JPH09150460A - 形状記憶樹脂発泡体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】施工時は厚みの薄い発泡体であるが、施工後に
厚みが回復して、優れたシール性や断熱性を発現する形
状記憶樹脂発泡体の製造方法を提供する。 【解決手段】樹脂発泡体１を、流路の断面形状が入口側
から出口側にかけて同一の平行金型（Ａ）に導入する第
１の工程、入口側の断面形状が平行金型（Ａ）の出口側
の断面形状と同一であって、流路が出口側に向けて厚み
方向に漸次縮小された圧縮金型（Ｂ）に導入する第２の
工程、及び入口側の断面形状が圧縮金型（Ｂ）の出口側
の断面形状と同一であって、流路の断面形状が入口側か
ら出口側にかけて同一の平行金型（Ｃ）に導入する第３
の工程を連続して行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、形状記憶樹脂発泡
体の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、住宅用断熱材として、継ぎ目のシ
ール及び断熱を目的として折半屋根の裏地や、壁断熱を
目的として内壁と外壁の間に、熱可塑性樹脂発泡体が利
用されている。上記熱可塑性樹脂発泡体は、断熱性やシ
ール性を確保する目的には優れた性能を示すが、施工が
難しく、例えば、断熱材として折半屋根の裏地に使用す
る場合は、一定の厚みを有する発泡体同士を貼り合わせ
ると、発泡体同士の接合部が厚くなり施工が難しくなる
という問題点があった。これに対して厚みの薄い発泡体
を使用すると、所定の断熱効果が得られないという問題
点があった。

【０００３】また、壁の隙間に断熱材として挟み込む場
合でも、隙間形状が一定したところでは施工に問題はな
いが、例えば、壁の隙間が変化して一定の寸法でない場
所や配管が通過している場所では、施工が複雑で難しく
なるという問題点があった。

【０００４】従来より、隙間用のシール材として、連続
気泡発泡体の気泡壁を含浸処理法によりクロルパラフィ
ン等で被覆し発泡体を圧着したものが用いられてきた。
この圧縮発泡体では、気泡壁は互いに付着し合っている
が、この付着は発泡体の復帰（回復）力によって剥がさ
れ、発泡体は徐々に復帰して出発構造となる。しかし、
このシール材は、上記の如く連続気泡発泡体を含浸処理
し、次いで圧縮したものであるので、十分な封隙作用を
有するものではなかった。

【０００５】そこで、発泡体に液体非透過性の層を設け
ることによって、圧縮変形後徐々に元の形に復元するシ
ール材が提案されている（特公平３−５５６２１、特開
平１−１９３４６５、特開平１−２１６１６９号各公
報）。

【０００６】しかし、このシール材は、（１）含浸処理
されなければならず手間がかかる、（２）含浸されたク
ロルパラフィン等が発泡体から流出し、特に温度が高い
環境で使用する場合流出が著しい、（３）含浸処理して
あるので断熱性能が低く、断熱材としては使用できな
い、などの問題点を有していた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
の解決するためになされ、その目的は、施工時は厚みの
薄い発泡体であるが、施工後に厚みが回復して、優れた
シール性や断熱性を発現する形状記憶樹脂発泡体の製造
方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の形状記憶樹脂発
泡体の製造方法は、樹脂発泡体を、流路の断面形状が入
口側から出口側にかけて同一の平行金型（Ａ）に導入す
る第１の工程、入口側の断面形状が平行金型（Ａ）の出
口側の断面形状と同一であって、流路が出口側に向けて
厚み方向に漸次縮小された圧縮金型（Ｂ）に導入する第
２の工程、及び入口側の断面形状が圧縮金型（Ｂ）の出
口側の断面形状と同一であって、流路の断面形状が入口
側から出口側にかけて同一の平行金型（Ｃ）に導入する
第３の工程を連続して行うことを特徴とするものであ
る。

【０００９】本発明で使用される樹脂発泡体としては、
特に制限はなく、押し出し発泡により成形したもの、圧
力容器内の溶融樹脂中に発泡剤を圧入した後常圧下に置
き発泡させたもの等が挙げられる。また、樹脂発泡体と
しては、製造直後の発泡セル内に発泡ガスを内蔵した状
態で、発泡ガスがまだ空気と置換されていないものが好
ましい。

【００１０】上記樹脂発泡体に用いられる樹脂として
は、発泡性を有するものであればよく、例えば、ポリエ
チレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合
体、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体、エチレン
−酢酸ビニル共重合体、ポリブテン、塩素化ポリエチレ
ンなどのオレフィン系樹脂；ポリスチレン、スチレン−
ブタジエン−スチレン共重合体、スチレン−イソプレン
−スチレン共重合体などのスチレン系樹脂；ポリメチル
アクリレート、ポリメチルメタクリレート、エチレン−
エチルアクリレート共重合体などのアクリル系樹脂；ポ
リ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデンなどの塩化ビニル系
樹脂；６−ナイロン、６６−ナイロン、１２−ナイロン
などのアミド系樹脂；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などのエステル系樹脂；ＡＢ
Ｓ樹脂、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリフェ
ニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、ポ
リエーテルイミド、ケイ素樹脂、熱可塑性ポリウレタ
ン、各種エラストマーなどが挙げられる。

【００１１】上記樹脂発泡体に用いられる発泡剤として
は、樹脂発泡体を押し出し発泡により成形する場合は、
物理型発泡剤及び熱分解型発泡剤のいずれもが使用可能
である。

【００１２】上記物理型発泡剤としては、発泡剤から発
生するガスの樹脂に対する透過係数が空気のそれよりも
高いガス（例えば炭酸ガス等）が好ましい。また、発泡
剤の沸点又は昇華点としては、常圧で０℃以上が好まし
く、より好ましくは２０℃以上であり、且つ樹脂の軟化
点よりも低いものが好ましい。

【００１３】上記物理型発泡剤としては、例えば、炭酸
ガス（昇華点：−７８．５℃）、ブタン（沸点：−０．
５℃）、ペンタン（３６℃）、ヘキサン（６９℃）等の
脂肪族炭化水素；ベンゼン（８０．１℃）等の芳香族炭
化水素；アセトン（５６℃）等のケトン系炭化水素；メ
タノール（６４℃）、エタノール（７８℃）等のアルコ
ール系炭化水素；１，１−ジクロロ−１−フルオロエタ
ン（３２℃）、２，２−ジクロロ−１，１，１−トリフ
ルオロエタン（２７．５℃）、１，１，１，２−テトラ
フルオロエタン（−２６．３℃）、モノクロロジフルオ
ロエタン（−９．７℃）、モノクロロジフルオロメタン
（−４０．８℃）等のハロゲン化炭化水素などが挙げら
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。

【００１４】上記物理型発泡剤のうち、常温付近の沸点
を有するものが温度制御し易く、特に、１，１−ジクロ
ロ−１−フルオロエタン（沸点３２℃）、２，２−ジク
ロロ−１，１，１−トリフルオロエタン（沸点２７．５
℃）、ペンタン（沸点３６℃）が好ましい。

【００１５】上記熱分解型発泡剤としては、発泡剤から
発生するガスの樹脂に対する透過係数が空気のそれより
も高いガス（例えば、重炭酸ナトリウムから出る炭酸ガ
ス等）が好ましい。

【００１６】上記樹脂発泡体の製造プロセスとしては、
特に限定されないが、押出成形を採用すると、後述する
第１、第２及び第３の工程を連続して行うことができる
のでより好ましい。

【００１７】本発明の製造方法は、以下に説明する第１
〜第３の工程からなり、例えば、図１に断面図を示すよ
うに、平行金型（Ａ）、圧縮金型（Ｂ）及び平行金型
（Ｃ）からなる加工金型が用いられる。

【００１８】第１の工程では、樹脂発泡体１を、流路の
断面形状が入口側から出口側にかけて同一の平行金型
（Ａ）に導入する。この第１の工程では、第２の工程で
の圧縮を容易にするため、樹脂発泡体１を加温してもよ
い。また、上記樹脂発泡体１に潤滑性を付与するため
に、樹脂発泡体１に潤滑剤を供給して、樹脂発泡体１の
表面を潤滑剤皮膜（図示しない）で被覆するのが好まし
く、潤滑剤を供給するために、平行金型（Ａ）の手前に
別の金型（Ｄ）を設けてもよい。

【００１９】上記潤滑剤としては、次のものが好適に使
用される。 （イ）ポリオキシアルキレン、２種以上のアルキレンオ
キサイドのランダム、ブロック及びグラフトコポリマー
ならびにその誘導体。具体的には、ポリオキシエチレン
ラウリルエーテル等のアルキルエーテル類、ポリオキシ
エチレンノニルフェニルエーテル等のアルキルフェノー
ル類などのエーテル型；ポリオキシエチレンロジン酸エ
ステル等のアルキルエステル類、ソルビタンモノラウレ
ート等のソルビタンアルキルエステル類、ポリオキシエ
チレンジクレジルホスフェート等のリン酸エステル類な
どのエステル型；Ｎ，Ｎ−ジ（ポリオキシエチレン）ア
ステアリルアミン等のアミンとの縮合型；ポリオキシエ
チレンアステアリルアミド等のアミドとの縮合型などが
挙げられる。

【００２０】（ロ）多価アルコール及びそのアルキルエ
ステルならびにアルキルエーテル類。ポリエチレングリ
コール等の多価アルコール；ソルビタン及びその脱水変
性体のパルミテート等の多価アルコールのアルキルエー
テル型；直鎖脂肪酸や樹脂酸のモノ又はジグリセライド
等の多価アルコールと脂肪酸のエステル型が挙げられ
る。

【００２１】（ハ）ラウリルエタノールアミド等の脂肪
酸アルコールアミド。 （ニ）ステアリン酸アミド等の脂肪酸アミド。 （ホ）ステアリン酸等の脂肪酸。 （ヘ）ジブチルフタレート、ジノニルフタレート等の多
価カルボン酸と１価アルコールのエステル。 （ト）トリブチルホスフェート等のリン酸エステル類。 （チ）ポリエチレンサクシネート等のポリエステル類。 （リ）硝酸塩等の無機化合物類。 （ヌ）金属石鹸類。 （オ）シリコンオイル類。 （ワ）パーフルオロエーテル類。

【００２２】（カ）低分子量の、ポリエチレン、ポリプ
ロピレン、エチレンエチルアクリレート、エチレン−酢
酸ビニル共重合体、エチレンメチルメタクリレート、ポ
リカプロラクトン、ナイロン等。 （ヨ）水。

【００２３】上記潤滑剤は単独で用いられてもよく、２
種以上が併用されてもよい。さらに、潤滑剤としては、
樹脂発泡体の加工時に熱安定性がよく、成形後除去し易
いものが好ましく、このようなものとしては、フッ素系
潤滑剤、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドと
の共重合体が挙げられる。

【００２４】第２の工程では、第１工程後の樹脂発泡体
１を、入口側の断面形状が前記平行金型（Ａ）の出口側
の断面形状と同一であって、流路の厚みが出口側に向け
て漸次縮小された圧縮金型（Ｂ）に導入する。この圧縮
金型（Ｂ）を通過する過程で、樹脂発泡体は漸次圧縮さ
れて、所定の厚みまで薄くされる。

【００２５】上記圧縮金型（Ｂ）の入口側と出口側の断
面形状比（出口側／入口側）は、１／２０〜４／５の範
囲が好ましい。１／２０未満では、樹脂発泡体が施工後
に膨張し難くなり、４／５より大きくなると、圧縮率が
小さく施工性に問題がある。

【００２６】上記圧縮金型（Ｂ）の温度は、発泡剤の沸
点以上樹脂の軟化温度未満に設定し、樹脂発泡体が圧縮
金型（Ｂ）の出口に至るまでに、その温度を発泡剤の沸
点未満まで冷却するように設定するのが好ましい。

【００２７】上記圧縮金型（Ｂ）の温度は、低くなると
圧縮金型での賦型が難しくなって所定の形状が得られな
くなる。また、温度が樹脂の軟化温度以上に高くなる
と、施工後樹脂発泡体の厚さ方向に膨張しなくなる。こ
こで軟化温度とは、非晶性樹脂ではガラス転移点（Ｔ
ｇ）をいい、結晶性樹脂では融点（Ｔｍ）をいう。

【００２８】また、圧縮金型（Ｂ）の出口の温度は、ガ
スの沸点よりも低くなると金型（Ｂ）を出た時点で発泡
体が収縮して所定の形状が得られなくなる。

【００２９】第３の工程では、第２工程で厚み方向に圧
縮された樹脂発泡体を、入口側の断面形状が前記圧縮金
型（Ｂ）の出口側の断面形状と同一であって、流路の断
面形状が入口側から出口側にかけて同一の平行金型
（Ｃ）に導入する。第３の工程では、樹脂発泡体を沸点
未満の温度まで冷却して、発泡セル内の発泡ガスを液化
するのが好ましい。

【００３０】平行金型（Ｃ）から金型外へ出た樹脂発泡
体はロール状に巻き取られて、形状記憶樹脂発泡体が得
られる。

【００３１】上記金型（Ｄ）を設ける代わりに、樹脂発
泡体が金型（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）からなる加工金型
内を通過する際に、加工金型内面との摩擦力を低減する
ために、金型（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）の内面を多孔質
体で形成し、該多孔質体を通じて潤滑剤を供給してもよ
い。この場合、多孔質体と樹脂発泡体との間に潤滑剤の
皮膜が形成されるように、潤滑剤を供給するのが好まし
い。

【００３２】ここで使用される潤滑剤としては、前述の
（イ）〜（ヨ）の潤滑剤の他、気体潤滑剤が挙げられ
る。気体潤滑剤としては、樹脂と反応しないものか、樹
脂を劣化させないものが好ましく、例えば、炭酸ガス、
窒素ガス等が好適に使用される。

【００３３】さらに、上記金型（Ｄ）を設ける代わり
に、樹脂発泡体が金型（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）からな
る加工金型内を通過する際に、加工金型内面との摩擦力
を低減するために、金型（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）を振
動させてもよい。金型に与える振動数及び振幅として
は、特に限定されないが、１０〜１００ｋＨｚの振動数
で、１ｍｍ以下の振幅が好ましく、より好ましくは振動
数１５〜２０ｋＨｚで、振幅１０〜５０μｍである。
尚、実際の製造装置では、振動の周波数や振幅を連続的
又は段階的に変化させ得るように構成し、樹脂の種類、
樹脂発泡体の厚み、樹脂発泡体の加工速度等に応じて、
適宜最適な周波数や振幅を選択できるようにしておくこ
とが好ましい。

【００３４】（作用）本発明の製造方法では、上記第１
〜第３の三つの工程によって、樹脂発泡体を圧縮して厚
みを薄くした状態の形状記憶樹脂発泡体を提供する。得
られた樹脂発泡体は、厚みの薄い状態で施工した後、発
泡セル内の発泡ガスが空気と置換されることにより、樹
脂発泡体が厚み方向に膨張して所定の厚さに復元し、シ
ール効果や断熱効果を発現する。

【００３５】

【発明の実施の形態】以下、実施例により本発明を具体
的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではな
い。 （実施例１）樹脂として、低密度ポリエチレン（三菱油
化社製「ユカロンＺＣ３０」、融点１０９℃、ＭＩ＝
０．１５）１００重量部、気泡核形成剤としてタルク
（日本タルク社製「ＭＳ」）０．１重量部を配合してな
る樹脂組成物を、ホッパーからベントタイプのスクリュ
ー式押出機（口径φ６５ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝３５）に供給
し、ベント孔から発泡剤として１，１−ジクロロ−１−
フルオロエタンを１５ｇ／分の割合でプランジャーポン
プから圧入して１３０℃で混練した後、押出量１０ｋｇ
／時で押出し成形して、１０ ｍｍ（厚み）×５００ｍ
ｍ（幅）の樹脂発泡体（発泡倍率３０倍）を得た。

【００３６】上記で得られた樹脂発泡体を、図１に示す
加工金型に導入して、表１に示した条件で体積を収縮し
た。平行金型（Ａ）の前に潤滑剤を連続供給する潤滑剤
用金型を設置し、潤滑剤として日本油脂社製ポリエチレ
ングリコール「ユニループ５０−ＭＢ５」を使用した。

【００３７】（実施例２）発泡剤として炭酸ガスを１０
ｇ／分の割合でプランジャーポンプから圧入して、１３
０℃で混練した後、温度１０３℃に設定されたφ１．５
ｍｍの金型より押出量１０ｋｇ／時で押し出し成形した
こと以外は、実施例１と同様にして樹脂発泡体を得た。
上記で得られた樹脂発泡体を、図１に示す加工金型に導
入して、表１に示した条件で体積を収縮した。平行金型
（Ａ）の前に潤滑剤を連続供給する潤滑剤用金型を設置
し、潤滑剤として日本油脂社製ポリエチレングリコール
「ユニループ５０−ＭＢ５」を使用した。

【００３８】（実施例３）実施例１と同様にして得られ
た樹脂発泡体を、図３に示すように、（Ａ）、（Ｂ）及
び（Ｃ）の金型内面全面に多孔質体（親東工業社製「ポ
ーセラックス」、平均気泡径７μｍ）２を装着した加工
金型に導入し、気体潤滑剤を多孔質体から矢印方向に供
給しながら、表１に示した条件で体積を収縮した。尚、
気体潤滑剤として窒素ガスを３ｃｍ³ ／ｃｍ・ｓｅｃで
供給した。

【００３９】（実施例４）実施例１と同様にして得られ
た樹脂発泡体を、図４に示すように、振動子３をそれぞ
れ設置した、（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）の加工金型に導
入し、振動子３により、加工金型に振動数２０ｋＨｚ、
振幅３０μｍの振動を与えながら体積を収縮した。

【００４０】（比較例１）実施例１と同様にして得られ
た樹脂発泡体を、平行金型（Ａ）及び圧縮金型（Ｂ）の
設定温度を１２０℃として加工金型に導入したこと以外
は、実施例１と同様にして樹脂発泡体を得た。

【００４１】

【表１】

【００４２】上記加工金型によって体積の収縮された樹
脂発泡体につき、製造直後及び３０日後の発泡倍率を測
定し、表２に示した。

【００４３】

【表２】

【００４４】

【発明の効果】本発明の形状記憶樹脂発泡体の製造方法
は、上述の構成であり、施工時は厚みの薄いため施工が
容易であり、施工後に厚みが回復して優れたシール性及
び断熱性を発現する発泡体を提供する。従って、本発明
の製造方法によって得られる形状記憶樹脂発泡体は、折
半屋根の裏地、壁断熱の内壁と外壁の間、配管の通過す
る壁と壁の間などに好適に使用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の製造方法で使用される加工金型の一例
を示す模式図である。

【図２】本発明の製造方法で使用される加工金型の一例
を示す斜視図である。

【図３】本発明の実施例３で使用される加工金型の一例
を示す模式図である。

【図４】本発明の実施例４で使用される加工金型の一例
を示す模式図である。

【符号の説明】

１ 樹脂発泡体 ２ 多孔質体 ３ 振動子 Ａ 平行金型 Ｂ 圧縮金型 Ｃ 平行金型 Ｄ 潤滑剤供給金型

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 樹脂発泡体を、流路の断面形状が入口側
   から出口側にかけて同一の平行金型（Ａ）に導入する第
   １の工程、入口側の断面形状が平行金型（Ａ）の出口側
   の断面形状と同一であって、流路が出口側に向けて厚み
   方向に漸次縮小された圧縮金型（Ｂ）に導入する第２の
   工程、及び入口側の断面形状が圧縮金型（Ｂ）の出口側
   の断面形状と同一であって、流路の断面形状が入口側か
   ら出口側にかけて同一の平行金型（Ｃ）に導入する第３
   の工程を連続して行うことを特徴とする形状記憶樹脂発
   泡体の製造方法。