緩衝材用樹脂発泡体及びその製造方法
【課題】表面が滑らかで、接触物の傷付き性を抑制することができるとともに、柔軟性が良好で、衝撃の吸収性を向上させることができる緩衝材用樹脂発泡体及びその容易な製造方法を提供する。
【解決手段】緩衝材用樹脂発泡体は、ポリオレフィン系樹脂発泡体により形成されるものである。係るポリオレフィン系樹脂発泡体は、ＪＩＳ Ｋ ６７６７に準拠して測定される見掛け密度が６０〜１００ｋｇ／ｍ３であるとともに、平均気泡径が１３０〜２００μｍである。さらに、ポリオレフィン系樹脂発泡体は、ＪＩＳ Ｋ ７３１２に準拠して測定されるアスカーＣ硬度が３０〜５０であることが好ましい。この緩衝材用樹脂発泡体は、その原料に無機充填剤を含有し、原料を加熱して発泡させるに際し、加熱後４〜１０分の間に発泡が開始され、その際の粘性トルクが１．０〜２．０ｄＮ・ｍに設定されることで製造される。
【解決手段】緩衝材用樹脂発泡体は、ポリオレフィン系樹脂発泡体により形成されるものである。係るポリオレフィン系樹脂発泡体は、ＪＩＳ Ｋ ６７６７に準拠して測定される見掛け密度が６０〜１００ｋｇ／ｍ３であるとともに、平均気泡径が１３０〜２００μｍである。さらに、ポリオレフィン系樹脂発泡体は、ＪＩＳ Ｋ ７３１２に準拠して測定されるアスカーＣ硬度が３０〜５０であることが好ましい。この緩衝材用樹脂発泡体は、その原料に無機充填剤を含有し、原料を加熱して発泡させるに際し、加熱後４〜１０分の間に発泡が開始され、その際の粘性トルクが１．０〜２．０ｄＮ・ｍに設定されることで製造される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば製品を運搬する際にその製品を載せたり、包み込んだりして外部から製品に加わる衝撃を吸収するとともに、製品の損傷を防止するために用いられる緩衝材用樹脂発泡体及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の緩衝材用樹脂発泡体は、シート状に形成されてその上に製品を置いて使用される場合と、製品形状に合せて型抜きして成形された凹部に製品を入れて使用される場合とがある。そのような使用形態で用いられる樹脂発泡体として、ポリオレフィン樹脂多層発泡体が知られている（例えば、特許文献１を参照）。すなわち、ポリオレフィン樹脂多層発泡体は、発泡体の厚み方向の気泡径／それと直交する方向の気泡径により表される気泡配向度Ｐが２．５〜４．５の範囲にある発泡層（Ｂ）、及びＰよりも０．５〜３．５の範囲において小さい気泡配向度Ｑを有する発泡層（Ａ）が積層一体化されたものである。そして、ポリオレフィン樹脂多層発泡体を構成する発泡層に含まれる気泡構造は、ハニカム構造に類似する構造を有し、衝撃を吸収する機能と柔軟性、回復性に優れた機能とを発揮することができるようになっている。
【特許文献１】特開平１０−２３５６７１号公報（第２頁及び第４〜６頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、前記従来の特許文献１に記載されたポリオレフィン樹脂多層発泡体は、発泡体の厚さ方向とそれに直交する方向との気泡径の比が異なる両発泡層が積層一体化されて構成されているため、それら発泡層の界面を中心にして気泡の荒れが生じやすく、しかも硬度が高くなる傾向を示す。その場合、気泡の荒れによって発泡体表面の凹凸が大きくなり、それに接する運搬物などの接触物に傷を付けやすくなっていた。しかも、発泡体が硬くなると、搬送時に接触物が発泡体に衝突したときに接触物がその衝撃を吸収することができないという問題があった。その上、２種類の発泡層を形成する必要があるため、ポリオレフィン樹脂多層発泡体の製造が面倒になるとともに、物性の調整が難しいという問題があった。
【０００４】
そこで、本発明の目的とするところは、表面が滑らかで、接触物の傷付き性を抑制することができるとともに、柔軟性が良好で、衝撃の吸収性を向上させることができる緩衝材用樹脂発泡体及びその容易な製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明の緩衝材用樹脂発泡体は、ポリオレフィン系樹脂発泡体により形成される緩衝材用樹脂発泡体であって、前記ポリオレフィン系樹脂発泡体は、ＪＩＳ Ｋ ６７６７に準拠して測定される見掛け密度が６０〜１００ｋｇ／ｍ３であるとともに、平均気泡径が１３０〜２００μｍであることを特徴とするものである。
【０００６】
請求項２に記載の発明の緩衝材用樹脂発泡体は、請求項１に係る発明において、前記ポリオレフィン系樹脂発泡体は、ＪＩＳ Ｋ ７３１２に準拠して測定されるアスカーＣ硬度が３０〜５０であることを特徴とするものである。
【０００７】
請求項３に記載の発明の緩衝材用樹脂発泡体の製造方法は、ポリオレフィン系樹脂、発泡剤、発泡助剤及び無機充填剤を含有するポリオレフィン系樹脂発泡体の原料を発泡型内に注入し、加熱して発泡させるに際し、加熱後４〜１０分の間に発泡が開始され、その際の粘性トルクが１．０〜２．０ｄＮ・ｍであることを特徴とするものである。
【０００８】
請求項４に記載の発明の緩衝材用樹脂発泡体の製造方法は、請求項３に係る発明において、前記無機充填剤の含有量は、ポリオレフィン系樹脂１００質量部当たり５〜１００質量部であることを特徴とするものである。
【０００９】
請求項５に記載の発明の緩衝材用樹脂発泡体の製造方法は、請求項３又は請求項４に係る発明において、前記発泡助剤として、金属酸化物をポリオレフィン系樹脂１００質量部当たり１〜６質量部、及び脂肪酸金属塩をポリオレフィン系樹脂１００質量部当たり０．１〜０．３質量部用いることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、次のような効果を発揮することができる。
請求項１に記載の発明の緩衝材用樹脂発泡体においては、ポリオレフィン系樹脂発泡体は平均気泡径が１３０〜２００μｍという微細なものであることから、発泡体表面を滑らかにすることができる。さらに、ＪＩＳ Ｋ ６７６７に準拠して測定される見掛け密度が６０〜１００ｋｇ／ｍ３であることから、発泡体を柔軟性が良好である。従って、緩衝材用樹脂発泡体は、これらの性質が相俟って接触物の傷付き性を抑制することができるとともに、衝撃の吸収性を向上させることができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明の緩衝材用樹脂発泡体においては、ＪＩＳ Ｋ ７３１２に準拠して測定されるアスカーＣ硬度が３０〜５０という低硬度であることから、請求項１に係る発明の効果に加えて、発泡体の柔軟性を向上させることができる。
【００１２】
請求項３に係る発明の緩衝材用樹脂発泡体の製造方法では、ポリオレフィン系樹脂、発泡剤、発泡助剤及び無機充填剤を含むポリオレフィン系樹脂発泡体の原料を発泡型内に注入し、加熱して発泡させる。その際、前記加熱後４〜１０分の間に発泡が開始され、その際の粘性トルクが１．０〜２．０ｄＮ・ｍである。この場合、発泡開始までの時間と粘性トルクとを設定することにより、表面が滑らかで、接触物の傷付き性を抑制することができるとともに、柔軟性が良好で、衝撃の吸収性を向上させることができる緩衝材用樹脂発泡体を容易に製造することができる。
【００１３】
請求項４に係る発明の緩衝材用樹脂発泡体の製造方法では、無機充填剤の含有量は、ポリオレフィン系樹脂１００質量部当たり５〜１００質量部であることから、発泡時に十分な気泡を発生させることができ、請求項３に係る発明の効果を向上させることができる。
【００１４】
請求項５に係る発明の緩衝材用樹脂発泡体の製造方法では、発泡助剤として、金属酸化物をポリオレフィン系樹脂１００質量部当たり１〜６質量部、及び脂肪酸金属塩をポリオレフィン系樹脂１００質量部当たり０．１〜０．３質量部用いる。このため、発泡の進行を調整し、発泡体に微細な気泡構造を形成することができ、請求項３又は請求項４に係る発明の効果を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の最良と思われる実施形態について詳細に説明する。
本実施形態における緩衝材用樹脂発泡体（以下、単に発泡体ともいう）は、ポリオレフィン系樹脂発泡体により形成されるものである。この緩衝材用樹脂発泡体は、シート状又は板状に形成され、その上に製品等の接触物を置いて使用される形態と、接触物の形状に合せて型抜きして成形された凹部に接触物を入れて使用される形態とがある。そして、緩衝材用樹脂発泡体により接触物に傷が付くのを防止するとともに、接触物に加わる衝撃を吸収できるようにしている。
【００１６】
係るポリオレフィン系樹脂発泡体は、ＪＩＳ Ｋ ６７６７に準拠して測定される見掛け密度が６０〜１００ｋｇ／ｍ３であるとともに、平均気泡径が１３０〜２００μｍのものである。見掛け密度が６０〜１００ｋｇ／ｍ３であるということは、言い換えれば発泡倍率が１０〜１６倍（見掛け密度の逆数）であることを意味する。
【００１７】
ポリオレフィン系樹脂発泡体を構成するポリオレフィン系樹脂としては、ポリオレフィン樹脂のほかオレフィン及びそれと共重合可能な単量体との共重合体であるポリオレフィン共重合体が挙げられる。ポリオレフィン樹脂としては、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等が挙げられる。ポリオレフィン共重合体としては、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−ブテン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸エステル（メチルエステル、エチルエステル、プロピルエステル、ブチルエステル等、エステルの含有量は４５モル％以下）共重合体、又はそれらの塩素化物（塩素含有量４５モル％以下）、或いはポリプロピレン（アイソタクチックポリプロピレン又はアタクチックポリプロピレ）との混合物等が挙げられる。これらのポリオレフィン系樹脂発泡体は、１種又は２種以上が選択して用いられる。
【００１８】
ポリオレフィン系樹脂発泡体は、柔軟性が良く、低硬度なものにするために、前記のように見掛け密度が６０〜１００ｋｇ／ｍ３に設定される。発泡体の密度が６０ｋｇ／ｍ３未満の場合には、発泡体が柔軟化され過ぎて緩衝材としての形状が保持ができなくなる。一方、１００ｋｇ／ｍ３を越える場合には、発泡体は硬くなって柔軟性に欠けるものとなり、接触物に加わる衝撃の吸収性が悪くなって緩衝材として不適当である。
【００１９】
また、発泡体の平均気泡径は、セルを微細にして発泡体表面を滑らかにするために１３０〜２００μｍに設定される。ここで、平均気泡径は、３５倍に拡大した電子顕微鏡写真により、１ｍｍの長さの中に存在する気泡数で１０００を除した値（単位μｍ）を表す。この平均気泡径が１３０μｍ未満の場合には、発泡体のセルが微細になり過ぎて発泡体が硬くなって柔軟性に欠け、良好な緩衝性を発揮することができなくなる。その一方、２００μｍを越える場合には、発泡体のセルが大きくなり過ぎて発泡体表面の凹凸が大きくなって発泡体表面を滑らかにすることができなくなる。
【００２０】
さらに、ポリオレフィン系樹脂発泡体は、発泡体の柔軟性を高めるためにＪＩＳ Ｋ ７３１２：１９９６附属書２に準拠して測定されるアスカーＣ硬度が３０〜５０という低硬度に設定されることが好ましい。このアスカーＣ硬度が３０未満の場合、発泡体は軟らかくなる傾向を示し、緩衝材としての形状保持性が低下して好ましくない。その一方、アスカーＣ硬度が５０を越える場合、発泡体は硬くなり過ぎて、発泡体の柔軟性が損なわれ、衝撃の吸収性が低下する傾向を示す。
【００２１】
以上のような物性を有するポリオレフィン系樹脂発泡体は、次のようにして製造される。すなわち、ポリオレフィン系樹脂、発泡剤、発泡助剤及び無機充填剤を含有するポリオレフィン系樹脂発泡体の原料を発泡型内に注入し、加熱して発泡させる。その際、加熱後４〜１０分の間に発泡が開始され、その粘性トルクが１．０〜２．０ｄＮ・ｍになるようにして実施される。
【００２２】
発泡剤は、前記ポリオレフィン系樹脂の流動開始温度以上の分解温度を有する化合物であって、分解により窒素ガス等のガスを発生するものである。そのような発泡剤としては、アゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）、アゾビスイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）、ジニトロソペンタンメチレンテトラミン（ＤＰＴ）、ｐ−トルエンスルホニルヒドラジド（ＴＳＨ）等が用いられる。発泡剤の含有量は、ポリオレフィン系樹脂１００質量部当たり１〜１０質量部であることが好ましい。発泡剤の含有量が１質量部未満の場合には、十分なガス発生量が得られず、発泡体が硬くなって柔軟性に欠けるようになり、好ましくない。一方、１０質量部を越える場合には、発泡剤によるガスの発生量が過剰となって発泡体が低密度となり、発泡体の形状保持性等が低下して好ましくない。
【００２３】
発泡助剤は、発泡剤による発泡作用を調整するための化合物である。発泡助剤としては、金属酸化物、脂肪酸金属塩等が用いられる。金属酸化物としては、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、三塩基性硫酸鉛等が挙げられる。脂肪酸金属塩としては、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、ステアリン酸カルシウム等が挙げられる。その他の発泡助剤としては、多価カルボン酸と無機炭酸化合物との反応によって生ずる中間体等が挙げられる。多価カルボン酸としては、サリチル酸、ステアリン酸、フタル酸、エチレングリコール、グリセリン、エタノールアミン、クエン酸、シュウ酸、フマル酸、フタル酸、リンゴ酸、酒石酸、乳酸、シクロヘキサン１，２−ジカルボン酸、ショウノウ酸、エチレンジアミン四酢酸、トリエチレンテトラミン六酢酸、ニトリロ酸等が挙げられる。無機炭酸化合物としては、クエン酸二水素ナトリウム、シュウ酸カリウム等が挙げられる。
【００２４】
これらの発泡助剤のうち、金属酸化物と脂肪酸金属塩とを組合せて使用することが好ましい。その場合、加熱開始によって架橋反応が促進される一方、発泡開始の時期を遅らせることができ、粘度が上昇した後に発泡が開始されるため、樹脂粘度が低い場合に生じる発泡ガスの抜けや気泡の合一（結合）が生ずることなく、微細な気泡構造を有する発泡体を得ることができる。
【００２５】
発泡助剤の含有量は、発泡剤１００質量部当たり０．０００３〜１．５質量部であることが好ましく、０．１〜１．４質量部であることがより好ましい。この含有量が０．０００３質量部未満の場合には、発泡助剤としての機能を十分に発揮することができず、発泡作用の調整を行うことが難しくなる。一方、１．５質量部を越える場合には、発泡助剤の含有量が過剰となって架橋反応が過度に促進されたり、発泡開始時期が異常に遅れたりして所望とする微細な気泡が得られなくなるおそれがある。
【００２６】
発泡助剤として金属酸化物と脂肪酸金属塩とを併用する場合には、金属酸化物をポリオレフィン系樹脂１００質量部当たり１〜６質量部、脂肪酸金属塩をポリオレフィン系樹脂１００質量部当たり０．１〜０．３質量部用いることが好ましい。金属酸化物の含有量が１質量部未満又は脂肪酸金属塩の含有量が０．１質量部未満のときには、発泡助剤の機能発現が不十分となり、発泡作用の調整が十分に果たされなくなる。一方、金属酸化物の含有量が６質量部を越え又は脂肪酸金属塩の含有量が０．３質量部を越えるときには、架橋反応の過度の促進や、発泡開始時期の異常な遅れが引き起こされ、微細な気泡が得られない場合がある。
【００２７】
次に、無機充填剤は、発泡体を所望の硬さにするとともに、発泡体中の気泡（セル）の大きさ（気泡径）を無機充填剤の粒子径に基づいて微細なものにするために配合される。この無機充填剤を配合することにより、ポリオレフィン系樹脂と無機充填剤との間に界面が形成され、そこに界面張力が生じ、その部分が気泡核となる。従って、無機充填剤の平均粒子径は１３０〜２００μｍであることが好ましい。無機充填剤の平均粒子径が１３０μｍ未満の場合には、発泡体中の気泡が細かくなり過ぎ、発泡体が硬くなる傾向を示す。一方、２００μｍを越えると発泡体中の気泡が粗くなって、発泡体表面の凹凸が大きくなる傾向を示す。無機充填剤としては特に限定されないが、炭酸カルシウム、炭酸水素カルシウム（重炭酸カルシウム）、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム等が用いられる。
【００２８】
無機充填剤の含有量は、ポリオレフィン系樹脂１００質量部当たり５〜１００質量部であることが好ましく、５〜５０質量部であることがより好ましく、５〜３０質量部であることが特に好ましい。無機充填剤の含有量が５質量部未満の場合には、発泡体の硬さを十分に硬くすることができず、また発泡体中の気泡を十分に微細なものにすることができなくなる。その一方、１００質量部を越える場合には、発泡体が硬くなり過ぎるとともに、気泡径も大きくなり過ぎる傾向を示して好ましくない。
【００２９】
ポリオレフィン系樹脂発泡体に架橋構造を形成して所定の硬さや強度を保持するため、ポリオレフィン系樹脂発泡体の原料には架橋剤を配合することが好ましい。係る架橋剤としては、ポリオレフィン系樹脂の流動開始温度以上の分解温度を有するもので、加熱により分解され、遊離ラジカルを発生してポリオレフィン系樹脂に架橋結合を生ぜしめる有機過酸化物が用いられる。有機過酸化物としては、ジクミルパーオキサイド、２,５−ジメチル−２,５−ビス−ｔ−ブチルパーオキシヘキサン、１,３−ビス−ｔ−ブチルパーオキシイソプロピルベンゼン等が挙げられる。架橋剤の含有量は、ポリオレフィン系樹脂１００質量部当たり通常０．１〜１０質量部程度である。
【００３０】
ポリオレフィン系樹脂発泡体の原料には、前記の原料に加えて、発泡を円滑に行うための整泡剤、低燃焼性を付与するための難燃剤、安定剤、着色剤、可塑剤等を配合することができる。これらの原料の配合量は、ポリオレフィン系樹脂発泡体の分野における常法に従って定められる。
【００３１】
続いて、前記ポリオレフィン系樹脂発泡体の原料を加熱して発泡させるが、加熱後４〜１０分の間に発泡が開始され、その発泡開始時における粘性トルクが１．０〜２．０ｄＮ・ｍになるように設定される。ここで、粘性トルクは、レオメータＭＤＲ２０００（ゴム加硫試験測定器、アルファテクノロジー社製）で測定される値である。このような条件設定を行うことにより、発泡開始時期を遅らせ、原料が所定粘度まで上昇した後に発泡を開始させることができ、発泡ガスの抜けや気泡の合一を抑えて微細な気泡構造を形成することができる。加熱後４分未満の間に発泡が開始されたり、発泡開始時の粘性トルクが１．０ｄＮ・ｍ未満の場合、発泡時に発泡ガスの抜けや気泡の合一が起きやすくなり、発泡体に微細な気泡構造を形成することができなくなって好ましくない。一方、加熱後１０分を越えてから発泡が開始されたり、発泡開始時の粘性トルクが２．０ｄＮ・ｍを越える場合、発泡の進行が抑制されて良好な発泡体が得られなくなる。
【００３２】
ポリオレフィン系樹脂発泡体の原料を発泡させるに際し、１段発泡法及び２段発泡法のいずれも採用される。１段発泡法は、ポリオレフィン系樹脂発泡体の原料を発泡型に充填し、加熱及び加圧して発泡剤及び架橋剤を分解し、その後除圧することにより、一度に所望の見掛け密度に膨張させる方法である。２段発泡法は、１段発泡法で得られる中間発泡体を常圧で加熱し、２段発泡させて、所望の見掛け密度の最終発泡体を得る方法である。１段発泡法では、装置が簡易で操作手順も容易であるが、得られる発泡体の硬さが比較的高いため、物理的変形によって破断しやすく、発泡時に割れやすい傾向を示す。一方、２段発泡法では、装置が複雑で操作手順も難しくなりやすいが、２段階に分けて順次発泡させるため、発泡時に割れ等が生じにくい傾向を示す。どちらの発泡法を採用するかは、発泡倍率、発泡体の品質等によって適宜決定される。
【００３３】
さて、本実施形態の作用を説明すると、緩衝材用樹脂発泡体は、ポリオレフィン系樹脂、発泡剤、発泡助剤及び無機充填剤を含むポリオレフィン系樹脂発泡体の原料を発泡型内に注入し、加熱して発泡させることにより製造される。その際、特に無機充填剤の配合により原料の粘性が高まり、加熱後４〜１０分の間に発泡が開始され、その粘性トルクが１．０〜２．０ｄＮ・ｍに設定される。このため、発泡時には、ポリオレフィン系樹脂と無機充填剤との間に界面が形成され、そこに界面張力が生じ、その部分が発泡剤の分解によって発生する気泡の核となって多数の細かい気泡が形成される。従って、得られる発泡体は柔軟なものになって衝撃を吸収しやすくなるとともに、発泡体表面の凹凸が微細で滑らかなものになる。
【００３４】
以上の実施形態によって発揮される効果について、以下にまとめて記載する。
・ 本実施形態における緩衝材用樹脂発泡体においては、ポリオレフィン系樹脂発泡体は平均気泡径が１３０〜２００μｍという微細なものであることから、発泡体表面を滑らかにすることができる。さらに、発泡体の見掛け密度が６０〜１００ｋｇ／ｍ３であることから、発泡体の柔軟性を良好にすることができる。従って、緩衝材用樹脂発泡体は、これらの性質が相俟って接触物の表面における傷付き性を抑制することができるとともに、衝撃の吸収性を向上させ、接触物の損壊を防止することができる。
【００３５】
・ また、緩衝材用樹脂発泡体について、ＪＩＳ Ｋ ７３１２：１９９６附属書２に準拠して測定されるアスカーＣ硬度が３０〜５０という低硬度であることにより、発泡体の柔軟性を向上させることができる。
【００３６】
・ 緩衝材用樹脂発泡体の製造方法では、ポリオレフィン系樹脂、発泡剤、発泡助剤及び無機充填剤を含むポリオレフィン系樹脂発泡体の原料を発泡型内に注入し、加熱して発泡させる際、加熱後４〜１０分の間に発泡が開始され、その粘性トルクが１．０〜２．０ｄＮ・ｍに設定される。この製造方法により、発泡開始までの時間と粘性トルクとを設定することで、従来のような２種類の発泡層を形成する必要がなく、上記のような物性を有する緩衝材用樹脂発泡体を容易に製造することができる。
【００３７】
・ 無機充填剤の含有量がポリオレフィン系樹脂１００質量部当たり５〜１００質量部であることにより、発泡時に十分な気泡を発生させることができる。
・ さらに、緩衝材用樹脂発泡体の製造方法では、発泡助剤として、金属酸化物をポリオレフィン系樹脂１００質量部当たり１〜６質量部、及び脂肪酸金属塩をポリオレフィン系樹脂１００質量部当たり０．１〜０．３質量部用いることにより、発泡の進行を調整し、発泡体に微細な気泡構造を形成することができる。
【実施例】
【００３８】
以下に、実施例及び比較例を挙げて、前記実施形態をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
（実施例１〜６及び比較例１〜３）
まず、各実施例及び比較例で用いたポリオレフィン系樹脂発泡体の原料を以下に示す。
【００３９】
ポリオレフィン系樹脂：エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂（ＥＶＡ）、酢酸ビニル含有量５質量％、三井デュポンポリケミカル（株）製、エバフレックスＶ９６１１５。
充填剤：炭酸水素カルシウム〔Ｃａ（ＨＣＯ３）２、重炭酸カルシウム〕
発泡剤：アゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）、永和化成工業（株）製、ビニホールＡＣ＃３Ｍ。
【００４０】
発泡助剤１：酸化亜鉛
発泡助剤２：ステアリン酸亜鉛
架橋剤：ジクミルパーオキサイド
そして、表１及び表２に示す含有量で各実施例及び比較例に用いるポリオレフィン系樹脂発泡体の原料を調製した。表１及び表２における各成分の含有量（配合量）は、質量部を表す。ここで、比較例１及び２では発泡体の平均気泡径が過大である例を示し、比較例２では平均気泡径が過小で、かつ密度が過大である例を示す。
【００４１】
これらのポリオレフィン系樹脂発泡体の原料を縦、横及び深さが各５００ｍｍの発泡型（加熱プレス機）内に注入し、加熱して発泡させることによりポリオレフィン系樹脂発泡体を得た（１段発泡法）。加熱プレス機の圧力は、発泡時における発泡圧に抗し、所定形状の発泡体が成形できるように設定した。加熱温度（℃）、プレス時間（分）、発泡開始時間（分秒）及び発泡開始時における粘性トルクを表１及び表２に示した。
【００４２】
得られたポリオレフィン発泡体について、見掛け密度、平均気泡径、アスカーＣ硬度、傷付き性及び２５ｍｍの抜き歪を以下の測定方法に従って測定した。それらの結果を表１及び表２に示す。
（測定方法）
加熱温度（℃）：加熱プレス機における加熱温度
プレス時間（分）：加熱プレス機で加圧している時間
発泡開始時間（分、秒）：レオメータＭＤＲ２０００（ゴム加硫試験測定器、アルファテクノロジー社製）で時間と発泡圧とのグラフを作成し、発泡圧が横ばいから上昇に転じた時間を測定した。
【００４３】
発泡開始時における粘性トルク（ｄＮ・ｍ）：発泡開始時において、粘性トルクをレオメータＭＤＲ２０００（ゴム加硫試験測定器、アルファテクノロジー社製）で測定した。
見掛け密度（ｋｇ／ｍ３）：ＪＩＳ Ｋ ６７６７に準拠して測定した。
【００４４】
アスカーＣ硬度：ＪＩＳ Ｋ ７３１２：１９９６附属書２に準拠して測定した。
平均気泡径（μｍ）：３５倍に拡大した電子顕微鏡写真により、１ｍｍの長さの中に存在する気泡の数で１０００を除した値を、ランダムに選んだ３箇所の平均値として測定した。
【００４５】
傷付き性：透明アクリル樹脂板に上にポリオレフィン系樹脂発泡体を載せ、２ｋｇの荷重で３０往復擦った後、拡大顕微鏡で傷の有無を調べた。
２５ｍｍの抜き歪（％）：厚さ２５ｍｍのポリオレフィン系樹脂発泡体を４０ｍｍ角の刃物で抜き取り、３０分後の歪を、元の厚さに対する歪んだ厚さの割合（％）で算出した。
【００４６】
【表１】
【００４７】
【表２】
表１に示したように、実施例１〜６においては、ポリオレフィン系樹脂発泡体の見掛け密度が７１〜８３ｋｇ／ｍ３であり、平均気泡径が１３０〜１８０μｍであることから、発泡体が柔軟で、その表面が滑らかであり、傷付き性の試験において傷は見られなかった。さらに、２５ｍｍの抜き歪が２．４〜３．２％と低く、弾力性に優れ、衝撃の吸収性が良いことが明らかになった。
【００４８】
これに対して、表２に示したように、ポリオレフィン系樹脂発泡体の平均気泡径が大きい比較例１及び３では、発泡体表面の凹凸が大きく、いずれも傷付き性の試験において傷が見られた。比較例２では発泡体の平均気泡径が小さくなり過ぎ、かつ発泡体の見掛け密度が高くなり過ぎて、傷付き性の試験で傷が見られた。
（実施例７〜１０）
ポリオレフィン系樹脂発泡体の原料である充填剤を含有量を、ポリオレフィン系樹脂１００質量部当たり実施例７では２２質量部、実施例８では３０質量部、実施例９では５０質量部及び実施例１０では１００質量部とした。その他の原料を表３に示すように設定した。そして、実施例１と同様にして発泡させ、得られたポリオレフィン系樹脂発泡体について見掛け密度、平均気泡径、アスカーＣ硬度、傷付き性及び２５ｍｍの抜き歪を実施例１と同様にして測定した。それらの結果を表３に示す。
【００４９】
【表３】
表３に示したように、実施例７〜１０においては、ポリオレフィン系樹脂発泡体の見掛け密度が７７〜１００ｋｇ／ｍ３であり、平均気泡径が１３０〜１５０μｍであることから、発泡体が柔軟で、その表面が滑らかであり、傷付き性の試験において傷は見られなかった。
【００５０】
なお、前記実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・ ポリオレフィン系樹脂を複数種類用い、発泡体の物性を調整することもできる。
・ ポリオレフィン系樹脂発泡体の原料として、架橋剤を省略することもできる。
【００５１】
・ ポリオレフィン系樹脂発泡体の物性を、圧縮永久歪、反発弾性率等で規定することも可能である。
さらに、前記実施形態より把握できる技術的思想について以下に記載する。
【００５２】
・ 前記ポリオレフィン系樹脂発泡体の原料には、架橋剤を含有することを特徴とする請求項３から請求項５のいずれか一項に記載の緩衝材用樹脂発泡体の製造方法。この製造方法によれば、請求項３から請求項５のいずれかに係る発明の効果に加えて、ポリオレフィン系樹脂発泡体の架橋密度を上げて硬度を高めることができる。
【００５３】
・ 前記無機充填剤は炭酸カルシウム又は炭酸水素カルシウムであることを特徴とする請求項３から請求項５のいずれか一項に記載の緩衝材用樹脂発泡体の製造方法。この製造方法によれば、請求項３から請求項５のいずれかに係る発明の効果を向上させることができる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば製品を運搬する際にその製品を載せたり、包み込んだりして外部から製品に加わる衝撃を吸収するとともに、製品の損傷を防止するために用いられる緩衝材用樹脂発泡体及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の緩衝材用樹脂発泡体は、シート状に形成されてその上に製品を置いて使用される場合と、製品形状に合せて型抜きして成形された凹部に製品を入れて使用される場合とがある。そのような使用形態で用いられる樹脂発泡体として、ポリオレフィン樹脂多層発泡体が知られている（例えば、特許文献１を参照）。すなわち、ポリオレフィン樹脂多層発泡体は、発泡体の厚み方向の気泡径／それと直交する方向の気泡径により表される気泡配向度Ｐが２．５〜４．５の範囲にある発泡層（Ｂ）、及びＰよりも０．５〜３．５の範囲において小さい気泡配向度Ｑを有する発泡層（Ａ）が積層一体化されたものである。そして、ポリオレフィン樹脂多層発泡体を構成する発泡層に含まれる気泡構造は、ハニカム構造に類似する構造を有し、衝撃を吸収する機能と柔軟性、回復性に優れた機能とを発揮することができるようになっている。
【特許文献１】特開平１０−２３５６７１号公報（第２頁及び第４〜６頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、前記従来の特許文献１に記載されたポリオレフィン樹脂多層発泡体は、発泡体の厚さ方向とそれに直交する方向との気泡径の比が異なる両発泡層が積層一体化されて構成されているため、それら発泡層の界面を中心にして気泡の荒れが生じやすく、しかも硬度が高くなる傾向を示す。その場合、気泡の荒れによって発泡体表面の凹凸が大きくなり、それに接する運搬物などの接触物に傷を付けやすくなっていた。しかも、発泡体が硬くなると、搬送時に接触物が発泡体に衝突したときに接触物がその衝撃を吸収することができないという問題があった。その上、２種類の発泡層を形成する必要があるため、ポリオレフィン樹脂多層発泡体の製造が面倒になるとともに、物性の調整が難しいという問題があった。
【０００４】
そこで、本発明の目的とするところは、表面が滑らかで、接触物の傷付き性を抑制することができるとともに、柔軟性が良好で、衝撃の吸収性を向上させることができる緩衝材用樹脂発泡体及びその容易な製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明の緩衝材用樹脂発泡体は、ポリオレフィン系樹脂発泡体により形成される緩衝材用樹脂発泡体であって、前記ポリオレフィン系樹脂発泡体は、ＪＩＳ Ｋ ６７６７に準拠して測定される見掛け密度が６０〜１００ｋｇ／ｍ３であるとともに、平均気泡径が１３０〜２００μｍであることを特徴とするものである。
【０００６】
請求項２に記載の発明の緩衝材用樹脂発泡体は、請求項１に係る発明において、前記ポリオレフィン系樹脂発泡体は、ＪＩＳ Ｋ ７３１２に準拠して測定されるアスカーＣ硬度が３０〜５０であることを特徴とするものである。
【０００７】
請求項３に記載の発明の緩衝材用樹脂発泡体の製造方法は、ポリオレフィン系樹脂、発泡剤、発泡助剤及び無機充填剤を含有するポリオレフィン系樹脂発泡体の原料を発泡型内に注入し、加熱して発泡させるに際し、加熱後４〜１０分の間に発泡が開始され、その際の粘性トルクが１．０〜２．０ｄＮ・ｍであることを特徴とするものである。
【０００８】
請求項４に記載の発明の緩衝材用樹脂発泡体の製造方法は、請求項３に係る発明において、前記無機充填剤の含有量は、ポリオレフィン系樹脂１００質量部当たり５〜１００質量部であることを特徴とするものである。
【０００９】
請求項５に記載の発明の緩衝材用樹脂発泡体の製造方法は、請求項３又は請求項４に係る発明において、前記発泡助剤として、金属酸化物をポリオレフィン系樹脂１００質量部当たり１〜６質量部、及び脂肪酸金属塩をポリオレフィン系樹脂１００質量部当たり０．１〜０．３質量部用いることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、次のような効果を発揮することができる。
請求項１に記載の発明の緩衝材用樹脂発泡体においては、ポリオレフィン系樹脂発泡体は平均気泡径が１３０〜２００μｍという微細なものであることから、発泡体表面を滑らかにすることができる。さらに、ＪＩＳ Ｋ ６７６７に準拠して測定される見掛け密度が６０〜１００ｋｇ／ｍ３であることから、発泡体を柔軟性が良好である。従って、緩衝材用樹脂発泡体は、これらの性質が相俟って接触物の傷付き性を抑制することができるとともに、衝撃の吸収性を向上させることができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明の緩衝材用樹脂発泡体においては、ＪＩＳ Ｋ ７３１２に準拠して測定されるアスカーＣ硬度が３０〜５０という低硬度であることから、請求項１に係る発明の効果に加えて、発泡体の柔軟性を向上させることができる。
【００１２】
請求項３に係る発明の緩衝材用樹脂発泡体の製造方法では、ポリオレフィン系樹脂、発泡剤、発泡助剤及び無機充填剤を含むポリオレフィン系樹脂発泡体の原料を発泡型内に注入し、加熱して発泡させる。その際、前記加熱後４〜１０分の間に発泡が開始され、その際の粘性トルクが１．０〜２．０ｄＮ・ｍである。この場合、発泡開始までの時間と粘性トルクとを設定することにより、表面が滑らかで、接触物の傷付き性を抑制することができるとともに、柔軟性が良好で、衝撃の吸収性を向上させることができる緩衝材用樹脂発泡体を容易に製造することができる。
【００１３】
請求項４に係る発明の緩衝材用樹脂発泡体の製造方法では、無機充填剤の含有量は、ポリオレフィン系樹脂１００質量部当たり５〜１００質量部であることから、発泡時に十分な気泡を発生させることができ、請求項３に係る発明の効果を向上させることができる。
【００１４】
請求項５に係る発明の緩衝材用樹脂発泡体の製造方法では、発泡助剤として、金属酸化物をポリオレフィン系樹脂１００質量部当たり１〜６質量部、及び脂肪酸金属塩をポリオレフィン系樹脂１００質量部当たり０．１〜０．３質量部用いる。このため、発泡の進行を調整し、発泡体に微細な気泡構造を形成することができ、請求項３又は請求項４に係る発明の効果を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の最良と思われる実施形態について詳細に説明する。
本実施形態における緩衝材用樹脂発泡体（以下、単に発泡体ともいう）は、ポリオレフィン系樹脂発泡体により形成されるものである。この緩衝材用樹脂発泡体は、シート状又は板状に形成され、その上に製品等の接触物を置いて使用される形態と、接触物の形状に合せて型抜きして成形された凹部に接触物を入れて使用される形態とがある。そして、緩衝材用樹脂発泡体により接触物に傷が付くのを防止するとともに、接触物に加わる衝撃を吸収できるようにしている。
【００１６】
係るポリオレフィン系樹脂発泡体は、ＪＩＳ Ｋ ６７６７に準拠して測定される見掛け密度が６０〜１００ｋｇ／ｍ３であるとともに、平均気泡径が１３０〜２００μｍのものである。見掛け密度が６０〜１００ｋｇ／ｍ３であるということは、言い換えれば発泡倍率が１０〜１６倍（見掛け密度の逆数）であることを意味する。
【００１７】
ポリオレフィン系樹脂発泡体を構成するポリオレフィン系樹脂としては、ポリオレフィン樹脂のほかオレフィン及びそれと共重合可能な単量体との共重合体であるポリオレフィン共重合体が挙げられる。ポリオレフィン樹脂としては、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等が挙げられる。ポリオレフィン共重合体としては、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−ブテン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸エステル（メチルエステル、エチルエステル、プロピルエステル、ブチルエステル等、エステルの含有量は４５モル％以下）共重合体、又はそれらの塩素化物（塩素含有量４５モル％以下）、或いはポリプロピレン（アイソタクチックポリプロピレン又はアタクチックポリプロピレ）との混合物等が挙げられる。これらのポリオレフィン系樹脂発泡体は、１種又は２種以上が選択して用いられる。
【００１８】
ポリオレフィン系樹脂発泡体は、柔軟性が良く、低硬度なものにするために、前記のように見掛け密度が６０〜１００ｋｇ／ｍ３に設定される。発泡体の密度が６０ｋｇ／ｍ３未満の場合には、発泡体が柔軟化され過ぎて緩衝材としての形状が保持ができなくなる。一方、１００ｋｇ／ｍ３を越える場合には、発泡体は硬くなって柔軟性に欠けるものとなり、接触物に加わる衝撃の吸収性が悪くなって緩衝材として不適当である。
【００１９】
また、発泡体の平均気泡径は、セルを微細にして発泡体表面を滑らかにするために１３０〜２００μｍに設定される。ここで、平均気泡径は、３５倍に拡大した電子顕微鏡写真により、１ｍｍの長さの中に存在する気泡数で１０００を除した値（単位μｍ）を表す。この平均気泡径が１３０μｍ未満の場合には、発泡体のセルが微細になり過ぎて発泡体が硬くなって柔軟性に欠け、良好な緩衝性を発揮することができなくなる。その一方、２００μｍを越える場合には、発泡体のセルが大きくなり過ぎて発泡体表面の凹凸が大きくなって発泡体表面を滑らかにすることができなくなる。
【００２０】
さらに、ポリオレフィン系樹脂発泡体は、発泡体の柔軟性を高めるためにＪＩＳ Ｋ ７３１２：１９９６附属書２に準拠して測定されるアスカーＣ硬度が３０〜５０という低硬度に設定されることが好ましい。このアスカーＣ硬度が３０未満の場合、発泡体は軟らかくなる傾向を示し、緩衝材としての形状保持性が低下して好ましくない。その一方、アスカーＣ硬度が５０を越える場合、発泡体は硬くなり過ぎて、発泡体の柔軟性が損なわれ、衝撃の吸収性が低下する傾向を示す。
【００２１】
以上のような物性を有するポリオレフィン系樹脂発泡体は、次のようにして製造される。すなわち、ポリオレフィン系樹脂、発泡剤、発泡助剤及び無機充填剤を含有するポリオレフィン系樹脂発泡体の原料を発泡型内に注入し、加熱して発泡させる。その際、加熱後４〜１０分の間に発泡が開始され、その粘性トルクが１．０〜２．０ｄＮ・ｍになるようにして実施される。
【００２２】
発泡剤は、前記ポリオレフィン系樹脂の流動開始温度以上の分解温度を有する化合物であって、分解により窒素ガス等のガスを発生するものである。そのような発泡剤としては、アゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）、アゾビスイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）、ジニトロソペンタンメチレンテトラミン（ＤＰＴ）、ｐ−トルエンスルホニルヒドラジド（ＴＳＨ）等が用いられる。発泡剤の含有量は、ポリオレフィン系樹脂１００質量部当たり１〜１０質量部であることが好ましい。発泡剤の含有量が１質量部未満の場合には、十分なガス発生量が得られず、発泡体が硬くなって柔軟性に欠けるようになり、好ましくない。一方、１０質量部を越える場合には、発泡剤によるガスの発生量が過剰となって発泡体が低密度となり、発泡体の形状保持性等が低下して好ましくない。
【００２３】
発泡助剤は、発泡剤による発泡作用を調整するための化合物である。発泡助剤としては、金属酸化物、脂肪酸金属塩等が用いられる。金属酸化物としては、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、三塩基性硫酸鉛等が挙げられる。脂肪酸金属塩としては、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、ステアリン酸カルシウム等が挙げられる。その他の発泡助剤としては、多価カルボン酸と無機炭酸化合物との反応によって生ずる中間体等が挙げられる。多価カルボン酸としては、サリチル酸、ステアリン酸、フタル酸、エチレングリコール、グリセリン、エタノールアミン、クエン酸、シュウ酸、フマル酸、フタル酸、リンゴ酸、酒石酸、乳酸、シクロヘキサン１，２−ジカルボン酸、ショウノウ酸、エチレンジアミン四酢酸、トリエチレンテトラミン六酢酸、ニトリロ酸等が挙げられる。無機炭酸化合物としては、クエン酸二水素ナトリウム、シュウ酸カリウム等が挙げられる。
【００２４】
これらの発泡助剤のうち、金属酸化物と脂肪酸金属塩とを組合せて使用することが好ましい。その場合、加熱開始によって架橋反応が促進される一方、発泡開始の時期を遅らせることができ、粘度が上昇した後に発泡が開始されるため、樹脂粘度が低い場合に生じる発泡ガスの抜けや気泡の合一（結合）が生ずることなく、微細な気泡構造を有する発泡体を得ることができる。
【００２５】
発泡助剤の含有量は、発泡剤１００質量部当たり０．０００３〜１．５質量部であることが好ましく、０．１〜１．４質量部であることがより好ましい。この含有量が０．０００３質量部未満の場合には、発泡助剤としての機能を十分に発揮することができず、発泡作用の調整を行うことが難しくなる。一方、１．５質量部を越える場合には、発泡助剤の含有量が過剰となって架橋反応が過度に促進されたり、発泡開始時期が異常に遅れたりして所望とする微細な気泡が得られなくなるおそれがある。
【００２６】
発泡助剤として金属酸化物と脂肪酸金属塩とを併用する場合には、金属酸化物をポリオレフィン系樹脂１００質量部当たり１〜６質量部、脂肪酸金属塩をポリオレフィン系樹脂１００質量部当たり０．１〜０．３質量部用いることが好ましい。金属酸化物の含有量が１質量部未満又は脂肪酸金属塩の含有量が０．１質量部未満のときには、発泡助剤の機能発現が不十分となり、発泡作用の調整が十分に果たされなくなる。一方、金属酸化物の含有量が６質量部を越え又は脂肪酸金属塩の含有量が０．３質量部を越えるときには、架橋反応の過度の促進や、発泡開始時期の異常な遅れが引き起こされ、微細な気泡が得られない場合がある。
【００２７】
次に、無機充填剤は、発泡体を所望の硬さにするとともに、発泡体中の気泡（セル）の大きさ（気泡径）を無機充填剤の粒子径に基づいて微細なものにするために配合される。この無機充填剤を配合することにより、ポリオレフィン系樹脂と無機充填剤との間に界面が形成され、そこに界面張力が生じ、その部分が気泡核となる。従って、無機充填剤の平均粒子径は１３０〜２００μｍであることが好ましい。無機充填剤の平均粒子径が１３０μｍ未満の場合には、発泡体中の気泡が細かくなり過ぎ、発泡体が硬くなる傾向を示す。一方、２００μｍを越えると発泡体中の気泡が粗くなって、発泡体表面の凹凸が大きくなる傾向を示す。無機充填剤としては特に限定されないが、炭酸カルシウム、炭酸水素カルシウム（重炭酸カルシウム）、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム等が用いられる。
【００２８】
無機充填剤の含有量は、ポリオレフィン系樹脂１００質量部当たり５〜１００質量部であることが好ましく、５〜５０質量部であることがより好ましく、５〜３０質量部であることが特に好ましい。無機充填剤の含有量が５質量部未満の場合には、発泡体の硬さを十分に硬くすることができず、また発泡体中の気泡を十分に微細なものにすることができなくなる。その一方、１００質量部を越える場合には、発泡体が硬くなり過ぎるとともに、気泡径も大きくなり過ぎる傾向を示して好ましくない。
【００２９】
ポリオレフィン系樹脂発泡体に架橋構造を形成して所定の硬さや強度を保持するため、ポリオレフィン系樹脂発泡体の原料には架橋剤を配合することが好ましい。係る架橋剤としては、ポリオレフィン系樹脂の流動開始温度以上の分解温度を有するもので、加熱により分解され、遊離ラジカルを発生してポリオレフィン系樹脂に架橋結合を生ぜしめる有機過酸化物が用いられる。有機過酸化物としては、ジクミルパーオキサイド、２,５−ジメチル−２,５−ビス−ｔ−ブチルパーオキシヘキサン、１,３−ビス−ｔ−ブチルパーオキシイソプロピルベンゼン等が挙げられる。架橋剤の含有量は、ポリオレフィン系樹脂１００質量部当たり通常０．１〜１０質量部程度である。
【００３０】
ポリオレフィン系樹脂発泡体の原料には、前記の原料に加えて、発泡を円滑に行うための整泡剤、低燃焼性を付与するための難燃剤、安定剤、着色剤、可塑剤等を配合することができる。これらの原料の配合量は、ポリオレフィン系樹脂発泡体の分野における常法に従って定められる。
【００３１】
続いて、前記ポリオレフィン系樹脂発泡体の原料を加熱して発泡させるが、加熱後４〜１０分の間に発泡が開始され、その発泡開始時における粘性トルクが１．０〜２．０ｄＮ・ｍになるように設定される。ここで、粘性トルクは、レオメータＭＤＲ２０００（ゴム加硫試験測定器、アルファテクノロジー社製）で測定される値である。このような条件設定を行うことにより、発泡開始時期を遅らせ、原料が所定粘度まで上昇した後に発泡を開始させることができ、発泡ガスの抜けや気泡の合一を抑えて微細な気泡構造を形成することができる。加熱後４分未満の間に発泡が開始されたり、発泡開始時の粘性トルクが１．０ｄＮ・ｍ未満の場合、発泡時に発泡ガスの抜けや気泡の合一が起きやすくなり、発泡体に微細な気泡構造を形成することができなくなって好ましくない。一方、加熱後１０分を越えてから発泡が開始されたり、発泡開始時の粘性トルクが２．０ｄＮ・ｍを越える場合、発泡の進行が抑制されて良好な発泡体が得られなくなる。
【００３２】
ポリオレフィン系樹脂発泡体の原料を発泡させるに際し、１段発泡法及び２段発泡法のいずれも採用される。１段発泡法は、ポリオレフィン系樹脂発泡体の原料を発泡型に充填し、加熱及び加圧して発泡剤及び架橋剤を分解し、その後除圧することにより、一度に所望の見掛け密度に膨張させる方法である。２段発泡法は、１段発泡法で得られる中間発泡体を常圧で加熱し、２段発泡させて、所望の見掛け密度の最終発泡体を得る方法である。１段発泡法では、装置が簡易で操作手順も容易であるが、得られる発泡体の硬さが比較的高いため、物理的変形によって破断しやすく、発泡時に割れやすい傾向を示す。一方、２段発泡法では、装置が複雑で操作手順も難しくなりやすいが、２段階に分けて順次発泡させるため、発泡時に割れ等が生じにくい傾向を示す。どちらの発泡法を採用するかは、発泡倍率、発泡体の品質等によって適宜決定される。
【００３３】
さて、本実施形態の作用を説明すると、緩衝材用樹脂発泡体は、ポリオレフィン系樹脂、発泡剤、発泡助剤及び無機充填剤を含むポリオレフィン系樹脂発泡体の原料を発泡型内に注入し、加熱して発泡させることにより製造される。その際、特に無機充填剤の配合により原料の粘性が高まり、加熱後４〜１０分の間に発泡が開始され、その粘性トルクが１．０〜２．０ｄＮ・ｍに設定される。このため、発泡時には、ポリオレフィン系樹脂と無機充填剤との間に界面が形成され、そこに界面張力が生じ、その部分が発泡剤の分解によって発生する気泡の核となって多数の細かい気泡が形成される。従って、得られる発泡体は柔軟なものになって衝撃を吸収しやすくなるとともに、発泡体表面の凹凸が微細で滑らかなものになる。
【００３４】
以上の実施形態によって発揮される効果について、以下にまとめて記載する。
・ 本実施形態における緩衝材用樹脂発泡体においては、ポリオレフィン系樹脂発泡体は平均気泡径が１３０〜２００μｍという微細なものであることから、発泡体表面を滑らかにすることができる。さらに、発泡体の見掛け密度が６０〜１００ｋｇ／ｍ３であることから、発泡体の柔軟性を良好にすることができる。従って、緩衝材用樹脂発泡体は、これらの性質が相俟って接触物の表面における傷付き性を抑制することができるとともに、衝撃の吸収性を向上させ、接触物の損壊を防止することができる。
【００３５】
・ また、緩衝材用樹脂発泡体について、ＪＩＳ Ｋ ７３１２：１９９６附属書２に準拠して測定されるアスカーＣ硬度が３０〜５０という低硬度であることにより、発泡体の柔軟性を向上させることができる。
【００３６】
・ 緩衝材用樹脂発泡体の製造方法では、ポリオレフィン系樹脂、発泡剤、発泡助剤及び無機充填剤を含むポリオレフィン系樹脂発泡体の原料を発泡型内に注入し、加熱して発泡させる際、加熱後４〜１０分の間に発泡が開始され、その粘性トルクが１．０〜２．０ｄＮ・ｍに設定される。この製造方法により、発泡開始までの時間と粘性トルクとを設定することで、従来のような２種類の発泡層を形成する必要がなく、上記のような物性を有する緩衝材用樹脂発泡体を容易に製造することができる。
【００３７】
・ 無機充填剤の含有量がポリオレフィン系樹脂１００質量部当たり５〜１００質量部であることにより、発泡時に十分な気泡を発生させることができる。
・ さらに、緩衝材用樹脂発泡体の製造方法では、発泡助剤として、金属酸化物をポリオレフィン系樹脂１００質量部当たり１〜６質量部、及び脂肪酸金属塩をポリオレフィン系樹脂１００質量部当たり０．１〜０．３質量部用いることにより、発泡の進行を調整し、発泡体に微細な気泡構造を形成することができる。
【実施例】
【００３８】
以下に、実施例及び比較例を挙げて、前記実施形態をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
（実施例１〜６及び比較例１〜３）
まず、各実施例及び比較例で用いたポリオレフィン系樹脂発泡体の原料を以下に示す。
【００３９】
ポリオレフィン系樹脂：エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂（ＥＶＡ）、酢酸ビニル含有量５質量％、三井デュポンポリケミカル（株）製、エバフレックスＶ９６１１５。
充填剤：炭酸水素カルシウム〔Ｃａ（ＨＣＯ３）２、重炭酸カルシウム〕
発泡剤：アゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）、永和化成工業（株）製、ビニホールＡＣ＃３Ｍ。
【００４０】
発泡助剤１：酸化亜鉛
発泡助剤２：ステアリン酸亜鉛
架橋剤：ジクミルパーオキサイド
そして、表１及び表２に示す含有量で各実施例及び比較例に用いるポリオレフィン系樹脂発泡体の原料を調製した。表１及び表２における各成分の含有量（配合量）は、質量部を表す。ここで、比較例１及び２では発泡体の平均気泡径が過大である例を示し、比較例２では平均気泡径が過小で、かつ密度が過大である例を示す。
【００４１】
これらのポリオレフィン系樹脂発泡体の原料を縦、横及び深さが各５００ｍｍの発泡型（加熱プレス機）内に注入し、加熱して発泡させることによりポリオレフィン系樹脂発泡体を得た（１段発泡法）。加熱プレス機の圧力は、発泡時における発泡圧に抗し、所定形状の発泡体が成形できるように設定した。加熱温度（℃）、プレス時間（分）、発泡開始時間（分秒）及び発泡開始時における粘性トルクを表１及び表２に示した。
【００４２】
得られたポリオレフィン発泡体について、見掛け密度、平均気泡径、アスカーＣ硬度、傷付き性及び２５ｍｍの抜き歪を以下の測定方法に従って測定した。それらの結果を表１及び表２に示す。
（測定方法）
加熱温度（℃）：加熱プレス機における加熱温度
プレス時間（分）：加熱プレス機で加圧している時間
発泡開始時間（分、秒）：レオメータＭＤＲ２０００（ゴム加硫試験測定器、アルファテクノロジー社製）で時間と発泡圧とのグラフを作成し、発泡圧が横ばいから上昇に転じた時間を測定した。
【００４３】
発泡開始時における粘性トルク（ｄＮ・ｍ）：発泡開始時において、粘性トルクをレオメータＭＤＲ２０００（ゴム加硫試験測定器、アルファテクノロジー社製）で測定した。
見掛け密度（ｋｇ／ｍ３）：ＪＩＳ Ｋ ６７６７に準拠して測定した。
【００４４】
アスカーＣ硬度：ＪＩＳ Ｋ ７３１２：１９９６附属書２に準拠して測定した。
平均気泡径（μｍ）：３５倍に拡大した電子顕微鏡写真により、１ｍｍの長さの中に存在する気泡の数で１０００を除した値を、ランダムに選んだ３箇所の平均値として測定した。
【００４５】
傷付き性：透明アクリル樹脂板に上にポリオレフィン系樹脂発泡体を載せ、２ｋｇの荷重で３０往復擦った後、拡大顕微鏡で傷の有無を調べた。
２５ｍｍの抜き歪（％）：厚さ２５ｍｍのポリオレフィン系樹脂発泡体を４０ｍｍ角の刃物で抜き取り、３０分後の歪を、元の厚さに対する歪んだ厚さの割合（％）で算出した。
【００４６】
【表１】
【００４７】
【表２】
表１に示したように、実施例１〜６においては、ポリオレフィン系樹脂発泡体の見掛け密度が７１〜８３ｋｇ／ｍ３であり、平均気泡径が１３０〜１８０μｍであることから、発泡体が柔軟で、その表面が滑らかであり、傷付き性の試験において傷は見られなかった。さらに、２５ｍｍの抜き歪が２．４〜３．２％と低く、弾力性に優れ、衝撃の吸収性が良いことが明らかになった。
【００４８】
これに対して、表２に示したように、ポリオレフィン系樹脂発泡体の平均気泡径が大きい比較例１及び３では、発泡体表面の凹凸が大きく、いずれも傷付き性の試験において傷が見られた。比較例２では発泡体の平均気泡径が小さくなり過ぎ、かつ発泡体の見掛け密度が高くなり過ぎて、傷付き性の試験で傷が見られた。
（実施例７〜１０）
ポリオレフィン系樹脂発泡体の原料である充填剤を含有量を、ポリオレフィン系樹脂１００質量部当たり実施例７では２２質量部、実施例８では３０質量部、実施例９では５０質量部及び実施例１０では１００質量部とした。その他の原料を表３に示すように設定した。そして、実施例１と同様にして発泡させ、得られたポリオレフィン系樹脂発泡体について見掛け密度、平均気泡径、アスカーＣ硬度、傷付き性及び２５ｍｍの抜き歪を実施例１と同様にして測定した。それらの結果を表３に示す。
【００４９】
【表３】
表３に示したように、実施例７〜１０においては、ポリオレフィン系樹脂発泡体の見掛け密度が７７〜１００ｋｇ／ｍ３であり、平均気泡径が１３０〜１５０μｍであることから、発泡体が柔軟で、その表面が滑らかであり、傷付き性の試験において傷は見られなかった。
【００５０】
なお、前記実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・ ポリオレフィン系樹脂を複数種類用い、発泡体の物性を調整することもできる。
・ ポリオレフィン系樹脂発泡体の原料として、架橋剤を省略することもできる。
【００５１】
・ ポリオレフィン系樹脂発泡体の物性を、圧縮永久歪、反発弾性率等で規定することも可能である。
さらに、前記実施形態より把握できる技術的思想について以下に記載する。
【００５２】
・ 前記ポリオレフィン系樹脂発泡体の原料には、架橋剤を含有することを特徴とする請求項３から請求項５のいずれか一項に記載の緩衝材用樹脂発泡体の製造方法。この製造方法によれば、請求項３から請求項５のいずれかに係る発明の効果に加えて、ポリオレフィン系樹脂発泡体の架橋密度を上げて硬度を高めることができる。
【００５３】
・ 前記無機充填剤は炭酸カルシウム又は炭酸水素カルシウムであることを特徴とする請求項３から請求項５のいずれか一項に記載の緩衝材用樹脂発泡体の製造方法。この製造方法によれば、請求項３から請求項５のいずれかに係る発明の効果を向上させることができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリオレフィン系樹脂発泡体により形成される緩衝材用樹脂発泡体であって、前記ポリオレフィン系樹脂発泡体は、ＪＩＳ Ｋ ６７６７に準拠して測定される見掛け密度が６０〜１００ｋｇ／ｍ３であるとともに、平均気泡径が１３０〜２００μｍであることを特徴とする緩衝材用樹脂発泡体。
【請求項２】
前記ポリオレフィン系樹脂発泡体は、ＪＩＳ Ｋ ７３１２に準拠して測定されるアスカーＣ硬度が３０〜５０であることを特徴とする請求項１に記載の緩衝材用樹脂発泡体。
【請求項３】
ポリオレフィン系樹脂、発泡剤、発泡助剤及び無機充填剤を含有するポリオレフィン系樹脂発泡体の原料を発泡型内に注入し、加熱して発泡させるに際し、加熱後４〜１０分の間に発泡が開始され、その際の粘性トルクが１．０〜２．０ｄＮ・ｍであることを特徴とする緩衝材用樹脂発泡体の製造方法。
【請求項４】
前記無機充填剤の含有量は、ポリオレフィン系樹脂１００質量部当たり５〜１００質量部であることを特徴とする請求項３に記載の緩衝材用樹脂発泡体の製造方法。
【請求項５】
前記発泡助剤として、金属酸化物をポリオレフィン系樹脂１００質量部当たり１〜６質量部、及び脂肪酸金属塩をポリオレフィン系樹脂１００質量部当たり０．１〜０．３質量部用いることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の緩衝材用樹脂発泡体の製造方法。
【請求項１】
ポリオレフィン系樹脂発泡体により形成される緩衝材用樹脂発泡体であって、前記ポリオレフィン系樹脂発泡体は、ＪＩＳ Ｋ ６７６７に準拠して測定される見掛け密度が６０〜１００ｋｇ／ｍ３であるとともに、平均気泡径が１３０〜２００μｍであることを特徴とする緩衝材用樹脂発泡体。
【請求項２】
前記ポリオレフィン系樹脂発泡体は、ＪＩＳ Ｋ ７３１２に準拠して測定されるアスカーＣ硬度が３０〜５０であることを特徴とする請求項１に記載の緩衝材用樹脂発泡体。
【請求項３】
ポリオレフィン系樹脂、発泡剤、発泡助剤及び無機充填剤を含有するポリオレフィン系樹脂発泡体の原料を発泡型内に注入し、加熱して発泡させるに際し、加熱後４〜１０分の間に発泡が開始され、その際の粘性トルクが１．０〜２．０ｄＮ・ｍであることを特徴とする緩衝材用樹脂発泡体の製造方法。
【請求項４】
前記無機充填剤の含有量は、ポリオレフィン系樹脂１００質量部当たり５〜１００質量部であることを特徴とする請求項３に記載の緩衝材用樹脂発泡体の製造方法。
【請求項５】
前記発泡助剤として、金属酸化物をポリオレフィン系樹脂１００質量部当たり１〜６質量部、及び脂肪酸金属塩をポリオレフィン系樹脂１００質量部当たり０．１〜０．３質量部用いることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の緩衝材用樹脂発泡体の製造方法。
【公開番号】特開２００７−１１２９６８（Ｐ２００７−１１２９６８Ａ）
【公開日】平成１９年５月１０日（２００７．５．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３０８８６６（Ｐ２００５−３０８８６６）
【出願日】平成１７年１０月２４日（２００５．１０．２４）
【出願人】（０００１１９２３２）株式会社イノアックコーポレーション (1,145)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年５月１０日（２００７．５．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１０月２４日（２００５．１０．２４）
【出願人】（０００１１９２３２）株式会社イノアックコーポレーション (1,145)
【Ｆターム（参考）】
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