JP2006213877A

JP2006213877A - ポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子と該予備発泡粒子から得られる発泡成形体

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Publication number: JP2006213877A
Application number: JP2005029968A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Aida; 高之合田
Original assignee: Kaneka Corp
Current assignee: Kaneka Corp
Priority date: 2005-02-07
Filing date: 2005-02-07
Publication date: 2006-08-17
Anticipated expiration: 2025-02-07
Also published as: JP4835002B2

Abstract

【課題】簡便で経済的に製造可能なポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子を用いて、吸音材、通水材として利用可能な高い空隙率と高い圧縮強度を有するポリプロピロピレン系樹脂発泡成形体を安定的に提供すること。
【解決手段】ポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子の嵩密度ρ₁と真密度ρ₂との関係が、０．５５ρ₂≦ρ₁≦０．６０ρ₂なる条件を満足し、且つＬ／Ｄが２以上３以下の柱状形状であることを特徴とするポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子を用いることにより、高い空隙率と高い圧縮強度を有するポリプロピレン系樹脂発泡成形体を得ることが出来る。
【選択図】なし

Description

本発明は、主に吸音材、通水材として利用可能な、ポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子と、ポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子を成形してなるポリプロピレン系樹脂発泡成形体に関する。

ポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子を成形してなり、連通した空隙を有するポリプロピレン系樹脂発泡成形体の製造方法として、特許文献１に、示差走査熱量測定により観察される特定の結晶構造を有し、Ｌ／Ｄが２〜１０の柱状ポリオレフィン系樹脂予備発泡粒子を、金型内に充填率が４０〜５５％となり且つ粒子相互が不規則な方向を向くように充填させた後、蒸気で加熱する方法が開示されている。

しかし、上記の方法では、高い空隙率のポリプロピレン系樹脂発泡成形体を安定的に得ることが困難であり、２０％の空隙率を形成させるのが限界であった。さらに、高発泡倍率になるほど高い空隙率を得ることが困難となり、実用性が乏しいものであった。

この問題を解決するために、特許文献２、特許文献３、特許文献４に、特定形状のポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子を加熱成形する方法が開示されている。ここで開示されている技術は、中空円筒ないし中空異形状、あるいは断面形状が十字形のような凹凸を有するポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子を使用することを特徴としている。これら異形のポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子を製造するには、それに対応した樹脂粒子を製造する必要があるが、該樹脂粒子の製造が複雑なため、ポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子の型内発泡成形に一般に使用される一粒が１〜１０ｍｇといった粒子サイズの該樹脂粒子の生産性は低く、経済的に不利であった。また特許文献２、特許文献３、特許文献４の方法は、予備発泡粒子が異形であるため金型への充填率が低く、そのため圧縮強度が低い問題点を有していた。

また、特許文献５には、鼓形状の予備発泡粒子を用い、１０〜６０％の空隙率を有する発泡成形体が開示されている。ここで開示されている技術は、通常の柱状樹脂粒子から鼓形状の予備発泡粒子を製造し、これを用いて高い空隙率を有する発泡成形体を得るというものである。ここでは圧縮強度に関して記載されていないが、鼓形状の予備発泡粒子であるため金型への充填率が低く、そのため圧縮強度が低いと考えられる。
特開平３−２２４７２７号公報特開平７−１３８３９９号公報特開平７−１３８４００号公報特開平７−１３７０６３号公報特開２０００−３０２９０９号公報

従って、本発明の課題は、簡便で経済的に製造可能なポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子と、そのポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子を用いて、高い空隙率と高い圧縮強度を有するポリプロピロピレン系樹脂発泡成形体を安定的に提供することにある。

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、ポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子の嵩密度ρ₁と真密度ρ₂との関係が、０．５５ρ₂≦ρ₁≦０．６０ρ₂なる条件を満足し、且つＬ／Ｄが２以上３以下の柱状形状であることを特徴とするポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子を用いることにより、高い空隙率と高い圧縮強度を有するポリプロピロピレン系樹脂発泡成形体が得られることを見出し本発明の完成に至った。

すなわち本発明の第１は、ポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子において、嵩密度ρ₁と真密度ρ₂との関係が、０．５５ρ₂≦ρ₁≦０．６０ρ₂なる条件を満足し、且つ、Ｌ／Ｄが２以上３以下の柱状形状であることを特徴とするポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子に関する。

本発明の第２は、ポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子を金型内に充填し、加熱して粒子相互に融着一体化して得られる発泡成形体であって、ポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子を充填率が５５％以上６５％以下となるように金型へ充填して得られた、空隙率が２５％以上５０％以下であることを特徴とするポリプロピレン系樹脂発泡成形体に関し、好ましい実施態様としては、ポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子を金型内に充填し、加熱し粒子相互に融着一体化して得られる発泡成形体であって、前記記載のポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子を充填率が５５％以上６５％以下となるように金型へ充填して得られた、空隙率が２５％以上５０％以下であることを特徴とするポリプロピレン系樹脂発泡成形体に関する。

本発明では、空隙率２５％以上５０％以下であり且つ圧縮強度の強い発泡成形体を簡便に経済的に、安定した空隙率で製造することができる。この発泡成形体は、自動車部材、土木・建築資材、産業用資材等において吸音材、通水材等に好適に使用し得る。特に、嵩上げ材、ティビアパッド、ラゲージボックス、側突材等の自動車部材に吸音性能を付与する場合に好適に使用し得る。

本発明において用いるポリプロピレン系樹脂は、プロピレンモノマー単位が５０重量％以上、好ましくは８０重量％以上、更に好ましくは９０重量％以上からなる重合体であり、チーグラー型塩化チタン系触媒またはメタロセン触媒で重合された、立体規則性の高いものが好ましい。具体例としては、例えば、プロピレン単独共重合体、エチレン−プロピレンランダム共重合体、プロピレン−ブテンランダム共重合体、エチレン−プロピレン−ブテンランダム共重合体、エチレン−プロピレンブロック共重合体、無水マレイン酸―プロピレンランダム共重合体、無水マレイン酸―プロピレンブロック共重合体、プロピレン−ｇ−無水マレイン酸グラフト共重合体等が挙げられ、それぞれ単独あるいは混合して用いられる。特に、エチレン−プロピレンランダム共重合体、プロピレン−ブテンランダム共重合体、エチレン−プロピレン−ブテンランダム共重合体が好適に使用し得る。また、これらのポリプロピレン系樹脂は無架橋のものが好ましいが、架橋したものも使用できる。

本発明に使用するポリプロピレン系樹脂は、ＪＩＳＫ７２１０に準拠し、温度２３０℃、荷重２．１６Ｋｇで測定したメルトインデックス（以下、ＭＩ）が０．１ｇ／１０分以上１２ｇ／１０分以下であることが好ましく、更に好ましくは２ｇ／１０分以上１０ｇ／１０分以下である。ＭＩが、０．１ｇ／１０分未満では、予備発泡粒子を製造する際の発泡力が低く、高発泡倍率の予備発泡粒子を得るのが難しくなる場合がある。また、発泡成形体としたときの予備発泡粒子間の融着強度を確保することが難しくなる場合がある。ＭＩが１２ｇ／１０分を超えると、発泡成形体としたときの空隙率を安定した値で制御することが難しくなる場合がある。

また、前記ポリプロピレン系樹脂は、機械的強度、耐熱性に優れた発泡成形体を得るために、融点は、好ましくは１３０℃以上１６８℃以下、更に好ましくは１３５℃以上１６０℃以下、特に好ましくは１４０℃以上１５５℃以下である。融点が当該範囲内であると、成形性と機械的強度、耐熱性のバランスが取り易い傾向が強い。ここで、前記融点とは、示差走査熱量計によってポリプロピレン系樹脂１〜１０ｍｇを４０℃から２２０℃まで１０℃／分の速度で昇温し、その後４０℃まで１０℃／分の速度で冷却し、再度２２０℃まで１０℃／分の速度で昇温した時に得られるＤＳＣ曲線における吸熱ピークのピーク温度をいう。

本発明に用いるポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子は、上記ポリプロピレン系樹脂を基材樹脂として、嵩密度ρ₁と真密度ρ₂との関係が、０．５５ρ₂≦ρ₁≦０．６０ρ₂なる条件を満足し、形状はＬ／Ｄが２以上３以下の柱状形状である。

本発明に言う嵩密度ρ₁とは、一定内容量Ｖ₁の容器に、該容器上端より上の高さから自然落下で充填した予備発泡粒子の重量Ｗ₁を測定して、嵩密度ρ₁＝Ｗ₁／Ｖ₁の式により算出するものである。真密度ρ₂とは、所定の重量Ｗ₂の予備発泡粒子をエタノールの入ったメスシリンダー中に沈めたときに、エタノールの増量した体積Ｖ₂を測定して、真密度ρ₂＝Ｗ₂／Ｖ₂の式により算出するものである。嵩密度ρ₁と真密度ρ₂との関係が、０．５５ρ₂≦ρ₁≦０．６０ρ₂とすることにより、成形のため金型に充填した際に、予備発泡粒子同士の適度な接触面積を保って、高い空隙を形成することが可能となる。０．５５ρ₂＞ρ₁となると発泡成形体の局所間での空隙率にバラツキが生じ易くなると共に圧縮強度の低下を生じる。ρ₁＞０．６０ρ₂となると金型に充填した際に十分な空隙率を有する発泡成形体を得ることが困難となる。

本発明においてＬ／Ｄとは、図１に示すように、Ｌは予備発泡粒子の最長部の長さ、Ｌ方向と垂直な断面における最大径Ｄｍａｘと最小径Ｄｍｉｎであり、ＤはＤｍａｘとＤｍｉｎの平均値であり、下記式にて計算される。

本発明に言う柱状形状とは、Ｌ／ＤにおけるＬ方向に垂直な断面形状が、円、楕円等の凹部のない閉じた曲線であり、ＤｍａｘおよびＤｍｉｎはＬ方向に沿って略一定の値をとるものを言う。柱状形状の予備発泡粒子の具体例としては、円柱形状、楕円柱形状が挙げられる。

ポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子のＬ／Ｄを２以上３以下の柱状形状とすることにより、成形のため金型に充填した際に、予備発泡粒子同士の適度な接触面積を保って、高い空隙を形成することが可能となる。Ｌ／Ｄが２未満となると、金型に充填した際に十分な空隙率を有する発泡成形体を得ることが困難となる場合がある。Ｌ／Ｄが３を超えると、金型に充填する際の充填口での目詰まりが発生し易い場合があり、充填不良の原因となるばかりか、発泡成形体の局所間での空隙率にバラツキが生じ易くなる可能性がある。

上記要件を満たした予備発泡粒子を用いることにより、高い空隙率を有する発泡成形体を得ることが可能となる。

本発明の第２の態様としては、ポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子を充填率が５５％以上６５％以下となるように金型へ充填することで、空隙率が２５％以上５０％以下であるポリプロピレン系樹脂発泡成形体が得られる。ポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子の金型への充填率を５５％以上６５％以下とすることにより、空隙率が２５％以上５０％以下、好ましくは３０％以上４５％以下の発泡成形体が安定的に製造できる。金型への充填率が５５％未満となると、発泡成形体内の予備発泡粒子間の接触面積が低下して発泡成形体の割れが生じ易くなるばかりか、圧縮強度が低下して実用上の使用に耐えない。金型への充填率が６５％を越えると、空隙率が低い状態で予備発泡粒子が金型へ充填されているため、成形空隙率の高い発泡成形体の製造が困難となる。

発泡体の空隙率は吸音特性と強く関係しており空隙率が２５％未満となると、ピーク周波数における吸音率が低下し、十分な吸音特性が得られない。空隙率が５０％を超えると、予備発泡粒子間の接触面積が低下して発泡成形体の割れが生じ易くなるばかりか、機械強度が低下して実用上の使用に耐えない。

第２の発明において使用するポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子について特に限定はないが、嵩密度ρ₁と真密度ρ₂との関係が、０．５５ρ₂≦ρ₁≦０．６０ρ₂なる条件を満足し、且つ、Ｌ／Ｄが２以上３以下の柱状形状であるポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子を使用することが好ましい。

次に、本発明のポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子の製造方法について述べる。ポリプロピレン系樹脂は、既知の方法を用いて、例えば、押出機、ニーダー、バンバリーミキサー（商標）、ロール等を用いて溶融して、柱状形状で、１粒の重量が０．２〜１０ｍｇ、好ましくは０．５〜６ｍｇのポリプロピレン系樹脂粒子に加工される。一般的には、押出機を用いて溶融し、ストランドカット法にて製造する。例えば、円形ダイスからストランド状に押出されたポリプロピレン系樹脂を水、空気等で冷却、固化させたものを切断して、所望の形状のポリプロピレン系樹脂粒子を得る。

ポリプロピレン系樹脂粒子からポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子を製造する際の加熱処理により、該樹脂粒子は残留歪の緩和を起こし、延伸方向に収縮が発生する場合がある。従って、樹脂粒子製造に際しては、延伸方向の収縮を考慮に入れ、目的とするＬ／Ｄの予備発泡粒子が得られる樹脂粒子形状としておくことが好ましい。具体的には、目的とする予備発泡粒子のＬ／Ｄに対して、より大きなＬ／Ｄの樹脂粒子としておくことが好ましい。製造すべき樹脂粒子のＬ／Ｄは、使用するポリプロピレン系樹脂のＭＩ、分子量分布、樹脂粒子製造の際の延伸度合い等によって異なり一概には規定できないが、概ね３以上９以下の範囲である。

前記樹脂粒子製造の際、セル造核剤を添加することにより、ポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子のセル径を所望の値に調整する。セル造核剤としては、タルク、炭酸カルシウム、シリカ、カオリン、酸化チタン、ベントナイト、硫酸バリウム等の無機系造核剤が一般に使用される。セル造核剤の添加量は、使用するポリプロピレン系樹脂の種類、セル造核剤の種類により異なり一概には規定できないが、ポリプロピレン系樹脂１００重量部に対して、概ね０．００１重量部以上２重量部以下である。

更に、ポリプロピレン系樹脂粒子製造の際、必要により種々の添加剤を、ポリプロピレン系樹脂の特性を損なわない範囲内で添加することができる。添加剤としては、例えば、；カーボンブラック、有機顔料などの着色剤；アルキルジエタノールアミド、アルキルジエタノールアミン、ヒドロキシアルキルエタノールアミン、脂肪酸モノグリセライド、脂肪酸ジグリセライドなどのノニオン系界面活性剤からなる帯電防止剤；ＩＲＧＡＮＯＸ１０１０（商標）、ＩＲＧＡＮＯＸ１０７６（商標）、ＩＲＧＡＮＯＸ１３３０（商標）、ＩＲＧＡＮＯＸ１４２５ＷＬ（商標）、ＩＲＧＡＮＯＸ３１１４（商標）、ＵＬＴＲＡＮＯＸ６２６（商標）等のヒンダードフェノール系酸化防止剤；ＩＲＧＡＦＯＳ１６８（商標）、ＩＲＧＡＦＯＳＰ−ＥＰＱ（商標）、ＩＲＧＡＦＯＳ１２６（商標）、ＷＥＳＴＯＮ６１９（商標）等のリン系加工安定剤；ＨＰ−１３６（商標）等のラクトン系加工安定剤；ＦＳ０４２（商標）等のヒドロキシルアミン系加工安定剤、ＩＲＧＡＮＯＸＭＤ１０２４（商標）等の金属不活性剤；ＴＩＮＵＶＩＮ３２６（商標）、ＴＩＮＵＶＩＮ３２７（商標）等のベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤；ＴＩＮＵＶＩＮ１２０（商標）等のベンゾエート系光安定剤；ＣＨＩＭＡＳＳＯＲＢ１１９（商標）、ＣＨＩＭＡＳＳＯＲＢ９４４（商標）、ＴＩＮＵＶＩＮ６２２（商標）、ＴＩＮＵＶＩＮ７７０（商標）等のヒンダードアミン系光安定剤；ハロゲン系難燃剤および三酸化アンチモン等の難燃助剤；ＦＬＡＭＥＳＴＡＢＮＯＲ１１６（商標）、ＭＥＬＡＰＵＲＭＣ２５（商標）等の非ハロゲン系難燃剤；ハイドロタルサイト、ステアリン酸カルシウム等の酸中和剤；ＩＲＧＡＳＴＡＢＮＡ１１（商標）等の結晶核剤；エルカ酸アミド、ステアリン酸アミド等の滑剤などが例示される。

本発明におけるポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子の製造には、従来から知られている方法を利用できる。例えば、密閉容器内に、上記樹脂粒子、発泡剤、分散剤および分散助剤を含む水系分散媒を仕込み、攪拌しながら昇温して一定温度（以下、発泡温度という場合がある）として樹脂粒子に発泡剤剤を含浸させ、必要に応じて発泡剤を追加添加して、密閉容器内を一定圧力（以下、発泡圧力という場合がある）に保持した後、密閉容器下部から内容物を密閉容器内圧より低圧雰囲気下に放出する方法により予備発泡粒子が製造される。使用する密閉容器には特に限定はなく、予備発泡粒子製造時における容器内圧力、容器内温度に耐えられるものであればよいが、例えばオートクレーブ型の耐圧容器が挙げられる。

前記発泡剤としては、プロパン、イソブタン、ノルマルブタン、イソペンタン、ノルマルペンタン等の脂肪族炭化水素およびそれらの混合物；空気、窒素、二酸化炭素等の無機ガス；水などが挙げられる。より高発泡倍率の予備発泡粒子を得るためにはイソブタン、ノルマルブタンおよびそれらの混合物を発泡剤として用いるのが好ましい。低発泡倍率で、発泡倍率バラツキの小さい予備発泡粒子を得るためには水を発泡剤として用いるのが好ましい。

水を発泡剤として用いる場合には、前記樹脂粒子を製造する際にナトリウムアイオノマー、カリウムアイオノマー、メラミン、イソシアヌル酸等の吸水剤を添加しておくことが好ましい。

発泡剤の使用量は、使用するポリプロピレン系樹脂の種類、発泡剤の種類、目的とする発泡倍率等により異なり、一概には規定できないが、ポリプロピレン系樹脂１００重量部に対して、概ね２重量部以上６０重量部以下である。

前記分散剤として、例えば、塩基性第三リン酸カルシウム、塩基性炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、酸化アルミニウム等の難水溶性無機化合物が使用されることが好ましい。分散助剤としては、例えば、ドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ、直鎖アルキルフィンスルホン酸ソーダ等のアニオン系界面活性剤を使用することが好ましい。これらの中でも塩基性第三リン酸カルシウムと直鎖アルキルフィンスルホン酸ソーダの使用が良好な分散性を得る上で好ましい。これら分散剤及び分散助剤の使用量は、その種類や用いるポリプロピレン系樹脂の種類・量、発泡剤の種類などによって異なるが、通常、水１００重量部に対して、分散剤０．１重量部以上３重量部以下、分散助剤０．０００１重量部以上０．１重量部以下であることが好ましい。

また、ポリプロピレン系樹脂粒子の水中での分散性を良好なものにするために、通常、水１００重量部に対して該樹脂粒子２０重量部以上１００重量部以下使用するのが好ましい。

この様にして密閉容器内に調整されたポリプロピレン系樹脂粒子の水系分散物は、攪拌下、所定の発泡温度まで昇温され、一定時間、通常５〜１８０分間、好ましくは１０〜６０分間保持されるとともに、密閉容器内の圧力は上昇し、発泡剤が樹脂粒子に含浸される。この後、所定の発泡圧力になるまで発泡剤が追加供給され、一定時間、通常５〜１８０分間、好ましくは１０〜６０分間保持される。かくして、発泡温度、発泡圧力で保持されたポリプロピレン系樹脂粒子の水系分散物を、密閉容器下部に設けられたバルブを開放して低圧雰囲気下（通常は大気圧下）に放出することによりポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子を製造することができる。

樹脂粒子の水系分散物を低圧雰囲気に放出する際、流量調整、倍率バラツキ低減などの目的で２〜１０ｍｍφの開口オリフィスを通して放出することもできる。また、発泡倍率を高くする目的で、上記低圧雰囲気を飽和水蒸気で満たす場合もある。

発泡温度は、用いるポリプロピレン系樹脂の融点[Ｔｍ（℃）]、発泡剤の種類等により異なり、一概には規定できないが、概ねＴｍ−３０（℃）〜Ｔｍ＋１０（℃）の範囲から決定される。また、発泡圧力は、用いるポリプロピレン系樹脂の種類、発泡剤の種類、所望の予備発泡粒子の発泡倍率によって異なり、一概には規定できないが、概ね１〜８ＭＰａ（ゲージ圧）の範囲から決定される。

上記のようにして得たポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子は、従来から知られている成形方法により、空隙率が２５〜５０％のポリプロピレン系樹脂発泡成形体にすることができる。例えば、イ）予備発泡粒子を無機ガスで加圧処理して予備発泡粒子内に無機ガスを含浸させ所定の予備発泡粒子内圧を付与した後、金型に充填し、水蒸気で加熱融着させる方法、ロ）予備発泡粒子をガス圧力で圧縮して金型に充填し、予備発泡粒子の回復力を利用して、水蒸気で加熱融着させる方法、ハ）特に前処理することなく予備発泡粒子を金型に充填し、水蒸気で加熱融着させる方法、などの方法が利用し得る。

上記の成形方法の中でも、予備発泡粒子を無機ガスで加圧処理して予備発泡粒子内に無機ガスを含浸させ所定の予備発泡粒子内圧を付与した後、金型に充填し、水蒸気で加熱融着させる方法がより好ましく、該予備発泡粒子内圧を０．２ｋｇｆ／ｃｍ²・Ｇ以上０．７ｋｇｆ／ｃｍ²・Ｇ以下とするのが更に好ましい。予備発泡粒子内圧を０．２ｋｇｆ／ｃｍ²・Ｇ以上０．７ｋｇｆ／ｃｍ²・Ｇ以下とすることにより、空隙率のコントロールがより容易となり、高い空隙率の発泡成形体をより安定的に製造することができる。

前記無機ガスとしては、空気、窒素、酸素、ヘリウム、ネオン、アルゴン、炭酸ガスなどが使用できる。これらは単独で用いても、２種以上混合使用してもよい。これらの中でも、汎用性の高い空気、窒素が好ましい。

本発明では、成形の際に予備発泡粒子を水蒸気により加熱、融着させる。この際の水蒸気温度が低すぎると融着が不十分となり、発泡成形体としての形状を保持できない。逆に、水蒸気温度が高すぎると発泡成形体の空隙率が低くなり、吸音性能が悪化する傾向にある。発泡粒子間の融着性と空隙率を両立させるには、基材樹脂として用いたポリプロピレン系樹脂の融点をＴｍ（℃）としたとき、温度がＴｍ−２５（℃）〜Ｔｍ（℃）の水蒸気で成形することが好ましく、更には温度がＴｍ−２０（℃）〜Ｔｍ−５（℃）の水蒸気で成形することがより好ましい。

以上のようにして得られた発泡成形体は、高い空隙率を有しかつ高い圧縮強度を有する。

次に、本発明の連通した空隙を有するポリプロピレン系樹脂発泡成形体の製造方法を実施例および比較例を挙げて、更に詳細に説明する。

まず、予備発泡粒子および発泡成形体の特性、評価方法を述べる。

〈嵩密度（ρ₁）〉
内容量０．０１０７ｍ³のステンレス製バケツに、該バケツ上端より約１０ｃｍの高さから、予備発泡粒子を自然落下で充填した。充填された予備発泡粒子の重量Ｗ₁（ｇ）を測定して、次式により算出した。

嵩密度（ρ₁）（ｇ／ｃｍ³）＝Ｗ₁／（０．０１０７×１０⁶）
〈真密度（ρ₂）〉
所定の重量Ｗ₂（ｇ）の予備発泡粒子をエタノールの入ったメスシリンダー中に沈めたときに、エタノールの増量した体積Ｖ₂（ｃｍ³）を測定して、次式により算出する。

真密度（ρ₂）(ｇ／ｃｍ³)＝Ｗ₂／Ｖ₂
〈Ｌ／Ｄ〉
Ｌは予備発泡粒子の最長部の長さ、Ｌ方向と垂直な断面における最大径Ｄｍａｘと最小径Ｄｍｉｎであり、ＤはＤｍａｘとＤｍｉｎの平均値である。Ｌ／Ｄは次式にて算出した。

Ｌ／Ｄ＝Ｌ／（（Ｄｍａｘ＋Ｄｍｉｎ）／２）
〈金型への充填率〉
直方体形状の発泡成形体の重量Ｗ（ｇ）と、外形寸法より得られる見掛け体積Ｖ（ｃｍ³）より、見掛け密度ρ（ｇ／ｃｍ³）＝Ｗ／Ｖを測定し、見掛け密度ρと成形に用いた予備発泡粒子の真密度ρ₂を使って、金型への充填率を次式にて算出した。

金型への充填率（％）＝ρ（成形体）／ρ₂（予備発泡粒子）×１００
〈空隙率〉
直方体形状の発泡成形体の外形寸法より見掛け体積Ｖ（ｃｍ³）を求めた。更に、直方体形状の発泡成形体を一定量のエタノールを入れたメスシリンダー中に浸漬し、その時の増加容積Ｖ₂（ｃｍ³）を測定し、次式により求めた。

空隙率（％）＝（Ｖ−Ｖ₂）／Ｖ×１００
〈圧縮強度〉
発泡成形体から縦５０ｍｍ×横５０ｍｍ×厚み２５ｍｍのテストピースを切り出し、ＮＤＺ−Ｚ０５０４に準拠し、１０ｍｍ／分の速度で圧縮した際の５０％圧縮時の圧縮応力（ＭＰａ）。

（実施例１）
基材樹脂としＭＩ＝７／１０分、融点１４６℃のランダムポリプロピレンを用い、セル造核剤としてタルク３０００ｐｐｍを添加して押出機内で溶融混練した後、円形ダイよりストランド状に押出し、水冷後、カッターで切断し、一粒の重量が１．８ｍｇ／粒、該円柱形状でＬ／Ｄ＝４を有する樹脂粒子を得た。

得られた樹脂粒子１００重量部（５０ｋｇ）、水３００重量部、塩基性第三リン酸カルシウム１．６重量部、アルキルスルフォン酸ソーダ０．０３重量部を容量０．３５ｍ³の耐圧オートクレーブ中に仕込み、攪拌下、発泡剤としてイソブタンを２０部添加した後、オートクレーブ内容物を昇温し、１３２℃の発泡温度まで加熱した。その後、イソブタンを追加圧入して２．２ＭＰａの発泡圧力まで昇圧し、該発泡温度、発泡圧力で３０分間保持した後、オートクレーブ下部のバルブを開き、４．４ｍｍφの開口オリフィスを通して、オートクレーブ内容物を大気圧下に放出して予備発泡粒子を得た。得られた予備発泡粒子の特性を表１に示す。

得られた予備発泡粒子に空気加圧処理により空気を含浸させて１．４〜１．６ａｔｍの内圧を付与した後、３２０×３２０×６０ｍｍの金型内に充填し、０．２０ＭＰａＧの成形温度の蒸気で加熱、融着させて発泡成形体とした。空隙率３５％、０．２３ＭＰａの圧縮強度を有する発泡成形体が得ることができた。得られた発泡成形体の特性を表１に示す。

（実施例２）
樹脂粒子のＬ／Ｄ＝５とした以外は実施例１と同様の方法で予備発泡粒子及び発泡成形体を得た。実施例１と比較して予備発泡粒子のＬ／Ｄ＝２．７と大きくなったが、実施例１と同様の空隙率と圧縮強度を有する発泡成形体が得ることができた。

（実施例３）
予備発泡粒子作製時の発泡圧力２．１ＭＰａとした以外は実施例１と同様の方法で予備発泡粒子及び発泡成形体を得た。実施例１と比較して予備発泡粒子の嵩密度が０．０３８ｇ／ｃｍ³と大きくなるが、実施例１と同様の空隙率、０．３８ＭＰａの圧縮強度を有する発泡成形体が得ることができた。

（実施例４）
樹脂粒子のＬ／Ｄ＝５、予備発泡粒子作製時の発泡圧力２．１ＭＰａとした以外は実施例１と同様の方法で予備発泡粒子及び発泡成形体を得た。予備発泡粒子の嵩密度が０．０３８ｇ／ｃｍ³と大きくなるが、実施例１と同様の空隙率と圧縮強度を有する発泡成形体が得ることができた。

（比較例１）
樹脂粒子のＬ／Ｄ＝３とした以外は実施例１と同様の方法で予備発泡粒子及び発泡成形体を得た。表１記載の通り、予備発泡粒子のＬ／Ｄ＝１．１となったため、ρ₁／ρ₂＝０．６４と大きくなり、発泡成形体の空隙率が小さくなった。圧縮強度は実施例１、２と比較して若干強い。

（比較例２）
樹脂粒子のＬ／Ｄ＝８とした以外は実施例１と同様の方法で予備発泡粒子及び発泡成形体を得た。表１記載の通り、予備発泡粒子のＬ／Ｄ＝３．８となったため、ρ₁／ρ₂＝０．５０と小さくなり、高い発泡成形体空隙率特性を有することができるが、圧縮強度が実施例１、２と比較して弱くなる。

（比較例３）
イソブタンを追加投入した後の保持時間を５分間とした以外は実施例１と同様の方法で予備発泡粒子及び発泡成形体を得た。予備発泡粒子は鼓形状となったため、表１記載の通りρ₁／ρ₂が小さくなり、高い発泡成形体空隙率特性を有することができるが、圧縮強度が実施例１、２と比較して弱くなる。

（比較例４）
樹脂粒子作製時に使用するダイス形状を二重管形状にした以外は実施例１と同様の方法で予備発泡粒子及び発泡成形体を得た。予備発泡粒子は中空円筒形状となったため、表１記載の通りρ₁／ρ₂が小さくなり、高い発泡成形体空隙率特性を有することができるが、圧縮強度が実施例１、２と比較して弱くなる。

（比較例５）
予備発泡粒子作製時の発泡圧力２．１ＭＰａとした以外は比較例１と同様の方法で予備発泡粒子及び発泡成形体を得た。比較例１と比べて予備発泡粒子の嵩密度が０．０３８ｇ／ｃｍ³と大きくなるが、比較例１と同様にρ₁／ρ₂＝０．６４と大きいため、発泡成形体の空隙率が小さくなった。圧縮強度は実施例３、４と比較して若干強い。

（比較例６）
予備発泡粒子作製時の発泡圧力２．１ＭＰａとした以外は比較例２と同様の方法で予備発泡粒子及び発泡成形体を得た。比較例２と比べて予備発泡粒子の嵩密度が０．０３８ｇ／ｃｍ³と大きくなるが、比較例２と同様にρ₁／ρ₂＝０．５０と小さくなり、高い発泡成形体空隙率特性を有することができるが、圧縮強度が実施例３、４と比べて弱くなる。

（比較例７）
予備発泡粒子作製時の発泡圧力２．１ＭＰａとした以外は比較例３と同様の方法で予備発泡粒子及び発泡成形体を得た。比較例３と比べて予備発泡粒子の嵩密度が０．０３８ｇ／ｃｍ³と大きくなるが、予備発泡粒子は鼓形状となったため、表１記載の通りρ₁／ρ₂が小さくなり、高い発泡成形体空隙率特性を有することができるが、圧縮強度が実施例３、４と比較して弱くなる。

（比較例８）
予備発泡粒子作製時の発泡圧力２．１ＭＰａとした以外は比較例４と同様の方法で予備発泡粒子及び発泡成形体を得た。比較例４と比べて予備発泡粒子の嵩密度が０．０３８ｇ／ｃｍ³と大きくなるが、予備発泡粒子は中空円筒形状となったため、表１記載の通りρ₁／ρ₂が小さくなり、高い発泡成形体空隙率特性を有することができるが、圧縮強度が実施例１、２と比較して弱くなる。

本発明に用いる予備発泡粒子の一例において、そのＬ／Ｄを計算するために用いるＬ、Ｄｍａｘ、Ｄｍｉｎの各値について説明した図である。

Claims

ポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子において、嵩密度ρ₁と真密度ρ₂との関係が、０．５５ρ₂≦ρ₁≦０．６０ρ₂なる条件を満足し、且つ、Ｌ／Ｄが２以上３以下の柱状形状であることを特徴とするポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子。
ポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子を金型内に充填し、加熱して粒子相互に融着一体化して得られる発泡成形体であって、ポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子を充填率が５５％以上６５％以下となるように金型へ充填して得られた、空隙率が２５％以上５０％以下であることを特徴とするポリプロピレン系樹脂発泡成形体。
ポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子を金型内に充填し、加熱し粒子相互に融着一体化して得られる発泡成形体であって、請求項１記載のポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子を充填率が５５％以上６５％以下となるように金型へ充填して得られた、空隙率が２５％以上５０％以下であることを特徴とするポリプロピレン系樹脂発泡成形体。