JPS5830897B2 - ポリオレフィン発泡体の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はポリエチレン、ポリプロピレン等ノポリオレフ
イン発泡体の製造方法にするものである。

ポリオレフィンを、例えば、ポリスチレンと同様にして
押出機によって発泡成形すると、押出機の先端から押出
された発泡体は一旦発泡して膨張した後、著しく肩線し
、その後多大の時間を要して徐々に膨張して一定の密度
を有する発泡体となる。

これはポリオレフィン発泡体のガス透過性がポリスチレ
ン発泡体に比して著しく良好なことに基因するものと思
われる。

体積が収縮した後、膨張して安定な状態の発泡体とする
工程は熟成工程といわれ、例えば１〜２鳳の厚みを有す
るシートの場合、室温に放置すると約１週間の熟成時間
が必要であり、６０℃の部屋においても数時間以上の熟
成が必要である。

殊に、発泡体がシートの場合には、ロール状に捲回して
保存されるため、ゆるく捲き取る必要があり、熟成後に
逆に捲返しをしなければならない。

か＼る操作、並びに熟成のために広大な保管場所と時間
を要することは工業的生産において極めて不利なことで
ある。

これを改善するために種々の改良法が知られている。

例えば、特公昭４６−４３９９７号明細書には低沸点の
炭化水素発泡剤を用い、炭化水素重合体を押出すことに
よりなる、ポリオレフィン発泡体を製造するための押出
し処理において、上記の炭化水素に、炭素原子約１２〜
１８個の脂肪酸と、ヒドロキシル基３〜６個のポリオー
ルとの部分エステルを、重合体の重量を基準にして０．
１〜１０（重量）％、好ましくは０．１〜３（重量）％
加えて、重合体に包合せることよりなる改良方法が示さ
れている。

しかし、この方法は押出したポリオレフィン発泡体の泡
のつぶれを防ぐために、脂肪酸の部分エステルを用いる
方法であり、押出されたポリオレフイン発泡体の密度は
或程度変化しないが、必ずしも安定であるとはいえない
。

その実施例においては発泡剤として弗素含有炭化水素が
併用されているが、弗素含有炭化水素は、押出後の発泡
体の収縮を防止する効果を或程度有しているが、高価で
あり、弗素含有炭化水素等を大量に使用する方法は好ま
しいことではない。

更に、高級脂肪酸の部分エステル、例えば、ステアリン
酸モノグリセライドを泡のつぶれを防ぐに充分な量を添
加すると、ステアリン酸モノグリセライドは滑剤効果が
太きいために、押出機内のバレルとポリオレフィン樹脂
のすべりを生じ、スクリューによる樹脂の安定な押出が
阻害される。

また、ステアリン酸モノグリセライド等の高級脂肪酸の
部分エステルを添加し、押出して得た発泡体は発泡剤と
して使用したガスの逸散が遅く、ガス抜きのために長期
間にわたり保管しなければならず、またシートの場合に
は巻き戻しをする必要がある。

発泡体の長期間の保存並びに脱気工程は工場生産におい
て、迅速な出荷ができない許りでなく極めて不経済であ
る。

本発明者は、カバる欠点のないポリオレフィン発泡体を
得るべく研究した結果ポリオキシエチレン高級脂肪酸エ
ステルが上記の欠点を改善する許りでなく、意外にも極
めて優れた帯電防止効果を有することを見出し、本発明
をなすに至った。

即ち、本発明は、ポリオレフィン１００重量部に対して
、核形成剤０．１〜２重量部、一般式％式％ 〔式中、Ｒ１は炭化数１２〜２０の高級アルカノイル基
、Ｒ２はＲ，と同一または水素原子、ｎは２〜１０の整
数をそれぞれ意味する〕 で示されるポリオキシエチレン高級脂肪酸エステル０．
１〜１０重量部を混和して押出機に供給し、ポリオレフ
ィンの軟化温度以下の沸点を有する低級脂肪族炭化水素
またはハロゲン化炭化水素を、溶融したポリオレフィン
に圧入混和して押出機の先端より押出して発泡体を得る
ことを特徴とするポリオレフィン発泡体の製造方法を要
旨とするものである。

本発明において、ポリオレフィンはエチレン、プロピレ
ン、ブテン、ペンテン等のオレフィンの単独重合体また
はこれらの共重合体、或いはこれらのオレフィンを主体
とする曲のビニル単量体の共重合体またはこれらの重合
体の屁合物を意味する。

例えば高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、架橋
ポリエチレンまたはポリプロピレン等を挙げることがで
きる。

核形成剤としては、無機微粉末、分解型発泡剤、炭酸ガ
ス発生剤等が挙げられ、それぞれ単独で使用してもよく
、またこれらを混和して添加してもよい。

無機微粉末としては、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウ
ム、燐酸カルシウム、燐酸マグネシウム、硅酸カルシウ
ム、硅酸マグネシウム、硫酸カルシウム、硫酸マグネシ
ウム等の無機酸の金属塩の池、酸化硅素、酸化アルミニ
ウム、クルク、マグネシア等の金属の酸化物が含まれる
。

分解型発泡剤は、加熱により主として窒素ガスを発生す
る有機化合物であり、アゾジカルボン酸アミドが好適で
あるが、この池、Ｎ、Ｎ’−ジニトロソペンタメチレン
テトラミン、４．４−、ｔキシビスベンセンスルホニル
ヒドラジッド等を挙げることができる。

また、炭酸ガス発性剤はクエン酸と炭酸水素ナトリウム
等、有機酸と炭酸塩または重炭酸塩との混合物等を挙げ
ることができる。

これらの核形成剤は微細気泡を有する発泡体を製造する
のに有効であり、ポリオレフィンに対して０．１〜２重
量優が使用せられる。

本発明に使用されるポリオキシエチレン高級脂肪酸エス
テルは、前記一般式で示される化合物であり、具体的に
はポリオキシエチレン（ｎ ＝ ４ ）モノまたはシバ
ルミチン酸エステル、ポリオキシエチレン（ｎ＝４）モ
ノまたはジステアリン酸エステル等を例示することがで
きる。

ポリオキシエチレン高級脂肪酸エステルは界面活性効果
を有し、本発明においては、そのＨＬＢ値（親水性−親
油性比）が４〜１１の値を有するものが好適である。

例えばポリオキシエチレンモノステアレートにおいて、
そのｎとＨＬＢ値との関係は次の通りである。

ｎ ２ ４ １０ ２５ ４０ ４−
５ＨＬＢ ４．０ ６．５ ］、１，０ １５．０
１７．５ １８．０ＨＬＢの太きいものは、気泡の微
細化効果はあるが、しかしポリオレフィンとの親和性が
悪くなり、例えばｎ−４０の物質では押出の安定性が阻
害される傾向がある。

従って微細な気泡を有し、しかも押出変動のないものと
して、ＨＬＢ４〜１１の範囲内のものが最も好ましい。

本発明の方法において、これらのポリオキシエチレン高
級脂肪酸エステルはポリオレフィンに対して０．１〜１
０重量％添加される。

０．１％以下の添加量では押出された発泡体は押出成形
後２０〜１２０分で最大収縮し、その後徐々に膨張し、
室温に４日間放置しても、なお膨張を維続する。

即ち、長時間の熟成が必要である。

これに反し、ポリエチレン高級脂肪酸エステルを１０重
量％以上添加すると発泡成形体の表面の滑りが悪くなり
、美麗な成形体が得られ難い傾向がある。

従ってポリオキシエチレン高級脂肪酸エステルの添加量
はポリオレフィンに対して０．１〜１０重量％が好適で
ある。

本発明のポリオレフィン発泡体の製造は通常の押出機を
使用して、従来公知の方法によって行われる。

即ち、例えばポリオレフィンと核形成剤をよく混合し、
これを押出機のホッパーから加熱された押出機内に供給
し、ポリオレフィンを溶融混和し、これにポリオキシエ
チレン高級脂肪酸エステルおよび低級脂肪族炭化水素ま
たはハロゲン化炭化水素或いはこれらの混合物を圧入し
、１００〜１５０℃に制御された口金から大気中に押出
すことによって発泡体が得られる。

発泡体の形状は口金の形状によって規整せられ、棒状体
、板状体、シート状、その他所望の形状に押出成形する
ことが可能である。

簀骨 本発明の方法
によって押された発泡体は、ステアリン酸モノグリセラ
イドを添加した場合と同様に、押出直後に収縮が殆んど
なく、従って後発消却ち放置による膨張も殆んどない。

故に発泡体の熟成工程が不要であり、熟成のための保管
、捲回したシートの捲戻し等の手数と時間が省略せられ
る。

しかも、得られた発泡成形体はシートの厚み、棒状体ま
たは板状体の大きさによって異なるが、倒れもステアリ
ン酸モノグリセライドの如き高級脂肪酸の部分エステル
の場合と異なり、成形体中の発泡剤のガス逸散が早く、
従って製造後二次加工のために、長期間保存する必要が
ない。

故に本発明の方法はポリオレフィン発泡体の工業的生産
方法として極めて有用である。

更に本発明方法によって得られる発泡体は極めて優れた
帯電防止効果を有している。

ポリオキシエチレン（ｎ＝４）モノステアレート、ステ
アリン酸モノグリセライド、牛脂硬化油、大豆硬化油を
使用し、得られた発泡体の静電気減衰度を測定した結果
は次の通りであった。

発泡体は原厚み５Ｑｍｍの板を使用し、室戸商会のスタ
テイク・オネスト・メーターにより印加電圧８ＫＶ、感
度１０１０−５Ｏ、印加感知部高さ２Ｑｍｍ、で静電気
減衰度を測定した。

各サンプルについて３回ずつ測定した平均値は次の通り
であった。

大豆硬化油および牛脂硬化油はステアリン酸トリグリセ
ライドとパルミチン酸トリグリセライドの混合物を主成
分とするものである。

各添加剤の添加量はそれぞれポリオレフィンに対する重
量％であり、押出発泡後の収縮防止効果を充分に発揮し
得る量である。

上記の表から明らかなようにポリオキシエチレン（ｎ＝
４）モノステアレートを添加して得た発泡体は当初から
帯電度が低く、しかも３０秒後の減衰度は８０％以上で
あり、一般に５０％減衰が３０秒以内であれば帯電しに
くいと判定されるので、帯電防止効果が顕著であること
が明らかである。

更に、本発明の方法によれば、微細な気泡を有する成形
体が得られ、その表面が平滑で且つ美麗であり、且つ高
発泡倍率を有する成形体を安定して得ることができる。

従来、無架橋の低密度ポリエチレンを使用して高発泡倍
率を有する発泡成形体を得ることはできなかったが、本
発明方法によれば、例えば６０〜７０倍発泡のポリエチ
レン発泡成形体を得ることが可能となった。

又、本発明の樹脂組成によれば、押出機に付設される口
金の押出口に分解により生ずる不純物が堆積することな
く、また押出機での樹脂のすべりがなく、発泡剤の混和
が均一に行われ、安定して押出されるので、押出機によ
る発泡体の連続製造が長時間にわたり実施することが出
来、製造価格の低下に有効である。

又、本発明によれば、あえて高価な弗素含有炭化水素発
泡剤を使用しなくてもブタンの如き炭化水素等により、
熟成工程の必要のない高発泡倍率のポリオレフィン発泡
体が得られる。

次に、本発明の実施例を示す。

実施例 １ 無架橋の低密度ポリエチレン（ＭＩＩＯ２３、密度０．
９２０、融点１１５℃）１００重量部およびタルク０．
７重量部をリボアブレンダーでよく混合して、押出機の
ホッパーから押出機内に供給する。

この供給部から順次押出機は約２００℃に加熱せられ、
上記混合物が溶融混和されてスクリューによって押出機
の先端に送り出される。

−カポリオキシエチレン（ｎ＝４）モノステアレート４
．６６重量部およびブタン約１５重量部を押出機中に１
５０ ｋｇ／ｃｉの圧力下に圧入してよく混和せしめる
。

かくして押出機の先端部における約１１０℃に冷却され
た口金から直径１８朋の発泡棒状体を得た。

この発泡体は約６０倍の発泡倍率を有し、気泡は微細、
かつ均一であり、押出直後の犬さきから収縮並びに膨張
は殆んどなく、しかも連続生産においてもその表面は美
麗であった。

実施例 ２ 無架橋の低密度ポリエチレン（ＭＩＩＯ２３、密度０．
９２０．融点１１５°Ｇ）１００重量部およびタルク０
．７重量部をタンブラーブレンダーでよく混合して押出
機のホッパーから押出機内に供給する。

この供給部から順次押出機は約２００’Ｃに加熱せられ
、上記混合物が溶融混和されて、スクリューによって押
出機の先端に送り出される。

−力、ポリオキシエチレン（ｎ＝２）モノステアレート
２．８１重量部およびブタン約１５重量部を押出機中に
１５０ ｋｇ／ｃｒｊ、の圧力下に圧入してよく混和せ
しめる。

かくして、押出材の先端部における約１１０℃に冷却さ
れた口金から厚み約１．２朋の発泡シートを得た。

この発泡体は約４５倍の発泡倍率を有し、気泡は微細、
且つ均一であり、押出直後の大きさから収縮並びに膨張
は殆んどなく、しかも連続生産においてもその表面は美
麗であった。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ホリオレフィン１００重量部に対して、核形成剤０
   ，１〜２重量部、一般式 ％式％ 〔式中、Ｒ１は炭素数１２〜２０の高級アルカノイル基
   、Ｒ２はＲ１と同一または水素原子、ｎは２〜１０の整
   数をそれぞれ意味する。 〕で示されるポリオキシエチレン高級脂肪酸エステル０
   ．１〜１０重量部を混合して押出機に供給し、ポリオレ
   フィンの軟化温度以下の沸点を有する低級脂肪族炭化水
   素またはハロゲン化炭化水素を、溶融したポリオレフィ
   ンに圧入混和して押出機の先端より押出して発泡体を得
   ることを特徴とするポリオレフィン発泡体の製造方法。 ２ ポリオキシエチレン高級脂肪酸エステルがポリオキ
   シエチレンモノまたはシバルミチン酸エステル、ポリオ
   キシエチレンモノまたはジステアリン酸エステルまたは
   それらの混合物である特許請求の範囲第１項記載のポリ
   オレフィン発泡体の製造方法。 ３ ポリオレフィンがポリエチレンである特許請求の範
   囲第１項記載のポリオレフィン発泡体の製造方法。 ４ 核形成剤が無機微粉末、分解型発泡剤または炭酸ガ
   ス発生剤である特許請求の範囲第１項記載のポリオレフ
   ィン発泡体の製造方法。