JPH02102234A - 放射線架橋ポリオレフィン系樹脂発泡体およびその製造方法 - 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、放射線架橋されたエチレン−プロピレン共重
合体とポリエチレン樹脂とのブレンドポリマーからなる
発泡体に係り、特に、この発泡体に表皮材を貼り合わせ
て複合素材とし、これを成形加工する際の成形性や、気
泡構造の均一性に優れた放射線架橋ポリオレフィン系樹
脂発泡体に関する。

［従来の技術］ 従来、各種のポリオレフィン系樹脂からなる発泡体が工
業的に広く製造、販売され、例えば車両用内装材などの
多くの用途に使用されている。

ポリプロピレン樹脂は、機械的強度、耐熱性さらには成
形性において優れているため、この種の発泡体用樹脂と
して広く使用されているが、低温脆化性に劣り、０゛Ｃ
付近で成形品に割れを生じることがある。

そこで、ガラス転移温度の低いポリエチレン樹脂をポリ
プロピレン樹脂に混合し、これを放射線架橋して得られ
たブレンドポリマーから発泡体を作成することによって
、低温において成形品に割れが生じないようにしている
。

［発明が解決しようとする問題点］ しかし、上述したような２種類（ポリプロピレン樹脂と
ポリエチレン樹脂）の樹脂を混合して発泡体を製造した
場合、前記両樹脂の橋カケ反応性に大きな差があると、
次のような問題点を引き起こす。以下、第２図を参照し
て説明する。

第２図は、ポリプロピレン樹脂（ＰＰ）とポリエチレン
樹脂（ＰＥ）の橋カケ特性の一例を示している。

図中、実線で示したような橋カケ特性をもつポリプロピ
レン樹脂を発泡させる上で、最適なゲル分率が００であ
り、このゲル分率Ｇ。を得るのに必要な放射線エネルギ
ーがＥｏであるとする。

このようなポリプロピレン樹脂に、破線ＰＥＩで示した
ように、ポリプロピレン樹脂の橋カケ特性に対して大き
な差のあるポリエチレン樹脂を混合したものに、上記の
放射線エネルギーＥ、を与えても、このポリエチレン樹
脂はほとんど架橋されないことがわかる。このような状
態で架橋されたポリプロピレン樹脂とポリエチレン樹脂
との混合物を発泡させた場合、ポリエチレン樹脂はほと
んど架橋されていないので、発泡工程で粘度が著しく低
下し、ブレンドポリマー内で発生した気泡がポリエチレ
ン樹脂部分に集まって、その部分にボイドが発生ずると
いう不都合を生じる。

逆に、破線ＰＥ２で示したような橋カケ特性をもつポリ
エチレン樹脂をポリプロピレン樹脂に混合したものに、
放射線エネルギーＥ、を照射すると、ポリエチレン樹脂
がほとんど架橋されてしまうから、このようなブレンド
ポリマーから得られた発泡体は伸び特性が悪く、真空成
形などを施すと樹脂割れなどを引き起こすという問題を
生じる。

本発明は、このような従来例の問題点を解決するために
なされたものであって、気泡構造が均一でボイドの発生
がなく、成形加工性に優れた放射線架橋ポリオレフィン
系樹脂発泡体を桿供することを目的としている。

［問題点を解決するだめの手段］ 本発明は、このような問題点を解決するために次のよう
な手段を採用するものである。

ずなわら、本発明に係る放射線架橋ポリオレフィン系樹
脂発泡体は、ゲル分率が１０〜７０％の範囲内であるエ
チレン−プロピレン共重合体と、前記エチレン−ブしＪ
ピレンノを重合体とのゲル分率の差が一８〜＋８％の範
囲内にあるポリエチレン樹脂とのブレンドポリマーから
なり、見掛密度が０．０２５〜０．１００　ｇ／ｃｃ、
ゲル分率が１０〜７０％であることを特徴としている。

エチレン−プロピレン共重合体としては、エチレンが、
ブロック、ランダム、ランダムーフロンク状にプロピレ
ンに共重合された樹脂が例示される。特に、ランダムの
場合、エチレンは０．５〜１５重量％、ブロックあるい
ブロック−ランダムの場合、エチレンは０．５〜３０重
量％の範囲内にそれぞれ設定するのが好ましい。

放射線架橋されたブレンドポリマー中のエチレン−プロ
ピレン共重合体のゲル分率は、１０〜７０％の範囲内、
好ましくは２５〜５０％の範囲内に設定される。ゲル分
率が１０％未満であると、発泡時にガス抜けを起こし、
発泡倍率が上がりにくい。また、ゲル分率が７０％を超
えると、発泡体の伸び特性が低下し、成形することが困
難になる。

エチレン−プロピレン共重合体に混合されるポリエチレ
ン樹脂としては、密度０．８９５〜０．９５５　ｇ／ｃ
ｃの低、中、高密度ポリエチレン樹脂と炭素原子数が４
以上のα−オレフィンとが共重合された直鎖状のポリエ
チレン樹脂、またはアクリル酸アルキルエステル、酢酸
ビニル、無水マレイン酸などが共重合された変性ポリエ
チレン樹脂が例示される。

第１図に示すように、エチレン−プロピレン共重合体（
ＲＰＣ）に混合されるポリエチレン樹脂は、その混合物
が放射線架橋された際に、前記エチレン−プロピレン共
重合体のケル分率との差が８〜＋８％の範囲内にあるこ
とが必要であり、好ましくは−５〜」−５％の範囲内に
入るものが使用される。第１図中のＰＥＩ、ＰＥ２は、
使用可能なポリエチレン樹脂の下限および上限の橋カケ
特性をそれぞれ示している。

ポリエチレン樹脂のゲル分率が、エチレン−プロピレン
共重合体のゲル分率よりも８％を超えて小さい場合（第
１図中、ＰＥＩよりも右側に位置する橋カケ特性である
場合）、このブレンドポリマーを発泡させた際に、ポリ
エチレン樹脂の架橋の程度がエチレン−プロピレン共重
合体に比較して少ないから、ポリエチレン樹脂部分の粘
度が下がり、その部分に発泡ガスが集中してボイドが発
生し、発泡体中の気泡構造が不均一になる。

一方、ポリエチレン樹脂のゲル分率が、エチレン−プロ
ピレン共重合体のゲル分率よりも８％を超えて大きい場
合（第１図中、ＰＥ２よりも左側に位置する橋カケ特性
である場合）、ポリエチレン樹脂の橋カケがエチレン−
プロピレン共重合体よりも相当進むから、エチレン−プ
ロピレン共重合体部分に気泡が集中するとともに、発泡
体の伸び特性が悪くなって成形が困難になる。

発泡剤としては、常温で固体の化合物であり、ポリオレ
フィン系樹脂の溶融点以上に加熱されたときに分解する
化合物であり、シート化や架橋反応を実質的に妨害しな
いものであることが必要であり、分解温度が１８０〜２
４０°Ｃの範囲の熱分解型発泡剤が好ましい。このよう
な熱分解発泡剤として、アゾジカルボンアミド、アロフ
ァン酸セミカルバジド、ジニトロソペンタメチレンテト
ラミンなどが例示される。これらの発泡剤は、ポリオレ
フィン系樹脂に対して０．１〜４０重量％の範囲で使用
され、それぞれの種類や見掛密度によって任意に混合量
を変えることができる。

上記エチレン−プロピレン共重合体およびポリエチレン
樹脂の他に、架橋助剤として、不飽和結合を２個以上有
する多官能性ポリマー、例えばジビニルヘンゼン、ジア
リルフタレート、トリカルボン酸アリルエステルなどが
配合される。さらに、これら以外に、滑剤、酸化防止剤
、紫外線吸収剤、着色剤、帯電防止剤、難燃剤その他の
添加物を適宜に配合することも可能である。

エチレン−プロピレン共重合体とポリエチレン樹脂など
の混合には、例えば、ヘンシェルミキサ、パンバリミキ
サ、ミキシングロールによる混合、混練押出機による混
合方法などがある。特に粉末状樹脂の場合は、ヘンシェ
ルミキサによる粉末混合が便利である。粉末混合は通常
室温から樹脂の軟化温度の間で行われ、溶融混合は、通
常、樹脂の溶融温度から１９５°Ｃの範囲で行われる。

連続シート状の発泡体を製造する場合は、発泡剤の分解
温度以下で押出成形によりシーＩ・状に成形しておくこ
とが望ましい。

上述のようにシート状に成形された樹脂混合物は放射線
によって架橋される。具体的には、高エネルギー線とし
てα、β、γ、Ｘ線、電子線、中性子線などが例示され
、通常は、高エネルギー電子線照射機を使用し、例えば
１〜５０Ｍｒａｄの線量の電子線をシート状の樹脂混合
物に照射されることにより架橋される。このようにして
架橋されたブレンドポリマーは、熱風雰囲気中またはソ
ルト浴上で加熱され、成形品内部に含有される発泡剤を
急激に分解させることによって発泡体に変換される。

発泡体の見掛密度は、０．０２５〜０．１００ｇ／ｃｃ
の範囲内に、好ましくは０．０４０〜０．０５６　ｇ／
ｃｃの範囲内に設定される。発泡体の見掛密度が０．０
２５　ｇ／ｃｃ　　未満になると、発泡体の強度が低下
し、成形時に破断しやすくなり、見掛密度が０．１００
　ｇ／ＣＣを超えると、発泡体のクツション性が失われ
る。

また、発泡体のゲル分率は１０〜７０％、好ましくは２
５〜５０％の範囲に設定される。ゲル分率が１０％未満
では、発泡倍率が低すぎてクツション性に欠け、また、
ゲル分率が７０％を超えると、発泡体の伸び特性が低下
し、成形することが困難になる。

このようにして得られた発泡体は、その少なくとも１面
にコロナ放電処理、コーティングなどにより接着剤を付
与し、ラミネート加工し、その加工性の向上を図ること
ができるし、プラスチックフィルムやシート、他の発泡
体シートや金属箔を貼り合わせたり、押出ラミネートな
どにより複合構造を付与したりするなど、各種の加工技
術を施すことができる。

なお、発泡体のゲル分率やエチレン−プロピレン共重合
体とポリエチレン樹脂の各ゲル分率は、次のようにして
測定することができる。

まず、発泡体を１ｍｍ角に裁断し、これを試料として精
秤して、その重量をＡ　（ｇ）とする。この試料を、熱
テトラリン（１３５°Ｃ／　５　Ｈｒ　）を用いて処理
しゲル分を濾過分離する。熱テトラリン中のゾル分は非
溶媒（例えば、アセトン）を用いて結晶化させる。この
ようにして分離されたゲル分を精秤し、その重量をＢ　
（ｇ）とすると、発泡体のゲル分率ＧＦは次式■から求
められる。

ＣＦ（％）　＝　（Ｂ／Ａ）　ｘｌｏｏ　　−・・■さ
らに、分離されたゲル分生のエチレンプロピレン共重合
体（ＧＫＰＣ）とポリエチレン樹脂量（ＧｐＥ）とを、
示差走査熱量計（ＤＳＣ）によって計測されたポリプロ
ピレン樹脂とポリエチレン樹脂の吸熱量から検量線を用
いてそれぞれ求める。

同様に、ゾル分生のエチレン−プロピレン共重合体（Ｓ
ＥＰｃ）とポリエチレン樹脂量（ＳｐＥ）とを求める。

以上の測定結果より、発泡体中のエチレン−プロピレン
共重合体のゲル分率ＧＦ−ＥＰＣは次式■により求めら
れる。

Ｇｙ−ｔｐｃ　＝　（ＧｔＰｃ　／　（ＣＩ：ｐｃ　＋
　５ＥＰＣ）　ｌ　Ｘ１００・・・■ また、発泡体中のポリエチレン樹脂のゲル分率Ｇ、、、
は次式■により求められる。

Ｇｙ−ｐＥ＝　（ｃｐａ／　（ＧＥＥ　＋　Ｓ　ｐＥ）
　ｌ　Ｘ１００−■このようにして求められたポリエチ
レン樹脂のゲル分率ＧＦ−ＰＥは、エチレン−プロピレ
ン共重合体のゲル分率に対して、０Ｆ−ＥＰＣ８〜ＣＦ
−ＥＰＣ」−８％の範囲内に入っていることが必要であ
る。

「実施例］ 以下、本発明の詳細な説明する。

プ１１例１で１先 エチレンが５重量％共重合しているエチレンプロピレン
共重合体（ＲＰＣ）と、高圧法低密度ポリエチレン樹脂
（ＰＥ）（メルトインデンクスＭＩニア、Ｏ１密度：　
　０．９２１　ｇ　／ｃｃ）を各々８０／２０％、５０
１５０％の割合で均一に混合したちの１．００重量部に
、発泡剤としてアゾジカルボンアミド１３重量部、橋カ
ケ助剤としてジビニルベンゼンを３重量部およびフェノ
ール系／燐系安定剤を各々０．１重量部均一に混合して
発泡性混合物とした。なお、上記ユヂレンープロピレン
共重合体出しては、ジビニルベンゼン存在下で、ゲル分
率が２５％、４５％ノモノヲ、ポリエチレン樹脂として
は、ジビニルベンゼン存在下で、ゲル分率が２１％、４
１％のものを使用した。

上記混合物を押出機で厚み１．４　ｍｍのシートに成形
した。このシートに、発泡体のゲル分率が約２５％、４
５％になるように電離性放射線を照射した後、２３０°
Ｃに加熱された塩浴炉で発泡さセた。

このようにして得られた各発泡体は、第１表に示すとお
り、平均気泡径が３５０μｍ前後で均一な気泡構造のも
のであった。

北較貫り二り 比較のために、高圧法低密度ポリエチレン樹脂として、
ＭＩ３．７、密度０．９２３　ｇ／ｃｃのものを使用し
、実施例と同じ方法で発泡体を作成した。比較例におい
て、エチレン−プロピレン共重合体としては、ジビニル
ベンゼン存在下で、ゲル分率が２５％、４５％のものを
、ポリエチレン樹脂としては、ジビニルベンゼン存在下
で、ゲル分率が３６％、５８％のものを使用した。

比較例の発泡体は、第１表に示すとおり、気泡構造が不
均一で巣状前を呈し、更にゲル分率の大きい条件下では
ガマ（大ボイド）状態になり、良好な発泡体は得られな
かった。

Ｗ卆１ｉ−旦 エチレンが９重量％共重合されているエチレンプロピレ
ン共重合体と直鎖状低密度ポリエチレン樹脂（Ｍ　］　
：２．０　、密度：　０．９１５ｇ　／ｃｃ　）を各々
７０／３０％、５０１５０％の混合比率で均一に混合し
たちの１００重量部に、発泡剤としてアゾジカルボンア
ミド１５重量部、橋カケ助剤としてジビニルベンゼン３
Ｍ量部およびフェノール系／燐系安定剤を各々０．３重
量部を均一に混合し、押出機で厚み２．４　ｍｍのシー
トを作成した。このシートのゲル分率が約３５％になる
ように電離性放射線を照射した後、２２５°Ｃに加熱さ
れた塩浴炉で発泡させた。なお、本実施例において、エ
チレン−プロピレン共重合体としては、ジビニルベンゼ
ン存在下で、ゲル分率が３５％のものを、ポリエチレン
樹脂としては、ジビニルベンゼン存在下で、ゲル分率が
３２％のものを、それぞれ使用した。

このようにして得られた発泡体は、第２表に示すとおり
、気泡構造が均一で真空成形性に優れたものであった。

此ｌ■ＩＬ−１ 比較のために、直鎖状低密度ポリエチレン樹脂として、
ＭＩ：８．Ｏ１密度：　０．９３５ｇ　／ｃｃのものを
使用し、実施例と同じ方法で発泡体を作成した。

本比較例において、エチレン−プロピレン共重合体とし
ては、ジビニルベンゼン存在下で、ゲル分率が３５％の
ものを、ポリエチレン樹脂としては、ジビニルベンゼン
存在下で、ゲル分率が１９％のものを使用した。

このようにして得られた発泡体は、第２表に示すとおり
、実施別品と比較して気泡構造が不均一で真空成形性の
悪いものであった。

（以下、余白） なお、上述の実施例１〜６の各評価において、平均気泡
径は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）装置により、発泡体
の断面を２０倍に拡大し、一定長さしの範囲に存在する
気泡の個数Ｎを係数し、Ｌ／Ｎによって算出した。なお
、前記一定長さＬは、気泡が少なくとも３０個存在する
ような長さに設定した。

また、真空成形性の評価は、直径５０ｍｍ（Ｄ）、深さ
を可変数（Ｌ）にした円筒状のカップで、発泡体温度を
１４０〜１５０°Ｃに加熱し真空成形し、発泡体が破壊
した限界値（Ｌ／Ｄ）を表したものである。

［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように、本発明に係る放射線架
橋ポリオレフィン系樹脂発泡体は、ゲル分率が互いに近
位したエチレン−プロピレン共重合体とポリエチレン樹
脂とのブレンドポリマーを使用しているから、発泡工程
において両樹脂の粘度が同程度になる。したがって、本
発明によれば、発泡処理の際に樹脂内で発生したガスが
偏らないので、気泡構造が均一化し、ボイドがなく、成
形加工性に優れた発泡体を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る放射線架橋ポリオレフィン系樹脂
発泡体に使用されるエチレン−プロピレン共重合体とポ
リエチレン樹脂の橋カケ特性図、第２図は従来例の問題
点の説明に供するポリプロピレン樹脂とポリエチレン樹
脂の橋カケ特性図である。 ＲＰＣ・・・エチレン−プロピレン共重合体の橋カケ特
性、ＰＥＩ、ＰＥ２・・・ポリエチレン樹脂の橋カケ特
性 出願人　東　し　株　式　会　社 代理人　弁理士　杉　谷　　　勉 疫従牟峠 す荀や劃

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ゲル分率が１０〜７０％の範囲内であるエチレン
   −プロピレン共重合体と、前記エチレン−プロピレン共
   重合体とのゲル分率の差が−８〜＋８％の範囲内にある
   ポリエチレン樹脂とのブレンドポリマーからなり、見掛
   密度が０．０２５〜０．１００ｇ／ｃｃ、ゲル分率が１
   ０〜７０％である放射線架橋ポリオレフィン系樹脂発泡
   体。