CN103764738A - 模内发泡成型用芳香族聚酯系树脂发泡颗粒及其制造方法、模内发泡成型体、复合结构构件、以及汽车用构件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供在制造后的可保管时间长、进而能够制造具有优异的机械强度和外观性的模内发泡成型体的模内发泡成型用芳香族聚酯系树脂发泡颗粒。本发明的模内发泡成型用芳香族聚酯系树脂发泡颗粒的特征在于,其含有芳香族聚酯系树脂,在25℃、1MPa的条件下使二氧化碳浸渗24小时后,经过7小时时的上述二氧化碳的残留率为5重量%以上。
Description
技术领域
本发明涉及模内发泡成型用芳香族聚酯系树脂发泡颗粒及其制造方法、模内发泡成型体、复合结构构件、以及汽车用构件。需要说明的是,在以下的说明中,有时将“模内发泡成型用芳香族聚酯系树脂发泡颗粒”简称为“芳香族聚酯系树脂发泡颗粒”。
背景技术
作为使芳香族聚酯系树脂发泡颗粒发泡来制造芳香族聚酯系树脂发泡成型体的方法,一直以来通用模内发泡成型。模内发泡成型是指具备以下工序的成型方法:将芳香族聚酯系树脂发泡颗粒填充在模具内的工序;以及,利用热水、水蒸汽等热介质将模具内的芳香族聚酯系树脂发泡颗粒加热而使其发泡,通过芳香族聚酯系树脂发泡颗粒的发泡压,使芳香族聚酯系树脂发泡颗粒进行二次发泡而得到的二次发泡颗粒彼此热熔接一体化,制造具有期望形状的模内发泡成型体的工序。
作为制造芳香族聚酯系树脂发泡颗粒的方法,提出了将进行挤出发泡而得到的股线状发泡体冷却后切断,从而制造芳香族聚酯系树脂发泡颗粒的方法。
具体而言,专利文献1公开了:将使用喷嘴模具将芳香族聚酯系树脂挤出发泡而得到的股线状发泡体切断,由此得到体积密度为0.08~0.15g/cm3、颗粒的最大直径为1.0~2.4mm、挤出方向的气泡径除以与挤出方向垂直的方向的气泡径而得的值为3.0~6.0、且颗粒的长度除以最大直径而得的值为1.2~1.6的一次发泡颗粒,以及在上述一次发泡颗粒中浸渗加压气体后使其再次发泡而得到的体积密度为0.02~0.06g/cm3的模内发泡成型用芳香族聚酯系树脂预发泡颗粒。
将这种预发泡颗粒成型而成的密度较低的模内发泡成型体由于质量轻且强度优异,因此适合用作食品的运输用容器等。
另一方面,模内发泡成型体还作为重物的运输用包装构件、结构构件而用于汽车构件等用途,在这种用途中需要高强度,因此使用体积密度较高的模内发泡成型体,将一次发泡颗粒直接用于模内发泡成型。
如在比较例中示出的那样,上述一次发泡颗粒是通过使用造粒机等将股线状发泡体切断而制造的,形成为近似圆柱状的形状,存在对模具内的填充性差这一问题。另外,使该一次发泡颗粒进行再次发泡(预发泡)而得到的预发泡颗粒虽然改善了上述问题点,但仍然存在有近似圆柱状的形状残留,对模具内的填充性差这一问题。
进而,由于通过将冷却了的股线状发泡体切断来制造一次发泡颗粒,因此得到的一次发泡颗粒和预发泡颗粒在其切断面露出气泡截面,使用该一次发泡颗粒和预发泡颗粒进行模内发泡成型而得到的发泡成型体在其表面呈现局部散杂有气泡截面的状态,存在表面可观察到斑块状花纹、外观性低这一问题点。
而且,由于通过将冷却了的股线状发泡体切断来制造一次发泡颗粒,因此得到的一次发泡颗粒在其切断面露出气泡截面,开孔率高,从而发泡气体的保持性差。因此,在使用该一次发泡颗粒进行模内发泡成型时,存在如下问题:一次发泡颗粒的发泡压变得不充分、所得发泡颗粒彼此不能充分地热熔接一体化、得到的发泡成型体的机械物性低。另外,在一次发泡颗粒的发泡压不充分的情况下,虽然有在模内发泡成型前使二氧化碳等气体浸渗到发泡颗粒中而对发泡颗粒赋予内压的方法,但由于气体的保持性差,因此还存在制造后或赋予内压后的可保管时间(成型寿命)短这一问题点。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2001-347535号公报
发明内容
发明要解决的问题
本发明提供在制造后的可保管时间长、进而能够制造具有优异的机械强度和外观性的模内发泡成型体的模内发泡成型用芳香族聚酯系树脂发泡颗粒及其制造方法。进而,本发明提供使用模内发泡成型用芳香族聚酯系树脂发泡颗粒而得到的模内发泡成型体、复合结构构件以及汽车用构件。
用于解决问题的方案
本发明的模内发泡成型用芳香族聚酯系树脂发泡颗粒的特征在于,其含有芳香族聚酯系树脂,在25℃、1MPa的条件下使二氧化碳浸渗24小时后,经过7小时时的上述二氧化碳的残留率(以下简称为“二氧化碳残留率(7小时后)”)为5重量%以上。
从热熔接性优异的方面出发,芳香族聚酯系树脂发泡颗粒包含芳香族聚酯系树脂作为主成分。需要说明的是,“主成分”是指在构成芳香族聚酯系树脂发泡颗粒的树脂中,含有90~100重量%的芳香族聚酯系树脂。
芳香族聚酯系树脂是指包含芳香族二羧酸成分和二醇成分的聚酯,例如,可列举出聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸环己烷二甲醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸丁二醇酯等,优选为聚对苯二甲酸乙二醇酯。需要说明的是,芳香族聚酯系树脂可以单独使用也可以组合使用两种以上。
需要说明的是,芳香族聚酯系树脂除了含有芳香族二羧酸成分和二醇成分以外,还可以含有例如偏苯三酸等三羧酸、苯均四酸等四羧酸等三元以上的多元羧酸、其酸酐;甘油等三醇、季戊四醇等四醇等三元以上的多元醇等作为构成成分。
另外,芳香族聚酯系树脂也可以利用从使用过的PET瓶等回收、再生的再循环材料。
从挤出发泡性优异、并且所得到的芳香族聚酯系树脂发泡颗粒的发泡气体的保持性也优异的方面来看,成为本发明的芳香族聚酯系树脂发泡颗粒的原料的芳香族聚酯系树脂的特性粘度(IV值)优选为0.8以上、更优选为0.83以上。
成为本发明的芳香族聚酯系树脂发泡颗粒的原料的芳香族聚酯系树脂的特性粘度(IV值)过高时,芳香族聚酯系树脂的挤出发泡性降低,芳香族聚酯系树脂发泡颗粒的发泡倍率降低,有时无法获得低密度的模内发泡成型体,另外,有时模内发泡成型体的机械强度降低。因此,成为本发明的芳香族聚酯系树脂发泡颗粒的原料的芳香族聚酯系树脂的特性粘度(IV值)优选为1.1以下、更优选为1.05以下、特别优选为1.0以下。
芳香族聚酯系树脂的特性粘度(IV值)是指根据JIS K7367-5(2000)测定的值。具体而言,使芳香族聚酯系树脂以133Pa的真空度在40℃下干燥15小时。
从芳香族聚酯系树脂中取出0.1000g作为试样,放入20mL的容量瓶中,向容量瓶中添加混合溶剂(苯酚50重量%、1,1,2,2-四氯乙烷50重量%)约15mL。将容量瓶内的试样载置在热板上,加热至约130℃而使其熔融。使试样熔融后冷却至室温,以体积达到20mL的方式进行制备,制作试样溶液(试样浓度:0.500g/100mL)。
用移液管向粘度计供给试样溶液8mL,使用添加有25℃的水的水槽使试样的温度稳定后,测定试样的流下时间。关于试样溶液的浓度变更,依次向粘度计内添加混合溶剂8mL并混合稀释,制作稀释试样溶液。并且,测定稀释试样溶液的流下时间。另行地单独测定上述混合溶剂的流下时间。
根据下述计算式算出芳香族聚酯系树脂的特性粘度。由混合溶剂的流下时间(t0)与试样溶液的流下时间(t)算出以下数值。
相对粘度(ηr)=t/t0
比粘度(ηsp)=(t-t0)/t0=ηr-1
比浓粘度=ηsp/C
由将试样溶液的浓度C(g/100mL)进行各种变更而成的稀释试样溶液的测定结果,将比浓粘度作为纵轴、试样溶液的浓度C作为横轴来作图,由将所得线性关系外推至C=0的纵轴截距求出特性粘度[η]。
构成芳香族聚酯系树脂发泡颗粒的芳香族聚酯系树脂可以是利用交联剂进行了交联的改性芳香族聚酯系树脂。作为交联剂,可以使用公知的交联剂,例如可列举出苯均四酸酐等二酸酐、多官能环氧化合物、噁唑啉化合物、噁嗪化合物等。需要说明的是,交联剂可以单独使用也可以组合使用两种以上。
在利用交联剂将芳香族聚酯系树脂进行交联、改性的情况下,在芳香族聚酯系树脂发泡颗粒的制造时,向挤出机供给芳香族聚酯系树脂和交联剂,在挤出机中利用交联剂将芳香族聚酯系树脂进行交联即可。向挤出机供给的交联剂的量少时,芳香族聚酯系树脂的熔融时的熔融粘度变得过小,有时发泡颗粒会破泡。向挤出机供给的交联剂的量多时,芳香族聚酯系树脂的熔融时的熔融粘度变得过大,有时挤出发泡变得困难。因此,向挤出机供给的交联剂的量相对于芳香族聚酯系树脂100重量份优选为0.01~5重量份、更优选为0.1~1重量份。
构成本发明的芳香族聚酯系树脂发泡颗粒的芳香族聚酯系树脂的Z平均分子量过低时,有时芳香族聚酯系树脂发泡颗粒的发泡气体的保持性降低,或所得到的模内发泡成型体的机械强度降低,因此,优选为2.0×105以上、更优选为2.3×105以上。
构成本发明的芳香族聚酯系树脂发泡颗粒的芳香族聚酯系树脂的Z平均分子量过高时,有时芳香族聚酯系树脂发泡颗粒的发泡性降低,在模内发泡成型时芳香族聚酯系树脂发泡颗粒的二次发泡性降低,使芳香族聚酯系树脂发泡颗粒进行二次发泡而成的二次发泡颗粒的热熔接性降低,所得到的发泡成型体的机械强度降低。因此,芳香族聚酯系树脂的Z平均分子量优选为5.0×105以下、更优选为4.0×105以下、特别优选为3.5×105以下。
构成芳香族聚酯系树脂发泡颗粒的芳香族聚酯系树脂为改性芳香族聚酯系树脂时,构成芳香族聚酯系树脂发泡颗粒的芳香族聚酯系树脂的Z平均分子量是指改性芳香族聚酯系树脂的Z平均分子量。
在本发明中,构成芳香族聚酯系树脂发泡颗粒的芳香族聚酯系树脂的Z平均分子量(Mz)是指使用凝胶渗透色谱(GPC)通过内标法以苯乙烯换算分子量的形式测出的分子量。
具体而言,例如,向芳香族聚酯系树脂发泡颗粒的试样约5mg中依次添加六氟异丙醇(HFIP)0.5mL和添加了0.1重量%二丁基羟基甲苯(BHT)的氯仿0.5mL,振荡并放置约5小时。确认试样完全溶解在溶液中后,向该溶解液中添加加了0.1重量%BHT的氯仿,稀释至体积达到10mL,振荡混合。将溶解液用非水系0.45μm色谱盘进行过滤。使用过滤后的溶解液进行测定。由预先进行测定并制作的标准聚苯乙烯的标准曲线求出试样的Z平均分子量(Mz)。
使用装置:TOSOH HLC-8320GPC EcoSEC(内置RI检测器·UV检测器)
保护柱:TOSOH TSK guardcolumn HXL-H(6.0mmI.D.×4.0cm)×1根
柱:(参比侧)TOSOH TSKgel Super H-RC(6.0mmI.D.×15cm)×2根(样品侧)TOSOH TSKgel GMHXL(7.8mmI.D.×30cm)×2根
柱温度:40℃
流动相:氯仿
流动相流量:S.PUMP1.0mL/分钟R.PUMP0.5mL/分钟
检测器:UV检测器
波长:254nm
注入量:15μL
测定时间:10-32分钟
运行时间:23分钟
采样间隔:500毫秒
标准曲线用标准聚苯乙烯试样:昭和电工株式会社制商品名“shodex”、重均分子量为5,620,000、3,120,000、1,250,000、442,000、131,000、54,000、20,000、7,590、3,450、1,320
关于标准曲线的制作方法,将上述标准曲线用标准聚苯乙烯分组为A组(5,620,000、1,250,000、131,000、20,000、3,450)和B组(3,120,000、442,000、54,000、7,590、1,320)。
将A组(5,620,000、1,250,000、131,000、20,000、3,450)的各试样依次称量(2mg、3mg、4mg、10mg、10mg)后,溶解在添加了0.1重量%BHT的氯仿30mL中。
将B组(3,120,000、442,000、54,000、7,590、1,320)的各试样依次称量(3mg、4mg、8mg、10mg、10mg)后,溶解在添加了0.1重量%BHT的氯仿30mL中。
使用50μL A组和B组的各试样进行测定,由它们的保留时间制作校正曲线(三次式),制作标准曲线。
对于本发明的芳香族聚酯系树脂发泡颗粒,在25℃、1MPa的条件下使二氧化碳在芳香族聚酯系树脂发泡颗粒中浸渗24小时,在该二氧化碳的浸渗结束后经过7小时时,芳香族聚酯系树脂发泡颗粒中残留的二氧化碳的残留率被限定为5重量%以上、优选为10重量%以上、更优选为15重量%以上。
芳香族聚酯系树脂发泡颗粒能够长期稳定地保持发泡气体,成型寿命(可保管时间)长。进而,芳香族聚酯系树脂发泡颗粒在模内发泡成型时表现出充分的发泡压、使二次发泡颗粒彼此充分热熔接,能够获得机械强度和外观性优异的模内发泡成型体。
上述芳香族聚酯系树脂发泡颗粒的二氧化碳的残留率(7小时后)可以按照下述要点进行测定。首先,测定芳香族聚酯系树脂发泡颗粒的重量W1。
接着,向高压釜内供给芳香族聚酯系树脂发泡颗粒,在25℃、1MPa的条件下使二氧化碳在芳香族聚酯系树脂发泡颗粒中浸渗24小时。
将浸渗有二氧化碳的芳香族聚酯系树脂发泡颗粒(以下称为“二氧化碳浸渗发泡颗粒”)从高压釜中取出,在取出后的30秒内测定二氧化碳浸渗发泡颗粒的重量W2。
然后,将二氧化碳浸渗发泡颗粒在25℃、大气压下放置7小时,测定经过7小时时的二氧化碳浸渗发泡颗粒的重量W3。
并且,根据下述式,可以算出芳香族聚酯系树脂发泡颗粒的二氧化碳残留率(7小时后)。
刚浸渗后的二氧化碳浸渗量W4=W2-W1
经过7小时后的二氧化碳浸渗量W5=W3-W1
二氧化碳残留率(7小时后)=100×W5/W4
本发明的芳香族聚酯系树脂发泡颗粒例如可以通过如下制造方法来制造,所述制造方法具备:向挤出机供给芳香族聚酯系树脂并在发泡剂的存在下进行熔融混炼的工序;一边使芳香族聚酯系树脂挤出物从安装在前述挤出机的前端的喷嘴模具挤出发泡,一边进行切断,从而制造颗粒状切断物的工序;以及将上述颗粒状切断物进行冷却的工序。这种制造方法也是本发明的技术方案之一。需要说明的是,以下针对本制造方法进行说明,但本发明的芳香族聚酯系树脂发泡颗粒的制造方法不限定于以下方法。
首先,针对芳香族聚酯系树脂发泡颗粒的制造中使用的制造装置的一例进行说明。图1中,在挤出机的前端安装有喷嘴模具1。喷嘴模具1优选能够使芳香族聚酯系树脂挤出发泡而形成均匀微细的气泡。并且,如图2所示那样,在喷嘴模具2的前端面1a,在同一假想圆A上等间隔地形成有多个喷嘴的出口部11、11…。需要说明的是,对于安装在挤出机的前端的喷嘴模具而言,只要芳香族聚酯系树脂不会在喷嘴内发泡,就没有特别限定。
喷嘴模具1的喷嘴数量少时,芳香族聚酯系树脂发泡颗粒的制造效率降低。喷嘴模具1的喷嘴数量多时,有时从彼此相邻的喷嘴挤出发泡的芳香族聚酯系树脂挤出物彼此接触而合为一体,或者,将芳香族聚酯系树脂挤出物切断而得到的颗粒状切断物彼此合为一体。因此,喷嘴模具1的喷嘴数量优选为2~80个、更优选为5~60个、特别优选为8~50个。
喷嘴模具1中的喷嘴的出口部11的直径小时,有时挤出压力变得过高而挤出发泡变得困难。喷嘴模具1中的喷嘴的出口部11的直径大时,有时芳香族聚酯系树脂发泡颗粒的直径变大而对模具的填充性降低。因此,喷嘴模具1中的喷嘴的出口部11的直径优选为0.2~2mm、更优选为0.3~1.6mm、特别优选为0.4~1.2mm。
喷嘴模具1的台肩部(land part)的长度优选为喷嘴模具1的喷嘴中的出口部11的直径的4~30倍、更优选为喷嘴模具1的喷嘴中的出口部11的直径的5~20倍。这是因为,喷嘴模具的台肩部的长度比喷嘴模具的喷嘴的出口部直径小时,有时会产生断裂而无法稳定地进行挤出发泡。喷嘴模具的台肩部的长度比喷嘴模具的喷嘴的出口部直径大时,有时会对喷嘴模具过度施加大的压力而无法进行挤出发泡。
并且,在被喷嘴模具1的前端面1a中的喷嘴的出口部11所包围的部分,以向前方突出的状态配置有旋转轴2,该旋转轴2贯通构成后述冷却构件4的冷却鼓41的前部41a,并连接于发动机等驱动构件3。
进而,在上述旋转轴2的后端部的外周面一体地设置有一片或多片旋转刃5,所有旋转刃5在其旋转时成为始终与喷嘴模具1的前端面1a接触的状态。需要说明的是,在旋转轴2上一体地设置有多片旋转刃5时,多片旋转刃5等间隔地排列在旋转轴2的圆周方向上。另外,图2中作为一例而示出了在旋转轴2的外周面一体地设置有四个旋转刃5的情况。
并且,旋转轴2进行旋转,从而旋转刃5始终与喷嘴模具1的前端面1a接触,并且在形成有喷嘴的出口部11的假想圆A上移动,使得能够依次、连续地将由喷嘴的出口部11挤出的芳香族聚酯系树脂挤出物切断。
另外,按照包围喷嘴模具1的至少前端部和旋转轴2的方式配置有冷却构件4。该冷却构件4具备有底圆筒状的冷却鼓41,所述冷却鼓41具有直径大于喷嘴模具1的正面圆形状的前部41a和从该前部41a的外周边缘向后方延伸设置的圆筒状的周壁部41b。
进而,在冷却鼓41的周壁部41b的、与喷嘴模具1的外部相对应的部分,以贯通内外周面间的状态形成有用于供给冷却液42的供给口41c。冷却鼓41的供给口41c的外侧开口部连接有用于向冷却鼓41内供给冷却液42的供给管41d。
冷却液42成为通过供给管41d沿着冷却鼓41的周壁部41b的内周面向斜前方向进行供给的构成。而且,冷却液42由于伴随从供给管41d供给到冷却鼓41的周壁部41b的内周面时的流速的离心力而沿着冷却鼓41的周壁部41b内周面以螺旋状向前方行进。并且,冷却液42在沿着周壁部41b的内周面行进的过程中,在垂直于行进方向的方向上慢慢扩散,其结果,成为比冷却鼓41的供给口41c更靠前的周壁部41b的内周面被冷却液42整面地覆盖的状态的构成。
需要说明的是,作为冷却液42,只要能够冷却芳香族聚酯系树脂发泡颗粒,就没有特别限定,例如可列举出水、醇等,考虑到使用后的处理,优选水。
并且,在冷却鼓41的周壁部41b的前端部下表面以穿过其内外周面间贯通的状态形成有排出口41e,在排出口41e的外侧开口部连接有排出管41f。成为芳香族聚酯系树脂发泡颗粒和冷却液42可通过排出口41e连续地排出的构成。
芳香族聚酯系树脂发泡颗粒优选通过挤出发泡来制造。例如,向挤出机供给芳香族聚酯系树脂并在发泡剂的存在下进行熔融混炼后,一边使芳香族聚酯系树脂挤出物从安装在挤出机的前端的喷嘴模具1挤出发泡,一边利用旋转刃5进行切断,从而制造芳香族聚酯系树脂发泡颗粒。
需要说明的是,作为上述挤出机,只要是一直以来通用的挤出机,就没有特别限定,例如可列举出单螺杆挤出机、双螺杆挤出机、将多个挤出机连接而成的串联型的挤出机。
另外,作为上述发泡剂,可以使用一直以来通常的发泡剂。作为上述发泡剂,例如可列举出偶氮二甲酰胺、二亚硝基五亚甲基四胺、次联氨基二甲酰胺、碳酸氢钠等化学发泡剂;丙烷、正丁烷、异丁烷、正戊烷、异戊烷、己烷等饱和脂肪族烃,二甲醚等醚类,氯代甲烷、1,1,1,2-四氟乙烷、1,1-二氟乙烷、单氯二氟甲烷等含氯氟烃,二氧化碳、氮等物理发泡剂等,优选为二甲醚、丙烷、正丁烷、异丁烷、二氧化碳,更优选为丙烷、正丁烷、异丁烷,特别优选为正丁烷、异丁烷。需要说明的是,发泡剂可以单独使用也可以组合使用两种以上。
并且,向挤出机供给的发泡剂量少时,有时无法使芳香族聚酯系树脂发泡颗粒发泡至期望的发泡倍率。向挤出机供给的发泡剂量多时,有时由于发泡剂作为增塑剂发挥作用,因此熔融状态的芳香族聚酯系树脂的粘弹性过度降低,发泡性降低,无法获得良好的芳香族聚酯系树脂发泡颗粒。因此,向挤出机供给的发泡剂量相对于芳香族聚酯系树脂100重量份优选为0.1~5重量份、更优选为0.2~4重量份、特别优选为0.3~3重量份。
需要说明的是,优选在挤出机中供给气泡调整剂。作为这种气泡调整剂,优选为聚四氟乙烯粉末、用丙烯酸类树脂进行了改性的聚四氟乙烯粉末、滑石等。
另外,向挤出机供给的气泡调整剂的量少时,有时芳香族聚酯系树脂发泡颗粒的气泡变得粗大,得到的模内发泡成型体的外观降低。向挤出机供给的气泡调整剂的量多时,有时在使芳香族聚酯系树脂挤出发泡时会产生破泡,芳香族聚酯系树脂发泡颗粒的闭孔率降低。因此,向挤出机供给的气泡调整剂的量相对于芳香族聚酯系树脂100重量份优选为0.01~5重量份、更优选为0.05~3重量份、特别优选为0.1~2重量份。
并且,从喷嘴模具1挤出发泡的芳香族聚酯系树脂挤出物进入之后的切断工序。芳香族聚酯系树脂挤出物的切断通过使旋转轴2旋转,从而使配置于喷嘴模具1的前端面1a的旋转刃5旋转来进行。旋转刃5的转速优选为2000~10000rpm。旋转刃优选以一定的转速进行旋转。
所有旋转刃5始终与喷嘴模具1的前端面1a接触并且进行旋转,从喷嘴模具1挤出发泡的芳香族聚酯系树脂挤出物通过在旋转刃5与喷嘴模具1的喷嘴的出口部11端缘之间产生的剪断应力,以一定的时间间隔在大气中被切断,成为颗粒状切断物。此时,在芳香族聚酯系树脂挤出物的冷却不会过度的范围内,还可将水以雾状吹喷于芳香族聚酯系树脂挤出物。
本发明中,使芳香族聚酯系树脂在喷嘴模具1的喷嘴内不发泡。并且,使芳香族聚酯系树脂在刚从喷嘴模具1的喷嘴的出口部11喷出时仍未发泡,而在喷出后经过短暂时间后开始发泡。因此,芳香族聚酯系树脂挤出物由刚从喷嘴模具1的喷嘴的出口部11喷出后的未发泡部和连接于该未发泡部的、先于未发泡部而挤出的发泡中途的发泡部构成。
在从喷嘴模具1的喷嘴的出口部11喷出至开始发泡的期间,未发泡部维持该状态。该未发泡部所维持的时间可通过喷嘴模具1的喷嘴的出口部11的树脂压力、发泡剂量等来调整。喷嘴模具1的喷嘴的出口部11的树脂压力高时,芳香族聚酯系树脂挤出物从喷嘴模具1挤出后不会立即发泡,维持未发泡的状态。喷嘴模具1的喷嘴的出口部11的树脂压力的调整可以通过喷嘴的直径、挤出量、芳香族聚酯系树脂的熔融粘度以及熔融张力来调整。通过将发泡剂量调整至合适的量,可以防止芳香族聚酯系树脂在模具内部发泡,确实地形成未发泡部。
并且,由于所有旋转刃5以始终与喷嘴模具1的前端面1a接触的状态切断芳香族聚酯系树脂挤出物,因此芳香族聚酯系树脂挤出物在刚从喷嘴模具1的喷嘴的出口部11喷出后的未发泡部被切断,制造颗粒状切断物。
另外,如上所述,旋转刃5以一定的转速旋转,旋转刃5的转速优选为2000~10000rpm、更优选为2000~9000rpm、特别优选为2000~8000rpm。
这是因为,旋转刃5低于2000rpm时,有时无法利用旋转刃5确实地切断芳香族聚酯系树脂挤出物,颗粒状切断物彼此粘合,或者颗粒状切断物的形状变得不均匀。
另一方面,是因为旋转刃5的转速高于10000rpm时,容易产生下述的问题点。第一个问题点是:旋转刃所产生的切断应力增大,在颗粒状切断物从喷嘴的出口部向冷却构件飞散时,颗粒状切断物的初速度变快。其结果,有时从切断颗粒状切断物至颗粒状切断物冲撞于冷却构件为止的时间变短,颗粒状切断物的发泡变得不充分,得到的芳香族聚酯系树脂发泡颗粒的发泡倍率变低。第二个问题点是:有时旋转刃和旋转轴的磨耗变大,旋转刃和旋转轴的寿命变短。
并且,如上获得的颗粒状切断物在利用旋转刃5所产生的切断应力进行切断的同时,向冷却鼓41飞散,立即冲撞于覆盖冷却鼓41的周壁部41b的内周面的冷却液42。颗粒状切断物在直到冲撞于冷却液42为止的期间也持续发泡,颗粒状切断物通过发泡而生长为大致球状。因此,得到的芳香族聚酯系树脂发泡颗粒为大致球状。将芳香族聚酯系树脂发泡颗粒填充在模具内而进行模内发泡时,芳香族聚酯系树脂发泡颗粒对模具内的填充性优异,能够将芳香族聚酯系树脂发泡颗粒均匀地填充在模具内,能够获得均质的模内发泡成型体。
另一方面,冷却鼓41的周壁部41b的内周面整面被冷却液42覆盖,该冷却液42通过供给管41d沿着冷却鼓41的周壁部41b的内周面向斜前方向进行供给,通过伴随从供给管41d供应到冷却鼓41的周壁部41b内周面时的流速的离心力,沿着冷却鼓41的周壁部41b内周面以螺旋状向前方行进,并且,冷却液42在沿着周壁部41b的内周面行进的过程中在垂直于行进方向的方向上慢慢扩散,其结果,成为比冷却鼓41的供给口41c更靠前的周壁部41b的内周面被冷却液42整面地覆盖的状态。
如上所述,在利用旋转刃5将芳香族聚酯系树脂挤出物切断后,立即利用冷却液42将颗粒状切断物冷却,因此防止了芳香族聚酯系树脂发泡颗粒过度地发泡。
进而,使利用旋转刃5将芳香族聚酯系树脂挤出物切断而得到的颗粒状切断物向冷却液42飞散。如上所述,沿着冷却鼓41的周壁部41b的内周面流动的冷却液42一边螺旋状地盘旋一边流动。因此,优选的是,使颗粒状切断物P与冷却液42的表面斜交且从冷却液42的液流的上游侧朝向下游侧冲撞于冷却液42而使其进入到冷却液42中(参照图3)。需要说明的是,在图3中,冷却液的流动方向表示为“F”。
像这样,使颗粒状切断物进入冷却液42内时,由于使颗粒状切断物从追随冷却液42的液流的方向进入到冷却液42中,因此颗粒状切断物不会在冷却液42的表面反弹,颗粒状切断物顺利且确实地进入冷却液42内而被冷却液42冷却,从而制造芳香族聚酯系树脂发泡颗粒。
因此,芳香族聚酯系树脂发泡颗粒具有不存在冷却不均、收缩的大致球状的形态,在模内发泡成型时发挥优异的发泡性。并且,在为聚对苯二甲酸乙二醇酯之类的结晶性树脂的情况下,颗粒状切断物在芳香族聚酯系树脂挤出物的切断后立即被冷却,因此结晶度的上升程度小。因此,芳香族聚酯系树脂发泡颗粒的结晶度低,因而具有优异的热熔接性,得到的模内发泡成型体具有优异的机械强度。并且,在模内发泡成型时能够提高芳香族聚酯系树脂发泡颗粒的结晶度、提高芳香族聚酯系树脂的耐热性,得到的模内发泡成型体具有优异的耐热性。
冷却液42的温度低时,有时位于冷却鼓41附近的喷嘴模具被过度冷却而对芳香族聚酯系树脂的挤出发泡产生不良影响。冷却液42的温度高时,有时颗粒状切断物的冷却变得不充分。因此,冷却液42的温度优选为10~40℃。
芳香族聚酯系树脂发泡颗粒的体积密度小时,存在如下的担心:芳香族聚酯系树脂发泡颗粒的开孔率上升,无法在模内发泡成型的发泡时对芳香族聚酯系树脂发泡颗粒赋予必要的发泡力。芳香族聚酯系树脂发泡颗粒的体积密度大时,有时得到的芳香族聚酯系树脂发泡颗粒的气泡变得不均匀、在模内发泡成型时的芳香族聚酯系树脂发泡颗粒的发泡性变得不充分。因此,芳香族聚酯系树脂发泡颗粒的体积密度优选为0.05~0.7g/cm3、更优选为0.07~0.6g/cm3、特别优选为0.08~0.5g/cm3。需要说明的是,芳香族聚酯系树脂发泡颗粒的体积密度可以根据喷嘴模具1的喷嘴的出口部11的树脂压力、或者发泡剂量等来调整。喷嘴模具1的喷嘴的出口部11的树脂压力的调整可以通过喷嘴的直径、挤出量以及芳香族聚酯系树脂的熔融粘度来调整。
需要说明的是,芳香族聚酯系树脂发泡颗粒的体积密度是指以JISK6911:1995年“热固性塑料一般试验方法”为基准而测定的体积密度。即,可以使用以JIS K6911为基准的表观密度测定器进行测定,根据下述式测定芳香族聚酯系树脂发泡颗粒的体积密度。
芳香族聚酯系树脂发泡颗粒的体积密度(g/cm3)
=〔装有试样的量筒的质量(g)-量筒的质量(g)〕/〔量筒的容量(cm3)〕
所得的芳香族聚酯系树脂发泡颗粒是将芳香族聚酯系树脂挤出物在其未发泡部进行切断而形成的。将芳香族聚酯系树脂挤出物切断而得到的部分的表面完全不存在气泡截面,或者即使存在也很少。其结果,得到的芳香族聚酯系树脂发泡颗粒的表面整面完全不存在气泡截面,或者仅存在很少量。因此,芳香族聚酯系树脂发泡颗粒不存在发泡气体的漏气、具有优异的发泡性,并且开孔率也低、进而表面的热熔接性也优异。
如图4所示那样,芳香族聚酯系树脂发泡颗粒A具有芳香族聚酯系树脂发泡颗粒主体A1、以及覆盖该芳香族聚酯系树脂发泡颗粒主体A1的表面的非发泡的表皮层A2。需要说明的是,有时将“芳香族聚酯系树脂发泡颗粒主体”简称为“发泡颗粒主体”。
芳香族聚酯系树脂发泡颗粒A是使芳香族聚酯系树脂挤出发泡而制造的,因此发泡颗粒主体A1不仅在其表面部、而且在中心部也具有气泡,整体性地在内部具有微细的气泡。因此,使芳香族聚酯系树脂发泡颗粒在模内发泡成型时进行二次发泡时,发泡颗粒主体通过整体性地发泡而膨胀,芳香族聚酯系树脂发泡颗粒A具有优异的发泡性。并且,芳香族聚酯系树脂发泡颗粒A在二次发泡时产生大的发泡压,使芳香族聚酯系树脂发泡颗粒A二次发泡而得到的二次发泡颗粒彼此牢固地热熔接一体化,得到的模内发泡成型体具有优异的机械强度。
并且,芳香族聚酯系树脂发泡颗粒A的表面被非发泡的表皮层A2覆盖。因此,在芳香族聚酯系树脂发泡颗粒的表面完全不存在气泡截面或者仅存在少量气泡截面。将芳香族聚酯系树脂发泡颗粒用于模内发泡成型时,发泡颗粒彼此的热熔接性良好,得到的模内发泡成型体不存在表面不均,且气泡截面基本上不会在表面露出,外观性优异,并且具有优异的机械强度。
如上所述,所得的芳香族聚酯系树脂发泡颗粒的表面的整面或大部分被非发泡的表皮层A2覆盖,在芳香族聚酯系树脂发泡颗粒的表面完全不存在气泡截面或者仅存在少量气泡截面,开孔率低、发泡气体的保持性优异。
具体而言,芳香族聚酯系树脂发泡颗粒A的表皮层A2的表面覆盖率优选为80%以上、更优选为95~100%。由于表面覆盖率为80%以上,因此芳香族聚酯系树脂发泡颗粒在表面完全不露出气泡截面,或者只不过是存在少量的气泡截面。因此,本发明的芳香族聚酯系树脂发泡颗粒能够长期稳定地保持发泡气体,因此成型寿命(可保管时间)长。本发明的芳香族聚酯系树脂发泡颗粒在模内发泡成型时表现出充分的发泡压,发泡颗粒彼此的热熔接充分,能够得到机械强度和外观性优异的模内发泡成型体。需要说明的是,在芳香族聚酯系树脂发泡颗粒中,表皮层A2的表面覆盖率可以通过源自挤出机的芳香族聚酯系树脂的挤出发泡温度、发泡剂向挤出机的供给量、或者交联剂向挤出机的供给量等来调整。
进而,芳香族聚酯系树脂发泡颗粒在其表面覆盖率为80%以上时具有优异的热熔接性。将该芳香族聚酯系树脂发泡颗粒用于模内发泡成型时,发泡颗粒彼此通过自身的发泡压而牢固地热熔接一体化,由此,得到的模内发泡成型体具有优异的机械强度。
需要说明的是,芳香族聚酯系树脂发泡颗粒的表面覆盖率是指按照下述要点而测定的值。首先,任意地抽取20个芳香族聚酯系树脂发泡颗粒。对于各芳香族聚酯系树脂发泡颗粒,按照各照片的倍率相同的方式以10~20倍的倍率根据正投影图法拍摄正面照片、平面照片、底面照片、背面照片、左侧面照片以及右侧面照片。
接着,针对每个芳香族聚酯系树脂发泡颗粒,算出在6张照片中示出的芳香族聚酯系树脂发泡颗粒的总面积S1,并且目视观察各照片,算出气泡膜可被识别的部分的总面积S2。需要说明的是,气泡膜可被识别的部分是指在照片中包括气泡膜自身和被气泡膜包围出的部分这两者。针对每个芳香族聚酯系树脂发泡颗粒,根据下式,算出表皮层的表面覆盖率,将各芳香族聚酯系树脂发泡颗粒的表面覆盖率的算术平均值记作芳香族聚酯系树脂发泡颗粒的表面覆盖率。
表面覆盖率(%)=100×S2/S1
如上所述,所得芳香族聚酯系树脂发泡颗粒A的表面整面被表皮层A2覆盖,在芳香族聚酯系树脂发泡颗粒A的表面不存在或几乎不存在气泡截面。因此,芳香族聚酯系树脂发泡颗粒A的开孔率低、发泡气体的保持性优异。
另外,芳香族聚酯系树脂发泡颗粒的开孔率高时,有时发泡气体的保持性降低,在模内发泡成型时的发泡颗粒的发泡压不足,二次发泡颗粒彼此的热熔接变得不充分,模内发泡成型体的机械强度、外观性降低。因此,芳香族聚酯系树脂发泡颗粒的开孔率优选为不足15%、更优选为10%以下、特别优选为7%以下。需要说明的是,芳香族聚酯系树脂发泡颗粒的开孔率的调整通过调整源自挤出机的芳香族聚酯系树脂的挤出发泡温度、或者发泡剂向挤出机的供给量等来进行。
此处,芳香族聚酯系树脂发泡颗粒的开孔率按照下述要点来测定。首先,准备体积测定空气比较式比重计的试样杯,测定装满该试样杯的80%左右的量的芳香族聚酯系树脂发泡颗粒的总重量A(g)。接着,使用比重计通过1-1/2-1气压法测定上述芳香族聚酯系树脂发泡颗粒整体的体积B(cm3)。需要说明的是,体积测定空气比较式比重计例如由Tokyo Science Co,Ltd.以“1000型”的商品名市售。
接着,准备金属丝网制的容器,将该金属丝网制的容器浸渍在水中,测定在该水中浸渍的状态下的金属丝网制的容器的重量C(g)。接着,在该金属丝网制的容器内放入全部上述芳香族聚酯系树脂发泡颗粒,然后将该金属丝网制的容器浸渍在水中,测定在水中浸渍的状态下的金属丝网制的容器与放入该金属丝网制容器中的全部芳香族聚酯系树脂发泡颗粒的总重量D(g)。
并且,根据下式算出芳香族聚酯系树脂发泡颗粒的表观体积E(cm3),根据该表观体积E和上述芳香族聚酯系树脂发泡颗粒整体的体积B(cm3),通过下式可以算出芳香族聚酯系树脂发泡颗粒的开孔率。需要说明的是,将1g水的体积记为1cm3。
E=A+(C-D)
开孔率(%)=100×(E-B)/E
芳香族聚酯系树脂发泡颗粒的球度小时,有时模内发泡成型时芳香族聚酯系树脂发泡颗粒向模具内的填充变得不均匀,在得到的模内发泡成型体中,发泡颗粒彼此的热熔接变得局部不充分。因此,芳香族聚酯系树脂发泡颗粒的球度优选为0.7以上、更优选为0.8以上。需要说明的是,芳香族聚酯系树脂发泡颗粒的球度可以通过旋转刃的转速、喷嘴的直径、或者挤出量等来调整。
需要说明的是,芳香族聚酯系树脂发泡颗粒的球度可按照下述要点来测定。任意地抽取50个芳香族聚酯系树脂发泡颗粒,在各芳香族聚酯系树脂发泡颗粒中,测定最大的长度尺寸和最小的长度尺寸。使用测定值根据下式算出各芳香族聚酯系树脂发泡颗粒的球度。
球度=(最小的长度尺寸)/(最大的长度尺寸)
并且,将50个芳香族聚酯系树脂发泡颗粒的球度的算术平均值记作芳香族聚酯系树脂发泡颗粒的球度。
芳香族聚酯系树脂发泡颗粒的结晶度高时,有时在模内发泡成型时发泡颗粒彼此的热熔接性降低,因此优选为不足15%、更优选为10%以下。芳香族聚酯系树脂发泡颗粒的结晶度可以根据从芳香族聚酯系树脂挤出物由喷嘴模具1挤出起到颗粒状切断物冲撞于冷却液42为止的时间、或者冷却液42的温度来调整。
此处,芳香族聚酯系树脂发泡颗粒的结晶度可以如下地算出:以JISK7121中记载的测定方法为基准,根据使用差示扫描型量热计(DSC)边以10℃/分钟的升温速度进行升温边测定的每1mg的结晶热和每1mg的熔解热来算出。需要说明的是,ΔH0是指在100%结晶化时的理论熔解热〔完全结晶熔解热(理论值)〕。例如,聚对苯二甲酸乙二醇酯的ΔH0为140.1mJ/mg。
结晶度(%)
=100×(│熔解热(mJ/mg)│-│结晶热(mJ/mg)│)/ΔH0
将本发明的芳香族聚酯系树脂发泡颗粒填充在模具的模腔内并加热,使芳香族聚酯系树脂发泡颗粒发泡,由此使芳香族聚酯系树脂发泡颗粒发泡而得到的二次发泡颗粒彼此通过它们的发泡压而相互热熔接一体化,能够得到热熔接性优异且具有期望形状的模内发泡成型体。对于聚对苯二甲酸乙二醇酯等结晶性的芳香族聚酯系树脂而言,提高芳香族聚酯系树脂的结晶度,能够得到耐热性优异的模内发泡成型体。需要说明的是,作为填充在模具内的芳香族聚酯系树脂发泡颗粒的加热介质,没有特别限定,除了水蒸汽之外,还可列举出热风、温水等。
使用本发明的芳香族聚酯系树脂发泡颗粒进行模内发泡成型而得到的模内发泡成型体也是本发明的技术方案之一。
进而,在模内发泡成型前,可以进一步使非活性气体浸渗到上述芳香族聚酯系树脂发泡颗粒中来提高芳香族聚酯系树脂发泡颗粒的发泡力。通过像这样提高芳香族聚酯系树脂发泡颗粒的发泡力,在模内发泡成型时芳香族聚酯系树脂发泡颗粒彼此的热熔接性提高,得到的模内发泡成型体具有更优异的机械强度。需要说明的是,作为上述非活性气体,例如可列举出二氧化碳、氮气、氦气、氩气等,优选为二氧化碳。
作为使非活性气体浸渗到芳香族聚酯系树脂发泡颗粒中的方法,例如可列举出:将芳香族聚酯系树脂发泡颗粒放置在具有常压以上的压力的非活性气体气氛中,从而使非活性气体浸渗到芳香族聚酯系树脂发泡颗粒中的方法。在这种情况下,可以在将芳香族聚酯系树脂发泡颗粒填充在模具内之前浸渗非活性气体,也可以在将芳香族聚酯系树脂发泡颗粒填充在模具内之后连同模具一起放置在非活性气体气氛中,使非活性气体浸渗到芳香族聚酯系树脂发泡颗粒中。
并且,使非活性气体浸渗到芳香族聚酯系树脂发泡颗粒中时的温度优选为5~40℃、更优选为10~30℃。这是因为,温度低时,有时芳香族聚酯系树脂发泡颗粒被过度冷却,在模内发泡成型时中无法充分地加热芳香族聚酯系树脂发泡颗粒,芳香族聚酯系树脂发泡颗粒彼此的热熔接性降低,得到的模内发泡成型体的机械强度降低。温度高时,有时非活性气体对芳香族聚酯系树脂发泡颗粒的浸渗量变低,无法对芳香族聚酯系树脂发泡颗粒赋予充分的发泡性,并且芳香族聚酯系树脂发泡颗粒的结晶化得以促进,芳香族聚酯系树脂发泡颗粒的热熔接性降低,得到的模内发泡成型体的机械强度降低。
另外,使非活性气体浸渗到芳香族聚酯系树脂发泡颗粒中时的压力优选为0.2~2.0MPa、更优选为0.25~1.5MPa。非活性气体为二氧化碳时,压力优选为0.2~1.5MPa、更优选为0.25~1.2MPa。这是因为,压力低时,有时非活性气体对芳香族聚酯系树脂发泡颗粒的浸渗量变低,无法对芳香族聚酯系树脂发泡颗粒赋予充分的发泡性,得到的模内发泡成型体的机械强度降低。
另一方面是因为,压力高时,有时芳香族聚酯系树脂发泡颗粒的结晶度上升,芳香族聚酯系树脂发泡颗粒的热熔接性降低,得到的模内发泡成型体的机械强度降低。
进而,使非活性气体浸渗到芳香族聚酯系树脂发泡颗粒中的时间优选为10分钟~72小时、更优选为15分钟~64小时、特别优选为20分钟~48小时。非活性气体为二氧化碳时,优选为20分钟~24小时。这是因为,浸渗时间短时,有时无法使非活性气体充分地浸渗到芳香族聚酯系树脂发泡颗粒中。另一方面是因为,浸渗时间长时,模内发泡成型体的制造效率降低。
像这样,通过使非活性气体在5~40℃且0.2~2.0MPa的压力下浸渗到芳香族聚酯系树脂发泡颗粒中,可以抑制芳香族聚酯系树脂发泡颗粒的结晶度的上升,并且提高发泡性,由此,在模内发泡成型时,能够使芳香族聚酯系树脂发泡颗粒彼此以充分的发泡力牢固地热熔接一体化,能够得到机械强度优异的模内发泡成型体。
也可以在按照上述要点使非活性气体浸渗到芳香族聚酯系树脂发泡颗粒中以后,使芳香族聚酯系树脂发泡颗粒进行预发泡而制成预发泡颗粒,然后将预发泡颗粒填充在模具的模腔内并加热,使预发泡颗粒发泡,由此将模内发泡成型体进行成型。需要说明的是,还可以按照与使非活性气体浸渗到芳香族聚酯系树脂发泡颗粒中的要点相同的要点,进一步使非活性气体浸渗到预发泡颗粒中。
作为使芳香族聚酯系树脂发泡颗粒预发泡而得到预发泡颗粒的方法,例如可列举出将浸渗有非活性气体的芳香族聚酯系树脂发泡颗粒加热至55~90℃,从而使其发泡来制造预发泡颗粒的方法。
将如上操作而制造的模内发泡成型体作为芯材,使表皮材料在模内发泡成型体的表面层叠一体化,能够制成复合结构构件。包含模内发泡成型体以及在上述模内发泡成型体的表面层叠一体化的表皮材料的复合结构构件也是本发明的技术方案之一。从强度、重量、耐冲击性的方面出发,在复合结构构件中用作芯材的模内发泡成型体的厚度优选为1~40mm。
作为上述表皮材料,没有特别限定,例如可列举出纤维强化合成树脂片、金属片、合成树脂片等。从具有优异的机械强度和轻量性出发,表皮材料优选为纤维强化合成树脂。
纤维强化合成树脂片是利用基质树脂将纤维相互粘结而成的片。作为构成纤维强化合成树脂片的纤维,没有特别限定,例如可列举出碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维、硼纤维、金属纤维等。从具有优异的机械强度和耐热性出发,纤维优选为碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维,更优选为碳纤维。
作为构成纤维强化合成树脂的基质树脂,有热固性树脂和热塑性树脂。作为热固性树脂,例如可列举出环氧树脂、不饱和聚酯树脂、酚醛树脂等。需要说明的是,热固性树脂可以单独使用也可以组合使用两种以上。作为热塑性树脂,例如可列举出聚酰胺(尼龙6、尼龙66等)、聚烯烃(聚乙烯、聚丙烯等)、聚苯硫醚、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、ABS、丙烯腈与苯乙烯的共聚物等。需要说明的是,热塑性树脂可以单独使用也可以组合使用两种以上。
从强度、重量以及耐冲击性的方面出发,纤维强化合成树脂片的厚度优选为0.2~2.0mm。
对复合结构构件的制造方法没有特别限定,例如可列举出在成为芯材的模内发泡成型体的表面使用粘接剂将表皮材料层叠一体化的方法;在纤维强化合成树脂片的成型中通常应用的方法。作为在纤维强化合成树脂片的成型中使用的方法,例如可列举出高压釜法、手工铺叠法(hand lay-up method)、喷射法(spray up method)、PCM(Prepreg Compression Molding,预浸料模压成型)法、RTM(Resin Transfer Molding,树脂传递成型)法、VaRTM(Vacuumassisted Resin Transfer Molding,真空辅助树脂传递成型)法等。
这种复合结构构件在汽车用构件、飞机用构件、火车用构件、建筑材料等用途中是有用的。作为汽车用构件,例如可列举出车门板、内门、保险杠、挡泥板、挡泥板支架(fender support)、发动机盖、车顶盖、后备箱盖、车底板、中央通道(Center tunnel)、碰撞吸能盒(crash box)等。例如,在以往用钢板制作的门板中使用复合结构构件时,与钢板制车门板具有大致相同刚性的门板能够大幅轻量化,因此能够得到汽车的轻量化高的效果。
发明的效果
本发明的模内发泡成型用芳香族聚酯系树脂发泡颗粒含有芳香族聚酯系树脂,在25℃、1MPa的条件下使二氧化碳浸渗24小时后,经过7小时时的上述二氧化碳的残留率为5重量%以上。因此,本发明的模内发泡成型用芳香族聚酯系树脂发泡颗粒的发泡气体保持性优异,在模内发泡成型时发挥优异的发泡力,二次发泡颗粒彼此牢固地热熔接一体化。根据本发明的模内发泡成型用芳香族聚酯系树脂发泡颗粒,能够得到机械强度优异的模内发泡成型体。
在本发明的模内发泡成型用芳香族聚酯系树脂发泡颗粒中,构成芳香族聚酯系树脂发泡颗粒的芳香族聚酯系树脂的Z平均分子量为2.0×105以上时,发泡气体的保持性更优异,在模内发泡成型时发挥优异的发泡力,二次发泡颗粒彼此更牢固地热熔接一体化。根据本发明的模内发泡成型用芳香族聚酯系树脂发泡颗粒,能够得到机械强度更优异的模内发泡成型体。
在上述模内发泡成型用芳香族聚酯系树脂发泡颗粒中,开孔率不足15%时,发泡气体的保持性更优异,在模内发泡成型时发挥更稳定的发泡力。因此,二次发泡颗粒彼此牢固地热熔接一体化,得到的模内发泡成型体具有更优异的机械强度。
在上述模内发泡成型用芳香族聚酯系树脂发泡颗粒中,具有芳香族聚酯系树脂发泡颗粒主体以及覆盖上述芳香族聚酯系树脂发泡颗粒主体的表面的非发泡的表皮层,且基于上述表皮层的覆盖率为80%以上时,在芳香族聚酯系树脂发泡颗粒的表面仅存在少量或完全不存在气泡截面。由此,芳香族聚酯系树脂发泡颗粒的发泡气体保持性和热熔接性更优异,在模内发泡成型时,二次发泡颗粒彼此通过发泡压力而更牢固地热熔接一体化,得到的模内发泡成型体具有更优异的机械强度。
另外,在模内发泡成型用芳香族聚酯系树脂发泡颗粒的表面,如上所述仅存在少量或完全不存在气泡截面。因此,使用模内发泡成型用芳香族聚酯系树脂发泡颗粒而得到的模内发泡成型体的表面露出的气泡截面少,得到的模内发泡成型体具有优异的外观性。
在上述模内发泡成型用芳香族聚酯系树脂发泡颗粒中,球度为0.7以上时,在模内发泡成型时能够在模具内大致均匀地填充模内发泡成型用芳香族聚酯系树脂发泡颗粒。因此,能够使芳香族聚酯系树脂发泡颗粒整体均匀地发泡,并使二次发泡颗粒彼此更确实地热熔接一体化。其结果,得到的模内发泡成型体具有更优异的机械强度和外观。
在上述模内发泡成型用芳香族聚酯系树脂发泡颗粒中,结晶度不足15%时,发泡颗粒具有更优异的热熔接性,在模内发泡成型时发泡颗粒彼此充分地热熔接一体化。由此,得到的模内发泡成型体具有更优异的机械强度和外观性。
在上述模内发泡成型用芳香族聚酯系树脂发泡颗粒中,体积密度为0.05~0.7g/cm3时,在模内发泡成型时,芳香族聚酯系树脂发泡颗粒发挥更优异的发泡力,二次发泡颗粒彼此牢固地热熔接一体化。因此,得到的模内发泡成型体具有更优异的机械强度。
本发明的模内发泡成型用芳香族聚酯系树脂发泡颗粒的制造方法具备如下工序:向挤出机供给芳香族聚酯系树脂并在发泡剂的存在下进行熔融混炼的工序;一边使芳香族聚酯系树脂挤出物从安装在上述挤出机的前端的喷嘴模具挤出发泡,一边进行切断,从而制造颗粒状切断物的工序;以及将上述颗粒状切断物进行冷却的工序。在得到的芳香族聚酯系树脂发泡颗粒的表面,仅存在少量或完全不存在气泡截面。由此,芳香族聚酯系树脂发泡颗粒的发泡气体保持性和热熔接性更优异,在模内发泡成型时,二次发泡颗粒彼此通过发泡压力而更牢固地热熔接一体化,得到的模内发泡成型体具有更优异的机械强度。
在上述芳香族聚酯系树脂发泡颗粒的制造方法中,向挤出机供给特性粘度为0.8~1.1的芳香族聚酯系树脂100重量份与交联剂0.01~5重量份,并使上述芳香族聚酯系树脂通过上述交联剂进行交联时,得到的芳香族聚酯系树脂发泡颗粒的发泡气体的保持性更优异。因此,芳香族聚酯系树脂发泡颗粒在模内发泡成型时发挥更稳定的发泡力,发泡颗粒彼此牢固地热熔接一体化,得到的模内发泡成型体具有更优异的机械强度。
附图说明
图1是示出芳香族聚酯系树脂发泡颗粒的制造装置的一例的截面示意图。
图2是从正面观察多喷嘴模具的示意图。
图3是示出芳香族聚酯系树脂发泡颗粒进入冷却液中的状况的示意图。
图4是用扫描型电子显微镜(SEM)以20倍观察实施例1中得到的芳香族聚酯系树脂发泡颗粒的截面的照片。
图5是用扫描型电子显微镜(SEM)以20倍观察实施例1中得到的芳香族聚酯系树脂发泡颗粒的表面的照片。
图6是用扫描型电子显微镜(SEM)以30倍从正面观察比较例1中得到的芳香族聚酯系树脂发泡颗粒的照片。
图7是用扫描型电子显微镜(SEM)以30倍从侧面观察比较例1中得到的芳香族聚酯系树脂发泡颗粒的照片。
具体实施方式
接着说明本发明的实施例,但本发明不限定于下述实施例。
(实施例1)
使用了图1和图2所示的制造装置。首先,向口径为65mm且L/D比为35的单螺杆挤出机供给包含聚对苯二甲酸乙二醇酯(三井化学株式会社制商品名“SA-135”、熔点:247.1℃、特性粘度:0.88)100重量份、在聚对苯二甲酸乙二醇酯中含有滑石而成的母料(聚对苯二甲酸乙二醇酯含量:60重量%、滑石含量:40重量%、聚对苯二甲酸乙二醇酯的特性粘度:0.88)1.8重量份以及苯均四酸酐0.20重量份的聚对苯二甲酸乙二醇酯组合物,以290℃进行熔融混炼。
接着,从挤出机的途中将由异丁烷35重量%和正丁烷65重量%构成的丁烷以相对于聚对苯二甲酸乙二醇酯100重量份为0.7重量份的方式压入熔融状态的聚对苯二甲酸乙二醇酯组合物中,使其在聚对苯二甲酸乙二醇酯中均匀地分散。
然后,在挤出机的前端部将熔融状态的聚对苯二甲酸乙二醇酯组合物冷却至280℃后,使聚对苯二甲酸乙二醇酯组合物从安装在挤出机的前端的多喷嘴模具1的各喷嘴挤出发泡。将聚对苯二甲酸乙二醇酯组合物的挤出量设为30Kg/小时。
需要说明的是,多喷嘴模具1具有20个出口部11的直径为1mm的喷嘴,喷嘴的出口部11全部以等间隔排列在假设处于多喷嘴模具1的前端面1a上的、直径为139.5mm的假想圆A上。
并且,在旋转轴2的后端部外周面上,2片旋转刃5以在旋转轴2的圆周方向上保持180°的相位差的方式一体地设置,构成为各旋转刃5以始终与多喷嘴模具1的前端面1a接触的状态在假想圆A上移动的状态。
进而,冷却构件4具有由正面圆形状的前部41a、以及从该前部41a的外周边缘向后延伸设置且内径为320mm的圆筒状的周壁部41b构成的冷却鼓41。并且,通过供给管41d和冷却鼓41的供给口41c向冷却鼓41内供给20℃的冷却水42。冷却鼓41内的容积为17684cm3。
冷却水42由于伴随从供给管41d供至冷却鼓41的周壁部41b的内周面时的流速的离心力而沿着冷却鼓41的周壁部41b内周面以螺旋状向前方行进,冷却液42在沿着周壁部41b的内周面行进的过程中慢慢在垂直于行进方向的方向上扩散,其结果,成为比冷却鼓41的供给口41c更靠前的周壁部41b的内周面被冷却液42整面地覆盖的状态。
并且,使配置在多喷嘴模具1的前端面1a的旋转刃5以2500rpm的转速旋转,利用旋转刃5将从多喷嘴模具1的各喷嘴的出口部11挤出发泡的聚对苯二甲酸乙二醇酯挤出物切断,制造大致球状的颗粒状切断物。聚对苯二甲酸乙二醇酯挤出物由刚从多喷嘴模具1的喷嘴挤出的未发泡部、以及连接于该未发泡部的发泡中途的发泡部构成。并且,聚对苯二甲酸乙二醇酯挤出物在喷嘴的出口部11的开口端被切断,聚对苯二甲酸乙二醇酯挤出物的切断在未发泡部处进行。
需要说明的是,在制造上述模内发泡成型用聚对苯二甲酸乙二醇酯发泡颗粒时,首先不在多喷嘴模具1上安装旋转轴2,且使冷却构件4远离多喷嘴模具1。在该状态下,从挤出机使聚对苯二甲酸乙二醇酯挤出物挤出发泡,确认聚对苯二甲酸乙二醇酯挤出物由刚从多喷嘴模具1的喷嘴挤出的未发泡部、以及连接于该未发泡部的发泡中途的发泡部构成。接着,在多喷嘴模具1上安装旋转轴2,且将冷却构件4配置于规定位置,然后使旋转轴2旋转,在喷嘴的出口部11的开口端处用旋转刃5将聚对苯二甲酸乙二醇酯挤出物切断,制造颗粒状切断物。
该颗粒状切断物因旋转刃5产生的切断应力而向外侧或前方飞出,以从冷却水42的液流的上游侧朝向下游侧追随冷却水42的方式从与冷却水42的表面斜交的方向冲撞于沿着冷却构件4的冷却鼓41的内面流动的冷却水42中,颗粒状切断物进入冷却水42中后立即被冷却,从而制造模内发泡成型用聚对苯二甲酸乙二醇酯发泡颗粒。
所得的聚对苯二甲酸乙二醇酯发泡颗粒通过冷却鼓41的排出口41e与冷却水42一起排出后,用脱水机将其与冷却水42分离。将使用扫描型电子显微镜(SEM)以20倍观察模内发泡成型用聚对苯二甲酸乙二醇酯发泡颗粒的截面的照片示于图4。将使用扫描型电子显微镜(SEM)以20倍观察模内发泡成型用聚对苯二甲酸乙二醇酯发泡颗粒的表面的照片示于图5。
(实施例2)
从挤出机的途中将由异丁烷35重量%和正丁烷65重量%构成的丁烷以相对于聚对苯二甲酸乙二醇酯100重量份为0.3重量份的方式压入熔融状态的聚对苯二甲酸乙二醇酯组合物中,使其在聚对苯二甲酸乙二醇酯中均匀地分散,除此以外,与实施例1同样操作,得到模内发泡成型用聚对苯二甲酸乙二醇酯发泡颗粒。
(实施例3)
从挤出机的途中将由异丁烷35重量%和正丁烷65重量%构成的丁烷以相对于聚对苯二甲酸乙二醇酯100重量份为0.65重量份的方式压入熔融状态的聚对苯二甲酸乙二醇酯组合物中,使其在聚对苯二甲酸乙二醇酯中均匀地分散,除此以外,与实施例1同样操作,得到模内发泡成型用聚对苯二甲酸乙二醇酯发泡颗粒。
(实施例4)
使苯均四酸酐为0.16重量份来代替0.2重量份,从挤出机的途中将由异丁烷35重量%和正丁烷65重量%构成的丁烷以相对于聚对苯二甲酸乙二醇酯100重量份为0.68重量份的方式压入熔融状态的聚对苯二甲酸乙二醇酯组合物中,使其在聚对苯二甲酸乙二醇酯中均匀地分散,除此以外,与实施例1同样操作,得到模内发泡成型用聚对苯二甲酸乙二醇酯发泡颗粒。
(实施例5)
使苯均四酸酐为0.28重量份来代替0.2重量份,从挤出机的途中将由异丁烷35重量%和正丁烷65重量%构成的丁烷以相对于聚对苯二甲酸乙二醇酯100重量份为0.72重量份的方式压入熔融状态的聚对苯二甲酸乙二醇酯组合物中,使其在聚对苯二甲酸乙二醇酯中均匀地分散,除此以外,与实施例1同样操作,得到模内发泡成型用聚对苯二甲酸乙二醇酯发泡颗粒。
(实施例6)
使用包含聚对苯二甲酸乙二醇酯(远东纺绩株式会社制商品名“CH-611”、熔点:248.9℃、特性粘度:1.04)100重量份、在聚对苯二甲酸乙二醇酯中含有滑石而成的母料(聚对苯二甲酸乙二醇酯含量:60重量%、滑石含量:40重量%、聚对苯二甲酸乙二醇酯的特性粘度:1.04)1.8重量份以及苯均四酸酐0.14重量份的聚对苯二甲酸乙二醇酯组合物,从挤出机的途中将由异丁烷35重量%和正丁烷65重量%构成的丁烷以相对于聚对苯二甲酸乙二醇酯100重量份为0.65重量份的方式压入熔融状态的聚对苯二甲酸乙二醇酯组合物中,使其在聚对苯二甲酸乙二醇酯中均匀地分散,除此以外,与实施例1同样操作,得到模内发泡成型用聚对苯二甲酸乙二醇酯发泡颗粒。
(实施例7)
使用包含聚对苯二甲酸乙二醇酯(远东纺绩株式会社制商品名“CH-611”、熔点:248.9℃、特性粘度:1.04)100重量份、在聚对苯二甲酸乙二醇酯中含有滑石而成的母料(聚对苯二甲酸乙二醇酯含量:60重量%、滑石含量:40重量%、聚对苯二甲酸乙二醇酯的特性粘度:1.04)1.8重量份以及苯均四酸酐0.14重量份的聚对苯二甲酸乙二醇酯组合物,从挤出机的途中将由异丁烷35重量%和正丁烷65重量%构成的丁烷以相对于聚对苯二甲酸乙二醇酯100重量份为0.50重量份的方式压入熔融状态的聚对苯二甲酸乙二醇酯组合物中,使其在聚对苯二甲酸乙二醇酯中均匀地分散,除此以外,与实施例1同样操作,得到模内发泡成型用聚对苯二甲酸乙二醇酯发泡颗粒。
(实施例8)
使用包含聚对苯二甲酸乙二醇酯(远东纺绩株式会社制商品名“CH-611”、熔点:248.9℃、特性粘度:1.04)100重量份、在聚对苯二甲酸乙二醇酯中含有滑石而成的母料(聚对苯二甲酸乙二醇酯含量:60重量%、滑石含量:40重量%、聚对苯二甲酸乙二醇酯的特性粘度:1.04)1.8重量份以及苯均四酸酐0.14重量份的聚对苯二甲酸乙二醇酯组合物,从挤出机的途中将由异丁烷35重量%和正丁烷65重量%构成的丁烷以相对于聚对苯二甲酸乙二醇酯100重量份为0.35重量份的方式压入熔融状态的聚对苯二甲酸乙二醇酯组合物中,使其在聚对苯二甲酸乙二醇酯中均匀地分散,除此以外,与实施例1同样操作,得到模内发泡成型用聚对苯二甲酸乙二醇酯发泡颗粒。
(比较例1)
首先,向口径为65mm且L/D比为35的单螺杆挤出机供给包含聚对苯二甲酸乙二醇酯(三井化学株式会社制商品名“SA-135”、熔点:247.1℃)100重量份、在聚对苯二甲酸乙二醇酯中含有滑石而成的母料(聚对苯二甲酸乙二醇酯含量:60重量%、滑石含量:40重量%、聚对苯二甲酸乙二醇酯的特性粘度:0.88)1.8重量份以及苯均四酸酐0.2重量份的聚对苯二甲酸乙二醇酯组合物供至,以290℃进行熔融混炼。
接着,从挤出机的途中将由异丁烷35重量%和正丁烷65重量%构成的丁烷以相对于聚对苯二甲酸乙二醇酯100重量份为0.7重量份的方式压入熔融状态的聚对苯二甲酸乙二醇酯组合物中,使其在聚对苯二甲酸乙二醇酯中均匀地分散。
然后,在挤出机的前端部将熔融状态的聚对苯二甲酸乙二醇酯组合物冷却至280℃后,使聚对苯二甲酸乙二醇酯组合物从安装在挤出机的前端的多喷嘴模具的各喷嘴挤出发泡成股线状。需要说明的是,多喷嘴模具1具有15个出口部11的直径为0.8mm的喷嘴。
将挤出发泡成股线状而得到的聚对苯二甲酸乙二醇酯挤出物立即投入到20℃的水中,冷却30秒钟。然后,将股线状的聚对苯二甲酸乙二醇酯挤出物以2.5mm间隔切断,得到圆柱状的模内发泡成型用聚对苯二甲酸乙二醇酯发泡颗粒。将所得模内发泡成型用聚对苯二甲酸乙二醇酯发泡颗粒的30倍放大照片示于图6、35倍放大照片示于图7。图6为正面图,图7为侧面图。从图6、图7的放大照片可知,所得模内发泡成型用聚对苯二甲酸乙二醇酯发泡颗粒在从其正面来看的状态下,有多个气泡截面在表皮层露出,在从侧面来看的状态下,气泡截面也部分地露出。
按照上述要点测定模内发泡成型用聚对苯二甲酸乙二醇酯发泡颗粒的表面覆盖率、体积密度、结晶度、开孔率、球度以及二氧化碳残留率(7小时后),将其结果示于表1。
按照上述要点测定构成所得的模内发泡成型用聚对苯二甲酸乙二醇酯发泡颗粒的改性聚对苯二甲酸乙二醇酯的Z平均分子量,将其结果示于表1。
按照下述要点测定所得的模内发泡成型用聚对苯二甲酸乙二醇酯发泡颗粒的二氧化碳残留率(1小时后),将其结果示于表1。
〔二氧化碳残留率(1小时后)〕
测定模内发泡成型用芳香族聚酯系树脂发泡颗粒的重量W6。接着,向高压釜供给模内发泡成型用芳香族聚酯系树脂发泡颗粒,在25℃、1MPa的条件下使二氧化碳在模内发泡成型用芳香族聚酯系树脂发泡颗粒中浸渗24小时。
将浸渗有二氧化碳的模内发泡成型用芳香族聚酯系树脂发泡颗粒(以下称为“二氧化碳浸渗发泡颗粒”)从高压釜中取出,在取出后的30秒内测定二氧化碳浸渗发泡颗粒的重量W7。
然后,将二氧化碳浸渗发泡颗粒在25℃、大气压下放置1小时,测定经过1小时时的二氧化碳浸渗发泡颗粒的重量W8。
并且,根据下式,算出模内发泡成型用芳香族聚酯系树脂发泡颗粒的二氧化碳残留率(1小时后)。
刚浸渗后的二氧化碳浸渗量W9=W7-W6
经过1小时后的二氧化碳浸渗量W10=W8-W6
二氧化碳残留率(1小时后)=100×W10/W9
[表1]
(实施例9)
将实施例1中得到的模内发泡成型用聚对苯二甲酸乙二醇酯发泡颗粒在刚制造完成后在25℃、大气压下放置24小时,然后按照下述要点进行模内发泡成型,得到模内发泡成型体。
(实施例10)
将实施例2中得到的模内发泡成型用聚对苯二甲酸乙二醇酯发泡颗粒在刚制造完成后在25℃、大气压下放置24小时,然后按照下述要点进行模内发泡成型,得到模内发泡成型体。
(实施例11)
将实施例3中得到的模内发泡成型用聚对苯二甲酸乙二醇酯发泡颗粒在刚制造完成后在25℃、大气压下放置24小时,然后按照下述要点进行模内发泡成型,得到模内发泡成型体。
(实施例12)
将实施例1中得到的模内发泡成型用聚对苯二甲酸乙二醇酯发泡颗粒在刚制造完成后在25℃、大气压下放置24小时。接着,将模内发泡成型用聚对苯二甲酸乙二醇酯发泡颗粒放入用二氧化碳充满的密闭容器内,进而以1.0MPa的压力向该密闭容器内压入二氧化碳,以20℃放置24小时,使二氧化碳浸渗于模内发泡成型用聚对苯二甲酸乙二醇酯发泡颗粒中。将浸渗有二氧化碳的模内发泡成型用聚对苯二甲酸乙二醇酯发泡颗粒从密闭容器中取出,在25℃、大气压下放置7小时后,按照下述要点进行模内发泡成型,得到模内发泡成型体。
(实施例13)
将实施例4中得到的模内发泡成型用聚对苯二甲酸乙二醇酯发泡颗粒在刚制造完成后在25℃、大气压下放置24小时,然后按照下述要点进行模内发泡成型,得到模内发泡成型体。
(实施例14)
将实施例5中得到的模内发泡成型用聚对苯二甲酸乙二醇酯发泡颗粒在刚制造完成后在25℃、大气压下放置24小时,然后按照下述要点进行模内发泡成型,得到模内发泡成型体。
(实施例15)
将实施例4中得到的模内发泡成型用聚对苯二甲酸乙二醇酯发泡颗粒在刚制造完成后在25℃、大气压下放置24小时。接着,将模内发泡成型用聚对苯二甲酸乙二醇酯发泡颗粒放入用二氧化碳充满的密闭容器内,进而以1.0MPa的压力向该密闭容器内压入二氧化碳,以20℃放置24小时,使二氧化碳浸渗到模内发泡成型用聚对苯二甲酸乙二醇酯发泡颗粒中。将浸渗有二氧化碳的模内发泡成型用聚对苯二甲酸乙二醇酯发泡颗粒从密闭容器中取出,在25℃、大气压下放置7小时后,按照下述要点进行模内发泡成型,得到模内发泡成型体。
(实施例16)
将实施例5中得到的模内发泡成型用聚对苯二甲酸乙二醇酯发泡颗粒在刚制造完成后在25℃、大气压下放置24小时。接着,将模内发泡成型用聚对苯二甲酸乙二醇酯发泡颗粒放入用二氧化碳充满的密闭容器内,进而以1.0MPa的压力向该密闭容器内压入二氧化碳,以20℃放置24小时,使二氧化碳浸渗到模内发泡成型用聚对苯二甲酸乙二醇酯发泡颗粒中。将浸渗有二氧化碳的模内发泡成型用聚对苯二甲酸乙二醇酯发泡颗粒从密闭容器中取出,在25℃、大气压下放置7小时后,按照下述要点进行模内发泡成型,得到模内发泡成型体。
(实施例17)
将实施例6中得到的模内发泡成型用聚对苯二甲酸乙二醇酯发泡颗粒在刚制造完成后在25℃、大气压下放置24小时,然后按照下述要点进行模内发泡成型,得到模内发泡成型体。
(实施例18)
将实施例7中得到的模内发泡成型用聚对苯二甲酸乙二醇酯发泡颗粒在刚制造完成后在25℃、大气压下放置24小时,然后按照下述要点进行模内发泡成型,得到模内发泡成型体。
(实施例19)
将实施例8中得到的模内发泡成型用聚对苯二甲酸乙二醇酯发泡颗粒在刚制造完成后在25℃、大气压下放置24小时,然后按照下述要点进行模内发泡成型,得到模内发泡成型体。
(实施例20)
将实施例6中得到的模内发泡成型用聚对苯二甲酸乙二醇酯发泡颗粒在刚制造完成后在25℃、大气压下放置24小时。接着,将模内发泡成型用聚对苯二甲酸乙二醇酯发泡颗粒放入用二氧化碳充满的密闭容器内,进而以1.0MPa的压力向该密闭容器内压入二氧化碳,以20℃放置24小时,使二氧化碳浸渗到模内发泡成型用聚对苯二甲酸乙二醇酯发泡颗粒中。将浸渗有二氧化碳的模内发泡成型用聚对苯二甲酸乙二醇酯发泡颗粒从密闭容器中取出,在25℃、大气压下放置7小时后,按照下述要点进行模内发泡成型,得到模内发泡成型体。
(比较例2)
将比较例1中得到的模内发泡成型用聚对苯二甲酸乙二醇酯发泡颗粒在刚制造完成后在25℃、大气压下放置24小时,然后按照下述要点进行模内发泡成型,得到模内发泡成型体。
(比较例3)
将比较例1中得到的模内发泡成型用聚对苯二甲酸乙二醇酯发泡颗粒在刚制造完成后在25℃、大气压下放置24小时。接着,将模内发泡成型用聚对苯二甲酸乙二醇酯发泡颗粒放入用二氧化碳充满的密闭容器内,进而以1.0MPa的压力向该密闭容器内压入二氧化碳,以20℃放置24小时,使二氧化碳浸渗到模内发泡成型用聚对苯二甲酸乙二醇酯发泡颗粒中。将浸渗有二氧化碳的模内发泡成型用聚对苯二甲酸乙二醇酯发泡颗粒从密闭容器中取出,在25℃、大气压下放置7小时后,按照下述要点进行模内发泡成型,得到模内发泡成型体。
〔模内发泡成型〕
将模内发泡成型用聚对苯二甲酸乙二醇酯发泡颗粒填充在铝制的模具的模腔内。需要说明的是,模具的模腔的内部尺寸为长30mm×宽300mm×高300mm的长方体形状。另外,为了使该模具的模腔内与模具外部连通而在模具上以20mm的间隔形成共计252个直径8mm的圆形状的供给口。需要说明的是,在各供给口设置开口宽度为1mm的格子部,以使填充在模具内的模内发泡成型用聚对苯二甲酸乙二醇酯发泡颗粒不会经由该供给口流出到模具外的方式形成,而水蒸汽能够经由模具的供给口从模具外顺利地供给到模腔内。
并且,向模腔内供给105℃的水蒸汽来加热模内发泡成型用聚对苯二甲酸乙二醇酯发泡颗粒而使其发泡,使发泡颗粒彼此热熔接一体化。
接着,向模腔内供给冷却水,将模具内的模内发泡成型体冷却,然后打开模腔,取出模内发泡成型体。
按照以下要点测定所得模内发泡成型体的密度、最大点载荷、最大点应力、最大点位移、熔接率以及外观,将其结果示于表2。
〔体积密度〕
测定模内发泡成型体的重量W11并测定模内发泡成型体的表观体积V,将重量W11除以体积V,由此算出模内发泡成型体的密度。
〔最大点载荷(弯曲强度)〕
从模内发泡成型体切出5个长20mm×宽25mm×高130mm的长方体形状的试验片,按照JIS7221-1对各试验片进行弯曲试验,测定各试验片的最大点载荷,将这些试验片的最大点载荷的算术平均值记作模内发泡成型体的最大点载荷。作为测定装置,使用了由ORIENTEC Co.,LTD以“UCT-10T”的商品名市售的Tensilon万能试验机。
〔最大点应力(弯曲强度)〕
从模内发泡成型体切出5个长20mm×宽25mm×高130mm的长方体形状的试验片,按照JIS7221-1对各试验片进行弯曲试验,测定各试验片的最大点应力,将这些试验片的最大点应力的算术平均值记作模内发泡成型体的最大点应力。作为测定装置,使用了由ORIENTEC Co.,LTD以“UCT-10T”的商品名市售的Tensilon万能试验机。
〔最大点位移(弯曲强度)〕
从模内发泡成型体切出5个长20mm×宽25mm×高130mm的长方体形状的试验片,按照JIS7221-1对各试验片进行弯曲试验,测定各试验片的最大点位移,将这些试验片的最大点位移的算术平均值记作模内发泡成型体的最大点位移。作为测定装置,使用了由ORIENTEC Co.,LTD以“UCT-10T”的商品名市售的Tensilon万能试验机。
〔熔接率〕
使模内发泡成型体弯折,从特定部位切断。通过目视数出在模内发泡成型体的切断面露出的发泡颗粒的总颗粒数N1,并且通过目视数出材料破坏了的发泡颗粒、即被分割的发泡颗粒的颗粒数N2,根据下述式可以算出熔接率。
熔接率(%)=100×材料破坏了的发泡颗粒的颗粒数N2/发泡颗粒的总颗粒数N1
〔外观〕
根据下述基准评价所得模内发泡成型体的外观。
良好(good):在模内发泡成型体的表面未露出气泡截面,漂亮。
不良(bad):在模内发泡成型体的表面显现气泡截面,在表皮部分与气泡截面部分呈现斑块状花纹。
[表2]
产业上的可利用性
本发明的模内发泡成型用芳香族聚酯系树脂发泡颗粒在制造后的可保管时间长,并且热熔接性也优异。使用本发明的芳香族聚酯系树脂发泡颗粒成型得到的模内发泡成型体具有优异的机械强度和外观,能够适宜地用于运输用包装构件、汽车构件用途。
附图标记说明
1 喷嘴模具
2 旋转轴
3 驱动构件
4 冷却构件
41 冷却鼓
42 冷却液
5 旋转刃
P 模内发泡成型用芳香族聚酯系树脂发泡颗粒
Claims (12)
1.一种模内发泡成型用芳香族聚酯系树脂发泡颗粒,其特征在于,其含有芳香族聚酯系树脂,在25℃、1MPa的条件下使二氧化碳浸渗24小时后,经过7小时时的所述二氧化碳的残留率为5重量%以上。
2.根据权利要求1所述的模内发泡成型用芳香族聚酯系树脂发泡颗粒,其特征在于,构成模内发泡成型用芳香族聚酯系树脂发泡颗粒的芳香族聚酯系树脂的Z平均分子量为2.0×105以上。
3.根据权利要求1所述的模内发泡成型用芳香族聚酯系树脂发泡颗粒,其特征在于,开孔率不足15%。
4.根据权利要求1所述的模内发泡成型用芳香族聚酯系树脂发泡颗粒,其特征在于,其具有:芳香族聚酯系树脂发泡颗粒主体、以及覆盖所述芳香族聚酯系树脂发泡颗粒主体的表面的非发泡的表皮层,所述表皮层的覆盖率为80%以上。
5.根据权利要求1所述的模内发泡成型用芳香族聚酯系树脂发泡颗粒,其特征在于,球度为0.7以上。
6.根据权利要求1所述的模内发泡成型用芳香族聚酯系树脂发泡颗粒,其特征在于,结晶度不足15%。
7.根据权利要求1所述的模内发泡成型用芳香族聚酯系树脂发泡颗粒,其特征在于,体积密度为0.05~0.7g/cm3。
8.一种模内发泡成型用芳香族聚酯系树脂发泡颗粒的制造方法,其特征在于,具备如下工序:向挤出机供给芳香族聚酯系树脂并在发泡剂的存在下进行熔融混炼的工序;一边使芳香族聚酯系树脂挤出物从安装在所述挤出机的前端的喷嘴模具挤出发泡,一边进行切断,从而制造颗粒状切断物的工序;以及将所述颗粒状切断物进行冷却的工序。
9.根据权利要求8所述的模内发泡成型用芳香族聚酯系树脂发泡颗粒的制造方法,其特征在于,向挤出机供给特性粘度为0.8~1.1的芳香族聚酯系树脂100重量份和交联剂0.01~5重量份,利用所述交联剂使所述芳香族聚酯系树脂进行交联。
10.一种模内发泡成型体,其特征在于,其是使用权利要求1所述的模内发泡成型用芳香族聚酯系树脂发泡颗粒进行模内发泡成型而得到的。
11.一种复合结构构件,其特征在于,其包括权利要求10所述的模内发泡成型体、以及在所述模内发泡成型体的表面层叠一体化的表皮材料。
12.一种汽车用构件,其特征在于,其包括权利要求10所述的模内发泡成型体或权利要求11所述的复合结构构件。
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