JP7516243B2 - ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系発泡粒子およびポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系発泡成形体 - Google Patents
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Description
3(重量%)≧|小粒子のゲル分率-大粒子のゲル分率|・・・(1)
ここで、前記小粒子は、前記ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系発泡粒子の平均粒子径-20%以下の粒子径を有する前記ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系発泡粒子であり、前記大粒子は、前記ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系発泡粒子の平均粒子径+20%以上の粒子径を有する前記ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系発泡粒子である。
前記共重合体の全繰り返し単位100モル%中の3HB繰り返し単位とコモノマー繰り返し単位との比率は、3-ヒドロキシブチレート/コモノマー=99/1(モル%/モル%)~80/20(モル%/モル%)である、〔4〕または〔5〕に記載のポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系発泡粒子。
特許文献1に記載のとおり、P3HA系発泡粒子の熱安定性、耐溶剤性、耐衝撃性などを向上させるために、P3HA系発泡粒子を製造するとき、原料であるP3HA系樹脂粒子に架橋剤を添加する技術が知られている。この技術では、P3HA系樹脂粒子と架橋剤とを水系分散媒系に分散させて、P3HA系樹脂粒子と架橋剤とを反応させることが一般的である。しかしながら、水系分散媒中におけるP3HA系樹脂粒子と架橋剤との反応は、均一に制御することが難しく、不均一になる場合もある。その結果、当該反応により得られるP3HA系発泡粒子では、特に、比較的小さいP3HA系発泡粒子と比較的大きいP3HA系発泡粒子との間で架橋度合いが不均一となる問題が生じ得る。この原因について、本発明者らは、以下に起因していると推測した:P3HA系樹脂粒子を製造する際、一般的に得られるP3HA系樹脂粒子の大きさにある程度のバラツキが生じるが、小さいP3HA系樹脂粒子に由来する小さいP3HA系発泡粒子ほど架橋剤による架橋度合いが過度に大きくなる一方で、大きいP3HA系樹脂粒子に由来する大きいP3HA系発泡粒子では架橋剤による架橋度合いが過度に小さくなってしまうこと。かかる推測に基づき、鋭意検討したところ、本発明者らは、特許文献1に記載の技術で得られたP3HA系発泡粒子は、比較的小さいP3HA系発泡粒子と比較的大きいP3HA系発泡粒子との間でP3HA系発泡粒子の架橋度合いが、不均一であることを独自に見出した。
本発明の一実施形態に係るポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系発泡粒子の製造方法は、ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂粒子100重量部と、水系分散剤と、パーオキシカーボネート基を有する有機過酸化物1.2重量部以上と、発泡剤とを容器中で分散させる分散工程を含み、前記ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂粒子は、ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)100重量部およびペンタエリスリトール0.20重量部~20.00重量部含むことを特徴とする。
樹脂粒子は、ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂組成物からなる。本明細書において、「ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)(P3HA)系樹脂組成物」を「樹脂組成物」と称する場合がある。
樹脂粒子は、P3HAを含む。本発明の一実施形態に係るP3HAは、3-ヒドロキシアルカノエート単位を必須の構成単位(モノマー単位)として有する重合体である。本明細書において、「3-ヒドロキシアルカノエート」を「3HA」と称する場合もある。P3HAとしては、具体的には、下記一般式(1)で示される繰り返し単位を含む重合体が好ましい:
[-CHR-CH2-CO-O-]・・・(1)。
樹脂粒子は、ペンタエリスリトールを含む。樹脂粒子におけるペンタエリスリトールの含有量は、P3HA100重量部に対して、0.20重量部~20.00重量部であり、0.30重量部~10.00重量部であることが好ましく、0.40重量部~5.00重量部であることがより好ましく、0.50重量部~3.00重量部であることがさらに好ましい。樹脂粒子のペンタエリスリトールの含有量がP3HA100重量部に対して0.20重量部~20.00重量部である場合、(a)生産効率よく、発泡粒子を提供でき、(b)発泡粒子内のP3HAが均一に架橋されている発泡粒子を提供でき、(c)成形ムラの少ない良品の発泡成形体を提供し得る発泡粒子を提供でき、かつ(d)低い成形圧力で、内部融着性に優れた発泡成形体を提供し得る発泡粒子を提供できる、という利点を有する。また、上述の範囲内の量でペンタエリスリトールを含む樹脂粒子を使用する場合、本製造方法により得られる発泡粒子では、ペンタエリスリトールが発泡粒子の表面に多量に染み出てくる(ブリードしてくる)虞がない。そのため、本製造方法により得られる発泡粒子は、べたつくこともなく、ハンドリング性が良好となる。その結果、本製造方法により得られる発泡粒子を使用して発泡成形体を型内発泡成形する際、発泡粒子の金型への充填性が良好となる利点を有する。
樹脂粒子は、ペンタエリスリトール以外の添加剤(その他の添加剤)をさらに含んでもよい。その他の添加剤としては、例えば、結晶核剤、気泡調整剤、滑剤、可塑剤、帯電防止剤、難燃剤、導電剤、断熱剤、架橋剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、着色剤、無機充填剤、有機充填剤、加水分解抑制剤等を目的に応じて使用できる。その他の添加剤としては、特に生分解性を有する添加剤が好ましい。なお、「結晶核剤」は、「結晶化核剤」と称する場合がある。
<ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂粒子の製造方法>
次に、樹脂粒子の製造方法について説明する。樹脂粒子の製造方法としては、特に限定されず、公知の方法を用いることができる。樹脂粒子の製造方法は、樹脂組成物を発泡に利用しやすい形状に成形する方法ともいえ、樹脂粒子を調製する方法ともいえる。本製造方法は、分散工程の前に、樹脂粒子の製造方法を一工程として含んでいてもよい。換言すれば、本製造方法は、分散工程の前に、樹脂粒子調製工程を含んでいてもよい。
樹脂粒子調製工程は、P3HA100重量部およびペンタエリスリトール0.20重量部~20.00重量部を含むP3HA系樹脂粒子を調製する工程である。
(a)P3HA100重量部と、ペンタエリスリトール0.20重量部~20.00重量部とを含む樹脂組成物を溶融混練する溶融混練工程と、
(b)溶融混練された樹脂組成物を発泡に利用しやすい形状に成形する粒子成形工程とを含むことが好ましい。
(b1)P3HA100重量部と、ペンタエリスリトール0.20重量部~20.00重量部と、必要に応じてその他の添加剤とを混合装置などで混合またはブレンドし、樹脂組成物を調製する。その後、当該樹脂組成物を溶融混練装置に供給し、溶融混練する方法;
(b2)P3HA100重量部と、ペンタエリスリトール0.20重量部~20.00重量部と、必要に応じてその他の添加剤とを溶融混練装置に供給し、溶融混練装置内で樹脂組成物を調製する(完成させる)とともに、当該樹脂組成物を溶融混練する方法。
(樹脂粒子の融点)
樹脂粒子の融点(以下、「Tmp」と称する場合がある)は、特に限定されないが、110.0℃~165.0℃が好ましく、120.0℃~155.0℃がより好ましい。樹脂粒子の融点が110.0℃以上であれば、得られる発泡粒子の成形時の、加熱による寸法の変化を抑制できる。一方、樹脂粒子の融点が165.0℃以下であれば、樹脂粒子の発泡中に、P3HAが加水分解する虞がない。なお、樹脂粒子が含むP3HA以外の成分(例えばペンタエリスリトールなど)は樹脂粒子の融点にほとんど影響を及ぼさない。換言すると、樹脂粒子の融点は、樹脂粒子が含むP3HAの融点とも言える。
樹脂粒子の1個当たりの重量は、特に限定されないが、0.3mg~10.0mgが好ましく、0.5mg~5.0mgがより好ましい。樹脂粒子の1個当たりの重量が0.3mg以上であれば、樹脂粒子を高い生産性で安定して製造することができる。一方、樹脂粒子の1個当たりの重量が10.0mg以下であれば、当該樹脂粒子から得られる発泡粒子は、薄肉化された発泡成形体を容易に提供し得る。
樹脂粒子の形状は、特に限定されないが、長さと直径との比率(長さ/直径)が0.5~3.0が好ましく、1.5~2.7がより好ましく、2.0~2.7がさらに好ましい。樹脂粒子の長さ/直径が0.5~3.0であれば、得られる発泡粒子の形状が偏平とならず、球形または略球形となり易い。球形または略球形の発泡粒子は、成形機の金型の成形空間への充填性が良く、表面美麗性が良好な発泡成形体を提供し得る。ここで、樹脂粒子の長さとは、樹脂粒子の製造過程において、樹脂粒子を切断するときに樹脂粒子に現れる(生じる)、2つの切断面間の距離の最大値を意図する。次に、樹脂粒子の長さ方向をx方向としたとき、x方向に垂直な断面(断面x)上に、任意の直線yと、直線yに垂直な直線zとを引く。直線yが断面xで切り取られて得られる線分を線分yとし、直線zが断面xで切り取られて得られる線分を線分zとする。樹脂粒子の直径とは、線分yの長さと線分zの長さとの平均値を意図する。
次に、本製造方法の工程について説明する。なお、本明細書において、「パーオキシカーボネート基を有する有機過酸化物」を「有機過酸化物P」と称する場合もある。
分散工程は、水系分散媒中に、P3HAおよびペンタエリスリトールを含むP3HA系樹脂粒子と有機過酸化物Pと発泡剤とが分散している分散液を調製する工程ともいえる。なお、分散液中で、(a)有機過酸化物P、有機過酸化物P以外の架橋剤および架橋助剤は樹脂粒子中のP3HAとの反応により消費され、存在していなくてもよく、(b)発泡剤および可塑剤は樹脂粒子中に含浸され、分散された状態で存在していなくてもよい。
R1-O-CO-OO-R2・・・(3):
一般式(3)中、R1は、炭素数1~20の直鎖状、環状、または分枝状の飽和炭化水素基であり、R2は炭素数1~20の直鎖状、環状、または分枝状の飽和炭化水素基である。前記炭化水素基の炭素原子の一部が酸素原子、窒素原子又は硫黄原子で置換されていてもよい。
本製造方法では、P3HAの架橋効率を向上させるために、架橋助剤を使用してもよい。架橋助剤としては、例えば、分子内に少なくとも1個の不飽和結合を有する化合物が挙げられる。架橋助剤としては、当該化合物の中でも、特に、アリルエステル、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、ジビニル化合物等が好ましい。これら架橋助剤の1種類を単独で使用してもよく、2種類以上を混合して使用してもよい。また、2種類以上の架橋助剤を混合して使用する場合、目的に応じて、混合比率を適宜調整してもよい。
本製造方法は、容器内温度を一定温度まで昇温し、かつ容器内圧力を一定圧力まで昇圧する昇温-昇圧工程をさらに有することが好ましい。本製造方法は、昇温-昇圧工程に加えて、容器内温度および圧力を一定温度かつ一定圧力で保持する保持工程をさらに有することがより好ましい。昇温-昇圧工程は、分散工程後に実施されることが好ましく、保持工程は、昇温-昇圧工程後に実施されることが好ましい。本明細書において、昇温-昇圧工程および保持工程における(a)一定温度を発泡温度と称する場合があり、(b)一定圧力を発泡圧力と称する場合がある。
本製造方法は、容器の一端を解放し、容器内の分散液を、発泡圧力(すなわち、容器内圧力)よりも低圧の領域に放出する放出工程をさらに有することが好ましい。放出工程は、昇温-昇圧工程後、または保持工程後、に実施されることが好ましい。放出工程により、樹脂粒子を発泡させることができ、結果として発泡粒子が得られる。
本製造方法において、発泡工程だけでは、所望の見掛け密度の発泡粒子が得られない場合がある。その場合、本製造方法は、発泡工程で得られた発泡粒子をさらに膨張させる二段発泡工程をさらに含んでいてもよい。二段発泡工程としては、発泡工程で得られた発泡粒子をさらに膨張させることにより、発泡工程で得られた発泡粒子の見掛け密度よりもさらに小さい見掛け密度の発泡粒子を得られる限り特に限定されない。二段発泡工程としては、例えば、以下のような態様が挙げられる:(s1)発泡工程で得られた発泡粒子を容器内に供給する;(s2)容器内に空気または二酸化炭素などの無機ガスを供給して容器内圧力を昇圧する;(s3)前記(s2)により、発泡粒子に当該無機ガスを含浸させ、発泡粒子内の圧力(以下、「発泡粒子内圧」と称する場合がある。)を常圧よりも高くする;(s4)その後、当該発泡粒子を水蒸気等で加熱して更に膨張させ、所望の見掛け密度の発泡粒子を得る。二段発泡工程にて得られる発泡粒子を二段発泡粒子と称する場合がある。また、二段発泡工程を行う場合、前記発泡工程を一段発泡工程と称し、一段発泡工程で得られる発泡粒子を一段発泡粒子と称する場合がある。
本発明の一実施形態に係るポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系発泡粒子は、ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)およびペンタエリスリトールを含み、前記ペンタエリスリトールの含有量は、前記ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系発泡粒子100重量%に対して0.01重量%~4.50重量%であり、前記ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系発泡粒子のゲル分率が30重量%~80重量%であり、以下の(1)を満たす:
3(重量%)≧|小粒子のゲル分率-大粒子のゲル分率|・・・(1)、
ここで、前記小粒子は、前記ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系発泡粒子の平均粒子径-20%以下の粒子径を有する前記ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系発泡粒子であり、前記大粒子は、前記ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系発泡粒子の平均粒子径+20%以上の粒子径を有する前記ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系発泡粒子である。
以下、本発泡粒子の物性について説明する。
本発泡粒子は、上述するように有機過酸化物Pを使用して製造されることが好ましい。有機過酸化物Pを使用して発泡粒子を製造する場合、得られる発泡粒子は架橋構造を有し得る。すなわち、本発泡粒子は、架橋構造を有することが好ましい。本明細書において、発泡粒子の架橋構造は、発泡粒子のゲル分率によって評価される。発泡粒子が架橋構造を有するとは、発泡粒子のゲル分率が、発泡粒子100重量%に対して、1重量%以上であることを意図する。なお、「発泡粒子のゲル分率」は、後述する小粒子のゲル分率および大粒子のゲル分率との比較のために、「全発泡粒子のゲル分率」と称される場合がある。
ゲル分率(重量%)=Wg/1×100。
3(重量%)≧|小粒子のゲル分率-大粒子のゲル分率|・・・(1)。
本発泡粒子の密度(見掛け密度)は、特に限定されないが、0.020g/cm3~0.600g/cm3であることが好ましく、0.030g/cm3~0.300g/cm3であることがより好ましく、0.050g/cm3~0.100g/cm3であることがさらに好ましい。発泡粒子の密度が、(a)0.030g/cm3以上である場合、緩衝特性および/または機械的強度に優れる発泡成形体が得られる傾向があるという利点を有し、(b)0.600g/cm3以下である場合、軽量性に優れる発泡成形体が得られる傾向があるという利点を有する。1回の発泡だけでは所望の密度の発泡粒子が得られない場合、1回発泡した発泡粒子を、2回目以降の発泡工程に付してもよい。
密度(g/cm3)=Wd/Vd。
本発明の一実施形態に係るポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系発泡成形体は、〔2.ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系発泡粒子の製造方法〕の項に記載の製造方法により得られるポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系発泡粒子、または、〔3.ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系発泡粒子〕の項に記載のポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系発泡粒子、を成形してなる発泡成形体である。本発泡成形体は、〔2.ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系発泡粒子〕の項に記載の発泡粒子を含む発泡成形体であるともいえる。
(A)発泡粒子(上述の二段発泡粒子を含む、以下同じ)を容器内で無機ガスで加圧処理して、当該発泡粒子内に無機ガスを含浸させ、所定の発泡粒子内圧を付与した後、当該発泡粒子を金型に充填し、水蒸気で加熱する方法;
(B)発泡粒子を金型に充填した後、当該金型内の体積を10%~75%減ずるように圧縮し、水蒸気で加熱する方法;
(C)発泡粒子をガス圧力で圧縮して金型に充填し、当該発泡粒子の回復力を利用して、水蒸気で加熱する方法;
(D)特に前処理することなく、発泡粒子を金型に充填し、水蒸気で加熱する方法。
実施例および比較例で使用した物質を以下に示す。
P3HA:P3HB3HH(発明者が作製、モノマー比率は3HB/3HH=95/5(モル%/モル%)、融点145.0℃)
なお、P3HAは、国際公開WO2009/145164の段落[0064]~[0125]に記載の方法に準拠して作製した。
ペンタエリスリトール(ノイライザーP:三菱ケミカル株式会社)
(パーオキシカーボネート基を有する有機過酸化物)
t-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキシルカルボナート(TBEC:アルケマ吉富株式会社製、ルぺロックスTBEC)
t-ブチルパーオキシイソプロピルカルボナート(TBIC:アルケマ吉富株式会社製、ルぺロックスTBIC)
t-アミルパーオキシ-2-エチルヘキシルカルボナート(TAEC:アルケマ吉富株式会社製、ルぺロックスTAEC)
t-アミルパーオキシイソプロピルカルボナート(TAIC:アルケマ吉富株式会社製、ルぺロックスTAIC)
(その他有機過酸化物)
過酸化ベンゾイル(BPO:アルケマ吉富株式会社製、ルぺロックスA75)
(気泡調整剤)
タルク(林化成社製タルカンパウダーPKS)
(発泡剤)
二酸化炭素(エア・ウォーター株式会社製)
窒素(エア・ウォーター株式会社製)
(分散剤)
第三リン酸カルシウム(太平化学産業社製)
(分散助剤)
アルカンスルホン酸ナトリウム(花王株式会社製ラテムルPS)
〔測定方法〕
実施例および比較例において実施した評価方法に関して、以下に説明する。
樹脂粒子の融点(Tmp)は、示差走査熱量計(セイコーインスツルメンツ社製DSC6200型)を用いて測定した。具体的な操作手順は以下(1)~(3)の通りであった:(1)樹脂粒子5mg~6mgを量り取った;(2)樹脂粒子の温度を10.0℃/分の昇温速度で10.0℃から190.0℃まで昇温して、樹脂粒子を融解した;(3)前記(2)の過程で得られるDSC曲線において、最も高温の融解ピークの温度を樹脂粒子の融点とした。
発泡粒子中のペンタエリスリトール含有量は、以下の(1)~(3)の方法によって測定した:(1)発泡粒子20mgをクロロホルム0.8ml中に完全に溶解した;(2)前記クロロホルム中に、さらに(3-(トリメチルシリル)プロピオン酸ナトリウム-2,2,3,3-d4)1.6mgを含む重水1.6mlmlを加えて分液操作を行い、ペンタエリスリトールを重水層に移行させた;(3)1H-NMRによって、(a)1.6mg~9.6mg(1.6mg、5.0mg、7.0mg、9.6mg)のペンタエリスリトール標品と、(b)(2)で抽出した重水層((3-(トリメチルシリル)プロピオン酸ナトリウム-2,2,3,3-d4)1.6mgを含む)中のペンタエリスリトール量のスペクトルを測定し、ペンタエリスリトール標品の測定結果から得られる検量線に基づき、重水層中のペンタエリスリトール量を定量し、発泡粒子中のペンタエリスリトール含有量を算出した。なお、架橋構造を有する発泡粒子はクロロホルムに完全に溶解しない場合がある。そのため、架橋剤を使用しないこと以外は、各実施例および比較例と同じ条件で製造して得られた発泡粒子中のペンタエリスリトール含有量を定量し、各実施例および比較例の発泡粒子(すなわち、架橋構造を有する発泡粒子)中のペンタエリスリトール含有量とした。
発泡粒子のゲル分率の測定方法は以下の(a1)~(a5)の通りであった:(a1)150mlのフラスコに、1gの発泡粒子と、100mlのクロロホルムとを入れた;(a2)大気圧下、62℃で、フラスコ内の混合物を8時間加熱還流した;(a3)得られた加熱処理物を100メッシュの金網を備える吸引濾過装置を用いて濾過処理した;(a4)金網上の濾過処理物を、80℃のオーブン中で真空条件下にて8時間乾燥し、乾燥物の重量Wg(g)を測定した;(a5)以下の式により、ゲル分率を算出した:
ゲル分率(重量%)=Wg/1×100。
発泡粒子中の小粒子と大粒子とを、以下の(1)~(3)を順に含む方法で選別した:(1)発泡粒子の平均粒子径より20%~25%大きい目開きを持つ篩を上段に、発泡粒子の平均粒子径より20%~25%小さい目開きを持つ篩を下段に配置したふるい機に発泡粒子を投入した;(2)ふるい機を振動させ、発泡粒子を分級した;(3)上段に残った発泡粒子を大粒子とし、下段より排出された発泡粒子を小粒子とした。
前記(a1)の工程において、1gの発泡粒子を1gの前記選別した小粒子または大粒子と下したこと以外は、前記(発泡粒子のゲル分率の測定)項の方法に従って小粒子のゲル分率および大粒子のゲル分率を算出した。
以下の式により小粒子と大粒子のゲル分率の差を算出した:
小粒子と大粒子のゲル分率の差=|小粒子のゲル分率-大粒子のゲル分率|
(発泡粒子の密度の測定)
発泡粒子の密度の測定方法は、以下の(1)~(3)の通りであった:(1)エタノールが入ったメスシリンダーを用意し、当該エタノール中に重量Wd(g)の発泡粒子を沈めた;(2)エタノールの水位上昇分(水没法)より読みとられる発泡粒子の容積をVd(cm3)とした;(3)以下の式により、発泡粒子の密度を算出した;
密度(g/cm3)=Wd/Vd。
得られた発泡成形体の表面を目視で確認し、以下の基準で成形ムラを評価した:
E(非常に良い);発泡成形体の色が均一で、薄い色または濃い色の部分がない。
G(良い);発泡成形体の色がほぼ均一で、薄い色または濃い色の部分がほんのわずかある。
P(合格);発泡成形体の色がある程度均一で、薄い色または濃い色の部分がある程度ある。
B(不良);発泡成形体の色にムラがあり、薄い色または濃い色の部分がしばしばある。
BB(非常に不良);発泡成形体の色に非常にムラがあり、薄い色または濃い色の部分が非常に多くある。
発泡成形体のムラの評価に基づき、発泡粒子の分級の必要性について以下のように評価した。
G(必要ない);発泡成形体のムラの評価がE(非常に良い)またはG(良い)である。
B(必要である);発泡成形体のムラの評価がB(不良)、BB(非常に不良)またはP(合格)である。
G(良い);発泡粒子の分級の必要性がなく、全粒子が使用可能(選別不要)である。
B(不良);発泡粒子の分級の必要性があり、例えば、平均粒子径+20%未満の粒子径の粒子、または平均粒子径-20%超の粒子径の粒子のみが良品粒子として使用可能(選別要)である。
(樹脂粒子製造工程)
P3HA系組成物の溶融混練には、二軸押出機(東芝機械社製TEM-26SX)を用いた。100重量部のP3HAと、ペンタエリスリトール1.0重量部と、タルク0.10重量部とを計量し、ドライブレンドして、P3HA系組成物を調製した。調製したP3HA系組成物を二軸押出機に供給し、当該P3HA系組成物をシリンダー設定温度130℃~160℃にて溶融混練した(溶融混練工程)。押出機の先端に取り付けたダイスのノズルから183℃の溶融混練されたP3HA系組成物を吐出した。吐出されたP3HA系組成物を、43℃の水で水冷後、切断して、1個当たりの重量が2.0mgであり、長さ/直径が2.5の円柱状のP3HA系樹脂粒子を得た(粒子成形工程)。
前記(樹脂粒子製造工程)で得られたP3HA系樹脂粒子100重量部と、パーオキシカーボネート基を有する有機過酸化物としてTBEC2.0重量部と、純水200重量部と、分散剤として第三リン酸カルシウム0.8重量部と、分散助剤としてアルカンスルホン酸ナトリウム0.08重量部とを、耐圧容器内に供給した。耐圧容器内の原料を攪拌した。以降、分散液の放出が終わるまで、耐圧容器内の内容物(分散液)を攪拌し続けた。
さらに、耐圧容器に二酸化炭素を供給して耐圧容器内の圧力を3.3MPa(ゲージ圧)の発泡圧力まで昇圧した(昇温―昇圧工程)。次いで、耐圧容器内の温度および圧力を、それぞれ、発泡温度および発泡圧力付近で60分間保持した(保持工程)。保持工程後、耐圧容器下部のバルブを開き、直径3.2mmの開口オリフィスを通して、前記耐圧容器の分散液を大気圧下に放出し、P3HA系発泡粒子を得た(放出工程)。当該発泡粒子の表面に付着した分散剤等を水で洗浄した後、発泡粒子を75℃で乾燥した。得られた発泡粒子の長さ/直径は1.0であり、形状は円柱状であった。得られた発泡粒子中のペンタエリスリトール含有量、ゲル分率、大粒子のゲル分率、小分子のゲル分率、大分子と小分子のゲル分率の差、および密度を測定した。結果を表1に示す。
成形機(DAISEN社製EP-900)に搭載された縦370mm×横320mm×厚み60mmの金型内に、加圧処理を行わずに、前記(発泡工程)で得られた発泡粒子を充填した。充填した発泡粒子を0.15MPa(ゲージ圧)の過熱水蒸気で加熱して、発泡成形体を得た。得られた発泡成形体を75℃で乾燥した。なお、各実施例および比較例で得られた発泡粒子を分級することなく、得られた発泡粒子全量を使用して発泡成形体を得た。得られた発泡成形体について、成形ムラを評価し、成形ムラに基づき、生産性を評価した。
TBECを1.5重量部としたこと以外は実施例1と同じ方法により発泡粒子および発泡成形体を製造し、各物性を測定した。結果を表1に示す。
パーオキシカーボネート基を有する有機過酸化物として、TBECに変えて、TBIC2.0重量部を使用したこと以外は実施例1と同じ方法により発泡粒子および発泡成形体を製造し、各物性を測定した。結果を表1に示す。
パーオキシカーボネート基を有する有機過酸化物として、TBECに変えて、TAEC2.0重量部を使用したこと以外は実施例1と同じ方法により発泡粒子および発泡成形体を製造し、各物性を測定した。結果を表1に示す。
パーオキシカーボネート基を有する有機過酸化物として、TBECに変えて、TAIC2.0重量部を使用したこと以外は実施例1と同じ方法により発泡粒子および発泡成形体を製造し、各物性を測定した。結果を表1に示す。
ペンタエリスリトールを0.5重量部としたこと以外は実施例1と同じ方法により発泡粒子および発泡成形体を製造し、各物性を測定した。結果を表1に示す。
ペンタエリスリトールを3.0重量部としたこと以外は実施例1と同じ方法により発泡粒子および発泡成形体を製造し、各物性を測定した。結果を表1に示す。
パーオキシカーボネート基を有する有機過酸化物であるTBECを使用することなく、パーオキシカーボネート基を有さない有機過酸化物であるBPO2.0重量部を使用したこと以外は実施例1と同じ方法により発泡粒子および発泡成形体を製造し、各物性を測定した。結果を表1に示す。
TBECを1.0重量部としたこと以外は実施例1と同じ方法により発泡粒子を製造し、各物性を測定した。結果を表1に示す。
ペンタエリスリトールを加えなかったこと以外は実施例1と同じ方法により発泡粒子および発泡成形体を製造し、各物性を測定した。結果を表1に示す。
表1より、以下のことが明らかにわかる:
(1)実施例1~7の発泡粒子は、ゲル分率が良好であり、また大粒子と小粒子のゲル分率の差が小さいことが分かる。
Claims (7)
- ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系発泡粒子の製造方法であって、
ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂粒子100重量部と、水系分散剤と、パーオキシカーボネート基を有する有機過酸化物1.2重量部以上と、発泡剤とを容器中で分散させる分散工程を含み、
前記ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂粒子は、ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)100重量部およびペンタエリスリトール0.20重量部~20.00重量部含むことを特徴とする、ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系発泡粒子の製造方法。 - 前記パーオキシカーボネート基を有する有機過酸化物が、t-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキシルカーボネート、t-ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、t-アミルパーオキシ-2-エチルヘキシルカーボネート、t-アミルパーオキシイソプロピルカーボネートからなる群より選択される1種類以上である、請求項1に記載のポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系発泡粒子の製造方法。
- 前記分散工程において、前記パーオキシカーボネート基を有する有機過酸化物の使用量は、前記ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂粒子100重量部に対して1.2重量部~5.0重量部である、請求項1または2に記載のポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系発泡粒子の製造方法。
- ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系発泡粒子であって、
ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)およびペンタエリスリトールを含み、
前記ペンタエリスリトールの含有量は、前記ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系発泡粒子100重量%に対して0.01重量%~4.50重量%であり、
前記ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系発泡粒子のゲル分率が30重量%~80重量%であり、
以下の(1)を満たすことを特徴とする、ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系発泡粒子:
3(重量%)≧|小粒子のゲル分率-大粒子のゲル分率|・・・(1)
ここで、前記小粒子は、前記ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系発泡粒子の平均粒子径-20%以下の粒子径を有する前記ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系発泡粒子であり、前記大粒子は、前記ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系発泡粒子の平均粒子径+20%以上の粒子径を有する前記ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系発泡粒子である。 - 前記ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)が、ポリ(ヒドロキシブチレート)、ポリ(3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシバレレート)、ポリ(3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシバレレート-コ-3-ヒドロキシヘキサノエート)、ポリ(3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシヘキサノエート)およびポリ(3-ヒドロキシブチレート-コ-4-ヒドロキシブチレート)からなる群より選択される1種類以上である、請求項4に記載のポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系発泡粒子。
- 前記ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)は、3-ヒドロキシブチレート繰り返し単位とコモノマー繰り返し単位とを有する共重合体であり、
前記共重合体の全繰り返し単位100モル%中の3HB繰り返し単位とコモノマー繰り返し単位との比率は、3-ヒドロキシブチレート/コモノマー=99/1(モル%/モル%)~80/20(モル%/モル%)である、請求項4または5に記載のポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系発泡粒子。 - 請求項4~6の何れか一項に記載のポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系発泡粒子を成形してなるポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系発泡成形体。
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