JPH0931235A

JPH0931235A - 樹脂製発泡体

Info

Publication number: JPH0931235A
Application number: JP18548595A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Shirato; 斉白土; Takashi Oguchi; 貴士小口; Eiji Okada; 英治岡田
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 1995-07-21
Filing date: 1995-07-21
Publication date: 1997-02-04

Abstract

(57)【要約】【課題】取扱性に優れ、狭い空間でも簡単に充填するこ
とができ、シール材、断熱材、緩衝材などいろいろな方
面に有効に使用することができる樹脂製発泡体を提供す
ることを目的としている。【解決手段】内部に連続気泡を形成し、この連続気泡を
表面側の部分で溶融閉鎖状態にするとともに、発泡体を
構成する樹脂の弾性変形領域内の圧縮状態に圧縮した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、樹脂製発泡体に関
する。

【０００２】

【従来の技術】圧縮変形後徐々に元の形に復元する封隙
材として、たとえば、特公平３−５５６２１号公報、特
開平１−１９３４６５号公報、特開平１−２１６１６９
号公報に開示されたようなものが提案されている。これ
らの封隙材は、連続気泡発泡体の気泡内に含浸処理方法
によってクロロパラフィン等を含浸させ、圧縮時にこの
クロロパラフィン等の含浸物が気泡の内壁面を互いに付
着させた状態に保持して、一時的に圧縮された状態を持
続し、その後、発泡体を構成する樹脂の弾性復元力によ
って圧縮前の厚みまで復元するようになっている。

【０００３】すなわち、この封隙材によれば、狭い間隙
にも上手く挿入することができ、挿入後厚みが復元する
ことによって間隙を密に封鎖することができるようにな
っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記封隙材の
場合、含浸されたクロロパラフィン等の含浸物が連続気
泡を完全に封することができず、充分な封隙作用を果た
すとは言えない。また、含浸処理が必要で製造に手間が
かかるととも、含浸させたクロロパラフィン等が流出し
てくる恐れ（時に温度が高い環境で使用した場合顕著で
ある）がある。さらに、含浸処理をしてあるので、断熱
性能が低く、断熱材として使用には不適である。

【０００５】本発明は、このような事情に鑑みて、取扱
性に優れ、狭い空間でも簡単に充填施工することがで
き、しかも、シール材、断熱材、緩衝材などいろいろな
方面に有効に使用することができる樹脂製発泡体を提供
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】このような目的を達成す
るために、本発明にかかる樹脂製発泡体は、内部に連続
気泡を有し、この連続気泡が表面側の部分で溶融閉鎖状
態にされているとともに、樹脂の弾性変形領域内の圧縮
状態に圧縮されている構成とした。

【０００７】上記構成において、樹脂材料としては、特
に限定されないが、圧縮永久歪み（ＪＩＳＫ６７６７に
準拠）が２０％以下のもの、特に１０％以下のものが形
状回復性に優れ好ましく、かつ、空気のガス透過係数が
０．００００１〜１００００×１０^-10cm³（STP)cm^-1
・S ^-1・cmHg^-1のものが好ましい。このような樹脂とし
ては、以下のような熱可塑性樹脂，熱硬化性樹脂、およ
び、天然樹脂が挙げれる。

【０００８】〔熱可塑性樹脂〕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
合体等のオレフィン系樹脂、ポリメチルアクリレート，
ポリメチルメタクレート，エチレン−エチルアクリレー
ト共重合体等のアクリル系樹脂、ブタジエン−スチレ
ン，アクリロニトリル−スチレン，スチレン，スチレン
−ブタジエン−スチレン，スチレン−イソブレン−スチ
レン，スチレン−アクリル酸等のスチレン系樹脂、アク
リロニトリル−ポリ塩化ビニル，ポリ塩化ビニル−エチ
レン等の塩化ビニル系樹脂、ポリフッ化ビニル，ポリフ
ッ化ビニリデン等のフッ化ビニル系樹脂、６−ナイロ
ン，６・６−ナイロン，１２−ナイロン等のアミド樹
脂、ポリエチレンテレフタレート，ポリブチレンテレフ
タレート等の飽和エステル系樹脂、ポリカーボネート、
ポリフェニレンオキサイド、ポリアセタール、ポリフェ
ニレンスルフィド、シリコーン樹脂、熱可塑性ウレタン
樹脂、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミ
ド、各種エラストマーやこれらの架橋体。

【０００９】〔熱硬化性樹脂〕エポキシ系樹脂、フェノ
ール系樹脂、メラミン系樹脂、ウレタン系樹脂、イミド
系樹脂、ユリア系樹脂、シリコーン系樹脂、不飽和ポリ
エステル系樹脂の硬化物等。〔天然樹脂〕天然ゴム、セルロース、でんぷん、たんぱ
く質、うるしなどの樹液等。

【００１０】なお、これらの樹脂は単独で用いても２種
以上併用しても良い。

【００１１】また、上記樹脂の中でも、特に形状回復性
に優れるものとして、オレフィン樹脂、スチレン系樹
脂、アミド系樹脂、アクリル共重合体、軟質ポリウレタ
ン、軟質塩化ビニル樹脂、ポリアセタール、シリコーン
樹脂、各種エラストマーが特に挙げられる。

【００１２】発泡方法は、プラスチックフォームハンド
ブックに記載されている方法を含め公知の方法が挙げら
れ、いずれの方法を用いても構わない。発泡に用いる発
泡剤としては、一般に用いられる以下のような物理型発
泡剤、熱分解型発泡剤等が挙げられる。

【００１３】〔物理型発泡剤〕ブタン，ペンタン，ヘキ
サン等の脂肪族炭化水素、ベンゼン，トルエン，キシレ
ン等の芳香族炭化水素、アセトン，メチルエチルケトン
等のケトン系炭化水素、メタノール，エタノール，プロ
パノール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，２，２−ジクロロ−１，１，１
−トリフルオロエタン，１，１，１，２−テトラフルオ
ロエタン，モノクロロジフルオロエタン，モノクロロジ
フルオロメタン等のハロゲン化炭化水素、炭酸ガス，窒
素ガス，空気，酸素，ネオン，アルゴン等の無機ガス。

【００１４】〔熱分解型発泡剤〕（重）炭酸塩、アゾジ
カルボンアミド、アゾビスホルムアミド、アゾビスイソ
ブチロニトリル、ジアゾアミノベンゼン、Ｎ，Ｎ´−ジ
ニトロソペンタメチレンテトラミン、Ｎ，Ｎ´−ジメチ
ル−Ｎ，Ｎ´−ジニトロテレフタルアミド、ベンゼンス
ルホニルヒドラジド、ｐ−トルエンスルホニルヒドラジ
ド、ｐ，ｐ´−オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジ
ド等。

【００１５】また、上記発泡体には、充填剤、補強繊
維、着色剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、難燃剤等を必
要に応じて混合されていても構わない。充填剤として
は、たとえば、炭酸カルシウム、タルク、クレー、酸化
マグネシウム、酸化亜鉛、カーボンブラック、二酸化ケ
イ素、酸化チタン、ガラス粉、ガラスビーズ等の１種又
は２種以上の混合物が挙げられる。

【００１６】補強繊維としては、たとえば、ガラス繊
維、炭素繊維等が挙げられる。着色剤としては、たとえ
ば、酸化チタン等の顔料が挙げられる。酸化防止剤とし
ては、一般に用いれるものであれば、特に限定されず、
たとえば、テトラキス〔メチレン（３，５−ジ−ｔ−ブ
チル−４−ヒドロキシハイドロシンナメート）〕メタ
ン、チオジプロピオン酸ジラウリル、１，１，３−トリ
ス（２−メチル−４−ヒドロキシ−５−ｔ−ブチルフェ
ニル）ブタン等が挙げられる。

【００１７】難燃剤としては、ヘキサブロモフェニルエ
ーテル，デカブロモジフェニルエーテル等の臭素系難燃
剤、ポリリン酸アンモニウム、トリメチルホスフェー
ト、トリエチルホスフェート等の含リン酸系難燃剤、メ
ラミン誘導体、無機系難燃剤等の１種又は２種以上の混
合物が挙げられる。連続気泡の連泡率は、５％未満であ
ると、施工後の膨張が少なくなる恐れがあり、５〜１０
０％が好ましく、５０〜１００％がより好ましい。

【００１８】発泡体の形状は、使用される箇所に応じて
決定され特に限定されないが、たとえば、ロッド状、チ
ューブ状、シート状、さらに矩形状、波板状、断面コ字
状、球状、チップ状などが挙げられる。

【００１９】この発泡体の製造方法としては、一般の連
続気泡発泡体を圧縮するとともに、その表面に熱または
溶剤をかけて気泡の表面側の部分を溶融して閉鎖状態に
する方法が挙げられる。圧縮方法は、特に限定されない
が、たとえば、ロール，ベルト，プレス板等の圧縮手段
を用いて圧縮する方法が挙げられる。

【００２０】圧縮手段の材質は、発泡体を圧縮したとき
に変形しなければ、特に限定されないが、圧縮を容易に
するために多孔質材料を用いることが好ましい。熱また
は溶剤をかける時期は、圧縮の直前，圧縮と同時、ある
いは圧縮の直後のいずれでも構わない。

【００２１】加熱方法としては、赤外加熱、火、高周波
加熱、熱風加熱により発泡体を直接加熱する方法、ロー
ル，ベルト，プレス板等の圧縮手段を加熱してその熱伝
導を利用する方法等が挙げられる。加熱温度は、発泡体
を構成する樹脂の軟化点（軟化点とは、Ｔｇ（ガラス転
移点）もしくはＴｍ（融点）の高い方）以上の温度であ
る。

【００２２】溶剤としては、発泡体を構成している樹脂
を溶解させる能力を備えているものであれば、特に限定
されないが、因に、発泡体を構成している樹脂がポリオ
レフィンの場合、熱キシレン、熱トルエン、熱流動パラ
フィン等が挙げられ、発泡体を構成している樹脂がスチ
レン系樹脂の場合、酢酸エチル、トルエン等が挙げら
れ、発泡体を構成している樹脂がポリ塩化ビニルの場
合、テトラヒドロフラン、メチルエチルケトン等が挙げ
られる。

【００２３】なお、熱または溶剤をかけて表面の気泡を
溶融して閉鎖状態にするのに必要な時間や温度は、特に
限定されないが、時間や温度をかけすぎると、連続気
泡発泡体内部の気泡まで閉鎖される、厚み方向内部の
樹脂が溶融、溶解して、施工後の発泡体の膨張が悪くな
るので、発泡体の種類により、熱または溶剤をかける条
件（温度や時間）を予め実験で求めておくことが好まし
い。

【００２４】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態は、図１に示
すように、この樹脂製発泡体１は、低密度ポリエチレン
によって形成されていて、内部に連続気泡１１を有して
いるとともに、連続気泡１１が低密度ポリエチレンの弾
性限界範囲内で圧縮された状態になっている。しかも、
連続気泡１１が樹脂製発泡体１の表面側部分で溶融され
閉鎖状態になっている。

【００２５】すなわち、内部の連続気泡１１がセル膜
（表面樹脂層）１２によって外部から隔絶されたように
なっている。

【００２６】そして、この樹脂製発泡体１は、以下の膨
張原理によって経時的に膨張し圧縮前の状態まで回復す
るようになっている。すなわち、この樹脂製発泡体１に
は、圧縮により発生する圧縮応力（内力）と大気圧（外
力）がかかっていて、内力と外力とが釣り合った状態と
なっている。ここで、連続気泡１１を外部と隔絶するセ
ル膜１２を通して空気が樹脂製発泡体１内に入ってくる
と、樹脂製発泡体１内の圧力が上昇するため内力＞外力
となり、樹脂製発泡体１が膨張する。樹脂製発泡体１の
膨張にしたがって樹脂製発泡体１内の圧力は下降し、内
力と外力とが釣り合った状態で平衡状態になる。さら
に、セル膜１２を通して樹脂製発泡体１内に空気が入る
と同様に樹脂製発泡体１が膨張するといった具合に、樹
脂製発泡体は空気の透過−膨張を繰り返し元の状態まで
回復する。

【００２７】この樹脂製発泡体１は、以上のように、当
初圧縮状態にされ徐々にその厚みが元の状態に回復する
ようになっているので、圧縮状態の時に挿入すれば、狭
い間隙にも簡単に挿入できる。そして、厚みが元の状態
に回復すれば、間隙に密に充填され、離脱することがな
い。しかも、連続気泡１１が表面部分で閉鎖されている
ので、シール性、断熱性、防音性にも優れている。

【００２８】なお、上述したように、樹脂製発泡体１の
膨張は空気のセル膜１２を通しての樹脂製発泡体１内へ
の透過と、圧縮によって発生する樹脂製発泡体の圧縮応
力と大気圧との釣合いによって起こっている現象であ
る。

【００２９】したがって、樹脂製発泡体の圧縮強度（樹
脂特性、発泡倍率）、ガス透過度（樹脂の種類、表面の
閉鎖されたセル膜厚）により膨張をコントロールでき
る。ただし、膨張は、樹脂製発泡体１の圧縮変形により
発生する応力により行われるが、膨張途中、樹脂製発泡
体１を形成する樹脂の応力緩和により圧縮変形により発
生する応力が緩和される。その結果として、応力が緩和
しただけ膨張率が悪くなる。したがって、表面のセル封
鎖状態をコントロールして膨張を遅くしたい場合や応力
緩和の大きい樹脂を用いる場合等は応力緩和により膨張
率の低下物を考慮するか応力緩和の小さい樹脂を選定す
る等の検討を行って本発明の樹脂製発泡体の設計をしな
ければならない。

【００３０】

【実施例】以下に、本発明を、その実施例を参照しつつ
詳しく説明する。（実施例１）低密度ポリエチレン（住友化学社製G201、Tm＝107 ℃、ガス透過係数＝1.3 ×10^-10cm³（STP)cm^-1・S ^-1・cmHg^-1）１００重量部アゾジカルボンアミド１５重量部ジクミルパーオキサイド (日本油脂社製パークミルＤ) ０．６重量部を配合した樹脂組成物をφ５０mm１軸押出機（Ｌ／Ｄ＝
３０）で溶融混練し、１２０℃に設定された厚み５mm×
幅２００mmの賦形金型から１０kg／h の押出量で連続的
に押し出した。なお、この時、押出機のシリンダー温度
は、ホッパーから押出機先端に向かって１０５℃、１１
５℃、１２０℃に設定した。

【００３１】そして、賦形金型から押し出されたシート
状成形物を賦形金型の直後に設けた熱風乾燥炉の前半部
で温度１７０℃で加熱して架橋させ、熱風加熱炉の後半
部で温度２５０℃で加熱して発泡させ、以下の構成の発
泡体を得た。発泡体形状；厚さ１５mm×縦横４００mm 発泡倍率；３１cc/g 連続気泡率；７％

【００３２】得られた発泡体を厚み方向に連続気泡率が
９５％になるようにφ３００μｍの針で穴開けし連続気
泡発泡体を得た。そして、図２に示すように、この連続
気泡発泡体２１を３００mm×３００mm×１５mmの大きさ
に切取り、３mmの厚みのスペーサ２２を介在させて２枚
の多孔質板２３，２３で挟むとともに、プレス機２４で
上下方向から１５０℃の熱を加えつつ１００kg／cm²の
圧力で４０秒間プレスして厚さ３mm、縦横はともに３０
０mmの樹脂製発泡体を得た。

【００３３】（実施例２）実施例１の針で穴開けした連
続気泡発泡体２１を５０cm／分の速度で連続的に図３に
示す装置５に通し、樹脂製発泡体６を連続的に得た。す
なわち、この装置５は、タンク５１と、入口側偏向ロー
ル５２と、厚み方向の圧縮ロール５３，５３と、幅方向
の圧縮ロール５４，５４と、出口側偏向ロール５５と、
水洗シャワー５６とを備え、圧縮ロール５３，５３，５
４，５４のロール径が２００mmで、圧縮ロール５３と圧
縮ロール５３とのクリアランスが５mmで、圧縮ロール５
４と圧縮ロール５４とのクリアランスが４００mmである
とともに、タンク５１に１５０℃のキシレン５７が入れ
られている。

【００３４】そして、タンク５１内に送られた連続気泡
発泡体２１が圧縮ロール５３，５３および圧縮ロール５
４，５４によって圧縮されるとともに、連続気泡発泡体
２１の表面部分がキシレンによって溶融され、樹脂製発
泡体６が得られるようになっている。なお、キシレン５
７への浸漬は、圧縮ロール５３，５３の前１０cm〜圧縮
ロール５４，５４後５cmの間で行った。また、得られた
樹脂製発泡体６は厚みが５mm、幅が４００mmであった。

【００３５】（実施例３）低密度ポリエチレン（住友化学社製G801、Tm＝105 ℃、ガス透過係数＝1.3 ×10^-10cm³（STP)cm^-1・S ^-1・cmHg^-1）１００重量部アゾジカルボンアミド１３重量部 α・α´−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ−ｍ−イソプロピル）ベンゼン２重量部尿素２重量部酸化亜鉛 (発泡助剤) １重量部オレフィン変性シリコーン油（信越化学社製 KF412) １重量部上記配合の組成物を表面温度１１０℃のミキシングロー
ルで５分間溶融混練後、１１０℃×１５０kg／cm²で５
分間プレスし、厚さ１mmのシートを得た。

【００３６】このシートを、テフロンシート上に置き、
１９０℃のオーブンで５分間加熱し、発泡させ、連続気
泡発泡体を得た。得られた連続発泡体は、発泡倍率が２
５cc/g、連続気泡率９６％、厚さ１５mmであった。この
連続気泡発泡体を４００mm×４００mmの正方形のシート
状に切断し、図４（ａ）に示すプレス成形装置７を用い
て図４（ｂ）に示す樹脂製発泡体８を以下のようにして
得た。

【００３７】すなわち、プレス成形装置７は、ブレス機
７１と、多孔質体からなる上型７２および下型７３とを
備え、上下型７２，７３にそれぞれ３５０mm×３５０mm
×２．５mmの窪み７５，７５が設けられている。そし
て、下型７３の上面に１mmの厚みのスペーサ７４を介在
させた状態で連続気泡発泡体８´を上下型７２，７３に
よって挟み込み、プレス機７１によって１５０℃に加熱
しながら、１００kg／cm²の圧力で１分間加熱圧縮し
た。

【００３８】このようにして得られた樹脂製発泡体８
は、厚みが６mmで、縦横が３５０mmであった。

【００３９】（比較例１）実施例１で作製した針で穴を
開けた発泡体にクロロパラフィンを３０％含浸処理し、
１／３に圧縮した。上記実施例１〜実施例３で得た樹脂
製発泡体の内部の連続気泡率および吸水率を測定し、そ
の結果を表１に示した。

【００４０】なお、連続気泡率は、各樹脂製発泡体の表
面を５００μｍの厚みで削りとったのち、東京サイエン
ス社製の空気比較式比重計１０００型を用い、１〜１／
２〜１気圧法で独立気泡率を求め、連続気泡率＝１００
％−独立気泡率の式を用いて算出した。また、吸水率
は、水に４時間浸漬したのちの重量変化率を求めた。

【００４１】

【表１】

【００４２】つぎに、実施例１〜実施例３および比較例
１で得られた樹脂製発泡体の３０日後の厚み、断熱性、
シール性、施工性について調べその結果を各樹脂製発泡
体の初期の厚みと合わせて表２に示した。なお、断熱性
は、３０日後の０℃における発泡体の熱伝導率（kcal/m
・℃・hr）を測定し、シール性は、図５に示す幅１０m
m、厚み８mmのスペーサ８１を介して縦１５０mm×横２
００mmの透明なアクリル樹脂板８２とエンボス鋼板８３
との間に設けられた隙間に各樹脂製発泡体８４をＵ字状
にして配置し３０日間放置したのち、Ｕ字形の内部で高
さ５５mmの位置まで水８５を注入し、２４時間垂直状態
で保持して漏水の有無を観察した。また、施工性は、樹
脂製発泡体８４をアクリル樹脂板８２に貼りつけ挟み込
む時の状態を評価した。

【００４３】

【表２】

【００４４】この表２から本発明にかかる樹脂製発泡体
が、シール性および施工性に優れていることがよくわか
る。なお、比較例１の発泡体は、樹脂製発泡体８４をア
クリル樹脂板８２に貼りつけ挟み込む際にクロロパラフ
ィンが漏れ出た。

【００４５】本発明にかかる樹脂製発泡体は、上記の実
施例に限定されない。たとえば、製造方法は、図６〜図
９に示すいずれかの方法を用いるようにしても構わな
い。すなわち、図６に示す方法は、連続気泡発泡体９１
を一方から他方方向に連続的に送るとともに、多孔質体
あるいは金属て形成された熱ロール９２，９２によって
連続気泡発泡体９１の表面を加熱溶融しつつ幅方向に圧
縮したのち、熱ロール９３，９３によって連続気泡発泡
体９１の表面を加熱溶融しつつ上下方向から圧縮して所
望の厚みの樹脂製発泡体９４を連続的に得るようになっ
ている。

【００４６】また、図７に示す方法は、熱ロール９２，
９２と熱ロール９３，９３との前後位置を図６に示す方
法とは逆にしただけである。一方、図８に示す方法は、
亜鈴状の熱ロール９５，９５を上下に配置し、この熱ロ
ール９５，９５の間に連続的に連続気泡発泡体９１を送
り込み、樹脂製発泡体９６を得るようにしている。この
ようにすれば、１対の熱ロール９５，９５のみで連続気
泡発泡体９１の上下面のみでなく両側面も圧縮しつつ溶
融できる。

【００４７】他方、図９に示す方法は、上下方向からの
み連続気泡発泡体９７を熱ロール９８，９８で圧縮しつ
つ加熱溶融している。この方法は、上下方向のみに連続
気泡が開放した連続気泡発泡体９７から樹脂製発泡体９
９を得る場合に用いることができる。

【００４８】

【発明の効果】本発明にかかる樹脂製発泡体は、以上の
ように施工時には収縮しているので、狭い隙間にでも容
易に施工でき施工性に優れ、施工後空気を気泡内に取り
込み膨張するので、隙間に密に充填されるようになる。
したがって、気密性、断熱性、シール性に優れ、パイプ
用断熱材、建材用断熱材、包装用緩衝材、車輛等の内装
用緩衝材、建物用シール材、目地材等の多方面に有効に
適用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる樹脂製発泡体の１つの実施の形
態をあらわす断面図である。

【図２】実施例１の樹脂製発泡体の製造するのに用いた
装置の概略を説明する断面図である。

【図３】実施例２の樹脂製発泡体の製造するのに用いた
装置の概略図である。

【図４】実施例３の樹脂製発泡体の製造方法を説明する
図であって、同図（ａ）は装置の概略図、同図（ｂ）は
得られる樹脂製発泡体の斜視図である。

【図５】シール性を測定方法を説明する説明図である。

【図６】本発明の樹脂製発泡体の製造方法の別例を説明
する斜視図である。

【図７】本発明の樹脂製発泡体の製造方法の別例を説明
する斜視図である。

【図８】本発明の樹脂製発泡体の製造方法の別例を説明
する斜視図である。

【図９】本発明の樹脂製発泡体の製造方法の別例を説明
する斜視図である。

【符号の説明】

６樹脂製発泡体８樹脂製発泡体１１連続気泡１２セル膜（表面側の部分）８４樹脂製発泡体９４樹脂製発泡体９６樹脂製発泡体９９樹脂製発泡体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内部に連続気泡を有し、この連続気泡が表
面側の部分で溶融閉鎖状態にされているとともに、樹脂
の弾性変形領域内の圧縮状態に圧縮されていることを特
徴とする樹脂製発泡体。