JPH11320648A - ポリプロピレン系樹脂押出発泡ボード - Google Patents

ポリプロピレン系樹脂押出発泡ボード

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JPH11320648A
JPH11320648A JP10138759A JP13875998A JPH11320648A JP H11320648 A JPH11320648 A JP H11320648A JP 10138759 A JP10138759 A JP 10138759A JP 13875998 A JP13875998 A JP 13875998A JP H11320648 A JPH11320648 A JP H11320648A
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JP
Japan
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polypropylene resin
resin
foam board
polyprophylene
foam
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Application number
JP10138759A
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English (en)
Inventor
Takuya Yamashita
卓也 山下
Osamu Miyama
治 三山
Haruo Tomita
春生 冨田
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Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】多孔ダイのような特殊な方法によらず大断面積
で外観美麗なポリプロピレン系樹脂押出発泡ボードを提
供する。 【解決手段】第1は、ダイス開口面積の25倍以上の断
面積を有するポリプロピレン系樹脂押出発泡ボードに関
する。第2は、ポリプロピレン系樹脂を溶融させ、揮発
性発泡剤を混合したのち発泡温度に冷却し、圧力解放速
度が20MPa/sec〜80MPa/secとなる条
件下で低圧域に押出して得られるダイス開口面積の25
倍以上の断面積を有するポリプロピレン系樹脂押出発泡
ボードに関する。第3は、ポリプロピレン系樹脂がイソ
プレン単量体及びラジカル重合開始剤との反応により改
質されたポリプロピレン系樹脂であるポリプロピレン系
樹脂押出発泡ボードに関する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は断面拡大率の大きな
ポリプロピレン系樹脂押出発泡ボードに関する。
【0002】
【従来の技術】熱可塑性樹脂からなる発泡体は、一般に
軽量で断熱性や外部からの応力の緩衝性が良好であるこ
とから、断熱材、緩衝材、芯材、食品容器等に幅広く利
用されている。ポリオレフィン系樹脂を基材樹脂とする
発泡体は、低密度ポリエチレンを中心に利用されている
が、ポリエチレン系樹脂は、耐熱性が不十分であるとい
う欠点を有している。一方、ポリプロピレン系樹脂は、
弾性が高く、耐溶剤性、耐熱性、ヒンジ特性等に優れて
いることから、発泡体を製造した場合、極めて広い利用
範囲が期待できるものの、溶融時の粘度、張力が低く、
そのため発泡時に気泡壁の強度が充分に保持されず、ポ
リエチレン系樹脂の如く肉厚の発泡体を製造することは
きわめて困難である。
【0003】このような困難性を克服する試みとして、
近年、特表平5−506875号公報の様な長鎖分岐構
造を有するポリプロピレンを使用してシート状の発泡体
を製造する方法が報告されている。しかしながら、前期
方法では厚さが10より薄い薄肉の発泡体しか製造する
ことができず、コルゲートやボイドの発生を伴って、耐
衝撃性や緩衝性の良好な発泡体は得られていない。
【0004】また、特表平8−504471公報には発
泡性因子F(発泡体密度×平均気泡粒径×tan
δ0、75)<1.8のポリプロピレン発泡体が開示されて
いるが、多孔ダイによる収束発泡体という特殊な方法に
よる、品質的に欠陥のある発泡体でしか厚い発泡体が得
られないという欠点がある。また、特開平7−2523
18公報には2軸伸長粘度を規定した厚肉ポリプロピレ
ン系樹脂押出発泡体用樹脂が開示されている。しかしな
がら、この樹脂は超高分子量成分を含むMzが8×10
6以上、Mz/Mwが10以上という特殊な線状ポリプ
ロピレン系樹脂であり、開示されている製造法としては
2段階重合という特殊な方法である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、多孔
ダイのような特殊な方法によらず大断面積(ダイス開口
面積の25倍以上)で外観美麗なポリプロピレン系樹脂
押出発泡ボードを提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】ダイス開口面積の25倍
以上の断面積を有するポリプロピレン系樹脂押出発泡ボ
ードを作成する場合、ダイス圧力を十分に高く保つ必要
がある。そのためには吐出量増大やダイスのランド長の
延長等が考えられるが、それら単独の方法だけでは、系
統だった傾向を得ることができない。そこで、本発明者
等は鋭意検討の結果、圧力解放速度を20MPa/se
c〜80MPa/secの条件下で押出発泡を行うこと
で、本発明のポリプロピレン系樹脂押出発泡ボードの製
造を可能とし、ポリプロピレン系樹脂とイソプレン単量
体及びラジカル重合開始剤とを反応させて得られる改質
ポリプロピレン樹脂を用いることで、更に優れた技術の
完成に至った。
【0007】本発明の第1は、ダイス開口面積の25倍
以上の断面積を有するポリプロピレン系樹脂押出発泡ボ
ードに関する。本発明の第2は、ポリプロピレン系樹脂
を溶融させ、揮発性発泡剤を混合したのち発泡温度に冷
却し、圧力解放速度が20MPa/sec〜80MPa
/secとなる条件下で低圧域に押出して得られるダイ
ス開口面積の25倍以上の断面積を有するポリプロピレ
ン系樹脂押出発泡ボードに関する。本発明の第3は、ポ
リプロピレン系樹脂がイソプレン単量体及びラジカル重
合開始剤との反応により改質されたポリプロピレン系樹
脂であるポリプロピレン系樹脂押出発泡ボードに関す
る。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明の発泡ボードは、ダイス開
口面積の25倍以上の断面積を有する。発泡ボードの断
面積がダイス開口面積の25倍未満の場合、圧縮強度の
不足やコルゲートが発生し、外観美麗な発泡体を得るこ
とが困難であり、さらには重量、価格の面で好ましくな
い。
【0009】本願発明にいう圧力解放速度とは、下記式
で表されるものである。
【0010】
【数1】
【0011】(ただし、S:圧力解放速度Pa/se
c、P:ダイス圧力Pa、Q:吐出量m 3/sec、
A:ダイス開口面積m2、L:ランド長m) ここにおいて圧力解放速度が20MPa/sec未満で
あったり80MPa/secを越えると、大きな断面積
の押出発泡ボードが得られない。本発明に用いられるポ
リプロピレン系樹脂としては、プロピレンの単独重合体
およびブロック共重合体およびランダム共重合体であっ
て、結晶性の重合体が挙げられる。プロピレンの共重合
体としては、プロピレンを75重量%以上、とくに90
重量%以上含有しているものが、ポリプロピレン系樹脂
の特徴である結晶性、剛性、耐薬品性などが保持されて
いる点で好ましい。共重合可能なα−オレフィンとして
は、エチレン、ブテン−1、イソブテン、ペンテン−
1、3−メチル−ブテン−1、ヘキセン−1、4−メチ
ル−ペンテン−1、3,4−ジメチル−ブテン−1、ヘ
プテン−1、3−メチル−ヘキセン−1、オクテン−
1、デセン−1などの炭素数2または4〜12のα−オ
レフィン、シクロペンテン、ノルボルネン、1,4,
5,8−ジメタノ−1,2,3,4,4a,8,8a−
6−オクタヒドロナフタレンなどの環状オレフィン、5
−メチレン−2−ノルボルネン、5−エチリデン−2−
ノルボルネン、1,4−ヘキサジエン、メチル−1,4
−ヘキサジエン、7−メチル−1,6−オクタジエンな
どのジエン、塩化ビニル、塩化ビニリデン、アクリロニ
トリル、酢酸ビニル、アクリル酸、メタクリル酸、マレ
イン酸、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、メタク
リル酸メチル、無水マレイン酸、スチレン、メチルスチ
レン、ビニルトルエン、ジビニルベンゼンなどのビニル
単量体、などの1種または2種以上が挙げられる。これ
らのうち、エチレン、ブテン−1が安価という点で好ま
しい。
【0012】なお、ポリプロピレン系樹脂の形状、大き
さに制限はなく、粒子状でもペレット状でもよい。必要
に応じて、ほかの樹脂、ゴムを本発明の効果を損なわな
い範囲で添加してもよい。ほかの樹脂、ゴムとしては、
たとえばポリエチレン、ポリブテン−1、ポリペンテン
−1などのポリα−オレフィン、プロピレン含有量が7
5重量%未満のエチレン/プロピレン、エチレン/ブテ
ン−1、プロピレン含有量が75重量%未満のプロピレ
ン/ブテン−1などのα−オレフィン/α−オレフィン
共重合体、プロピレン含有量が75重量%未満のエチレ
ン/プロピレン/5−エチリデン−2−ノルボルネンな
どのα−オレフィン/α−オレフィン/ジエン共重合
体、エチレン/塩化ビニル、塩化ビニリデン、アクリロ
ニトリル、メタクリロニトリル、酢酸ビニル、アクリル
アミド、メタクリルアミド、アクリル酸、メタクリル
酸、マレイン酸、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチ
ル、メタクリル酸メチル、無水マレイン酸、アクリル酸
金属塩、メタクリル酸金属塩、スチレン、メチルスチレ
ン、ビニルトルエン、ジビニルベンゼンなどのα−オレ
フィン/ビニル単量体共重合体、ポリイソブテン、ポリ
ブタジエン、ポリイソプレンなどのポリジエン、(水素
化)スチレンブタジエンランダム共重合体などの(水素
化)ビニル単量体/ジエンランダム共重合体、(水素
化)スチレンブタジエンスチレンブロック共重合体など
の(水素化)ビニル単量体/ジエン/ビニル単量体ブロ
ック共重合体、アクリロニトリル/ブタジエン/スチレ
ン、メタクリル酸メチル/ブタジエン/スチレンなどの
ビニル単量体/ジエン/ビニル単量体グラフト共重合
体、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアクリ
ロニトリル、ポリ酢酸ビニル、ポリアクリル酸エチル、
ポリアクリル酸ブチル、ポリメタクリル酸メチル、ポリ
スチレンなどのビニル重合体、塩化ビニル/アクリロニ
トリル、塩化ビニル/酢酸ビニル、アクリロニトリル/
スチレン、メタクリル酸メチル/スチレンなどのビニル
共重合体、などが挙げられる。
【0013】さらに必要に応じて、本発明の効果を損な
わない範囲で、酸化防止剤、金属不活性剤、燐系加工安
定剤、紫外線吸収剤、紫外線安定剤、蛍光増白剤、金属
石鹸、制酸吸着剤などの安定剤、架橋剤、連鎖移動剤、
核剤、滑剤、可塑剤、充填材、強化材、顔料、染料、難
燃剤、帯電防止剤などの添加剤を使用してもよい。イソ
プレン単量体の添加量としては、ポリプロピレン系樹脂
100重量部に対して、0.1〜100重量部、とくに
0.1〜50重量部が改質ポリプロピレン系樹脂におい
て、ポリプロピレン系樹脂の特徴である耐衝撃性、耐薬
品性などが保持されている点で好ましい。さらにイソプ
レン単量体と共重合可能な単量体、たとえばスチレン、
メチルスチレン、ビニルトルエン、クロロスチレン、ク
ロロメチルスチレン、ブロモスチレン、フルオロスチレ
ン、ニトロスチレン、ビニルフェノール、ジビニルベン
ゼン、イソプロペニルスチレンなどのビニル単量体、塩
化ビニル、塩化ビニリデン、アクリロニトリル、メタク
リロニトリル、アクリルアミド、メタクリルアミド、酢
酸ビニル、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、無
水マレイン酸、アクリル酸金属塩、メタクリル酸金属
塩、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸
ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸ス
テアリルなどのアクリル酸エステル、メタクリル酸メチ
ル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタク
リル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸ステアリルな
どのメタクリル酸エステル、などを併用してもよい。
【0014】ラジカル重合開始剤としては、一般に過酸
化物、アゾ化合物などが挙げられる。本発明において
は、ポリプロピレン系樹脂はイソプレン単量体及びラジ
カル重合開始剤との反応により改質されたポリプロピレ
ン系樹脂であることが好ましいが、更に好ましくは、イ
ソプレン単量体はポリプロピレン系樹脂にグラフト重合
していることが望ましい。
【0015】ポリプロピレン系樹脂とイソプレン単量体
との間にグラフト重合が起こるためには、いわゆる水素
引き抜き能を有するものが必要であり、一般にケトンパ
ーオキサイド、パーオキシケタール、ハイドロパーオキ
サイド、ジアルキルパーオキサイド、ジアシルパーオキ
サイド、パーオキシジカーボネート、パーオキシエステ
ルなどの有機過酸化物が挙げられる。これらのうち、と
くに水素引き抜き能が高いものが好ましく、たとえば
1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)3,3,5−ト
リメチルシクロヘキサン、1,1−ビス(t−ブチルパ
ーオキシ)シクロヘキサン、n−ブチル4,4−ビス
(t−ブチルパーオキシ)バレレート、2,2−ビス
(t−ブチルパーオキシ)ブタンなどのパーオキシケタ
ール、ジクミルパーオキサイド、2,5−ジメチル−
2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン、α,
α’−ビス(t−ブチルパーオキシ−m−イソプロピ
ル)ベンゼン、t−ブチルクミルパーオキサイド、ジ−
t−ブチルパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5
−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキシン−3などのジア
ルキルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイドなど
のジアシルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシオク
テート、t−ブチルパーオキシイソブチレート、t−ブ
チルパーオキシラウレート、t−ブチルパーオキシ3,
5,5−トリメチルヘキサノエート、t−ブチルパーオ
キシイソプロピルカーボネート、2,5−ジメチル−
2,5ジ(ベンゾイルパーオキシ)ヘキサン、t−ブチ
ルパーオキシアセテート、t−ブチルパーオキシベンゾ
エート、ジ−t−ブチルパーオキシイソフタレートなど
のパーオキシエステル、などの1種または2種以上が挙
げられる。
【0016】ラジカル重合開始剤の添加量としては、ポ
リプロピレン系樹脂100重量部に対して、0.1〜1
0重量部、とくに0.5〜5重量部が、改質ポリプロピ
レン系樹脂の過度の溶融粘度の低下を抑え、かつ経済的
であるという点で好ましい。ポリプロピレン系樹脂とイ
ソプレン単量体とラジカル重合開始剤とを反応させるた
めの装置としては、ロール、コニーダー、バンバリーミ
キサー、ブラベンダー、単軸押出機、2軸押出機などの
混練機、2軸表面更新機、2軸多円板装置などの横型撹
拌機、ダブルヘリカルリボン撹拌機などの縦型撹拌機、
などが挙げられる。これらのうち、とくに押出機が生産
性の点から好ましい。
【0017】ポリプロピレン系樹脂とイソプレン単量体
とラジカル重合開始剤とを混合、混練(撹拌)する順
序、方法にはとくに制限はない。ポリオレフィン系樹脂
と芳香族ビニル単量体とラジカル重合開始剤とを混合し
たのち溶融混練(撹拌)してもよいし、ポリオレフィン
系樹脂を溶融混練(撹拌)したのち、芳香族ビニル単量
体あるいはラジカル開始剤を同時にあるいは別々に、一
括してあるいは分割して混合してもよい。
【0018】混練(撹拌)機の温度は130〜400℃
が、ポリプロピレン系樹脂が溶融し、かつ熱分解しない
という点で好ましい。また混練時間は一般に1〜60分
である。ポリプロピレン系樹脂の発泡は、ポリプロピレ
ン系樹脂を、溶融させた状態で揮発型発泡剤を圧入し、
高圧に保持しつつ混練し、ダイより吐出する方法や、ポ
リプロピレン系樹脂と加熱により気体を発生する分解型
発泡剤を溶融混練し成形した後、該発泡剤を加熱分解さ
せて気体を発生させ発泡させる方法などが挙げられる
が、これらの方法に限定されるものではない。
【0019】ポリプロピレン系樹脂と分解型発泡剤を混
練するための装置としては、ロール、コニーダー、バン
バリーミキサー、ブラベンダー、単軸押出機、2軸押出
機などの混練機、2軸表面更新機、2軸多円板装置など
の横型撹拌機、ダブルヘリカルリボン撹拌機などの縦型
撹拌機、などが挙げられる。これらのうち、とくにロー
ル、押出機が生産性の点から好ましい。
【0020】好ましい揮発型発泡剤としては、例えばプ
ロパン、ブタン、イソブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘ
プタンなどの脂肪族炭化水素類、シクロブタン、シクロ
ペンタン、シクロヘキサンなどの脂環式炭化水素類、ク
ロロジフルオロメタン、ジクロロメタン、ジクロロフル
オロメタン、ジクロロジフルオロメタン、トリクロロフ
ルオロメタン、クロロエタン、ジ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、トリクロロトリ
フルオロエタン、テトラクロロジフルオロエタン、パー
フルオロシクロブタンなどのハロゲン化炭化水素類、二
酸化炭素、窒素、空気などの無機ガス、などの1種また
は2種以上が挙げられる。
【0021】また好ましい分解型発泡剤としては、例え
ばアゾジカルボンアミド、トリヒドラジノトリアジン、
ベンゼンスルホニセミカルバジド、ジアゾジアミノベン
ゼン、N,N’−ジニトロソペンタメチレンテトラミ
ン、N,N’−ジメチル−N,N’−ジニトロテレフタ
ーイミド、アゾジカルボン酸バリウム、p,p’−オキ
シビスベンゼンスルホニルヒドラジド、等の1種または
2種以上が挙げられる。
【0022】発泡剤の含有量は発泡剤の種類および目標
発泡倍率によって選択されるが、一般に樹脂100重量
部に対して1〜100重量部が好ましい。また、気泡径
のコントロールのため、必要に応じて、重曹−クエン
酸、タルク等の公知の発泡核剤を併用しても良い。
【0023】
【実施例】つぎに実施例および比較例に基づいて本発明
に関する発泡体について説明するが、本発明はかかる実
施例のみに限定されるものではない。また、ポリプロピ
レン系樹脂の樹脂特性の測定法と発泡体の評価方法は以
下の通り行った。
【0024】<樹脂特性測定方法> 溶融粘度 キャピログラフ(東洋精機(株)製)により、1径×1
0長のダイを用いて180℃、122sec-1での値を
溶融粘度とした。 Mz及びMz/Mw 高温ゲル浸透クロマトグラフィ(GPC)により測定し
た。測定にはWATERSEC製150C GPCクロ
マトグラフィを用い、担体溶媒としてO−ジクロロベン
ゼン、カラムとして昭和電工製shodexHT−80
6Mを2本、UT−807を1本、計3本を連結して測
定した。測定は溶液温度140℃、溶液濃度1mg/m
l、溶媒流速1ml/分の条件下で行った。 (実施例1)エチレンランダムポリプロピレン(三井石
油化学(株)ポリプロピレン、ハイポールB230、2
30℃でのMI=0.5、エチレン含量3重量%)10
0重量部に対して、ラジカル発生剤として1,1−ビス
(t−ブチルパーオキシ)3,3,5−トリメチルシク
ロヘキサン(日本油脂(株)製、パーブチル3M、1分
間半減期温度147℃)0.5重量部を配合し、リボン
ブレンダーを用いて10分間混合攪拌した。この混合物
を、(株)日本製鋼所製、2軸押出機(TEX44)の
ホッパーから50Kg/hの供給速度で供給し、途中に
設けた導入部より、イソプレンモノマー(和光純薬
(株)製、特級)2.5重量部を定量ポンプを用いて
1.25Kg/hの速度(プロピレン単独重合体100
重量部に対して2.5重量部となる割合)で供給した。
得られた直径約4mmのロッド状の改質ポリプロピレン
系樹脂を水冷し、3mmの厚さに細断することにより改
質ポリプロピレン系樹脂のペレットを得た。この樹脂の
特性を未改質エチレンランダムポリプロピレン系樹脂と
比較して表1に示す。前記2軸押出機は、同方向2軸タ
イプであり、シリンダーの孔径が44mmφであり、最
大スクリュー有効長(L/D)が28であった。この2
軸押出機のシリンダー部の設定温度は、フィード部16
0℃とし、ラジカル発生剤の供給部分までは180℃と
し、それ以降は200℃に設定した。、スクリューの回
転速度は150rpmに設定した。ラジカル発生剤の供
給部以降の平均滞留時間は約1分とした。
【0025】
【表1】
【0026】得られた改質ポリプロピレン系樹脂を65
mm−90mmタンデム型押出機に供給し、第一段押出
機(65mm)中にて200℃で可塑化した後、発泡剤
としてイソブタンを改質ポリプロピレン系樹脂100重
量部に対して13重量部圧入し、第二段押出機(90m
m)中にて樹脂温度が140℃になるように冷却し、ス
リット幅40mm、スリット厚3.0mmの矩形ダイよ
り押出し、矩形ダイに直結した成形用金型を通すことに
より発泡ボードを得た。発泡体の物性を表2に示す。 (実施例2)実施例1と同様にして改質ポリプロピレン
系樹脂ペレットを得た。
【0027】得られた改質ポリプロピレン系樹脂100
部に発泡核剤としてマイカをリボンブレンダーを用いて
混合した以外は実施例1と同様な方法で発泡ボードを得
た。得られた発泡体の物性を表2に示す。
【0028】
【表2】
【0029】(比較例1)実施例1と同様にして改質ポ
リプロピレン系樹脂ペレットを得た。ダイス圧力、吐出
量、ダイスギャップ、圧力解放速度を変えた以外は実施
例1と同様な方法で発泡ボードを得た。得られた発泡ボ
ードの物性値を表2に示す。 (比較例2)実施例1と同様にして改質ポリプロピレン
系樹脂ペレットを得た。ダイス圧力、吐出量、ダイスギ
ャップ、圧力解放速度を変えた以外は実施例2と同様な
方法で発泡ボードを得た。得られた発泡ボードの物性値
を表2に示す。 (比較例3)改質ポリプロピレン系樹脂の代わりにエチ
レンランダムポリプロピレン(三井石油化学工業(株)
製、ハイポールB230、230℃でのメルトフローイ
ンデックス0.5g/10分、エチレン含量3重量%)
を用いて表2の条件で実験を行ったが、良好な発泡ボー
ドを得ることはできなかった。
【0030】
【発明の効果】本発明によれば、ダイス開口面積の25
倍以上の断面積を有する、外観美麗な発泡体を容易に提
供することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI B29L 7:00 C08L 23:00

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ダイス開口面積の25倍以上の断面積を有
    するポリプロピレン系樹脂押出発泡ボード。
  2. 【請求項2】ポリプロピレン系樹脂を溶融させ、揮発性
    発泡剤を混合したのち発泡温度に冷却し、圧力解放速度
    が20MPa/sec〜80MPa/secとなる条件
    下で低圧域に押出して得られるダイス開口面積の25倍
    以上の断面積を有する請求項1記載のポリプロピレン系
    樹脂押出発泡ボード。
  3. 【請求項3】ポリプロピレン系樹脂がイソプレン単量体
    及びラジカル重合開始剤との反応により改質されたポリ
    プロピレン系樹脂である請求項1、請求項2記載のポリ
    プロピレン系樹脂押出発泡ボード。
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