JP4274463B2 - Polypropylene resin foam particles - Google Patents
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Description
本発明は、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子に関するものである。 The present invention relates to expanded polypropylene resin particles.
近年プラスチック材料の統合の動きがあり、その中でも特にポリプロピレン系樹脂は、その機械強度、耐熱性、加工性、価格のバランスに優れていること及び易焼却性、易リサイクル性等の優れた性質を有することから利用分野を拡大しつつある。該ポリプロピレン系樹脂の利用分野の一つとして、無架橋ポリプロピレン系樹脂発泡粒子の型内発泡成形体(以下「EPP成形体」又は「発泡粒子成形体」又は単に「成形体」と称することがある)がある。該EPP成形体は、上記ポリプロピレン系樹脂の優れた性質を失うことなく、更に、緩衝性、断熱性等の特性を付加できるため、包装材料、建築材料、断熱材料等として広く利用されている。 In recent years, there has been a trend toward integration of plastic materials. Among them, polypropylene resins have excellent mechanical strength, heat resistance, processability, price balance, and excellent properties such as easy incineration and easy recyclability. Because it has, the field of use is expanding. One of the fields of use of the polypropylene resin is sometimes referred to as an in-mold foam molded body (hereinafter referred to as “EPP molded body” or “foamed particle molded body” or simply “molded body”) of non-crosslinked polypropylene resin expanded particles. ) The EPP molded body is widely used as a packaging material, a building material, a heat insulating material, and the like because it can add properties such as buffering properties and heat insulating properties without losing the excellent properties of the polypropylene resin.
ところが、最近はこれまで使用されてきたポリプロピレン系樹脂より高機能化された樹脂を用いたEPP成形体が所望される機会が多くなっている。高機能化を所望される分野としては、例えば、自動車用途や魚箱等の運搬用通函箱が挙げられる。自動車用途においては、これまでEPP成形体の優れた性質に着目して、バンパー芯材、ドアパッド、ピラー、ツールボックス、フロアーマットなど幅広く利用されてきた。ところが、近年の環境及びエネルギー問題から車両の軽量化が求められてきたことから、車両を構成する部品の軽量化が強く求められてきている。EPP成形体といえども例外ではなく、これまでの剛性、緩衝性、衝撃エネルギー吸収性を維持した上で更に軽量のEPP成形体が求められるようになった。 However, recently, there is an increasing demand for an EPP molded body using a resin with higher functionality than the polypropylene resin that has been used so far. Examples of fields in which higher functionality is desired include car use boxes for transportation such as automobile applications and fish boxes. In automotive applications, focusing on the excellent properties of EPP molded bodies, bumper core materials, door pads, pillars, tool boxes, floor mats and the like have been widely used. However, in recent years, there has been a demand for weight reduction of vehicles due to environmental and energy problems, and thus there has been a strong demand for weight reduction of parts constituting the vehicle. Even an EPP molded body is not an exception, and a lighter EPP molded body has been demanded while maintaining the conventional rigidity, shock absorbing property and impact energy absorption.
一方、魚箱等の運搬用通函箱として、従来は剛性が高く且つ安価であることからポリスチレン系樹脂発泡粒子の型内発泡成形体(以下「EPS成形体」と称する)が、多く利用されていた。しかし、EPS成形体は、EPP成形体に比べて耐衝撃性、耐熱性が劣ることから、繰り返し利用に向いていないという問題があった。ところが近年、世論の環境問題等への意識の高まりの中から、優れた環境適合性及び繰り返し利用が可能なEPP成形体を運搬用通函箱として利用したいという要望が数多く出されており、EPP成形体の高剛性化が所望されるようになった。 On the other hand, in-mold foam molded bodies of polystyrene resin foam particles (hereinafter referred to as “EPS molded bodies”) have been widely used as shipping boxes for transporting fish boxes and the like because of their high rigidity and low cost. It was. However, the EPS molded body has a problem that it is not suitable for repeated use because it is inferior in impact resistance and heat resistance to the EPS molded body. However, in recent years, due to the increasing awareness of environmental issues in public opinion, there have been many requests to use an EPP molded body that is excellent in environmental compatibility and can be used repeatedly as a shipping box. Higher rigidity of the molded body has been desired.
ところで、高剛性のEPP成形体を得るには、これまでもいくつかの改良がなされてきている。その一つとして、高剛性のポリプロピレン系樹脂を原料として使用することが開発されてきた。該高剛性のポリプロピレン系樹脂としては、一般的に、共重合成分であるエチレンやブテンといったコモノマーの組成比の少ないプロピレン系共重合体又はプロピレン単独重合体が知られており、これらの原料を用いることで高剛性のEPP成形体を得ることが可能になった。これに関する技術は、例えば、[特許文献1]に記載されている。しかし、一般的に高剛性のポリプロピレン系樹脂は剛性と同時に融点が上昇するものである。従って、これら高剛性の原料を用いた場合、EPP成形体を得る上での加工温度の上昇、特に成形温度の上昇を招くことになった。もともと、EPP成形体を製造するための成形機は、EPS成形体用の成形機に比べると、高い成形温度に対応する構造、即ち高圧のスチームに耐えうる構造となっている。しかし上記のような剛性のポリプロピレン系樹脂から得られた高剛性の無架橋ポリプロピレン系樹脂発泡粒子(以下「EPP粒子」又は単に「発泡粒子」と称することがある)を用いて高剛性のEPP成形体を得ようとする場合、従来のEPP成形体を製造するための成形機に要求される耐圧以上の圧力のスチームが必要であった。それにもかかわらず、あえて従来のEPP成形機で高剛性のEPP粒子を成形しても、得られた成形体における発泡粒子同士の融着率が不十分であるという問題が発生した。このような状況下、十分な融着率を維持したEPP成形体を得ることができ且つ生産に対応できる成形機は、EPP成形体用の成形機の中でも特殊なものに限られていた。そこで、従来のEPP成形体製造用の成形機の耐圧内のスチーム圧で成形が可能なEPP粒子を得る方法が所望されていた。 Incidentally, in order to obtain a highly rigid EPP molded body, several improvements have been made so far. As one of them, the use of a highly rigid polypropylene resin as a raw material has been developed. As the high-rigidity polypropylene resin, a propylene copolymer or a propylene homopolymer having a low comonomer composition ratio such as ethylene or butene as a copolymer component is generally known, and these raw materials are used. This makes it possible to obtain a highly rigid EPP molded body. A technique related to this is described in, for example, [Patent Document 1]. However, generally a high-rigidity polypropylene-based resin has a melting point that increases simultaneously with rigidity. Therefore, when these high-rigidity raw materials are used, the processing temperature for obtaining the EPP molded body is increased, particularly the molding temperature is increased. Originally, a molding machine for producing an EPP molded body has a structure that can withstand a high molding temperature, that is, a structure that can withstand high-pressure steam as compared with a molding machine for an EPS molded body. However, high-rigidity EPP molding using high-rigidity non-crosslinked polypropylene-based resin expanded particles (hereinafter sometimes referred to as “EPP particles” or simply “expanded particles”) obtained from the above-described rigid polypropylene-based resins. In order to obtain a body, steam having a pressure higher than the pressure resistance required for a molding machine for producing a conventional EPP molded body is required. Nevertheless, even if high-rigidity EPP particles are intentionally molded with a conventional EPP molding machine, there is a problem that the fusion rate between the foamed particles in the obtained molded product is insufficient. Under such circumstances, molding machines that can obtain an EPP molded body that maintains a sufficient fusion rate and can be used for production have been limited to special machines among molding machines for EPP molded bodies. Therefore, there has been a demand for a method of obtaining EPP particles that can be molded with a steam pressure within the pressure resistance of a molding machine for producing a conventional EPP molded body.
一方、従来から高剛性のEPP成形体を得る他の方法として、プロピレンと、エチレンやブテンといったコモノマーとからなるポリプロピレン系共重合体樹脂を使用して高剛性のEPP成形体を得る方法が開発されてきた。この方法は発泡粒子の示差走査熱量測定によるDSC曲線における基材樹脂の融解熱に由来する吸熱曲線ピーク(以下「固有ピーク」と称することがある)よりも高温側に吸熱曲線ピーク(以下「高温ピーク」と称することがある)を形成し、その高温ピークの熱量を従来管理してきた値よりも大きく引き上げる方法である。これに関する技術は、例えば、[特許文献2]及び[特許文献3]に記載されている。これらの方法で得られる発泡粒子を用いた場合、上記のような高剛性のポリプロピレン系樹脂から得られた高剛性のEPP粒子を用いて高剛性のEPP成形体を得ようとする場合と同様、成形温度の上昇を招き、従来のEPP成形体を製造するための成形機の耐圧を超える圧力のスチームを必要とした。従って、[特許文献2]及び[特許文献3]に記載されている発泡粒子の場合も、従来のEPP成形機で成形した場合、発泡粒子同士の融着率が十分な成形体が得られないという問題を有し、十分な融着率を維持したEPP成形体を得ることができ且つ生産に対応できる成形機は特殊なものに限られていた。このように、高温ピークの熱量を制御する方法の場合においても、従来のEPP成形体製造用成形機の耐圧内のスチーム圧で成形が可能なEPP粒子を得る方法が所望されていた。 On the other hand, as another method for obtaining a highly rigid EPP molded product, a method for obtaining a highly rigid EPP molded product using a polypropylene copolymer resin composed of propylene and a comonomer such as ethylene or butene has been developed. I came. In this method, the endothermic curve peak (hereinafter referred to as “high temperature”) is higher than the endothermic curve peak (hereinafter sometimes referred to as “inherent peak”) derived from the heat of fusion of the base resin in the DSC curve by differential scanning calorimetry of the expanded particles. In this method, the amount of heat of the high temperature peak is increased more than the value that has been conventionally managed. Techniques relating to this are described in, for example, [Patent Document 2] and [Patent Document 3]. When the expanded particles obtained by these methods are used, as in the case of obtaining a highly rigid EPP molded body using the highly rigid EPP particles obtained from the highly rigid polypropylene resin as described above, The steam of the pressure exceeding the pressure | voltage resistance of the molding machine for inducing the raise of molding temperature and manufacturing the conventional EPP molded object was required. Therefore, even in the case of the expanded particles described in [Patent Document 2] and [Patent Document 3], a molded body having a sufficient fusion rate between the expanded particles cannot be obtained when molded with a conventional EPP molding machine. However, the molding machine that can obtain an EPP molded body maintaining a sufficient fusion rate and can be used for production has been limited to a special one. Thus, even in the case of the method of controlling the amount of heat at the high temperature peak, a method of obtaining EPP particles that can be molded with a steam pressure within the pressure resistance of a conventional molding machine for producing an EPP molded body has been desired.
以上説明した問題は、有機過酸化物が存在する分散媒体中に、ポリプロピレン系樹脂を基材樹脂とする樹脂粒子を分散させて形成した分散体を、該ポリプロピレン系樹脂粒子の基材樹脂融点よりも低温であって且つ該有機過酸化物が実質的に分解する温度に保持して該有機過酸化物を分解させることによって実質的に無架橋の表面改質樹脂粒子を得る表面改質工程と、該表面改質樹脂粒子を発泡剤を用いて発泡させて実質的に無架橋の発泡粒子を得る発泡工程とによって得られる発泡粒子を用いることにより解決された[特許文献4]。しかしながら、特許文献4に記載された発泡粒子では成形時の二次発泡性が不充分となり易く、改善の余地を残すものであった。 The above-described problem is that a dispersion formed by dispersing resin particles having a polypropylene resin as a base resin in a dispersion medium in which an organic peroxide exists is obtained from the melting point of the base resin of the polypropylene resin particles. A surface modification step of obtaining substantially uncrosslinked surface-modified resin particles by decomposing the organic peroxide while maintaining the temperature at a low temperature and at a temperature at which the organic peroxide is substantially decomposed; This problem has been solved by using foamed particles obtained by foaming the surface-modified resin particles with a foaming agent to obtain substantially uncrosslinked foamed particles [Patent Document 4]. However, with the foamed particles described in Patent Document 4, the secondary foamability at the time of molding tends to be insufficient, leaving room for improvement.
本発明は、成形時の二次発泡性がより改善された表面改質発泡粒子であって、より低温のスチームで粒子間を融着させることができる、表面改質された無架橋ポリプロピレン系樹脂発泡粒子を提供することをその課題とする。 The present invention relates to a surface-modified foamed particle having improved secondary foaming properties at the time of molding, and capable of fusing the particles with steam at a lower temperature, and the surface-modified uncrosslinked polypropylene resin It is an object of the present invention to provide expanded particles.
本発明者等は、前記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成させるに至った。
即ち、本発明によれば、以下に示すポリプロピレン系樹脂発泡粒子が提供される。
[1] 有機過酸化物が存在する分散媒体中にポリプロピレン系樹脂粒子を分散させるとともに、該分散媒体を該ポリプロピレン樹脂粒子の基材樹脂融点よりも低温であって且つ該有機過酸化物が実質的に分解する温度に保持して該有機過酸化物を分解させることによって実質的に無架橋の表面改質樹脂粒子を得る表面改質工程と、該表面改質樹脂粒子を発泡剤を用いて発泡させて実質的に無架橋の発泡粒子を得る発泡工程とによって得られるポリプロピレン系樹脂発泡粒子において、
上記基材樹脂が炭素数10〜22の脂肪酸、該脂肪酸のアミド、該脂肪酸のエステル及び該脂肪酸の金属塩の群から選択される一種又は二種以上を0.01〜0.9重量部含むことを特徴とするポリプロピレン系樹脂発泡粒子。
[2] ポリプロピレン系樹脂を基材樹脂とする実質的に無架橋の発泡粒子であって、示差走査熱量測定によるDSC曲線における基材樹脂の融解熱に由来する吸熱曲線ピークよりも高温側に吸熱曲線ピークが存在し、発泡粒子の表層部分の高温側に存在する吸熱曲線ピークの熱量(△Hs)と該発泡粒子の内部発泡層部分の高温側に存在する吸熱曲線ピークの熱量(△Hi)が△Hs<△Hi×0.86であるポリプロピレン系樹脂発泡粒子において、
上記基材樹脂が炭素数10〜22の脂肪酸、該脂肪酸のアミド、該脂肪酸のエステルおよび、該脂肪酸の金属塩の群から選択される一種又は二種以上を0.01〜0.9重量部含むことを特徴とするポリプロピレン系樹脂発泡粒子。
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have completed the present invention.
That is, according to the present invention, the following polypropylene resin expanded particles are provided.
[1] Polypropylene resin particles are dispersed in a dispersion medium containing an organic peroxide, and the dispersion medium is at a temperature lower than the melting point of the base resin of the polypropylene resin particles and the organic peroxide is substantially Surface modification step of obtaining substantially uncrosslinked surface modified resin particles by decomposing the organic peroxide while maintaining the temperature at which it is decomposed, and the surface modified resin particles using a foaming agent In the foamed polypropylene resin particles obtained by the foaming step of foaming to obtain substantially uncrosslinked foamed particles,
The base resin contains 0.01 to 0.9 parts by weight of one or more selected from the group consisting of fatty acids having 10 to 22 carbon atoms, amides of the fatty acids, esters of the fatty acids, and metal salts of the fatty acids. A polypropylene resin expanded particle characterized by the above.
[2] Substantially non-crosslinked foamed particles having a polypropylene resin as a base resin, and endotherm higher than the endothermic curve peak derived from the heat of fusion of the base resin in the DSC curve by differential scanning calorimetry. The amount of heat of the endothermic curve peak existing on the high temperature side of the surface layer portion of the expanded particle (ΔHs) and the amount of heat of the endothermic curve peak existing on the high temperature side of the inner expanded layer portion of the expanded particle (ΔHi) In the polypropylene resin expanded particles in which ΔHs <ΔHi × 0.86,
0.01 to 0.9 parts by weight of one or more selected from the group consisting of fatty acids having 10 to 22 carbon atoms, amides of the fatty acids, esters of the fatty acids, and metal salts of the fatty acids. Polypropylene-based resin expanded particles characterized by containing.
本発明のポリプロピレン系樹脂発泡粒子は、表面改質されていると共に、基材樹脂が炭素数10〜22の脂肪酸、該脂肪酸のアミド、該脂肪酸のエステルおよび、該脂肪酸の金属塩の群から選択される一種又は二種以上を0.01〜0.9重量部含むことにより、従来の表面改質ポリプロピレン系樹脂発泡粒子に比べて、成形時の二次発泡性が改善されたものとなり、従来よりも外観に優れた成形体を容易に得ることができる。 The polypropylene resin expanded particles of the present invention are surface-modified, and the base resin is selected from the group consisting of fatty acids having 10 to 22 carbon atoms, amides of the fatty acids, esters of the fatty acids, and metal salts of the fatty acids. By including 0.01 to 0.9 parts by weight of one or more of the above, the secondary foamability at the time of molding is improved as compared with the conventional surface-modified polypropylene resin foamed particles. In addition, it is possible to easily obtain a molded article having an excellent appearance.
本発明で使用されるポリプロピレン系樹脂粒子の基材樹脂(以下「本基材樹脂」ともいう)としてのポリプロピレン系樹脂は、プロピレンの重合体であるが、プロピレンとプロピレン以外のオレフィンとの共重合体であってもかまわない。その構成としては、プロピレンと、プロピレン以外のオレフィンとの共重合体からなり、共重合体中のプロピレン以外のオレフィン成分比率が0.1重量%以下(ただし0は除く)のもの、又はプロピレン単独重合体と、プロピレンと、プロピレン以外のオレフィンとの共重合体との混合物であって、該混合物中のプロピレン以外のオレフィン成分比率が0.1重量%以下(ただし0は除く)のものである。上記プロピレン以外のオレフィンとしては、エチレンや、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン等のα−オレフィンが好適である。特にその中でもエチレン又は/及び1−ブテンが好ましい。 The polypropylene resin as the base resin (hereinafter also referred to as “the base resin”) of the polypropylene resin particles used in the present invention is a polymer of propylene, but is a copolymer of propylene and an olefin other than propylene. They can be combined. The composition is composed of a copolymer of propylene and an olefin other than propylene, and the proportion of the olefin component other than propylene in the copolymer is 0.1% by weight or less (excluding 0), or propylene alone It is a mixture of a polymer, a copolymer of propylene and an olefin other than propylene, and the ratio of olefin components other than propylene in the mixture is 0.1% by weight or less (excluding 0). . As the olefin other than propylene, ethylene and α-olefins such as 1-butene, 1-pentene and 1-hexene are suitable. Among these, ethylene and / or 1-butene are preferable.
本基材樹脂の融点は、最終的なEPP成形体の圧縮強度等の機械的物性を高いものとする上で、130℃以上であることが好ましく、135℃以上であることがより好ましく、145℃以上であることが更に好ましく、155℃以上であることが特に好ましく、158℃以上であるときに最も効果的である。融点の上限値は、通常、170℃である。更に、本基材樹脂は、発泡成形体の耐熱性及び発泡粒子製造時の発泡効率を考慮すると、メルトフローレイト(MFR)が0.3〜100g/10分のものが好ましく、特に1〜90g/10分のものが好ましい。尚、MFRはJIS K7210(1976年)の試験条件14で測定された値である。 The melting point of the base resin is preferably 130 ° C. or higher, more preferably 135 ° C. or higher, in order to increase mechanical properties such as compressive strength of the final EPP molded product. More preferably, the temperature is more preferably 155 ° C. or more, particularly preferably 155 ° C. or more, and most effective when the temperature is 158 ° C. or more. The upper limit of the melting point is usually 170 ° C. Furthermore, the base resin preferably has a melt flow rate (MFR) of 0.3 to 100 g / 10 min, particularly 1 to 90 g, considering the heat resistance of the foamed molded product and the foaming efficiency at the time of producing foamed particles. / 10 minutes are preferred. The MFR is a value measured under test condition 14 of JIS K7210 (1976).
本発明においては、上記本基材樹脂が炭素数10〜22の脂肪酸、該脂肪酸のアミド、該脂肪酸のエステル及び該脂肪酸の金属塩の群から選択される一種又は二種以上を含有する。これらの化合物を含有する表面改質発泡粒子を用いると、特許文献4に記載の表面が改質された発泡粒子より更に低い温度で成型することができる。 In the present invention, the base resin contains one or more selected from the group consisting of fatty acids having 10 to 22 carbon atoms, amides of the fatty acids, esters of the fatty acids, and metal salts of the fatty acids. When surface-modified foam particles containing these compounds are used, molding can be performed at a lower temperature than the foam particles whose surface is modified as described in Patent Document 4.
本発明において用いられる炭素数10〜22の脂肪酸としてはラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ベヘン酸などの直鎖飽和脂肪酸でも良いし、分岐型でもかまわない。また、オレイン酸、エルカ酸などの不飽和脂肪酸も使用可能である。該脂肪酸の金属塩としては上記脂肪酸のナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム、亜鉛、アルミニウム塩などが用いられる。該脂肪酸のアミドとしては、上記脂肪酸のアミドのほか、エチレンビス脂肪酸アミドでもかまわない。
該脂肪酸のエステルとしては、上記脂肪酸のアルコールもしくは多価アルコールエステルであり、ステアリン酸モノグリセライド、ステアリルステアレート、ステアリン酸ジグリセライド、プロピレングリーコールモノステアレート、ステアリルステアレートなどが例示される。
The fatty acid having 10 to 22 carbon atoms used in the present invention may be a linear saturated fatty acid such as lauric acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid or behenic acid, or may be a branched type. Also, unsaturated fatty acids such as oleic acid and erucic acid can be used. As the metal salt of the fatty acid, sodium, potassium, calcium, magnesium, zinc, aluminum salt of the above fatty acid and the like are used. The fatty acid amide may be ethylene bis fatty acid amide in addition to the fatty acid amide.
Examples of the fatty acid ester include alcohols or polyhydric alcohol esters of the above fatty acids, and examples include stearic acid monoglyceride, stearyl stearate, stearic acid diglyceride, propylene glycol monostearate, stearyl stearate and the like.
上記脂肪酸などの群から選択される化合物は、本基材樹脂であるポリプロピレン系樹脂100重量部あたり、0.01〜0.9重量部含有される。0.9重量部を超えると得られる成形体の物性が低下し、0.01重量部を下回ると成形温度を更に低下させるという効果が得られない。
これらの化合物の配合方法は押出し機で原料を溶融・造粒する際にスクリューフィーダーなどにて直接混合することもできるし、予め高濃度のマスターバッチとして所定量を添加することもできる。さらには発泡工程において発泡容器中に投入し、樹脂粒中に含浸させることもできる。
The compound selected from the group such as the fatty acid is contained in an amount of 0.01 to 0.9 parts by weight per 100 parts by weight of the polypropylene resin as the base resin. If it exceeds 0.9 parts by weight, the physical properties of the resulting molded article will be lowered, and if it is less than 0.01 parts by weight, the effect of further lowering the molding temperature cannot be obtained.
The compounding method of these compounds can be directly mixed with a screw feeder or the like when the raw material is melted and granulated with an extruder, or a predetermined amount can be added in advance as a high concentration master batch. Furthermore, it can also be put into a foaming container in the foaming step and impregnated into resin grains.
本発明においては、本基材樹脂に、本発明の所期の効果を損なわない範囲内において、ポリプロピレン系樹脂以外の他の合成樹脂又は/及びエラストマーを添加することができる。ポリプロピレン系樹脂以外の他の合成樹脂又は/及びエラストマーの添加量は、ポリプロピレン系樹脂100重量部当り、多くても35重量部であることが好ましく、多くても25重量部であることがより好ましく、多くても15重量部であることが更に好ましく、多くても10重量部であることが特に好ましく、多くても5重量部であることが最も好ましい。 In the present invention, a synthetic resin or / and an elastomer other than the polypropylene resin can be added to the base resin within a range that does not impair the intended effect of the present invention. The amount of the synthetic resin or / and elastomer added other than the polypropylene resin is preferably at most 35 parts by weight, more preferably at most 25 parts by weight per 100 parts by weight of the polypropylene resin. More preferably, it is at most 15 parts by weight, particularly preferably at most 10 parts by weight, most preferably at most 5 parts by weight.
ポリプロピレン系樹脂以外の他の合成樹脂としては、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、直鎖状超低密度ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、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等のエチレン系樹脂、或いはポリスチレン、スチレン−無水マレイン酸共重合体等のスチレン系樹脂等が例示される。 Synthetic resins other than polypropylene resins include high density polyethylene, medium density polyethylene, low density polyethylene, linear low density polyethylene, linear ultra-low density polyethylene, ethylene-vinyl acetate copolymer, ethylene-acrylic. Examples thereof include ethylene resins such as acid copolymers and ethylene-methacrylic acid copolymers, and styrene resins such as polystyrene and styrene-maleic anhydride copolymers.
また上記エラストマーとしては、エチレン−プロピレンゴム、エチレン−1−ブテンゴム、プロピレン−2−ブテンゴム、スチレン−ブタジエンゴムやその水添物、イソプレンゴム、ネオプレンゴム、ニトリルゴム、或いはスチレン−ブタジエンブロック共重合体エラストマーやその水添物等のエラストマーが例示される。 Examples of the elastomer include ethylene-propylene rubber, ethylene-1-butene rubber, propylene-2-butene rubber, styrene-butadiene rubber and hydrogenated products thereof, isoprene rubber, neoprene rubber, nitrile rubber, and styrene-butadiene block copolymer. Elastomers such as elastomers and hydrogenated products thereof are exemplified.
なお、本発明においては、本基材樹脂に、本発明の所期の効果を損なわない範囲内において、各種添加剤を添加することができる。このような添加剤としては、たとえば、酸化防止剤、紫外線防止剤、帯電防止剤、難燃剤、金属不活性剤、顔料、染料、核剤、あるいは気泡調整剤等を挙げることができる。気泡調整剤としては、たとえばホウ酸亜鉛、タルク、炭酸カルシウム、ホウ砂、水酸化アルミニウムなどの無機粉体が例示される。これらの添加剤は、合計で本基材樹脂100重量部当り20重量部以下、特に5重量部以下で使用されるのが好ましい。またこれらの添加剤は例えば、押出機により押出したストランドを切断する等して本発明で使用されるポリプロピレン系樹脂粒子(以下「本樹脂粒子」ということがある)を製造する際に、押出機内で溶融した本基材樹脂に添加、混練することによって本樹脂粒子中に含有させることができる。 In the present invention, various additives can be added to the base resin as long as the desired effects of the present invention are not impaired. Examples of such additives include antioxidants, ultraviolet light inhibitors, antistatic agents, flame retardants, metal deactivators, pigments, dyes, nucleating agents, and bubble regulators. Examples of the air conditioner include inorganic powders such as zinc borate, talc, calcium carbonate, borax, and aluminum hydroxide. These additives are preferably used in a total amount of 20 parts by weight or less, particularly 5 parts by weight or less per 100 parts by weight of the base resin. These additives are used in the extruder when, for example, the polypropylene resin particles (hereinafter sometimes referred to as “the present resin particles”) used in the present invention are produced by cutting the strands extruded by the extruder. It can be contained in the resin particles by adding and kneading to the base resin melted in (1).
尚、表面改質樹脂粒子(尚、表面改質樹脂粒子については後述する。)を得るための本樹脂粒子としては、本基材樹脂を押出機内で溶融して押出したストランドを切断して本樹脂粒子を製造する際に、押出直後のストランドを急冷することによって得られたものが好ましい。そのように急冷された本樹脂粒子であると、後述する表面改質を効率よく行なうことができる。その押出直後のストランドの急冷は、そのストランドを押出し直後に、好ましくは50℃以下に調節された水中に、より好ましくは40℃以下に調節された水中に、最も好ましくは30℃以下に調節された水中に入れることにより行なうことができる。そして充分に冷却されたストランドは水中から引き上げられ、適宜長さに切断することにより、所望の大きさの本樹脂粒子とされる。本樹脂粒子は、通常、長さ/直径比が0.5〜2.0、好ましくは0.8〜1.3となるように調節され、また1個当たりの平均重量(無作為に選んだ200個の重量を同時に測定した1個当たりの平均値)は、0.1〜20mgとなるように、好ましくは0.2〜10mgとなるように調節される。 The present resin particles for obtaining surface-modified resin particles (the surface-modified resin particles will be described later) are obtained by cutting the strands obtained by melting and extruding the base resin in an extruder. What was obtained by quenching the strand immediately after extrusion when manufacturing a resin particle is preferable. When the resin particles are so cooled, the surface modification described later can be performed efficiently. The quenching of the strand immediately after the extrusion is adjusted immediately after extruding the strand, preferably in water adjusted to 50 ° C. or lower, more preferably in water adjusted to 40 ° C. or lower, most preferably 30 ° C. or lower. This can be done by placing it in water. Then, the sufficiently cooled strand is pulled up from the water and cut into an appropriate length to obtain the resin particles having a desired size. The resin particles are usually adjusted to have a length / diameter ratio of 0.5 to 2.0, preferably 0.8 to 1.3, and the average weight per particle (chosen at random). The average value of 200 weights measured simultaneously is adjusted to be 0.1 to 20 mg, preferably 0.2 to 10 mg.
本発明で得られるポリプロピレン系樹脂発泡粒子(EPP粒子)は、表面改質工程と発泡工程とを含む方法(以下、方法Aとも言う)で製造される。表面改質工程では、有機過酸化物が存在する分散媒体中に本樹脂粒子を分散させると共に、得られた分散体(以下、分散液とも言う)を本樹脂粒子の基材樹脂融点よりも低温であって且つ該有機過酸化物が実質的に分解する温度に保持して該有機過酸化物を分解させることによって本樹脂粒子の表面を改質して実質的に無架橋の表面改質樹脂粒子を得る。
このようにして得られる表面改質樹脂粒子は、これを次の発泡工程において、発泡剤を用いて発泡させて実質的に無架橋の発泡粒子に変換させる。このようにして得られる発泡粒子は、熱融着性にすぐれ、低温のスチームでその発泡粒子間の融着を行うことができる。また、この発泡粒子は、これを成形型に充填し、スチームを導入して加熱することにより、剛性にすぐれたEPP成形体とすることができる。
The polypropylene resin expanded particles (EPP particles) obtained in the present invention are produced by a method including a surface modification step and a foaming step (hereinafter also referred to as method A). In the surface modification step, the resin particles are dispersed in a dispersion medium in which an organic peroxide is present, and the obtained dispersion (hereinafter also referred to as a dispersion) is cooled at a temperature lower than the melting point of the base resin of the resin particles. And maintaining the temperature at which the organic peroxide is substantially decomposed to decompose the organic peroxide to modify the surface of the resin particles to thereby substantially non-crosslinked surface-modified resin. Get particles.
The surface-modified resin particles thus obtained are foamed with a foaming agent in the subsequent foaming step to be converted into substantially uncrosslinked foamed particles. The foamed particles obtained in this way are excellent in heat-fusibility and can be fused between the foamed particles with low-temperature steam. Further, the foamed particles can be made into an EPP molded article having excellent rigidity by filling the mold into a mold, introducing steam and heating.
上記表面改質工程に際して使用される分散媒体は、一般には水性媒体、好ましくは水が使用され、より好ましくはイオン交換水が使用されるが、水に限らず本基材樹脂を溶解せず且つ本樹脂粒子の分散が可能な溶媒又は液体であれば使用することができる。水以外の分散媒体としては、例えば、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。水性媒体には、水と有機溶媒、例えば前記アルコールとの混合液が包含される。 The dispersion medium used in the surface modification step is generally an aqueous medium, preferably water, and more preferably ion-exchanged water, but is not limited to water and does not dissolve the base resin. Any solvent or liquid that can disperse the resin particles can be used. Examples of the dispersion medium other than water include ethylene glycol, glycerin, methanol, ethanol, and the like. The aqueous medium includes a mixed solution of water and an organic solvent such as the alcohol.
前記表面改質工程に際して使用される有機過酸化物としては、従来公知の各種のもの、例えば、イソブチルパーオキシド〔50℃/85℃〕、クミルパーオキシネオデカノエート〔55℃/94℃〕、α,α’−ビス(ネオデカノイルパーオキシ)ジイソプロピルベンゼン〔54℃/82℃〕、ジ−n−プロピルパーオキシシカーボネート〔58℃/94℃〕、ジイソプロピルパーオキシシカーボネート〔56℃/88℃〕、1−シクロヘキシル−1−メチルエチルパーオキシネオデカノエート〔59℃/94℃〕、1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキシネオデカノエート〔58℃/92℃〕、ビス(4−t−ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカーボネート〔58℃/92℃〕、ジ−2−エトキシエチルパーオキシジカーボネート〔59℃/92℃〕、ジ(2−エチルヘキシルパーオキシ)ジカーボネート〔59℃/91℃〕、t−ヘキシルパーオキシネオデカノエート〔63℃/101℃〕、ジメトキシブチルパーオキシシカーボネート〔64℃/102℃〕、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〔65℃/103℃〕、t−ブチルパーオキシネオデカノエート〔65℃/104℃〕、2,4−ジクロロベンゾイルパーオキシド〔74℃/119℃〕、t−ヘキシルパーオキシピパレート〔71℃/109℃〕、t−ブチルパーオキシピバレート〔73℃/110℃〕、3,5,5−トリメチルヘキサノイルパーオキシド〔77℃/113℃〕、オタタノイルパーオキシド〔80℃/117℃〕、ラウロイルパーオキシド〔80℃/116℃〕、ステアロイルパーオキシド〔80℃/117℃〕、1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキシ2−エチルヘキサノエート〔84℃/124℃〕、サクシニックパーオキシド〔87℃/132℃〕、2,5−ジメチル−2,5−ジ(2−エチルヘキサノイルパーオキシ)ヘキサン〔83℃/119℃〕、1−シクロヘキシル−1−メチルエチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート〔90℃/138℃〕、t−ヘキシルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート〔90℃/133℃〕、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート〔92℃/134℃〕、m−トルオイルベンゾイルパーオキシド〔92℃/131℃〕、ベンゾイルパーオキシド〔92℃/130℃〕、t−ブチルパーオキシイソブチレート〔96℃/136℃〕、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)−2−メチルシクロヘキサン〔102℃/142℃〕、1,1−ビス(t−ヘキシルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン〔106℃/147℃〕、1,1−ビス(t−ヘキシルパーオキシ)シクロヘキサン〔107℃/149℃〕、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〔109℃/149℃〕、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)シクロヘキサン〔111℃/154℃〕、2,2−ビス(4,4−ジブチルパーオキジシクロヘキシル)プロパン〔114℃/154℃〕、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)シクロドデカン〔114℃/153℃〕、t−ヘキシルパーオキシイソプロピルモノカーボネート〔115℃/155℃〕、t−ブチルパーオキシマレイン酸〔119℃/168℃〕、t−ブチルパーオキシ−3,5,5−トリメチルヘキサノエート〔119℃/166℃〕、t−ブチルパーオキシラウレート〔118℃/159℃〕、2,5−ジメチル−2,5−ジ(m−トルオイルパーオキシ)ヘキサン〔117℃/156℃〕、t−ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート〔118℃/159℃〕、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキシルモノカーボネート〔119℃/161℃〕、t−ヘキシルパーオキシベンゾエート〔119℃/160℃〕、2,5−ジメチル−2,5−ジ(ベンゾイルパーオキシ)ヘキサン〔119℃/158℃〕等が例示される。尚、上記各有機過酸化物のすぐ後ろの〔〕内における左側の温度は後述する1時間半減期温度であり、右側の温度は後述する1分間半減期温度である。前記有機過酸化物は、単独でまたは2種以上を併用して、本樹脂粒子100重量部当り、通常、0.01〜10重量部、好ましくは0.05〜5重量部を分散媒体中に添加して使用される。 Examples of the organic peroxide used in the surface modification step include various conventionally known ones such as isobutyl peroxide [50 ° C./85° C.], cumyl peroxyneodecanoate [55 ° C./94° C.]. , Α, α′-bis (neodecanoylperoxy) diisopropylbenzene [54 ° C./82° C.], di-n-propyl peroxycarbonate [58 ° C./94° C.], diisopropyl peroxycarbonate [56 ° C. / 88 ° C], 1-cyclohexyl-1-methylethylperoxyneodecanoate [59 ° C / 94 ° C], 1,1,3,3-tetramethylbutylperoxyneodecanoate [58 ° C / 92 ° C] Bis (4-t-butylcyclohexyl) peroxydicarbonate [58 ° C / 92 ° C], di-2-ethoxyethylperoxydicarbonate [59 ° C / 92 ° C], di (2-ethylhexylperoxy) dicarbonate [59 ° C / 91 ° C], t-hexylperoxyneodecanoate [63 ° C / 101 ° C], dimethoxybutylperoxycarbonate [64 ° C / 102 ° C], di (3-methyl-3-methoxybutylperoxy) dicarbonate [65 ° C / 103 ° C], t-butylperoxyneodecanoate [65 ° C / 104 ° C], 2, 4-dichlorobenzoyl peroxide [74 ° C./119° C.], t-hexyl peroxypiparate [71 ° C./109° C.], t-butyl peroxypivalate [73 ° C./110° C.], 3, 5, 5- Trimethylhexanoyl peroxide [77 ° C / 113 ° C], Otanoyl peroxide [80 ° C / 117 ° C], Lauroyl peroxide [80 ° C / 1 6 ° C], stearoyl peroxide [80 ° C / 117 ° C], 1,1,3,3-tetramethylbutylperoxy 2-ethylhexanoate [84 ° C / 124 ° C], succinic peroxide [87 ° C / 132 ° C], 2,5-dimethyl-2,5-di (2-ethylhexanoylperoxy) hexane [83 ° C / 119 ° C], 1-cyclohexyl-1-methylethylperoxy-2-ethylhexanoate [90 ° C / 138 ° C], t-hexylperoxy-2-ethylhexanoate [90 ° C / 133 ° C], t-butylperoxy-2-ethylhexanoate [92 ° C / 134 ° C], m- Toluoyl benzoyl peroxide [92 ° C / 131 ° C], benzoyl peroxide [92 ° C / 130 ° C], t-butylperoxyisobutyrate [96 ° C / 1 6 ° C], 1,1-bis (t-butylperoxy) -2-methylcyclohexane [102 ° C / 142 ° C], 1,1-bis (t-hexylperoxy) -3,3,5-trimethylcyclohexane [106 ° C / 147 ° C], 1,1-bis (t-hexylperoxy) cyclohexane [107 ° C / 149 ° C], 1,1-bis (t-butylperoxy) -3,3,5-trimethylcyclohexane [109 ° C / 149 ° C], 1,1-bis (t-butylperoxy) cyclohexane [111 ° C / 154 ° C], 2,2-bis (4,4-dibutylperoxycyclohexyl) propane [114 ° C / 154 ° C], 1,1-bis (t-butylperoxy) cyclododecane [114 ° C / 153 ° C], t-hexylperoxyisopropyl monocarbonate [115 ° C / 155 ° C], t-butylperoxymaleic acid [119 ° C / 168 ° C], t-butylperoxy-3,5,5-trimethylhexanoate [119 ° C / 166 ° C], t-butylperoxylaurate [118 ° C / 159 ° C], 2,5-dimethyl-2,5-di (m-toluoylperoxy) hexane [117 ° C / 156 ° C], t-butylperoxyisopropyl monocarbonate [118 ° C / 159 ° C ], T-butylperoxy-2-ethylhexyl monocarbonate [119 ° C / 161 ° C], t-hexylperoxybenzoate [119 ° C / 160 ° C], 2,5-dimethyl-2,5-di (benzoylperoxy) ) Hexane [119 ° C./158° C.] and the like. In addition, the temperature on the left side in [] immediately behind each organic peroxide is a 1-hour half-life temperature described later, and the temperature on the right side is a 1-minute half-life temperature described later. The organic peroxide is used alone or in combination of two or more, and is usually 0.01 to 10 parts by weight, preferably 0.05 to 5 parts by weight, per 100 parts by weight of the resin particles in the dispersion medium. Used by adding.
一般に、有機過酸化物が発生するラジカルには水素の引き抜き、付加、β崩壊の3種の連鎖移動作用がある。本発明においては、その3つの作用のうち特に付加の作用が大きいもの、即ち、分解時に酸素ラジカルを発生するものが特に好ましく、その中でもカーボネート構造を有するパーオキシドが最も好ましい。尚、該有機過酸化物を使用する際、必要に応じて連鎖移動剤等を併用(予め本樹脂粒子中に含有させておくか又は/及び分散媒体中に添加して併用)することも可能である。なお、前記酸素ラジカルは、酸素単体のラジカルの他、有機過酸化物の分解により生じた有機基が結合した酸素ラジカルを意味する。 In general, radicals generated by organic peroxides have three types of chain transfer actions: hydrogen abstraction, addition, and β decay. In the present invention, among these three actions, those having a particularly large addition action, that is, those generating oxygen radicals during decomposition are particularly preferred, and among them, a peroxide having a carbonate structure is most preferred. In addition, when using the organic peroxide, it is possible to use a chain transfer agent or the like as necessary (previously contained in the resin particles or / and added to the dispersion medium and used in combination). It is. The oxygen radical means an oxygen radical in which an organic group generated by decomposition of an organic peroxide is bonded in addition to a radical of oxygen alone.
前記方法Aにおいては、有機過酸化物は、本基材樹脂の融点よりも低温で実質的に分解させる。従って、該有機過酸化物の1時間半減期温度(一定温度で有機過酸化物を分解させた際、活性酸素量が1時間で当初の半分になるときのその一定温度)は、本基材樹脂のビカット軟化点(JISK 6747−1981以下同じ)以下であることが好ましい。使用する有機過酸化物の1時間半減期温度が本基材樹脂のビカット軟化点を超える場合には、その過酸化物の分解を迅速に行なうには本基材樹脂の融点以上の高温が必要となるので好ましくない。また場合によっては、本基材樹脂の融点よりも低温で実質的に分解させることができないので好ましくない。そして該過酸化物を本基材樹脂の融点以上の高温で実質的に分解させると、該過酸化物が本樹脂粒子の奥深くまで浸透した状態で分解するため、本樹脂粒子を構成する本基材樹脂が表面、内部を問わず全体的に大きく分解してしまうので、場合によっては、成形に使用できないEPP粒子しか得ることができなくなる虞があり、また成形できたとしても最終的に得られるEPP成形体の機械的物性が大きく低下してしまう虞がある。
以上のことを考慮すると、前記方法Aで使用される有機過酸化物は、1時間半減期温度が本基材樹脂のビカット軟化点よりも20℃以上低温であることが好ましく、本基材樹脂のビカット軟化点よりも30℃以上低温であることがより好ましい。尚、該1時間半減期温度は、本基材樹脂のガラス転移温度以上であることが好ましく、取り扱い性等を考慮すると、40〜100℃であることがより好ましく、50〜90℃であることが更に好ましい。上記ガラス転移温度は、JIS K 7121−1987に従って、試験片の状態調節を「一定の熱処理を行なった後、ガラス転移温度を測定する場合」とし、熱流束DSCにより求めた中間点ガラス転移温度を意味する。
In the method A, the organic peroxide is substantially decomposed at a temperature lower than the melting point of the base resin. Accordingly, the one-hour half-life temperature of the organic peroxide (the constant temperature when the amount of active oxygen is half of the initial value in one hour when the organic peroxide is decomposed at a constant temperature) It is preferable that it is below Vicat softening point of resin (JISK 6747-1981 and the same). When the 1-hour half-life temperature of the organic peroxide used exceeds the Vicat softening point of the base resin, a high temperature higher than the melting point of the base resin is required to rapidly decompose the peroxide. Therefore, it is not preferable. In some cases, it is not preferable because it cannot be substantially decomposed at a temperature lower than the melting point of the base resin. When the peroxide is substantially decomposed at a temperature higher than the melting point of the base resin, the peroxide is decomposed in a state where it penetrates deep into the resin particles. Since the resin material is greatly decomposed as a whole regardless of the surface or the inside, in some cases, there is a possibility that only EPP particles that cannot be used for molding may be obtained, and even if it can be molded, it is finally obtained. There exists a possibility that the mechanical physical property of an EPP molded object may fall large.
In consideration of the above, the organic peroxide used in Method A preferably has a one-hour half-life temperature of 20 ° C. or more lower than the Vicat softening point of the base resin. It is more preferable that the temperature is 30 ° C. or more lower than the Vicat softening point. The one-hour half-life temperature is preferably equal to or higher than the glass transition temperature of the base resin, more preferably 40 to 100 ° C., and 50 to 90 ° C. in view of handling properties. Is more preferable. The glass transition temperature is determined in accordance with JIS K 7121-1987, in which the state of the test piece is adjusted to “when measuring the glass transition temperature after performing a certain heat treatment”, and the midpoint glass transition temperature obtained by heat flux DSC is used. means.
また、該過酸化物は、本樹脂粒子が存在する分散媒体中で、本基材樹脂のビカット軟化点以下で実質的に分解させることが好ましく、本基材樹脂のビカット軟化点よりも20℃以上低温で実質的に分解させることがより好ましく、本基材樹脂のビカット軟化点よりも30℃以上低温で実質的に分解させることが更に好ましい。該有機過酸化物は、該有機過酸化物の1分問半減期温度(一定温度で有機過酸化物を分解させた際、活性酸素量が1分間で当初の半分になるときのその温度)±30℃の温度範囲に10分以上保持して実質的に分解させることが特に好ましい。〔1分間半減期温度−30℃〕よりも低温度で分解させようとする場合、分解させるのに長時間を要してしまうので効率が悪くなってしまう。逆に〔1分問半減期温度+30℃〕よりも高温度で分解させようとする場合、分解が急激となってしまう虞があり、表面改質の効率が悪くなる虞がある。また、1分間半減期温度±30℃の範囲に10分以上保持すれば、有機過酸化物を実質的に分解させることが容易となる。〔1分間半減期温度±30℃〕の範囲での保持時間は、長くとるほどより確実に有機過酸化物を分解させることができるが、ある時間以上はもはや必要ない。必要以上の長時間は生産効率の低下をまねく。上記温度範囲での保持時間は通常は長くても60分にとどめるべきである。有機過酸化物を分解させるには、最初に有機過酸化物が分解しにくい温度に調整された上記分散体を用意し、次にその分散体を上記有機過酸化物の分解温度に加熱すればよい。この際、〔1分間半減期温度±30℃〕の範囲に10分以上保持されるように昇温速度を選択すればよいが、〔1分間半減期温度±30℃〕の範囲内の任意の温度で止めてその温度を5分以上保持することがより好ましい。その際の任意の温度としては、〔1分間半減期温度±5℃〕内の温度が最も好ましい。尚、該過酸化物は、本基材樹脂のガラス転移温度以上で実質的に分解させることが好ましく、該過酸化物の取り扱い性等を考慮すると、40〜100℃の範囲で実質的に分解させることがより好ましく、50〜90℃の範囲で実質的に分解させることが更に好ましい。実質的に分解させるとは、使用した過酸化物の活性酸素量が当初の50%以下になるまで分解させることを意味するが、その活性酸素量が当初の30%以下になるまで分解させることが好ましく、その活性酸素量が当初の20%以下になるまで分解させることがより好ましく、その活性酸素量が当初の5%以下になるまで分解させることが更に好ましい。有機過酸化物の上記半減期温度は、ラジカルに対して比較的不活性な溶液(例えばベンゼンやミネラルスピリット等)を使用して、0.1mol/L濃度の有機過酸化物溶液を調整し、窒素置換を行なったガラス管内に密封し、所定温度にセットした恒温槽に浸し、熱分解させて測定される。 The peroxide is preferably substantially decomposed below the Vicat softening point of the base resin in the dispersion medium in which the resin particles are present, and is 20 ° C. higher than the Vicat softening point of the base resin. More preferably, it is substantially decomposed at a low temperature, and more preferably, it is substantially decomposed at a temperature 30 ° C. or more lower than the Vicat softening point of the base resin. The organic peroxide has a one-minute half-life temperature of the organic peroxide (the temperature at which the amount of active oxygen is half of the original in one minute when the organic peroxide is decomposed at a constant temperature). It is particularly preferable to keep the temperature in the temperature range of ± 30 ° C. for 10 minutes or more and substantially decompose. If it is attempted to decompose at a temperature lower than [one minute half-life temperature −30 ° C.], it takes a long time to decompose, resulting in poor efficiency. On the other hand, when the decomposition is attempted at a temperature higher than [one minute half-life temperature + 30 ° C.], the decomposition may be abrupt and the efficiency of the surface modification may be deteriorated. In addition, if the 1 minute half-life temperature is maintained within a range of ± 30 ° C. for 10 minutes or more, it becomes easy to substantially decompose the organic peroxide. The longer the retention time in the range of [one minute half-life temperature ± 30 ° C.], the more reliably the organic peroxide can be decomposed, but a longer time is no longer necessary. Longer times than necessary will lead to a decrease in production efficiency. The holding time in the above temperature range should normally be 60 minutes at the longest. To decompose the organic peroxide, first prepare the dispersion adjusted to a temperature at which the organic peroxide is difficult to decompose, and then heat the dispersion to the decomposition temperature of the organic peroxide. Good. At this time, the rate of temperature rise may be selected so as to be maintained in the range of [1 minute half-life temperature ± 30 ° C.] for 10 minutes or longer. However, any rate within the range of [1 minute half-life temperature ± 30 ° C.] More preferably, the temperature is stopped and the temperature is maintained for 5 minutes or more. As an arbitrary temperature at that time, a temperature within [1 minute half-life temperature ± 5 ° C.] is most preferable. The peroxide is preferably substantially decomposed at a temperature equal to or higher than the glass transition temperature of the base resin. Considering handling properties of the peroxide, the peroxide is substantially decomposed in the range of 40 to 100 ° C. It is more preferable to make it decompose, and it is still more preferable to make it decompose substantially in the range of 50-90 degreeC. Decomposing substantially means decomposing until the active oxygen content of the used peroxide is 50% or less of the original, but decomposing until the active oxygen content is 30% or less of the initial. It is more preferable to decompose until the amount of active oxygen becomes 20% or less of the initial amount, and further preferable to decompose until the amount of active oxygen becomes 5% or less of the initial amount. The above-mentioned half-life temperature of the organic peroxide is adjusted to a 0.1 mol / L concentration organic peroxide solution using a solution that is relatively inert to radicals (for example, benzene, mineral spirit, etc.) It is sealed in a glass tube subjected to nitrogen substitution, immersed in a thermostat set at a predetermined temperature, pyrolyzed and measured.
方法Aにおいて、上記表面改質樹脂粒子は実質的に無架橋である。方法Aでは架橋助剤等を併用しないので実質的に架橋は進行しない。尚、実質的に無架橋であるとは、次のとおり定義される。即ち、基材樹脂、本樹脂粒子、表面改質樹脂粒子、EPP粒子、EPP成形体を問わず、それぞれを試料とし(キシレン100g当たり試料1g使用)、これを沸騰キシレン中に8時間浸漬後、標準網フルイを規定しているJIS Z 8801(1966年)に定められている網目74μmの金網で速やかに濾過し、該金網上に残った沸騰キシレン不溶分の重量を測定する。この不溶分の割合が試料の10重量%以下の場合を実質的に無架橋というが、その不溶分の割合は、試料の5重量%以下であることが好ましく、3重量%以下であることがより好ましく、1重量%以下であることが最も好ましい。その不溶分の割合が少ないほど再利用し易い。不溶分の含有率P(%)は下記(1)式で表される。 In Method A, the surface-modified resin particles are substantially non-crosslinked. In Method A, since a crosslinking aid or the like is not used together, crosslinking does not proceed substantially. The term “substantially non-crosslinked” is defined as follows. That is, regardless of the base resin, the present resin particles, the surface-modified resin particles, the EPP particles, and the EPP molded body, each sample was used (1 g of sample per 100 g of xylene), and this was immersed in boiling xylene for 8 hours. The mixture is quickly filtered through a wire mesh having a mesh size of 74 μm as defined in JIS Z 8801 (1966), which defines a standard mesh screen, and the weight of the boiling xylene-insoluble matter remaining on the wire mesh is measured. A case where the insoluble content is 10% by weight or less of the sample is called substantially non-crosslinked, but the insoluble content is preferably 5% by weight or less and preferably 3% by weight or less. More preferably, it is most preferably 1% by weight or less. The smaller the insoluble content, the easier it is to reuse. The insoluble content P (%) is expressed by the following formula (1).
P(%)=(M÷L)×100 (1)
ただし、Mは不溶分の重量(g)、Lは試料の重量(g)である。
P (%) = (M ÷ L) × 100 (1)
However, M is the weight (g) of insoluble matter, and L is the weight (g) of the sample.
本樹脂粒子は、上記した通り、有機過酸化物を分解させて本樹脂粒子表面を改質してから、発泡粒子の製造に供される。発泡粒子は、該表面改質樹脂粒子を発泡剤の存在下に密閉容器内で分散媒体に分散させながら加熱して該表面改質樹脂粒子に発泡剤を含浸せしめ、次いで、除圧した際に発泡粒子を生成する温度で、表面改質樹脂粒子と分散媒体とを低圧下に放出する方法(以下「分散媒放出発泡方法」という)により製造することが好ましい。 As described above, the resin particles are subjected to the production of foamed particles after decomposing the organic peroxide to modify the surface of the resin particles. The foamed particles are heated when the surface modified resin particles are impregnated with the foaming agent by heating while being dispersed in a dispersion medium in a closed container in the presence of the foaming agent, and then the pressure is released. It is preferable to produce the surface modified resin particles and the dispersion medium at a temperature at which the expanded particles are generated under a low pressure (hereinafter referred to as “dispersion medium releasing foaming method”).
方法Aにおいては、上記表面改質樹脂粒子を形成する表面改質工程と、その表面改質樹脂粒子から発泡粒子を得る発泡工程とは、それぞれ別の装置で別な時期に実施することも可能であるが、分散媒放出発泡方法を採用すると、適当な分解温度を持つ上記有機過酸化物を密閉容器内の水性媒体に所定量添加して通常の分散媒放出発泡方法を行なうだけで、その加熱の途中で表面改質が完了して上記表面改質樹脂粒子が自動的に得られるので効率的である。 In Method A, the surface modification step for forming the surface-modified resin particles and the foaming step for obtaining foamed particles from the surface-modified resin particles can be carried out at different times using different apparatuses. However, when the dispersion medium releasing foaming method is adopted, the organic peroxide having an appropriate decomposition temperature is simply added to the aqueous medium in the sealed container and the ordinary dispersion medium releasing foaming method is performed. Since the surface modification is completed in the middle of heating and the surface-modified resin particles are automatically obtained, it is efficient.
上記分散媒放出発泡方法では、容器内の加熱下の該表面改質樹脂粒子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。そのような分散剤としては、表面改質樹脂粒子の容器内での融着を防止するものであればよく、有機系、無機系を間わず使用可能であるが、取り扱いのし易さから微粒状無機物が好ましい。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、酸化鉄等を1種または数種の組み合わせで使用することができる。 In the dispersion medium releasing foaming method, it is preferable to add a dispersant to the dispersion medium so that the surface-modified resin particles under heating in the container do not fuse with each other in the container. As such a dispersant, any agent that prevents fusion of the surface-modified resin particles in the container may be used, and any organic or inorganic material can be used, but it is easy to handle. A finely divided inorganic substance is preferred. For example, natural or synthetic clay minerals such as amusnite, kaolin, mica, clay, aluminum oxide, titanium oxide, basic magnesium carbonate, basic zinc carbonate, calcium carbonate, iron oxide and the like in one kind or a combination of several kinds Can be used.
上記分散媒放出発泡方法において、物理発泡剤の容器内への充填量は、使用する発泡剤の種類と発泡温度と目的とする発泡粒子の見掛け密度に応じて適宜選択されるが、例えば発泡剤として窒素を使用し、分散媒体として水を使用した場合を例にとると、発泡開始直前の安定した状態にある密閉容器内の圧力、すなわち密閉容器内空間部の圧力(ゲージ圧)が、0.6〜6MPaとなるように選定することが好ましい。通常は、目的とする発泡粒子の見掛け密度が小さいほど前記容器内の空間部の圧力は高くすることが望ましく、目的とする発泡粒子の見掛け密度が大きいほど空間部の圧力は低くすることが望ましい傾向にある。 In the dispersion medium releasing foaming method, the filling amount of the physical foaming agent into the container is appropriately selected according to the type of foaming agent used, the foaming temperature, and the apparent density of the intended foamed particles. For example, when nitrogen is used as the dispersion medium and water is used as the dispersion medium, the pressure in the sealed container in a stable state immediately before the start of foaming, that is, the pressure (gauge pressure) in the space in the sealed container is 0. It is preferable to select so as to be 6 to 6 MPa. Usually, it is desirable that the pressure in the space in the container be higher as the apparent density of the desired expanded particles is smaller, and the pressure in the space is desirably lower as the apparent density of the desired expanded particles is larger. There is a tendency.
更に、上記分散媒放出発泡方法においては、分散剤の分散力を強化する(分散剤の添加量を少なくしても容器内で表面改質樹脂粒子同士の融着を防止する)分散強化剤を分散媒体中に添加することが好ましい。このような分散強化剤は、40℃の水100ccに対して少なくとも1mg以上溶解し得る無機化合物であって、該化合物の陰イオンまたは陽イオンの少なくとも一方が2価または3価である無機物質である。このような無機物質としては、たとえば、塩化マグネシウム、硝酸マグネシウム、硫酸マグネシウム、塩化アルミニウム、硝酸アルミニウム、硫酸アルミニウム、塩化鉄、硫酸鉄、硝酸鉄等が例示される。 Furthermore, in the dispersion medium releasing foaming method, a dispersion strengthening agent that strengthens the dispersing power of the dispersing agent (prevents fusion of the surface-modified resin particles within the container even if the amount of the dispersing agent added is small). It is preferable to add to the dispersion medium. Such a dispersion strengthening agent is an inorganic compound that can be dissolved in at least 1 mg or more in 100 cc of water at 40 ° C., and at least one of the anion or cation of the compound is divalent or trivalent. is there. Examples of such inorganic substances include magnesium chloride, magnesium nitrate, magnesium sulfate, aluminum chloride, aluminum nitrate, aluminum sulfate, iron chloride, iron sulfate, and iron nitrate.
通常、樹脂粒子100重量部当り、分散剤は0.001〜5重量部程度で使用され、分散強化剤は0.0001〜1重量部程度で使用される。 Usually, the dispersant is used in an amount of about 0.001 to 5 parts by weight and the dispersion strengthener is used in an amount of about 0.0001 to 1 part by weight per 100 parts by weight of the resin particles.
方法Aにおいて用いる発泡剤としては、プロパン、ブタン、ヘキサン、ヘプタン等の脂肪族炭化水素類、シクロブタン、シクロヘキサン等の環式脂肪族炭化水素類、クロロフロロメタン、トリフロロメタン、1,2−ジフロロエタン、1,2,2,2−テトラフロロエタン、メチルクロライト、エチルクロライト、メチレンクロライト等のハロゲン化炭化水素などの有機系物理発泡剤や、窒素、酸素、空気、二酸化炭素、水といったいわゆる無機系物理発泡剤が例示される。有機系物理発泡剤と無機系物理発泡剤を併用することもできる。本発明においては、窒素、酸素、空気、二酸化炭素、水の群から選択される1又は2以上の無機系物理発泡剤を主成分とするものが特に好適に使用される。その中でも発泡粒子の見掛け密度の安定性、環境負荷やコストなどを考慮すると、窒素や空気が好ましい。また発泡剤として使用される水は表面改質樹脂粒子を密閉容器中に分散させるために分散媒体として使用される水(イオン交換水も含む)をそのまま利用すればよい。 Examples of the blowing agent used in Method A include aliphatic hydrocarbons such as propane, butane, hexane, and heptane, cyclic aliphatic hydrocarbons such as cyclobutane and cyclohexane, chlorofluoromethane, trifluoromethane, and 1,2-difluoroethane. , 1,2,2,2-tetrafluoroethane, organic physical foaming agents such as halogenated hydrocarbons such as methyl chlorite, ethyl chlorite, methylene chlorite, nitrogen, oxygen, air, carbon dioxide, water, etc. So-called inorganic physical foaming agents are exemplified. An organic physical foaming agent and an inorganic physical foaming agent can be used in combination. In the present invention, those mainly composed of one or more inorganic physical foaming agents selected from the group of nitrogen, oxygen, air, carbon dioxide and water are particularly preferably used. Among these, nitrogen and air are preferable in view of the stability of the apparent density of the expanded particles, environmental load, cost, and the like. Water used as a foaming agent may be water (including ion-exchanged water) used as a dispersion medium in order to disperse the surface-modified resin particles in the closed container.
方法Aで得られる表面改質樹脂粒子、ひいてはそれから得られるEPP粒子やEPP成形体中には、前記過酸化物の分解に伴なって生成される分子量50以上のアルコールが数百ppm乃至数千ppm程度含有され得る。そのようなアルコールとしては、後述される実施例で示されたビス(4−t−ブチルシクロヘキシル)パーオキシシカーボネートが使用された場合には、p−t−ブチルシクロヘキサノールが本発明の表面改質樹脂粒子中に含有され得る。他の過酸化物が使用された場合には他のアルコールが含有され得る。そのようなアルコールとしては、例えば、イソプロパノール、S−ブタノール、3−メトキシブタノール、2−エチルヘキシルブタノール、t−ブタノールが例示される。 In the surface-modified resin particles obtained by the method A, and thus the EPP particles and EPP moldings obtained therefrom, an alcohol having a molecular weight of 50 or more produced by the decomposition of the peroxide is several hundred ppm to several thousand. About ppm can be contained. As such an alcohol, when bis (4-tert-butylcyclohexyl) peroxycarbonate shown in Examples described later is used, pt-butylcyclohexanol is the surface modification of the present invention. It can be contained in the fine resin particles. Other alcohols can be included if other peroxides are used. Examples of such alcohol include isopropanol, S-butanol, 3-methoxybutanol, 2-ethylhexylbutanol, and t-butanol.
方法Aでは、上記分散媒放出発泡方法を採用して、見掛け密度が10g/L〜500g/Lで且つ発泡粒子の示差走査熱量測定によるDSC曲線における基材樹脂の融解熱に由来する吸熱曲線ピーク(固有ピーク)よりも高温側に吸熱曲線ピーク(高温ピーク)が存在する発泡粒子を製造することが好ましい。そのような発泡粒子は、独立気泡率の高い、成形に適切な発泡粒子である。方法Aの場合、得られる発泡粒子において、その高温ピークの熱量が2J/g〜70J/gであるのが特に好ましい。高温ピークの熱量が2J/g未満の場合はEPP成形体の圧縮強度、エネルギー吸収量などが低下する虞がある。また70J/gを超える場合は、発泡粒子を成形するに先立ち発泡粒子内の空気圧を高める工程で必要となる空気圧が高くなりすぎたり、成形サイクルが長くなったりする虞れがあるので好ましくない。方法Aにおいて、上記高温ピークの熱量は、特に3J/g〜65J/g(更に好ましくは12J/g〜58J/g)であって、かつ高温ピークの熱量と固有ピークの熱量の総和に対して10〜60%であることが好ましく、20〜50%であることがより好ましい。また、高温ピークの熱量と固有ピークの熱量の総和は40J/g〜150J/gであることが好ましい。尚、本発明及び本明細書における高温ピークの熱量と固有ピークの熱量は、いずれも吸熱量を意味し、そしてその数値は絶対値で表現されたものである。 Method A employs the above dispersion medium releasing foaming method, has an apparent density of 10 g / L to 500 g / L, and an endothermic curve peak derived from the heat of fusion of the base resin in the DSC curve by differential scanning calorimetry of the expanded particles. It is preferable to produce expanded particles having an endothermic curve peak (high temperature peak) on the higher temperature side than (inherent peak). Such foamed particles are foamed particles having a high closed cell ratio and suitable for molding. In the case of the method A, it is particularly preferable that the foamed particles obtained have a high-temperature peak heat quantity of 2 J / g to 70 J / g. If the amount of heat at the high temperature peak is less than 2 J / g, the compression strength, energy absorption amount, etc. of the EPP molded product may be reduced. On the other hand, if it exceeds 70 J / g, the air pressure required in the step of increasing the air pressure in the foamed particles prior to molding the foamed particles may become too high, or the molding cycle may be prolonged, which is not preferable. In Method A, the heat quantity of the high temperature peak is particularly 3 J / g to 65 J / g (more preferably 12 J / g to 58 J / g), and the sum of the heat quantity of the high temperature peak and the heat quantity of the intrinsic peak. It is preferable that it is 10 to 60%, and it is more preferable that it is 20 to 50%. Moreover, it is preferable that the sum total of the calorie | heat amount of a high temperature peak and the calorie | heat amount of an intrinsic peak is 40 J / g-150 J / g. In the present invention and the present specification, the calorific value of the high temperature peak and the calorific value of the intrinsic peak both mean endothermic amounts, and the numerical values are expressed in absolute values.
発泡粒子の高温ピークの熱量は、発泡粒子2〜4mgを、窒素雰囲気下で、示差走査熱量計によって室温(10〜40℃)から220℃まで10℃/分で昇温した時に得られる図1に示す第1回目のDSC曲線に認められる基材樹脂の融解熱に由来する固有の吸熱曲線ピーク(固有ピーク)aが現れる温度よりも高温側に現れる吸熱曲線ピーク(高温ピーク)bの熱量をいい、この高温ピークbの面積に相当するものであり、具体的には次のようにして求めることができる。
まず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丁に相当するDSC曲線上の点βとを結ぶ直線(α−β)を引く。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σとする。高温ピークbの面積は、DSC曲線の高温ピークb部分の曲線と、線分(σ−β)と、線分(γ−σ)とによって囲まれる部分(図1において斜線を付した部分)の面積であり、これが高温ピークの熱量に相当する。尚、上記融解終了温度丁とは、高温ピークbの高温側におけるDSC曲線と高温側ベースラインとの交点をいう。
また、高温ピークの熱量と固有ピークの熱量の総和は、前記直線(α−β)とDSC曲線とで囲まれる部分の面積に相当する。
The amount of heat at the high temperature peak of the expanded particles is obtained when 2 to 4 mg of expanded particles are heated at a rate of 10 ° C./minute from room temperature (10 to 40 ° C.) to 220 ° C. with a differential scanning calorimeter in a nitrogen atmosphere. The amount of heat of the endothermic curve peak (high temperature peak) b appearing on the higher temperature side than the temperature at which the intrinsic endothermic curve peak (intrinsic peak) a derived from the heat of fusion of the base resin found in the first DSC curve shown in FIG. It corresponds to the area of the high temperature peak b, and can be specifically obtained as follows.
First, a straight line (α−β) connecting a point α corresponding to 80 ° C. on the DSC curve and a point β on the DSC curve corresponding to the melting end temperature of the expanded particles is drawn. Next, a straight line parallel to the vertical axis of the graph is drawn from the point γ on the DSC curve corresponding to the valley between the intrinsic peak a and the high temperature peak b, and the point intersecting with the straight line (α−β) is defined as σ. . The area of the high temperature peak b is that of the portion surrounded by the curve of the high temperature peak b portion of the DSC curve, the line segment (σ-β), and the line segment (γ-σ) (the portion hatched in FIG. 1). This is the area, which corresponds to the amount of heat at the high temperature peak. The melting end temperature is the intersection of the DSC curve on the high temperature side of the high temperature peak b and the high temperature side baseline.
Moreover, the sum total of the heat amount of the high temperature peak and the heat amount of the intrinsic peak corresponds to the area of the portion surrounded by the straight line (α-β) and the DSC curve.
尚、発泡粒子の固有ピークと高温ピークを上記の通り示差走査熱量計によって測定するに際しては、発泡粒子1個当たりの重量が2mg未満の場合は、総重量が2mg〜10mgとなる複数個の発泡粒子をそのまま測定に使用すればよく、また、発泡粒子1個当たりの重量が2mg〜10mgの場合には、発泡粒子1個をそのまま測定に使用すればよく、また、発泡粒子1個当たりの重量が10mg超の場合には、1個の発泡粒子を、複数個に切断して得た重量が2mg〜10mgとなる切断試料1個を測定に使用すればよい。ただし、この切断試料は、1個の発泡粒子をカッター等を使用して切断されたものであるが、切断に際しては、当初から有する発泡粒子の表面は切除せずにそのまま残すと共に、各切断試料の形状ができる限り同じ形状となるように均等に且つ各切断試料においては切除せずに残された上記発泡粒子表面の面積ができる限り同じ面積となるように切断されることが好ましい。例えば発泡粒子1個当たりの重量が18mgの場合には、任意の方向に向けた発泡粒子を垂直方向の真中より水平に切断すれば2個のほぼ同じ形状の約9mgの切断試料が得られ、各切断試料は、当初から有する発泡粒子の表面はそのまま残されていると共にその表面の面積は各切断試料でほぼ同じ面積となる。このようにして得られた2個の切断試料の内の1個を上記の通り固有ピークと高温ピークの測定に使用すればよい。尚、本明細書では、断り無く単に「発泡粒子の高温ピーク」と表現している場合には、以上の測定で得られた高温ピークの熱量のことを言い、これは後述する発泡粒子の表層部分に関する高温ピークの熱量及び内部発泡層部分に関する高温ピークの熱量とは異なるものである。 When the intrinsic peak and the high temperature peak of the expanded particles are measured by the differential scanning calorimeter as described above, when the weight per expanded particle is less than 2 mg, a plurality of expanded foams having a total weight of 2 mg to 10 mg. The particles may be used for the measurement as they are, and when the weight per foamed particle is 2 mg to 10 mg, the foamed particles may be used for the measurement as it is, and the weight per foamed particle. Is more than 10 mg, one cut sample having a weight of 2 mg to 10 mg obtained by cutting one expanded particle into a plurality of particles may be used for the measurement. However, this cut sample is obtained by cutting one foamed particle using a cutter or the like, but at the time of cutting, the surface of the foamed particle that is originally provided is left without being cut, and each cut sample It is preferable that the foamed particles are cut so as to have the same shape as much as possible, and in each cut sample, the area of the surface of the expanded particles remaining without being cut is as much as possible. For example, when the weight per expanded particle is 18 mg, if the expanded particle oriented in an arbitrary direction is cut horizontally from the middle of the vertical direction, two approximately 9 mg cut samples having substantially the same shape are obtained. In each cut sample, the surface of the expanded particles from the beginning is left as it is, and the area of the surface is almost the same in each cut sample. One of the two cut samples thus obtained may be used for the measurement of the intrinsic peak and the high temperature peak as described above. In the present specification, when simply expressed as “high temperature peak of foamed particles”, the heat quantity of the high temperature peak obtained by the above measurement is referred to, and this is the surface layer of the foamed particles described later. The amount of heat at the high temperature peak for the portion and the amount of heat at the high temperature peak for the inner foam layer portion are different.
尚、この高温ピークbは、上記のようにして測定した第1回目のDSC曲線には認められるが、第1回目のDSC曲線を得た後、220℃から10℃/分で一旦40℃付近(40〜50℃)まで降温し、再び10℃/分で220℃まで昇温した時に得られる第2回目のDSC曲線には認められない。第2回目のDSC曲線には、図2に示されるような基材樹脂の融解時の吸熱に相当する固有ピークaのみが認められる。
尚、発泡粒子の第1回目のDSC曲線に現れる固有ピークaの頂点の温度は、基材樹脂の融点(Tm)を基準とすると、通常、[Tm−5℃]〜[Tm+5℃]の範囲に現れる(最も一般的には[Tm−4℃]〜[Tm+4℃]の範囲に現れる)。また、発泡粒子の第1回目のDSC曲線に現れる高温ピークbの頂点の温度は、基材樹脂の融点(Tm)を基準とすると、通常、 [Tm+5℃]〜[Tm+15℃]の範囲に現れる(最も一般的には[Tm+6℃]〜[Tm+14℃]の範囲に現れる)。また、発泡粒子の第2回目のDSC曲線に認められる固有ピークaの頂点の温度(基材樹脂の融点に対応する温度)は、基材樹脂の融点/Tm)を基準とすると、通常、[Tm−2℃]〜[Tm+2℃]の範囲に現れる。
This high temperature peak b is observed in the first DSC curve measured as described above, but after obtaining the first DSC curve, it is once around 40 ° C. at 220 ° C. to 10 ° C./min. It is not recognized in the second DSC curve obtained when the temperature is lowered to (40 to 50 ° C.) and again raised to 220 ° C. at 10 ° C./min. In the second DSC curve, only the intrinsic peak a corresponding to the endotherm when the base resin is melted as shown in FIG. 2 is recognized.
The temperature at the peak of the intrinsic peak a appearing in the first DSC curve of the expanded particles is usually in the range of [Tm−5 ° C.] to [Tm + 5 ° C.] based on the melting point (Tm) of the base resin. (Most commonly appears in the range of [Tm−4 ° C.] to [Tm + 4 ° C.]). Further, the temperature at the apex of the high temperature peak b appearing in the first DSC curve of the expanded particles usually appears in the range of [Tm + 5 ° C.] to [Tm + 15 ° C.] based on the melting point (Tm) of the base resin. (Most commonly appears in the range of [Tm + 6 ° C.] to [Tm + 14 ° C.]). In addition, the temperature at the top of the intrinsic peak a observed in the second DSC curve of the expanded particles (temperature corresponding to the melting point of the base resin) is usually [ Tm-2 ° C.] to [Tm + 2 ° C.].
EPP粒子は、前記の通り、DSC測定において、1回目のDSC曲線に高温ピークが出現する結晶構造を有するものが好ましいが、この高温ピークの熱量は樹脂の融点と発泡温度の差に強く影響される。
EPP粒子の高温ピーク熱量は特にEPP粒子相互の融着に関して最低融着温度を決定する因子として作用する。ここでいう最低融着温度とは、EPP粒子相互が型内で融着するために必要な最低の飽和スチーム圧力を与える温度を意味する。高温ピーク熱量は、この最低融着温度と密接な関係にあり、全く同一の基材樹脂を用いた場合、高温ピーク熱量値が小さい方が高温ピーク熱量値が大きいときよりも最低融着温度が低くなるという傾向がある。この高温ピーク熱量の値にはEPP粒子の製造段階で樹脂に与える発泡温度の高低が強く影響しており、同一の基材樹脂を用いた場合、発泡温度が高い方が低い場合より高温ピーク熱量値が小さくなる傾向がある。
ところが、高温ピーク熱量が小さいEPP粒子を用いてEPP成形体を得る場合、最低融着温度は相対的に低くなる傾向があるものの、EPP成形体の圧縮強度(剛性)等の強度物性等が相対的に低下する傾向がある。一方で、高温ピーク熱量が大きい発泡粒子を用いてEPP成形体を得る場合、EPP成形体の圧縮強度等の強度物性等が相対的に高くなる傾向があるものの、最低融着温度が相対的に高くなり、前述のようにEPP成形体を製造する際に高い圧力のスチームを必要とする場合が生じるといった問題が発生する。即ち、最も好ましい発泡粒子は最低融着温度が低く且つEPP成形体の圧縮強度等の強度物性等が相対的に高いといった相反する性質を同時に有する発泡粒子である。
As described above, the EPP particles preferably have a crystal structure in which a high temperature peak appears in the first DSC curve in DSC measurement. However, the amount of heat of the high temperature peak is strongly influenced by the difference between the melting point and the foaming temperature of the resin. The
The high temperature peak heat quantity of the EPP particles acts as a factor that determines the minimum fusion temperature, particularly with respect to the fusion between the EPP particles. The minimum fusion temperature here means a temperature that gives the lowest saturated steam pressure necessary for the EPP particles to fuse together in the mold. The high temperature peak calorific value is closely related to this minimum fusing temperature, and when the same base resin is used, the minimum fusing temperature is lower when the high temperature peak calorific value is larger than when the high temperature peak calorific value is large. There is a tendency to be lower. The value of the high temperature peak heat quantity is strongly influenced by the foaming temperature applied to the resin in the production stage of the EPP particles. When the same base resin is used, the high temperature peak heat quantity is lower than when the foaming temperature is lower. The value tends to be smaller.
However, when obtaining an EPP molded product using EPP particles having a small high-temperature peak heat amount, the minimum fusing temperature tends to be relatively low, but the strength physical properties such as compression strength (rigidity) of the EPP molded product are relatively high. Tend to decline. On the other hand, when an EPP molded product is obtained using expanded particles having a high high-temperature peak heat quantity, the strength properties such as the compression strength of the EPP molded product tend to be relatively high, but the minimum fusion temperature is relatively high. As described above, there is a problem in that steam with high pressure may be required when manufacturing an EPP compact as described above. That is, the most preferred foamed particles are foamed particles having the opposite properties such that the minimum fusing temperature is low and the strength properties such as compressive strength of the EPP molded article are relatively high.
方法Aで得られる発泡粒子は、高温ピーク熱量が大きい場合であっても、最低融着温度が効果的に低下されたものである。この発泡粒子を用いて発泡粒子成形体を製造する場合には、圧縮強度等の機械的物性において実用的強度を有する成形体を得ることができる。 The foamed particles obtained by Method A are those in which the minimum fusing temperature is effectively reduced even when the high-temperature peak heat quantity is large. When a foamed particle molded body is produced using the foamed particles, a molded body having practical strength in mechanical properties such as compressive strength can be obtained.
DSC曲線における高温ピークを有する発泡粒子は、密閉容器内で分散媒体に表面改質樹脂粒子を分散させて加熱する際に、表面改質樹脂粒子を構成する基材樹脂の融解終了温度(Te)以上に昇温することなく、基材樹脂の融点(Tm)より20℃低い温度以上、融解終了温度(Te)未満の範囲内の任意の温度(Ta)で止めてその温度(Ta)で十分な時間、好ましくは10〜60分程度保持し、その後、融点(Tm)より15℃低い温度から融解終了温度[(Te)+10℃]の範囲の任意の温度(Tb)に調節し、その温度で止め、必要により当該温度でさらに十分な時間、好ましくは10〜60分程度、保持してから表面改質樹脂粒子を密閉容器内から低圧下に放出して発泡させる方法により得ることができる。 Foamed particles having a high temperature peak in the DSC curve are the melting end temperature (Te) of the base resin constituting the surface-modified resin particles when the surface-modified resin particles are dispersed in a dispersion medium and heated in a closed container. Without increasing the temperature above, stop at an arbitrary temperature (Ta) that is 20 ° C. lower than the melting point (Tm) of the base resin and lower than the melting end temperature (Te), and that temperature (Ta) is sufficient Held for about 10 to 60 minutes, and then adjusted to an arbitrary temperature (Tb) in the range of 15 ° C. lower than the melting point (Tm) to the end of melting temperature [(Te) + 10 ° C.] The surface-modified resin particles can be obtained by foaming by releasing the surface-modified resin particles from the inside of the sealed container under a low pressure after holding at this temperature for a further sufficient time, preferably about 10 to 60 minutes, if necessary.
尚、上記融点(Tm)とは、本樹脂粒子2〜4mgを試料として用いて前述の如き発泡粒子のDSC曲線を得るのと同様の方法で本樹脂粒子に対して示差走査熱量測定を行い、これによって得られた2回目のDSC曲線(その一例を図2に示す)に認められる基材樹脂固有の吸熱曲線ピークaの頂点の温度であり、融解終了温度(Te)とは、該固有の吸熱曲線ピークaの高温側におけるDSC曲線と高温側べースライン(BL)との交点(β)を言う。
本樹脂粒子に対する2回目のDSC曲線に現れる吸熱曲線ピークは、それがポリプロピレン系樹脂の融解に基づくピークであることを前提として、通常は1つの吸熱曲線ピークとなって現れる。ただし、2以上のポリプロピレン系樹脂の混合物からなる場合等には、まれに2以上の吸熱ピークが認められることがある。その場合には、各ピークの頂点を通ると共にグラフの縦軸と平行な(横軸と直交する)直線をそれぞれ引き、各直線においてピークの頂点からベースラインBLまでの長さを測定し、その長さが最も長い直線上のピークの頂点を上記Tmとする。ただし、同程度の長い直線が2以上存在し最も長い直線を特定できない場合には、最も高温側のピークの頂点を上記Tmとする。
The melting point (Tm) is a differential scanning calorimetry of the resin particles in the same manner as the DSC curve of the expanded particles as described above using 2 to 4 mg of the resin particles as a sample. This is the temperature at the apex of the endothermic curve peak a unique to the base resin found in the second DSC curve (an example of which is shown in FIG. 2), and the melting end temperature (Te) is the inherent temperature. This is the intersection (β) between the DSC curve on the high temperature side of the endothermic curve peak a and the high temperature side base line (BL).
The endothermic curve peak appearing in the second DSC curve for the resin particles usually appears as one endothermic curve peak on the premise that it is a peak based on melting of the polypropylene resin. However, when it consists of a mixture of two or more polypropylene resins, two or more endothermic peaks are rarely observed. In that case, a straight line that passes through the apex of each peak and is parallel to the vertical axis of the graph (perpendicular to the horizontal axis) is drawn, and the length from the peak apex to the baseline BL is measured on each straight line. The peak apex on the straight line having the longest length is defined as Tm. However, when there are two or more straight lines of the same degree and the longest straight line cannot be specified, the peak apex on the highest temperature side is defined as Tm.
また、発泡粒子における上記高温ピークの熱量の大小は、主として、発泡粒子を製造する際の樹脂粒子に対する上記温度(Ta)と該温度における保持時間および上記温度(Tb)と該温度における保持時間ならびに昇温速度に依存する。発泡粒子の上記高温ピークの熱量は、温度(Ta)または(Tb)が上記温度範囲内において低い程、保持時間が長い程、大きくなる傾向を示す。通常、加熱時の昇温速度(加熱開始から温度保持を開始するまでの間の平均昇温速度)は0.5〜5℃/分が採用される。これらの点を考慮して予備実験を繰り返すことにより、所望の高温ピーク熱量を示す発泡粒子の製造条件を容易に知ることができる。 The amount of heat of the high temperature peak in the expanded particles is mainly determined by the temperature (Ta), the retention time at the temperature, the temperature (Tb), the retention time at the temperature, and the retention time for the resin particles when the expanded particles are produced. Depends on the heating rate. The amount of heat at the high temperature peak of the expanded particles tends to increase as the temperature (Ta) or (Tb) falls within the above temperature range or as the holding time increases. Usually, 0.5 to 5 ° C./min is employed as the rate of temperature rise during heating (average rate of temperature rise from the start of heating to the start of temperature holding). By repeating the preliminary experiment in consideration of these points, it is possible to easily know the production conditions for the expanded particles exhibiting a desired high-temperature peak heat quantity.
尚、以上で説明した温度範囲は、発泡剤として無機系物理発泡剤を使用した場合の適切な温度範囲である。有機系物理発泡剤が併用された場合には、その種類や使用量に応じてその適切な温度範囲は上記温度範囲よりもそれぞれ低温側にシフトする。 In addition, the temperature range demonstrated above is a suitable temperature range at the time of using an inorganic type physical foaming agent as a foaming agent. When an organic physical foaming agent is used in combination, the appropriate temperature range shifts to a lower temperature side than the above temperature range depending on the type and amount of use.
以上のようにして、有機過酸化物を分解させて本樹脂粒子表面を改質した表面改質樹脂粒子から得られた、低温のスチームで成形可能なEPP粒子は、次のような構造的特異性を有していることが測定結果より判明している。 As described above, the EPP particles, which are obtained from the surface modified resin particles obtained by modifying the surface of the present resin particles by decomposing the organic peroxide and can be molded with low-temperature steam, have the following structural uniqueness. It has been found from the measurement results that it has the property.
発泡粒子の表層部分と表層部分を含まない内部発泡層部分に分割して高温ピーク熱量を測定したところ、表面改質されていない発泡粒子の表層部分の高温ピーク熱量(△Hs)と内部発泡層部分の高温ピークの熱量(△Hi)との関係が、△Hs≧△Hi×0.87となる性質があったのに対して、方法Aで得られた発泡粒子では、△Hs<△Hi×0.86であることが観察された。低温のスチームで成形可能な発泡粒子は、△Hs<△Hi×0.86なる関係をもつが、△Hs<△Hi×0.83であることが好ましく、△Hs<△Hi×0.80であることがより好ましく、△Hs<△Hi×0.75であることが更に好ましく、△Hs<△Hi×0.70であることが特に好ましく、△Hs<△Hi×0.60であることが最も好ましい。また、△Hsは、△Hs≧△Hi×0.25であることが好ましい。△Hs<△Hi×0.86であることにより、表面改質されていない発泡粒子よりも低温で型内成形が可能となる。尚、△Hsは、1.7J/g〜60J/gであることが好ましく、2J/g〜50J/gであることがより好ましく、3J/9〜45J/9であることが特に好ましく、4J/9〜40J/9であることが最も好ましい。 When the high temperature peak heat quantity was measured by dividing the surface layer portion of the expanded particles and the internal expanded layer portion not including the surface layer portion, the high temperature peak heat amount (ΔHs) of the surface layer portion of the expanded particles not surface-modified and the internal expanded layer Whereas the relationship with the amount of heat (ΔHi) of the high-temperature peak of the part was such that ΔHs ≧ ΔHi × 0.87, the expanded particles obtained by Method A had ΔHs <ΔHi. It was observed to be x0.86. Expanded particles that can be molded with low-temperature steam have a relationship of ΔHs <ΔHi × 0.86, preferably ΔHs <ΔHi × 0.83, and ΔHs <ΔHi × 0.80. Is more preferable, ΔHs <ΔHi × 0.75 is further preferable, ΔHs <ΔHi × 0.70 is particularly preferable, and ΔHs <ΔHi × 0.60 is satisfied. Most preferred. ΔHs is preferably ΔHs ≧ ΔHi × 0.25. When ΔHs <ΔHi × 0.86, in-mold molding can be performed at a lower temperature than expanded particles that are not surface-modified. ΔHs is preferably 1.7 J / g to 60 J / g, more preferably 2 J / g to 50 J / g, and particularly preferably 3 J / 9 to 45 J / g. It is most preferable that it is / 9-40J / 9.
発泡粒子の表層部分の高温ピーク熱量は、発泡粒子の表層部分を切り出し、2〜4mg集めこれを試料とする以外は上記した発泡粒子の高温ピーク熱量の測定と同じ操作を行なって求めることができる。また、発泡粒子の内部発泡層部分の高温ピーク熱量は、表層部分を含まないように発泡粒子の内部から切り出し、2〜4mg集めこれを試料とする以外は上記した発泡粒子の高温ピーク熱量の測定と同じ操作を行なって求めることができる。 The high temperature peak calorific value of the surface layer portion of the expanded particle can be obtained by performing the same operation as the measurement of the high temperature peak heat amount of the expanded particle described above except that the surface layer portion of the expanded particle is cut out and 2 to 4 mg is collected and used as a sample. . In addition, the high temperature peak calorific value of the internal foamed layer portion of the foamed particle is cut out from the inside of the foamed particle so as not to include the surface layer portion, and 2 to 4 mg is collected and used as a sample to measure the high temperature peak calorific value of the foamed particle described above The same operation can be performed.
上記の発泡粒子の表層部分と表層部分を含まない内部発泡層部分に分割して高温ピーク熱量を測定する際の試料の作製方法は次の通りである。
発泡粒子の表層部分は、表層部分をカッターナイフ、ミクロトーム等を用いてスライスして表層部分を集めて測定に供すればよい。但し、スライスされた発泡粒子の表層部分の表面の全面には発泡粒子の表面を必ず存在させるが、スライスされた発泡粒子の表層部分の裏面においては、発泡粒子の表面から発泡粒子の重心に向って200μmを越える部分が含まれないように、発泡粒子表面の無作為に選んだ1箇所又は複数箇所からスライスされる。スライスされた発泡粒子の表層部分の裏面において、発泡粒子の表面から発泡粒子の重心に向って200μmを越える部分が含まれるようになると、内部発泡層部分を多量に含有することとなり表層部分の融点及び高温ピーク熱量を正確に測定できない虞がある。尚、1個の発泡粒子から得られる表層部分が2〜4mgに満たない場合は複数個の発泡粒子を使用して上記操作を繰り返して必要量の表層部分を集めればよい。
A method for preparing a sample when the high temperature peak calorific value is measured by dividing the foamed particle into a surface layer portion and an internal foam layer portion not including the surface layer portion is as follows.
The surface layer portion of the expanded particle may be sliced using a cutter knife, a microtome, etc., and the surface layer portion may be collected and used for measurement. However, the surface of the foamed particle always exists on the entire surface of the surface layer portion of the sliced foamed particle, but on the back surface of the surface layer portion of the sliced foamed particle, the surface of the foamed particle faces the center of gravity of the foamed particle. In other words, the surface of the expanded particle is sliced from one or a plurality of points selected at random so that a part exceeding 200 μm is not included. If the back surface of the surface layer portion of the sliced foamed particle includes a part exceeding 200 μm from the surface of the foamed particle toward the center of gravity of the foamed particle, it will contain a large amount of the internal foamed layer part and the melting point of the surface layer part. In addition, there is a possibility that the high temperature peak heat quantity cannot be measured accurately. In addition, when the surface layer part obtained from one expanded particle is less than 2-4 mg, what is necessary is just to collect the required amount surface layer part by repeating the said operation using several expanded particle.
一方、発泡粒子の表層部分を含まない内部発泡層部分は、発泡粒子の表面と、発泡粒子の表面から発泡粒子の重心部に向かって200μmとの間の部分が含まれないように発泡粒子の全面から表層部分を切除したものを使用して融点及び高温ピーク熱量の測定に供するればよい。ただし、発泡粒子の大きさが小さすぎて上記の表面から200μmの部分を切除すると内部発泡層部分がなくなってしまう場合には、発泡粒子の表面と、発泡粒子の表面から発泡粒子の重心部に向かって100μmとの間の部分が含まれないように発泡粒子の全面から表層部分を切除したものが内部発泡層部分として使用され、更にそれでも内部発泡層部分がなくなってしまう場合には、発泡粒子の表面と、発泡粒子の表面から発泡粒子の重心部に向かって50μmとの間の部分が含まれないように発泡粒子の全面から表層部分を切除したものが内部発泡層部分として使用される。尚、2個の発泡粒子から得られる内部発泡層部分が2〜4mgに満たない場合は複数個の発泡粒子を使用して上記操作を繰り返して必要量の内部発泡層部分を集めればよい。 On the other hand, the inner foamed layer portion that does not include the surface layer portion of the foamed particle is such that the surface of the foamed particle and the portion between the surface of the foamed particle and 200 μm from the surface of the foamed particle toward the center of gravity of the foamed particle are not included. What is necessary is just to use for the melting | fusing point and high temperature peak calorie | heat amount measurement using what cut off the surface layer part from the whole surface. However, if the size of the expanded particles is too small and the 200 μm portion is removed from the above surface, the internal expanded layer portion disappears. From the expanded particle surface to the center of gravity of the expanded particle from the expanded particle surface When the surface layer portion is cut from the entire surface of the expanded particle so that the portion between 100 μm is not included, and the inner expanded layer portion is still lost, the expanded particle The surface of the foamed particle is cut out from the entire surface of the foamed particle so that the portion between the surface of the foamed particle and the portion between the surface of the foamed particle and the center of gravity of the foamed particle is 50 μm is not used. In addition, what is necessary is just to collect a required amount of internal foamed layer parts by repeating the said operation using several foamed particles, when the internal foamed layer part obtained from two foamed particles is less than 2-4 mg.
また、MFRを測定したところ、MFRの値は表面改質される前の本樹脂粒子のMFRの値と同じかそれよりも大きな値を示すことが観察された。本発明では、発泡粒子のMFRの値は表面改質される前の本樹脂粒子のMFRの値の1.2倍以上とすることが好ましく、1.5倍以上とすることがより好ましく、1.8〜3.5倍とすることが最も好ましい。尚、発泡粒子のMFRの値は、EPP成形体の耐熱性及び発泡粒子製造時の発泡効率を考慮すると、0.5〜150g/10分となるようにすることが好ましく、1〜100g/10分となるようにすることがより好ましく、10〜80g/10分となるようにすることが更に好ましい。 Further, when MFR was measured, it was observed that the MFR value was the same as or larger than the MFR value of the resin particles before surface modification. In the present invention, the MFR value of the expanded particles is preferably 1.2 times or more, more preferably 1.5 times or more of the MFR value of the resin particles before surface modification. Most preferably, it is 8 to 3.5 times. The MFR value of the expanded particles is preferably 0.5 to 150 g / 10 minutes considering the heat resistance of the EPP molded product and the expansion efficiency at the time of manufacturing the expanded particles, and preferably 1 to 100 g / 10. It is more preferable to make the minute, more preferably 10 to 80 g / 10 minutes.
上記発泡粒子のMFRとは、発泡粒子を200℃に温度調節した加熱プレス盤で厚さ0.2mmから1mmのプレスシートを調製し、該シートからペレット状或いは棒状に試料を切り出し、その試料を使って上記無架橋プロピレン系樹脂のMFRの測定と同様の方法で測定を行った値である。尚、発泡粒子の正確なMFRの測定値を得るために、上記試料への気泡等の混入は避ける必要がある。気泡の混入がどうしても避けられない場合には、同一サンプルを繰り返し3回までの範囲で加熱プレス盤による脱泡を目的としたプレスシートの調製を行うことができる。 The MFR of the above-mentioned expanded particles is a press sheet having a thickness of 0.2 mm to 1 mm prepared on a heated press machine in which the temperature of the expanded particles is adjusted to 200 ° C., and a sample is cut out from the sheet in a pellet shape or a rod shape. It is the value which measured by the method similar to the measurement of MFR of the said uncrosslinked propylene-type resin using. Incidentally, in order to obtain an accurate MFR measurement value of the expanded particles, it is necessary to avoid mixing of bubbles and the like into the sample. If air bubbles are unavoidably mixed, a press sheet can be prepared for the purpose of defoaming with a hot press machine within the range of repeating the same sample up to 3 times.
更に、方法Aで得た発泡粒子は、特に酸素ラジカルを発生する有機過酸化物を用いた場合、有機過酸化物の付加作用により若干量の酸素を含有する改質表面を形成する。このことは、本発明の方法で得た発泡粒子の表面と、それから製造されたEPP成形体の表面の分析から明らかとなっている。具体的には、方法Aで得た発泡粒子から製造されたEPP成形体の表面(即ち発泡粒子の表面と実質的に同じ)と、従来の表面改質されていない発泡粒子から製造されたEPP成形体の表面のそれぞれをATR測定(全反射吸収測定法)で比較した結果、方法Aで得た発泡粒子から製造されたEPP成形体の表面には、新たに1033cm−1付近の吸収に差のあることを確認しており、酸素単体あるいは酸素を含有した官能基の付加あるいは挿入等の変化があったことが認められた。具体的には、1166cm−1の吸収における両ピーク高さ(方法Aで得た発泡粒子からの成形体に対する吸収ピーク高さと従来の成形体に対する吸収ピーク高さ)を同じとしたときに、方法Aで得た発泡粒子からの成形体表面の1033cm−1付近の吸収ピークの高さは、従来の成形体表面の1033cm−1付近の吸収ピークの高さに比べ高くなっている。更に発泡粒子の表面観察としてEDS(エネルギー分散形分析装置)による元素分析を行った結果、酸素と炭素の比に関し、方法Aで得た発泡粒子の場合、0.2(mol/mol)であったのに対し、従来の発泡粒子の場合、0.09(mol/mol)であった。この様な観点から、本発明においては、発泡粒子表面におけるその酸素と炭素の比は0.15以上であることが好ましい。
以上のことから、有機過酸化物の付加作用により若干量の酸素を含有する改質表面を形成しているのは明白である。このような改質表面の形成は成形の際スチームの透過性を有利にすると考えられる。上記した方法Aによって得られたEPP粒子は、上記酸素を含有する改質表面又は/及び上記発泡粒子の表層部分の高温ピーク熱量の低下又は/及び上記発泡粒子表面の補外融解開始温度の低下により、その最低融着温度は大きく低減されるものと推測される。
Further, the foamed particles obtained by the method A form a modified surface containing a slight amount of oxygen due to the addition action of the organic peroxide, particularly when an organic peroxide that generates oxygen radicals is used. This is clear from the analysis of the surface of the expanded particles obtained by the method of the present invention and the surface of the EPP molded product produced therefrom. Specifically, the surface of the EPP molded body produced from the foamed particles obtained by the method A (ie, substantially the same as the surface of the foamed particles) and the EPP produced from the conventional non-surface-modified foamed particles. As a result of comparing each surface of the molded body by ATR measurement (total reflection absorption measurement method), the surface of the EPP molded body produced from the expanded particles obtained by Method A newly has a difference in absorption around 1033 cm −1. It was confirmed that there was a change such as addition or insertion of oxygen alone or a functional group containing oxygen. Specifically, when both peak heights in absorption at 1166 cm −1 (the absorption peak height for the molded body from the foamed particles obtained by Method A and the absorption peak height for the conventional molded body) are made the same, The height of the absorption peak near 1033 cm −1 on the surface of the molded body from the expanded particles obtained in A is higher than the height of the absorption peak near 1033 cm −1 on the surface of the conventional molded body. Furthermore, as a result of elemental analysis using an EDS (energy dispersive analyzer) as a surface observation of the expanded particles, the ratio of oxygen to carbon was 0.2 (mol / mol) in the case of expanded particles obtained by Method A. On the other hand, in the case of the conventional expanded particle, it was 0.09 (mol / mol). From such a viewpoint, in the present invention, the ratio of oxygen to carbon on the surface of the expanded particles is preferably 0.15 or more.
From the above, it is clear that a modified surface containing a slight amount of oxygen is formed by the addition action of the organic peroxide. The formation of such a modified surface is believed to favor steam permeability during molding. The EPP particles obtained by the method A described above have a reduced high-temperature peak heat amount on the modified surface containing oxygen and / or a surface layer portion of the expanded particles or / and a decreased extrapolated melting start temperature on the expanded particle surfaces. Therefore, it is estimated that the minimum fusing temperature is greatly reduced.
上記した方法Aによって得られたEPP粒子は、大気圧下で熟成した後、必要に応じて気泡内圧を高めてから、水蒸気や熱風を用いて加熱することによって、より高発泡倍率の発泡粒子とすることが可能である。
本発明によるEPP成形体の製造方法は、EPP粒子を、必要に応じて気泡内圧を高めてから、加熱及び冷却が可能であってかつ開閉し密閉できる型内に充填し、飽和スチームを供給して型内でEPP粒子同士を加熱して膨張させて融着させ、次いで冷却して型内から取り出すバッチ式成形法を採用して実施することができる。当該バッチ式成形法で使用される成形機としては、既に数多くの成形機が世界中に存在し、国によって多少異なるものの、その耐圧は、0.41MPa(G)又は0.45MPa(G)のものが多い。従って、EPP粒子同士を膨張させて融着させる際の飽和スチームの圧力は、0.45MPa(G)以下又は未満であることが好ましく、0.41MPa(G)以下又は未満であることがより好ましい。
The EPP particles obtained by the above-mentioned method A are aged under atmospheric pressure, and after increasing the bubble internal pressure as necessary, by heating with steam or hot air, Is possible.
In the method for producing an EPP molded body according to the present invention, the EPP particles are filled in a mold that can be heated and cooled and that can be opened and closed and sealed, after increasing the internal pressure of the bubble, and supplying saturated steam. It is possible to carry out by adopting a batch molding method in which the EPP particles are heated and expanded in the mold to be expanded and fused, and then cooled and taken out from the mold. As a molding machine used in the batch molding method, a number of molding machines already exist all over the world, and the pressure resistance is 0.41 MPa (G) or 0.45 MPa (G) although it varies slightly depending on the country. There are many things. Therefore, the pressure of the saturated steam when the EPP particles are expanded and fused is preferably 0.45 MPa (G) or less, and more preferably 0.41 MPa (G) or less. .
また、本発明によるEPP成形体の製造方法は、EPP粒子を、必要に応じて気泡内圧を高めてから、通路内の上下に沿って連続的に移動するベルト間に連続的に供給し、飽和スチーム供給領域(加熱領域)を通過する際にEPP粒子同士を膨張融着させ、その後冷却領域を通過させて冷却し、次いで得られた成形体を通路内から取り出し、適宜の長さに順次切断する連続式成形法(例えば特開平9−104026号公報、特開平9−104027号公報及び特開平10−180888号公報等に記載される成形方法)により製造することもできる。この方法では通路内が型内ということになる。 Further, in the method for producing an EPP molded body according to the present invention, the EPP particles are continuously supplied between the belts that continuously move along the upper and lower sides in the passage after increasing the bubble internal pressure as necessary. When passing through the steam supply region (heating region), the EPP particles are expanded and fused together, then cooled by passing through the cooling region, and then the resulting molded product is taken out from the passage and sequentially cut to an appropriate length. Can be produced by a continuous molding method (for example, molding methods described in JP-A-9-104026, JP-A-9-104027, JP-A-10-180888, etc.). In this method, the inside of the passage is in the mold.
尚、EPP粒子の気泡内圧を高める場合には、密閉容器に発泡粒子を入れ、該容器内に加圧気体を供給した状態で適当な時間放置して発泡粒子内に加圧気体を浸透させればよい。加圧供給される気体は必要とされる圧力下で液化、固化しない無機ガスが主成分であれば問題なく使用できるが、さらに窒素、酸素、空気、二酸化炭素、アルゴンの群から選択される1又は2以上の無機ガスを主成分とするものが特に好適に使用され、さらにその中でも環境負荷やコストなどを考慮すると、窒素や空気が好ましい。 In order to increase the bubble internal pressure of the EPP particles, the foamed particles are put in a sealed container, and the pressurized gas is allowed to permeate into the foamed particles by leaving the container in a state where the pressurized gas is supplied. That's fine. The gas supplied under pressure can be used without any problem as long as the main component is an inorganic gas that does not liquefy or solidify under the required pressure, but is further selected from the group consisting of nitrogen, oxygen, air, carbon dioxide, and argon. Alternatively, those mainly composed of two or more inorganic gases are particularly preferably used, and among them, nitrogen and air are preferable in consideration of environmental load and cost.
内圧が高められた発泡粒子の内圧P(MPa)は、次の操作により測定される。尚、ここでは、空気を使用してEPP粒子の内圧を高めた例を示す。
まず、成形に使用されるEPP粒子は、密閉容器に入れられ、該容器内に加圧空気を(通常は容器内の空気圧がゲージ圧で0.98〜9.8MPaの範囲を維持するように)供給した状態で適当な時間放置してEPP粒子内に空気を浸透させることによりEPP粒子の内圧が高められる。充分に内圧が高められたEPP粒子は、成形機の金型内に供給される。EPP粒子の内圧は型内成形直前のEPP粒子の一部(以下、発泡粒子群という。)を使用して、次の操作を行うことによって求められる。
The internal pressure P (MPa) of the expanded particles whose internal pressure is increased is measured by the following operation. Here, an example is shown in which the internal pressure of EPP particles is increased using air.
First, EPP particles used for molding are placed in a closed container, and pressurized air is supplied into the container (usually, the air pressure in the container is maintained within a range of 0.98 to 9.8 MPa as a gauge pressure). ) The internal pressure of the EPP particles can be increased by allowing the air to permeate into the EPP particles by leaving the supplied state for an appropriate time. The EPP particles whose internal pressure has been sufficiently increased are supplied into a mold of a molding machine. The internal pressure of the EPP particles is determined by performing the following operation using a part of the EPP particles immediately before in-mold molding (hereinafter referred to as the expanded particle group).
内圧が高められた型内成形直前の発泡粒子群を加圧タンク内から取り出してから60秒以内に、発泡粒子は通過できないが空気は自由に通過できるサイズの針穴を多数穿設した70mm×100mm程度のポリエチレン製袋の中に収容して気温23℃、相対湿度50%の大気圧下の恒温室に移動する。続いてその恒温室内の秤に載せて重量を読み取る。その重量の測定は、上記した発泡粒子群を加圧タンク内から取出してから120秒後とする。このときの重量をQ(g)とする。続いてその袋を同恒温室に48時間放置する。発泡粒子内の加圧空気は時間の経過と共に気泡膜を透過して外部に抜け出すため発泡粒子群の重量はそれに伴って減少し、48時間後では平衡に達しているため実質的にその重量は安定する。上記48時間後に再度その袋の重量を測定し、このときの重量をU(g)とする。続いて直ちに同恒温室内にて袋から発泡粒子群の全てを取り出して袋のみの重量を読み取る。その重量をZ(g)とする。上記のいずれの重量も0.0001gまで読み取るものとする。Q(g)とU(g)の差を増加空気量W(g)とし、下記(2)式により発泡粒子の内圧P(MPa)が計算される。尚、この内圧Pはゲージ圧に相当する。 70 mm × with a large number of needle holes of a size that allows foam particles to pass through, but allows air to pass freely within 60 seconds after taking out the foam particles just before in-mold molding with increased internal pressure from the pressurized tank It is housed in a polyethylene bag of about 100 mm and moved to a temperature-controlled room under an atmospheric pressure with an air temperature of 23 ° C. and a relative humidity of 50%. Subsequently, the weight is read on a balance in the temperature-controlled room. The weight is measured 120 seconds after the above expanded particle group is taken out from the pressurized tank. The weight at this time is defined as Q (g). The bag is then left in the same greenhouse for 48 hours. Since the pressurized air in the expanded particles permeates through the cell membrane and escapes to the outside as time passes, the weight of the expanded particles decreases accordingly, and after 48 hours, the weight has reached equilibrium. Stabilize. After 48 hours, the weight of the bag is measured again, and the weight at this time is defined as U (g). Then, immediately, take out all the foam particles from the bag in the same temperature chamber and read the weight of the bag alone. Let the weight be Z (g). Any of the above weights shall be read up to 0.0001 g. The difference between Q (g) and U (g) is the increased air amount W (g), and the internal pressure P (MPa) of the expanded particles is calculated by the following equation (2). The internal pressure P corresponds to a gauge pressure.
P=(W÷M)×R×T÷V (2)
ただし、(2)式中、Mは空気の分子量であり、ここでは28.8(g/モル)の定数を採用する。Rは気体定数であり、ここでは0.0083(MPa・L/(K・mo1))の定数を採用する。Tは絶対温度を意味し、23℃の雰囲気が採用されているので、ここでは296(K)の定数である。Vは発泡粒子群の見掛け体積から発泡粒子群中に占める基材樹脂の体積を差し引いた体積(L)を意味する。
P = (W ÷ M) × R × T ÷ V (2)
However, in the formula (2), M is the molecular weight of air, and here, a constant of 28.8 (g / mol) is adopted. R is a gas constant, and here, a constant of 0.0083 (MPa · L / (K · mo1)) is adopted. T means an absolute temperature, and since an atmosphere of 23 ° C. is adopted, it is a constant of 296 (K) here. V means a volume (L) obtained by subtracting the volume of the base resin in the expanded particle group from the apparent volume of the expanded particle group.
尚、発泡粒子群の見掛け体積(L)は、48時間後に袋から取り出された発泡粒子群の全量を直ちに同恒温室内にて23℃の水100cm3が収容されたメスシリンダー内の水に水没させたときの目盛りから、発泡粒子群の体積V(cm3)を算出し、これをリットル(L)単位に換算することによって求められる。発泡粒子群の見掛け発泡倍率は、基材樹脂密度(g/cm3)を発泡粒子群の見掛け密度(g/cm3)で除すことにより求められる。また発泡粒子群の見掛け密度(g/cm3)は、上記発泡粒子群重量(U(g)とZ(g)との差)を体積V(cm3)で除すことにより求められる。
尚、以上の測定においては、上記発泡粒子群重量(U(g)とZ(g)との差)が0.5000〜10.0000gで、かつ体積Vが50〜90cm3となる量の複数個の発泡粒子群が使用される。
The apparent volume (L) of the expanded particle group was determined by submerging the entire amount of the expanded particle group taken out of the bag after 48 hours into water in a measuring cylinder containing 100 cm 3 of 23 ° C. water in the same constant temperature room. The volume V (cm 3 ) of the expanded particle group is calculated from the scale at the time of making it, and this is obtained by converting this to liter (L) units. The apparent expansion ratio of the expanded particle group is determined by dividing the base resin density (g / cm 3 ) by the apparent density (g / cm 3 ) of the expanded particle group. The apparent density (g / cm 3 ) of the expanded particle group is obtained by dividing the weight of the expanded particle group (difference between U (g) and Z (g)) by the volume V (cm 3 ).
In the above measurement, the foamed particle group weight (difference between U (g) and Z (g)) is 0.5000 to 10.0000 g and the volume V is 50 to 90 cm 3. A group of expanded particles is used.
EPP粒子の気泡内の上記内圧は、0〜0.5MPaが好ましく、0〜0.3MPaがさらに好ましく、0〜0.1MPaが最も好ましい。
前記気泡内圧が高くなりすぎると成形時の二次発泡力が過剰となり、成形体内部への飽和スチームの浸透を阻害し、結果的に成形体中央部の温度が不足し、EPP粒子の相互融着が不良となりやすい。
上記手法で製造されるEPP成形体の見掛け密度は目的によって任意に選定できるが、通常は9g/L〜600g/Lの範囲である。EPP成形体の見掛け密度とは、JIS K 7222(1999年)でいう見掛け全体密度のことである。ただし、見掛け全体密度の計算に用いられる成形体の体積は、外寸から計算される体積を採用するが、形状が複雑で外寸からの計算が困難である場合には、成形体を水没させた際の排除体積が採用される。
The internal pressure in the bubbles of the EPP particles is preferably 0 to 0.5 MPa, more preferably 0 to 0.3 MPa, and most preferably 0 to 0.1 MPa.
If the bubble internal pressure becomes too high, the secondary foaming force at the time of molding becomes excessive, impeding the penetration of saturated steam into the molded body, resulting in insufficient temperature at the center of the molded body, and mutual melting of EPP particles. Wearing tends to be bad.
The apparent density of the EPP molded body produced by the above method can be arbitrarily selected depending on the purpose, but is usually in the range of 9 g / L to 600 g / L. The apparent density of the EPP compact is the apparent overall density as defined in JIS K 7222 (1999). However, the volume of the molded body used for calculating the apparent overall density is the volume calculated from the outer dimensions, but if the shape is complex and calculation from the outer dimensions is difficult, the molded body is submerged. Excluded volume is adopted.
また、EPP成形体にはその表面の少なくとも一部に、表面装飾材を積層一体化することができる。そのようなラミネート複合タイプの型内発泡成形体の製造方法は、米国特許第5928776号、米国特許第6096417号、米国特許第6033770号、米国特許第5474841号、ヨーロッパ特許第477476号、WO98/34770号、WO98/00287号、日本特許第3092227号等の各公報に詳細に記載されている。
また、EPP成形体中には、インサート材の全部または一部が埋設されるようにして該インサート材を複合一体化することができる。そのようなインサート複合タイプの型内発泡成形体の製造方法は、米国特許第6033770号、米国特許第5474841号、日本公開特許昭59−127714号、日本特許第3092227号等の各公報に詳細に記載されている。
Further, a surface decoration material can be laminated and integrated on at least a part of the surface of the EPP molded body. US Pat. No. 5,928,776, US Pat. No. 6,096,417, US Pat. No. 6,033,770, US Pat. No. 5,474,841, European Patent No. 477476, WO 98/34770 No., WO 98/00287, Japanese Patent No. 3092227, and the like.
Further, the insert material can be combined and integrated in the EPP molded body so that all or part of the insert material is embedded. Such insert composite type in-mold foam moldings are described in detail in US Pat. No. 6,033,770, US Pat. No. 5,474,841, Japanese Patent Publication No. 59-127714, Japanese Patent No. 3092227, etc. Are listed.
以上のようにして製造されるEPP成形体は、ASTM−D2856−70の手順Cに基づく連続気泡率が40%以下であることが好ましく、30%以下であることがより好ましく、25%以下であることが最も好ましい。連続気泡率が小さい成形体ほど、機械的強度に優れる。 The EPP molded article produced as described above preferably has an open cell ratio based on ASTM-D2856-70 Procedure C of 40% or less, more preferably 30% or less, and 25% or less. Most preferably it is. The smaller the open cell ratio, the better the mechanical strength.
以下に本発明について実施例および比較例を挙げ説明する。 The present invention will be described below with reference to examples and comparative examples.
実施例1〜4、比較例1〜5
表1に示す「樹脂1」99重量部当り、気泡調整剤マスターバッチ(表1に示す「樹脂1」1重量部当たり0.01重量部のホウ酸亜鉛粉末(気泡調整剤)を含有する気泡調整剤マスターバッチ)1.01重量部と、表2、表3に示す種類の添加剤を表2、表3に示す量(基材樹脂である「樹脂1」100重量部当たりの含有量(重量部)と同じ)ドライブレンドにて添加し、これらを押出機に供給して、加熱、溶融、混練した後、押出機からストランドとして押出した。そのストランドを直ちに18℃に調節された水中に入れて急冷しながら引き取り、充分に冷却した後、水中から引き上げ、長さ/直径比が略1.2になるようにストランドを切断して、1粒子当りの平均重量が2mgの樹脂粒子を得た。
Examples 1-4, Comparative Examples 1-5
Bubbles containing a foam regulator masterbatch (0.01 parts by weight of zinc borate powder (bubble regulator) per 99 parts by weight of “Resin 1” shown in Table 1 per 99 parts by weight of “Resin 1” shown in Table 1. Conditioner masterbatch) 1.01 parts by weight, and the amounts shown in Tables 2 and 3 for the types of additives shown in Tables 2 and 3 (content per 100 parts by weight of “resin 1” which is the base resin ( The same as in parts by weight)) was added by dry blending, and these were supplied to an extruder, heated, melted and kneaded, and then extruded as a strand from the extruder. The strand is immediately put in water adjusted to 18 ° C. and taken up while being rapidly cooled. After sufficiently cooled, the strand is pulled up from the water and cut to have a length / diameter ratio of about 1.2. Resin particles having an average weight per particle of 2 mg were obtained.
次いで5リットルのオートクレーブに、上記樹脂粒子100重量部、18℃のイオン交換水300重量部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム(界面活性剤)0.005重量部、カオリン粉末(分散剤)0.3重量部、硫酸アルミニウム粉末(分散強化剤)0.01重量部、ビス(4−t−ブチルシクロヘキシル)パーオキシシカーボネート(有機過酸化物)1重量部及び表2、表3に示す量の二酸化炭素(発泡剤)を仕込み、撹拝しながら表2、表3に示す発泡温度よりも5℃低い温度まで昇温して(平均昇温速度3℃/分)からその温度で15分間保持した。次いで、発泡温度まで昇温して(平均昇温速度3℃/分)同温度で15分間保持した。次いで、オートクレーブの一端を開放してオートクレーブ内容物を大気圧下に放出して発泡粒子を得た。尚、樹脂粒子をオートクレーブから放出する間のオートクレーブ内圧力が、放出直前のオートクレーブ内圧力に保たれるように、オートクレーブ内に窒素ガスを供給しながら放出を行った。 Next, 100 parts by weight of the resin particles, 300 parts by weight of ion-exchanged water at 18 ° C., 0.005 parts by weight of sodium dodecylbenzenesulfonate (surfactant), 0.3 parts by weight of kaolin powder (dispersant) are added to a 5-liter autoclave. Parts, aluminum sulfate powder (dispersion strengthening agent) 0.01 parts by weight, bis (4-t-butylcyclohexyl) peroxycarbonate (organic peroxide) 1 part by weight, and carbon dioxide in the amounts shown in Tables 2 and 3 (Foaming agent) was charged, and the temperature was raised to 5 ° C. lower than the foaming temperatures shown in Tables 2 and 3 while stirring (average heating rate 3 ° C./min) and held at that temperature for 15 minutes. Next, the temperature was raised to the foaming temperature (average rate of temperature increase of 3 ° C./min) and held at that temperature for 15 minutes. Next, one end of the autoclave was opened, and the contents of the autoclave were released under atmospheric pressure to obtain expanded particles. In addition, it discharged | emitted, supplying nitrogen gas in an autoclave so that the internal pressure of an autoclave during discharge | release of a resin particle from an autoclave might be maintained at the autoclave internal pressure just before discharge | release.
得られた発泡粒子を60℃のオーブン中で12時間養生乾燥した後、発泡粒子の高温ピーク熱量、表層部分及び内部発泡層部分の各高温ピーク熱量及び発泡粒子の見掛け密度等を測定した。その結果を表2、表3に示した。 The obtained foamed particles were cured and dried in an oven at 60 ° C. for 12 hours, and then the high temperature peak heat quantity of the foam particles, the high temperature peak heat quantity of the surface layer portion and the internal foam layer portion, the apparent density of the foam particles, and the like were measured. The results are shown in Tables 2 and 3.
次いで、この発泡粒子を、気泡内圧を付与することなしに、250mm×200mm×50mmの成形空間を持つ金型内に、金型を完全に閉鎖せずに僅かな隙間(約10mm)を開けた状態で(成形空間50mmの方向が60mmの状態で)充填してから完全に型締めし、次いでスチームで金型内の空気を排気した後に0.41MPa(G)の飽和スチーム圧力を導入して成形した。成形後金型内の成形体の温度が100℃となるまで水冷した後、成形体を型から取り出し、60℃で12時間養生した後、室温(23℃)まで冷却した。引続き、14日間その部屋で養生した後、得られた成形体の見掛密度、圧縮強度及び成形体表面のボイド数を測定した。その結果を表2、表3に示した。 Next, a slight gap (about 10 mm) was opened in the mold having a molding space of 250 mm × 200 mm × 50 mm without completely closing the mold without applying internal pressure to the foamed particles. After filling in a state (with the direction of the molding space 50 mm being 60 mm), the mold is completely clamped, and after the air in the mold is evacuated with steam, a saturated steam pressure of 0.41 MPa (G) is introduced. Molded. After molding, the molded body in the mold was cooled with water until the temperature reached 100 ° C., then the molded body was taken out of the mold, cured at 60 ° C. for 12 hours, and then cooled to room temperature (23 ° C.). Subsequently, after curing in the room for 14 days, the apparent density, compressive strength, and number of voids on the surface of the molded body were measured. The results are shown in Tables 2 and 3.
尚、表2、表3中の発泡粒子の見掛け密度(g/L)は、発泡粒子の重量を発泡粒子の見掛け体積で除すことにより計算したものである。具体的には、養生後に、無作為に選んだ複数個の発泡粒子の重量(g)を測定し、次いで、23℃の水100cm3が収容されたメスシリンダー内の水に水没させたときの排除体積から、発泡粒子の見掛け体積(cm3)を読み取り、これをリットル単位に換算した。この測定値より発泡粒子の見掛け密度(g/L)を計算した。この測定には発泡粒子重量が0.5000〜10.0000g、かつ発泡粒子の見掛け体積が50〜90cm3の発泡粒子を使用した。 The apparent density (g / L) of the expanded particles in Tables 2 and 3 is calculated by dividing the weight of the expanded particles by the apparent volume of the expanded particles. Specifically, after curing, the weight (g) of a plurality of randomly selected expanded particles was measured, and then submerged in water in a measuring cylinder containing 100 cm 3 of water at 23 ° C. From the excluded volume, the apparent volume (cm 3 ) of the expanded particles was read and converted into liters. From this measured value, the apparent density (g / L) of the expanded particles was calculated. For this measurement, expanded particles having a weight of expanded particles of 0.5000 to 10.0000 g and an apparent volume of expanded particles of 50 to 90 cm 3 were used.
また、表2、表3中の圧縮強度は、次のように測定した。
成形体から縦50mm、横50mm、厚み25mm、となるように切断して得られた試験片(全面の表皮がカットされたもの)を使用し、JIS Z 0234−1976のA法に従って試験片温度23℃、荷重速度10mm/分の条件で歪が75%に至るまで圧縮試験を行い、得られた応力−歪線図より50%歪時の応力を読みとり、これを圧縮強度とした。
Moreover, the compressive strength in Table 2 and Table 3 was measured as follows.
Using a test piece obtained by cutting the molded body to have a length of 50 mm, a width of 50 mm, and a thickness of 25 mm (with the entire surface cut), the test piece temperature in accordance with method A of JIS Z 0234-1976 A compression test was performed until the strain reached 75% under the conditions of 23 ° C. and a load speed of 10 mm / min. The stress at the time of 50% strain was read from the obtained stress-strain diagram, and this was defined as the compressive strength.
また、成形体表面のボイド数は、次のように測定した。
得られた成形体の表面(250mm×200mm側の表面)において、無作為に選んだ箇所(ただし、蒸気孔、充填装置、離型ピンその他金型構造による欠損のない連続した面)に100mm×10mmの罫線を書き、その範囲中で発泡粒子間の隙間(ボイド)が平面方向における幅が0.5mmを超えるボイドと厚み方向における深さ0.5mmを超えるボイドの数を数え(1つのボイドでこの2つの条件を持つ場合には1つと数える)、10cm2あたりのボイド数とした。
Further, the number of voids on the surface of the molded body was measured as follows.
On the surface of the obtained molded body (surface on the side of 250 mm × 200 mm), at a randomly selected location (however, a continuous surface free from defects due to steam holes, filling devices, release pins, and other mold structures) 100 mm × Write a 10 mm ruled line, and count the number of voids whose width in the plane direction exceeds 0.5 mm and the depth in the thickness direction exceeds 0.5 mm within that range (one void). In the case of having these two conditions, it is counted as one), and the number of voids per 10 cm 2 was used.
また、表1中のガラス転移温度、基材樹脂の融点、発泡粒子の融点及び高温ピークの熱量は、株式会社島津製作所の島津熱流束示差走査熱量計「DSC−50」を使用して測定した。 Further, the glass transition temperature, the melting point of the base resin, the melting point of the foamed particles, and the high temperature peak heat amount in Table 1 were measured using a Shimadzu Shimadzu Corporation Shimadzu heat flux differential scanning calorimeter “DSC-50”. .
以上の結果は、次のことを示している。実施例1〜4及び比較例1〜5は、いずれも表面改質された低温成形可能なポリプロピレン系樹脂発泡粒子を使用して成形されたものである。実施例1と比較例1とは、実施例1においては本発明で対象とされる添加剤であるステアリン酸が0.5重量部添加されているのに対し、比較例1においては本発明で対象とされる添加剤を添加しなかったものである。実施例1と比較例1とは、添加剤の有無を除き他の製造条件、得られた発泡粒子の性状、成形体の見掛け密度、圧縮強度測定用の切り出しサンプルの見掛け密度、圧縮強度等は実質的に同一であるが、成形体表面のボイド数が大きく異なっている。実施例1では、本発明で対象とされる添加剤であるステアリン酸が0.5重量部添加された結果、添加されなかった比較例1の成形体と比較し、成形体表面のボイド数が著しく減少していることが分かる。
実施例2と比較例2とは、実施例2においては本発明で対象とされる添加剤であるステアリン酸マグネシウムが0.5重量部添加されているのに対し、比較例2においては本発明で対象とされる添加剤を添加しなかったものである。実施例2と比較例2とは、添加剤の有無を除き他の製造条件、得られた発泡粒子の性状、成形体の見掛け密度、圧縮強度測定用の切り出しサンプルの見掛け密度、圧縮強度等は実質的に同一であるが、成形体表面のボイド数が大きく異なっている。実施例2では、本発明で対象とされる添加剤であるステアリン酸マグネシウムが0.5重量部添加された結果、添加されなかった比較例2の成形体と比較し、成形体表面のボイド数が著しく減少していることが分かる。
実施例3と比較例3とは、実施例3においては本発明で対象とされる添加剤であるベヘン酸が0.5重量部添加されているのに対し、比較例3においては本発明で対象とされる添加剤を添加しなかったものである。実施例3と比較例3とは、添加剤の有無を除き他の製造条件、得られた発泡粒子の性状、成形体の見掛け密度、圧縮強度測定用の切り出しサンプルの見掛け密度、圧縮強度等は実質的に同一であるが、成形体表面のボイド数が大きく異なっている。実施例3では、本発明で対象とされる添加剤であるベヘン酸が0.5重量部添加された結果、添加されなかった比較例3の成形体と比較し、成形体表面のボイド数が著しく減少していることが分かる。
実施例4と比較例4とは、実施例4においては本発明で対象とされる添加剤であるステアリン酸アミドが0.5重量部添加されているのに対し、比較例4においては本発明で対象とされる添加剤を添加しなかったものである。実施例4と比較例4とは、添加剤の有無を除き他の製造条件、得られた発泡粒子の性状、成形体の見掛け密度、圧縮強度測定用の切り出しサンプルの見掛け密度、圧縮強度等は実質的に同一であるが、成形体表面のボイド数が大きく異なっている。実施例4では、本発明で対象とされる添加剤であるステアリン酸が0.5重量部添加された結果、添加されなかった比較例4の成形体と比較し、成形体表面のボイド数が著しく減少していることが分かる。
比較例5は、実施例1においてステアリン酸の使用量を、本発明の上限である0.9重量部を超えて(1.0重量部)使用した例を示すものである。その結果、比較例5では、実施例1との対比において、発泡粒子の発泡倍率の低下(見掛け密度の増加)が認められると共に成形体の圧縮強度の低下が認められた。
The above results indicate the following. Each of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 5 is formed by using surface-modified low temperature moldable polypropylene resin expanded particles. Example 1 and Comparative Example 1 are different from Example 1 in that 0.5 parts by weight of stearic acid, which is an additive targeted in the present invention, is added, whereas Comparative Example 1 is the present invention. The target additive was not added. In Example 1 and Comparative Example 1, except for the presence or absence of additives, other production conditions, the properties of the obtained expanded particles, the apparent density of the molded body, the apparent density of the cut sample for measuring the compressive strength, the compressive strength, etc. Although it is substantially the same, the number of voids on the surface of the molded body is greatly different. In Example 1, as a result of addition of 0.5 part by weight of stearic acid, which is an additive targeted in the present invention, the number of voids on the surface of the molded body was smaller than that of the molded body of Comparative Example 1 that was not added. It can be seen that there is a significant decrease.
In Example 2 and Comparative Example 2, 0.5 parts by weight of magnesium stearate, which is an additive targeted in the present invention, is added in Example 2, whereas in Comparative Example 2, the present invention is added. The additive which is the target in (1) was not added. In Example 2 and Comparative Example 2, except for the presence or absence of additives, other production conditions, the properties of the obtained expanded particles, the apparent density of the molded product, the apparent density of the cut sample for measuring the compressive strength, the compressive strength, etc. Although it is substantially the same, the number of voids on the surface of the molded body is greatly different. In Example 2, as a result of adding 0.5 part by weight of magnesium stearate, which is an additive targeted in the present invention, the number of voids on the surface of the molded body was compared with that of the molded body of Comparative Example 2 that was not added. It can be seen that is significantly reduced.
In Example 3 and Comparative Example 3, 0.5 parts by weight of behenic acid, which is an additive targeted in the present invention, was added in Example 3, whereas Comparative Example 3 was used in the present invention. The target additive was not added. In Example 3 and Comparative Example 3, except for the presence or absence of additives, other production conditions, the properties of the obtained expanded particles, the apparent density of the molded product, the apparent density of the cut sample for measuring the compressive strength, the compressive strength, etc. Although it is substantially the same, the number of voids on the surface of the molded body is greatly different. In Example 3, 0.5 parts by weight of behenic acid, which is an additive targeted in the present invention, was added. As a result, the number of voids on the surface of the molded body was smaller than that of the molded body of Comparative Example 3 that was not added. It can be seen that there is a significant decrease.
In Example 4 and Comparative Example 4, 0.5 parts by weight of stearamide, which is an additive targeted in the present invention, is added in Example 4, whereas in Comparative Example 4, the present invention is added. The additive which is the target in (1) was not added. In Example 4 and Comparative Example 4, except for the presence or absence of additives, other production conditions, the properties of the obtained expanded particles, the apparent density of the molded product, the apparent density of the cut sample for measuring the compressive strength, the compressive strength, etc. Although it is substantially the same, the number of voids on the surface of the molded body is greatly different. In Example 4, as a result of addition of 0.5 part by weight of stearic acid, which is an additive targeted in the present invention, the number of voids on the surface of the molded body was smaller than that of the molded body of Comparative Example 4 that was not added. It can be seen that there is a significant decrease.
The comparative example 5 shows the example which used the usage-amount of stearic acid in Example 1 exceeding 0.9 weight part which is the upper limit of this invention (1.0 weight part). As a result, in Comparative Example 5, in comparison with Example 1, a reduction in the expansion ratio (increase in apparent density) of the expanded particles was observed, and a decrease in the compression strength of the molded article was observed.
a 第1回目のDSC曲線に認められる基材樹脂の融解熱に由来する固有の吸熱曲線ピーク(固有ピーク)
b 固有ピークaが現れる温度よりも高温側に現れる吸熱曲線ピーク(高温ピーク)
a Inherent endothermic curve peak derived from the heat of fusion of the base resin found in the first DSC curve (inherent peak)
b Endothermic curve peak that appears on the higher temperature side than the temperature at which the intrinsic peak a appears (high temperature peak)
Claims (2)
上記基材樹脂が炭素数10〜22の脂肪酸、該脂肪酸のアミド、該脂肪酸のエステル及び該脂肪酸の金属塩の群から選択される一種又は二種以上を0.01〜0.9重量部含むことを特徴とするポリプロピレン系樹脂発泡粒子。 The polypropylene resin particles are dispersed in a dispersion medium in which an organic peroxide is present, and the dispersion medium is at a temperature lower than the melting point of the base resin of the polypropylene resin particles and the organic peroxide is substantially decomposed. A surface modification step of obtaining substantially non-crosslinked surface-modified resin particles by decomposing the organic peroxide while maintaining the temperature, and foaming the surface-modified resin particles using a foaming agent In the polypropylene resin foamed particles obtained by the foaming step to obtain substantially uncrosslinked foamed particles,
The base resin contains 0.01 to 0.9 parts by weight of one or more selected from the group consisting of fatty acids having 10 to 22 carbon atoms, amides of the fatty acids, esters of the fatty acids, and metal salts of the fatty acids. A polypropylene resin expanded particle characterized by the above.
上記基材樹脂が炭素数10〜22の脂肪酸、該脂肪酸のアミド、該脂肪酸のエステルおよび、該脂肪酸の金属塩の群から選択される一種又は二種以上を0.01〜0.9重量部含むことを特徴とするポリプロピレン系樹脂発泡粒子。 It is a substantially non-crosslinked foamed particle having a polypropylene resin as a base resin, and has an endothermic curve peak on the higher temperature side than the endothermic curve peak derived from the heat of fusion of the base resin in the DSC curve by differential scanning calorimetry. The amount of heat (ΔHs) of the endothermic curve peak existing on the high temperature side of the surface layer portion of the expanded particle and the amount of heat (ΔHi) of the endothermic curve peak existing on the high temperature side of the inner expanded layer portion of the expanded particle are ΔHs. In the polypropylene resin expanded particles of <ΔHi × 0.86,
0.01 to 0.9 parts by weight of one or more selected from the group consisting of fatty acids having 10 to 22 carbon atoms, amides of the fatty acids, esters of the fatty acids, and metal salts of the fatty acids. Polypropylene-based resin expanded particles characterized by containing.
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