JPH10251437A

JPH10251437A - ポリプロピレン系樹脂発泡粒子成形体

Info

Publication number: JPH10251437A
Application number: JP7262997A
Authority: JP
Inventors: Akira Shiotani; 暁塩谷; Toshio Tokoro; 寿男所; Kazuo Tsurugai; 和男鶴飼; Mitsuru Shinohara; 篠原　　充
Original assignee: JSP Corp
Current assignee: JSP Corp
Priority date: 1997-03-10
Filing date: 1997-03-10
Publication date: 1998-09-22

Abstract

(57)【要約】【課題】従来のポリプロピレン系樹脂発泡成形体に
は、ポリプロピレン系樹脂の剛性、耐熱性を低下させず
に優れた剛性、耐熱性を有しながら且つ抜き加工性にお
いても優れているものがなかった。【解決手段】ポリプロピレン系樹脂からなる第１成分
１００重量部と、ビカット軟化点が７０〜１１５℃であ
り且つαオレフィンの炭素数が４〜８であるプロピレン
−αオレフィン共重合体及びビカット軟化点が７０〜１
１５℃であるポリブテンから選択される１種又は２種以
上からなる第２成分３〜３５重量部とを混合してなるポ
リプロピレン系樹脂組成物を基材として得られるポリプ
ロピレン系樹脂発泡粒子成形体を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、緩衝材、軽量仕切
板、幼児用玩具等を製造する際にしばしば採用されるス
ライス、プレスカット等の二次加工に対し、良好な被加
工性能を有するポリプロピレン系樹脂発泡粒子形成体に
関する

【０００２】

【従来の技術】ポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体
は、ポリエチレン系樹脂型内発泡成形体、ポリスチレン
系樹脂型内発泡成形体と比較して、剛性、耐熱性に優れ
ているため、その応用範囲が広いという利点がある。型
内発泡成形体の製造方法として、一般的には、製品形状
に合わせて作成した金型を用いて型内発泡成形を行なう
が、小物で比較的単純な形状の製品については、板状の
型内発泡成形体からプレスカットによって得る方法もあ
り、この方法は大量生産が容易で製造コストが安価であ
るため、好ましく採用されている。

【０００３】プレスカットは、例えば、図１に示す如
き、厚さ１ｍｍ、高さ１０ｍｍの刃１の上に板状の型内
発泡成形体を載せ、下方からプレス板を上昇させて刃先
１ａ側から成形体へ入るようにして圧縮カットする。剛
性の高い発泡成形体は、入刃部の潰れを生じ易く、ポリ
スチレン系樹脂型内発泡成形体のように脆いものは、入
刃部の割れ、カット面のささくれを生じ易い。よって、
柔軟性を有するポリエチレン系樹脂型内発泡成形体はプ
レスカット方式には好適である。

【０００４】しかしながら、ポリプロピレン系樹脂型内
発泡成形体は、比較的剛性が高く柔軟性に乏しいため、
プレスカットを行なうと、入刃部の潰れ、入刃部割れ、
カット面ささくれを生じ易いという欠点があった。

【０００５】これに対し、特開平８−５９８７６号公報
には二次加工性を改良したポリプロピレン系樹脂型内発
泡成形体が記載されている。該成形体は、原料剛性の低
い基材樹脂（エチレン−プロピレンラバー）及び特定の
添加剤を用いることにより、抜き加工性の改良されたも
のとなっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記成形体
は、原料剛性が低い分、成形体としての剛性、耐熱性も
低いものであった。更に、原料剛性の低い基材樹脂粒子
の製造方法として、炭素数が２〜８のエチレン−αオレ
フィン共重合体の１種または２種以上のゴム成分を混合
することが記載されているが、炭素数が２〜８のエチレ
ン−αオレフィン共重合体とポリプロピレン系樹脂とを
混合した場合は、耐熱性の低下、圧縮応力の低下等を招
くという問題があった。

【０００７】本発明者等は鋭意研究の結果、ポリプロピ
レン系樹脂に特定成分を添加して得られた組成物を基材
樹脂として用いた結果、上記問題点を解決できることを
見出した。即ち本発明は、発泡性、成形性において良好
で製造容易であって、剛性、耐熱性等の特性に優れ、し
かも、プレスカット等の成形体二次加工性にも優れた型
内発泡粒子成形体を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、（１）ポリプ
ロピレン系樹脂からなる第１成分１００重量部と、ビカ
ット軟化点が７０〜１１５℃であり且つαオレフィンの
炭素数が４〜８であるプロピレン−αオレフィン共重合
体及びビカット軟化点が７０〜１１５℃であるポリブテ
ンから選択される１種又は２種以上からなる第２成分３
〜３５重量部とを混合してなるポリプロピレン系樹脂組
成物を基材として得られるポリプロピレン系樹脂発泡粒
子成形体、（２）第２成分がプロピレン−ブテン共重合
体である上記（１）記載のポリプロピレン系樹脂発泡粒
子成形体を要旨とする。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明における第２成分である、
ビカット軟化点が７０〜１１５℃であり且つαオレフィ
ンの炭素数が４〜８であるプロピレン−αオレフィン共
重合体及びビカット軟化点が７０〜１１５℃であるポリ
ブテンから選択される１種又は２種以上からなるもの
は、ポリプロピレン系樹脂との相溶性が良好であるた
め、ポリプロピレン系樹脂と混合して用いても予備発泡
時の倍率低下、気泡のバラツキ、倍率のバラツキを極力
少なくするよう抑制でき、二段発泡を行なった時でも独
立気泡率の低下を比較的小さくすることができる。

【００１０】また、一般に、独立気泡率の高い発泡粒子
ほど、成形可能範囲が広く良好な成形体が得られるの
で、本発明における上記第２成分を混合した場合でも成
形性は良好となる。成形性良好な基材樹脂を用いて得ら
れた成形体は、気泡径のバラツキが少なく、比較的独立
気泡率の高いものとなる。尚、以下、単に第２成分とい
う時は、本発明における第２成分を意味するものとす
る。また、単に第１成分という時は、本発明における第
１成分を意味するものとする。

【００１１】本発明において使用される第１成分として
のポリプロピレン系樹脂としては、プロピレンホモポリ
マー、エチレン−プロピレンブロックコポリマー、エチ
レン−プロピレンランダムコポリマー、エチレン−ブテ
ンランダムコポリマー、エチレン−プロピレン−ブテン
ランダムターポリマー等が挙げられ、プロピレン成分含
有量が８０重量％以上のものが好ましい。上記ポリプロ
ピレン系樹脂は１種を単独で用いてもよいし、或いは２
種以上をブレンドして用いてもよい。

【００１２】上記ポリプロピレン系樹脂としては、なか
でも、エチレン−プロピレンランダムコポリマー、エチ
レン−ブテンランダムコポリマー、エチレン−プロピレ
ン−ブテンランダムターポリマーが、前記第２成分の添
加量を少なくできるため好ましい。

【００１３】本発明において使用される第２成分のう
ち、プロピレン−αオレフィン共重合体の、αオレフィ
ンとしては、ブテン、ペンテン−１、オクテン−１等を
１種又は２種以上ランダム共重合して得られる共重合体
が挙げられる。αオレフィンの炭素数が２のエチレンで
あると、ポリプロピレン系樹脂との相溶性が悪く独立気
泡率が低下したものとなる。また、耐熱性に劣ったもの
となる。αオレフィンの炭素数が９以上であると、原料
剛性が高くなりすぎるため、成形品の二次加工性改善の
効果が期待できない。また、プロピレン−αオレフィン
共重合体のプロピレン含有量としては、３０〜８７モル
％であるのが好ましく、更に好ましくは５０〜８５モル
％である。

【００１４】また、特に、第２成分の上記プロピレン−
αオレフィン共重合体又はポリブテンは、ＡＳＴＭＤ
１５２５により求められるビカット軟化点が７０〜１１
５℃のものである。ビカット軟化点が７０℃未満の場合
は、得られる成形品の耐熱性が低下する。一方、１１５
℃を超える場合は二次加工性改善効果が期待できない。

【００１５】本発明において第２成分としては、なかで
も、プロピレン−ブテン共重合体が、コスト面及び、ポ
リプロピレン系樹脂との混練性の面から好ましい。更に
そのなかでも、ＭＩ（２３０℃、２．１６ｋｇ荷重）：
２〜１０ｇ／１０ｍｉｎのプロピレン−ブテン共重合体
を用いると、成形性を良好なものとすることができ、特
に好ましい。

【００１６】第１成分１００重量部に対して、第１成分
と混合される第２成分の混合量が３重量部未満では、二
次加工性向上の効果が小さく意味がない。また第２成分
の混合量が３５重量部を超えるとコスト高となると共に
耐熱性、剛性の低下につながるため、ポリプロピレン系
樹脂を基材として用いたメリットが損なわれる。本発明
において、第２成分の好ましい混合量は、３〜１０重量
部である。

【００１７】第１成分と第２成分の混合方法としては、
例えば押出機、バンバリーミキサー、加圧ニーダー等を
使用し、予備混練を行なってもよいし、発泡用原料にリ
ペレット（ミニペレット化）する際、ドライブレンドし
てもよい。

【００１８】発泡粒子を製造する方法としては、前記し
たポリプロピレン系樹脂組成物を基材樹脂とする粒子
（以下、樹脂粒子という）に発泡剤を含浸させた発泡性
樹脂粒子を発泡させる方法が挙げられる。即ち例えば、
樹脂粒子と発泡剤とを、密閉容器内で分散媒に分散させ
て樹脂粒子の軟化点以上の温度に加熱、加圧し、樹脂粒
子に発泡剤を含浸させた後、容器の一端を開放して発泡
性樹脂粒子と分散媒とを容器内よりも低圧の雰囲気下に
放出して発泡させる方法を用いることができる。樹脂粒
子を分散させる分散媒としては、水、メタノールやエタ
ノール等のアルコール類、エチレングリコール等のグリ
コール類、グリセリン等の樹脂粒子を溶解しない溶媒を
用いることができるが、通常は水が用いられる。

【００１９】樹脂粒子を発泡させるための発泡剤として
は、揮発性発泡剤、または無機ガスを用いることが好ま
しく、揮発性発泡剤としては、プロパン、ブタン、ヘキ
サン等の脂肪族炭化水素類、シクロブタン、シクロヘキ
サン等の環式脂肪族炭化水素類、ジフロロエタン、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類が挙
げられ、無機ガスとしては、二酸化炭素、空気、窒素、
ヘリウム、アルゴン等が挙げられる。これらの発泡剤は
単独で用いても、２種類以上を混合して用いても良く、
また揮発性発泡剤と無機ガスとを混合して用いることも
できる。発泡剤の添加量は、発泡剤として揮発性発泡剤
を用いる場合には、樹脂粒子１００重量部に対して５〜
３０重量部が好ましく、無機ガスを用いる場合には密閉
容器内の平衡蒸気圧が２０〜６０ｋｇｆ／cm²Ｇとなる
ように添加することが好ましい。

【００２０】樹脂粒子を分散媒に分散させて加熱するに
際し、樹脂粒子相互の融着を防止するために融着防止剤
を分散媒に添加することができる。融着防止剤としては
分散媒に溶解せず、加熱によって溶融しないものであれ
ば無機系、有機系を問わず使用可能であるが、一般には
無機系の融着防止剤が使用される。無機系の融着防止剤
としては、カオリン、マイカ、酸化アルミニウム、酸化
チタン、水酸化アルミニウム等の粉末が好適である。融
着防止剤は平均粒径が０．００１〜１００μｍ、特に
０．００１〜３０μｍのものが好ましい。融着防止剤を
添加した場合、分散助剤としてドデシルベンゼンスルホ
ン酸ナトリウム等のアニオン系界面活性剤を併用するこ
とが好ましい。融着防止剤は樹脂粒子１００重量部当た
り０．０１〜２重量部程度添加し、界面活性剤は樹脂粒
子１００重量部当たり０．００１〜１重量部程度添加す
ることが好ましい。

【００２１】また、必要に応じて、難燃性付与剤、導電
性付与剤、着色剤等の第３成分を添加しても構わない。
難燃性付与剤としては、ビス（３，５−ジブロモ−４−
ジブロモ−プロピルオキシフェノール）スルフォンと三
酸化アンチモンとの併用系等が挙げられる。

【００２２】また、導電性付与剤としては、アセチレン
ブラック、ファーネスブラックク等の導電性カーボンが
挙げられるが、少ない添加量で高い導電性を付与できる
ファーネスブラックが好ましい。ファーネスブラックの
中でも特に、ジブチルフタレート吸油量が３０ミリリッ
トル／１００ｇ以上で、ＢＥＴ比表面積が７００ｍ²／
ｇ以上のものが、少量の配合でも高い導電性を付与でき
るので好ましい。このようなファーネスブラックとして
は、例えばブラックパール２０００（キャボット社
製）、ケッチェンブラックＥＣ（ケッチェッ・ブラック
・インターナショナル社製）、♯３９５０（三菱化成社
製）等が挙げられる。これらは単独または２種以上を混
合して用いることができる。導電性付与剤の添加量とし
ては、基材１００重量部に対し８〜１５重量部である。

【００２３】また、着色剤としては、カーボン、キナク
リドンレッド等の顔料が用いられる。添加量としては基
材１００重量部に対し０．０１〜６重量部である。

【００２４】上記のようにしてポリプロピレン系樹脂粒
子に発泡剤を含浸させた後、密閉容器の一端を開放して
樹脂粒子と分散媒とを、容器内よりも低圧の雰囲気下、
通常は大気圧下に放出することにより、樹脂粒子を発泡
せしめて発泡粒子を得ることができる。この時の容器内
圧力は少なくとも２０気圧以上、好ましくは３０気圧以
上であり、容器内温度は樹脂の融点−１０℃〜融点＋１
５℃とすることが好ましい。また、高倍率の発泡粒子を
得る場合には、再発泡を行なっても構わない。即ち、大
気圧下で熟成された発泡粒子に加圧処理を行い内圧を付
与した後、密閉容器中でスチーム加熱する方法である。
通常、再発泡の条件は、内圧が１〜６ｋｇｆ／ｃｍ
²Ｇ、スチーム圧が０．２〜１．５ｋｇｆ／ｃｍ²Ｇで
ある。

【００２５】成形に使用する発泡粒子の平均気泡径は、
１００〜５００μｍであるのが好ましい。１００μｍ未
満では独立気泡率が低下し易いため、成形性が低下す
る。５００μｍを超えると外観が悪くなる虞れがある。

【００２６】上記した発泡粒子を用いて型内発泡粒子成
形体（以下、単に発泡成形体という）を製造する方法と
しては、上記の如き方法で得られたポリプロピレン系樹
脂発泡粒子を、大気圧下で熟成し、次いで、必要に応じ
て加圧処理して内圧を付与した後、金型内に充填して水
蒸気等で加熱することにより、発泡粒子相互を融着せし
めて所望の形状の成形体とする方法が挙げられる。

【００２７】

【実施例】次に、具体的実施例を挙げて本発明を更に詳
細に説明する。実施例１〜４融着防止剤として５００ｐｐｍのエルカ酸アマイドを練
り込んだエチレン−プロピレン共重合体（エチレン含有
量２．４重量％、融点１４６℃、ＭＩ：１１ｇ／１０ｍ
ｉｎ）からなる表１に示す量の第１成分、プロピレン−
ブテン共重合体（三井石油化学工業株式会社製タフマー
ＸＲ１１０Ｔ、ビカット軟化点：８３℃）からなる表１
に示す量の第２成分、発泡助剤（硼酸亜鉛０．０５重量
部）を押出機内で溶融混練し、ストランド状に押し出し
た後、２ｍｇの大きさに切断し、樹脂粒子を得た。

【００２８】次いで、上記樹脂粒子１００重量部、水３
００重量部、カオリン０．３重量部、界面活性剤（ドデ
シルベンゼンスルフォン酸ソーダ）０．０６重量部、表
１に示す量の二酸化炭素を５リットルのオートクレーブ
に仕込み、攪拌しながら表１に示す発泡温度より５℃低
い温度で１５分間保持した後、表１に示す発泡温度まで
加熱し、同温度で１５分間保持した後、オートクレーブ
に窒素ガスを導入して、オートクレーブ内の平衡蒸気圧
を保持しながらオートクレーブの一端を開放し、大気圧
下に放出し、樹脂発泡粒子を得た。

【００２９】得られた発泡粒子を２４時間、大気圧下６
０℃にて養生した後、空気による加圧を行ない、３．０
ｋｇ／ｃｍ²Ｇの内圧を付与した。この内圧が付与され
た発泡粒子を密閉容器内に投入し、密閉容器内を表１に
示すスチーム加熱条件により、高倍率の発泡粒子を得
た。結果を表１の再発泡結果の欄に示す。

【００３０】得られた発泡粒子を２４時間、大気圧下６
０℃オーブンにて養生した後、内圧付与処理することな
く、縦３００×横３００×厚み６０ｍｍの金型にこの発
泡粒子を充填した後、スチームで５秒間排気し、２．２
ｋｇ／ｃｍ²Ｇ、２．６ｋｇ／ｃｍ²Ｇ、３．０ｋｇ／
ｃｍ²Ｇ、３．４ｋｇ／ｃｍ²Ｇ、３．８ｋｇ／ｃｍ²
Ｇ、４．２ｋｇ／ｃｍ²Ｇの各スチーム圧力でそれぞれ
成形を行ない、冷却して各実施例において成形スチーム
圧力を変えて成形した６個の成形体を取り出した。取り
出した成形体を６０℃大気圧下で２４時間養生し、室温
に戻し発泡成形体を得た。

【００３１】実施例５融着防止剤として５００ｐｐｍのエルカ酸アマイドを練
り込んだエチレン−プロピレン共重合体（エチレン含有
量４．５重量％、融点１３７℃、ＭＩ＝８ｇ／１０ｍｉ
ｎ）からなる第１成分１００重量部と、導電性カーボン
（ケッチェン・ブラック・インターナショナル社製；ケ
ッチェッブラックＥＣ、ＢＥＴ比表面積８００ｍ²／
ｇ）１７．５重量部と、プロピレン−ブテン共重合体
（三井石油化学株式会社製タフマーＸＲ１１０Ｔ、ビカ
ット軟化点８３℃）からなる表１に示す量の第２成分、
発泡助剤（硼酸亜鉛０．２５重量部）、滑剤（エチレン
ビスステアロアマイド１重量部）をバンバリーミキサー
で予備混練した後、２ｍｇの大きさに切断し樹脂粒子を
得た。次いで、実施例１〜４と同様の工程にて樹脂発泡
粒子を得た。得られた発泡粒子を２４時間、大気圧下６
０℃オーブン中にて養生した後、１．５ｋｇｆ／ｃｍ²
Ｇの内圧を付与し、実施例１〜４と同じ金型及び成形条
件で成形を行ない、発泡粒子成形体を得た。

【００３２】得られた発泡成形体の諸物性を表１の成形
結果、抜き加工性の各欄に示す。評価は以下のようにし
て行なった。（１）第２成分構成物のビカット軟化点ＡＳＴＭＤ１５２５−７６に準拠して以下の条件にて
求められる値を採用した。サンプル作製条件：ヒートプレス（２２０℃にてプレス後、１０℃の
水にて間接水冷）サンプル形状：厚み４±１ｍｍ、寸法１５ｍｍ角測定条件荷重：１０Ｎ（Ａ法）昇温スピード：５０℃／ｈｒ（Ａ法）（加熱媒体：東レ
ダウコーニング株式会社製シリコーンＳＲＸ３１０）

【００３３】（２）発泡粒子平均気泡径発泡粒子を切断し、電子顕微鏡を用い断面写真を撮影す
る。中央付近の２ｍｍ間隔の気泡数を数え、１個当たり
の気泡径に換算する。発泡粒子１０個を測定し、平均値
を採用する。

【００３４】（３）成形性 ○・・・縦及び横方向収縮率が３％以内の融着性良好な
成形体が得られる。 ×・・・どの成形スチーム圧力条件の成形体についても
縦及び／又は横方向収縮率が３％超である。

【００３５】（４）圧縮応力低下率ＪＩＳＺ０２３４に準拠し、測定を行なった。１０
ｍｍ／ｍｉｎの速度で圧縮し、５０％歪時の応力を測
定。一方、同密度、同高温ピーク熱量の第２成分無添加
のときの５０％歪時圧縮応力を測定し算出した。圧縮応力低下率（％）＝１００−〔（第２成分添加時の
５０％歪圧縮応力）／（第２成分無添加時の５０％歪時
圧縮応力）〕×１００

【００３６】（５）耐熱性ＪＩＳＫ６７６７に準拠し、測定を行なった。１１
０℃での縦及び横方向収縮率を測定し、同密度の第２成
分無添加品との比較 ○・・・縦方向と横方向との収縮率の差の絶対値が３％未満である。 △・・・〃〃〃３〜５％である。 ×・・・〃〃〃５％超である。

【００３７】（６）抜き加工性図１に示す形状の、厚さ１ｍｍ、高さ１０ｍｍの刃１の
上に、３０ｍｍ厚みにスライスした発泡成形体を載せ、
下方から圧縮板を上昇させ、刃先１ａの側から発泡成形
体に入るようにして圧縮カットした。入刃部潰れ ○・・・潰れが殆ど見られない（１ｍｍ未満）。 △・・・１〜３ｍｍの潰れ箇所が見られる。 ×・・・３ｍｍ以上の潰れが見られる。入刃部割れ ○・・・割れ、欠けが見られない。 ×・・・割れ、欠けが見られる。カット面ささくれ ○・・・ほぼ平らである（１ｍｍ以上のささくれがな
い）。 △・・・１ｍｍ以上のささくれが半数未満のサンプルに
見られる。 ×・・・１ｍｍ以上のささくれが半数以上のサンプルに
見られる。

【００３８】比較例１〜３比較例１は、第２成分無添加、比較例２は第２成分を第
１成分１００重量部に対して４０重量部添加、比較例３
は第２成分の代わりにエチレン−プロピレン共重合体
（三井石油化学工業株式会社製タフマーＰ−０２８０、
ビカット軟化点：３０℃未満）を添加し、実施例１〜３
と同様の方法で製造、評価した。結果を表１に示す。

【００３９】

【表１】

【００４０】

【発明の効果】本発明ポリプロピレン系樹脂発泡粒子成
形体は以上のように構成されているので、発泡性、成形
性において良好で製造容易であって、剛性、耐熱性等の
特性に優れ、しかも、プレスカット等の成形体二次加工
性にも優れたものであり、プレスカット等の際の加工不
良を大幅に低減できるので製造コストの低減に寄与でき
る。而して、本発明によれば、特に単純形状の小物の製
造に有利となる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】プレスカット刃の例を示す、（ａ）は平面図、
（ｂ）は側面図である。

【符号の説明】

１刃１ａ刃先

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＣ０８Ｌ 23:20） (72)発明者篠原充栃木県宇都宮市宝木町１−2586−19 福富ハイツ102

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポリプロピレン系樹脂からなる第１成分
１００重量部と、ビカット軟化点が７０〜１１５℃であ
り且つαオレフィンの炭素数が４〜８であるプロピレン
−αオレフィン共重合体及びビカット軟化点が７０〜１
１５℃であるポリブテンから選択される１種又は２種以
上からなる第２成分３〜３５重量部とを混合してなるポ
リプロピレン系樹脂組成物を基材として得られるポリプ
ロピレン系樹脂発泡粒子成形体。
【請求項２】第２成分がプロピレン−ブテン共重合体
である請求項１記載のポリプロピレン系樹脂発泡粒子成
形体。