JPS5828288B2

JPS5828288B2 - ポリエステルハツポウタイノセイゾウホウホウ

Info

Publication number: JPS5828288B2
Application number: JP9019675A
Authority: JP
Inventors: 勇宇賀神; 和美小鍛冶; 博司丹治; 哲弘楠瀬
Original assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1975-07-25
Filing date: 1975-07-25
Publication date: 1983-06-15
Also published as: JPS5214670A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、ポリエステル発泡体の製造方法に関する。

従来、ポリエステルを発泡させ、発泡体を得る方法とし
て、ポリエステル溶融状態で、可溶ガスを加圧下で含浸
させ、硬化成形過程で圧力を下げて発泡させる方法、あ
るいは、化学発泡剤をポリエステルに添加し、溶融状態
で化学発泡剤を分解させ、ポリエステルを発泡させる方
法がある。

しかしながらポリエチレンテレフタレートを主体とする
ポリエステルは、溶融状態となる条件が高温下であり、
この条件に適用する可溶ガスあるいは発泡剤がほとんど
なく、従来法で該高分子の発泡体を製造することは困難
である。

本発明者らは、ポリエチレンテレフタレートを主体とし
た融点の高いポリエステルから発泡体を製造する方法に
ついて、鋭意研究を重ねた結果、ポリエステルを該高分
子の溶媒に溶解せしめ溶液とした後、（Ａ）該高分子溶
液、（Ｂ）低級脂肪酸及び、（ｑ金属炭酸塩を溶解した
低級アルコールと水の混合液の３者を混合することによ
り、発泡体が得られることを見い出し、本発明に到達し
た。

本発明の目的は、ポリエチレンテレフタレートを主体と
したポリエステル発泡体の新規な製造方法を提供するこ
とである。

他の目的は、嵩高性が大きく、弾力性に富み、かつ、型
枠に対して填充性の秀れたポリエステル発泡体を提供す
ることである。

本発明は、（４）ポリエステルの高分子溶液、旧低級脂
肪酸及び（Ｃ）金属炭酸塩が溶解した低級アルコールと
水の混合液、の３者を混合し、ポリエステルの高分子溶
液中で炭酸ガスを発生せしめてなるポリエステル発泡体
の製造方法である。

即ち、本発明は、金属炭酸塩が、ポリエステルの高分子
溶液中で低級脂肪酸と化学反応し、炭酸ガスを発生させ
、溶液中のポリエステルを発泡させるものである。

また、炭酸ガス発生過程で、（Ｂ）及び（Ｃ）の混合に
より、ポリエステルの溶解能が低下し、ポリエステルの
発泡体を析出させる。

さらに、ポリエステルの発泡過程でポリエステルの体積
が、１０〜２０倍にも増大するので、成形容器の形粋に
対する填充性が極めて良いものとなる。

本発明で素材として用いられるポリエチレンテレフタレ
ートを主体とした融点が２００℃以上のポリエステルと
は、テレフタル酸又はそのエステル生成誘導体とエチレ
ングリコールから製造されるポリエチレンテレフタレー
ト、あるいはポリエチレンテレフタレート成分を主体と
し、ｐ−（β−オキシエトキシ）安息香酸から誘導され
るポリ−ｐ−エチレンオキシベンゾエートの様に、その
主鎖にエーテル結合以外の結合が含まれていても、その
合成過程が、主としてエステル結合の形成によってなさ
れているポリマーが、ポリエチレンテレツクレート取分
と、ブロックあるいは、ランダム共重合している共重合
ポリエステルであり、さらには、ポリエチレンテレツク
レート成分を主体とし、ポリエステル以外の合成重合体
との共重合体、例えば、ポリアルキレングリコール、ポ
リフェニレンオキサイド、ポリベンジルベンゾイルとの
共重合体等である。

前記素材として用いるポリエステルは、どのような形状
の物でもよく、高分子中に染料、顔料、制電剤、安定剤
等の充填物、油剤などが混入していても全くさしつかえ
ない。

ポリエステルよりなる成形品の廃棄物やぐずポリマーも
原料素材として用うろことができる。

ポリエステル溶液中のポリエステル濃度は、用うる低級
脂肪酸、金属炭酸塩、低級脂肪アルコール等の種類、添
加量に応じて適当な濃度を選ぶべきであるが、一般には
、２０重量％以下、好ましくは、１５重量％以下で、良
好なポリエステル発泡成形物を与える。

ポリエステルの濃度が、２０重量％以上になると、混合
する（Ｂ）低級脂肪族及び（ｑ金属炭酸塩が溶解した低
級脂肪アルコール、水の混合液との混合が不均一になり
、第２図に模式的に示す様に、ポリエステルの一部のみ
が発泡し、他の部分では全く発泡のないものとなる。

本発明で云う低級脂肪酸とは、金属炭酸塩と反応し、炭
酸ガスを発生させるものである。

従って炭酸より強酸のものを選択する必要がある。

例えば、ギ酸、酢酸、プロピオン酸などを挙げることが
できる。

低級脂肪酸の添加は、ポリエステル高分子溶液の３〜１
５重量％好ましくは、５〜１０重量％が適量である。

低級脂肪酸が、３重量７０以下になると、炭酸ガス発生
が緩慢で、ポリエステルが発泡せず、塊状、あるいは繊
維状に析出する。

一方、低級脂肪酸の添加量が、１５重量％以上になると
、ポリエステルが充分発泡する以前に、析出を起こし、
発泡体は得られない。

本発明で云う金属炭酸塩とは、炭酸ナトＩＪウム、炭酸
カリウムなどの炭酸アルカリ金属塩、炭酸水素ナトリウ
ム、炭酸水素カリウムなどの炭酸水素アルカリ金属塩、
炭酸カルシウム、炭酸バリウムなどの炭酸アルカリ土類
金属塩である。

又、本発明で用うる低級脂肪アルコールは、価あるいは
２価の低級アルコールが適し、例えば、メタノール、エ
タノール、フロパノール、エチレングリコール、トリエ
チレングリコールなどを挙げることができる。

上記低級脂肪アルコールと水の混合割合は、アルコール
／水＝６０／４０〜９０／１０重量比の範囲に調整する
。

低級脂肪アルコールと水の混合割合が、６０／４０以下
になるとポリエステル溶液と低級脂肪アルコール、水混
合液との混合性が低下し、ポリエステルの均一な発泡が
困難になる。

又、９０／１０以上になると、金属炭酸塩の低級アルコ
ール、水混合液に対する溶解度が低下し、ポリエステル
を発泡するには、充分な炭酸ガスを発生させる能力が消
失してしまうので好ましくない。

本発明でポリエステル溶液、低級脂肪酸、及び金属炭酸
塩が溶解した低級脂肪アルコール、水の混合液との混合
による炭酸ガス発生現象は純粋な化学反応であるから、
ポリエステル溶液、低級脂肪酸、及び金属炭酸塩を含む
アルコール、水混合液の混合比率、炭酸ガス発生速度な
どは、使用するポリエステルの溶剤、低級脂肪酸、金属
炭酸塩及び低級脂肪アルコールの種類、濃度に応じて適
宜適当な条件を選ぶべきである。

本発明によるポリエステル発泡体の製造方法は発泡と析
出および成形が単一工程で行なえることを利点とする。

また、炭酸ガス発生速度に調整することにより、発泡孔
の大きさを調整することが可能であり、嵩高なポリエス
テル発泡成形・物を製造することができる。

本発明で得られるポリエステル発泡成形物は、見掛比重
が０，０５〜０．１と嵩高性の極めて大きなものである
。

また、発泡孔が連続的に重なり合っているため弾力性に
富み、圧縮回復性の極めて良好なものである。

従って、本発明のポリエステル発泡成形物は、椅子、シ
ート、ベッド等のクッション部の材料として有用である
。

さらにポリスチレン発泡体やウレタン発泡体に比して、
耐熱性、耐有機剤１生がすぐれているので、高温用断熱
材や特殊な包装材として有効に利用できるものである。

次に実施例を挙げ、本発明を具体的に説明する。

実施例１ポリエチレンテレフタレート（２５℃、Ｏ−クロロフェ
ノール中の極限粘度＝０．７２、以下ＰＥＴと云う）チ
ップを、Ｏ−クロロフェノールに溶解し、ＰＥＴ濃度３
，１０，１５．２５重量７０の溶液を調整した。

種々の温度に設定した水浴中の５００ＣＣビーカーに、
上記ＰＥＴ溶液２（ｌを仕込んだ。

次に、各々の該ビーカーに、８５７０蟻酸を２′？添加
し、穏やかに攪拌した。

さらに、上記蟻酸を含む各々のＰＥＴ溶液に、炭酸水素
ナトリウムが飽和したメタノールと水の混合液（メタノ
ール／水＝８０７２０重量比）３００グを加え攪拌した
。

炭酸ガスが、除々に発生するとともに、ＰＥＴが発泡体
として析出した。

炭酸ガスの発生が終了した後ＰＥＴの発泡体を取出し、
メタノールで充分洗滌して乾燥した。

同様な方法で、テレフタル酸、アジピン酸及びエチレン
グリコールからなる共重合ポリエステル（２５℃、Ｏ−
クロロフェノール中の極限粘度＝０．５５、融点２０５
℃、以下共重合ＰＥＴと云う）について、発泡体を作っ
た。

第１表に製造条件と＊・得られた発泡体の見掛比重、圧
縮回復率及び発泡体の形態を示す。

見掛比重は得られた発泡体の任意の部分から、一辺１０
ｍｍの立方体を切り取り、その重量を測定した。

表の値は、ｎ−３の平均値である。

圧縮回復率は、得られた発泡体から、縦横、厚さ各々７
０，７０，３０ｍ１ｌの直方体を切り取り、この直方体
を縦、横、厚さ各々１００１１００．２ｍ７Ｈの鉄板間
にはさみ、発泡体の厚さが１０ｍｍになるまで鉄板上に
加重をかけた。

５分間、加重をかけた後、加重を取り除き、直方体を取
り出した。

さらに、加重Ｏの状態で２分間放置し、該直方体の厚さ
を測定し、元の直方体の厚さ３０關への回復率を算出し
た。

第１表の、形態Ｉ及び川は、次の様な形態観察のことで
ある。

形態■：模式的に、第１図に示すような形態のものであ
り、均一な発泡孔が幾重にも重なりあった発泡体である
。

形態■：模式的に、第２図に示すような形態のものであ
り、発泡孔の大きさが、不均一でまた一部未発泡部が単
に析出したものを含むものである。

本発明で、ポリマー濃度及び混合温度を適当に選択する
ことにより、見掛比重が小さい、即ち嵩高性の大きなか
つ圧縮回復率の良好なポリエステル発泡体が得られる。

実施例２ＰＥＴの未延伸糸を２，４−ジクロロフェノールに溶解
し、ＰＥＴ濃度１０重量％の溶液を調整した。

次いで、第２表に示すような種々の低級脂肪酸を添加し
、さらに、炭酸水素ナトリウムが飽和したメタノールと
水の混合液を添加し、攪拌を行い、発泡体を得た。

製造条件と得られた発泡体の性状を第２表に示す。

第２表から明らかな如く、脂肪酸に、蟻酸を用うる場合
は、常温での混合でよいが酢酸、プロピオン酸、酪酸な
と、比較的弱酸である脂肪酸の場合は、高温下での混合
の方が好ましい。

脂肪酸の添加量は、ポリエステル溶液の１０重量％程度
が嵩高性、圧縮回復性に好結果を与える。

実施例３ＰＥＴの多条繊維（７０ｄ／１４ｆ）をＯ−クロロフェ
ノールに溶解し、ＰＥＴ濃度１０重量７゜の溶液を調整
した。

次いで、８５％の蟻酸を、該溶液の１０重量７ｏを添加
し、さらに第３表に示すような種々の金属塩の低級脂肪
アルコールと水の混合液を用いて、実施例１と同じ操作
にて、ＰＥＴの発泡体を作った。

製造条件と得られた発泡体の性状を第３表に示す。

金属炭酸塩を溶解するアルコール／水混合液の混合比が
６０／４０〜８０／２０で金属炭酸塩あるいはアルコー
ルの種類によらず、均一な発泡孔をもつ形態Ｉなる発泡
体が得られた。

実施例４ＰＥＴの未延伸糸くず糸をｍ−クレゾールに溶解し、濃
度１０重量％のポリマー溶液とした。

１００ＣＣの三角フラスコ中に該ポリマー溶液２５グを
注入し、水浴中で２５℃に保った。

次いで８５％蟻酸を２．５を添加し、さらに炭酸水素カ
リウムが飽和した混合液４０′？を注入した。

炭酸ガスの発生に伴いＰＥＴが発泡し、ガラス壁に沿っ
て発泡体が析出した。

発泡終了後、ガラス容器を割って発泡体を取出したとこ
ろ、ガラス容器と同じ三角フラスコ型の発泡体を得た。

本実施例で示すように、本発明は、発泡体の製造におい
て、発泡、析出、成型が同時に行なえるという長所を有
するものである。

実施例５実施例４で得られた三角フラスコ型の発泡体の上層部と
下層部、及び中層部の壁側と内部の４個所から、発泡体
の一部を切り取り発泡孔の大きさを、顕微鏡にて観察し
、測定した。

各個所間の発泡孔の大きさのむらがなく、填充性が秀れ
た発泡体であった。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は、本発明で得られる発泡体の形態を模
式的に示したものである。第１図は、均一な発泡孔が重なり合った発泡体、第２図
は一部未発泡部を含有した発泡体を示したものである。図中※は未発泡部。

Claims

【特許請求の範囲】

１（Ａ）ポリエチレンテレフタレートを主体とした融点
が２００℃以上のポリエステルの高分子溶液、旧低級脂
肪酸及び、（Ｃ）金属炭酸塩が溶解した低級脂肪アルコ
ール、水の混合液、の３者を混合することを特徴とする
ポリエステル発泡体の製造方法。