JP2007091840A - 発泡性熱可塑性樹脂粒子、熱可塑性樹脂予備発泡粒子とその製造方法、発泡成形品 - Google Patents
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Abstract
【課題】 引張伸びが50%以上の軟質の熱可塑性樹脂を用いて、熱可塑性樹脂の熱劣化を防ぎ、小粒径の発泡性熱可塑性樹脂粒子及び予備発泡粒子を製造する方法の提供。
【解決手段】 引張伸びが50%以上の熱可塑性樹脂を粉砕機にかけて粉砕処理し、不定形で粒子の平均質量が0.1〜0.5mgの範囲である粉砕樹脂粒子を作製し、次いで該粉砕樹脂粒子に発泡剤を含浸させて発泡性熱可塑性樹脂粒子を作製し、次いで該発泡性熱可塑性樹脂粒子を加熱し、予備発泡させて熱可塑性樹脂予備発泡粒子を製造することを特徴とする熱可塑性樹脂予備発泡粒子の製造方法。
【選択図】 図1
【解決手段】 引張伸びが50%以上の熱可塑性樹脂を粉砕機にかけて粉砕処理し、不定形で粒子の平均質量が0.1〜0.5mgの範囲である粉砕樹脂粒子を作製し、次いで該粉砕樹脂粒子に発泡剤を含浸させて発泡性熱可塑性樹脂粒子を作製し、次いで該発泡性熱可塑性樹脂粒子を加熱し、予備発泡させて熱可塑性樹脂予備発泡粒子を製造することを特徴とする熱可塑性樹脂予備発泡粒子の製造方法。
【選択図】 図1
Description
本発明は、高品質の発泡成形品を製造することが可能な発泡性熱可塑性樹脂粒子、該発泡性熱可塑性樹脂粒子を予備発泡して得られた熱可塑性樹脂予備発泡粒子とその製造方法、該熱可塑性樹脂予備発泡粒子を型内発泡成形して得られた発泡成形品に関する。本発明は、特に小粒径の発泡性熱可塑性樹脂粒子及び熱可塑性樹脂予備発泡粒子を製造するために好適である。
従来、小粒径の熱可塑性樹脂予備発泡粒子を製造する方法として、例えば、特許文献1〜3に開示された方法が提案されている。
特許文献1には、ポリオレフィン系樹脂で改質されたポリスチレン系樹脂予備発泡粒子からなり、ポリスチレン系樹脂を形成するスチレン系モノマーが、ポリオレフィン系樹脂100質量部に対して、100〜1000質量部の範囲で使用され、該粒子の嵩密度が0.012〜0.20g/cm3であると共に、ATR法赤外分光分析により測定された粒子表面の赤外線吸収スペクトルから得られる698cm−1及び2850cm−1での吸光度比(D698 /D2850)が0.1〜2.5の範囲であるオレフィン改質ポリスチレン系樹脂予備発泡粒子が開示されている。この特許文献1に記載された従来技術では、小粒径の樹脂粒子を作製するにあたって、押出機で樹脂を溶融混練し、その後ストランド状に押し出し、水中カットを行う方法が採用させている。また、特許文献1の明細書には、樹脂としてはポリエチレン系樹脂が使用されており、樹脂粒子の質量は0.10〜1.5mgが好ましい旨が記載されているが、実施例の記載においては、樹脂粒子の質量が0.6mg以上になっているし、その形状は真球状、楕円球状、円柱状、角柱状になっており、不定形の樹脂粒子については記載されていない。
特許文献2には、見掛け密度が0.16〜0.64g/cm3、見掛け密度の標準偏差が0.07(g/cm3)未満、粒子断面の平均気泡数が5〜100個/mm2であるプロピレン系樹脂発泡粒子を、型内に充填して加熱成形することを特徴とするプロピレン系樹脂発泡粒子成形体の製造方法が開示されている。特許文献2においても、小粒径の樹脂粒子を作製するにあたって、前述した水中カット方式を採用しており、不定形の樹脂粒子については記載されていない。また、この特許文献2においては、ポリプロピレン系樹脂が使用されており、実施例においてその質量が0.8〜2.0mgと重くなっており、粒子径も大きくなっている。
特許文献3には、廃棄家電製品から分別回収されたポリスチレン系樹脂を粉砕して得た鋭角を有する不定形ポリスチレン系樹脂粉砕小片を、自然堆積時の安息角が25〜40度となるように粉砕小片の角部を丸くし、しかる後、発泡剤を含浸させることを特徴とするポリスチレン系樹脂発泡性粒子の製造方法が開示されている。この特許文献3に記載された樹脂粉砕小片は、廃家電製品のポリスチレン系樹脂材料の粉砕処理によって得られる不定形のポリスチレン系樹脂であり、この特許文献3には、より軟質の熱可塑性樹脂を用いた場合の適用可能性に関しては示唆されていない。
特開2005−97555号公報
特開2000−63556号公報
特開2003−119312号公報
小粒径の熱可塑性樹脂予備発泡粒子を製造する場合、まず、小粒径の樹脂粒子を作製する必要がある。そこで、特許文献1,2に開示された従来技術では、押出機を用いて樹脂を溶融し、押出機のダイより溶融樹脂をストランド状に押し出し、水中に導いてカットする水中カット方式によって小粒径の樹脂粒子を製造していた。しかし、この水中カット方式による樹脂粒子の製造には、2つの問題点があった。
第1の問題点は、この水中カット方式では、柔軟性のある樹脂を小粒径の粒子状にカットすることが難しく、また水中カットできたとしても、この方式ではより小粒径の樹脂粒子を作製しようとすると、押出機のダイが詰まり、小粒径の樹脂粒子を作製できないという問題である。
第2の問題点は、現行の押出機を用いて樹脂を溶融させる場合、樹脂種および樹脂温度によって異なるが、樹脂に多少の熱劣化が生じ、樹脂物性および発泡性に悪影響を及ぼして、得られる熱可塑性樹脂予備発泡粒子の発泡特性や発泡成形品の機械特性が劣化する可能性があるという問題である。
本発明は、引張伸びが100%以上の軟質の熱可塑性樹脂を用いて、熱可塑性樹脂の熱劣化を防ぎ、小粒径の発泡性熱可塑性樹脂粒子及び熱可塑性樹脂予備発泡粒子を製造する方法の提供を目的とする。
本発明は、前記目的を達成するために、引張伸びが50%以上の熱可塑性樹脂を粉砕機にかけて粉砕処理して得られた、不定形で粒子の平均質量が0.1〜0.5mgの範囲である粉砕樹脂粒子に発泡剤を含浸させてなることを特徴とする発泡性熱可塑性樹脂粒子を提供する。
本発明の発泡性熱可塑性樹脂粒子において、熱可塑性樹脂が、ポリスチレン系エラストマー樹脂、ポリオレフィン系樹脂、熱可塑性ポリウレタン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂のいずれか1種類であることが好ましい。
また本発明は、前述した本発明の発泡性熱可塑性樹脂粒子を予備発泡させて得られたことを特徴とする熱可塑性樹脂予備発泡粒子を提供する。
また本発明は、前述した本発明の発泡性熱可塑性樹脂粒子を予備発泡させて得られた熱可塑性樹脂予備発泡粒子を成形型内に充填し、型内発泡成形を行って得られたことを特徴とする発泡成形品を提供する。
また本発明は、引張伸びが50%以上の熱可塑性樹脂を粉砕機にかけて粉砕処理し、不定形で粒子の平均質量が0.1〜0.5mgの範囲である粉砕樹脂粒子を作製し、次いで該粉砕樹脂粒子に発泡剤を含浸させて発泡性熱可塑性樹脂粒子を作製し、次いで該発泡性熱可塑性樹脂粒子を加熱し、予備発泡させて熱可塑性樹脂予備発泡粒子を製造することを特徴とする熱可塑性樹脂予備発泡粒子の製造方法を提供する。
本発明の熱可塑性樹脂予備発泡粒子の製造方法において、熱可塑性樹脂予備発泡粒子の嵩密度が0.018〜0.15g/cm3の範囲であることが好ましい。
本発明の熱可塑性樹脂予備発泡粒子の製造方法において、熱可塑性樹脂が、ポリスチレン系エラストマー樹脂、ポリオレフィン系樹脂、熱可塑性ポリウレタン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂のいずれか1種類であることが好ましい。
本発明の熱可塑性樹脂予備発泡粒子の製造方法において、前記粉砕機として遠心ミルを用いて熱可塑性樹脂を粉砕処理することが好ましい。
本発明によれば、引張伸びが50%以上の軟質の熱可塑性樹脂を用いて、熱可塑性樹脂の熱劣化を防ぎ、小粒径の発泡性熱可塑性樹脂粒子及び熱可塑性樹脂予備発泡粒子を製造することができる。
本発明に係る熱可塑性樹脂予備発泡粒子の製造方法は、引張伸びが50%以上の熱可塑性樹脂を粉砕機にかけて粉砕処理し、不定形で粒子の平均質量が0.1〜0.5mgの範囲である粉砕樹脂粒子を作製し、次いで該粉砕樹脂粒子に発泡剤を含浸させて発泡性熱可塑性樹脂粒子を作製し、次いで該発泡性熱可塑性樹脂粒子を加熱し、予備発泡させ、熱可塑性樹脂予備発泡粒子を得ることを特徴としている。
この熱可塑性樹脂予備発泡粒子の材料となる熱可塑性樹脂としては、引張伸びが50%以上である各種の熱可塑性樹脂を用いることができるが、この熱可塑性樹脂予備発泡粒子を発泡成形品とした場合に、緩衝性などの機械特性に優れている点から、ポリスチレン系エラストマー樹脂、ポリオレフィン系樹脂、熱可塑性ポリウレタン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂のいずれかとすることが望ましい。
また、前記ポリオレフィン系樹脂としては、分岐状低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、エチレン-酢酸ビニル共重合体、ポリプロピレン、エチレン-プロピレンランダム共重合体、プロピレン-1-ブテン共重合体、エチレン-プロピレン-ブテンランダム共重合体が挙げられる。
また、前記熱可塑性ウレタン系樹脂としては、ソフトセグメントが、アジペート型エステルタイプ、エーテルタイプ、カプロラクトンタイプ、ポリ炭酸タイプが挙げられる。
また、前記ポリオレフィン系樹脂としては、分岐状低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、エチレン-酢酸ビニル共重合体、ポリプロピレン、エチレン-プロピレンランダム共重合体、プロピレン-1-ブテン共重合体、エチレン-プロピレン-ブテンランダム共重合体が挙げられる。
また、前記熱可塑性ウレタン系樹脂としては、ソフトセグメントが、アジペート型エステルタイプ、エーテルタイプ、カプロラクトンタイプ、ポリ炭酸タイプが挙げられる。
本発明において、熱可塑性樹脂を粉砕処理する工程で用いる粉砕機は、特に限定されないが、遠心ミルを使用することが望ましい。この装置は、粉砕機の一種になっており、ブラストロータやウイングビータなどの回転刃を使用してせん断の力で樹脂を小粒化し、外側にある一定の粒径の穴が無数に開いてあり、その穴以下に粉砕されれば、その穴を通るといった装置になっている。このような装置であれば、粒度分布についても、外側の穴径以上の粒径を防ぐことができるので、かなりシャープな分布をもった粒度の粉砕樹脂粒子の作製が可能になる。
このような粉砕機を用いて熱可塑性樹脂を粉砕処理する場合には、押出機でミニペレットを作製する場合と異なり、樹脂に熱をかけることがないので、樹脂の熱劣化を防ぐことができる。また、このような粉砕処理を行うことによって、より粒径が小さくでき、かつ粉砕樹脂粒子の角が少ないので、得られる熱可塑性樹脂予備発泡粒子は、型内発泡成形時に成形型のキャビティ内にスムーズに充填できることから、複雑形状や細い部分を含む形状の発泡成形品を製造することが可能となり、製造可能な発泡成形品の種類や形状の自由度を広げることができる。
前述した粉砕機を用いて粉砕処理する場合、熱可塑性樹脂の引張伸びが50%未満であると、粉砕機でカットする際に、樹脂が砕けて、得られる粉砕樹脂粒子の平均質量が0.1mg未満のものが多く生成してしまう。引張伸びは好ましくは100%以上であり、より好ましくは200%以上であり、最も好ましくは400%以上である。
また、粉砕処理して得られる粉砕樹脂粒子の形状は、不定形となる。なお、この不定形の形状について、本発明では、真球状、真楕円状、円柱状ではなく、個々の粒子が全く異なった形になっている状態を指す。また粉砕樹脂粒子は不定形であるため、表面積が大きい粒子になっている。
この粉砕樹脂粒子には、各種の添加剤を添加してもよい。添加剤としては、タルク、珪酸カルシウム、エチレンビスステアリン酸アミド、メタクリル酸エステル系共重合体等の発泡核剤、合成あるいは天然に産出される二酸化ケイ素等の充填剤、ヘキサブロモシクロドデカン、トリアリルイソシアヌレート6臭素化物等の難燃剤、ジイソブチルアジペート、流動パラフィン、グリセリンジアセトモノラウレート、やし油等の可塑剤、カーボンブラック、グラファイト等の着色剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤等が挙げられる。
この粉砕樹脂粒子の平均質量は、0.1〜0.5mgの範囲とする。この粒子の平均質量が0.1mgより小さくなると、粉砕樹脂粒子に発泡剤を含浸させても、樹脂粒子から発泡剤が抜けやすくなり、得られる発泡性熱可塑性樹脂粒子を加熱しても発泡が不十分となるおそれがある。一方、粉砕樹脂粒子の平均質量が0.5mgを超えると、発泡させた時の予備発泡粒子の粒径が大きくなり、複雑形状や細い部分を含む形状の発泡成形品を製造することが困難になる。好ましくは0.2〜0.4mgの範囲であり、より好ましくは0.2〜0.3mgの範囲である。
前述したように粉砕処理して得られた粉砕樹脂粒子は、次に、発泡剤を含浸させて発泡性熱可塑性樹脂粒子とする。
本発明の製造方法において用いられる発泡剤は、発泡剤としては、例えば、プロパン、n−ブタン、イソブタン、n−ペンタン、イソペンタン、シクロペンタン等の炭化水素系発泡剤や炭酸ガス等が挙げられる。発泡剤は、単独で用いてもよいし、2種類以上併用してもよい。発泡剤の添加量としては、粉砕樹脂粒子100質量部に対して5〜25質量部の範囲が好ましい。更に、発泡助剤を発泡剤と共に用いてもよい。このような発泡助剤としては、例えば、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、シクロヘキサン、D−リモネン等の溶剤、ジイソブチルアジペート、ジアセチル化モノラウレート、やし油等の可塑剤(高沸点溶剤)が挙げられる。なお、発泡助剤の添加量としては、粉砕樹脂粒子100質量部に対して0.1〜2.5質量部が好ましい。
本発明の製造方法において用いられる発泡剤は、発泡剤としては、例えば、プロパン、n−ブタン、イソブタン、n−ペンタン、イソペンタン、シクロペンタン等の炭化水素系発泡剤や炭酸ガス等が挙げられる。発泡剤は、単独で用いてもよいし、2種類以上併用してもよい。発泡剤の添加量としては、粉砕樹脂粒子100質量部に対して5〜25質量部の範囲が好ましい。更に、発泡助剤を発泡剤と共に用いてもよい。このような発泡助剤としては、例えば、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、シクロヘキサン、D−リモネン等の溶剤、ジイソブチルアジペート、ジアセチル化モノラウレート、やし油等の可塑剤(高沸点溶剤)が挙げられる。なお、発泡助剤の添加量としては、粉砕樹脂粒子100質量部に対して0.1〜2.5質量部が好ましい。
得られた発泡性熱可塑性樹脂粒子には、結合防止剤、融着促進剤、帯電防止剤、展着剤等の表面処理剤を添加してもよい。結合防止剤は、改質樹脂粒子を予備発泡させる際の予備発泡粒子同士の合着を防止する役割を果たす。ここで、合着とは、予備発泡粒子の複数個が合一して一体化することをいう。具体例としては、タルク、炭酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、水酸化アルミニウム、エチレンビスステアリン酸アミド、第三リン酸カルシウム、ジメチルポリシロキサン等が挙げられる。
融着促進剤は、熱可塑性樹脂予備発泡粒子を二次発泡成形する際の熱可塑性樹脂予備発泡粒子同士の融着を促進させる役割を果たす。具体例としては、ステアリン酸、ステアリン酸トリグリセリド、ヒドロキシステアリン酸トリグリセリド、ステアリン酸ソルビタンエステル等が挙げられる。
帯電防止剤としては、ポリオキシエチレンアルキルフェノールエーテル、ステアリン酸モノグリセリド等が挙げられる。
展着剤としては、ポリブテン、ポリエチレングリコール、シリコーンオイル等が挙げられる。
なお、前記表面処理剤の総添加量は、発泡性熱可塑性樹脂粒子100質量部に対して0.01〜2.0質量部の範囲が好ましい。
次に、この発泡性熱可塑性樹脂粒子を水蒸気等の加熱媒体を用いて加熱し、所定の嵩密度に予備発泡させて、熱可塑性樹脂予備発泡粒子を製造する。
この熱可塑性樹脂予備発泡粒子の嵩密度は0.018〜0.15g/cm3の範囲とする。熱可塑性樹脂予備発泡粒子の嵩密度が0.018g/cm3未満であると、小粒径の発泡粒子が収縮を生じて良好な熱可塑性樹脂予備発泡粒子が得られない場合がある。一方、嵩密度が0.15g/cm3を超えると、発泡倍率が低く、その後良好な発泡成形品が得られない。好ましくは0.03〜0.15g/cm3の範囲であり、より好ましくは0.04〜0.13g/cm3の範囲である。
この熱可塑性樹脂予備発泡粒子を用いて発泡成形品を製造するには、成形機の成形型内にこの熱可塑性樹脂予備発泡粒子充填し、加熱して二次発泡させ、熱可塑性樹脂予備発泡粒子同士を融着一体化させることによって所望形状を有する発泡成形品を得る。
前記成形機としては、熱可塑性樹脂からなる発泡粒子から発泡成形品を製造する際に用いられる成形機を用いることができるが、これに限らない。
前記成形機としては、熱可塑性樹脂からなる発泡粒子から発泡成形品を製造する際に用いられる成形機を用いることができるが、これに限らない。
本発明に係る実施例1〜4、及び比較例1〜3によって、それぞれ発泡性熱可塑性樹脂粒子を製造し、これを予備発泡させて熱可塑性樹脂予備発泡粒子とし、更にこの熱可塑性樹脂予備発泡粒子を型内発泡成形して発泡成形品を製造し、使用した樹脂の引張伸び、粒子の平均質量、熱可塑性樹脂予備発泡粒子の嵩密度及び発泡粒径について次の要領で測定し、比較した。
<樹脂の引張伸び>
試験片の作製として、150mm(W)×150mm(L)×1.0mm(t)のスペーサー内に樹脂を入れて、熱プレス機を用いて、210℃で7分間予熱し、その後加圧10回行い脱泡し、次に12〜15MPaで2分間加圧し、その後冷却を行い、150mm(W)×150mm(L)×1.0mm(t)のサンプルを得た。そのサンプルをJIS K6251のダンベル状1号試験片に打ち抜き、試験片を3つ作製した。
その試験片を、テンシロン万能試験機 UCT−10T(オリエンテック社製)で、引張速度10mm/min、つかみ具間隔70mm、温度23℃、試験片の数3で引張伸びを測定した。引張伸びは次式により算出する。
引張伸び(%)=100×(L1−L0)/L0
L0:試験前のつかみ具間距離(mm)
L1:切断時のつかみ具間距離(mm)
なお、引張伸びが400%でも切断しなかった場合、引張伸び400%以上とする。
試験片の作製として、150mm(W)×150mm(L)×1.0mm(t)のスペーサー内に樹脂を入れて、熱プレス機を用いて、210℃で7分間予熱し、その後加圧10回行い脱泡し、次に12〜15MPaで2分間加圧し、その後冷却を行い、150mm(W)×150mm(L)×1.0mm(t)のサンプルを得た。そのサンプルをJIS K6251のダンベル状1号試験片に打ち抜き、試験片を3つ作製した。
その試験片を、テンシロン万能試験機 UCT−10T(オリエンテック社製)で、引張速度10mm/min、つかみ具間隔70mm、温度23℃、試験片の数3で引張伸びを測定した。引張伸びは次式により算出する。
引張伸び(%)=100×(L1−L0)/L0
L0:試験前のつかみ具間距離(mm)
L1:切断時のつかみ具間距離(mm)
なお、引張伸びが400%でも切断しなかった場合、引張伸び400%以上とする。
<粒子の平均質量の測定>
粉砕処理して得られた粉砕樹脂粒子を任意に100粒採取し、100粒の粒子の質量を測定し、その質量を100で割った値を粒子の平均質量(単位:mg)とした。
粉砕処理して得られた粉砕樹脂粒子を任意に100粒採取し、100粒の粒子の質量を測定し、その質量を100で割った値を粒子の平均質量(単位:mg)とした。
<発泡粒の嵩密度測定>
初めに、500mLのメスシリダーの質量を測定し、その中に熱可塑性樹脂予備発泡粒子を500mLになるように入れた。そのときの質量を測定し、体積500mLの熱可塑性樹脂予備発泡粒子の質量(g)を体積500mLで割った値を発泡粒の嵩密度(単位:g/cm3)とした。
初めに、500mLのメスシリダーの質量を測定し、その中に熱可塑性樹脂予備発泡粒子を500mLになるように入れた。そのときの質量を測定し、体積500mLの熱可塑性樹脂予備発泡粒子の質量(g)を体積500mLで割った値を発泡粒の嵩密度(単位:g/cm3)とした。
<発泡粒径>
熱可塑性樹脂予備発泡粒子の直径を測定し、直径が4.0mm以上の場合に×、直径が4.0mmより小さい場合に○と判定した。
熱可塑性樹脂予備発泡粒子の直径を測定し、直径が4.0mm以上の場合に×、直径が4.0mmより小さい場合に○と判定した。
[実施例1]
熱可塑性ポリウレタン系樹脂(大日精化社製、商品名「レザミン2283」)を、三井鉱山社製のCUM300型遠心ミル(グラインディング・トラック方式、1.0mmの目皿)を用いて粉砕処理を行い、平均質量0.24mgの粉砕樹脂粒子を作製した。図1に、得られた粉砕樹脂粒子の拡大図を示す。
次に、この粉砕樹脂粒子2.0kgを、内容積5Lの重合容器に入れ、その後炭酸ガスを注入し、内圧を3MPaに維持して、2日間放置して、その後、該樹脂粒子を直ちに予備発泡機に供給し、0.05MPaの圧力の水蒸気を供給して加熱し、嵩密度0.05g/cm3の熱可塑性樹脂予備発泡粒を得た。
次に、熱可塑性樹脂予備発泡粒子を室温で2日間放置した後、成形機の成形型内に充填した。そして、成形型内に水蒸気を供給して熱可塑性樹脂予備発泡粒子を二次発泡させて、直径150mm×高さ25mmの発泡成形品を製造した。
前記測定項目の測定結果を表1に記す。
熱可塑性ポリウレタン系樹脂(大日精化社製、商品名「レザミン2283」)を、三井鉱山社製のCUM300型遠心ミル(グラインディング・トラック方式、1.0mmの目皿)を用いて粉砕処理を行い、平均質量0.24mgの粉砕樹脂粒子を作製した。図1に、得られた粉砕樹脂粒子の拡大図を示す。
次に、この粉砕樹脂粒子2.0kgを、内容積5Lの重合容器に入れ、その後炭酸ガスを注入し、内圧を3MPaに維持して、2日間放置して、その後、該樹脂粒子を直ちに予備発泡機に供給し、0.05MPaの圧力の水蒸気を供給して加熱し、嵩密度0.05g/cm3の熱可塑性樹脂予備発泡粒を得た。
次に、熱可塑性樹脂予備発泡粒子を室温で2日間放置した後、成形機の成形型内に充填した。そして、成形型内に水蒸気を供給して熱可塑性樹脂予備発泡粒子を二次発泡させて、直径150mm×高さ25mmの発泡成形品を製造した。
前記測定項目の測定結果を表1に記す。
[実施例2]
ポリスチレン系エラストマー樹脂(クラレ社製、商品名「ハイブラー5125」)を、三井鉱山社製のCUM300型遠心ミル(グラインディング・トラック方式、1.0mmの目皿)を用いて粉砕処理を行い、平均質量0.28mgの粉砕樹脂粒子を作製した。図2に、得られた粉砕樹脂粒子の拡大図を示す。
次に、内容積5Lの重合容器に、前記粉砕樹脂粒子2.0kg、水2000g、ピロリン酸マグネシウム1.0質量部及びドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ0.068質量部を投入して撹拌し、その後ブタン(n−ブタン/イソブタン=65/35)を200g圧入し、5時間含浸した。
その後、得られた発泡性熱可塑性樹脂粒子を取り出し、2日後、予備発泡機に該粒子を入れ、0.05MPaの圧力の水蒸気を供給して加熱し、嵩密度0.10g/cm3の熱可塑性樹脂予備発泡粒を得た。
次に、熱可塑性樹脂予備発泡粒子を室温で1日間放置した後、成形機の成形型内に充填した。そして、成形型内に水蒸気を供給して熱可塑性樹脂予備発泡粒子を二次発泡させて、直径150mm×高さ25mmの発泡成形品を製造した。
前記測定項目の測定結果を表1に記す。
ポリスチレン系エラストマー樹脂(クラレ社製、商品名「ハイブラー5125」)を、三井鉱山社製のCUM300型遠心ミル(グラインディング・トラック方式、1.0mmの目皿)を用いて粉砕処理を行い、平均質量0.28mgの粉砕樹脂粒子を作製した。図2に、得られた粉砕樹脂粒子の拡大図を示す。
次に、内容積5Lの重合容器に、前記粉砕樹脂粒子2.0kg、水2000g、ピロリン酸マグネシウム1.0質量部及びドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ0.068質量部を投入して撹拌し、その後ブタン(n−ブタン/イソブタン=65/35)を200g圧入し、5時間含浸した。
その後、得られた発泡性熱可塑性樹脂粒子を取り出し、2日後、予備発泡機に該粒子を入れ、0.05MPaの圧力の水蒸気を供給して加熱し、嵩密度0.10g/cm3の熱可塑性樹脂予備発泡粒を得た。
次に、熱可塑性樹脂予備発泡粒子を室温で1日間放置した後、成形機の成形型内に充填した。そして、成形型内に水蒸気を供給して熱可塑性樹脂予備発泡粒子を二次発泡させて、直径150mm×高さ25mmの発泡成形品を製造した。
前記測定項目の測定結果を表1に記す。
[実施例3]
ポリプロピレン樹脂(住友化学社製、商品名「ノーブレンS−131」)を、三井鉱山社製のCUM300型遠心ミル(グラインディング・トラック方式、CUM300)を用いて粉砕処理を行い、平均質量0.24mgの粉砕樹脂粒子を作製した。図3に、得られた粉砕樹脂粒子の拡大図を示す。
次に、内容積5Lの重合容器に、前記粉砕樹脂粒子2.0kg、水2000g、ピロリン酸マグネシウム1.0質量部及びドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ0.068質量部を投入して撹拌し、その後、145℃まで加熱し、その温度を一時間以上保ったのち、40℃まで冷却した。その後、イソブタン500gを窒素圧を利用して圧入した。その後、混合物を80℃まで加温し、その温度で4時間以上保ち、25℃まで冷却し、発泡性ポリプロピレン樹脂粒子を得た。
次に、得られた発泡性熱可塑性樹脂粒子を予備発泡機に入れ、151℃の雰囲気下で30秒加熱することによって発泡させ、嵩密度0.045g/cm3の熱可塑性樹脂予備発泡粒子を得た。
次に、得られた熱可塑性樹脂予備発泡粒子を0.5MPaの空気雰囲気下に置いて一日間内圧付与を行ない、その後、成形型内に充填し、151℃で30秒程度加熱して、直径150mm×高さ25mmの発泡成形品を製造した。
前記測定項目の測定結果を表1に記す。
ポリプロピレン樹脂(住友化学社製、商品名「ノーブレンS−131」)を、三井鉱山社製のCUM300型遠心ミル(グラインディング・トラック方式、CUM300)を用いて粉砕処理を行い、平均質量0.24mgの粉砕樹脂粒子を作製した。図3に、得られた粉砕樹脂粒子の拡大図を示す。
次に、内容積5Lの重合容器に、前記粉砕樹脂粒子2.0kg、水2000g、ピロリン酸マグネシウム1.0質量部及びドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ0.068質量部を投入して撹拌し、その後、145℃まで加熱し、その温度を一時間以上保ったのち、40℃まで冷却した。その後、イソブタン500gを窒素圧を利用して圧入した。その後、混合物を80℃まで加温し、その温度で4時間以上保ち、25℃まで冷却し、発泡性ポリプロピレン樹脂粒子を得た。
次に、得られた発泡性熱可塑性樹脂粒子を予備発泡機に入れ、151℃の雰囲気下で30秒加熱することによって発泡させ、嵩密度0.045g/cm3の熱可塑性樹脂予備発泡粒子を得た。
次に、得られた熱可塑性樹脂予備発泡粒子を0.5MPaの空気雰囲気下に置いて一日間内圧付与を行ない、その後、成形型内に充填し、151℃で30秒程度加熱して、直径150mm×高さ25mmの発泡成形品を製造した。
前記測定項目の測定結果を表1に記す。
[実施例4]
発泡粒の嵩密度を0.10g/cm3とした以外は、実施例1と同様とした。前記測定項目の測定結果を表1に記す。
発泡粒の嵩密度を0.10g/cm3とした以外は、実施例1と同様とした。前記測定項目の測定結果を表1に記す。
[比較例1]
粒子の平均質量を0.05mgとした以外は、実施例1と同様とした。前記測定項目の測定結果を表1に記す。
粒子の平均質量を0.05mgとした以外は、実施例1と同様とした。前記測定項目の測定結果を表1に記す。
[比較例2]
樹脂としてポリスチレン(東洋スチレン社製、商品名「HRM18」、引張伸び1%)を用いた以外は、実施例2と同様にした。前記測定項目の測定結果を表1に記す。
樹脂としてポリスチレン(東洋スチレン社製、商品名「HRM18」、引張伸び1%)を用いた以外は、実施例2と同様にした。前記測定項目の測定結果を表1に記す。
[比較例3]
実施例1で用いた熱可塑性ポリウレタン系樹脂を粉砕処理せずに、平均質量2.48mgの原ペレットを用いた以外は、実施例1と同様とした。前記測定項目の測定結果を表1に示す。
実施例1で用いた熱可塑性ポリウレタン系樹脂を粉砕処理せずに、平均質量2.48mgの原ペレットを用いた以外は、実施例1と同様とした。前記測定項目の測定結果を表1に示す。
表1に記したように、本発明に係る実施例1〜4では、引張伸びが50%以上の軟質の樹脂を用いて、型内発泡成形における成形性が良好な小粒径の熱可塑性樹脂予備発泡粒子を製造できた。
一方、粒子の平均質量を0.05mgとした比較例1では、予備発泡により粒子が発泡せず、予備発泡粒子を製造できなかった。
また、引張伸びの小さいポリスチレンを用いた比較例2では、使用した粉砕機では、粉砕機でカットする際に、樹脂が砕けて、粒子の平均質量が0.05mgの小径の粉砕樹脂粒子しか作製できず、予備発泡粒子を製造できなかった。
また、比較例3においては、用いた粒子の平均質量が2.48mgと大きかったために、予備発泡後の粒径が4.0mm以上と大きくなり、成形型内に充填する際に充填不良が発生し、良好な発泡成形品が得られなかった。
一方、粒子の平均質量を0.05mgとした比較例1では、予備発泡により粒子が発泡せず、予備発泡粒子を製造できなかった。
また、引張伸びの小さいポリスチレンを用いた比較例2では、使用した粉砕機では、粉砕機でカットする際に、樹脂が砕けて、粒子の平均質量が0.05mgの小径の粉砕樹脂粒子しか作製できず、予備発泡粒子を製造できなかった。
また、比較例3においては、用いた粒子の平均質量が2.48mgと大きかったために、予備発泡後の粒径が4.0mm以上と大きくなり、成形型内に充填する際に充填不良が発生し、良好な発泡成形品が得られなかった。
Claims (8)
- 引張伸びが50%以上の熱可塑性樹脂を粉砕機にかけて粉砕処理して得られた、不定形で粒子の平均質量が0.1〜0.5mgの範囲である粉砕樹脂粒子に発泡剤を含浸させてなることを特徴とする発泡性熱可塑性樹脂粒子。
- 熱可塑性樹脂が、ポリスチレン系エラストマー樹脂、ポリオレフィン系樹脂、熱可塑性ポリウレタン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂のいずれか1種類であることを特徴とする請求項1に記載の発泡性熱可塑性樹脂粒子。
- 請求項1又は2に記載の発泡性熱可塑性樹脂粒子を予備発泡させて得られたことを特徴とする熱可塑性樹脂予備発泡粒子。
- 請求項1又は2に記載の発泡性熱可塑性樹脂粒子を予備発泡させて得られた熱可塑性樹脂予備発泡粒子を成形型内に充填し、型内発泡成形を行って得られたことを特徴とする発泡成形品。
- 引張伸びが50%以上の熱可塑性樹脂を粉砕機にかけて粉砕処理し、不定形で粒子の平均質量が0.1〜0.5mgの範囲である粉砕樹脂粒子を作製し、次いで該粉砕樹脂粒子に発泡剤を含浸させて発泡性熱可塑性樹脂粒子を作製し、次いで該発泡性熱可塑性樹脂粒子を加熱し、予備発泡させて熱可塑性樹脂予備発泡粒子を製造することを特徴とする熱可塑性樹脂予備発泡粒子の製造方法。
- 熱可塑性樹脂予備発泡粒子の嵩密度が0.018〜0.15g/cm3の範囲であることを特徴とする請求項5に記載の熱可塑性樹脂予備発泡粒子の製造方法。
- 熱可塑性樹脂が、ポリスチレン系エラストマー樹脂、ポリオレフィン系樹脂、熱可塑性ポリウレタン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂のいずれか1種類であることを特徴とする請求項5又は6に記載の熱可塑性樹脂予備発泡粒子の製造方法。
- 前記粉砕機として遠心ミルを用いて熱可塑性樹脂を粉砕処理することを特徴とする請求項5〜7のいずれかに記載の熱可塑性樹脂予備発泡粒子の製造方法。
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