JP5666918B2 - ポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子とその製造方法、及びポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体 - Google Patents
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Description
〔1〕 下記要件(a)〜(c)を有するポリプロピレン系樹脂を基材樹脂としてなることを特徴とするポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子。
(a)クロス分別クロマトグラフ法における40℃以下の溶出成分量が2.0重量%以下であること。
(b)融点が100℃以上160℃以下であること。
(c)プロピレンモノマー単位が90モル%以上100モル%以下、炭素数が2あるいは4以上のオレフィン単位が0モル%以上10モル%以下存在すること。
〔2〕 ポリプロピレン系樹脂のクロス分別クロマトグラフ法における40℃以下の溶出成分量が0.5重量%以下である、〔1〕記載のポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子。
〔3〕 ポリプロピレン系樹脂が、メタロセン触媒を用いて重合されたことを特徴とする、〔1〕あるいは〔2〕記載のポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子。
〔4〕 メタロセン触媒が、遷移金属を異種のπ系の不飽和環状化合物で挟んだ構造のメタロセン化合物を含むことを特徴とする〔3〕に記載のポリプロピレン系樹脂発泡粒子。
〔5〕 メタロセン触媒が、下記一般式[I]で表されるメタロセン化合物を含むことを特徴とする〔3〕あるいは〔4〕に記載のポリプロピレン系樹脂発泡粒子。
〔6〕 ポリプロピレン系樹脂の融点が110℃以上145℃以下である、〔1〕〜〔5〕何れかに記載のポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子。
〔7〕 ポリプロピレン系樹脂が、13C−NMRで測定した、全プロピレン挿入中のプロピレンモノマー単位の2,1−挿入及び1,3−挿入に基づく位置不規則単位の合計量が0.5モル%未満である〔1〕〜〔6〕何れかに記載のポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子。
〔8〕 ポリプロピレン系樹脂100重量部に対し、0.005重量部以上0.5重量部以下のフェノール系酸化防止剤を含む〔1〕〜〔7〕何れかに記載のポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子。
〔9〕 示差走査熱量計法による測定において2つの融解ピークを有し、低温側の融解ピーク熱量Qlと、高温側の融解ピーク熱量Qhから算出した、高温側の融解ピークの比率Qh/(Ql+Qh)×100が10%以上50%以下である、〔1〕〜〔8〕何れかに記載のポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子。
〔10〕 〔1〕〜〔9〕何れかに記載のポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子を用いて得られる、密度が10kg/m3以上300kg/m3以下であるポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体。
〔11〕 下記要件(a)〜(c)を有するポリプロピレン系樹脂粒子と、水、無機分散剤を耐圧容器中に収容した後、攪拌条件下に分散させるとともに、発泡剤の存在下、前記ポリプロピレン系樹脂粒子の軟化点温度以上に昇温し、次いで耐圧容器の内圧よりも低い圧力域に耐圧容器中の分散液を放出して発泡させるポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子の製造方法。
(a)クロス分別クロマトグラフ法における40℃以下の溶出成分量が2.0重量%以下であること。
(b)融点が100℃以上160℃以下であること。
(c)プロピレンモノマー単位が90モル%以上100モル%以下、炭素数が2あるいは4以上のオレフィン単位が0モル%以上10モル%以下存在すること。
(a)クロス分別クロマトグラフ法における40℃以下の溶出成分量が2.0重量%以下であること。
(b)融点が100℃以上160℃以下であること。
(c)プロピレンモノマー単位が90モル%以上100モル%以下、炭素数が2あるいは4以上のオレフィン単位が0モル%以上10モル%以下存在すること。
装置 :三菱油化社製クロス分別クロマトグラフ CFC T−150A型
検出器 :Miran社製赤外分光光度計1ACVF型
検出波長 :3.42μm
GPCカラム:昭和電工社製Shodex AT−806MS 3本
カラム温度 :135℃
カラム較正 :東ソー社製単分散ポリスチレン
分子量較正法:汎用較正法/ポリエチレン換算
溶離液 :o−ジクロロベンゼン(ODCB)
流速 :1.0mL/min.
試料濃度 :30mg/10mL
注入量 :500μL
降温時間 :135分(135から0℃)、その後60分間保持
溶出区分 :0、20、40、50、60、70、75、80、83、86、89、92、95、98、101、104、106、108、110、112、114、116、118、120、122、124、126、130、135℃(29分画)
本発明で用いられるポリプロピレン系樹脂の融点は、100℃以上160℃以下であり、好ましくは110℃以上145℃以下であり、最も好ましくは115℃以上140℃以下である。融点が100℃未満の場合ポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体としたときの高温での寸法安定性が低下し、160℃を超えると型内発泡成形する際の成形加熱蒸気圧力が高くなる。
(a)クロス分別クロマトグラフ法における40℃以下の溶出成分量が2.0重量%以下であること。
(b)融点が100℃以上160℃以下であること。
(c)プロピレンモノマー単位が90モル%以上100モル%以下、炭素数が2あるいは4以上のオレフィン単位が0モル%以上10モル%以下存在すること。
発泡倍率=d×v/w
本発明のポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子の表面に付着した無機分散剤量は2000ppm以下が好ましく、より好ましくは1300ppm以下であり、最も好ましくは800ppm以下である。当該範囲であれば、ポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体の高温での寸法安定性が良好となる傾向にある。表面に付着した無機分散剤量が2000ppmを超えると型内発泡成形する際の融着性が低下する傾向にあり、その結果、ポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体の高温での寸法安定性が低下する傾向にある。
三菱油化社製クロス分別クロマトグラフ CFC T−150A型を使用し、以下の条件で40℃以下の溶出成分量を測定した。
検出器 : Miran社製赤外分光光度計1ACVF型
検出波長 :3.42μm
GPCカラム:昭和電工社製Shodex AT−806MS 3本
カラム温度 :135℃
カラム較正 :東ソー社製単分散ポリスチレン
分子量較正法:汎用較正法/ポリエチレン換算
溶離液 :o−ジクロロベンゼン(ODCB)
流速 :1.0mL/min.
試料濃度 :30mg/10mL
注入量 :500μL
降温時間 :135分(135から0℃)、その後60分間保持
溶出区分 :0、20、40、50、60、70、75、80、83、86、89、92、95、98、101、104、106、108、110、112、114、116、118、120、122、124、126、130、135℃(29分画)
〔融点の測定〕
セイコーインスツルメンツ(株)製のDSC6200型示差走査熱量計を用いて、ポリプロピレン系樹脂粒子5〜6mgを10℃/minの昇温速度で40℃から220℃まで昇温する事により樹脂粒子を融解し、その後10℃/minで220℃から40℃まで降温することにより結晶化させた後に、さらに10℃/minで40℃から220℃まで昇温したときに得られるDSC曲線から、2回目の昇温時の融解ピーク温度を融点として求めた。
発泡後の耐圧容器中の残存ポリプロピレン系樹脂、および得られたポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子を観察し、ポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子の生産効率を次の指標で評価した。
○:耐圧容器中に残存するポリプロピレン系樹脂がなく、かつ得られたポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子に合着が見られない。
×:耐圧容器中に残存するポリプロピレン系樹脂があるか、あるいは得られたポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子に合着が見られる。
セイコーインスツルメンツ(株)製のDSC6200型示差走査熱量計を用いて、ポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子5〜6mgを40℃から200℃まで10℃/分の速度で昇温して得られたDSC曲線における、2つの融解ピークについて、DSC曲線の低温側ピークと、低温側ピークと高温側ピークの間の極大点からの融解開始ベースラインへの接線で囲まれる熱量である低温側の融解ピーク熱量Qlと、DSC曲線の高温側ピークと、低温側ピークと高温側ピークの間の極大点からの融解終了ベースラインへの接線で囲まれる熱量である高温側融解ピーク熱量Qhとし、高温側の融解ピークの比率(Qh/(Ql+Qh)×100)を算出した。
嵩体積約50cm3のポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子の重量w(g)を測定した後、該ポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子をエタノールに浸漬した際の増加体積(水没体積)v(cm3)を求め、発泡前のポリプロピレン系樹脂の密度d(g/cm3)から次式により求めた。
発泡倍率=d×v/w
〔付着無機分散剤量の測定(無機分散剤がリン酸カルシウムの場合)〕
乾燥させた予備発泡粒子をメタバナジン酸アンモニウム0.022重量%、モリブデン酸アンモニウム0.54重量%および硝酸3重量%を含む水溶液(比色液)50.0mLとW(g)の予備発泡粒子をコニカルビーカーに採り、1分間撹拌したのち10分間放置した。得られた液相を光路長1.0cmの石英セルに採り、分光光度計により410nmでの吸光度A(−)を測定した。
種々の成形加熱蒸気圧力で成形して得られたポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体において、カッターナイフでポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体の厚み方向に約3mmの切り込みを入れた後、手で切り込み部からポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体を破断し、
破断面を観察して、破断面を構成するポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子数に対する破壊されたポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子の割合を求め、融着率とした。
得られた直方体のポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体の長さ、幅、厚み寸法を測定し、また重量を測定し、重量を型内発泡成形体体積で除することにより成形体密度を算出した。
得られたポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体から長さ180mm×幅40mm×厚み19mmの試験片を切り出した後、長さ、幅、厚み寸法をノギスで正確に測定した。次いで試験片を110℃あるいは90℃のオーブンで22時間加熱処理した後、23℃雰囲気に3時間放置し、再度、長さ、幅、厚み寸法をノギスで正確に測定した。
高温時寸法変化率={(加熱前の寸法−加熱後の寸法)/加熱前の寸法}×100(%)
(実施例1)
クロス分別クロマトグラフ法における40℃以下の溶出成分量が0重量%、融点137℃のプロピレン−エチレンランダム共重合体樹脂100重量部を用い、セル造核剤としポリエチレングリコール(ライオン(株)製PEG#300)0.5重量部、タルク(林化成製PKS)0.1重量部、更に酸化防止剤として1,3,5−トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)イソシアヌレート0.05重量部をブレンドした後、50mm単軸押出機(大阪精機工作(株)製20VSE−50−28型)内で溶融混練した。得られた溶融混練樹脂を円形ダイよりストランド状に押出し、水冷後、ペレタイザーで切断し、一粒の重量が1.2mg/粒のポリプロピレン系樹脂粒子を得た。
クロス分別クロマトグラフ法における40℃以下の溶出成分量が0.2重量%、融点126℃のプロピレン−エチレンランダム共重合体樹脂を用い、表1記載の条件とした以外は、実施例1と同様にして、ポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子と、ポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体を得た。また、評価も実施例1と同様に行った。結果を表1に示す。
クロス分別クロマトグラフ法における40℃以下の溶出成分量が0.4重量%、融点118℃のプロピレン−エチレンランダム共重合体樹脂を用い、表1記載の条件とした以外は、実施例1と同様にして、ポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子と、ポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体を得た。評価は、高温時寸法変化率を90℃で行った以外は、実施例1と同様に行った。結果を表1に示す。
クロス分別クロマトグラフ法における40℃以下の溶出成分量が7.5重量%、融点137℃のプロピレン−エチレンランダム共重合体樹脂を用い、表1記載の条件とした以外は、実施例1と同様にして、ポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子と、ポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体を得た。また、評価も実施例1と同様に行った。結果を表1に示す。
クロス分別クロマトグラフ法における40℃以下の溶出成分量が4.3重量%、融点132℃のプロピレン−エチレン−1−ブテンランダム共重合体樹脂を用い、表1記載の条件とした以外は、実施例1と同様にして、ポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子と、ポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体を得た。また、評価も実施例1と同様に行った。結果を表1に示す。
クロス分別クロマトグラフ法における40℃以下の溶出成分量が2.9重量%、融点118℃のプロピレン−エチレンランダム共重合体樹脂を用い、表1記載の条件とした以外は、実施例1と同様にして、ポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子と、ポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体を得た。評価は、高温時寸法変化率を90℃で行った以外は、実施例1と同様に行った。結果を表1に示す。
Claims (12)
- 下記要件(a)〜(c)を有するポリプロピレン系樹脂を基材樹脂としてなることを特徴とするポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子。
(a)クロス分別クロマトグラフ法における40℃以下の溶出成分量が2.0重量%以下であること。
(b)融点が100℃以上160℃以下であること。
(c)プロピレンモノマー単位が90モル%以上100モル%以下、炭素数が2あるいは4以上のオレフィン単位が0モル%以上10モル%以下存在すること。 - ポリプロピレン系樹脂のクロス分別クロマトグラフ法における40℃以下の溶出成分量が0.5重量%以下である、請求項1記載のポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子。
- ポリプロピレン系樹脂が、メタロセン触媒を用いて重合されたことを特徴とする、請求項1あるいは2記載のポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子。
- メタロセン触媒が、遷移金属を異種のπ系の不飽和環状化合物で挟んだ構造のメタロセン化合物を含むことを特徴とする請求項3に記載のポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子。
- ポリプロピレン系樹脂の融点が110℃以上145℃以下である、請求項1〜5何れか一項記載のポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子。
- ポリプロピレン系樹脂が、13C−NMRで測定した、全プロピレン挿入中のプロピレンモノマー単位の2,1−挿入及び1,3−挿入に基づく位置不規則単位の合計量が0.5モル%未満である請求項1〜6何れか一項記載のポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子。
- ポリプロピレン系樹脂100重量部に対し、0.005重量部以上0.5重量部以下のフェノール系酸化防止剤を含む請求項1〜7何れか一項記載のポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子。
- 示差走査熱量計法による測定において2つの融解ピークを有し、低温側の融解ピーク熱量Qlと、高温側の融解ピーク熱量Qhから算出した、高温側の融解ピークの比率Qh/(Ql+Qh)×100が10%以上50%以下である、請求項1〜8何れか一項に記載のポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子。
- 請求項1〜9何れか一項に記載のポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子を用いて得られる、密度が10kg/m3以上300kg/m3以下であるポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体。
- 下記要件(a)〜(c)を有するポリプロピレン系樹脂粒子と、水、無機分散剤を耐圧容器中に収容した後、攪拌条件下に分散させるとともに、発泡剤の存在下、前記ポリプロピレン系樹脂粒子の軟化点温度以上に昇温し、次いで耐圧容器の内圧よりも低い圧力域に耐圧容器中の分散液を放出して発泡させるポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子の製造方法。
(a)クロス分別クロマトグラフ法における40℃以下の溶出成分量が2.0重量%以下であること。
(b)融点が100℃以上160℃以下であること。
(c)プロピレンモノマー単位が90モル%以上100モル%以下、炭素数が2あるいは4以上のオレフィン単位が0モル%以上10モル%以下存在すること。 - ポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子が実質的に合着していないことを特徴とする請求項11に記載のポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子の製造方法。
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