ES2955448T3 - Artículo moldeado de espuma de polipropileno y procedimiento para producir artículo moldeado de espuma de polipropileno - Google Patents
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Abstract
El artículo moldeado de espuma de polipropileno de la presente invención tiene una densidad de 0,15 g/cm3 a 0,54 g/cm3 medida de acuerdo con la norma ISO 1183, resistencia térmica (R) de 0,020 m2·K/W a 0,125 m2·K/W en la dirección del espesor a 30°C, medido de acuerdo con ASTM E1530, una capacidad calorífica (Q) por unidad de área de 1,0 kJ/m2·K a 2,5 kJ/m2·K a 30°C, y satisface la fórmula 1. Fórmula 1: Q > 1/(4×R1/2). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Artículo moldeado de espuma de polipropileno y procedimiento para producir artículo moldeado de espuma de polipropileno
CAMPO TÉCNICO
La presente invención se refiere a un cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno y a un procedimiento de fabricación de un cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno.
ANTECEDENTES DE LA TÉCNICA
Recientemente, se ha requerido que un componente interior de un automóvil sea ligero desde el punto de vista de los problemas ambientales o la mejora de la eficiencia del combustible.
Actualmente, un cuerpo moldeado de espuma comienza a usarse en el componente interior del automóvil como un conjunto para hacer que el peso ligero y la rigidez sean compatibles.
Los ejemplos de una tecnología relevante para el cuerpo moldeado de espuma incluyen una tecnología descrita en el Documento de patente 1. En el Documento de patente 1 (publicación de patente japonesa abierta a consulta por el público No. 2001-088235), se describe un cuerpo poroso de resina termoplástica en el que tres capas de una porción de capa superficial, una porción de capa interna espumada y una porción de capa superficial se moldean de manera integral.
En el Documento de patente 1, se describe que dicho cuerpo poroso de resina termoplástica tiene una alta rigidez a la compresión y una alta rigidez a la flexión en una dirección de espesor, y es ligero, f 11
Los documentos de los EE. UU. 2010/298456 Al, 2011/206922 Al, 2006/135672 Al y el documento de Japón 2012 136633 A describen cuerpos moldeados de espuma a base de polipropileno que contienen un copolímero de bloque a base de propileno-etileno y caucho de copolímero de etileno a-olefina como componente de resina.
DOCUMENTO RELACIONADO DOCUMENTO DE PATENTE
[Documento de patente 1] Publicación de patente japonesa abierta al público No. 2001-088235
RESUMEN DE LA INVENCIÓN
Sin embargo, según estudios realizados por los presentes inventores, es obvio que una pared de una celda de burbujas de aire en el cuerpo moldeado de espuma, como se describe en el Documento de Patente 1, es delgada y, por consiguiente, en un caso en el que se aplica una carga sobre la pared y la pared se deforma, la pared de la celda de burbujas de aire se pandea fácilmente y, por consiguiente, no es posible usar el cuerpo moldeado de espuma como el componente interior del automóvil.
Aquí, una pérdida debido al almacenamiento de calor de la energía térmica interior del automóvil en el componente interior y una pérdida debido al movimiento de calor a través del componente interior también se consideran como una razón para el deterioro de la eficiencia de combustible del automóvil. Por esta razón, con el fin de reducir una pérdida de energía térmica, se requiere un componente interior que tenga una baja cantidad de almacenamiento de calor, una alta resistencia térmica y un peso ligero.
Según estudios realizados por los presentes inventores, en el cuerpo moldeado de espuma, como se describe en el Documento de Patente 1, es obvio que la convección de gas o la radiación de calor se realiza fácilmente en la pared de la celda de burbujas de aire y, por consiguiente, también disminuye el efecto de aislamiento térmico.
La presente invención se ha realizado teniendo en cuenta las circunstancias descritas anteriormente, y un objetivo de la presente invención es proporcionar un cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno a partir del cual se pueda realizar un componente interior de un automóvil que tenga un excelente equilibrio en ligereza, rigidez y apariencia, una baja cantidad de almacenamiento de calor y una alta resistencia térmica.
Los presentes inventores han llevado a cabo estudios intensivos para realizar un componente interior de un automóvil
que tenga un excelente equilibrio en ligereza, rigidez y apariencia, una baja cantidad de almacenamiento de calor y una alta resistencia térmica. Como resultado de ello, se ha descubierto que, cuando la resistencia térmica (R) en una dirección de espesor y la capacidad térmica por unidad de área (Q) están en un intervalo específico y tienen una relación específica, se obtiene por primera vez un excelente equilibrio en los rendimientos descritos anteriormente y, por consiguiente, se completó la presente invención.
Según la presente invención, se proporcionan un cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno y un procedimiento de fabricación de un cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno descrito a continuación.
[1] Un cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno, en el que una densidad que se mide sobre la base de la norma ISO1183 es mayor o igual a 0,15 g/cm23456y menor o igual a 0,54 g/cm3, la resistencia térmica (R) a 30 °C en una dirección de espesor que se mide sobre la base de la norma ASTM E1530 es mayor o igual a 0,020 m2 -K/W y menor o igual a 0,125 m2-K/W, la capacidad térmica por unidad de área (Q) a 30 °C es mayor o igual a 1,0 kJ/m2-K y menor o igual a 2,5 kJ/m2-K, y se cumple la Expresión 1 descrita a continuación, y
un espesor sustancial del cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno que se define por la Expresión 2 descrita a continuación es mayor o igual a 0,7 mm y menor a 1,5 mm.
(En la Expresión 2 descrita anteriormente, W indica una masa (g) de una pieza de prueba sin espuma similar a una placa que se desespuma y se obtiene desespumando una pieza de prueba cuadrada similar a una placa cortada del cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno a 200 °C a presión reducida y, a continuación,realizando un tratamiento de enfriamiento lento presurizado. Do indica una densidad (g/cm3) de la pieza de prueba sin espuma obtenida. S indica un área (cm2) de una superficie de la pieza de prueba cuadrada en forma de placa cortada del cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno).
El cuerpo moldeado de espuma a base de propileno contiene solo un copolímero de bloque a base de propilenoetileno (A) y caucho de copolímero de etileno-a-olefina (B) como componente de resina,
donde el copolímero de bloques a base de propileno-etileno (A) incluye una porción de homopolímeros de polileno y una porción de copolímero aleatorio de etileno-propileno, y el MFR (230 °C, una carga de 2160 g) de la porción de homopolímero de propileno es mayor o igual a 50 g/10 minutos y menor o igual a 1000 g/10 minutos, donde el MFR se determina sobre la base de un procedimiento de la norma ASTM D-1238, en la porción de copolímero aleatorio de etileno-propileno, una viscosidad inherente [q]que se mide a 135 °C en decahidronaftaleno es mayor a 4 dl/g y menor o igual a 10 dl/g, y
una tasa de contenido de una unidad estructural derivada de etileno en la porción de copolímero aleatorio de etileno-propileno es mayor o igual a 20 mol% y menor o igual a 60 mol%.
[2] El cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno según [1] descrito anteriormente, en el que al menos una parte del cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno incluye una porción plana, y la rigidez a la flexión por unidad de ancho en la porción plana es mayor o igual a 0,40 N -m2/m.
[3] El cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno según [1] o [2] descrito anteriormente, en el que una primera capa de revestimiento sólido, una capa espumada y una segunda capa de revestimiento sólido están en un estado de laminación en este orden.
[4] El cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno según [3] descrito anteriormente, en el que un espesor del cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno es mayor o igual a 2,0 mm y menor o igual a 7,0 mm, y los espesores de la primera capa de piel sólida y la segunda capa de piel sólida son respectivamente mayor o igual a 0,1 mm y menor o igual a 0,5 mm.
[5] El cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno según cualquiera de [1] a [4] descrito anteriormente, en el que cuando un total del copolímero de bloques a base de propileno-etileno (A), el caucho de copolímero de etileno-a-olefina (B) y un relleno inorgánico (C) se establece en 100 partes en masa, un contenido del copolímero de bloques a base de propileno-etileno (A) es mayor o igual a 65 partes en masa y menor o igual a 90 partes en masa, un contenido del caucho de copolímero de etileno-a-olefina (B) es mayor o igual a 10 partes en masa y menor o igual a 30 partes en masa, y un contenido del relleno inorgánico (C) es mayor o igual a 0 partes en masa y menor o igual a 5 partes en masa.
[6] Un procedimiento de fabricación para fabricar el cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno según cualquiera de [1] a [5] descrito anteriormente, que incluye: una etapa de realización de moldeo de espuma con respecto a una composición de resina a base de propileno que contiene un copolímero de bloque a base de propileno-etileno (A), caucho de copolímero de etileno-a-olefina (B) y un relleno inorgánico (C); y una etapa de
adición adicional de un agente espumante (D) a la composición de resina a base de polipropileno antes de realizar el moldeo de espuma o en el momento de realizar el moldeo de espuma, en el que cuando un total del copolímero de bloque a base de propileno-etileno (A) , el caucho de copolímero de etileno-a-olefina (B) y el relleno inorgánico (C) se establece en 100 partes en masa, una cantidad de formulación del copolímero de bloque a base de propileno-etileno (A) es mayor o igual a 65 partes en masa y menor o igual a 90 partes en masa, una cantidad de formulación del caucho de copolímero de etileno-a-olefina (B) es mayor o igual a 10 partes en masa y menor o igual a 30 partes en masa, una cantidad de formulación de la carga inorgánica (C) es mayor o igual a 0 partes en masa y menor o igual a 5 partes en masa, y una cantidad de formulación del agente espumante (D) es mayor o igual a 0,8 partes en masa y menor o igual a 4,0 partes en masa.
[7] El procedimiento de fabricación de un cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno según [6] descrito anteriormente, en el que un índice de fluidez (MFR) (230 °C, una carga de 2160 g) del copolímero de bloques a base de propileno-etileno (A) que se mide sobre la base de la norma ASTM D-1238 es mayor o igual a 50 g/10 minutos y menor o igual a 140 g/10 minutos.
[8] El procedimiento de fabricación de un cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno según [6] o [7] descrito anteriormente, en el que una viscosidad inherente de una porción de copolímero aleatorio de etilenopropileno que configura el copolímero de bloque a base de propileno-etileno (A) que se mide a 135 °C en decahidronaftaleno es mayor a 5 dl/g y menor o igual a 9 dl/g.
[9] El procedimiento de fabricación de un cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno según cualquiera de [6] a [8] descrito anteriormente, en el que el agente espumante (D) es un agente espumante térmicamente descomponible que contiene al menos un tipo seleccionado de carbonato e hidrogenocarbonato.
[10] El procedimiento de fabricación de un cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno según cualquiera de [6] a [9] descrito anteriormente, en el que en la etapa de realizar el moldeo de espuma con respecto a la composición de resina a base de propileno, la composición de resina a base de polipropileno se somete a moldeo por inyección de espuma mediante el uso de una máquina de moldeo por inyección, y cuando una holgura de cavidad de un molde metálico en el momento de iniciar la inyección se establece en T0 , y una longitud de una superficie en sección de una cavidad en una dirección de ampliación y apertura después de retraer un molde móvil del molde metálico se establece en T1, T0 se establece para que sea mayor o igual a 0,7 mm y menor que 1,5 mm, y T1/T0 se establece para que sea mayor o igual a 1,8 y menor o igual a 6,0.
[11] El procedimiento de fabricación de un cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno según [10] descrito anteriormente, en el que una temperatura de la composición de resina a base de polipropileno en el momento de realizar la inyección con respecto a la composición de resina a base de polipropileno es superior o igual a 170 °C e inferior o igual a 250 °C, las temperaturas de un molde fijo y el molde móvil del molde metálico en el momento de realizar la inyección son superiores o iguales a 25 °C e inferiores o igual a 80 °C, una velocidad de inyección de la máquina de moldeo por inyección es mayor o igual a 100 cm3/segundo y menor o igual a 2000 cm3/segundo, una presión de inyección de la máquina de moldeo por inyección es mayor o igual a 70 MPa y menor o igual a 200 MPa, un tiempo desde la finalización del llenado por inyección hasta el inicio de la retracción del molde móvil es mayor que 0 segundos y menor o igual a 5 segundos, y una relación de espumado es mayor o igual a 1,8 veces y menor o igual a 6,0 veces.
[12] El procedimiento de fabricación de un cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno según [10] u [11] descrito anteriormente, en el que una capa de aislamiento térmico que tiene una conductividad térmica mayor o igual a 0,18 W/m-K y menor o igual a 40 W/m-K se forma sobre una superficie o ambas superficies de la cavidad del molde metálico para tener un espesor mayor o igual a 0,01 mm y menor o igual a 0,5 mm.
[13] El cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno según cualquiera de [1] a [5] descrito anteriormente, en el que el cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno es un componente interior de un automóvil.
[14] El cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno según [13] descrito anteriormente, en el que el cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno es una moldura de puerta del automóvil.
Según la presente invención, es posible proporcionar un cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno a partir del cual puede realizarse un componente interior de un automóvil que tiene un excelente equilibrio en ligereza, rigidez y apariencia, una baja cantidad de almacenamiento de calor y una alta resistencia térmica.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
El objeto descrito anteriormente, otros objetos del mismo y las características y ventajas serán más obvias mediante las realizaciones preferidas descritas a continuación y los siguientes dibujos asociados con las mismas.
La FIG. 1 es un diagrama en el que se representan la capacidad térmica por unidad de área (Q) y la resistencia térmica (R) de un cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno obtenido en cada ejemplo y cada ejemplo comparativo.
DESCRIPCIÓN DE LAS REALIZACIONES
En lo sucesivo, se describirán realizaciones de la presente invención. Además, "a" entre los números en una oración indica que es mayor o igual a un número y menor o igual a un número, a menos que se indique particularmente lo contrario.
[Cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno]
En primer lugar, se describirá un cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno según esta realización.
El cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno según esta realización está formado por una composición de resina a base de polipropileno, y se obtiene preferiblemente realizando moldeo por inyección de espuma con respecto a la composición de resina a base de polipropileno descrita anteriormente usando una máquina de moldeo por inyección.
En el cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno según esta realización, una densidad medida sobre la base de la norma ISO1183 es mayor o igual a 0,15 g/cm3 y menor o igual a 0,54 g/cm3, es preferiblemente mayor o igual a 0,20 g/cm3 y menor o igual a 0,50 g/cm3, es más preferiblemente mayor o igual a 0,20 g/cm3 y menor o igual a 0,40 g/cm3, y es particularmente preferible mayor o igual a 0,20 g/cm3 y menor o igual a 0,30 g/cm3.
En un caso en el que la densidad descrita anteriormente es menor o igual a el valor límite superior descrito anteriormente, es posible obtener un mérito de la ligereza del cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno. En un caso en el que la densidad descrita anteriormente es mayor o igual al valor límite inferior descrito anteriormente, es posible mejorar la resistencia a la compresión o las propiedades mecánicas tales como la resistencia al impacto del cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno.
Además, en el cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno según esta realización, la resistencia térmica (R) a 30 °C en una dirección del espesor que se mide sobre la base de la norma ASTM E1530 es mayor o igual a 0,020 m2-K/W y menor o igual a 0,125 m2-K/W, es preferiblemente mayor o igual a 0,020 m2-K/W y menor que 0,110 m2-K/W, y es más preferiblemente mayor o igual a 0,050 m2-K/W y menor o igual a 0,100 m2-K/W.
Además, en el cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno según esta realización, la capacidad térmica por unidad de área (Q) a 30 °C es mayor o igual a 1,0 kJ/m2 -K y menor o igual a 2,5 kJ/m2 'K, y es preferiblemente mayor o igual a 1,0 kJ/m2 -K y menor o igual a 2,0 kJ/m2-K.
Además, el cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno según esta realización satisface la Expresión 1 descrita a continuación, y preferiblemente satisface la Expresión 1' descrita a continuación.
En el cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno según esta realización, es particularmente preferible que la resistencia térmica (R) a 30 °C en la dirección del espesor que se mide sobre la base de la norma ASTm E1530 sea mayor o igual a 0,050 m2 'K/W y menor o igual a 0,120 m2-K/W, y la capacidad térmica por unidad de área (Q) a 30 °C es mayor o igual a 1,15 kJ/m2 -K y menor o igual a 2,5 kJ/m2 -K. Es preferible que el cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno en este intervalo, ya que es posible disminuir aún más la densidad mientras se mantienen las propiedades mecánicas. Además, en esta realización, hay un caso en el que la capacidad térmica por unidad de área (unidad: kJ/m2 -K) se describe como una cantidad de almacenamiento de calor por unidad de área (unidad: kJ/m2 -K)
Como se puede entender fácilmente a partir de los ejemplos descritos a continuación, se seleccionan adecuadamente una holgura de cavidad de un molde de metal en el momento de iniciar la inyección, una relación de espumado en el momento de realizar dicho espumado, un material de cavidad del molde de metal y similares y, por consiguiente, es posible fabricar el cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno según esta realización que satisface tales propiedades mediante el uso de una composición de resina a base de propileno según esta realización sin realizar una prueba de prueba y error excesiva.
La FIG. 1 es un diagrama en el que se representan la capacidad térmica por unidad de área (Q) y la resistencia térmica (R) del cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno obtenido en cada ejemplo y cada ejemplo comparativo descrito a continuación. Los presentes inventores han descubierto recientemente que en un caso en el que la capacidad térmica por área unitaria (Q) y la resistencia térmica (R) están en una región ilustrada en la FIG. 1, es posible realizar un cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno que tiene un excelente equilibrio en la ligereza,
la rigidez y la apariencia, una baja cantidad de almacenamiento de calor y una alta resistencia térmica.
Es decir, según esta realización, cuando la resistencia térmica (R) en la dirección del espesor y la capacidad térmica por unidad de área (Q) están en un intervalo específico y tienen una relación específica, es posible realizar el cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno que tiene un excelente equilibrio en los rendimientos descritos anteriormente.
En el cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno según esta realización, un espesor sustancial (fe) del cuerpo moldeado que se define por la Expresión 2 descrita a continuación es superior o igual a 0,7 mm e inferior a 1,5 mm.
(En la Expresión 2 descrita anteriormente, W indica una masa (g) de una pieza de prueba sin espuma similar a una placa que se desespuma y se obtiene desespumando una cantidad predeterminada de pieza de prueba cuadrada similar a una placa cortada del cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno a 200 °C a presión reducida y, a continuación, realizando un tratamiento de enfriamiento lento presurizado. D0 indica una densidad (g/cm3) de la pieza de prueba sin espuma obtenida descrita anteriormente. S indica un área (cm2) de una superficie de la pieza de prueba cuadrada en forma de placa cortada del cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno).
El cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno que tiene dicho espesor sustancial (fe) suprime además que una cantidad de almacenamiento de calor sea baja y, por consiguiente, es preferible desde el punto de vista de permitir que se reduzca una cantidad de pérdida de energía térmica.
En general, al menos una parte del cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno según esta realización incluye una porción plana o una porción de superficie curva tridimensional.
Aquí, la porción de superficie curva tridimensional se define como una superficie curva en la que el valor máximo del área de proyección total de la superficie curva con respecto al área total en el caso de nivelar la superficie curva para que sea una superficie plana es mayor o igual a 0,8, y es preferiblemente mayor o igual a 0,7.
Entonces, en el caso de que al menos una parte del cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno según esta realización incluya una porción plana, la rigidez a la flexión por unidad de ancho en la porción plana descrita anteriormente es preferiblemente superior o igual a 0,40 N -m2/m, y es más preferiblemente superior o igual a 0,50 N -m2/m. En un caso en el que la rigidez a la flexión descrita anteriormente es mayor o igual al valor límite inferior descrito anteriormente, es posible aplicar más preferiblemente el cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno según esta realización a un componente interior de un automóvil.
En el cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno según esta realización, es preferible que una primera capa de revestimiento sólido, una capa espumada y una segunda capa de revestimiento sólido estén en un estado de laminación en este orden, y es más preferible que la primera capa de revestimiento sólido, la capa espumada y la segunda capa de revestimiento sólido estén en el estado de laminación en este orden, y las tres capas estén moldeadas integralmente.
Por consiguiente, la capa de piel sólida no espumada se proporciona sobre la superficie y, por consiguiente, es posible obtener un cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno que tenga una alta rigidez.
En esta realización, la primera capa de revestimiento sólido y la segunda capa de revestimiento sólido son capas que no incluyen una celda de burbujas de aire, es decir, porciones no espumadas de una capa formada por una composición de resina a base de polipropileno. La capa espumada es una capa que incluye una porción de celda de burbujas de aire cuyo espesor es generalmente superior o igual a 5 um, y es preferiblemente superior o igual a 20 μm en el caso de observar la superficie seccional de la misma con un microscopio.
En el cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno según esta realización, el espesor total del cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno no está particularmente limitado, pero es preferiblemente mayor o igual a 2,0 mm y menor o igual a 7,0 mm. Además, los espesores de la primera capa de piel sólida descrita anteriormente y la segunda capa de piel sólida descrita anteriormente no están particularmente limitados, pero son respectivamente preferiblemente mayores o iguales a 0,1 mm y menores o iguales a 0,5 mm.
En el cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno, se considera que la tensión máxima o la fuerza de compresión máxima se aplica sobre la capa de piel de la capa de superficie por flexión de la forma de la superficie de sección de la misma o deformación debido a una fuerza recibida sobre la superficie. Es preferible que los espesores
de la primera capa de revestimiento sólido descrita anteriormente y la segunda capa de revestimiento sólido descrita anteriormente sean respectivamente mayores o iguales a 0,1 mm desde el punto de vista de la flexión duradera o el impacto superficial en el que se recibe una fuerza sobre la superficie, y es preferible que los espesores de la primera capa de revestimiento sólido y la segunda capa de revestimiento sólido descritas anteriormente sean respectivamente menores o iguales A 0,5 mm desde el punto de vista de la disminución de la capacidad térmica del cuerpo moldeado de espuma.
El cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno según esta realización se puede utilizar preferiblemente en diversas aplicaciones tales como componentes interiores y exteriores de un automóvil, un sustituto tal como un cartón corrugado, un producto eléctrico y un material de construcción. En particular, el cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno según esta realización tiene un excelente equilibrio en la ligereza, la rigidez y la apariencia y excelentes propiedades de aislamiento térmico y, por consiguiente, el cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno se puede usar preferiblemente en el componente interior del automóvil, y se puede usar de manera particularmente preferible un guarnecido de puerta del automóvil.
[Composición de resina a base de polipropileno]
Posteriormente, se describirá la composición de resina a base de polipropileno según esta realización.
Es preferible que la composición de resina a base de polipropileno según esta realización contenga un copolímero de bloques a base de propileno-etileno (A) , caucho de copolímero de etileno-a-olefina (B) y, según sea necesario, un relleno inorgánico (C) , y es deseable que se añada un agente espumante (D) a la composición de resina a base de polipropileno desde el centro de una tolva o un cilindro antes de realizar el moldeo de espuma con respecto al cuerpo moldeado de espuma o en el momento de realizar el moldeo de espuma.
A continuación, cuando un total del copolímero de bloques a base de propileno-etileno (A) , el caucho de copolímero de etileno-a-olefina (B) y el relleno inorgánico (C) se establece en 100 partes en masa, es preferible que una cantidad de formulación del copolímero de bloques a base de propileno-etileno (A) sea mayor o igual a 65 partes en masa y menor o igual a 90 partes en masa, una cantidad de formulación del caucho de copolímero de etileno-a-olefina (B) sea mayor o igual a 10 partes en masa y menor o igual a 30 partes en masa, una cantidad de formulación del relleno inorgánico (C) es mayor o igual a 0 partes en masa y menor o igual a 5 partes en masa, y una cantidad de formulación del agente espumante (D) es mayor o igual a 0,8 partes en masa y menor o igual a 4,0 partes en masa.
Además, en el cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno según esta realización, cuando el total del cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno se establece en el 100 % en masa, el contenido total del copolímero de bloque a base de propileno-etileno (A) descrito anteriormente, el caucho de copolímero de etileno-a-olefina (B) descrito anteriormente, y el relleno inorgánico (C) antes descrito es preferiblemente mayor o igual al 50 % en masa, es más preferiblemente mayor o igual al 70 % en masa, es incluso más preferiblemente mayor o igual al 90 % en masa, y es particularmente preferiblemente mayor o igual al 95 % en masa.
Dicha composición de resina a base de polipropileno según esta realización tiene una excelente fluidez en el momento de realizar el moldeo por inyección y excelentes propiedades de espumado. Entonces, según dicha composición de resina a base de polipropileno según esta realización, es posible moldear un cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno que tiene una apariencia excelente, baja capacidad térmica por unidad de área y gran resistencia térmica. En la composición de resina a base de polipropileno según esta realización, una velocidad de flujo de fusión (MFR) (230 °C, una carga de 2,16 kg) que se mide sobre la base de la norma ASTM D-1238 en un estado que no contiene un agente espumante es generalmente mayor o igual a 30 g/10 minutos y menor o igual a 120 g/10 minutos, es preferiblemente mayor o igual a 35 g/10 minutos y menor o igual a 110 g/10 minutos, y es más preferiblemente mayor o igual a 40 g/10 minutos y menor o igual a 100 g/10 minutos, desde el punto de vista de ser preferible al moldeo por inyección de espuma. Es preferible que el MFR descrito anteriormente esté en el intervalo descrito anteriormente, ya que la composición de resina a base de polipropileno tiene excelentes propiedades de moldeo y también se puede usar preferiblemente en el moldeo por inyección de espuma utilizando una cavidad delgada.
La composición de resina a base de polipropileno según esta realización puede usarse preferiblemente en una aplicación para realizar el moldeo de espuma añadiendo un agente espumante, y puede usarse particular y preferiblemente en una aplicación para realizar el moldeo por inyección de espuma. El tipo y una cantidad añadida del agente espumante se seleccionan según la composición de la composición de resina y las propiedades físicas requeridas del cuerpo moldeado de espuma, en consideración de la cantidad de gas generado a partir del agente espumante, una relación de espumado deseada y similares.
En lo sucesivo, se describirá cada componente que configura la composición de resina a base de polipropileno según esta realización.
(Copolímero de bloque a base de propileno-etileno (A))
El copolímero de bloques a base de propileno-etileno (A) es un copolímero de bloques que contiene propileno y etileno como conjunto de configuración, e incluye una porción de homopolímero de propileno y una porción de copolímero aleatorio de etileno-propileno. Además, el copolímero de bloques a base de propileno-etileno (A) generalmente tiene cristalinidad.
En la porción de homopolímero de propileno del copolímero de bloque a base de propileno-etileno (A), una fracción de pentada isotáctica (mmmm) que se mide mediante 13C-RMN es preferiblemente superior o igual al 97 %, y es más preferiblemente superior o igual al 97,5 %. Aquí, la fracción pentada isotáctica (una fracción mmmm) indica una relación de una cadena isotáctica en una unidad pentada de una cadena molecular de polipropileno cristalino que se mide usando 13C-NMR. Específicamente, un pico de absorción de un espectro de r Mn de 13C de una unidad de monómero de propileno en el centro de una cadena en la que cinco unidades de monómero de propileno se someten continuamente a enlace meso se obtiene como una relación de una región de carbono de metilo al pico de absorción total.
Un copolímero de bloques a base de propileno-etileno, en el que el contenido de la porción de copolímero aleatorio de etileno-propileno es preferiblemente mayor o igual al 5 % en masa y menor o igual al 30 % en masa, es más preferiblemente mayor o igual al 5 % en masa y menor o igual al 25 % en masa, e incluso más preferiblemente mayor o igual al 8 % en masa y menor o igual al 18 % en masa, y el contenido de la porción de homopolímero de propileno es preferiblemente mayor o igual al 70 % en masa y menor o igual al 95 % en masa, es más preferiblemente mayor o igual al 75 % en masa y menor o igual al 95 % en masa, e incluso más preferiblemente mayor o igual al 82 % en masa y menor o igual al 92 % en masa, se usa preferiblemente como el copolímero de bloques a base de propileno-etileno (A) descrito anteriormente. Aquí, la cantidad total de la porción de copolímero aleatorio de etileno-propileno y la porción de homopolímero de propileno es del 100 % en masa.
El contenido de la porción de copolímero aleatorio de etileno-propileno del copolímero de bloques a base de propilenoetileno (A) descrito anteriormente se puede medir a partir de una cantidad existente de una porción soluble separando el copolímero de bloques a base de propileno-etileno (A) a temperatura ambiente usando un disolvente de p-xileno. Aquí, el copolímero de bloque a base de propileno-etileno (A) contiene un componente que es insoluble en el disolvente de p-xileno y un componente que es soluble en el disolvente de p-xileno. Aquí, el componente que es insoluble en el disolvente de p-xileno es la porción de homopolímero de propileno, y el componente que es soluble en el disolvente de p-xileno es la porción de copolímero aleatorio de etileno-propileno.
Los ejemplos de un procedimiento de medición del contenido de la porción de copolímero aleatorio de etileno-propileno del copolímero de bloque basado en propileno-etileno (A) descrito anteriormente incluyen el siguiente procedimiento. En primer lugar, 5 g del copolímero de bloques a base de propileno-etileno (A) se disuelven completamente en pxileno hirviendo, y después de eso, se dejan reposar durante todo el día y la noche bajando la temperatura a 20 °C, y a continuación, una porción insoluble se separa por filtración. A continuación, se añaden 1500 ml de metanol a un filtrado y se agita. A continuación, una porción soluble se separa como un precipitado, se filtra y se seca y, por consiguiente, se obtiene una porción soluble en p-xileno. La porción soluble se pesa y, por consiguiente, se puede obtener el contenido de la porción de copolímero aleatorio de etileno-propileno.
Además, como se describe en los ejemplos a continuación, el contenido de la porción de copolímero aleatorio de etileno-propileno del copolímero de bloques a base de propileno-etileno (A) descrito anteriormente se puede medir a partir de la cantidad de existencia de la porción soluble incluso en un procedimiento donde se usa n-decano con respecto al copolímero de bloques a base de propileno-etileno (A).
Aquí, el copolímero de bloque a base de propileno-etileno (A) contiene un componente que es insoluble en el n-decano y un componente que es soluble en el n-decano. Aquí, el componente que es insoluble en el n-decano es la porción de homopolímero de propileno, y el componente que es soluble en el n-decano es la porción de copolímero aleatorio de etileno-propileno.
El contenido de una unidad de etileno en el copolímero de bloques a base de propileno-etileno (A) descrito anteriormente se encuentra preferiblemente en un intervalo mayor o igual al 1 % en masa y menor o igual al 10 % en masa, y está más preferiblemente en un intervalo mayor o igual al 3 % en masa y menor o igual al 8 % en masa. El contenido de la unidad de etileno en el copolímero de bloques a base de propileno-etileno (A) se puede obtener
realizando un análisis del espectro de absorción de rayos infrarrojos con respecto a una película de prensa del copolímero de bloques a base de propileno-etileno (A) . Es decir, se miden una absorbancia de luz a 1155 cm’1 basada en un grupo metilo y una absorbancia de luz basada en un grupo metileno, y el contenido se puede medir usando una curva de calibración de Gardner (I. J. Gardner y col., Rubber Chem. and Tech., 44, 1015, 1971).
Un copolímero de bloques a base de propileno-etileno, en el que una velocidad de flujo de fusión (MFR) (230 °C, una carga de 2160 g) que se mide sobre la base de la norma ASTM D-1238 es preferiblemente mayor o igual a 20 g/10 minutos y menor o igual a 150 g/10 minutos, es más preferiblemente mayor o igual a 50 g/10 minutos y menor o igual a 140 g/10 minutos, e incluso más preferiblemente mayor o igual a 70 g/10 minutos y menor o igual a 120 g/10 minutos, se puede usar preferiblemente como el copolímero de bloques a base de propileno-etileno (A) antes descrito. En un caso en el que el MFR es mayor o igual al valor límite inferior descrito anteriormente, es posible impedir que se genere una marca de flujo o una marca de soldadura en una superficie de un cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno que se va a obtener o que aumente una tasa de contracción por calentamiento del cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno que se va a obtener.
Aquí, solo se puede usar independientemente un tipo del copolímero de bloques a base de propileno-etileno (A), o se pueden usar dos o más tipos de los mismos en combinación. Además, con el fin de ajustar la fluidez del material, también es posible usar un copolímero de bloques a base de propileno-etileno con alta fluidez en combinación. En general, un polímero no se configura agregando las mismas moléculas que tienen el mismo peso molecular, sino que se configura agregando moléculas que tienen diferentes pesos moleculares para tener ciertas propiedades físicas en su conjunto. El copolímero de bloque a base de propileno-etileno (A) usado en esta realización también se configura agregando moléculas que tienen diferentes pesos moleculares, y tiene el contenido y MFR de la porción de homopolímero de propileno específica y la porción de copolímero aleatorio de etileno-propileno específica descrita anteriormente como un polímero completo. Según la invención, el J 2, el copolímero de bloques a base de propilenoetileno, en el que una porción de homopolímero de propileno y una porción de copolímero aleatorio de etileno-propileno tienen un peso molecular o una composición descrita a continuación, se usa como el copolímero de bloques a base de propileno-etileno (A) .
Es decir, un copolímero de bloques a base de propileno-etileno, en el que el MFR (230 °C, una carga de 2,16 kg) de una porción de homopolímero de propileno es mayor o igual a 50 g/10 minutos y menor o igual a 1000 g/10 minutos, es preferiblemente mayor o igual a 50 g/10 minutos y menor o igual a 500 g/10 minutos, y es más preferiblemente mayor o igual a 150 g/10 minutos y menor o igual a 350 g/10 minutos, se usa como el copolímero de bloques a base de propileno-etileno (A).
Además, en la porción de copolímero aleatorio de etileno-propileno, una viscosidad inherente [q] que se mide a 135 °C en decahidronaftaleno es mayor o igual a 4 dl/g y menor o igual a 10 dl/g, es preferiblemente mayor o igual a 5 dl/g y menor o igual a 9 dl/g, y es particularmente preferible mayor o igual a 5 dl/g y menor o igual a 9 dl/g.
Además, una tasa de contenido de una unidad estructural derivada de etileno en la porción de copolímero aleatorio de etileno-propileno es mayor o igual a 20 mol% y menor o igual a 60 mol%, y es preferiblemente mayor o igual a 30 mol% y menor o igual a 50 mol%.
Una unidad estructural derivada de olefina conocida tal como 1-buteno y 1-hexeno, dieno tal como 1,7-octadieno y un compuesto de vinilo tal como estireno puede incluirse en la porción de copolímero aleatorio de etileno-propileno según esta realización, dentro de un intervalo que no perjudique el objeto de esta realización.
Entre ellos, es preferible el 1-buteno. Una tasa de contenido de la unidad estructural derivada del compuesto tal como la olefina descrita anteriormente que se utiliza según sea necesario es preferiblemente mayor o igual a 0 mol% y menor o igual a 5 mol%, y es más preferiblemente mayor o igual a 0 mol% y menor o igual a 2 mol%. Además, la unidad estructural derivada del compuesto descrito anteriormente también se incluye en la porción de homopolímero de propileno antes descrita además del etileno. La tasa de contenido de la unidad estructural es preferiblemente mayor o igual a 0 mol% y menor o igual a 2 mol%, y es más preferiblemente mayor o igual a 0 mol% y menor o igual a 1 mol%. Cuando un total del copolímero de bloques a base de propileno-etileno (A), el caucho de copolímero de etileno-aolefina (B) y la carga inorgánica (C) se establece en 100 partes en masa, la cantidad de formulación del copolímero de bloques a base de propileno-etileno (A) en la composición de resina a base de polipropileno es preferiblemente mayor o la composición de resina a base de polipropileno es preferiblemente mayor o igual a 65 partes en masa y menor o igual a 90 partes en masa, y es más preferiblemente mayor o igual a 72 partes en masa y menor o igual a 85 partes en masa.
El copolímero de bloque a base de propileno-etileno (A) puede fabricarse mediante diversos procedimientos. Por
ejemplo, el copolímero de bloques a base de propileno-etileno (A) se puede fabricar utilizando un catalizador estereorregular de olefina conocido tal como un catalizador de Ziegler-Natta o un catalizador a base de metaloceno. Los ejemplos de fabricación del copolímero de bloque a base de propileno-etileno (A) pueden incluir un procedimiento en el que el propileno se polimeriza en presencia de un catalizador formado por un componente de catalizador sólido, un componente de catalizador de compuesto metálico orgánico y, según sea necesario, un donador de electrones, y posteriormente, se copolimerizan propileno y etileno.
Más específicamente, el copolímero de bloque a base de propileno-etileno (A) se puede fabricar usando un catalizador de titanio conocido. Los ejemplos preferidos del catalizador de titanio incluyen un catalizador sólido para la polimerización en el que un componente de catalizador de titanio sólido que contiene cada átomo de titanio, magnesio, ad halógeno y un compuesto de aluminio está contenido como un componente principal.
Los ejemplos de un procedimiento de fabricación del copolímero de bloques a base de propileno-etileno (A) incluyen un procedimiento en el que el copolímero de bloques a base de propileno-etileno (A) se fabrica mediante polimerización de múltiples etapas en presencia de un catalizador para la fabricación de polipropileno altamente estereorregular, sobre la base de un procedimiento descrito en la publicación de patente japonesa abierta a consulta por el público No. Hll-107975 o la publicación de patente japonesa abierta a consulta por el público No. 2004-262993. Es decir, el copolímero de bloques a base de propileno-etileno (A) se puede fabricar mediante polimerización de múltiples etapas de dos o más etapas, incluida una etapa en la que del 70 al 95 % en masa de la porción de homopolímero de propileno obtenida polimerizando propileno sustancialmente en presencia de hidrógeno o en ausencia de hidrógeno en una primera etapa se fabrica con respecto al total del copolímero de bloques a base de propileno-etileno (A) que finalmente se obtiene y una etapa en la que del 5 al 30 % en masa de la porción de copolímero aleatorio de etileno-propileno obtenida polimerizando etileno y propileno se fabrica con respecto al total del copolímero de bloques a base de propileno-etileno (A) que finalmente se obtiene, en presencia de un catalizador de polimerización para fabricar polipropileno altamente estereorregular que se formará de (i) un componente catalizador de titanio sólido que contiene magnesio, titanio, halógeno y un donador de electrones, (ii) un componente catalizador de compuesto metálico orgánico y (iii) un componente donador.
El MFR y la viscosidad inherente [r|] del copolímero de bloques a base de propileno-etileno (A) se pueden ajustar adecuadamente mediante el ajuste de las condiciones de polimerización y similares, y es preferible un procedimiento de uso de hidrógeno como un regulador de peso molecular, pero el caso no se limita particularmente a este elemento. La polimerización de múltiples etapas se puede realizar de manera continua, discontinua o semicontinua, pero es preferible que la polimerización de múltiples etapas se realice de manera continua. Además, la polimerización puede realizarse mediante un procedimiento conocido tal como un procedimiento de polimerización en fase de vapor o un procedimiento de polimerización en fase líquida, tal como polimerización en solución, polimerización en suspensión y polimerización en masa. Es preferible que la polimerización después de la segunda etapa se realice continuamente después de la polimerización de la etapa anterior y, en un caso donde la polimerización se realiza de manera discontinua, la polimerización de múltiples etapas se puede realizar usando un recipiente de polimerización.
Se pueden usar hidrógenos de carbono inertes como medio de polimerización, y se puede usar propileno líquido como medio de polimerización. Además, las condiciones de polimerización de múltiples etapas se seleccionan adecuadamente de un intervalo de temperatura de polimerización de aproximadamente -50 °C a 200 °C, y preferiblemente un intervalo de temperatura de polimerización de aproximadamente 20 °C a 100 °C, y de un intervalo de presión de polimerización de una presión ordinaria a 9,8 MPa (una presión manométrica), y preferiblemente un intervalo de presión de polimerización de aproximadamente 0,2 a 4,9 MPa (una presión manométrica).
(Caucho de copolímero de etileno-a-olefina (B))
Se puede usar un caucho de copolímero de etileno-a-olefina que tiene una excelente compatibilidad con respecto al copolímero de bloques a base de propileno-etileno (A) como el caucho de copolímero de etileno-a-olefina (B) sin ninguna limitación, y en esta realización, es preferible que se use un copolímero de etileno y a-olefina que tiene de 3 a 10 átomos de carbono, como el caucho de copolímero de etileno-a-olefina (B).
Los ejemplos de la a-olefina descrita anteriormente incluyen propileno, 1-buteno, 1-penteno, 1-hexeno, 4-metil-1-penteno, 3-metil-1-penteno, 1-hepteno, 1-octeno, 1-noneno, 1-deceno y similares. Solo se puede usar independientemente un tipo de la olefina, o se pueden usar dos o más tipos de la misma al mezclarse. Entre ellos, 1-buteno y 1-octeno son particularmente preferibles.
El MFR del caucho de copolímero de etileno-a-olefina (B) que se mide a una temperatura de 190 °C y una carga de 2,16 kg sobre la base de la norma ASTM D-1238 es preferiblemente mayor o igual a 1 g/10 minutos y menor o igual a
50 g/10 minutos, y es más preferiblemente mayor o igual a 10 g/10 minutos y menor o igual a 40 g/10 minutos. Además, la densidad del caucho de copolímero de etileno-a-olefina (B) es preferiblemente superior o igual a 0,84 g/cm3 e inferior o igual a 0,94 g/cm3, y es más preferiblemente superior o igual a 0,86 g/cm3 e inferior o igual a 0,92 g/cm3.
Solo se puede usar independientemente un tipo de caucho de copolímero de etileno-a-olefina (B), o se pueden usar dos o más tipos de este en combinación, y es preferible que el MFR y la densidad descritos anteriormente se satisfagan como todo el caucho de copolímero de etileno-a-olefina (B) .
Cuando el total del copolímero de bloques a base de propileno-etileno (A), el caucho de copolímero de etileno-a-olefina (B) y el relleno inorgánico (C) se establece en 100 partes en masa, la cantidad de formulación del caucho de copolímero de etileno-a-olefina (B) en la composición de resina a base de polipropileno es preferiblemente superior o igual a 10 partes en masa e inferior o igual a 30 partes en masa, y es más preferiblemente superior o igual a 15 partes en masa e inferior o igual a 28 partes en masa.
El caucho de copolímero de etileno-a-olefina (B) se puede fabricar mediante un procedimiento conocido de la técnica relacionada, y también se pueden usar diversos productos disponibles comercialmente. Las series Tafmer A y -H fabricadas por Mitsui Chemicals, Inc., la serie Engage fabricada por The Dow Chemical Company, la serie Exact fabricada por Exxon Mobil Corporation y similares se pueden usar preferiblemente como el producto disponible comercialmente.
(Relleno inorgánico (C))
La carga inorgánica (C) no está particularmente limitada, y los ejemplos de la carga inorgánica (C) incluyen carbonato de calcio pesado, carbonato de calcio ligero, talco, fibra de vidrio, carbonato de magnesio, mica, caolín, sulfato de calcio, sulfato de bario, blanco de titanio, carbono blanco, negro de carbono, hidróxido de aluminio, hidróxido de magnesio, arcilla, óxido de magnesio, silicatos, carbonatos, yeso, wollastonita, alúmina, sílice, sulfito de calcio, fibra de carbono, fibra metálica, arena de sílice, zeolita, molibdeno, tierra de diatomeas, sericita, arena blanca, hidróxido de calcio, sulfato de sodio, bentonita, grafito y similares. Solo se puede usar un tipo de relleno inorgánico (C) de manera independiente, o se pueden usar dos o más tipos del mismo mezclados. Entre ellos, el talco es el más preferible. Un diámetro de partícula promedio D50 del relleno inorgánico (C) no está particularmente limitado, pero es preferiblemente mayor o igual a 0,5 μm y menor o igual a 20 μm, y es más preferiblemente mayor o igual a 1,0 μm y menor o igual a 15 μm.
Además, el diámetro de partícula promedio D50 es un diámetro de partícula en el momento de realizar una acumulación del 50 % en una distribución acumulativa basada en volumen, y es un diámetro de partícula promedio en el momento de medirse mediante el uso de un analizador de tamaño de partícula de tipo láser disponible comercialmente.
Cuando el total del copolímero de bloques a base de propileno-etileno (A), el caucho de copolímero de etileno-a-olefina (B) y el relleno inorgánico (C) se establece en 100 partes en masa, la cantidad de formulación del relleno inorgánico (C) en la composición de resina a base de polipropileno es preferiblemente mayor o igual a 0 partes en masa y menor o igual a 5 partes en masa, y es más preferiblemente mayor o igual a 0 partes en masa y menor o igual a 3 partes en masa.
(Agente espumante (D))
El agente espumante (D) no está particularmente limitado, y los ejemplos del agente espumante (D) incluyen un agente espumante químico, un agente espumante físico, un agente espumante de tipo disolvente, un agente espumante descomponible y similares. Los ejemplos del agente espumante físico incluyen un agente espumante físico gaseoso, un agente espumante físico en un estado supercrítico y similares.
El agente espumante de tipo disolvente descrito anteriormente es una sustancia que funciona como un agente espumante al inyectarse desde una porción de cilindro de una máquina de moldeo por inyección, absorberse o disolverse en una composición de resina a base de propileno en un estado de fusión y, a continuación, evaporarse en un molde metálico de moldeo por inyección. Los ejemplos del agente espumante de tipo disolvente incluyen hidrocarburos alifáticos de bajo punto de ebullición tales como propano, butano, neopentano, heptano, isohexano, hexano, isoheptano y heptano, hidrocarburos que contienen flúor de bajo punto de ebullición representados por gas de clorofluorocarbono y similares.
El agente espumante descomponible descrito anteriormente es una sustancia que funciona como un agente
espumante al formularse de antemano en una composición de resina de materia prima en forma de un polvo, una mezcla madre y similares y, a continuación, suministrarse a la máquina de moldeo por inyección, descomponerse en condiciones de temperatura del cilindro de la máquina de moldeo por inyección y generar gas tal como dióxido de carbono y nitrógeno. El agente espumante descomponible puede ser un agente espumante inorgánico o un agente espumante orgánico. Además, en el agente espumante descomponible descrito anteriormente, un ácido orgánico tal como una generación de gas acelerador de ácido cítrico o una sal metálica de ácido orgánico tal como citrato de sodio o similares se pueden usar juntos como un auxiliar de espumado.
Los ejemplos específicos del agente espumante descomponible descrito anteriormente pueden incluir los compuestos que se describen a continuación.
(1) Agente espumante inorgánico: bicarbonato de sodio, carbonato de sodio, bicarbonato de amonio, carbonato de amonio y nitrito de amonio
(2) Agente espumante orgánico: (a) Compuesto N-nitroso: N,N'-dinitrosotereftalamida y N,N'-dinitrosopentametileno tetramina; (b) compuesto azoico: azodicarbonamida, azobisisobutironitrilo, azociclohexil nitrilo, azodiaminobenceno y azodicarboxilato de bario; (c) compuesto de sulfonil hidrazida:
benceno sulfonil hidrazida, tolueno sulfonil hidrazida, p,p'-oxi bis (benceno sulfenil hidrazida) y difenil sulfona-3,3' -disulfonil hidrazida; (d) compuesto de azida: azida de calcio, 4,4'-difenil disulfonil azida y p-tolueno sulfonil azida
El agente espumante físico gaseoso o el agente espumante físico en el estado supercrítico no está particularmente limitado en la medida en que el agente espumante físico es un agente espumante físico general, y los ejemplos del mismo incluyen gas inerte tal como dióxido de carbono, nitrógeno, argón, helio, neón y astato. Entre ellos, el dióxido de carbono, el nitrógeno y el argón son excelentes, en los que no hay necesidad de configurar el agente espumante físico para que sea vapor, el precio es bajo y el riesgo de contaminación ambiental e incendio disminuye extremadamente.
Solo se puede usar independientemente un tipo del agente espumante (D), o se pueden usar dos o más tipos de este al mezclarse. A continuación, el agente espumante (D) se puede formular de antemano en la composición de resina de materia prima en forma de un polvo, un lote maestro o similar antes de realizar el moldeo, y se puede inyectar desde el centro del cilindro en el momento de realizar el moldeo por inyección de espuma.
Entre dichos agentes espumantes (D) , es preferible un agente espumante térmicamente descomponible que contenga al menos un tipo seleccionado de carbonato, tal como hidrogenobicarbonato de sodio e hidrogenocarbonato y, en este momento, resulta deseable que un ácido carboxílico orgánico se use junto como un auxiliar de espumado. En una relación de formulación del carbonato o el hidrogenocarbonato al ácido carboxílico orgánico, es preferible que el carbonato o el hidrogenocarbonato esté en un intervalo mayor o igual a 30 partes en masa y menor o igual a 65 partes en masa, y el ácido carboxílico orgánico esté en un intervalo mayor o igual a 35 partes en masa y menor o igual a 70 partes en masa. En este caso, la cantidad total tanto del carbonato como del hidrogenocarbonato y el ácido carboxílico orgánico es de 100 partes en masa.
Además, en el uso del agente espumante (D) y el auxiliar de espumado, es preferible que una mezcla madre que contiene el agente espumante (D) y el auxiliar de espumado se prepare de antemano, se mezcle con la composición de resina a base de polipropileno y se suministre a una máquina de moldeo, desde el punto de vista de la productividad. La cantidad de formulación del agente espumante (D) se selecciona según las propiedades requeridas de un cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno que se va a fabricar, teniendo en cuenta la cantidad de gas generado a partir del agente espumante (D), una relación de espumado deseada y similares, y es generalmente superior o igual a 0,8 partes en masa e inferior o igual a 4,0 partes en masa, y es preferiblemente superior o igual a 0,9 partes en masa e inferior o igual a 3,5 partes en masa, con respecto a 100 partes en masa del total del copolímero de bloques a base de propileno-etileno (A), el caucho de copolímero de etileno-a-olefina (B) y el relleno inorgánico (C) . En un caso en el que una cantidad añadida del agente espumante (D) está en dicho intervalo, es posible obtener un cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno en el que los diámetros de las celdas de burbujas de aire son uniformes y las celdas de burbujas de aire están uniformemente dispersas. Además, la cantidad de formulación del agente espumante no es la cantidad del lote maestro del agente espumante, sino la cantidad del componente real del agente espumante que genera gas.
(Otros aditivos)
La composición de resina a base de polipropileno según esta realización, según sea necesario, puede contener
diversos aditivos dentro de un intervalo que no perjudique el objeto de la misma. Los ejemplos del aditivo descrito anteriormente pueden incluir un nucleador, un antioxidante, un absorbente de ácido clorhídrico, un estabilizador resistente al calor, un estabilizador resistente a la intemperie, un estabilizador de luz, un absorbente de rayos ultravioleta, un lubricante, un agente antiestático, un retardante de llama, un pigmento, un colorante, un dispersante, un inhibidor de cobre, un neutralizador, un plastificante, un agente de reticulación, un peróxido, un mejorador de la resistencia de la soldadura, aceite natural, aceite sintético, cera y similares.
(Procedimiento de preparación de la composición de resina a base de polipropileno)
La composición de resina a base de polipropileno según esta realización, por ejemplo, se puede preparar mezclando o fundiendo y amasando cada componente con una mezcladora tal como una mezcladora Banbury, una extrusora de un solo tornillo, una extrusora de doble tornillo y una extrusora de doble tornillo de alta velocidad. Una secuencia de mezcla de cada uno de los componentes es arbitraria, y cada uno de los componentes puede mezclarse simultáneamente, o puede adoptarse un procedimiento de mezcla de múltiples etapas en el que se mezcla una parte de los componentes y, a continuación, se mezclan los otros componentes.
[Procedimiento de fabricación del cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno]
El cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno según esta realización se puede obtener realizando moldeo de espuma con respecto a la composición de resina a base de polipropileno descrita anteriormente.
Es preferible que el cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno según esta realización, por ejemplo, se obtenga mediante la realización de moldeo de espuma por inyección con respecto a la composición de resina a base de polipropileno descrita anteriormente mediante el uso de una máquina de moldeo por inyección.
Además, el agente espumante (D) puede añadirse a la composición de resina a base de polipropileno antes de suministrarse a la máquina de moldeo por inyección, o el agente espumante (D) puede suministrarse a la máquina de moldeo por inyección en la que la composición de resina a base de polipropileno se funde y amasa.
El moldeo de espuma por inyección se realiza realizando el llenado por inyección con respecto a la cavidad del molde metálico con la composición de resina a base de polipropileno de la máquina de moldeo por inyección y, a continuación, aumentando el volumen de la cavidad, espumando la composición de resina a base de polipropileno y fabricando un cuerpo moldeado de espuma.
El molde metálico de moldeo utilizado en el moldeo por inyección de espuma está configurado por un molde fijo y un molde móvil, y es preferible que el molde fijo y el molde móvil estén en un estado de sujeción del molde en el momento de realizar el llenado por inyección de la composición de resina a base de polipropileno. Además, en el volumen de la cavidad, es general que la cavidad se agrande y se abra retrayendo (respaldo de núcleo) el molde móvil, y el volumen de la cavidad también puede aumentarse moviendo una parte del molde de metal. En particular, es preferible que el volumen de la cavidad aumente moviendo el molde móvil durante un tiempo adecuado después de realizar el llenado por inyección.
Una posición inicial del molde móvil es una posición en el momento de estar en un estado de sujeción de molde a la que se aplica una fuerza de sujeción de molde, en la que el molde fijo y el molde móvil están más cerca entre sí. En un lugar donde el volumen de la cavidad es aproximadamente idéntico al volumen de una masa fundida de la composición de resina a base de polipropileno utilizada en el moldeo individual que se somete a llenado en un estado no espumado, se forma una cavidad cercana a la forma de un producto.
En esta realización, una longitud en una dirección de ampliación y apertura en el momento de comenzar la inyección, que se forma entre el molde fijo y el molde móvil, es decir, una holgura de cavidad (T0) del molde metálico en el momento de comenzar la inyección generalmente se establece para que esté en un intervalo mayor o igual a 0,7 mm y menor a 1,5 mm, se establece preferiblemente para que esté en un intervalo mayor o igual a 0,7 mm y menor o igual a 1,4 mm, y más preferiblemente se establece para que esté en un intervalo mayor o igual a 0,9 mm y menor o igual a 1,4 mm.
En un caso en el que el espacio libre de la cavidad (T0) es mayor o igual al valor límite inferior descrito anteriormente, es posible asegurar suficientemente que la cavidad se someta al llenado por inyección, y evitar que la composición de resina a base de polipropileno sea incapaz de suministrarse o llenarse suficientemente en la cavidad debido a un aumento en la viscosidad, solidificación o similares de la composición de resina a base de polipropileno. Por esta razón, es posible reducir el llenado por inyección forzada a alta presión para llenar suficientemente la cavidad con la composición de resina a base de polipropileno, y para impedir que se genere una rebaba debido a la alta presurización
de una presión de llenado por inyección, que se produzca un fallo de espumado debido al hecho de que la composición de resina se enfría rápidamente por el molde metálico y, por consiguiente, no se forma espuma suficiente incluso en el caso de que tenga respaldo de núcleo, y similares.
No hay un tiempo particularmente limitado para la inyección de la composición de resina a base de polipropileno en la cavidad del molde metálico, pero es deseable que el tiempo de inyección sea preferiblemente de 0,5 a 5,0 segundos, y más preferiblemente de aproximadamente 0,7 a 4,0 segundos, y es deseable que se proporcione un tiempo de retardo de preferiblemente 0 a 5 segundos, y más preferiblemente de 0 a 3 segundos, después de completar la inyección, y después de eso, una pared de división que configura la cavidad se mueve preferiblemente de 1 a 50 mm/segundo, y más preferiblemente de 1 a 40 mm/segundo y, por consiguiente, el volumen de la cavidad se agranda. Proporcionando el tiempo de retardo, es posible controlar el espesor de la capa de piel sólida, y en un caso de alargar el tiempo de retardo, es posible hacer que la capa de piel sólida sea gruesa, y como resultado de ello, es posible aumentar las propiedades mecánicas y físicas tales como la rigidez. Aquí, es deseable que una relación de agrandamiento del volumen de la cavidad sea generalmente de 1,8 a 6,0 veces, y preferiblemente de 1,9 a 5,0 veces. Además, una relación (T1/T0) de una longitud (T1) de una superficie seccional de la cavidad en la dirección de ampliación y apertura después de retraer el molde móvil a T0 es preferiblemente mayor o igual a 1,8 y menor o igual a 6,0, y es más preferiblemente mayor o igual a 1,9 y menor o igual a 6,0. En un caso en el que T1/T0 es mayor o igual al valor límite inferior descrito anteriormente, es posible obtener eficientemente la rigidez deseada y la resistencia térmica deseada.
Una velocidad de movimiento del núcleo en el momento de realizar el respaldo del núcleo es diferente según el espesor del cuerpo moldeado, el tipo de resina, el tipo de agente espumante, una temperatura del molde metálico y una temperatura de la resina y, por ejemplo, es preferiblemente de alrededor de 1,0 a 50 mm/segundo. En un caso en el que la velocidad de movimiento del núcleo es mayor o igual al valor límite inferior descrito anteriormente, la resina se solidifica en el medio del respaldo del núcleo y, por consiguiente, es posible impedir que no se pueda obtener una relación de espumado suficiente. En un caso en el que la velocidad de movimiento del núcleo es menor o igual al valor límite superior descrito anteriormente, es posible evitar que un cuerpo moldeado que tiene una apariencia excelente no se obtenga debido al hecho de que la generación y el crecimiento de la celda no siguen el movimiento del núcleo y, por consiguiente, la celda se rompe.
La temperatura de la composición de resina a base de propileno a someter a la inyección y la temperatura del molde metálico son diferentes según el espesor del cuerpo moldeado, el tipo de resina, el tipo de agente espumante, una cantidad añadida del agente espumante y similares, una temperatura que se usa generalmente en el moldeo de la composición de resina a base de polipropileno es suficiente, y en un caso de adelgazamiento del espesor de un producto y de aumento de la relación de espumado, la temperatura puede establecerse para que sea mayor que una temperatura general del molde metálico.
Específicamente, la temperatura de la composición de resina a base de polipropileno que se someterá a la inyección es preferiblemente superior o igual a 170 °C e inferior o igual a 250 °C, y es más preferiblemente superior o igual a 180 °C e inferior o igual a 230 °C.
Además, las temperaturas del molde metálico del molde fijo y el molde móvil en el momento de realizar la inyección son preferiblemente superiores o iguales a 25 °C e inferiores o iguales a 80 °C, y son más preferiblemente superiores o iguales a 30 °C e inferiores o iguales a 70 °C.
Además, una velocidad de inyección de la máquina de moldeo por inyección en el llenado del molde metálico con la composición de resina a base de polipropileno es preferiblemente mayor o igual a 100 cm3/segundo y menor o igual a 2.000 cm3/segundo, y es más preferiblemente mayor o igual a 200 cm3/segundo y menor o igual a 1.500 cm3/segundo. Además, en este momento, una presión de inyección de la máquina de moldeo por inyección es preferiblemente mayor o igual a 70 MPa y menor o igual a 200 MPa, y es más preferiblemente mayor o igual a 80 MPa y menor o igual a 160 MPa.
Al igual que con esta realización, la cavidad se llena con la composición de resina a base de polipropileno de una vez y, a continuación, la composición de resina a base de polipropileno se espuma, y una resina de una porción en contacto con el molde de metal se solidifica más rápido en comparación con una resina en el interior y, por consiguiente, es posible formar una capa de revestimiento no espumada (la capa de revestimiento sólida) en la superficie del cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno. Por consiguiente, es posible obtener un cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno con alta resistencia térmica en el que se obtiene una forma de producto rígida en apariencia, el interior tiene una alta rigidez en un estado espumado, se realiza un peso ligero, la capacidad térmica por unidad de área es pequeña y se suprime la transmisión térmica desde la superficie del cuerpo moldeado a una superficie
posterior.
Además, incluso en un caso en el que se generan algunas distribuciones en una forma de celda, una densidad de celda y una relación de espumado en el cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno, es posible obtener un cuerpo moldeado en el que el aspecto es excelente debido a la suavidad y la rigidez de la capa de piel sólida. El espesor de la capa de piel sólida no está particularmente limitado, pero es deseable que dicho espesor sea preferiblemente mayor o igual a 0,1 mm y menor o igual a 0,5 mm, y es más preferiblemente mayor o igual a 0,2 mm y menor o igual a 0,45 mm.
Un tiempo en el que el molde metálico realmente comienza a abrirse por el núcleo posterior para formar la capa de revestimiento sólido que tiene el espesor descrito anteriormente es diferente según el tipo de resina, el tipo de agente espumante, la temperatura del molde metálico y la temperatura de la resina, y en el caso de usar una composición de resina a base de polipropileno general, el tiempo es preferiblemente más largo que 0 segundos y más corto que o igual a 5 segundos, y es más preferiblemente más largo que 0 segundos y más corto que o igual a 3 segundos, desde la finalización del llenado por inyección.
En un caso donde un tiempo desde la finalización del llenado por inyección hasta el respaldo del núcleo es mayor o igual al valor límite inferior descrito anteriormente, es posible formar una capa de revestimiento que tenga un espesor suficiente, y en un caso donde el tiempo es menor o igual al valor límite superior descrito anteriormente, es posible suprimir el progreso de la solidificación de la composición de resina a base de polipropileno y, por consiguiente, es posible obtener una relación de espumado suficiente.
La relación de espumado se puede controlar adecuadamente según la temperatura de la resina, una velocidad de inyección, un tiempo de espera desde el final del llenado de inyección hasta el inicio del respaldo del núcleo, una cantidad de respaldo del núcleo, una velocidad de respaldo del núcleo, un tiempo de enfriamiento después del final del respaldo del núcleo, y similares, y es preferiblemente mayor o igual a 1,8 veces y menor o igual a 6,0 veces. Además, el respaldo del núcleo también se puede realizar dividiéndolo en varias etapas y, por consiguiente, es posible obtener un cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno en el que se controla una estructura de celda o una forma de porción de extremo.
Además, en esta realización, es posible usar un canal caliente o una boquilla de cierre, una compuerta de válvula y similares, que se usan en el moldeo por inyección general. La compuerta de válvula o el canal de colada caliente tiene el efecto no solo de suprimir la generación de una resina de desecho, como un canal de colada, sino también de evitar que se produzca el fallo de un cuerpo moldeado de espuma en el siguiente ciclo debido al hecho de que la composición de resina a base de propileno se filtra del molde metálico a la cavidad.
Además, en esta realización, es preferible que un material que tenga una conductividad térmica menor que la del acero laminado SS400 o el acero al carbono S45C para una estructura general esté dispuesto en una superficie o ambas superficies de la cavidad del molde metálico, y es preferible que una capa de aislamiento térmico cuya conductividad térmica sea mayor o igual a 0,18 W/m -K y menor o igual a 40 W/m -K, preferiblemente mayor o igual a 0,18 W/m-K y menor o igual a 36 W/m-K, y más preferiblemente mayor o igual a 0,18 W/m-K y menor o igual a 33 W/m-K. Es deseable que se usen diversas resinas que tengan resistencia al calor, cerámica tal como zirconia, alúmina y nitruro de silicio, y similares en la capa de aislamiento térmico. Sin embargo, en un caso en el que la conductividad térmica está en el intervalo descrito anteriormente, usar un metal que contiene diferentes elementos, o similares, es uno de los aspectos deseados. El espesor de la placa en sí de la capa de aislamiento térmico no es estricto, y en un caso donde la capa de aislamiento térmico tiene la forma de una película delgada que tiene un espesor de aproximadamente mayor o igual a 0,01 mm y menor o igual a 0,5 mm, es posible retrasar instantáneamente el enfriamiento de la composición de resina a base de propileno cargada, y mejorar aún más la apariencia del cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno. Además, incluso en un caso donde se usa una capa de aislamiento térmico que tiene una conductividad térmica mayor o igual al intervalo descrito anteriormente en la superficie de la cavidad, laminar un miembro y usar un miembro en el que la conductividad térmica promedio de una capa de superficie de cavidad a una profundidad de 5 mm disminuye también es uno de los procedimientos deseados.
Después de que termina la espumado, el enfriamiento se realiza tal como está y, por consiguiente, es posible extraer el cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno y obtener un cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno que tenga una excelente forma de rebaje o una excelente forma de celda mientras se controla un estado de contacto entre el cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno y el molde de metal sujetando ligeramente el molde y acortando un ciclo de moldeo acelerando el enfriamiento.
En un procedimiento de fabricación de un cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno de esta realización, por ejemplo, es posible obtener preferiblemente un cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno que tiene un
espesor de aproximadamente 1,2 a 8 mm. En un caso en el que el cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno tiene burbujas de aire independientes, el diámetro de celda promedio del mismo es de aproximadamente 0,1 a 1,0 mm, e incluso en un caso en el que el diámetro de celda es de varios mm, pueden existir algunas celdas cuyas partes están comunicadas entre sí según la forma del cuerpo moldeado o la aplicación. En particular, en un caso donde la relación de espumado es alta, una pluralidad de celdas se ensamblan entre sí y se comunican entre sí, y el interior del cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno está en un estado hueco, pero se forma una varilla de soporte de una resina en el hueco y, por consiguiente, el cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno se aligera mucho y tiene una gran rigidez.
Como se describió anteriormente, se han descrito las realizaciones de la presente invención, pero las realizaciones son ejemplos de la presente invención, y se pueden adoptar diversas configuraciones distintas de la descripción anterior.
[Ejemplos]
En lo sucesivo, esta realización se describirá en detalle con referencia a los ejemplos y a los ejemplos comparativos. Además, esta realización no se limita a la descripción de los ejemplos.
1. Método de moldeo por inyección de espuma
En los ejemplos y los ejemplos comparativos descritos a continuación, el moldeo por inyección de espuma se realizó en las siguientes condiciones.
[Máquina de moldeo por inyección] Se utilizó una máquina de moldeo por inyección de 850 t (tipo MD850S-III fabricada por UBE MACHINe Ry CORPORATION, Ltd.) o una máquina de moldeo por inyección de 350 t (tipo MD350S-III fabricada por UBE MACHINERY CORPORATION, Ltd.).
[Molde de metal]
(para máquina de moldeo por inyección de 850 t)
Tamaño de la cavidad: longitud de 800 mm, ancho de 500 mm y espesor variable
Compuerta: se utilizó una compuerta directa de dos puntos en el molde actual (se llenó una región de 400 x 500 mm por compuerta)
La máquina de moldeo por inyección estaba provista de un canal caliente y una compuerta de válvula
(para máquina de moldeo por inyección de 350 t)
Tamaño de la cavidad: longitud de 400 mm, ancho de 200 mm y espesor variable
Compuerta: una compuerta directa de un punto
2. Procedimiento de medición y evaluación
En los ejemplos y los ejemplos comparativos descritos a continuación, cada una de las propiedades físicas se midió y evaluó mediante el siguiente procedimiento.
[Fluidez (Caudal de fusión: MFR)]
A menos que se indique particularmente lo contrario, el MFR se midió a una temperatura de 230 °C y una carga de 2,16 kg en función de un procedimiento según la norma ASTM D-1238 en un estado que no contiene un agente espumante, y, en el caso de un componente de caucho, el MFR se midió en condiciones de una temperatura de 190 °C y una carga de 2,16 kg en función del procedimiento según la norma ASTM D-1238.
[Contenido del componente (a1) insoluble en n-decano y componente (a2) soluble en n-decano en copolímero de bloque a base de propileno-etileno]
Se pusieron aproximadamente 3 g de un copolímero de bloques a base de propileno-etileno (medido hasta la unidad de 10'4 g, y la masa se describió como b (g) en la siguiente expresión), 500 ml de n-decano y una pequeña cantidad de un estabilizador resistente al calor que era soluble en n-decano en un recipiente de medición formado por vidrio, y se calentaron a 150 °C durante 2 horas mientras se agitaban con un agitador en una atmósfera de nitrógeno y, por consiguiente, el copolímero de bloques a base de propileno-etileno se disolvió en el n-decano. A continuación, la mezcla se retuvo a 150 °C durante 2 horas y, a continuación, se enfrió gradualmente a 23 °C durante 8 horas.
Un líquido que contenía un precipitado del copolímero de bloques a base de propileno-etileno obtenido se filtró
mediante un filtro de vidrio estandarizado por 25G-4, que fue fabricado por Iwata Glass Industrial Co., Ltd. a presión reducida. Se tomaron muestras de 100 ml de un filtrado, que se secaron a una presión reducida y, por consiguiente, se obtuvo una parte del componente (a2) descrito anteriormente. La masa del mismo se midió hasta la unidad de 10 4 g (la masa se describió como a (g) en la siguiente expresión) . A continuación, se obtuvo el contenido de los componentes (a1) y (a2) en el copolímero en bloque a base de propileno-etileno mediante las siguientes expresiones.
Contenido del componente (a2) [% en masa] = 100 x 5a / b
Contenido del componente (a1) [% en masa] = 100 - Contenido del componente (a2)
[viscosidad inherente]
Se disolvieron aproximadamente 20 mg de una muestra en 15 ml de decahidronaftaleno, y se midió una viscosidad específica r|sp en un baño de aceite a 135 °C. La dilución se realizó mediante la adición de 5 ml de un disolvente de decahidronaftaleno a la solución de decahidronaftaleno y, de manera similar, se midió la viscosidad específica r|sp. La operación de dilución se repitió dos veces más, el valor de sp/C en el momento de extrapolar una concentración (C) a 0 se obtuvo como la viscosidad inherente [n].
[n] = lim(i>p/ C) (C -► 0)
[Densidad]
La densidad se midió en función de la norma ISO 1183 (JIS K7112) .
[Relación de espumado]
Cuando un espesor de placa (un espesor sustancial) de un cuerpo moldeado que no tiene burbujas de aire se estableció en "fe", y un espesor de placa del cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno se establece en "t1", una relación de espesor de placa ti/fe se estableció en la relación de espumado.
[Estado de la celda de la capa de espuma]
Se evaluó una superficie seccional del cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno obtenido en función de los siguientes criterios.
B: Sobre una capa de espuma existían burbujas de aire independientes que no tenían burbujas rotas o burbujas de aire continuas que tenían una longitud inferior al espesor de la placa, y no existían burbujas de aire continuas que tuvieran una longitud larga superior o igual al espesor de la placa
C: Las burbujas de aire continuas que tienen una longitud larga superior o igual al espesor de la placa existían en la capa espumada debido a burbujas rotas
[Espesor sustancial (fe) del cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno]
El espesor sustancial (fe) del cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno es un espesor en el caso de eliminar completamente las burbujas de aire existentes en el cuerpo moldeado de espuma que tiene un área de superficie específica y, en general, es un valor idéntico al espacio libre de la cavidad (T0) del molde metálico de moldeo por inyección en el momento de comenzar la inyección en el moldeo por inyección. En esta realización, un procedimiento de medición del espesor sustancial (t0) es el que se describe a continuación.
Primero, una parte del cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno se corta en forma de una placa cuadrada (el área de una superficie es generalmente de 1 o 4 cm2) , y el área de una superficie de la pieza de prueba se mide con precisión y se establece en S cm2. A continuación, la pieza de prueba se somete a un tratamiento antiespumante a 200 °C a presión reducida inferior o igual a 50 mmHg y, a continuación, se somete a un tratamiento de enfriamiento lento presurizado en gas nitrógeno de aproximadamente 1 presión atmosférica y, por consiguiente, se obtiene una pieza de prueba sin espuma que se desespuma. En un caso donde la masa del mismo se establece en W (g) , y la densidad del mismo se establece en D0 (g/cm3), un valor (mm) calculado por la Expresión 2 que se describe a continuación se establece en el espesor sustancial (fe) . Una porción de muestreo de la pieza de prueba se cambia arbitrariamente en la misma porción plana, y esta operación se repite 5 veces en total, y por consiguiente, se mide el espesor sustancial, y el valor promedio de la misma se establece en el espesor sustancial (fe) del cuerpo moldeado de
espuma a base de polipropileno.
To (mm) = 10 x w / (Do x s) •••(Expresión 2)
[Medición del espesor de la capa de la piel]
El espesor de la capa de piel se midió mediante el siguiente procedimiento. En primer lugar, la superficie de la sección del cuerpo moldeado de espuma se cortó con una cuchilla incisiva de tal manera que la celda no se rompiera, y se formó una imagen de la superficie de la sección. A partir de la imagen de la superficie seccional, el espesor de la capa de revestimiento sólida (la primera capa de revestimiento sólida y la segunda capa de revestimiento sólida) en una porción de capa superficial con respecto al espesor de placa total se midió en la unidad de mm, y la media de la misma se estableció en el espesor de la capa de revestimiento.
[Aspecto del cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno]
La apariencia del cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno se evaluó mediante la cantidad de marca de remolino y un avatar generado en la superficie del cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno.
A: No se observó ni la marca de remolino ni el avatar en absoluto en toda la superficie del cuerpo moldeado. B: La marca de remolino o el avatar no estaba en toda la superficie del cuerpo moldeado, o se observó una marca de remolino desvanecida o un avatar diminuto, pero no se pudo confirmar un fallo de apariencia mediante grabado. C: Se generó una gran cantidad de marcas de remolino y/o avatares en toda la superficie del cuerpo moldeado, y no fue posible proteger la falla en el aspecto a través del relieve.
[Capacidad térmica por unidad de área (Q)]
La capacidad térmica específica del cuerpo moldeado de espuma se midió mediante el uso de un dispositivo de calorimetría de barrido diferencial fabricado por PerkinElmer Co., Ltd., y por consiguiente, se obtuvo la capacidad térmica por unidad de área (Unidad: kJ/m2 -K) a 30 °C del cuerpo moldeado de espuma sometido al moldeo por inyección de espuma a partir de la composición de resina a base de polipropileno. Además, en esta realización, hay un caso en el que la capacidad térmica por unidad de área (unidad: kJ/m2 -K) se describe como una cantidad de almacenamiento de calor por unidad de área (unidad: kJ/m2 -K) .
[Resistencia térmica (R)]
Se midió un valor de resistencia térmica (unidad: m2 'K/W) en una dirección de espesor de placa mediante el uso de un dispositivo de medición de conductividad térmica de procedimiento estable fabricado por ADVANCE RIKO, Inc., según un procedimiento de caudalímetro de calor de procedimiento estable y un procedimiento según la norma ASTM E1530 (30 °C) .
[Rigidez a la flexión]
En los cuerpos moldeados por inyección de espuma obtenidos en los ejemplos y los ejemplos comparativos, se confirma que la primera capa de piel sólida, la capa de espuma y la segunda capa de piel sólida están en un estado de laminación, en este orden. Esta estructura presenta un peso ligero y una alta rigidez debido a un efecto de momento secundario seccional. Además, se considera que la teoría de rigidez de un panel sándwich se puede aplicar generalmente a una estructura donde dicha capa espumada se interpone entre dos placas de capa de revestimiento no espumadas (las capas de revestimiento sólidas) que tienen una alta resistencia. Por esta razón, en una estructura de tres capas obtenida mediante el moldeo por inyección de espuma, un módulo elástico de una porción sólida se puede analogizar de manera comparativamente fácil. Sin embargo, en un módulo elástico de la capa espumada en el centro, se obtiene un resultado en el que las propiedades físicas son considerablemente diferentes según la irregularidad en una dirección de profundidad y un estado de celda en la capa espumada, asociado con un cambio en las condiciones de moldeo o la relación de espumado.
Por lo tanto, en esta realización, el cuerpo moldeado de espuma se asumió como un material uniforme y se realizó una prueba de flexión y, por consiguiente, se midió un módulo elástico de flexión (E) del cuerpo moldeado y se calculó el momento secundario seccional (I) utilizando el espesor de la placa que era un factor de forma. Por lo tanto, se calculó la rigidez a la flexión (E-I).
En un procedimiento de evaluación, se obtuvo un módulo elástico de flexión de una muestra que se obtuvo de cortare el cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno para que tuviera un tamaño de un ancho de 50 mm y una
longitud de 150 mm, llevar a cabo una prueba de flexión de tres puntos a través del uso de un dispositivo de prueba de flexión en el que los diámetros de una porción de soporte y una porción de carga eran 3,2 mmR en condiciones (un procedimiento de la norma ASTM D7 90, 23 °C) de una distancia entre los puntos de soporte de 100 mm y una velocidad de carga de 50 mm/minuto, y la rigidez a la flexión del cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno se calculó mediante el uso de un espesor de placa de una pieza de prueba medido de antemano. En este momento, en el cálculo de la rigidez a la flexión, la evaluación se realizó calculando como un ancho por ancho unitario (1 m). [Energía de impacto superficial]
La energía de impacto superficial (23 °C) en una prueba de impacto superficial de alta velocidad (HRIT) se midió de la siguiente manera en función de la norma ISO 6603-2. Se utilizó un probador de impacto de alta velocidad (tipo RIT-8000) fabricado por Rheometric Scientific, Inc. (EE. UU.) como dispositivo de medición. En primer lugar, una pieza de prueba de placa plana (había una diferencia en el espesor de la placa según el cuerpo moldeado) de 120 * 130 (mm) de corte de una placa colocada en el moldeo de espuma de inyección se fijó mediante un retenedor circular de 3 pulgadas. A continuación, una sonda de impacto que tiene un diámetro de 1/2 pulgadas (el radio de una superficie esférica de punta de 1/4 pulgadas) se puso en contacto con la pieza de prueba a una velocidad de 5 m/segundo y, por consiguiente, se detectó una cantidad de deformación y tensión de la pieza de prueba, se calculó un valor integral de área y, por consiguiente, se obtuvo la energía de impacto superficial. Además, se midió la energía total (TE), que era un valor de energía requerido hasta que se rompió un material, y se estableció en la energía de impacto superficial (J) . El ajuste de estado se realizó mediante un horno de temperatura constante proporcionado en el dispositivo. Específicamente, la pieza de prueba se colocó en el horno de temperatura constante cuya temperatura se ajustó de antemano a una temperatura predeterminada (23 °C) , y el ajuste de estado se realizó durante 2 horas, y, a continuación, se realizó la prueba descrita anteriormente.
3. Preparación de la materia prima
[Ejemplo de preparación] [Fabricación de copolímero de bloque a base de propileno-etileno (A1)]
(1) Preparación del componente catalizador de titanio sólido
95,2 g de cloruro de magnesio anhidro, 442 ml de decano y 390,6 g de alcohol 2-etilhexílico se sometieron a una reacción de calentamiento a 130 °C durante 2 horas y, por consiguiente, se obtuvo una solución homogénea. A continuación, se añadieron 21,3 g de anhídrido ftálico a la solución, se agitó y se mezcló a 130 °C durante 1 hora y, por consiguiente, se disolvió el anhídrido ftálico.
La solución homogénea obtenida como se describió anteriormente se enfrió a temperatura ambiente y, a continuación, se añadieron gota a gota 75 ml de la solución homogénea y se cargaron en 200 ml de tetracloruro de titanio retenido a -20 °C, durante 1 hora. Una vez finalizada la carga, la temperatura del líquido mezclado se elevó a 110 °C durante 4 horas, en un caso en el que la temperatura alcanzó 110 °C, se añadieron 5,22 g de ftalato de diisobutilo (DIBP) al líquido mezclado y, a continuación, la mezcla se agitó y se mantuvo a la misma temperatura durante 2 horas.
Una vez finalizada la reacción durante 2 horas, se tomó una muestra de una porción sólida mediante filtración por calor, la porción sólida se resuspendió en 275 ml de tetracloruro de titanio y, a continuación, se calentó de nuevo a 110 °C durante 2 horas. Una vez finalizada la reacción, se volvió a tomar una muestra de la porción sólida mediante filtración térmica y se lavó suficientemente con decano y hexano a 110 °C hasta que no detectar ningún compuesto de titanio libre en la solución.
Aquí, la detección del compuesto de titanio libre se confirmó mediante el siguiente procedimiento. Se tomaron muestras de 10 ml de una solución sobrenadante del componente catalítico sólido descrito anteriormente y se cargaron en un matraz Schlenk de brazo lateral de 100 ml que se sometió a una sustitución de nitrógeno por adelantado mediante un inyector. A continuación, el disolvente hexano se secó mediante flujo de aire de nitrógeno y se sometió adicionalmente a secado al vacío durante 30 minutos. Se cargaron 40 ml de agua de intercambio iónico y 10 ml de ácido sulfúrico (1 1) y se agitaron durante 30 minutos . La solución acuosa se movió a un matraz de medición de 100 ml a través de papel de filtro y, a continuación, se añadieron 1 ml de un ácido fosfórico concentrado como agente de enmascaramiento de un ion de hierro (II) y 5 ml de agua de peróxido de hidrógeno al 3 % como reactivo colorante de titanio, el matraz de medición que se diluyó a 100 ml con agua de intercambio iónico, se agitó y, después de 20 minutos, se observó la absorbancia de luz a 420 nm mediante el uso de UV, el titanio libre se lavó y se eliminó hasta no observar su absorción. El componente de catalizador de titanio sólido preparado como se describió anteriormente se retuvo como una suspensión de decano, y una parte del mismo se secó con el fin de examinar la composición del catalizador. En la composición de un componente catalizador de titanio sólido (A), obtenido como se describió anteriormente, el titanio fue del 2,3 % en masa, el cloro fue del 61 % en masa, el magnesio fue del 19 % en masa y el
DIBP fue del 12,5 % en masa.
(2) Fabricación del catalizador de prepolimerización
Se colocaron 100 g del componente de catalizador de titanio sólido obtenido mediante el procedimiento (1) descrito anteriormente, 131 ml de trietilaluminio, 37,3 ml de dietilaminotrietoxi silano y 14,3 l de heptano en un autoclave provisto de un agitador cuya capacidad interna era de 20 l, se colocaron 1000 g de propileno en el mismo mientras se mantenía una temperatura interna de 15 °C a 20 °C, y se sometió a una reacción mientras se agitaba durante 120 minutos . Después de que terminó la polimerización, el componente sólido se precipitó, y la eliminación de la solución sobrenadante y el lavado con heptano se realizaron dos veces. El catalizador de prepolimerización obtenido se resuspendió en heptano purificado y el ajuste se realizó mediante el uso de heptano de modo que la concentración del componente de catalizador sólido se convirtiera en 1,0 g/l.
(3) Polimerización principal
El propileno a 43 kg/hora, el hidrógeno a 256 NL/hora, la suspensión de catalizador obtenida mediante el procedimiento (2) descrito anteriormente, como componente de catalizador sólido, a 0,49 g/hora, el trietilaluminio a 4,5 ml/hora y el dietilaminotrietoxi silano a 1,8 ml/hora se suministraron continuamente a un recipiente de polimerización tubular recirculante provisto de una camisa cuya capacidad interna era de 58 l, y la polimerización se realizó en un estado inundado donde no existía una fase de vapor. La temperatura del recipiente de polimerización tubular fue de 70 °C, y la presión del mismo fue de 3,57 MPa/G.
La suspensión obtenida se transfirió a un recipiente de polimerización de tipo recipiente provisto de un agitador cuya capacidad interna era de 100 l, y la polimerización se realizó adicionalmente. Se suministró propileno al recipiente de polimerización a 45 kg/hora, y se suministró hidrógeno al recipiente de polimerización de modo que la concentración de hidrógeno de una porción en fase de vapor se convirtió en un 8,8 % molar. La polimerización se realizó a una temperatura de polimerización de 68 °C y una presión de 3,36 MPa/G.
La suspensión obtenida se transfirió a un tubo de transferencia de líquido cuya capacidad interna era de 2,4 l, la suspensión se gasificó y se realizó la separación gas-sólido y, a continuación, se transfirió un polvo de homopolímero de polipropileno a un recipiente de polimerización en fase de vapor cuya capacidad interna era de 480 l, y se realizó la copolimerización en bloque de etileno/propileno. Se suministraron continuamente propileno, etileno e hidrógeno de modo que una composición de gas en el recipiente de polimerización en fase de vapor se convirtió en etileno/(etileno propileno) =0,20 (relación molar) e hidrógeno / etileno = 0,0031 (relación molar). La polimerización se realizó a una temperatura de polimerización de 70 °C y una presión de 1,40 MPa/G.
Un copolímero de bloque a base de propileno-etileno (Al) obtenido como se describió anteriormente se sometió a secado al vacío a 80 °C. Una velocidad de flujo en estado fundido (MFR) del copolímero de bloque a base de propilenoetileno (Al) obtenido fue de 90 g/10 minutos, el contenido de un componente soluble en decano (a2) en el copolímero fue del 11 % en masa, el contenido de un componente insoluble en decano (al) fue del 89 % en masa, una velocidad de flujo en estado fundido (MFR) del componente insoluble en decano (al) fue de 250 g/10 minutos y una viscosidad inherente [q] del componente soluble en decano (a2) fue de 7,5 (dl/g). Además, en una pieza de prueba del copolímero de bloque a base de propileno-etileno (Al) (un ancho de 10 mm y un espesor de 1 mm) , se midió una viscosidad de alargamiento usando un reómetro MCR301 fabricado por Anton Paar Japan K.K., (170 °C, velocidad de alargamiento; 1/s, 10/s, 20/s y 30/s) , y como resultado de ello, no se observó un aumento obvio en la viscosidad de alargamiento con respecto a un tiempo de alargamiento, y se confirmó que no se exhibieron propiedades de endurecimiento por deformación.
[Ejemplo 1]
El 76 % en masa del copolímero de bloques a base de propileno-etileno (Al) obtenido en el ejemplo de preparación descrito anteriormente, el 20 % en masa de un copolímero de etileno-1-buteno (EBR) (fabricado por Mitsui Chemicals, Inc., A35070S) fabricado por un catalizador de sitio único cuyo MFR (190 °C, una carga de 2,16 kg) fue de 35 g/10 minutos y la densidad fue de 0,86 g/cm3, como el caucho de copolímero de etileno-a-olefina (B), y el 4 % en masa de talco en polvo fino (un diámetro de partícula promedio D50 medido por un analizador de tamaño de partícula de tipo láser fue de 4,0 μm) como la carga inorgánica (C) se granularon, y por consiguiente, se obtuvo una composición de resina a base de propileno. A continuación, un lote maestro de agente espumante inorgánico de un sistema de bicarbonato de sodio que tiene una concentración del 50 % (Polythlene EE515 fabricado por EIWA CHEMICAL IND. CO., LTD.) se sometió a mezcla en seco de modo que un componente de agente espumante se convirtió en 2,5 partes en masa con respecto a 100 partes en masa de la composición de resina a base de propileno obtenida. A continuación,
la composición obtenida se colocó en una tolva de una máquina de moldeo por inyección y se sometió a moldeo por inyección de espuma en las condiciones que se describen a continuación y, por consiguiente, se obtuvo un cuerpo moldeado de espuma.
■ Dispositivo
Máquina de moldeo por inyección: una máquina de moldeo por inyección de 350 t
Molde de metal: un molde de metal de placa rectangular de 400 x 200 (una puerta directa de un punto central) Espesor inicial de la cavidad: 0,7 mm, (el espesor inicial era un intervalo de superficie de cavidad entre un molde de metal fijo y un molde de metal móvil antes de llenarse con la composición de resina)
Material de la cavidad: Acero SCM
• Condiciones de moldeo de espuma
Temperatura de inyección: 210 °C Temperatura del molde de metal: 40 °C Velocidad de inyección: 239 cm3/segundo
Espesor de llenado inicial: 0,7 mm
Intervalo de la superficie de la cavidad entre el molde de metal fijo y el molde de metal móvil después de finalizar la etapa de espumado: 3,0 mm
[Ejemplo 2]
En el Ejemplo 1, una cantidad de respaldo del núcleo aumentó, el intervalo de superficie de la cavidad entre el molde de metal fijo y el molde de metal móvil después de que finalizó la etapa de espumado se estableció en 3,9 mm, y se realizó el moldeo y, por consiguiente, se realizó la evaluación.
[Ejemplo 3]
En el Ejemplo 2, se intercambió un nido (200 x 100) en el que se unió una película de PET con un espesor de 0,025 mm y una conductividad térmica de 0,24 W/m -K sobre una superficie con una parte del molde de metal, y se realizó el moldeo y, por consiguiente, se llevó a cabo la evaluación.
[Ejemplo 4]
En el Ejemplo 2, un nido (200 x 100) cuya superficie se recubrió con cerámica de alúmina con un espesor de 0,3 mm y una conductividad térmica de 32 W/m-K se intercambió con una parte del molde de metal, y se realizó el moldeo y, por consiguiente, se llevó a cabo la evaluación.
[Ejemplo 5]
En el Ejemplo 2, el intervalo de cavidad inicial se cambió a 1,0 mm, una cantidad de relleno de la composición de resina aumentó a la equivalencia de 1,0 mm y se realizó el moldeo y, por consiguiente, se llevó a cabo la evaluación. [Ejemplo 6]
En el Ejemplo 5, una cantidad de respaldo del núcleo aumentó, el intervalo de superficie de la cavidad entre el molde de metal fijo y el molde de metal móvil después de que finalizó la etapa de espumado se estableció en 5,0 mm, y se realizó el moldeo y, por consiguiente, se realizó la evaluación.
[Ejemplo 7]
El 74 % en masa del copolímero de bloque a base de etileno (Al) de propileno obtenido en el ejemplo de preparación descrito anteriormente, el 24 % en masa de un copolímero de etileno • 1-octeno (EOR) (ENGAGE8407 fabricado por The Dow Chemical Company) fabricado por un catalizador de sitio único cuyo MFR (190 °C, una carga de 2,16 kg) fue de 30 g/10 minutos y la densidad fue de 0,87 g/cm3, como el caucho de copolímero de etileno-a-olefina (B), y un 2 % en masa de talco en polvo fino (un diámetro de partícula promedio D50 medido por un analizador de tamaño de partícula de tipo láser fue de 4,0 μm) como la carga inorgánica (C) se granularon y, por consiguiente, se obtuvo una composición de resina a base de propileno. A continuación, un lote maestro de agente espumante inorgánico de un sistema de bicarbonato de sodio que tiene una concentración del 40 % (Polythlene e E65C fabricado por EIWA CHEMICAL IND. CO., LTD.) se sometió a mezcla en seco de modo que un componente de agente espumante se convirtió en 2,0 partes en masa con respecto a 100 partes en masa de la composición de resina a base de propileno obtenida. A continuación, la composición obtenida se colocó en una tolva de una máquina de moldeo por inyección y se sometió a moldeo por inyección de espuma en las condiciones que se describen a continuación y, por consiguiente,
se obtuvo un cuerpo moldeado de espuma.
■ Dispositivo
Máquina de moldeo por inyección: una máquina de moldeo por inyección de 850 t
Molde de metal: un molde de metal de placa rectangular de 800 * 500 (provisto de un canal caliente y una compuerta de válvula)
Puerta: se utilizó una puerta de dos puntos (se llenó una región de 400 x 500 mm por puerta)
El espesor inicial de la cavidad se estableció en 1,2 mm (un espesor inicial fue un intervalo de superficie de la cavidad entre un molde metálico fijo y un molde metálico móvil antes de llenarse con la composición de resina), la apertura y el cierre de la compuerta de la válvula se establecieron de tal manera que la apertura se realizó al inicio de la inyección y el cierre se realizó al final de la inyección.
• Condiciones de moldeo de espuma Temperatura de inyección: 195 °C Temperatura del molde de metal: 40 °C Velocidad de inyección: 1380 cm3/segundo
Espesor de llenado inicial: 1,2 mm
Intervalo de la superficie de la cavidad entre el molde de metal fijo y el molde de metal móvil después de finalizar la etapa de espumado: 2,5 mm
[Ejemplo 8]
En el Ejemplo 7, aumentó una cantidad de respaldo del núcleo, el intervalo de superficie de la cavidad entre el molde metálico fijo y el molde metálico móvil después de que finalizó la etapa de espumado se estableció en 3,0 mm, y se realizó el moldeo y, por consiguiente, se realizó la evaluación.
[Ejemplo 9]
En el Ejemplo 7, la cantidad de respaldo del núcleo aumentó, el intervalo de superficie de la cavidad entre el molde de metal fijo y el molde de metal móvil después de finalizar la etapa de espumado se estableció en 5,0 mm, y se realizó el moldeo y, por consiguientel, se llevó a cabo la evaluación.
[Ejemplo 10]
En el Ejemplo 7, el espesor inicial se estableció en 1,4 mm, el intervalo de superficie de la cavidad entre el molde metálico fijo y el molde metálico móvil después de que finalizó la etapa de espumado se estableció en 3,0 mm, y se realizó el moldeo y, por consiguiente, se realizó la evaluación.
[Ejemplo 11]
En el Ejemplo 10, el intervalo de superficie de la cavidad entre el molde de metal fijo y el molde de metal móvil después de que finalizó la etapa de espumado se estableció en 6,0 mm, y se realizó el moldeo y, por consiguiente, se realizó la evaluación.
[Ejemplo 12]
Se realizó el mismo moldeo que en el Ejemplo 7, excepto que se obtuvo una composición de resina a base de propileno granulando el 76 % en masa del copolímero de bloque a base de propileno-etileno (Al) y el 24 % en masa de un copolímero de etileno-1-octeno (EOR) (ENGAGE8407 fabricado por The Dow Chemical Company) fabricado por un catalizador de sitio único cuyo MFR (190 °C, una carga de 2,16 kg) fue de 30 g/10 minutos y la densidad fue de 0,87 g/cm3, ya que se utilizó el caucho de copolímero de etileno-a-olefina (B), el espesor inicial se estableció en 1,4 mm, y el intervalo de superficie de la cavidad entre el molde metálico fijo y el molde metálico móvil después de que finalizó la etapa de espumado se estableció en 3,5 mm y, por consiguiente, se realizó la evaluación.
[Ejemplo comparativo 1]
En el Ejemplo 1, el espesor inicial se estableció en 0,6 mm y se realizó el moldeo y, por consiguiente, se realizó la evaluación. El cuerpo moldeado en las proximidades de la compuerta estaba espumado, pero el espesor de la placa del cuerpo moldeado no era suficiente y, por consiguiente, la rigidez a la flexión del cuerpo moldeado era baja, y se generó un rebaje o irregularidad en el espesor de la placa en la superficie en las proximidades del extremo debido a una porción no espumada, una escasez de espuma o similares.
[Ejemplo comparativo 2]
En el Ejemplo 1, el intervalo de superficie de la cavidad entre el molde de metal fijo y el molde de metal móvil después de que finalizó la etapa de espumado se estableció en 2,5 mm y se realizó el moldeo y, por consiguiente, se realizó la evaluación. No se generó irregularidad de espumado en el cuerpo moldeado, pero el espesor de la placa fue insuficiente y, por consiguiente, la rigidez a la flexión del cuerpo moldeado fue baja.
[Ejemplo comparativo 3]
En el Ejemplo 5, el intervalo de superficie de la cavidad entre el molde de metal fijo y el molde de metal móvil después de que finalizó la etapa de espumado se estableció en 2 mm, y se realizó el moldeo y, por consiguiente, se realizó la evaluación. La irregularidad de espumado no se generó en el cuerpo moldeado, pero el espesor de la placa fue insuficiente y, por consiguiente, la rigidez a la flexión del cuerpo moldeado fue baja.
[Ejemplo comparativo 4]
En el Ejemplo 5, el intervalo de superficie de la cavidad entre el molde de metal fijo y el molde de metal móvil después de que finalizó la etapa de espumado se estableció en 6,5 mm, y se realizó el moldeo y, por consiguiente, se realizó la evaluación. Un estado de celda de la porción espumada del cuerpo moldeado estaba en un estado de celda abierta donde se rompió una parte de una pared de celda. Como resultado de ello, se generó un rebaje parcial en la superficie del cuerpo moldeado.
[Ejemplo comparativo 5]
En el Ejemplo 7, el intervalo de superficie de la cavidad entre el molde de metal fijo y el molde de metal móvil después de que finalizó la etapa de espumado se estableció en 2 mm, y se realizó el moldeo y, por consiguiente, se realizó la evaluación. La irregularidad de espumado no se generó en el cuerpo moldeado, pero el espesor de la placa fue insuficiente y, por consiguiente, la rigidez a la flexión del cuerpo moldeado fue baja y el valor de resistencia térmica también fue bajo.
[Ejemplo comparativo 6]
En el Ejemplo 7, el intervalo de superficie de la cavidad entre el molde de metal fijo y el molde de metal móvil después de que finalizó la etapa de espumado se estableció en 6,5 mm, y se realizó el moldeo y, por consiguiente, se realizó la evaluación. Un estado de celda de la porción espumada del cuerpo moldeado estaba en un estado de celda abierta donde se rompió una parte de una pared de celda. Como resultado de ello, se generó un rebaje parcial en la superficie del cuerpo moldeado.
[Ejemplo comparativo 7]
En el Ejemplo 10, el intervalo de superficie de la cavidad entre el molde de metal fijo y el molde de metal móvil después de que finalizó la etapa de espumado se estableció en 2,2 mm, y se realizó el moldeo y, por consiguiente, se realizó la evaluación. La irregularidad de espumado no se generó en el cuerpo moldeado, y la rigidez del cuerpo moldeado también fue suficiente, pero el valor de resistencia térmica fue bajo.
[Ejemplo comparativo 8]
En el Ejemplo 11, el espesor inicial fue de 1,5 mm, el intervalo de superficie de la cavidad entre el molde metálico fijo y el molde metálico móvil después de que finalizó la etapa de espumado se estableció en 7,0 mm, y se realizó el moldeo y, por consiguiente, se realizó la evaluación. La rigidez del cuerpo moldeado fue suficiente, y el valor de resistencia térmica también fue suficiente, pero la irregularidad de la espuma comenzó a generarse en el cuerpo moldeado, y el estado de una parte de la celda también tendió a estar en un estado de celda abierta, y por consiguiente, se realizó el engrosamiento. Además, la capacidad térmica por unidad de área también era alta.
[Ejemplo comparativo 9]
En el Ejemplo 11, el espesor inicial fue de 1,8 mm, el intervalo de superficie de la cavidad entre el molde de metal fijo y el molde de metal móvil después de que finalizó la etapa de espumado se estableció en 3,0 mm, y se realizó el moldeo y, por consiguiente, se realizó la evaluación. La irregularidad de espumado no se generó en el cuerpo moldeado, la rigidez del cuerpo moldeado también fue suficiente, y el valor de resistencia térmica también fue suficiente, pero hubo muchas marcas de remolino en la superficie del cuerpo moldeado. El espesor de la capa superficial era de 0,6 mm y, por consiguiente, la energía de impacto superficial era suficientemente alta, pero la
capacidad térmica por unidad de área era un valor alto en la medida de más de 2,5 kJ/m2 -K.
Tabla 1
Claims (14)
1. Un cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno,
donde una densidad que se mide sobre la base de la norma ISO1183 es mayor o igual a 0,15 g/cm3 y menor o igual a 0,54 g/cm3,
la resistencia térmica (R) a 30 °C en una dirección del espesor que se mide sobre la base de la norma ASTM E1530 es mayor o igual a 0,020 m2-K/W y menor o igual a 0,125 m2-K/W,
la capacidad térmica por unidad de área (Q) a 30 °C es superior o igual a 1,0 kJ/m2-K e inferior o igual a 2,5 kJ/m2-K,
Se satisface la Expresión 1 descrita a continuación, y un espesor sustancial (fe) del cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno que se define por la Expresión 2 descrita a continuación es superior o igual a 0,7 mm e inferior a 1,5 mm,
en la Expresión 2, W indica una masa (g) de una pieza de prueba sin espuma similar a una placa que se desespuma y se obtiene desespumando una pieza de prueba similar a una placa cuadrada cortada del cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno a 200 °C a presión reducida y, a continuación, realizando un tratamiento de enfriamiento lento presurizado, D0 indica una densidad (g/cm3) de la pieza de prueba sin espuma obtenida, y S indica un área (cm2) de una superficie de la pieza de prueba similar a una placa cuadrada cortada del cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno;
donde el cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno contiene solo un copolímero de bloque a base de propileno-etileno (A) y caucho de copolímero de etileno-a-olefina (B) como un componente de resina, y donde el copolímero de bloques a base de propileno-etileno (A) incluye una porción de homopolímero de propileno y una porción de copolímero aleatorio de etileno-propileno, y el MFR (230 °C, una carga de 2160 g) de la porción de homopolímero de propileno es mayor o igual a 50 g/10 minutos y menor o igual a 1000 g/10 minutos, donde el MFR se determina sobre la base de un procedimiento ASTM D-1238,
en la porción de copolímero aleatorio de etileno-propileno, una viscosidad inherente [q] que se mide a 135 °C en decahidronaftaleno es mayor a 4 dl/g y menor o igual a 10 dl/g, y
una tasa de contenido de una unidad estructural derivada de etileno en la porción de copolímero aleatorio de etileno-propileno es mayor o igual al 20 % molar y menor o igual al 60 % molar.
2. El cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno según la reivindicación 1,
donde al menos una parte del cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno incluye una porción plana, y la rigidez a la flexión por unidad de ancho en la porción plana es superior o igual a 0,40 N-m2/m.
3. El cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno según la reivindicación 1 o 2,
donde una primera capa de piel sólida, una capa espumada y una segunda capa de piel sólida están en un estado de laminación en este orden.
4. El cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno según la reivindicación 3,
donde un espesor del cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno es superior o igual a 2,0 mm e inferior o igual a 7,0 mm, y
los espesores de la primera capa de piel sólida y la segunda capa de piel sólida son respectivamente superiores o iguales a 0,1 mm e inferiores o iguales a 0,5 mm.
5. El cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4,
donde, cuando un total del copolímero de bloque a base de propileno-etileno (A), el caucho de copolímero de etileno-a-olefina (B) y un relleno inorgánico (C) se establece en 100 partes en masa,
un contenido del copolímero de bloques a base de propileno-etileno (A) es superior o igual a 65 partes en masa e inferior o igual a 90 partes en masa,
un contenido del caucho de copolímero de etileno-a-olefina (B) es superior o igual a 10 partes en masa e inferior o igual a 30 partes en masa, y
un contenido de la carga inorgánica (C) es mayor o igual a 0 partes en masa y menor o igual a 5 partes en masa.
6. Un procedimiento de fabricación para fabricar el cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, que comprende:
una etapa en la que se realiza un moldeo de espuma con respecto a una composición de resina a base de propileno que contiene un copolímero de bloque a base de propileno-etileno (A), caucho de copolímero de etileno-a-olefina (B) y una carga inorgánica (C); y
una etapa de adición agregada de un agente espumante (D) a la composición de resina a base de polipropileno antes de realizar el moldeo de espuma o en el momento de realizar el moldeo de espuma,
donde, cuando un total del copolímero de bloque a base de propileno-etileno (A), el caucho de copolímero de etileno-a-olefina (B) y el relleno inorgánico (C) se establece en 100 partes en masa,
una cantidad de formulación del copolímero de bloques a base de propileno-etileno (A) es mayor o igual a 65 partes en masa y menor o igual a 90 partes en masa,
una cantidad de formulación del caucho de copolímero de etileno-a-olefina (B) es superior o igual a 10 partes en masa e inferior o igual a 30 partes en masa,
una cantidad de formulación del relleno inorgánico (C) es mayor o igual a 0 partes en masa y menor o igual a 5 partes en masa, y
una cantidad de formulación del agente espumante (D) es mayor o igual a 0,8 partes en masa y menor o igual a 4,0 partes en masa.
7. El procedimiento de fabricación de un cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno según la reivindicación 6,
donde un índice de fluidez (MFR) (230 °C, una carga de 2160 g) del copolímero de bloques a base de propileno-etileno (A) que se mide sobre la base de ASTM D-1238 es mayor o igual a 50 g/10 minutos y menor o igual a 140 g/10 minutos.
8. El procedimiento de fabricación de un cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno según la reivindicación 6 o 7,
donde una viscosidad inherente de una porción de copolímero aleatorio de etileno-propileno que configura el copolímero de bloque a base de propileno-etileno (A) que se mide a 135 °C en decahidronaftaleno es superior a 5 dl/g e inferior o igual a 9 dl/g.
9. El procedimiento de fabricación de un cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno según una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8,
donde el agente espumante (D) es un agente espumante térmicamente descomponible que contiene al menos un tipo seleccionado de carbonato e hidrogenocarbonato.
10. El procedimiento de fabricación de un cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno según una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 9,
donde, en la etapa de realizar el moldeo de espuma con respecto a la composición de resina a base de propileno, la composición de resina a base de polipropileno se somete a moldeo por inyección de espuma usando una máquina de moldeo por inyección, y
cuando una holgura de cavidad de un molde de metal en el momento de iniciar la inyección se establece en T0, y una longitud de una superficie en sección de una cavidad en una dirección de ampliación y apertura después de retraer un molde móvil del molde de metal se establece en T1,
T0 se establece para que sea superior o igual a 0,7 mm e inferior a 1,5 mm, y T1/T0 se establece para que sea superior o igual a 1,8 y menos.
11. El procedimiento de fabricación de un cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno según la reivindicación 10,
donde una temperatura de la composición de resina a base de polipropileno en el momento de realizar la inyección con respecto a la composición de resina a base de polipropileno es superior o igual a 170 °C e inferior o igual a 250 °C,
las temperaturas de un molde fijo y el molde móvil del molde metálico en el momento de realizar la inyección son superiores o iguales a 25 °C e inferiores o iguales a 80 °C,
una velocidad de inyección de la máquina de moldeo por inyección es superior o igual a 100 cm3/segundo e inferior o igual a 2000 cm3/segundo,
una presión de inyección de la máquina de moldeo por inyección es mayor o igual a 70 MPa y menor o igual a 200 MPa,
un tiempo desde la finalización del llenado por inyección hasta el inicio de la retracción del molde móvil es mayor
que 0 segundos y menor o igual a 5 segundos, y
una relación de espumado es mayor o igual que 1,8 veces y menor o igual que 6,0 veces.
12. El procedimiento de fabricación de un cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno según la reivindicación 10 u 11,
donde una capa aislante térmica que tiene una conductividad térmica superior o igual a 0,18 W/m-K e inferior o igual a 40 W/m-K se forma sobre una superficie o ambas superficies de la cavidad del metal superior o igual a 0,5 mm.
13. El cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5,
donde el cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno es un componente interior de un automóvil.
14. El cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno según la reivindicación 13,
donde el cuerpo moldeado de espuma a base de polipropileno es una moldura de puerta del automóvil.
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