JP6356477B2 - 発泡粒子成形体 - Google Patents
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Description
[1]ポリ乳酸発泡粒子を型内成形して得られる発泡粒子成形体において、
該ポリ乳酸発泡粒子が、下記の条件1にて得られる1回目のDSC曲線と2回目のDSC曲線において、該1回目のDSC曲線には、2回目のDSC曲線の融解ピークの頂点温度を基準に、該基準の頂点温度を超える高温側に頂点温度を有する融解ピークと、該基準の頂点温度以下の低温側に頂点温度を有する融解ピークとが現れるものであり、
該発泡粒子成形体は、該発泡粒子成形体を構成する該発泡粒子が相互に融着していると共に、連通した空隙が該発泡粒子間に形成されているものであり、該発泡粒子成形体の空隙率が8〜45体積%であり、かさ密度が0.01〜0.2g/cm3であり、曲げ強さ:A(MPa)と該発泡粒子成形体のかさ密度:B(g/cm3)との比(A/B)が6〜25(MPa・cm3/g)であることを特徴とする、空隙を有する発泡粒子成形体。
条件1
〔1、2回目のDSC曲線の測定方法〕
JIS K7122(1987)の熱流束示差走査熱量測定法に基づきポリ乳酸発泡粒子を試験片とし、加熱速度10℃/分にて23℃から融解ピーク終了時よりも30℃高い温度まで加熱溶融させる際に測定されるDSC曲線を1回目のDSC曲線とし、次いで1回目のDSC曲線の融解ピーク終了時よりも30℃高い温度にて10分間保った後、冷却速度10℃/分にて30℃まで冷却し、再度、加熱速度10℃/分にて融解ピーク終了時よりも30℃高い温度まで加熱溶融させる際に測定されるDSC曲線を2回目のDSC曲線とする。
[2]前記1回目のDSC曲線の該基準の頂点温度を超える高温側に頂点温度を有する融解ピークの熱量が5〜20J/gであることを特徴とする、請求項1に記載の空隙を有する発泡粒子成形体。
[3]前記ポリ乳酸発泡粒子の独立気泡率が80%以上であることを特徴とする、請求項1または2に記載の空隙を有する発泡粒子成形体。
[4]前記ポリ乳酸発泡粒子において、下記の条件2にて求められる該発泡粒子全体の吸熱量(Br:endo)[J/g]が下記(1)式を満足すると共に、該発泡粒子表層部の吸熱量(Brs:endo)[J/g]と該発泡粒子中心部の吸熱量(Brc:endo)[J/g]が下記(2)式を満足することを特徴とする、請求項1、2または3に記載の空隙を有する発泡粒子成形体。
(Br:endo)>25 ・・・(1)
(Brc:endo)>(Brs:endo)≧0 ・・・(2)
条件2
[測定試料の調整]
(発泡粒子表層部の吸熱量測定試料)
発泡粒子の表面を含む表層部分を切削処理して表層部分を集めて試験片とする。なお、切削処理にあたっては1個の発泡粒子の表面全面から、切削処理前の発泡粒子の粒子重量の1/6〜1/4の重量の測定試料を採取することとする。
(発泡粒子中心部の吸熱量測定試料)
発泡粒子の表面全面を切削除去し、切削処理前の発泡粒子の粒子重量の1/5〜1/3の重量となる発泡粒子残部を測定試料として採取することとする。
[吸熱量の測定]
それぞれの吸熱量、(Br:endo)、(Brs:endo)、または(Brc:endo)の測定値は、ポリ乳酸発泡粒子、該発泡粒子の表層部から採取された測定試料または該発泡粒子の中心部から採取された測定試料1〜4mgをJIS K7122(1987)に記載されている熱流束示差走査熱量測定法に準拠して、融解ピーク終了温度より30℃高い温度まで加熱溶融させ、その温度に10分間保った後、冷却速度2℃/minにて110℃まで冷却し、その温度に120分間保った後、冷却速度2℃/minにて40℃まで冷却する熱処理後、再度、加熱速度2℃/minにて融解ピーク終了時よりも30℃高い温度まで加熱溶融させる際に得られるDSC曲線に基づいて求められる値とする。
本発明の空隙発泡粒子成形体は、ポリ乳酸発泡粒子(以下、単に発泡粒子ともいう。)を型内成形することにより得られるものである。該ポリ乳酸発泡粒子は、ポリ乳酸により構成されている。
本発明におけるポリ乳酸としては、例えば、後述する(1)式、(2)式の条件を満足する発泡粒子を得ることができるものであって、乳酸成分の異性体比率(D体/L体)が99/1〜94/6、6/94〜1/99、特に97/3〜94/6、6/94〜3/97のものが好ましく用いられる。また、本発明の発泡粒子成形体を構成しているポリ乳酸は、融点(Tm)が135〜175℃、更に145〜175℃のものであることが好ましい。
これらの末端封鎖剤は単独で使用しても良く、あるいは2種以上を組み合わせて使用しても良い。また、末端封鎖剤の配合量は、ポリ乳酸100重量部あたりに0.1〜5重量部が好ましく、0.5〜3重量部がより好ましい。
該発泡粒子は、熱流束示差走査熱量測定法により下記の条件1にて得られる1回目のDSC曲線(以下、1回目のDSC曲線(I)ともいう。)と2回目のDSC曲線(以下、2回目のDSC曲線(I)ともいう。)において、1回目のDSC曲線(I)には、2回目のDSC曲線(I)の融解ピークの頂点温度を基準に、該基準の頂点温度を超える高温側に頂点温度を有する融解ピーク(以下、高温ピークともいう。)と、該基準の頂点温度以下の低温側に頂点温度を有する融解ピーク(以下、固有ピークともいう。)とが現れる発泡粒子である。但し、2回目のDSC曲線(I)に、複数の融解ピークが現れる場合や融解ピークの高温側にショルダー部が現れる場合は、それらの融解ピークの頂点やショルダー部の変曲点のうち、最も高温側の、融解ピークの頂点温度またはショルダー部の変曲点温度を、2回目のDSC曲線(I)の融解ピークの頂点温度とする。
〔1、2回目のDSC曲線の測定方法〕
JIS K7122(1987)の熱流束示差走査熱量測定法に基づきポリ乳酸発泡粒子を試験片とし、加熱速度10℃/分にて23℃から融解ピーク終了時よりも30℃高い温度まで加熱溶融させる際に測定されるDSC曲線を1回目のDSC曲線(I)とし、次いで1回目のDSC曲線の融解ピーク終了時よりも30℃高い温度にて10分間保った後、冷却速度10℃/分にて30℃まで冷却し、再度、加熱速度10℃/分にて融解ピーク終了時よりも30℃高い温度まで加熱溶融させる際に測定されるDSC曲線を2回目のDSC曲線(I)とする。
また、本明細書において上記2回目のDSC曲線(I)における最も面積の大きな融解ピークの頂点温度、即ち融解ピークcの頂点温度をポリ乳酸の融点(Tm)、融解ピークの高温側の裾がベースラインに戻った点の温度を融解終了温度(Te)とする。
温度23℃、相対湿度50%の環境下で24時間以上放置した発泡粒子成形体から20mm×15mm×80mmの寸法の直方体サンプル(表皮なし)を切り出し、該サンプルの外形寸法より空隙発泡粒子成形体の見掛け体積:Bを求める。
次いで該サンプルを温度23℃の概ね120mLのエタノールの入った内容積200mLのガラス製メスシリンダー中に金網などの道具を使用して沈め、軽い振動等を与えることにより発泡粒子間に存在している空気を除く。次いで、金網などの道具の体積を考慮して、水位上昇分より読みとられる該空隙発泡粒子成形体の真の体積:Cを測定する。求められたサンプルの見掛け体積:Bと真の体積:Cから、下記(3)式により空隙率(%)が求められる。
空隙率(%)=〔(B−C)÷B〕×100 ・・・(3)
温度23℃、相対湿度50%の環境下で24時間以上放置した空隙発泡粒子成形体の外形寸法からかさ体積を求める。次いで該空隙発泡粒子成形体の重量(g)を精秤する。空隙発泡粒子成形体の重量をかさ体積にて割り算することにより、かさ密度を求める。
発泡粒子を大気圧下、相対湿度50%、温度23℃の条件の恒温室内にて10日間放置し養生する。次に同恒温室内にて、かさ体積約20cm3の養生後の発泡粒子を測定用サンプルとし水没法により正確に見かけの体積Vaを測定する。見かけの体積Vaを測定した測定用サンプルを十分に乾燥させた後、ASTM−D2856−70に記載されている手順Cに準じ、東芝・ベックマン株式会社製空気比較式比重計930により測定される測定用サンプルの真の体積Vxを測定する。そして、これらの体積Va及びVxを基に、下記の(4)式により独立気泡率を計算し、N=5の平均値を発泡粒子の独立気泡率とする。
ただし、
Vx:上記方法で測定される発泡粒子の真の体積、即ち、発泡粒子を構成する樹脂の体積と、発泡粒子内の独立気泡部分の気泡全容積との和(cm3)
Va:発泡粒子を、水の入ったメスシリンダーに沈めて、2、3回上下させた後、速やかに水位上昇分から測定される発泡粒子の見かけの体積(cm3)
W:発泡粒子測定用サンプルの重量(g)
ρ:発泡粒子を構成する樹脂の密度(g/cm3)
(Br:endo)>25 ・・・(1)
(Brc:endo)>(Brs:endo)≧0 ・・・(2)
また、(Brc:endo)と(Brs:endo)とは、3J/g以上の熱量差、更に4J/g以上の熱量差を有することが好ましい。
[測定試料の調整]
(発泡粒子全体の吸熱量測定試料)
発泡粒子を基本的には切断することなく測定試料とすることとする。
(発泡粒子表層の吸熱量測定試料)
発泡粒子の表面を含む表層部分を切削処理して表層部分を集めて測定試料とする。なお、切削処理にあたっては1個の発泡粒子の表面全面から切削処理前の発泡粒子の粒子重量の1/6〜1/4の重量の測定試料を採取することとする。具体的には、表層部分をカッターナイフ、ミクロトーム等を用いて切削処理を行い、該表層部分を集めて測定に供すればよい。但し、この際の留意点としては、1個の発泡粒子の表面の全面を必ず切除し、且つ1個の発泡粒子から切除した該表層部分の合計重量が切削処理前の発泡粒子の粒子重量の6分の1〜4分の1の範囲内とする。この際、切り出された表層部分は、できる限り均一な厚みになるようにする。
(発泡粒子中心部の吸熱量測定試料)
発泡粒子の表面全面を切削除去し、切削処理前の発泡粒子の粒子重量の1/5〜1/3の重量となる発泡粒子残部を測定試料として採取することとする。具体的には、発泡粒子の表面を含まない内部の発泡層を切り出すことを目的にカッターナイフ等で切削処理を行い、該発泡粒子中心部を測定に供すればよい。但し、この際の留意点としては、1個の発泡粒子の表面全面を必ず切除し、且つ発泡粒子の中心とできる限り同じ中心をもつように切削処理前の発泡粒子の粒子重量の5分の1〜3分の1の範囲内で発泡粒子中心部を切り出す。この際、切り出された測定試料は、切削処理前の発泡粒子の形状とできる限り相似の関係にあるようにする。
それぞれの吸熱量、(Br:endo)、(Brs:endo)、または(Brc:endo)の測定値は、ポリ乳酸系樹脂発泡粒子、該発泡粒子の表層部から採取された測定試料または該発泡粒子の中心部から採取された測定試料1〜4mgをJIS K7122(1987)に記載されている熱流束示差走査熱量測定法に準拠して、融解ピーク終了温度より30℃高い温度まで加熱溶融させ、その温度に10分間保った後、冷却速度2℃/minにて110℃まで冷却し、その温度に120分間保った後、冷却速度2℃/minにて40℃まで冷却する熱処理後、再度、加熱速度2℃/minにて融解ピーク終了時よりも30℃高い温度まで加熱溶融させる際に得られるDSC曲線(以下、2回目のDSC曲線(II)ともいう。)に基づいて求められる値とする。
なお、(Brs:endo)、(Brc:endo)の測定試料採取にあたり、1個の発泡粒子から得られる測定試料が1〜4mgに満たない場合には前記測定試料採取操作を複数個の発泡粒子に対して行い1〜4mgの範囲内で測定試料を調整する必要がある。また、(Br:endo)の測定試料採取にあたり、1粒の発泡粒子の重量が4mgを超える場合には発泡粒子を2等分するなど同形状に等分して1〜4mgの範囲内で測定試料を調整する必要がある。
なお、外層を構成するポリ乳酸の軟化点は、多層発泡粒子の取り扱い性および得られる成形体の高温時の機械的強度の観点から、芯層を構成するポリ乳酸の軟化点との関係が上記範囲であると共に、50℃以上、更に55℃以上、特に65℃以上であることが好ましい。このようなポリ乳酸としては、非結晶性のポリ乳酸、或いは非結晶性のポリ乳酸と結晶性のポリ乳酸との混合樹脂が好ましく例示される。
多層発泡粒子における芯層を形成している樹脂と外層を形成している樹脂の重量比の調整は、後述する樹脂粒子の芯層を形成している樹脂と外層を形成している樹脂の重量比を調整する方法により行なわれる。
多層発泡粒子を略二等分し、その拡大断面の写真から、該断面の上下左右の4箇所の外層の厚みを求め、その平均を一つの多層発泡粒子の外層の厚さとする。この作業を無作為に選んだ10個の多層発泡粒子について行い、各多層発泡粒子の外層の厚さを相加平均した値を多層発泡粒子における外層の平均厚みとする。樹脂粒子の外層の平均厚みにおいても、同様の方法で測定する。なお、多層発泡粒子、或いは樹脂粒子の外層が芯層の周囲に部分的に形成されている場合には、前記4箇所の外層の厚みをどうしても測定できない場合があるが、その場合は測定できる無作為に選んだ16箇所の外層厚みを求め、その平均を一つの多層発泡粒子、或いは樹脂粒子の外層の厚さとする。また、多層発泡粒子の外層部分が判別し難いときには、予め外層を構成する樹脂に着色剤を添加して樹脂粒子を製造することができる。
40>[(Bfc:endo)−(Bfc:exo)]>15 ・・・(5)
[測定試料の調整]
(発泡粒子中心部の吸熱量測定試料)
発泡粒子の表面全面を切削除去し、切削処理前の発泡粒子の粒子重量の1/5〜1/3の重量となる発泡粒子残部を測定試料として採取することとする。具体的には、発泡粒子の表面を含まない内部の発泡層を切り出すことを目的にカッターナイフ等で切削処理を行い、該発泡粒子中心部を測定に供すればよい。但し、この際の留意点としては、1個の発泡粒子の表面全面を必ず切除し、且つ発泡粒子の中心とできる限り同じ中心をもつように切削処理前の発泡粒子の粒子重量の5分の1〜3分の1の範囲内で発泡粒子中心部を切り出す。この際、切り出された測定試料は、切削処理前の発泡粒子の形状とできる限り相似の関係にあるようにする。
[吸熱量および発熱量の測定]
吸熱量(Bfc:endo)および発熱量(Bfc:exo)の測定は、JIS K7122(1987)に記載されている熱流束示差走査熱量測定法に準拠して、前記の発泡粒子中心部の測定試料1〜4mgを加熱速度2℃/minにて23℃から融解ピーク終了時よりも30℃高い温度まで加熱溶融させる際に得られるDSC曲線(以下、1回目のDSC曲線(II)ともいう。)に基づいて求められる値とする。なお、1個の発泡粒子から得られる測定試料が1〜4mgに満たない場合は前記測定試料採取操作を複数個の発泡粒子に対して行い1〜4mgの範囲内で測定試料を調整する必要がある。
発泡粒子の発熱量(Bfc:exo)は1回目のDSC曲線(II)の発熱ピーク(結晶化ピークと同義)の低温側のベースラインから発熱ピークが離れる点を点cとし、発熱ピークが高温側のベースラインへ戻る点を点dとして、点cと点dとを結ぶ直線と、DSC曲線に囲まれる発熱量を示す部分の面積から求められる値とする。また、発泡粒子の吸熱量(Bfc:endo)は、1回目のDSC曲線(II)の融解ピーク(吸熱ピークと同義)の低温側のベースラインから融解ピークが離れる点を点eとし、融解ピークが高温側のベースラインへ戻る点を点fとして、点eと点fとを結ぶ直線と、DSC曲線に囲まれる吸熱量を示す部分の面積から求められる値とする。但し、1回目のDSC曲線(II)におけるベースラインはできるだけ直線になるように装置を調節することとする。また、どうしてもベースラインが湾曲してしまう場合は、発熱ピークの低温側の湾曲したベースラインをその曲線の湾曲状態を維持して高温側へ延長する作図を行い、該湾曲した低温側のベースラインから発熱ピークが離れる点を点c、発熱ピークの高温側の湾曲したベースラインをその曲線の湾曲状態を維持して低温側へ延長する作図を行い、該湾曲した高温側ベースラインへ発熱ピークが戻る点を点dとする。更に、融解ピークの低温側の湾曲したベースラインをその曲線の湾曲状態を維持して高温側へ延長する作図を行い、該湾曲した低温側のベースラインから融解ピークが離れる点を点e、融解ピークの高温側の湾曲したベースラインをその曲線の湾曲状態を維持して低温側へ延長する作図を行い、該湾曲した高温側ベースラインへ融解ピークが戻る点を点fとする。
発泡粒子を大気圧下、相対湿度50%、温度23℃の条件の恒温恒湿室内にて10日間放置して養生する。次に、同恒温室内にて、約500mlの養生後の発泡粒子群の重量W1(g)を測定し、重量を測定した発泡粒子群を金網などの道具を使用して温度23℃の水の入ったメスシリンダー中に沈める。次に、金網等の道具の水面下の体積を差し引いた、水位上昇分より読みとられる発泡粒子群の体積V1(cm3)を測定し、メスシリンダーに入れた発泡粒子群の重量W1を体積V1で割り算(W1/V1)することにより見かけ密度(g/cm3)を求める。
発泡粒子を大気圧下、相対湿度50%、温度23℃の条件の恒温恒湿室内にて10日間放置して養生する。次に、養生後の発泡粒子を略二等分した切断面を顕微鏡で撮影した拡大写真に基づき、以下のとおり求める。発泡粒子の切断面拡大写真において発泡粒子の一方の表面から他方の表面に亘って、気泡切断面の略中心を通る4本の線分を引く。ただし、該線分は、気泡切断面の略中心から切断粒子表面へ等間隔の8方向に伸びる放射状の直線を形成するように引くこととする。次いで前記4本の線分と交わる気泡の数の総数N(個)を求める。4本の各線分の長さの総和L(μm)を求め、総和Lを総和Nで除した値(L/N)を発泡粒子1個の平均気泡径とする。この作業を無作為に選んだ10個の発泡粒子について行い、各発泡粒子の平均気泡径を相加平均した値を発泡粒子の平均気泡径とする。
該発泡粒子の製造方法として、好ましくは分散媒放出発泡方法が挙げられる。分散媒放出発泡方法によれば、前記高温ピークの生成、高温ピーク熱量の制御を容易に行なうことができる。
なお、前記(2)式を満たす発泡粒子を得るには、芯層と外層とからなる多層樹脂粒子を製造することが好ましい。その場合、芯層形成用押出機と外層形成用押出機とが、共押出ダイに連結された装置を用いる方法等、特公昭41−16125号公報、特公昭43−23858号公報、特公昭44−29522号公報、特開昭60−185816号公報に記載された共押出成形法技術を利用して製造することができる。なお、この場合、前記(1)式を満たす発泡粒子は、芯層を構成するポリ乳酸として、目的とする(Br:endo)と同じ値を示す、後述する(Rr:endo)が25[J/g]超のものを選択すればよい。
該平均重量が軽すぎる場合には、樹脂粒子の製造が特殊なものになる。一方、該平均重量が重すぎる場合には、得られる発泡粒子の密度分布が大きくなったり、型内成形時の充填性が悪くなったりする虞があるため配慮が必要である。
該樹脂粒子の形状は、円柱状、球状、角柱状、楕円球状、円筒状等を採用することができる。かかる樹脂粒子を発泡して得られる発泡粒子は、発泡前の樹脂粒子形状に略対応した形状となる。
分散媒放出発泡方法においては例えば前記樹脂粒子を耐圧容器(例えば、オートクレーブ)内で水などの分散媒及び物理発泡剤と共に分散させて加熱したり、或いは樹脂粒子を耐圧容器内で分散媒と共に分散させて加熱し、次いで物理発泡剤を上記耐圧容器内へ圧入したりすることにより、樹脂粒子に物理発泡剤を含浸させて発泡性樹脂粒子とする。次いで、軟化状態の発泡性樹脂粒子を高温、高圧の耐圧容器内よりも低い温度及び圧力下に分散媒と共に放出することにより発泡性樹脂粒子を発泡させて発泡粒子を得ることができる。また、この放出時には容器内に背圧をかけて放出することが好ましい。
上記添加剤のうち、本発明では、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレンワックス、架橋ポリスチレン等が好ましく、更に、疎水性のポリテトラフルオロエチレン粉末が好ましい。
該分散剤としては、酸化アルミニウム、第三リン酸カルシウム、ピロリン酸マグネシウム、酸化チタン、酸化亜鉛、塩基性炭酸マグネシウム、塩基性炭酸亜鉛、炭酸カルシウム、カオリン、マイカ、及びクレー等の無機物質や、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、メチルセルロースなどの水溶性高分子保護コロイド剤が挙げられる。また、分散助剤として、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、アルカンスルホン酸ナトリウム等のアニオン性界面活性剤などを分散媒に添加することもできる。
これら分散剤は、樹脂粒子100重量部あたり0.05〜3重量部使用することができ、これら分散助剤は、樹脂粒子100重量部あたり0.001〜0.3重量部使用することができる。
なお、無機系物理発泡剤を主成分とするとは、全物理発泡剤100モル%中の無機系物理発泡剤が50モル%以上、好ましくは70モル%以上、より好ましくは90モル%以上含まれることを意味する。
例えば、従来公知の成形金型を用いるクラッキング成形法においては、得られる空隙発泡粒子成形体の空隙率を8〜45%にするには、加圧処理が施されていない前記高温ピークを有する発泡粒子を使用し、通常の型内成形で行われるクラッキング量よりも少ない量、好ましくは10%以下、更に好ましくは5%以下にクラッキングを調整する。
また、MFRの測定は、JIS K7210−1976,A法にて温度190℃、荷重2.16kgf(21.2N)の試験条件により行った。
内径65mmの芯層形成用押出機および内径30mmの外層形成用押出機の出口側に多層ストランド形成用の共押ダイを付設した押出機を用い、芯層形成用押出機および外層形成用押出機に、それぞれ表1に示す芯層および外層を形成するポリ乳酸を夫々の押出機に供給し溶融混練した。その溶融混練物を前記の共押出ダイに導入してダイ内で合流積層して押出機先端に取り付けた共押ダイの口金の細孔から、表2に示す重量割合で芯層の周囲に外層が被覆された多層ストランドとして共押出し、共押出されたストランドを水冷し、ペレタイザーで重量が2mgとなるように切断し、乾燥して多層樹脂粒子を得た。
また、外層を形成する原料は、表2に示すポリ乳酸に、末端封鎖剤としてカルボジイミド化合物(商品名:スタバクゾール1−LF、ラインケミー社製、ビス(ジプロピルフェニル)カルボジイミド)を含有量が1.5重量%となるようにマスターバッチの形態で混合したものである。
まず、前記のようにして得られた樹脂粒子1kgを分散媒としての水3Lと共に撹拌機を備えた5Lの耐圧容器内に仕込み、更に分散媒中に、分散剤として酸化アルミニウム1g、界面活性剤(商品名:ネオゲンS−20F、第一工業製薬社製、アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム)を有効成分量として0.1g添加した。次いで、撹拌下で表2に示す発泡温度まで昇温し、耐圧容器内に発泡剤としての二酸化炭素(CO2)を表2に示す耐圧容器内圧力になるまで圧入しその温度で15分間保持した。その後、二酸化炭素にて背圧を加えて容器内の圧力が一定になるようにして内容物を表2に示す発泡温度、容器内圧力の条件下の耐圧容器内から常温、常圧の大気圧雰囲気下に放出して表2に示す見かけ密度の発泡粒子を得た。
また、比較例1にて得られた発泡粒子は、1回目のDSC曲線(I)に固有ピークのみが現れる結晶構造を有するものであった。
このようにして得られた空隙発泡粒子成形体について、かさ密度、空隙率、曲げ強さ、50%圧縮応力、収縮率等の各種物性を評価した。その結果を表3に示す。
前記型内成形にて得られた成形体を、40℃のオーブン中で15時間乾燥した後に、70℃のオーブンに移し、15時間の熱処理を施し、その後、室温まで徐冷して得られた養生後の空隙発泡粒子成形体の幅方向の寸法を測定し、下式を用いて空隙発泡粒子成形体の収縮率を求めた。
発泡粒子成形体の収縮率(%)=(250−養生後の発泡粒子成形体の幅(mm))/250×100
発泡粒子成形体の空隙率は、前記の方法により求めた(n=5)。
空隙発泡粒子成形体から縦50mm、横50mm、厚み25mmの試験片(表皮なし)を切り出し、JIS K6767(1999)に基づき、圧縮速度10mm/分にて試験片を厚み方向に圧縮する圧縮試験を行い空隙発泡粒子成形体の50%圧縮応力を求めた。
空隙発泡粒子成形体の厚み方向(50mm)の寸法を5箇所測定して、以下の基準にて寸法バラツキを評価した。
◎:発泡粒子成形体の最大厚みと最小厚みの差が2mm以下、及び変形がない
○:発泡粒子成形体の最大厚みと最小厚みの差が2mm以下、及びやや変形がある
×:発泡粒子成形体の最大厚みと最小厚みの差が2mm超
Claims (4)
- ポリ乳酸発泡粒子を型内成形して得られる発泡粒子成形体において、
該ポリ乳酸発泡粒子が、下記の条件1にて得られる1回目のDSC曲線と2回目のDSC曲線において、該1回目のDSC曲線には、2回目のDSC曲線の融解ピークの頂点温度を基準に、該基準の頂点温度を超える高温側に頂点温度を有する融解ピークと、該基準の頂点温度以下の低温側に頂点温度を有する融解ピークとが現れるものであり、
該発泡粒子成形体は、該発泡粒子成形体を構成する該発泡粒子が相互に融着していると共に、連通した空隙が該発泡粒子間に形成されているものであり、該発泡粒子成形体の空隙率が8〜45体積%であり、かさ密度が0.01〜0.2g/cm3であり、曲げ強さ:A(MPa)と該発泡粒子成形体のかさ密度:B(g/cm3)との比(A/B)が6〜25(MPa・cm3/g)であることを特徴とする、空隙を有する発泡粒子成形体。
条件1
〔1、2回目のDSC曲線の測定方法〕
JIS K7122(1987)の熱流束示差走査熱量測定法に基づきポリ乳酸発泡粒子を試験片とし、加熱速度10℃/分にて23℃から融解ピーク終了時よりも30℃高い温度まで加熱溶融させる際に測定されるDSC曲線を1回目のDSC曲線とし、次いで1回目のDSC曲線の融解ピーク終了時よりも30℃高い温度にて10分間保った後、冷却速度10℃/分にて30℃まで冷却し、再度、加熱速度10℃/分にて融解ピーク終了時よりも30℃高い温度まで加熱溶融させる際に測定されるDSC曲線を2回目のDSC曲線とする。
- 前記1回目のDSC曲線の該基準の頂点温度を超える高温側に頂点温度を有する融解ピークの熱量が5〜20J/gであることを特徴とする、請求項1に記載の空隙を有する発泡粒子成形体。
- 前記ポリ乳酸発泡粒子の独立気泡率が80%以上であることを特徴とする、請求項1または2に記載の空隙を有する発泡粒子成形体。
- 前記ポリ乳酸発泡粒子において、下記の条件2にて求められる該発泡粒子全体の吸熱量(Br:endo)[J/g]が下記(1)式を満足すると共に、該発泡粒子表層部の吸熱量(Brs:endo)[J/g]と該発泡粒子中心部の吸熱量(Brc:endo)[J/g]が下記(2)式を満足することを特徴とする、請求項1、2または3に記載の空隙を有する発泡粒子成形体。
(Br:endo)>25 ・・・(1)
(Brc:endo)>(Brs:endo)≧0 ・・・(2)
条件2
[測定試料の調整]
(発泡粒子表層部の吸熱量測定試料)
発泡粒子の表面を含む表層部分を切削処理して表層部分を集めて試験片とする。なお、切削処理にあたっては1個の発泡粒子の表面全面から、切削処理前の発泡粒子の粒子重量の1/6〜1/4の重量の測定試料を採取することとする。
(発泡粒子中心部の吸熱量測定試料)
発泡粒子の表面全面を切削除去し、切削処理前の発泡粒子の粒子重量の1/5〜1/3の重量となる発泡粒子残部を測定試料として採取することとする。
[吸熱量の測定]
それぞれの吸熱量、(Br:endo)、(Brs:endo)、または(Brc:endo)の測定値は、ポリ乳酸発泡粒子、該発泡粒子の表層部から採取された測定試料または該発泡粒子の中心部から採取された測定試料1〜4mgをJIS K7122(1987)に記載されている熱流束示差走査熱量測定法に準拠して、融解ピーク終了温度より30℃高い温度まで加熱溶融させ、その温度に10分間保った後、冷却速度2℃/minにて110℃まで冷却し、その温度に120分間保った後、冷却速度2℃/minにて40℃まで冷却する熱処理後、再度、加熱速度2℃/minにて融解ピーク終了時よりも30℃高い温度まで加熱溶融させる際に得られるDSC曲線に基づいて求められる値とする。
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