JP2003002999A - ポリオレフィン系樹脂発泡体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、高い柔軟性と良好な耐熱性を兼ね備
え、しかも二次成形加工性に優れ、表皮材との接着性に
優れた、外観美麗なポリオレフィン系樹脂発泡体を提供
せんとするものである。 【解決手段】本発明のポリオレフィン系樹脂発泡体は、
プロピレンとプロピレン以外のα−オレフィンを構成単
位とし、上記α−オレフィン含有量が１〜１５％重量％
であり、重量平均分子量／数平均分子量が２〜８であ
り、メルトインデックス（ＭＩ）が０．１ｇ〜１０ｇ／
１０分であるポリプロピレン系樹脂３０〜９０重量％
と、密度０．８６〜０．９２ｋｇ／ｍ³ 、メルトインデ
ックス（ＭＩ）が２〜５０ｇ／１０分であるポリエチレ
ン系樹脂１０〜７０重量％とからなる樹脂マトリックス
１００重量部よりなるポリオレフィン系樹脂組成物を架
橋・発泡させてなることを特徴とし、示差走査熱量計
（ＤＳＣ）を用いて測定した発泡体の融解熱容量が９０
ｍＪ／ｍｇ以下であり、１２０℃のオーブンで、６０分
間放置後の寸法変化率が５％以下であることを特徴とす
るものである。

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
樹脂発泡体に関し、さらに詳しくは、柔軟性、耐熱性、
機械的強度に優れ、かつ複雑な形状の二次加工が可能な
架橋ポリオレフィン系樹脂発泡体に関する。

【０００２】

【従来の技術】ポリオレフィン系樹脂発泡体は、一般的
に柔軟性、軽量性、断熱性に優れており、従来より、天
井、ドア、インストルメントパネル等の車両用内装材と
して用いられている。これらの内装材は、通常、シート
状のポリオレフィン系樹脂発泡体を真空成形や圧縮成形
等により二次加工して所定の形状に成形されている。ま
た、ポリオレフィン系樹脂発泡体は、通常、ポリ塩化ビ
ニル樹脂のシート、熱可塑性エラストマーのシート、天
然または人造の布状物、レザー等の表皮材を貼り合わせ
た積層体として使用されている。

【０００３】最近の発泡体の真空成形や、スタンピング
成形などの圧縮成形では、生産性向上のために加工温度
を１２０〜２００℃の高温条件としたり、複雑な形状に
成形加工するため深絞り成形が求められたりしており、
そのためポリオレフィン系樹脂発泡体には高温での成形
加工性が良好であることが要求されている。

【０００４】また、自動車の内装は手触り、触感が良好
なものが求められるようになってきており、安全性を追
求する上でも、内装材料の柔軟性が強く要望されてい
る。

【０００５】元来、ポリエチレン系樹脂発泡体は、柔軟
性に優れているものの耐熱性が不充分であるため、高温
での成形加工には適さない。一方、ポリプロピレン系樹
脂発泡体は、ポリエチレン系樹脂に比べて耐熱性はある
ものの、柔軟性がない。そこで、従来よりポリプロピレ
ン系樹脂とポリエチレン系樹脂とを架橋・発泡させるこ
とで、耐熱性、柔軟性を付与し、高温での成形加工性を
向上させる努力がなされてきた。

【０００６】しかし、このような積層体を圧縮成形等の
ような、高圧力の高温樹脂とを一体成形する場合の問題
点として、圧力が強く加わる部分では発泡体が極度に圧
縮されることや、溶融した基材樹脂との接触により発泡
体の一部が基材樹脂に融解してしまうために、元来発泡
体が有している柔軟性が損なわれ、非常に硬いものとな
る事が多々あった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる従来
技術の背景に鑑み、高い柔軟性と良好な耐熱性を兼ね備
え、しかも二次成形加工性はもちろん表皮材との接着性
にも優れた、外観美麗なポリオレフィン系樹脂発泡体を
提供せんとするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、かかる課題を
解決するために、次のような手段を採用するものであ
る。すなわち、本発明のポリオレフィン系樹脂発泡体
は、プロピレンとプロピレン以外のα−オレフィンを構
成単位とし、上記α−オレフィン含有量が１〜１５％重
量％であり、重量平均分子量／数平均分子量が２〜８で
あり、メルトインデックス（ＭＩ）が０．１ｇ〜１０ｇ
／１０分であるポリプロピレン系樹脂３０〜９０重量％
と、密度０．８６〜０．９２ｋｇ／ｍ³ 、メルトインデ
ックス（ＭＩ）が２〜５０ｇ／１０分であるポリエチレ
ン系樹脂１０〜７０重量％とからなる樹脂マトリックス
１００重量部よりなるポリオレフィン系樹脂組成物を架
橋・発泡させてなることを特徴とし、示差走査熱量計
（ＤＳＣ）を用いて測定した発泡体の融解熱容量が９０
ｍＪ／ｍｇ以下であり、１２０℃のオーブンで、６０分
間放置後の寸法変化率が５％以下であることを特徴とす
るものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明は、前記課題、つまり高い
柔軟性と良好な耐熱性を兼ね備え、しかも二次成形加工
性に優れ、前述の様な表皮材との接着性に優れた、外観
美麗なポリオレフィン系樹脂発泡体ついて、鋭意検討
し、樹脂成分として、特定のメルトインデックスを有
し、プロピレン以外のα−オレフィンが特定量、共重合
したポリプロピレン系樹脂と、特定の密度、メルトイン
デックスを有するポリエチレン系樹脂とを使用し、この
樹脂成分を多官能性モノマーと有機熱分解型発泡剤を用
いて架橋・発泡させてみたところ、かかる課題を一挙に
解決することを究明したものである。

【００１０】前記樹脂成分と多官能モノマー、及び有機
系熱分解型発泡剤とを含有する樹脂組成物は、電離性放
射線を照射することにより、均一な架橋を効率よく連続
的に行うことができる。また、これを加熱発泡させる
と、耐熱性、柔軟性、二次加工性、表皮材との接着性に
優れ、外観美麗なポリオレフィン系樹脂発泡体を得るこ
とができる。

【００１１】本発明で使用するポリプロピレン系樹脂
は、プロピレンの単独重合体あるいはプロピレンとプロ
ピレン以外のα−オレフィンとの共重合体である。共重
合成分のα−オレフィンとしては、例えば、エチレン、
１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセン、４−メチル
−１−ペンテン、１−ヘプテン、１−オクテン等が挙げ
られる。共重合体は、プロピレン成分の含有率が８５重
量％以上、好ましくは９０重量％以上である。

【００１２】本発明で使用するポリプロピレン系樹脂は
そのＭＩが０．１〜１０ｇ／１０分であることが必要で
ある。ＭＩが小さすぎると、得られる発泡体の成形性が
低下し、逆に大きすぎると、得られる発泡体の耐熱性が
低下する。ＭＩは好ましくは０．３〜１０（ｇ／１０
分）、より好ましくは０．５〜８（ｇ／１０分）であ
る。樹脂成分中のポリプロピレン系樹脂の配合割合は３
０〜９０重量％であることが必要である。ポリプロピレ
ン系樹脂の配合割合が小さすぎると、得られる発泡体の
耐熱性が低下し、配合割合が大きすぎると、得られる発
泡体の柔軟性が低下する。

【００１３】本発明で使用するポリエチレン系樹脂とし
ては、エチレンの単独重合体あるいはエチレンとα−オ
レフィンとの共重合体である。α−オレフィンとして
は、例えば、プロピレン、１−ブテン、１−ペンテン、
１−ヘキセン、４−メチル−１−ペンテン、１−ヘプテ
ン、１−オクテン等が挙げられる。本発明で使用するポ
リエチレン系樹脂は、ＭＩが２〜５０ｇ／１０分のもの
であり、密度は、０．８６〜０．９２ｋｇ／ｍ³ の範囲
であり、好ましくは０．８８〜０．９１ｋｇ／ｍ ³ の範
囲である超低密度直鎖状ポリエチレンが発泡体の柔軟性
を高めるため好ましい。

【００１４】本発明では、架橋助剤として多官能モノマ
ーを使用する。多官能モノマーとしては、例えばジビニ
ルベンゼン、トリメチロールプロパントリメタクリレー
ト、１，９−ノナンジオールジメタクリレート、１，１
０−デカンジオールジメタクリレート、トリメリット酸
トリアリルエステル、トリアリルイソシアヌレート、エ
チルビニルベンゼンなどを使用することができる。

【００１５】これらの多官能モノマーは、それぞれ単独
で用いられても、あるいは２種以上を組み合わせて使用
することができる。これらの多官能モノマーは樹脂マト
リックス１００重量部に対して０．５〜１０重量部程度
添加される。

【００１６】本発明で使用する有機系熱分解型発泡剤と
は、具体的には、アゾジカルボンアミド、ベンゼンスル
ホニルヒドラジド、ジニトロソペンタメチレンテトラミ
ン、トルエンスルホニルヒドラジド、アゾビスイソブチ
ロニトリル、アゾジカルボン酸バリウム等が使用され
る。これらは単独で用いても良いし、併用しても良く、
樹脂マトリックス１００重量部に対して、１〜５０重量
部の割合で使用する。これらの有機系熱分解型発泡剤の
添加量は、少なすぎると樹脂組成物の発泡性が低下し、
多すぎると得られる発泡体の強度、並びに耐熱性が低下
する。それゆえ、熱分解型発泡剤の添加量は、好ましく
は４〜２５重量部である。

【００１７】また本発明においては、本発明の目的を損
なわない範囲内で、他の熱可塑性樹脂、例えば低密度ポ
リエチレン、直鎖状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、超高分子量ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレンゴム、ポリ
酢酸ビニル、ポリブテン等を少量成分として添加するこ
とができる。また、フェノール系、リン系、アミン系、
イオウ系等の酸化防止剤、金属害防止剤、難燃剤、充填
剤、帯電防止剤、熱安定剤、顔料などを添加しても良
い。

【００１８】本発明では、前記各成分を配合して得られ
たポリオレフィン系樹脂発泡組成物を所定形状に成形し
た後、架橋・発泡してポリオレフィン系樹脂発泡体を製
造する。具体的には、例えば、下記の製造方法が挙げら
れる。前記ポリオレフィン系樹脂組成物の所定量を、単
軸押出機、二軸押出機、バンバリーミキサー、ニーダー
ミキサー、ミキシングロール等の混練装置を用いて、熱
分解型発泡剤の分解温度未満で均一に溶融混練し、これ
をシート状に成形する。次いで、得られたシートに電離
性放射線を所定線量照射してオレフィン系樹脂を架橋さ
せ、この架橋シートを熱分解型発泡剤の分解温度以上に
加熱して発泡させる。電離性放射線照射による架橋にか
えて、過酸化物による架橋や、シラン架橋を行っても良
い。

【００１９】電離性放射線としては、α線、β線、γ
線、電子線等を挙げることができる。電離性放射線の照
射線量は、多官能性モノマーの種類、添加量、目的とす
る架橋度等によって異なるが、好ましくは１〜５００ｋ
Ｇｙ、より好ましくは５〜３００ｋＧｙである。照射線
量が少なすぎると得られる発泡体の耐熱性が不十分とな
り、多すぎると得られる発泡体の成形加工性が低下す
る。

【００２０】本発明の発泡体は、柔軟性と耐熱性を兼ね
備えていることを特徴としている。本発明における発泡
体の柔軟性を表す指標の一つとして融解熱容量が挙げら
れる。融解熱容量は結晶性の高いポリマーほど大きくな
るが、結晶性の高いポリマーほど剛性が強くなることは
周知の事実である。本発明における発泡体は、柔軟性を
維持するために、その融解熱容量は９０ｍＪ／ｍｇ以下
であることが好ましく、９０ｍＪ／ｍｇを超えると、上
記のように発泡体の柔軟性が損なわれ、その結果成型品
の柔軟性が低下するため好ましくない。

【００２１】また、一般的に発泡体の柔軟性は原料組成
を同一とした場合、発泡倍率が高くなるにつれてその柔
軟性が高くなり、本発明の発泡体は、横軸に密度、縦軸
に２５％圧縮硬さをとった２次元グラフにおいて、（２
５％圧縮硬さ）＝３．１７×（密度）−６０で表される
直線より下側の領域に位置することを特徴とする。この
直線で示される領域よりも上側に位置すると本発明の解
決すべき課題である成型品の柔軟性が損なわれるように
なるので好ましくない。

【００２２】本発明における発泡体の耐熱性を表す指標
の一つとして、加熱時の寸法変化率が挙げられ、具体的
には１２０℃のオーブンに６０分間放置後の寸法変化率
で示される。この寸法変化率は５％以下であることが好
ましい。寸法変化率が５％を超えると、成形加工時の加
熱により発泡体の収縮が大きくなるため好ましくない。

【００２３】さらに本発明の発泡体のゲル分率は耐熱性
と高温での成形加工性を維持するために３０〜７０％で
あることが好ましい。ゲル分率が３０％以下であると発
泡体の耐熱性が低下し、高温での成形加工性が著しく低
下するため好ましくなく、またゲル分率が７０％を超え
ると発泡体の伸びが低下し、成形加工性が低下するため
好ましくない。

【００２４】本発明の発泡体の発泡倍率は５〜５０倍で
あることが好ましく、発泡倍率が５倍を下回ると成型品
の柔軟性が低下し、発泡倍率が５０倍を上回ると耐熱性
の低下、および高温での成形加工性が著しく低下するた
め好ましくない。

【００２５】本発明でいうゲル分率は、以下の方法にて
算出した値のことである。化ポリオレフィン系樹脂発泡
体を約５０ｍｇ精密に秤量し、１２０℃のキシレン２５
ｍｌに２４時間浸漬した後、２００メッシュのステンレ
ス製金網で濾過して、金網状の不溶解分を真空乾燥す
る。次いで、この不溶解分の重量を精密に秤量し、以下
の式に従ってゲル分率を百分率で算出した。

【００２６】ゲル分率（％）＝｛不溶解分の重量（ｍ
ｇ）／秤量したポリオレフィン樹脂発泡体の重量（ｍ
ｇ）｝×１００ 本発明における示差走査熱量分析は、以下の方法で行っ
た。予め室温でプレスしておいた約１０ｍｇのポリオレ
フィン系樹脂発泡体を、白金パンにいれ、示差走査熱量
計（ＤＳＣ：セイコー電子工業株式会社製ＲＤＣ２２０
−ロボットＤＳＣ）にて測定した。測定条件は、サンプ
ルを一度溶融させた後、１０℃／分の速度で−５０℃ま
で冷却させ、それから５℃／分の速度で昇温して測定し
た。

【００２７】本発明における加熱寸法変化は、以下の方
法で行った。ポリオレフィン系樹脂発泡体を１５ｃｍ角
に正確に切り取り、１２０℃に設定したオーブンのなか
に６０分間放置する。６０分経過後、オーブンから取り
出し約３０分〜６０分間室温で冷却する。サンプルの寸
法を測定し、以下の式に基づいて寸法変化率を百分率で
算出した。

【００２８】加熱寸法変化率（％）＝［｛オーブンに入
れる前のサンプル長−オーブンから取り出した後のサン
プル長｝／オーブンに入れる前のサンプル長］×１００
本発明における２５％圧縮硬さは、以下の方法で行っ
た。発泡体を５ｃｍ角に切り取り、これを４枚重ね、圧
縮試験機（高分子計器株式会社製ＡＦ−２００型）にて
測定した。測定方法はＪＩＳ Ｋ６７６７に準ずる。

【００２９】

【実施例】以下、本発明を実施例により、さらに詳細に
説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
なお、以下「部」とあるのは、「重量部」を意味する。

【００３０】実施例１ プロピレンにエチレンを３．６重量％ランダム共重合し
たＭＩが２．５ｇ／１０分、密度が０．９０５ｋｇ／ｍ
３のポリプロピレン系樹脂の粉体９６ｋｇとＭＩが５ｇ
／１０分、密度が０．９１０ｋｇ／ｍ³ のポリエチレン
系樹脂の粉体６４ｋｇ、安定剤として”イルガノックス
１０１０”０．９５ｋｇ、発泡剤としてアゾジカルボン
アミド７．４ｋｇ、ジビニルベンゼン８．０ｋｇを準備
し、ポリプロピレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、発泡
剤、安定剤をヘンシェルミキサーに投入し、２００〜４
００ｒｐｍの低速回転で約３分混合し、ついで ８００
〜１０００ｒｐｍの高速回転とし、３分間混合して発泡
用樹脂組成物とする。

【００３１】この発泡用樹脂組成物を発泡剤の分解しな
い温度、具体的には１６０〜１９０℃に加熱したベント
付きの押し出し機に導入、Ｔダイから押し出し、厚みが
１．５ｍｍの架橋発泡用シートに成型した。このシート
に３２０ｋＧｙの電子線を照射し、架橋せしめた後、縦
型熱風発泡装置に連続的に導入、加熱発泡して連続シー
ト状架橋発泡体として巻き取った。

【００３２】このようにして得られた発泡体は厚み３．
０ｍｍ、ゲル分率は５５％、発泡倍率１５倍のものであ
った。

【００３３】このようにして得られたポリオレフィン系
樹脂発泡体の特性を表２に示す。

【００３４】比較例１〜２ 表１に示したポリエチレン系樹脂、およびポリプロピレ
ン系樹脂を用いて実施例１と同様の操作を行い、表２に
示したごとくの特性を有するポリオレフィン系樹脂発泡
体を得た。

【００３５】

【表１】

【００３６】

【表２】

【００３７】表２から明らかなように、実施例１のもの
は、比較例１，２のものに比して、融解熱容量が小さい
が、比較例１，２のものと同等の耐熱性、すなわち加熱
寸法変化率であり、さらに２５％圧縮硬さ値が比較例
１，２のものに比べて小さく、すなわち柔軟性に優れて
いることがわかる。

【００３８】

【発明の効果】本発明によれば、高い柔軟性と良好な耐
熱性を兼ね備える上に、二次成形加工性および表皮材と
の接着性に優れた、外観美麗なポリオレフィン系樹脂発
泡体を安定して提供することができる。

フロントページの続き Ｆターム(参考） 4F074 AA17 AA24 AA98 AB01 AB05 BA13 BB01 BB25 CA29 CC04Y CC06X DA02 DA04 DA22 4J002 BB03X BB05X BB12W BB14W BB15W BB15X EA056 EH076 EH146 EQ017 EQ027 ES007 ET007 EV287 FD156 FD327 GN00

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】プロピレンとプロピレン以外のα−オレフ
   ィンを構成単位とし、上記α−オレフィン含有量が１〜
   １５％重量％であり、重量平均分子量／数平均分子量が
   ２〜８であり、メルトインデックス（ＭＩ）が０．１ｇ
   〜１０ｇ／１０分であるポリプロピレン系樹脂３０〜９
   ０重量％と、密度０．８６〜０．９２ｋｇ／ｍ³ 、メル
   トインデックス（ＭＩ）が２〜５０ｇ／１０分であるポ
   リエチレン系樹脂１０〜７０重量％とからなる樹脂マト
   リックス１００重量部よりなるポリオレフィン系樹脂組
   成物を架橋・発泡させてなることを特徴とし、示差走査
   熱量計（ＤＳＣ）を用いて測定した発泡体の融解熱容量
   が９０ｍＪ／ｍｇ以下であり、１２０℃のオーブンで、
   ６０分間放置後の寸法変化率が５％以下であることを特
   徴とするポリオレフィン系樹脂発泡体。
2. 【請求項２】上記請求項１記載の発泡体において、横軸
   に密度、縦軸に２５％圧縮硬さをとった２次元グラフに
   おいて、（２５％圧縮硬さ）＝３．１７×（密度）−６
   ０で表される直線より下側の領域に位置することを特徴
   とするポリオレフィン系樹脂発泡体。
3. 【請求項３】ゲル分率が３０〜７０％で、発泡倍率が５
   〜５０倍であることを特徴とする上記請求項１記載のポ
   リオレフィン系樹脂発泡体。