JP2001329100A

JP2001329100A - 芳香族ポリエステル系樹脂予備発泡粒子とそれを用いた発泡成形体

Info

Publication number: JP2001329100A
Application number: JP2000148036A
Authority: JP
Inventors: Takaaki Hirai; 孝明平井; Hiroyuki Tarumoto; 裕之樽本; Hideo Matsumura; 英保松村
Original assignee: Sekisui Plastics Co Ltd
Current assignee: Sekisui Kasei Co Ltd
Priority date: 2000-05-19
Filing date: 2000-05-19
Publication date: 2001-11-27

Abstract

(57)【要約】【課題】軽量で、しかも耐熱性、断熱性、緩衝性、耐
薬品性などに優れる上、型内発泡成形時に粒子間の融着
性を向上して、外観や機械的強度などにも優れた良好な
発泡成形体を、容易かつ効率的に製造しうる芳香族ポリ
エステル系樹脂予備発泡粒子と、それを用いた、上記の
各特性に優れた発泡成形体とを提供する。【解決手段】予備発泡粒子は、ネオペンチルグリコー
ルから誘導されるユニットを含有する芳香族ポリエステ
ル系樹脂によって形成されたもので、その結晶化ピーク
温度が１３０〜１３６℃に調整されている。発泡成形体
は、上記の予備発泡粒子を型内発泡成形して製造され
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、型内発泡成形時の
発泡融着性に優れた芳香族ポリエステル系樹脂予備発泡
粒子と、それを用いた発泡成形体とに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】芳香族ポ
リエステル系樹脂は剛性が大きく、形状安定性がよく、
また耐熱性や耐薬品性などにも優れるという、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。そこで芳香族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
などに優れた発泡成形体を製造することが企図されてい
る。

【０００３】従来、使用されてきた汎用の芳香族ポリエ
ステル系樹脂（汎用ＰＥＴ）は、主にジカルボン酸とし
てのテレフ夕ル酸と、ジオールとしてのエチレングリコ
ールとを重縮合反応させて合成される。この汎用ＰＥＴ
から発泡成形体を製造する方法の１つとして、ポリスチ
レンやポリオレフィンの場合と同様に、まず粒子状の樹
脂に発泡剤を含浸させて発泡性樹脂粒子を製造し（含浸
工程）、次いで加熱により予備発泡して予備発泡粒子を
製造し（予備発泡工程）、この予備発泡粒子を多数、キ
ャビティ内に充てんし、加熱して発泡させるとともに粒
子同士を融着させて発泡成形体を製造する（型内発泡成
形工程）方法が考えられる。

【０００４】しかし汎用ＰＥＴを含む芳香族ポリエステ
ル系樹脂は、一般にガスバリヤー性が高く、発泡剤を含
浸するのに多大な時間を要するため、上記の方法では時
間、コストおよび手間がかかるという問題がある。ま
た、汎用ＰＥＴは結晶化速度が非常に速いため、発泡剤
の含浸時、および次工程である予備発泡粒子の予備発泡
時に加熱されるとその結晶化が進みやすく、結晶化度が
過度に高くなってしまう。

【０００５】そして、特にその結晶化度が２５％を超え
るような予備発泡粒子は、キャビティ内で型内発泡成形
しても粒子同士が全く融着しないために、発泡成形体が
得られないという問題を生じる。特開昭５１−５０３６
５号公報には、汎用ＰＥＴを湿式紡糸もしくは乾式紡糸
した未延伸繊維に、当該汎用ＰＥＴに対して非溶媒また
は難溶媒である低沸点液体を含浸させたポリエステル系
潜在発泡性繊維について記載されており、この潜在発泡
性繊維を可塑化温度以上に加熱することによって発泡体
が得られたことが報告されている。

【０００６】またこの公報には、汎用ＰＥＴを使用する
にもかかわらず、低沸点液体を含浸させるための時間は
長いほど好ましい旨の記載があり、実際にも９０〜１５
０℃の加熱下にて４〜５時間以上含浸させていることか
ら、その結晶化度が２５％を超えることは容易に推測で
きる。加えてこの方法では、時間、コストおよび手間が
かかることが明らかである。また上記の公報には、潜在
発泡性繊維を使用して、型内発泡成形法によって発泡成
形体を成形することについて記載されていないし、その
成形に使用できる予備発泡粒子についても何ら記載され
ていない。

【０００７】これは、上述したような長時間の加熱によ
って汎用ＰＥＴの結晶化度が過度に高くなるので、上記
公報に記載の方法を応用して予備発泡粒子を製造したと
しても、型内発泡成形時に粒子同士の融着がほとんど期
待できず、発泡成形体が得られないからである。それゆ
え上記公報の構成では、型内発泡成形法によって良好な
発泡成形体を製造できないという問題がある。

【０００８】発明者らのうち平井は先に、汎用ＰＥＴ
を、押出機での高圧溶融下で発泡剤と混合し、大気圧中
に押し出して予備発泡したのち、この発泡体を切断する
ことで、結晶化度が２５％以下に抑えられた予備発泡粒
子を製造する方法を提案した（特開平８−１７４５９０
号公報）。この方法によれば、芳香族ポリエステル系樹
脂に発泡剤を含浸させる工程を省略できるため、時間、
コストおよび手間を省くことができる。

【０００９】また芳香族ポリエステル系樹脂が、従来法
のように長時間に亘って高温にさらされないため、製造
される予備発泡粒子の結晶化度を、上記のように２５％
以下に抑えることができる。このため、この方法によっ
て製造された予備発泡粒子は、型内発泡成形時の発泡融
着性が著しく低くなることが防止され、型内発泡成形す
ることが可能となり、その結果、軽量で耐熱性に優れた
発泡成形体が得られる。

【００１０】しかし上記予備発泡粒子も、その結晶化速
度が非常に速い汎用ＰＥＴにて形成されているので、あ
る程度（融着率３０％程度まで）まで融着性を向上して
発泡成形体を製造することは可能となるものの、融着率
を４０％以上、好ましくは６０％以上にまで向上させ
た、機械的強度などに優れた発泡成形体を製造すること
はできない。この理由は、汎用ＰＥＴを使用しているの
で、下記(1)(2)の二つの工程での加熱により結晶化が促
進されるためである。特に(2)の工程での結晶化の促進
が粒子同士の融着性に大きく影響することが、その後の
研究によって明らかになっている。 (1) 予備発泡粒子を製造するために押出発泡して押出発
泡体を製造する工程（この発泡体が切断されて予備発泡
粒子となる）。 (2) 予備発泡粒子をキャビティ内に充てんして型内発泡
成形する工程（型内発泡成形時の加熱により、発泡と同
時に樹脂の結晶化が急速に進むため、粒子同士の融着を
阻害するように作用する）。

【００１１】型内発泡成形法による芳香族ポリエステル
系樹脂の発泡成形体は、上記の問題が解決すれば、前述
した優れた特性を活かして、従来の、ポリスチレンやポ
リオレフィンの発泡成形体よりも高機能な素材として、
例えば建築資材、土木資材、工業用部材、自動車用部材
などの各種分野への応用が期待される。本発明の主たる
目的は、軽量で、しかも耐熱性、断熱性、緩衝性、耐薬
品性などに優れる上、型内発泡成形時に粒子間の融着性
を向上して、外観や機械的強度などにも優れた良好な発
泡成形体を、容易かつ効率的に製造することができる、
新規な、芳香族ポリエステル系樹脂予備発泡粒子を提供
することにある。

【００１２】また本発明の他の目的は、かかる芳香族ポ
リエステル系樹脂予備発泡粒子を用いることで、上記の
各特性に優れた、良好な発泡成形体を提供することにあ
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の芳香族ポリエス
テル系樹脂予備発泡粒子は、型内発泡成形に使用できる
芳香族ポリエステル系樹脂予備発泡粒子であって、前記
予備発泡粒子には、ネオペンチルグリコールから誘導さ
れるユニットが含有されているとともに、結晶化ピーク
温度が１３０〜１３６℃の範囲にあることを特徴とす
る。本発明によれば、芳香族ポリエステル系樹脂中に、
樹脂の結晶化を抑制する機能を有するネオペンチルグリ
コール〔(ＣＨ₃)₂Ｃ(ＣＨ₂ＯＨ)₂：２，２−ジメチル−
１，３−プロパンジオール〕から誘導される、式(1)：

【００１４】

【化１】

【００１５】で表されるユニット（以下「ＮＰＧユニッ
ト」と称する）を導入することによって、樹脂の結晶化
速度を、汎用ＰＥＴに比べて低下させることが可能とな
る。樹脂の結晶化速度は、予備発泡粒子の結晶化ピーク
温度でもって表すことができ、結晶化ピーク温度は加熱
によって結晶化が最大となる温度を示すことから、結晶
化ピーク温度が高いほど、結晶化を促進させるのに多量
の熱を必要とする、つまり結晶化速度が遅いといえる。

【００１６】前述したように結晶化速度が非常に速い汎
用ＰＥＴから形成される予備発泡粒子は、その結晶化ピ
ーク温度が１３０℃未満である。これに対し、本発明の
芳香族ポリエステル系樹脂予備発泡粒子は結晶化ピーク
温度が１３０℃以上であり、芳香族ポリエステル系樹脂
中の、ＮＰＧユニットの含有割合が調整されているの
で、樹脂の結晶化速度が汎用ＰＥＴよりも遅くなり、当
該予備発泡粒子の製造工程や、その後の型内発泡成形工
程などの加熱による結晶化の進行が適度に抑制され、結
晶化度が高くなることを防止できる。

【００１７】したがって粒子の結晶化度をこれまでより
もさらに低い範囲に制限することが可能となり、型内発
泡成形時における粒子の融着性を著しく改善して、これ
までよりも高強度で、しかも粒子間に隙間のない外観も
良好な発泡成形体を製造することができる。ＮＰＧユニ
ットの含有割合が高いほど、上記の効果がより一層、顕
著に発揮されるが、一方でＮＰＧユニットの含有割合が
高いほど、芳香族ポリエステル系樹脂自体の脆性が大き
くなる傾向があり、発泡成形体の剛性や緩衝性の点か
ら、ＮＰＧユニットの含有割合は、予備発泡粒子の結晶
化ピーク温度を、１３６℃以下となるように調整する必
要がある。

【００１８】結晶化ピーク温度は、示差走査熱量計（Ｄ
ＳＣ）を使用して、日本工業規格ＪＩＳＫ７１２１所
載の測定方法によって測定することができる。具体的に
は、測定試料としての所定量の予備発泡粒子をＤＳＣの
測定容器に充てんして、１０℃／分の昇温速度で２８０
℃まで昇温し、その温度で１０分間保持したのち、室温
（２３℃）まで放冷し、その後再び１０℃／分の昇温速
度で昇温しながら、上記結晶化ピーク温度が測定され
る。

【００１９】上記予備発泡粒子は、芳香族ポリエステル
系樹脂を押出発泡した押出発泡体を切断して製造するの
が、余分な加熱工程を省略して粒子の結晶化度を低い範
囲に制限し、融着率を向上するために有効である。また
上記の製造方法によれば、予備発泡粒子の生産性も向上
する。予備発泡粒子の結晶化度は、１〜８％が好まし
い。結晶化度が８％を超えた場合には粒子の融着性が低
下して、発泡成形体の強度が低下するおそれがあり、１
％未満では、型内発泡成形時に発泡成形体のひけが生じ
やすく好ましくない。

【００２０】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。

【００２１】

【数１】

【００２２】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予備発泡粒子を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、
上記式に基づいて予備発泡粒子の結晶化度が求められ
る。

【００２３】本発明の発泡成形体は、上記予備発泡粒子
を、型内発泡成形して形成されたことを特徴とする。し
たがってかかる発泡成形体は、粒子同士の融着性が高
く、外観や機械的強度に優れる上、芳香族ポリエステル
系樹脂の発泡成形体に特有の、軽量で、しかも耐熱性、
断熱性、緩衝性、耐薬品性などに優れるという特性を併
せ持つ、良好なものとなる。

【００２４】粒子の融着性を示す発泡成形体の融着率
は、４０〜１００％であるのが好ましい。融着率が４０
％未満では、先に述べたように発泡成形体の機械的強度
が十分に得られないおそれがある。融着率の上限は１０
０％まで限定されない。融着率が１００％のものは、外
観や機械的強度に優れた、良好な発泡成形体である。

【００２５】融着率は、発泡成形体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
個数とを計数した結果から、次式によって求められる。

【００２６】

【数２】

【００２７】

【発明の実施の形態】以下に、本発明を説明する。〈芳香族ポリエステル系樹脂予備発泡粒子〉本発明の芳
香族ポリエステル系樹脂予備発泡粒子を構成する芳香族
ポリエステル系樹脂は、前記のようにＮＰＧユニットを
含有するものである。芳香族ポリエステル系樹脂におけ
るＮＰＧユニットの含有割合は、予備発泡粒子の結晶化
ピーク温度が１３０〜１３６℃の範囲内となるように調
整される。この理由は先に述べたとおりである。

【００２８】なお、芳香族ポリエステル系樹脂中にＮＰ
Ｇユニットを含有させることによる、樹脂の結晶化を抑
制する効果をさらに高めることを考慮すると、ＮＰＧユ
ニットの含有割合は、当該芳香族ポリエステル系樹脂を
使用して製造される予備発泡粒子の結晶化ピーク温度
が、上記の範囲内でも１３０．２℃以上、特に１３０．
４℃以上となるように調整するのが好ましい。また、Ｎ
ＰＧユニットを多量に導入することによって生じる、芳
香族ポリエステル系樹脂の脆性が大きくなる現象を抑制
する効果を考慮すると、ＮＰＧユニットの含有割合は、
当該芳香族ポリエステル系樹脂を使用して製造される予
備発泡粒子の結晶化ピーク温度が、上記の範囲内でも１
３５℃以下、特に１３４℃以下となるように調整するの
が好ましい。

【００２９】上記ＮＰＧユニットのもとになるネオペン
チルグリコールとともに、芳香族ポリエステル系樹脂を
構成する他の成分としては、ジカルボン酸成分、および
ネオペンチルグリコール以外のジオール成分があり、こ
のうち、ジカルボン酸成分としては、例えばテレフタル
酸やイソフタル酸などが挙げられる。またジオール成分
としては、例えばエチレングリコール、α−ブチレング
リコール（１，２−ブタンジオール）、β−ブチレング
リコール（１，３−ブタンジオール）、テトラメチレン
グリコール（１，４−ブタンジオール）、２，３−ブチ
レングリコール（２，３−ブタンジオール）、シクロヘ
キサンジメタノール、ビスフェノールＡ、ビスフェノー
ルＡの両末端の水酸基の部分に、それぞれ１つまたは２
つの、エチレンオキサイドから誘導されるユニットを付
加した、ビスフェノールＡのエチレンオキサイド付加物
などが挙げられる。

【００３０】また、芳香族ポリエステル系樹脂の原料に
は、上記の各成分に加えて、例えば酸成分として、トリ
メリット酸などのトリカルボン酸、ピロメリット酸など
のテトラカルボン酸などの、三価以上の多価カルボン酸
やその無水物、あるいはアルコール成分として、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、
前述した、芳香族ポリエステル系樹脂の結晶化速度に影
響を与えない範囲で少量、含有させてもよい。

【００３１】芳香族ポリエステル系樹脂は、上記ジカル
ボン酸成分とジオール成分とを重縮合反応させる際に、
ＮＰＧユニットのもとになるネオペンチルグリコールの
仕込み量を所定の範囲に調整することで製造される。具
体的には、合成後の芳香族ポリエステル系樹脂中におけ
るＮＰＧユニットの含有割合を、かかる芳香族ポリエス
テル系樹脂を使用して製造される予備発泡粒子の結晶化
ピーク温度が１３０〜１３６℃の範囲内となるように調
整すべく、そのもとになるネオペンチルグリコールの仕
込み量を調整することで製造される。

【００３２】また上記芳香族ポリエステル系樹脂は、Ｎ
ＰＧユニットを含有しないかあるいは低濃度で含有する
芳香族ポリエステル系樹脂と、ＮＰＧユニットをより高
い濃度で含有する芳香族ポリエステル系樹脂とを、その
全樹脂中におけるＮＰＧユニットの含有割合が、当該芳
香族ポリエステル系樹脂を使用して製造される予備発泡
粒子の結晶化ピーク温度が１３０〜１３６℃の範囲内と
なるように配合し、例えば押出機などを用いて、加熱下
で溶融、混練することによっても製造できる。

【００３３】後者の製造方法によれば、予備発泡粒子の
製造段階で、ＮＰＧユニットの含有割合の異なる２種以
上の芳香族ポリエステル系樹脂の配合割合を変更するだ
けで、芳香族ポリエステル系樹脂におけるＮＰＧユニッ
トの含有割合を調整して、その後の工程で製造される予
備発泡粒子の結晶化ピーク温度を調整できるため、仕様
の変更などに柔軟に対応できるという利点がある。ま
た、例えば配合する芳香族ポリエステル系樹脂の１種と
して、ペットボトルなどからのリサイクル原料を使用す
ることもでき、その場合には、資源を有効に再利用でき
るという利点がある。

【００３４】なお上記方法においては、２種以上の芳香
族ポリエステル系樹脂の間でのエステル交換反応によ
り、各樹脂がアロイ化して均一な芳香族ポリエステル系
樹脂となるように、加熱下で十分に溶融、混練するのが
好ましい。また、押出機などを用いて高圧溶融下、芳香
族ポリエステル系樹脂に発泡剤を混合させた後、押出発
泡した発泡体を切断して予備発泡粒子を製造するに際し
て、上述した、２種以上の樹脂の溶融、混練による均一
な芳香族ポリエステル系樹脂の作製を、同じ押出機中で
行うことは効率的であり、好ましい。

【００３５】ただし、２種以上の樹脂の溶融、混練によ
る均一な芳香族ポリエステル系樹脂の作製と、押出発泡
および切断による予備発泡粒子の製造とを、別の装置を
用いて行ってもよい。ちなみに特開平７−２５８３９６
号公報には、ジオール成分としてネオペンチルグリコー
ルを含む原材料から合成された共重合ポリエステル（芳
香族ポリエステル系樹脂）について記載されている。

【００３６】しかし、この公報は押出ブロー成形性に優
れた共重合ポリエステルおよびそれからなる中空成形体
に関するものであり、芳香族ポリエステル系樹脂の発泡
成形体を製造するための予備発泡粒子に関しては、何ら
言及していない。また予備発泡粒子の良好な発泡融着性
を確保するために、上記ネオペンチルグリコールから誘
導されるＮＰＧユニットを導入して、当該予備発泡粒子
の結晶化ピーク温度を調整することについても何ら言及
していない。

【００３７】本発明で使用する芳香族ポリエステル系樹
脂は、予備発泡粒子を製造する際の溶融、混錬性や、製
造された予備発泡粒子を用いて発泡成形体を成形する際
の成形性などを考慮すると、その固有粘度（測定温度：
３５℃、溶媒：オルソクロロフェノール）が０．６〜
１．５程度であるのが好ましい。本発明の予備発泡粒子
には、次のような添加剤を添加することができる。すな
わち添加剤としては、芳香族ポリエステル系樹脂を発泡
させる発泡剤の他に、例えば溶融張力改質剤、難燃剤、
帯電防止剤、着色剤、気泡調整剤、酸化防止剤などが挙
げられる。

【００３８】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
物のような酸無水物、炭酸ナトリウムのようなＩａ、II
ａ族の金属化合物、炭酸エステル化合物などがあげら
れ、これらを単体で、もしくは２種以上、混合して使用
することができる。発泡剤としては化学発泡剤、物理発
泡剤のいずれを使用することもできる。このうち芳香族
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としては、例えばアゾジカルボン
アミド、ジニトロソぺン夕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。

【００３９】また物理発泡剤としては、例えばプロパ
ン、ｎ−ブタン、イソブタン、ｎ−ぺンタン、シクロぺ
ンタン、イソぺンタン、へキサンのような飽和炭化水素
や、塩化メチル、フレオン（登録商標）のようハロゲン
化炭化水素、ジメチルエーテル、メチル−ｔｅｒｔ−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。さらに二酸化炭素、窒素などの不活性ガスを発泡剤
として使用することもできる。

【００４０】中でも飽和炭化水素、二酸化炭素および窒
素が、発泡剤として特に好ましい。気泡調整剤としては
ポリ四フッ化エチレン樹脂が好適である。かかるポリ四
フッ化エチレン樹脂は、少量の添加において優れた気泡
微細化効果を発揮し、しかも芳香族ポリエステル系樹脂
の結晶化をほとんど促進しない特性を有するため、気泡
が微細で外観に優れた発泡成形体を製造できるという効
果を奏する。

【００４１】上記ポリ四フッ化エチレン樹脂は、ポリエ
チレンの水素原子をすべてフッ素で置換した熱可塑性樹
脂である。ポリ四フッ化エチレシ樹脂の中でも、ルブリ
カント用として市販されているポリ四フッ化エチレン樹
脂が、芳香族ポリエステル系樹脂の押出発泡における気
泡調整剤として効果的である。その理由は、ルブリカン
ト用のポリ四フツ化エチレン樹脂が、成形用とは異なっ
た下記の特性を持っているからである。

【００４２】その特性の１つは溶融粘度である。すなわ
ち、内径が２．１ｍｍで長さが８．０ｍｍの孔から、３
４０℃の温度に加熱したポリ四フッ化エチレン樹脂をゲ
ージ圧２．０ＭＰａで１０分間押し出す、いわゆるメル
トインデツクス試験を行った際に、成形用ポリ四フッ化
エチレン樹脂は孔から全く流出せず、したがってメルト
インデツクスは０である。これに対し、ルブリカント用
ポリ四フッ化エチレン樹脂は、上記の条件下に押し出す
と孔から流出して、メルトインデックスは０を超える値
を示す。

【００４３】その値は特に限定されないが、上記の条件
下に押し出すと１．０ｇ以上の流出量を示すもの、すな
わちメルトインデックスが１．０以上となる特性を有す
るものが、気泡調整剤として最も好ましい。ポリ四フッ
化エチレン樹脂の添加量は、芳香族ポリエステル系樹脂
１００重量部に対して０．００５〜０．１重量部程度で
あるのが好ましい。この範囲内において、先に述べたよ
うにポリ四フッ化エチレン樹脂は、芳香族ポリエステル
系樹脂の気泡調整剤として有効に働き、芳香族ポリエス
テル系樹脂の結晶化にほとんど影響を与えないという特
性を顕著に発揮する。

【００４４】しかもポリ四フッ化エチレン樹脂は、上記
添加量の範囲で芳香族ポリエステル系樹脂に加えた場
合、予備発泡粒子製造のための押出発泡時に、芳香族ポ
リエステル系樹脂の溶融張力を向上させる効果を発揮し
て、押出発泡成形の安定性を向上させるだけでなく、気
泡が微細化される際に気泡膜が薄くなり過ぎることによ
る気泡破れを防止して、微細でかつ良好な気泡を形成で
きるという優れた効果をも奏する。

【００４５】なおポリ四フッ化エチレン樹脂の添加量
は、前記の範囲内でも特に、芳香族ポリエステル系樹脂
１００重量部に対して０．００７〜０．０８重量部程度
であるのが好ましく、０．００９〜０．０６重量部程度
であるのがさらに好ましい。芳香族ポリエステル系樹脂
にポリ四フッ化エチレン樹脂を添加する方法としては、
両者を単にドライブレンドするだけでもよい。しかし、
さらにその分散性を向上させるために、芳香族ポリエス
テル系樹脂を使用したマスターバッチの状態で使用する
ことも好ましい態様である。

【００４６】マスターバッチは、予備発泡粒子の主体で
ある芳香族ポリエステル系樹脂と同じ樹脂、および／ま
たはこれと相溶性を有する他の芳香族ポリエステル系樹
脂と、ポリ四フッ化エチレン樹脂とを、押出機などを用
いて溶融、混練した後、ぺレタイザーなどを用いてぺレ
ツト化して製造される。また本発明においては、その結
晶性や結晶化の速度に大きな影響を及ぼさない範囲で、
芳香族ポリエステル系樹脂に、例えばポリプロピレン系
樹脂などのポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系エラ
ストマー樹脂などの熱可塑性エラストマー樹脂、ポリカ
ーボネート樹脂、アイオノマー樹脂などの他の樹脂を添
加してもよい。

【００４７】予備発泡粒子は、前述したように芳香族ポ
リエステル系樹脂の押出発泡体を粒子状に切断して製造
するのが好ましい。この方法によれば、芳香族ポリエス
テル系樹脂に発泡剤を含浸させる工程を省略して時間、
コストおよび手間を省くとともに、予備発泡粒子の結晶
化度をより低くして、型内発泡成形時の粒子同士の融着
性を改善することができる。本発明では、前述したＮＰ
Ｇユニットを含む特殊な芳香族ポリエステル系樹脂を高
圧溶融下、発泡剤と混合し、押出発泡した後、この押出
発泡体を切断して予備発泡粒子を製造するのである。

【００４８】上記のための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、２軸
押出機や、さらにはこれらを連結したタンデム型押出機
が使用できる。要するに十分な溶融、混練能力を有する
押出機が好ましい。押出機のダイとしてはいろいろなも
のを使用することができる。例えば円環状のダイ、フラ
ットダイ、ノズルダイ、さらには複数のノズルが配置さ
れたマルチノズルダイなどが挙げられる。これらのダイ
を使用して、シート状、板状、ストランド状などの、種
々の形状の押出発泡体を作ることができる。

【００４９】押出発泡体を所定の形状とするためには、
つぎのような方法を採用できる。例えば円環状のダイか
ら円筒状の押出発泡体を押し出し、冷却されたもしくは
温度調整されたマンドレル上を進行させて冷却後、切断
展開してシート状押出発泡体を製造する。他の方法とし
て、ノズルダイやマルチノズルダイからストランド状に
押し出して押出発泡体を製造する。このストランド状の
押出発泡体を空冷や水冷のほか、温度調整された冷却装
置等を使用して冷却することが好ましい。

【００５０】いずれの方法においても押出発泡体を押し
出した後、できる限り速やかに冷却して、不用意に結晶
化が進行するのを避けるべきである。このようにして製
造したシート状押出発泡体を切断した予備発泡粒子は、
角状あるいはチップ状を呈する。またストランド状の押
出発泡体を切断したものは、略円柱状の予備発泡粒子と
なる。上記押出発泡体の冷却と切断は、適宜のタイミン
グで行うことができる。

【００５１】例えばダイより押し出された押出発泡体
を、発泡中ないし発泡完了後の任意の時点で水冷した
後、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。またダイから押し出された、発泡完了直前もし
くは発泡完了直後でかつ冷却前の押出発泡体をすぐさま
切断した後、冷却することも可能である。シート状に押
し出された押出発泡体は、一旦巻き取り機などによって
ロール状に巻き取った後、粉砕機や切断機にて切断して
もよい。

【００５２】かくして製造される予備発泡粒子の大きさ
は、平均粒径で表しておよそ０．５〜５ｍｍ程度が好ま
しい。予備発泡粒子の形状は、前記した略円柱状、角
状、チップ状の中でも特に略円柱状が好ましい。この理
由は、型内発泡成形するに際して、後述する雄型と雌型
とを閉鎖して形成したキャビティ内に、より均一に予備
発泡粒子を充てんできるからである。また、予備発泡粒
子を均一に充てんして製造した発泡成形体は、優れた機
械的強度を発現できるからである。

【００５３】上記略円柱状の予備発泡粒子の平均気泡径
は、およそ０．０５〜０．８ｍｍ程度にすることが好ま
しい。平均気泡径が上記の範囲未満では気泡壁が薄くな
り過ぎて、型内発泡成形性に悪影響を及ぼすおそれがあ
る。一方、平均気泡径が上記の範囲を超えるものは気泡
径が大きくなり過ぎて、発泡成形体の外観に悪影響を及
ぼすおそれが生じる。

【００５４】なお予備発泡粒子の平均気泡径は、上記の
範囲内でも特に０．１〜０．７ｍｍ程度であるのが好ま
しく、０．１５〜０．６ｍｍ程度であるのがさらに好ま
しい。また、本発明の予備発泡粒子の結晶化度は、型内
発泡成形した際に、発泡粒子同士の融着性に優れた高強
度の発泡成形体を得るために、前述したように１〜８％
とすることが好ましい。

【００５５】なお予備発泡粒子の結晶化度は、上記の範
囲内でも特に１〜７％程度であるのが好ましく、約１〜
６％程度であるのがさらに好ましい。予備発泡粒子の嵩
密度は、軽量で、しかも機械的強度、耐熱性、断熱性、
緩衝性、耐薬品性などに優れた発泡成形体を得るため
に、０．０１〜１．０ｇ／ｃｍ ³程度であるのが好まし
い。予備発泡粒子の嵩密度が上記の範囲未満では、製造
される発泡成形体の見かけ密度が小さくなりすぎて、機
械的強度や耐熱性、緩衝性が不十分となるおそれがあ
る。また逆に嵩密度が上記の範囲を超えた場合には、軽
量な発泡成形体を得ることができず、その断熱性や緩衝
性が不十分となるおそれがある。

【００５６】〈発泡成形体〉本発明の発泡成形体は、上
記芳香族ポリエステル系樹脂予備発泡粒子を、型内発泡
成形することで形成される。具体的には、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
ビティ内に上記の予備発泡粒子を充てんし、さらに加熱
媒体としてスチーム等を導入して型内発泡成形すること
で、上記キャビティに対応した外形を有する発泡成形体
が形成される。

【００５７】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。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、前記の予備発
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、例えばゲージ圧０．０１〜０．１５ＭＰａ程度の
スチームを一定時間、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予備発泡粒子を発
泡させつつ、ある程度、粒子同士を融着させる（この
際、他方の金型から真空引き操作を行ってもよい）。

【００５８】次いで両方の金型から、例えばゲージ圧
０．０２〜０．１５ＭＰａ程度のスチームを吹き込んで
発泡成形する、すなわち予備発泡粒子を発泡させるとと
もに粒子同士の融着を促進して、発泡成形体を製造す
る。かくして製造される本発明の発泡成形体の融着率
は、前記のように４０〜１００％であるのが好ましい。
上記の発泡成形体は、外観および機械的強度に特に優れ
たものとなる。

【００５９】なお発泡成形体の融着率は、上記の範囲内
でも特に、６０〜１００％程度であるのがさらに好まし
い。さらに結晶化度を１５％以上、特に２０〜４０％に
まで向上させた発泡成形体は耐熱性にも優れたものとな
り、寸法安定性にも優れている。本発明の発泡成形体
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。

【００６０】

【実施例】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、製造された予
備発泡粒子の結晶化ピーク温度、および結晶化度は、い
ずれも前述したようにＪＩＳＫ７１２１所載の測定方
法に準じて測定した結果より求めた。また発泡成形体の
融着率も、前述した測定方法によって測定を行った。

【００６１】発泡成形体の曲げ強度およびたわみ量は、
下記の方法で測定した。（曲げ強度およびたわみ量の測定）発泡成形体を、５０
ｍｍ×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予備発泡粒子の嵩密度、および発泡成形体の密度は、下
記の方法で測定した。

【００６２】（密度の測定）日本工業規格ＪＩＳＫ
６７６７に準拠して、次式により、予備発泡粒子の嵩密
度、および発泡成形体の密度を求めた。

【００６３】

【数３】

【００６４】実施例１ＮＰＧユニットを含有する芳香族ポリエステル系樹脂と
して、東洋紡績(株)製のＰＥＴＭＡＸＳＩ１７３を使
用し、この芳香族ポリエステル系樹脂１０重量部と、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９０重量部と、ポリ四沸化エチレン
樹脂を２重量％の割合で含有する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０．１８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、スクリュー
の回転数５０ｒｐｍ、バレル温度２７０〜２９０℃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、発泡剤としてのブタンを、混合物に対して１．
１重量％の割合で圧入した。

【００６５】つぎに、溶融状態の混合物を、バレルの先
端に接続したマルチノズルダイ〔直線上に、直径０．８
ｍｍのノズルが１５個、配置されたもの〕の、各ノズル
を通して押し出して予備発泡させたのち、直ちに冷却水
槽で冷却した。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小粒
状に切断して予備発泡粒子を製造した。得られた予備発
泡粒子の嵩密度は０．１３ｇ／ｃｍ³、粒径は２．０〜
２．５ｍｍ、結晶化度は５．７％、結晶化ピーク温度は
１３０．５℃であった。

【００６６】この予備発泡粒子を、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、次いで
０．６ＭＰａのスチームを１０秒間、導入して予備発泡
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、保熱したのち水冷して、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。

【００６７】得られた発泡成形体は美麗な外観を有し、
その密度は０．１３ｇ／ｃｍ³、融着率は９０％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
１．００ＭＰａ、たわみ量は１６．９ｍｍであった。実施例２東洋紡績社製の芳香族ポリエステル系樹脂（ＰＥＴＭＡ
ＸＳＩ１７３）の量を２０重量部、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
ットの量を８０重量部、ピロメリット酸二無水物の量を
０．２０重量部としたこと以外は実施例１と同様にして
予備発泡粒子、および発泡成形体を製造した。

【００６８】得られた予備発泡粒子の嵩密度は０．１３
ｇ／ｃｍ³、粒径は２．０〜２．５ｍｍ、結晶化度は
４．８％、結晶化ピーク温度は１３２．７℃であった。
また発泡成形体は美麗な外観を有し、その密度は０．１
３ｇ／ｃｍ³、融着率は８０％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１．０４ＭＰ
ａ、たわみ量は１４．９ｍｍであった。比較例１東洋紡績社製の芳香族ポリエステル系樹脂（ＰＥＴＭＡ
ＸＳＩ１７３）を使用せず、かつ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
トの量を１００重量部、ピロメリット酸二無水物の量を
０．３０重量部としたこと以外は実施例１と同様にして
予備発泡粒子、および発泡成形体を製造した。

【００６９】得られた予備発泡粒子の嵩密度は０．１３
ｇ／ｃｍ³、粒径は２．０〜２．５ｍｍ、結晶化度は
８．６％、結晶化ピーク温度は１２７．０℃であった。
また発泡成形体の密度は０．１３ｇ／ｃｍ³、融着率は
３５％と融着性が不十分であった。また、この発泡成形
体の曲げ強度は０．７５ＭＰａ、たわみ量は１．４ｍｍ
であり、機械的物性に劣っていた。比較例２東洋紡績社製の芳香族ポリエステル系樹脂（ＰＥＴＭＡ
ＸＳＩ１７３）の量を４０重量部、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
ットの量を６０重量部、ピロメリット酸二無水物の量を
０．３５重量部としたこと以外は実施例１と同様にして
予備発泡粒子、および発泡成形体を製造した。

【００７０】得られた予備発泡粒子の嵩密度は０．１３
ｇ／ｃｍ³、粒径は２．０〜２．５ｍｍ、結晶化度は
３．２％、結晶化ピーク温度は１３７．１℃であった。
また発泡成形体の密度は０．１３ｇ／ｃｍ³、融着率は
９０％と良好な融着性を示したが、曲げ強度は０．７５
ＭＰａ、たわみ量は３．９ｍｍであり、機械的物性に劣
っていた。以上の結果を表１にまとめた。

【００７１】

【表１】

【００７２】

【発明の効果】以上、詳述したように本発明の予備発泡
粒子は、ＮＰＧユニットを導入することで結晶化速度を
下げた芳香族ポリエステル樹脂にて形成されているた
め、型内発泡成形時に粒子間の融着性を向上して、外観
や機械的強度に優れる上、芳香族ポリエステル系樹脂の
発泡成形体に特有の、軽量で、しかも耐熱性、断熱性、
緩衝性、耐薬品性などに優れるという特性を併せ持つ良
好な発泡成形体を、容易かつ効率的に製造することが可
能となる。

【００７３】また本発明の発泡成形体は、上記の予備発
泡粒子を型内発泡成形したものゆえ、上記の各特性に優
れており、これらの優れた特性を活かして、従来の、ポ
リスチレンやポリオレフィンの発泡成形体よりも高機能
な素材として、例えば建築資材、土木資材、工業用部
材、自動車用部材などの各種分野への応用が可能とな
る。

フロントページの続きＦターム(参考） 4F074 AA39 AA65 AA66 AA98 AC25 AD09 AD20 AG20 BA37 CA32 CA38 CA49 CC04Y CC30Z CC34Y CD08 DA02 DA32 DA35 DA50 DA58

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】型内発泡成形に使用できる芳香族ポリエス
テル系樹脂予備発泡粒子であって、前記予備発泡粒子に
は、ネオペンチルグリコールから誘導されるユニットが
含有されているとともに、結晶化ピーク温度が１３０〜
１３６℃の範囲にあることを特徴とする芳香族ポリエス
テル系樹脂予備発泡粒子。
【請求項２】芳香族ポリエステル系樹脂の押出発泡体を
切断して製造されたことを特徴とする請求項１記載の芳
香族ポリエステル系樹脂予備発泡粒子。
【請求項３】結晶化度が１〜８％であることを特徴とす
る請求項２記載の芳香族ポリエステル系樹脂予備発泡粒
子。
【請求項４】請求項１〜３のいずれかに記載の芳香族ポ
リエステル系樹脂予備発泡粒子を、型内発泡成形して形
成されたことを特徴とする発泡成形体。
【請求項５】融着率が４０〜１００％であることを特徴
とする請求項４記載の発泡成形体。