JP4883681B2 - ポリプロピレン系樹脂発泡粒子、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子成形体の製造方法およびポリプロピレン系樹脂発泡粒子成形体 - Google Patents
ポリプロピレン系樹脂発泡粒子、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子成形体の製造方法およびポリプロピレン系樹脂発泡粒子成形体 Download PDFInfo
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- Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
Description
〔1〕230℃、荷重2.16kgfで測定されるメルトフローレートが2〜25g/10分であるポリプロピレン系樹脂を含む基材樹脂からなり、複数の気泡を画成する気泡壁からなり、空隙率が11体積%以下(0を含む。)であると共に透水係数[cm/sec]が0である発泡粒子成形体を製造するための発泡粒子であって、該発泡粒子は、内部に一端から他端に延びる貫通孔を有する球状体であると共に、下記により定義される最大径D0(mm)、半径方向の平均気泡径LCV、円周方向平均気泡径LCH、貫通孔の直径HD(mm)を有し、比LCV/LCHが1.05以上であり、比HD/D0が0.08〜0.4であり、比HD/LCVが0.1〜10であることを特徴とするポリプロピレン系樹脂発泡粒子。
D0、LCV、LCH及びHDの定義
前記最大径D0、半径方向の平均気泡径LCV、円周方向平均気泡径LCH、および貫通孔の直径HDは、次のように測定される:
(a)10個の発泡粒子を任意に採取する、
(b)採取した各発泡粒子を前記貫通孔の一端と他端を結ぶ直線の中央位置において該直線に対して垂直な面で切断して、外周縁および内周縁を持つ環状断面を得る、
(c)断面を、顕微鏡を用いて画面上に写し出すか又は写真撮影する、
(d)該画面上に写し出された断面又は写真撮影された断面において、外周縁の2点D01、D02および内周縁の2点と交わり、かつ、2点D01、D02の間の距離が最大となるように第1の直線を引く、
(e)2点D01、D02の間の距離Dn0を測定する、
(f)第1の直線と直交する直線であって、外周縁の2点d01、d02及び内周縁の2点と交わり、かつ、2点d01、d02の間の距離が最大となるように第2の直線を引く、
(g)第1および第2の直線の交点P1を中心として、半径Dn0/4の円C1を描く、
(h)該円C1と該画面上に写し出された断面又は写真撮影された断面上の気泡壁との交点の数NnHを数える、
(i)第1の直線と円C1の外周との交点P2、P3の各々を中心として、半径Dn0/8の円C2、C3を描く、
(j)第1の直線と、円C2およびC3の各々の上に位置する気泡壁との交点の数を数えて、大きいほうの数NnVを選択する、
(k)平均径LnCVを下記(1)式から求める、
LnCV=0.405×(Dn0/NnV) (1)
(l)平均径LnCHを下記(2)式から求める、
LnCH=0.810×Dn0×sin(π/NnH) (2)
(m)該画面上に写し出された断面又は写真撮影された断面において、貫通孔を形成する内周縁上の2点を結ぶ直線の中で最も長い直線の長さHnD(mm)を測定する、
(n)最大径D0は採取した10個の発泡粒子のDn0の相加平均である、
(o)半径方向の平均気泡径LCVは採取した10個の発泡粒子のLnCVの相加平均である、
(p)円周方向平均気泡径LCHは採取した10個の発泡粒子のLnCHの相加平均である、
(q)貫通孔の直径HDは採取した10個の発泡粒子のHnDの相加平均である。
〔2〕見掛け密度が36g/L未満である前記〔1〕に記載のポリプロピレン系樹脂発泡粒子。
〔3〕前記〔1〕又は〔2〕に記載の発泡粒子を加圧処理することなく成形型内に充填し、スチームで型内成形することからなる、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子成形体の製造方法。
〔4〕前記〔3〕に記載の方法により得られる、空隙率が11体積%以下(0を含む。)であると共に透水係数[cm/sec]が0であるポリプロピレン系樹脂発泡粒子成形体。
尚、図1は本発明の発泡粒子の平面図であり、図2は図1のII−IIに沿う断面図であり、図3は本発明の発泡粒子の他の例を示す断面図である。図中、1は発泡粒子を、2は貫通孔を、2a、2bは貫通孔の一端と他端を、10は気泡壁を、11は気泡をそれぞれ示す。
(a)10個の発泡粒子を任意に採取する。
(b)採取した各発泡粒子を、図1に示すように、貫通孔2の一端2aと多端2bを結ぶ直線(長さL)の中央位置において該直線に対して垂直な面で切断して、外周縁B1および内周縁B2を持つ環状断面を得る。
(c)断面を、顕微鏡を用いて画面上に写し出すか又は写真撮影する。
(d)該画面上に写し出された断面又は写真撮影された断面(図2)において、外周縁B1の2点D01、D02および内周縁B2の2点F01、F02と交わり、かつ、2点D01、D02の間の距離が最大となるように第1の直線E1を引く。この場合、2点D01、D02の間の距離が最大となるような直線が2つ以上存在するときは、内周縁B2の2点F01、F02間の距離が最大となる直線(この直線が2つ以上存在する場合はどれを選んでも良い)を直線E1とする。
(e)2点D01、D02の間の距離Dn0を測定する。
(f)第1の直線E1と直交する直線であって、外周縁B1と2点d01、d02及び内周縁B2の2点f01、f02と交わり、かつ、2点d01、d02の間の距離が最大となるように第2の直線E2を引く。この場合、2点d01、d02の間の距離が最大となるような直線が2つ以上存在するときは、内周縁B2の2点f01、f02間の距離が最大となる直線(この直線が2つ以上存在する場合はどれを選んでも良い)を直線E2とする。
(g)第1および第2の直線E1、E2の交点P1を中心として、半径Dn0/4の円C1を描く。
(h)該円C1と該画面上に写し出された断面又は写真撮影された断面上の気泡壁との交点(図2で黒丸で示される)の数NnHを数える。
(i)第1の直線E1と円C1の外周との交点P2、P3の各々を中心として、半径Dn0/8の円C2、C3を描く。
(j)第1の直線E1と、円C2およびC3の各々の上に位置する気泡壁との交点(図2で黒三角で示される)の数を数え、大きい方の数NnVを選択する(例えば、図2の場合では円C2のNnVは3であり、円C3のNnVは2であるため、円C2のNnVの3を選択する)。
(k)平均径LnCVを下記(1)式から求める。
LnCV=0.405×(Dn0/NnV) (1)
(l)平均径LnCHを下記(2)式から求める。
LnCH=0.810×Dn0×sin(π/NnH) (2)
(m)該画面上に写し出された断面又は写真撮影された断面において、貫通孔2を形成する内周縁B2上の2点を結ぶ直線の中で最も長い直線の長さHnD(mm)を測定する。
(n)最大径D0は採取した10個の発泡粒子のDn0の相加平均である。
(o)半径方向の平均気泡径LCVは採取した10個の発泡粒子のLnCVの相加平均である。
(p)円周方向平均気泡径LCHは採取した10個の発泡粒子のLnCHの相加平均である。
(q)貫通孔の直径HDは採取した10個の発泡粒子のHnDの相加平均である。
一般的に、線分L0(長さL0)上の気泡壁の数Nと平均気泡径Ldとの間には下記(3)式の関係が成り立つ。
Ld=1.62×(L0/N) (3)
従って、単に、(3)式のLd、L0およびNに代えて、それぞれLnCV、Dn0/4およびNnVを代入すれば、(1)式が導かれる。
半径D0/4の円に内接するNH辺の正多角形の周囲の長さl0は下記(4)式で与えられる。
l0=2×(D0/4)×sin(2π/2NH)×NH (4)
図2に示すような円C1に内接するNH辺の多角形の周囲の長さは、円C1に内接するNH辺の正多角形の周囲の長さl0に近似できるので、単に、前記(3)式のLd、L0およびNに代えて、それぞれLnCH、l0およびNnHを代入することにより(2)式が導かれる。
本発明の効果が得られやすいためには、上記図2の断面における第1の直線E1上の気泡の数は5〜40個が好ましく、6〜30個がより好ましい。
Dt=1000×W1/V1 (5)
共重合体中におけるプロピレン以外のコモノマー成分の割合は、0.05〜15重量%、特に0.1〜10重量%が好ましい。
尚、メルトフローレイト(MFR)はJIS K7210の試験条件14(230℃/2.16kgf荷重)で測定される値である。
尚、基材樹脂に気泡調節剤を添加する場合、気泡調節剤をそのまま基材樹脂に練り込むこともできるが、通常は分散性等を考慮して気泡調節剤のマスターバッチを作り、これと基材樹脂とを混練することが好ましい。
尚、基材樹脂に着色顔料、染料を添加を添加する場合も分散性等を考慮して、着色顔料、染料のマスターバッチを作り、これと基材樹脂とを混練することが好ましい。
その際、樹脂粒子が球状ではないものであっても、密閉容器中で加熱され可塑化された樹脂粒子を分散媒の樹脂粒子に対する表面張力の作用により、球状に変化させることができる。
尚、発泡粒子の貫通孔は樹脂粒子の貫通孔より大きくなるのが通常である。
気泡調節剤を加えた基材樹脂を押出機内で加熱、混練して目的とする発泡粒子の断面形状と相似の断面形状を有するダイから、中空状(貫通孔を有する)の多数のストランドとして押出し、該ストランドを水中を通して冷却してから、適宜長さに切断する等の手段により樹脂粒子を作製することができる。
空隙率が11体積%を超えると、得られる成形体は発泡粒子相互の融着が不充分で、緩衝材、包装資材、各種容器等として使用する場合に要求される圧縮強度、融着強度等を得ることができない虞があり、外観において従来公知の成形体よりも劣るものとなる。
A(%)=〔(B−C)/B〕×100 (6)
一方、比(Dt/Db)が、2.6を超える場合は、型内成形により得られる成形体中に連通した空隙が形成されて透水性が大きくなってしまい、通常の成形体と同等の外観及び物性を有するものが得られない虞がある。
まず、発泡粒子を大気圧下、相対湿度50%、23℃の条件の恒温室内にて10日間放置する。次に同恒温室内にて、10日間放置した発泡粒子を500個以上採取し、該発泡粒子群の重量W2(g)を測定した後ただちに空のメスシリンダー中に上記重量を測定した発泡粒子群を入れて、メスシリンダーの目盛りから該発泡粒子群の体積V2(cm3)を読み取り、下記(7)式により発泡粒子の嵩密度Dbを計算する。
Db=1000×W2/V2 (7)
圧縮率(%)=[(a/(b×c))−1]×100 (8)
A)プロピレン−エチレンランダム共重合体(以下、rPPともいう。)、MFR:7g/10分、融点143℃
B)プロピレン−エチレンブロック共重合体(以下、bPPともいう。)、MFR:10g/10分、融点160℃
C)プロピレン単独重合体(以下、hPPともいう。)、MFR:10g/10分、融点165℃
Claims (4)
- 230℃、荷重2.16kgfで測定されるメルトフローレートが2〜25g/10分であるポリプロピレン系樹脂を含む基材樹脂からなり、複数の気泡を画成する気泡壁からなり、空隙率が11体積%以下(0を含む。)であると共に透水係数[cm/sec]が0である発泡粒子成形体を製造するための発泡粒子であって、該発泡粒子は、内部に一端から他端に延びる貫通孔を有する球状体であると共に、下記により定義される最大径D0(mm)、半径方向の平均気泡径LCV、円周方向平均気泡径LCH、貫通孔の直径HD(mm)を有し、比LCV/LCHが1.05以上であり、比HD/D0が0.08〜0.4であり、比HD/LCVが0.1〜10であることを特徴とするポリプロピレン系樹脂発泡粒子;
D0、LCV、LCH及びHDの定義
前記最大径D0、半径方向の平均気泡径LCV、円周方向平均気泡径LCH、および貫通孔の直径HDは、次のように測定される:
(a)10個の発泡粒子を任意に採取する、
(b)採取した各発泡粒子を前記貫通孔の一端と他端を結ぶ直線の中央位置において該直線に対して垂直な面で切断して、外周縁および内周縁を持つ環状断面を得る、
(c)断面を、顕微鏡を用いて画面上に写し出すか又は写真撮影する、
(d)該画面上に写し出された断面又は写真撮影された断面において、外周縁の2点D01、D02および内周縁の2点と交わり、かつ、2点D01、D02の間の距離が最大となるように第1の直線を引く、
(e)2点D01、D02の間の距離Dn0を測定する、
(f)第1の直線と直交する直線であって、外周縁と2点d01、d02及び内周縁の2点と交わり、かつ、2点d01、d02の間の距離が最大となるように第2の直線を引く、
(g)第1および第2の直線の交点P1を中心として、半径Dn0/4の円C1を描く、
(h)該円C1と該画面上に写し出された断面又は写真撮影された断面上の気泡壁との交点の数NnHを数える、
(i)第1の直線と円C1の外周との交点P2、P3の各々を中心として、半径Dn0/8の円C2、C3を描く、
(j)第1の直線と、円C2およびC3の各々の上に位置する気泡壁との交点の数を数えて、大きいほうの数NnVを選択する、
(k)平均径LnCVを下記(1)式から求める、
LnCV=0.405×(Dn0/NnV) (1)
(l)平均径LnCHを下記(2)式から求める、
LnCH=0.810×Dn0×sin(π/NnH) (2)
(m)該画面上に写し出された断面又は写真撮影された断面において、貫通孔を形成する内周縁上の2点を結ぶ直線の中で最も長い直線の長さHnD(mm)を測定する、
(n)最大径D0は採取した10個の発泡粒子のDn0の相加平均である、
(o)半径方向の平均気泡径LCVは採取した10個の発泡粒子のLnCVの相加平均である、
(p)円周方向平均気泡径LCHは採取した10個の発泡粒子のLnCHの相加平均である、
(q)貫通孔の直径HDは採取した10個の発泡粒子のHnDの相加平均である。 - 見掛け密度が36g/L未満である請求項1に記載のポリプロピレン系樹脂発泡粒子。
- 請求項1又は2に記載の発泡粒子を加圧処理することなく成形型内に充填し、スチームで型内成形することからなる、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子成形体の製造方法。
- 請求項3に記載の方法により得られる、空隙率が11体積%以下(0を含む。)であると共に透水係数[cm/sec]が0であるポリプロピレン系樹脂発泡粒子成形体。
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