JP2001138377A - 熱可塑性樹脂の発泡成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱可塑性樹脂を押出成形機または射出成形機
による発泡成形において、細かく均一で緻密な発泡状態
にでき、表面がきれいで、しかも大きな発泡倍率の発泡
体を成形することができる熱可塑性樹脂の発泡成形方法
を提供すること。 【解決手段】 熱膨張性のマイクロカプセルと通常の発
泡剤とを熱可塑性樹脂に加え、ミキシング機構を備えた
スクリューの押出成形機または射出成形機により発泡成
形する。これにより、熱膨張性マイクロカプセルがスク
リュー内で発泡するとスクリュー内の圧力が上昇し、全
体的な系の圧力が保持され、通常の発泡剤によるガスが
急激に膨張して逃げ出すことなくスクリュー内に保持さ
れ、良好な発泡状態にできるとともに、スクリューのミ
キシング機構で十分に混練することで各気泡が細かく均
一なセルで、表面の荒れもなく、しかも発泡剤による発
泡と併せて大きな発泡倍率にできるようになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、熱可塑性樹脂の
発泡成形方法に関し、熱可塑性樹脂による発泡成形体
を、押出成形機または射出成形機を用いて均一かつ緻密
なセルを有しながら発泡倍率を高めて発泡成形できるよ
うにしたものである。

【０００２】

【従来の技術】熱可塑性樹脂を用いる発泡成形は種々の
合成樹脂製品の成形に利用されており、発泡させること
により合成樹脂製品の軽量化、断熱性の向上、クッショ
ン性の付与などが図られ、ＯＡ機器分野のロール、工業
資材のパッキンや制振材、家具、建材、衝撃吸収材、各
種保護材などとして用いられている。

【０００３】このような熱可塑性樹脂による発泡成形の
一般的な方法として、例えば熱可塑性樹脂原料にアゾジ
カーボンアミドの如き化学発泡剤を混合しておき、熱可
塑性樹脂原料の溶融時の熱により化学発泡剤を熱分解さ
せてガスを発生させる方法や溶融させた熱可塑性樹脂に
物理発泡剤としての水蒸気や窒素あるいは炭酸ガスなど
のガス気体を注入する方法等がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような熱可塑性樹
脂による発泡成形では、いずれも熱可塑性樹脂原料を溶
融させて粘度が非常に低下した状態で熱分解ガスや別に
注入するガスによって発泡成形するようにしており、熱
分解ガスや注入するガスのわずかな圧力変動などで気泡
の状態が大きく変化し、均一で緻密な成形品を得ること
が難しく、しかもガスが外部に逃げ易く、安定した発泡
状態の成形品を得ることが難しく、特に発泡倍率の大き
な成形品を得ることが難しい。

【０００５】また、熱可塑性樹脂による押出成形や射出
成形の場合には、発泡状態の樹脂がダイを通過する際、
急激な圧力低下のためガスがさらに膨張し、これによっ
て成形品の表面に微細な凹凸が生じて鮫肌状に荒れる現
象が生じ易くきれいな表面が得られないなど、熱可塑性
樹脂を押出成形、あるいは射出成形で発泡体を得ること
が一般的に難しいという問題がある。

【０００６】そこで、化学発泡剤や物理発泡剤に代え、
熱膨張性マイクロカプセルを熱可塑性樹脂原料に添加し
て発泡成形体を得る方法を提案した（特開平１０−１５
２５７５号公報参照）が、低い発泡倍率の場合には非常
に有効であるが、高い発泡倍率にするには限界がある。

【０００７】一方、熱可塑性樹脂での生産性および物性
などの特性を生かして新規な機能を持つ発泡成形体の開
発が望まれている。

【０００８】この発明は、上記従来技術の課題に鑑みて
なされたもので、熱可塑性樹脂を押出成形機または射出
成形機による発泡成形において、細かく均一で緻密な発
泡状態にでき、表面がきれいで、しかも大きな発泡倍率
の発泡体を成形することができる熱可塑性樹脂の発泡成
形方法を提供しようとするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記従来技術の有する課
題を解決するため、この発明の請求項１記載の熱可塑性
樹脂の発泡成形方法では、従来技術の発泡のメカニズム
が「ガスを押出成形機内や射出成形機内において加圧下
で溶融樹脂に溶解させ、スクリュー内でその状態を保持
しながらダイスを通過させ、ダイスを出てからガスを膨
張させて発泡させる」というものであることから、スク
リュー内の圧力を高め、全体的な系の圧力を保持するこ
とで良好な発泡体を得ることができ、しかも均一かつ緻
密なセルにするためには、樹脂の混練が十分になされる
ようにする必要があることに基づいて成されたもので、
その具体的な構成は、押出成形機または射出成形機を用
いて熱可塑性樹脂を発泡成形するに際し、熱可塑性樹脂
原料に熱膨張性マイクロカプセルと発泡剤とを併用し、
ミキシング機構を備えたスクリューで発泡成形するよう
にしたことを特徴とするものである。

【００１０】この熱可塑性樹脂の発泡成形方法によれ
ば、熱膨張性のマイクロカプセルと通常の発泡剤とを熱
可塑性樹脂に加え、ミキシング機構を備えたスクリュー
の押出成形機または射出成形機により発泡成形するよう
にしており、この熱膨張性マイクロカプセルがスクリュ
ー内で発泡するとスクリュー内の圧力が上昇し、全体的
な系の圧力が保持され、通常の発泡剤によるガスが急激
に膨張して逃げ出すことなくスクリュー内に保持され、
良好な発泡状態にでき、スクリューのミキシング機構で
十分に混練することで各気泡が細かく均一なセルで、表
面の荒れもなく、しかも発泡剤による発泡と併せて大き
な発泡倍率にできるようになる。

【００１１】また、熱可塑性樹脂と発泡剤および熱膨張
性のマイクロカプセルなどのスクリューによる混練につ
いて鋭意検討したところ、一般の発泡させないソリッド
な樹脂の場合には、スクリューの有効長（スクリュー径
Ｄに対するスクリュー長さＬの比）Ｌ／Ｄを２５程度と
したものが使用され、発泡成形の場合には有効長Ｌ／Ｄ
が２５では混練不足が生じるとして通常、有効長Ｌ／Ｄ
を３０〜３５程度とする必要があるとされている。

【００１２】ところが、熱可塑性樹脂と発泡剤および熱
膨張性のマイクロカプセルを原料としてスクリューの有
効長Ｌ／Ｄを３０〜３５程度と大きくすると、スクリュ
ーによる混練によって大きな剪断力が加わり、温度も上
昇することから熱膨張性マイクロカプセルが破壊された
り、発泡剤のガスが逃げてしまい均一で緻密なセルの発
泡体ができない。

【００１３】そこで、この発明の請求項２記載の熱可塑
性樹脂の発泡成形方法では、スクリュー自体にミキシン
グ機構を備え、しかもスクリューの有効長Ｌ／Ｄを適切
に設定することで均一で緻密なセルの発泡体を得ること
ができることに基づいて成されたもので、その具体的な
構成は、請求項１記載の構成に加え、前記ミキシング機
構を備えたスクリューの有効長（スクリュー径Ｄに対す
るスクリュー長さＬの比）Ｌ／Ｄを２２以上３０未満と
して発泡成形するようにしたことを特徴とするものであ
る。

【００１４】この熱可塑性樹脂の発泡成形方法によれ
ば、前記ミキシング機構を備えたスクリューの有効長Ｌ
／Ｄを２２以上３０未満として発泡成形するようにして
おり、熱膨張性マイクロカプセルを破壊したり、発泡剤
のガスを逃がしたりすること無く、十分に混練すること
で一層良好な発泡状態にでき、各気泡が細かく均一で、
表面の荒れもなく、しかも発泡剤による発泡と併せて大
きな発泡倍率にできるようになる。

【００１５】ここで、本発明における熱可塑性樹脂とし
ては、例えば一般的な熱可塑性樹脂としてＰＶＣ（ポリ
塩化ビニール）、ＰＶＡ（ポリビニールアルコール）、
ＰＳ（ポリスチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＰ
Ｏ（ポリプロピレンオキシド）、ＰＥ（ポリエチレン）
など、エンジニアリングプラスチックとしてＰＢＴ（ポ
リブチレンテレフタレート）、ナイロン、ＰＣ（ポリカ
ーボネート）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）
などがあり、エチレン系、塩化ビニール系、オレフィン
系、ウレタン系、エステル系などの熱可塑性エラストマ
ーも使用することができ、これらの樹脂を複合して使用
しても良い。また、これらの熱可塑性樹脂に、所望によ
り、滑剤、可塑剤、酸化防止剤、顔料などの必要な助剤
を添加して用いてもよい。

【００１６】熱膨張性のマイクロカプセルとは、合成樹
脂カプセルの中に、加熱することにより膨張する液体や
気体を内包させたものであり、押出成形や射出成形の際
のスクリューなどによる混練溶融熱で内包された液体や
気体が膨張することにより外殻となる軟化したマイクロ
カプセルを膨張させるが、成形時の温度条件によっては
溶融したり、破裂することなく成形が完了するものを用
いる。

【００１７】このため熱膨張性マイクロカプセルの殻の
溶融温度が熱可塑性樹脂原料の溶融温度より２０℃以上
８０℃以下の高い温度、好ましくは３０〜６０℃、さら
に好ましくは４０℃以上高い温度とされる。２０℃より
溶融温度が低いと熱可塑性樹脂原料とのスクリュー等で
の混練においてマイクロカプセルの殻が溶融して破壊し
内部のガスが漏れ出てしまう一方、８０℃より溶融温度
が高いとマイクロカプセルの殻が軟化せずガスを膨張さ
せて発泡状態にすることができなくなってしまう。上記
のような温度差を熱膨張性マイクロカプセルの殻の溶融
温度と熱可塑性樹脂原料の溶融温度との間に確保するこ
とで、樹脂中のマイクロカプセルが完全な球体を保ちな
がら緻密なセルになる。

【００１８】本発明に使用されるマイクロカプセルの粒
径としては、膨張する前が５〜５０μｍ程度で、膨張後
の粒径は１０〜２５０μｍ程度である。

【００１９】マイクロカプセルの素材としては、例えば
アクリルニトリルをモノマー成分の一つとした共重合体
が用いられ、アクリルニトリルと共重合しても良い他の
モノマー成分として、例えばアクリル酸、メタクリル
酸、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、スチ
レン、酢酸ビニル、塩化ビニリデンなどをあげることが
できるが、これらに限定するものでない。

【００２０】マイクロカプセルに内包する液体または気
体としては、マイクロカプセルの軟化点以下の温度でガ
スになって膨張するもので、例えばプロパン、プロピレ
ン、ブテン、ノルマルブタン、イソブタン、イソペンタ
ン、ネオペンタン、ノルマルペンタン、ヘキサン、ペプ
タン、石油エーテル、メタンのハロゲン化物、例えば塩
化メチル、メチレンクロリド、ＣＣｌ₃ Ｆ、ＣＣｌ₂ Ｆ
₂ などのクロロフルオロカーボン、テトラメチルシラ
ン、トリメチルエチルシランなどのテトラアルキルシラ
ンなどの低沸点液体のほか、加熱により熱分解してガス
状になるＡＩＢＮなどの化合物を用いる。

【００２１】発泡剤としては、通常の熱可塑性樹脂の発
泡成形に用いられる発泡剤が使用され、化学発泡剤と物
理発泡剤のいずれでも使用することができ、例えばアゾ
ジカーボンアミドなどの化学発泡剤や常温で気体のガ
ス、例えばＮ₂ 、ＣＯ₂ 、ペンタン、ブタン等をそのま
まの状態で、または液化して押出成形機内に注入する方
法や、常温で液体のガス、例えばフロン等を注入しガス
化させる方法で用いられる。

【００２２】ミキシング機構を備えたスクリューとは、
フルフライトスクリューでなく、混練効果のあるミキシ
ング機構を備えたスクリューをいい、例えばダルメージ
スクリュー、ピンスクリュー、多条ピンスクリュー、ユ
ニメルトスクリュー、ＨＭスクリュー、ＤＩＳスクリュ
ーなどの各種スクリューをあげることができる。

【００２３】また、スクリューの有効長Ｌ／Ｄとは、ス
クリュー径Ｄに対するスクリュー長さＬの比をいい、こ
こでは、有効長Ｌ／Ｄが２２以上３０未満のスクリュー
が使用され、これによって熱可塑性樹脂原料に熱膨張性
マイクロカプセルと発泡剤とを併用して押出成形機また
は射出成形機で発泡成形する場合に必要な混練がなさ
れ、有効長Ｌ／Ｄが２２未満では混練が不十分となる一
方、有効長Ｌ／Ｄが３０以上では混練による剪断力や温
度上昇の影響により均一かつ緻密なセルを得ることがで
きない。この有効長Ｌ／Ｄは、好ましくは２４以上２８
以下であり、一層十分な混練がなされ、しかも混練によ
る剪断力や温度上昇も極力抑えることができ、一層均一
かつ緻密なセルを得ることができるようになる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施の形態を
具体的に説明する。

【００２５】この発明の熱可塑性樹脂の発泡成形方法で
は、原料として熱可塑性樹脂と熱膨張性マイクロカプセ
ルと通常の発泡剤とを用いて押出成形機または射出成形
機のフルフライト型でないミキシング機構を備えたスク
リューにより混練し、ダイや金型に圧入して発泡成形す
るものである。

【００２６】これまでの熱可塑性樹脂を用いて押出成形
機や射出成形機により発泡体を得る場合には、発泡剤と
してアゾジカーボンアミドなどに代表される熱分解型発
泡剤などの化学発泡剤あるいはＣＯ2 、Ｎ2 、フロンな
どの物理発泡剤が一般的に使用されているが、通常の発
泡剤だけの場合には、急激な圧力低下によってガスがさ
らに膨張してしまうことから発泡成形性が悪く、内部セ
ルが乱れ均一とならず、外観的にも肌荒れを生じるなど
の問題があった。

【００２７】そこで、これらの問題を解決すべくこの発
明では、熱可塑性樹脂を用いて押出成形、あるいは射出
成形する場合に、熱可塑性樹脂と通常の発泡剤とに加
え、熱膨張性マイクロカプセルを併用するようにしてお
り、これによって、熱可塑性の原料樹脂の加熱溶融時に
熱膨張性マイクロカプセルの合成樹脂製の外殻が軟化す
るとともに、内部に入れた液体や気体が加熱されてガス
となって膨張し、合成樹脂製の外殻を押し拡げて膨張さ
せ、これによって押出成形機などのスクリュー内で膨張
（発泡）したマイクロカプセルにより圧力が上昇し、通
常の発泡剤だけの場合に急激な圧力低下によってガスが
さらに膨張してしまうことが抑えられ、全体的な系の圧
力が保持されて緻密なセルを有する良好な発泡体を得る
ようにしている。

【００２８】このような熱可塑性樹脂と通常の発泡剤と
に加え、熱膨張性マイクロカプセルを併用して押出成形
機や射出成形機による発泡成形についてその成形条件を
鋭意検討したところ、熱可塑性樹脂と発泡剤および熱膨
張性マイクロカプセルとの混練が不十分な場合には、内
部セルが乱れ均一にならないことがあり、混練不足が生
じないようしなければならないことが判った。

【００２９】このため押出成形機や射出成形機のスクリ
ューによる混練効果を高めようとして有効長Ｌ／Ｄを大
きくすると、十分な混練がなされるにも拘らず混練によ
る剪断力の影響や温度上昇の影響により、緻密かつ均一
な発泡状態とならないことも判った。

【００３０】そこで、熱可塑性樹脂と発泡剤および熱膨
張性マイクロカプセルとの混練が十分になされ、しかも
混練による剪断力の影響や温度上昇の影響を抑えること
ができる成形条件として、フルフライト型でないミキシ
ング機構を備えたスクリューを用い、そのスクリューの
有効長Ｌ／Ｄを２２以上３０未満にすることが有効であ
ることが実験により得られた。

【００３１】スクリューに何もついていないフルフライ
トスクリューに対し、ピンや凹凸等を備えることでミキ
シング効果を発揮するミキシング機構を備えたスクリュ
ーでは、有効長Ｌ／Ｄを小さくすると同時に十分な混練
を実現することができ、有効長Ｌ／Ｄが２２未満では混
練不足となり、有効長Ｌ／Ｄが３０以上では混練による
剪断力や温度上昇の影響を抑えることができない。

【００３２】なお、ミキシング機構を備えたスクリュー
の有効長Ｌ／Ｄは、好ましくは２４以上２８以下の範囲
であり、剪断力や温度上昇などの影響を受けずに十分な
混練による一層緻密かつ均一な内部セルの発泡体を得る
ことができる。

【００３３】スクリューに備えられるミキシング機構と
しては、例えばダルメージスクリュー、ピンスクリュ
ー、多条ピンスクリュー、ユニメルトスクリュー、ＨＭ
スクリュー、ＤＩＳスクリューなどの各種スクリューの
ミキシング部を使用することができる。

【００３４】このような成形条件に加えて、熱膨張性マ
イクロカプセルの殻は熱可塑性樹脂原料の成形温度条件
では軟化するが溶融はしない温度特性を有するものであ
る必要があり、既にあげた熱可塑性樹脂の種類に応じて
既にあげた熱膨張性マイクロカプセルの中から素材や温
度特性が適宜選定され、内部に入れられる低沸点液体等
も熱可塑性樹脂原料の溶融温度でガス状になって膨張す
るものを既に上げたものの中から選んで用いられる。

【００３５】また、押出成形や射出成形では、押出成形
機や射出成形機によってホッパーから投入された原料が
ミキシング機構を備えたスクリューで混練されることか
ら、熱膨張性マイクロカプセルにも混練による剪断力な
どが加わり、さらにダイや金型に押出されるときに押出
力や射出力が加わることから、これらの力が加わっても
マイクロカプセルが壊れないものである必要があり、か
かる観点からも熱膨張性マイクロカプセルの殻の温度特
性が定められるとともに、大きさなどが選定される。

【００３６】そして、具体的な温度特性としては、マイ
クロカプセルの殻の溶融温度と熱可塑性樹脂原料の溶融
温度との関係から、熱膨張性マイクロカプセルの殻の溶
融温度が熱可塑性樹脂の溶融温度より２０℃以上８０℃
以下、好ましくは３０℃以上６０℃以下、さらに好まし
くは４０℃以上６０℃以下高いものが必要である。

【００３７】このようにミキシング機構を備えたスクリ
ューで十分な混練を行って押出成形または射出成形され
た発泡体によれば、熱可塑性樹脂中に熱膨張性マイクロ
カプセルが膨張されて包含されるとともに、発泡剤によ
るガスが内在した状態の発泡体を成形することができ、
各気泡はマイクロカプセルで包まれた状態のものと通常
のガスによるものとが均一に分散されて安定しており、
押出成形の場合で、ダイから押出されて圧力が開放され
た状態でも全体的な系の圧力が保持されてガスが直接発
泡体の外部に抜けることもなく、表面外観の良好な発泡
体を得ることができる。

【００３８】したがって、このような押出成形または射
出成形によって成形される発泡成形体では、膨張した後
の熱膨張性マイクロカプセルの数（混合量）と粒径によ
る気泡の量と大きさおよび膨張した後の発泡剤による気
泡の量と大きさの総和により、成形体の密度（発泡倍
率）が定まることになり、熱膨張性マイクロカプセルだ
けを熱可塑性樹脂原料に混合する場合に比べ、発泡剤を
混合する分だけ成形体の密度を小さくした高発泡状態に
することができる。

【００３９】さらに、発泡剤だけの場合と異なり、発泡
セル状態および成形体外観は、マイクロカプセルのみの
場合と同様に均一で、良好なものとなる。

【００４０】また、熱可塑性樹脂原料に混合する未膨張
の熱膨張性マイクロカプセルの数（混合量）と成形途中
の加熱量による膨張後の熱膨張性マイクロカプセルの粒
径の予測によってマイクロカプセル分だけの発泡状態の
コントロールが可能となることから、熱膨張性マイクロ
カプセルの混合量を多くすることで成形体の密度や発泡
状態のコントロールが容易となり、比較的容易に目的の
密度にすることができる。

【００４１】このように発泡成形体の密度（発泡倍率）
の調整は、例えば熱可塑性樹脂原料１００重量部に対
し、熱膨張性マイクロカプセルの混合量を０．５〜２０
重量部、好ましくは２〜１０重量部、化学発泡剤などの
発泡剤の混合量を０．１〜１０重量部、好ましくは１〜
５重量部とすることで、発泡成形体の密度を０．８０〜
０．３５とすることができ、高発泡状態にすることがで
きる。

【００４２】発泡剤の混合量が多くなれば、コスト的に
は効果があるが、セルの均一性や成形体の外観上問題と
なる場合がある。したがって、成形体の使用目的などに
より、マイクロカプセルと発泡剤の混合量は適宜決定さ
れる。

【００４３】これにより、建材のように軽量でかつ断熱
性が要求される場合には、熱膨張性マイクロカプセルの
粒径を比較的大きいものとし、しかも発泡剤を含む混合
量を多くするようにするなどで対応することができる。

【００４４】また、ＯＡ機器用ロールのように均一かつ
緻密な発泡状態にする必要がある場合には、熱可塑性樹
脂中に混合する熱膨張性マイクロカプセルを非常に小さ
い球状のものとし、発泡剤の混合量も少なくし、例えば
粒径が５〜３０μｍのものを用い、膨張後の粒径を１０
〜１００μｍとして均一かつ緻密な発泡成形体を得るこ
とができる。

【００４５】さらに、靴底用スポンジ等のようにクショ
ン性を持ち、しかも水が浸透しないように発泡する必要
がある場合にも、熱膨張性マイクロカプセルおよび発泡
剤により独立気泡が形成されるようにして水の浸透がな
く、必要なクッション性に応じて気泡の大きさと量をコ
ントロールすることで対応することができる。

【００４６】

【実施例】以下、本発明の実施例および比較例について
説明するが、これら実施例に限定するものでない。

【００４７】実施例として、熱可塑性樹脂として熱可塑
性ポリオレフィン系エラストマー（ＴＰＯ）を用いた一
般的な成形品を押出成形機を用いて発泡成形した場合
（実施例１）、熱可塑性ポリエステル系ポリウレタンエ
ラストマー（ＴＰＵ）を用いたＯＡ機器用ロールを押出
成形機を用いて発泡成形した場合（実施例２）、熱可塑
性ポリエステル系ポリウレタンエラストマー（ＴＰＵ）
を用い、有効長の大きいスクリューでＯＡ機器用ロール
を押出成形機を用いて発泡成形した場合（実施例３）、
比較例として、実施例２に対して、ミキシング機構のな
いスクリューの場合（比較例１）、熱膨張性マイクロカ
プセルを併用しない場合（比較例２）、ミキシング機構
のないスクリューで有効長を大きくした場合（比較例
３）について押出成形機で発泡成形し、これらを表１に
まとめて示した。

【００４８】（実施例１）熱可塑性ポリオレフィン系エ
ラストマー（ＴＰＯ：ＡＥＳジャパン社 サントプレー
ン２０３−５０）１００重量部に対し、化学発泡剤とし
てアゾジカーボンアミドを２重量部、無機充填剤を５重
量部、さらに熱膨張性マイクロカプセルを２部添加した
樹脂組成物をミキシング機構を備えたスクリューを持つ
押出成形機で押出し発泡成形を行った。

【００４９】この場合の押出成形条件は、スクリューの
有効長Ｌ／Ｄが２５、ミキシング機構は先端ダルメージ
４フライト、圧縮比ＣＲが２．５、スクリュー山頂とシ
リンダ壁との隙間は０．０５〜０．１５０ｍｍであり、
温度条件としてスクリューのシリンダの入口温度を２０
０℃、ヘッドの入口温度を２１０℃に調整した。

【００５０】ここで、圧縮比ＣＲ＝Ｖ2 ／Ｖ1 で表わさ
れ、Ｖ1 はスクリュー先端深さｈ1に対する１ピッチの
体積、Ｖ2 はスクリュー根元深さｈ2 に対する１ピッチ
の体積である。

【００５１】この時の熱可塑性ポリオレフィン系エラス
トマーの溶融温度は１８０℃であり、熱膨張性マイクロ
カプセルは溶融温度が約２２０℃のものを選定した。

【００５２】こうして得られた発泡成形体は、混練状態
が優れ、内部セルが緻密かつ均一で外観の良好なもので
あった。

【００５３】（実施例２）熱可塑性ポリエステル系ポリ
ウレタンエラストマー（ＴＰＵ：大日精化 レザミンＰ
−１０７８）１００重量部に対し、化学発泡剤としてア
ゾジカーボンアミドを２重量部、無機充填剤を５重量
部、さらに熱膨張性マイクロカプセルを２部添加した樹
脂組成物をミキシング機構を備えたスクリューを持つ押
出成形機で押出し発泡成形を行った。

【００５４】この場合の押出成形条件は、スクリューの
有効長Ｌ／Ｄが２８、ミキシング機構は先端ダルメージ
４フライトおよび中央ダルメージ２フライト、圧縮比Ｃ
Ｒが２．３、スクリュー山頂とシリンダ壁との隙間は
０．０５〜０．１５０ｍｍであり、温度条件としてスク
リューのシリンダの入口温度を１６０℃、ヘッドの入口
温度を１６０℃に調整した。

【００５５】この時の熱可塑性ポリエステル系ポリウレ
タンエラストマーの溶融温度は１５０℃であり、熱膨張
性マイクロカプセルは溶融温度が約１９０℃のものを選
定した。

【００５６】こうして得られたＯＡ機器用ロールとして
の発泡成形体は、混練状態に優れ、内部セルが緻密かつ
均一で外観の良好なものであった。

【００５７】（実施例３）熱可塑性ポリエステル系ポリ
ウレタンエラストマー（ＴＰＵ：大日精化 レザミンＰ
−１０７８）１００重量部に対し、化学発泡剤としてア
ゾジカーボンアミドを２重量部、無機充填剤を５重量
部、さらに熱膨張性マイクロカプセルを２部添加した樹
脂組成物をミキシング機構を備えたスクリューを持つ押
出成形機で押出し発泡成形を行った。

【００５８】この場合の押出成形条件は、スクリューの
有効長Ｌ／Ｄが３３、ミキシング機構は先端ダルメージ
４フライトおよび中央ダルメージ２フライト、圧縮比Ｃ
Ｒが２．３、スクリュー山頂とシリンダ壁との隙間は
０．０５〜０．１５０ｍｍであり、温度条件としてスク
リューのシリンダの入口温度を１６０℃、ヘッドの入口
温度を１６０℃に調整した。

【００５９】この時の熱可塑性ポリエステル系ポリウレ
タンエラストマーの溶融温度は１５０℃であり、熱膨張
性マイクロカプセルは溶融温度が約１９０℃のものを選
定した。

【００６０】こうして得られたＯＡ機器用ロールとして
の発泡成形体は、混練状態に優れるものの、セルの状態
に多少荒れがあり、やや不均一で外観に多少スジがあっ
た。

【００６１】（比較例１）実施例２と同一の樹脂組成物
（熱可塑性ポリエステル系ポリウレタンエラストマー１
００重量部に対し、化学発泡剤としてアゾジカーボンア
ミドを２重量部、無機充填剤を５重量部、さらに熱膨張
性マイクロカプセルを２重量部添加した樹脂組成物）
を、一般的スクリューを持つ押出成形機で押出し発泡成
形を行った。

【００６２】この場合の押出成形条件は、ミキシング機
構のないスクリューを用いた以外は、実施例２と同一で
ある（スクリューの有効長Ｌ／Ｄが２８、圧縮比ＣＲが
２．３、スクリュー山頂とシリンダ壁との隙間は０．０
５〜０．１５０ｍｍであり、温度条件としてスクリュー
のシリンダの入口温度を１６０℃、ヘッドの入口温度を
１６０℃に調整した）。

【００６３】こうして得られたＯＡ機器用ロールとして
の発泡成形体は、セルは緻密であるが、混練が不十分で
内部に発泡の不均一な部分を有したものであった。

【００６４】（比較例２）実施例２の樹脂組成物から熱
膨張性マイクロカプセルを除いた樹脂組成物（熱可塑性
ポリエステル系ポリウレタンエラストマー１００重量部
に対し、化学発泡剤としてアゾジカーボンアミドを２重
量部、無機充填剤を５重量部添加した樹脂組成物）を用
いた以外は実施例２と同一の押出成形条件（スクリュー
の有効長Ｌ／Ｄが２８、ミキシング機構は先端ダルメー
ジ４フライトおよび中央ダルメージ２フライト、圧縮比
ＣＲが２．３、スクリュー山頂とシリンダ壁との隙間は
０．０５〜０．１５０ｍｍであり、温度条件としてスク
リューのシリンダの入口温度を１６０℃、ヘッドの入口
温度を１６０℃に調整した。）で押出し発泡成形を行っ
てＯＡ機器用ロールを得た。

【００６５】こうして得られたＯＡ機器用ロールとして
の発泡成形体は、緻密な発泡セルが得られず、発泡が不
均一な部分を有したものであった。

【００６６】（比較例３）実施例２と同一の樹脂組成物
（熱可塑性ポリエステル系ポリウレタンエラストマー１
００重量部に対し、化学発泡剤としてアゾジカーボンア
ミドを２重量部、無機充填剤を５重量部、さらに熱膨張
性マイクロカプセルを２重量部添加した樹脂組成物）
を、一般的スクリューを持つ押出成形機で押出し発泡成
形を行った。この場合の押出成形条件は、ミキシング機
構のないスクリューを用い、その有効長Ｌ／Ｄが３３の
ものを用いた以外は、実施例２と同一である（スクリュ
ーの有効長Ｌ／Ｄが３３、圧縮比ＣＲが２．３、スクリ
ュー山頂とシリンダ壁との隙間は０．０５〜０．１５０
ｍｍであり、温度条件としてスクリューのシリンダの入
口温度を１６０℃、ヘッドの入口温度を１６０℃に調整
した）。

【００６７】こうして得られたＯＡ機器用ロールとして
の発泡成形体は、緻密な発泡セルが得られず、発泡が不
均一な部分を有したものであった。

【００６８】

【表１】

【００６９】以上のように、熱膨張性のマイクロカプセ
ルと通常の発泡剤とを熱可塑性樹脂に加え、ミキシング
機構を備えたスクリューの押出成形機または射出成形機
により発泡成形することで、ミキシング機構で十分に混
練され、各気泡が細かく均一なセルで、表面の荒れもな
く、しかも熱膨張性マイクロカプセルにより通常の発泡
剤による発泡と併せて大きな発泡倍率の発泡体を得るこ
とができる。

【００７０】また、この場合のミキシング機構を備えた
スクリューの有効長Ｌ／Ｄを２２以上３０未満と適切に
設定することで均一で緻密なセルの発泡体を得ることが
できる。

【００７１】一方、ミキシング機構のないスクリューで
は、セルが不均一になり（比較例１）、このスクリュー
の有効長を大きくしただけでもセルを均一にすることは
出来ず（比較例３）、さらにミキシング機構を備えたス
クリューでも熱膨張性マイクロカプセルを併用しない場
合には、緻密な発泡セルは得られず、不均一な発泡部分
を有したものになる（比較例２）。

【００７２】

【発明の効果】以上、一実施の形態とともに具体的に説
明したようにこの発明の請求項１記載の熱可塑性樹脂の
発泡成形方法によれば、熱膨張性のマイクロカプセルと
通常の発泡剤とを熱可塑性樹脂に加え、ミキシング機構
を備えたスクリューの押出成形機または射出成形機によ
り発泡成形するようにしたので、この熱膨張性マイクロ
カプセルがスクリュー内で発泡するとスクリュー内の圧
力が上昇し、全体的な系の圧力が保持され、通常の発泡
剤によるガスが急激に膨張して逃げ出すことなくスクリ
ュー内に保持され、良好な発泡状態にできるとともに、
スクリューのミキシング機構で十分に混練することで、
各気泡が細かく均一なセルで、表面の荒れもなく、しか
も熱膨張性マイクロカプセルで発泡剤による発泡と併せ
て大きな発泡倍率にできる。

【００７３】また、この発明の請求項２記載の熱可塑性
樹脂の発泡成形方法によれば、前記ミキシング機構を備
えたスクリューの有効長Ｌ／Ｄを２２以上３０未満とし
て発泡成形するようにしたので、熱膨張性マイクロカプ
セルを破壊したり、発泡剤のガスを逃がしたりすること
無く、十分に混練することができ、一層良好な発泡状態
にできるとともに、各気泡が細かく均一で、表面の荒れ
もなく、しかも発泡剤による発泡と併せて大きな発泡倍
率にできる。

【００７４】これらにより、ＯＡ機器用ロールの紙送り
に必要な均一で緻密な気泡の表面特性としたり、建材の
軽量で断熱性に優れた特性にしたり、靴底用スポンジな
どのクッション性を持ち、水を浸透させない特性にする
ことが簡単にできる。

フロントページの続き Ｆターム(参考） 4F074 AA17 AA24 AA25 AA32 AA35 AA42 AA66 AA70 AA71 AA76 AA78 BA13 BA32 BA33 BA36 BA37 BA38 BA39 BA40 BA44 BA45 BA84 BA91 CA22 CA26 4F206 AA03 AA24 AA45 AB02 AB11 AB16 AC08 AE07 AG08 AG20 AH04 AH13 AH46 JA04 JF01 JF04 JL02 JM01 JN03 JQ11 4F207 AA03 AA24 AA45 AB02 AB11 AB16 AC08 AE07 AG08 AG20 AH04 AH13 AH46 KA01 KA11 KF04 KK12 KL01 KL23

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】押出成形機または射出成形機を用いて熱可
   塑性樹脂を発泡成形するに際し、熱可塑性樹脂原料に熱
   膨張性マイクロカプセルと発泡剤とを併用し、ミキシン
   グ機構を備えたスクリューで発泡成形するようにしたこ
   とを特徴とする熱可塑性樹脂の発泡成形方法。
2. 【請求項２】ミキシング機構を備えた前記スクリューの
   有効長（スクリュー径Ｄに対するスクリュー長さＬの
   比）Ｌ／Ｄを２２以上３０未満として発泡成形するよう
   にしたことを特徴とする請求項１記載の熱可塑性樹脂の
   発泡成形方法。