JP6146768B2 - ポリエチレン系樹脂発泡シートの製造方法 - Google Patents
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Description
[1] 密度935g/L以下のポリエチレン系樹脂を主成分とする基材樹脂、物理発泡剤及び気泡調整剤を混練してなる発泡性溶融樹脂を押出発泡させて、見掛け密度60〜450kg/m3、平均厚み60mm以下の発泡シートを製造する方法において、
気泡調整剤として、平均粒子径3〜8μmの化学発泡剤を用い、該気泡調整剤が、該化学発泡剤を含有する気泡調整剤マスターバッチの形態で基材樹脂に配合されることを特徴とするポリエチレン系樹脂発泡シートの製造方法。
[2] 前記化学発泡剤が、化学発泡剤粉砕物であることを特徴とする前記1に記載のポリエチレン系樹脂発泡シートの製造方法。
[3] 前記化学発泡剤が、重曹−クエン酸系化学発泡剤であることを特徴とする前記1又は2に記載のポリエチレン系樹脂発泡シートの製造方法。
[4] 前記気泡調整剤の添加量が、基材樹脂100重量部に対して0.1〜3重量部であることを特徴とする前記1〜3のいずれかに記載のポリエチレン系樹脂発泡シートの製造方法。
本発明のポリエチレン系樹脂発泡シート(以下、単に発泡シートともいう。)の製造方法には、押出発泡方法が採用される。
前記押出発泡方法においては、例えば、ポリエチレン系樹脂と気泡調整剤と必要に応じた添加剤とを押出機に供給し、加熱溶融して樹脂溶融物とし、次いで、該樹脂溶融物に物理発泡剤を圧入し、さらに混練して発泡シート形成用発泡性溶融樹脂とし、押出機内において該発泡性溶融樹脂を発泡可能な樹脂温度に調整し、ダイを通して大気中に押出して、該発泡性溶融樹脂を発泡させて押出発泡シートを形成する。前記ダイとして、環状ダイやTダイを使用することができる。環状ダイを使用する場合には、発泡性溶融樹脂を、環状ダイを通して大気中に押出して、該発泡性溶融樹脂を発泡させて筒状発泡体を形成し、該筒状発泡体を、マンドレルと呼ばれる円柱状冷却装置の側面を通過させて拡径しつつ引取りながら押出方向に沿って切り開くことにより、発泡シートを得ることができる。
前記ポリエチレン系樹脂としては、例えば、エチレン成分単位が50モル%以上の樹脂が挙げられ、具体的には、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、超低密度ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−メタクリル酸メチル共重合体、エチレン−アクリル酸エチル共重合体、さらにそれらの2種以上の混合物などが挙げられる。
尚、本明細書において、「ポリエチレン系樹脂を主成分とする基材樹脂」とは、前記ポリエチレン系樹脂の含有量が発泡シートを構成する基材樹脂の全重量の50重量%以上であることをいい、好ましくは70重量%以上、より好ましくは80重量%以上、更に好ましくは90重量%以上であることをいう。
また、前記基材樹脂には、本発明の目的、効果を阻害しない範囲において、例えば、酸化防止剤、帯電防止剤、界面活性剤、熱安定剤、耐候剤、紫外線吸収剤、難燃剤、無機充填剤等の機能性添加剤を添加しても良い。
前記発泡可能な樹脂温度は、ポリエチレン系樹脂の融点+0℃〜融点+15℃の範囲とすることが好ましく、より好ましくは融点+2℃〜融点+10℃である。
ここで、ポリエチレン系樹脂の融点とは、JIS K7121(1987)記載の試験片の状態調節(2)の「一定の熱処理を行った後、融解温度を測定する場合」に基づく熱流束示差走査熱量測定により得られるDSC曲線の融解ピーク温度を意味する。なお、融解ピークが複数存在する場合には、最も面積の大きな融解ピークの頂点温度を採用する。
また、従来の製造方法においては、発泡シートの見掛け密度を低くしようとするほど、発泡シートに小孔が発生しやすかったが、本発明の製造方法によれば、見掛け密度が450kg/m3以下であっても、更に300kg/m3以下であっても、特に250kg/m3以下であっても、貫通孔が存在しない発泡シートを製造することができる。なお、見掛け密度の下限は、好ましくは100kg/m3である。
th(μm)=(0.46/ρp)ρf×D ・・・(1)
但し、Dは発泡シートの平均気泡径(μm)であり、ρpは発泡シートの基材樹脂の密度(g/cm3)、ρfは発泡シートの見掛け密度(g/cm3)である。
平均気泡径D=3方向(厚み方向、幅方向および押出方向)の平均気泡弦長の算術平均値(μm)/0.616 ・・・(2)
坪量[g/m2]=〔1000X/(L×W)〕・・・(3)
実施例、比較例で用いたポリエチレン系樹脂を表1に示す。
気泡調整剤として、表2に示す、平均粒子径(メジアン径)、最大粒子径が異なる、化学発泡剤を用いた。
なお、気泡調整剤1は、市販の炭酸水素ナトリウムとクエン酸一ナトリウムとの混合物(重量比1:1、平均粒子径(メジアン径)17.5μm)をジェットミルで粉砕して平均粒子径を6μmに調整したものを、低密度ポリエチレンをベースレジンとして化学発泡剤濃度20重量%のマスターバッチとしたものである。同様に、気泡調整剤2は、市販の炭酸水素ナトリウムとクエン酸一ナトリウムとの混合物(重量比1:1、平均粒子径(メジアン径)17.5μm)をジェットミルで粉砕して平均粒子径を8μmに調整したものを、低密度ポリエチレンをベースレジンとして化学発泡剤濃度20重量%のマスターバッチとしたものである。また、気泡調整剤3および4は、低密度ポリエチレンをベースレジンとした化学発泡剤濃度20重量%のマスターバッチである。
樹脂層に添加する帯電防止剤として、三洋化成工業(株)製の高分子型帯電防止剤「ペレスタットVL300」(略称:帯電防止剤1)を用いた。
(1)単層発泡シート
発泡シート形成用押出装置として、スクリュー径115mmの第一押出機と、第一押出機の下流側に連結されたスクリュー径150mmの第二押出機とからなるタンデム押出機を使用し、第二押出機の下流側の出口先端部に環状ダイが取付けられた装置を用いた。
(2)多層発泡シート
発泡シート形成用押出装置として、発泡層形成用のスクリュー径115mmの第一押出機と、第一押出機の下流側に連結されたスクリュー径150mmの第二押出機とからなるタンデム押出機を使用し、第二押出機の下流側の出口先端部に共押出用環状ダイが取付けられ、該共押出用環状ダイに、樹脂層形成用の直径65mmの第三押出機の下流側の出口が連結された装置を用いた。
表3に示すポリエチレン系樹脂と気泡調整剤とを、表3に示す配合で前記第一押出機の原料投入口に供給し、加熱混練し、約200℃に調整された樹脂溶融物とした。該樹脂溶融物に物理発泡剤としてノルマルブタン70重量%とイソブタン30重量%の混合ブタンを、ポリエチレン系樹脂100重量部に対して、表3に示す配合となるように圧入して加熱混練し、次いで第二押出機にて冷却して表3に示す樹脂温度の発泡性樹脂溶融物とした。該発泡性樹脂溶融物を、環状ダイを通して大気中に押出して筒状発泡体を形成し、該筒状発泡体をマンドレルにて表3に示すブロー比で幅方向に拡径しながら、表3に示す速度で引き取り、さらに押出方向に沿って切開いて、発泡シートを得た。なお、気泡調整剤はマスターバッチの形態でポリエチレン系樹脂に配合した。
表3に示すポリエチレン系樹脂と気泡調整剤とを、表3に示す配合で前記第一押出機の原料投入口に供給し、加熱混練し、約200℃に調整された樹脂溶融物とした。該樹脂溶融物に物理発泡剤としてノルマルブタン70重量%とイソブタン30重量%との混合ブタンを、ポリエチレン系樹脂100重量部に対して、表3に示す配合となるように圧入して加熱混練し、次いで第二押出機にて冷却して表3に示す樹脂温度の発泡性樹脂溶融物とし、該発泡性樹脂溶融物を共押出用環状ダイに導入した。なお、気泡調整剤はマスターバッチの形態でポリエチレン系樹脂に配合した。
表2中の化学発泡剤の平均粒子径は、HORIBA社製レーザ回折散乱式粒度分布測定装置(LA−910)を用いて測定した。また、化学発泡剤の最大粒子径は次のようにして測定した。化学発泡剤を含有する気泡調整剤マスターバッチ約1gを厚み約30μmまで110℃でヒートプレスして測定用サンプルを作製し、光学顕微鏡にてサンプル中の最も長い化学発泡剤の粒子の長軸径を計測した。この測定を異なるサンプルを用いて10回繰り返し、最も大きな長軸径の値を化学発泡剤の最大粒子径とした。
Claims (4)
- 密度935g/L以下のポリエチレン系樹脂を主成分とする基材樹脂、物理発泡剤及び気泡調整剤を混練してなる発泡性溶融樹脂を押出発泡させて、見掛け密度60〜450kg/m3、平均厚み0.5mm以下の発泡シートを製造する方法において、
該気泡調整剤として、平均粒子径3〜8μmの化学発泡剤を用い、該気泡調整剤が、該化学発泡剤を含有する気泡調整剤マスターバッチの形態で基材樹脂に配合されることを特徴とするポリエチレン系樹脂発泡シートの製造方法。 - 前記化学発泡剤が、化学発泡剤粉砕物であることを特徴とする請求項1に記載のポリエチレン系樹脂発泡シートの製造方法。
- 前記化学発泡剤が、重曹−クエン酸系化学発泡剤であることを特徴とする請求項1又は2に記載のポリエチレン系樹脂発泡シートの製造方法。
- 前記化学発泡剤の添加量が、基材樹脂100重量部に対して0.1〜3重量部であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のポリエチレン系樹脂発泡シートの製造方法。
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