WO2005026255A1 - ポリプロピレン系樹脂組成物、それからなる発泡成形体およびその製造方法 - Google Patents

ポリプロピレン系樹脂組成物、それからなる発泡成形体およびその製造方法 Download PDF

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Kenji Mogami
Ryoji Nakayama
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Definitions

  • the present invention relates to a polypropylene resin composition, a foamed molded article comprising the same, and a method for producing the same.
  • the present invention relates to a polypropylene resin composition suitable for injection foam molding, a foam molded article comprising the same, and a method for producing the same.
  • injection foam molding for foaming for the purpose of weight reduction, cost reduction, and prevention of warpage and sink mark of a molded article has been conventionally performed.
  • polypropylene resin is crystalline and has a low melt tension (melt tension), and foam defects are likely to occur on the surface of the molded product due to the destruction of air bubbles during foaming, and the appearance of silver streaks (or swirl marks) is likely to occur. It was difficult to increase the foaming ratio due to the occurrence of voids in the inside. Further, the rigidity of the obtained molded body was not sufficient because the bubbles were uneven and large.
  • a method for improving the foaming property a method has been proposed in which a crosslinking agent—a silane-grafted thermoplastic resin is added to increase the melt tension of a polypropylene-based resin (for example, see Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-152574). No., JP-A-7-109372).
  • a foam molded article having a high expansion ratio can be obtained by this method, the viscosity at the time of melting is too high, which makes injection molding difficult, and the obtained molded article has poor surface properties.
  • HMS-PP High Melt Strength Polypropylene
  • HMS-PP High Melt Strength Polypropylene
  • HMS-PP exhibiting strain hardening can also be produced by melt-kneading a polypropylene-based resin, an isoprene monomer, and a radical polymerization initiator (Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-187874).
  • HMS-PP As a base resin for injection foam molding, a foam molded product can be obtained.
  • HMS_PP Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-26032.
  • the HMS_PP used here has a melt flow rate of only about 4 g for 10 minutes, has low fluidity during melting, and has a mold cavity with a thin portion with a clearance of about 1-2 mm. Had a problem of becoming a short shot.
  • HMS-PP (30 g l0 min), which has a high melt flow rate, is also known, but although it shows strain hardening, it has a melt tension of only about 0.3 cN and has a high expansion ratio. It was difficult to get.
  • the production of these HMS-PPs uses expensive radiation equipment, the produced HMS-PPs are also expensive, and it is difficult to provide products obtained from them at low cost.
  • It also contains a polypropylene resin with a high melt flow rate and a high melt tension mixed with polyethylene having a specific intrinsic viscosity (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-128854), and a component having a specific intrinsic viscosity by multistage polymerization.
  • a method has also been proposed in which a mixture of a polypropylene resin having a high melt tension and a pyrene resin having a high melt flow rate (JP-A-2003-268145) is used for injection foam molding.
  • JP-A-2003-268145 a polypropylene-based resin does not show remarkable strain hardening property like the HMS-PP having the long-chain branch, bubbles are generated at a high expansion ratio such that the expansion ratio exceeds 2 times. They tended to break down and have internal voids, failing to meet the needs for high rigidity and light weight.
  • An object of the present invention is to provide a polypropylene resin for injection foam molding that has good injection foam moldability and a high expansion ratio, and as a result, a foam molded article having a beautiful appearance, light weight, and excellent rigidity can be obtained at low cost.
  • An object of the present invention is to provide a composition, a foamed molded article comprising the composition, and a method for producing the same.
  • the present invention relates to (A) a linear polypropylene-based resin having a melt flow rate of 10 g or more and 10 g or less, and a melt tension of 2 cN or less. And (B) a modified poly which has a melt flow rate of at least 0.1 lg ZIO and less than 10 g Z10, a melt tension of at least 5 cN, and a strain hardening property.
  • the propylene resin is composed of 5 to 50 parts by weight (the total of the linear polypropylene resin (A) and the modified polypropylene resin (B) is 100 parts by weight).
  • the present invention relates to a polypropylene resin composition.
  • the modified polypropylene resin (B) is a modified polypropylene resin obtained by melt-mixing a linear polypropylene resin, a radical polymerization initiator, and a conjugated gen compound.
  • the present invention relates to the above-mentioned polypropylene resin composition for injection foam molding.
  • the second aspect of the present invention relates to a foamed molded article containing the polypropylene resin composition for injection foam molding described above.
  • a foamed layer having an average cell diameter of 500 ⁇ or less, and a non-foamed layer having a thickness of 10 ⁇ m or more and 100 ⁇ m ⁇ or less formed on at least one surface of the foamed layer
  • a third aspect of the present invention is the foam molding according to the above, wherein the polypropylene resin composition for injection foam molding and a foaming agent are supplied to an injection molding machine, and then injected into a mold and foamed. It relates to a method for producing a body.
  • a mold composed of a fixed mold and a movable mold capable of moving forward and backward to an arbitrary position is used, and after the injection is completed, the movable mold is retracted to foam.
  • Still another preferred embodiment of the method for producing a foamed molded article described above includes: (A) a melt flow rate in a mold previously pressurized with a gas at a pressure higher than a pressure at which foaming does not occur at a flow front of the molten mixture. 50 to 95 parts by weight of a linear polypropylene resin having a melt tension of 2 cN or less, and a melt flow rate of 0 to 100 g / 100 min. 1 g Zl 0 min.
  • melt tension is 5 cN or more
  • modified polypropylene resin showing strain hardening 5 to 50 parts by weight
  • linear polypropylene Resin (A) and modified polypropylene resin (B) Total relates to a process for the preparation of 1 0 0 parts by weight) polypropylene resin consisting and blowing agent and polypropylene resins foamed molded of the wherein molten mixture injected to the characterized by foam molding of.
  • the pressure of pre-pressurizing the mold at the time of injecting the molten mixture is from 0.1 IMPa to 5 MPa, and the polypropylene-based resin foam molding as described above. Body manufacturing method About.
  • the polypropylene resin composition for injection foam molding of the present invention has a good flowability at the time of melting and a high melt tension, and thus has good injection foam moldability. Further, such a polypropylene-based resin composition and a foaming agent are supplied to an injection molding machine and melted.
  • a gaseous body is used in advance at a pressure higher than a pressure at which foaming does not occur at a flow front of the molten polypropylene-based resin composition.
  • a feature of the polypropylene resin composition for injection foam molding of the present invention is that two types of polypropylene resins (A) and (B) having different melt flow rates and melt tensions are used.
  • the linear polypropylene resin (A) used in the present invention has a melt flow rate of 10 g / 10 min to 100 g / 10 min, preferably 15 g Z10O min to 50 g / min. It is 10 minutes or less, and the melt tension is 2 cN or less, preferably 1 cN or less. If the melt flow rate and the melt tension are within the above ranges, short shots are not likely to occur in the production of the injection-molded foamed product even when the mold cavity has a thin portion with a clearance of about 1 to 2 mm.
  • melt flow rate is the value measured at 230 ° C and under a load of 2.16 kg in accordance with ASTM D-1238. Melt tension is used for measuring melt tension.
  • linear polypropylene resin (A) refers to a polypropylene resin having a linear molecular structure, which can be obtained by a usual polymerization method, for example, by using a transition metal compound and an organometallic compound supported on a carrier.
  • the resulting catalyst system eg Ziegler-Natta catalyst
  • specific examples include propylene homopolymers, block copolymers, and random copolymers, and include crystalline polymers.
  • the copolymer of propylene those containing 75% by weight or more of propylene are preferable in that the crystallinity, rigidity, chemical resistance and the like characteristic of the polypropylene resin are maintained.
  • ⁇ -olefins that can be copolymerized include ethylene, 1-butene, isobutene, 1-pentene, 3_methyl_1-butene, 1-hexene, 4-methynole — 1_pentene, 3,4-dimethyl-1-butene, ⁇ -olefins having 2 or 4 to 12 carbon atoms, such as 1-heptene, 3-methyl-11-hexene, 1-octene, 1-decene, cyclopentene, novo ⁇ / nene, tetracyclo [6,2, I 1 , 8 , I 3 ' 6 ] — cyclic olefins such as 4-dodecene, 5-methylene-12-norbornene, 5-ethylidene-12-norbornene, 1,4-hexadiene, methinole-1,4-hexadiene, 7 —Gens such as methyl-1,6-octa
  • the modified polypropylene resin ( ⁇ ) used in the present invention has a melt flow rate of 0.1 g / 10 min or more and less than 10 gZl 0 min, preferably 0.3 gZ 10 min or more and 5 g / 10 min or less. It has a melt tension of 5 cN or more, preferably 8 cN or more, and shows strain hardening properties.
  • the linear polypropylene resin (A ) Good transferability to the mold surface, silver foam is less likely to appear due to less foam breakage at the molten resin flow tip during injection molding, and uniform A foamed molded article with a foaming ratio of 2 times or more, which has fine bubbles and a beautiful surface appearance, can be obtained.
  • the effect of the modified polypropylene resin (B) exhibiting the strain hardening property is that silver streaks due to foam breakage at the molten resin flow tip during injection molding do not easily appear and the surface appearance is beautiful. And a foamed molded article having a high expansion ratio of more than 2 times is easily obtained.
  • the strain hardening property as used herein is defined as an increase in viscosity with an increase in the stretching strain of the melt, and is usually defined by the method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 62-121704, It can be determined by plotting the relationship between elongational viscosity and time measured by a commercially available rheometer. Further, for example, the strain hardening property can also be determined from the fracture behavior of the molten strand at the time of measuring the melt tension. In other words, when the melt tension sharply increases when the take-up speed is increased, this indicates the case where strain hardening is exhibited.
  • modified polypropylene resin (B) examples include a method of irradiating a linear polypropylene resin with radiation or a method of melting and mixing a linear polypropylene resin, a radical polymerization initiator, and a conjugated gen compound. And a modified polypropylene resin containing a high molecular weight component.
  • the modified polypropylene resin obtained by melt-mixing a linear polypropylene resin, a radical polymerization initiator and a conjugated gen compound is advantageous in that it does not require expensive radiation irradiation equipment. It is preferable because it can be manufactured at low cost.
  • Examples of the raw material polypropylene resin used in the production of the modified polypropylene resin (B) are the same as the linear polypropylene resin (A).
  • Examples of the conjugated diene compound include butadiene, isoprene, 1,3-dibutadiene, 2,3-dimethylbutadiene, 2,5-dimethyl-1,2,4-hexadiene, and the like. They may be used in combination. Of these, butadiene and isoprene are particularly preferred because they are inexpensive, easy to handle, and facilitate the reaction to proceed uniformly.
  • the addition amount of the conjugated diene compound is as follows: The amount is preferably from 0.01 to 20 parts by weight, more preferably from 0.05 to 5 parts by weight, based on parts by weight. If the amount is less than 0.01 part by weight, it may be difficult to obtain the effect of the modification, and if the amount exceeds 20 parts by weight, the effect may be saturated and the economical effect may not be obtained.
  • Monomers copolymerizable with the conjugated diene compound for example, vinyl chloride, vinylidene chloride, acrylonitrile, methacrylonitrile, acrylamide, methacrylamide, butyl acetate, acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, maleic anhydride, Metal acrylate, metal methacrylate, methyl acrylate, ethyl acrylate, butynole acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, stearyl acrylate, etc., methyl methacrylate, methyl methacrylate, methacrylate A methacrylate such as butyl acrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, or stearyl methacrylate may be used in combination.
  • Examples of the radical polymerization initiator generally include peroxides and azo compounds.
  • a polypropylene resin or a compound having an ability to extract hydrogen from the conjugated gen compound is preferable.
  • ketone peroxyside or peroxy compound is preferable.
  • Organic peroxides such as xyl ketal, hide mouth peroxide, dialkyl peroxide, disilver oxide, peroxydicarbonate and peroxyester. Among them, those having a particularly high hydrogen abstracting ability are preferable.
  • the amount of the radical polymerization initiator to be added is preferably from 0.01 to 10 parts by weight, more preferably from 0.05 to 2 parts by weight, based on 100 parts by weight of the linear polypropylene resin. The following are more preferred. If the amount is less than 0.01 part by weight, the effect of the reforming may be difficult to be obtained, and if the amount exceeds 10 parts by weight, the effect of the reforming may be saturated and not economical.
  • Kneaders such as rolls, co-kneaders, Banbury mixers, bravenders, single-screw extruders, and twin-screw extruders are used to react linear polypropylene resin, conjugated gen compounds, and radical polymerization initiators.
  • examples include a horizontal stirrer such as a shaft surface renewal machine and a two-shaft multi-disc device, and a vertical stirrer such as a double helical ribbon agitator.
  • a kneader is preferably used, and an extruder is particularly preferred in terms of productivity.
  • the order and method of mixing, kneading (stirring) and mixing the linear polypropylene resin, the conjugated diene compound, and the radical polymerization initiator are not particularly limited.
  • the linear polypropylene-based resin, the conjugated gen compound, and the radical polymerization initiator may be mixed and then melt-kneaded (stirred), or the polypropylene-based resin may be melt-kneaded (stirred) and then mixed with a co-gen compound or a radical initiator. May be mixed simultaneously or separately, collectively or separately.
  • the temperature of the kneading (stirring) machine is preferably from 130 to 300 ° C. from the viewpoint that the linear polypropylene resin melts and does not thermally decompose. In general, the time is preferably 1 to 60 minutes.
  • modified polypropylene resin (B) used in the present invention can be produced.
  • the shape and size of the polypropylene resins (A) and (B) are not limited, and may be pellets.
  • a total of 100 parts by weight of the linear polypropylene resin (A) and the modified polypropylene resin (B) is The amount of the linear polypropylene-based resin (A) is 50 to 95 parts by weight, preferably 60 to 90 parts by weight. The amount of the modified polypropylene resin (B) is 5 to 50 parts by weight, preferably 10 to 40 parts by weight.
  • the polypropylene resin composition for injection foam molding can be obtained by mixing a linear polypropylene resin (A) and a modified polypropylene resin (B).
  • the mixing method is not particularly limited, and can be performed by a known method.For example, dry blending of a pellet-shaped resin using a blender, a mixer, or the like, melt-mixing, melting and mixing with a solvent, etc. Method.
  • a method of dry-blending and then subjecting the mixture to injection foam molding is preferable because the heat history is small and the decrease in melt tension is small.
  • the foamed molded article of the present invention is a molded article obtained by supplying the polypropylene resin composition for injection foaming molding and a foaming agent to an injection molding machine, and then injecting into a mold to foam molding. .
  • the foaming agent that can be used in the present invention is not particularly limited as long as it can be generally used for injection foam molding, such as a chemical foaming agent and a physical foaming agent.
  • the chemical foaming agent is supplied to an injection molding machine after being preliminarily mixed with the resin composition, and is decomposed in a cylinder to generate a gas such as carbon dioxide gas.
  • the chemical foaming agent include inorganic chemical foaming agents such as sodium bicarbonate and ammonium carbonate, and organic chemical foaming agents such as azodicarbonamide, N, N, -dinitrosopentatetramine. Of these, inorganic chemical foaming agents are preferred because they are usually difficult to color, have little decomposition residue, and are apt to become finer bubbles.
  • These inorganic chemical foaming agents include foaming aids such as organic acids such as citric acid, talc, and lithium carbonate, as necessary, in order to stably and uniformly make the cells of the foamed molded product fine.
  • a nucleating agent such as inorganic fine particles may be added.
  • a masterbatch of a polyolefin resin having a concentration of 10 to 50% by weight is used in terms of handleability, storage stability, and dispersibility in polypropylene resin. It is preferably used as The amount of these inorganic chemical foaming agents varies depending on the type and concentration in the masterbatch.
  • the physical foaming agent is injected into the molten resin in the molding machine cylinder as a gaseous or supercritical fluid and dispersed or dissolved.After injection into the mold, the pressure is released, and the physical foaming agent is used as the foaming agent. It works.
  • the physical foaming agent include aliphatic hydrocarbons such as propane and butane, alicyclic hydrocarbons such as cyclobutane and cyclopentane, halogenated hydrocarbons such as chlorodifluoromethane and dichloromethane, nitrogen, and carbon dioxide.
  • the amount of the physical foaming agent varies depending on the type of the foaming agent and the desired expansion ratio, but is generally preferably 0.05% by weight or more and 10% by weight or less with respect to the polypropylene resin composition of the present invention. Is used in the range of 0.1% by weight to 5% by weight, more preferably in the range of 0.2% by weight to 3% by weight.
  • an antioxidant such as a metal deactivator, a phosphorus-based processing stabilizer, an ultraviolet absorber, an ultraviolet stabilizer, a fluorescent brightener, a metal stone test, an antacid, as long as the effects of the present invention are not impaired.
  • Additives such as stabilizers such as adsorbents, crosslinking agents, chain transfer agents, nucleating agents, lubricants, plasticizers, fillers, reinforcing materials, pigments, dyes, flame retardants, and antistatic agents may be used in combination. These additives used as needed are, of course, used within a range that does not impair the effects of the present invention, but are generally used in an amount of 100 parts by weight of the polypropylene resin composition of the present invention.
  • the injection foam molding method will be specifically described.
  • a known method can be applied to the molding method itself, and the molding conditions may be appropriately adjusted according to the MFR of each polypropylene resin, the type of the foaming agent, the type of the molding machine, or the shape of the mold.
  • the resin temperature is 170 to 250 ° C
  • the mold temperature is 100 to 100 ° C
  • the molding cycle is 1 to 60 minutes
  • the injection speed is 10 to 30 O mm.
  • injection pressure 10 to 200 MPa, and the like.
  • the mold is fully filled into the mold to form a non-foamed layer, and by the second injection, the resin that becomes the foamed layer is filled, resulting in a more beautiful appearance and higher foaming ratio. It is more preferable because the rate becomes possible.
  • the polypropylene-based resin melt-kneaded material mixed with a foaming agent in a molding machine is supplied with a gas at a pressure higher than a pressure at which foaming does not occur in the flow front of the molten kneaded material. It is more preferable to employ a so-called force center pressure method of injecting into a mold pressed by a body. At this time, it is preferable to maintain the pressure inside the mold when pressurizing, and generally, to prevent gas leakage from the mold, such as by inserting an O-ring etc. in the mold division surface ⁇ sliding part It is desirable to have a structure that does this.
  • the gas body for pressurizing the inside of the mold is not particularly limited as long as it can suppress foaming of the molten resin at the flow front by pressurization, but it is inexpensive and easy to handle. Gases, particularly nitrogen and carbon dioxide, are preferred.
  • the pressure for pressurizing the mold in advance depends on the type of the polypropylene resin used and the amount of the foaming agent, but is set as low as possible within a range where the surface property improving effect can be obtained in order to simplify the structure of the gas supply device. Is preferred.
  • a high expansion ratio can be obtained with a relatively small amount of the blowing agent, and the occurrence of silver streaks can be minimized, so that the effect can be sufficiently exerted even at a relatively low pressure. it can.
  • it is preferably in the range of not less than 0.2 IMPa and not more than 5 MPa, more preferably not less than 0.2 MPa and not more than 3 MPa. 0.
  • the pressure is less than IMP a, the foaming suppression effect at the flow front is not sufficient, and silver streaks are likely to be formed on the surface of the molded product.
  • gas exhaust from the mold is smooth. In some cases, dents due to gas pools remaining in the mold are easily formed on the surface of the molded body.
  • the timing of exhausting the gas from the mold is not particularly limited, and may be appropriately selected from the start of normal injection to the end of injection.
  • the pressure for pressurizing the inside of the mold is set to IMPa or less in advance, the gas leakage can be prevented even without the O-ring or the like. Since this can be prevented or suppressed by slight gas leakage, the pressure inside the mold can be maintained, and the mold structure can be simplified. Further, when a low counter pressure is sufficient as in the present invention, it is necessary to separately provide a mechanism for removing gas from the mold at a desired timing. It is possible to pressurize and hold the mold using, for example, a gas supplied by a commercially available cylinder.
  • a mold composed of a fixed mold and a movable mold that can move forward and backward at any position is used.
  • the so-called Core Cavity method Moving Cavity method
  • Force A non-foamed layer is formed on the surface, and the foamed layer inside has a high foaming ratio and tends to become uniform fine bubbles. This is preferable because a foamed molded article excellent in quality can be easily obtained.
  • the foamed molded article of the present invention thus obtained has a beautiful appearance, a foamed layer having an average cell diameter of preferably 500 ⁇ m or less, more preferably 200 ⁇ m or less; And a non-foamed layer having a thickness of preferably at least 100 ⁇ and not more than 100 ⁇ m, more preferably at least 100 ⁇ m and not more than 500 m. If the average cell diameter of the foam layer exceeds 500 ⁇ , excellent rigidity may not be obtained. If the thickness of the non-foamed layer is less than 1 ⁇ , the surface does not have a beautiful appearance and the rigidity tends to decrease.If the thickness exceeds 100 ⁇ , it may be difficult to obtain light weight ⁇
  • the expansion ratio of the foamed molded article of the present invention is preferably 2 times or more and 10 times or less, more preferably 3 times or more and 6 times or less, and the wall thickness is preferably 30 mm or less, more preferably 10 mm or less. It is as follows. If the expansion ratio is less than 2 times, it may be difficult to obtain lightness, and if it exceeds 10 times, the rigidity tends to decrease significantly.
  • the expansion ratio referred to in the present invention is obtained from the ratio of the specific gravity of the foamed molded article to that of the non-foamed molded article injection-molded under the same conditions except that no foaming agent is added to the polypropylene resin composition for injection foaming molding. Value.
  • the present invention will be described in more detail with reference to Examples. There is no restriction.
  • test methods and criteria used for various evaluation methods are as follows.
  • Foaming ratio A test piece including a non-foamed layer on the surface was cut out from the foamed molded product, and determined from the ratio of the specific gravity to a separately produced non-foamed molded product having a thickness of 3 mm (Reference Example 1).
  • Average cell diameter, thickness of non-foamed layer Determined from a microscopic photograph of a cross section of the foamed molded product cut in the thickness direction.
  • the average bubble diameter was an average value of arbitrarily selected 20 cells.
  • the average value of the non-foamed layer was the average value of the movable mold side and the fixed mold side.
  • Molded body thickness The average value of three points at both ends and the center of the cross section cut in the thickness direction.
  • melt tension A capillarograph (manufactured by Toyo Seiki Seisakusho) equipped with an attachment for melt tension measurement was used. 1111 11 1 230, from a die having a hole of length 10 m m, the Stra command which has been lowered by the piston descending speed 1 Omm / min take-off at 1 mZ minute, increasing the take-off speed in later stable 40 mZ min 2 When this was done, the pulling load of the pulley with a load cell when it was broken was taken as the melt tension.
  • Injection foaming moldability The number of short shots (defective number) after continuous 20 shot molding was determined and evaluated in the following three stages.
  • PP-1 J 707 (propylene / ethylene block copolymer, menoleto flow rate 23 g / l 0 min, melt tension 1 cN or less) manufactured by Grand Polymer Co., Ltd.
  • PP-2 PM600A manufactured by Sanalomer (homopolymer, melt flow rate 7.5 gZ 10 minutes, melt tension 1 cN or less)
  • MP-2 As a linear polypropylene resin, melt flow rate 9 gZl 0 minutes Polypropylene homopolymer, 0.4 parts by weight of radical polymerization initiator used, supply rate of isoprene monomer at 1 kgZ Modified polypropylene resin obtained in the same manner as MP-1 (except that the melt flow rate was 4 g / 10 min, the maleol tension was 9 cN, and the strain hardening property was obtained).
  • MP- 3 (shown homopolymer, melt flow rate 3 8 10 minutes, melt tension 10 c N, the strain hardening property) Sanaroma Inc. PF 814
  • MP-4 PF 61 1 manufactured by Sanalomer (homopolymer, melt flow rate S O g / l O, melt tension 1 cN or less, showing strain hardening)
  • MP-5 FH6000 manufactured by Chisso (homopolymer, melt flow rate 0.5 g / l 0 min, melt tension 7 cN, does not show strain hardening)
  • BA-2 Polystyrene PEM30S manufactured by Eiwa Chemical Co., Ltd. (decomposition temperature 155 ° C, decomposition gas volume 30 ml / g, low-density polyethylene masterbatch)
  • the linear polypropylene resin (A), the modified polypropylene resin (B), and the inorganic chemical foaming agent were dry-blended at the composition ratios shown in Table 1 to obtain a polypropylene resin composition for injection foam molding.
  • the above resin composition pellet was sprayed on a flat molded body of 31 O mm in length and 190 mm in width by using an “MD350S—IIIDP type” injection molding machine manufactured by Ube Industries, Ltd. Starting foam molded.
  • the mold has a gate structure with one point at the center of the molded product, a valve gate with a diameter of 4 mm, and an inner surface of the cavity that has been textured.
  • the fixed mold and the movable mold that can move forward and backward to any position
  • the format consisted of
  • the mold temperature was 50 ° C for both the fixed mold and the movable mold.
  • the clearance in the mold at the time of injection was 2 mm.
  • the movable mold was retracted, and the final mold clearance was adjusted so as to obtain a predetermined molded body thickness, and foaming was performed.
  • Other molding conditions were cylinder temperature of 200 ° C, injection pressure of 10 OMPa, injection speed of 16 Omm / sec, retraction speed of movable mold during foaming of 50 mm / sec, and cooling time of 90 seconds.
  • Table 2 shows the moldability at this time, and the shape and physical properties of the obtained foam molded article. Since the polypropylene resin composition of the present invention has excellent fluidity, short shots do not easily occur during continuous molding, and the injection foaming moldability is good.
  • the obtained foamed molded product has a molded product thickness of 4.2 to 8.4 mm and an expansion ratio of 2.1 to 4.1 times, and has a high expansion ratio and excellent lightness.
  • the average cell diameter of the foamed layer was 200 ⁇ m or less, and the foamed layer had a non-foamed layer (skin layer) of 200 to 400 ⁇ m, and no voids were found inside the molded body.
  • the surface appearance and the rigidity of the textured surface are equal to or higher than those of the non-foamed molded article having a thickness of 3 mm which was separately manufactured by injection molding.
  • the weight reduction of the foamed molded article of the example relative to the non-foamed molded article of Reference Example 1 is 33%.
  • the modified polypropylene resin and the inorganic chemical foaming agent were not used, the initial cavity clearance was set to 3 mm, and after completion of injection filling, cooling was performed for 90 seconds to take out the non-foamed molded body.
  • Table 2 shows the results.
  • Example 3 The procedure was performed in the same manner as in Example 3 except that the modified polypropylene resin was not used. Table 2 shows the results. When the expansion ratio was doubled, voids were generated inside the foam layer of the molded product, and the rigidity was reduced.
  • Example 2 The procedure was performed in the same manner as in Example 3 except that PP-2 was used as the linear polypropylene resin. Table 2 shows the results. In continuous molding, short shots occurred in 4 out of 20 shots (failure rate: 20%), and it was found that injection foaming moldability was poor.
  • Example 3 was carried out in the same manner as in Example 3, except that MP-4 (melt tension was out of the range of the present invention) was used as the modified polypropylene resin. Table 2 shows the results. When the expansion ratio was doubled, voids were generated inside the foam layer of the molded product, and the rigidity was reduced.
  • MP-4 melt tension was out of the range of the present invention
  • Example 3 The procedure was performed in the same manner as in Example 3 except that MP-5 (which does not exhibit the strain hardening property of the present invention) was used as the modified polypropylene resin. Table 2 shows the results. When the foaming ratio doubled, voids were generated inside the foamed layer of the molded product, and the rigidity was reduced.
  • MP-5 which does not exhibit the strain hardening property of the present invention
  • Example 3 The procedure was performed in the same manner as in Example 3 except that the linear polypropylene-based resin was not used. Table 2 shows the results. In continuous molding, short shots occurred in 5 shots out of 20 shots (defective rate: 25%), demonstrating poor injection foaming moldability. In addition, the surface of the obtained foamed molded article had irregularities, and the surface appearance was poor.
  • Comparative Example 1 PP-1 100 1 ⁇ BA— 15 Comparative Example 2 PP— 2 70 MP— 230 BA— 1 5 Comparative Example 3 PP— 1 70 MP— 4 30 B A- 15 Comparative Example 4 PP— 1 70 MP— 5 30 BA— 15 Comparative Example 5 MP-2 100 BA— 15 Table 2 Injection molding Average non-foamed layer
  • the injection molding machine used was “MD350S-IIIDP type” manufactured by Ube Industries, Ltd., which had a shirt-off nozzle mechanism at the end of the cylinder.
  • the die had a direct sprue gate and a length of 250 mm.
  • the inner surface has a glossy finish with a flat plate-shaped cavity.
  • the O-ring is inserted into the sliding surface of the fixed type movable type.
  • the molding conditions were as follows: resin temperature 200 ° C, mold temperature 50 ° C, injection speed 100 OmniZ seconds, back pressure 5 MPa, cooling time 90 seconds, movable mold retracting during foaming Foam molding was performed at a speed of 5 Omm / sec. That is, the polypropylene resin mixture for injection foam molding obtained by dry-blending the linear polypropylene resin (A), the modified polypropylene resin (B), and the inorganic chemical foaming agent at the composition ratio shown in Table 3 was used.
  • the injection molding machine used in Examples 7 to 10 was changed to a vent type specification (a vent port near the center of the cylinder) to use a molding machine in which the vent portion could be pressurized with carbon dioxide.
  • the carbon dioxide supply rate to the molten resin was controlled by supplying carbon dioxide at a constant pressure using a “carbon dioxide supply device MA C-100”.
  • Injection foam molding obtained by dry blending a linear polypropylene resin (A) with a composition ratio shown in Table 4 and a modified polypropylene resin (B) with 0.5 part of BA-1 added as a nucleating agent.
  • a polypropylene-based resin mixture was supplied to the injection molding machine, and carbon dioxide was supplied as a foaming agent in the same manner as in Examples 7 to 10 except that the pressure at the molding machine vent was supplied as shown in Table 4.
  • a foam molded article was obtained.
  • Tables 5 and 6 show the moldability of Examples 7 to 12, and the shapes and physical properties of the obtained foamed molded products. Since the polypropylene resin composition of the present invention is excellent in fluidity and foaming property, short shot during continuous molding hardly occurs and injection foaming moldability is good. It is good. Further, the surface appearance of the polypropylene resin composition of the present invention can be further improved by applying a counterpressing method.
  • the foamed molded article obtained by such a molding method has a specular gloss, a beautiful surface appearance with almost no sill burst leak, a molded article thickness of 4.3 to 8.2 mm, and an expansion ratio of 2.1 to 4 It is within the range of 0 ⁇ , high foaming ratio and excellent in lightness.
  • the average cell diameter of the foamed layer was 300 ⁇ m or less, and the foamed layer had a non-foamed layer (skin layer) of 300 ⁇ m, and no voids were found inside the molded body.
  • skin layer non-foamed layer
  • the surface appearance and the rigidity are equal to or higher than those of the non-foamed molded article having a thickness of 3 mm, which is separately manufactured by injection molding.
  • a foamed molded article was obtained in the same manner as in Example 8, except that the modified polypropylene resin was not used. Table 5 shows the results. When the expansion ratio doubled, voids were generated inside the foam layer of the molded product, and the rigidity was reduced.
  • a foam molded article was obtained in the same manner as in Example 8, except that PP-2 was used as the linear polypropylene-based resin. Table 5 shows the results. In continuous molding, short shots occurred in 3 out of 20 shots (failure rate: 15%), indicating that injection foaming moldability was poor.
  • a foam molded article was obtained in the same manner as in Example 8, except that the modified polypropylene resin used was MP-4 (melt tension was out of the range of the present invention). Table 5 shows the results. When the expansion ratio was doubled, voids were generated inside the foam layer of the molded product, and the rigidity was reduced.
  • a foam molded article was obtained in the same manner as in Example 8, except that the modified polypropylene resin used was MP-5 (having no strain hardening property of the present invention). Table 5 shows the results. When the expansion ratio doubled, voids were generated inside the foam layer of the molded product, and the rigidity decreased.
  • a foamed molded article was obtained in the same manner as in Example 8, except that the linear polypropylene-based resin was not used. Table 5 shows the results. 4 shots out of 20 shots in continuous molding Short shots occurred in the cuts (20% defect rate), indicating that the injection foaming moldability was poor.
  • a foam molded article was obtained in the same manner as in Example 11 except that the modified polypropylene resin was not used.
  • This comparative example is an example corresponding to the mode disclosed in JP-A-2002-192549. Table 6 shows the results. When the expansion ratio doubled, voids were generated inside the molded body foam layer, and the rigidity was reduced. Also, the obtained molded article had a dent on the surface. It can be seen that simply employing the conventional counter pressure method does not provide a foamed polypropylene resin molded article having a high expansion ratio and rigidity with a beautiful surface.
  • Timing to exhaust gas used for pressurizing the mold in advance (timing)
  • Example 8 ⁇ 7.2 3.5 ⁇ 150 300 ⁇ ⁇ / ⁇
  • Example 9 ⁇ 8.2 4 ⁇ 140 300 ⁇ ⁇ / ⁇
  • the polypropylene resin composition for injection foam molding of the present invention has good injection foam moldability, and the foam molded article obtained thereby has a beautiful surface, light weight, and excellent rigidity. Can be widely used for food packaging containers, home appliances, and building materials.

Description

明細書
ポリプロピレン系樹脂組成物、 それからなる発泡成形体およびその製造方法 技術分野
本発明は、 射出発泡成形に適したポリプロピレン系樹脂組成物、 それからなる 発泡成形体およびその製造方法に関する。 背景技術
ポリプロピレン系樹脂の射出成形において、 軽量化、 コストダウン、 成形体の 反り · ヒケ防止を目的に発泡を行ういわゆる射出発泡成形が従来から行われてき た。 しかし、 ポリプロピレン系樹脂は結晶性でメルトテンション (溶融張力) が 低く、 発泡時に気泡が破壊することにより成形体表面にシルバース トリーク (ま たはスワールマーク) と呼ばれる外観不良が発生しやすく、 さらには内部にボイ ドが発生する等により、 発泡倍率を高くすることは困難であった。 また、 気泡が 不均一で大きいために得られた成形体の剛性も十分でなかつた。
発泡性を改良する方法として、 架橋剤ゃシラングラフト熱可塑性樹脂を添加し てポリプロピレン系樹脂のメルトテンションを高める方法が提案されている (例 えば、 特開昭 6 1— 1 5 2 7 5 4号公報、 特開平 7— 1 0 9 3 7 2号公報) 。 し かし、 この方法では高発泡倍率の発泡成形体が得られるものの、 溶融時の粘度が 上がりすぎ、 射出成形が困難となるとともに、 得られた成形体の表面性も悪いも のであった。
また、 放射線照射により長鎖分岐を導入することで、 通常の線状ポリプロピレ ン系樹脂に比べてメルトテンションが高く、 さらに溶融物の延伸歪みの増加に伴 い粘度が上昇する、 いわゆる歪硬化性を示すポリプロピレン系樹脂がサンァロマ 一社より HM S— P P (ハイ · メルトス トレングス . ポリプロピレン) として巿 販されている (特開昭 6 2 - 1 2 1 7 0 4号公報) 。 同じように歪硬化性を示す HM S— P Pは、 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 剤を溶融混練して製造することもできる (特開平 9— 1 8 8 7 7 4 ) 。 このよう な HM S— P Pを基材樹脂として射出発泡成形に使用することで発泡成形体が得 られることは知られている (特開 200 1— 26032号公報) 。 しかし、 ここ で使用されている HMS _ P Pはメルトフローレートが 4 g 10分程度しかな く、 溶融時の流動性が低く、 金型キヤビティのクリアランスが 1〜 2mm程度の 薄肉部分を有する成形においてはショートショットになりやすい問題があった。 一方、 メルトフローレートが高い HMS— P P (30 g l 0分) も知られてい るが、 歪硬化性は示すものの、 メルトテンションが 0. 3 c N程度しかなく、 高 発泡倍率の発泡成形体を得ることは困難であった。 しかも、 これらの HMS—P Pの製造は高価な放射線設備を使用しているため、 製造される HMS— P Pも高 価となり、 それから得られる製品を安価に提供することは困難である。
また、 特定の極限粘度を有するポリエチレンが混合されたメルトフローレート およびメルトテンションがいずれも高いポリプロピレン系樹脂 (特開 2003— 1 28854号公報) や、 多段重合により特定の極限粘度を有する成分を含有す る高メルトテンションのポリプロピレン系樹脂と高メルトフローレ一トのポリプ 口ピレン系樹脂との混合物 (特開 2003- 268 145号公報) を射出発泡成 形に使用する方法も提案されている。 しかし、 このようなポリプロピレン系樹脂 は、 前記長鎖分岐を有する HMS— PPのような顕著な歪硬化性を示さないため 、 発泡倍率が 2倍を越えるような高発泡倍率の場合には気泡が破壊され、 内部ボ イ ドが発生しやすい傾向になり、 高度な剛性、 軽量化のニーズに応えることがで きなかった。
一方、 従来から表面外観が良好な発泡成形体を得る方法として、 予め金型キヤ ビティ内部を発泡が生じない圧力に加圧しておく方法が知られている (特開昭 5 9 - 227425号公報、 特開平 5— 269 778号公報) 。 しかし、 これらの 方法で得られる発泡成形体はいずれも 2倍未満の低発泡倍率のもので、 高発泡倍 率のものは例示されていない。 さらに、 特開 2002— 1 92549号公報には 、 二酸化炭素を溶解させた溶融樹脂をそのフローフロントで発泡が生じない圧力 以上に加圧された金型キヤビティ内に射出充填し、 該溶融樹脂を金型壁面に押し 付けて表皮層を形成した後、 可動金型を後退させることによる外観美麗な 1. 1 〜4. 0倍の高発泡層を有する射出発泡成形品の製造方法が開示されている。 確 かにこの様な方法によれば倍率 2倍以上で外観美麗な発泡成形品の製造が可能で あるが、 金型の予備加圧に比較的高い圧力 (例示: 7 M P a ) が必要であり、 そ れだけの高圧に耐え得る加圧装置が必要となり、 金型のシール構造等にも必要以 上に注意する事が必要となる。 また、 金型予備加圧が高圧になると発泡時に金型 からガスを抜く際に金型内にガスが残りやすく発泡に悪影響を及ぼし易い傾向に あり、 必要以上にそのタイミングや方法に注意を払う必要が生じるばかり力、 安 定性に欠けるという問題が発生し易くなる。 またポリスチレンやポリカーボネー トなどは例示されているが、 ポリプロピレンについては具体的な例示はなされて いない。
また、 これらの表面性改良方法を前述の発泡性が改良されたポリプロピレン系 樹脂と組み合わせた場合においても、 薄肉での流動性を確保し、 2倍以上の高発 泡倍率で表面性の優れたポリプロピレン系樹脂発泡成形体を得ることは困難であ つた。
なお、 表面性を改良する方法として従来より成形体表面を塗装する、 表面に表 皮材を貼り合わせる等の方法があるが、 これらは環境汚染やリサイクルの問題が あり、 またコスト低減の観点からも、 とくに自動車メーカーから、 これらの工程 を省略する要請がある。
以上のように、 これまでは射出発泡成形性が良好で、 高発泡倍率で高度な軽量 性を有し、 表面外観が美麗で剛性に優れたポリプロピレン系樹脂射出発泡成形体 を得ることは困難であった。 発明の開示
本発明の目的は、 射出発泡成形性が良好で、 しかも、 高発泡倍率であり、 その 結果、 外観美麗かつ軽量性、 剛性に優れた発泡成形体が安価に得られる射出発泡 成形用ポリプロピレン系樹脂組成物、 それからなる発泡成形体およびその製法を 提供することにある。
すなわち本発明は、 (A) メルトフローレートが 1 0 g Z l 0分以上 1 0 0 g / 1 0分以下、 メルトテンションが 2 c N以下である線状ポリプロピレン系樹脂 5 0〜9 5重量部と、 (B ) メルトフローレートが 0 . l g Z l O分以上 1 0 g Z 1 0分未満、 メルトテンションが 5 c N以上で、 かつ歪硬化性を示す改質ポリ プロピレン系樹脂 5〜5 0重量部 (ただし、 線状ポリプロピレン系樹脂 (A) と 改質ポリプロピレン系樹脂 (B ) の合計は 1 0 0重量部) とからなることを特徴 とする射出発泡成形用ポリプロピレン系樹脂組成物に関する。
好ましい実施態様としては、 前記改質ポリプロピレン系樹脂 (B ) 線状ポ リプロピレン系樹脂、 ラジカル重合開始剤、 共役ジェン化合物を溶融混合して得 られる改質ポリプロピレン系樹脂であることを特徴とする前記記載の射出発泡成 形用ポリプロピレン系樹脂組成物に関する。
本発明の第 2は、 前記記載の射出発泡成形用ポリプロピレン系樹脂組成物を含 んでなる発泡成形体に関する。 好ましい実施態様としては、 平均気泡径が 5 0 0 μ πι以下の発泡層と、 該発泡層の少なくとも片側の表面に形成される厚み 1 0 μ m以上 1 0 0 0 μ πι以下の非発泡層とを有する、 発泡倍率が 2倍以上 1 0倍以下 、 肉厚が 3 0 mm以下であることを特徴とする前記記載の発泡成形体に関する。 本発明の第 3は、 前記射出発泡成形用ポリプロピレン系樹脂組成物と発泡剤と を射出成形機へ供給し、 次いで金型内に射出して発泡成形することを特徴とする 前記記載の発泡成形体の製造方法に関する。 好ましい実施態様としては、 固定型 と任意の位置に前進および後退が可能な可動型とから構成される金型を使用し、 射出完了後、 可動型を後退させて発泡させることを特徴とする前記記載の発泡成 形体の製造方法に関し更に別の好ましい実施態様としては、 予め該溶融混合物の フローフロントで発泡が起きない圧力以上にガス体で加圧した金型内に、 (A) メルトフローレートが 1 0 g / 1 0分以上 1 0 0 g Z l 0分以下、 メルトテンシ ヨンが 2 c N以下である線状ポリプロピレン系樹脂 5 0〜9 5重量部と、 (B ) メルトフローレートが 0 . 1 g Z l 0分以上 1 0 g / 1 0分未満、 メルトテンシ ヨンが 5 c N以上で、 かつ歪硬化性を示す改質ポリプロピレン系樹脂 5〜 5 0重 量部 (ただし、 線状ポリプロピレン系樹脂 (A) と改質ポリプロピレン系樹脂 ( B ) の合計は 1 0 0重量部) とからなるポリプロピレン系樹脂と発泡剤との溶融 混合物を射出して発泡成形することを特徴とする前記記載のポリプロピレン系樹 脂発泡成形体の製造方法に関する。 更に好ましい実施態様としては、 前記溶融混 合物を射出する際の、 金型を予め加圧する圧力が 0 . I M P a以上 5 M P a以下 であることを特徴とする前記記載のポリプロピレン系樹脂発泡成形体の製造方法 に関する。
本発明の射出発泡成形用ポリプロピレン系樹脂組成物は、 溶融時の流動性が高 く、 且つ、 メルトテンションも高いことにより、 射出発泡成形性が良好である。 また、 このようなポリプロピレン系樹脂組成物と発泡剤とを射出成形機へ供給し 溶融させ、 好ましくは、 次いで予め該溶融ポリプロピレン系樹脂組成物のフロー フロントで発泡が起きない圧力以上にガス体で加圧した金型内に射出して発泡成 形することで、 得られる発泡成形体は表面にシルバース トリーク等のほとんどな いスキン層を有し、 内部の発泡層、 いわゆるコア層が高発泡倍率で均一微細な気 泡を有したものとなる。 そのため、 極めて外観美麗で軽量性、 剛性に優れている 。 また、 比較的高価な改質ポリプロピレン系樹脂を安価な線状ポリプロピレン系 樹脂で希釈しているために、 このような優れた品質の発泡成形体を容易に、 安価 に提供できる。 発明を実施するための最良の形態
本発明の射出発泡成形用ポリプロピレン系樹脂組成物の特徴は、 メルトフロー レートおよびメルトテンションがそれぞれ異なる二種類のポリプロピレン系樹脂 (A) 、 ( B ) を使用することである。
本発明で使用する線状ポリプロピレン系樹脂 (A) は、 メルトフローレートが 1 0 g / 1 0分以上 1 0 0 g 1 0分以下、 好ましくは 1 5 g Z l O分以上 5 0 g / 1 0分以下であり、 メルトテンションが 2 c N以下、 好ましくは 1 c N以下 である。 メルトフローレートおよびメルトテンションが前記範囲内であれば、 射 出発泡成形体を製造する際に、 金型キヤビティのクリアランスが 1〜 2 mm程度 の薄肉部分を有する成形においてもショートショットになりにく く、 連続して安 定した成形が行えるばかり力、 発泡時に気泡が破壊されにくく、 高発泡倍率とな り、 且つ金型面への転写性が良好であり、 表面外観美麗な発泡成形体が得られる メルトフローレートとは、 A S TM D— 1 2 3 8に準拠し、 2 3 0 °C、 2 . 1 6 k g荷重下で測定したものを言い、 メルトテンションとは、 メルトテンショ ン測定用アタッチメントを付けたキヤピログラフ (東洋精機製作所製) を使用し て、 230°Cで ψ 1 mm、 長さ 1 Ommの孔を有するダイスから、 ピス トン降下 速度 1 OmmZ分で降下させたストランドを 1 mZ分で引き取り、 安定後に 40 mZ分2で引き取り速度を増加させたとき、 破断したときのロードセル付きブー リーの引き取り荷重を言う。 - ここでいう線状ポリプロピレン系樹脂 (A) とは、 線状の分子構造を有してい るポリプロピレン系樹脂であり、 通常の重合方法、 例えば担体に担持させた遷移 金属化合物と有機金属化合物から得られる触媒系 (例えばチーグラー ·ナッタ触 媒) の存在下の重合で得られる。 具体的には、 プロピレンの単独重合体、 ブロッ ク共重合体およびランダム共重合体であって、 結晶性の重合体があげられる。 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—ォレフィンは、 エチレン、 1—ブテン、 ィ ソブテン、 1 _ペンテン、 3_メチル _ 1ーブテン、 1—へキセン、 4ーメチノレ — 1 _ペンテン、 3, 4—ジメチルー 1—ブテン、 1—ヘプテン、 3—メチルー 1一へキセン、 1—ォクテン、 1—デセンなどの炭素数 2または 4〜1 2の α_ ォレフィン、 シクロペンテン、 ノ ボ^/ネン、 テトラシクロ [6, 2, I 18, I 3' 6] — 4—ドデセンなどの環状ォレフィン、 5—メチレン一 2—ノルボルネ ン、 5—ェチリデン一 2 _ノルボルネン、 1, 4一へキサジェン、 メチノレ一 1, 4—へキサジェン、 7—メチルー 1, 6—ォクタジェンなどのジェン、 塩化ビニ ル、 塩化ビニリデン、 アクリ ロニトリル、 酢酸ビュル、 アクリル酸、 メタクリル 酸、 マレイン酸、 アクリル酸ェチル、 アクリル酸プチル、 メタクリル酸メチル、 無水マレイン酸、 スチレン、 メチノレスチレン、 ビニノレトルエン、 ジビニノレべンゼ ンなどのビニル単量体などが挙げられる。 これらのうち、 エチレン、 1—ブテン が耐寒脆性向上、 安価等という点で好ましい。
本発明で使用する改質ポリプロピレン系樹脂 (Β) は、 メルトフローレートが 0. 1 g/10分以上 10 gZl 0分未満、 好ましくは 0. 3 gZ 10分以上 5 g/10分以下であり、 メルトテンションが 5 cN以上、 好ましくは 8 cN以上 で、 かつ歪硬化性を示すものである。 メルトフローレートおよびメルトテンショ ンが前記範囲内に有りかつ歪硬化性を示す場合、 線状ポリプロピレン系樹脂 (A ) への分散性が良好であり、 金型面への転写性が良好であり、 さらに射出成形時 の溶融樹脂流動先端部で破泡しにくくなることからシルバーストリークが出にく くなり、 均一微細な気泡で美麗な表面外観を有する、 発泡倍率 2倍以上の発泡成 形体が得られる。
また、 改質ポリプロピレン系樹脂 (B ) が歪硬化性を示すことの効果は、 射出 成形時の溶融樹脂流動先端部での破泡等に起因するシルバーストリークが出にく くなり表面外観が美麗になり易く、 また発泡倍率 2倍を越える高倍率の発泡成形 体が得られ易くなることである。
ここでいう歪硬化性は、 溶融物の延伸歪みの増加に伴い粘度が上昇することと して定義され、 通常は特開昭 6 2— 1 2 1 7 0 4号公報に記載の方法、 すなわち 市販のレオメーターにより測定した伸長粘度と時間の関係をプロットすることで 判定することができる。 また、 例えばメルトテンション測定時の溶融ス トランド の破断挙動からも歪硬化性を判定できる。 すなわち、 引き取り速度を増加させた ときに急激にメルトテンションが増加する場合は歪硬化性を示す場合である。 このような改質ポリプロピレン系樹脂 (B ) としては、 例えば線状ポリプロピ レン系樹脂に放射線を照射するか、 または線状ポリプロピレン系樹脂、 ラジカル 重合開始剤、 共役ジェン化合物を溶融混合するなどの方法により得られる分岐構 造あるいは高分子量成分を含有する改質ポリプロピレン系樹脂が挙げられる。 こ れらの中で、 本発明においては、 線状ポリプロピレン樹脂、 ラジカル重合開始剤 および共役ジェン化合物を溶融混合して得られる改質ポリプロピレン系樹脂が、 高価な放射線照射設備を必要としない点から安価に製造できる点から好ましい。 この改質ポリプロピレン系樹脂 (B ) の製造に用いられる原料ポリプロピレン系 樹脂としては、 前記線状ポリプロピレン系樹脂 (A) と同じものが例示できる。 前記共役ジェン化合物としては、 例えば、 ブタジエン、 イソプレン、 1, 3 _ へブタジエン、 2, 3—ジメチルブタジエン、 2 , 5—ジメチル一 2, 4 —へキ サジェンなどがあげられるが、 これらを単独または組み合わせ使用してもよい。 これらの中では、 ブタジエン、 イソプレンが安価で取り扱いやすく、 反応が均一 に進みやすい点からとくに好ましい。
前記共役ジェン化合物の添加量としては、 線状ポリプロピレン系樹脂 1 0 0重 量部に対して、 0 . 0 1〜2 0重量部が好ましく、 0 . 0 5〜 5重量部がさらに 好ましい。 0 . 0 1重量部未満では改質の効果が得られにくい場合があり、 また 2 0重量部を越える添加量においては効果が飽和してしまい、 経済的でない場合 がある。
前記共役ジェン化合物と共重合可能な単量体、 たとえば塩化ビニル、 塩化ビニ リデン、 アクリロニトリル、 メタクリロニトリル、 ァクリルァミ ド、 メタクリル アミ ド、 酢酸ビュル、 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、 アクリル酸ェチ ル、 アクリル酸ブチノレ、 アクリル酸 2 _ェチルへキシノレ、 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、 メタクリル酸ェチル、 メタク リル酸ブチル、 メタクリル酸 2—ェチルへキシル、 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。
ラジカル重合開始剤としては、 一般に過酸化物、 ァゾ化合物などが挙げられる 力 ポリプロピレン系樹脂や前記共役ジェン化合物からの水素引き抜き能を有す るものが好ましく、 一般にケトンパーォキサイ ド、 パーォキシケタール、 ハイ ド 口パーォキサイ ド、 ジアルキルパーォキサイ ド、 ジァシルバーォキサイ ド、 パー ォキシジカーボネート、 パーォ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 一 ビス ( t —ブチルパーォキシ) 3, 3, 5—トリメチルシクロへキサン、 1, 1 —ビス · ( t—ブチルパーォキシ) シクロへキサン、 n—ブチノレ 4, 4—ビス ( t —ブチルパーォキシ) ノくレレート、 2, 2—ビス (t _プチルバーオキシ) ブタ ンなどのパーォキシケタール、 ジクミルパーオキサイ ド、 2, 5 _ジメチルー 2 , 5—ジ ( t —ブチルパーォキシ) へキサン、 a, a ' —ビス ( t —ブチルパー ォキシ _ m—イソプロピル) ベンゼン、 t _ブチルタミルパーオキサイ ド、 ジ一 t一ブチルパーオキサイ ド、 2, 5—ジメチルー 2, 5—ジ ( t —ブチルバーオ キシ) へキシン一 3などのジアルキルパーオキサイ ド、 ベンゾィルパーォキサイ ドなどのジァシルバーォキサイ ド、 t一ブチルパーォキシォクテ一ト、 tーブチ ルパーォキシイソプチレート、 t—ブチルパーォキシラウレート、 t _プチルパ 一ォキシ 3, 5, 5—トリメチルへキサノエート、 t—ブチルパーォキシイソプ 口ピルカーボネート、 2, 5—ジメチル _ 2, 5—ジ (ベンゾィルパ一ォキシ) へキサン、 t—ブチノレパーォキシァセテ一ト、 tーブチノレパーォキシベンゾエー ト、 ジ一 t一ブチルパーォキシイソフタレートなどのパーォキシエステルなどの 1種または 2種以上が挙げられる。
ラジカル重合開始剤の添加量としては、 線状ポリプロピレン系樹脂 1 0 0重量 部に対して、 0 . 0 1重量部以上 1 0重量部以下が好ましく、 0 . 0 5重量部以 上 2重量部以下がさらに好ましい。 0 . 0 1重量部未満では改質の効果が得られ にくい場合があり、 また 1 0重量部を越える添加量では、 改質の効果が飽和して しまい経済的でない場合がある。
線状ポリプロピレン系樹脂、 共役ジェン化合物、 およびラジカル重合開始剤を 反応させるための装置としては、 ロール、 コニーダー、 バンバリ一ミキサー、 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、 ダブルへ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、 混練機を使用することが好ましく、 とくに押出機 が生産性の点から好ましい。
線状ポリプロピレン系樹脂、 共役ジェン化合物、 およびラジカル重合開始剤を 混合、 混練 (撹拌) する順序、 方法にはとくに制限はない。 線状ポリプロピレン 系樹脂、 共役ジェン化合物、 およびラジカル重合開始剤を混合したのち溶融混練 (撹拌) してもよいし、 ポリプロピレン系樹脂を溶融混練 (撹拌) したのち、 共 役ジェン化合物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。 混練 (撹拌) 機の温度は 1 3 0〜3 0 0 °Cが、 線 状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 その時間は一般に 1〜 6 0分が好ましい。
このようにして、 本発明に用いる改質ポリプロピレン系樹脂 (B ) を製造する ことができる。
ポリプロピレン系樹脂 (A) 、 ( B ) の形状、 大きさに制限はなく、 ペレット 状でもよい。
本発明の射出発泡成形用ポリプロピレン系樹脂組成物において、 線状ポリプロ ピレン系樹脂 (A) と改質ポリプロピレン系樹脂 (B ) の合計 1 0 0重量部中、 線状ポリプロピレン系樹脂 (A) は、 5 0重量部以上 9 5重量部以下であり、 好 ましくは 6 0重量部以上 9 0重量部以下である。 改質ポリプロピレン系樹脂 (B ) は 5〜 5 0重量部であり、 好ましくは 1 0〜4 0重量部である。 上記配合量で あると、 薄肉部分を有する成形でもショートショットになりにくい上、 均一微細 な気泡を有する 2倍以上の発泡成形体を安価に提供することが出来る。
射出発泡成形用ポリプロピレン系樹脂組成物は、 線状ポリプロピレン系樹脂 ( A) と改質ポリプロピレン系樹脂 (B ) を混合することで得ることが出来る。 混 合方法は特に限定はなく、 公知の方法で行うことが出来、 例えば、 ペレッ ト状の 樹脂をプレンダー、 ミキサー等を用いてドライブレンドする、 溶融混合する、 溶 剤に熔解して混合する等の方法が挙げられる。 本発明においてはドライブレンド した上で射出発泡成形に供する方法が、 熱履歴が少なくて済み、 メルトテンショ ンの低下が少なくなる為、 好ましい。
本発明における発泡成形体は、 前記射出発泡成形用ポリプロピレン系樹脂組成 物と発泡剤とを射出成形機へ供給し、 次いで金型内に射出して発泡成形して得ら れた成形体である。
本発明で使用できる発泡剤は化学発泡剤、 物理発泡剤など射出発泡成形に通常 使用できるものであればとくに制限はない。 化学発泡剤は、 前記樹脂組成物と予 め混合してから射出成形機に供給され、 シリンダー内で分解して炭酸ガス等の気 体を発生するものである。 化学発泡剤としては、 重炭酸ナトリウム、 炭酸アンモ ニゥム等の無機系化学発泡剤や、 ァゾジカルボンアミ ド、 N, N, —ジニトロソ ペンタテトラミン等の有機系化学発泡剤があげられる。 これらのうち、 通常、 着 色し難い、 分解残渣が少ない、 気泡が微細化しやすい等の理由から無機系化学発 泡剤が好ましい。 これらの無機系化学発泡剤には、 発泡成形体の気泡を安定的に 均一微細にするために必要に応じて、 例えばクェン酸のような有機酸等の発泡助 剤やタルク、 炭酸リチウムのような無機微粒子等の造核剤を添加してもよい。 な お上記無機系化学発泡剤を使用する場合は、 通常、 取扱性、 貯蔵安定性、 ポリプ ロピレン樹脂への分散性の点から、 1 0〜5 0重量%濃度のポリオレフイン系樹 脂のマスターバッチとして使用されるのが好ましい。 これら無機系化学発泡剤の 添加量は種類、 マスターバッチ中の濃度によって異なるが、 一般に本発明のポリ プロピレン系樹脂 1 0 0重量部に対して好ましくは、 0 . 1重量部以上 2 0重量 部以下、 更に好ましくは 0 . 5重量部以上 1 0重量部以下の範囲で使用される。 物理発泡剤は、 成形機のシリンダー内の溶融樹脂にガス状または超臨界流体と して注入され、 分散または溶解されるもので、 金型内に射出後、 圧力開放される ことによって発泡剤として機能する物である。 物理発泡剤としては、 プロパン、 ブタン等の脂肪族炭化水素類、 シクロブタン、 シクロペンタン等の脂環式炭化水 素類、 クロロジフルォロメタン、 ジクロロメタン等のハロゲン化炭化水素類、 窒 素、 炭酸ガス、 空気等の無機ガスがあげられる。 これらは単独または 2種以上混 合して使用してよい。 物理発泡剤の使用量は発泡剤の種類および所望の発泡倍率 によって異なるが、 一般に本発明のポリプロピレン系樹脂組成物に対しては 0 . 0 5重量%以上 1 0重量%以下が好ましく、 更に好ましくは 0 . 1重量%以上 5 重量%以下、 より好ましくは 0 . 2重量%以上 3重量%以下の範囲で使用される 。 化学発泡剤および物理発泡剤をそれぞれ上記の範囲で使用することにより、 経 済的に発泡倍率が 2倍以上、 且つ均一微細気泡の発泡成形体が得られ易いばかり 力、、 必要以上に多量の発泡剤を使用しないためシルバーストリークの発生を最小 限に抑制することができる。
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、 金属石験 、 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併用してもよい。 必 要に応じて用いられるこれらの添加剤は、 本発明の効果を損なわない範囲で使用 されるのはもちろんであるが、 一般に本発明のポリプロピレン系樹脂組成物 1 0 0重量部に対して、 好ましくは 0 . 0 1重量部以上 1 0重量部以下使用される。 次に射出発泡成形の方法について具体的に説明する。 成形方法自体は公知の方 法が適用でき、 各ポリプロピレン系樹脂の M F R、 発泡剤の種類、 成形機の種類 あるいは金型の形状によって適宜成形条件を調整すればよい。 通常、 ポリプロピ レン系樹脂の場合は樹脂温度 1 7 0〜 2 5 0 °C、 金型温度 1 0〜 1 0 0 °C、 成形 サイクル 1〜6 0分、射出速度 1 0〜3 0 O mm/秒、射出圧 1 0〜2 0 0 M P a 等の条件で行われる。 また、 射出を二段階で実施することも可能で、 その場合 には一次射出で金型内にフル充填して非発泡層を形成し、 さらに二次射出で発泡 層になる樹脂を充填することで、 より外観美麗な表面を有し、 かつより高発泡倍 率が可能となるので、 一層好ましい。
本発明において、 外観美麗な成形体を容易に成形するために、 成形機内で発泡 剤と混合されたポリプロピレン系樹脂溶融混練物を該溶融混練物のフローフロン トで発泡が起きない圧力以上にガス体で加圧した金型内に射出する、 いわゆる力 ゥンタープレッシャー法を採用することが更に好ましい。 この際、 加圧時には金 型内部の圧力を保持することが好ましく、 一般的には金型分割面ゃ摺動部分に O 一リング等を挿入する等して、 金型からのガス洩れを防止する構造とすることが 望ましい。
前記金型内を加圧するガス体としては、 加圧により溶融樹脂のフローフロント での発泡を抑止できるものであれば良く特に制限はないが、 安価で取り扱いが容 易であるという点から、 無機ガス、 特に窒素、 炭酸ガスが好ましい。
前記予め金型を加圧する圧力は使用するポリプロピレン系樹脂の種類や発泡剤 の量により異なるが、 ガス供給装置の構造を簡略化するためにも表面性改良効果 が得られる範囲で出来る限り低く設定することが好ましい。 本発明においては比 較的少ない発泡剤量で高発泡倍率が得られ、 かつシルバーストリークの発生を最 小限に抑えることができることから、 比較的低い圧力においてもその効果を十分 に発揮することができる。 具体的には 0 . I M P a以上 5 M P a以下の範囲内で あることが好ましく、 さらには 0 . 2 M P a以上 3 M P a以下であることが好ま しい。 0 . I M P a未満では、 十分なフローフロントでの発泡抑止効果が発揮さ れず、 成形体表面にシルバース トリークが形成され易くなり、 5 M P aを越える 圧力では、 金型からのガス排気がスムーズに行われない場合があり、 金型内に残 存したガス溜まりによる凹みが成形体表面に形成され易くなる。 上記加圧圧力範 囲内で有れば、 金型からガスを排気するタイミングは特に制限はなく、 通常射出 開始から射出完了の間で適宜選択すれば良い。 すなわち射出開始と同時に排気を 行ってもシルバーストリーク低減効果は発揮され、 また射出完了と同時に排気し ても排気不良による表面の凹みが形成されることもない。 さらには、 予め金型内 を加圧する圧力を I M P a以下にすると、 前記 O—リング等が無くても、 ガス漏 れが防止できるもしくは僅かのガス洩れで抑えられる為、 金型内の圧力保持が可 能となり、 金型構造を簡略化する事が出来る。 さらに本発明の様にカウンタープ レッシャー圧力が低い圧力で良い場合は、 別途所望のタイミングで金型内からガ スを抜く機構を設ける必要はあるが、 特殊な昇圧装置を用いずとも金型内を加圧 保持する事が可能であり、 例えば市販のボンベにより供されるガスを用いて金型 を加圧することも可能である。
また、 金型内で発泡させる方法としては種々有るが、 なかでも固定型と任意の 位置に前進および後退が可能な可動型とから構成される金型を使用し、 射出完了 後、 可動型を後退させて発泡させる、 いわゆるコアバック法 (Moving C avity法) 力 表面に非発泡層が形成され、 内部の発泡層が高発泡倍率で均一微細気泡にな りやすく、 外観美麗で軽量性、 剛性に優れた発泡成形体が得られやすいことから 好ましい。
このようにして得られる本発明の発泡成形体は、 外観美麗で、 平均気泡径が好 ましくは 5 0 0 μ m以下、 更に好ましくは 2 0 0 μ m以下の発泡層と、 該発泡層 の少なくとも片側の表面に形成される厚みが好ましくは 1 0 μ πι以上 1 0 0 0 μ m以下、 更に好ましくは 1 0 0 m以上 5 0 0 m以下の非発泡層とを有する。 発泡層の平均気泡径が 5 0 0 μ πιを越える場合は優れた剛性が得られない場合が ある。 非発泡層の厚みが 1 Ο μ πι未満では外観美麗な表面にならず、 剛性も低下 する傾向があり、 1 0 0 0 μ πιを越える場合は軽量性が得られにくい恐れがある ο
また、 本発明の発泡成形体の発泡倍率は、 好ましくは 2倍以上 1 0倍以下、 更 に好ましくは 3倍以上 6倍以下、 肉厚は好ましくは 3 0 mm以下、 更に好ましく は 1 0 mm以下である。 発泡倍率が 2倍未満では軽量性が得られにくい場合があ り、 1 0倍を越える場合には剛性の低下が著しくなる傾向がある。 本発明に言う 発泡倍率とは、 射出発泡成形用ポリプロピレン系樹脂組成物に発泡剤を添加しな い以外は発泡成形体と同条件で射出成形した非発泡成形体との比重の比から得ら れた値である。 以下に実施例によって本発明をより詳しく説明するが、 本発明はこれらによつ て何ら制限されるものではない。
実施例および比較例において、 各種の評価方法に用いられた試験法およぴ判定 基準は次の通りである。
(1) 発泡倍率:発泡成形体から表面の非発泡層も含めた試片を切り出し、 別途 作製した肉厚 3 mmの非発泡成形体 (参考例 1 ) との比重の比から求めた。
(2) 平均気泡径、 非発泡層厚み:発泡成形体を厚み方向に切断した断面の顕微 鏡写真より求めた。 平均気泡径については任意に選んだ 20個の平均値とした。 非発泡層は可動型側と固定型側の平均値とした。
(3) 成形体肉厚:厚み方向に切断した断面について、 両端部、 中央部の 3点の 平均値とした。
(4) メルトフローレート : ASTM1 238に準拠し、 温度 230°C、 荷重 2 . 1 6 k gで測定した。
(5) メルトテンション : メルトテンション測定用アタッチメントを付けたキヤ ピログラフ (東洋精機製作所製) を使用した。 230でで 1111111、 長さ 10m mの孔を有するダイスから、 ピス トン降下速度 1 Omm/分で降下させたストラ ンドを 1 mZ分で引き取り、 安定後に 40 mZ分2で引き取り速度を増加させた とき、 破断したときのロードセル付きプーリーの引き取り荷重をメルトテンショ ンとした。
(6) 歪硬化性:上記メルトテンション測定時、 引き取り速度を増加させたとき に急激に引き取り荷重が増加し、 破断に至った場合を 「歪硬化性を示す」 、 そう でない場合を 「歪硬化性を示さない」 とした。
( 7 ) 射出発泡成形性:連続して 20ショット成形したときにショートショット になった個数 (不良個数) を求めて、 次の 3段階で評価した。
不良個数が 0個 〇
不良個数が 1〜2個 ' · · ·△
不良個数が 3個以上 · · · · X
(8) 表面外観:発泡成形体の表面外観 (シルバーや表面凹凸の程度) を、 別途 作製した肉厚 3 mmの非発泡成形体 (参考例 1) と比較して次の 3段階で評価し た。 非発泡成形体と全く同レベルのもの · · · · 〇
成形体末端に部分的に若干あるもの · · · ·△
成形体全面に多いもの X
(9) 内部ボイ ド:発泡成形体を厚み方向に切断した断面を観察し、 発泡層中に ある大きさ 1 mm以上のボイ ドの有無をしらべた。
内部ボイ ドがないもの 〇
有るもの X
(1 0) 剛性: J I S— K69 1 1に準拠し、 試片の長手方向が射出樹脂流れ方 向に直角になるように切り出した試片について測定した曲げ弾性率 (E) と断面 二次モーメント ( I) から次式を用いて曲げ剛性 (G) を求めた。
G = E I ") ここで断面二次モーメント ( I ) は試片の巾 (b) および厚み (h) から次式で 表される。 b h
I = (2)
1 2 別途作製した肉厚 3 mmの非発泡成形体 (参考例 1) から切り出した試片から求 めた曲げ剛性との比較から次の 2段階で剛性を評価した。
非発泡成形体と同等以上のもの · · · ·〇
非発泡成形体より劣るもの X
次に、 実施例、 比較例で使用したポリプロピレン系樹脂、 発泡剤を以下に示す
(A) 線状ポリプロピレン系樹脂
P P— 1 : グランドポリマー社製 J 707 (プロピレン · エチレン . ブロック コポリマー、 メノレトフローレート 23 g/l 0分、 メルトテンション 1 c N以下 )
P P - 2 : サンァロマー社製 PM600 A (ホモポリマー、 メルトフローレ一 ト 7. 5 gZ 10分、 メルトテンション 1 c N以下)
(B) 改質ポリプロピレン系樹脂 MP- 1 :線状ポリプロピレン系樹脂としてメルトフローレート 3 gZl O分 のポリプロピレンホモポリマー 100重量部と、 ラジカル重合開始剤として、 t 一ブチルパーォキシイソプロピルカーボネート 0. 3重量部の混合物を、 44m πιφ二軸押出機 (L/D=38) のホッパーから 50 k gZ時で供給し、 途中に 設けた導入部より定量ポンプを用いてイソプレンモノマーを 0. 25 k g/時の 速度で供給し、 ストランドを水冷、 細断することにより得た改質ポリプロピレン 系樹脂 (メルトフローレート 0. S gZl O分、 メノレトテンション 12 c N、 歪 硬化性を示す)
MP- 2 :線状ポリプロピレン系樹脂として、 メルトフローレ一ト 9 gZl 0 分のポリプロピレンホモポリマー、 ラジカル重合開始剤の使用量を 0. 4重量部 、 ィソプレンモノマーの供給速度を 1 k gZ時とした以外は、 前記 MP— 1と同 様にして得た改質ポリプロピレン系樹脂 (メルトフローレート 4 g/10分、 メ ノレ トテンション 9 cN、 歪硬化性を示す)
MP— 3 :サンァロマー社製 P F 814 (ホモポリマー、 メルトフローレート 38 10分、 メルトテンション 10 c N、 歪硬化性を示す)
MP— 4 : サンァロマー社製 P F 61 1 (ホモポリマー、 メルトフローレート S O g/l O分、 メルトテンション 1 cN以下、 歪硬化性を示す)
MP - 5 : チッソ社製 FH6000 (ホモポリマー、 メルトフローレート 0. 5 g/l 0分、 メルトテンション 7 c N、 歪硬化性を示さない)
(C) 発泡剤
B A- 1 :永和化成社製ポリスレン EE 275 (分解温度 155°C、 分解ガス 量 40m l /g、 低密度ポリエチレンのマスターバッチ)
BA— 2 :永和化成社製ポリスレン P EM30 S (分解温度 155°C、 分解ガ ス量 30m l /g、 低密度ポリエチレンのマスターバッチ)
B A— 3 :純度 99%以上の二酸化炭素
(実施例 1〜 6 )
線状ポリプロピレン系樹脂 (A) 、 改質ポリプロピレン系樹脂 (B) 、 無機系 化学発泡剤を表 1に示す組成比でドライブレンドし、 射出発泡成形用ポリプロピ レン系樹脂組成物を得た。 上記樹脂組成物ぺレッ トを宇部興産機械 (株) 製 「MD 3 5 0 S— I I I D P 型」 の射出成形機を用いて、 縦 3 1 O mm X横 1 9 0 mmの平板成形体を射出発 泡成形した。 なお金型は、 ゲート構造が成形品中央 1点、 φ 4 mm径のバルブゲ ート、 キヤビティ内表面はシボ加工したもので、 固定型と任意の位置に前進およ び後退が可能な可動型とから構成される形式であった。 金型温度は固定型、 可動 型いずれも 5 0 °Cとした。 射出時の型内クリアランスは 2 mmで、 射出充填完了 後直ちに可動型を後退させ、 所定の成形体肉厚になるように最終型内クリアラン スを調整して発泡させた。 その他成形条件は、 シリンダ温度 2 0 0 °C、 射出圧 1 0 O M P a、 射出速度 1 6 O mm/秒、 発泡時の可動型の後退速度 5 0 mm/秒、 冷却時間 9 0秒であった。
このときの成形性、 得られた発泡成形体の形状および物性を表 2に示す。 本発 明のポリプロピレン系樹脂組成物は流動性に優れていることから連続成形時のシ ョートシヨットが起こりにくく、 射出発泡成形性が良好である。 また、 得られた 発泡成形体は成形体肉厚 4 . 2〜8 . 4 mm、 発泡倍率 2 . 1〜4 . 1倍の範囲 内にあり、 高発泡倍率で軽量性に優れている。 発泡層の平均気泡径は 2 0 0 μ m 以下で 2 0 0〜4 0 0 μ mの非発泡層 (スキン層) を有しており、 成形体内部の ボイ ドもみられなかった。 この結果、 別途射出成形により作製した肉厚 3 mmの 非発泡成形体参考例 1と比べて、 同等以上のシボ加工面における表面外観、 剛性 を有していることがわかる。 なお、 参考例 1非発泡成形体に対する実施例発泡成 形体の軽量化は 3 3 %である。
(参考例 1 )
実施例において、 改質ポリプロピレン系樹脂、 無機系化学発泡剤を使用せず、 初期キヤビテイクリアランスを 3 mmとし、 射出充填完了後に 9 0秒間冷却して 非発泡成形体を取り出した。 結果を表 2に示す。
(比較例 1 )
改質ポリプロピレン系樹脂を使用しなかった以外は、 実施例 3と同様にして実 施した。 結果を表 2に示す。 発泡倍率が 2倍になると成形体発泡層内部にボイ ド が発生し、 剛性が低下した。
(比較例 2 ) 線状ポリプロピレン系樹脂が P P— 2を使用した以外は、 実施例 3と同様にし て実施した。 結果を表 2に示す。 連続成形において 2 0ショット中、 4ショット にショートショットが発生し (不良率 2 0 %) 、 射出発泡成形性に劣ることが判 明した。
(比較例 3 )
改質ポリプロピレン系樹脂として、 M P— 4 (メルトテンションが本発明の範 囲外) を使用した以外は、 実施例 3と同様にして実施した。 結果を表 2に示す。 発泡倍率が 2倍になると成形体発泡層内部にボイ ドが発生し、 剛性が低下した。
(比較例 4 )
改質ポリプロピレン系樹脂として、 M P— 5 (本発明の歪硬化性を示さない) を使用した以外は、 実施例 3と同様にして実施した。 結果を表 2に示す。 発泡倍 率が 2倍になると成形体発泡層内部にボイ ドが発生し、 剛性が低下した。
(比較例 5 )
線状ポリプロピレン系樹脂を使用しなかった以外は、 実施例 3と同様にして実 施した。 結果を表 2に示す。 連続成形において 2 0ショット中、 5ショットにシ ョートシヨットが発生し (不良率 2 5 %) 、 射出発泡成形性に劣ることが判明し た。 また、 得られた発泡成形体の表面には凹凸がみられ、 表面外観に劣るもので あった。
線状 改質
ポリプロピレン系樹脂 ポリプロピレン系樹脂 無機系化学発泡剤
(A) (B) 種類 重聽 種類 重量部 種類 重量部 実施例 1 P P— 1 90 MP - 1 10 B A— 1 2 実施例 2 P P— 1 80 MP - 1 20 B A— 2 5 実施例 3 P P— 1 70 MP— 2 30 B A— 1 5 実施例 4 P P— 1 70 MP— 2 30 B A— 2 7. 5 実施例 5 P P— 1 60 MP— 2 40 B A— 1 7. 5 実施例 6 P P - 1 70 MP— 3 30 B A— 1 5 参考例 1 P P— 1 100 ― ― ― ―
比較例 1 P P - 1 100 一 ― B A— 1 5 比較例 2 P P— 2 70 MP— 2 30 B A— 1 5 比較例 3 P P— 1 70 MP— 4 30 B A- 1 5 比較例 4 P P— 1 70 MP— 5 30 B A— 1 5 比較例 5 MP- 2 100 B A— 1 5 表 2 射出 成形体 平均 非発泡層
発泡倍率 内部 表面 発泡 肉厚 気泡径 厚み 剛性
(倍) ボイ ド 外観 成形性 m) ( β m) 実施例 1 〇 4. 2 2. 1 〇 140 400 〇 〇 実施例 2 〇 5. 1 2. 5 〇 1 60 400 △ 〇 実施例 3 〇 6. 5 3. 2 〇 1 20 300 〇 〇 実施例 4 〇 7. 6 3. 7 〇 1 80 300 Δ 〇 実施例 5 Δ 8. 4 4. 1 〇 1 60 200 〇 〇 実施例 6 〇 6. 1 3. 0 〇 1 10 300 〇 〇 参考例 1 〇 3. 0 1 一 ― 〇 ― 比較例 1 〇 4. 1 2. 0 X 220 300 〇 X 比較例 2 X 5. 7 2. 8 〇 140 300 〇 〇 比較例 3 〇 4. 5 2. 2 X 280 300 〇 X 比較例 4 △ 3. 7 1. 8 X 300 300 〇 X 比較例 5 X 6. 8 3. 4 〇 1 80 300 X 〇 (実施例 7〜: 1 0 )
射出成形機はシリンダ先端にシャツトオフノズル機構を有した宇部興産機械 ( 株) 製 「MD 3 5 0 S - I I I D P型」 を使用し、 金型はダイレク トスプルーゲ ートを有し、 縦 2 5 0 mm X横 2 0 0 mmで可動型の位置調整により厚さ可変の 平板形状のキヤビティを有する内面鏡面光沢仕上げのもので、 固定型ノ可動型の 摺動面には O _リングが挿入されたものを使用した。 成形条件としては、 樹脂温 度 2 0 0 °C、 金型温度 5 0 °C、 射出速度 1 0 O mniZ秒、 背圧 5 M P a、 冷却時 間 9 0秒、 発泡時の可動型の後退速度 5 O mm/秒にて発泡成形を実施した。 すなわち、 線状ポリプロピレン系樹脂 (A) 、 改質ポリプロピレン系樹脂 (B ) 、 無機系化学発泡剤を表 3に示す組成比でドライブレンドして得た射出発泡成 形用ポリプロピレン系樹脂混合物を前記射出成形機に供給し、 次いで二酸化炭素 で表 3記載のカウンタープレッシャー圧力に保持されたクリァランス 2 mmの金 型に射出充填するとともに表 3記載のタイミングで型内のガスを排気し、 充填完 了後直ちに可動型を後退させ、 所定の成形体肉厚になるように最終型内クリアラ ンスを調整して発泡させた。
(実施例 1 1〜: 1 2 )
実施例 7〜1 0で使用した射出成形機をベントタイプ仕様 (シリンダ中央付近 にベント口) に変えてベント部分を二酸化炭素で加圧できるようにした成形機を 使用し、 さらに旭エンジニアリング (株) 製 「炭酸ガス供給装置 MA C— 1 0 0 」 を用いて二酸化炭素を圧力一定で供給することで、 溶融樹脂に対する二酸化炭 素供給量を制御した。
表 4に示す組成比の線状ポリプロピレン系樹脂 (A) 、 改質ポリプロピレン系 樹脂 (B ) に造核剤として B A— 1を 0 . 5部加えたものをドライブレンドして 得た射出発泡成形用ポリプロピレン系樹脂混合物を前記射出成形機に供給し、 発 泡剤として二酸化炭素を成形機ベント部分の圧力を表 4のようにして供給した以 外は実施例 7〜 1 0と同様にして、 発泡成形体を得た。
実施例 7〜1 2の成形性、 得られた発泡成形体の形状および物性を表 5および 6に示す。 本発明のポリプロピレン系樹脂組成物は流動性および発泡性に優れて いることから連続成形時のショートショッ卜が起こりにくく射出発泡成形性が良 好である。 また、 本発明のポリプロピレン系樹脂組成物は、 カウンタープレツシ ヤー法を適用することによって、 さらに表面外観を向上させることが可能である 。 このような成形方法によって得られた発泡成形体は、 鏡面光沢を有する、 シル バーストリークがほとんどない表面外観美麗であり成形体肉厚 4 . 3〜8 . 2 m m、 発泡倍率 2 . 1〜4 . 0倍の範囲内にあり、 高発泡倍率で軽量性に優れてい る。 発泡層の平均気泡径は 3 0 0 μ m以下で 3 0 0 μ mの非発泡層 (スキン層) を有しており、 成形体内部のボイ ドもみられなかった。 この結果、 別途射出成形 により作製した肉厚 3 mmの非発泡成形体参考例 1と比べて、 同等以上の表面外 観、 剛性を有していることがわかる。
(比較例 6 )
改質ポリプロピレン系樹脂を使用しなかった以外は、 実施例 8と同様にして発 泡成形体を得た。 結果を表 5に示す。 発泡倍率が 2倍になると成形体発泡層内部 にボイ ドが発生し、 剛性が低下した。
(比較例 7 )
線状ポリプロピレン系樹脂が P P— 2を使用した以外は、 実施例 8と同様にし て発泡成形体を得た。 結果を表 5に示す。 連続成形において 2 0ショット中、 3 ショットにショートショットが発生し (不良率 1 5 %) 、 射出発泡成形性に劣る ことが判明した。
(比較例 8 )
改質ポリプロピレン系樹脂が M P— 4 (メルトテンションが本発明の範囲外) を使用した以外は、実施例 8と同様にして発泡成形体を得た。結果を表 5に示す。 発泡倍率が 2倍になると成形体発泡層内部にボイ ドが発生し、 剛性が低下した。
(比較例 9 )
改質ポリプロピレン系樹脂が M P— 5 (本発明の歪硬化性を有しない) を使用 した以外は、 実施例 8と同様にして発泡成形体を得た。 結果を表 5に示す。 発泡 倍率が 2倍になると成形体発泡層内部にボイ ドが発生し、 剛性が低下した。
(比較例 1 0 )
線状ポリプロピレン系樹脂を使用しなかった以外は、 実施例 8と同様にして発 泡成形体を得た。 結果を表 5に示す。 連続成形において 2 0ショット中、 4ショ ットにショートショットが発生し (不良率 20%) 、 射出発泡成形性に劣ること が判明した。
(比較例 1 1 )
改質ポリプロピレン系樹脂を使用しなかった以外は、 実施例 1 1と同様にして 発泡成形体を得た。 本比較例は、 特開 2002— 1 92549号公報に開示され ている態様に該当する例である。 結果を表 6に示す。 発泡倍率が 2倍になると成 形体発泡層内部にボイ ドが発生し、 剛性が低下した。 また得られた成形体は表面 に凹みが生じたものであった。 従来のカウンタープレッシャー法を採用するのみ では、 高発泡倍率で剛性を有す表面美麗なポリプロピレン系樹脂発泡成形体が得 られないことが判る。
表 3
Figure imgf000026_0001
※ 排気:予め金型の加圧に使用したガスを排気する時期 (タイミング)
• A · · ·射出開始と同時に排気
· Β · · ·射出が半分進行 (溶融樹脂が金型内の半分程度充填) した時点で排気
• C · · ·射出完了 (溶融樹脂が金型内に充満した) と同時に排気 表 4
Figure imgf000027_0001
排気:予め金型の加圧に使用したガスを排気する時期 (タイミング)
A · · ·射出開始と同時に排気
Β · · ·射出が半分進行 (溶融樹脂が金型内の半分程度充填) した時点で排気 C - · ·射出完了 (溶融樹脂が金型内に充満した) と同時に排気
表 5
表面外 射出発 成开体 平均 非発泡
発泡倍率 内部 観シル 泡成形 肉厚 気泡径 層厚み 剛性
(倍) ボイ ド バーノ 性 (mm) (μ m) (μ τα)
凹み 実施例 7 〇 4.9 2.4 〇 130 300 〇 Ο/Ο
実施例 8 〇 7.2 3.5 〇 150 300 〇 Ο/Ο
実施例 9 〇 8.2 4 〇 140 300 〇 Ο/Ο
実施例 10 〇 7.2 3.5 〇 140 300 〇 Ο/Ο
参考例 1 〇 3 1 ―
比較例 6 〇 4.2 2 ·/··■ 200 00 X Δ/Δ
比較例 7 X 7.2 3.5 〇 160 300 〇 Ο/Ο
比較例 8 〇 4.3 2.1 X 250 300 X Α/Α
比較例 9 △ 4.2 2 X 240 300 X Α/Α
比較例 10 X 7.8 3.8 〇 170 300 〇 Ο/Α 表 6
Figure imgf000029_0001
産業上の利用可能性
本発明の射出発泡成形用ポリプロピレン系樹脂組成物は射出発泡成形性が良好 で、 これにより得られた発泡成形体は表面美麗で軽量性、 剛性に優れていること から、 自動車内装材をはじめ、 食品包装用容器や家電、 建材用途に広く使用でき る。

Claims

請求の範囲
1. (A) メルトフローレートが 10 g/10分以上 100 g/10分以下、 メ ルトテンションが 2 c N以下である線状ポリプロピレン系樹脂 50〜95重量部 と、 (B) メルトフローレートが 0. 1 g/10分以上 10 g/10分未満、 メ ルトテンションが 5 c N以上で、 かつ歪硬化性を示す改質ポリプロピレン系樹脂 5〜50重量部 (ただし、 線状ポリプロピレン系樹脂 (A) と改質ポリプロピレ ン系樹脂 (B) の合計は 100重量部) とからなることを特徴とする射出発泡成 形用ポリプロピレン系樹脂組成物。
2. 前記改質ポリプロピレン系樹脂 (B) 力 線状ポリプロピレン系樹脂、 ラジ カル重合開始剤、 共役ジェン化合物を溶融混合して得られる改質ポリプロピレン 系樹脂であることを特徴とする請求項 1記載の射出発泡成形用ポリプロピレン系 樹脂組成物。
3. 請求項 1、 2のいずれかに記載の射出発泡成形用ポリプロピレン系樹脂組成 物を含んでなる発泡成形体。
4. 平均気泡径が 500 jum以下の発泡層と、 該発泡層の少なく とも片側の表面 に形成される厚み 10 μπι以上 1000 μπι以下の非発泡層とを有する、 発泡倍 率が 2倍以上 10倍以下、 肉厚が 3 Omm以下であることを特徴とする請求項 3 記載の発泡成形体。
5. 前記射出発泡成形用ポリプロピレン系樹脂組成物と発泡剤とを射出成形機へ 供給し、 次いで金型内に射出して発泡成形することを特徴とする 1、 2または 3 何れかに記載の発泡成形体の製造方法。
6. 固定型と任意の位置に前進および後退が可能な可動型とから構成される金型 を使用し、 射出完了後、 可動型を後退させて発泡させることを特徴とする請求項 5に記載の発泡成形体の製造方法。
7. 予め該溶融混合物のフローフロン卜で発泡が起きない圧力以上にガス体で加 圧した金型内に、 (A) メルトフローレートが 10 g/ 10分以上 100 g/ 1 0分以下、 メルトテンションが 2 c N以下である線状ポリプロピレン系樹脂 50 〜95重量部と、 (B) メルトフローレートが 0. 1 g/10分以上 10 gZl 0分未満、 メルトテンションが 5 c N以上で、 かつ歪硬化性を示す改質ポリプロ ピレン系樹脂 5〜50重量部 (ただし、 線状ポリプロピレン系樹脂 (A) と改質 ポリプロピレン系樹脂 (B) の合計は 1 00重量部) とからなるポリプロピレン 系樹脂と発泡剤との溶融混合物を射出して発泡成形することを特徴とする請求項 6記載のポリプロピレン系樹脂発泡成形体の製造方法。
8. 前記溶融混合物を射出する際の、 金型を予め加圧する圧力が 0. IMP a以 上 5 MP a以下であることを特徴とする請求項 7記載のポリプロピレン系樹脂発 泡成形体の製造方法。
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