JPH06263909A - ポリエチレン発泡体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ポリエチレンを材料とし、ストランド押し出
しによって得られた樹脂細条を隙間なく融着して、一様
に発泡した良質の発泡体を得ようとするものである。 【構成】 ポリエチレンの分子量分散値が或る値以上で
あり、ゲル、パーミェーション、クロマトグラフィによ
って測定した分子量分布曲線が特定の位置で２つのピー
クを持ち、しかも２つのピークが或る値以上隔たったと
ころに位置しているような低密度ポリエチレンを選択し
て用い、これをストランド押し出しによって発泡体とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、熱可塑性樹脂のうち
でもとくにポリエチレンを用いた発泡体の製造方法に関
するものである。とくに、この発明は、多数の小孔を穿
設した口金から発泡性ポリエチレンを押し出し、押し出
したポリエチレンの細条が軟化している間にこれを集束
し融着させて、発泡体を得る方法の改良に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】多数の小孔を穿設した口金（以下、これ
を多孔口金という）から発泡性の熱可塑性樹脂を押し出
し、押し出された樹脂細条が発泡してまだ軟化している
間に、樹脂細条を集束し融着させて発泡体を製造する方
法は、一般にストランド押し出しと云われている。この
方法によって発泡体を作ることは、例えば特公昭３５−
１０５１８号公報に記載されている。この公報は、熱可
塑性樹脂であればどのような樹脂にでも同様に実施可能
なように記載しているが、実際はそうでない。

【０００３】例えば、ポリスチレンのようなスチレン系
樹脂は、ストランド押し出しによって容易に発泡体を得
ることができるが、ポリエチレン、ポリプロピレンのよ
うなオレフィン系樹脂では、上記の方法によって発泡体
を得ることが容易でない。なぜならば、ストランド押し
出しによって得られたオレフィン系樹脂の細条を互いに
融着させようとしても、細条を融着させることができな
いからである。

【０００４】この原因は、スチレン系樹脂が非結晶性の
ものであり、オレフィン系樹脂が結晶性のものだからで
あると云われて来た。さらに詳しく云えば、スチレン系
樹脂は非結晶性のものであるため、広い温度範囲でこれ
を発泡させることができるが、オレフィン系樹脂は結晶
性のものであるため、特定の狭い範囲でしかこれを発泡
させることができず、従ってオレフィン系樹脂が発泡す
る温度では融着できない温度になっているからだ、と云
われて来た。この相違は、それぞれの樹脂の固有な性質
に基づくことであるから、このような考え方によれば、
オレフィン系樹脂だけを用いる場合には、融着の完全な
発泡体は理論的に得られないことになる。

【０００５】ストランド押し出しによって隙間のないポ
リオレフィン発泡体を作ろうとの試みもなされたが、そ
の試みはポリオレフィンに他のものを混合するという方
向に向かって行われた。例えば、米国特許第４，８０
１，４８４号明細書は、エチレン系樹脂に接着性樹脂を
混合してこの混合物をストランド押し出しして、樹脂細
条を融着させることを提案している。しかし、エチレン
系樹脂に接着性樹脂を混合したのでは、得られた混合物
はエチレン系樹脂よりも軟化点の低いものとなり、従っ
て耐熱性の劣るものとなる。従って、得られた発泡体
は、エチレン系樹脂だけの発泡体のような良質のものと
はならない、ということになる。

【０００６】米国特許第４，８２４，７２０号明細書
は、熱可塑性樹脂フィルムの発泡適性温度の範囲内で、
ヒートシール強度が少なくとも３．０ニュートン／イン
チであるような、非芳香族のオレフィン重合体を樹脂と
して用いるように提案している。しかし、ポリエチレン
は上述の非芳香族オレフィン重合体に該当しない。従っ
て、この提案によっては、ポリエチレンを材料としてよ
く融着した発泡体を得ることができない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、ポリエチ
レンの性能を低下させないで、ストランド押し出しによ
って得られた樹脂細条を隙間なく融着して、一様に発泡
した良質のポリエチレン発泡体を提供しようとするもの
である。

【０００８】

【課題解決のための手段】この発明者は、ストランド押
し出しにおける融着が、ポリエチレンの分子量分布を調
整することにより達成できることを見出した。すなわ
ち、この発明者は、ポリエチレンとして低密度ポリエチ
レンを用いることとし、ポリエチレンの分子量の分散値
が或る値以上であり、さらにゲル、パーミェーション、
クロマトグラフィによって測定した分子量分布曲線が、
特定の位置で２つのピークを持ち、しかもその２つのピ
ークが或る値以上隔たったところに位置しているような
ポリエチレンを用いると、ストランド押し出しによっ
て、樹脂細条を発泡させるとともによく融着させること
ができることを見出した。

【０００９】上述のポリエチレンの分子量の分散値が或
る値以上であると云うことは、これをさらに明確に云え
ば、そのポリエチレンの重量平均分子量をＭｗとし、数
平均分子量をＭｎとした場合に、Ｍｗ／Ｍｎ≧６．５と
いう関係式によってこれを表すことができる。また、上
述のゲル、パーミェーション、クロマトグラフィによっ
て測定した分子量分布曲線が、特定の位置で２つのピー
クを持ち、しかもその２つのピークの位置が或る値以上
隔たっているというのは、これをさらに具体的に云え
ば、その曲線が分子量１０^4.5 以上で１０^5.5 未満のと
ころに１つのピークを持ち、さらに分子量１０^6.0 以上
のところに別のピークを持つ、ということによってこれ
を表すことができる。また、低密度ポリエチレンとは、
比重が０．９１−０．９３の範囲内にあるということに
よってこれを表すことができる。

【００１０】従って、この発明は、比重が０．９１−
０．９３の範囲内にあるポリエチレンの中から、重量平
均分子量Ｍｗと数平均分子量Ｍｎとの間にＭｗ／Ｍｎ≧
６．５の関係があり、ゲル、パーミェーション、クロマ
トグラフィによって得られた分子量分布曲線が分子量１
０^4.5 以上で１０^5.5 未満にピークを持ち、かつ分子量
１０^6.0 以上にもピークを持つポリエチレンを選択して
用い、これにストランド押し出しによる発泡を行わせ
て、発泡体を製造する方法だと云うことができる。

【００１１】すなわち、この発明は、ストランド押し出
しにおいて、熱可塑性樹脂として比重が０．９１−０．
９３の範囲内にあり、重量平均分子量Ｍｗと数平均分子
量Ｍｎとの間にＭｗ／Ｍｎ≧６．５の関係があり、ゲ
ル、パーミェーション、クロマトグラフィにより得られ
た分子量分布曲線が、分子量１０^4.5 以上１０^5.5 未満
のところにピークを持ち、かつ分子量１０^6.0 以上にも
ピークを持ったポリエチレンを選択して用いることを特
徴とする、ポリエチレン発泡体の製造方法を提供するも
のである。

【００１２】この発明では、オレフィン系樹脂の中から
低密度ポリエチレン（以下、これをＬＤＰＥという）を
選んで用いる。ＬＤＰＥは、比重が０．９１−０．９３
の範囲内にあって、比重が０．９４〜０．９６の範囲内
にある高密度ポリエチレンと明確に区別されている。

【００１３】また、この発明ではＬＤＰＥの中でもＭｗ
／Ｍｎの値が６．５以上のものを選んで用いる。ここ
で、Ｍｗとは、前述のように、重量平均分子量であっ
て、測定される物性値が重合体の重量に直接関係すると
きに求められる平均分子量である。また、Ｍｎは数平均
分子量であって、重合体の分子数に直接関係する物性値
を測定することによって求められる最も基本的な平均分
子量である。Ｍｎは分子の総数に依存し、Ｍｗは分子の
２乗平均であり、Ｍｎよりも高重合度分子に依存してい
る。

【００１４】ＬＤＰＥの中には、上述のＭｗ／Ｍｎの値
が６．５以上のものもあれば、６．５未満のものもあ
る。実験の結果によると、６．５未満のＬＤＰＥを用
い、これを発泡適性温度に加熱して発泡させ発泡した細
条を融着させようとしても、細条は互いに充分に融着さ
せることができない。これに対しＭｗ／Ｍｎの値が６．
５以上のＬＤＰＥを用い、これを発泡適性温度に加熱し
て発泡させると、発泡した細条は互いに融着し易いもの
となる。だから、この発明では、Ｍｗ／Ｍｎの値が６．
５以上のものを選んで用いることとした。

【００１５】また、この発明では分子量分布曲線が固有
なカーブを描くＬＤＰＥを用いる。その場合の分子量分
布は、ゲル、パーミェーション、クロマトグラフィによ
って測定したものを基準としている。さらに具体的に云
えば、測定装置にWaters社のＧＰＣ １５０−Ｃ型を用
い、測定条件はカラムとしてＫＦ−８０Ｍを用い、カラ
ム温度を１４５℃、注入温度を１４５℃にし、溶媒とし
てＯージクロロベンゼンを用い、注入量を５００μｌ、
流速を１．０ｍｌ／分にして得た値をもって分子量分布
を示すこととした。

【００１６】また、ＧＰＣにより得られた分子量分布曲
線が、分子量１０^4.5 以上１０^5.5未満のところに１つ
のピークを持ち、かつ分子量１０^6.0 以上にも別のピー
クを持った（以下ではこれを２ピークを持った、とい
う）ＬＤＰＥとは、図１のうち曲線Ａのような分子量分
布を持ったものである。図１は、横軸に分子量を対数目
盛りで示し、縦軸に分子の重量％を１０倍にして示して
いる。図１における曲線Ａは、横軸上で５．００と５．
５０との間に１つのピーク１を持っているので、分子量
１０^4.5 以上１０^5.5 未満にピーク１を持っていること
になる。また、曲線Ａは、横軸上で６．００と６．５０
との間にも別のピーク２を持っているので、分子量１０
^6.0 以上にピーク２を持っていることになる。従って、
曲線Ａは２ピークを持ったＬＤＰＥに該当している。

【００１７】また、図１中の曲線Ｂも２ピークを持った
ものに該当している。なぜならば、曲線Ｂは、横軸上で
５．００と５．５０との間にピーク３を持っているの
で、分子量が１０^4.5 以上１０^5.5 未満のところにピー
クを持っていることになるからである。また、曲線Ｂ
は、横軸上で６．００と６．５０との間で、僅かながら
上に張り出して山形を呈している。この山形は別のピー
ク４の存在を示しており、従って曲線Ｂは分子量１０
^6.0 以上にもピーク４を持つことになるからである。

【００１８】但し、図１中の曲線Ｃは、２ピークを持っ
たものに該当するものではない。なぜならば、曲線Ｃは
横軸上で５．００と５．５０との間でピーク５を持って
いるが、６．０以上のところには全くピークを持たない
からである。即ち曲線Ｃは分子量１０^6.0 以上のところ
にピークを持たないからである。

【００１９】この発明が上述のように分子量分布曲線を
問題にする理由は、次のとおりである。すなわち、図１
の曲線Ａ又は曲線Ｂのような分子量分布を示すＬＤＰＥ
は、ストランド押し出しを行ったとき、樹脂細条が発泡
してまだ軟化している間に、これを融着し易いが、曲線
Ｃのような分子量分布を示すＬＤＰＥは、ストランド押
し出しによって細条を融着させようとしても、よく融着
するに至らないことが実験上確かめられたからである。

【００２０】２ピークを持ったＬＤＰＥは、市販されて
いるポリエチレンの中に全く存在しないわけではない
が、その数は少ない。なぜならば、市場では一般に分子
量の揃ったものが好んで使用されるからであって、唯１
つのピークを持ったものが賞用されるからである。

【００２１】しかも、２ピークを持ったポリエチレンで
市販されているものは、発泡体の製造に使用することを
奨められているものではない。例えばラミネート用に使
用することを奨められているものに２ピークを持ったポ
リエチレンが多い。

【００２２】さらに、この発明で用いるＬＤＰＥは、必
要に応じて格別に調整してもよい。すなわち、分子量が
１０^4.5 以上１０^5.5 未満のところにピークを持ったＬ
ＤＰＥと、１０^6.0 以上のところにピークを持ったＬＤ
ＰＥとを混合して用いてもよい。

【００２３】この発明では、樹脂の選択以外は、ストラ
ンド押し出しの際にこれまで行われて来たことをそのま
ま用いる。すなわち、発泡剤、発泡助剤、造核剤及び押
出機、多孔口金等は、これまで用いられて来たものをそ
のまま使用することができる。

【００２４】例えば、発泡剤としては、大きく分けて加
熱分解型の固体化合物、揮発型の液体又は気体、不活性
ガス等が使用されて来たが、この発明ではその何れをも
単独で又は混合して使用することができる。具体的に云
えば、加熱分解型の固体化合物としては、アゾジカーボ
ンアミド、ジニトロソペンタメチレンテトラミン等が使
用でき、揮発型の液体又は気体としては、ブタン、ペン
タンのような飽和脂肪族炭化水素類、シクロペンタン、
シクロヘキサンのような飽和脂環族炭化水素類、トリク
ロロフルオロメタン、ジクロロテトラフルオロエタンの
ようなハロゲン化炭化水素類、ジメチルエーテルのよう
なエーテル類、アセトンのようなケトン類、メタノール
のようなアルコール類、水等を使用することができる。
また、不活性ガスとしては二酸化炭素、窒素などを使用
することができる。

【００２５】発泡助剤としては、微粉末タルクのような
気泡核剤を用いることが行われて来たが、この発明でも
これを従来どおり使用する。そのほか、顔料、帯電防止
剤、難燃剤などを混合することができる。また、押出機
としては、２台の押出機を直列に連結した形式のタンデ
ム押出機が多く用いられて来たが、この発明でもタンデ
ム押出機を用い、初めの押出機から発泡剤を圧入して発
泡性溶融物とし、あとの押出機中でこの溶融物を発泡適
性温度まで冷却し、そののち多孔口金から押し出すよう
にすることが好ましい。

【００２６】以下に、実施例と比較例とを述べて、この
発明のすぐれている所以を説明する。

【００２７】

【実施例１】

【００２８】

【表１】

【００２９】表１に示す分子量分布を持ち、分子量分布
曲線の分子量１０^5.2 にピークがありさらに高分子領域
の分子量１０^6.3 にピークを有するＬＤＰＥ（旭化成社
製サンテック Ｍ−１８２０）１００重量部を基材樹脂
とし、これに気泡核剤として微粉末タルク０．４重量部
を加え、その混合物を押出装置に供給した。この押出装
置は内径４０ｍｍの押出機２台を直列に連結したもので
あって、第１番目の押出機の先端部より発泡剤としてブ
タンを基材樹脂に対し約１５重量部の割合で圧入し、こ
れを加熱混練し口金から押し出した。口金としては口金
の押出面に直径１．１ｍｍ、深さ１０ｍｍの孔を５ｍｍ
間隔で１６個３列に開けた物を使用する。

【００３０】口金の各押出孔から押し出された樹脂は４
８個の紐状物となって進行し、その間に発泡し互いが融
着し一体となった成形物を得た。得られた発泡体は厚み
１７ｍｍ、幅９０ｍｍ、密度０．０４９ｇ／ｃｃであっ
た。

【００３１】

【実施例２〜３】表１に示す分子量分布を持つＬＤＰＥ
を用いて実施例１と同様の装置、条件で成形を試みた。
得られた発泡体の物性を表２に示す。

【００３２】

【表２】

【００３３】

【実施例４】実施例１の方法に従い行ったが、使用する
樹脂が表１に示す分子量分布曲線の高分子領域にピーク
を有するＬＤＰＥ（住友化学社製 Ｇ−２０２、三菱油
化社製 ＺＫ−３０）５０重量部ずつのブレンドとし成
形を試みた。得られた発泡体の物性を表２に示す。

【００３４】

【実施例５】実施例１の方法に従い行ったが、使用する
樹脂を分子量分布曲線の高分子領域にピークを有する樹
脂（旭化成社製 サンテック Ｍ−１８２０）６６重量
％と高分子領域にピークを持たない樹脂（旭化成社製
サンテック Ｆ−１９２０）３４重量％のブレンドと
し、分子量分布が表１の値を持つ樹脂を用い成形を試み
た。得られた発泡体の物性を表２に示す。

【００３５】

【比較例１〜３】表１に示す分子量値を示し分子量分布
曲線の分子量１０^5.2 にピークを持つが、１０^5.5 以上
の高分子領域にピークを持たない低密度ポリエチレン樹
脂（旭化成社製 Ｆ−１９２０）１００重量％に気泡核
剤として微粉末タルク０．４重量部を混合し、実施例１
と同様複数の孔を開けた口金を装着した内径４０−４０
ｍｍの押出機に供給し、押出機の途中で混合物に対し約
１５重量部のブタンを圧入し、これを加熱混練し口金か
ら押し出した。口金から押し出された樹脂は４８個の紐
状物となって進行し、その間に発泡するが、互いに融着
はせず一本一本が分かれ、一体となった成形物を得るこ
とは不可能であった。

【００３６】

【比較例４】実施例１の方法に従い行ったが、使用する
樹脂を分子量分布曲線の高分子領域にピークを有する樹
脂（旭化成社製 Ｍ−１８２０）５０重量％と高分子領
域にピークを持たない樹脂（旭化成社製 Ｆ−１９２
０）５０重量％樹脂のブレンドとし、表１に表される分
子量分布を持つ樹脂により成形を試みたが一体となった
成形物を得ることは不可能であった。

【図面の簡単な説明】

【図１】ゲル、パーミェーション、クロマトグラフィに
よって測定した低密度ポリエチレンの分子量分布曲線の
説明図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多数の小孔を穿設した口金から発泡剤を
   含有した熱可塑性樹脂を押し出し、樹脂が軟化している
   間に発泡した樹脂の細条を集束して互いに融着させ、断
   面が一様な発泡体を製造する方法において、熱可塑性樹
   脂として比重が０．９１−０．９３の範囲内にあり、重
   量平均分子量Ｍｗと数平均分子量Ｍｎとの間にＭｗ／Ｍ
   ｎ≧６．５の関係があり、ゲル、パーミェーション、ク
   ロマトグラフィにより得られた分子量分布曲線が、分子
   量１０^4.5 以上１０^5.5 未満のところにピークを持ち、
   かつ分子量１０^6.0 以上にもピークを持ったポリエチレ
   ンを選択して用いることを特徴とする、ポリエチレン発
   泡体の製造方法。