JP2012136663A - 発泡成形体の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】化学発泡剤と着色材とを含むマスターバッチを、基材樹脂と混合することにより、発泡成形体を製造する。
【選択図】なし
Description
本発明に係る発泡成形体の製造方法は、化学発泡剤と着色材とを含むマスターバッチを、基材樹脂と混合することにより、発泡成形体を製造することを特徴とする。
なお、「マスターバッチ」とは、発泡剤や着色剤などの添加物を樹脂(ベースレジン)と混合してペレット状にしたものをいう。
本実施形態においては、主発泡剤には重曹を、発泡助剤にはクエン酸を使用する。
重曹及びクエン酸は、それぞれ、ベースレジンと混合し、ペレット状に成形して用いる(マスターバッチ化する)。このように、マスターバッチ化することで、基材樹脂のペレットと混合したときに混ざりむらが発生しにくく、押出機内への供給量も安定する。
重曹及びクエン酸の粉末の状態(マスターバッチ化する前の状態)での粒径は特に限定しないが、取扱いと分散性の観点から重曹は平均30μm以上200μm以下、クエン酸は1μm以上50μm以下であることが好ましい。
発泡体はセル(空孔)を有するため、非発泡体と比較すると発泡体は単位体積あたりの樹脂量が少ない。染料はそれ自体が溶解し樹脂に混ざることで着色するが、顔料は固体のまま分散し着色を行う。そのため染料では着色のバラツキが発生しやすく、濃色の表現が難しい。
ここで、マスターバッチを作製する際、ベースレジンに混合できる添加物の量には限りがある。そのため、仮に、着色剤を重曹マスターバッチに混合させた場合、着色剤を混合した分だけ、重曹マスターバッチ内に混合できる重曹の量は減ることになる。この場合、発泡成形に必要とする重曹マスターバッチの個数は増えてしまい、発泡成形に必要とするクエン酸マスターバッチの個数との差が大きく開いてしまう。
一方、クエン酸マスターバッチに着色材を混ぜた場合は、クエン酸マスターバッチ内のクエン酸濃度を小さくできるので、発泡成形時に必要とする重曹マスターバッチの個数と、クエン酸マスターバッチの個数と、を近づけることができる。これにより、酸塩基反応を効率良く発生させることができる。
一方、クエン酸は、重曹に比べて、温度を上げてもガスが放出されにくい。そのため、クエン酸マスターバッチを作製する場合は、重曹マスターバッチを作製する場合に比べて、基材樹脂と高温で混錬することができ、混錬時の押出負荷は小さい。そのため、着色剤を混合することで、多少押出負荷が増加しても影響は少ない。
発泡成形品に求められる見掛け密度が小さい程単位重量あたりの体積が大きくなるため、着色性を維持するためには多量のカーボンブラックを必要とする。
MT値が小さい樹脂は溶融樹脂内でのセルの破壊、すなわち、破泡が発生しやすくなり、パリソンを十分に発泡させることが困難である他、金型内にて附形する際に樹脂が伸び難く形状を転写することが困難になる。また、樹脂の流動性が低い樹脂は、発泡剤や発泡助剤の混ざりが悪いため不均質な気泡成長を促すおそれがある。
マスターバッチの作製方法は、作製装置(二軸混練機)を示す図2を参照して説明する。マスターバッチのベースレジンは樹脂供給用ホッパ1に投入され、外部のモータより動力を得る樹脂供給用ホッパ内フィーダ2によりシュータ部5に輸送される。発泡剤重曹、発泡助剤クエン酸、着色剤カーボンブラックの粉末は粉体用ホッパ3に投入され、外部のモータより動力を得る粉体用ホッパ内フィーダ4によりシュータ部5に輸送される。シュータ部5でブレンドされた発泡剤もしくは着色発泡助剤の原料は二軸スクリュ混練機シリンダ6に送られ、シリンダ内のスクリュにて樹脂の混練及び輸送が行われる。シリンダ内で混練された樹脂はダイス7よりシリンダ外へ押出され、ストランド8を形成する。ストランド8は、水槽9内のストランドガイド用ローラー10を経てペレタイザ11へ誘導され、該ペレタイザ11内部の刃でストランド8を切断しマスターバッチペレット12を得る。
なお、実施例1〜4における、マスターバッチ内のカーボンブラックと、クエン酸の濃度は、表2に示す通りである。また、使用したクエン酸粉末は、最小粒子径1.53μm・最大粒子径38.8μm・平均粒子径7.1μmである。また、カーボンブラックの平均粒子径は30nmである。
φ25mm押出機を用いて実施例1〜4及び比較例1に示す黒色発泡シートを得、それぞれのシートについて見かけ密度とLab法による色差を測定した。なお自重によるシート内部の気泡形状変化を極力防ぐため押出シートの長さは280mmとし、端部より130mmの位置から20mmの試験片を切出し、測定を行った。それぞれN=9として測定した結果を表2に示す。
BOREALIS社製のHMS-PPであるDaployWB140と日本ポリプロ社製のPPであるノバテックFB3312を70/30の比率でドライブレンドした基材樹脂100重量部に対し、重曹濃度40.0wt%の発泡剤マスターバッチを2.57部、カーボンブラック濃度14.0wt%、クエン酸濃度6.0wt%の着色発泡助剤マスターバッチを2.86部添加し押出した結果、平均見かけ密度が0.393g/cm3、平均色差L値が20.27のシートを得た。
BOREALIS社製のHMS-PPであるDaployWB140と日本ポリプロ社製のPPであるノバテックFB3312を70/30の比率でドライブレンドした基材樹脂100重量部に対し、重曹濃度40.0wt%の発泡剤マスターバッチを2.57部、カーボンブラック濃度24.4wt%、クエン酸濃度15.7wt%の着色発泡助剤マスターバッチを1.64部添加し押出した結果、平均見かけ密度が0.424g/cm3、平均色差L値が20.10のシートを得た。
BOREALIS社製のHMS-PPであるDaployWB140と日本ポリプロ社製のPPであるノバテックFB3312を70/30の比率でドライブレンドした基材樹脂100重量部に対し、重曹濃度40.0wt%の発泡剤マスターバッチを2.57部、カーボンブラック濃度28.0wt%、クエン酸濃度12.0wt%の着色発泡助剤マスターバッチを1.43部添加し押出した結果、平均見かけ密度が0.400g/cm3、平均色差L値が20.41のシートを得た。
BOREALIS社製のHMS-PPであるDaployWB140と日本ポリプロ社製のPPであるノバテックFB3312を70/30の比率でドライブレンドした基材樹脂100重量部に対し、重曹濃度40.0wt%の発泡剤マスターバッチを2.57部、カーボンブラック濃度30.3wt%、クエン酸濃度9.7wt%の着色発泡助剤マスターバッチを1.32部添加し押出した結果、平均見かけ密度が0.398g/cm3、平均色差L値が20.78のシートを得た。
BOREALIS社製のHMS-PPであるDaployWB140と日本ポリプロ社製のPPであるノバテックFB3312を70/30の比率でドライブレンドした樹脂100重量部に対し、重曹濃度40.0wt%の発泡剤マスターバッチを2.57部、クエン酸濃度40.0wt%の発泡助剤マスターバッチを0.43部、カーボンブラック濃度40.0wt%の着色マスターバッチを1部添加し押出した結果、平均見かけ密度が0.419g/cm3、平均色差L値が19.99のシートを得た。
BOREALIS社製のHMS-PPであるDaployWB140と日本ポリプロ社製のPPであるノバテックFB3312を70/30の比率でドライブレンドした樹脂100重量部に対し、重曹濃度40.0wt%の発泡剤マスターバッチを2.57部、クエン酸濃度40.0wt%の発泡助剤マスターバッチを0.32部、カーボンブラック濃度40.0wt%の着色マスターバッチを1部添加し押出した結果、平均見かけ密度が0.411g/cm3、平均色差L値が19.87のシートを得た。
(実施例5)
東ソー社製のHMS-PEである08S55Aと住友ポリエチレン社製のLDPEであるG201Fを87/13の比率でドライブレンドした樹脂100重量部に対し、実施例3と同様重曹濃度40.0wt%の主発泡剤マスターバッチを2.57部、カーボンブラック濃度、28.0%クエン酸濃度12.0wt%の着色発泡助剤マスターバッチを1.43部添加しブロー成形を行った結果、平均見かけ密度が0.438g/cm3、平均L値が31.02、平均気泡径241μmを有する発泡ダクトを得た。
実施例5と同一の基材樹脂100重量部に対し、比較例1と同様重曹濃度40.0wt%の主発泡剤マスターバッチを2.57部、クエン酸濃度40.0wt%の発泡助剤マスターバッチを0.43部、カーボンブラック濃度40.0wt%の着色マスターバッチを1部添加しブロー成形を行った結果、平均見かけ密度が0.438 g/cm3、平均L値が31.07、平均気泡径267μmを有するダクトを得た。本ダクトは樹脂温度やパリソン肉厚、ブローエアー吹込時間等の成形条件を実施例5と同値とし成形したものである。
φ25mm押出機により、BOREALIS社製のHMS-PPであるDaployWB140と日本ポリプロ社製のPPであるノバテックFB3312を70/30の比率でドライブレンドした樹脂100重量部に対し、重曹濃度40.0wt%の発泡剤マスターバッチとクエン酸濃度40.0wt%の発泡助剤マスターバッチを総じて3.5部添加したものを原料としてシートを作成した。発泡剤マスターバッチと発泡助剤マスターバッチの配合比率は、クエン酸の重量1に対して重曹の重量が2〜9となるように変更し、それぞれのシートについて見かけ密度とTD方向断面の気泡径測定を行った。図1に結果を示す。なお自重によるシート内部の気泡形状変化を極力防ぐため押出シートの長さは280mmとし、試験片は端部より130mmの位置から20mmを切出したものとした。
また、クエン酸(発泡助剤)の重量1に対して、重曹(主発泡剤)の重量が2以下になると、成形品の発泡倍率が上がり難くなる。そのため、重曹の重量は、2を超えることが望ましい。なお、クエン酸の重量1に対する重曹の重量が4を越える場合は、発泡倍率をより高くすることができる。したがって、高い発泡倍率で、微細な気泡形状の発泡体を得るためには、クエン酸の重量1に対し重曹の重量は2を超え、8未満の範囲が好ましい。
2 樹脂供給用ホッパ内フィーダ
3 粉体用ホッパ
4 粉体用ホッパ内フィーダ
5 シュータ部
6 二軸スクリュ混練機シリンダ
7 ダイス
8 ストランド
9 水槽
10 ストランドガイド用ローラー
11 ペレタイザ
12 マスターバッチペレット
Claims (3)
- 化学発泡剤と着色材とを含むマスターバッチを、基材樹脂と混合することにより、発泡成形体を製造する発泡成形体の製造方法。
- 前記化学発泡剤は、主発泡剤と、当該主発泡剤と反応して当該主発泡剤を発泡させる発泡助剤と、で構成され、
(A)前記主発泡剤と、(B)ベースレジンに前記発泡助剤と前記着色材とを混合させた前記マスターバッチと、(C)前記基材樹脂と、を混合することにより、前記主発泡剤を発泡させて前記基材樹脂を発泡成形体とする請求項1に記載の発泡成形体の製造方法。 - 前記発泡助剤としてのクエン酸の重量1に対して、前記主発泡剤としての重曹の重量が2を超え8未満となるように、前記主発泡剤と前記マスターバッチとを混合することを特徴とする請求項2に記載の発泡成形体の製造方法。
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