JPH0674342B2 - 着色したポリオレフィン系樹脂予備発泡粒子の製造方法及び発泡成形体の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、着色したポリオレフィン系樹脂予備発泡粒子
の製造法及び該粒子を用いた発泡成形体の製造方法に関
するものである。

〔従来の技術〕

ビーズ法ポリオレフィン系樹脂発泡成形体は、緩衝性、
断熱性、耐薬品性に優れ且つ軽量であるため、包装材、
断熱材、通凾、容器等に広く用いられている。これらの
製品はポリオレフィン系樹脂発泡成形体の自然の色（乳
白色）のままで用いられているが、最近では、成形体の
汚れ防止、内容物商品の高級感化、識別化等のため、着
色品化の要求が大きくなってきている。

通常、着色したビーズ法ポリオレフィン系樹脂成形体を
得るには、次の様な方法で行われている。

（１）通常実施されている自然色のビーズ法ポリオレフ
ィン系樹脂成形体に、塗料等を塗布又はスプレーする方
法、 （２）原料のポリオレフィン系樹脂のペレットを製造す
る際に、予め染料や顔料を練り込んでおき、これを用い
て予備発泡粒子を製造後、通常の型内成形する方法、 （３）発泡性ポリスチレン樹脂に、該樹脂と相溶性のあ
る溶剤に染料又は顔料を混合して液状ないしペースト状
トナーとしたものを混合する方法。

しかし乍ら、（１）の方法は、塗料のポリオレフィン系
樹脂への接着力が弱いことに加え、塗布後に乾燥工程に
必要なことや、塗装コストが高いこと等の理由から、実
用化には問題があある。また（２）の方法は、予備発泡
工程〜貯槽ラインにおける着色予備発泡粒子混入の問題
があり、切り替えや掃除等に手間が掛り、ある程度のロ
ットサイズにならないと生産性及びコスト面で実用化は
困難である。更に（３）の方法にあっては、かかる方法
をポリオレフィン系樹脂に応用しても、予備発泡時に、
表面に付着した染料や顔料が、発泡剤や水溶液又は蒸気
中に移行し、目的とする濃度の着色ができないという問
題がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ポリオレフィン系樹脂の予備発泡粒子の製造方法におい
て、ポリスチレン樹脂の予備発泡粒子と大きく異なる点
は、その基材樹脂のガス透過性（発泡剤の保持性）であ
る。即ち、ポリスチレン樹脂は、ガス透過性が小さく、
発泡剤を含有する発泡性ポリスチレン樹脂をドラム等の
容器に入れて輸送し、成形工場にて直ちに、又は長い場
合には２ケ月〜３ケ月保存した後に予備発泡し成形され
ている。

一方、ポリオレフィン系樹脂はガス透過性が大きく、発
泡剤を含有した発泡性ポリオレフィン系樹脂は、発泡剤
を含浸させたら直ちに予備発泡を行う必要があるので、
通常、予備発泡は成形工場ではなくて、原料メーカーが
行っているケースが殆どである。また、この様にして得
られたポリオレフィン系樹脂予備発泡粒子内の発泡剤も
１〜２日で完全に逸散する。それ故、着色予備発泡粒子
を製造するためには実用上は染料や顔料を予備発泡粒子
に攪拌混合する方法が考えられるが、ポリオレフィン系
樹脂は染料や顔料との接着力が悪い上に、予備発泡粒子
が軽く、更には攪拌混合により発生する静電気により均
一な攪拌混合が容易でなく、従って均一に着色すること
が困難である。加えて、着色した予備発泡粒子への染料
や顔料の付着力が弱いため、一見着色している様に見え
る予備発泡粒子から染料又は顔料が容易に剥離し、着色
装置、輸送配管、貯槽等を汚染し、掃除が極めて厄介で
ある。

本発明者らは上記欠点を解消するべく鋭意検討をした結
果、これらの欠点の改善された着色ポリオレフィン系樹
脂予備発泡粒子及びその発泡成形体を容易に且つ経済的
に製造でき、少量多着色品種の粒子及び成形体の製造に
好適な方法を見出した。

〔問題点を解決するための手段〕

即ち、本発明の第１は、染料又は顔料又はそれらの混合
物をポリオレフィン系樹脂を溶解又は膨潤させる有機溶
剤に溶解又は分散混合させたものと、ポリオレフィン系
樹脂予備発泡粒子とを混合着色させることを特徴とする
着色ポリオレフィン系樹脂予備発泡粒子の製造方法を、 本発明の第２は、染料又は顔料又はそれらの混合物をポ
リオレフィン系樹脂を溶解又は膨潤させる有機溶剤に溶
解又は分散混合させたものと、ポリオレフィン系樹脂予
備発泡粒子とを混合着色させて得られた着色ポリオレフ
ィン系樹脂予備発泡粒子を金型内に充填し、加熱融着さ
せることを特徴とする着色したポリオレフィン系樹脂発
泡成形体の製造方法をそれぞれ内容とするものである。

本発明に用いるポリオレフィン系樹脂としては、ポリプ
ロピレン、プロピレンとエチレンとのランダム又はブロ
ック共重合体、プロピレン、エチレン及びブテンの３元
共重合体、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチ
レン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、エチ
レン−酢酸ビニル共重合体、エチレンとアクリル酸又は
アクリル酸金属塩との共重合体、ポリブテン−１、ポリ
−４−メチルペンテン−１等が挙げられるが、これらに
限定されるものではない。これらの樹脂は単独で用いて
もよく、２種類以上混合して用いてもよい。また前記樹
脂と無機系又は有機系の充填材等とを配合せしめたもの
を使用してもよい。

前記ポリオレフィン系樹脂のうちでは特に架橋又は無架
橋のプロピレン−エチレン共重合体、ポリエチレン系樹
脂が好適である。

本発明に使用するポリオレフィン系樹脂予備発泡粒子の
製造方法には特に限定はなく、いかなる方法によって得
られたものであっても差支えない。

例えば、揮発性発泡剤とポリオレフィン系樹脂粒子及び
分散剤を耐圧密閉容器に水とともに分散懸濁させ、次い
で昇温して所定の温度と圧力にした後、ポリオレフィン
系樹脂粒子と水とを低圧域に放出することによって得ら
れる予備発泡粒子、揮発性発泡剤又は無機ガスを含浸し
たポリオレフィン系樹脂粒子を耐圧容器に入れて、該容
器内で蒸気等により加熱することによって得られる予備
発泡粒子、更に、押出機等でポリオレフィン系樹脂と発
泡剤とを加熱混練後冷却して、押出機の先端に設けられ
た多孔ダイより押出発泡ストランドとして押出した後、
該発泡ストランドをカッター等で適当な長さに切断する
ことによって得られる予備発泡粒子等が挙げられるが、
実質的に独立気泡を有する予備発泡粒子であればいずれ
の方法により得られたものであっても使用できる。

前記ポリオレフィン系樹脂予備発泡粒子の密度等には特
に制限はないが、例えば密度0.01〜0.3g/cm³程度、平均
気泡径としては100〜1000μｍ程度のものが使用され
る。

本発明に用いられる染料及び顔料としては特に制限はな
く、例えばアゾ系、アミノアゾ系、ジアゾ系、アンスラ
キノン系、アミノアンスラキノン系、ニグロシン系の染
料や、シアニンブルー、カーボンブラック等の顔料が挙
げられる。

本発明に用いられる有機溶剤としては、ポリオレフィン
系樹脂を溶解又は膨潤させる性質を有するものが用いら
れ、例えばポリプロピレン系樹脂に対してはアセトン、
クロロホルム、酢酸エチル、ｎ−ヘプタン、トルエン、
ｐ−キシレン、エチルエーテル等が、またポリエチレン
系樹脂に対してはアセトン、エチルアルコール、エーテ
ル、酢酸メチル、シクロヘキサン、石油エーテル、ベン
ゼン、メチルエチルケトン、トルエン等が挙げられ、こ
れらは単独又は２種以上混合して用いられる。

着色方法の例としては、染料、顔料、又はそれらの混合
物を有機溶剤中に溶解又は分散させ、これと予備発泡粒
子とを混合装置内で攪拌混合する方法が挙げられる。混
合装置としてはリボンブレンダー、ヘンシェル型ミキサ
ー、スーパーミキサー等の均一に混合できるものであれ
ばよく、混合能力及び目的とする着色度合いにより適宜
選択すればよい。

尚、前記した如く、ポリオレフィン系予備発泡粒子は軽
量で且つ混合装置内での攪拌により発生する静電気のた
め、均一に混合するには長時間を要したり、また均一混
合が困難な場合がある。このような場合には染料等との
混合処理に先立って、予備発泡粒子を帯電防止処理する
ことが望ましい。帯電防止剤としては特に制限なく、例
えばアニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、非
イオン系界面活性剤等の公知のものが単独又は２種以上
混合して用いられる。

上記の如くして得られた着色予備発泡粒子は、通常の型
内発泡成形方法、即ち金型内に充填され、加熱融着され
た後冷却され、成形体として金型内より取り出される。

尚、本発明において着色予備発泡粒子における染料等の
粒子への接着力が少々不充分な場合であっても、成形時
の加熱により接着力が向上する。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例に基づいて更に詳細に説明する
が、本発明はこれらにより何ら制限を受けるものではな
い。

実施例１〜16、比較例１〜３ （イ）原料予備発泡粒子A,Bの製造 エチレン−プロペレンランダムコポリマー−（住友化学
工業（株）製の「ノーブレン」、エチレン含量3.3重量
％）のペレット（一粒子重量約1.8mg、DSC法融点T_M143.
5℃）100部（重量部、以下同じ）、ジクロロジフルオロ
メタン20〜35部、分散剤としてパウダー状塩基性第３リ
ン酸カルシウム1.5部及びｎ−パラフィンスルホン酸ソ
ーダ0.006部を水300部とともに耐圧容器に仕込み、145
℃まで加熱した。このときの容器内圧力は約17〜30kg/c
m²−Ｇであった。その後、容器内圧力をジクロロジフル
オロメタンを圧入しながら17〜30kg/cm²−Ｇに保持しつ
つ、耐圧容器下部にバルブを開いて水分散物を開孔径4m
mφのオリフィス板を通して大気圧下に放出して予備発
泡を行い、発泡倍率18倍（原料予備発泡粒子Ａ）と53倍
（原料予備発泡粒子Ｂ）の予備発泡粒子を得た。

（ロ）原料予備発泡粒子Ｃの製造 ポリエチレン樹脂100部に対し、ジクロロジフルオロメ
タン25部を含有する架橋低密度ポリエチレン樹脂粒子
（平均粒子径2.2mm）を耐圧容器内で水蒸気加熱し予備
発泡させた。

予備発泡粒子を24時間室温下に放置して水分を除去した
後、大気圧下60℃の温度雰囲気下に150分保持した後、
室温に取り出した時の発泡粒子の発泡倍率が35倍の予備
発泡粒子を得た。

（ハ）着色予備発泡粒子の製造 上記予備発泡粒子A,B,Cを100lのスーパーミキサーにそ
れぞれ80lづつ投入し、第１表に示した処方で混合着色
処理した。

即ち、予備発泡粒子とエタノールに溶解した帯電防止剤
とをスーパーミキサー内に入れ、２分間攪拌した後、溶
剤に混合した染、顔料を投入して５分間攪拌し、着色し
た予備発泡粒子を得た。得られた予備発泡粒子の色むら
及び色おちを目視評価した結果を第１表に示す。

（ニ）着色発泡成形体の製造 上記の如くして得られた着色予備発泡粒子を耐圧容器に
入れ、空気圧でそれぞれ元の体積の60〜80％になる様に
圧縮し、次いで250×270×50mmのブロック用金型内に充
填し、水蒸気にて加熱融着させた後冷却し、発泡成形体
を金型から取り出した。この成形体を60℃で24時間乾燥
した後、成形体の色むら及び色おちの評価を行い、結果
を第１表に示した。

尚、色むら、色おちの評価は下記の評価基準で行った。

（１）着色予備発泡粒子の評価 色むら：粒子間の濃淡の差を目視判定した； ○：濃淡の差は殆ど気にならない ×：濃淡の差が明らかである 色おち：粒子を白色紙の間に挟んで指で潰した時、色の
白色紙への移行の有無を目視判定した； ○：移行しているか否か、殆ど判らない ×：色の移行が明らかである （２）着色成形体の評価 色むら：成形体表面を約1m離して斜45度から目視し、濃
淡の差を目視判定した； ○：実質的に濃淡差なく、均一な色に見える △：やや濃淡差が認められる ×：蒸気孔廻りに濃淡差が明らかに認められる 色おち：成形体表面を白色紙で10回強くこすり、色の白
色紙への移行の有無を目視判定した； ○：移行しているか否か殆ど判らない △：白色紙が薄黒く汚れる ×：色の移行が明らかである 第１表から明らかな通り、本発明によれば簡単な方法で
着色した予備発泡粒子や成形体を製造でき、また予め適
量の帯電防止剤で処理することにより、より容易且つ効
率的に色むらの少ない着色予備発泡粒子が得られる。ま
たポリオレフィンへの溶解性、膨潤性の大きい溶剤を用
いると、より色おちの少ない予備発泡粒子及び成形体を
得ることができる。

〔作用・効果〕

叙上の通り、本発明によれば簡単な装置で容易に着色予
備発泡粒子及び成形体が得られるので、特に少量多着色
品種の予備発泡粒子及び成形体を得るのに極めて好都合
である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】染料又は顔料又はそれらの混合物をポリオ
   レフィン系樹脂を溶解又は膨潤させる有機溶剤に溶解又
   は分散混合させたものと、ポリオレフィン系樹脂予備発
   泡粒子とを混合着色させることを特徴とする着色ポリオ
   レフィン系樹脂予備発泡粒子の製造方法。
2. 【請求項２】ポリオレフィン系樹脂予備発泡粒子を帯電
   防止処理した後、染料又は顔料又はそれらの混合物をポ
   リオレフィン系樹脂を溶解又は膨潤させる有機溶剤に溶
   解又は分散混合させたものと混合着色させる請求項１記
   載の製造方法。
3. 【請求項３】染料又は顔料又はそれらの混合物をポリオ
   レフィン系樹脂を溶解又は膨潤させる有機溶剤に溶解又
   は分散混合させたものと、ポリオレフィン系樹脂予備発
   泡粒子とを混合着色させて得られた着色ポリオレフィン
   系樹脂予備発泡粒子を金型内に充填し、加熱融着させる
   ことを特徴とする着色したポリオレフィン系樹脂発泡成
   形体の製造方法。