JPH0994840A

JPH0994840A - 発泡体の製造方法

Info

Publication number: JPH0994840A
Application number: JP7253526A
Authority: JP
Inventors: Kenji Miyazaki; 健次宮崎; Michiaki Sasayama; 道章笹山; Hidefumi Nagara; 英史長良
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 1995-09-29
Filing date: 1995-09-29
Publication date: 1997-04-08

Abstract

(57)【要約】【課題】発泡後に延伸することなく、厚み等が均一で
かつ表面にシワのない発泡体を製造する。【解決手段】アゾジカルボンアミドなどの熱分解型発
泡剤をポリエチレン及びポリプロピレンなどの熱可塑性
樹脂に含浸させて得られる発泡性樹脂組成物を、Ｔダイ
などからシート状に押出成形する際、冷却ロールで押出
速度より速い速度で引き取ることにより、延伸しながら
成形することを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱可塑性樹脂発泡
体の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】熱可塑性樹脂発泡体は、軽量であり、断
熱性、柔軟性、浮揚性において優れているため、屋上断
熱材、もしくは床用断熱材等の各種断熱材、緩衝材、浮
揚材等に幅広く用いられている。

【０００３】このような熱可塑性樹脂発泡体を製造する
方法としては、例えば特公昭４８−９９５５号公報に、
エチレン系樹脂発泡シートを製造する方法が開示されて
いる。該公報に記載された製造方法によれば、発泡した
シート状成形体を、幅方向及び長手方向に、発泡による
膨張に相当する割合だけそれぞれ延伸し、この延伸によ
って、発泡後のシート状成形体の厚みを均一にし、発泡
によって生じる波状のシワを除去している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】幅方向の延伸は、発泡
シートの両端を空気の吸引力を利用したガイダーでつか
み、幅方向に引っ張ることにより行っている。しかしな
がら、連続で生産していると、発泡シートがガイダーか
ら外れることがあり、連続的な生産を安定して行うとい
う観点からは問題があった。

【０００５】また長手方向の延伸は、発泡性シートの送
り出し速度に対して、発泡したシートの引き取り速度を
速くすることにより行うことができる。しかしながら、
この引き取り速度が適正な範囲で制御されないと、発泡
シートの厚み等にばらつきが生じ、安定な品質のものを
得ることができないという問題があった。

【０００６】本発明の目的は、上述のような問題点を解
消し、発泡後、発泡したシートを延伸しなくとも、厚み
が均一で、かつ表面にシワ等が生じない発泡体を製造す
る方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の製造方法は、熱
分解型発泡剤を熱可塑性樹脂に含有させた樹脂組成物を
押出成形で延伸しながらシート状に成形した後、該シー
トを熱分解型発泡剤の分解温度以上に加熱して発泡させ
ることを特徴としている。

【０００８】本発明に従い、押出成形時に発泡性シート
を延伸することにより、発泡後幅方向及び長手方向に延
伸せずとも、シワのない、かつ厚みの均一な発泡シート
を得ることができる。

【０００９】本発明に従う具体的な局面においては、熱
分解型発泡剤を熱可塑性樹脂に含有させた樹脂組成物を
押出成形で延伸しながらシート状に成形した後、該シー
トを延伸することなく、熱分解型発泡剤の分解温度以上
に加熱して発泡させ、続いて冷却することにより発泡体
を製造する。より具体的には、押出成形でシートを延伸
した後、熱分解型発泡剤の分解温度以上に加熱した加熱
ゾーンにシートを送り出し加熱発泡させ、加熱ゾーンへ
の送り出し速度と同じ速度で冷却ゾーンに搬送し、熱可
塑性樹脂を固化させる。

【００１０】本発明によれば、発泡性のシートを押出成
形で成形する際、延伸しながらシート状に成形する。延
伸しながら成形することにより、シートを発泡させた
際、樹脂シートがアニールの効果によって収縮する。こ
のような樹脂シートの収縮分が、発泡時の膨張分と相殺
し、結果として発泡後に延伸せずとも、シワのない、厚
み等が均一な発泡シートを得ることができる。

【００１１】本発明によれば、発泡後の延伸が不要にな
るので、製造工程を簡略化することができ、連続生産に
おいては、厚み精度、幅方向寸法精度等を向上させるこ
とができる。また、収縮性のない表面材を、発泡と同時
に積層することが可能になる。

【００１２】本発明における押出成形時の延伸倍率は、
発泡倍率をＴとすると、経験的には、０．３５Ｔ^1/3〜
６Ｔ^1/3の範囲内であることが好ましい。ここで、延伸
倍率とは、例えば押出機のＴダイのリップの断面積を、
延伸して得られた発泡性シートの断面積で除した数値で
ある。Ｔダイから押し出された時のシートの幅と延伸後
のシートの幅が同じであるとすると、シート厚みが延伸
後、延伸前の２分の１となるように延伸すれば、それは
延伸倍率が２倍ということである。

【００１３】種々の発泡体が、強度、断熱性、クッショ
ン性等の点で好ましい特性を示し広範な用途が期待でき
る発泡倍率、具体的には、発泡倍率が５倍〜３０倍の範
囲内の場合、延伸倍率は１．１倍〜１０倍の範囲である
ことが好ましい。さらに好ましくは、１．５倍〜４．０
倍の範囲である。

【００１４】延伸倍率が低すぎると、発泡時のアニール
による収縮量が不十分となり、発泡の膨張分を打ち消す
ことができず、得られた発泡体はシワの入ったものとな
る傾向にある。また延伸倍率が大きすぎると、アニール
により収縮して得られた発泡体の厚みにばらつきを生じ
やすくなる。

【００１５】本発明における発泡性シートの延伸は、例
えば、押出機のＴダイから押し出される樹脂の速度より
速い速度で発泡性シートを引き取ることにより行うこと
ができる。具体的には、押出機のＴダイから押し出され
た樹脂シートすなわち発泡性シートを、循環水で一定温
度に制御された金属ロールからなる引き取り機で引き取
ることにより行われ、延伸倍率は、引き取りロールの回
転速度を調節することにより自由に変化させることがで
きる。

【００１６】延伸する際の樹脂温度は、溶融温度以下、
ガラス転移温度以上であることが好ましい。溶融温度よ
り高い温度であると、延伸しても樹脂が溶融しているた
め、すぐに延伸が緩和されてしまい、本発明の目的を十
分に達成することができない。またガラス転移温度より
低い温度であると、樹脂が固くなりすぎて、延伸しても
樹脂が延伸方向に配向せず、同様に本発明の目的を十分
に達成することができない。

【００１７】また、本発明においては、延伸後の樹脂シ
ートは急冷することが好ましい。急冷することにより、
延伸で発生した樹脂の押出方向への配向を高い割合で保
持することができるからである。

【００１８】本発明において用いられる熱可塑性樹脂
は、特に限定されるものではなく、例えば、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン（ポリプロピレンには、ホモポリプ
ロピレン、ブロックポリプロピレン、ランダムポリプロ
ピレンが含まれる）、エチレン−プロピレン共重合体、
エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリスチレン等が挙げ
られる。また、これらの樹脂のうち、任意の２種類以上
を混合して用いてもよい。

【００１９】熱可塑性樹脂のメルトインデックス（Ｍ
Ｉ）は、大きすぎても小さすぎても発泡安定性が低くな
るので、０．１〜２０ｇ／１０分の範囲であることが好
ましく、０．５〜１０ｇ／１０分の範囲がより好まし
い。なお、本明細書においてメルトインデックスとは、
ＪＩＳ−Ｋ−７２１０に従って測定される値である。

【００２０】本発明において用いられる熱可塑性樹脂
は、発泡安定性の観点から架橋されていることが好まし
い。架橋の方法は特に限定されるものではなく、例えば
電子線などの電離性放射線を照射する電子線架橋法、有
機過酸化物を用いた化学架橋法、あるいはシラン変性樹
脂を用いたシラン架橋法などが挙げられる。

【００２１】架橋後の発泡性シートのゲル分率は２％〜
３０％の範囲であることが好ましい。この範囲よりも低
いと発泡安定性が低く、またこの範囲よりも高いと架橋
後の粘度が高くなりすぎて発泡が不十分になる。ここ
で、ゲル分率とは、発泡性シートを１２０℃の熱キシレ
ン中に２４時間浸漬した後の残渣重量の、キシレン浸漬
前の発泡性シートの重量に対する重量百分率をいう。

【００２２】本発明で用いられる熱分解型発泡剤として
は、発泡体の製造に一般的に用いられるものを使用する
ことができ、発泡性シートの溶融温度以上、（エンドレ
スベルトを用いて発泡性シートを搬送する場合には）エ
ンドレスベルトの溶融温度以下の分解温度を有するもの
であればよい。このような熱分解型発泡剤として、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，ｐ´−オキシビスベンゼン
スルホニルヒドラジド、アゾジカルボン酸バリウム、ｐ
−トルエンスルホニルセミカルバジドなどを用いること
ができ、分解ピーク温度が鋭敏であることから、アゾジ
カルボンアミドを用いることが好ましい。

【００２３】熱分解型発泡剤の添加量は、目標とする発
泡倍率によって決定される。例えば、アゾジカルボンア
ミドを用いると、１ｇ当たり２３９ｃｃのガスが発生す
るとされているが、実際に発泡させると、ガス抜け等が
生じるので、理論通りの発泡倍率とはならない。しかし
ながら、熱分解型発泡剤の添加量に応じて、およその発
泡倍率を設定することができる。

【００２４】熱分解型発泡剤を熱可塑性樹脂に含有させ
た樹脂組成物を製造するには、一般的な方法で熱可塑性
樹脂に熱分解型発泡剤を溶融混練する。具体的には、例
えば、２軸の混練押出機を用いることにより、溶融混練
することができ、このような混練押出機を用いることに
より混練度を高め、発泡安定性を高めることができる。

【００２５】溶融混練した樹脂組成物は、押出成形で延
伸しながらシート状に成形する。電子線架橋、またはシ
ラン架橋させる場合には、この段階で発泡性シートに架
橋方法に応じて処理を施す。

【００２６】すなわち、電子線架橋させる場合には、発
泡性シートに、β線、γ線、ニュートロン、電子線等の
電離性放射線を照射すればよい。電子線の照射量は、
０．５Ｍｒａｄ〜２０Ｍｒａｄの範囲が好ましい。これ
より多くなると、架橋度が高くなりすぎ、得られる発泡
体の発泡倍率が低下する傾向にある。また照射量がこれ
よりも低くなると、熱安定性が低下し、発泡セルが破泡
し、均一な発泡セルを得ることが困難になる。

【００２７】シラン架橋の場合には、シラン変成熱可塑
性樹脂を、溶融混練の際、熱可塑性樹脂に添加してお
き、発泡性シートを水処理することにより行うことがで
きる。延伸しながらシート状に成形した後、発泡性シー
トを熱分解型発泡剤の分解温度以上の温度まで加熱し、
発泡させる。続いて、熱可塑性樹脂の軟化温度以下まで
冷却して発泡体を固化させ発泡体を得る。

【００２８】加熱、冷却の方法は特に限定されるもので
はない。例えば、加熱の方法として、内部が一定温度に
保たれた加熱炉内に発泡性シートを通したり、熱風を当
てることにより加熱したり、対向した２本の加熱ローラ
ー間を通過させることにより行うことができる。

【００２９】冷却の方法としては、発泡シートに冷風を
吹きつける方法、冷水で樹脂の溶融温度以下の温度に調
整された上下２枚の冷却板間に発泡体を触れさせながら
通過させる方法、及び対向した２本の冷却ローラー間を
通過させる方法などが挙げられる。

【００３０】発泡性シートの発泡は、自由発泡させても
よいが、上下２枚のベルト間で軽く挟んだ状態で加熱発
泡させることが好ましい。上下２枚のベルト間で発泡さ
せることにより、発泡時のシートの面方向の膨張をさら
に低く抑えることが可能になる。

【００３１】ベルトの材質としては、樹脂が溶融すると
密着可能であるが、冷却すると密着しないものが用いら
れる。従って、エンドレスベルトは、熱可塑性樹脂より
高い溶融温度を有している材料から形成され、具体的に
は発泡後の剥離性の観点から、ポリテトラフルオロエチ
レンを主成分とするベルトを用いることが好ましい。さ
らに好ましくは、無機繊維を織ってなる布にポリテトラ
フルオロエチレンを含浸塗布し、高温で焼成してベルト
加工したものが用いられる。具体的には、商品名「チュ
ーコーフローＧタイプベルト」（中興化成工業社製）が
挙げられる。

【００３２】本発明に従い、発泡性シートを押出成形で
成形する際、延伸しておくことにより、加熱発泡時、発
泡性シートがアニールの効果により、延伸した方向に収
縮する。延伸方向、すなわち長手方向に収縮すること
で、発泡時の膨張分を打ち消すことができ、発泡後にお
いて長手方向に延伸する必要がなくなる。従って、発泡
後延伸することなく、厚みが均一で、かつシワのない発
泡シートを得ることがのできる。なお、本発明は、発泡
後の延伸を妨げるものではなく、必要に応じて発泡後に
延伸してもよい。

【００３３】

【実施例】以下、本発明の非限定的な実施例を説明する
ことにより、本発明を明らかにする。

【００３４】実施例１以下に示す割合で、熱可塑性樹脂（高密度ポリエチレン
及びポリプロピレン）、シラン変成熱可塑性樹脂、シラ
ン架橋触媒及び熱分解型発泡剤を混合し、２軸混練押出
機で溶融混練し、幅５１０ｍｍ、リップ開度１ｍｍのＴ
ダイからシート状に押し出し、冷却ロールで引き取るこ
とにより延伸された発泡性の樹脂シートを得た。

【００３５】高密度ポリエチレン（１）：２５ｋｇ高密度ポリエチレン（２）：２５ｋｇポリプロピレン：２９ｋｇシラン変成ＰＰ：２１ｋｇシラン架橋触媒：１ｋｇ熱分解型発泡剤：２．５ｋｇ

【００３６】以上の具体的配合成分としては、以下のも
のを用いた。・高密度ポリエチレン（１）：商品名「ＨＹ３４０」
（三菱化学社製）、密度＝０．９５２ｇ／ｃｍ³、ＭＩ
＝１．５・高密度ポリエチレン（２）：商品名「ＨＪ３８１Ｐ」
（三菱化学社製）、密度＝０．９５１ｇ／ｃｍ³、ＭＩ
＝９．０・ポリプロピレン：商品名「ＭＡ３」（三菱化学社
製）、密度＝０．９０ｇ／ｃｍ³、ＭＩ＝１１・シラン変成ＰＰ：商品名「ＸＰＭ８００ＨＭ」（三菱
化学社製）、ＭＩ＝１１・シラン架橋触媒：商品名「ＰＺ−１０Ｓ」（三菱化学
社製）・熱分解型発泡剤：アゾジカルボンアミド（商品名「Ｓ
Ｏ−２０」大塚化学社製）、分解温度２０１度

【００３７】以上のようにして得られた発泡性樹脂組成
物からなるシートを、９９度の熱湯に２時間浸漬し架橋
させた。架橋後の発泡性シートを上下２枚のポリテトラ
フルオロエチレンを主成分とするシート（商品名「チュ
ーコーフローＧタイプベルト」、中興化成工業社製）の
間に挟み、２３０度まで加熱し発泡させた。発泡後、冷
却し発泡シートを固化させ、発泡シートをベルトから剥
離させて発泡体を得た。

【００３８】なお、この配合において、実質的な発泡倍
率は約５倍である。得られた発泡体の最大厚み及び最小
厚みを測定し、シワの有無を判定した。また厚み精度
は、目標とする厚み、すなわち「狙い厚み」に対する上
限及び下限の幅を示すものである。表１に発泡性シート
の幅、厚み、及び延伸倍率とともに、これらの測定結果
を示す。

【００３９】実施例２〜５発泡性シートを押出成形で作製する際、引き取りロール
の回転速度を変化させ、表１に示す延伸倍率としたこと
以外は、上記実施例１と同様にして発泡性シートを作製
し、発泡させて発泡体を得た。最大厚み、最小厚み、厚
み精度、及びシワの有無を表１に示す。

【００４０】比較例１発泡性シートを押出成形で作製する際、引き取りロール
の回転速度とＴダイから押し出される樹脂シートのスピ
ードを合わせ、延伸させないこと以外は、上記実施例１
と同様にして発泡性シートを作製し、発泡させて発泡体
を得た。最大厚み、最小厚み、厚み精度、及びシワの有
無を表１に示す。

【００４１】

【表１】

【００４２】実施例６〜９樹脂組成物の配合割合を以下の割合とする以外は、上記
実施例と同様にして発泡性シートを作製し、発泡させて
発泡体を得た。

【００４３】高密度ポリエチレン（１）：２５ｋｇ高密度ポリエチレン（２）：２５ｋｇポリプロピレン：２９ｋｇシラン変成ＰＰ：２１ｋｇシラン架橋触媒：１ｋｇ熱分解型発泡剤：１０ｋｇなお、この配合において、実質的な発泡倍率は約２０倍
である。得られた発泡体についての最大厚み、最小厚
み、厚み精度、及びシワの有無を表２に示した。

【００４４】比較例２上記実施例６〜９の配合割合の樹脂組成物を用い、発泡
性シートを押出成形で作製する際、引き取りロールの回
転速度とＴダイから押し出される樹脂シートのスピード
を合わせ延伸させないこと以外は、上記実施例６〜９と
同様にして発泡性シートを作製し、発泡させて発泡体を
得た。得られた発泡体について、最大厚み、最小厚み、
厚み精度、及びシワの有無を表２に示す。

【００４５】

【表２】

【００４６】上記の表１及び表２の結果から明らかなよ
うに、本発明に従い、押出成形の際に延伸させてシート
状に成形させることにより、厚み精度に優れ、かつシワ
のない発泡体が得られる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】熱分解型発泡剤を熱可塑性樹脂に含有さ
せた樹脂組成物を押出成形で延伸しながらシート状に成
形した後、該シートを熱分解型発泡剤の分解温度以上に
加熱して発泡させることを特徴とする発泡体の製造方
法。