JP2978078B2 - ポリプロピレン系樹脂板状発泡体並びに該板状発泡体からなる中仕切り材 - Google Patents
ポリプロピレン系樹脂板状発泡体並びに該板状発泡体からなる中仕切り材Info
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Description
状発泡体並びに該板状発泡体からなる中仕切り材に関す
る。
ポリプロピレン系樹脂製板状発泡体として、従来から知
られているものは、Tダイス方式によって押出発泡成形
されたものであって、発泡倍率が低く(密度0.3g/
cm3 超)、しかも板状発泡体表面はソリッド層が形成
され、剛性が高すぎるものであり、抜き加工性が悪く、
加工に困難を究めていた。即ち、抜き刃がすぐに外側に
曲がってしまうので加工寸法に誤差が生ずる虞れがあ
り、またそれを防止するためには抜き刃のメンテナンス
を厳密に行なわなければならなかった。また更に、たと
えメンテナンスを行なっていたとしても、そもそも加工
対象が固いために抜き刃の刃自体の欠損が生じ易く結局
抜き刃の寿命は短い。抜き刃の寿命が短いと、単に抜き
刃を多数使用することによって加工コストが高価となる
だけでなく、抜き刃の交換やその際寸法誤差のない正確
な加工を可能にするための位置合わせ等の種々の作業の
増加に伴う加工コストの増加も避けられないという問題
もあった。
の加工を施し、これらを組み合わせて用いるような
(中)仕切り材等を得ようとした場合、上記板状発泡体
が固いものであって寸法誤差を多少の押し潰しや歪曲や
位置ズラし等によって修正することが困難なものである
ため、嵌合溝の位置やその幅等の寸法を正確に加工しな
いと溝どうしを適正に組み込むことが不可能なものとな
る。特に、従来の板状発泡体は、上記したようにそもそ
も抜き加工の際に寸法誤差が出易いものであるため、溝
どうしを適正に組み込むことのできる仕切り材を得るこ
とは困難であった。
く、表面がソリッド状、即ち硬くて平滑であったため、
緩衝性に乏しくまた滑り易く、養生シート等の用途には
不向きであると共に、中仕切り材等としても不向きであ
った。
ってチューブ状に押し出した発泡シートを切り開いて板
状にする切り開き方式では、発泡体の厚み、曲げ強度に
おいて、またシートが湾曲する等のため平滑性におい
て、いずれも充分なものは得られていなかった。
ってチューブ状に押し出した発泡シートを、内面が完全
に冷却されておらず接着可能な状態にあるうちに、ロー
ルにて挟圧することによりチューブ状発泡シート内面を
貼り合わせて板状にする貼り合わせ方式においては、円
筒を押し潰す工程を採用しているため、上記切り開き方
式のものに比べて厚みは二倍程度になるが、幅が二分の
一程度になってしまい、広幅のものが得られないという
大きな欠点を有するものであった。
ものを得ようとすれば押出機をはじめとする装置全体を
大型化しなければならないが、装置を大型化すればそれ
に伴い成形条件にも変更を加えなければならず、設備コ
ストが高騰化して製造コストを高くすることに繋がると
共に、適正な成形条件を見い出すためにも膨大な手間も
かかるという問題があった。装置の大型化に伴って成形
条件を変更するに当たっては、単にその拡大比率に従っ
て比例的に変更すればよいというものではなく、根本的
に変更しなければならないから、上記のような不利が生
ずる。
あって、上記従来の欠点を解消し、厚みが大きく、発泡
倍率が高く、抜き加工性に優れていると共に緩衝性に優
れており、且つ比較的低コストな製造が可能な、単層の
ポリプロピレン系樹脂板状発泡体を提供することを目的
とするものである。
プロピレン系樹脂を基材樹脂とする単層の板状発泡体で
あって、密度0.3〜0.06g/cm3、該発泡体の
厚み方向断面において発泡体両表面から全厚みの各々2
5%を超える内部に存在する気泡形状が下記条件式
(1)及び(2)を満足することを特徴とするポリプロ
ピレン系樹脂板状発泡体。 0.45≦A/B≦1.0・・・・・・・・・(1) 0.45≦A/C≦1.0・・・・・・・・・(2)〔但し、条件式中Aは発泡体厚み方向の平均気泡径、B
は発泡体押出方向(MD方向)の平均気泡径、Cは発泡
体押出方向と厚み方向との両方に直角な方向(TD方
向)の平均気泡径〕 単層の板状発泡体であって、密度0.3〜0.06g
/cm 3 、該発泡体の厚み方向断面において発泡体両表
面から全厚みの各々25%を超える内部に存在する気泡
形状が下記条件式(3)及び(4)を満足することを特
徴とするポリプロピレン系樹脂板状発泡体。 0.5<A/B≦1.0・・・・・・・・・(3) 0.5<A/C≦1.0・・・・・・・・・(4) 〔但し、条件式中Aは発泡体厚み方向の平均気泡径、B
は発泡体押出方向(MD方向)の平均気泡径、Cは発泡
体押出方向と厚み方向との両方に直角な方向(TD方
向)の平均気泡径〕 単層の板状発泡体であって、密度0.3〜0.06g
/cm 3 、該発泡体の厚み方向断面において発泡体両表
面から全厚みの各々25%を超える内部に存在する気泡
形状が下記条件式(5)及び(6)を満足することを特
徴とするポリプロピレン系樹脂板状発泡体。 0.6≦A/B≦1.0・・・・・・・・・(5) 0.6≦A/C≦1.0・・・・・・・・・(6) 〔但し、条件式中Aは発泡体厚み方向の平均気泡径、B
は発泡体押出方向(MD方向)の平均気泡径、Cは発泡
体押出方向と厚み方向との両方に直角な方向(T D方
向)の平均気泡径〕 厚み2〜7mm、密度0.18〜0.09g/c
m3、圧縮強度1〜7kg/cm2、MD方向とTD方向
との曲げ強度の平均が10〜70kg/cm2である
〜のいずれかに記載のポリプロピレン系樹脂板状発泡
体。単層の板状発泡体であって、密度0.3〜0.0
6g/cm 3 、該発泡体の厚み方向断面において発泡体
両表面から全厚みの各々25%を超える内部に存在する
気泡形状が下記条件式(1)及び(2)を満足すること
を特徴とするポリプロピレン系樹脂板状発泡体からなる
中仕切り材。0.45≦A/B≦1.0・・・・・・・・・(1) 0.45≦A/C≦1.0・・・・・・・・・(2) 〔但し、条件式中Aは発泡体厚み方向の平均気泡径、B
は発泡体押出方向(MD方向)の平均気泡径、Cは発泡
体押出方向と厚み方向との両方に直角な方向(TD方
向)の平均気泡径〕 厚み2〜7mm、密度0.18〜0.09g/c
m 3 、圧縮強度1〜7kg/cm 2 、MD方向とTD方向
との曲げ強度の平均が10〜70kg/cm 2 である上
記に 記載のポリプロピレン系樹脂板状発泡体からなる
中仕切り材を要旨とする。
る。図1(a)は本発明のポリプロピレン系樹脂板状発
泡体の押出方向(以下、MD方向という)に沿う厚み方
向断面、図1(b)は本発明のポリプロピレン系樹脂板
状発泡体の押出方向に直角な方向(以下、TD方向とい
う)に沿う厚み方向断面を、それぞれ表す、顕微鏡拡大
写真に基づく模式図であり、本発明板状発泡体の気泡形
状について説明するための図である。尚、図において表
層部の気泡は省略してある。図中1は本発明のポリプロ
ピレン系樹脂板状発泡体、2は気泡を表す。また、a
(a1 ,a2 ,a3 ・・・an )は各々気泡2の板状発
泡体1の厚み方向の径、b(b1 ,b2 ,b3 ・・・b
n )は各々気泡2の板状発泡体1のMD方向の径、c
(c1 ,c2,c3 ・・・cn )は各々気泡2の板状発
泡体1のTD方向の径をそれぞれ表す。尚、板状発泡体
1における押出方向(MD方向)とは、板状発泡体1を
押出機を用いて得る場合の樹脂の押し出される方向をい
う。TD方向は、押出方向に対して幅なりの方向であ
る。
1は、単層の板状発泡体であって、密度は0.3〜0.
06g/cm3 である。そして、aの平均である〔(a
1 +a2 +a3 +・・・+an )/n〕をAと置き換
え、bの平均である〔(b1 +b2 +b3 +・・・+b
n )/n〕をBと置き換え、cの平均である〔(c1 +
c2 +c3 +・・・+cn )/n〕をCと置き換えて
(但し、nは20以上)表した時、該発泡体1の厚み方
向断面図1(a)及び図1(b)の各々において、発泡
体1の両表面S、Sの各々から発泡体1の全厚みTの各
々25%の位置(即ち両表面S、Sから各々0.25
T)を超える内部の、厚み方向中心部の厚さ0.5Tの
範囲内に存在する気泡形状が以下の(1)及び(2)の
条件を共に満足する。 0.45≦A/B≦1.0・・・・・・・・・(1) 0.45≦A/C≦1.0・・・・・・・・・(2)
においては、必ずしも0.45≦〔(板状発泡体1の厚
み方向の径)/(板状発泡体1のMD方向の径)〕≦
1.0である必要はなく、また0.45≦〔(板状発泡
体1の厚み方向の径)/(板状発泡体1のTD方向の
径)〕≦1.0である必要はない。即ち例えば、必ずし
も0.45≦a1 /b1 ≦1.0である必要はなくまた
必ずしも0.45≦a1 /c1 ≦1.0である必要はな
い。
〔(板状発泡体1の厚み方向の径)/(板状発泡体1の
MD方向の径)〕の値の、全気泡の平均値が、0.45
以上であって1.0以下であるというものでもなく、ま
た各気泡2ごとの、〔(板状発泡体1の厚み方向の径)
/(板状発泡体1のTD方向の径)〕の値の、全気泡の
平均値が、0.45以上であって1.0以下であるとい
うものでもない。即ち、0.45≦〔(a1 /b1 )+
(a2 /b2 )+(a3 /b3 )+・・・+(an /b
n )〕/n≦1.0ではなく、また、0.45≦〔(a
1 /c1 )+(a2 /c2 )+(a3 /c3 )+・・・
+(an /cn )〕/n≦1.0ではない。
0 のように、板状発泡体1の両表面S、Sの各々から板
状発泡体1の全厚みTの各々25%の位置上、即ち両表
面S、Sから各々0.25Tのライン上にかかっている
(接している場合を含む)気泡が存在する場合は、この
気泡20 については上記条件(1)及び(2)は適用し
ないこととする。従ってこの気泡20 が上記(1)及び
(2)の条件を満足しているか否かは問題としない。
an 、b1 ,b2 ,b3 ・・・・・bn 、c1 ,c2 ,
c3 ・・・・・cn (nは20以上)の値は、図7に示
すような、厚み方向、MD方向、又はTD方向の、各気
泡に対する接線の最大接線間隔を採用するものとする。
(2)を満足することにより、板材としてシートでは実
現できなかった充分な圧縮強度を得ることができ、その
上、厚みの大きな板状発泡体となる。上記条件(1)及
び(2)の範囲中、特に、0.6≦A/B≦1.0、及
び、0.6≦A/C≦1.0のものが好ましい。
面から全厚みの各々25%を超える内部に存在する気泡
形状を特定したが、発泡体両表面から全厚みの各々25
%以内の部分の表層部に存在する気泡形状も上記条件
(1)及び(2)を満足することにより、更に圧縮強
度、厚みは大きくなる傾向にあり、好ましい。
プロピレン系樹脂は、ドローダウン性が60m/分以
下、好ましくは30m/分以下、更に好ましくは15m
/分以下の無架橋プロピレン系樹脂である。尚、無架橋
プロピレン系樹脂の主鎖に長鎖分岐を有するものは、容
易にドローダウン性を上記範囲に調整することができる
ので本発明において好ましく使用され得る。
は、図6に示す装置を用いて、230℃に加熱した溶融
プロピレン系樹脂をメルトインデクサーのノズル61
(口径2.095mm、長さ8mm)よりピストン押圧
速度10mm/分で、図中矢印方向に紐状に押出し、次
いで該紐状物を上記ノズルの下方に位置する張力検出プ
ーリー62の上方に位置する送りロール63、64,6
4を通過させた後、捲取りロール65で捲取る一方で捲
取りロールの捲取り速度を徐々に増加させていって紐状
物を切断させ、この切断時における紐状物の捲取り速度
をいうものとする。ノズル61とプーリー62の間の距
離L1 は250mm、プーリー62の径Rは45mm、
プーリー62と送りロール63の間の距離L2 は90m
m、送りロール63と64の間の距離L3 は45mm、
送りロール64,64の接触面から送りロール63の上
面に延ばした接線の水平面に対する角度θは40°であ
る。
記ドローダウン性に加えて、溶融張力が10g以上であ
ることが、板状発泡体の表面状態を良好にできるので好
ましい。上記溶融張力は、メルトインデクサーノズル6
1より紐状に押し出された樹脂が最初に掛けられるノズ
ル61下方の可動式プーリー62に接続しているロード
セル66によって検出される値(g)であり、前述のド
ローダウン性の測定と同様の装置及び条件にて測定され
る。詳述すると、溶融張力は、捲取りロールの捲取り速
度を速くするにつれて増大し、次いで定常状態となる。
ここでいう定常状態とは溶融張力が最大値と最小値のあ
る幅をもって安定している状態である。そこで該状態を
示す捲取り速度を溶融張力を求める捲取り速度とし、そ
の時にロードセルが検出する定常状態時の溶融張力の平
均値を溶融張力として採用する。尚、捲取り速度を速く
しすぎると紐状の樹脂が切断してしまったり、紐状の樹
脂がどんどん細くなり溶融張力が低下してくるので注意
を要する。
独重合体、ブロック共重合体、又はランダム共重合体の
いずれであっても良いが、共重合体の場合にはプロピレ
ンとプロピレン以外のオレフィンを共重合体中に0.5
〜30重量%、特に1〜10重量%の割合で含有される
ものが好ましく、この場合におけるオレフィンとしては
エチレン、或いは炭素数4〜10のα−オレフィンを挙
げることができ、これらは1種、又は2種以上を組み合
わせて使用することができる。
ては、例えば、1−ブテン、イソブチレン、1−ペンテ
ン、3−メチル−1−ブテン、1−ヘキセン、3,4−
ジメチル−1−ブテン、1−ヘプテン、4−メチル−1
−ペンテン、3−メチル−1−ヘキセン等を挙げること
ができる。
さ等の面から、板状発泡体の基材樹脂として用いられる
無架橋プロピレン系樹脂はブロック共重合体であるのが
好ましく、特にプロピレン−エチレンブロック共重合体
が好ましい。
ローダウン性が60m/分以下の無架橋プロピレン系樹
脂は、通常の結晶性線状プロピレン系樹脂(通常は、重
量平均分子量100000以上)であって、しかもその
中にアタクチック分、又は/及びアイソタクチックでは
あるが結晶していない成分を含む樹脂(以下、本発明で
用いるプロピレン系樹脂と区別するために、この樹脂を
“通常のプロピレン系樹脂”と称し、単にプロピレン系
樹脂と称した場合には本発明で用いる樹脂を意味するも
のとする)に対し、低温分解型(分解温度:室温〜12
0℃程度)の過酸化物を混合して120℃以下に加熱
し、通常のプロピレン系樹脂の主鎖にアタクチック又は
/及び結晶していないアイソタクチック成分を分岐鎖と
して結合せしめる等の方法により得ることができる。こ
のようにして得られた無架橋プロピレン系樹脂は、主と
して主鎖の端部に長鎖分岐を有する枝分かれ状構造を有
すると考えられる。
(s−ブチル)ペルオキシジカーボネート、ビス(2−
エトキシ)ペルオキシジカーボネート、ジシクロヘキシ
ルペルオキシジカーボネート、ジ−n−プロピルペルオ
キシジカーボネート、ジ−n−ブチルペルオキシジカー
ボネート、ジイソプロピルペルオキシジカーボネート、
t−ブチルペルオキシネオデカノアート、t−アミルペ
ルオキシネオデカノアート、t−ブチルペルオキシピバ
ラート等が例示される。
のプロピレン系樹脂を、攪拌機を備えた反応基中で攪拌
しながらアルゴン等の不活性ガスで反応容器内を置換
し、次いで上記過酸化物を樹脂1kg当たり通常5〜5
0ミリモル添加し、攪拌を続けながら120℃程度ま
で、好ましくは70〜105℃程度に加熱して反応させ
(通常、30〜120分間)、しかる後、反応を停止さ
せて得られる。尚、反応停止に当たっては、メチルメル
カプタンのような反応停止剤を反応容器に導入したり、
或いは反応生成物を130〜150℃程度に20〜40
分間加熱する方法等が採用される。
により調整することができ、一般的にいって、長鎖分岐
の数が多いほど、また分岐の長さが長いほど、この値は
低下する傾向にある。従って、所望のドローダウン性の
共重合体を得るには、これらのことを考慮して反応条件
を設定する必要がある。
岐を持っていても短かすぎたり、その分岐の数が僅かで
あるものや、又は、通常のプロピレン系樹脂の場合に
は、ドローダウン性が60m/分を上回ってしまう。本
発明においては、後述するようにまずシート状発泡体泡
体を押出発泡により得た後、このシート状発泡体を板状
とするものであるが、上記のようなドローダウン性が6
0m/分を上回る樹脂を使用して押出発泡を行なって密
度が0.3〜0.06g/cm3 のシート状発泡体を得
ようとすると、得られるシート状発泡体は表面凹凸が多
いため製品としての見栄えが悪く、また発泡体の平滑性
が損なわれるために二次加工性や成形性を阻害する原因
ともなり商品価値のないものとなってしまう。これは、
押出発泡法にあっては、押出直後(即ち、押出機のダイ
スから樹脂を吐出させた直後)に瞬間的に気泡が三次元
方向に成長して発泡がなされるのであるが、上記の如き
通常のプロピレン系樹脂等にあっては気泡の成長が速い
ために、シート状発泡体成形時の発泡がダイスとマンド
レルとの間に吸収しきれずに、その部分がヒダ状になっ
て発泡体表面に残ってしまうからである(一般にこれを
“コルゲート”と称する)。
脂は、その結晶化温度+15℃における半結晶化時間が
800秒以上であることが好ましく、特に1000秒以
上であることが好ましい。この半結晶化時間の測定には
結晶化速度測定器を用いることができる。
ム状の試料を保持した支持体を、結晶化速度測定器のエ
アバス内に入れて試料を完全に溶融させ、次いで溶融試
料を支持体ごと試料の結晶化温度+15℃の温度に保持
されたオイルバス中に、光源と光センサーと光路を遮る
ように浸漬し、溶けた試料が再度固化するまでの間、光
センサーにおいて一定の光量が検出されるように光源の
電圧を調整して電圧〜時間曲線を得る。この曲線におけ
る電圧が一定値となった時の電圧をV0 とした時、電圧
が1/2V0 となるまでの時間を半結晶化時間とする。
を単独で用いるのみならず、必要に応じて他の樹脂を混
合して用いることもできる。混合して用いる樹脂として
は、例えば上記以外のプロピレン系樹脂、或いは高密度
ポリエチレン、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリ
エチレン、直鎖状超低密度ポリエチレン、エチレン−ブ
テン共重合体、エチレン−無水マレイン酸共重合体等の
エチレン系樹脂、ブテン系樹脂、ポリ塩化ビニル、塩化
ビニル−酢酸ビニル共重合体等の塩化ビニル系樹脂、ス
チレン系樹脂等が挙げられる。
する樹脂の量は、混合後のポリマーの総重量の40重量
%を限度とし、いうまでもなく混合物のドローダウン性
が60m/分を超えないようにする必要がある。
は、無機発泡剤、揮発性発泡剤、分解型発泡剤等を用い
ることができる。無機発泡剤としては、二酸化炭素、空
気、窒素等が挙げられる。
−ブタン、i−ブタン、n−ブタンとi−ブタンとの混
合物、ペンタン、ヘキサン等の直鎖状脂肪族炭化水素、
シクロブタン、シクロペンタン等の環状脂肪族炭化水
素、トリクロロフルオロメタン、ジクロロフルオロメタ
ン、1,1−ジクロロ−1,1,1,2−テトラフルオ
ロエタン、1,1−ジフルオロ−1−クロロエタン、
1,1,1,2−テトラフルオロエタン、1,1−ジフ
ルオロエタン、メチルクロライド、エチルクロライド、
メチレンクロライド等のハロゲン化炭化水素等が挙げら
れる。
ボンアミド、ジニトロソペンタメチレンテトラミン、ア
ゾビスイソブチロニトリル、重炭酸ナトリウム等が挙げ
られる。これらの発泡剤は適宜混合して用いることがで
きる。
る発泡倍率等によっても異なるが、最終的に密度0.3
〜0.06g/cm3 の板状発泡体を得るための発泡剤
の使用量の目安は、樹脂100重量部当たり揮発性発泡
剤で0.8〜6.0重量部(ブタン換算)程度、無機発
泡剤で0.6〜4.5重量部(二酸化炭素換算)程度、
分解型発泡剤で2〜11重量部(重炭酸ナトリウム換
算)程度である。また最終的に密度0.18〜0.09
g/cm3 の板状発泡体を得るための発泡剤の使用量の
目安は、樹脂100重量部当たり揮発性発泡剤で1.6
〜3.3重量部(ブタン換算)程度、無機発泡剤で1.
2〜2.5重量部(二酸化炭素換算)程度、分解型発泡
剤で3.3〜7重量部(重炭酸ナトリウム換算)程度で
ある。
応じて樹脂と発泡剤との溶融混練物中に気泡調整剤を添
加することができる。気泡調整剤としてはタルク、シリ
カ等の無機粉末や多価カルボン酸の酸性塩、多価カルボ
ン酸と炭酸ナトリウム或いは重炭酸ナトリウムとの反応
混合物が挙げられる。気泡調整剤は樹脂100重量部当
たり5重量部程度以下添加することが好ましい(但し、
後述する、無機充填剤を樹脂に多量に含有させる場合は
除く)。また、必要に応じて、更に熱安定剤、紫外線吸
収剤、酸化防止剤、着色剤等の添加剤を添加することも
できる。
を限度として無機添加剤を含有させても良い。無機充填
剤としては、例えばタルク、シリカ、炭酸カルシウム、
クレー、ゼオライト、アルミナ、硫酸バリウム、水酸化
マグネシウム等が挙げられる。これらの平均粒径は1〜
70μmであることが好ましい。このような無機充填剤
を多く含有させた場合、得られるシート状発泡体は耐熱
性が向上すると共に焼却処理の際の燃焼カロリーを低下
させることが可能となる。
って発泡倍率が高く、且つ発泡体1の厚み方向断面の中
心部において存在する気泡が上記の条件を満足する、従
来と比較して厚み方向に長い気泡形状(以下、縦に立っ
た形状という)となっているので、加工性に優れたもの
であると共に緩衝性に優れており、また比較的厚みが厚
く、加えて圧縮強度、曲げ強度に優れたものである。
0.06g/cm3 未満であると、保形性に乏しく曲が
り易く板状を呈してい難いため、板状体としての使用が
できない。また密度が0.3g/cm3 を超えると剛性
が強すぎて緩衝性に劣るものとなると共に、抜き加工性
に劣るものとなってしまう。
%を超える内部に存在する気泡形状が上記条件範囲未満
であると圧縮強度、曲げ強度等板材としての剛性が不充
分となり、また上記条件範囲を超えるものは剛性が過剰
なものであり、また、独立気泡をある程度保って製造す
ることが困難である。
は、0.18〜0.09g/cm3であるのが好まし
い。この範囲であれば、剛性と緩衝性とのバランスがと
れ、板状体としての使用に好適な充分な剛性と、適度な
緩衝性及び抜き加工、裁断加工等の良好な二次加工性を
併せ持った板状発泡体とすることができる。
縮強度は1〜7kg/cm2 であるのが好ましく、更に
2〜4.5kg/cm2 であることが好ましい。圧縮強
度がこの範囲であると、上記した適度な緩衝性を、長期
間に亘って維持することができる。
方向との曲げ強度の平均は10〜70kg/cm2 であ
るのが好ましく、更に12〜45kg/cm2 であるこ
とが好ましい。曲げ強度がこの範囲であると、上記した
充分な剛性を確実に備えた板状発泡体となる。
mmであるのが好ましい。厚みがこの範囲であると、切
り開き方式により板状に展開することが容易であるた
め、板状発泡体が湾曲してしまうことがなく平坦なもの
が容易に得られる。
は、厚み2〜7mm、密度0.18〜0.09g/cm
3 、圧縮強度1〜7kg/cm2 、MD方向とTD方向
との曲げ強度の平均が10〜70kg/cm2 であるの
が好ましい。このような板状発泡体1は、抜き加工性に
優れ、且つ高い剛性と優れた緩衝性を共に備えたもので
あると共に、これらの諸物性を長期に亘って維持できる
ものである。
面における、JIS−B0601の中心線表面粗さ(R
a)が、5〜50μmであるのが好ましい。表面粗さが
この範囲であれば、表面が比較的滑り難く、従って包装
用仕切り材等として用いた場合は仕切り材同士が滑動し
難く嵌合状態が安定するという効果を期待できる。ま
た、バッグの底板等の中仕切り材として使用した場合、
縫製作業時に滑り難いという効果も期待できる。尚、本
発明板状発泡体において、印刷、表面硬度向上、更なる
曲げ強度等の剛性向上のために、フィルム、不織布、織
布等を貼り合わせることも可能である。
架橋プロピレン系樹脂を基材樹脂とするものであるの
で、廃棄の際の分別やリサイクルにも適している。その
ため本発明の板状発泡体を用いれば経済的に有利であ
り、資源の無駄をなくし併せて廃棄物の減量を図ること
ができ、省資源化と環境保護に役立つという効果を奏す
る。
発泡体の製造方法について説明する。図2〜図3は本発
明のポリプロピレン系樹脂板状発泡体の製造工程の一例
を表す概念図である。本発明の板状発泡体は、例えば、
押出機内でポリプロピレン系樹脂と発泡剤とを溶融混練
した後、図2に示すように、この溶融混練物を押出機先
端に取り付けた、環状のリップを有する環状ダイスを用
い、このダイスのリップより押出発泡してチューブ状の
発泡体を得、次いでこのチューブ状発泡体を切り開いて
シート状とし、このシート状発泡体をロール状に捲取っ
ておき、次いで図3に示すように、このロール状の発泡
シートを引出しながら、加熱延伸して板状とする方法を
採用する等により容易に製造される。尚、チューブ状発
泡体を切り開いてシート状としたものを捲き取らずにそ
のまま図3に示すように加熱延伸して板状としてもよ
い。
いて更に詳細に説明すれば、押出機3の先端に環状のリ
ップ4を有する環状ダイス5を取り付け、このダイスの
リップ4より押出発泡して、同図に示すようなチューブ
状の発泡体6を得、次いで引続きこのチューブ状発泡体
6を、その内面を該チューブ状発泡体6の内側に配置し
たマンドレル7の内側から冷却すると共に、チューブ外
面に冷却空気を吹き付ける等の手段により冷却し、その
後、チューブ状発泡体6を回転刃8で切り開いてシート
状とし、このシート状発泡体9を捲取りロール10にロ
ール状に捲取っておく。尚、11はマンドレル支持体で
ある。
うとする板状発泡体1の幅に応じて適宜に選択できる。
またマンドレル7の長さは、チューブ状発泡体6の冷却
と切り開き作業に充分な長さであれば任意である。また
押出速度(ラインスピード)はマンドレル7の長さ及び
径によって多少異なるが、概ね3〜20m/min・が
好ましい。また、チューブ状発泡体6の冷却温度は、上
記押出速度によって異なるが、概ね5〜50℃が好まし
い。冷却手段は上記した方法に限られず任意である。
尚、チューブ状発泡体6の肉厚tは、目的とする厚みの
80〜95%であるのが好ましい。この範囲内であれば
製造が容易であると共に、最終的に得られる板状発泡体
の厚みを、容易に、2〜7mmの好ましい範囲内にする
ことができる。
泡体6の製造の段階で、特定の押出条件と特定の構造の
ダイスを採用した。特定の押出条件とは、例えば、押出
機先端に取り付けた環状ダイスをオイル温調で正確に温
度コントロールし、樹脂の温度を結晶化が起きない限界
温度まで下げ、高い粘度を保持したまま環状ダイスを通
過させるというものである。ここで、コントロールされ
る温度は、ダイス部の温度で、ブレーカー部温度より3
〜10℃低く設定されることが好ましい。
イス内部が、リップ先端で急圧縮となるような構造のダ
イスをいうものである。具体的には、ダイス内部の圧力
が80kg/cm2 未満となるような構造としたもので
ある。
泡体6を製造することによって、環状ダイス5以降であ
ってマンドレル7上を通過する以前に気泡が本発明にお
ける特定形状となり、そのために厚みが増加し、またマ
ンドレル7上を通過後はチューブ状発泡体6の内外面が
共に冷却が完了されているので気泡壁が確実に固化して
気泡強度が向上したものが得られている。そしてこのチ
ューブ状発泡体6をマンドレル7通過後に切り開くこと
によって、厚みが厚く気泡強度の強いシート状発泡体9
を容易に得られるようになり、その結果、後述するよう
な、比較的厚みが厚く、剛性の高い発泡体を容易に得る
ことが可能となった。
を採用しなければ、発泡体の気泡形状がA/B<0.4
5、A/C<0.45のもので、厚みの薄いシート状発
泡体しか得られず、このシート状発泡体を用いて、後述
するような加工を施しても、充分な剛性を有する板状の
発泡体は得られない。
1を得る工程を図3に基づいて詳細に説明する。上記捲
取りロール10のシート状発泡体9を送りロール12,
12の間を通して引出し、更に送りロール13,13の
間を通して延伸ロール14,14に送り出す。送りロー
ル12,12と13,13との間では、例えば加熱炉1
5中に通される等によってシート状発泡体9の加熱が行
なわれる。この加熱の際に発泡体内部の気泡が、特に厚
み方向に更に膨張し、それにより厚みを増加させる。
尚、シート状発泡体は前述の通りマンドレル上を通過
し、切り開き方式により得られたものであるため、シー
ト状発泡体の表裏面において冷却の違いによる配向の差
や、チューブ状発泡体の厚みによる内周と外周との差に
より歪が残り、シート状発泡体は湾曲する傾向を有して
いる。それら歪による問題を完全に解消するため、チュ
ーブ状発泡体の外周面に相当するシート状発泡体面側の
加熱を強くする等、シート状発泡体の表面と裏面との加
熱において温度差をつけることが好ましい。
ロール12,12の送り速度と同じでも異なっていても
よいが、通常は前者の方を速くする。これは、加熱中に
弛むシート状発泡体の弛みを補正するためである。ここ
において、単に弛みが補正されるにとどまらず、この弛
みが補正されるのに伴い若干の延伸がなされてもよい。
14の送り速度は異なり、延伸ロール14,14の送り
速度の方が、送りロール13,13の送り速度よりも速
く、送りロール13,13と延伸ロール14,14との
間でシート状発泡体6は延伸される。尚、上記各ロール
はシート状発泡体6との間でスリップしないことを前提
としている。延伸時においてはシート状発泡体6は帯熱
しているため、熱延伸されることとなる。この延伸によ
ってシート状発泡体6が剛性を増して板状となる。また
それと共に、フレアー(幅方向端部の波打ち)や反りが
除去された状態となる。延伸ロール14,14を通って
送り出された板状の発泡体(板状発泡体1)は、図示し
ない所定の手段で例えば適当な大きさに裁断されてスト
ックされる。
件は、シート状発泡体6の厚み、密度、基材樹脂の種類
等によって適宜選択されるが、通常は送りロール12,
12及び13,13の送り速度は3〜15m/min、
延伸ロール14,14の送り速度は3.5〜17m/m
inであり、延伸倍率は1.05〜1.3倍である。ま
た、ラインスピードは延伸ロール14,14の送り速度
と同じ3.5〜17m/minである。
との間で行なわれる加熱の温度は、通常、150〜23
0℃である。加熱手段としては上記した加熱炉15等を
用いた輻射加熱等に限らず、例えば、熱ロール等による
接触加熱等、種々の加熱手段を用いることができる。
る。但しこれは、従来の貼り合わせ方式による板状発泡
体ではなく、またシート状発泡体を積層したものでもな
いということを意味するにとどまり、前述の通り、フィ
ルム、不織布、織布等との積層を何ら除外するものでは
ない。
バルーンの内面の温度が高いうちに貼り合わせを行なう
ために、貼り合わせ部の気泡が潰れてしまい、その部分
の独立気泡率が低下していたり、或いはその部分に発泡
剤が集まる結果として所謂ボイド現象が生じたりしてお
り、本発明の目的とする優れた板状発泡体とはなりえな
い。また、この方法では従来規模の押出機を用いて広幅
の発泡体を得ることも困難である。
泡体に対して本発明の板状発泡体は、上記した、チュー
ブ状発泡体をマンドレル上で切り開く方法を用いて製造
するため、広幅(幅が1000mm以上)のものでも従
来装置を用いて製造することができるため、設備コスト
もかからず、しかも押出成形条件を大幅に変更する必要
もないので製造コストが高騰化することもなく、安価に
提供され得て有利である。
発明を更に詳細に説明する。 実施例1〜5 基材樹脂と発泡剤とを押出機内で溶融混練した後、この
溶融混練物を押出機先端に取り付けた特殊構造のサーキ
ュラーダイスの環状リップよりマンドレル上に押出発泡
してチューブ状の発泡体を得、次いでこのチューブ状発
泡体をそのままマンドレル上を通過させ、切り開いてシ
ート状発泡体を得た。次に得られたシート状発泡体を、
図2〜図3に示す如き構成の加熱・延伸装置を用いてカ
ールやフレアーを除去して板状とした。詳細は以下の通
りである(実施例1〜5共通)。
社製SD632) MI: 3.1(g/10分) 結晶化温度: 126(℃) 融点: 158.3(℃) 溶融張力: 23(g) ドローダウン: 5(m/min) 〔発泡剤〕 ・ブタン 〔気泡調整剤〕 ・クエン酸モノナトリウム塩 〔押出機〕 ・タンデム押出機 〔配合及び温度条件〕 ・基材樹脂100重量部に対するブタン及びクエン酸モ
ノナトリウム塩の配合量を表1に示した。また押出発泡
における温度条件も表1に併せて示した。 〔加熱・延伸条件〕 ・送りロール12,12の送り速度 5〜7m/min ・ 〃 〃 間の間隙 (シート厚み×0.7)mm ・送りロール13,13の送り速度 ロール12のスピードの0〜 10%増 ・ 〃 〃 間の間隙 (シート厚み×0.7)mm ・ロール12,12と13,13の間の距離 2〜6m ・延伸ロール14,14の送り速度 ロール13のスピードの5〜 30%増 ・ 〃 〃 間の間隙 (シート厚み×0.7)mm ・ラインスピード ロール13のスピードの5〜 30%増 ・加熱手段 加熱炉 ・熱源からの距離 0.1〜0.2m ・加熱温度(熱源における) 190〜210℃
表1に示す、基材樹脂100重量部に対する配合及び温
度条件にて押出発泡を行なった。尚、押出機においては
従来構造のダイスを用い、押出発泡して得られたチュー
ブ状発泡体を切り開いて板状とした。
社品サンプルである。
表1に示す、基材樹脂100重量部に対する配合及び温
度条件において、押出機内で溶融混練してその溶融混練
物を押出機先端に取り付けたサーキュラーダイスの環状
リップより筒状に押出し、口金中央部よりエアーを供給
して該発泡シートをバルーン状に形成し、バルーン内面
が完全に冷却されず接着可能な状態にあるうちに押圧ロ
ールでバルーンを挟み込み内面どうしを接着して肉厚の
発泡シートを得た。
について、厚み、幅、密度、圧縮強度、曲げ強度、表面
粗さのそれぞれを測定した。結果を表2及び表3に示
す。また、MD方向とTD方向のそれぞれの縦切断面を
観察すると共に、上記各断面の厚み方向中央部における
厚み方向の平均気泡径A、MD方向の平均気泡径B、T
D方向の平均気泡径Cを測定し、AのB、Cの各々に対
する比(A/B、A/C)を求めた(但し、連続気泡と
なっている気泡については除外してA、B、Cを求め
た)。この値を表2に示す。また、総合評価を行ないこ
れを表3に示す。尚、各断面を観察したところ、実施例
1〜5の板状発泡体の中心部の気泡はその形状において
本発明の要件を満足しており、しかも中心部以外の表層
部の気泡形状も概ねMD方向、TD方向共にその断面が
円形に近い形状を呈していた。比較例1〜3の中心部の
気泡は縦に短く横に長い扁平な形状であった。また比較
例4の発泡体の中心部の気泡形状は、その厚み方向断面
として図5に示すように、連続気泡となっており、更に
比較例5の中心部圧着面近傍の気泡形状は扁平もしくは
連続気泡のものであった。
の平均気泡径B〕の値は、板状発泡体又はシート状発泡
体の、MD方向に沿う方向の厚み方向断面の顕微鏡拡大
写真を得て、得られた写真をもとに発泡体両表面から
0.25Tの位置に相当する位置に線を引き、表層部と
中央部の気泡に分け、中央部に20個以上存在する各気
泡全てについて上記各方向の径を図7に示す通りノギス
により測定して各気泡のa、bの値をそれぞれ気泡ごと
に得、こうして得られたa1 ,a2 ,a3 ・・・an 、
並びにb1 ,b2 ,b3 ・・・bn の値から各々その算
術平均値であるA、Bを得、このA、Bの値からA/B
の値を得た。尚、A、Bの値をそれぞれ上記写真の拡大
率にもとづいて換算しておいてもよいが、A/Bを求め
るに際しては結局約分されるのでその必要はない。尚、
両表層部より0.25Tのライン上にある気泡は測定の
対象外とした。
の平均気泡径C〕の値は、板状発泡体又はシート状発泡
体の、TD方向に沿う方向の厚み方向断面の顕微鏡拡大
写真を得て、得られた写真をもとに発泡体両表面から
0.25Tの位置に相当する位置に線を引き、表層部と
中央部の気泡に分け、中央部に20個以上存在する各気
泡全てについて上記各方向の径を図7に示す通りノギス
により測定して各気泡のa、cの値をそれぞれ気泡ごと
に得、こうして得られたa1 ,a2 ,a3 ・・・an 、
並びにc1 ,c2 ,c3 ・・・cn の値から各々その算
術平均値であるA、Cを得、このA、Cの値からA/C
の値を得た。尚、A、Cの値をそれぞれ上記写真の拡大
率にもとづいて換算しておいてもよいが、上記と同様、
A/Cを求めるに際しては結局約分されるのでその必要
はない。両表層部より0.25Tのライン上にある気泡
は測定の対象外とした。
テック社製テンシロン〕にて、試験片を縦50mm×横
50mm×厚み約25mmとなるように積層し、厚み方
向に10mm/minで10%圧縮し、その時の応力を
測定した。
テック社製テンシロン〕にて、JIS−K7203に準
拠し、試験片幅25mm、支点間距離50mm、試験速
度10mm/minにて測定した。
器(小坂研究所社製SE−30D)にて、JIS−B0
601に準拠して(測定条件:送り速さ0.1mm/s
ec、基準長さ8mm、カットオフ値λc=2.5)測
定した。
ルトテンションテスターII型を使用し、下記測定条件で
図6に示される装置を用いて捲取り機の捲取り速度を増
加させ、紐状樹脂切断時の捲取り速度を求めた。 測定温度: 230℃ ピストン押圧速度: 10mm/min シリンダー径: 9.55mm シリンダー長さ: 162mm ノズル径: 2.095mm ノズル長さ: 8.00mm ピストン径: 9.474mm ピストン長さ: 6.35mm
の装置及び測定条件にて測定を開始し、溶融張力が定常
状態を示す捲取り速度を求め、該速度での溶融張力定常
状態での平均値を採用した。
4の従来の板状発泡体について、各々抜き加工を行なっ
て図4に示すような井桁状に組み立てることのできる中
仕切り材(図4中、符号16で示す)を、各々200枚
製作した。該中仕切り材16の仕様は、同図に示すよう
に、全長L=315mm、全幅W=130mm、溝17
の幅w4mm、溝17の長さh=70mm、溝17のピ
ッチp=75mmとした。尚、この仕様は試験のための
一例であって、本発明の中仕切り材は上記形状、寸法仕
様等に何ら限定されるものではない。この中仕切り材の
製作に当たって、その抜き加工性について評価した。評
価は、表4に示す各評価項目ごとに同表に示す評価基準
に基づき評価し、更に各項目ごとの評価結果を動表に示
す基準に基づき評価してこれを以て総合評価とした。結
果を表4に併せて示す。
状発泡体は、気泡形状が従来の比較的肉厚のシート状発
泡体と比較して縦に立っており、圧縮強度、曲げ強度の
強いものであって板としての剛性を充分に備えている。
また表面粗さは従来の板状発泡体と比較して粗い構造と
なっている。
発泡体は、従来の板状発泡体と比較して、抜き加工性に
優れていることが判る。
状発泡体を用いれば、低コストで所望の大きさ、形状に
正確に加工することができ、そのため所望の大きさ、形
状の、緩衝性と耐久性に優れた、例えば引っ越し用等と
して用いられる養生シートや、中仕切り材等の包装用資
材或いはアルミサッシ等の金属材料のパッキン材等の種
々の資材を安価に提供できるという効果を奏する。
〜7mm、密度0.18〜0.09g/cm3 、圧縮強
度1〜7kg/cm2 、MD方向とTD方向との曲げ強
度の平均が10〜70kg/cm2 である場合は、抜き
加工性に優れ、且つ高い剛性と優れた緩衝性を共に備え
たものであると共に、上記した高い剛性と優れた緩衝性
を長期に亘って維持することができる。従って、養生シ
ートや中仕切材に加工して用いる場合、比較的強度の弱
くなる傾向の形状に加工しても全体として充分な剛性が
得られ、そのため加工形状の自由度を広げることができ
るという効果を奏する。
平均粗さ(Ra)で示される表面粗さが5〜50μmで
ある場合は、表面が比較的滑り難く、従って包装用仕切
り材等として用いた場合は、仕切り材同士の嵌合が緩ま
ず仕切り間隔を保っていられるので、間隔が広がること
により被包装物が妄動し易くなり破損し易くなるという
不具合を生ぜしめない。また被包装物が仕切り材との摩
擦によって滑動しないので、仕切り材間を妄動し難く姿
勢が安定するという効果を期待できる。またバッグの底
板等に使用した場合は、滑り難いので縫製加工を容易に
するという効果を奏する。
材は、被包装物を柔軟に支持してしかも被包装物を妄動
させるようなことを防止して、被包装物を破損させるよ
うなことなく、運搬や保管等の用途に供された場合、被
包装物を確実に保護することができるという効果を奏す
る。
断面を示す模式図である。
造工程の一部を示す概念図である。
造工程の一部を示す概念図である。
用例を示す図である。
泡体の縦断面を示す模式図である。
ある。
図である。
り材
Claims (6)
- 【請求項1】 無架橋ポリプロピレン系樹脂を基材樹脂
とする単層の板状発泡体であって、密度0.3〜0.0
6g/cm3、該発泡体の厚み方向断面において発泡体
両表面から全厚みの各々25%を超える内部に存在する
気泡形状が下記条件式(1)及び(2)を満足すること
を特徴とするポリプロピレン系樹脂板状発泡体。 0.45≦A/B≦1.0・・・・・・・・・(1) 0.45≦A/C≦1.0・・・・・・・・・(2) 〔但し、条件式中Aは発泡体厚み方向の平均気泡径、B
は発泡体押出方向(MD方向)の平均気泡径、Cは発泡
体押出方向と厚み方向との両方に直角な方向(TD方
向)の平均気泡径〕 - 【請求項2】 単層の板状発泡体であって、密度0.3
〜0.06g/cm 3 、該発泡体の厚み方向断面におい
て発泡体両表面から全厚みの各々25%を超える内部に
存在する気泡形状が下記条件式(3)及び(4)を満足
することを特徴とするポリプロピレン系樹脂板状発泡
体。 0.5<A/B≦1.0・・・・・・・・・(3) 0.5<A/C≦1.0・・・・・・・・・(4) 〔但し、条件式中Aは発泡体厚み方向の平均気泡径、B
は発泡体押出方向(MD方向)の平均気泡径、Cは発泡
体押出方向と厚み方向との両方に直角な方向(TD方
向)の平均気泡径〕 - 【請求項3】 単層の板状発泡体であって、密度0.3
〜0.06g/cm 3 、該発泡体の厚み方向断面におい
て発泡体両表面から全厚みの各々25%を超える内部に
存在する気泡形状が下記条件式(5)及び(6)を満足
することを特徴とするポリプロピレン系樹脂板状発泡
体。 0.6≦A/B≦1.0・・・・・・・・・(5) 0.6≦A/C≦1.0・・・・・・・・・(6) 〔但し、条件式中Aは発泡体厚み方向の平均気泡径、B
は発泡体押出方向(MD方向)の平均気泡径、Cは発泡
体押出方向と厚み方向との両方に直角な方向(TD方
向)の平均気泡径〕 - 【請求項4】 厚み2〜7mm、密度0.18〜0.0
9g/cm3、圧縮強度1〜7kg/cm2、MD方向と
TD方向との曲げ強度の平均が10〜70kg/cm2
である請求項1〜3のいずれかに記載のポリプロピレン
系樹脂板状発泡体。 - 【請求項5】 単層の板状発泡体であって、密度0.3
〜0.06g/cm 3 、該発泡体の厚み方向断面におい
て発泡体両表面から全厚みの各々25%を超える内部に
存在する気泡形状が下記条件式(1)及び(2)を満足
することを特徴とするポリプロピレン系樹脂板状発泡体
からなる中仕切り材。0.45≦A/B≦1.0・・・・・・・・・(1) 0.45≦A/C≦1.0・・・・・・・・・(2) 〔但し、条件式中Aは発泡体厚み方向の平均気泡径、B
は発泡体押出方向(MD方向)の平均気泡径、Cは発泡
体押出方向と厚み方向との両方に直角な方向(TD方
向)の平均気泡径〕 - 【請求項6】 厚み2〜7mm、密度0.18〜0.0
9g/cm 3 、圧縮強度1〜7kg/cm 2 、MD方向と
TD方向との曲げ強度の平均が10〜70kg/cm 2
である請求項5に記載のポリプロピレン系樹脂板状発泡
体からなる中仕切り材。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6202395A JP2978078B2 (ja) | 1995-02-24 | 1995-02-24 | ポリプロピレン系樹脂板状発泡体並びに該板状発泡体からなる中仕切り材 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6202395A JP2978078B2 (ja) | 1995-02-24 | 1995-02-24 | ポリプロピレン系樹脂板状発泡体並びに該板状発泡体からなる中仕切り材 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08231745A JPH08231745A (ja) | 1996-09-10 |
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Family Applications (1)
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JP6202395A Expired - Fee Related JP2978078B2 (ja) | 1995-02-24 | 1995-02-24 | ポリプロピレン系樹脂板状発泡体並びに該板状発泡体からなる中仕切り材 |
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EP0925898A1 (en) * | 1997-12-26 | 1999-06-30 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Foamed thermoplastic resin sheet and manufacturing method of the same |
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-
1995
- 1995-02-24 JP JP6202395A patent/JP2978078B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JPH08231745A (ja) | 1996-09-10 |
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