(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024093352
(43)【公開日】2024-07-09
(54)【発明の名称】ポリオレフィン系樹脂発泡体、及びポリオレフィン系樹脂発泡体の製造方法
(51)【国際特許分類】
C08J 9/04 20060101AFI20240702BHJP
B29C 44/00 20060101ALI20240702BHJP
B29C 44/36 20060101ALI20240702BHJP
【FI】
C08J9/04 103
C08J9/04 CES
B29C44/00
B29C44/36
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022209666
(22)【出願日】2022-12-27
(71)【出願人】
【識別番号】000119232
【氏名又は名称】株式会社イノアックコーポレーション
(74)【代理人】
【識別番号】100112874
【弁理士】
【氏名又は名称】渡邊 薫
(74)【代理人】
【識別番号】100147865
【弁理士】
【氏名又は名称】井上 美和子
(72)【発明者】
【氏名】林 大蔵
【テーマコード(参考)】
4F074
4F214
【Fターム(参考)】
4F074AA16L
4F074AA20
4F074AB03
4F074AB05
4F074AD09
4F074AD14
4F074AG11
4F074AG20
4F074BA13
4F074BA28
4F074BB02
4F074CA23
4F074CA30
4F074DA02
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4F074DA33
4F074DA36
4F074DA45
4F214AA03
4F214AA50
4F214AG20
4F214UA29
4F214UA35
4F214UC05
4F214UF01
4F214UG22
(57)【要約】
【課題】廃棄物からなる樹脂材料の量を増やしても、高品質で低密度(高倍率発泡)の樹脂発泡体を再生可能な技術を提供すること。
【解決手段】再生ポリオレフィン系樹脂を含むポリオレフィン系樹脂と、硫黄含有物と、を含有する、ポリオレフィン系樹脂発泡体を提供する。本技術に係るポリオレフィン系樹脂発泡体の密度は、25~70kg/m3とすることができる。本技術に係るポリオレフィン系樹脂発泡体は、原料におけるポリオレフィン系樹脂中の再生ポリオレフィン系樹脂の含有量を、50質量%以上とすることができる。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
再生ポリオレフィン系樹脂を含むポリオレフィン系樹脂と、
硫黄含有物と、
を含有する、ポリオレフィン系樹脂発泡体。
【請求項2】
密度が25~70kg/m3である、請求項1に記載のポリオレフィン系樹脂発泡体。
【請求項3】
原料におけるポリオレフィン系樹脂中の再生ポリオレフィン系樹脂の含有量が、50質量%以上である、請求項1又は2に記載のポリオレフィン系樹脂発泡体。
【請求項4】
再生ポリオレフィン系樹脂を含むポリオレフィン系樹脂と、硫黄含有物と、を含有する材料を混練して発泡性樹脂組成物を調製する混練工程と、
前記発泡性樹脂組成物を発泡させる発泡工程と、
を含む、ポリオレフィン系樹脂発泡体の製造方法。
【請求項5】
前記発泡工程は、
前記発泡性樹脂組成物を発泡させて一次発泡体を形成する一次発泡工程と、
前記一次発泡体を発泡させて二次発泡体を形成する二次発泡工程と、
を含む、請求項4に記載のポリオレフィン系樹脂発泡体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本技術は、ポリオレフィン系樹脂発泡体に関する。より詳しくは、再生樹脂を用いたポリオレフィン系樹脂発泡体、及びポリオレフィン系樹脂発泡体の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、様々な分野において、プラスチック発泡体が使用されており、それに伴いプラスチック発泡体の廃棄物の処理が社会問題となっており、持続可能な社会の形成に貢献するためには、プラスチック発泡体の廃棄物を、再生可能な資源として如何に利用するかが注目されている。
【0003】
例えば、特許文献1では、架橋ポリオレフィンの樹脂発泡体を粉砕機で粗粉砕する粗粉砕工程と、粗粉砕された樹脂発泡体を単軸押出機で加熱押出し、カットし、微粉砕物を得る微粉砕工程と、微粉砕物を、同方向二軸押出機で溶融混練する溶融混練工程と、を行うことで、樹脂を劣化させることなく、高効率で樹脂再生材を得る技術が開示されている。
【0004】
特許文献2には、架橋ポリエチレン系連続気泡体端材を粉砕、脱泡する工程と、脱泡物にポリエチレン系樹脂及び必要に応じて架橋剤を練和して密閉式金型に充填し加圧下に加熱後除圧して発泡させる工程と、得られた発泡体を2枚の金属板間に挟んで加圧しながら冷却する工程を行うことで、架橋ポリエチレン系連続気泡体端材を有効利用できる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2021-195482号公報
【特許文献2】特開2000-143860号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
前記特許文献2のように、架橋ポリエチレン系連続気泡体端材を有効活用する技術が開発されつつあるが、廃棄物からなる樹脂材料100%で樹脂発泡体を再生することは難しく、ある程度のバージン樹脂を用いる必要があった。
【0007】
また、用いる廃棄物からなる樹脂材料の量を増やすと、品質が低下する問題もあり、特に、低密度(高倍率発泡)の樹脂発泡体を再生することも難しいといった問題があった。
【0008】
そこで、本技術では、廃棄物からなる樹脂材料の量を増やしても、高品質で低密度(高倍率発泡)の樹脂発泡体を再生可能な技術を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明者は、前記課題を解決するために、鋭意研究を行ったところ、樹脂発泡体から再生した再生樹脂には、発泡助剤が残存しており、この残存する発泡助剤が、高倍率発泡を行う際に、破損等の原因になることを突き止めた。そして、再生樹脂を用いた発泡工程において、硫黄含有物が適度な発泡阻害作用を発揮することを見出し、本技術を完成させるに至った。
【0010】
即ち、本技術では、まず、再生ポリオレフィン系樹脂を含むポリオレフィン系樹脂と、 硫黄含有物と、
を含有する、ポリオレフィン系樹脂発泡体を提供する。
本技術に係るポリオレフィン系樹脂発泡体の密度は、25~70kg/m3とすることができる。
本技術に係るポリオレフィン系樹脂発泡体は、原料におけるポリオレフィン系樹脂中の再生ポリオレフィン系樹脂の含有量を、50質量%以上とすることができる。
【0011】
本技術では、次に、再生ポリオレフィン系樹脂を含むポリオレフィン系樹脂と、硫黄含有物と、を含有する材料を混練して発泡性樹脂組成物を調製する混練工程と、
前記発泡性樹脂組成物を発泡させる発泡工程と、
を含む、ポリオレフィン系樹脂発泡体の製造方法を提供する。
本技術に係るポリオレフィン系樹脂発泡体の製造方法において、前記発泡工程では、
前記発泡性樹脂組成物を発泡させて一次発泡体を形成する一次発泡工程と、
前記一次発泡体を発泡させて二次発泡体を形成する二次発泡工程と、
を行うことができる。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本技術を実施するための好適な形態について説明する。以下に説明する実施形態は、本技術の代表的な実施形態の一例を示したものであり、いずれの実施形態も組み合わせることが可能である。また、これらにより本技術の範囲が狭く解釈されることはない。
【0013】
1.ポリオレフィン系樹脂発泡体
本技術に係るポリオレフィン系樹脂発泡体は、再生ポリオレフィン系樹脂を含むポリオレフィン系樹脂と、硫黄含有物と、を含有する。即ち、本技術に係るポリオレフィン系樹脂発泡体は、再生ポリオレフィン系樹脂を含むポリオレフィン系樹脂と、硫黄含有物と、を含有する樹脂組成物の発泡体である。また、本技術に係るポリオレフィン系樹脂発泡体を製造するための樹脂組成物(以下、「前記樹脂組成物」ともいう)には、発泡剤、架橋剤、発泡助剤、滑剤、架橋促進剤、及びその他目的に応じてポリオレフィン系樹脂発泡体の製造に用いることが可能な各種成分を含有させることができる。以下、各成分について詳細に説明する。
【0014】
(1)ポリオレフィン系樹脂
本技術に係るポリオレフィン系樹脂発泡体に用いることができるポリオレフィン系樹脂は、オレフィン成分単位を主成分とする樹脂である。オレフィン成分単位を主成分とする樹脂とは、オレフィン成分単位が50質量%以上含まれる樹脂である。本技術において、樹脂中のオレフィン成分単位の含有量は、好ましくは70質量%以上、より好ましくは80質量%以上、さらに好ましくは90質量%以上であり、樹脂成分がポリオレフィン系樹脂のみから構成されていることが特に好ましい。
【0015】
本技術に用いることができるポリオレフィン系樹脂としては、例えば、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリブテン、ポリペンテン、及びオレフィン系モノマーと該オレフィン系モノマーと共重合し得るモノマーとの共重合体等が挙げられ、これらは1種または2種以上を組み合わせて用いることも可能である。
【0016】
ポリエチレン系樹脂としては、高密度ポリエチレン(HDPE)、低密度ポリエチレン(LDPE)、直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)、超低密度ポリエチレン(VLDPE)等のエチレン単独重合体;エチレン-プロピレンランダム共重合体、エチレン-プロピレンブロック共重合体、エチレン-ブテンブロック共重合体、エチレン-ブテンランダム共重合体、エチレン-酢酸ビニル共重合体、及びエチレン-メチルメタクリレート共重合体等が挙げられる。
【0017】
ポリプロピレン系樹脂としては、アイソタクチックポリプロピレン、シンジオタクチックポリプロピレン、及びアタクチックポリプロピレン等のプロピレン単独重合体;プロピレン-エチレンランダム共重合体、プロピレン-エチレンブロック共重合体、プロピレン-ブテンランダム共重合体、プロピレン-ブテンブロック共重合体、プロピレン-エチレン-ブテン三元共重合体、プロピレン-アクリル酸共重合体、及びプロピレン-無水マレイン酸共重合体等が挙げられる。
【0018】
この中でも、本技術では、ポリエチレン系樹脂を用いることが好ましく、ポリエチレン系樹脂の中でも、低密度ポリエチレン(LDPE)、エチレン-酢酸ビニル共重合体を用いることが好ましい。
【0019】
[再生された再生ポリオレフィン系樹脂]
本技術で用いるポリオレフィン系樹脂には、以上説明したポリオレフィン系樹脂の廃棄物から再生される再生ポリオレフィン系樹脂を含有することを特徴とする。本技術において、再生ポリオレフィン系樹脂とは、一般的な方法を用いて脱泡及び脱架橋した樹脂組成物から製造される樹脂である。即ち、本技術において、再生ポリオレフィン系樹脂とは、樹脂発泡体や樹脂を粉砕しただけの樹脂粉砕物ではなく、使用済のポリオレフィン系樹脂発泡体を、粉砕、剪断、及び溶融混練等を行うことで、脱泡及び脱架橋された状態の樹脂である。
【0020】
使用済のポリオレフィン系樹脂発泡体の脱泡及び脱架橋方法は、本技術の効果を損なわない限り特に限定されず、一般的な脱泡及び脱架橋方法を自由に選択して用いることができる。本技術では、例えば、前記特許文献1に記載された方法を用いて再生された再生ポリオレフィン系樹脂を好適に用いることができる。
【0021】
本技術で用いるポリオレフィン系樹脂中の再生ポリオレフィン系樹脂の含有量は、本技術の目的や作用効果を損なわない限り、自由に設定することができる。本技術では、原料におけるポリオレフィン系樹脂中の再生ポリオレフィン系樹脂の含有量は、例えば、5質量%以上、好ましくは10質量%以上、より好ましくは50質量%以上、更に好ましくは100質量%である。ポリオレフィン系樹脂中の再生ポリオレフィン系樹脂の含有量を多くすることで、製造されるポリオレフィン系樹脂発泡体の密度を低下させることができる。また、ポリオレフィン系樹脂中の再生ポリオレフィン系樹脂の含有量を多くすることで、発泡性を向上させることができるため、後述する発泡助剤の使用量を低減したり、発泡助剤を用いることなく、発泡性の良好なポリオレフィン系樹脂発泡体を製造したりすることができる。
【0022】
なお、本技術に係るポリオレフィン系樹脂発泡体には、ポリオレフィン系樹脂の他に、本技術の目的や作用効果を損なわない範囲で他の樹脂や、熱可塑性エラストマー、熱硬化性エラストマー等が含まれていてもよい。ポリオレフィン系樹脂以外の樹脂としては、例えば、ポリスチレン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂等の熱可塑性樹脂が挙げられる。熱可塑性エラストマーとしては、例えば、オレフィン系熱可塑性エラストマー、スチレン系熱可塑性エラストマー等が挙げられる。熱硬化性エラストマーとしては、例えば、エチレンプロピレンゴム(EPDM)等の合成ゴムや天然ゴムが挙げられる。
【0023】
(2)硫黄含有物
本技術に係るポリオレフィン系樹脂発泡体に用いる硫黄含有物とは、硫黄を含有し、発泡阻害作用を発揮する物質である。例えば、2-メルカプトベンズイミダゾール(MBI)、2-メルカプトベンゾチアゾール、2-メルカプト-5-メチルベンズイミダゾール、2-メルカプト-5-メトキシベンズイミダゾール、2-メルカプト-5-カルボキシベンズイミダゾール、2-メルカプト-5-ニトロベンズイミダゾール、1,3-ジヒドロ-1-フェニル-2H-ベンズイミダゾール-2-チオン、2-メルカプトベンズイミダゾール等のメルカプタン類;硫化銅や硫化鉄等の金属流加物等の硫化物;メタンスルホン酸等の有機スルホン酸類等のスルホン酸類;ジメチルスルホキシド、アホエン、アリシン等のスルホキシド類等が挙げられ、これらの硫黄含有物を1種又は2種以上自由に選択して用いることができる。この中でも、本技術では特に、硫黄含有物として、メルカプタン類を用いることが好ましく、2-メルカプトベンズイミダゾール(MBI)を用いることがより好ましい。
【0024】
本技術に係るポリオレフィン系樹脂発泡体に用いる硫黄含有物の量は、本技術の目的や作用効果を損なわない限り、自由に設定することができる。本技術では、前記樹脂組成物中の樹脂成分100質量部に対する硫黄含有物の含有量の上限値は、例えば1質量部以下、好ましくは0.8質量部以下、より好ましくは0.5質量部以下、更に好ましくは0.2質量部以下である。前記樹脂組成物中の硫黄含有物の含有量をこの範囲とすることにより、発泡体製造時の発泡性の低下を防止し、製造する発泡体の密度の上昇を抑制することができる。また、後述する発泡助剤の使用量を低減したり、発泡助剤を用いることなく、発泡性の良好なポリオレフィン系樹脂発泡体を製造したりすることができる。
【0025】
本技術では、前記樹脂組成物中の樹脂成分100質量部に対する硫黄含有物の含有量の下限値は、例えば、0.005質量部以上、好ましくは0.01質量部以上、より好ましくは0.02質量部以上、更に好ましくは0.05質量部以上である。前記樹脂組成物中の硫黄含有物の含有量をこの範囲とすることにより、発泡体製造時の発泡性の過度な上昇を抑制することができ、製造された発泡体の亀裂や破損を防止して、製造された発泡体の品質を向上させることができる。
【0026】
(3)発泡剤
本技術に係るポリオレフィン系樹脂発泡体を製造するための前記樹脂組成物には、発泡剤を含有させることができる。本技術に用いることができる発泡剤としては、本技術の目的や作用効果を損なわない限り、ポリオレフィン系樹脂発泡体に用いることができる発泡剤を、1種又は2種以上、自由に選択して用いることができる。
【0027】
本技術に用いることができる発泡剤としては、例えば、有機系又は無機系の熱分解型化学発泡剤を用いることができる。有機系発泡剤としては、アゾジカルボンアミド(ADCA)、アゾジカルボン酸金属塩(アゾジカルボン酸バリウム等)、アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)等のアゾ化合物、N,N'-ジニトロソペンタメチレンテトラミン(DPT)等のニトロソ化合物、ヒドラゾジカルボンアミド、4,4’-オキシビス(ベンゼンスルホニルヒドラジド)、トルエンスルホニルヒドラジド(TSH)等のヒドラジン誘導体、トルエンスルホニルセミカルバジド等のセミカルバジド化合物等が挙げられる。無機系発泡剤としては、炭酸アンモニウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素アンモニウム、炭酸水素ナトリウム、亜硝酸アンモニウム、水素化ホウ素ナトリウム、無水クエン酸モノソーダ等が挙げられる。
【0028】
この中でも、本技術では、発泡剤として有機系発泡剤を用いることが好ましく、有機系発泡剤の中でも、アゾジカルボンアミド(ADCA)を用いることが好ましい。
【0029】
本技術に係るポリオレフィン系樹脂発泡体の製造に用いる発泡剤の量は、本技術の目的や効果を損なわない限り、自由に設定することができる。本技術では、前記樹脂組成物中の樹脂成分100質量部に対する発泡剤の含有量としては、例えば、0.7質量部以上、好ましくは2.0質量部以上、より好ましくは4.0質量部以上である。前記樹脂組成物中の発泡剤の含有量をこの範囲とすることにより、発泡体製造時の発泡性を向上し、製造する発泡体の物性を向上させることができる。
【0030】
本技術では、前記樹脂組成物中の樹脂成分100質量部に対する発泡剤の含有量としては、例えば、25質量部以下、好ましくは20質量部以下、より好ましくは15質量部以下である。前記樹脂組成物中の発泡剤の含有量をこの範囲とすることにより、発泡過剰による形成不良を抑制することができ、また、コスト削減に貢献することもできる。
【0031】
(4)架橋剤
本技術に係るポリオレフィン系樹脂発泡体は、架橋発泡体であってもよい。本技術に係るポリオレフィン系樹脂発泡体の製造時に架橋を行うことにより、発泡前の前記組成物(混練物)の粘度を向上させて、発泡性を向上させることができる。また、製造された発泡体の物性を向上させることができる。
【0032】
本技術に係るポリオレフィン系樹脂発泡体が架橋発泡体の場合、電離性放射線照射による架橋を行うこともできるが、架橋剤を用いて化学的に架橋することもできる。本技術に用いることができる架橋剤としては、本技術の目的や作用効果を損なわない限り、ポリオレフィン系樹脂発泡体に用いることができる架橋剤を、1種又は2種以上、自由に選択して用いることができる。
【0033】
本技術に用いることができる架橋剤としては、例えば、シラン基、過酸化物、水酸基、アミド基、エステル基等の化学構造を有する架橋剤が挙げられる。この中でも、本技術では、架橋剤として、有機過酸化物を用いることが好ましい。
【0034】
有機過酸化物としては、例えば、ジクミルパーオキサイド、2,5-ジメチル-2,5-ジ(t-ブチルペルオキシ)ヘキサン、2,5-ジメチル-2,5-ジ(ベンゾイルペルオキシ)ヘキサン、2,5-ジメチル-2,5-ジ(t-ブチルペルオキシ)ヘキシン-3、ジ-t-ブチルペルオキシド、ジ-t-ブチルペルオキシ-3,3,5-トリメチルシクロヘキサンおよびt-ジブチルヒドロペルオキシド等が挙げられる。この中でも、本技術では、架橋剤として、ジクミルパーオキサイドを用いることが好ましい。
【0035】
本技術に係るポリオレフィン系樹脂発泡体の製造に用いる架橋剤の量は、本技術の目的や効果を損なわない限り、自由に設定することができる。本技術では、前記樹脂組成物中の樹脂成分100質量部に対する架橋剤の含有量としては、例えば、0.2質量部以上、好ましくは0.4質量部以上、より好ましくは0.6質量部以上である。前記樹脂組成物中の架橋剤の含有量をこの範囲とすることにより、粘度を向上させて発泡性を向上させることができる。また、製造された発泡体の耐熱性や耐久性等の機械的特性を向上させることができる。
【0036】
本技術では、前記樹脂組成物中の樹脂成分100質量部に対する架橋剤の含有量としては、例えば、4.0質量部以下、好ましくは3.0質量部以下、より好ましくは2.0質量部以下である。前記樹脂組成物中の架橋剤の含有量をこの範囲とすることにより、発泡時に裂け等が生じることを防ぎ、成形性を向上させることができる。
【0037】
(5)発泡助剤
本技術に係るポリオレフィン系樹脂発泡体を製造するための前記樹脂組成物には、発泡助剤を含有させることができる。前述の通り、本技術では、発泡助剤が残存する再生ポリオレフィン系樹脂を用いるため、発泡助剤は必須ではないが、再生ポリオレフィン系樹脂の含有量に応じて、発泡助剤を用いることも可能である。
【0038】
本技術に用いることができる発泡助剤としては、本技術の目的や作用効果を損なわない限り、ポリオレフィン系樹脂発泡体に用いることができる発泡助剤を、1種又は2種以上、自由に選択して用いることができる。本技術に用いることができる発泡助剤としては、例えば、尿素等の尿素系助剤、金属酸化物、及び脂肪酸金属塩が挙げられる。金属酸化物としては、例えば、酸化亜鉛、塩化亜鉛、酢酸亜鉛、硝酸亜鉛、酸化鉛、二塩基性亜リン酸鉛、及び三塩基性硫酸鉛が挙げられる。脂肪酸金属塩としては、例えば、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸鉛、ステアリン酸マグネシウム、及びステアリン酸カルシウムが挙げられる。この中でも、本技術では、発泡助剤として尿素を用いることが好ましい。
【0039】
本技術に係るポリオレフィン系樹脂発泡体の製造に用いる発泡助剤の量は、本技術の目的や効果を損なわない限り、自由に設定することができる。本技術では、前記樹脂組成物中の樹脂成分100質量部に対する発泡助剤の含有量としては、例えば、0.01質量部以上、好ましくは0.02質量部以上、より好ましくは0.03質量部以上である。前記樹脂組成物中の発泡助剤の含有量をこの範囲とすることにより、発泡体製造時の発泡性を向上し、製造する発泡体の密度を低下させることができる。
【0040】
本技術では、前記樹脂組成物中の樹脂成分100質量部に対する発泡助剤の含有量としては、例えば、3.0質量部以下、好ましくは2.0質量部以下、より好ましくは1.0質量部以下である。前記樹脂組成物中の発泡助剤の含有量をこの範囲とすることにより、発泡過剰による形成不良を抑制することができ、また、コスト削減に貢献することもできる。
【0041】
(6)滑剤
本技術に係るポリオレフィン系樹脂発泡体を製造するための前記樹脂組成物には、滑剤を含有させることができる。本技術に用いることができる滑剤としては、本技術の目的や作用効果を損なわない限り、ポリオレフィン系樹脂発泡体に用いることができる滑剤を、1種又は2種以上、自由に選択して用いることができる。本技術に用いることができる発泡助剤としては、例えば、ステアリン酸、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ポリエチレングリコール、シリコーンオイル、ソルビタンモノステアレート、ソルビタントリステアレート等が挙げられる。
【0042】
本技術に係るポリオレフィン系樹脂発泡体の製造に用いる滑剤の量は、本技術の目的や効果を損なわない限り、自由に設定することができる。本技術では、前記樹脂組成物中の樹脂成分100質量部に対する滑剤の含有量としては、例えば、0.01質量部以上、好ましくは0.02質量部以上、より好ましくは0.03質量部以上である。前記樹脂組成物中の滑剤の含有量をこの範囲とすることにより、発泡体製造時の作業性を向上することができる。
【0043】
本技術では、前記樹脂組成物中の樹脂成分100質量部に対する滑剤の含有量としては、例えば、3.0質量部以下、好ましくは2.0質量部以下、より好ましくは1.0質量部以下である。前記樹脂組成物中の滑剤の含有量をこの範囲とすることにより、形成不良を抑制することができ、また、コスト削減に貢献することもできる。
【0044】
(7)その他
本技術に係るポリオレフィン系樹脂発泡体の製造には、本技術の目的や効果を損なわない限り、その他の成分として、ポリオレフィン系樹脂発泡体の製造に用いることができる各種成分を、目的に応じて1種又は2種以上自由に選択して用いることができる。
【0045】
本技術に係るポリオレフィン系樹脂発泡体の製造に用いることができる成分としては、例えば、架橋促進剤、無機充填剤、整泡剤、難燃剤、安定剤、可塑剤、着色剤、酸化防止剤、分散剤、紫外線吸収剤等を挙げることができる。
【0046】
(8)密度
本技術に係るポリオレフィン系樹脂発泡体の密度は、本技術の目的や効果を損なわない限り、自由に設定することができる。本技術では、ポリオレフィン系樹脂発泡体の密度の下限値として、例えば25kg/m3以上、好ましくは25kg/m3以上、より好ましくは30kg/m3以上である。ポリオレフィン系樹脂発泡体の密度の下限値をこの範囲にすることで、柔らかくなりすぎるのを防止し、適度な弾力性を付与することができる。
【0047】
本技術に係るポリオレフィン系樹脂発泡体の密度の上限値は、本技術の目的や効果を損なわない限り、自由に設定することができるが、例えば70kg/m3以下、好ましくは60kg/m3以下、より好ましくは50kg/m3以下である。ポリオレフィン系樹脂発泡体の密度をこの範囲にすることで、ポリオレフィン系樹脂発泡体の柔軟性を損なわず(硬くなるのを防止し)、クッション性を付与することでき、また感触を向上させることもできる。
【0048】
なお、本技術において、ポリオレフィン系樹脂発泡体の密度は、JIS K6767に基づく方法に準拠して測定した値である。
【0049】
2.ポリオレフィン系樹脂発泡体の製造方法
本技術に係るポリオレフィン系樹脂発泡体は、その組成に特徴があって、その製造方法については、特に限定されない。例えば、ポリオレフィン系樹脂に発泡剤を加え、さらに必要に応じて、架橋剤やその他の添加剤を任意に加えて混合し、その後、発泡成形する方法を採用することができる。好ましくは、ポリオレフィン系樹脂発泡体の製造方法は、以下の一段ブロック発泡法、二段ブロック発泡法、化学架橋を用いた長尺発泡法、電子線架橋を用いた長尺発泡法のいずれであってもよく、二段ブロック発泡法を用いることが、より好ましい。
【0050】
<一段ブロック発泡法>
一段ブロック発泡法は、例えば以下の工程(1)-(2)を備える。
(1)混練工程
再生ポリオレフィン系樹脂を含むポリオレフィン系樹脂、硫黄含有物、発泡剤、及び適宜必要とされる架橋剤、発泡助剤、滑剤、その他の任意成分を、押出機、バンバリーミキサー、ニーダー、ロールなどの混練装置によって発泡剤の分解温度以下の温度で溶融混練し、発泡性樹脂組成物を調製する。
(2)発泡工程
混練工程で得られた発泡性樹脂組成物を、金型内に充填して密封し、加圧した状態で、発泡剤及び架橋剤(架橋剤を用いる場合)の分解温度以上の温度で、所定時間加熱することにより、発泡剤及び架橋剤(架橋剤を用いる場合)の分解を進行させる。その後、金型を開いて除圧することにより、ポリオレフィン系樹脂発泡体を得る。
【0051】
<二段ブロック発泡法>
二段ブロック発泡法は、例えば以下の工程(1)-(3)を備える。
(1)混練工程
再生ポリオレフィン系樹脂を含むポリオレフィン系樹脂、硫黄含有物、発泡剤、及び適宜必要とされる架橋剤、発泡助剤、滑剤、その他の任意成分を、押出機、バンバリーミキサー、ニーダー、ロールなどの混練装置によって発泡剤の分解温度以下の温度で溶融混練し、発泡性樹脂組成物を調製する。
(2)一次発泡工程
混練工程で得られた発泡性樹脂組成物を、一次金型の成形空間に充填し、加圧下で加熱する。これにより発泡剤の一部、及び架橋剤(架橋剤を用いる場合)の一部又は全部を分解させる。その後除圧し、発泡性樹脂組成物中間体(一次発泡体)を取り出す。加熱温度は、通常120-150℃、加熱時間は通常25-50分の範囲で決定される。
(3)二次発泡工程
一次発泡工程で得られた発泡性樹脂組成物中間体(一次発泡体)を、非密閉の二次金型の成形空間に配置し、常圧下で加熱して二次発泡させ、冷却した後に、二次金型から樹脂発泡体を取り出す。
【0052】
<三段ブロック発泡法>
三段ブロック発泡法は、例えば以下の工程(1)-(3)を備える。
(1)混練工程
再生ポリオレフィン系樹脂を含むポリオレフィン系樹脂、硫黄含有物、発泡剤、及び適宜必要とされる架橋剤、発泡助剤、滑剤、その他の任意成分を、押出機、バンバリーミキサー、ニーダー、ロールなどの混練装置によって発泡剤の分解温度以下の温度で溶融混練し、発泡性樹脂組成物を調製する。
(2)一次発泡工程
混練工程で得られた発泡性樹脂組成物を、一次金型の成形空間に充填し、加圧下で加熱する。これにより発泡剤の一部、及び架橋剤(架橋剤を用いる場合)の一部又は全部を分解させる。その後除圧し、発泡性樹脂組成物中間体(一次発泡体)を取り出す。加熱温度は、通常120-150℃、加熱時間は通常25-50分の範囲で決定される。
(3)二次発泡工程
一次発泡工程で得られた発泡性樹脂組成物中間体(一次発泡体)を、二次金型の成形空間に充填し、加圧下で加熱する。これにより発泡剤の一部、及び架橋剤(架橋剤を用いる場合)の一部又は全部を分解させる。その後除圧し、発泡性樹脂組成物中間体(二次発泡体)を取り出す。加熱温度は、通常120-150℃、加熱時間は通常25-50分の範囲で決定される。
(4)三次発泡工程
二次発泡工程で得られた発泡性樹脂組成物中間体(二次発泡体)を、非密閉の三次金型の成形空間に配置し、常圧下で加熱して三次発泡させた後、三次金型から樹脂発泡体を取り出す。或いは、二次発泡工程で得られた発泡性樹脂組成物中間体(二次発泡体)を、オーブン(恒温槽)に入れて低温(約90℃)の温風に24時間程度晒し、樹脂発泡体を得る。
【0053】
<化学架橋を用いた長尺発泡法>
長尺発泡法は、例えば以下の工程(1)-(2)を備える。
(1)混練工程
再生ポリオレフィン系樹脂を含むポリオレフィン系樹脂、硫黄含有物、発泡剤、及び適宜必要とされる架橋剤、発泡助剤、滑剤、その他の任意成分を、単軸押出機、二軸押出機などで混練するとともにシート状に押出してシート等の所定形状の発泡性樹脂組成物(以下、母板という)を押出す。混練及び押出しは押出機により一括して行うことができる。
(2)発泡工程
混練工程で得られた母板を、オーブン等の加熱装置中に運搬しながら、120-250℃(発泡剤及び架橋剤の分解温度以上)にて5-20分間加熱して発泡させることにより樹脂発泡体を得る。なお、オーブン等の加熱装置と運搬装置とが一体となった装置を用いると、当該母板を連続して処理することができるため好ましい。
【0054】
<電子線架橋を用いた長尺発泡法>
電子線架橋を用いた長尺発泡法は、例えば以下の工程(1)-(3)を備える。
(1)混練工程
再生ポリオレフィン系樹脂を含むポリオレフィン系樹脂、硫黄含有物、発泡剤、及び適宜必要とされる架橋剤、発泡助剤、滑剤、その他の任意成分を、単軸押出機、二軸押出機などで混練するとともに、シート状等の所定形状の樹脂組成物(以下、母板という)を押出す。混練及び押出しは押出機により一括して行うことができる。
(2)架橋工程
混練工程で得られた母板を架橋する。架橋方法としては、電子線、γ線等の電離放射線を照射する方法を用いることができ、電子線照射による架橋(電子線架橋)が好ましい。電子線架橋は、電子線照射機を用いて行うことができる。なお、必要に応じて、前述した有機過酸化物等の架橋剤を併用してもよい。
(3)発泡工程
架橋工程で得られた架橋済みの母板を、オーブン等の加熱装置中に運搬しながら、120-250℃(発泡剤の分解温度以上)にて5-20分間加熱して発泡させることにより樹脂発泡体を得る。なお、オーブン等の加熱装置と運搬装置とが一体となった装置を用いると、当該母板を連続して処理することができるため好ましい。
【0055】
以上説明した本技術に係るポリオレフィン系樹脂発泡体の製造方法では、目的に応じて、その他の工程を行うことができる。例えば、架橋工程や発泡工程後に、冷却工程、熟成工程等を行うことができる。また、製造した発泡体を耳切りしたり、スライスしたりする成形工程等を行うことも可能である。
【0056】
3.ポリオレフィン系樹脂発泡体の用途
本技術に係るポリオレフィン系樹脂発泡体は、その品質の高さを利用して、あらゆる分野であらゆる用途に用いることができる。例えば、コンクリート伸縮目地材、コンクリート型枠、建築目地材、建築用緩衝材、建築用シール材、家電用シール材、梱包材、車両用断熱材、結露防止材、内装材、家電断熱材、配管断熱材、各種カバー、クッション材、玩具、雑貨、クリーナー、各種スポンジ、玩具、ビート板、浮き、スポーツ雑貨等に好適に用いることができる。
【実施例0057】
以下、実施例に基づいて本技術を更に詳細に説明する。なお、以下に説明する実施例は、本技術の代表的な実施例の一例を示したものであり、これにより本技術の範囲が狭く解釈されることはない。
【0058】
<実験例1>
実験例1では、再生ポリオレフィン系樹脂を用いて発泡体を製造する場合に、硫黄含有物を用いることの有効性について検証した。
【0059】
(1)原料
再生ポリオレフィン系樹脂:架橋ポリオレフィン系樹脂発泡体の廃材を脱架橋したもの
バージン樹脂:低密度ポリエチレン(LDPE)(MFR:3.0g/10min、融点:110℃)
発泡剤:アゾジカルボンアミド(ADCA)
架橋剤:ジクミルパーオキサイド(DCP)
発泡助剤:尿素
滑剤:ステアリン酸
硫黄含有物:2-メルカプトベンズイミダゾール
【0060】
(2)発泡体の製造
下記表1に示す各発泡体原料をニーダーにて混練した後、型に充填し、130℃で45分加熱、及び加圧して一次発泡させた後、前記型よりも大きな型に移し、160℃で90分加熱、及び加圧して二次発泡させることにより、各発泡体を製造した。
【0061】
(3)評価
製造した発泡体について、下記の方法を用いて密度と外観の評価を行った。
【0062】
[密度]
密度は、JIS K6767に従って測定した。
【0063】
[外観]
下記の基準に従って、発泡体の外観を評価した。
〇:破損・亀裂なし
△:破損はないが、亀裂あり
×:破損あり
【0064】
【0065】
(5)考察
表1に示す通り、再生樹脂を用いた発泡体の製造時に硫黄含有物を用いた実施例1~4は、破損や亀裂を生じることなく、外観の良好な発泡体を製造することができた。一方、硫黄含有物を用いずに、再生樹脂を50質量部用いて発泡体を製造した比較例1及び2は、一次発泡の際に破損してしまい、密度を測定することができなかった。再生樹脂の量を10質量部まで下げると発泡体を製造することは可能であったが、密度が若干高く、亀裂が生じていた。
【0066】
実施例の中で比較すると、再生樹脂の量が少なくなるに従って、密度が高くなることが分かった。再生樹脂の中には、発泡助剤が残留しているため、再生樹脂の量が多くなるほど、発泡が促進され密度が低下すると考えられる。
【0067】
<実験例2>
実験例2では、再生ポリオレフィン系樹脂を用いて発泡体を製造する場合に、硫黄含有物の配合量の違いによる影響ついて検証した。
【0068】
(1)原料
前記実験例1と同一の原料を用いた。
【0069】
(2)発泡体の製造
下記表2に示す各発泡体原料を用いて、前記実験例1と同一の方法にて、各発泡体を製造した。
【0070】
(3)評価
製造した発泡体について、前記実験例1と同一の方法にて、密度と外観の評価を行った。また、下記の方法にて、収率を算出した。
【0071】
[収率]
製造した発泡体の有効厚みMAX100mmに対して、密度50kg/m3以下(20倍発泡以上)を満たす厚みの割合を算出して、収率とした。
【0072】
【0073】
(5)考察
表2の実施例5~11に示す通り、硫黄含有物の量が多い方が、外観が良好になることが分かった。一方、硫黄含有物の量を多くすると、密度が高くなることが分かった。しかしながら、実施例12~16に示す通り、発泡助剤を多くすることで、硫黄含有物の量を多くした場合であっても、密度を低下できることが分かった。