JPH08325403A - 架橋ポリオレフィン系樹脂発泡シート - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 表皮材の貼り合わせ加工時にあばた状の肌荒
れが生ぜず、しかも真空成形性等の熱成形性に優れた架
橋ポリオレフィン系樹脂発泡シートを得る。 【構成】 この発明の架橋ポリオレフィン系樹脂発泡シ
ートは、ポリプロピレン系樹脂１００〜４０重量％とポ
リエチレン系樹脂０〜６０重量％とからなり、見掛けの
比体積が１０〜３５ｃｃ／ｇ、ゲル分率が２５〜７０重
量％である架橋ポリオレフィン系樹脂発泡シートを、こ
の発泡シートの厚みの６０〜８０％の間隙に設定された
圧縮ロールの間隙に通して１８０〜２２０℃で加熱圧縮
することにより、発泡シートの少なくとも一面に厚さ５
０〜２００μm のスキン層が形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、真空成形性等の熱成
形性に優れた架橋ポリオレフィン系樹脂発泡体に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】架橋ポリオレフィン系樹脂発泡シート
は、断熱材、クッション材など広範な分野で使用されて
いる。特に、自動車用途では、天井、ドア内面材、イン
スツルメントパネル等の断熱緩衝材として使用されてい
る。

【０００３】この種の用途では、一般に、架橋ポリオレ
フィン系樹脂発泡シートに、軟質塩化ビニル樹脂シート
などのプラスチックシートや布帛からなる表皮材をホッ
トメルト接着剤を用いて貼り合わせて表皮材付き発泡シ
ートとし、これを真空成形法等により所望形状に成形さ
れる。

【０００４】上記発泡シートに表皮材を貼り合わせる際
には、貼り合わせ加工時の熱や剪断応力などによって発
泡シート表層部の気泡が破壊されてあばた状に肌荒れ
し、これが表皮材にも影響して表皮材付き発泡シートの
外観不良が発生することがある。また、同様な現象が表
皮材付き発泡シートを用いて真空成形性等の熱成形を行
う場合にも発生する。

【０００５】このような外観不良は、架橋ポリオレフィ
ン系樹脂発泡シートの表層部の耐熱性及び耐圧縮性の不
足によるものと考えられ、外観不良を防ぐ手段として、
発泡シートの架橋度を高くし、また発泡倍率を低くする
ことが考えられる。

【０００６】しかし、発泡シートの架橋度を高くする
と、発泡シートの伸びが悪くなり成形性が落ちる。ま
た、発泡倍率を低くすると、断熱緩衝性が悪くなり、ま
た軽量化や低コスト化の点で不利となる。

【０００７】そこで、表皮材への熱融着性に優れ、接着
後の製品外観がよく、深しぼり成形性の良好な架橋ポリ
オレフィン系樹脂発泡シートを得るために、特開平４−
５０３４号公報には、発泡剤及び架橋助剤を含有するポ
リオレフィン系樹脂組成物のシート基材の一面にポリオ
レフィン系樹脂フィルムを積層した後、シート基材の他
方の面に電離性放射線を照射し、これを加熱発泡させる
方法が提案されている。

【０００８】また、特開平１−２２２９２９号公報に
は、表面の凹凸を少なくし、表皮材をラミネートする際
に空気の巻き込みを防止し、表面に膨れの発生のない成
形品を得るために、見掛密度が０．２０〜０．０２５ｇ
／ｃｃで、ゲル分率が０．５〜７５％のポリオレフィン
系樹脂発泡シートを、１００〜１２０℃加熱し上記発泡
シートの厚みの２５〜７５％の間隙に設定された圧縮ロ
ールの間隙に通して、表面粗さが１５μm 以下で、厚み
方向における長さがそれと直交する方向における長さの
１０〜５０％の気泡を有する表皮材ラミネート用ポリオ
レフィン系樹脂発泡シートを得る方法が提案されてい
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記特開平
４−５０３４号公報で提案された方法にあっては、同時
二層押出法や熱融着法により、シート基材の一面にポリ
オレフィン系樹脂フィルムを積層せねばならないので、
製造工程が複雑になり、架橋ポリオレフィン系樹脂発泡
シートの製造コストが高くなる。

【００１０】また、上記特開平１−２２２９２９号公報
で提案された方法にあっては、表面粗さが平滑となって
も、実質的なスキン層は形成されず、そのため表皮材の
貼り合わせ加工時に発泡シート表層部の気泡が破壊され
てあばた状に肌荒れする現象はほとんど改善されない。

【００１１】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、表皮材の貼り合わせ加工
時にあばた状の肌荒れが生ぜず、しかも真空成形性等の
熱成形性に優れた架橋ポリオレフィン系樹脂発泡シート
を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の目的は、ポリプロ
ピレン系樹脂１００〜４０重量％とポリエチレン系樹脂
０〜６０重量％とからなり、見掛けの比体積が１０〜３
５ｃｃ／ｇ、ゲル分率が２５〜７０重量％である架橋ポ
リオレフィン系樹脂発泡シートを、この発泡シートの厚
みの６０〜８０％の間隙に設定された圧縮ロールの間隙
に通して１８０〜２２０℃で加熱圧縮することにより、
少なくとも一面にスキン層が形成された架橋ポリオレフ
ィン系樹脂発泡シートによって、達成することができ
る。

【００１３】この発明においては、先ず、ポリプロピレ
ン系樹脂１００〜４０重量％とポリエチレン系樹脂０〜
６０重量％とからなり、比体積が１０〜３５ｃｃ／ｇ、
ゲル分率が２５〜７０重量％である架橋ポリオレフィン
系樹脂発泡シートを製造する。

【００１４】このような架橋ポリプロピレン系樹脂発泡
シートは、ポリプロピレン系樹脂１００〜４０重量％と
ポリエチレン系樹脂０〜６０重量％からなるポリオレフ
ィン系樹脂に、熱分解型発泡剤及び架橋助剤を加え、発
泡剤が分解しない温度で溶融混練して発泡性シートを作
り、これに電離性放射線を照射して樹脂を架橋させた
後、加熱し発泡させる方法により製造することができ
る。

【００１５】ここで、ポリプロピレン系樹脂としては、
プロピレンの単独重合体又はプロピレンを主成分とする
共重合体が用いられる。プロピレンを主成分とする共重
合体としては、例えばプロピレン成分を８５重量％以上
含むプロピレン−αオレフィンのランダム共重合体又は
ブロック共重合体を挙げることができる。

【００１６】これ等のポリプロピレン系樹脂のメルトイ
ンデックス（ＭＩ）は、０．４〜８の範囲にあるものが
好ましい。ＭＩが０．４未満ではシート化する際に外観
上の問題が生じ、逆にＭＩが８を越えると、発泡シート
の耐熱性が不十分となる。

【００１７】また、ポリエチレン系樹脂としては、エチ
レンの単独重合体（低密度、中密度、高密度）又はエチ
レンを主成分とする共重合体が用いられる。エチレンを
主成分とする共重合体としては、例えばエチレン成分を
８０重量％以上含むエチレン−αオレフィン共重合体
（線状低密度ポリエチレン）、エチレン−酢酸ビニル共
重合体等を挙げることができる。特に、線状低密度ポリ
エチレンが好ましい。

【００１８】これ等のポリエチレン系樹脂のメルトイン
デックス（ＭＩ）は、１〜２０の範囲にあるものが好ま
しい。ＭＩが１未満であるとシート化する際に外観上の
問題が生じ、逆にＭＩが２０を越えると発泡シートの耐
熱性が不十分となる。

【００１９】上記ポリプロピレン系樹脂及びポリエチレ
ン系樹脂のメルトインデックス（ＭＩ）は、ＪＩＳ Ｋ
７２１０に準拠して測定され、ポリプロピレン系樹脂の
試験温度は２３０℃、試験荷重は２．１６ kｇｆであ
り、ポリエチレン系樹脂の試験温度は１９０℃、試験荷
重は２．１６ kｇｆである。

【００２０】この発明において、ポリプロピレン系樹脂
１００〜４０重量％とポリエチレン系樹脂０〜６０重量
％からなるポリオレフィン系樹脂を用いる。その理由
は、上記ポリプロピレン系樹脂が４０重量％未満或いは
ポリエチレン系樹脂が６０重量％を超えると、発泡シー
トの高温での耐熱性及び剛性が不十分となり、熱成形性
が低下するからである。

【００２１】熱分解型発泡剤としては、一般に分解温度
が１８０〜２７０℃程度のものが用いられ、例えばアゾ
ジカルボンアミド、Ｎ, Ｎ' −ジニトロソペンタメチレ
ンテトラミン、ｐ−トルエンスルホニルセミカルバジド
等が用いられる。これらは単独で用いてもよく、２種以
上を混合して用いてもよい。熱分解型発泡剤の配合量
は、上記樹脂ポリオレフィン系樹脂（樹脂成分の合計
量）１００重量部に対して、一般に５〜３０重量部程度
であり、所望の発泡倍率に応じて設定される。

【００２２】発泡倍率は、見掛けの比体積で１０〜３５
ｃｃ／ｇに調節される。見掛けの比体積が１０〜３５ｃ
ｃ／ｇ未満では断熱性及び緩衝性が不充分で、逆に見掛
けの比体積が３５ｃｃ／ｇを超えると、高温伸びが不足
して真空成形性等の熱成形性が低下し、また柔らかくな
ってクッション性が損なわれる。なお、発泡シートの厚
さは、一般に１〜１０mmが好ましい。

【００２３】架橋助剤としては、例えばジビニルベンゼ
ン、トリメチロールプロパントリメタクリレート、１，
２，４−トリアリルトリメリテート、１，９−ノナンジ
オールジメタクリレート等が用いられる。これらは単独
で用いても、２種以上を混合して用いてもよい。架橋助
剤の配合量は、上記ポリオレフィン系樹脂（樹脂成分の
合計量）１００重量部に対して、一般に０．３〜１０重
量部程度であり、所望の架橋度に応じて設定される。

【００２４】なお、必要に応じて、発泡剤の分解促進
剤、気泡核調整剤、酸化防止剤、熱安定剤、着色剤、難
燃剤、帯電防止剤、無機充填剤等を配合することができ
る。

【００２５】上記配合組成物を、押出機やロール等の汎
用の混練装置を用いて、熱分解型発泡剤が分解しない温
度、例えば１６０〜１８０℃程度の温度で溶融混練し
て、シート状に成形して発泡性シートを作成する。

【００２６】そして、この発泡性シートに電離性放射線
の照射を行い、この発泡性シートを構成する樹脂を架橋
させる。電離性放射線としては、電子線、α線、β線、
γ線等が使用される。照射線量は、一般に１〜２０Ｍｒ
ａｄ程度であり、所望の架橋度に応じて線量が設定され
る。

【００２７】電離性放射線により樹脂を架橋させる方法
に代えて、有機過酸化物を用いて樹脂を架橋させてもよ
い。この場合は、予め上記配合組成物中に、ジクミルパ
ーオキサイド、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、メチル
エチルケトンパーオキサイドのような有機過酸化物を配
合して発泡性シートを成形し、これを加熱して有機過酸
化物を分解させ、それにより発泡性シートを構成する樹
脂を架橋させる。有機過酸化物の配合量は、上記ポリオ
レフィン系樹脂（樹脂成分の合計量）１００重量部に対
して、一般に０．３〜５重量部程度であり、所望のゲル
分率に応じて設定される。

【００２８】樹脂が架橋された発泡性シートは、例え
ば、熱風、赤外線、メタルバス、オイルバス等により、
熱分解型発泡剤の分解温度以上で且つ樹脂の融点以上の
温度、例えば１９０〜２９０℃に加熱し、発泡剤の分解
ガスによって樹脂を発泡させ、こうして、架橋ポリプロ
ピレン系樹脂発泡シートを得る。

【００２９】ここで、発泡シートの架橋度は、ゲル分率
で２５〜７０重量％に調節される。このゲル分率が２５
重量％未満であると、発泡性が悪くなり、また発泡シー
トの耐熱性が不充分となり、真空成形等の熱成形時に発
泡シートが押し潰されて所謂へたりが生じ、逆に、ゲル
分率が７０重量％を超えると、高温伸びが不足して熱成
形時に発泡シートに破れが生じる。

【００３０】なお、発泡シートの架橋度を表すゲル分率
は、具体的には、発泡シート０．２ｇを精密に秤量し、
これを１２０℃のキシレン５０ｍｌ中に２４時間浸漬
し、その後２００メッシュの金網で濾過し、金網上の不
溶解分を真空乾燥し、この不溶解分の重量を上記発泡シ
ート（０．２ｇ）の精密な秤量に対する重量百分率で表
した値で示される。

【００３１】こうして得られる架橋ポリプロピレン系樹
脂発泡シートを圧縮ロールによって加熱圧縮する。発泡
シートを圧縮ロールによって加熱圧縮するには、一対の
押圧ロールが用いられる。この場合、少なくとも一方の
押圧ロールは加熱された金属ロールとし、上記発泡シー
トを、この発泡シートの厚みの６０〜８０％の間隙に設
定された圧縮ロールの間隙に通して１８０〜２２０℃で
加熱圧縮する。

【００３２】圧縮ロールの温度が１８０℃未満の場合や
発泡シートの厚みの８０％を越える広い間隙に設定され
た圧縮ロールの間隙に通す場合は、スキン層の形成が不
十分で、表皮材の貼り合わせ加工時や熱成形時にあばた
状の肌荒れが生じ、表皮材付き発泡シートや成形品の外
観不良が発生する。

【００３３】逆に、圧縮ロールの温度が２２０℃を越え
る場合や発泡シートの厚みの６０％未満の狭い間隙に設
定された圧縮ロールの間隙に通す場合は、気泡が押し潰
されて発泡シートの発泡倍率が低下し、断熱性及び緩衝
性が不充分となる。また、肉厚のスキン層が形成され
て、真空成形等の熱成形性が低下する。

【００３４】このように、発泡シートを特定条件の圧縮
ロールによって加熱圧縮することにより、発泡シートの
少なくとも一面に厚さ５０〜２００μm のスキン層が形
成される。このようなスキン層は、表面部の気泡が押し
潰されて形成され、他の部分に比べて著しく気泡が小さ
く且つ少なくなった層で、このスキン層の厚さは発泡シ
ートの断面の顕微鏡写真から容易に測定することができ
る。

【００３５】上記スキン層の厚さが５０μm 未満では発
泡シートの耐熱性が不十分となり、表皮材の貼り合わせ
加工時や熱成形時にあばた状の肌荒れが生じ、表皮材付
き発泡シートや成形品の外観不良が発生する。逆に、ス
キン層の厚さが２００μm を越えると真空成形等の熱成
形性が低下する。

【００３６】

【作用】この発明の架橋ポリプロピレン系樹脂発泡体
は、ポリプロピレン系樹脂１００〜４０重量％とポリエ
チレン系樹脂０〜６０重量％とからなるポリエチレン系
樹脂を用いることにより主に高温伸びや剛性が向上し、
見掛けの比体積を１０〜３５ｃｃ／ｇとすることによ
り、断熱性、緩衝性及び熱成形性がよくなり、ゲル分率
を２５〜７０重量％に設定することにより主に耐熱性や
発泡性が向上する。

【００３７】さらに、上記発泡シートを、この発泡シー
トの厚みの６０〜８０％の間隙に設定された圧縮ロール
の間隙に通して１８０〜２２０℃で加熱圧縮することに
より、少なくとも一面にのスキン層が形成され、それに
より表皮材の貼り合わせ加工時や真空成形性等の熱成形
時に生じる発泡シート表面の肌荒れが確実に防止され
る。しかも、スキン層は、発泡シートを単に圧縮ロール
の間隙に通して加熱圧縮することにより形成されるの
で、スキン層の形成工程が簡単となる。

【００３８】

【実施例】以下、この発明の実施例及び比較例を説明す
る。実施例１ ポリプロピレン系樹脂（ＭＩ０．４、エチレン含有量
３．２重量％のプロピレン−エチレンランダム共重合
体）６０重量部と、ポリエチレン系樹脂（ＭＩ８．０、
密度０．９２０ｇ／cm³ の直鎖状低密度ポリエチレン）
４０重量部とを混合して、ポリオレフィン系樹脂を調製
した。

【００３９】このポリオレフィン系樹脂１００重量部
に、熱分解型発泡剤としてアゾジカルボンアミドを１０
重量部、架橋助剤としてトリメチロールプロパントリメ
タクリレート１．５重量部と１，９−ノナンジオールジ
メタクリレート１．５重量部を配合して、樹脂配合物を
調製した。

【００４０】この樹脂配合物を、２軸押出機を用いて発
泡剤の分解温度以下で溶融混練し、シート状に押出成形
し、厚さ１．５mmの発泡性シートを得た。この発泡性シ
ートに１．２Ｍｒａｄの電子線を照射して樹脂を架橋さ
せ、これを２５０℃の熱風式縦型発泡炉で加熱して発泡
させて、厚さ４mmの表面平滑で均一な独立気泡を有する
架橋樹脂発泡シートを得た。この架橋発泡シートは、見
掛けの比体積が２５ｃｃ／ｇ、ゲル分率が３５重量％で
あった。

【００４１】この架橋発泡シートを、一方が２００℃に
加熱された金属ロールからなる一対の圧縮ロール（ロー
ル間隙３．０mm）の間隙に通すことにより、この架橋発
泡シートの片面部（２００℃に加熱された金属ロールと
接する片面部）に、厚さ２００μm のスキン層を有し、
厚さ３mmの発泡シートを得た。

【００４２】このスキン層を有する発泡シートの片面
（スキン層の面）に、ウレタン系ホットメルト接着剤を
用いて、軟質塩化ビニルシート（厚さ０．４mm）からな
る表皮材を加熱して貼り付け、表皮材付き発泡シートを
得た。この表皮材付き発泡シートの表面に凹凸の発生が
あるか否かについて目視観察したところ、表面凹凸の発
生はなく、外観良好であった。

【００４３】また、上記表皮材付き発泡シートを遠赤外
ヒーターで表面温度が１５０〜１６０℃になるように加
熱し、直径Ｄが１００mmの円筒状の凹金型を用いて真空
成形を行い、その真空成形性（良好な成形品が得られる
最大の深さＨ）を、絞り比（深さＨ／直径Ｄ）で示し
た。この絞り比（深さＨ／直径Ｄ）は０．８で、真空成
形性が優れていた。

【００４４】比較例１ 架橋発泡シートの加熱圧縮を行わなかった。それ以外
は、実施例１と同様に行った。この場合、架橋発泡シー
トの表面部にスキン層は形成されず、得られた表皮材付
き発泡シートの表面に凹凸が発生し、外観不良であっ
た。なお、真空成形性については、絞り比（深さＨ／直
径Ｄ）が０．８で、真空成形性は優れていた。

【００４５】比較例２ 圧縮ロールの温度（一方の金属ロールの温度）を１２０
℃に変更し、それ以外は実施例１同様に行った。この場
合、架橋発泡シートの片面部（１２０℃に加熱された金
属ロールと接する片面部）にスキン層は形成されず（比
較例１とほほ同様）、得られた表皮材付き発泡シートの
表面に凹凸が発生し、外観不良であった。なお、真空成
形性については、絞り比（深さＨ／直径Ｄ）が０．８
で、真空成形性は優れていた。

【００４６】比較例３ 圧縮ロールの温度を２３０℃に調節して、片面に厚さ４
００μm のスキン層を有し、厚さ３mmの発泡シートを得
た。それ以外は実施例１同様に行った。この場合、得ら
れた表皮材付き発泡シートの表面に凹凸が発生せず、外
観良好であった。しかし、真空成形性については、絞り
比（深さＨ／直径Ｄ）が０．７で、真空成形性は不十分
であった。

【００４７】

【発明の効果】上述の通り、この発明の架橋ポリオレフ
ィン樹脂発泡シートは、ポリプロピレン系樹脂１００〜
４０重量％とポリエチレン系樹脂０〜６０重量％とから
なり、見掛けの比体積が１０〜３５ｃｃ／ｇ、ゲル分率
が２５〜７０重量％である架橋ポリオレフィン系樹脂発
泡シートを、この発泡シートの厚みの６０〜８０％の間
隙に設定された圧縮ロールの間隙に通して１８０〜２２
０℃で加熱圧縮することにより、少なくとも一面にスキ
ン層が形成されており、それにより表皮材の貼り合わせ
加工時にあばた状の肌荒れが生ぜず、しかも真空成形性
等の熱成形性に優れ、熱成形の際に発泡シート表面の肌
荒れを確実に防止することができる。また、スキン層の
形成工程が簡単で、発泡シートの製造コストも低くな
る。

【００４８】したがって、この発明の架橋ポリオレフィ
ン系樹脂発泡シートは、この発泡シートに表皮材を貼り
合わせ、この表皮材付き発泡シートを用い、真空成形法
やホットスタンピング成形法等の熱成形を行うと、表面
良好な所望の成形品を歩留り良く且つ低いコストで製造
することができ、例えば、自動車の天井材、ドア内面
材、インスツルメントパネル等の断熱緩衝材として好適
に使用することができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリプロピレン系樹脂１００〜４０重量
   ％とポリエチレン系樹脂０〜６０重量％とからなり、見
   掛けの比体積が１０〜３５ｃｃ／ｇ、ゲル分率が２５〜
   ７０重量％である架橋ポリオレフィン系樹脂発泡シート
   を、この発泡シートの厚みの６０〜８０％の間隙に設定
   された圧縮ロールの間隙に通して１８０〜２２０℃で加
   熱圧縮することにより、少なくとも一面にスキン層が形
   成されていることを特徴とする架橋ポリオレフィン系樹
   脂発泡シート。