JPH08127092A - 積層体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 発泡剤として炭酸ガスを用いてオレフィン系
樹脂を発泡させ、しかも発泡後に収縮が生じないように
した発泡体を用いた積層体を得る。 【構成】 発泡剤として炭酸ガスを用いて発泡させたオ
レフィン系樹脂発泡体の表面に、炭酸ガス透過係数（Ｐ
_CO2)と窒素ガス透過係数（Ｐ_N2) との比（Ｐ_CO2／
Ｐ_N2）が１〜４の層（例えば、ポリビニルアルコールフ
ィルム層やセロハンフィルム層）が形成されてなる積層
体であって、該層はオレフィン系樹脂の発泡前又は発泡
直後に形成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、オレフィン系樹脂発
泡体を用いた積層体に関する。

【０００２】

【従来の技術】オレフィン系樹脂発泡体は断熱材や緩衝
材などに広く使用されている。この種のオレフィン系樹
脂発泡体の製造には、通常、発泡剤が用いられる。発泡
剤としては、アゾジカルボンアミド等の熱分解型有機発
泡剤、ペンタンやジクロロジフロロエタン等の低沸点有
機溶媒発泡剤、炭酸ガスや窒素ガス等の不活性ガス発泡
剤が使用されている。

【０００３】熱分解型有機発泡剤を使用する場合は、発
泡体中に発泡剤の分解残渣が含有されるため、発泡体に
変色や臭気が発生し品質が低下する。低沸点有機溶媒発
泡剤を使用する場合は、爆発の危険やオゾン層破壊等の
環境問題がある。不活性ガス発泡剤を使用する場合は、
上記のような問題が発生せず、しかも安価であるので好
ましい。

【０００４】発泡剤として不活性ガスを用いて熱可塑性
樹脂を高倍率に押出発泡させる方法として、特開平６−
１２６８４９号公報には、不活性ガス含有の熱可塑性樹
脂を押出発泡させる際に、その表面に上記不活性ガス含
有の樹脂より高粘度の熱可塑性樹脂層を形成させて押出
発泡させる方法が提案されている。

【０００５】そして、上記方法においては、熱可塑性樹
脂としてはポリエチレンやポリプロピレンなどのオレフ
ィン系樹脂も使用されることが記載されている。また、
不活性ガスとしては樹脂への注入量を多くして高倍率に
発泡できる点で、炭酸ガスが好適である旨記載されてい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の方法
（上記提案の方法も含む）で、発泡剤として炭酸ガスを
用いてオレフィン系樹脂を発泡させる場合、得られたオ
レフィン系樹脂発泡体を大気圧下におくと、気泡内の炭
酸ガスと空気との置換が起こる。この時、気泡内の炭酸
ガスが大気中へ抜け出す速度が、空気が気泡内へ入り込
む速度に比べて早いため発泡体が収縮し、その後ゆっく
りと長い時間（約３０日以上）をかけて収縮が回復して
いく。

【０００７】ここで、オレフィン系樹脂発泡体の収縮が
回復する前に、この発泡体を各種の用途に使用するため
に加工すると、その後発泡体の収縮が回復して加工製品
の寸法精度が悪くなる。特に、ラミネート加工を行った
場合は発泡体からラミネート層が剥離しやすくなる。そ
のため、製造された発泡体を長い時間放置し熟成して収
縮を回復させた後で加工せねばならず、加工製品を製造
するうえで生産性等の点で不都合が生じるという問題が
ある。

【０００８】この発明は、上記の問題を解決するもの
で、その目的とするところは、発泡剤として炭酸ガスを
用いてオレフィン系樹脂を発泡させ、しかも発泡後に収
縮が生じないようにした発泡体を用いた積層体を提供す
るものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明の積層体は、発
泡剤として炭酸ガスを用いて発泡させたオレフィン系樹
脂発泡体の表面に、炭酸ガス透過係数（Ｐ_CO2)と窒素ガ
ス透過係数（Ｐ_N2) との比（Ｐ_CO2 ／Ｐ_N2）が１〜４の
層が形成されてなる積層体であって、該層はオレフィン
系樹脂の発泡前又は発泡直後に形成されたものであるこ
とを特徴とし、それにより上記の目的を達成することが
できる。

【００１０】この発明に用いるオレフィン系樹脂として
は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、エチ
レン−プロピレン共重合体、プロピレン−ブテン共重合
体、エチレン−ブテン共重合体、エチレン−酢酸ビニル
共重合体、エチレン−（メタ）アクリル酸共重合体、エ
チレン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体等が挙げ
られる。

【００１１】これ等のオレフィン系樹脂は、ＪＩＳ Ｋ
７２１０によるメルトインデックス（ＭＩ）が、０．０
５〜２０のものが好ましい。樹脂のＭＩが低くすぎる
と、溶融粘度が高くなって高倍率の発泡体が得られない
ばかりか、押出発泡を行う場合は、押出機での負荷が増
大し押出しが難しくなる。逆に、ＭＩが高すぎると、発
泡時の樹脂の伸びに対する粘度が低く破泡しやすくな
り、高倍率の発泡体が得られない。

【００１２】上記オレフィン系樹脂には、発泡体の気泡
をより微細にするため及び発泡倍率を高めるために、タ
ルク、亜鉛華、炭酸カルシウム等の気泡核形成剤、或い
はこれ等の気泡核形成剤をシランカップリング剤で表面
処理した気泡核形成剤を配合するのが望ましい。

【００１３】これ等の気泡核形成剤は、その平均粒径が
０．１〜５００μm が好ましく、さらに好ましくは１〜
１００μm である。平均粒径が大きすぎると、得られる
発泡体の気泡径が粗大となり、表面平滑性や断熱性が低
下し、逆に平均粒径が小さすぎると、樹脂に均一に分散
させることが難しくなり、均一微細な気泡の発泡体が得
られない。

【００１４】これ等の気泡核形成剤は、オレフィン系樹
脂１００重量部に対して０．０５〜３重量部の割合で配
合するのが好ましく、０．１〜２重量部の割合で配合す
るのがさらに好ましい。気泡核形成剤の配合量が少なす
ぎると、得られる発泡体の気泡が粗大となり、逆に、気
泡核形成剤の配合量が多すぎると、発泡時の樹脂の伸び
が悪くなり破泡しやすくなり、特に押出発泡を行う場合
は、押出金型内で発泡が始まり、均一で高倍率に発泡さ
せることが難しくなる。

【００１５】さらに、上記オレフィン系樹脂には、必要
に応じて、難燃剤、充填剤、抗酸化剤、帯電防止剤、紫
外線吸収剤、顔料等の各種添加剤を配合してもよい。こ
のような添加剤は広く知られている。

【００１６】上記オレフィン系樹脂を発泡剤として炭酸
ガスを用いて発泡させるには、公知の押出発泡法や型内
発泡法が好適に採用される。

【００１７】押出発泡法では、例えば、オレフィン系樹
脂をベントタイプのスクリュー押出機に供給し、樹脂を
加熱して溶融混練し、押出機のベント部から押出機内の
溶融混練された樹脂中に発泡剤として炭酸ガスを圧入
し、これを充分に溶融混練した後、発泡適温に加熱され
た押出金型から所望の形状に大気中へ押出し発泡させ
る。

【００１８】型内発泡法では、例えば、オレフィン系樹
脂を成形用型内に充填し、樹脂を加熱して溶融し、成形
用型内の溶融した樹脂中に発泡剤として炭酸ガスを圧入
し、成形用型を発泡適性温度に所定時間保持した後、成
形用型内の圧力を常圧まで低下させて所望の形状に発泡
させる。

【００１９】炭酸ガスの使用量（圧入量）は、オレフィ
ン系樹脂の種類、所望の発泡倍率等により異なるが、一
般に押出機或いは成形用型の炭酸ガス圧入部に取り付け
た圧力計の読みで、その注入圧力が２０〜３００ kｇ／
cm² の範囲になるように圧入される。発泡倍率は用途に
応じて定められ、一般に５〜１００倍程度になされる。

【００２０】炭酸ガスの使用量が少なすぎると、発泡時
のガス膨張圧力が小さくなり、高倍率の発泡体が得られ
ない。逆に、炭酸ガスの使用量が多すぎると、発泡時の
ガスの膨張圧力が高くなり、気泡膜が破裂して高倍率の
発泡体が得られない。

【００２１】この発明においては、次の二つの手段によ
り、発泡体の表面に特定のガス透過係数を有する層が形
成される。

【００２２】一つの手段は、上記押出発泡法或いは型内
発泡法により、発泡させた直後のオレフィン系樹脂発泡
体の表面に、炭酸ガス透過係数（Ｐ_CO2)と窒素ガス透過
係数（Ｐ_N2) との比（Ｐ_CO2 ／Ｐ_N2）が１〜４の層が形
成されるされる。具体的には、発泡した直後の発泡体の
表面に、層材料として特定のフィルム物又は箔が積層さ
れる。この場合、接着力を高めるために接着剤を用いて
積層してもよい。

【００２３】もう一つの手段は、上記押出発泡法或いは
型内発泡法において、押出金型内或いは成形用型内に形
成される発泡性オレフィン系樹脂の溶融物の表面に、炭
酸ガス透過係数（Ｐ_CO2)と窒素ガス透過係数（Ｐ_N2) と
の比（Ｐ_CO2 ／Ｐ_N2）が１〜４の層が形成され、その後
発泡が行われる。具体的には、押出金型或いは成形用型
に設けられた注入口から、押出金型内或いは成形用型内
の発泡性樹脂の溶融物の表面に沿って、層材料として特
定の樹脂が溶融状態で圧入される。

【００２４】積層される層のガス透過係数を、上記のよ
うに限定した理由は次の通りである。すなわち、層材料
としては、一般に合成樹脂フィルムや金属箔などが使用
され、これ等の層材料のガス透過係数は炭酸ガスのほう
が窒素ガスよりも大きく、この比（Ｐ_CO2 ／Ｐ_N2）が１
よりも小さくなることはない。また、この比（Ｐ_CO2／
Ｐ_N2）が４を越えると、発泡直後の発泡体の収縮が大き
くなるからである。

【００２５】特に、上記ガス透過係数の条件を満足し且
つ発泡体の構成材料であるオレフイン系樹脂のガス透過
係数（炭酸ガス及び窒素ガス透過係数）よりも小さいガ
ス透過係数を有する層材料が好ましい。また、積層され
る層の厚みは、その目的及び取扱い作業性や経済性の点
で５〜５００μm が好ましい。

【００２６】このような特定の炭酸ガス透過係数及び窒
素ガス透過係数を有する層材料としては、セロハンフィ
ルム、ポリビニルアルコールフィルム、アルミニウム
箔、及びこれ等のフィルム又は箔にポリエチレン、ポリ
プロピレン、ポリエステルをラミネートしたフィルムが
好適に使用される。

【００２７】この場合、発泡直後の発泡体の表面に形成
される層材料としては、上記フィルム又は箔のいずれも
使用可能である。しかし、発泡前の発泡性樹脂の溶融物
の表面に形成される層材料としては、その後の発泡の際
に溶融物の膨張に追随して伸びていく必要があるため、
特に熱可塑性のポリビニルアルコール樹脂が好適に使用
される。

【００２８】こうして、この発明の積層体、すなわち、
オレフィン系樹脂発泡体の表面に特定のガス透過係数を
有する層が形成された積層体が得られる。

【００２９】

【作用】この発明の積層体においては、いずれの場合
も、オレフィン系樹脂が発泡した直後の状態では、この
オレフィン系樹脂発泡体の表面に、炭酸ガス透過係数
（Ｐ _CO2)と窒素ガス透過係数（Ｐ_N2) との比（Ｐ_CO2 ／
Ｐ_N2）が１〜４の層が積層された状態になっている。

【００３０】そして、このような積層体は、上記特定の
ガス透過係数の層の働きにより、発泡体の気泡内の炭酸
ガスが大気中に抜け出す速度と、空気が発泡体の気泡内
に入り込む速度がほぼ同じになるため、発泡直後の発泡
体の収縮が防止される。

【００３１】

【実施例】以下、この発明の実施例及び比較例を示す。実施例１ 低密度ポリエチレン（ユカロンＺＨ５１：三菱油化社
製）１００重量部に、気泡核形成剤としてタルク（Ｍ
Ｓ：日本タルク社製）０．１重量部を配合した樹脂組成
物を、ベントタイプのスクリュー式押出機（口径６５mm
Φ、Ｌ／Ｄ＝３５）のホッパーから押出機の原料供給口
に供給し、樹脂組成物を押出機内で溶融混練した。押出
機のシリンダー温度は、ホッパーから押出機の先端に向
かって、１３５℃、１６０℃、１４０℃、１３０℃に設
定した。

【００３２】そして、押出機のベント部より炭酸ガスを
９０ kｇ／cm² の圧力で圧入し、これを押出機内で充分
に溶融混練し、引き続いて１１０℃に設定された直径２
mmの押出口金から１０ kｇ／ｈｒの押出量で連続的に押
出して、ロッド状に発泡させた。

【００３３】発泡後すぐに、上記ロッド状の発泡体の表
面に、溶融状態のホットメルト接着剤（エスダイン Ｎ
ｏ．９１９０：積水化学社製）を片面に塗布した厚さ２
０μm のセロハンフィルム（ＰＬ♯３００：二村化学社
製）を連続的に貼り付け、その後冷却して積層体を製造
した。

【００３４】ここで、上記セロハンフィルムの炭酸ガス
透過係数（Ｐ_CO2)は２．０×１０^-7cm³ ・cm／cm² ・hr
・atm 、窒素ガス透過係数（Ｐ_N2) は０．８×１０^-7cm
³ ・cm／cm² ・hr・atm であり、その比（Ｐ_CO2 ／
Ｐ_N2）は２．５であった。なお、上記ガス透過係数はＪ
ＩＳ Ｋ７１２６に基づいて測定した。

【００３５】得られ積層体について、発泡体の発泡直後
から３０日後までの経時の発泡倍率を測定したところ、
その発泡倍率は、２５．８倍（発泡直後）、２８．４倍
（３日後）、２５．２倍（１０日後）、２５．５倍（３
０日後）で、発泡体の収縮は殆どなかった。なお、発泡
倍率は、電子比重計（ミラージュ社製のＥＤ−１２０
Ｔ）を用いて発泡体部分の比重を測定し、常法により算
出した。

【００３６】実施例２ 低密度ポリエチレン（ユカロンＺＨ５１：三菱油化社
製）１００重量部に、気泡核形成剤としてタルク（Ｍ
Ｓ：日本タルク社製）０．１重量部を配合した樹脂組成
物を、１５０℃のロールで溶融混練した後、温度１５０
℃、圧力１５０ kｇ／cm² で５分間プレスして厚さ２mm
のシートを作製した。

【００３７】このシートを５mm×５mmの小片に裁断し、
この小片を成形用型（オートクレーブ）内に充填し、樹
脂を１１０℃に加熱して溶融し、これに炭酸ガスを９０
kｇの圧力で圧入して１時間保持した後、成形用型内の
圧力を常圧まで低下させて、板状（厚さ６mm×縦１４５
mm×横１４５mm）に発泡させた。

【００３８】発泡後すぐに発泡体を成形用型から取り出
し、直ちにこの板状の発泡体の両表面に、溶融状態のホ
ットメルト接着剤（エスダイン Ｎｏ．９１９０：積水
化学社製）を片面に塗布した厚さ４０μm のポリビニル
アルコールフィルム（Ｌタイプ♯４０００：クラレ社
製）を貼り付け、その後冷却して積層体を製造した。

【００３９】ここで、上記ポリビニルアルコールフィル
ムの炭酸ガス透過係数（Ｐ_CO2)は４．８×１０^-7cm³ ・
cm／cm² ・hr・atm 、窒素ガス透過係数（Ｐ_N2) は４．
０×１０^-7cm³ ・cm／cm² ・hr・atm であり、その比
（Ｐ_CO2 ／Ｐ_N2）は１．２であった。

【００４０】得られ積層体について、発泡体の発泡直後
から３０日後までの経時の発泡倍率を測定したところ、
その発泡倍率は、２６．７倍（発泡直後）、２６．６倍
（３日後）、２６．９倍（１０日後）、２６．４倍（３
０日後）で、発泡体の収縮は殆どなかった。

【００４１】比較例１ ロッド状の発泡体の表面にセロハンフィルムを貼り付け
なかった。それ以外は実施例１と同様に行った。

【００４２】得られ発泡体について、発泡直後から３０
日後までの経時の発泡倍率を測定したところ、その発泡
倍率は、２６．０倍（発泡直後）、１５．２倍（３日
後）、１９．４倍（１０日後）、２２．０倍（３０日
後）で、発泡体は発泡直後から収縮し、この収縮回復に
３０日以上を要する。

【００４３】

【発明の効果】上述の通り、この発明は、発泡剤として
炭酸ガスを用いて発泡させたオレフィン系樹脂発泡体の
表面に、炭酸ガス透過係数（Ｐ_CO2)と窒素ガス透過係数
（Ｐ_N2）との比（Ｐ_CO2 ／Ｐ_N2）が１〜４の層が形成さ
れてなる積層体であって、該層はオレフィン系樹脂の発
泡前又は発泡直後に形成されたもので、それにより発泡
後の発泡体に収縮が生じないようにすることができ、加
工製品を製造するうえで生産性等の点で不都合が生じる
ことがない。

【００４４】また、この発明によれば、発泡剤として炭
酸ガスを使用するので、安価で爆発の危険や環境問題な
どが発生せず、また、得られる発泡体には変色や臭気の
発生がなく、品質の低下がないという利点がある。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発泡剤として炭酸ガスを用いて発泡させ
   たオレフィン系樹脂発泡体の表面に、炭酸ガス透過係数
   （Ｐ_CO2)と窒素ガス透過係数（Ｐ_N2) との比（Ｐ_CO2 ／
   Ｐ_N2）が１〜４の層が形成されてなる積層体であって、
   該層はオレフィン系樹脂の発泡前又は発泡直後に形成さ
   れたものであることを特徴とする積層体。