JP2021155575A - 発泡成形体の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
[1] ポリプロピレン系樹脂100質量部と、二酸化炭素を発生し、炭酸水素塩を含まない発泡剤0.5〜5.0質量部とを含む樹脂組成物を、前記発泡剤のガス発生温度より10℃以上高い温度で溶融混錬する工程(1)と、
前記工程(1)で溶融混錬した樹脂組成物を金型に射出して発泡成形する工程(2)と
を含むことを特徴とする発泡成形体の製造方法。
[2] 前記発泡剤が、カルボン酸またはカルボン酸塩である、項[1]に記載の発泡成形体の製造方法。
[3] 前記発泡剤が、クエン酸またはクエン酸塩である、項[1]または[2]に記載の発泡成形体の製造方法。
[4] 前記工程(2)において、前記樹脂組成物を射出する際の該樹脂組成物の温度が210〜270℃の範囲である、項[1]〜[3]のいずれか1項に記載の発泡成形体の製造方法。
[5] 前記工程(2)において、金型のキャビティ内のガス圧力を0.1MPa以上1.0MPa未満に調整し、次いで前記樹脂組成物をキャビティ内に射出充填してキャビティ内ガスを排気した後、発泡させる、項[1]〜[3]のいずれか1項に記載の発泡成形体の製造方法。
本発明の発泡成形体の製造方法は、ポリプロピレン系樹脂100質量部と、炭酸水素塩を含まず、二酸化炭素を発生する発泡剤0.5〜5.0質量部とを含む樹脂組成物を、前記発泡剤のガス発生温度より10℃以上高い温度で溶融混錬する工程(1)と、前記工程(1)で溶融混錬した樹脂組成物を金型に射出して発泡成形する工程(2)とを含むことを特徴とする。
本発明で用いられるポリプロピレン系樹脂としては、特に限定されないが、例えば、プロピレンの単独重合体、プロピレンと少量のエチレン、1−ブテンなどのα−オレフィンとのランダム共重合体、プロピレンの単独重合体またはランダム共重合体と、非晶性または低結晶性のエチレン・プロピレン共重合体(製造条件によっては少量のポリエチレンを含有)とからなるブロック共重合体などが挙げられる。ポリプロピレン系樹脂を原料として用いて発泡成形することにより、外観がより良好で、かつ良好な発泡セルを有し、しかも軽量で剛性により優れた発泡成形体を容易に効率よく製造することができる。
本発明で用いられる発泡剤は、プロピレン系樹脂が溶融する温度で分解して発泡ガスとして二酸化炭素を発生し、炭酸水素塩を含まない有機系発泡剤である。このような発泡剤を用いると、発泡ガスが二酸化炭素であるため、成形時の作業環境を悪化させず、また、ポリプロピレン系樹脂への溶解度が比較的高いため、成形体の外観が良好となる。また、重曹(炭酸水素ナトリウム)等の炭酸塩を用いないことから、ブリスタの発生を抑制することができ、自動車外装部品に適用可能な発泡成形体を得ることができる。
本発明で用いられる樹脂組成物は、本発明の効果を損なわない範囲で、発泡成形体の用途に応じて、上述したプロピレン系樹脂および発泡剤以外の他の成分を含んでもよい。他の成分としては、例えば、公知のゴム・エラストマー、無機充填剤、添加剤などが挙げられる。
本発明の製造方法における工程(1)では、上述したポリプロピレン系樹脂と、二酸化炭素を発生し、炭酸水素塩を含まない発泡剤とを含む樹脂組成物を、該発泡剤のガス発生温度より10℃以上高い温度で溶融混錬する。
本発明の製造方法における工程(2)では、前記工程(1)で溶融混錬した樹脂組成物を、射出成形機に取り付けた型締状態の金型キャビティ内に射出して発泡させる。射出成型機は公知のものを用いることができる。
金型温度は、使用するプロピレン系樹脂の成形に通常用いられる金型温度で成形するが、厚みが薄い成形体や、発泡倍率が高い成形体を得る場合は、通常の金型温度より高めに設定するとよい。たとえば、発泡剤としてクエン酸ナトリウムを用い、通常のポリプロピレン樹脂を用いた場合、金型温度は好ましくは10〜80℃程度、より好ましくは20〜60℃程度の範囲にある。
本発明の発泡成形体の製造方法によれば、成形体内部のセル形状、セル密度、発泡倍率に多少の分布が発生しても、スキン層の平滑性、剛性、耐湿性、軽量性、および外観に優れた発泡成形体が得られる。
成形体の反突出し面に、蛍光灯の光等を反射させ像のゆがみを確認することで、凹み、変形の有無を確認した。デフォーム/ディンプルの評価としては、下記のディンプル、デフォームおよび成形体の厚み(板厚)のそれぞれを評価し、3つの項目全てが「〇」の場合を合格(表1中では「〇」)とし、3つの項目のうち1つでも「×」がある場合を不合格(表1中では「×」)とした。
凹み長さが10mm以下の小さな円形状凹みをディンプルとして評価した。一般的にはゲート近傍や成形体の中間から末端付近に発生することが多い。その凹みが成形体の5cm×5cm(=25cm2)に区分けした領域内に1つ以上存在した場合を「×」とし、それ以下の場合を「〇」とした。
ディンプルを除いた凹み長さが10mmを超える凹みや変形、もしくは大きなそり等をデフォームとして評価した。デフォームは成形体の流動末端近傍に発生しやすい。その蛍光灯反射像のゆがみ部とその周囲のゆがみの無い部分で板厚差が0.2mm未満の場合を「〇」とし、板厚差が0.2mm以上の場合を「×」とした。
板厚は、目標の3.0mm以上の場合を「〇」とし、3.0mm未満の場合を「×」とした。
成形体の反突出し面を確認し、ゲートと末端の中間部で確認を行い、スワールマークが殆ど無い場合を「〇」とし、全面に明確に確認された場合を「×」とした。なお、今回の成形では射出前にキャビティ内に0.3MPaのエア圧力(ガスカウンタープレッシャ圧力)を掛けて発泡成形したものでスワールマークの評価を行った。また、成形体を塗装した場合、スワールマークの影響が見えなくなるため、評価は行わず合格(表1中では「−」)とした。
「JIS K5600−6−2 水浸せき法」の試験方法に準拠し、「JIS D0202 自動車部品の塗膜通則」に記載の試験条件に基づいて、成形品を40℃の水槽内に240時間浸漬する試験を行った。試験後、「JIS K5600−8−2 膨れの等級」に準拠してブリスタの評価を行い、ブリスタの量と大きさが共に等級0もしくは1の場合を「〇」とし、等級2〜5の場合を「×」とした。
総合評価としては、上述したデフォーム/ディンプル、スワールマークおよびブリスタの評価において、1つでも「×」が存在した場合を不合格(表1中では「×」)とし、それ以外を合格(表1中では「〇」)とした。
プロピレン系バンパー材樹脂(プライムポリマー(株)製、プライムポリプロ TSOP−PR6B)100質量部に、発泡剤としてクエン酸ナトリウムを含む化学発泡剤マスターバッチ(Adeka Polymer Additives Europe SAS製、商品名:ORGATER MB.BA.18)(以下、化学発泡剤マスターバッチを「発泡剤MB」と称する。)を3質量部(発泡剤成分で約0.8質量%)加えてドライブレンドすることで、発泡剤MBと樹脂ペレットの混合材料(混合ペレット)を調製した。
発泡剤をクエン酸に変更したこと以外は実施例1と同様にして発泡成形体を得て、評価を行った。クエン酸は、低密度ポリエチレンに20質量%の濃度で混錬し、マスターバッチ状に造粒して使用した。評価結果を表1に示す。
溶融混錬および射出成形時の樹脂温度を260℃にしたこと以外は実施例1と同様にして発泡成形体を得て、評価を行った。評価結果を表1に示す。
実施例1と同様にして得られた発泡成形体に塗装を実施し、スワールマークの確認以外の評価を行った。なお、塗装は、脱脂や表面調整等の塗装前処理を施した発泡成形体サンプルに対し、水系のアクリル樹脂系プライマーを7〜12μmの膜厚(乾燥膜厚)となるように塗布し、80℃で10分間焼き付けた。そして、アクリルウレタン樹脂系ベース塗料を15〜20μm(乾燥膜厚)となるように塗布し、次いで、ウエットオンウエットでアクリルウレタン樹脂系クリヤー塗料を30〜35μm(乾燥膜厚)となるように塗布し、80℃で30分間焼き付けた。評価結果を表1に示す。
発泡剤MBの添加量を5質量部(発泡剤成分で1.3質量部)にしたこと以外は実施例1と同様にして発泡成形体を得て、評価を行った。評価結果を表1に示す。
溶融混錬および射出成形時の樹脂温度を200℃にしたこと以外は実施例1と同様にして発泡成形体を得て、評価を行った。得られた成形体は、ガスカウンタプレッシャ法を適用したものも、適用していないものもスワールマーク等は見られなかったが、発泡不良によるデフォームが確認された。評価結果を表1に示す。
発泡剤として重曹系の化学発泡剤マスターバッチ(永和化成工業株式会社製、ポリスレンEE25C)を3質量部(発泡剤成分で約0.9質量部)添加したこと以外は実施例1と同様にして発泡成形体を得て、評価を行った。得られた成形体の外観は比較的良好であったが、ブリスタ試験において大量のブリスタが確認された。評価結果を表1に示す。
発泡剤として重曹系の化学発泡剤マスターバッチ(永和化成工業株式会社製、ポリスレンEE65C)を2質量部(発泡剤成分で約0.8質量部)添加したこと以外は実施例1と同様にして発泡成形体を得て、評価を行った。得られた成形体の外観は比較的良好であったが、ブリスタ試験において大量のブリスタが確認された。評価結果を表1に示す。
比較例2と同様にして得られた発泡成形体に、実施例4と同様の塗装を実施し、スワールマークの確認以外の評価を行った。得られた成形体の外観は良好であったが、ブリスタ試験において大量のブリスタが確認された。評価結果を表1に示す。
Claims (5)
- ポリプロピレン系樹脂100質量部と、二酸化炭素を発生し、炭酸水素塩を含まない発泡剤0.5〜5.0質量部とを含む樹脂組成物を、前記発泡剤のガス発生温度より10℃以上高い温度で溶融混錬する工程(1)と、
前記工程(1)で溶融混錬した樹脂組成物を金型に射出して発泡成形する工程(2)と
を含むことを特徴とする発泡成形体の製造方法。 - 前記発泡剤が、カルボン酸またはカルボン酸塩である、請求項1に記載の発泡成形体の製造方法。
- 前記発泡剤が、クエン酸またはクエン酸塩である、請求項1または2に記載の発泡成形体の製造方法。
- 前記工程(2)において、前記樹脂組成物を射出する際の該樹脂組成物の温度が210〜270℃の範囲である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の発泡成形体の製造方法。
- 前記工程(2)において、金型のキャビティ内のガス圧力を0.1MPa以上1.0MPa未満に調整し、次いで前記樹脂組成物をキャビティ内に射出充填してキャビティ内ガスを排気した後に、発泡させる、請求項1〜3のいずれか1項に記載の発泡成形体の製造方法。
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