JPH03224727A - ポリオレフィン系樹脂発泡成型体及びその製造方法 - 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〕 本発明は透水性と優れた圧縮強度を有し、主に排水用下
地材等として利用できるポリオレフィン系樹脂発泡成型
体及びその製造方法に関する。

〔従来の技術及び 発明が解決しようとする課題〕

道路、ゴルフ場等においては排水性を向上させる目的で
下層部に小石を敷き詰めた構造としていたが、目詰まり
が生じて排水性の低下をきたした場合、排水性改良のた
めの工事を行うことは非常に大変な作業であった。

そのため土木、建築分野において繊維素材を編布、織布
、不織布のように構成した透水性材料であるジオテキス
タイルが広く用いられているが、これはジオテキスタイ
ル自体そのものが高価であり、作業性が悪く施工に際し
て熟練性を必要とするといった欠点があった。また通常
道路下地材料の超軽量盛土材として使用されている発泡
スチロールは、非透水性であるため降雨後や使用する場
所によって該スチロールの下方に廻った水により浮力を
直接受けるという土木構造物として極めて重大な欠点が
あった。その他、最近になって合成樹脂よりなる透水性
ブロック成形品が提案され始め、例えば球形状のポリス
チレン発泡粒子を接着剤で固めて連続する空隙を設けた
構造の成形品が知られている。しかしながら、この透水
性ブロックは強度的に脆弱であり（例えば発泡粒子相互
の接着が剥離したりする等）、また発泡粒子を固着する
ための接着剤として特殊な接着剤を用いたり製造が一種
の二次加工的な工程を採るためコスト面や生産性面にお
いて難点があった。しかもポリスチレン樹脂が耐油性、
耐熱性に劣るため、上記のポリスチレン発泡粒子の成形
品を道路下地材として使用した場合、該成形品上へのア
スファルト等の表面仕上げが困難となる。

更に、基材樹脂に無機充填剤を配合してなるポリオレフ
ィン発泡粒子を金型内で発泡成型し、粒子間に空隙率５
〜４０％である多数の空隙を形成した、壁材として使用
する発泡成型体が知られているが（実公昭６３−７６０
７号公報）、この発泡成型体は図示されているように球
状の発泡粒子から構成されたものであって、しかも空隙
は粒子間の融着を不充分とさせることにより形成したも
のであるため、結局、空隙部が必ずしも連通しておらず
、吸音性、断熱性はあっても透水性があるとも或いは良
好であるとも言い難かった。またこの成型体は基材樹脂
に無機充填材を配合させることにより圧縮強度を高めた
ものであるが、空隙形成のための発泡粒子間の融着不良
箇所に起因する脆さがあり、道路用下地材等の用途には
不適当であった。

本発明は上記従来技術の問題点を解消するためになされ
たもので、主に排水用下地材等として要求される透水性
及び圧縮強度に優れ、製造簡便にして安価なポリオレフ
ィン系樹脂発泡成型体とその製造方法を提供することを
目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

即ち本発明は、 （］）　　Ｌ／Ｄ（１，：最長部の長さ、Ｄ：最大胴部
の断面長さ）が２〜１０である柱状ポリオレフィン系樹
脂発泡粒子が不規則な方向を向いて相互に融着した成型
体であって、発泡粒子間に空隙率５〜３０％の連通した
空隙部を有し、且つ５％圧縮時の圧縮強度が１．１ｋｇ
／ｃｄ以上であることを特徴とするポリオレフィン系樹
脂発泡成型体。

（２）示差走査熱量測定によって得られるＤＳＣ曲線（
但し、発泡粒子１〜３■を示差走査熱量計によって１０
’Ｃ／分の昇温速度で２２０℃まで昇温したときに得ら
れるＤＳＣ曲線）に二つの喋熱ピークが現れ、高温側の
吸熱ピークのエネルギーが１０〜３０Ｊ／ｇである結晶
構造を有し、且つＬ／Ｄ　（Ｌ　：最長部の長さ、Ｄ＝
最大胴部の長さ）が２〜１０である柱状ポリオレフィン
系樹脂発泡粒子を、閉鎖し得るが密閉し得ない金型内に
充填率が４０〜５５％となり且つ粒子相互が不規則な方
向を向くようにして充填させた後、基材樹脂のビカット
軟化点−２０℃〜融点の温度の蒸気で加熱して粒子相互
を融着させることを特徴とするポリオレフィン系樹脂発
泡成型体の製造方法。

を要旨とするものである。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づき説明する。

本発明のポリオレフィン系樹脂発泡成型体１は第１図に
示すように複数の柱状ポリオレフィン系樹脂発泡粒子２
にて構成され、該発泡粒子２が不規則な方向を向いて相
互に融着した構造の成型体である。本発明では球状では
なく柱状の発泡粒子を採用している点に特徴があり、そ
の柱状は第２図に示すように発泡粒子２における最長部
の長さ：Ｌと最大胴部の長さ＝Ｄとの間に、Ｌ／Ｄ−２
〜１０の関係を有するものである。Ｌ／Ｄ＜２の発泡粒
子の場合は金型内に充填した際、充填率が高くなり透水
性を得るための所望の空隙率を有する成型体が得られず
、逆にＬ／Ｄ＞ｌ　Ｏの発泡粒子であると金型内に充填
する際に充填口で目詰まりし易く充填不良が生じる原因
となる。このような空隙率や充填作業性を考慮すると、
Ｌ／Ｄが５〜８の発泡粒子が特に好ましい。

本発明成型体１は発泡粒子２を上記のようにランダムに
配向させて融着してなる上、発泡粒子間に連通した空隙
部３（図中、黒く塗り潰した部分や、粒子２が離間して
いる部分）を形成した構造をなしており、その空隙率（
成型体の全体積中に占める空隙の割合）は５〜３０％で
ある。この連通した空隙部３により透水性が得られるが
、その空隙率が５％未満では良好な透水性が確保できず
、逆に３０％を越えると５％圧縮時が１．１　ｋｇ／ｒ
ｒｒ（Ｇ）未満となり道路用下地材としては強度的に適
用し得ないものとなる。空隙率Ｃ％）は次式にて算出さ
れる。

式中、真の体積は発泡成型体をアルコール中に沈めた時
の増量した体積をさす。

また本発明成型体１は５％圧縮時の圧縮強度が１、１　
ｋｇ／ｃ−以上の値を示すものであり、この圧縮強度が
１．１　ｋｇ　／　ｃ＋ｉ未満の場合には道路用下地材
等の荷重がかかるような用途に対して強度的に不充分な
ものとなる。

本発明発泡成型体１を構成する発泡粒子２の基材樹脂で
あるオレフィン系樹脂としては、高密度ポリエチレン、
中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、直鎖状低密
度ポリエチレン、直鎖状超低密度ポリエチレン等のポリ
エチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、エチレン−プ
ロピレンブロック共重合体、エチレン−プロピレンラン
ダム共重合体、エチレン−ブテンランダム共重合体、エ
チレン−ブテン−プロピレンランダム共重合体等が挙げ
られる。これらのうちでも特に無架橋の直鎖状低密度ポ
リエチレン、エチレン−プロピレンランダム共重合体、
エチレン−ブテンランダム共重合体、エチレン−ブテン
−プロピレンランダム共重合体が好ましい。

本発明の発泡成型体１は嵩密度０．０３〜０．１８ｇ　
／　ｃｄのものが、圧縮強度や製造コスト低減のため好
ましい。この嵩密度は、発泡体の重量を発泡体の嵩体積
で割った値である。

次に、本発明の製造方法について説明する。

本発明製造方法は、前記したようにＤ／Ｌが２〜ｌＯで
ある柱状のポリオレフィン系樹脂発泡粒子を用い従来の
型内成型法に準じ、前記の如き構成からなる本発明発泡
成型体が得られるようにして行うことができる。そして
本発明方法では、特に得られる成形体に前記特定の空隙
率をなす連通した空隙部を形成させるため、柱状の発泡
粒子を金型内に充填率４０〜５５％で充填させ、かかる
発泡粒子を蒸気加熱により融着させるのみで出来る限り
二次発泡させないことが重要であり、二次発泡しても二
次発泡倍率が１．７倍程度内となるように抑えることが
必要である。

そこで本発明方法では、まず上記柱状ポリオレフィン系
樹脂発泡粒子が示差走査熱量測定によって得られるＤＳ
Ｃ曲線（但し、発泡粒子１〜３■を示差走査熱量計によ
って１０℃／分の昇温速度で２２０℃まで昇温したとき
に得られるＤＳＣ曲線）に二つの吸熱ピークが現れ、高
温側の吸熱ピークのエネルギーが１０〜３０　Ｊ／ｇで
ある結晶構造を有することが必要である。特に高温側の
吸熱ピークのエネルギーが大きい程、二次発泡性が低く
なり好ましい。本発明で使用する発泡粒子を得る方法と
しては、例えば、タルク、炭酸カルシウム、ホウ砂、水
酸化アルミニウム等の無機物を添加してなる基材樹脂粒
子を揮発性発泡剤、水と共に密閉容器内に入れ、該容器
内で樹脂粒子及び発泡剤を水に分散させ、樹脂粒子の軟
化温度以上の温度に加熱し、該粒子内に発泡剤を含浸さ
せた後、容器内の圧力を発泡剤の蒸気圧以上の圧力に保
持し、該容器内の水面下の一端を開放し、樹脂粒子と水
とを同時に容器内よりも低圧の雰囲気下に放出すること
により発泡粒子を得る方法を用いることができる。高温
側の吸熱ピークのエネルギーが大きい発泡粒子を得るた
めには、例えば密閉容器内の樹脂粒子を融点付近或いは
融点＋２０″Ｃ以内で加熱加圧して保持する操作を長め
に採れば良く、具体的には生産性等を考慮して１５〜３
０分程度で程度される。また成型後の圧縮強度を考慮し
て発泡粒子は内圧が０〜０．５　ｋｇ／ｃｄ　（Ｇ）で
、真密度がｏ、　ｏ　ｏ　ｉ〜０．１１ｇ／ｃ鋪のもの
が良く、特に０．０２〜０．１１　ｇ　／ｃｄのものが
好ましい。

次いで、本発明方法は柱状の発泡粒子を金型内に充填率
４０〜５５％の充填割合で粒子相互が不規則な方向を向
くようにして充填させ、しかる後、基材樹脂の軟化点−
２０℃〜融点の温度範囲の蒸気で加熱を行い、粒子相互
を融着させる必要がある。

本発明でいう充填率（％）とは、発泡粒子を金型内に充
填した時の発泡粒子の占める体積（ｃｄ）を金型内（キ
ャビティー）体積（ｃ４）で割って百分率で示した値で
ある。発泡粒子の充填割合の調整は、発泡粒子の真密度
やＬ／Ｄの値に応して充填空気圧を適宜調節する方法、
発泡粒子を金型内に充填する際に金型の型開（クランキ
ング）を調節する方法等により行うことができる。また
上記ビカット軟化点はＪＩＳ　　Ｋ７２０６の試験方法
により測定されるものである。また融点は基材樹脂５〜
１０■を示差走査熱量計によって１０℃／分の昇温速度
で昇温した時に得られるＤＳＣ曲線に現れる吸熱ピーク
のピーク温度である。上記の特定温度で加熱を行うこと
により発泡粒子が二次発泡する虞れが少なく、粒子相互
の充分な融着がなされる。この加熱温度が軟化点−２０
℃未満の温度では発泡粒子間の融着が不充分であり、逆
に融点を越える場合は充分な融着がなされた成型体を得
られるものの成型後において収縮が発生する不具合があ
る。また本発明方法では発泡粒子の二次発泡が発生しな
いようにするために加熱蒸気圧力は０．２〜４．０ｋｇ
／ｃシ（Ｇ）、好ましくは０．２〜３、５　ｋｇ／ｃｄ
　（Ｇ　）とし、その他に前記の如く発泡粒子の高温側
の吸熱ピークのエネルギーが１０〜３０　Ｊ／ｇ、好ま
しくは１５〜３０　Ｊ／ｇのものを使用することが望ま
しい。

次に、具体的実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明す
る。

実施例１〜６、比較例１〜７ 下記表に示す発泡粒子を縦３００ｍ、横３００閣、厚み
６０ｎ（内寸法）の金型内に充填し、同表に示す温度の
蒸気で加熱して発泡せしめた。得られた発泡成型体の性
状を同表に示す。

※ｌ・・・空隙率は５０ＩＩ！ｌ×５０１１ＩＬ１×５
０１１ＩＩ１１の試験片の見掛は体積を■。（Ｃ−）と
し、試験片をアルコール中に沈めた時の増量した体積を
Ｖ＋　　（ｃ＋Ｊ）として次式にて求めた。

■。−■１ 空隙率−×１００ ■。

※２・・・融着性は発泡成型体を切断刃にて切断した際
の切断状況を観察して以下の基準で判定した。

○：発泡粒子間が破壊されずに切断可能。

Δニ一部破壊が認めれる。

×：破壊部分が多く発生。

※３・・・二次発泡性は成型体を切断機にて発泡体表面
と切断面を状態を目視して以下の基準で判定した。

Ｏ：発泡粒子間に不規則な隙間がある。

Δ：粒子間に僅かながら隙間がある。

×：隙間が殆どない。

来４・・・透水性は成型体表面に水を１１！、／ｌ１１
ｎで、漏斗にて滴下して水の動向を観察し、以下のよう
に判定した。

◎：成型体表面でプール（滞留）することなく発泡体内
部を通過して下面から排 水される。

Ｏ：成型体表面にプールした後、発泡体内部を通過して
下面から排水される。

Δ：成型体表面にプールした後、極少量ずつ下面から排
水される。

×：成型体内部に浸透することなく、正面からこぼれ落
ちる。

〔発明の効果］ 以上説明したように、本発明の発泡成型体は柱状の発泡
粒子が相互に不規則な方向を向いて融着した構造をなし
ており、しかも発泡粒子間に空隙率５〜３０％の連通し
た空隙部を有し、５％圧縮時の圧縮強度が１．１ｋｇ／
ｃ−以上の値を示すものであるため、透水性に優れると
ともに圧縮強度が極めて優れ、排水機能を持たせる道路
、軟弱地盤、ゴルフ場等の排水用下地材及び盛土材や、
育苗床等の農業用資材として最適である。また発泡体に
より断熱性がある上、連通した空隙部により通気性も有
することから建築用資材等の用途としても利用できる。

また柱状の発泡粒子を用い、しかも不規則に配向させて
融着させてなるため連通した空隙部を球状等の発泡粒子
の場合のように空隙率を大きくする目的かられざわざ発
泡粒子を減量したり或いは融着不良を起こしたりするこ
となく容易に確保できる他、強固な構造にできると同時
に下地材用途での土砂等による空隙部の目詰まりを防止
し易く、良好な透水性を長期にわたって保持できる。

また本発明方法は特定性状の柱状発泡粒子を特定の充填
割合でランダムに金型内に充填し、基材樹脂のビカット
軟化点−２０℃〜融点の蒸気で加熱して発泡成型する方
法を採用したことにより、二次発泡が皆無状態にして粒
子相互の良好な融着を実現せしめ、空隙率の高い連通し
た空隙部が的確に形成された高強度の発泡成型体を得る
ことができる。しかも粒子相互の固着に特殊な接着剤を
用いる必要がないから、優れた発泡成型体を安価に提供
できる等の効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明発泡成型体の一実施例を示す側面略図、
第２図は発泡粒子の柱形状を規定するための説明図であ
る。 １・・・ポリオレフィン系樹脂発泡成型体２・・・柱状
ポリオレフィン系樹脂発泡粒子３・・・空隙部 Ｌμ＝

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｌ／Ｄ（Ｌ：最長部の長さ、Ｄ：最大胴部の断面
   長さ）が２〜１０である柱状ポリオレフィン系樹脂発泡
   粒子が不規則な方向を向いて相互に融着した成型体であ
   って、発泡粒子間に空隙率５〜３０％の連通した空隙部
   を有し、且つ５％圧縮時の圧縮強度が１．１ｋｇ／ｃｍ
   ＾２以上であることを特徴とするポリオレフィン系樹脂
   発泡成型体。
2. （２）示差走査熱量測定によって得られるＤＳＣ曲線（
   但し、発泡粒子１〜３ｍｇを示差走査熱量計によって１
   ０℃／分の昇温速度で２２０℃まで昇温したときに得ら
   れるＤＳＣ曲線）に二つの吸熱ピークが現れ、高温側の
   吸熱ピークのエネルギーが１０〜３０Ｊ／ｇである結晶
   構造を有し、且つＬ／Ｄ（Ｌ：最長部の長さ、Ｄ：最大
   胴部の長さ）が２〜１０である柱状ポリオレフィン系樹
   脂発泡粒子を、閉鎖し得るが密閉し得ない金型内に充填
   率が４０〜５５％となり且つ粒子相互が不規則な方向を
   向くようにして充填させた後、基材樹脂のビカット軟化
   点−２０℃〜融点の温度の蒸気で加熱して粒子相互を融
   着させることを特徴とするポリオレフィン系樹脂発泡成
   型体の製造方法。