JP2004323623A

JP2004323623A - Polypropylene-based resin extruded foam sheet

Info

Publication number: JP2004323623A
Application number: JP2003118341A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Okura; 徹雄大倉; Tetsuya Shibata; 哲也柴田
Original assignee: Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 2003-04-23
Filing date: 2003-04-23
Publication date: 2004-11-18

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a polypropylene-based resin foam sheet having a pearl-tone appearance and excellent rigidity. <P>SOLUTION: In the polypropylene-based resin foam sheet comprising 5-20 parts wt. of talc based on 100 parts wt. of a resin and having 0.10-0.30 g/cm<SP>3</SP>density, talc is dispersed in a flaky state in the polypropylene-based resin constituting a foam wall. The talc dispersed in the foam wall is in a flaky state having ≤0.5 μm thickness and ≥8 aspect ratio. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はポリプロピレン系樹脂発泡シートに関する。更に詳しくは、パール調の外観を有し、剛性が高く、安価で、かつ軽量であり、食品容器等に好適なポリプロピレン系樹脂発泡シートに関する。
【０００２】
【従来の技術】
熱可塑性樹脂からなる発泡シートは、一般に軽量で、断熱性や緩衝性が良好であり、加熱成形により成形体を得ることが可能であることから、ポリスチレン系樹脂やポリエチレン系樹脂を中心に、緩衝材や食品容器、断熱材、自動車用部材などの用途で幅広く利用されている。また、近年では、耐熱性や、耐溶剤性に優れるポリプロピレン系樹脂が利用されるようになってきた。
しかし、ポリプロピレン系樹脂は、溶融時の粘度及び抗張力が低く、発泡時の気泡壁の強度が十分に保持されず、独立気泡率が高い発泡シートを得ることが困難であった。従来独立気泡率の高い発泡シートを得る手法として、特定の分子量並びに平衡コンプライアンスを有するポリプロピレン系樹脂を用いる方法（例えば、特許文献１：１〜４頁参照）が提案されているが、より幅広い押出条件で制御することが困難であるため、剛性の高い発泡シートを得ることができない。また、ポリプロピレン系樹脂発泡シートは、ポリスチレン系樹脂発泡シートに比べて表面の光沢に乏しく高級感に欠け、食品容器としての使用において、消費者へのアピール力が不足するという課題がある。
【０００３】
一方、従来電子レンジ加熱調理などに対応した、食品包装容器として、無機物であるタルクをポリプロピレン系樹脂に充填した非発泡シート（ＰＰフィラーシート）を熱成形したものが使用されている。しかし、断熱性に乏しく、内容物の温度の上昇により剛性を著しく低下したり、使用方法に関する注意を要する等の問題がある。
また、剛性や外観が改良された、電子レンジ加熱に対応した発泡シートとして、ポリプロピレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂および無機充填材を含む樹脂組成物を発泡させたシート（例えば、特許文献２：２〜４頁参照）が提案されている。しかし、発泡倍率が低いため、経済性や、輸送時などの軽量性に劣り、さらに複数の樹脂の混合物であるため、リサイクル性に劣っている。
また、ポリプロピレン系樹脂発泡層の、少なくとも片方にタルクを含む非発泡層を設けることで加熱時の容器剛性を高める手段が提案されている（例えば、特許文献３：２〜６頁参照）。しかし、積層工程を必要とすることから製造工程が煩雑であり、外観も単調な光沢となるため高級感に欠けるため、安価かつ簡便に製造可能で、高剛性で、外観が良好な発泡シートが市場に要望されている。
本発明はこれらのような問題を解決するためになされたものであり、安価でありながら、簡便に製造可能で、剛性に優れ、かつパール調の外観を有するポリプロピレン系発泡シートを提供するものである。
【０００４】
【特許文献１】
日本特許第２５２１３８８号
【０００５】
【特許文献２】
特開平１０−３３０５２２号
【０００６】
【特許文献３】
特開２００２−１６６９７９号
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、剛性に優れ、パール調の外観を有するポリプロピレン系樹脂発泡シートを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、本発明に到達した。すなわち、本発明は、
１．基材樹脂１００重量部に対しタルクを５〜２０重量部含有する、密度０．１０〜０．３０ｇ／ｃｍ^３のポリプロピレン系樹脂発泡シートにおいて、気泡壁を構成するポリプロピレン系樹脂中にタルクが薄片状に分散していることを特徴とするポリプロピレン系樹脂押出発泡シート（請求項１）、
２．気泡壁を構成するポリプロピレン系樹脂中に分散するタルクが、厚み０．５μｍ以下、アスペクト比８以上の薄片状であることを特徴とする請求項１記載のポリプロピレン系樹脂発泡シート（請求項２）、
３．パール調の外観を有することを特徴とする請求項１または２記載のポリプロピレン系樹脂発泡シート（請求項３）、
に関する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明で提供するポリプロピレン系樹脂発泡シートは、樹脂１００重量部に対しタルクを５〜２０重量部含有し、密度０．１０〜０．３０ｇ／ｃｍ^３であり、気泡壁を構成するポリプロピレン系樹脂中にタルクが薄片状に分散していることを特徴とする。
【００１０】
本発明で用いられるポリプロピレン系樹脂としては、特に制限はないが、プロピレンの単独重合体、またはエチレン、炭素数４以上のα−オレフィンから選ばれる１または２以上の共重合成分とプロピレンのランダム共重合体またはブロック共重合体であるが、所望の形態の発泡シートの製造を容易にする目的で、イソプレンなどのモノマー及びラジカル重合開始剤との反応、または放射線照射などにより変性した樹脂でもよい。ポリプロピレン系樹脂が前記ランダム共重合体またはブロック共重合体である場合、共重合体中にしめるプロピレン成分の割合は７５％以上であることが、ポリプロピレン系樹脂の特徴である耐熱性や剛性が損なわれないことから好ましい。
【００１１】
また本発明で用いられるポリプロピレン系樹脂の２３０℃におけるメルトフローレートは、１０ｇ／１０分以下、さらには８ｇ／１０分以下であることが、押出発泡においてダイでの圧力保持が容易であることから好ましい。
【００１２】
本発明で用いられるポリプロピレン系樹脂としては、特に制限はないが、２３０℃で測定したメルトテンションが５ｇ以上であることが、発泡倍率や気泡径、独立気泡径の制御を容易に製造しやすいことから好ましい。２３０℃で測定したメルトテンションが５ｇ未満である場合、発泡時のセル形成において十分な溶融張力がないため、セル膜を形成することが容易でなく、セルが破泡しやすくなる。なお、メルトテンションの測定には東洋精機製メルトテンションテスターを用い、２３０℃に加熱したポリプロピレン系樹脂を、口径１ｍｍ、長さ１０ｍｍ、流入角４５°のオリフィスから１ｍ／ｍｉｎの速度で押出し、該押出物を張力検出用プーリーを通過させて１ｍ／ｍｉｎの速度から加速させながら巻き取り、該押出物が切断される際のテンション値を測定する。
【００１３】
また、本発明のポリプロピレン系樹脂として、上記ポリプロピレン系樹脂に、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリ−１−ブテン、ポリ−４−メチル−１−ペンテン、エチレン−環状オレフィン共重合体などのポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン、スチレン−ブタジエン共重合体などのポリスチレン系樹脂、ポリエチレンテレフタレートやポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネートなどのポリエステル系樹脂、エチレン・α−オレフィン共重合体などのゴムなどの１種または２種以上を混合して用いても良く、その場合、添加量を５０重量部未満となるように混合することが好ましい。添加量が５０重量部以上となると、耐熱性や、耐溶剤性などポリプロピレン系樹脂の特長が損なわれる場合や、発泡シートの密度が高く軽量性が損なわれる場合がある。またポリプロピレン系樹脂と他の樹脂を混合して用いる場合、相溶化剤を併用しても良い。相溶化剤を併用する場合、１０重量部を越えると押出発泡の長所である経済性が損なわれるほか、耐熱性や耐溶剤性が損なわれる場合がある。
本発明において、タルクは、気泡壁を構成するポリプロピレン系樹脂中に、薄片状に分散していることが重要である。タルクが薄片状でない場合、剛性が損なわれたり、外観がパール調の光沢を有しない場合がある。
前記ポリプロピレン系樹脂中のタルクの分散形態を観察する方法は特に限定はないが、例えば発泡シート気泡壁を樹脂包埋・表面切削し、４酸化ルテニウムによりポリプロピレン系樹脂を染色後、ミクロトームを用いて厚さ約０．１μｍの超薄切片を作成し、透過型電子顕微鏡を用いて１００００倍に拡大することにより観察することができる。なお、タルクの分散形態を観察する部位は、気泡壁の内、膜状の部位であり、膜の交叉した部位ではない。本発明のポリプロピレン系樹脂発泡シートにおいても、膜が交叉した部位では樹脂があまり延伸されないために、上記薄片状の形態とならない場合がある。なお、本発明において薄片状タルクとは、上記観察において厚み０．５μｍ以下、アスペクト比８以上の形態を有している場合をいい、実際の形態が板状でも針状でもよい。
前記ポリプロピレン系樹脂中にタルクを薄片状に分散させるには、押出発泡時もしくは押出工程以前に、樹脂中でタルクに強く剪断を加えることが必要である。例えば、二軸押出機からなる押出発泡装置を用いた押出発泡時に粉末のタルクを添加する方法や、予めポリプロピレン系樹脂とタルクを混練したコンパウンドを押出発泡する方法、さらには少量のポリプロピレン系樹脂または他の樹脂とタルクを予め混練して得たマスターバッチと、ポリプロピレン系樹脂とを混合して押出発泡する方法、などが挙げられる。これらの内、経済性に優れ、剪断をコントロールしやすいことから、予めマスターバッチを製造し、ポリプロピレン系樹脂と混合して押出発泡する方法が好ましく、マスターバッチの製造に二軸押出機を使用することが、さらに好ましい。
前記樹脂中で剪断を加える前のタルクに特に制限はないが、前記厚みやアスペクト比の薄片状に変形しやすいことから、平均粒径が１０μｍ以下が好ましい。なおタルクは鉱物であり、組成などにより物性が若干異なるため、強く剪断を加えても充分に薄片状に変形しない場合があることから、前記形状に変形しうるタルクを使用すべきである。
また、ポリプロピレン系樹脂へのタルクの分散性を改良するため、タルク表面をシラン系カップリング剤やチタネート系カップリング剤、アルミ系カップリング剤、ジルコニア系カップリング剤で処理しても良い。
本発明におけるタルクの含有量は、ポリプロピレン系樹脂及び必要に応じ添加される他樹脂からなる基材樹脂１００重量部に対し、５〜２０重量部である。タルク含有量が５重量部未満ではパール調の外観とならなかったり、剛性が劣る場合があり、２０重量部を越えると軽量性が損なわれる場合があり、好ましくない。
【００１４】
次に、本発明においてポリプロピレン系樹脂発泡シートを製造する方法としては、例えば前記ポリプロピレン系樹脂などの基材樹脂と、粉末状または前記マスターバッチ化されたタルク、さらには必要に応じて添加される各種樹脂や添加剤をブレンダーで混合した後、押出機に供給し、樹脂が溶融したのち発泡剤を高温、高圧下に圧入して混合し、適性発泡温度まで冷却し、押出発泡させる方法が挙げられる。
【００１５】
本発明において好ましい発泡剤としては、例えばプロパン、ブタン、イソブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタンなどの脂肪族炭化水素類、シクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサンなどの脂環式炭化水素類、クロロジフルオロメタン、ジクロロメタン、ジクロロフルオロメタン、トリクロロフルオロメタン、クロロエタン、ジクロロトリフルオロエタン、トリクロロテトラフルオロエタン、テトラクロロジフルオロエタンなどのハロゲン化炭化水素類、二酸化炭素、窒素、空気などの無機ガス、水などの１種または２種以上の揮発型発泡剤が好ましい。これらの内、取り扱いが安全で、剛性に優れた発泡シートを製造しやすいことから、二酸化炭素を含有していることが、さらに好ましい。
【００１６】
発泡剤の添加量は発泡剤の種類および目標とする発泡体密度によって選択されるが、一般に樹脂１００重量部に対して０．１〜１０重量部が好ましい。
【００１７】
また、発泡シートのセル状態を調整するために、必要に応じて、重炭酸ソーダとクエン酸の混合物、タルク、マイカなどの発泡核剤を併用してもよい。必要に応じて用いられる該発泡核剤の添加量は、特に制限はないが、通常、基材樹脂１００重量部に対して０．０１〜２重量部である。
【００１８】
また本発明の発泡シートは、断熱性や剛性、耐熱性、耐溶剤性などの物性を損なわない範囲で、発泡助剤、難燃剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、銅害防止剤、滑剤、顔料、帯電防止剤などの添加剤を適宜含有していても良い。
【００１９】
また、本発明の発泡シートの製造方法では、発泡シートの所望の幅を得る目的、または、所望の気泡構造を得る目的で、たとえば、押出発泡した後にマンドレルへの引取による延伸、空気の吹き付けによる冷却促進などをしてもよい。
上記製造方法により得られる本発明におけるポリプロピレン系樹脂発泡シートの密度は０．１０〜０．３０ｇ／ｃｍ^３が好ましく、さらに０．１５〜０．２５ｇ／ｃｍ^３がより好ましい。密度が、０．３０ｇ／ｃｍ^３より大きくなると発泡シートの単位面積あたりの樹脂量が多く必要となり、発泡シートの非発泡シートに対する優位点である軽量性、経済性損なわれる傾向が生ずる。また、密度が０．１０ｇ／ｃｍ^３より小さくなると、発泡シートの剛性が損なわれやすい傾向を持つ。
また本発明におけるポリプロピレン系樹脂発泡シートは、パール調の外観を有するものであるが、顔料を配合して着色した場合などにおいて、パール調の外観とならない場合もある。なおパール調の外観とは、発泡シートを鉛直方向から４５°傾けて観察した際に、単調な光沢ではなく、乱反射に近い光沢を有するものである。
発明におけるポリプロピレン系樹脂発泡シートの独立気泡率は、特に制限はないが、耐熱剛性に優れることから、５０％以上が好ましく、さらに６０％以上がより好ましい。
【００２０】
本発明におけるポリプロピレン系樹脂発泡シートの厚み、および幅は、特に制限はないが、経済性、加工性に優れることから、厚み０．２〜１０ｍｍ、幅５０〜２０００ｍｍであることが好ましい。
本発明のポリプロピレン系樹脂発泡シートのセル数は、特に制限はないが、耐熱剛性に優れることから、厚み方向に５個以上が好ましく、８個以上がさらに好ましい。
【００２１】
また、本発明における発泡シートは、プラグ成形や真空成形、圧空成形など加熱成形性に優れることから、プラグ成形、マッチド・モールド成形、ストレート成形、ドレープ成形、プラグアシスト成形、プラグアシスト・リバースドロー成形、エアスリップ成形、スナップバック成形、リバースドロー成形、フリードローイング成形、プラグ・アンド・リッジ成形、リッジ成形などの方法により、外観や剛性に優れた成形体を得ることができる。前記加熱成形は発泡シートを予備加熱した後に成形するものであるが、予備加熱の際に発泡シートの二次発泡などにより、密度などが変化する場合がある。
【００２２】
また、本発明における発泡シートは表面印刷性や、加熱成形性などの改良や、さらなる剛性を得る目的のために、前記発泡シート表面に、熱可塑性樹脂からなる非発泡層を片面または両面に形成してもよい。前記熱可塑性樹脂としては、ポリスチレン系樹脂、変性ポリフェニレンエーテル系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート系樹脂、ポリブチレンテレフタレート系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアリレート系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリエーテルスルホン酸系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂などを単独または２種以上組み合わせて用いることができるが、発泡シートとの接着性の点からポリプロピレン系樹脂が好ましい。前記非発泡層を成型する方法は特に限定されるものではなく、発泡シートを作成した後に、別途作成した非発泡フィルムを加熱または接着剤を用いてラミネートして成形してもよいし、発泡シート上に別途押出してラミネートしてもよい。
【００２３】
【実施例】
つぎに実施例および比較例に基づいて本発明に関する発泡シートについて説明するが、本発明はかかる実施例のみに限定されるものではない。
（気泡壁を構成するポリプロピレン系樹脂中のタルクの分散形態観察）
発泡シート気泡壁を樹脂包埋・表面切削し、４酸化ルテニウムによりポリプロピレン系樹脂を染色後、ミクロトーム（ＬＫＢ（株）、ウルトラミクロトームＮＯＶＡ）を用いて厚さ約０．１μｍの超薄切片を作成し、透過型電子顕微鏡（日本電子（株）、ＪＥＭ−１２００ＥＸ）を用いて１００００倍に拡大することにより観察した。
（発泡シートの密度測定）
ＪＩＳ−Ｋ６７６７に準じて、各発泡シートの比重を測定した。
（発泡シートの剛性評価）
クランプした発泡シートを３５０℃に設定したオーブン中に入れて、３０秒間予備加熱した後、２５℃に調節した金型を用いて、開口部１７５ｍｍ×１９８ｍｍ、底部１３５ｍｍ×１５７ｍｍ、深さ２８ｍｍのトレイ形状の成形体を作成する。対角をなす２つの角を固定した該成形体の中央部をφ１０ｍｍの円形の治具で押し、容器底部が押し下げられて１０ｍｍ変形した際の上記治具にかかる反発応力を測定した。上記反発応力が６００ｇｆ以上の場合、剛性の高い発泡シート（○）であると判断し、６００ｇｆ未満の場合、剛性が低い発泡シート（×）であると判断した。
（発泡シートの外観評価）
発泡シートを、鉛直方向から４５°傾けて表面を観察し、パール調の外観である場合を○、パール調の外観でない場合を×とした。
実施例および比較例には次のポリプロピレン系樹脂を使用した。
ＰＰ−１：プロピレン単独重合体（グランドポリマー社製Ｊ１０３ＷＢ、メルトインデックス３ｇ／１０分）を２軸押出機（（株）日本製鋼所製、ＴＥＸ４４）のホッパーから５０ｋｇ／ｈの供給速度で供給し、途中に設けた２カ所の導入部より、定量ポンプを用いて、ラジカル発生剤であるｔ−ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート（１分間半減期温度１５９℃）を０．１９ｋｇ／ｈ、イソプレンモノマーを０．２５ｋｇ／ｈの速度でそれぞれ供給し、ストランドを水冷、裁断することにより得た改質ポリプロピレン系樹脂（２３０℃におけるメルトテンション１４ｇ）。
実施例および比較例には次のタルクマスターバッチを使用した。
ＭＢ−１：平均粒径４．９μｍのタルク（日本タルク株式会社製ミクロエースＬ−１）日本タルク６０重量部とプロピレン単独重合体（グランドポリマー社製Ｊ１０３ＷＢ、メルトインデックス３ｇ／１０分）をドライブレンドし、２軸押出機（（株）日本製鋼所製、ＴＥＸ４４）のホッパーから５０ｋｇ／ｈの供給速度で供給し、ストランドを水冷、裁断することにより得たタルク分６０重量％マスターバッチ。
ＭＢ−２：平均粒径４μｍ、丸尾カルシウム株式会社製タルク分７０重量％マスターバッチ（ベース樹脂：ポリプロピレン）商品名ＳＫＺ−Ｔ７７８。
ＭＢ−３：平均粒径１３μｍ、白石工業株式会社製タルク分６０重量％マスターバッチ（ベース樹脂：ポリプロピレン）商品名ＭＡＴ−３６０Ｈ。
（実施例１）
ポリプロピレン系樹脂ＰＰ−１を１００重量部にタルクマスターバッチＭＢ−１を１４重量部添加し、リボンブレンダーで撹拌混合した配合物（樹脂に対しタルク８重量部）をφ６５−９０ｍｍタンデム押出機に供給し、２００℃に設定した第１段押出機（φ６５ｍｍ）中にて溶融させた後、発泡剤として液体二酸化炭素を前記ＰＰ−１に対し、１．１重量部圧入混合し、１６１℃に設定した第２段押出機（φ９０ｍｍ）中で冷却し、サーキュラーダイ（φ７５ｍｍ）より大気圧下に５０ｋｇ／ｈにて吐出し、外形２００ｍｍ、本体長さ２００ｍｍの冷却筒にて成形しながら、４．４ｍ／ｍｉｎで引取りつつ内部に空気を吹き付けて延伸・冷却し円筒型発泡体を得、これをカッターで切り開くことにより６３０ｍｍ幅の発泡シートを得た。得られた発泡シートは、密度が０．１９１ｇ／ｃｍ^３でパール調の外観を有する発泡シートであり、成形体の反発応力は６８０ｇｆで、剛性評価は○だった。また得られた発泡シートの気泡壁中のタルク（黒色に染色された部位）の形態を図１に示すが、タルクは薄片状に分散しており、観察視野において最も厚みの厚いタルク片（図中ａ）でも厚みが０．４μｍで、アスペクト比は１２であった。
（実施例２）
実施例１でタルクマスターバッチＭＢ−１を１４重量部添加する代わりに３０重量部（樹脂に対しタルク１６重量部）添加した以外は同様の操作により発泡シートを得た。得られた発泡シートの評価結果を表１に示す。
（実施例３）
実施例１でタルクマスターバッチＭＢ−１を１４重量部添加する代わりに、タルクマスターバッチＭＢ−２を１５重量部（樹脂に対しタルク１０重量部）添加した以外は同様の操作により発泡シートを得た。得られた発泡シートの物性を表１に示す。
（比較例１）
実施例１でタルクマスターバッチＭＢ−１を用いる代わりに、発泡核剤（重炭酸ソーダ−クエン酸）を０．０５重量部添加した以外は同様の操作によって発泡シートを得た。得られた発泡シートの物性を表１に示す。
（比較例２）
実施例１でタルクマスターバッチＭＢ−１を用いる代わりに、タルクマスターバッチＭＢ−３を１４重量部添加（樹脂に対しタルク８重量部）した以外は同様の操作によって発泡シートを得た。得られた発泡シートの物性を表１に、また発泡シートの気泡壁中のタルクの形態を図２に示すが、タルクは薄片状ではなく、観察視野において最も厚みの厚いタルク片（図中ｂ）の厚みは０．８μｍあり、アスペクト比は６であった。
【００２４】
【表１】

表１に示される様に、本発明の実施例におけるポリプロピレン系樹脂発泡シートは、タルクが薄片状に分散しており、パール調の外観を有すると共に、剛性が高いのに対し、タルクを含有していなかったり、薄片状ではないタルクを含有する発泡シートにはパール調の光沢はなく、また剛性も低かった。
【００２５】
【発明の効果】
本発明のポリプロピレン系樹脂発泡シートは、パール調の外観を有し、且つ剛性にも優れることから、食品容器等に好適に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の発泡シートの気泡壁中における、タルクの分散形態の一例である。
（透過型電子顕微鏡による観察写真）
【図２】比較例の発泡シートの気泡壁中における、タルクの分散形態の一例である。
（透過型電子顕微鏡による観察写真）
【符号の説明】
ａ薄片状のタルク
ｂ薄片状でないタルク[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a polypropylene resin foam sheet. More specifically, the present invention relates to a foamed polypropylene resin sheet having a pearly appearance, high rigidity, low cost, and light weight, and suitable for food containers and the like.
[0002]
[Prior art]
A foamed sheet made of a thermoplastic resin is generally light in weight, has good heat insulating properties and cushioning properties, and can be molded by heat molding. It is widely used in applications such as materials, food containers, heat insulating materials, and automotive components. In recent years, polypropylene resins having excellent heat resistance and solvent resistance have been used.
However, the polypropylene resin has low viscosity and tensile strength at the time of melting, does not sufficiently maintain the strength of the cell wall at the time of foaming, and it has been difficult to obtain a foamed sheet having a high closed cell rate. Conventionally, as a method for obtaining a foamed sheet having a high closed cell rate, a method using a polypropylene resin having a specific molecular weight and equilibrium compliance (for example, see Patent Documents 1 to 4) has been proposed. Since it is difficult to control under the conditions, a foamed sheet having high rigidity cannot be obtained. In addition, the foamed polypropylene resin sheet has a problem in that the surface gloss is poorer than the foamed polystyrene resin sheet and lacks a luxurious feeling, and the appeal to consumers is insufficient when used as a food container.
[0003]
On the other hand, conventionally, a non-foamed sheet (PP filler sheet) in which talc, which is an inorganic substance, is filled in a polypropylene resin is thermoformed as a food packaging container compatible with microwave cooking and the like. However, there is a problem that the heat insulation is poor, the rigidity is remarkably reduced due to an increase in the temperature of the contents, and attention must be paid to the method of use.
Further, as a foamed sheet which has improved rigidity and appearance and is compatible with microwave heating, a sheet obtained by foaming a resin composition containing a polypropylene resin, a polystyrene resin and an inorganic filler (for example, Patent Documents 2: 4) has been proposed. However, since the expansion ratio is low, economical efficiency and lightness at the time of transportation and the like are inferior, and since it is a mixture of a plurality of resins, recyclability is inferior.
In addition, a means for increasing the rigidity of a container during heating by providing a non-foamed layer containing talc on at least one of the foamed polypropylene resin layers has been proposed (for example, see Patent Documents 3: pages 2 to 6). However, since the laminating step is required, the manufacturing process is complicated, and the appearance becomes monotonous gloss, so that it lacks a sense of quality, so it can be manufactured easily and cheaply, has high rigidity, and has a good appearance. Demanded by the market.
The present invention has been made to solve these problems, and is intended to provide a polypropylene foam sheet which is inexpensive, can be easily manufactured, has excellent rigidity, and has a pearl-like appearance. is there.
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent No. 2521388 [0005]
[Patent Document 2]
JP-A-10-330522
[Patent Document 3]
JP-A-2002-166979
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a foamed polypropylene resin sheet having excellent rigidity and a pearl-like appearance.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The present inventors have conducted intensive studies to solve the above-mentioned problems, and as a result, have reached the present invention. That is, the present invention
1. In a polypropylene resin foam sheet having a density of 0.10 to 0.30 g / cm ³ containing 5 to 20 parts by weight of talc based on 100 parts by weight of the base resin, talc is flaked in the polypropylene resin constituting the cell walls. A polypropylene-based resin extruded foam sheet characterized by being dispersed in a shape (claim 1),
2. 2. The foamed polypropylene resin sheet according to claim 1, wherein the talc dispersed in the polypropylene resin constituting the cell wall is a flake having a thickness of 0.5 [mu] m or less and an aspect ratio of 8 or more. ,
3. The foamed polypropylene resin sheet according to claim 1 or 2, wherein the foamed sheet has a pearly appearance.
About.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The foamed polypropylene resin sheet provided by the present invention contains 5 to 20 parts by weight of talc based on 100 parts by weight of the resin, has a density of 0.10 to 0.30 g / cm ³ , and has a polypropylene resin forming a cell wall. It is characterized in that talc is dispersed in the form of flakes.
[0010]
The polypropylene resin used in the present invention is not particularly limited, but may be a homopolymer of propylene or a random copolymer of propylene and one or more copolymer components selected from ethylene and an α-olefin having 4 or more carbon atoms. Although it is a polymer or a block copolymer, it may be a resin modified by a reaction with a monomer such as isoprene and a radical polymerization initiator or by irradiation with radiation for the purpose of facilitating production of a foamed sheet of a desired form. When the polypropylene-based resin is the random copolymer or the block copolymer, the proportion of the propylene component contained in the copolymer is 75% or more, which impairs the heat resistance and rigidity characteristic of the polypropylene-based resin. It is preferable because it does not exist.
[0011]
Further, the melt flow rate at 230 ° C. of the polypropylene resin used in the present invention is 10 g / 10 min or less, and more preferably 8 g / 10 min or less, because it is easy to hold the pressure with a die in extrusion foaming. preferable.
[0012]
The polypropylene-based resin used in the present invention is not particularly limited, but the melt tension measured at 230 ° C. of 5 g or more makes it easy to easily control the expansion ratio, cell diameter, and closed cell diameter. Is preferred. If the melt tension measured at 230 ° C. is less than 5 g, there is no sufficient melt tension in forming cells during foaming, so that it is not easy to form a cell film and cells are easily broken. The melt tension was measured using a melt tension tester manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd., and a polypropylene resin heated to 230 ° C. was extruded from an orifice having a diameter of 1 mm, a length of 10 mm, and an inflow angle of 45 ° at a speed of 1 m / min. The extrudate is passed through a pulley for tension detection and wound up while accelerating from a speed of 1 m / min, and the tension value when the extrudate is cut is measured.
[0013]
Further, as the polypropylene resin of the present invention, a polyolefin resin such as polypropylene, polyethylene, poly-1-butene, poly-4-methyl-1-pentene, an ethylene-cyclic olefin copolymer, and polystyrene may be used as the polypropylene resin. Styrene-butadiene copolymer or other polystyrene-based resin, polyethylene terephthalate or polybutylene terephthalate, polyester-based resin such as polycarbonate, or one or more rubbers such as ethylene-α-olefin copolymer and the like. It may be used, and in such a case, it is preferable to mix so that the addition amount is less than 50 parts by weight. When the addition amount is 50 parts by weight or more, the characteristics of the polypropylene resin such as heat resistance and solvent resistance may be impaired, or the density of the foamed sheet may be high and lightness may be impaired. When a mixture of a polypropylene resin and another resin is used, a compatibilizer may be used in combination. When the compatibilizing agent is used in combination, if it exceeds 10 parts by weight, the economical advantage of extrusion foaming may be impaired, and heat resistance and solvent resistance may be impaired.
In the present invention, it is important that talc is dispersed in the form of flakes in the polypropylene resin constituting the cell wall. If the talc is not flaky, the rigidity may be impaired or the appearance may not have a pearly luster.
The method of observing the dispersion form of talc in the polypropylene-based resin is not particularly limited. For example, after embedding the foam cell foam cell walls and cutting the surface, dyeing the polypropylene-based resin with ruthenium tetroxide, using a microtome An ultrathin section having a thickness of about 0.1 μm can be prepared and observed by using a transmission electron microscope at a magnification of 10,000 times. In addition, the site | part which observes the dispersion form of talc is a film | membrane part among a bubble wall, and is not the site | part which a film | membrane crosses. Even in the polypropylene resin foam sheet of the present invention, the resin may not be stretched much at the portion where the membranes cross, so that the above-mentioned flaky shape may not be obtained. In the present invention, the flaky talc refers to a case in which the above observation has a thickness of 0.5 μm or less and an aspect ratio of 8 or more, and the actual shape may be plate-like or needle-like.
In order to disperse talc in a flake form in the polypropylene-based resin, it is necessary to strongly shear the talc in the resin at the time of extrusion foaming or before the extrusion step. For example, a method of adding powder talc at the time of extrusion foaming using an extrusion foaming apparatus comprising a twin-screw extruder, a method of extruding and foaming a compound obtained by kneading a polypropylene resin and talc in advance, and a small amount of polypropylene resin or A method in which a masterbatch obtained by previously kneading talc with another resin and a polypropylene-based resin are mixed and extruded and foamed, and the like. Among these, a method of preparing a masterbatch in advance, mixing with a polypropylene resin, and extruding and foaming is preferred because of excellent economic efficiency and easy control of shearing, and a twin-screw extruder is used for the production of the masterbatch. Is more preferable.
The talc before shearing in the resin is not particularly limited, but the average particle size is preferably 10 μm or less because the talc is easily deformed into a flake having the above-mentioned thickness and aspect ratio. It should be noted that talc is a mineral, and its physical properties are slightly different depending on the composition and the like. Therefore, even if it is strongly sheared, it may not be sufficiently deformed into a flaky shape.
To improve the dispersibility of talc in the polypropylene resin, the talc surface may be treated with a silane coupling agent, a titanate coupling agent, an aluminum coupling agent, or a zirconia coupling agent.
The content of talc in the present invention is 5 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of a base resin composed of a polypropylene resin and other resins added as required. If the talc content is less than 5 parts by weight, a pearl-like appearance may not be obtained or rigidity may be poor. If the talc content exceeds 20 parts by weight, lightness may be impaired, which is not preferable.
[0014]
Next, in the present invention, as a method for producing a polypropylene-based resin foam sheet, for example, a base resin such as the polypropylene-based resin, and powdery or the master batched talc, and further added as necessary After mixing various resins and additives in a blender, supply them to an extruder, melt the resin, press in a foaming agent under high temperature and high pressure, mix, cool to an appropriate foaming temperature, and extrude foam. Can be
[0015]
Preferred foaming agents in the present invention include, for example, aliphatic hydrocarbons such as propane, butane, isobutane, pentane, hexane, and heptane, cyclobutane, cyclopentane, alicyclic hydrocarbons such as cyclohexane, chlorodifluoromethane, dichloromethane, Halogenated hydrocarbons such as dichlorofluoromethane, trichlorofluoromethane, chloroethane, dichlorotrifluoroethane, trichlorotetrafluoroethane, tetrachlorodifluoroethane, carbon dioxide, nitrogen, one or two kinds of inorganic gases such as air, water, etc. The above volatile foaming agents are preferred. Of these, it is more preferable to contain carbon dioxide because it is easy to manufacture a foam sheet that is safe to handle and excellent in rigidity.
[0016]
The amount of the foaming agent to be added is selected depending on the type of the foaming agent and the target foam density, but is generally preferably 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the resin.
[0017]
Further, in order to adjust the cell state of the foam sheet, a foam nucleating agent such as a mixture of sodium bicarbonate and citric acid, talc, and mica may be used in combination, if necessary. The amount of the foaming nucleating agent used as needed is not particularly limited, but is usually 0.01 to 2 parts by weight based on 100 parts by weight of the base resin.
[0018]
Further, the foamed sheet of the present invention is a foaming aid, a flame retardant, an ultraviolet absorber, an antioxidant, a copper inhibitor, a lubricant, as long as physical properties such as heat insulation and rigidity, heat resistance and solvent resistance are not impaired. An additive such as a pigment or an antistatic agent may be appropriately contained.
[0019]
Further, in the method for producing a foamed sheet of the present invention, for the purpose of obtaining a desired width of the foamed sheet, or for obtaining a desired cell structure, for example, after extrusion foaming, stretching by pulling to a mandrel, or blowing of air Cooling may be promoted.
The density of the foamed polypropylene resin sheet of the present invention obtained by the above production method is preferably 0.10 to 0.30 g / cm ³ , and more preferably 0.15 to 0.25 g / cm ³ . If the density is greater than 0.30 g / cm ³ , a large amount of resin is required per unit area of the foamed sheet, and the lightweight and economical advantages of the foamed sheet over non-foamed sheets tend to be impaired. When the density is less than 0.10 g / cm ³ , the rigidity of the foamed sheet tends to be impaired.
The foamed polypropylene resin sheet of the present invention has a pearl-like appearance, but may not have a pearl-like appearance when colored with a pigment. The pearl-like appearance means that the foamed sheet does not have a monotonous gloss but a gloss close to diffuse reflection when observed at an angle of 45 ° from the vertical direction.
The closed cell rate of the foamed polypropylene resin sheet of the present invention is not particularly limited, but is preferably 50% or more, and more preferably 60% or more, since it is excellent in heat resistance rigidity.
[0020]
The thickness and width of the foamed polypropylene resin sheet in the present invention are not particularly limited, but are preferably 0.2 to 10 mm in thickness and 50 to 2,000 mm in width in terms of economy and workability.
The number of cells of the foamed polypropylene resin sheet of the present invention is not particularly limited, but is preferably 5 or more, more preferably 8 or more in the thickness direction because of its excellent heat resistance and rigidity.
[0021]
In addition, the foamed sheet of the present invention is excellent in heat moldability such as plug molding, vacuum molding, air pressure molding, etc., so that plug molding, matched mold molding, straight molding, drape molding, plug assist molding, plug assist reverse draw molding. A molded article having excellent appearance and rigidity can be obtained by a method such as air slip molding, snapback molding, reverse draw molding, free drawing molding, plug and ridge molding, and ridge molding. In the heat molding, the foamed sheet is molded after preheating, but the density and the like may change due to secondary foaming of the foamed sheet during the preheating.
[0022]
Further, the foamed sheet of the present invention has a non-foamed layer made of a thermoplastic resin formed on one or both sides on the surface of the foamed sheet for the purpose of improving surface printability, heat moldability and the like, and obtaining further rigidity. May be. As the thermoplastic resin, polystyrene resin, modified polyphenylene ether resin, polyethylene resin, polypropylene resin, polyethylene terephthalate resin, polybutylene terephthalate resin, polyamide resin, polyarylate resin, polyimide resin, poly An ether sulfonic acid resin, a polysulfone resin, a polyester resin, an acrylic resin, a polyvinyl chloride resin, a polycarbonate resin, or the like can be used alone or in combination of two or more kinds. And a polypropylene resin is preferred. The method of molding the non-foamed layer is not particularly limited, and after forming a foamed sheet, a separately prepared non-foamed film may be laminated by heating or using an adhesive, or a foamed sheet may be formed. It may be separately extruded on top and laminated.
[0023]
【Example】
Next, the foam sheet according to the present invention will be described based on examples and comparative examples, but the present invention is not limited to only these examples.
(Observation of the dispersion form of talc in the polypropylene resin constituting the cell wall)
After embedding the foam cell sheet walls with resin and cutting the surface, dyeing the polypropylene resin with ruthenium tetroxide, use a microtome (LKB Co., Ltd., Ultra Microtome NOVA) to create an ultra-thin section with a thickness of about 0.1 μm. Then, it was observed by magnifying 10,000 times using a transmission electron microscope (JEOL Ltd., JEM-1200EX).
(Density measurement of foam sheet)
The specific gravity of each foam sheet was measured according to JIS-K6767.
(Evaluation of rigidity of foam sheet)
The clamped foam sheet is placed in an oven set at 350 ° C., preheated for 30 seconds, and then, using a mold adjusted to 25 ° C., a tray having an opening of 175 mm × 198 mm, a bottom of 135 mm × 157 mm, and a depth of 28 mm. Create a shaped body. The central portion of the molded body having two diagonal corners fixed was pressed with a circular jig of φ10 mm, and the repulsive stress applied to the jig when the container bottom was pressed down and deformed by 10 mm was measured. When the rebound stress was 600 gf or more, it was determined that the foamed sheet had high rigidity (○), and when it was less than 600 gf, it was determined that the foamed sheet was low (×).
(Appearance evaluation of foam sheet)
The surface of the foam sheet was tilted at 45 ° from the vertical direction, and the surface was observed.
The following polypropylene resins were used in Examples and Comparative Examples.
PP-1: A propylene homopolymer (J103WB, manufactured by Grand Polymer Co., Ltd., melt index: 3 g / 10 minutes) is supplied from a hopper of a twin-screw extruder (manufactured by Nippon Steel Works, TEX44) at a feed rate of 50 kg / h. Using a metering pump, 0.19 kg / h of t-butyl peroxyisopropyl monocarbonate (1 minute half-life temperature of 159 ° C.) and 0.19 kg / h of isoprene monomer were introduced from two introduction portions provided on the way. A modified polypropylene resin (melt tension at 230 ° C., 14 g) obtained by feeding each at a rate of 0.25 kg / h and cooling and cutting the strands.
The following talc masterbatch was used in Examples and Comparative Examples.
MB-1: 60 parts by weight of talc (Microace L-1 manufactured by Nippon Talc) having an average particle size of 4.9 μm and propylene homopolymer (J103WB manufactured by Grand Polymer Co., Ltd., melt index: 3 g / 10 minutes) were dried. A talc content of 60% by weight masterbatch obtained by blending, feeding from a hopper of a twin screw extruder (manufactured by Nippon Steel Works, TEX44) at a feed rate of 50 kg / h, and cooling and cutting the strand.
MB-2: Masterbatch (base resin: polypropylene) (trade name: SKZ-T778) with a talc content of 70% by weight manufactured by Maruo Calcium Co., Ltd.
MB-3: Master batch (base resin: polypropylene) trade name MAT-360H, talc content 60% by weight, manufactured by Shiraishi Industry Co., Ltd., average particle size 13 μm.
(Example 1)
14 parts by weight of talc masterbatch MB-1 was added to 100 parts by weight of polypropylene resin PP-1, and a mixture (8 parts by weight of talc based on resin) obtained by stirring and mixing with a ribbon blender was supplied to a 65-90 mm tandem extruder. Then, after melting in a first-stage extruder (φ65 mm) set at 200 ° C., 1.1 parts by weight of liquid carbon dioxide as a blowing agent was injected into PP-1 and mixed, and set at 161 ° C. 3. Cooled in a second-stage extruder (φ90 mm), discharged from a circular die (φ75 mm) at 50 kg / h under atmospheric pressure, and formed in a cooling cylinder having an outer diameter of 200 mm and a body length of 200 mm. While taking in at 4 m / min, air was blown inside to stretch and cool to obtain a cylindrical foam, which was cut open with a cutter to obtain a 630 mm wide foam sheet. The obtained foamed sheet was a foamed sheet having a density of 0.191 g / cm ³ and a pearl-like appearance, the rebound stress of the molded body was 680 gf, and the rigidity evaluation was ○. FIG. 1 shows the form of talc (the part stained black) in the cell wall of the obtained foamed sheet. The talc is dispersed in a flake shape, and the talc piece having the largest thickness in the observation field (FIG. Also in the middle a), the thickness was 0.4 μm and the aspect ratio was 12.
(Example 2)
A foamed sheet was obtained in the same manner as in Example 1, except that 30 parts by weight (16 parts by weight of talc based on resin) was added instead of adding 14 parts by weight of talc master batch MB-1. Table 1 shows the evaluation results of the obtained foam sheet.
(Example 3)
A foamed sheet was obtained in the same manner as in Example 1, except that 15 parts by weight of talc masterbatch MB-2 (10 parts by weight of talc based on resin) was added instead of adding 14 parts by weight of talc masterbatch MB-1. Was. Table 1 shows the physical properties of the obtained foam sheet.
(Comparative Example 1)
A foamed sheet was obtained in the same manner as in Example 1, except that 0.05 parts by weight of a foam nucleating agent (sodium bicarbonate-citric acid) was added instead of using the talc master batch MB-1. Table 1 shows the physical properties of the obtained foam sheet.
(Comparative Example 2)
A foam sheet was obtained in the same manner as in Example 1, except that 14 parts by weight of talc masterbatch MB-3 was added (8 parts by weight of talc based on resin) instead of using talc masterbatch MB-1. The physical properties of the obtained foamed sheet are shown in Table 1, and the form of talc in the cell wall of the foamed sheet is shown in FIG. 2. The talc is not flaky, but the thickest talc piece in the observation field (b in the figure). ) Had a thickness of 0.8 μm and an aspect ratio of 6.
[0024]
[Table 1]

As shown in Table 1, the polypropylene-based resin foam sheet in Examples of the present invention has talc dispersed in a flaky shape, has a pearl-like appearance, and has high rigidity, but contains talc. The non-flaky or non-flaky talc-containing foam sheet had no pearly luster and low rigidity.
[0025]
【The invention's effect】
INDUSTRIAL APPLICABILITY The polypropylene-based resin foam sheet of the present invention has a pearl-like appearance and is excellent in rigidity, and thus can be suitably used for food containers and the like.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an example of a dispersion form of talc in a cell wall of a foam sheet of the present invention.
(Photos observed with a transmission electron microscope)
FIG. 2 is an example of a dispersion form of talc in a cell wall of a foam sheet of a comparative example.
(Photos observed with a transmission electron microscope)
[Explanation of symbols]
a Flaky talc b Non-flaky talc

Claims

In a polypropylene-based resin foam sheet having a density of 0.10 to 0.30 g / cm ³ containing 5 to 20 parts by weight of talc based on 100 parts by weight of the base resin, talc is contained in the polypropylene-based resin constituting the cell walls. An extruded polypropylene resin sheet, which is dispersed in a flake shape.

2. The foamed polypropylene resin sheet according to claim 1, wherein the talc dispersed in the polypropylene resin constituting the cell wall is a flake having a thickness of 0.5 μm or less and an aspect ratio of 8 or more.

The foamed polypropylene resin sheet according to claim 1 or 2, having a pearly appearance.