WO2020049802A1 - ポリアミド系樹脂発泡粒子及びその製造方法 - Google Patents

ポリアミド系樹脂発泡粒子及びその製造方法 Download PDF

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林 達也
平 晃暢
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Definitions

  • the present invention relates to expanded polyamide resin particles and a method for producing the same.
  • Patent Document 1 discloses a polyamide resin foam molded article.
  • the polyamide resin foam molded article can be produced by an extrusion foaming method, an in-mold molding method using expanded particles, or the like.
  • a method of obtaining foamed particles applicable to an in-mold molding method capable of obtaining a foam molded article having a complicated three-dimensional shape according to a mold shape has been demanded.
  • Patent Literature 2 discloses that a solid-state polyamide pellet having a specific size is impregnated with a gas inert to polyamide under pressure, transferred to a foaming apparatus, and then heated to form foamed particles. The method of obtaining is described.
  • Patent Document 3 discloses that a polyamide resin particle impregnated with a volatile foaming agent in a container is opened at one end of the container in a temperature range from 50 ° C. lower than the melting point of the particle to 50 ° C. higher than the melting point. Thus, a method for obtaining expanded polyamide particles is described.
  • the method described in Patent Literature 2 is a method of impregnating resin particles with a foaming agent, removing the resin particles impregnated with the foaming agent without foaming, and then heating the resin particles with a foaming apparatus to obtain foamed particles. Yes, known as the “impregnation foaming method”.
  • Patent Literature 3 impregnates the resin particles dispersed in a dispersion medium in a closed device with a foaming agent, raises the temperature to around the softening temperature of the resin, and then mixes the resin particles with the dispersion medium under low pressure. Is released from the apparatus to obtain expanded particles, which is called a "direct expansion method".
  • a first problem to be solved by the present invention is to provide expanded polyamide resin particles having excellent compressive strength at high temperatures and excellent moldability in a mold.
  • a second problem to be solved by the present invention is that a polyamide resin particle can be foamed at a temperature of 90 ° C. or lower and a temperature lower than 50 ° C. lower than the melting point.
  • An object of the present invention is to provide a method for producing resin foam particles.
  • the polyamide-based resin expanded particles have excellent heat resistance
  • the high heat resistance may cause a decrease in fusing property when molding in a mold, and a high molding pressure is required to ensure high fusing property.
  • a polyamide-based resin having a low melting point is used, there is a problem that heat resistance is lowered. Therefore, a third problem to be solved by the present invention (third problem) is to provide expanded polyamide resin particles having excellent heat-fusibility while maintaining high heat resistance.
  • Patent Literature 1 discloses multistage foaming as a means for increasing the expansion ratio and reducing the weight.
  • the multistage foaming since each cell in the expanded particles grows to increase the magnification, the cell diameter becomes large, and there is a drawback that the moldability is poor. Therefore, a fourth problem to be solved by the present invention (fourth problem) is to provide expanded polyamide resin particles having excellent lightness and excellent in-mold moldability.
  • polyamide-based resins have a characteristic that they have excellent heat resistance but a high melting point, and therefore have to raise the foaming temperature.
  • the polyamide-based resin has a high water absorbing property, and is characterized in that the resin is plasticized when exposed to water.
  • the present inventors have conducted intensive studies and found that the polyamide resin particles composed of the polyamide resin were dispersed in water, and the polyamide resin was absorbed and plasticized. It has been found that the method of foaming enables foaming even at a temperature lower than the melting point of the polyamide resin particles by 50 ° C. In addition, they have found that the foamed polyamide resin particles have excellent compressive strength at high temperatures and excellent in-mold moldability.
  • the present inventors have found that, in the polyamide-based resin foamed particles composed of the core layer and the coating layer, the melting point of the core layer is higher than the melting point of the coating layer.
  • the present inventors have found that foamed polyamide-based resin particles excellent in fusing property can be provided while maintaining high heat resistance without increasing molding pressure.
  • the present invention provides the following [1] to [16].
  • [1] Polyamide-based resin foamed particles having a foamed layer formed by foaming a polyamide-based resin, wherein the first DSC curve and the second DSC curve obtained under the following condition 1 show the first DSC
  • the curve has a melting peak (intrinsic peak) having an apex temperature below the apex temperature of the melting peak of the second DSC curve, and a melting peak that is higher than the apex temperature of the melting peak of the second DSC curve.
  • a peak (high-temperature peak), and a peak temperature of a melting peak of the second DSC curve is 180 ° C. or more and 280 ° C.
  • Polyamide-based resin foamed particles having an apparent density of 10 to 300 kg / m 3 and a closed cell rate of 85% or more.
  • Condition 1 Based on the heat flux differential scanning calorimetry of JIS K7121-1987, a foamed layer of polyamide resin foamed particles was used as a test piece, and at a heating rate of 10 ° C / min from 30 ° C to a temperature 30 ° C higher than the end of the melting peak. The DSC curve measured at the time of heating and melting was taken as the first DSC curve, then kept at that temperature for 10 minutes, cooled at a cooling rate of 10 ° C./min to 30 ° C., and again heated at a rate of 10 ° C./min.
  • the DSC curve measured when heating and melting to a temperature 30 ° C. higher than the end of the melting peak in minutes is the second DSC curve.
  • the ratio of the total amount of heat of fusion of the intrinsic peak and the high-temperature peak in the first DSC curve to the total amount of heat of fusion in the second DSC curve is 1.2 or more.
  • the foamed layer has a coating layer made of a polyamide resin on the surface thereof, wherein the foamed layer is a core layer, and the melting point (Tms) of the polyamide resin constituting the coating layer and the core
  • Polyamide resin foam particles having a foam layer formed by foaming a polyamide resin,
  • the foamed layer has a coating layer made of a polyamide resin on the surface thereof, the foamed layer is a core layer, and the melting point (Tms) of the polyamide resin constituting the coating layer and the core layer are formed.
  • Polyamide resin foamed particles comprising a polyamide copolymer as a base resin, Polyamide-based resin expanded particles, wherein the apparent density of the polyamide-based resin expanded particles is 10 to 150 kg / m 3 , and the average cell diameter of the polyamide-based resin expanded particles is 20 to 200 ⁇ m.
  • a method for producing expanded polyamide resin particles having a foamed layer formed by foaming a polyamide resin having a melting point of 180 ° C or higher and 280 ° C or lower In a closed container, a step of dispersing polyamide-based resin particles containing a polyamide-based resin having a melting point of 180 ° C. or more and 280 ° C. or less in water to obtain a dispersion, Impregnating the polyamide resin particles in the dispersion with a foaming agent, The dispersion is held at a temperature 90 ° C. lower than the melting point (Tm) of the polyamide resin (Tm ⁇ 90 ° C.) or higher and lower than 50 ° C.
  • the process of The temperature (Te) of the dispersion immediately before foaming is set to a temperature 90 ° C. lower than the melting point (Tm) of the polyamide resin (Tm ⁇ 90 ° C.) or higher and lower than 50 ° C. lower than the temperature (Tm ⁇ 50 ° C.). And releasing foamed polyamide resin particles together with water from the inside of the closed vessel at a pressure lower than the pressure in the closed vessel to foam the polyamide resin particles.
  • the method for producing expanded polyamide resin particles according to the above [1] to [11], which solves the first problem is referred to as “first embodiment of the present invention”.
  • the method for producing expanded polyamide resin particles according to the above [14] to [16], which solves the second problem, is referred to as “second embodiment of the present invention”.
  • the expanded polyamide resin particles according to the above [9] to [12], which solves the third problem, are referred to as “third embodiment of the present invention”.
  • the expanded polyamide resin particles according to [6] and [13], which solve the fourth problem, are referred to as “fourth embodiment of the present invention”.
  • the present invention it is possible to provide expanded polyamide resin particles having excellent compressive strength at a high temperature and excellent in-mold moldability.
  • polyamide-based resin foamed particles capable of foaming polyamide-based resin particles at a temperature of at least 90 ° C lower than the melting point and less than 50 ° C lower than the melting point.can be provided.
  • the temperature can be easily controlled during foaming, and foamed polyamide resin particles can be easily obtained. Further, since the foaming temperature is greatly reduced and a special device is not required, it is possible to reduce capital investment costs.
  • foamed particles having excellent heat resistance and capable of forming a foam molded article having a complicated three-dimensional shape can be obtained relatively easily.
  • the present invention it is possible to provide expanded polyamide resin particles having excellent lightness and excellent in-mold moldability.
  • Example 456 It is an example of a DSC curve obtained by heat flow rate differential scanning calorimetry. It is an optical microscope photograph (25 times) of an expanded particle in Example 456 (corresponding to a comparative example of the fourth embodiment of the present invention).
  • the polyamide resin foamed particles of the first embodiment of the present invention are polyamide resin foamed particles having a foamed layer formed by foaming a polyamide resin, and the first DSC curve obtained under the following condition 1 And the second DSC curve, the first DSC curve has a melting peak having an apex temperature on a lower temperature side below the apex temperature of the melting peak of the second DSC curve (hereinafter, also referred to as “inherent peak”). And a melting peak having a peak temperature on the high temperature side exceeding the peak temperature of the melting peak of the second DSC curve (hereinafter, also referred to as “high temperature peak”), and melting of the second DSC curve.
  • the peak temperature of the peak is 180 ° C. or more and 280 ° C. or less, the apparent density of the expanded polyamide resin particles is 10 to 300 kg / m 3 , and the closed cell ratio is 85% or more.
  • Condition 1 Based on the heat flux differential scanning calorimetry of JIS K7121-1987, a foamed layer of polyamide resin foamed particles was used as a test piece, and at a heating rate of 10 ° C / min from 30 ° C to a temperature 30 ° C higher than the end of the melting peak.
  • the DSC curve measured at the time of heating and melting was taken as the first DSC curve, then kept at that temperature for 10 minutes, cooled at a cooling rate of 10 ° C./min to 30 ° C., and again heated at a rate of 10 ° C./min.
  • the DSC curve measured when heating and melting to a temperature 30 ° C. higher than the end of the melting peak in minutes is the second DSC curve.
  • the polyamide resin foam particles of the first embodiment of the present invention have a foam layer formed by foaming a polyamide resin.
  • the foamed polyamide-based resin particles of the first embodiment of the present invention may be composed of only a foamed layer.
  • the foamed layer is used as a core layer, and a coating layer made of a polyamide-based resin is formed on the surface of the foamed layer (core layer). May be provided.
  • the expanded polyamide resin particles of the first embodiment of the present invention are preferably obtained by a production method of a second embodiment of the present invention described below.
  • the difference between the temperature of the peak of the intrinsic peak and the temperature of the peak of the high-temperature peak is preferably 10 ° C. or more, more preferably 12 ° C. or more. C. or higher, more preferably 15 ° C. or higher.
  • the difference between the temperature of the peak of the intrinsic peak and the temperature of the peak of the high-temperature peak is in the above range, the heat resistance is improved.
  • the polyamide-based resin foamed particles of the first embodiment of the present invention are heated and melted at a heating rate of 10 ° C./minute from 30 ° C. to a temperature 30 ° C. higher than the end of the melting peak by heat flux differential scanning calorimetry.
  • a unique peak unique to the polyamide resin and a high-temperature peak higher than the unique peak appear.
  • the sum of the heats of fusion of all high-temperature peaks appearing on the high-temperature side of the intrinsic peak is preferably 5 J / g or more, more preferably 9 J / g or more, still more preferably 12 J / g or more, and even more preferably 15 J / g or more.
  • the foamed polyamide resin particles have excellent moldability during in-mold molding.
  • the total heat of fusion (the total heat of fusion of the intrinsic peak and the high-temperature peak) in the first DSC curve is 40 J / g or more. It is more preferably, and more preferably 45 J / g or more.
  • the total heat of fusion means that the expanded particles having a larger total heat of fusion in the first DSC curve have more advanced crystallization.
  • the foamed particles in which crystallization is advanced have excellent heat resistance. Therefore, it is preferable that the total amount of heat of fusion in the first DSC curve is in the above range, since the expanded particles have excellent heat resistance.
  • the upper limit of the total heat of fusion in the first DSC curve is approximately 70 J / g, and more preferably 60 J / g.
  • the ratio of the heat of fusion of the high-temperature peak to the total heat of fusion obtained by adding the heat of fusion of the specific peak and the heat of fusion of the high-temperature peak is preferably 5% or more, more preferably 7% or more, still more preferably 10% or more, and still more preferably 15% or more.
  • the ratio is preferably equal to or less than 45%, more preferably equal to or less than 40%, further preferably equal to or less than 35%, and still more preferably equal to or less than 30%.
  • the expanded particles having a high 50% compressive stress at the melting point of the resin constituting the expanded particles can have high compressive strength at a high temperature, and A foamed particle molded article excellent in secondary foamability and fusion property during in-mold molding is obtained.
  • the heat of fusion of the intrinsic peak in the first DSC curve of the expanded polyamide resin particles with respect to the total heat of fusion of the second DSC curve of the expanded polyamide resin particles Ratio of the total heat of fusion to the heat of fusion of the high-temperature peak [(total heat of fusion of the heat of fusion of the intrinsic peak and the heat of high-temperature peak in the first DSC curve) / (total heat of fusion in the second DSC curve) ] Is preferably 1.2 or more, more preferably 1.5 or more.
  • the peak area in the first DSC curve is wider than the peak area in the second DSC curve by the high temperature peak.
  • the endothermic energy of the high-temperature peak of the expanded polyamide resin particles corresponds to, for example, the area of the high-temperature peak b that appears on the higher temperature side than the intrinsic peak a in the DSC curve shown in FIG. 1 and can be obtained as follows. First, as shown in FIG. 1, a straight line is drawn connecting point I at 150 ° C. on the DSC curve and point II indicating the melting end temperature on the DSC curve.
  • a specific peak a (a melting peak having an apex temperature on the low temperature side lower than the apex temperature of the melting peak of the second DSC curve) and a high temperature peak b (a high temperature side exceeding the apex temperature of the melting peak of the second DSC curve) (The melting peak having the peak temperature), the intersection of a straight line passing through the point III on the DSC curve corresponding to the valley and perpendicular to the temperature on the horizontal axis of the graph and a straight line connecting the points I and II. IV.
  • the area of the straight line connecting the point IV and the point II, the straight line connecting the point III and the point IV, and the DSC curve connecting the point III and the point II is the endothermic energy of the high-temperature peak.
  • Is equivalent to The high-temperature peak b is obtained by obtaining the first DSC curve as described above, then maintaining the temperature at a temperature 30 ° C. higher than the end of the melting peak for 10 minutes, and then cooling at 30 ° C. at a cooling rate of 10 ° C./min.
  • the second DSC curve measured when heating and melting again at a heating rate of 10 ° C./min to a temperature 30 ° C. higher than the end of the melting peak does not appear in the second DSC curve.
  • the temperature on the horizontal axis of the graph indicated by the top of the intrinsic peak of the second DSC curve is the melting point.
  • the heat of fusion of the high-temperature peak Means the total amount of heat of all high temperature peaks.
  • the peak temperature of the melting peak of the second DSC curve is 180 ° C or higher, preferably 185 ° C or higher, more preferably 188 ° C or higher, and further preferably 190 ° C or higher.
  • the peak temperature of the melting peak of the second DSC curve is 280 ° C or lower, preferably 260 ° C or lower, more preferably 230 ° C or lower, further more preferably. Is 225 ° C. or less.
  • the apparent density of the expanded polyamide resin particles of the first embodiment of the present invention is 10 kg / m 3 or more, preferably 30 kg / m 3 or more, more preferably 50 kg / m 3 or more, and 300 kg / m 3. m 3 or less, more preferably 250 kg / m 3 or less.
  • the apparent density of the expanded polyamide resin particles is measured by the following method. A graduated cylinder containing water at a temperature of 23 ° C.
  • the closed cell rate of the expanded polyamide resin particles of the first embodiment of the present invention is 85% or more, preferably 88% or more, and more preferably 90% or more.
  • the closed cell ratio of the foamed particles satisfies the above range, foamed particles having a low apparent density are easily obtained. Further, the expandability of the foamed particles is good, and the foamed particle molded article produced by molding the foamed particles in a mold is excellent in secondary foamability and fusing property.
  • the closed cell ratio is the ratio of the volume of closed cells to the volume of all cells in the expanded particles, and can be determined using an air-comparison hydrometer based on ASTM-D2856-70.
  • the expanded polyamide resin particles of the first embodiment of the present invention have excellent compressive strength at high temperatures and excellent in-mold moldability.
  • the 50% compressive stress at the melting point is preferably 5 kPa or more, more preferably 8 kPa or more, and still more preferably 10 kPa or more.
  • the method for measuring the 50% compressive stress at the melting point is obtained as follows.
  • the 50% compressive stress at the melting point can be determined by measuring the expanded particles in a compression mode using a thermal analyzer (TMA; for example, “TMA7100” manufactured by Hitachi High-Tech Science Corporation).
  • one foamed particle is selected at random, a short diameter direction of the foamed particle is sandwiched by applying a load of 1 mN with a compression probe, and then the temperature is raised to the melting point of the raw resin. Thereafter, the load is increased at a speed of 30 mN / min while maintaining the temperature isothermally at the melting point of the raw resin, and the indentation depth (displacement amount) of the probe is monitored.
  • the stress when the thickness of the expanded particles reaches 50% of the thickness of the expanded particles before compression is defined as 50% compression stress at the melting point of the expanded particles.
  • the method for producing expanded polyamide resin particles according to the second embodiment of the present invention is a method for producing expanded polyamide resin particles having a foamed layer formed by foaming a polyamide resin having a melting point of 180 ° C. or more and 280 ° C. or less. , In a closed container, a step of dispersing polyamide-based resin particles containing a polyamide-based resin having a melting point of 180 ° C. or more and 280 ° C.
  • the dispersion is held at a temperature 90 ° C. lower than the melting point (Tm) of the polyamide resin (Tm ⁇ 90 ° C.) or higher and lower than 50 ° C. lower than the temperature (Tm ⁇ 50 ° C.) for a holding time of 1 minute to 60 minutes.
  • the process of The temperature of the dispersion immediately before foaming (Te) is set to a temperature of 90 ° C. lower than the melting point (Tm) of the polyamide resin (Tm ⁇ 90 ° C.) or more and lower than a temperature of 50 ° C.
  • the method for producing expanded polyamide-based resin particles may include steps other than the above steps, and further includes the steps of: Other components may be added.
  • the step of obtaining a dispersion is a step of dispersing polyamide resin particles having a melting point of 180 ° C. or higher and 280 ° C. or lower in water in a closed container to obtain a dispersion.
  • the method for dispersing the polyamide resin particles in water is not particularly limited, and a known method can be used.
  • a dispersion liquid can be obtained by adding a polyamide-based resin particle to water while stirring the water using a stirrer and further stirring.
  • dispersants such as inorganic oxides such as aluminum oxide, tribasic calcium phosphate, magnesium pyrophosphate, zinc oxide, kaolin, mica, talc, and smectite, sodium dodecylbenzene sulfonate, and sodium alkane sulfonate may be added to the dispersion. It is preferable to add a dispersing aid such as an anionic surfactant.
  • the mass ratio of the polyamide resin particles to the dispersant is preferably from 20 to 2,000, and more preferably from 30 to 1,000. Further, the mass ratio of the dispersant to the dispersing agent (dispersing agent / dispersing agent) is preferably 1 to 500, more preferably 1 to 100.
  • the polyamide resin particles according to the second embodiment of the present invention include a polyamide resin having a melting point of 180 ° C. or more and 280 ° C. or less.
  • the polyamide-based resin particles one type of polyamide-based resin may be used alone, or two or more types may be used in combination.
  • the above-mentioned polyamide resin particles may contain another thermoplastic resin as long as the object and effects of the present invention are not impaired. Examples of other thermoplastic resins include polyethylene resins, polypropylene resins, polystyrene resins, vinyl acetate resins, thermoplastic polyester resins, acrylate resins, and methacrylate resins.
  • the content of the polyamide-based resin in the polyamide-based resin particles is preferably 50% by mass or more, more preferably 70% by mass, from the viewpoint of obtaining expanded polyamide-based resin particles having excellent heat resistance, abrasion resistance, and chemical resistance. %, More preferably 80% by mass or more, even more preferably 90% by mass or more, and particularly preferably 100% by mass.
  • the content of the other thermoplastic resin in the polyamide resin particles is preferably from 30% by mass or less, more preferably from the viewpoint of obtaining expanded polyamide resin particles having excellent heat resistance, abrasion resistance, and chemical resistance. It is at most 20% by mass, more preferably at most 10% by mass, even more preferably at most 5% by mass, particularly preferably 0% by mass.
  • the melting point (Tm) of the polyamide resin according to the second embodiment of the present invention is 180 ° C. or higher, preferably 185 ° C. or higher, and more preferably, from the viewpoint of obtaining expanded polyamide resin particles having excellent heat resistance.
  • the temperature is at least 188 ° C, more preferably at least 190 ° C.
  • the melting point (Tm) of the polyamide resin according to the second embodiment of the present invention is 280 ° C or less, preferably 260 ° C or less, more preferably 230 ° C. or lower, more preferably 225 ° C. or lower.
  • the melting point of the polyamide resin refers to the melting point of the polyamide resin when one kind of the polyamide resin is used alone.
  • the polyamide-based resin is composed of a mixture of two or more polyamide-based resins, or when composed of a mixture of a polyamide-based resin and another thermoplastic resin, it refers to the melting point of a kneaded material previously kneaded by an extruder or the like.
  • the melting point (Tm) is based on JIS K7121-1987, and is based on JIS K7121-1987.
  • the cooling rate is set to 10 ° C./min.
  • a value obtained as a peak apex temperature of a melting peak of a DSC curve obtained at a heating rate of 10 ° C./min by heat flux differential scanning calorimetry. is there.
  • the peak temperature of the melting peak having the largest area is adopted as the melting temperature.
  • the test pieces of the polyamide resin and the polyamide resin particles were, for example, kept in a desiccator under a nitrogen atmosphere and then stored under vacuum, avoiding hydrolysis at high temperatures and high humidity conditions. Use things. The measurement of the melting point will be described later in detail.
  • Polyamide-based resin particles in addition to polyamide-based resin, commonly used cell regulator, antistatic agent, conductivity imparting agent, lubricant, antioxidant, ultraviolet absorber, flame retardant, metal deactivator, Various additives such as a coloring agent (a pigment, a dye, etc.), a crystal nucleating agent, and a filler can be appropriately compounded as needed.
  • a coloring agent a pigment, a dye, etc.
  • a crystal nucleating agent e.g., zeolite, borax, aluminum hydroxide, alum, carbon and other inorganic foam control agents, phosphoric acid compounds, amine compounds
  • an organic foam control agent such as polytetrafluoroethylene (PTFE).
  • the amount of these various additives varies depending on the purpose of use of the molded article, but is preferably 25 parts by mass or less based on 100 parts by mass of the polymer component constituting the polyamide resin particles. More preferably, it is 15 parts by mass or less, further preferably 10 parts by mass or less, even more preferably 5 parts by mass or less.
  • the mass of one polyamide-based resin particle is appropriately set in accordance with the size, apparent density, and the like of the target polyamide-based resin foamed particle, but is preferably 0.5 to 15.0 mg. Within the above range, the apparent density can be increased. From such a viewpoint, the lower limit of the mass of the polyamide resin particles is more preferably 1.0 mg, and further preferably 1.5 mg. On the other hand, the upper limit is more preferably 10.0 mg, still more preferably 7.0 mg, and particularly preferably 5.0 mg.
  • the mass ratio between the core layer and the coating layer is preferably 4 or more (ie, 80/20 or more), more preferably 5 or more (ie, 83.4 / 16.6 or more), and still more preferably. It is 5.6 or more (ie, 85/15 or more), more preferably 7 or more (ie, 87.5 / 12.5 or more).
  • the mass ratio (core layer / coating layer) is preferably 99 or less (that is, 99/1 or less), more preferably 40 or less (that is, 97.6 / 2.4 or less), and still more preferably 30 or less (that is, 30 or less). 96.8 / 3.2 or less), and more preferably 19 or less (ie, 95/5 or less).
  • the method for producing the polyamide resin particles is not particularly limited, and can be obtained by a known method.
  • a polyamide resin and, if necessary, additives such as a bubble regulator and a coloring agent are charged into an extruder, kneaded to form a melt-kneaded product, and a strand is formed through a small hole of a die provided at the extruder tip.
  • the melt-kneaded product is extruded into a shape, a strand cut method of cutting the extruded melt to a predetermined mass with a pelletizer, a hot-cut method of cutting the melt-kneaded material immediately after being extruded into a gas phase, and the melting.
  • Polyamide-based resin particles can be obtained by an underwater cut method (UWC method) in which the kneaded material is cut immediately after being extruded into water.
  • UWC method underwater cut method
  • polyamide-based resin examples include polyamide and polyamide copolymer.
  • polyamide examples include poly (6-aminohexanoic acid) (polycaproamide, nylon 6), poly (laurolactam) (nylon 12), and poly (hexamethylene adipamide) (also known as poly (caprolactam)).
  • Nylon 66 poly (7-aminoheptanoic acid) (nylon 7), poly (8-aminooctanoic acid) (nylon 8), poly (9-aminononanoic acid) (nylon 9), poly (10-aminodecanoic acid) ( Nylon 10), poly (11-aminoundecanoic acid) (nylon 11), poly (hexamethylene sebacamide) (nylon 610), poly (decamethylene sebacamide) (nylon 1010), poly (hexamethylene azeramide) (Nylon 69), poly (tetramethylene adipamide) (nylon 46), poly (tetramethyl Sebacamide) (nylon 410), poly (pentamethylene adipamide) (nylon 56), and poly (pentamethylene sebacamide) (nylon 510) homopolymers, and the like.
  • the polyamide copolymer means one having two or more kinds of repeating units and having an amide bond in at least a part of each repeating unit.
  • the polyamide copolymer include polycaproamide / polyhexamethylene adipamide copolymer (nylon 6/66), caprolactam / hexamethylenediaminoadipic acid / lauryl lactam (nylon 6/66/12), and caprolactam / lauryl Lactam copolymer (nylon 6/12) and the like.
  • the polyamide resin one kind of these polyamides and polyamide copolymers may be used alone, or two or more kinds may be used in combination.
  • the polyamide resin is a polyamide resin in which one or two or more kinds selected from nylon 6, nylon 66, and nylon 6/66 are combined, and nylon 6/66 is more preferable. preferable.
  • the polyamide resin used in the present invention is preferably an end-blocked polyamide resin in which a functional group at a molecular chain end is blocked. This makes it possible to more reliably suppress hydrolysis in the process of producing expanded polyamide resin particles, and to easily obtain expanded polyamide resin particles that can withstand in-mold molding. Furthermore, the durability of the foamed polyamide resin molded article obtained by in-mold molding (hereinafter, also simply referred to as “foamed particle molded article” or “molded article”) is improved.
  • the terminal blocking agent for blocking the molecular chain terminals for example, carbodiimide compounds, oxazoline compounds, isocyanate compounds, epoxy compounds, and the like can be used. Of these, carbodiimide compounds are preferred.
  • aromatic monocarbodiimides such as bis (dipropylphenyl) carbodiimide (for example, “Stabaxol 1-LF” manufactured by Rhein Chemie) and aromatic polycarbodiimides (for example, “Stabaxol P”, “Stabaxol P100” manufactured by Rhein Chemie) , "Stabaxol P400”), and aliphatic polycarbodiimides such as poly (4,4'-dicyclohexylmethanecarbodiimide) (for example, "Carbodilite LA-1" manufactured by Nisshinbo Chemical Inc.).
  • These terminal blocking agents may be used alone or in combination of two or more.
  • the polyamide resin used in the present invention is preferably a carbodiimide compound, an epoxy compound, and a polyamide resin end-blocked with one or more end-blocking agents selected from an isocyanate compound and the like, More preferably, the resin is a polyamide resin whose terminal is blocked with a carbodiimide compound.
  • the step of impregnating the foaming agent is a step of impregnating the polyamide resin particles in the dispersion with the foaming agent and absorbing the polyamide resin particles.
  • the method of impregnating the polyamide-based resin particles with the blowing agent is not particularly limited, but the polyamide-based resin particles are dispersed in water in a pressurized closed container such as an autoclave, and the blowing agent is added to the polyamide-based resin particles. Is preferably impregnated.
  • the polyamide resin particles be impregnated with the foaming agent by heating in addition to pressurization.
  • the step of impregnating the foaming agent includes, when pressurizing, a step in which the pressure in the closed container reaches from the atmospheric pressure to the pressure during impregnation (hereinafter, also referred to as impregnation pressure).
  • the step of impregnating the foaming agent includes a step of heating a dispersion in which the polyamide-based resin particles are dispersed in water from room temperature to a temperature at the time of impregnation (hereinafter, also referred to as an impregnation temperature).
  • the temperature during the impregnation performed under heating is preferably at least 50 ° C, more preferably at least 80 ° C, and preferably at least 80 ° C, from the viewpoint of sufficiently impregnating the foaming agent with the polyamide resin particles in a short time. (Tm (° C.)) or lower, more preferably (Tm ⁇ 20 (° C.)) or lower.
  • the pressure during the impregnation performed under pressure is such that the foaming agent is impregnated into the container containing the dispersion liquid from the viewpoint of sufficiently impregnating the polyamide-based resin particles with the foaming agent in a short time.
  • the pressure in the closed vessel is preferably adjusted to 1.5 MPa (G) or more, more preferably to 2.5 MPa (G) or more, and more preferably to 7.0 MPa (G). ) Or less, and more preferably 5.0 MPa (G) or less.
  • “1.5 MPa (G)” means that the gauge pressure is 1.5 MPa.
  • the step of dispersing the polyamide resin particles in water to obtain a dispersion and the step of impregnating the foaming agent also have a role of absorbing the polyamide resin particles.
  • the total time of the step of obtaining the dispersion and the step of impregnating the foaming agent is preferably 20 minutes or more, and more preferably 30 minutes or more.
  • the above-mentioned time is preferably 60 minutes or less.
  • the rate of temperature rise in the step of impregnating the foaming agent is preferably 10 ° C./min or less, more preferably 7 ° C./min or less, from the viewpoint of sufficiently absorbing and plasticizing the polyamide resin particles. More preferred.
  • the rate of temperature rise is preferably 1 ° C./min or more, more preferably 2 ° C./min or more.
  • a physical foaming agent As the foaming agent, a physical foaming agent can be used.
  • organic physical foaming agents include aliphatic hydrocarbons such as propane, butane, pentane, hexane, and heptane; cycloaliphatic hydrocarbons such as cyclopentane and cyclohexane; chlorofluoromethane; trifluoromethane; Examples thereof include halogenated hydrocarbons such as 1-difluoroethane, 1,1,1,2-tetrafluoroethane, methyl chloride, ethyl chloride, and methylene chloride, and dialkyl ethers such as dimethyl ether, diethyl ether, and methyl ethyl ether.
  • inorganic physical foaming agent examples include carbon dioxide, nitrogen, helium, argon, and air.
  • physical foaming agents inorganic physical foaming agents are preferred, carbon dioxide or nitrogen is more preferred, and carbon dioxide is still more preferred, from the viewpoint of less impact on the environment, no flammability and excellent safety.
  • the dispersion liquid is held at a temperature lower than the melting point (Tm) of the polyamide resin by 90 ° C. (Tm ⁇ 90 ° C.) or higher and lower than the temperature lower by 50 ° C. (Tm ⁇ 50 ° C.) for 1 minute to 60 minutes. This is a step of keeping the time.
  • the holding temperature of the dispersion liquid in the holding step is 90 degrees higher than the melting point (Tm) of the polyamide resin from the viewpoint of sufficiently absorbing and plasticizing the polyamide resin and uniformly impregnating the polyamide resin with the foaming agent.
  • °C lower temperature Tm-90 ° C or higher, preferably 80 ° C lower temperature (Tm-80 ° C) or higher, more preferably 70 ° C lower temperature (Tm-70 ° C) or higher, still more preferably 65 ° C lower temperature (Tm- 65 ° C.) or higher and lower than 50 ° C. lower temperature (Tm ⁇ 50 ° C.), preferably 55 ° C. lower temperature (Tm ⁇ 55 ° C.) or lower, more preferably 57 ° C. lower temperature (Tm ⁇ 57 ° C.) or lower. Is not more than 59 ° C. lower temperature (Tm-59 ° C.).
  • the raw material is kept at around the melting point of the resin.
  • the temperature is lower than the melting point (Tm) of the polyamide resin by 90 ° C. or higher (Tm ⁇ 90 ° C.) and lower than the temperature lower by 50 ° C. (Tm ⁇ 50 ° C.). It is manufactured by holding. This is because the polyamide resin has hygroscopicity, the polyamide resin particles are plasticized by the water used as the dispersion, and the melting point is greatly reduced. As a result, at a temperature significantly lower than the melting point of the polyamide resin particles. It is thought that it became possible to produce foamed particles having desired apparent density and closed cell ratio.
  • the holding time in the holding step is, from the viewpoint of sufficiently absorbing and plasticizing the polyamide resin, and uniformly impregnating the foaming agent into the polyamide resin, from the viewpoint of obtaining expanded polyamide resin particles having a high closed cell rate. It is 1 minute or more, preferably 5 minutes or more, more preferably 10 minutes or more, and still more preferably 13 minutes or more. Then, from the viewpoint of productivity of the polyamide-based resin expanded particles, and from the viewpoint of preventing hydrolysis of the polyamide-based resin, the holding time in the holding step is 60 minutes or less, preferably 40 minutes or less, more preferably 30 minutes or less, More preferably, it is 20 minutes or less, even more preferably 18 minutes or less.
  • the step of maintaining the temperature can be set in multiple stages within the above temperature range, and the temperature can be raised slowly within a sufficient time within the temperature range. From the viewpoint of easy production, it is preferable to set the temperature within the above-mentioned temperature range in one step (the holding temperature is constant) and hold the above-mentioned time.
  • the holding step is preferably performed under pressure, from the viewpoint of sufficiently absorbing and plasticizing the polyamide resin, and from the viewpoint of uniformly impregnating the polyamide resin with the foaming agent, and maintaining the same pressure as the impregnation pressure.
  • the pressure in the container containing the dispersion liquid is preferably adjusted to 1.5 MPa (G) or more, more preferably to 2.5 MPa (G) or more. Further, the pressure in the container containing the dispersion liquid is preferably adjusted to 7.0 MPa (G) or less, more preferably to 5.0 MPa (G) or less.
  • the step of foaming is a step of foaming the polyamide resin particles impregnated with the foaming agent.
  • the method of foaming the polyamide resin particles is not particularly limited, but, after the holding step, under a pressure atmosphere lower than the pressure in the step of holding the polyamide resin particles impregnated with the foaming agent together with water (usually Is released under atmospheric pressure) and foamed.
  • the temperature Te of the dispersion immediately before foaming (hereinafter also referred to as the foaming temperature) is higher than the melting point (Tm) of the polyamide resin from the viewpoint of obtaining foamed polyamide resin particles having a low apparent density and a high closed cell rate.
  • Tm melting point
  • the foaming temperature is lower than the melting point (Tm) of the polyamide resin by 50 ° C.
  • Tm ⁇ 50 ° C. preferably 55 ° C. lower (Tm ⁇ 55 ° C.) or lower, more preferably 57 ° C. lower ( Tm-57 ° C) or lower, more preferably 59 ° C lower temperature (Tm-59 ° C) or lower.
  • the pressure (foaming pressure) immediately before release in the foaming step is preferably 0.5 MPa (G) or more, more preferably 1.5 MPa (G) or more, and still more preferably 2.5 MPa (G) or more.
  • the foaming pressure is preferably 10.0 MPa (G) or less, more preferably 7.0 MPa (G) or less, and still more preferably 5 MPa (G) or less.
  • the polyamide-based resin expanded particles of the third embodiment of the present invention are polyamide-based resin expanded particles having a foamed layer formed by foaming a polyamide-based resin,
  • the foamed layer has a coating layer made of a polyamide resin on the surface thereof, the foamed layer is a core layer, and the melting point (Tms) of the polyamide resin constituting the coating layer and the core layer are formed.
  • the melting point (Tmc) of the polyamide resin satisfies the following equation (1). Tms ⁇ Tmc (Equation 1)
  • the polyamide-based resin expanded particles of the third embodiment of the present invention are a so-called core-shell type polyamide-based polyamide comprising a foamed layer (core layer) formed by foaming a polyamide-based resin and a coating layer covering the core layer. Resin expanded particles.
  • the mass ratio between the core layer and the coating layer (core layer / coating layer) in the expanded polyamide resin particles of the third embodiment of the present invention is preferably 80/20 or more, more preferably 85/15 or more.
  • the mass ratio between the core layer and the coating layer (core layer / coating layer) is preferably 99/1 or less, more preferably 95/5 or less.
  • the polyamide-based resin constituting the core layer and the coating layer those described in the second embodiment of the present invention can be used.
  • the polyamide-based resin constituting the core layer and the polyamide-based resin constituting the coating layer be of different types from the viewpoint of having different melting points.
  • the polyamide resin constituting the core layer is more preferably a polyamide from the viewpoint of a high melting point and excellent heat resistance.
  • the polyamide resin constituting the coating layer is more preferably a polyamide copolymer from the viewpoint that the melting point is relatively low and the fusion property between the foamed particles can be improved.
  • polyamide-based resins polyamide has a high melting point and excellent heat resistance.
  • the polyamide-based resin foamed particles obtained by forming the polyamide-based resin constituting the core layer with polyamide and the polyamide-based resin constituting the coating layer with the polyamide copolymer as the polyamide copolymer are high. It is possible to effectively achieve both heat resistance and excellent fusing property.
  • the polyamide resin forming the coating layer is preferably an end-blocked polyamide resin in which the functional group at the molecular chain end is blocked. Since the polyamide resin constituting the coating layer is an end-blocking polyamide resin, hydrolysis in the process of producing expanded polyamide resin particles can be more reliably suppressed, and the polyamide resin can withstand in-mold molding. Expanded particles can be easily obtained.
  • the terminal blocking agent for blocking the terminal of the molecular chain those described for the second embodiment of the present invention can be used, and the preferable range is also the same.
  • the polyamide resin forming the coating layer but also the core layer is formed from the viewpoint of more reliably suppressing hydrolysis in the process of producing expanded polyamide resin particles. It is preferable that the functional group at the molecular chain end of the polyamide resin is also blocked.
  • the amount of the terminal blocking agent is preferably 0.1 to 5 parts by mass, more preferably 0.5 to 3 parts by mass, based on 100 parts by mass of the polyamide resin constituting the core layer or the coating layer.
  • the expanded particles do not contain a crystallization-inhibiting compound such as resorcinol, phenol, ethylphenol or benzyl alcohol.
  • the peak temperature of the melting peak of the second DSC curve represents the melting point of the polyamide resin.
  • the melting point of the polyamide-based resin constituting the core layer is preferably 180 ° C. or higher, from the viewpoint of obtaining polyamide-based resin expanded particles having excellent heat resistance. It is preferably at least 190 ° C, more preferably at least 200 ° C, and even more preferably at least 210 ° C.
  • the melting point of the polyamide resin constituting the core layer is preferably 300 ° C. or lower, more preferably 290 ° C. or lower, and further preferably 280 ° C. or lower, from the viewpoint of easy temperature control during foaming.
  • the melting point (Tms) of the polyamide resin forming the coating layer is lower than the melting point (Tmc) of the polyamide resin forming the core layer. That is, the melting point (Tms) of the polyamide resin constituting the coating layer of the foamed polyamide resin particles and the melting point (Tmc) of the polyamide resin constituting the core layer of the foamed polyamide resin particles satisfy the following formula 1. . Further, it is preferable that the melting point (Tms) of the polyamide resin forming the coating layer is lower than a temperature lower by 20 ° C. than the melting point (Tmc) of the polyamide resin forming the core layer.
  • the melting point (Tms) of the polyamide resin constituting the coating layer of the expanded polyamide resin particles and the melting point (Tmc) of the polyamide resin constituting the core layer of the expanded polyamide resin particles satisfy the following expression (2). Is preferred. Tms ⁇ Tmc (Equation 1) Tms ⁇ (Tmc ⁇ 20 ° C.) (Equation 2) When the melting point (Tmc) of the polyamide-based resin constituting the core layer and the melting point (Tms) of the polyamide-based resin constituting the coating layer satisfy the above formula 1, high heat resistance is maintained without increasing the molding pressure. In addition, it is possible to provide foamed polyamide-based resin particles having excellent fusion property. Further, it is preferable to satisfy the above formula 2, because foamed polyamide resin particles having excellent fusion-adhesiveness can be easily obtained while maintaining high heat resistance without further increasing the molding pressure.
  • the melting point (Tms) of the polyamide-based resin constituting the coating layer and the melting point (Tmc) of the polyamide-based resin constituting the core layer are prepared by preparing a measurement sample by the following method.
  • the measurement sample is obtained by performing a calorie of fusion based on a heat flux differential scanning calorimetry method under the condition 1.
  • Condition 1 is as described with respect to the first embodiment of the present invention.
  • the surface portion including the surface of the foamed particles is cut to collect the surface portion to form a test piece.
  • a measurement sample having a mass of 1/10 to 1/6 of the mass of the foamed particles before the cutting process is collected from the entire surface of one foamed particle.
  • the polyamide resin constituting the coating layer is a different polyamide resin from the polyamide resin constituting the core layer, and the polyamide resin constituting the core layer It is preferable that the crystallinity of the polyamide resin constituting the coating layer is lower than the crystallinity of the resin. If the crystallinity of the polyamide resin forming the coating layer is lower than the crystallinity of the polyamide resin forming the core layer, it is considered that the water content of the coating layer increases. Therefore, when water is used at the time of producing the expanded particles, the water is easily plasticized by water, and foaming can be performed at a relatively low temperature.
  • the crystallinity of the polyamide resin constituting the coating layer is lower than the crystallinity of the polyamide resin constituting the core layer, the polyamide resin foam excellent in the fusibility while maintaining high heat resistance is maintained. Particles can be provided.
  • the crystallinity of the polyamide resin constituting the core layer and the crystallinity of the polyamide resin constituting the coating layer were measured for the core layer and the coating layer of the foamed polyamide resin particles in the same manner as in the measurement of the heat of fusion measurement. A sample is prepared and measured by the following method.
  • the first DSC curve measured when heating and melting from 30 ° C. at a heating rate of 10 ° C./min to a temperature 30 ° C. higher than the end of the melting peak at the first time. DSC curve.
  • the calorific value of the exothermic peak and the endothermic peak at the time of temperature rise is determined, and the total calorific value is determined by subtracting the calorific value of the exothermic peak from the caloric value of the endothermic peak.
  • the total heat is divided by the complete crystal heat of 230 J / g in the case of the resin based on nylon 6 and by 226 J / g in the case of the resin based on nylon 66 and multiplied by 100.
  • the crystallinity of the polyamide resin constituting the core layer of the foamed polyamide resin particles and the crystallinity of the polyamide resin constituting the coating layer can be obtained.
  • the apparent density of the third embodiment of the polyamide-based resin foamed particles of the present invention is preferably 50 kg / m 3 or more, more preferably 60 kg / m 3 or more, further preferably 70 kg / m 3 or more, and preferably Is 250 kg / m 3 or less, more preferably 200 kg / m 3 or less, and still more preferably 150 kg / m 3 or less.
  • the apparent density of the expanded polyamide resin particles is measured by a method described in Examples described later.
  • the closed cell rate of the expanded polyamide resin particles of the third embodiment of the present invention is preferably 85% or more, more preferably 88% or more, and further preferably 90% or more.
  • foamed particles having a low apparent density are easily obtained.
  • the expandability of the foamed particles is good, and the foamed particle molded article produced by molding the foamed particles in a mold is excellent in secondary foamability and fusion property.
  • the method of measuring the closed cell rate is as described in the first embodiment of the present invention.
  • the polyamide resin foamed particles of the third embodiment of the present invention are excellent in heat resistance.
  • the extrapolated temperature of the compression amount-temperature curve when the temperature is raised while compressing the compact by the thermal analyzer is preferably 160 ° C. or more, more preferably 180 ° C. or more, and still more preferably 190 ° C. That is all.
  • the method for evaluating heat resistance according to the third embodiment of the present invention is, for example, to cut out a 5 mm square molded body from the molded body and use a thermal analyzer (TMA; for example, “TMA7100” manufactured by Hitachi High-Tech Science Corporation).
  • TMA thermal analyzer
  • the depth of displacement (displacement) of the probe when the temperature is raised while being compressed is monitored, and the thickness of the sample is determined from the temperature at which the sample is compressed by 5% with respect to the thickness of the sample before the test.
  • the polyamide-based resin foamed particles of the third embodiment of the present invention can be formed into a foamed molded article having excellent fusion-bonding properties.
  • the fusion rate of the foamed particle molded product is preferably 75% or more, more preferably 80% or more, and further preferably 85% or more.
  • the fusion ratio of the foamed particle molded body is determined based on the ratio of the number of foamed particles whose material has been destroyed among the foamed particles exposed to the fracture surface when the foamed particle molded body is broken.
  • a test piece (100 mm long ⁇ 100 mm wide ⁇ thickness: thickness of the formed body) is cut out from the foamed particle formed body, and a cut of about 5 mm is made in the thickness direction of each test piece with a cutter knife or the like. Then, the test piece is broken from the cut portion. Next, the number (n) of the foamed particles existing in the fracture surface of the foamed particle molded body and the number (b) of the foamed particles whose material was destroyed were measured, and the ratio (b / n) between (b) and (n) was measured. ) Is expressed as a percentage to be the fusion rate (%).
  • the expanded polyamide resin particles of the third embodiment of the present invention are preferably obtained by the production method of the second embodiment of the present invention.
  • Polyamide-based resin expanded particles (fourth embodiment of the present invention)
  • Polyamide-based resin foamed particles of the fourth embodiment of the present invention are polyamide-based resin foamed particles comprising a polyamide copolymer as a base resin,
  • the foamed polyamide resin particles have an apparent density of 10 to 150 kg / m 3 , and the foamed polyamide resin particles have an average cell diameter of 20 to 200 ⁇ m.
  • the polyamide-based resin expanded particles of the fourth embodiment of the present invention are polyamide-based resin expanded particles using a polyamide copolymer as a base resin.
  • the polyamide copolymer include polycaproamide / polyhexamethylene adipamide copolymer (nylon 6/66), caprolactam / hexamethylenediaminoadipic acid / lauryl lactam (nylon 6/66/12), and caprolactam / lauryl Lactam copolymer (nylon 6/12) and the like.
  • One of these polyamide copolymers may be used alone, or two or more thereof may be used in combination.
  • the polyamide copolymers it is preferable to include nylon 6/66, and it is more preferable to use nylon 6/66 alone.
  • the polyamide copolymer has a relatively low melting point and a relatively low temperature at the time of production as compared with polyamide, so that it can be produced at a temperature at which hydrolysis is difficult. Therefore, the polyamide resin of the fourth embodiment of the present invention does not have to be an end-blocked polyamide resin in which the functional group at the molecular chain end is blocked.
  • the foamed polyamide resin particles of the fourth embodiment of the present invention have a low apparent density and a small average cell diameter.
  • the foamed particles When the foamed particles have a low apparent density and a small average cell diameter, they are excellent in secondary foaming properties when molded in a mold to obtain a molded article. Further, the water cooling time can be shortened, and as a result, the entire molding time can be shortened.
  • the apparent density of the expanded polyamide resin particles of the fourth embodiment of the present invention is preferably 10 to 150 kg / m 3 , and more preferably 30 to 100 kg / m 3 .
  • the apparent density of the expanded polyamide resin particles is measured in the same manner as the method for measuring the apparent density of the expanded polyamide resin particles of the second embodiment.
  • the average cell diameter of the expanded polyamide resin particles of the fourth embodiment of the present invention is preferably 20 to 200 ⁇ m, more preferably 50 to 150 ⁇ m.
  • the average cell diameter of the expanded polyamide resin particles is measured by the following method. First, the foamed particles are divided into approximately two parts so as to pass through the center of the foamed particles, and the cut surface is photographed with a scanning electron microscope. Next, in the obtained cross-sectional photograph, straight lines are drawn at equal intervals in eight directions from the vicinity of the center of the cut surface of the foamed particles, and all the number of bubbles intersecting the straight line are counted. The value obtained by dividing the total length of the straight line by the counted number of cells is defined as the cell diameter of the expanded particles. This operation is similarly performed for ten or more expanded particles, and the arithmetic average value of the cell diameter of each expanded particle is defined as the average cell diameter of the expanded particles.
  • the closed cell rate of the expanded polyamide resin particles of the fourth embodiment of the present invention is preferably 85% or more, more preferably 88% or more, and further preferably 90% or more.
  • the method of measuring the closed cell rate is as described in the first embodiment of the present invention.
  • the expanded polyamide resin particles of the fourth embodiment of the present invention have a small variation in particle diameter. Specifically, the variation in the particle size obtained as described below is small.
  • the foamed polyamide resin particles according to the fourth embodiment of the present invention are foamed particles having an aspect ratio of 1.5 times or more (A V1.5 ) the average of the aspect ratios of the foamed particles having a low aspect ratio. Is less than 5%, preferably 3% or less, more preferably 1% or less.
  • the expanded polyamide resin particles of the fourth embodiment of the present invention are preferably obtained by the production method of the second embodiment of the present invention.
  • Polyamide resin foam particle molding By foaming the polyamide resin foam particles obtained by the present invention in a mold, a foam molded article can be obtained.
  • the in-mold forming method a conventionally known method can be adopted, but it is preferable to use heating by steam. By the steam, the polyamide resin in the foamed polyamide resin particles absorbs water and is plasticized, so that the molding pressure can be reduced.
  • the obtained molded body is dried to remove moisture, the physical properties of the polyamide resin are returned to its original properties, and the molded body has high heat resistance.
  • the foamed polyamide resin particles of the fourth embodiment of the present invention can be formed into a foamed molded article having excellent in-mold moldability. Specifically, it is excellent in the secondary foaming property when performing in-mold molding to obtain a molded article. Further, the water cooling time can be shortened, and as a result, the entire molding time can be shortened, which is preferable.
  • the water cooling time of the foamed particle molded body is determined as follows. First, the obtained foamed polyamide resin particles are filled in a molding die (for example, 200 mm in length ⁇ 250 mm in width ⁇ 50 mm in thickness), and subjected to in-mold molding by steam heating to obtain a plate-like foamed particle molded product.
  • the water-cooling time of the foamed particle molded body is the water-cooling time (second) required from the start of water-cooling to the time when the surface pressure reaches 0.02 MPa (gauge pressure).
  • the DSC curve of The peak temperature of the melting peak was determined. Note that a high-sensitivity differential scanning calorimeter “EXSTAR DSC7020” (manufactured by SII Nanotechnology Inc.) was used as a measuring device. Further, the polyamide resin particles and the polyamide resin were kept under a nitrogen atmosphere in a desiccator so as not to be hydrolyzed by avoiding high-temperature and high-humidity conditions, and then vacuum-sucked and stored at a moisture content of 1,000 ppm by mass or less for 24 hours. These were used for melting point determination.
  • Heat of fusion endothermic energy of high temperature peak
  • the endothermic energy of the high-temperature peak of the expanded particles in the present invention corresponds to the area of the high-temperature peak b that appears on the higher temperature side than the intrinsic peak a in the DSC curve shown in FIG.
  • a straight line was drawn connecting point I at 150 ° C. on the DSC curve and point II indicating the melting end temperature on the DSC curve.
  • a straight line passing through a point III on the DSC curve corresponding to a valley between the specific peak a and the high temperature peak b and passing through a point III and perpendicular to the temperature on the horizontal axis of the graph, and a straight line connecting the points I and II are shown.
  • the intersection was point IV.
  • the area of the straight line connecting the points IV and II, the straight line connecting the points III and IV, and the DSC curve connecting the points III and II is the endothermic energy of the high-temperature peak.
  • the value of the true volume of the foamed particles (the sum of the volume of the resin constituting the foamed particles and the total volume of the cells of the closed cells in the foamed particles) according to Procedure C described in ASTM-D2856-70. Vx was measured. The true volume Vx was measured using an air comparison specific gravity meter “930” manufactured by Toshiba Beckman Co., Ltd. Next, the closed cell rate was calculated by the following equation (1), and the arithmetic average value of the five measurement results was obtained.
  • Closed cell rate (%) (Vx ⁇ W / ⁇ ) ⁇ 100 / (Va ⁇ W / ⁇ ) (1)
  • Vx true volume (cm 3 ) of the expanded particles measured by the above method
  • Va Apparent volume of expanded particles (cm 3 )
  • W Mass of the sample for measuring expanded particles
  • Density (g / cm 3 ) of resin constituting foam particles
  • Examples 101 and 102 [Production of polyamide resin particles]
  • An extruder provided with an extruder for forming a core layer having an inner diameter of 65 mm and an extruder for forming a coating layer having an inner diameter of 30 mm was provided, and a multi-layered strand-like die capable of co-extrusion was provided at the outlet side.
  • the core layer resin 1030B or 5033B shown in Table 1 is supplied to the core layer forming extruder, and the content of “talcan powder PK-S” (manufactured by Hayashi Kasei Co., Ltd.) becomes 3000 mass ppm as a cell regulator.
  • the content in the autoclave was heated from room temperature (23 ° C.) while stirring, and after reaching the impregnation temperature shown in Table 2, carbon dioxide was blown into the autoclave as a blowing agent, and the pressure in the autoclave was changed to the impregnation shown in Table 2.
  • the pressure was injected until the pressure was reached.
  • the heating time from room temperature (23 ° C.) to the impregnation temperature shown in Table 2 was 30 minutes.
  • the heating rate was an average rate obtained by dividing a value obtained by subtracting the room temperature (23 ° C.) from the impregnation temperature shown in Table 2 by the heating time.
  • the holding temperature, holding time, and pressure in the holding step shown in Table 2 were maintained.
  • the polyamide resin particles impregnated with the foaming agent were discharged together with the dispersion under atmospheric pressure (0.1 MPa).
  • the obtained polyamide-based resin expanded particles were cured in an oven at 60 ° C. for 24 hours, and then slowly cooled to obtain polyamide-based resin expanded particles.
  • Table 2 shows the heat of fusion (J / g), apparent density, and closed cell rate of the obtained expanded particles.
  • Examples 103-106, 108, 109, and 151-158 [Production of polyamide resin particles]
  • the resin 1030B, 6434B, E2046 or 5033B shown in Table 1 is supplied to a core layer forming extruder having a single-layer structure, and contains “talcan powder PK-S” (manufactured by Hayashi Chemicals) as a cell regulator.
  • the amount was supplied so as to be 3000 mass ppm, and "Stabaxol P100" (manufactured by Rhine Chemie) was supplied as an end-capping agent so as to be 1 mass%, and each was melt-kneaded.
  • the melt-kneaded product is extruded as a single-layer strand having a circular cross section from the pores of a die attached to the tip of the extruder, and after the extruded strand is water-cooled, the mass becomes about 2.0 mg per piece with a pelletizer. And dried to obtain polyamide resin particles. Except for the above, foamed polyamide resin particles were obtained in the same manner as in Example 101 under the conditions shown in Tables 2 and 3. Tables 2 and 3 show the heat of fusion (J / g), apparent density, and closed cell rate of the obtained expanded particles.
  • Example 107 Expanded polyamide-based resin particles were obtained under the conditions shown in Table 2 in the same manner as in Example 103, except that nitrogen was used as a blowing agent in the production of the polyamide-based resin expanded particles.
  • Table 2 shows the heat of fusion (J / g), apparent density, and closed cell rate of the obtained expanded particles.
  • the foamed polyamide resin particles obtained in Example 103 were filled in a mold, and subjected to in-mold molding by a pressure molding method using steam as a heating medium to obtain a foamed polyamide resin resin particle. .
  • the crystallite size of the obtained molded article of polyamide-based expanded particles was 7.1 nm.
  • the crystallite size of the molded article of the expanded polyamide resin particles was determined by the following method. X-ray diffraction (XRD) measurement of the obtained molded article of expanded polyamide resin particles was performed by a transmission method using an X-ray scattering apparatus “D8 DISCOVER ⁇ HR Hybrid, Bulker” (manufactured by AXS). An imaging plate (IP) was used as a detector.
  • XRD X-ray diffraction
  • a foam molded article sliced so that the sample thickness was about 0.6 mm was used as a sample.
  • the two-dimensional X-ray diffraction pattern obtained by IP was converted to one-dimensional by circular average.
  • sky cell scattering correction was also performed.
  • the one-dimensional X-ray diffraction profile obtained in this manner was subjected to peak separation into a diffraction peak derived from a crystal and a diffraction peak derived from an amorphous substance, assuming a Gaussian function as a peak shape.
  • the full width at half maximum ⁇ (rad) of the peak having the narrowest peak width is calculated, and the crystallite of the foam molded article is calculated using the full width at half maximum ⁇ according to the following formula (2). Size D was calculated.
  • the polyamide resin particles can be foamed at a temperature of 90 ° C. or more and less than 50 ° C. lower than the melting point, and the polyamide resin foam has a low apparent density. Particles could be obtained. Therefore, according to the method for producing expanded polyamide resin particles of the second embodiment of the present invention, the expanded polyamide resin particles can be expanded at a temperature lower than the melting point by 90 ° C. or more and lower than 50 ° C., It can be seen that foam particles having excellent heat resistance and capable of forming a foam molded article having a complicated three-dimensional shape can be obtained relatively easily.
  • Example 151 and 153 in which the holding temperature and the temperature of the dispersion immediately before foaming are about 100 ° C. lower than the melting point, the polyamide resin particles hardly foam and the state of the resin particles Met.
  • Examples 152 and 154 in which the holding temperature and the temperature of the dispersion immediately before foaming were 40 ° C. lower than the melting point, the resin particles were fused in the container during the temperature rise to the holding temperature. The experiment was interrupted before the holding temperature was reached.
  • Example 155 in which the holding time was not provided, the foamed particles had a low closed cell ratio.
  • Example 156 in which the holding time was 100 minutes, the foamed particles had a high apparent density and a low closed cell ratio.
  • the polyamide resin was hydrolyzed by holding for a long time, and the expanded particles were yellowed.
  • Example 157 in which the holding temperature was the same as the melting point of the polyamide resin, the resin particles were fused in the container as they were during the temperature rise to reach the holding temperature.
  • Example 158 in which the temperature of the dispersion immediately before foaming was set to the same temperature as the melting point of the polyamide resin, the temperature of the dispersion immediately before foaming was raised and the resin particles were fused into the container during the temperature rise. The experiment was interrupted before the foaming temperature was reached.
  • Examples 201 to 204, 252 and 253 [Production of polyamide resin particles]
  • the resins shown in Tables 1 and 4 were supplied to an extruder, and “talcan powder PK-S” (manufactured by Hayashi Kasei Co., Ltd.) was supplied as a cell regulator so that the content became 3000 mass ppm.
  • PK-S manufactured by Hayashi Kasei Co., Ltd.
  • the melt-kneaded product is extruded as a single-layer strand having a circular cross section from the pores of a die attached to the tip of the extruder, and the extruded strand is water-cooled. Then, the mass becomes about 2.0 mg per piece with a pelletizer. And dried to obtain polyamide resin particles.
  • the content in the autoclave was heated from room temperature (23 ° C.) while stirring, and after reaching the impregnation temperature shown in Table 4, carbon dioxide was blown into the autoclave as a blowing agent, and the pressure in the autoclave was changed to the impregnation shown in Table 4. The pressure was injected until the pressure was reached. At this time, the heating time from room temperature (23 ° C.) to the impregnation temperature shown in Table 4 was 30 minutes. The heating rate was an average rate obtained by dividing a value obtained by subtracting the room temperature (23 ° C.) from the impregnation temperature shown in Table 4 by the heating time. Next, the holding temperature, holding time, and pressure in the holding step shown in Table 4 were maintained.
  • polyamide resin particles impregnated with the foaming agent were discharged together with the dispersion under atmospheric pressure (0.1 MPa).
  • the obtained polyamide-based resin expanded particles were cured in an oven at 60 ° C. for 24 hours, and then slowly cooled to obtain polyamide-based resin expanded particles.
  • Example 251 [Production of polyamide resin particles] In the same manner as in Example 201, polyamide resin particles were obtained. [Production of expanded polyamide resin particles] The obtained polyamide-based resin particles were placed in an autoclave at 10 ° C. and allowed to stand for 3 hours under a 4.0-MPa carbon dioxide atmosphere to impregnate the polyamide-based resin particles with carbon dioxide. This was taken out, placed in a hot-air foaming device, and blown with hot air at 240 ° C. for 20 seconds to obtain expanded polyamide resin particles.
  • the expanded particles were measured in a compression mode (3.5 mm in diameter at the tip of the compression probe) using a thermal analyzer (TMA; "TMA7100” manufactured by Hitachi High-Tech Science Corporation). Specifically, one foamed particle was selected at random, a short diameter direction of the foamed particle was sandwiched by applying a load of 1 mN with a compression probe, and then the temperature was raised to the melting point of the raw resin. Thereafter, the load is increased at a speed of 30 mN / min while maintaining the isothermal temperature at the melting point of the raw resin, and the depth of the indentation (displacement amount) of the probe is monitored. The compressive stress at the melting point of the expanded beads was measured for the stress at the time when the thickness became 50% of the thickness. The above operation was performed three times, and their arithmetic average value was defined as 50% compressive stress.
  • a foamed particle molded body was produced using the polyamide resin foamed particles.
  • the obtained polyamide-based resin foamed particles were filled in a flat mold having a length of 200 mm ⁇ a width of 250 mm ⁇ a thickness of 50 mm, and subjected to in-mold molding by steam heating to obtain a plate-like foamed molded article.
  • steam was supplied for 5 seconds with the drain valves of both sides opened, and preheating (exhaust step) was performed. Then, steam was supplied from the movable side, and then steam was supplied from the fixed side.
  • molding pressure molding vapor pressure
  • the pressure was released, and the molded product was cooled with water until the surface pressure due to the foaming force was reduced to 0.02 MPa (gauge pressure).
  • the mold was opened and the molded body was taken out of the mold.
  • the obtained molded body was cured in an oven at 80 ° C. for 12 hours, and then gradually cooled to room temperature.
  • a molded article of expanded polyamide particles was obtained.
  • the thickness of the end portion (10 mm inside from the end) and the center portion (portion equally divided in both the vertical and horizontal directions) of the foamed particle molded product corresponding to the dimensions of the flat mold used in the in-mold molding were measured. .
  • the thickness ratio of the foamed particle molded product was calculated and evaluated as follows. A: The thickness ratio is 90% or more. C: The thickness ratio is less than 90%.
  • the fusion rate of the molded article was determined based on the ratio of the number of foamed particles whose material was destroyed among the foamed particles exposed to the fracture surface when the foamed molded article was broken. Specifically, first, a test piece (100 mm long ⁇ 100 mm wide ⁇ thickness: thickness of the formed body) is cut out from the foamed particle formed body, and about 5 mm is cut in the thickness direction of each test piece with a cutter knife. The test piece was broken from the cut portion.
  • a sample of 5 mm square is cut out at random from the foamed particle molded body so as not to include the surface of the molded body, and is subjected to a compression mode (compression probe) using a thermal analyzer (TMA; "TMA7100” manufactured by Hitachi High-Tech Science Corporation).
  • TMA thermal analyzer
  • the sample was pinched at a load of 1 mN at a tip diameter of 3.5 mm), and then heated to the melting point of the raw resin. Thereafter, the load was increased at a speed of 30 mN / min while maintaining the temperature isothermally at the melting point of the raw material resin.
  • the stress at the time when the thickness of the expanded bead was 50% of the thickness of the expanded bead before compression was determined.
  • the foamed polyamide resin particles obtained in Examples 201 to 204 had a 50% compressive stress at the melting point of 8 to 15 kPa.
  • the foamed particle molded article obtained by using such polyamide-based resin foamed particles had excellent moldability and excellent high-temperature compressive strength. Therefore, it is understood that according to the first embodiment of the present invention, it is possible to provide expanded polyamide resin particles having excellent compressive strength at high temperatures.
  • Example 251 in which expanded particles were obtained by the impregnation expansion method the expanded particles did not have a high-temperature peak, and the compressive strength at high temperatures was insufficient.
  • Example 252 showed that even when foamed particles were obtained by the direct foaming method, the compressive strength at high temperature was insufficient when the ratio of the high-temperature peak was low. Further, in Example 253, even when the foamed particles were obtained by the direct foaming method, if the ratio of the high-temperature peak was too high, the apparent density was increased when the foamed particles were obtained from the resin particles. It showed that the meltability and secondary foaming property during the inner molding were insufficient and the moldability was poor, and it was difficult to obtain a molded article.
  • Examples 301 to 303 and 351 [Production of polyamide resin particles]
  • An extruder provided with an extruder for forming a core layer having an inner diameter of 65 mm and an extruder for forming a coating layer having an inner diameter of 30 mm was provided, and a multi-layered strand-like die capable of co-extrusion was provided at the outlet side.
  • the core layer resin shown in Tables 1 and 5 is supplied to a core layer forming extruder, and “talcan powder PK-S” (manufactured by Hayashi Kasei Co., Ltd.) is used as a cell regulator so that its content becomes 3000 mass ppm.
  • terminal blocking agents shown in Table 5 were supplied in an amount of 1 part by mass, and each was melt-kneaded. Further, the coating layer resin shown in Tables 1 and 5 was supplied to the coating layer forming extruder, and the terminal blocking agent shown in Table 5 was supplied so as to have a content of 1 part by mass, and was melt-kneaded. The melt-kneaded product was joined in a die at a core layer / coating layer mass ratio shown in Table 5, and the outer peripheral surface of the core layer was covered with the coating layer through the pores of a die attached to the tip of the extruder. After co-extrusion as a multilayered strand having a circular cross section, the co-extruded strand was water-cooled, cut with a pelletizer so that the mass became about 2.0 mg per piece, and dried to obtain polyamide resin particles. .
  • the content in the autoclave was heated from room temperature (23 ° C.) while stirring, and after reaching the impregnation temperature shown in Table 5, carbon dioxide was blown into the autoclave as a blowing agent, and the pressure in the autoclave was changed to the impregnation shown in Table 5.
  • the pressure was injected until the pressure was reached.
  • the heating time from room temperature (23 ° C.) to the impregnation temperature shown in Table 5 was 30 minutes.
  • the heating rate was an average rate obtained by dividing a value obtained by subtracting the room temperature (23 ° C.) from the impregnation temperature shown in Table 5 by the heating time.
  • the holding temperature, holding time, and pressure in the holding step shown in Table 5 were maintained.
  • polyamide resin particles impregnated with the foaming agent were discharged together with the dispersion under atmospheric pressure (0.1 MPa).
  • the obtained polyamide-based resin expanded particles were cured in an oven at 60 ° C. for 24 hours, and then slowly cooled to obtain polyamide-based resin expanded particles.
  • Examples 352 and 353 [Production of polyamide resin particles]
  • the resin shown in Tables 1 and 5 is supplied to a core layer forming extruder having a single-layer structure, and “talcan powder PK-S” (manufactured by Hayashi Kasei Co., Ltd.) is used as a foam regulator in a content of 3000 mass ppm.
  • the terminal blocking agent shown in Table 5 was supplied so as to be 1% by mass, and each was melt-kneaded.
  • the melt-kneaded product is extruded as a single-layer strand having a circular cross section from the pores of a die attached to the tip of the extruder, and after the extruded strand is water-cooled, the mass becomes about 2.0 mg per piece with a pelletizer. And dried to obtain polyamide resin particles. Except for the above, foamed polyamide resin particles were obtained in the same manner as in Example 301 or 303 under the conditions shown in Table 5.
  • the melting point (Tms) of the coating layer and the melting point (Tmc) of the core layer are determined by preparing a measurement sample by the following method, and measuring the heat flux of the measurement sample under the above condition 1. Obtained by performing a calorimetric measurement of fusion based on differential scanning calorimetry. In addition, about the measurement sample of the crystallinity of a coating layer and a core layer, the measurement sample of the coating layer and the core layer was similarly prepared.
  • the surface layer including the surface of the foamed particles was subjected to a cutting treatment, and the surface layer was collected to obtain a test piece.
  • a measurement sample having a mass of 1/10 of the particle mass of the foamed particles before the cutting treatment was collected from the entire surface of one foamed particle.
  • the cutting process was performed on a plurality of expanded particles, and a measurement sample of about 2 g was collected.
  • the total calorie is 230 J / g in the case of nylon 6 base resin (1030B, 5034B, 5033B, 6434B and 1022B), and in the case of nylon 66 base resin (E2046).
  • the crystallinity of the core layer and the coating layer of the expanded polyamide resin particles was determined by dividing by 226 J / g and multiplying by 100.
  • the fusion rate of the foamed particle molded body was determined based on the ratio of the number of foamed particles whose material was destroyed among the foamed particles exposed on the fracture surface when the foamed particle molded body was broken. Specifically, first, a test piece (length 100 mm ⁇ width 100 mm ⁇ thickness: thickness of the formed body) is cut out from the foamed particle formed body, and about 5 mm is cut into each test piece with a cutter knife. The test piece was broken.
  • a sample of 5 mm square is cut out at random from the foamed particle molded body so as not to include the surface of the molded body, and is subjected to a compression mode (compression probe) using a thermal analyzer (TMA; "TMA7100” manufactured by Hitachi High-Tech Science Corporation).
  • TMA thermal analyzer
  • the sample was compressed under a high temperature condition at a diameter of 3.5 mm at the tip of the sample.
  • the initial load was set to 500 mN and the temperature of the probe was increased from 30 ° C. to 250 ° C. at a rate of 5 ° C./min, the indentation depth (displacement) of the probe was monitored, and the thickness of the sample was monitored.
  • the temperature at which the sample was compressed by 5% with respect to the thickness of the sample before the test was determined.
  • Example 351 showed that even in the case of resin particles having a core layer and a coating layer, if there was no difference between the melting point of the core layer and the melting point of the coating layer, the adhesiveness was poor.
  • Example 352 the resin particles using a polyamide resin having a high melting point in a single layer are inferior in fusibility.
  • Example 353 the resin particles using a polyamide resin having a low melting point in a single layer are fusible. Was slightly improved, but insufficient.
  • Example 401, 451-453, 456 and 457 [Production of polyamide resin particles]
  • the resins shown in Tables 1 and 6 were supplied to an extruder, and “talcan powder PK-S” (manufactured by Hayashi Kasei Co., Ltd.) was supplied as an air conditioner so that the content became 3000 mass ppm. Refined.
  • the melt-kneaded product is extruded as a single-layer strand having a circular cross section from the pores of a die attached to the tip of the extruder, and after the extruded strand is water-cooled, the mass becomes about 2.0 mg per piece with a pelletizer. And dried to obtain polyamide resin particles.
  • the content in the autoclave was heated from room temperature (23 ° C.) while stirring, and after reaching the impregnation temperature shown in Table 6, carbon dioxide was blown into the autoclave as a blowing agent, and the pressure in the autoclave was changed to the impregnation shown in Table 6. The pressure was injected until the pressure was reached. At this time, the heating time from room temperature (23 ° C.) to the impregnation temperature shown in Table 6 was 30 minutes. The heating rate was an average rate obtained by dividing a value obtained by subtracting the room temperature (23 ° C.) from the impregnation temperature shown in Table 6 by the heating time. Next, the holding temperature, holding time, and pressure in the holding step shown in Table 6 were maintained.
  • the polyamide resin particles impregnated with the foaming agent were discharged together with the dispersion under atmospheric pressure (0.1 MPa).
  • the obtained polyamide-based resin expanded particles were cured in an oven at 60 ° C. for 24 hours, and then slowly cooled to obtain polyamide-based resin expanded particles.
  • Table 6 shows the heat of fusion (J / g), apparent density, closed cell ratio, and average cell diameter of the obtained expanded particles.
  • Example 454 [Production of polyamide resin particles]
  • the resins shown in Tables 1 and 6 were supplied to an extruder, and “talcan powder PK-S” (manufactured by Hayashi Kasei Co., Ltd.) was supplied as an air conditioner so that its content became 8000 ppm by mass. Refined.
  • the melt-kneaded product is extruded as a single-layer strand having a circular cross section from the pores of a die attached to the tip of the extruder, and the extruded strand is water-cooled. Then, the mass becomes about 2.0 mg per piece with a pelletizer. And dried to obtain polyamide resin particles.
  • Example 455 The foamed particles obtained in Example 454 were placed in a pressure vessel maintained at 70 ° C., and compressed air was injected thereinto over 24 hours until the pressure in the pressure vessel became 0.60 MPa, and then maintained for 24 hours. The obtained foamed particles were taken out, placed in a hot-air foaming device, and blown with hot air at 240 ° C. for 20 seconds to obtain foamed polyamide resin particles.
  • FIG. 2 shows an optical microscope photograph (25 times) of the expanded particles in Example 456.
  • a V The ratio of expanded particles having an aspect ratio of 1.5 times or more (A V1.5 ) or more is less than 5%.
  • C The ratio of expanded particles having an aspect ratio of 1.5 times or more (A V1.5 ) or more is 5% or more.
  • the foamed polyamide resin particles obtained after clamping the molding die are filled in a flat mold having a length of 200 mm ⁇ width 250 mm ⁇ thickness 50 mm, and subjected to in-mold molding by steam heating to form a plate-like foamed particle molded product.
  • the thickness of the end portion (10 mm inside from the end) and the center portion (portion equally divided in both the vertical and horizontal directions) of the foamed particle molded product corresponding to the dimensions of the flat mold used in the in-mold molding were measured. .
  • the thickness ratio of the foamed particle molded product was calculated and evaluated as follows. A: The thickness ratio is 90% or more. C: The thickness ratio is less than 90%.
  • the fusion rate of the molded article was determined based on the ratio of the number of foamed particles whose material was destroyed among the foamed particles exposed to the fracture surface when the foamed molded article was broken. Specifically, first, a test piece (100 mm long ⁇ 100 mm wide ⁇ thickness: thickness of the formed body) is cut out from the foamed particle formed body, and about 5 mm is cut in the thickness direction of each test piece with a cutter knife. The test piece was broken from the cut portion.
  • Example 401 had an apparent density as low as 95 kg / m 3 and were excellent in particle shape. Therefore, it is understood that according to the fourth embodiment of the present invention, it is possible to provide expanded polyamide resin particles having excellent lightness and moldability.
  • Examples 451 to 453 showed that the apparent density was relatively high and the lightness was insufficient. In Example 451, it was difficult to obtain a molded product because the apparent density of the expanded particles was high.
  • Example 454 showed that the one obtained by impregnation foaming had a higher apparent density.
  • Example 455 the foamed particles obtained in Example 454 were subjected to a usual curing process under atmospheric pressure, the foamed particles were filled in another closed container, and compressed air was pressurized and pressurized. Further, foaming was further performed by steam heating. In this case, although the apparent density was low, foamed particles having a large cell diameter were shown. In addition, as is apparent from Table 6 and FIG. 2, Example 456 showed that the particle shape was uneven and the moldability was insufficient. In Example 457, the foaming temperature was lower than that in Example 456. In this case, it was shown that although the variation in the particle shape was suppressed, the foamed particles had a high apparent density.

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Abstract

ポリアミド系樹脂を発泡させてなる発泡層を有するポリアミド系樹脂発泡粒子であって、1回目のDSC曲線と2回目のDSC曲線において、該1回目のDSC曲線が、該2回目のDSC曲線の融解ピークの頂点温度以下の低温側に頂点温度を有する融解ピーク(固有ピーク)と、該2回目のDSC曲線の頂点温度を超える高温側に頂点温度を有する融解ピーク(高温ピーク)とを有し、かつ、該2回目のDSC曲線の融解ピークの頂点温度が180℃以上280℃以下であり、ポリアミド系樹脂発泡粒子の見掛け密度が10~300kg/m3であり、独立気泡率が85%以上である、ポリアミド系樹脂発泡粒子。

Description

ポリアミド系樹脂発泡粒子及びその製造方法
 本発明は、ポリアミド系樹脂発泡粒子及びその製造方法に関する。
 車両用部品に適用される材料は、高強度、高靭性であること等が求められる。また、燃料コスト低減の観点から車両用部品に適用される材料は、軽量であることも求められる。そのような求めに応じるために車両用部品に適用される材料は、金属から樹脂材料へ代替が検討されている。ポリアミド系樹脂は、耐熱性が高く、また耐摩耗性、耐薬品性等にも優れたプラスチックとして知られている。このポリアミド系樹脂を発泡させた発泡成形体は、耐熱性、耐摩耗性、及び耐薬品性等の優れた特性を保ちつつ、軽量化を図ることができることから、自動車部品、電気製品等での更なる用途展開が期待される。例えば、特許文献1にはポリアミド系樹脂発泡成形体が開示されている。
 ポリアミド系樹脂の発泡成形体は、押出発泡法、発泡粒子を用いた型内成形法等により製造することができる。近年、特に、金型形状に合わせた複雑な立体形状の発泡成形体が得られる型内成形法に適用可能な発泡粒子を得る方法が求められている。
 例えば、特許文献2には、特定の大きさの固体状態のポリアミドペレットを、加圧下でポリアミドに対して不活性なガスを含浸させた後、発泡装置に移し、次いで加熱することにより発泡粒子を得る方法が記載されている。特許文献3には、容器内にて揮発性発泡剤を含浸させたポリアミド系樹脂粒子を、粒子の融点よりも50℃低い温度から融点よりも50℃高い温度範囲にて容器の一端を開放することによりポリアミド発泡粒子を得る方法が記載されている。特許文献2に記載の方法は、樹脂粒子に発泡剤を含浸させた後、発泡剤を含浸させた樹脂粒子を発泡させずに取り出し、その後に発泡装置にて加熱して発泡粒子を得る方法であり、「含浸発泡法」として知られている。一方、特許文献3に記載の方法は、密閉装置内の分散媒中に分散した樹脂粒子に発泡剤を含浸させるとともに、樹脂の軟化温度付近に昇温した後、低圧下で分散媒と共に樹脂粒子を装置外に放出することで発泡粒子を得る方法であり、「ダイレクト発泡法」と呼ばれる。
国際公開第2016/147582号 特開2011-105879号公報 特開昭61-268737号公報
 特許文献1に記載のポリアミド系樹脂発泡成形体は、高温時の圧縮強度が不十分である。
 そこで、第一に本発明が解決しようとする課題(第一の課題)は、高温時の圧縮強度に優れると共に型内成形性に優れるポリアミド系樹脂発泡粒子を提供することである。
 また、特許文献2に記載の方法では、ポリアミド系樹脂からなるペレットを発泡させて発泡粒子を得るために、ポリアミド系樹脂の融点以上の高い温度で加熱する必要がある。ポリアミド系樹脂は、一般的に融点が高く、大気圧下では水蒸気を用いたスチーム加熱等により発泡させることは困難であり、熱風を熱媒体として用いて発泡させる必要がある。しかし、熱風は気体である為温度コントロールが難しく、融点が高いポリアミド系樹脂を高温で均一に加熱することが難しいという問題があった。また、融点が高いポリアミド系樹脂を、大気圧下で発泡させる場合、高温加熱が可能な専用設備が必要となり、設備投資費用が増加するという問題もあった。
 特許文献3に記載の方法では、ポリアミド系樹脂発泡粒子を得るために、発泡時の温度をポリアミド系樹脂粒子の融点より50℃低い温度から融点より50℃高い温度という比較的高い温度範囲でなければポリアミド発泡粒子が得られないという問題があった。
 そこで、第二に本発明が解決しようとする課題(第二の課題)は、ポリアミド系樹脂粒子を融点よりも90℃低い温度以上50℃低い温度未満の温度で発泡することができる、ポリアミド系樹脂発泡粒子の製造方法を提供することである。
 また、ポリアミド系樹脂発泡粒子は耐熱性に優れるものの、その高い耐熱性により、型内成形する場合に融着性が低くなるおそれがあり、高い融着性を担保するためには高い成形圧力が要求されている。一方、融着性に優れる成形体を得るために比較的低融点のポリアミド系樹脂を用いることも考えられるが、低融点のポリアミド系樹脂を用いると耐熱性が低くなってしまうという問題がある。
 そこで、第三に本発明が解決しようとする課題(第三の課題)は、高い耐熱性を維持しつつ、融着性に優れるポリアミド系樹脂発泡粒子を提供することである。
 特許文献1には発泡倍率を高くして軽量化する手段として、多段発泡させることが開示されている。しかし、多段発泡では、発泡粒子における各気泡が成長することにより倍率を高くするため、気泡径が大きくなってしまい、成形性に劣るという欠点がある。
 そこで、第四に本発明が解決しようとする課題(第四の課題)は、軽量性に優れると共に型内成形性に優れるポリアミド系樹脂発泡粒子を提供することである。
 一般的に、結晶性樹脂を発泡させる場合、樹脂を軟化させる必要がある為、発泡温度は融点付近となる。従来、ポリアミド系樹脂は、耐熱性に優れるが融点が高いという特徴を有することから、発泡温度を高くせざるを得なかった。しかし、ポリアミド系樹脂は、吸水性が高く、水に接すると樹脂が可塑化されるという特徴を有する。前記第一及び第二の課題に関し、本発明者らは鋭意検討を重ねた結果、ポリアミド系樹脂から構成されるポリアミド系樹脂粒子を水中に分散させ、ポリアミド系樹脂が吸水し可塑化された状態で発泡させる方法により、ポリアミド系樹脂粒子の融点より50℃低い温度よりも更に低温であっても発泡させることが可能となることを見出した。また、ポリアミド系樹脂発泡粒子が、高温時の圧縮強度に優れ、型内成形性に優れることを見出した。
 また、前記第三の課題に関し、本発明者らは鋭意検討を重ねた結果、芯層と被覆層とからなるポリアミド系樹脂発泡粒子において、芯層の融点を被覆層の融点よりも高くすることで、成形圧力を高くすることなく、高い耐熱性を維持しつつ、融着性に優れるポリアミド系樹脂発泡粒子を提供できることを見出した。
 また、前記第四の課題に関し、ポリアミド共重合体を基材樹脂として用いて上記の改良ダイレクト発泡法にて発泡させることで、軽量性に優れると共に型内成形性に優れるポリアミド系樹脂発泡粒子を提供できることを見出した。
 すなわち、本発明は、次の[1]~[16]を提供する。
[1]ポリアミド系樹脂を発泡させてなる発泡層を有するポリアミド系樹脂発泡粒子であって、下記の条件1にて得られる1回目のDSC曲線と2回目のDSC曲線において、該1回目のDSC曲線が、該2回目のDSC曲線の融解ピークの頂点温度以下の低温側に頂点温度を有する融解ピーク(固有ピーク)と、該2回目のDSC曲線の融解ピークの頂点温度を超える高温側に融解ピーク(高温ピーク)とを有し、かつ、該2回目のDSC曲線の融解ピークの頂点温度が180℃以上280℃以下であり、
 ポリアミド系樹脂発泡粒子の見掛け密度が10~300kg/m3であり、独立気泡率が85%以上である、ポリアミド系樹脂発泡粒子。
条件1
 JIS K7121-1987の熱流束示差走査熱量測定法に基づき、ポリアミド系樹脂発泡粒子の発泡層を試験片とし、加熱速度10℃/分にて30℃から融解ピーク終了時よりも30℃高い温度まで加熱溶融させる際に測定されるDSC曲線を1回目のDSC曲線とし、次いでその温度にて10分間保った後、冷却速度10℃/分にて30℃まで冷却し、再度、加熱速度10℃/分にて融解ピーク終了時よりも30℃高い温度まで加熱溶融させる際に測定されるDSC曲線を2回目のDSC曲線とする。
[2]前記固有ピークの頂点の温度と前記高温ピークの頂点の温度との差が10℃以上である、上記[1]に記載のポリアミド系樹脂発泡粒子。
[3]前記2回目のDSC曲線の全融解熱量に対する、前記1回目のDSC曲線における前記固有ピークの融解熱量と前記高温ピークの融解熱量との合計融解熱量の比が1.2以上である、上記[1]又は[2]に記載のポリアミド系樹脂発泡粒子。
[4]前記1回目のDSC曲線において、合計融解熱量に対する高温ピークの融解熱量の比率が、10%以上45%以下である、上記[1]~[3]のいずれか1つに記載のポリアミド系樹脂発泡粒子。
[5]前記1回目のDSC曲線における合計融解熱量が40J/g以上である、上記[1]~[4]のいずれか1つに記載のポリアミド系樹脂発泡粒子。
[6]発泡層を構成するポリアミド系樹脂がポリアミド共重合体である、上記[1]~[5]のいずれかに記載のポリアミド系樹脂発泡粒子。
[7]前記ポリアミド系樹脂発泡粒子の平均気泡径が20~200μmである、上記[1]~[6]のいずれか1つに記載のポリアミド系樹脂発泡粒子。
[8]前記ポリアミド系樹脂発泡粒子の見掛け密度が10~150kg/m3である、上記[1]~[7]のいずれか1つに記載のポリアミド系樹脂発泡粒子。
[9]前記発泡層の表面にポリアミド系樹脂から構成される被覆層を有し、前記発泡層が芯層であり、前記被覆層を構成しているポリアミド系樹脂の融点(Tms)及び前記芯層を構成しているポリアミド系樹脂の融点(Tm)が、以下の式1を満足する、上記[1]~[8]のいずれか1つに記載のポリアミド系樹脂発泡粒子。
  Tms<Tm   (式1)
[10]前記芯層と前記被覆層との質量比(芯層/被覆層)が80/20以上99/1以下である、上記[9]に記載のポリアミド系樹脂発泡粒子。
[11]前記芯層を構成しているポリアミド系樹脂の結晶化度よりも前記被覆層を構成しているポリアミド系樹脂の結晶化度が低い、上記[9]又は[10]に記載のポリアミド系樹脂発泡粒子。
[12]ポリアミド系樹脂を発泡させてなる発泡層を有するポリアミド系樹脂発泡粒子であって、
 前記発泡層の表面にポリアミド系樹脂から構成される被覆層を有し、前記発泡層が芯層であり、前記被覆層を構成しているポリアミド系樹脂の融点(Tms)及び前記芯層を構成しているポリアミド系樹脂の融点(Tm)が、以下の式1を満足する、ポリアミド系樹脂発泡粒子。
  Tms<Tm   (式1)
[13]ポリアミド共重合体を基材樹脂としてなるポリアミド系樹脂発泡粒子であって、
 該ポリアミド系樹脂発泡粒子の見掛け密度が10~150kg/m3であり、該ポリアミド系樹脂発泡粒子の平均気泡径が20~200μmである、ポリアミド系樹脂発泡粒子。
[14]融点180℃以上280℃以下のポリアミド系樹脂を発泡させてなる発泡層を有するポリアミド系樹脂発泡粒子の製造方法であって、
 密閉容器内で、融点180℃以上280℃以下のポリアミド系樹脂を含むポリアミド系樹脂粒子を水中に分散させて分散液を得る工程と、
 該分散液中の該ポリアミド系樹脂粒子に発泡剤を含浸させる工程と、
 該分散液を、該ポリアミド系樹脂の融点(Tm)よりも90℃低い温度(Tm-90℃)以上50℃低い温度(Tm-50℃)未満で1分以上60分以下の保持時間で保持する工程と、
 発泡させる直前の分散液の温度(Te)を該ポリアミド系樹脂の融点(Tm)よりも90℃低い温度(Tm-90℃)以上50℃低い温度(Tm-50℃)未満とし、発泡剤を含むポリアミド系樹脂粒子を水と共に密閉容器内から密閉容器内の圧力よりも低圧下に放出して発泡させる工程とを含む、ポリアミド系樹脂発泡粒子の製造方法。
[15]前記発泡剤が、無機系物理発泡剤である、上記[14]に記載のポリアミド系樹脂発泡粒子の製造方法。
[16]前記ポリアミド系樹脂が、カルボジイミド化合物で末端封鎖された末端封鎖ポリアミド系樹脂である、上記[14]又は[15]に記載のポリアミド系樹脂発泡粒子の製造方法。
 本明細書において、第一の課題を解決する上記[1]~[11]に係るポリアミド系樹脂発泡粒子の製造方法を「本発明の第一の実施形態」という。第二の課題を解決する上記[14]~[16]に係るポリアミド系樹脂発泡粒子の製造方法を「本発明の第二の実施形態」という。第三課題を解決する上記[9]~[12]に係るポリアミド系樹脂発泡粒子を「本発明の第三の実施形態」という。第四の課題を解決する上記[6]及び[13]に係るポリアミド系樹脂発泡粒子を「本発明の第四の実施形態」という。
 本発明(本発明の第一の実施形態)によれば、高温時の圧縮強度に優れると共に型内成形性に優れるポリアミド系樹脂発泡粒子を提供することができる。
 また、本発明(本発明の第二の実施形態)によれば、ポリアミド系樹脂粒子を融点よりも90℃低い温度以上50℃低い温度未満の温度で発泡することができる、ポリアミド系樹脂発泡粒子の製造方法を提供することができる。本発明の製造方法を用いると、発泡に際し、温度コントロールがし易く、容易にポリアミド系樹脂発泡粒子が得られる。また、発泡温度が大幅に下がり特別な装置を必要としないことから、設備投資費用を削減することも可能となる。このように本発明の製造方法を用いることで、耐熱性に優れ、かつ複雑な立体形状の発泡成形体を成形可能な発泡粒子が比較的容易に得られる。
 また、本発明(本発明の第三の実施形態)によれば、高い耐熱性を維持しつつ、融着性に優れるポリアミド系樹脂発泡粒子を提供することができる。
 また、本発明(本発明の第四の実施形態)によれば、軽量性に優れると共に型内成形性に優れるポリアミド系樹脂発泡粒子を提供することができる。
熱流速示差走査熱量測定によって得られるDSC曲線の一例である。 例456(本発明の第四の実施形態の比較例に相当)における発泡粒子の光学顕微鏡写真(25倍)である。
[ポリアミド系樹脂発泡粒子(本発明の第一の実施形態)]
 本発明の第一の実施形態のポリアミド系樹脂発泡粒子は、ポリアミド系樹脂を発泡させてなる発泡層を有するポリアミド系樹脂発泡粒子であって、下記の条件1にて得られる1回目のDSC曲線と2回目のDSC曲線において、該1回目のDSC曲線が、該2回目のDSC曲線の融解ピークの頂点温度以下の低温側に頂点温度を有する融解ピーク(以下、「固有ピーク」ともいう。)と、該2回目のDSC曲線の融解ピークの頂点温度を超える高温側に頂点温度を有する融解ピーク(以下、「高温ピーク」ともいう)とを有し、かつ、該2回目のDSC曲線の融解ピークの頂点温度が180℃以上280℃以下であり、ポリアミド系樹脂発泡粒子の見掛け密度が10~300kg/m3であり、独立気泡率が85%以上である。
条件1
 JIS K7121-1987の熱流束示差走査熱量測定法に基づき、ポリアミド系樹脂発泡粒子の発泡層を試験片とし、加熱速度10℃/分にて30℃から融解ピーク終了時よりも30℃高い温度まで加熱溶融させる際に測定されるDSC曲線を1回目のDSC曲線とし、次いでその温度にて10分間保った後、冷却速度10℃/分にて30℃まで冷却し、再度、加熱速度10℃/分にて融解ピーク終了時よりも30℃高い温度まで加熱溶融させる際に測定されるDSC曲線を2回目のDSC曲線とする。
 本発明の第一の実施形態のポリアミド系樹脂発泡粒子は、ポリアミド系樹脂を発泡させてなる発泡層を有する。本発明の第一の実施形態のポリアミド系樹脂発泡粒子は、発泡層のみからなるものでもよく、発泡層を芯層とし、発泡層(芯層)の表面にポリアミド系樹脂から構成される被覆層を有するものであってもよい。本発明の第一の実施形態のポリアミド系樹脂発泡粒子は、後述する本発明の第二の実施形態の製造方法により得ることが好ましい。
 本発明の第一の実施形態のポリアミド系樹脂発泡粒子の1回目のDSC曲線において、固有ピークの頂点の温度と高温ピークの頂点の温度との差は、好ましくは10℃以上、より好ましくは12℃以上、更に好ましくは15℃以上である。固有ピークの頂点の温度と高温ピークの頂点の温度との差が上記範囲であれば、耐熱性が向上する。
 本発明の第一の実施形態のポリアミド系樹脂発泡粒子は、熱流束示差走査熱量測定によって、加熱速度10℃/分にて、30℃から融解ピーク終了時よりも30℃高い温度まで加熱溶融させる際に測定される1回目のDSC曲線に、ポリアミド系樹脂に固有の固有ピークと、該固有ピークよりも高温側の高温ピークとが現れる。該固有ピークの高温側に現れるすべての高温ピークの融解熱量の合計は、好ましくは5J/g以上、より好ましくは9J/g以上、更に好ましくは12J/g以上、より更に好ましくは15J/g以上であり、好ましくは50J/g以下、より好ましくは30J/g以下、更に好ましくは20J/g以下である。融解熱量が上記範囲であれば、ポリアミド系樹脂発泡粒子は、型内成形する際に成形性に優れる。
 本発明の第一の実施形態のポリアミド系樹脂発泡粒子において、1回目のDSC曲線における合計融解熱量(固有ピークの融解熱量と高温ピークの融解熱量との合計融解熱量)は、40J/g以上であることが好ましく、45J/g以上であることがより好ましい。合計融解熱量は、1回目のDSC曲線における合計融解熱量が大きい発泡粒子ほど結晶化が進んでいることを意味する。結晶化が進んでいる発泡粒子は、耐熱性に優れたものとなる。よって、1回目のDSC曲線における合計融解熱量が上記範囲であれば、耐熱性に優れる発泡粒子となることから好ましい。一方、1回目のDSC曲線における合計融解熱量の上限は、概ね70J/gであり、さらに60J/gであることが好ましい。
 本発明の第一の実施形態のポリアミド系樹脂発泡粒子の1回目のDSC曲線において、上記固有ピークの融解熱量と上記高温ピークの融解熱量とを合計した全融解熱量に対する高温ピークの融解熱量の比率は、5%以上であることが好ましく、7%以上であることがより好ましく、10%以上であることが更に好ましく、15%以上であることが更に好ましい。一方、上記比率は、45%以下であることが好ましく、40%以下であることがより好ましく、35%以下であることが更に好ましく、30%以下であることが更に好ましい。高温ピークの融解熱量の割合が上記範囲内であれば、発泡粒子を構成する樹脂の融点における発泡粒子の50%圧縮応力が高く、高温時の圧縮強度に優れる発泡粒子とすることができると共に、型内成形時における二次発泡性および融着性に優れた発泡粒子成形体が得られる。
 本発明の第一の実施形態のポリアミド系樹脂発泡粒子において、ポリアミド系樹脂発泡粒子の2回目のDSC曲線の全融解熱量に対する、ポリアミド系樹脂発泡粒子の1回目のDSC曲線における固有ピークの融解熱量と高温ピークの融解熱量との合計融解熱量の比〔(1回目のDSC曲線における固有ピークの融解熱量と高温ピークの融解熱量との合計融解熱量)/(2回目のDSC曲線の全融解熱量)〕は、好ましくは1.2以上、より好ましくは1.5以上である。本発明の第一の実施形態のポリアミド系樹脂発泡粒子は、1回目のDSC曲線におけるピーク面積が、2回目のDSC曲線におけるピーク面積に比べて、概ね高温ピークの分だけ広くなっている。
 ポリアミド系樹脂発泡粒子の高温ピークの吸熱エネルギーは、例えば図1に示すDSC曲線において、固有ピークaよりも高温側に現れる高温ピークbの面積に相当し、次のようにして求めることができる。まず図1に示すようにDSC曲線上の150℃の点Iと、DSC曲線上の融解終了温度を示す点IIとを結ぶ直線を引く。次に固有ピークa(2回目のDSC曲線の融解ピークの頂点温度以下の低温側に頂点温度を有する融解ピーク)と高温ピークb(2回目のDSC曲線の融解ピークの頂点温度を超える高温側に頂点温度を有する融解ピーク)との間の谷部にあたるDSC曲線上の点IIIを通りグラフ横軸の温度に対して垂直な直線と、点Iと点IIとを結んだ直線との交点を点IVとする。このようにして求めた点IVと点IIとを結ぶ直線、点IIIと点IVを結ぶ直線及び点IIIと点IIを結ぶDSC曲線によって囲まれる部分(斜線部分)の面積が高温ピークの吸熱エネルギーに相当する。上記高温ピークbは、上記のようにして1回目のDSC曲線を求めた後、次いで融解ピーク終了時よりも30℃高い温度にて10分間保った後、冷却速度10℃/分にて30℃まで冷却し、再度、加熱速度10℃/分で融解ピーク終了時よりも30℃高い温度まで加熱溶融させる際に測定される2回目のDSC曲線には現れないが、固有ピークは、1回目のDSC曲線にも2回目のDSC曲線にも現れる。なお、上記2回目のDSC曲線の固有ピークの頂点が示すグラフ横軸上の温度を融点とする。また、1回目のDSC曲線において、2回目のDSC曲線の融解ピークの頂点温度を超える高温側に頂点温度を有する融解ピーク(高温ピーク)が2つ以上現れる場合には、該高温ピークの融解熱量は、全ての高温ピークの合計熱量を意味する。
 上記2回目のDSC曲線の融解ピークの頂点温度は、180℃以上であり、好ましくは185℃以上、より好ましくは188℃以上、更に好ましくは190℃以上である。一方、発泡時の温度コントロールが容易であるという観点から、上記2回目のDSC曲線の融解ピークの頂点温度は、280℃以下であり、好ましくは260℃以下、より好ましくは230℃以下、更に好ましくは225℃以下である。
 本発明の第一の実施形態のポリアミド系樹脂発泡粒子の見掛け密度は、10kg/m3以上であり、好ましくは30kg/m3以上、より好ましくは50kg/m3以上であり、そして、300kg/m3以下であり、より好ましくは250kg/m3以下である。発泡粒子の見掛け密度が上記範囲であれば、発泡粒子や発泡粒子からなる成型体が収縮しにくく、良好な発泡粒子成形体が得られ易くなる。なお、ポリアミド系樹脂発泡粒子の見掛け密度は、以下の方法で測定される。
 温度23℃の水の入ったメスシリンダーを用意し、該メスシリンダーに、相対湿度50%、23℃、1atmの条件にて2日間放置した約500cm3の発泡粒子の質量W1を測定し、金網を使用して沈める。金網の体積を考慮して、水位上昇分より読みとられる発泡粒子の容積V1[cm3]を測定し、発泡粒子の質量W1[g]を容積V1で割り算し(W1/V1)、単位を[kg/m3]に換算することにより、発泡粒子の見掛け密度を求められる。
 本発明の第一の実施形態のポリアミド系樹脂発泡粒子の独立気泡率は、85%以上であり、好ましくは88%以上であり、より好ましくは90%以上である。発泡粒子の独立気泡率が上記範囲を満足すると、見掛け密度が低い発泡粒子が得られやすい。また、発泡粒子の成形性が良好であり、発泡粒子を型内成形して作製した発泡粒子成形体は、二次発泡性、融着性に優れる。なお、独立気泡率は、発泡粒子中の全気泡の容積に対する独立気泡の容積の割合であり、ASTM-D2856-70に基づき空気比較式比重計を用いて求めることができる。
 本発明の第一の実施形態のポリアミド系樹脂発泡粒子は、高温時の圧縮強度に優れると共に型内成形性に優れる。具体的には、融点における50%圧縮応力が、好ましくは5kPa以上、より好ましくは8kPa以上、更に好ましくは10kPa以上である。融点における50%圧縮応力の測定方法は以下のようにして求められる。
 融点における50%圧縮応力は、発泡粒子を熱分析装置(TMA;例えば、株式会社日立ハイテクサイエンス製「TMA7100」)を用いて圧縮モードで測定することで求めることができる。具体的には、発泡粒子1個を無作為に選び、発泡粒子の短径方向を圧縮プローブで1mNの荷重をかけて挟んだ後、原料樹脂の融点まで昇温する。その後、原料樹脂の融点で等温保持を行いながら30mN/minのスピードで荷重を増していき、プローブの押し込み深さ(変位量)をモニタする。発泡粒子の厚さが、圧縮前の発泡粒子の厚さの50%となった時点での応力を発泡粒子の融点における50%圧縮応力とする。
[ポリミド系樹脂発泡粒子の製造方法(本発明の第二の実施形態)]
 本発明の第二の実施形態のポリアミド系樹脂発泡粒子の製造方法は、融点180℃以上280℃以下のポリアミド系樹脂を発泡させてなる発泡層を有するポリアミド系樹脂発泡粒子の製造方法であって、
 密閉容器内で、融点180℃以上280℃以下のポリアミド系樹脂を含むポリアミド系樹脂粒子を水中に分散させ、分散液を得る工程と、
 該分散液中の該ポリアミド系樹脂粒子に発泡剤を含浸させる工程と、
 該分散液を、該ポリアミド系樹脂の融点(Tm)よりも90℃低い温度(Tm-90℃)以上50℃低い温度(Tm-50℃)未満で1分以上60分以下の保持時間で保持する工程と、
 発泡させる直前の分散液の温度(Te)を該ポリアミド系樹脂の融点(Tm)よりも90℃低い温度(Tm-90℃)以上、50℃低い温度(Tm-50℃)未満とし、発泡剤を含むポリアミド系樹脂粒子を水と共に密閉容器内から密閉容器内の圧力よりも低圧下に放出して発泡させる工程とを含むことを特徴とする。
 本発明の第二の実施形態のポリアミド系樹脂発泡粒子(以下、単に「発泡粒子」ともいう。)の製造方法は、上記工程以外の工程を有していてもよいし、上記工程において、更に他の成分を添加してもよい。
〔分散液を得る工程〕
 分散液を得る工程は、密閉容器内で、融点180℃以上280℃以下のポリアミド系樹脂粒子を水中に分散させ、分散液を得る工程である。
 ポリアミド系樹脂粒子を水中に分散させる方法としては、特に限定されるものではなく、公知の方法を用いることができる。例えば、撹拌機を使用して、水を撹拌しながら水にポリアミド系樹脂粒子を添加し、更に撹拌することによって、分散液を得ることができる。
 また、必要に応じて分散液に、酸化アルミニウム、第三リン酸カルシウム、ピロリン酸マグネシウム、酸化亜鉛、カオリン、マイカ、タルク、スメクタイト等の無機物質等の分散剤、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、アルカンスルホン酸ナトリウム等のアニオン界面活性剤等の分散助剤を添加することが好ましい。ポリアミド系樹脂粒子と分散剤との質量比(樹脂粒子/分散剤)は、20~2000とすることが好ましく、より好ましくは30~1000である。また、分散剤と分散助剤との質量比(分散剤/分散助剤)は、1~500とすることが好ましく、より好ましくは1~100である。
<ポリアミド系樹脂粒子>
 本発明の第二の実施形態に係るポリアミド系樹脂粒子は、融点が180℃以上280℃以下のポリアミド系樹脂を含む。ポリアミド系樹脂粒子は、ポリアミド系樹脂を、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 上記ポリアミド系樹脂粒子には、本発明の目的、効果を阻害しない範囲において、他の熱可塑性樹脂を含有させてもよい。他の熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、酢酸ビニル樹脂、熱可塑性ポリエステル樹脂、アクリル酸エステル樹脂、メタクリル酸エステル樹脂等が挙げられる。
 ポリアミド系樹脂粒子中のポリアミド系樹脂の含有量は、耐熱性、耐摩耗性、及び耐薬品性に優れたポリアミド系樹脂発泡粒子を得る観点から、好ましくは50質量%以上、より好ましくは70質量%以上、更に好ましくは80質量%以上、より更に好ましくは90質量%以上であり、100質量%であることが特に好ましい。
 ポリアミド系樹脂粒子中の他の熱可塑性樹脂の含有量は、耐熱性、耐摩耗性、及び耐薬品性に優れたポリアミド系樹脂発泡粒子を得る観点から、好ましくは30質量%以下、より好ましくは20質量%以下、更に好ましくは10質量%以下、より更に好ましくは5質量%以下であり、0質量%であることが特に好ましい。
(ポリアミド系樹脂の融点(Tm))
 本発明の第二の実施形態に係るポリアミド系樹脂の融点(Tm)は、耐熱性に優れたポリアミド系樹脂発泡粒子を得る観点から、180℃以上であり、好ましくは185℃以上、より好ましくは188℃以上、更に好ましくは190℃以上である。一方、発泡時の温度コントロールが容易であるという観点から、本発明の第二の実施形態に係るポリアミド系樹脂の融点(Tm)は、280℃以下であり、好ましくは260℃以下、より好ましくは230℃以下、更に好ましくは225℃以下である。
 なお、ポリアミド系樹脂の融点とは、ポリアミド系樹脂を1種単独で用いた場合は、そのポリアミド系樹脂の融点を指す。ポリアミド系樹脂が、2種以上のポリアミド系樹脂の混合物からなる場合、又はポリアミド系樹脂と他の熱可塑性樹脂の混合物からなる場合には、予め押出機等で混練した混練物の融点を指す。
 本明細書において、融点(Tm)は、JIS K7121-1987に基づき、試験片の状態調節として「一定の熱処理を行った後、融解温度を測定する場合」(試験片の状態調節における加熱速度と冷却速度は、いずれも10℃/分とする。)を採用し、熱流束示差走査熱量測定法により、加熱速度10℃/分で得られるDSC曲線の融解ピークのピーク頂点温度として求められる値である。DSC曲線が複数の融解ピークを有する場合、最も大きな面積を有する融解ピークのピーク頂点温度を融解温度として採用する。なお、ポリアミド系樹脂及びポリアミド系樹脂粒子の試験片は、例えば、デシケーター内で窒素雰囲気下とした後、真空吸引して保存する等、高温、多湿条件下を避けて加水分解しないように保存したものを使用する。
 なお、融点の測定については、後に詳述する。
 ポリアミド系樹脂粒子には、ポリアミド系樹脂の他に、通常使用される気泡調整剤、帯電防止剤、導電性付与剤、滑剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、難燃剤、金属不活性化剤、着色剤(顔料、染料等)、結晶核剤、及び充填材等の各種の添加剤を、必要に応じて適宜配合することができる。気泡調整剤としては、タルク、塩化ナトリウム、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、ミョウバン、及びカーボン等の無機系気泡調整剤、リン酸系化合物、アミン系化合物、及びポリテトラフルオロエチレン(PTFE)等の有機系気泡調整剤が挙げられる。これらの各種添加剤の添加量は、成形体の使用目的により異なるが、ポリアミド系樹脂粒子を構成するポリマー成分100質量部に対して25質量部以下であることが好ましい。より好ましくは15質量部以下、更に好ましくは10質量部以下、より更に好ましくは5質量部以下である。
 ポリアミド系樹脂粒子の1個の質量は、目的とするポリアミド系樹脂発泡粒子の大きさ、見掛け密度等に応じて適宜設定されるが、0.5~15.0mgであることが好ましい。上記範囲内であれば、見掛け密度を高めることができる。かかる観点から、ポリアミド系樹脂粒子の質量の下限は1.0mgであることがより好ましく、1.5mgであることが更に好ましい。一方、その上限は10.0mgであることがより好ましく、7.0mgであることが更に好ましく、5.0mgであることが特に好ましい。
 本発明に用いられるポリアミド系樹脂粒子は、鞘芯構造の樹脂粒子を用いることができる。鞘芯構造を形成する芯層と被覆層で異なる性質のポリアミド系樹脂を用いることにより、様々な機能を有する発泡粒子を得ることが可能となる。
 芯層と被覆層との質量比率(芯層/被覆層)は、好ましくは4以上(すなわち80/20以上)、より好ましくは5以上(すなわち83.4/16.6以上)、更に好ましくは5.6以上(すなわち85/15以上)、更に好ましくは7以上(すなわち87.5/12.5以上)である。そして、上記質量比率(芯層/被覆層)は、好ましくは99以下(すなわち99/1以下)、より好ましくは40以下(すなわち97.6/2.4以下)、更に好ましくは30以下(すなわち96.8/3.2以下)、更に好ましくは19以下(すなわち95/5以下)である。
 ポリアミド系樹脂粒子の製造方法は、特に限定されるものではなく、公知の方法により得ることができる。例えば、ポリアミド系樹脂と、必要に応じて気泡調整剤、及び着色剤等の添加剤を押出機に投入し、混練して溶融混練物とし、押出機先端に付設されたダイの小孔からストランド状に溶融混練物を押し出し、押出された溶融物をペレタイザーで所定の質量となるように切断するストランドカット法、前記溶融混練物を気相中に押出した直後に切断するホットカット法、前記溶融混練物を水中に押出した直後に切断するアンダーウォーターカット法(UWC法)等により、ポリアミド系樹脂粒子を得ることができる。
<ポリアミド系樹脂>
 ポリアミド系樹脂としては、例えば、ポリアミド、ポリアミド共重合体が挙げられる。
 ポリアミドとしては、例えば、ポリ(カプロラクタム)としても知られるポリ(6-アミノヘキサン酸)(ポリカプロアミド、ナイロン6)、ポリ(ラウロラクタム)(ナイロン12)、ポリ(ヘキサメチレンアジパミド)(ナイロン66)、ポリ(7-アミノヘプタン酸)(ナイロン7)、ポリ(8-アミノオクタン酸)(ナイロン8)、ポリ(9-アミノノナン酸)(ナイロン9)、ポリ(10-アミノデカン酸)(ナイロン10)、ポリ(11-アミノウンデカン酸)(ナイロン11)、ポリ(ヘキサメチレンセバカミド)(ナイロン610)、ポリ(デカメチレンセバカミド)(ナイロン1010)、ポリ(ヘキサメチレンアゼラミド)(ナイロン69)、ポリ(テトラメチレンアジパミド)(ナイロン46)、ポリ(テトラメチレンセバカミド)(ナイロン410)、ポリ(ペンタメチレンアジパミド)(ナイロン56)、及びポリ(ペンタメチレンセバカミド)(ナイロン510)等のホモポリマーが挙げられる。ポリアミド共重合体とは、2種以上の繰り返し単位を有し、それぞれの繰り返し単位の少なくとも一部にアミド結合を有するものを意味する。ポリアミド共重合体としては、例えば、ポリカプロアミド/ポリヘキサメチレンアジパミドコポリマー(ナイロン6/66)、カプロラクタム/ヘキサメチレンジアミノアジピン酸/ラウリルラクタム(ナイロン6/66/12)、及びカプロラクタム/ラウリルラクタム共重合体(ナイロン6/12)等が挙げられる。ポリアミド系樹脂は、これらのポリアミド及びポリアミド共重合体を1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。以上のポリアミド系樹脂の中でも、ナイロン6、ナイロン66、及びナイロン6/66から選択される1種または2種以上を組み合わせたポリアミド系樹脂であることが好ましく、ナイロン6/66であることがより好ましい。
 本発明で用いられるポリアミド系樹脂は、分子鎖末端の官能基が封鎖されている末端封鎖ポリアミド系樹脂であることが好ましい。これにより、ポリアミド系樹脂発泡粒子の製造過程での加水分解をより確実に抑制することができ、型内成形に耐えうるポリアミド系樹脂発泡粒子が得られやすくなる。
 更には、型内成形により得られるポリアミド系樹脂発泡粒子成形体(以下、単に「発泡粒子成形体」や、「成形体」ともいう。)の耐久性が向上する。
 上記分子鎖末端を封鎖するための末端封鎖剤としては、例えばカルボジイミド化合物、オキサゾリン化合物、イソシアネート化合物、エポキシ化合物等を用いることができる。
 これらの中でも、カルボジイミド化合物が好ましい。具体的には、ビス(ジプロピルフェニル)カルボジイミド(例えば、ラインケミー社製「Stabaxol 1-LF」)等の芳香族モノカルボジイミド、芳香族ポリカルボジイミド(例えば、ラインケミー社製「Stabaxol P」、「Stabaxol P100」、「Stabaxol P400」等)、ポリ(4,4’-ジシクロヘキシルメタンカルボジイミド)等の脂肪族ポリカルボジイミド(例えば日清紡ケミカル(株)製「カルボジライトLA-1」)等が挙げられる。これらの末端封鎖剤は単独で使用してもよく、あるいは2種以上を組み合わせて使用してもよい。
 なお、ポリアミド系樹脂粒子が鞘芯構造を有する場合、芯層及び被覆層の両方の分子鎖末端の官能基が封鎖されていることが好ましい。
 また、末端封鎖剤の配合量は、ポリアミド系樹脂100質量部に対して0.1~5質量部が好ましく、0.5~3質量部がより好ましい。
 このように、本発明で用いられるポリアミド系樹脂は、カルボジイミド化合物、エポキシ化合物、及びイソシアナート化合物等から選ばれる1種以上の末端封鎖剤にて末端封鎖されたポリアミド系樹脂であることが好ましく、カルボジイミド化合物にて末端封鎖されたポリアミド系樹脂であることがより好ましい。
〔発泡剤を含浸させる工程〕
 発泡剤を含浸させる工程は、分散液中のポリアミド系樹脂粒子に発泡剤を含浸させるとともにポリアミド系樹脂粒子を吸水させる工程である。ポリアミド系樹脂粒子への発泡剤の含浸方法は特に限定されるものではないが、オートクレーブ等の加圧可能な密閉容器内でポリアミド系樹脂粒子を水中に分散させ、該ポリアミド系樹脂粒子に発泡剤を含浸させることが好ましい。なお、発泡剤をポリアミド系樹脂粒子に短時間で十分に含浸させる観点から、ポリアミド系樹脂粒子への発泡剤の含浸は、加圧に加えて、加熱することが好ましい。
 発泡剤を含浸させる工程は、加圧する場合、密閉容器内の圧力が、大気圧から含浸時の圧力(以下、含浸圧力ともいう。)まで到達する工程を含む。
 また、発泡剤を含浸させる工程は、ポリアミド系樹脂粒子を水中に分散せた分散液を、常温から含浸時の温度(以下、含浸温度ともいう。)まで加熱する工程を含む。
 加熱下で行われる含浸時の温度は、発泡剤をポリアミド系樹脂粒子に短時間で十分に含浸させる観点から、好ましくは50℃以上、更に好ましくは80℃以上であり、好ましくはポリアミド系樹脂粒子の融点(Tm(℃))以下、より好ましくは(Tm-20(℃))以下である。
 また、加圧下で行われる含浸時の圧力(以下、含浸圧力ともいう。)は、発泡剤をポリアミド系樹脂粒子に短時間で十分に含浸させる観点から、分散液が入った容器に発泡剤を添加することにより、密閉容器内の圧力が、1.5MPa(G)以上となるようにすることが好ましく、2.5MPa(G)以上となるようにすることがより好ましく、7.0MPa(G)以下となるようにすることが好ましく、5.0MPa(G)以下となるようにすることがより好ましい。
 なお、「1.5MPa(G)」は、ゲージ圧で1.5MPaであることを意味する。
 ポリアミド系樹脂粒子を水中に分散させて分散液を得る工程及び発泡剤を含浸させる工程は、ポリアミド系樹脂粒子を吸水させる役割も有する。ポリアミド系樹脂粒子を十分に吸水させて可塑化させる観点から、分散液を得る工程及び発泡剤を含浸させる工程の合計時間が20分以上であることが好ましく、30分以上であることがより好ましい。一方、ポリアミド系樹脂発泡粒子の生産性の観点からは、上記時間が60分以下であることが好ましい。
 また、発泡剤を含浸させる工程における昇温速度は、ポリアミド系樹脂粒子を十分に吸水させて可塑化させる観点から、10℃/分以下とすることが好ましく、7℃/分以下とすることがより好ましい。一方、ポリアミド系樹脂発泡粒子の生産性の観点から、昇温速度は、1℃/分以上とすることが好ましく、2℃/分以上とすることがより好ましい。
(発泡剤)
 発泡剤としては、物理発泡剤を用いることができる。物理発泡剤としては、有機系物理発泡剤として、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン等の脂肪族炭化水素、シクロペンタン、シクロヘキサ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、及び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、及びメチルエチルエーテル等のジアルキルエーテル等が挙げられる。また、無機系物理発泡剤として、二酸化炭素、窒素、ヘリウム、アルゴン、空気等が挙げられる。
 物理発泡剤の中でも、環境への影響が少ないとともに可燃性がなく安全性に優れるという観点から、無機系物理発泡剤が好ましく、二酸化炭素又は窒素がより好ましく、二酸化炭素が更に好ましい。
〔保持する工程〕
 保持する工程は、分散液を、ポリアミド系樹脂の融点(Tm)よりも90℃低い温度(Tm-90℃)以上50℃低い温度(Tm-50℃)未満で1分以上60分以下の保持時間で保持する工程である。
 保持する工程における分散液の保持温度は、ポリアミド系樹脂を十分に吸水させ可塑化させる観点、及び発泡剤をポリアミド系樹脂に均一に含浸させる観点から、ポリアミド系樹脂の融点(Tm)よりも90℃低い温度(Tm-90℃)以上、好ましくは80℃低い温度(Tm-80℃)以上、より好ましくは70℃低い温度(Tm-70℃)以上、更に好ましくは65℃低い温度(Tm-65℃)以上であり、50℃低い温度(Tm-50℃)未満、好ましくは55℃低い温度(Tm-55℃)以下、より好ましくは57℃低い温度(Tm-57℃)以下、更に好ましくは59℃低い温度(Tm-59℃)以下である。
 通常、ポリプロピレン系樹脂等の汎用樹脂を基材樹脂とする発泡粒子を製造する際、原材料の樹脂の融点付近で保持を行う。しかしながら、本願発明のポリアミド系樹脂発泡粒子の製造方法においては、ポリアミド系樹脂の融点(Tm)よりも90℃低い温度(Tm-90℃)以上、50℃低い温度(Tm-50℃)未満で保持して製造される。これは、ポリアミド系樹脂が吸湿性を有するため、分散液として用いる水によりポリアミド系樹脂粒子が可塑化され、融点が大幅に下がり、その結果、ポリアミド系樹脂粒子の融点よりも大幅に低い温度で、所望の見掛け密度及び独立気泡率を有する発泡粒子を製造することが可能になったためと考えられる。
 保持する工程における保持時間は、ポリアミド系樹脂を十分に吸水させ可塑化させる観点、及び発泡剤をポリアミド系樹脂に均一に含浸させ、高い独立気泡率を有するポリアミド系樹脂発泡粒子を得る観点から、1分以上、好ましくは5分以上、より好ましくは10分以上、更に好ましくは13分以上である。そして、ポリアミド系樹脂発泡粒子の生産性の観点、及びポリアミド系樹脂の加水分解を防ぐ観点から、保持する工程における保持時間は、60分以下、好ましくは40分以下、より好ましくは30分以下、更に好ましくは20分以下、より更に好ましくは18分以下である。上記時間で保持することにより、見掛け密度が低く、独立気泡率が高いポリアミド系樹脂発泡粒子を得ることが可能となる。保持する工程は、前記温度範囲内で多段階に設定することもでき、また、該温度範囲内で十分な時間を要してゆっくりと昇温させることも可能である。容易に製造が可能であるという観点からは、前記温度範囲内で一段階(保持温度が一定)に設定し、上記時間保持することが好ましい。
 保持する工程は、ポリアミド系樹脂を十分に吸水させ可塑化させる観点、及び発泡剤をポリアミド系樹脂に均一に含浸させる観点から、加圧下で行われることが好ましく、含浸圧力と同じ圧力を維持することが好ましい。分散液が入った容器内の圧力は、1.5MPa(G)以上となるようにすることが好ましく、2.5MPa(G)以上となるようにすることがより好ましい。また、分散液が入った容器内の圧力は、7.0MPa(G)以下となるようにすることが好ましく、5.0MPa(G)以下となるようにすることがより好ましい。
〔発泡させる工程〕
 発泡させる工程は、発泡剤を含浸したポリアミド系樹脂粒子を発泡させる工程である。
 ポリアミド系樹脂粒子の発泡方法は特に限定されるものではないが、前記保持する工程に続いて、発泡剤が含浸したポリアミド系樹脂粒子を水とともに、保持する工程における圧力より低い圧力雰囲気下(通常は大気圧下)に放出して発泡させる、ダイレクト発泡法が好ましい。
 発泡させる直前の分散液の温度Te(以下、発泡温度ともいう。)は、見掛け密度が低く、独立気泡率が高いポリアミド系樹脂発泡粒子を得る観点から、ポリアミド系樹脂の融点(Tm)よりも90℃低い温度(Tm-90℃)以上、好ましくは80℃低い温度(Tm-80℃)以上、より好ましくは70℃低い温度(Tm-70℃)以上、更に好ましくは65℃低い温度(Tm-65℃)以上である。また、発泡温度は、ポリアミド系樹脂の融点(Tm)よりも50℃低い温度(Tm-50℃)未満、好ましくは55℃低い温度(Tm-55℃)以下、より好ましくは57℃低い温度(Tm-57℃)以下、更に好ましくは59℃低い温度(Tm-59℃)以下である。
 発泡させる工程における放出直前の圧力(発泡圧力)は、好ましくは0.5MPa(G)以上、より好ましくは1.5MPa(G)以上、更に好ましくは2.5MPa(G)以上である。また、発泡圧力は、好ましくは10.0MPa(G)以下、より好ましくは7.0MPa(G)以下、更に好ましくは5MPa(G)以下である。
[ポリアミド系樹脂発泡粒子(本発明の第三の実施形態)]
 本発明の第三の実施形態のポリアミド系樹脂発泡粒子は、ポリアミド系樹脂を発泡させてなる発泡層を有するポリアミド系樹脂発泡粒子であって、
 前記発泡層の表面にポリアミド系樹脂から構成される被覆層を有し、前記発泡層が芯層であり、前記被覆層を構成しているポリアミド系樹脂の融点(Tms)及び前記芯層を構成しているポリアミド系樹脂の融点(Tmc)が、以下の式1を満足する。
  Tms<Tmc   (式1)
 本発明の第三の実施形態のポリアミド系樹脂発泡粒子は、ポリアミド系樹脂を発泡させてなる発泡層(芯層)と、該芯層を被覆する被覆層とからなる、いわゆるコアシェル型のポリアミド系樹脂発泡粒子である。
 本発明の第三の実施形態のポリアミド系樹脂発泡粒子における芯層と被覆層との質量比率(芯層/被覆層)は、好ましくは80/20以上、より好ましくは85/15以上である。そして、芯層と被覆層との質量比率(芯層/被覆層)は、好ましくは99/1以下、より好ましくは95/5以下である。
 芯層及び被覆層を構成するポリアミド系樹脂としては、本発明の第二の実施形態に関して説明したものを用いることができる。ただし、芯層を構成するポリアミド系樹脂と被覆層を構成するポリアミド系樹脂とは、異なる融点を有する観点から、異なる種類であることが好ましい。芯層を構成するポリアミド系樹脂は、融点が高く耐熱性に優れるという観点からポリアミドであることがより好ましい。一方、被覆層を構成するポリアミド系樹脂は、比較的融点が低く、発泡粒子相互の融着性を向上させることができるという観点からポリアミド共重合体であることがより好ましい。ポリアミド系樹脂の中でも、ポリアミドは融点が高く耐熱性に優れている。しかし、ポリアミドからなる発泡粒子成形体を得ようとすると発泡粒子相互の融着性に劣るおそれがある。そこで、芯層を構成するポリアミド系樹脂をポリアミドとし、被覆層を構成するポリアミド系樹脂をポリアミド共重合体としたポリアミド系樹脂発泡粒子することにより、得られるポリアミド系樹脂発泡粒子成形体は、高い耐熱性と優れた融着性を効果的に両立することが可能となる。
 また、被覆層が発泡粒子の表面に位置することから、被覆層を構成するポリアミド系樹脂は、分子鎖末端の官能基が封鎖された末端封鎖ポリアミド系樹脂であることが好ましい。被覆層を構成するポリアミド系樹脂が末端封鎖ポリアミド系樹脂であることにより、ポリアミド系樹脂発泡粒子の製造過程での加水分解をより確実に抑制することができ、型内成形に耐えられるポリアミド系樹脂発泡粒子が得られやすくなる。上記分子鎖末端を封鎖するための末端封鎖剤については、本発明の第二の実施形態に関して説明したものを用いることができ、好ましい範囲も同様である。
 なお、本発明の第三の実施形態において、ポリアミド系樹脂発泡粒子の製造過程での加水分解をさらに確実に抑制する観点から、被覆層を構成するポリアミド系樹脂だけでなく、芯層を構成するポリアミド系樹脂の分子鎖末端の官能基も封鎖されていることが好ましい。
 また、末端封鎖剤の配合量は、芯層又は被覆層を構成するポリアミド系樹脂100質量部に対して、それぞれ0.1~5質量部が好ましく、0.5~3質量部がより好ましい。
 本発明の第三の実施形態において、発泡粒子には、レゾルシノール、フェノール、エチルフェノール又はベンジルアルコール等の結晶化阻害性化合物を含まないことが好ましい。
 本発明の第一の実施形態に関して説明したとおり、2回目のDSC曲線の融解ピークの頂点温度は、ポリアミド系樹脂の融点を表す。本発明の第三の実施形態のポリアミド系樹脂発泡粒子において、芯層を構成するポリアミド系樹脂の融点は、耐熱性に優れたポリアミド系樹脂発泡粒子を得る観点から、好ましくは180℃以上、より好ましくは190℃以上、更に好ましくは200℃以上、更に好ましくは210℃以上である。一方、発泡時の温度コントロールが容易であるという観点から、芯層を構成するポリアミド系樹脂の融点は、好ましくは300℃以下、より好ましくは290℃以下、更に好ましくは280℃以下である。
 本発明の第三の実施形態のポリアミド系樹脂発泡粒子において、被覆層を構成するポリアミド系樹脂の融点(Tms)は芯層を構成するポリアミド系樹脂の融点(Tmc)よりも低い。すなわち、ポリアミド系樹脂発泡粒子の被覆層を構成するポリアミド系樹脂の融点(Tms)及びポリアミド系樹脂発泡粒子の芯層を構成するポリアミド系樹脂の融点(Tmc)は、以下の式1を満足する。また、被覆層を構成するポリアミド系樹脂の融点(Tms)は、芯層を構成するポリアミド系樹脂の融点(Tmc)より20℃低い温度よりも低いことが好ましい。すなわち、ポリアミド系樹脂発泡粒子の被覆層を構成するポリアミド系樹脂の融点(Tms)及びポリアミド系樹脂発泡粒子の芯層を構成するポリアミド系樹脂の融点(Tmc)は、以下の式2を満足することが好ましい。
  Tms<Tmc   (式1)
  Tms<(Tmc-20℃)   (式2)
 芯層を構成するポリアミド系樹脂の融点(Tmc)及び被覆層を構成するポリアミド系樹脂の融点(Tms)が上記式1を満たすことで、成形圧力を高くすることなく、高い耐熱性を維持しつつ、融着性に優れるポリアミド系樹脂発泡粒子を提供することができる。更に上記式2を満たすことで、更に成形圧力を高くすることなく、高い耐熱性を維持しつつ、融着性に優れるポリアミド系樹脂発泡粒子が得られやすくなることから好ましい。
 本発明の第三の実施形態において、被覆層を構成するポリアミド系樹脂の融点(Tms)及び芯層を構成するポリアミド系樹脂の融点(Tmc)は、以下に示す方法で測定試料を調製し、その測定試料について前記条件1の下で熱流束示差走査熱量測定法に基づく融解熱量測定を行うことによって得られる。条件1については、本発明の第一の実施形態に関して説明したとおりである。
〔測定試料の調製〕
(発泡粒子被覆層の融解熱量測定試料)
 発泡粒子の表面を含む表層部分を切削処理して表層部分を集めて試験片とする。なお、切削処理にあたっては1個の発泡粒子の表面全面から、切削処理前の発泡粒子の粒子質量の1/10~1/6の質量の測定試料を採取する。
(発泡粒子芯層の融解熱量測定試料)
 発泡粒子の表面全面を切削除去し、切削処理前の発泡粒子の粒子質量の1/5~1/3の質量となる発泡粒子残部を測定試料として採取する。
 本発明の第三の実施形態のポリアミド系樹脂発泡粒子において、被覆層を構成するポリアミド系樹脂が芯層を構成するポリアミド系樹脂とは異なるポリアミド系樹脂であり、かつ芯層を構成するポリアミド系樹脂の結晶化度よりも被覆層を構成するポリアミド系樹脂の結晶化度が低いことが好ましい。芯層を構成するポリアミド系樹脂の結晶化度よりも被覆層を構成するポリアミド系樹脂の結晶化度が低いと、被覆層の含水性が高まると考えられる。そのため、発泡粒子製造時に水を使用する場合、水により可塑化されやすく、比較的低温で発泡が可能となる。したがって、芯層を構成するポリアミド系樹脂の結晶化度よりも被覆層を構成するポリアミド系樹脂の結晶化度が低いことで、高い耐熱性を維持しつつ、融着性に優れるポリアミド系樹脂発泡粒子を提供することができる。芯層を構成するポリアミド系樹脂の結晶化度及び被覆層を構成するポリアミド系樹脂の結晶化度は、ポリアミド系樹脂発泡粒子の芯層及び被覆層それぞれについて、融解熱量測定試料と同様にして測定試料を用意し、以下の方法で測定される。
 JIS K7122-1987の熱流束示差走査熱量測定法に基づき、加熱速度10℃/分にて30℃から融解ピーク終了時よりも30℃高い温度まで加熱溶融させる際に測定されるDSC曲線を1回目のDSC曲線とする。1回目のDSC曲線について、昇温時の発熱ピークと吸熱ピークの熱量を求め、吸熱ピークの熱量から発熱ピークの熱量を引くことにより総熱量を求める。総熱量をナイロン6基材の樹脂の場合には完全結晶体熱量230J/gで、ナイロン66基材の樹脂の場合には完全結晶体熱量226J/gで割って100を掛ける。これにより、ポリアミド系樹脂発泡粒子の芯層を構成するポリアミド系樹脂の結晶化度及び被覆層を構成するポリアミド系樹脂の結晶化度を求めることができる。
 本発明の第三の実施形態のポリアミド系樹脂発泡粒子の見掛け密度は、好ましくは50kg/m3以上、より好ましくは60kg/m3以上、更に好ましくは70kg/m3以上であり、そして、好ましくは250kg/m3以下、より好ましくは200kg/m3以下、更に好ましくは150kg/m3以下である。発泡粒子の見掛け密度が上記範囲であれば、発泡粒子や発泡粒子からなる成型体が収縮しにくく、良好な発泡粒子成形体が得られ易くなる。なお、ポリアミド系樹脂発泡粒子の見掛け密度は、後述する実施例に記載の方法で測定される。
 本発明の第三の実施形態のポリアミド系樹脂発泡粒子の独立気泡率は、好ましくは85%以上であり、より好ましくは88%以上であり、更に好ましくは90%以上である。発泡粒子の独立気泡率が上記範囲を満足すると、見掛け密度が低い発泡粒子が得られやすい。また、発泡粒子の成形性が良好であり、発泡粒子を型内成形して作製した発泡粒子成形体は二次発泡性、融着性に優れる。独立気泡率の測定方法は、本発明の第一の実施形態に関して説明したとおりである。
 本発明の第三の実施形態のポリアミド系樹脂発泡粒子は、耐熱性に優れる。具体的には、熱分析装置にて成形体を圧縮しながら昇温したときの圧縮量-温度曲線の外挿温度が、好ましくは160℃以上、より好ましくは180℃以上、更に好ましくは190℃以上である。なお、本発明の第三の実施形態に関する耐熱性の評価方法は、例えば5mm角の成形体を成形体から切り出し、熱分析装置(TMA;例えば、株式会社日立ハイテクサイエンス製「TMA7100」)を用いて、圧縮しながら昇温させたときのプローブの押し込み深さ(変位量)をモニタし、サンプルの厚みが試験前のサンプルの厚みに対して5%圧縮された際の温度から求められる。
 本発明の第三の実施形態のポリアミド系樹脂発泡粒子は、融着性に優れる発泡粒子成形体とすることができる。具体的には、発泡粒子成形体の融着率が、好ましくは75%以上、より好ましくは80%以上、更に好ましくは85%以上である。発泡粒子成形体の融着率は、発泡粒子成形体を破断した際の破断面に露出した発泡粒子のうち、材料破壊した発泡粒子の数の割合に基づいて求める。具体的には、まず、発泡粒子成形体から試験片(縦100mm×横100mm×厚み:成形体の厚み)を切り出し、カッターナイフなどで各試験片の厚み方向に約5mmの切り込みを入れた後、切り込み部から試験片を破断させる。次に、発泡粒子成形体の破断面に存在する発泡粒子の個数(n)と、材料破壊した発泡粒子の個数(b)を測定し、(b)と(n)との比(b/n)を百分率で表して融着率(%)とする。
 本発明の第二の実施形態で説明したダイレクト発泡法によれば、耐熱性に優れたポリアミド系樹脂発泡粒子を得ることができる。そのため、本発明の第三の実施形態のポリアミド系樹脂発泡粒子は、本発明の第二の実施形態の製造方法により得ることが好ましい。
[ポリアミド系樹脂発泡粒子(本発明の第四の実施形態)]
 本発明の第四の実施形態のポリアミド系樹脂発泡粒子は、ポリアミド共重合体を基材樹脂としてなるポリアミド系樹脂発泡粒子であって、
 該ポリアミド系樹脂発泡粒子の見掛け密度が10~150kg/m3であり、該ポリアミド系樹脂発泡粒子の平均気泡径が20~200μmである。
 本発明の第四の実施形態のポリアミド系樹脂発泡粒子は、ポリアミド共重合体を基材樹脂とするポリアミド系樹脂発泡粒子である。ポリアミド共重合体としては、例えば、ポリカプロアミド/ポリヘキサメチレンアジパミドコポリマー(ナイロン6/66)、カプロラクタム/ヘキサメチレンジアミノアジピン酸/ラウリルラクタム(ナイロン6/66/12)、及びカプロラクタム/ラウリルラクタム共重合体(ナイロン6/12)等が挙げられる。これらのポリアミド共重合体を1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。以上のポリアミド共重合体の中でも、ナイロン6/66を含むことが好ましく、ナイロン6/66を単独で用いることがより好ましい。
 なお、前記ポリアミド共重合体は、ポリアミドと比べて比較的融点が低く、製造時の温度も比較的低温とすることができるため、加水分解されにくい温度で製造することができる。よって、本発明の第四の実施形態のポリアミド系樹脂は、分子鎖末端の官能基が封鎖されている末端封鎖ポリアミド系樹脂でなくても構わない。
 本発明の第四の実施形態のポリアミド系樹脂発泡粒子は見掛け密度が低いと共に平均気泡径が小さい。見掛け密度が低く、かつ平均気泡径が小さな発泡粒子であると成形体を得るために型内成形する際の二次発泡性に優れる。また、水冷時間を短くすることができ、その結果、全体の成形時間を短くすることができる。上記観点から、本発明の第四の実施形態のポリアミド系樹脂発泡粒子の見掛け密度は、好ましくは10~150kg/m3であり、より好ましくは30~100kg/m3である。なお、ポリアミド系樹脂発泡粒子の見掛け密度は、第二の実施形態のポリアミド系樹脂発泡粒子の見掛け密度の測定方法と同様にして測定される。
 また上記観点から、本発明の第四の実施形態のポリアミド系樹脂発泡粒子の平均気泡径は、好ましくは20~200μmであり、より好ましくは50~150μmである。なお、ポリアミド系樹脂発泡粒子の平均気泡径は、以下の方法で測定される。
 まず、発泡粒子の中心部を通るように発泡粒子を約二分割し、切断面を走査型電子顕微鏡にて写真を撮影する。次いで、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。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発泡粒子の気泡径とする。この操作を10個以上の発泡粒子について同様に行い、各発泡粒子の気泡径の算術平均値を発泡粒子の平均気泡径とする。
 本発明の第四の実施形態のポリアミド系樹脂発泡粒子の独立気泡率は、好ましくは85%以上であり、より好ましくは88%以上であり、更に好ましくは90%以上である。独立気泡率の測定方法は、本発明の第一の実施形態に関して説明したとおりである。
 本発明の第四の実施形態のポリアミド系樹脂発泡粒子は、粒径のバラつきが少ない。具体的には、以下のようにして求められる粒径のバラつきが小さい。
 まず100個の発泡粒子について長径と短径との比(長径/短径=アスペクト比)を測定し、その内、アスペクト比が低い5個の発泡粒子におけるアスペクト比の平均値(AV)を求め、さらに1.5倍した値(AV1.5)を算出する。100個の発泡粒子の内、1.5倍した値(AV1.5)以上のアスペクト比を有する発泡粒子の比率(%)を求める。
 本発明の第四の実施形態のポリアミド系樹脂発泡粒子は、上記アスペクト比が低い発泡粒子のアスペクト比の平均値を1.5倍した値(AV1.5)以上のアスペクト比を有する発泡粒子の比率(%)が5%未満であり、3%以下であることが好ましく、1%以下であることがより好ましい。
 本発明の第二の実施形態で説明したダイレクト発泡法によれば、耐熱性に優れたポリアミド系樹脂発泡粒子を得ることができる。そのため、本発明の第四の実施形態のポリアミド系樹脂発泡粒子は、本発明の第二の実施形態の製造方法により得ることが好ましい。
[ポリアミド系樹脂発泡粒子成形体]
 本発明により得られたポリアミド系樹脂発泡粒子を型内成形することにより、発泡成形体を得ることができる。型内成形法は、従来公知の方法を採用することできるが、スチームによる加熱を用いることが好ましい。スチームにより、ポリアミド系樹脂粒子発泡粒子中のポリアミド系樹脂が、吸水し可塑化する為、成形圧を低くすることが可能となる。なお、得られた成形体を乾燥して水分を除去すれば、ポリアミド系樹脂本来の物性に戻り、高い耐熱性を有する成形体となる。
 本発明の第四の実施形態のポリアミド系樹脂発泡粒子は、型内成形性に優れる発泡粒子成形体とすることができる。具体的には、成形体を得るために型内成形する際の二次発泡性に優れる。また、水冷時間を短くすることができ、その結果、全体の成形時間を短くすることができることから好ましい。
 発泡粒子成形体の水冷時間は、以下のようにして求められる。まず、得られたポリアミド系樹脂発泡粒子を成形型(例えば、縦200mm×横250mm×厚さ50mm)に充填し、スチーム加熱による型内成形を行なって板状の発泡粒子成形体を得る。加熱方法は両面の型のドレン弁を開放した状態でスチームを5秒間供給して予備加熱(排気工程)を行ったのち、移動側型よりスチームを供給し、次いで固定側型よりスチームを供給した後、成形加熱スチーム圧力(成形圧力=成形蒸気圧)まで加熱する。加熱終了後、放圧し、成形体の発泡力による表面圧力が0.02MPa(ゲージ圧)に低下するまで水冷したのち、型を開放し成形体を型から取り出す。発泡粒子成形体の水冷時間は、水冷開始から面圧が0.02MPa(ゲージ圧)に到達するまでに要した水冷時間(秒)とする。
 以下、本発明を実施例により詳細に説明するが、本発明はこれにより限定されるものではない。
 各例におけるポリアミド系樹脂粒子、ポリアミド系樹脂発泡粒子の各種物性は、以下の方法により測定した。
[測定方法]
〔融点(Tm)〕
 JIS K7121-1987に基づき、熱流束示差走査熱量測定法により、ポリアミド系樹脂粒子の融点を測定した。窒素流入量30mL/分の条件下で、10℃/分の加熱速度で30℃から融解ピーク終了時よりも30℃高い温度まで加熱溶融(1回目の昇温)してから、次いでその温度にて10分間保った後、10℃/分の冷却速度で30℃まで冷却し、再度、加熱速度10℃/分で融解ピーク終了時よりも30℃高い温度まで加熱溶融して得られるDSC曲線の融解ピークのピーク頂点温度として求めた。なお、測定装置として、高感度型示差走査熱量計「EXSTAR DSC7020」(エスアイアイ・ナノテクノロジー社製)を使用した。また、ポリアミド系樹脂粒子及びポリアミド系樹脂は、高温、多湿条件下を避けて加水分解しないようデシケーター内で窒素雰囲気下とした後、真空吸引して水分量を1000質量ppm以下で24時間保存したものを融点の測定に使用した。
〔融解熱量(高温ピークの吸熱エネルギー)〕
 熱流束示差走査熱量測定によって10℃/分の昇温速度で、30℃から融解ピーク終了時よりも30℃高い温度まで昇温して測定したときに得られる1回目のDSC曲線の高温ピークから融解熱量を求めた。なお、測定装置として、高感度型示差走査熱量計「EXSTAR DSC7020」(エスアイアイ・ナノテクノロジー社製)を使用した。
 本発明における発泡粒子の高温ピークの吸熱エネルギーは、図1に示すDSC曲線において、固有ピークaよりも高温側に現れる高温ピークbの面積に相当し、次のようにして求めた。まず、図1に示すようにDSC曲線上の150℃の点Iと、DSC曲線上の融解終了温度を示す点IIとを結ぶ直線を引いた。次に、固有ピークaと高温ピークbとの間の谷部にあたるDSC曲線上の点IIIを通りグラフ横軸の温度に対して垂直な直線と、点Iと点IIとを結んだ直線との交点を点IVとした。このようにして求めた点IVと点IIとを結ぶ直線、点IIIと点IVを結ぶ直線及び点IIIと点IIを結ぶDSC曲線によって囲まれる部分(斜線部分)の面積を高温ピークの吸熱エネルギーとした。
[評価]
〔発泡粒子の見掛け密度〕
 温度23℃の水の入ったメスシリンダーを用意し、該メスシリンダーに、相対湿度50%、23℃、1atmの条件にて2日間放置した約500cm3の発泡粒子の質量W1を測定し、金網を使用して沈めた。金網の体積を考慮して、水位上昇分より読みとられる発泡粒子の容積V1[cm3]を測定し、発泡粒子の質量W1[g]を容積V1で割り算し(W1/V1)、単位を[kg/m3]に換算することにより、発泡粒子の見掛け密度を求めた。
〔独立気泡率〕
 ASTM-D2856-70に記載されている手順Cに準じて、発泡粒子の真の体積(発泡粒子を構成する樹脂の容積と、発泡粒子内の独立気泡部分の気泡全容積との和)の値Vxを測定した。この真の体積Vxの測定には、東芝・ベックマン(株)製の空気比較式比重計「930」を用いた。次いで、下記の式(1)により独立気泡率を算出し、5回の測定結果の算術平均値を求めた。
 独立気泡率(%)=(Vx-W/ρ)×100/(Va-W/ρ)・・・(1)
  Vx:上記方法で測定される発泡粒子の真の体積(cm3
  Va:発泡粒子の見掛けの体積(cm3
  W:発泡粒子測定用サンプルの質量(g)
  ρ:発泡粒子を構成する樹脂の密度(g/cm3
(本発明の第二の実施形態)
例101及び102
[ポリアミド系樹脂粒子の製造]
 内径65mmの芯層形成用押出機及び内径30mmの被覆層形成用押出機を併設し、出口側で多数本の多層ストランド状の共押出が可能なダイを付設した押出機を用いた。
 芯層形成用押出機に、表1に示す芯層樹脂1030B又は5033Bを供給し、気泡調整剤として「タルカンパウダーPK-S」(林化成株式会社製)をその含有量が3000質量ppmとなるように供給し、末端封鎖剤として「Stabaxol P100」(ラインケミー社製)を1質量部となるように供給し、それぞれ溶融混錬した。また、被覆層形成用押出機に表1に示す被覆層樹脂5034B又は6434Bを供給し、末端封鎖剤として「Stabaxol P100」(ラインケミー社製)をその含有量が1質量部となるように供給し、溶融混練した。
 その溶融混練物は、芯層/被覆層の質量比率が92/8で、ダイ内で合流し、押出機先端に取り付けた口金の細孔から、芯層の外周面が被覆層により被覆された、断面円形状の多層ストランドとして共押出し、共押出されたストランドを水冷した後、ペレタイザーで質量が1個当たり約2.0mgとなるように切断し、乾燥してポリアミド系樹脂粒子を得た。
[ポリアミド系樹脂発泡粒子の製造]
 得られたポリアミド系樹脂粒子10kgと、分散液として水310リットルとを、撹拌機を備えた400リットルのオートクレーブ内に仕込み、更に、ポリアミド系樹脂粒子100質量部に対して、分散剤としてカオリン3.0質量部と、界面活性剤としてアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.08質量部とを分散液に添加した。
 オートクレーブ内の内容物を撹拌しながら室温(23℃)から昇温し、表2に示す含浸温度に到達後、該オートクレーブ内に発泡剤として二酸化炭素を、オートクレーブ内の圧力が表2に示す含浸圧力となるまで圧入した。このとき、室温(23℃)から表2に示す含浸温度に到達するまでの昇温時間は30分であった。昇温速度は、表2に示す含浸温度から室温(23℃)を引いた値を該昇温時間で割った平均速度とした。次に、表2に示す保持する工程における保持温度、保持時間、圧力を維持した。
 その後、発泡剤が含浸されたポリアミド系樹脂粒子を分散液とともに大気圧(0.1MPa)下に放出した。得られたポリアミド系樹脂発泡粒子を60℃のオーブン内にて24時間養生し、その後徐冷することによりポリアミド系樹脂発泡粒子を得た。
 得られた発泡粒子の融解熱量(J/g)、見掛け密度、及び独立気泡率を表2に示す。
例103~106、108、109、及び151~158
[ポリアミド系樹脂粒子の製造]
 単層構成とし、芯層形成用押出機に、表1に示す樹脂1030B、6434B、E2046又は5033Bを供給し、気泡調整剤として「タルカンパウダーPK-S」(林化成株式会社製)をその含有量が3000質量ppmとなるように供給し、末端封鎖剤として「Stabaxol P100」(ラインケミー社製)を1質量%となるように供給し、それぞれ溶融混錬した。その溶融混練物は、押出機先端に取り付けた口金の細孔から、断面円形状の単層ストランドとして押出し、押出されたストランドを水冷した後、ペレタイザーで質量が1個当たり約2.0mgとなるように切断し、乾燥してポリアミド系樹脂粒子を得た。
 上記以外は例101と同様にして表2及び表3に示す条件にてポリアミド系樹脂発泡粒子を得た。得られた発泡粒子の融解熱量(J/g)、見掛け密度、及び独立気泡率を表2及び表3に示す。
例107
 ポリアミド系樹脂発泡粒子の製造において、発泡剤として窒素を用いた以外は、例103と同様にして表2に示す条件にてポリアミド系樹脂発泡粒子を得た。得られた発泡粒子の融解熱量(J/g)、見掛け密度、及び独立気泡率を表2に示す。
 なお、例103で得られたポリアミド系樹脂発泡粒子を成形型に充填し、加熱媒体として水蒸気を使用して、加圧成形法により型内成形を行い、ポリアミド系樹脂発泡粒子成形体を得た。得られたポリアミド系発泡粒子成形体の結晶子サイズを測定したところ、7.1nmであった。
 ポリアミド系樹脂発泡粒子成形体の結晶子サイズは以下の方法により求めた。得られたポリアミド系樹脂発泡粒子成形体のX線回折(XRD)測定を、X線散乱装置「D8 DISCOVER μHR Hybrid、Bulker」(AXS社製)を用いた透過法により、行った。検出器にはイメージングプレート(IP)を用いた。試料には試料厚みが0.6mm程度になるようにスライスした発泡成形体を用いた。IPにより得られた二次元X線回折パターンを円環平均により一次元化した。また、空セル散乱補正も実施した。こうして得られた一次元X線回折プロフィールを、ピーク形状としてガウス関数を仮定して、結晶由来の回折ピークと非晶由来の回折ピークとにピーク分離を行った。ピーク分離により得られたピークのうち、最も狭いピーク幅を有するピークの半価全幅β(rad)を計算し、該半価全幅βを用いて下記式(2)に従って、発泡成形体の結晶子サイズDを算出した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
 表2に示した評価結果より、例101~109では、ポリアミド系樹脂粒子を融点よりも90℃低い温度以上50℃低い温度未満の温度で発泡することができ、見掛け密度が低いポリアミド系樹脂発泡粒子を得ることができた。したがって、本発明の第二の実施形態のポリアミド系樹脂発泡粒子の製造方法によれば、ポリアミド系樹脂粒子を融点よりも90℃低い温度以上50℃低い温度未満の温度で発泡することができ、耐熱性に優れ、かつ複雑な立体形状の発泡成形体を成形可能な発泡粒子を比較的容易に得ることができることが分かる。
 表3に示した評価結果より、保持温度及び発泡させる直前の分散液の温度が融点より約100℃低い温度である例151及び153では、ポリアミド系樹脂粒子はほとんど発泡せずに樹脂粒子の状態であった。
 また、保持温度及び発泡させる直前の分散液の温度が融点より40℃低い温度である例152及び154では、保持温度とするための昇温中に、樹脂粒子の状態にて容器内で融着してしまったため、保持温度に達する前に実験を中断した。
 保持時間を設けなかった例155では、独立気泡率が低い発泡粒子となった。なお、例155の製造条件では、高温ピークの融解熱量が7J/gであったが、分散液を得る工程及び発泡剤を含浸させる工程の合計時間をさらに短くした場合には高温ピークの融解熱量の値が0に近くなると考えられる。
 また、保持時間を100分とした例156では、見掛け密度が高く、独立気泡率が低い発泡粒子となった。加えて、長時間の保持によりポリアミド樹脂が加水分解したと考えられ、発泡粒子が黄変していた。
 保持温度をポリアミド系樹脂の融点と同じ温度とした例157は、保持温度とするための昇温中に樹脂粒子のまま容器内で融着してしまった為、保持温度に達する前に実験を中断した。なお、例157の容器内に融着した樹脂粒子について高温ピークを測定したところ、高温ピークの融解熱量は0J/gであった。
 発泡させる直前の分散液の温度をポリアミド系樹脂の融点と同じ温度とした例158は、発泡させる直前の分散液の温度とするための昇温中に、樹脂粒子の状態で容器内に融着してしまった為、発泡温度に達する前に実験を中断した。
(本発明の第一の実施形態)
例201~204、252及び253
[ポリアミド系樹脂粒子の製造]
 押出機に、表1及び4に示す樹脂を供給し、気泡調整剤として「タルカンパウダーPK-S」(林化成株式会社製)をその含有量が3000質量ppmとなるように供給し、表4に示す末端封鎖剤を供給し、それぞれ溶融混錬した。その溶融混練物は、押出機先端に取り付けた口金の細孔から断面円形状の単層ストランドとして押出し、押出されたストランドを水冷した後、ペレタイザーで質量が1個当たり約2.0mgとなるように切断し、乾燥してポリアミド系樹脂粒子を得た。
[ポリアミド系樹脂発泡粒子の製造]
 得られたポリアミド系樹脂粒子10kgと、分散液として水310リットルとを、撹拌機を備えた400リットルのオートクレーブ内に仕込み、更に、ポリアミド系樹脂粒子100質量部に対して、分散剤としてカオリン3.0質量部と、界面活性剤としてアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.08質量部とを分散液に添加した。オートクレーブ内の内容物を撹拌しながら室温(23℃)から昇温し、表4に示す含浸温度に到達後、該オートクレーブ内に発泡剤として二酸化炭素を、オートクレーブ内の圧力が表4に示す含浸圧力となるまで圧入した。このとき、室温(23℃)から表4に示す含浸温度に到達するまでの昇温時間は30分であった。昇温速度は、表4に示す含浸温度から室温(23℃)を引いた値を該昇温時間で割った平均速度とした。次に、表4に示す保持する工程における保持温度、保持時間、圧力を維持した。
 その後、発泡剤が含浸されたポリアミド系樹脂粒子を分散液とともに大気圧(0.1MPa)下に放出した。得られたポリアミド系樹脂発泡粒子を60℃のオーブン内にて24時間養生し、その後徐冷することによりポリアミド系樹脂発泡粒子を得た。
例251
[ポリアミド系樹脂粒子の製造]
 例201と同様にしてポリアミド系樹脂粒子を得た。
[ポリアミド系樹脂発泡粒子の製造]
 得られたポリアミド系樹脂粒子を、10℃のオートクレーブに入れ4.0MPaの二酸化炭素雰囲気下で3時間静置することによりポリアミド系樹脂粒子に二酸化炭素を含浸させた。これを取り出して熱風発泡器に入れ240℃の熱風を20秒間吹き込むことによりポリアミド系樹脂発泡粒子を得た。
 例201~204及び251~253で得られた発泡粒子の融解熱量(J/g)、見掛け密度、独立気泡率、及び融点における50%圧縮応力を測定した。結果を表4に示す。
〔発泡粒子の融点における50%圧縮応力〕
 発泡粒子を熱分析装置(TMA;株式会社日立ハイテクサイエンス製「TMA7100」)にて圧縮モード(圧縮プローブの先端の直径3.5mm)で測定した。具体的には、発泡粒子1個を無作為に選び、発泡粒子の短径方向を圧縮プローブで1mNの荷重をかけて挟んだ後、原料樹脂の融点まで昇温した。その後、原料樹脂の融点で等温保持を行いながら30mN/minのスピードで荷重を増していき、プローブの押し込み深さ(変位量)をモニタし、発泡粒子の厚さが、圧縮前の発泡粒子の厚さの50%となった時点での応力を発泡粒子の融点における圧縮応力を測定した。上記操作を3回行い、それらの算術平均値を50%圧縮応力とした。
[ポリアミド系樹脂発泡粒子成形体の製造]
 次に、ポリアミド系樹脂発泡粒子を用いて発泡粒子成形体を作製した。
 まず、得られたポリアミド系樹脂発泡粒子を縦200mm×横250mm×厚さ50mmの平板成形型に充填し、スチーム加熱による型内成形を行なって板状の発泡粒子成形体を得た。加熱方法は両面の型のドレン弁を開放した状態でスチームを5秒間供給して予備加熱(排気工程)を行ったのち、移動側型よりスチームを供給し、次いで固定側型よりスチームを供給した後、成形加熱スチーム圧力(成形圧力=成形蒸気圧)まで加熱した。
 加熱終了後、放圧し、成形体の発泡力による表面圧力が0.02MPa(ゲージ圧)に低下するまで水冷したのち、型を開放し成形体を型から取り出した。得られた成形体は80℃のオーブンにて12時間養生し、その後、室温まで徐冷した。このようにして、ポリアミド発泡粒子成形体を得た。
 例201~204及び251~253で得られた発泡粒子成形体について、以下の測定を行った。結果を表4に示す。
(回復性)
 型内成形で用いた平板形状の金型の寸法に対応する発泡粒子成形体における端部(端より10mm内側)と中心部(縦方向、横方向とも2等分する部分)の厚みを計測した。次いで、発泡粒子成形体の厚み比(成形体中心部の厚み/成形体端部の厚み×100(%))を算出し、以下のように評価した。
A:厚み比が90%以上である。
C:厚み比が90%未満である。
(二次発泡性)
 発泡粒子成形体の二次発泡性を次のようにして評価した。
A:成形体表面の発泡粒子間隙が完全に埋まっている。
C:成形体表面の発泡粒子間隙が埋まっていない。
(融着性)
 成形体の融着率は、発泡粒子成形体を破断した際の破断面に露出した発泡粒子のうち、材料破壊した発泡粒子の数の割合に基づいて求めた。具体的には、まず、発泡粒子成形体から試験片(縦100mm×横100mm×厚み:成形体の厚み)を切り出し、カッターナイフで各試験片の厚み方向に約5mmの切り込みを入れた後、切り込み部から試験片を破断させた。次に、発泡粒子成形体の破断面に存在する発泡粒子の個数(n)と、材料破壊した発泡粒子の個数(b)を測定し、(b)と(n)の比(b/n)を百分率で表して融着率(%)とした。
(発泡粒子成形体の融点における50%圧縮応力)
 発泡粒子成形体から、成形体の表面を含まないように5mm角のサンプルを無作為に切り出し、熱分析装置(TMA;株式会社日立ハイテクサイエンス製「TMA7100」)を用いて、圧縮モード(圧縮プローブの先端の直径3.5mm)にて該サンプルを1mNの荷重で挟んだ後、原料樹脂の融点まで昇温した。その後、原料樹脂の融点で等温保持を行いながら30mN/minのスピードで荷重を増した。発泡粒子成形体の厚さが、圧縮前の発泡粒子成形体の厚さに対して50%となった時点での応力を求めた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
 表4に示した結果より、例201~204で得られたポリアミド系樹脂発泡粒子の融点における50%圧縮応力は8~15kPaであった。そのようなポリアミド系樹脂発泡粒子を用いて得られた発泡粒子成形体は、成形性に優れかつ高温時の圧縮強度に優れるものであった。したがって、本発明の第一の実施形態によれば、高温時の圧縮強度に優れるポリアミド系樹脂発泡粒子を提供することができることが分かる。
 一方、含浸発泡法にて発泡粒子を得た例251では、発泡粒子が高温ピークを有さず、高温時の圧縮強度が不十分であった。また、例252では、ダイレクト発泡法にて発泡粒子を得た場合であっても高温ピークの割合が低い場合には、高温時の圧縮強度が不十分であることを示した。また、例253では、ダイレクト発泡法にて発泡粒子を得た場合であっても高温ピークの割合が高すぎる場合には、樹脂粒子から発泡粒子を得る際に見掛け密度が高くなり、さらに、型内成形時の融着性と二次発泡性が不十分なものとなり成形性に劣り、成形体を得ることが困難であることを示した。
(本発明の第三の実施形態)
例301~303及び351
[ポリアミド系樹脂粒子の製造]
 内径65mmの芯層形成用押出機及び内径30mmの被覆層形成用押出機を併設し、出口側で多数本の多層ストランド状の共押出が可能なダイを付設した押出機を用いた。
 芯層形成用押出機に、表1及び5に示す芯層樹脂を供給し、気泡調整剤として「タルカンパウダーPK-S」(林化成株式会社製)をその含有量が3000質量ppmとなるように供給し、表5に示す末端封鎖剤を1質量部となるように供給し、それぞれ溶融混錬した。また、被覆層形成用押出機に表1及び5に示す被覆層樹脂を供給し、表5に示す末端封鎖剤をその含有量が1質量部となるように供給し、溶融混練した。
 その溶融混練物は、表5に示す芯層/被覆層の質量比率にて、ダイ内で合流し、押出機先端に取り付けた口金の細孔から、芯層の外周面が被覆層により被覆された、断面円形状の多層ストランドとして共押出し、共押出されたストランドを水冷した後、ペレタイザーで質量が1個当たり約2.0mgとなるように切断し、乾燥してポリアミド系樹脂粒子を得た。
[ポリアミド系樹脂発泡粒子の製造]
 得られたポリアミド系樹脂粒子10kgと、分散液として水310リットルとを、撹拌機を備えた400リットルのオートクレーブ内に仕込み、更に、ポリアミド系樹脂粒子100質量部に対して、分散剤としてカオリン3.0質量部と、界面活性剤としてアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.08質量部とを分散液に添加した。
 オートクレーブ内の内容物を撹拌しながら室温(23℃)から昇温し、表5に示す含浸温度に到達後、該オートクレーブ内に発泡剤として二酸化炭素を、オートクレーブ内の圧力が表5に示す含浸圧力となるまで圧入した。このとき、室温(23℃)から表5に示す含浸温度に到達するまでの昇温時間は30分であった。昇温速度は、表5に示す含浸温度から室温(23℃)を引いた値を該昇温時間で割った平均速度とした。次に、表5に示す保持する工程における保持温度、保持時間、圧力を維持した。
 その後、発泡剤が含浸されたポリアミド系樹脂粒子を分散液とともに大気圧(0.1MPa)下に放出した。得られたポリアミド系樹脂発泡粒子を60℃のオーブン内にて24時間養生し、その後徐冷することによりポリアミド系樹脂発泡粒子を得た。
例352及び353
[ポリアミド系樹脂粒子の製造]
 単層構成とし、芯層形成用押出機に、表1及び5に示す樹脂を供給し、気泡調整剤として「タルカンパウダーPK-S」(林化成株式会社製)をその含有量が3000質量ppmとなるように供給し、表5に示す末端封鎖剤を1質量%となるように供給し、それぞれ溶融混錬した。その溶融混練物は、押出機先端に取り付けた口金の細孔から、断面円形状の単層ストランドとして押出し、押出されたストランドを水冷した後、ペレタイザーで質量が1個当たり約2.0mgとなるように切断し、乾燥してポリアミド系樹脂粒子を得た。
 上記以外は例301又は303と同様にして表5に示す条件にてポリアミド系樹脂発泡粒子を得た。
〔被覆層及び芯層の融点の測定試料の調製〕
 本発明の第三の実施形態において、被覆層の融点(Tms)及び芯層の融点(Tmc)は、以下に示す方法で測定試料を調製し、その測定試料について前記条件1の下で熱流束示差走査熱量測定法に基づく融解熱量測定を行うことによって得た。なお、被覆層及び芯層の結晶化度の測定試料についても、同様に被覆層及び芯層の測定試料を調製した。
〔測定試料の調製〕
(発泡粒子被覆層の融解熱量測定試料)
 発泡粒子の表面を含む表層部分を切削処理して表層部分を集めて試験片とした。なお、切削処理にあたっては1個の発泡粒子の表面全面から、切削処理前の発泡粒子の粒子質量の1/10の質量の測定試料を採取した。上記切削処理を複数の発泡粒子について行い、約2gの測定試料を採取した。
(発泡粒子芯層の融解熱量測定試料)
 発泡粒子の表面全面を切削除去し、切削処理前の発泡粒子の粒子質量の1/3の質量となる発泡粒子残部を測定試料として採取した。上記切削処理を複数の発泡粒子について行い、約2gの測定試料を採取した。
〔結晶化度の算出方法〕
 ポリアミド系樹脂発泡粒子の芯層及び被覆層それぞれについて以下のようにして求めた。JIS K7122-1987の熱流束示差走査熱量測定法に基づき、上記調整により得られた各測定試料を加熱速度10℃/分にて30℃から融解ピーク終了時よりも30℃高い温度まで加熱溶融させる際に測定されるDSC曲線を1回目のDSC曲線とした。1回目のDSC曲線について、昇温時の発熱ピークと吸熱ピークの熱量を求め、吸熱ピークの熱量から発熱ピークの熱量を引くことにより総熱量を求めた。総熱量をナイロン6基材の樹脂(1030B、5034B、5033B、6434Bおよび1022B)の場合には完全結晶体熱量230J/gで、ナイロン66基材の樹脂(E2046)の場合には完全結晶体熱量226J/gで割って100を掛けることによりポリアミド系樹脂発泡粒子の芯層及び被覆層の結晶化度を求めた。
 例301~303及び351~353で得られた発泡粒子成形体について、以下の測定を行った。結果を表5に示す。
(融着率)
 発泡粒子成形体の融着率は、発泡粒子成形体を破断した際の破断面に露出した発泡粒子のうち、材料破壊した発泡粒子の数の割合に基づいて求めた。具体的には、まず、発泡粒子成形体から試験片(縦100mm×横100mm×厚み:成形体の厚み)を切り出し、カッターナイフで各試験片に約5mmの切り込みを入れた後、切り込み部から試験片を破断させた。次に、発泡粒子成形体の破断面に存在する発泡粒子の個数(n)と、材料破壊した発泡粒子の個数(b)を測定し、(b)と(n)との比(b/n)を百分率で表した。上記操作を5つの試験片について行い、それらの算術平均値を融着率(%)とした。
(耐熱性)
 発泡粒子成形体から、成形体の表面を含まないように5mm角のサンプルを無作為に切り出し、熱分析装置(TMA;株式会社日立ハイテクサイエンス製「TMA7100」)を用いて、圧縮モード(圧縮プローブの先端の直径3.5mm)にて該サンプルを高温条件下にて圧縮した。具体的には、初期荷重を500mNとし、30℃から5℃/minの速度にてプローブを250℃まで昇温させたときの、プローブの押し込み深さ(変位量)をモニタし、サンプルの厚みが試験前のサンプルの厚みに対して5%圧縮された際の温度を求めた。
A:5%圧縮温度が190℃以上である。
B:5%圧縮温度が160℃以上190℃未満である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
 表5に示した結果より、例301~303で得られたポリアミド系樹脂発泡粒子を用いて得られた発泡粒子成形体は、融着率が90%以上と高く、かつ、耐熱性にも優れていた。したがって、本発明の第三の実施形態によれば、高い耐熱性を維持しつつ、融着性に優れるポリアミド系樹脂発泡粒子を提供することができることが分かる。
 一方、例351では、芯層及び被覆層を有する樹脂粒子であっても芯層の融点と被覆層の融点との差が無い場合には、融着性に劣ることを示した。また、例352では、融点の高いポリアミド樹脂を単層で用いた樹脂粒子は融着性に劣ることを示し、例353では、融点の低いポリアミド樹脂を単層で用いた樹脂粒子は融着性がやや改善されるものの不十分であることを示した。
(本発明の第四の実施形態)
例401、451~453、456及び457
[ポリアミド系樹脂粒子の製造]
 押出機に、表1及び6に示す樹脂を供給し、気泡調整剤として「タルカンパウダーPK-S」(林化成株式会社製)をその含有量が3000質量ppmとなるように供給し、溶融混錬した。その溶融混練物は、押出機先端に取り付けた口金の細孔から、断面円形状の単層ストランドとして押出し、押出されたストランドを水冷した後、ペレタイザーで質量が1個当たり約2.0mgとなるように切断し、乾燥してポリアミド系樹脂粒子を得た。
[ポリアミド系樹脂発泡粒子の製造]
 得られたポリアミド系樹脂粒子10kgと、分散液として水310リットルとを、撹拌機を備えた400リットルのオートクレーブ内に仕込み、更に、ポリアミド系樹脂粒子100質量部に対して、分散剤としてカオリン3.0質量部と、界面活性剤としてアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.08質量部とを分散液に添加した。
 オートクレーブ内の内容物を撹拌しながら室温(23℃)から昇温し、表6に示す含浸温度に到達後、該オートクレーブ内に発泡剤として二酸化炭素を、オートクレーブ内の圧力が表6に示す含浸圧力となるまで圧入した。このとき、室温(23℃)から表6に示す含浸温度に到達するまでの昇温時間は30分であった。昇温速度は、表6に示す含浸温度から室温(23℃)を引いた値を該昇温時間で割った平均速度とした。次に、表6に示す保持する工程における保持温度、保持時間、圧力を維持した。
 その後、発泡剤が含浸されたポリアミド系樹脂粒子を分散液とともに大気圧(0.1MPa)下に放出した。得られたポリアミド系樹脂発泡粒子を60℃のオーブン内にて24時間養生し、その後徐冷することによりポリアミド系樹脂発泡粒子を得た。
 得られた発泡粒子の融解熱量(J/g)、見掛け密度、独立気泡率及び平均気泡径を表6に示す。
例454
[ポリアミド系樹脂粒子の製造]
 押出機に、表1及び6に示す樹脂を供給し、気泡調整剤として「タルカンパウダーPK-S」(林化成株式会社製)をその含有量が8000質量ppmとなるように供給し、溶融混錬した。その溶融混練物は、押出機先端に取り付けた口金の細孔から断面円形状の単層ストランドとして押出し、押出されたストランドを水冷した後、ペレタイザーで質量が1個当たり約2.0mgとなるように切断し、乾燥してポリアミド系樹脂粒子を得た。
[ポリアミド系樹脂発泡粒子の製造]
 得られたポリアミド系樹脂粒子を、10℃のオートクレーブに入れ4.0MPaの二酸化炭素雰囲気下で3時間静置することによりポリアミド系樹脂粒子に二酸化炭素を含浸させた。これを取り出して熱風発泡器に入れ240℃の熱風を20秒間吹き込むことによりポリアミド系樹脂発泡粒子を得た。
例455
 例454で得られた発泡粒子を70℃に保持した圧力容器に入れ、圧力容器内の圧力が0.60MPaとなるまで24時間かけて圧縮空気を圧入し、その後24時間保持した。得られた発泡粒子を取り出し、熱風発泡器に入れ240℃の熱風を20秒間吹き込むことによりポリアミド系樹脂発泡粒子を得た。
 また、例401及び451~457で得られた発泡粒子の粒子形状について、以下の評価を行った。結果を表6に示す。
〔発泡粒子の平均気泡径の測定方法〕
 まず、発泡粒子の中心部を通るように発泡粒子を約二分割し、切断面を走査型電子顕微鏡にて写真を撮影した。次いで、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した。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発泡粒子の気泡径とした。この操作を10個の発泡粒子について同様に行い、各発泡粒子の気泡径の算術平均値を発泡粒子の平均気泡径とした。
(粒子形状のバラつきの評価方法)
 光学顕微鏡を使用して発泡粒子を観察し、粒子の形状並びに粒子の長径及び短径を調べた。各例について100個の粒子を観察した。そして、長径と短径との比(長径/短径=アスペクト比)を求めた。図2に、例456における発泡粒子の光学顕微鏡写真(25倍)を示す。次に、アスペクト比が低い5個の発泡粒子におけるアスペクト比の平均値(AV)を求め、さらに1.5倍した値(AV1.5)を算出した。100個の発泡粒子の内、1.5倍した値(AV1.5)以上のアスペクト比を有する発泡粒子の比率(%)を求めた。
A:1.5倍した値(AV1.5)以上のアスペクト比を有する発泡粒子の比率が5%未満である。
C:1.5倍した値(AV1.5)以上のアスペクト比を有する発泡粒子の比率が5%以上である。
[ポリアミド系樹脂発泡粒子成形体の製造]
 成形型を型締めしてから得られたポリアミド系樹脂発泡粒子を縦200mm×横250mm×厚さ50mmの平板成形型に充填し、スチーム加熱による型内成形を行なって板状の発泡粒子成形体を得た。加熱方法は両面の型のドレン弁を開放した状態でスチームを5秒間供給して予備加熱(排気工程)を行ったのち、移動側型よりスチームを供給し、次いで固定側型よりスチームを供給した後、成形加熱スチーム圧力(成形圧力=成形蒸気圧)まで加熱した。
 加熱終了後、放圧し、成形体の発泡力による表面圧力が0.02MPa(ゲージ圧)に低下するまで水冷したのち、型を開放し成形体を型から取り出した。
(発泡粒子成形体の水冷時間)
 発泡粒子成形体の水冷時間は、水冷開始から面圧が0.02MPa(ゲージ圧)に到達するまでに要した水冷時間(秒)を測定した。
(発泡粒子成形体の成形サイクル)
 発泡粒子成形体の成形サイクルは、成形型の型締め開始から成形体を取り出すまでの時間(秒)を測定した。
(発泡粒子成形体の二次発泡性)
 発泡粒子成形体の二次発泡性を次のようにして評価した。
A:成形体表面の発泡粒子間隙が埋まっている。
C:成形体表面の発泡粒子間隙が埋まっていない。
(発泡粒子成形体の回復性)
 型内成形で用いた平板形状の金型の寸法に対応する発泡粒子成形体における端部(端より10mm内側)と中心部(縦方向、横方向とも2等分する部分)の厚みを計測した。次いで、発泡粒子成形体の厚み比(成形体中心部の厚み/成形体端部の厚み×100(%))を算出し、以下のように評価した。
A:厚み比が90%以上である。
C:厚み比が90%未満である。
(発泡粒子成形体の融着性)
 成形体の融着率は、発泡粒子成形体を破断した際の破断面に露出した発泡粒子のうち、材料破壊した発泡粒子の数の割合に基づいて求めた。具体的には、まず、発泡粒子成形体から試験片(縦100mm×横100mm×厚み:成形体の厚み)を切り出し、カッターナイフで各試験片の厚み方向に約5mmの切り込みを入れた後、切り込み部から試験片を破断させた。次に、発泡粒子成形体の破断面に存在する発泡粒子の個数(n)と、材料破壊した発泡粒子の個数(b)を測定し、(b)と(n)の比(b/n)を百分率で表して以下のように評価した。
A:破断面の材料破壊が80%以上である。
C:破断面の材料破壊が80%未満である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
 表6に示した結果より、例401で得られたポリアミド系樹脂発泡粒子は、見掛け密度が95kg/m3と低く、かつ、粒子形状に優れていた。したがって、本発明の第四の実施形態によれば、軽量性及び成形性に優れたポリアミド系樹脂発泡粒子を提供することができることが分かる。
 一方、例451~453では、見掛け密度が比較的高く、軽量性が不十分であることを示した。例451では、発泡粒子の見掛け密度が高いため成形体を得ることが困難であった。例454では、含浸発泡で得られたものは、見掛け密度が高いものとなることを示した。さらに、例455では、例454で得られた発泡粒子を通常行なわれる大気圧下での養生工程を経て、該発泡粒子を別の密閉容器に充填し、圧縮空気を圧入して加圧した後、スチーム加熱によりさらに発泡させたものであり、その場合、見掛け密度は低くなるものの、気泡径が大きな発泡粒子となることを示した。また、表6及び図2から明らかなように、例456では、粒子形状にバラつきがあり、成形性が不十分であることを示した。例457では、例456よりも発泡温度を下げており、その場合、粒子形状のバラつきが抑えられるものの、見掛け密度が高い発泡粒子となることを示した。

 

Claims (16)

  1.  ポリアミド系樹脂を発泡させてなる発泡層を有するポリアミド系樹脂発泡粒子であって、
     下記の条件1にて得られる1回目のDSC曲線と2回目のDSC曲線において、該1回目のDSC曲線が、該2回目のDSC曲線の融解ピークの頂点温度以下の低温側に頂点温度を有する融解ピーク(固有ピーク)と、該2回目のDSC曲線の頂点温度を超える高温側に頂点温度を有する融解ピーク(高温ピーク)とを有し、かつ、該2回目のDSC曲線の融解ピークの頂点温度が180℃以上280℃以下であり、
     ポリアミド系樹脂発泡粒子の見掛け密度が10~300kg/m3であり、独立気泡率が85%以上である、ポリアミド系樹脂発泡粒子。
    条件1
     JIS K7121-1987の熱流束示差走査熱量測定法に基づき、ポリアミド系樹脂発泡粒子の発泡層を試験片とし、加熱速度10℃/分にて30℃から融解ピーク終了時よりも30℃高い温度まで加熱溶融させる際に測定されるDSC曲線を1回目のDSC曲線とし、次いでその温度にて10分間保った後、冷却速度10℃/分にて30℃まで冷却し、再度、加熱速度10℃/分にて融解ピーク終了時よりも30℃高い温度まで加熱溶融させる際に測定されるDSC曲線を2回目のDSC曲線とする。
  2.  前記固有ピークの頂点の温度と前記高温ピークの頂点の温度との差が10℃以上である、請求項1に記載のポリアミド系樹脂発泡粒子。
  3.  前記2回目のDSC曲線の全融解熱量に対する、前記1回目のDSC曲線における前記固有ピークの融解熱量と前記高温ピークの融解熱量との合計融解熱量の比が1.2以上である、請求項1又は2に記載のポリアミド系樹脂発泡粒子。
  4.  前記1回目のDSC曲線において、合計融解熱量に対する高温ピークの融解熱量の比率が、10%以上45%以下である、請求項1~3のいずれか1つに記載のポリアミド系樹脂発泡粒子。
  5.  前記1回目のDSC曲線における合計融解熱量が40J/g以上である、請求項1~4のいずれか1つに記載のポリアミド系樹脂発泡粒子。
  6.  発泡層を構成するポリアミド系樹脂が、ポリアミド共重合体である、請求項1~5のいずれかに記載のポリアミド系樹脂発泡粒子。
  7.  前記ポリアミド系樹脂発泡粒子の平均気泡径が20~200μmである、請求項1~6のいずれか1つに記載のポリアミド系樹脂発泡粒子。
  8.  前記ポリアミド系樹脂発泡粒子の見掛け密度が10~150kg/m3である、請求項1~7のいずれか1つに記載のポリアミド系樹脂発泡粒子。
  9.  前記発泡層の表面にポリアミド系樹脂から構成される被覆層を有し、前記発泡層が芯層であり、前記被覆層を構成しているポリアミド系樹脂の融点(Tms)及び前記芯層を構成しているポリアミド系樹脂の融点(Tmc)が、以下の式1を満足する、請求項1~8のいずれか1つに記載のポリアミド系樹脂発泡粒子。
      Tms<Tmc   (式1)
  10.  前記芯層と前記被覆層との質量比(芯層/被覆層)が80/20以上99/1以下である、請求項9に記載のポリアミド系樹脂発泡粒子。
  11.  前記芯層を構成しているポリアミド系樹脂の結晶化度よりも前記被覆層を構成しているポリアミド系樹脂の結晶化度が低い、請求項9又は10に記載のポリアミド系樹脂発泡粒子。
  12.  ポリアミド系樹脂を発泡させてなる発泡層を有するポリアミド系樹脂発泡粒子であって、
     前記発泡層の表面にポリアミド系樹脂から構成される被覆層を有し、前記発泡層が芯層であり、前記被覆層を構成しているポリアミド系樹脂の融点(Tms)及び前記芯層を構成しているポリアミド系樹脂の融点(Tmc)が、以下の式1を満足する、ポリアミド系樹脂発泡粒子。
      Tms<Tmc   (式1)
  13.  ポリアミド共重合体を基材樹脂としてなるポリアミド系樹脂発泡粒子であって、
     該ポリアミド系樹脂発泡粒子の見掛け密度が10~150kg/m3であり、該ポリアミド系樹脂発泡粒子の平均気泡径が20~200μmである、ポリアミド系樹脂発泡粒子。
  14.  融点180℃以上280℃以下のポリアミド系樹脂を発泡させてなる発泡層を有するポリアミド系樹脂発泡粒子の製造方法であって、
     密閉容器内で、融点180℃以上280℃以下のポリアミド系樹脂を含むポリアミド系樹脂粒子を水中に分散させて分散液を得る工程と、
     該分散液中の該ポリアミド系樹脂粒子に発泡剤を含浸させる工程と、
     該分散液を、該ポリアミド系樹脂の融点(Tm)よりも90℃低い温度(Tm-90℃)以上50℃低い温度(Tm-50℃)未満で1分以上60分以下の保持時間で保持する工程と、
     発泡させる直前の分散液の温度(Te)を該ポリアミド系樹脂の融点(Tm)よりも90℃低い温度(Tm-90℃)以上50℃低い温度(Tm-50℃)未満とし、発泡剤を含むポリアミド系樹脂粒子を水と共に密閉容器内から密閉容器内の圧力よりも低圧下に放出して発泡させる工程とを含む、ポリアミド系樹脂発泡粒子の製造方法。
  15.  前記発泡剤が、無機系物理発泡剤である、請求項14に記載のポリアミド系樹脂発泡粒子の製造方法。
  16.  前記ポリアミド系樹脂が、カルボジイミド化合物で末端封鎖された末端封鎖ポリアミド系樹脂である、請求項14又は15に記載のポリアミド系樹脂発泡粒子の製造方法。
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