(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂含有材料が架橋され、かつ発泡された発泡体であり、
密度が５０ｋｇ／ｍ３以上、５００ｋｇ／ｍ３以下である発泡体であり、
前記熱可塑性樹脂含有材料が、融点が１５０℃以上である第１の熱可塑性樹脂１００重量部と、第２の熱可塑性樹脂３重量部以上、２０重量部以下と、架橋助剤１重量部以上、１０重量部以下とを含み、
前記第２の熱可塑性樹脂が、（メタ）アクリロニトリル基を有し、
前記第２の熱可塑性樹脂をフィルム化したフィルムの２３℃でのＣＯ２の透過係数が１００ｃｃ・ｍｍ／ｍ２・２４ｈｒ・ａｔｍ以下である、発泡体。
【請求項２】
前記架橋助剤が、多官能（メタ）アクリルモノマーであり、
前記熱可塑性樹脂含有材料が、電子線又は光の照射により架橋され、かつ発泡された発泡体である、請求項１に記載の発泡体。
【請求項３】
前記第２の熱可塑性樹脂の全骨格１００重量％中、（メタ）アクリロニトリル基の占める割合が３５重量％以上である、請求項１又は２に記載の発泡体。
【請求項４】
前記第１の熱可塑性樹脂が、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド又はポリカーボネートである、請求項１〜３のいずれか１項に記載の発泡体。
【請求項５】
前記熱可塑性樹脂含有材料が架橋され、かつ発泡剤として炭酸ガスを用いて発泡された発泡体である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の発泡体。
【請求項６】
融点が１５０℃以上である第１の熱可塑性樹脂１００重量部と、第２の熱可塑性樹脂３重量部以上、２０重量部以下と、架橋助剤１重量部以上、１０重量部以下とを含む熱可塑性樹脂含有材料を、電子線又は光を照射することにより架橋させ、かつ発泡させて、密度が５０ｋｇ／ｍ３以上、５００ｋｇ／ｍ３以下である発泡体を得る工程を備え、
前記第２の熱可塑性樹脂が、（メタ）アクリロニトリル基を有し、
前記第２の熱可塑性樹脂として、該第２の熱可塑性樹脂をフィルム化したフィルムの２３℃でのＣＯ２の透過係数が１００ｃｃ・ｍｍ／ｍ２・２４ｈｒ・ａｔｍ以下である第２の熱可塑性樹脂を用いる、発泡体の製造方法。
【請求項７】
前記熱可塑性樹脂含有材料を発泡させるために発泡剤として炭酸ガスを用いる、請求項６に記載の発泡体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱可塑性樹脂含有材料を用いた発泡体に関し、より詳細には、耐熱性に優れている発泡体、並びに該発泡体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリエチレン及びポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂を発泡させたポリオレフィン樹脂発泡体が広く知られている。このポリオレフィン樹脂発泡体は、建築、土木、電気、エレクトニクス及び車両などの様々な分野で用いられている。上記発泡体は、例えば、建築用の断熱材及び車両内装用の断熱材として、空調効果を高めるために用いられている。
【０００３】
ポリエチレン及びポリプロピレン等の融点は低いので、該ポリエチレン又はポリプロピレンを用いたポリオレフィン樹脂発泡体は、耐熱用途には適さないという問題がある。
【０００４】
一方で、ポリアミド、ポリエステル、ポリウレタン、ポリカーボネート、ポリオキサミド、ポリエーテルイミド、ポリサルフォン及びポリエーテルエーテルケトンは、融点が１５０℃以上であり、高融点材料として知られている。しかしながら、これらの高融点材料は、上記ポリエチレン及びポリプロピレンのようにアゾジカルボンアミド等の化学発泡剤を用いて発泡させることは困難である。アゾジカルボンアミドの熱分解温度は２００〜２１０℃であり、１９０℃でも分解が開始する。このため、融点が１５０℃以上である高融点材料をアゾジカルボンアミドとブレンドして押し出すと、押出機内で発泡が始まるので、シート化が困難である。従って、融点が１５０℃以上である高融点材料を用いて発泡体を生産することは非常に困難であるという問題がある。
【０００５】
下記の特許文献１には、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）又はポリカーボネートに炭素ガスを含浸させ、その後発泡させた発泡体が開示されている。特許文献１では、実施例に記載のように、発泡体を得るために炭素ガスを含浸させた後に直ちに発泡させる必要があり、工業的プロセスに十分に耐えうるものではない。
【０００６】
また特許文献１では、シートの表層部には細かい気泡を生成させやすいが、シートの内部には細かい気泡を生成させることが困難である。従って、特許文献１に記載の発泡体は、光反射板用途に用いることができたとしても、発泡体として一般に使用される緩衝用途及び断熱用途に用いるには適さないことがある。
【０００７】
下記の特許文献２では、ポリカーボネート樹脂とポリエチレンテレフタレート又はポリブチレンテレフタレートなどのポリエステル樹脂とのアロイを、炭素ガスを用いて発泡させた発泡体が開示されている。しかしながら、ポリエステル樹脂はポリカーボネートよりも炭素ガスを含みやすい傾向はあるものの、炭素ガスの保持時間が不十分である。従って、特許文献２に記載の発泡体を得るためには、炭酸ガスを含浸させた後に、なるべく早く発泡させる必要がある。従って、特許文献２に記載のように、ポリエステル樹脂を用いて発泡体を得る方法も、工業的プロセスに十分に耐えうるものではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平５−２５３１１号公報
【特許文献２】特開平６−５５６５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、十分に発泡しており、かつ耐熱性に優れている発泡体を提供することである。本発明の他の目的は、十分に発泡しており、かつ耐熱性に優れている発泡体を容易に得ることができる発泡体の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の広い局面によれば、熱可塑性樹脂含有材料が架橋され、かつ発泡された発泡体であり、密度が５０ｋｇ／ｍ３以上、５００ｋｇ／ｍ３以下である発泡体であり、上記熱可塑性樹脂含有材料が、融点が１５０℃以上である第１の熱可塑性樹脂１００重量部と、第２の熱可塑性樹脂３重量部以上、２０重量部以下と、架橋助剤１重量部以上、１０重量部以下とを含み、上記第２の熱可塑性樹脂をフィルム化したフィルムの２３℃でのＣＯ２の透過係数が１００ｃｃ・ｍｍ／ｍ２・２４ｈｒ・ａｔｍ以下である、発泡体が提供される。
【００１１】
本発明に係る発泡体のある特定の局面では、上記架橋助剤が、多官能（メタ）アクリルモノマーであり、該発泡体は、上記熱可塑性樹脂含有材料が、電子線又は光の照射により架橋され、かつ発泡された発泡体である。
【００１２】
本発明に係る発泡体の他の特定の局面では、上記第２の熱可塑性樹脂は、（メタ）アクリロニトリル基を有する。
【００１３】
本発明に係る発泡体のさらに他の特定の局面では、上記第２の熱可塑性樹脂の全骨格１００重量％中、（メタ）アクリロニトリル基の占める割合が３５重量％以上である。
【００１４】
本発明に係る発泡体の別の特定の局面では、上記第１の熱可塑性樹脂は、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド又はポリカーボネートである。
【００１５】
本発明に係る発泡体のさらに別の特定の局面では、該発泡体は、上記熱可塑性樹脂含有材料が架橋され、かつ発泡剤として炭酸ガスを用いて発泡された発泡体である。
【００１６】
また、本発明の広い局面によれば、融点が１５０℃以上である第１の熱可塑性樹脂１００重量部と、第２の熱可塑性樹脂３重量部以上、２０重量部以下と、架橋助剤１重量部以上、１０重量部以下とを含む熱可塑性樹脂含有材料を、電子線又は光を照射することにより架橋させ、かつ発泡させて、密度が５０ｋｇ／ｍ３以上、５００ｋｇ／ｍ３以下である発泡体を得る工程を備え、上記第２の熱可塑性樹脂として、該第２の熱可塑性樹脂をフィルム化したフィルムの２３℃でのＣＯ２の透過係数が１００ｃｃ・ｍｍ／ｍ２・２４ｈｒ・ａｔｍ以下である第２の熱可塑性樹脂を用いる、発泡体の製造方法が提供される。
【００１７】
本発明に係る発泡体の製造方法のある特定の局面では、上記熱可塑性樹脂含有材料を発泡させるために発泡剤として炭酸ガスが用いられる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る発泡体は、熱可塑性樹脂含有材料が架橋され、かつ発泡された発泡体であり、密度が５０ｋｇ／ｍ３以上、５００ｋｇ／ｍ３以下である発泡体であり、上記熱可塑性樹脂含有材料が、融点が１５０℃以上である第１の熱可塑性樹脂１００重量部と、第２の熱可塑性樹脂３重量部以上、２０重量部以下と、架橋助剤１重量部以上、１０重量部以下とを含み、上記第２の熱可塑性樹脂をフィルム化したフィルムの２３℃でのＣＯ２の透過係数が１００ｃｃ・ｍｍ／ｍ２・２４ｈｒ・ａｔｍ以下であるので、十分に発泡しており、かつ耐熱性に優れている。
【００１９】
本発明に係る発泡体の製造方法は、融点が１５０℃以上である第１の熱可塑性樹脂１００重量部と、第２の熱可塑性樹脂３重量部以上、２０重量部以下と、架橋助剤１重量部以上、１０重量部以下とを含む熱可塑性樹脂含有材料を、電子線又は光を照射することにより架橋させ、かつ発泡させて、密度が５０ｋｇ／ｍ３以上、５００ｋｇ／ｍ３以下である発泡体を得る工程を備えており、上記第２の熱可塑性樹脂として、該第２の熱可塑性樹脂をフィルム化したフィルムの２３℃でのＣＯ２の透過係数が１００ｃｃ・ｍｍ／ｍ２・２４ｈｒ・ａｔｍ以下である第２の熱可塑性樹脂を用いるので、十分に発泡しており、かつ耐熱性に優れている発泡体を容易に得ることができる。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の詳細を説明する。
【００２１】
本発明に係る発泡体は、熱可塑性樹脂含有材料が架橋され、かつ発泡された発泡体である。本発明に係る発泡体の密度は、５０ｋｇ／ｍ３以上、５００ｋｇ／ｍ３以下である。上記熱可塑性樹脂含有材料は、融点が１５０℃以上である第１の熱可塑性樹脂１００重量部と、第２の熱可塑性樹脂３重量部以上、２０重量部以下と、架橋助剤１重量部以上、１０重量部以下とを含む。上記第２の熱可塑性樹脂をフィルム化したフィルムの２３℃でのＣＯ２の透過係数は、１００ｃｃ・ｍｍ／ｍ２・２４ｈｒ・ａｔｍ以下である。
【００２２】
本発明に係る発泡体の製造方法は、融点が１５０℃以上である第１の熱可塑性樹脂１００重量部と、第２の熱可塑性樹脂３重量部以上、２０重量部以下と、架橋助剤１重量部以上、１０重量部以下とを含む熱可塑性樹脂含有材料を、電子線又は光を照射することにより架橋させ、かつ発泡させて、密度が５０ｋｇ／ｍ３以上、５００ｋｇ／ｍ３以下である発泡体を得る工程を備える。本発明に係る発泡体の製造方法では、上記第２の熱可塑性樹脂として、該第２の熱可塑性樹脂をフィルム化したフィルムの２３℃でのＣＯ２の透過係数が１００ｃｃ・ｍｍ／ｍ２・２４ｈｒ・ａｔｍ以下である第２の熱可塑性樹脂が用いられる。
【００２３】
上記第１の熱可塑性樹脂は、融点が１５０℃以上であれば特に限定されない。融点が１５０℃以上である第１の熱可塑性樹脂の使用により、耐熱性に優れた発泡体を得ることができる。上記融点は、ＩＳＯ  １１３５７−３に準拠して求められる。
【００２４】
上記第１の熱可塑性樹脂としては、ポリアミド、ポリエステル、ポリウレタン、ポリカーボネート、ポリオキサミド、ポリエーテルイミド、ポリサルフォン及びポリエーテルエーテルケトン等が挙げられる。これらの第１の熱可塑性樹脂は、１種のみが用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００２５】
耐熱性により一層優れた発泡体を得る観点からは、上記第１の熱可塑性樹脂は、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド又はポリカーボネートであることが好ましい。
【００２６】
上記第２の熱可塑性樹脂は、該第２の熱可塑性樹脂をフィルム化したフィルムの２３℃でのＣＯ２の透過係数が１００ｃｃ・ｍｍ／ｍ２・２４ｈｒ・ａｔｍ以下である第２の熱可塑性樹脂である。上記透過係数は、５ｃｃ・ｍｍ／ｍ２・２４ｈｒ・ａｔｍ以下であることがより好ましい。上記透過係数が小さいほど、第２の熱可塑性樹脂が、炭酸ガスなどの物理型発泡剤を含浸した後に、該物理型発泡剤を保持しやすくなる。この結果、良好に発泡した発泡体を得ることができ、密度が５０ｋｇ／ｍ３以上、５００ｋｇ／ｍ３以下である発泡体を容易に得ることができる。上記透過係数の下限は特に限定されないが、上記透過係数は、０．１ｃｃ・ｍｍ／ｍ２・２４ｈｒ・ａｔｍ以上であることが好ましい。
【００２７】
上記透過係数は、ＪＩＳ  Ｋ７１２６−１に準拠して測定される。上記透過係数を測定するためのフィルムとして、第２の熱可塑性樹脂を０．５ｍｍの厚みにプレス成形したフィルムが用いられる。上記透過係数を測定するための装置としては、ＧＴＲテック社製「ＧＴＲ−１０ＸＡＣＴ」）等が挙げられる。
【００２８】
上記透過係数が上記上限以下である第２の熱可塑性樹脂としては、ニトリル基を有する熱可塑性樹脂及びノルボルネン基を有する熱可塑性樹脂等が挙げられる。第２の熱可塑性樹脂は、ナフタレート基を有する熱可塑性樹脂であってもよく、シアノ（メタ）アクリレート基を有する熱可塑性樹脂であってもよい。
【００２９】
上記透過係数を低くし、良好に発泡させ、耐熱性により一層優れた発泡体を得る観点からは、上記第２の熱可塑性樹脂は、ニトリル基を有することが好ましく、（メタ）アクリロニトリル基を有することがより好ましい。特に、（メタ）アクリロニトリル基は、上記熱可塑性樹脂含有材料における炭酸ガスなどの物理型発泡剤の保持時間の向上に大きく寄与する。（メタ）アクリロニトリル基は、アクリロニトリル基とメタクリロニトリル基とを示す。
【００３０】
上記（メタ）アクリロニトリル基を有する第２の熱可塑性樹脂としては、スチレン−（メタ）アクリロニトリル共重合体及びブタジエン−（メタ）アクリロニトリル共重合体、及びスチレン−ブタジエン−（メタ）アクリロニトリル共重合体等が挙げられる。このように、第２の熱可塑性樹脂は、スチレン、（メタ）アクリロイル基を有する化合物、ブタジエン化合物等の共重合成分を共重合させた共重合体であってもよい。
【００３１】
上記透過係数を低くし、良好に発泡させ、耐熱性により一層優れた発泡体を得る観点からは、上記第２の熱可塑性樹脂の全骨格１００重量％中、（メタ）アクリロニトリル基の占める割合は３０重量％以上であることが好ましく、３５重量％以上であることがより好ましい。該（メタ）アクリロニトリル基の占める割合の上限は特に限定されないが、上記第２の熱可塑性樹脂の全骨格１００重量％中、（メタ）アクリロニトリル基の占める割合は８５重量％以下であることが好ましい。
【００３２】
また、上記透過係数を低くし、良好に発泡させ、耐熱性により一層優れた発泡体を得る観点からは、上記第２の熱可塑性樹脂の全骨格１００重量％中、ノルボルネン基の占める割合は３０重量％以上であることが好ましい。該ノルボルネン基の割合の上限は特に限定されないが、上記第２の熱可塑性樹脂の全骨格１００重量％中、ノルボルネン基の占める割合は８５重量％以下であることが好ましい。
【００３３】
上記熱可塑性樹脂含有材料において、上記第１の熱可塑性樹脂１００重量部に対して、上記第２の熱可塑性樹脂の含有量は、３重量部以上、２０重量部以下である。上記第１の熱可塑性樹脂１００重量部に対して、上記第２の熱可塑性樹脂の含有量は好ましくは５重量部以上、好ましくは１８重量部以下である。このような含有量で第２の熱可塑性樹脂を用いることにより、良好に発泡させ、密度が５０ｋｇ／ｍ３以上、５００ｋｇ／ｍ３以下である発泡体を容易に得ることができ、更に耐熱性に優れた発泡体を得ることができる。
【００３４】
上記架橋助剤は、電子線又は光の照射により、上記熱可塑性樹脂含有材料を効果的に架橋させるために用いられる。上記架橋助剤としては、（メタ）アクリル多官能モノマー等が挙げられる。架橋密度を高め、耐熱性により一層優れた発泡体を得る観点からは、上記架橋助剤は、多官能（メタ）アクリルモノマーであることが好ましい。該多官能（メタ）アクリルモノマーとしては、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート及び１，９−ノナンジオールジ（メタ）アクリレート等が挙げられる。
【００３５】
上記熱可塑性樹脂含有材料において、上記第１の熱可塑性樹脂１００重量部に対して、上記架橋助剤の含有量は、１重量部以上、１０重量部以下である。上記第１の熱可塑性樹脂１００重量部に対して、上記架橋助剤の含有量は好ましくは１．５重量部以上、好ましくは８重量部以下である。このような含有量で架橋助剤を用いることにより、良好な架橋構造を有し、更に耐熱性に優れた発泡体を得ることができる。
【００３６】
本発明に係る発泡体は、上記熱可塑性樹脂含有材料が、電子線又は光の照射により架橋され、かつ発泡された発泡体であることが好ましい。
【００３７】
上記熱可塑性樹脂含有材料を発泡させるために、物理型発泡剤を用いることが好ましい。上記熱可塑性樹脂含有材料に物理型発泡剤を含浸させた後に、該熱可塑性樹脂含有材料を発泡させることが好ましい。上記物理型発泡剤を含浸させる上記熱可塑性樹脂含有材料は、電子線又は光が照射され、架橋されていてもよい。
【００３８】
本発明では、発泡剤として物理型発泡剤が好適に用いられる。上記物理型発泡剤は、揮発型発泡剤と呼ばれることがある。
【００３９】
上記物理型発泡剤としては特に限定されないが、イソブタン、二酸化炭素、窒素及びアルゴン等が挙げられる。環境負荷が小さく、得られる発泡体に残存し難いので、上記発泡剤として、イソブタン、二酸化炭素、窒素又はアルゴンを用いることが好ましく、二酸化炭素、窒素又はアルゴンを用いることがより好ましく、二酸化炭素又は窒素を用いることが更に好ましく、二酸化炭素を用いることが好ましい。上記二酸化炭素は炭酸ガスとして用いられる。
【００４０】
良好に発泡した発泡体を得る観点からは、本発明に係る発泡体は、熱可塑性樹脂含有材料が架橋され、かつ発泡剤として炭酸ガスを用いて発泡された発泡体であることが好ましい。良好に発泡した発泡体を得る観点からは、上記熱可塑性樹脂含有材料を発泡させるために発泡剤として炭酸ガスを用いることが好ましい。
【００４１】
本発明に係る発泡体は、上記熱可塑性樹脂含有材料が、電子線又は光の照射により架橋され、かつ発泡剤として炭酸ガスを用いて発泡された発泡体であることが好ましい。本発明に係る発泡体の製造方法では、上記熱可塑性樹脂含有材料に、電子線又は光を照射することにより架橋させ、かつ発泡剤として炭酸ガスを用いて発泡させることが好ましい。
【００４２】
上記熱可塑性樹脂含有材料には、酸化防止剤、金属害防止剤、難燃剤、充填剤、帯電防止剤、安定剤及び顔料等の添加剤が添加されていてもよい。これらの添加剤は、１種のみが用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
【００４３】
以下、実施例及び比較例を挙げることにより、本発明を具体的に説明する。本発明は、以下の実施例に限定されない。
【００４４】
上記第１の熱可塑性樹脂として、下記の表１に示す材料Ａ−１〜Ａ−５を用意した。該材料Ａ−１〜Ａ−５のＩＳＯ  １１３５７−３に準拠して測定された融点を下記の表１に示した。
【００４５】
【表１】
0005739198.tif 000002
【００４６】
また、上記第２の熱可塑性樹脂として、下記の表２に示す材料Ｂ−１〜Ｂ−２を用意した。なお、該材料Ｂ−１〜Ｂ−２を厚み０．５ｍｍにプレス成形したフィルム（成形体）を用いて、ＪＩＳ  Ｋ７１２６−１に準拠して測定されたＣＯ２の透過係数を下記の表２に示した。また、材料Ｂ−１に関しては、材料Ｂ−１の全骨格１００重量％中、（メタ）アクリロニトリル基の占める割合を示した。
【００４７】
【表２】
0005739198.tif 000003
【００４８】
上記架橋助剤として、日油社製のトリメチロールプロパントリメタクリレート（ＴＭＰＴＭＡ）を用意した。
【００４９】
（実施例１〜１２及び比較例１〜５）
上記材料Ａ−１〜Ａ−５と、上記材料Ｂ−１〜Ｂ−２と、トリメチロールプロパントリメタクリレート（ＴＭＰＴＭＡ）とを下記の表３に示す割合となるように、２４０℃にて東洋精機社製のプラストグラフに入れた。予熱２分、混練５分及び６０ｒｐｍの条件で混合した熱可塑性樹脂含有材料を、２４０℃にて予熱２分、１０ＭＰａで３．５分加圧する条件で成形し、厚み１ｍｍのシートを得た。得られたシートに、ＮＨＶ社製「走査型電子線照射装置  ＥＰ−８００」を用いて、８００ｋＶにて２Ｍｒａｄの条件で電子線を照射した。
【００５０】
電子線が照射されたシートを５ｃｍ×５ｃｍの大きさに切り取った後、該シートに、２３℃及び６ＭＰａの条件で６時間炭酸ガスを含浸させた。その後、脱圧し、脱圧後に、炭酸ガス含浸シートを、下記の表３に示す時間放置した（放置時間）。放置後の炭酸ガス含浸シートを、２００℃のオーブン内に吊るして発泡させ、発泡体を得ようと試みた。
【００５１】
結果を下記の表３に示す。
【００５２】
【表３】
0005739198.tif 000004
【００５３】
表３に示すように、材料Ｂ−１又は材料Ｂ−２を用いた実施例１〜１２では、良好に発泡しており、上記の表３に示す発泡倍率及び密度の発泡体が得られた。また、材料Ｂ−１又は材料Ｂ−２を用いた場合には、炭酸ガスを含浸させた後、炭酸ガス含浸シートを６０分間又は１２０分間放置しても、良好に発泡させることができた。さらに、実施例１〜１２の発泡体では、表層部だけでなく内部も十分に発泡していた。
【００５４】
比較例１〜５では、上記放置時間を短く、３０分にしても、上記熱可塑性材料の架橋物が発泡しなかった。