JPH08150632A - 厚物発泡体及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 緩衝材や床材等に用いられる厚物発泡体につ
いて、未発泡熱可塑性樹脂シートの元厚みに対する厚み
が非常に大きく、しかも圧縮永久歪が小さい厚物発泡
体、およびこの厚物発泡体を能率よく製造する方法を提
供する。 【構成】 厚物発泡体10は、熱可塑性樹脂シートの発泡
体により構成され、かつ上壁部11と下壁部12とこれらを
連結する多数の連結壁部13とによって、幅方向に横断面
略三角形と略逆三角形とが交互に形成された断面トラス
ばり形状の中空部14をもつ。厚物発泡体10の製造方法
は、一対の厚み規制体3,3 の間において、発泡剤を含有
した発泡性熱可塑性樹脂シート1 を、一方向にテンショ
ンをかけつつ加熱して、該シート1 を発泡させ、テンシ
ョンのかかっている方向の波打ちを防ぎ、かつテンショ
ンのかかっていない方向の波打ちを促進させて、波打ち
により膨張するシート部分を積極的に厚み方向に折り畳
みながら発泡させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、緩衝材や床材等に用い
られる厚物発泡体及びその製造方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、発泡剤を含有した発泡性熱可塑性
樹脂シートを発泡させる方法としては、例えば特公昭４
８−９９５５号公報に示されるような方法があげられ
る。

【０００３】すなわち、この従来法では、架橋したシー
トを垂下せしめながら加熱発泡させ、その際幅方向の膨
張に対しては幅方向の膨張に相当する分だけ拡幅させ、
また、流れ方向の膨張に対しては、その膨張する分だけ
巻き取り速度を調整して、巻き取ることによって、シー
トの波打ちを防いでいた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来法によれば、例えば３０倍に発泡したとして
も、元厚み約２mmの発泡性熱可塑性樹脂シートから厚み
約５mmの発泡熱可塑性樹脂シートしか得られないという
問題があった。

【０００５】本発明は上記の点に鑑みてなされたもの
で、表面が美麗で、発泡性熱可塑性樹脂シートの元厚み
に対する厚みが非常に大きく、しかも圧縮永久歪が小さ
い厚物発泡体およびその製造方法を提供することを目的
としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の厚物発泡体は、シート状熱可塑性樹脂発
泡体が、幅方向に横断面略三角形と略逆三角形とが交互
に形成されるように折り曲げられて、略三角形の頂点部
分に相当するシート部分が互いに融着されることによ
り、長手方向に連続した多数の横断面略三角形状の中空
部を有する横断面トラスばり形状となされていることを
特徴としている。

【０００７】また、本発明の厚物発泡体の製造方法は、
上下一対の厚み規制体を相互間に所定間隙をあけて対向
状に配置し、これらの厚み規制体の間において、発泡剤
を含有した発泡性熱可塑性樹脂シートを、一方向にテン
ションをかけつつ加熱して、該発泡性熱可塑性樹脂シー
トを発泡させることにより、シート状熱可塑性樹脂発泡
体が、幅方向に横断面略三角形と略逆三角形とが交互に
形成されるように折り曲げられて、略三角形の頂点部分
に相当するシート部分が互いに融着されることにより、
長手方向に連続した多数の横断面略三角形状の中空部を
有する横断面トラスばり形状となされた厚物発泡体を形
成し、ついでこの厚物発泡体を冷却することを特徴とし
ている。

【０００８】上記発泡剤を含んだ発泡性熱可塑性樹脂シ
ートを構成する熱可塑性樹脂としては、例えば６，６−
ナイロン、６−ナイロン等のポリアミド系樹脂、ポリエ
チレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等
の飽和ポリエチレン系樹脂、オレフィン系樹脂、スチレ
ン系樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート等が挙げら
れる。中でも、オレフィン系樹脂およびスチレン系樹脂
を用いるのが、発泡特性の点から好ましいといえる。

【０００９】スチレン系樹脂としては、一般用途ポリス
チレンの他に、高衝撃性ポリスチレン、無水マレイン酸
−スチレン共重合樹脂、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂等も用い
ることができる。

【００１０】上記オレフィン樹脂としては、低密度ポリ
エチレン、直鎖状中密度ポリエチレン、高密度ポリエチ
レン、ランダム型ポリプロピレン、ホモポリプロピレ
ン、ブロック型ポリプロピレン、エチレン−アクリル酸
共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体等があげら
れ、これらは単独で使用されてもよく、２種以上が併用
されてもよい。この中でも特に、剛性に優れる高密度ポ
リエチレン、ホモポリプロピレンが好適に使用される。

【００１１】発泡性熱可塑性樹脂シートに含有される発
泡剤としては、アゾジカルボンアミド、ジニトロソペン
タジエン、ｐ−トルエンスルホン酸アミド、アゾビスイ
ソブチロニトリル等の熱分解性の発泡剤が好適である。
特に好ましくは、発泡剤分解時の発熱が少ない理由から
アゾジカルボンアミドが好ましい。

【００１２】発泡剤の添加量は、少ないと発泡せず、又
多いと破泡し、均一なセルを有する複合発泡体を得られ
ないことがあるので、上記熱可塑性樹脂１００重量部に
対して１部〜２０部が好ましい。

【００１３】さらに、物性を損なわない範囲で、酸化防
止剤、熱安定剤、架橋剤等を配合してもよい。架橋剤を
添加して熱可塑性樹脂を架橋させることは、高発泡倍率
の発泡体が得られ、軽量性の向上を図ることができ、好
適である。

【００１４】架橋剤は、特に限定されないが、例えば過
酸化物、シラン架橋性熱可塑性樹脂等が挙げられる。

【００１５】過酸化物としては比較的分解温度が高く、
化学的に安定なジアルキル系の過酸化物が好適である。
但し、発泡剤の分解温度より低い分解温度を有している
必要がある。このような過酸化物として、例えばジター
シャリーブチルペルオキシド、２，５−ジメチル・２，
５−ジターシャリーブチルペルオキシンヘキシン−３が
挙げられる。

【００１６】上記シラン架橋性熱可塑性樹脂は、例えば
ポリエチレン、ポリプロピレン等の樹脂に不飽和シラン
化合物をグラフト変性して製造される。

【００１７】シラン変性熱可塑性樹脂としては、例えば
シラングラフトポリエチレン、シラングラフトポリプロ
ピレン等が挙げられる。

【００１８】ここで、不飽和シラン化合物は、一般式 Ｒ１−ＳｉＲ２_m Ｙ_3-m で表される。

【００１９】式中、Ｒ１は、エチレン性不飽和基、エポ
キシ基またはアミノ基を示し、エチレン性不飽和基とし
ては、例えばビニル基、アリル基、プロペニル基、シク
ロヘキセニル基、ｒ−メタクリロキシプロピル基等が挙
げられる。またＲ２は、脂肪族飽和炭化水素基または芳
香族炭化水素基を示し、例えばメチル基、エチル基、プ
ロピル基、デシル基、フェニル基等が挙げられる。また
m は、０、１または２を示す。

【００２０】さらにＹは、加水分解可能な有機基を示
し、例えばメトキシ基、エトキシ基、ホルミルオキシ
基、アセトキシ基、プロピオノキシ基、アルキル基また
はアリールアミノ基が挙げられ、m が０または１のと
き、Ｙ同士は同一であっても異なっていてもよい。

【００２１】上記の中でも、不飽和シラン化合物として
は、一般式 ＣＨ₂ ＝ＣＨＳｉ（ＯＡ）₃ で表されるものが、架橋反応速度向上の点から好まし
い。

【００２２】式中、Ａは炭素数１〜８、好ましくは１〜
４の炭化水素基であり、例えばビニルトリメトキシシラ
ン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリアセトキシ
シラン等が挙げられる。

【００２３】また、架橋反応速度の向上の点から、シラ
ノール縮合触媒を併用するのが好ましい。

【００２４】ここで、シラノール縮合触媒としては、例
えばジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫ジラウレー
ト、ジオクチル錫ジラウレート、オクタン酸錫、オレイ
ン酸錫、２−エチルヘキサン酸亜鉛、オクタン酸コバル
ト、ナフテン酸鉛、カプリル酸亜鉛、ステアリン酸亜鉛
等が挙げられる。

【００２５】上記シラノール縮合触媒の使用量は、シラ
ン架橋性熱可塑性樹脂に対して、０．００１〜１０重量
％が好ましく、より好ましくは０．０１〜３重量％であ
る。

【００２６】架橋剤として、過酸化物を添加した場合に
は、過酸化物の分解温度以上に加熱することにより、ま
たシラン架橋性熱可塑性樹脂を添加した場合には、水処
理することにより、熱可塑性樹脂は架橋される。

【００２７】なおここで、水処理とは、水に浸漬する場
合の他、蒸気にさらすことも含まれる。

【００２８】水の温度としては、低すぎると架橋反応に
時間がかかり、高すぎるとシート形状に変化が生じるの
で７０〜１３０℃が好ましく、特に１００〜１２０℃が
望ましい。

【００２９】ここで、シラン架橋性熱可塑性樹脂を添加
した場合について具体的に説明すると、シラン架橋性熱
可塑性樹脂が、例えばメトキシ基を有する場合は、該メ
トキシ基と水とが接触して加水分解し水酸基となる。

【００３０】この水酸基と他の分子の水酸基が反応して
Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合となり、架橋された熱可塑性樹脂が
得られる。

【００３１】本発明において使用する発泡性の熱可塑性
樹脂シートの製造方法は、特に限定されず、例えば熱可
塑性樹脂と及び発泡剤を、発泡剤の分解温度より低い温
度条件下、押出機にて混練し、ダイにて押出し、冷却ロ
ールにて引き取り、所期の厚みを有する発泡性熱可塑性
樹脂シートを製造する方法が挙げられる。

【００３２】発泡性熱可塑性樹脂シートの厚みとして
は、０．５〜３mmが好適である。ここで、０．５mm未満
の薄いシートは表面が荒れやすく、また３mmより厚いシ
ートは巻取りが困難である。

【００３３】厚み規制体については、例えばテトラフロ
ロエチレン、ガラス繊維が含有されたテトラフロロエチ
レン等からなる無端搬送ベルトや、プレス等が挙げられ
る。連続成形を考えると無端搬送ベルトが好ましい。

【００３４】例えば図２Ｂに示すように、厚み規制体
(3)(3)の両側面を規制体(6)(6)により規制してもよい。
このように規制体(6)(6)を設けることにより、シート状
熱可塑性樹脂発泡体が折れ曲がりやすくなり、規則正し
い横断面トラスばり形状となり、圧縮強度が向上し、好
適である。

【００３５】発泡の厚物発泡体の製造方法においては、
発泡性熱可塑性樹脂シートを一方向にテンションをかけ
つつ加熱することを必要とするが、上記「一方向」と
は、通常、樹脂シートが形成する平面内の方向を意味
し、またこの際のテンションの大きさは、発泡性熱可塑
性樹脂シートの延伸倍率が、１．２〜３倍となるように
するのが好適である。倍率が１．２未満で低すぎると、
延伸による効果が少なく、流れ方向にコルゲーションを
起こしてしまうし、延伸倍率が３倍を越えて大きすぎる
と、シートに亀裂を生じやすくなる。

【００３６】本発明において、延伸倍率とは、延伸方向
において、延伸後のシートの長さを延伸前のシートの長
さで徐したものをいう。

【００３７】一方向にテンションをかける方法は特に限
定されないが、例えば発泡性熱可塑性樹脂シートを上下
からロールで挾み、上下のロールの回転速度を変える方
法の他、シートの一端を挾み、一方向に引っ張り、テン
ションをかける方法等が挙げられる。

【００３８】発泡性熱可塑性樹脂シートの加熱方法とし
ては、任意のものが採用され、例えば熱風循環型のもの
や、遠赤外線型のものがあげられる。

【００３９】加熱温度としては用いた発泡剤の分解温度
から分解温度の３０℃上の温度までの間で設定されてい
ることが望ましい。これはあまり急激な発泡によって発
泡後の発泡体のセル構造が乱れるのを避けるためであ
る。

【００４０】厚物発泡体を冷却する方法は、特に限定さ
れない。そのような方法としては、例えば厚物発泡体の
得たい厚さに隙間が調整された一対の冷却ロールで行う
方法や、無端搬送ベルトの搬送を停止する必要はある
が、冷却板により逐次、押圧、冷却を行う方法や、冷却
板の間を摩擦しながら通過することにより冷却する方法
等がある。

【００４１】つぎに、発泡性熱可塑性樹脂シートの加熱
発泡過程を、図面に基づいて説明する。

【００４２】図２は、本発明による発泡性熱可塑性樹脂
シートの発泡過程を、テンションを掛ける方向に対して
垂直な方向より見た図であり、図２Ａにおいて、発泡性
熱可塑性樹脂シート(1) の上下両側に、無端搬送ベルト
よりなる厚み規制体(3)(3)が配置されている。発泡性熱
可塑性樹脂シート(1) が加熱されて、発泡が進むと、図
２Ｂに示すように、シート状発泡体(1a)は波打ち状態に
なり、さらに加熱されると、図２Ｃに示すように、シー
ト状発泡体(1a)は幅方向に横断面略三角形と略逆三角形
とが交互に形成されるように折り畳まれ、さらに最終的
には、図２Ｄに示すように、シート状発泡体(1a)は、略
三角形の頂点部分に相当するシート部分が互いに融着さ
れることにより、長手方向に連続した多数の横断面略三
角形状の中空部(14)を有する横断面トラスばり形状とな
された厚物発泡体(10)が得られた。

【００４３】本発明の方法により得られる厚物発泡体(1
0)は、シート状発泡体(1a)の幅方向の膨張を積極的に折
り畳むことにより得られたものであり、断面形状に特徴
をもつ。

【００４４】すなわち、図２Ｄに示すように、厚物発泡
体(10)は、上壁部(11)と下壁部(12)とこれらを連結する
多数の連結壁部(13)とによって、幅方向に横断面略三角
形と略逆三角形とが交互に形成された断面トラスばり形
状の中空部(14)を有するものとなる。

【００４５】ここで、中空部(14)の断面形状は、通常三
角形であるが、三角形に類似の形状であっても良い。中
空部(14)の大きさについては、特に限定はなく、発泡性
熱可塑性樹脂シート(1) に含まれる発泡剤の含有量や、
厚み規制体の配置間隔によって、中空部(14)の大きさを
調整することが可能である。

【００４６】厚物発泡体(10)のいわゆる中抜き率は、１
０〜５０％であるのが望ましい。ここで、中抜き率が１
０％未満であれば、厚物発泡体(10)の圧縮永久歪が悪く
なる。また５０％を越えると、厚物発泡体(10)の強度が
低下してしまう。

【００４７】厚物発泡体(10)の厚みについては、８〜５
０mmであるのが望ましい。ここで、厚みが８mm未満であ
れば、断熱性能に劣る。厚物発泡体(10)の厚みが５０mm
を越えると、成形が困難である。さらに厚物発泡体(10)
の見かけ発泡倍率は５〜４０倍が望ましい。ここで、見
かけ発泡倍率が５倍未満であれば、厚物発泡体(10)の緩
衝性が低下し、永久歪みが大きくなり、見かけ発泡倍率
が４０倍を越えると、厚物発泡体(10)の強度が低下して
しまう。なお、本発明でいう見かけ発泡倍率とは、中空
部を含めた厚物発泡体全体の発泡倍率をいう。

【００４８】

【作用】本発明の厚物発泡体は、シート状熱可塑性樹脂
発泡体が折り曲げられて得られたものであり、内部に中
空部を有する横断面トランスばり形状となされていると
ともに、中空部を有する上記形状となされているので、
例えば図２Ｄに示すように、上壁部(11)と下壁部(12)と
これらを連結する多数の連結壁部(13)とにより形成され
たものである。

【００４９】厚物発泡体の厚み方向に力が加えられた場
合、上下壁部(11)(12)が中空部(14)の方向に歪み、力が
分散され、また上下壁部(11)(12)および連結壁部(13)は
共に発泡体からできているため、それ自体緩衝性を有す
る。

【００５０】従って、上記作用により厚物発泡体は、厚
み方向に力が加えられても、効率よく力を分散させるこ
とが可能となり、座屈することなく、永久圧縮歪みが小
さいものである。

【００５１】本発明の厚物発泡体の製造方法は、厚み規
制体間で発泡性熱可塑性樹脂シートを一方向にテンショ
ンをかけつつ加熱して発泡させるので、テンションのか
かっていない方向への波打ちを促進して、シート状熱可
塑性樹脂発泡体が折り曲げられて、中空部を有する横断
面トランスばり形状となされた厚物発泡体を効率よく製
造することが可能となる。

【００５２】さらに厚み規制体間で発泡させているた
め、得れる厚物発泡体は、表面平滑性に優れたものであ
る。

【００５３】

【実施例】つぎに、本発明の実施例を説明する。

【００５４】実施例１ 本発明の実施例を、図１を参照して詳細に説明する。

【００５５】まず、使用する発泡性熱可塑性樹脂シート
の配合は、高密度ポリエチレン樹脂（商品名ＥＹ４０
Ｈ、三菱油化（株）製 ）３７．２重量部、ホモポリプ
ロピレン（商品名ＭＡ３、三菱油化（株）製 ）３５．
８重量部、シラン架橋性ホモポリプロピレン（商品名Ｘ
ＰＭ８００Ｈ、三菱油化（株）製 ）２０重量部、発泡
剤であるアゾジカルボンアミド７重量部であり、これら
の配合物を、シリンダ温度１７５℃に設定された直径３
０mmの二軸押出機において溶融混練し、Ｔダイにてシー
ト状に押出し、冷却ロールにて冷却し、厚み１．５mmの
発泡性熱可塑性樹脂シートを得た。この発泡性熱可塑性
樹脂シートを９０℃の熱湯に１時間浸漬し、架橋処理し
て、厚み１．５mmの発泡性熱可塑性樹脂シート(1) を得
た。

【００５６】つぎに、この発泡性熱可塑性樹脂シート
(1) をピンチロール(2) で挟み込み、厚み規制体として
の上下一対の無端搬送ベルト(3)(3)の間へと送り出し
た。このとき無端搬送ベルト(3)(3)の速度は１ｍ／分で
あり、ピンチロール(2) の送りだし速度は０．５ｍ／分
であった。つまり速度比を２倍とし、シート材料が２倍
に熱延伸されるように設定した。ついで発泡性熱可塑性
樹脂シート(1) を熱風加熱炉(4) で２３０℃に加熱し
て、発泡させ、さらに冷却プレス板の間隔が２０mmに設
定された冷却プレス(5) の間を摩擦させながら通過させ
ることにより、発泡体を押圧冷却させ、上壁部(11)と下
壁部(12)とこれらを連結する多数の連結壁部(13)とによ
って、幅方向に横断面略三角形と略逆三角形とが交互に
形成された断面トラスばり形状の、中空部(14)を有する
厚物発泡体(10)を得た。

【００５７】そして、得られた厚物発泡体(10)につい
て、ＪＩＳＫ６７６７に準じて２５％圧縮強度及び２５
％圧縮永久歪を測定した。また密度をＪＩＳＫ６７６７
に準じて測定し、密度の逆数から見かけ発泡倍率を求
め、得られた測定値の結果を表１にまとめて示した。

【００５８】実施例２ 上記実施例１において、冷却プレス(5) のプレス板の間
隔をプレス間隔１０mmにしたこと以外は、実施例１の場
合と同様にしてサンプルを調製した。

【００５９】実施例３ 実施例１において、発泡剤の量を５重量部にしたこと以
外は、実施例１の場合と同様にしてサンプルを調製し
た。

【００６０】比較例１ 実施例１においてピンチロール(2) による送り出し速度
を１ｍ／分として、シート材料に熱延伸を与えずに発泡
成形したところ、樹脂シートは均一に折り畳まれず、厚
みが不均一でかつ断面が不規則な波形状である発泡体が
得られた。

【００６１】比較例２ 実施例１において厚み規制体としての上下無端搬送ベル
ト(3)(3)を外したところ、樹脂シートは不均一に、しか
も略完全に折り曲げられ、得られた発泡体には、ほとん
ど中空部が形成されなかった。

【００６２】

【表１】 上記表１の結果から明らかなように、実施例１では、元
厚み１．５mmの発泡性熱可塑性樹脂シートが見かけ発泡
倍率２０倍に発泡しており、約２１５mmほどの厚みの厚
物発泡体(10)を得ることができた。また実施例２では、
元厚み１．５mmの発泡性熱可塑性樹脂シートが見かけ発
泡倍率１８倍に発泡しており、約１２５mmほどの厚みの
厚物発泡体(10)を得ることができた。実施例３では、元
厚み１．５mmの発泡性熱可塑性樹脂シートが見かけ発泡
倍率１５倍に発泡しており、約２０５mmほどの厚みの厚
物発泡体(10)を得ることができた。

【００６３】また、各実施例においては、厚物発泡体(1
0)の圧縮永久歪は、非常に小さいものであった。

【００６４】

【発明の効果】本発明による厚物発泡体は、元厚みに対
する厚みが非常に大きく、しかも圧縮永久歪が小さいも
のであるため、緩衝材や床材等に有利に使用し得るもの
である。

【００６５】また、本発明による厚物発泡体の製造方法
によれば、一方向にテンションをかけつつ発泡すること
により、シート状発泡体の均一な折り畳みができるた
め、発泡性熱可塑性樹脂シートの元厚みに対する厚みが
非常に大きく、しかも圧縮永久歪が小さい厚物発泡体
を、非常に能率よく製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の厚物発泡体の製造方法を実施する装置
の概略縦断面図である。

【図２】本発明による発泡性熱可塑性樹脂シートの発泡
過程を示す拡大横断面図で、図２Ａは発泡性熱可塑性樹
脂シートの発泡前の状態を示し、図２Ｂは発泡性熱可塑
性樹脂シートが加熱されて発泡し、波打ち状態となされ
たシート状発泡体を示し、図２Ｃはさらに加熱されて、
シート状発泡体が折り畳まれた状態を示し、さらに図２
Ｄは最終的に得られた厚物発泡体を示す。

【符号の説明】

(1) ：発泡性熱可塑性樹脂シート (1a)：シート状発泡体 (2) ：ピンチロール (3) ：無端搬送ベルトよりなる厚み規制体 (4) ：熱風加熱炉 (5) ：冷却プレス (10)：厚物発泡体 (11)：上壁部 (12)：下壁部 (13)：連結壁部 (14)：中空部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シート状熱可塑性樹脂発泡体が、幅方向
   に横断面略三角形と略逆三角形とが交互に形成されるよ
   うに折り曲げられて、略三角形の頂点部分に相当するシ
   ート部分が互いに融着されることにより、長手方向に連
   続した多数の横断面略三角形状の中空部を有する横断面
   トラスばり形状となされている厚物発泡体。
2. 【請求項２】 上下一対の厚み規制体を相互間に所定間
   隙をあけて対向状に配置し、これらの厚み規制体の間に
   おいて、発泡剤を含有した発泡性熱可塑性樹脂シート
   を、一方向にテンションをかけつつ加熱して、該発泡性
   熱可塑性樹脂シートを発泡させることにより、シート状
   熱可塑性樹脂発泡体が、幅方向に横断面略三角形と略逆
   三角形とが交互に形成されるように折り曲げられて、略
   三角形の頂点部分に相当するシート部分が互いに融着さ
   れることにより、長手方向に連続した多数の横断面略三
   角形状の中空部を有する横断面トラスばり形状となされ
   た厚物発泡体を形成し、ついでこの厚物発泡体を冷却す
   ることを特徴とする厚物発泡体の製造方法。