JP2000256497A

JP2000256497A - ポリプロピレン系樹脂組成物発泡体

Info

Publication number: JP2000256497A
Application number: JP11062633A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Murata; 崇洋村田; Haruo Tomita; 春生冨田
Original assignee: Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1999-03-10
Filing date: 1999-03-10
Publication date: 2000-09-19

Abstract

(57)【要約】【課題】軽量であり、独立気泡率が高く、セル径が微
細で外観が美麗なポリプロピレン系樹脂発泡体を提供す
ることにある。【解決手段】ポリプロピレン系樹脂を５０重量％以上
含有し、１８０℃における破断時メルトテンションが２
０ｇ以上であり、かつ破断時引き取り速度が５ｍ／ｍｉ
ｎ以上であり、かつ剪断粘度が１０００Ｐａ・ｓｅｃ以
上であるポリプロピレン系樹脂を押出発泡させて得られ
る発泡体である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はポリプロピレン系樹
脂押出発泡体に関する。更に詳しくは、たとえば建築物
の壁、床間仕切などの構造材、断熱材などに好適に使用
し得る板状のポリプロピレン系樹脂押出発泡体に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】熱可塑性樹脂からなる発泡体は、一般に
軽量で断熱性や外部からの応力の緩衝性が良好であるこ
とから、断熱材、緩衝材、芯材、食品容器等に幅広く利
用されている。

【０００３】ポリオレフィン系樹脂を基材樹脂とする発
泡体は、低密度ポリエチレンを中心に利用されている
が、ポリエチレン系樹脂は、耐熱性が不十分であるとい
う欠点を有している。一方、ポリプロピレン系樹脂は、
弾性が高く、耐溶剤性、耐熱性、ヒンジ特性等に優れて
いることから、発泡体を製造した場合、極めて広い利用
範囲が期待できるものの、溶融時の粘度、張力が低く、
そのため発泡時に気泡壁の強度が充分に保持されず、ポ
リエチレン系樹脂の如く肉厚の発泡体を製造することは
きわめて困難である。

【０００４】このような困難を克服する試みとして、メ
ルトテンションの高いポリプロピレンを用いた発泡方法
が特開昭５３−４３７６６や特開昭５７−１９７１３
２、特開平４−３６３２２７などで開示されている。し
かしこれらの方法を用いても未だ満足な発泡ボードは得
られていない。

【０００５】近年、特表平５−５０６８７５号公報のよ
うな長鎖分岐構造を有するポリプロピレンを使用してシ
ート状の発泡体を製造する方法が報告されている。しか
しながら、前記方法では厚さが１０mmより薄い発泡体し
か製造することができず、コルゲートやボイドの発生を
伴って、耐衝撃性や緩衝性の良好な発泡体は得られてい
ない。

【０００６】また、特表平８−５０４４７１号公報には
発泡性因子Ｆ（発泡体密度×平均気泡粒径×ｔａｎδ
^0.75）＜１．８のプロピレン発泡体が開示されている
が、多孔ダイによる収束発泡体という特殊な方法によ
る、品質的に欠陥のある発泡体でしか肉厚の発泡体が得
られないという欠点がある。

【０００７】また、特開平７−２５２３１８公報には２
軸伸長粘度を規定した厚肉なポリプロピレン系樹脂押出
発泡体用樹脂が開示されている。しかしながら、この樹
脂は超高分子量成分を含み、Ｍｚが８×１０⁶以上、Ｍ
ｚ／Ｍｗが１０以上という特殊な線状ポリプロピレン系
樹脂であり、開示されている製造法としては２段階重合
という特殊な方法である。

【０００８】一方、ポリオレフィンとポリスチレンとの
ブレンド樹脂の発泡体としては相溶化剤として水素化さ
れたスチレン−ブタジエンブロック共重合体を使用した
混合物の発泡体が特開昭５０−３２２６３号公報に開示
されている。しかし、この公報ではポリオレフィンとし
ては、ポリエチレンのみの記載しかなくポリプロピレン
は記載されていない。

【０００９】また、特開昭６２−１７４２３７号公報に
は、１，２結合型ブタジエン量とスチレン量を規定した
特殊な水素化されたスチレン−ブタジエンブロック共重
合体を使用したポリオレフィンとポリスチレンとのブレ
ンド樹脂の発泡体が開示されている。又、この公報の中
にポリオレフィンとしてポリプロピレンを使用した例も
開示されているが、この方法ではシート状の発泡体しか
得られない。

【００１０】このようにポリプロピレン系樹脂は、その
発泡性を改良し、気泡径が小さく肉厚で高独立気泡率を
有する低密度発泡体を、押出発泡によって製造する方法
が未だ見出されていないのが現状である。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、気泡
径が小さく肉厚で高独立気泡率を有する低密度な板状の
ポリプロピレン系樹脂組成物押出発泡体を提供すること
にある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】ポリプロピレン系樹脂
を、気泡径が小さく肉厚で高独立気泡率を有する低密度
な板状の押出発泡体とするためには、発泡剤の膨張によ
りセルが成長する過程でセルの破壊を起こさず、また押
出ダイス内での発泡を抑制させることが重要となる。す
なわち、溶融したポリプロピレン系樹脂が冷却を受けつ
つ延伸される作用に対して破断しにくいことが必要であ
り、しかもダイ内発泡を抑制するのに充分な剪断粘度を
有する必要がある。

【００１３】本発明者等は特定の組み合わせの溶融レオ
ロジー特性を有する樹脂が、冷却を受けつつ延伸される
作用に対して破断しにくく、しかもダイ内発泡を抑制す
るのに充分な剪断粘度を有するものであることを明らか
とし、これを押出発泡することにより優れた板状のポリ
プロピレン系樹脂組成物押出発泡体を製造可能とし、本
発明に至った。

【００１４】すなわち本発明はポリプロピレン系樹脂を
５０重量％以上含有し、１８０℃における破断時メルト
テンションが２０ｇ以上であり、かつ破断時引き取り速
度が５ｍ／ｍｉｎ以上であり、かつ剪断粘度が１０００
Ｐｓ・ｓｅｃ以上であることを特徴とするポリプロピレ
ン系樹脂からなる、ポリプロピレン系樹脂発泡体に関す
る。また、本発明においてポリプロピレン系樹脂は、ポ
リプロピレン系樹脂とポリスチレン系樹脂、水素化スチ
レン−イソプレン−スチレンブロック共重合体の混合物
からなるものが好ましい。

【００１５】さらに、本発明においてポリプロピレン系
樹脂組成物はポリプロピレン系樹脂５０〜９４．５重量
部とポリスチレン系樹脂５〜４９．５重量部、水素化ス
チレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体０．５
〜１５重量部の混合物からなるものが好ましい。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明で用いられるポリプロピレ
ン系樹脂は破断時メルトテンションが２０ｇ以上であ
り、かつ破断時引き取り速度が５ｍ／ｍｉｎ以上であ
り、かつ剪断粘度が１０００Ｐａ・ｓｅｃ以上であるこ
とを特徴としているが、これら特定の溶融流動特性を満
たすポリプロピレン樹脂を用いるため、押出発泡法で発
泡体を製造する際にセルの破壊が抑制され高独立気泡
率、高発泡倍率で微細なセル径の発泡体が得ることがで
きる。

【００１７】前記の破断時メルトテンション、破断時引
き取り速度、剪断粘度は以下の方法により測定されるも
のである。

【００１８】口径１ｍｍ、長さ１０ｍｍ、流入角４５度
のオリフィスを装着し、１８０℃に加熱された口径１０
ｍｍのピストン型剪断粘度計のバレル中にポリプロピレ
ン系樹脂を充填、圧密して約５分間保持することによっ
て該ポリプロピレン系樹脂を溶融させた。

【００１９】ついでこの溶融されたポリプロピレン系樹
脂をピストンによりオリフィスから押し出して、紐状押
出物を得た。このときのピストン降下速度は１０ｍｍ／
ｍｉｎとした。

【００２０】さらにこの紐状押出物をオリフィス直下に
ある張力検出用プーリ−に通過させて１ｍ／ｍｉｎの速
度で引き取り、検出される張力を安定させた。しかる後
に４０ｍ／ｍｉｎ²の加速度で引き取り速度を加速させ
ながら巻き取り、該紐状押出物が破断する時点で検出さ
れる張力を破断時メルトテンション［単位：ｇ］とし
た。また、該紐状押出物が破断する時点での引き取り速
度を破断時引き取り速度［単位：ｍ／ｍｉｎ］とした。
さらに剪断粘度[単位：Ｐａ・ｓｅｃ]は、上記の条件で
紐状押出物を得ている際に検出されるピストンにかかる
荷重[単位：Ｋｇ]に定数２３．４[Ｐａ・ｓｅｃ／Ｋｇ]
を乗じて得られるものとした。

【００２１】本発明で用いられるのは、ポリプロピレン
系樹脂を５０％以上含有し、１８０℃における破断時メ
ルトテンションが２０ｇ以上であり、かつ破断時引き取
り速度が５ｍ／ｍｉｎ以上であり、かつ剪断粘度が１０
００Ｐａ・ｓｅｃ以上であるポリプロピレン系樹脂であ
り、このようなものである限り特に限定はない。

【００２２】上記のような特定の溶融流動特性を有する
ポリプロピレン系樹脂組成物として、例えばポリプロピ
レン系樹脂とポリスチレン系樹脂、水素化スチレン−イ
ソプレン−スチレンブロック共重合体の混合物であるこ
とが好ましい。また、そのポリプロピレン系樹脂組成物
が、ポリプロピレン系樹脂５０〜９４．５重量部とポリ
スチレン５〜４９．５重量部、水素化スチレン−イソプ
レン−スチレンブロック共重合体０．５〜１５重量部の
混合物であることが好ましい。

【００２３】前記ポリプロピレン系樹脂としては、長鎖
分岐構造を有するものや、超高分子量成分を有している
ものの使用が好ましく、具体的な例としては、プロピレ
ン単独重合体に電子線照射処理を施したものや、エチレ
ンプロピレンランダム共重合体をイソフ゜レンとラジカル重合
開始剤の存在下で溶融混練下反応を施したものなどが挙
げられる。

【００２４】また、ポリスチレン系樹脂とは、望ましく
はスチレンの単独重合体であり、α−メチルスチレン、
アクリロニトリル、ブタジエン、メチルメタアクリレー
ト等のスチレンと共重合できる単量体とのスチレンを主
成分とする共重合体、又これらの混合物でも良い。使用
するポリスチレン系樹脂のメルトフローレートは０．５
〜２０ｇ／１０分（ＩＳＯＲ１１３３２００℃×５
Ｋｇ）の範囲のものが好ましい。

【００２５】さらに、水素化スチレン−イソプレン−ス
チレンブロック共重合体は公知のもので、スチレン成分
の割合は２０〜７０重量％が好ましい。また、ブロック
共重合体の二重結合はその全二重結合部分に対し９０％
以上水素化されている物が好ましい。

【００２６】次に、上記樹脂から発泡体を得る方法とし
ては、例えば上記したポリプロピレン系樹脂、ポリスチ
レン系樹脂、水素化スチレン−イソプレン−スチレンブ
ロック共重合体を押出機内で溶融し、さらに揮発性発泡
剤を高温、高圧下で混合・溶解させてから、適性発泡温
度まで冷却し、大気圧下にダイより放出し押出発泡させ
る方法によって製造される。ポリプロピレン系樹脂、ポ
リスチレン系樹脂、水素化スチレン−イソプレン−スチ
レンブロック共重合体の押出機への投入においては、そ
れぞれの成分樹脂のペレット又は粉末をブレンダーで均
一にブレンドしたもの、これを一度混練押出機に通し溶
融ブレンドしたもの、またはポリスチレン系樹脂と水素
化スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体の
二者だけを溶融ブレンドし、その後ポリプロピレン系樹
脂をドライブレンドしたもの、これらいずれのものを用
いてもよい。

【００２７】好ましい揮発型発泡剤としては、例えばプ
ロパン、ブタン、イソブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘ
プタンなどの脂肪族炭化水素類、シクロブタン、シクロ
ペンタン、シクロヘキサンなどの脂環式炭化水素類、ク
ロロジフルオロメタン、ジクロロメタン、ジクロロフル
オロメタン、ジクロロジフルオロメタン、トリクロロフ
ルオロメタン、クロロエタン、ジクロロトリフルオロエ
タン、ジクロロテトラフルオロエタン、トリクロロトリ
フルオロエタン、テトラクロロジフルオロエタン、パー
フルオロシクロブタンなどのハロゲン化炭化水素類、二
酸化炭素、窒素、空気などの無機ガス、などの１種また
は２種以上が挙げられる。

【００２８】発泡剤の含有量は発泡剤の種類および目標
発泡倍率によって選択されるが、一般に樹脂１００重量
部に対して１〜１００重量部が好ましい。

【００２９】また、気泡径のコントロールのため、必要
に応じて、重曹−クエン酸、タルク等の公知の発泡核剤
を併用しても良い。

【００３０】

【実施例】つぎに実施例および比較例に基づいて本発明
に関する発泡体について説明するが、本発明はかかる実
施例のみに限定されるものではない。

【００３１】また、ポリプロピレン系樹脂等の樹脂特性
の測定法と発泡体の評価方法は以下の通り行った。

【００３２】＜樹脂特性の評価方法＞口径１０ｍｍのピ
ストン型剪断粘度計である東洋精機（株）製キャピログ
ラフとこれに付帯したメルトテンション測定装置を用い
て１８０℃における破断時メルトテンション、破断時引
き取り速度、剪断粘度を求めた。

【００３３】＜発泡体の評価方法＞得られた押出発泡体
の密度、独立気泡率および平均気泡径をつぎの方法によ
り測定し、外観を目視によりつぎの評価基準により評価
した。

【００３４】発泡体の密度：発泡体の重量と発泡体の水
没により求めた体積とから算出する。

【００３５】独立気泡率：マルチピクノメータ（製品
名、湯浅アイオニクス（株）製）を用い、ＡＳＴＭＤ
−２８５６に準じて測定する。

【００３６】平均気泡径：発泡体中央部の厚み方向、幅
方向、押出方向の直線上の気泡弦長を測定し、１．６２
６を掛け３方向の平均を示す。

【００３７】気泡径＝１．６２６×直線上の気泡弦長外観の評価基準： ○：未発泡部位やケバ、シワが見られない。

【００３８】×：未発泡部位やケバ、シワが見られる。

【００３９】（実施例１）ポリプロピレン系樹脂（モン
テル社製、ホモポリプロピレン、ＰＲＯＦＡＸＰＦ−８
１４）６０重量部、ポリスチレン（旭化成（株）製、ス
タイロンＧ９３０５、ＭＦＲ１．５）を３５重量部と１
００％水素化スチレン−イソプレン−スチレンブロック
共重合体（クラレ（株）製、セプトン２１０４：スチレ
ン含有量６５ｗｔ％）を５重量部及びマイカ（（株）山
口雲母工業所製Ａ−２１Ｓ）０．１重量部をリボンブレ
ンダーに投入し撹拌することにより混合物Ａとした。

【００４０】続いて、この混合物Ａを池貝製作所（株）
製２軸押出機ＰＣＭ−３０で混練し、ポリプロピレン系
樹脂組成物Ａを得た。この２軸押出機への樹脂の供給速
度は６Ｋｇ／ｈ、シリンダー部の設定温度は２００℃と
し、スクリュー回転速度は１００ｒｐｍに設定した。こ
のようにして得られたポリプロピレン系樹脂組成物Ａの
特性を表１に示す。

【００４１】上記の混合物Ａをオンレータが併設された
タンデム型押出機（第一段押出機（シリンダー径６５ｍ
ｍ）、第二段押出機（シリンダー径９０ｍｍ）、オンレ
ータ（混練・冷却装置シリンダー径１５０ｍｍ）が継
続管により連結された発泡押出装置）に５０Ｋｇ／ｈで
供給して押出発泡を行った。混合物Ａを第一段押出機に
投入して２００℃で溶融した後、発泡剤としてイソブタ
ンガスを約１５重量部圧入し、第二段押出機とオンレー
タの温度を１３９℃に設定し、スリット幅４０ｍｍ、ス
リット厚３．０ｍｍ、ランド長２２．５ｍｍの矩形ダイ
より押出し、この矩形ダイに直結した厚み２５ｍｍの成
形ダイによって賦形し、板状の発泡体を得た。この発泡
体の物性を表２に示す。

【００４２】（実施例２）エチレンランダムポリプロピ
レン（グランドポリマー（株）製ハイポールＢ２３０、
エチレン含量３重量％）１００重量部に対してラジカル
重合開始剤（日本油脂（株）パーブチル３Ｍ）０．５重
量部を配合し（株）日本製鋼所製２軸押出機ＴＥＸ−４
４に供給すると同時に、この押出機途中にもうけた導入
部よりイソプレンモノマー（和光純薬（株）製）２．５
重量部を供給し、２００℃で溶融混練してポリプロピレ
ン系樹脂を得た。

【００４３】このポリプロピレン系樹脂、そして実施例
１と同じポリスチレン、水素化スチレン−イソプレン−
スチレンブロック共重合体およびマイカをそれぞれ７０
重量部、２０重量部、１０重量部および０．１重量部を
実施例１と同様な方法で混合物Ｂとした。

【００４４】続いて実施例１と同様な方法で混合物Ｂの
混練を行い、ポリプロピレン系樹脂組成物Ｂを得た。得
られたポリプロピレン系樹脂組成物Ｂの特性を表１に示
す。

【００４５】さらに上記の混合物Ｂを実施例１と同様な
方法で押し出して板状の発泡体を得た。この発泡体の物
性を表２に示す。

【００４６】（実施例３）実施例２と同じポリプロピレ
ン系樹脂、ポリスチレン、実施例１とはスチレン含有量
が異なる１００％水素化スチレン−イソプレン−スチレ
ンブロック共重合体（クラレ（株）製セプトン２００
７、スチレン含有量３０ｗｔ％）およびマイカそれぞれ
６０重量部、３０重量部、１０重量部および０．１重量
部を実施例１と同様な方法で混合物Ｃとした。

【００４７】続いて実施例１と同様な方法で混合物Ｃの
混練を行い、ポリプロピレン系樹脂組成物Ｃを得た。得
られたポリプロピレン系樹脂組成物Ｃの特性を表１に示
す。

【００４８】さらに上記の混合物Ｃを実施例１と同様な
方法で押し出して板状の発泡体を得た。この発泡体の物
性を表２に示す。

【００４９】（比較例１）ポリプロピレン系樹脂（グラ
ンドポリマー（株）製、エチレンランダムポリプロピレ
ン、ハイポールＢ２３０、２３０℃でのＭＩ＝０．５、
エチレン含量３重量％）、実施例１と同じポリスチレン
と水素化スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重
合体およびマイカそれぞれ６０重量部、３５重量部、５
重量部および０．１重量部を実施例１と同様な方法で混
合物Ｄとした。

【００５０】続いて実施例１と同様な方法で混合物Ｄの
混練を行い、ポリプロピレン系樹脂組成物Ｄを得た。得
られたポリプロピレン系樹脂組成物Ｄの特性を表１に示
す。

【００５１】さらに上記の混合物Ｄを実施例１と同様な
方法で押し出して板状の発泡体を得た。この発泡体の物
性を表２に示す。得られた板状の発泡体は実施例に比較
して、密度、独立気泡率、セル径、外観のすべてにおい
て満足できる発泡体は得られなかった。

【００５２】（比較例２）ポリスチレンは使用せず、実
施例１と同じポリプロピレン系樹脂、水素化スチレン−
イソプレン−スチレンブロック共重合体およびマイカそ
れぞれ９５重量部、５重量部および０．１重量部を実施
例１と同様な方法で混合物Ｅとした。

【００５３】続いて実施例１と同様な方法で混合物Ｅの
混練を行い、ポリプロピレン系樹脂組成物Ｅを得た。得
られたポリプロピレン系樹脂組成物Ｅの特性を表１に示
す。

【００５４】さらに上記の混合物Ｅを実施例１と同様な
方法で押し出して板状の発泡体を得た。この発泡体の物
性を表２に示す。得られた板状の発泡体は実施例に比較
して独立気泡率が低く、外観にケバやシワの多いものと
なった。

【００５５】（比較例３）水素化スチレンーイソプレン
ースチレンブロック共重合体は使用せず、実施例２と同
じポリプロピレン系樹脂、ポリスチレンおよびマイカを
それぞれ９０重量部、１０重量部、及びマイカパウダー
０．１重量部を実施例１と同様な方法で混合物Ｆとし
た。

【００５６】続いて実施例１と同様な方法で混合物Ｆの
混練を行い、ポリプロピレン系樹脂組成物Ｆを得た。得
られたポリプロピレン系樹脂組成物Ｆの特性を表１に示
す。

【００５７】さらに上記の混合物Ｆを実施例１と同様な
方法で押し出して板状の発泡体を得た。この発泡体の物
性を表２に示す。得られた板状の発泡体は実施例に比較
して独立気泡率が低く、外観にケバやシワの多いものと
なった。

【００５８】

【表１】

【００５９】

【表２】

【００６０】

【発明の効果】本発明によれば、密度０．０１〜０．０
５ｇ／ｃｍ³、独立気泡率６０％以上、平均気泡径０．
５〜２．５ｍｍの外観美麗なポリプロピレン系樹脂押出
発泡体を容易に提供することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｂ２９Ｋ 105:04 Ｃ０８Ｌ 23:00 25:00 Ｆターム(参考） 4F074 AA24A AA28A AA32A AA32B AB05 BA32 BA33 BA35 BA36 BA37 BA38 BA39 BA40 BA45 BA47 BA54 BA55 BA56 BA57 CA22 CC22X DA02 DA03 DA12 DA32 4F207 AA11 AA13E AG02 AG20 AH48 KA01 KA11 KK13 KK23

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポリプロピレン系樹脂を５０重量％以上
含有し、１８０℃における破断時メルトテンションが２
０ｇ以上であり、かつ破断時引き取り速度が５ｍ／ｍｉ
ｎ以上であり、かつ剪断粘度が１０００Ｐａ・ｓｅｃ以
上であるポリプロピレン系樹脂からなることを特徴とす
るポリプロピレン系樹脂発泡体。
【請求項２】ポリプロピレン系樹脂がポリプロピレン
系樹脂とポリスチレン系樹脂、水素化スチレン−イソプ
レン−スチレンブロック共重合体の混合物である請求項
１記載のポリプロピレン系樹脂発泡体。
【請求項３】ポリプロピレン系樹脂がポリプロピレン
系樹脂５０〜９４．５重量部とポリスチレン系樹脂５〜
４９．５重量部、水素化スチレン−イソプレン−スチレ
ンブロック共重合体０．５〜１５重量部の混合物である
請求項１記載のポリプロピレン系樹脂発泡体。