WO2018088428A1 - 発泡粒子成形体及びその製造方法 - Google Patents

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翔太 ▲高▼木
政春 及川
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    • C08J9/12Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a physical blowing agent
    • C08J9/122Hydrogen, oxygen, CO2, nitrogen or noble gases

Definitions

  • the present invention relates to a foamed particle molded body and a method for producing the same.
  • Polyolefin resin foam particles can be molded into various shapes according to the application.
  • Polyolefin resin foam particles obtained by molding the foam particles in-mold are used for various packaging cushioning materials, automotive shock absorbers. It is used for a wide range of applications such as building materials.
  • a foamed particle molded body used for a seat cushion material, a cushioning material or the like is required to have a more flexible molded body in addition to impact buffering properties.
  • An ethylene / ⁇ -olefin copolymer foam (see, for example, Patent Document 1) has been proposed as a new foam that can be used instead of the polyolefin resin foam particles.
  • Patent Document 1 has a description of a foam of an ethylene / ⁇ -olefin copolymer of 150 kg / m 3 or more and 600 kg / m 3 or less, but the foamed particle molded body has not been sufficiently studied, From the viewpoint of a foamed particle molded body having excellent durability, a problem remained. In particular, in the foamed particle molded body having a relatively low magnification of the molded body density region of 150 kg / m 3 or more and 500 kg / m 3 or less, the secondary foamability of the foamed particles is lowered and the fusion property is lowered. It was difficult to obtain expanded particles having excellent durability.
  • the present inventors have made extensive studies focusing on the foamed particle molded body of a block copolymer of a polyethylene block and an ethylene / ⁇ -olefin copolymer block.
  • the present inventors have found that the above problems can be solved, and have completed the present invention. That is, the present invention is as follows. [1] A foamed particle molded body of a block copolymer of a polyethylene block and an ethylene / ⁇ -olefin copolymer block, wherein the density of the foamed particle molded body is 150 kg / m 3 or more and 500 kg / m 3 or less.
  • the foamed particle molded body has a tensile strength of 0.5 MPa or more.
  • the ratio (D2 / D1) of the average cell diameter (D2) of the fused part of the foam particles of the foam particle compact to the average cell diameter (D1) of the foam particle compact is less than 1.0.
  • a manufacturing method of Filled with foamed particles of block copolymer of polyethylene block and ethylene / ⁇ -olefin copolymer block with anionic surfactant adhesion amount of 2 mg / m 2 or more, and heated with water vapor A method for producing a foamed particle molded body, in which the foamed particles are fused to each other.
  • the foamed particle molded body of the present invention is a foamed particle molded body of a block copolymer of a polyethylene block and an ethylene / ⁇ -olefin copolymer block, and the density of the foamed particle molded body is 150 kg / m 3 or more and 500 kg. / M 3 or less, and the tensile strength of the foamed particle molded body is 0.5 MPa or more, so that the foamed particle molded body with a relatively low magnification is excellent in fusion and durability. Can be provided.
  • the foamed particle molded body of the present invention is a foamed particle molded body of foamed particles of a block copolymer of a polyethylene block and an ethylene / ⁇ -olefin copolymer block, and the density of the foamed particle molded body is 150 kg / m. 3 or more and 500 kg / m 3 or less, and the tensile strength of the foamed particle molded body is 0.5 MPa or more.
  • the expanded particle which comprises the expanded molded object of this invention, and the expanded particle molded object are demonstrated in detail.
  • the foamed particle molded body of the present invention is a foamed particle molded body of a block copolymer of a polyethylene block and an ethylene / ⁇ -olefin copolymer block (hereinafter also simply referred to as a block copolymer (I)).
  • Block copolymer (I) The block copolymer (I) has a polyethylene block and an ethylene / ⁇ -olefin copolymer block.
  • the polyethylene block corresponds to a hard block
  • the ethylene / ⁇ -olefin copolymer block corresponds to a soft block.
  • the polyethylene block and the ethylene / ⁇ -olefin copolymer block are preferably arranged in a straight chain. Furthermore, it is preferable not to include the third block.
  • the proportion of the constituent units derived from ethylene in the polyethylene block is preferably greater than 95% by weight, more preferably greater than 98% by weight, based on the weight of the polyethylene block.
  • the proportion of the constituent unit component derived from the ⁇ -olefin is preferably larger than 5% by weight with respect to the weight of the ethylene / ⁇ -olefin copolymer block. More preferably, it is larger than 10 weight%, More preferably, it is larger than 15 weight%.
  • the ratio of polyethylene block can be calculated based on data obtained from differential scanning calorimetry (DSC) or nuclear magnetic resonance (NMR).
  • the ethylene / ⁇ -olefin copolymer block in the block copolymer (I) is preferably a block of a copolymer of a C 3 to C 20 ⁇ -olefin and ethylene.
  • Examples of the ⁇ -olefin copolymerized with ethylene in the ethylene / ⁇ -olefin copolymer block include propylene, 1-butene, 1-pentene, 1-hexene, 1-heptene, 1-octene, 1-octene, and the like.
  • Nonene, 1-decene, 3-methyl-1-butene, 4-methyl-1-pentene and the like can be mentioned, and these can be used in combination.
  • examples of the ⁇ -olefin copolymerized with ethylene include propylene, 1-butene, 1-hexene and 1-octene. -Octene is preferred.
  • the block copolymer (I) may be a diblock structure, a triblock structure, or a multiblock structure, but a multiblock structure is particularly preferable.
  • the multiblock copolymer includes an ethylene / ⁇ -olefin copolymer described in Patent Document 1. Examples of commercially available multiblock copolymers include “Infuse” (trade name) manufactured by Dow Chemical Co., Ltd.
  • the block copolymer (I) can be produced using a known polymerization method using a known olefin polymerization catalyst.
  • the density of the block copolymer (I) is preferably 800 kg / m 3 or more, more preferably 850 kg / m 3 or more, further preferably 860 kg / m 3 or more, and preferably 1000 kg / m 3 or less, more Preferably it is 900 kg / m 3 or less, more preferably 890 kg / m 3 or less.
  • the melting point of the block copolymer (I) is preferably 110 ° C. or higher, more preferably 115 ° C. or higher, and preferably 150 ° C. or lower, more preferably 140 ° C. or lower.
  • compression set at a high temperature can be reduced.
  • the melting point of the block copolymer (I) is raised from 30 ° C. to 200 ° C. at a temperature rising rate of 10 ° C./min based on the heat flux differential scanning calorimetry described in JIS K7121 (1987). Then, the temperature is lowered to 30 ° C.
  • the peak temperature of the endothermic peak having the largest area is taken as the melting point.
  • the flexural modulus of the block copolymer (I) is preferably 10 MPa or more, more preferably 12 MPa or more, still more preferably 15 MPa or more, and preferably 100 MPa or less, more preferably 50 MPa or less, still more preferably 40 MPa or less. It is.
  • the flexural modulus of the block copolymer (I) is a value measured in accordance with the measurement method described in JIS K7171 (2008).
  • additives can be added to the block copolymer (I) as long as the objective effects of the present invention are not impaired.
  • examples of other additives include an antioxidant, an ultraviolet ray inhibitor, an antistatic agent, a flame retardant, a flame retardant aid, a metal deactivator, a conductive filler, and a bubble regulator. These additives in total are preferably 20 parts by weight or less, more preferably 10 parts by weight or less, and still more preferably 5 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the block copolymer (I). These additives are usually used in the minimum necessary amount. Moreover, these additives can be contained in the polymer particles by, for example, adding and kneading them together with the block copolymer (I) in the extruder when producing the polymer particles.
  • the block copolymer (I) may contain a polymer other than the block copolymer (I) as long as the object effects of the present invention are not impaired.
  • polymers other than the block copolymer (I) include thermoplastic resins such as polyolefin resins (for example, polyethylene resins, polypropylene resins, polybutene resins), polystyrene resins, and thermoplastic elastomers. Is mentioned.
  • the blending ratio of the other polymer is preferably 10 parts by weight or less, more preferably 5 parts by weight or less, based on 100 parts by weight of the block copolymer (I), and consists of only the block copolymer (I). Is particularly preferred.
  • the density of the foamed particle molded body of the present invention (molded body density) is 150 kg / m 3 or more and 500 kg / m 3 or less. If the density of the foamed particle compact is less than 150 kg / m 3 , the intended purpose cannot be achieved, and if it exceeds 500 kg / m 3 , it may be difficult to obtain a good foam particle compact.
  • the density (kg / m 3 ) of the foamed particle molded body can be obtained by dividing the weight W (g) of the molded body by the volume V (L) (W / V). The volume V of the foamed particle molded body can be measured by a submerging method.
  • the tensile strength of the foamed particle molded body of the present invention is 0.5 MPa or more. When the tensile strength of the foamed particle molded body is less than 0.5 MPa, the durability is inferior. Since the foamed particle molded body of the present invention is particularly excellent in tensile strength, it can be applied to applications in which impact is applied locally or strain resistance is required. For example, in applications such as seat cushion materials, seat core materials, sports pad materials, shoe sole materials, packing materials, and the like, if the expanded strength of the foamed particle molded body is 0.5 MPa or more, the foamed particle molded body may be damaged. Is prevented and has excellent durability.
  • the tensile strength of the foamed particle molded body is more preferably 0.6 MPa or more.
  • the upper limit of the tensile strength of the foamed particle molded body is generally 1 MPa, preferably 0.9 MPa.
  • the tensile strength can be measured according to JIS K6767 (1999).
  • the test piece for measuring the tensile strength shall be a cut piece (excluding the skin portion) so that all faces are cut out from the foamed particle molded body.
  • the average cell diameter (D1) of the foamed particle molded body is preferably 100 ⁇ m or more and 300 ⁇ m or less. If it is in the said range, the bubble of a foamed particle can endure secondary foaming, and it becomes a foamed particle molded object which is excellent in a melt
  • the average bubble diameter (D1) is measured as follows in accordance with ASTM D3576-77. Specifically, first, a photograph is taken at a magnification of 30 times with a scanning electron microscope on a cut surface obtained by roughly dividing the center portion of the foamed particle compact. In the obtained cross-sectional photograph, straight lines are drawn at equal intervals in eight directions from the vicinity of the center of one expanded particle in the molded body to the fused part of the expanded particles, and all the number of bubbles intersecting the straight line are counted. Then, a value obtained by dividing the total length of the straight line by the counted number of bubbles is defined as the average chord length of the bubbles.
  • the bubble diameter of the foamed particle molded body is calculated.
  • the above measurement is performed on 10 or more individual expanded particles forming the molded body, and the average value is taken as the average cell diameter (D1) of the expanded particle molded body.
  • the average cell diameter (D2) of the fused part of the foamed particle molded body is preferably 5 ⁇ m or more and 50 ⁇ m or less.
  • the fusion part refers to a region adjacent to the fusion interface between the foamed particles, which is formed by fusing the foamed particles in the mold during molding of the foamed particle molded body.
  • the average cell diameter of the foamed particle fusion part in the foamed particle molded body is preferably 10 ⁇ m or more, and preferably 30 ⁇ m or less.
  • the average bubble diameter (D2) is measured as follows according to ASTM D3576-77. First, a photograph of the cut surface obtained by dividing the center part of the foamed particle molded body into approximately two parts is taken with a scanning electron microscope at a magnification of 30 times. In one foamed particle forming the molded body of the obtained cross-sectional photograph, 32 straight lines are drawn in all directions at equal intervals from the fused part on the surface of the foamed particle to the center of the foamed particle.
  • the distance on the straight line from the fused part to the next bubble film is measured in the bubble adjacent to the fused part that intersects with.
  • the arithmetic average of these measured values is taken as the bubble diameter of the fused part of the foamed particles of the foamed particle molded body.
  • the above measurement is performed on 10 or more individual foamed particles forming the molded body, and the average value is defined as the average cell diameter (D2) of the fused part of the foamed particles of the foamed particle molded body.
  • the ratio (D2 / D1) of the average cell diameter (D2) of the fused part of the foamed particle molded body to the average cell diameter (D1) of the foamed particle molded body is preferably less than 1.0. 0.05 or more and 0.5 or less is more preferable, and 0.1 or more and 0.3 or less is still more preferable. If it is in the said range, the bubble diameter of the fusion
  • the thickness (T2) of the foam film formed by fusing the foam particles in the foam particle molded body In the foamed particle molded body, the thickness (T2) of the cell membrane formed by fusing the foamed particles is preferably 20 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less.
  • the foamed particle molded body is formed by fusing the foamed particles in a mold at the time of molding. Since the surfaces of the expanded particles are softened and fused by the heating medium, the thickness (T2) of the bubble film formed by fusing the expanded particles in the expanded particle molded body is larger than that of the bubble film inside the expanded particles. Also thicken.
  • the thickness (T2) of the cell membrane formed by fusing the foam particles is 20 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less, a foam particle molded body having excellent tensile strength is obtained.
  • the thickness of the foam film formed by fusing the foamed particles in the foamed particle molded body is also in the above range.
  • the thickness (T2) of the bubble film formed by fusing the expanded particles of the expanded particle molded body is more preferably 23 ⁇ m or more, and further preferably 25 ⁇ m or more. And more preferably 70 ⁇ m or less, still more preferably 50 ⁇ m or less.
  • foamed particles having excellent meltability may be molded in the mold, and the amount of the anionic surfactant attached is 2 mg or more.
  • a foamed particle molded body that is firmly fused can also be obtained by filling the particles in a mold and heating them with water vapor to fuse the foamed particles together. In this case, even when the surface layer thickness of the foamed particles is relatively large, the dispersant adhering to the surface of the foamed particles is removed, so that a foamed particle molded body having excellent tensile strength can be obtained.
  • the foamed film formed by fusing the foamed particles with each other has a thickness (T2) of 40 ⁇ m or more, it is possible to obtain a foamed particle molded article having excellent fusing properties. Therefore, even when the secondary foamability of the foamed particles is lowered in the relatively high molded product density region as in the present invention, the surface layer thickness of the foamed particles is reduced as described above, A foamed particle molded article having excellent durability can be obtained by in-mold molding using foamed particles having improved fusing properties, such as by performing a coating treatment.
  • the thickness (T2) of the bubble film formed by fusing the expanded particles is measured as follows.
  • the cut surface obtained by dividing the foamed particle molded body into approximately two parts is magnified 300 times with a scanning electron microscope and photographed.
  • the thickness of the part of the bubble film located between the connected foam particles at at least 10 locations in the obtained cross-sectional photograph is fused.
  • the arithmetic average value of these measured values is defined as the thickness of the bubble film formed by fusing the expanded particles.
  • the thickness of the bubble film formed by fusing the expanded particles indicates the shortest distance on the bubble film between the bubbles in the surface layer portion of the adjacent expanded particles.
  • the average cell thickness (T1) of the foamed particle molded body is preferably 2 ⁇ m or more and 20 ⁇ m or less. If it is in the said range, the bubble film
  • the average cell thickness of the foamed particle molded body is measured as follows. The cut surface obtained by dividing the center part of the foamed particle molded body into approximately two parts is photographed with a scanning electron microscope at a magnification of 300 times. In the obtained cross-sectional photograph, the thickness of the bubble film in at least 10 places excluding the fused part is measured. The arithmetic average value of these measured values is taken as the cell thickness of the foamed particle molded body. The thickness of the bubble film indicates the shortest distance on the bubble film.
  • the ratio (T2 / T1) of the thickness (T2) of the foam film formed by fusing the foam particles to the average cell thickness (T1) of the foamed particle molded body of the present invention is preferably 2 or more and 6 or less. is there. When (T2 / T1) is 2 or more and 6 or less, it is possible to obtain a foamed particle molded body that is further excellent in fusion property and excellent in durability.
  • the content of the cell regulator in the foamed particle molded body of the present invention is preferably 0.05 parts by weight or more and 5 parts by weight or less, based on 100 parts by weight of the block copolymer (I), and 0.05 parts by weight.
  • the amount is more preferably 1 part by weight or less and further preferably 0.05 part by weight or more and 0.5 part by weight or less.
  • the bubble regulator is an inorganic or organic particle blended in the block copolymer (I) at the time of foaming.
  • talc talc, mica, zinc borate, calcium carbonate, silica, titanium oxide
  • inorganic substances such as gypsum, zeolite, borax, aluminum hydroxide, carbon, etc.
  • polyfluorinated ethylene resin powders such as phosphate nucleating agents, phenolic nucleating agents, amine nucleating agents, polytetrafluoroethylene (PTFE), etc.
  • Organic nucleating agents such as A preferred cell regulator is zinc borate or polytetrafluoroethylene (PTFE), and a more preferred cell regulator is zinc borate.
  • the air-conditioning agent When the air-conditioning agent is contained in the above-mentioned range in the block copolymer (I) constituting the foamed particle molded body, it is easy to obtain foamed particles having a cell structure with improved fusibility.
  • the foamed particle molded body is excellent in durability with a tensile strength of 0.5 MPa or more.
  • the content of the air bubble regulator is more preferably 0.8 parts by weight or more and 3 parts by weight or less, and further preferably 1 part by weight or more and 3 parts by weight or less.
  • the average particle diameter of the air conditioner is preferably 0.01 ⁇ m or more, more preferably 0.1 ⁇ m or more, and preferably 50 ⁇ m or less, more preferably 30 ⁇ m or less.
  • the average particle diameter means a median diameter (d50) measured by laser diffraction / scattering particle size distribution measurement.
  • the air-conditioning agent is added together with other additives in the multiblock copolymer melted by an extruder when granulating the polymer particles.
  • a master batch method is used in which a master batch to which the air conditioner is added at a high concentration is prepared, and this master batch is melt-kneaded with the block copolymer (I) in the extruder. It is preferable to adopt.
  • the shrinkage ratio of the foamed particle molded body is preferably 5% or less, more preferably 3% or more and 5% or less. It can be said that it is a more preferable aspect from a viewpoint with which a foamed particle molded object becomes easy to manufacture that the shrinkage rate of a foamed particle molded object is 5% or less.
  • the shrinkage ratio of the foamed particle molded body is the widthwise dimension of the foamed particle molded body after curing, obtained by drying the foamed particle molded body in an oven at 60 ° C. for 12 hours and then gradually cooling to room temperature. Measure and obtain the shrinkage ratio of the foamed particle molded body from the ratio of the widthwise dimension of the foamed particle molded body to the widthwise dimension of the molding die.
  • the rebound resilience of the foamed particle molded body is preferably 50% or more and 57% or less. If it is in the said range, since it is excellent in durability at low foaming ratio and has moderate resilience, it becomes a foamed particle molded body excellent in balance. In addition, the impact resilience of the foamed particle molded body can be measured based on JIS K6255 (2013).
  • the rebound resilience of the block copolymer (I) itself constituting the foamed particle molded body is preferably 40% or more and 60% or less. If the rebound resilience of the block copolymer (I) is within the above range, the cell membrane can exhibit sufficient rebound resilience in the foam structure of the foamed particle molded body formed by fusing the foam particles together. It will be a thing.
  • the rebound resilience of the block copolymer (I) constituting the foamed particle molded body is the foamed particle or foamed particle molded It is the measured value of the block copolymer (I) after performing the sample of the block copolymer (I) which comprises a body, ie, the crosslinking process mentioned later.
  • the rebound resilience of the block copolymer (I) constituting the foamed particle molded body is preferably 45% or more, and preferably 60% or less.
  • the tensile elongation of the foamed particle molded body of the present invention is preferably 100% or more. If it is in the said range, the melt
  • the xylene-insoluble content (xylene-insoluble content by the hot xylene extraction method) of the foamed particle molded body is 10% by weight to 70% by weight with respect to the total amount of the foamed particle molded body. Is preferable, and it is more preferable that it is 30 to 70 weight%. If the xylene-insoluble content is within the above range, the strength of the cell membrane is excellent, the desired tensile strength can be obtained, and the fusibility between the foamed particles is excellent, so that the durability is excellent.
  • the xylene-insoluble content of the expanded particles is more preferably 35% by weight or more, particularly preferably 40% by weight or more, and further preferably 60% by weight or less, particularly preferably 55% by weight or less.
  • xylene-insoluble matter is one of the indexes indicating the cross-linked state of the block copolymer (I) constituting the foamed particle molded body, and can be measured by the following method.
  • the xylene-insoluble matter in the foamed particle molded body can be adjusted not only by the addition amount of a crosslinking agent described later, but also by stirring conditions, temperature rising conditions, and the like when the polymer particles are crosslinked in a sealed container.
  • xylene insoluble matter about 1.0 g of a test piece obtained by cutting a part of the foamed particle compact was weighed to obtain a sample weight W1, and the weighed test piece was placed in a 150 mL round bottom flask, and 100 mL of xylene was added. After heating with a mantle heater and refluxing for 6 hours, the residue that remained undissolved was separated by filtration through a 100 mesh wire mesh and dried in a vacuum dryer at 80 ° C. for 8 hours or longer.
  • the closed cell ratio of the foamed particle molded body is preferably 60% or more.
  • the closed cell ratio of the foamed particle molded body is more preferably 70% or more, and further preferably 75% or more.
  • the closed cell ratio of the foamed particle molded body can be measured with an air-comparing hydrometer “930” (manufactured by Toshiba Beckman Co., Ltd.) in accordance with Procedure C described in ASTM-D2856-70.
  • the foamed particle molded body of the present invention is measured after 22 hours have elapsed after being compressed at 50 ° C. for 22 hours and then released at a temperature of 50 ° C. at atmospheric pressure with the molded body distorted by 25%.
  • the compression set is preferably 15% or less, more preferably 12% or less, and still more preferably 10% or less. If it is in the above range, it is excellent in recoverability of the shape after the foamed particle molded body is compressed, so that it is suitable for applications such as a seat cushion material, a sports pad material, a shoe sole material, and packing.
  • the foamed particle molded body of the present invention has excellent recoverability even under compression conditions at high temperatures.
  • the foamed particle molded body is composed of the block copolymer (I), and the melting point of the block copolymer (I) is 110 ° C. or higher and 150 ° C. or lower.
  • the compression set can be measured according to JIS K6767 (1999).
  • the compression stress at the time of 50% strain of the foamed particle molded body is preferably 250 kPa or more. Even if the foamed particle molded body of the present invention is a foamed particle molded body having a relatively low magnification, a large compressive stress at 50% strain and high rigidity, the tensile strength is high. Moreover, it is preferable that the energy absorption amount at the time of 50% distortion of a foaming particle molded object is 65 J / L or more. If it is in the said range, it will become a favorable foamed particle molded object which made the resilience and energy absorption compatible.
  • the energy absorption amount is preferably 70 J / L or more.
  • the energy absorption amount was determined by performing a compression test under the conditions of a test piece temperature of 23 ° C. and a compression speed of 10 mm / min in accordance with JIS K7220 (1999), and obtaining a stress-strain diagram.
  • the energy absorption amount per unit volume is obtained from the equation (2), and the energy absorption amount of the molded product can be obtained by converting the energy absorption amount into J (joule) / L (liter) units.
  • Energy absorption amount per unit volume (kgf / cm / cm 3 ) stress at 50% strain (kgf / cm 2 ) ⁇ energy absorption efficiency up to 50% strain ⁇ 0.5 (cm / cm) (2)
  • the block copolymer (I) and a foaming agent are supplied to an extruder and melted, and the block copolymer (I) is extruded and foamed from a die attached to the tip of the extruder.
  • the block copolymer (I) foam is produced by the above method, and after cooling them, pelletized by cutting, and after the block copolymer (I) particles are produced, the particles are contained in a sealed container.
  • the foamed particles can be produced by, for example, supplying the block copolymer (I), the cross-linking agent and the foaming agent to an extruder and melting the block copolymer (I).
  • the block copolymer (I) is foamed by extrusion foaming from a die attached to the tip of the extruder to produce a crosslinked foam of the block copolymer (I).
  • they are pelletized by pelletizing them, and the foamed crosslinked particles obtained by the following steps (A) to (B) are discharged from a closed container and foamed to obtain foamed particles.
  • the method of crosslinking the polymer particles using an organic peroxide has been shown.
  • the crosslinking treatment in the present invention is not limited to using an organic peroxide, and other known methods such as, for example, Then, by performing a crosslinking treatment using an electron beam crosslinking method or the like, crosslinked particles or expanded particles can be obtained.
  • block copolymer (I) as shown by the process (A) mentioned later is knead
  • Non-foamed particles are produced by a process or the like.
  • the foamed particle can be manufactured through the process (B) including bridge
  • the melt flow rate of the block copolymer (I) at 190 ° C. and a load of 2.16 kg is preferably 2 g / 10 min or more, more preferably 3 g / It is selected from the range of 10 minutes or more, more preferably 4 g / 10 minutes or more, and preferably 10 g / 10 minutes or less, more preferably 8 g / 10 minutes or less, and even more preferably 7 g / 10 minutes or less. it can.
  • the melt flow rate is within the above range, the fusion property of the foamed particles of the block copolymer (I) is good, and the recoverability of the foamed particle molded body is also excellent.
  • This melt flow rate is measured according to JIS K7210-1 (2014) under the conditions of a temperature of 190 ° C. and a load of 2.16 kg.
  • the block copolymer (I) before the crosslinking step described later is used. Value.
  • Step (A): Block copolymer kneading and granulating step A method in which a block copolymer is supplied to an extruder, kneaded to obtain a melt-kneaded product, the melt-kneaded product is extruded from the extruder into a strand shape, and the strand is cut into a size suitable for forming expanded particles, etc.
  • the particles of the block copolymer (I) (hereinafter sometimes referred to as “polymer particles”) are produced by a known granulation method. For example, in the above-described method, the melt-kneaded product extruded into a strand shape is cooled by water cooling and then cut into a predetermined length, whereby polymer particles having a target particle weight can be obtained.
  • the average weight per one of the polymer particles is preferably 0.8 mg or more and 8 mg or less.
  • the polymer particles contain known additives such as flame retardants, flame retardant aids, plasticizers, antistatic agents, antioxidants, ultraviolet absorbers, light stabilizers, conductive fillers and antibacterial agents. It may be. Moreover, it is preferable to also contain a bubble regulator by the method using a masterbatch at the stage of a polymer particle. These additives can be added in the step of obtaining polymer particles during kneading in step (A).
  • the foamed particles used in the present invention have the desired average by changing the foaming conditions such as the type of foam regulator, the amount added, the foaming method, the foaming temperature, the foaming agent amount, the foaming atmosphere, and the like. Foamed particles having a cell diameter and an average surface layer thickness can be obtained. For example, if the amount of bubble regulator (bubble nucleating agent) added is increased, the amount of bubble nuclei increases, so bubbles tend to be smaller and the bubble film thickness to be thinner.
  • the foaming conditions such as the type of foam regulator, the amount added, the foaming method, the foaming temperature, the foaming agent amount, the foaming atmosphere, and the like.
  • Foamed particles having a cell diameter and an average surface layer thickness can be obtained. For example, if the amount of bubble regulator (bubble nucleating agent) added is increased, the amount of bubble nuclei increases, so bubbles tend to be smaller and the bubble film thickness to be thinner.
  • the polymer particles are dispersed in a dispersion medium such as water in a closed container such as an autoclave together with a crosslinking agent, heated under stirring to soften and crosslink the polymer particles, and the foaming agent is crosslinked into the particles.
  • a dispersion medium such as water
  • a closed container such as an autoclave together with a crosslinking agent
  • the foaming agent is crosslinked into the particles.
  • the expandable particles can be expanded to obtain expanded particles.
  • the dispersion medium used for the production of the foamed particles used in the foamed particle molded body of the present invention is not particularly limited as long as the dispersion medium does not dissolve the polymer particles.
  • the dispersion medium include water, ethylene glycol, glycerin, methanol, ethanol, and the like.
  • a preferred dispersion medium is water.
  • a dispersant may be further added to the dispersion medium.
  • the dispersant include organic dispersants such as polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone, and methyl cellulose, and sparingly soluble inorganic salts such as aluminum oxide, zinc oxide, kaolin, mica, magnesium phosphate, and tricalcium phosphate. Of these, the preferred dispersant is kaolin.
  • a surfactant can be further added to the dispersion medium.
  • the surfactant include sodium alkylbenzenesulfonates such as sodium oleate and sodium dodecylbenzenesulfonate, and other anionic surfactants and nonionic surfactants commonly used in suspension polymerization. .
  • a preferred surfactant is sodium alkylbenzene sulfonate.
  • a crosslinking agent In order to crosslink the polymer particles in the step (B), a crosslinking agent can be used.
  • the crosslinking agent may be added to the dispersion medium in advance, or may be added to the dispersion medium after the polymer particles are dispersed in the dispersion medium.
  • a crosslinking agent will not be specifically limited if the said block copolymer (I) is bridge
  • a conventionally known organic peroxide used for crosslinking a polyethylene resin can be used. For example, park mill compounds such as dicumyl peroxide, tert-butyl cumyl peroxide, etc.
  • the amount of the crosslinking agent is preferably 0.1 parts by weight or more, more preferably 0.2 parts by weight or more, and preferably 100 parts by weight or more based on 100 parts by weight of the block copolymer (I) (polymer particles). Is 8 parts by weight or less, more preferably 5 parts by weight or less.
  • the blending amount of the crosslinking agent is within the above range, the multiblock copolymer constituting the polymer particles is crosslinked to obtain crosslinked particles having appropriate crosslinking.
  • the crosslinked particles can be sufficiently foamed, and the cell walls that form bubbles can sufficiently resist the foaming during foaming.
  • the crosslinking reaction is performed at a temperature higher than the temperature at which the multiblock copolymer constituting the polymer particles dispersed in the dispersion medium is softened and the crosslinking agent is substantially decomposed, specifically, the one-hour half-life temperature of the organic peroxide. It is preferable to carry out at a temperature not lower than the melting point of the block copolymer (I). It is preferable to carry out the crosslinking reaction by maintaining at this temperature for 1 minute to 200 minutes.
  • a foaming agent that foams the crosslinked particles obtained by crosslinking the polymer particles is added to the dispersion medium in the sealed container.
  • the foaming agent is preferably impregnated in softened crosslinked particles.
  • the temperature for impregnating the foaming agent is not particularly limited as long as the temperature is equal to or higher than the temperature at which the polymer particles or the crosslinked particles are in a softened state, but is preferably 100 ° C or higher, more preferably 130 ° C or higher, and further preferably 140 ° C.
  • the temperature is preferably 180 ° C. or lower, more preferably 170 ° C. or lower, and still more preferably 165 ° C. or lower.
  • the impregnation with the foaming agent can be performed before the foaming process, before the crosslinking process, during the crosslinking process, and after the crosslinking process.
  • the foaming agent to be used is not particularly limited as long as it causes the crosslinked particles to foam.
  • blowing agents include inorganic physical blowing agents such as air, nitrogen, carbon dioxide, argon, helium, oxygen and neon, aliphatic hydrocarbons such as propane, normal butane, isobutane, normal pentane, isopentane and normal hexane, cyclohexane , Cycloaliphatic hydrocarbons such as cyclopentane, halogenated hydrocarbons such as chlorofluoromethane, trifluoromethane, 1,1-difluoroethane, 1,1,1,2-tetrafluoroethane, methyl chloride, ethyl chloride, methylene chloride
  • Organic physical foaming agents such as dialkyl ethers such as dimethyl ether, diethyl ether, and methyl ethyl ether.
  • an inexpensive inorganic physical foaming agent that does not destroy the ozone layer is preferable, nitrogen, air, and carbon dioxide are more preferable, and carbon dioxide is particularly preferable. These can be used alone or in combination of two or more.
  • the blending amount of the foaming agent is determined in consideration of the apparent density of the desired foamed particles, the type of the block copolymer (I), the type of the foaming agent, etc., but usually the block copolymer (I) 100
  • the organic physical foaming agent is preferably used in an amount of 2 to 20 parts by weight, and the inorganic physical foaming agent is preferably used in an amount of 0.5 to 20 parts by weight based on parts by weight.
  • Foamed particles are obtained by releasing and foaming the expandable crosslinked particles impregnated with the foaming agent and being heated in an atmosphere having a pressure lower than the pressure in the sealed container. Specifically, while maintaining the pressure in the sealed container at a pressure equal to or higher than the vapor pressure of the foaming agent, one end below the water surface in the sealed container is opened, and the expandable crosslinked particles containing the foaming agent are sealed together with the dispersion medium.
  • the foamable crosslinked particles are foamed by discharging from the container under an atmosphere at a pressure lower than the pressure in the sealed container, usually at atmospheric pressure (hereinafter sometimes referred to as direct foaming method). By this method, expanded particles are produced.
  • the cell diameter of the surface layer of the foamed particles tends to be small and the film thickness of the foam particles on the surface of the foamed particles tends to be thin. improves.
  • the ratio (D2 / D1) of the average cell diameter (D2) of the fused part of the foamed particle molded body to the average cell diameter (D1) of the foamed particle molded body is more preferably 0.05. More preferably, it is 0.1 or more, more preferably 0.5 or less, still more preferably 0.3 or less.
  • the foaming particles used in the foamed particle molded body of the present invention can improve the fusion property at the time of in-mold molding by attaching an anionic surfactant to the surface.
  • the anionic surfactant include carboxylic acid type, sulfonic acid type, sulfate ester type, phosphate ester type, and polymer type.
  • the anionic surfactants since alkane sulfonates, polyacrylates, polyacrylic acid sulfonic acid copolymer salts are obtained, in particular, it is possible to obtain expanded particles that are excellent in the effect of improving the fusion property at the time of in-mold molding. It is preferable to adhere to the surface of the expanded particles.
  • the said anionic surfactant can be used individually or in mixture of 2 or more types.
  • the adhesion amount per surface area of the anionic surfactant adhering to the expanded particles is preferably 2 mg / m 2 or more, more preferably 5 mg / m 2 or more, and particularly preferably 20 mg / m 2 or more.
  • the upper limit of the adhesion amount per surface area is approximately 100 mg / m 2 or less.
  • the value calculated based on the value measured using the total organic carbon [TOC (Total Organic Carbon)] measuring apparatus can be employ
  • TOC was measured using a total organic carbon meter (trade name: TOC-VCSH) manufactured by Shimadzu Corporation.
  • calculation of the surface area per said foaming particle can be performed by the method described below. The weight of 500 or more foamed particles left for 2 days under the conditions of 50% relative humidity, 23 ° C. and 1 atm is precisely weighed (weight W1 of the foamed particle group). Next, a graduated cylinder containing ethanol at 23 ° C.
  • the foamed particle group is submerged using a wire mesh or the like, and the volume of the foamed particle group read from the rise in the ethanol water level is determined.
  • the volume V1 per expanded particle is obtained.
  • foaming of a block copolymer of a polyethylene block and an ethylene / ⁇ -olefin copolymer block having a molded body density of 150 kg / m 3 or more and 500 kg / m 3 or less and a tensile strength of 0.5 MPa or more according to the present invention.
  • foamed particles having an anionic surfactant adhering amount of 2 mg / m 2 or more are filled in a mold and heated with a heating medium such as water vapor so that the foamed particles are mutually bonded. It is preferable to employ a manufacturing method for fusing.
  • a foamed particle molded body having a molded body density of 150 kg / m 3 or more and 500 kg / m 3 or less that is likely to have low fusing property has good durability.
  • the average cell diameter (a) of the expanded particles used in the present invention is preferably 50 ⁇ m or more, more preferably 60 ⁇ m or more, still more preferably 70 ⁇ m or more, and preferably 200 ⁇ m or less, more preferably 180 ⁇ m or less, still more preferably. Is 160 ⁇ m or less. If the average cell diameter is in the above range, the foam is not broken during the molding to form continuous cells, and the fusion property is not lowered, and a good foamed particle molded body can be obtained.
  • the average bubble diameter is measured as follows based on ASTM D3576-77. First, a photograph is taken with a scanning electron microscope of a cut surface obtained by roughly dividing the center portion of the expanded particles.
  • the average surface layer film thickness of the expanded particles of the present invention is preferably 3 ⁇ m or more, and preferably 35 ⁇ m or less.
  • the average surface layer thickness is within the above range, the surface layer portion of the foamed particles is softened by heating during molding and heating, the bubbles on the surface of the foamed particles are not easily broken, and the foamed particles are easily fused to each other. Can be molded.
  • the average surface layer thickness is preferably 5 ⁇ m or more, more preferably 7 ⁇ m or more, and preferably 30 ⁇ m or less, more preferably 25 ⁇ m or less.
  • the average surface layer thickness of the expanded particles is measured as follows. A cut surface obtained by dividing the expanded particles into approximately two parts is magnified 300 times with a scanning electron microscope and photographed. In the surface layer portion of the foamed particles of the obtained cross-sectional photograph, at least 10 or more air bubbles located at the outermost part of the foamed particles and connected in the circumferential direction are selected, and the bubble film thickness on the foamed particle surface side of those bubbles is selected. Is measured, and the arithmetic average of these values is taken as the surface layer thickness of the expanded particles. This operation is performed on at least 30 expanded particles, and the arithmetic average value of the surface layer thickness of each expanded particle is defined as the average surface layer thickness.
  • the apparent density of the expanded particles used in the expanded molded article of the present invention is preferably 150 kg / m 3 or more, more preferably 160 kg / m 3 or more, and preferably 400 kg / m 3 or less, more preferably 300 kg / m. m 3 or less.
  • a foamed particle molded article having excellent durability can be obtained by in-mold molding using foamed particles having improved fusibility.
  • the apparent density is obtained by preparing a graduated cylinder containing ethanol and submerging 500 or more foamed particles (weight Wt of the foamed particle group) in the graduated cylinder using a wire mesh or the like. It can be determined by dividing the weight of the expanded particle group placed in the graduated cylinder by the volume of the expanded particle group to be read.
  • the average particle diameter of the expanded particles used in the expanded particle molded body of the present invention is preferably 0.5 mm or more, more preferably 1 mm or more, and preferably 6 mm or less, more preferably 5 mm or less.
  • the average particle diameter of the expanded particles can be controlled, for example, by adjusting the amount of the foaming agent, the expansion conditions, the particle diameter of the polymer particles, and the like.
  • the average particle diameter of the expanded particles can be determined by measuring the maximum diameter of 100 arbitrary expanded particles and calculating the average value of the calculated values as the average diameter of the expanded particles.
  • the particle weight of the expanded particles (hereinafter sometimes simply referred to as “expanded particles”) used in the expanded particle molded body of the present invention is preferably 0.8 mg or more and 8 mg or less, and preferably 1 mg or more and 6 mg or less. Is more preferable. Within the above range, it is easy to produce the foamed particles, and when the foamed particles are molded in the mold, it becomes easy to fill the foamed particles in the mold, and the foamed particle molded body is excellent. .
  • the particle weight is 100 particles randomly selected, the selected 100 particles are collectively measured for weight (unit: mg), and the value obtained by dividing the measured weight by 100 is calculated as the average particle size.
  • the weight (unit: mg) was used.
  • the foamed particle molded body can be obtained by molding the foamed particles of a block copolymer of a polyethylene block and an ethylene / ⁇ -olefin copolymer block in a mold.
  • the foamed particle molded body can be obtained by filling the foamed particles in a mold and heat-molding using a heating medium such as steam by a conventionally known method. Specifically, after the foam particles are filled into the mold, a foam or the like is heated and foamed by introducing a heating medium such as steam into the mold, and the foamed particles are fused together to form the shape of the molding space. Can be obtained.
  • the foamed particles are pre-pressurized with a pressurized gas such as air to increase the pressure in the foamed particles, and the pressure in the foamed particles is set to 0.01 MPa (G) or more.
  • a heating medium such as steam is then supplied. It can also be molded by a normal pressure filling molding method (Japanese Patent Publication No. 6-49795) or a method combining the above methods (Japanese Patent Publication No. 6-22919) or the like in which heating is performed and the expanded particles are heated and fused. .
  • cracking in the molding die is 5% by volume or more, preferably 10% by volume or more, and 200% by volume or less, preferably 100% by volume or less.
  • cracking is preferably 10% by volume or more, and preferably 50% by volume or less.
  • the cracking will be described below.
  • the part is called cracking and is expressed as a ratio (%) of the volume of the open part to the cavity volume of the mold.
  • the cracking is finally closed when the steam is introduced after the foam particles are filled in the mold, and as a result, the filled foam particles are compressed.
  • a test piece of 80 ⁇ 10 ⁇ 4 mm was prepared, and 3-point bending was performed using a 10 kg load cell under the conditions of a distance between supporting points of 64 mm and a bending speed of 2 mm / min.
  • the flexural modulus was calculated from the gradient between the displacement of 0.5 mm and 1.0 mm.
  • the apparent density is obtained by preparing a graduated cylinder containing ethanol, submerging 500 or more foamed particles (weight Wt of the foamed particle group) into the graduated cylinder using a wire mesh, and reading from the rise in the liquid level of ethanol. It was determined by dividing the weight of the expanded particles placed in the graduated cylinder by the volume of the expanded particles taken.
  • the rebound resilience (R1) of the foamed particle molded body was determined by using a Shob rebound resilience tester “RT-90” (manufactured by Kobunshi Keiki Co., Ltd.) in accordance with JIS K6255 (2013). The measurement was performed at 23 ° C. A sample (with a molded skin) having a length of 30 mm, a width of 30 mm, and a thickness of 12.5 mm was cut out from the center of the foamed particle molded body after curing.
  • This sample was fixed with double-sided tape so that the skin surface would be in contact with the tip of the pendulum, and a pendulum with a hammer diameter of 15 mm and an arm weight of 0.25 kg was swung down from a position with a lifting angle of 90 ⁇ 1 °. Then, the pendulum was brought into contact with the skin surface of the sample from the thickness direction, and the rebound height h (mm) of the pendulum was measured. The rebound height h (mm) was divided by the pendulum drop height H (mm), and the average value of the five points in the above measurement was defined as the resilience modulus.
  • Xylene insoluble matter in the foamed particle compact 1.0 g of a sample was cut out from the center part of the foamed particle molded body and measured by the measurement method described above. In the above measurement, the average value of 5 points was defined as xylene insoluble matter.
  • Vx the true volume of the foamed particle molded body measured by the above method, that is, the volume of the block copolymer (I) constituting the foamed particle molded body, and the total cell volume of the closed cell portion in the foamed particle molded body Sum of (cm 3 ) Va: The apparent volume (cm 3 ) of the foamed particle molded body measured from the rise in the water level by sinking the foamed particle molded body into a graduated cylinder containing water.
  • W Weight (g) of sample for measuring foamed particle molded body
  • Density (g / cm 3 ) of the block copolymer (I) constituting the foamed
  • the thickness of the bubble film at 10 locations excluding the fused portion was measured by the measurement method described above, and the arithmetic average value was obtained.
  • the thickness (T2) of the bubble film formed by fusing the foam particles of the foam particle compact The thickness of the bubble film formed by fusing the foamed particles of the foamed particle molded body at 10 locations was measured by the above-described measurement method, and the arithmetic average value was obtained.
  • a test piece was cut out from the center of the foamed particle molded body into a rectangular parallelepiped shape, excluding the skin layer at the time of molding, 50 mm long ⁇ 50 mm wide ⁇ 25 mm thick, and for this test piece, “AUTOGRAPH AGS-X ”(Manufactured by Shimadzu Corporation), the compression speed was 10 mm / min, the load at 50% strain was determined according to JIS K6767 (1999), and this was divided by the pressure-receiving area of the test piece. The 50% compressive stress (unit: kPa) was determined by calculation.
  • a test piece was cut out from the central part of the foamed particle molded body to a length of 50 mm ⁇ width 50 mm ⁇ thickness 25 mm so as to form a rectangular parallelepiped shape excluding the skin layer at the time of molding, and JIS K7220 (1999) ), The static compressive stress (compression rate: 10 mm / min) at a test piece temperature of 23 ° C. at 50% strain was measured, and the energy absorption amount of the molded product was determined based on the obtained stress-strain diagram. Calculated.
  • the test piece is subjected to a tensile test at a test speed of 500 mm / min, the maximum load during that time and the distance between the marked lines at the time of cutting are measured, the maximum tensile stress at the time of tension is taken as the tensile strength, and the elongation at break is calculated. It was set as the tensile elongation.
  • Example 1 ⁇ Preparation of particles of block copolymer (I)> Density 887kg / m 3 , melting point 120 ° C, melt flow rate 5.4g / 10min (190 ° C, load 2.16kg), type A durometer hardness 86, flexural modulus 28MPa polyethylene block and ethylene / ⁇ -olefin 100 parts by weight of a multi-block copolymer having polymer blocks (manufactured by Dow Chemical Co., “INFUSE 9530”), polytetrafluoroethylene (PTFE powder; manufactured by Seishin Enterprise Co., Ltd., trade name “ TFW-1000 ”, average particle size 10 ⁇ m) is added to a 30% master batch so as to be 0.3 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the multi-block copolymer, charged into an extruder, melt kneaded and ⁇ 2 mm Extruded into a strand form from the die, cooled in water, and the particle weight was about 5mg with
  • the foaming agent is adjusted to the temperature shown in Table 1 at the temperature of the dispersion medium (foaming temperature) while adjusting the pressure inside the container to be constant at 2.2 MPa (G) by applying back pressure with carbon dioxide.
  • the particles impregnated with were discharged together with the dispersion medium under atmospheric pressure to obtain expanded particles.
  • Example 2 Zinc borate (which may be abbreviated as “ZnB”; manufactured by Tomita Pharmaceutical Co., Ltd., “Zinc borate 2335”, average particle diameter of 6 ⁇ m) as a bubble regulator is 0.1% with respect to 100 parts by weight of the multi-block copolymer. Except for adding parts by weight and changing the conditions shown in Table 1, foamed particles were obtained in the same manner as in Example 1, and then the foamed particles were mixed with 50 mL of an aqueous solution of sodium polyacrylate 5.4 kg / m 3. Were mixed in a blender and dried in an oven at 40 ° C. for 12 hours to obtain expanded particles having an anionic surfactant adhered to the surface. Moreover, the expanded particle molded body of Example 2 was obtained like Example 1 except having changed the conditions shown in Table 1. FIG.
  • Example 3 A foamed particle molded body of Example 3 was obtained in the same manner as Example 2 except that the conditions shown in Table 1 were changed.
  • Example 4 A foamed particle molded body of Example 4 was obtained in the same manner as Example 2 except that the conditions shown in Table 1 were changed.
  • Comparative Example 1 A foamed particle molded body of Comparative Example 1 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the conditions shown in Table 1 were changed.
  • Comparative Example 2 A foamed particle molded body of Comparative Example 2 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the conditions shown in Table 1 were changed.
  • Comparative Example 3 A foamed particle molded body of Comparative Example 3 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the conditions shown in Table 1 were changed.
  • the foamed particle molded body of the present invention is a foamed particle molded body of foamed particles of a block copolymer of a polyethylene block and an ethylene / ⁇ -olefin copolymer block, and the density of the foamed particle molded body is 150 kg / m. 3 or more and 500 kg / m 3 or less, and the tensile strength of the foamed particle molded body is 0.5 MPa or more.
  • the foamed particle molded body of the present invention can provide a foamed particle molded body having excellent fusion properties and good durability, and is suitable for seat cushion materials, sports pad materials, shoe soles, floor materials, packing materials, etc. Available to:

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Abstract

ポリエチレンブロックとエチレン/α-オレフィン共重合体ブロックとのブロック共重合体の発泡粒子成形体であって、前記発泡粒子成形体の密度が150kg/m3以上500kg/m3以下であり、前記発泡粒子成形体の引張強さが0.5MPa以上である、発泡粒子成形体。

Description

発泡粒子成形体及びその製造方法
 本発明は、発泡粒子成形体及びその製造方法に関する。
 ポリオレフィン系樹脂発泡粒子は用途に合わせて様々な形状に成形可能であり、該発泡粒子を型内成形することにより得られるポリオレフィン系樹脂発泡粒子成形体は、各種包装緩衝材、自動車の衝撃吸収材、建築材料等、広範な用途に用いられている。一方、シートクッション材や緩衝材等に用いられる発泡粒子成形体には、衝撃の緩衝性もさることながら、より柔軟性を有する成形体が要望されている。
 これらの使用に適した、ポリオレフィン系樹脂発泡粒子に代わる新たな発泡体として、エチレン/α-オレフィン共重合体の発泡体(例えば、特許文献1参照)が提案されている。
特表2008-533289号公報
 しかし、特許文献1には150kg/m3以上600kg/m3以下のエチレン/α-オレフィン共重合体の発泡体に関する記載はあるが、発泡粒子成形体に関しては、十分に検討されておらず、耐久性に優れる発泡粒子成形体の観点からは課題を残していた。特に、150kg/m3以上500kg/m3以下の比較的低倍率の成形体密度領域の発泡粒子成形体は、発泡粒子の2次発泡性が低下し融着性が低下することに起因して、耐久性に優れる発泡粒子を得ることが困難であった。
 本発明者らは、上記目的に鑑み、ポリエチレンブロックとエチレン/α-オレフィン共重合体ブロックとのブロック共重合体の発泡粒子成形体に着目して鋭意研究を重ねた結果、以下に示す構成により、上記課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
 すなわち、本発明は、以下のとおりである。
〔1〕ポリエチレンブロックとエチレン/α-オレフィン共重合体ブロックとのブロック共重合体の発泡粒子成形体であって、前記発泡粒子成形体の密度が150kg/m3以上500kg/m3以下であり、前記発泡粒子成形体の引張強さが0.5MPa以上である、発泡粒子成形体。
〔2〕前記発泡粒子成形体の平均気泡径(D1)が100μm以上300μm以下である、〔1〕に記載の発泡粒子成形体。
〔3〕前記発泡粒子成形体の平均気泡径(D1)に対する、前記発泡粒子成形体の発泡粒子の融着部の平均気泡径(D2)の比(D2/D1)が、1.0未満である、〔2〕に記載の発泡粒子成形体。
〔4〕前記発泡粒子成形体の熱キシレン抽出法によるキシレン不溶分が30重量%以上70重量%以下である、〔1〕~〔3〕のいずれか1つに記載の発泡粒子成形体。
〔5〕前記発泡粒子成形体の気泡調整剤の含有量が前記ブロック共重合体100重量部に対して0.05重量部以上5重量部以下である、〔1〕~〔4〕のいずれか1つに記載の発泡粒子成形体。
〔6〕前記発泡粒子成形体の引張伸びが100%以上である、〔1〕~〔5〕のいずれか1つに記載の発泡粒子成形体。
〔7〕前記ブロック共重合体が、ポリエチレンブロックと、エチレン/1-オクテン共重合体ブロックとのマルチブロック共重合体である、〔1〕~〔6〕のいずれか1つに記載の発泡粒子成形体。
〔8〕成形体密度150kg/m3以上500kg/m3以下、引張強さ0.5MPa以上である、ポリエチレンブロックとエチレン/α-オレフィン共重合体ブロックとのブロック共重合体の発泡粒子成形体の製造方法であって、
 アニオン系界面活性剤の付着量が2mg/m2以上である、ポリエチレンブロックとエチレン/α-オレフィン共重合体ブロックとのブロック共重合体の発泡粒子を成形型内に充填し、水蒸気にて加熱して発泡粒子を相互に融着させる、発泡粒子成形体の製造方法。
 本発明の発泡粒子成形体は、ポリエチレンブロックとエチレン/α-オレフィン共重合体ブロックとのブロック共重合体の発泡粒子成形体であって、前記発泡粒子成形体の密度が150kg/m3以上500kg/m3以下であり、前記発泡粒子成形体の引張強さが0.5MPa以上であることにより、比較的低倍率の発泡粒子成形体であっても、融着性に優れ、耐久性が良好な発泡粒子成形体を提供できる。
 本発明の発泡粒子成形体は、ポリエチレンブロックとエチレン/α-オレフィン共重合体ブロックとのブロック共重合体の発泡粒子の発泡粒子成形体であって、前記発泡粒子成形体の密度が150kg/m3以上500kg/m3以下であり、前記発泡粒子成形体の引張強さが0.5MPa以上である。
 以下、本発明の発泡成形体を構成する発泡粒子、及び発泡粒子成形体について詳細に説明する。
 本発明の発泡粒子成形体は、ポリエチレンブロックとエチレン/α-オレフィン共重合体ブロックとのブロック共重合体(以下、単にブロック共重合体(I)ともいう)の発泡粒子成形体である。
(ブロック共重合体(I))
 上記ブロック共重合体(I)は、ポリエチレンブロックとエチレン/α-オレフィン共重合体ブロックとを有する。
 ここで、ポリエチレンブロックはハードブロックに該当し、エチレン/α-オレフィン共重合体ブロックはソフトブロックに該当する。ポリエチレンブロックとエチレン/α-オレフィン共重合体ブロックは、直鎖状に配列していることが好ましい。さらに、第3のブロックを含まないことが好ましい。
 ポリエチレンブロックにおけるエチレンに由来する構成単位の成分の割合は、ポリエチレンブロックの重量に対して、好ましくは95重量%よりも大きく、より好ましくは98重量%よりも大きい。一方、エチレン/α-オレフィン共重合体ブロックでは、α-オレフィンに由来する構成単位の成分の割合は、エチレン/α-オレフィン共重合体ブロックの重量に対して、好ましくは5重量%よりも大きく、より好ましくは10重量%よりも大きく、更に好ましくは15重量%よりも大きい。
 なお、ポリエチレンブロックの割合は、示差走査熱量測定(DSC)又は核磁気共鳴(NMR)から得られるデータに基づいて計算することができる。
 ブロック共重合体(I)におけるエチレン/α-オレフィン共重合体ブロックは、好ましくは、C3~C20のα-オレフィンとエチレンとの共重合体のブロックである。エチレン/α-オレフィン共重合体ブロックにおいて、エチレンと共重合するα-オレフィンには、例えば、プロピレン、1-ブテン、1-ペンテン、1-へキセン、1-へプテン、1-オクテン、1-ノネン、1-デセン、3-メチル-1-ブテン、4-メチル-1-ペンテン等が挙げられ、それらを組み合わせて使用することもできる。工業的な入手のしやすさや諸特性、経済性等の観点からは、エチレンと共重合するα-オレフィンとしては、プロピレン、1-ブテン、1-へキセン、1-オクテンが挙げられ、特に1-オクテンが好ましい。
 なお、ブロック共重合体(I)としては、ジブロック構造、トリブロック構造、及びマルチブロック構造であってもよいが、特に、マルチブロック構造であることが好ましい。例えば、マルチブロック共重合体には、特許文献1に記載されているエチレン/α-オレフィンの共重合体が挙げられる。また、マルチブロック共重合体において市販されているものには、例えば、ダウ・ケミカル社製の商品名「インフューズ(Infuse)」等が挙げられる。
 ブロック共重合体(I)は、公知のオレフィン重合用触媒を用いた公知の重合方法を用いて作製することができる。
(ブロック共重合体(I)の特性)
 ブロック共重合体(I)の密度は、好ましくは800kg/m3以上、より好ましくは850kg/m3以上、更に好ましくは860kg/m3以上であり、そして、好ましくは1000kg/m3以下、より好ましくは900kg/m3以下、更に好ましくは890kg/m3以下である。
 また、ブロック共重合体(I)の融点は、好ましくは110℃以上、より好ましくは115℃以上であり、そして、好ましくは150℃以下、より好ましくは140℃以下である。ブロック共重合体(I)の融点が上記範囲であると、高温での圧縮永久歪みを小さくすることができる。ブロック共重合体(I)の融点は、JIS K7121(1987年)に記載されている熱流束示差走査熱量測定法に基づいて、10℃/分の昇温速度で30℃から200℃まで昇温した後に、10℃/分の冷却速度で30℃まで降温し、再度10℃/分の昇温速度で30℃から200℃まで昇温した際に得られるDSC曲線により定まる吸熱ピークの頂点温度から求めることができる。なお、上記2回目のDSC曲線に複数の吸熱ピークが表れる場合は、最も面積の大きな吸熱ピークの頂点温度を融点とする。
 ブロック共重合体(I)の曲げ弾性率は、好ましくは10MPa以上、より好ましくは12MPa以上、更に好ましくは15MPa以上であり、そして、好ましくは100MPa以下、より好ましくは50MPa以下、更に好ましくは40MPa以下である。なお、ブロック共重合体(I)の曲げ弾性率は、JIS K7171(2008年)に記載の測定法に準拠して測定した値である。
(その他の添加剤)
 ブロック共重合体(I)には、本発明の目的効果を阻害しない範囲においてその他の添加剤を添加することができる。その他の添加剤としては、例えば、酸化防止剤、紫外線防止剤、帯電防止剤、難燃剤、難燃助剤、金属不活性剤、導電性フィラー、気泡調整剤等を挙げることができる。
 これらの添加剤は、合計で前記ブロック共重合体(I)100重量部に対して20重量部以下が好ましく、10重量部以下がより好ましく、5重量部以下が更に好ましい。なお、これらの添加剤は、通常、必要最小限の量で使用される。また、これらの添加剤は、例えば、重合体粒子を製造する際、ブロック共重合体(I)と共に押出機内に添加、混練することによって重合体粒子中に含有させることができる。
 ブロック共重合体(I)は、本発明の目的効果を阻害しない範囲においてブロック共重合体(I)以外の他の重合体を含んでいてもよい。ブロック共重合体(I)以外の他の重合体には、例えば、ポリオレフィン系樹脂(例えば、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリブテン系樹脂)、ポリスチレン系樹脂等の熱可塑性樹脂や熱可塑性エラストマー等が挙げられる。前記他の重合体の配合割合は、ブロック共重合体(I)100重量部に対して10重量部以下が好ましく、5重量部以下がより好ましく、前記ブロック共重合体(I)のみからなることが特に好ましい。
(発泡粒子成形体の密度:成形体密度)
 本発明の発泡粒子成形体の密度(成形体密度)は、150kg/m3以上500kg/m3以下である。発泡粒子成形体の密度が150kg/m3未満であると所期の目的を達成できず、500kg/m3超であると、良好な発泡粒子成形体を得ることが困難となるおそれがある。なお、前記発泡粒子成形体の密度(kg/m3)は、成形体の重量W(g)を体積V(L)で除すること(W/V)で求められる。また、発泡粒子成形体の体積Vは、水没法により測定することができる。
(発泡粒子成形体の引張強さ)
 本発明の発泡粒子成形体の引張強さは0.5MPa以上である。発泡粒子成形体の引張強さが0.5MPa未満であると、耐久性に劣るものとなる。本発明の発泡粒子成形体は、特に引張強さに優れるので、局所的に衝撃が加わったり、耐歪み性を必要とされたりする用途に適用できる。例えば、シートクッション材、シート芯材、スポーツパッド材、靴底材、パッキン材等の用途において、発泡粒子成形体の引張強さが0.5MPa以上であると、発泡粒子成形体が破損することが防止され、耐久性に優れる。上記観点から、発泡粒子成形体の引張強さは、0.6MPa以上がより好ましい。なお、発泡粒子成形体の引張強さの上限は、概ね、1MPaであり、好ましくは0.9MPaである。なお、引張強さは、JIS K6767(1999年)に準拠して測定することができる。引張強さを測定する試験片は、発泡粒子成形体から全ての面が切り出し面となるよう(表皮部分を除いた)切り出し片を作製するものとする。
(発泡粒子成形体の平均気泡径(D1))
 発泡粒子成形体の平均気泡径(D1)は、100μm以上300μm以下であることが好ましい。上記範囲内であれば、発泡粒子の気泡が2次発泡に耐え得るものであり、融着性に優れる発泡粒子成形体となる。また、得られた発泡粒子成形体においても、機械的強度が高く、耐久性に優れるものとなる。上記観点から、発泡粒子成形体の平均気泡径(D1)は、より好ましくは110μm以上、更に好ましくは120μm以上であり、そして、より好ましくは280μm以下、更に好ましくは250μm以下である。
 なお、平均気泡径(D1)は、ASTM D3576-77に準拠して以下のようにして測定される。具体的には、まず、発泡粒子成形体の中心部分を略二分割した切断面を走査型電子顕微鏡にて30倍で写真撮影する。得られた断面写真において、成形体内の一つの発泡粒子の中心付近から発泡粒子の融着部まで8方向に等間隔に直線を引き、その直線と交わる気泡の数を全てカウントする。そして、該直線の合計長さをカウントされた気泡数で除して得られた値を気泡の平均弦長とする。該平均弦長を0.616で除することにより、発泡粒子成形体の気泡径が算出される。上記の測定を、成形体を形成する個々の発泡粒子10個以上において行い、その平均値を発泡粒子成形体の平均気泡径(D1)とする。
(発泡粒子成形体の融着部の平均気泡径(D2))
 発泡粒子成形体の融着部の平均気泡径(D2)は、5μm以上50μm以下であることが好ましい。ここで、融着部とは、発泡粒子成形体が成形時に金型内で発泡粒子同士が融着して形成される、発泡粒子間の融着界面に隣接している領域をいう。発泡粒子成形体の融着部の平均気泡径(D2)が上記範囲であれば、機械的強度に優れた発泡粒子成形体となる。上記観点から、発泡粒子成形体における、発泡粒子融着部の平均気泡径は、10μm以上であることが好ましく、そして、30μm以下であることが好ましい。
 なお、上記平均気泡径(D2)は、ASTM D3576-77に準拠して、以下のようにして測定される。まず、発泡粒子成形体の中心部分を略二分割した切断面を走査型電子顕微鏡にて30倍で写真撮影する。得られた断面写真の、成形体を形成する1つの発泡粒子において、発泡粒子表面の融着部から発泡粒子の中心まで32本の直線を等間隔で全方位に引き、32本の直線のそれぞれと交わっている融着部と隣接する気泡における、融着部から中心方向に向かって次の気泡膜までの直線上の距離を測定する。それらの測定値の算術平均を、発泡粒子成形体の発泡粒子の融着部の気泡径とする。上記の測定を、成形体を形成する個々の発泡粒子10個以上において行い、その平均値を発泡粒子成形体の発泡粒子の融着部の平均気泡径(D2)とする。
 また、前記発泡粒子成形体の平均気泡径(D1)に対する、前記発泡粒子成形体の融着部の平均気泡径(D2)の比(D2/D1)が、1.0未満であることが好ましく、0.05以上0.5以下であることがより好ましく、0.1以上0.3以下であることが更に好ましい。上記範囲内であれば、相対的に発泡粒子成形体の融着部の気泡径が小さく、発泡粒子同士が強固に融着した成形体となる。
(発泡粒子成形体における、発泡粒子同士が融着して形成される気泡膜の厚さ(T2))
 発泡粒子成形体における、発泡粒子同士が融着して形成される気泡膜の厚さ(T2)は、20μm以上100μm以下であることが好ましい。発泡粒子成形体は、成形時に金型内で発泡粒子同士が融着して形成される。発泡粒子の表面同士が加熱媒体により軟化して融着するので、発泡粒子成形体における発泡粒子同士が融着して形成される気泡膜の厚さ(T2)は、発泡粒子内部の気泡膜よりも厚くなる。発泡粒子同士が融着して形成される気泡膜の厚さ(T2)が20μm以上100μm以下となるように形成されていると、引張強さに優れる発泡粒子成形体となる。
 なお、発泡粒子の表層膜厚が薄いほど発泡粒子の融着性が向上することから、発泡粒子成形体における発泡粒子同士が融着して形成される気泡膜の厚さも、上記厚さの範囲内で薄く形成されていることが好ましく、上記発泡粒子成形体の発泡粒子同士が融着して形成される気泡膜の厚さ(T2)は、より好ましくは23μm以上、更に好ましくは25μm以上であり、そして、より好ましくは70μm以下、更に好ましくは50μm以下である。
 なお、発泡粒子同士が強固に融着した発泡粒子成形体を得るためには、融着性に優れる発泡粒子を型内成形すればよく、アニオン系界面活性剤の付着量が2mg以上である発泡粒子を成形型内に充填し、水蒸気にて加熱して発泡粒子を相互に融着させることによっても、強固に融着した発泡粒子成形体を得ることができる。この場合には、発泡粒子の表層膜厚が比較的厚い場合であっても、発泡粒子表面に付着している分散剤が除去されるため、引張強さに優れる発泡粒子成形体を得ることができ、この際の発泡粒子同士が融着して形成される気泡膜の厚さ(T2)は40μm以上であっても融着性に優れる発泡粒子成形体が得られる。
 したがって、本発明のような比較的高い成形体密度領域において、発泡粒子の2次発泡性が低下した場合であっても、上記のように、発泡粒子の表層膜厚を薄くしたり、発泡粒子にコーティング処理を施したりする等、融着性が向上した発泡粒子を用いて型内成形することにより、耐久性に優れた発泡粒子成形体を得ることができる。
 本発明において、発泡粒子同士が融着して形成される気泡膜の厚さ(T2)は次のように測定される。
 発泡粒子成形体を略二分割した切断面を走査型電子顕微鏡にて300倍に拡大して写真撮影する。得られた断面写真の少なくとも10箇所以上の箇所における、連接する発泡粒子間に位置する気泡膜の、発泡粒子の界面同士が融着した部分の厚さを計測する。それらの計測値の算術平均値を発泡粒子同士が融着して形成される気泡膜の厚さとする。なお、発泡粒子同士が融着して形成される気泡膜の厚さは、隣接する発泡粒子の表層部分の気泡間における、気泡膜上の最短距離を示す。
(発泡粒子成形体の平均気泡膜厚(T1))
 発泡粒子成形体の平均気泡膜厚(T1)は、2μm以上20μm以下であることが好ましい。上記範囲内であれば、発泡粒子成形体の気泡を形成する気泡膜は、発泡粒子同士が融着する際の2次発泡に耐えるとともに、融着しやすいものとなる。上記観点から、発泡粒子成形体の平均気泡膜厚(T1)は、5μm以上であることがより好ましく、そして、15μm以下であることがより好ましい。
 なお、発泡粒子成形体の平均気泡膜厚は、次のように測定される。
 発泡粒子成形体の中心部分を略二分割した切断面を走査型電子顕微鏡にて300倍で写真撮影する。得られた断面写真において、融着部を除く少なくとも10箇所以上における気泡膜の厚さを計測する。それらの計測値の算術平均値を発泡粒子成形体の気泡膜厚さとする。なお、気泡膜の厚さは、気泡膜上の最短距離を示す。
(発泡粒子成形体の平均気泡膜厚(T1)に対する発泡粒子同士が融着して形成される気泡膜の厚さ(T2)の比(T2/T1))
 本発明の発泡粒子成形体の平均気泡膜厚(T1)に対する発泡粒子同士が融着して形成される気泡膜の厚さ(T2)の比(T2/T1)は好ましくは2以上6以下である。(T2/T1)が2以上6以下であると、融着性に更に優れ、耐久性が良好な発泡粒子成形体を得ることができる。
(発泡粒子成形体の気泡調整剤含有量)
 本発明の発泡粒子成形体の気泡調整剤の含有量は、ブロック共重合体(I)100重量部に対して0.05重量部以上5重量部以下であることが好ましく、0.05重量部以上1重量部以下であることがより好ましく、0.05重量部以上0.5重量部以下であることが更に好ましい。
 本発明において、前記気泡調整剤とは、発泡時にブロック共重合体(I)に配合されている無機物又は有機物の粒子であり、例えば、タルク、マイカ、ホウ酸亜鉛、炭酸カルシウム、シリカ、酸化チタン、石膏、ゼオライト、ホウ砂、水酸化アルミニウム、カーボン等の無機物の他、リン酸系核剤、フェノール系核剤、アミン系核剤、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)等のポリフッ化エチレン系樹脂粉末等の有機系核剤が挙げられる。好ましい気泡調整剤はホウ酸亜鉛又はポリテトラフルオロエチレン(PTFE)であり、より好ましい気泡調整剤はホウ酸亜鉛である。
 前記気泡調整剤が発泡粒子成形体を構成する前記ブロック共重合体(I)に上記範囲で含有されている場合には、融着性が向上した気泡構造を有する発泡粒子が得られ易く、得られる発泡粒子成形体は引張強さが0.5MPa以上の、耐久性に優れたものとなる。上記観点から、前記気泡調整剤の含有量は0.8重量部以上3重量部以下であることがより好ましく、1重量部以上3重量部以下であることが更に好ましい。
 また、気泡調整剤の平均粒子径は、好ましくは0.01μm以上、より好ましくは0.1μm以上であり、そして、好ましくは50μm以下、より好ましくは30μm以下である。上記の平均粒子径とは、レーザ回折散乱式粒度分布測定にて測定されるメジアン径(d50)を意味する。
 なお、前記気泡調整剤は、後述する発泡粒子の製造において、重合体粒子を造粒する際に、押出機で溶融したマルチブロック共重合体中に他の添加剤とともに添加しておくことが好ましい。また、気泡調整剤を均一に分散させるためには、気泡調整剤を高濃度で添加したマスターバッチを造り、このマスターバッチを押出機内でブロック共重合体(I)とともに溶融混練させるマスターバッチ法を採用することが好ましい。
(発泡粒子成形体の収縮率)
 発泡粒子成形体の収縮率は、好ましくは5%以下であり、より好ましくは3%以上5%以下である。発泡粒子成形体の収縮率が5%以下であると、発泡粒子成形体が製造し易くなる観点からより好ましい態様であるといえる。なお、発泡粒子成形体の収縮率は、発泡粒子成形体を60℃のオーブン中で12時間乾燥した後に、室温まで徐冷して得られた養生後の発泡粒子成形体の幅方向の寸法を測定し、成形金型の幅方向の寸法に対する、前記発泡粒子成形体の幅方向の寸法の比から発泡粒子成形体の収縮率を求める。
(発泡粒子成形体の反発弾性率)
 発泡粒子成形体の反発弾性率は、好ましくは50%以上57%以下であることが好ましい。上記範囲内であれば、低発泡倍率で耐久性に優れるとともに、適度な反発性を有するので、バランスに優れる発泡粒子成形体となる。なお、発泡粒子成形体の反発弾性率は、JIS K6255(2013年)に基づき、測定することができる。
(ブロック共重合体(I)自体の反発弾性率)
 発泡粒子成形体を構成するブロック共重合体(I)自体の反発弾性率は40%以上60%以下であることが好ましい。ブロック共重合体(I)の反発弾性率が上記範囲内であれば、発泡粒子同士が融着することによって形成された発泡粒子成形体の気泡構造において、気泡膜が十分な反発弾性を発揮できるものとなる。
 なお、ブロック共重合体(I)の発泡粒子が架橋発泡粒子である場合には、前記発泡粒子成形体を構成するブロック共重合体(I)の反発弾性率は、発泡粒子、又は発泡粒子成形体を構成するブロック共重合体(I)のサンプル、すなわち、後述の架橋工程を行った後のブロック共重合体(I)の測定値である。前記発泡粒子成形体を構成するブロック共重合体(I)の反発弾性率は、45%以上であることが好ましく、そして、60%以下であることが好ましい。
(発泡粒子成形体の引張伸び)
 本発明の発泡粒子成形体の引張伸びは100%以上であることが好ましい。上記範囲内であれば、発泡粒子成形体の発泡粒子間の融着性が良好であり、シートクッション材、スポーツパッド材、靴底材等の用途に適用できる。上記観点から、引張伸びは、110%以上がより好ましく、130%以上が更に好ましく、150%以上が更に好ましい。なお、発泡粒子成形体の引張伸びの上限は、概ね、500%であり、好ましくは400%であり、より好ましくは300%である。なお、前記引張伸びは、JIS K6767(1999年)に準拠して測定することができる。試験片は、発泡粒子成形体から全ての面が切り出し面となるように表皮部分を除いた切り出し片とする。
(発泡粒子成形体のキシレン不溶分)
 本発明の発泡粒子成形体において、発泡粒子成形体のキシレン不溶分(熱キシレン抽出法によるキシレン不溶分)は、前記発泡粒子成形体の全量に対して10重量%以上70重量%以下であることが好ましく、30重量%以上70重量%以下であることがより好ましい。キシレン不溶分が上記範囲内であれば、気泡膜の強度に優れ、目的の引張強さを得ることができ、発泡粒子同士の融着性にも優れるので耐久性に優れるものとなる。上記観点から、発泡粒子のキシレン不溶分は、更に好ましくは35重量%以上、特に好ましくは40重量%以上であり、そして、更に好ましくは60重量%以下、特に好ましくは55重量%以下である。なお、本発明において、キシレン不溶分は、発泡粒子成形体を構成するブロック共重合体(I)の架橋状態を示す指標の一つであり、以下の方法で測定できる。
 発泡粒子成形体のキシレン不溶分は、後述する架橋剤の添加量の他に、密閉容器で重合体粒子を架橋させる際の攪拌条件、昇温条件等によっても調節することができる。
 なお、キシレン不溶分は、発泡粒子成形体の一部を切断した試験片約1.0gを秤量し、試料重量W1とし、秤量した試験片を150mLの丸底フラスコに入れ、100mLのキシレンを加え、マントルヒーターで加熱して6時間還流させた後、溶け残った残査を100メッシュの金網でろ過して分離し、80℃の減圧乾燥器で8時間以上乾燥し、この際に得られた乾燥物重量W2を測定し、この重量W2の試料重量W1に対する重量百分率[(W2/W1)×100](%)から求め、N=5の平均値として得ることができる。
(発泡粒子成形体の独立気泡率)
 上記発泡粒子成形体の独立気泡率は60%以上であることが好ましい。独立気泡率が上記範囲である場合には、それぞれの気泡が独立して形成されているので、外力に対する反発性がより一層発揮されやすくなり、圧縮物性が向上したものとなる。上記観点から、発泡粒子成形体の独立気泡率は70%以上がより好ましく、75%以上が更に好ましい。
発泡粒子成形体の独立気泡率は、ASTM-D2856-70に記載されている手順Cに準じ、空気比較式比重計「930」(東芝・ベックマン株式会社製)により測定することができる。
(発泡粒子成形体の圧縮永久歪)
 また、本発明の発泡粒子成形体は、成形体を25%歪ませた状態で、50℃で22時間圧縮した後、大気圧で温度50℃下に開放してから22時間経過後に測定される圧縮永久歪みが15%以下であることが好ましく、12%以下であることがより好ましく、10%以下であることが更に好ましい。上記範囲であると、発泡粒子成形体を圧縮した後の形状の回復性に優れることから、シートクッション材、スポーツパッド材、靴底材、パッキン等の用途に好適なものとなる。特に、本発明の発泡粒子成形体は、高温での圧縮条件下においても優れた回復性を有する。この高温での回復性の観点からは、発泡粒子成形体が前記ブロック共重合体(I)で構成され、前記ブロック共重合体(I)の融点が110℃以上150℃以下であることが好ましい。なお、前記圧縮永久歪はJIS K6767(1999年)に準拠して測定することができる。
(発泡粒子成形体の50%歪み時の圧縮応力、エネルギー吸収量)
 発泡粒子成形体の50%歪み時の圧縮応力は250kPa以上が好ましい。本発明の発泡粒子成形体は、比較的低倍率で、50%歪み時の圧縮応力が大きく剛性が高い発泡粒子成形体であっても、引張強さが高いものである。
 また、発泡粒子成形体の50%歪み時のエネルギー吸収量は65J/L以上であることが好ましい。上記範囲内であれば、反発性とエネルギー吸収を両立した良好な発泡粒子成形体となる。上記観点から、前記エネルギー吸収量は70J/L以上であることが好ましい。
 なお、エネルギー吸収量は、JIS K7220(1999年)に準拠して、試験片温度23℃,圧縮速度10mm/分の条件にて圧縮試験を行って、応力-ひずみ線図を得、そして、下記式(2)により単位体積当たりのエネルギー吸収量を求め、これをJ(ジュール)/L(リッター)単位に換算することによって成形体のエネルギー吸収量を求めることができる。
 単位体積当たりのエネルギー吸収量(kgf/cm/cm3)=50%歪み時の応力(kgf/cm2)×50%歪み時までのエネルギー吸収効率×0.5(cm/cm)・・・(2)
(発泡粒子の製造方法)
 発泡粒子の製造方法としては、例えば、ブロック共重合体(I)と発泡剤を押出機に供給して溶融し、押出機の先端に取り付けたダイからブロック共重合体(I)を押出発泡することによってブロック共重合体(I)の発泡体を製造し、それらを冷却した後にペレタイズすることにより粒子状に切断する方法、ブロック共重合体(I)の粒子を製造後、密閉容器内で粒子に発泡剤を含浸させて発泡性粒子とし、発泡性粒子を密閉容器から放出することによって発泡粒子を得る方法、ブロック共重合体(I)の発泡性粒子を密閉容器から取出し、脱水乾燥した後、発泡性粒子を加熱媒体により加熱して発泡させることにより発泡粒子とする方法等が挙げられる。
 また、ブロック共重合体(I)を架橋させる場合には、発泡粒子の製造方法としては、例えば、ブロック共重合体(I)、架橋剤及び発泡剤を押出機に供給して溶融し、ブロック共重合体(I)を架橋させた後、押出機の先端に取り付けたダイから架橋させたブロック共重合体(I)を押出発泡することによってブロック共重合体(I)の架橋発泡体を製造し、それらを冷却した後にペレタイズすることにより粒子状に切断する方法、後述の工程(A)~(B)により得た発泡性架橋粒子を密閉容器から放出して発泡させることにより発泡粒子とする方法等が挙げられる。さらに、前記においては、重合体粒子に有機過酸化物を用いて架橋する方法を示したが、本発明における架橋処理は、有機過酸化物を用いるものに限らず、他の公知の方法、例えば、電子線架橋法等を用いて架橋処理を行うことにより架橋粒子又は発泡粒子とすることができる。 
 本発明の発泡粒子成形体に用いられる発泡粒子の製造方法としては、具体的には、まず、後述する工程(A)に示されるような、ブロック共重合体(I)を混練、造粒する工程等によって、非発泡の粒子を製造する。そして、得られた非発泡の粒子を、架橋、発泡剤の含浸、発泡工程を含む工程(B)を経て、発泡粒子を製造することができる。
 上記のような工程により発泡粒子を製造する場合には、前記ブロック共重合体(I)の190℃、荷重2.16kgにおけるメルトフローレイトは、好ましくは2g/10分以上、より好ましくは3g/10分以上、更に好ましくは4g/10分以上であり、そして、好ましくは10g/10分以下、より好ましくは8g/10分以下、更に好ましくは7g/10分以下である範囲から選択することができる。メルトフローレイトが上記範囲内であれば、ブロック共重合体(I)の発泡粒子の融着性が良好であり、発泡粒子成形体の回復性も優れたものとなる。なお、このメルトフローレイトは、JIS K7210-1(2014年)に準拠して、温度190℃、荷重2.16kgの条件で測定される、後述する架橋工程前のブロック共重合体(I)の値である。
〔工程(A):ブロック共重合体の混練、造粒工程〕
 ブロック共重合体を押出機に供給し、混練して溶融混練物とし、該溶融混練物を押出機からストランド状に押出し、発泡粒子とするのに適した大きさに該ストランドを切断する方法等、公知の造粒方法より、ブロック共重合体(I)の粒子(以下、「重合体粒子」ということがある)が製造される。例えば、前述の方法において、ストランド状に押出成形された溶融混練物を水冷により冷却した後、所定の長さに切断することにより、目的の粒子重量の重合体粒子を得ることができる。
 前記重合体粒子の1個当たりの平均重量は、0.8mg以上8mg以下であることが好ましい。なお、重合体粒子には、難燃剤、難燃助剤、可塑剤、帯電防止剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、導電性フィラー、抗菌剤等の公知の添加物を含有していてもよい。また、気泡調整剤も、重合体粒子の段階で、マスターバッチを用いる方法によって含有させておくことが好ましい。これらの添加剤は工程(A)の混練時の重合体粒子を得る工程で添加することができる。
 なお、本発明に用いられる発泡粒子は、気泡調整剤の種類、添加量、発泡方法、発泡温度、発泡剤量、発泡雰囲気等の発泡条件、樹脂の特性を変更すること等によって、目的の平均気泡径、平均表層膜厚の発泡粒子を得ることができる。例えば、気泡調整剤(気泡核剤)の添加量を多くすれば、気泡核の量が増えるので、気泡は小さくなり気泡膜厚は薄くなる傾向にある。
〔工程(B):重合体粒子の架橋、発泡剤の含浸、発泡工程〕
 工程(B)では、重合体粒子を架橋剤と共に、オートクレーブ等の密閉容器で、水等の分散媒体に分散させ、撹拌下で加熱して重合体粒子を軟化、架橋させ、発泡剤を架橋粒子に含浸させて発泡性粒子を得る。その後、発泡性粒子を発泡させて発泡粒子を得ることができる。
(分散媒)
 本発明の発泡粒子成形体に用いる発泡粒子の製造に用いられる分散媒としては、重合体粒子を溶解しない分散媒であれば、特に限定されない。分散媒には、例えば、水、エチレングリコール、グリセリン、メタノール、エタノール等が挙げられる。好ましい分散媒は水である。
 工程(B)において、上記分散媒に分散剤を更に添加してもよい。分散剤には、例えば、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、メチルセルロース等の有機系分散剤、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、カオリン、マイカ、リン酸マグネシウム、リン酸三カルシウム等の難溶性無機塩等が挙げられる。これらの中で好ましい分散剤はカオリンである。また、界面活性剤を上記分散媒に更に添加することもできる。界面活性剤には、例えば、オレイン酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム等のアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム、その他懸濁重合で一般的に使用されるアニオン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤等が挙げられる。好ましい界面活性剤はアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムである。
(架橋剤及び架橋)
 工程(B)で重合体粒子を架橋するために、架橋剤を用いることができる。架橋剤は、予め分散媒に添加してもよく、重合体粒子を分散媒に分散させてから分散媒に添加してもよい。架橋剤は、上記ブロック共重合体(I)を架橋させるものであれば、特に限定されない。架橋剤としては、ポリエチレン系樹脂を架橋させるために使用される、従来公知の有機過酸化物を使用することができ、例えば、ジクミルパーオキサイド、tert-ブチルクミルパーオキサイド、等のパークミル系化合物、1,1-ビス(tert-ブチルパーオキシ)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン、2,5-ジメチル-2,5-ジ(tert-ブチルパーオキシ)ヘキサン、ジ-tert-ブチルパーオキサイド等のパーブチル系化合物、tert-ヘキシルパーオキシベンゾエート等のパーヘキシル系化合物、1,1,3,3-テトラメチルブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート等のパーオクタ系化合物等が挙げられる。これらの中でも、パークミル系化合物、パーブチル系化合物が好ましく、ジクミルパーオキサイドが更に好ましい。これらは、単独又は2種類以上組み合わせて使用することができる。架橋剤の配合量は、ブロック共重合体(I)(重合体粒子)100重量部に対して、好ましくは0.1重量部以上、より好ましくは0.2重量部以上であり、そして、好ましくは8重量部以下、より好ましくは5重量部以下である。
 架橋剤の配合量が上記範囲であると、重合体粒子を構成するマルチブロック共重合体が架橋されて、適度な架橋を有する架橋粒子が得られる。この架橋粒子は、十分に発泡することができるとともに、発泡の際に、気泡を形成する気泡壁が発泡に十分耐えることができる。
 架橋反応は、分散媒中に分散した重合体粒子を構成するマルチブロック共重合体が軟化し、架橋剤が実質的に分解する温度以上、具体的には有機過酸化物の1時間半減期温度以上かつブロック共重合体(I)の融点以上の温度で行われることが好ましい。この温度にて1分以上200分以下保持し、架橋反応を行うことが好ましい。
(発泡)
 密閉容器内の分散媒に、重合体粒子を架橋して得られた架橋粒子を発泡させる発泡剤を添加する。なお、発泡剤は、軟化状態の架橋粒子に含浸させることが好ましい。発泡剤を含浸させる温度は、重合体粒子又は架橋粒子が軟化状態となる温度以上の温度であれば、特に限定されないが、好ましくは100℃以上、より好ましくは130℃以上、更に好ましくは140℃以上であり、そして、好ましくは180℃以下、より好ましくは170℃以下、更に好ましくは165℃以下である。なお、発泡剤の含浸は、発泡工程まであれば、上記の架橋工程前、架橋工程中、架橋工程後であっても行うことができる。
(発泡剤)
 使用する発泡剤は、上記架橋粒子を発泡させるものであれば特に限定されない。発泡剤には、例えば、空気、窒素、二酸化炭素、アルゴン、ヘリウム、酸素、ネオン等の無機物理発泡剤、プロパン、ノルマルブタン、イソブタン、ノルマルペンタン、イソペンタン、ノルマルヘキサン等の脂肪族炭化水素、シクロヘキサン、シクロペンタン等の脂環式炭化水素、クロロフルオロメタン、トリフルオロメタン、1,1-ジフルオロエタン、1,1,1,2-テトラフルオロエタン、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、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、メチルエチルエーテル等のジアルキルエーテル等の有機物理発泡剤が挙げられる。これらの中でもオゾン層の破壊がなく、かつ安価な無機物理発泡剤が好ましく、窒素、空気、二酸化炭素がより好ましく、特に二酸化炭素が好ましい。これらは、単独又は2種類以上組み合わせて使用することができる。発泡剤の配合量は、目的とする発泡粒子の見掛け密度、ブロック共重合体(I)の種類、発泡剤の種類等を考慮して決定されるが、通常、ブロック共重合体(I)100重量部に対して、有機物理発泡剤で2重量部以上20重量部以下を用いることが好ましく、無機物理発泡剤で0.5重量部以上20重量部以下を用いることが好ましい。なお、上記の架橋、含浸、発泡工程は単一の密閉容器における一連の工程として行うことが好ましい。
(発泡粒子の作製)
 発泡剤が含浸されているとともに加熱されている発泡性架橋粒子を、密閉容器内の圧力よりも低い圧力の雰囲気下に放出して発泡させることで、発泡粒子が得られる。具体的には、密閉容器内の圧力を発泡剤の蒸気圧以上の圧力に保持しながら、密閉容器内の水面下の一端を開放し、発泡剤を含有する発泡性架橋粒子を分散媒とともに密閉容器内から密閉容器内の圧力よりも低圧の雰囲気下、通常は大気圧下に放出して発泡性架橋粒子を発泡させる(以下、ダイレクト発泡法ということがある)。この方法によって、発泡粒子を作製する。
 なお、ダイレクト発泡法により発泡粒子を作製した場合には、発泡粒子の表層の気泡径が小さく、発泡粒子の表面の気泡膜厚が薄くなる傾向があるので、発泡粒子同士の融着性が特に向上する。上記観点からは、前記発泡粒子成形体の平均気泡径(D1)に対する、前記発泡粒子成形体の融着部の平均気泡径(D2)の比(D2/D1)が、より好ましくは0.05以上、更に好ましくは0.1以上であり、そして、より好ましくは0.5以下、更に好ましくは0.3以下である。
 また、本発明の発泡粒子成形体に用いられる発泡粒子には、表面にアニオン系界面活性剤を付着させることで、型内成形時の融着性を向上させることができる。前記アニオン系界面活性剤は、カルボン酸型、スルホン酸型、硫酸エステル型、リン酸エステル型、高分子型のものが例示される。前記アニオン系界面活性剤の中でも、特に型内成形時の融着性向上効果に優れる発泡粒子が得られることから、アルカンスルホン酸塩、ポリアクリル酸塩、ポリアクリル酸スルホン酸共重合体塩を発泡粒子の表面に付着させることが好ましい。また、前記アニオン系界面活性剤は、単独又は2種以上を混合して使用することができる。
 前記発泡粒子に付着するアニオン系界面活性剤の表面積当たりの付着量は2mg/m2以上が好ましく、より好ましくは5mg/m2以上がより好ましく、特に好ましくは20mg/m2以上である。一方、該表面積当たりの付着量の上限は、概ね100mg/m2以下である。また、アニオン系界面活性剤の発泡粒子への被覆量は全有機炭素〔TOC(Total Organic Carbon)〕測定装置を用いて測定した値を基に算出した値を採用することができる。本発明において、TOCの測定は島津製作所製の全有機炭素計(商品名:TOC-VCSH)を用いて行った。水中の総炭素(TC)は、全有機炭素(TOC)と炭素成分である無機炭素(IC)からなるので、TC=TOC+ICの関係があり、TOC=TC-ICとなる。よって、TOCは、TC-IC法により求めることができる。
 なお、前記発泡粒子1個あたりの表面積の算出は以下に記載する方法で行なうことができる。
 相対湿度50%、23℃、1atmの条件にて2日放置した500個以上の発泡粒子の重量を精秤する(発泡粒子群の重量W1)。次に、23℃のエタノールの入ったメスシリンダーを用意し、前記発泡粒子群を、金網等を使用して沈めて、エタノール水位上昇分より読みとられる発泡粒子群の容積を求める。該発泡粒子群の容積をその発泡粒子群を構成する発泡粒子の個数にて除することにより発泡粒子1個あたりの容積V1を求める。
 次に、発泡粒子を真球と仮定し、球の体積公式(V1=4πR13/3)と該容積V1から発泡粒子群の真球相当半径R1(m)を導き、真球相当半径R1(m)を球の表面積公式(S1=4πR12)に代入して求められる値S1を、発泡粒子1個あたりの表面積(m2)とする。
 特に、本発明の、成形体密度150kg/m3以上500kg/m3以下、引張強さ0.5MPa以上である、ポリエチレンブロックとエチレン/α-オレフィン共重合体ブロックとのブロック共重合体の発泡粒子成形体を得る場合には、アニオン系界面活性剤の付着量が2mg/m2以上である発泡粒子を成形型内に充填し、水蒸気等の加熱媒体にて加熱して発泡粒子を相互に融着させる製造方法を採用することが好ましい。上記の方法により、融着性が低下しやすい成形体密度150kg/m3以上500kg/m3以下の発泡粒子成形体であっても、良好な耐久性を有するものとなる。
(発泡粒子の平均気泡径)
 本発明に用いられる発泡粒子の平均気泡径(a)は、好ましくは50μm以上、より好ましくは60μm以上、更に好ましくは70μm以上であり、そして、好ましくは200μm以下、より好ましくは180μm以下、更に好ましくは160μm以下である。平均気泡径が上記の範囲であれば、成形時に気泡が破れて連続気泡化することがなく、また、融着性が低下することがなく、良好な発泡粒子成形体が得られる。
 なお、平均気泡径は、ASTM D3576-77に基づき、次のように測定される。まず、発泡粒子の中心部分を略二分割した切断面を走査型電子顕微鏡にて写真撮影する。得られた断面写真において、発泡粒子切断面の中心付近から8方向に表層まで等間隔に直線を引き、その直線と交わる気泡の数を全てカウントする。そして、該直線の合計長さをカウントされた気泡数で除して得られた値を気泡の平均弦長とする。該平均弦長を0.616で除することにより、発泡粒子の気泡径が算出される。この操作を少なくとも10個の発泡粒子について行い、各発泡粒子の気泡径の算術平均値を平均気泡径とする。
(発泡粒子の平均表層膜厚、及びその測定)
 本発明の発泡粒子の平均表層膜厚は、好ましくは3μm以上であり、そして、好ましくは35μm以下である。平均表層膜厚が上記範囲内であれば、成形加熱時に発泡粒子の表層部分が加熱により軟化し発泡粒子表面の気泡が破れ難く、発泡粒子同士が融着し易くなり、良好な発泡粒子成形体を成形することができる。上記観点から、平均表層膜厚は、好ましくは5μm以上、より好ましくは7μm以上であり、そして、好ましくは30μm以下、より好ましくは25μm以下である。
 また、本発明において、発泡粒子の平均表層膜厚は次のように測定される。
 発泡粒子を略二分割して得られる切断面を走査型電子顕微鏡にて300倍に拡大して写真撮影する。得られた断面写真の発泡粒子の表層部分において、発泡粒子の最外に位置するとともに円周方向に連接する気泡を、少なくとも10箇所以上選び、それらの気泡の発泡粒子表面側の気泡膜厚さが最小となる値を計測し、それらの値の算術平均値を発泡粒子の表層厚さとする。この操作を少なくとも30個以上の発泡粒子について行い、各発泡粒子の表層厚さの算術平均値を平均表層膜厚とする。
(発泡粒子の見掛け密度)
 本発明の発泡成形体に用いられる発泡粒子の見掛け密度は、好ましくは150kg/m3以上、より好ましくは160kg/m3以上であり、そして、好ましくは400kg/m3以下、より好ましくは300kg/m3以下である。発泡粒子の見掛け密度を上記範囲にすることにより、目的の成形体密度の発泡粒子成形体が得られ易くなる。なお、本発明のように低発泡倍率の発泡粒子成形体を得る場合には、発泡粒子においても低発泡倍率のものを用いる必要があるが、このような発泡粒子は発泡粒子を成形する際の2次発泡性や融着性が低下する傾向にあるので、融着性に優れる発泡粒子成形体を得ることは難しくなる。本発明においては、融着性が向上した発泡粒子を用いて型内成形することにより、耐久性に優れる発泡粒子成形体が得られる。
 前記見掛け密度は、エタノールの入ったメスシリンダーを用意し、該メスシリンダーに500個以上の発泡粒子(発泡粒子群の重量Wt)を金網等を使用して沈めて、エタノールの液位上昇分より読みとられる発泡粒子群の容積にてメスシリンダーに入れた発泡粒子群の重量を割り算することにより求めることができる。
(発泡粒子の平均粒子径)
 また、本発明の発泡粒子成形体に用いられる発泡粒子の平均粒子径は、好ましくは0.5mm以上、より好ましくは1mm以上であり、そして、好ましくは6mm以下、より好ましくは5mm以下である。発泡粒子の平均粒子径が上記範囲であると、発泡粒子の製造が容易であるとともに、発泡粒子を型内成形するとき、発泡粒子を金型内に充填させることが容易になる。なお、発泡粒子の平均粒子径は、例えば、発泡剤量、発泡条件、重合体粒子の粒径等を調整することにより制御することができる。発泡粒子の平均粒子径は、任意の発泡粒子100個について各々の最大直径を測定し、算出した値の平均値を発泡粒子の平均径として示すことができる。
(発泡粒子の粒子重量)
 本発明の発泡粒子成形体に用いられる発泡粒子(以下、単に「発泡粒子」という場合がある。)の粒子重量は、0.8mg以上8mg以下であることが好ましく、1mg以上6mg以下であることがより好ましい。上記範囲内であれば、発泡粒子の製造が容易であるとともに、発泡粒子を型内成形するとき、発泡粒子を金型内に充填させることが容易となり、発泡粒子成形体として優れたものとなる。
 なお、粒子重量は、100個の粒子を無作為に選び、選んだ100個の粒子をまとめて重量(単位:mg)を測定し、測定した重量を100で割り算した値を算出し、平均粒子重量(単位:mg)とした。
[発泡粒子成形体]
 発泡粒子成形体は、ポリエチレンブロックとエチレン/α-オレフィン共重合体ブロックとのブロック共重合体の発泡粒子を型内成形することにより得ることができる。
(型内成形)
 発泡粒子成形体は、従来公知の方法により、発泡粒子を成形型内に充填し、スチーム等の加熱媒体を用いて加熱成形することにより得ることができる。具体的には、発泡粒子を成形型内に充填した後、成形型内にスチーム等の加熱媒体を導入することにより、発泡粒子を加熱して発泡させ、相互に融着させて成形空間の形状が賦形された発泡粒子成形体を得ることができる。また、本発明における型内成形は、発泡粒子を空気等の加圧気体により予め加圧処理して発泡粒子内の圧力を高めて、発泡粒子内の圧力を0.01MPa(G)以上0.2MPa(G)以下(「G」はゲージ圧を意味する)に調整した後、大気圧下又は減圧下で発泡粒子を成形型キャビティ内に充填して型閉めを行った後、ついで型内にスチーム等の加熱媒体を供給して発泡粒子を加熱融着させる加圧成形法(例えば、特公昭51-22951号公報)により成形することが好ましい。また、圧縮ガスにより大気圧以上に加圧したキャビティ内に、当該圧力以上に加圧した発泡粒子を充填した後、キャビティ内にスチーム等の熱媒を供給して加熱を行い、発泡粒子を加熱融着させる圧縮充填成形法(特公平4-46217号公報)により成形することもできる。その他に、特殊な条件にて得られる二次発泡力の高い発泡粒子を、大気圧下又は減圧下で雌雄一対の成形型のキャビティ内に充填した後、次いでスチーム等の熱媒を供給して加熱を行い、発泡粒子を加熱融着させる常圧充填成形法(特公平6-49795号公報)又は上記の方法を組み合わせた方法(特公平6-22919号公報)等によっても成形することができる。
 本発明の発泡粒子成形体の具体的な型内成形においては、成形型内にクラッキングが5体積%以上、好ましくは10体積%以上、そして、200体積%以下、好ましくは100体積%以下となるように発泡粒子を充填した場合に、融着性を満足する発泡粒子成形体を得ることができる。なお、成形サイクルの観点からは、クラッキングは10体積%以上であることが好ましく、そして、50体積%以下であることが好ましい。
 なお、クラッキングについて説明すると、発泡粒子を成形型キャビティ内に充填する際に、キャビティ体積を超える発泡粒子の量を効率よく充填するために、成形型を完全に閉鎖させないようにする成形型の開き部分をクラッキングと呼び、成形型のキャビティ体積に対する前記開き部分の体積の比率(%)として現す。なお、クラッキングは、成形型内に発泡粒子を充填後、スチームを導入する際には最終的に閉じられ、その結果充填された発泡粒子は圧縮される。
 次に、本発明を実施例により、更に詳細に説明するが、本発明は、これらの例によって何ら限定されるものではない。
[評価]
 実施例、比較例に使用した発泡粒子、発泡粒子成形体について、以下の評価を実施した。なお、成形体評価の際には、養生等が終了した発泡粒子成形体を、23℃、湿度50%の条件下、24時間放置した後のサンプルについて、測定等を行った。
(ブロック共重合体(I)の曲げ弾性率)
 ブロック共重合体(I)の曲げ弾性率は、JIS K7171(2016年)に記載の測定法に準拠して測定した。測定は、80×10×4mmの試験片を作成し、10kgのロードセルを使用して、支点間距離64mm、曲げ速度2mm/minの条件下で3点曲げを行った。曲げ弾性率は、変位0.5mm以上1.0mm以下の間の勾配より算出した。
(発泡粒子の見掛け密度)
 前記見掛け密度は、エタノールの入ったメスシリンダーを用意し、該メスシリンダーに500個以上の発泡粒子(発泡粒子群の重量Wt)を金網を使用して沈めて、エタノールの液位上昇分より読みとられる発泡粒子群の容積にてメスシリンダーに入れた発泡粒子群の重量を割り算することにより求めた。
(発泡粒子の平均気泡径)
 前述の測定方法により30個の発泡粒子について測定を行い、算術平均値を求めた。
(発泡粒子の平均表層膜厚)
 前述の測定方法により30個の発泡粒子について測定を行い、算術平均値を求めた。
(発泡粒子成形体の密度(成形体密度))
 前述の測定方法により測定した。
(発泡粒子成形体の収縮率)
 長さ(l)250×幅(w)200×深さ(t)50(mm)の発泡粒子成形体を60℃のオーブン中で12時間乾燥し、その後、室温まで徐冷して得られた養生後の発泡粒子成形体の幅方向の寸法を測定して、下式(3)を用いて、N=5の平均値を発泡粒子成形体の収縮率とした。
 発泡粒子成形体の収縮率(%)=(200-養生後の発泡粒子成形体の幅(mm))/200×100・・・(3)
(発泡粒子成形体の反発弾性率)
 発泡粒子成形体の反発弾性率(R1)は、JIS K6255(2013年)に準拠してショブ式反発弾性試験機「RT-90」(高分子計器株式会社製)を用い、相対湿度50%、23℃の条件下で測定した。養生後の発泡粒子成形体の中心部から、縦30mm、幅30mm、厚さ12.5mmのサンプル(成形表皮あり)を切り出した。このサンプルの表皮面が振子の先端に接触する面となるように両面テープで固定し、ハンマー直径φ15mm、アーム重さ0.25kgの振子を、持ち上げ角度90±1°の位置から振り下ろした。そして、厚さ方向からサンプルの表皮面に振子を接触させ、振子の跳ね返り高さh(mm)を測定した。跳ね返り高さh(mm)を振子の落下高さH(mm)で除して、上記測定の5点の平均値を反発弾性率とした。
(ブロック共重合体(I)の反発弾性率)
 ブロック共重合体(I)の反発弾性率(R2)は、発泡粒子成形体を数度にわたって230℃に加熱した熱プレスで十分に脱泡し、厚さ12.5mmのシートを作製した。該シートの中心部から、縦30mm、幅30mm、厚さ12.5mmのサンプル(成形表皮あり)を切り出した。該サンプルをJIS K6255(2013年)に準拠してショブ式反発弾性試験機「RT-90」(高分子計器株式会社製)を用い、相対湿度50%、23℃の条件下で測定した。上記測定の5点の平均値を反発弾性率とした。
(発泡粒子成形体のキシレン不溶分)
 発泡粒子成形体の中央部分から、サンプルを1.0g切り出し、前述の測定方法により測定した。上記測定において5点の平均値をキシレン不溶分とした。
(発泡粒子成形体の独立気泡率)
 発泡粒子成形体の中心部からスキン層を除いて25×25×30mmの測定用サンプルを切り出し、該サンプルを大気圧下、相対湿度50%、23℃の条件の恒温室内にて1日間静置後、水没法により該サンプルの見掛けの体積Vaを測定した。見掛けの体積Vaを測定した測定用サンプルを十分に乾燥させた後、ASTM-D2856-70に記載されている手順Cに準じ、空気比較式比重計「930」(東芝・ベックマン株式会社製)により測定される測定用サンプルの真の体積Vxを測定した。そして、これらの体積Va及びVxを基に、下記式(4)により独立気泡率を計算し、N=5の平均値を発泡粒子成形体の独立気泡率とした。
独立気泡率(%)=(Vx-W/ρ)×100/(Va-W/ρ)・・・(4)
ただし、
Vx:上記方法で測定される発泡粒子成形体の真の体積、即ち、発泡粒子成形体を構成するブロック共重合体(I)の容積と、発泡粒子成形体内の独立気泡部分の気泡全容積との和(cm3
Va:発泡粒子成形体を、水の入ったメスシリンダーに沈めて、水位上昇分から測定される発泡粒子成形体の見掛けの体積(cm3
W:発泡粒子成形体測定用サンプルの重量(g)
ρ:発泡粒子成形体を構成するブロック共重合体(I)の密度(g/cm3
(発泡粒子成形体の平均気泡径(D1))
 前述の測定方法により断面写真中の別の発泡粒子10箇所について測定を行い、算術平均値を求めた。
(発泡粒子成形体の平均気泡膜厚(T1))
 前述の測定方法により融着部を除く10箇所における気泡膜の厚さを測定し、算術平均値を求めた。
(発泡粒子成形体の発泡粒子同士が融着して形成される気泡膜の厚さ(T2))
 前述の測定方法により10箇所における発泡粒子成形体の発泡粒子同士が融着して形成される気泡膜の厚さを測定し、算術平均値を求めた。
(発泡粒子成形体の発泡粒子の融着部の平均気泡径(D2))
 前述の測定方法により発泡粒子10個において測定し、算術平均値を求めた。
(発泡粒子成形体の50℃、25%圧縮永久歪)
 発泡粒子成形体から縦50mm、横50mm、厚さ25mmに、成形時のスキン層を除いて直方体状となるように5つの試験片を切り出し、JIS K6767(1999年)に基づき、温度23℃、50℃それぞれについて、相対湿度50%の環境下で厚さ方向に25%圧縮した状態で22時間放置し、圧縮開放30分後と24時間後に厚さを測定し、それぞれの試験片の圧縮永久歪(%)を求め、その算術平均値を圧縮永久歪(%)とした。
(50%圧縮応力)
 発泡粒子成形体の中央部より、縦50mm×横50mm×厚さ25mmに、成形時のスキン層を除いて直方体状となるように試験片を切り出し、この試験片に対し、「AUTOGRAPH AGS-X」(株式会社島津製作所製)を用いて、圧縮速度を10mm/分とし、JIS K6767(1999年)に準拠して50%歪み時の荷重を求め、これを試験片の受圧面積で除して算出することにより50%圧縮応力(単位:kPa)を求めた。
(エネルギー吸収量)
 発泡粒子成形体の中央部より、縦50mm×横50mm×厚さ25mmに、成形時のスキン層を除いて直方体状となるように試験片を切り出し、この試験片に対し、JIS K7220(1999年)に準拠して、50%歪み時の試験片温度23℃における静的圧縮応力(圧縮速度10mm/分)を測定し、得られた応力-ひずみ線図に基づき、成形体のエネルギー吸収量を算出した。
(発泡粒子成形体の引張強さ、引張伸び)
 まず、JIS K6767(1999年)に準拠し、発泡粒子成形体からバーチカルスライサーを用いて、全ての面が切り出し面となるよう(表皮部分を除いた)切り出し片を作製し、糸鋸を用いてダンベル状1号形(測定部の長さ40mm、幅10mm、厚さ10mm)に切り抜き、試験片とした。なお、試験片を500mm/分の試験速度で引張試験を実施し、その間の最大荷重及び切断時の標線間距離を測定し、引張時の最大引張応力を引張強さとし、破断時の伸びを引張伸びとした。
(実施例1)
<ブロック共重合体(I)の粒子の作製>
 密度887kg/m3、融点120℃、メルトフローレイト5.4g/10分(190℃、荷重2.16kg)、タイプAデュロメータ硬さ86、曲げ弾性率28MPaのポリエチレンブロックとエチレン/α-オレフィン共重合体ブロックとを有するマルチブロック共重合体(ダウ・ケミカル社製、「INFUSE 9530」)を100重量部に、気泡調整剤としてポリテトラフルオロエチレン(PTFE粉末;セイシン企業株式会社製、商品名「TFW-1000」、平均粒子径10μm)をマルチブロック共重合体100重量部に対して0.3重量部となるように30%マスターバッチを添加して押出機に投入し、溶融混練してφ2mmのダイからストランド状に押し出し、水中で冷却してからペレタイザーにて粒子重量約5mgとなるようにカットして造粒し、マルチブロック共重合体の重合体粒子を得た。
<発泡粒子の作製>
 得られた重合体粒子1kgを分散媒である水3リットル、分散剤としてカオリンを3g、アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムを0.04g、架橋剤としてジクミルパーオキサイドを重合体粒子100重量部に対して0.8重量部、発泡剤として二酸化炭素(ドライアイス)3重量部を容積5Lの密閉容器内に仕込み、撹拌下で架橋温度及び発泡温度である160℃まで昇温し、30分保持した。その後、二酸化炭素にて背圧を加えて容器内圧力が2.2MPa(G)で一定になるように調整しつつ、表1に示す温度に分散媒の温度(発泡温度)にて、発泡剤が含浸された粒子を分散媒とともに大気圧下に放出して、発泡粒子を得た。
<発泡粒子成形体の作製>
 得られた発泡粒子を密閉容器に投入し、0.2MPa(G)の圧縮空気で12時間加圧して発泡粒子内に0.10MPa(G)の内圧を付与し、取り出した後、縦250mm、横200mm、厚さ20mmの平板形状の金型において、成形型を完全に閉鎖させないで前記金型の開き部分を4mmとして前記発泡粒子を充填した後、型締めしてクラッキングを20%とした状態で、水蒸気で加熱後、冷却して金型より成形体を取り出す型内成形を行い、更に該発泡粒子成形体を60℃に調整されたオーブン内で12時間養生した後に取り出し、実施例1の発泡粒子成形体を得た。
(実施例2)
 気泡調整剤としてホウ酸亜鉛(「ZnB」と略すことがある;富田製薬株式会社製、「ホウ酸亜鉛 2335」、平均粒子径6μm)をマルチブロック共重合体100重量部に対して0.1重量部添加し、表1に示した条件を変更した以外は、実施例1と同様にして発泡粒子を得た後、この発泡粒子と、ポリアクリル酸ナトリウム5.4kg/m3の水溶液50mLとをブレンダー内にて混合し、40℃のオーブン内で12時間乾燥させて、アニオン系界面活性剤が表面に付着した発泡粒子を得た。また、表1に示す条件を変更した以外は、実施例1と同様にして実施例2の発泡粒子成形体を得た。
(実施例3)
 表1に示した条件を変更した以外は、実施例2と同様にして実施例3の発泡粒子成形体を得た。
(実施例4)
 表1に示した条件を変更した以外は、実施例2と同様にして実施例4の発泡粒子成形体を得た。
(比較例1)
 表1に示した条件を変更した以外は、実施例1と同様にして比較例1の発泡粒子成形体を得た。
(比較例2)
 表1に示した条件を変更した以外は、実施例1と同様にして比較例2の発泡粒子成形体を得た。
(比較例3)
 表1に示した条件を変更した以外は、実施例1と同様にして比較例3の発泡粒子成形体を得た。
(評価結果)
 評価結果を以下の表1に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 本発明の発泡粒子成形体は、ポリエチレンブロックとエチレン/α-オレフィン共重合体ブロックとのブロック共重合体の発泡粒子の発泡粒子成形体であって、前記発泡粒子成形体の密度が150kg/m3以上500kg/m3以下であり、前記発泡粒子成形体の引張強さが0.5MPa以上である。本発明の発泡粒子成形体は、融着性に優れ、耐久性が良好な発泡粒子成形体を提供することができ、シートクッション材、スポーツパッド材、靴底、床材、パッキン材等に好適に利用できる。

Claims (8)

  1.  ポリエチレンブロックとエチレン/α-オレフィン共重合体ブロックとのブロック共重合体の発泡粒子成形体であって、前記発泡粒子成形体の密度が150kg/m3以上500kg/m3以下であり、前記発泡粒子成形体の引張強さが0.5MPa以上である、発泡粒子成形体。
  2.  前記発泡粒子成形体の平均気泡径(D1)が100μm以上300μm以下である、請求項1に記載の発泡粒子成形体。
  3.  前記発泡粒子成形体の平均気泡径(D1)に対する、前記発泡粒子成形体の発泡粒子の融着部の平均気泡径(D2)の比(D2/D1)が、1.0未満である、請求項2に記載の発泡粒子成形体。
  4.  前記発泡粒子成形体の熱キシレン抽出法によるキシレン不溶分が30重量%以上70重量%以下である、請求項1~3のいずれか1項に記載の発泡粒子成形体。
  5.  前記発泡粒子成形体の気泡調整剤の含有量が前記ブロック共重合体100重量部に対して0.05重量部以上5重量部以下である、請求項1~4のいずれか1項に記載の発泡粒子成形体。
  6.  前記発泡粒子成形体の引張伸びが100%以上である、請求項1~5のいずれか1項に記載の発泡粒子成形体。
  7.  前記ブロック共重合体が、ポリエチレンブロックと、エチレン/1-オクテン共重合体ブロックとのマルチブロック共重合体である、請求項1~6のいずれか1項に記載の発泡粒子成形体。
  8.  成形体密度150kg/m3以上500kg/m3以下、引張強さ0.5MPa以上である、ポリエチレンブロックとエチレン/α-オレフィン共重合体ブロックとのブロック共重合体の発泡粒子成形体の製造方法であって、
     アニオン系界面活性剤の付着量が2mg/m2以上である、ポリエチレンブロックとエチレン/α-オレフィン共重合体ブロックとのブロック共重合体の発泡粒子を成形型内に充填し、水蒸気にて加熱して発泡粒子を相互に融着させる、発泡粒子成形体の製造方法。
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