JPH02194037A - 連続気泡を有するポリエチレン系樹脂発泡体の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産　土の 本発明は、高い連続気泡率を有して吸音特性等に優れ、
しかも圧縮特性が良好なポリエチレン系樹脂発泡体およ
びその製造法に関する。

災末段肢亙 近年、集合住宅等の木質床材の急速な普及に伴い、遮音
床材の開発が強く要望されている。

このような遮音床材においては、高い連続気泡率を有す
る発泡体を、床下地材として使用することが好ましい、
しかしながら、従来の連続気泡を有するポリオレフィン
発泡体は圧縮硬さが極端に低く、床下地材として使用す
るには実用的でなかった。この他にも、高い連続気泡率
と優れた圧縮特性を有する発泡体が望ま九ている分野は
多い。

例えば、特公昭４７−３１６９５号公報には、圧縮率が
５％以上で、かつ圧縮回復率が８５％以上を有する独立
気泡の架橋ポリオレフィン発泡体を先ず用意し、この発
泡体をガラス転移温度以下に冷却した後、圧縮して独立
気泡構造を破壊して連続気泡化せしめることが提案され
ている。

しかしこの方法により得られた発泡体は、弾性限界を越
えるような苛酷の圧縮工程を経るため、圧縮硬さが極端
に低下してしまう、さらに、工程が２段階となることか
ら、設備費および加工費の面でもコスト高になることは
否めなかった。

また、特公昭５５−４２１００号公報には、架橋性ポリ
オレフィン樹脂に、汎用のポリプロピレン製造時に副生
ずる無定形ポリプロピレン樹脂２０〜６０重量％、さら
に発泡剤、架橋剤を、発泡剤が分解しない温度で配合し
て発泡性組成物とし、これを−段加工、加熱プレス法で
発泡させて連続気泡発泡体を製造することが提案されて
いる。

しかし、この方法により得られる発泡体は。

圧縮硬さが低い無定形ポリプロピレン樹脂を多量に含有
しているため、発泡体自体も圧縮硬さが著しく低く、用
途が限定されるものであった。

さらには、ポリオレフィン樹脂と非架橋性の無定形ポリ
プロピレン樹脂とを発泡前工程のシート成形時に溶融混
合するため、発泡段階の気泡形成過程で特に重要となる
架橋に悪影響を及ぼし、均一な連続気泡を有する発泡体
の製造は困難であった。

が　　しよ゛とする 本発明は、高い連続気泡率を有し、しかも圧縮特性に優
れたポリエチレン系樹脂発泡体を提供するものである。

見匪立豊双 本発明のポリエチレン系樹脂発泡体は、（ａ）架橋性ポ
リエチレン系樹脂および（ｂ）融点が架橋性ポリエチレ
ン系樹脂よりも２０℃以上高く、かつ１９０℃以下であ
るポリプロピレン系樹脂を、（ａ）／［（ａ）　＋　（
ｂ）］　＝　４０〜９０重量％（ｂ）／［（ａ）　＋　
（ｂ）］　＝　１０〜６０重量％の範囲で含み、かつ、
前記架橋性ポリエチレン系樹脂を架橋せしめるとともに
、連続気泡率が６０〜９０重量％であることを特徴とす
る。

また、本発明のポリエチレン系樹脂発泡体の製造法は、
溶融した（ａ）架橋性ポリエチレン系樹脂と、熱分解型
発泡剤および有機過酸化物、さらには、（ｂ）融点が架
橋性ポリエチレン系樹脂よりも２０℃以上高く、かつ１
９０℃以下である粉末状ポリプロピレン系樹脂を （ａ）／［（ａ）　＋　（ｂ）］　＝　４０〜９０重量
％（ｂ）／［（ａ）　＋　（ｂ）］ニ１０〜６０重量％
の範囲で混合し、（ｂ）粉末状ポリプロピレン系樹脂を
非溶融状態にて均一に分散せしめ１次いで、加熱して（
ａ）架橋性ポリエチレン系樹脂を架橋させ１発泡させる
とともに、（ｂ）粉末状ポリプロピレン系樹脂を溶融せ
しめることを特徴とする。

以下、本発明についてさらに詳細に説明する。

本発明で用いられる（ａ）架橋性ポリエチレン系樹脂と
しては、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレ
ン、高密度ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合
体等のエチレン系共重合体などが挙げられ、これらは単
独でまたは２種以上併用して用いられる。この中でも、
特に低密度ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合
体が好ましい。

（ｂ）ポリプロピレン系樹脂としては、−緒に用いられ
る架橋性ポリエチレン系樹脂よりも融点が２０℃以上高
く、かつ融点が１９０℃以下のものが用いられ、具体例
としてプロピレンの結晶性ホモポリマー、プロピレンを
含むランダムコポリマー、ブロックコポリマー、グラフ
トコポリマー等が挙げられ、この中でも特に、プロピレ
ンの結晶性ホモポリマーが好ましい。

本発明において、（ａ）架橋性ポリエチレン系樹脂は、
（ａ）架橋性ポリエチレン系樹脂と（ｂ）ポリプロピレ
ン系樹脂の合計量に対して４０〜９０重量％、好ましく
は６０〜８０重量％の量で用いられる。この量が４０重
量％未満の場合には、発泡体の気泡状態が不均一で粗大
化するため、発泡体の圧縮硬さが著しく劣る。一方、９
０重量％を超えると連続気泡率が低すぎて好ましくない
。

本発明で用いられる（ｂ）ポリプロピレン系樹脂は、粉
体で用いられ、発泡前における溶融した（ａ）架橋性ポ
リエチレン系樹脂への均一分散工程においては粉体のま
まで溶融しないことが要求され、そのためには（ａ）架
橋性ポリエチレン系樹脂よりも２０℃以上高い融点を有
することが必要であり、好ましくは３０℃以上である。

また、発泡成形工程においては、（ｂ）ポリプロピレン
系樹脂が溶融することが必要であり、そのためには（ｂ
）ポリプロピレン系樹脂の融点が１９０℃以下であるこ
とが必要である。粉末状ポリプロピレン系樹脂の平均粒
径は、３００〜６００μｍであることが好適であり、さ
らに好ましくは４５０〜５５０μｍである。平均粒径が
３００μｍ未満の場合は、連続気泡率が高い発泡体を得
ることが困難となる。一方、平均粒径が６００μｍを越
えると、気泡状態が不均一で粗大化する傾向が強く、良
好な圧縮硬さを有する発泡体を得ることが困難となる。

本発明のポリエチレン系樹脂発泡体は６０〜９０％の連
続気泡率を有し、また、１．２ｋｇ／ａＪ以上の圧縮硬
さを有することが望ましい、このような大きな連続気泡
率と圧縮硬さを有することにより、吸音特性等の優れた
性能が得られるとともに、強度的にも満足のゆくものが
得られる。

本発明の発泡体では、その発泡成形に際して熱分解型発
泡剤が、また、架橋性ポリエチレン系樹脂の架橋に有機
過酸化物が用いられる。熱分解型発泡剤としては、アゾ
シカ−ボンアミド。

ジフェニルスルホン−３，３′−ジスルホヒドラジド、
ベンジルスルホン酸ジフェニルヒドラジド等が好ましい
。有機過酸化物としては、ｌ。

３−ビス（ターシャリブチルパーオキシイソプロピル）
ベンゼン、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ターシャリ
ブチルパーオキシ）ヘキサン、ジクミルパーオキサイド
等が好適である。

さらに連続気泡化した発泡体中には、炭酸カルシウム、
タルク、カーボンブラック等の無機物粉末、酸化防止剤
、着色剤１発泡助剤、架橋助剤、滑剤、難燃剤等の各種
添加剤を必要に応じて添加することができる。

次に１本発明のポリエチレン系樹脂発泡体の製造法につ
いて述べる。

先ず、ポリエチレン系初詣、粉末状ポリプロピレン系樹
脂、熱分解型発泡剤および有機過酸化物、さらに必要に
応じて各種添加剤を、インターナルミキサー、バンバリ
ーミキサ−１加圧ニーダ−等の装置で均一に溶融混練し
、ついで、ロール、押出機等の装置で、シート状等の所
望の形状に成形する０例えば、−段加圧、加熱発泡の場
合は、厚さ０．５〜３．０ｍｍの形状にシート化するこ
とが好ましい、この溶融混練−成形工程においては、粉
末ポリプロピレン系樹脂を、溶融することなく粉末状の
ままで均一に分散することが必要であり、具体的には、
例えば溶融混練工程を１００〜１４０℃の温度で、シー
ト化等の成形工程を９０〜１３０℃の温度で行うことが
好ましい。また、この条件は、発泡剤および架橋剤が実
質上非分解の温度条件である。

次に、上記工程で調製した混合組成物を、例えば加圧プ
レス装置等を用いる一段加圧、加熱発泡方式により、温
度１６０〜１９０℃、圧力１５０〜２００ｋｇ／ａＪで
、架橋発泡を行う。この−段加圧。

加熱発泡により、−段の処理工程で、架橋性ポリエチレ
ン系樹脂が発泡、架橋するとともに、ポリプロピレン系
樹脂が溶融一体化し、本発明のポリエチレン系樹脂発泡
体が得られる。架橋発泡温度が１６０℃未満の場合は、
粉末状ポリプロピレン系樹脂が溶融せず、連続した気泡
の形成が困難となる。また、１９０℃を越えると、ポリ
エチレン系樹脂の気泡形成および粉末状ポリプロピレン
系樹脂の溶融が急激に進行するため。

均一な連続気泡の形成が困難となり、得られる発泡体の
気泡が不均一で、かつ粗大化する。

このように製造されたポリエチレン系樹脂発泡体は、連
続気泡率が６０〜９０％であり、しかも圧縮硬さが１．
２ｋｇ／ｆｆ１以上で、吸音特性、圧縮特性ともに優れ
た発泡体である。

粉末状ポリプロピレン系樹脂は、ポリエチレン系樹脂よ
りも融点が２０℃以上高いため、シート化工程等におけ
る処理温度を適当な温度に設定することにより、ポリエ
チレン系樹脂のみが溶融し、粉末状ポリプロピレン系樹
脂はこれに溶融混和することなく、粉末のまま均一分散
される。次の一段加圧、加熱発泡工程においては、発泡
剤、架橋剤が先に、昇温下に例えば１５０℃付近より急
激に分解し、ポリエチレン系樹脂が架橋されるとともに
、まず独立気泡を形成する。

そして、１６０℃以上で粉末状ポリプロピレン系樹脂が
これら独立気泡の膜壁で溶融する。このポリプロピレン
系樹脂は非架橋性であるため、既に形成された気泡のガ
ス圧に抗しきれず、気泡が破壊されて連続気泡が形成さ
れるものと推定される。

また、気泡を連続化しても発泡体の圧縮特性に優れるこ
とは、ポリプロピレン系樹脂自体が発泡しないこと、さ
らに、ポリプロピレン系樹脂が剛性に優れていることよ
り、気泡の補強剤として作用しているものと推定される
。

見豆五羞果 このように、本発明によれば、従来の連続気泡を有する
発泡体に比して圧縮特性に非常に優れているため、吸音
性が要求される遮音床材等に極めて有用であるとともに
、圧縮硬さを必要とする吸水材、断熱材、濾過材、さら
には包装材等、その用途は極めて広いものである。

以下実施例により本発明をさら具体的に説明するが、そ
れに先立って実施例で採用した試験方法について述べる
。

（以下余白） （１）見掛密度 ＪＩＳ　Ｋ−６７６７ポリエチレンフオーム試験方法に
準じ１次式で求めた。

Ｄ＝−Ｗ− ■ Ｄ：見掛密度（ｇ／　ａｌ　） Ｗ：試験片の質量（ｇ） Ｖ：試験片の体積（ａｎ （２）圧縮特性（圧縮硬さ） ＪＩＳ　Ｋ−６７６７ポリエチレンフオーム試験方法に
準じ１次式で求めた。

Ｈ＝−ｌ− Ｌ Ｈ：圧縮硬さ（ｋｇ／ａ＃） Ｐ：２５％圧縮し、２０秒後の荷重（ｋｇ）Ｗ：試験片
の幅（ＣＩ） Ｌ：試験片の長さ（ｃｍ） （以下余白） （３）連続気泡率 ＡＳＴＭ−Ｄ−２８５６エアーピクノメーター法に準じ
次式で求めた。

■＝−ヱ工−紅”−Ｘ１００ Ｓ Ｖ：連続気泡率（％） ｖｓ：試験片の見掛の体積（ｃｃ） ΔＶ：試験片の真の体積（ｃｃ） 実施例１ エチレン−酢酸ビニル共重合体として住人化学■製のエ
バテートＨ−２０２０（融点＝９１℃、密度：　０．９
３ｇ／ｃｄ、メルトインデックス：　１．５ｇ／１０分
、酢酸ビニル含有量２１５重量％）を７４．２重量部、
粉末状ポリプロピレン系樹脂として住友化学■製ノーブ
レンＨ１ｔ−１００（ホモポリマー）（粒径：５００μ
腫、融点１７０℃、密度：　０．９１ｇ／ａＪ、メルト
インデックス：　７ｇ／１０分）を３１．８重量部、発
泡剤として大塚化学■製のアゾシカ−ボンアミドＡＺ−
Ｌを５重量部、架橋剤として化薬ヌーソーｍｕｍの１，
３ビス（ターシャリブチルパーオキシイソプロピル）ベ
ンゼン［バー力ドックス１４／４０］を１重量部使用し
、これらをインターナルミキサーで溶融、混線後、二本
ロールでシート化し１発泡温度１７５℃にて一段加圧、
加熱発泡方式で発泡体を得た。得られた発泡体は後記の
第１表に示した如く、圧縮硬さ、連続気泡率いずれも優
れた発泡体であった。

実施例２〜４ 実施例１と同様のエチレン−酢酸ビニル共重合体と粉末
状ポリプロピレン系樹脂の配合率を第１表に示した如く
変化させ、実施例１と同様の方式で発泡体を得た。得ら
れた発泡体は、遮音床材に使用されている通常の独立気
泡発泡体の圧縮硬さより優れており、充分実用に耐える
ものであった。また、粉末状ポリプロピレン系樹脂の増
加に従い、連続気泡率は高く良好な連続気泡発泡体であ
った。

比較例１ 第１表に示した如く、実施例１で使用したエチレン−酢
酸ビニル共重合体１０６重量部を用い、実施例１と同様
の方式で発泡体を得た。得られた発泡体は第１表に示し
た如く、連続気泡率は著しく低く、はとんど独立気泡の
発泡体であった。

比較例２〜Ｊ 実施例１で使用したエチレン−酢酸ビニル共重合体およ
び粉末状ポリプロピレン系樹脂を用い第１表に示した配
合組成にて、実施例１同様の方式で発泡体を得た。得ら
れた発泡体は、粉末状ポリプロピレン系樹脂が７４．２
重量部の場合、連続気泡率は高いが、圧縮硬さが著しく
低下し、床下地材等として使用できない、一方、粉末状
ポリプロピレン系樹脂が５．３重量部の場合は圧縮硬さ
には優れているが、連続気泡率が著しく低く、吸音性が
著しく劣るため、前記と同様に床下地材としての使用に
は適さない。

実施例５〜６ 低密度ポリエチレンとして住人化学■製のＦ−２１６−
１（融点：１１５℃、密度：　０．９２ｇ／ａＩ、メル
トインデックス１．２ｇ／１０分）を使用し、第１表に
示した組成にて実施例１と同様の方式で発泡体を得た。

得られた発泡体は遮音性を満足するための６０％以上の
連続気泡率を確保するとともに、非常に優れた圧縮硬さ
を有する発泡体であった。

実施例７ 無機粉末として三共製粉■製の重質炭酸カルシウム［ニ
スカロン＃８００］　（平均粒子径１．６μｍ）を使用
し、第１表に示した組成にて実施例１と同様の方式で発
泡体を得た。得られた発泡体は実施例１と同様良好な発
泡体であった。

実施例８ 実施例１で使用した粉末状ポリプロピレン系樹脂を粉砕
機で３００μ閣に粉砕し、第１表に示した配合組成にて
実施例１と同様の方式で発泡体を得た。得られた発泡体
は実施例１と同良好な発泡体であった。

実施例９ ペレット状ポリプロピレン系樹脂（プロピレン−エチレ
ンコポリマー）として出光石油化学■製Ｊ−６５０Ｈ（
ブロック共重合体）（融点：１６８℃、密度：　０．９
０ｇ／ｄ、メルトインデックス：５ｇ／１０分）を粉砕
機で６００μ腸に粉砕し、第１表に示した組成にて実施
例１と同様の方式で発泡体を得た。得られた発泡体は実
施例１と比して圧縮硬さが若干低下するが、実用的には
全く問題なく、高い連続気泡率を有する発泡体が得られ
た。

以上の結果を、第１表にまとめた。

（以下余白）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、（ａ）架橋性ポリエチレン系樹脂および（ｂ）融点
   が架橋性ポリエチレン系樹脂よりも２０℃以上高く、か
   つ１９０℃以下であるポリプロピレン系樹脂を、 （ａ）／［（ａ）＋（ｂ）］＝４０〜９０重量％（ｂ）
   ／［（ａ）＋（ｂ）］＝１０〜６０重量％の範囲で含み
   、かつ、前記架橋性ポリエチレン系樹脂を架橋せしめる
   とともに、連続気泡率が６０〜９０％であることを特徴
   とするポリエチレン系樹脂発泡体。 ２、溶融した（ａ）架橋性ポリエチレン系樹脂と、熱分
   解型発泡剤および有機過酸化物、さらには（ｂ）融点が
   架橋性ポリエチレン系樹脂よりも２０℃以上高く、かつ
   １９０℃以下である粉末状ポリプロピレン系樹脂とを （ａ）／［（ａ）＋（ｂ）］＝４０〜９０重量％（ｂ）
   ／［（ａ）＋（ｂ）］＝１０〜６０重量％の範囲で混合
   し、（ｂ）粉末状ポリプロピレン系樹脂を非溶融状態に
   て均一に分散せしめ、次いで、加熱して（ａ）架橋性ポ
   リエチレン系樹脂を架橋させ、発泡させるとともに、（
   ｂ）粉末状ポリプロピレン系樹脂を溶融せしめることを
   特徴とするポリエチレン系樹脂発泡体の製造法。