JPH10279724A - ポリオレフィン系樹脂連続気泡発泡体の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】単一工程で微細な気泡を有するポリオレフィン
系樹脂連続気泡発泡体を得ること。 【解決手段】ポリオレフィン系樹脂０〜５０重量部に対
し、エチレン−メタクリル酸共重合体（アイオノマー樹
脂）１００〜５０重量部及び核形成剤、収縮防止剤等か
らなるポリオレフィン系樹脂組生物を加熱して軟化、ま
たは溶融させた後、揮発性発泡剤を供給混合して得られ
る組成物を低圧域に開放する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ポリオレフィン系
樹脂の連続気泡発泡体の製造法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ポリオレフィン系樹脂発泡体は、柔軟
性、機械的強度、風合い、焼却時の耐環境性等に優れて
おり、パイプ等の断熱材、緩衝材等の用途に広く利用さ
れている。中でも、フロン系発泡剤を用いたポリエチレ
ン樹脂発泡体は、水道水、温水、エアコン等の冷媒用パ
イプ等の断熱材として広範囲で用いられている。しか
し、発泡剤であるフロンは、オゾン破壊等の環境問題か
ら、全廃規制が進行している。このため、オゾン破壊係
数の少ないフロンや窒素、炭酸ガス、空気等の発泡剤に
よる検討が最近特に、盛んに行われているが、これらの
発泡剤とポリエチレン等のポリオレフィン系樹脂との相
溶性が不十分なため、高発泡倍率の発泡体が得られない
といった問題がある。また、ポリオレフィン系樹脂発泡
体は、断熱材、緩衝材等として多量使用されているが、
それらは殆ど独立気泡系発砲体が主流であり、吸水性、
通気性等を必要とする用途には使用されていない。従
来、ポリオレフィン系樹脂連続気泡発泡体の製造法とし
ては、一旦独立気泡の発泡体を製造し、これを加熱膨張
或いは加熱圧縮等によって、気泡膜を破壊する方法が知
られている。このように連泡化と発泡化とを別工程で行
うのでなく、単一工程でポリオレフィン系樹脂連続発泡
体を製造することも検討されているが十分な特性を有す
る連続気泡型エチレン系樹脂発泡体は得られていない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる状況に
鑑みなされたもので、特定のポリオレフィン系樹脂組成
物を用いることにより単一工程で気泡微細なポリオレフ
ィン系樹脂連続気泡発泡体を得ることを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、ポリ
オレフィン系樹脂０〜５０重量部に対し、エチレン−メ
タクリル酸共重合体（アイオノマー樹脂）１００〜５０
重量部及び核形成剤、収縮防止剤等からなるポリオレフ
ィン系樹脂組生物を加熱して軟化、または溶融させた
後、揮発性発泡剤を供給混合して得られる該組成物を低
圧域に開放することにより、発泡させることからなるポ
リオレフィン系樹脂連続気泡発泡体の製造法に関する。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明に用いられるポリオレフィ
ン系樹脂とは、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレ
ン、高密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、エ
チレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−プロピレン共
重合体、エチレン−アクリル酸エチル共重合体、及びこ
れら混合物をいう。前記ポリオレフィン系樹脂の中で、
エチレン−メタクリル酸共重合体（アイオノマー樹脂）
との相溶性から低密度ポリエチレン、綿状低密度ポリエ
チレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体等の比較的融点
の低いものが好ましく用いられ、特に融点が８０〜１２
０℃の範囲のもので、ＭＦＲが５〜５０ｇ／１０分のも
のが好ましい。本発明において用いられるエチレン−メ
タクリル酸共重合体（アイオノマー樹脂）とは、エチレ
ン−メタクリル酸共重合体の分子間を金属イオンで架橋
したもので、金属イオンが亜鉛イオンであり、融点が８
０〜１００℃の範囲のもので、ＭＦＲが１〜２０ｇ／１
０分のものが好適である。

【０００６】また、本発明においては、上記エチレン−
メタクリル酸共重合体（アイオノマー樹脂）がポリオレ
フィン系樹脂に対し、配合重量部比率で５０／５０〜１
００／０の方が安定して連続気泡発泡体が得られ易い。
これは、エチレン−メタクリル酸共重合体（アイオノマ
ー樹脂）を多く使用すると押出発泡時の樹脂外表面の表
面張力が、ガス抜けを防ぐに足りる充分な粘度となり、
しかもその押出発泡適正温度範囲が広くなり、且つ、樹
脂の内部は揮発性発泡剤の気化熱によっても結晶化まで
には冷却されず、ポリオレフィン系樹脂より融点が低
く、充分柔らかいエチレン−メタクリル酸共重合体の部
分は、簡単に気泡膜が破壊されて一様に連続気泡化し、
均一で安定した連続気泡発泡体が得られるものである。

【０００７】本発明において、連続気泡発泡体を製造す
るには、従来、公知の発泡方法と同様にすることができ
る。例えば、上記組成物を押出機で混練溶融し、押出機
の途中から揮発性発泡剤を注入し、更に混練溶融し、低
圧領域へ押出発泡する方法である。

【０００８】発泡剤としては、窒素ガス、炭酸ガス等の
気体、ペンタン、ブタン等の炭化水素、ハロゲン化炭化
水素類が挙げられる。特に、その中でも、揮発性発泡剤
で、オゾン破壊係数が０である１，１，１，２−テトラ
フルオロエタン（ＨＦＣ−１３４ａ）が高倍率の発泡体
の製造に適している。

【０００９】発泡剤の添加量としては、ポリオレフィン
系樹脂組成物１００重量部に対して５〜３０重量部の範
囲が好ましく用いられ、特に８〜１５重量部のものが好
ましく、適度な柔軟性、復元性を持った均一で安定した
連続気泡発泡体を得ることができる。

【００１０】押出・発泡においては、上記揮発性発泡剤
の他に発泡剤の気泡調整剤として、無機質フィラーであ
る炭酸カルシウムやタルク等の核形成剤、及び押出・発
泡後の寸法収縮を抑える収縮防止剤、更に発泡品の物性
の阻害にならない限り、他の添加物として酸化防止剤、
帯電防止剤、顔料等を加えることができる。

【００１１】本発明は、ポリオレフィン系樹脂が０〜５
０重量部に対し、エチレン−メタクリル酸共重合体（ア
イオノマー樹脂）が、１００〜５０重量部を混合した樹
脂組成物を用いることにより、ポリオレフィン系樹脂と
エチレン−メタクリル酸共重合体（アイオノマー樹脂）
の融点の差のため、連続気泡化の押出発泡適正温度範囲
が広がり、更に揮発性発泡剤として１，１，１，２−テ
トラフルオロエタン（ＨＦＣ−１３４ａ）を使用して、
均一で安定した連続気泡発泡体を得ることができる。こ
のようにして得られた連続気泡発泡体は、シール材、パ
ッキング材、芯材等に好ましく用いられる。特に、生物
濾過方式合併処理浄化槽の生物濾過槽に充填する坦体と
して用いた場合、小さな六面体で気泡が連通しているた
め、多量の微生物の侵入、付着が容易となり、有機物の
分解と物理的濾過による浮遊物質の除去に優れたものと
なり、工業的メリットが大きい。

【００１２】

【実施例】

実施例１ 密度０．９１５ｇ／cm³ 、融点１０５℃、ＭＩ５０ｇ／
１０分の低密度ポリエチレン５０重量部に対し密度０．
９４ｇ／cm³ 、融点９８℃、ＭＩ５ｇ／１０分のエチレ
ン−メタクリル酸共重合体（アイオノマー樹脂）５０重
量部、タルク０．５重量部、アマイド１．２重量部を混
合して、口径４０mmの押出機に供給し、溶融混練し、押
出機の先端近くに設けた発泡剤注入口から１，１，１，
２−テトラフルオロエタン（ＨＦＣ−１３４ａ）を圧入
し、混練ゲル化してダイスより大気中に押出し、１３×
１０mmの角形状に押出成形した。得られた発泡体は、密
度０．０４０(ｇ／cm³) であり、吸水量０．４０(ｇ／c
m³) の連続気泡発砲体であった。この連続気泡発泡体の
物性を第１表に示す。

【００１３】実施例２ 密度０．９３０ｇ／cm³ 、融点８８℃、ＭＩ１５ｇ／１
０分のエチレン−酢酸ビニル共重合体５０重量部に対
し、密度０．９４ｇ／cm³ 、融点９８℃、ＭＩ５ｇ／１
０分のエチレン−メタクリル酸共重合体（アイオノマー
樹脂）５０重量部タルク０．５重量部、アマイド１．２
重量部を混合して、実施例１と同様にして、１３×１０
mmの角形状に押出成形した。得られた発泡体は、密度
０．０３８(ｇ／cm³) であり、吸水量０．５６(ｇ／c
m³) の連続気泡発砲体であった。この連続気泡発泡体の
物性を第１表に示す。

【００１４】実施例３ 密度０．９３０ｇ／cm³ 、融点８８℃、ＭＩ１５ｇ／１
０分のエチレン−酢酸ビニル共重合体３０重量部に対
し、密度０．９４ｇ／cm³ 、融点９８℃、ＭＩ５ｇ／１
０分のエチレン−メタクリル酸共重合体（アイオノマー
樹脂）７０重量部、タルク０．５重量部、アマイド１．
２重量部を混合して、実施例１と同様にして、１３×１
０mmの角形状に押出成形した。得られた発泡体は、密度
０．０４２(ｇ／cm³) であり、吸水量０．５０(ｇ／c
m³) の連続気泡発砲体であった。この連続気泡発泡体の
物性を第１表に示す。

【００１５】実施例４ 密度０．９１５ｇ／cm³ 、融点１０５℃、ＭＩ５０ｇ／
１０分の低密度ポリエチレン３０重量部に対し、密度
０．９４ｇ／cm³ 、融点９８℃、ＭＩ５ｇ／１０分のエ
チレン−メタクリル酸共重合体（アイオノマー樹脂）７
０重量部、タルク０．５重量部、アマイド１．２重量部
を混合して、実施例１と同様にして、１３×１０mmの角
形状に押出成形した。得られた発泡体は、密度０．０４
３(ｇ／cm³) であり、吸水量０．３６(ｇ／cm³) の連続
気泡発砲体であった。この連続気泡発泡体の物性を第１
表に示す。

【００１６】実施例５ 、ＭＩ５ｇ／１０分のエチレン−メタクリル酸共重合体
（アイオノマー樹脂）１００重量部、タルク０．５重量
部、アマイド１．２重量部を混合して、実施例１と同様
にして、１３×１０mmの角形状に押出成形した。得られ
た発泡体は、密度０．０４４(ｇ／cm³) であり、吸水量
０．４８(ｇ／cm³) の連続気泡発砲体であった。この連
続気泡発泡体の物性を第１表に示す。

【００１７】比較例１ 密度０．９１５ｇ／cm³ 、融点１０５℃、ＭＩ５０ｇ／
１０分の低密度ポリエチレン１００重量部に対し、タル
ク０．５重量部、アマイド１．２重量部を混合して、実
施例１と同様にして、１３×１０mmの角形状に押出成形
した。得られた発泡体は、密度０．０７２(ｇ／cm³) と
大きく、発泡倍率も１３．９倍と低く、圧縮力開放後の
復元性が悪いものであり、２０倍以上の高発泡気泡品が
得られなかった。この連続気泡発泡体の物性を第１表に
示す。

【００１８】比較例２ 密度０．９３０ｇ／cm ³、融点８８℃、ＭＩ１５ｇ／１
０分のエチレン−酢酸ビニル共重合体１００重量部に対
し、タルク０．５重量部、アマイド１．２重量部を混合
して、実施例１と同様にして、１３×１０mmの角形状に
押出成形した。得られた発泡体は、密度０．０５８(ｇ
／cm³) と大きく、発泡倍率も１７．２倍と低く、圧縮
力開放後の復元性が悪いものであり、２０倍以上の高発
泡品が得られなかった。この連続気泡発泡体の物性を第
１表に示す。

【００１９】

【表１】 注記）連続気泡発泡体の最大の特徴である吸水量は、次式により算出した。 Ｗ₀ ：吸水前の重量（ｇ） Ｗ₁ ：吸水後の重量（ｇ）……水中で試料を１分間指先
にて揉む。 Ｖ ：試料の体積 (cm³) 試料の大きさ ５×５×ｔ（cm）

【００２０】

【発明の効果】本発明によれば、ポリオレフィン系樹脂
が０〜５０重量部に対し、エチレン−メタクリル酸共重
合体（アイオノマー樹脂）が１００〜５０重量部で混合
し、さらに核形成剤、収縮防止剤等を混合した樹脂組成
物を低圧域に開放することにより、容易に高倍率で気泡
微細なポリオレフィン系樹脂連続気泡発泡体が得られ
る。この発泡体は、連続気泡の特徴である吸水量が極め
て高く、また、圧縮力開放後の復元性が良く、発泡体内
部への液体等の侵入が容易である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 松生 茨城県下館市大字五所宮1150番地 日化プ ラスチック式会社内 (72)発明者 山中 悦郎 茨城県下館市大字五所宮1150番地 日化プ ラスチック式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ポリオレフィン系樹脂０〜５０重量部に対
   し、エチレン−メタクリル酸共重合体（アイオノマー樹
   脂）１００〜５０重量部及び核形成剤、収縮防止剤等か
   らなるポリオレフィン系樹脂組生物を加熱して軟化、ま
   たは溶融させた後、揮発性発泡剤を供給混合して得られ
   る該組成物を低圧域に開放することを特徴とするポリオ
   レフィン系樹脂連続気泡発泡体の製造法。
2. 【請求項２】揮発性発泡剤が、１，１，１，２−テトラ
   フルオロエタン（ＨＦＣ１３４ａ）であることを特徴と
   する請求項１記載のポリオレフィン系樹脂連続気泡発泡
   体の製造法。