JP6081674B2 - アミド系エラストマー発泡粒子、その製造方法、発泡成形体及びその製造方法 - Google Patents

アミド系エラストマー発泡粒子、その製造方法、発泡成形体及びその製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP6081674B2
JP6081674B2 JP2016539340A JP2016539340A JP6081674B2 JP 6081674 B2 JP6081674 B2 JP 6081674B2 JP 2016539340 A JP2016539340 A JP 2016539340A JP 2016539340 A JP2016539340 A JP 2016539340A JP 6081674 B2 JP6081674 B2 JP 6081674B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
amide
particles
elastomer
foamed
nylon
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2016539340A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2016052387A1 (ja
Inventor
高野 雅之
雅之 高野
裕太 福崎
裕太 福崎
諒 芥
諒 芥
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sekisui Kasei Co Ltd
Original Assignee
Sekisui Kasei Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=55630423&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=JP6081674(B2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Sekisui Kasei Co Ltd filed Critical Sekisui Kasei Co Ltd
Application granted granted Critical
Publication of JP6081674B2 publication Critical patent/JP6081674B2/ja
Publication of JPWO2016052387A1 publication Critical patent/JPWO2016052387A1/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/16Making expandable particles
    • C08J9/18Making expandable particles by impregnating polymer particles with the blowing agent
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G69/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain of the macromolecule
    • C08G69/02Polyamides derived from amino-carboxylic acids or from polyamines and polycarboxylic acids
    • C08G69/08Polyamides derived from amino-carboxylic acids or from polyamines and polycarboxylic acids derived from amino-carboxylic acids
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C44/00Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/0014Use of organic additives
    • C08J9/0028Use of organic additives containing nitrogen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/16Making expandable particles
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/22After-treatment of expandable particles; Forming foamed products
    • C08J9/228Forming foamed products
    • C08J9/232Forming foamed products by sintering expandable particles
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/16Nitrogen-containing compounds
    • C08K5/20Carboxylic acid amides
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N25/00Investigating or analyzing materials by the use of thermal means
    • G01N25/20Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating the development of heat, i.e. calorimetry, e.g. by measuring specific heat, by measuring thermal conductivity
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00Particle morphology
    • C01P2004/60Particles characterised by their size
    • C01P2004/64Nanometer sized, i.e. from 1-100 nanometer
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2201/00Foams characterised by the foaming process
    • C08J2201/02Foams characterised by the foaming process characterised by mechanical pre- or post-treatments
    • C08J2201/034Post-expanding of foam beads or sheets
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2203/00Foams characterized by the expanding agent
    • C08J2203/06CO2, N2 or noble gases
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2205/00Foams characterised by their properties
    • C08J2205/04Foams characterised by their properties characterised by the foam pores
    • C08J2205/044Micropores, i.e. average diameter being between 0,1 micrometer and 0,1 millimeter
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2300/00Characterised by the use of unspecified polymers
    • C08J2300/26Elastomers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2371/00Characterised by the use of polyethers obtained by reactions forming an ether link in the main chain; Derivatives of such polymers
    • C08J2371/02Polyalkylene oxides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2377/00Characterised by the use of polyamides obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain; Derivatives of such polymers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/04Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent
    • C08J9/12Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a physical blowing agent
    • C08J9/122Hydrogen, oxygen, CO2, nitrogen or noble gases

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)

Description

本発明は、アミド系エラストマー発泡粒子、その製造方法、発泡成形体及びその製造方法に関する。更に詳しくは、本発明は、回復性及び反発性に優れ、高発泡が可能であり、微細で均一なセル構造を有する発泡成形体を得ることができるアミド系エラストマー発泡粒子及びその製造方法、回復性及び反発性に優れ、高発泡で、微細で均一なセル構造を有するた発泡成形体及びその製造方法に関する。本発明の発泡成形体は、回復性及び反発性に優れるため、工業分野、ベッドの芯材、クッションの充填材、緩衝材、シートクッション(新幹線や飛行機の座席シートのクッション)、自動車部材(自動車内装材等)等の幅広い用途で使用できる。
従来、緩衝材や梱包材としてポリスチレン発泡成形体が汎用されている。ここで、発泡成形体は、発泡性ポリスチレン粒子のような発泡性粒子を加熱して発泡(予備発泡)させて発泡粒子(予備発泡粒子)を得、得られた発泡粒子を金型のキャビティ内に充填した後、二次発泡させて発泡粒子同士を熱融着により一体化させることで得ることができる。
ポリスチレン発泡成形体は、原料となる単量体がスチレンであるため、剛性は高いものの、回復性や反発性が低いことが知られている。そのため、繰り返し圧縮される用途や柔軟性が求められる用途では使用し難いという課題があった。
上記課題を解決すべく、特許文献1には、結晶性ポリアミドセグメント及びポリエーテルセグメントを有するブロック共重合体からなる熱可塑性エラストマー樹脂の架橋処理物からなる発泡粒子を用いた発泡成形体が提案されている。この発泡成形体は、高度のゴム弾性を示すとされている。
特公平4−17977号公報
しかし、特許文献1の発泡粒子は、その表面においても架橋されている。そのため、成形時の表面の伸び及び粒子間の融着の不足により成形性が悪化することから、回復性及び反発性に劣るという課題があった。また、この不足により形状自由度が低くなるという課題があった。更に、発泡体の気泡(平均気泡径は320〜650μm)が粗大でかつ不均一であるため外観が悪化するという課題があった。
本発明の発明者等は、非架橋のアミド系エラストマーを基材樹脂とした場合でも、特定のショアD硬度及び平均気泡径を有しさえすれば、回復性及び反発性に優れた発泡成形体を良好な成形性で与え得る発泡粒子を提供可能であることを見い出し本発明に至った。
かくして本発明によれば、65以下のショアD硬度を有する非架橋のアミド系エラストマーを基材樹脂として含み、20〜250μmの平均気泡径を有し、
前記非架橋のアミド系エラストマーは、(1)結晶化温度−10℃の温度での貯蔵弾性率と結晶化温度−15℃の温度での貯蔵弾性率が共に4×106×107Paの範囲にあるエラストマーであり、かつ(2)ハードセグメントとしてのポリアミドブロックとソフトセグメントとしてのポリエーテルブロックを有し、
前記ポリアミドブロックは、ポリεカプラミド(ナイロン6)、ポリテトラメチレンアジパミド(ナイロン46)、ポリヘキサメチレンアジパミド(ナイロン66)、ポリヘキサメチレンセバカミド(ナイロン610)、ポリヘキサメチレンドデカミド(ナイロン612)、ポリウンデカメチレンアジパミド(ナイロン116)、ポリウンデカンアミド(ナイロン11)、ポリラウラミド(ナイロン12)、ポリヘキサメチレンイソフタルアミド(ナイロン6I)、ポリヘキサメチレンテレフタルアミド(ナイロン6T)、ポリナノメチレンテレフタルアミド(ナイロン9T)及びポリメタキシリレンアジパミド(ナイロンMXD6)から選択され、
前記ポリエーテルブロックは、ポリエチレングリコール(PEG)、ポリプロピレングリコール(PPG)、ポリテトラメチレングリコール(PTMG)及びポリテトラヒドロフラン(PTHF)から選択されるアミド系エラストマー発泡粒子が提供される。
更に、本発明によれば、非架橋のアミド系エラストマーを含む樹脂粒子に発泡剤を含浸させて発泡性粒子を得る工程と、前記発泡性粒子を発泡させる工程とを含む上記アミド系エラストマー発泡粒子の製造方法が提供される。
また、本発明によれば、上記アミド系エラストマー発泡粒子を型内発泡させて得られた発泡成形体が提供される。
更に、上記アミド系エラストマー発泡粒子を型内発泡させることによる発泡成形体の製造方法が提供される。
本発明のアミド系エラストマー発泡粒子によれば、回復性及び反発性に優れた発泡成形体を良好に成形し得る発泡粒子を提供できる。加えて、高発泡が可能であり、微細で均一なセル構造を実現できる。
更に、0.015〜0.5g/cmの嵩密度を有する場合、より回復性及び反発性に優れた発泡成形体を良好に成形し得る発泡粒子を提供できる。
また、非架橋のアミド系エラストマーは、結晶化温度−10℃の温度での貯蔵弾性率と結晶化温度−15℃の温度での貯蔵弾性率が共に4×10〜4×10Paの範囲にあるエラストマーである場合、より回復性及び反発性に優れた発泡成形体を良好に成形し得る発泡粒子を提供できる。
更に、非架橋のアミド系エラストマーは、貯蔵弾性率の対数をy軸、温度をx軸として得られたグラフにおいて、結晶化温度において測定された貯蔵弾性率と結晶化温度より5℃低い温度に対応する2つの貯蔵弾性率から得られる式y=αx+βで表した場合のαの絶対値が0.08以上であるエラストマーである場合、より回復性及び反発性に優れた発泡成形体を良好に成形し得る発泡粒子を提供できる。
また、アミド系エラストマー発泡粒子が、5mmより大きく、15mm以下の平均粒子径を有する場合、より回復性及び反発性に優れた発泡成形体を良好に成形し得る発泡粒子を提供できる。
更に、1.5〜5mmの平均粒子径を有する場合、より高発泡が可能であり、微細で均一なセル構造を実現できる。
また、アミド系エラストマー発泡粒子が、その断面において、20〜150μmの平均気泡径を示す最表層を有する場合、より高発泡が可能であり、微細で均一なセル構造を実現できる。
更に、非架橋のアミド系エラストマーを含む樹脂粒子に発泡剤を含浸させて発泡性粒子を得る工程と、発泡粒子を発泡させる工程とを経ることで、アミド系エラストマー発泡粒子を簡便に製造できる。
樹脂粒子が、非架橋のアミド系エラストマー100質量部と気泡調整剤0.02〜1質量部とを含む場合、より簡便にアミド系エラストマー発泡粒子を製造できる。
また、気泡調整剤が、脂肪酸アミド系の有機物である場合、より簡便にアミド系エラストマー発泡粒子を製造できる。
更に、発泡性粒子が、前記樹脂粒子に、水の存在下で、発泡剤を含浸させ得られ、水が、前記樹脂粒子100重量部に対して、0.5〜4重量部使用される場合、より簡便にアミド系エラストマー発泡粒子を製造できる。
また、本発明によれば、回復性及び反発性に優れた発泡成形体を提供できる。加えて、高発泡で、微細で均一なセル構造を有する発泡成形体を提供できる。
発泡成形体が、10%以下の圧縮永久歪と50以上の反発係数を有する場合、より回復性及び反発性に優れた発泡成形体を提供できる。
更に、本発明の発泡成形体の製造方法によれば、型内発泡が、ゲージ圧0.27MPaの水蒸気で20秒間加熱した際に、1.5〜4.0倍の2次発泡倍数を示すアミド系エラストマー発泡粒子を用いて行われる場合、上記発泡成形体をより良好な成形性で提供できる。
実施例1aのアミド系エラストマーの温度と貯蔵弾性率との関係を示すグラフである。 実施例2aのアミド系エラストマーの温度と貯蔵弾性率との関係を示すグラフである。 実施例3aのアミド系エラストマーの温度と貯蔵弾性率との関係を示すグラフである。 実施例4aのアミド系エラストマーの温度と貯蔵弾性率との関係を示すグラフである。 比較例1aのアミド系エラストマーの温度と貯蔵弾性率との関係を示すグラフである。 比較例4aのアミド系エラストマーの温度と貯蔵弾性率との関係を示すグラフである。 実施例1bの発泡粒子の断面写真である。 比較例1bの発泡粒子の断面写真である。 実施例1cの発泡粒子の断面写真である。 実施例2cの発泡粒子の断面写真である。 最表層の平均気泡径の測定方法の概略説明図である。
(アミド系エラストマー発泡粒子)
アミド系エラストマー発泡粒子(以下、発泡粒子ともいう)は、非架橋のアミド系エラストマーを基材樹脂として含む。本明細書において、非架橋とは、溶解可能な有機溶剤に不溶なゲル分率が3.0質量%以下のものを意味する。ゲル分率は3.0質量%、2.5質量%、2.0質量%、1.5質量%、1.0質量%、0.5質量%、0質量%を取りえる。
ここで、アミド系エラストマー発泡粒子のゲル分率は下記の要領で測定される。
アミド系エラストマー発泡粒子の質量W1を測定する。次に、130℃の溶剤(3−メトキシ−3−メチル−1−ブタノール100ミリリットル)中にアミド系エラストマー発泡粒子を24時間に亘って浸漬する。
次に、溶剤中の残渣を80メッシュの金網を用いて濾過し、金網上に残った残渣を130℃の真空乾燥機中にて1時間に亘って乾燥させて、金網上に残った残渣の質量W2を測定し、下記式に基づいてアミド系エラストマー発泡粒子のゲル分率を算出することができる。
ゲル分率(質量%)=100×W2/W1
(1)非架橋のアミド系エラストマー
非架橋のアミド系エラストマーは、ショアD硬度が65以下である。65より大きい場合、発泡時の軟化が困難で、所望の発泡倍数が得られないことがある。ショアD硬度は65、60、55、50、45、40、35、30、25、20、15、10、5、0を取りえる。好ましいショアD硬度は20〜60であり、より好ましいショアD硬度は30〜60である。
非架橋のアミド系エラストマーは、結晶化温度−10℃の温度での貯蔵弾性率と結晶化温度−15℃の温度での貯蔵弾性率が共に4×10〜4×10Paの範囲にあることが好ましい。4×10Paより大きい場合、発泡時の軟化が困難で、所望の発泡倍数が得られないことがある。4×10Paより小さい場合、発泡後の冷却過程において、発泡形状を保持できず、収縮してしまうことがある。貯蔵弾性率は4×10Pa、6×10Pa、8×10Pa、1×10Pa、4×10Paを取りえる。より好ましい貯蔵弾性率の範囲は、6×10〜2×10Paである。加えて、結晶化温度−10℃の温度での貯蔵弾性率と結晶化温度−15℃の温度との範囲の貯蔵弾性率が全て4×10〜4×10Paの範囲にあることが好ましい。
貯蔵弾性率の対数をy軸、温度をx軸として得られたグラフにおいて、結晶化温度において測定された貯蔵弾性率と結晶化温度より5℃低い温度に対応する2つの貯蔵弾性率から得られる式y=αx+βで表した場合のαの絶対値が0.05以上であることが好ましい。0.05を下回ると発泡後の冷却過程において発泡粒子が収縮してしまうことがある。αの絶対値は0.05、0.08、0.10、0.15、0.20、0.25、0.30、0.35、0.40、0.45、0.50、0.55、0.60、0.65、0.70等を取りえる。αの絶対値は、0.08以上であることがより好ましい。絶対値の上限は、1.0であることが好ましい。また、絶対値は、0.08〜0.50の範囲であることがより好ましい。
貯蔵弾性率の対数をy軸、温度をx軸として得られたグラフにおいて、結晶化温度より15℃低い温度に対応する貯蔵弾性率と結晶化温度より20℃低い温度に対応する2つの貯蔵弾性率から得られる式y=α’x+β’で表した場合のα’とαの比α’/αは0.5以下であることが好ましい。0.5を超えると発泡後の冷却過程において発泡粒子が収縮してしまうことがある。比α’/αの下限は、0.01であることが好ましい。比α’/αは0.01、0.05、0.10、0.15、0.20、0.25、0.30、0.35、0.40、0.45、0.50を取りえる。
非架橋のアミド系エラストマーには、ポリアミドブロック(ハードセグメント)とポリエーテルブロック(ソフトセグメント)とを有するコポリマーを使用できる。
ポリアミドブロックとしては、例えば、ポリεカプラミド(ナイロン6)、ポリテトラメチレンアジパミド(ナイロン46)、ポリヘキサメチレンアジパミド(ナイロン66)、ポリヘキサメチレンセバカミド(ナイロン610)、ポリヘキサメチレンドデカミド(ナイロン612)、ポリウンデカメチレンアジパミド(ナイロン116)、ポリウンデカンアミド(ナイロン11)、ポリラウラミド(ナイロン12)、ポリヘキサメチレンイソフタルアミド(ナイロン6I)、ポリヘキサメチレンテレフタルアミド(ナイロン6T)、ポリナノメチレンテレフタルアミド(ナイロン9T)、ポリメタキシリレンアジパミド(ナイロンMXD6)等に由来するポリアミド構造が挙げられる。ポリアミドブロックは、これらポリアミド構造を構成する単位の組み合わせでもよい。
ポリエーテルブロックとしては、例えば、ポリエチレングリコール(PEG)、ポリプロピレングリコール(PPG)、ポリテトラメチレングリコール(PTMG)、ポリテトラヒドロフラン(PTHF)等に由来するポリエーテル構造が挙げられる。ポリエーテルブロックは、これらポリエーテル構造を構成する単位の組み合わせでもよい。
ポリアミドブロックとポリエーテルブロックはランダムに分散していてもよい。
ポリアミドブロックの数平均分子量Mnは300〜15000であることが好ましい。ポリアミドブロックの数平均分子量Mnは300、3000、6000、9000、12000、15000を取りえる。ポリエーテルブロックの数平均分子量Mnは100〜6000であることが好ましい。ポリエーテルブロックの数平均分子量Mnは100、1000、2000、3000、4000、5000、6000を取りえる。ポリアミドブロックの数平均分子量Mnは600〜5000であることがより好ましい。ポリエーテルブロックの数平均分子量Mnは200〜3000であることがより好ましい。
非架橋のアミド系エラストマーは融点が120〜180℃であることが好ましい。融点が120℃を下回ると発泡後に常温に晒された時点で収縮することがあり、融点が180℃を超えると所望の発泡倍数への発泡が困難となることがある。融点は120℃、125℃、130℃、135℃、140℃、145℃、150℃、155℃、160℃、165℃、170℃、175℃、180℃を取りえる。より好ましい融点は、125〜175℃である。
非架橋のアミド系エラストマーの融点はJIS K7121:1987に準拠し示差熱分析計(DSC)で測定される。なお、融点は、再昇温過程での吸熱ピーク値温度である。
非架橋のアミド系エラストマーは結晶化温度が90〜140℃であることが好ましい。結晶化温度が90℃を下回ると発泡後に常温に晒された時点で収縮する恐れがあり、結晶化温度が140℃を超えると所望の発泡倍数への発泡が困難となることがある。結晶化温度は90℃、95℃、100℃、105℃、120℃、125℃、130℃、135℃、140℃を取りえる。より好ましい結晶化温度は、100〜130℃である。
非架橋のアミド系エラストマーの結晶化温度はJIS K7121:1987に準拠し示差熱分析計(DSC)で測定される。なお、結晶化温度は、降温速度2℃/minの降温過程での発熱ピーク値温度である。
非架橋のアミド系エラストマーには、米国特許第4,331,786号明細書、米国特許第4,115,475号明細書、米国特許第4,195,015号明細書、米国特許第4,839,441号明細書、米国特許第4,864,014号明細書、米国特許第4,230,838号明細書及び米国特許第4,332,920号明細書に記載されたアミド系エラストマーも使用できる。
非架橋のアミド系エラストマーは、反応性末端を有するポリアミドブロックと反応性末端を有するポリエーテルブロックとの共重縮合で得られるものが好ましい。この共重縮合としては特に下記のものを挙げることができる:
1)ジアミン鎖端を有するポリアミドブロックとジカルボン酸鎖端を有するポリオキシアルキレンブロックとの共重縮合、
2)ポリエーテルジオールとよばれる脂肪族ジヒドロキシ化α,ω−ポリオキシアルキレン単位のシアノエチル化及び水素化で得られるジカルボン酸鎖端を有するポリアミド単位とジアミン鎖端を有するポリオキシアルキレン単位との共重縮合、
3)ジカルボン酸鎖端を有するポリアミド単位とポリエーテルジオールとの共重縮合(この場合に得られるものを特にポリエーテルエステルアミドとよんでいる)。
ジカルボン酸鎖端を有するポリアミドブロックを与える化合物としては、例えば、α,ω−アミノカルボン酸、ラクタム又はジカルボン酸の連鎖調節剤の存在下でのジカルボン酸とジアミンの縮合で得られる化合物が挙げられる。
1)の共重縮合の場合、非架橋のアミド系エラストマーは、例えば、ポリエーテルジオールと、ラクタム(又はα,ω−アミノ酸)と、連鎖制限剤のジアシッドとを少量の水の存在下で反応させて得ることができる。非架橋のアミド系エラストマーは、種々の長さのポリエーテルブロックとポリアミドブロックとを有していてもよく、更に各成分がランダムに反応することでポリマー鎖中に分散していてもよい。
上記共重縮合時において、ポリエーテルジオールのブロックはそのまま用いてもよく、その水酸基とカルボキシ末端基を有するポリアミドブロックとを共重合して用いてもよく、その水酸基をアミノ化してポリエーテルジアミンに変換した後にカルボキシ末端基を有するポリアミドブロックと縮合して用いてもよい。また、ポリエーテルジオールのブロックをポリアミド前駆体及び連鎖制限剤と混合して共重縮合させることで、ランダムに分散させたポリアミドブロックとポリエーテルブロックとを含むポリマーを得ることも可能である。
基材樹脂は、本発明の効果を阻害しない範囲で、非架橋のアミド系エラストマー以外に、アミド系樹脂、ポリエーテル樹脂、架橋アミド系エラストマー、スチレン系エラストマー、オレフィン系エラストマー、エステル系エラストマー等の他の樹脂が含まれていてもよい。他の樹脂は、公知の熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂であってもよい。
(2)発泡粒子の形状等
発泡粒子は、0.015〜0.5g/cmの範囲の嵩密度を有することが好ましい。嵩密度が0.015g/cm未満の場合、得られる発泡成形体に収縮が発生して外観が良好とならずかつ発泡成形体の機械的強度が低下することがある。0.5g/cmより大きい場合、発泡成形体の軽量性が低下することがある。嵩密度は0.015g/cm、0.05g/cm、0.1g/cm、0.15g/cm、0.2g/cm、0.25g/cm、0.3g/cm、0.35g/cm、0.4g/cm、0.45g/cm、0.5g/cmを取りえる。より好ましい嵩密度は0.02〜0.2g/cmであり、更に好ましい嵩密度は、0.05〜0.1g/cmである。
発泡粒子の形状は、特に限定されず、真球状、楕円球状(卵状)、円柱状、角柱状、ペレット状又はグラニュラー状等が挙げられる。
発泡粒子は、20〜250μmの平均気泡径を有する。平均気泡径が20μm未満の場合、発泡成形体が収縮することがある。250μmより大きい場合、成形体の外観の悪化や融着の不良を招くことがある。平均気泡径は20μm、40μm、50μm、100μm、150μm、200μm、250μmを取りえる。より好ましい平均気泡径は20〜200μmであり、更に好ましくは40〜150μmである。
発泡粒子は、発泡成形体の気泡構造が不均一なることを抑制するために、250μmを超過する気泡径の気泡が少ないことが好ましい。具体的には、気泡径が250μmを超過する気泡の割合は、全気泡に対して、30%以下であることが好ましく、より好ましくは20%以下であり、更に好ましくは10%以下である。
発泡粒子は、5mmより大きく、15mm以下の平均粒子径を有してもよい。平均粒子径が5mm以下の場合、成形時の二次発泡性が低下することがある。15mmより大きい場合、型内成形により発泡成形体を作製する際に金型への充填性が低下することがある。平均粒子径は5.5mm、8mm、10mm、12mm、14mm、15mmを取りえる。より好ましい平均粒子径は、7〜12mmである。
発泡粒子は、1.5〜5mmの平均粒子径を有してもよい。平均粒子径が1.5mm未満の場合、発泡粒子の製造自体が困難でありかつ製造コストが増大することがある。5mmより大きい場合、型内成形により発泡成形体を作製する際に複雑形状の発泡成形体を得ることが困難な場合がある。平均粒子径は1.5mm、2mm、3mm、4mm、5mmを取りえる。より好ましい平均粒子径は、2.0〜4.0mmである。
発泡粒子は、クッションの充填材ではそのまま使用でき、また型内発泡させるための発泡成形体の原料として使用できる。発泡成形体の原料として用いられる場合、通常、発泡粒子を「予備発泡粒子」と称し、それを得るための発泡を「予備発泡」と称する。
(アミド系エラストマー発泡粒子の製造方法)
アミド系エラストマー発泡粒子は、非架橋のアミド系エラストマーを含む樹脂粒子に発泡剤を含浸させて発泡性粒子を得る工程(含浸工程)と、発泡性粒子を発泡させる工程(発泡工程)とを経て得ることができる。
(1)含浸工程
(a)樹脂粒子
樹脂粒子は、公知の製造方法及び製造設備を使用して得ることができる。
例えば、押出機を使用して非架橋のアミド系エラストマー樹脂を溶融混練し、次いで押出、水中カット、ストランドカット等により造粒することによって、樹脂粒子を製造できる。溶融混練時の温度、時間、圧力等は、使用原料及び製造設備に合わせて適宜設定できる。
溶融混練時の押出機内の溶融混練温度は、非架橋のアミド系エラストマーが十分に軟化する温度である、170〜250℃が好ましく、200〜230℃がより好ましい。溶融混練温度とは、押出機ヘッド付近の溶融混練物流路の中心部温度を熱伝対式温度計で測定した押出機内部の溶融混練物の温度を意味する。
樹脂粒子の形状は、例えば、真球状、楕円球状(卵状)、円柱状、角柱状、ペレット状又はグラニュラー状である。
樹脂粒子は、その長さをL、平均径をDとした場合のL/Dが0.8〜3であることが好ましい。樹脂粒子のL/Dが0.8未満や3を超えている場合、成形型内への充填性が低下することがある。なお、樹脂粒子の長さLは、押出方向の長さをいい、平均径Dは長さLの方向に実質的に直交する樹脂粒子の切断面の直径をいう。
樹脂粒子の平均径Dは0.5〜1.5mmが好ましい。平均径が0.5mm未満の場合、発泡剤の保持性が低下して発泡性粒子の発泡性が低下することがある。1.5mmより大きいと、成形型内への発泡粒子の充填性が低下すると共に、板状の発泡成形体を製造する場合に発泡成形体の厚みを薄くできないことがある。
樹脂粒子には、気泡調整剤が含まれていてもよい。
気泡調整剤としては、高級脂肪酸アミド、高級脂肪酸ビスアミド、高級脂肪酸塩、無機気泡核剤等が挙げられる。これら気泡調整剤は、複数種組み合わせてもよい。
高級脂肪酸アミドとしては、ステアリン酸アミド、12−ヒドロキシステアリン酸アミド等が挙げられる。
高級脂肪酸ビスアミドとしては、エチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビス−12−ヒドロキシステアリン酸アミド、メチレンビスステアリン酸アミド等が挙げられる。
高級脂肪酸塩としては、ステアリン酸カルシウムが挙げられる。
無機気泡核剤としては、タルク、珪酸カルシウム、合成あるいは天然に産出される二酸化ケイ素等が挙げられる。
上記気泡調整剤の内、高級脂肪酸アミド及び高級脂肪酸ビスアミドの脂肪酸アミド系の有機物が好ましい。
気泡調整剤量は、非架橋のアミド系エラストマー100質量部に対して、0.02〜1質量部であることが好ましい。気泡調整剤量が0.02質量部未満の場合、気泡調整剤による気泡の微細化効果が低下することがある。この低下は、発泡性粒子を発泡させて得られる発泡粒子の気泡を粗くし、その結果、発泡粒子が型内発泡成形時に破泡して収縮してしまい発泡成形体を得ることができないか、発泡成形体が得られたとしても、その表面に凹凸が生じる等の外観の低下が発生することにつながる。1質量部より多い場合、その効果が頭打ちとなり、却って発泡成形体の融着不足、コストアップ等問題が生じることがある。気泡調整剤量は、0.02〜0.3質量部であることがより好ましく、0.05〜0.1質量部であることが更に好ましい。
気泡調整剤は、押出機内で樹脂と混合してもよく、樹脂粒子に付着させてもよい。
樹脂粒子は、他に、ヘキサブロモシクロドデカン、トリアリルイソシアヌレート6臭素化物等の難燃剤、カーボンブラック、酸化鉄、グラファイト等の着色剤等を含んでいてもよい。
(b)発泡性粒子
樹脂粒子に発泡剤を含浸させて発泡性粒子を製造する。なお、樹脂粒子に発泡剤を含浸させる要領としては、公知の要領を用い得る。例えば、
・オートクレーブ内に樹脂粒子、分散剤及び水を供給して撹拌することによって、樹脂粒子を水中に分散させて分散液を製造し、この分散液中に発泡剤を圧入し、樹脂粒子中に発泡剤を含浸させる方法(湿式含浸法)
・オートクレーブ内の樹脂粒子に発泡剤を圧入し、樹脂粒子中に発泡剤を含浸させる方法(乾式含浸法)
が挙げられる。
湿式含浸法における分散剤としては、特に限定されず、例えば、リン酸カルシウム、ピロリン酸マグネシウム、ピロリン酸ナトリウム、酸化マグネシウム等の難水溶性無機物や、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムのような界面活性剤が挙げられる。
乾式含浸法では、大量の水を使用しないので、水の処理が不要であることから、製造コストを低減できるという利点がある。乾式含浸法は、特に限定されず、公知の条件下で行うことができる。例えば、含浸温度は、40〜140℃とできる。
乾式含浸法では、少量の水の存在で発泡剤を含浸させることが好ましい。少量の水を存在させることで、発泡粒子の表面から発泡剤の逸散を防止できる。発明者等は、少量の水分が発泡性粒子の表面に位置することで、発泡性粒子内部の発泡剤の逸散を抑制されていると考えている。水の量は樹脂粒子100質量部に対し0.5〜4質量部が好ましい。水の量が0.5質量部未満の場合、水の展着が不十分で発泡剤の逸散を防げず、発泡粒子表層の気泡が粗大化することがある。水の量が4質量部を上回ると、乾式含浸装置からの抜き出し時にブリッヂングを発生させ発泡性粒子を取り出せないことがある。更に、取出せた場合も取り出しに時間を要するため、結果的に発泡剤が逸散し、表層気泡が粗大化することがある。より好ましい水の量は1〜3質量部である。
発泡剤としては、汎用のものが用いられ、例えば、空気、窒素、二酸化炭素(炭酸ガス)及びアルゴン等の無機ガス;プロパン、ブタン、ペンタン等の脂肪族炭化水素;ハロゲン化炭化水素が挙げられ、無機ガス及び脂肪族炭化水素が好ましい。なお、発泡剤は単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。
樹脂粒子に含浸させる発泡剤の量は、樹脂粒子100質量部に対して、4質量部以上であることが好ましい。また、12質量部以下であることが好ましい。4質量部未満であると、発泡力が低くなり、高い発泡倍率では、良好に発泡させることが困難である。発泡剤の含有量が12質量部を超えると、気泡膜の破れが生じやすくなり、可塑化効果が大きくなりすぎて、発泡時の粘度が低下しやすくなり、かつ収縮が起こりやすくなる。より好ましい発泡剤の量は5質量部以上である。更に好ましい発泡剤の量は6〜8質量部である。この範囲内であれば、発泡力を十分に高めることができ、高い発泡倍率であっても、より一層良好に発泡させることができる。発泡剤の含有量が8質量部以下であると、気泡膜の破れが抑えられ、可塑化効果が大きくなりすぎないために、発泡時の粘度の過度の低下が抑えられ、かつ収縮が抑えられる。加えて、発泡剤の量は、樹脂粒子100質量部に対して、5〜30質量部としてもよく、10〜20質量部としてもよい。
樹脂粒子100質量部に対して含浸された発泡剤の含有量(含浸量)は、以下のようにして測定される。
(無機ガスの場合)
樹脂粒子を圧力容器に入れる前の質量Xgを測定する。圧力容器内で、樹脂粒子に発泡剤を含浸させた後、圧力容器から含浸物を取り出した後の質量Ygを測定する。下記式により、樹脂粒子100質量部に対して含浸された発泡剤の含有量(含浸量)が求められる。
発泡剤の含有量(質量%)=((Y−X)/X)×100
(無機ガス以外の場合)
樹脂粒子を15mg程度の量を精秤し、島津製作所社製熱分解炉PYR−1Aの分解炉入り口にセットし、15秒間ほど窒素でパージしてサンプルセット時の混入ガスを排出する。密閉後試料を200℃の炉心に挿入し、120秒間加熱してガスを放出させ、この放出ガスを島津製作所社製ガスクロマトグラフ GC−14B(検出器:FID)を用いて定量することで残ガス量を得る。その測定条件はカラムがShimalite 60/80 NAW(Squalane 25%)3m×3φを用い、カラム温度(70℃)、キャリアーガス(窒素)、キャリアーガス流量(50ml/min)、注入口温度(110℃)、検出器温度(110℃)とする。
樹脂粒子への発泡剤の含浸温度は、低いと、樹脂粒子に発泡剤を含浸させるのに要する時間が長くなって生産効率が低下することがある。また、高いと、樹脂粒子同士が融着して結合粒が発生することがある。含浸温度は、−15〜120℃が好ましく、0〜110℃又は60〜120℃の範囲がより好ましく、70〜110℃が更に好ましい。発泡助剤(可塑剤)を、発泡剤と併用してもよい。発泡助剤(可塑剤)としては、アジピン酸ジイソブチル、トルエン、シクロヘキサン、エチルベンゼン等が挙げられる。
(2)発泡工程
発泡工程では、発泡性粒子を発泡させて、発泡粒子を得ることができれば発泡温度、加熱媒体は特に限定されない。
発泡工程において、発泡性粒子に、無機成分を添加することが好ましい。無機成分としては、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム等の無機化合物粒子が挙げられる。発泡性粒子100質量部に対して、無機成分の添加量は好ましくは0.03質量部以上、より好ましくは0.05質量部以上、好ましくは0.2質量部以下、より好ましくは0.1質量部以下である。
高圧蒸気下で発泡を行う場合には、有機系の合着防止剤を用いると、発泡時に溶融することがある。一方、炭酸カルシウムのような無機系の合着防止剤は、高圧蒸気加熱下でも十分な合着防止効果を有する。
無機成分の粒子径は、好ましくは5μm以下である。無機成分の粒子径の最小値は、0.01μm程度である。無機成分の粒子径が上限以下であると、無機成分の添加量を少なくすることができ、無機成分が後の成形工程に悪影響(阻害)を与えにくくなる。
なお、発泡前に、樹脂粒子の表面に、ステアリン酸亜鉛のような粉末状金属石鹸類、炭酸カルシウム及び水酸化アルミニウムを塗布してもよい。この塗布により、発泡工程における樹脂粒子同士の結合を減少できる。また、帯電防止剤、展着剤等の表面処理剤を塗布してもよい。帯電防止剤としては、ポリオキシエチレンアルキルフェノールエーテル及びステアリン酸モノグリセリド等が挙げられる。展着剤としては、ポリブテン、ポリエチレングリコール及びシリコンオイル等が挙げられる。
(発泡成形体)
発泡成形体は、発泡粒子を型内成形させて得られ、複数の発泡粒子の融着体から構成される。例えば、多数の小孔を有する閉鎖金型内に発泡粒子を充填し、加圧水蒸気で発泡粒子を加熱発泡させ、発泡粒子間の空隙を埋めると共に、発泡粒子を相互に融着させ、一体化させることにより得ることができる。その際、例えば、金型内への発泡粒子の充填量を調整する等して、発泡成形体の密度を調整できる。
発泡成形体は、0.015〜0.5g/cmの密度を有するのが好ましい。この範囲であれば、圧縮永久歪と機械的物性とを良好なバランスで両立できる。より好ましい密度は0.02〜0.2g/cmである。
型内発泡は、ゲージ圧0.27MPaの水蒸気で20秒間加熱した際に、1.5〜4.0倍の2次発泡倍数を示す前記アミド系エラストマー発泡粒子を用いて行われることが好ましい。この2次発泡倍数の範囲であれば、発泡粒子がより融着した発泡成形体を得ることができる。
更に、発泡粒子に不活性ガスを含浸させて、発泡粒子の発泡力を向上させてもよい。発泡力を向上させることにより、型内成形時に発泡粒子同士の融着性が向上し、発泡成形体は更に優れた機械的強度を有する。なお、不活性ガスとしては、例えば、二酸化炭素、窒素、ヘリウム、アルゴン等が挙げられる。
発泡粒子に不活性ガスを含浸させる方法としては、例えば、常圧以上の圧力を有する不活性ガス雰囲気下に発泡粒子を置くことによって、発泡粒子中に不活性ガスを含浸させる方法が挙げられる。発泡粒子は、金型内に充填する前に不活性ガスが含浸されてもよいが、発泡粒子を金型内に充填した後に金型ごと不活性ガス雰囲気下に置くことで含浸されてもよい。なお、不活性ガスが窒素である場合、0.1〜2.0MPaの窒素雰囲気中に発泡粒子を20分〜24時間に亘って放置することが好ましい。
発泡粒子に不活性ガスを含浸させた場合、発泡粒子をこのまま、金型内にて加熱、発泡させてもよいが、発泡粒子を金型内に充填する前に加熱、発泡させて、高発泡倍率の発泡粒子とした上で金型内に充填して加熱、発泡させてもよい。このような高発泡倍率の発泡粒子を用いることによって、高発泡倍率の発泡成形体を得ることができる。
また、発泡粒子の製造時に、合着防止剤を用いた場合、発泡成形体の製造時に、合着防止剤が発泡粒子に付着したまま成形を行ってもよい。また、発泡粒子相互の融着を促進するために、合着防止剤を成形工程前に洗浄して除去してもよく、除去するかせずして成形時に融着促進剤としてのステアリン酸を添加してもよい。
本発明の発泡成形体は、例えば、工業分野、ベッドの芯材、クッションの充填材、緩衝材、シートクッション(新幹線や飛行機の座席シートのクッション)、自動車部材(自動車内装材等)等に用いることができる。特に圧縮永久歪の向上が求められる用途に用いることができる。
次に実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
<ショアD硬度>
ショアD硬度はJIS K6253−3:2012の試験方法に準拠して測定されたものをいう。具体的には100mm×100mm×厚み10mmに調整した試料に対し、D型デュロメーターを垂直に押し当て、1秒後の数値を計測する。その際、測定位置は試料外端より12mm以上内側で計測し、測定点同士は10mmの間隔を確保し、一つの試料に対し5点計測し平均値をショアD硬度とする。
<貯蔵弾性率>
動的粘弾性測定は粘弾性測定装置Physica MCR301(Anton Paar社製)、温度制御システムCTD450にて測定する。まず、樹脂サンプルを熱プレス機にて、温度180℃の条件下で直径25mm、厚さ3mmの円盤状試験片に成形する。試験片は真空乾燥機にて120℃・減圧条件下で4時間乾燥する。次に試験片を測定温度に加熱した粘弾性測定装置のプレート上にセットし、窒素雰囲気下にて5分間に亘って加熱し溶融させる。その後、直径25mmのパラレルプレートにて間隔を2mmまで押しつぶし、プレートからはみだした樹脂を取り除く。更に測定温度±1℃に達してから5分間加熱後、動的歪1%、周波数1Hz、測定モードをオシレーション測定(温度依存性)として、220℃より冷却速度2℃/min、窒素雰囲気下の条件にて動的粘弾性測定を行い貯蔵弾性率の温度依存性を測定する。
<結晶化温度>
結晶化温度はJIS K7121:1987「プラスチックの転移温度測定方法」に記載されている方法で測定する。但し、サンプリング方法・温度条件に関しては以下のように行う。示差走査熱量計装置 DSC6220型(エスアイアイナノテクノロジー社製)を用いアルミニウム製測定容器の底にすきまのないよう試料を約6mg充てんして、窒素ガス流量20mL/minのもと、30℃から220℃まで昇温(Heating)、10分間保持後220℃から−40℃まで降温(Cooling)した時のDSC曲線を得る。なお、昇温速度は10℃/minで行い、降温は速度2℃/minで行う。基準物質としてアルミナを用いる。なお、結晶化温度とは、装置付属の解析ソフトを用いて、Cooling過程にみられるもっとも高温側の結晶化ピークのトップの温度を読みとった値である。
<融点>
融点はJIS K7121:1987「プラスチックの転移温度測定方法」に記載されている方法で測定する。但し、サンプリング方法・温度条件に関しては以下のように行う。示差走査熱量計装置 DSC6220型(エスアイアイナノテクノロジー社製)を用いアルミニウム製測定容器の底にすきまのないよう試料を約6mg充てんして、窒素ガス流量20mL/minのもと、30℃から−40℃まで降温した後10分間保持し、−40℃から220℃まで昇温(1st Heating)、10分間保持後220℃から−40℃まで降温(Cooling)、10分間保持後−40℃から220℃まで昇温(2nd Heating)した時のDSC曲線を得る。なお、全ての昇温・降温は速度10℃/minで行い、基準物質としてアルミナを用いる。なお、融点とは、装置付属の解析ソフトを用いて、2nd Heating過程にみられるもっとも高温側の融解ピークのトップの温度を読みとった値である。
<発泡粒子の嵩密度>
まず、発泡粒子を測定試料としてWg採取し、この測定試料をメスシリンダー内に自然落下させた後、軽くゆすって試料の見掛け体積(V)cmを一定にし、その質量と体積を測定し、下記式に基づいて発泡粒子の嵩密度を測定する。
嵩密度(g/cm)=測定試料の質量(W)/測定試料の体積(V)
<発泡粒子の平均粒子径>
発泡粒子約50gをロータップ型篩振とう機(飯田製作所社製)を用いて、篩目開き16.00mm、13.20mm、11.20mm、9.50mm、8.00mm、6.70mm、5.60mm、4.75mm、4.00mm、3.35mm、2.80mm、2.36mm、2.00mm、1.70mm、1.40mm、1.18mm、1.00mmのJIS標準篩で5分間分級する。篩網上の試料質量を測定し、その結果から得られた累積質量分布曲線を元にして累積質量が50%となる粒子径(メディアン径)を平均粒子径とする。
<平均気泡径及び気泡の割合>
発泡粒子の平均気泡径は、ASTM D2842−69の試験方法に準拠して測定されたものをいう。具体的には、発泡粒子を略二等分となるように切断し、切断面を走査型電子顕微鏡(日立製作所社製 商品名「S−3000N])を用いて100倍に拡大して撮影する。撮影した画像をA4用紙に4画像ずつ印刷し、任意の箇所に長さ60mmの直線を一本描き、この直線上に存在する気泡数から気泡の平均弦長(t)を下記式より算出する。
平均弦長t=60/(気泡数×写真の倍率)
なお、直線を描くにあたり、直線が気泡に点接触してしまう場合には、この気泡も気泡数に含め、更に、直線の両端部が気泡を貫通することもなく、気泡内に位置した状態となる場合には、直線の両端部が位置している気泡も気泡数に含める。更に、撮影した画像の任意の5箇所において上述と同様の要領で平均弦長を算出し、これらの平均弦長の相加平均値を発泡粒子の気泡の平均気泡径とする。
更に、上記の平均気泡径の測定方法に用いた画像により、全気泡、気泡径が250μmを超過する気泡、気泡径が150μm以上250μm未満の気泡、気泡径が150μm未満の気泡の数を測定する。各気泡径の数の全気泡に対する割合を算出する。
<融着性の判定基準>
○:発泡成形体において、深さ5mmの切れ込みを入れ、切れ込みに沿って発泡体を湾曲させ、破断しないこと。
×:発泡成形体において、深さ5mmの切れ込みを入れ、切れ込みに沿って発泡体を湾曲させると破断する。
<圧縮永久歪>
圧縮永久ひずみ試験(JIS K6767:1999)に準拠して以下算出方法により測定する。
・試験片:50W×50L×25T(mm)(片面スキンあり)
・圧縮割合:25(%)
・試験数:3
圧縮永久歪の算出方法
圧縮永久歪(%)=(初めの厚さ(mm)−試験後の厚さ(mm))/初めの厚さ(mm)×100
<反発性>
JIS K6400−3:2011の試験方法に準拠して測定されたものをいう。具体的には高分子計器社製のフォーム用反発弾性試験機FR−2型を用い、厚み50mmに成形した成形体に500mmの高さより直径5/8インチ、質量16.3gの鋼玉を落下させ、反発最高到達時の高さを読み取る。計5回同様の操作を繰り返し、平均値より反発性を算出する。
反発性の算出方法
反発性(%)=反発最高到達時の高さ(mm)/500(mm)×100
実施例1a
(1)含浸工程
ナイロン12をハードセグメントとし、ポリテトラメチレングリコールをソフトセグメントとするアミド系エラストマーであるペバックス5533(アルケマ社製)の粒子(平均直径3mm)100質量部を圧力容器中に密閉し、圧力容器内を炭酸ガスで置換した後、炭酸ガスを、含浸圧4.0MPaまで圧入した。20℃の環境下に静置し、含浸時間24時間が経過した後、5分間かけて圧力容器内をゆっくりと除圧した。このようにして、アミド系エラストマーに、炭酸ガスを含浸させて、発泡性粒子を得た。上述した方法により、発泡性粒子に含浸された発泡剤の含浸量を測定したところ6.2質量%であった。
(2)発泡工程
上記(1)含浸工程における除圧の後直ぐに、圧力容器から発泡性粒子を取り出した後、炭酸カルシウム0.08質量部を添加し、混合した。その後、水蒸気を用いて、発泡温度136℃で撹拌しながら、高圧の発泡槽で、上記含浸物を水蒸気により発泡させた。発泡後に、高圧の発泡槽から粒子を取り出して、塩化水素水溶液で炭酸カルシウムを除去した後に、気流乾燥機にて乾燥を行い、発泡粒子を得た。上述した方法により、得られた発泡粒子の嵩密度を測定したところ、0.05g/cmであった。また、得られた発泡粒子における平均気泡径を測定したところ180μmであった。
(3)成形工程
得られた発泡粒子を1日間室温(23℃)に放置した後、圧力容器中に密閉し、圧力容器内を窒素ガスで置換した後、窒素ガスを、含浸圧(ゲージ圧)1.0MPaまで圧入した。20℃の環境下に静置し、加圧養生を8時間実施した。取り出し後、2次発泡倍数を計測するために0.22MPaの水蒸気で20秒加熱したところ、2次発泡倍数は3.5倍であった。2次発泡倍数を計測した発泡粒子とは異なる発泡粒子を、23mm×300mm×400mmの成形用金型に充填し、0.27MPaの水蒸気にて40秒間加熱を行い、次いで、発泡成形体の最高面圧が0.01MPaに低下するまで冷却することで、発泡成形体を得た。発泡粒子、発泡成形体の評価を表1に記載した。
実施例2a
ナイロン12をハードセグメントとし、ポリエーテルをソフトセグメントとするアミド系エラストマーのペバックス4033(アルケマ社製)に変更したこと以外は実施例1aと同様にして含浸、発泡、成形を実施した。発泡粒子、発泡成形体の評価を表1に記載した。
実施例3a
ナイロン12をハードセグメントとし、ポリエーテルをソフトセグメントとするアミド系エラストマーのUBESTA9040X1(宇部興産社製)に変更したこと以外は実施例1aと同様にして含浸、発泡、成形を実施した。発泡粒子、発泡成形体の評価を表1に記載した。
実施例4a
ナイロン12をハードセグメントとし、ポリエーテルをソフトセグメントとするアミド系エラストマーのUBESTA9048X1(宇部興産社製)に変更したこと以外は実施例1aと同様にして含浸、発泡、成形を実施した。発泡粒子、発泡成形体の評価を表1に記載した。
実施例5a
ペバックス5533(アルケマ社製)の粒子(平均直径3mm)100質量部と水100質量部、分散剤として第三リン酸カルシウム0.5質量部、純分25%のドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.1質量部、発泡剤としてブタン12質量部、気泡調整剤としてエチレンビスステアリン酸アミド0.2質量部を圧力容器に密閉し、攪拌しながら毎分2℃の昇温速度で110℃まで加熱した。110℃にて5時間保持し、発泡剤の含浸処理を行った。20℃まで冷却した後、容器より取り出し、実施例1aと同様に発泡、成形を行なった。
比較例1a
ナイロン12をハードセグメントとし、ポリエーテルをソフトセグメントとするアミド系エラストマーのペバックス7033(アルケマ社製)に変更したこと以外は実施例1aと同様にして含浸を実施した。発泡温度146℃で発泡を実施したが、発泡させることができなかった。
比較例2a
圧力容器から含浸物を取り出した後、20分経過するまで常温で静置し、粒子に含まれる炭酸ガス量を4.5%まで減少させたこと以外は実施例1aと同様にした。発泡粒子の気泡径を測定すると270μmであった。発泡粒子、発泡成形体の評価を表2に記載した。
比較例3a
ペバックス5533(アルケマ社製)の粒子(平均直径3mm)100質量部と水100質量部、分散剤として第三リン酸カルシウム0.5質量部、純分25%のドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.1質量部、架橋剤として過酸化ジクミル0.6質量部を圧力容器に密閉し、攪拌しながら毎分2℃の昇温速度で130℃まで加熱した。130℃にて5時間保持し、架橋処理を行った。40℃まで冷却した後、実施例1aと同様に含浸を実施した。発泡温度146℃で発泡を実施したが、発泡させることができなかった。
比較例4a
ナイロン12をハードセグメントとし、ポリエーテルをソフトセグメントとするアミド系エラストマーのペバックス2533(アルケマ社製)に変更したこと以外は実施例1aと同様にして含浸を実施した。発泡温度120℃で発泡を実施したが、発泡後に収縮し、発泡粒子を得ることができなかった。
実施例1a〜5aの結果を表1に、比較例1a〜4aの結果を表2に示す。表1及び2において、成形体外観は以下の基準で判断する。
○:粒子間に空隙が無く、成形体表面が平坦になっている。
×:粒子間に空隙が生じ、成形体表面の平滑性が悪い。
また、実施例1a(実施例5a)、実施例2a〜4a、比較例1a(比較例2a及び3a)、比較例4aのアミド系エラストマーの温度と貯蔵弾性率との関係を示すグラフを図1〜6に示す。
実施例1a〜5aと比較例1a〜4aとから、65以下のショアD硬度を有する非架橋のアミド系エラストマーを基材樹脂として含み、0.015〜0.5g/cmの嵩密度と20〜250μmの平均気泡径を有することで、融着性、外観、圧縮永久歪及び反発性に優れた発泡成形体を提供できることが分かる。
次に別の実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
(アミド系エラストマーの樹脂粒子の製造例)
まず、ナイロン12をハードセグメントとし、ポリテトラメチレングリコールをソフトセグメントとする非架橋(結晶性)のアミド系エラストマー(商品名「Pebax5533」、アルケマ社製、ゲル分率3質量%以下、ショアD硬度55)を口径が65mmの単軸押出機に供給して溶融混練した。なお、単軸押出機内において、アミド系エラストマーを始めは180℃にて溶融混練した後に220℃まで昇温させながら溶融混練した。
続いて、溶融状態のアミド系エラストマーを冷却した後、単軸押出機の前端に取り付けたマルチノズル金型の各ノズルからアミド系エラストマーを押出した。なお、マルチノズル金型は、出口部の直径が0.7mmのノズルを40個有しており、ノズルの出口部は全て、マルチノズル金型の前端面に想定した、直径が139.5mmの仮想円上に等間隔毎に配設されていた。マルチノズル金型は220℃に保持されていた。
そして、回転軸の後端部外周面には、4枚の回転刃が回転軸の周方向に等間隔毎に一体的に設けられており、各回転刃はマルチノズル金型の前端面に常時、接触した状態で仮想円上を移動するように構成されていた。
更に、冷却部材は、正面円形状の前部と、この前部の外周縁から後方に向かって延設されかつ内径が315mmの円筒状の周壁部とからなる冷却ドラムを備えていた。そして、供給管及びドラムの供給口を通じて冷却ドラム内に冷却水が供給されており、周壁部の内面全面には、この内面に沿って20℃の冷却水が前方に向かって螺旋状に流れていた。
そして、マルチノズル金型の前端面に配設した回転刃を3440rpmの回転数で回転させてあり、マルチノズル金型の各ノズルの出口部から押出されたアミド系エラストマー押出物を回転刃によって切断して略球状のアミド系エラストマーの樹脂粒子を製造した。
なお、樹脂粒子の製造にあたっては、まず、マルチノズル金型に回転軸を取り付けずかつ冷却部材をマルチノズル金型から退避させておいた。この状態で、押出機からアミド系エラストマーを押出した。次に、マルチノズル金型に回転軸を取り付けかつ冷却部材を所定位置に配設した後、回転軸を回転させ、アミド系エラストマーをノズルの出口部の開口端において回転刃で切断して樹脂粒子を製造した。
樹脂粒子は、回転刃による切断応力によって外方あるいは前方に向かって飛ばされ、冷却部材の冷却ドラムの内面に沿って流れている冷却水に衝突して直ちに冷却された。
冷却された樹脂粒子は、冷却ドラムの排出口を通じて冷却水と共に排出された後、脱水機にて冷却水と分離された。得られた樹脂粒子は、粒子の長さLが1.2〜1.7mmで、粒子の径Dが0.8〜0.9mmであった。
(実施例1b)
<発泡性粒子の作製>
内容積5リットルの攪拌機付オートクレーブに上記樹脂粒子2.3kg、蒸留水2.0kg、ピロリン酸マグネシウム6.0g、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.81gを入れ、320rpmの攪拌下で懸濁させた。
次いで蒸留水0.3kgにピロリン酸マグネシウム0.9g、ドデシルベゼンスルホン酸ナトリウム0.11gに気泡調整剤としてエチレンビスステアリン酸アミド1.2g(樹脂粒子100質量部に対して0.05質量部)を加えてホモミキサーで攪拌して懸濁液を調製し、この懸濁液を反応器内に加えた。その後、110℃まで昇温し、発泡剤であるブタン(イソブタン:ノルマルブタン=35:65(質量比))460gを圧入して110℃で6時間保持した後、20℃まで冷却して取り出し、洗浄、脱水、乾燥し、発泡性粒子を得た。得られた発泡性粒子100質量部に対して、炭酸カルシウム0.1質量部を発泡性粒子の表面全面に均一に被覆した。
<発泡粒子の作製>
発泡性粒子を容積量が50リットルである円筒型バッチ式加圧予備発泡機に投入し、蒸気により加熱することにより発泡粒子を得た。この発泡粒子の嵩密度は0.1g/cmであり、平均気泡径は116μmであり、平均粒子径は1.9mmであった。発泡粒子の断面写真を図7に示す。図7から、発泡粒子は微細で均一なセル構造を有していることが分かる。
<発泡成形体の作製>
発泡粒子を密閉容器内に入れ、この密閉容器内に窒素を0.5MPaの圧力(ゲージ圧)で圧入して常温にて6時間に亘って放置して発泡粒子に窒素を含浸させた。
発泡粒子を密閉容器から取り出し、400mm×300mm×30mmの大きさのキャビティを有する成形型の該キャビティ内に充填し、0.25MPaの水蒸気で35秒間加熱し成形を行い、密度0.1g/cmの発泡成形体を得た。得られた発泡成形体は、微細で均一なセル構造を有していた。
(実施例2b)
エチレンビスステアリン酸アミドを2.3g(樹脂粒子100質量部に対して0.1質量部)添加したこと以外は実施例1bと同様にして発泡成形体を得た。得られた発泡成形体は、微細で均一なセル構造を有していた。発泡粒子の嵩密度は0.08g/cmであり、平均気泡径は162μmであり、平均粒子径は1.9mmであった。
(実施例3b)
エチレンビスステアリン酸アミドを23g(樹脂粒子100質量部に対して1質量部)添加したこと以外は実施例1bと同様にして発泡成形体を得た。得られた発泡成形体は、微細で均一なセル構造を有していた。発泡粒子の嵩密度は0.2g/cmであり、平均気泡径は82μmであり、平均粒子径は1.7mmであった。
(実施例4b)
ポリエチレンワックスを2.3g(樹脂粒子100質量部に対して0.1質量部)添加したこと以外は実施例1bと同様にして発泡成形体を得た。得られた発泡成形体は、微細で均一なセル構造を有していた。発泡粒子の嵩密度は0.07g/cmであり、平均気泡径は181μmであり、平均粒子径は1.9mmであった。
(実施例5b)
エチレンビス−12−ヒドロキシステアリン酸アミドを2.3g(樹脂粒子100質量部に対して0.1質量部)添加したこと以外は実施例1bと同様にして発泡成形体を得た。得られた発泡成形体は、微細で均一なセル構造を有していた。発泡粒子の嵩密度は0.17g/cmであり、平均気泡径は181μmであり、平均粒子径は1.7mmであった。
(実施例6b)
ナイロン12をハードセグメントとし、ポリテトラメチレングリコールをソフトセグメントとする非架橋(結晶性)のアミド系エラストマー(商品名「UBASTA9040」、宇部興産社製、ゲル分率3質量%以下)を使用したこと以外は製造例及び実施例1bと同様にして発泡成形体を得た。得られた発泡成形体は、微細で均一なセル構造を有していた。発泡粒子の嵩密度は0.1g/cmであり、平均気泡径は120μmであり、平均粒子径は1.9mmであった。
(実施例7b)
アミド系エラストマーの樹脂粒子の製造例において、アミド系エラストマー100質量部に対して気泡調整剤として重曹クエン酸系の化学発泡剤(商品名「ファインセルマスターPO410K」、大日精化社製)0.5質量部を供給したこと以外は実施例1bと同様にして発泡成形体を得た。得られた発泡成形体は、微細で均一なセル構造を有していた。発泡粒子の嵩密度は0.1g/cmであり、平均気泡径は131μmであり、平均粒子径は1.9mmであった。
(実施例8b)
実施例7bと同様にして嵩密度0.16g/cmの発泡粒子を得た。次いで、発泡粒子を密閉容器内に入れ、この密閉容器内に窒素を0.8MPaの圧力(ゲージ圧)で圧入して常温にて6時間に亘って放置して発泡粒子に窒素を含浸した。
発泡粒子を密閉容器から取り出し、容積量が50リットルである円筒型バッチ式加圧予備発泡機に投入し、蒸気により加熱することにより嵩密度0.04g/cm発泡粒子を得た。発泡粒子の平均気泡径は189μmであり、平均粒子径は3.2mmであった。
発泡成形体は実施例1bと同様にして作製した。得られた発泡成形体は、微細で均一なセル構造を有していた。
(比較例1b)
エチレンビスステアリン酸アミドを添加しないこと以外は実施例1bと同様にして発泡性粒子を得た。次に、発泡性粒子を予備発泡機に投入し、蒸気により加熱したところ気泡の合一が発生し、発泡成形体を得ることができなかった。発泡粒子の平均気泡径は282μmであった。気泡の合一が発生している発泡粒子の断面写真を図8に示す。
(比較例2b)
エチレンビスステアリン酸アミドを0.12g(樹脂粒子100質量部に対して0.005質量部)添加したこと以外は実施例1bと同様にして発泡性粒子を得た。次に、発泡性粒子を予備発泡機に投入し、蒸気により加熱したところ気泡の合一が発生し、発泡成形体を得ることができなかった。発泡粒子の平均気泡径は296μmであった。
(参考例1b)
エチレンビスステアリン酸アミドを250g(樹脂粒子100質量部に対して10質量部)添加したこと以外は実施例1bと同様にして発泡成形体を得た。得られた発泡成形体は、微細で均一なセル構造を有していた。発泡粒子の嵩密度は0.1g/cmであり、平均気泡径は112μmであり、平均粒子径は1.9mmであった。
表3に実施例及び比較例の物性をまとめて記載する。表中、AはPebax5533、BはUBASTA9040、EBSAはエチレンビスステアリン酸アミド、PEWはポリエチレンワックス、EBHSAはエチレンビス−12−ヒドロキシステアリン酸アミドを意味する。表3中、発泡成形体の外観は目視にて評価する。発泡成形体表面の発泡粒子同士が接合した境界部分が平滑である場合を○、気泡の合一が発生し、発泡粒子及び発泡成形体を得ることができなかった場合を×とする。
表3から、特定の範囲の平均気泡径及び平均粒子径を有する発泡粒子により、外観が良好な発泡成形体が得られることが分かる。
更なる別の実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
(ポリアミド系エラストマー小粒子の製造)
まず、結晶性のアミド系エラストマー(商品名「Pebax5533」、アルケマ社製)100質量部と気泡調整剤としてエチレンビスステアリン酸アミド(商品名「カオーワックスEB−FF」、花王社製)0.2質量部を口径が65mmの単軸押出機に供給して溶融混練した。なお、単軸押出機内において、アミド系エラストマーを始めは180℃にて溶融混練した後に220℃まで昇温させながら溶融混練した。
続いて、溶融状態のアミド系エラストマーを冷却した後、単軸押出機の前端に取り付けたマルチノズル金型の各ノズルからアミド系エラストマーを押出した。なお、マルチノズル金型は、出口部の直径が0.7mmのノズルを40個有しており、ノズルの出口部は全て、マルチノズル金型の前端面に想定した、直径が139.5mmの仮想円上に等間隔毎に配設されていた。マルチノズル金型は220℃に保持されていた。
そして、回転軸の後端部外周面には、4枚の回転刃が回転軸の周方向に等間隔毎に一体的に設けられており、各回転刃はマルチノズル金型の前端面に常時、接触した状態で仮想円上を移動するように構成されていた。
更に、冷却部材は、正面円形状の前部と、この前部の外周縁から後方に向かって延設されかつ内径が315mmの円筒状の周壁部とからなる冷却ドラムを備えていた。そして、供給管及びドラムの供給口を通じて冷却ドラム内に冷却水が供給されており、周壁部の内面全面には、この内面に沿って20℃の冷却水が前方に向かって螺旋状に流れていた。
そして、マルチノズル金型の前端面に配設した回転刃を3440rpmの回転数で回転させてあり、マルチノズル金型の各ノズルの出口部から押出されたポリアミド系エラストマー押出物を回転刃によって切断して略球状のアミド系エラストマーの樹脂粒子を製造した。
なお、樹脂粒子の製造にあたっては、まず、マルチノズル金型に回転軸を取り付けずかつ冷却部材をマルチノズル金型から退避させておいた。この状態で、押出機からアミド系エラストマーを押出した。次に、マルチノズル金型に回転軸を取り付けかつ冷却部材を所定位置に配設した後、回転軸を回転させ、アミド系エラストマーをノズルの出口部の開口端において回転刃で切断して樹脂粒子を製造した。
樹脂粒子は、回転刃による切断応力によって外方あるいは前方に向かって飛ばされ、冷却部材の冷却ドラムの内面に沿って流れている冷却水に衝突して直ちに冷却された。
冷却された樹脂粒子は、冷却ドラムの排出口を通じて冷却水と共に排出された後、脱水機にて冷却水と分離された。得られた樹脂粒子は、粒子の長さが1.2〜1.7mmで、粒子の径が0.8〜0.9mmであった。
(実施例1c)
<発泡性粒子の作製>
内容積50リットルの耐圧で密閉可能なV型ブレンダーに、得られた樹脂粒子を15kg(100質量部とする)、水を3質量部、合着防止剤として炭酸カルシウム0.25質量部を投入、密閉し撹拌させた。撹拌させながらブタンを12質量部圧入した。ブタンを圧入後、器内を60℃に2時間保持した後、30℃まで冷却することで発泡性粒子を取出した。
<発泡粒子の作製>
発泡性粒子を容積量が50リットルである円筒型バッチ式加圧予備発泡機に投入し、蒸気により加熱することにより発泡粒子を得た。この発泡粒子の密度は0.1g/cmであり、平均気泡径は68μmであり、最表層気泡径は118μmであり、平均粒子径は1.7mmであった。発泡粒子の断面写真を図9に示す。図9から、発泡粒子は微細で均一なセル構造を有していることが分かる。
<発泡成形体の作製>
発泡粒子を密閉容器内に入れ、この密閉容器内に窒素を1.0MPaGの圧力(ゲージ圧)で圧入して常温にて12時間に亘って放置して発泡粒子に窒素を含浸した。
発泡粒子を密閉容器から取り出し、400mm×300mm×30mmの大きさのキャビティを有する成形型の該キャビティ内に充填し、0.25MPaの水蒸気で35秒間加熱し成形を行い、密度0.1g/cmの発泡成形体を得た。得られた発泡成形体は、60%の融着率を有しており、微細で均一なセル構造を有していた。
(実施例2c)
乾式含浸時に水を1質量部添加したこと以外は実施例1cと同様にして密度0.1g/cmの発泡成形体を得た。発泡粒子の嵩密度は0.1g/cmであり、平均気泡径は84μmであり、表層平均気泡径は131μmであり、平均粒子径は1.9mmであった。得られた発泡成形体は、60%の融着率を有しており、微細で均一なセル構造を有していた。発泡粒子の断面写真を図10に示す。図10から、発泡粒子は微細で均一なセル構造を有していることが分かる。
<表層平均気泡径(最表層の平均気泡径)>
発泡粒子の平均気泡径は、ASTM D2842−69の試験方法に準拠して測定されたものをいう。具体的には、発泡粒子を略二等分となるように切断し、切断面を走査型電子顕微鏡(日立製作所社製 商品名「S−3000N])を用いて拡大して撮影する。撮影した画像をA4用紙に4画像ずつ印刷し、例えば図12中の白線で示すように、粒子断面の最表層に存在する気泡を直線で結んでいく。表層全ての気泡を結んだ直線の長さ合計とこの直線上に存在する気泡数から気泡の平均弦長(t)を下記式より算出する。なお、ここでの最表層の気泡とは、発泡粒子断面において、粒子表層より半径の10%に含まれる気泡を意味する。
平均弦長t=直線の長さ合計/(気泡数×写真の倍率)
更に、粒子5個に対し上述と同様の要領で平均弦長を算出し、これらの平均弦長の相加平均値を発泡粒子の気泡の平均気泡径とする。

Claims (15)

  1. 65以下のショアD硬度を有する非架橋のアミド系エラストマーを基材樹脂として含み、20〜250μmの平均気泡径を有し、
    前記非架橋のアミド系エラストマーは、(1)結晶化温度−10℃の温度での貯蔵弾性率と結晶化温度−15℃の温度での貯蔵弾性率が共に4×106×107Paの範囲にあるエラストマーであり、かつ(2)ハードセグメントとしてのポリアミドブロックとソフトセグメントとしてのポリエーテルブロックを有し、
    前記ポリアミドブロックは、ポリεカプラミド(ナイロン6)、ポリテトラメチレンアジパミド(ナイロン46)、ポリヘキサメチレンアジパミド(ナイロン66)、ポリヘキサメチレンセバカミド(ナイロン610)、ポリヘキサメチレンドデカミド(ナイロン612)、ポリウンデカメチレンアジパミド(ナイロン116)、ポリウンデカンアミド(ナイロン11)、ポリラウラミド(ナイロン12)、ポリヘキサメチレンイソフタルアミド(ナイロン6I)、ポリヘキサメチレンテレフタルアミド(ナイロン6T)、ポリナノメチレンテレフタルアミド(ナイロン9T)及びポリメタキシリレンアジパミド(ナイロンMXD6)から選択され、
    前記ポリエーテルブロックは、ポリエチレングリコール(PEG)、ポリプロピレングリコール(PPG)、ポリテトラメチレングリコール(PTMG)及びポリテトラヒドロフラン(PTHF)から選択されるアミド系エラストマー発泡粒子。
  2. 65以下のショアD硬度を有する非架橋のアミド系エラストマーを基材樹脂として含み、20〜250μmの平均気泡径を有し、
    前記非架橋のアミド系エラストマーは、(1)結晶化温度−10℃の温度での貯蔵弾性率と結晶化温度−15℃の温度での貯蔵弾性率が共に4×106×107Paの範囲にあるエラストマーであり、かつ(2)ハードセグメントとしてのポリアミドブロックとソフトセグメントとしてのポリエーテルブロックを有するアミド系エラストマー発泡粒子。
  3. 65以下のショアD硬度を有する非架橋のアミド系エラストマーを基材樹脂として含み、0.015〜0.5g/cm3の嵩密度と20〜250μmの平均気泡径を有する請求項1又は2に記載のアミド系エラストマー発泡粒子。
  4. 前記非架橋のアミド系エラストマーは、貯蔵弾性率の対数をy軸、温度をx軸として得られたグラフにおいて、結晶化温度において測定された貯蔵弾性率と結晶化温度より5℃低い温度に対応する2つの貯蔵弾性率から得られる式y=αx+βで表した場合のαの絶対値が0.08以上にあるエラストマーである請求項1又は2に記載のアミド系エラストマー発泡粒子。
  5. 前記アミド系エラストマー発泡粒子が、5mmより大きく、15mm以下の平均粒子径を有する請求項1又は2に記載のアミド系エラストマー発泡粒子。
  6. 前記非架橋のアミド系エラストマーを基材樹脂として含み、20〜250μmの平均気泡径を有し、1.5〜5mmの平均粒子径を有する請求項1又は2に記載のアミド系エラストマー発泡粒子。
  7. 前記アミド系エラストマー発泡粒子が、その断面において、20〜150μmの平均気泡径を示す最表層を有する請求項1又は2に記載のアミド系エラストマー発泡粒子。
  8. 非架橋のアミド系エラストマーを含む樹脂粒子に発泡剤を含浸させて発泡性粒子を得る工程と、前記発泡性粒子を発泡させる工程とを含む請求項1又は2に記載のアミド系エラストマー発泡粒子の製造方法。
  9. 前記樹脂粒子が、非架橋のアミド系エラストマー100質量部と気泡調整剤0.02〜1質量部とを含む請求項8に記載のアミド系エラストマー発泡粒子の製造方法。
  10. 前記気泡調整剤が、脂肪酸アミド系の有機物である請求項9に記載のアミド系エラストマー発泡粒子の製造方法。
  11. 前記発泡性粒子が、前記樹脂粒子に、水の存在下で、発泡剤を含浸させ得られ、前記水が、前記樹脂粒子100重量部に対して、0.5〜4重量部使用される請求項8に記載のアミド系エラストマー発泡粒子の製造方法。
  12. 請求項1又は2に記載のアミド系エラストマー発泡粒子を型内発泡させて得られた発泡成形体。
  13. 前記発泡成形体が、10%以下の圧縮永久歪と50以上の反発係数を有する請求項12に記載の発泡成形体。
  14. 請求項1又は2に記載のアミド系エラストマー発泡粒子を型内発泡させることによる発泡成形体の製造方法。
  15. 前記型内発泡が、ゲージ圧0.27MPaの水蒸気で20秒間加熱した際に、1.5〜4.0倍の2次発泡倍数を示す前記アミド系エラストマー発泡粒子を用いて行われる請求項14に記載の発泡成形体の製造方法。
JP2016539340A 2014-09-30 2015-09-28 アミド系エラストマー発泡粒子、その製造方法、発泡成形体及びその製造方法 Active JP6081674B2 (ja)

Applications Claiming Priority (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014201205 2014-09-30
JP2014201210 2014-09-30
JP2014201205 2014-09-30
JP2014201210 2014-09-30
JP2015048362 2015-03-11
JP2015048362 2015-03-11
PCT/JP2015/077279 WO2016052387A1 (ja) 2014-09-30 2015-09-28 アミド系エラストマー発泡粒子、その製造方法、発泡成形体及びその製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP6081674B2 true JP6081674B2 (ja) 2017-02-15
JPWO2016052387A1 JPWO2016052387A1 (ja) 2017-04-27

Family

ID=55630423

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016539340A Active JP6081674B2 (ja) 2014-09-30 2015-09-28 アミド系エラストマー発泡粒子、その製造方法、発泡成形体及びその製造方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20170283555A1 (ja)
EP (1) EP3202835B2 (ja)
JP (1) JP6081674B2 (ja)
KR (1) KR101900677B1 (ja)
CN (1) CN106687511B (ja)
TW (1) TWI564326B (ja)
WO (1) WO2016052387A1 (ja)

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3384797B1 (en) * 2015-12-02 2020-04-01 Sekisui Plastics Co., Ltd. Member for shoe soles, and shoe
FR3047245B1 (fr) 2016-01-29 2018-02-23 Arkema France Mousse de copolymere a blocs polyamides et a blocs polyethers
JP7080833B2 (ja) * 2016-06-23 2022-06-06 ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア ポリアミドセグメントを有する熱可塑性エラストマーから成る発泡粒子の製造方法
EP3808801A1 (en) * 2016-07-13 2021-04-21 Sekisui Kasei Co., Ltd. Molded foam of ester-based elastomer, uses thereof, and expanded beads of ester-based elastomer
JP6227202B1 (ja) * 2016-07-13 2017-11-08 積水化成品工業株式会社 エステル系エラストマー発泡成形体、その用途及びエステル系エラストマー発泡粒子
FR3062653B1 (fr) 2017-02-08 2020-05-15 Arkema France Composition de mousse de copolymere a blocs polyamides et a blocs polyethers non reticule
JP6397949B2 (ja) * 2017-03-06 2018-09-26 株式会社ジェイエスピー 発泡粒子成形体
JP6358369B1 (ja) * 2017-06-27 2018-07-18 東洋紡株式会社 熱可塑性ポリエステルエラストマー樹脂発泡成形体およびその製造方法
JP2019044123A (ja) * 2017-09-06 2019-03-22 積水化成品工業株式会社 熱可塑性エラストマー発泡性粒子の製造方法及び発泡成形体の製造方法
EP3683262B1 (en) * 2017-09-11 2022-08-03 Sekisui Plastics Co., Ltd. Thermoplastic elastomer composition, foam particle, and foam molded body
JP6867265B2 (ja) * 2017-09-29 2021-04-28 積水化成品工業株式会社 高光沢発泡粒子、発泡成形体及びそれらの製造方法
JP6882967B2 (ja) * 2017-09-29 2021-06-02 積水化成品工業株式会社 エステル系エラストマー発泡粒子、発泡成形体及びそれらの製造方法
CN107629448B (zh) * 2017-10-31 2020-12-15 常州市顺祥新材料科技股份有限公司 一种具有沙袋结构嵌段聚醚酰胺发泡粒子的制备方法
FR3073852B1 (fr) 2017-11-17 2019-10-11 Arkema France Mousse de copolymere a blocs
CN109867638B (zh) * 2017-12-01 2021-06-15 宁波家联科技股份有限公司 一种耐热聚乳酸连续挤出发泡材料及其制备方法
CN110294860B (zh) * 2018-03-21 2021-08-24 加久企业股份有限公司 弹性复合材制程及其成品
WO2019198642A1 (ja) * 2018-04-09 2019-10-17 旭化成株式会社 発泡成型体、及びその製造方法
WO2020031803A1 (ja) * 2018-08-08 2020-02-13 旭化成株式会社 ポリアミド予備発泡粒子、並びにポリアミド発泡成形体及びその製造方法
WO2020049802A1 (ja) * 2018-09-04 2020-03-12 株式会社ジェイエスピー ポリアミド系樹脂発泡粒子及びその製造方法
CN109354707A (zh) * 2018-09-21 2019-02-19 宁波格林美孚新材料科技有限公司 一种发泡尼龙复合材料及其制备方法
CN113755017B (zh) * 2018-10-23 2023-04-07 安踏(中国)有限公司 一种鞋用泡沫材料、其制备方法及其应用
US20220153949A1 (en) * 2019-03-28 2022-05-19 Sekisui Plastics Co., Ltd. Plant-derived polyamide-based elastomer foam molded body, method for manufacturing same, and foam particles thereof
WO2021125264A1 (ja) * 2019-12-18 2021-06-24 旭化成株式会社 ポリアミド樹脂発泡粒子の製造方法
JP7398294B2 (ja) * 2020-02-18 2023-12-14 株式会社ジェイエスピー ポリアミド系樹脂発泡粒子、ポリアミド系樹脂発泡粒子成形体およびポリアミド系樹脂発泡粒子の製造方法
FR3119396B1 (fr) * 2021-02-01 2024-04-19 Arkema France Copolymère à blocs polyamides et à blocs polyéthers pour la fabrication d’un article moussé
WO2023054542A1 (ja) * 2021-09-30 2023-04-06 旭化成株式会社 ポリアミド系樹脂発泡粒子、ポリアミド系樹脂組成物、及び製造方法
WO2024070887A1 (ja) * 2022-09-29 2024-04-04 積水化成品工業株式会社 アミド系エラストマー発泡粒子、アミド系エラストマー発泡成形体、及び当該発泡成形体の製造方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61268737A (ja) * 1985-05-24 1986-11-28 Asahi Chem Ind Co Ltd ポリアミド系予備発泡粒子及び発泡体並びにその製法
JPH03128949A (ja) * 1989-06-15 1991-05-31 E I Du Pont De Nemours & Co 低比重の発泡熱可塑性エラストマー
JP2006022138A (ja) * 2004-07-06 2006-01-26 Kaneka Corp ポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子
JP2011068776A (ja) * 2009-09-25 2011-04-07 Sekisui Plastics Co Ltd 発泡成形体
JP2012214725A (ja) * 2011-03-31 2012-11-08 Sekisui Plastics Co Ltd 帯電防止性を有する発泡性スチレン系樹脂粒子、その製造方法、予備発泡粒子及び発泡成形体

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6042432A (ja) * 1983-08-18 1985-03-06 Japan Styrene Paper Co Ltd 発泡粒子
JP2992307B2 (ja) 1990-05-10 1999-12-20 日立ビアメカニクス株式会社 半自動アーク溶接機の制御装置
JP4782371B2 (ja) * 2003-10-02 2011-09-28 株式会社ジェイエスピー スチレン系重合体発泡粒子、スチレン系重合体発泡粒子成形体及びスチレン系重合体発泡粒子の製造方法
EP1650255A1 (en) * 2004-10-19 2006-04-26 Arkema Polyether block amide foam
KR100801275B1 (ko) 2006-03-31 2008-02-04 금호석유화학 주식회사 단열 특성이 우수한 발포성 폴리스티렌 입자의 2단계 제조방법
US7803849B2 (en) 2006-04-26 2010-09-28 Jsp Corporation Acrylic resin expanded beads, acrylic resin expandable beads, and method for manufacturing foamed molded article of acrylic resin expanded beads
TWI361201B (en) * 2006-10-26 2012-04-01 Sekisui Plastics Formable polystyrene resin particles and production process thereof, pre-foamed particles and foam molded product
US9265918B2 (en) * 2008-09-03 2016-02-23 Boston Scientific Scimed, Inc. Multilayer medical balloon
EP2447311B1 (en) 2009-06-26 2016-03-23 JSP Corporation Expanded polypropylene resin beads and expanded bead molding
JP2011105879A (ja) * 2009-11-19 2011-06-02 Asahi Kasei Chemicals Corp ポリアミド発泡粒子及びその製造方法、ポリアミド発泡粒子群並びに発泡成型品
US20110294910A1 (en) 2010-04-27 2011-12-01 Basf Se Expandable pelletized polyamide material
DE102011108744B4 (de) 2011-07-28 2014-03-13 Puma SE Verfahren zur Herstellung einer Sohle oder eines Sohlenteils eines Schuhs
US10005218B2 (en) 2012-04-13 2018-06-26 Basf Se Method for producing expanded granules
US9243104B2 (en) 2013-03-15 2016-01-26 Nike, Inc. Article with controlled cushioning
JP2014201205A (ja) 2013-04-04 2014-10-27 三菱自動車工業株式会社 車両の車輪構造
JP2014201210A (ja) 2013-04-05 2014-10-27 トヨタ自動車株式会社 側面衝突用乗員保護装置
BR112015031074B8 (pt) 2013-06-13 2021-02-23 Basf Se processo para produzir péletes expandidos
JP2015048362A (ja) 2013-08-30 2015-03-16 川研ファインケミカル株式会社 台所用洗浄剤組成物
TWI656153B (zh) 2013-10-11 2019-04-11 巴斯夫歐洲公司 膨脹熱塑性彈性體珠粒之製造
DE102014216992A1 (de) 2014-08-26 2016-03-03 Adidas Ag Expandierte Polymerpellets

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61268737A (ja) * 1985-05-24 1986-11-28 Asahi Chem Ind Co Ltd ポリアミド系予備発泡粒子及び発泡体並びにその製法
JPH03128949A (ja) * 1989-06-15 1991-05-31 E I Du Pont De Nemours & Co 低比重の発泡熱可塑性エラストマー
JP2006022138A (ja) * 2004-07-06 2006-01-26 Kaneka Corp ポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子
JP2011068776A (ja) * 2009-09-25 2011-04-07 Sekisui Plastics Co Ltd 発泡成形体
JP2012214725A (ja) * 2011-03-31 2012-11-08 Sekisui Plastics Co Ltd 帯電防止性を有する発泡性スチレン系樹脂粒子、その製造方法、予備発泡粒子及び発泡成形体

Also Published As

Publication number Publication date
EP3202835B1 (en) 2020-10-28
TW201619256A (zh) 2016-06-01
TWI564326B (zh) 2017-01-01
JPWO2016052387A1 (ja) 2017-04-27
EP3202835A1 (en) 2017-08-09
US20170283555A1 (en) 2017-10-05
CN106687511B (zh) 2020-02-21
KR101900677B1 (ko) 2018-09-20
EP3202835A4 (en) 2018-03-28
CN106687511A (zh) 2017-05-17
KR20170036090A (ko) 2017-03-31
EP3202835B2 (en) 2023-05-17
WO2016052387A1 (ja) 2016-04-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6081674B2 (ja) アミド系エラストマー発泡粒子、その製造方法、発泡成形体及びその製造方法
TWI810359B (zh) 聚醯胺系樹脂發泡粒子及其製造方法
JP6385321B2 (ja) 表面改質発泡性粒子、発泡粒子の製造方法及び発泡成形体の製造方法
JP6253839B1 (ja) エステル系エラストマー発泡成形体、その用途及びエステル系エラストマー発泡粒子
JP6227202B1 (ja) エステル系エラストマー発泡成形体、その用途及びエステル系エラストマー発泡粒子
JP6422806B2 (ja) アミド系発泡樹脂粒子及び発泡成形体
JP6534645B2 (ja) 緩衝材用発泡体及び緩衝材
JP6366535B2 (ja) アミド系エラストマー発泡粒子、その製造方法及び発泡成形体
JP7117829B2 (ja) オレフィン系熱可塑性エラストマー発泡粒子
JP2018172535A (ja) エステル系エラストマー発泡成形体及びその製造方法
JP6422839B2 (ja) 表面改質発泡性粒子、発泡粒子の製造方法及び発泡成形体の製造方法
JP2021070713A (ja) 発泡性樹脂粒子および発泡性樹脂粒子の製造方法
JP2018172654A (ja) 発泡体及びその製造方法
JP2017100305A (ja) 発泡成形体の製造方法
JP7051654B2 (ja) ワックス含有発泡粒子、発泡成形体及びそれらの製造方法
JP2018050767A (ja) インソール
JP2017186868A (ja) 建材
WO2018078726A1 (ja) オレフィン系エラストマー樹脂粒子、発泡性粒子、発泡粒子及び発泡成形体
JP2018043680A (ja) タイヤ用充填材及びそれを備えたタイヤ
JP2017185194A (ja) 玩具
JP2017185771A (ja) 車両用内装材

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20161011

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20161205

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20170110

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20170118

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6081674

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150