JP2623136B2

JP2623136B2 - 混合樹脂低密度発泡体及びその製造方法

Info

Publication number: JP2623136B2
Application number: JP5127789A
Authority: JP
Inventors: 義昭百瀬; 卓北浜; 和彦森田
Original assignee: 株式会社ジェイエスピー
Priority date: 1989-03-03
Filing date: 1989-03-03
Publication date: 1997-06-25
Anticipated expiration: 2012-06-25
Also published as: JPH02232240A

Description

【発明の詳細な説明】（技術分野）本発明は、ポリオレフィン系樹脂とポリスチレン系樹
脂からなる混合樹脂低密度発泡体及びその製造方法に関
するものである。

（従来技術及びその問題点）従来、ポリオレフィン系樹脂とポリスチレン系樹脂と
の混合樹脂発泡体を得るために、低密度ポリエチレン樹
脂100重量部に対して、ポリスチレン系樹脂と高密度ポ
リエチレン樹脂とをその合計量が10〜60重量部となる割
合でかつポリスチレン系樹脂がポリスチレン系樹脂と高
密度ポリエチレン樹脂との合計量に対して６〜40重量％
になる割合で発泡剤とともに加圧下において溶融混練し
た後、低圧帯域に移して発泡体とする方法は知られてい
る（特公昭51−41149号）。

この方法により得られる混合樹脂発泡体は、成形後の
収縮がなくかつ柔軟で弾性に富むという利点を備えてい
る。しかし、この従来法の場合、低密度の発泡体を得る
ことが困難で、最も低い密度のものでも、0.03g/cm³程
度の密度を有するものである。

なお、本発明者等によれば、上記方法において0.03g/
cm³より小さな密度の発泡体を得ようとすると発泡体は
著しく収縮することが確認されている。

一方、ポリオレフィン系樹脂を主成分とする低密度の
発泡体を得るために、高密度ポリエチレンと発泡剤とし
てフロンガスとを溶融混練した後、低圧帯域に移す方法
が知られている。しかし、この従来法では、低密度の発
泡体とするためには発泡剤として1,2−ジクロロ−1,1,
2,2−テトラフロロエタン又は／及び1,1,2−トリクロロ
−1,2,2−トリフロエタンを用いる必要があるため（他
の発泡剤では、得られる発泡体は収縮の大きいものとな
るから）、フロンガス公害の問題を避け得ないものであ
った。

（発明の課題）本発明は、前記従来の発泡体に見られる欠点を克服
し、種々の発泡剤の使用を可能とすると共に、低密度で
ありながら収縮が小さく、かつ反撥弾性にもすぐれた発
泡体及びその製造方法を提供することをその課題とす
る。

（課題を解決するための手段）本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意研究を重ね
た結果、高密度ポリエチレンと低密度ポリエチレンとポ
リスチレン系樹脂を特定割合で配合した混合樹脂を用い
る時には、発泡剤としてオゾン層破壊能の高いフロンガ
スを用いなくても、非常に高い発泡倍率でかつ収縮が非
常に小さく、しかも反撥弾性にもすぐれた低密度高発泡
体が得られることを見出し、本発明を完成するに至っ
た。

すなわち、本発明によれば、高密度ポリエチレン40〜
85重量％、低密度ポリエチレン５〜30重量％及びポリス
チレン系樹脂５〜40重量％からなる混合樹脂発泡体であ
って、0.03g/cm³未満の密度を有することを特徴とする
混合樹脂低密度発泡体が提供される。

また、本発明によれば、高密度ポリエチレン、低密度
ポリエチレン及びポリスチレン系樹脂を、それぞれ45〜
85重量％、５〜30重量％及び５〜40重量％の割合で、低
沸点の発泡剤とともに加圧下で溶融混練した後、低圧帯
域に移し、密度0.03g/cm³未満の発泡体を得ることを特
徴とする混合樹脂低密度発泡体の製造方法が提供され
る。

本発明における高密度ポリエチレンとは、常温常圧に
おける密度が0.941〜0.970g/cm³であるエチレンを主体
とする重合体であって、酢酸ビニル、メタアクリレー
ト、アクリレートあるいはプロピレンその他のエチレン
と共重合し得るビニル系単量体との共重合体も含まれ
る。

本発明における低密度ポリエチレンとは、常温常圧に
おける密度が0.910〜0.930g/cm³であるエチレンを主体
とする重合体であって、前記した如きエチレンと共重合
し得る各種のビニル系単量体との共重合体も含まれる。

本発明におけるポリスチレン系樹脂とは、スチレンを
主体とする重合体で、スチレン単独重合体及びその他の
スチレンと共重合し得るビニル系単量体との共重合体、
さらには一般に耐衝撃性ポリスチレン樹脂と呼ばれてい
るポリスチレンを主体とするゴム系ポリマーとの共重合
物又は混合物、あるいは、ジエン系単量体との共重合体
も本発明のポリスチレン系樹脂の範囲に含まれるもので
ある。本発明において、ポリスチレン系樹脂として、耐
衝撃性ポリスチレン樹脂を使用した場合には得られる発
泡体の柔軟性、弾性を向上させることができ、好適なも
のである。

本発明で用いる発泡剤としては、脂肪族炭化水素やハ
ロゲン化炭化水素あるいは分子中に水素原子を１以上有
するフロンガスが単独又は混合して用いられる。脂肪族
炭化水素の具体例として、例えば、プロパン、ブタン、
イソブタン、ペンタン、イソペンタン等が挙げられ、ハ
ロゲン化炭化水素としては、それら脂肪族炭化水素の塩
素又は臭素置換体が挙げられる。また、分子中に水素原
子を１以上有するフロンガスとしては、クロロジフロメ
タン、トリフロロメタン、1,2,2,2−テトラフロロエ
タ、１−クロロ−1,1−ジフロロエタン、1,1−ジフロロ
エタン、１−クロロ−1,2,2,2−テトラフロロエタン等
が挙げられる。上記発泡剤を使用する当たり沸点範囲が
−20〜20℃のものを主成分として選択することが望まし
い。特に、本発明においては、イソブタンが好ましく用
いられる。イソブタンは、樹脂に対するガス透過速度が
小さく、高発泡倍率の発泡体を得るための発泡剤として
好適のものである。もちろん、本発明における発泡剤と
して、社会環境が許容すれば例えば、トリクロロクロロ
メタン、ジクロロジフロロメタン、1,2−ジクロロ−1,
2,2,2−テトラフロロエタン等のフロンガスの使用も可
能であるが、本発明の場合、高価でかつ公害性の高い上
記フロンガスを用いなくても、前記した如き極めて低密
度の発泡体を得ることができる。しかし、発泡剤とし
て、脂肪族炭化水素やハロゲン化炭化水素に、少量（40
重量％以下）のフロンガスを混合することは、低密度の
発泡体を得る点からは、有効な方法である。

本発明における混合樹脂中、高密度ポリエチレンの割
合は、40〜85重量％、好ましくは50〜70重量％、低密度
ポリエチレンの割合は５〜30重量％、好ましくは15〜25
重量％及びポリスチレン系樹脂の割合は５〜40重量％、
好ましくは15〜25重量％である。高密度ポリエチレンの
割合が前記範囲より少なくなると低密度の発泡体を得る
ことが困難になり、85重量％を超えるようになると、得
られる発泡体に大きな収縮が見られるようになるととも
に、反撥弾性も損われるようになる。低密度ポリエチレ
ンの割合が前記範囲より少なくなると、得られる発泡体
の反撥弾性が損われるようになり、一方、前記範囲より
多くなると、サージング現象が起り、樹脂と発泡剤とが
うまく混合しなくなり、低密度発泡体を得ることが困難
になる。ポリスチレン系樹脂の割合が前記範囲より少な
くなると発泡体の収縮が大きくなり、一方、前記範囲よ
り多くなると溶融混練時にポリエチレン系樹脂との相溶
性に劣り、また得られる発泡体の剛性が高すぎてもろく
なるとともに、反撥弾性にも劣るようになる。

本発明において用いる発泡剤の使用割合は、混合樹脂
100重量部に対し、７〜40重量部、好ましくは10〜30重
量部であり、所望する発泡体の密度に応じて適当に定め
る。発泡剤としてイソブタンを主成分とするものを用い
る場合には、密度0.03g/cm³未満の発泡体を得るために
必要な混入量は、混合樹脂100重量部に対して10〜20重
量部でよい。

本発明においては、必要に応じて、一般に使用されて
いる気泡核生成剤を用いてもよい。この気泡核生成剤と
しては、たとえば、タルクの如き無機物質、あるいは押
出機内の温度で分解してガスを発生する如き化学発泡
剤、または該温度で反応して炭酸ガスを発生する酸−ア
ルカリの組合わせ、たとえば、クエン酸と重炭酸ソー
ダ、クエン酸のアルカリ塩と重炭酸ソーダの如きもので
ある。これらの気泡核生成剤を添加することにより得ら
れる発泡体の気泡の大きさを任意に調整することができ
ると共に、発泡体の柔軟性、感触等も向上させることが
できる。さらに、本発明においては、混合樹脂に対し
て、必要に応じ、発泡に際しての発泡剤の樹脂透過を防
いで発泡体の収縮を抑制するために、収縮防止剤を添加
することもできる。このようなものとしては、例えば、
ポリオキシエチレンモノミリステート、ポリオキシプロ
ピレンモノミリステート、ポリオキシエチレンモノパル
ミテート、ポリオキシプロピレンモノパルミテート、ポ
リオキシエチレンモノステアレート、ポリオキシプロピ
レンモノステアレート、ポリオキシエチレンジステアレ
ート、モノウラリン酸グリセライド、モノミノスチン酸
グリセライド、モノパルミチン酸グリセライド、モノス
テアリン酸グリセライド、モノアラキン酸グリセライ
ド、ジラウリン酸グリセライド、ジパルミチン酸グリセ
ライド、ジステアリン酸グリセライド、１−パルミト−
２−ステアリン酸グリセライド、１−ステアロ−２−ミ
リスチン酸グリセライド、トリステアリン酸グリセライ
ド等の各種脂肪族エステルが挙げられる。その他発泡核
剤や無機充填材等も用いることができる。

本発明の発泡体は、慣用の押出発泡成形機や、押出機
にアキュームレータを結合した構造の発泡装置を用いて
製造することができる。即ち、押出機の加圧シリンダー
内において混合樹脂と発泡剤とを溶融混練し、この混練
物を押出機のダイスから大気圧に押出すことによって発
泡体を得ることができる。また、加圧シリンダー内の溶
融混練物をいったん加圧条件にあるアキュームレータに
押出し、これからピストンによりダイスを通して大気圧
に押出すこともできる。発泡体の形状は、シート状、ブ
ロック状、円柱状、筒状等の任意の形状であることがで
きる。

本発明の発泡体は、0.03g/cm³未満の密度を有するも
のであり、好ましい発泡体は0.02〜0.01g/cm³密度を有
する。発泡倍率で表現すると、本発明の発泡体は少なく
とも40倍以上という高発泡倍率を示すものである。

（発明の効果）本発明の発泡体は、極めて低密度でありながら、収縮
性の非常に少ないもの（10％以下）であり、しかも柔軟
でかつ反撥弾性にもすぐれたものである。

本発明の発泡体は、このような特性を活かして、建築
用断熱材（特に柱間に圧挿して用いるもの）や、家電製
品、ガラス、陶器等の包装用あるいは輸送用緩衝材やク
ッション材等として有利に利用される。

（実施例）次に本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。

実施例１〜4,比較例１〜４密度0.958g/cm³高密度ポリエチレン（HDPE）、密度0.
923g/cm³の低密度ポリエチレン（LEPE）及び密度1.05g/
cm³のポリスチレン樹脂（PS）を表−１に示した割合で
用いるとともに、これらの樹脂100重量部に収縮防止剤
としてモノステアリン酸グリセライド1.0重量部を配合
し、この配合物と表−１に示す各種発泡剤とを、吐出量
10kg/hrの押出機中で、圧力170kg/cm²Gで溶融混練した
後、いったんアキュームレータ内に押出した。次に、こ
のアキュームレータ（圧力40kg/cm²Gから、溶融混練物
を表−１に示した温度（発泡温度）にて、620kg/hrの吐
出速度でアキュームレータに設けたダイスを通し大気圧
下に排出して、板状発泡体を得た。

このようにして得られた発泡体について、その７日後
の常温における密度と厚さを測定するとともに、発泡体
の収縮率を以下の式で算出して求めた。その結果を表−
１に示す。

A:排出直後の発泡体の体積 B:7日後の発泡体の体積実施例5,6、比較例５実施例１〜４に示したHDPE、LDPE及びPSを表−１に示
した割合で用いるとともに、これらの樹脂100重量部に
収縮防止剤としてモノステアリン酸グリセライド1.0重
量部を配合し、この配合物と表−１に示す発泡剤とを、
吐出量150kg/hrの押出機中で、圧力200kg/cm²Gで溶融混
練した後、押出機先端に設けた環状ダイスから表−１に
示した温度（発泡温度）で大気圧に押出して筒状発泡体
とし、次いで、この筒状発泡体をその押出方向の一端よ
り切開してシート状の発泡体とした。

このようにして得られた発泡体について、その７日後
の常温における密度と厚さを測定するとともに、発泡体
の収縮率を前記の式で求めた。その結果を表−１に示
す。

なお、表中の発泡剤に関して示した符号は次の内容を
意味する。

CFC114……1,2−ジクロロ−1,1,2,2−テトラフロロエタ
ン CFC22……クロロジフロロメタン CFC142b……１−クロロ−1,1−ジフロロエタン（発明の効果）表−１に示した結果からわかるように、本発明の発泡
体は、密度が極めて小さい（低密度）のものでありなが
ら、収縮率の非常に小さいものである。また、本発明の
発泡体は、すぐれた反撥弾性を示し、これを0.5〜1kg/c
m²の荷重で押圧した後にその荷重を除いても極めて残留
歪が小さいものである。

これに対して、比較例の発泡体において、高密度ポリ
エチレンの配合量が少なすぎる場合（比較例１及び２）
には、その製造に際してサージング現象が見られ、樹脂
と発泡剤とが分離し、樹脂中に発泡体を均一に混入させ
ることができない。また、高密度ポリエチレン樹脂の配
合が多すぎる場合（比較例３）及びポリスチレン樹脂を
配合しない場合（比較例４）では、いずれの場合も発泡
体の収縮率が大きく、実用性のある発泡体を得ることが
できない。さらに、低密度ポリエチレン樹脂の配合量が
多すぎる場合（比較例５）でも、製造時にサージング現
象が見られ、実用性ある発泡体を得ることができない。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】高密度ポリエチレン40〜85重量％、低密度
ポリエチレン５〜30重量％及びポリスチレン系樹脂５〜
40重量％からなる混合樹脂発泡体であって、0.03g/cm³
未満の密度を有することを特徴とする混合樹脂低密度発
泡体。
【請求項２】高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン
及びポリスチレン系樹脂を、それぞれ45〜85重量％、５
〜30重量％及び５〜40重量％の割合で、低沸点の発泡剤
とともに加圧下で溶融混練した後、低圧帯域に移し、密
度0.03g/cm³未満の発泡体を得ることを特徴とする混合
樹脂低密度発泡体の製造方法。
【請求項３】該発泡剤として、イソブタンを主成分とす
るものを用いる請求項２の方法。