JP2002283382A - ポリプロピレン発泡成形体の製造方法および発泡成形体 - Google Patents
ポリプロピレン発泡成形体の製造方法および発泡成形体Info
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- Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
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Abstract
から成形され、良好な外観を有し、軽量で高い剛性と耐
衝撃性とを有する発泡成形体の製造方法を提供するこ
と。 【解決手段】 特定のプロピレン・エチレンブロ
ック共重合体、エチレン・1−ブテン共重合体ゴム、無
機充填剤および発泡剤とからなる発泡性樹脂組成物を、
1回に使用する発泡性樹脂組成物の全容積よりも小さい
容積のキャビティに調整された位置から射出を開始し、
すべての発泡性樹脂組成物量の全容積に相当する位置で
射出を終了する射出充填工程と、その後キャビティをさ
らに拡大させながら発泡させる発泡成形工程とを経て発
泡成形体を製造する方法。
Description
て好適に用いられるポリプロピレン発泡成形体の製造方
法、およびそれから得られたポリプロピレン発泡成形体
に関する。
性および成形加工性を有しており、その上、焼却時に有
害ガスを発生しない、リサイクルユースも可能であると
の利点から環境に優しい材料として急速にその使用範囲
が拡大している。特に、自動車部品分野では、軽量でか
つ高い剛性を持ったポリプロピレン樹脂製品が多く提供
されている。
外装部品としてポリプロピレン樹脂の射出発泡成形体が
使用されている。その製造方法によると、製造時におけ
る発泡セルの安定化を図るために比較的高い溶融粘度を
持つ樹脂が必要とされているが、一般的に高粘度樹脂の
射出成形体は、表面光沢が低下する傾向にある。そこ
で、自動車部品のように外観を重視する用途では、予め
製造しておいた表皮層を成形型内に装填してから芯材に
なる樹脂を発泡成形して両者を一体化する製造方法、あ
るいは別々に製造した発泡成形体と表皮層とを後工程で
貼り合せる製造方法等が採用されている。
泡成形体を芯材として利用する従来の製造方法では、製
品の製造工程が複雑になるばかりでなく、発泡成形体と
表皮層とが互いに異なる原料樹脂を用いているために、
使用後のリサイクルユースが難しくなることから、両面
からの改良が望まれている。一方、発泡成形体を自動車
部品として使用する場合には、剛性が高く、かつ衝撃強
度が高い樹脂が要求されており、そのような樹脂の開発
も同時に望まれている。
は、表面層と内部発泡層とが同じポリプロピレン系樹脂
組成物から成形された発泡成形体の製造方法を提供する
ことである。また、本発明は、表面が良好な外観を有
し、かつ内部には良好な発泡セルを有し、しかも軽量で
高い剛性と耐衝撃性とを有する発泡成形体の製造方法を
提供することである。さらに本発明は、そのような製造
方法で得られた発泡成形体を提供することである。
ピレン・エチレンブロック共重合体(A)50〜94重
量部、エチレン・1−ブテン共重合体ゴム(B)5〜4
0重量部、無機充填剤(C)1〜40重量部(ここで、
(A)、(B)および(C)の合計量が100重量部に
なる)、および発泡剤(D)0.5〜1.5重量部とか
らなる発泡性ポリプロピレン樹脂組成物を準備し、一
方、固定型と可動型とを備えた射出成形機において、可
動型の初期位置を1回の成形に使用する発泡性ポリプロ
ピレン樹脂組成物の全容積よりも小さいキャビティ容積
になり、かつ固定型とのクリアランスが1.0〜1.5
mmである場所とし、また可動型の特定位置を1回の成
形に使用する発泡性ポリプロピレン樹脂組成物の全容積
に相当する場所とし、さらに可動型の最終位置を発泡成
形体の全容積に相当する場所に設定し、まず、可動型の
初期位置から発泡性ポリプロピレン樹脂組成物の射出を
開始し、可動型を1〜20(mm/秒)で移動させて可
動型の特定位置で射出を終了する射出充填工程と、その
後、さらに可動型を1〜20(mm/秒)で後退させて
最終位置迄の間で発泡させる発泡工程とからなるポリプ
ロピレン発泡成形体の製造方法に関する。また本発明
は、前記の製造方法で得られた発泡成形体に関する。
合体(A)は、プロピレン単独重合体部分と常温パラキ
シレン可溶部分とからなり、(a)プロピレン単独重合
体部分のメルトフローレートが10〜150(g/10
分)であり、(b)常温パラキシレン可溶部分が5〜4
0重量%存在し、(c)常温パラキシレン可溶部分中の
エチレン単位の含量が15〜60重量%であることが好
ましい。
(B)は、そのエチレン単位含量が70〜90(モル
%)、1−ブテン単位含量が10〜30(モル%)であ
って、その密度が0.86〜0.88(g/cm3)で
あることが好ましく、無機充填剤(C)は、タルクの使
用が好ましい。さらに、発泡剤(D)は、炭酸塩または
炭酸水素塩と有機カルボン酸とからなることが好まし
い。
は、さらにプロピレン・1−ブテン共重合体ゴム(E)
1〜15重量部(ここで、(A)、(B)、(C)およ
び(E)の合計量が100重量部になる)を含有してい
てもよく、そのプロピレン・1−ブテン共重合体ゴム
(E)は、そのプロピレン単位含量が60〜80(モル
%)、1−ブテン単位含量が20〜40(モル%)であ
って、その密度が0.87〜0.90(g/cm3)で
あることが望ましい。
位置でキャビティ中に1回の発泡性ポリプロピレン樹脂
組成物の一部を射出充填する一次射出工程と、その後、
可動型を後退させつつ可動型の特定位置迄の間に残りの
発泡性ポリプロピレン樹脂組成物を射出充填する二次射
出工程とからなる2段階に分けて行う方法であってもよ
いし、あるいは可動型を後退させつつ可動型の初期位置
から特定位置に向って拡大中のキャビティ中へ発泡性ポ
リプロピレン樹脂組成物を連続して射出充填する方法で
あってもよい。ここで、可動型の初期位置をキャビティ
ーの拡大方向の断面長さL0で表し、可動型の特定位置
をその時のキャビティーの拡大方向の断面長さL1で表
した時、L0のL1に対する比(L0/L1)が0.1
以上かつ1未満であることが好ましい。可動型の移動速
度は、いずれの方法でも1〜20(mm/秒)であるこ
とが好ましい。
レン発泡成形体の製造方法およびそれによって得られる
発泡成形体について具体的に説明する。
(A) 発泡成形体の主成分になるプロピレン・エチレンブロッ
ク共重合体は、プロピレンとエチレンとのブロック共重
合によって製造される重合体であって、その中には、常
温パラキシレンに不溶性の部分であるプロピレン単独重
合体部分、常温パラキシレンに可溶性の部分であるプロ
ピレン・エチレンランダム共重合体部分、および必要に
応じて含有されるポリエチレン部分とから構成されてい
る。そのポリエチレン部分は、常温パラキシレンに不溶
性である。そして、このブロック共重合体が、次に説明
する諸物性を満たしていると、発泡成形性に優れ、かつ
剛性と耐衝撃性とのバランスがとれた発泡成形体が得ら
れる。
分は、まず、そのメルトフローレート(MFR)をAS
TM D−1238に準拠し、230℃、2.16kg
荷重下で測定すると、その値は、10〜150、好まし
くは20〜120、さらに好ましくは30〜100(g
/10分)の範囲にある。MFR値がこの範囲にある
と、良好な射出成形性を示す。
アイソタクチックペンタッド分率(mmmm分率)が、
好ましくは97.5%以上、より好ましくは98.0%
以上であることが望ましい。プロピレン単独重合体部分
が、このように高いアイソタクチックペンタッド分率を
有していると、樹脂の結晶性が高く、剛性の高い発泡成
形体を製造することができる。
(mmmm分率)は、13C−NMRを使用して測定さ
れる値であって、ポリプロピレン分子鎖中のペンタッド
単位でのアイソタクチック連鎖の存在割合を示してお
り、プロピレンモノマー単位が5個連続してメソ結合し
た連鎖の中心にあるプロピレンモノマー単位の分率であ
る。具体的には、13C−NMRスペクトルで観測され
るメチル炭素領域の全吸収ピーク中に占めるmmmmピ
ークの分率として算出される値である。
ンに可溶性の部分が、5〜40、好ましくは7〜30、
より好ましくは10〜25重量%の範囲で含まれてい
る。この可溶性部分は、ゴム的な性状を示すプロピレン
・エチレンランダム共重合体であって、前記の含有量範
囲内にあると耐衝撃性と剛性とがバランスのとれた発泡
成形体を得ることができる。また、この可溶性部分のエ
チレン単位の含量は15〜60、好ましくは25〜5
0、より好ましくは30〜45重量%であって、この範
囲のプロピレン・エチレンランダム共重合体は低温特性
に優れている。
レンブロック共重合体は、立体規則性重合触媒の存在下
に、例えば、第1段階としてプロピレンの単独重合を行
い、第2段階としてプロピレンとエチレンとの共重合を
行い、必要に応じて第3段階としてエチレンの単独重合
を行うプロセスを採用することによって製造できる。重
合触媒としては、チーグラー・ナッタ系触媒やメタロセ
ン系触媒等を使用することができ、その一例として
(A)マグネシウム、チタン、ハロゲンおよび電子供与
体を必須成分として含有する固体触媒成分、(B)有機
アルミニウム化合物、および(C)電子供与体からなる
触媒系を挙げることができる。
レフィン重合体が0.1重量%以下、好ましくは0.0
5重量%以下の割合で含有されていてもよい。分岐状オ
レフィン重合体はプロピレン・エチレンブロック共重合
体の核剤として作用するので、前記のアイソタクチック
ペンタッド分率を高め、成形性を向上させることができ
る。その重合体としては、3−メチル−1−ブテン、
3,3−ジメチル−1−ブテン、3−メチル−1−ペン
テン、4−メチル−1−ペンテン、3−メチル−1−ペ
ンテン等の分岐状オレフィン単独重合体または共重合体
が使用でき、それらの中でも3−メチル−1−ブテン重
合体が好ましい。
ブテンとのランダム共重合によって得られるゴム状体で
あって、共重合体中のエチレン単位の含量は、70〜9
0、好ましくは75〜88モル%、1−ブテン単位の含
量は、10〜30、好ましくは12〜25モル%であ
る。
8(g/cm3)の範囲にあるものが好ましい。また、
ASTM D−1238に準拠し、190℃、2.16
kg荷重下で測定されるメルトフローレート(MFR)
は、3〜70、好ましくは10〜50(g/10分)の
範囲が好ましい。この範囲のMFRを持つ共重合体を用
いると、発泡性樹脂組成物の流動性を損なうことなく耐
衝撃性を改良することができ、外観の優れた発泡成形体
を得ることができる。
は、通常オレフィン立体規則性重合触媒の存在下に、エ
チレンおよび1−ブテンを気相または液相下で共重合し
て製造することができる。重合触媒や重合方法などに特
に制約はなく、例えばチーグラー・ナッタ系触媒、メタ
ロセン系触媒などを使用し、気相法、溶液法、バルク重
合法などの重合方法により製造することができる。
が、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、タル
ク、ガラス繊維、炭酸マグネシウム、マイカ、カオリ
ン、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、チタンホワイト、
ホワイトカーボン、カーボンブラック、水酸化アルミニ
ウム、水酸化マグネシウムを例示することができる。こ
れらは単独で使用することもできるし、または2種以上
を混合して用いることもできる。これらの内では、タル
クの使用が最も好ましい。
ン共重合体ゴムは、プロピレンと1−ブテンとのランダ
ム共重合によって得られるゴム状体であって、共重合体
中のプロピレン単位の含量は、60〜80、好ましくは
65〜75モル%、1−ブテン単位の含量は、20〜4
0、好ましくは25〜35モル%である。このような共
重合体は、先に説明したエチレン・1−ブテン共重合体
と同様にして製造することができる。
0(g/cm3)の範囲にあるものが好ましい。また、
ASTM D−1238に準拠し、230℃、2.16
kg荷重下で測定されるメルトフローレート(MFR)
は、1〜30、好ましくは2〜20(g/10分)の範
囲が好ましい。この範囲のMFRを持つ共重合体を用い
ると、発泡性樹脂組成物の流動性を損なうことなく発泡
成形体の破断点伸度を改良することができ、衝撃強度が
高く、外観の優れた発泡成形体を得ることができる。
発泡剤であっても、分解型発泡剤であってもよい。
部分から一般に注入して溶融原料樹脂に吸収ないし溶解
させ、その後射出成形金型中で蒸発して発泡剤として機
能する物質である。プロパン、ブタン、ネオペンタン、
ヘプタン、イソヘキサン、ヘキサン、イソヘプタン、ヘ
プタン等の低沸点脂肪族炭化水素や、フロンガスで代表
される低沸点のフッ素含有炭化水素等が使用できる。
合されてから射出成形機へと供給され、射出成形機のシ
リンダー温度条件下で発泡剤が分解して炭酸ガス、窒素
ガス等の気体を発生する化合物である。それは、無機系
の発泡剤であっても有機系の発泡剤であってもよく、ま
た気体の発生を促すクエン酸のような有機酸やクエン酸
ナトリウムのような有機酸金属塩等を発泡助剤として併
用添加してもよい。
をあげることができる。 (1)無機系発泡剤:重炭酸ナトリウム、炭酸ナトリウ
ム、重炭酸アンモニウム、炭酸アンモニウム、亜硝酸ア
ンモニウム
フタルアミド、N,N’−ジニトロソペンタメチレンテ
トラミン (b)アゾ化合物:アゾジカルボンアミド、アゾビスイ
ソブチロニトリル、アゾシクロヘキシルニトリル、アゾ
ジアミノベンゼン、バリウムアゾジカルボキシレート (c)スルフォニルヒドラジド化合物:ベンゼンスルフ
ォニルヒドラジド、トルエンスルフォニルヒドラジド、
p,p’−オキシビス(ベンゼンスルフェニルヒドラジ
ド)、ジフェニルスルフォン−3,3’−ジスルフォニ
ルヒドラジド (d)アジド化合物:カルシウムアジド、4,4’−ジ
フェニルジスルフォニルアジド、p−トルエンスルフォ
ニルアジド
リウム等の炭酸塩または炭酸水素塩が好ましく、その際
有機カルボン酸を発泡助剤として併用することが望まし
い。炭酸塩または炭酸水素塩と有機カルボン酸との配合
比は、炭酸塩または炭酸水素塩が30〜65重量部、有
機カルボン酸が35〜70重量部の範囲が好ましい。こ
こで、両者の合計量が100重量部になる。なお、発泡
剤および発泡助剤の使用に当たって、それらを含むマス
ターバッチを予め作っておき、それをプロピレン・エチ
レンブロック共重合体およびエチレン・1−ブテン共重
合体に配合する処方をとってもよい。
ブロック共重合体(A)、エチレン・1−ブテン共重合
体ゴム(B)および無機充填剤(C)とからなる樹脂組
成物である。その構成割合は、次の範囲が望ましい。 (A):50〜94、好ましくは55〜87、より好ま
しくは60〜80重量部 (B):5〜40、好ましくは10〜35、より好まし
くは15〜30重量部 (C):1〜40、好ましくは3〜35、より好ましく
は5〜30重量部 ここで、(A)、(B)および(C)の合計量が100
重量部になる。各々の構成割合がこの範囲内にあると、
成形性がよく、かつ耐衝撃性および剛性の高い発泡成形
体を製造することができる。
ン共重合体ゴム(E)をさらに配合させる場合には、次
の範囲が望ましい。 (E):1〜15、好ましくは5〜10重量部 ここで、(A)、(B)、(C)および(E)の合計量
が100重量部になる。樹脂組成物にプロピレン・1−
ブテン共重合体ゴム(E)を含有させると、発泡成形体
の破断点伸度を向上させることができる。
物は、ASTM D−1238に準拠し、230℃、
2.16kg荷重下で測定されるメルトフローレート
(MFR)が、10〜100、好ましくは30〜10
0、より好ましくは50〜90(g/10分)が望まし
い。MFR値がこの範囲にあると、高速射出成形に好適
な流動性を示し、発泡成形体の剛性と耐衝撃性とのバラ
ンスを調整しやすく、また発泡セルが独立気泡形状をと
りやすく、かつセル形状が均一にそろいやすい利点があ
る。
求物性に応じて、発泡剤からの発生ガス量および望まし
い発泡倍率等を考慮して選択されるが、(A)、
(B)、および(C)、あるいは(A)、(B)、
(C)、および(E)の合計量100重量部に対して、
0.3〜1.5、好ましくは0.5〜1.0量部にする
のが望ましい。この範囲内にある発泡性樹脂組成物から
は、気泡径が揃い、かつ気泡が均一分散した発泡成形体
を得ることができる。
(D)、および必要に応じて(E)とからなる発泡性樹
脂組成物には、本発明の目的を損なわない範囲で、必要
に応じて各種添加剤を加えることができる。添加剤とし
ては、核剤、酸化防止剤、塩酸吸収剤、耐熱安定剤、耐
候安定剤、光安定剤、紫外線吸収剤、滑剤、帯電防止
剤、難燃剤、顔料、染料、分散剤、銅害防止剤、中和
剤、可塑剤、架橋剤、過酸化物などの流れ性改良剤、ウ
ェルド強度改良剤、天然油、合成油、ワックス等を配合
することができる。
は、これまでに説明した発泡性樹脂組成物を射出成形金
型中へ射出充填する射出充填工程と、その後引き続き発
泡成形して発泡成形体を製造する発泡工程との少なくと
も二段階から構成されている。
れている。可動型の初期位置は、固定型と可動型とが最
も接近した型締め状態にある時の位置であって、1回の
成形に使用する発泡性樹脂組成物の全容積よりも小さい
キャビティ容積になる場所であって、製品形状に近いキ
ャビティが形成されている。このキャビティの容積はス
キン層が形成される容積とすることもできるが、スキン
層が形成される容積よりはやや大きくする方がよく、固
定型と可動型とのクリアランスが1.0〜1.5mmの
範囲が好ましい。次に、1回の成形に使用する発泡性樹
脂組成物の全容積に相当するキャビティ容積を示す可動
型の場所を可動型の特定位置とし、さらに、発泡成形体
の全容積に相当するキャビティ容積を示す可動型の場所
を可動型の最終位置とする。
ず、可動型の初期位置から発泡性樹脂組成物の射出を開
始して可動型の特定位置で射出を終了する射出充填工程
と、その後、さらに可動型を後退させて最終位置迄の間
で発泡させる発泡工程とから基本的に構成されている。
この射出充填工程において、可動型の初期位置でキャビ
ティ中へ原料になる発泡性樹脂組成物の一部をまず射出
充填し、次いで可動型を後退させつつ可動型の特定位置
迄の間に残りの発泡性樹脂組成物を射出充填する、すな
わち2段階に分けて射出充填する方法を採用してもよい
し、あるいは可動型を後退させつつ可動型の初期位置か
ら特定位置に向って拡大中のキャビティへ、発泡性樹脂
組成物の全量を連続して射出充填する方法を採用しても
よい。
する方法を、それぞれ一次射出工程および二次射出工程
と呼び、各々について説明する。一次射出工程では、可
動金型の初期位置において、1回の成形に使用する発泡
性樹脂組成物の全容積よりも小さい容積に調整されたキ
ャビティが形成されており、そこへ一部の発泡性樹脂組
成物を溶融状態で射出して充填する。この際、成形金型
に直接接触する部分の樹脂組成物は冷却されて、スキン
層が形成される。
℃、好ましくは180〜260℃である。また固定型お
よび可動型の金型温度は、10〜100℃、好ましくは
40〜80℃である。また金型内圧力は5〜20MP
a、好ましくは10〜15MPaである。射出は、固定
型と可動型との型締圧力より高い射出圧力で行うことが
好ましく、通常、射出圧力は10〜200MPa、好ま
しくは12〜150MPaである。この時、キャビティ
内の空気が排気されるため、可動型は固定状態に維持さ
れる。
m/秒)の速度で可動型は後退しつつ特定位置まで移動
し、この間にキャビティは1回の発泡性組成物使用量の
全容積に相当する容積へと拡大する。可動型のこの移動
の間に、残余の発泡性樹脂組成物を射出して拡大された
キャビティ中に充填する。可動型を後退させる方法とし
ては、樹脂の射出圧力を型締圧力よりも高くし、その樹
脂圧力によってキャビティ容積を増加させる方法を採用
してもよいし、あるいは金型位置をコンピュータ制御に
よって移動させる方法であっても差し支えない。可動型
の後退速度は、1〜20(mm/秒)に制御するのが望
ましい。樹脂温度、金型温度、金型内圧力および射出圧
力は、一次射出工程の条件とほぼ同じにすることができ
る。
ィの拡大する方向の断面の長さを指標にして表した場
合、一次射出工程におけるキャビティ断面の長さをL0
(以降、クリアランスL0と呼ぶことがある)、二次射
出工程における発泡性樹脂組成物の射出終了時のキャビ
ティ断面の長さをL1(以降、クリアランスL1と呼ぶ
ことがある)と表記する。そして、一次射出工程におけ
るキャビティの容積を両者の比L0/L1(以降、クリ
アランス比L0/L1と呼ぶことがある)で仮に表現す
ると、L0/L1が、0.1以上かつ1未満、好ましく
は0.4〜0.7にするのが望ましい。L0/L1の値
がその範囲内にあると、良好な外観を持ったスキン層を
容易にかつ効率よく形成することができる。
ら、二次射出工程における射出終了までの時間(以降、
射出時間という)は、0.1〜10秒、好ましくは0.
5〜3秒である。この一次射出工程および二次射出工程
では、射出圧力および充填圧力がキャビティに常にかか
っているので、樹脂の発泡現象は全く起こらないか、ま
たはほとんど起こらない。
1段階で行う方法について説明する。可動型を1〜20
(mm/秒)の速度で最初から後退させつつ、その初期
位置から特定位置に向ってキャビティを徐々に拡大させ
ていく。この可動型の移動と同時に発泡性樹脂組成物の
射出充填が開始され、特定位置に到達した時点で射出す
べき発泡性樹脂組成物のほぼ全量が充填を完了する。こ
の方法によれば、早期にスキン層の形成が行われる特徴
を有している。
圧力で射出し、樹脂の充填とともにキャビティーの断面
長さが増加する。キャビティー断面長さの制御は、型締
圧力が射出圧力に負けて受動的に広がるようにしてもよ
いし、キャビティー断面長さの変化速度を能動的に制御
してもよい。可動型の後退速度は1〜20(mm/秒)
に制御するのが望ましい。射出時の樹脂温度、金型温
度、金型内圧力、および射出圧力は、前記した2段階法
の場合と同じでよい。またこの方法においても、L0/
L1の値は、0.1以上かつ1未満、好ましくは0.4
〜0.7にするのが望ましい。射出開始から射出終了ま
での時間は、0.1〜10、好ましくは0.5〜3秒が
望ましい。
止した位置、すなわち特定位置から可動型をさらに後退
させて最終位置の間で、可動型の後退に伴うキャビティ
内の減圧によって樹脂組成物の発泡成形が進行し、発泡
成形体が得られる。この時、金型に接触している部分の
樹脂は冷却されているので発泡は全く、あるいはほとん
ど起こらずにスキン層が形成され、内部には発泡層が形
成される。この成形方法は、いわゆるコアバック方式と
呼ばれるものである。なお、発泡工程において、可動型
を最も後退させた位置、すなわち最終位置におけるキャ
ビティの断面の長さL2を以降クリアランスL2と呼ぶ
ことがある。
よく、可動型の後退速度は、1〜20(mm/秒)にす
るのが望ましい。発泡工程における可動型の後退開始か
ら終了までの時間(以降、発泡時間と呼ぶことがある)
は、0.1〜5秒、好ましくは0.5〜3秒が望まし
い。このような条件を採用することにより、外観良好な
発泡成形体を容易にかつ効率よく製造することができ
る。
0(mm/秒)の速度で行うことが好ましく、射出工程
から連続して行うこともできるし、射出充填工程終了時
点、すなわち発泡性樹脂組成物の射出が終了した時点で
0.1〜5秒、好ましくは0.5〜3秒間可動型の移動
を停止し、その後に後退を再開する方法をとることもで
きる。この停止時間を設けることによって、スキン層の
厚さを制御することができ、停止時間を長くするとスキ
ン層を厚くすることができ、その結果剛性等の機械的物
性を高めることができる。可動型の後退終了時点は、希
望する発泡倍率によって決定され、高発泡倍率にする時
には後退距離を長くとればよい。
体を取り出すこともできるし、あるいは0.1〜60
秒、好ましくは1〜10秒間冷却した後に可動型を前進
させて型締し、圧縮して所定寸法に調整してから取り出
すこともできる。圧縮すると発泡成形体の容積が減少し
て金型と接触しなかった発泡成形体の表面を型内面に再
接触させることになるので、冷却効率を向上させると共
に型内で形状を規制することになり、取り出し後の変形
を防止することができ、良好な外観を得ることができ
る。
クリアランスL0の状態から射出を開始しており、従来
法のクリアランスL1の状態から射出を開始する場合に
比べて、キャビティの容積が小さくなっている分だけキ
ャビティ内での樹脂の流動速度が早くなり、シルバース
トリークの原因になる流動中の発泡ガスの吹出しが防止
される。その上、発泡性樹脂組成物は早く充填されるの
でその冷却も早く進み、優れた外観のスキン層が形成さ
れる。また、従来法では、発泡成形体の内部(コア層)
は冷却されにくく、一方スキン層は早く冷却されること
から発泡倍率の調整が難しかったが、本発明では、発泡
倍率を高くすることができ、かつ変形歪みのない外観の
良好な発泡成形体を得ることができる。
い、そして前述した成形方法を採用したので、良好な外
観を持ったスキン層を容易に形成させることができ、樹
脂組成物の結晶化を抑制して発泡倍率を高めることがよ
り容易になり、かつ良好な状態の発泡セルを有し、その
上軽量で剛性の高い発泡成形体を容易に製造することが
できる。
脂発泡成形体の製造方法をより詳細に説明する。図1
は、射出充填工程開始時における成形金型の初期位置で
の概略断面図を示し、図2は、射出充填工程終了時にお
ける成形金型の特定位置での概略断面図を示し、図3
は、発泡工程終了時における成形金型の概略断面図を示
している。図中、1は固定型、2は可動型、3はキャビ
ティを示している。
た状態、すなわち射出充填開始時の状態を示しており、
可動型2と固定型1との間に形成されるキャビティ3の
容積は最も小さい状態にある。可動型がこの初期位置に
ある時、キャビティ3の容積は射出に用いられる発泡性
樹脂組成物の全容積よりも小さく、キャビティ3の断面
長さはクリアランスL0の状態にあって、1.0〜1.
5mmの範囲に調整されている。
示したように可動型2を徐々に後退させて特定位置に達
した時、可動型2と固定型1との間の距離は、1回に使
用する発泡性樹脂組成物が全量充填された時のクリアラ
ンスL1の状態にある。
は、図1に示したように、初期位置にある可動型2を後
退させないように固定した状態で、射出ノズル(図示せ
ず)からスプルー4を通して発泡性樹脂組成物をキャビ
ティ3内に射出し、キャビティ3内には発泡性樹脂組成
物の一部が充填される(一次射出工程)。この際、樹脂
の射出は、可動型2と固定型1との型締圧力より高い射
出圧力で行うことが好ましく、この場合でもキャビティ
3内の空気が排気されるため、可動型2は固定状態に維
持される。キャビティ3の容積は小さいので、充填され
た樹脂組成物の表面は早く冷却されてスキン層が形成さ
れる。
組成物を型締圧力より高い射出圧力でさらに射出する
と、その高い樹脂圧力によってキャビティ3の容積が増
加し、可動型2が後退しながら発泡性樹脂組成物5の射
出が継続し、可動型が特定位置に達した時に発泡性樹脂
組成物5の全量がほぼ充填し終わる(二次射出工程)。
この時、キャビティ3はクリアランスL1の位置にあっ
て、キャビティ3の容積は図1に比べて増加しており、
クリアランスはL0<L1の状態にある。ここまでの工
程では、発泡性樹脂組成物5は未だ軟化状態を保ってい
るが、樹脂に射出圧力および充填圧力がかかっているの
で発泡は全く、あるいはほとんど起こらない。
う場合には、可動型2が初期位置にある図1の状態から
発泡性樹脂組成物をスプルー4を通して射出を開始し、
可動型2を後退させつつキャビティ3内に充填を続け
る。この際、射出圧力を型締圧力よりも高くすることが
好ましい。充填されつつある発泡性樹脂組成物は、金型
に密着している部分から冷却されてスキン層が形成され
る。可動型2が、図2に示した特定位置に達する状態ま
で発泡性樹脂組成物5の射出は連続して続けられ、使用
する発泡性樹脂組成物5の全量を充填したら終了する。
この間、キャビティ中の発泡性樹脂組成物5は軟化状態
を保っており、射出圧力および充填圧力がかかっている
ので、発泡はほとんど生じない。
させて、キャビティ3の断面長さがクリアランスL2へ
と延長した時の状態を示している。キャビティ3の容積
は図2と比べて増加しており、クリアランスはL1<L
2である。この時、キャビティ3内が減圧になり、樹脂
組成物5の発泡が進行して発泡成形体が形成される。発
泡終了後はそのまま冷却して発泡成形体6を取り出すこ
ともできるし、可動型2を前進させて型締めすることも
できる。
ば、内部には高発泡成形体による芯が形成され、表面に
スキン層が形成された発泡成形体が得られる。発泡倍率
は用途によって調整されるので特に限定されないが、通
常1.05〜5倍、好ましくは1.3〜2倍にすると芯
材としての望ましい強度が得られ、また形状が保持され
る。スキン層の厚さは通常0.25〜1mm、好ましく
は0.4〜0.8mmに調整することが望ましく、成形
条件によって厚さを変えることができる。全体として、
良好な外観を持ち、軽量で高い剛性と耐衝撃性とを持っ
た樹脂発泡成形体になっている。
物から形成されているので焼却しても有害なガスを発生
しないし、また内部および表面層が同じ材質から製造さ
れているのでリサイクルユースも容易に行うことができ
る。従って、この樹脂発泡成形体は、ドアトリム、イン
ストルメントパネル等の自動車内装部品、サイドプロテ
クトモール、バンパー、ソフトフェイシア、マッドガー
ド等の自動車外装部品に好適に利用することができる。
発明はそれら実施例によって何ら限定されるものではな
い。まず、実施例および比較例で得られた成形体を評価
するために測定した発泡倍率、外観、弾性勾配および高
速貫通衝撃について、その測定方法を説明する。
泡成形体の比重(dc1)の各々を求め、その比dc0
/dc1から発泡倍率を求めた。その際、発泡成形体は
スキン層を含む状態で測定した。
た。 〔シルバーストリーク〕 ○:ほとんど観察されない。 ×:成形体表面にシルバーストリークが見られる。
支持し、中央部に50(mm/分)の速さで荷重を加え
て荷重・たわみ曲線を作成し、その初期直線部分から1
cm変形時の荷重を弾性勾配として(N/cm)で表し
た。
い、先端の直径が12.6mmの半球状をしたストライ
カーを、23℃の雰囲気下で試験体に垂直に4(m/
秒)の速度で衝突させ、貫通破壊エネルギー(J)を求
めて示した。
ク共重合体70重量、エチレン・1−ブテン共重合体1
5重量部、微粉末タルク15重量部、発泡剤マスターバ
ッチ(炭酸水素ナトリウム25重量%、クエン酸25重
量%および低密度ポリエチレン50重量%)1.8重量
部をドライブレンドした後、次に記す条件で射出成形
し、発泡成形体を得た。なお、射出充填工程は2段階に
分けて行った。この発泡成形体の物性を前記した方法で
評価し、その結果を表1に示した。
ック共重合体の性状は、次の通りであった。 MFR=55(g/10分) プロピレン単位含量=94モル%、エチレン単位含量=
6モル% プロピレン単独重合体分のMw/Mn=6.5、Mz/
Mw=7、MFR=80(g/10分)、mmmm分率
=98.0% 常温パラキシレン可溶部分量の割合=10重量%、 常温パラキシレン可溶部分のエチレン単位含量=28重
量%
次の通りであった。 エチレン単位含量=80モル% 密度=0.87(g/cm3) MFR=25(g/10分) また、プロピレン・エチレンブロック共重合体、エチレ
ン・1−ブテン共重合体およびタルクを含む混合物のM
FRは、58(g/10分)であった。
リアランスを1.2mmにして、ポリプロピレン樹脂組
成物の一部を射出した後、引き続いて成形型クリアラン
スを2.0mmまで後退させながら残りのポリプロピレ
ン樹脂組成物を射出し、さらに成形型クリアランスを
3.0mmまで後退させて発泡させた。
ロピレン樹脂組成物ペレットを用い、次に記す条件で射
出成形して発泡成形品を得た。なお、射出充填工程は、
可動型の初期位置から可動型を後退させつつ特定位置ま
での間、発泡性樹脂組成物を連続して射出する方法をと
った。得られた発泡成形品の物性を前記したと同じ方法
で評価し、その結果を表1に示す。
・1−ブテン共重合体15重量部の代わりに同じエチレ
ン・1−ブテン共重合体13重量部とプロピレン・1−
ブテン共重合体ゴム(ブテン単位含量30モル%、密度
0.89(g/cm3)、MFR2(g/10分)2重
量部とを用いた以外は実施例1と同様に同様に行った。
じ方法を繰り返した。すなわち、初期の成形型クリアラ
ンス(L0=L1)を2.0mmとし、そのクリアラン
スのままで発泡性樹脂組成物全量の充填を一度で行い、
充填終了後に3.0mmまでコアバックして発泡成形体
を得た。冷却時間は60秒とした。得られた結果を表1
に併せて示した。
・1−ブテン共重合体を配合しない組成物を用いた以外
は実施例1と同様に行った。得られた結果を表1に併せ
て示した。
ルクを配合しない組成物を用いる以外は実施例1と同様
に行った。得られた結果を表1に併せて示した。
アランス(L0)を0.8mmにして成形を試みたが、
金型末端まで樹脂が充填しなかった。
体の製造方法によると、全体が同じ材質から形成された
内部発泡層と表面スキン層とからなる構造の発泡成形体
が製造でき、内部発泡層は良好な発泡セルを有する高発
泡構造であって、表面スキン層は良好な外観を呈してい
る。この製造方法では、発泡倍率および表面層の厚さを
容易に調整することができ、また製造効率も高い。
は、内部発泡層と表面スキン層とが同じ樹脂組成物で成
形されているのでリサイクルユースが容易であり、フロ
ーマークやひけ等がほとんど見られない良好な外観を呈
しており、全体として軽量で剛性および耐衝撃性に優れ
ている。従って、この発泡成形体は、自動車用内外装部
品として好適である。
位置での概略断面図を示す。
位置での概略断面図を示す。
図を示す。
Claims (12)
- 【請求項1】プロピレン・エチレンブロック共重合体
(A)50〜94重量部、エチレン・1−ブテン共重合
体ゴム(B)5〜40重量部、無機充填剤(C)1〜4
0重量部(ここで、(A)、(B)および(C)の合計
量が100重量部になる)、および発泡剤(D)0.3
〜1.5重量部とからなる発泡性ポリプロピレン樹脂組
成物を準備し、一方、固定型と可動型とを備えた射出成
形機において、可動型の初期位置を1回の成形に使用す
る発泡性ポリプロピレン樹脂組成物の全容積よりも小さ
いキャビティ容積になり、かつ固定型とのクリアランス
が1.0〜1.5mmである場所とし、また可動型の特
定位置を1回の成形に使用する発泡性ポリプロピレン樹
脂組成物の全容積に相当する場所とし、さらに可動型の
最終位置を発泡成形体の全容積に相当する場所に設定
し、まず、可動型の初期位置から発泡性ポリプロピレン
樹脂組成物の射出を開始し、可動型を1〜20(mm/
秒)で移動させて可動型の特定位置で射出を終了する射
出充填工程と、その後、さらに可動型を1〜20(mm
/秒)で後退させて最終位置迄の間で発泡させる発泡工
程とからなることを特徴とするポリプロピレン発泡成形
体の製造方法。 - 【請求項2】前記のプロピレン・エチレンブロック共重
合体(A)が、プロピレン単独重合体部分と常温パラキ
シレン可溶部分とからなり、(a)プロピレン単独重合
体部分のメルトフローレートが10〜150(g/10
分)であり、(b)常温パラキシレン可溶部分が5〜4
0重量%存在し、(c)常温パラキシレン可溶部分中の
エチレン単位の含量が15〜60重量%であることを特
徴とする請求項1に記載のポリプロピレン発泡成形体の
製造方法。 - 【請求項3】前記のエチレン・1−ブテン共重合体ゴム
(B)は、そのエチレン単位含量が70〜90(モル
%)、1−ブテン単位含量が10〜30(モル%)であ
って、その密度が0.86〜0.88(g/cm3)で
あることを特徴とする請求項1または2に記載のポリプ
ロピレン発泡成形体の製造方法。 - 【請求項4】前記の無機充填剤(C)が、タルクである
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のポリ
プロピレン発泡成形体の製造方法。 - 【請求項5】前記の発泡剤(D)が、炭酸塩または炭酸
水素塩と有機カルボン酸とからなることを特徴とする請
求項1〜4のいずれかに記載のポリプロピレン発泡成形
体の製造方法。 - 【請求項6】前記の発泡性ポリプロピレン樹脂組成物
が、さらにプロピレン・1−ブテン共重合体ゴム(E)
1〜15重量部(ここで、(A)、(B)、(C)およ
び(E)の合計量が100重量部になる)を含有してい
ることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のポ
リプロピレン発泡成形体の製造方法。 - 【請求項7】前記のプロピレン・1−ブテン共重合体ゴ
ム(E)は、そのプロピレン単位含量が60〜80(モ
ル%)、1−ブテン単位含量が20〜40(モル%)で
あって、その密度が0.87〜0.90(g/cm3)
であることを特徴とする請求項6に記載のポリプロピレ
ン発泡成形体の製造方法。 - 【請求項8】前記の発泡性ポリプロピレン樹脂組成物
は、発泡剤(D)を除いた状態で測定したそのメルトフ
ローレートが10〜100(g/10分)であることを
特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載のポリプロピ
レン発泡成形体の製造方法。 - 【請求項9】前記の射出充填工程が、まず可動型の初期
位置でキャビティ中に1回の発泡性ポリプロピレン樹脂
組成物の一部を射出充填する一次射出工程と、その後、
可動型を1〜20(mm/秒)で後退させつつ可動型の
特定位置迄の間に残りの発泡性ポリプロピレン樹脂組成
物を射出充填する二次射出工程とからなることを特徴と
する請求項1〜8のいずれかに記載のポリプロピレン発
泡成形体の製造方法。 - 【請求項10】前記の射出充填工程が、可動型を1〜2
0(mm/秒)で後退させつつ可動型の初期位置から特
定位置に向って拡大中のキャビティ中へ発泡性ポリプロ
ピレン樹脂組成物を連続して射出充填することを特徴と
する請求項1〜8のいずれかに記載のポリプロピレン発
泡成形体の製造方法。 - 【請求項11】前記の射出充填工程において、可動型の
初期位置をキャビティーの拡大方向の断面長さL0で表
し、可動型の特定位置をその時のキャビティーの拡大方
向の断面長さL1で表した時、L0のL1に対する比
(L0/L1)が0.1以上かつ1未満であることを特
徴とする請求項1〜10のいずれかに記載のポリプロピ
レン発泡成形体の製造方法。 - 【請求項12】請求項1〜11のいずれかに記載の製造
方法により得られることを特徴とするポリプロピレン樹
脂発泡成形体。
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