JP3281497B2

JP3281497B2 - ポリプロピレン系樹脂発泡体

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Publication number: JP3281497B2
Application number: JP31491194A
Authority: JP
Inventors: 英志浅田; 泰也今里
Original assignee: Sekisui Kasei Co Ltd
Current assignee: Sekisui Kasei Co Ltd
Priority date: 1994-12-19
Filing date: 1994-12-19
Publication date: 2002-05-13
Anticipated expiration: 2017-05-13
Also published as: JPH08169973A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ポリプロピレン系樹脂
発泡体に関する。更に詳しくは、熟成期間の短いポリプ
ロピレン系樹脂発泡体に関する。本発明のポリプロピレ
ン系樹脂発泡体は、家電、精密機器、食品包装等の緩衝
包装材、自動車内装材、断熱材、結露防止材等の用途に
使用することができる。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】ポリプ
ロピレン系樹脂は、結晶性を有するので、耐熱性等の点
で優れた樹脂である。しかし、結晶性ポリプロピレン系
樹脂は、結晶融点を境に、融点以上では溶融粘度が極め
て低く、発泡した気泡を保持できずに破泡しやすい。そ
のため、例えば従来知られているポリプロピレン系樹脂
発泡シートは、連続気泡率の高い発泡シートであり、独
立気泡率の高い良好な機械特性及び耐熱性に優れた発泡
シートを得ることが困難であった。

【０００３】また、従来、ポリプロピレン系樹脂発泡シ
ートとして、密度が０．５ｇ／ｃｍ ³以上の低発泡品
か、０．０３ｇ／ｃｍ³以下の高発泡品が知られてい
る。すなわち、密度が０．５ｇ／ｃｍ³以上の低発泡シ
ートは、ポリプロピレン系樹脂に分解型又は反応型発泡
剤を添加し、シート成形押出装置に供給することにより
製造されている。

【０００４】一方、０．０３ｇ／ｃｍ³以下の高発泡シ
ートは、ミクロセルラー構造を有しており、その製造
は、以下のように行われる。まず、結晶性ポリプロピレ
ン系樹脂を塩化メチレン、フルオロトリクロロメタン、
パーフルオロシクロブタン等の活性化液に溶解する。得
られた溶液をこの溶液の蒸気圧よりも高く、１０００Ｐ
Ｓｉより低い圧力区域で維持し、次いで前記圧力より実
質的に低い圧力区域に押出すことにより、活性化液を蒸
発させ、固体重合体が沈殿し、かつ、重合体の配向を凍
結する温度まで冷却して押出発泡させることにより高発
泡シートが製造される（特公昭４６−４１４７４号公報
参照）。

【０００５】また、密度０．３ｇ／ｃｍ³前後の発泡シ
ートも知られているが、このシートは連続気泡率の高い
ものであり、独立気泡率の高いシートは知られておら
ず、そのため良好な機械的特性を有する発泡シートとは
言いがたかった。しかしながら、近年、ポリプロピレン
系樹脂のうち、ある種の樹脂は、密度０．０２〜０．５
ｇ／ｃｍ³の発泡シートをポリスチレン系樹脂のように
押出成形方法によって得られることが報告されている
（特開平６−１５７５１号公報参照）。

【０００６】上記ポリプロピレン系樹脂発泡体は、無機
発泡剤、有機発泡剤、分解型発泡剤等の発泡剤を用いる
ことにより製造される。そのため、発泡体製造時に、製
品の内部に存在する発泡剤と空気との置換を図るために
一定の期間の熟成が必要となる。熟成期間が長い場合、
製品の保管管理のため、保管スペースの増大、製品在庫
の増加などの問題が生じる。

【０００７】この熟成期間は、樹脂種、発泡体密度、発
泡剤、添加剤、発泡体の独立気泡率、熟成雰囲気、発泡
体の形状等に依存し、一様ではない。従来の熟成期間の
短縮法として、加温、加圧、ロール状物のかせ巻きなど
手段が知られているが、いずれも設備投資、工数等が必
要であった。そこで、本発明者らは上記課題を解決すべ
く鋭意研究した結果、連続気泡率をある一定の範囲に調
整することにより、樹脂中に多量の発泡剤を含有してい
る場合や、発泡体の厚みが厚い場合でも得られた製品の
熟成期間を短くすることができ、かつ、得られた製品の
連続気泡率を上昇させても、その物性及び成形性に悪影
響が及ばないことを見いだし本発明に至った。

【０００８】

【課題を解決するための手段】かくして、本発明によれ
ば、ポリプロピレン系樹脂発泡体の密度Ｘが０．０２５
≦Ｘ≦０．５ｇ／ｃｍ³であり、エアーピクノメータ法
で測定した連続気泡率Ｙが４５≦Ｙ≦７５％であり、か
つＸとＹがＹ≧−５０ｌｏｇＸの関係を有し、厚さ０．
５〜５．０ｍｍからなり、ポリプロピレン系樹脂が、Ｚ
平均分子量Ｍｚが少なくとも２．０×１０ ⁶ 以上でＭｚ
／Ｍｗ（重量平均分子量）が３．０以上であり、かつ高
分子領域に分岐ポリマーを含むことを示すカーブの張り
出しがあるキャメル型の分子量分布カーブ（ゲルパーミ
エイションクロマトグラフによる）を有することを特徴
とするポリプロピレン系樹脂発泡体が提供される

【０００９】本発明のポリプロピレン系樹脂発泡体は、
０．０２５〜０．５ｇ／ｃｍ³、好ましくは０．０３〜
０．３ｇ／ｃｍ³の密度Ｘを有する。ここで、密度が
０．０２ｇ／ｃｍ³より小さいと、本発明の連続気泡率
では多量の発泡剤を保持できなくなるので好ましくな
く、一方０．５ｇ／ｃｍ³より大きいと、断熱性に乏し
くなるので好ましくない。

【００１０】また、本発明のポリプロピレン系樹脂発泡
体は、４５〜７５％、好ましくは５０〜７０％の連続気
泡率Ｙを有する。ここで連続気泡率が４５％より小さく
なると、発泡剤の逃散、空気の混入に時間がかかり、熟
成期間が長くなり好ましくない。一方、７５％より大き
くなると、熟成期間は短くなるが、熱成形等の二次加工
時に発泡シートが座屈し、厚みが薄くなったり、断熱性
が損なわれるので好ましくない。そのため、二次加工を
実施しない場合でも、緩衝性、ソフト感に乏しい発泡体
となる。更に、多量の発泡剤が必要となり、高倍品が得
にくくなる。なお、連続気泡率は、本発明では以下の方
法により測定した値を示している。

【００１１】測定装置：エアーピクノメーター（東芝ベ
ックマン社製、型式−９３０）計算方法：連続気泡率（％）＝（見掛け体積−測定値）
×１００／見掛け体積更に、本発明のポリプロピレン系樹脂発泡体は、４５≦
Ｙ≦７５の範囲内でＹ≧−５０ｌｏｇＸの関係を有す
る。ここで、関係がＹ＜−５０ｌｏｇＸの場合は、熟成
期間が長くなるので好ましくない。

【００１２】また、本発明のポリプロピレン系樹脂発泡
体は、０．５〜５．０ｍｍ、好ましくは１．０〜３．０
ｍｍの厚さを有する。ここで、厚さが０．５ｍｍより薄
いと、強度が弱くなるので好ましくなく、５．０ｍｍよ
り厚いと、二次加工性が悪くなるので好ましくない。更
に、その形状は、特に限定されないが、通常シート状で
あり、円筒状であってもよい。

【００１３】なお、上記本発明の発泡体の特性の範囲を
図２にプロットした。図２中、本発明の範囲は斜線部で
ある。次に、本発明の基材樹脂として使用できるポリプ
ロピレン系樹脂は、Ｚ平均分子量Ｍｚが少なくとも２．
０×１０⁶以上でＭｚ／Ｍｗ（重量平均分子量）が３．
０以上であり、かつ高分子領域に分岐ポリマーを含むこ
とを示すカーブの張り出しがあるキャメル型の分子量分
布カーブ（ゲルパーミエイションクロマトグラフによ
る）を有するポリプロピレン単独重合体又はプロピレン
‐エチレンブロック共重合体等の公知で入手しうるポリ
プロピレン系樹脂が好ましい。

【００１４】上記樹脂において、Ｚ平均分子量Ｍｚは、
ゲルパーミエイションクロマトグラフ（以下ＧＰＣと称
する）による測定により、最も高分子量側の分布が強調
される平均分子量であり、分子量の３乗の平均値を意味
する。また、重量平均分子量Ｍｗは、ＧＰＣによる測定
により、測定される物性値がポリマーの重量に直接関係
するときに求められる平均分子量であって、分子量の２
乗の平均値を意味する。なお、本発明で行ったＧＰＣ
の測定方法は次の通りである。

【００１５】測定装置：ＧＰＣ１５０−Ｃ型（Ｗａｔｅｒ社製）測定条件：カラムＫＦ−８０Ｍ（ＳＨＯＤＥＸ社製）を２本カラム温度１４５℃（ポリプロピレン系樹脂、以下ＰＰ）注入温度１４５℃（ＰＰ）ポンプ温度６０℃（ＰＰ）感度３２（ＰＰ）使用溶剤ｏ−ジクロロベンゼン（１．０ｍｌ／分）走査時間５０分（ＰＰ）注入容積４００μｌ（ＰＰ）このようなポリプロピレン系樹脂を使用すれば、発泡時
において十分な溶融張力が得られ、所望の密度の発泡体
を得ることができる。

【００１６】更に、上記ポリプロピレン系樹脂は、キャ
メル型の分子量分布カーブを有しているが、キャメル型
の分子量分布カーブとは、例えば図３に示す如き高分子
量領域にラクダの背のように張出を有する形状の分子量
分布カーブを意味する。分子量分布カーブは、高分子量
の領域のある成分が多くの分岐を有していることを示し
ている。なお、図３中、カーブＡはキャメル型ポリプロ
ピレン系樹脂を示し、カーブＢはその他のポリプロピレ
ン系樹脂を示している。

【００１７】上記条件を満たすキャメル型ポリプロピレ
ン系樹脂は、具体的にはハイモント社製Ｘ−１０００
５、ＰＦ−８１４、ＳＤ−６３２、Ｘ１１２７７−２２
−１等が挙げられる。なお、ＰＦ−８１４、Ｘ−１００
０５はプロピレンホモポリマーであり、ＳＤ−６３２、
Ｘ１１２７７−２２−１はプロピレン−エチレンブロッ
クコポリマーである。

【００１８】本発明の基材樹脂には、その目的を阻害し
ない範囲で、他の樹脂を添加してもよい。添加すること
ができる他の樹脂の代表的なものとしては、ポリエチレ
ン樹脂、例えば、直鎖状低密度ポリエチレン（Ｌ−ＬＤ
ＰＥ）、直鎖状超低密度ポリエチレン（Ｖ−ＬＤＰ
Ｅ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）等が挙げられ
る。これらのポリエチレン樹脂を選択的に混合すること
により、耐熱性、機械的特性、成形性等の使用用途に応
じた発泡体を得ることができる。なお、これらポリエチ
レン樹脂は一種又は数種の混合樹脂でもよい。例えば、
ポリプロピレン系樹脂１００重量部に対して、５〜４０
重量部混合することが好ましい。

【００１９】更に、添加することができるその他の樹脂
としては、エチレン・プロピレンランダム共重合樹脂、
エチレン・ブテン・プロピレン共重合樹脂、アイオノマ
ー、エチレン・プロピレンゴム等が挙げられる。更に、
本発明のポリプロピレン系樹脂発泡体は、押出発泡、圧
縮発泡、射出発泡等と、ブロック成形、板状成形、型物
成形等の方法を組み合わせることにより製造することが
できる。以下では、押出し発泡成形を利用して発泡体を
製造する方法について説明する。

【００２０】まず、基材樹脂であるポリプロピレン系樹
脂を、発泡押出機に供給する。発泡押出機は、当該分野
で一般に使用されている装置をいずれも使用することが
できる。上記基材樹脂には、発泡剤が添加される。発泡
剤は、特に限定されず、分解性発泡剤、気体又は揮発性
の発泡剤をいずれも使用することができる。なお、上記
キャメル型ポリプロピレン系樹脂を基材樹脂として使用
すれば、成型時において、それ以外の基材樹脂より溶融
粘度が高いので、気体又は揮発性の発泡剤を使用しても
十分な特性を有する発泡体を製造することができる。

【００２１】分解性発泡剤としては、例えば、炭酸アン
モニウム、重炭酸ナトリウム、重炭酸アンモニウム、亜
硝酸アンモニウム、カルシウムアジド、ナトリウムアジ
ド、ホウ水素ナトリウム等の無機系分解性発泡剤、アゾ
ジカルボンアミド、アゾビススルホルムアミド、アゾビ
スイソブチロニトリル及びジアゾアミノベンゼン等のア
ゾ化合物、Ｎ，Ｎ′−ジニトロソペンタンメチレンテト
ラミン及びＮ，Ｎ′−ジメチル−Ｎ，Ｎ′−ジニトロソ
テレフタルアミド等のニトロソ化合物、ベンゼンスルホ
ニルヒドラジド、ｐ−トルエンスルホニルヒドラジド及
びｐ，ｐ′−オキシビスベンゼンスルホニルセミカルバ
ジド、ｐ−トルエンスルホニルセミカルバジド、トリヒ
ドラジノトリアジン、バリウムアゾジカルボキシレート
等が挙げられる。これらの発泡剤は、単独でも組み合わ
せてもよい。また、分解性発泡剤の添加割合は、基材樹
脂１００重量部に対して、０．１〜５重量部とすること
が好ましい。更に、分解温度、発生ガス量及び分解速度
を調節するために、公知の発泡助剤を添加することもで
きる。

【００２２】気体の発泡剤としては、炭酸ガス、プロパ
ン、ネオペンタン、メチルエーテル、二塩化二フッ化メ
タン、ブタン等が挙げられる。なお、ここで気体とは、
常温で気体であることを意味する。一方、揮発性の発泡
剤としては、エーテル、石油エーテル、アセトン、ペン
タン、ヘキサン、イソヘキサン、ヘプタン、イソヘプタ
ン、ベンゼン、トルエン等が挙げられる。揮発性発泡剤
の添加割合は、基材樹脂１００重量部に対して、０．５
〜２０重量部とすることが好ましい。

【００２３】上記、発泡剤のうち、ブタンが特に好まし
い。更に、気泡調節剤を添加してもよい。気泡調節剤と
しては、タルク、シリカ等の無機粉末、多価カルボン酸
の酸性塩、多価カルボン酸と炭酸ナトリウム又は重炭酸
ナトリウムとの反応混合物等が挙げられる。気泡調節剤
は、基材樹脂１００重量部に対して、０．０１〜１．０
重量部とすることが好ましい。更に、必要に応じて紫外
線吸収剤、酸化防止剤、着色剤等も添加することができ
る。

【００２４】ここで、押出し発泡成形の条件は、押出機
中で１８０〜２４０℃に加熱することにより樹脂を溶融
させ、次いでダイに発泡に最も適する温度、即ち１４５
〜１７５℃に調節しながら注入し、それから押出すこと
が好ましい。ダイギャップは、従来のポリプロピレン系
樹脂発泡体の製造に使用されるものより大きいものが使
用され、０．３〜１．５ｍｍが好ましい。

【００２５】上記本発明のポリプロピレン系樹脂発泡体
は、家電、精密機器、食品包装等の緩衝包装材、自動車
内装材、断熱材、結露防止材等の用途に使用することが
できる。

【００２６】

【作用】本発明のポリプロピレン系樹脂発泡体は、密度
Ｘが０．０２５≦Ｘ≦０．５ｇ／ｃｍ³であり、エアー
ピクノメータ法で測定した連続気泡率Ｙが４５≦Ｙ≦７
５％であり、かつＸとＹがＹ≧−５０ｌｏｇＸの関係を
有し、厚さ０．５〜５．０ｍｍからなることを特徴とす
るので、発泡体の緩衝性、熱変形性等の物性を損なうこ
となく、熟成期間を短縮した発泡体が得られる。

【００２７】

【実施例】以下、本発明を実施例により更に詳細に説明
するが、本発明はこれら実施例に限定されるものはな
い。実施例１〜６表１に示した混合割合の樹脂組成物１００重量部に対し
て、ハイドロセロールＨＫ（Ｂｏｓｈｒｉｍｇｅｒ，Ｉ
ｍｇｅｌｈｅｉｍ社製）を０．１重量部を配合した混合
物を口径φ９０〜１１５ｍｍの第１押出機及び第２押出
機からなる発泡押出機に供給し、第１押出機の中央ゾー
ンで発泡剤としてブタンを注入した。

【００２８】第１押出機で発泡剤と樹脂を溶融混練した
後、樹脂は第２押出機に運ばれ、最も発泡に適する温度
に保たれた口径φ９０ｍｍのダイに注入され、ダイギャ
ップ０．８ｍｍのスリットから押し出され、管状発泡体
となった。この発泡体を外径３８０ｍｍのサイジングド
ラムに添わせて引き取り、円周上の一点でカッターによ
り切開し、シート状の発泡体を得た。この発泡体の特性
を表１に示した。

【００２９】また、室温で保管中の発泡体切片を１５０
±０．２℃に保った加熱炉で２分間加熱して二次発泡さ
せた後の二次厚みを測定した。二次厚み／一次厚みを二
次発泡力として定義し、二次発泡力が一定値を示すまで
の期間を熟成期間と定義し、実施例４の二次発泡力と熟
成期間の関係を図１に示した。比較例１〜５上記実施例と同様の樹脂を使用し、連続気泡率を調整せ
ず、押出発泡を実施した。この発泡体の特性を表１に示
した。更に、実施例４と同様にして、比較例２で得られ
た発泡体の二次発泡力と熟成期間の関係を図１に示し
た。

【００３０】

【表１】

【００３１】

【発明の効果】本発明のポリプロピレン系樹脂発泡体
は、密度Ｘが０．０２５≦Ｘ≦０．５ｇ／ｃｍ³であ
り、エアーピクノメータ法で測定した連続気泡率Ｙが４
５≦Ｙ≦７５％であり、かつＸとＹがＹ≧−５０ｌｏｇ
Ｘの関係を有し、厚さ０．５〜５．０ｍｍからなり、連
続気泡率を調整及び規制することを特徴とするので、発
泡体の緩衝性、熱変形性等の物性を損なうことなく、熟
成期間を短縮した発泡体を得ることができる。

【００３２】また、ポリプロピレン系樹脂が、ポリプロ
ピレン単独重合体、プロピレン−エチレン共重合体、又
はこれらの混合樹脂からなることにより、更に熟成期間
の短い発泡体を得ることができる。更に、ポリプロピレ
ン系樹脂が、Ｚ平均分子量Ｍｚが少なくとも２．０×１
０⁶以上でＭｚ／Ｍｗ（重量平均分子量）が３．０以上
であり、かつ高分子領域に分岐ポリマーを含むことを示
すカーブの張り出しがあるキャメル型の分子量分布カー
ブ（ゲルパーミエイションクロマトグラフによる）を有
することにより、発泡時の溶融粘度が上昇し、分解性発
泡剤を使用する必要がなく、スチレン系樹脂などと同様
の揮発性発泡剤を使用した発泡により簡便に発泡体を得
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例及び比較例で得られた発泡体の
二次発泡力と熟成期間の関係を示すグラフである。

【図２】本発明の発泡体の特性の範囲を示すグラフであ
る。

【図３】キャメル型ポリプロピレン系樹脂とそれ以外の
ポリプロピレン系樹脂の分子量分布曲線を示すグラフで
ある。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ポリプロピレン系樹脂発泡体の密度Ｘが
０．０２５≦Ｘ≦０．５ｇ／ｃｍ³であり、エアーピク
ノメータ法で測定した連続気泡率Ｙが４５≦Ｙ≦７５％
であり、かつＸとＹがＹ≧−５０ｌｏｇＸの関係を有
し、厚さ０．５〜５．０ｍｍからなり、ポリプロピレン
系樹脂が、Ｚ平均分子量Ｍｚが少なくとも２．０×１０
⁶ 以上でＭｚ／Ｍｗ（重量平均分子量）が３．０以上で
あり、かつ高分子領域に分岐ポリマーを含むことを示す
カーブの張り出しがあるキャメル型の分子量分布カーブ
（ゲルパーミエイションクロマトグラフによる）を有す
ることを特徴とするポリプロピレン系樹脂発泡体。
【請求項２】ポリプロピレン系樹脂が、ポリプロピレ
ン単独重合体、プロピレン−エチレンブロック共重合
体、又はこれらの混合樹脂からなる請求項１記載の発泡
体。