッドにプラスチックを被覆し冷却し て切断して得た、ポリオレフインの表面の一部にプラスチックの被覆を有する粒状体 を用い、均一な厚さの表皮と補強体が帯状、紐状又は塊状で発泡体と混在したコア の請求項 2記載の発泡複合体の製造方法。
[5] 表皮の厚さが 1乃至 10mm、発泡体の密度が 0. 1乃至 0. Olg/crn3,発泡体の直 径が 5乃至 25mm、かつ補強体の厚さが 0. 05乃至 0. 5mmである請求項 2又は 3記 載の発泡複合体の製造方法。
[6] プラスチックの粉末又は細粒力 1乃至 10PHRの発泡剤を含む請求項 1一 5いず れか記載の発泡複合体の製造方法。
[7] 架橋発泡するポリオレフインを被覆するプラスチックが、発泡剤を 1乃至 10PHRを 含む請求項 2— 6 、ずれか記載の発泡複合体の製造方法。
[8] プラスチックの粒状体の使用量を調節し、発泡複合体の中央に発泡複合体と相似 形の中空部分を設けた請求項 2— 7 、ずれか記載の発泡複合体の製造方法。
[9] ゴム、プラスチック若しくはこれらの複合材の廃材、又は発泡複合体の廃材を砕き、 金型内に投入し、廃材が内部に封じ込めた請求項 2— 8いずれか記載の発泡複合 体の製造方法。
[10] プラスチックの粉末又は細粒力 高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン又は その混合物である請求項 1一 9いずれか記載の発泡複合体の製造方法。
[11] 架橋発泡するポリオレフインを被覆するプラスチックが、高密度ポリエチレン、ポリプ ロピレン、ナイロン又はその混合物である請求項 2— 10いずれか記載の発泡複合体 の製造方法。
[12] プラスチックの粉末又は細粒として難燃性のプラスチックを使用した、又は、プラス チックの粉末又は細粒に難燃剤を配合した請求項 1一 1 、ずれか記載の発泡複合 体の製造方法。
[13] 発泡体内に金具を有し、金具が補強体で強固に固定された請求項 2— 12いずれ か記載の発泡複合体の製造方法。
[14] プラスチックの粉末又は細粒力 ポリエチレン又はエチレン酢酸ビニル共重合体と
、有機過酸化物 0. 2乃至 2. OPHRとを含む請求項 1一 13いずれか記載の発泡複 合体の製造方法。
[15] 請求項 1一 14いずれか記載の方法により大きなドラムを作り、該ドラムに放射性廃 棄物を入れたステンレスのドラムを入れ、二つのドラムの間に 100°Cでは溶融し、 40 °Cでは溶融しな!、低分子ゴムを入れ、蓋をして保管する方法。
[16] 請求項 1一 14いずれか記載の方法により、両端に凸と凹があり、結合できる発泡複 合体の長尺の半円筒体を複数個作り、該半円筒体を互いに結合して海中に半分沈 め、水面が半円の中心になるように設置し、油の回収ができるようにしたオイルフェン ス。
[17] 請求項 1一 14いずれか記載の方法により、角柱に両端面及び端末に続く 4側面に 夫々正方形の孔 4つを作り、該孔 2個を合わせた大きさの結合部品を使用して角柱を 結合し、さらに孔のある板を結合部品により取り付けた建築材。
[18] 請求項 1一 14いずれか記載の方法により、発泡複合体の板又はボートを作り、該 板又はボートにモータースクリュー、電池、スィッチを取り付け、水面に浮かべ駆動で きる浮揚材。
[19] 請求項 1一 14いずれか記載の方法により、座席シート、肘掛、及び背もたれが一体 となった成形体を作り、その中央下部にボルト又はナットを埋め込み車体に結合でき るようにした乗り物用椅子。
[20] 請求項 1一 14いずれか記載の方法により、凸部又は凹部がある 4枚の板状体を作 り、この 4枚を組み立て側面とし、更にこの上下に凸部又は凹部がある 2枚の板状体 に結合し底又は蓋とした、解体組み立てが容易な運搬箱。
[21] 請求項 1一 14いずれか記載の方法により、底となる正方形の板状体の 4辺に、側面 となる矩形の板状体が繋がった形状であって、当該正方形の板状体と当該矩形の板 状体が繋がった部分に溝を有する板状体を成形し、溝を折り曲げることにより箱状体 としてなる運搬箱。
[22] 請求項 1一 14いずれか記載の方法により作成した、軟らかい表皮を有する大型の 直方体又は中空のある大型の直方体よりなる乗り物用シート。
[23] 請求項 1一 14いずれか記載の方法により二つ割りのカバーを作り、海中にある鉄パ イブの濡れたり乾いたりする部分に該二つ割りのカバーをかぶせて、カバー内に海 水が入らなくした鉄パイプの防食方法。
[24] 請求項 1一 14いずれか記載の方法により作成した、表皮、発泡体及び必要に応じ 補強体を有する発泡複合体よりなる、両端に雄又は雌ネジがあり結合できる断熱パイ プ。
[25] 請求項 1一 14いずれか記載の方法により発泡複合体を作成し、閉ざされた金属体 の中に該発泡複合体を入れ、金属体に接着した複合体。
[26] 請求項 3— 14いずれか記載の製造方法に用いられる架橋発泡するポリオレフイン の粒状体であって、架橋発泡するポリオレフインを直径 2乃至 10mmのロッドとして押 出し、その表面にプラスチックを 0. 5乃至 5mmの厚さとなるように被覆し、溶融状態 のうちに先端が鋭角な切断具で圧縮切断して両端のプラスチックを接合して得た、接 合部分の厚さが 0. 3mm以上である架橋発泡するポリオレフインの粒状体。
[27] 請求項 2— 14いずれか記載の製造方法に用いられる二層発泡ペレットの製造設備 であって、クロスヘッドの押出機を用い、一方の押出機は架橋剤と発泡複合体を配合 したポリオレフインの 2乃至 10mmのロッドが押出可能で、他方はこれにプラスチック の 0. 5乃至 5mmの厚さに被覆ができ、この二層のロッドを溶融状態で切断して被覆 を接合しその厚さを 0. 3乃至 5mmの厚さにし、これを 3乃至 15mmの長さに切断可 能な二層発泡ペレットの製造設備。
[28] 請求項 2— 14いずれか記載の製造方法に用いられる二層発泡ペレットであって、 ポリオレフインに架橋剤及び発泡剤を配合した大きさが 8乃至 1000mm3の粒状体に 均一な厚さの 0. 5乃至 5mmの厚さのプラスチックの被覆があり、両端の被覆体を接 合しその厚さを 0. 3mm以上で、全面に被覆があり圧縮方向力 見ると矩形状で横 力も見ると中央が高く両端が扁平な形の二層発泡ペレット。
[29] 表皮の厚さを 2mm以上にし、吸湿しなくした請求項 1乃至 14いずれか記載の発泡 複合体の製造方法。
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