JPH11140218A - 発泡体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 発泡倍率の高精度な制御下に連続気泡構造を
形成できて、クッション性や圧縮性、気密性や水密性等
の目的とする物性を精度よく付与したゴム系発泡体を簡
単な作業で効率よく得ることができる発泡体の製造方法
の開発。 【解決手段】 少なくともゴム系ポリマー、加硫剤、発
泡剤及び水溶性粒子を成分とする混和物の成形体を加熱
して加硫発泡処理した後、水溶性粒子を溶解する溶剤に
て前記で得た加硫発泡体中の水溶性粒子を溶出させ、発
泡セル間に空隙を形成して連続気泡構造の発泡体を得る
ことを特徴とする発泡体の製造方法。 【効果】 発泡セル構造の破壊を伴わずに連続気泡構造
を付与できて加硫発泡処理時の発泡セル構造を良好に温
存でき、また水溶性粒子の配合量で連続気泡化の程度を
高精度に制御できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の技術分野】本発明は、連続気泡構造の発泡体を
気泡構造の制御性よく安定に得ることができるゴム系の
発泡体の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ゴム系発泡体は、その優れたクッション
性や圧縮性等に基づいてクッション材やパッド材、シー
ル材や断熱材などとして家電等の室内用品や自動車等の
屋外用品、住宅等の建築物などの各種の分野で広く使用
されており、その用途に応じ連続気泡構造を制御してク
ッション性や圧縮性等の特性が調節されている。

【０００３】従来、前記した連続気泡構造のゴム系発泡
体の製造方法としては、ゴム系ポリマーや加硫剤や発泡
剤等からなる混和物の成形体を加熱して加硫発泡処理す
る際に発泡セルを破裂させる方法、あるいは前記成形体
を発泡セルの破裂なく加硫発泡処理した後、圧縮処理等
による機械的処理で発泡セルを破壊する方法が知られて
いた。

【０００４】しかしながら、従来のいずれの製造方法に
あっても、発泡セル構造の破壊を伴うことや発泡セルの
破壊程度の制御が困難なことなどより、得られるゴム系
発泡体の発泡倍率をコントロールしにくく、目的とする
クッション性や圧縮性、気密性や水密性等の物性を精度
よく付与することができない問題点があった。

【０００５】

【発明の技術的課題】本発明は、発泡倍率の高精度な制
御下に連続気泡構造を形成できて、クッション性や圧縮
性、気密性や水密性等の目的とする物性を精度よく付与
したゴム系発泡体を簡単な作業で効率よく得ることがで
きる発泡体の製造方法の開発を課題とする。

【０００６】

【課題の解決手段】本発明は、少なくともゴム系ポリマ
ー、加硫剤、発泡剤及び水溶性粒子を成分とする混和物
の成形体を加熱して加硫発泡処理した後、水溶性粒子を
溶解する溶剤にて前記で得た加硫発泡体中の水溶性粒子
を溶出させ、発泡セル間に空隙を形成して連続気泡構造
の発泡体を得ることを特徴とする発泡体の製造方法を提
供するものである。

【０００７】

【発明の効果】本発明によれば、発泡セル構造の破壊を
伴わずに連続気泡構造を付与できて加硫発泡処理時の発
泡セル構造を良好に温存でき、また水溶性粒子の配合量
で連続気泡化の程度を高精度に制御することができる。
その結果、連続気泡構造における発泡倍率を精度よく調
節できて、クッション性や圧縮性、気密性や水密性等の
物性を高精度に制御でき、従来と同様の加硫発泡処理と
溶出処理の簡単な作業で目的とする物性を有するゴム系
発泡体を効率よく得ることができる。

【０００８】

【発明の実施形態】本発明の製造方法は、少なくともゴ
ム系ポリマー、加硫剤、発泡剤及び水溶性粒子を成分と
する混和物の成形体を加熱して加硫発泡処理した後、水
溶性粒子を溶解する溶剤にて前記で得た加硫発泡体中の
水溶性粒子を溶出させ、発泡セル間に空隙を形成して連
続気泡構造の発泡体を得るものである。

【０００９】混和物は、少なくともゴム系ポリマー、加
硫剤、発泡剤及び水溶性粒子を成分とするが、これは水
溶性粒子を配合する点を除き従来に準じた組成物として
調製することができる。従って用いるゴム系ポリマーや
加硫剤や発泡剤等の水溶性粒子以外の配合成分について
は特に限定はなく、使用目的等に応じて従来に準じた適
宜なものを用いうる。またゴム系ポリマーや加硫剤、発
泡剤や水溶性粒子等の各配合成分は、１種又は２種以上
を用いうる。

【００１０】ちなみに前記ゴム系ポリマーの例として
は、エチレン・プロピレン・ジエンゴム（ＥＰＤＭ）な
いしエチレン・プロピレンやブテン−１の如きα−オレ
フィン・ジシクロペンタジエンやエチリデンノルボルネ
ンの如き非共役二重結合を有する環状又は非環状のポリ
エンを成分とするゴム系共重合体やエチレン・プロピレ
ンゴム、エチレン・プロピレンターポリマーやシリコー
ンゴム、フッ素ゴムやアクリルゴム、ポリウレタン系ゴ
ムやポリアミド系ゴム、天然ゴムやポリイソブチレン、
ポリイソプレンやクロロプレンゴム、ブチルゴムやニト
リルブチルゴム、スチレン・ブタジエンゴムやスチレン
・ブタジエン・スチレンゴム、スチレン・イソプレン・
スチレンゴムやスチレン・エチレン・ブタジエンゴム、
スチレン・エチレン・ブチレン・スチレンゴムやスチレ
ン・イソプレン・プロピレン・スチレンゴム、クロロス
ルホン化ポリエチレンなどがあげられる。

【００１１】また加硫剤の例としては、硫黄や硫黄化合
物類、セレンや酸化マグネシウム、一酸化鉛や酸化亜
鉛、有機過酸化物類やポリアミン類、Ｐ−キノンジオキ
シムやＰ，Ｐ'-ジベンゾイルキノンジオキシムの如きオ
キシム類やＰ−ジニトロソベンジンの如きニトロソ化合
物類、アルキルフェノール・ホルムアルデヒド樹脂、メ
ラミン・ホルムアルデヒド縮合物の如き樹脂類や安息香
酸アンモニウムの如きアンモニウム塩類などがあげられ
る。

【００１２】さらに発泡剤の例としては、炭酸アンモニ
ウムや炭酸水素アンモニウム、炭酸水素ナトリウムや亜
硝酸アンモニウム、水素化ホウ素ナトリウムやアジド類
などの無機系発泡剤、トリクロロモノフルオロメタンや
ジクロロモノフルオロメタンの如きフッ化アルカン、ア
ゾビスイソブチロニトリルやアゾジカルボン酸アミド、
バリウムアゾジカルボキシレートの如きアゾ系化合物、
パラトルエンスルホニルヒドラジドやジフェニルスルホ
ン−３，３'−ジスルホニルヒドラジド、４，４'−オキ
シビス（ベンゼンスルホニルヒドラジド）、アリルビス
（スルホニルヒドラジド）の如きヒドラジン系化合物な
どの有機系発泡剤があげられる。

【００１３】さらにρ−トルイレンスルホニルセミカル
バジドや４，４'−オキシビス（ベンゼンスルホニルセ
ミカルバジド）の如きセミカルバジド系化合物、５−モ
ルホリル−１，２，３，４−チアトリアゾールの如きト
リアゾール系化合物、Ｎ，Ｎ'−ジニトロソペンタメチ
レンテトラミンやＮ，Ｎ'−ジメチル−Ｎ，Ｎ'−ジニト
ロソテレフタルアミドの如きＮ−ニトロソ系化合物など
の有機系発泡剤もあげられる。用いる発泡剤は、加熱膨
脹性の物質がマイクロカプセル内に封入された熱膨脹性
微粒子などであってもよい。その熱膨脹性微粒子にはマ
イクロスフェア（商品名、松本油脂社製）などの市販物
もある。

【００１４】水溶性粒子としては、塩や金属塩等の各種
の水溶性塩類やデンプンやポリビニルアルコール、ポリ
アクリル酸やポリアクリルアミド、ポリエチレンオキシ
ドやポリビニルピロリドン、ポリビニルアミドやポリア
ミン等の水溶性ポリマーなどの水に溶解する適宜な粒子
を用いることができる。配合する水溶性粒子の粒径によ
り発泡セル間に形成する空隙の大きさを制御することが
できる。従って水溶性粒子の粒径については、形成目的
の発泡体における発泡セルの大きさなどにより適宜に決
定することができる。

【００１５】一般には加硫発泡処理で形成した発泡体に
おける発泡セル構造を維持する点などより、発泡セルの
平均径よりも粒径が小さい水溶性粒子、就中、粒径が平
均発泡セル径の１／２〜１／１万倍、特に１／５〜１／
１０００倍の水溶性粒子が好ましく用いうる。かかる点
より水溶性粒子の通例の粒径は、５mm以下、就中１μm
〜１mm、特に５〜５００μmである。

【００１６】混和物の調製は、ゴム系ポリマーや加硫
剤、発泡剤や水溶性粒子等の配合成分を、例えばニーダ
やミキシングロール等の混練機を介して混合する方式な
どの適宜な方式で混合することにより行うことができ
る。その際、加硫が進行する程度に温度上昇する混合方
式は好ましくない。

【００１７】前記の調製に際する各成分の配合割合は、
得られる発泡体の使用目的、それに応じた強度や発泡倍
率などに応じて適宜に決定でき、特に限定はない。一般
にはゴム系ポリマー１００重量部あたり、０．１〜３０
重量部、就中０．５〜２０重量部、特に１〜１０重量部
の加硫剤、１〜１５０重量部、就中２〜１００重量部、
特に５〜８０重量部の発泡剤が用いられる。

【００１８】一方、水溶性粒子の配合割合は、連続気泡
構造の形成性や加熱発泡処理による発泡体の形成性など
の点より、ゴム系ポリマー１００重量部あたり１０〜３
００重量部、就中１５〜２００重量部、特に２０〜１０
０重量部が好ましい。

【００１９】なお前記混和物の調製に際しては、粘度や
加硫性の調節、得られる発泡体の強度等の物性の調節な
どを目的に従来に準じた適宜な配合剤を添加することが
できる。ちなみにアルデヒドアンモニア類やアルデヒド
アミン類、グアニジン類やチアゾール類、スルフェンア
ミド類やチューラム類、ジチオカルバミン酸類やキサン
トゲン酸類、チオウレア類などからなる加硫促進剤、さ
らには加硫促進助剤を配合することで加硫処理を促進す
ることができる。

【００２０】また無水フタル酸や安息香酸やサリチル酸
の如き有機酸、Ｎ−ニトロソ−ジフェニルアミンやＮ−
ニトロソ−フェニル−β−ナフチルアミンの如きアミン
類などからなる加硫遅延剤を添加することで加硫を遅ら
せることができ、混和物の加工性ないし成形性の調節な
どに有効である。

【００２１】さらにポリ（メタ）アクリル酸アルキルエ
ステルの如きアクリル系ポリマーやポリ塩化ビニル、ポ
リエチレンやポリプロピレン、エチレン・酢酸ビニル共
重合体やポリ酢酸ビニル、ポリアミドやポリエステル、
塩素化ポリエチレンやウレタン系ポリマー、スチレン系
ポリマーやシリコーン系ポリマー、エポキシ系樹脂など
の適宜な非ゴム系の熱可塑性ポリマーを添加して得られ
る発泡体の強度等の物性を調節することもできる。

【００２２】前記熱可塑性ポリマーは、１種又は２種以
上を用いうるがその配合量は、発泡体のゴム的性質を維
持する点や、伸縮性等による成形型よりの発泡体の回収
性や適用箇所への装着容易性などの点より、ゴム系ポリ
マーの８０重量％以下、就中５０重量％以下、特に３０
重量％以下が好ましい。

【００２３】加えて混和物には、成形性の調節などを目
的に、例えば塩素化パラフィン等のパラフィン類やワッ
クス類、ナフテン類やアロマ類やアスファルト類、アマ
ニ油等の乾性油類や動植物油類、石油系オイル類や各種
の低分量ポリマー類、フタル酸エステル類やリン酸エス
テル類、ステアリン酸やそのエステル類、アルキルスル
ホン酸エステル類や粘着付与剤などからなる軟化剤を添
加することもできる。なおステアリン酸やそのエステル
類は、滑剤などとしても有用で、従って各種の滑剤も配
合しうる成分の例としてあげられる。

【００２４】さらに混和物には、尿素系やサリチル酸系
や安息香酸系等の発泡助剤、タルクや炭酸カルシウム、
クレーや雲母粉、水酸化アルミニウムや水酸化マグネシ
ウム、亜鉛華やベントナイト、カーボンブラックやシリ
カ、アルミナやアルミニウムシリケート、アセチレンブ
ラックやアルミニウム粉の如き充填剤、その他、可塑剤
や老化防止剤、酸化防止剤や顔料、着色剤や防カビ剤な
どの適宜な配合剤を必要に応じて添加することができ
る。なお前記の亜鉛華は安定剤として、カーボンブラッ
クは補強剤などとしても有用で、従って各種の安定剤や
補強剤も配合しうる成分の例としてあげられる。

【００２５】本発明による発泡体の製造は、混和物を成
形して所定の成形体とし、その成形体を加熱して加硫発
泡処理したのち水溶性粒子を溶出処理する方法で行う
が、加硫発泡処理対象の成形体は適宜な方式により任意
な形態に成形したものであってよく、加硫発泡処理対象
の成形体の形態については特に限定はない。

【００２６】従って、混和物を例えばミキシングロール
やカレンダーロールや押出成形等による適宜な方式でシ
ート状に成形したものであってもよいし、所定の型を介
して射出成形やプレス成形等による適宜な方式で凹凸等
を有する所定の形態に成形したものなどであってもよ
い。

【００２７】前記において、凹凸形状を有する発泡体の
形成では、未加硫シートを凹凸を有する型の上に配置し
て加熱し、その型の凹凸に前記未加硫シートを形成する
混和物を流動侵入させて加硫発泡処理する方式なども採
ることができる。かかる方式は、自動車のエンジンブロ
ックの如きヒダ構造を有する複雑で深い凹凸構造を有す
る型の場合にもその凹凸形状を精度よく形成できて、３
倍を超える高発泡倍率の発泡体を形成しうる利点なども
有している。

【００２８】よって成形体の寸法は任意であり、目的と
する発泡体の形態などに応じて適宜に決定することがで
きる。シート等の場合、その厚さは１００mm以下、就中
１μm〜８０mm、特に１０μm〜５０mmが一般的である。

【００２９】得られた成形体の加硫発泡処理は、用いた
加硫剤や発泡剤などによる加硫開始温度や発泡温度など
により従来に準じた適宜な条件で行うことができる。一
般的な加硫発泡温度は、１２０〜４５０℃、就中１５０
〜３５０℃、特に１８０〜３００℃である。かかる加硫
発泡処理で通例、混和物が軟化して発泡剤が膨脹し発泡
構造を形成しつつ加硫が進行して目的の発泡体が形成さ
れる。

【００３０】本発明においては前記において、発泡処理
と加硫処理とを異なる温度条件で行うことができ、適宜
な処理条件を採ることができる。また加硫発泡処理は、
発泡倍率の調節などを目的に加圧下に行うこともでき
る。その加圧条件は、従来に準じることができる。

【００３１】形成する発泡体の発泡倍率は、使用目的な
どに応じて適宜に決定されるが、一般には１．１〜１５
０倍、就中１．５〜１００倍、特に２〜５０倍である。
その発泡倍率は、上記した発泡剤の配合量や加硫発泡の
処理時間や温度などにより制御することができる。

【００３２】加硫発泡処理により得られた発泡体は、独
立発泡構造ないしそれに若干の連続発泡構造が混在した
発泡構造で実質的に連続気泡構造の特性を示さないもの
であるが、本発明にてはその加硫発泡体中の水溶性粒子
をそれを溶解する溶剤にて溶出させることにより発泡セ
ル間に空隙を形成して連続気泡構造の発泡体とし、これ
により連続気泡構造の発泡体を得る。

【００３３】前記において水溶性粒子を溶解する溶剤と
しては、加硫発泡処理したゴム成分等は溶解せず、水溶
性粒子を溶解するもの、就中、水溶性粒子のみを溶解す
る適宜なものを用いうる。一般には水が用いられるが、
アルコール類やアセトン、エチルエーテルやジオキサ
ン、テトラヒドロフランやテトラヒドロピラン、グリコ
ール類やアセトニトリル、アミン類やアミド類の如き水
溶性溶剤も単独で、あるいは水と併用して用いうる。

【００３４】水溶性粒子の溶出処理は、溶剤浴への浸漬
方式、溶剤の噴射方式や滴下方式や噴霧方式などの、発
泡体と溶剤が接触する適宜な方式で行うことができる。
発泡体中の水溶性粒子を溶出させる程度によっても連続
気泡構造のクッション性や気密度などの特性を制御する
ことができる。

【００３５】なお得られた連続気泡構造の発泡体は、そ
のまま各種の用途に用いうるし、切削加工や粉砕物の再
接着加工等の適宜な加工を施して任意な形態等に二次加
工して用いることもできる。また必要に応じ圧縮処理等
の機械的処理を施してクッション性や気密度などの特性
を制御することもできる。

【００３６】

【実施例】実施例１ エチレン・プロピレン・ジエンゴム１００部（重量部、
以下同じ）、塩５０部、硫黄１部、２−メルカプトチア
ゾール１部、ジエチルジチオカルバミン酸亜鉛２部、ア
ゾジカルボン酸アミド８部、尿素系発泡助剤８部、重質
炭酸カルシウム５０部、プロセスオイル２０部、酸化亜
鉛５部及び粉末ステアリン酸３部を加圧ニーダで混練し
て混和物を得、それをミキシングロールでシーティング
して厚さ５mmの未加硫シートを得た。

【００３７】次に前記の未加硫シートを、所定の鉄製型
内に入れ２００℃のオーブン内に１０分間入れてプレス
状態で加硫発泡処理して発泡倍率１０倍、厚さ２０mmの
実質的に独立気泡構造の発泡体を得た後、その発泡体を
水浴に３時間浸漬して塩を溶出させて連続気泡構造の発
泡体を得た。

【００３８】比較例 塩を配合しない混和物を用いたほかは実施例１に準じて
実質的に独立気泡構造の発泡体を得た。従ってこの場
合、水浴への浸漬処理は施していない。

【００３９】評価試験 実施例、比較例で得た発泡体(初期物)、それを厚さ１０
mm又は５mmへの圧縮による機械処理を施したものの、厚
さ２０mmを基準とした５０％圧縮時における圧縮応力を
調べた。

【００４０】前記の結果を次表に示した。なお圧縮応力
の単位は、kgf／cm²である。 ＊１：発泡構造の破壊で圧縮応力の測定不可

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくともゴム系ポリマー、加硫剤、発
   泡剤及び水溶性粒子を成分とする混和物の成形体を加熱
   して加硫発泡処理した後、水溶性粒子を溶解する溶剤に
   て前記で得た加硫発泡体中の水溶性粒子を溶出させ、発
   泡セル間に空隙を形成して連続気泡構造の発泡体を得る
   ことを特徴とする発泡体の製造方法。