JP2016155959A - シード重合用種粒子、複合樹脂粒子、発泡性粒子、発泡粒子及び複合樹脂発泡成形体 - Google Patents

シード重合用種粒子、複合樹脂粒子、発泡性粒子、発泡粒子及び複合樹脂発泡成形体 Download PDF

Info

Publication number
JP2016155959A
JP2016155959A JP2015035676A JP2015035676A JP2016155959A JP 2016155959 A JP2016155959 A JP 2016155959A JP 2015035676 A JP2015035676 A JP 2015035676A JP 2015035676 A JP2015035676 A JP 2015035676A JP 2016155959 A JP2016155959 A JP 2016155959A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
resin
particles
seed
composite resin
particle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2015035676A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6322148B2 (ja
Inventor
皓樹 大脇
Koki Owaki
皓樹 大脇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sekisui Kasei Co Ltd
Original Assignee
Sekisui Plastics Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sekisui Plastics Co Ltd filed Critical Sekisui Plastics Co Ltd
Priority to JP2015035676A priority Critical patent/JP6322148B2/ja
Publication of JP2016155959A publication Critical patent/JP2016155959A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6322148B2 publication Critical patent/JP6322148B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)

Abstract

【課題】良好な成形性を維持しつつ、従来の発泡成形体よりも更に優れた耐熱性を有する複合樹脂発泡成形体を与え得る重合体粒子、発泡性粒子及び発泡粒子を、シード重合法で製造するためのシード重合用種粒子、それから得られる重合体粒子、発泡性粒子、発泡粒子及び複合樹脂発泡成形体を提供することを課題とする。
【解決手段】ポリプロピレン系樹脂及びポリスチレン系樹脂に加え、ポリカーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂及びポリフェニレンエーテル系樹脂から選択される少なくとも1種の改質樹脂成分を含む複合樹脂発泡成形体であり、前記複合樹脂発泡成形体の内部の赤外線吸収スペクトルから得られるポリスチレン系樹脂由来の698cm-1の吸光度(D698)とポリプロピレン系樹脂由来の1376cm-1の吸光度(D1376)との吸光度比(D698/D1376)が、前記複合樹脂発泡成形体の表皮面の赤外線吸収スペクトルから得られる吸光度比(D698/D1376)に対して2〜30倍であることを特徴とする複合樹脂発泡成形体により、上記の課題を解決する。
【選択図】なし

Description

本発明は、シード重合用種粒子、複合樹脂粒子、発泡性粒子、発泡粒子及び複合樹脂発泡成形体に関する。さらに詳しくは、本発明は、良好な成形性を維持しつつ優れた耐熱性を有する複合樹脂発泡成形体を与え得る複合樹脂粒子、発泡性粒子及び発泡粒子をシード重合法で製造するためのシード重合用種粒子、それから得られる複合樹脂粒子、発泡性粒子、発泡粒子及び複合樹脂発泡成形体に関する。
ポリスチレン系樹脂からなる発泡成形体は、優れた緩衝性及び断熱性を有しかつ成形が容易であることから、包装材や断熱材として多用されている。しかしながら、耐衝撃性や柔軟性が不十分であるため、割れや欠けが発生し易く、例えば精密機器製品の包装等には適していない。
一方、ポリオレフィン系樹脂からなる発泡成形体は、耐衝撃性や柔軟性に優れているが、その成形時に大掛かりな設備を必要とする。また、樹脂の性質上、予備発泡粒子の形態で原料メーカーから成形加工メーカーに輸送しなければならない。そのため、嵩高い予備発泡粒子を輸送することになり、製造コストが上昇するという問題がある。
そこで、上記2つの異なる樹脂の特長を併せもつ、様々なポリスチレン系複合樹脂粒子及びそれらを用いた複合樹脂発泡成形体が提案されている。
例えば、特許第4718597号(特許文献1)には、特定条件下でのシード重合法で得られ、融点140℃〜145℃のポリプロピレン系樹脂とポリスチレン系樹脂とを有し、ポリプロピレン系樹脂100質量部に対して、ポリスチレン系樹脂を30質量部以上600質量部未満含有し、かつポリプロピレン系樹脂中に、粒子長径が5μm以下のポリスチレン系樹脂粒子が分散された状態で存在している海島構造を有するスチレン改質ポリプロピレン系樹脂粒子、それに発泡剤が含浸された発泡性スチレン改質ポリプロピレン系樹脂粒子、それを予備発泡させたスチレン改質ポリプロピレン系樹脂発泡粒子、及びそれを型内に充填し発泡成形させた、特定の密度を有するスチレン改質ポリプロピレン系樹脂発泡成形体が開示されている。
特許文献1は、ポリスチレン系樹脂からなる発泡成形体とポリプロピレン系樹脂からなる発泡成形体の双方の欠点を改善して、機械特性や耐薬品性などに優れたスチレン改質ポリプロピレン系樹脂発泡成形体を提供することを目的とし、この目的を上記の構成により達成したとしている。
特許第4718597号公報
特許文献1の発泡成形体は、ポリスチレン系樹脂からなる発泡成形体の耐薬品性や耐衝撃性の課題及びポリプロピレン系樹脂からなる発泡成形体の成形性の課題を改善し、温度90℃、22時間という条件下における高い耐熱性を有している。
しかしながら、高温環境で用いられる発泡成形体、特に自動車部材においては、近年、更に過酷な条件(高温・長時間)下での耐熱性が要求されている。
そこで、本発明は、良好な成形性を維持しつつ、従来の発泡成形体よりも更に優れた耐熱性を有する複合樹脂発泡成形体を与え得る重合体粒子、発泡性粒子及び発泡粒子を、シード重合法で製造するためのシード重合用種粒子、それから得られる重合体粒子、発泡性粒子、発泡粒子及び複合樹脂発泡成形体を提供することを課題とする。
本発明の発明者は、上記の課題を解決するために鋭意検討の結果、シード重合に用いるポリプロピレン系樹脂を、ポリカーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂及びポリフェニレンエーテル系樹脂などのエンプラで改質することで耐熱性の向上効果があること、これらの中でも、特にポリアミド系樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂の効果が高く、少量添加でも効果があることを見出し、本発明を完成するに至った。
ポリプロピレン系樹脂のようなポリオレフィン系樹脂とポリスチレン系樹脂との複合樹脂に関する先行技術、上記のようなエンプラを改質樹脂とする先行技術は散見されるが、本発明のようなエンプラで改質したポリオレフィン系樹脂からなるシード重合用種粒子及びそれを用いてシード重合に付した複合樹脂粒子に関する先行技術はない。
かくして、本発明によれば、ポリプロピレン系樹脂及びポリスチレン系樹脂に加え、ポリカーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂及びポリフェニレンエーテル系樹脂から選択される少なくとも1種の改質樹脂成分を含む複合樹脂発泡成形体(以下、単に「発泡成形体」ともいう)であり、
前記複合樹脂発泡成形体の内部の赤外線吸収スペクトルから得られるポリスチレン系樹脂由来の698cm-1の吸光度(D698)とポリプロピレン系樹脂由来の1376cm-1の吸光度(D1376)との吸光度比(D698/D1376)が、前記複合樹脂発泡成形体の表皮面の赤外線吸収スペクトルから得られる吸光度比(D698/D1376)に対して2〜30倍であることを特徴とする複合樹脂発泡成形体が提供される。
また、本発明によれば、上記の複合樹脂発泡成形体を発泡成形して得るための複合樹脂粒子を得るためのシード重合用種粒子であり、
前記シード重合用種粒子が、ポリプロピレン系樹脂と、ポリカーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂及びポリフェニレンエーテル系樹脂から選択される少なくとも1種の改質樹脂成分とを、質量比99/1〜80/20で含むことを特徴とするシード重合用種粒子が提供される。
さらに、本発明によれば、上記のシード重合用種粒子と、スチレン系単量体とをシード重合法に付して得られた複合樹脂粒子が提供される。
さらにまた、本発明によれば、上記の複合樹脂粒子に発泡剤を含浸させて得られた発泡性粒子が提供される。
また、本発明によれば、上記の発泡性粒子を予備発泡させて得られた発泡粒子が提供される。
本発明によれば、良好な成形性を維持しつつ、従来の発泡成形体よりも更に優れた耐熱性を有する複合樹脂発泡成形体を与え得る重合体粒子、発泡性粒子及び発泡粒子を、シード重合法で製造するためのシード重合用種粒子、それから得られる重合体粒子、発泡性粒子、発泡粒子及び複合樹脂発泡成形体を提供することができる。
本発明の複合樹脂発泡成形体は、
(1)ポリプロピレン系樹脂と改質樹脂成分とを質量比99/1〜80/20で含むシード重合用種粒子と、スチレン系単量体とをシード重合法に付して得られた複合樹脂粒子を発泡成形させて得られた発泡成形体である
(2)ポリプロピレン系樹脂が125〜165℃の融点を有し、かつポリカーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂及びポリフェニレンエーテル系樹脂が145〜180℃のガラス転移点もしくは190℃〜240℃の融点を有する、及び
(3)改質樹脂成分が、ポリアミド系樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂又はそれらの組み合せである
の少なくとも1つの条件を満足する場合に、上記の優れた効果をさらに発揮する。
また、本発明のシード重合用種粒子は、ポリプロピレン系樹脂が125〜165℃の融点を有し、かつポリカーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂及びポリフェニレンエーテル系樹脂が145〜180℃のガラス転移点もしくは190℃〜240℃の融点を有する場合に、上記の優れた効果をさらに発揮する。
発泡成形体の吸光度比の測定方法を説明するための模式図である。
本発明は、良好な成形性を維持しつつ優れた耐熱性を有する発泡成形体を与え得る複合樹脂粒子、発泡性粒子及び発泡粒子をシード重合法で製造するためのシード重合用種粒子、それから得られる複合樹脂粒子、発泡性粒子、発泡粒子及び発泡成形体に関し、以下、この順に説明する。
(1)シード重合用種粒子
本発明のシード重合用種粒子(以下「種粒子」ともいう)は、ポリプロピレン系樹脂と、ポリカーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂及びポリフェニレンエーテル系樹脂から選択される少なくとも1種の改質樹脂成分とを、質量比99/1〜80/20で含むことを特徴とする。
本発明のシード重合用種粒子は、後述する発泡成形体を発泡成形して得るための複合樹脂粒子を得るためのシード重合用種粒子として好ましい。
[ポリプロピレン系樹脂:PP]
本発明で用いられるポリプロピレン系樹脂としては、公知の重合方法で得られた樹脂が挙げられ、それは架橋されていてもよく、耐衝撃性の観点で、ポリエチレン樹脂及びエチレンアクリル共重合樹脂から選択される成分を含んでいてもよい。例えば、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などが挙げられ、具体的には、実施例において用いているような市販品が挙げられる。
本発明では、上記のようなポリプロピレン系樹脂の1種を単独で又は2種以上を組み合せて用いることができる。
[改質樹脂成分]
(ポリカーボネート系樹脂:PC)
本発明で用いられるポリカーボネート系樹脂としては、公知の重合方法、すなわち種々のジヒドロキシジアリール化合物とホスゲンとを反応させるホスゲン法、又はジヒドロキシジアリール化合物とジフェニルカーボネートなどの炭酸エステルとを反応させるエステル交換法で得られた樹脂が挙げられる。
ポリカーボネート系樹脂は、高融点である上に、耐熱性、耐候性及び耐酸性に優れている点において、分子鎖にジフェニルアルカンを有する芳香族系のポリカーボネート系樹脂が好ましい。
本発明で用いられるポリカーボネート系樹脂としては、例えば、2,2−ビス(4−オキシフェニル)プロパン(別名ビスフェノールA)、2,2−ビス(4−オキシフェニル)ブタン、1,1−ビス(4−オキシフェニル)シクロヘキサン、1,1−ビス(4−オキシフェニル)イソブタン、1,1−ビス(4−オキシフェニル)エタン等のビスフェノールから誘導されるポリカーボネート系樹脂が挙げられ、具体的には、実施例において用いているような市販品が挙げられる。
本発明では、上記のようなポリカーボネート系樹脂の1種を単独で又は2種以上を組み合せて用いることができる。
(ポリアミド系樹脂:PA)
本発明で用いられるポリアミド系樹脂としては、公知の重合方法で得られた樹脂が挙げられ、その製造の際のラクタムの炭素数、アミノカルボン酸の炭素数、ジアミン及びジカルボン酸の炭素数によって、ナイロン6、ナイロン6,6などと呼ばれる。例えば、ナイロン6は、ε−カプロラクタムの開環重合によって得られたポリアミド系樹脂であり、ナイロン6,6はヘキサメチレンジアミンとアジピン酸との重縮合によって得られたポリアミド系樹脂である。
本発明で用いられるポリアミド系樹脂としては、例えば、ナイロン6、ナイロン6,6、ナイロン10、ナイロン11、ナイロン12、ナイロン6,12、ナイロン12,12、ナイロン4,6などが挙げられ、具体的には、実施例において用いているような市販品が挙げられる。
本発明では、上記のようなポリアミド系樹脂の1種を単独で又は2種以上を組み合せて用いることができる。
(ポリフェニレンエーテル系樹脂:PPE)
本発明で用いられるポリフェニレンエーテル系樹脂としては、公知の重合方法、例えば2,6−キシレノールの酸化カップリング反応で得られた樹脂が挙げられる。
本発明で用いられるポリフェニレンエーテル系樹脂としては、例えば、ポリ(2,6−ジメチルフェニレン−1,4−エーテル)、ポリ(2,6−ジエチルフェニレン−1,4−エーテル)、ポリ(2,6−ジクロルフェニレン−1,4−エーテル)などが挙げられ、具体的には、実施例において用いているような市販品が挙げられる。
本発明では、上記のようなポリフェニレンエーテル系樹脂の1種を単独で又は2種以上を組み合せて用いることができる。
上記の改質樹脂成分のうち、種粒子、複合樹脂粒子、発泡性粒子、発泡粒子を経て製造された発泡成形体の耐熱性向上効果の点で、ポリアミド系樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂及びそれらの組み合せが特に好ましい。
[ポリプロピレン系樹脂の融点:mp]
本発明で用いられるポリプロピレン系樹脂は、125〜165℃の融点を有するのが好ましい。
融点の測定は、示差走査熱量計(DSC)の分析により、その詳細については実施例で説明する。
ポリプロピレン系樹脂の融点が125℃未満では、発泡成形体の耐熱性が不足することがある。一方、ポリプロピレン系樹脂の融点が165℃を超えると、発泡性複合樹脂粒子の発泡力が低くなり、低密度な発泡成形体を製造できなくなり軽量化効果を十分に発揮できないことがある。
ポリプロピレン系樹脂の融点は、例えば、125℃、126℃、127℃、128℃、129℃、130℃、131℃、132℃、133℃、134℃、135℃、136℃、137℃、138℃、139℃、140℃、141℃、142℃、143℃、144℃、145℃、146℃、147℃、148℃、149℃、150℃、151℃、152℃、153℃、154℃、155℃、156℃、157℃、158℃、159℃、160℃、161℃、162℃、163℃、164℃、165℃である。
より好ましいポリプロピレン系樹脂の融点は、130〜145℃である。
[改質樹脂成分のガラス転移点:Tg及び融点:Tm]
本発明で用いられる改質樹脂成分の樹脂は、145〜180℃のガラス転移点もしくは190〜240℃の融点を有するのが好ましい。
ガラス転移点及び融点の測定は、示差走査熱量計(DSC)の分析により、その詳細については実施例で説明する。
改質樹脂成分のガラス転移点が145℃未満であり更に融点が190℃未満もしくは観測されない樹脂では、ポリプロピレン系樹脂の改質による耐熱性向上効果が十分に発揮されないことがある。また、ガラス転移点が145℃未満であり、融点が240℃を超える樹脂では、改質樹脂の結晶化の進行により発泡成形性が著しく低下することがある、一方、改質樹脂成分のガラス転移点が180℃を超えかつ融点が240℃を超えるもしくは観測されない樹脂では、耐熱性が高くなり過ぎてしまい、発泡成形時に非常に高圧の蒸気が必要となり生産性が低下することがある。
改質樹脂成分のガラス転移点は、例えば、145℃、146℃、147℃、148℃、149℃、150℃、151℃、152℃、153℃、154℃、155℃、156℃、157℃、158℃、159℃、160℃、161℃、162℃、163℃、164℃、165℃、166℃、167℃、168℃、169℃、170℃、171℃、172℃、173℃、174℃、175℃、176℃、177℃、178℃、179℃、180℃である。
より好ましい改質樹脂成分のガラス転移点は、150〜175℃である。
改質樹脂成分の融点は、例えば、190℃、191℃、192℃、193℃、194℃、195℃、196℃、197℃、198℃、199℃、200℃、201℃、202℃、203℃、204℃、205℃、206℃、207℃、208℃、209℃、210℃、211℃、212℃、213℃、214℃、215℃、216℃、217℃、218℃、219℃、220℃、221℃、222℃、223℃、224℃、225℃、226℃、227℃、228℃、229℃、230℃、231℃、232℃、233℃、234℃、235℃、236℃、237℃、238℃、239℃、240℃である。
より好ましい改質樹脂成分の融点は、210〜230℃である。
[ポリプロピレン系樹脂の融点と改質樹脂成分のガラス転移点、融点との関係]
本発明においては、ポリプロピレン系樹脂の融点:PP(Tm)、改質樹脂成分のガラス転移点:Re(Tg)、改質樹脂成分の融点:Re(Tm)としたとき、次の関係を満たす場合に、耐熱性向上効果が発揮され、満たさない場合には、耐熱性向上効果が十分得られないことがある。
PP(Tm)<Re(Tg)もしくは、Re(Tg)<PP(Tm)<Re(Tm)
[ポリプロピレン系樹脂と改質樹脂成分との質量比]
本発明の種粒子は、ポリプロピレン系樹脂と改質樹脂成分とを、質量比99/1〜80/20で含む。
種粒子の質量比が99/1を超える、すなわちポリプロピレン系樹脂が過多になり、改質樹脂成分が過少になると、改質樹脂成分による樹脂改質が不十分になり、本発明の十分な耐熱性向上効果が得られないことがある。一方、種粒子の質量比が80/20未満、すなわちポリプロピレン系樹脂が過少になり、改質樹脂成分が過多になると、これを用いて複合樹脂粒子を製造し、発泡性粒子、発泡粒子を経て製造された発泡成形体の発泡性や融着率が低下し、その生産性が低下することがある。
なお、改質樹脂成分として2種以上の樹脂を用いる場合には、上記の比率には、それらの合計量を用いる。
重合用種粒子の質量比は、例えば、99/1、98/2、97/3、96/4、95/5、94/6、93/7、92/8、91/9、90/10、89/11、88/12、87/13、86/14、85/15、84/16、83/17、82/18、81/19、80/20である。
好ましい種粒子の質量比は、99/1〜90/10であり、より好ましくは99/1〜95/5である。
[シード重合用種粒子の製造]
本発明の種粒子は、例えば、上記のポリプロピレン系樹脂と改質樹脂成分とを押出機で溶融混練後、ストランド状に押し出し、所望の粒子径でカットすることにより得ることができる。
所定の大きさの種粒子を得るためのダイスは、その樹脂吐出孔の直径は0.2〜1.0mmが好ましく、樹脂流路のランド長はポリスチレン系樹脂の高分散性を維持するために10〜20MPaでダイスの樹脂流路入口の圧力が保持できるよう2.0〜6.0mmに、押出機から押出されてくる樹脂のダイス入口での樹脂温度は200〜270℃に調整されることが好ましい。
前記スクリュー構造を有する押出機やダイス、押出条件、水中カット条件を組み合わせることで所望の種粒子が得られる。
また、上記種粒子は本発明の効果を損なわない限り、ポリオレフィン系樹脂とポリスチレン系樹脂の相溶化剤、気泡調整剤、帯電防止剤などの添加剤を含有することができる。
(粒子径)
種粒子の粒子径は、複合樹脂粒子の平均粒子径などに応じて適宜調整でき、好ましい粒子径は、0.4〜1.5mmの範囲であり、より好ましくは0.4〜1.0mmの範囲であり、その平均質量は30〜90mg/100粒である。また、その形状は、真球状、楕円球状(卵状)、円柱状、角柱状等が挙げられる。
(2)複合樹脂粒子
本発明の複合樹脂粒子は、上記の種粒子と、スチレン系単量体とをシード重合法に付することにより得られる。
(シード重合)
シード重合法は、一般に、種粒子に単量体を吸収させ、吸収させた後又は吸収させつつ単量体の重合を行うことにより複合樹脂粒子を得ることができる。また、重合させた後又は重合させつつ複合樹脂粒子に発泡剤を含浸させて発泡性粒子を得ることもできる。
具体的には、まず、水性媒体中で、上記の種粒子に、スチレン系単量体を吸収させ、吸収させた後又は吸収させつつスチレン系単量体の重合を行うことで複合樹脂粒子を得る。
スチレン系単量体は、これを構成する単量体を全て同時に水性媒体中に供給する必要はなく、単量体の全部あるいは一部を別々のタイミングで水性媒体中に供給してもよい。複合樹脂粒子中に添加剤を含有させる場合には、添加剤をスチレン系単量体や水性媒体中に添加しても、あるいは、種粒子中に含有させてもよい。
なお、単量体と樹脂の量はほぼ同一である。
スチレン系単量体の重合は、例えば、60〜150℃で、2〜40時間加熱することにより行うことができる。
重合工程では、重合温度もしくは重合温度よりも高温で長時間保持する、すなわちアニールするのが好ましい。
アニール工程に至るそれまでの工程において、種粒子に吸収させたスチレン系単量体及び重合開始剤は完全には反応を完了しておらず、複合樹脂粒子内部には未反応物も少なからず存在している。そのため、アニールせずに得た複合樹脂粒子を用いて発泡成形体を得た場合、スチレン系単量体等低分子量の未反応物の影響により、発泡成形体の機械的物性や耐熱性の低下や揮発性の未反応物を原因とした臭気が問題となる。そこで、アニール工程を導入することによって未反応物が重合反応を起こす時間を確保し、発泡成形体の物性に影響しないように残存する未反応物を除去することができる。
(ポリスチレン系樹脂)
シード重合により得られるポリスチレン系樹脂としては、当該技術分野で用いられるスチレン系単量体を主成分とする樹脂であれば特に限定されず、スチレン又はスチレン誘導体の単独又は共重合体が挙げられる。
スチレン誘導体としては、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、クロロスチレン、エチルスチレン、イソプロピルスチレン、ジメチルスチレン、ブロモスチレン等が挙げられる。これらのスチレン系単量体は、単独で用いられても、併用されてもよい。
ポリスチレン系樹脂は、スチレン系単量体と共重合可能なビニル系単量体を併用したものであってもよい。
ビニル系単量体としては、例えば、o−ジビニルベンゼン、m−ジビニルベンゼン、p−ジビニルベンゼン等のジビニルベンゼン、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート等のアルキレングリコールジ(メタ)アクリレート等の多官能性単量体;(メタ)アクリロニトリル、メチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらの中でも、多官能性単量体が好ましく、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、エチレン単位数が4〜16のポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジビニルベンゼンがより好ましく、ジビニルベンゼン、エチレングリコールジ(メタ)アクリレートが特に好ましい。なお、単量体は、単独で用いられても、併用されてもよい。
また、単量体を併用する場合、その含有量は、スチレン系単量体が主成分となる量(例えば、50質量%以上)になるように設定されることが好ましい。
本発明において「(メタ)アクリル」とは、「アクリル」又は「メタクリル」を意味する。
本発明の複合樹脂粒子は、ポリスチレン系樹脂と種粒子とを、質量比90/10〜50/50で含むのが好ましい。
複合樹脂粒子の質量比が90/10を超える、すなわちポリスチレン系樹脂が過多になり、種粒子が過少になると、発泡成形体の耐薬品性や耐衝撃性が不十分になることがあり、また耐熱性が低下することがある。一方、複合樹脂粒子の質量比が50/50未満、すなわちポリスチレン系樹脂が過少になり、種粒子が過多になると、発泡成形性が低下することがある。
複合樹脂粒子の質量比は、例えば、90/10、88/12、85/15、80/20、78/22、75/25、70/30、65/35、62/38、60/40、58/42、55/45、50/50である。
より好ましい複合樹脂粒子の質量比は、70/30〜55/45である。
(水性媒体)
水性媒体としては、水、水と水溶性溶媒(例えば、メチルアルコールやエチルアルコールなどの低級アルコール)との混合媒体が挙げられる。
(分散剤)
水性媒体には、スチレン系単量体の液滴及び種粒子の分散性を安定させるために分散剤を用いてもよい。このような分散剤としては、例えば、部分けん化ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸塩、ポリビニルピロリドン、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロースなどの有機系分散剤;ピロリン酸マグネシウム、ピロリン酸カルシウム、リン酸カルシウム、炭酸カルシウム、リン酸マグネシウム、炭酸マグネシウム、酸化マグネシウムなどの無機系分散剤が挙げられる。これらの中でも、より安定な分散状態を維持することができることがあるため、無機系分散剤が好ましい。
無機系分散剤を用いる場合には、界面活性剤を併用することが好ましい。このような界面活性剤としては、例えば、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、α−オレフィンスルホン酸ナトリウムなどが挙げられる。
(重合開始剤)
スチレン系単量体は、通常重合開始剤の存在下で重合する。重合開始剤は、通常スチレン系単量体と同時に種粒子に含浸させる。
重合開始剤としては、従来からスチレン系単量体の重合に用いられているものであれば、特に限定されない。例えば、ベンゾイルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシベンゾエート、t−ブチルパーオキシピバレート、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキシルモノカーボネート、t−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、t−ブチルパーオキシアセテート、2,2−t−ブチルパーオキシブタン、t−ブチルパーオキシ−3,3,5−トリメチルヘキサノエート、ジ−t−ブチルパーオキシヘキサハイドロテレフタレート、2,5−ジメチル−2,5−ビス(ベンゾイルパーオキシ)ヘキサン、ジクミルパーオキサイドなどの有機過酸化物が挙げられる。これら重合開始剤は、単独で又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。重合開始剤の使用量は、スチレン系単量体100質量部に対して、例えば0.1〜5質量部の範囲である。
重合開始剤を種粒子又は種粒子から成長途上の粒子に均一に吸収させるために、重合開始剤を水性媒体中に添加するにあたって、重合開始剤を水性媒体中に予め懸濁又は乳化分散させた上で分散液中に添加するか、あるいは重合開始剤をスチレン系単量体に予め溶解させた上で水性媒体中に添加することが好ましい。
重合開始剤の添加量は、スチレン系単量体100質量部あたり0.1〜0.9質量部である。
重合開始剤の添加量が0.1質量部未満では、分子量が高くなりすぎて発泡性が低下することがある。一方、重合開始剤の添加量が0.9質量部を超えると、重合速度が速くなりすぎて、ポリスチレン系樹脂の粒子がポリオレフィン系樹脂中の分散状況を制御しきれないことがある。好ましい重合開始剤の添加量は、0.2〜0.5質量部である。
(他の成分)
なお、複合樹脂粒子には、物性を損なわない範囲内において、着色剤、難燃剤、難燃助剤、可塑剤、結合防止剤、気泡調整剤、架橋剤、充填剤、滑剤、融着促進剤、帯電防止剤、展着剤等の添加剤を添加してもよい。
着色剤としては、例えば、ファーネスブラック、ケッチェンブラック、チャンネルブラック、サーマルブラック、アセチレンブラック、黒鉛、炭素繊維などのカーボンブラックが挙げられ、樹脂に配合されたマスターバッチであってもよい。
好ましい複合樹脂粒子のカーボンブラックの含有量は、1.5〜5.0質量%である。
難燃剤としては、トリ(2,3−ジブロモプロピル)イソシアネート、ビス[3,5−ジブロモ−4−(2,3−ジブロモプロポキシ)フェニル]スルホン、テトラブロモシクロオクタン、ヘキサブロモシクロドデカン、トリスジブロモプロピルホスフェート、テトラブロモビスフェノールA、テトラブロモビスフェノールA−ビス(2,3−ジブロモ−2−メチルプロピルエーテル)、テトラブロモビスフェノールA−ビス(2,3−ジブロモプロピルエーテル)等が挙げられる。
難燃助剤としては、2,3−ジメチル−2,3−ジフェニルブタン、3,4−ジメチル−3,4−ジフェニルヘキサン、ジクミルパーオキサイド、クメンヒドロパーオキサイド等の有機過酸化物が挙げられる。
好ましい複合樹脂粒子の難燃剤及び難燃助剤の含有量は、それぞれ1.0〜5.0質量%及び0.1〜2.0質量%である。
可塑剤としては、例えば、フタル酸エステル、グリセリンジアセトモノラウレート、グリセリントリステアレート、グリセリンジアセトモノステアレート等のグリセリン脂肪酸エステル、ジイソブチルアジペート等のアジピン酸エステル、ヤシ油等の可塑剤が挙げられる。
好ましい複合樹脂粒子の可塑剤の含有量は、0.1〜3.0質量%である。
結合防止剤としては、炭酸カルシウム、シリカ、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、ジメチルシリコン等が挙げられる。
気泡調整剤としては、エチレンビスステアリン酸アミド、ポリエチレンワックス等が挙げられる。
架橋剤としては、2,2−ジ−t−ブチルパーオキシブタン、2,2−ビス(t−ブチルパーオキシ)ブタン、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等の有機過酸化物等が挙げられる。
充填材としては、合成又は天然に産出される二酸化ケイ素等が挙げられる。
滑剤としては、パラフィンワックス、ステアリン酸亜鉛等が挙げられる。
融着促進剤としては、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、ポリエチレンワックス等が挙げられる。
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、ポリエチレングリコール等が挙げられる。
展着剤としては、ポリブテン、ポリエチレングリコール、シリコンオイル等が挙げられる。
(平均粒子径)
複合樹脂粒子は、0.5〜2.0mmの平均粒子径を有するのが好ましい。
複合樹脂粒子の平均粒子径が0.5mm未満では、高い発泡性を得られないことがある。一方、複合樹脂粒子の平均粒子径が2.0mmを超えると、成形加工時の予備発泡粒子の充填性が不十分になることがある。より好ましい複合樹脂粒子の平均粒子径は、0.8〜1.5mmである。
(3)発泡性粒子
本発明の発泡性粒子は、本発明の複合樹脂粒子に、公知の方法により発泡剤を含浸させて得られる。
複合樹脂粒子に発泡剤を含浸させる温度としては、低いと、含浸に時間を要し、発泡性粒子の製造効率が低下することがある一方、高いと、発泡性粒子同士の合着が多量に発生することがあるので、50〜130℃が好ましく、60〜100℃がより好ましい。
(発泡剤)
発泡剤としては揮発性発泡剤が好ましく、従来からポリスチレン系樹脂の発泡に用いられているものであれば、特に限定されず、例えば、イソブタン、n−ブタン、イソペンタン、n−ペンタン、ネオペンタン等炭素数5以下の脂肪族炭化水素等の揮発性発泡剤が挙げられ、特にブタン系発泡剤、ペンタン系発泡剤が好ましい。なお、ペンタンは可塑剤としての作用も期待できる。
発泡剤の発泡性粒子中における含有量は、通常2〜10質量%の範囲とされ、3〜10質量%の範囲が好ましく、3〜8質量%の範囲が特に好ましい。
発泡剤の含有量が少なく、例えば2質量%未満では、発泡性粒子から低密度の発泡成形体を得ることができないことがあると共に、型内発泡成形時の二次発泡力を高める効果が得られないために、発泡成形体の外観が低下することがある。一方、発泡剤の含有量が多く、例えば10質量%を超えると、発泡性粒子を用いた発泡成形体の製造工程における冷却工程に要する時間が長くなり生産性が低下することがある。
(発泡助剤)
発泡性粒子には、発泡剤と共に発泡助剤を含有させることができる。
発泡助剤としては、従来からポリスチレン系樹脂の発泡に用いられているものであれば、特に限定されず、例えば、スチレン、トルエン、エチルベンゼン、キシレン等の芳香族有機化合物、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等の環式脂肪族炭化水素、酢酸エチル、酢酸ブチル等の1気圧下における沸点が200℃以下の溶剤が挙げられる。
発泡助剤の発泡性粒子中における含有量は、通常0.3〜2.5質量%の範囲とされ、0.5〜2質量%の範囲が好ましい。
発泡助剤の含有量が少なく、例えば0.3質量%未満では、ポリスチレン系樹脂の可塑化効果が発現しないことがある。一方、また、発泡助剤の含有量が多く、2.5質量%を超えると、発泡性粒子を発泡させて得られる発泡成形体に収縮や融けが発生して外観が低下する、あるいは発泡性粒子を用いた発泡成形体の製造工程における冷却工程に要する時間が長くなることがある。
(発泡性)
本発明の発泡性粒子は、高い耐衝撃性と共に、高い発泡性を兼ね備え、その発泡性は、発泡粒子の発泡倍数(嵩倍数)が5倍以上であるのが好ましい。その評価方法については実施例で説明する。
(4)発泡粒子
本発明の発泡粒子は、本発明の発泡性粒子を予備発泡させて、具体的には、密閉容器内で、導入したゲージ圧力0.004〜0.09MPaの水蒸気(スチーム)で加熱し、所定の嵩密度に予備発泡させて得られる。
その方式は、蒸気を導入するバッチ式発泡や連続発泡、加圧下からの放出発泡が挙げられ、必要に応じて発泡する際に水蒸気と同時に空気を導入してもよい。
(嵩密度)
本発明の発泡粒子は、0.010〜0.200g/cm3の嵩密度を有するのが好ましい。発泡粒子の嵩密度が0.010g/m3未満では、発泡成形体が収縮しやすく外観を損なうことがあり、機械的強度も十分ではなくなることがある。一方、発泡粒子の嵩密度が0.200g/m3を超えると、発泡成形体として軽量化のメリットが損なわれることがある。好ましい発泡粒子の嵩密度は、0.025〜0.050g/cm3である。
(平均粒子径)
本発明の発泡粒子は、0.5〜8.0mmの平均粒径を有するのが好ましい。発泡粒子の平均粒子径が0.5mm未満では、発泡成形時の発泡性が低く、成形体表面の伸びが悪くなることがある。一方、発泡粒子の平均粒子径が8.0mmを超えると、成形加工時の発泡粒子の充填性が不十分になることがある。より好ましい複合樹脂粒子の平均粒子径は、1.5〜7.0mmである。
(5)発泡成形体
ポリプロピレン系樹脂及びポリスチレン系樹脂に加え、ポリカーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂及びポリフェニレンエーテル系樹脂から選択される少なくとも1種の改質樹脂成分を含む複合樹脂発泡成形体であり、
前記複合樹脂発泡成形体の内部の赤外線吸収スペクトルから得られるポリスチレン系樹脂由来の698cm-1の吸光度(D698)とポリプロピレン系樹脂由来の1376cm-1の吸光度(D1376)との吸光度比(D698/D1376)が、前記複合樹脂発泡成形体の表皮面の赤外線吸収スペクトルから得られる吸光度比(D698/D1376)に対して2〜30倍であることを特徴とする。
本発明の発泡成形体は、本発明のシード重合用種粒子と、スチレン系単量体とをシード重合法に付して得られた複合樹脂粒子を発泡成形させて得られた発泡成形体であるのが好ましい。
具体的には、発泡成形体は、公知の方法、例えば、発泡粒子を発泡成形機の金型(キャビティ)内に充填し、再度加熱して発泡粒子を発泡させながら、発泡粒同士を熱融着させることにより得られる。
(密度)
本発明の発泡成形体は、0.010〜0.200g/cm3の密度を有するのが好ましい。発泡成形体の密度が0.010g/cm3未満では、耐衝撃性が十分でないことがある。一方、発泡成形体の密度が0.200g/cm3を超えると、発泡成形体の軽量化効果が限定的になってしまう。好ましい発泡成形体の嵩密度は、0.025〜0.050g/cm3である。その測定方法については実施例で説明する。
(耐熱性)
本発明の発泡成形体は、例えば、温度90℃、168時間の耐熱試験前後において0≦S≦10の寸法変化率を有する。その測定方法については実施例で説明する。
(融着率)
本発明の発泡成形体は、例えば、20〜100%の範囲の融着率を有する。その測定方法については実施例で説明する。
(耐薬品性)
本発明の発泡成形体は、エンジンオイルやブレーキオイルといった油類、グリースやウォッシャー液、ガソリン、軽油といった薬品類に対して、24時間暴露においても外観変化しないというの耐薬品性を有する。その評価方法については実施例で説明する。
(吸光度比)
本発明の発泡成形体は、その内部の赤外線吸収スペクトルから得られるポリスチレン系樹脂由来の698cm-1の吸光度(D698)とポリプロピレン系樹脂由来の1376cm-1の吸光度(D1376)との吸光度比(D698/D1376)が、その表皮面の赤外線吸収スペクトルから得られる吸光度比(D698/D1376)に対して2〜30倍である。
吸光度比の測定方法については実施例で説明する。
吸光度比の倍率が2倍未満では、成形品表面のポリスチレン成分が過多となり、発泡時に粒子同士の連結が発生したり、耐薬品性が低下したりすることがある。更に、発泡成形性に関しても著しく低下することがある。一方、吸光度比の倍率が30倍を超えると、発泡成形性が低下することがある。
吸光度比の倍率は、例えば、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30である。
好ましい吸光度比の倍率は、3〜20倍である。
以下、実施例及び比較例により本発明を具体的に説明するが、以下の実施例は本発明の例示にすぎず、本発明は以下の実施例のみに限定されない。
実施例及び比較例においては、原料樹脂、得られた種粒子、発泡性粒子、発泡粒子及び発泡成形体を次のようにして評価した。
<改質樹脂成分のガラス転移点>
ガラス転移点は、JIS K7121:1987「プラスチックの転移温度測定方法」に記載の方法により測定する。但し、サンプリング方法・温度条件に関しては以下のように行う。
すなわち、示差走査熱量計装置DSC6220型(エスアイアイナノテクノロジー株式会社製)を用い、アルミニウム製測定容器の底にすきまのないよう試料を約6mg充てんして、窒素ガス流量20mL/minのもと、20℃/minの速度で30℃から、想定されるガラス転移温度よりも30℃以上高い温度まで昇温し、10分間保持後速やかに取出し、25±10℃の環境下にて放冷させた後、再び20℃/minの速度で30℃から前述の上限温度まで昇温した時に得られたDSC曲線より、装置付属の解析ソフトを用いて、中間点ガラス転移温度を算出する。この時に基準物質としてアルミナを用いる。この中間点ガラス転移温度は該規格(9.3「ガラス転移温度の求め方」)より求める。
<改質樹脂成分及びポリプロピレン系樹脂の融点>
融点は、JIS K7121:1987「プラスチックの転移温度測定方法」に記載の方法により測定する。但し、サンプリング方法・温度条件に関しては以下のように行う。 すなわち、示差走査熱量計装置DSC6220型(エスアイアイナノテクノロジー株式会社製)を用い、アルミニウム製測定容器の底にすきまのないよう試料を約6mg充てんして、窒素ガス流量20mL/minのもと、30℃から−40℃まで降温した後10分間保持し、−40℃から290℃まで昇温(1st Heating)、10分間保持後290℃から−40℃まで降温(Cooling)、10分間保持後−40℃から290℃まで昇温(2nd Heating)した時のDSC曲線を得る。なお、全ての昇温・降温は速度10℃/minで行い、基準物質としてアルミナを用いる。本発明において、融点とは、装置付属の解析ソフトを用いて、2nd Heating過程にみられる融解ピークのトップの温度を読みとった値である。
<発泡性粒子の発泡性>
約2gの発泡性粒子の質量a(g)を小数点以下2位の有効数字で秤量する。秤量した発泡性粒子を容器に入れ、発泡槽内の温度が90℃以下であることを確認し、発泡槽に発泡性粒子を入れた容器を入れゲージ圧0.03MPaの水蒸気(蒸気温度:106℃)を導入することによって、発泡槽内を加圧することで発泡槽内温度を102〜106℃にし加熱発泡させる。このとき、加熱時間を1分とし発泡槽から取り出した直後の発泡粒子の発泡倍数を測定する。加熱時間は、発泡槽内の温度が102℃以上になった時点からとする。発泡倍数は、発泡粒子をメスシリンダーに入れて体積b(cm3)を測定し、その体積bを質量aで除することによりを求める。
得られた発泡倍数から、下記基準に基づいて発泡性粒子の発泡性を評価する。
○(良好) :発泡倍数が30倍以上
△(やや悪い):発泡倍数が5倍以上30倍未満
×(悪い) :発泡倍数が5倍未満
<発泡成形体の密度>
成形後、温度50℃で4時間以上乾燥させた発泡成形体から、縦75×横300×厚さ35mmの試験片を切り出し、その質量a(g)と体積b(cm3)をそれぞれ有効数字3桁以上になるように測定し、下記式に基づいて発泡成形体の密度を算出する。
発泡成形体の密度(g/cm3)=a/b
<発泡成形体の耐熱性:90℃>
発泡成形体の加熱寸法変化をJIS K 6767:1999「発泡プラスチック−ポリエチレン−試験方法」記載のB法に準拠して測定し、得られた結果から発泡成形体の耐熱性を評価する。
具体的には、発泡成形体から縦150mm×横150mm×高さ20mmの試験片を切り出す。そして、試験片の表面に、縦方向に指向する長さ50mmの直線を3本、互いに平行に50mm間隔毎に記入すると共に、横方向に指向する長さ50mmの直線を3本、互いに平行に50mm間隔毎に記入する。しかる後、試験片を温度90℃の熱風循環式乾燥機の中に168時間に亘って放置した後に取出し、標準状態(温度20±2℃、湿度65±5%)の条件下に1時間に亘って放置する。
次に、試験片の表面に記入した6本の直線の長さをそれぞれ測定し、6本の直線の長さの相加平均値L1を算出する。そして、下記式に基づいて変化度Sを算出し、変化度Sの絶対値を加熱寸法変化(/1000)とする。
S=1000×(L1−50)/50
得られた発泡成形体の加熱寸法変化から、下記基準に基づいて発泡成形体の耐熱性を評する。
○(良好):寸法変化が小さく(0≦S≦10)、寸法安定性が良好である
△(可) :寸法変化が見られる(10<S≦15)が、実用上使用は可能である
×(不可):寸法変化が著しく見られ(15<S)、実用上使用は不能である
<発泡成形体の耐熱性:95℃>
熱風循環式乾燥機の温度を95℃にすること以外は90℃での耐熱性と同様にして、発泡成形体の耐熱性を評価する。得られた発泡成形体の加熱寸法変化から、下記基準に基づいて発泡成形体の耐熱性を評する。
◎(優良):寸法変化が小さく(0≦S≦15)、寸法安定性が良好であり95℃でも十分実用可能である
〇(良好):寸法変化が見られ(15<S≦30)、95℃での実用は困難であるが優れた耐熱性を有している
△(可) :寸法変化が著しく見られるが(30<S≦50)、耐熱性向上効果は確認される
×(不可):寸法変化が著しく見られ(50<S)、90℃、95℃を問わず高温域での実用上使用は不能である
<発泡成形体の融着率>
縦400mm×横300mmの上面を有する、厚さ30mmの直方体形状の発泡成形体の上面に、カッターで横方向に沿って長さ300mm、深さ約5mmの切り込み線を入れ、この切り込み線に沿って発泡成形体を2分割する。そして、2分割された発泡成形体の破断面の発泡粒子について、発泡粒子内で破断している発泡粒子数(a)と、発泡粒子間の界面で破断している発泡粒子数(b)を測定し、下記式に基づいて融着率(%)を算出する。
融着率(%)=100×(a)/〔(a)+(b)〕
得られた発泡成形体の融着率を下記基準に基づいて評価する。
○(良好) :80%以上の融着率を示す
△(やや悪い):20%以上、80%未満の融着率を示す
×(悪い) :20%未満の融着率
<発泡成形体の耐薬品性>
発泡成形体から縦100mm×横100mm×厚さ20mmの平面長方形状の板状試験片を、その上面全面が発泡成形体の表皮から形成されるように切り出し、得られた試験片を温度23℃、湿度50%の条件下に24時間放置する。
次に、試験片の上面に薬品としてガソリン1gを均一に塗布し、温度23℃、湿度50%の条件下に60分間放置する。その後、試験片の上面から薬品を拭き取り、試験片の上面を目視観察して下記基準に基づいて耐薬品性を評価する。
○(良好) :変化なし
△(やや悪い):表面軟化
×(悪い) :表面陥没(収縮)
<総合評価>
得られた発泡性粒子及び発泡成形体の評価結果、すなわち生産性に関する評価項目(発泡性及び融着率)、製品に関する評価項目(耐熱性(90℃及び95℃)及び耐薬品性)の結果を下記基準に基づいて総合的に評価する。
◎(優良) :生産性及び製品に関する全ての評価項目において〇以上である
○(良好) :生産性に関する評価項目において〇以上であるが、製品に関する評価項目において少なくとも1項目に△がある
△(やや悪い):生産性に関する評価項目において△があり、製品に関する評価項目において×がない
×(悪い) :生産性及び製品に関する全ての評価項目において少なくとも1項目に×がある
<発泡成形体の吸光度比>
発泡成形体の吸光度比(D698/D1376)を次の要領で測定する。
なお、赤外吸収スペクトルから得られる各吸光度は、複合樹脂粒子に含まれる各樹脂成分の振動に由来するピークの高さをいう。
無作為に選択した10個の成形体について、カット処理が全く施されていない表皮面(表面)および、ハムスライサー等で表皮を0.5〜1.5mmスライスした後のスライス面(内部)について、赤外分光分析ATR測定法により表層分析を行って赤外吸収スペクトルを得る。
この分析では、試料表面から数μm(約2μm)までの深さの範囲の赤外吸収スペクトルが得られる。
各赤外吸収スペクトルから個別吸光度比(D698/D1376)を算出し、表面について算出した個別吸光度比の相加平均を表面吸光度比とし、内部について算出した個別吸光度比の相加平均を内部吸光度比とする。
吸光度D698およびD1376は、Thermo Scientific社製のフーリエ変換赤外分光分析計,商品名「NICOLET iS5」と、ATRアクセサリーとしてThermo Scientific社製「iD5」を用いて次の条件で測定する。
(測定条件)
高屈折率結晶種=Ge(ゲルマニウム)
入射角=45°±1°
測定領域=4000cm-1〜675cm-1
測定深度の端数依存性=補正せず
反射回数=1回
検出器=DTGSKBr
分解能=4cm-1
積算回数=16回
その他=試料と接触させずに赤外線吸収スペクトルを上記の条件で測定し、測定された赤外線吸収スペクトルをバックグラウンドとする。試料の測定時には、バックグラウンドが測定スペクトルに関与しないように、測定データを処理する。ATR法では、試料と高屈折率結晶の密着度合によって、赤外吸収スペクトルの強度が変化する。そのため、ATRアクセサリーの「iD5」で掛けられる最大荷重を掛けて密着度合をほぼ均一にして測定を行う。
以上の条件で得られた赤外線吸収スペクトルについて、次のようにピーク処理をしてそれぞれの吸光度を求める。
赤外吸収スペクトルから得られる698cm-1での吸光度D698は、ポリスチレン系樹脂に含まれるベンゼン環の面外変角振動に由来する吸収スペクトルに対応する吸光度である。この吸光度の測定では、698cm-1で他の吸収スペクトルが重なっている場合でもピーク分離を実施しない。吸光度D698は、1400cm-1と790cm-1を結ぶ直線をベースラインとして、710cm-1と685cm-1間の最大吸光度を意味する。
また、赤外吸収スペクトルから得られる1376cm-1での吸光度D1376は、ポリプロピレン系樹脂に含まれるCH3メチル対称変角振動に由来する吸収スペクトルに対応する吸光度である。この吸光度の測定では、1376cm-1で他の吸収スペクトルが重なっている場合でもピーク分離を実施しない。吸光度D1376は、1400cm-1と1340cm-1を結ぶ直線をベースラインとして、1400cm-1と1350cm-1間の最大吸光度を意味する。
(実施例1)
(種粒子の作製)
ポリプロピレン系樹脂PP1(融点140℃;株式会社プライムポリマー製、銘柄:プライムポリプロ F−744NP)と、ポリアミド系樹脂PA(Tg45℃、Tm220℃;ユニチカ株式会社製、製品名:ユニチカナイロン6 A1030BRT)とを、質量比が75:25になるように合計30kg配合し、タンブラーミキサーに投入し、10分間混合した。
次いで、得られた樹脂混合物を押出機(東芝機械株式会社製、型式:SE−65)に供給して温度200〜250℃で溶融混練し、水中カット方式により造粒して楕円球状(卵状)に切断し、種粒子を得た。なお、この種粒子の平均質量は0.6mgであった。
(第1の重合)
次いで、攪拌機付の容量5リットルのオートクレーブ(日東高圧株式会社製)に、得られた種粒子760gを入れ、水性媒体としての純水2,000g、分散剤としてのピロリン酸マグネシウム10g及び界面活性剤としてのドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.5gを加え、撹拌して種粒子を水性媒体中に懸濁させ、10分間保持し、その後70℃に昇温して水性懸濁液を得た。
次いで、得られた水性懸濁液に、予め重合開始剤としてのジクミルパーオキサイド0.8gを溶解させて調製しておいたスチレン系単量体380gを30分掛けて滴下した。滴下終了後、30分間保持することで、種粒子中にスチレン単量体を含浸(吸収)させた。
次いで、反応系の温度を140℃に昇温し、この温度で2時間保持して、スチレン系単量体を種粒子中で重合(第1の重合)させた。
(第2の重合)
次いで、第1の重合の反応液を125℃に降温(冷却)し、界面活性剤としてのドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム1.5gを加えた。その後、予め重合開始剤としてのジクミルパーオキサイド4.5gを溶解させて調製しておいたスチレン系単量体860gを4時間掛けて滴下し、種粒子中にスチレン単量体を含浸(吸収)させながら、スチレン系単量体を種粒子中で重合(第2の重合)させた。
滴下終了後、反応系の温度を125℃で1時間保持し、その後、140℃に昇温し、この温度で2時間30分保持し、重合を完結させて複合樹脂粒子を得た。
(発泡性粒子の作製)
次いで、複合樹脂粒子を含む混合液の温度を約60℃まで冷却し、オートクレーブから複合樹脂粒子(約2000g)を取り出した。
得られた複合樹脂粒子2,000gと水2リットルとを、再び攪拌機付の容量5リットルのオートクレーブに入れた。さらに、発泡剤としてブタン(n−ブタン:i−ブタン=7:3)300g(520mL、複合樹脂粒子100質量部に対して15質量部)をオートクレーブに注入した。注入後、混合液を70℃に昇温し、この温度で4時間攪拌を続けて発泡性粒子を得た。
その後、混合液を常温まで冷却し、オートクレーブから発泡性粒子を取り出し、脱水乾燥させた(約2000g)。
(発泡粒子の作製)
次いで、発泡性粒子1,000gを、缶容量40リットルの予備発泡機(笠原工業株式会社製、型式:PSX40)に投入し、缶内にゲージ圧力0.03MPaの水蒸気を導入して加熱し、嵩密度0.029g/cm3に予備発泡させて発泡粒子を得た。
また同時に、ゲージ圧力0.03MPaの水蒸気を導入して加熱し、発泡性粒子を1分間発泡させることで、発泡性を評価した。
(発泡成形体の作製)
次いで、得られた発泡粒子を1日間室温(23℃)に放置した後、400mm×300mm×50mmの内寸のキャビティを有する成形型のキャビティ内に充填した。
次いで、成形型に0.29MPaの水蒸気を50秒間導入して加熱し、その後、発泡成形体の最高面圧が0.001MPaに低下するまで冷却して、密度0.029g/cm3の発泡成形体を得た。
この成形条件により、得られた発泡成形体の外観及び融着は共に良好であった。
得られた発泡成形体の耐熱性、融着率及び耐薬品性を評価した。
それらの結果を、原料及び製造条件と共に表1に示す。
(実施例2)
以下のこと以外は実施例1と同様にして、発泡成形体を得、中間品を含めてそれらの物性を評価した。
(種粒子の作製)において、ポリプロピレン系樹脂PP1の代わりにポリプロピレン系樹脂PP2(融点162℃;サンアロマー株式会社製、グレード:PL500A)を用い、かつポリプロピレン系樹脂PP2とポリアミド系樹脂PAとを質量比が98:2になるように配合すること
(第1の重合)において、オートクレーブに入れる種粒子を400gにし、かつ重合開始剤としてのジクミルパーオキサイド0.4gを溶解させて調製しておいたスチレン系単量体200gを用いること
(第2の重合)において、重合開始剤としてのジクミルパーオキサイド5.8gを溶解させて調製しておいたスチレン系単量体1400gを7時間掛けて滴下すること
それらの結果を、原料及び製造条件と共に表1に示す。
(実施例3)
(種粒子の作製)において、ポリアミド系樹脂PAの代わりにポリカーボネート系樹脂PC(Tg149℃;帝人株式会社製、製品名:パンライト L−1250Y)を用い、かつポリプロピレン系樹脂PP1とポリカーボネート系樹脂PCとを質量比が98:2になるように配合すること以外は実施例1と同様にして、発泡成形体を得、中間品を含めてそれらの物性を評価した。
それらの結果を、原料及び製造条件と共に表1に示す。
(実施例4)
(種粒子の作製)において、ポリプロピレン系樹脂PP1と、ポリアミド系樹脂PAと、ポリフェニレンエーテル系樹脂PPE(Tg170℃;SABIC社製、商品名:EFN4230)とを、質量比が96:2:2になるように配合すること以外は実施例1と同様にして、発泡成形体を得、中間品を含めてそれらの物性を評価した。
それらの結果を、原料及び製造条件と共に表1に示す。
(実施例5)
(種粒子の作製)において、ポリプロピレン系樹脂PP1とポリアミド系樹脂PAとを質量比が90:10になるように配合すること以外は実施例1と同様にして、発泡成形体を得、中間品を含めてそれらの物性を評価した。
それらの結果を、原料及び製造条件と共に表1に示す。
(実施例6)
(種粒子の作製)において、ポリプロピレン系樹脂PP1の代わりにポリプロピレン系樹脂PP3(融点127℃;株式会社プライムポリマー製、銘柄:プライムポリプロ F−794NV)を用い、かつポリプロピレン系樹脂PP3とポリアミド系樹脂PAとを質量比が98:2になるように配合すること以外は実施例1と同様にして、発泡成形体を得、中間品を含めてそれらの物性を評価した。
それらの結果を、原料及び製造条件と共に表1に示す。
(実施例7)
(種粒子の作製)において、ポリプロピレン系樹脂PP1とポリアミド系樹脂PAとを質量比が98:2になるように配合すること以外は実施例1と同様にして、発泡成形体を得、中間品を含めてそれらの物性を評価した。
それらの結果を、原料及び製造条件と共に表2に示す。
(実施例8)
(種粒子の作製)において、ポリアミド系樹脂PAの代わりにポリフェニレンエーテル系樹脂PPEを用い、かつポリプロピレン系樹脂PP1とポリフェニレンエーテル系樹脂PPEとを質量比が98:2になるように配合すること以外は実施例1と同様にして、発泡成形体を得、中間品を含めてそれらの物性を評価した。
それらの結果を、原料及び製造条件と共に表2に示す。
(実施例9)
以下のこと以外は実施例1と同様にして、発泡成形体を得、中間品を含めてそれらの物性を評価した。
(種粒子の作製)において、ポリプロピレン系樹脂PP1とポリアミド系樹脂PAとを質量比が98:2になるように配合すること
(第1の重合)において、オートクレーブに入れる種粒子を1000gにし、かつ重合開始剤としてのジクミルパーオキサイド1.0gを溶解させて調製しておいたスチレン系単量体430gを用いること
(第2の重合)において、重合開始剤としてのジクミルパーオキサイド3.0gを溶解させて調製しておいたスチレン系単量体570gを2時間掛けて滴下すること
それらの結果を、原料及び製造条件と共に表2に示す。
(比較例1)
(種粒子の作製)において、ポリプロピレン系樹脂PP1のみを用いること以外は実施例1と同様にして、発泡成形体を得、中間品を含めてそれらの物性を評価した。
それらの結果を、原料及び製造条件と共に表2に示す。
(比較例2)
(種粒子の作製)において、ポリプロピレン系樹脂PP1に代わりにポリエチレン系樹脂PE(直鎖状低密度ポリエチレン、融点121℃;株式会社プライムポリマー製、銘柄:ハーモレックス NF444N)を用い、かつポリエチレン系樹脂PEとポリアミド系樹脂PAとを質量比が98:2になるように配合すること以外は実施例1と同様にして、発泡成形体を得、中間品を含めてそれらの物性を評価した。
それらの結果を、原料及び製造条件と共に表2に示す。
(比較例3)
ポリプロピレン系樹脂PP1(融点140℃;株式会社プライムポリマー製、銘柄:プライムポリプロ F−744NP)と、ポリアミド系樹脂PA(Tg45℃、Tm220℃ ;ユニチカ株式会社製、製品名:ユニチカナイロン6 A1030BRT)と、ポリスチレン系樹脂(東洋スチレン株式会社製、製品名:トーヨースチロールGP、品種:HRM-40)とを質量比で49:1:50になるように合計30kg配合し、タンブラーミキサーに投入し、10分間混合した。
次いで、実施例1と同様にして、得られた混合樹脂を押出機に供給して溶融混練し、水中カット方式により造粒して楕円球状(卵状)し、複合樹脂粒子を得た。なお、このときの複合樹脂粒子の平均質量は約0.6mgであった。
次いで、実施例1と同様にして、得られた複合樹脂粒子に発泡剤を含浸させて発泡性粒子を得た(約2000g)。
次いで、得られた発泡性粒子を予備発泡させたが、発泡性低く、発泡粒子を得ることができなかった。
比較例3では発泡粒子が得られなかったため、発泡性粒子をそのまま400mm×300mm×50mmの内寸のキャビティを有する成形型のキャビティ内に充填し、成形型に0.29MPaの水蒸気を50秒間導入して加熱し、その後、発泡成形体の最高面圧が0.001MPaに低下するまで冷却することで成形体を作製した。
それらの結果を、原料及び製造条件と共に表2に示す。
表1及び2の結果から、次のことがわかる。
・実施例1〜9の発泡成形体は、良好な成形性を維持しつつ、従来の発泡成形体よりも更に優れた耐熱性を有する
・改質樹脂成分が多すぎると発泡性や融着率といった生産性が低下することがあり(実施例1)、生産性を維持したまま、高い耐熱性を付与する場合には、質量比を99/1〜80/20にすることが好ましく、一方、改質樹脂成分が少なすぎると、十分な耐熱性向上効果が期待できない
・ポリプロピレン系樹脂の融点が高いと発泡成形性が低下することがあり(実施例2)、一方、ポリプロピレン系樹脂の融点が低いと耐熱性が低下することがある(実施例6)
・ポリプロピレン系樹脂に混練する樹脂が、ポリアミド系樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂のときにより高い耐熱性向上効果がある(実施例7、8と実施例3との対比)
・押出混練を経て作製された発泡性粒子は、発泡性が著しく悪く、発泡粒子が得られない。これは、内部と表面の吸光度比が1であるためと考えられる。
1 スライス部分
2 表面
3 内部

Claims (9)

  1. ポリプロピレン系樹脂及びポリスチレン系樹脂に加え、ポリカーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂及びポリフェニレンエーテル系樹脂から選択される少なくとも1種の改質樹脂成分を含む複合樹脂発泡成形体であり、
    前記複合樹脂発泡成形体の内部の赤外線吸収スペクトルから得られるポリスチレン系樹脂由来の698cm-1の吸光度(D698)とポリプロピレン系樹脂由来の1376cm-1の吸光度(D1376)との吸光度比(D698/D1376)が、前記複合樹脂発泡成形体の表皮面の赤外線吸収スペクトルから得られる吸光度比(D698/D1376)に対して2〜30倍であることを特徴とする複合樹脂発泡成形体。
  2. 前記複合樹脂発泡成形体が、前記ポリプロピレン系樹脂と前記改質樹脂成分とを質量比99/1〜80/20で含むシード重合用種粒子と、スチレン系単量体とをシード重合法に付して得られた複合樹脂粒子を発泡成形させて得られた発泡成形体である請求項1に記載の複合樹脂発泡成形体。
  3. 前記ポリプロピレン系樹脂が125〜165℃の融点を有し、かつ前記ポリカーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂及びポリフェニレンエーテル系樹脂が145〜180℃のガラス転移点もしくは190℃〜240℃の融点を有する請求項1又は2に記載の複合樹脂発泡成形体。
  4. 前記改質樹脂成分が、ポリアミド系樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂又はそれらの組み合せである請求項1〜3いずれか1つに記載の複合樹脂発泡成形体。
  5. 請求項1〜4のいずれか1つに記載の複合樹脂発泡成形体を発泡成形して得るための複合樹脂粒子を得るためのシード重合用種粒子であり、
    前記シード重合用種粒子が、ポリプロピレン系樹脂と、ポリカーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂及びポリフェニレンエーテル系樹脂から選択される少なくとも1種の改質樹脂成分とを、質量比99/1〜80/20で含むことを特徴とするシード重合用種粒子。
  6. 前記ポリプロピレン系樹脂が125〜165℃の融点を有し、かつ前記ポリカーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂及びポリフェニレンエーテル系樹脂が145〜180℃のガラス転移点もしくは190℃〜240℃の融点を有する請求項5に記載のシード重合用種粒子。
  7. 請求項5又は6に記載のシード重合用種粒子と、スチレン系単量体とをシード重合法に付して得られた複合樹脂粒子。
  8. 請求項7に記載の複合樹脂粒子に発泡剤を含浸させて得られた発泡性粒子。
  9. 請求項8に記載の発泡性粒子を予備発泡させて得られた発泡粒子。
JP2015035676A 2015-02-25 2015-02-25 シード重合用種粒子、複合樹脂粒子、発泡性粒子、発泡粒子及び複合樹脂発泡成形体 Active JP6322148B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015035676A JP6322148B2 (ja) 2015-02-25 2015-02-25 シード重合用種粒子、複合樹脂粒子、発泡性粒子、発泡粒子及び複合樹脂発泡成形体

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015035676A JP6322148B2 (ja) 2015-02-25 2015-02-25 シード重合用種粒子、複合樹脂粒子、発泡性粒子、発泡粒子及び複合樹脂発泡成形体

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2016155959A true JP2016155959A (ja) 2016-09-01
JP6322148B2 JP6322148B2 (ja) 2018-05-09

Family

ID=56825163

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015035676A Active JP6322148B2 (ja) 2015-02-25 2015-02-25 シード重合用種粒子、複合樹脂粒子、発泡性粒子、発泡粒子及び複合樹脂発泡成形体

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6322148B2 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019189635A1 (ja) * 2018-03-30 2019-10-03 積水化成品工業株式会社 発泡粒子、発泡成形体、繊維強化複合体及び自動車用部品
JP2019178262A (ja) * 2018-03-30 2019-10-17 株式会社カネカ 自動車天井基材用発泡芯材およびその製造方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6465140A (en) * 1987-06-12 1989-03-10 Gen Electric Foamable thermoplastic resin beads
JP2010222546A (ja) * 2009-03-25 2010-10-07 Sekisui Plastics Co Ltd カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡粒子とその製造方法、カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡成形体とその製造方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6465140A (en) * 1987-06-12 1989-03-10 Gen Electric Foamable thermoplastic resin beads
JP2010222546A (ja) * 2009-03-25 2010-10-07 Sekisui Plastics Co Ltd カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡粒子とその製造方法、カーボン含有改質ポリスチレン系樹脂発泡成形体とその製造方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019189635A1 (ja) * 2018-03-30 2019-10-03 積水化成品工業株式会社 発泡粒子、発泡成形体、繊維強化複合体及び自動車用部品
JP2019178262A (ja) * 2018-03-30 2019-10-17 株式会社カネカ 自動車天井基材用発泡芯材およびその製造方法
JP7130407B2 (ja) 2018-03-30 2022-09-05 株式会社カネカ 自動車天井基材用発泡芯材およびその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP6322148B2 (ja) 2018-05-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6170703B2 (ja) ポリスチレン系複合樹脂粒子とその製造方法、発泡性粒子、発泡粒子及び発泡成形体
JP5373524B2 (ja) 発泡性ポリスチレン系樹脂粒子とその製造方法、ポリスチレン系樹脂予備発泡粒子、ポリスチレン系樹脂発泡成形体
JP6251409B2 (ja) 複合樹脂粒子とその製造方法、発泡性粒子、発泡粒子、発泡成形体及び自動車内装材
JP2011074152A (ja) 予備発泡粒子及びその製造方法
JP6453995B2 (ja) 複合樹脂粒子とその発泡性粒子、発泡粒子及び発泡成形体
JP2020050784A (ja) 複合樹脂粒子、発泡性粒子、発泡粒子及び発泡成形体
JP6322148B2 (ja) シード重合用種粒子、複合樹脂粒子、発泡性粒子、発泡粒子及び複合樹脂発泡成形体
JP6059621B2 (ja) 発泡性スチレン改質熱可塑性ポリエステル系樹脂粒子及びその製造方法、スチレン改質熱可塑性ポリエステル系樹脂予備発泡粒子及びスチレン改質熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡成形体
JP6441948B2 (ja) 発泡性スチレン複合ポリオレフィン系樹脂粒子とその製造方法、予備発泡粒子および発泡成形体
JP5690632B2 (ja) シード重合用ポリプロピレン系樹脂粒子、その製造方法、複合樹脂粒子、発泡性複合樹脂粒子、予備発泡粒子および発泡成形体
JP6404164B2 (ja) シード重合用種粒子、複合樹脂粒子、発泡性粒子、発泡粒子及び複合樹脂発泡成形体
JP2011068776A (ja) 発泡成形体
JP5337442B2 (ja) 発泡成形体、およびその製造方法
JP2013117037A (ja) 発泡成形体
JP2014196441A (ja) ポリスチレン系複合樹脂粒子とその製造方法、発泡性粒子、発泡粒子及び発泡成形体
JP2017179243A (ja) カーボンブラック含有複合樹脂粒子、発泡性粒子、発泡粒子および発泡成形体
JP2013181074A (ja) スチレン改質ポリエチレン系樹脂粒子、発泡性複合樹脂粒子、予備発泡粒子、発泡成形体及び予備発泡粒子の製造方法
JP6262114B2 (ja) 複合樹脂粒子の製造方法
JP6214448B2 (ja) カーボンブラック含有複合樹脂粒子の製造方法
JP6031614B2 (ja) カーボンブラック含有複合樹脂予備発泡粒子とその製造方法及び発泡成形体
JP5809902B2 (ja) 改質ポリプロピレン系樹脂粒子、その予備発泡粒子およびその製造方法ならびに発泡成形体の製造方法
JP5732299B2 (ja) 複合樹脂粒子、発泡性複合樹脂粒子、予備発泡粒子および発泡成形体
JP2017179140A (ja) 酸化防止剤含有発泡性樹脂粒子とその製造方法、発泡粒子及び発泡成形体
WO2017056743A1 (ja) スチレン改質ポリオレフィン系樹脂粒子とその製造方法、発泡性粒子、発泡粒子および発泡成形体
JP2017066359A (ja) スチレン改質ポリオレフィン系樹脂粒子とその製造方法、発泡性粒子、発泡粒子および発泡成形体

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20170608

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20180302

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20180327

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20180406

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6322148

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150