JPH07165964A - 発泡体の製造方法 - Google Patents

発泡体の製造方法

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JPH07165964A
JPH07165964A JP5311874A JP31187493A JPH07165964A JP H07165964 A JPH07165964 A JP H07165964A JP 5311874 A JP5311874 A JP 5311874A JP 31187493 A JP31187493 A JP 31187493A JP H07165964 A JPH07165964 A JP H07165964A
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JP
Japan
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sheet
foam
weight
parts
foaming
Prior art date
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Pending
Application number
JP5311874A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroshi Abe
弘 阿部
Hitoshi Shirato
斉 白土
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sekisui Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sekisui Chemical Co Ltd
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Publication date
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  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】緩衝性及び熱成形性に優れた発泡体を製造する
方法を提供する。 【構成】熱可塑性ウレタン樹脂、トリアリルイソシアネ
ート及び熱分解型発泡剤よりなる樹脂組成物をシート化
する工程、該シートに高エネルギー線を照射して架橋す
る工程ならびに架橋後該シートを加熱により発泡させる
工程からなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、発泡体の製造方法に関
し、特に車両部材、食品容器、雑貨等に用いられる緩衝
性及び熱成形性に優れる発泡体の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、緩衝特性(柔軟性)に優れる発泡
体として、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン等からなる発泡体が用いられてき
た。また、熱成形性に優れる発泡体として、ポリスチレ
ン、ポリエチレン、ポリプロピレン等からなる発泡体が
用いられてきた。
【0003】しかし、ポリスチレン発泡体は、非結晶性
樹脂からなり熱成形性に比較的優れるものの柔軟性が劣
るという欠点があり、また、ポリエチレン及びポリプロ
ピレン樹脂発泡体は結晶性の樹脂であるため、樹脂を架
橋させ熱成形性を付与しているが、やはり柔軟性が劣る
という欠点があった。
【0004】例えば、真空成形等の熱成形性に優れるポ
リエチレン発泡体として、シート状又はフィルム状のポ
リエチレン発泡体の製造方法が開示されている(特公昭
41−6278号公報)。また、架橋又は無架橋ポリオ
レフィンと、水架橋ポリオレフィンとの組成物からな
り、発泡性に優れる水架橋ポリオレフィン(発泡基材)
を海相とし、発泡しにくい無架橋ポリオレフィンを島相
とする発泡体の製造方法が開示されている(特公昭62
−209145号公報)。
【0005】上記製造方法で得られた発泡体は、いずれ
もポリオレフィンをベース樹脂としているため、熱成形
性は優れるものの柔軟性が不足し十分な緩衝性が得られ
ないという問題点があった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記欠点に
鑑みてなされたものであって、その目的は、緩衝性及び
熱成形性に優れた発泡体を製造する方法を提供すること
にある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
【0008】本発明の発泡体の製造方法は、樹脂組成物
をシート化する工程と、該シートに高エネルギー線を照
射して架橋する工程と、架橋後に該シートを加熱により
発泡させる工程とからなる製造方法である。
【0009】上記樹脂組成物は、熱可塑性ウレタン樹脂
と、トリアリルイソシアネート及び熱分解型発泡剤から
なる。上記熱可塑性ウレタン(以下TPUという)樹脂
は、一般に市販されている熱成形に用いられるタイプで
あって、ポリエステルタイプ、ポリエーテルタイプ、ポ
リカーボネートタイプ等種々のタイプが使用可能であ
る。特に、TPU樹脂の常温における硬度(Shore A)
は60〜85が好ましい。
【0010】また、上記TPU樹脂の溶融粘度は、発泡
体の製造方法や用途等によって異なるが、低くなると発
泡時に発泡ガスが抜け易くなって高倍率の発泡体が得ら
れず、高くなると高倍率の発泡体が得られなくなるの
で、200〜220℃における樹脂溶融粘度は100〜
10,000ポイズが好ましく、より好ましくは1,0
00〜5,000ポイズである。
【0011】上記トリアリルイソシアネート(以下TA
ICという)は、TPU樹脂の架橋度を上げ、発泡体の
独立気泡率を高くし、かつ熱成形性を優れたものとする
ために使用するもので、TAICの添加量は、少なくな
ると独立気泡率が高く、かつ熱成形性に優れた発泡体が
得られないので、TPU樹脂100重量部に対して1〜
10重量部が好ましい。
【0012】上記樹脂組成物には、TAIC以外の架橋
助剤が添加されてもよい。上記TAIC以外の架橋助剤
としては、分子中に炭素−炭素不飽和結合を一個以上有
する低分子化合物又は高分子化合物であり、例えば、エ
チレンジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコー
ルジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール
ジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ
(メタ)アクリレート、クロロヘキシル(メタ)アクリ
レート、アリル(メタ)アクリレート、ジビニルベンゼ
ン、ジアリルイソシアネート、トリアリルイソシアネー
ト、ジアリルフタレート、ビニルトルエン、ビニルピリ
ジン、ジアリルイタコネート、トリアリルフォスフェー
ト等が挙げられ、これらの1種又は2種以上が使用され
る。
【0013】上記樹脂組成物中、TAIC以外の架橋助
剤の添加量は、少なくなると架橋反応よりも分解反応が
優先的に起こって熱成形性が悪くなり、多くなると未反
応の架橋助剤が発泡体中に残って臭気を発するので、T
PU樹脂100重量部に対して5重量部以下が好まし
い。
【0014】上記発泡剤としては熱分解型のものが用い
られ、分解温度は160〜200℃が好ましい。このよ
うな熱分解型発泡剤としては、例えば、アゾジカルボン
アミド、p、p'-オキシビスベンゼンスルホニルヒドラ
ジン、アゾビスイソブチロニトリル、p−トルエンスル
ホニルヒドラジド等が挙げられる。上記発泡剤には、分
解温度を調節するために発泡助剤が添加されてもよい。
【0015】また、上記樹脂組成物には、酸化防止剤;
紫外線防止剤;帯電防止性を付与するための導電性材
料;難燃剤;顔料や染料等の着色剤等が添加されてもよ
い。上記難燃剤としては、臭素系、燐系、無機系等の難
燃剤が挙げられ、これらの1種又は2種以上が使用され
る。
【0016】上記樹脂組成物をシート化する方法として
は、押出法、プレス法、カレンダー法等が挙げられる。
上記押出法は、予めTPU樹脂を加熱により乾燥させた
後、熱分解型発泡剤をタンブラー等のドライブレンド装
置で混合し、混練機能を有する押出機で溶融混練してシ
ート化する方法である。
【0017】上記プレス法は、予めTPU樹脂を加熱に
より乾燥させた後、熱分解型発泡剤をタンブラー等のド
ライブレンド装置で混合し、混練機等で溶融混練してバ
ルク状とする。次いで、バルク状物を加圧プレスにてボ
ード状(後でスライス加工によりシート化する)又はシ
ート状に成形することにより、シート化する方法であ
る。
【0018】上記カレンダー法は、予めTPU樹脂を加
熱により乾燥させた後、熱分解型発泡剤をタンブラー等
のドライブレンド装置で混合し、カレンダー成形機で溶
融混練してシート化する方法である。
【0019】上記シートを架橋するために、高エネルギ
ー線を照射する。高エネルギー線としては、電子線又は
γ線が挙げられる。電子線を使用する場合は、シートを
完全に透過する電圧の電子線をシート片面から照射する
か、又は透過度がシート厚の半分以上の電圧の電子線を
シート両面から照射するのが好ましい。
【0020】上記高エネルギー線の照射量は、少なくな
ると得られた発泡体の熱成形時の粘度が低くなって熱成
形性が低下し、多くなると樹脂組成物の架橋反応よりも
分解反応の割合が増え、熱成形性が悪くなるので、2〜
10Mradが好ましい。
【0021】上記シートを加熱により発泡させる方法と
しては、発泡体浮上機構を有する横型発泡装置;垂直懸
垂方式の竪型発泡装置;硝酸塩の塩浴を用いる塩浴発泡
装置;テフロンシート上での加熱発泡装置等の常圧発泡
装置が用いられる。
【0022】本発明の製造方法で得られる発泡体の気泡
径は、後述の熱成形時のシートの伸び(熱成形の絞り面
積比)と関係があり、熱成形時にシートの伸びの大きな
ものが要求される場合は、気泡径は大きい方が好まし
く、例えば、真空成形での絞り面積比が2(初期面積に
対して2倍、200%延伸)の場合は、気泡径は0.1
mm以上が好ましく、真空成形での絞り面積比が3の場
合は、気泡径は0.5mm以上が好ましい。しかしなが
ら、気泡径は余りに大きくなるとシート化した場合に、
表面平滑性が悪くなるので、気泡径は1mm以下が好ま
しく、真空成形や他の熱成形法に使用されるシートの気
泡径は、0.1〜1mmが好ましい。
【0023】上記発泡体の独立気泡率の割合は、小さく
なると熱成形時に気泡壁が延ばされて破断し易く、伸び
の変化に対して厚み変化が大きくなり成形体のコーナー
部の厚さが極端に薄くなるので、30%以上が好まし
い。尚、上記独立気泡率の割合は、空気比較式比重計
(エアピクノメーター)を用いて測定した値である。
【0024】上記発泡体の発泡倍率は用途、使用条件、
熱成形の要否等によって決定されるが、一般的には、車
両用では10〜30倍、包装・梱包用では5〜50倍、
雑貨用では5〜30倍が好ましい。また、上記発泡体
に、絞り面積比が2を超えるような熱成形が施される場
合は、発泡倍率は10〜20倍が好ましい。
【0025】上記発泡体の形状はシート状が好ましく、
シート状の場合、厚さは0.5〜10mmが好ましく、
より好ましくは1〜5mmである。また、シート状の発
泡体に他のシートが積層されていてもよい。
【0026】上記発泡体の熱成形法としては、真空成形
法、プレス成形法、圧空成形法、真空圧空成形法等が挙
げられ、特に、絞り面積比が大きくなる場合は、真空成
形法や真空圧空成形法が好ましい。上記真空成形法とし
ては、最も基本的なストレート法(雌型上で発泡シート
を140〜170℃に加熱軟化させ、型内を真空にして
発泡シートを吸引成形する方法)、ドレープ法(雄型上
で発泡シートを130〜160℃に加熱軟化させて雄型
を上昇させ、さらに吸引成形する方法)、エアスリップ
法(雄型上で発泡シートを140〜170℃に加熱軟化
させ、一度上部へエアアップしてから雄型を上昇し、さ
らに吸引成形する方法)等が挙げられる。
【0027】上記プレス成形法は、発泡シートを130
〜160℃に加熱し、雄及び雌型内で圧縮成形する方法
である。また、上記圧空成形法は、真空成形法のストレ
ート法で真空吸引ではなく、発泡シートを140〜17
0℃に加熱し、上部より空気圧で型に押しつけて成形す
る方法である。さらに、上記真空圧空成形法は、発泡シ
ートを140〜170℃に加熱し、真空と圧空を併用し
て成形する方法である。
【0028】
【実施例】
(実施例1)TPU樹脂(住友ダウ社製「ペレセン21
03−70A」、Shore A [硬度]:70)100重量
部、発泡剤としてアゾジカルボンアミド(大塚化学社製
「AZ−HM)(以下ADCAという)10重量部及び
架橋助剤としてTAIC(新中村化学社製)3重量部か
らなる樹脂組成物を、170℃に設定された30mm同
方向二軸押出機のホッパーに投入し、Tダイより0.2
mm厚のシートを押出成形した。このシートに、電圧5
00KV、5Mradの電子線を照射した後、テフロン
シート上に置き、250℃の熱風オーブン中で2分間加
熱することにより発泡体を得た。
【0029】(実施例2)TPU樹脂(住友ダウ社製
「ペレセン2102−80A」、Shore A [硬度]:8
0)100重量部、ADCA8重量部及びTAIC2重
量部からなる樹脂組成物を使用したこと以外は、実施例
1と同様にして発泡体を得た。
【0030】(実施例3)TPU樹脂(ペレセン210
3−80A)100重量部、ADCA6重量部及び架橋
助剤としてポリプロピレングリコールジメタクリレート
(新中村化学社製「NKエステル9PG」)3重量部及
びTAIC0.5重量部なる樹脂組成物を、170℃に
設定された30mm同方向二軸押出機のホッパーに投入
し、Tダイより0.2mm厚のシートを押出成形した。
このシートに、電圧500KV、5Mradの電子線を
照射した後、発泡ゾーン温度240℃の竪型発泡装置で
発泡させることにより発泡体を得た。
【0031】(実施例4)TPU樹脂(ペレセン210
2−80A)100重量部、ADCA12重量部、NK
エステル9PG3重量部及びTAIC0.3重量部なる
樹脂組成物を、180℃に設定された50mm異方向二
軸押出機のホッパーに投入し、Tダイより1mm厚のシ
ートを押出成形した。このシートに、電圧500KV、
5Mradの電子線を照射した後、発泡ゾーン温度24
0℃の竪型発泡装置で発泡させることにより発泡体を得
た。
【0032】(実施例5)TPU樹脂(ペレセン210
3−70A)100重量部、ADCA15重量部、NK
エステル9PG3重量部及びTAIC0.5重量部なる
樹脂組成物を、170℃に設定された50mm異方向二
軸押出機のホッパーに投入し、Tダイより1.5mm厚
のシートを押出成形した。このシートに、電圧500K
V、5Mradの電子線を照射した後、発泡ゾーン温度
250℃の横型発泡装置で発泡させることにより発泡体
を得た。
【0033】(実施例6)TPU樹脂(ペレセン210
2−80A)100重量部、ADCA15重量部、NK
エステル9PG2重量部及びTAIC0.6重量部なる
樹脂組成物を、180℃に設定された50mm異方向二
軸押出機のホッパーに投入し、Tダイより1mm厚のシ
ートを押出成形した。このシートに、電圧500KV、
5Mradの電子線を照射した後、発泡ゾーン温度25
0℃の横型発泡装置で発泡させるこにより発泡体を得
た。
【0034】(比較例1)TPU樹脂(ペレセン210
3−70A)100重量部及びADCA10重量部を、
170℃に設定された30mm同方向二軸押出機のホッ
パーに投入し、Tダイより0.2mm厚のシートを押出
成形した。このシートをテフロンシート上に置き、25
0℃の熱風オーブン中で2分間加熱することにより発泡
体を得た。
【0035】(比較例2)TPU樹脂(ペレセン210
2−80A)100重量部及びADCA7重量部を、1
75℃に設定された30mm同方向二軸押出機のホッパ
ーに投入し、Tダイより0.2mm厚のシートを押出成
形した。このシートに、電圧500KV、5Mradの
電子線を照射した後、テフロンシート上に置き、250
℃の熱風オーブン中で2分間加熱することにより発泡体
を得た。
【0036】(比較例3)TAICを全く使用しなかっ
たこと以外は、実施例3と同様にして、発泡体を得た。
【0037】発泡体の性能評価 上記実施例及び比較例で得られた発泡体につき下記の評
価を行い、その結果を表1に示した。 (1)成形性 シート状発泡体(サイズ:150mm×150mm)
を、枡状の雌型上で所定の温度に加熱して軟化させた
後、これを雌型に真空吸引して、絞り面積比3となるよ
うに真空成形した。尚、雌型は底と側壁の厚さが20m
m、縦100mm×横100mm×深さ50mmの凹部
を有し、底の四つのコーナー部はRが3mmφで、底面
部の四箇所に真空吸引孔が設けられている。得られたカ
ップ状の発泡製品について、コーナー部の厚みを測定
し、コーナー部の厚み比(シート状発泡体の原厚み/発
泡製品のコーナー部の厚み)を求め、この厚み比が小さ
いものほど成形性が良好とした。
【0038】(2)緩衝性 (1)で真空成形したカップ状の発泡製品のコーナー部
につき、10mm/minで圧縮速度で圧縮応力(σ)
−ひずみ(ε)曲線を求め、さらにσの各値に対する吸
収エネルギー(e)を求めた後、緩衝係数Cを計算式C
=σ/eから算出した。この緩衝係数Cの最小値の静的
応力(kg/cm2 )が小さいものほど緩衝性が良好と
した。
【0039】
【表1】
【0040】
【発明の効果】本発明の発泡体の製造方法は上述の通り
であり、得られた発泡体は柔軟性を有し緩衝性に優れる
と共に、真空成形、圧空成形などの熱成形性に優れるの
で、従来の発泡体では成形できなかった車両の深絞り部
位(例えば、パッド材、シートカバー)、携帯用容器等
の緩衝材、果物や菓子等の梱包材や包装材等に好適に使
用可能である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C08L 75:04

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】熱可塑性ウレタン樹脂、トリアリルイソシ
    アネート及び熱分解型発泡剤よりなる樹脂組成物を溶融
    混練しシート化する工程、該シートに高エネルギー線を
    照射して架橋する工程ならびに架橋後該シートを加熱に
    より発泡させる工程からなることを特徴とする発泡体の
    製造方法。
JP5311874A 1993-12-13 1993-12-13 発泡体の製造方法 Pending JPH07165964A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014129573A1 (ja) * 2013-02-21 2014-08-28 日本化成株式会社 架橋助剤およびその応用

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