JPH04146120A - 空隙を有するポリオレフィン系樹脂型内発泡成型体の製造方法 - 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、空隙を有するポリオレフィン系樹脂の型内発
泡成型体の製造方法に関する。

〔従来の技術〕

従来、合成樹脂発泡体に空隙を設けたものが、その透水
性を利用して排水材や水耕栽培用の資材等に用いられ、
更に高い空隙率の合成樹脂発泡体は、表面積が大きいこ
とからフィルター、触媒担体、吸音材、電磁波吸収体等
の基材として広い用途に利用されている。

一方、合成樹脂発泡体の一つとしてポリオレフィン系樹
脂発泡成型体が、物性の調節範囲の幅広さや、更に原料
が安価で製造が容易であることから種々の用途に広く用
いられてきた。従来ポリオレフィン系樹脂発泡成型体の
製造方法として、発泡体の予備発泡粒子を金型内に充填
し、水蒸気等の加熱媒体を使用して加熱成型する型内成
型方法が、種々の複雑な形状の製品を良好に発泡成型す
ることが可能なことから、広く工業的に用いられている
。

ポリオレフィン系樹脂を用いて、工業的に有利な型内成
型方法で空隙を有する合成樹脂発泡成型体を製造する方
法として、１）基材樹脂に無機充填材を配合してなる発
泡粒子を、金型内に充填する直前の粒子の内圧をＯ〜３
ｋｇ／ｃｄ（Ｇ）とすることにより空隙率５〜４０体積
％の発泡成型体を得る方法（実公昭６３−７６０７号公
報）、２）発泡粒子を前処理して表面に融着性を付与し
たり、内部より軟化温度の低い表面層を有する発泡粒子
を利用して発泡粒子の間に空隙を設ける方法（特開平２
−４１２３４号公報）等が提案されている。

［課題が解決しようとする課題］ しかしながら、上記従来の１）の方法では、この発泡体
の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、空隙部が必ずしも連通しておらず
、透水性等に不充分さがあり、更にこの成型体は空隙形
成のための発泡粒子間の融着不良に起因する脆さがあり
実用的に不満足なものであった。

また上記２）の方法では、得られる発泡成型体の粒子間
の融着がまだ不充分であるとともに、発泡粒子の前処理
等の工程が必要であり製造工程が複雑であり、また融着
促進剤等の添加剤を必要とするためにコストが上昇して
しまうという問題があった。

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、連通した空隙を有するポリオレフィン系樹脂
発泡成型体を簡便で安価に製造する方法を提供するもの
である。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、発泡粒子を第一構成型及び第二構成型よりな
る一対の金型により加熱媒体を第一構成型から第二構成
型及び第二構成型から第一構成型の二方向から順次供給
して１サイクルの加熱として加熱発泡成型する方法にお
いて、エチレン−プロピレンランダム共重合体発泡粒子
と該共重合発泡体粒子に対して融点が１５℃以上低いポ
リオレフィン系樹脂発泡粒子とからなる２種類の発泡粒
子を用い、第一段階の加熱を加熱媒体の圧力を０゜２〜
２．０ｋｇ／ｄ（Ｇ）で１サイクル行い低融点発泡粒子
を発泡融着せしめた後、第二段階の加熱を加熱媒体の圧
力を２．１〜５．０ｋｇ／ｃｄ　ＣＧ）で１乃至２サイ
クル行い高融点発泡粒子を発泡融着せしめるとともに先
に形成した低融点発泡粒子を溶融せしめて連通した空隙
を形成する空隙を有するポリオレフィン系樹脂型内発泡
成型体の製造方法である。

また本発明製造方法は、少なくとも第二段階の加熱時に
、加熱媒体供給口以外の供給口とドレン口が閉じられて
いることが好ましい。

〔実施例］ 以下、本発明の実施例を図面に暴きに説明する。

本発明の製造方法は第１図に示すように、まず第一構成
型１及び第二構成型２よりなる一対の金型３を用いて、
エチレン−プロピレンランダム共重合体発泡粒子と融点
が１５℃以上低いポリオレフィン系樹脂発泡粒子からな
る２種類の発泡粒子４を上記の金型３の成型室６内に充
填する。

次いで加熱媒体を圧力が０．２〜２．０ｋｇ／ｃｉｉ（
Ｇ）で第一構成型ｌから第二構成型２及び第二構成型か
ら第一構成型１の２方向から順次供給して第一段階の加
熱を１サイクル行う。

１サイクルの加熱は、加熱媒体を第１構成型１の供給ロ
アから供給して矢印８で示すように空間部９、小穴１０
を通り成型室６に入り、発泡粒子４を加熱した後に空間
部１）に出てドレン口５より排出される０次いで加熱媒
体を第二構成型２の供給口１２より供給すると矢印１３
で示すように空間部１）、小穴１２、成型室６、第一構
成型の小穴１０、空間部９を通りドレン口１４より排出
される。

このように第一段階の加熱を行い第２図（ａ）に示すよ
うに、融点の低い樹脂発泡粒子２１を発泡融着せしめる
。（この場合、融点の高い発泡粒子２２は発泡融着しな
い。） そして次に、加熱媒体の圧力を２．１〜５．０ｋｇ／ｃ
ｊ　（ｃ）で第二段階の加熱を上記の第一段階と同様に
１サイクル乃至２サイクル行い、融点の高い樹脂発泡粒
子２２を発泡融着せしめるとともに、先に形成した低い
融点の樹脂発泡粒子２１を溶融せしめて、連通した空隙
２３を形成し型内発泡成型体とする（第２図（ｂ））。

このように加熱発泡させた後に冷却管１６より冷却した
後に取り出して発泡成型体を得る。

本発明でいう第一構成型は、移動側か固定型のどちらの
金型であってもよく、つまり、第一構成型が移動側だと
すると第二構成型は固定側ということになり、第一構成
型が固定側がとすると第一構成型は移動側ということに
なる。

本発明で用いるエチレン−プロピレンランダム共重合樹
脂（高融点発泡粒子）は、無架橋のものが用いられる。

また、エチレン−プロピレンランダム共重合体発泡粒子
に対して、融点が１５℃以上低いポリオレフィン系樹脂
発泡粒子（低融点発泡粒子）の基材樹脂として例えば、
低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、１．
２−ポリブタジェン、エチレン−酢酸ビニル共重合体な
どの架橋又は無架橋のポリエチレン樹脂又はそれらの混
合物等が挙げられる。

上記の低融点発泡粒子に高融点発泡粒子に対して融点が
１５℃以上低いものを用いることは、本発明の１つの大
きな特徴である。つまり低融点発泡粒子として高融点発
泡粒子よりも融点が１５℃未満低いものものを用いた場
合、上記の加熱条件下において第二段階加熱時に低融点
発泡粒子が熔融せずに発泡成型体全体が収縮してしまい
空隙を形成しない。

従って低融点発泡粒子は高融点発泡粒子に対して１５℃
以上融点の低い発泡粒子を用いる必要がある。特に低融
点発泡粒子は、高融点発泡粒子の融点に比較して２０〜
３０℃程度低いものが好ましい、最も好ましくは、融点
１４５℃のエチレンプロピレンランダム共重合体の高融
点発泡粒子を用いた場合、低融点発泡粒子は融点１２０
℃程度のものである。

本発明製造方法で用いられる上記の発泡粒子は、従来公
知の予備発泡方法により製造することができる。即ち、
上記の基材樹脂材質よりなる重合体粒子内に揮発性溶剤
を含有させ、密閉容器内で分散媒に分散させ所定温度に
加熱して容器内の圧力を所定の圧力に維持しながら容器
よりも低圧の雰囲気下に放出することで製造する。

尚、本発明において、樹脂粒子の融点の測定は示差熱量
分析（ＤＳＣ）によって行なった。この測定法では、試
料を装置にセットした後窒素雰囲気にて１０℃／分の速
度で２００℃まで常温し、その後ＩＯ″Ｃ／分の速度で
５０℃まで降温し、再度１０℃／分の速度で２００℃ま
で常温したときの融解ピークの頂点を融点とし、ピーク
が複数の場合はその平均温度を融点とした。

本発明製造方法において、加熱媒体の圧力は、第１段階
加熱時に０．２〜２．０ｋｇ／ｃｉｉ　（Ｇ）あればよ
いが、好ましくは０．６〜２．０ｋｇ／ｃｊ　（Ｇ）で
ある。第１段階の加熱媒体の圧力が上記の範囲であるこ
とで低融点発泡粒子の融着状態が更に良好になる。また
、第２段階加熱時の加熱媒体の圧力は２．１〜５．０ｋ
ｇ／ｃｊ（Ｇ）あればよいが、好ましくは２．６〜４．
５ｋｇ／ｃｌｊ（Ｇ）である。第２段階の加熱媒体の圧
力が上記の範囲にあることで、高い融点の発泡粒子の融
着を充分行うことができるとともに、さきに形成した低
い融点の発泡粒子を溶融収縮させて連通した空隙とする
ことをより確実に行うができる。

本発明では、このように上記の特定の加熱媒体の圧力範
囲で２段階の加熱により発泡成型を行うことが重要であ
る。これはたとえ高融点発泡粒子と該高融点発泡粒子よ
り１５℃以上低い融点の低融点発泡粒子とからなる２種
類の樹脂発泡粒子を用いても、上記の温度範囲以外もし
くは１段加熱による方法では本発明の効果は得られない
。

例えば、第１段階加熱に際し、加熱媒体の圧力が２．０
　ｋｇ／ｃ＋ｉ　（Ｇ　）を越える条件で発泡成型体の
製造を行った場合、成型体全体が融着すると同時に、発
泡樹脂の溶融により発泡成型体全体に収縮が起こり、空
隙は全く形成されず良好な形状の成型体も得られない。

また第１段階加熱の加熱媒体の圧力が０．２ｋｇ／ｃｄ
（Ｇ）未満の場合には、低融点発泡粒子の発泡融着が不
充分となり、第２段階加熱時に上記の第１段階加熱時に
加熱媒体の圧力を２．０ｋｇ／ｃｊ（Ｃ）を越える条件
で発泡成型体の製造を行った場合と同じ結果となる。

また、第２段階加熱に際し、加熱媒体の圧力が２．１ｋ
ｇ／ｃｊ（Ｇ）未満の条件で発泡成型体の製造を行った
場合、低融点発泡粒子の溶融が起こらないために、発泡
成型体に空隙が形成されない。そして加熱媒体の圧力が
５．０ｋｇ／ｃｄＴ（Ｃ）を越える場合は、発泡粒子全
体が溶融してしまい良好な発泡成型体とならない。

尚、第１段階加熱は発泡粒子を過発泡の状態になるまで
行うことが好ましい。これは第１段階の加熱の際、発泡
粒子が過発泡の状態にあると低い融点の発泡粒子の占め
る体積が増え、第２段階加熱による溶融体積が増し発泡
成型体の空隙率が増加するためである。

本発明では、１サイクルの加熱を加熱媒体を２方向から
順次供給して行うが、加熱媒体を導入する順序は、第１
構成型及び第２構成型のどちらの金型から先に導入して
もよい。また第２段階の加熱を２サイクル行う場合、２
サイクル目の加熱媒体の圧力は、発泡成型体が連通した
空隙を有し加熱媒体の成型体内部への進入が妨げられな
いために、１サイクル目の場合と同じでも又は異なって
いてもどちらでもよい。

本発明に用いる加熱媒体としては通常水蒸気が用いられ
、加熱時は加熱媒体の供給口以外は、水蒸気の節約、成
型サイクルの短縮等の理由から閉じられていることが好
ましい。

本発明では、金型に加熱媒体を供給する際、ベントロに
は種々の形状のものを用いることができるが、好ましく
はキリ穴状のものを用いると溶融樹脂による目詰まりが
少なくなり発泡成型体の離型性が良好となる。

本発明製造方法では、高融点発泡相粒子と該発泡粒子に
対して１５℃以上の融点の低い低融点発泡粒子の２種類
の発泡粒子を、混合比率を変化させることによって５〜
５０％の間で任意の空隙率を有する発泡成型体を得るこ
とができる。

尚、この場合の空隙率（％）とは発泡成型体の見掛けの
体積を■。とじ、該成型体を水中に沈めたときに測定さ
れる真の体積をｖｌとしく１）式により求められる。

本発明の製造方法により得られた空隙を有するポリオレ
フィン系樹脂発泡成型体は、連通気泡を存し、幅広く空
隙率を変えることができるために、透水性のブロック、
保水性のブロック、通気性の建築材料、育苗箱等の農業
用資材などに利用可能である。

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 先ず、低融点発泡粒子として融点１２０℃１嵩密度０．
０３１ｇ／ｃ■３の線状低密度ポリエチレン樹脂粒子を
用い、高融点発泡粒子として融点１４５℃１嵩密度０．
０４５　ｇ７ｃｍ”のエチレン−プロピレンランダム共
重合体を用い、これらの発泡粒子を低融点発泡粒子（Ｌ
）と高融点発泡粒子（Ｈ）の混合比（Ｌ／Ｈ）を体積比
で１／ｌとして一対の金型の成型室内部に充填した。

次いで、加熱媒体に蒸気を用いＡ）第一構成型から第二
構成型へ１．０　ｋｇ／ｃｍ’Ｇの圧力で供給した後、
Ｂ）第二構成型から第一構成型へ１．４　ｋｇ／ｃｍ３
Ｇの圧力で供給して１サイクルの第１段階加熱を行なっ
た。そして第２段階の加熱を第１段階の加熱と同様にＡ
）を２．６　ｋｇ／ｃｍ’ＧでＢ）を３．２　ｋｇ／ｃ
ｍ’Ｇの圧力で行なって高融点発泡粒子の発泡融着と低
融点発泡粒子の溶融を行い本発明空隙を有するポリオレ
フィン系樹脂型内発泡成型体を得た。

得られた発泡成型体は、空隙率が２５％であり、融着状
態が良好で収縮の全く無い形状の良好な発泡成型体であ
った。

実施例２ 実施例１と同じ発泡粒子を用い、第１表に示す如く高融
点発泡粒子が多くなるように混合比を変えて、第１表に
示すように加熱圧力を第１段階、第２段階のどちらも実
施例１よりも高くした以外は、実施例１と全く同様に発
泡成型を行なって、空隙を有するポリオレフィン系樹脂
型内発泡成型体を得た。

得られた発泡成型体は、空隙率が１５％であり、融着状
態が良好で収縮の全く無い形状の良好な発泡成型体であ
った。

実施例３ 低融点発泡粒子に融点８９℃の架橋エチレン−酢酸ビニ
ル共重合体を用い、第１段階加熱圧力を第１表に示すよ
うに実施例１に対して低くした以外は実施例１と全く同
様に発泡成型を行なって、空隙を有するポリオレフィン
系樹脂型内発泡成型体を得た。

得られた発泡成型体は、空隙率が３８％であり、融着状
態が良好で収縮の全く無い形状の良好な発泡成型体であ
った。

実施例４ 低融点発泡粒子に第１表に示すように実施例３よりも更
に嵩密度の低い架橋エチレン−酢酸ビニル共重合体を用
い、第１段階加熱圧力を第１表に示すように実施例３に
対して更に低くした以外は実施例１と全く同様に発泡成
型を行なって、空隙ををするポリオレフィン系樹脂型内
発泡成型体を得た。

得られた発泡成型体は、空隙率が１４％であり、融着状
態が良好で収縮の全く無い形状の良好な発泡成型体であ
った。

実施例５ 低融点発泡粒子に第１表に示すように融点１２０℃の架
橋低密度ポリエチレンを用い、第１表に示す発泡粒子の
混合比、加熱条件に変えた以外は、実施例１と全く同様
に発泡成型を行なって、空隙を有するポリオレフィン系
樹脂型内発泡成型体を得た。

得られた発泡成型体は、空隙率が１４％であり、融着状
態が良好で収縮の全く無い形状の良好な発泡成型体であ
った。

実施例５ 実施例４に対して第１表に示すように、嵩密度がより大
きい点のみ異なる低融点及び高融点発泡粒子を用い、加
熱条件を実施例４に対して第１表に示すようにより高い
供給圧力とし、更に第２段階加圧を２サイクル目を第１
表に示す加熱圧力にて行なった以外は、実施例４と全く
同様に発泡成型を行なって、空隙を有するポリオレフィ
ン系樹脂型内発泡成型体を得た。

得られた発泡成型体は、空隙率が１２％であり、融着状
態が良好で収縮の全く無い形状の良好な発泡成型体であ
った。

比較例１〜３ 比較のために、第１表に示す如く本発明の加熱圧力の範
囲以外の加熱条件で、第１表に示す原料組成で実施例１
に準じて発泡成型を行い発泡成型体を得た。

得られた発泡成型体の融着状況、収縮の有無、空隙率を
第１表に示す、得られた発泡成型体はいずれも収縮が有
り、空隙を有さないものであった。

比較例４〜６ 第１表に示す如く本発明の融点の範囲以外の低融点発泡
粒子の融点を用いて、第１表に示す加熱条件として発泡
成型を行い発泡成型体を得た。

得られた発泡成型体の融着状況、収縮の有無、空隙率を
第１表に示す、得られた発泡成型体はいずれも空隙を有
さないものであった。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明製造方法は、エチレン−プロ
ピレンランダム共重合体発泡粒子と該共重合発泡体粒子
に対して融点が１５℃以上低いポリオレフィン系樹脂発
泡粒子とからなる２種類の発泡粒子を用い、第一段階の
加熱を加熱媒体の圧力を０．２〜２．０ｋｇ／ｃｊ（Ｇ
）で１サイクル行い低融点発泡粒子を発泡融着せしめた
後、第二段階の加熱を加熱媒体の圧力を２．１〜５．０
ｋｇ／ｄ（Ｇ）で１乃至２サイクル行い高融点発泡粒子
を発泡融着せしめるとともに先に形成した低融点発泡粒
子を溶融せしめる方法を採用したことにより、粒子相互
の融着に優れた連通した空隙を有するポリオレフィン系
樹脂型内発泡成型体を容易且つ簡便な方法で製造できる
効果を有する。

更に本発明方法は、従来の発泡粒子表面を前処理する方
法に比較して、発泡粒子に特別な前処理等が不要である
ため、前処理のための添加剤等が不要で通常の汎用性の
ある発泡粒子を用いることができ、前処理の工程も不要
となる利点を有する。

また本発明は、加熱方法に加熱媒体を第１構成型から第
２構成型及び第２構成型から第１構成型の２方向から順
次供給して１サイクルの発泡成型する方法を用いている
ために、融着状態が良好で収縮の小さい発泡成型体を得
ることが可能であり、所定の空隙率の発泡成型体を安定
した品質で製造することができる。

更に本発明では、エチレン−プロピレンランダム共重合
体の発泡粒子を用いていることにより、得られた発泡成
型体は優れた強度が得られる。

本発明製造方法では、第二段階以陣の加熱時に加熱媒体
供給口以外の供給口とドレン口を閉じて発泡成型を行っ
た場合、加熱媒体の圧力を速やかに上昇させることがで
き、発泡成型の時間を短縮して効率のよい製造を行うこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明の一実施例を示し、第１図は本発明発泡
成型体の製造方法の説明図、第２図（川、Φ）は発泡成
型体の製造工程の途中の状態を示す部分断面図である。 ■・・・第−構成型の金型 ２・・・第二構成型の金型 ３・・・一対の金型 ４・・・発泡粒子 ２３・・・連通した空隙 第 図 １・・・第−構成型 ２・・・第二構成型 ３・・・一対の金型 ４・・・発泡粒子 第 図 （ａ） （ｂ） ２３・・・連通した空隙

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）発泡粒子を第一構成型及び第二構成型よりなる一
   対の金型により加熱媒体を第一構成型から第二構成型及
   び第二構成型から第一構成型の二方向から順次供給して
   １サイクルの加熱として加熱発泡成型する方法において
   、エチレン−プロピレンランダム共重合体発泡粒子と該
   共重合発泡体粒子に対して融点が１５℃以上低いポリオ
   レフィン系樹脂発泡粒子とからなる２種類の発泡粒子を
   用い、第一段階の加熱を加熱媒体の圧力を０．２〜２．
   ０ｋｇ／ｃｍ＾２（Ｇ）で１サイクル行い低融点発泡粒
   子を発泡融着せしめた後、第二段階の加熱を加熱媒体の
   圧力を２．１〜５．０ｋｇ／ｃｍ＾２（Ｇ）で１乃至２
   サイクル行い高融点発泡粒子を発泡融着せしめるととも
   に先に形成した低融点発泡粒子を溶融せしめて連通した
   空隙を形成することを特徴とする空隙を有するポリオレ
   フィン系樹脂型内発泡成型体の製造方法。
2. （２）少なくとも第二段階の加熱時には、加熱媒体供給
   口以外の供給口とドレン口が閉じられていることを特徴
   とする請求項１記載の空隙を有するポリオレフィン系樹
   脂型内発泡成型体の製造方法。