JP2023176570A - 発泡粒子 - Google Patents
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- Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
Abstract
【課題】型内成形性に優れると共に、圧縮永久歪の小さいポリエチレン系樹脂発泡粒子成形体を得ることができる発泡粒子を提供する。【解決手段】直鎖状低密度ポリエチレンを基材樹脂とする発泡粒子であって、前記直鎖状低密度ポリエチレンの密度が920kg/m3以下であり、前記直鎖状低密度ポリエチレンの融点が120℃以上130℃以下であり、前記直鎖状低密度ポリエチレンが、共重合成分として、プロピレン成分と、ブテン成分、ヘキセン成分及びオクテン成分から選択される一種以上のα-オレフィン成分(α1)と、を含む、発泡粒子。【選択図】なし
Description
本発明は、発泡粒子に関する。
ポリエチレン系樹脂発泡粒子を型内成形してなるポリエチレン系発泡粒子成形体は、耐薬品性、緩衝性等に優れ、リサイクル性にも優れている。このため、ポリエチレン系樹脂発泡粒子成形体は、衝撃吸収材、断熱材及び各種包装材等として、電気・電子部品の包装・緩衝材、自動車部品の包装・緩衝材、その他精密部品から食品に至るまで様々な包装材として広く利用されている。
たとえば、特許文献1には、広い温度範囲で成形可能とし、表面平滑性を向上させることを目的として、特定密度のポリエチレン系樹脂粒子を発泡させて得られた、特定の、密度、メルトフローインデックス、メルトテンション、気泡径を有する無架橋ポリエチレン系樹脂発泡粒子が開示されている。
たとえば、特許文献1には、広い温度範囲で成形可能とし、表面平滑性を向上させることを目的として、特定密度のポリエチレン系樹脂粒子を発泡させて得られた、特定の、密度、メルトフローインデックス、メルトテンション、気泡径を有する無架橋ポリエチレン系樹脂発泡粒子が開示されている。
前記のようにポリエチレン系発泡粒子成形体は各種用途に用いられるため、成形体を圧縮したあとの形状の回復性に優れる、圧縮永久歪の小さい成形体が求められている。このような状況において、密度の低い直鎖状低密度ポリエチレンを用いることで、良好な圧縮強度を有しつつ、圧縮永久歪が低減された成形体を得ることができるものと期待される。
しかしながら、密度の低い直鎖状低密度ポリエチレンを用いた場合には、得られる発泡粒子の型内成形性が低下してしまい、低い圧縮永久歪と型内成形性とを両立する発泡粒子を得ることは困難であった。
本発明は、型内成形性に優れると共に、圧縮永久歪の小さいポリエチレン系樹脂発泡粒子成形体を製造することができる発泡粒子を提供することを課題とする。
しかしながら、密度の低い直鎖状低密度ポリエチレンを用いた場合には、得られる発泡粒子の型内成形性が低下してしまい、低い圧縮永久歪と型内成形性とを両立する発泡粒子を得ることは困難であった。
本発明は、型内成形性に優れると共に、圧縮永久歪の小さいポリエチレン系樹脂発泡粒子成形体を製造することができる発泡粒子を提供することを課題とする。
本発明者らは、鋭意検討した結果、特定の密度及び融点を有すると共に、特定のコモノマー成分を有する直鎖状低密度ポリエチレンを基材樹脂とする発泡粒子が、前記課題を解決することを見出した。
すなわち、本発明の一態様は、以下の[1]~[7]に記載の発泡粒子である。
[1]直鎖状低密度ポリエチレンを基材樹脂とする発泡粒子であって、前記直鎖状低密度ポリエチレンの密度が920kg/m3以下であり、前記直鎖状低密度ポリエチレンの融点が120℃以上130℃以下であり、前記直鎖状低密度ポリエチレンが、共重合成分として、プロピレン成分と、ブテン成分、ヘキセン成分及びオクテン成分から選択される一種以上のα-オレフィン成分(α1)と、を含む、発泡粒子。
[2]前記直鎖状低密度ポリエチレンにおける前記プロピレン成分の含有量が0.5mol%以上3mol%以下である、上記[1]に記載の発泡粒子。
[3]前記直鎖状低密度ポリエチレンにおける、前記プロピレン成分の含有量と前記α-オレフィン成分(α1)の含有量との合計が1mol%以上10mol%以下であり、前記プロピレン成分の含有量と前記α-オレフィン成分(α1)の含有量との合計に対する前記プロピレン成分の含有量の比が0.1以上0.6以下である、上記[1]又は[2]に記載の発泡粒子。
[4]ASTM D 6866により測定される前記直鎖状低密度ポリエチレンのバイオマス度が40%以上である、上記[1]~[3]のいずれか一つに記載の発泡粒子。
[5]前記発泡粒子は、10℃/分の加熱速度で23℃から200℃まで加熱して得られるDSC曲線において、直鎖状低密度ポリエチレンに固有の融解ピーク(固有ピーク)と、固有ピークよりも高温側に1以上の融解ピーク(高温ピーク)とが現れる結晶構造を有し、前記発泡粒子の融解熱量が70J/g以上100J/g以下であり、前記高温ピークの融解熱量が10J/g以上50J/g以下である、上記[1]~[4]のいずれか一つに記載の発泡粒子。
[6]前記発泡粒子の全融解熱量に対する、前記高温ピークの融解熱量の比が0.2以上0.7以下である、上記[5]に記載の発泡粒子。
[7]前記発泡粒子の嵩密度が10kg/m3以上300kg/m3以下である、上記[1]~[6]のいずれか一つに記載の発泡粒子。
すなわち、本発明の一態様は、以下の[1]~[7]に記載の発泡粒子である。
[1]直鎖状低密度ポリエチレンを基材樹脂とする発泡粒子であって、前記直鎖状低密度ポリエチレンの密度が920kg/m3以下であり、前記直鎖状低密度ポリエチレンの融点が120℃以上130℃以下であり、前記直鎖状低密度ポリエチレンが、共重合成分として、プロピレン成分と、ブテン成分、ヘキセン成分及びオクテン成分から選択される一種以上のα-オレフィン成分(α1)と、を含む、発泡粒子。
[2]前記直鎖状低密度ポリエチレンにおける前記プロピレン成分の含有量が0.5mol%以上3mol%以下である、上記[1]に記載の発泡粒子。
[3]前記直鎖状低密度ポリエチレンにおける、前記プロピレン成分の含有量と前記α-オレフィン成分(α1)の含有量との合計が1mol%以上10mol%以下であり、前記プロピレン成分の含有量と前記α-オレフィン成分(α1)の含有量との合計に対する前記プロピレン成分の含有量の比が0.1以上0.6以下である、上記[1]又は[2]に記載の発泡粒子。
[4]ASTM D 6866により測定される前記直鎖状低密度ポリエチレンのバイオマス度が40%以上である、上記[1]~[3]のいずれか一つに記載の発泡粒子。
[5]前記発泡粒子は、10℃/分の加熱速度で23℃から200℃まで加熱して得られるDSC曲線において、直鎖状低密度ポリエチレンに固有の融解ピーク(固有ピーク)と、固有ピークよりも高温側に1以上の融解ピーク(高温ピーク)とが現れる結晶構造を有し、前記発泡粒子の融解熱量が70J/g以上100J/g以下であり、前記高温ピークの融解熱量が10J/g以上50J/g以下である、上記[1]~[4]のいずれか一つに記載の発泡粒子。
[6]前記発泡粒子の全融解熱量に対する、前記高温ピークの融解熱量の比が0.2以上0.7以下である、上記[5]に記載の発泡粒子。
[7]前記発泡粒子の嵩密度が10kg/m3以上300kg/m3以下である、上記[1]~[6]のいずれか一つに記載の発泡粒子。
本発明によれば、型内成形性に優れると共に、圧縮永久歪の小さいポリエチレン系樹脂発泡粒子成形体を製造することができる発泡粒子を提供することができる。
[発泡粒子]
本発明の発泡粒子は、直鎖状低密度ポリエチレンを基材樹脂とする発泡粒子であって、前記直鎖状低密度ポリエチレンの密度が920kg/m3以下であり、前記直鎖状低密度ポリエチレンの融点が120℃以上130℃以下であり、前記直鎖状低密度ポリエチレンが、共重合成分として、プロピレン成分と、ブテン成分、ヘキセン成分及びオクテン成分から選択される一種以上のα-オレフィン成分(α1)と、を含む、発泡粒子である。
本発明の発泡粒子は、直鎖状低密度ポリエチレンを基材樹脂とする発泡粒子であって、前記直鎖状低密度ポリエチレンの密度が920kg/m3以下であり、前記直鎖状低密度ポリエチレンの融点が120℃以上130℃以下であり、前記直鎖状低密度ポリエチレンが、共重合成分として、プロピレン成分と、ブテン成分、ヘキセン成分及びオクテン成分から選択される一種以上のα-オレフィン成分(α1)と、を含む、発泡粒子である。
(直鎖状低密度ポリエチレン)
前記発泡粒子は、直鎖状低密度ポリエチレンを基材樹脂とする。本明細書において、「直鎖状低密度ポリエチレンを基材樹脂とする」とは、発泡粒子が直鎖状低密度ポリエチレンを主成分とする樹脂から構成されていることを意味する。なお、後述のように、本発明の効果を阻害しない範囲内であれば、発泡粒子は、直鎖状低密度ポリエチレン以外の重合体等を含んでいてもよい。
前記発泡粒子は、直鎖状低密度ポリエチレンを基材樹脂とする。本明細書において、「直鎖状低密度ポリエチレンを基材樹脂とする」とは、発泡粒子が直鎖状低密度ポリエチレンを主成分とする樹脂から構成されていることを意味する。なお、後述のように、本発明の効果を阻害しない範囲内であれば、発泡粒子は、直鎖状低密度ポリエチレン以外の重合体等を含んでいてもよい。
本発明においては、密度が920kg/m3以下であり、共重合成分として、プロピレン成分と、ブテン成分、ヘキセン成分及びオクテン成分から選択される一種以上のα-オレフィン成分(α1)と、を含む直鎖状低密度ポリエチレンを基材樹脂とする。なお、直鎖状低密度ポリエチレン中のヘキセン成分には、1-ヘキセンと、4-メチル-1-ペンテンとが含まれる。また、直鎖状低密度ポリエチレン中のオクテン成分には、1-オクテン、2-メチルヘプテン、3-エチルヘキセン等が含まれる。
前記直鎖状低密度ポリエチレンは、共重合成分として、プロピレン成分と、ブテン成分、ヘキセン成分及びオクテン成分から選択される一種以上のα-オレフィン成分(α1)と、を含む。すなわち、前記直鎖状低密度ポリエチレンは、共重合成分として、プロピレン成分を含み、かつブテン成分、ヘキセン成分及びオクテン成分から選択される一種以上のα-オレフィン成分(α1)を含む。言い換えれば、前記直鎖状低密度ポリエチレンは、共重合成分として、プロピレン成分とα-オレフィン成分(α1)を含み、α-オレフィン成分(α1)はブテン成分、ヘキセン成分及びオクテン成分から選択される一種以上である。なお、本発明の直鎖状低密度ポリエチレンは、直鎖構造を有する、エチレンと、プロピレンと、ブテン、ヘキセン及びオクテンから選択される一種以上のα-オレフィンと、の共重合体とも言える。
通常、直鎖状低密度ポリエチレンは、密度の低下に伴い、融点が低下する傾向にある。このような密度の低い直鎖状低密度ポリエチレンを用いて発泡粒子を製造すると、樹脂に熱が加わった際の状態変化が大きく、樹脂が過度に軟化しやすくなるためか、樹脂粒子の発泡時において発泡直後の発泡粒子が過度に収縮しやすくなり、良好な発泡粒子を得ることが困難となる場合がある。また、発泡粒子を得ることができても、同様な観点から、発泡粒子の型内成形時において成形直後の成形体が過度にヒケやすくなり、型内成形性に優れる発泡粒子を得ることは困難である。
本発明の発泡粒子において、型内成形性が向上する理由は定かではないが、次のように考えられる。本発明の発泡粒子に用いられる共重合成分としてプロピレン成分を含む直鎖状低密度ポリエチレンは、低い密度を有する一方で、融点が比較的高く、軟化時の物性変化が緩やかな傾向にある。そのため、共重合成分としてプロピレン成分を含む直鎖状低密度ポリエチレンを用いることにより、密度の低い直鎖状低密度ポリエチレンであっても、型内成形性に優れる発泡粒子を得ることができるもの考えられる。
また、本発明においては、密度が低いと共に、共重合成分としてブテン成分、ヘキセン成分及びオクテン成分から選択される一種以上、好ましくはブテン成分及びヘキセン成分から選択される一種以上を含む直鎖状低密度ポリエチレンを用いて、発泡性に優れる樹脂粒子や、型内成形性に優れる発泡粒子を得ることができる。
通常、直鎖状低密度ポリエチレンは、密度の低下に伴い、融点が低下する傾向にある。このような密度の低い直鎖状低密度ポリエチレンを用いて発泡粒子を製造すると、樹脂に熱が加わった際の状態変化が大きく、樹脂が過度に軟化しやすくなるためか、樹脂粒子の発泡時において発泡直後の発泡粒子が過度に収縮しやすくなり、良好な発泡粒子を得ることが困難となる場合がある。また、発泡粒子を得ることができても、同様な観点から、発泡粒子の型内成形時において成形直後の成形体が過度にヒケやすくなり、型内成形性に優れる発泡粒子を得ることは困難である。
本発明の発泡粒子において、型内成形性が向上する理由は定かではないが、次のように考えられる。本発明の発泡粒子に用いられる共重合成分としてプロピレン成分を含む直鎖状低密度ポリエチレンは、低い密度を有する一方で、融点が比較的高く、軟化時の物性変化が緩やかな傾向にある。そのため、共重合成分としてプロピレン成分を含む直鎖状低密度ポリエチレンを用いることにより、密度の低い直鎖状低密度ポリエチレンであっても、型内成形性に優れる発泡粒子を得ることができるもの考えられる。
また、本発明においては、密度が低いと共に、共重合成分としてブテン成分、ヘキセン成分及びオクテン成分から選択される一種以上、好ましくはブテン成分及びヘキセン成分から選択される一種以上を含む直鎖状低密度ポリエチレンを用いて、発泡性に優れる樹脂粒子や、型内成形性に優れる発泡粒子を得ることができる。
かかる観点から、直鎖状低密度ポリエチレンにおけるプロピレン成分の含有量(プロピレンに由来する成分の含有量)は、0.5mol%以上3mol%以下であることが好ましい。また、圧縮永久歪の低い成形体を得やすくなる観点からは、前記プロピレンに由来する成分の含有量は0.6mol%以上であることが好ましく、0.8mol%以上であることがより好ましく、1mol%以上であることがさらに好ましい。一方、発泡粒子の型内成形性を高める観点や、所望とする機械的物性を有する成形体を得やすくなる観点からは、前記プロピレンに由来する成分の含有量は2mol%以下であることがより好ましい。
また、同様の観点から、直鎖状低密度ポリエチレンにおける、プロピレン成分の含有量と、前記α-オレフィン成分(α1)の含有量(ブテン成分、ヘキセン成分及びオクテン成分から選択される一種以上のα-オレフィンに由来する成分(α1)の含有量)との合計に対するプロピレン成分の含有量の比が0.1以上であることが好ましく、0.2以上であることがより好ましい。一方、プロピレン成分の含有量とα-オレフィン成分(α1)との含有量の合計に対するプロピレン成分の含有量の比が0.6以下であることが好ましく、0.5以下であることがより好ましく、0.4以下であることがさらに好ましい。
なお、上記含有量は、エチレンに由来する成分と、炭素数3以上のα-オレフィン(プロピレン、ブテン、ヘキセン、オクテン等)に由来する成分との合計を100質量%としたときの含有量である。また、所望とする物性を有する直鎖状低密度ポリエチレンを得やすくなる観点から、直鎖状低密度ポリエチレンにおける、プロピレン成分の含有量とα-オレフィン成分(α1)の含有量との合計は、1mol%以上10mol%以下であることが好ましく、3mol%以上8mol%以下であることがより好ましい。
また、同様の観点から、直鎖状低密度ポリエチレンにおける、プロピレン成分の含有量と、前記α-オレフィン成分(α1)の含有量(ブテン成分、ヘキセン成分及びオクテン成分から選択される一種以上のα-オレフィンに由来する成分(α1)の含有量)との合計に対するプロピレン成分の含有量の比が0.1以上であることが好ましく、0.2以上であることがより好ましい。一方、プロピレン成分の含有量とα-オレフィン成分(α1)との含有量の合計に対するプロピレン成分の含有量の比が0.6以下であることが好ましく、0.5以下であることがより好ましく、0.4以下であることがさらに好ましい。
なお、上記含有量は、エチレンに由来する成分と、炭素数3以上のα-オレフィン(プロピレン、ブテン、ヘキセン、オクテン等)に由来する成分との合計を100質量%としたときの含有量である。また、所望とする物性を有する直鎖状低密度ポリエチレンを得やすくなる観点から、直鎖状低密度ポリエチレンにおける、プロピレン成分の含有量とα-オレフィン成分(α1)の含有量との合計は、1mol%以上10mol%以下であることが好ましく、3mol%以上8mol%以下であることがより好ましい。
なお、直鎖状低密度ポリエチレンが、複数の直鎖状低密度ポリエチレンを含む場合、直鎖状低密度ポリエチレンにおける、前記プロピレン成分の含有量の範囲、前記プロピレン成分の含有量とα-オレフィン成分(α1)の含有量との合計に対するプロピレン成分の含有量の比の範囲、前記プロピレン成分の含有量とα-オレフィン成分(α1)の含有量との合計の範囲は、直鎖状低密度ポリエチレンに含まれる複数の直鎖状低密度ポリエチレン全体における、プロピレン成分の含有量の範囲、プロピレン成分の含有量とα-オレフィン成分(α1)の含有量との合計に対するプロピレン成分の含有量の比の範囲、プロピレン成分の含有量とα-オレフィン成分(α1)の含有量との合計の範囲を表す。
直鎖状低密度ポリエチレン中における各α-オレフィンに由来する成分の含有量は、実施例で説明する炭素13核磁気共鳴(13C-NMR)による測定等により求めることができる。
直鎖状低密度ポリエチレン中における各α-オレフィンに由来する成分の含有量は、実施例で説明する炭素13核磁気共鳴(13C-NMR)による測定等により求めることができる。
また、前記直鎖状低密度ポリエチレンは、好ましくは、共重合成分(コモノマー)としてプロピレン成分とブテン成分とヘキセン成分とを含む直鎖状低密度ポリエチレンA1、及び共重合成分(コモノマー)としてプロピレン成分とブテン成分とを含む直鎖状低密度ポリエチレンA2から選択される一種以上を主成分として含み、より好ましくは共重合成分としてプロピレン成分とブテン成分とヘキセン成分とを含む直鎖状低密度ポリエチレンA1を主成分として含む。この場合、前記直鎖状低密度ポリエチレン中の前記直鎖状低密度ポリエチレンA1及び前記直鎖状低密度ポリエチレンA2の合計の割合は、50質量%以上であり、好ましくは60質量%以上であり、より好ましくは80質量%以上であり、更に好ましくは90質量%以上である。また、前記直鎖状低密度ポリエチレン中の前記直鎖状低密度ポリエチレンA1及び前記直鎖状低密度ポリエチレンA2の合計の割合は、100質量%以下である。
また、発泡粒子の型内成形性をより高めることができる観点からは、前記直鎖状低密度ポリエチレン中の前記直鎖状低密度ポリエチレンA1の割合は、50質量%以上であり、好ましくは60質量%以上であり、より好ましくは80質量%以上であり、更に好ましくは90質量%以上である。一方、前記直鎖状低密度ポリエチレン中の前記直鎖状低密度ポリエチレンA1の割合は、100質量%以下である。
また、発泡粒子の型内成形性をより高めることができる観点からは、前記直鎖状低密度ポリエチレン中の前記直鎖状低密度ポリエチレンA1の割合は、50質量%以上であり、好ましくは60質量%以上であり、より好ましくは80質量%以上であり、更に好ましくは90質量%以上である。一方、前記直鎖状低密度ポリエチレン中の前記直鎖状低密度ポリエチレンA1の割合は、100質量%以下である。
発泡性に優れる樹脂粒子を安定して得ることができる観点や、型内成形性に優れる発泡粒子を安定して得ることができる観点から、前記直鎖状低密度ポリエチレンとして、プロピレン成分とブテン成分とヘキセン成分とを含む直鎖状低密度ポリエチレンA1を用いる場合、前記直鎖状低密度ポリエチレンにおける、ブテン成分(ブテンに由来する成分)の含有量は、0.5mol%以上6mol%以下であることが好ましく、1mol%以上5mol%以下であることがより好ましく、2mol%以上4mol%以下であることがさらに好ましい。また、前記直鎖状低密度ポリエチレンにおける、ヘキセン成分(ヘキセンに由来する成分)の含有量は、0.2mol%以上5mol%以下であることが好ましく、0.5mol%以上4mol%以下であることがより好ましく、0.8mol%以上3mol%以下であることがさらに好ましい。
同様の観点から、前記直鎖状低密度ポリエチレンとして、プロピレン成分とブテン成分とを含む直鎖状低密度ポリエチレンA2を用いる場合、該直鎖状低密度ポリエチレンA2中のブテン成分の含有量は2mol%以上7mol%以下であることが好ましく、3mol%以上6mol%以下であることがより好ましい。
なお、前記直鎖状低密度ポリエチレンは、複数の直鎖状低密度ポリエチレンを混合した混合樹脂であってもよい。
同様の観点から、前記直鎖状低密度ポリエチレンとして、プロピレン成分とブテン成分とを含む直鎖状低密度ポリエチレンA2を用いる場合、該直鎖状低密度ポリエチレンA2中のブテン成分の含有量は2mol%以上7mol%以下であることが好ましく、3mol%以上6mol%以下であることがより好ましい。
なお、前記直鎖状低密度ポリエチレンは、複数の直鎖状低密度ポリエチレンを混合した混合樹脂であってもよい。
また、樹脂粒子の発泡性や発泡粒子の二段発泡性を安定して高めることができる観点や、型内成形性に優れると共に、所望とする機械的物性を有する成形体を安定して得ることができる発泡粒子を得やすい観点から、直鎖状低密度ポリエチレンが、直鎖状低密度ポリエチレンA1及び/又は直鎖状低密度ポリエチレンA2を含む場合、直鎖状低密度ポリエチレンA1又は直鎖状低密度ポリエチレンA2における、ブテン成分(ブテンに由来する成分)の含有量に対するプロピレン成分(プロピレンに由来する成分)の含有量の比[プロピレン成分含有量(mol%)/ブテン成分含有量(mol%)]が、0.1以上1以下であることが好ましく、0.2以上0.8以下であることがより好ましく、0.3以上0.6以下であることがさらに好ましい。
また、直鎖状低密度ポリエチレンが、直鎖状低密度ポリエチレンA1を含む場合、前記直鎖状低密度ポリエチレンA1における、ヘキセン成分(ヘキセンに由来する成分)の含有量に対するプロピレン成分(プロピレンに由来する成分)の含有量の比[プロピレン成分含有量(mol%)/ヘキセン成分含有量(mol%)]は、0.5以上2以下であることが好ましく、0.6以上1.5以下であることがより好ましく、0.8以上1.4以下であることが更に好ましい。
また、直鎖状低密度ポリエチレンが、直鎖状低密度ポリエチレンA1を含む場合、前記直鎖状低密度ポリエチレンA1における、ヘキセン成分(ヘキセンに由来する成分)の含有量に対するプロピレン成分(プロピレンに由来する成分)の含有量の比[プロピレン成分含有量(mol%)/ヘキセン成分含有量(mol%)]は、0.5以上2以下であることが好ましく、0.6以上1.5以下であることがより好ましく、0.8以上1.4以下であることが更に好ましい。
温度190℃、荷重2.16kgの条件で測定される前記直鎖状低密度ポリエチレンのメルトフローレイト(MFR)は、好ましくは0.1g/10分以上2.0g/10分以下である。前記直鎖状低密度ポリエチレンのメルトフローレイトが前記範囲であると、発泡粒子の型内成形性をより高めることができる。
前記直鎖状低密度ポリエチレンのメルトフローレイトは、より好ましくは0.3g/10分以上であり、更に好ましくは0.5g/10分以上であり、より更に好ましくは0.7g/10分以上である。また、前記直鎖状低密度ポリエチレンのメルトフローレイトは、より好ましくは1.8g/10分以下であり、更に好ましくは1.5g/10分以下であり、より更に好ましくは1.4g/10分以下である。
なお、直鎖状低密度ポリエチレンのメルトフローレイトは、温度190℃、荷重2.16kgの条件で測定される値である。より具体的には、JIS K 7210-1:2014に準拠し、実施例に記載の方法によって測定することができる。
前記直鎖状低密度ポリエチレンのメルトフローレイトは、より好ましくは0.3g/10分以上であり、更に好ましくは0.5g/10分以上であり、より更に好ましくは0.7g/10分以上である。また、前記直鎖状低密度ポリエチレンのメルトフローレイトは、より好ましくは1.8g/10分以下であり、更に好ましくは1.5g/10分以下であり、より更に好ましくは1.4g/10分以下である。
なお、直鎖状低密度ポリエチレンのメルトフローレイトは、温度190℃、荷重2.16kgの条件で測定される値である。より具体的には、JIS K 7210-1:2014に準拠し、実施例に記載の方法によって測定することができる。
前記直鎖状低密度ポリエチレンの融点は、120℃以上130℃以下である。上述したように、本発明において使用する直鎖状低密度ポリエチレンは、共重合成分として、プロピレン成分と、ブテン成分、ヘキセン成分及びオクテン成分から選択される一種以上のα-オレフィン成分(α1)と、を含む。このような直鎖状低密度ポリエチレンは、低い密度を有する一方で、融点が比較的高い傾向にある。そのため、低い密度を有すると共に、前記融点の範囲を満たすような、比較的高い融点を有する直鎖状低密度ポリエチレンとなるため、密度の低い直鎖状低密度ポリエチレンであっても、型内成形性に優れる発泡粒子を得ることができるもの考えられる。
かかる観点から、前記直鎖状低密度ポリエチレンの融点は、より好ましくは122℃以上であり、更に好ましくは123℃以上である。一方、前記直鎖状低密度ポリエチレンの融点は、成形圧力が低い条件における発泡粒子の型内成形性を高める観点からは、好ましくは128℃以下であり、より好ましくは126℃以下である。
直鎖状低密度ポリエチレンの融点は、直鎖状低密度ポリエチレンまたは樹脂粒子または発泡粒子を試験片として、JIS K 7121:2012に基づいて測定される。具体的には、実施例に記載の方法によって測定することができる。
かかる観点から、前記直鎖状低密度ポリエチレンの融点は、より好ましくは122℃以上であり、更に好ましくは123℃以上である。一方、前記直鎖状低密度ポリエチレンの融点は、成形圧力が低い条件における発泡粒子の型内成形性を高める観点からは、好ましくは128℃以下であり、より好ましくは126℃以下である。
直鎖状低密度ポリエチレンの融点は、直鎖状低密度ポリエチレンまたは樹脂粒子または発泡粒子を試験片として、JIS K 7121:2012に基づいて測定される。具体的には、実施例に記載の方法によって測定することができる。
前記直鎖状低密度ポリエチレンの密度は、920kg/m3以下であり、嵩密度の低い発泡粒子を効率的に得やすくなる観点や、圧縮永久歪の小さい発泡粒子成形体を得やすくなる観点からは、好ましくは919kg/m3以下であり、より好ましくは918kg/m3以下であり、917kg/m3以下である。一方、前記直鎖状低密度ポリエチレンの密度は、好ましくは910kg/m3以上であり、発泡粒子の型内成形性を高めやすい観点からは、より好ましくは912kg/m3以上であり、さらに好ましくは914kg/m3以上である。
直鎖状低密度ポリエチレンの密度は、例えば、JIS K7112:1999に記載のA法(水中置換法)により測定される。なお、発泡粒子から樹脂の密度を測定する場合、脱泡処理を行った発泡粒子を測定サンプルとして、上記密度の測定を行うことで、樹脂の密度を測定することができる。具体的には実施例に記載の方法によって測定することができる。
直鎖状低密度ポリエチレンの密度は、例えば、JIS K7112:1999に記載のA法(水中置換法)により測定される。なお、発泡粒子から樹脂の密度を測定する場合、脱泡処理を行った発泡粒子を測定サンプルとして、上記密度の測定を行うことで、樹脂の密度を測定することができる。具体的には実施例に記載の方法によって測定することができる。
樹脂粒子の発泡性や発泡粒子の二段発泡性を安定して高めることができる観点や、型内成形性に優れると共に、圧縮永久歪の小さい成形体を安定して得ることができる発泡粒子を得やすい観点から、前記直鎖状低密度ポリエチレンの密度ρ(kg/m3)と、前記直鎖状低密度ポリエチレンの融点Tm(℃)とが、下記式(1)を満足することが好ましい。
ρ<1.14×Tm+779・・・(1)
上記式(1)を満たす直鎖状低密度ポリエチレンは、低い密度を有する一方で、融点が比較的高い傾向にある。そのため、本発明における発泡粒子を構成する直鎖状低密度ポリエチレンとして、好適に用いることができる。
上記式(1)の右辺(1.14×Tm+779)と上記式(1)の左辺(密度ρ)の差[(1.14×Tm+779)-ρ]は、より好ましくは1以上であり、更に好ましくは2以上であり、より更に好ましくは3以上であり、より更に好ましくは4以上である。また、上限には制限はないが、10以下が好ましい。上記範囲を満たす直鎖状低密度ポリエチレンを用いることで、型内成形性に優れる発泡粒子、圧縮永久歪の小さい成形体をより安定して得ることができる。 なお、一般的な直鎖状低密度ポリエチレン(共重合成分としてプロピレン成分を含まない直鎖状低密度ポリエチレン)においては、その密度は概ね910kg/m3以上940kg/m3以下の範囲を取り得、その融点は概ね110℃以上130℃以下の範囲を取り得る。しかしながら、一般的な直鎖状低密度ポリエチレンにおいては、密度の低下に伴い、融点が低下する傾向にあるため、本発明の直鎖状低密度ポリエチレン(共重合成分としてプロピレン成分を含む直鎖状低密度ポリエチレン)のように、低い密度と高い融点とを両立することは困難となると考えられる。そのため、一般的な直鎖状低密度ポリエチレンにおいては、式(1)の関係を満たさないものとなると考えられる。
ρ<1.14×Tm+779・・・(1)
上記式(1)を満たす直鎖状低密度ポリエチレンは、低い密度を有する一方で、融点が比較的高い傾向にある。そのため、本発明における発泡粒子を構成する直鎖状低密度ポリエチレンとして、好適に用いることができる。
上記式(1)の右辺(1.14×Tm+779)と上記式(1)の左辺(密度ρ)の差[(1.14×Tm+779)-ρ]は、より好ましくは1以上であり、更に好ましくは2以上であり、より更に好ましくは3以上であり、より更に好ましくは4以上である。また、上限には制限はないが、10以下が好ましい。上記範囲を満たす直鎖状低密度ポリエチレンを用いることで、型内成形性に優れる発泡粒子、圧縮永久歪の小さい成形体をより安定して得ることができる。 なお、一般的な直鎖状低密度ポリエチレン(共重合成分としてプロピレン成分を含まない直鎖状低密度ポリエチレン)においては、その密度は概ね910kg/m3以上940kg/m3以下の範囲を取り得、その融点は概ね110℃以上130℃以下の範囲を取り得る。しかしながら、一般的な直鎖状低密度ポリエチレンにおいては、密度の低下に伴い、融点が低下する傾向にあるため、本発明の直鎖状低密度ポリエチレン(共重合成分としてプロピレン成分を含む直鎖状低密度ポリエチレン)のように、低い密度と高い融点とを両立することは困難となると考えられる。そのため、一般的な直鎖状低密度ポリエチレンにおいては、式(1)の関係を満たさないものとなると考えられる。
所望とする物性を有する発泡粒子を得やすくなる観点から、前記直鎖状低密度ポリエチレンの融解熱量は、好ましくは60J/g以上であり、より好ましくは70J/g以上であり、更に好ましくは75J/g以上である。また、同様の観点から、前記直鎖状低密度ポリエチレンの融解熱量は、好ましくは105J/g以下であり、より好ましくは100J/g以下であり、更に好ましくは95J/g以下であり、特に好ましくは90J/g以下である。
直鎖状低密度ポリエチレンの融解熱量は、直鎖状低密度ポリエチレンを試験片として、JIS K 7122:2012に準拠した示差走査熱量測定(DSC)を行うことにより得られるDSC曲線から求めることができる。具体的には、実施例に記載の方法によって測定することができる。
直鎖状低密度ポリエチレンの融解熱量は、直鎖状低密度ポリエチレンを試験片として、JIS K 7122:2012に準拠した示差走査熱量測定(DSC)を行うことにより得られるDSC曲線から求めることができる。具体的には、実施例に記載の方法によって測定することができる。
前記直鎖状低密度ポリエチレンは、ASTM D 6866により測定されるバイオマス度が、好ましくは40%以上である。バイオマス度が前記範囲にあることで、成形体の製造に際し、化石資源の使用を抑制し、成形体のライフサイクルにおいて排出される二酸化炭素の量も削減することができる。
前記観点からは、前記直鎖状低密度ポリエチレンのASTM D 6866により測定されるバイオマス度は、より好ましくは50%以上であり、更に好ましくは60%以上であり、より更に好ましくは70%以上であり、より更に好ましくは80%以上である。また、上限値には制限はなく、前記直鎖状低密度ポリエチレンのASTM D 6866により測定されるバイオマス度は、100%以下であればよいが、発泡粒子の型内成形性を高めやすい観点からは、前記直鎖状低密度ポリエチレンのASTM D 6866により測定されるバイオマス度は、好ましくは95%以下であり、より好ましくは90%以下である。前記バイオマス度は、ASTM D 6866により測定されるものであり、直鎖状低密度ポリエチレン中に含まれる天然由来成分の割合を意味する。また、前記バイオマス度は、直鎖状低密度ポリエチレンに対して放射性炭素14Cの濃度を測定することにより求められる値である。
前記観点からは、前記直鎖状低密度ポリエチレンのASTM D 6866により測定されるバイオマス度は、より好ましくは50%以上であり、更に好ましくは60%以上であり、より更に好ましくは70%以上であり、より更に好ましくは80%以上である。また、上限値には制限はなく、前記直鎖状低密度ポリエチレンのASTM D 6866により測定されるバイオマス度は、100%以下であればよいが、発泡粒子の型内成形性を高めやすい観点からは、前記直鎖状低密度ポリエチレンのASTM D 6866により測定されるバイオマス度は、好ましくは95%以下であり、より好ましくは90%以下である。前記バイオマス度は、ASTM D 6866により測定されるものであり、直鎖状低密度ポリエチレン中に含まれる天然由来成分の割合を意味する。また、前記バイオマス度は、直鎖状低密度ポリエチレンに対して放射性炭素14Cの濃度を測定することにより求められる値である。
<発泡粒子の特性・組成>
本発明の発泡粒子は、前記のとおり、特定の密度及び融点を有すると共に、共重合成分として、プロピレン成分と、ブテン成分、ヘキセン成分及びオクテン成分から選択される一種以上のα-オレフィン成分(α1)と、を含む直鎖状低密度ポリエチレンを基材樹脂とするものであるが、好ましくは以下の特性を有する。
本発明の発泡粒子は、前記のとおり、特定の密度及び融点を有すると共に、共重合成分として、プロピレン成分と、ブテン成分、ヘキセン成分及びオクテン成分から選択される一種以上のα-オレフィン成分(α1)と、を含む直鎖状低密度ポリエチレンを基材樹脂とするものであるが、好ましくは以下の特性を有する。
本発明の発泡粒子は、嵩密度10kg/m3以上300kg/m3以下の発泡粒子であることが好ましい。前記発泡粒子の嵩密度は、得られる成形体の機械的物性を高める観点から、好ましくは10kg/m3以上であり、より好ましくは13kg/m3以上であり、更に好ましくは15kg/m3以上である。一方、前記発泡粒子の嵩密度は、密度の低い成形体を得る観点からは、好ましくは300kg/m3以下であり、より好ましくは240kg/m3以下であり、更に好ましくは200kg/m3以下であり、より更に好ましくは100kg/m3以下であり、より更に好ましくは80kg/m3以下であり、より更に好ましくは60kg/m3以下である。
後述のとおり、本発明においては、得られた発泡粒子に加圧処理を行った後、スチーム等で加熱してさらに発泡させる二段発泡を行い、より発泡倍率が高い(嵩密度の低い)発泡粒子を得ることができる。密度の低い成形体を得る観点からは、二段発泡を行うことが好ましい。
二段発泡を行う場合の一段発泡後(二段発泡前)の発泡粒子の嵩密度は、所望とする気泡構造を有する発泡粒子を安定して得ることができる観点から、好ましくは60kg/m3以上であり、より好ましくは70kg/m3以上であり、更に好ましくは80kg/m3以上である。一方、二段発泡を行う場合の一段発泡後(二段発泡前)の発泡粒子の嵩密度は、密度の低い発泡粒子を安定して得ることができる観点からは、好ましくは240kg/m3以下であり、好ましくは200kg/m3以下であり、より好ましくは180kg/m3以下であり、更に好ましくは160kg/m3以下である。
なお、嵩密度は、実施例に記載の方法によって測定することができる。
後述のとおり、本発明においては、得られた発泡粒子に加圧処理を行った後、スチーム等で加熱してさらに発泡させる二段発泡を行い、より発泡倍率が高い(嵩密度の低い)発泡粒子を得ることができる。密度の低い成形体を得る観点からは、二段発泡を行うことが好ましい。
二段発泡を行う場合の一段発泡後(二段発泡前)の発泡粒子の嵩密度は、所望とする気泡構造を有する発泡粒子を安定して得ることができる観点から、好ましくは60kg/m3以上であり、より好ましくは70kg/m3以上であり、更に好ましくは80kg/m3以上である。一方、二段発泡を行う場合の一段発泡後(二段発泡前)の発泡粒子の嵩密度は、密度の低い発泡粒子を安定して得ることができる観点からは、好ましくは240kg/m3以下であり、好ましくは200kg/m3以下であり、より好ましくは180kg/m3以下であり、更に好ましくは160kg/m3以下である。
なお、嵩密度は、実施例に記載の方法によって測定することができる。
本発明の発泡粒子の独立気泡率は、好ましくは80%以上である。発泡粒子の独立気泡率が前記範囲であると、発泡粒子の型内成形性をより高めることができる。本発明の発泡粒子の独立気泡率は、より好ましくは85%以上であり、更に好ましくは88%以上であり、より更に好ましくは90%以上である。また、本発明の発泡粒子の独立気泡率の上限には制限はないが、好ましくは99%以下であり、より好ましくは98%以下であり、更に好ましくは97%以下である。
なお、独立気泡率は、実施例に記載の方法によって測定することができる。
なお、独立気泡率は、実施例に記載の方法によって測定することができる。
本発明の発泡粒子の平均気泡径は、好ましくは60μm以上200μm以下である。発泡粒子の平均気泡径が前記範囲であると、発泡粒子の型内成形性を安定して高めることができる。本発明の発泡粒子の平均気泡径は、より好ましくは70μm以上であり、更に好ましくは80μm以上であり、より更に好ましくは100μm以上である。また、本発明の発泡粒子の平均気泡径は、より好ましくは180μm以下であり、更に好ましくは160μm以下であり、より更に好ましくは140μm以下である。
また、二段発泡を行う場合の一段発泡後(二段発泡前)の発泡粒子の平均気泡径は、好ましくは50μm以上であり、より好ましくは60μm以上であり、更に好ましくは70μm以上である。また、二段発泡を行う場合の一段発泡後(二段発泡前)の発泡粒子の平均気泡径は、好ましくは120μm以下であり、より好ましくは110μm以下であり、更に好ましくは100μm以下である。
なお、平均気泡径は、2分割した発泡粒子の断面の拡大写真において、発泡粒子の最表面から中心部を通って反対側の最表面まで線分を複数本引き、各線分と交差する気泡数を、線分の合計長さで除することで測定することができる。具体的には、実施例に記載の方法によって測定することができる。
発泡粒子の平均気泡径は、樹脂粒子に添加する気泡調整剤の種類及び添加量を調整することや、樹脂粒子の発泡時における、発泡温度や耐圧容器内の圧力を調整すること等により所望の範囲にすることができる。
また、二段発泡を行う場合の一段発泡後(二段発泡前)の発泡粒子の平均気泡径は、好ましくは50μm以上であり、より好ましくは60μm以上であり、更に好ましくは70μm以上である。また、二段発泡を行う場合の一段発泡後(二段発泡前)の発泡粒子の平均気泡径は、好ましくは120μm以下であり、より好ましくは110μm以下であり、更に好ましくは100μm以下である。
なお、平均気泡径は、2分割した発泡粒子の断面の拡大写真において、発泡粒子の最表面から中心部を通って反対側の最表面まで線分を複数本引き、各線分と交差する気泡数を、線分の合計長さで除することで測定することができる。具体的には、実施例に記載の方法によって測定することができる。
発泡粒子の平均気泡径は、樹脂粒子に添加する気泡調整剤の種類及び添加量を調整することや、樹脂粒子の発泡時における、発泡温度や耐圧容器内の圧力を調整すること等により所望の範囲にすることができる。
本発明の発泡粒子は、10℃/分の加熱速度で23℃から200℃まで加熱して得られるDSC曲線において、直鎖状低密度ポリエチレンに固有の融解ピーク(固有ピーク)と、固有ピークよりも高温側に1以上の融解ピーク(高温ピーク)とが現れる結晶構造を有し、前記発泡粒子の全融解熱量が70J/g以上100J/g以下であることが好ましく、前記高温ピークの融解熱量が10J/g以上50J/g以下であることが好ましい。
前記DSC曲線は、JIS K7122:2012に準拠した示差走査熱量測定(DSC)によるDSC曲線である。具体的には、示差走査熱量計によって、本発明の発泡粒子1~3mgを23℃から200℃まで10℃/分の加熱速度で加熱することによって前記DSC曲線を得ることができる。
本発明の発泡粒子は、前記のとおり、前記発泡粒子に対して測定された前記DSC曲線において、直鎖状低密度ポリエチレンに固有の融解ピーク(固有ピーク)と、固有ピークよりも高温側に1以上の融解ピーク(高温ピーク)とが現れることが好ましい。
本発明の発泡粒子は、前記のとおり、前記発泡粒子に対して測定された前記DSC曲線において、直鎖状低密度ポリエチレンに固有の融解ピーク(固有ピーク)と、固有ピークよりも高温側に1以上の融解ピーク(高温ピーク)とが現れることが好ましい。
次により詳細に説明する。
前記DSC曲線は、前記測定方法により、発泡粒子を加熱することにより得られるDSC曲線(第1回目の加熱におけるDSC曲線)を意味する。また、直鎖状低密度ポリエチレンに固有の融解ピーク(固有ピーク)とは、発泡粒子を構成する直鎖状低密度ポリエチレンが通常有する結晶の融解により現れる融解ピークである。
一方、固有ピークよりも高温側の融解ピーク(高温ピーク)とは、第1回目の加熱におけるDSC曲線で前記固有ピークよりも高温側に現れる融解ピークである。この高温ピークが現れる場合、樹脂中に二次結晶が存在するものと推定される。なお、発泡粒子を10℃/分の加熱速度で23℃から200℃まで加熱(第1回目の加熱)した後、10℃/分の冷却速度で200℃から23℃まで冷却し、その後再び10℃/分の加熱速度で23℃から200℃まで加熱(第2回目の加熱)したときに得られるDSC曲線(第2回目の加熱におけるDSC曲線)においては、発泡粒子を構成する直鎖状低密度ポリエチレンが通常有する結晶の融解による融解ピークのみが現れる。この固有ピークは前記第1回目の加熱におけるDSC曲線にも第2回目の加熱におけるDSC曲線にも現れ、ピーク頂点の温度は第1回目と第2回目とで多少異なる場合があるが、通常、その差は5℃未満である。これによって、いずれのピークが固有ピークであるかを確認することができる。
なお、本発明の発泡粒子は、10℃/分の加熱速度で23℃から200℃まで加熱し、次いで10℃/分の冷却速度で200℃から23℃まで冷却し、次いで10℃/分の加熱速度で23℃から200℃まで加熱したときに得られる第2回目の加熱におけるDSC曲線において、好ましくは、直鎖状低密度ポリエチレンに固有の融解ピーク(固有ピーク)のみが現れる発泡粒子である。
前記DSC曲線は、前記測定方法により、発泡粒子を加熱することにより得られるDSC曲線(第1回目の加熱におけるDSC曲線)を意味する。また、直鎖状低密度ポリエチレンに固有の融解ピーク(固有ピーク)とは、発泡粒子を構成する直鎖状低密度ポリエチレンが通常有する結晶の融解により現れる融解ピークである。
一方、固有ピークよりも高温側の融解ピーク(高温ピーク)とは、第1回目の加熱におけるDSC曲線で前記固有ピークよりも高温側に現れる融解ピークである。この高温ピークが現れる場合、樹脂中に二次結晶が存在するものと推定される。なお、発泡粒子を10℃/分の加熱速度で23℃から200℃まで加熱(第1回目の加熱)した後、10℃/分の冷却速度で200℃から23℃まで冷却し、その後再び10℃/分の加熱速度で23℃から200℃まで加熱(第2回目の加熱)したときに得られるDSC曲線(第2回目の加熱におけるDSC曲線)においては、発泡粒子を構成する直鎖状低密度ポリエチレンが通常有する結晶の融解による融解ピークのみが現れる。この固有ピークは前記第1回目の加熱におけるDSC曲線にも第2回目の加熱におけるDSC曲線にも現れ、ピーク頂点の温度は第1回目と第2回目とで多少異なる場合があるが、通常、その差は5℃未満である。これによって、いずれのピークが固有ピークであるかを確認することができる。
なお、本発明の発泡粒子は、10℃/分の加熱速度で23℃から200℃まで加熱し、次いで10℃/分の冷却速度で200℃から23℃まで冷却し、次いで10℃/分の加熱速度で23℃から200℃まで加熱したときに得られる第2回目の加熱におけるDSC曲線において、好ましくは、直鎖状低密度ポリエチレンに固有の融解ピーク(固有ピーク)のみが現れる発泡粒子である。
本発明の発泡粒子の全融解熱量は、DSC曲線に現れる全ての融解ピーク(吸熱ピーク)の融解熱量の合計である。本発明の発泡粒子の全融解熱量は、70J/g以上100J/g以下であることが好ましい。発泡粒子の全融解熱量が前記範囲であると、二段発泡性や、型内成形性に優れる発泡粒子を安定して得ることができ、また強度に優れる成形体を得やすくなる。
本発明の発泡粒子の全融解熱量は、得られる成形体の強度を向上させる観点から、より好ましくは72J/g以上であり、更に好ましくは75J/g以上であり、より更に好ましくは78J/g以上である。また、本発明の発泡粒子の全融解熱量は、発泡粒子の二段発泡性や、型内成形性を高める観点から、より好ましくは95J/g以下であり、更に好ましくは90J/g以下であり、より更に好ましくは85J/g以下である。
発泡粒子の全融解熱量は、発泡粒子を試験片として、JIS K 7122:2012に準拠した示差走査熱量測定(DSC)を行うことにより得られるDSC曲線から求めることができる。具体的には、まず、試験片の状態調節としては「(2)一定の熱処理を行なった後、融解温度を測定する場合」を採用し、試験片を、10℃/minの加熱速度で23℃から200℃まで加熱し、200℃に達した後、200℃から23℃まで10℃/分の速度で降温した後、再度23℃から200℃まで10℃/分の速度で2回目の加熱をすることによりDSC曲線(2回目加熱時のDSC曲線)を取得する。得られた2回目加熱時のDSC曲線上の温度80℃での点をαとし、融解終了温度に相当するDSC曲線上の点をβとする。点αと点βの区間におけるDSC曲線と、線分(α-β)とによって囲まれる部分の面積を測定し、この面積から発泡粒子の融解熱量を算出することができる。
本発明の発泡粒子の全融解熱量は、得られる成形体の強度を向上させる観点から、より好ましくは72J/g以上であり、更に好ましくは75J/g以上であり、より更に好ましくは78J/g以上である。また、本発明の発泡粒子の全融解熱量は、発泡粒子の二段発泡性や、型内成形性を高める観点から、より好ましくは95J/g以下であり、更に好ましくは90J/g以下であり、より更に好ましくは85J/g以下である。
発泡粒子の全融解熱量は、発泡粒子を試験片として、JIS K 7122:2012に準拠した示差走査熱量測定(DSC)を行うことにより得られるDSC曲線から求めることができる。具体的には、まず、試験片の状態調節としては「(2)一定の熱処理を行なった後、融解温度を測定する場合」を採用し、試験片を、10℃/minの加熱速度で23℃から200℃まで加熱し、200℃に達した後、200℃から23℃まで10℃/分の速度で降温した後、再度23℃から200℃まで10℃/分の速度で2回目の加熱をすることによりDSC曲線(2回目加熱時のDSC曲線)を取得する。得られた2回目加熱時のDSC曲線上の温度80℃での点をαとし、融解終了温度に相当するDSC曲線上の点をβとする。点αと点βの区間におけるDSC曲線と、線分(α-β)とによって囲まれる部分の面積を測定し、この面積から発泡粒子の融解熱量を算出することができる。
本発明の発泡粒子の高温ピークの融解熱量は、好ましくは10J/g以上50J/g以下である。発泡粒子の高温ピークの融解熱量が前記範囲であると、嵩密度が低い発泡粒子とした場合であっても、発泡粒子の型内成形性を高めることができ、型内成形が可能な成形圧力範囲の広い発泡粒子を得ることができる。これにより、広い密度範囲にわたって、良好な成形体を得ることができる。
本発明の発泡粒子の高温ピークの融解熱量は、より嵩密度の低い発泡粒子とした場合であっても、成形直後の成形体のヒケを抑制し、発泡粒子の型内成形性を高めることができる観点や、発泡粒子を二段発泡させた際の、二段発泡粒子の収縮を安定して抑制する観点から、より好ましくは15J/g以上であり、更に好ましくは20J/g以上であり、より更に好ましくは30J/g以上であり、より更に好ましくは32J/g以上であり、特に好ましくは34J/g以上である。また、本発明の発泡粒子の高温ピークの融解熱量は、低い成形圧力条件における発泡粒子の融着性を向上させ、発泡粒子の型内成形性を高める観点や、発泡粒子を二段発泡させた際に、より嵩密度の低い発泡粒子を得やすくなる観点から、好ましくは50J/g以下であり、より好ましくは45J/g以下であり、更に好ましくは42J/g以下である。
高温ピークの融解熱量は、発泡粒子を試験片として、JIS K7122:2012に準拠した熱流束示差走査熱量測定により求めることができる。具体的には、発泡粒子を10℃/minの加熱速度で23℃から200℃まで加熱することにより得られるDSC曲線(第1回目の加熱におけるDSC曲線)から求めることができ、より具体的には、実施例に記載の方法によって測定することができる。
本発明の発泡粒子の高温ピークの融解熱量は、より嵩密度の低い発泡粒子とした場合であっても、成形直後の成形体のヒケを抑制し、発泡粒子の型内成形性を高めることができる観点や、発泡粒子を二段発泡させた際の、二段発泡粒子の収縮を安定して抑制する観点から、より好ましくは15J/g以上であり、更に好ましくは20J/g以上であり、より更に好ましくは30J/g以上であり、より更に好ましくは32J/g以上であり、特に好ましくは34J/g以上である。また、本発明の発泡粒子の高温ピークの融解熱量は、低い成形圧力条件における発泡粒子の融着性を向上させ、発泡粒子の型内成形性を高める観点や、発泡粒子を二段発泡させた際に、より嵩密度の低い発泡粒子を得やすくなる観点から、好ましくは50J/g以下であり、より好ましくは45J/g以下であり、更に好ましくは42J/g以下である。
高温ピークの融解熱量は、発泡粒子を試験片として、JIS K7122:2012に準拠した熱流束示差走査熱量測定により求めることができる。具体的には、発泡粒子を10℃/minの加熱速度で23℃から200℃まで加熱することにより得られるDSC曲線(第1回目の加熱におけるDSC曲線)から求めることができ、より具体的には、実施例に記載の方法によって測定することができる。
本発明の発泡粒子の全融解熱量に対する高温ピークの融解熱量の比[高温ピークの融解熱量/全融解熱量]は、0.2以上0.7以下であることが好ましい。前述した各融解熱量が前記範囲であると共に、前記比が前記範囲であると、型内成形性に優れ、広い密度範囲にわたって、型内成形が可能な成形圧力範囲の広い発泡粒子を得ることができる。また、二段発泡性が良好な発泡粒子を得ることができる。
本発明の発泡粒子の全融解熱量に対する高温ピークの融解熱量の比は、より嵩密度の低い発泡粒子とした場合であっても、成形直後の成形体のヒケを抑制し、発泡粒子の型内成形性を高めることができる観点や、発泡粒子を二段発泡させた際の、二段発泡粒子の収縮を安定して抑制する観点から、より好ましくは0.3以上であり、更に好ましくは0.35以上であり、より更に好ましくは0.40以上である。また、本発明の発泡粒子の全融解熱量に対する高温ピークの融解熱量の比は、低い成形圧力条件における発泡粒子の融着性を向上させ、発泡粒子の型内成形性を高める観点や、発泡粒子を二段発泡させた際に、より嵩密度の低い発泡粒子を得やすくなる観点から、より好ましくは0.6以下であり、更に好ましくは0.55以下であり、より更に好ましくは0.52以下である。
なお、全融解熱量に対する高温ピークの融解熱量の比は、前記全融解熱量と前記高温ピークの融解熱量とから算出することができる。
本発明の発泡粒子の全融解熱量に対する高温ピークの融解熱量の比は、より嵩密度の低い発泡粒子とした場合であっても、成形直後の成形体のヒケを抑制し、発泡粒子の型内成形性を高めることができる観点や、発泡粒子を二段発泡させた際の、二段発泡粒子の収縮を安定して抑制する観点から、より好ましくは0.3以上であり、更に好ましくは0.35以上であり、より更に好ましくは0.40以上である。また、本発明の発泡粒子の全融解熱量に対する高温ピークの融解熱量の比は、低い成形圧力条件における発泡粒子の融着性を向上させ、発泡粒子の型内成形性を高める観点や、発泡粒子を二段発泡させた際に、より嵩密度の低い発泡粒子を得やすくなる観点から、より好ましくは0.6以下であり、更に好ましくは0.55以下であり、より更に好ましくは0.52以下である。
なお、全融解熱量に対する高温ピークの融解熱量の比は、前記全融解熱量と前記高温ピークの融解熱量とから算出することができる。
本発明の発泡粒子のASTM D 6866により測定されるバイオマス度は、好ましくは40%以上である。バイオマス度が前記範囲にあることで、成形体の製造に際し、化石資源の使用を抑制し、成形体のライフサイクルにおいて排出される二酸化炭素の量も削減することができる。
前記観点からは、本発明の発泡粒子のASTM D 6866により測定されるバイオマス度は、より好ましくは50%以上であり、更に好ましくは60%以上であり、より更に好ましくは70%以上であり、特に好ましくは80%以上である。また、上限値には制限はなく、本発明の発泡粒子のASTM D 6866により測定されるバイオマス度は、100%以下であればよいが、発泡粒子の型内成形性を高めやすい観点からは、本発明の発泡粒子のASTM D 6866により測定されるバイオマス度は、より好ましくは95%以下であり、更に好ましくは90%以下である。前記バイオマス度は、ASTM D 6866により測定されるものであり、本発明の発泡粒子中に含まれる天然由来成分の割合を意味する。また、前記バイオマス度は、発泡粒子に対して、放射性炭素14Cの濃度を測定することや、発泡粒子を製造するために用いたバイオマス由来樹脂のバイオマス度と、発泡粒子中のバイオマス由来樹脂の含有割合とから算出することができる。
前記観点からは、本発明の発泡粒子のASTM D 6866により測定されるバイオマス度は、より好ましくは50%以上であり、更に好ましくは60%以上であり、より更に好ましくは70%以上であり、特に好ましくは80%以上である。また、上限値には制限はなく、本発明の発泡粒子のASTM D 6866により測定されるバイオマス度は、100%以下であればよいが、発泡粒子の型内成形性を高めやすい観点からは、本発明の発泡粒子のASTM D 6866により測定されるバイオマス度は、より好ましくは95%以下であり、更に好ましくは90%以下である。前記バイオマス度は、ASTM D 6866により測定されるものであり、本発明の発泡粒子中に含まれる天然由来成分の割合を意味する。また、前記バイオマス度は、発泡粒子に対して、放射性炭素14Cの濃度を測定することや、発泡粒子を製造するために用いたバイオマス由来樹脂のバイオマス度と、発泡粒子中のバイオマス由来樹脂の含有割合とから算出することができる。
温度190℃、荷重2.16kgの条件で測定される発泡粒子のメルトフローレイト(MFR)は、0.1g/10分以上2.0g/10分以下であることが好ましい。発泡粒子のメルトフローレイトが前記範囲であると、発泡粒子の型内成形性をより高めることができる。
発泡粒子のメルトフローレイトは、より好ましくは0.3g/10分以上であり、更に好ましくは0.5g/10分以上であり、より更に好ましくは0.7g/10分以上である。また、発泡粒子のメルトフローレイトは、より好ましくは1.8g/10分以下であり、更に好ましくは1.5g/10分以下であり、より更に好ましくは1.4g/10分以下である。
発泡粒子のメルトフローレイトは、温度190℃、荷重2.16kgの条件で測定される値である。より具体的には、JIS K 7210-1:2014に準拠し、実施例に記載の方法によって測定することができる。なお、測定においては、脱泡処理を行った発泡粒子を測定サンプルとして、上記メルトフローレイトの測定を行ってもよい。
発泡粒子のメルトフローレイトは、より好ましくは0.3g/10分以上であり、更に好ましくは0.5g/10分以上であり、より更に好ましくは0.7g/10分以上である。また、発泡粒子のメルトフローレイトは、より好ましくは1.8g/10分以下であり、更に好ましくは1.5g/10分以下であり、より更に好ましくは1.4g/10分以下である。
発泡粒子のメルトフローレイトは、温度190℃、荷重2.16kgの条件で測定される値である。より具体的には、JIS K 7210-1:2014に準拠し、実施例に記載の方法によって測定することができる。なお、測定においては、脱泡処理を行った発泡粒子を測定サンプルとして、上記メルトフローレイトの測定を行ってもよい。
また、発泡粒子は無架橋であることが好ましい。無架橋であることで、発泡粒子のリサイクルが容易となり、環境負荷を低減しやすくなる。
本明細書でいう無架橋とは、発泡粒子中の、発泡粒子の熱キシレン抽出法による不溶分の割合が5質量%以下であることをいう。発泡粒子のリサイクルがより容易になる観点から、発泡粒子の熱キシレン抽出法による不溶分の割合は、3質量%以下が好ましく、0であることが最も好ましい。
発泡粒子の熱キシレン抽出法によるキシレン不溶分は、次のようにして測定できる。まず、精秤した発泡粒子約1g(その正確な質量をM(g)とする)を150mLの丸底フラスコに入れ、100mLのキシレンを加え、マントルヒーターで加熱して6時間還流させる。その後、溶け残った残渣(不溶分)を100メッシュの金網で濾過して分離し、80℃の減圧乾燥器で8時間以上乾燥させる。残渣を乾燥させることにより得られた乾燥物の質量m(g)を測定し、Mに対するmの割合を百分率で表すことで、発泡粒子中のキシレン不溶分の割合を求めることができる。
本明細書でいう無架橋とは、発泡粒子中の、発泡粒子の熱キシレン抽出法による不溶分の割合が5質量%以下であることをいう。発泡粒子のリサイクルがより容易になる観点から、発泡粒子の熱キシレン抽出法による不溶分の割合は、3質量%以下が好ましく、0であることが最も好ましい。
発泡粒子の熱キシレン抽出法によるキシレン不溶分は、次のようにして測定できる。まず、精秤した発泡粒子約1g(その正確な質量をM(g)とする)を150mLの丸底フラスコに入れ、100mLのキシレンを加え、マントルヒーターで加熱して6時間還流させる。その後、溶け残った残渣(不溶分)を100メッシュの金網で濾過して分離し、80℃の減圧乾燥器で8時間以上乾燥させる。残渣を乾燥させることにより得られた乾燥物の質量m(g)を測定し、Mに対するmの割合を百分率で表すことで、発泡粒子中のキシレン不溶分の割合を求めることができる。
本発明の発泡粒子1個当たりの平均質量(無作為に選んだ100個の質量を測定した1個当たりの相加平均値)は、好ましくは0.1~20mgであり、より好ましくは0.2~10mgであり、更に好ましくは0.3~5mgであり、より更に好ましくは0.4~2mgである。発泡粒子1個当たりの平均質量は、無作為に選んだ100個の発泡粒子の質量をそれぞれ測定し、これらの質量を算術平均することにより算出することができる。
また、本発明の発泡粒子には、本発明の効果を阻害しない範囲内で、添加剤が適宜添加されていてもよい。添加剤としては、例えば、酸化防止剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、難燃剤、顔料、染料及び気泡調整剤などを挙げることができる。これらの添加剤は、例えば、樹脂粒子を製造する工程で添加することで発泡粒子中に含有させることができる。
気泡調整剤としては、例えば、無機粉体や有機粉体を用いることができる。無機粉体としては、ホウ酸亜鉛やホウ酸マグネシウム等のホウ酸金属塩等が挙げられ、有機粉末としては、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)等のフッ素樹脂粉末等が挙げられる。
所望とする嵩密度を有すると共に、気泡径のばらつきが少ない発泡粒子を安定して得られる観点からは、樹脂粒子中の気泡調整剤の配合量は、50質量ppm以上5000質量ppm以下であることが好ましく、100質量ppm以上2000質量ppm以下であることがより好ましく、150質量ppm以上1500質量ppm以下であることがさらに好ましい。
また、発泡粒子の平均気泡径を所望とする範囲に調整しやすい観点からは、気泡調整剤として、ホウ酸金属塩を用いることが好ましく、ホウ酸亜鉛を用いることがより好ましい。また、ホウ酸亜鉛を用いる場合、その個数基準の算術平均粒子径は、0.5μm以上10μm以下であることが好ましく、1μm以上8μm以下であることがより好ましい。
ホウ酸亜鉛の個数基準の算術平均粒子径は、レーザー回折散乱法によって測定される体積基準の粒度分布をもとに、粒子の形状を球として仮定して個数基準の粒度分布に換算することにより、個数基準の粒度分布を得、この個数基準の粒度分布に基づく粒子径を算術平均することにより求めることができる。なお、上記粒子径は、粒子と同体積を有する仮想球の直径を意味する。
所望とする嵩密度を有すると共に、気泡径のばらつきが少ない発泡粒子を安定して得られる観点からは、樹脂粒子中の気泡調整剤の配合量は、50質量ppm以上5000質量ppm以下であることが好ましく、100質量ppm以上2000質量ppm以下であることがより好ましく、150質量ppm以上1500質量ppm以下であることがさらに好ましい。
また、発泡粒子の平均気泡径を所望とする範囲に調整しやすい観点からは、気泡調整剤として、ホウ酸金属塩を用いることが好ましく、ホウ酸亜鉛を用いることがより好ましい。また、ホウ酸亜鉛を用いる場合、その個数基準の算術平均粒子径は、0.5μm以上10μm以下であることが好ましく、1μm以上8μm以下であることがより好ましい。
ホウ酸亜鉛の個数基準の算術平均粒子径は、レーザー回折散乱法によって測定される体積基準の粒度分布をもとに、粒子の形状を球として仮定して個数基準の粒度分布に換算することにより、個数基準の粒度分布を得、この個数基準の粒度分布に基づく粒子径を算術平均することにより求めることができる。なお、上記粒子径は、粒子と同体積を有する仮想球の直径を意味する。
本発明の発泡粒子は、本発明の目的を達成でき、本発明の効果を阻害しない範囲内で、前記直鎖状低密度ポリエチレン以外の樹脂やエラストマー等の重合体を含んでいてもよい。前記直鎖状低密度ポリエチレン以外の樹脂には、たとえば、共重合成分としてプロピレン成分を含まない直鎖状低密度ポリエチレンや、ブテン、ヘキセン及びオクテン以外のα-オレフィンに由来する成分を含む直鎖状低密度ポリエチレンも含まれる。
この場合、前記発泡粒子中の前記直鎖状低密度ポリエチレン以外の重合体の含有量は、直鎖状低密度ポリエチレン100質量部に対して、40質量部以下が好ましく、30質量部以下がより好ましく、20質量部以下が更に好ましく、10質量部以下がより更に好ましく、5質量部以下が特に好ましい。前記発泡粒子中の前記直鎖状低密度ポリエチレン以外の重合体の含有量は、0質量部であってもよく、含まなくてもよい。
この場合、前記発泡粒子中の前記直鎖状低密度ポリエチレン以外の重合体の含有量は、直鎖状低密度ポリエチレン100質量部に対して、40質量部以下が好ましく、30質量部以下がより好ましく、20質量部以下が更に好ましく、10質量部以下がより更に好ましく、5質量部以下が特に好ましい。前記発泡粒子中の前記直鎖状低密度ポリエチレン以外の重合体の含有量は、0質量部であってもよく、含まなくてもよい。
本発明の発泡粒子は、その表面に、型内成形時の発泡粒子同士の融着性を高めるための融着層を有することができる。融着層は、発泡粒子の表面全体に存在していても、表面の一部に存在していてもよい。融着層を構成する樹脂としては、発泡粒子を構成する直鎖状低密度ポリエチレンの融点よりも低い融点を有する結晶性ポリオレフィン系樹脂、発泡粒子を構成する直鎖状低密度ポリエチレンの融点よりも低い軟化点を有する非晶性ポリオレフィン系樹脂などが例示される。
発泡粒子表面に融着層を形成する方法は特に限定されず、例えば、表面に融着層を有する樹脂粒子を発泡させる方法や、発泡粒子を得てから発泡粒子の表面に融着層を付着させる方法等を例示できる。表面に融着層を有する樹脂粒子を発泡させて発泡粒子を得る場合には、樹脂粒子を製造する際に、共押出が可能な押出装置を用いて、樹脂粒子本体を形成するための樹脂溶融物と、融着層を形成するための樹脂溶融物とを共押出することで、樹脂粒子の表面に融着層を積層する方法を採用することが好ましい。
発泡粒子表面に融着層を形成する方法は特に限定されず、例えば、表面に融着層を有する樹脂粒子を発泡させる方法や、発泡粒子を得てから発泡粒子の表面に融着層を付着させる方法等を例示できる。表面に融着層を有する樹脂粒子を発泡させて発泡粒子を得る場合には、樹脂粒子を製造する際に、共押出が可能な押出装置を用いて、樹脂粒子本体を形成するための樹脂溶融物と、融着層を形成するための樹脂溶融物とを共押出することで、樹脂粒子の表面に融着層を積層する方法を採用することが好ましい。
上述のとおり、本発明の発泡粒子は、型内成形用の発泡粒子として好適に用いることができる。また、本発明の発泡粒子は、特定の融解熱量の関係を満たす場合、二段発泡時の発泡性に優れた発泡粒子となるため、二段発泡用の発泡粒子としても、好適な発泡粒子となる。
一方、本発明の発泡粒子は、特定の融解熱量の関係を満たす場合、適度な柔軟性と復元性とを有する発泡粒子となる。そのため、この場合には、本発明の発泡粒子は、例えば、クッション材用の詰め物ビーズとしても、好適に用いることができる。詰め物ビーズは、袋体に充填されて、クッション材を形成するために用いられる粒子状の詰め物であり、本発明の発泡粒子は、特に、ビーズクッション用の詰め物ビーズとして好適に用いることができる。
一方、本発明の発泡粒子は、特定の融解熱量の関係を満たす場合、適度な柔軟性と復元性とを有する発泡粒子となる。そのため、この場合には、本発明の発泡粒子は、例えば、クッション材用の詰め物ビーズとしても、好適に用いることができる。詰め物ビーズは、袋体に充填されて、クッション材を形成するために用いられる粒子状の詰め物であり、本発明の発泡粒子は、特に、ビーズクッション用の詰め物ビーズとして好適に用いることができる。
<発泡粒子の製造方法>
本発明の発泡粒子は、前記のとおり、直鎖状低密度ポリエチレンを基材樹脂とし、前記直鎖状低密度ポリエチレンの密度が920kg/m3以下であり、前記直鎖状低密度ポリエチレンの融点が120℃以上130℃以下であり、前記直鎖状低密度ポリエチレンが、共重合成分として、プロピレン成分と、ブテン成分、ヘキセン成分及びオクテン成分から選択される一種以上のα-オレフィン成分(α1)と、を含む発泡粒子であれば、その製造方法に特に制限はない。発泡粒子は、例えば、前記直鎖状低密度ポリエチレンを基材樹脂とする樹脂粒子に発泡剤を含浸させ、発泡剤を含有する樹脂粒子を発泡させることで、製造することができる。前記直鎖状低密度ポリエチレンを基材樹脂とする樹脂粒子は、前記直鎖状低密度ポリエチレンの密度が920kg/m3以下であり、前記直鎖状低密度ポリエチレンの融点が120℃以上130℃以下であり、前記直鎖状低密度ポリエチレンが、共重合成分として、プロピレン成分と、ブテン成分、ヘキセン成分及びオクテン成分から選択される一種以上のα-オレフィン成分(α1)と、を含む樹脂粒子であることが好ましい。以下に好適な製造方法の一例を示す。
本発明の発泡粒子は、前記のとおり、直鎖状低密度ポリエチレンを基材樹脂とし、前記直鎖状低密度ポリエチレンの密度が920kg/m3以下であり、前記直鎖状低密度ポリエチレンの融点が120℃以上130℃以下であり、前記直鎖状低密度ポリエチレンが、共重合成分として、プロピレン成分と、ブテン成分、ヘキセン成分及びオクテン成分から選択される一種以上のα-オレフィン成分(α1)と、を含む発泡粒子であれば、その製造方法に特に制限はない。発泡粒子は、例えば、前記直鎖状低密度ポリエチレンを基材樹脂とする樹脂粒子に発泡剤を含浸させ、発泡剤を含有する樹脂粒子を発泡させることで、製造することができる。前記直鎖状低密度ポリエチレンを基材樹脂とする樹脂粒子は、前記直鎖状低密度ポリエチレンの密度が920kg/m3以下であり、前記直鎖状低密度ポリエチレンの融点が120℃以上130℃以下であり、前記直鎖状低密度ポリエチレンが、共重合成分として、プロピレン成分と、ブテン成分、ヘキセン成分及びオクテン成分から選択される一種以上のα-オレフィン成分(α1)と、を含む樹脂粒子であることが好ましい。以下に好適な製造方法の一例を示す。
本発明の発泡粒子の好ましい製造方法は、前記直鎖状低密度ポリエチレンを基材樹脂とする樹脂粒子を発泡させて発泡粒子を製造する方法であって、容器内の水性媒体中に分散させた、発泡剤を含む前記樹脂粒子を、前記水性媒体と共に、前記容器から前記容器内の圧力よりも低い圧力雰囲気下に放出して前記樹脂粒子を発泡させる、製造方法である。
より具体的には、容器内の水性媒体中に前記樹脂粒子を分散させる分散工程、容器内で前記樹脂粒子に発泡剤を含浸させる発泡剤含浸工程、及び発泡剤を含む前記樹脂粒子を水性媒体と共に容器から容器内の圧力よりも低い圧力雰囲気下に放出して樹脂粒子を発泡させる発泡工程を含む。
より具体的には、容器内の水性媒体中に前記樹脂粒子を分散させる分散工程、容器内で前記樹脂粒子に発泡剤を含浸させる発泡剤含浸工程、及び発泡剤を含む前記樹脂粒子を水性媒体と共に容器から容器内の圧力よりも低い圧力雰囲気下に放出して樹脂粒子を発泡させる発泡工程を含む。
(直鎖状低密度ポリエチレンを基材樹脂とする樹脂粒子の製造)
本発明の発泡粒子の製造に用いられる前記樹脂粒子は、押出機内に前記直鎖状低密度ポリエチレン、必要に応じて配合される気泡調整剤等を供給し、加熱、混練して樹脂溶融物とした後、該樹脂溶融物を押出機から押し出すとともに、ストランドカット方式、ホットカット方式、水中カット方式等によりペレタイズすることにより得ることができる。
本発明の発泡粒子の製造に用いられる前記樹脂粒子は、押出機内に前記直鎖状低密度ポリエチレン、必要に応じて配合される気泡調整剤等を供給し、加熱、混練して樹脂溶融物とした後、該樹脂溶融物を押出機から押し出すとともに、ストランドカット方式、ホットカット方式、水中カット方式等によりペレタイズすることにより得ることができる。
前記樹脂粒子1個当たりの平均質量は、0.1~20mgとなるように調整されることが好ましく、より好ましくは0.2~10mgであり、更に好ましくは0.3~5mgであり、より更に好ましくは0.4~2mgである。また、上記粒子の外形形状は、本発明の所期の目的を達成できる範囲であれば特に限定されないが、好ましくは円柱状である。
樹脂粒子の外形形状が円柱状である場合、前記樹脂粒子の粒子径(押出方向における長さ)は、好ましくは0.1~3.0mmであり、より好ましくは0.3~1.5mmである。また、前記樹脂粒子の押出方向における長さと、前記樹脂粒子の押出方向と直交する方向における長さ(樹脂粒子の直径)との比(長さ/直径)は、好ましくは0.5~5.0であり、より好ましくは1.0~3.0である。
樹脂粒子の外形形状が円柱状である場合、前記樹脂粒子の粒子径(押出方向における長さ)は、好ましくは0.1~3.0mmであり、より好ましくは0.3~1.5mmである。また、前記樹脂粒子の押出方向における長さと、前記樹脂粒子の押出方向と直交する方向における長さ(樹脂粒子の直径)との比(長さ/直径)は、好ましくは0.5~5.0であり、より好ましくは1.0~3.0である。
なお、ストランドカット法によりペレタイズを行う場合、樹脂粒子の粒子径、長さ/直径や平均質量は、樹脂溶融物を押出す際における押出速度や、ストランドの引き取り速度、ストランドを切断する際のカッタースピードなどを適宜変えてペレタイズを行うことにより調整することができる。
(発泡粒子の製造)
本発明の発泡粒子の好ましい製造方法は、容器内の水性媒体中に、前記樹脂粒子を分散させる分散工程、容器内で前記樹脂粒子に発泡剤を含浸させる発泡剤含浸工程、及び発泡剤を含む前記樹脂粒子を水性媒体と共に容器から容器内の圧力よりも低い圧力雰囲気下に放出して樹脂粒子を発泡させる発泡工程を含むが、これらの工程がこの順で行われることが好ましく、これらの工程が一連の工程として行われることがより好ましい。なお、この一連の工程により発泡を行う方法を、分散媒放出発泡方法ともいう。
本発明の発泡粒子の好ましい製造方法は、容器内の水性媒体中に、前記樹脂粒子を分散させる分散工程、容器内で前記樹脂粒子に発泡剤を含浸させる発泡剤含浸工程、及び発泡剤を含む前記樹脂粒子を水性媒体と共に容器から容器内の圧力よりも低い圧力雰囲気下に放出して樹脂粒子を発泡させる発泡工程を含むが、これらの工程がこの順で行われることが好ましく、これらの工程が一連の工程として行われることがより好ましい。なお、この一連の工程により発泡を行う方法を、分散媒放出発泡方法ともいう。
前記分散工程においては、前記のようにして得られた樹脂粒子を密閉容器内で分散させるための分散媒として、水性分散媒が好ましく用いられる。該水性分散媒は、水を主成分とする分散媒である。水性分散媒における水の割合は、好ましくは70質量%以上であり、より好ましくは80質量%以上であり、更に好ましくは90質量%以上であり、100質量%であってもよい。水性分散媒中の水以外の分散媒としては、エチレングリコール、グリセリン、メタノール、エタノール等が挙げられる。
本発明で好適に用いられる分散媒放出発泡方法においては、容器内で加熱された樹脂粒子同士が容器内で互いに融着しないように、分散媒体中に分散剤を添加することが好ましい。分散剤としては、樹脂粒子の容器内での融着を防止するものであればよいが、無機分散剤を好ましく用いることができる。無機分散剤としては、例えば、アムスナイト、カオリン、マイカ、クレー等の天然又は合成粘土鉱物や、酸化アルミニウム、酸化チタン、塩基性炭酸マグネシウム、塩基性炭酸亜鉛、炭酸カルシウム、酸化鉄等が挙げられ、これらの内の1種を使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。これらのなかでも天然又は合成粘土鉱物が好ましい。前記分散剤の添加量は、好ましくは前記樹脂粒子100質量部あたり0.001~5質量部である。
なお、分散剤を使用する場合、分散助剤としてドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、アルキルスルホン酸ナトリウム、オレイン酸ナトリウム等のアニオン系界面活性剤を併用することが好ましい。前記分散助剤は、前記樹脂粒子100質量部当たり、0.001~1質量部程度添加することが好ましい。
前記発泡剤含浸工程において、前記樹脂粒子を発泡させるための発泡剤としては、物理発泡剤を用いることが好ましい。該物理発泡剤としては、無機物理発泡剤と有機物理発泡剤が挙げられる。無機物理発泡剤としては、二酸化炭素、空気、窒素、ヘリウム、アルゴン等が挙げられる。また、有機物理発泡剤としては、プロパン、n-ブタン、イソブタン、n-ペンタン、イソペンタン、ヘキサン等の脂肪族炭化水素、シクロペンタン、シクロヘキサン等の環式脂肪族炭化水素、エチルクロライド、2,3,3,3-テトラフルオロプロペン、トランス-1,3,3,3-テトラフルオロプロペン、トランス-1-クロロ-3,3,3-トリフルオロプロペン等のハロゲン化炭化水素等が挙げられる。なお、前記物理発泡剤は単独で用いられてもよく、二種以上が用いられてもよい。また、無機物理発泡剤と有機物理発泡剤とを併用してもよい。本製造方法に用いられる発泡剤は、所望とする発泡粒子を製造しやすいという観点から、好ましくは無機物理発泡剤であり、より好ましくは二酸化炭素である。
発泡剤の添加量は、所望とする発泡粒子の嵩密度や発泡剤の種類等を考慮して決定されるが、例えば、物理発泡剤を用いる場合、樹脂粒子100質量部に対する物理発泡剤の添加量は、好ましくは0.1~30質量部であり、より好ましくは0.5~15質量部である。
発泡粒子製造工程において、樹脂粒子に発泡剤を含浸させる方法としては、例えば、樹脂粒子を密閉容器内の水性分散媒中に分散させると共に、密閉容器内に発泡剤を圧入し、密閉容器を加熱及び加圧して、保持することで、樹脂粒子に発泡剤を含浸させる方法が好ましく用いられる。
前記発泡工程において、発泡時の密閉容器内の圧力(内圧)は、好ましくは0.5MPa(G)以上であり、より好ましくは0.8MPa(G)以上である。また、上限は好ましくは4MPa(G)以下であり、より好ましくは3MPa(G)以下である。上記範囲内であれば、密閉容器の破損や爆発等のおそれがなく安全に所望とする発泡粒子を製造することができる。また、好ましくは100~200℃、より好ましくは130~160℃に昇温し、その温度で5~30分程度保持してから発泡剤を含む樹脂粒子を密閉容器内から、密閉容器内の圧力よりも低い圧力の雰囲気下(例えば、大気圧下)に放出して発泡させることが好ましい。
また、前記第1回目の前記DSC曲線において、固有ピークと、高温ピークとが現れる結晶構造を有する本発明の発泡粒子は、例えば、次のようにして製造することができる。
まず、密閉容器内の分散媒中に分散させた樹脂粒子を、(樹脂粒子を構成する直鎖状低密度ポリエチレンの融点-15℃)から(樹脂粒子を構成する直鎖状低密度ポリエチレンの融点+10℃)の温度に加熱すると共に、この温度で十分な時間、好ましくは10~60分間程度保持する(保持工程)。次いで、この保持工程を経た樹脂粒子を発泡させることで、上述の融解ピークを示す発泡粒子を得ることができる。
発泡粒子の製造においては、前記保持工程を経た樹脂粒子を予め準備し、この保持工程を経た樹脂粒子を発泡させることで、発泡粒子を得てもよい。また、例えば、前記分散工程や、前記発泡剤含浸工程の一部として、前記保持工程を樹脂粒子に対して行い、この保持工程を経た樹脂粒子を発泡させることで、発泡粒子を得てもよい。
発泡粒子の生産性を高める観点からは、発泡剤の存在下で、密閉容器内の分散媒中に分散させた樹脂粒子を加熱して上記保持工程を行った後、密閉容器の内容物を密閉容器内から密閉容器内の圧力よりも低い圧力雰囲気下に放出して、樹脂粒子を発泡させることにより、上述の融解ピークを示す発泡粒子を得ることが好ましい。
まず、密閉容器内の分散媒中に分散させた樹脂粒子を、(樹脂粒子を構成する直鎖状低密度ポリエチレンの融点-15℃)から(樹脂粒子を構成する直鎖状低密度ポリエチレンの融点+10℃)の温度に加熱すると共に、この温度で十分な時間、好ましくは10~60分間程度保持する(保持工程)。次いで、この保持工程を経た樹脂粒子を発泡させることで、上述の融解ピークを示す発泡粒子を得ることができる。
発泡粒子の製造においては、前記保持工程を経た樹脂粒子を予め準備し、この保持工程を経た樹脂粒子を発泡させることで、発泡粒子を得てもよい。また、例えば、前記分散工程や、前記発泡剤含浸工程の一部として、前記保持工程を樹脂粒子に対して行い、この保持工程を経た樹脂粒子を発泡させることで、発泡粒子を得てもよい。
発泡粒子の生産性を高める観点からは、発泡剤の存在下で、密閉容器内の分散媒中に分散させた樹脂粒子を加熱して上記保持工程を行った後、密閉容器の内容物を密閉容器内から密閉容器内の圧力よりも低い圧力雰囲気下に放出して、樹脂粒子を発泡させることにより、上述の融解ピークを示す発泡粒子を得ることが好ましい。
なお、上記のようにして得られる発泡粒子を多段的に発泡させて、より発泡倍率の高い(嵩密度の低い)発泡粒子を得ることができる。例えば、発泡粒子を空気等により加圧処理して発泡粒子の気泡内の圧力(内圧)を高めた後、スチーム等で加熱してさらに発泡させ(二段発泡)、より発泡倍率の高い(嵩密度の低い)発泡粒子とすることができる。密度の低い成形体を得る観点からは、二段発泡を行うことが好ましい。
[発泡粒子成形体]
本発明の発泡粒子成形体は、前記発泡粒子を型内成形してなる。
具体的には、直鎖状低密度ポリエチレンを基材樹脂とし、直鎖状低密度ポリエチレンの密度が920kg/m3以下であり、前記直鎖状低密度ポリエチレンの融点が120℃以上130℃以下であり、前記直鎖状低密度ポリエチレンが、共重合成分として、プロピレン成分と、ブテン成分、ヘキセン成分及びオクテン成分から選択される一種以上のα-オレフィン成分(α1)と、を含む発泡粒子を、型内成形してなる。
本発明の発泡粒子成形体は、前記発泡粒子を型内成形してなる。
具体的には、直鎖状低密度ポリエチレンを基材樹脂とし、直鎖状低密度ポリエチレンの密度が920kg/m3以下であり、前記直鎖状低密度ポリエチレンの融点が120℃以上130℃以下であり、前記直鎖状低密度ポリエチレンが、共重合成分として、プロピレン成分と、ブテン成分、ヘキセン成分及びオクテン成分から選択される一種以上のα-オレフィン成分(α1)と、を含む発泡粒子を、型内成形してなる。
本発明の発泡粒子成形体は、発泡粒子を成形型内に充填し、スチーム等の加熱媒体を用いて加熱成形することにより行うことができる。具体的には、発泡粒子を成形型内に充填した後、成形型内にスチーム等の加熱媒体を導入することにより、発泡粒子を加熱して膨張(二次発泡)させると共に、相互に融着させて成形空間の形状が賦形された発泡粒子成形体を得ることができる。また、本発明における型内成形は、発泡粒子を空気等の加圧気体により予め加圧処理して発泡粒子の気泡内の圧力を高めて、発泡粒子内の圧力を大気圧よりも0.01~0.3MPa高い圧力に調整した後、大気圧下又は減圧下で該発泡粒子を成形型内に充填し、次いで型内にスチーム等の加熱媒体を供給して発泡粒子を加熱融着させる加圧成形法(例えば、特公昭51-22951号公報)により成形することもできる。また、圧縮ガスにより大気圧以上に加圧した成形型内に、当該圧力以上に加圧した発泡粒子を充填した後、キャビティ内にスチーム等の加熱媒体を供給して加熱を行い、発泡粒子を加熱融着させる圧縮充填成形法(特公平4-46217号公報)により成形することもできる。その他に、特殊な条件にて得られる二次発泡力の高い発泡粒子を、大気圧下又は減圧下で成形型のキャビティ内に充填した後、次いでスチーム等の加熱媒体を供給して加熱を行い、発泡粒子を加熱融着させる常圧充填成形法(特公平6-49795号公報)又は上記の方法を組み合わせた方法(特公平6-22919号公報)などによっても成形することができる。
機械的物性を高める観点からは、本発明の発泡粒子成形体の密度は、好ましくは10kg/m3以上であり、より好ましくは13kg/m3以上であり、更に好ましくは15kg/m3以上である。また、軽量な成形体となる観点からは、発泡粒子成形体の密度は、好ましくは240kg/m3以下であり、より好ましくは200kg/m3以下であり、更に好ましくは100kg/m3以下であり、より更に好ましくは80kg/m3以下であり、特に好ましくは60kg/m3以下である。
なお、発泡粒子成形体の密度は、発泡粒子成形体の質量を、発泡粒子成形体の寸法に基づいて算出される体積で除することにより算出され、実施例に記載の方法によって測定することができる。
なお、発泡粒子成形体の密度は、発泡粒子成形体の質量を、発泡粒子成形体の寸法に基づいて算出される体積で除することにより算出され、実施例に記載の方法によって測定することができる。
本発明の発泡粒子成形体は、軽量であると共に、機械的物性に優れることから、衝撃吸収材、断熱材及び各種包装材等として、食品の運搬容器、電気・電子部品の包装・緩衝材、自動車用バンパー等の車両用部材、住宅用断熱材等の建築部材、雑貨等の用途に用いることができる。
次に、実施例により、本発明を更に詳細に説明するが、これらの例によって本発明はなんら限定されるものではない。
[測定及び評価]
実施例、比較例に使用した樹脂、発泡粒子、発泡粒子成形体について、以下の測定及び評価を実施した。なお、発泡粒子又は発泡粒子成形体の評価は、これらを相対湿度50%、23℃、1atmの条件にて2日放置して状態調節した後に行った。
実施例、比較例に使用した樹脂、発泡粒子、発泡粒子成形体について、以下の測定及び評価を実施した。なお、発泡粒子又は発泡粒子成形体の評価は、これらを相対湿度50%、23℃、1atmの条件にて2日放置して状態調節した後に行った。
<発泡性評価(良品を得られる発泡温度範囲)>
後述の<発泡粒子の製造>における樹脂粒子の発泡において、発泡温度を0.1℃ずつ変化させて発泡粒子(一段発泡粒子)を製造した。この際、密閉容器内の平衡蒸気圧は、4.0MPa(G)とした。
各発泡温度での発泡により得られた発泡粒子の、嵩密度と状態を評価した。具体的には、嵩密度が100kg/m3以下であり、かつ発泡粒子に明確なシワがなく、発泡粒子の収縮がほとんど確認されなかった場合を、良品が得られる発泡温度とし、これに基づき、良品を得ることができる発泡温度範囲を評価した。
良品を得られる発泡温度範囲の下限値から上限値までの幅が広いものほど、樹脂粒子の発泡時における発泡性が良好であり、好適である。
後述の<発泡粒子の製造>における樹脂粒子の発泡において、発泡温度を0.1℃ずつ変化させて発泡粒子(一段発泡粒子)を製造した。この際、密閉容器内の平衡蒸気圧は、4.0MPa(G)とした。
各発泡温度での発泡により得られた発泡粒子の、嵩密度と状態を評価した。具体的には、嵩密度が100kg/m3以下であり、かつ発泡粒子に明確なシワがなく、発泡粒子の収縮がほとんど確認されなかった場合を、良品が得られる発泡温度とし、これに基づき、良品を得ることができる発泡温度範囲を評価した。
良品を得られる発泡温度範囲の下限値から上限値までの幅が広いものほど、樹脂粒子の発泡時における発泡性が良好であり、好適である。
<直鎖状低密度ポリエチレンのバイオマス度、発泡粒子のバイオマス度>
実施例、比較例において使用した直鎖状低密度ポリエチレンのバイオマス度は、ASTM D 6866に準拠して、放射性炭素14Cの濃度を測定して求められた値である。また、発泡粒子のバイオマス度は、発泡粒子を製造するために用いたバイオマス由来樹脂のバイオマス度と、発泡粒子中のバイオマス由来樹脂の含有割合とから算出した。
実施例、比較例において使用した直鎖状低密度ポリエチレンのバイオマス度は、ASTM D 6866に準拠して、放射性炭素14Cの濃度を測定して求められた値である。また、発泡粒子のバイオマス度は、発泡粒子を製造するために用いたバイオマス由来樹脂のバイオマス度と、発泡粒子中のバイオマス由来樹脂の含有割合とから算出した。
<直鎖状低密度ポリエチレンの密度>
実施例、比較例において使用した直鎖状低密度ポリエチレンの密度(ρ)は、JIS K 7112:1999のA法(水中置換法)に基づいて測定した。
実施例、比較例において使用した直鎖状低密度ポリエチレンの密度(ρ)は、JIS K 7112:1999のA法(水中置換法)に基づいて測定した。
<直鎖状低密度ポリエチレン中のα-オレフィンに由来する成分の含有量>
直鎖状低密度ポリエチレン中の各α-オレフィンに由来する成分の含有量を、以下の炭素13核磁気共鳴(13C-NMR)により求めた。
まず、直鎖状低密度ポリエチレンを、o-ジクロロベンゼン-d4(ODCB):ベンゼン-d6(C6D6)=4:1の混合溶媒中(130℃)に溶解させ、10wt/vol%の測定用溶液を調製した。核磁気共鳴装置として「日本電子製:ECZ-400S型」を用い、13Cを測定核とする測定用溶液のNMR(13C-NMR)スペクトル測定を行った。得られたNMRスペクトルにおける化学シフトの情報を基にして、直鎖状低密度ポリエチレンに含まれるα-オレフィンに由来する成分を特定すると共に、その含有量(mol%)を算出した。
直鎖状低密度ポリエチレン中の各α-オレフィンに由来する成分の含有量を、以下の炭素13核磁気共鳴(13C-NMR)により求めた。
まず、直鎖状低密度ポリエチレンを、o-ジクロロベンゼン-d4(ODCB):ベンゼン-d6(C6D6)=4:1の混合溶媒中(130℃)に溶解させ、10wt/vol%の測定用溶液を調製した。核磁気共鳴装置として「日本電子製:ECZ-400S型」を用い、13Cを測定核とする測定用溶液のNMR(13C-NMR)スペクトル測定を行った。得られたNMRスペクトルにおける化学シフトの情報を基にして、直鎖状低密度ポリエチレンに含まれるα-オレフィンに由来する成分を特定すると共に、その含有量(mol%)を算出した。
<直鎖状低密度ポリエチレン及び発泡粒子のメルトフローレイト(MFR)>
実施例、比較例において使用した直鎖状低密度ポリエチレンのメルトフローレイト(MFR)及び実施例、比較例の発泡粒子のメルトフローレイト(MFR)を、JIS K7210-1:2014に準拠して、温度190℃、荷重2.16kgの条件で測定した。なお、発泡粒子のメルトフローレイトの測定においては、まず、160℃に温度調節した加熱プレス盤で発泡粒子を3分間熱プレスすることにより、発泡粒子の脱泡処理を行い、発泡粒子を構成する樹脂からなる樹脂シートを作製した。この樹脂シートを切断することで得られたペレット状の試料を用いてメルトフローレイトの測定を行った。
実施例、比較例において使用した直鎖状低密度ポリエチレンのメルトフローレイト(MFR)及び実施例、比較例の発泡粒子のメルトフローレイト(MFR)を、JIS K7210-1:2014に準拠して、温度190℃、荷重2.16kgの条件で測定した。なお、発泡粒子のメルトフローレイトの測定においては、まず、160℃に温度調節した加熱プレス盤で発泡粒子を3分間熱プレスすることにより、発泡粒子の脱泡処理を行い、発泡粒子を構成する樹脂からなる樹脂シートを作製した。この樹脂シートを切断することで得られたペレット状の試料を用いてメルトフローレイトの測定を行った。
<直鎖状低密度ポリエチレンの融点>
実施例、比較例において使用した直鎖状低密度ポリエチレンの融点(Tm)は、JIS K7121:2012に基づき、熱流束示差走査熱量測定法により、測定した。測定装置としては、高感度型示差走査熱量計「EXSTAR DSC7020」(エスアイアイ・ナノテクノロジー社製)を使用した。試験片の状態調節としては「(2)一定の熱処理を行なった後、融解温度を測定する場合」を採用し、試験片を窒素流入量30mL/分の条件下で、10℃/分の加熱速度で23℃から200℃まで加熱してから、次いでその温度にて10分間保った後、10℃/分の冷却速度で23℃まで冷却し、再度、加熱速度10℃/分で200℃まで加熱して、DSC曲線(2回目加熱時のDSC曲線)を得た。該DSC曲線における融解ピークの頂点温度を求め、この値を融点とした。
なお、DSC曲線に複数の融解ピークが現れる場合は、最も大きな面積を有する融解ピークの頂点温度を融点として採用する。この際、各融解ピークの頂点温度の間に位置するDSC曲線の谷間の温度を境にして各融解ピークを区別して各融解ピークの面積(融解熱量)を比較することで、最も大きな面積を有する融解ピークを判断することができる。なお、DSC曲線の谷間の温度は、DSC曲線の微分曲線(DDSC)の縦軸の値が0となる温度と対応するため、DSCの微分曲線から判断することもできる。
実施例、比較例において使用した直鎖状低密度ポリエチレンの融点(Tm)は、JIS K7121:2012に基づき、熱流束示差走査熱量測定法により、測定した。測定装置としては、高感度型示差走査熱量計「EXSTAR DSC7020」(エスアイアイ・ナノテクノロジー社製)を使用した。試験片の状態調節としては「(2)一定の熱処理を行なった後、融解温度を測定する場合」を採用し、試験片を窒素流入量30mL/分の条件下で、10℃/分の加熱速度で23℃から200℃まで加熱してから、次いでその温度にて10分間保った後、10℃/分の冷却速度で23℃まで冷却し、再度、加熱速度10℃/分で200℃まで加熱して、DSC曲線(2回目加熱時のDSC曲線)を得た。該DSC曲線における融解ピークの頂点温度を求め、この値を融点とした。
なお、DSC曲線に複数の融解ピークが現れる場合は、最も大きな面積を有する融解ピークの頂点温度を融点として採用する。この際、各融解ピークの頂点温度の間に位置するDSC曲線の谷間の温度を境にして各融解ピークを区別して各融解ピークの面積(融解熱量)を比較することで、最も大きな面積を有する融解ピークを判断することができる。なお、DSC曲線の谷間の温度は、DSC曲線の微分曲線(DDSC)の縦軸の値が0となる温度と対応するため、DSCの微分曲線から判断することもできる。
<直鎖状低密度ポリエチレンの融解熱量及び発泡粒子の全融解熱量>
実施例、比較例において使用した直鎖状低密度ポリエチレンの融解熱量及び発泡粒子の全融解熱量は、JIS K7122:2012に準拠して測定した。
まず、直鎖状低密度ポリエチレンまたは発泡粒子を試験片として、前述した直鎖状低密度ポリエチレンの融点の測定と同じ方法で、2回目加熱時のDSC曲線を得た。得られた2回目加熱時のDSC曲線上の温度80℃での点をαとし、融解終了温度に相当するDSC曲線上の点をβとした。点αと点βの区間におけるDSC曲線と、線分(α-β)とによって囲まれる部分の面積を測定し、この面積から直鎖状低密度ポリエチレンの融解熱量または発泡粒子の全融解熱量を算出した。
実施例、比較例において使用した直鎖状低密度ポリエチレンの融解熱量及び発泡粒子の全融解熱量は、JIS K7122:2012に準拠して測定した。
まず、直鎖状低密度ポリエチレンまたは発泡粒子を試験片として、前述した直鎖状低密度ポリエチレンの融点の測定と同じ方法で、2回目加熱時のDSC曲線を得た。得られた2回目加熱時のDSC曲線上の温度80℃での点をαとし、融解終了温度に相当するDSC曲線上の点をβとした。点αと点βの区間におけるDSC曲線と、線分(α-β)とによって囲まれる部分の面積を測定し、この面積から直鎖状低密度ポリエチレンの融解熱量または発泡粒子の全融解熱量を算出した。
<発泡粒子の高温ピークの融解熱量>
JIS K7122:2012に準拠した熱流束示差走査熱量測定により、発泡粒子の高温ピークの融解熱量を測定した。具体的には、発泡粒子約2mgを採取し、示差走査熱量計(EXSTAR DSC7020)によって、10℃/minの加熱速度で23℃から200℃まで加熱し、2つ以上の融解ピークを有するDSC曲線(第1回目の加熱におけるDSC曲線)を得た。次の説明における直鎖状低密度ポリエチレンの固有ピークをA、それより高温側に現れる高温ピークをBとする。
該DSC曲線上の80℃に相当する点αと、発泡粒子の融解終了温度Tに相当するDSC曲線上の点βとを結ぶ直線(α-β)を引いた。なお、上記融解終了温度Tとは、高温ピークBにおける高温側の端点であり、高温ピークと、高温側ベースラインとの交点をいう。次に上記の固有ピークAと高温ピークBとの間の谷部に当たるDSC曲線上の点γからグラフの縦軸と平行な直線を引き、前記直線(α-β)と交わる点をδとした。
DSC曲線の高温ピークB部分の曲線と、線分(δ-β)と、線分(γ-δ)とによって囲まれる部分の面積を求め、この面積から高温ピークの融解熱量を算出した。異なる3つの試験片に対して、上記高温ピークの融解熱量の測定を行い、得られた値の算術平均値を発泡粒子の高温ピークの融解熱量とした。
JIS K7122:2012に準拠した熱流束示差走査熱量測定により、発泡粒子の高温ピークの融解熱量を測定した。具体的には、発泡粒子約2mgを採取し、示差走査熱量計(EXSTAR DSC7020)によって、10℃/minの加熱速度で23℃から200℃まで加熱し、2つ以上の融解ピークを有するDSC曲線(第1回目の加熱におけるDSC曲線)を得た。次の説明における直鎖状低密度ポリエチレンの固有ピークをA、それより高温側に現れる高温ピークをBとする。
該DSC曲線上の80℃に相当する点αと、発泡粒子の融解終了温度Tに相当するDSC曲線上の点βとを結ぶ直線(α-β)を引いた。なお、上記融解終了温度Tとは、高温ピークBにおける高温側の端点であり、高温ピークと、高温側ベースラインとの交点をいう。次に上記の固有ピークAと高温ピークBとの間の谷部に当たるDSC曲線上の点γからグラフの縦軸と平行な直線を引き、前記直線(α-β)と交わる点をδとした。
DSC曲線の高温ピークB部分の曲線と、線分(δ-β)と、線分(γ-δ)とによって囲まれる部分の面積を求め、この面積から高温ピークの融解熱量を算出した。異なる3つの試験片に対して、上記高温ピークの融解熱量の測定を行い、得られた値の算術平均値を発泡粒子の高温ピークの融解熱量とした。
<発泡粒子の嵩密度>
約500cm3の発泡粒子群をメスシリンダー内に充填し、メスシリンダー底面で床面を数度、軽く叩くことにより、メスシリンダー内の発泡粒子群の充填高さを安定させた。メスシリンダーの目盛りが指す発泡粒子群のかさ容積を読み取り、これをV1(L)とした。次に発泡粒子群の質量を測定し、これをW1[g]とした。
発泡粒子の質量W1[g]を容積V1で割り算し(W1/V1)、単位を[kg/m3]に換算することにより、発泡粒子の嵩密度を求めた。
約500cm3の発泡粒子群をメスシリンダー内に充填し、メスシリンダー底面で床面を数度、軽く叩くことにより、メスシリンダー内の発泡粒子群の充填高さを安定させた。メスシリンダーの目盛りが指す発泡粒子群のかさ容積を読み取り、これをV1(L)とした。次に発泡粒子群の質量を測定し、これをW1[g]とした。
発泡粒子の質量W1[g]を容積V1で割り算し(W1/V1)、単位を[kg/m3]に換算することにより、発泡粒子の嵩密度を求めた。
<発泡粒子の独立気泡率>
発泡粒子の独立気泡率は、次のように測定した。嵩体積約20cm3の発泡粒子群をエタノールに浸漬することにより、発泡粒子群の見掛けの体積Vaを測定した。次に、見掛けの体積Vaを測定した発泡粒子群を十分に乾燥させた後、ASTM-D2856-70に記載されている手順Cに準じて、発泡粒子群の真の体積(発泡粒子を構成する樹脂の容積と、発泡粒子内の独立気泡部分の気泡全容積との和)の値Vxを測定した。この真の体積Vxの測定には、東芝・ベックマン(株)製の空気比較式比重計「930」を用いた。次いで、下記の式(1)により独立気泡率を算出し、異なる発泡粒子群を用いた5回の測定結果の算術平均値を求めた。
独立気泡率(%)=(Vx-W/ρ)×100/(Va-W/ρ)・・・(1)
Vx:上記方法で測定される発泡粒子群の真の体積(cm3)
Va:発泡粒子群をメスシリンダー中のエタノールに沈めた際の水位上昇分から測定される、発泡粒子群の見掛けの体積(cm3)
W:発泡粒子群の質量(g)
ρ:発泡粒子を構成する樹脂の密度(g/cm3)
発泡粒子の独立気泡率は、次のように測定した。嵩体積約20cm3の発泡粒子群をエタノールに浸漬することにより、発泡粒子群の見掛けの体積Vaを測定した。次に、見掛けの体積Vaを測定した発泡粒子群を十分に乾燥させた後、ASTM-D2856-70に記載されている手順Cに準じて、発泡粒子群の真の体積(発泡粒子を構成する樹脂の容積と、発泡粒子内の独立気泡部分の気泡全容積との和)の値Vxを測定した。この真の体積Vxの測定には、東芝・ベックマン(株)製の空気比較式比重計「930」を用いた。次いで、下記の式(1)により独立気泡率を算出し、異なる発泡粒子群を用いた5回の測定結果の算術平均値を求めた。
独立気泡率(%)=(Vx-W/ρ)×100/(Va-W/ρ)・・・(1)
Vx:上記方法で測定される発泡粒子群の真の体積(cm3)
Va:発泡粒子群をメスシリンダー中のエタノールに沈めた際の水位上昇分から測定される、発泡粒子群の見掛けの体積(cm3)
W:発泡粒子群の質量(g)
ρ:発泡粒子を構成する樹脂の密度(g/cm3)
<発泡粒子の平均気泡径>
発泡粒子の平均気泡径は、次のように測定した。
発泡粒子群から無作為に30個の発泡粒子を選択した。発泡粒子をその中心部を通るように切断して2分割し、一方の断面の拡大写真をそれぞれ撮影した。各断面写真において、発泡粒子の最表面から中心部を通って反対側の最表面まで、隣接する2線分の成す角が等角度となるように4本の線分を引いた。各線分と交差する気泡数をそれぞれ計測し、4本の線分の合計長さを、線分と交差する全気泡数で除することで、各発泡粒子の平均気泡径を求め、これらの値を算術平均することにより、発泡粒子の平均気泡径を求めた。
発泡粒子の平均気泡径は、次のように測定した。
発泡粒子群から無作為に30個の発泡粒子を選択した。発泡粒子をその中心部を通るように切断して2分割し、一方の断面の拡大写真をそれぞれ撮影した。各断面写真において、発泡粒子の最表面から中心部を通って反対側の最表面まで、隣接する2線分の成す角が等角度となるように4本の線分を引いた。各線分と交差する気泡数をそれぞれ計測し、4本の線分の合計長さを、線分と交差する全気泡数で除することで、各発泡粒子の平均気泡径を求め、これらの値を算術平均することにより、発泡粒子の平均気泡径を求めた。
<二段発泡粒子の嵩密度に対する一段発泡粒子の嵩密度の比>
上記嵩密度の測定方法により、一段発泡粒子の嵩密度及び二段発泡粒子の嵩密度を測定した。一段発泡粒子の嵩密度を、二段発泡粒子の嵩密度で除することで、二段発泡粒子の嵩密度に対する一段発泡粒子の嵩密度の比(嵩密度1段発泡/嵩密度2段発泡)を算出した。なお、該比の値が大きいほど、嵩密度が低い二段発泡粒子を得ることができるため、二段発泡性に優れることを意味する。
上記嵩密度の測定方法により、一段発泡粒子の嵩密度及び二段発泡粒子の嵩密度を測定した。一段発泡粒子の嵩密度を、二段発泡粒子の嵩密度で除することで、二段発泡粒子の嵩密度に対する一段発泡粒子の嵩密度の比(嵩密度1段発泡/嵩密度2段発泡)を算出した。なお、該比の値が大きいほど、嵩密度が低い二段発泡粒子を得ることができるため、二段発泡性に優れることを意味する。
<二段発泡粒子の状態>
二段発泡粒子の表面状態を目視にて観察した。発泡粒子に明確なシワが存在せず、発泡粒子の収縮がほとんど確認されなかった場合を「〇」と評価し、発泡粒子に明確なシワが確認され、発泡粒子の収縮が多く確認された場合を「×」と評価した。
なお、上記評価が「〇」の場合、得られる二段発泡粒子間の密度のバラツキが少なく、所望とする成形体を製造する際の発泡粒子の密度の管理が容易となると共に、良好な型内成形性が安定して発現する発泡粒子となる。
二段発泡粒子の表面状態を目視にて観察した。発泡粒子に明確なシワが存在せず、発泡粒子の収縮がほとんど確認されなかった場合を「〇」と評価し、発泡粒子に明確なシワが確認され、発泡粒子の収縮が多く確認された場合を「×」と評価した。
なお、上記評価が「〇」の場合、得られる二段発泡粒子間の密度のバラツキが少なく、所望とする成形体を製造する際の発泡粒子の密度の管理が容易となると共に、良好な型内成形性が安定して発現する発泡粒子となる。
<良品を成形可能な成形圧力範囲>
後述の<発泡粒子成形体の製造>の方法で、成形圧(成形スチーム圧)を0.10~0.20MPa(G)の間で0.01MPaずつ変化させて発泡粒子成形体を成形し、得られた成形体の融着性、表面外観(間隙=ボイドの度合い)、回復性(型内成形後の膨張または収縮の回復性)の項目について、型内成形性を評価した。下記で示した基準に達したものを合格とし、全ての項目で合格となったスチーム圧を成形可能なスチーム圧とした。なお、(G)を付した圧力は、ゲージ圧、つまり、大気圧を基準とした圧力の値である。
成形可能なスチーム圧の下限値から上限値までの幅が広いものほど、成形可能範囲が広く、好適である。
(融着性)
発泡粒子成形体を折り曲げて破断させ、その破断面に存在する発泡粒子の数(C1)と、破壊した発泡粒子の数(C2)とを求めた。上記発泡粒子の数に対する破壊した発泡粒子の数の比率(C2/C1×100)を材料破壊率として算出した。異なる試験片を用いて前記測定を5回行い、それぞれの材料破壊率を求め、それらを算術平均した材料破壊率が80%以上であるときを合格とし、80%未満であるときを不合格とした。
(表面外観)
発泡粒子成形体の中央部に100mm×100mmの正方形を描き、該正方形の一の角から対角線上に線を引き、その線上の1mm×1mmの大きさ以上のボイド(間隙)の数を数えた。ボイドの数が5個未満であり、かつ表面に凹凸がないときを合格とし、それ以外を不合格とした。
(回復性)
型内成形により得られた縦250mm、横200mm、厚み50mmの平板形状の発泡粒子成形体における、四隅部付近(角より中心方向に10mm内側)の厚みと、中心部(成形体を、縦方向において2等分する線と、横方向において2等分する線との交点部分)の厚みとをそれぞれ計測した。次いで、四隅部付近のうち最も厚みの厚い箇所の厚みに対する中心部の厚みの比(%)を算出した。比が95%以上であるときを合格とし、95%未満を不合格とした。
後述の<発泡粒子成形体の製造>の方法で、成形圧(成形スチーム圧)を0.10~0.20MPa(G)の間で0.01MPaずつ変化させて発泡粒子成形体を成形し、得られた成形体の融着性、表面外観(間隙=ボイドの度合い)、回復性(型内成形後の膨張または収縮の回復性)の項目について、型内成形性を評価した。下記で示した基準に達したものを合格とし、全ての項目で合格となったスチーム圧を成形可能なスチーム圧とした。なお、(G)を付した圧力は、ゲージ圧、つまり、大気圧を基準とした圧力の値である。
成形可能なスチーム圧の下限値から上限値までの幅が広いものほど、成形可能範囲が広く、好適である。
(融着性)
発泡粒子成形体を折り曲げて破断させ、その破断面に存在する発泡粒子の数(C1)と、破壊した発泡粒子の数(C2)とを求めた。上記発泡粒子の数に対する破壊した発泡粒子の数の比率(C2/C1×100)を材料破壊率として算出した。異なる試験片を用いて前記測定を5回行い、それぞれの材料破壊率を求め、それらを算術平均した材料破壊率が80%以上であるときを合格とし、80%未満であるときを不合格とした。
(表面外観)
発泡粒子成形体の中央部に100mm×100mmの正方形を描き、該正方形の一の角から対角線上に線を引き、その線上の1mm×1mmの大きさ以上のボイド(間隙)の数を数えた。ボイドの数が5個未満であり、かつ表面に凹凸がないときを合格とし、それ以外を不合格とした。
(回復性)
型内成形により得られた縦250mm、横200mm、厚み50mmの平板形状の発泡粒子成形体における、四隅部付近(角より中心方向に10mm内側)の厚みと、中心部(成形体を、縦方向において2等分する線と、横方向において2等分する線との交点部分)の厚みとをそれぞれ計測した。次いで、四隅部付近のうち最も厚みの厚い箇所の厚みに対する中心部の厚みの比(%)を算出した。比が95%以上であるときを合格とし、95%未満を不合格とした。
<発泡粒子成形体の密度>
発泡粒子成形体を、相対湿度50%、23℃、1atmの条件にて2日間放置した。次にその質量を測定し、これをW[g]とした。
次に、発泡粒子成形体の寸法に基づいて、発泡粒子成形体の体積V[cm3]を測定した。
発泡粒子成形体の質量W[g]を体積Vで割り算し(W/V)、単位を[kg/m3]に換算することにより、発泡粒子成形体の密度を求めた。
発泡粒子成形体を、相対湿度50%、23℃、1atmの条件にて2日間放置した。次にその質量を測定し、これをW[g]とした。
次に、発泡粒子成形体の寸法に基づいて、発泡粒子成形体の体積V[cm3]を測定した。
発泡粒子成形体の質量W[g]を体積Vで割り算し(W/V)、単位を[kg/m3]に換算することにより、発泡粒子成形体の密度を求めた。
<発泡粒子成形体の50%歪時圧縮応力>
実施例及び比較例で得られた成形体から、縦5cm×横5cm×高さ2.5cmの試験片を採取し、上記試験片を圧縮速度10mm/分で圧縮して50%歪時の応力を測定した。応力が高いほど、発泡粒子成形体の強度に優れる。
なお、得られた50%歪時圧縮応力を前記密度で除して、発泡粒子成形体の密度に対する発泡粒子成形体の50%歪時圧縮応力の比を算出した。当該比が4kPa/[kg/m3]以上10kPa/[kg/m3]以下であれば、強度と柔軟性のバランスが良好であり、好ましい。
実施例及び比較例で得られた成形体から、縦5cm×横5cm×高さ2.5cmの試験片を採取し、上記試験片を圧縮速度10mm/分で圧縮して50%歪時の応力を測定した。応力が高いほど、発泡粒子成形体の強度に優れる。
なお、得られた50%歪時圧縮応力を前記密度で除して、発泡粒子成形体の密度に対する発泡粒子成形体の50%歪時圧縮応力の比を算出した。当該比が4kPa/[kg/m3]以上10kPa/[kg/m3]以下であれば、強度と柔軟性のバランスが良好であり、好ましい。
<発泡粒子成形体の圧縮永久歪>
JIS K6767:1999に基づき、発泡粒子成形体の圧縮永久歪を測定した。
まず、発泡粒子成形体から、成形時のスキン層を除いた、縦50mm、横50mm、厚み25mmの直方体状の試験片を3つ切り出した。温度23℃、相対湿度50%の環境下で、各試験片を、試験片の厚み方向に25%ひずんだ状態に圧縮し、この状態で22時間放置した。その後、試験片を圧縮状態から解放し、圧縮終了から24時間後に、試験片の厚みを測定した。試験前後の試験片の厚みの変化量を、試験前の試験片の厚みで除することで、それぞれの試験片の圧縮永久歪(%)を求め、これらの算術平均値を圧縮永久歪(%)とした。
圧縮永久歪の値が小さい程、発泡粒子成形体を圧縮した後の発泡粒子成形体の形状の回復性に優れる。そのため、圧縮永久歪の値が小さい発泡粒子成形体は、各種用途に好適に用いることができる。かかる観点から、発泡粒子成形体の圧縮永久歪は、3.0%以下であることが好ましく、2.9%以下であることがより好ましく、2.8%以下であることがさらに好ましい。
JIS K6767:1999に基づき、発泡粒子成形体の圧縮永久歪を測定した。
まず、発泡粒子成形体から、成形時のスキン層を除いた、縦50mm、横50mm、厚み25mmの直方体状の試験片を3つ切り出した。温度23℃、相対湿度50%の環境下で、各試験片を、試験片の厚み方向に25%ひずんだ状態に圧縮し、この状態で22時間放置した。その後、試験片を圧縮状態から解放し、圧縮終了から24時間後に、試験片の厚みを測定した。試験前後の試験片の厚みの変化量を、試験前の試験片の厚みで除することで、それぞれの試験片の圧縮永久歪(%)を求め、これらの算術平均値を圧縮永久歪(%)とした。
圧縮永久歪の値が小さい程、発泡粒子成形体を圧縮した後の発泡粒子成形体の形状の回復性に優れる。そのため、圧縮永久歪の値が小さい発泡粒子成形体は、各種用途に好適に用いることができる。かかる観点から、発泡粒子成形体の圧縮永久歪は、3.0%以下であることが好ましく、2.9%以下であることがより好ましく、2.8%以下であることがさらに好ましい。
[直鎖状低密度ポリエチレン]
実施例、比較例において使用した直鎖状低密度ポリエチレンを表1に示す。なお、表1には、実施例、比較例において使用した直鎖状低密度ポリエチレンの密度ρ(kg/m3)と、融点Tm(℃)とが、下記式(1)を満足するか、満足しないかについても示す。
ρ<1.14×Tm+779・・・(1)
実施例、比較例において使用した直鎖状低密度ポリエチレンを表1に示す。なお、表1には、実施例、比較例において使用した直鎖状低密度ポリエチレンの密度ρ(kg/m3)と、融点Tm(℃)とが、下記式(1)を満足するか、満足しないかについても示す。
ρ<1.14×Tm+779・・・(1)
[発泡粒子及び発泡粒子成形体の製造]
(実施例1)
<発泡粒子の製造>
出口側にストランド形成用ダイを付設した、内径26mmの押出機を用意した。
押出機に、LL1、気泡調整剤としてホウ酸亜鉛(個数基準の算術平均粒子径:7μm)を供給し、溶融混練して樹脂溶融物を形成した。なお、発泡粒子中のホウ酸亜鉛の含有量が500質量ppmとなるように供給した。
得られた樹脂溶融物をストランド形成用ダイからストランドとして押出し、押出されたストランドを水冷した後、ペレタイザーにて切断し、1個当たりの平均質量が1.5mgであり、粒子径が1.9mmであり、長さ/直径比が1.9である、直鎖状低密度ポリエチレンを基材樹脂とする円柱状の樹脂粒子を得た。
(実施例1)
<発泡粒子の製造>
出口側にストランド形成用ダイを付設した、内径26mmの押出機を用意した。
押出機に、LL1、気泡調整剤としてホウ酸亜鉛(個数基準の算術平均粒子径:7μm)を供給し、溶融混練して樹脂溶融物を形成した。なお、発泡粒子中のホウ酸亜鉛の含有量が500質量ppmとなるように供給した。
得られた樹脂溶融物をストランド形成用ダイからストランドとして押出し、押出されたストランドを水冷した後、ペレタイザーにて切断し、1個当たりの平均質量が1.5mgであり、粒子径が1.9mmであり、長さ/直径比が1.9である、直鎖状低密度ポリエチレンを基材樹脂とする円柱状の樹脂粒子を得た。
5Lの密閉容器内に、前記樹脂粒子500g、分散媒としての水3.5L、分散剤としてカオリン3g、界面活性剤としてドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム(商品名:ネオゲン、第一工業製薬株式会社製)0.2gを仕込んだ。
次に、密閉容器内に発泡剤として二酸化炭素を圧入し、表2に示す平衡蒸気圧となるまで加圧した。次に、密閉容器の内容物を撹拌しながら、2℃/分の昇温速度で発泡温度(124℃)まで加熱昇温した。更に同温度で15分間保持した(保持工程)。この保持工程によって、高温ピークの融解熱量(DSC測定による吸熱曲線から得られる)を調整した。その後、密閉容器の内容物を大気圧下に放出して発泡粒子(一段発泡粒子)を得た。
上述のとおり得た発泡粒子を気温23℃、相対湿度50%、1atmの環境に24時間放置して養生を行った。次いで、加圧可能な密閉容器に養生後の発泡粒子を充填し、当該密閉容器内の圧力を常圧から上昇させて発泡粒子を加圧した。発泡粒子を加圧した状態を24時間維持して空気を発泡粒子の気泡内に含浸させた。その後、密閉容器から発泡粒子を取り出し、発泡粒子の気泡の内圧が0.5MPa(G)である発泡粒子を得た。その後、この発泡粒子を二段発泡装置に供給した。該装置内にスチームを供給して発泡粒子を二段発泡させて、嵩密度22kg/m3の発泡粒子(二段発泡粒子)を得た。二段発泡後の発泡粒子を、上述した測定や発泡粒子成形体の製造に用いた。
次に、密閉容器内に発泡剤として二酸化炭素を圧入し、表2に示す平衡蒸気圧となるまで加圧した。次に、密閉容器の内容物を撹拌しながら、2℃/分の昇温速度で発泡温度(124℃)まで加熱昇温した。更に同温度で15分間保持した(保持工程)。この保持工程によって、高温ピークの融解熱量(DSC測定による吸熱曲線から得られる)を調整した。その後、密閉容器の内容物を大気圧下に放出して発泡粒子(一段発泡粒子)を得た。
上述のとおり得た発泡粒子を気温23℃、相対湿度50%、1atmの環境に24時間放置して養生を行った。次いで、加圧可能な密閉容器に養生後の発泡粒子を充填し、当該密閉容器内の圧力を常圧から上昇させて発泡粒子を加圧した。発泡粒子を加圧した状態を24時間維持して空気を発泡粒子の気泡内に含浸させた。その後、密閉容器から発泡粒子を取り出し、発泡粒子の気泡の内圧が0.5MPa(G)である発泡粒子を得た。その後、この発泡粒子を二段発泡装置に供給した。該装置内にスチームを供給して発泡粒子を二段発泡させて、嵩密度22kg/m3の発泡粒子(二段発泡粒子)を得た。二段発泡後の発泡粒子を、上述した測定や発泡粒子成形体の製造に用いた。
<発泡粒子成形体の製造>
発泡粒子に対して空気で0.25MPa(G)の内圧を付与した後、発泡粒子を、縦250mm×横200mm×厚さ50mmの平板を成形可能な金型に充填して、以下の加熱方法で加熱を行った。
まず、金型の両面に設けられたドレン弁を開放した状態で当該金型にスチームを供給して予備加熱(排気工程)を行った。その後、金型の一方側からスチームを供給して加熱し、さらに金型の他方側からスチームを供給して加熱を行った。続いて、所定の成形加熱スチーム圧力で、金型の両側からスチームを供給して加熱した(本加熱)。本加熱終了後、放圧し、金型の成形面に生じる圧力が0.04MPa(G)になるまで水冷したのち、金型を開放し発泡粒子成形体を取り出した。
得られた成形体を80℃のオーブン中で12時間養生し、発泡粒子成形体(ポリエチレン系樹脂発泡粒子成形体)を得た。なお、前述の<良品を成形可能な成形圧力範囲>の評価においては、成形圧を変更して成形を行った。
得られた発泡粒子の物性等の測定結果、成形体の評価結果を表2に示す。なお、発泡粒子のバイオマス度、発泡粒子を構成する樹脂の密度、発泡粒子の融点は、各発泡粒子を製造するために用いた各直鎖状低密度ポリエチレンのバイオマス度、密度、融点と同じであった。また、各発泡粒子は無架橋の発泡粒子である。
発泡粒子に対して空気で0.25MPa(G)の内圧を付与した後、発泡粒子を、縦250mm×横200mm×厚さ50mmの平板を成形可能な金型に充填して、以下の加熱方法で加熱を行った。
まず、金型の両面に設けられたドレン弁を開放した状態で当該金型にスチームを供給して予備加熱(排気工程)を行った。その後、金型の一方側からスチームを供給して加熱し、さらに金型の他方側からスチームを供給して加熱を行った。続いて、所定の成形加熱スチーム圧力で、金型の両側からスチームを供給して加熱した(本加熱)。本加熱終了後、放圧し、金型の成形面に生じる圧力が0.04MPa(G)になるまで水冷したのち、金型を開放し発泡粒子成形体を取り出した。
得られた成形体を80℃のオーブン中で12時間養生し、発泡粒子成形体(ポリエチレン系樹脂発泡粒子成形体)を得た。なお、前述の<良品を成形可能な成形圧力範囲>の評価においては、成形圧を変更して成形を行った。
得られた発泡粒子の物性等の測定結果、成形体の評価結果を表2に示す。なお、発泡粒子のバイオマス度、発泡粒子を構成する樹脂の密度、発泡粒子の融点は、各発泡粒子を製造するために用いた各直鎖状低密度ポリエチレンのバイオマス度、密度、融点と同じであった。また、各発泡粒子は無架橋の発泡粒子である。
(実施例2~7)
実施例1において、直鎖状低密度ポリエチレン、発泡温度、平衡蒸気圧を、表2に示す条件に変更した以外は実施例1と同様にして、発泡粒子及びポリエチレン系樹脂発泡粒子成形体を得た。得られた発泡粒子の物性等の測定結果、成形体の評価結果を表2に示す。
実施例1において、直鎖状低密度ポリエチレン、発泡温度、平衡蒸気圧を、表2に示す条件に変更した以外は実施例1と同様にして、発泡粒子及びポリエチレン系樹脂発泡粒子成形体を得た。得られた発泡粒子の物性等の測定結果、成形体の評価結果を表2に示す。
(比較例1~7)
実施例1において、直鎖状低密度ポリエチレン、発泡温度を、表3に示す条件に変更した以外は実施例1と同様にして、発泡粒子及びポリエチレン系樹脂発泡粒子成形体を得た。得られた発泡粒子の物性等の測定結果、成形体の評価結果を表3に示す。
実施例1において、直鎖状低密度ポリエチレン、発泡温度を、表3に示す条件に変更した以外は実施例1と同様にして、発泡粒子及びポリエチレン系樹脂発泡粒子成形体を得た。得られた発泡粒子の物性等の測定結果、成形体の評価結果を表3に示す。
表2に示す結果から、実施例の発泡粒子は、幅広い密度範囲にわたって、発泡粒子成形体を製造することができ、型内成形性に優れることがわかる。また、実施例の発泡粒子に係る樹脂粒子は、発泡性に優れることがわかる。更に実施例の発泡粒子を用いて製造したポリエチレン系樹脂発泡粒子成形体は、圧縮永久歪が小さいことがわかる。したがって、本発明のポリエチレン系樹脂発泡粒子は、型内成形性に優れ、該発泡粒子を用いて得られるポリエチレン系樹脂発泡粒子成形体は、圧縮永久歪が小さく、各種用途に好適に用いることができる。
Claims (7)
- 直鎖状低密度ポリエチレンを基材樹脂とする発泡粒子であって、
前記直鎖状低密度ポリエチレンの密度が920kg/m3以下であり、
前記直鎖状低密度ポリエチレンの融点が120℃以上130℃以下であり、
前記直鎖状低密度ポリエチレンが、共重合成分として、プロピレン成分と、ブテン成分、ヘキセン成分及びオクテン成分から選択される一種以上のα-オレフィン成分(α1)と、を含む、発泡粒子。 - 前記直鎖状低密度ポリエチレンにおける前記プロピレン成分の含有量が0.5mol%以上3mol%以下である、請求項1に記載の発泡粒子。
- 前記直鎖状低密度ポリエチレンにおける、前記プロピレン成分の含有量と前記α-オレフィン成分(α1)の含有量との合計が1mol%以上10mol%以下であり、前記プロピレン成分の含有量と前記α-オレフィン成分(α1)の含有量との合計に対する前記プロピレン成分の含有量の比が0.1以上0.6以下である、請求項1又は2に記載の発泡粒子。
- ASTM D 6866により測定される前記直鎖状低密度ポリエチレンのバイオマス度が40%以上である、請求項1又は2に記載の発泡粒子。
- 前記発泡粒子は、10℃/分の加熱速度で23℃から200℃まで加熱して得られるDSC曲線において、直鎖状低密度ポリエチレンに固有の融解ピーク(固有ピーク)と、固有ピークよりも高温側に1以上の融解ピーク(高温ピーク)とが現れる結晶構造を有し、
前記発泡粒子の全融解熱量が70J/g以上100J/g以下であり、
前記高温ピークの融解熱量が10J/g以上50J/g以下である、
請求項1又は2に記載の発泡粒子。 - 前記発泡粒子の全融解熱量に対する、前記高温ピークの融解熱量の比が0.2以上0.7以下である、請求項5に記載の発泡粒子。
- 前記発泡粒子の嵩密度が10kg/m3以上300kg/m3以下である、請求項1又は2に記載の発泡粒子。
Priority Applications (5)
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PCT/JP2023/007330 WO2023189115A1 (ja) | 2022-03-30 | 2023-02-28 | 発泡粒子の製造方法及び発泡粒子 |
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TW112108382A TW202342613A (zh) | 2022-03-30 | 2023-03-08 | 發泡粒子及發泡粒子成形體 |
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