JPH074828B2 - ポリオレフィン系樹脂架橋発泡体の製造方法および製造装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、非接触で加熱自由発泡させるポリオレフィン
系樹脂架橋発泡体の製造方法および製造装置に関する。

（従来技術と問題点） ポリオレフィン系樹脂架橋発泡体の製造方法として、発
泡性樹脂組成物シートの発泡がおこる時点で移送方向に
より大別して、堅型発泡法と横型発泡法が知られてい
る。

堅型発泡法としては、例えば、特公昭55−48974号に
は、加熱炉中の予熱室内では発泡性樹脂組成物シートを
水平方向に移送し、予熱終了後、該シートを垂直に設け
られた加熱発泡室内に垂下して、非接触で加熱発泡を行
なう方法が開示されている。堅型発泡法では、加熱空気
中で非接触自由巾発泡が行なわれるため、表面にキズや
凹凸のない平滑・美麗で外観良好な発泡体を得ることが
できるが、加熱発泡時にシートの自重による張力が大き
くかかるため、発泡シートに残る成形歪が大きく、しか
も、その残留歪の流れ方向、巾方向での差が大きくなる
欠点を有する。このような残留歪を減少させ、巾方向お
よび流れ方向の均一性を確保することは、加熱使用時の
寸法を安定化し、あるいは熱成形（真空、圧室、プレス
成型等）時の加熱ドローダウンを均一にし、シワ等を発
生させないために重要な技術的課題であるが、公知の堅
型発泡法では、充分に対処することができない。

横型発泡法としては、例えば、特公昭52−18232号に
は、発泡性樹脂組成物シートを金網からなる移送ベルト
上で支持し、加熱炉中で加熱発泡せしめる方法が開示さ
れている。この方法によれば、発泡体にかかる張力が少
ないため、成形歪は小さくなるが、支持体上で発泡を行
なうため、発泡体表面にキズや凹凸を生じたり、発泡体
の表裏に差を発生し、良好な外観の発泡体を得ることが
極めて困難である。

また、横型発泡法として、特公昭43−22674号には、加
熱炉中、発泡性樹脂組成物シートを予熱段階では支持用
ベルトで支持し、発泡開始直前または直後にベルトより
離し、自由な状態またはそれに近い状態で発泡せしめる
方法が開示されている。この方法では、支持用ベルト上
で加熱発泡せしめる方法とは異なり、キズや表裏差等の
発生については相当改善されるが、発泡性樹脂組成物シ
ートと支持ベルトは加熱により溶融接着状態にあるた
め、ベルトからの離脱が円滑に起こらず、キズや凹凸が
発生する場合がある。しかも、加熱発泡段階への移送が
発泡シートを引き取る張力のみによるため、発泡体にか
かる張力が充分に小さいとはいえず、特に、流れ方向の
成型残留歪が大きくなる。

特公昭42−10749号には、発泡性樹脂組成物シートを発
泡温度に加熱した液体浴上に浮かべて加熱発泡せしめる
方法が開示されている。この方法によれば、成形残留歪
を減少させることができるが、発泡体に加熱液体や液上
に浮遊する残渣が付着するため、発泡体を洗浄する処理
工程が必要になり、しかも、発泡時に接触する媒体が表
裏で液体と気体で相違するため、発泡体の外観に表裏差
を生じる。

（発明が解決しようとする課題） 本発明者らは、上記従来技術の有する問題点を克服する
ために研究した結果、発泡性ポリオレフィン系樹脂組成
物シートを、発泡炉中において、ベルトコンベアなどの
搬送装置により予熱ゾーンを移送させて予熱した後、離
脱用エアノズルからエアを吹き上げて予熱されたシート
を搬送装置から離脱させて、加熱発泡ゾーンに配置した
熱風吐出用多孔膜を有するエアフロートベッド上に導
き、熱風で吹き上げつつ非接触で加熱自由発泡させるこ
とにより、搬送装置からの離脱を円滑に行なうことがで
きるとともに、発泡性樹脂組成物シートに移送推進力が
付与されて、発泡体にかかる張力を大幅に下げることが
でき、残留歪および巾方向と流れ方向の歪差を極小にで
きることを見出した。

また、ポリテトラフルオロエチレン樹脂で被覆されたガ
ラス繊維製布であって、通気率を調整した熱風吐出用多
孔膜を有する傾斜型エアフロートベッドを用いることに
より、発泡度ムラを全く生じずに、常に均一発泡度の発
泡体を得ることができ、更に多孔膜の目詰り等がなく、
長期運転をしても一定条件で発泡成形することが可能で
あることを見出した。

以上により、外観平滑で、均一な発泡度を有し、成形残
留歪のない架橋発泡体を提供することができ、従来の、
堅型発泡法および横形発泡法の欠点を克服して、両者の
長所を発揮させることができるようになった。ところ
が、この方法では、エアフロート状態で自由発泡するた
め、発泡体の幅を規制するものがなく、発泡性樹脂組成
物シートの成形段階での歪バラツキやバラツキにより得
られる発泡体の巾が変動する。また、発泡段階でのエア
フロートのエアの流れにより、発泡過程にあるシートが
微妙に左右移動して、シートの蛇行を起こし、発泡体シ
ートを引取り、巻取った場合、側面が凹凸になる。

したがって、本発明の目的は、発泡性ポリオレフィン系
樹脂組成物シートを移送させるための搬送装置が設けら
れた予熱ゾーン、予熱されたシートを搬送装置から離脱
させるための離脱用エアノズルおよび熱風吐出用多孔膜
を有するエアフロートベッドが設けられた加熱発泡ゾー
ンにより架橋発泡体を製造する方法および製造装置にお
いて、（１）発泡体の巾方向のバラツキがなく、一定巾
が連続的に確保でき、（２）蛇行がなく、巻取り形状が
均一で、得られた発泡体を用いて他素材との貼合等の加
工をする場合、蛇行修正等の操作がいらず、効率よる加
工ができ、必要によっては、発泡後インラインでの加工
が可能となるポリオレフィン系樹脂架橋発泡体の製造方
法および製造装置を提供することにある。

本発明者らは、更に研究を進めた結果、加熱発泡ゾーン
における自由拡巾発泡の終了直前または直後であって、
引取りロールへの導入前に、吸引機構を備えたガイダー
を配置し、そこを通過させることにより上記目的が達成
できることを見出した。

本発明は、これらの知見に基づいて完成するに至ったも
のである。

（課題を解決するための手段） 本発明によれば、ポリオレフィン系樹脂および熱分解型
発泡剤を含有する樹脂組成物を、該発泡剤の分解温度未
満の温度で発泡性樹脂組成物シートに成形し、次いで架
橋した後、加熱発泡させる連続的な架橋発泡体の製造方
法において、該シートを少なくとも予熱ゾーンおよび加
熱発泡ゾーンを有する発泡炉に導入するとともに、搬送
装置により予熱ゾーンを移送させて予熱した後、離脱用
エアノズルからエアを吹き上げて予熱されたシートを搬
送装置から離脱させて、熱風吐出用多孔膜を有するエア
フロートベッド上に導き、熱風で吹き上げつつ非接触で
加熱自由発泡させ、発泡終点近傍において、吸引機構を
備えたガイダーを通過させることを特徴とするポリオレ
フィン系樹脂架橋発泡体の製造方法が提供される。

また、本発明によれば、少なくとも予熱ゾーンおよび加
熱発泡ゾーンを有する発泡炉であって、予熱ゾーンに
は、発泡性ポリオレフィン系樹脂組成物シートを移送さ
せるための搬送装置が設けられ、予熱ゾーンの終端部に
は、エアを吹き上げて予熱されたシートを搬送装置から
離脱させるための離脱用エアノズルが配置され、加熱発
泡ゾーンには、熱風吐出用多孔膜を有するエアフロート
ベッドが配置され、さらに、加熱発泡ゾーンに隣接し
て、吸引機構を備えたガイダーが配置されていることを
特徴とするポリオレフィン系樹脂架橋発泡体の製造装置
が提供される。

以下、本発明について詳述する。

本発明の方法および装置の具体例について、図面を参照
しながら説明する。

第１図は、本発明の装置にかかる加熱炉の断面略図であ
る。第１図中、１は予熱ゾーン、２は離脱ゾーン、３は
加熱発泡ゾーンであり、４は搬送支持ベルト、５は熱風
吐出用多孔膜を有するエアフロートベッド、６は加熱装
置、７は離脱用エアーノズル、8,8′は樹脂組成物シー
トであり、８は発泡前の発泡性樹脂組成物シート、８′
は架橋発泡体、９は吸引機構を備えたガイダー、11、1
1′は引取りロールである。

発泡性樹脂組成物シート８は、搬送支持ベルト４に乗せ
られて搬送され、予熱ゾーンに導入される。予熱ゾーン
では、加熱装置６により予熱ゾーンの終了段階では発泡
開始寸前の温度になるまで加熱される。

次に、発泡性樹脂組成物シートは、離脱用ノズル７を配
置した離脱ゾーンに送られ、離脱ノズルからのエア噴出
により発泡性樹脂組成物シートが吹き上げられて、搬送
支持ベルトより連続的に離脱する。しかる後、熱風吐出
用多孔膜を有するエアフロートベッド５上に導かれ、そ
こでは多孔膜を通して吐出される熱風により吹き上げら
れ、かつ、加熱されて、固体に接触することなく、加熱
自由発泡を達成し、架橋発泡シート８′となる。

搬送装置は、通常、エンドレスの搬送支持ベルトからな
る。支持ベルトとしては、金属製の網、ポリテトラフル
オロエチレンやシリコーン樹脂等の耐熱性樹脂で作成さ
れた網などがあるが、離脱性を考慮するとポリテトラフ
ルオロエチレン製の網が適性である。

予熱ゾーン１および加熱発泡ゾーン３の加熱装置６は、
各ゾーンを所望の温度にまで昇温できる装置であれば特
に限定されないが、一般に、赤外、遠赤外線等の放射型
加熱や熱風による加熱等が行なえる装置が賞用される。

搬送支持ベルトからの発泡性樹脂組成物シートの離脱
は、離脱用エアノズルによりエアを巾方向に均一に吹き
上げることにより、円滑に達成され、シートの表面にキ
ズや凹凸を発生することはない。吹き上げるエアの噴出
速度および噴出量は発泡性樹脂組成物シートの重さ（幅
と厚み）により適宜調整される。また、噴出するエアの
温度は、発泡を促進するよう発泡剤の分解温度以上が好
ましく、例えば、発泡剤としてアゾンカルボンアミドを
使用する場合には160〜300℃が良い。離脱用エアノズル
は、搬送支持ベルトからの離脱を容易にするために、第
１図に示したように、予熱ゾーンの終端部であって、支
持ベルトの裏面に配置し、支持ベルトの裏面からエアを
噴出して予熱された発泡性樹脂組成物シートを離脱する
ようにすることが好ましい。

熱風吐出用多孔膜を有するエアフロートベッドは、例え
ば、ポリテトラフルオロエチレン樹脂で被覆されたガラ
ス繊維製布からなる熱風を均一に吐出できる多孔膜を備
えている。エアフロートベッドが傾斜型の場合には、そ
の傾向角は、通常、５〜75度、好ましくは15〜45度であ
り、シートの移送方向にしたがって下向きに傾斜するよ
うに配置する。エアフロートベッドの多孔膜は、搬送装
置から離脱したシートの裏面に対向して配置する。多孔
膜から吐出する熱風の量および速度は、シートの重さ
（幅は厚み）により調整される。熱風の温度は、発泡を
促進するために、発泡剤の分解開始温度より20℃以上高
い温度が望ましい。発泡剤としてアゾジカルボンアミド
を使用する場合には180〜300℃が適性である。180℃未
満では、全体の発泡が完全発泡とならず、発泡度が低下
し、300℃を越えると、ポリオレフィン系樹脂組成物シ
ートの表面劣化が発生し、表面気泡が破泡したりして、
いわゆるアレを生じる。発泡性樹脂組成物シートは、熱
風により完全にフロート（浮遊）された状態で加熱発泡
されるため、発泡体にキズを発生することなく、また、
エアが離脱用ノズルおよび多孔膜より斜向して吐出され
るため、シートを吹き上げると同時にシートを移動方向
に押す力が発生し、発泡時にシートにかかる張力を大幅
に減少し、成形残留歪および巾方向、横方向の成形歪差
を非常に少なくすることができる。また、空気媒体中、
低張力で加熱発泡されるため、発泡体外観の表裏差は生
じない。

第２図は、発泡性樹脂組成物シート８が、熱風吐出用多
孔膜を有する傾斜型エアフロートベッド５上で巾方向お
よび厚み方向に非接触で自由拡巾発泡している状態を示
す略平面図である。発泡成長段階にある発泡体シート
８′は、発泡終点近傍において、吸引機構を備えたガイ
ダー９（シートの左右両端に配置）を通過させる。ガイ
ダー９は、真空ポンプ（図示せず）などの吸引装置に接
続した吸引機構10を備えている。

本発明の製造方法においては、エアフロート上で、非接
触で、ほとんど規制されることなく自由拡巾発泡するこ
とにより、成形歪みのない平滑な発泡体を得る点に特徴
を有するので、加熱発泡ゾーンでの発泡過程において巾
を規制することは、これらの特徴を損なうことになる。
そこで、巾や蛇行を制御する装置（ガイダー）を発泡終
点近傍に配置する。

ガイダーの具体例としては、第３図に断面略図を示すよ
うに、発泡体シートの左右両端に、断面コの字型であっ
て、その中を発泡体をガイドしながら通過させることが
でき、かつ、真空ポンプなどの吸引装置に接続した吸引
機構10を有する装置を挙げることができる。吸引機構に
より、発泡体シートの両側面を吸引しつつ、ガイドす
る。また、吸引することにより、エアフロートベッドに
おける熱風の吹き上げにより変形したシートを平坦化す
ることができる。

また、吸引機構10の前に、多孔質体またはチェーンベル
ト12を配置して、架橋発泡体シートが吸引機構内10内に
吸い込まれないようにすることができる。さらに、チェ
ーンベルトを用いる場合には、架橋発泡体シートの移動
速度とほぼ同速で、その移動方向に沿って駆動するよう
にすれば、架橋発泡体シートがチェーンベルトに接触し
ても、円滑に移動することができる。

左右のガイダー9,9の間隔は、通常、自由発泡拡巾した
場合に設計された発泡体の1.002〜1.05倍程度に設定す
ることが望ましい。この間隔を過大に設定すると、発泡
体シートが巾方向に延伸して、成形残留歪を生じさせ
る。過小に設定すると、巾一定化の作用効果が減少す
る。

ガイダーにより、発泡の終点近傍において位置決めを行
ない、次いで、引取りロールで引取って巻取るため、蛇
行が修正され、巻取り側面は凹凸を生じない。また、自
由拡巾発泡は妨げられることがない。

かくして、熟成型（真空、圧空，プレス成型等）に適
し、外観美麗でキズ、凹凸、表裏差のない発泡体を巾変
動や蛇行することなく得ることができる。

本発明の方法で使用されるポリオレフィン系樹脂として
は、特に限定されず、例えば、ポリエチレン（低密度、
中〜高密度、直鎖状低密度）、エチレンと酢酸ビニル、
アクリル酸、アクリレート、プロピレン、等との共重合
体、ホモまたは共重合ポリプロピレン、塩素化ポリエチ
レン等を挙げることができ、これらはそれぞれ単独で、
あるいは２種以上を混合して用いられる。

熱分解型発泡剤としては、例えば、アゾジカルボンアミ
ド、オキシベンゼンスルホニルヒドラジド、ジニトロソ
ペンタメチレンテトラミン等多種あるが、一般的にはア
ゾジカルボンアミドが使用される。発泡剤の添加量は、
所望の発泡倍率により適宜調整されるが、一般的には樹
脂100重量部に対し２〜25重量部である。

また、発泡性樹脂組成物には、難燃剤、着色剤、抗酸化
剤、充填剤、発泡助剤、滑剤等必要により任意に添加す
ることができる。

架橋は、一般的には電子線が放射線による方法またはジ
クミルペルオキシド等の有機過酸化物による方法がとら
れているが、架橋反応性ビニルメトキシシラン等を樹脂
にグラフトまたは共重合する方法も適用できる。また、
各種の架橋方法を併用して使用してもよい。電子線や放
射線などの電離性放射線を照射して架橋する場合には、
通常、発泡性樹脂組成物シートを加熱炉に導入する前に
照射工程を設け、発泡に必要な粘弾性を得る架橋を樹脂
に与える。有機過酸化物の存在下に加熱架橋する場合に
は、通常、発泡性樹脂組成物シートを加熱炉の予熱ゾー
ンを移送する間に架橋する。

（実施例） 以下に実施例および比較例を挙げて本発明について更に
具体的に説明する。

［実施例１］ 低密度ポリエチレン（密度0.921、メルトインデックス
2.0）100重量部に、発泡剤としてアゾジカルボンアミド
15重量部、発泡助剤および滑剤としてステアリン酸亜鉛
1.5重量部、顔料として酸化チタン1.0重量部を加え、ヘ
ンシェルミキサーで予備混合し、その混合物を90φ一軸
押出機（L/D25）に投入し、発泡剤が分解しないよう樹
脂温150℃未満になる温度条件に調整して、混練押出
し、Ｔダイより吐出、厚み1.75mm、幅410mmの発泡性樹
脂組成物シートを成型した。

このシートに電子線照射機（750kv）を用いて4.8Mradの
線量を照射し、架橋せしめた。

架橋した発泡性樹脂組成物シートを第１図に示す発泡装
置（加熱には赤外線ヒーター使用）に導入、ポリテトラ
フルオロエチレン網製支持ベルトの上で移送しながら約
155℃まで加熱した。予熱ゾーンの終端部において、加
熱シートを離脱用ノズルから180℃の温風で吹き上げ、
斜向角30度の熱風吐出用多孔膜を有する傾斜型エアフロ
ートベッド上に導いた。熱風吐出用多孔膜として、ポリ
テトラフルオロエチレン樹脂で被覆されたガラス繊維製
布製の多孔膜を用いた。

この多孔膜より230℃の熱風を吹き上げ、自由拡巾発泡
せしめて、左右の間隔1275mmに取り付けた吸引およびチ
ェーンベルト駆動式のガイダーを通してから、引取ロー
ルで引取り、次いでロールに巻取って、厚み4.6mm、発
泡倍率約31倍の架橋発泡体シートを得た。

得られた架橋発泡体シートについて、１巻（200m）あた
りで評価した結果、巾は1275〜1280mmの間にあり、蛇行
段差は1cm以内で、キズ、凹凸、表裏性等のない均質な
発泡体であった。

［比較例１］ 実施例１と同一の装置において、ガイダーを用いなかっ
たこと以外は、実施例１と同様にして架橋発泡シートを
作成した。

得られた架橋発泡体シートについて、１巻（200m）あた
りで評価した結果、巾は1265〜1280mmとバラツキが大き
く、蛇行段差も8.5cmときわめて大きなものであった。

なお、発泡体の外観は、キズ等のない均質な発泡体であ
った。

（発明の効果） 本発明の製造方法および製造装置によれば、堅型発泡法
と同様なキズや凹凸のない良好な外観を有し、表裏性の
ない平滑・美麗なポリオレフィン系樹脂架橋発泡体を安
定的に得ることができる。また、加熱発泡時に発泡性樹
脂組成物シートにかかる張力を極度に小さくして、成型
歪のほとんどない等方的架橋発泡体を得ることができ
る。

しかも、発泡終点近傍でガイダーを通過させることによ
り、一定巾で、蛇行等の発生がきわめて少ない発泡体を
得ることができる。

したがって、ポリオレフィン系架橋発泡体の主要な用途
である成型断熱材や車輌内装材等へ熱賦形成型加工適正
に優れた架橋発泡体を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の装置にかかる加熱炉の断面略図であ
る。第２図は、傾斜型エアフロートベッド上で樹脂組成
物シートが自由拡巾発泡している状態を示す略平面図で
ある。第３図は、ガイダーの具体例を示す断面略図であ
る。 1:予熱ゾーン、2:離脱ゾーン、3:加熱発泡ゾーン、4:搬
送支持ベルト、5:熱風吐出用多孔膜を有する傾斜型エア
フロートベッド、6:加熱装置、7:離脱用エアーノズル、
8:発泡前の発泡性樹脂組成物シート、８′：架橋発泡体
シート、9:ガイダー、10:吸引機構、11,11′：引取りロ
ール、12:多孔質体またはチェーンベルト。

───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｂ２９Ｌ 7:00

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ポリオレフィン系樹脂および熱分解型発泡
   剤を含有する樹脂組成物を、該発泡剤の分解温度未満の
   温度で発泡性樹脂組成物シートに成形し、次いで架橋し
   た後、加熱発泡させる連続的な架橋発泡体の製造方法に
   おいて、該シートを少なくとも予熱ゾーンおよび加熱発
   泡ゾーンを有する発泡炉に導入するとともに、搬送装置
   により予熱ゾーンを移送させて予熱した後、離脱用エア
   ノズルからエアを吹き上げて予熱されたシートを搬送装
   置から離脱させて、熱風吐出用多孔膜を有するエアフロ
   ートベッド上に導き、熱風で吹き上げつつ非接触で加熱
   自由発泡させ、発泡終点近傍において、吸引機構を備え
   たガイダーを通過させることを特徴とするポリオレフィ
   ン系樹脂架橋発泡体の製造方法。
2. 【請求項２】少なくとも予熱ゾーンおよび加熱発泡ゾー
   ンを有する発泡炉であって、予熱ゾーンには、発泡性ポ
   リオレフィン系樹脂組成物シートを移送させるための搬
   送装置が設けられ、予熱ゾーンの終端部には、エアを吹
   き上げて予熱されたシートを搬送装置から離脱させるた
   めの離脱用エアノズルが配置され、加熱発泡ゾーンに
   は、熱風吐出用多孔膜を有するエアフロートベッドが配
   置され、さらに、加熱発泡ゾーンに隣接して、吸引機構
   を備えたガイダーが配置されていることを特徴とするポ
   リオレフィン系樹脂架橋発泡体の製造装置。