JP2001226514A

JP2001226514A - 発泡成形用ポリプロピレン系樹脂組成物、発泡シートおよびそれを用いた発泡成形体

Info

Publication number: JP2001226514A
Application number: JP2000040860A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Maehara; 浩之前原
Original assignee: Chisso Petrochemical Corp; Chisso Corp
Current assignee: JNC Corp; JNC Petrochemical Corp
Priority date: 2000-02-18
Filing date: 2000-02-18
Publication date: 2001-08-21

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】高独立気泡率で、美麗な発泡シートが得られ
る発泡成形用ポリプロピレン系樹脂組成物、該組成物か
ら得られる発泡シート、該発泡シートを加熱成形した発
泡成形体の提供。【解決手段】プロピレン単独重合体又はプロピレン重
合単位を５０重量％以上含有するプロピレン・オレフィ
ン共重合体１００重量部に、エチレン単独重合体又はエ
チレン重合単位を５０重量％以上含有し１３５℃テトラ
リン中で測定した固有粘度［η］が１５〜１００ｄｌ／
ｇの高分子量ポリエチレンを０．０１〜５重量部含有
し、メルトフローレート（２３０℃、２１．１８Ｎ）が
０．５ｇ／１０分以上溶融張力が４ｃＮ以上のポリプロ
ピレン樹脂（Ａ）２０〜９９重量％、メルトフローレー
トが０．３ｇ／１０分以上溶融張力が４ｃＮ以下のポリ
プロピレン樹脂（Ｂ）１〜８０重量％から発泡成形用ポ
リプロピレン系樹脂組成物を製造。該組成物と発泡剤と
を溶融混練押出して発泡シートに、該発泡シ−トを加熱
成形し発泡成形体にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、発泡成形用ポリプ
ロピレン系樹脂組成物、その発泡シートおよびこれを用
いた発泡成形体に関する。

【０００２】

【従来の技術】ポリスチレン等の熱可塑性樹脂からなる
発泡体は、軽量で優れた断熱性や緩衝性を有するので、
食品容器、断熱材、緩衝剤などに広く利用されている。
なかでも、ポリプロピレン系樹脂発泡体は高い耐薬品性
および耐熱性を有するので、蒸気滅菌や電子レンジ加熱
に耐える食品容器として有用である。しかしながら、ポ
リプロピレン系樹脂は溶融粘度の温度依存性が大きく、
温度の上昇に伴って溶融粘度の低下が大きくなり、発泡
時に気泡壁の強度を維持するのが困難となる。したがっ
て、独立気泡率の高い発泡体を得ることが困難であっ
た。

【０００３】かかるポリプロピレ系樹脂の発泡性能を改
良する方法として、電子線照射により樹脂中に部分的に
架橋構造を生じさせて溶融粘度の低下を抑制する方法、
ジエン化合物と有機過酸化物をポリプロピレン系樹脂に
添加して溶融混練することにより架橋もしくは長鎖分岐
を樹脂中に導入する方法等が知られている。しかしなが
ら、いずれも、高価であったり、工程が複雑である等の
欠点がある。また、ポリプロピレン系樹脂発泡体からな
る中間層を非発泡の表面層で覆った３層構造の発泡シー
トも知られているが、製造工程の管理に難点がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、発泡性能の
改良された発泡成形用ポリプロピレン系樹脂組成物、該
組成物を用いて、発泡剤と溶融、混練、押し出しするこ
とにより、独立気泡率が高く、美麗な外観を有する発泡
シ−トおよび該発泡シ−トを加熱成形した発泡成形体を
提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者は、独立気泡率
が高く、美麗な外観を有する発泡シ−トの得られるポリ
プロピレン系樹脂組成物について鋭意、研究した。その
結果、特定のポリプロピレン樹脂を組み合わせた樹脂組
成物が所期の目的を達成できる発泡用樹脂組成物になる
ことを見いだし、この知見に基づいて本発明を完成し
た。即ち、本発明は以下の構成を有する。

【０００６】（１）（ａ）プロピレン単独重合体もし
くはプロピレン重合単位を５０重量％以上含有するプロ
ピレン・オレフィン共重合体１００重量部に対して、エ
チレン単独重合体もしくはエチレン重合単位を５０重量
％以上含有するエチレン・オレフィン共重合体であっ
て、１３５℃のテトラリン中で測定した固有粘度［η］
が１５〜１００ｄｌ／ｇの範囲にある高分子量ポリエチ
レンを０．０１〜５重量部の割合で含有し、メルトフロ
ーレート（２３０℃、２１．１８Ｎ）が０．５ｇ／１０
分以上で、かつ溶融張力が４ｃＮ以上のポリプロピレン
樹脂（Ａ）２０〜９９重量％と、（ｂ）メルトフローレ
ートが０．３ｇ／１０分以上で、かつ溶融張力が４ｃＮ
以下のポリプロピレン樹脂（Ｂ）１〜８０重量％とから
なる発泡成形用ポリプロピレン系樹脂組成物。

【０００７】（２）ポリプロピレン樹脂（Ｂ）が１６５
℃以下の融点を有するものである前記第１項記載の発泡
成形用ポリプロピレン系樹脂組成物。

【０００８】（３）発泡成形用ポリプロピレン系樹脂組
成物が、さらに、組成物基準で８０重量％以下の無機充
填剤を含有するものである前記第１項記載の発泡成形用
ポリプロピレン系樹脂組成物。

【０００９】（４）前記第１項〜第３項のいずれか１項
記載の発泡成形用ポリプロピレン系樹脂組成物と発泡剤
とを、溶融、混練、押し出しして得られるポリプロピレ
ン系樹脂発泡シ−ト。

【００１０】（５）ポリプロピレン系樹脂発泡シ−ト
が、１．５〜６倍の発泡倍率を有し、かつ、３０％以下
の連続気泡率を有する発泡シ−トである前記第４項記載
のポリプロピレン系樹脂発泡シート。

【００１１】（６）前記第４項もしくは第５項に記載の
ポリプロピレン系樹脂発泡シートを加熱、成形して得ら
れる発泡成形体。

【００１２】

【発明の実施態様】本発明で使用するポリプロピレン樹
脂（Ａ）は、メルトフローレート（２３０℃、２１．１
８Ｎ）が０．５ｇ／１０分以上で、かつ、溶融張力が４
ｃＮ以上のものである。メルトフロ―レートが０．５ｇ
／１０分未満であったり、溶融張力が４ｃＮ未満である
と、好ましい発泡状態の発泡シ−トが得られる発泡成形
用ポリプロピレン系樹脂組成物が得られない。

【００１３】このようなポリプロピレン樹脂（Ａ）は、
（ａ）プロピレン単独重合体もしくはプロピレン重合単
位を５０重量％以上含有するプロピレン・オレフィン共
重合体１００重量部に対して、エチレン単独重合体もし
くはエチレン重合単位を５０重量％以上含有するエチレ
ン・オレフィン共重合体であって、１３５℃のテトラリ
ン中で測定した固有粘度［η］が１５〜１００ｄｌ／ｇ
の範囲にある高分子量ポリエチレンを０．０１〜５重量
部の割合で含有したポリプロピレン樹脂である。該ポリ
プロピレン樹脂（Ａ）は、このような高分子量ポリエチ
レンを含有することにより、発泡シートや発泡成形体に
加工するのに適した溶融粘弾特性を持つことができる。

【００１４】該ポリプロピレン樹脂（Ａ）は、プロピレ
ン単独重合体もしくはプロピレン重合単位を５０重量％
以上含有するプロピレン・オレフィン共重合体と、１３
５℃のテトラリン中で測定した固有粘度［η］が１５〜
１００ｄｌ／ｇの範囲にあるエチレン単独重合体もしく
はエチレン重合単位を５０重量％以上含有するエチレン
・オレフィン共重合体とを別々に製造したのち、前記所
定の割合になるように両者の樹脂を単にブレンドするこ
とによっても調製することができるが、好ましくは、例
えば国際公開ＷＯ９７／１４７２５に開示のある方法、
即ち担持型チタン含有固体触媒成分と有機アルミニウム
化合物とを組み合わせたオレフィン重合用触媒系を用い
て、固有粘度［η］が１５〜１００ｄｌ／ｇの範囲にあ
るような高分子量ポリエチレンを所定量重合し、引き続
きポリプロピレンの所定量を重合する２段重合法により
調製することである。

【００１５】本発明の発泡成形用ポリプロピレン系樹脂
組成物は、上記のポリプロピレン樹脂（Ａ）に一般のポ
リプロピレン樹脂（Ｂ）を所定の割合で混合することに
より得られる。混合方法は特に限定されるものではな
く、通常ポリプロピレンの混合に使用される混合装置、
たとえばヘンシェルミキサ−（商品名）、ス−パ−ミキ
サ−、タンブラ−ミキサ−等で混合することにより得ら
れ、該混合物をロ−ル、押出機等で溶融、混練してペレ
ット化しても得られる。このとき、通常ポリプロピレン
等に添加される各種安定剤等の添加剤を添加して混合す
ればよい。

【００１６】また、上記ポリプロピレン樹脂（Ｂ）は、
メルトフローレートが０．３ｇ／１０分以上であり、か
つ溶融張力は４ｃＮ以下のものであれば特に制限はな
く、通常、ポリプロピレン樹脂として市場に流通してい
るもので上記のメルトフロ−レト、溶融張力を満足する
ものであれば使用できる。さらに、該ポリプロピレン樹
脂（Ｂ）は、融点が１６５℃以下であることが好まし
い。融点が１６５℃以下である場合、発泡シートの製造
工程及び二次発泡による発泡成形体の製造工程を、ポリ
プロピレンの溶融張力を低下させることのない比較的低
温で実施することができるので、外観の美麗な発泡製品
を高収率で安定的に得ることができる。

【００１７】該ポリプロピレン樹脂（Ｂ）の使用量は、
組成物基準で１〜８０重量％、好ましくは２０〜８０重
量％さらに好ましくは３０〜７０重量％である。

【００１８】本発明の発泡成形用ポリプロピレン系樹脂
組成物には、発泡シートの特性を損じない限りにおい
て、無機充填剤を組成物基準で８０重量％以下、好まし
くは５〜３０重量％配合することができる。該無機充填
剤としては、タルク、クレー、シリカ、炭酸カルシウ
ム、アルミナ、ゼオライト、硫酸バリウム等を例示でき
る。

【００１９】また、本発明の発泡成形用ポリプロピレン
系樹脂組成物には、発泡シートの特性を損じない限りに
おいて、ポリプロピレン樹脂以外の各種熱可塑性樹脂例
えば、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等
のエチレン系樹脂、シンジオタクチックポリプロピレン
樹脂、ブテン系樹脂、環状オレフィン系樹脂、石油樹
脂、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、フッ素樹脂、エ
チレン−プロピレン共重合ゴム、エチレン−ブテン共重
合ゴム等のポリオレフィン系ゴム、ポリアミド樹脂、ポ
リエステル樹脂等の１種以上および各種の耐候剤、帯電
防止剤及び着色剤等を配合することができる。これらの
配合割合は、発泡成形用ポリプロピレン系樹脂組成物１
００重量部に対して、最大５０重量部である。

【００２０】本発明のポリプロピレン系樹脂発泡シート
は、上記の発泡成形用ポリプロピレン系樹脂組成物に発
泡剤を添加し、溶融混練した後、Ｔダイもしくはサーキ
ュラーダイを通して低圧下に押し出す、公知の押出発泡
法により製造することができる。該発泡剤の添加量は、
発泡成形用ポリプロピレン系樹脂組成物１００重量部に
対して、０．１〜１０重量部の割合である。

【００２１】発泡剤としては、公知の揮発型発泡剤や分
解型発泡剤がいずれも使用でき、揮発型発泡剤として
は、プロパン、ブタン等の脂肪族炭化水素類、シクロブ
タン等の脂環式炭化水素類、クロロジフルオロメタン、
トリフルオロメタン、ジクロロジフルオロメタン、ジク
ロロトリフルオロエタン、ジクロロペンタフルオロエタ
ン等のハロゲン化炭化水素類、二酸化炭素、窒素ガス、
空気等の無機ガス、水等を例示できる。分解型発泡剤と
しては、Ｎ，Ｎ’−ジニトロペンタメチレンテトラミ
ン、アゾジカルボンアミド、ｐ，ｐ’−オキシビスベン
ゼンスルホニルヒドラジド、クエン酸、等を例示でき
る。また、炭酸水素ナトリウム、クエン酸等の発泡助剤
を使用することもできる。

【００２２】本発明のポリプロピレン系樹脂発泡シート
は、１．５〜６倍の発泡倍率を有し、かつ、３０％以下
の連続気泡率のものが好ましい。前記の発泡成形用ポリ
プロピレン系樹脂組成物を使用することにより、得られ
る発泡シートの発泡倍率と連続気泡率とを上記の範囲と
するための製造条件を容易に選択することができる。ま
た、本発明のポリプロピレン系樹脂発泡シートは、これ
を加熱加工すると美麗な発泡成形体が得られる。

【００２３】

【実施例】本発明を実施例及び比較例により具体的に説
明する。なお、各例において用いた物性の測定法を一括
して示す。

【００２４】（１）メルトフローレート：ＪＩＳＫ７
２１０表１条件１４（２３０℃、２１．１８Ｎ）に
よる（単位：ｇ／１０分）。

【００２５】（２）溶融張力：東洋精機（株）製メルト
テンション２型を用い、２３０℃に加熱溶融した樹脂組
成物を、直径２．０９５ｍｍ、長さ４０ｍｍのオリフィ
スから２０ｍｍ／分の速度で押し出してストランドと
し、このストランドを３．１４ｍ／分の速度で引き取る
際の張力を溶融張力とする（単位：ｃＮ）。

【００２６】（３）固有粘度：オストワルド粘度計を用
い、１３５℃のテトラリンを溶媒として測定する。

【００２７】（４）融点：差動式示差熱量系を用い、試
料を室温から５℃／分の昇温速度で加熱して得られる吸
熱曲線のピーク値（単位：℃）。

【００２８】（５）発泡倍率：発泡前の樹脂の密度
（ｄ）、発泡体の体積（Ｖ）、および発泡体の重量
（Ｗ）から、次式によって求める；発泡倍率＝（ｄ×Ｖ）／Ｗ

【００２９】（６）連続気泡率：エアーピクノメーター
（東京サイエンス（株）製）を用い、ＡＳＴＭＤ２８
５６に準じて測定する（単位：％）。

【００３０】（７）二次発泡率：発泡シートを真空成形
機に装着し、所定の成形条件で加熱し、加熱の前後のシ
ートの厚みを測定し、次式によって求める（単位：
％）；二次発泡率＝１００×（加熱後の厚み−加熱前の厚み）
／加熱前の厚み

【００３１】（８）シワの発生：真空成形装置を用い、
試料の発泡シートから間口１５０ｍｍ×２００ｍｍ、深
さ２５ｍｍの角形容器を成形する際に、シワの発生の有
無およびその程度を観察する。

【００３２】（９）深絞り性：真空成形装置を用い、試
料の発泡シートから、間口（直径）が１５０ｍｍで、各
種の深さの丼形容器を成形し、美麗な成型品が得られる
最大深さ（Ｄ）を求め、間口との比（Ｄ／１５０）で表
示する。この値が大きいもの程、深絞り成形性が良好で
ある。

【００３３】実施例１〜５、比較例１〜５、参考例１〜
３各種のポリプロピレン樹脂（Ａ）およびポリプロピレン
樹脂（Ｂ）を後述の表１に記載した割合で、ヘンシェル
ミキサ−（商品名）に入れ、３分間撹拌混合して発泡成
形用ポリプロピレン系樹脂組成物を得た。得られたそれ
ぞれの該樹脂組成物１００重量部に対し、分解型の発泡
剤としてクエン酸を１重量部添加し、Ｔダイを装備した
押出機を用いて２３０℃〜１７５℃で押し出して、厚み
１．０ｍｍの発泡シートを得た。これらの発泡シートの
発泡倍率、連続気泡率及び二次発泡率を後述の表１に示
した。

【００３４】実施例６、比較例６〜８、参考例４〜６各種のポリプロピレン樹脂（Ａ）およびポリプロピレン
樹脂（Ｂ）を後述の表２に記載した割合で、ヘンシェル
ミキサ−（商品名）に入れ、３分間撹拌混合して発泡成
形用ポリプロピレン系樹脂組成物を得た。得られたそれ
ぞれの該樹脂組成物１００重量部に対し、発泡核剤とし
てクエン酸を０．４重量添加し、揮発型発泡剤として液
化ブタンを用い、サーキュラーダイを装備した押出機を
用いて２３０℃〜１７５℃で押し出して、厚み１．５ｍ
ｍの発泡シートを得た。これらの発泡シートの発泡倍
率、連続気泡率及び二次発泡率を後述の表２に示した。

【００３５】実施例７，８、比較例９〜１１、参考例７
〜９実施例１、３、比較例１、３、５及び参考例１，２に準
拠して得たそれぞれの発泡成形用ポリプロピレン系樹脂
組成物に後述の表３に記載した割合で、さらにタルクを
添加して、撹拌、混合して発泡成形用ポリプロピレン系
樹脂組成物を得た。得られたそれぞれの該樹脂組成物１
００重量部に対し、分解型の発泡剤としてクエン酸を１
重量部添加し、Ｔダイを装備した押出機を用いて２３０
℃〜１７５℃で押し出して、厚み１．０ｍｍの発泡シー
トを得た。これらの発泡シートの発泡倍率、連続気泡
率、二次発泡率及びシワの発生状態を後述の表３に示し
た。

【００３６】実施例９〜１３、比較例１２〜１４、参考
例１０各種のポリプロピレン樹脂（Ａ）およびポリプロピレン
樹脂（Ｂ）を後述の表４に記載した割合で、ヘンシェル
ミキサ−（商品名）に入れ、３分間撹拌混合して発泡成
形用ポリプロピレン系樹脂組成物を得た。この場合ポリ
プロピレン樹脂（Ｂ）としてプロピレンを主成分とする
エチレン・プロピレン・ランダム共重合体を用いた。得
られたそれぞれの該樹脂組成物１００重量部に対し、分
解型の発泡剤としてクエン酸を１重量部添加し、Ｔダイ
を装備した押出機を用いて２３０℃〜１７５℃で押し出
して、厚み１．０ｍｍの発泡シートを得た。これらの発
泡シートの発泡倍率、連続気泡率、二次発泡率及び深絞
りを後述の表４に示した。

【００３７】

【表１】

【００３８】

【表２】

【００３９】

【表３】

【００４０】

【表４】

【００４１】

【発明の効果】本発明の発泡成形用ポリプロピレン系樹
脂組成物を用いると、連続気泡率が小さく、また、二次
発泡率に優れ、シワの発生がなく、深絞り性の評価にも
優れた二次成形加工性を有する発泡シ−トが得られる。
また、本発明のポリプロピレン系樹脂発泡シートを加
熱、加工することにより、美麗な発泡成形体を得ること
ができ、食品容器、断熱材、緩衝剤、高い耐薬品性およ
び耐熱性を生かした、蒸気滅菌や電子レンジ加熱に耐え
る食品容器として好適に使用できる。

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Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（ａ）プロピレン単独重合体もしくはプロ
ピレン重合単位を５０重量％以上含有するプロピレン・
オレフィン共重合体１００重量部に対して、エチレン単
独重合体もしくはエチレン重合単位を５０重量％以上含
有するエチレン・オレフィン共重合体であって、１３５
℃のテトラリン中で測定した固有粘度［η］が１５〜１
００ｄｌ／ｇの範囲にある高分子量ポリエチレンを０．
０１〜５重量部の割合で含有し、メルトフローレート
（２３０℃、２１．１８Ｎ）が０．５ｇ／１０分以上
で、かつ溶融張力が４ｃＮ以上のポリプロピレン樹脂
（Ａ）２０〜９９重量％と、（ｂ）メルトフローレート
が０．３ｇ／１０分以上で、かつ溶融張力が４ｃＮ以下
のポリプロピレン樹脂（Ｂ）１〜８０重量％とからな
る、発泡成形用ポリプロピレン系樹脂組成物。
【請求項２】ポリプロピレン樹脂（Ｂ）が１６５℃以下
の融点を有するものである請求項１記載の発泡成形用ポ
リプロピレン系樹脂組成物。
【請求項３】発泡成形用ポリプロピレン樹脂組成物が、
さらに、組成物基準で８０重量％以下の無機充填剤を含
有するものである請求項１記載の発泡成形用ポリプロピ
レン系樹脂組成物。
【請求項４】請求項１〜３のいずれか１項記載の発泡成
形用ポリプロピレン系樹脂組成物と発泡剤とを、溶融、
混練、押し出しして得られるポリプロピレン系樹脂発泡
シ−ト。
【請求項５】ポリプロピレン系樹脂発泡シ−トが、１．
５〜６倍の発泡倍率を有し、かつ、３０％以下の連続気
泡率を有する発泡シ−トである請求項４記載のポリプロ
ピレン系樹脂発泡シート。
【請求項６】請求項４もしくは請求項５に記載のポリプ
ロピレン系樹脂発泡シートを加熱成形して得られる発泡
成形体。