WO2024053584A1 - ポリオレフィン系発泡粒子、および、ポリオレフィン系発泡成形体、並びにそれらの製造方法 - Google Patents
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
- C08J9/16—Making expandable particles
Definitions
- One embodiment of the present invention relates to polyolefin foam particles, polyolefin foam molded articles, and methods for producing them.
- an object of an embodiment of the present invention is to provide polyolefin foam particles that can provide a polyolefin foam molded article with excellent flame retardancy.
- one embodiment of the present invention includes the following configuration.
- Polyolefin-based foamed particles formed by foaming polyolefin-based resin particles containing a polyolefin-based resin having a 50% weight loss temperature of 340° C. or higher and a flame retardant.
- the organic phosphorus compound includes one or more selected from the group consisting of phosphonates, organic phosphites, organic phosphinites, metal salts of phosphinic acids or diphosphinic acids, phosphinates, and polyolphosphate alcohols. , the polyolefin foam particles described in [2-1].
- the brominated flame retardant is selected from brominated bisphenol A flame retardant, brominated bisphenol S flame retardant, brominated butadiene/styrene block copolymer flame retardant, brominated polyphenylene ether flame retardant, and melamine hydrogen bromide.
- the expanded polyolefin particles according to [2-1] which contain one or more selected from the group consisting of:
- the flame retardant is pentaerythrityl diphosphonate, 2,4-bis((1-cyclohexyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidin-4-yl)butylamino)-6-chloro- selected from the group consisting of reaction products of S-triazine and N,N'-bis(3-aminopropyl)ethylenediamine, melamine, melamine hydrogen bromide, brominated bisphenol A flame retardants and brominated bisphenol S flame retardants.
- the polyolefin resin is selected from the group consisting of polypropylene homopolymer, ethylene/propylene random copolymer, 1-butene/propylene random copolymer, and 1-butene/ethylene/propylene random copolymer.
- polyolefin foam particles according to any one of [1] to [3], wherein the polyolefin resin includes a polypropylene resin having a melting point of 130°C to 160°C.
- the melt index (MI) at 230°C of the polyolefin resin is 4.00 g/10 minutes to 15.00 g/10 minutes, described in any one of [1] to [3]. polyolefin foam particles.
- the polyolefin resin particles contain 1.0% to 20.0% by weight of an organic phosphorus compound and 0.5% to 10.0% by weight of a hindered amine based on 100% by weight of the polyolefin resin particles.
- the polyolefin resin particles further contain a resin other than the polyolefin resin, and the content of the resin other than the polyolefin resin is 5 parts by weight or less based on 100 parts by weight of the polyolefin resin.
- the polyolefin foam particles according to any one of [1] to [6].
- the flame retardant is pentaerythrityl diphosphonate, 2,4-bis((1-cyclohexyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidin-4-yl)butylamino)-6-chloro- selected from the group consisting of reaction products of S-triazine and N,N'-bis(3-aminopropyl)ethylenediamine, melamine, melamine hydrogen bromide, brominated bisphenol A flame retardants and brominated bisphenol S flame retardants.
- the polyolefin resin particles contain 1.0% to 20.0% by weight of an organic phosphorus compound and 0.5% to 10.0% by weight of a hindered amine based on 100% by weight of the polyolefin resin particles.
- the polyolefin resin particles further contain a resin other than the polyolefin resin, and the content of the resin other than the polyolefin resin is 5 parts by weight or less based on 100 parts by weight of the polyolefin resin.
- the method for producing expanded polyolefin particles according to any one of [10] to [14].
- polyolefin foam particles that can provide a polyolefin foam molded article with excellent flame retardancy.
- X unit a structural unit derived from an X monomer contained in a polymer or copolymer
- a copolymer containing as structural units X 1 unit, X 2 unit, ... and X n unit (n is an integer of 2 or more) is referred to as "X 1 /X 2 /.../X n copolymer".
- the polymerization mode of the X 1 /X 2 /.../X n copolymer is not particularly limited unless otherwise specified, and it may be a random copolymer or an alternating copolymer. It may be a block copolymer, or a graft copolymer.
- C nm regarding a functional group or compound is intended to mean that the number of carbon atoms contained in the functional group or compound is from nm to m.
- the expanded polyolefin particles according to one embodiment of the present invention are expanded particles formed by foaming polyolefin resin particles containing a polyolefin resin having a 50% weight loss temperature of 340° C. or higher and a flame retardant. be.
- the present foamed particles have the above-mentioned structure, they have the advantage of being able to provide a polyolefin foam molded article with excellent flame retardancy.
- a polyolefin foam molded article can be provided by molding the polyolefin foam particles according to an embodiment of the present invention by a known method (for example, in-mold foam molding).
- polyolefin resin particles may be referred to as “resin particles”
- expanded polyolefin particles may be referred to as “expanded particles”
- polyolefin resin particles according to an embodiment of the present invention may be referred to as “foamed particles.”
- fuoamed particles may be referred to as “main foamed particles”
- polyolefin resin foam molded product may be referred to as "foamed molded product”.
- polyolefin resin refers to a resin containing 50 mol% or more of olefin units out of 100 mol% of all structural units constituting the polyolefin resin.
- polyolefin resin X whose 50% weight loss temperature is 340° C. or higher
- polyolefin resin X is a component that substantially constitutes resin particles, foamed particles, or foamed molded articles, and can also be called a resin component.
- the polyolefin resin X is not particularly limited, and examples thereof include polyethylene resins and polypropylene resins. These polyolefin resins may be used alone or in combination of two or more.
- polyethylene resin refers to a resin containing more than 50 mol% of ethylene units out of 100 mol% of all structural units constituting the polyethylene resin.
- polyethylene resins include, but are not limited to, high density polyethylene, medium density polyethylene, low density polyethylene, linear low density polyethylene, styrene modified polyethylene resin, ethylene/vinyl acetate copolymer, ethylene/propylene.
- examples include copolymers, ethylene/1-butene copolymers, ethylene/1-butene/propylene copolymers, ethylene/hexene copolymers, and ethylene/4-methyl-1-pentene copolymers.
- the above-mentioned ethylene resins may be used alone or in combination of two or more.
- polypropylene resin refers to a resin containing 50 mol% or more of propylene units out of 100 mol% of all structural units constituting the polypropylene resin.
- the polypropylene resin may be (i) a homopolymer of propylene, or (ii) a block copolymer, alternating copolymer, random copolymer, or graft copolymer of propylene and a monomer other than propylene. It may be a combination, or (iii) a mixture of two or more of these.
- polypropylene resins have the advantage of being able to process resin particles and foamed particles at low heating temperatures.
- it is a polymer.
- the polypropylene resin may have one or more structural units derived from a monomer other than the propylene monomer, and may have one or more types.
- “Monomers other than propylene monomers” used in the production of polypropylene resins are sometimes referred to as “comonomers.”
- a "constituent unit derived from a monomer other than propylene monomer” contained in a polypropylene resin is sometimes referred to as a "comonomer unit.”
- Comonomers include ethylene, 1-butene, isobutene, 1-pentene, 3-methyl-1-butene, 1-hexene, 4-methyl-1-pentene, 3,4-dimethyl-1-butene, 1-heptene, Examples include ⁇ -olefins having 2 or 4 to 12 carbon atoms, such as 3-methyl-1-hexene, 1-octene, and 1-decene.
- polypropylene resins include polypropylene homopolymer, ethylene/propylene random copolymer, 1-butene/propylene random copolymer, 1-butene/ethylene/propylene random copolymer, and ethylene/propylene block copolymer.
- polypropylene resins include polypropylene homopolymer, ethylene/propylene random copolymer, 1-butene/propylene random copolymer, 1-butene/ethylene/propylene random copolymer, and ethylene/propylene block copolymer.
- Examples include 1-butene/propylene block copolymers, propylene/chlorinated vinyl copolymers, propylene/maleic anhydride copolymers, and styrene-modified polypropylene resins.
- polypropylene resin one type from the above-mentioned specific examples may be used alone, or two or more types may be used in combination.
- ethylene/propylene random copolymer and ethylene/propylene random copolymer and 1-Butene/ethylene/propylene random copolymers are preferred.
- the ethylene content in the ethylene/propylene random copolymer is preferably 0.2% to 15.0% by weight, and 0.5% to 10.0% by weight based on 100% by weight of each copolymer. It is more preferably 0.5% to 4.0% by weight, and even more preferably 0.5% to 4.0% by weight.
- the ethylene content in a copolymer refers to the content (% by weight) of ethylene units contained in 100% by weight of all structural units constituting the copolymer.
- the content of ethylene units in the ethylene/propylene random copolymer is (i) 0.2% by weight or more, the expandability of the resin particles in the production of the present expanded particles and/or the molding of the obtained expanded particles (ii)
- the amount is 15.0% by weight or less, the mechanical properties of the foamed molded article obtained from the foamed particles of the present invention tend to be less likely to deteriorate.
- the ethylene content in the 1-butene/ethylene/propylene random copolymer is preferably 0.1% to 10.0% by weight, and 0.2% by weight based on 100% by weight of each copolymer. It is more preferably from 5.0% by weight, and even more preferably from 0.5% to 1.0% by weight.
- the content of ethylene units in the 1-butene/ethylene/propylene random copolymer is (i) 0.1% by weight or more, the foamability of the resin particles in the production of the present foamed particles and/or the resulting The moldability of the foamed particles tends to be good, and (ii) when the amount is 10.0% by weight or less, the mechanical properties of the foamed product formed by molding the foamed particles tend to be less likely to deteriorate.
- the 1-butene content in the 1-butene/ethylene/propylene random copolymer is preferably 0.2% to 15.0% by weight based on 100% by weight of the copolymer; More preferably 0% to 10.0% by weight, and even more preferably 2.0% to 7.0% by weight.
- the 1-butene content in a copolymer refers to the content (% by weight) of 1-butene units contained in 100% by weight of all structural units constituting the copolymer.
- the content of 1-butene units in the 1-butene/ethylene/propylene random copolymer is (i) 0.2% by weight or more, the foamability of the resin particles in the production of the foamed particles and/or The moldability of the resulting foamed particles tends to be good, and (ii) when it is 15.0% by weight or less, the mechanical properties of the foamed product formed by molding the foamed particles tend to be less likely to deteriorate. be.
- the total content of ethylene units and 1-butene units in the 1-butene/ethylene/propylene random copolymer is 0% in 100% by weight of the 1-butene/ethylene/propylene random copolymer. It is preferably from .5% to 15.0% by weight, more preferably from 0.5% to 10.0% by weight, even more preferably from 2.0% to 6.0% by weight.
- the foamability of the resin particles in the production of the present foamed particles , and/or the moldability of the obtained expanded particles tends to be good, and (ii) when the amount is 10.0% by weight or less, the mechanical properties of the expanded molded product obtained by molding the expanded particles are reduced. It tends to be difficult.
- the polypropylene resin contained in the polyolefin resin X can also be said to be a polypropylene resin used as the polyolefin resin X, and has a 50% weight loss temperature of 340° C. or higher.
- the polyolefin resin X may contain a polyethylene resin.
- the polyethylene resin contained in the polyolefin resin X can be said to be a polyethylene resin used as the polyolefin resin X, and has a 50% weight loss temperature of 340° C. or higher.
- Polyolefin resin X has a 50% weight loss temperature of 340°C or higher.
- the present inventor independently obtained the surprising finding that the 50% weight loss temperature of a polyolefin resin can contribute to flame retardancy.
- the 50% weight loss temperature of the polyolefin resin is more preferred, more preferably 350°C or higher, more preferably 352°C or higher, even more preferably 354°C or higher, particularly preferably 355°C or higher.
- the upper limit of the 50% weight loss temperature of the polyolefin resin X is not particularly limited, but is, for example, 480° C. or lower. The method for measuring the 50% weight loss temperature of polyolefin resin will be explained in detail in Examples below.
- the melting point of the polyolefin resin ⁇ 153°C is more preferred, 138°C ⁇ 152°C is even more preferred, 139°C ⁇ 151°C is even more preferred, and 140°C ⁇ 150°C is particularly preferred.
- the foam molded article can be foam-molded in a mold. The method for measuring the melting point of polyolefin resin will be explained in detail in Examples below.
- the melt index (MI) at 230°C of the polyolefin resin More preferably, 5.50 g/10 minutes to 12.00 g/10 minutes, even more preferably 6.00 g/10 minutes to 10.00 g/10 minutes, 6.50 g/10 minutes to 8.00 g/10 minutes. is particularly preferred. Note that MI is sometimes referred to as "melt flow rate (MFR)".
- MFR melt flow rate
- the MI of the polyolefin resin when the MI of the polyolefin resin X is 15.00 g/10 minutes or less, the polyolefin resin has appropriate fluidity, so that expanded particles with a high expansion ratio can be obtained. In particular, when the MI of the polyolefin resin can.
- the weight average molecular weight (Mw ) of the polyolefin resin 50 ⁇ 10 4 is more preferable.
- the weight average molecular weight of the polyolefin resin When it is less than 1, it has the advantage that there are few gaps between foamed particles and a foamed molded product with a beautiful surface can be obtained.
- the method for measuring the weight average molecular weight (Mw) of the polyolefin resin X will be explained in detail in Examples below.
- the physical properties of polyolefin resins are intended to be the physical properties of one type of resin itself, and are not intended to be the physical properties of a mixture of multiple types of resins.
- the physical properties of the polypropylene resin are intended to be the physical properties of one type of resin itself, and are not intended to be the physical properties of a mixture of multiple types of resin.
- the resin particles further contain a resin other than the polyolefin resin (X) (sometimes referred to as "other resin”) within a range that does not impair the effects of the embodiment of the present invention. May contain.
- resins include (a) polyolefin resins with a 50% weight loss temperature of less than 340°C (for example, polypropylene resins with a 50% weight loss temperature of less than 340°C; and polypropylene resins with a 50% weight loss temperature of less than 340°C; (b) styrene resins (polystyrene, styrene/maleic anhydride copolymers, styrene/ethylene copolymers, etc.).
- polyolefin resins with a 50% weight loss temperature of less than 340°C for example, polypropylene resins with a 50% weight loss temperature of less than 340°C; and polypropylene resins with a 50% weight loss temperature of less than 340°C
- styrene resins polystyrene, styrene/maleic anhydride copolymers, styrene/ethylene copolymers, etc.
- the content of the other resins in the resin particles is not particularly limited, but for example, it should be 1 part by weight to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyolefin resin (X).
- the amount is preferably 2 parts by weight to 5 parts by weight, and more preferably 2 parts by weight to 5 parts by weight.
- the content of other resins in the resin particles is preferably 5 parts by weight or less based on 100 parts by weight of the polyolefin resin (X), since it is possible to provide a polyolefin-based foamed molded product with more excellent flame retardancy.
- the polyolefin resin particles further contain a resin other than the polyolefin resin (indicated as other resin), and the content of the other resin is based on 100 parts by weight of the polyolefin resin.
- the amount is preferably 5 parts by weight or less. Since it is possible to provide a polyolefin foam molded product with even better flame retardancy, the content of other resins in the resin particles is more preferably 4 parts by weight or less, more preferably 3 parts by weight or less, and even more preferably 2 parts by weight or less. , more preferably 1 part by weight or less, particularly preferably 0.1 part by weight or less.
- the fact that the content of other resins in the resin particles is 0.1 weight or less per 100 parts by weight of polyolefin resin (X) means that the expanded particles (resin particles) do not substantially contain other resins. intend to.
- Flame retardants are not particularly limited; (a) compounds containing both phosphorus atoms and nitrogen atoms in the molecule (hereinafter also referred to as "phosphorus-nitrogen-containing compounds”); (b) compounds containing phosphorus atoms in the molecule; (c) A compound containing a nitrogen atom in the molecule but not containing a phosphorus atom (hereinafter also referred to as a "nitrogen-containing compound”); Examples include d) brominated flame retardants and (e) inorganic hypophosphites.
- the flame retardant containing a bromine atom is included in the above-mentioned (d) brominated flame retardant, and includes (a) a phosphorus-nitrogen-containing compound, (b) a phosphorus-containing compound, (c) a nitrogen-containing compound, and ( e) Not included in the group of inorganic hypophosphites.
- Examples of phosphorus-nitrogen-containing compounds include phosphoramidates, organic phosphazenes (and salts thereof), phosphoramidites, phosphonamides, phosphinamides, phosphates containing nitrogen elements (for example, ammonium polyphosphate, melamine polyphosphate, melamine phosphate, phosphoric acid ester amide, etc.), and pyrophosphates containing a nitrogen element (for example, piperazine pyrophosphate, melamine pyrophosphate, etc.).
- nitrogen elements for example, ammonium polyphosphate, melamine polyphosphate, melamine phosphate, phosphoric acid ester amide, etc.
- pyrophosphates containing a nitrogen element for example, piperazine pyrophosphate, melamine pyrophosphate, etc.
- Examples of phosphorus-containing compounds include organic phosphorus compounds and red phosphorus.
- the phosphorus-containing compound is preferably an organic phosphorus compound because it has low reactivity and is easy to handle.
- the nitrogen-containing compound examples include hindered amine, ammonium borate, ammonium carbonate, and melamine flame retardants that do not contain the phosphorus element (for example, melamine, melamine sulfate, melamine cyanurate, etc.).
- the nitrogen-containing compound is preferably a melamine-based flame retardant that does not contain hindered amines or phosphorous elements, because it tends to exhibit a synergistic effect with the other flame retardants.
- Brominated flame retardants include brominated bisphenol A flame retardant, brominated bisphenol S flame retardant, brominated butadiene/styrene block copolymer flame retardant, brominated polyphenylene ether flame retardant, and melamine hydrogen bromide.
- Brominated flame retardants include melamine hydrogen bromide, brominated bisphenol A flame retardant (tetrabromobisphenol A-bis(2,3-dibromo-2-methylpropyl ether), )) and/or brominated bisphenol S flame retardants (tetrabromobisphenol S-bis(2,3-dibromo-2-methylpropyl ether)) are preferred.
- melamine flame retardants melamine flame retardants
- the flame retardant only one type of the above-mentioned compounds may be used alone, or two or more types may be used in combination.
- Organic phosphorus compound examples include phosphonate; organic phosphite; organic phosphinite; metal salt of phosphinic acid or diphosphinic acid; phosphinate; polyol phosphate alcohol; and the like.
- organic phosphorus compound phosphonate is preferable because it can provide a foamed molded product that has non-ignition properties and is more excellent in self-extinguishing properties.
- Phosphonate refers to two M-PO(OH) groups and/or two M-PO(OM 1 ) groups (where M is a monovalent hydrocarbon group (e.g., methyl group, benzyl group, aryl group, alkynyl group). , arenyl group, vinyl group or substituted vinyl group), and M 1 is a hydrocarbyl group (such as an alkyl group or an aryl group), and salts thereof. do.
- M is a monovalent hydrocarbon group (e.g., methyl group, benzyl group, aryl group, alkynyl group). , arenyl group, vinyl group or substituted vinyl group), and M 1 is a hydrocarbyl group (such as an alkyl group or an aryl group), and salts thereof. do.
- Phosphonates include alkylphosphonic acids and arylphosphonic acids, and esters thereof; mono-phosphonates; acyclic bisphosphonates; cyclic phosphonates; and the like.
- cyclic phosphonates are preferred, and cyclic bisphosphonates are particularly preferred.
- cyclic phosphonates include compounds represented by the following structural formula (i):
- R 1 and R 2 are independently a C 1-4 alkyl group
- R 3 is H or a C 1-4 alkyl group
- R 4 is a C 9- 22 alkyl group, C 9-22 cycloalkyl group, C 9-22 aryl group or C 9-22 aralkyl group
- n is 0 or 1.
- cyclic bisphosphonates include compounds represented by the following structural formula (ii):
- a 1 and A 2 are independently a C 1-10 alkyl group, a C 2-10 alkenyl group, a benzyl group, a phenylethyl group, a phenyl group, or a naphthyl group.
- Cyclic bisphosphonates are disclosed in more detail in US Pat. No. 4,174,343 and British Patent Application No. 1,515,223.
- pentaerythrityl diphosphonate represented by the following structural formula (iii) (for example, manufactured by Thor GmbH, AFLAMMIT (registered trademark ) PCO900 (phosphorus content 24%)) is particularly preferred.
- AFLAMMIT registered trademark
- PCO900 phosphorus content 24%)
- 3,9-dimethyl-2,4,8,10-tetraoxa-3,9-diphosphaspiro[5,5]undecane-3,9-dioxide is particularly preferred as pentaerythrityl diphosphonate.
- organic phosphorus compound it is also possible to use an organic phosphorus compound whose surface has been coated (for example, a phosphonate whose surface has been coated).
- hindered amine refers to a hindered amine having an OR group directly substituted on the N atom (where R is a saturated or unsaturated monovalent hydrocarbon group). (hereinafter sometimes referred to as N-substituted hindered amine).
- the hindered amine is not particularly limited as long as it has an OR group directly substituted on the N atom, and any known hindered amine may be used.
- the hindered amine one type of hindered amine may be used alone, or two or more types of hindered amine may be used in combination.
- N-substituted hindered amine containing a triazine component (hereinafter sometimes referred to as "triazine skeleton-containing hindered amine”) is preferred as the hindered amine because it can exhibit flame retardant effects over a wide temperature range.
- the triazine skeleton-containing hindered amine is not particularly limited, but includes (i) a compound with CAS number 191680-81-6 ((i-1) peroxidized N-butyl-2,2,6,6,-tetramethyl- A product obtained by reacting a reaction product of 4-piperidine amine and 2,4,6-trichloro-1,3,5-triazine with cyclohexane, and N,N'-bis(3-aminopropyl) It is a reaction product with ethylenediamine and is (i-2)2,4-bis((1-cyclohexyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidin-4-yl)butylamino)-6-chloro- It can be said that it is a reaction product of S-triazine and N,N'-bis(3-aminopropyl)ethylenediamine, and (i-3) N,N',N''-tris ⁇ 2,4-bis [(1-Hydrocar
- triazine skeleton-containing hindered amine commercially available products can also be suitably used.
- Commercially available triazine skeleton-containing hindered amines include FLAMSTAB (registered trademark) NOR116 manufactured by BASF (compound with CAS number 191680-81-6), HOSTAVIN (registered trademark) NOW XP manufactured by CLARIANT, and ADEKA STAB LA-81 manufactured by ADEKA. (bis(1-undecaneoxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidin-4-yl)carbonate) and the like.
- the hindered amine may be a compound represented by the following structural formula (iv):
- G 1 and G 2 are independently a C 1-8 alkyl group or pentamethylene; Z 1 and Z 2 are each a methyl group, or Z 1 and Z 2 together form a bonding component which may be additionally substituted by an ester, ether, amide, amino, carboxy or urethane group; and E is , C 1-8 alkoxy group, C 5-12 cycloalkoxy group, C 7-15 aralkoxy group, -O-C(O)-C 1-18 alkyl group, or -O-T-(OH) b group.
- T is (i) a C 1-18 alkylene chain, (ii) a C 5-18 cycloalkylene chain, (iii) a C 5-18 cycloalkenylene chain, or (iv) a phenyl group or a C 1-4 It is a C 1-4 alkylene chain substituted by an alkyl-substituted phenyl group; b is 1 to 3 and is equal to or less than the number of carbon atoms in T, and when b is 2 or 3; , each hydroxyl group is linked to a different carbon atom of T.
- the hindered amine may be a compound represented by the following structural formula (v):
- R is hydrogen or a methyl group
- R 1 is a C 1-18 alkyl group, a C 2-18 alkenyl group, a C 2-18 alkynyl group, or a C 5-12 cycloalkyl group. group, a C 5-8 cycloalkenyl group, a C 6-10 aryl group, or a C 7-9 aralkyl group.
- the hindered amine may be a compound represented by the following structural formula (vi):
- E, k, Y, W, R 1 to R 7 and G 1 to G 4 are as defined in US Pat. No. 8,598,369.
- the flame retardant preferably contains one or more selected from the group consisting of phosphorus-containing compounds and nitrogen-containing compounds, and may be composed only of one or more selected from the group. preferable.
- the flame retardant when high flame retardancy is required, preferably contains a brominated flame retardant, and is preferably composed of only a brominated flame retardant. Since high flame retardancy can be obtained with a small amount of brominated flame retardant, when using a brominated flame retardant as a flame retardant, antimony trioxide is used together with the brominated flame retardant as a flame retardant aid described below. It is preferable.
- the flame retardant preferably contains one or more selected from the group consisting of phosphorus-containing compounds, nitrogen-containing compounds, and brominated flame retardants, It is more preferable to include one or more selected from the group consisting of organic phosphorus compounds, hindered amines and brominated flame retardants, and it is preferable to include one or more selected from the group consisting of phosphonates, hindered amines and brominated flame retardants.
- it contains one or more selected from the group consisting of cyclic phosphonates, triazine skeleton-containing hindered amines, and brominated flame retardants, and more preferably containing one or more selected from the group consisting of cyclic bisphosphonates, triazine skeleton-containing hindered amines, and brominated flame retardants. It is further preferable to include one or more selected types. Since higher flame retardance can be achieved with a smaller amount of flame retardant, the flame retardant is composed only of one or more types selected from the group consisting of phosphorus-containing compounds, nitrogen-containing compounds, and brominated flame retardants.
- It is preferably composed of one or more selected from the group consisting of organic phosphorous compounds, hindered amines and brominated flame retardants, and more preferably composed of only one or more selected from the group consisting of phosphonates, hindered amines and brominated flame retardants. It is more preferable to be composed of only one or more kinds, and more preferably composed of one or more kinds selected from the group consisting of cyclic phosphonates, triazine skeleton-containing hindered amines, and brominated flame retardants, and cyclic bisphosphonates, It is more preferable that the flame retardant is composed of one or more selected from the group consisting of triazine skeleton-containing hindered amines and brominated flame retardants.
- the flame retardant does not decompose during the manufacturing process of the expanded particles (the flame retardant is not consumed in the manufacturing process of the resin particles and the flame retardant in the expanded particles does not decrease), and the flame retardant effect is efficiently achieved when the resin is burned.
- the flame retardant preferably has a 5% weight loss temperature of 270°C to 300°C, more preferably 272°C to 298°C, and even more preferably 274°C to 296°C.
- the temperature is preferably 275°C to 295°C, particularly preferably.
- the method for measuring the 5% weight loss temperature of the flame retardant will be explained in detail in Examples below.
- flame retardants include (a) pentaerythrityl diphosphonate, (b) 2,4-bis((1-cyclohexyloxy-2,2, Reaction product of 6,6-tetramethylpiperidin-4-yl)butylamino)-6-chloro-S-triazine and N,N'-bis(3-aminopropyl)ethylenediamine, (c) melamine, ( d) melamine hydrogen bromide, (e) brominated bisphenol A flame retardant, and (f) brominated bisphenol S flame retardant, preferably containing one or more selected from the group consisting of 1 selected from the group. It is particularly preferable to be composed of only one species or more.
- the content of the phosphorus-containing compound in the resin particles is not particularly limited, but is preferably 1.0% to 20.0% by weight, and preferably 2.0% to 20.0% by weight based on 100% by weight of the resin particles.
- the content is more preferably 18.0% by weight, more preferably 3.0% to 15.0% by weight, even more preferably 4.0% to 13.0% by weight, 4. It is even more preferably 5% to 11.0% by weight, and particularly preferably 7.0% to 11.0% by weight.
- the foamed particles When the content of the phosphorus-containing compound in the resin particles is (i) 1.0% by weight or more based on 100% by weight of the resin particles, the foamed particles stably provide a foamed molded article with excellent flame retardancy. (ii) When the amount is 20.0% by weight or less, the foamed particles have the advantage that they have no sink marks and can provide a foamed molded article with excellent strength (for example, compressive strength).
- the resin particles When the resin particles contain an organic phosphorus compound as a flame retardant, the resin particles preferably contain 1.0% to 20.0% by weight of the organic phosphorus compound based on 100% by weight of the resin particles, and preferably 3.0% by weight. % to 19.0% by weight, more preferably 4.0% to 18.0% by weight, even more preferably 5.0% to 17.0% by weight, and 8.0% to 19.0% by weight. It is even more preferable that the content is from 16.0% by weight.
- the resin particles contain an organic phosphorus compound in an amount of (i) 1.0% by weight or more based on 100% by weight of the resin particles, a foamed molded article having excellent flame retardancy can be stably provided, and (ii) 20.
- the content When the content is 0% by weight or less, it is possible to provide a foamed molded article that has no sink marks and has excellent strength (for example, compressive strength).
- the content of the nitrogen-containing compound in the resin particles is not particularly limited, but is preferably 0.5% to 10.0% by weight, and preferably 0.5% to 10.0% by weight based on 100% by weight of the resin particles. It is more preferably 8.0% by weight, more preferably 0.5% to 6.0% by weight, more preferably 0.7% to 5.0% by weight, and more preferably 0.5% to 6.0% by weight. It is more preferably 8% to 4.0% by weight, more preferably 0.9% to 3.0% by weight, and even more preferably 1.0% to 3.0% by weight. It is preferably 1.5% to 2.5% by weight, particularly preferably 1.5% to 2.5% by weight.
- the content of the nitrogen-containing compound in the resin particles is (i) 0.5% by weight or more based on 100% by weight of the resin particles, a foamed molded article in which the foamed particles have excellent non-ignitability and self-extinguishing properties is provided. (ii) When it is 10.0% by weight or less, it has the advantage that coalescence (blocking) of resin particles can be suppressed in the foaming process described later.
- the resin particles When the resin particles contain hindered amine as a flame retardant, the resin particles preferably contain 0.5% to 10.0% by weight, and 0.5% to 8.0% by weight of the hindered amine based on 100% by weight of the resin particles. %, more preferably 2.0% to 7.0% by weight, even more preferably 3.0% to 6.0% by weight.
- the present resin particles contain (i) more than 0.5% by weight of hindered amine, a foamed molded article with excellent non-ignitability and self-extinguishing properties can be obtained, and (ii) when it contains 10.0% by weight or less, as described below. In the foaming step, coalescence (blocking) of resin particles can be suppressed.
- this resin particle contains 1.0% to 20.0% by weight of an organic phosphorus compound and 0.5% to 10.0% by weight of hindered amine in 100% by weight of the resin particle. , is preferably included.
- the content of the melamine flame retardant in the resin particles is not particularly limited, but is preferably 0.01% to 3.00% by weight, preferably 0.05% by weight based on 100% by weight of the resin particles. It is more preferably 2.00% by weight, more preferably 0.10% by weight to 1.00% by weight, even more preferably 0.12% to 0.80% by weight, and even more preferably 0.12% to 0.80% by weight. Particularly preferred is between .14% and 0.50% by weight.
- the content of the melamine flame retardant in the resin particles is (i) 0.01% by weight or more based on 100% by weight of the resin particles, there is an advantage that excellent flame retardancy can be obtained, and (ii) When it is 3.00% by weight or less, it has the advantage that deterioration of the surface properties of the foamed molded product is difficult to cause.
- the content of the brominated flame retardant in the resin particles is not particularly limited, but it is preferably 0.01% to 15.00% by weight, and 0.05% by weight based on 100% by weight of the resin particles. It is more preferably 12.00% by weight, more preferably 0.10% by weight - 10.00% by weight, even more preferably 0.50% by weight - 9.00% by weight, 1 Particularly preferred is .00% to 8.00% by weight.
- the content of the brominated flame retardant in the resin particles is (i) 0.01% by weight or more based on 100% by weight of the resin particles, there is an advantage that excellent flame retardancy can be obtained, and (ii) When it is 15.00% by weight or less, it has the advantage that dripping of the molten resin (falling of particles of the test sample) during the UL94V "vertical combustion test" described later can be suppressed.
- the content (total content) of the flame retardant in the resin particles is not particularly limited, but is preferably 1.5% to 30.0% by weight, and 2.0% by weight based on 100% by weight of the resin particles. 25.0% by weight, more preferably 3.0% by weight - 20.0% by weight, more preferably 4.0% by weight - 18.0% by weight, and 5% by weight. It is more preferably from .0% to 15.0% by weight, and particularly preferably from 6.0% to 13.0% by weight.
- the content of the flame retardant in the resin particles is (i) 2.0% by weight or more based on 100% by weight of the resin particles, there is an advantage that excellent flame retardancy can be obtained, and (ii) 30.
- it is 0% by weight or less, it has the advantage that it is easy to obtain a beautiful foamed molded product.
- the resin particles may optionally contain other additives in addition to the polyolefin resin (X) and the flame retardant, as long as the effects of the embodiment of the present invention are not impaired. good.
- Other additives include flame retardant aids, antioxidants, UV light absorbers, peroxide scavengers, inorganic nucleating agents, antistatic agents, antioxidants, light stabilizers, crystal nucleating agents, and conductive agents. , lubricants, fillers, carbon black, powdered activated carbon, etc.
- Such other additives may be added directly to the blend or polypropylene resin composition described below when producing the present resin particles, or they may be added to a part of the base resin or other resins in advance.
- the masterbatch resin may be prepared by containing the agent at a high concentration, and the resulting masterbatch resin may be added to the blend or the polypropylene resin composition.
- the resin used when producing the masterbatch resin is preferably a part of the base resin.
- flame retardant aids include antimony trioxide, 2,3-dimethyl-2,3-diphenylbutane, and poly-1,4-diisopropylbenzene.
- the content of the flame retardant aid in the resin particles is not particularly limited, but is preferably 0.3% to 10.0% by weight, and preferably 0.5% to 8.0% by weight based on 100% by weight of the resin particles. It is more preferably 0% by weight, more preferably 1.0% to 6.0% by weight, even more preferably 2.0% to 5.0% by weight, and even more preferably 3.0% by weight. % to 4.5% by weight is particularly preferred.
- the content of the flame retardant aid in the resin particles is (i) 0.3% by weight or more based on 100% by weight of the resin particles, the flame retardance can be increased due to a synergistic effect with the flame retardant. It has the advantage that the amount (content) of the flame retardant used can be reduced, and (ii) when it is 10.0% by weight or less, it has the advantage that deterioration of the physical properties of the expanded particles can be prevented.
- antioxidants examples include alkylated monophenols, alkylthiomethylphenols, hydroquinones and alkylated hydroquinones, tocopherols, hydroxylated thiodiphenyl ethers, alkylidene bisphenols, O-containing benzyl compounds, N-containing benzyl compounds, S-containing benzyl compounds, and hydroxybenzyl.
- examples include hydroxymalonate, aromatic hydroxybenzyl compounds, acylaminophenols, amides and esters of hydroxyphenylpropionic acid, and the like.
- inorganic nucleating agents include talc, titanium oxide, silica (silicon dioxide), silicates, alumina, diatomaceous earth, calcium carbonate, magnesium oxide, magnesium carbonate, magnesium sulfate, calcium phosphate, feldspar apatite, barium sulfate, and boric acid.
- examples include zinc.
- silicates include talc, magnesium silicate, kaolin, halloysite, deckite, aluminum silicate, and zeolite.
- the present resin particles may further contain pigments such as carbon black and graphite in order to color the resulting foamed molded product gray or black.
- the average cell diameter of the expanded particles is not particularly limited, but is preferably 100 ⁇ m to 600 ⁇ m, more preferably 150 ⁇ m to 450 ⁇ m or less, and even more preferably 200 ⁇ m to 400 ⁇ m.
- the average cell diameter of the foamed particles is (a) 100 ⁇ m or more, a foamed molded article with excellent surface beauty can be obtained.
- the "average bubble diameter” is sometimes referred to as the "cell diameter.” The method for measuring the average cell diameter of expanded particles will be explained in detail in Examples below.
- the high temperature side heat of fusion of the foamed particles is preferably 5.0 J/g to 25.0 J/g, more preferably 8.0 J/g to 20.0 J/g, and 10.0 J/g. More preferably, it is 15.0 J/g.
- the heat of fusion on the high temperature side of the foamed particles is (a) 5.0 J/g or more, the resulting foamed molded product may have sink marks on the surface of the foamed molded product during in-mold foam molding, and dimensional changes may occur.
- shrinkage can be suppressed and (b) is 25.0 J/g or less, a foamed molded product with excellent internal fusion properties and a smooth surface can be obtained.
- the high temperature side melting heat amount can also be said to be the high temperature side melting peak heat amount.
- the present foamed particles have the advantage that they do not cause sink marks or surface irregularities due to shrinkage, and can provide a foamed molded product with excellent surface properties.
- it has two melting peaks.
- the expanded particles have at least two melting peaks in a DSC curve obtained by measurement using differential scanning calorimetry, and have a heat of fusion on the high temperature side of 5.0 J/g to 25.0 J/g. More preferred.
- the bulk density of the expanded particles is not particularly limited, but is preferably 15 g/L to 400 g/L, more preferably 60 g/L to 300 g/L, and 70 g/L to 250 g/L. is more preferable, even more preferably 80 g/L to 250 g/L, particularly preferably 90 g/L to 250 g/L.
- the bulk density of the foamed particles is (a) 15 g/L or more, there is an advantage that the internal pressure required for molding the foamed particles is low, and (b) when it is 400 g/L or less, it is lightweight. This method has the advantage that a foamed molded article with excellent properties can be obtained.
- the method for measuring the bulk density of expanded particles will be explained in detail in Examples below.
- the bulk density of the expanded particles refers to the bulk density of the expanded particles before air is impregnated (before internal pressure is applied). intend.
- a method for producing expanded particles according to an embodiment of the present invention includes a dispersion step of dispersing polyolefin resin particles and a blowing agent in an aqueous dispersion medium in a container, and a dispersion liquid obtained in the dispersion step. a discharge step of discharging into a region of pressure lower than the pressure in the container, the polyolefin resin particles include a polyolefin resin having a 50% weight loss temperature of 340° C. or higher, and a flame retardant. contains.
- the "method for manufacturing expanded particles according to an embodiment of the present invention” may be referred to as "the present manufacturing method”.
- the present manufacturing method has the above-mentioned configuration, it has the advantage that it can provide polyolefin-based foamed particles that can provide a polyolefin-based foamed molded article with excellent flame retardancy.
- This manufacturing method preferably includes a granulation step of preparing resin particles before the foaming step.
- the granulation step in this production method is not particularly limited as long as resin particles can be obtained, and any known method can be adopted.
- An example of the granulation process is a method in which the following (S1) to (S3) are performed in order: (S1) A predetermined amount of polyolefin resin X and a flame retardant, and if necessary, other additives, are melt-kneaded using an extruder to prepare a melt-kneaded product; (S2) the melt-kneaded product is extruded from a die included in the extruder; (S3) the extruded melt-kneaded product is shaped into a desired shape (for example, The polyolefin resin particles are obtained by cutting into pieces (cylindrical, spherical, etc.).
- Examples of the container include a pressure container and an autoclave type pressure container.
- the container may include a stirrer within the container.
- aqueous dispersion medium examples include (a) a dispersion medium obtained by adding methanol, ethanol, ethylene glycol, glycerin, etc. to water, (b) water such as tap water and industrial water, and (c) chlorinated water.
- examples include solutions (aqueous solutions) containing salts such as sodium or sodium sulfate.
- blowing agent As a blowing agent, (a) (a-1) an inorganic gas such as nitrogen, carbon dioxide, or air (a mixture of oxygen, nitrogen, and carbon dioxide); and (a-2) an inorganic blowing agent such as water; (b) (b-1) Saturated hydrocarbons having 3 to 5 carbon atoms such as propane, normal butane, isobutane, normal pentane, isopentane, neopentane, etc. (b-2) Ethers such as dimethyl ether, diethyl ether, and methyl ethyl ether (b-3) Organic blowing agents such as halogenated hydrocarbons such as monochloromethane, chloroethane, and hydrofluoroolefins; and the like.
- a dispersant for example, an inorganic substance such as tricalcium phosphate and talc
- a dispersion aid for example, an anionic surfactant such as sodium dodecylbenzenesulfonate
- one type of each may be used alone, or two or more types may be used in combination.
- each of the aqueous dispersion medium, blowing agent, dispersant, and dispersion aid are not particularly limited, and include (i) stability of the dispersion (dispersibility of resin particles), (ii) density of the resulting expanded particles. , (iii) fusing properties of the foamed molded product obtained by molding the obtained expanded particles, (iv) productivity, (v) economic efficiency, etc., and may be appropriately set.
- the method of dispersing the polyolefin resin particles and the blowing agent in the aqueous dispersion medium in the container is not particularly limited.
- a method may be used in which an aqueous dispersion medium, polyolefin resin particles, and a blowing agent are supplied into a container, and the mixture in the container is stirred with a stirrer provided in the container.
- the present manufacturing method includes a temperature raising-pressure raising step which is performed after the dispersion step and before the discharge step; (2) It is preferable to further include, in this order, a holding step of maintaining the temperature and pressure inside the container at a constant temperature and constant pressure.
- a constant temperature in the temperature-raising-pressure step and the holding step may be referred to as the foaming temperature
- the constant pressure may be referred to as the foaming pressure.
- the foaming temperature may be from -20.0°C to melting point +20.0°C of (i) (a) mixture of polyolefin resin X and flame retardant, (b) melt-kneaded product, or (c) resin particles.
- (ii) the melting point of (a) the mixture of polyolefin resin (iii) The melting point of (a) the mixture of polyolefin resin X and the flame retardant, (b) the melt-kneaded product, or (c) the resin particles is more preferably -5.0°C to +13.0°C.
- the foaming pressure is preferably 0.5 MPa (gauge pressure) to 10.0 MPa (gauge pressure), more preferably 0.6 MPa (gauge pressure) to 5.0 MPa (gauge pressure), and 0.6 MPa (gauge pressure) to 2 .5 MPa (gauge pressure) is more preferable.
- the foaming pressure is 0.5 MPa (gauge pressure) or higher, foamed particles with a suitable density can be obtained.
- the time (holding time) for holding the dispersion in the container near the foaming temperature and foaming pressure is not particularly limited, but is preferably, for example, 10 minutes to 60 minutes, more preferably 12 minutes to 50 minutes. More preferably 15 minutes to 40 minutes.
- the ejection step allows the resin particles to be foamed, resulting in expanded particles.
- the discharge step can also be said to be a step of releasing one end of the container and releasing the dispersion liquid in the container into a region (space) having a pressure lower than the foaming pressure (namely, the pressure inside the container).
- foaming process The process from the dispersion process to the release process is sometimes referred to as a foaming process. Further, the process of manufacturing expanded particles from resin particles in this way is called a “single-stage foaming process”, and the obtained foamed particles are called “single-stage foamed particles”.
- the first-stage expanded beads obtained in the first-stage foaming step may be expanded again.
- the process of increasing the expansion ratio of the first-stage foamed particles is called a "two-stage foaming process," and the polyolefin resin foam particles obtained by the two-stage foaming process are called “two-stage foamed particles.”
- the specific method of the two-stage foaming step is not particularly limited, and any known method can be employed.
- the polyolefin foam molded article according to one embodiment of the present invention includes [1. This is a foamed molded product obtained by in-mold foam molding of the polyolefin foamed particles described in the section [Polyolefin foamed particles].
- the polyolefin foam molded article according to one embodiment of the present invention may be referred to as "the present foam molded article”.
- the present foamed molded article has the above structure, it has the advantage of being excellent in flame retardancy.
- the flame retardance of foam molded products is evaluated in four grades (in descending order of flame retardancy: V-0, V-1, V-2, and NG). .
- the present foamed molded article preferably satisfies at least grade V-2, more preferably satisfies grade V-1, and particularly preferably satisfies (satisfies) grade V-0.
- the density of the foamed molded product is one of the factors that influences the test results of the UL94V test.
- the lower the density of the foamed molded product the smaller the amount of components (polypropylene resin X and flame retardant) derived from expanded particles contained in the foamed molded product. Therefore, the test results of the UL94V test of the foamed molded product tend to deteriorate, for example, because it becomes difficult to enjoy the flame retardant improvement effect caused by the polypropylene resin X and the flame retardant. Therefore, it is not possible to simply compare the test results of the UL94V test between foamed molded products having greatly different densities. Therefore, regarding the present foam molded product, "excellent flame retardancy" means that it has superior flame retardancy compared to a foam molded product having an equivalent density (a foam molded product that does not satisfy one embodiment of the present invention). intend to have sex.
- the density of the foam molded product is not particularly limited, but is preferably 15 g/L to 400 g/L, preferably 50 g/L to 300 g/L, and preferably 98 g/L to 200 g/L. preferable. If the density of the foamed molded product is 15 g/L or more, there is an advantage that the surface of the foamed molded product has no sink marks and is smooth, and a foamed molded product with better surface beauty can be obtained. If there is, a foamed molded product that is sufficiently light in weight can be obtained.
- the foamed material when the density of the foamed molded product is 98 g/L or more, the foamed material has superior flame retardancy that can satisfy the standard of V-2 or higher in the UL94V test even when the test sample thickness is 13 mm. This is preferred because it can provide a molded object.
- the method for measuring the density of a foamed molded product will be explained in detail in Examples below.
- the method for producing the present foamed molded product is not particularly limited in other aspects as long as the foamed particles can be molded (preferably by in-mold foam molding), and known methods can be applied.
- a method for manufacturing the present foamed molded product for example, the manufacturing method described in the section of ⁇ Method for manufacturing a foamed molded product> of International Publication WO2022/149538 can be suitably adopted.
- Polypropylene resin (a): ethylene/1-butene/propylene random copolymer, 50% weight loss temperature 355°C, MI 10.30g/10 minutes, melting point 149°C.
- Polypropylene resin (b): ethylene/propylene random copolymer, 50% weight loss temperature 348°C, MI 6.50 g/10 minutes, melting point 138°C.
- Polypropylene resin (d): ethylene/propylene random copolymer, 50% weight loss temperature 335°C, MI 9.70 g/10 minutes, melting point 135°C.
- ⁇ Flame retardant> (Organic phosphorus compound) AFLAMMIT (registered trademark) PCO900 (pentaerythrityl diphosphonate) manufactured by Thor GmbH (5% weight loss temperature is 292°C) (hindered amine) FLAMESTAB (registered trademark) NOR116 manufactured by BASF (2,4-bis((1-cyclohexyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidin-4-yl)butylamino)-6-chloro-S-triazine , reaction product with N,N'-bis(3-aminopropyl)ethylenediamine) (5% weight loss temperature is 276°C) (brominated flame retardant) Manufactured by Suzuhiro Chemical Co., Ltd.
- ⁇ Flame retardant aid> antimony trioxide
- Antimony trioxide ⁇ Other additives> Inorganic nucleating agent
- dispersant and dispersion aid are added to the dispersion liquid or the pressure-resistant sealed container in the dispersion step described below, so they do not remain in the resin particles and the expanded particles, or only a very small amount remains. Further, the carbon dioxide used as a blowing agent is emitted from the resulting foamed particles because the foamed particles have high gas permeability.
- the 50% weight loss temperature of the polyolefin resin was measured based on the thermogravimetric method using STA200RV manufactured by Hitachi High-Tech Science. After the polyolefin resin particles were left in an environment of 23° C. and 50% for 15 hours or more, they were used for sample preparation. The polyolefin resin particles after being left to stand were pressed at room temperature and then cut into pieces of 4 mg to 8 mg. The cut sample was placed on a measurement AL pan, and the weight was precisely weighed to the nearest 0.001 mg, which was taken as the weight of the sample before heating. Subsequently, the temperature of the sample was raised.
- An air cylinder was used as the atmospheric gas during heating, and the gas flow rate was 100 ml/min.
- the temperature was raised from 25°C to 150°C at a rate of 10°C/min, held at 150°C for 10 minutes, and then raised from 150°C to 550°C at a rate of 10°C/min.
- the weight of the sample during heating was determined by measuring the weight of the AL pan to 0.001 mg using a balance of a thermogravimeter.
- the weight of the sample before heating up was taken as 100%, and the weight of the sample during heating was calculated as a relative value (%) with respect to the sample before heating up.
- the weight of the obtained sample was plotted on a graph with weight on the vertical axis and temperature on the horizontal axis to create a thermogravimetric reduction curve.
- the temperature at which the weight decreased by 50% was defined as the 50% weight loss temperature.
- the 5% weight loss temperature of the flame retardant was measured based on the thermogravimetric method using STA200RV manufactured by Hitachi High-Tech Science. After drying the flame retardant in a dryer at 100° C. for 1 hour, it was used for sample preparation. 4 mg to 8 mg of the flame retardant was weighed in an AL pan (the weight was measured to the nearest 0.001 mg) and used as a sample. The weight of the sample measured at this time was defined as the weight of the sample before heating. Subsequently, the temperature of the sample was raised. An air cylinder was used as the atmospheric gas during heating, and the gas flow rate was 100 ml/min.
- the temperature was increased from 25°C to 550°C at a rate of 10°C/min.
- the weight of the sample during temperature rise (measurement) is determined by accurately weighing to 0.001 mg into the measurement AL pan and taking the weight of the sample before temperature rise as 100%, and the weight of the sample during temperature rise before temperature rise. Calculated as a relative value (%) to the sample.
- the weight of the obtained sample was plotted on a graph with weight on the vertical axis and temperature on the horizontal axis to create a thermogravimetric reduction curve. In the thermogravimetric loss curve, the temperature at which the weight decreased by 5% was defined as the 5% weight loss temperature.
- the melting point of the polyolefin resin (polypropylene resin) was measured using a differential scanning calorimeter (manufactured by Seiko Instruments, Model DSC6200). The specific measurement method was as follows (1) to (3): (1) The temperature of 5 mg to 6 mg of polyolefin resin (polypropylene resin) was increased at a heating rate of 10.0°C/min to 40°C. The polyolefin resin (polypropylene resin) was melted by raising the temperature from 0°C to 220.0°C; (2) Then, the temperature of the melted polyolefin resin (polypropylene resin) was increased to 10.0°C.
- the polyolefin resin (polypropylene resin) was crystallized by lowering the temperature from 220.0°C to 40.0°C at a cooling rate of °C/min; (3) After that, the crystallized polyolefin resin The temperature of (polypropylene resin) was raised from 40.0°C to 220.0°C at a heating rate of 10°C/min.
- the temperature of the peak (melting peak) of the DSC curve of the polyolefin resin (polypropylene resin) obtained during the second temperature increase is defined as the melting point of the polyolefin resin (polypropylene resin). did.
- MI of polyolefin resin (polypropylene resin)
- the MI of the polyolefin resin was measured using an MI measuring device described in JIS K7210:1999, with an orifice diameter of 2.0959 ⁇ 0.005 mm ⁇ , an orifice length of 8.000 ⁇ 0.025 mm, The measurement was carried out under conditions of a load of 2160 g and a temperature of 230 ⁇ 0.2°C.
- Mw of polyolefin resin (polypropylene resin)
- the Mw of the polyolefin resin was measured by gel permeation chromatography (GPC) under the following conditions, and calculated as a polystyrene equivalent value.
- Sample pretreatment After completely dissolving 30 mg of the sample (polyolefin resin (polypropylene resin)) in 20 mL of o-dichlorobenzene at 145°C, the solution was filtered through a sintered filter with a pore size of 1.0 ⁇ m. The liquid was used as an analysis sample.
- Measuring device Gel permeation chromatograph Alliance GPC 2000 model (manufactured by Waters) Analyzer: Data processing software Empower Professional (manufactured by Waters) Columns: 2 TSKgel GMH6-HT, 2 TSKgel GMH6-HTL (each column size is 7.5 mm inner diameter x 300 mm length, manufactured by Tosoh Corporation) Mobile phase: o-dichlorobenzene (containing 0.025% BHT) Column temperature: 140°C Detector: Differential refractometer Flow rate: 1.0mL/min (Measurement of average cell diameter of expanded particles) The method for measuring the average cell diameter of the foamed particles was as follows (1) to (5): (1) Using a razor (high stainless steel double-edged blade made by Feather), cut the foam so that it passed through the center of the foamed particles.
- the heat of fusion on the high temperature side of the expanded beads was as follows (1) to (5): (1) Approximately 5 mg of expanded beads were weighed out; (2) The temperature of the weighed expanded beads was adjusted at 10°C/min. The foamed particles were melted by increasing the temperature from 10°C to 190°C at a heating rate of (3) In the DSC curve of the foamed particles obtained in the process of (2) above, the temperature before the start of melting is shown.
- a baseline was created by connecting the point and the point representing the temperature after the end of melting with a straight line; (4) A straight line passing through the melting peak on the high temperature side or the maximum point between the highest temperature melting peak and the next melting peak , drawn in the direction perpendicular to the It was taken as the side heat of fusion.
- the test method for the UL94V “vertical combustion test” was as follows (1) to (5): (1) From the foam molded product, specific dimensions (length 125 ⁇ 5 mm x width 13 ⁇ 0.5 mm) were measured.
- [V-1] There are no samples that continue to burn for more than 30 seconds after both the first and second flame contact.
- the total combustion time after a total of 10 flame contacts for the 5 samples is 250 seconds or less, There is no sample to burn up to the position of the fixing clamp, After the second flame contact, there is no sample for which the sum of the burning time and the glowing time is 250 seconds or more, and During any combustion, there are no samples in which the falling test sample particles ignite the cotton wool placed below the test sample;
- [V-0] There are no samples that continue to burn for more than 10 seconds after both the first and second flame contact.
- the total combustion time after a total of 10 flame contacts for the 5 samples is 50 seconds or less, There is no sample to burn up to the position of the fixing clamp, After the second flame contact, there are no samples for which the sum of the burning time and the glowing time is 30 seconds or more, and During any combustion, there were no samples in which the falling test sample particles ignited the absorbent cotton placed below the test sample.
- Example 1 (Preparation of polyolefin resin particles) Each component listed in Table 1 was dry blended in the weight percent listed in Table 1 to obtain a blend (total 100 weight percent). The breakdown of 0.4% by weight of other additives (a) listed in Table 1 is 0.1% by weight of talcan powder PK-S, 0.133% by weight of Irgafos 168, 0.067% by weight of Irganox 1010, and Tinuvin 622 was 0.1% by weight. The obtained blend was put into a twin-screw extruder [TEM26SX, manufactured by Shibaura Kikai Co., Ltd.], and melt-kneaded at a resin temperature of 200°C to prepare a melt-kneaded product.
- TEM26SX manufactured by Shibaura Kikai Co., Ltd.
- the obtained melt-kneaded product was extruded into a strand through a die having a circular hole attached to the tip of the extruder.
- the extruded melt-kneaded product (also referred to as strand) was cooled with water. Resin particles were obtained by cutting the water-cooled strands with a cutter (granulation process).
- the obtained foamed particles are placed in a pressure-tight airtight container, and air is introduced into the pressure-tight airtight container to impregnate the foamed particles in the pressure-tight airtight container with pressurized air, resulting in a pressure of 0.25 MPa (absolute pressure).
- a foamed particle internal pressure absolute pressure was applied to the foamed particles.
- the foamed particles impregnated with air were heated and molded with water vapor at 0.32 MPa (gauge pressure) using a molding machine (polypropylene in-mold foam molding machine manufactured by Daisen Corporation) to obtain a foamed molded product.
- the obtained foam molded product was left at room temperature for 1 hour, then cured and dried in a constant temperature room at 75° C. for 12 hours, and then left at room temperature again for 4 hours. Thereafter, the density, surface properties, and flame retardance of the obtained foamed molded product were measured and evaluated by the method described above. The results are shown in Table 1.
- Example 7 and Comparative Example 3 Resin particles were obtained in the same manner as in Example 1, except that the components listed in Table 2 were dry blended in the weight percentages listed in Table 2.
- the breakdown of 0.2% by weight of other additives (b) listed in Table 2 is 0.05% by weight of talcan powder PK-S, 0.067% by weight of Irgafos168, 0.033% by weight of Irganox1010, and 0.033% by weight of Irganox1010.
- Tinuvin 622 was 0.05% by weight.
- carbon dioxide is additionally pressurized into the pressure-tight container to maintain the pressure in the pressure-tight container as shown in Table 2. held at pressure. After drying the obtained expanded particles at 60° C. for 6 hours, the average cell diameter, high temperature side heat of fusion, and bulk density were measured. The results are shown in Table 2.
- a polyolefin foam molded article having excellent flame retardancy By performing in-mold foam molding of the polyolefin foam particles according to an embodiment of the present invention, a polyolefin foam molded article having excellent flame retardancy can be provided.
- Polyolefin foam moldings with excellent flame retardancy can be used in a variety of applications such as cushioning packaging materials, logistics materials, insulation materials, civil engineering and construction components, and automobile components.In particular, they are used in transportation, buildings, structures, furniture, and electrical It can be suitably used in various fields that require meeting strict flame retardant standards, such as equipment and electronic equipment.
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Abstract
難燃性に優れるポリオレフィン系発泡成形体を提供し得る、ポリオレフィン系発泡粒子を提供する。50%重量減少温度が340℃以上であるポリオレフィン系樹脂と、難燃剤と、を含有する、ポリオレフィン系樹脂粒子を発泡してなる、ポリオレフィン系発泡粒子。
Description
本発明の一実施形態は、ポリオレフィン系発泡粒子、および、ポリオレフィン系発泡成形体、並びにそれらの製造方法に関する。
近年、ポリオレフィン系発泡粒子を成形してなる成形体(発泡成形体)について、電装部品周辺部材としての需要が増加している。電装部品周辺部材として使用されるポリオレフィン系発泡成形体には高い難燃性が求められる。例えば、従来、ポリプロピレン系発泡成形体に難燃性を付与する技術が提案されている(例えば特許文献1)。
上述のような従来技術は、得られる発泡成形体の難燃性の観点から、さらなる改善の余地があった。
以上のような状況に鑑み、本発明の一実施形態の目的は、難燃性に優れるポリオレフィン系発泡成形体を提供し得る、ポリオレフィン系発泡粒子を提供することにある。
本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討した結果、本発明を完成させるに至った。
すなわち本発明の一実施形態は、以下の構成を含むものである。
〔1〕50%重量減少温度が340℃以上であるポリオレフィン系樹脂と、難燃剤と、を含有する、ポリオレフィン系樹脂粒子を発泡してなる、ポリオレフィン系発泡粒子。
〔2〕前記難燃剤は、5%重量減少温度が270℃~300℃である、〔1〕に記載のポリオレフィン系発泡粒子。
〔2-1〕前記難燃剤は、有機リン系化合物、窒素含有化合物、臭素系難燃剤からなる群から選択される1種以上を含む、〔1〕または〔2〕に記載のポリオレフィン系発泡粒子。
〔2-2〕前記有機リン系化合物は、ホスホネート、有機亜リン酸エステル、有機ホスフィナイト、ホスフィン酸またはジホスフィン酸の金属塩、ホスフィナート、およびポリオールホスフェートアルコールからなる群から選択される1種以上を含む、〔2-1〕に記載のポリオレフィン系発泡粒子。
〔2-3〕前記ホスホネートは、サイクリックビスホスホネートである、〔2-1〕に記載のポリオレフィン系発泡粒子。
〔2-4〕前記窒素含有化合物は、ヒンダードアミン、ホウ酸アンモニウム、炭酸アンモニウムおよびリン元素を含まないメラミン系難燃剤からなる群から選択される1種以上を含む、〔2-1〕に記載のポリオレフィン系発泡粒子。
〔2-5〕前記ヒンダードアミンは、トリアジン成分を含有しているN-置換型ヒンダードアミンである、〔2-1〕に記載のポリオレフィン系発泡粒子。
〔2-6〕前記臭素系難燃剤は、臭素化ビスフェノールA難燃剤、臭素化ビスフェノールS難燃剤、臭素化ブタジエン/スチレンブロック共重合体難燃剤、臭素化ポリフェニレンエーテル難燃剤およびメラミン臭化水素からなる群から選択される1種以上を含む、〔2-1〕に記載のポリオレフィン系発泡粒子。
〔3〕前記難燃剤は、ペンタエリスリチルジホスホネート、2,4-ビス((1-シクロヘキシルオキシ-2,2,6,6-テトラメチルピぺリジン-4-イル)ブチルアミノ)-6-クロロ-S-トリアジンと、N,N’-ビス(3-アミノプロピル)エチレンジアミンとの反応生成物、メラミン、メラミン臭化水素、臭素化ビスフェノールA難燃剤および臭素化ビスフェノールS難燃剤からなる群から選択される1種以上を含む、〔1〕または〔2〕に記載のポリオレフィン系発泡粒子。
〔3-1〕前記ポリオレフィン系樹脂は、ポリプロピレン単独重合体、エチレン/プロピレンランダム共重合体、1-ブテン/プロピレンランダム共重合体、および1-ブテン/エチレン/プロピレンランダム共重合体からなる群から選択される1種以上を含む、〔1〕または〔2〕に記載のポリオレフィン系発泡粒子。
〔4〕前記ポリオレフィン系樹脂は、融点が130℃~160℃であるポリプロピレン系樹脂を含む、〔1〕~〔3〕の何れか1つに記載のポリオレフィン系発泡粒子。
〔4-1〕前記ポリオレフィン系樹脂の230℃におけるメルトインデックス(MI)は、4.00g/10分~15.00g/10分である、〔1〕~〔3〕の何れか1つに記載のポリオレフィン系発泡粒子。
〔4-2〕前記ポリオレフィン系樹脂の重量平均分子量(Mw)は、1×104以上、80×104未満である、〔1〕~〔3〕の何れか1つに記載のポリオレフィン系発泡粒子。
〔5〕前記ポリオレフィン系樹脂粒子は、前記ポリオレフィン系樹脂粒子100重量%中、有機リン系化合物1.0重量%~20.0重量%と、ヒンダードアミン0.5重量%~10.0重量%と、を含む、〔1〕~〔4〕の何れか1つに記載のポリオレフィン系発泡粒子。
〔6〕嵩密度が15g/L~400g/Lである、〔1〕~〔5〕の何れか1つに記載のポリオレフィン系発泡粒子。
〔7〕前記ポリオレフィン系樹脂粒子は、前記ポリオレフィン系樹脂以外の樹脂をさらに含有し、前記ポリオレフィン系樹脂以外の樹脂の含有量は、前記ポリオレフィン系樹脂100重量部に対して、5重量部以下である、〔1〕~〔6〕の何れか1つに記載のポリオレフィン系発泡粒子。
〔8〕〔1〕~〔7〕の何れか1つに記載のポリオレフィン系発泡粒子を型内発泡成形してなる、ポリオレフィン系発泡成形体。
〔9〕前記ポリオレフィン系発泡成形体は、UL94V“垂直燃焼発泡材料試験”においてグレードV-0を満たす、〔8〕に記載のポリオレフィン系発泡成形体。
〔10〕容器内において、ポリオレフィン系樹脂粒子と、発泡剤とを水系分散媒中に分散させる分散工程と、前記分散工程にて得られた分散液を、前記容器内の圧力よりも低圧の領域に放出する放出工程と、を含み、前記ポリオレフィン系樹脂粒子は、50%重量減少温度が340℃以上であるポリオレフィン系樹脂と、難燃剤と、を含有する、ポリオレフィン系発泡粒子の製造方法。
〔11〕前記難燃剤は、5%重量減少温度が270℃~300℃である、〔10〕に記載のポリオレフィン系発泡粒子の製造方法。
〔12〕前記難燃剤は、ペンタエリスリチルジホスホネート、2,4-ビス((1-シクロヘキシルオキシ-2,2,6,6-テトラメチルピぺリジン-4-イル)ブチルアミノ)-6-クロロ-S-トリアジンと、N,N’-ビス(3-アミノプロピル)エチレンジアミンとの反応生成物、メラミン、メラミン臭化水素、臭素化ビスフェノールA難燃剤および臭素化ビスフェノールS難燃剤からなる群から選択される1種以上を含む、〔10〕または〔11〕に記載のポリオレフィン系発泡粒子の製造方法。
〔13〕前記ポリオレフィン系樹脂は、融点が130℃~160℃であるポリプロピレン系樹脂を含む、〔10〕~〔12〕のいずれかに記載のポリオレフィン系発泡粒子の製造方法。
〔14〕前記ポリオレフィン系樹脂粒子は、前記ポリオレフィン系樹脂粒子100重量%中、有機リン系化合物1.0重量%~20.0重量%と、ヒンダードアミン0.5重量%~10.0重量%と、を含む、〔10〕~〔13〕のいずれかに記載のポリオレフィン系発泡粒子の製造方法。
〔15〕前記ポリオレフィン系樹脂粒子は、前記ポリオレフィン系樹脂以外の樹脂をさらに含有し、前記ポリオレフィン系樹脂以外の樹脂の含有量は、前記ポリオレフィン系樹脂100重量部に対して、5重量部以下である、〔10〕~〔14〕のいずれかに記載のポリオレフィン系発泡粒子の製造方法。
本発明の一実施形態によれば、難燃性に優れるポリオレフィン系発泡成形体を提供し得る、ポリオレフィン系発泡粒子を提供できるという効果を奏する。
本発明の一実施形態について以下に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明は、以下に説明する各構成に限定されるものではなく、請求の範囲に示した範囲で種々の変更が可能である。また、異なる実施形態または実施例にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせて得られる実施形態または実施例についても、本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。なお、本明細書中に記載された学術文献および特許文献の全てが、本明細書中において参考文献として援用される。また、本明細書において特記しない限り、数値範囲を表す「A~B」は、「A以上(Aを含みかつAより大きい)B以下(Bを含みかつBより小さい)」を意図する。
本明細書において、重合体または共重合体に含まれる、X単量体に由来する構成単位を「X単位」と称する場合がある。
本明細書において特記しない限り、構成単位として、X1単位と、X2単位と、・・・およびXn単位(nは2以上の整数)とを含む共重合体を、「X1/X2/・・・/Xn共重合体」とも称する。X1/X2/・・・/Xn共重合体としては、明示されている場合を除き、重合様式は特に限定されず、ランダム共重合体であってもよく、交互共重合体であってもよく、ブロック共重合体であってもよく、グラフト共重合体であってもよい。
本明細書において特記しない限り、官能基および化合物に関する「Cn-m」との記載は、当該官能基および化合物に含まれる炭素数がn~mであることを意図する。
〔1.ポリオレフィン系発泡粒子〕
本発明の一実施形態に係るポリオレフィン系発泡粒子は、50%重量減少温度が340℃以上であるポリオレフィン系樹脂と、難燃剤と、を含有する、ポリオレフィン系樹脂粒子を発泡してなる発泡粒子である。
本発明の一実施形態に係るポリオレフィン系発泡粒子は、50%重量減少温度が340℃以上であるポリオレフィン系樹脂と、難燃剤と、を含有する、ポリオレフィン系樹脂粒子を発泡してなる発泡粒子である。
本発泡粒子は、前記構成を有するため、難燃性に優れるポリオレフィン系発泡成形体を提供できるという利点を有する。
本発明の一実施形態に係るポリオレフィン系発泡粒子を公知の方法で成形(例えば、型内発泡成形)することにより、ポリオレフィン系発泡成形体を提供できる。
本明細書において、「ポリオレフィン系樹脂粒子」を「樹脂粒子」と称する場合があり、「ポリオレフィン系発泡粒子」を「発泡粒子」と称する場合があり、「本発明の一実施形態に係るポリオレフィン系発泡粒子」を「本発泡粒子」と称する場合があり、「ポリオレフィン系樹脂発泡成形体」を「発泡成形体」と称する場合がある。
<ポリオレフィン系樹脂>
本明細書において、「ポリオレフィン系樹脂」とは、当該ポリオレフィン系樹脂を構成している全構成単位100モル%中、オレフィン単位を50モル%以上含む樹脂を意図する。
本明細書において、「ポリオレフィン系樹脂」とは、当該ポリオレフィン系樹脂を構成している全構成単位100モル%中、オレフィン単位を50モル%以上含む樹脂を意図する。
本明細書において、「50%重量減少温度が340℃以上であるポリオレフィン系樹脂」を、便宜上「ポリオレフィン系樹脂X」と称する場合が有る。本発明の一実施形態において、ポリオレフィン系樹脂Xは、樹脂粒子、発泡粒子または発泡成形体を実質的に構成する成分であり、樹脂成分ともいえる。
ポリオレフィン系樹脂Xとしては、特に限定されないが、例えば、ポリエチレン系樹脂およびポリプロピレン系樹脂などが挙げられる。これらポリオレフィン系樹脂は、1種類のみを用いてもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
(ポリエチレン系樹脂)
本明細書において、「ポリエチレン系樹脂」とは、当該ポリエチレン系樹脂を構成している全構成単位100モル%中、エチレン単位を50モル%より多く含む樹脂を意図する。
本明細書において、「ポリエチレン系樹脂」とは、当該ポリエチレン系樹脂を構成している全構成単位100モル%中、エチレン単位を50モル%より多く含む樹脂を意図する。
ポリエチレン系樹脂としては、特に限定されないが、例えば、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、スチレン改質ポリエチレン系樹脂、エチレン/酢酸ビニル共重合体、エチレン/プロピレン共重合体、エチレン/1-ブテン共重合体、エチレン/1-ブテン/プロピレン共重合体、エチレン/ヘキセン共重合体およびエチレン/4-メチル-1-ペンテン共重合体などが挙げられる。
上述したエチレン系樹脂は、1種のみを用いてもよく、2種以上を組み合わせて使用しても良い。
(ポリプロピレン系樹脂)
本明細書において、「ポリプロピレン系樹脂」とは、当該ポリプロピレン系樹脂を構成している全構成単位100モル%中、プロピレン単位を50モル%以上含む樹脂を意図する。
本明細書において、「ポリプロピレン系樹脂」とは、当該ポリプロピレン系樹脂を構成している全構成単位100モル%中、プロピレン単位を50モル%以上含む樹脂を意図する。
ポリプロピレン系樹脂は、(i)プロピレンの単独重合体であってもよく、(ii)プロピレンとプロピレン以外の単量体とのブロック共重合体、交互共重合体、ランダム共重合体もしくはグラフト共重合体であってもよく、または(iii)これらの2種以上の混合物であってもよい。
後述する発泡工程、および型内発泡成形の工程において、低い加熱温度で樹脂粒子および発泡粒子を加工できるという利点があることから、ポリプロピレン系樹脂は、プロピレンとプロピレン以外の単量体とのランダム共重合体であることが好ましい。
ポリプロピレン系樹脂は、プロピレン単位に加えて、プロピレン単量体以外の単量体に由来する構成単位を1単位以上有していてもよく、1種以上有していてもよい。ポリプロピレン系樹脂の製造で使用される「プロピレン単量体以外の単量体」を「コモノマー」と称する場合もある。ポリプロピレン系樹脂に含まれる「プロピレン単量体以外の単量体に由来する構成単位」を「コモノマー単位」と称する場合もある。
コモノマーとしては、エチレン、1-ブテン、イソブテン、1-ペンテン、3-メチル-1-ブテン、1-ヘキセン、4-メチル-1-ペンテン、3,4-ジメチル-1-ブテン、1-ヘプテン、3-メチル-1-ヘキセン、1-オクテンおよび1-デセンなどの炭素数2または4~12のα-オレフィンが挙げられる。
ポリプロピレン系樹脂の具体例としては、ポリプロピレン単独重合体、エチレン/プロピレンランダム共重合体、1-ブテン/プロピレンランダム共重合体、1-ブテン/エチレン/プロピレンランダム共重合体、エチレン/プロピレンブロック共重合体、1-ブテン/プロピレンブロック共重体、プロピレン/塩素化ビニル共重合体、プロピレン/無水マレイン酸共重合体およびスチレン改質ポリプロピレン系樹脂などが挙げられる。
ポリプロピレン系樹脂として、上述した具体例の中の1種を単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。得られる樹脂粒子が良好な発泡性を有する点、および、得られる発泡粒子が良好な成形性を有する点から、上述した具体例の中でも、ポリプロピレン系樹脂としては、エチレン/プロピレンランダム共重合体および1-ブテン/エチレン/プロピレンランダム共重合体が好適である。
ポリプロピレン系樹脂として、エチレン/プロピレンランダム共重合体を用いる場合(場合Aとする)を考える。場合Aにて、エチレン/プロピレンランダム共重合体におけるエチレン含有率は、各共重合体100重量%中、0.2重量%~15.0重量%が好ましく、0.5重量%~10.0重量%がより好ましく、0.5重量%~4.0重量%がさらに好ましい。共重合体中のエチレン含有率とは、共重合体を構成している全構成単位100重量%中に含まれるエチレン単位の含有量(重量%)を意図する。エチレン/プロピレンランダム共重合体中のエチレン単位の含有率が、(i)0.2重量%以上である場合、本発泡粒子の製造における樹脂粒子の発泡性、および/または得られる発泡粒子の成形性が良好となる傾向があり、(ii)15.0重量%以下である場合、本発泡粒子から得られる発泡成形体の機械的物性が低下し難くなる傾向がある。
ポリプロピレン系樹脂として、1-ブテン/エチレン/プロピレンランダム共重合体を用いる場合(場合Bとする)を考える。場合Bにて、1-ブテン/エチレン/プロピレンランダム共重合体におけるエチレン含有率は、各共重合体100重量%中、0.1重量%~10.0重量%が好ましく、0.2重量%~5.0重量%がより好ましく、0.5重量%~1.0重量%がさらに好ましい。1-ブテン/エチレン/プロピレンランダム共重合体中のエチレン単位の含有率が、(i)0.1重量%以上である場合、本発泡粒子の製造における樹脂粒子の発泡性、および/または得られる発泡粒子の成形性が良好となる傾向があり、(ii)10.0重量%以下である場合、本発泡粒子を成形してなる発泡成形体の機械的物性が低下し難くなる傾向がある。
また、場合Bにて、1-ブテン/エチレン/プロピレンランダム共重合体における1-ブテン含有率は、共重合体100重量%中、0.2重量%~15.0重量%が好ましく、1.0重量%~10.0重量%がより好ましく、2.0重量%~7.0重量%がさらに好ましい。共重合体中の1-ブテン含有率とは、共重合体を構成している全構成単位100重量%中に含まれる1-ブテン単位の含有量(重量%)を意図する。1-ブテン/エチレン/プロピレンランダム共重合体中の1-ブテン単位の含有率が、(i)0.2重量%以上である場合、本発泡粒子の製造における樹脂粒子の発泡性、および/または得られる発泡粒子の成形性が良好となる傾向があり、(ii)15.0重量%以下である場合、本発泡粒子を成形してなる発泡成形体の機械的物性が低下し難くなる傾向がある。
また、場合Bにて、1-ブテン/エチレン/プロピレンランダム共重合体におけるエチレン単位および1-ブテン単位の合計含有率としては、1-ブテン/エチレン/プロピレンランダム共重合体100重量%中、0.5重量%~15.0重量%が好ましく、0.5重量%~10.0重量%がより好ましく、2.0重量%~6.0重量%がさらに好ましい。1-ブテン/エチレン/プロピレンランダム共重合体中のエチレン単位および1-ブテン単位の合計含有率が、(i)0.5重量%以上である場合、本発泡粒子の製造における樹脂粒子の発泡性、および/または得られる発泡粒子の成形性が良好となる傾向があり、(ii)10.0重量%以下である場合、本発泡粒子を成形してなる発泡成形体の機械的物性が低下し難くなる傾向がある。
ポリオレフィン系樹脂Xは、当該ポリオレフィン系樹脂X100重量%中、ポリプロピレン系樹脂を70重量%以上含むことが好ましく、80重量%以上含むことがより好ましく、90重量%以上含むことがより好ましく、95重量%以上含むことがさらに好ましく、98重量%以上含むことがよりさらに好ましい。ポリオレフィン系樹脂Xは、当該ポリオレフィン系樹脂X100重量%中、ポリプロピレン系樹脂を100重量%含むことが特に好ましい。換言すれば、ポリオレフィン系樹脂Xは、ポリプロピレン系樹脂のみから構成されることが好ましい。ポリオレフィン系樹脂Xに含まれるポリプロピレン系樹脂の量が上述した範囲内である場合、圧縮強度、衝撃強度および耐熱性に優れる発泡成形体を得ることができるという利点を有する。なお、ポリオレフィン系樹脂Xに含まれるポリプロピレン系樹脂は、ポリオレフィン系樹脂Xとして使用されるポリプロピレン系樹脂ともいえ、50%重量減少温度が340℃以上である。ポリオレフィン系樹脂Xはポリエチレン系樹脂を含んでいてもよい。ポリオレフィン系樹脂Xに含まれるポリエチレン系樹脂は、ポリオレフィン系樹脂Xとして使用されるポリエチレン系樹脂ともいえ、50%重量減少温度が340℃以上である。
(物性)
ポリオレフィン系樹脂Xは、50%重量減少温度が340℃以上である。本発明者は、鋭意検討の結果、ポリオレフィン系樹脂の50%重量減少温度が難燃性に寄与し得るという驚くべき知見を独自に得た。従来、ポリオレフィン系樹脂の50%重量減少温度が難燃性に寄与し得るという公知の知見は無く、従来の技術常識から予想し得ない、新たな知見といえる。
ポリオレフィン系樹脂Xは、50%重量減少温度が340℃以上である。本発明者は、鋭意検討の結果、ポリオレフィン系樹脂の50%重量減少温度が難燃性に寄与し得るという驚くべき知見を独自に得た。従来、ポリオレフィン系樹脂の50%重量減少温度が難燃性に寄与し得るという公知の知見は無く、従来の技術常識から予想し得ない、新たな知見といえる。
難燃性により優れるポリオレフィン系発泡成形体を提供できることから、ポリオレフィン系樹脂Xの50%重量減少温度は、342℃以上が好ましく、344℃以上がより好ましく、346℃以上がより好ましく、348℃以上がより好ましく、350℃以上がより好ましく、352℃以上がより好ましく、354℃以上がさらに好ましく、355℃以上が特に好ましい。ポリオレフィン系樹脂Xの50%重量減少温度の上限は、特に限定されないが、例えば、480℃以下である。ポリオレフィン系樹脂の50%重量減少温度の測定方法については、後述の実施例にて詳説する。
ポリオレフィン系樹脂Xの融点は、特に限定されないが、130℃~160℃が好ましく、132℃~158℃がより好ましく、135℃~155℃がより好ましく、136℃~154℃がより好ましく、137℃~153℃がより好ましく、138℃~152℃がより好ましく、139℃~151℃がさらに好ましく、140℃~150℃が特に好ましい。ポリオレフィン系樹脂Xの融点が、(i)130℃以上である場合、高温での寸法安定性に優れる発泡成形体を得やすい傾向があり、(ii)160℃以下である場合、低い水蒸気圧力で、発泡成形体を型内発泡成形することができる。ポリオレフィン系樹脂の融点の測定方法については、後述の実施例にて詳説する。
ポリオレフィン系樹脂Xの230℃におけるメルトインデックス(MI)は、特に限定されないが、4.00g/10分~15.00g/10分が好ましく、5.00g/10分~15.00g/10分がより好ましく、5.50g/10分~12.00g/10分がより好ましく、6.00g/10分~10.00g/10分がさらに好ましく、6.50g/10分~8.00g/10分が特に好ましい。なお、MIは「メルトフローレート(MFR)」と称する場合もある。ポリオレフィン系樹脂XのMIの測定方法については、後述の実施例にて詳説する。
ポリオレフィン系樹脂XのMIが4.00g/10分以上である場合、発泡時のポリオレフィン系樹脂の流動性が良好となり、かつ発泡が容易となる。また、ポリオレフィン系樹脂XのMIが15.00g/10分以下である場合、ポリオレフィン系樹脂が適度な流動性を有するため、発泡倍率の高い発泡粒子を得ることができる。特に、ポリオレフィン系樹脂XのMIが、4.00g/10分~8.00g/10分である場合、比較的高密度の発泡成形体を好適に提供し得る発泡粒子を効率よく製造することができる。
ポリオレフィン系樹脂Xの重量平均分子量(Mw)は、特に限定されないが、1×104以上、80×104未満が好ましく、5×104~75×104がより好ましく、10×104~50×104がさらに好ましい。ポリオレフィン系樹脂Xの重量平均分子量が、(i)1×104以上である場合、収縮が小さくかつ歪みが小さい発泡成形体を得ることができるという利点を有し、(ii)80×104未満である場合、発泡粒子どうしの粒間が少なく表面が美麗な発泡成形体を得ることができるという利点を有する。ポリオレフィン系樹脂Xの重量平均分子量(Mw)の測定方法については、後述の実施例にて詳説する。
本明細書において、ポリオレフィン系樹脂の物性(例えば、50%重量減少温度および融点など)は、1種の樹脂そのものの物性を意図しており、複数種の樹脂の混合物の物性は意図していない。本明細書において、ポリプロピレン系樹脂の物性は、1種の樹脂そのものの物性を意図しており、複数種の樹脂の混合物の物性は意図していない。
例えば、樹脂粒子が、当該樹脂粒子100重量%中、50%重量減少温度が350℃であるポリオレフィン系樹脂を90重量%、および50%重量減少温度が338℃であるポリオレフィン系樹脂を10重量%含む場合について説明する。この場合、50%重量減少温度が350℃であるポリオレフィン系樹脂90重量%のみがポリオレフィン系樹脂Xに相当し、「樹脂粒子は50%重量減少温度が340℃以上であるポリオレフィン系樹脂を90重量%含有する」と見做す。この場合、樹脂粒子に含まれるポリオレフィン系樹脂混合物の50%重量減少温度が340℃以上であったとしても、樹脂粒子は50%重量減少温度が340℃以上であるポリオレフィン系樹脂を100重量%含有するとは見做さない。
(その他の樹脂)
本発明の一実施形態において、樹脂粒子は、本発明の一実施形態に係る効果を損なわない範囲で、ポリオレフィン系樹脂(X)以外の樹脂(その他の樹脂、と称する場合がある。)をさらに含んでいてもよい。その他の樹脂としては、(a)50%重量減少温度が340℃未満であるポリオレフィン系樹脂(例えば、50%重量減少温度が340℃未満であるポリプロピレン系樹脂および50%重量減少温度が340℃未満であるポリエチレン系樹脂など)および(b)スチレン系樹脂(ポリスチレン、スチレン/無水マレイン酸共重合体およびスチレン/エチレン共重合体など)などが挙げられる。
本発明の一実施形態において、樹脂粒子は、本発明の一実施形態に係る効果を損なわない範囲で、ポリオレフィン系樹脂(X)以外の樹脂(その他の樹脂、と称する場合がある。)をさらに含んでいてもよい。その他の樹脂としては、(a)50%重量減少温度が340℃未満であるポリオレフィン系樹脂(例えば、50%重量減少温度が340℃未満であるポリプロピレン系樹脂および50%重量減少温度が340℃未満であるポリエチレン系樹脂など)および(b)スチレン系樹脂(ポリスチレン、スチレン/無水マレイン酸共重合体およびスチレン/エチレン共重合体など)などが挙げられる。
樹脂粒子がその他の樹脂を含む場合、樹脂粒子におけるその他の樹脂の含有量は特に限定されないが、例えば、ポリオレフィン系樹脂(X)100重量部に対して、1重量部~10重量部であることが好ましく、2重量部~5重量部であることがさらに好ましい。難燃性により優れるポリオレフィン系発泡成形体を提供できることから、樹脂粒子におけるその他の樹脂の含有量は、ポリオレフィン系樹脂(X)100重量部に対して、5重量部以下が好ましい。換言すれば、前記ポリオレフィン系樹脂粒子は、さらに前記ポリオレフィン系樹脂以外の樹脂(その他の樹脂と示す)を含有し、前記その他の樹脂の含有量は、前記ポリオレフィン系樹脂100重量部に対して、5重量部以下であることが好ましい。難燃性にさらに優れるポリオレフィン系発泡成形体を提供できることから、樹脂粒子におけるその他の樹脂の含有量は、4重量部以下がより好ましく、3重量部以下がより好ましく、2重量部以下がより好ましく、1重量部以下がさらに好ましく、0.1重量部以下が特に好ましい。樹脂粒子におけるその他の樹脂の含有量がポリオレフィン系樹脂(X)100重量部に対して0.1重量以下であるということは、発泡粒子(樹脂粒子)がその他の樹脂を実質的に含んでいないことを意図する。
<難燃剤>
難燃剤としては、特に限定されず、(a)分子中にリン原子および窒素原子の両方を含む化合物(以下、「リン-窒素含有化合物」とも称する。)、(b)分子中にリン原子を含み窒素原子を含まない化合物(以下、「リン含有化合物」とも称する。)、(c)分子中に窒素原子を含みリン原子を含まない化合物(以下、「窒素含有化合物」とも称する。)、(d)臭素系難燃剤および(e)無機次亜リン酸塩などが挙げられる。なお、本明細書において臭素原子を含む難燃剤は、上述した(d)臭素系難燃剤に含め、(a)リン-窒素含有化合物、(b)リン含有化合物、(c)窒素含有化合物および(e)無機次亜リン酸塩の群には含めないものとする。
難燃剤としては、特に限定されず、(a)分子中にリン原子および窒素原子の両方を含む化合物(以下、「リン-窒素含有化合物」とも称する。)、(b)分子中にリン原子を含み窒素原子を含まない化合物(以下、「リン含有化合物」とも称する。)、(c)分子中に窒素原子を含みリン原子を含まない化合物(以下、「窒素含有化合物」とも称する。)、(d)臭素系難燃剤および(e)無機次亜リン酸塩などが挙げられる。なお、本明細書において臭素原子を含む難燃剤は、上述した(d)臭素系難燃剤に含め、(a)リン-窒素含有化合物、(b)リン含有化合物、(c)窒素含有化合物および(e)無機次亜リン酸塩の群には含めないものとする。
リン-窒素含有化合物としては、ホスホルアミデート、有機ホスファゼン(およびこれらの塩)、ホスホルアミダイト、ホスホンアミド、ホスフィンアミド、窒素元素を含むリン酸塩(例えば、ポリリン酸アンモニウム、ポリリン酸メラミン、リン酸メラミンおよびリン酸エステルアミドなど)、および窒素元素を含むピロリン酸塩(例えば、ピロリン酸ピペラジンおよびピロリン酸メラミンなど)、などが挙げられる。
リン含有化合物としては、有機リン系化合物および赤リンなどが挙げられる。反応性が低く取り扱いが容易であることから、リン含有化合物は、有機リン系化合物が好ましい。
窒素含有化合物としては、ヒンダードアミン、ホウ酸アンモニウム、炭酸アンモニウムおよびリン元素を含まないメラミン系難燃剤(例えば、メラミン、硫酸メラミンおよびシアヌレートメラミンなど)などが挙げられる。他の難燃剤と組み合わせて使用する場合他の難燃剤との相乗効果を発揮しやすいことから、窒素含有化合物は、ヒンダードアミンおよびリン元素を含まないメラミン系難燃剤が好ましい。
臭素系難燃剤としては、臭素化ビスフェノールA難燃剤、臭素化ビスフェノールS難燃剤、臭素化ブタジエン/スチレンブロック共重合体難燃剤、臭素化ポリフェニレンエーテル難燃剤およびメラミン臭化水素などが挙げられる。難燃性により優れる発泡成形体が得られることから、臭素系難燃剤は、メラミン臭化水素、臭素化ビスフェノールA難燃剤(テトラブロモビスフェノールA-ビス(2,3-ジブロモ-2-メチルプロピルエーテル))および/または臭素化ビスフェノールS難燃剤(テトラブロモビスフェノールS-ビス(2,3-ジブロモ-2-メチルプロピルエーテル))が好ましい。
本明細書において、メラミンおよびメラミン骨格を有する化合物をまとめて「メラミン系難燃剤」と称する場合もある。
難燃剤としては、上述した化合物のうち、1種類のみを単独で使用してもよく、2種類以上を組み合わせて使用してもよい。
(有機リン系化合物)
有機リン系化合物としては、ホスホネート;有機亜リン酸エステル;有機ホスフィナイト、および、ホスフィン酸またはジホスフィン酸の金属塩;ホスフィナート;ポリオールホスフェートアルコール;などが挙げられる。
有機リン系化合物としては、ホスホネート;有機亜リン酸エステル;有機ホスフィナイト、および、ホスフィン酸またはジホスフィン酸の金属塩;ホスフィナート;ポリオールホスフェートアルコール;などが挙げられる。
非着火性を有し、かつ自己消火性により優れる発泡成形体を提供できることから、有機リン系化合物としては、ホスホネートが好ましい。
(ホスホネート)
ホスホネートとは、M-PO(OH)2基および/またはM-PO(OM1)2基(ここで、Mは一価の炭化水素基(例えば、メチル基、ベンジル基、アリール基、アルキニル基、アレニル基、ビニル基または置換されたビニル基など)であり、M1はヒドロカルビル基(例えば、アルキル基またはアリール基など)である)を含有する、エステルおよび部分エステル、並びにこれらの塩を意図する。
ホスホネートとは、M-PO(OH)2基および/またはM-PO(OM1)2基(ここで、Mは一価の炭化水素基(例えば、メチル基、ベンジル基、アリール基、アルキニル基、アレニル基、ビニル基または置換されたビニル基など)であり、M1はヒドロカルビル基(例えば、アルキル基またはアリール基など)である)を含有する、エステルおよび部分エステル、並びにこれらの塩を意図する。
ホスホネートとしては、アルキルホスホン酸およびアリールホスホン酸、並びにそれらのエステル;モノ-ホスホネート;アサイクリックビスホスホネート;サイクリックホスホネート;などが挙げられる。
ホスホネートの中でも、サイクリックホスホネートが好ましく、サイクリックビスホスホネートが特に好ましい。
サイクリックホスホネートとしては、例えば、下記構造式(i)で表される化合物が挙げられる:
上記構造式(i)で表されるサイクリックホスホネートについて、より詳細には、仏国特許出願公開第1503429号明細書に開示されている。
サイクリックビスホスホネートとしては、例えば、下記構造式(ii)で表される化合物が挙げられる:
サイクリックビスホスホネートについて、より詳細には、米国特許第4174343号明細書および英国特許出願公開第1515223号明細書に開示されている。
耐熱寸法安定性に優れる発泡成形体を得ることができることから、サイクリックビスホスホネートの中でも、以下の構造式(iii)で表されるペンタエリスリチルジホスホネート(例えば、Thor GmbH社製、AFLAMMIT(登録商標)PCO900(リン含有量24%))が、特に好ましい。ペンタエリスリチルジホスホネートとしては、具体的には3,9-ジメチル-2,4,8,10-テトラオキサ-3,9-ジホスファスピロ[5,5]ウンデカン-3,9-ジオキシドが特に好ましい。
有機リン系化合物としては、表面に被覆処理(コーティング)を施した有機リン系化合物(例えば、表面をコーティングされたホスホネート等)を使用することもできる。
(ヒンダードアミン)
本明細書において、「ヒンダードアミン」とは、N原子上に直接的に置換されたOR基(ここで、Rは飽和または不飽和の一価の炭化水素基である)を有しているヒンダードアミン(以下、N-置換型ヒンダードアミンと称する場合がある)を意図する。ヒンダードアミンとしては、N原子上に直接的に置換されたOR基を有しているヒンダードアミンである限り特に限定されず、公知のヒンダードアミンを使用し得る。ヒンダードアミンとしては、1種類のヒンダードアミンを単独で使用してもよく、2種類以上のヒンダードアミンを組み合わせて使用してもよい。
本明細書において、「ヒンダードアミン」とは、N原子上に直接的に置換されたOR基(ここで、Rは飽和または不飽和の一価の炭化水素基である)を有しているヒンダードアミン(以下、N-置換型ヒンダードアミンと称する場合がある)を意図する。ヒンダードアミンとしては、N原子上に直接的に置換されたOR基を有しているヒンダードアミンである限り特に限定されず、公知のヒンダードアミンを使用し得る。ヒンダードアミンとしては、1種類のヒンダードアミンを単独で使用してもよく、2種類以上のヒンダードアミンを組み合わせて使用してもよい。
広い温度範囲で難燃効果を発揮できることから、ヒンダードアミンとしては、トリアジン成分を含有しているN-置換型ヒンダードアミン(以下、「トリアジン骨格含有ヒンダードアミン」と称する場合がある。)が好ましい。トリアジン骨格含有ヒンダードアミンとしては、特に限定されないが、(i)CAS番号191680-81-6の化合物((i-1)過酸化処理したN-ブチル-2,2,6,6,-テトラメチル-4-ピぺリジンアミンと、2,4,6-トリクロロ-1,3,5-トリアジンとの反応生成物にシクロヘキサンを反応させてなる生成物と、N,N’-ビス(3-アミノプロピル)エチレンジアミンとの反応生成物であり、(i-2)2,4-ビス((1-シクロヘキシルオキシ-2,2,6,6-テトラメチルピぺリジン-4-イル)ブチルアミノ)-6-クロロ-S-トリアジンと、N,N’-ビス(3-アミノプロピル)エチレンジアミンとの反応生成物であるともいえ、(i-3)N,N’,N’’’-トリス{2,4-ビス[(1-ヒドロカルビルオキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-4-イル)アルキルアミノ]-s-トリアジン-6-イル}-3,3’-エチレンジイミノジプロピルアミンであるともいえる)、および/または、(ii)ビス(1-ウンデカンオキシ-2,2,6,6-テトラメチルピぺリジン-4-イル)カルボネート、が好ましい。また、上述したトリアジン骨格含有ヒンダードアミンの異性体、および、上述したトリアジン骨格含有ヒンダードアミンの架橋された誘導体を使用することもできる。トリアジン骨格含有ヒンダードアミンについて、より詳細には、欧州特許第0889085号明細書の第2頁32行目~第4頁6行目に開示されている。
トリアジン骨格含有ヒンダードアミンとしては、市販品も好適に使用できる。トリアジン骨格含有ヒンダードアミンの市販品としては、BASF社製FLAMSTAB(登録商標)NOR116(CAS番号191680-81-6の化合物)、およびCLARIANT社製HOSTAVIN(登録商標)NOW XP、アデカ社製アデカスタブLA-81(ビス(1-ウンデカンオキシ-2,2,6,6-テトラメチルピぺリジン-4-イル)カルボネート)などが挙げられる。
本発明の一実施形態において、ヒンダードアミンは、下記の構造式(iv)によって表される化合物であってもよい:
上記構造式(iv)で表される化合物について、より詳細には、欧州特許第2225318号明細書に開示されており、より具体的には、欧州特許第2225318号明細書の第5頁35行目~第25頁48行目に開示されている。
本発明の一実施形態において、ヒンダードアミンは、下記の構造式(v)によって表される化合物であってもよい:
上記構造式(v)で表される化合物について、より詳細には、欧州特許第0309402号明細書の第3頁33行目~第8頁58行目に開示されている。
本発明の一実施形態において、ヒンダードアミンは、下記の構造式(vi)によって表される化合物であってもよい:
上記構造式(vi)によって表される化合物について、より詳細には、米国特許第8598369号明細書の実施例1~12および表1~5において開示されている。
非ハロゲンであることから、難燃剤は、リン含有化合物および窒素含有化合物からなる群から選択される1種以上を含むことが好ましく、当該群から選択される1種以上のみから構成されることが好ましい。一方、高い難燃性の付与が必要とされる場合、難燃剤は、臭素系難燃剤を含むことが好ましく、臭素系難燃剤のみから構成されることが好ましい。少量の臭素系難燃剤で高い難燃性が得られることから、難燃剤として臭素系難燃剤を使用する場合、後述する難燃助剤として3酸化アンチモンを当該臭素系難燃剤と一緒に使用することが好ましい。
より高い難燃性を少ない難燃剤量で発現させることができることから、難燃剤は、リン含有化合物、窒素含有化合物および臭素系難燃剤からなる群から選択される1種以上を含むことが好ましく、有機リン系化合物、ヒンダードアミンおよび臭素系難燃剤からなる群から選択される1種以上を含むことがより好ましく、ホスホネート、ヒンダードアミンおよび臭素系難燃剤からなる群から選択される1種以上を含むことがより好ましく、サイクリックホスホネート、トリアジン骨格含有ヒンダードアミンおよび臭素系難燃剤からなる群から選択される1種以上を含むことがより好ましく、サイクリックビスホスホネート、トリアジン骨格含有ヒンダードアミンおよび臭素系難燃剤からなる群から選択される1種以上を含むことがさらに好ましい。より高い難燃性をより少ない難燃剤量で発現させることができることから、難燃剤は、リン含有化合物、窒素含有化合物および臭素系難燃剤からなる群から選択される1種以上のみから構成されることが好ましく、有機リン系化合物、ヒンダードアミンおよび臭素系難燃剤からなる群から選択される1種以上のみから構成されることがより好ましく、ホスホネート、ヒンダードアミンおよび臭素系難燃剤からなる群から選択される1種以上のみから構成されることがより好ましく、サイクリックホスホネート、トリアジン骨格含有ヒンダードアミンおよび臭素系難燃剤からなる群から選択される1種以上のみから構成されることがより好ましく、サイクリックビスホスホネート、トリアジン骨格含有ヒンダードアミンおよび臭素系難燃剤からなる群から選択される1種以上のみから構成されることがさらに好ましい。
発泡粒子の製造過程にて難燃剤が分解せず(樹脂粒子の製造工程で難燃剤が消費されて発泡粒子中の難燃剤が減少していない)、樹脂の燃焼時に効率的に難燃効果を発揮させることができることから、難燃剤は、5%重量減少温度が270℃~300℃であることが好ましく、272℃~298℃であることがより好ましく、274℃~296℃であることがさらに好ましく、275℃~295℃であることが特に好ましい。難燃剤の5%重量減少温度の測定方法については、後述の実施例にて詳説する。
より高い難燃性を少ない難燃剤量で発現させることができることから、難燃剤は、(a)ペンタエリスリチルジホスホネート、(b)2,4-ビス((1-シクロヘキシルオキシ-2,2,6,6-テトラメチルピぺリジン-4-イル)ブチルアミノ)-6-クロロ-S-トリアジンと、N,N’-ビス(3-アミノプロピル)エチレンジアミンとの反応生成物、(c)メラミン、(d)メラミン臭化水素、(e)臭素化ビスフェノールA難燃剤、および(f)臭素化ビスフェノールS難燃剤からなる群から選択される1種以上を含むことが好ましく、当該群から選択される1種以上のみから構成されることが特に好ましい。
樹脂粒子が難燃剤としてリン含有化合物を含む場合について説明する。この場合、樹脂粒子におけるリン含有化合物の含有量は、特に限定されないが、当該樹脂粒子100重量%中、1.0重量%~20.0重量%であることが好ましく、2.0重量%~18.0重量%であることがより好ましく、3.0重量%~15.0重量%であることがより好ましく、4.0重量%~13.0重量%であることがさらに好ましく、4.5重量%~11.0重量%であることがよりさらに好ましく、7.0重量%~11.0重量%であることが特に好ましい。樹脂粒子におけるリン含有化合物の含有量が、当該樹脂粒子100重量%中、(i)1.0重量%以上である場合、発泡粒子が難燃性に優れる発泡成形体を安定的に提供することができるという利点を有し、(ii)20.0重量%以下である場合、発泡粒子がひけが無く、かつ強度(例えば、圧縮強度)に優れる発泡成形体を提供することができるという利点を有する。
樹脂粒子が難燃剤として有機リン系化合物を含む場合、樹脂粒子は、樹脂粒子100重量%中、有機リン系化合物を1.0重量%~20.0重量%含むことが好ましく、3.0重量%~19.0重量%含むことがより好ましく、4.0重量%~18.0重量%含むことがより好ましく、5.0重量%~17.0重量%含むことがさらに好ましく、8.0重量%~16.0重量%含むことがよりさらに好ましい。樹脂粒子が有機リン系化合物を樹脂粒子100重量%中、(i)1.0重量%以上含む場合、難燃性に優れる発泡成形体を安定的に提供することができ、(ii)20.0重量%以下含む場合、ひけが無く、かつ強度(例えば、圧縮強度)に優れる発泡成形体を提供することができる。
樹脂粒子が難燃剤として窒素含有化合物を含む場合について説明する。この場合、樹脂粒子における窒素含有化合物の含有量は、特に限定されないが、当該樹脂粒子100重量%中、0.5重量%~10.0重量%であることが好ましく、0.5重量%~8.0重量%であることがより好ましく、0.5重量%~6.0重量%であることがより好ましく、0.7重量%~5.0重量%であることがより好ましく、0.8重量%~4.0重量%であることがより好ましく、0.9重量%~3.0重量%であることがより好ましく、1.0重量%~3.0重量%であることがさらに好ましく、1.5重量%~2.5重量%であることが特に好ましい。樹脂粒子における窒素含有化合物の含有量が、当該樹脂粒子100重量%中、(i)0.5重量%以上である場合、発泡粒子が非着火性および自己消火性に優れる発泡成形体を提供することができるという利点を有し、(ii)10.0重量%以下である場合、後述する発泡工程において、樹脂粒子同士の合着(ブロッキング)を抑制することができるという利点を有する。
樹脂粒子が難燃剤としてヒンダードアミンを含む場合、樹脂粒子は、樹脂粒子100重量%中、ヒンダードアミンを0.5重量%~10.0重量%含むことが好ましく、0.5重量%~8.0重量%含むことがより好ましく、2.0重量%~7.0重量%含むことがさらに好ましく、3.0重量%~6.0重量%含むことがよりさらに好ましい。本樹脂粒子がヒンダードアミンを(i)0.5重量%超含む場合、非着火性、および自己消火性に優れる発泡成形体を得ることができ、(ii)10.0重量%以下含む場合、後述する発泡工程において、樹脂粒子同士の合着(ブロッキング)を抑制することができる。
上記の利点があることから、本樹脂粒子は、樹脂粒子100重量%中、有機リン系化合物1.0重量%~20.0重量%と、ヒンダードアミン0.5重量%~10.0重量%と、を含むことが好ましい。
樹脂粒子が難燃剤としてメラミン系難燃剤を含む場合について説明する。この場合、樹脂粒子におけるメラミン系難燃剤の含有量は、特に限定されないが、当該樹脂粒子100重量%中、0.01重量%~3.00重量%であることが好ましく、0.05重量%~2.00重量%であることがより好ましく、0.10重量%~1.00重量%であることがより好ましく、0.12重量%~0.80重量%であることがさらに好ましく、0.14重量%~0.50重量%であることが特に好ましい。樹脂粒子におけるメラミン系難燃剤の含有量が、当該樹脂粒子100重量%中、(i)0.01重量%以上である場合、優れた難燃性が得られるという利点を有し、(ii)3.00重量%以下である場合、発泡成形体の表面性の悪化を引き起こし難くなるという利点を有する。
樹脂粒子が難燃剤として臭素系難燃剤を含む場合について説明する。この場合、樹脂粒子における臭素系難燃剤の含有量は、特に限定されないが、当該樹脂粒子100重量%中、0.01重量%~15.00重量%であることが好ましく、0.05重量%~12.00重量%であることがより好ましく、0.10重量%~10.00重量%であることがより好ましく、0.50重量%~9.00重量%であることがさらに好ましく、1.00重量%~8.00重量%であることが特に好ましい。樹脂粒子における臭素系難燃剤の含有量が、当該樹脂粒子100重量%中、(i)0.01重量%以上である場合、優れた難燃性が得られるという利点を有し、(ii)15.00重量%以下である場合、後述するUL94V“垂直燃焼試験”時の溶融樹脂のドリッピング(試験試料の粒子の落下)を抑制させることができるという利点を有する。
樹脂粒子における難燃剤の含有量(合計含有量)は、特に限定されないが、当該樹脂粒子100重量%中、1.5重量%~30.0重量%であることが好ましく、2.0重量%~25.0重量%であることがより好ましく、3.0重量%~20.0重量%であることがより好ましく、4.0重量%~18.0重量%であることがより好ましく、5.0重量%~15.0重量%であることがさらに好ましく、6.0重量%~13.0重量%であることが特に好ましい。樹脂粒子における難燃剤の含有量が、当該樹脂粒子100重量%中、(i)2.0重量%以上である場合、優れた難燃性が得られるという利点を有し、(ii)30.0重量%以下である場合、美麗な発泡成形体を得やすいという利点を有する。
<その他の添加剤>
本発明の一実施形態において、樹脂粒子は、ポリオレフィン系樹脂(X)および難燃剤の他に、本発明の一実施形態に係る効果を損なわない限り、任意でその他の添加剤を含んでいてもよい。その他の添加剤としては、難燃助剤、抗酸化剤、UV光吸収剤、過酸化物捕捉剤、無機核形成剤、帯電防止剤、酸化防止剤、光安定剤、結晶核剤、導電剤、潤滑剤、フィラー、カーボンブラック、粉状活性炭等が挙げられる。このようなその他の添加剤は、本樹脂粒子を製造する際に、後述するブレンド物もしくはポリプロピレン系樹脂組成物へ直接添加してもよく、予め基材樹脂の一部あるいはその他の樹脂に当該添加剤を高濃度で含有させてマスターバッチ化しておき、得られたマスターバッチ樹脂を、前記ブレンド物もしくは前記ポリプロピレン系樹脂組成物へ添加してもよい。マスターバッチ樹脂を作製する際に用いられる樹脂としては、基材樹脂の一部であることが好ましい。
本発明の一実施形態において、樹脂粒子は、ポリオレフィン系樹脂(X)および難燃剤の他に、本発明の一実施形態に係る効果を損なわない限り、任意でその他の添加剤を含んでいてもよい。その他の添加剤としては、難燃助剤、抗酸化剤、UV光吸収剤、過酸化物捕捉剤、無機核形成剤、帯電防止剤、酸化防止剤、光安定剤、結晶核剤、導電剤、潤滑剤、フィラー、カーボンブラック、粉状活性炭等が挙げられる。このようなその他の添加剤は、本樹脂粒子を製造する際に、後述するブレンド物もしくはポリプロピレン系樹脂組成物へ直接添加してもよく、予め基材樹脂の一部あるいはその他の樹脂に当該添加剤を高濃度で含有させてマスターバッチ化しておき、得られたマスターバッチ樹脂を、前記ブレンド物もしくは前記ポリプロピレン系樹脂組成物へ添加してもよい。マスターバッチ樹脂を作製する際に用いられる樹脂としては、基材樹脂の一部であることが好ましい。
難燃助剤としては、例えば、3酸化アンチモン、2,3-ジメチル-2,3-ジフェニルブタン、ポリ-1,4-ジイソプロピルベンゼンなどが挙げられる。
樹脂粒子における難燃助剤の含有量は、特に限定されないが、当該樹脂粒子100重量%中、0.3重量%~10.0重量%であることが好ましく、0.5重量%~8.0重量%であることがより好ましく、1.0重量%~6.0重量%であることがより好ましく、2.0重量%~5.0重量%であることがさらに好ましく、3.0重量%~4.5重量%であることが特に好ましい。樹脂粒子における難燃助剤の含有量が、当該樹脂粒子100重量%中、(i)0.3重量%以上である場合、難燃剤との相乗効果により難燃性を高めることができるため、主として使用する難燃剤の使用量(含有量)を削減できるという利点を有し、(ii)10.0重量%以下である場合、発泡粒子の物性低下を防ぐことができるという利点を有する。
抗酸化剤としては、例えば、アルキル化モノフェノール、アルキルチオメチルフェノール、ヒドロキノンおよびアルキル化ヒドロキノン、トコフェロール、水酸化チオジフェニルエーテル、アルキリデンビスフェノール、O含有ベンジル化合物、N含有ベンジル化合物、S含有ベンジル化合物、ヒドロキシベンジル化マロネート、芳香族ヒドロキシベンジル化合物、アシルアミノフェノール、ヒドロキシフェニルプロピオン酸のアミドおよびエステルなどが挙げられる。
無機核形成剤としては、例えば、タルク、酸化チタン、シリカ(二酸化ケイ素)、ケイ酸塩、アルミナ、珪藻土、炭酸カルシウム、酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、硫酸マグネシウム、リン酸カルシウム、長石アパタイト、硫酸バリウム、ホウ酸亜鉛等が挙げられる。ケイ酸塩としては、例えば、タルク、ケイ酸マグネシウム、カオリン、ハロイサイト、デッカイト、ケイ酸アルミニウムおよびゼオライトなどが挙げられる。
本樹脂粒子は、得られる発泡成形体を灰色または黒色に着色するために、カーボンブラックおよび黒鉛などの顔料をさらに含有していてもよい。
<ポリオレフィン系発泡粒子の物性>
(平均気泡径)
本発泡粒子の平均気泡径は、特に制限されないが、100μm~600μmであることが好ましく、150μm~450μm以下であることがより好ましく、200μm~400μmであることがさらに好ましい。本発泡粒子の平均気泡径が、(a)100μm以上である場合、表面美麗性に優れる発泡成形体を得ることができる。また、(b)600μm以下である場合、発泡粒子の型内発泡成形時の2次発泡性が良好となり、表面美麗性に優れる発泡成形体を得ることができる。「平均気泡径」は、「セル径」と称される場合も有る。発泡粒子の平均気泡径の測定方法については、後述の実施例にて詳説する。
(平均気泡径)
本発泡粒子の平均気泡径は、特に制限されないが、100μm~600μmであることが好ましく、150μm~450μm以下であることがより好ましく、200μm~400μmであることがさらに好ましい。本発泡粒子の平均気泡径が、(a)100μm以上である場合、表面美麗性に優れる発泡成形体を得ることができる。また、(b)600μm以下である場合、発泡粒子の型内発泡成形時の2次発泡性が良好となり、表面美麗性に優れる発泡成形体を得ることができる。「平均気泡径」は、「セル径」と称される場合も有る。発泡粒子の平均気泡径の測定方法については、後述の実施例にて詳説する。
(発泡粒子の高温側融解熱量)
本発泡粒子の高温側融解熱量は、5.0J/g~25.0J/gであることが好ましく、8.0J/g~20.0J/gであることがより好ましく、10.0J/g~15.0J/gであることがさらに好ましい。発泡粒子の高温側融解熱量が、(a)5.0J/g以上である場合、得られる発泡成形体の、型内発泡成形時における、発泡成形体表面でのヒケの発生、および、寸法の収縮を抑制でき、(b)25.0J/g以下である場合、内部融着性に優れ、かつ、表面が平滑な発泡成形体を得ることができる。高温側融解熱量は、高温側融解ピーク熱量であるとも言える。発泡粒子の高温側融解熱量の測定方法については、後述の実施例にて詳説する。
本発泡粒子の高温側融解熱量は、5.0J/g~25.0J/gであることが好ましく、8.0J/g~20.0J/gであることがより好ましく、10.0J/g~15.0J/gであることがさらに好ましい。発泡粒子の高温側融解熱量が、(a)5.0J/g以上である場合、得られる発泡成形体の、型内発泡成形時における、発泡成形体表面でのヒケの発生、および、寸法の収縮を抑制でき、(b)25.0J/g以下である場合、内部融着性に優れ、かつ、表面が平滑な発泡成形体を得ることができる。高温側融解熱量は、高温側融解ピーク熱量であるとも言える。発泡粒子の高温側融解熱量の測定方法については、後述の実施例にて詳説する。
本発泡粒子は、収縮によるヒケおよび表面の凹凸が発生せず、表面性に優れる発泡成形体を提供できるという利点があることから、示差走査熱量計法による測定で得られるDSC曲線において、少なくとも2つの融解ピークを有することが好ましい。本発泡粒子は、示差走査熱量計法による測定で得られるDSC曲線において、少なくとも2つの融解ピークを有し、かつ、高温側融解熱量が5.0J/g~25.0J/gであることがより好ましい。
(発泡粒子の嵩密度)
本発泡粒子の嵩密度は、特に限定されないが、15g/L~400g/Lであることが好ましく、60g/L~300g/Lであることがより好ましく、70g/L~250g/Lであることがさらに好ましく、80g/L~250g/Lであることがよりさらに好ましく、90g/L~250g/Lであることが特に好ましい。本発泡粒子の嵩密度が、(a)15g/L以上である場合、当該発泡粒子の成形に必要な内圧が低くなるという利点があり、また、(b)400g/L以下である場合、軽量性に優れる発泡成形体を得ることができるという利点がある。発泡粒子の嵩密度の測定方法については、後述の実施例にて詳説する。
本発泡粒子の嵩密度は、特に限定されないが、15g/L~400g/Lであることが好ましく、60g/L~300g/Lであることがより好ましく、70g/L~250g/Lであることがさらに好ましく、80g/L~250g/Lであることがよりさらに好ましく、90g/L~250g/Lであることが特に好ましい。本発泡粒子の嵩密度が、(a)15g/L以上である場合、当該発泡粒子の成形に必要な内圧が低くなるという利点があり、また、(b)400g/L以下である場合、軽量性に優れる発泡成形体を得ることができるという利点がある。発泡粒子の嵩密度の測定方法については、後述の実施例にて詳説する。
なお、本発泡粒子を成形する際に、空気を含浸させる(内圧を付与する)場合、発泡粒子の嵩密度とは、空気を含浸させる前(内圧を付与する前)の発泡粒子の嵩密度を意図する。
〔2.発泡粒子の製造方法〕
本発明の一実施形態に係る発泡粒子の製造方法は、容器内において、ポリオレフィン系樹脂粒子と、発泡剤とを水系分散媒中に分散させる分散工程と、前記分散工程にて得られた分散液を、前記容器内の圧力よりも低圧の領域に放出する放出工程と、を含み、前記ポリオレフィン系樹脂粒子は、50%重量減少温度が340℃以上であるポリオレフィン系樹脂と、難燃剤と、を含有する。
本発明の一実施形態に係る発泡粒子の製造方法は、容器内において、ポリオレフィン系樹脂粒子と、発泡剤とを水系分散媒中に分散させる分散工程と、前記分散工程にて得られた分散液を、前記容器内の圧力よりも低圧の領域に放出する放出工程と、を含み、前記ポリオレフィン系樹脂粒子は、50%重量減少温度が340℃以上であるポリオレフィン系樹脂と、難燃剤と、を含有する。
本明細書において、「本発明の一実施形態に係る発泡粒子の製造方法」を、「本製造方法」と称する場合がある。
本製造方法は、上述した構成を有するため、難燃性に優れるポリオレフィン系発泡成形体を提供し得る、ポリオレフィン系発泡粒子を提供することができる、という利点を有する。
以下、本製造方法に関する各態様(例えば、各工程)について説明するが、以下に詳説した事項以外は、適宜、〔1.ポリオレフィン系発泡粒子〕の項の記載を援用する。
(造粒工程)
本製造方法は、発泡工程の前に、樹脂粒子を調製する、造粒工程を含むことが好ましい。
本製造方法は、発泡工程の前に、樹脂粒子を調製する、造粒工程を含むことが好ましい。
本製造方法における造粒工程は、樹脂粒子を得ることができる限り特に限定されず、公知の方法を採用することができる。造粒工程の一例として、以下の(S1)~(S3)を順に行う方法が挙げられる:(S1)所定量のポリオレフィン系樹脂Xおよび難燃剤と、必要に応じて、その他の添加剤と、を押出機を用いて溶融混練し、溶融混練物を調製する;(S2)当該溶融混練物を押出機が備えるダイより押出す;(S3)押出された溶融混練物を所望の形状(例えば、円柱状および球状など)に細断し、ポリオレフィン系樹脂粒子を得る。
(分散工程)
容器は、例えば、耐圧容器、およびオートクレーブ型の耐圧容器が挙げられる。容器は、容器内に、撹拌機を備えていてもよい。
容器は、例えば、耐圧容器、およびオートクレーブ型の耐圧容器が挙げられる。容器は、容器内に、撹拌機を備えていてもよい。
水系分散媒としては、例えば、(a)メタノール、エタノール、エチレングリコールおよびグリセリンなどを水に添加して得られた分散媒、(b)水道水および工業用水などの水、並びに、(c)塩化ナトリウムまたは硫酸ナトリウムなどの塩を含む溶液(水溶液)、などが挙げられる。
発泡剤としては、(a)(a-1)窒素、二酸化炭素、空気(酸素、窒素、二酸化炭素の混合物)等の無機ガス、および(a-2)水、などの無機系発泡剤;並びに(b)(b-1)プロパン、ノルマルブタン、イソブタン、ノルマルペンタン、イソペンタン、ネオペンタン等の炭素数3~5の飽和炭化水素、(b-2)ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、およびメチルエチルエーテル等のエーテル、(b-3)モノクロルメタン、クロロエタン、ハイドロフルオロオレフィン等のハロゲン化炭化水素、などの有機系発泡剤;等が挙げられる。
本発泡粒子の製造方法では、分散剤(例えば、第三リン酸カルシウムおよびタルクなどの無機物)および分散助剤(例えば、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムなどのアニオン界面活性剤)を使用することが好ましい。当該構成によると、樹脂粒子同士の合着(ブロッキングと称する場合がある。)を低減でき、容器内での分散液の安定性を高めることができる。その結果、安定的に発泡粒子を製造できるという利点を有する。
上述した水系分散媒および発泡剤について、各々、1種類を単独で使用してもよく、2種類以上を組み合わせて使用してもよい。
水系分散媒、発泡剤、分散剤および分散助剤のそれぞれの使用量は、特に限定されず、(i)分散液の安定性(樹脂粒子の分散性)、(ii)得られる発泡粒子の密度、(iii)得られる発泡粒子を成形してなる発泡成形体の融着性、(iv)生産性および(v)経済性などを考慮して、適宜設定され得る。
容器内において、ポリオレフィン系樹脂粒子と、発泡剤とを水系分散媒中に分散させる方法、すなわち分散工程の具体的な方法としては特に限定されない。例えば、容器内に、水系分散媒、ポリオレフィン系樹脂粒子および発泡剤を供給し、容器内に備えられた撹拌機で、容器内の混合物を攪拌するなどの方法が挙げられる。
(昇温-昇圧工程および保持工程)
本製造方法は、分散工程の後であり、かつ放出工程の前に、(1)容器内温度を一定温度まで昇温し、かつ容器内圧力を一定圧力まで昇圧する昇温-昇圧工程と、(2)容器内温度および圧力を一定温度かつ一定圧力で保持する保持工程とを、この順で、さらに含むことが好ましい。本明細書において、昇温-昇圧工程および保持工程における(a)一定温度を発泡温度と称する場合があり、(b)一定圧力を発泡圧力と称する場合がある。
本製造方法は、分散工程の後であり、かつ放出工程の前に、(1)容器内温度を一定温度まで昇温し、かつ容器内圧力を一定圧力まで昇圧する昇温-昇圧工程と、(2)容器内温度および圧力を一定温度かつ一定圧力で保持する保持工程とを、この順で、さらに含むことが好ましい。本明細書において、昇温-昇圧工程および保持工程における(a)一定温度を発泡温度と称する場合があり、(b)一定圧力を発泡圧力と称する場合がある。
発泡温度は、(i)(a)ポリオレフィン系樹脂Xおよび難燃剤の混合物、(b)溶融混練物、または(c)樹脂粒子の融点-20.0℃~融点+20.0℃であることが好ましく、(ii)(a)ポリオレフィン系樹脂Xおよび難燃剤の混合物、(b)溶融混練物、または(c)樹脂粒子の融点-10.0℃~融点+15.0℃であることがより好ましく、(iii)(a)ポリオレフィン系樹脂Xおよび難燃剤の混合物、(b)溶融混練物、または(c)樹脂粒子の融点-5.0℃~融点+13.0℃であることがさらに好ましい。
発泡圧力は、0.5MPa(ゲージ圧)~10.0MPa(ゲージ圧)が好ましく、0.6MPa(ゲージ圧)~5.0MPa(ゲージ圧)がより好ましく、0.6MPa(ゲージ圧)~2.5MPa(ゲージ圧)がより好ましい。発泡圧力が0.5MPa(ゲージ圧)以上であれば、密度の好適な発泡粒子を得ることができる。
保持工程において、容器内の分散液を発泡温度および発泡圧力付近で保持する時間(保持時間)は、特に限定されないが、例えば、10分間~60分間が好ましく、12分間~50分間がより好ましく、15分間~40分間がさらに好ましい。
(放出工程)
放出工程により、樹脂粒子を発泡させることができ、結果として発泡粒子が得られる。放出工程は、容器の一端を解放し、容器内の分散液を、発泡圧力(すなわち、容器内圧力)よりも低圧の領域(空間)に放出する工程、ともいえる。
放出工程により、樹脂粒子を発泡させることができ、結果として発泡粒子が得られる。放出工程は、容器の一端を解放し、容器内の分散液を、発泡圧力(すなわち、容器内圧力)よりも低圧の領域(空間)に放出する工程、ともいえる。
(発泡工程)
分散工程から放出工程までの工程を発泡工程と称する場合がある。また、このように、樹脂粒子から発泡粒子を製造する工程を「1段発泡工程」と呼び、得られた発泡粒子を「1段発泡粒子」と呼ぶ。
分散工程から放出工程までの工程を発泡工程と称する場合がある。また、このように、樹脂粒子から発泡粒子を製造する工程を「1段発泡工程」と呼び、得られた発泡粒子を「1段発泡粒子」と呼ぶ。
(2段発泡工程)
発泡倍率の高い発泡粒子を得る為に、1段発泡工程で得られた1段発泡粒子を再度発泡させてもよい。1段発泡粒子の発泡倍率を高める工程を「2段発泡工程」と呼び、2段発泡工程によって得られたポリオレフィン系樹脂発泡粒子を「2段発泡粒子」と呼ぶ。2段発泡工程の具体的な方法は特に限定されず、公知の方法を採用できる。
発泡倍率の高い発泡粒子を得る為に、1段発泡工程で得られた1段発泡粒子を再度発泡させてもよい。1段発泡粒子の発泡倍率を高める工程を「2段発泡工程」と呼び、2段発泡工程によって得られたポリオレフィン系樹脂発泡粒子を「2段発泡粒子」と呼ぶ。2段発泡工程の具体的な方法は特に限定されず、公知の方法を採用できる。
〔3.ポリオレフィン系発泡成形体〕
本発明の一実施形態に係るポリオレフィン系発泡成形体は、〔1.ポリオレフィン系発泡粒子〕の項に記載のポリオレフィン系発泡粒子を型内発泡成形してなる、発泡成形体である。本明細書において、「本発明の一実施形態に係るポリオレフィン系発泡成形体」を、「本発泡成形体」と称する場合がある。
本発明の一実施形態に係るポリオレフィン系発泡成形体は、〔1.ポリオレフィン系発泡粒子〕の項に記載のポリオレフィン系発泡粒子を型内発泡成形してなる、発泡成形体である。本明細書において、「本発明の一実施形態に係るポリオレフィン系発泡成形体」を、「本発泡成形体」と称する場合がある。
本発泡成形体は、上記構成を有するため、難燃性に優れるという利点を有する。
(発泡成形体の難燃性)
本明細書において、発泡成形体の難燃性は、UL94V“垂直燃焼発泡材料試験”によって評価することができる。UL94V“垂直燃焼発泡材料試験”の試験方法については、後述の実施例にて詳説する。
本明細書において、発泡成形体の難燃性は、UL94V“垂直燃焼発泡材料試験”によって評価することができる。UL94V“垂直燃焼発泡材料試験”の試験方法については、後述の実施例にて詳説する。
UL94V“垂直燃焼発泡材料試験”では、発泡成形体の難燃性が4段階のグレード(難燃性に優れる方から順に、V-0、V-1、V-2およびNG)で評価される。本発泡成形体は、少なくともグレードV-2を充足することが好ましく、グレードV-1を充足することがより好ましく、グレードV-0を充足する(満たす)ことが特に好ましい。
発泡成形体の密度は、UL94V試験の試験結果に影響を及ぼす要因の一つである。発泡成形体の密度が小さいほど、該発泡成形体に含まれる発泡粒子に由来する成分(ポリプロピレン系樹脂Xおよび難燃剤)の量が小さくなる。それ故、ポリプロピレン系樹脂Xおよび難燃剤に起因する難燃性向上効果を享受し難くなる、等の理由により、発泡成形体のUL94V試験の試験結果は悪化する傾向がある。したがって、密度が大きく異なる発泡成形体間においては、UL94V試験の試験結果を単純比較することはできない。したがって、本発泡成形体について、「難燃性に優れる」とは、同等の密度を有する発泡成形体(本発明の一実施形態を満たさない発泡成形体)と比して、より優れた難燃性を有することを意図する。
(発泡成形体の密度)
本発泡成形体の密度は、特に限定されないが、15g/L~400g/Lであることが好ましく、50g/L~300g/Lであることが好ましく、98g/L~200g/Lであることが好ましい。発泡成形体の密度が15g/L以上であれば、発泡成形体の表面にひけがなく、平滑であり、より表面美麗性に優れる発泡成形体を得られるという利点があり、400g/L以下であると、十分に軽量化された発泡成形体を得られる。また、特に、発泡成形体の密度が98g/L以上である場合、UL94V試験において、試験試料の厚みが13mmの場合でもV-2以上の規格を充足し得るより優れた難燃性を有する発泡成形体を提供し得るため、好ましい。発泡成形体の密度の測定方法については、後述の実施例にて詳説する。
本発泡成形体の密度は、特に限定されないが、15g/L~400g/Lであることが好ましく、50g/L~300g/Lであることが好ましく、98g/L~200g/Lであることが好ましい。発泡成形体の密度が15g/L以上であれば、発泡成形体の表面にひけがなく、平滑であり、より表面美麗性に優れる発泡成形体を得られるという利点があり、400g/L以下であると、十分に軽量化された発泡成形体を得られる。また、特に、発泡成形体の密度が98g/L以上である場合、UL94V試験において、試験試料の厚みが13mmの場合でもV-2以上の規格を充足し得るより優れた難燃性を有する発泡成形体を提供し得るため、好ましい。発泡成形体の密度の測定方法については、後述の実施例にて詳説する。
<発泡成形体の製造方法>
本発泡成形体の製造方法は、本発泡粒子を成形(好ましくは型内発泡成形)できる限り、その他の態様は特に限定されず、公知の方法を適用することができる。本発泡成形体の製造方法としては、例えば、国際公開公報WO2022/149538の<発泡成形体の製造方法>の項に記載の製造方法を好適に採用できる。
本発泡成形体の製造方法は、本発泡粒子を成形(好ましくは型内発泡成形)できる限り、その他の態様は特に限定されず、公知の方法を適用することができる。本発泡成形体の製造方法としては、例えば、国際公開公報WO2022/149538の<発泡成形体の製造方法>の項に記載の製造方法を好適に採用できる。
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例によりその技術的範囲を限定されるものではない。
〔材料〕
実施例および比較例で使用した物質を以下に示す。
実施例および比較例で使用した物質を以下に示す。
<ポリオレフィン系樹脂>
ポリプロピレン系樹脂(a):エチレン/1-ブテン/プロピレンランダム共重合体、50%重量減少温度355℃、MI=10.30g/10分、融点149℃。
ポリプロピレン系樹脂(b):エチレン/プロピレンランダム共重合体、50%重量減少温度348℃、MI=6.50g/10分、融点138℃。
ポリプロピレン系樹脂(c):エチレン/プロピレンランダム共重合体、50%重量減少温度340℃、MI=7.00g/10分、融点144℃、エチレン含有量3.2%、Mw=44×104
ポリプロピレン系樹脂(d):エチレン/プロピレンランダム共重合体、50%重量減少温度335℃、MI=9.70g/10分、融点135℃。
ポリプロピレン系樹脂(a):エチレン/1-ブテン/プロピレンランダム共重合体、50%重量減少温度355℃、MI=10.30g/10分、融点149℃。
ポリプロピレン系樹脂(b):エチレン/プロピレンランダム共重合体、50%重量減少温度348℃、MI=6.50g/10分、融点138℃。
ポリプロピレン系樹脂(c):エチレン/プロピレンランダム共重合体、50%重量減少温度340℃、MI=7.00g/10分、融点144℃、エチレン含有量3.2%、Mw=44×104
ポリプロピレン系樹脂(d):エチレン/プロピレンランダム共重合体、50%重量減少温度335℃、MI=9.70g/10分、融点135℃。
<難燃剤>
(有機リン系化合物)
Thor GmbH社製 AFLAMMIT(登録商標)PCO900(ペンタエリスリチルジホスホネート)(5%重量減少温度は292℃)
(ヒンダードアミン)
BASF社製 FLAMESTAB(登録商標)NOR116(2,4-ビス((1-シクロヘキシルオキシ-2,2,6,6-テトラメチルピぺリジン-4-イル)ブチルアミノ)-6-クロロ-S-トリアジンと、N,N’-ビス(3-アミノプロピル)エチレンジアミンとの反応生成物)(5%重量減少温度は276℃)
(臭素系難燃剤)
鈴裕化学社製 テトラブロモビスフェノールA-ビス(2,3-ジブロモ-2-メチルプロピルエーテル)(臭素化ビスフェノールA)(5%重量減少温度は290℃)
<難燃助剤>
(3酸化アンチモン)
鈴裕化学社製 3酸化アンチモン
<その他の添加剤>
(無機核形成剤)
林化成社製 タルカンパウダーPK-S(タルク)
(酸化防止剤)
BASF社製 Irgafos168
BASF社製 Irganox1010
(紫外線防止剤)
BASF社製 Tinuvin622
<発泡剤>
エア・ウォーター株式会社製 二酸化炭素(CO2)
<分散剤>
BASF社製 カオリンASP-170(カオリン)
太平化学社製 第3リン酸カルシウム
<分散助剤>
花王社製DBS G-15(ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム)。
(有機リン系化合物)
Thor GmbH社製 AFLAMMIT(登録商標)PCO900(ペンタエリスリチルジホスホネート)(5%重量減少温度は292℃)
(ヒンダードアミン)
BASF社製 FLAMESTAB(登録商標)NOR116(2,4-ビス((1-シクロヘキシルオキシ-2,2,6,6-テトラメチルピぺリジン-4-イル)ブチルアミノ)-6-クロロ-S-トリアジンと、N,N’-ビス(3-アミノプロピル)エチレンジアミンとの反応生成物)(5%重量減少温度は276℃)
(臭素系難燃剤)
鈴裕化学社製 テトラブロモビスフェノールA-ビス(2,3-ジブロモ-2-メチルプロピルエーテル)(臭素化ビスフェノールA)(5%重量減少温度は290℃)
<難燃助剤>
(3酸化アンチモン)
鈴裕化学社製 3酸化アンチモン
<その他の添加剤>
(無機核形成剤)
林化成社製 タルカンパウダーPK-S(タルク)
(酸化防止剤)
BASF社製 Irgafos168
BASF社製 Irganox1010
(紫外線防止剤)
BASF社製 Tinuvin622
<発泡剤>
エア・ウォーター株式会社製 二酸化炭素(CO2)
<分散剤>
BASF社製 カオリンASP-170(カオリン)
太平化学社製 第3リン酸カルシウム
<分散助剤>
花王社製DBS G-15(ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム)。
なお、分散剤および分散助剤は、後述する分散工程において、分散液、または耐圧密閉容器中に添加するため、樹脂粒子、および発泡粒子には残存しないか、またはごく微量残存するにすぎない。また、発泡剤として使用した二酸化炭素は、発泡粒子のガス透過性が高いため、得られる発泡粒子から放散される。
〔測定方法〕
実施例および比較例において実施した評価方法に関して、以下に説明する。
実施例および比較例において実施した評価方法に関して、以下に説明する。
(ポリオレフィン系樹脂の50%重量減少温度)
ポリオレフィン系樹脂の50%重量減少温度は、日立ハイテクサイエンス製STA200RVを用いて、熱重量法に基づき測定した。ポリオレフィン系樹脂粒子を23℃50%の環境下にて15時間以上放置した後、試料作成に用いた。放置後のポリオレフィン系樹脂粒子を常温でプレスした後、4mg~8mgとなる様にカットした。カットした試料を測定ALパンに載せ、0.001mgまで重量を精秤し、昇温前の試料の重量とした。続いて、試料を昇温した。昇温中の雰囲気ガスは空気ボンベを使用し、ガス流量100ml/分とした。温度を25℃から150℃まで10℃/分で昇温させ、150℃で10分ホールドし、その後150℃から550℃まで10℃/分で昇温させた。昇温中(測定中)の試料の重量は、熱重量測定装置の天秤にて0.001mgまでALパン重量を測定した。昇温前の試料の重量を100%とし、昇温中の試料の重量を、昇温前の試料に対する相対値(%)で算出した。得られた試料の重量を、縦軸を重量、横軸を温度としたグラフにプロットし、熱重量減少曲線を作成した。熱重量減少曲線において、50%重量減少する際の温度を、50%重量減少温度とした。
ポリオレフィン系樹脂の50%重量減少温度は、日立ハイテクサイエンス製STA200RVを用いて、熱重量法に基づき測定した。ポリオレフィン系樹脂粒子を23℃50%の環境下にて15時間以上放置した後、試料作成に用いた。放置後のポリオレフィン系樹脂粒子を常温でプレスした後、4mg~8mgとなる様にカットした。カットした試料を測定ALパンに載せ、0.001mgまで重量を精秤し、昇温前の試料の重量とした。続いて、試料を昇温した。昇温中の雰囲気ガスは空気ボンベを使用し、ガス流量100ml/分とした。温度を25℃から150℃まで10℃/分で昇温させ、150℃で10分ホールドし、その後150℃から550℃まで10℃/分で昇温させた。昇温中(測定中)の試料の重量は、熱重量測定装置の天秤にて0.001mgまでALパン重量を測定した。昇温前の試料の重量を100%とし、昇温中の試料の重量を、昇温前の試料に対する相対値(%)で算出した。得られた試料の重量を、縦軸を重量、横軸を温度としたグラフにプロットし、熱重量減少曲線を作成した。熱重量減少曲線において、50%重量減少する際の温度を、50%重量減少温度とした。
(難燃剤の5%重量減少温度)
難燃剤の5%重量減少温度は、日立ハイテクサイエンス製STA200RVを用いて、熱重量法に基づき測定した。難燃剤を100℃の乾燥機にて1時間乾燥させた後、試料作成に用いた。該難燃剤をALパンに4mg~8mg秤量(重量は0.001mgまで測定した。)し試料とした。このとき測定された試料の重量を、昇温前の試料の重量とした。続いて、試料を昇温した。昇温中の雰囲気ガスは空気ボンベを使用し、ガス流量100ml/分とした。温度を25℃から550℃まで10℃/分で昇温させた。昇温中(測定中)の試料の重量は、0.001mgまで測定ALパンに精秤し測定した昇温前の試料の重量を100%とし、昇温中の試料の重量を、昇温前の試料に対する相対値(%)で算出した。得られた試料の重量を、縦軸を重量、横軸を温度としたグラフにプロットし、熱重量減少曲線を作成した。熱重量減少曲線において、5%重量減少する際の温度を、5%重量減少温度とした。
難燃剤の5%重量減少温度は、日立ハイテクサイエンス製STA200RVを用いて、熱重量法に基づき測定した。難燃剤を100℃の乾燥機にて1時間乾燥させた後、試料作成に用いた。該難燃剤をALパンに4mg~8mg秤量(重量は0.001mgまで測定した。)し試料とした。このとき測定された試料の重量を、昇温前の試料の重量とした。続いて、試料を昇温した。昇温中の雰囲気ガスは空気ボンベを使用し、ガス流量100ml/分とした。温度を25℃から550℃まで10℃/分で昇温させた。昇温中(測定中)の試料の重量は、0.001mgまで測定ALパンに精秤し測定した昇温前の試料の重量を100%とし、昇温中の試料の重量を、昇温前の試料に対する相対値(%)で算出した。得られた試料の重量を、縦軸を重量、横軸を温度としたグラフにプロットし、熱重量減少曲線を作成した。熱重量減少曲線において、5%重量減少する際の温度を、5%重量減少温度とした。
(ポリオレフィン系樹脂(ポリプロピレン系樹脂)の融点)
ポリオレフィン系樹脂(ポリプロピレン系樹脂)の融点は示差走査熱量計(セイコーインスツルメンツ(株)製、DSC6200型)を用いて測定した。具体的な測定方法は以下の(1)~(3)の通りであった:(1)ポリオレフィン系樹脂(ポリプロピレン系樹脂)5mg~6mgの温度を10.0℃/分の昇温速度で40.0℃から220.0℃まで昇温することにより当該ポリオレフィン系樹脂(ポリプロピレン系樹脂)を融解させた;(2)その後、融解されたポリオレフィン系樹脂(ポリプロピレン系樹脂)の温度を10.0℃/分の降温速度で220.0℃から40.0℃まで降温することにより当該ポリオレフィン系樹脂(ポリプロピレン系樹脂)を結晶化させた;(3)その後、さらに、結晶化されたポリオレフィン系樹脂(ポリプロピレン系樹脂)の温度を10℃/分の昇温速度で40.0℃から220.0℃まで昇温した。2回目の昇温時(すなわち(3)のとき)に得られる当該ポリオレフィン系樹脂(ポリプロピレン系樹脂)のDSC曲線のピーク(融解ピーク)の温度を当該ポリオレフィン系樹脂(ポリプロピレン系樹脂)の融点とした。なお、上述の方法により、2回目の昇温時に得られる、ポリオレフィン系樹脂(ポリプロピレン系樹脂)のDSC曲線において、ピーク(融解ピーク)が複数存在する場合、融解熱量が最大のピーク(融解ピーク)の温度を、ポリオレフィン系樹脂(ポリプロピレン系樹脂)の融点とした。
ポリオレフィン系樹脂(ポリプロピレン系樹脂)の融点は示差走査熱量計(セイコーインスツルメンツ(株)製、DSC6200型)を用いて測定した。具体的な測定方法は以下の(1)~(3)の通りであった:(1)ポリオレフィン系樹脂(ポリプロピレン系樹脂)5mg~6mgの温度を10.0℃/分の昇温速度で40.0℃から220.0℃まで昇温することにより当該ポリオレフィン系樹脂(ポリプロピレン系樹脂)を融解させた;(2)その後、融解されたポリオレフィン系樹脂(ポリプロピレン系樹脂)の温度を10.0℃/分の降温速度で220.0℃から40.0℃まで降温することにより当該ポリオレフィン系樹脂(ポリプロピレン系樹脂)を結晶化させた;(3)その後、さらに、結晶化されたポリオレフィン系樹脂(ポリプロピレン系樹脂)の温度を10℃/分の昇温速度で40.0℃から220.0℃まで昇温した。2回目の昇温時(すなわち(3)のとき)に得られる当該ポリオレフィン系樹脂(ポリプロピレン系樹脂)のDSC曲線のピーク(融解ピーク)の温度を当該ポリオレフィン系樹脂(ポリプロピレン系樹脂)の融点とした。なお、上述の方法により、2回目の昇温時に得られる、ポリオレフィン系樹脂(ポリプロピレン系樹脂)のDSC曲線において、ピーク(融解ピーク)が複数存在する場合、融解熱量が最大のピーク(融解ピーク)の温度を、ポリオレフィン系樹脂(ポリプロピレン系樹脂)の融点とした。
(ポリオレフィン系樹脂(ポリプロピレン系樹脂)のMI)
ポリオレフィン系樹脂(ポリプロピレン系樹脂)のMIは、JIS K7210:1999に記載のMI測定器を用い、オリフィスの直径が2.0959±0.005mmφ、オリフィスの長さが8.000±0.025mm、荷重が2160g、かつ、温度が230±0.2℃の条件下で測定した。
ポリオレフィン系樹脂(ポリプロピレン系樹脂)のMIは、JIS K7210:1999に記載のMI測定器を用い、オリフィスの直径が2.0959±0.005mmφ、オリフィスの長さが8.000±0.025mm、荷重が2160g、かつ、温度が230±0.2℃の条件下で測定した。
(ポリオレフィン系樹脂(ポリプロピレン系樹脂)のMw)
ポリオレフィン系樹脂(ポリプロピレン系樹脂)のMwは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により、下記の条件にて測定し、ポリスチレン換算値として算出した。
ポリオレフィン系樹脂(ポリプロピレン系樹脂)のMwは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により、下記の条件にて測定し、ポリスチレン換算値として算出した。
(測定条件)
試料の前処理:試料(ポリオレフィン系樹脂(ポリプロピレン系樹脂))30mgを、145℃のo-ジクロロベンゼン20mLに完全に溶解した後、その溶液を孔径が1.0μmの焼結フィルターで濾過したろ液を分析試料とした。
測定装置 :ゲル浸透クロマトグラフ Alliance GPC 2000型(Waters社製)
解析装置 :データ処理ソフトEmpowerプロフェッショナル(Waters社製)カラム :TSKgel GMH6-HT 2本、TSKgel GMH6-HTL 2本(各カラムのサイズは何れも内径7.5mm×長さ300mm、東ソー株式会社製)移動相 :o-ジクロロベンゼン(0.025%BHT含有)
カラム温度:140℃
検出器 :示差屈折率計
流速 :1.0mL/min
(発泡粒子の平均気泡径の測定)
発泡粒子の平均気泡径の測定方法は、以下の(1)~(5)の通りであった:(1)カミソリ(フェザー社製ハイステンレス両刃)を用いて、発泡粒子の中心を通るように当該発泡粒子を切断した;(2)得られた発泡粒子の切断面を、光学顕微鏡(キーエンス社製VHX-5000)を用いて、倍率50倍にて観察した;(3)観察によって得られた画像において、当該発泡粒子の切断面の中心または略中心を通る直線を引いた;(4)(4-1)当該直線上に存在する気泡数nを測定し、(4-2)当該直線と当該発泡粒子表面との交点によって当該直線から切り取られた線分の長さを測定し、発泡粒子径Lとした;(5)以下の式により発泡粒子の平均気泡径を算出した:
平均気泡径(μm)=L/n。
試料の前処理:試料(ポリオレフィン系樹脂(ポリプロピレン系樹脂))30mgを、145℃のo-ジクロロベンゼン20mLに完全に溶解した後、その溶液を孔径が1.0μmの焼結フィルターで濾過したろ液を分析試料とした。
測定装置 :ゲル浸透クロマトグラフ Alliance GPC 2000型(Waters社製)
解析装置 :データ処理ソフトEmpowerプロフェッショナル(Waters社製)カラム :TSKgel GMH6-HT 2本、TSKgel GMH6-HTL 2本(各カラムのサイズは何れも内径7.5mm×長さ300mm、東ソー株式会社製)移動相 :o-ジクロロベンゼン(0.025%BHT含有)
カラム温度:140℃
検出器 :示差屈折率計
流速 :1.0mL/min
(発泡粒子の平均気泡径の測定)
発泡粒子の平均気泡径の測定方法は、以下の(1)~(5)の通りであった:(1)カミソリ(フェザー社製ハイステンレス両刃)を用いて、発泡粒子の中心を通るように当該発泡粒子を切断した;(2)得られた発泡粒子の切断面を、光学顕微鏡(キーエンス社製VHX-5000)を用いて、倍率50倍にて観察した;(3)観察によって得られた画像において、当該発泡粒子の切断面の中心または略中心を通る直線を引いた;(4)(4-1)当該直線上に存在する気泡数nを測定し、(4-2)当該直線と当該発泡粒子表面との交点によって当該直線から切り取られた線分の長さを測定し、発泡粒子径Lとした;(5)以下の式により発泡粒子の平均気泡径を算出した:
平均気泡径(μm)=L/n。
(発泡粒子の高温側融解熱量)
発泡粒子の高温側融解熱量は以下の(1)~(5)の通りであった:(1)発泡粒子を約5mg量り取った;(2)量り取った発泡粒子の温度を10℃/分の昇温速度にて10℃から190℃まで昇温して、当該発泡粒子を融解した;(3)前記(2)の過程で得られる発泡粒子のDSC曲線において、融解開始前の温度を表す点と融解終了後の温度を表す点とを直線で結びベースラインを作成した;(4)高温側の融解ピークまたは最も高温の融解ピークと隣の融解ピークとの間の極大点を通る直線を、X軸に対して垂直方向に引いた;(5)ベースラインと極大点を通る直線とDSC曲線とに囲まれる高温側の領域から算出される熱量(J/g)を、発泡粒子の高温側融解熱量とした。
発泡粒子の高温側融解熱量は以下の(1)~(5)の通りであった:(1)発泡粒子を約5mg量り取った;(2)量り取った発泡粒子の温度を10℃/分の昇温速度にて10℃から190℃まで昇温して、当該発泡粒子を融解した;(3)前記(2)の過程で得られる発泡粒子のDSC曲線において、融解開始前の温度を表す点と融解終了後の温度を表す点とを直線で結びベースラインを作成した;(4)高温側の融解ピークまたは最も高温の融解ピークと隣の融解ピークとの間の極大点を通る直線を、X軸に対して垂直方向に引いた;(5)ベースラインと極大点を通る直線とDSC曲線とに囲まれる高温側の領域から算出される熱量(J/g)を、発泡粒子の高温側融解熱量とした。
(発泡粒子の嵩密度)
発泡粒子の嵩密度の測定方法は、以下(1)~(3)の通りであった:(1)発泡粒子を、体積V(cm3)の容器へ、当該容器から前記発泡粒子があふれるまで入れた;(2)容器の粉面(上端)を擦切り、前記容器内の発泡粒子の重量W(g)を測定した;(3)以下の式により発泡粒子の嵩密度を算出した:
発泡粒子の嵩密度(g/L)=発泡粒子の重量W(g)/{容器の体積V(cm3)/1000}。
発泡粒子の嵩密度の測定方法は、以下(1)~(3)の通りであった:(1)発泡粒子を、体積V(cm3)の容器へ、当該容器から前記発泡粒子があふれるまで入れた;(2)容器の粉面(上端)を擦切り、前記容器内の発泡粒子の重量W(g)を測定した;(3)以下の式により発泡粒子の嵩密度を算出した:
発泡粒子の嵩密度(g/L)=発泡粒子の重量W(g)/{容器の体積V(cm3)/1000}。
(発泡成形体の密度)
発泡成形体の密度の測定方法は以下の(1)~(3)の通りであった;(1)発泡成形体の長さ方向(mm)、幅方向(mm)、および厚さ方向の長さ(mm)を測定し、発泡成形体の体積V(L)を算出した;(2)当該発泡成形体の重量W(g)を測定した;(3)下記の式に基づき、発泡成形体の密度を算出した:
発泡成形体の密度(g/L)=W/V。
発泡成形体の密度の測定方法は以下の(1)~(3)の通りであった;(1)発泡成形体の長さ方向(mm)、幅方向(mm)、および厚さ方向の長さ(mm)を測定し、発泡成形体の体積V(L)を算出した;(2)当該発泡成形体の重量W(g)を測定した;(3)下記の式に基づき、発泡成形体の密度を算出した:
発泡成形体の密度(g/L)=W/V。
(発泡成形体の表面性)
得られた発泡成形体を目視で観察し、以下の基準にて、発泡成形体の表面性を評価した:
良好(〇):発泡成形体の全体に、粒間(発泡粒子間の粒間)がほとんどなく、表面に凹凸が目立たず、かつ、シワおよび収縮がない;
やや不良(△):発泡成形体の全体に、粒間、表面凹凸、シワおよび/または収縮が少し見られる;
不良(×):発泡成形体の全体に、明らかに粒間、表面凹凸、シワおよび/または収縮が多くある。
得られた発泡成形体を目視で観察し、以下の基準にて、発泡成形体の表面性を評価した:
良好(〇):発泡成形体の全体に、粒間(発泡粒子間の粒間)がほとんどなく、表面に凹凸が目立たず、かつ、シワおよび収縮がない;
やや不良(△):発泡成形体の全体に、粒間、表面凹凸、シワおよび/または収縮が少し見られる;
不良(×):発泡成形体の全体に、明らかに粒間、表面凹凸、シワおよび/または収縮が多くある。
(UL94V“垂直燃焼試験”)
UL94V“垂直燃焼試験”の試験方法は以下の(1)~(5)の通りであった:(1)発泡成形体から、特定の寸法(長さ125±5mm×幅13±0.5mm)で、かつ、特定の厚み(試験試料の厚み(t)=13mm、8mm、または5mm)を有する試験試料を切り取った;(2)切り取った試験試料の上部を固定用クランプによって固定して、試験試料を垂直に保持し、直下に脱脂綿を設置した;(2)保持した試験試料の下端に10秒間ガスバーナーの炎を接炎させ、燃焼させた(1度目の燃焼);(3)試験試料の燃焼時間、および赤熱時間を測定し、30秒以内に燃焼が止まった場合、再度試験試料の下端に10秒間ガスバーナーの炎を接炎させ、燃焼させた(2度目の燃焼);(4)試験試料の燃焼時間、および赤熱時間を再度測定した;(5)試験試料を変えて(1)~(4)の操作を合計5回繰り返し、以下の評価基準に従って、難燃性を評価した。
UL94V“垂直燃焼試験”の試験方法は以下の(1)~(5)の通りであった:(1)発泡成形体から、特定の寸法(長さ125±5mm×幅13±0.5mm)で、かつ、特定の厚み(試験試料の厚み(t)=13mm、8mm、または5mm)を有する試験試料を切り取った;(2)切り取った試験試料の上部を固定用クランプによって固定して、試験試料を垂直に保持し、直下に脱脂綿を設置した;(2)保持した試験試料の下端に10秒間ガスバーナーの炎を接炎させ、燃焼させた(1度目の燃焼);(3)試験試料の燃焼時間、および赤熱時間を測定し、30秒以内に燃焼が止まった場合、再度試験試料の下端に10秒間ガスバーナーの炎を接炎させ、燃焼させた(2度目の燃焼);(4)試験試料の燃焼時間、および赤熱時間を再度測定した;(5)試験試料を変えて(1)~(4)の操作を合計5回繰り返し、以下の評価基準に従って、難燃性を評価した。
評価基準
[NG(不合格)]:1度目の燃焼、あるいは2度目の燃焼時、試料が30秒以上燃焼を続ける、または、固定用クランプの位置まで燃焼する試料がある;
[V-2]:1度目の接炎の後、30秒以上燃焼を続ける試料がなく、
5個の試料に対する、計10回の接炎後の燃焼時間の合計が250秒以下であり、
固定用クランプの位置まで燃焼する試料がなく、
2回目の接炎の後、燃焼時間と赤熱時間の和が250秒以上となる試料がなく、かつ
燃焼の際に落下した試験試料の粒子によって、試験試料の下方に置かれた脱脂綿が発火する試料がある;
[V-1]:1度目および2度目のいずれの接炎の後も、30秒以上燃焼を続ける試料がなく、
5個の試料に対する、計10回の接炎後の燃焼時間の合計が250秒以下であり、
固定用クランプの位置まで燃焼する試料がなく、
2回目の接炎の後、燃焼時間と赤熱時間の和が250秒以上となる試料がなく、かつ、
いずれの燃焼の際にも、落下した試験試料の粒子によって、試験試料の下方に置かれた脱脂綿が発火する試料がない;
[V-0]:1度目および2度目のいずれの接炎の後も、10秒以上燃焼を続ける試料がなく、
5個の試料に対する、計10回の接炎後の燃焼時間の合計が50秒以下であり、
固定用クランプの位置まで燃焼する試料がなく、
2回目の接炎の後、燃焼時間と赤熱時間の和が30秒以上となる試料がなく、かつ、
いずれの燃焼の際にも、落下した試験試料の粒子によって、試験試料の下方に置かれた脱脂綿が発火する試料がない。
[NG(不合格)]:1度目の燃焼、あるいは2度目の燃焼時、試料が30秒以上燃焼を続ける、または、固定用クランプの位置まで燃焼する試料がある;
[V-2]:1度目の接炎の後、30秒以上燃焼を続ける試料がなく、
5個の試料に対する、計10回の接炎後の燃焼時間の合計が250秒以下であり、
固定用クランプの位置まで燃焼する試料がなく、
2回目の接炎の後、燃焼時間と赤熱時間の和が250秒以上となる試料がなく、かつ
燃焼の際に落下した試験試料の粒子によって、試験試料の下方に置かれた脱脂綿が発火する試料がある;
[V-1]:1度目および2度目のいずれの接炎の後も、30秒以上燃焼を続ける試料がなく、
5個の試料に対する、計10回の接炎後の燃焼時間の合計が250秒以下であり、
固定用クランプの位置まで燃焼する試料がなく、
2回目の接炎の後、燃焼時間と赤熱時間の和が250秒以上となる試料がなく、かつ、
いずれの燃焼の際にも、落下した試験試料の粒子によって、試験試料の下方に置かれた脱脂綿が発火する試料がない;
[V-0]:1度目および2度目のいずれの接炎の後も、10秒以上燃焼を続ける試料がなく、
5個の試料に対する、計10回の接炎後の燃焼時間の合計が50秒以下であり、
固定用クランプの位置まで燃焼する試料がなく、
2回目の接炎の後、燃焼時間と赤熱時間の和が30秒以上となる試料がなく、かつ、
いずれの燃焼の際にも、落下した試験試料の粒子によって、試験試料の下方に置かれた脱脂綿が発火する試料がない。
〔実施例1〕
(ポリオレフィン系樹脂粒子の作製)
表1に記載の各成分を表1に記載の重量%でドライブレンドし、ブレンド物(合計100重量%)を得た。表1に記載のその他の添加剤(a)0.4重量%の内訳は、タルカンパウダーPK-Sが0.1重量%、Irgafos168が0.133重量%、Irganox1010が0.067重量%、およびTinuvin622が0.1重量%であった。得られたブレンド物を二軸押出機[芝浦機械製、TEM26SX]に投入し、樹脂温度200℃で溶融混練し、溶融混練物を調製した。得られた溶融混練物を、押出機の先端に取り付けられた円形の孔を有するダイを通してストランド状に押出した。押出された溶融混練物(ストランド、とも称する。)を水冷した。水冷されたストランドをカッターで切断することで、樹脂粒子を得た(造粒工程)。
(ポリオレフィン系樹脂粒子の作製)
表1に記載の各成分を表1に記載の重量%でドライブレンドし、ブレンド物(合計100重量%)を得た。表1に記載のその他の添加剤(a)0.4重量%の内訳は、タルカンパウダーPK-Sが0.1重量%、Irgafos168が0.133重量%、Irganox1010が0.067重量%、およびTinuvin622が0.1重量%であった。得られたブレンド物を二軸押出機[芝浦機械製、TEM26SX]に投入し、樹脂温度200℃で溶融混練し、溶融混練物を調製した。得られた溶融混練物を、押出機の先端に取り付けられた円形の孔を有するダイを通してストランド状に押出した。押出された溶融混練物(ストランド、とも称する。)を水冷した。水冷されたストランドをカッターで切断することで、樹脂粒子を得た(造粒工程)。
(ポリオレフィン系発泡粒子の作製)
得られた樹脂粒子を100重量部と、純水を442重量部と、第3リン酸カルシウムを1.0重量部と、カオリンASP-170を0.20重量部と、DBSを0.035重量部と、を耐圧密閉容器に投入した。その後、耐圧密閉容器内の原料を攪拌しながら、発泡剤として二酸化炭素を表1に記載の量、前記耐圧密閉容器内に導入し、分散液を調製した(分散工程)。次いで、耐圧密閉容器内の温度を表1に記載の発泡温度に加熱した。その後、耐圧密閉容器内に二酸化炭素を追加圧入し、耐圧密閉容器内を表1に記載の発泡圧力まで昇圧した(昇温-昇圧工程)。次いで、耐圧密閉容器内を前記発泡温度および発泡圧力で20分間保持した(保持工程)。その後、密閉容器下部のバルブを開いて、分散液を、口径3.6mmのオリフィスを通じて、大気圧下の発泡筒に放出して発泡粒子を得た(放出工程)。この際、分散液の放出中は耐圧密閉容器内の圧力が発泡圧力から低下しないように、二酸化炭素を耐圧密閉容器内に追加圧入して、耐圧密閉容器内の圧力を1.3MPa(ゲージ圧)に保持した。得られた発泡粒子を60℃で6時間乾燥させた後、平均気泡径、高温側融解熱量および嵩密度を測定した。結果を表1に示す。
得られた樹脂粒子を100重量部と、純水を442重量部と、第3リン酸カルシウムを1.0重量部と、カオリンASP-170を0.20重量部と、DBSを0.035重量部と、を耐圧密閉容器に投入した。その後、耐圧密閉容器内の原料を攪拌しながら、発泡剤として二酸化炭素を表1に記載の量、前記耐圧密閉容器内に導入し、分散液を調製した(分散工程)。次いで、耐圧密閉容器内の温度を表1に記載の発泡温度に加熱した。その後、耐圧密閉容器内に二酸化炭素を追加圧入し、耐圧密閉容器内を表1に記載の発泡圧力まで昇圧した(昇温-昇圧工程)。次いで、耐圧密閉容器内を前記発泡温度および発泡圧力で20分間保持した(保持工程)。その後、密閉容器下部のバルブを開いて、分散液を、口径3.6mmのオリフィスを通じて、大気圧下の発泡筒に放出して発泡粒子を得た(放出工程)。この際、分散液の放出中は耐圧密閉容器内の圧力が発泡圧力から低下しないように、二酸化炭素を耐圧密閉容器内に追加圧入して、耐圧密閉容器内の圧力を1.3MPa(ゲージ圧)に保持した。得られた発泡粒子を60℃で6時間乾燥させた後、平均気泡径、高温側融解熱量および嵩密度を測定した。結果を表1に示す。
(ポリオレフィン系発泡成形体の作製)
得られた発泡粒子を耐圧密閉容器内に投入し、耐圧密閉容器内に空気を導入することで、耐圧密閉容器内の発泡粒子に加圧空気を含浸させて、0.25MPa(絶対圧)の発泡粒子内圧(絶対圧)を発泡粒子に付与した。空気を含浸させた発泡粒子を、成形機(ダイセン株式会社製ポリプロピレン型内発泡成形機)を用いて、0.32MPa(ゲージ圧)の水蒸気で加熱成形することにより、発泡成形体を得た。得られた発泡成形体を室温で1時間放置した後、75℃の恒温室内で12時間養生乾燥を行い、再び室温で4時間放置した。その後、上述の方法により、得られた発泡成形体の密度、表面性および難燃性を測定および評価した。結果を表1に示す。
得られた発泡粒子を耐圧密閉容器内に投入し、耐圧密閉容器内に空気を導入することで、耐圧密閉容器内の発泡粒子に加圧空気を含浸させて、0.25MPa(絶対圧)の発泡粒子内圧(絶対圧)を発泡粒子に付与した。空気を含浸させた発泡粒子を、成形機(ダイセン株式会社製ポリプロピレン型内発泡成形機)を用いて、0.32MPa(ゲージ圧)の水蒸気で加熱成形することにより、発泡成形体を得た。得られた発泡成形体を室温で1時間放置した後、75℃の恒温室内で12時間養生乾燥を行い、再び室温で4時間放置した。その後、上述の方法により、得られた発泡成形体の密度、表面性および難燃性を測定および評価した。結果を表1に示す。
〔実施例2~6および比較例1~2〕
表1に記載の各成分を表1に記載の重量%でドライブレンドし、発泡温度および発泡圧力を表1に記載の条件に変更したこと以外は、実施例1と同じ方法により、樹脂粒子、発泡粒子および発泡成形体を得、各物性を測定および評価した。結果を表1に示す。
表1に記載の各成分を表1に記載の重量%でドライブレンドし、発泡温度および発泡圧力を表1に記載の条件に変更したこと以外は、実施例1と同じ方法により、樹脂粒子、発泡粒子および発泡成形体を得、各物性を測定および評価した。結果を表1に示す。
表2に記載の各成分を表2に記載の重量%でドライブレンドしたこと以外は、実施例1と同じ方法により、樹脂粒子を得た。表2に記載のその他の添加剤(b)0.2重量%の内訳は、タルカンパウダーPK-Sが0.05重量%、Irgafos168が0.067重量%、Irganox1010が0.033重量%、およびTinuvin622が0.05重量%であった。
(ポリオレフィン系発泡粒子の作製)
得られた樹脂粒子を100重量部と、純水を200重量部と、カオリンASP-170を0.30重量部と、DBSを0.030重量部と、を耐圧密閉容器に投入した。その後、耐圧密閉容器内の原料を攪拌しながら、発泡剤として二酸化炭素を表2に記載の量、前記耐圧密閉容器内に導入し、分散液を調製した(分散工程)。次いで、耐圧密閉容器内の温度を表2に記載の発泡温度に加熱した。その後、耐圧密閉容器内に二酸化炭素を追加圧入し、耐圧密閉容器内を表2に記載の発泡圧力まで昇圧した(昇温-昇圧工程)。次いで、耐圧密閉容器内を前記発泡温度および発泡圧力で20分間保持した(保持工程)。その後、密閉容器下部のバルブを開いて、分散液を、口径3.6mmのオリフィスを通じて、大気圧下の発泡筒に放出して発泡粒子を得た(放出工程)。この際、分散液の放出中は耐圧密閉容器内の圧力が発泡圧力から低下しないように、二酸化炭素を耐圧密閉容器内に追加圧入して、耐圧密閉容器内の圧力を表2に記載の発泡圧力に保持した。得られた発泡粒子を60℃で6時間乾燥させた後、平均気泡径、高温側融解熱量および嵩密度を測定した。結果を表2に示す。
得られた樹脂粒子を100重量部と、純水を200重量部と、カオリンASP-170を0.30重量部と、DBSを0.030重量部と、を耐圧密閉容器に投入した。その後、耐圧密閉容器内の原料を攪拌しながら、発泡剤として二酸化炭素を表2に記載の量、前記耐圧密閉容器内に導入し、分散液を調製した(分散工程)。次いで、耐圧密閉容器内の温度を表2に記載の発泡温度に加熱した。その後、耐圧密閉容器内に二酸化炭素を追加圧入し、耐圧密閉容器内を表2に記載の発泡圧力まで昇圧した(昇温-昇圧工程)。次いで、耐圧密閉容器内を前記発泡温度および発泡圧力で20分間保持した(保持工程)。その後、密閉容器下部のバルブを開いて、分散液を、口径3.6mmのオリフィスを通じて、大気圧下の発泡筒に放出して発泡粒子を得た(放出工程)。この際、分散液の放出中は耐圧密閉容器内の圧力が発泡圧力から低下しないように、二酸化炭素を耐圧密閉容器内に追加圧入して、耐圧密閉容器内の圧力を表2に記載の発泡圧力に保持した。得られた発泡粒子を60℃で6時間乾燥させた後、平均気泡径、高温側融解熱量および嵩密度を測定した。結果を表2に示す。
(ポリオレフィン系発泡成形体の作製)
得られた発泡粒子に付与する発泡粒子内圧(絶対圧)を0.15MPa(絶対圧)に変更したこと以外は、実施例1と同じ方法により、発泡成形体を得た。得られた発泡成形体の密度、表面性、難燃性を測定・評価した。結果を表2に示す。
得られた発泡粒子に付与する発泡粒子内圧(絶対圧)を0.15MPa(絶対圧)に変更したこと以外は、実施例1と同じ方法により、発泡成形体を得た。得られた発泡成形体の密度、表面性、難燃性を測定・評価した。結果を表2に示す。
本発明の一実施形態に係るポリオレフィン系発泡粒子を型内発泡成形することで、難燃性に優れるポリオレフィン系発泡成形体を提供することができる。難燃性に優れるポリオレフィン系発泡成形体は、緩衝包装材、物流資材、断熱材、土木建築部材、自動車部材など様々な用途に利用することができ、特に、輸送、建物、構築物、家具、電気機器および電子機器等の、厳しい難燃性基準を満たすことが要求される種々の分野において好適に利用することができる。
Claims (15)
- 50%重量減少温度が340℃以上であるポリオレフィン系樹脂と、難燃剤と、を含有する、ポリオレフィン系樹脂粒子を発泡してなる、ポリオレフィン系発泡粒子。
- 前記難燃剤は、5%重量減少温度が270℃~300℃である、請求項1に記載のポリオレフィン系発泡粒子。
- 前記難燃剤は、ペンタエリスリチルジホスホネート、2,4-ビス((1-シクロヘキシルオキシ-2,2,6,6-テトラメチルピぺリジン-4-イル)ブチルアミノ)-6-クロロ-S-トリアジンと、N,N’-ビス(3-アミノプロピル)エチレンジアミンとの反応生成物、メラミン、メラミン臭化水素、臭素化ビスフェノールA難燃剤および臭素化ビスフェノールS難燃剤からなる群から選択される1種以上を含む、請求項1に記載のポリオレフィン系発泡粒子。
- 前記ポリオレフィン系樹脂は、融点が130℃~160℃であるポリプロピレン系樹脂を含む、請求項1に記載のポリオレフィン系発泡粒子。
- 前記ポリオレフィン系樹脂粒子は、前記ポリオレフィン系樹脂粒子100重量%中、
有機リン系化合物1.0重量%~20.0重量%と、
ヒンダードアミン0.5重量%~10.0重量%と、を含む、請求項1に記載のポリオレフィン系発泡粒子。 - 嵩密度が15g/L~400g/Lである、請求項1に記載のポリオレフィン系発泡粒子。
- 前記ポリオレフィン系樹脂粒子は、前記ポリオレフィン系樹脂以外の樹脂をさらに含有し、前記ポリオレフィン系樹脂以外の樹脂の含有量は、前記ポリオレフィン系樹脂100重量部に対して、5重量部以下である、請求項1に記載のポリオレフィン系発泡粒子。
- 請求項1~7の何れか1項に記載のポリオレフィン系発泡粒子を型内発泡成形してなる、ポリオレフィン系発泡成形体。
- 前記ポリオレフィン系発泡成形体は、UL94V“垂直燃焼発泡材料試験”においてグレードV-0を満たす、請求項8に記載のポリオレフィン系発泡成形体。
- 容器内において、ポリオレフィン系樹脂粒子と、発泡剤とを水系分散媒中に分散させる分散工程と、
前記分散工程にて得られた分散液を、前記容器内の圧力よりも低圧の領域に放出する放出工程と、を含み、
前記ポリオレフィン系樹脂粒子は、50%重量減少温度が340℃以上であるポリオレフィン系樹脂と、難燃剤と、を含有する、ポリオレフィン系発泡粒子の製造方法。 - 前記難燃剤は、5%重量減少温度が270℃~300℃である、請求項10に記載のポリオレフィン系発泡粒子の製造方法。
- 前記難燃剤は、ペンタエリスリチルジホスホネート、2,4-ビス((1-シクロヘキシルオキシ-2,2,6,6-テトラメチルピぺリジン-4-イル)ブチルアミノ)-6-クロロ-S-トリアジンと、N,N’-ビス(3-アミノプロピル)エチレンジアミンとの反応生成物、メラミン、メラミン臭化水素、臭素化ビスフェノールA難燃剤および臭素化ビスフェノールS難燃剤からなる群から選択される1種以上を含む、請求項10に記載のポリオレフィン系発泡粒子の製造方法。
- 前記ポリオレフィン系樹脂は、融点が130℃~160℃であるポリプロピレン系樹脂を含む、請求項10に記載のポリオレフィン系発泡粒子の製造方法。
- 前記ポリオレフィン系樹脂粒子は、前記ポリオレフィン系樹脂粒子100重量%中、
有機リン系化合物1.0重量%~20.0重量%と、
ヒンダードアミン0.5重量%~10.0重量%と、を含む、請求項10に記載のポリオレフィン系発泡粒子の製造方法。 - 前記ポリオレフィン系樹脂粒子は、前記ポリオレフィン系樹脂以外の樹脂をさらに含有し、前記ポリオレフィン系樹脂以外の樹脂の含有量は、前記ポリオレフィン系樹脂100重量部に対して、5重量部以下である、請求項10に記載のポリオレフィン系発泡粒子の製造方法。
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PCT/JP2023/032119 WO2024053584A1 (ja) | 2022-09-06 | 2023-09-01 | ポリオレフィン系発泡粒子、および、ポリオレフィン系発泡成形体、並びにそれらの製造方法 |
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WO (1) | WO2024053584A1 (ja) |
Citations (2)
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WO2010119670A1 (ja) * | 2009-04-15 | 2010-10-21 | 株式会社カネカ | ポリオレフィン系樹脂予備発泡粒子およびポリオレフィン系樹脂予備発泡粒子からなるポリオレフィン系樹脂型内発泡成形体 |
WO2016052739A1 (ja) * | 2014-10-03 | 2016-04-07 | カネカ ベルギー ナムローゼ フェンノートシャップ | ポリオレフィン系樹脂予備発泡粒子および型内発泡成形体、並びにそれらの製造方法 |
-
2023
- 2023-09-01 WO PCT/JP2023/032119 patent/WO2024053584A1/ja unknown
Patent Citations (2)
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WO2016052739A1 (ja) * | 2014-10-03 | 2016-04-07 | カネカ ベルギー ナムローゼ フェンノートシャップ | ポリオレフィン系樹脂予備発泡粒子および型内発泡成形体、並びにそれらの製造方法 |
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