JP4830661B2 - 発泡体の製造方法 - Google Patents
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かかる状況のもと、本発明が解決しようとする課題は、ポリエチレン系樹脂からなり、気泡性状および強度に優れる発泡体を製造する方法を提供することにある。
[エチレン系樹脂組成物]
下記成分(A)および成分(B)を含有し、成分(B)の含有量が成分(A)100重量部あたり1〜40重量部であるエチレン系樹脂組成物
成分(A):JIS K7210に規定された温度190℃、荷重21.18Nの条件で測定されるメルトフローレート(MFR)が0.1〜5g/10分であり、密度が900〜935kg/m3であり、分子量分布(Mw/Mn)が5〜25であり、流動の活性化エネルギー(Ea)が40kJ/mol以上であるエチレン−α−オレフィン共重合体
成分(B):分解温度が100〜240℃である熱分解型発泡剤
ln(aT) = m(1/(T+273.16))+n (I)
Ea = |0.008314×m| (II)
aT :シフトファクター
Ea:流動の活性化エネルギー(単位:kJ/mol)
T :温度(単位:℃)
上記計算は、市販の計算ソフトウェアを用いてもよく、該計算ソフトウェアとしては、Rheometrics社製 Rhios V.4.4.4などがあげられる。
なお、シフトファクター(aT)は、夫々の温度(T)における溶融複素粘度−角周波数の両対数曲線を、log(Y)=−log(X)軸方向に移動させて(但し、Y軸を溶融複素粘度、X軸を角周波数とする。)、190℃での溶融複素粘度−角周波数曲線に重ね合わせた際の移動量であり、該重ね合わせでは、夫々の温度(T)における溶融複素粘度−角周波数の両対数曲線は、角周波数をaT倍に、溶融複素粘度を1/aT倍に移動させる。
また、130℃、150℃、170℃、190℃、210℃の中から190℃を含む4つの温度でのシフトファクターと温度から得られる一次近似式(I)式を最小自乗法で求めるときの相関係数は、通常、0.99以上である。
η* < 1550×MFR-0.25−420 式(1)
下記式(1−2)を充足することがより好ましく、
η* < 1500×MFR-0.25−420 式(1−2)
下記式(1−3)を充足することが更に好ましく、
η* < 1450×MFR-0.25−420 式(1−3)
下記式(1−4)を充足することが特に好ましい。
η* < 1350×MFR-0.25−420 式(1−4)
|2−y−2z|≦1
上記の式におけるyとして、好ましくは0.01〜1.99の数であり、より好ましくは0.10〜1.80の数であり、さらに好ましくは0.20〜1.50の数であり、最も好ましくは0.30〜1.00の数である。
実施例および比較例での物性は、次の方法に従って測定した。
JIS K7210−1995に規定された方法において、荷重21.18N、温度190℃の条件で測定した。
密度は、JIS K7112−1999に規定された方法でのA方法に従って測定した。
ゲル・パーミエイション・クロマトグラフ(GPC)法を用いて、下記の条件(1)〜(7)により測定を行った。予め分子量分布が単分散とみなせる分子量分布の狭い標準ポリスチレン(東ソー製TSK STANDARD POLYSTYRNE)を用いて作成しておいた検量線を用いて、ポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)とポリスチレン換算の数平均分子量(Mn)をもとめ、それらより分子量分布(Mw/Mn)を求めた。
(1)装置:Water製Waters150C
(2)分離カラム:TOSOH TSKgelGMH−HT
(3)測定温度:145℃
(4)キャリア:オルトジクロロベンゼン
(5)流量:1.0mL/分
(6)注入量:500μL
(7)検出器:示差屈折
粘弾性測定装置(Rheometrics社製Rheometrics Mechanical Spectrometer RMS−800)を用いて、下記測定条件で130℃、150℃、170℃および190℃での溶融複素粘度−角周波数曲線を測定し、次に、得られた溶融複素粘度−角周波数曲線から、Rheometrics社製計算ソフトウェア Rhios V.4.4.4を用いて、活性化エネルギー(Ea)を求めた。
<測定条件>
ジオメトリー:パラレルプレート
プレート直径:25mm
プレート間隔:1.2〜2mm
ストレイン :5%
角周波数 :0.1〜100rad/秒
測定雰囲気 :窒素下
上記の(4)流動の活性化エネルギーを測定した際に得られた190℃での溶融複素粘度−角周波数の測定結果から、角周波数が100rad/secにおける190℃の溶融複素粘度を求めた。
上記の(2)密度の方法で求めた樹脂の密度と発泡体との密度から、下記式により算出した。
発泡倍率=樹脂の密度/発泡体の密度
発泡体からASTM D1822 タイプL型ダンベル形状の試験片を打ち抜き、つかみ間距離30mm、引張速度50mm/分の条件で引張試験を行い、引張破壊強さ(単位:N)と引張破壊伸び(単位:%)を求めた。これらの値が大きいほど強度に優れる。
発泡体の性状を目視にて以下の通り評価した。
○:気泡形状の均一性が高い。
×:気泡形状の均一性が低い。
(1)助触媒担体の調製
特開2003−171415号公報の実施例10(1)および(2)の成分(A)と同様な方法で、固体生成物を得た。
予め窒素置換した内容積210リットルの撹拌機付きオートクレーブに、上記固体生成物0.68kgと、ブタン80リットル、1−ブテン0.02kg、常温常圧の水素として3リットルを仕込んだ後、オートクレーブを30℃まで上昇した。さらにエチレンをオーツクレーブ内のガス相圧力で0.03MPa分だけ仕込み、系内が安定した後、トリイソブチルアルミニウム216mmol、ラセミ−エチレンビス(1−インデニル)ジルコニウムジフェノキシド72.5mmolを投入して重合を開始した。30.7℃へ昇温するとともに、エチレンと水素を連続で供給しながら、50℃で合計4時間の予備重合を実施した。重合終了後、エチレン、ブタン、水素ガスなどをパージして残った固体を室温にて真空乾燥し、上記(1)で得た固体生成物1g当り14.2gのエチレン・1−ブテン共重合体が予備重合された予備重合触媒成分を得た。
上記の予備重合触媒成分を用い、連続式流動床気相重合装置でエチレンと1−ヘキセンの共重合を実施した。重合条件は、温度75.4℃、全圧2MPa、ガス線速度0.28m/s、エチレンに対する水素モル比は0.835%、エチレンに対する1−ヘキセンモル比は1.96%で、重合中はガス組成を一定に維持するためにエチレン、ヘキセン−1、水素を連続的に供給した。さらに、流動床の総パウダー重量を80kgに維持し、平均重合時間3.4hrとなるように、上記予備重合触媒成分と、トリイソブチルアルミニウムとを一定の割合で連続的に供給した。重合により、23.4kg/hrの重合効率でエチレン−1−ヘキセン共重合体(以下、PE−1と称する。)のパウダーを得た。
上記で得たPE−1のパウダーを神戸製鋼所社製LCM50押出機により、フィード速度50kg/hr、スクリュー回転数450rpm、ゲート開度4.2mm、サクション圧力0.2MPa、樹脂温度200〜230℃条件で造粒することにより、PE−1のペレットを得た。PE−1のペレットの物性を表1に示す。
PE−1のペレット100重量部、アゾジカルボンアミド(三協化成(株)製 商品名 セルマイクCE;分解温度208℃)20重量部、およびステアリン酸亜鉛1.5重量部を130〜140℃の温度にてブラベンダーで混練した後、得られた混練物を130℃のプレス上の金型に投入し、5分余熱した後、加圧、冷却を行い厚み2mmの未架橋かつ未発泡のシートを得た。次に、該シートを電子線加速器により4.5Mradの電子線を照射し、未発泡の架橋シートを得た。該架橋シートを215℃のオーブンにて加熱し、発泡体を得た。得られた発泡体の物性を表2に示す。
電子線の照射量を4.8Mradに変更した以外は、実施例1と同様にして発泡体を得た。得られた発泡体の物性を表2に示す。
(1)助触媒担体の調製
特開2003−171415号公報の実施例10(1)および(2)の成分(A)と同様な方法で、固体生成物を得た。
予め窒素置換した内容積210リットルの撹拌機付きオートクレーブに、上記固体生成物0.73kgと、ブタン80リットル、1−ブテン0kg、常温常圧の水素として0リットルを仕込んだ後、オートクレーブを30℃まで上昇した。さらにエチレンをオーツクレーブ内のガス相圧力で0.03MPa分だけ仕込み、系内が安定した後、トリイソブチルアルミニウム160mmol、ラセミ−エチレンビス(1−インデニル)ジルコニウムジフェノキシド101.2mmolを投入して重合を開始した。30.6℃へ昇温するとともに、エチレンと水素を連続で供給しながら、50.3℃で合計4時間の予備重合を実施した。重合終了後、エチレン、ブタン、水素ガスなどをパージして残った固体を室温にて真空乾燥し、上記(1)で得た固体生成物1g当り16.0gのエチレン・1−ブテン共重合体が予備重合された予備重合触媒成分を得た。
上記の予備重合触媒成分を用い、連続式流動床気相重合装置でエチレンと1−ヘキセンの共重合を実施した。重合条件は、温度87.2℃、全圧2MPa、ガス線速度0.25m/s、エチレンに対する水素モル比は1.451%、エチレンに対する1−ヘキセンモル比は1.09%で、重合中はガス組成を一定に維持するためにエチレン、ヘキセン−1、水素を連続的に供給した。さらに、流動床の総パウダー重量を80kgに維持し、平均重合時間3.7hrとなるように、上記予備重合触媒成分と、トリイソブチルアルミニウムとを一定の割合で連続的に供給した。重合により、21.6kg/hrの重合効率でエチレン−1−ヘキセン共重合体(以下、PE−2と称する。)のパウダーを得た。
上記で得たPE−2のパウダーを神戸製鋼所社製LCM50押出機により、フィード速度50kg/hr、スクリュー回転数450rpm、ゲート開度4.2mm、サクション圧力0.2MPa、樹脂温度200〜230℃条件で造粒することにより、PE−2のペレットを得た。PE−2のペレットの物性を表1に示す。
PE−2のペレット100重量部、アゾジカルボンアミド(三協化成(株)製 商品名 セルマイクCE;分解温度208℃)20重量部、およびステアリン酸亜鉛1.5重量部を130〜140℃の温度にてブラベンダーで混練した後、得られた混練物を130℃のプレス上の金型に投入し、5分余熱した後、加圧、冷却を行い厚み2mmの未架橋かつ未発泡のシートを得た。次に、該シートを電子線加速器により3.5Mradの電子線を照射し、未発泡の架橋シートを得た。該架橋シートを215℃のオーブンにて加熱し、発泡体を得た。得られた発泡体の物性を表2に示す。
(1)固体触媒成分の調製
特開平11−322833号公報の実施例16(1)の固体触媒成分と同様な方法で、固体生成物を得た。
撹拌機を備えた内容積210Lのオートクレーブを窒素で置換した後、上記固体生成物を常温で1.55kg、ブタン100L、トリエチルアルミニウムを2.63mol添加した。ブタン添加後は、槽内温度27.3℃で槽内圧は0.30MPaGであった。次に水素を槽内圧が1.37MPaGになるまで加えたあとに、槽内温度を40℃に昇温を開始した。また昇温と同時にエチレンの供給を開始した。エチレンは平均2.6kg/hで投入した。昇温終了後は平均温度39.7℃、平均圧力1.85MPaGで重合を進行させた。エチレンの供給を開始後10.8時間で供給を停止し、反応を停止した。その後ブタンをフラッシュし、窒素乾燥を3時間行い、窒素雰囲気下で36メッシュの金網を用いて分級を実施し粗粒品を除去し、予備重合触媒を得た。上記(1)の固体生成物に対する予備重合体の質量比(予備重合体/固体生成物)は15.6g/gであった。
連続式の流動床気相反応装置でエチレンと1−ブテンの共重合を実施した。重合条件は、反応器内温度89℃、反応器内圧力2.0MPaG、ホールドアップ80kg、反応器内のガス流速は28cm/sで、ガス組成をエチレン58mol%、1−ブテン22.6mol%、水素10.6mol%、窒素8.8mol%とし、上記の予備重合触媒を32.2g/hrで、トリエチルアルミニウムを80mmol/hrで供給した。重合により、22.4kg/hrの重合効率でエチレン−1−ブテン共重合体のパウダー(以下、PE−3と称する。)を得た。PE−3のパウダーを30φmm押出機にて造粒し、PE−3のペレットを得た。PE−3のペレットの物性を表1に示す。
PE−3のペレット100重量部、アゾジカルボンアミド(三協化成(株)製 商品名 セルマイクCE;分解温度208℃)20重量部、およびステアリン酸亜鉛1.5重量部を130〜140℃の温度にてブラベンダーで混練した後、得られた混練物を140℃のプレス上の金型に投入し、5分余熱した後、加圧、冷却を行い厚み2mmの未架橋かつ未発泡のシートを得た。次に、該シートを電子線加速器により4.5Mradの電子線を照射し、未発泡の架橋シートを得た。該架橋シートを215℃のオーブンにて加熱し、発泡体を得た。得られた発泡体の物性を表2に示す。
電子線照射量を5.0Mradに変更した以外は、比較例1と同様にして発泡体を得た。得られた発泡体の物性を表2に示す。
Claims (3)
- 下記エチレン系樹脂組成物に照射量1〜20Mradの電離性放射線を照射してなる樹脂組成物を加熱発泡させる発泡体の製造方法。
[エチレン系樹脂組成物]
下記成分(A)および成分(B)を含有し、成分(B)の含有量が成分(A)100重量部あたり1〜40重量部であるエチレン系樹脂組成物
成分(A):JIS K7210に規定された温度190℃、荷重21.18Nの条件で測定されるメルトフローレート(MFR)が0.1〜5g/10分であり、密度が900〜935kg/m3であり、分子量分布(Mw/Mn)が5〜25であり、流動の活性化エネルギー(Ea)が40kJ/mol以上であるエチレン−α−オレフィン共重合体
成分(B):分解温度が100〜240℃である熱分解型発泡剤 - 下記成分(A)および成分(B)を含有し、成分(B)の含有量が成分(A)100重量部あたり1〜40重量部であるエチレン系樹脂組成物に、照射量1〜20Mradの電離性放射線を照射してなる樹脂組成物。
成分(A):JIS K7210に規定された温度190℃、荷重21.18Nの条件で測定されるメルトフローレート(MFR)が0.1〜5g/10分であり、密度が900〜935kg/m3であり、分子量分布(Mw/Mn)が5〜25であり、流動の活性化エネルギー(Ea)が40kJ/mol以上であるエチレン−α−オレフィン共重合体
成分(B):分解温度が100〜240℃である熱分解型発泡剤 - 請求項2に記載の樹脂組成物を加熱発泡してなる発泡体。
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