JP2007130992A - ポリプロピレン系樹脂射出発泡成形体 - Google Patents

Abstract

【課題】射出発泡成形性、軽量性、剛性および生産性に優れ、とくに箱形状射出発泡成形体においても十分な軽量性を有する射出発泡成形体を提供すること。
【解決手段】メルトフローレートが１０ｇ／１０分以上５０ｇ／１０分未満、メルトテンションが２ｃＮ以上で、かつ歪硬化性を示す改質ポリプロピレン系樹脂、および発泡剤を射出成形機へ供給し、次いで金型内に射出して発泡成形することを特徴とする射出発泡成形体。
【選択図】 なし

Description

本発明は、改質ポリプロピレン系樹脂からなる射出発泡成形体に関する。

ポリプロピレン系樹脂の射出発泡成形において、とくに軽量化を目的として移動型を後退させて行うコアバック発泡法（Moving Cavity法ともいう）が従来から行われてきた。しかし、通常の線状ポリプロピレン系樹脂は結晶性でメルトテンション（溶融張力）が低く、気泡が破壊されやすい。その結果、成形体表面にシルバーストリーク（またはスワールマーク）と呼ばれる外観不良が発生しやすく、また気泡が不均一で大きくなりやすいため成形体内部にボイドが発生しやすかった。このような成形不良は、表面平滑性を損ない、剛性も低下させるため、発泡倍率を高くすることが困難であった。結果として、軽量化も十分でなかった。とくに元々コアバック法においては高発泡化が難しい立壁部を有する箱形状の射出発泡成形体においては、軽量化率を２０％以上にすることは困難であった。なお、本件でいうボイドとは内部の気泡が連通化するなどして生じる粗大な気泡で、実質その径が１．５ｍｍを越える気泡のことをいう。

架橋剤やシラングラフト熱可塑性樹脂を添加してメルトテンションを高めた改質ポリプロピレン系樹脂を使用した射出発泡成形体が開示されている（例えば、特許文献１、特許文献２）。しかし、この方法では高発泡倍率の発泡成形体が得られるものの、架橋反応により大幅に溶融粘度が上昇する。前記コアバック発泡法において軽量化に必要な、金型キャビティのクリアランスが１〜２ｍｍ程度の薄肉部分を有する射出成形においては射出発泡成形ができない場合があった。

前記の問題を解決するために、無架橋の改質ポリプロピレン系樹脂を使用する方法、例えば、放射線照射により長鎖分岐を導入した改質ポリプロピレン系樹脂を使用する方法（特許文献３）が提案されている。しかし、このような改質ポリプロピレン系樹脂においてもメルトフローレートが４ｇ／１０分程度しかなく、溶融時の流動性が低く、前記のような金型キャビティのクリアランスが１〜２ｍｍ程度の薄肉部分を有する射出成形においてはショートショットになりやすく、射出発泡成形性に問題があった。

また、改質ポリプロピレン系樹脂に流動性の高い線状ポリプロピレン樹脂をブレンドすることで、発泡性と流動性を両立させる方法が提案されている（例えば、特許文献４、特許文献５）。しかし、改質ポリプロピレンは、嵩密度が線状ポリプロピレンに比べて小さい傾向にあり、原料貯蔵タンクから成形機までの樹脂輸送時にホッパー内で樹脂が分級または偏析したり、成形機内で分散不良を引き起こす可能性があり、発泡性や成形体物性のバラツキを引き起こす可能性がある。また、上記ブレンド作業工程によるコストアップも発生する。すなわち、生産性に問題があった。

以上のように、これまでは、射出発泡成形性と軽量性、剛性および生産性に優れたポリプロピレン系樹脂からなる射出発泡成形体はなかった。
特開昭６１−１５２７５４号公報 特開平７−１０９３７２号公報 特開２００１−２６０３２号公報 特開２００３−１２８８５４号公報 特開２００５−９７３８９号公報

本発明の目的は、射出発泡成形性、軽量性、剛性および生産性に優れた射出発泡成形体を提供することにある。

本発明者らは前記の課題を解決すべく鋭意検討した結果、発泡性と流動性を兼ね備えた改質ポリプロピレン系樹脂を使用することにより、射出発泡成形性、軽量性、剛性および生産性に優れた射出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。

すなわち本発明は、メルトフローレートが１０ｇ／１０分以上５０ｇ／１０分未満、メルトテンションが２ｃＮ以上で、かつ歪硬化性を示す改質ポリプロピレン系樹脂、および化学発泡剤を射出成形機へ供給し、次いで金型内に射出して発泡成形することを特徴とする射出発泡成形体に関する。

好ましい実施態様としては、前記改質ポリプロピレン系樹脂が、線状ポリプロピレン系樹脂、ラジカル重合開始剤、共役ジエン化合物を溶融混合して得られたものであることを特徴とする前記記載の射出発泡成形体に関し、別の好ましい実施態様としては、前記線状ポリプロピレン系樹脂が、プロピレン−エチレンブロックコポリマーであることを特徴とする前記記載の射出発泡成形体に関する。また、別の好ましい実施態様としては、前記射出発泡成形体が、平均気泡径が５００μｍ以下の発泡層と、該発泡層の少なくとも片側の表面に形成される厚みが１０μｍ以上１０００μｍ以下の非発泡層とを有し、発泡倍率が２倍以上１０倍以下、肉厚が３０ｍｍ以下であることを特徴とする前記記載の射出発泡成形体に関し、さらに別の好ましい実施態様としては、前記射出発泡成形体が、底面部と、底面部と一体的に形成された立壁部とからなる箱形状射出発泡成形体であることを特徴とする前記記載の射出発泡成形体に関する。

本発明の射出発泡成形体は、射出発泡成形性、軽量性、剛性および生産性に優れ、とくに箱形状射出発泡成形体においても十分な軽量性を有する。

以下、本発明の実施の形態を説明する。

本発明で使用する改質ポリプロピレン系樹脂は、メルトフローレートが１０ｇ／１０分以上５０ｇ／１０分未満、好ましくは１５ｇ／１０分以上４０ｇ／１０分以下であり、メルトテンションが２ｃＮ以上、好ましくは５ｃＮ以上で、かつ歪硬化性を示すものである。メルトフローレートが１０ｇ／１０分以上５０ｇ／１０分未満であると、流動性が良く表面平滑性に優れた射出発泡成形体が得られる。また、メルトテンションが２ｃＮ以上であると、２倍以上の均一微細気泡の射出発泡成形体が得られる。

メルトフローレートとは、ＡＳＴＭ Ｄ−１２３８に準拠し、２３０℃、２．１６ｋｇ荷重下で測定したものを言い、メルトテンションとは、メルトテンション測定用アタッチメントを付けたキャピログラフ（東洋精機製作所製）を使用して、２３０℃でφ１ｍｍ、長さ１０ｍｍの孔を有するダイスから、ピストン降下速度１０ｍｍ／分で降下させたストランドを１ｍ／分で引き取り、安定後に４０ｍ／分²で引き取り速度を増加させたとき、破断したときのロードセル付きプーリーの引き取り荷重を言う。

歪硬化性とは、溶融物の延伸歪みの増加に伴い粘度が上昇することとして定義され、通常は特開昭６２−１２１７０４号公報に記載の方法、すなわち市販のレオメーターにより測定した伸長粘度と時間の関係をプロットすることで判定することができる。また、例えばメルトテンション測定時の溶融ストランドの破断挙動からも歪硬化性を判定できる。すなわち、引き取り速度を増加させたときに急激にメルトテンションが増加し、切断に至るときは歪硬化性を示す場合である。改質ポリプロピレン系樹脂が歪硬化性を示し、メルトテンションが高い場合に発泡倍率が２倍以上の高発泡倍率の発泡成形体が得られ、射出成形時の溶融樹脂流動先端部で破泡しやすくなることによっておこるシルバーストリークが出にくくなる等の理由から表面平滑性に優れた発泡成形体が得られる。

このような改質ポリプロピレン系樹脂の製法としては、例えば線状ポリプロピレン系樹脂に放射線を照射するか、または線状ポリプロピレン系樹脂、ラジカル重合開始剤、共役ジエン化合物を溶融混合するなどの方法が挙げられる。これらの方法によって得られた改質ポリプロピレン系樹脂は、分岐構造あるいは高分子量成分を含有する。これらの中で、本発明においては、線状ポリプロピレン樹脂、ラジカル重合開始剤、共役ジエン化合物を溶融混合して得られる改質ポリプロピレン系樹脂が、高価な設備を必要としないことにより安価に製造できる点から好ましい。

この改質ポリプロピレン系樹脂の製造に用いられる原料のポリプロピレン系樹脂は、線状の分子構造を有している線状ポリプロピレン系樹脂であり、通常の重合方法、例えば担体に担持させた遷移金属化合物と有機金属化合物から得られる触媒系（例えばチーグラー・ナッタ触媒）の存在下の重合で得られる。具体的には、プロピレンの単独重合体、ブロック共重合体およびランダム共重合体であって、結晶性の重合体があげられる。プロピレンの共重合体としては、プロピレンを７５重量％以上含有しているものが、ポリプロピレン系樹脂の特徴である結晶性、剛性、耐薬品性などが保持されている点で好ましい。共重合可能なα−オレフィンは、エチレン、１−ブテン、イソブテン、１−ペンテン、３−メチル−１−ブテン、１−ヘキセン、４−メチル−１−ペンテン、３，４−ジメチル−１−ブテン、１−ヘプテン、３−メチル−１−ヘキセン、１−オクテン、１−デセンなどの炭素数２または４〜１２のα−オレフィン、シクロペンテン、ノルボルネン、テトラシクロ［６，２，１^1,8，１^3,6］−４−ドデセンなどの環状オレフィン、５−メチレン−２−ノルボルネン、５−エチリデン−２−ノルボルネン、１，４−ヘキサジエン、メチル−１，４−ヘキサジエン、７−メチル−１，６−オクタジエンなどのジエン、塩化ビニル、塩化ビニリデン、アクリロニトリル、酢酸ビニル、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、メタクリル酸メチル、無水マレイン酸、スチレン、メチルスチレン、ビニルトルエン、ジビニルベンゼンなどのビニル単量体などが挙げられる。これらのうち、エチレン、１−ブテンが耐寒脆性向上、安価等という点で好ましい。

これら単量体を重合させた線状プロピレン系樹脂としては、具体的には、プロピレンホモポリマー、プロピレン−エチレンランダムコポリマー、プロピレン−エチレンブロックコポリマー等挙げられるが、中でも、射出発泡成形体に耐衝撃性を付与しやすいという点から、プロピレン−エチレンブロックコポリマーを使用することが好ましい。

また使用する線状ポリプロピレン系樹脂は、メルトフローレートが３０ｇ／１０分以上１００ｇ／１０分以下であることが好ましい。当該範囲であると、メルトフローレートが１０ｇ／１０分以上５０ｇ／１０分未満の改質ポリプロピレン系樹脂が得やすい。

前記共役ジエン化合物としては例えばブタジエン、イソプレン、１，３−ヘプタジエン、２，３−ジメチルブタジエン、２，５−ジメチル−２，４−ヘキサジエンなどがあげられるが、これらを単独または組み合わせ使用してもよい。これらの中では、ブタジエン、イソプレンが安価で取り扱いやすく、反応が均一に進みやすい点からとくに好ましい。

前記共役ジエン化合物の添加量としては、線状ポリプロピレン系樹脂１００重量部に対して、０．０１重量部以上２０重量部以下が好ましく、０．０５重量部以上５重量部以下がさらに好ましい。０．０１重量部未満では改質の効果が得られにくい場合があり、また２０重量部を越える添加量においては効果が飽和してしまい、経済的でない場合がある。

前記共役ジエン化合物と共重合可能な単量体、たとえば塩化ビニル、塩化ビニリデン、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミド、メタクリルアミド、酢酸ビニル、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、アクリル酸金属塩、メタクリル酸金属塩、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸２−エチルヘキシル、アクリル酸ステアリルなどのアクリル酸エステル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸２−エチルヘキシル、メタクリル酸ステアリルなどのメタクリル酸エステルなどを併用してもよい。

ラジカル重合開始剤としては、一般に過酸化物、アゾ化合物などが挙げられるが、ポリプロピレン系樹脂や前記共役ジエン化合物からの水素引き抜き能を有するものが好ましく、一般にケトンパーオキサイド、パーオキシケタール、ハイドロパーオキサイド、ジアルキルパーオキサイド、ジアシルパーオキサイド、パーオキシジカーボネート、パーオキシエステルなどの有機過酸化物が挙げられる。これらのうち、とくに水素引き抜き能が高いものが好ましく、たとえば１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）シクロヘキサン、ｎ−ブチル４，４−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）バレレート、２，２−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）ブタンなどのパーオキシケタール、ジクミルパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、α，α’−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ−ｍ−イソプロピル）ベンゼン、ｔ−ブチルクミルパーオキサイド、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）−３−ヘキシンなどのジアルキルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイドなどのジアシルパーオキサイド、ｔ−ブチルパーオキシオクテート、ｔ−ブチルパーオキシイソブチレート、ｔ−ブチルパーオキシラウレート、ｔ−ブチルパーオキシ３，５，５−トリメチルヘキサノエート、ｔ−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ベンゾイルパーオキシ）ヘキサン、ｔ−ブチルパーオキシアセテート、ｔ−ブチルパーオキシベンゾエート、ジ−ｔ−ブチルパーオキシイソフタレートなどのパーオキシエステルなどの１種または２種以上が挙げられる。

ラジカル重合開始剤の添加量としては、線状ポリプロピレン系樹脂１００重量部に対して、０．０１重量部以上１０重量部以下が好ましく、０．１重量部以上５重量部以下がさらに好ましい。０．０１重量部未満では改質の効果が得られにくい場合があり、また１０重量部を越える添加量では、改質の効果が飽和してしまい経済的でない場合がある。

線状ポリプロピレン系樹脂、共役ジエン化合物、およびラジカル重合開始剤を反応させるための装置としては、ロール、コニーダー、バンバリーミキサー、ブラベンダー、単軸押出機、２軸押出機などの混練機、２軸表面更新機、２軸多円板装置などの横型撹拌機、ダブルヘリカルリボン撹拌機などの縦型撹拌機、などが挙げられる。これらのうち、混練機を使用することが好ましく、とくに押出機が生産性の点から好ましい。

線状ポリプロピレン系樹脂、共役ジエン化合物、およびラジカル重合開始剤を混合、混練（撹拌）する順序、方法にはとくに制限はない。線状ポリプロピレン系樹脂、共役ジエン化合物、およびラジカル重合開始剤を混合したのち溶融混練（撹拌）してもよいし、ポリプロピレン系樹脂を溶融混練（撹拌）したのち、共役ジエン化合物あるいはラジカル開始剤を同時にあるいは別々に、一括してあるいは分割して混合してもよい。混練（撹拌）機の温度は１３０〜３００℃が、線状ポリプロピレン系樹脂が溶融し、かつ熱分解しないという点で好ましい。またその時間は一般に１〜６０分が好ましい。

このようにして、本発明に用いる改質ポリプロピレン系樹脂を製造することができる。改質ポリプロピレン系樹脂の形状、大きさに制限はなく、ペレット状でもよい。

本発明で使用する射出発泡成形用ポリプロピレン系樹脂は、改質ポリプロピレン系樹脂と発泡剤を混合することで得ることが出来る。混合方法は特に限定はなく、公知の方法で行うことが出来、例えば、ペレット状の樹脂をブレンダー、ミキサー等を用いてドライブレンドする、溶融混合する、溶剤に溶解して混合する等の方法が挙げられる。本発明においてはドライブレンドした上で射出発泡成形に供する方法が、熱履歴が少なくて済み、メルトテンションの低下が少なくなる為、好ましい。

本発明で使用できる発泡剤は、化学発泡剤、物理発泡剤など射出発泡成形に通常使用できるものであればとくに制限はない。化学発泡剤は、前記樹脂と予め混合してから射出成形機に供給され、シリンダ内で分解して炭酸ガス等の気体を発生するものである。化学発泡剤としては、重炭酸ナトリウム、炭酸アンモニウム等の無機系化学発泡剤や、アゾジカルボンアミド、Ｎ，Ｎ’−ジニトロソペンタメチレンテトラミン等の有機系化学発泡剤があげられる。物理発泡剤は、成形機のシリンダ内の溶融樹脂にガス状または超臨界流体として注入され、分散または溶解されるもので、金型内に射出後、圧力開放されることによって発泡剤として機能する物である。物理発泡剤としては、プロパン、ブタン等の脂肪族炭化水素類、シクロブタン、シクロペンタン等の脂環式炭化水素類、クロロジフルオロメタン、ジクロロメタン等のハロゲン化炭化水素類、窒素、炭酸ガス、空気等の無機ガスがあげられる。これらは単独または２種以上混合して使用してよい。

これらの発泡剤の中では、通常の射出成形機が安全に使用でき、均一微細な気泡が得られやすいものとして、化学発泡剤としては無機系化学発泡剤、物理発泡剤としては窒素、炭酸ガス、空気等の無機ガスが好ましい。これらの発泡剤には、発泡成形体の気泡を安定的に均一微細にするために必要に応じて、例えばクエン酸のような有機酸等の発泡助剤やタルク、炭酸リチウムのような無機微粒子等の造核剤を添加してもよい。通常、上記無機系化学発泡剤は取扱性、貯蔵安定性、ポリプロピレン系樹脂への分散性の点から、１０〜５０重量％濃度のポリオレフィン系樹脂のマスターバッチとして使用されるのが好ましい。

上記発泡剤の使用量は、最終製品の発泡倍率と発泡剤の種類や成形時の樹脂温度によって適宜設定すればよい。例えば、通常無機系化学発泡剤の場合は、本発明のポリプロピレン系樹脂１００重量部に対して好ましくは、０．５重量部以上２０重量部以下、さらに好ましくは１重量部以上１０重量部以下の範囲で使用される。この範囲で使用することにより、経済的に発泡倍率が２倍以上、且つ均一微細気泡の発泡成形体が得られやすい。

さらに必要に応じて、本発明の効果を損なわない範囲で、酸化防止剤、金属不活性剤、燐系加工安定剤、紫外線吸収剤、紫外線安定剤、蛍光増白剤、金属石鹸、制酸吸着剤などの安定剤、架橋剤、連鎖移動剤、核剤、滑剤、可塑剤、充填材、強化材、顔料、染料、難燃剤、帯電防止剤などの添加剤を併用してもよい。必要に応じて用いられるこれらの添加剤は、本発明の効果を損なわない範囲で使用されるのはもちろんであるが、一般に本発明のポリプロピレン系樹脂組成物１００重量部に対して、好ましくは０．０１重量部以上１０重量部以下使用される。

次に射出発泡成形の方法について具体的に説明する。成形方法自体は公知の方法が適用でき、改質ポリプロピレン系樹脂のメルトフローレート、発泡剤の種類、成形機の種類あるいは金型の形状によって適宜成形条件を調整すればよい。通常、樹脂温度１７０〜２５０℃、金型温度１０〜１００℃、成形サイクル０．５〜３０分、射出速度１０〜３００ｍｍ／秒、射出圧１０〜２００ＭＰa等の条件で行われる。また、金型内で発泡させる方法としては種々有るが、なかでも固定型と任意の位置に前進および後退が可能な可動型とから構成される金型を使用し、射出完了後、可動型を後退させて発泡させる、いわゆるコアバック法（Ｍｏｖｉｎｇ Ｃａｖｉｔｙ法）が、表面に非発泡層が形成され、内部の発泡層が高発泡倍率で均一微細気泡になりやすく、軽量性、剛性に優れた発泡成形体が得られやすいことから好ましい。

このようにして得られる本発明の発泡成形体は、平均気泡径が好ましくは５００μｍ以下、更に好ましくは２５０μｍ以下の発泡層と、該発泡層の少なくとも片側の表面に形成される厚みが好ましくは１０μｍ以上１０００μｍ以下、更に好ましくは１００μｍ以上５００μｍ以下の非発泡層とを有する。発泡層の平均気泡径が５００μmを越える場合は優れた剛性が得られない場合がある。非発泡層の厚みが１０μｍ未満では剛性が低下する傾向があり、１０００μｍを越える場合は軽量性が得られにくい恐れがある。

また、本発明の発泡成形体の発泡倍率は、好ましくは２倍以上１０倍以下、更に好ましくは２．５倍以上６倍以下、肉厚は好ましくは３０ｍｍ以下、更に好ましくは２０ｍｍ以下である。発泡倍率が２倍未満では軽量性が得られにくい場合があり、１０倍を越える場合には剛性の低下が著しくなる傾向がある。発泡倍率は、射出発泡成形用ポリプロピレン系樹脂組成物に化学発泡剤を添加しない以外は発泡成形体と同条件で射出成形した非発泡成形体との比重の比から得られた値である。

さらに、本発明の発泡成形体の次式で示される軽量化率Ｌは、好ましくは２０％以上、さらに好ましくは２５％以上である。

ここで、Ｗ_Sは同じ剛性を有する非発泡射出成形体の重量、Ｗ_Eは前記発泡成形体の重量である。軽量化率が２０％未満の場合には本発明の特徴である大幅な軽量化が得られにくい。

以下に実施例によって本発明をより詳しく説明するが、本発明はこれらによって何ら制限されるものではない。

実施例および比較例において、各種の評価方法に用いられた試験法および判定基準は次の通りである。
（１）メルトフローレート：ＡＳＴＭ１２３８に準拠し、温度２３０℃、荷重２．１６ｋｇで測定した。

（２）メルトテンション：メルトテンション測定用アタッチメントを付けたキャピログラフ（東洋精機製作所製）を使用した。２３０℃でφ１ｍｍ、長さ１０ｍｍの孔を有するダイスから、ピストン降下速度１０ｍｍ／分で降下させたストランドを１ｍ／分で引き取り、安定後に４０ｍ／分²で引き取り速度を増加させたとき、破断したときのロードセル付きプーリーの引き取り荷重をメルトテンションとした。

（３）歪硬化性：上記メルトテンション測定時、引き取り速度を増加させたときに急激に引き取り荷重が増加し、破断に至った場合を「歪硬化性を示す」、そうでない場合を「歪硬化性を示さない」とした。

（４）生産性：複数の種類のポリプロピレン系樹脂を使用した場合、原料貯蔵タンクから成形機までの樹脂輸送時にホッパー内で樹脂が分級または偏析したり、成形機内で分散不良を引き起こす可能性があるとして×とした。一方、１種類の場合は、このような問題が無いため、○とした。

（５）射出発泡成形性：連続して２０ショット成形したときにショートショットになった個数（不良個数）を求めて、次の３段階で評価した。
不良個数が０個・・・・・・・○
不良個数が１〜２個・・・・・△
不良個数が３個以上・・・・・×

（６）表面平滑性：発泡成形体の表面凹凸の程度を次の３段階で評価した。
表面凹凸のほとんどないもの・・・○
表面凹凸が若干あるもの・・・・・△
表面凹凸が多いもの・・・・・・・×

（７）発泡倍率：発泡成形体の底面部から表面の非発泡層も含めた試片を切り出し、別途作製した肉厚３ｍｍの非発泡成形体（参考例）の底面部との比重の比から求めた。

（８）平均気泡径、非発泡層厚み：発泡成形体の底面部を厚み方向に切断した断面の顕微鏡写真より求めた。平均気泡径については任意に選んだ２０個の平均値とした。非発泡層は可動型側と固定型側の平均値とした。

（９）内部ボイド：発泡成形体の底面部を厚み方向に切断した断面を観察し、発泡層中の大きさ１ｍｍ以上のボイドの有無をしらべた。
内部ボイドがほとんどないもの・・・・・○
有るもの・・・・・・・・・・・・・・・×

（１０）剛性：ＪＩＳ−Ｋ６９１１に準拠して試片の長手方向が射出樹脂流れ方向に直角になるように、発泡成形体の底面部から５０ｍｍ巾に切り出した試片について測定した曲げ弾性率（Ｅ）と断面二次モーメント（Ｉ）から、次式を用いて曲げ剛性（Ｇ）を求めた。

ここで断面二次モーメント（Ｉ）は、試片の巾（ｂ）および厚み（ｈ）から次式で表される。

（１１）軽量化率：軽量化率を求める発泡成形体の重量をＷ_E、後述の参考例にしたがって作製した、発泡成形体と同じ剛性Ｇを有する非発泡射出成形体の重量をＷ_Sをとして、次式から軽量化率Ｌを計算した。

次に、実施例、比較例で使用したポリプロピレン系樹脂、発泡剤を以下に示す。

（Ａ）改質ポリプロピレン系樹脂
ＭＰ−１：線状ポリプロピレン系樹脂としてメルトフローレート４５ｇ／１０分のプロピレン−エチレンブロックコポリマー１００重量部と、ラジカル重合開始剤としてｔ−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート０．７重量部の混合物を、ホッパーから５０ｋｇ／時で４５ｍｍφ二軸押出機（Ｌ／Ｄ＝４０）に供給してシリンダ温度２００℃で溶融混練し、途中に設けた圧入部よりイソプレンモノマーを定量ポンプを用いて０．５ｋｇ／時の速度で供給し、ストランドを水冷、細断することにより得た改質ポリプロピレン系樹脂（メルトフローレート１６ｇ／１０分、メルトテンション６ｃＮ、歪硬化性を示す）
ＭＰ−２：線状ポリプロピレン系樹脂としてメルトフローレート１００ｇ／１０分のプロピレン−エチレンブロックコポリマー１００重量部と、ラジカル重合開始剤として２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン２重量部の混合物を、ホッパーから２０ｋｇ／時で供給し、イソプレンモノマーの供給量を０．６ｋｇ／時とした以外は、ＭＰ−１の場合と同様にして得た改質ポリプロピレン系樹脂（メルトフローレート２５ｇ／１０分、メルトテンション５ｃＮ、歪硬化性を示す）
ＭＰ−３：サンアロマー社製ＰＦ８１４（ホモタイプのポリプロピレン、メルトフローレート３ｇ／１０分、メルトテンション１０ｃＮ、歪硬化性有り）

（Ｂ）線状ポリプロピレン系樹脂
ＰＰ−１：プライムポリマー社製Ｊ７０８ＵＧ（メルトフローレート４５ｇ／１０分のプロピレン−エチレンブロックコポリマー、メルトテンション１ｃＮ、歪硬化性を示さない）
ＰＰ−２：サンアロマー社製ＰＭＤ８１Ｍ（メルトフローレート１００ｇ／１０分のプロピレン−エチレンブロックコポリマー、メルトテンション１ｃＮ、歪硬化性を示さない）

（Ｃ）発泡剤
ＢＡ−１：化学発泡剤マスターバッチ（永和化成社製ポリスレンＥＥ２７５、分解ガス量４０ｍｌ／ｇ）
ＢＡ−２：炭酸ガス（純度９９％以上）

（実施例１、２）
改質ポリプロピレン系樹脂、発泡剤を表１に示す組成比でドライブレンドし、射出発泡成形用ポリプロピレン系樹脂組成物を得た。

宇部興産機械（株）製「ＭＤ３５０Ｓ−ＩＩＩＤＰ型」（シャットオフノズル仕様）の射出成形機で、樹脂温度２００℃、背圧５ＭＰａで前記発泡剤を含む樹脂組成物を溶融混練した後、４０℃に設定された、φ２ｍｍのピンゲートを有し、固定型と前進および後退が可能な可動型とから構成される、縦３３０ｍｍ×横２３０ｍｍ×高さ１００ｍｍの箱形状のキャビティ（立壁部：傾斜１０度、クリアランス３ｍｍ、底面部：クリアランス１．５ｍｍ）を有する金型中に、射出速度１００ｍｍ／秒で射出充填した（射出工程）。射出充填完了直後に、底面部の金型キャビティクリアランス４．０ｍｍまで、型開速度５０ｍｍ／秒にて可動型を後退させて発泡させた（発泡工程）。さらに６０秒間冷却してから発泡成形体を取り出した（冷却工程）。このときの射出発泡成形性、得られた発泡成形体の特性を表２に示す。

本発明の改質ポリプロピレン系樹脂は、１種類の樹脂を使用するので複数のドライブレンドによる分級、偏析の問題が無く、生産性にすぐれる。また、流動性に優れていることから、射出充填時の金型キャビティクリアランスが１．５ｍｍにおいても、連続成形時のショートショットが起こりにくく、射出発泡成形性が良好である。また、得られた箱形状の発泡成形体は、表面凹凸がほとんどなく表面平滑性に優れたものであり、発泡倍率が２倍を超え、高発泡倍率のものである。発泡成形体の重量は３００ｇであった。箱形状の発泡成形体にもかかわらず、同等の剛性を有する非発泡成形体（参考例１、２）に対して、２５％の軽量化率を達成した。

（参考例１）
実施例１において、改質ポリプロピレン系樹脂ＭＰ−１の代わりに線状ポリプロピレン系樹脂ＰＰ−１を使用し、発泡剤を使用せず射出充填し、発泡工程を省略して、６０秒間冷却した後に非発泡成形体を取り出した。このとき、初期の金型底面部のクリアランスは３ｍｍとした。得られた発泡成形体の底面部の剛性は０．１６Ｎ・ｍ²、重量は４００ｇであった。

（参考例２）
実施例２において、改質ポリプロピレン系樹脂ＭＰ−２の代りに線状ポリプロピレン系樹脂ＰＰ−２を使用し、発泡剤を使用せず射出充填し、発泡工程を省略して、６０秒間冷却した後に非発泡成形体を取り出した。このとき、初期の金型底面部のクリアランスは３ｍｍとした。得られた発泡成形体の底面部の剛性は０．１５Ｎ・ｍ²、重量は４００ｇであった。

（比較例１）
改質ポリプロピレン系樹脂としてＭＰ−３を使用する以外は、実施例１と同様にして実施した。結果を表２に示す。射出発泡成形性が悪く、ショートショットが２０ショット中６ショットもあった。

（比較例２）
改質ポリプロピレン系樹脂としてＭＰ−３を３０％、線状ポリプロピレン系樹脂としてＰＰ−１を７０％ドライブレンドして使用する以外は、実施例１と同様にして実施した。結果を表２に示す。複数の樹脂をドライブレンドして使用するので、成形中に分級や偏析がおこる可能性があり、生産性に問題がある。

（比較例３）
改質ポリプロピレン系樹脂の代わりに、線状ポリプロピレン系樹脂としてＰＰ−１を使用する以外は、実施例１と同様にして実施した。結果を表２に示す。成形体発泡層内部にボイドが多数発生し、表面平滑性が悪く、まともな発泡成形体が得られなかった。

（実施例３）
改質ポリプロピレン系樹脂としてＭＰ−１に、発泡造核剤として前記化学発泡剤ＢＡ−１を０．７５部ドライブレンドし、射出発泡成形用ポリプロピレン系樹脂混合物を得た。

実施例１で使用した射出成形機をベントタイプ仕様に変え、さらに旭エンジニアリング（株）製「炭酸ガス供給装置ＭＡＣ−１００」を用いて、発泡剤として炭酸ガスを圧力一定で供給できるようにした。溶融樹脂に対する炭酸ガス溶解量は、表３に示すように炭酸ガス供給圧力で制御した。その他の成形条件は実施例１と同様にした。

このときの射出発泡成形性、得られた発泡体特性を表４に示す。本発明のポリプロピレン系樹脂は、１種類の樹脂を使用するので複数のドライブレンドによる分級、偏析の問題が無く、生産性にすぐれる。また、流動性に優れていることから連続成形時のショートショットが起こりにくく、射出発泡成形性が良好である。また、このような成形方法によって得られた箱形状の発泡成形体は、表面凹凸がほとんどなく表面平滑性に優れたものであり、発泡倍率が２倍を超え、高発泡倍率のものである。気泡が微細で非発泡層（スキン層）を有しており、成形体内部のボイドもほとんどなかった。箱形状の発泡成形体にもかかわらず、同等の剛性を有する非発泡成形体に対して、２５％の軽量化率を達成した。

（比較例４）
改質ポリプロピレン系樹脂としてＭＰ−３を３０％、線状ポリプロピレン系樹脂としてＰＰ−１を７０％ドライブレンドして使用する以外は、実施例３と同様にして実施した。結果を表４に示す。複数の樹脂をドライブレンドして使用するので、成形中に分級や偏析がおこる可能性があり、生産性に問題がある。

本発明の射出発泡成形体は、射出発泡成形性、軽量性、剛性および生産性に優れ、とくに箱形状射出発泡成形体において十分な軽量性を有する。したがって、ラゲージボックス、コンソールボックス、ツールボックス等の自動車内装材をはじめ、建材、食品包装用容器、家電ハウジング、日用雑貨品のボックス類等に広く使用できる。

Claims (5)

1. メルトフローレートが１０ｇ／１０分以上５０ｇ／１０分未満、メルトテンションが２ｃＮ以上で、かつ歪硬化性を示す改質ポリプロピレン系樹脂、および発泡剤を射出成形機へ供給し、次いで金型内に射出して発泡成形することを特徴とする射出発泡成形体。
2. 前記改質ポリプロピレン系樹脂が、線状ポリプロピレン系樹脂、ラジカル重合開始剤、共役ジエン化合物を溶融混練して得られたものであることを特徴とする請求項１記載の射出発泡成形体。
3. 前記線状ポリプロピレン系樹脂が、プロピレン−エチレンブロックコポリマーであることを特徴とする請求項１、２の何れかに記載の射出発泡成形体。
4. 前記射出発泡成形体が、平均気泡径が５００μｍ以下の発泡層と、該発泡層の少なくとも片側の表面に形成される厚みが１０μｍ以上１０００μｍ以下の非発泡層とを有し、発泡倍率が２倍以上１０倍以下、肉厚が３０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の射出発泡成形体。
5. 前記射出発泡成形体が、底面部と、底面部と一体的に形成された立壁部とからなる箱形状射出発泡成形体であることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の射出発泡成形体。