JP3545562B2 - 改質ポリプロピレン系樹脂組成物からなる発泡体およびその製法 - Google Patents

改質ポリプロピレン系樹脂組成物からなる発泡体およびその製法 Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、改質ポリプロピレン系樹脂組成物からなる発泡体およびその発泡体の製法に関する。さらに詳しくは、ポリプロピレン系樹脂と、芳香族ビニル単量体、イソプレン単量体および1,3−ブタジエン単量体から選ばれる少なくとも1種の単量体と、不飽和カルボン酸単量体と、ラジカル重合開始剤を溶融混練してえられる改質ポリプロピレン系樹脂組成物、またはこの改質ポリプロピレン系樹脂組成物にさらに金属塩および金属酸化物から選ばれる少なくとも1種の金属化合物を添加してえられる改質ポリプロピレン系樹脂組成物からなる、独立気泡率が高く、低密度であり、外観美麗であり、接着性、塗装性に優れる発泡体、およびその発泡体の製法に関する。
【0002】
【従来の技術】
熱可塑性樹脂からなる発泡体は、一般に軽量で断熱性や外部からの応力の緩衝性が良好であることから、断熱材、緩衝材、芯材、食品容器などに幅広く利用されている。なかでも、ポリプロピレン系樹脂からなる発泡体は、耐薬品性、耐衝撃性および耐熱性が良好であるため、とくに緩衝材として好適に利用されている。
【0003】
しかしながら、ポリプロピレン系樹脂は、結晶性樹脂であるために、溶融時の粘度および張力が低く、この樹脂を発泡させるばあい、発泡時に気泡壁の強度が充分に保持されない。また、この樹脂はガスバリア性が低いので、この樹脂を発泡させるときに、発泡剤から発生する気体が気泡より外部へ散逸されやすい。さらに、この樹脂は極性基を有していないことから、えられる発泡体は塗装性や接着性に欠ける。そのため、ポリプロピレン系樹脂を発泡させることにより、外観の優れた、接着性や塗装性に優れ、独立気泡率が高く、低密度の発泡体をうることか困難であった。
【0004】
ポリプロピレン系樹脂の発泡性を改良する方法として、たとえばポリプロピレン系樹脂に架橋助剤を添加してその分子を架橋させる方法(たとえば、特公昭45−40420号公報参照)や、ポリプロピレン系樹脂にポリエチレンをブレンドしてこれを発泡させる方法(たとえば、特公昭44−2574号公報参照)、ポリプロピレン系樹脂にポリスチレンをブレンドしてこれを発泡させる方法(たとえば、特公昭43−13375号公報参照)などがあげられる。
【0005】
しかしながら、これらの方法を用いても、発泡性の改良効果は充分なものではない。
【0006】
また、熱変形温度の低い樹脂をブレンドすることにより、ポリプロピレン系樹脂の発泡性を改良しようとするばあい、ポリプロピレン系樹脂の特徴の一つである耐熱性の高さを損なうことがある。
【0007】
また、特公昭48−4859号公報には、ポリエチレン、パーオキサイド系ラジカル重合開始剤、スチレン系モノマーおよび発泡剤を押出機内で混練し、反応させつつ押し出して発泡体を製造する方法が開示されているが、ポリプロピレンについては、全く開示されていない。
【0008】
このように、ポリプロピレン系樹脂の発泡性を充分に改良し、その樹脂を用いて発泡倍率が高く、独立気泡率が高く、密度が低く、しかも接着性および塗装性に優れた発泡体を製造する方法が見出されていないのが現状であった。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、発泡性の改良された改質ポリプロピレン系樹脂組成物からなる発泡倍率が高く、独立気泡率が高く、低密度であり、外観美麗であり、接着性、塗装性に優れる発泡体を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ポリプロピレン系樹脂と、芳香族ビニル単量体、イソプレン単量体および1,3−ブタジエン単量体から選ばれる少なくとも1種の単量体と、不飽和カルボン酸単量体と、ラジカル重合開始剤を溶融混練してえられる改質ポリプロピレン系樹脂組成物からなる発泡体に関する。
【0011】
また、本発明は、前記改質ポリプロピレン系樹脂組成物に、金属塩および金属酸化物から選ばれる少なくとも1種の金属化合物を添加してえられる改質ポリプロピレン系樹脂組成物からなる発泡体に関する。
【0012】
また、本発明は、前記改質ポリプロピレン系樹脂組成物と発泡剤とを溶融混練したのち、押し出すことにより発泡させる発泡体の製法に関する。
【0013】
【発明の実施の形態】
本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意検討を行なった結果、ポリプロピレン系樹脂と、芳香族ビニル単量体、イソプレン単量体および1,3−ブタジエン単量体から選ばれる少なくとも1種の単量体と、不飽和カルボン酸単量体と、ラジカル重合開始剤を、該ポリプロピレン系樹脂が溶融する温度であり、かつ該ラジカル重合開始剤が分解しうる温度のもとで、混練することによりえた改質ポリプロピレン系樹脂組成物の発泡性が、溶融混練する前のポリプロピレン系樹脂(以下、「原料ポリプロピレン系樹脂」ということもある)の発泡性に対して著しく改良されており、この改質ポリプロピレン系樹脂組成物を発泡させることにより、独立気泡率が高く、かつ低密度であり、外観美麗であり、塗装性、接着性に優れる発泡体がえられることを見出し本発明を完成するに至った。
【0014】
芳香族ビニル単量体やイソプレン単量体、1,3−ブタジエン単量体と、ラジカル重合開始剤と溶融混練し、反応させることにより、原料ポリプロピレン系樹脂の発泡性を改良することは可能ではあるが、接着性や塗装性は改良されない。しかし反応させる際に、芳香族ビニル単量体やイソプレン単量体、1,3−ブタジエン単量体とともに、不飽和カルボン酸単量体を配合することにより、接着性や塗装性が改良されるばかりでなく、発泡性の改良効果もさらに高いものとなる。
【0015】
このようにしてえられる改質ポリプロピレン系樹脂組成物は、発泡時の気泡壁の強度が高いので、発泡させるときに発泡壁が容易に崩壊されない。
【0016】
このような改質ポリプロピレン系樹脂組成物を発泡させることにより、独立気泡率が高く、低密度であり、優れた外観を有し、好適な接着性や塗装性を有し、好適な機械特性を有する発泡体をうることができる。
【0017】
本発明に用いうる原料ポリプロピレン系樹脂としては、プロピレンの単独重合体、プロピレンとほかの重合体とのブロック共重合体またはプロピレンとほかの単量体とのランダム共重合体などの結晶性の重合体があげられ、剛性が高く、安価であるという点からは前記ポリプロピレン単独重合体が好ましく、剛性および耐衝撃性がとくに高いという点からは前記プロピレンとほかの単量体とのブロック共重合体が好ましい。また少量のラジカル重合開始剤で発泡性の改良が可能であるという点からは前記プロピレンとほかの単量体とのランダム共重合体が好ましい。原料ポリプロピレン系樹脂がプロピレンとほかの単量体とのブロック共重合体またはプロピレンとほかの単量体とのランダム共重合体であるばあい、ポリプロピレン系樹脂の特徴である高結晶性、高い剛性および良好な耐薬品性を保持する点から、含有されるプロピレン単量体成分が全体の75重量%以上であることが好ましく、全体の90重量%以上であることがさらに好ましい。
【0018】
前記原料ポリプロピレン系樹脂において、プロピレンと共重合しうるほかの単量体としては、エチレン、α−オレフィン、環状オレフィン、ジエン系単量体およびビニル単量体よりなる単量体の群から選ばれた1種または2種以上の単量体があげられる。
【0019】
前記のプロピレンと共重合しうるα−オレフィンの例としては、ブテン−1、イソブテン、ペンテン−1、3−メチル−ブテン−1、ヘキセン−1、3−メチル−ペンテン−1,4−メチル−ペンテン−1、3,4−ジメチル−ブテン−1、ヘプテン−1、3−メチル−ヘキセン−1、オクテン−1、デセン−1などの炭素数が4〜12のα−オレフィンがあげられる。また前記のプロピレンと共重合しうる環状オレフィンの例としては、シクロペンテン、ノルボルネン、1,4,5,8−ジメタノ−1,2,3,4,4a,8,8a−6−オクタヒドロナフタレンなどがあげられる。また、前記のプロピレンと共重合しうるジエン系単量体の例としては、5−メチレン−2−ノルボルネン、5−エチリデン−2−ノルボルネン、1,4−ヘキサジエン、メチル−1,4−ヘキサジエン、7−メチル−1,6−オクタジエンなどがあげられる。また、前記のプロピレンと共重合しうるビニル単量体の例としては、塩化ビニル、塩化ビニリデン、アクリロニトリル、酢酸ビニル、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、メタクリル酸メチル、無水マレイン酸などがあげられる。
【0020】
これらのうちプロピレンと共重合しやすく、安価である点から、エチレン、α−オレフィンまたはジエン系単量体が好ましく、エチレンまたはブテン−1が安価である点からさらに好ましい。
【0021】
前記原料ポリプロピレン系樹脂の分子量(重量平均分子量)は入手しやすいという点から、5万〜200万の範囲内にあることが好ましく、安価であるという点から、10万〜100万の範囲内にあることがさらに好ましい。
【0022】
本発明において原料ポリプロピレン系樹脂と溶融混練する前記芳香族ビニル単量体としては、たとえばスチレン;o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、α−メチルスチレン、β−メチルスチレン、ジメチルスチレン、トリメチルスチレンなどのメチルスチレン;α−クロロスチレン、β−クロロスチレン、o−クロロスチレン、m−クロロスチレン、p−クロロスチレン、ジクロロスチレン、トリクロロスチレンなどのクロロスチレン;o−ブロモスチレン、m−ブロモスチレン、p−ブロモスチレン、ジブロモスチレン、トリブロモスチレンなどのブロモスチレン;o−フルオロスチレン、m−フルオロスチレン、p−フルオロスチレン、ジフルオロスチレン、トリフルオロスチレンなどのフルオロスチレン;o−ニトロスチレン、m−ニトロスチレン、p−ニトロスチレン、ジニトロスチレン、トリニトロスチレンなどのニトロスチレン;o−ヒドロキシスチレン、m−ヒドロキシスチレン、p−ヒドロキシスチレン、ジヒドロキシスチレン、トリヒドロキシスチレンなどのビニルフェノール;o−ジビニルベンゼン、m−ジビニルベンゼン、p−ジビニルベンゼンなどのジビニルベンゼン;o−ジイソプロペニルベンゼン、m−ジイソプロペニルベンゼン、p−ジイソプロペニルベンゼンなどのイソプロペニルスチレンなどの1種または2種以上があげられる。これらのうちスチレン、α−メチルスチレン、p−メチルスチレンなどのメチルスチレン、ジビニルベンゼン単量体またはジビニルベンゼン異性体混合物が安価であるという点で好ましい。
【0023】
前記芳香族ビニル単量体、イソプレン単量体、1,3−ブタジエン単量体は単独でも組み合わせて使用してもよい。組み合わせるばあい、その使用比率は任意である。この単量体(または単量体混合物)の配合量としては、原料ポリプロピレン系樹脂100重量部に対して、0.1〜50重量部、とくに1〜20重量部であることが、改質ポリプロピレン系樹脂組成物において、発泡性の改良効果が顕著で、かつ経済的であることから好ましい。
【0024】
また本発明において溶融混練する前記不飽和カルボン酸単量体としては、たとえばアクリル酸、シス−クロトン酸、トランス−クロトン酸、シス−エチルアクリル酸、トランス−エチルアクリル酸、シス−ケイヒ酸、トランス−ケイヒ酸、メタクリル酸、フマル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、イタコン酸、無水イタコン酸などの1種または2種以上があげられる。これらのうちアクリル酸、メタクリル酸、無水マレイン酸が安価という点で好ましい。
【0025】
この不飽和カルボン酸単量体の配合量としては、原料ポリプロピレン系樹脂100重量部に対して、0.1〜10重量部、とくに0.5〜5重量部であることが好ましい。
【0026】
前記不飽和カルボン酸単量体の添加量が、前記の範囲より少ないばあい、改質ポリプロピレン系樹脂組成物において、発泡性や接着性、塗装性か充分に改善されない傾向にあり、一方前記の範囲より多いばあい、好適な形状や外観を有する発泡体をえられない傾向がある。
【0027】
前記ラジカル重合開始剤としては、一般に過酸化物またはアゾ化合物などがあげられるが、本発明においては、ポリプロピレン系樹脂のポリマー分子に対し、水素引き抜き能を有するラジカル重合開始剤などの化合物の存在が必要である。
【0028】
このラジカル重合開始剤としては、一般に過酸化物、アゾ化合物などがあげられ、具体的には、メチルエチルケトンパーオキサイド、メチルアセトアセテートパーオキサイドなどのケトンパーオキサイド;1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)シクロヘキサン、n−ブチル−4,4−ビス(t−ブチルパーオキシ)バレレート、2,2−ビス(t−ブチルパーオキシ)ブタンなどのパーオキシケタール;パーメタンハイドロパーオキサイド、1,1,3,3−テトラメチルブチルハイドロパーオキサイド、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイドなどのハイドロパーオキサイド;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)へキサン、α,α′−ビス(t−ブチルパーオキシ−m−イソプロピル)ベンゼン、t−ブチルクミルパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキシン−3などのジアルキルパーオキサイド;ベンゾイルパーオキサイドなどのジアシルパーオキサイド;ジ(3−メチル−3−メトキシブチル)パーオキシジカーボネート、ジ−2−メトキシブチルパーオキシジカーボネートなどのパーオキシジカーボネート;t−ブチルパーオキシオクテート、t−ブチルパーオキシイソブチレート、t−ブチルパーオキシラウレート、t−ブチルパーオキシ−3,5,5−トリメチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、2,5−ジメチル−2,5−ジ(ベンゾイルパーオキシ)ヘキサン、t−ブチルパーオキシアセテート、t−ブチルパーオキシベンゾエート、ジ−t−ブチルパーオキシイソフタレートなどのパーオキシエステルなどの有機過酸化物があげられる。これらのうち、とくに水素引き抜き能が高いものが好ましく、たとえば1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)シクロヘキサン、n−ブチル−4,4−ビス(t−ブチルパーオキシ)バレレート、2,2−ビス(t−ブチルパーオキシ)ブタンなどのパーオキシケタール;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、α,α′−ビス(t−ブチルパーオキシ−m−イソプロピル)ベンゼン、t−ブチルクミルパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキシン−3などのジアルキルパーオキサイド;ベンゾイルパーオキサイドなどのジアシルパーオキサイド;t−ブチルパーオキシオクテート、t−ブチルパーオキシイソブチレート、t−ブチルパーオキシラウレート、t−ブチルパーオキシ−3,5,5−トリメチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、2,5−ジメチル−2,5−ジ(ベンゾイルパーオキシ)ヘキサン、t−ブチルパーオキシアセテート、t−ブチルパーオキシベンゾエート、ジ−t−ブチルパーオキシイソフタレートなどのパーオキシエステルなどの1種または2種以上があげられる。
【0029】
前記ラジカル重合開始剤の添加量は、改質ポリプロピレン系樹脂組成物の溶融粘度が過度に低下せず、かつ経済的であるという点から、原料ポリプロピレン系樹脂100重量部に対して、0.01〜5重量部の範囲内にあることが好ましく、0.01〜1重量部の範囲内にあることがさらに好ましい。
【0030】
前記ラジカル重合開始剤の添加量が、前記の範囲より少ないばあい、改質効果を充分にえられない傾向があり、一方前記の範囲より多いばあい、好適な形状や外観を有する発泡体をえられない傾向がある。
【0031】
また本発明では、ポリプロピレン系樹脂と、芳香族ビニル単量体、イソプレン単量体および1,3−ブタジエン単量体から選ばれる少なくとも1種の単量体と、不飽和カルボン酸単量体と、ラジカル重合開始剤を溶融混練してえられる改質ポリプロピレン系樹脂組成物に、さらに金属塩および金属酸化物よりなる群から選ばれる金属化合物を添加することにより、発泡性の改良効果がさらに高められる。
【0032】
前記金属化合物における金属としては、たとえばナトリウム、カリウム、リチウム、銀、水銀、銅、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、カドミウム、スズ、鉛、鉄、コバルト、ニッケル、亜鉛、アルミニウムなどがあげられ、これらの金属の酢酸塩や炭酸塩、ステアリン酸塩などの金属塩や、酸化物の1種または2種以上があげられる。これらのうち亜鉛やマグネシウム、ナトリウム、アルミニウムの酸化物または酢酸塩が安価であるという点で好ましい。
【0033】
この金属化合物に配合するばあい、配合量としては、原料ポリプロピレン系樹脂100重量部に対して、50重量部以下、とくに10重量部以下であることが好ましい。また、下限は特に限定されないが、0.1重量部以上であることが好ましい。
【0034】
前記金属化合物の添加量が、前記の範囲より多いばあい、えられる発泡体の気泡が微細化したり、ダイリップ付近に結晶が析出して堆積し、好適な形状や外観を有する発泡体がえられない傾向がある。
【0035】
原料ポリプロピレン系樹脂には、必要に応じて、ほかの樹脂またはゴムを本発明の効果を損なわない範囲内で添加してもよい。前記ほかの樹脂またはゴムとしては、たとえばポリエチレン;ポリブテン−1、ポリイソブテン、ポリペンテン−1、ポリメチルペンテン−1などのポリα−オレフィン;プロピレン含有量が75重量%未満のエチレン/プロピレン共重合体、エチレン/ブテン−1共重合体、プロピレン含有量が75重量%未満のプロピレン/ブテン−1共重合体などのエチレンまたはα−オレフィン/α−オレフィン共重合体;プロピレン含有量が75重量%未満のエチレン/プロピレン/5−エチリデン−2−ノルボルネン共重合体などのエチレンまたはα−オレフィン/α−オレフィン/ジエン系単量体共重合体;エチレン/塩化ビニル共重合体、エチレン/塩化ビニリデン共重合体、エチレン/アクリロニトリル共重合体、エチレン/メタクリロニトリル共重合体、エチレン/酢酸ビニル共重合体、エチレン/アクリルアミド共重合体、エチレン/メタクリルアミド共重合体、エチレン/アクリル酸共重合体、エチレン/メタクリル酸共重合体、エチレン/マレイン酸共重合体、エチレン/アクリル酸エチル共重合体、エチレン/アクリル酸ブチル共重合体、エチレン/メタクリル酸メチル共重合体、エチレン/無水マレイン酸共重合体、エチレン/アクリル酸金属塩共重合体、エチレン/メタクリル酸金属塩共重合体、エチレン/スチレン共重合体、エチレン/メチルスチレン共重合体、エチレン/ジビニルベンゼン共重合体などのエチレンまたはα−オレフィン/ビニル単量体共重合体;ポリイソブテン、ポリブタジエン、ポリイソプレンなどのポリジエン系共重合体;スチレン/ブタジエンランダム共重合体などのビニル単量体/ジエン系単量体ランダム共重合体;スチレン/ブタジエン/スチレンブロック共重合体などのビニル単量体/ジエン系単量体/ビニル単量体ブロック共重合体;水素化(スチレン/ブタジエンランダム共重合体)などの水素化(ビニル単量体/ジエン系単量体ランダム共重合体);水素化(スチレン/ブタジエン/スチレンブロック共重合体)などの水素化(ビニル単量体/ジエン系単量体/ビニル単量体ブロック共重合体);アクリロニトリル/ブタジエン/スチレン共重合体、メタクリル酸メチル/ブタジエン/スチレン共重合体などのビニル単量体/ジエン系単量体/ビニル単量体グラフト共重合体;ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアクリロニトリル、ポリ酢酸ビニル、ポリアクリル酸エチル、ポリアクリル酸ブチル、ポリメタクリル酸メチルなどのビニル重合体;塩化ビニル/アクリロニトリル共重合体、塩化ビニル/酢酸ビニル共重合体、アクリロニトリル/スチレン共重合体、メタクリル酸メチル/スチレン共重合体などのビニル系共重合体などがあげられる。
【0036】
原料ポリプロピレン系樹脂に対するこれらほかの樹脂またはゴムの添加量は、この樹脂の種類またはゴムの種類により異なり、前記のように本発明の効果を損なわない範囲であればよいが、通常25重量%程度以下であることが好ましい。
【0037】
さらに、前記原料ポリプロピレン系樹脂には必要に応じて、酸化防止剤、金属不活性剤、燐系加工安定剤、紫外線吸収剤、紫外線安定剤、蛍光増白剤、金属石鹸、制酸吸着剤などの安定剤または架橋剤、連鎖移動剤、核剤、滑剤、可塑剤、充填材、強化材、顔料、染料、難燃剤、帯電防止剤などの添加剤を本発明の効果を損なわない範囲内で添加してもよい。
【0038】
これら原料ポリプロピレン系樹脂(各種の添加材料を含むばあいもある)は、粒子状のものであってもペレット状のものであってもよく、その大きさや形状はとくに制限されるものではない。
【0039】
前記の添加材料(ほかの樹脂、ゴム、安定剤および/または添加剤)を用いるばあいは、この添加材料は予め原料ポリプロピレン系樹脂に添加されているものであっても、この原料ポリプロピレン系樹脂を溶融するときに添加されるものであってもよく、また溶融混練ののちに適宜の方法で添加されるものであってもよい。
【0040】
また、前記原料ポリプロピレン系樹脂と、芳香族ビニル単量体、イソプレン単量体、1,3−ブタジエン単量体、不飽和カルボン酸単量体、ラジカル重合開始剤および必要に応じて添加される金属化合物やそのほかの添加材料の混合方法および溶融混練方法はとくに制限されるものではなく、同時にあるいは別々に、一括してあるいは分割して混合し、溶融混練してもよい。
【0041】
また、溶融混練時の加熱温度が130〜400℃であることが、原料ポリプロピレン系樹脂が充分に溶融し、かつ熱分解しにくいという点で好ましい。また溶融混練の時間は、一般に1〜60分間である。
【0042】
前記の溶融混練の装置としては、ロール、コニーダー、バンバリーミキサー、ブラベンダー、単軸押出機または2軸押出機などの混練機、2軸表面更新機または2軸多円板装置などの横型撹拌機もしくはブダルヘリカルリボン撹拌機などの縦型撹拌機など高分子材料を適宜の温度に加熱しえ、適宜の剪断応力を与えながら混合しうる装置があげられる。これらのうち、とくに押出機が生産性の点から好ましい。また、各々の材料を充分に均一に混合するために前記溶融混練を複数回繰返してもよい。
【0043】
このようにして、本発明における改質ポリプロピレン系樹脂組成物を製造することができ、この改質ポリプロピレン系樹脂組成物を発泡させることにより、本発明の発泡体がえられる。
【0044】
本発明の発泡体の製法の例として、(1)改質ポリプロピレン系樹脂組成物と発泡剤とを溶融押出機内で溶融混練したのち、溶融押出機により押し出すことにより発泡体をうる方法、(2)溶融させた状態の改質ポリプロピレン系樹脂組成物に発泡剤を添加または圧入したのち、溶融押出機により押し出すことにより発泡体をうる方法などがあげられる。
【0045】
前記方法(1)のばあい、発泡剤として熱分解型発泡剤などがあげられ、このうち好ましい熱分解型発泡剤としては、たとえばN,N′−ジニトロソペンタメチレンテトラミン、N,N′−ジメチル−N,N′−ジニトロソテレフタルアミドなどのニトロソ系発泡剤;アゾジカルボンアミド、アゾジカルボン酸バリウムなどのアゾ系発泡剤;p,p′−オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジド、p−トルエンスルホニルセミカルバジドなどのスルホヒドラジド系発泡剤;トリヒドラジノトリアジンなどの1種または2種以上があげられる。
【0046】
前記の発泡剤の添加量(混練量)は発泡剤の種類および目標発泡倍率により選択すればよいが、改質ポリプロピレン系樹脂組成物100重量部に対して、0.5〜100重量部の範囲内にあることが好ましい。
【0047】
また、発泡体の気泡径を適宜の大きさにコントロールするために、必要に応じて、重炭酸ソーダ−クエン酸またはタルクなどの発泡核剤を併用してもよい。必要に応じて用いられる該発泡核剤は、通常、改質ポリプロピレン系樹脂組成物100重量部に対して、0.01〜1重量部添加して用いられる。
【0048】
また、前記方法(1)のばあい、前記改質ポリプロピレン系樹脂組成物と前記熱分解型発泡剤とを共に溶融押出機に供給し、適宜の温度で溶融混練しながら発泡剤を熱分解させることにより気体を発生させ、この気体を含有する溶融状態の改質ポリプロピレン系樹脂組成物をダイより吐出することにより、発泡体に成形することができる。この方法における溶融混練温度および溶融混練時間は、用いられる発泡剤および混練条件により適宜選択すればよく、樹脂の種類により異なるが、溶融混練温度が130〜400℃、溶融混練時間が1〜60分間であることが通常である。
【0049】
前記方法(2)のばあい、発泡剤として揮発型発泡剤などがあげられ、このうち好ましい揮発型発泡剤としては、たとえはプロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタンなどの脂肪族炭化水素類;シクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサンなどの脂環式炭化水素類;クロロジフルオロメタン、ジフルオロメタン、トリフルオロメタン、トリクロロフルオロメタン、ジクロロメタン、ジクロロフルオロメタン、ジクロロジフルオロメタン、トリクロロフルオロメタン、クロロメタン、クロロエタン、ジクロロトリフルオロエタン、ジクロロフルオロエタン、クロロジフルオロエタン、ジクロロペンタフルオロエタン、テトラフルオロエタン、ジフルオロエタン、ペンタフルオロエタン、トリフルオロエタン、ジクロロテトラフルオロエタン、トリクロロトリフルオロエタン、テトラクロロジフルオロエタン、クロロペンタフルオロエタン、パーフルオロシクロブタンなどのハロゲン化炭化水素類;二酸化炭素、チッ素、空気などの無機ガス;水などの1種または2種以上があげられる。
【0050】
前記の発泡剤の添加量(混練量)は発泡剤の種類および目標発泡倍率により異なるが、改質ポリプロピレン系樹脂組成物100重量部に対して、0.5〜100重量部の範囲内にあることが好ましい。
【0051】
また、この方法においても、発泡体の気泡径を適宜の大きさにコントロールするために、必要に応じて、重炭酸ソーダ−クエン酸またはタルクなどの発泡核剤を併用してもよい。必要に応じて用いられる該発泡核剤の添加量は、通常、改質ポリプロピレン系樹脂組成物100重量部に対して、0.01〜1重量部であることが好ましい。
【0052】
また、前記方法(2)のばあい、押出機内で前記改質ポリプロピレン系樹脂組成物を溶融させ、この押出機内に前記揮発型発泡剤を圧入し、高圧に保持しつつ溶融状態の該改質ポリプロピレン系樹脂組成物と混練し、充分に混練された改質ポリプロピレン系樹脂組成物と揮発型発泡剤との混練体をダイより吐出することにより、発泡体に成形しうる。この方法における溶融混練温度および溶融混練時間は、用いられる発泡剤および混練条件により適宜選択すればよく、樹脂の種類により異なるが、溶融混練温度が130〜300℃、溶融混練時間が1〜120分間であることが通常である。
【0053】
本発明における発泡体は、軽量性、断熱性、外部からの応力の緩衝性または圧縮強度が好適であるという点から、その密度が10〜500kg/mであることが好ましく、15〜300kg/mであることがさらに好ましい。
【0054】
また、本発明の発泡体は、好適な断熱性を有し、外力の緩衝性がよく、そして好適な圧縮強度を有するという点から、その独立気泡率が50%以上であることが好ましく、70%以上であることがさらに好ましい。
【0055】
また、本発明における発泡体の製法において、製造しうる形状としてはシート状やボード状などの板状、チューブ状や袋状などの中空状、円柱状やだ円柱状や角柱状やストランド状などの柱状など様々な形状があげられ、板状のであるものが幅広い使用用途を有する。前記板状の発泡体としては、たとえば真空成形などに用いうる二次成形可能なシート状の発泡体として、独立気泡率が高い点、また二次成形時のドローダウンが小さい点などから好適に用いられる。また、緩衝材や芯材として用いられるような比較的厚いボード状の発泡体として、独立気泡率が高い点、また密度を低くしうる点などから好適に用いられる。
【0056】
つぎに本発明を実施例に基づき詳細に説明するが、本発明はかかる実施例に制限されるものではない。
【0057】
実施例1
プロピレン単独重合体(230℃でのメルトフローインデックス0.4g/10分)100重量部とスチレンモノマー10重量部、アクリル酸モノマー1.0重量部、ラジカル重合開始剤としてα,α′−ビス(t−ブチルパーオキシ−m−イソプロピル)ベンゼン(1分間半減期温度175℃)0.5重量部とを、(株)日本製鋼所製、2軸押出機(LABOTEX)を用いて溶融混練し、溶融押し出しすることにより、直径4mmのロッド状の改質ポリプロピレン系樹脂組成物の成形物をえた。このロッド状の改質ポリプロピレン系樹脂組成物の成形物を3mmの厚さに細断することにより改質ポリプロピレン系樹脂組成物のペレットをえた。
【0058】
前記2軸押出機は、同方向2軸タイプであり、シリンダーの孔径が32mmφであり、最大スクリュー有効長(L/D)が25.5であった。この2軸押出機のシリンダー部の設定温度を200℃とし、フィード部の設定温度を160℃にして加熱し、スクリューの回転速度は各軸とも100rpmに設定した。
【0059】
また、この改質ポリプロピレン系樹脂組成物のペレットを用いて、つぎの方法により丸棒状の発泡体を作製した。
【0060】
改質ポリプロピレン系樹脂組成物のペレット100重量部、ブレンドオイル0.05重量部、発泡核剤としてタルク0.1重量部をリボンブレンダーを用いて15分間混合した。この混合物をタンデム型押出機(第1段押出機シリンダー径が40mmφ、第2段押出機シリンダー径が50mmφ)に供給し、第1段押出機内にて、230℃で溶融したのち、発泡剤としてブタンガス(イソリッチのブタンガス;ノルマルブタン/イソブタンの混合比が重量比で15/85)を改質ポリプロピレン系樹脂組成物100重量部に対して8重量部圧入して混練し、これを第2段押出機内で樹脂組成物の温度が150℃になるように冷却し、オリフィスが6mmφ×25mmの円形ダイより押し出し、丸棒状の発泡体にした。
【0061】
えられた丸棒状発泡体の密度、発泡倍率および独立気泡率をつぎの方法により測定し、外観および接着性をつぎの評価基準により評価した。
【0062】
発泡体の密度:重量と水没法により求めた体積とから算出する。
独立気泡率:マルチビクノメータ(製品名、湯浅アイオニクス(株)製)を
用い、ASTM D−2856に準じて測定する。
外観の評価:発泡体の表面を目視により観察する。
○:未発泡部分やケバ、シワが見られない。
×:未発泡部分やケバ、シワが見られる。
接着性の評価:1cm四方の粘着テープ(住友スリーエム(株)製のメンディングテープ)を発泡体に貼付し、剥離した際にテープ接着面に発泡体
表皮が付着するものを○、付着しないものを×とする。
【0063】
その結果、密度が37kg/mであり、独立気泡率が76%であり、外観および接着性の評価が○であった。
【0064】
実施例2
実施例1でのスチレンモノマー、アクリル酸モノマーおよびラジカル重合開始剤の配合量を、ぞれそれ20重量部、3.0重量部、1.0重量部に変更したほかは実施例1と同様に改質ポリプロピレン系樹脂組成物をえ、同実施例に従って丸棒状の発泡体をえた。
【0065】
実施例3
実施例1でポリプロピレン単独重合体をエチレンプロピレンランダム共重合体(230℃のメルトフローインデックス0.5g/10分)に変更したほかは実施例1と同様に改質ポリプロピレン系樹脂組成物をえ、同実施例に従って丸棒状の発泡体をえた。
【0066】
実施例4
実施例2の改質ポリプロピレン系樹脂組成物に酢酸亜鉛2水和物を3重量部配合し、2軸押出機(LABOTEX)を用いて溶融混練して改質ポリプロピレン系樹脂組成物をえ、実施例1に従って丸棒状の発泡体をえた。
【0067】
実施例5
実施例1でスチレンモノマーをイソプレンモノマーに変更したほかは実施例1と同様に改質ポリプロピレン系樹脂組成物をえ、同実施例に従って丸棒状の発泡体をえた。
【0068】
実施例6
実施例1でスチレンモノマーを1,3−ブタジエンモノマーに変更したほかは実施例1と同様に改質ポリプロピレン系樹脂組成物をえ、同実施例に従って丸棒状の発泡体をえた。
【0069】
比較例1
改質ポリプロピレン系樹脂組成物のペレットを用いる代わりに、プロピレン単独重合体(230℃でのメルトフローインデックス0.4/10分)を用い、実施例1の丸棒状発泡体の製法に従って丸棒状の発泡体をえた。
【0070】
比較例2
アクリル酸モノマーを添加しないほかは実施例1と同様の方法で改質ポリプロピレン系樹脂組成物のペレットをえ、同実施例に従って丸棒状発泡体をえた。
【0071】
比較例3
スチレンモノマーを添加しないほかは、実施例1と同様にして溶融混練したところ、樹脂組成物が低粘度化し、ストランドにすることができなかった。
【0072】
以上の実施例1〜3、5、6および比較例1〜3における各成分の配合割合を表1に、実施例1〜6および比較例1〜3の発泡体の密度、独立気泡率、外観および接着性の結果を表2に示す。
【0073】
【表1】
Figure 0003545562
【0074】
【表2】
Figure 0003545562
【0075】
実施例における改質ポリプロピレン系樹脂組成物を用いて作製した発泡体は、密度が低く、独立気泡率が高く、外観、接着性に優れるのに対し、比較例1に示した未変性のポリプロピレン単独重合体の発泡体は、密度が高く、独立気泡率が低いことが判る。また、実施例3の改質ポリプロピレン系樹脂に酢酸亜鉛2水和物を添加すると(実施例4)、独立気泡率がさらに高くなることが判る。
【0076】
また原料ポリプロピレン系樹脂に、アクリル酸を添加せずに、スチレンモノマーおよびラジカル重合開始剤のみを添加して溶融混練した樹脂組成物を用いて作製した発泡体は、発泡性(低密度であり、独立気泡率が高く、外観のよいものに成形しうる樹脂組成物が発泡性のよい樹脂組成物である)は改良されるものの、その効果は充分でなく、また接着性に劣ることが判る。また原料ポリプロピレン系樹脂にアクリル酸モノマーとラジカル重合開始剤とを溶融混練してえた樹脂組成物は、低粘度化し、ペレットにすることができないことが判る。
【0077】
【発明の効果】
ポリプロピレン系樹脂と、芳香族ビニル単量体、イソプレン単量体および1,3−ブタジエン単量体から選ばれる少なくとも1種の単量体と、不飽和カルボン酸単量体と、ラジカル重合開始剤と、必要に応じて金属化合物を溶融混練してえられる改質ポリプロピレン系樹脂組成物を発泡させることにより、独立気泡率が高く、低密度であり、外観美麗であり、接着性、塗装性に優れた発泡体がえられる。

Claims (3)

  1. ポリプロピレン系樹脂と、芳香族ビニル単量体、イソプレン単量体および1,3−ブタジエン単量体から選ばれる少なくとも1種の単量体と、不飽和カルボン酸単量体と、ラジカル重合開始剤を溶融混練してえられる改質ポリプロピレン系樹脂組成物からなる発泡体。
  2. 請求項1記載の改質ポリプロピレン系樹脂組成物に、金属塩および金属酸化物から選ばれる少なくとも1種の金属化合物を添加してえられる改質ポリプロピレン系樹脂組成物からなる発泡体。
  3. 前記改質ポリプロピレン系樹脂組成物と発泡剤とを溶融混練したのち、押し出すことにより発泡させる請求項1または2記載の発泡体の製法。
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