JPWO2017030124A1 - ポリプロピレン系樹脂発泡粒子、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子の製造方法、ポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体の製造方法およびポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体 - Google Patents
ポリプロピレン系樹脂発泡粒子、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子の製造方法、ポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体の製造方法およびポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体 Download PDFInfo
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Abstract
Description
本発明の一実施形態に係るポリプロピレン系樹脂発泡粒子は、メルトフローレートが3g/10分以上20g/10分以下、融点が145℃以上165℃以下であるポリプロピレン系樹脂(I)を85〜99重量%、および、密度が0.93〜0.97g/cm3、かつ、メルトフローレートが0.1g/10分以上15g/10分以下である高密度ポリエチレン系樹脂(II)を1〜15重量%を含んでなるポリプロピレン系樹脂(X)を基材樹脂とする[(I)および(II)の合計量が100重量%]、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子であって、該ポリプロピレン系樹脂(X)に対して1種以下の発泡核剤を含有し、かつ、該ポリプロピレン系樹脂(X)に対して親水性化合物を含有し、かつ、発泡倍率が10倍以上40倍以下であり、平均気泡径が100μm以上250μm以下、連続気泡率が0%以上10%以下であることを特徴とする、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子である。
本発明の一実施形態で用いられるポリプロピレン系樹脂(I)としては、発泡粒子の生産安定性、ならびに得られる発泡粒子を型内発泡成形して得られる型内発泡成形体の強度の観点から、プロピレン、およびプロピレン以外のコモノマーを含んだポリプロピレン系ランダム共重合体が好ましい。
本発明の一実施形態に係るポリプロピレン系樹脂発泡粒子の基材樹脂であるポリプロピレン系樹脂(X)は、ポリプロピレン系樹脂(I)に高密度ポリエチレン系樹脂(II)を混合する。上記基材樹脂であるポリプロピレン系樹脂(X)は、ポリプロピレン系樹脂(I)に加えて高密度ポリエチレン系樹脂(II)を含有することによって、得られる発泡粒子の気泡径が微細化しすぎず、比較的小さな気泡径でも、圧縮強度特性を損なうことなく、表面美麗な型内発泡成形体が得られるという効果を奏する。
本発明の一実施形態に係るポリプロピレン系樹脂(X)に含まれるポリプロピレン系樹脂(I)および高密度ポリエチレン系樹脂(II)の含有比率は、ポリプロピレン系樹脂(I)85〜99重量%および高密度ポリエチレン系樹脂(II)1〜15重量%(ポリプロピレン系樹脂(I)および高密度ポリエチレン系樹脂(II)の合計量が100重量%)であることが好ましく、ポリプロピレン系樹脂(I)86〜98重量%および高密度ポリエチレン系樹脂(II)2〜14重量%であることがより好ましい。
本発明の一実施形態に係るポリプロピレン系樹脂発泡粒子は、ポリプロピレン系樹脂(X)に対して1種以下の発泡核剤を含有することが好ましい。
本発明の一実施形態においては、ポリプロピレン系樹脂(X)に対して、本発明の一実施形態の効果を阻害しない範囲で、着色剤、親水性化合物、帯電防止剤、難燃剤、酸化防止剤等の添加剤を添加してもよい。
本発明の一実施形態に係るポリプロピレン系樹脂発泡粒子の製造方法は、
メルトフローレートが3g/10分以上20g/10分以下、融点が145℃以上165℃以下であるポリプロピレン系樹脂(I)を85〜99重量%、および、密度が0.93〜0.97g/cm3、かつ、メルトフローレートが0.1g/10分以上15g/10分以下である高密度ポリエチレン系樹脂(II)を1〜15重量%を含んでなるポリプロピレン系樹脂(X)を基材樹脂とする[(I)および(II)の合計量が100重量%]、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子の製造方法であって、該ポリプロピレン系樹脂(X)に対して1種以下の発泡核剤を含有し、かつ、該ポリプロピレン系樹脂(X)に対して親水性化合物を含有し、かつ、発泡倍率が10倍以上40倍以下であり、平均気泡径が100μm以上250μm以下、連続気泡率が0%以上10%以下であることを特徴とする、該ポリプロピレン系樹脂発泡粒子の製造方法であって、水および無機ガス系発泡剤と共に上記ポリプロピレン系樹脂(X)からなるポリプロピレン系樹脂粒子を耐圧容器の中に収容し、攪拌条件下に分散させ、分散液を得ると共に、昇温および昇圧した後、該耐圧容器の内圧よりも低い圧力域に該耐圧容器の中の該分散液を放出してポリプロピレン系樹脂粒子を発泡させることを特徴とする、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子の製造方法、である。
本発明の一実施形態に係るポリプロピレン系樹脂発泡粒子を製造するに際しては、まず、ポリプロピレン系樹脂粒子を製造する方法が挙げられる。
以上のようにして得られるポリプロピレン系樹脂粒子を用いて、本発明の一実施形態に係るポリプロピレン系樹脂発泡粒子を製造することができる。
(1)耐圧容器内に、ポリプロピレン系樹脂粒子および水系分散媒、ならびに必要に応じて分散剤等を仕込んだ後、撹拌しながら、必要に応じて耐圧容器内を真空引きし、1MPa(ゲージ圧)以上2MPa以下(ゲージ圧)の発泡剤を導入し、ポリプロピレン系樹脂の軟化温度以上の温度まで加熱する。加熱することによって、耐圧容器内の圧力が約2MPa(ゲージ圧)以上5MPa以下(ゲージ圧)まで上がる。必要に応じて、発泡温度付近にて、さらに発泡剤を追加して所望の発泡圧力に調整、さらに温度調整を行った後、一定時間保持し、次いで、耐圧容器の内圧よりも低い圧力域に放出することにより、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子を得ることができる。なお、本明細書において「耐圧容器の内圧よりも低い圧力域」を「低圧域」と称する場合もある。
(2)耐圧容器内に、ポリプロピレン系樹脂粒子および水系分散媒、ならびに必要に応じて分散剤等を仕込んだ後、撹拌しながら、必要に応じて耐圧容器内を真空引きし、ポリプロピレン系樹脂の軟化温度以上の温度まで加熱しながら、発泡剤を導入してもよい。その後さらに、温度調整を行った後、一定時間保持し、次いで、耐圧容器の内圧よりも低い圧力域に放出することにより、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子を得ることもできる。
(3)耐圧容器内に、ポリプロピレン系樹脂粒子および水系分散媒、ならびに必要に応じて分散剤等を仕込んだ後、発泡温度付近まで加熱し、さらに発泡剤を導入し、発泡温度とし、一定時間保持し、次いで、耐圧容器の内圧よりも低い圧力域に放出することにより、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子を得ることもできる。
また、分散剤および分散助剤の使用量は、その種類、ならびに用いるポリプロピレン系樹脂粒子の種類および使用量によって異なるが、通常、ポリプロピレン系樹脂粒子100重量部に対して、分散剤0.2重量部以上3重量部以下であることが好ましく、分散助剤0.001重量部以上0.1重量部以下であることが好ましい。
本発明の一実施形態に係るポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体は、1.ポリプロピレン系樹脂発泡粒子、において記載されたポリプロピレン系樹脂発泡粒子を用いて、後述するポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体の製造方法によって得られる、ポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体であることが好ましい。
型内発泡成形法としては、例えば、
イ)ポリプロピレン系樹脂発泡粒子を無機ガス、例えば空気、窒素、または二酸化炭素等で加圧処理してポリプロピレン系樹脂発泡粒子内に無機ガスを含浸させ所定の内圧を付与した後、金型に充填し、水蒸気で加熱融着させる方法、
ロ)ポリプロピレン系樹脂発泡粒子をガス圧力で圧縮して金型に充填し、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子の回復力を利用して、水蒸気で加熱融着させる方法、
ハ)特に前処理することなくポリプロピレン系樹脂発泡粒子を金型に充填し、水蒸気で加熱融着させる方法、などの方法を利用し得る。
[1] メルトフローレートが3g/10分以上20g/10分以下、融点が145℃以上165℃以下であるポリプロピレン系樹脂(I)を85〜99重量%、および、密度が0.93〜0.97g/cm3、かつ、メルトフローレートが0.1g/10分以上15g/10分以下である高密度ポリエチレン系樹脂(II)を1〜15重量%を含んでなるポリプロピレン系樹脂(X)を基材樹脂とする[(I)および(II)の合計量が100重量%]、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子であって、該ポリプロピレン系樹脂(X)に対して1種以下の発泡核剤を含有し、かつ、該ポリプロピレン系樹脂(X)に対して親水性化合物を含有し、かつ、発泡倍率が10倍以上40倍以下であり、平均気泡径が100μm以上250μm以下、連続気泡率が0%以上10%以下であることを特徴とする、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子。
[2] 上記ポリプロピレン系樹脂(I)の上記融点が148℃以上160℃以下であることを特徴とする、[1]に記載のポリプロピレン系樹脂発泡粒子。
[3] 上記高密度ポリエチレン系樹脂(II)の上記融点が125℃以上135℃以下であることを特徴とする、[1]または[2]に記載のポリプロピレン系樹脂発泡粒子。
[4] 上記高密度ポリエチレン系樹脂(II)の上記融点が125℃以上130℃以下であることを特徴とする、[1]〜[3]のいずれか1つに記載のポリプロピレン系樹脂発泡粒子。
[5] 上記高密度ポリエチレン系樹脂(II)の曲げ弾性率が800MPa以上1600MPa以下であることを特徴とする、[1]〜[4]のいずれか1つに記載のポリプロピレン系樹脂発泡粒子。
[6] 上記ポリプロピレン系樹脂(X)100重量部に対して、1種以下の上記発泡核剤を0.005重量部以上2重量部以下、含有することを特徴とする、[1]〜[5]のいずれか1つに記載のポリプロピレン系樹脂発泡粒子。
[7] 上記親水性化合物が、メラミン、グリセリン、ジグリセリンおよびポリエチレングリコールよりなる群から選ばれる少なくとも1種以上であることを特徴とする、[1]〜[6]のいずれか1つに記載のポリプロピレン系樹脂発泡粒子。
[8] メルトフローレートが3g/10分以上20g/10分以下、融点が145℃以上165℃以下であるポリプロピレン系樹脂(I)を85〜99重量%、および、密度が0.93〜0.97g/cm3、かつ、メルトフローレートが0.1g/10分以上15g/10分以下である高密度ポリエチレン系樹脂(II)を1〜15重量%を含んでなるポリプロピレン系樹脂(X)を基材樹脂とする[(I)および(II)の合計量が100重量%]、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子の製造方法であって、該ポリプロピレン系樹脂(X)に対して1種以下の発泡核剤を含有し、かつ、該ポリプロピレン系樹脂(X)に対して親水性化合物を含有し、かつ、発泡倍率が10倍以上40倍以下であり、平均気泡径が100μm以上250μm以下、連続気泡率が0%以上10%以下であることを特徴とする、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子の製造方法であって、水および無機ガス系発泡剤と共に上記ポリプロピレン系樹脂(X)からなるポリプロピレン系樹脂粒子を耐圧容器の中に収容し、攪拌条件下に分散させ、分散液を得ると共に、昇温および昇圧した後、該耐圧容器の内圧よりも低い圧力域に該耐圧容器の中の該分散液を放出して上記ポリプロピレン系樹脂粒子を発泡させることを特徴とする、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子の製造方法。
[9] 上記無機ガス系発泡剤が二酸化炭素であることを特徴とする、[8]記載のポリプロピレン系樹脂発泡粒子の製造方法。
[10] 上記ポリプロピレン系樹脂(I)の上記融点が148℃以上160℃以下であることを特徴とする、[8]または[9]に記載のポリプロピレン系樹脂発泡粒子の製造方法。
[11] 上記高密度ポリエチレン系樹脂(II)の上記融点が125℃以上135℃以下であることを特徴とする、[8]〜[10]のいずれか1つに記載のポリプロピレン系樹脂発泡粒子の製造方法。
[12] 上記高密度ポリエチレン系樹脂(II)の上記融点が125℃以上130℃以下であることを特徴とする、[8]〜[11]のいずれか1つに記載のポリプロピレン系樹脂発泡粒子の製造方法。
[13] 上記高密度ポリエチレン系樹脂(II)の曲げ弾性率が800MPa以上1600MPa以下であることを特徴とする、[8]〜[12]のいずれか1つに記載のポリプロピレン系樹脂発泡粒子の製造方法。
[14] 上記ポリプロピレン系樹脂(X)100重量部に対して、1種以下の上記発泡核剤を0.005重量部以上2重量部以下、含有することを特徴とする、[8]〜[13]のいずれか1つに記載のポリプロピレン系樹脂発泡粒子の製造方法。
[15] 上記親水性化合物が、メラミン、グリセリン、ジグリセリンおよびポリエチレングリコールよりなる群から選ばれる少なくとも1種以上であることを特徴とする、[8]〜[14]のいずれか1つに記載のポリプロピレン系樹脂発泡粒子の製造方法。
[16] [1]〜[7]のいずれか1つに記載のポリプロピレン系樹脂発泡粒子を用いた、ポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体の製造方法であって、上記ポリプロピレン系樹脂(I)単独であるポリプロピレン系樹脂を基材樹脂とするポリプロピレン系樹脂発泡粒子を用いた、ポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体の製造方法における成形サイクルに対して、成形サイクルが5〜20%短いことを特徴とする、ポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体の製造方法。
[17] [1]〜[7]のいずれか1つに記載のポリプロピレン系樹脂発泡粒子を用いた、ポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体であって、密度が10g/L以上60g/L以下であり、連続気泡率が0〜10%であることを特徴とする、ポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体。
●ポリプロピレン系樹脂A[ポリプロピレン系樹脂メーカー試作品:プロピレン−エチレンランダム共重合体、コモノマーとしてのエチレン含有量2.5重量%、MFR8g/10分、融点151℃]
●ポリプロピレン系樹脂B[ポリプロピレン系樹脂メーカー試作品:プロピレン−1−ブテン−エチレンランダム共重合体、コモノマーとしての1−ブテン含有量3.3重量%、コモノマーとしてのエチレン含有量1.1重量%、MFR9g/10分、融点148℃]
●ポリプロピレン系樹脂C[ポリプロピレン系樹脂メーカー試作品:ホモポリプロピレン、MFR8g/10分、融点163℃]
なお、ポリプロピレン系樹脂A、B、Cの共重合組成の定量は次のように測定した。
●高密度ポリエチレン樹脂A[ポリエチレン系樹脂メーカー試作品:MFR5g/10分、融点130℃、密度0.953g/cm3]
●高密度ポリエチレン樹脂B[ポリエチレン系樹脂メーカー試作品:MFR7g/10分、融点133℃、密度0.963g/cm3]
●高密度ポリエチレン樹脂C[ポリエチレン系樹脂メーカー試作品:MFR3g/10分、融点135℃、密度0.968g/cm3]
●高密度ポリエチレン樹脂D[ポリエチレン系樹脂メーカー試作品:MFR0.3g/10分、融点126℃、密度0.944g/cm3]
●直鎖状低密度ポリエチレン樹脂[ポリエチレン系樹脂メーカー試作品:MFR2g/10分、融点121℃、密度0.925g/cm3]
●タルク[林化成(株)製]:タルカンパウダーPK−S
●ポリエチレングリコール:ライオン株式会社製、PEG#300
●カーボンブラック:三菱化学(株)製、MCF88(平均粒径18nm)
なお、実施例および比較例における評価は、次の方法により行なった。
ポリプロピレン系樹脂(X)の融点tmの測定は、示差走査熱量計DSC[セイコーインスツルメンツ(株)製、DSC6200型]を用いて、ポリプロピレン系樹脂5〜6mgを、10℃/minの昇温速度で40℃から220℃まで昇温して樹脂粒子を融解し、その後10℃/minの降温速度で220℃から40℃まで降温することにより結晶化させた後に、さらに10℃/minの昇温速度で40℃から220℃まで昇温したときに得られるDSC曲線から、2回目の昇温時の融解ピーク温度として求められる値とした(図3、図4のtm参照)。なお、2回目の昇温時のDSC曲線において2つの融解ピークが現れる場合は、吸熱量の大きいほうの融解ピークの温度をtmとした。
上述した高密度ポリエチレン系樹脂もしくは直鎖状低密度ポリエチレン樹脂、または得られたポリプロピレン系樹脂(X)を、80℃にて6時間乾燥させた後、35t射出成形機を用い、シリンダー温度200℃、金型温度30℃にて厚み6.4mmバー(幅12.7mm、長さ127mm)を作製して、一週間以内にASTM D790に準拠して曲げ試験を行い、曲げ弾性率を求めた。
高温熱量比[={Qh/(Ql+Qh)}×100(%)]の測定は、セイコーインスツルメンツ(株)製のDSC6200型示差走査熱量計を用いて、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子5〜6mgを10℃/minの昇温速度で40℃から220℃まで昇温する際に得られるDSC曲線(図1、図2参照)から、算出した。
ポリプロピレン系樹脂発泡粒子の気泡膜が破壊されないように充分注意して発泡粒子のほぼ中央を切断し、その切断面をマイクロスコープ[キーエンス製:VHXデジタルマイクロスコープ]を用いて観察した。
得られたポリプロピレン系樹脂発泡粒子に対して、空気比較式比重計[東京サイエンス(株)製、モデル1000]を用いて、ASTM D2856−87の手順C(PROSEDURE C)に記載の方法に準拠して、体積Vc(cm3)を測定した。
次いで、Vcを測定後のポリプロピレン系樹脂発泡粒子の全量を、エタノールの入ったメスシリンダー中に沈め、メスシリンダーの水位上昇分(水没法)から、ポリエチレン系樹脂発泡粒子の見かけ上の体積Va(cm3)を求めた。
ポリプロピレン系樹脂発泡粒子の連続気泡率は、下記の式によって算出した。
連続気泡率(%)=(Va−Vc)×100/Va
(ポリプロピレン系樹脂発泡粒子の発泡倍率)
得られたポリプロピレン系樹脂発泡粒子3g以上10g以下程度を取り、60℃で6時間乾燥した後、23℃、湿度50%の室内で状態調節し、重量w(g)を測定後、水没法にて体積v(cm3)を測定し、発泡粒子の真比重ρb=w/vを求め、発泡前のポリプロピレン系樹脂粒子の密度ρrとの比から発泡倍率K=ρr/ρbを求めた。
なお、以下に示す実施例および比較例においては、発泡前のポリプロピレン系樹脂粒子(ポリプロピレン系樹脂粒子)の密度ρrは、いずれも0.9g/cm3とした。
本発明の一実施形態に係るポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体の成形性は、型内発泡成形体の表面美麗性(平面部)、表面美麗性(エッジ部)、および成形体寸法に加えて、ポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体の製造方法における最低成形圧力(ゲージ圧)、および、成形サイクル短縮率も含む。
得られたポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体は1時間室温で放置した後、75℃の恒温室内で3時間養生乾燥を行い、再び室温に取出してから室温で24時間放置した後、融着性、表面美麗性評価、成形体寸法評価、成形体密度測定および50%歪時圧縮強度測定を行った。
得られた型内発泡成形体の厚み方向にカッターで深さ5mmの切り込みを入れた後、手で裂き、破断面を目視観察して、発泡粒子界面ではなく、発泡粒子内部が破断している割合を求めて、以下の基準にて、融着性を判定した。
優秀:発泡粒子内部破断の割合が80%以上。
良好:発泡粒子内部破断の割合が60%以上80%未満。
失格:発泡粒子内部破断の割合が60%未満(融着度合いが低いため、破断面に現れる発泡粒子界面割合が40%以上)。
得られた型内発泡成形体の縦300mm×横400mm面を目視観察し、以下の基準にて、表面美麗性を判定した。表面美麗性の粒間(ポリプロピレン系樹脂発泡粒子間の粒間)については、型内発泡成形体の中央部表面50mm四方に存在する個数を目視で数えて判定した。
非常に優秀◎:粒間が0〜2個であり、表面凹凸が目立たず、シワおよび収縮もなく美麗である。
優秀○:粒間が3〜5個であり、表面凹凸が目立たず、シワおよび収縮もなく美麗である。
失格×:粒間が6個以上、もしくは表面凹凸、収縮あるいはシワが若干見られる。
得られた型内発泡成形体の縦300mm×横400mmの面と面とが交差するエッジ部分(稜線部分)を目視観察し、以下の基準にて、表面美麗性を判定した。表面美麗性の粒間(ポリプロピレン系樹脂発泡粒子間の粒間)については、型内発泡成形体の縦方向、および横方向のエッジ部分(稜線部分)に存在する凸凹の個数を目視で数えて判定した。
優秀○:型内発泡成形体の面と面との交差するエッジ部分(稜線部分)においてポリプロピレン系樹脂発泡粒子に起因する凹凸が0〜5個であり、きれいな稜線が得られており金型転写性が良好である。また、エッジ部分を指でこすっても発泡粒子は剥がれ落ちることが無い。
失格×:エッジ部分(稜線部分)においてポリプロピレン系樹脂発泡粒子に起因する凹凸が6個以上と目立ち、金型転写性が悪い。
ポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体の製造方法における成形サイクル時間を、成形開始から成形体を離型する成形終了までの時間とする。高密度ポリエチレン系樹脂(II)を含まず、ポリプロピレン系樹脂(I)のみを基材樹脂とし、発泡剤として二酸化炭素を使用して得られるポリプロピレン系樹脂発泡粒子を用いた、ポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体の製造方法における、成形サイクル時間[T0(秒)]に対して、ポリプロピレン系樹脂(I)に加えて、所定量の高密度ポリエチレン系樹脂(II)を含むポリプロピレン系樹脂を基材樹脂とし、発泡剤として二酸化炭素を使用して得られるポリプロピレン系樹脂発泡粒子を用いたポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体の製造方法における、成形サイクル時間[T1(秒)]を比較し、次式で成形サイクル短縮率を求めた。
成形サイクル短縮率(%)=(T0―T1)/T0×100
成形サイクルに関しては、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子の金型内への充填を開始した時点を成形開始とし、蒸気を金型内に送りこむことで加熱し、次に成形体を水冷し、プランク金型の表面に取付けた面圧計で0.05MPaまで面圧が低下したタイミングで型開し、離型が完了した時点を、成形終了とし、成形開始から成形終了までの時間とし、蒸気の加熱圧は最低成形圧力での比較を行った。
<成形体寸法>
得られた型内発泡成形体の縦寸法を測定して、金型寸法(縦400mm)に対する型内発泡成形体の収縮率を求めて、成形体寸法の評価指標とした。
収縮率(%)=(400(mm)−縦寸法(mm))/400(mm)×100
◎:収縮率が2%以下である。
○:収縮率が2%以上2.3%未満である。
△:収縮率が2.3%以上2.6%未満である。
×:収縮率が2.6%以上である。
本発明の一実施形態に係るポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体の品質は、成形体密度、50%歪時圧縮強度、および連続気泡率を含む。
型内発泡成形体のほぼ中央から、縦50mm×横50mm×厚み25mmのテストピースを切り出した。但し、型内発泡成形体厚み方向の表層を含むおおむね12.5mmずつを切り落とし、厚み25mmのテストピースとした。テストピースの重量W(g)を測定し、テストピースの縦、横、厚み寸法をノギスで測定し体積V(cm3)を算出し、成形体密度をW/Vにて求める。但し、単位がg/Lとなるように換算した。
成形体密度を測定したテストピースを用い、NDZ−Z0504に準拠し、引張圧縮試験機[ミネベア製、TGシリーズ]を用いて、10mm/分の速度で圧縮した際の50%圧縮時の圧縮応力を測定した。
得られた型内発泡成形体に対して、型内発泡成形体のほぼ中央から、縦25mm×横25mm×厚み35mmのテストピースを切り出し、切り出したテストピースを、空気比較式比重計[東京サイエンス(株)製、モデル1000]を用いて、ASTM D2856−87の手順C(PROSEDURE C)に記載の方法に準拠して、体積Vc2(cm3)を測定した。
次いで、Vcを測定後の型内発泡成形体の全体を、エタノールの入ったメスシリンダー中に沈め、メスシリンダーの水位上昇分(水没法)から、型内発泡成形体の見かけ上の体積Va2(cm3)を求めた。
型内発泡成形体の連続気泡率は、下記の式によって算出した。
連続気泡率(%)=(Va2−Vc2)×100/Va2
(実施例1)
[ポリプロピレン系樹脂粒子の作製]
ポリプロピレン系樹脂(I)としてポリプロピレン系樹脂Aを95重量部、高密度ポリエチレン系樹脂(II)として高密度ポリエチレン樹脂Aを5重量部、親水性化合物としてポリエチレングリコールを0.5重量部、および発泡核剤としてタルク0.05重量部を混合した。得られた混合物を、二軸押出機[(株)オーエヌ機械製、TEK45]を用いて、樹脂温度220℃にて溶融混練し、押出されたストランドを長さ2mの水槽で水冷後、切断して、ポリプロピレン系樹脂粒子(1.2mg/粒)を製造した。また、このポリプロピレン系樹脂粒子を用いて、前述の通り曲げ弾性率を評価し、ポリプロピレン系樹脂(X)の曲げ弾性率として表1に記載した。
内容量10Lの耐圧容器中に、得られたポリプロピレン系樹脂粒子100重量部、水300重量部、分散剤としてのパウダー状塩基性第3リン酸カルシウム1.5重量部および分散助剤としてのn−パラフィンスルホン酸ソーダ0.06重量部、ならびに発泡剤として二酸化炭素7.5重量部を仕込み、攪拌しながら、表1に示す発泡温度まで昇温し、10分間保持した後、二酸化炭素を追加圧入して、表1に示す発泡圧力に調整し、30分間保持した。
その後、二酸化炭素を圧入しながら容器内温、圧力を一定に保持しつつ、耐圧容器下部のバルブを開いて、水系分散媒を開孔径3.6mmφのオリフィス板を通して、大気圧下に放出することによってポリプロピレン系樹脂発泡粒子(一段発泡粒子)を得た。得られた一段発泡粒子に関して、高温熱量比、平均気泡径、連続気泡率、および発泡倍率の測定を行った。その結果を、表1に示す。
得られた一段発泡粒子を耐圧容器内に投入し、加圧空気を含浸させ、あらかじめ表1記載の発泡粒子内圧になるように調整したポリプロピレン系樹脂発泡粒子をクラッキング5mmの状態で縦300mm×横400mm×厚み50mmの金型内に充填し、厚み方向に10%圧縮して加熱成形させることにより、ポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体を得た。この際、金型に充填し、完全に型閉した後、まず0.1MPa(ゲージ圧)の水蒸気で金型内の空気を追い出し(予備加熱工程)、その後、予め調べておいた最低成形圧力の加熱蒸気を用いて10秒間加熱成形(両面加熱工程)させることにより、型内発泡成形体を得た。予備加熱工程は10秒、一方加熱工程は2秒、逆一方加熱工程は2秒、両面加熱工程は上記の通り10秒とした。
[ポリプロピレン系樹脂粒子の作製]において、ポリプロピレン系樹脂(I)と高密度ポリエチレン系樹脂(II)との混合比率を90/10に変更した以外は、実施例1と同様の操作により、ポリプロピレン系樹脂粒子、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子およびポリプロピレン系型内発泡成形体を得た。製造条件および評価結果を、表1に示す。
[ポリプロピレン系樹脂粒子の作製]において、ポリプロピレン系樹脂(I)をポリプロピレン樹脂Bに変更した以外は、実施例2と同様の操作により、ポリプロピレン系樹脂粒子、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子およびポリプロピレン系型内発泡成形体を得た。製造条件および評価結果を、表1に示す。
[ポリプロピレン系樹脂粒子の作製]において、ポリプロピレン系樹脂(I)としてポリプロピレン樹脂Aおよびポリプロピレン系樹脂Cを用い、ポリプロピレン樹脂Aとポリプロピレン系樹脂Cと高密度ポリエチレン系樹脂Aとの混合比率を80/10/10となるポリプロピレン系樹脂(X)(tm155℃、MFR=8g/10min)とした以外は、実施例2と同様の操作により、ポリプロピレン系樹脂粒子、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子およびポリプロピレン系型内発泡成形体を得た。製造条件および評価結果を、表1に示す。
[ポリプロピレン系樹脂粒子の作製]において、高密度ポリエチレン系樹脂(II)を高密度ポリエチレン系樹脂Bに変更した以外は、実施例1と同様の操作により、ポリプロピレン系樹脂粒子、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子およびポリプロピレン系型内発泡成形体を得た。製造条件および評価結果を、表1に示す。
[ポリプロピレン系樹脂粒子の作製]において、高密度ポリエチレン系樹脂(II)を高密度ポリエチレン系樹脂Cに変更した以外は、実施例1と同様の操作により、ポリプロピレン系樹脂粒子、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子およびポリプロピレン系型内発泡成形体を得た。製造条件および評価結果を、表1に示す。
[ポリプロピレン系樹脂粒子の作製]において、さらに、カーボンブラックを5重量部追加した以外は、実施例1と同様の操作により、ポリプロピレン系樹脂粒子、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子およびポリプロピレン系型内発泡成形体を得た。製造条件および評価結果を、表1に示す。
[ポリプロピレン系樹脂粒子の作製]において、高密度ポリエチレン系樹脂(II)を高密度ポリエチレン系樹脂Dに変更した以外は、実施例1と同様の操作により、ポリプロピレン系樹脂粒子、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子およびポリプロピレン系型内発泡成形体を得た。製造条件および評価結果を、表1に示す。
[ポリプロピレン系樹脂粒子の作製]において、発泡核剤であるタルクの使用量を0.10重量部に変更した以外は、実施例1と同様の操作により、ポリプロピレン系樹脂粒子、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子およびポリプロピレン系型内発泡成形体を得た。製造条件および評価結果を、表1に示す。
[ポリプロピレン系樹脂粒子の作製]において、発泡核剤であるタルクの使用量を0重量部に変更した以外は、実施例1と同様の操作により、ポリプロピレン系樹脂粒子、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子およびポリプロピレン系型内発泡成形体を得た。製造条件および評価結果を、表1に示す。
[ポリプロピレン系樹脂粒子の作製]において、発泡核剤をシリカ0.05重量部に変更した以外は、実施例1と同様の操作により、ポリプロピレン系樹脂粒子、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子およびポリプロピレン系型内発泡成形体を得た。製造条件および評価結果を、表1に示す。
[ポリプロピレン系樹脂粒子の作製]において、ポリプロピレン系樹脂(I)と高密度ポリエチレン系樹脂(II)との混合比率を100/0(すなわち、ポリプロピレン系樹脂A100重量部)に変更した以外は、実施例1と同様の操作により、ポリプロピレン系樹脂粒子、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子およびポリプロピレン系型内発泡成形体を得た。製造条件および評価結果を、表1に示す。
[ポリプロピレン系樹脂粒子の作製]において、ポリプロピレン系樹脂(I)と高密度ポリエチレン系樹脂(II)との混合比率を80/20に変更した以外は、実施例1と同様の操作により、ポリプロピレン系樹脂粒子、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子およびポリプロピレン系型内発泡成形体を得た。製造条件および評価結果を、表1に示す。
[ポリプロピレン系樹脂粒子の作製]において、高密度ポリエチレン系樹脂(II)の代わりに直鎖状低密度ポリエチレン系樹脂を使用した以外は、実施例1と同様の操作により、ポリプロピレン系樹脂粒子、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子およびポリプロピレン系型内発泡成形体を得た。製造条件および評価結果を、表1に示す。
[ポリプロピレン系樹脂粒子の作製]において、ポリプロピレン系樹脂(I)と高密度ポリエチレン系樹脂(II)との混合比率を100/0(すなわち、ポリプロピレン系樹脂B100重量部)に変更した以外は、実施例3と同様の操作により、ポリプロピレン系樹脂粒子、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子およびポリプロピレン系型内発泡成形体を得た。製造条件および評価結果を、表1に示す。
[ポリプロピレン系樹脂粒子の作製]において、さらに、カーボンブラックを5重量部追加した以外は、比較例1と同様の操作により、ポリプロピレン系樹脂粒子、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子およびポリプロピレン系型内発泡成形体を得た。製造条件および評価結果を、表1に示す。
[ポリプロピレン系樹脂粒子の作製]において、発泡剤を二酸化炭素からイソブタンに変更した以外は、実施例1と同様の操作により、ポリプロピレン系樹脂粒子、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子およびポリプロピレン系型内発泡成形体を得た。製造条件および評価結果を、表1に示す。
[ポリプロピレン系樹脂粒子の作製]において、発泡核剤をタルク0.05重量部とシリカ0.05重量部とに変更した以外は、実施例1と同様の操作により、ポリプロピレン系樹脂粒子、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子およびポリプロピレン系型内発泡成形体を得た。製造条件および評価結果を、表1に示す。
Claims (17)
- メルトフローレートが3g/10分以上20g/10分以下、融点が145℃以上165℃以下であるポリプロピレン系樹脂(I)を85〜99重量%、および、密度が0.93〜0.97g/cm3、かつ、メルトフローレートが0.1g/10分以上15g/10分以下である高密度ポリエチレン系樹脂(II)を1〜15重量%を含んでなるポリプロピレン系樹脂(X)を基材樹脂とする[(I)および(II)の合計量が100重量%]、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子であって、該ポリプロピレン系樹脂(X)に対して1種以下の発泡核剤を含有し、かつ、該ポリプロピレン系樹脂(X)に対して親水性化合物を含有し、かつ、発泡倍率が10倍以上40倍以下であり、平均気泡径が100μm以上250μm以下、連続気泡率が0%以上10%以下であることを特徴とする、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子。
- 上記ポリプロピレン系樹脂(I)の上記融点が148℃以上160℃以下であることを特徴とする、請求項1に記載のポリプロピレン系樹脂発泡粒子。
- 上記高密度ポリエチレン系樹脂(II)の上記融点が125℃以上135℃以下であることを特徴とする、請求項1または2に記載のポリプロピレン系樹脂発泡粒子。
- 上記高密度ポリエチレン系樹脂(II)の上記融点が125℃以上130℃以下であることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載のポリプロピレン系樹脂発泡粒子。
- 上記高密度ポリエチレン系樹脂(II)の曲げ弾性率が800MPa以上1600MPa以下であることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載のポリプロピレン系樹脂発泡粒子。
- 上記ポリプロピレン系樹脂(X)100重量部に対して、1種以下の上記発泡核剤を0.005重量部以上2重量部以下、含有することを特徴とする、請求項1〜5のいずれか1項に記載のポリプロピレン系樹脂発泡粒子。
- 上記親水性化合物が、メラミン、グリセリン、ジグリセリンおよびポリエチレングリコールよりなる群から選ばれる少なくとも1種以上であることを特徴とする、請求項1〜6のいずれか1項に記載のポリプロピレン系樹脂発泡粒子。
- メルトフローレートが3g/10分以上20g/10分以下、融点が145℃以上165℃以下であるポリプロピレン系樹脂(I)を85〜99重量%、および、密度が0.93〜0.97g/cm3、かつ、メルトフローレートが0.1g/10分以上15g/10分以下である高密度ポリエチレン系樹脂(II)を1〜15重量%を含んでなるポリプロピレン系樹脂(X)を基材樹脂とする[(I)および(II)の合計量が100重量%]、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子の製造方法であって、該ポリプロピレン系樹脂(X)に対して1種以下の発泡核剤を含有し、かつ、該ポリプロピレン系樹脂(X)に対して親水性化合物を含有し、かつ、発泡倍率が10倍以上40倍以下であり、平均気泡径が100μm以上250μm以下、連続気泡率が0%以上10%以下であることを特徴とする、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子の製造方法であって、水および無機ガス系発泡剤と共に上記ポリプロピレン系樹脂(X)からなるポリプロピレン系樹脂粒子を耐圧容器の中に収容し、攪拌条件下に分散させ、分散液を得ると共に、昇温および昇圧した後、該耐圧容器の内圧よりも低い圧力域に該耐圧容器の中の該分散液を放出して上記ポリプロピレン系樹脂粒子を発泡させることを特徴とする、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子の製造方法。
- 上記無機ガス系発泡剤が二酸化炭素であることを特徴とする、請求項8に記載のポリプロピレン系樹脂発泡粒子の製造方法。
- 上記ポリプロピレン系樹脂(I)の上記融点が148℃以上160℃以下であることを特徴とする、請求項8または9に記載のポリプロピレン系樹脂発泡粒子の製造方法。
- 上記高密度ポリエチレン系樹脂(II)の上記融点が125℃以上135℃以下であることを特徴とする、請求項8〜10のいずれか1項に記載のポリプロピレン系樹脂発泡粒子の製造方法。
- 上記高密度ポリエチレン系樹脂(II)の上記融点が125℃以上130℃以下であることを特徴とする、請求項8〜11のいずれか1項に記載のポリプロピレン系樹脂発泡粒子の製造方法。
- 上記高密度ポリエチレン系樹脂(II)の曲げ弾性率が800MPa以上1600MPa以下であることを特徴とする、請求項8〜12のいずれか1項に記載のポリプロピレン系樹脂発泡粒子の製造方法。
- 上記ポリプロピレン系樹脂(X)100重量部に対して、1種以下の上記発泡核剤を0.005重量部以上2重量部以下、含有することを特徴とする、請求項8〜13のいずれか1項に記載のポリプロピレン系樹脂発泡粒子の製造方法。
- 上記親水性化合物が、メラミン、グリセリン、ジグリセリンおよびポリエチレングリコールよりなる群から選ばれる少なくとも1種以上であることを特徴とする、請求項8〜14のいずれか1項に記載のポリプロピレン系樹脂発泡粒子の製造方法。
- 請求項1〜7のいずれか1項に記載のポリプロピレン系樹脂発泡粒子を用いた、ポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体の製造方法であって、
上記ポリプロピレン系樹脂(I)単独であるポリプロピレン系樹脂を基材樹脂とするポリプロピレン系樹脂発泡粒子を用いた、ポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体の製造方法における成形サイクルに対して、成形サイクルが5〜20%短いことを特徴とする、ポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体の製造方法。 - 請求項1〜7のいずれか1項に記載のポリプロピレン系樹脂発泡粒子を用いた、ポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体であって、
密度が10g/L以上60g/L以下であり、連続気泡率が0〜10%であることを特徴とする、ポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体。
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