JP2020002192A - 熱可塑性ポリエステルエラストマー発泡成形体およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
(1)
芳香族ジカルボン酸と脂肪族及び/又は脂環族ジオールとを構成成分とするポリエステルにより形成されたハードセグメントと、脂肪族ポリカーボネートにより形成されたソフトセグメントとが結合した熱可塑性ポリエステルエラストマーを含む熱可塑性ポリエステルエラストマー組成物から得られる熱可塑性ポリエステルエラストマー発泡成形体であって、
前記熱可塑性ポリエステルエラストマーは、還元粘度が1.4以上、かつソフトセグメントの含有量が25〜60質量%であり、
前記発泡成形体は、平均セル径が10〜400μm、かつ最大セル径が10〜500μmである独立発泡セルを有し、密度が0.05〜0.35g/cm3であり、150℃で3000時間熱処理した後の還元粘度が、熱処理する前の還元粘度の80%以上であることを特徴とする熱可塑性ポリエステルエラストマー発泡成形体。
(2)
熱可塑性ポリエステルエラストマーのソフトセグメントの含有量が40〜55質量%である(1)に記載の熱可塑性ポリエステルエラストマー発泡成形体。
(3)
前記発泡成形体は、発泡層の両面に、厚み100〜800μmの非発泡スキン層を有するサンドイッチ構造を持つ(1)又は(2)に記載の熱可塑性ポリエステルエラストマー発泡成形体。
(4)
型締めされた複数の金型で形成されるキャビティ内に、溶融状態の前記熱可塑性ポリエステルエラストマー組成物を、化学発泡剤および/または超臨界状態の不活性ガスとともに射出、充填し、厚み100〜800μmの非発泡スキン層が形成された段階で少なくとも一つの金型を型開き方向へ移動してキャビティの容積を拡大させることを特徴とする(3)に記載の熱可塑性ポリエステルエラストマー発泡成形体の製造方法。
(5)
前記不活性ガスが、窒素である(4)に記載の熱可塑性ポリエステルエラストマー発泡成形体の製造方法。
本発明で使用する熱可塑性ポリエステルエラストマーは、ハードセグメントとソフトセグメントが結合したものである。ハードセグメントは、ポリエステルにより形成される。ハードセグメントのポリエステルを構成する芳香族ジカルボン酸としては、通常の芳香族ジカルボン酸が広く用いられ、特に限定されないが、主たる芳香族ジカルボン酸としては、テレフタル酸及び/又はナフタレンジカルボン酸(異性体の中では2,6−ナフタレンジカルボン酸が好ましい)が好ましい。これらの芳香族ジカルボン酸の含有量は、ハードセグメントのポリエステルを構成する全ジカルボン酸中、70モル%以上であることが好ましく、80モル%以上であることがより好ましい。その他のジカルボン酸としては、例えば、ジフェニルジカルボン酸、イソフタル酸、5−ナトリウムスルホイソフタル酸などの芳香族ジカルボン酸;シクロヘキサンジカルボン酸、テトラヒドロ無水フタル酸などの脂環族ジカルボン酸;コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、ダイマー酸、水添ダイマー酸などの脂肪族ジカルボン酸などが挙げられる。これらは1種用いてもよく、2種以上を併用してもよい。また、これらは、ポリエステルエラストマーの融点を大きく低下させない範囲で用いることができ、その量は全ジカルボン酸の30モル%以下、好ましくは20モル%以下である。
本発明の熱可塑性ポリエステルエラストマー発泡成形体(以下、「発泡成形体」ともいう。)は、前記熱可塑性ポリエステルエラストマー組成物を用いて得られるものである。本発明の発泡成形体は、表層に存在する非発泡スキン層と内層に存在する発泡層を備えている。前記発泡層は、均一で微細な独立発泡セルを有する構造体である。
[熱可塑性ポリエステルエラストマー]
(熱可塑性ポリエステルエラストマー1〜6)
特許第4244067号に記載の方法に準じて、ポリブチレンテレフタレートおよび数平均分子量10000の脂肪族ポリカーボネートジオール(1,6−ヘキサンジオール残基を含む数平均分子量2000の脂肪族ポリカーボネートジオールとジフェニルカーボネートから合成)を原料として、原料比率、重合条件(温度、時間)を調整し、還元粘度およびソフトセグメント量の異なる熱可塑性ポリエステルエラストマー1〜6を合成した。
(熱可塑性ポリエステルエラストマー7)
特開平9−59491号公報に記載の方法に準じて、テレフタル酸、1、4−ブタンジオール、分子量1000のポリテトラメチレングリコールを原料として、ソフトセグメント含有量が50質量%の熱可塑性ポリエステルエラストマー7を合成した。
作製した熱可塑性ポリエステルエラストマー1〜7の還元粘度(dL/g)は、各サンプル(熱可塑性ポリエステルエラストマー)0.02gを10mLの混合溶媒(フェノール/テトラクロロエタン=60/40(質量比))に溶解させ、ウベローゼ粘度計を用いて30℃で測定した。ただし、増粘剤が用いられる場合には、増粘剤によって増粘した後の熱可塑性ポリエステルエラストマー(組成物)の還元粘度を測定した。
脂環式ポリカルボジイミド:カルボジライトLA−1(日清紡社製)
[添加剤]
ヒンダードフェノール系酸化防止剤:Irganox1010(BASF社製)
硫黄系酸化防止剤:ラスミットLG(第一工業製薬製)
表1に記載の原料を表1に記載の配合で配合し、シリンダー温度240℃、滞留時間90秒にて溶融混練した後、ペレット化して熱可塑性ポリエステルエラストマー組成物1〜8を得た。
作製した熱可塑性ポリエステルエラストマー組成物1〜8を用いて上述した金型拡張法にて発泡成形体を作製した。金型としては、型締めすると幅100mm、長さ100mm、厚み2mmのキャビティを形成することができ、型開き方向へコアバックさせると同幅、同長さで厚みが2mm+コアバック量(mm)であるキャビティを形成することができる固定用金型および稼働用金型からなる平板作製用金型を用いた。具体的には、金型の型締め力が1800kN、スクリュー径40mm、スクリューストローク180mmのスクリューを持つ電動射出成形機の可塑化領域に、原料と超臨界状態の窒素を注入し、表面温度50℃に温調された金型に射出充填後、射出外圧と内部からの発泡圧力によって100〜800μmの非発泡スキン層が形成された段階で、稼働用金型を型開き方向へ、表2に記載のコアバック量(mm)だけ移動させて、キャビティの容積を拡大させて、発泡成形体を作製した。
発泡成形体の寸法をノギスで測定し、その質量を電子天秤にて測定し、次式により算出した。
密度(g/cm3)=試験片の質量/試験片の体積
発泡成形体の発泡層の断面を日立ハイテクノロジーズ製の走査電子顕微鏡SU1510で撮影した。得られた発泡層の断面写真を画像処理し、発泡層の断面中央領域(厚み方向の中心部の領域)における任意の箇所において、100個の独立発泡セルの円相当径をノギスで測定し、その平均値を求めた。任意の3箇所において上記測定を行い、3箇所における各平均値をさらに平均した値を独立発泡セルの平均セル径とした。また、300個の独立発泡セルの中から、最大セル径を測定した。
作製した発泡成形体をカットして得たサンプル0.02gを10mLの混合溶媒(フェノール/テトラクロロエタン=60/40(質量比))に溶解させ、ウベローゼ粘度計を用いて30℃で、発泡成形体の初期の還元粘度X(dL/g)を測定した。
また、作製した発泡成形体を150℃で3000時間熱処理した。熱処理した発泡成形体をカットして得たサンプル0.02gを10mLの混合溶媒(フェノール/テトラクロロエタン=60/40(質量比))に溶解させ、ウベローゼ粘度計を用いて30℃で、発泡成形体の熱処理後の還元粘度Y(dL/g)を測定した。
得られた初期の還元粘度Xと熱処理後の還元粘度Yとを下記式に代入して、還元粘度保持率(%)を算出した。
還元粘度保持率(%)=(熱処理後の還元粘度Y/初期の還元粘度X)×100
JIS K 6400に記載されている方法にて測定を実施した。手動計測試験機を用い、規定高さから試験片に鋼球を落下させ、跳ね返った最大高さを読み取った。1分間以内に3回の測定を行い、その中央値を求め、反発弾性率を算出した。また、前記熱処理後の試験片についても同様に測定を実施した。
発泡成形体の断面を日立ハイテクノロジーズ製の走査電子顕微鏡SU1510で撮影した。得られた発泡成形体の断面写真を画像処理し、表層部にみられる一体化した非発泡層の厚みを測定し、得られた測定値を非発泡スキン層の厚みとした。
2 金型(稼働用)
3 キャビティ
4 射出成形機
4a 可塑化領域
5 ガスボンベ
6 昇圧ポンプ
7 圧力制御バルブ
Claims (5)
- 芳香族ジカルボン酸と脂肪族及び/又は脂環族ジオールとを構成成分とするポリエステルにより形成されたハードセグメントと、脂肪族ポリカーボネートにより形成されたソフトセグメントとが結合した熱可塑性ポリエステルエラストマーを含む熱可塑性ポリエステルエラストマー組成物から得られる熱可塑性ポリエステルエラストマー発泡成形体であって、
前記熱可塑性ポリエステルエラストマーは、還元粘度が1.4以上、かつソフトセグメントの含有量が25〜60質量%であり、
前記発泡成形体は、平均セル径が10〜400μm、かつ最大セル径が10〜500μmである独立発泡セルを有し、密度が0.05〜0.35g/cm3であり、150℃で3000時間熱処理した後の還元粘度が、熱処理する前の還元粘度の80%以上であることを特徴とする熱可塑性ポリエステルエラストマー発泡成形体。 - 熱可塑性ポリエステルエラストマーのソフトセグメントの含有量が40〜55質量%である請求項1に記載の熱可塑性ポリエステルエラストマー発泡成形体。
- 前記発泡成形体は、発泡層の両面に、厚み100〜800μmの非発泡スキン層を有するサンドイッチ構造を持つ請求項1又は2に記載の熱可塑性ポリエステルエラストマー発泡成形体。
- 型締めされた複数の金型で形成されるキャビティ内に、溶融状態の前記熱可塑性ポリエステルエラストマー組成物を、化学発泡剤および/または超臨界状態の不活性ガスとともに射出、充填し、厚み100〜800μmの非発泡スキン層が形成された段階で少なくとも一つの金型を型開き方向へ移動してキャビティの容積を拡大させることを特徴とする請求項3に記載の熱可塑性ポリエステルエラストマー発泡成形体の製造方法。
- 前記不活性ガスが、窒素である請求項4に記載の熱可塑性ポリエステルエラストマー発泡成形体の製造方法。
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