JP5976097B2 - ポリプロピレン系樹脂発泡粒子からなる型内発泡成形体およびその製造方法 - Google Patents
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Description
・ポリプロピレン系樹脂発泡粒子により構成される、薄肉部を有する型内発泡成形体であって、
前記ポリプロピレン系樹脂発泡粒子が、脂肪族ジエタノールアミン脂肪酸エステルおよび脂肪族ジエタノールアミンを含有し、
かつ、前記脂肪族ジエタノールアミン脂肪酸エステルおよび脂肪族ジエタノールアミンの合計含有量が、ポリプロピレン系樹脂100重量部に対して0.1重量部以上5重量部以下であるポリプロピレン系樹脂組成物からなることを特徴とする、薄肉部を有する型内発泡成形体。
・ポリプロピレン系樹脂発泡粒子を金型に充填した後、加熱して型内発泡成形体を得る、薄肉部を有する型内発泡成形体の製造方法であって、
ポリプロピレン系樹脂発泡粒子が、脂肪族ジエタノールアミン脂肪酸エステルおよび脂肪族ジエタノールアミンを含有し、かつ、脂肪族ジエタノールアミン脂肪酸エステルおよび脂肪族ジエタノールアミンの合計含有量が、ポリプロピレン系樹脂100重量部に対して0.1重量部以上5重量部以下であるポリプロピレン系樹脂組成物からなることを特徴とする、薄肉部を有する型内発泡成形体の製造方法。
ミリスチルジエタノールアミンモノラウリン酸エステル、ミリスチルジエタノールアミンモノミリスチン酸エステル、ミリスチルジエタノールアミンモノペンタデシル酸エステル、ミリスチルジエタノールアミンモノパルミチン酸エステル、ミリスチルジエタノールアミンモノマルガリン酸エステル、ミリスチルジエタノールアミンモノステアリン酸エステル、ミリスチルジエタノールアミンモノアラキジン酸エステル、ミリスチルジエタノールアミンモノベヘン酸エステル、ミリスチルジエタノールアミンモノリグノセリン酸エステル;
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マルガリルジエタノールアミンモノラウリン酸エステル、マルガリルジエタノールアミンモノミリスチン酸エステル、マルガリルジエタノールアミンモノペンタデシル酸エステル、マルガリルジエタノールアミンモノパルミチン酸エステル、マルガリルジエタノールアミンモノマルガリン酸エステル、マルガリルジエタノールアミンモノステアリン酸エステル、マルガリルジエタノールアミンモノアラキジン酸エステル、マルガリルジエタノールアミンモノベヘン酸エステル、マルガリルジエタノールアミンモノリグノセリン酸エステル;
ステアリルジエタノールアミンモノラウリン酸エステル、ステアリルジエタノールアミンモノミリスチン酸エステル、ステアリルジエタノールアミンモノペンタデシル酸エステル、ステアリルジエタノールアミンモノパルミチン酸エステル、ステアリルジエタノールアミンモノマルガリン酸エステル、ステアリルジエタノールアミンモノステアリン酸エステル、ステアリルジエタノールアミンモノアラキジン酸エステル、ステアリルジエタノールアミンモノベヘン酸エステル、ステアリルジエタノールアミンモノリグノセリン酸エステル;
アラキジルジエタノールアミンモノラウリン酸エステル、アラキジルジエタノールアミンモノミリスチン酸エステル、アラキジルジエタノールアミンモノペンタデシル酸エステル、アラキジルジエタノールアミンモノパルミチン酸エステル、アラキジルジエタノールアミンモノマルガリン酸エステル、アラキジルジエタノールアミンモノステアリン酸エステル、アラキジルジエタノールアミンモノアラキジン酸エステル、アラキジルジエタノールアミンモノベヘン酸エステル、アラキジルジエタノールアミンモノリグノセリン酸エステル;
ベヘニルジエタノールアミンモノラウリン酸エステル、ベヘニルジエタノールアミンモノミリスチン酸エステル、ベヘニルジエタノールアミンモノペンタデシル酸エステル、ベヘニルジエタノールアミンモノパルミチン酸エステル、ベヘニルジエタノールアミンモノマルガリン酸エステル、ベヘニルジエタノールアミンモノステアリン酸エステル、ベヘニルジエタノールアミンモノアラキジン酸エステル、ベヘニルジエタノールアミンモノベヘン酸エステル、ベヘニルジエタノールアミンモノリグノセリン酸エステル;
リグノセリルジエタノールアミンモノラウリン酸エステル、リグノセリルジエタノールアミンモノミリスチン酸エステル、リグノセリルジエタノールアミンモノペンタデシル酸エステル、リグノセリルジエタノールアミンモノパルミチン酸エステル、リグノセリルジエタノールアミンモノマルガリン酸エステル、リグノセリルジエタノールアミンモノステアリン酸エステル、リグノセリルジエタノールアミンモノアラキジン酸エステル、リグノセリルジエタノールアミンモノベヘン酸エステル、リグノセリルジエタノールアミンモノリグノセリン酸エステル、などが挙げられる。これらは、単独で用いても良く、2種以上を組み合わせて用いても良い。
を常圧よりも高くしておいた上で、一段発泡粒子をスチーム等で加熱して更に発泡させ、発泡倍率を高めることが可能である。以降、この発泡工程を「二段発泡工程」と呼び、得られたポリプロピレン系樹脂発泡粒子を「二段発泡粒子」と呼ぶ。
例えば、型内発泡成形体に吸音性や透水性を付与する為、敢えて空隙を有する型内発泡成形体を製造する場合があるが、このような場合は、円柱状、楕円状、直方体状、筒状(ストロー状)のポリプロピレン系樹脂発泡粒子が用いられる。
〔1〕 ポリプロピレン系樹脂発泡粒子により構成される、薄肉部を有する型内発泡成形体であって、
前記ポリプロピレン系樹脂発泡粒子が、脂肪族ジエタノールアミン脂肪酸エステルおよび脂肪族ジエタノールアミンを含有し、
かつ、前記脂肪族ジエタノールアミン脂肪酸エステルおよび脂肪族ジエタノールアミンの合計含有量が、ポリプロピレン系樹脂100重量部に対して0.1重量部以上5重量部以下であるポリプロピレン系樹脂組成物からなることを特徴とする、薄肉部を有する型内発泡成形体。
〔2〕 前記脂肪族ジエタノールアミン脂肪酸エステルおよび脂肪族ジエタノールアミンの合計重量を100重量%とした際、脂肪族ジエタノールアミン脂肪酸エステルの重量割合が5重量%以上95重量%以下であることを特徴とする、〔1〕に記載の型内発泡成形体。
〔3〕 前記脂肪族ジエタノールアミン脂肪酸エステルが一般式(1)で表される化合物であり、かつ、前記脂肪族ジエタノールアミンが一般式(2)で表される化合物であることを特徴とする、〔1〕あるいは〔2〕に記載の型内発泡成形体。
〔5〕 前記ポリプロピレン系樹脂組成物が、更に、脂肪族アルコールを、前記ポリプロピレン系樹脂100重量部に対して0.001重量部以上2重量部以下を含有するポリプロピレン系樹脂組成物であることを特徴とする、〔1〕〜〔4〕の何れかに記載の型内発泡成形体。
〔6〕 前記脂肪族アルコールが一般式(3)で表される化合物であることを特徴とする、請求項5に記載の型内発泡成形体。
〔8〕 当該型内発泡成形体の少なくとも一部位の一組の対向する2面間において、一つの面上のある一点と、これに対向する他方の面との最短距離が、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子の1個分以上2個分以下の距離である薄肉部を有することを特徴とする、〔1〕〜〔7〕の何れかに記載の型内発泡成形体。
〔9〕 当該薄肉部を有する型内発泡成形体が、リブにより区画ごとに物品を収容することが可能な構造となっており、リブが薄肉部であることを特徴とする、〔1〕〜〔8〕の何れかに記載の型内発泡成形体。
〔10〕ポリプロピレン系樹脂発泡粒子を金型に充填した後、加熱して型内発泡成形体を得る、薄肉部を有する型内発泡成形体の製造方法であって、
ポリプロピレン系樹脂発泡粒子が、脂肪族ジエタノールアミン脂肪酸エステルおよび脂肪族ジエタノールアミンを含有し、かつ、脂肪族ジエタノールアミン脂肪酸エステルおよび脂肪族ジエタノールアミンの合計含有量が、ポリプロピレン系樹脂100重量部に対して0.1重量部以上5重量部以下であるポリプロピレン系樹脂組成物からなることを特徴とする、薄肉部を有する型内発泡成形体の製造方法。
〔11〕前記ポリプロピレン系樹脂組成物が、更に、脂肪族アルコールを、ポリプロピレン系樹脂100重量部に対して0.001重量部以上2重量部以下を含有するポリプロピレン系樹脂組成物であることを特徴とする、〔10〕に記載の薄肉部を有する型内発泡成形体の製造方法。
(1)ポリプロピレン系樹脂
●ポリプロピレン系樹脂A[株式会社プライムポリマー製、F227A]:融点143℃、エチレン含有率3.6重量%、MI7.0g/10分のエチレン/プロピレンランダム共重合体
●ポリプロピレン系樹脂B[株式会社プライムポリマー製、E314M]:融点145℃、エチレン含有率3重量%、ブテン−1含有量1.5重量%、MI5.0g/10分のエチレン/ブテン−1/プロピレンランダム共重合体
(2)脂肪族ジエタノールアミン脂肪酸エステル
●ステアリルジエタノールアミンモノステアリン酸エステル[花王株式会社製、エレクトロストリッパーTS−6B]
(3)脂肪族ジエタノールアミン
●ステアリルジエタノールアミン[東京化成工業株式会社製、試薬]
●ラウリルジエタノールアミン[和光純薬工業株式会社製、試薬]
(4)脂肪族アルコール
●ステアリルアルコール[和光純薬工業株式会社製、試薬]
●ラウリルアルコール[和光純薬工業株式会社製、試薬]
(5)上記以外の主たる添加剤
●N−ヒドロキシエチル−N−[2−ヒドロキシアルキル]アミン [ミヨシ油脂株式会社製、ダスパー125B]
●グリセリンステアリン酸エステル[理研ビタミン株式会社製、リケマールS−100]
(6)有機顔料
●ペリレンレッド[大日精化工業株式会社製]
(7)その他添加剤
●ポリエチレングリコール[ライオン株式会社製、PEG#300]
●タルク[林化成株式会社製、タルカンパウダーPK−S]
●メラミン(日産化学工業株式会社)
(8)発泡剤
●二酸化炭素[エア・ウォーター株式会社製]
●イソブタン[三井化学株式会社製]
また、実施例及び比較例における評価は、下記の方法で行った。
示差走査熱量計DSC[セイコーインスツルメンツ(株)製:DSC6200型]を用いて、ポリプロピレン系樹脂5〜6mgを10℃/分の昇温速度で40℃から220℃まで昇温して融解させた後、10℃/分の降温速度で220℃から40℃まで降温して結晶化させ。次いで、再度10℃/分の昇温速度で40℃から220℃まで昇温した際に得られるDSC曲線の融解ピーク温度を融点として求めた。即ち、2回目の昇温時の融解ピーク温度を融点として求めた。
本実施例で得られたポリプロピレン系樹脂発泡粒子はほぼ球状であったことから、その直径をノギスで測定し、20粒の相加平均値をポリプロピレン系樹脂発泡粒子の平均粒子径とした。
嵩体積約50cm3のポリプロピレン系樹脂発泡粒子の重量w(g)およびエタノール水没体積v(cm3)を求め、発泡前のポリプロピレン系樹脂組成物の密度d(g/cm3)から次式により求めた。なお、ポリプロピレン系樹脂組成物の密度dは、0.9g/cm3であった。
(ポリプロピレン系樹脂発泡粒子の嵩密度)
広口の10L容器に、得られたポリプロピレン系樹脂発泡粒子を静かに、あふれるまで投入した後、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子が10Lとなるよう、10L容器の口をすり切った。10L容器に入ったポリプロピレン系樹脂発泡粒子の重量を測定後、容積10Lで除し、嵩密度をg/Lの単位で表した。
示差走査熱量計DSC[セイコーインスツルメンツ(株)製:DSC6200型]を用いて、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子5〜6mgを10℃/分の昇温速度で40℃から220℃まで昇温してDSC曲線を得た。このDSC曲線は2つの融解ピークを示しており、低温側融点に基づく融解ピーク熱量をQl(J/g)、高温側融点に基づく融解ピーク熱量をQh(J/g)とし、高温側融点に基づく融解ピーク熱量の融解ピーク全体熱量に対する比率(Qh/(Ql+Qh))×100(%)によりDSC比を求めた。
ポリオレフィン発泡成形機P150N(東洋機械金属株式会社製)を用い、型内発泡成形により、図8に示すa面およびb面を有する1つのリブを有する箱型の型内発泡成形体を得た。但し、箱型形状外寸は縦200mm×横210mm×高さ150mmであり、厚みは全て均一で15mmである。a面およびb面を有するリブは箱型の型内発泡成形体底部の中央に位置し、リブ形状外寸は、縦50mm×横7mm×高さ120mmである。そして、このa面およびb面を有するリブを評価対象として、以降に記載する内容で評価した。
[表面凹凸]
a面およびb面を有するリブにおけるb面を目視観察し、次の基準で評価した。
○:ポリプロピレン径樹脂発泡粒子同士の粒間の開きが、ほとんど見られない。
△:ポリプロピレン径樹脂発泡粒子同士の粒間の開きが、少し見られる。
×:ポリプロピレン径樹脂発泡粒子同士の粒間の開きが、多数見られる。
a面およびb面の交差する稜線部分を目視観察し、次の基準で評価した。
○:稜線がシャープ、かつ、きれいな直線であり、金型転写性が良好であると共に、稜線部を指で5回擦ってもポリプロピレン系樹脂発泡粒子が剥離しない。
△:稜線が少し丸みを帯びており、小さな凹凸が見られるが、指で5回擦ってもポリプロピレン系樹脂発泡粒子が剥離しない。
×:稜線に明らかな凹凸が見られ、金型転写性が劣り、指で5回(以内)擦るとポリプロピレン系樹脂発泡粒子が剥離する。
[ポリプロピレン系樹脂粒子の作製]
表1または表2に示す種類、量のポリプロピレン系樹脂、添加剤、更には有機顔料ペリレンレッド0.01重量部を混合し、50mmφの単軸押出機を用いて、溶融混練(樹脂温度210℃)し、押出機先端からストランド状に押出した後、カッティングすることにより造粒し、ポリプロピレン系樹脂粒子(1.2mg/粒)を製造した。
但し、比較例7は、安定した押出しができず、溶融樹脂の吐出量が一定とならず、ポリプロピレン系樹脂粒子の重量が大きくばらついたため実施を中止した。
10L耐圧容器内に、水300重量部、得られたポリプロピレン系樹脂粒子100重量部、分散剤として第三リン酸カルシウム0.8重量部および、分散助剤としてノルマルパラフィンスルフォン酸ソーダ0.03重量部を仕込んだ。さらに、耐圧容器内に、表1または表2に示す種類、量の発泡剤を仕込み、撹拌下、表1または表2に示す発泡温度(容器内温度)および発泡圧力(容器内圧)で30分間保持した後、耐圧容器内を使用した発泡剤と同種の気体状物質で前記発泡圧力に保持しながら、耐圧容器の下部に設けた3mmφオリフィスを通して分散液を大気圧下に放出し、ほぼ球状の一段発泡粒子を得た。その後、75℃で24時間乾燥した。
[ポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体の作製]
次に、得られた一段発泡粒子に内圧を付与することなく、図8に示す1つのリブを有する箱型の型内発泡成形体が得られる金型に充填し、水蒸気にて加熱、融着させ、型内発泡成形体を得、金型から取り出した。この際の、水蒸気圧力は、表1または表2の値とした(成形条件)。
リブ形状外寸が、縦50mm×横15mm×高さ120mmを有する金型を用いた以外は、比較例1と全く同様にして、リブ形状外寸が縦50mm×横15mm×高さ120mmである部位の表面美麗性を評価した。結果を、表2に示す。
[ポリプロピレン系樹脂粒子の作製]
表3または表4に示す種類、量のポリプロピレン系樹脂、添加剤、更には有機顔料ペリレンレッド0.01重量部を混合し、50mmφの押出機で混練(樹脂温度210℃)し、押出機先端からストランド状に押出した後、カッティングすることにより造粒し、ポリプロピレン系樹脂粒子(1.2mg/粒)を製造した。
10L耐圧容器に、水300重量部、得られたポリプロピレン系樹脂粒子100重量部、分散剤として第三リン酸カルシウム0.8重量部および分散助剤としてノルマルパラフィンスルフォン酸ソーダ0.03重量部を仕込んだ。さらに、耐圧容器内に、表3または表4に示す種類、量の発泡剤を仕込み、撹拌下、表3または表4に示す発泡温度(容器内温度)および発泡圧力(容器内圧)で30分間保持した後、耐圧容器内を使用した発泡剤と同種の気体状物質で前記発泡圧力に保持しながら耐圧容器の下部に設けた3mmφオリフィスを通して分散液を大気圧下に放出し、ほぼ球状の一段発泡粒子を得た。その後、75℃で24時間乾燥した。
次に、得られた二段発泡粒子を1m3の耐圧容器に仕込み、空気加圧して二段発泡粒子に常圧よりも高い内圧を付与した後、図8に示す1つのリブを有する箱型の型内発泡成形体が得られる金型に充填し、水蒸気にて加熱、融着させ、型内発泡成形体を得、金型から取り出した。この際の、発泡粒子内圧および水蒸気圧力は表3あるいは表4の値とした(成形条件)。金型から取り出した型内発泡成形体を70℃の乾燥器中で24時間乾燥、養生したのち、リブ形状外寸が縦50mm×横7mm×高さ120mmである薄肉部の表面美麗性を評価した。結果を、表3または表4に示す。
[ポリプロピレン系樹脂粒子の作製]
表5に示す種類、量のポリプロピレン系樹脂、添加剤、更には有機顔料ペリレンレッド0.01重量部を混合し、50mmφの押出機で混練(樹脂温度210℃)し、押出機先端からストランド状に押出した後、カッティングすることにより造粒し、ポリプロピレン系樹脂粒子(1.2mg/粒)を製造した。
10L耐圧容器に、水300重量部、得られたポリプロピレン系樹脂粒子100重量部、分散剤として第三リン酸カルシウム0.5重量部および分散助剤としてノルマルパラフィンスルフォン酸ソーダ0.02重量部を仕込み、撹拌下、表5に示す発泡温度(容器内温度)とし、さらに空気で加圧することにより、表5記載の発泡圧力(容器内圧)とした上で30分間保持し、含水させた後、耐圧容器内を空気で前記発泡圧力に保持しながら耐圧容器の下部に設けた3mmφオリフィスを通して分散液を圧力0.05MPa−Gの飽和水蒸気圧下に放出し、ほぼ球状の一段発泡粒子を得た。その後、75℃で24時間乾燥した。
次に、得られた二段発泡粒子を1m3の耐圧容器に仕込み、空気加圧して二段発泡粒子に常圧よりも高い内圧を付与した後、図8に示す1つのリブを有する箱型の型内発泡成形体が得られる金型に充填し、水蒸気にて加熱、融着させ、型内発泡成形体を得、金型から取り出した。この際の、発泡粒子内圧および水蒸気圧力は表5の値とした(成形条件)。金型から取り出した型内発泡成形体を70℃の乾燥器中で24時間乾燥、養生したのち、リブ形状外寸が縦50mm×横7mm×高さ120mmである薄肉部の表面美麗性を評価した。結果を、表5に示す。
[ポリプロピレン系樹脂粒子の作製]
表5に示す種類、量のポリプロピレン系樹脂、添加剤、更には有機顔料ペリレンレッド0.01重量部を混合し、50mmφの押出機で混練(樹脂温度210℃)し、押出機先端からストランド状に押出した後、カッティングすることにより造粒し、ポリプロピレン系樹脂粒子(1.2mg/粒)を製造した。
10L耐圧容器に、水300重量部、得られた樹脂粒子100重量部、分散剤として第三リン酸カルシウム1.2重量部および分散助剤としてノルマルパラフィンスルフォン酸ソーダ0.05重量部とを仕込み、さらに、イソブタンを15重量部仕込み、撹拌下、表5に示す発泡温度(容器内温度)および発泡圧力(容器内圧)で30分間保持したのち、耐圧容器内を窒素で前記発泡圧力に保持しながら耐圧容器の下部に設けた5mmφオリフィスを通して水系分散物を大気圧下に放出し、ほぼ球状の一段発泡粒子を得た。その後、75℃で24時間乾燥した。
[ポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体の作製]
次に、得られた一段発泡粒子を1m3の耐圧容器に仕込み、空気加圧して一段発泡粒子に常圧よりも高い内圧を付与した後、図8に示す1つのリブを有する箱型の型内発泡成形体が得られる金型に充填し、水蒸気にて加熱、融着させ、型内発泡成形体を得、金型から取り出した。この際の、発泡粒子内圧および水蒸気圧力は表5の値とした(成形条件)。金型から取り出した型内発泡成形体を70℃の乾燥器中で24時間乾燥、養生したのち、リブ形状外寸が縦50mm×横7mm×高さ120mmである薄肉部の表面美麗性を評価した。
結果を、表5に示す。
Claims (11)
- ポリプロピレン系樹脂発泡粒子により構成される、薄肉部を有する型内発泡成形体であって、
前記ポリプロピレン系樹脂発泡粒子が、脂肪族ジエタノールアミン脂肪酸エステルおよび脂肪族ジエタノールアミンを含有し、
かつ、前記脂肪族ジエタノールアミン脂肪酸エステルおよび脂肪族ジエタノールアミンの合計含有量が、ポリプロピレン系樹脂100重量部に対して0.1重量部以上5重量部以下であるポリプロピレン系樹脂組成物からなることを特徴とする、薄肉部を有する型内発泡成形体。 - 前記脂肪族ジエタノールアミン脂肪酸エステルおよび脂肪族ジエタノールアミンの合計重量を100重量%とした際、脂肪族ジエタノールアミン脂肪酸エステルの重量割合が5重量%以上95重量%以下であることを特徴とする、請求項1記載の型内発泡成形体。
- 前記脂肪族ジエタノールアミン脂肪酸エステルがステアリルジエタノールアミンモノステアリン酸エステルであり、かつ、前記脂肪族ジエタノールアミンがステアリルジエタノールアミンであることを特徴とする、請求項3記載の型内発泡成形体。
- 前記ポリプロピレン系樹脂組成物が、更に、脂肪族アルコールを、前記ポリプロピレン系樹脂100重量部に対して0.001重量部以上2重量部以下含有するポリプロピレン系樹脂組成物であることを特徴とする、請求項1〜4の何れか一項記載の型内発泡成形体。
- 当該型内発泡成形体の少なくとも一部位の一組の対向する2面間において、一つの面上のある一点と、これに対向する他方の面との最短距離が、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子の1個分以上3個分以下の距離である薄肉部を有することを特徴とする、請求項1〜6の何れか一項に記載の型内発泡成形体。
- 当該型内発泡成形体の少なくとも一部位の一組の対向する2面間において、一つの面上のある一点と、これに対向する他方の面との最短距離が、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子の1個分以上2個分以下の距離である薄肉部を有することを特徴とする、請求項1〜7の何れか一項に記載の型内発泡成形体。
- 当該薄肉部を有する型内発泡成形体が、リブにより区画ごとに物品を収容することが可能な構造となっており、リブが薄肉部であることを特徴とする、請求項1〜8の何れか一項に記載の型内発泡成形体。
- ポリプロピレン系樹脂発泡粒子を金型に充填した後、加熱して型内発泡成形体を得る、薄肉部を有する型内発泡成形体の製造方法であって、
ポリプロピレン系樹脂発泡粒子が、脂肪族ジエタノールアミン脂肪酸エステルおよび脂肪族ジエタノールアミンを含有し、かつ、脂肪族ジエタノールアミン脂肪酸エステルおよび脂肪族ジエタノールアミンの合計含有量が、ポリプロピレン系樹脂100重量部に対して0.1重量部以上5重量部以下であるポリプロピレン系樹脂組成物からなることを特徴とする、薄肉部を有する型内発泡成形体の製造方法。 - 前記ポリプロピレン系樹脂組成物が、更に、脂肪族アルコールを、ポリプロピレン系樹脂100重量部に対して0.001重量部以上2重量部以下を含有するポリプロピレン系樹脂組成物であることを特徴とする、請求項10に記載の薄肉部を有する型内発泡成形体の製造方法。
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