JPH0781029B2 - ポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子及びその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子及びその
製造方法に関する。

〔従来の技術及び発明が解決しようとする問題点〕

従来より予備発泡粒子を型内発泡させて各種発泡成型体
を製造することが盛んに行われており、中でも近年にな
ってポリプロピレン系樹脂からなる球状の原料粒子を用
いて同時に球形状からなる予備発泡粒子を得、これを発
泡成型体の製造に使用するようになってきた。この球状
の予備発泡粒子は成型時に充填不良が減少し、成型不良
も減少し、薄肉成型が良好に行える等の利点を有するこ
とで注目されている。

球状のポリプロピレン系樹脂粒子を原料樹脂粒子として
用いて予備発泡を行い予備発泡樹脂粒子を得る場合、原
料粒子の粒子径が小さくなる程発泡倍率が低下し、高発
泡のものが得られ難いという問題があった。例えば、粒
子径640〜740μｍの原料樹脂粒子を用いて予備発泡を行
った場合、発泡剤を多用し発泡温度を高くしても嵩倍率
で20倍（嵩密度で0.05g/cm³）程度が限界であり、更に
上記粒子径より小さい粒子径のものを用いた場合、嵩倍
率が10倍以下で、しかもバラツキの多いものであった。
また高発泡がなされていない予備発泡粒子を発泡成型体
の製造に用いた場合は、二次発泡力が小さいため得られ
る成型体は粒子間の融着不良を含んだものになり易く、
例え粒子間の融着状態が良好な成型体が得られたとして
も、該成型体は断熱性及び緩衝性が非常に低いものであ
る。

一方、ポリプロピレン系樹脂粒子にタルク等の無機物を
配合したものを予備発泡させる方法は知られている（例
えば、特開昭58−199125号）が、この方法は無機物を樹
脂粒子に配合して予備発泡を行うことにより気泡径の微
細な予備発泡粒子を得ることが可能となるだけのものに
過ぎず、本発明が課題とする小径の樹脂粒子及びこの樹
脂粒子を使用して高発泡の予備発泡粒子を得るという技
術的構成要件を有するものではない。

本発明は上記の点に鑑みなされたもので、粒子径の小さ
い球状のポリプロピレン系樹脂からなる原料粒子であっ
ても発泡倍率の高い予備発泡粒子を得ることができ、発
泡成型体の成型時に際して充填不良等の問題がなく且つ
ポリプロピレン系樹脂の有する柔軟性、耐熱性等の特性
を維持した良好な成型体を得ることができるポリプロピ
レン系樹脂予備発泡粒子及びその製造方法を提供するこ
とを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

即ち、本発明はタルクを含有するポリプロピレン系樹脂
粒子を発泡させてなる球状にの樹脂粒子であって、粒子
嵩密度が0.015〜0.045g/cm³、粒子径が1000μｍ以下で
あることを特徴とするポリプロピレン系樹脂予備発泡粒
子を要旨とし、また本発明のいまひとつはポリプロピレ
ン系樹脂粒子、分散媒、及び発泡剤を含む系を密閉容器
内で撹拌下所定温度に昇温し、次いで上記密閉容器の一
端を開放して当該容器の内容物を容器外に放出すること
によって粒子嵩密度が0.015〜0.045g/cm³のポリプロピ
レン系樹脂予備発泡粒子を得るにあたり、タルクを含有
するポリプロピレン系樹脂粒子を微粉砕したものを分散
媒と共に容器内に入れ、撹拌下にて上記樹脂粒子の融解
終了温度以上の温度に加熱して球形化させた粒子径が30
0μｍ以下の球状樹脂粒子を用いることを特徴とするポ
リプロピレン系樹脂予備発泡粒子の製造方法を要旨とす
る。

本発明において使用されるポリプロピレン系樹脂として
は、プロピレン単独重合体、エチレン−プロピレンラン
ダム共重合体、エチレン−プロピレンブロック共重合体
等が挙げられ、これらは単独又は混合して用いることが
できるが、エチレン−プロピレンランダム共重合体が好
ましい。

本発明においてタルクの添加方法は、通常行われている
はずの方法を用いてもよく、例えばドライブレンド法や
マスターバッチ法がある。従って、添加されるタルクが
予備発泡工程以前に上記プロピレン系樹脂粒子中に均一
に分散されていればどのような添加方法を用いても差支
えない。また、上記タルクの添加量は樹脂100重量部に
対して通常、0.3〜0.001重量部、好ましくは0.2〜0.01
重量部が採用される。

本発明予備発泡粒子は形状が球状のもので、粒子嵩密度
が0.015〜0.045g/cm³であり、粒子径が1000μｍ以下で
ある。嵩密度が0.015g/cm³未満では、予備発泡粒子の気
泡膜厚が薄くなり過ぎ（時には連続気泡率が高くな
る）、これを使用して成型を行うと予備発泡粒子の二次
発泡力が小さいため収縮が大きい成型体しか得ることが
できない。逆に0.045g/cm³を越える場合は、この予備発
泡粒子を使用して得られる成型体は断熱性及び緩衝性に
劣るものとなる。

上記の如き構成からなるポリプロピレン系樹脂予備発泡
粒子を製造するには、まず、上記添加量のタルクを含有
するペレット状のポリプロピレン系樹脂粒子を粉砕機に
より、好ましくは粒径1mm以下に微粉砕し、これらを分
散媒及び分散剤と共にオートクレープ等の加圧容器内に
入れ、撹拌下にて上記樹脂粒子の融解終了温度以上の温
度に加熱して球形化し、しかる後に遠心分離する等して
粒子径が300μｍ以下の球状樹脂粒子を得る。

上記分散媒としては、例えば水、エチレングリコール、
グリセリン、メタノール、エタノール等のうち１種又は
２種以上の混合物が挙げられるが、通常は水が好まし
い。分散媒の使用量は通常樹脂粒子100重量部に対し100
重量部以上である。

上記分散剤としては、酸化アルミニウム、炭酸亜鉛、炭
酸マグネシウム、炭酸カルシウム、リン酸カルシウム等
を用い、その使用量としては樹脂粒子100重量部に対し
て0.1重量部以上である。

容器内に入れられた樹脂粒子は該樹脂粒子の融解終了温
度以上の温度に加熱される。

樹脂粒子の融解終了温度の測定は示差走査熱量分析（DS
C）によって行った。この測定法では、試料セット後窒
素雰囲気にて10℃／分の温度で200℃まで昇温し、その
後10℃／分で50℃まで降温し、再度10℃／分で昇温した
ときの融解ピークが下降しベースラインと交差した点を
融解終了温度とし、ピークが複数の場合はその高温側の
ものを採用した。

本発明においては、樹脂粒子加熱後そのまま徐冷した
り、或いは容器外へ放出して急冷することが行われる。

以上の工程により得られる樹脂粒子は形状が球状のもの
であり、また粒子径が300μｍ以下のものである。

本発明の予備発泡粒子は、この粒子径300μｍ以下の球
状樹脂粒子を用いて予備発泡を行うことにより、即ち、
以下に説明する本発明ポリプロピレン系樹脂予備発泡粒
子の製造方法により製造することができる。

本発明ポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子の製造方法
は、粒子嵩密度が0.015〜0.045g/cm³のポリプロピレン
系樹脂予備発泡粒子を得るにあたり、、前述のようにし
て得られた、タルクを含有する粒径を300μｍ以下のポ
リプロピレン系樹脂球状粒子を用いて予備発泡を行うと
いうものであり、本発明にあっては、揮発性発泡剤や分
散媒と共に、当該球状樹脂粒子を密閉容器に入れ、撹拌
下所定温度に昇温し、容器内の圧力を揮発性発泡剤の蒸
気圧以上の圧力、又はそれ未満の圧力（但し、容器内で
樹脂粒子が発泡しない圧力）に保持しながら容器の一端
を開放し、球状樹脂粒子と分散媒とを同時に容器内より
低圧の雰囲気に放出する。

上記揮発性発泡剤としては例えばプロパン、ブタン、ペ
ンタン、ヘキサン、ヘプタン等で例示される脂肪族炭化
水素、シクロブタン、シクロペンタン等で例示される環
式脂肪族炭化水素類及びトリクロロフロロメタン、クロ
ロジフロロメタン、ジクロロジフロロメタン、ジクロロ
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で例示されるハロゲン化炭
化水素類等が使用される。また、分散媒及び分散剤は前
記した分散媒を同様にして用いることができる。

揮発性発泡剤の蒸気圧とは、揮発性発泡剤を樹脂粒子に
含有させた状態で且つ粒子が分散媒に分散された系での
揮発性発泡剤の蒸気圧というものであり、揮発性発泡剤
が単独で存在する場合の蒸気圧とは必ずしも一致しな
い。発泡剤と樹脂粒子との親和性の程度、含有量、及び
発泡剤の種類の組み合わせ等によって異なり一義的に定
めることができない。

以上のようにして得られる本発明のポリプロピレン系樹
脂予備発泡粒子は形状が球状のものであり、また製造に
当たり粒子径300μｍ以下の球状樹脂粒子を用いて予備
発泡を行ったにもかかわらず、粒子嵩密度が0.015〜0.0
45g/cm³、見掛け発泡倍率に換算して60〜20倍のもので
あり、従って、本発明製造方法によれば従来、粒子径が
比較的小さい球状樹脂粒子を用いた場合、高発泡の予備
発泡粒子が得られ難かったという問題が克服され、従来
において成し得なかった高発泡倍率の予備発泡粒子を得
ることが可能となる。

また本発明の予備発泡粒子は、金型内に充填して加熱発
泡することにより型通りの発泡成型体を得ることがで
き、しかも球状の予備発泡粒子であるため金型への充填
不良がなく、特に薄肉成型体や形状の複雑な成型体の成
型に対して使用した場合、有益である。

〔実施例〕

以下、実施例及び比較例を挙げて本発明を更に詳細に説
明する。

実施例１〜５、比較例１〜４ 400のオートクレープに第１表に示すタルク含有量
（樹脂100重量部に対する添加量）からなるエチレン−
プロピレンランダム共重合体（融点144℃、融解終了温
度158℃、エチレン含有量2.8wt％）100kg、水220kg、微
粒状酸化アルミニウム1.5kgを入れ、撹拌下165℃に昇温
し１時間保持した。次いで、15分間を要し145℃まで冷
却した後、樹脂粒子と水と更に冷却水を伴ったものをオ
ートクレープの一端から放出して急冷し、しかる後、遠
心分離を行い第１表に示す粒子径からなる球状の樹脂粒
子を得た。

次いで、得られた樹脂粒子を用いて予備発泡を行った。
まず400のオートクレープに樹脂粒子100kg、水220k
g、微粒状酸化アルミニウム300g、ジクロロフロロメタ
ン20〜30kgを配合して134℃まで昇温し、その温度で10
分間保持し、ひき続いて139℃で10分間保持し、次いで
窒素にてオートクレープの一端を開放して樹脂粒子と水
とを同時に大気下に放出して予備発泡を行い、予備発泡
粒子を得た。得られた予備発泡粒子の粒子径及び嵩密度
を第１表に示す。

次に、上記予備発泡粒子を空気にて約1kg/cm²（Ｇ）の
内圧を付与した後、成型用金型内に充填し、3.2kg/cm²
（Ｇ）の水蒸気圧にて加熱し、発泡させて発泡成型体を
得た。この成型体の形状は内径9mm、肉厚5mm、長さ10cm
の円筒状とした。得られた成型体の収縮状態及び融着不
良について評価した。その結果を第１表に併わせて示
す。

〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明製造方法はタルクを含有し
たポリプロピレン系樹脂を球形化させ、これにより得ら
れる球状樹脂粒子を用いて予備発泡を行うものであるた
め、添加剤を添加した場合であっても樹脂粒子の球形化
が可能となり、また球状樹脂粒子の粒子径が300μｍ以
下と比較的小さいものであるにもかかわらず、粒子嵩密
度で0.015〜0.045g/cm³（これは、見掛け発泡倍率で60
〜20に相当する）の高発泡倍率の予備発泡粒子を容易且
つ確実に得ることができる。

また、上記製造方法により得られる本発明予備発泡粒子
は形状が球状であり且つ高発泡のものであるため、発泡
成型体の製造に使用した場合、成型時の型内への充填性
が良好であり、発泡効率に優れ、成型時に融着不良が生
じる虞れがなく、以って、ポリプロピレン系樹脂の有す
る柔軟性、耐熱性の性質を維持した優れた発泡成型体を
得ることができ、特に薄肉成型体や複雑な形状の成型体
を製造する際に使用した場合、顕著な効果を奏する。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】タルクを含有するポリプロピレン系樹脂粒
   子を発泡させてなる球状の樹脂粒子であって、粒子嵩密
   度が0.015〜0.045g/cm³、粒子径が1000μｍ以下である
   ことを特徴とするポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子。
2. 【請求項２】ポリプロピレン系樹脂粒子、分散媒、及び
   発泡剤を含む系を密閉容器内で撹拌下所定温度に昇温
   し、次いで上記密閉容器の一端を開放して当該容器の内
   容物を容器外に放出することによって粒子嵩密度が0.01
   5〜0.045g/cm³のポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子を
   得るにあたり、タルクを含有するポリプロピレン系樹脂
   粒子を微粉砕したものを分散媒と共に容器内に入れ、撹
   拌下にて上記樹脂粒子の融解終了温度以上の温度に加熱
   して球形化させた粒子径が300μｍ以下の球状樹脂粒子
   を用いることを特徴とするポリプロピレン系樹脂予備発
   泡粒子の製造方法。