JP4764171B2 - Resin foam and resin composition for foam molding - Google Patents
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Description
本発明は、包装材などとして有用な樹脂発泡体及びこの発泡体を形成するための発泡成形用樹脂組成物に関する。 The present invention relates to a resin foam useful as a packaging material and the like, and a foam molding resin composition for forming the foam.
樹脂発泡体は、弾力性、柔軟性、断熱性などの性質を利用して、包装材、断熱材、緩衝材、容器などの各種用途で多用されている。また、近年では、環境的配慮から、生分解性高分子などを用いた発泡体も知られている。 Resin foams are widely used in various applications such as packaging materials, heat insulating materials, cushioning materials, and containers by utilizing properties such as elasticity, flexibility, and heat insulating properties. In recent years, a foam using a biodegradable polymer or the like is also known for environmental considerations.
例えば、デンプン系樹脂を用いた発泡体に関して、特開2004−123945号公報(特許文献1)には、エステル変性でんぷん系樹脂を基材樹脂の主成分とし、見掛け密度が30〜600kg/m3、厚みが0.2〜10mm、連続気泡率が45%以下であるエステル変性でんぷん系樹脂発泡シートが開示されている。また、特開2004−262217号公報(特許文献2)及び特開2004−306507号公報(特許文献3)には、エステル変性でんぷん系樹脂発泡層の少なくとも片面に、エステル変性でんぷん系樹脂、脂肪族ポリエステル樹脂またはそれらの混合物で構成され、23℃における引張弾性率が400MPa以上の樹脂組成物からなるフィルム層を有し、連続気泡率が45%以下である複合発泡板が開示されている。しかし、デンプン系樹脂を用いると連続気泡率が高くなり易く、用途によっては、剛性が不十分であり、上記特許文献2及び3のように複層構造に成形したりする必要が生じる。 For example, regarding a foam using a starch-based resin, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-123945 (Patent Document 1) includes an ester-modified starch-based resin as a main component of a base resin and an apparent density of 30 to 600 kg / m 3. An ester-modified starch-based resin foam sheet having a thickness of 0.2 to 10 mm and an open cell ratio of 45% or less is disclosed. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-262217 (Patent Document 2) and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-306507 (Patent Document 3) disclose an ester-modified starch-based resin and an aliphatic group on at least one surface of the ester-modified starch-based resin foam layer. There is disclosed a composite foamed plate made of a polyester resin or a mixture thereof, having a film layer made of a resin composition having a tensile elastic modulus at 23 ° C. of 400 MPa or more and having an open cell ratio of 45% or less. However, when a starch-based resin is used, the open cell ratio tends to be high, and depending on the application, the rigidity is insufficient, and it becomes necessary to form a multilayer structure as in Patent Documents 2 and 3 above.
また、特開2001−200084号公報(特許文献4)には、セルロース・アセテート系樹脂を主成分として含有する発泡性樹脂組成物を押し出しすると同時に水分の気化膨張力により発泡させることにより製造されるセルロース・アセテート系樹脂発泡体において、上記発泡性樹脂組成物が、セルロース・アセテート系樹脂100重量部に対して10〜100重量部の割合で、コーンスターチ、米粉、デンプンなどの生分解性付与材(A)を含有する生分解性でかつ機械的特性や熱賦形性にも優れたセルロース・アセテート系樹脂発泡体が開示されている。このような樹脂発泡体では、気泡サイズのバラツキが大きく、気泡を安定して形成するのが困難であり、連続気泡率が高くなり易い。
従って、本発明の目的は、独立気泡率が高く、適度な剛性を有するとともに、生分解性を有する発泡体、及びこの発泡体を形成するための発泡成形用樹脂組成物を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a foam having a high closed cell ratio, moderate rigidity and biodegradability, and a foam molding resin composition for forming the foam. .
本発明の他の目的は、気泡サイズのバラツキが小さな独立気泡を多く含む発泡体、及びこの発泡体を形成するための発泡成形用樹脂組成物を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a foam containing many closed cells with small variation in cell size, and a resin composition for foam molding for forming the foam.
本発明者は、前記課題を達成するため鋭意検討した結果、オレフィン系樹脂と、デンプン類とで構成された樹脂組成物を、少なくともイソブタンを含有する有機系物理発泡剤を用いて発泡成形すると、独立気泡率が高い発泡体を形成できることを見いだし、本発明を完成した。 As a result of intensive studies to achieve the above-mentioned problems, the present inventor conducted foam molding of a resin composition composed of an olefin resin and starches using an organic physical foaming agent containing at least isobutane. The inventors have found that a foam having a high closed cell ratio can be formed, and completed the present invention.
すなわち、本発明の発泡体は、オレフィン系樹脂とデンプン類とで構成された樹脂組成物が、少なくともイソブタンを含有する有機系物理発泡剤を用いて、発泡成形された発泡体である。前記有機系物理発泡剤の沸点は、発泡剤全体の平均として−40℃〜+15℃程度であってもよい。前記有機系物理発泡剤は、イソブタン単独で構成された発泡剤、又はイソブタンと、n−ブタン、n−ペンタン及びイソペンタンから選択された少なくとも一種とで構成された混合発泡剤であってもよく、通常、イソブタンを40重量%以上の割合で含有してもよい。前記オレフィン系樹脂は、ポリエチレン系樹脂であってもよい。前記デンプン類は、例えば、デンプン、エーテル化デンプン及びエステル化デンプンから選択された少なくとも一種であってもよい。デンプン類とオレフィン系樹脂との割合(重量比)は、デンプン類/オレフィン系樹脂=1/99〜60/40程度であってもよい。前記発泡体の発泡倍率は18〜90倍程度であってもよく、密度は0.01〜0.05g/cm3程度であってもよい。また、前記発泡体の独立気泡率は80%以上であってもよい。発泡体において、前記樹脂組成物は、さらに脂肪酸アミドを含有してもよい。 That is, the foam of the present invention is a foam obtained by foam-molding a resin composition composed of an olefin resin and starches using an organic physical foaming agent containing at least isobutane. The boiling point of the organic physical foaming agent may be about −40 ° C. to + 15 ° C. as an average of the whole foaming agent. The organic physical foaming agent may be a foaming agent composed of isobutane alone or a mixed foaming agent composed of isobutane and at least one selected from n-butane, n-pentane and isopentane, Usually, you may contain isobutane in the ratio of 40 weight% or more. The olefin resin may be a polyethylene resin. The starches may be at least one selected from, for example, starch, etherified starch and esterified starch. The ratio (weight ratio) between the starches and the olefin resin may be about starch / olefin resin = 1/99 to 60/40. The foam may have a foaming ratio of about 18 to 90 times and a density of about 0.01 to 0.05 g / cm 3 . The closed cell ratio of the foam may be 80% or more. In the foam, the resin composition may further contain a fatty acid amide.
本発明には、前記発泡体を形成するために使用される発泡成形用樹脂組成物も含まれる。また、本発明には、オレフィン系樹脂とデンプン類とで構成された樹脂組成物を、少なくともイソブタンを含有する有機系物理発泡剤を用いて、発泡成形することにより、発泡体を製造する方法及び発泡体の独立気泡率を向上させる方法も含まれる。 The present invention also includes a foam molding resin composition used to form the foam. Further, the present invention provides a method for producing a foam by foam-molding a resin composition composed of an olefin resin and starches using an organic physical foaming agent containing at least isobutane, and A method for improving the closed cell ratio of the foam is also included.
本発明では、オレフィン系樹脂と、デンプン類などの生分解性成分とで構成された樹脂組成物を、少なくともイソブタンを含有する有機系物理発泡剤を用いて発泡成形するので、発泡体の独立気泡率を向上でき、剛性を改善できる。また、発泡剤中のイソブタンの割合を高めると、発泡体中の独立気泡のサイズのバラツキを低減できる。 In the present invention, the resin composition composed of an olefin resin and a biodegradable component such as starch is foam-molded using an organic physical foaming agent containing at least isobutane. The rate can be improved and the rigidity can be improved. Further, when the proportion of isobutane in the foaming agent is increased, variation in the size of closed cells in the foam can be reduced.
本発明の発泡成形用樹脂組成物は、本発明の発泡体を形成するために使用される樹脂組成物であって、オレフィン系樹脂とデンプン類とで構成されており、少なくともイソブタンを含有する有機系物理発泡剤を用いて、発泡成形することにより、前記発泡体を形成できる。 The resin composition for foam molding of the present invention is a resin composition used for forming the foam of the present invention, which is composed of an olefinic resin and starches, and contains at least isobutane. The foam can be formed by foam molding using a system physical foaming agent.
前記オレフィン系樹脂としては、例えば、鎖状オレフィン系樹脂[例えば、エチレン、プロピレン、1−ブテン、イソブテン、4−メチル−1−ペンテンなどのα−C2−20オレフィン(好ましくはα−C2−6オレフィン)の単独又は共重合体、前記α−C2−20オレフィンと他の共重合性単量体((メタ)アクリル酸、アルキル(メタ)アクリレートなどの(メタ)アクリル系単量体;マレイン酸、無水マレイン酸などの不飽和カルボン酸又はその無水物;酢酸ビニルなどのビニルエステル類;シクロペンテン、ノルボルネンなどの環状オレフィン類;ブタジエンなどのジエン類など)との共重合体(例えば、エチレン−(メタ)アクリル酸共重合体、アイオノマー、エチレン−アルキル(メタ)アクリレート共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体など)など]、環状オレフィン系樹脂[環状オレフィン(例えば、シクロペンテンなどのシクロアルケン(C4−10シクロアルケンなど);シクロペンタジエンなどのシクロアルカジエン(シクロC4−10アルカジエンなど);ノルボルネン、ノルボルナジエンなどのビシクロアルケン又はビシクロアルカジエン(C8−20ビシクロアルケン又はビシクロアルカジエンなど);ジヒドロジシクロペンタジエン、ジシクロペンタジエンなどのトリシクロアルケン又はトリシクロアルカジエン(C10−25トリシクロアルケン又はトリシクロアルカジエンなど)など)の単独又は共重合体;前記環状オレフィンと他の共重合性単量体(前記共重合性単量体の他、前記α−C2−20オレフィンなど)との共重合体など]などが挙げられる。オレフィン系樹脂は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。 Examples of the olefin resins include chain olefin resins [for example, α-C 2-20 olefins such as ethylene, propylene, 1-butene, isobutene, 4-methyl-1-pentene (preferably α-C 2 -6 olefin) homopolymer or copolymer, the α-C 2-20 olefin and other copolymerizable monomers ((meth) acrylic monomers such as (meth) acrylic acid and alkyl (meth) acrylate) Copolymers with unsaturated carboxylic acids such as maleic acid and maleic anhydride or anhydrides; vinyl esters such as vinyl acetate; cyclic olefins such as cyclopentene and norbornene; dienes such as butadiene; Ethylene- (meth) acrylic acid copolymer, ionomer, ethylene-alkyl (meth) acrylate copolymer, ethylene- Acid vinyl copolymer), etc.], cycloolefin resin [cyclic olefins (e.g., such as cycloalkenes (C 4-10 cycloalkene such as cyclopentene); cycloalkadiene such as cyclopentadiene (cyclo C 4-10 alkadiene such as ); Bicycloalkene or bicycloalkadiene such as norbornene and norbornadiene (such as C 8-20 bicycloalkene or bicycloalkadiene); tricycloalkene or tricycloalkadiene such as dihydrodicyclopentadiene and dicyclopentadiene (C 10-25 ); Tricycloalkene or tricycloalkadiene etc.)) or homopolymers; the cyclic olefin and another copolymerizable monomer (in addition to the copolymerizable monomer, the α-C 2-20 olefin) Etc.) ] And the like. Olefin resins can be used alone or in combination of two or more.
これらのオレフィン系樹脂のうち、ポリエチレン系樹脂(ポリエチレン;エチレン−プロピレン共重合体などのエチレンと他のα−C2−6オレフィンとの共重合体など)、ポリプロピレン系樹脂(ポリプロピレン、プロピレンと他のα−C2−6オレフィンとの共重合体など)などが好ましく、特に、ポリエチレン系樹脂[例えば、低密度ポリエチレン(LDPE)、線状低密度ポリエチレン(LLDPE)、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン(HDPE)など]が好ましい。なお、ポリエチレンには、メタロセン触媒を用いて重合されたポリエチレンも含まれる。 Among these olefin resins, polyethylene resins (polyethylene; copolymers of ethylene such as ethylene-propylene copolymer and other α-C 2-6 olefins), polypropylene resins (polypropylene, propylene and others) Of α-C 2-6 olefin copolymers, etc.), and particularly polyethylene resins [eg, low density polyethylene (LDPE), linear low density polyethylene (LLDPE), medium density polyethylene, high density polyethylene]. (HDPE) etc.] is preferred. The polyethylene also includes polyethylene polymerized using a metallocene catalyst.
オレフィン系樹脂の重量平均分子量は、1×104〜50×104、好ましくは2×104〜10×104、さらに好ましくは3×104〜7×104程度である。 The weight average molecular weight of the olefin resin is about 1 × 10 4 to 50 × 10 4 , preferably about 2 × 10 4 to 10 × 10 4 , and more preferably about 3 × 10 4 to 7 × 10 4 .
デンプン類としては、微生物などにより分解可能であればよく、例えば、デンプン(例えば、コーンスターチ、馬鈴薯デンプン、甘藷デンプン、タピオカデンプンなどの各種生デンプン)、物理変性デンプン(α化デンプン、アミロースなど)、化学変性デンプン(酸化デンプン、エステル化デンプン、エーテル化デンプン、カチオン化デンプン、架橋デンプンなど)などが挙げられる。デンプン類は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。上記デンプン類のうち、デンプン、エステル化デンプン(有機酸及び/又は無機酸でデンプンのヒドロキシル基の少なくとも一部をエステル化したデンプン、例えば、アセチルデンプン、アリルデンプンなどのカルボン酸変性デンプン;硝酸エステル化デンプン、リン酸エステル化デンプンなどの無機酸変性デンプンなど)、エーテル化デンプン(デンプンのヒドロキシル基の少なくとも一部がエーテル化されたデンプン、例えば、メチルデンプンなどのアルキルデンプン;カルボキシメチルデンプンなどのカルボキシアルキルデンプン;ヒドロキシエチルデンプンなどのヒドロキシアルキルデンプンなど)などを用いる場合が多い。 As the starches, it is sufficient that they can be decomposed by microorganisms, for example, starch (for example, various raw starches such as corn starch, potato starch, sweet potato starch, tapioca starch), physically modified starch (pregelatinized starch, amylose, etc.), Chemically modified starch (oxidized starch, esterified starch, etherified starch, cationized starch, crosslinked starch, etc.) and the like can be mentioned. Starches can be used alone or in combination of two or more. Among the above starches, starch, esterified starch (starch obtained by esterifying at least a part of starch hydroxyl group with organic acid and / or inorganic acid, for example, carboxylic acid-modified starch such as acetyl starch and allyl starch; nitrate ester Modified starch, inorganic acid-modified starch such as phosphate esterified starch, etc.), etherified starch (starch in which at least a part of the hydroxyl group of starch is etherified, for example, alkyl starch such as methyl starch; carboxymethyl starch, etc. Carboxyalkyl starch; hydroxyalkyl starch such as hydroxyethyl starch) is often used.
本発明の発泡成形用樹脂組成物及び発泡体において、デンプン類とオレフィン系樹脂との割合(重量比)は、デンプン類/オレフィン系樹脂=0.5/99.5〜60/40(例えば、1/99〜60/40)、好ましくは1.5/98.5〜50/50(例えば、2/98〜40/60)、さらに好ましくは2.5/97.5〜30/70程度である。 In the foam molding resin composition and the foam of the present invention, the ratio (weight ratio) of starches to olefinic resins is starches / olefinic resins = 0.5 / 99.5-60 / 40 (for example, 1/99 to 60/40), preferably 1.5 / 98.5 to 50/50 (for example, 2/98 to 40/60), more preferably about 2.5 / 97.5 to 30/70. is there.
樹脂組成物及び発泡体は、さらに脂肪酸アミドを含有してもよい。脂肪酸アミドとしては、一価又は二価の長鎖脂肪酸(C10−30飽和又は不飽和脂肪酸など)とアミン類との酸アミド、例えば、カプリン酸アミド、パルミチン酸アミド、ステアリン酸アミド、ベヘン酸アミドなどの飽和脂肪酸の酸アミド;オレイン酸アミドなどの不飽和脂肪酸の酸アミド;C1−6アルキレンジアミン(特に、C1−2アルキレンジアミン)と脂肪酸とのビスアミド(例えば、エチレンビスステアリルアミド、ヘキサメチレンジアミン−ジステアリン酸アミドなど)などが挙げられる。これらの脂肪酸アミドは、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。 The resin composition and the foam may further contain a fatty acid amide. Examples of fatty acid amides include acid amides of mono- or divalent long-chain fatty acids (such as C10-30 saturated or unsaturated fatty acids) and amines, such as capric acid amide, palmitic acid amide, stearic acid amide, and behenic acid. Acid amides of saturated fatty acids such as amides; Acid amides of unsaturated fatty acids such as oleic acid amides; Bisamides of C 1-6 alkylene diamines (especially C 1-2 alkylene diamines) and fatty acids (eg, ethylene bisstearyl amide, Hexamethylenediamine-distearic acid amide, etc.). These fatty acid amides can be used alone or in combination of two or more.
本発明において、脂肪酸アミドは、気泡の収縮を防止するための収縮防止剤として用いてもよい。脂肪酸アミドの割合は、例えば、オレフィン系樹脂100重量部に対して、例えば、0.01〜30重量部、好ましくは0.05〜20重量部、さらに好ましくは0.1〜10重量部程度である。 In the present invention, the fatty acid amide may be used as an anti-shrinkage agent for preventing bubble shrinkage. The ratio of the fatty acid amide is, for example, 0.01 to 30 parts by weight, preferably 0.05 to 20 parts by weight, and more preferably about 0.1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the olefin resin. is there.
本発明の樹脂組成物及び発泡体は、さらに気泡調整剤を含有してもよい。気泡調整剤としては、例えば、無機粒子(タルクなどの粘土質鉱物;酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、ケイ素、酸化チタンなどの金属酸化物;水酸化マグネシウムなどの金属水酸化物;炭酸カルシウムなどの金属炭酸塩など)、有機粒子(セルロース粉末、キチン、キトサン、木粉、ステアリン酸金属塩など)などが挙げられる。これらの気泡調整剤は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。これらの気泡調整剤のうち、無機粒子、特に、タルク、金属水酸化物、金属炭酸塩などを用いる場合が多い。 The resin composition and foam of the present invention may further contain a cell regulator. Examples of the air conditioner include inorganic particles (clay minerals such as talc; metal oxides such as magnesium oxide, aluminum oxide, silicon and titanium oxide; metal hydroxides such as magnesium hydroxide; metal carbonates such as calcium carbonate. Salt), organic particles (cellulose powder, chitin, chitosan, wood powder, metal stearate, etc.) and the like. These bubble regulators can be used alone or in combination of two or more. Of these air conditioners, inorganic particles, particularly talc, metal hydroxides, metal carbonates, and the like are often used.
気泡調整剤の割合は、ポリオレフィン系樹脂100重量部に対して、例えば、0.01〜15重量部、好ましくは0.05〜10重量部、さらに好ましくは0.1〜5重量部程度であってもよい。 The ratio of the cell regulator is, for example, 0.01 to 15 parts by weight, preferably 0.05 to 10 parts by weight, and more preferably about 0.1 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polyolefin resin. May be.
本発明の樹脂組成物及び発泡体は、さらに他の樹脂、例えば、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂(ポリメタクリル酸メチル、メタクリル酸メチル−スチレン共重合体(MS樹脂)、メタクリル酸メチル−アクリル酸エステル共重合体など)、ポリエステル系樹脂(芳香族ポリエステル系樹脂など)、ポリアミド系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアセタール系樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂、ポリフェニレンスルフィド系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリエーテルイミド系樹脂、ポリエーテルケトン系樹脂、ポリエーテルエーテルケトン系樹脂、熱可塑性エラストマー(スチレン系、オレフィン系、ポリエステル系、ポリアミド系エラストマーなど)、ゴム状重合体などの熱可塑性樹脂などを含有してもよい。これらの樹脂は、単独で又は二種以上組み合わせて用いてもよい。なお、他の樹脂の含有量は、例えば、ポリオレフィン系樹脂100重量部に対して、例えば、0.1〜50重量部、好ましくは1〜30重量部、さらに好ましくは5〜15重量部程度であってもよい。 The resin composition and the foam of the present invention may further contain other resins such as styrene resin, acrylic resin (polymethyl methacrylate, methyl methacrylate-styrene copolymer (MS resin), methyl methacrylate-acrylic acid. Ester copolymers), polyester resins (aromatic polyester resins, etc.), polyamide resins, polycarbonate resins, polyacetal resins, polyphenylene ether resins, polyphenylene sulfide resins, polysulfone resins, polyether sulfone resins. , Polyetherimide resins, polyether ketone resins, polyether ether ketone resins, thermoplastic elastomers (styrene, olefin, polyester, polyamide elastomers, etc.), thermoplastic polymers such as rubber polymers, etc. Contains It may be. These resins may be used alone or in combination of two or more. In addition, content of other resin is 0.1-50 weight part with respect to 100 weight part of polyolefin-type resin, for example, Preferably it is 1-30 weight part, More preferably, it is about 5-15 weight part. There may be.
発泡成形用樹脂組成物及び発泡体は、必要により、界面活性剤、例えば、ノニオン性界面活性剤[例えば、エーテル型、エステルエーテル型、エステル型、含窒素型界面活性剤など]、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両性界面活性剤などを含有してもよい。これらの界面活性剤のうち、ノニオン性界面活性剤、特に、多価アルコール脂肪酸エステルなどのエステル型ノニオン性界面活性剤、例えば、(ポリ)グリセリン、トリメチロールプロパン、プロピレングリコール、ペンタエリスリトール、ソルビタン、ソルビトール、グリセリン、ショ糖等の多価アルコールと高級脂肪酸とのエステル[例えば、グリセリルモノステアレート、グリセリルジステアレート、グリセリルモノベンゾエートなどのグリセリンC8−24脂肪酸エステル、ショ糖モノステアリン酸エステルなどのショ糖C8−24脂肪酸エステル、ソルビタンモノオレート、ソルビタンジオレート、ソルビタントリオレートなどのソルビタンC8−24脂肪酸エステルなど]を用いる場合が多い。これらの界面活性剤は単独で又は二種以上組み合わせて使用してもよい。 The foam molding resin composition and the foam are optionally provided with a surfactant, for example, a nonionic surfactant [for example, ether type, ester ether type, ester type, nitrogen-containing type surfactant, etc.], anionic interface An activator, a cationic surfactant, an amphoteric surfactant and the like may be contained. Among these surfactants, nonionic surfactants, particularly ester type nonionic surfactants such as polyhydric alcohol fatty acid esters, such as (poly) glycerin, trimethylolpropane, propylene glycol, pentaerythritol, sorbitan, Esters of polyhydric alcohols such as sorbitol, glycerin, sucrose and higher fatty acids [for example, glycerin C 8-24 fatty acid esters such as glyceryl monostearate, glyceryl distearate, glyceryl monobenzoate , sucrose monostearate, etc. sucrose C 8-24 fatty acid esters, sorbitan monooleate, sorbitan dioleate, and sorbitan C 8-24 fatty acid esters, such as sorbitan trioleate] is often used. These surfactants may be used alone or in combination of two or more.
界面活性剤の添加量(割合)は、ポリオレフィン系樹脂100重量部に対して、例えば、0.3〜50重量部、好ましくは0.5〜20重量部、さらに好ましくは1〜10重量部程度であってもよい。 The addition amount (ratio) of the surfactant is, for example, 0.3 to 50 parts by weight, preferably 0.5 to 20 parts by weight, and more preferably about 1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polyolefin resin. It may be.
発泡成形用樹脂組成物及び発泡体は、必要に応じて、慣用の添加剤、例えば、充填剤(ガラス繊維、炭素繊維などの繊維充填剤等)、安定剤(ヒンダードフェノール系酸化防止剤などの酸化防止剤;紫外線吸収剤、耐熱安定剤、耐候安定剤等)、発泡助剤、難燃剤、着色剤(染料、顔料など)、分散剤、離型剤、防曇剤、核剤、滑剤、潤滑剤、衝撃改良剤、可塑剤、収縮防止剤、帯電防止剤、アンチブロッキング剤、抗菌剤、防腐剤、防カビ剤、光触媒(酸化チタンなど)、生分解成分(前記デンプン類以外の生分解成分、例えば、セルロース類、キチン、キトサンなどの多糖類、ペプチド、タンパク質類など)などを含有してもよい。これらの添加剤は単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。 The resin composition for foam molding and the foam may be prepared by using conventional additives such as fillers (fiber fillers such as glass fibers and carbon fibers) and stabilizers (hindered phenol antioxidants, etc.) as necessary. Antioxidants; UV absorbers, heat stabilizers, weathering stabilizers, etc.), foaming aids, flame retardants, colorants (dyes, pigments, etc.), dispersants, mold release agents, antifogging agents, nucleating agents, lubricants , Lubricants, impact modifiers, plasticizers, shrinkage inhibitors, antistatic agents, antiblocking agents, antibacterial agents, antiseptics, antifungal agents, photocatalysts (such as titanium oxide), biodegradable ingredients Decomposition components, for example, polysaccharides such as celluloses, chitin and chitosan, peptides, proteins, etc.) may be contained. These additives can be used alone or in combination of two or more.
本発明では、少なくともイソブタンを含有する有機系物理発泡剤を用いて、前記樹脂組成物を発泡成形することにより発泡体を形成する。このようなイソブタン含有有機系物理発泡剤を用いると、樹脂組成物中の発泡剤が、空気と置換される割合を低減できるためか、形成される気泡のサイズのバラツキを低減でき、独立気泡を安定に形成できるとともに、比較的サイズが大きな独立気泡を形成することもできる。 In the present invention, the foam is formed by foam-molding the resin composition using an organic physical foaming agent containing at least isobutane. When such an isobutane-containing organic physical foaming agent is used, the foaming agent in the resin composition can be reduced in the ratio of being replaced with air, or the variation in the size of the formed bubbles can be reduced, and the closed cells can be reduced. In addition to being able to be formed stably, closed cells having a relatively large size can also be formed.
前記有機系物理発泡剤は、少なくともイソブタンを含有すればよく、イソブタン単独であってもよく、イソブタンと他の有機系物理発泡剤とを組み合わせて用いてもよい。他の有機系物理発泡剤としては、プロパン、n−ブタン、ペンタン(n−ペンタン、イソペンタンなど)、ヘキサン(n−ヘキサンなど)などの脂肪族炭化水素類;トルエンなどの芳香族炭化水素類;三塩化フッ化メタンなどのハロゲン化炭化水素類;ジメチルエーテル、石油エーテルなどのエーテル類;アセトンなどのケトン類などが挙げられる。これらの他の有機系物理発泡剤は単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。 The organic physical foaming agent may contain at least isobutane, may be isobutane alone, or may be a combination of isobutane and another organic physical foaming agent. Other organic physical blowing agents include propane, n-butane, pentane (n-pentane, isopentane, etc.), aliphatic hydrocarbons such as hexane (n-hexane, etc.); aromatic hydrocarbons such as toluene; Halogenated hydrocarbons such as trifluorochloromethane; ethers such as dimethyl ether and petroleum ether; ketones such as acetone. These other organic physical foaming agents can be used alone or in combination of two or more.
有機系物理発泡剤のうち、イソブタン単独、イソブタンと脂肪族炭化水素類(特に、n−ブタン、n−ペンタン、及びイソペンタンから選択された少なくとも一種など)との組み合わせなどが好ましい。 Of the organic physical blowing agents, isobutane alone, a combination of isobutane and aliphatic hydrocarbons (particularly, at least one selected from n-butane, n-pentane, and isopentane) and the like are preferable.
有機系物理発泡剤におけるイソブタンの割合は、例えば、40重量%以上(40〜100重量%程度)、好ましくは50重量%以上(50〜100重量%程度)、さらに好ましくは60重量%以上(60〜100重量%程度)である。 The proportion of isobutane in the organic physical foaming agent is, for example, 40% by weight or more (about 40 to 100% by weight), preferably 50% by weight or more (about 50 to 100% by weight), and more preferably 60% by weight or more (60 ˜100% by weight).
有機系物理発泡剤の沸点(常圧における沸点)は、発泡剤全体の平均として、例えば、−40℃〜+15℃、好ましくは−35℃〜+10℃、さらに好ましくは−30℃〜+10℃程度であってもよい。例えば、沸点が−42℃であるプロパンを単独で発泡剤として用いると、気泡が破泡し易く、発泡体中の連続気泡率は高くなる。なお、前記沸点の平均値は、各有機系物理発泡剤の沸点(℃)と、有機系物理発泡剤全体を1としたときの各有機系物理発泡剤の割合(重量比)との積の総和で表される。 The boiling point (boiling point at normal pressure) of the organic physical foaming agent is, for example, about −40 ° C. to + 15 ° C., preferably about −35 ° C. to + 10 ° C., more preferably about −30 ° C. to + 10 ° C. It may be. For example, when propane having a boiling point of −42 ° C. is used alone as a foaming agent, bubbles are easily broken, and the open cell ratio in the foam increases. The average value of the boiling points is the product of the boiling point (° C.) of each organic physical foaming agent and the ratio (weight ratio) of each organic physical foaming agent when the whole organic physical foaming agent is 1. Expressed as a sum.
有機系物理発泡剤の割合は、ポリオレフィン系樹脂100重量部に対して、例えば、0.01〜30重量部、好ましくは0.1〜25重量部、さらに好ましくは1〜20重量部程度である。 The proportion of the organic physical foaming agent is, for example, 0.01 to 30 parts by weight, preferably 0.1 to 25 parts by weight, and more preferably about 1 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polyolefin resin. .
前記有機系物理発泡剤とともに、必要により、他の発泡剤(例えば、窒素、炭酸ガスなどのガス、水などの揮発性発泡剤;重炭酸ナトリウム、クエン酸、アゾジカルボン酸アミド、ベンゼンスルホニルヒドラジド、N,N′−ジニトロソペンタメチレンテトラミン(DNPT)などの分解性発泡剤など)などを併用してもよい。 Along with the organic physical foaming agent, if necessary, other foaming agents (for example, gas such as nitrogen and carbon dioxide gas, volatile foaming agent such as water; sodium bicarbonate, citric acid, azodicarboxylic amide, benzenesulfonyl hydrazide, N, N'-dinitrosopentamethylenetetramine (DNPT) or the like may be used in combination.
なお、前記有機系物理発泡剤及び/又は他の発泡剤は、発泡成形用樹脂組成物中に含有されていてもよい。 In addition, the said organic type physical foaming agent and / or other foaming agent may be contained in the resin composition for foam molding.
本発明の発泡成形用樹脂組成物は、慣用の方法、例えば、(i)混合機(タンブラー、V型ブレンダー、ヘンシェルミキサー、ナウタミキサー、リボンミキサー、メカノケミカル装置、押出混合機など)で各成分を予備混合して溶融混練機(一軸又はベント式二軸押出機など)で溶融混練し、ペレット化手段(ペレタイザーなど)でペレット化する方法、(ii)所望の成分のマスターバッチ(例えば、デンプン類などを高濃度で含有するポリオレフィンのマスターバッチ)を調製し、ポリオレフィンと、必要により他の成分と混合して溶融混練機で溶融混練してペレット化する方法、(iii)各成分を溶融混練機に供給して溶融混練してペレット化する方法、(iv)所定の成分(例えば、デンプン類、気泡調整剤、添加剤など)を溶融混練機の途中部で添加して混練する方法などにより調製できる。なお、樹脂組成物には、ペレット状組成物などの他、溶融混合物も含まれる。 The resin composition for foam molding of the present invention is prepared by using conventional methods such as (i) mixers (tumblers, V-type blenders, Henschel mixers, Nauta mixers, ribbon mixers, mechanochemical devices, extrusion mixers, etc.). And (ii) a master batch (for example, starch) of a desired component by premixing and melt-kneading with a melt-kneader (single screw or bent twin-screw extruder, etc.) and pelletizing with a pelletizing means (pelletizer, etc.) (Poly) masterbatch containing a high concentration of polymers, etc., and mixing with polyolefin, if necessary, with other components and melt-kneading in a melt-kneader to pelletize, (iii) melt-kneading each component (Iv) Adding predetermined components (for example, starches, bubble regulators, additives, etc.) in the middle of the melt kneader And kneading. The resin composition includes a molten mixture in addition to a pellet-like composition.
本発明の発泡体は、前記特定の有機系物理発泡剤を用いて、慣用の方法により、前記樹脂組成物を発泡成形することにより製造できる。なお、有機系物理発泡剤などの発泡剤は、樹脂組成物に混合して用いてもよく、溶融混練された樹脂組成物に添加又は圧入してもよい。発泡成形法としては、種々の方法、例えば、押出成形法(例えば、Tダイ法、インフレーション法など)、射出成形法などが使用できる。 The foam of the present invention can be produced by foam-molding the resin composition by a conventional method using the specific organic physical foaming agent. In addition, a foaming agent such as an organic physical foaming agent may be used by mixing with the resin composition, or may be added or press-fitted into the melt-kneaded resin composition. As the foam molding method, various methods such as an extrusion molding method (for example, a T-die method, an inflation method, etc.), an injection molding method, and the like can be used.
なお、押出成形機での溶融混練温度は、材料に応じて適宜選択でき、例えば、120〜300℃、好ましくは140〜280℃、さらに好ましくは150〜260℃程度であってもよい。 The melt kneading temperature in the extruder can be appropriately selected depending on the material, and may be, for example, 120 to 300 ° C, preferably 140 to 280 ° C, and more preferably about 150 to 260 ° C.
発泡体の形状は、特に制限されず、例えば、棒状、紐状などの一次元的形状、シート状、フィルム状、二次元網目(ネット)状などの二次元的形状、ブロック状、板状、三次元網目状、パイプ状などの三次元的形状であってもよい。成形体(シート状成形体など)の表面は、平滑であってもよく、凹凸を有していてもよい。シート状成形体には、両表面が平滑なシートの他、一方の表面が波状などの凹凸を有し、他方の表面が平滑なシート、両表面が波状などの凹凸を有するシートなども含まれる。なお、シート状成形体の厚みは、例えば、0.5〜3mm、好ましくは1〜2mm、さらに好ましくは1〜1.5mm程度であってもよい。 The shape of the foam is not particularly limited. For example, a one-dimensional shape such as a rod shape or a string shape, a sheet shape, a film shape, a two-dimensional shape such as a two-dimensional network (net) shape, a block shape, a plate shape, It may be a three-dimensional shape such as a three-dimensional mesh shape or a pipe shape. The surface of a molded body (such as a sheet-shaped molded body) may be smooth or may have irregularities. In addition to a sheet having both surfaces smooth, the sheet-like molded article also includes a sheet having one surface having irregularities such as undulations, the other surface being smooth, and both surfaces having undulations such as undulations. . The thickness of the sheet-like molded body may be, for example, about 0.5 to 3 mm, preferably 1 to 2 mm, and more preferably about 1 to 1.5 mm.
発泡体において、発泡倍率は、例えば、5〜100倍程度の範囲から選択でき、好ましくは10〜90倍、さらに好ましくは20〜80倍程度であってもよい。本発明では、イソブタンを含有する有機系物理発泡剤を用いて発泡成形を行うので、発泡倍率を高めることもできる。前記発泡倍率は、18〜90倍(例えば、30〜90倍)、好ましくは35〜80倍、さらに好ましくは40〜70倍程度であってもよい。 In the foam, the expansion ratio can be selected from a range of, for example, about 5 to 100 times, preferably 10 to 90 times, and more preferably about 20 to 80 times. In the present invention, since foam molding is performed using an organic physical foaming agent containing isobutane, the expansion ratio can be increased. The expansion ratio may be 18 to 90 times (for example, 30 to 90 times), preferably 35 to 80 times, and more preferably about 40 to 70 times.
発泡体の密度(見掛け密度)は、例えば、0.005〜0.2g/cm3、好ましくは0.01〜0.1g/cm3(例えば、0.01〜0.05g/cm3)、さらに好ましくは0.01〜0.04g/cm3程度である。 The density (apparent density) of the foam is, for example, 0.005 to 0.2 g / cm 3 , preferably 0.01 to 0.1 g / cm 3 (for example, 0.01 to 0.05 g / cm 3 ), More preferably, it is about 0.01-0.04 g / cm < 3 >.
本発明の発泡体は、独立気泡を多く含んでいる。発泡体の独立気泡率は、80%以上(例えば、80〜100%)、好ましくは90%以上(例えば、90〜99.9%程度)、さらに好ましくは95%以上(例えば、95〜99.7%程度)、特に98%以上(例えば、98〜99.5%程度)である。 The foam of the present invention contains many closed cells. The closed cell ratio of the foam is 80% or more (for example, 80 to 100%), preferably 90% or more (for example, about 90 to 99.9%), and more preferably 95% or more (for example, 95 to 99.99). 7%), particularly 98% or more (for example, about 98-99.5%).
本発明では、前記特定の有機系物理発泡剤を用いて、前記樹脂組成物を発泡成形することにより、得られる発泡体の独立気泡率を向上させることができる。このような独立気泡率の向上又は改善方法も本発明に含まれる。 In this invention, the closed cell rate of the foam obtained can be improved by foam-molding the said resin composition using the said specific organic type physical foaming agent. Such a method for improving or improving the closed cell ratio is also included in the present invention.
本発明の発泡体は、適度な剛性を有するため、各種包装用途、工業用品(精密機械部品の緩衝材用途など)等の包装用途、建築資材(例えば、断熱材、隙間又は目地部に充填するための充填材など)、合併浄化槽用の充填材などの用途において有用である。なお、緩衝材は、シート状、ネット状、袋状、キャップ状などの種々の形態であってもよい。 Since the foam of the present invention has appropriate rigidity, it is filled in various packaging applications, packaging applications such as industrial products (such as cushioning materials for precision machine parts), and building materials (for example, heat insulating materials, gaps or joints). Useful for applications such as fillers for combined septic tanks. The buffer material may be in various forms such as a sheet shape, a net shape, a bag shape, and a cap shape.
以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on examples, but the present invention is not limited to these examples.
実施例1〜5及び比較例
低密度ポリエチレン(LDPE)(日本ポリエチレン(株)製,JF414A)、デンプン含有ポリエチレン(PE)(日立化成フィルテック(株)製,813PE,デンプン含有率20重量%)、ステアリン酸アミド、及びタルクを、表1に示す割合で用いて、押出機(50φ(第1ステージ)/60φ(第2ステージ))を用いて、第1ステージで混練溶融させつつ、表1に示す割合の発泡剤を注入した。さらに、第2ステージで、混合物をさらに均一に混練し、冷却しつつ、ダイから混合物を棒状25φに押出し、マンドレルで引き取って発泡体を得た。
Examples 1 to 5 and Comparative Examples Low density polyethylene (LDPE) (manufactured by Nippon Polyethylene Co., Ltd., JF414A), starch-containing polyethylene (PE) (manufactured by Hitachi Chemical Filtech Co., Ltd., 813PE, starch content 20% by weight) , Stearamide, and talc in the proportions shown in Table 1, using an extruder (50φ (first stage) / 60φ (second stage)) while kneading and melting in the first stage, Table 1 The blowing agent in the ratio shown in FIG. Furthermore, in the second stage, the mixture was further uniformly kneaded and cooled, the mixture was extruded from a die into a rod-like 25φ, and taken up with a mandrel to obtain a foam.
なお、実施例5では、前記デンプン含有ポリエチレンに代えて、澱粉(日本コーンスターチ(株)製,コーンポールCPR−EX1)を表1に示す割合で用いる以外は上記と同様に発泡体を得た。 In Example 5, instead of the starch-containing polyethylene, a foam was obtained in the same manner as above except that starch (manufactured by Nippon Corn Starch Co., Ltd., Corn Pole CPR-EX1) was used in the ratio shown in Table 1.
結果を表1に示す。なお、デンプン含有ポリエチレンを用いた例では、デンプン含有率に基づいて算出したデンプンの含有量(重量部)を括弧内に記載した。 The results are shown in Table 1. In the example using starch-containing polyethylene, the starch content (parts by weight) calculated based on the starch content was shown in parentheses.
表から明らかなように、イソブタンを用いて発泡成形した実施例では、独立気泡率及び発泡倍率が高い発泡体が得られたのに対し、イソブタン以外の発泡剤を用いた比較例では、独立気泡率及び発泡倍率のいずれも非常に低い発泡体が得られた。 As is apparent from the table, in the example of foam molding using isobutane, a foam having a high closed cell ratio and expansion ratio was obtained, whereas in the comparative example using a foaming agent other than isobutane, closed cells were used. A foam with very low both rate and expansion ratio was obtained.
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