JPH06256555A - ポリプロピレン系樹脂発泡体 - Google Patents

ポリプロピレン系樹脂発泡体

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JPH06256555A
JPH06256555A JP4404193A JP4404193A JPH06256555A JP H06256555 A JPH06256555 A JP H06256555A JP 4404193 A JP4404193 A JP 4404193A JP 4404193 A JP4404193 A JP 4404193A JP H06256555 A JPH06256555 A JP H06256555A
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 (a)ポリプロピレン系樹脂、(b)ポリス
チレン系樹脂、(c)ポリフェニレンエーテル系樹脂、
から成り、(a)が95〜51重量%、(b)と(c)
の合計が5〜49重量%、かつ(c)/((b)+
(c))=0.1〜0.8の範囲の樹脂からなる発泡体
に関する。 【効果】 ポリプロピレン系樹脂を主体としているた
め、耐溶剤性、耐油性、耐薬品性、耐熱性に優れた高剛
性の発泡体が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、緩衝材や構造材など公
知の分野に用いられる、耐薬品性、耐溶剤性に優れ、独
立気泡率の高い、高強度で高発泡倍率の発泡体に関す
る。
【0002】
【従来の技術】ポリオレフィン系樹脂とポリスチレン系
樹脂の組成物の発泡体について、発泡温度がほぼ等しい
ポリエチレンとポリスチレンの発泡体は、特開昭52−
121669、特公昭59−14493、特公昭60−
1338、特公平4−12737等に良好な発泡体を得
ることができる旨が開示されている。
【0003】しかし、発泡温度が異なるポリプロピレン
とポリスチレン組成物の発泡体については、特公昭56
−40166に開示されてはいるが、好ましいポリオレ
フィンは、ポリエチレンであると記載されている。ま
た、特公平3−33186には軟質ポリプロピレンにポ
リスチレンを含浸させた組成物の発泡体が、また、特開
平4−258645にはシンディオタクティックポリプ
ロピレンとポリスチレン組成物の発泡体が開示されてい
るが、本来ポリプロピレンの持つ特徴である耐熱性と高
剛性を発現できていない。
【0004】また、特公昭57−37188では、ポリ
プロピレンとポリスチレンの組成物の発泡体は、気泡が
部分的に破壊し、多くの連続気泡を生じることを利用し
ているが、連続気泡であるために、強度の点に問題があ
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】つまり、現在のとこ
ろ、耐熱性や高強度、高発泡倍率などの効果をあわせも
ったポリプロピレンとポリスチレン組成物の発泡体は得
られていない。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、種々の方法を検討した結果、ポリスチレン系樹脂に
ポリフェニレンエーテル系樹脂を添加することにより、
ポリプロピレン系樹脂の発泡温度とほぼ等しくすること
ができ、独立気泡率の高い、高強度で高発泡倍率の発泡
体を得ることができることを見いだし、本発明に至っ
た。
【0007】すなわち、本発明は、(a)ポリプロピレ
ン系樹脂、(b)ポリスチレン系樹脂、(c)ポリフェ
ニレンエーテル系樹脂から成り、(a)が95〜51重
量%、(b)と(c)の合計が5〜49重量%、かつ
(c)/((b)+(c))=0.1〜0.8の範囲の
樹脂からなる発泡体である。更には、上記記載の(a)
+(b)+(c)100重量部に対して、(d)スチレ
ン系エラストマーを、0.1〜50重量部配合してなる
発泡体に関する。
【0008】本発明の(a)成分として用いるポリプロ
ピレン系樹脂は、プロピレンモノマーを主成分として重
合したポリマーであれば特に制限はなく、プロピレンと
エチレン、1−ブテン、4−メチル−1−ペンテン等の
他のα−オレフィンとのランダムもしくはブロック共重
合体、あるいはこれら共重合体どうしの混合物であって
もよい。また、エチレン,1−ブテン、4−メチル−1
−ペンテン等のα−オレフィンのうち、2種または3種
以上の複数種から成る共重合体とプロピレンから成るポ
リマー、あるいは、これらポリマーどうしの混合物であ
ってもよい。
【0009】しかし、これらの中でも、特に好ましいの
は、プロピレン単独重合体であり、結晶化度の制限なく
使用できる。また、メルトフローレート(MFR,AS
TMD1238,230℃,2.16Kg荷重)に関し
ては、0.01〜10.0g/10分が好ましく、さら
に好ましくは、MFRが0.1〜5.0/10分であ
る。MFRがこの範囲未満の場合は、溶融混練が著しく
困難であり、この範囲より上では発泡性が不充分であ
る。
【0010】本発明の(b)成分として用いるポリスチ
レン系樹脂は、スチレン単独重合体(GPPS)、ゴム
変性ハイインパクトポリスチレン(HIPS)、アクリ
ロニトリル−スチレン共重合体(AS)、アクリロニト
リル−ブタジエン−スチレン共重合体(ABS)、メチ
ルメタクリレート−スチレン共重合体、共役ジエン−ス
チレンブロック共重合体等の芳香族ビニル化合物からな
る樹脂であるが、GPPSやHIPSが好ましく、特
に、GPPSが好ましい。MFR(ASTM D123
8,230℃,2.16Kg荷重)は0.01〜10.
0g/10分が好ましく、さらに好ましくは、MFRが
0.1〜5.0/10分である。MFRがこの範囲未満
の場合は、溶融混練が著しく困難であり、この範囲より
上では発泡性が充分でない。
【0011】本発明の(c)成分として用いるポリフェ
ニレンエーテル系樹脂(以下単にPPEと略記する)
は、結合単位:
【0012】
【化1】
【0013】(ここで、R1、R2、R3、およびR4
はそれぞれ、水素、ハロゲン、炭化水素、または置換炭
化水素からなる群から選択されるものであり、互いに同
一でも異なっていてもよい。)からなり、還元粘度
(0.5g/dl、クロロホルム溶液、30℃測定)
が、0.15〜0.70の範囲、より好ましくは、0.
02〜0.60の範囲にあるホモ重合体や共重合体であ
る。このPPEの具体的な例としては、ポリ(2,6−
ジメチル−1,4−フェニレンエーテル)、ポリ(2−
メチル−6−エチル−1,4−フェニレンエーテル)、
ポリ(2−メチル−6−フェニル−1,4−フェニレン
エーテル)、ポリ(2,6−ジクロロ−1,4−フェニ
レンエーテル)等や2,6−ジメチルフェノールと他の
フェノール(例えば、2,3,6−トリメチルフェノー
ルや2−メチル−6−ブチルフェノール)との共重合体
が挙げられる。中でも、ポリ(2,6−ジメチル−1,
4−フェニレンエーテル)、2,6−ジメチルフェノー
ルと2,3,6−トリメチルフェノールとの共重合体が
好ましく、特に好ましくは、ポリ(2,6−ジメチル−
1,4−フェニレンエーテル)である。
【0014】(b)成分と(c)成分を溶融混練した組
成物のMFR(ASTM D1238,230℃,2.
16Kg荷重)は、0.01〜10.0g/10分が好
ましく、さらに好ましくは、MFRが0.1〜5.0/
10分である。MFRがこの範囲未満の場合は、溶融混
練が著しく困難であり、この範囲より上では発泡性が充
分でない。
【0015】上記の、(a)ポリプロピレン系樹脂と、
(b)ポリスチレン系樹脂と、(c)ポリフェニレンエ
ーテル系樹脂の配合比は、(a)+(b)+(c)の総
量に対して、(a)が95〜51重量%、(b)+
(c)が5〜49重量%、かつ(c)/((b)+
(c))=0.1〜0.8である。好ましくは、(a)
が90〜55重量%、(b)+(c)が10〜45重量
%、また、(c)/((b)+(c))=0.2〜0.
5である。(a)成分が95重量%を超える場合は、剛
性の向上がみられず、51重量%未満では耐溶剤性が不
良となる。また、(c)成分の配合量が請求項の範囲外
であると発泡性が著しく不良となる。
【0016】また、本発明の(d)成分として用いるス
チレン系エラストマーは、芳香族ビニル化合物重合体ブ
ロック(A)を少なくとも1個と、共役ジエン重合体ブ
ロック(B)を少なくとも1個有し、結合芳香族ビニル
化合物含有量が15〜85重量%であり、共役ジエン部
分の二重結合の少なくとも70%が水素添加されてい
る、下記の構造を有する水素添加ブロック共重合体であ
る。
【0017】
【化2】
【0018】芳香族ビニル化合物重合体ブロック(A)
は、スチレン、α−メチルスチレン、p−エチルスチレ
ン、2,4−ジメチルスチレン、ビニルナフタレン、ビ
ニルアントラセンまたはこれらの混合物からなる重合体
であり、好ましくは、スチレン単独重合体、α−メチル
スチレンであり、特にスチレン単独重合体が好ましい。
【0019】共役ジエン重合体ブロック(B)は、1,
3−ブタジエン、イソプレン、1,3−ペンタジエン、
3−ブチル−1,3−オクタジエン、4−エチル−1,
3−ヘキサジエンまたはこれらの混合物からなる重合
体、あるいは上記共役ジエンと芳香族ビニル化合物との
混合物からなる重合体である。好ましくは、1,3−ブ
タジエン、イソプレンである。
【0020】なお、共役ジエン重合体ブロック(B)が
1,3−ブタジエンの場合は、水素添加すると、1,4
結合で重合した部分からはエチレンが、1,2結合で重
合した部分からはブチレンが生成し、エチレン・ブチレ
ン共重合体になる(SEBS)。エチレン・ブチレン共
重合部分のエチレン対ブチレン比や、重合形式に特に制
限はない。
【0021】水素添加ブロック共重合体の数平均分子量
は3万〜30万が好ましく、特に、6万〜10万が好ま
しい。この範囲未満の場合は、相溶化能力が低下し、こ
の範囲より上では、溶融混練が困難である。水素添加ブ
ロック共重合体に占めるブロック(A)の割合は、15
〜85重量%が好ましく、特に、50〜70重量%が好
ましい。15重量%未満では、相溶化能力が不足し、8
5重量%を超えると、耐衝撃強度が低下しやすい。
【0022】なお、上記水素添加ブロック共重合体のブ
ロック(B)の二重結合部分の水素添加率は、70%以
上が好ましく、より好ましくは、90%以上である。7
0%未満では相溶化能力が不足する。上記(d)成分の
配合量は、(a)+(b)+(c)100重量部に対し
て0.1〜50重量部であるが、好ましくは5〜30重
量部である。請求項2の範囲を超えると、剛性が低下す
る。
【0023】本発明の発泡体を得るために用いる発泡剤
としては、例えば二酸化炭素、炭化水素、ハロゲン化炭
化水素があり、この炭化水素の具体例としてはプロパ
ン、ブタン、ペンタン、ペンテン、ヘキセンなどが、ま
たハロゲン化炭化水素の具体例としては塩化メチル、ト
リクロロモノフルオロメタン、ジクロロジフルオロメタ
ン、モノクロロトリフルオロメタン、ジクロロモノフル
オロメタン、モノクロロジフルオロメタン、トリクロロ
トリフルオロエタン、ジクロロテトラフルオロエタン、
モノクロロペンタフルオロエタン、モノクロロジフルオ
ロエタン、テトラフルオロエタンなどが挙げられる。ま
た、これらの発泡剤を2種類以上混合して用いても良
い。
【0024】前記発泡剤の混合割合は、樹脂100重量
部当たり5〜150重量部の範囲が望ましく、さらに好
ましくは7〜100重量部の範囲であって、5重量部未
満では高発泡体を得ることが困難であり、また150重
量部を超えると発泡体の断面積の増大効果が小さくな
る。必要に応じて、通常使用される気泡核形成剤を含ま
せることができる。この気泡核形成剤としては、例えば
タルク、酸化ケイ素のような無機質微粉末、ステアリン
酸亜鉛、ステアリン酸カルシウムのような有機質微粉末
やクエン酸、炭酸水素ナトリウムのような加熱によりガ
スを発生しうる微粉末などが用いられる。その他、必要
に応じて、炭酸カルシウム、タルク、ガラス繊維、ガラ
スビーズ、シリカ、ウィスカー、酸化チタン、水酸化ア
ルミニウム、水酸化アンモニウム、酸化アンチモン等の
無機充填剤、カーボンブラック、カーボン繊維等の有機
充填剤、および酸化防止剤、顔料、難燃材、帯電防止
剤、滑剤、紫外線吸収剤等の任意の添加剤を含むことが
できる。充填剤、添加剤の種類はプラスチックの配合に
一般的に用いられているものであれば特に制限はない。
【0025】また、有機過酸化物等のラジカル発生剤を
用いて、流動特性をコントロールする溶融混練も差し支
えない。さらに、本発明に用いるポリプロピレン系樹脂
組成物を製造するにあたり、上記(a)ポリプロピレン
系樹脂、(b)ポリスチレン系樹脂、(c)PPE樹
脂、(d)スチレン系エラストマーを一括溶融混練して
もよいが、その場合、PPE樹脂が十分溶融する温度条
件で溶融混練する必要がある。そのため、(c)成分以
外の樹脂の熱劣化が起こり好ましくない。
【0026】しかし、ポリスチレンとPPEは完全相溶
であるため、一度溶融混練して得られた組成物はポリプ
ロピレンとほぼ同じ温度で溶融混練ができる。よって、
(b)成分と(c)成分を高温で混練し、これに、
(a)成分と(d)成分を配合して低温で溶融混練すれ
ば良い。例えば、押出機等で連続的に製造する過程で、
(b)ポリスチレン系樹脂と(c)PPE樹脂をバレル
温度260〜320℃で溶融混練し、途中からバレルの
温度を180〜250℃に下げ、その部分から(a)、
(d)成分を添加して溶融混練する方法を用いることが
できる。この場合、(b)+(c)の総量に対して、高
温部分で(b)ポリスチレン系樹脂10〜90重量%と
(c)PPE系樹脂90〜10重量%を溶融混練し、低
温部分で本発明の組成比となるように(a)、(d)成
分を添加すればよい。
【0027】また、(b)成分と(c)成分を高温で溶
融混練した後に(a)成分と(d)成分と再度低温で溶
融混練する方法でもよい。つまり、(b)ポリスチレン
系樹脂10〜90重量%と(c)PPE系樹脂90〜1
0重量%を260〜320℃で溶融混練し、PS/PP
Eのマスターバッチを作成し、これを本発明の組成比と
なるように(a)、(d)成分とともに再度180〜2
50℃で溶融混練する。
【0028】
【実施例】本発明を以下の実施例によりさらに詳細に説
明する。ただし、本発明は、これらの実施例により限定
されるものではない。各実施例および比較例の原料樹脂
と発泡剤は、以下のものを用いた。 [1]ポリプロピレン系樹脂 PP−:プロピレン単独重合体 MFR(230℃,2.16Kg荷重) = 0.5g/10分 PP−:プロピレン単独重合体 MFR(230℃,2.16Kg荷重) = 2.0g/10分 [2]ポリスチレン系樹脂 PS−:スチレン単独重合体 MFR(230℃,2.16Kg荷重) = 1.4g/10分 PS−:スチレン単独重合体 MFR(230℃,2.16Kg荷重) = 11g/10分 [3]ポリフェニレンエーテル系樹脂 PPE :以下の方法で得た。
【0029】酸素吹き込み部を反応器底部に有し、内部
に冷却用コイル、撹拌羽根を有するステンレス製反応器
内部を窒素で充分置換した後、臭化第二銅53.6g、
ジ−n−ブチルアミン1110g、さらに、トルエン2
0リットル、n−ブタノール16リットル、メタノール
4リットルの混合溶媒に、2,6−キシレノール8.7
5Kgを溶解して反応器に仕込んだ。撹拌しながら反応
器内部に酸素を吹き込み続け、180分間重合を行っ
た。なお、内温は30℃に維持するため、重合中、冷却
コイルに水を循環させた。重合終了後、析出したポリマ
ーを濾別し、メタノール/塩酸混合液を添加し、ポリマ
ー中の残存触媒を分解し、さらに、メタノールを用いて
充分洗浄した後乾燥し、白色粉末状のPPE(還元粘度
0.54)を得た。 [4]水素添加ブロック共重合体 SEBS:スチレン−ブタジエンテトラブロック共重合
体の水素添加物 数平均分子量 85000 結合スチレン量 60重量% ブチレン量 35% 水素添加率 95% [5]発泡剤 ダイフロン142b (1−クロロ−1,1−ジフルオロエタン) 実施例および比較例中の発泡体の評価は次の評価方法お
よび基準に従って行った。 [1]独立気泡率 ASTM D−2856に記載されているエアピクノメ
ーター法により測定した。 [2]発泡体密度 JIS−K6767に準ず。 [3]発泡倍率 発泡倍率=発泡前の樹脂密度/発泡体密度により求め
た。 [4]耐溶剤性 23℃で24時間アセトン中に浸漬し、取り出して真空
乾燥機で乾燥した後、質量の減少率が 5%以内:◎、10%以内:○、20%以内:△、溶
解:×とした。
【0030】
【実施例1〜3および比較例1〜6】実施例1および比
較例1、2では、上記ポリプロピレン、ポリスチレン、
PPEを表1に示した組成で配合し、25mmφ同方向
回転二軸押出機(ZSK−25;W&P製)で溶融混練
した後、水冷し、切断して得られたペレット状樹脂組成
物を用いた。
【0031】実施例2、3および比較例3〜6では、上
記ポリプロピレン、ポリスチレン、PPE、SEBSを
表1に示した組成で配合し、25mmφ同方向回転二軸
押出機(ZSK−25;W&P製)で溶融混練した後、
水冷し、切断して得られたペレット状樹脂組成物を用い
た。シリンダーに発泡剤注入口を有する第一押出機(口
径30mmφ<L/D=30)とシリンダーに冷却用オ
イルジャケットを備えた第二押出機(口径40mmφ、
L/D=30)を直列に連結した構造を持つ押出し発泡
用装置を用い、最高220℃に加熱した第一押出機に、
4kg/時の供給速度で前記ペレット状樹脂組成物を供
給し、これが溶融混練されている帯域に所定の発泡剤を
注入し、発泡用組成物を調整した。この発泡剤は、樹脂
100重量部に対し10重量部の割合で高圧ポンプで連
続的に供給した。このようにして得た組成物を連結管を
通じて第二押出機に供給し、ここで徐々に発泡最適温度
まで冷却し、この組成物を第二押出機先端に取り付けた
ロッド用ダイスより押出し、発泡体を得た。2.0mm
φ〜5.0mmφまで0.2mmきざみで、16種類の
口径のダイスが交換可能で、上記押出条件の場合ダイス
先端でのせん断速度が170〜2700sec-1の範囲
での発泡挙動を観察できる。
【0032】一般に、吐出量一定の条件でダイス口径を
大きくしていくと、製品断面積は増加するが、ダイスで
の樹脂圧力は減少し、組成によって決まる限界圧に達す
るとダイス内発泡が発生し、製品断面積は激減し、かつ
気泡の連通化および表面肌荒れが生じ商品価値は著しく
損なわれる。以下に示す実験での評価は、全てダイス内
発泡が生じる直前の製品面積が最大を示す条件で行っ
た。
【0033】これらの結果より、本発明の範囲にある熱
可塑性樹脂組成物の発泡体は、耐熱性、剛性、耐油性に
優れ、独立気泡率が非常に高いことが明らかになった。
【0034】
【表1】
【0035】
【発明の効果】本発明の発泡体は、ポリプロピレン系樹
脂を主体としているため、耐溶剤性、耐油性、耐薬品
性、耐熱性に優れた高剛性の発泡体を提供できる。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (a)ポリプロピレン系樹脂、(b)ポ
    リスチレン系樹脂、(c)ポリフェニレンエーテル系樹
    脂から成り、(a)が95〜51重量%、(b)と
    (c)の合計が5〜49重量%、かつ(c)/((b)
    +(c))=0.1〜0.8の範囲の樹脂からなる発泡
    体。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の(a)+(b)+(c)
    100重量部に対して、(d)スチレン系エラストマー
    を、0.1〜50重量部配合してなる発泡体。
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