| 【発明の名称】 |
熱可塑性エラストマー発泡体の製造方法 |
| 【発明者】 |
【氏名】山本 博一
【住所又は居所】広島県広島市西区三條町２丁目２番８号 西川ゴム工業株式会社内
【氏名】友安 伸吾
【住所又は居所】広島県広島市西区三條町２丁目２番８号 西川ゴム工業株式会社内
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| 【要約】 |
【課題】表面層の凹凸が小さく、均一で微細な気泡径を有し、吸水率が小さく、且つリサイクル可能な熱可塑性エラストマーを特別な昇圧装置なしで製造する技術を提供する。
【解決手段】押出機内で熱可塑性エラストマーに不活性ガス又は水又は化学発泡剤を混入させ、ダイス手前の圧力を１０ＭＰａ以上に保持して押出し発泡させることによって表面の凹凸が１００μm以下の熱可塑性エラストマー発泡体を製造することを特徴とする。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 押出機内で熱可塑性エラストマーに不活性ガス又は水又は化学発泡剤を混入させ、ダイス手前の圧力を１０ＭＰａ以上に保持して押出し発泡させることによって表面の凹凸が１００μm以下の熱可塑性エラストマー発泡体を製造することを特徴とする熱可塑性エラストマー発泡体の製造方法。
【請求項２】 不活性ガスが臨界圧力以下であることを特徴とする請求項１に記載の熱可塑性エラストマー発泡体の製造方法。
【請求項３】 吸水率が３０重量％以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の熱可塑性エラストマー発泡体の製造方法。
【請求項４】 熱可塑性エラストマー発泡体がシール材又は緩衝材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熱可塑性エラストマー発泡体の製造方法。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、シール材や緩衝材として使用される熱可塑性エラストマー発泡体の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ゴムは、自動車用ウエザーストリップ、住宅外壁用目地材等のシール材や緩衝材として多用されている。しかしながら、ゴムは、加硫工程で架橋される為、容易にリサイクルできないという問題点がある。そこで、リサイクルが可能な熱可塑性エラストマーがゴムの代替として注目を集め、一部の分野で代替が進んでいる。また、ソフト感やシール機能の向上、軽量化等の目的で熱可塑性エラストマーを発泡させることが行われている。しかしながら、従来の熱可塑性エラストマー発泡体の製造方法には、次のような問題点がある。
【０００３】１．有機又は無機の化学発泡剤を添加する方法・発泡剤の分解残渣による汚染がある。
・１００μm以下の微細な発泡体が得られない。
・連続気泡構造になり、吸水率が大きい。
【０００４】２．フロン、ブタン等の低沸点溶剤を用いる方法２−１．フロン：・高価である。
・オゾン層破壊の問題があり、代替フロンを含めて全廃される見込みである。
２−２．ブタン等の炭化水素：・設備に防爆構造が必要である。
【０００５】３．水を発泡剤として用いる方法・１００μｍ以下の微細な発泡体が得られない。
・連続気泡構造となり、吸水率が大きい。
【０００６】４．超臨界状態のＣＯ2或いはＮ2を用いる方法・臨界圧力がＣＯ2で７．３８ＭＰａ、Ｎ2で３．４０ＭＰａと高圧であり、ＣＯ2の場合は、特別な昇圧装置が必要になる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来の技術の欠点を克服し、表面層の凹凸が小さく、均一で微細な気泡径を有し、吸水率が小さく、且つリサイクル可能な熱可塑性エラストマーを特別な昇圧装置なしで製造する技術を提供しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、鋭意検討の結果、下記の構成を採ることにより、上記従来の技術の欠点を克服するに至った。即ち本発明は、以下の通りである。
（１）押出機内で熱可塑性エラストマーに不活性ガス又は水又は化学発泡剤を混入させ、ダイス手前の圧力を１０ＭＰａ以上に保持して押出し発泡させることによって表面の凹凸が１００μm以下の熱可塑性エラストマー発泡体を製造することを特徴とする熱可塑性エラストマー発泡体の製造方法。
【０００９】（２）不活性ガスが臨界圧力以下であることを特徴とする（１）に記載の熱可塑性エラストマー発泡体の製造方法。
（３）吸水率が３０重量％以下であることを特徴とする（１）又は（２）に記載の熱可塑性エラストマー発泡体の製造方法。
（４）熱可塑性エラストマー発泡体がシール材又は緩衝材であることを特徴とする（１）〜（３）のいずれかに記載の熱可塑性エラストマー発泡体の製造方法。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、図面とともに、本発明に係わる熱可塑性エラストマー発泡体の製造方法の好適な実施の形態について説明する。
【００１１】本発明で使用し得る熱可塑性エラストマーとしては、例えば、スチレン系エラストマー、塩化ビニル系エラストマー、オレフィン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、ポリアミド系エラストマー、ウレタン系エラストマー、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート等を挙げることができる。熱可塑性エラストマーとしては、オレフィン系エラストマーが好ましく、ポリプロピレンに動的架橋したエチレン系エラストマーを均一に分散させたオレフィン系エラストマーがより好ましい。
【００１２】本発明で使用し得る不活性ガスとしては、例えば、二酸化炭素、窒素及びこれらの混合ガスを挙げることができる。
【００１３】本発明で使用し得る化学発泡剤としては、例えば、有機系発泡剤としてアゾジカルボンアミド等のアゾ化合物、Ｎ，Ｎ’−ジニトロソペンタメチレンテトラミン等のニトロソ化合物、４，４’−オキシビス（ベンゼンスルホニルヒドラジド）等のヒドラジン誘導体等を挙げることができ、無機系発泡剤として炭酸水素ナトリウム等の重炭酸塩等を挙げることができる。
【００１４】図１は本発明で使用される押出機１の先端部と該押出機１の先端部に取り付けたダイス２の断面図であり、図２は本発明で使用される可変ダイス２１の模式図である。
【００１５】本発明に於いては、押出機１内で熱可塑性エラストマーに不活性ガス、水又は化学発泡剤を混入させて矢印方向に押出し、ダイス手前３の圧力を１０ＭＰａ以上に保持して押出し発泡させることにより、表面の凹凸が１００μｍ以下の熱可塑性エラストマー発泡体を製造する。
【００１６】押出機１内で不活性ガスを熱可塑性エラストマーに混入させる方法としては、例えば、液化して定量ポンプで混入させる方法、気体状態で昇圧後ニードルバルブ等を用い定量的に混入させる方法等を挙げることができる。不活性ガスの使用量は、熱可塑性エラストマーに対して０．１〜１０重量％とすることが好ましく、０．２〜５重量％とすることがより好ましい。
【００１７】押出機１内で水を熱可塑性エラストマーに混入させる方法としては、例えば、定量ポンプで混入させる方法を挙げることができる。水の使用量は、熱可塑性エラストマーに対して０．１〜５重量％とすることが好ましく、０．２〜２重量％とすることがより好ましい。
【００１８】押出機１内で化学発泡剤を熱可塑性エラストマーに混入させるには、化学発泡剤を熱可塑性樹脂中に練り込んでマスターバッチとして熱可塑性エラストマーと混合して供給することが好ましい。化学発泡剤の使用量は、熱可塑性エラストマーに対して０．１〜１０重量％とすることが好ましく、０．５〜６重量％とすることがより好ましい。
【００１９】ダイス手前３の圧力を１０ＭＰａ以上に保持するには、例えば、ダイス２として吐出開口部の面積を連続的に変更することによってダイス手前３の圧力を連続的に変化させることができる可変ダイス２１を使用することもできる。
【００２０】本発明に於いて使用し得る可変ダイス２１としては、例えば、次のようなものがある。
【００２１】Ａ．吐出口が１箇所で、この開口部面積を変化させることによってダイス手前３の圧力を変化させるもの・平板を移動し、吐出開口部面積を変化させることによってダイス手前３の圧力を変化させ得るもの・図２に示すように、側面が一部カットされた円柱２１１の角度を変え、吐出開口部面積を変化させることによってダイス手前３の圧力を変化させ得るもの【００２２】Ｂ．吐出口が２箇所で、一方の開口部面積を変化させることによってダイス手前３の圧力を変化させ得るもの【００２３】本発明に於いては、図２に示す、側面が一部カットされた円柱２１１の角度を変え、吐出開口部面積を変化させることによってダイス手前３の圧力を変化させ得る可変ダイス２１を用いた。
【００２４】ダイス手前３の圧力は、１０ＭＰａ以上に保持する必要があり、１１ＭＰａ以上に保持することがより好ましい。尚、ダイス手前３の圧力は、圧力計４によって測定することができる。
【００２５】
【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明がこれに限定されるものではない。
【００２６】実施例１〜９、比較例１〜７表１に記載した条件で、図２に示す可変ダイス２１及びギヤポンプを取り付けた二軸押出機（φ３０、Ｌ／Ｄ＝４２）内でオレフィン系熱可塑性エラストマー（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｅｌａｓｔｏｍｅｒ Ｓｙｓｔｅｍｓ（ＡＥＳ）社製、商品名：Santoprene 121-68W228）に昇圧した不活性ガス（ＣＯ2、Ｎ2）をニードルバルブを用いて定量的に混入させ、押出し発泡させた。その結果を表１に示す。尚、表面の外観は、押出し断面を顕微鏡で観察し、表面ベースラインに対する凹凸の高さで評価した。評価基準は、次の通りである。
○：５０μｍ以下、×：１００μｍより大また吸水率は、水面下５ｃｍに浸漬して、１．６７Ｐａ（１２５ｍｍＨｇ）で３分間吸引後、常圧に戻し、水中で３分間保持したのち、取り出し、重量増加率から求めた。
【００２７】
【表１】
【００２８】表１から、本発明により、表面の凹凸が１００μｍ以下のオレフィン系熱可塑性エラストマー発泡体を製造し得ることが明らかである。然も、得られたオレフィン系熱可塑性エラストマー発泡体は、吸水率及び平均気泡径が小さく、自動車用ウエザーストリップ、住宅外壁用目地材等として好適に使用することができる。
【００２９】実施例１０〜１２、比較例８〜９表２に記載した条件で、図２に示す可変ダイス２１及びギヤポンプを取り付けた二軸押出機（φ３０、Ｌ／Ｄ＝４２）内でオレフィン系熱可塑性エラストマー（商品名：Santoprene 121-68W228）に定量ポンプを通して水を混入させ、押出し発泡させた。その結果を表２に示す。尚、表面の外観と吸水率は、実施例１と同様に評価した。
【００３０】
【表２】
【００３１】表２から、本発明により、表面の凹凸が１００μｍ以下のオレフィン系熱可塑性エラストマー発泡体を製造し得ることが明らかである。然も、得られたオレフィン系熱可塑性エラストマー発泡体は、吸水率及び平均気泡径が小さく、自動車用ウエザーストリップ、住宅外壁用目地材等として好適に使用することができる。
【００３２】実施例１３〜１６、比較例１０〜１２表３に記載した条件で、図２に示す可変ダイス２１及びギヤポンプを取り付けた二軸押出機（φ３０、Ｌ／Ｄ＝４２）に、アゾジカルボンアミドを化学発泡剤の主成分とするマスターバッチ（商品名：ポリスレン EE206、永和化成工業社製）を所定量添加したオレフィン系熱可塑性エラストマー（商品名：Santoprene121-68W228）を供給し、設定温度２００℃で化学発泡剤を分解させ、押出し発泡させた。その結果を表３に示す。尚、表面の外観と吸水率は、実施例１と同様に評価した。
【００３３】
【表３】
【００３４】表３から、本発明により、表面の凹凸が１００μｍ以下のオレフィン系熱可塑性エラストマー発泡体を製造し得ることが明らかである。然も、得られたオレフィン系熱可塑性エラストマー発泡体は、吸水率及び平均気泡径が小さく、自動車用ウエザーストリップ、住宅外壁用目地材等として好適に使用することができる。
【００３５】
【発明の効果】本発明により、表面の凹凸が１００μｍ以下の熱可塑性エラストマー発泡体を製造することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００１９６１０７
【氏名又は名称】西川ゴム工業株式会社
【住所又は居所】広島県広島市西区三篠町２丁目２番８号
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| 【出願日】 |
平成１３年１０月２９日（２００１．１０．２９） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１００１０５６４７
【弁理士】
【氏名又は名称】小栗 昌平 （外４名）
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| 【公開番号】 |
特開２００３−１２７２０１（Ｐ２００３−１２７２０１Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１５年５月８日（２００３．５．８） |
| 【出願番号】 |
特願２００１−３３０８７５（Ｐ２００１−３３０８７５） |
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