JP2001253965A

JP2001253965A - 型内発泡成形用熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子およびこれを用いた型内発泡成形体の製造方法

Info

Publication number: JP2001253965A
Application number: JP2000067302A
Authority: JP
Inventors: Takaaki Hirai; 孝明平井; Hiroyuki Tarumoto; 裕之樽本; Hideo Matsumura; 英保松村; Yukio Aramomi; 幸雄新籾
Original assignee: Sekisui Plastics Co Ltd
Current assignee: Sekisui Kasei Co Ltd
Priority date: 2000-03-10
Filing date: 2000-03-10
Publication date: 2001-09-18
Anticipated expiration: 2020-03-10
Also published as: JP3688179B2

Abstract

(57)【要約】【課題】発泡成形品に発泡バラツキを生じることなく、
かつ型内発泡成形時に粒子間の融着性を向上させるとと
もに、機械的強度などに優れた良好な型内発泡成形体
を、容易にかつ効率的に製造することができる型内発泡
成形用熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子と熱可塑性
ポリエステル系樹脂型内発泡成形体を製造する方法とを
提供すること。【解決手段】ストランド形状を有する押出発泡体を所定
の長さに切断して略円柱状に形成された結晶性熱可塑性
ポリエステル系樹脂発泡粒子であって、前記粒子には水
分が６，０００〜３０，０００ｐｐｍ含有されるととも
に、連続気泡率が５〜３５％であることを特徴とする型
内発泡成形用熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子と、
ストランド形状を有する押出発泡体を所定の長さに切断
した略円柱状に形成された連続気泡率が５〜３５％であ
る結晶性熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子に含まれ
る水分を６，０００〜３０，０００ｐｐｍに調整した
後、型内発泡成形することを特徴とする熱可塑性ポリエ
ステル系樹脂型内発泡成形体の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、工業用部品容器、食品
容器、土木・建築用資材、農業用資材等に好適な低密度
で機械的強度、断熱性等の諸物性に優れた熱可塑性ポリ
エステル系樹脂型内発泡成形体を製造するための結晶性
熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子とこれを用いた型
内発泡成形体の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】熱可塑性ポリエステル系樹脂は剛性が大
きく、形状安定性がよく、耐熱性や耐薬品性などにも優
れるという点で、ポリスチレンやポリオレフィンには見
られない優れた性質を有している。そこで熱可塑性ポリ
エステル系樹脂を発泡させて、軽量で、しかも耐熱性、
断熱性、緩衝性、耐薬品性などに優れた型内発泡成形体
を製造することが企図されている。発明者のうち平井ら
は先に、汎用ＰＥＴを、押出機での高圧溶融下で発泡剤
と混合して大気圧中に押し出して発泡し、次いでこの発
泡体を切断して製造した、結晶化度が２５%以下に抑え
られた発泡粒子を予備発泡粒子として用い、これをキャ
ビティ内に充てんして型内発泡成形する方法を提案した
（特開平８−１７４５９０号公報）。

【０００３】この方法によれば、予備発泡粒子の結晶化
度を２５%以下に抑えることができる。したがって、こ
の予備発泡粒子は型内発泡成形することが可能となり、
軽量で耐熱性に優れた型内発泡成形体を得ることが可能
である。しかし、上記の方法で型内発泡成形するに際し
て、型内発泡成形用発泡粒子として発泡シートを裁断機
でチップ状に裁断したものを使用した場合には、チップ
状の予備発泡粒子を型内発泡成形機へ金型内へ均一に充
填するためには、振動機構等の特殊な機構のついた充填
機を使用する必要があった。

【０００４】このため、略円柱状の型内発泡成形用発泡
粒子が好ましいことを知見した。すなわち、このような
発泡粒子を製造する方法として、熱可塑性ポリエステル
系樹脂と発泡剤とを押出機において溶融混合し、１つも
しくは複数のノズルを有する（マルチ）ノズル金型から
前記樹脂を押出発泡させ、押出されたストランド状の発
泡体を発泡完了前あるいは発泡完了後に冷却、切断し
て、略円柱状の予備発泡粒子を製造するのである。ま
た、押出発泡体の冷却には、冷却効果が高く、取り扱い
性及び経済性の点から冷却水を用いた水冷が好適であ
る。また、前述のノズル金型から押出した発泡体を水
冷、切断することによって得た略円柱状の型内発泡成形
用発泡粒子は、良好な型内発泡体を得ることができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の型内発泡成形用発泡粒子を使用して型内発泡成形した
際に、時として発泡成形品に発泡バラツキを生じること
を経験した。このバラツキについて研究したところ、型
内発泡成型用発泡粒子をトランスバッグやタフクロス等
の容器に入れて型内発泡成形を行うまで保管庫等で保管
する間に、これらの容器を積み重ねた時にその上か下か
によって型内発泡成形性に差が生じていたことが判明し
た。

【０００６】さらに、鋭意検討した結果、型内発泡成形
用発泡粒子に含まれる水分量と連続気泡率が型内発泡成
形性に大きな影響を与えていることを突き止めた。本発
明は、上記問題を解決するためになされたものであっ
て、型内発泡成形性に影響を与える要因、すなわち予備
発泡粒子の含有水分量と連続気泡率が型内発泡成形性に
与える影響について検討した結果、予備発泡粒子の含有
水分量と連続気泡率を特定の範囲に調整することで、型
内発泡成形性のバラツキを減少することができるだけで
なく、汎用ＰＥＴを用いた予備発泡粒子であっても融着
性および機械的強度に優れた型内発泡成形体が得られる
ことを見出し完成させたものである。

【０００７】本発明は、発泡成形品に発泡バラツキを生
じることなく、かつ型内発泡成形時に粒子間の融着性を
向上させるとともに、機械的強度などに優れた良好な型
内発泡成形体を、容易にかつ効率的に製造することがで
きる型内発泡成形用熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒
子と熱可塑性ポリエステル系樹脂型内発泡成形体を製造
する方法と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】本発明は、請求項１に記
載したようにストランド形状を有する押出発泡体を所定
の長さに切断して略円柱状に形成された結晶性熱可塑性
ポリエステル系樹脂発泡粒子であって、前記粒子には水
分が６，０００〜３０，０００ｐｐｍ含有されるととも
に、連続気泡率が５〜３５％である型内発泡成形用熱可
塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子と、請求項４に記載し
たようにストランド形状を有する押出発泡体を所定の長
さに切断した略円柱状に形成された連続気泡率が５〜３
５％である結晶性熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子
に含まれる水分を６，０００〜３０，０００ｐｐｍに調
整した後、型内発泡成形することを特徴とする熱可塑性
ポリエステル系樹脂型内発泡成形体の製造方法である。

【０００９】上記のように連続気泡率が５〜３５％と
し、水分の含有量を６，０００〜３０，０００ｐｐｍと
した発泡成形用熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子
は、型内発泡成形時の発泡性および成形性が良く、結果
として融着性及び機械的強度に優れた型内発泡成形体を
製造することができる。

【００１０】本発明で使用できる熱可塑性ポリエステル
系樹脂は、芳香族のジカルボン酸にジオールを反応させ
て得た、結晶性の高分子量の鎖状エステルである。ジカ
ルボン酸としては、テレフタル酸を用いたものや、イソ
フタル酸、２、６−ナフタレンジカルボン酸などもテレ
フタル酸と混合して使用することができる。その他、ジ
カルボン酸としては、ジフェニルエーテルジカルボン
酸、ジフェニルスルホンジカルボン酸や、ジフェノキシ
ジカルボン酸を使用することができる。また、熱可塑性
ポリエステル系樹脂を構成するジオールとしては、脂肪
族アルコール、フェノール類、さらには脂肪族環を含ん
だアルコールを使用することができる。この脂肪族のジ
オールとしては、エチレングリコール、トリメチレング
リコール、テトラメチレングリコール、ネオぺンチレン
グリコール、へキサメチレングリコールを使用すること
ができる。フェノール類としては、カテコール、レゾル
シン、ヒドロキノン、オルシン等を使用することができ
る。脂肪族環を含んだジオールとしては、ｐ−ジメトキ
シシクロへキサンを使用することができる。これらの中
でも、好ましい熱可塑性ポリエステル系樹脂としては、
ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレー
ト、ポリシクロヘキサンテレフタレート等が挙げられ
る。

【００１１】その他、使用済みのペットボトルなどから
回収、再生した再生ポリエチレンテレフタレート樹脂を
使用することができる。この再生ポリエチレンテレフタ
レート樹脂は熱可塑性ポリエステル系樹脂の全部あるい
は一部に使用することで再生資源の有効な再利用化を図
ることが可能となるという利点がある。熱可塑性ポリエ
ステル系樹脂の原料には、上記の各成分に加えて、たと
えば酸成分として、トリメリット酸、あるいはピロメリ
ット酸などの三価以上の多価カルボン酸やその無水物、
あるいはジオール成分として、グリセリンなどのトリオ
ール、ペンタエリスリトールなどのテトラオールなど
の、三価以上の多価アルコールなどを、前述の熱可塑性
ポリエステル系樹脂に少量、含有させてもよい。

【００１２】本発明の型内発泡成形用熱可塑性ポリエス
テル系樹脂発泡粒子は、熱可塑性ポリエステル系樹脂を
押出機を用いた押出発泡法によって、高圧溶融下、発泡
剤と混合して製造することができる。使用できる押出機
は特に限定されず、通常この種の押出発泡成形に使用さ
れる単軸押出機、二軸押出機などが使用可能であり、さ
らにはこれらを連結したタンデム型であっても良いが、
十分な溶融、混合能力を有する押出機が好ましい。スト
ランド形状を有する押出発泡体を押出発泡するには、押
出機の口金として、ノズル口金、さらには複数のノズル
が配置されたマルチノズル口金などが好ましい。このス
トランド形状を有する押出発泡体を所定の長さに切断し
て略円柱状に形成した型内発泡成形用熱可塑性ポリエス
テル系樹脂発泡粒子は、充填性に優れる。この充填性に
優れた型内発泡成形用発泡粒子を、最も効率よく製造す
るには複数のノズルが配置されたマルチノズル口金が最
も適している。

【００１３】このように押出発泡したストランド形状を
有する押出発泡体を冷却する方法として、空冷や水冷の
他、温度調整された冷却装置に接触させるなど、いろい
ろな方法を用いることができる。上記発泡体の冷却と切
断は、例えば、口金より押し出された発泡体を、ぺレタ
イザーなどを用いて所定の形状、大きさに切断する。ま
た、その平均粒径はおよそ０．５〜５ｍｍ程度の大きさ
に切断するのが好ましい。

【００１４】前記の発泡体の冷却はできる限り速やかに
行い、型内発泡成形用熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡
粒子の結晶化が過度に進行するのを抑制することが重要
であり、その結晶化度は、およそ１〜１０％程度である
のが好ましい。型内発泡成形用熱可塑性ポリエステル系
樹脂発泡粒子の結晶化度が１０％を超えると、型内発泡
成形用熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子同士の融着
性を悪くするために、機械的強度の弱い発泡成形体とな
ってしまうおそれがある。また結晶化度が１％より低く
なると、発泡粒子同士が合着しやすくなるので好ましく
ない。なおこの発泡粒子の結晶化度は、上記の範囲内で
もとくに１〜９％程度であるのが好ましい。

【００１５】結晶化度は、先に述べた結晶化ピーク温度
の測定と同様に、示差走査熱量計（ＤＳＣ）を使用し
て、日本工業規格ＪＩＳＫ７１２１所載の測定方法に
準じて測定した冷結晶化熱量と、融解熱量とから、次式
によって求められる。

【００１６】

【数１】

【００１７】なお式中の、完全結晶ＰＥＴのモルあたり
の融解熱量は、高分子データハンドブック〔培風館発
行〕の記載から２６．９ｋＪとする。具体的には、測定
試料としての所定量の型内発泡成形用熱可塑性ポリエス
テル系樹脂発泡粒子をＤＳＣの測定容器に充てんして、
１０℃／分の昇温速度で昇温しながら冷結晶化熱量と融
解熱量とを測定し、その測定結果から、上記式に基づい
て型内発泡成形用熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子
の結晶化度が求められる。

【００１８】本発明の型内発泡成形用熱可塑性ポリエス
テル系樹脂発泡粒子の連続気泡率は、押出発泡する際
に、樹脂の溶融張力や、ノズルダイから押し出す際のせ
ん断速度を調整することによってコントロールすること
ができる。例えば、せん断速度が５，０００ｓｅｃ^−１
で押し出された発泡ストランドは表皮の状態が滑らか
で、型内発泡成形時の融着性を改善し、型内発泡成形体
の機械的物性に好影響を与える。ただし、せん断速度が
あまりに速すぎると、溶融樹脂に溶融フラクチャーが生
じるとともにノズル内の溶融樹脂の溶融粘度を低下させ
ることになり、連続気泡率が高くなりやすいので好まし
くない。したがって、連続気泡率を前記の好適な範囲に
調整するには、請求項３に記載したようにせん断速度を
５，０００〜２０，０００ｓｅｃ^−１、好ましくは７，
０００〜１８，０００ｓｅｃ^−１、さらに好ましくは
９，０００〜１６，０００ｓｅｃ^−１に調整するのがよ
い。

【００１９】このように高せん断でストランド状に押出
発泡する際には、請求項３に記載したように熱可塑性ポ
リエステル系樹脂の溶融張力を約０．７〜３．０ｇ程度
とするのが最も好適である。従来、結晶性熱可塑性ボリ
エステル系樹脂をシート状、もしくは板状に押出発泡す
るには、その溶融張力を１８．２１ｇ程度まで上昇させ
る必要あるとされていることから〔”ＤＥＶＥＬ０ＰＭ
ＥＮＴ０ＦＰ０ＬＹ−ＥＴＨＹＬＥＮＥＴＥＲＥＰ
ＨＴＨＡＬＡＴＥＦ０ＡＭ（ポリエチレンテレフタレ
ート発泡体の開発）”、ＡＮＴＥＣ’９３要旨集II、第
１２５７頁〕、この事項も本発明者が見出した新規な技
術の一つである。

【００２０】なお、熱可塑性ポリエステル系樹脂の溶融
張力は０．９〜２．５ｇ程度がより好ましく、１．０〜
２．０ｇ程度がさらに好ましい。熱可塑性ボリエステル
系樹脂の溶融張力を上記の範囲に調整するには、溶融張
力改質剤を添加する方法を採用できる。この溶融張力改
質剤としては、グリシジルフタレートのようなエポキシ
化合物、ピロメリット酸二無水物のような酸二無水物、
炭酸ナトリウムのようなＩａ、IIａ族の金属化合物、炭
酸エステル化合物などを単体で、もしくは二種以上混合
して使用することができる。溶融張力改質剤の添加量
は、使用する改質剤の種類などによっても異なるが概
ね、芳香族ボリエステル系樹脂１００重量部に対して
０．０５〜１．０重量部程度、好ましくは０．０６〜
０．５重量部、特に好ましくは０．０８〜０．３重量部
程度である。溶融張力改質剤をこの範囲で添加すること
によって、結晶性熱可塑性ポリエステル系樹脂の溶融張
力を前記の範囲に調整することができる。

【００２１】熱可塑性ポリエステル系樹脂と溶融張力改
質剤とは、この両者をあらかじめ所定の割合で溶融、混
練して、溶融張力を前記所定の範囲に調整しておいたも
のを製造原料として、押出機に投入してもよい。また、
型内発泡成形用熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子の
製造状態を確認しながらその溶融張力を微調整できるこ
とから、上記両者をあらかじめ溶融、混練せずに別々
に、押出機に投入してもよい。以上のように、押出発泡
体を製造する際のせん断速度と溶融張力を適切な範囲に
調整することで型内発泡成形に適した発泡粒子を製造す
ることができる。

【００２２】本発明では、この他に発泡剤、気泡調整
剤、難燃剤、帯電防止剤、着色剤など添加剤を添加して
もよい。発泡剤としては、熱可塑性ポリエステル系樹脂
の軟化点以上の温度で分解してガスを発生する化学発泡
剤、物理発泡剤、不活性気体などが挙げられ、これらを
単独でもしくは２種以上組み合わせて使用することがで
きる。化学発泡剤は、具体的にはアゾジカルボンアミ
ド、ジニトロソぺンタメチレンテトラミン、ヒドラゾル
ジカルボンアミド、重炭酸ナトリウムなどが挙げられ
る。物理発泡剤は、具体的にはプロパン、ブタン、ぺ
ンタン、へキサンのような炭化水素や、塩化メチル、フ
レオン（登録商標）のようなハロゲン化炭化水素、さら
にはジメチルエーテル、メチルターシャルブチルエーテ
ルのようなエーテル化合物などが挙げられる。

【００２３】不活性な気体としては、具体的には二酸化
炭素、窒素などが挙げられるが、型内発泡成形用熱可塑
性ポリエステル系樹脂発泡粒子の発泡性及び環境への影
響を考えると炭化水素、ハロゲン化炭化水素、不活性な
気体を単独でもしくは２種以上組み合わせて用いるのが
好ましい。その際、発泡粒子中には発泡剤の残存量が
０．２重量％以上、より好ましくは０．３％以上がする
のが好ましい。

【００２４】なお、本発明の型内発泡成形用熱可塑性ポ
リエステル系樹脂発泡粒子は、熱可塑性ポリエステル系
樹脂単独であるのはもちろん、５０重量％を超えない範
囲内で、例えば、ポリプロピレン系樹脂等のポリオレフ
ィン系樹脂、ポリエステル系などの熱可塑性エラストマ
ー、ポリカーボネート、アイオノマー等を添加してもよ
い。

【００２５】良好な型内発泡成形体を製造するために
は、型内発泡成形用熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒
子の連続気泡率を５〜３５％とする必要がある。型内発
泡成形用熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子の連続気
泡率が３５％を超えた場合には、型内発泡成形時の発泡
性が低く、良好な型内発泡成形体を製造できない場合が
ある。一方、連続気泡率が５％以下の場合、発泡成形型
から成形体を取出した時の収縮が大きくなりやすい。こ
れに対し、連続気泡率が５〜３５％の範囲内である発泡
粒子は、型内発泡成形時に発泡粒子の発泡性、融着性が
良く、かつ製造した成形体の収縮も少ないという特性を
有する。連続気泡率は上記の範囲の中でも、特に７〜３
０％であることが好ましい。

【００２６】また、良好な型内発泡成形体を製造するた
めには、型内発泡成形用熱可塑性ポリエステル系樹脂発
泡粒子の含有水分量の範囲を６，０００〜３０，０００
ｐｐｍでする必要がある。この範囲を外れた含有水分量
の型内発泡成形用熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子
は発泡粒子の発泡性が低くなり、型内発泡成形時に発泡
粒子同士の融着性が低下する。また、このような範囲を
外れた含有水分量の型内発泡成形用熱可塑性ポリエステ
ル系樹脂発泡粒子が多量に含まれると部分的に発泡倍率
の異なった型内発泡成形体となりやすく、良好な型内発
泡成形体が得られない。より好ましい含有水分量の範囲
は８，０００〜２８，０００ｐｐｍであり、更に含有水
分量の範囲が１０，０００〜２６，０００ｐｐｍである
ことが好ましい。

【００２７】型内発泡成形用熱可塑性ポリエステル系樹
脂発泡粒子の含有水分量を６，０００〜３０，０００ｐ
ｐｍに調整する方法としては以下の方法が挙げられる。
水分量が少ない場合は、型内発泡成形用熱可塑性ポリエ
ステル系樹脂発泡粒子を水中に浸漬、あるいは水面と接
触させて水分付与する。また、水分量が多い場合は、乾
燥機で型内発泡成形用熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡
粒子を乾燥させて水分量調整する。このように、発泡粒
子に多量の水分を含有させた後、乾燥機で乾燥させて水
分量を調整しても良い。また、湿度が一定にコントロー
ルされた雰囲気中に発泡粒子を一定時間置いて水分量を
調整しても良い。

【００２８】本発明の型内発泡成形用熱可塑性ポリエス
テル系樹脂発泡粒子の密度は、発泡成形して製造される
発泡成形体の密度に応じて適宜、調整すればよい。例え
ば、嵩密度で表して０．０１〜０．５ｇ／ｃｍ^３程度で
あるのが好ましく、０．０２〜０．４ｇ／ｃｍ^３程度で
あるのがさらに好ましく、０．０３〜０．３ｇ／ｃｍ ^３
程度であるのがより一層、好ましい。

【００２９】本発明の型内発泡成形体の製造方法は、上
述した略円柱状を有する水分が６，０００〜３０，００
０ｐｐｍ含有されるとともに、連続気泡率が５〜３５％
であることを特徴とする型内発泡成形用熱可塑性ポリエ
ステル系樹脂発泡粒子を使用して、発泡成形用の雄型と
雌型とを閉鎖して形成された、密閉し得ないキャビティ
内に、この発泡粒子を充てんし、さらに加熱媒体として
スチームを導入して型内発泡成形するものである。この
ときの加熱媒体としては、スチーム以外にも熱風などを
使用することができるが、効率的に成形を行う上ではス
チームが最も有効である。

【００３０】スチームで型内発泡成形する場合には、汎
用の型内発泡成形機を使用して、発泡成形すればよい。
具体的には、前記特徴を有する発泡粒子をキャビティ内
へ充てんした後、まず一方の金型から低圧(例えばゲー
ジ圧０．０１〜０．１５ＭＰａ程度)で一定時間、スチ
ームをキャビティ内へ吹き込んで、粒子間のエアーを外
部へ排出するとともに、型内発泡成形用熱可塑性ポリエ
ステル系樹脂発泡粒子を発泡させつつある程度型内発泡
成形用熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子を融着させ
る（この際に他方の金型から真空引き操作を行ってもよ
い）。次いで、両方の金型からスチーム（例えばゲージ
圧０．０２〜０．１５ＭＰａ程度）を吹き込み発泡成形
する、すなわち発泡粒子を発泡させるとともに発泡粒子
同士の融着を促進して型内発泡成形体を製造する。

【００３１】したがって、本発明の型内発泡成形体を製
造方法では、型内発泡成形体の粒子同士の融着率は４０
％以上とすることができ、また、型内発泡成形体内での
発泡バラツキが少なく外観および機械的強度に特に優れ
た成形体を効率よく製造することができる。さらに、型
内発泡成形体の結晶化度を１５％以上、特に２０〜４０
％にまで向上させた型内発泡成形体は優れた耐熱性をも
備えた型内発泡成形体とすることができ、寸法安定性に
も優れている。本発明の製造方法で得た型内発泡成形体
は、前述したような各種の用途で使用した後、リサイク
ルして再利用することが可能である。使用済みの型内発
泡成形体を再利用することにより、資源の有効な再利用
化とゴミの減量化にも貢献することができる。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下、実施例、比較例をあげて、
この発明の優れている点を具体的に説明する。なお、使
用した熱可塑性ポリエステル系樹脂における結晶化ピー
ク温度、および製造された型内発泡成形用熱可塑性ポリ
エステル系樹脂発泡粒子の結晶化度は、前述したように
ＪＩＳＫ７１２１所載の測定方法に準じて測定した結
果より求めた。また、型内発泡成形用熱可塑性ポリエス
テル系樹脂発泡粒子の含有水分量、融着率は、それぞれ
下記の方法で測定した。

【００３３】＜型内発泡成形用熱可塑性ポリエステル系
樹脂発泡粒子の水分量の測定＞型内発泡成形用熱可塑性
ポリエステル系樹脂発泡粒子約０．３ｇを水分気化装置
にセットした後、以下の条件で測定を開始し、カールフ
ィッシャー法により含有水分量を測定した。装置：水分気化装置（三菱化成株式会社製ＶＡ−０６型）電量滴定式水分測定装置（三菱化成株式会社製ＣＡ−０６型）加熱温度：１５０℃ キャリアーガス：窒素（２００ml／min）ガス乾燥剤：シカペント（五酸化リン）水分測定用試薬：アクアミクロンーＡＳ（発生液）アクアミクロンーＣＳ（対極液）

【００３４】＜溶融張力の測定＞溶融張力は、押出機に
おいて型内発泡成形用熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡
粒子をつくる条件をそのまま維持しつつ、発泡剤の注入
を止めた条件で非発泡のペレットを作製し、そのペレッ
トについて測定した。また非発泡ペレットは測定前に１
１０℃の真空乾燥機に入れ、２４時間の減圧乾燥し、非
発泡ペレットの含有水分を除去した。装置：キャピログラフＰＭＤ−Ｃ（（株）東洋精機製
作所）温度：２７０℃ 予熱時間：５分キャピラリー形状：（直径）１．０ｍｍ、（長さ）２０
ｍｍ、（流入角度）９０度押出速度：３０ｍｍ／ｍｉｎ（剪断速度３６４．８ｓｅ
ｃ^−１）引取速度：１００ｍ／ｍｉｎ

【００３５】＜連続気泡率の測定＞下記（１）〜（３）
の各試験を行って、型内発泡成形用熱可塑性ポリエステ
ル系樹脂発泡粒子の連続気泡率（％）を求めた。（１）型内発泡成形用熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡
粒子の重量および体積測定空気比較式比重計（東京サイエンス社製１０００型）の
試料カッフ°に約８０％程度入る型内発泡成形用熱可塑
性ポリエステル系樹脂発泡粒子の重量をあらかじめ測定
した〔型内発泡成形用熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡
粒子重量Ａ（ｇ）〕。次ぎに、型内発泡成形用熱可塑性
ポリエステル系樹脂発泡粒子をカッフ°に入れ、そのカ
ッフ°を上記の比重計にセットし、１−１／２−１気圧
法によって体積を測定した〔型内発泡成形用熱可塑性ポ
リエステル系樹脂発泡粒子の体積Ｂ（ｃｍ^３）〕。

【００３６】（２）型内発泡成形用熱可塑性ポリエステ
ル系樹脂発泡粒子の見かけ体積測定電子天秤（大和製衡社製ＨＢ３０００）の計量皿を取
り外して、その取り付け金具に金網製の容器を吊した状
態で、上記容器を水中に浸漬して、水中での容器の重量
を測定した〔水中での容器重量Ｃ（ｇ）〕。次ぎに、同
容器に上記（１）で測定した型内発泡成形用熱可塑性ポ
リエステル系樹脂発泡粒子の全量を入れ、同様にして水
中に浸漬した状態で、容器と型内発泡成形用熱可塑性ポ
リエステル系樹脂発泡粒子の合計の重量を測定した〔水
中での合計重量Ｄ（ｇ）〕。そして、次式により、型内
発泡成形用熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子の見か
け体積Ｅ（ｃｍ^３）を求めた。なお水１ｇは体積１ｃｍ
^３として換算した。

【００３７】Ｅ＝Ａ＋（Ｃ−Ｄ）

【００３８】（３）連続気泡率上記（１）（２）の結果から、次式により連続気泡率
〔％〕を求めた。

【００３９】連続気泡率（％）＝（Ｅ−Ｂ）×１００／Ｅ

【００４０】＜融着率の測定＞各実施例、比較例の型内
発泡成形用熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子から製
造した発泡成形品を折り曲げて厚み方向に破断させたの
ち、破断面に存在する全ての発泡粒子の個数と、そのう
ち粒子自体が材料破壊した発泡粒子の個数とを計数し
た。そして次式により、粒子同士の融着性の基準となる
融着率（％）を求めた。

【００４１】

【数２】

【００４２】＜曲げ強度およびたわみ量の測定＞型内発
泡成形体を、５０ｍｍ×１００×１３ｍｍの大きさに切
り出したものを試験片として、下記の条件で曲げ試験を
行い、最大曲げ強度（ＭＰａ）と、そのときのたわみ量
（ｍｍ）を求めた。装置：テンシロン万能試験機曲げ速度：５０ｍｍ／分先端治具：加圧くさび３．２Ｒ支持台：３．２Ｒスパン間距離：５０ｍｍ

【００４３】

【実施例１】ペットボトルをリサイクルした回収ポリエ
チレンテレフタレート樹脂ペレット１００重量部と、ポ
リ四沸化エチレン樹脂２％含有ポリエチレンテレフタレ
ート樹脂マスターバッチ１重量部と、改質剤としてのピ
ロメリット酸二無水物０．２３重量部と、改質助剤とし
ての炭酸ナトリウム０．０３重量部とを押出機〔口径：
６５ｍｍ、Ｌ／Ｄ比：３５〕に投入し、バレル温度２７
０〜２９０℃の条件で溶融、混合しながら、バレルの途
中に接続した圧入管から、発泡剤としてイソブタンを、
混合物に対して１．１重量％の割合で圧入した。次ぎ
に、溶融状態の混合物を、バレルの先端に接統したマル
チノズル金型〔直線上に、孔径０．８ｍｍのノズルが１
５個、配置されたもの〕の、各ノズルを通して押し出し
て（せん断速度１０，４３８ｓｅｃ^−１）発泡させた
後、冷却水槽で冷却した。

【００４４】そして、冷却されたストランド状の発泡体
を十分に水切りしたのち、ぺレタイザーを用いて略円柱
状の小粒状体に切断して型内発泡成形用熱可塑性ポリエ
ステル系樹脂発泡粒子を製造した。得られた発泡粒子の
嵩密度は０．１３ｇ／ｃｍ^３、粒径は１．８〜２．４ｍ
ｍ、結晶化度は８．６％、連続気泡率は２０．２％、溶
融張力は１．３２ｇであった。

【００４５】この発泡粒子を５時間水没させた後、４０
℃に設定した熱風乾燥機で１０分間乾燥し、水分調整を
した。型内発泡成形用熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡
粒子の水分量は１４，８００ｐｐｍであった。この発泡
粒子を、内法寸法３００ｍｍ×４００ｍｍ×２０ｍｍの
発泡成形型内に充てんし、この型内に、１．２ＭＰａの
スチームを２０秒間、ついで０．６ＭＰａのスチームを
１０秒間、導入して型内発泡成形用熱可塑性ポリエステ
ル系樹脂発泡粒子を加熱膨張させると同時に融着させ
た。そして、この状態で１２０秒間、保熱した後水冷し
て、上記型の内法寸法と同じ３００ｍｍ×４００ｍｍ×
２０ｍｍの外形寸法を有する発泡成形体を製造した。得
られた発泡成形品は美麗な外観を有し、その密度は０．
１３ｇ／ｃｍ^３で、融着率は５５％と良好な融着性を示
した。また、この発泡成形体の曲げ強度は０．９２ＭＰ
ａ、たわみ量は１２．６ｍｍであった。

【００４６】

【実施例２】熱風乾燥機の乾燥温度を５分間とした以外
は実施例１と同様にして、型内発泡成形用熱可塑性ポリ
エステル系樹脂発泡粒子、および発泡成形体を製造し
た。得られた型内発泡成形用熱可塑性ポリエステル系樹
脂発泡粒子の嵩密度は０．１３ｇ／ｃｍ^３、粒径は１．
５〜２．４ｍｍ、結晶化度は８．６％、連続気泡率は２
０．８％、溶融張力は１．３２ｇ、含有水分量は２４，
６００ｐｐｍであった。また実施例１と同様の方法で型
内発泡成形した発泡成形体は美麗な外観を有し、その密
度は０．１３ｇ／ｃｍ^３で、融着率は６０％と良好な融
着性を示した。また、この発泡成形体の曲げ強度は１．
０１ＭＰａ、たわみ量は１１．２ｍｍであった。

【００４７】

【実施例３】熱可塑性ポリエステル系樹脂として、ユニ
チカ社製のＮＥＨ−２０７０を１００重量部使用し、無
水ピロメリット酸の量を０．１５重量部、マルチノズル
金型の孔径を０．９ｍｍ（孔数１５個）、押出時のせん
断速度を７，３３１ｓｅｃ⁻ ^１とした以外は実施例１と
同様にして、型内発泡成形用熱可塑性ポリエステル系樹
脂発泡粒子を製造した。得られた発泡粒子の嵩密度は
０．１３ｇ／ｃｍ^３、粒径は１．８〜２．４ｍｍ、結晶
化度は８．２％、連続気泡率は２４．９％、溶融張力は
１．１８ｇ、含有水分量は１５，６００ｐｐｍであっ
た。また、実施例１と同様の方法で型内発泡性された発
泡成形品は美麗な外観を有し、その密度は０．１３ｇ／
ｃｍ^３で、融着率は５５％と良好な融着性を示した。ま
たこの型内発泡成形体の曲げ強度は１．２０ＭＰａ、た
わみ量は１３．８ｍｍだった。

【００４８】

【比較例１】実施例１と同じ方法でマルチノズル金型
の、各ノズル使用して押出発泡し、その後冷却したスト
ランド状発泡体を十分に水切りした。次いで、ぺレタイ
ザーを用いて小粒状に切断して、型内発泡成形用熱可塑
性ポリエステル系樹脂発泡粒子を製造した。得られた発
泡粒子を約４５℃に温調された保管庫で２週間静置した
後、実施例１と同じ方法でこの発泡粒子を用いて型内発
泡成形を行った。特に、発泡成形の悪い型内発泡成形用
熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子について調べた。

【００４９】この型内発泡成形用熱可塑性ポリエステル
系樹脂発泡粒子の嵩密度は０．１４ｇ／ｃｍ^３、粒径は
１．４〜２．４ｍｍ、結晶化度は８．６％、連続気泡率
は２１．０％、含有水分量は４，８００ｐｐｍであり、
含有水分量が少ない発泡粒子が多量に混在していること
が判った。また、型内発泡性された発泡成形品の密度は
０．１３ｇ／ｃｍ^３、融着率は３５％と低くかった。ま
たこの型内発泡成形体の曲げ強度は０．７５ＭＰａ、た
わみ量は１．４ｍｍと曲げ物性が劣っていた。

【００５０】

【比較例２】熱風乾燥機で乾燥する時間を３分間とした
以外は実施例１と同様にして、型内発泡成形用熱可塑性
ポリエステル系樹脂発泡粒子を製造した。得られた発泡
粒子の嵩密度は０．１３ｇ／ｃｍ^３、粒径は１．４〜
２．４ｍｍ、結晶化度は８．６％、連続気泡率は２０．
６％、溶融張力は１．３２ｇ、含有水分量は３６，２０
０ｐｐｍであった。型内発泡成形用熱可塑性ポリエステ
ル系樹脂発泡粒子は型内発泡成形機への充填性が悪く、
融着率、及び外観バラツキの大きいサンプルしか得られ
なかった。

【００５１】

【比較例３】マルチノズル金型の孔径を０．６４ｍｍ
（孔数１５個）、押出時のせん断速度を２０，３８８ｓ
ｅｃ^−１とした以外は実施例１と同様にして、型内発泡
成形用熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子を製造し
た。得られた発泡粒子の嵩密度は０．１３ｇ／ｃｍ^３、
粒径は１．４〜２．４ｍｍ、結晶化度は８．２％、溶融
張力は１．３４ｇ、連続気泡率は３５．８％、含有水分
量は１５，４００ｐｐｍであった。

【００５２】この発泡粒子は型内発泡成形機への充填性
が悪く、融着率、及び外観バラツキの大きいサンプルし
か得られなかった。また、実施例１と同様の方法で型内
発泡性された発泡成形品の密度は０．１３ｇ／ｃｍ^３、
融着率は３７％と低くかった。またこの型内発泡成形体
の曲げ強度は０．７１ＭＰａ、たわみ量は１．９ｍｍと
曲げ物性が劣っていた。

【００５３】

【表１】

【００５４】

【発明の効果】本発明は、ストランド形状を有する押出
発泡体を所定の長さに切断して略円柱状に形成された水
分が６，０００〜３０，０００ｐｐｍ含有されるととも
に、連続気泡率が５〜３５％とした結晶性熱可塑性ポリ
エステル系樹脂発泡粒子であって、発泡成形品に発泡バ
ラツキを生じることなく、かつ型内発泡成形時に粒子間
の融着性を向上させるとともに、機械的強度などに優れ
た良好な型内発泡成形体を、容易にかつ効率的に製造す
ることができる。また、本発明の熱可塑性ポリエステル
系樹脂型内発泡成形体の製造方法は型内発泡成形時の発
泡性および成形性が良く、結果として融着性及び機械的
強度に優れた型内発泡成形体を製造することができる。

───────────────────────────────────────────────────── 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 67:00 Ｃ０８Ｌ 67:00 Ｂ２９Ｃ 67/22 Ｆターム(参考） 4F074 AA39 AA65 AA66 AD09 BA38 CA22 CA24 CA32 CA44 CA49 CD08 CD20 DA02 DA13 DA24 4F201 AA24 AB02 AC01 AE01 AG20 BA02 BC01 BC12 BC17 BC21 BD05 BL09 BL43 BM01 BM14 4F212 AA24 AB02 AC01 AE01 AG20 UA01 UA09 UB01 UC08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ストランド形状を有する押出発泡体を所定
の長さに切断して略円柱状に形成された結晶性熱可塑性
ポリエステル系樹脂発泡粒子であって、前記粒子には水
分が６，０００〜３０，０００ｐｐｍ含有されるととも
に、連続気泡率が５〜３５％であることを特徴とする型
内発泡成形用熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡粒子。
【請求項２】押出発泡体が、溶融張力改質剤を添加し
て、結晶性熱可塑性ポリエステル系樹脂の溶融張力を
０．７〜３．０ｇに調整した状態で、押し出して発泡さ
せたものであることを特徴とする請求項第１項記載の型
内発泡成形用熱可塑性ポリエステル系樹脂型内発泡粒
子。
【請求項３】押出発泡体が、ノズルダイから押し出す際
にせん断速度を５，０００〜２０，０００ｓｅｃ^−１に
調整した状態で、押し出して発泡させたものであること
を特徴とする請求項第１項記載の型内発泡成形用熱可塑
性ポリエステル系樹脂発泡粒子。
【請求項４】ストランド形状を有する押出発泡体を所定
の長さに切断した略円柱状に形成された連続気泡率が５
〜３５％である結晶性熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡
粒子に含まれる水分を６，０００〜３０，０００ｐｐｍ
に調整した後、型内発泡成形することを特徴とする熱可
塑性ポリエステル系樹脂型内発泡成形体の製造方法。