JPH0447926A - 架橋発泡体の製造装置 - 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） 本発明は架橋発泡体の製造装置に関し、更に詳しくは、
気泡径が均一かつ微細であって、表面が平滑でしかも厚
肉の架橋発泡体を安定した状態で連続的に製造するため
の製造装置に関する。

（従来の技術） 熱可塑性樹脂２発泡剤および架橋剤を必須成分とする樹
脂組成物を用いて発泡体を製造する方法としては各種の
方法が知られている。このうち、例えば、上記樹脂組成
物をシート状等の所定形状に成形し、得られた成形体に
常圧下での加熱処理を施して、まず成形体中の架橋剤を
分解させて熱可塑性樹脂の架橋を進め、ついで発泡剤を
分解させて前記架橋体を発泡させるという方法がある。

しかしながら、この方法の場合、常圧・加熱下で架橋９
発泡が進められるため、得られた発泡体の気泡径は通常
１００μｍ以上と粗大であり、外観も悪化するという問
題が避は得ない。

ところで、最近は、気泡径が７０〜９０μｍ程度の発泡
体に対する要求が強まっている。このことは、気泡径が
小さくなることによって、発泡体の低収縮性や耐クラツ
ク性の向上、表面の円滑性が得られ、全体として高級感
を与えるからである。

このような要求に応えるために、発泡剤および架橋剤を
含むポリオレフィン系樹脂成形物を、加圧下で加熱し、
架橋剤を分解すると同時に、あるいは架橋剤の分解後に
発泡剤の一部を分解して発泡核を生成させ、しかるのち
常圧下で加熱発泡するという方法が提案されている（特
開昭５８−１３４７１９号公報参照）。しかし、この方
法の場合には、従来の加圧装置、例えば、ロートキュア
のようにロール面にポリオレフィン系樹脂成形物を巻き
つけながらその上方からベルトで押圧する方法では、樹
脂が両側から流れ出し、均一に加圧できない。また、ベ
ルトやロール面に樹脂が付着し、取り出しが困難になる
という問題、更には、加熱した状態で圧力を常圧に戻し
た場合、気泡粗大となり易いといった問題が生じてしま
う。同様に、２枚の平行板の間にポリオレフィン樹脂成
形物を挟み、両面から押圧する方法においても、これを
可能とする工業的な設備はいまだ開発されていない。

また、特開昭５８−１３４７１９号公報に記載されてい
るような発泡核の生成を１〜１０ｋｇ／ｃｊの圧力で行
った場合、充分に微細な気泡を有する発泡体は得られて
いない。

上記方法の問題を解決するために、例えば、特願昭６２
−１８０６１１号公報では次のような方法が開示されて
いる。

この方法は、樹脂組成物の混線物をＴダイから押出して
シート状成形体とし、これを、断面が矩形で、内部と外
部を循環駆動するエンドレスベルトがその内壁の上・下
面に配設されている長尺な金型の中に移送し、加圧下で
加熱して架橋すると同時に発泡核を生成せしめたのち、
前記金型の出口部で冷却して連続的に取り出し、更につ
づけて、加熱炉内において常圧下で加熱するという方法
である。

（発明が解決しようとする課題） ところで、上記した方法の場合、樹脂組成物の混線物は
、Ｔダイで、−旦、無架橋のシート状成形体にしてから
金型に移送し、そこで部分発泡させている。その場合、
金型の中では、移動しつつあるシート状成形体に均等に
圧力を加えて加熱することか必要である。この圧力が均
等でないときには、シート状成形体における架橋が均一
に進行せず、そのため生成する発泡核も均一にならない
からである。

しかしながら、上記方法においては、金型内で加圧対象
となるものは薄く、しかも上下面の面積が大きく、断面
が矩形のシート状成形体であり、上・下面での均一な加
圧は・可成り困難である。これは押出機の中で溶融混練
した樹脂組成物を、Ｔダイで一部シート状に成形せざる
を得ないことに基づく問題である。

なお、金型内におけるシート状成形体への圧力を制御す
るために、Ｔダイの出口部にチョークバーを設け、これ
によって金型の内圧を管理することも検討されているが
、しかし、この方法の場合は、チョークバーでシート状
成形体がステンク・スリップして、その金型内への移送
速度が安定しなくなる。

本発明は上記した問題を解決し、押出機から押出され、
溶融状態にある樹脂組成物に、直接、加圧下での架橋と
部分発泡を行わせることにより、気泡径が均一、微細で
あり、表面が平滑でしかも厚肉の架橋発泡体を安定した
状態で連続的に製造するための製造装置の提供を目的と
する。

（課題を解決するための手段・作用） 上記目的を達成するために、本発明においては、熱可塑
性樹脂９発泡剤および架橋剤を必須成分とする樹脂組成
物の押出機；該押出機と接続され、その断面形状は矩形
状になっていて、かつ、少なくとも加熱部および冷却部
が連続して設けられているロングダイ；ならびに、該ロ
ングダイと連設されている加熱炉；を備えている架橋発
泡体の製造装置において、前記ロングダイの内壁の相対
向する２つの面には、前記ロングダイの内部と外部を循
環駆動するベルト体が配設されていることを特徴とする
架橋発泡体の製造装置が提供される。

以下、図面に基づいて製造装置とその作用を詳細に説明
する。

まず、第１図は、本発明装置の１例を示す概略側面図で
ある。図において、装置の全体は、樹脂組成物の押出機
１、この押出機ｌの出口１ａに接続され、少なくとも加
熱部と冷却部をこの順序で連続して備えているロングダ
イ２と、更にロングダイ２の下流に位置する加熱炉３を
シリーズに配置して構成されている。

そして、ロングダイ２の上部および下部には、ロングダ
イ２の内部と外部とを循環して移動する後述のベルト体
４，４が張設されている。

まず、製造される架橋発泡体は、全体として次のように
装置内を移動していく。すなわち、押出機１から押出さ
れた樹脂組成物は、溶融物の状態でそのまま、ロングダ
イ２に導入されて、そこの加熱部で部分発泡したのち冷
却部で冷却されてロングダイ２から押出され、加熱炉３
に移送され、ここで所定温度に加熱されることにより発
泡体５として製品になる。

この全体の流れにおいて、押出機ｌの中では、必須成分
である熱可塑性樹脂２発泡剤および架橋剤は均一に混合
されて所定組成の樹脂組成物が調製される。この均一混
合は、発泡剤、架橋剤のいずれもが分解しない温度で行
われる。

用いる熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレン；
ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、エチ
レン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−エチルアクリレ
ート共重合体のようなエチレン共重合体；ポリ塩化ビニ
ルの単独あるいはこれらの混合物をあげることができる
。また、この熱可塑性樹脂に、更に、公知の顔料、酸化
防止剤。

紫外線吸収剤、難燃剤、帯電防止剤、防カビ剤。

防菌剤、無機フィラー等の添加剤を適量配合することも
できる。

用いる発泡剤としては、後述のロングダイ２における加
熱過程で熱分解して窒素、炭酸ガス等のガスを発生する
分解型の発泡剤であればよく、例えば、アゾジカルボン
アミド、ジニトロソペンタメチレンテトラミン、　　４
．　４’−オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジド、
アゾビスイソブチロニトリルなどをあげることができる
。

これら発泡剤の配合量は、目的とする発泡体の発泡倍率
によって適宜選択されるが、通常、前記した熱可塑性樹
脂１００重量部に対し５〜３０重量部の範囲内に設定さ
れる。また、必要に応じては、これら発泡剤に対し各種
の助剤や核剤を適量配合してもよい。

樹脂組成物の第３の必須成分である架橋剤としては、前
記熱可塑性樹脂の溶融開始温度以上の分解温度を有する
ものが用いられ、例えば、ジクミルパーオキサイド、ジ
ーｔ・−ブチルパーオキサイド、ｔ−ブチルクミルパー
オキサイド、２．５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチ
ルパーオキシ）ヘキサン、２，５−ジメチル−２，５−
ジ（１−ブチルパーオキシ）ヘキシン−３などをあげる
ことができる。

これらの架橋剤の配合量は、目的とする発泡体における
架橋度、前記熱可塑性樹脂の分子構造などによって適宜
選定されるが、通常、熱可塑性樹脂１００重量部に対し
０．２〜５．０重量部の範囲内に設定される。

上記した各成分は、押出機ｌで均一に溶融混合される。

そして、その溶融樹脂組成物は、溶融状態のまま、出口
１ａからロングダイ２の中へ直接押出される。

ロングダイ２の内部は、第２図で示したように、その上
流側に位置する加熱部２ｃとそれに続く冷却部２ｄから
成り、例えば第４図で示した温度分布となるように、図
示しない温度制御系によって制御されている。すなわち
、入口２ａがら導入された溶融樹脂組成物は加熱部２ｃ
を移動する過程で約１５０℃程度の温度がら約１９０’
ｃにまで加熱され、この過程で架橋と部分発泡が行われ
たのち、その部分発泡体６はつづいて冷却部２ｄを移動
する過程で冷却され、出口２ｂでは約２５℃になる。

また、ロングダイ２の上部および下部には、ロングダイ
２の入口側から導入され、その内壁の上面２ｅおよび下
面２ｆと摺接しながら移動したのち、出口側から導出さ
れるベルト体４，４が、ローラ７ａ、７ｂを介して循環
駆動するように配設されている。

そして、第５図で示したように、ロングダイの内壁面２
ｅ、２ｆとベルト体４，４の間には潤滑剤８．８が圧入
されて、ベルト体４，４とロングダイの内壁面２ｅ、２
ｆの間の摩擦抵抗を小さくして、ベルト体４，４が円滑
にロングダイ２の中を移動できるようになっている。

ベルト体４，４は、ロングダイの内壁と摺接する側の面
は平滑になっていることが好ましいが、他方、部分発泡
体６側の面桔粗面とすることにより、部分発泡体６との
摩擦抵抗を大きくすることが好ましい。

ベルト体４，４としては、通常、粗面部を耐食性の高い
ニッケル合金で形成し、摺接する側の面にはフッ素樹脂
を設け、これらを一体にしたものが好ましい。なお、摺
接する側の面に凹凸を設けてタイミングベルトとしても
よい。

ベルト体４，４はロングダイ２内の部分発泡体６の上面
および下面と圧接した状態で、とくに、冷却部２ｄにお
いては、部分発泡体６は冷却されて硬化状態にあるため
、ベルト体４．４はこの冷却部２ｄを移動する部分発泡
体６と密着・一体化した状態で、この部分発泡体６を下
流方向（矢印ｐ方向）に搬送する。。

したがって、ベルト体４，４に何らの張力も付加しない
場合は、ベルト体４，４は、押出機ｌからの押出速度に
規程される部分発泡体６の移動速度に追随して循環駆動
をするが、しかし、ベルト体４，４の張力を調節して、
いわゆるパックテンションをかけることにより、ロング
ダイ２内における部分発泡体６の移動速度を遅くして、
この部分発泡体６に制動力を加えることができる。

このような制動力を部分発泡体６に加えることにより、
加熱部２ｃにおいて溶融樹脂組成物の架橋が進行し、同
時に発泡が進んで部分発泡体に転化する際に、得られる
部分発泡体の長手方向や幅方向で架橋が均一に進んでい
ない場合は、それがロングダイ２の冷却部２ｄから押出
されると、全体が湾曲したりまたは表面から亀裂が生じ
たりすることが頻発して押出し困難を招くという不都合
が解消され、また同時に、加熱部２ｃにおける発泡剤の
分解に伴って発生する微細な発泡核が部分発泡体６の中
に均一かつ安定に保持されるようになる。

この制動力は押出された部分発泡体６の下流側への移動
を完全に停止するような力ではなく、移動する部分発泡
体６を減速せしめる程度の力でなければならない。この
力は、押出されてくる部分発泡体６の状態によって種々
変化するので一義的に決めるわけにはいかないが、概ね
、２０〜２５ｋｇ／ｃａｒ程度の力であることが好まし
い。

この制動力を調節するために、ロングダイ２の中に、第
３図で示したように、圧力計９を挿入してロングダイ２
内の圧力を実測し、その実測値に基づいて、ホイール７
ａ、７ｂを上下動させ、ベルト体４，４の張力を調整す
る。

ロングダイの出口２ｂから押出された部分発泡体６から
は、その上下面で一体となっているベルト体４，４が分
離されたのち、常圧下にある加熱炉３に導入され、その
で残存発泡剤の分解温度よりも高い温度に加熱されるこ
とにより、発泡核を中心にした均一発泡が進行して、目
的とする気泡径が均一かつ微細である発泡体５になる。

分離したベルト体４，４は、ロングダイ２の外側を移動
して、再びロングダイ２の上流側からダイ内に導入され
、再び、上記した態様で部分発泡体を搬送する。

なお、ベルト体４，４の配設個所は、ロングダイ２の内
壁の上面および下面に限定されるものではなくて、更に
、ロングダイ２の内壁の両側面であってもよい。

（発明の実施例） 実施例１ 第１図に示した製造装置を用いて架橋発泡体を製造した
。

すなわち、まず、低密度ポリエレン（ＭＩ　　１．Ｏｇ
／１０分、密度０．９２０ｇ／ａＩＦ）１００重量部、
アゾジカルボンアミド６重量部、ジクミルパーオキサイ
ド１．０重量部を押出機ｌに投入し、１４０℃で溶融混
合したのち、全要約３ｍのロングダイ２に溶融状態で押
出した。

ロングダイ２において、その断面形状は、幅３００ａｍ
、厚み１５ｍ＋の矩形とし、内部の温度分布は第４図で
示したように管理した。なお、加熱部２ｃの長さは約１
２００ｍ＋、冷却部２ｄの長さは約６００ｍ＋とじた。

ダイの内壁と溶融樹脂組成物の間には、注油ポンプから
ジエチレングリコールの一定量を潤滑剤８として注入し
た。

ホイール７ａ、７ａにバ・ツクテンションをかけ、ホイ
ール７ｂ、７ｂはフリー状態にして圧力計９の指示圧を
３５ｋｇ／ｃｄとした。

ベルト体４．４の移動速度は約１５ａｏ／ｗｉｎであっ
た。この状態でロングダイ２の内圧を圧力計９で監視し
ながら、連続運転した。

加熱炉５（温度的２００℃）から得られた発泡体は、そ
の外観が滑らかで、肉厚も２５ｍｍで安定しており、平
均気泡径は８０μｍであった。

比較例 実施例と同一のポリエチレン樹脂を押出機にてシート状
に押出したのち、ただちにそれを加熱炉に送入し、２２
０℃にて加熱して架橋発泡せしめて比較例の架橋ポリエ
チレン発泡体を得た。

得られた発泡体は、その表面が凹凸であり、かつ、その
気泡径は、４００μｍ以上でしかも不均一であった。

（発明の効果） 以上の説明で明らかなように、本発明装置によれば、押
出機で調製された溶融樹脂組成物を直接ロングダイに導
入し、そこでは、ベルト体によって部分発泡体の搬送速
度を制御してダイ内に所望の圧力を印加できるようにし
たので、加熱部内を移動する部分発泡体の流動状態が安
定化し、その過程における架橋も均一に進行する。その
結果、湾曲や亀裂もなく、微細で均一な気泡を有する発
泡体を安定して製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の１例を示す概略側面図、第２図は
ロングダイを例示する概略側面図、第３図は第２図の■
−■線に沿う断面図、第４図はロングダイの内部の温度
分布例を示すグラフ、第５図は、ロングダイの部分側面
図である。 ｌ・・・押出機、１ａ・・・押出機の出口、２・・・ロ
ングダイ、２ａ・・・ロングダイの入口、２ｂ・・・ロ
ングダイの出口、２ｃ・・・加熱部、２ｄ・・・冷却部
、２ｅ・・・ロングダイ内壁の上面、２ｆ・・・ロング
ダイ内壁の下面、３・・・加熱炉、４・・・ベルト体、
５・・・発泡体、６・・・部分発泡体、７ａ、７ｂ・・
・ホイール、８・・・潤滑剤。 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 熱可塑性樹脂、発泡剤および架橋剤を必須成分とする樹
   脂組成物の押出機；該押出機と接続され、その断面形状
   は矩形状になっていて、かつ、少なくとも加熱部および
   冷却部が連続して設けられているロングダイ；ならびに
   、該ロングダイと連設されている加熱炉；を備えている
   架橋発泡体の製造装置において、 前記ロングダイの内壁の相対向する２つの面には、前記
   ロングダイの内部と外部を循環駆動するベルト体が配設
   されていることを特徴とする架橋発泡体の製造装置。