JP2000281829A - 発泡体 - Google Patents
発泡体Info
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- JP2000281829A JP2000281829A JP11088635A JP8863599A JP2000281829A JP 2000281829 A JP2000281829 A JP 2000281829A JP 11088635 A JP11088635 A JP 11088635A JP 8863599 A JP8863599 A JP 8863599A JP 2000281829 A JP2000281829 A JP 2000281829A
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- propylene
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- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 剛性、断熱性、軽量性などのバランスに優れ
た超微細孔質発泡体を提供すること。 【解決手段】 ポリプロピレン系樹脂を含有するプラス
チック材料からなり、気泡密度がプラスチック材料１ｃ
ｍ3当たり１０11個気泡以上である発泡体。
た超微細孔質発泡体を提供すること。 【解決手段】 ポリプロピレン系樹脂を含有するプラス
チック材料からなり、気泡密度がプラスチック材料１ｃ
ｍ3当たり１０11個気泡以上である発泡体。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高い気泡密度で微
細な気泡を有するポリプロピレン系樹脂発泡体に関す
る。
細な気泡を有するポリプロピレン系樹脂発泡体に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】ポリプロピレン系樹脂は他の汎用の熱可
塑性樹脂と比較した場合、耐熱性、耐薬品性及び強度等
の諸特性のバランスに優れており、かかるポリプロピレ
ン系樹脂の特性を維持しつつ、軽量化と材料コストの削
減をはかるために、該樹脂を発泡させた発泡体が従来よ
り自動車、建材、雑貨等の様々な分野で幅広く利用され
ている。しかしながら、発泡体には通常、発泡倍率が高
くなるにつれて、発泡体の気泡径が大きくなり、発泡体
の強度、断熱性等が低下するという問題がある。
塑性樹脂と比較した場合、耐熱性、耐薬品性及び強度等
の諸特性のバランスに優れており、かかるポリプロピレ
ン系樹脂の特性を維持しつつ、軽量化と材料コストの削
減をはかるために、該樹脂を発泡させた発泡体が従来よ
り自動車、建材、雑貨等の様々な分野で幅広く利用され
ている。しかしながら、発泡体には通常、発泡倍率が高
くなるにつれて、発泡体の気泡径が大きくなり、発泡体
の強度、断熱性等が低下するという問題がある。
【０００３】近年、クリーンで低コストの二酸化炭素、
窒素などの不活性物質を高圧下に超臨界流体とし、この
超臨界流体を原料樹脂に含浸させた後、圧力を急激に解
放して微細気泡を有する発泡体を得るという超臨界発泡
法が開発され、当該技術のポリプロピレンへの適用につ
いては、例えば、マテリアル アンド マニュファクチ
ャリング プロセス（Materials & Manufacturing P
rocesses、４（２）、２５３−２６２（１９８９））や
米国特許第５１６０６７４号などに開示されている。し
かしながら、これらの文献の教示に従って得られた発泡
体も、強度や断熱性などにおいて更なる改良が望まれて
いる。
窒素などの不活性物質を高圧下に超臨界流体とし、この
超臨界流体を原料樹脂に含浸させた後、圧力を急激に解
放して微細気泡を有する発泡体を得るという超臨界発泡
法が開発され、当該技術のポリプロピレンへの適用につ
いては、例えば、マテリアル アンド マニュファクチ
ャリング プロセス（Materials & Manufacturing P
rocesses、４（２）、２５３−２６２（１９８９））や
米国特許第５１６０６７４号などに開示されている。し
かしながら、これらの文献の教示に従って得られた発泡
体も、強度や断熱性などにおいて更なる改良が望まれて
いる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明者らは、
強度や断熱性等に優れたポリプロピレン系樹脂の発泡体
を開発すべく鋭意検討を重ねた結果、気泡密度が、発泡
体を構成するプラスチック材料１ｃｍ3あたり１０11個
以上の超微細孔質発泡体が有効であることを見出し、本
発明を完成した。
強度や断熱性等に優れたポリプロピレン系樹脂の発泡体
を開発すべく鋭意検討を重ねた結果、気泡密度が、発泡
体を構成するプラスチック材料１ｃｍ3あたり１０11個
以上の超微細孔質発泡体が有効であることを見出し、本
発明を完成した。
【０００５】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、ポリ
プロピレン系樹脂を含むブラスチック材料からなり、気
泡密度が前記プラスチック材料１ｃｍ3あたり１０11個
気泡以上である発泡体を提供するものである。
プロピレン系樹脂を含むブラスチック材料からなり、気
泡密度が前記プラスチック材料１ｃｍ3あたり１０11個
気泡以上である発泡体を提供するものである。
【０００６】本明細書における気泡密度とは、単位体積
（１ｃｍ3）のプラスチック材料で構成されている発泡
体の部分中に存する気泡の個数を意味する概念であり、
個気泡／ｃｍ3なる単位を用いて表記される。
（１ｃｍ3）のプラスチック材料で構成されている発泡
体の部分中に存する気泡の個数を意味する概念であり、
個気泡／ｃｍ3なる単位を用いて表記される。
【０００７】本明細書において気泡密度は、以下の通り
に定義され、求められる。まず、発泡体の任意の断面を
ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）にて観察し、視野中に観察
される気泡の数から、単位断面積（１ｃｍ2）当たりの
気泡の数、ｎ（個気泡）、を求める。ＳＥＭの倍率は、
気泡が明確に観察できる倍率であればよく、一般的に、
視野中に気泡が２０〜５０個程度観察できるような倍率
が好ましく、通常は数１００倍から１００００倍程度で
ある。上で求められたｎの３／２乗が、単位体積（１ｃ
ｍ3）の発泡体中に存する気泡の数、Ｎ（個気泡）、に
相当する。一方、上記気泡の数の測定に用いたＳＥＭの
視野において観察される各気泡について、最長長さを測
定し、その値の平均値、２ｒ（ｃｍ）、を求め、これを
該発泡体中の気泡の平均気泡径と定義する。該発泡体に
含まれる全ての気泡が半径ｒ（ｃｍ）の球であると仮定
して、単位体積（１ｃｍ3）の発泡体中に存する気泡の
全体積Ｖ1（ｃｍ3）を下記式により算出する。 Ｖ1＝（４πｒ3／３）×Ｎ 単位体積の発泡体中に占めるプラスチック材料の体積Ｖ
（ｃｍ3）は、下記式： Ｖ＝１−Ｖ1 によって与えられる。したがって、本発明における気泡
密度（個気泡／ｃｍ3）は、下記式： 気泡密度＝１／｛１／Ｎ−４πｒ3／３｝ によって定義される。
に定義され、求められる。まず、発泡体の任意の断面を
ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）にて観察し、視野中に観察
される気泡の数から、単位断面積（１ｃｍ2）当たりの
気泡の数、ｎ（個気泡）、を求める。ＳＥＭの倍率は、
気泡が明確に観察できる倍率であればよく、一般的に、
視野中に気泡が２０〜５０個程度観察できるような倍率
が好ましく、通常は数１００倍から１００００倍程度で
ある。上で求められたｎの３／２乗が、単位体積（１ｃ
ｍ3）の発泡体中に存する気泡の数、Ｎ（個気泡）、に
相当する。一方、上記気泡の数の測定に用いたＳＥＭの
視野において観察される各気泡について、最長長さを測
定し、その値の平均値、２ｒ（ｃｍ）、を求め、これを
該発泡体中の気泡の平均気泡径と定義する。該発泡体に
含まれる全ての気泡が半径ｒ（ｃｍ）の球であると仮定
して、単位体積（１ｃｍ3）の発泡体中に存する気泡の
全体積Ｖ1（ｃｍ3）を下記式により算出する。 Ｖ1＝（４πｒ3／３）×Ｎ 単位体積の発泡体中に占めるプラスチック材料の体積Ｖ
（ｃｍ3）は、下記式： Ｖ＝１−Ｖ1 によって与えられる。したがって、本発明における気泡
密度（個気泡／ｃｍ3）は、下記式： 気泡密度＝１／｛１／Ｎ−４πｒ3／３｝ によって定義される。
【０００８】本発明のポリプロピレン系樹脂発泡体は、
１０11個気泡／ｃｍ3以上の気泡密度を有するが、強
度、断熱性および軽量性のバランスの観点から，気泡密
度は１０ 12個気泡／ｃｍ3以上であることが好ましい。
また、平均気泡径は２μｍ以下が好ましい。
１０11個気泡／ｃｍ3以上の気泡密度を有するが、強
度、断熱性および軽量性のバランスの観点から，気泡密
度は１０ 12個気泡／ｃｍ3以上であることが好ましい。
また、平均気泡径は２μｍ以下が好ましい。
【０００９】本発明の発泡体はポリプロピレン系樹脂を
主成分として含むプラスチック材料からなり、該プラス
チック材料のポリプロピレン系樹脂含有量は５０重量％
以上であり、発泡体の強度、耐熱性等の観点から好まし
くは７０重量％以上、より好ましくは８５重量％以上で
ある。
主成分として含むプラスチック材料からなり、該プラス
チック材料のポリプロピレン系樹脂含有量は５０重量％
以上であり、発泡体の強度、耐熱性等の観点から好まし
くは７０重量％以上、より好ましくは８５重量％以上で
ある。
【００１０】本発明において用いられるポリプロピレン
系樹脂としては、プロピレンの単独重合体、あるいはプ
ロピレンモノマー単位を５０モル％以上含むプロピレン
共重合体が例示できる。プロピレン共重合体としては、
プロピレンと、エチレンまたはプロピレン以外のα−オ
レフィンとの二元または三元共重合体が好ましい。α−
オレフィンとしては、例えば、１−ブテン、４−メチル
ペンテン−１、１−オクテン、１−ヘキセン等の炭素数
４以上の直鎖または分岐のα−オレフィンが例示でき、
プロピレンとの共重合性の観点から、炭素数１０以下の
直鎖または分岐のα−オレフィンが好ましい。強度の観
点からはプロピレンの単独重合体が好ましく、柔軟性・
透明性等の観点からは、プロピレン系共重合体が好まし
い。共重合体を用いる場合は、共重合体中のプロピレン
以外のモノマー単位の含量としては、エチレンの場合は
１０重量％以下、他のα−オレフィンの場合は３０重量
％以下が好ましい。また強度に優れ、微細な気泡を有す
る発泡体が得られるという観点から、プロピレン単独重
合体とプロピレンとエチレンとの共重合体、またはプロ
ピレンとプロピレン以外のα−オレフィンとの共重合体
との混合物も好ましい。かかる混合物を用いる場合は、
プロピレン単独重合体と、プロピレンとエチレンとの共
重合体またはプロピレンとプロピレン以外のα−オレフ
ィンとの共重合体とを別々に予め製造したのち、両者を
混練機等で混練して得られた組成物を用いてもよいし、
プロピレンの単独重合を行なった後、続けてプロピレン
とエチレン、またはプロピレンとプロピレン以外のα−
オレフィンとを共重合して得られたいわゆるブロック共
重合体を用いてもよい。もちろん該ブロック共重合体
と、プロピレン単独重合体またはプロピレンとエチレン
との共重合体、プロピレンとプロピレン以外のα−オレ
フィンとの共重合体等とを混合してもよい。上記ポリプ
ロピレン系樹脂は、単独で用いても、あるいは２種以上
を併用しても構わない。
系樹脂としては、プロピレンの単独重合体、あるいはプ
ロピレンモノマー単位を５０モル％以上含むプロピレン
共重合体が例示できる。プロピレン共重合体としては、
プロピレンと、エチレンまたはプロピレン以外のα−オ
レフィンとの二元または三元共重合体が好ましい。α−
オレフィンとしては、例えば、１−ブテン、４−メチル
ペンテン−１、１−オクテン、１−ヘキセン等の炭素数
４以上の直鎖または分岐のα−オレフィンが例示でき、
プロピレンとの共重合性の観点から、炭素数１０以下の
直鎖または分岐のα−オレフィンが好ましい。強度の観
点からはプロピレンの単独重合体が好ましく、柔軟性・
透明性等の観点からは、プロピレン系共重合体が好まし
い。共重合体を用いる場合は、共重合体中のプロピレン
以外のモノマー単位の含量としては、エチレンの場合は
１０重量％以下、他のα−オレフィンの場合は３０重量
％以下が好ましい。また強度に優れ、微細な気泡を有す
る発泡体が得られるという観点から、プロピレン単独重
合体とプロピレンとエチレンとの共重合体、またはプロ
ピレンとプロピレン以外のα−オレフィンとの共重合体
との混合物も好ましい。かかる混合物を用いる場合は、
プロピレン単独重合体と、プロピレンとエチレンとの共
重合体またはプロピレンとプロピレン以外のα−オレフ
ィンとの共重合体とを別々に予め製造したのち、両者を
混練機等で混練して得られた組成物を用いてもよいし、
プロピレンの単独重合を行なった後、続けてプロピレン
とエチレン、またはプロピレンとプロピレン以外のα−
オレフィンとを共重合して得られたいわゆるブロック共
重合体を用いてもよい。もちろん該ブロック共重合体
と、プロピレン単独重合体またはプロピレンとエチレン
との共重合体、プロピレンとプロピレン以外のα−オレ
フィンとの共重合体等とを混合してもよい。上記ポリプ
ロピレン系樹脂は、単独で用いても、あるいは２種以上
を併用しても構わない。
【００１１】また、ポリプロピレン系樹脂は、特開昭６
２−１２１７０４号公報に記載されているような低レベ
ルの電子線架橋によって長鎖分岐が導入されたポリプロ
ピレン系樹脂または下記のような超高分子量成分が導入
されたポリプロピレン系樹脂であってもよい。
２−１２１７０４号公報に記載されているような低レベ
ルの電子線架橋によって長鎖分岐が導入されたポリプロ
ピレン系樹脂または下記のような超高分子量成分が導入
されたポリプロピレン系樹脂であってもよい。
【００１２】超高分子量成分が導入されたポリプロピレ
ン系樹脂としては、例えば、第一段階でプロピレンを主
成分とするモノマーを重合して極限粘度が５ｄｌ／ｇ以
上の結晶性ポリプロピレン系重合体（Ｉ）を製造し、第
二段階以降でプロピレンを主成分とするモノマーを重合
して極限粘度が３ｄｌ／ｇ未満の結晶性ポリプロピレン
系重合体（ＩＩ）を連続的に製造して得られる超高分子
量含有重合体が例示できる。かかる超高分子量含有重合
体において、発泡時の溶融粘度の観点から、前記重合体
（Ｉ）の含量が超高分子量含有重合体中の０．０５重量
％以上３５重量％未満、超高分子量含有重合体全体の極
限粘度が３ｄｌ／ｇ未満、Ｍｗ／Ｍｎが１０重量％未満
である超高分子量含有重合体がより好ましい。
ン系樹脂としては、例えば、第一段階でプロピレンを主
成分とするモノマーを重合して極限粘度が５ｄｌ／ｇ以
上の結晶性ポリプロピレン系重合体（Ｉ）を製造し、第
二段階以降でプロピレンを主成分とするモノマーを重合
して極限粘度が３ｄｌ／ｇ未満の結晶性ポリプロピレン
系重合体（ＩＩ）を連続的に製造して得られる超高分子
量含有重合体が例示できる。かかる超高分子量含有重合
体において、発泡時の溶融粘度の観点から、前記重合体
（Ｉ）の含量が超高分子量含有重合体中の０．０５重量
％以上３５重量％未満、超高分子量含有重合体全体の極
限粘度が３ｄｌ／ｇ未満、Ｍｗ／Ｍｎが１０重量％未満
である超高分子量含有重合体がより好ましい。
【００１３】前記ポリプロピレン系樹脂とオレフィン系
エラストマーとからなる組成物は、これをプラスチック
材料として用いて後述するような超臨界発泡を行なう
と、著しく高い気泡密度で著しく微細な気泡を有する発
泡体が得られることから、本発明におけるプラスチック
材料として好ましい。
エラストマーとからなる組成物は、これをプラスチック
材料として用いて後述するような超臨界発泡を行なう
と、著しく高い気泡密度で著しく微細な気泡を有する発
泡体が得られることから、本発明におけるプラスチック
材料として好ましい。
【００１４】前記オレフィン系エラストマーとは、エチ
レン−α−オレフィン共重合体、エチレン−プロピレン
−ジエン共重合体、ポリブタジエン及びその水素添加
物、スチレン−イソプレン−スチレン共重合体、スチレ
ン−エチレン−ブタジエン−スチレン共重合体、スチレ
ン−ブタジエン共重合体、スチレン−エチレン−プロピ
レン−スチレン共重合体、スチレン−ブタジエン−スチ
レン共重合体等が例示できる。なお、α−オレフィンと
しては上記と同様なものが例示できる。
レン−α−オレフィン共重合体、エチレン−プロピレン
−ジエン共重合体、ポリブタジエン及びその水素添加
物、スチレン−イソプレン−スチレン共重合体、スチレ
ン−エチレン−ブタジエン−スチレン共重合体、スチレ
ン−ブタジエン共重合体、スチレン−エチレン−プロピ
レン−スチレン共重合体、スチレン−ブタジエン−スチ
レン共重合体等が例示できる。なお、α−オレフィンと
しては上記と同様なものが例示できる。
【００１５】特に、ポリプロピレン系樹脂中に非晶相が
微分散したモルフォロジーが形成されているプラスチッ
ク材料を発泡させることにより、著しく高い気泡密度で
著しく微細な気泡を有する発泡体が得られることから、
ポリプロピレン系樹脂に対して高度に微分散するような
オレフィン系エラストマーをポリプロピレン系樹脂に混
合して得られるオレフィン系エラストマー含有ポリプロ
ピレン系樹脂組成物が特に好ましい。かかる有用なオレ
フィン系エラストマーの具体例としては、スチレン−ブ
タジエン共重合体またはその水素添加物が例示でき、ス
チレンモノマー単位を１０％含有するスチレン−ブタジ
エン共重合体水素添加物が上記モルフォロジーの観点か
ら特に好ましい。
微分散したモルフォロジーが形成されているプラスチッ
ク材料を発泡させることにより、著しく高い気泡密度で
著しく微細な気泡を有する発泡体が得られることから、
ポリプロピレン系樹脂に対して高度に微分散するような
オレフィン系エラストマーをポリプロピレン系樹脂に混
合して得られるオレフィン系エラストマー含有ポリプロ
ピレン系樹脂組成物が特に好ましい。かかる有用なオレ
フィン系エラストマーの具体例としては、スチレン−ブ
タジエン共重合体またはその水素添加物が例示でき、ス
チレンモノマー単位を１０％含有するスチレン−ブタジ
エン共重合体水素添加物が上記モルフォロジーの観点か
ら特に好ましい。
【００１６】発泡体がオレフィン系エラストマー含有ポ
リプロピレン系樹脂組成物からなる場合、ポリプロピレ
ン系樹脂１００重量部に対するオレフィン系エラストマ
ーの配合量は、０．０１重量部以上が好ましく、耐熱、
耐油性の観点から１００重量部未満が好ましい。特に好
ましくは１〜１８重量部である。
リプロピレン系樹脂組成物からなる場合、ポリプロピレ
ン系樹脂１００重量部に対するオレフィン系エラストマ
ーの配合量は、０．０１重量部以上が好ましく、耐熱、
耐油性の観点から１００重量部未満が好ましい。特に好
ましくは１〜１８重量部である。
【００１７】本発明の発泡体の製造に用いられるプラス
チック材料のメルトフローレート（ＭＦＲ）は、加工
性、特に押出加工性の観点から０．１以上が好ましく、
発泡時のガス膨張圧に耐えうる粘度を保持しやすく、破
泡を抑制し、超微細孔質発泡体を得ることができるとい
う観点から、５０以下であることが好ましい。
チック材料のメルトフローレート（ＭＦＲ）は、加工
性、特に押出加工性の観点から０．１以上が好ましく、
発泡時のガス膨張圧に耐えうる粘度を保持しやすく、破
泡を抑制し、超微細孔質発泡体を得ることができるとい
う観点から、５０以下であることが好ましい。
【００１８】また、前記プラスチック材料は、ポリエチ
レン系樹脂を含有していてもよい。ポリエチレン系樹脂
としては低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、直
鎖状低密度ポリエチレン等が例示できる。ポリエチレン
系樹脂を配合する場合、その量は、効果の観点から前記
プラスチック材料１００重量部当たり０．０１重量部以
上が好ましく、３重量部以上がより好ましい。また、該
樹脂のポリプロピレン系樹脂との相溶性の観点から、３
０重量部以下が好ましく、２０重量部以下がより好まし
い。また、かかるポリエチレン系樹脂のＭＦＲは、ポリ
プロピレン系樹脂との相溶性の観点から、０．１以上が
好ましく、破泡を抑制し、超微細孔質発泡体を得ること
ができるという観点から、１０以下が好ましい。
レン系樹脂を含有していてもよい。ポリエチレン系樹脂
としては低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、直
鎖状低密度ポリエチレン等が例示できる。ポリエチレン
系樹脂を配合する場合、その量は、効果の観点から前記
プラスチック材料１００重量部当たり０．０１重量部以
上が好ましく、３重量部以上がより好ましい。また、該
樹脂のポリプロピレン系樹脂との相溶性の観点から、３
０重量部以下が好ましく、２０重量部以下がより好まし
い。また、かかるポリエチレン系樹脂のＭＦＲは、ポリ
プロピレン系樹脂との相溶性の観点から、０．１以上が
好ましく、破泡を抑制し、超微細孔質発泡体を得ること
ができるという観点から、１０以下が好ましい。
【００１９】本発明の発泡体の製造に供するプラスチッ
ク材料は、その形態においてパウダー状でもペレット状
でもよく、その調製には、従来公知の方法を適用するこ
とができる。例えば、ポリプロピレン系樹脂とオレフィ
ン系エラストマーとからなる組成物は、従来公知の方法
によって調製することができ、例えば一般的に混練に用
いられる単軸あるいは二軸押出し機を用いて、両材料を
溶融混練し、押出してペレットを得る方法を用いること
ができる。また、混練にはバンバリー型の混練機を用い
ることができる。前記ポリエチレン系樹脂を配合する場
合にも、同様の方法を用いることができる。
ク材料は、その形態においてパウダー状でもペレット状
でもよく、その調製には、従来公知の方法を適用するこ
とができる。例えば、ポリプロピレン系樹脂とオレフィ
ン系エラストマーとからなる組成物は、従来公知の方法
によって調製することができ、例えば一般的に混練に用
いられる単軸あるいは二軸押出し機を用いて、両材料を
溶融混練し、押出してペレットを得る方法を用いること
ができる。また、混練にはバンバリー型の混練機を用い
ることができる。前記ポリエチレン系樹脂を配合する場
合にも、同様の方法を用いることができる。
【００２０】上述したプラスチック材料を用いて本発明
の発泡体を製造する方法として、（１） 超臨界流体を
プラスチック材料に含浸させる工程、および（２）
（１）の工程の後に、圧力を急激に解放して発泡体を得
る工程からなる、いわゆる超臨界発泡法が例示できる。
の発泡体を製造する方法として、（１） 超臨界流体を
プラスチック材料に含浸させる工程、および（２）
（１）の工程の後に、圧力を急激に解放して発泡体を得
る工程からなる、いわゆる超臨界発泡法が例示できる。
【００２１】上記（１）の工程において用いる超臨界流
体とは、温度が臨界温度以上、圧力が臨界圧力以上にあ
る流体であり、例えば常温常圧下で気体状の物質を臨界
圧力以上、臨界温度以上の臨界状態としたものである。
常温常圧下で気体状の物質とは、例えば、ブタン、ペン
タン等の有機化合物、あるいは二酸化炭素、空気、水
素、窒素、ネオン、アルゴン等の無機化合物が挙げら
れ、これらは２種以上混合して用いても良い。これらの
中でも、扱いやすさの観点から二酸化炭素、空気、窒
素、ネオン、アルゴン等の不活性物質が好ましく、ポリ
プロピレン系樹脂に対する溶解度の観点から二酸化炭
素、あるいは二酸化炭素と他の物質との混合物がより好
ましい。
体とは、温度が臨界温度以上、圧力が臨界圧力以上にあ
る流体であり、例えば常温常圧下で気体状の物質を臨界
圧力以上、臨界温度以上の臨界状態としたものである。
常温常圧下で気体状の物質とは、例えば、ブタン、ペン
タン等の有機化合物、あるいは二酸化炭素、空気、水
素、窒素、ネオン、アルゴン等の無機化合物が挙げら
れ、これらは２種以上混合して用いても良い。これらの
中でも、扱いやすさの観点から二酸化炭素、空気、窒
素、ネオン、アルゴン等の不活性物質が好ましく、ポリ
プロピレン系樹脂に対する溶解度の観点から二酸化炭
素、あるいは二酸化炭素と他の物質との混合物がより好
ましい。
【００２２】超臨界流体とした物質のプラスチック材料
への含浸量は、その物質の種類、目的とする発泡体の発
泡倍率、気泡密度等に応じて適宜設定される。該物質の
含浸量の下限は、通常は十分な発泡倍率で微細な気泡が
形成されるだけの量である。含浸量の上限は特にない
が、通常は該物質のプラスチック材料に対する飽和溶解
量またはそれに近い量である。含浸量は、必ずしも飽和
溶解量に達する必要はない。例えば含浸させる物質が二
酸化炭素である場合、含浸量は、プラスチック材料１０
０重量部に対して、高発泡倍率の発泡体が得られやすい
という観点から０．１重量部以上が好ましく、また効果
の観点から２０重量部以下が好ましい。プラスチック材
料１００重量部に対し、０．１〜１５重量部の範囲がよ
り好ましい。
への含浸量は、その物質の種類、目的とする発泡体の発
泡倍率、気泡密度等に応じて適宜設定される。該物質の
含浸量の下限は、通常は十分な発泡倍率で微細な気泡が
形成されるだけの量である。含浸量の上限は特にない
が、通常は該物質のプラスチック材料に対する飽和溶解
量またはそれに近い量である。含浸量は、必ずしも飽和
溶解量に達する必要はない。例えば含浸させる物質が二
酸化炭素である場合、含浸量は、プラスチック材料１０
０重量部に対して、高発泡倍率の発泡体が得られやすい
という観点から０．１重量部以上が好ましく、また効果
の観点から２０重量部以下が好ましい。プラスチック材
料１００重量部に対し、０．１〜１５重量部の範囲がよ
り好ましい。
【００２３】超臨界流体をプラスチック材料に含浸させ
る際の含浸圧力、含浸温度および含浸時間等は所望の含
浸量により異なる。例えば、臨界圧力が約７．５ＭＰａ
である二酸化炭素の超臨界流体をプラスチック材料に溶
解させる場合、含浸圧力はこの臨界圧力以上であればよ
いが、二酸化炭素の溶解量を微細な気泡を有する発泡体
を得るのに十分な量とすることができるという観点か
ら、１０ＭＰａ以上が好ましい。また含浸圧力の上限値
は装置等の能力に依存するが、通常は５０ＭＰａ程度で
ある。
る際の含浸圧力、含浸温度および含浸時間等は所望の含
浸量により異なる。例えば、臨界圧力が約７．５ＭＰａ
である二酸化炭素の超臨界流体をプラスチック材料に溶
解させる場合、含浸圧力はこの臨界圧力以上であればよ
いが、二酸化炭素の溶解量を微細な気泡を有する発泡体
を得るのに十分な量とすることができるという観点か
ら、１０ＭＰａ以上が好ましい。また含浸圧力の上限値
は装置等の能力に依存するが、通常は５０ＭＰａ程度で
ある。
【００２４】超臨界流体をプラスチック材料に含浸させ
る際の含浸温度は、超臨界流体である物質の臨界温度以
上であることが好ましい。含浸温度の上限値は使用する
プラスチック材料が分解しない温度であればよく、通常
は３００℃以下である。臨界温度が約３１℃である二酸
化炭素の超臨界流体を用いる場合、含浸温度はこの臨界
温度以上であることが好ましく、プラスチック材料への
二酸化炭素の浸透速度と生産性の観点から、６０℃以上
が好ましく、また、プラスチック材料への溶解量の観点
から２３０℃以下が好ましい。
る際の含浸温度は、超臨界流体である物質の臨界温度以
上であることが好ましい。含浸温度の上限値は使用する
プラスチック材料が分解しない温度であればよく、通常
は３００℃以下である。臨界温度が約３１℃である二酸
化炭素の超臨界流体を用いる場合、含浸温度はこの臨界
温度以上であることが好ましく、プラスチック材料への
二酸化炭素の浸透速度と生産性の観点から、６０℃以上
が好ましく、また、プラスチック材料への溶解量の観点
から２３０℃以下が好ましい。
【００２５】必要な含浸時間は、超臨界流体のプラスチ
ック材料への浸透速度により異なり、上記含浸圧力と含
浸温度に依存する。含浸操作を継続すると含浸量は通常
飽和溶解量まで増加するが、含浸時間は、通常は長くと
も超臨界流体の含浸量が飽和溶解量に達するまでの時間
に設定され、通常は数時間までである。生産性の観点か
らは含浸時間は短いほど好ましく、必ずしも飽和溶解量
に達するまで含浸させる必要はない。例えば二酸化炭素
の場合の含浸時間は、通常は数分から５時間程度であ
り、生産性と含浸量のバランスの観点からは数分程度か
ら３時間程度が好ましい。
ック材料への浸透速度により異なり、上記含浸圧力と含
浸温度に依存する。含浸操作を継続すると含浸量は通常
飽和溶解量まで増加するが、含浸時間は、通常は長くと
も超臨界流体の含浸量が飽和溶解量に達するまでの時間
に設定され、通常は数時間までである。生産性の観点か
らは含浸時間は短いほど好ましく、必ずしも飽和溶解量
に達するまで含浸させる必要はない。例えば二酸化炭素
の場合の含浸時間は、通常は数分から５時間程度であ
り、生産性と含浸量のバランスの観点からは数分程度か
ら３時間程度が好ましい。
【００２６】（２）の工程において、圧力の開放はでき
るだけ短時間で行うのが好ましい。この操作が緩慢に行
われると、気泡核の生成に必要なエネルギーが与えられ
ない場合が有り、目的とする気泡密度を有する発泡体が
得られないこともある。通常は、含浸圧力から常圧付近
まで瞬間的に圧力を開放する。なお、「圧力を瞬間的に
開放する」とは、できるだけ短時間に含浸圧力から常圧
付近まで圧力を低下させることを意味する。含浸に用い
た容器の容量、排ガス管の太さ等にもよるが、含浸圧力
から常圧付近までの圧力低下時間は、通常は１０秒間未
満であり、約3秒間以下が好ましい。
るだけ短時間で行うのが好ましい。この操作が緩慢に行
われると、気泡核の生成に必要なエネルギーが与えられ
ない場合が有り、目的とする気泡密度を有する発泡体が
得られないこともある。通常は、含浸圧力から常圧付近
まで瞬間的に圧力を開放する。なお、「圧力を瞬間的に
開放する」とは、できるだけ短時間に含浸圧力から常圧
付近まで圧力を低下させることを意味する。含浸に用い
た容器の容量、排ガス管の太さ等にもよるが、含浸圧力
から常圧付近までの圧力低下時間は、通常は１０秒間未
満であり、約3秒間以下が好ましい。
【００２７】（２）の工程において、圧力を開放する際
の温度は特に限定はないが、破泡をできるだけ抑制する
ためには、プラスチック材料の融点以下が好ましく、微
細な気泡径と高い気泡密度を達成するためには、プラス
チック材料の融点〜約１００℃の温度範囲が好ましい。
圧力を開放させるときの温度は必ずしも一定である必要
はなく、通常は圧力開放と共に温度低下が起こる。この
温度の低下を必ずしも制御する必要はないが、気泡密度
の制御の観点からは、温度の低下を制御する方が好まし
い。
の温度は特に限定はないが、破泡をできるだけ抑制する
ためには、プラスチック材料の融点以下が好ましく、微
細な気泡径と高い気泡密度を達成するためには、プラス
チック材料の融点〜約１００℃の温度範囲が好ましい。
圧力を開放させるときの温度は必ずしも一定である必要
はなく、通常は圧力開放と共に温度低下が起こる。この
温度の低下を必ずしも制御する必要はないが、気泡密度
の制御の観点からは、温度の低下を制御する方が好まし
い。
【００２８】上記工程（２）における圧力の急激な開放
は、工程（１）よりも高い温度で行ってもよいし、工程
（１）よりも低い温度で行ってもよく、あるいは工程
（１）と同じ温度で行なってもよい。より微細な気泡径
と高い気泡密度を達成するために、工程（１）よりも低
い温度で工程（２）の圧力開放を行なうことが好まし
い。
は、工程（１）よりも高い温度で行ってもよいし、工程
（１）よりも低い温度で行ってもよく、あるいは工程
（１）と同じ温度で行なってもよい。より微細な気泡径
と高い気泡密度を達成するために、工程（１）よりも低
い温度で工程（２）の圧力開放を行なうことが好まし
い。
【００２９】より具体的には、例えば、工程（１）を、
超臨界流体とする物質の臨界温度以上かつプラスチック
材料の融点以下の温度で行い、工程（２）において、工
程（１）の温度よりも高い温度、例えばプラスチック材
料の融点以上の温度で圧力を急激に開放することにより
気泡核を生成、成長させ、圧力の急激な開放による温度
低下を利用して気泡核の成長を適度に制御することによ
り発泡体を得ることができる。また、工程（１）におい
てプラスチック材料をその融点以上とし、工程（２）に
おいて該プラスチック材料を一旦工程（１）よりも低い
温度、例えばプラスチック材料の融点以下の温度まで冷
却し、その後に圧力を急激に開放して気泡核を生成さ
せ、更に該気泡核を適度に成長させて発泡体を得ること
もできる。更には、工程（１）で温度をプラスチック材
料の融点以下とし、その温度で工程（２）を行なっても
よい。より微細な気泡径と高い気泡密度を得るために
は、工程（１）よりも低い温度で工程（２）の圧力開放
を行なうことが好ましい。
超臨界流体とする物質の臨界温度以上かつプラスチック
材料の融点以下の温度で行い、工程（２）において、工
程（１）の温度よりも高い温度、例えばプラスチック材
料の融点以上の温度で圧力を急激に開放することにより
気泡核を生成、成長させ、圧力の急激な開放による温度
低下を利用して気泡核の成長を適度に制御することによ
り発泡体を得ることができる。また、工程（１）におい
てプラスチック材料をその融点以上とし、工程（２）に
おいて該プラスチック材料を一旦工程（１）よりも低い
温度、例えばプラスチック材料の融点以下の温度まで冷
却し、その後に圧力を急激に開放して気泡核を生成さ
せ、更に該気泡核を適度に成長させて発泡体を得ること
もできる。更には、工程（１）で温度をプラスチック材
料の融点以下とし、その温度で工程（２）を行なっても
よい。より微細な気泡径と高い気泡密度を得るために
は、工程（１）よりも低い温度で工程（２）の圧力開放
を行なうことが好ましい。
【００３０】また、気泡密度をより適切に制御するため
に、上記工程（２）において、気泡核を生成する過程に
続く、急激な圧力開放により生成した気泡核を成長させ
る過程、および気泡の成長を停止させる過程の両過程の
温度、時間を更に制御することが好ましい。
に、上記工程（２）において、気泡核を生成する過程に
続く、急激な圧力開放により生成した気泡核を成長させ
る過程、および気泡の成長を停止させる過程の両過程の
温度、時間を更に制御することが好ましい。
【００３１】上記気泡核成長の過程において、気泡核を
成長させる温度は、破泡をできるだけ抑制するために、
プラスチック材料の結晶化温度以上、融点以下の範囲内
に制御することが好ましい。また気泡核を成長させる時
間は、所望の気泡密度に応じて適宜設定されるが、通常
は２０秒〜３０秒である。
成長させる温度は、破泡をできるだけ抑制するために、
プラスチック材料の結晶化温度以上、融点以下の範囲内
に制御することが好ましい。また気泡核を成長させる時
間は、所望の気泡密度に応じて適宜設定されるが、通常
は２０秒〜３０秒である。
【００３２】気泡の過度の成長による破泡を抑制するた
めに、気泡核成長の過程の温度と共に、気泡の成長停止
の過程の温度をも制御することが好ましい。気泡の成長
を止める時の温度は、プラスチック材料の結晶化温度以
下が好ましく、発泡体全体が結晶化温度以下になるまで
十分に冷却することが好ましい。
めに、気泡核成長の過程の温度と共に、気泡の成長停止
の過程の温度をも制御することが好ましい。気泡の成長
を止める時の温度は、プラスチック材料の結晶化温度以
下が好ましく、発泡体全体が結晶化温度以下になるまで
十分に冷却することが好ましい。
【００３３】上記例示した方法により超微細孔質発泡体
を得ることができる。得られた発泡体は例えば、自動車
用材、食品用トレーまたは容器、建材、緩衝材、断熱材
等に好適に用いることができる。
を得ることができる。得られた発泡体は例えば、自動車
用材、食品用トレーまたは容器、建材、緩衝材、断熱材
等に好適に用いることができる。
【００３４】
【発明の効果】本発明の発泡体は、ポリプロピレン系樹
脂を含有するプラスチック材料からなり、気泡密度がプ
ラスチック材料１ｃｍ3当たり１０11個気泡以上である
超微細孔質発泡体であり、プラスチック材料に含まれる
ポリプロピレン系樹脂の特性を維持しつつ、軽量性と剛
性、断熱性などのバランスに優れた発泡体となる。また
ポリプロピレン系樹脂にオレフィン系エラストマーを配
合し、ポリプロピレン系樹脂マトリクス中にエラストマ
ーを微分散させることによって、およそ２μｍ以下の微
細な気泡径を達成することができ、気泡密度をより増加
させることができる。
脂を含有するプラスチック材料からなり、気泡密度がプ
ラスチック材料１ｃｍ3当たり１０11個気泡以上である
超微細孔質発泡体であり、プラスチック材料に含まれる
ポリプロピレン系樹脂の特性を維持しつつ、軽量性と剛
性、断熱性などのバランスに優れた発泡体となる。また
ポリプロピレン系樹脂にオレフィン系エラストマーを配
合し、ポリプロピレン系樹脂マトリクス中にエラストマ
ーを微分散させることによって、およそ２μｍ以下の微
細な気泡径を達成することができ、気泡密度をより増加
させることができる。
【００３５】
【実施例】以下、実施例によって本発明を更に説明する
が、かかる実施例は本発明を何ら限定するものではな
い。
が、かかる実施例は本発明を何ら限定するものではな
い。
【００３６】（測定方法） <平均気泡径>発泡体を液体窒素で冷却後、剃刀で発泡体
を切断しその断面を走査型電子顕微鏡にて撮影した。倍
率は電子顕微鏡の視野内に約５０個程度の気泡が見える
ように調節した。撮影した発泡体断面の写真より、視野
内の気泡の最大長さを測定し、更にその平均値を求めて
平均気泡径（２ｒ）とした。
を切断しその断面を走査型電子顕微鏡にて撮影した。倍
率は電子顕微鏡の視野内に約５０個程度の気泡が見える
ように調節した。撮影した発泡体断面の写真より、視野
内の気泡の最大長さを測定し、更にその平均値を求めて
平均気泡径（２ｒ）とした。
【００３７】<気泡密度>平均気泡径の測定に用いた電子
顕微鏡による写真を用いて発泡体の断面積１ｃｍ 2あた
りの気泡数（ｎ）を算出し、それを３／２乗して単位体
積当たりの気泡数（Ｎ）を算出した。この気泡数（Ｎ）
と、上記で求めた平均気泡径（２ｒ）とから、発泡体中
のプラスチック材料の単位体積当たりの気泡数、すなわ
ち気泡密度（個気泡／ｃｍ3）を求めた。
顕微鏡による写真を用いて発泡体の断面積１ｃｍ 2あた
りの気泡数（ｎ）を算出し、それを３／２乗して単位体
積当たりの気泡数（Ｎ）を算出した。この気泡数（Ｎ）
と、上記で求めた平均気泡径（２ｒ）とから、発泡体中
のプラスチック材料の単位体積当たりの気泡数、すなわ
ち気泡密度（個気泡／ｃｍ3）を求めた。
【００３８】実施例１〜６ ポリプロピレン（住友化学社製ポリプロピレン ノーブ
レンＷ１０１ ＭＦＲ８〜１０、プロピレン単独重合
体）９０重量％と水素添加スチレン−ブタジエン共重合
体ゴム（ＳＢＲ）（日本合成ゴム社製 １３２０Ｐ；ス
チレンモノマー単位含有量１０％、ＭＦＲ ３．５）１
０重量％をラボプラストミルにより溶融混合して得られ
たオレフィン系エラストマー含有ポリプロピレン系樹脂
組成物を原料樹脂とした。該原料樹脂をプレス成形して
６枚のシート（厚さ1．5ｍｍ、縦4ｃｍ×横2ｃｍ）を作
成した（プレス条件：２３０℃で３分間余熱後、１分間
プレスし、３０℃に保ったプレス盤にて５分間冷却）。
各シートに対してそれぞれ別個に、予め所定の温度にま
で昇温した、圧力ゲージと排圧バルブとを備えた耐圧容
器内にシートを置いて蓋をした後、二酸化炭素をポンプ
にて耐圧容器内に圧入して二酸化炭素を超臨界状態と
し、表１に記載の含浸圧力、含浸温度、含浸時間でシー
トに含浸させた。なお、圧力ゲージが所定の含浸圧力と
なった瞬間を含浸開始点とし、含浸圧力を維持したまま
含浸操作を継続した。所定の含浸時間が経過した後、耐
圧容器から排圧バルブを経て二酸化炭素を排出し、含浸
圧力から常圧（約０．１ＭＰａ）まで耐圧容器内の圧力
を一気に開放した（開放時間：２〜３秒）。
レンＷ１０１ ＭＦＲ８〜１０、プロピレン単独重合
体）９０重量％と水素添加スチレン−ブタジエン共重合
体ゴム（ＳＢＲ）（日本合成ゴム社製 １３２０Ｐ；ス
チレンモノマー単位含有量１０％、ＭＦＲ ３．５）１
０重量％をラボプラストミルにより溶融混合して得られ
たオレフィン系エラストマー含有ポリプロピレン系樹脂
組成物を原料樹脂とした。該原料樹脂をプレス成形して
６枚のシート（厚さ1．5ｍｍ、縦4ｃｍ×横2ｃｍ）を作
成した（プレス条件：２３０℃で３分間余熱後、１分間
プレスし、３０℃に保ったプレス盤にて５分間冷却）。
各シートに対してそれぞれ別個に、予め所定の温度にま
で昇温した、圧力ゲージと排圧バルブとを備えた耐圧容
器内にシートを置いて蓋をした後、二酸化炭素をポンプ
にて耐圧容器内に圧入して二酸化炭素を超臨界状態と
し、表１に記載の含浸圧力、含浸温度、含浸時間でシー
トに含浸させた。なお、圧力ゲージが所定の含浸圧力と
なった瞬間を含浸開始点とし、含浸圧力を維持したまま
含浸操作を継続した。所定の含浸時間が経過した後、耐
圧容器から排圧バルブを経て二酸化炭素を排出し、含浸
圧力から常圧（約０．１ＭＰａ）まで耐圧容器内の圧力
を一気に開放した（開放時間：２〜３秒）。
【００３９】耐圧容器内が常圧となった後、得られた発
泡体を取り出し、平均気泡径および気泡密度を測定し
た。結果を表１に示した。
泡体を取り出し、平均気泡径および気泡密度を測定し
た。結果を表１に示した。
【００４０】
【表１】 １）ゲージ圧
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１において得られた発泡体の断面の電子
顕微鏡写真である。
顕微鏡写真である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ２９Ｋ 23:00 105:04 Ｆターム(参考） 4F074 AA09 AA13 AA24 AA24A AA24B AA25A AA25B AA32A BA31 BA32 BA33 BA37 BA39 CA24 CC22X DA02 DA03 DA32 DA33 DA34 DA35 DA50 DA58 4F212 AA03 AA11 AA12 AA45 AA47 AB02 AG20 AH17 AH47 UA17 UB01 UC05 UC06 UN11 4J002 AC032 AC112 BB052 BB121 BB141 BB151 BB152 BC052 BP012 BP021 BP031 GG01 GL00 GN00
Claims (5)
- 【請求項１】ポリプロピレン系樹脂を含むプラスチック
材料からなり、気泡密度が前記プラスチック材料１ｃｍ
3当たり１０11個気泡以上である発泡体。 - 【請求項２】気泡密度が前記プラスチック材料１ｃｍ3
当たり１０12個気泡以上である請求項１記載の発泡体。 - 【請求項３】前記プラスチック材料が更にポリオレフィ
ン系エラストマーを含有する請求項１または２記載の発
泡体。 - 【請求項４】前記ポリオレフィン系エラストマーがスチ
レン−ブタジエン共重合体の水素添加物またはプロピレ
ン−ブテン共重合体である請求項３記載の発泡体。 - 【請求項５】平均気泡径が２μｍ以下である請求項１か
ら４のいずれかに記載の発泡体。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11088635A JP2000281829A (ja) | 1999-03-30 | 1999-03-30 | 発泡体 |
| US09/536,802 US6399667B1 (en) | 1999-03-30 | 2000-03-28 | Process for producing foamed resin article |
| CN00108892.0A CN1270968A (zh) | 1999-03-30 | 2000-03-28 | 制备泡沫树脂制品的方法 |
| EP00106631A EP1040902B1 (en) | 1999-03-30 | 2000-03-28 | Foamed resin article |
| DE60031026T DE60031026T2 (de) | 1999-03-30 | 2000-03-28 | Gegenstand aus geschäumtem Harz |
| US10/094,801 US6596783B2 (en) | 1999-03-30 | 2002-03-12 | Process for producing foamed resin article |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11088635A JP2000281829A (ja) | 1999-03-30 | 1999-03-30 | 発泡体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000281829A true JP2000281829A (ja) | 2000-10-10 |
Family
ID=13948284
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11088635A Pending JP2000281829A (ja) | 1999-03-30 | 1999-03-30 | 発泡体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000281829A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005535476A (ja) * | 2002-08-15 | 2005-11-24 | アドバンスド エラストマー システムズ，エル．ピー． | 強化された発泡特性および物理的性質を有する熱可塑性エラストマー |
| JP2007119792A (ja) * | 2007-02-14 | 2007-05-17 | Nitto Denko Corp | 樹脂発泡体 |
| JP2007160691A (ja) * | 2005-12-13 | 2007-06-28 | Mitsubishi Plastics Ind Ltd | 多孔体の製造方法および多孔体 |
| JP2012140630A (ja) * | 2012-03-08 | 2012-07-26 | Mitsubishi Plastics Inc | 発泡体の製造方法及び発泡体 |
| JP2020535032A (ja) * | 2018-09-06 | 2020-12-03 | 広東奔迪新材料科技有限公司 | 超臨界流体により金型を要することなく立体構造発泡製品を製造する方法 |
| CN114479224A (zh) * | 2020-10-23 | 2022-05-13 | 中国石油化工股份有限公司 | 热塑性树脂多孔发泡体及其制备方法与应用 |
-
1999
- 1999-03-30 JP JP11088635A patent/JP2000281829A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005535476A (ja) * | 2002-08-15 | 2005-11-24 | アドバンスド エラストマー システムズ，エル．ピー． | 強化された発泡特性および物理的性質を有する熱可塑性エラストマー |
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| CN114479224A (zh) * | 2020-10-23 | 2022-05-13 | 中国石油化工股份有限公司 | 热塑性树脂多孔发泡体及其制备方法与应用 |
| CN114479224B (zh) * | 2020-10-23 | 2023-11-14 | 中国石油化工股份有限公司 | 热塑性树脂多孔发泡体及其制备方法与应用 |
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|---|---|---|---|
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