JPH0236141B2 - Netsuseikeiseinosuguretahoripuropirenkeihatsuhoshiito - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

この発明は、ポリプロピレン系発泡シートに関
する。さらに詳しくは、表面平滑で製品均一性が
高く、熱成形性に優れ、曲げ強度等の機械的強度
も高いポリプロピレン系発泡シートに関する。 従来、ポリプロピレン系樹脂に無機充填剤を混
練してポリプロピレン系発泡シートを製造するに
際し、比較的多量のポリエチレン系樹脂を混合す
ることにより、脱泡（気泡破壊）を防ぎ外観が良
好なポリプロピレン系発泡シートが得られること
が知られている（特公昭56−18608号公報）。 しかし、かような充填剤含有のポリプロピレン
系発泡シートは、外観は確かに良好であるが、本
願発明の意図する気泡構造とは正反対の独立気泡
構造を意図したものであり機械的強度（剛性）も
不充分でかつ加熱時のシートの保持強度が低く熱
成形性が不良であるという問題点があつた。 また、特定のエチレン―プロピレンブロツク共
重合体にポリエチレンを加え、かつ密度等を調整
することにより剛性や耐衝撃性の高い発泡成形物
を得る提案もなされている（特公昭57−59252号
公報）が、かような発泡成形物からなるシートは
耐衝撃性以外の機械強度等の点で充分満足できる
ものではなく、また倍率も３〜６倍という高倍で
表面平滑性も悪くしかも熱成形性が不良であると
いう問題点もあつた。 この発明は、以上のごとき従来の問題点に鑑み
なされたものであり、剛性等の機械的強度が高
く、熱成形性の良好なポリプロピレン系発泡シー
トを提供することを目的とするものである。 発明者らは、種々研究、検討を重ねた結果、ポ
リプロピレン系樹脂に無機充填剤を混練する際に
混合するポリエチレン系樹脂の量を少量とし、か
つ発泡条件等の制御することにより得られた特定
の厚み、嵩密度、気泡形状、密度均一性及び連通
率のシート状発泡体が、高い剛性及び優れた熱成
形性を有することを見出し、この発明に到達し
た。 かくしてこの発明によれば、(イ)結晶性ポリプロ
ピレン系樹脂99〜70重量部、(ロ)上記ポリプロピレ
ン系樹脂より融点が10℃以上低いポリオレフイン
系樹脂１〜30重量部及び(ハ)無機充填剤５〜100重
量部からなる樹脂組成物で構成された厚み0.1〜
８mm、嵩密度0.23〜1.2ｇ／cm³のシート状発泡体
であつて、その発泡気泡がシート面に対して略平
行に広がる扁平な空隙から主としてなり、密度の
幅方向への変動係数が７％以下、連通率が30％以
上であることを特徴とする熱成形性の優れたポリ
プロピレン系発泡シートが提供される。 上記結晶性ポリプロピレン系樹脂としては結晶
性プロピレンホモポリマーが好適であるが、それ
以外に結晶性プロピレン―エチレン共重合体、結
晶性エチレン―プロピレン―ジエン三元共重合体
等のポリプロピレンを主とする重合体が挙げられ
る。そして共重合体の融点は単独重合体のそれよ
りも低いが、通常、135℃以上好ましくは150℃以
上（DSC融解ピーク終点）のものを用いるのが
適当である。なお、「結晶性」とは実質的に結晶
性であればよく一部に非晶部分が含まれてもよ
い。通常アイソタクチツクインデツクス90以上の
ものが適している。 一方、上記ポリオレフイン系樹脂としては高密
度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、エチレン
―酢酸ビニル共重合体、エチレン―不飽和カルボ
ン酸エステル共重合体（例えば、エチレン―メチ
ルメタクリレート共重合体）、エチレン―不飽和
カルボン酸金属塩共重合体（例えば、エチレン―
アクリル酸マグネシウム（又は亜鉛）共重合体）、
プロピレン―オレフイン共重合体（プロピレン―
エチレン共重合体、プロピレン―ブテン―１共重
合体）、ポリエチレン又はポリプロピレンの不飽
和カルボン酸（例えば、無水マレイン酸）変性
物、エチレン―プロピレンゴム、アタクチツクポ
リプロピレン等が挙げられ、ポリエチレン、エチ
レン―プロピレン共重合体、プロピレン―ブテン
―１共重合体、アタクチツクポリプロピレンを用
いるのが好ましい。そして前記ポリプロピレン系
樹脂より融点が20℃以上低いものを用いるのがよ
り好ましい。 無機充填剤としては、粉末状のものであればよ
く、例えば、シリカ、ケイ藻土、アルミナ、酸化
チタン、酸化鉄、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、
軽石粉等の酸化物、水酸化アルミニウム、水酸化
マグネシウム、塩基性炭酸マグネシウム等の水酸
化物、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ドロ
マイト等炭酸塩、硫酸カルシウム、硫酸バリウ
ム、亜硫酸カルシウム等の硫酸塩、タルク、クレ
ー、マイカ、アスベスト、ケイ酸カルシウムモン
モリロナイト、ベントナイト等のケイ酸塩が挙げ
られる。これらのうち、ケイ酸塩又は炭酸塩を用
いるのが好ましく、タルク、マイカ又は炭酸カル
シウムを用いるのが最も好ましい。また、粒度と
しては、平均粒径30μｍ以下のものが適当であり
8μｍ以下のものが好ましい。これらの添加量は
15〜90重量部が好ましい。 ポリプロピレン系樹脂に対するポリオレフイン
系樹脂の配合割合は少量とするのが適しており、
前者99〜85重量部に対して後者を１〜15重量部と
するのが好ましい。ただし、ポリオレフイン系樹
脂の好適な配合割合は無機充填剤の種類や量によ
つても大きく左右される。好ましいポリオレフイ
ン系樹脂と充填剤の配合比は、押出機への供給方
式により左右される。例えば、充填剤を予め樹脂
中に溶融分散させたのち押出機に供給する場合に
は、充填剤の量１に対し0.1〜0.7（重量比）とす
るのが好ましく、押出機中に樹脂及び充填剤を直
接供給する所謂ドライブレンドの場合は、同じく
0.3〜2.0（重量比）とするのが好ましい。ポリオ
レフイン系樹脂の量が少な過ぎると（例えば、
0.1以下）、機械的強度及び熱成形性が低下するの
みならず表面平滑なシート状発泡体が得られな
い。 上記樹脂組成物を発泡成型することより、この
発明のポリプロピレン系発泡シートが得られる。
この際、厚みは0.1〜８mmとすることを要し、0.3
〜４mmが好ましい。0.1mm未満では剛性が不充分
で成形用シートとして使用できない。また８mmを
越えても、実質的に熱成形を行ない難く、成形用
シートとして不適当である。また嵩密度は0.23〜
1.2ｇ／cm³とすることを要し、0.3〜1.05ｇ／cm³が
好ましい。0.23ｇ／cm³未満では厚みを厚くしても
所望の剛性が得られず、1.2ｇ／cm³を超えると熱
成形時に自重によるタレ下りトラブルが生じ易
い。 一方、発泡気泡はシート面に対して略平行に広
がる扁平な空隙に調整される。 また密度の幅方向への変動係数は７％以下とさ
れる。ここで密度の幅方向への変動係数とは後述
する方法により測定される値を示す。 また、連通率は30％以上とされる。連通率とは
ASTM Ｄ―2856 Ｃ法により測定されるもので
ある。 上記のごとき特性を有する発泡シートは、前記
樹脂組成物を押出発泡させ、さらにその際の発泡
剤量、樹脂供給量、ノズル間隔、冷却方式金型内
樹脂温度、金型温度、発泡時の流れ方向、幅方
向、厚さ方向の膨張延伸比等の押出条件を制御す
ることにより得られる。この際の発泡剤量として
は揮発型発泡剤（例えば、プロパン、ブタン、ヘ
プタン、窒素ガス、炭酸ガス、塩化メチレン、フ
ツ素系炭化水素等）を用いる際には、樹脂組成物
100重量部に対して0.5〜10重量部が適当であり、
化学発泡剤（アゾジカルボンアミド、Ｎ，N′―
ジニトロソペンタメチレンテトラミン、ｐ，p′―
オキシビス（ベンゼンスルホニルヒドラジド）、
ｐ，p′―オキシビス（ベンゼンスルホニルカルバ
ジド）アゾビスイソブチロニトリル、ベンゼンス
ルホニルヒドラジド等）を用いる際には、樹脂組
成物100重量部に対して0.1〜10が適当である。 通常、炭酸水素ナトリウムと有機酸（クエン酸
等）の組合せ発泡剤、あるいは揮発型発泡剤を用
いるのが好ましい。 金型へ入る時の樹脂温度は180〜240℃程度と
し、金型温度（排出ノズルに近い部分）は、それ
より10〜60℃程度低めとするのが適当である。 発泡時の膨張延伸比は厚み方向はノズル間隙に
対して1.1〜５倍、幅方向はノズルの開口部長さ
（サーキユラーの場合は円周長さ）に対し1.5〜３
倍程度、流れ方向は押出線速（非発泡換算）に対
する引速比率として0.25〜1.0倍程度に制御する
のが適当である。 また、ノズル間隙は0.2〜1.4mmとし押出された
発泡体の冷却は噴出気体により強制冷却するのが
適当である。もちろん押出機自体は公知のものを
用いることができる。 このようにして得られたこの発明のポリプロピ
レン系発泡シートは、曲げ強度等の機械的強度も
高く、優れた熱成形性を備えたものでありしかも
表面の平滑性も高く美麗なものである。ことにプ
レス成形や真空成形によつて得られた熟成形品は
デイテイルの型の出が非常に良く、部分的薄肉化
も少なくかつ成形サイクルの短い良好なものであ
る。また、単位時間の押出量も従来に比して増加
させることができる。 かかる効果が発揮される理由は明らかではな
い。しかし少量のポリオレフイン系樹脂の存在に
より無機充填剤の分散が均一に行なわれており、
ことにポリオレフインにつつみ込まれた充填剤が
ポリプロピレン系樹脂中に分散していることが考
えられる点からして、かような樹脂組成物の組成
からくる均一化や表面平滑化の効果と、他の嵩密
度、厚み、連通率、気泡形状等を調整した効果と
が相俟つて優れた熱成形性及び高い機械的強度が
得られているものと考えられる。ことに密度均一
性が高く、かつ気泡がシート面に対して平行で扁
平なため、熱成形時の型への膨延が均一に行なわ
れかつ、連通率が高いため膨延した成形体の戻り
も少なく、理想的な熱成形性を示すものと信じら
れる。 以下、この発明を実施例により説明するが、こ
れによりこの発明は限定されるものではない。 なお、各特性値の測定基準は以下の通りであ
る。 (イ) 結晶性ポリプロピレン系樹脂及びポリオレフ
イン系樹脂の融点： DSC（示差走査熱量計）により昇温速度６℃／
分の条件下で判定。 明解な融点を示さないものについては結晶性ポ
リプロピレンの融点における溶融粘度と同程度の
値を示す温度を代用。ただし、剪断速度10^-1sec
時の溶融粘度とする。 (ロ) 発泡シートの表面粗さ： JIS Ｂ 0601（1982）により測定した値で
Rmax（μｍ）（縦方向）を採用。 (ハ) 連通率： ASTM Ｄ―2856 Ｃ法により測定した値。サ
ンプルサイズは25×200mmとしこれを重ねて厚み
５mm前後として測定。厚み５mm以上のものは５mm
前後にカツトして測定。 (ニ) 密度の幅方向への変動係数（密度の均一
性）： 発泡シートのロールより流れ方向250mm長で全
幅のカツトサンプルを得、この両端（幅方向）５
mmを切り捨て、そこからｎ＝25以上となるように
幅10〜25mmの全長（250mm）の試片を得、各試片
の重量厚みを測定しその平均値と標準偏差を計算
し、そこから次式により変動係数（C.V.）を求
めた。 C.V.＝標準偏差／平均値×100（％） (ホ) 発泡気泡の平行度： シート断面の顕微鏡写真により気泡断長の最長
端を直線で結びその直線とシート表面との角度が
45゜以下のものの数の割合を示す。ただし直線の
長さが100μｍ未満のものについては省略し、測
定断面の長さは厚みの２倍以上とする。 (ヘ) 気泡の偏平度： 上記平行度における気泡断長ｌの中で最も厚い
距離ｄを求めｄ／ｌを計算しその平均値を求めた
（第４図参照：図において１はそれぞれ気泡を示
す）。 (ト) 成型性： 直径120mm、深さ60mmの丸型容器の成形を行な
い、成形時のトラブルや製品の外観をチエツクす
ることにより判定した。チエツク項目は以下の通
りである。 ピンホールや微細キレツの発生 破れによる成形不良 部分的な極端な薄肉化 シワや重なり部分の発生 コーナーや細部がよく出ているか （比較例３対照） 広幅成形時のタレ下りトラブル （640mm幅の連続成形） 成形サイクルが長いかどうか （比較例３対照） 以上のチエツクポイントのいずれかに該当する
ものを×と判定し、いずれにも該当しないものを
〇と判定した。 実施例１及び比較例１ （装置） 押出機は径65mm、Ｌ／Ｄ＝35のシングルスクリ
ユータイプを使用し、先端に約105mmで0.4mmの円
筒状間隙を有する金型を連接し、更に金型の直後
には発泡中のシートを冷却する為の円形エアノズ
ルを金型に近接して設け、更にその直後に203mm
の径を有する拡張マンドレルを設置した。マンド
レル直後に切開き用のカツターを取りつけ、数メ
ートル後方には引取機をおいた。 （方法） 別表Ａ，Ｂ，Ｃ及び発泡剤（全配合物に対し１
重量部）の各原料はドライブレンドを行い押出機
に供給した。（但し比較例１はＢは使用せず） 毎時約30Kgの割合で押出発泡を行い、マンドレ
ル後方で円筒状発泡シートを切り開きながら引き
取りを行つた。製品幅は約640mmであつた。その
他製品特性は別表に示す通りであるが両者比較し
て密度分布、表面粗さ、外観の良さ（平滑にして
光沢有り）、熱成型性の差は特に顕著である。密
度の不均一性は充填剤入の発泡体では特に大きく
なりやすい。密度の均一性は強度等から考えて最
少坪量（ｇ／M²）のものを求める経済的な点で
重要である一方、熱成型性の点でも影響がある。
即ち成型に際して部分的な薄肉化が起りはなはだ
しい場合には破れて成型不能といつた事にもな
る。実施例１の外観は極めて良いが比較例１は凹
凸が激しく商品としての体裁が悪いばかりでなく
熱成型を行うと凹みが広がつたキレツや穴ができ
良好な成型品とならない。実施例１ではこのよう
な事は起らない。 なお、実施例１で得られたシートの断面の顕微
鏡写真を第１図に示した。 実施例 ２〜５ （装置、方法は実施例１と同様。） 但し発泡剤がブタンの場合は押出機の途中から
全配合物100に対し約0.8重量部の割合で注入添加
した。得られたシートの品質は別表に示す通りで
あり実施例１と同様の作用効果を得た。 実施例 ６ （装置は実施例１と同様。） Ａ，Ｂ，Ｃは単なるドライブレンドではなく高
速撹拌機（スーパーミキサー、川田製作所製）に
てＡ（ポリプロピレン）のmp以下の温度でＢ（低
密度ポリエチレン）のmp以上の温度即ち約120℃
前後に加熱撹拌する事により約600μの粒子状ポ
リプロピレンの表面に粉末（30メツシユ）から溶
融させた低密度ポリエチレンを介してタルク（平
均粒径約4μ）及びポリプロピレン安定剤と一体
となつた微粒子をつくりこれを押出機に供給し
た。発泡剤はブタンガスを樹脂100に対し0.8重量
部の割合で押出機の途中から供給した。得られた
シートの品質は別表に示す通りすぐれたものであ
つた。 実施例 ７ 実施例６と同様、同成分比にて高速撹拌機にて
得られた混合物を更にＡなる成分と発泡剤を添加
しドライブレンドを行い別表の成分比としこのも
のを押出機に供給し実施例１と同様にして発泡体
シートを得た。得られたシートの品質は別表に示
す通り優れたものであつた。特にこのものを類似
の方法による比較例２と比べると優劣は顕著であ
る。即ちみかけ密度の変動係数が小さく、熱成形
性等においてすぐれている。 比較例 １ 実施例１と同様にして（但しＢ成分を使用せ
ず）製作した。特性は別表に示す通りかんばしい
ものではなかつた。 比較例 ２ 加圧型ニーダー及び押出機にて混練造粒を行つ
た充填剤入マスターバツチ（Ａ成分PP樹脂60％、
タルク40％）を用いこれに更にＡ成分及び発泡剤
を添加してドライブレンドを行い別表の成分比率
とした。このものを実施例の押出機に供給し同様
にして発泡シートを得た。特性は別表に示す通り
かんばしいものではなかつた。 比較例 ３ 実施例１と同装置、同方法にて発泡シートを製
作した。但し発泡剤はブタンを約0.8部の割合で
押出機の途中から供給した。シートの特性は別表
に示す通りである。即ち嵩密度均一性が良く又表
面粗さ（Rmax）も小さいが、加熱寸法安定性や
熱成型性の点で劣る。

【表】

【表】

【表】 なお、実施例１及び６について50×150mmのサ
ンプルを得、これの縦方向、横方向、裏、表につ
いての弾性率をJIS―Ａ―9511に準じて測定した
平均値は以下の通りであつた。なお変形速度は50
mm／分、スパン100mm、加圧部のＲは3.5mmであり
スパンの２％変型時についての結果である。 実施列１：12000Kg／cm² 実施例６：15600Kg／cm² 比較例１：13400Kg／cm² 比較例３：8300Kg／cm² このように実施例１及び６では充分満足しうる
弾性率が得られていることが判る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、実施例１で得られたポリプロピレン
系発泡シートの断面、ことに内部に形成された気
泡粒子の構造を示す顕微鏡（×50）写真図、第２
図は実施例６の組成を用いかつ押出機の金型寸法
や押出条件を変える以外、実施例１と同様にして
得たポリプロピレン系発泡シートの断面、ことに
内部に形成された気泡粒子の構造を示す顕微鏡
（×200）写真図、第３図は比較例３で得られたポ
リプロピレン系発泡シートの断面、ことに内部に
形成された気泡粒子の構造を示す顕微鏡（×50）
写真図、第４図は発泡気泡の扁平状態を測定する
ための説明図である。 １…発泡気泡。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ (イ)結晶性ポリプロピレン系樹脂99〜70重量
   部、(ロ)上記ポリプロピレン系樹脂より融点が10℃
   以上低いポリオレフイン系樹脂１〜30重量部及び
   (ハ)無機充填剤５〜100重量部からなる樹脂組成物
   で構成された厚み0.1〜８mm、嵩密度0.23〜1.2
   ｇ／cm³のシート状発泡体であつて、その発泡気泡
   がシート面に対して略平行に広がる扁平な空隙か
   ら主としてなり、密度の幅方向への変動係数が７
   ％以下、連通率が30％以上であることを特徴とす
   る熱成形性の優れたポリプロピレン系発泡シー
   ト。 ２ (イ)のポリプロピレン系樹脂が99〜85重量部、
   (ロ)のポリオレフイン系樹脂が１〜15重量部、及び
   (ハ)の無機充填剤が５〜100重量部である特許請求
   の範囲第１項記載のシート。 ３ ポリオレフイン系樹脂がポリエチレン系樹脂
   である特許請求の範囲第１項又は第２項記載のシ
   ート。 ４ 嵩密度が0.3〜1.05ｇ／cm³で厚み0.3〜４mmで
   ある特許請求の範囲第１〜３項のいずれかに記載
   のシート。