JP3634469B2

JP3634469B2 - ポリプロピレン系樹脂発泡体の製造方法

Info

Publication number: JP3634469B2
Application number: JP29086995A
Authority: JP
Inventors: 俊司山本; 裕文河中; 恒雄岡本
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 1995-11-09
Filing date: 1995-11-09
Publication date: 2005-03-30
Anticipated expiration: 2015-11-09
Also published as: JPH09132660A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポリプロピレン系樹脂発泡体の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ポリプロピレン系樹脂発泡体は、段ボール、木材、ベニア板などにくらべ、軽量で、加工性、耐熱性、耐水性に優れることから、各種分野にて前記従来物に置き換えられ幅広く使用されている。
【０００３】
従来、熱可塑性樹脂発泡体の一般的製造方法としては、押出機内で樹脂と発泡剤とを溶融混練した後、押し出して発泡させる方法が知られている。良好な発泡体を得るためには、押出樹脂温度の調整が重要であるが、ポリプロピレン系樹脂発泡体を製造する場合には、樹脂を発泡させる時の押出樹脂温度を、樹脂の融点付近、すなわち１６０〜１８０℃付近に設定するのが好ましいとされている。
【０００４】
押出樹脂温度を高く設定した場合、樹脂粘度が低下し発泡ガスを樹脂内に保持できず、気泡が不均一となったり、気泡構造が連続気泡化したりして発泡倍率が低下する。このような不均一な気泡を有する低発泡倍率のポリプロピレン系樹脂発泡体は、耐衝撃性に劣り、成形品を加工する際に割れやすいという問題がある。特に低温での耐衝撃性の低下は顕著である。
【０００５】
したがって、剛性に優れ、かつ耐衝撃性、特に低温での耐衝撃性に優れた発泡体を得るためには、押出樹脂温度をポリプロピレン系樹脂の融点付近の低温側にシフトするのが好ましい。
【０００６】
しかし、ポリプロピレン系樹脂は融点付近で急激に樹脂粘度が変化するという特性がある。そのために、ポリプロピレン系樹脂の押出温度を融点付近の低温側に調整しようとして、押出樹脂温度が好ましい押出樹脂温度を少しでも下回ると急激に樹脂粘度が低下し、押出機内で樹脂が詰まって押出しを困難にしたり、部分的に滞留部分が発生し、製品にスジ状のキズを付けたり、発泡体表面が鮫肌状に荒れたり、光沢がなくなるなど、発泡体の表面性が低下するというおそれがある。特に、Ｔダイを用いた製造では前記傾向が顕著である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題を解決することを目的としてなされたもので、押出樹脂温度がポリプロピレン系樹脂の融点付近の高めに設定されていても、剛性、耐衝撃性が優れ、かつ表面美麗なポリプロピレン系樹脂発泡体を安定して製造することができるポリプロピレン系樹脂発泡体の製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明の請求項１においては、樹脂分がエチレン含有量が５〜２０重量％、メルトフローレート０．１〜２ｇ／１０ｍｉｎであるエチレン−プロピレンブロック共重合体３０〜７０重量％と、エチレン含有量が５〜２０重量％、メルトフローレート５〜１５ｇ／１０ｍｉｎのエチレン−プロピレンブロック共重合体またはエチレン−プロピレンランダム共重合体７０〜３０重量％とからなるエチレン−プロピレン共重合体混合物６０〜８０重量％と、密度が０．９３ｇ／ｃｍ ³ 以上０．９４ｇ／ｃｍ ³ 未満、メルトフローレート０．１〜２ｇ／１０ｍｉｎであるポリエチレン４０〜２０重量％とからなる樹脂混合物（Ｂ）である樹脂組成物に発泡剤を配合し、押し出して発泡させることを特徴とするポリプロピレン系樹脂発泡体の製造方法を提供する。
また、本発明の請求項２においては、樹脂分がエチレン含有量が５〜２０重量％、メルトフローレート２〜１０ｇ／１０ｍｉｎであるエチレン−プロピレンブロック共重合体６０〜８０重量％と密度が０．９３ｇ／ｃｍ ³ 以上０．９４ｇ／ｃｍ ^３未満、メルトフローレート０．１〜２ｇ／１０ｍｉｎであるポリエチレン４０〜２０重量％とからなる樹脂混合物（Ａ）または樹脂分がエチレン含有量が５〜２０重量％、メルトフローレート０．１〜２ｇ／１０ｍｉｎであるエチレン−プロピレンブロック共重合体３０〜７０重量％と、エチレン含有量が５〜２０重量％、メルトフローレート５〜１５ｇ／１０ｍｉｎのエチレン−プロピレンブロック共重合体またはエチレン−プロピレンランダム共重合体７０〜３０重量％とからなるエチレン−プロピレン共重合体混合物６０〜８０重量％と、密度が０．９３ｇ／ｃｍ ³ 以上０．９４ｇ／ｃｍ ³ 未満、メルトフローレート０．１〜２ｇ／１０ｍｉｎであるポリエチレン４０〜２０重量％とからなる樹脂混合物（Ｂ）７０〜９３重量％とメルトフローレート０．１〜１０ｇ／１０ｍｉｎ、酢酸ビニル含有量７〜２０重量％のエチレン−酢酸ビニル共重合体７〜３０重量％とからなる樹脂混合物（Ｃ）である樹脂組成物に発泡剤を配合し、押し出して発泡させることを特徴とするポリプロピレン系樹脂発泡体の製造方法を提供する。
さらに、本発明の請求項３においては、前記樹脂組成物の融解ピーク温度の最高温度＋１０℃でのメルトテンションが５ｇ以上であることを特徴とする請求項１〜２のいずれかに記載のポリプロピレン系樹脂発泡体の製造方法を提供する。
【０００９】
【発明を実施する形態】
本発明において用いられるエチレン−プロピレンブロックもしくはランダム共重合体のエチレン含有量は５〜２０重量％が好ましい。エチレン含有量が２０重量％を越えると得られる発泡体の剛性が劣る傾向にある。エチレン含有量がこの範囲内であるエチレン−プロピレン共重合体を用いることによって、均一な気泡、高独立気泡率、高発泡倍率の発泡体であって、耐衝撃性に優れた発泡体を得ることができる。
【００１０】
本発明におけるＭＦＲは１９０℃で測定した値である。
【００１１】
また、請求項１では、ＭＦＲ０．１〜１ｇ／１０ｍｉｎのエチレン−プロピレンブロック共重合体とＭＦＲ５〜１５ｇ／１０ｍｉｎ、好ましくは７〜１０ｇ／１０ｍｉｎのエチレン−プロピレンブロックまたはランダム共重合体からなるエチレン−プロピレン共重合体混合物が用いられる。特に、ＭＦＲ５〜１５ｇ／１０ｍｉｎのエチレン−プロピレン共重合体は、ブロック共重合体を選択すると剛性、耐衝撃性の点でより優れた発泡体となる。
【００１２】
請求項１において、エチレン−プロピレン共重合体混合物は、それぞれ前記の範囲のＭＦＲを有する、エチレン−プロピレンブロック共重合体３０〜７０重量％とエチレン−プロピレンブロックまたはランダム共重合体７０〜３０重量％からなる。配合比を特に３０〜５０重量％と７０〜５０重量％とすると、押出加工時の加工性に優れ、かつ得られる発泡体の表面が平滑で、気泡径が均一となる。
【００１３】
本発明の製造方法に用いられるポリエチレンは、密度０．９３ｇ／ｃｍ^３以上０．９４ｇ／ｃｍ^３未満、ＭＦＲ０．１〜２ｇ／１０ｍｉｎのものが好ましい。密度が上記の範囲内である場合には、押出加工時の加工性に優れ、かつ得られる発泡体が剛性に優れたものとなる。
【００１４】
樹脂分がエチレン含有量が５〜２０重量％、メルトフローレート２〜１０ｇ／１０ｍｉｎであるエチレン−プロピレンブロック共重合体６０〜８０重量％と密度が０．９３ｇ／ｃｍ ³ 以上０．９４ｇ／ｃｍ ^３未満、メルトフローレート０．１〜２ｇ／１０ｍｉｎであるポリエチレン４０〜２０重量％とからなる樹脂混合物（Ａ）、樹脂分がエチレン含有量が５〜２０重量％、メルトフローレート０．１〜２ｇ／１０ｍｉｎであるエチレン−プロピレンブロック共重合体３０〜７０重量％と、エチレン含有量が５〜２０重量％、メルトフローレート５〜１５ｇ／１０ｍｉｎのエチレン−プロピレンブロック共重合体またはエチレン−プロピレンランダム共重合体７０〜３０重量％とからなるエチレン−プロピレン共重合体混合物６０〜８０重量％と、密度が０．９３ｇ／ｃｍ ³ 以上０．９４ｇ／ｃｍ ³ 未満、メルトフローレート０．１〜２ｇ／１０ｍｉｎであるポリエチレン４０〜２０重量％とからなる樹脂混合物（Ｂ）は、エチレン−プロピレンブロック共重合体またはエチレン−プロピレン共重合体混合物６０〜８０重量％とポリエチレン４０〜２０重量％とからなっている。本発明においては、特定の樹脂が前記の割合で配合されている樹脂混合物を使用しているために、発泡に適した粘弾性を広い温度範囲にわたって達成することができ、エチレン−プロピレン共重合体の融点よりも２０℃程度高い温度で押し出すことができるのである。
【００１５】
本発明の請求項２で用いられるエチレン酢酸ビニル共重合体は、ＭＦＲ０．１〜１０ｇ／１０ｍｉｎ、好ましくは０．５〜５ｇ／１０ｍｉｎ、酢酸ビニル含有量７〜２０重量％、好ましくは７〜１０重量％である。ＭＦＲ、酢酸ビニル含有量がこの範囲外である場合、樹脂混合物（Ａ）、（Ｂ）との相溶性を低下させ、得られる発泡体の気泡径が不均一となる傾向がみられる。
【００１６】
請求項２の樹脂分である樹脂混合物（Ｃ）は、樹脂混合物（Ａ）または（Ｂ）と前記特性のエチレン−酢酸ビニル共重合体とからなる。請求項２において得られるポリプロピレン系樹脂発泡体は、エチレン−酢酸ビニル共重合体が配合されているために、耐衝撃性、特に低温での耐衝撃性が改善されたものとなる。エチレン−酢酸ビニル共重合体の配合量は、樹脂混合物（Ｃ）中７〜３０重量％、好ましくは７〜１５重量％である。配合量が３０重量％を越えると発泡体の剛性の低下傾向がみられ、７重量％未満では耐衝撃性の改善効果が低い。
【００１７】
また、本発明における樹脂組成物の、ＪＩＳＫ７１２１による示差走査熱量計（ＤＳＣ）にて測定される最高融解ピーク温度＋１０℃におけるメルトテンションが５ｇ以上であれば、連続気泡化に対する抑制効果が大きく、剛性、耐衝撃性ともに優れたものとなる。
【００１８】
なお、本発明における樹脂組成物のメルトテンションは、ＪＩＳＫ７１２１により測定した最高融解ピーク温度＋１０℃に樹脂組成物の温度を保ち、キャピラリーレオメーターに取り付けられたダイス（直径２ｍｍ、長さ８ｍｍ）から速度１０ｍｍ／ｍｉｎで樹脂組成物を押し出し、プーリーを介して速度４ｍ／ｍｉｎで安定に引き取ったときに、プーリーに取り付けられたロードセルによって検出された張力の測定値とする（東洋精機（株）製、キャピログラフにより測定）。
【００１９】
本発明で使用される発泡剤としては、加熱により分解し気体を発生する熱分解型、例えば、アゾジカルボンアミド、オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジド、などがあげられ、場合によっては、亜鉛華、ステアリン酸亜鉛などの発泡助剤により分解温度を適宜調整することができる。
【００２０】
また、押出機のシリンダー途中などからガスを圧入し発泡させてもよい、発泡剤として用いるガスは、窒素ガス、炭酸ガス、ブタン、ペンタン、プロパンなどが挙げられる。
熱分解型発泡剤の配合量、ガス注入量は、所望の発泡倍率に応じて適宜調整する。
【００２１】
本発明における樹脂組成物には、さらに、より気泡を均一微細にするためには、タルク、炭酸カルシウム、重炭酸ナトリウム、クエン酸などを気泡核剤として添加することが望ましい。
また、必要に応じて各種添加剤として、酸化防止剤、帯電防止剤、紫外線防止剤、難燃剤、導電性付与剤、着色剤を適量配合してもよい。
【００２２】
【実施例】
実施例１〜８、比較例１〜６以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。表１、表２に示した組成比の樹脂組成物を押出機（φ９０ｍｍ）を用いて溶融混練し、発泡倍率３倍、発泡体厚さ５ｍｍとなるように、押出機途中より炭酸ガスを圧入し、押出機先端に取り付けられた幅１０００ｍｍのＴダイより押出樹脂温度１９３〜１９５℃または１６４〜１６６℃で押出発泡した後、金属ロールにより冷却、成形して発泡体を得た。実施例、比較例にて使用した樹脂は表３にまとめて示す。
【００２３】
測定方法（発泡特性以外は、押出樹脂温度１９３〜１９５℃で製造された発泡体について測定）
・ＭＦＲ：ＪＩＳＫ７２１０に準拠する。
・見かけ密度：ＪＩＳＫ６７６７に準拠する。
・曲げ弾性率：ＪＩＳＫ７２０３に準拠する。
・衝撃試験：ＡＳＴＭＤ４２７２に準拠する（タップφ１／２インチ、荷重２．７２ｋｇでの最大荷重値を測定）。
・メルトテンション：本文中記載の方法による。
・独立気泡率：ＡＳＴＭＤ２８５６に準拠する。
・発泡特性（表中１９４℃は押出樹脂温度を１９３〜１９５℃とした場合、１６５℃は１６４〜１６６℃とした場合）：
○：表面平滑で、気泡径が均一なもの
△：部分的に発泡体が得られるが、ダイに滞留してスジが発生するもの
×：表面凹凸大で、発泡ガスが脱離して気泡径、発泡倍率が不均一なもの
【００２４】
【表１】

【００２５】
【表２】

【００２６】
【表３】

【００２７】
比較例１〜６は、ポリエチレンが配合されていないか、本発明で規定されている密度の範囲外のポリエチレンが配合されているために、押出樹脂温度１９５℃で作製された発泡体は発泡特性が劣るものとなっている。
【００２８】
それに対して、実施例１〜８では、１６５℃、１９５℃いずれの押出樹脂温度で作製された発泡体も、すべての測定項目において優れた発泡体となっている。また、衝撃試験項目中の総エネルギーとは、発泡体の耐衝撃性でも与えられた衝撃により発泡体が破壊するまでに要するエネルギーを示し、最大荷重値が脆性破壊特性を示す値であるのに対して、延性破壊という特性を表すものであるが、実施例３〜８は、特定のエチレン−酢酸ビニル共重合体が適当量配合されているために、この延性破壊特性がさらに改善されたものとなっている。
【００２９】
【発明の効果】
本発明の製造方法によれば、気泡が均一微細で高い独立気泡率を有し、剛性、衝撃性に優れ、かつ表面平滑なポリプロピレン系樹脂発泡体を得ることができる。さらに、特定のエチレン−酢酸ビニル共重合体を配合することにより、延性破壊特性を改善することができる。

Claims

樹脂分がエチレン含有量が５〜２０重量％、メルトフローレート０．１〜２ｇ／１０ｍｉｎであるエチレン−プロピレンブロック共重合体３０〜７０重量％と、エチレン含有量が５〜２０重量％、メルトフローレート５〜１５ｇ／１０ｍｉｎのエチレン−プロピレンブロック共重合体またはエチレン−プロピレンランダム共重合体７０〜３０重量％とからなるエチレン−プロピレン共重合体混合物６０〜８０重量％と、密度が０．９３ｇ／ｃｍ ³ 以上０．９４ｇ／ｃｍ ³ 未満、メルトフローレート０．１〜２ｇ／１０ｍｉｎであるポリエチレン４０〜２０重量％とからなる樹脂混合物（Ｂ）である樹脂組成物に発泡剤を配合し、押し出して発泡させることを特徴とするポリプロピレン系樹脂発泡体の製造方法。
樹脂分がエチレン含有量が５〜２０重量％、メルトフローレート２〜１０ｇ／１０ｍｉｎであるエチレン−プロピレンブロック共重合体６０〜８０重量％と密度が０．９３ｇ／ｃｍ ³ 以上０．９４ｇ／ｃｍ ^３未満、メルトフローレート０．１〜２ｇ／１０ｍｉｎであるポリエチレン４０〜２０重量％とからなる樹脂混合物（Ａ）または樹脂分がエチレン含有量が５〜２０重量％、メルトフローレート０．１〜２ｇ／１０ｍｉｎであるエチレン−プロピレンブロック共重合体３０〜７０重量％と、エチレン含有量が５〜２０重量％、メルトフローレート５〜１５ｇ／１０ｍｉｎのエチレン−プロピレンブロック共重合体またはエチレン−プロピレンランダム共重合体７０〜３０重量％とからなるエチレン−プロピレン共重合体混合物６０〜８０重量％と、密度が０．９３ｇ／ｃｍ ³ 以上０．９４ｇ／ｃｍ ³ 未満、メルトフローレート０．１〜２ｇ／１０ｍｉｎであるポリエチレン４０〜２０重量％とからなる樹脂混合物（Ｂ）７０〜９３重量％とメルトフローレート０．１〜１０ｇ／１０ｍｉｎ、酢酸ビニル含有量７〜２０重量％のエチレン−酢酸ビニル共重合体７〜３０重量％とからなる樹脂混合物（Ｃ）である樹脂組成物に発泡剤を配合し、押し出して発泡させることを特徴とするポリプロピレン系樹脂発泡体の製造方法。
前記樹脂組成物の融解ピーク温度の最高温度＋１０℃でのメルトテンションが５ｇ以上であることを特徴とする請求項１〜２のいずれかに記載のポリプロピレン系樹脂発泡体の製造方法。