JP6378730B2 - 発泡粒子成形体 - Google Patents

発泡粒子成形体 Download PDF

Info

Publication number
JP6378730B2
JP6378730B2 JP2016196032A JP2016196032A JP6378730B2 JP 6378730 B2 JP6378730 B2 JP 6378730B2 JP 2016196032 A JP2016196032 A JP 2016196032A JP 2016196032 A JP2016196032 A JP 2016196032A JP 6378730 B2 JP6378730 B2 JP 6378730B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
molded body
foamed
particles
particle molded
crosslinked
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
JP2016196032A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2018058961A (ja
Inventor
翔太 ▲高▼木
翔太 ▲高▼木
政春 及川
政春 及川
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.)
JSP Corp
Original Assignee
JSP Corp
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
Application filed by JSP Corp filed Critical JSP Corp
Priority to JP2016196032A priority Critical patent/JP6378730B2/ja
Priority to US16/337,690 priority patent/US10787555B2/en
Priority to PCT/JP2017/035810 priority patent/WO2018066505A1/ja
Priority to EP17858343.1A priority patent/EP3521354B1/en
Priority to CN201780061109.8A priority patent/CN109790316B/zh
Publication of JP2018058961A publication Critical patent/JP2018058961A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6378730B2 publication Critical patent/JP6378730B2/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
    • C08J9/22After-treatment of expandable particles; Forming foamed products
    • C08J9/228Forming foamed products
    • 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
    • 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
    • C08J9/20Making expandable particles by suspension polymerisation in the presence of the blowing agent
    • 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
    • C08J2201/026Crosslinking before of after foaming
    • 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
    • C08J2203/00Foams characterized by the expanding agent
    • C08J2203/22Expandable microspheres, e.g. Expancel®
    • 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
    • C08J2353/00Characterised by the use of block copolymers containing at least one sequence of a polymer obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; 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
    • C08J9/16Making expandable particles

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
  • Molding Of Porous Articles (AREA)

Description

本発明は、発泡粒子成形体に関する。
ポリオレフィン系樹脂発泡粒子は用途に合わせて様々な形状に成形可能であり、該発泡粒子から型内成形により得られるポリオレフィン系樹脂発泡粒子成形体は、各種包装緩衝材、自動車の衝撃吸収材、建築材料等、広範な用途に用いられている。一方、シートクッション材や緩衝材などに用いられる発泡粒子成形体には、衝撃の緩衝性もさることながら、より軽量で柔軟性を有し、圧縮永久歪が小さく、回復性に優れる成形体が要望されている。
これらの使用に適した、ポリオレフィン系樹脂発泡粒子に代わる新たな発泡体として、柔軟性に優れたエチレン/α−オレフィン・マルチブロック共重合体を含む発泡体(例えば、特許文献1参照)が提案されている。
特表2008−533289号公報
しかし、特許文献1に記載のエチレン/α-オレフィン共重合体の架橋発泡体は、密度150〜600g/Lの高密度領域に関する記載のみであり、軽量性や柔軟性の観点でも不十分である。また、エチレン/α-オレフィン共重合体の発泡粒子の製造方法に関する記載はあるが、発泡粒子成形体に関する開示はなされていない。
また、エチレン/α-オレフィン共重合体の発泡粒子を型内成形するに際して、軽量で、融着性と表面性との両方に優れる発泡粒子成形体を得ることに関して、課題を残していた。特に厚みの厚薄を有するような成形体を得る金型で成形した場合は、両者を両立させることが難しかった。
本発明者らは、上記目的に鑑み、エチレン/α−オレフィン・マルチブロック共重合体の架橋発泡粒子成形体に着目して鋭意研究を重ねた結果、以下に示す構成を採用することにより、上記課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、以下のとおりである。
〔1〕ポリエチレンブロックとエチレン/α-オレフィン共重合体ブロックとのマルチブロック共重合体の架橋発泡粒子の発泡粒子成形体であって、前記発泡粒子成形体の密度が40〜150g/Lであり、前記発泡粒子成形体の熱キシレン抽出法によるゲル分率が30〜70重量%であり、前記発泡粒子成形体の引張伸びが120%以上であり、前記架橋発泡粒子の粒子重量が0.8〜8mgであり、前記発泡粒子成形体表面における、単位面積当たりの架橋発泡粒子の個数が、5〜30個/cmである、発泡粒子成形体。
〔2〕前記発泡粒子成形体の平均気泡径が50〜200μmである、前記〔1〕に記載の発泡粒子成形体。
〔3〕前記架橋発泡粒子の粒子重量が1〜4mgである、前記〔1〕または〔2〕に記載の発泡粒子成形体。
〔4〕前記発泡粒子成形体の、成形体表面のタイプCデュロメータ硬さが15〜50である、前記〔1〕〜〔3〕のいずれか1に記載の発泡粒子成形体。
〔5〕前記発泡粒子成形体が最小厚み5mm以下の薄肉部を有する、前記〔1〕〜〔4〕のいずれか1に記載の発泡粒子成形体。
〔6〕前記マルチブロック共重合体が、ポリエチレンブロックと、エチレン/1−オクテン共重合体ブロックとのマルチブロック共重合体である、前記〔1〕〜〔5〕のいずれか1に記載の発泡粒子成形体。
本発明の発泡粒子成形体は、ポリエチレンブロックとエチレン/α-オレフィン共重合体ブロックとのマルチブロック共重合体の架橋発泡粒子成形体であって、前記発泡粒子成形体の密度が40〜150g/Lであり、前記発泡粒子成形体の引張伸びが120%以上であり、前記発泡粒子成形体の熱キシレン抽出法によるゲル分率が30〜70重量%であり、架橋発泡粒子の粒子重量を0.8〜8mg、且つ前記発泡粒子成形体表面における、単位面積当たりの架橋発泡粒子の個数が5〜30個/cmであることにより、表面性と融着性に優れ、耐久性にも優れる発泡粒子成形体を提供できる。
本発明の発泡粒子成形体は、ポリエチレンブロックとエチレン/α-オレフィン共重合体ブロックとのマルチブロック共重合体の架橋発泡粒子の型内発泡粒子成形体であって、前記発泡粒子成形体の密度が40〜150g/Lであり、前記発泡粒子成形体の熱キシレン抽出法によるゲル分率が30〜70重量%であり、前記発泡粒子成形体の引張伸びが120%以上であり、前記架橋発泡粒子の粒子重量が0.8〜8mgであり、前記発泡粒子成形体表面における、単位面積当たりの架橋発泡粒子の個数が、5〜30個/cmである。
以下、本発明の発泡成形体を構成する架橋発泡粒子、及び発泡粒子成形体について詳細に説明する。
[架橋発泡粒子]
本発明の発泡粒子成形体を構成する発泡粒子は、ポリエチレンブロックとエチレン/α−オレフィン共重合体ブロックとのマルチブロック共重合体(以下、単にマルチブロック共重合体ともいう)の架橋発泡粒子である。
(マルチブロック共重合体)
上記マルチブロック共重合体は、ポリエチレンブロックとエチレン/α−オレフィン共重合体ブロックとを有する。マルチブロック共重合体は、たとえば、下記の式(1)によって表すことができる。
(AB) (1)
(式中、nは1以上の整数であり、Aはハードブロックを表し、Bはソフトブロックを表す。)
ここで、Aのハードブロック(以下、Aブロックともいう)はポリエチレンブロックに該当し、Bのソフトブロック(以下、Bブロックともいう)はエチレン/α−オレフィン共重合体ブロックに該当する。Aブロック及びBブロックは、直鎖状に配列していることが好ましい。さらに、マルチブロック共重合体は、Aブロック及びBブロック以外の第3のブロックを含まないことが好ましい。
Aブロックを構成するポリエチレンブロックにおけるエチレンに由来する構成単位の成分の割合は、ポリエチレンブロックの質量に対して、好ましくは95重量%よりも大きく、より好ましくは98重量%よりも大きい。一方、Bブロックを構成するエチレン/α−オレフィン共重合体ブロックでは、α−オレフィンに由来する構成単位の成分の割合は、エチレン/α−オレフィン共重合体ブロックの質量に対して、好ましくは5重量%よりも大きく、より好ましくは10重量%よりも大きく、さらに好ましくは15重量%よりも大きい。
マルチブロック共重合体におけるBブロックを構成するエチレン/α−オレフィン共重合体ブロックの割合は、マルチブロック共重合体の質量に対して、好ましくは1〜99重量%であり、より好ましくは5〜95重量%である。ポリエチレンブロックの割合及びエチレン/α−オレフィン共重合体ブロックの割合は、示差走査熱量測定(DSC)又は核磁気共鳴(NMR)から得られるデータに基づいて計算することができる。
マルチブロック共重合体におけるBブロックを構成するエチレン/α−オレフィン共重合体ブロックは、好ましくは、C〜C20のα−オレフィンとエチレンとの共重合体のブロックである。エチレン/α−オレフィン共重合体ブロックにおいて、エチレンと共重合するα−オレフィンには、例えば、プロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−へキセン、1−へプテン、1−オクテン、1−ノネン、1−デセン、3−メチル−1−ブテン、4−メチル−1−ペンテン等が挙げられ、それらを組み合わせて使用することもできる。工業的な入手のしやすさや諸特性、経済性等の観点からは、エチレンと共重合するα−オレフィンとしては、プロピレン、1−ブテン、1−へキセン、1−オクテンが挙げられ、特に1−オクテンが好ましい。
マルチブロック共重合体には、例えば、特許文献1に記載されているエチレン/α−オレフィンの共重合体が挙げられる。また、マルチブロック共重合体において市販されているものには、例えば、ダウ・ケミカル(株)製の商品名「インフューズ(Infuse)」等が挙げられる。
エチレン/α−オレフィンの共重合体は、公知のオレフィン重合用触媒を用いた公知の重合方法を用いて作製することができる。
(マルチブロック共重合体の特性)
前記マルチブロック共重合体の190℃、荷重2.16kgにおけるメルトフローレイトは、好ましくは2〜10g/10分、より好ましくは3〜8g/10分、さらに好ましくは4〜7g/10分の範囲から選択することができる。メルトフローレイトが上記範囲内であれば、マルチブロック共重合体の架橋発泡粒子の融着性が良好であり、発泡粒子成形体の回復性も優れたものとなる。なお、このメルトフローレイトは、JIS K 7210−1(2014年)に準拠して、温度190℃、荷重2.16kgの条件で測定される、後述する架橋工程前のマルチブロック共重合体の値である。
マルチブロック共重合体の密度は、700〜1000g/Lであることが好ましく、800〜900g/Lであることがより好ましい。
また、マルチブロック共重合体の融点は、110〜150℃であることが好ましく、115〜140℃であることがより好ましい。マルチブロック共重合体の融点が上記範囲であると、高温での圧縮永久歪みを小さくすることができる。マルチブロック共重合体の融点は、JISK 7121(1987年)に記載されている熱流束示差走査熱量測定法に基づいて、10℃/分の昇温速度で30℃から200℃まで昇温した後に、10℃/分の冷却速度で30℃まで降温し、再度10℃/分の昇温速度で30℃から200℃まで昇温した際に得られるDSC曲線により定まる吸熱ピークの頂点温度から求めることができる。なお、上記2回目のDSC曲線に複数の吸熱ピークが表れる場合は、最も面積の大きな吸熱ピークの頂点温度を融点とする。
マルチブロック共重合体の曲げ弾性率は、10〜100MPaであることが好ましく、12〜50MPaであることがより好ましく、15〜40MPaであることがさらに好ましい。なお、マルチブロック共重合体の曲げ弾性率は、JIS K 7171(2008年)に記載の測定法に準拠して測定した値である。
(その他の添加剤)
前記マルチブロック共重合体には、本発明の目的効果を阻害しない範囲においてその他の添加剤を添加することができる。その他の添加剤としては、例えば、酸化防止剤、紫外線防止剤、帯電防止剤、難燃剤、難燃助剤、金属不活性剤、導電性フィラー、気泡調整剤等を挙げることができる。
これらの添加剤は、合計で前記マルチブロック共重合体100重量部に対して20重量部以下が好ましく、10重量部以下がより好ましく、5重量部以下がさらに好ましい。なお、これらの添加剤は、通常、必要最小限の量で使用される。また、これらの添加剤は、例えば、重合体粒子を製造する際、マルチブロック共重合体と共に押出機内に添加、混練することによって重合体粒子中に含有させることができる。
前記マルチブロック共重合体は、本発明の目的効果を阻害しない範囲においてマルチブロック共重合体以外の他の重合体を含んでいてもよい。マルチブロック共重合体以外の他の重合体には、例えば、ポリオレフィン系樹脂(例えば、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリブテン系樹脂)、ポリスチレン系樹脂などの熱可塑性樹脂や熱可塑性エラストマー(例えば、ポリブタジエン、ポリイソプレン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体や、スチレン−ブタジエン、スチレン−イソプレン、スチレン−ブタジエン−スチレン、スチレン−イソプレン−スチレンのブロック共重合体、それらの水添物)、動的架橋型のエラストマー(エチレン−プロピレンゴム(EPM)、エチレン−プロピレン−ジエンの三元共重合体(EPDM))等が挙げられる。前記他の重合体の配合割合は、マルチブロック共重合体100重量部に対して10重量部以下が好ましく、5重量部以下がより好ましく、前記マルチブロック共重合体のみからなることが特に好ましい。
(架橋発泡粒子の粒子重量)
本発明の発泡粒子成形体を構成する架橋発泡粒子(以下、単に「発泡粒子」という場合がある。) の粒子重量は、0.8〜8mgである。発泡粒子の粒子重量が小さすぎると、発泡粒子内に十分な気泡構造が形成されなくなったり、発泡粒子の比表面積が大きくなり気泡内から気体が逸散し易く、発泡粒子を型内成形するとき、発泡粒子自体の二次発泡力が低下して二次発泡し難くなり、引張伸びが高く、発泡粒子同士の融着性に優れる発泡粒子成形体を得ることが困難となるおそれがある。また、得られる成形体が著しく収縮して金型の賦形性に劣る成形品となったりするおそれがある。かかる観点から、発泡粒子の粒子重量の下限は0.8mgであり、好ましくは1mgである。一方、発泡粒子の粒子重量が大きすぎると、発泡粒子の二次発泡性は向上するものの、金型への充填性が低下して、発泡粒子成形体の表面性が低下してしまうおそれがある。かかる観点から、発泡粒子の粒子重量の上限は8mgであり、好ましくは5mgであり、より好ましくは4mgであり、さらに好ましくは3mgである。
なお、粒子重量は、100個の粒子を無作為に選び、選んだ100個の粒子をまとめて質量[mg]を測定し、測定した質量を100で割り算した値を算出し、平均粒子重量[mg]とした。粒子重量が0.8〜4mg程度の発泡粒子は、主に、アンダーウォーターカット法により、粒子重量の小さい重合体粒子を得、この重合体粒子を架橋し、発泡させることによって得られる。特に、粒子重量が0.8〜4mgの発泡粒子を用いた場合には、発泡粒子は2次発泡性に優れ、さらに成形型内における発泡粒子間の間隙が特定の範囲となることで、加熱媒体が型内によく行き渡るようになり、型内成形性に優れるので、得られる発泡粒子成形体は融着性に優れ、発泡粒子成形体の引張伸びと引張強さの両方に優れ、耐久性にも優れたものとなる。
(発泡粒子成形体の引張伸び)
本発明の発泡粒子成形体の引張伸びは120%以上であることを要する。
本発明の発泡粒子成形体は、特に、耐久性に優れたものとなる。上記引張伸びが120%以上であれば、発泡粒子成形体の発泡粒子間の融着性が良好であり、特に成形体の内部の発泡粒子群まで融着していることを示唆し、シートクッション材、スポーツパッド材、靴底材等の用途に適用できる。上記観点から、引張伸びは、130%以上が好ましく、150%以上がより好ましい。なお、発泡粒子成形体の引張り伸びの上限は、概ね、500%であり、好ましくは400%であり、より好ましくは300%である。
(発泡粒子成形体の密度:成形体密度)
本発明の発泡粒子成形体の密度(成形体密度)は、40〜150g/Lであり、好ましくは40〜145g/Lであり、より好ましくは45〜140g/Lであり、さらに好ましくは50〜130g/Lである。発泡粒子成形体の密度が上記範囲であると、軽量性、柔軟性に優れている発泡粒子成形体となる。前記発泡粒子成形体の密度(g/L)は、成形体の質量W(g)を体積V(L)で除すること(W/V)で求められる。なお、発泡粒子成形体の体積Vは、水没法により測定することができる。
(架橋発泡粒子成形体の熱キシレン抽出法によるゲル分率)
本発明の発泡粒子成形体において、架橋発泡粒子成形体の熱キシレン抽出法によるゲル分率は30〜70重量%である。ゲル分率が30重量%未満では、発泡粒子成形体が著しく収縮し、表面性に優れる発泡粒子成形体を作製することが難しくなったり、所望の金型形状を得る賦形性に劣るものとなる。また架橋発泡粒子を型内成形して得られた発泡粒子成形体は、回復性が悪くなり所望の物性が得られ難くなる。一方、ゲル分率が70重量%を超えると、架橋発泡粒子同士の融着性が低くなるので、耐久性に優れた発泡粒子成形体を作製することが難しくなる。上記観点から、架橋発泡粒子のゲル分率は35〜60重量%であることが好ましく、より好ましくは40〜55重量%である。なお、本発明において、ゲル分率は、樹脂発泡体の架橋状態を示す指標の一つであり、以下の方法で測定できる。
前記ゲル分率は、後述する架橋剤の添加量の他に、密閉容器で重合体粒子を架橋させる際の攪拌条件、昇温条件等によっても調節することができる。
なお、熱キシレン抽出法によるゲル分率は、発泡粒子成形体の一部を切断した試験片約0.7gを秤量し、試料重量W1とし、秤量した試験片を150mlの丸底フラスコに入れ、100mlのキシレンを加え、マントルヒーターで加熱して6時間還流させた後、溶け残った残査を100メッシュの金網でろ過して分離し、80℃の減圧乾燥器で8時間以上乾燥し、この際に得られた乾燥物重量W2を測定し、この重量W2の試料重量W1に対する重量百分率[(W2/W1)×100](%)をゲル分率とする。
なお、発泡粒子成形体を構成する架橋発泡粒子のゲル分率も、同様の方法で発泡粒子をサンプルとして測定することができ、型内成形時に、ゲル分率が変化することはないので、発泡粒子と発泡粒子成形体の値はほぼ同一となる。
(発泡粒子成形体表面における架橋発泡粒子の個数)
本発明の発泡粒子成形体においては、成形体表面における単位面積当たりの架橋発泡粒子の個数が、5〜30個/cmである。単位面積当たりの架橋発泡粒子の個数が、30個/cm超であると、成形キャビティーに充填されている状態において発泡粒子間の間隙が小さくなるため、型内成形時に発泡粒子群をスチームなどの加熱媒体で加熱し、発泡粒子が二次発泡して発泡粒子間の間隙が埋まる際に、加熱媒体で加熱を開始した早い段階で成形体表面部分の発泡粒子間の隙間が埋まってしまう。このため、成形金型内部の発泡粒子群まで加熱媒体が十分に供給されず、成形キャビティーの中心部分に存在する発泡粒子が二次発泡し難くなるので、成形体の内部の発泡粒子が融着していない状態となりやすく、発泡粒子成形体の引張り伸びが低下するおそれがある。一方、上記個数が5個/cm未満である場合には、発泡粒子を型内成形して作製した発泡粒子成形体の成形体端部や角部分に発泡粒子の曲面が残り、発泡粒子成形体の表面に形成されるボイドが多くなったり、表面性や賦形性が低下したりするおそれがある。上記観点から、該個数は、6〜20個/cmであることが好ましく、10〜18個/cmであることがより好ましい。
なお、本発明においては、特定の粒子重量であり充填性と二次発泡力に優れる発泡粒子を用いると共に、成形体における表面の発泡粒子の個数を特定の範囲とすることにより、型内成形性を制御することで、内部融着性と表面性に優れる発泡粒子成形体が得られる。特に、特定の発泡粒子重量と特定の表面の発泡粒子の個数を満足することで、クラッキング等の成形条件を変えて成形体厚みを変化させた場合であっても、幅広い成形範囲で二次発泡性を発揮させることが可能となるので、厚みの厚薄に影響されず、表面性と融着性に優れる発泡粒子成形体が得られる。
(発泡粒子成形体表面における架橋発泡粒子の個数の測定方法)
なお、本発明において、架橋発泡粒子の個数は、以下の方法で測定した。
発泡粒子成形体の端部を除く部分の表面の5箇所以上において、100mm×100mmの正方形の範囲内に存在する発泡粒子の数をカウントした。この値を単位面積(cm)当たりの値に換算することにより算出した。なお、上記範囲の線上に存在する気泡については、隣接する2辺に交差している発泡粒子のみをカウントし、他の2辺に交差する発泡粒子はカウントしなかった。
(架橋発泡粒子成形体の平均気泡径)
本発明の架橋発泡粒子成形体において、成形体の平均気泡径(a)は50〜200μmであることが好ましく、60〜180μmがより好ましく、70〜150μmがさらに好ましい。平均気泡径が上記の範囲であれば、発泡粒子成形体の圧縮物性が低下することなく、良好な発泡粒子成形体が得られる。
(架橋発泡粒子成形体の平均気泡径の測定)
本発明において、前記の発泡粒子成形体の平均気泡径は、ASTM D3576−77に基づき、次のように測定される。
発泡粒子成形体の中心部分を略二分割し切断面を走査型電子顕微鏡にて写真を撮影する。得られた断面写真において、成形体中の切断面の中心付近から厚み方向と幅方向に等間隔に直線を引き、その直線と交わる気泡の数を全てカウントし、該直線の合計長さをカウントされた気泡数で除して得られた値を気泡の平均弦長とし、さらに0.616で除することにより、発泡粒子成形体の気泡径とする。この操作を少なくとも10個の箇所について行い、各発泡粒子成形体の気泡径の算術平均値を平均気泡径とする。
(発泡粒子成形体の表面硬度)
さらに、本発明の発泡成形体の表面硬度は、タイプCデュロメータ硬さが15〜50であることが好ましい。タイプCデュロメータ硬さがこの範囲であれば、クッション性、弾性回復性に富む特性を備えて発泡成形体とすることができる。
(発泡粒子成形体の最小厚み)
本発明の発泡成形体は、発泡成形体の全体の厚みが薄肉の場合に止まらず、成形体において部分的に、最小厚み5mm以下の薄肉部、好ましくは3mm〜5mmの薄肉部を有する発泡成形体であっても、均一で優れた表面性を有する発泡粒子成形体とすることができる。
(発泡粒子成形体の引張強さ)
本発明の発泡粒子成形体の引張強さは0.3MPa以上であることが好ましい。本発明により得られる発泡粒子成形体は、成形体内部で発泡粒子同士が相互に強固に融着した成形体となり、成形体の引張り物性が特に向上する。上記引張強さが0.3MPa以上であれば、発泡粒子成形体の発泡粒子間の融着性が良好であることを示唆し、耐久性に優れ、シートクッション材、スポーツパッド材、靴底材等の用途に適用できる。上記観点から、引張強さは、0.4MPa以上がより好ましく、0.5MPa以上がさらに好ましく、0.6MPa以上が特に好ましい。なお、発泡粒子成形体の引張強さの上限は、概ね、1MPaであり、好ましくは0.9MPaである。
本発明に用いられる架橋発泡粒子は、後述する工程(A)に示されるような、マルチブロック共重合体を混練、造粒する工程等によって得られる非発泡の粒子を、架橋、発泡剤の含浸、発泡工程を含む工程(B)により製造することができる。
〔工程(A):マルチブロック共重合体の混練、造粒工程〕
マルチブロック共重合体を押出機に供給し、混練して溶融混練物とし、該溶融混練物を押出機からストランド状に押出し、該ストランドを架橋発泡粒子とするのに適した大きさに切断する方法等、公知の造粒方法より、マルチブロック共重合体粒子(以下、「重合体粒子」ということがある)が製造される。例えば、前述の方法において、ストランド状に押出し成形された溶融混練物を水冷により冷却した後、所定の長さに切断することにより、目的の粒子重量の重合体粒子を得ることができる。
マルチブロック共重合体の溶融混練物が軟質であることから、ストランドカット法を用いた場合には、カットミスや切子が発生しやすくなるおそれがある。より小粒子化するという観点から、水中で切断するアンダーウォーターカット法(UWC)を用いることが好ましい。
前記重合体粒子の1個当たりの平均重量は、0.8〜8mgである。なお、重合体粒子には、難燃剤、難燃助剤、可塑剤、帯電防止剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、導電性フィラー、抗菌剤等の公知の添加物を含有していても良い。これらの添加剤は工程(A)の混練時の重合体粒子を得る工程で添加することができる。
また、前記重合体粒子には、気泡調整剤(「気泡核剤」、あるいは「核剤」とも称される。)を添加できる。気泡調整剤としては、タルク、マイカ、ホウ酸亜鉛、炭酸カルシウム、シリカ、酸化チタン、石膏、ゼオライト、ホウ砂、水酸化アルミニウム、カーボン等の無機物の他、リン酸系核剤、フェノール系核剤、アミン系核剤、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)等のポリフッ化エチレン系樹脂粉末等の有機系核剤が挙げられる。気泡調整剤は、重合体粒子を得る工程で押出機に供給することで重合体粒子中に含有させることができる。重合体粒子中の気泡調整剤の割合は、マルチブロック共重合体100重量部に対して、0.01〜1重量部が好ましい。
また、気泡調整剤の平均粒子径は、0.01〜50μmが好ましく、0.1〜30μmであることがより好ましい。なお、該平均粒子径は、遠心沈降粒度測定法により測定することができる。
なお、本発明に用いられる架橋発泡粒子は、気泡調整剤の種類、添加量、発泡方法、発泡温度、発泡剤量、発泡雰囲気などの発泡条件、樹脂の特性を変更すること等によって、目的の平均気泡径、平均表層厚みの架橋発泡粒子を得ることができる。例えば、気泡調整剤(気泡核剤)の添加量を多くすれば、気泡核の量が増えるので、気泡は小さくなり気泡膜厚は薄くなる傾向にある。気泡調整剤として、ホウ酸亜鉛などの水和物を含むものは、水和水が発泡に作用するので、気泡径は大きくなる傾向にある。
〔工程(B):重合体粒子の架橋、発泡剤の含浸、発泡工程〕
工程(B)では、重合体粒子を架橋剤と共に密閉容器で水などの分散媒体に分散させ、撹拌下で加熱して重合体粒子を軟化、架橋させ、発泡剤を含浸させて発泡性粒子を得る。その後、発泡性粒子を発泡させて架橋発泡粒子を得る。
(分散媒)
本発明の発泡粒子成形体に用いる架橋発泡粒子の製造に用いられる分散媒としては、重合体粒子を溶解しない分散媒であれば、特に限定されない。分散媒には、例えば、水、エチレングリコール、グリセリン、メタノール、エタノール等が挙げられる。好ましい分散媒は水である。
(分散)
上記分散媒に重合体粒子を分散させる。例えば、攪拌機を使用して上記分散媒に重合体粒子を分散させる。
工程(B)において、分散剤を上記分散媒にさらに添加してもよい。分散剤には、例えば、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、メチルセルロース等の有機系分散剤、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、カオリン、マイカ、リン酸マグネシウム、リン酸三カルシウム等の難溶性無機塩等が挙げられる。また、界面活性剤を上記分散媒にさらに添加することもできる。界面活性剤には、例えば、オレイン酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、その他懸濁重合で一般的に使用されるアニオン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤等が挙げられる。
(密閉容器)
工程(B)で使用する密閉容器は、密閉することができる容器であれば、特に限定されない。工程(B)において共重合体粒子は加熱され、密閉容器内の圧力が上昇するので、密閉容器は、工程(B)における圧力の上昇に耐えられることが必要である。密閉容器は、例えば、オートクレーブである。
(架橋剤及び架橋)
工程(B)で重合体粒子を架橋するために、架橋剤を用いることができる。架橋剤は、予め分散媒に添加してもよく、重合体粒子を分散媒に分散させてから分散媒に添加しても良い。架橋剤は、上記マルチブロック共重合体を架橋させるものであれば、特に限定されない。架橋剤としては、ポリエチレン系樹脂を架橋させるために使用される、従来公知の有機過酸化物を使用することができ、例えば、ジクミルパーオキサイド、tert−ブチルクミルパーオキサイド、等のパークミル系化合物、1,1−ビス(tert−ブチルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、2,5−ジメチル−2,5−ジ(tert−ブチルパーオキシ)ヘキサン、ジ−tert−ブチルパーオキサイド等のパーブチル系化合物、tert-ヘキシルパーオキシベンゾエート等のパーヘキシル系化合物、1,1,3,3−テトラメチルブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート等のパーオクタ系化合物等が挙げられる。これらの中でも、パークミル系化合物、パーブチル系化合物が好ましく、ジクミルパーオキサイドがさらに好ましい。これらは、単独又は2種類以上組み合わせて使用することができる。架橋剤の配合量は、マルチブロック共重合体(重合体粒子)100重量部に対して、好ましくは0.1〜3.0重量部であり、より好ましくは0.2〜2.5重量部である。
架橋剤の配合量が上記範囲であると、適度なゲル分率を有する架橋粒子が得られ、架橋粒子が十分に発泡することができるとともに、発泡の際に、気泡を形成する気泡壁が発泡に十分耐えることができる強度を有するものとなる。
架橋反応は、分散媒中に分散した重合体粒子を構成するマルチブロック共重合体が軟化し、架橋剤が実質的に分解する温度以上、具体的には有機過酸化物の1時間半減期温度以上で、かつマルチブロック共重合体の融点以上の温度で行われることが好ましい。この温度にて1分〜200分保持し、架橋反応を行うことが好ましい。
(発泡)
密閉容器内の分散媒に架橋粒子を発泡させる発泡剤を添加し、軟化状態の架橋粒子に発泡剤を含浸させることが好ましい。発泡剤を含浸させる温度は、架橋粒子が軟化状態となる温度以上の温度であれば、特に限定されないが、例えば、100〜180℃の範囲であることが好ましく、130〜170℃であることがより好ましく、140〜165℃であることがさらに好ましい。
(発泡剤)
使用する発泡剤は、上記架橋粒子を発泡させるものであれば特に限定されない。発泡剤には、例えば、空気、窒素、二酸化炭素、アルゴン、ヘリウム、酸素、ネオン等の無機物理発泡剤、プロパン、ノルマルブタン、イソブタン、ノルマルペンタン、イソペンタン、ノルマルヘキサン等の脂肪族炭化水素、シクロヘキサン、シクロペンタン等の脂環式炭化水素、クロロフロロメタン、トリフロロメタン、1,1−ジフロロエタン、1,1,1,2−テトラフロロエタン、メチルクロライド、エチルクロライド、メチレンクロライド等のハロゲン化炭化水素、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、メチルエチルエーテル等のジアルキルエーテル等の有機物理発泡剤が挙げられる。これらの中でもオゾン層の破壊がなく、かつ安価な無機物理発泡剤が好ましく、窒素、空気、及び二酸化炭素がより好ましく、特に二酸化炭素が好ましい。これらは、単独又は2種類以上組み合わせて使用することができる。発泡剤の配合量は、目的とする発泡粒子の見掛け密度、マルチブロック共重合体の種類、発泡剤の種類等を考慮して決定されるが、通常、マルチブロック共重合体100重量部に対して、有機物理発泡剤で2〜20重量部を用いることが好ましく、無機物理発泡剤で0.5〜20重量部を用いることが好ましい。なお、上記の架橋、含浸、発泡工程は単一の密閉容器における一連の工程として行うことが好ましい。
(架橋発泡粒子の作製)
発泡剤が含浸し、加熱されている発泡性架橋粒子を、密閉容器内の圧力よりも低い圧力の雰囲気下に放出して架橋発泡粒子を作製する。具体的には、密閉容器内の圧力を発泡剤の蒸気圧以上の圧力に保持しながら、密閉容器内の水面下の一端を開放し、発泡剤を含有する発泡性架橋粒子を分散媒とともに密閉容器内から密閉容器内の圧力よりも低圧の雰囲気下、通常は大気圧下に放出して発泡性架橋粒子を発泡させる(「ダイレクト発泡法」という)ことによって、架橋発泡粒子を作製する。
架橋発泡粒子の製造方法として、密閉容器にて製造する方法を説明したが、架橋発泡粒子の製造方法は上記製造方法に限定されない。例えば、マルチブロック共重合体、架橋剤及び発泡剤を押出機に供給して溶融し、マルチブロック共重合体を架橋させた後、押出機の先端に取り付けたダイから架橋させたマルチブロック共重合体を押出発泡することによってマルチブロック共重合体の架橋発泡体を製造し、それらを冷却した後にペレタイズすることにより粒子状に切断する方法、前述の工程(A)〜(B)により得た発泡性架橋粒子を密閉容器から取出し、脱水乾燥した後、発泡性架橋粒子を加熱媒体により加熱して発泡させることにより架橋発泡粒子とする方法等であってもよい。さらに、前記においては、重合体粒子に有機過酸化物を用いて架橋する方法を示したが、本発明における架橋処理は、有機過酸化物を用いるものに限らず、他の公知の方法、例えば、電子線架橋法等を用いて架橋処理を行うことにより架橋粒子又は架橋発泡粒子とすることができる。
また、本発明の発泡成形体に用いられる架橋発泡粒子には、表面にアニオン系界面活性剤を付着させることで、型内成形時の融着性を向上させることができる。前記アニオン性界面活性剤は、カルボン酸型、スルホン酸型、硫酸エステル型、リン酸エステル型、高分子型のものが例示される。前記アニオン性界面活性剤の中でも、特に型内成形時の融着性向上効果に優れる架橋発泡粒子が得られることから、アルカンスルホン酸塩、ポリアクリル酸塩、ポリアクリル酸スルホン酸共重合体塩を架橋発泡粒子の表面に付着させることが好ましい。また、前記アニオン系界面活性剤は、単独または2種以上を混合して使用することができる。
前記架橋発泡粒子に付着するアニオン系界面活性剤の表面積当たりの付着量は2mg/m以上が好ましく、より好ましくは5mg/m以上がより好ましく、特に好ましくは20mg/m以上である。一方、該表面積当たりの付着量の上限は、概ね100mg/m以下である。また、アニオン系界面活性剤の架橋発泡粒子への被覆量は全有機炭素〔TOC(Total Organic Carbon)〕測定装置を用いて測定した値を基に算出した値を採用することができる。本発明において、TOCの測定は島津製作所製の全有機炭素計(商品名:TOC−VCSH)を用いて行った。水中の総炭素(TC)は、全有機炭素(TOC)と炭素成分である無機炭素(IC)からなるので、TC=TOC+ICの関係があり、TOC=TC−ICとなる。よって、TOCは、TC−IC法により求めることができる。
(架橋発泡粒子の平均気泡径)
本発明に用いられる架橋発泡粒子において、平均気泡径(a)は50〜200μmとすることができ、60〜180μmがより好ましく、70〜160μmがさらに好ましい。平均気泡径が上記の範囲であれば、成形時に気泡が破れて連続気泡化することがなく、また、融着性が低下することがなく、良好な発泡粒子成形体が得られる。
なお、平均気泡径は、次のようにして求められる。まず、発泡粒子成形体の中心部分を略二分割し切断面を走査型電子顕微鏡にて写真を撮影する。次いで、得られた断面写真において、発泡粒子切断面の中心付近から8方向に等間隔に直線を引き、その直線と交わる気泡の数を全てカウントし、該直線の合計長さをカウントされた気泡数で除して得られた値を気泡の平均弦長とし、さらに0.616で除することにより、発泡粒子の気泡径とする。この操作を少なくとも10個の発泡粒子について行い、各発泡粒子の気泡径の算術平均値を平均気泡径とする。
(架橋発泡粒子の見掛け密度、嵩密度及び平均粒子径)
本発明の発泡成形体に用いられる架橋発泡粒子の見掛け密度は、50〜200g/Lが好ましく、より好ましくは55〜180g/Lであり、さらに好ましくは60〜160g/Lである。架橋発泡粒子の見掛け密度を上記範囲にすることにより、目的の成形体密度の発泡粒子成形体が得られる。
前記見掛け密度は、エタノールの入ったメスシリンダーを用意し、該メスシリンダーに500個以上の架橋発泡粒子(発泡粒子群の重量Wt)を、金網などを使用して沈めて、エタノールの液位上昇分より読みとられる発泡粒子群の容積にてメスシリンダーに入れた発泡粒子群の重量を割り算することにより求めることができる。
また、本発明の発泡成形体に用いられる架橋発泡粒子の嵩密度(g/L)は、30〜125g/Lが好ましく、より好ましくは33〜110g/Lであり、さらに好ましくは35〜100g/Lである。本発明でいう嵩密度(g/L)は、空のメスシリンダーを用意し、該メスシリンダーに500個以上の架橋発泡粒子を入れたときにメスシリンダーの目盛りが示す容積にて、メスシリンダーに入れた発泡粒子群の重量を割り算することにより求めることができる。
また、本発明に用いられる架橋発泡粒子の平均粒子径は、好ましくは0.5〜6mmであり、より好ましくは1〜5mmである。架橋発泡粒子の平均粒子径が上記範囲であると、架橋発泡粒子の製造が容易であるとともに、架橋発泡粒子を型内成形するとき、架橋発泡粒子を金型内に充填させることが容易になる。なお、架橋発泡粒子の平均粒子径は、例えば、発泡剤量、発泡条件、重合体粒子の粒径等を調整することにより制御することができる。発泡粒子の平均粒子径は、任意の発泡粒子100個について各々の最大直径を測定し、算出した値の平均値を発泡粒子の平均径として示すことができる。
[発泡粒子成形体]
本発明の発泡粒子成形体は、ポリエチレンブロックとエチレン/α-オレフィン共重合体ブロックとのマルチブロック共重合体の架橋発泡粒子を型内成形することにより得ることができる。
(型内成形)
発泡粒子成形体は、従来公知の方法により、架橋発泡粒子を成形型内に充填し、スチーム等の加熱媒体を用いて加熱成形することにより得ることができる。具体的には、架橋発泡粒子を成形型内に充填した後、成形型内にスチーム等の加熱媒体を導入することにより、架橋発泡粒子を加熱して発泡させ、相互に融着させて型内の成形空間の形状が賦形された発泡粒子成形体を得ることができる。また、本発明における型内成形は、架橋発泡粒子を空気等の加圧気体により予め加圧処理して発泡粒子内の圧力を高めて、発泡粒子内の圧力を0.01〜0.2MPa(G)(Gはゲージ圧を意味する)に調整した後、大気圧下又は減圧下で架橋発泡粒子を成形型キャビティー内に充填して型閉めを行った後、ついで型内にスチーム等の加熱媒体を供給して架橋発泡粒子を加熱融着させる加圧成形法(例えば、特公昭51−22951号公報)により成形することが好ましい。また、圧縮ガスにより大気圧以上に加圧したキャビティー内に、当該圧力以上に加圧した発泡粒子を充填した後、キャビティー内にスチーム等の熱媒を供給して加熱を行い、発泡粒子を加熱融着させる圧縮充填成形法(特公平4−46217号公報)により成形することもできる。その他に、特殊な条件にて得られる二次発泡力の高い発泡粒子を、大気圧下又は減圧下で雌雄一対の成形型のキャビティー内に充填した後、次いでスチーム等の熱媒を供給して加熱を行い、発泡粒子を加熱融着させる常圧充填成形法(特公平6−49795号公報)又は上記の方法を組み合わせた方法(特公平6−22919号公報)などによっても成形することができる。
本発明の発泡粒子成形体の具体的な型内成形においては、成形型内にクラッキングが10〜250体積%となるように、好ましくは15〜220体積%となるように架橋発泡粒子を充填した場合に、特定の発泡粒子重量と成形体表面の発泡粒子個数を満足することで、融着性と表面性の両方を満足する発泡粒子成形体を得ることができる。特に、厚みの薄い成形体を得る場合には、クラッキングを100体積%以上とすることが好ましい。
なお、クラッキングについて説明すると、発泡粒子を成形型キャビティー内に充填する際に、キャビティー体積を超える発泡粒子の量を効率よく充填するために、成形型を完全に閉鎖させないようにする成形型の開き部分をクラッキングと呼び、成形型のキャビティー体積に対する前記開き部分の体積の比率(%)として表す。なお、クラッキングは、成形型内に発泡粒子を充填後、スチームを導入する際には最終的に閉じられ、その結果充填された発泡粒子は圧縮される。
次に、本発明を実施例により、さらに詳細に説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定されるものではない。
[評価]
実施例、比較例に使用した架橋発泡粒子、発泡粒子成形体について、以下の評価を実施した。なお、成形体評価の際には、養生等が終了した発泡粒子成形体を、23℃、湿度50%の条件下、24時間放置した後のサンプルについて、測定等を行った。
(架橋発泡粒子の重量)
粒子重量は、100個の粒子を無作為に選び、選んだ100個の粒子の重量[mg]を測定し、100で除した値の平均の粒子重量[mg]として算出した。
(架橋発泡粒子の見掛け密度)
前述の測定方法により測定した。
(架橋発泡粒子、発泡粒子成形体の平均気泡径)
前述の測定方法により発泡粒子、発泡粒子成形体について測定を行い、算術平均値を求めた。
(架橋発泡粒子及び成形体のゲル分率)
前述の熱キシレン抽出法により測定した。
(発泡粒子成形体の成形体密度)
前述の測定方法により測定した。
(発泡粒子成形体表面における架橋発泡粒子の個数)
前述の測定方法により測定した。
(マルチブロック共重合体の曲げ弾性率)
マルチブロック共重合体の曲げ弾性率は、JIS K 7171(2016年)に記載の測定法に準拠して測定した。測定は、80×10×4mmの試験片を作成し、10kgのロードセルを使用して、支点間距離64mm、曲げ速度2mm/minの条件下で3点曲げを行った。曲げ弾性率は、変位0.5〜1.0mm間の勾配より算出した。
(発泡粒子成形体の引張強さ、引張伸び)
まず、JIS K6767(1999年)に準拠し、発泡粒子成形体からバーチカルスライサーを用いて、全ての面が切り出し面となるよう(表皮部分を除いた)切り出し片を作製し、糸鋸を用いてダンベル状1号形(測定部の長さ40mm、幅10mm、厚み10mm)に切り抜き、試験片とした。なお、成形体厚みが10mm以下の場合には、その成形体厚みの試験片を作成した。試験片を500mm/分の試験速度で引張試験を実施し、その間の最大荷重および切断時の標線間距離を測定し、引張り時の最大引張応力を引張強さとし、破断時の伸びを引張伸びとした。
(外観(賦形性、表面ボイド))
表面外観の評価として、発泡粒子成形体の中央部から100mm×100mmの範囲を試験片として切り出し、試験片の角から対角線上に線を引き、その線上の1mmの大きさ以上のボイド(間隙)の数を数え、以下のように評価した。
ボイドの数が5個未満:A
ボイドの数が5個以上10個未満:B
ボイドの数が10個以上:C
(発泡粒子成形体の回復性)
型内成形で用いた平板形状の金型の寸法に対応する発泡粒子成形体における端部(端より10mm内側)と中心部(縦方向、横方向とも2等分する部分)の厚みを計測した。次いで、発泡粒子成形体の厚み比
(成形体中心部の厚み/成形体端部の厚み×100(%)) を算出し、以下のように評価した。
厚み比が95%以上の場合:A
厚み比が90%以上95%未満:B
厚み比が90%未満:C
(発泡成形体の表面硬度)
なお、タイプCデュロメータ硬さは、JIS K 7312(1996年)で規定されたデュロメータC(高分子計器株式会社製、商品名Askerゴム硬度計C型)を定圧荷重器(高分子計器株式会社製CL−150L)に取り付け測定することができる。発泡粒子成形体の両表面について成形体の端部を除く任意の箇所各10箇所ずつ測定し、算術平均値を求めた。
(実施例1−1)
<マルチブロック共重合体の粒子の作製>
密度887g/L、融点120℃、メルトフローレイト5.4g/10分(190℃、荷重2.16kg)、タイプAデュロメータ硬さ86、曲げ弾性率28MPa、のポリエチレンブロックとエチレン/α−オレフィン共重合体ブロックとを有するエチレン/α-オレフィン・マルチブロック共重合体(ダウ ケミカル社製、 INFUSE 9530)を100重量部に、気泡調整剤としてホウ酸亜鉛(富田製薬(株)製、ホウ酸亜鉛2335、平均粒子径6μm)を1000ppm添加して押出機に投入し、溶融混練してφ1.1mmのダイから水中に押し出し、アンダーウォーターカット法にて粒子重量が1.6mgとなるようにカットして造粒し、重合体粒子を得た。
<架橋発泡粒子の作製>
得られた重合体粒子1kgを分散媒である水3リットル、分散剤としてカオリンを3g、アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムを0.04g、架橋剤としてジクミルパーオキサイドを重合体粒子100重量部に対して0.8重量部、発泡剤として二酸化炭素(ドライアイス)7重量部を容積5Lの密閉容器内に仕込み、撹拌下で架橋温度及び発泡温度である160℃まで昇温し、30分保持した。その後、二酸化炭素にて背圧を加えて容器内圧力が4.0MPa(G)で一定になるように調整しつつ、表1に示す温度に分散媒の温度(発泡温度)にて、発泡剤が含浸された粒子を分散媒とともに大気圧下に放出して、発泡粒子を得た。
<発泡粒子成形体の作製>
得られた架橋発泡粒子を密閉容器に投入し、0.2MPa(G)の圧縮空気で12時間加圧して架橋発泡粒子内に0.10MPa(G)の内圧を付与し、取り出した後、縦250mm、横200mm、厚み4mmの平板形状の金型において、成形型を完全に閉鎖させないで前記金型の開き部分を7.6mm(金型開き部分の体積を380cm)として前記架橋発泡粒子を充填した後、型締めしてクラッキングを190%とした状態で、水蒸気で加熱後、冷却して金型より成形体を取り出す型内成形を行い、さらに該発泡粒子成形体を60℃に調整されたオーブン内で12時間養生した後に取り出し、発泡粒子成形体を得た。得られた成形体の成形体密度、ゲル分率、表面性、及び表面硬度等を評価した。これらの結果を各種条件等と合わせて表1に示す。
(実施例1−2)
実施例1−1において、縦250mm、横200mm、厚み20mmの平板形状の金型に、成形型を完全に閉鎖させないで前記金型の開き部分を4mm(金型の開き部分の体積200cm)として前記架橋発泡粒子を充填した後、型締めをしてクラッキングを20%とした状態で成形し、また成形圧を下げた他は、実施例1−1と同様にして、平板状発泡粒子成形体を得た。これらの結果を、成形条件等と共に表1に示す。
発泡粒子重量と、成形体表面の発泡粒子個数を満足し、良好な2次発泡性と成形性を有することから、クラッキングが20%であっても、融着性と表面性の両方を満足する発泡粒子成形体が得られた。
(実施例2−1、2−2)
実施例1−1の架橋発泡粒子を製造する際、φ1.3mmのダイを用いて粒子重量が5.0mgとなるように調製した他は、成形金型の厚みを4mmとして実施例1−1と同様とした実施例2−1、及び成形金型の厚みを20mmとして実施例1−2と同様とした実施例2−2により得られた発泡粒子成形体について、評価した。結果を表1に示す。
(比較例1−1、1−2、)
架橋発泡粒子を製造する際、φ0.6mmのダイを用い粒子重量が0.4mgとなるように調製した他は、実施例1−1及び1−2と同様の条件で、発泡粒子成形体を得た。
比較例1−1においては、目的の発泡倍率を有する成形体を得ることができず、特に成形体内部の融着が低下して融着性に劣るものであり、成形体の引張り伸びも120%以下であった。比較例1−2においては、成形体表面の発泡粒子の個数が満足しないことに起因して、融着性に劣り、且つ発泡粒子重量が小さく、発泡粒子の比表面積が大きいことが起因して、回復性も劣ることから、良好な発泡粒子成形体を得ることが困難であった。
(比較例2−1、2−2)
架橋発泡粒子を製造する際、φ1.6mmのダイを用いて樹脂粒子重量が10.0mgとなるように調製した他は実施例1−1及び1−2と同様の条件で発泡粒子成形体を得て、評価した。
比較例2−1においては、発泡粒子重量が大きすぎることに起因して、充填性が低下し、薄肉の成形体を得ることができなかった。比較例2−2においては、融着性は改善されているものの、成形体の端部において発泡粒子の曲面が残ってしまい、賦形性が低下し、また、成形体表面にはボイドが存在しており、表面性が低下し、良好な発泡粒子成形体を得ることができなかった。
本発明の発泡粒子成形体は、ポリエチレンブロックとエチレン/α-オレフィン共重合体ブロックとのマルチブロック共重合体の架橋発泡粒子の型内発泡粒子成形体であって、発泡粒子成形体の密度が40〜150g/Lであり、熱キシレン抽出法によるゲル分率が30〜70重量%であり、架橋発泡粒子の粒子重量が0.8〜8mgであり、前記発泡粒子成形体表面における、単位面積当たりの架橋発泡粒子の個数が、5〜30個/cmであり、前記発泡粒子成形体の引張り伸びが120%以上であるので、融着性と表面性に優れる発泡粒子成形体を提供することができ、シートクッション材、スポーツパッド材、靴底、床材などに好適に利用できる。

Claims (6)

  1. ポリエチレンブロックとエチレン/α-オレフィン共重合体ブロックとのマルチブロック共重合体の架橋発泡粒子の発泡粒子成形体であって、前記発泡粒子成形体の密度が40〜150g/Lであり、前記発泡粒子成形体の熱キシレン抽出法によるゲル分率が30〜70重量%であり、前記発泡粒子成形体の引張伸びが120%以上であり、前記架橋発泡粒子の粒子重量が0.8〜8mgであり、前記発泡粒子成形体表面における、単位面積当たりの架橋発泡粒子の個数が、5〜30個/cmである、発泡粒子成形体。
  2. 前記発泡粒子成形体の平均気泡径が50〜200μmである、請求項1に記載の発泡粒子成形体。
  3. 前記架橋発泡粒子の粒子重量が1〜4mgである、請求項1または2に記載の発泡粒子成形体。
  4. 前記発泡粒子成形体の、成形体表面のタイプCデュロメータ硬さが15〜50である、請求項1〜3のいずれか1項に記載発泡粒子成形体。
  5. 前記発泡粒子成形体が最小厚み5mm以下の薄肉部を有する、請求項1〜4のいずれか1項に記載の発泡粒子成形体。
  6. 前記マルチブロック共重合体が、ポリエチレンブロックとエチレン/1−オクテン共重合体ブロックとのマルチブロック共重合体である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の発泡粒子成形体。
JP2016196032A 2016-10-03 2016-10-03 発泡粒子成形体 Active JP6378730B2 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016196032A JP6378730B2 (ja) 2016-10-03 2016-10-03 発泡粒子成形体
US16/337,690 US10787555B2 (en) 2016-10-03 2017-10-02 Expanded particle molded article
PCT/JP2017/035810 WO2018066505A1 (ja) 2016-10-03 2017-10-02 発泡粒子成形体
EP17858343.1A EP3521354B1 (en) 2016-10-03 2017-10-02 Expanded particle molded article
CN201780061109.8A CN109790316B (zh) 2016-10-03 2017-10-02 发泡粒子成形体

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016196032A JP6378730B2 (ja) 2016-10-03 2016-10-03 発泡粒子成形体

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018058961A JP2018058961A (ja) 2018-04-12
JP6378730B2 true JP6378730B2 (ja) 2018-08-22

Family

ID=61831108

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016196032A Active JP6378730B2 (ja) 2016-10-03 2016-10-03 発泡粒子成形体

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10787555B2 (ja)
EP (1) EP3521354B1 (ja)
JP (1) JP6378730B2 (ja)
CN (1) CN109790316B (ja)
WO (1) WO2018066505A1 (ja)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107428982B (zh) * 2015-03-13 2020-08-28 株式会社钟化 聚丙烯系树脂发泡粒子及其制造方法
JP6836866B2 (ja) 2016-09-16 2021-03-03 株式会社ジェイエスピー 架橋発泡粒子とその成形体
JP6519813B2 (ja) * 2016-11-11 2019-05-29 株式会社ジェイエスピー 発泡粒子とその成形体
EP3540005B1 (en) * 2016-11-14 2021-08-11 JSP Corporation Foam particle moulded article, sole cushion, and method for producing foam particles
JP2020084148A (ja) * 2018-11-30 2020-06-04 株式会社ジェイエスピー 発泡粒子成形体及び発泡粒子成形体の製造方法

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT1008525B (it) 1972-12-19 1976-11-30 Kanegafuchi Chemical Ind Collegamento di sci a blocco ad inerzia metodo ed apparecchio di stampag gio per resine poliolefiniche espanse
JPH0649795B2 (ja) 1985-11-29 1994-06-29 日本スチレンペ−パ−株式会社 ポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子成型体の製造方法
JPH0622919B2 (ja) 1985-12-26 1994-03-30 三菱油化バ−デイツシエ株式会社 ポリプロピレン系樹脂発泡粒子の型内成形法
JPS62151325A (ja) 1985-12-26 1987-07-06 Mitsubishi Yuka Badische Co Ltd ポリプロピレン系樹脂発泡粒子の型内成形法
JP2887291B2 (ja) * 1989-08-30 1999-04-26 株式会社ジェイエスピー ポリオレフィン系樹脂発泡粒子の製造方法
JP2000154270A (ja) * 1998-11-19 2000-06-06 Chisso Corp 発泡ポリプロピレン系組成物及び発泡成形体
JP2001164021A (ja) * 1999-12-03 2001-06-19 Mitsui Chemicals Inc ポリエチレン系樹脂発泡体
KR100456392B1 (ko) 2001-02-01 2004-11-10 미쓰이 가가쿠 가부시키가이샤 올레핀계 엘라스토머 가교발포체용 엘라스토머 조성물 및그의 용도
JP2003206364A (ja) * 2001-11-12 2003-07-22 Sekisui Film Kk 微多孔フィルム及びその製造方法
JP4056953B2 (ja) * 2003-08-14 2008-03-05 日本ポリオレフィン株式会社 多孔フィルムおよびその製造方法
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
US20090029143A1 (en) 2005-01-31 2009-01-29 Jsr Corporation Method of forming molded foam and molded foam
RU2007134426A (ru) * 2005-03-17 2009-03-20 Дау Глобал Текнолоджиз Инк. (Us) ПЕНОПЛАСТЫ, ПОЛУЧАЕМЫЕ ИЗ ИНТЕРПОЛИМЕРОВ ЭТИЛЕНА/α-ОЛЕФИНОВ
JP2007169527A (ja) * 2005-12-22 2007-07-05 Jsr Corp 熱可塑性エラストマー組成物、発泡体及びその製造方法
JP5490573B2 (ja) * 2010-03-09 2014-05-14 株式会社イノアックコーポレーション 架橋ポリオレフィン系樹脂発泡体
JP2012201820A (ja) * 2011-03-25 2012-10-22 Sekisui Plastics Co Ltd 発泡成形体およびその製造方法
JP6093604B2 (ja) * 2013-03-08 2017-03-08 株式会社ジェイエスピー ポリプロピレン系樹脂発泡粒子およびその成形体
JP6643814B2 (ja) * 2015-05-14 2020-02-12 株式会社ジェイエスピー 架橋発泡粒子及び発泡粒子成形体
JP6583909B2 (ja) 2015-05-29 2019-10-02 株式会社ジェイエスピー ポリ乳酸系樹脂発泡粒子成形体

Also Published As

Publication number Publication date
US10787555B2 (en) 2020-09-29
CN109790316B (zh) 2020-10-20
EP3521354B1 (en) 2021-08-11
EP3521354A4 (en) 2020-03-18
US20200032024A1 (en) 2020-01-30
CN109790316A (zh) 2019-05-21
WO2018066505A1 (ja) 2018-04-12
JP2018058961A (ja) 2018-04-12
EP3521354A1 (en) 2019-08-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6643814B2 (ja) 架橋発泡粒子及び発泡粒子成形体
JP6378730B2 (ja) 発泡粒子成形体
JP6519813B2 (ja) 発泡粒子とその成形体
US11795286B2 (en) Foam particle moulded article, sole cushion, and method for producing foam particles
JP7053594B2 (ja) オレフィン系熱可塑性エラストマー架橋発泡粒子
CN109863196B (zh) 发泡粒子成形体以及鞋底部件
JP6961607B2 (ja) 発泡粒子成形体
JP6836866B2 (ja) 架橋発泡粒子とその成形体
JP6817034B2 (ja) 発泡粒子成形体及びその製造方法
JP6836881B2 (ja) 発泡粒子及び発泡粒子成形体の製造方法
JP6898725B2 (ja) 発泡粒子成形体及び靴底用クッション
WO2020090335A1 (ja) 発泡粒子
JP2020084148A (ja) 発泡粒子成形体及び発泡粒子成形体の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180509

A871 Explanation of circumstances concerning accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871

Effective date: 20180509

A975 Report on accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005

Effective date: 20180510

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: 20180717

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20180727

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6378730

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250