再回收性優異的交聯聚烯烴類連續氣泡發泡體、其製備方法以及面罩用緩衝材料的製作方法

2023-05-28 02:48:21

專利名稱：再回收性優異的交聯聚烯烴類連續氣泡發泡體、其製備方法以及面罩用緩衝材料的製作方法
技術領域：
本發明涉及適合用於面罩和除其之外的緩衝材料、隔熱材料、微生物用載體等的連續氣泡發泡體及其製備方法。
背景技術：
以往，作為這種連續氣泡發泡體，已知有聚烯烴類連續氣泡體或聚氨酯泡沫等 (例如，參考專利文獻1)。但是，這樣的連續氣泡發泡體，均難以再生為可耐用的發泡體。即，對於專利文獻 1中連續氣泡發泡體形成的例如防結露材料，再生為發泡體進行時，再生的發泡體內通過發泡得到的氣泡的大小不均勻，其結果是難以再生為發泡體。專利文獻1 特許第3827942號公報

發明內容
本發明的目的在於提供交聯聚烯烴連續氣泡發泡體及其製備方法、以及利用該交聯聚烯烴連續氣泡發泡體的面罩用緩衝材料，所述交聯聚烯烴連續氣泡發泡體能解決不能再生為可耐用發泡體的問題。為了解決上述問題，本發明涉及的再回收性優異的交聯聚烯烴連續氣泡發泡體的特徵在於，在不包括乙烯-醋酸乙烯酯共聚物樹脂的聚烯烴樹脂100重量份中，包含利用茂金屬類催化劑製備的聚乙烯10 60重量份。作為聚烯烴樹脂，可舉出低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯、直鏈狀低密度聚乙烯、超高分子量聚乙烯等聚乙烯、以乙烯為主要成分的乙烯-丙烯共聚物、以乙烯為主要成分的乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、聚丙烯、以丙烯為主要成分的乙烯-丙烯共聚物、 以丙烯為主要成分的乙烯-丙烯-丁烯三元共聚物、聚丁烯等。作為茂金屬類催化劑，包含四價的過渡金屬的化合物，作為化合物，一般指用π 電子類不飽和化合物夾持過渡金屬的化合物，可代表性地舉出雙(環戊二烯基)金屬絡合物。對於本發明的再回收性優異的交聯聚烯烴連續氣泡發泡體，當利用茂金屬類催化劑製備的聚乙烯的含量低於10重量份時，壓縮應力-應變特性變大，緩衝性降低，另外，當其含量超過60重量份時，不能形成可耐用的發泡體。為了使作為緩衝材料的硬度適當，希望發泡倍率為20 60倍。作為製備如以上的發泡體的方法，可舉出如下方法在聚烯烴樹脂100重量份中， 混合利用茂金屬類催化劑製備的聚乙烯10 60重量份，添加發泡劑、交聯劑等添加劑後， 通過使其二階段發泡得到獨立氣泡體，對該獨立氣泡體進行連續氣泡化，得到發泡倍率為 20 60倍的連續氣泡發泡體。作為發泡劑，是具有分解溫度在聚乙烯類樹脂的熔融溫度以上的化學發泡劑，例如有偶氮二甲醯胺、偶氮二甲酸鋇等偶氮類化合物；二亞硝基五亞甲基四胺、三硝基三甲基三胺等亞硝基類化合物；P，P』 -氧代二苯磺醯胼等醯胼類化合物；P，P』 -氧代二苯磺醯氨基脲、甲苯磺醯氨基脲等磺醯氨基脲類化合物。作為交聯劑，是在聚乙烯類樹脂中具有至少在聚乙烯樹脂的流動起始溫度以上的分解溫度的交聯劑，可舉出通過加熱分解產生游離自由基使其分子間或分子內產生交聯鍵合的有機過氧化物，例如過氧化二異丙苯、1，1』- 二叔丁基過氧化-3，3，5-三甲基環己烷、 2，5- 二甲基-2，5- 二叔丁基過氧化己烷、2，5- 二甲基-2，5- 二叔丁基過氧化己炔、1，3- 二叔丁基過氧化異丙苯、叔丁基過氧化酮(夕一 * ~ 1J 一 7·· f > ^—才* * *卜 > )、過氧化苯甲酸叔丁酯等。可以根據添加時使用的樹脂適當選擇這些有機過氧化物。作為使獨立氣泡成為連續氣泡的方法，優選利用壓縮法。作為這樣的再回收性優異的交聯聚烯烴連續氣泡發泡體的用途，可舉出面罩用緩衝材料。對於連續氣泡發泡體的用途，除了面罩用緩衝材料以外，也可以為構成運送用包裝材料的各種緩衝材料、隔熱材料、微生物用的載體等。本發明可以提供能再生為可耐用發泡體的交聯聚烯烴類連續氣泡發泡體及其製備方法、以及利用有該交聯聚烯烴連續氣泡發泡體的面罩用緩衝材料。


圖1是使用本發明的實施方式的面罩用緩衝材料的面罩的透視圖。圖2是對該實施方式的交聯聚烯烴連續氣泡發泡體進行再回收時使用的雙螺杆擠出機的正視圖。附圖標記1......面罩4......面罩用緩衝材料
具體實施例方式以下參考圖1說明本發明的實施方式。本實施方式將本發明涉及的連續氣泡發泡體用作面罩用緩衝材料。該面罩1具有面罩主體2、設置在該面罩主體2兩側的佩戴帶3和設置在所述面罩主體2上沿內側的面罩用緩衝材料4。面罩主體2及佩戴帶3具有和現有技術中相同的構成，故省略說明。對於面罩用緩衝材料4，可以使用再回收性優異的任意的交聯聚烯烴連續氣泡發泡體的進行製作，該發泡體滿足在不包括乙烯-醋酸乙烯酯共聚物樹脂的聚烯烴樹脂100 重量份中包含利用茂金屬類催化劑製備的聚乙烯10 60重量份之類的條件。將整形為規定厚度的交聯聚烯烴連續氣泡發泡體在其厚度方向脫模來製成面罩用緩衝材料4。面罩用緩衝材料4沒有外層，沿著面罩主體2的上沿將其固定，在佩戴面罩1時，位於面罩主體2、 鼻根、臉頰之間的位置，按照面罩主體2的上沿部分沒有間隙的形狀來成形。另外，脫模後， 由於殘留交聯聚烯烴連續氣泡發泡體的未使用部分，因此，對於其未使用部分，使用後述的雙螺杆擠出機，再生為新的獨立氣泡發泡體。
對於再回收性優異的交聯聚烯烴連續氣泡發泡體，根據如下說明的利用二階段發泡的方法來製成。首 先，在聚烯烴樹脂100重量份中，混合利用茂金屬類催化劑製備的聚乙烯10 60重量份，在混合得到的該基材樹脂中，添加發泡劑、交聯劑、及根據需要的發泡助劑、填充劑、顏料等，加熱得到的混合物，利用混煉機、加壓式捏合機、擠出機等進行共混。接下來，將共混得到的共混物放入模具中，用壓力機加壓，在該加壓下加熱至 115°C 155°C、優選120°C 140°C進行整形。在該加熱整形工序中，將共混物保持在凝膠率為0的狀態下進行整形是得到連續氣泡率接近100%的連續氣泡體的條件。另外，在該整形工序中，非常微量的發泡劑在初期產生分解，將整形品從模具取出的情形下可以膨脹到2 倍左右，但其與發泡的概念差距很大，對於本發明沒有任何問題。對於整形後的共混物即發泡性交聯性組合物，其後，通過在常壓下進行加熱，使交聯劑及發泡劑的分解同時進行。在該發泡·交聯工序，例如將整形後的共混物放入具有要求的剖面形狀和尺寸並且非氣密即沒有密閉的模具中，通過從外部加熱該模具的金屬板將共混物間接加熱。作為間接加熱共混物的方法，例如有使加熱器與金屬板外表面密合進行加熱的方法；或在金屬板上設置熱介質流路，通過夾套方式利用蒸汽、加熱油等進行加熱的方法。或者將整形後的共混物放入非氣密的開合式模具中，在使用Rose合金、Wood合金等的金屬浴或油浴中、在使用硝酸鈉、硝酸鉀、亞硝酸鉀等的1種或2種以上的熔融鹽的鹽浴中、或在氮氣流中、或利用可以拉伸(或擴展)的鐵板等將其覆蓋的狀態下直接進行加熱。 加熱規定時間後，進行冷卻，得到氣泡體。加熱溫度根據使用樹脂的種類設定為140 210°C、優選160°C 190°C的範圍。 加熱時間優選為30 200分鐘、進一步優選為50 180分鐘。這樣，通過賦予機械變形， 可以得到具有可容易破壞的氣泡膜、並且和以往的氣泡體具有同等程度交聯度(凝膠率達 95%左右)的發泡體。利用如等速雙輥等將通過上述工序得到的發泡體即所謂的獨立氣泡體壓縮變形， 通過壓縮變形破壞獨立氣泡體內部氣泡的氣泡膜，使氣泡連通，得到連續氣泡發泡體。該情形下，在等速雙輥的表面設置無數小針或在等速雙輥之前及/或後配置設有無數小針的輥，以在獨立氣泡體的表面設置無數小孔，由此可促進的氣泡連通化。對於由此得到的用於面罩用緩衝材料的連續氣泡發泡體，壓縮應力-應變(50% 時，依據Jis K 6767)優選為4kPa lOkPa。當壓縮應力-應變(50%時，依據JIS K 6767) 小於4kPa時，密合力低，可能會使其從面部浮起。另外，當壓縮應力-應變超過IOkPa時， 對面部形狀的適合性降低，可能會使其難以和面部接觸。作為以上說明的連續氣泡發泡體的具體實例，可舉出實施例1 3。實施例1將由低密度聚乙烯(商品名^ A〒^7夕YF30、密度0.920g/cm3、熔融指數 1. lg/lOmin、三菱化學株式會社製備)90重量份、利用茂金屬類催化劑製備的聚乙烯(商品名 .力一本化KSM0、密度0. 880g/cm3、熔融指數2. 2g/10min、三菱化學株式會社製備)10 重量份、碳酸鈣(商品名— ^一 SSS、丸尾鈣力, A株式會社製備)5重量份、偶氮二甲醯胺(商品名e 二 *一> AC#3、永和化成工業株式會社製備)19重量份、過氧化二異丙苯0.7重量份組成的組合物用100°C的捏合機混煉，在加熱至115°C的壓力機內的模具(38 X 160 X 160mm)中填充共混物，在加壓下加熱80分鐘，對發泡性交聯性組合物進行成形。該成形物的發泡倍率為1. 1倍、凝膠率為0。接下來，將該成型物裝載於在周圍設有加熱水蒸氣流路的非氣密的開合式金屬模具(135 X 500 X 500mm)的大概中央，使6. Okg/cm2的加熱水蒸氣流過該流路進行加熱90分鐘，分解殘留的發泡劑及交聯劑並冷卻後，得到發泡體。使得到的發泡體5次通過輥間距設定為20mm的等速雙輥之間，破壞氣泡膜以使氣泡連通。得到的連續氣泡發泡體的表觀密度為36kg/m3、連續氣泡率為100%、具有適於面罩用緩衝材料的硬度。壓縮應力-應變(50%時，依據JIS K 6767)為lOkPa。實施例2除了變為低密度聚乙烯60重量份、利用茂金屬類催化劑製備的聚乙烯40重量份以外，通過和實施例1相同的配合及相同的發泡條件得到連續氣泡發泡體。得到的連續氣泡發泡體為表觀密度是35kg/m3的氣泡均勻的連續氣泡發泡體，其具有適於面罩用緩衝材料的硬度。壓縮應力-應變(50%時，依據JIS K 6767)為SkPa。實施例3除了改變為低密度聚乙烯40重量份、利用茂金屬類催化劑製備的聚乙烯60重量份以外，通過和實施例1相同的配合及相同的發泡條件得到連續氣泡體。得到的連續氣泡發泡體的表觀密度為33kg/m3、連續氣泡率為100%，其具有適於面罩緩衝材料的硬度。壓縮應力-應變(50%時，依據JIS K 6767)為5kPa。將實施例1 3的評價示於表1。[表 1]
權利要求
1.再回收性優異的交聯聚烯烴連續氣泡發泡體，其特徵在於，在不包括乙烯-醋酸乙烯酯共聚物樹脂的聚烯烴樹脂100重量份中，包含利用茂金屬類催化劑製備的聚乙烯10 60重量份。
2.權利要求1所述的再回收性優異的交聯聚烯烴連續氣泡發泡體，其中，發泡倍率為 20 60倍。
3.再回收性優異的交聯聚烯烴連續氣泡發泡體的製備方法，其特徵在於，在聚烯烴樹脂100重量份中，混合利用茂金屬類催化劑製備的聚乙烯10 60重量份，添加發泡材料、 交聯材料等添加劑後，使其二階段發泡得到獨立氣泡體，對該獨立氣泡體進行連續氣泡化， 得到發泡倍率為20 60倍的連續氣泡發泡體。
4.權利要求3所述的再回收性優異的交聯聚烯烴連續氣泡發泡體的製備方法，其中， 通過壓縮進行連續氣泡化。
5.面罩用緩衝材料，其特徵在於，其包含權利要求1 4所述的再回收性優異的交聯聚烯烴連續氣泡發泡體。
全文摘要
本發明的目的在於提供交聯聚烯烴連續氣泡發泡體及其製備方法、以及利用該交聯聚烯烴連續氣泡發泡體的面罩用緩衝材料，所述交聯聚烯烴連續氣泡發泡體能解決不能再生為可耐用發泡體的問題。對於本發明的再回收性優異的交聯聚烯烴連續氣泡發泡體，在不包括乙烯-醋酸乙烯酯共聚物樹脂的聚烯烴樹脂100重量份中，含有利用茂金屬類催化劑製備的聚乙烯10～60重量份。
文檔編號C08L23/06GK102344596SQ20101052939
公開日2012年2月8日 申請日期2010年11月2日 優先權日2010年7月27日
發明者吉村浩司, 西田一紀 申請人:三和化工株式會社