JP2006255993A - ポリプロピレン系樹脂発泡成形体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子を用いた発泡成形体において、簡便で経済的に製造可能な同等の見掛け密度の発泡成形体を得るにあたり、圧縮特性を損なうことなく、短時間で成形可能なポリプロピレン系樹脂発泡成形体の製造方法を提供すること。
【解決手段】 ポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子を金型内に充填し、加熱して粒子相互を融着一体化して得られる発泡成形体の製造方法であって、得られるポリプロピレン系樹脂発泡成形体の５０％圧縮強度が、略同等の見掛け密度であり空隙率２％以下の発泡成形体と略同等であり、かつ冷却時間が、空隙率２％以下の発泡成形体の冷却時間に対して７０％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の製造方法。
【選択図】図１

Description

本発明は、冷却時間の短いポリプロピレン系樹脂発泡成形体の製造方法に関する。

ポリプロピレン等に代表される熱可塑性樹脂予備発泡粒子を成形してなる型内発泡成形体を製造するに際しては、その成形時間は、主として加熱工程と冷却工程から構成されるが、一般に、成形体が大きくなる、特に型開方向に厚みが増える、或いは、発泡倍率が低いほど特に冷却時間が長くなるため、成形時間が長くなる傾向があり、生産性の向上を阻んできた。

成形時間を短くする技術としては、ポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子の一粒重量示差走査熱量計法で測定される２つの融解ピークの内高温側の融解ピークの融解熱量や粒子内の気泡径を所定の大きさに調整することで冷却時間を短縮する事が出来る方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）が、製造上の品質バラツキの問題から、安定して短い成形時間を維持することが出来ないという点で問題があった。
特開平１１−２０９５０２号公報

本発明の課題は、ポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子を用いた発泡成形体において、簡便で経済的に製造可能な同等の見掛け密度の発泡成形体を得るにあたり、圧縮特性を損なうことなく、短時間で成形可能なポリプロピレン系樹脂発泡成形体の製造方法を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、例えば、空隙率を２５％以上５０％以下となるようにポリプロピレン系樹脂発泡成形体を成形することによって、空隙率が２％以下の発泡成形体と、略同等の見掛け密度のポリプロピレン系樹脂発泡成形体と略同等の圧縮特性を短時間で成形可能である事を見出し本発明の完成に至った。

即ち、本発明の第１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、加熱して粒子相互を融着一体化して得られる発泡成形体の製造方法であって、得られるポリプロピレン系樹脂発泡成形体の５０％圧縮強度が、略同等の見掛け密度であり空隙率２％以下の発泡成形体と略同等であり、かつ冷却時間が、空隙率２％以下の発泡成形体の冷却時間に対して７０％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の製造方法に関する。

好ましい実施態様としては、
（１）前記製造方法によって得られるポリプロピレン系樹脂発泡成形体の空隙率が、２５％以上５０％以下であること、
（２）前記製造方法において用いるポリプロピレン系予備発泡粒子の嵩密度ρ₁と真密度ρ₂との関係が、０．５５ρ₂≦ρ₁≦０．６６ρ₂となる条件を満足し、且つ、該ポリプロピレン系予備発泡粒子のＬ／Ｄで２以上３以下の柱状形状であること、
を特徴とする前記記載のポリプロピレン系樹脂発泡成形体の製造方法に関する。

本発明の第２は、前記記載の製造方法で得られたポリプロピレン系樹脂発泡成形体に関する。

本発明では、空隙率が２％以下の発泡成形体と、同じ見掛け密度のポリプロピレン系樹脂発泡成形体を略同等の５０％圧縮強度で得ることが出来、かつ短時間で成形が可能であるため、生産性の大幅な向上が期待できる。更には、空隙率を２５％以上５０％以下とすることで、吸音性能や透水性に優れている。

この発泡成形体は、好ましくは、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。

以下本発明に関し詳しく説明する。

本発明は、ポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子を金型内に充填し、加熱して粒子相互を融着一体化して得られる発泡成形体の製造方法であって、空隙率が２％以下の発泡成形体と、略同等の見掛け密度のポリプロピレン系樹脂発泡成形体と略同等の５０％圧縮強度を得ることが出来、かつ冷却時間が空隙率２％以下の発泡成形体の冷却時間に対して７０％以下の冷却時間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の製造方法に関するものである。

本発明において、空隙率とは、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）を求めて、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、次式により得られた値であり、本発明においては一般的な発泡成形体、即ち空隙率２％以下の発泡成形体と同じ見掛け密度のポリプロピレン系樹脂発泡成形体と略同等の圧縮強度を得ることが出来る。ここで、略同等とは、誤差５％であることを言う。

空隙率（％）＝（Ｖ−Ｖ₂）／Ｖ×１００
本発明において、成形時間とは、予備発泡粒子を金型に充填する充填工程の開始から、予備発泡粒子を加熱して粒子相互を融着一体化する加熱工程を経て、冷却工程を経、成形圧力が、面圧（０．０２ＭＰａ）に低下するまでの時間をいい、冷却時間とは、加熱工程後冷却のために水冷開始時点から成形圧力が、面圧０．０２ＭＰａに低下するまでの時間を言う。

本発明の製造方法においては、冷却時間が、空隙率２％以下の発泡成形体の冷却時間に対して７０％以下であり、好ましくは６５％以下、更に好ましくは６０％以下である。下限は、好ましくは５％、更に好ましくは１０％である。当該範囲の冷却時間となることで、一般的な、即ち空隙率２％以下の発泡成形体と同じ見掛け密度、略同等の５０％圧縮強度を有する発泡成形体の生産性が大幅に向上する。

本発明において、見掛け密度とは、成形体の重量Ｗ（ｇ）と成形体を水槽内に浸漬し、その時の増加容積Ｖ（ｃｍ³）を測定し、次式によって得られた値である。

見掛け密度ρ（ｇ／ｃｍ³）＝Ｗ／Ｖ
例えば、本発明においては見掛け密度０．０３ｇ／Ｌかつ５０％圧縮強度０．２ＭＰａである空隙率２％の発泡成形体の冷却時間に対して、見掛け密度０．０３ｇ／Ｌで５０％圧縮強度０．１９５ＭＰａ〜０．２０５ＭＰａである成形体が７０％以下の冷却時間で得られる。

本発明の製造方法においては、得られる発泡成形体の空隙率が、好ましくは２５％以上５０％以下、さらに好ましくは３０％以上４５％以下である。当該範囲の空隙率を有する発泡成形体とすることにより、成形時間の短縮が測りやすい。また、当該範囲の空隙率を有することで、吸音特性を発現する傾向にある。

通常のポリプロプレン予備発泡粒子からなる発泡成形体は、内部の空気、蒸気の逸散が妨げられるために、面圧の低下速度が遅く、冷却時間が長くなるが、本発明においてはガスの逸散が早くするように設計されているため、冷却時間が短縮されているものと思われる。

本発明の製造方法において用いられるポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子は、嵩密度ρ₁と真密度ρ₂との関係が、０．５５ρ₂≦ρ₁≦０．６６ρ₂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ことが好ましい。

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≦０．６６ρ₂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、高い空隙を形成しやすい。

前記ポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子における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、高い空隙を形成しやすい。

Ｌ／Ｄが２以上３以下の予備発泡粒子を採用し、予備発泡粒子同士の適度な接触面積を保った点融着の成形体とすると、強い発泡力が必ずしも必要とされないため、発泡圧力を低減させるまで冷却を行う必要がなくなる。また、空隙があるために、成形体内部（空隙中に存在する蒸気）の蒸気までも凝縮し、この部分が真空状態となるため、成形体表面の冷却水を内部に吸い込み、冷却が促進される傾向があるため好ましい。

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、ＪＩＳ Ｋ７２１０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。

前記柱状形状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粒の重量が好ましくは０．２〜１０ｍｇ、更に好ましくは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ことが出来る。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）、ＩＲＧＡＦＯＳ Ｐ−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、ＩＲＧＡＮＯＸ ＭＤ１０２４（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；ＦＬＡＭＥＳＴＡＢ ＮＯＲ１１６（商標）、ＭＥＬＡＰＵＲ ＭＣ２５（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；ＩＲＧＡＳＴＡＢ ＮＡ１１（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ポリプロピレン系樹脂発泡成形体を得ることができる。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０．１ＭＰａ以上０．２ＭＰａ以下とするのが更に好ましい。予備発泡粒子内圧を０．１ＭＰａ以上０．２ＭＰａ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。

前記成形方法においては、内圧を付与した予備発泡粒子同士を水蒸気で加熱融着させた後、所定寸法、形状の成形体を得る為に、冷却水にて金型及び成形体の冷却を行っており、冷却水温度としては、０℃以上５０℃以下とすることが好ましい。

以下、本発明を実施例にてさらに詳しく説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

まず、ポリプロプレン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）

（見掛け密度）
見掛け密度とは、成形体の重量Ｗ（ｇ）と成形体を水槽内に浸漬し、その時の増加容積Ｖ（ｃｍ³）を測定し、次式によって得られた値である。
見掛け密度ρ（ｇ／ｃｍ³）＝Ｗ／Ｖ

〈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に空気加圧処理により空気を含浸させて０．１４〜０．１６ＭＰａの内圧を付与した後、３２０×３２０×６０ｍｍの金型内に充填し、０．２０ＭＰａの成形温度の蒸気で加熱、融着させて、４０℃の温水にて冷却を行うことで、見掛け密度０．０３ｇ／ｃｍ³の発泡成形体を得た。得られた発泡成形体の特性と冷却時間を表１に示す。

（参考例）
ポリプロピレン製の球状予備発泡粒子である（株）カネカ製のＬＢＳ３０（３０倍品）に、空気加圧処理により空気を含浸させて０．１９〜０．２２ＭＰａの内圧を付与した後、３２０×３２０×６０ｍｍの金型内に充填し、０．３０ＭＰａの成形温度の蒸気で加熱、融着させて、４０℃の温水にて冷却を行うことで、見掛け密度０．０３ｇ／ｃｍ³の発泡成形体を得た。これを常温で１時間放置し、その後７５℃、２４時間の乾燥、２４時間の常温養生を行った。得られた発泡成形体の特性と冷却時間を表１に示す。

空隙率は前記したように、発泡体から２０×２０×４０ｍｍの直方体試料を、表面スキン層を含まないように切り出し、外形寸法より見掛け体積を求めた。更に、直方体試料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（真の体積）を測定し、見掛け体積と真の体積の差を、見掛け体積で除算した値を空隙率と定義した。

吸音率測定は、垂直入射式測定の測定方法で行った。表中の数値は最高値を示す。垂直入射式測定はＪＩＳ Ａ１４０５に準拠し、試料厚み４０ｍｍで５００〜６４００Ｈｚでの垂直入射吸音率を測定した。試料は得られた発泡成形体より、表面スキン層を有する面が音波入射面となるように、厚み４０ｍｍで切り出した。測定は、音波を反射する剛体壁と試料が密着した状態、つまり背後空気が無い状態でおこなった。測定には小野測器社製の垂直入射吸音率測定装置ＳＲ−４１００を用いた。
剥離評価は、高さ１ｍの位置から成形体を角部が床面に当たるように１０回落下させ、成形体から予備発泡粒子が剥離するか否かで評価した。評価基準は○：剥離なし、△：２回以下の剥離、×：３回以上の剥離とした。

実施例１において、同じ見掛け密度の一般的な成形体である参考例と比べて、同等の圧縮強度を維持したまま、１３．４％の冷却時間で成形を実現出来ていることが確認出来る。

本発明に用いる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 (4)

1. ポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子を金型内に充填し、加熱して粒子相互を融着一体化して得られる発泡成形体の製造方法であって、得られるポリプロピレン系樹脂発泡成形体の５０％圧縮強度が、略同等の見掛け密度であり空隙率２％以下の発泡成形体と略同等であり、かつ冷却時間が、空隙率２％以下の発泡成形体の冷却時間に対して７０％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の製造方法。
2. 前記製造方法によって得られるポリプロピレン系樹脂発泡成形体の空隙率が、２５％以上５０％以下であることを特徴とする請求項１項記載のポリプロピレン系樹脂発泡成形体の製造方法。
3. 前記製造方法において用いるポリプロピレン系予備発泡粒子の嵩密度ρ₁と真密度ρ₂との関係が、０．５５ρ₂≦ρ₁≦０．６６ρ₂となる条件を満足し、且つ、該ポリプロピレン系予備発泡粒子のＬ／Ｄで２以上３以下の柱状形状であることを特徴とする請求項１項又は２項記載のポリプロピレン系樹脂発泡成形体の製造方法。
4. 請求項１〜３項記載の製造方法で得られたポリプロピレン系樹脂発泡成形体。

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