JP2000302911A - 成型用ポリプロピレン系樹脂発泡粒子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】低圧の飽和水蒸気で加熱しても、従来と同等の
発泡成形体が得られる成形用ポリプロピレン系樹脂発泡
粒子を提供する。 【解決手段】融点が１４０℃以下の無架橋プロピレン系
ランダム共重合体を基材樹脂とする発泡粒子で、発泡粒
子を空気で加圧処理して付与した粒子内空気圧が２３℃
の大気圧下で１．２ｋｇｆ／ｃｍ²（G）から０．８ｋｇ
ｆ／ｃｍ²（G）に減衰する時間が８０分以上であり、下
記式で示されるＣＮＩが３．８０未満である。 但し上記（１）式中、Ｐw は発泡粒子１個当たりの平均
重量（ｍｇ）、Ｅrは嵩発泡倍率（倍）、Ｄは気泡径
（ｍｍ）、Ａは基材樹脂の密度（ｇ／ｃｍ³）を示す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は成型用ポリプロピレ
ン系樹脂発泡粒子に関する。

【０００２】

【従来の技術】ポリプロピレン系樹脂発泡体は、機械的
強度、緩衝性等の特性に優れるため、包装材料、建築材
料、断熱材料等として広く利用されている。ポリプロピ
レン系樹脂発泡体を製造する方法としては、押出成型
法、型内成型法等の方法が知られている。

【０００３】これらのうち、押出成型法は長尺な発泡体
を連続して得る方法として好適な方法ではあるが、この
方法によって製造できるのは板状発泡体、柱状発泡体、
或いはこれらの表面に押出方向に沿った凸条を有する形
状のもの等、押出方向と直交する断面形状が常に同一の
長尺な発泡体でしかなく、複雑な形状の発泡体を得るこ
とは困難である。一方、型内成型法は、ポリプロピレン
系樹脂発泡粒子を金型内に充填し、水蒸気加熱して発泡
粒子相互を融着せしめ、金型形状の発泡成型体を得る方
法であり、得られた成型体を金型から離型することがで
きるものであれば、金型内面の形状次第で任意の形状の
成型体を得ることができる。このため、型内成型法は種
々の形状の発泡成型体製造用に広く利用されている。

【０００４】型内成型法では、金型内に充填した発泡粒
子を加熱した際に、発泡粒子が膨張して粒子相互の間隙
を埋めるとともに粒子相互が確実に融着することが必要
である。このため発泡粒子を加熱によって膨張させるこ
とができるように、金型内に充填する発泡粒子に発泡能
を付与することが必要となる。そこで発泡粒子を金型に
充填する前の体積よりも圧縮して充填することで発泡能
を付与したり、発泡粒子を金型に充填する前に空気等で
加圧処理して発泡粒子内圧を高めることにより発泡能を
付与する方法が採用されている。

【０００５】上記方法のうち、内圧が高められた発泡粒
子を使用する型内成型法は、圧縮された発泡粒子を使用
する型内成型法に比べ、より高発泡倍率の発泡成型体を
得る方法として好適である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、ポリ
プロピレン系樹脂発泡体の普及に伴い、圧縮強度等の機
械的物性のより高い発泡体が求められるようになってき
ている。このような要求に応えるため、発泡粒子の基材
樹脂として、より高融点のポリプロピレン系樹脂が用い
られるようになってきた。しかしながら、再利用が可能
という点で好ましい無架橋のポリプロピレン系樹脂発泡
粒子を使用して成型する場合、樹脂の種類、発泡倍率が
同じであれば基材樹脂の融点が高い程、加熱媒体として
の成型用飽和水蒸気の圧力（スチーム温度）を高くしな
いと、発泡粒子相互の融着性に優れ、且つ粒子間の間隙
が少ない優れた成型体を得ることができない。そのた
め、高融点の無架橋ポリプロピレン系樹脂発泡粒子で
は、より高い圧力の飽和水蒸気を用いて成型する必要が
あり、その結果、エネルギーコストが上昇するととも
に、成型サイクルが長くなって生産性も低下するという
問題があった。

【０００７】本発明は上記の点に鑑みなされたもので、
１４０℃以上という高融点の無架橋ポリプロピレン系ラ
ンダム共重合体を基材樹脂とする発泡粒子でありなが
ら、同融点の無架橋ポリプロピレン系樹脂を基材樹脂と
する従来の発泡粒子に比べて、より低圧の飽和水蒸気を
使用して加熱しても、従来と同等の優れた発泡成型体を
得ることができる成型用ポリプロピレン系樹脂発泡粒子
を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明の成型用ポ
リプロピレン系樹脂発泡粒子は、融点が１４０℃以上の
無架橋プロピレン系ランダム共重合体を基材樹脂とする
ポリプロピレン系樹脂発泡粒子であって、該発泡粒子を
空気で加圧処理して付与した粒子内空気圧が、２３℃の
大気圧下において１．２ｋｇｆ／ｃｍ²(G) から０．８
ｋｇｆ／ｃｍ²(G) に減衰する時間が８０分以上である
とともに、下記（１）式で示されるＣＮＩが３．８０未
満であることを特徴とする。

【０００９】

【数２】

【００１０】（但し上記（１）式中、Ｐｗ は発泡粒子
１個当たりの平均重量（ｍｇ）、Ｅｒは発泡粒子の嵩発
泡倍率（倍）、Ｄは発泡粒子の気泡径（ｍｍ）、Ａは基
材樹脂の密度（ｇ／ｃｍ³）を示す。）

【００１１】本発明の発泡粒子は、上記Ｐw が０．２ｍ
ｇ以上、１．１ｍｇ以下であるものが好ましい。また示
差走査熱量測定において得られるＤＳＣ曲線に、発泡粒
子の基材樹脂の融解熱に相当する固有ピークよりも高温
側に高温ピークが現れ、該高温ピークの熱量が１０Ｊ／
ｇ以上、１５Ｊ／ｇ未満であるものが好ましい。更に、
上記Ｅr が４０〜８０倍であるものが好ましい。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の発泡粒子の基材樹脂は無
架橋プロピレン系ランダム共重合体であり、プロピレン
と共重合される他のコモノマーとしては、エチレン、１
−ブテン、１−ペテン、１−ヘキセン等のプロピレン以
外のα−オレフィン等が挙げられる。上記プロピレン系
ランダム共重合体は、プロピレン−エチレンランダム共
重合体、プロピレン−ブテンランダム共重合体等の２元
共重合体であっても、プロピレン−エチレン−ブテンラ
ンダム共重合体等の３元共重合体であっても良い。共重
合体中におけるプロピレン以外のコモノマー成分の割合
は、０．０５〜１５重量％、特に０．１〜１０重量％が
好ましい。コモノマー成分の割合が０．０５重量％に満
たない場合には、発泡成型体の耐寒性等の物性が低下
し、１５重量％を超えると共重合体の融点を１４０℃以
上とすることが困難となり、この結果、発泡成型体の耐
熱性や、圧縮強さ等の機械的物性が低下する虞れがあ
る。

【００１３】本発明の発泡粒子は、基材樹脂の融点が１
４０℃以上であることが必要であるが、発泡粒子を成型
する際の生産性や設備コスト等を考慮すると、プロピレ
ン系樹脂ランダム共重合体の融点は１６０℃以下である
ことが好ましく、特に１４１〜１５５℃であることが好
ましい。更に、発泡粒子の基材樹脂であるプロピレン系
ランダム共重合体は、発泡成型体の耐熱性及び発泡粒子
製造時の発泡効率を考慮すると、メルトフローレイトが
０．５〜１２ｇ／１０分のものが好ましく、特に４〜１
０ｇ／１０分のものが好ましい。尚、メルトフローレイ
トはＪＩＳ Ｋ７２１０の試験条件１４で測定された値
である。

【００１４】本発明の発泡粒子は、前記（１）式で示さ
れるＣＮＩの値が３．８０未満のものである。（１）式
において、発泡粒子１個当たりの平均重量：Ｐｗ は、
無作為に選んだ発泡粒子１０個の総重量を測定し、その
総重量を発泡粒子の個数（即ち、１０）で除して求めた
値である。また発泡粒子の気泡径：Ｄは発泡粒子内に存
在する気泡の平均径である。具体的には、無作為に選ん
だ発泡粒子を略中心部で切断し、その切断面を顕微鏡に
写し出した画面上又は顕微鏡写真上にて、任意の気泡壁
から別の任意の気泡壁までの任意の長さ：Ｌの直線上に
存在する気泡数：Ｎを数え、下記（２）式により各発泡
粒子の平均気泡径：Ｄ´を求める。但し、該直線の始点
は任意の気泡壁とし、終点は別の任意の気泡壁とし、始
点と終点との間には少なくとも１０個の気泡が存在する
ようにする。

【００１５】

【数３】 Ｄ´＝１．６２×（Ｌ÷Ｎ） ・・・・（２）

【００１６】以上の操作を計３個の発泡粒子に対して行
い、発泡粒子３個分の平均気泡径：Ｄ´を相加平均する
ことにより発泡粒子の気泡径：Ｄを算出する。

【００１７】上記（１）式における発泡粒子の嵩発泡倍
率：Ｅrは後述の測定に基づく発泡粒子の見掛け発泡倍
率に１．６を乗じた値が便宜上採用される。また基材樹
脂の密度：Ａは本発明では便宜上、０．９ｇ／ｃｍ³と
する。

【００１８】本発明の発泡粒子は、上記ＣＮＩの値が
３．８０未満であるとともに発泡粒子を空気で加圧処理
して付与した粒子内空気圧が、２３℃の大気圧下におい
て１．２ｋｇｆ／ｃｍ²(G)から０．８ｋｇｆ／ｃｍ²(G)
（圧力の単位：ｋｇｆ／ｃｍ²の後の“(G)”は、ゲージ
圧を意味する。）に減衰する時間（以下、単に内圧減衰
時間と呼ぶ。）が８０分以上のものである。発泡粒子の
内圧減衰時間を測定するためには、まず発泡粒子を空気
で加圧処理して発泡粒子内に空気を浸透させて高い内圧
を付与し、付与した内圧が１．２ｋｇｆ／ｃｍ²(G)から
０．８ｋｇｆ／ｃｍ²(G)まで減衰する時間を測定する。
具体的には以下の方法により測定される。

【００１９】まず、発泡粒子は通過させないが空気は自
由に通過できるサイズの針穴を多数穿設した７０ｍｍ×
１００ｍｍ程度のポリエチレン製袋の中に複数個の発泡
粒子を収容する。次に、この発泡粒子入り袋を２３℃に
保持しながら密閉容器内にて空気で加圧することにより
２〜３ｋｇｆ／ｃｍ²(G)の空気内圧を発泡粒子に付与す
る。ついで、その袋を密閉容器内から２３℃の大気圧下
の恒温室に取り出し、直ちに秤に乗せて重量を読み取る
（最初に重量を読み取った時間を基準時間とする。）。
その袋を秤に乗せたままとし、基準時間から２時間後ま
では５分おきに重量を読み取り、基準時間から２時間後
より基準時間から４８時間後までは３０分おきに重量を
読み取る。発泡粒子内の加圧空気は時間の経過とともに
気泡膜を透過して外部に抜け出すため発泡粒子の重量は
それに伴って減少し、基準時間から４８時間後では平衡
に達しているため実質的にその重量は安定している。上
記４８時間後の重量測定を終えてから直ちに同恒温室内
にて袋から発泡粒子の全てを取り出して袋の重量を読み
取る。上記のいずれにおいても重量は０．０００１ｇま
で読み取るものとする。得られたデータより発泡粒子重
量（ｇ）を縦軸とし、時間（分）を横軸にして発泡粒子
重量−時間曲線を作成する。尚、縦軸の発泡粒子重量
は、発泡粒子入り袋の重量からポリエチレン製袋の重量
を差し引いた値である。

【００２０】得られた発泡粒子重量−時間曲線より、発
泡粒子の空気内圧が１．２ｋｇｆ／ｃｍ²(G)に相当する
粒子重量となった時間：ｔ_1.2（分）から、空気内圧が
０．８ｋｇｆ／ｃｍ²(G)に相当する重量となるまでの時
間：ｔ_0.8（分）を読み取る。このようにして得られた
ｔ_0.8（分）−ｔ_1.2（分）が、本発明で言う「内圧減衰
時間」である。尚、発泡粒子の空気内圧：Ｐ（ｋｇｆ／
ｃｍ²(G)）は、下記（３）式より算出される。

【００２１】

【数４】 Ｐ＝（Ｗ÷Ｍ）×Ｒ×Ｔ×Ｑ÷Ｖ ・・・・（３）

【００２２】上記（３）式は気体の状態式を変形したも
のであり、（３）式中の各記号は以下の通りである。

【００２３】Ｗは増加空気重量（ｇ）であり、各時間に
おける発泡粒子重量と基準時間から４８時間後の発泡粒
子重量：Ｓ（ｇ）との差を意味する。Ｍは空気の分子量
であり、ここでは２８．８（ｇ）の定数を採用する。Ｒ
は気体定数であり、ここでは０．０８２（ａｔｍ・ｌ/
Ｋ・ｍｏｌ）の定数を採用する。Ｔは絶対温度を意味
し、２３℃の雰囲気が採用されいてるので、ここでは２
９６（°Ｋ）の定数である。Ｑは圧力をａｔｍ単位から
ｋｇｆ／ｃｍ²単位に換算するための係数であり、ここ
では１．０３３２（ｋｇｆ／ｃｍ²／ａｔｍ)を採用す
る。Ｖは発泡粒子の見掛け体積から発泡粒子中に占める
基材樹脂の体積を差し引いた体積（ｌ）を意味する。
尚、上記基準時間から４８時間後に袋から取り出された
発泡粒子の全量を直ちに２３℃の水１００ｃｍ³が収容
されたメスシリンダー内の水に水没させたときの目盛り
から、発泡粒子の体積：Ｙ（ｃｍ³）を算出し、これを
リットル（ｌ）単位に換算してこれを発泡粒子の見掛け
体積（ｌ）とする。また発泡粒子中に占める基材樹脂の
体積は、上記体積：Ｙ（ｃｍ³）を発泡粒子の見掛け発
泡倍率（倍）で除してその値をリットル（ｌ）単位に換
算することで求められる。発泡粒子の見掛け発泡倍率
は、基材樹脂密度：Ａ（０．９ｇ／ｃｍ³）を発泡粒子
の見掛け密度（ｇ／ｃｍ³）で除すことにより求められ
る。また発泡粒子の見掛け密度（ｇ／ｃｍ³）は上記発
泡粒子重量：Ｓ（ｇ）を体積：Ｙ（ｃｍ³）で除すこと
により求められる。

【００２４】尚、以上の測定においては、発泡粒子重
量：Ｓが０．５０００〜１０．００００ｇで、且つ体
積：Ｙが５０〜９０ｃｍ³となる量の複数個の発泡粒子
が使用される。

【００２５】上記内圧減衰時間が８０分未満の発泡粒子
は、発泡粒子を金型内等で成型して得た、成型直後の発
泡成型体に生じる収縮を回復するのに長い時間を要した
り、或いは収縮が回復しないものが含まれる割合が高く
なり、成型体の不良率が高くなる。このような観点か
ら、上記内圧減衰時間は、８５分以上であることが好ま
しく、特に９０分以上であることが好ましい。

【００２６】上記ＣＮＩ値が３．８０以上になると成型
時に必要な成型用飽和水蒸気の圧力が高くなってしま
い、本発明の目的が達成できない。尚、ＣＮＩ値を３．
６０以下にすれば、成型時に必要な成型用飽和水蒸気の
圧力をより低下させることが可能となるため好ましい
が、ＣＮＩ値があまり小さくなりすぎると、機械的圧縮
等により発泡粒子が連続気泡状態になり易く、また養生
後の成型体表面に皺が入り易くなる、等の問題が起こり
得るので、ＣＮＩの下限値は２．００とすることが好ま
しい。従って、ＣＮＩの値は３．６０〜２．００である
ことが好ましい。尚、上記ＣＮＩの値は、発泡粒子１個
当たりに含まれる気泡数が多くなるほど大きな値を示
し、その気泡数が少なくなるほど小さな値を示すことに
なる。

【００２７】発泡粒子は小さいものの方が成型時の飽和
水蒸気圧を小さくできる利点があり、一方、発泡粒子が
小さすぎると発泡効率が悪くなるため、発泡粒子の１個
当たりの平均重量は０．１〜４．０ｍｇ、特に０．２〜
１．１ｍｇであることが好ましい。発泡粒子１個当たり
の平均重量が４．０ｍｇを超える場合、成型時に高い圧
力の飽和水蒸気が必要となり、また得られた発泡成型体
の断熱性が低下したり機械的な圧縮を受けると気泡が破
泡しやすくなる等の虞れがある。

【００２８】また本発明の発泡粒子は、発泡粒子の示差
走査熱量測定において得られるＤＳＣ曲線に、発泡粒子
の基材樹脂の融解熱に相当する固有ピークよりも高温側
に高温ピークが現れ、該高温ピークの熱量が１０Ｊ／ｇ
以上、１５Ｊ／ｇ未満であるものが好ましい。高温ピー
クの熱量が１０Ｊ／ｇ未満の場合、発泡成型体の圧縮強
度、エネルギー吸収量等が低下する一方、成型後に加熱
養生しても成型体に生じた収縮が回復されにくい傾向に
あり、また高温ピークの融解熱量が１５Ｊ／ｇ以上の場
合には、発泡粒子を成型する際の内圧付与のための処理
時間が長く必要となる虞れがある。本発明において上記
高温ピークの熱量が、特に１１〜１４Ｊ／ｇのものが好
ましい。

【００２９】上記高温ピークの熱量とは、発泡粒子２〜
４ｍｇを、示差走査熱量計によって室温から２２０℃ま
で１０℃／分で昇温した時に得られるＤＳＣ曲線（図１
に示す。）に現れる、基材樹脂に固有の固有ピークａが
現れる温度よりも高温側に現れる高温ピークｂの熱量
で、該高温ピークｂの面積に相当するものであり、例え
ば次のようにして求めることができる。即ち、まずＤＳ
Ｃ曲線上の８０℃に相当する点αと、発泡粒子の融解終
了温度Ｔ_E に相当するＤＳＣ曲線上の点βとを結ぶ直線
（α−β）を引く。次に固有ピークａと高温ピークｂと
の間の谷部に当たるＤＳＣ曲線上の点γからグラフの縦
軸と平行な直線を引き、前記直線（α−β）と交わる点
をδとする。高温ピークｂの面積は、ＤＳＣ曲線の高温
ピークｂの部分の曲線と、線分（δ−β）と、線分（γ
−δ）とによって囲まれる部分（図１において斜線を付
した部分）の面積である。

【００３０】この高温ピークｂは、上記のようにして測
定した第１回目のＤＳＣ曲線には現れるが、第１回目の
ＤＳＣ曲線を得た後、２２０℃から１０℃／分で一旦、
４０℃付近まで降温し、再び１０℃／分で２２０℃まで
昇温した時に得られる第２回目のＤＳＣ曲線には現れ
ず、第２回目のＤＳＣ曲線には基材樹脂に固有の固有ピ
ークａのみが現れる。

【００３１】本発明の発泡粒子は、通常、３〜１００倍
の嵩発泡倍率を有する。発泡粒子の嵩発泡倍率が低いも
のからは、低発泡の成型体しか得ることができないが、
発泡粒子の嵩発泡倍率が高いものからは、低発泡の成型
体も高発泡の成型体も容易に得ることができる。このよ
うな観点から、本発明の発泡粒子の嵩発泡倍率は３０倍
以上が好ましく、４０倍以上がより好ましい。一方、発
泡粒子の嵩発泡倍率があまりにも高くなりすぎると気泡
が破泡しやすくなるので、嵩発泡倍率は９０倍以下とす
ることが好ましく、８０倍以下とすることがより好まし
い。尚、目的とする成型体の発泡倍率がさほど高くな
く、且つ得ようとする成型体の発泡倍率が狭い範囲に限
られるような場合には、発泡粒子の嵩発泡倍率は必ずし
も３０倍以上である必要はない。

【００３２】本発明の発泡粒子の製造には、例えばプロ
ピレン系樹脂粒子を発泡剤と共に密閉容器内で水等の分
散媒に分散させ、加熱して樹脂粒子を軟化させるととも
に樹脂粒子に発泡剤を含浸させた後、樹脂粒子の軟化温
度以上の温度で容器内より低圧下に樹脂粒子を放出して
発泡させる、公知の発泡方法を適用することができる。
この際、予め樹脂粒子１個当たりの平均重量と目的とす
る発泡粒子の嵩発泡倍率を決めれば、後は発泡粒子の気
泡径を調節することでＣＮＩ値が３．８０未満の発泡粒
子を製造することができる。発泡粒子の気泡径の調節
は、主として無機粉体等の気泡調節剤の使用によって行
われるが、発泡温度や発泡剤の種類及び使用量等でも気
泡径が変化する。よって、目的の気泡径を得るには予備
実験をして条件を設定する必要がある。また、得られる
発泡粒子に対して、上記内圧減衰時間が８０分以上とな
る性質を付与するには、発泡粒子のＤＳＣ曲線における
高温ピークの熱量が８Ｊ／ｇ以上、好ましくは１０Ｊ／
ｇ以上となるような条件で発泡粒子を製造すれば良い。
上記高温ピークを有する発泡粒子は、上記公知の発泡方
法において樹脂粒子を密閉容器内で分散媒に分散させて
加熱する際に、樹脂粒子の融解終了温度：Ｔｅ以上に昇
温することなく、樹脂粒子の〔融点：Ｔｍ−１５℃〕以
上、融解終了温度：Ｔｅ未満の範囲内の任意の温度：Ｔ
ａで止めて、その温度：Ｔａで十分な時間（好ましくは
１０〜６０分程度）保持し、その後、〔融点：Ｔｍ−５
℃〕〜〔融解終了温度：Ｔｅ＋５℃〕の範囲の任意の温
度：Ｔｂに調節し、その温度：Ｔｂで止めて、必要であ
れば当該温度で更に十分な時間（好ましくは１０〜６０
分程度）保持してから、樹脂粒子を容器内から放出して
発泡させる方法により得ることができる。

【００３３】また発泡粒子の上記高温ピークの熱量の大
小は、主として、発泡粒子を製造する際の樹脂粒子に対
する上記温度：Ｔａと該温度：Ｔａにおける保持時間、
及び上記温度：Ｔｂと該温度：Ｔｂにおける保持時間並
びに昇温速度に依存する。発泡粒子の上記高温ピークの
熱量は、温度：Ｔａ又はＴｂが上記温度範囲内において
低い程、保持時間が長い程、更に昇温速度が遅い程、大
きくなる傾向を示す。通常、昇温速度は０．５〜５℃／
分が採用される。これらの点を考慮して予備実験を繰り
返せば、所望の高温ピーク熱量を示す発泡粒子の製造条
件は容易に知ることができる。

【００３４】尚、以上で説明した温度範囲は、発泡剤と
して無機ガス系発泡剤を使用した場合の適切な温度範囲
である。従って、発泡剤が有機揮発性発泡剤に変更され
た場合には、その種類や使用量に応じてその適切な温度
範囲は上記温度範囲よりもそれぞれ低温側にシフトする
ことになる。

【００３５】また上記融点：Ｔｍとは、樹脂粒子２〜４
ｍｇを試料として用いて前述の如き発泡粒子のＤＳＣ曲
線を得るのと同様の方法で樹脂粒子に対して示差走査熱
量測定を行い、これによって得られた２回目のＤＳＣ曲
線（その一例を図２に示す。）に現れる固有ピークａの
頂点の温度であり、融解終了温度：Ｔｅとは、該固有ピ
ークａの裾が高温側でベースライン（α−β）の位置に
戻ったときの温度を言う。

【００３６】上記方法において用いる発泡剤としては、
有機揮発性発泡剤や無機ガス系発泡剤、或いはこれらの
混合物等を用いることができる。揮発性発泡剤としては
プロパン、ブタン、ヘキサン、ヘプタン等の脂肪族炭化
水素類、シクロブタン、シクロヘキサン等の環式脂肪族
炭化水素類、クロロフロロメタン、トリフロロメタン、
１，１−ジフロロエタン、１，２，２，２−テトラフロ
ロエタン、メチルクロライド、エチルクロライド、メチ
レンクロライド等のハロゲン化炭化水素等が挙げられ、
これらは２種以上を混合して用いることができる。また
無機ガス系発泡剤としては、窒素、二酸化炭素、アルゴ
ン、空気等が挙げられ、これらは２種以上を混合して用
いることができる。揮発性発泡剤と無機ガス系発泡剤と
を混合して用いる場合、上記した揮発性発泡剤と無機ガ
ス系発泡剤より任意に選択した化合物を組み合わせて用
いることができる。上記発泡剤のうち、特にオゾン層破
壊の虞れがなく、安価な無機ガス系発泡剤が好ましく、
なかでも窒素、空気、二酸化炭素が好ましい。

【００３７】発泡剤の使用量は、得ようとする発泡粒子
の発泡倍率に応じ、また基材樹脂の種類、発泡剤の種類
等を考慮して決定するが、通常、樹脂１００重量部当た
り、揮発性発泡剤で５〜５０重量部、無機ガス系発泡剤
で０．５〜３０重量部程度を用いることが好ましい。

【００３８】発泡粒子製造に際して樹脂粒子を分散させ
る分散媒としては、上記した水に限らず、樹脂粒子を溶
解させない溶媒であれば使用することができる。水以外
の分散媒としては、例えばエチレングリコール、グリセ
リン、メタノール、エタノール等が挙げられるが、通常
は水を用いることが好ましい。また樹脂粒子を分散媒に
分散させるに際し、必要に応じて分散剤を分散媒に添加
することができる。分散剤としては、微粒状の酸化アル
ミニウム、酸化チタン、塩基性炭酸マグネシウム、塩基
性炭酸亜鉛、炭酸カルシウム、カオリン、マイカ、クレ
ー等が挙げられる。これら分散剤は通常、樹脂粒子１０
０重量部当たりに対し、０．２〜２重量部程度使用され
る。

【００３９】樹脂粒子としては、前記したプロピレン系
ランダム共重合体よりなるものが用いられるが、本発明
の所期の効果を損なわない範囲内において、プロピレン
系ランダム共重合体に、他のプロピレン系樹脂（例えば
プロピレン系ブロック共重合体等）や、高密度ポリエチ
レン、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、直鎖
状低密度ポリエチレン、直鎖状超低密度ポリエチレン、
エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸
共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体等のエチレ
ン系樹脂、或いはポリスチレン、スチレン−無水マレイ
ン酸共重合体等のスチレン系樹脂、他の樹脂を配合して
用いることができる。

【００４０】また上記樹脂の他に、エチレン−プロピレ
ンゴム、エチレン−１−ブテンゴム、プロピレン−１−
ブテンゴム、スチレン−ブタジエンゴムやその水添物、
イソプレンゴム、ネオプレンゴム、ニトリルゴム、或い
はスチレン−ブタジエンブロック共重合体エラストマー
やその水添物等のエラストマーを添加することもでき
る。上記プロピレン系ランダム共重合体以外の樹脂やエ
ラストマー等を配合する場合、これらプロピレン系ラン
ダム共重合体以外の樹脂やエラストマーの添加量は、合
計で１０重量％程度以下となるようにすることが好まし
い。

【００４１】更にまた樹脂粒子中には、各種添加剤を添
加することができる。このような添加剤としては、例え
ば酸化防止剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、難燃剤、金
属不活性剤、顔料、染料、結晶核剤、或いはホウ酸亜
鉛、タルク、炭酸カルシウム、ホウ砂、水酸化アルミニ
ウム等の無機粉体等が挙げられる。これらの添加剤は合
計で樹脂粒子１００重量部当たり、２０重量部以下、特
に５重量部以下添加することが好ましい。

【００４２】尚、上記した方法によって得られたポリプ
ロピレン系樹脂発泡粒子は、大気圧下で熟成した後、加
圧空気下で加圧処理して内圧を付与し、その後、水蒸気
や熱風を用いて加熱する（この工程を以下、二段発泡と
言う。）ことによって、より高発泡倍率の発泡粒子とす
ることが可能である。

【００４３】発泡成型体は、発泡粒子を必要に応じて気
泡内圧を高めてから、加熱及び冷却が可能であって且つ
開閉し密閉できる型内に充填し、水蒸気圧１．５〜６．
０ｋｇｆ／ｃｍ²(G)のスチームを供給して型内で発泡粒
子同士を加熱して膨張させて融着させ、次いで冷却して
型内から取り出すバッチ式成型法を採用して製造するこ
とができる。また、発泡成型体は発泡粒子を、必要に応
じて気泡内圧を高めてから、通路内の上下に沿って連続
的に移動するベルト間に連続的に供給し、水蒸気加熱領
域を通過する際に発泡粒子同士を膨張融着させ、その後
冷却領域を通過させて冷却し、次いで得られた成型体を
通路内から取り出し、適宜長さに順次切断する連続式成
型法（例えば特開平９−１０４０２６号、特開平９−１
０４０２７号及び特開平１０−１８０８８８号等に記載
される成型方法）により製造することもできる。尚、発
泡粒子の気泡内圧を高めるには、密閉容器に発泡粒子を
入れ、該容器内に加圧空気を供給した状態で適当な時間
放置して発泡粒子内に加圧空気を浸透させればよい。

【００４４】以上のようにして製造される発泡成型体
は、ＡＳＴＭ−Ｄ２８５６−７０の手順Ｃに基づく連続
気泡率が４０％以下であることが好ましく、３０％以下
であることがより好ましく、２５％以下であることが最
も好ましい。連続気泡率が小さい成型体ほど、機械的強
度に優れる。

【００４５】

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を更に詳細に説
明する。 実施例１〜３、比較例１〜３ プロピレン−エチレンランダム共重合体（融点１４６
℃、エチレン成分２．３重量％、ＪＩＳ Ｋ７２１０の
条件１４で測定されたメルトフローレイト１０ｇ／１０
分）１００重量部当たりに対し、表１に示す量のホウ酸
亜鉛（富田製薬株式会社製のホウ酸亜鉛２３３５）を押
出機内で添加して両者を押出機内で溶融混練し、ストラ
ンド状に押出して急冷した後、ペレタイザーにて切断
し、ミニペレット（樹脂粒子）を製造した。

【００４６】続いて、オートクレーブ内に上記ミニペレ
ット１００重量部、分散媒として水３００重量部、分散
剤としてカオリン０．３重量部、界面活性剤としてドデ
シルベンゼンスルホン酸ナトリウム０．００６重量部、
及び発泡剤として表１に示す量の二酸化炭素（ドライア
イス）を充填して密閉した後、オートクレーブ内容物を
攪拌しつつ、２℃／分の昇温速度で表１に示す温度（Ｔ
ａ）まで加熱し、同温度温度（Ｔａ）で表１に示す時間
保持し、次いで１℃／分の昇温速度で表１に示す温度
（Ｔｂ）まで加熱し、同温度（Ｔｂ）で表１に示す時間
保持した後、オートクレーブ底部に取り付けられたバル
ブを開放し、オートクレーブ内容物を大気圧下に放出し
て発泡粒子（一段発泡粒子）を得た。尚、この際、オー
トクレーブ内に高圧の空気を導入しつつ放出を行った。
得られた一段発泡粒子を常温、大気圧下で２４時間放置
した後、嵩発泡倍率を測定し、次いで常温の加圧空気を
使用して表１に示す空気内圧を発泡粒子に付与した後、
０．６ｋｇｆ／ｃｍ²(G) の飽和水蒸気を吹きつけて高
発泡の発泡粒子（二段発泡粒子）を得た。得られた二段
発泡粒子を、常温、大気圧下で２４時間放置してから該
二段発泡粒子の平均重量（ｍｇ）、嵩発泡倍率（倍）、
高温ピークの融解熱量（Ｊ／ｇ)、平均気泡径（ｍｍ）
及び内圧減衰時間（分）を測定した。更に、これらのデ
ータに基づいてＣＮＩ値を計算により求めた。これらの
結果を表２に示す。

【００４７】続いて、二段発泡粒子に対し、常温の加圧
空気を使用して１．２ｋｇｆ／ｃｍ ²(G) の空気内圧を
発泡粒子に付与した後、直ちに３００ｍｍ×３００ｍｍ
×６０ｍｍの内寸法を持つ金型に充填し、次いで本加熱
時の飽和水蒸気よりも０．８〜０．４ｋｇｆ／ｃｍ²(G)
低い圧力の飽和水蒸気を使用して予備加熱した後、表
２に示す圧力の飽和水蒸気（表２中では「最低飽和水蒸
気圧」と表示）を型内に導入して本加熱を行った。得ら
れた成型体は、大気圧下、６０℃で２４時間養生した。
尚、「最低飽和水蒸気圧」とは、外観が良好（成型体表
面のボイドが少ない）で、収縮が小さく（金型内容積１
００％に対する養生後の成型体の体積が９０％以上であ
る）、且つ発泡粒子間の融着度合いの高い（得られた成
型体より厚さ１０ｍｍ×幅３０ｍｍ×長さ１００ｍｍと
なるように切断して得られた試験片を、引張試験機にて
５００ｍｍ／分の速度で引張って破断させて破断面を観
察し、このときの破断面の材料破壊の割合が６０％以
上）成型体を得るのに必要な最低飽和水蒸気圧を意味す
る。

【００４８】

【表１】

【００４９】

【表２】 ※1：内圧減衰時間は、空気で内圧を付与した発泡粒子
の内圧が、２３℃の大気圧下において、１．２ｋｇｆ／
ｃｍ²(G) から０．８ｋｇｆ／ｃｍ²(G) まで低下するま
での時間である。

【００５０】実施例４ 実施例２と同じ操作を繰り返して一段発泡粒子を製造し
た。得られた一段発泡粒子を常温、大気圧下で２４時間
放置してから該一段発泡粒子の平均重量（ｍｇ）、嵩発
泡倍率（倍）、高温ピークの融解熱量（Ｊ／ｇ)、平均
気泡径（ｍｍ）及び内圧減衰時間（分）を測定した。更
に、これらのデータに基づいてＣＮＩ値を計算により求
めた。これらの結果を表２に示す。

【００５１】続いて、その一段発泡粒子に対し、常温の
加圧空気を使用して０．８ｋｇｆ／ｃｍ²(G) の空気内
圧を付与した後、直ちに３００ｍｍ×３００ｍｍ×６０
ｍｍの内寸法を持つ金型に充填し、次いで本加熱時の飽
和水蒸気よりも０．８〜０．４ｋｇｆ／ｃｍ²(G) 低い
圧力の飽和水蒸気を使用して予備加熱した後、表２に示
す「最低飽和水蒸気圧」を型内に導入して本加熱を行っ
た。得られた成型体は、大気圧下、６０℃で２４時間養
生した。

【００５２】

【発明の効果】以上説明したように本発明の発泡粒子
は、１４０℃以上という高融点の無架橋プロピレン系ラ
ンダム共重合体を基材樹脂とする発泡粒子であるため、
機械的物性に優れた発泡成型体を得ることができる。し
かも、本発明の発泡粒子は基材樹脂の融点が高いにもか
かわらず、従来の同融点の無架橋プロピレン系ランダム
共重合体を基材とする発泡粒子に比べ、低い圧力の水蒸
気によって加熱しても発泡粒子間の融着性に優れ、粒子
間の空隙の少ない、又は空隙のない外観良好な発泡成型
体を得ることができる。更に本発明の発泡粒子は低圧水
蒸気による成型が可能であるから、従来の同融点の無架
橋プロピレン系樹脂発泡粒子に比べ、発泡粒子の成型用
水蒸気にかかるエネルギーコストの低減化を図ることが
でき、また成型サイクルも短くすることができるため生
産性の向上を図ることができる等の効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の成型用ポリプロピレン系樹脂発泡粒子
の、第１回目のＤＳＣ曲線のチャートの一例を示す図で
ある。

【図２】ポリプロピレン系樹脂粒子の第２回目のＤＳＣ
曲線のチャートの一例を示す図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 秋山 光宏 栃木県宇都宮市砥上町332−36 セジュー ルわかば203 (72)発明者 所 寿男 栃木県宇都宮市砥上町東原282−１ ブラ ンシュール砥上103号室 Ｆターム(参考） 4F074 AA24A BA31 BA32 BA33 BA35 BA36 BA37 BA40 BA44 BA45 BA53 CA22 CA26 CC04Y CC22X CC32Y CC34Z CC36Z CC46 DA02 DA03 DA32 DA33 4J002 BB121 BB141 BB151 DA006 DE016 EA016 EA026 EB026 EB066 FD326

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 融点が１４０℃以上の無架橋プロピレン
   系ランダム共重合体を基材樹脂とするポリプロピレン系
   樹脂発泡粒子であって、該発泡粒子を空気で加圧処理し
   て付与した粒子内空気圧が、２３℃の大気圧下において
   １．２ｋｇｆ／ｃｍ²(G) から０．８ｋｇｆ／ｃｍ²(G)
   に減衰する時間が８０分以上であるとともに、下記
   （１）式で示されるＣＮＩが３．８０未満であることを
   特徴とする成型用ポリプロピレン系樹脂発泡粒子。 【数１】 但し上記（１）式中、Ｐw は発泡粒子１個当たりの平均
   重量（ｍｇ）、Ｅr は発泡粒子の嵩発泡倍率（倍）、Ｄ
   は発泡粒子の気泡径（ｍｍ）、Ａは基材樹脂の密度（ｇ
   ／ｃｍ³）を示す。
2. 【請求項２】 Ｐw が０．２ｍｇ以上、１．１ｍｇ以下
   である請求項１記載の成型用ポリプロピレン系樹脂発泡
   粒子。
3. 【請求項３】 示差走査熱量測定において得られるＤＳ
   Ｃ曲線に、発泡粒子の基材樹脂の融解熱に相当する固有
   ピークよりも高温側に高温ピークが現れ、該高温ピーク
   の熱量が１０Ｊ／ｇ以上、１５Ｊ／ｇ未満であることを
   特徴とする請求項１又は２記載の成型用ポリプロピレン
   系樹脂発泡粒子。
4. 【請求項４】 Ｅr が４０〜８０倍である請求項１〜３
   のいずれかに記載の成型用ポリプロピレン系樹脂発泡粒
   子。