JPH1024476A - 熱可塑性樹脂発泡体およびその製造方法 - Google Patents
熱可塑性樹脂発泡体およびその製造方法Info
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
- Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Molding Of Porous Articles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 美麗な表面外観と優れた機械的強度を有する
微細で均一な気泡を有する熱可塑性樹脂発泡体を効率良
く製造する。 【解決手段】 スチレン系樹脂５０から９９重量部、ポ
リプロピレン樹脂１から５０重量部からなる樹脂組成物
を使用し、押出機により、溶融した熱可塑性樹脂に発泡
剤である超臨界状態の不活性ガスを熱可塑性樹脂に対し
て０．１から３０重量部を添加し、熱可塑性樹脂と不活
性ガスの完全相溶状態を形成するガス溶解工程と、加圧
状態を維持したまま、溶融樹脂の温度を下げる冷却工程
と、急激な圧力低下により多数の気泡核を発生させる核
生成工程と、気泡径を制御する発泡制御工程からなる、
微細で均一な気泡を有する熱可塑性樹脂発泡体およびそ
の製造方法。
微細で均一な気泡を有する熱可塑性樹脂発泡体を効率良
く製造する。 【解決手段】 スチレン系樹脂５０から９９重量部、ポ
リプロピレン樹脂１から５０重量部からなる樹脂組成物
を使用し、押出機により、溶融した熱可塑性樹脂に発泡
剤である超臨界状態の不活性ガスを熱可塑性樹脂に対し
て０．１から３０重量部を添加し、熱可塑性樹脂と不活
性ガスの完全相溶状態を形成するガス溶解工程と、加圧
状態を維持したまま、溶融樹脂の温度を下げる冷却工程
と、急激な圧力低下により多数の気泡核を発生させる核
生成工程と、気泡径を制御する発泡制御工程からなる、
微細で均一な気泡を有する熱可塑性樹脂発泡体およびそ
の製造方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、発泡剤として不活
性ガスを用いた微細で均一な気泡を有する熱可塑性樹脂
の発泡成形体およびその製造方法に関する。さらに詳細
には超臨界状態の不活性ガス状態を利用して得られる熱
可塑性樹脂発泡体及びその製造方法に関する。
性ガスを用いた微細で均一な気泡を有する熱可塑性樹脂
の発泡成形体およびその製造方法に関する。さらに詳細
には超臨界状態の不活性ガス状態を利用して得られる熱
可塑性樹脂発泡体及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】熱可塑性樹脂発泡体は、化学発泡剤や物
理的発泡剤を用いて製造する方法が知られている。化学
発泡法は、一般に原料ペレットと、成形温度で分解して
ガスを発生する低分子量の有機発泡剤を混合し、該発泡
剤の分解温度以上に加熱することにより発泡成形する方
法である。この方法は、ガスの発生が分解温度に対して
シャープであり、分解温度も発泡助剤等を添加すること
によって容易に調製できる上に、微細な独立気泡を有す
る発泡体を得ることができる。しかし、これらの発泡体
は、コストが高いことに加えて、発泡体中に残存する発
泡剤の分解残留物のために、発泡体の変色、臭気の発
生、食品衛生上の問題などを生じる。また、化学発泡剤
が原因である成形機の汚れおよびそれに伴う成形不良に
ついても問題となっている。
理的発泡剤を用いて製造する方法が知られている。化学
発泡法は、一般に原料ペレットと、成形温度で分解して
ガスを発生する低分子量の有機発泡剤を混合し、該発泡
剤の分解温度以上に加熱することにより発泡成形する方
法である。この方法は、ガスの発生が分解温度に対して
シャープであり、分解温度も発泡助剤等を添加すること
によって容易に調製できる上に、微細な独立気泡を有す
る発泡体を得ることができる。しかし、これらの発泡体
は、コストが高いことに加えて、発泡体中に残存する発
泡剤の分解残留物のために、発泡体の変色、臭気の発
生、食品衛生上の問題などを生じる。また、化学発泡剤
が原因である成形機の汚れおよびそれに伴う成形不良に
ついても問題となっている。
【０００３】これに対し、物理的発泡法であるガス発泡
法は、成形機で樹脂を溶融したところに、ブタン、ペン
タン、ジクロロジフロロメタンのような低沸点有機化合
物を供給し、混練した後、低圧域に放出することにより
発泡成形する方法である。この方法に用いられる低沸点
有機化合物は、樹脂に対して親和性があるため溶解性に
優れ、また、保持性にも優れていることから、高倍率発
泡体を得ることができるという特徴を持っている。しか
しながら、これらの発泡剤は、コストが高いことに加
え、可燃性や毒性等の危険性を有しており、大気汚染の
問題を生じる可能性を持っている。また、ジクロロジフ
ロロメタンをはじめとするフロン系ガスはオゾン層破壊
の環境問題から全廃の方向へ進んでいる。
法は、成形機で樹脂を溶融したところに、ブタン、ペン
タン、ジクロロジフロロメタンのような低沸点有機化合
物を供給し、混練した後、低圧域に放出することにより
発泡成形する方法である。この方法に用いられる低沸点
有機化合物は、樹脂に対して親和性があるため溶解性に
優れ、また、保持性にも優れていることから、高倍率発
泡体を得ることができるという特徴を持っている。しか
しながら、これらの発泡剤は、コストが高いことに加
え、可燃性や毒性等の危険性を有しており、大気汚染の
問題を生じる可能性を持っている。また、ジクロロジフ
ロロメタンをはじめとするフロン系ガスはオゾン層破壊
の環境問題から全廃の方向へ進んでいる。
【０００４】このような従来法の問題点を解決する為
に、クリーンでコストがかからない炭酸ガス、窒素等の
不活性ガスを発泡剤とする方法が数多く提案されてい
る。しかしながら、不活性ガスは樹脂との親和性が低い
ことから、溶解性に乏しい。このため発泡体は、気泡径
が大きく、不均一で、気泡密度が小さいため、外観性、
機械的強度、断熱性、発泡倍率の点に問題があった。
に、クリーンでコストがかからない炭酸ガス、窒素等の
不活性ガスを発泡剤とする方法が数多く提案されてい
る。しかしながら、不活性ガスは樹脂との親和性が低い
ことから、溶解性に乏しい。このため発泡体は、気泡径
が大きく、不均一で、気泡密度が小さいため、外観性、
機械的強度、断熱性、発泡倍率の点に問題があった。
【０００５】これらの問題を解決する技術として、米国
特許４４７３６６５号公報には、２〜２５μmの径を有
する微細な気泡を均一に分散させた発泡成形体を得るた
めの製造方法が記載されている。この方法では、まず、
加圧下で、不活性ガスを熱可塑性樹脂製シート中に飽和
するまで含浸させる。その後、熱可塑性樹脂のガラス転
移温度まで熱してから、減圧を行い、樹脂に含浸してい
るガスを過飽和状態にして、気泡核を生成し、急冷する
ことによって、気泡の成長を制御する。または、予め、
加圧下で不活性ガスを飽和させた熱可塑性樹脂を加熱溶
融して加圧下で賦形したのち、冷却減圧し気泡核を生
成、冷却して気泡径を制御する方法を用いた押出成形お
よび射出成形による製造方法が例示されている。以上の
方法によって、微細で多数の気泡を有する発泡体を得る
ことができるが、不活性ガスは、樹脂との親和性が低い
ことから、樹脂中にガスを完全に含浸させるのに十数時
間を要してしまい、工業的に実施するのは実質的に不可
能である。
特許４４７３６６５号公報には、２〜２５μmの径を有
する微細な気泡を均一に分散させた発泡成形体を得るた
めの製造方法が記載されている。この方法では、まず、
加圧下で、不活性ガスを熱可塑性樹脂製シート中に飽和
するまで含浸させる。その後、熱可塑性樹脂のガラス転
移温度まで熱してから、減圧を行い、樹脂に含浸してい
るガスを過飽和状態にして、気泡核を生成し、急冷する
ことによって、気泡の成長を制御する。または、予め、
加圧下で不活性ガスを飽和させた熱可塑性樹脂を加熱溶
融して加圧下で賦形したのち、冷却減圧し気泡核を生
成、冷却して気泡径を制御する方法を用いた押出成形お
よび射出成形による製造方法が例示されている。以上の
方法によって、微細で多数の気泡を有する発泡体を得る
ことができるが、不活性ガスは、樹脂との親和性が低い
ことから、樹脂中にガスを完全に含浸させるのに十数時
間を要してしまい、工業的に実施するのは実質的に不可
能である。
【０００６】米国特許５１５８９８６号公報には、発泡
剤として超臨界流体を用い、これを熱可塑性樹脂に含浸
させることにより、極めて微細な気泡径と大きな気泡密
度を有する発泡体を得る技術が記載されている。超臨界
流体は、液体に近い優れた溶解性と、気体に近い優れた
拡散性を有するため樹脂への溶解性が高く、また樹脂中
での拡散速度も大きいことから、短時間で発泡剤を樹脂
中に含浸させることが可能となる。この方法では、熱可
塑性樹脂を押出機によりシート化し、超臨界状態の二酸
化炭素で満たされた加圧室に導入し、該シート中に二酸
化炭素を含浸した後、大気圧下の発泡室においてヒータ
ーで加熱し発泡させ、発泡体を得る方法と、押出機で樹
脂を溶融したところへ超臨界状態の二酸化炭素を含浸さ
せ、シート状に押し出した成形体を加圧室に導入し、そ
の圧力変化により気泡核を生成し、加熱冷却により、気
泡径、気泡密度を制御し、発泡体を得る方法が提案され
ている。
剤として超臨界流体を用い、これを熱可塑性樹脂に含浸
させることにより、極めて微細な気泡径と大きな気泡密
度を有する発泡体を得る技術が記載されている。超臨界
流体は、液体に近い優れた溶解性と、気体に近い優れた
拡散性を有するため樹脂への溶解性が高く、また樹脂中
での拡散速度も大きいことから、短時間で発泡剤を樹脂
中に含浸させることが可能となる。この方法では、熱可
塑性樹脂を押出機によりシート化し、超臨界状態の二酸
化炭素で満たされた加圧室に導入し、該シート中に二酸
化炭素を含浸した後、大気圧下の発泡室においてヒータ
ーで加熱し発泡させ、発泡体を得る方法と、押出機で樹
脂を溶融したところへ超臨界状態の二酸化炭素を含浸さ
せ、シート状に押し出した成形体を加圧室に導入し、そ
の圧力変化により気泡核を生成し、加熱冷却により、気
泡径、気泡密度を制御し、発泡体を得る方法が提案され
ている。
【０００７】しかしながら、いずれの方法も大規模な高
圧設備が必要であり、莫大な設備コストを要し、作業効
率も悪く、工業化するのは困難である。また前者の方法
は、シート状の成形体に直接含浸させるため、二酸化炭
素を成形体に完全に浸透させるには長時間を有し、後者
の方法は、溶融樹脂中に含浸させるため、前者の方法よ
りは二酸化炭素の浸透速度は速いが、押出機一台の混練
だけで、二酸化炭素の完全相溶化と多数の気泡核の生成
を行うことは難しく、微細で多数の気泡を有する発泡体
を得ることは困難であった。
圧設備が必要であり、莫大な設備コストを要し、作業効
率も悪く、工業化するのは困難である。また前者の方法
は、シート状の成形体に直接含浸させるため、二酸化炭
素を成形体に完全に浸透させるには長時間を有し、後者
の方法は、溶融樹脂中に含浸させるため、前者の方法よ
りは二酸化炭素の浸透速度は速いが、押出機一台の混練
だけで、二酸化炭素の完全相溶化と多数の気泡核の生成
を行うことは難しく、微細で多数の気泡を有する発泡体
を得ることは困難であった。
【０００８】本発明者らは、特開平８−１１１９０号公
報において、第１押出機とこれに繋がる混合部を有する
アダプターにより、溶融した熱可塑性樹脂に発泡剤であ
る不活性ガスを含浸させ、熱可塑性樹脂と不活性ガスの
完全相溶状態を形成するガス溶解工程と、第２押出機に
より、加圧状態を維持したまま、溶融樹脂の温度を下げ
る冷却工程と、急激な圧力低下により多数の気泡核を発
生させる核発生工程と、気泡径を制御する発泡制御工程
からなることを特徴とする微細で多数の気泡を均一に有
する熱可塑性樹脂発泡体の製造方法を提案した。
報において、第１押出機とこれに繋がる混合部を有する
アダプターにより、溶融した熱可塑性樹脂に発泡剤であ
る不活性ガスを含浸させ、熱可塑性樹脂と不活性ガスの
完全相溶状態を形成するガス溶解工程と、第２押出機に
より、加圧状態を維持したまま、溶融樹脂の温度を下げ
る冷却工程と、急激な圧力低下により多数の気泡核を発
生させる核発生工程と、気泡径を制御する発泡制御工程
からなることを特徴とする微細で多数の気泡を均一に有
する熱可塑性樹脂発泡体の製造方法を提案した。
【０００９】この製造方法では、米国特許４４７３６６
５号公報や米国特許５１５８９８６号公報に記載の製造
方法では実質上極めて困難な発泡体の製造を、連続的に
行うことが可能である。しかしながら本発明者らのさら
なる研究において、当該製造方法は押出加工品の生産速
度を上げると、外観不良が発生する傾向にあることが確
認されてきた。
５号公報や米国特許５１５８９８６号公報に記載の製造
方法では実質上極めて困難な発泡体の製造を、連続的に
行うことが可能である。しかしながら本発明者らのさら
なる研究において、当該製造方法は押出加工品の生産速
度を上げると、外観不良が発生する傾向にあることが確
認されてきた。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、美麗な表面
外観と優れた機械的強度を有する微細で均一な気泡を有
する熱可塑性樹脂発泡体と、該熱可塑性樹脂発泡体を効
率良く、製造する方法を提供するためになされたもので
ある。
外観と優れた機械的強度を有する微細で均一な気泡を有
する熱可塑性樹脂発泡体と、該熱可塑性樹脂発泡体を効
率良く、製造する方法を提供するためになされたもので
ある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、美麗な表
面外観と優れた機械的強度を有する微細で均一な気泡を
有する熱可塑性樹脂発泡体について鋭意研究を重ねた結
果、スチレン系樹脂とポリプロピレン樹脂の混合物を超
臨界状態の不活性ガスを発泡剤として発泡することで上
記目的を達成することを見いだし本発明に到達した。
面外観と優れた機械的強度を有する微細で均一な気泡を
有する熱可塑性樹脂発泡体について鋭意研究を重ねた結
果、スチレン系樹脂とポリプロピレン樹脂の混合物を超
臨界状態の不活性ガスを発泡剤として発泡することで上
記目的を達成することを見いだし本発明に到達した。
【００１２】すなわち本発明は、スチレン系樹脂５０か
ら９９重量部、ポリプロピレン樹脂１から５０重量部か
らなる樹脂組成物を使用し、押出機により、溶融した熱
可塑性樹脂に発泡剤である超臨界状態の不活性ガスを熱
可塑性樹脂に対して０．１から３０重量部を添加し、熱
可塑性樹脂と不活性ガスの完全相溶状態を形成するガス
溶解工程と、超臨界状態を維持したまま溶融樹脂の温度
を下げる冷却工程のあと、急激に圧力低下させることに
より多数の気泡核を発生させる核生成工程と、気泡径を
制御する発泡制御工程からなる工程により得られる微細
で均一な気泡を有することを特徴とする熱可塑性樹脂発
泡体を提供することである。
ら９９重量部、ポリプロピレン樹脂１から５０重量部か
らなる樹脂組成物を使用し、押出機により、溶融した熱
可塑性樹脂に発泡剤である超臨界状態の不活性ガスを熱
可塑性樹脂に対して０．１から３０重量部を添加し、熱
可塑性樹脂と不活性ガスの完全相溶状態を形成するガス
溶解工程と、超臨界状態を維持したまま溶融樹脂の温度
を下げる冷却工程のあと、急激に圧力低下させることに
より多数の気泡核を発生させる核生成工程と、気泡径を
制御する発泡制御工程からなる工程により得られる微細
で均一な気泡を有することを特徴とする熱可塑性樹脂発
泡体を提供することである。
【００１３】また本発明は、スチレン系樹脂５０から９
９重量部、ポリプロピレン樹脂１から５０重量部からな
る樹脂組成物を使用し、押出機により、溶融した熱可塑
性樹脂に発泡剤である超臨界状態の不活性ガスを熱可塑
性樹脂に対して０．１から３０重量部を添加し、熱可塑
性樹脂と不活性ガスの完全相溶状態を形成するガス溶解
工程と、超臨界状態を維持したまま溶融樹脂の温度を下
げる冷却工程のあと、急激に圧力低下させることにより
多数の気泡核を発生させる核生成工程と、気泡径を制御
する発泡制御工程からなる工程により得られる微細で均
一な気泡を有することを特徴とする熱可塑性樹脂発泡体
の製造方法を提供することである。
９重量部、ポリプロピレン樹脂１から５０重量部からな
る樹脂組成物を使用し、押出機により、溶融した熱可塑
性樹脂に発泡剤である超臨界状態の不活性ガスを熱可塑
性樹脂に対して０．１から３０重量部を添加し、熱可塑
性樹脂と不活性ガスの完全相溶状態を形成するガス溶解
工程と、超臨界状態を維持したまま溶融樹脂の温度を下
げる冷却工程のあと、急激に圧力低下させることにより
多数の気泡核を発生させる核生成工程と、気泡径を制御
する発泡制御工程からなる工程により得られる微細で均
一な気泡を有することを特徴とする熱可塑性樹脂発泡体
の製造方法を提供することである。
【００１４】本願発明により気泡の平均径が約０．０１
〜２０μｍであり、気泡密度が１０ 8〜１０16個／ｃｍ3
であることを特徴とする微細で均一な気泡を有する熱可
塑性樹脂発泡体が得られる。
〜２０μｍであり、気泡密度が１０ 8〜１０16個／ｃｍ3
であることを特徴とする微細で均一な気泡を有する熱可
塑性樹脂発泡体が得られる。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明で用いるスチレン系樹脂と
しては、スチレン系単量体の単独重合体あるいは所望に
より他の単量体との共重合体が含まれ、一般に市場で容
易に入手できるものが使用でき、その製造方法は文献に
多く記載されている。
しては、スチレン系単量体の単独重合体あるいは所望に
より他の単量体との共重合体が含まれ、一般に市場で容
易に入手できるものが使用でき、その製造方法は文献に
多く記載されている。
【００１６】スチレン系単量体としてはスチレン、α−
メチルスチレン、α−エチルスチレンのような側鎖アル
キル置換スチレン、ビニルトルエン、ｐ−メチルスチレ
ンのような該アルキル置換スチレン、モノクロルスチレ
ン、ジクロルスチレン、トリブロモスチレン、テトラブ
ロムスチレン等のハロゲン化スチレン等が挙げられ、特
に好ましくはスチレン及びα−メチルスチレンである。
かかるスチレン系単量体の少なくとも一種が用いられ
る。
メチルスチレン、α−エチルスチレンのような側鎖アル
キル置換スチレン、ビニルトルエン、ｐ−メチルスチレ
ンのような該アルキル置換スチレン、モノクロルスチレ
ン、ジクロルスチレン、トリブロモスチレン、テトラブ
ロムスチレン等のハロゲン化スチレン等が挙げられ、特
に好ましくはスチレン及びα−メチルスチレンである。
かかるスチレン系単量体の少なくとも一種が用いられ
る。
【００１７】また所望に応じてアクリロニトリル、メタ
アクリロニトリル、フマロニトリル等のアクリロニトリ
ル系単量体、マレイミド、Ｎ−フェニルマレイミド等の
マレイミド系単量体、アクリル酸メチル、メタクリル酸
メチル等のアクリル酸エステル系単量体、マレイン酸、
無水マレイン酸等のマレイン酸系単量体等も前記スチレ
ン系単量体と共重合させてもよい。
アクリロニトリル、フマロニトリル等のアクリロニトリ
ル系単量体、マレイミド、Ｎ−フェニルマレイミド等の
マレイミド系単量体、アクリル酸メチル、メタクリル酸
メチル等のアクリル酸エステル系単量体、マレイン酸、
無水マレイン酸等のマレイン酸系単量体等も前記スチレ
ン系単量体と共重合させてもよい。
【００１８】また、前記スチレン系樹脂はゴム質重合体
の存在下に重合させることでゴムがグラフトされたグラ
フト重合体とすることも可能であり、ゴム質重合体とし
ては、スチレン−ブタジエン共重合体、ブタジエン−ア
クリロニトリル共重合体、エチレン−プロピレン−ジエ
ン共重合体、ブタジエン−アクリル酸エステル共重合体
等が挙げられる。
の存在下に重合させることでゴムがグラフトされたグラ
フト重合体とすることも可能であり、ゴム質重合体とし
ては、スチレン−ブタジエン共重合体、ブタジエン−ア
クリロニトリル共重合体、エチレン−プロピレン−ジエ
ン共重合体、ブタジエン−アクリル酸エステル共重合体
等が挙げられる。
【００１９】スチレン系樹脂は塊状重合法、懸濁重合
法、乳化重合法等の公知の方法によって得られる。
法、乳化重合法等の公知の方法によって得られる。
【００２０】本発明に使用されるスチレン系樹脂には特
に制限はないが、ＪＩＳ Ｋ７２１０に定められたメル
トフローインデックスが０．０５から６０、好ましくは
０．１から４０、さらに好ましくは０．２から２０の範
囲にあることが好ましい。メルトフローインデックスが
０．０５未満においては、溶融時の樹脂粘度が高すぎ、
押出機の負荷が過大となって、加工が困難となる傾向が
ある。また６０を超える場合においては、樹脂が発泡時
のガス圧に耐えるだけの粘度を保持できず、破泡を生じ
微小なセルを生成することが不可能となる。
に制限はないが、ＪＩＳ Ｋ７２１０に定められたメル
トフローインデックスが０．０５から６０、好ましくは
０．１から４０、さらに好ましくは０．２から２０の範
囲にあることが好ましい。メルトフローインデックスが
０．０５未満においては、溶融時の樹脂粘度が高すぎ、
押出機の負荷が過大となって、加工が困難となる傾向が
ある。また６０を超える場合においては、樹脂が発泡時
のガス圧に耐えるだけの粘度を保持できず、破泡を生じ
微小なセルを生成することが不可能となる。
【００２１】スチレン系樹脂として、メルトフローイン
デックスが１０から６０のものを使用した際には、高倍
率の製品を得易い。またメルトフローインデックスが
０．０５から１０のものを使用した際には、押出成形に
おいては発泡体の冷却固化が速くなるため吐出量を多く
しても微細なセルを得易く生産性向上の効果が生じる。
本発明に用いられるポリプロピレン樹脂は、アイソタク
チックホモポリプロピレン樹脂、アイソタクチックエチ
レン−プロピレンブロック共重合体、結晶性アイソタク
チックエチレン−プロピレンランダム共重合体であり、
一般に市場で容易に入手できるものが使用できる。
デックスが１０から６０のものを使用した際には、高倍
率の製品を得易い。またメルトフローインデックスが
０．０５から１０のものを使用した際には、押出成形に
おいては発泡体の冷却固化が速くなるため吐出量を多く
しても微細なセルを得易く生産性向上の効果が生じる。
本発明に用いられるポリプロピレン樹脂は、アイソタク
チックホモポリプロピレン樹脂、アイソタクチックエチ
レン−プロピレンブロック共重合体、結晶性アイソタク
チックエチレン−プロピレンランダム共重合体であり、
一般に市場で容易に入手できるものが使用できる。
【００２２】また、シンジオタクチックポリプロピレン
樹脂も好適に用いられる。本発明において用いるシンジ
オタクチックポリプロピレン樹脂は、例えば特開平２−
４１３０３号公報、特開平２−４１３０５号公報、特開
平２−２７４７０３号公報、特開平２−２７４７０４号
公報、特開平３−１７９００５号、特開平３−１７９０
０６号公報、特開平４−６９３９４号公報に記載されて
いるような互いに非対称な配位子を有する架橋型遷移金
属化合物および助触媒からなるような触媒を用いて重合
することができるが、異なる構造の触媒であってもシン
ジオタクチックペンタッド分率が０．７以上のポリプロ
ピレン樹脂を製造できるものであれば利用でき、その重
合方法としてはスラリー重合法、塊状重合法、気相重合
法など公知の方法が利用できる。
樹脂も好適に用いられる。本発明において用いるシンジ
オタクチックポリプロピレン樹脂は、例えば特開平２−
４１３０３号公報、特開平２−４１３０５号公報、特開
平２−２７４７０３号公報、特開平２−２７４７０４号
公報、特開平３−１７９００５号、特開平３−１７９０
０６号公報、特開平４−６９３９４号公報に記載されて
いるような互いに非対称な配位子を有する架橋型遷移金
属化合物および助触媒からなるような触媒を用いて重合
することができるが、異なる構造の触媒であってもシン
ジオタクチックペンタッド分率が０．７以上のポリプロ
ピレン樹脂を製造できるものであれば利用でき、その重
合方法としてはスラリー重合法、塊状重合法、気相重合
法など公知の方法が利用できる。
【００２３】本発明において用いられるシンジオタクチ
ックポリプロピレン樹脂は実質的にシンジオタクチック
構造を有している限り、コモノマーとの共重合体であっ
ても差し支えない。ここでコモノマーとは、例えばエチ
レン、１−ブテン、１−ヘキセン、１−デセン、１−ヘ
キサデセン、シクロペンテン、ノルボルネン等のオレフ
ィン類や、ヘキサジエン、オクタジエン、デカジエン、
ジシクロペンタジエン、５−エチリデン−２−ノルボル
ネンなどのジエン類をいう。そのような共重合体は、前
記のシンジオタクチシティの良好なポリ−α−オレフィ
ンを与える公知の触媒の存在下にプロピレンとコモノマ
ーを共重合することによって得ることができる。コモノ
マーの量は、好ましくは２０重量％以下、特に好ましく
は１５重量％以下である。
ックポリプロピレン樹脂は実質的にシンジオタクチック
構造を有している限り、コモノマーとの共重合体であっ
ても差し支えない。ここでコモノマーとは、例えばエチ
レン、１−ブテン、１−ヘキセン、１−デセン、１−ヘ
キサデセン、シクロペンテン、ノルボルネン等のオレフ
ィン類や、ヘキサジエン、オクタジエン、デカジエン、
ジシクロペンタジエン、５−エチリデン−２−ノルボル
ネンなどのジエン類をいう。そのような共重合体は、前
記のシンジオタクチシティの良好なポリ−α−オレフィ
ンを与える公知の触媒の存在下にプロピレンとコモノマ
ーを共重合することによって得ることができる。コモノ
マーの量は、好ましくは２０重量％以下、特に好ましく
は１５重量％以下である。
【００２４】本発明で使用されるシンジオタクチックポ
リプロピレン樹脂のシンジオタクチックペンタッド分率
は好ましくは０．７以上、特に好ましくは０．８５以上
である。また、共重合体の場合は０．５以上が好まし
い。
リプロピレン樹脂のシンジオタクチックペンタッド分率
は好ましくは０．７以上、特に好ましくは０．８５以上
である。また、共重合体の場合は０．５以上が好まし
い。
【００２５】またアイソタクチックホモポリプロピレン
樹脂、アイソタクチックエチレン−プロピレンブロック
共重合体、結晶性アイソタクチックエチレン−プロピレ
ンランダム共重合体、シンジオタクチックポリプロピレ
ン樹脂等を混合して使用することは差し支えない。
樹脂、アイソタクチックエチレン−プロピレンブロック
共重合体、結晶性アイソタクチックエチレン−プロピレ
ンランダム共重合体、シンジオタクチックポリプロピレ
ン樹脂等を混合して使用することは差し支えない。
【００２６】本発明に使用されるポリプロピレン樹脂に
は特に制限はないが、ＪＩＳ Ｋ７２１０に定められた
メルトフローインデックスが０．０５から６０、好まし
くは０．１から４０、さらに好ましくは０．２から２０
の範囲にあることが好ましい。メルトフローインデック
スが０．０５未満においては、溶融時の樹脂粘度が高す
ぎ、押出成形機の負荷が過大となって、加工が困難とな
る傾向がある。また６０を超える場合においては、樹脂
が発泡時のガス圧に耐えるだけの粘度を保持できず、破
泡を生じ微小なセルを生成することが不可能となる。
は特に制限はないが、ＪＩＳ Ｋ７２１０に定められた
メルトフローインデックスが０．０５から６０、好まし
くは０．１から４０、さらに好ましくは０．２から２０
の範囲にあることが好ましい。メルトフローインデック
スが０．０５未満においては、溶融時の樹脂粘度が高す
ぎ、押出成形機の負荷が過大となって、加工が困難とな
る傾向がある。また６０を超える場合においては、樹脂
が発泡時のガス圧に耐えるだけの粘度を保持できず、破
泡を生じ微小なセルを生成することが不可能となる。
【００２７】ポリプロピレン樹脂として、メルトフロー
インデックスが１０から６０のものを使用した際には、
発泡体表面のプロピレン樹脂の濃度が高くなり易いた
め、良外観発泡体を得易く、またメルトフローインデッ
クスが０．０５から１０のものを使用した際には、押出
成形においては発泡体表面の冷却固化が速くなるため二
次発泡等による表面外観不良を防止しやすいため、吐出
速度を多くすることが可能となり、生産性向上の効果が
生じる。
インデックスが１０から６０のものを使用した際には、
発泡体表面のプロピレン樹脂の濃度が高くなり易いた
め、良外観発泡体を得易く、またメルトフローインデッ
クスが０．０５から１０のものを使用した際には、押出
成形においては発泡体表面の冷却固化が速くなるため二
次発泡等による表面外観不良を防止しやすいため、吐出
速度を多くすることが可能となり、生産性向上の効果が
生じる。
【００２８】本発明の熱可塑性樹脂発泡体の原料とな
る、熱可塑性樹脂組成物において、スチレン系樹脂とポ
リプロピレン樹脂の割合は両者の混合物１００重量部
中、生産性向上の観点からは、スチレン系樹脂は、５０
から９９重量部、好ましくは６０から９８重量部、さら
に好ましくは７０から９７重量部であることが好まし
い。生産性向上の観点からは、ポリプロピレン樹脂は、
１から５０重量部、好ましくは２から４０重量部、さら
に好ましくは３から３０重量部であることが好ましい。
また発泡体の剛性の観点からは３から２０重量部が好ま
しく、柔軟性付与の為には、３５から４８重量部が好ま
しい。
る、熱可塑性樹脂組成物において、スチレン系樹脂とポ
リプロピレン樹脂の割合は両者の混合物１００重量部
中、生産性向上の観点からは、スチレン系樹脂は、５０
から９９重量部、好ましくは６０から９８重量部、さら
に好ましくは７０から９７重量部であることが好まし
い。生産性向上の観点からは、ポリプロピレン樹脂は、
１から５０重量部、好ましくは２から４０重量部、さら
に好ましくは３から３０重量部であることが好ましい。
また発泡体の剛性の観点からは３から２０重量部が好ま
しく、柔軟性付与の為には、３５から４８重量部が好ま
しい。
【００２９】スチレン系樹脂が５０重量部以上、ポリプ
ロピレン樹脂５０重量部以下において、微細な気泡径が
得られる。
ロピレン樹脂５０重量部以下において、微細な気泡径が
得られる。
【００３０】スチレン系樹脂が９８重量部以上、ポリプ
ロピレン樹脂２重量部以下においては、美麗な表面外観
は得難い。
ロピレン樹脂２重量部以下においては、美麗な表面外観
は得難い。
【００３１】本発明には熱可塑性樹脂組成物の添加剤と
して発泡核剤として無機微粉末を使用することが可能だ
が、無機微粉末としては、タルク、炭酸カルシウム、ク
レー、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、ガラスビーズ、ガ
ラスパウダー、酸化チタン、カーボンブラック、無水シ
リカ等があげられ、好ましくはタルク、炭酸カルシウ
ム、酸化チタン、無水シリカであり、特に好ましくはタ
ルクであり、その粒径は５０μｍ以下である必要があ
り、好ましくは１０μｍ以下、さらに好ましくは５μｍ
以下である。
して発泡核剤として無機微粉末を使用することが可能だ
が、無機微粉末としては、タルク、炭酸カルシウム、ク
レー、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、ガラスビーズ、ガ
ラスパウダー、酸化チタン、カーボンブラック、無水シ
リカ等があげられ、好ましくはタルク、炭酸カルシウ
ム、酸化チタン、無水シリカであり、特に好ましくはタ
ルクであり、その粒径は５０μｍ以下である必要があ
り、好ましくは１０μｍ以下、さらに好ましくは５μｍ
以下である。
【００３２】無機微粉末の粒径が５０μｍを超える場合
は、発泡体の気泡径が著しく大きくなり、機械的物性の
低下を生じるため好ましくない。
は、発泡体の気泡径が著しく大きくなり、機械的物性の
低下を生じるため好ましくない。
【００３３】無機微粉末を添加する場合の添加量は、
０．０１から４０重量部、好ましくは０．０５から２０
重量部さらに好ましくは０．０５から１０重量部の範囲
にあることが好ましい。
０．０１から４０重量部、好ましくは０．０５から２０
重量部さらに好ましくは０．０５から１０重量部の範囲
にあることが好ましい。
【００３４】また本発明には熱可塑性樹脂の添加剤とし
て、発泡核剤または外観を改良する滑剤として脂肪族カ
ルボン酸またはその誘導体が使用可能だが、炭素数が３
から２０のものが好適であり、例えばラウリン酸、ステ
アリン酸、クロトン酸、オレイン酸、マレイン酸、グル
タル酸等およびこれら脂肪族カルボン酸誘導体として、
無水物、アルカリ土類金属塩等があげられる。なかでも
樹脂中への分散性、溶解性等の観点から、ステアリン酸
およびステアリン酸誘導体が好ましく、なかでもステア
リン酸亜鉛が特に好ましい。
て、発泡核剤または外観を改良する滑剤として脂肪族カ
ルボン酸またはその誘導体が使用可能だが、炭素数が３
から２０のものが好適であり、例えばラウリン酸、ステ
アリン酸、クロトン酸、オレイン酸、マレイン酸、グル
タル酸等およびこれら脂肪族カルボン酸誘導体として、
無水物、アルカリ土類金属塩等があげられる。なかでも
樹脂中への分散性、溶解性等の観点から、ステアリン酸
およびステアリン酸誘導体が好ましく、なかでもステア
リン酸亜鉛が特に好ましい。
【００３５】脂肪族カルボン酸またはその誘導体を添加
する場合の添加量は、０．０１から２０重量部、好まし
くは０．０５から１０重量部さらに好ましくは０．１か
ら５重量部の範囲にあることが好ましい。
する場合の添加量は、０．０１から２０重量部、好まし
くは０．０５から１０重量部さらに好ましくは０．１か
ら５重量部の範囲にあることが好ましい。
【００３６】上記樹脂組成物には、本発明の特性を損な
わない範囲において、組成物中に例示した無機微粉末、
脂肪族カルボン酸およびその誘導体以外にエチレン−プ
ロピレンゴム、エチレン−ブテンゴム、プロピレン−ブ
テンゴム、スチレン−ブタジエンジブロック共重合体の
水素添加物、スチレン−ブタジエン−スチレントリブロ
ック共重合体の水素添加物、スチレン−イソプレンジブ
ロック共重合体の水素添加物、スチレン−イソプレン−
スチレントリブロック共重合体の水素添加物、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、超低密度ポリエチレン、エチレン−エチルアク
リレート共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポ
リブテン等の各種エラストマー、可塑剤、顔料、安定
剤、充填剤、金属粉等を目的、用途に応じ適宜使用する
ことが可能である。
わない範囲において、組成物中に例示した無機微粉末、
脂肪族カルボン酸およびその誘導体以外にエチレン−プ
ロピレンゴム、エチレン−ブテンゴム、プロピレン−ブ
テンゴム、スチレン−ブタジエンジブロック共重合体の
水素添加物、スチレン−ブタジエン−スチレントリブロ
ック共重合体の水素添加物、スチレン−イソプレンジブ
ロック共重合体の水素添加物、スチレン−イソプレン−
スチレントリブロック共重合体の水素添加物、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、超低密度ポリエチレン、エチレン−エチルアク
リレート共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポ
リブテン等の各種エラストマー、可塑剤、顔料、安定
剤、充填剤、金属粉等を目的、用途に応じ適宜使用する
ことが可能である。
【００３７】本発明の熱可塑性樹脂発泡体の原料となる
熱可塑性樹脂組成物の製造方法については特に制限はな
く、通常公知の方法を採用することができる。すなわ
ち、スチレン系樹脂、ポリプロピレン樹脂を高速攪拌機
等で均一混合した後、十分な混練能力のある一軸あるい
は多軸の押出機、混合ロール、ニーダー、ブラベンダー
等で溶融混練する方法等で製造できる。またスチレン系
樹脂とポリプロピレン樹脂を均一混合した状態で使用す
ることも差し支えない。
熱可塑性樹脂組成物の製造方法については特に制限はな
く、通常公知の方法を採用することができる。すなわ
ち、スチレン系樹脂、ポリプロピレン樹脂を高速攪拌機
等で均一混合した後、十分な混練能力のある一軸あるい
は多軸の押出機、混合ロール、ニーダー、ブラベンダー
等で溶融混練する方法等で製造できる。またスチレン系
樹脂とポリプロピレン樹脂を均一混合した状態で使用す
ることも差し支えない。
【００３８】本発明に発泡剤として用いられる不活性ガ
スとしては、二酸化炭素、窒素、アルゴン、ヘリウム等
が挙げられるがこれらに限定されない。また、これら単
独でも２種以上の混合物でも使用できる。これらのガス
の中でも、安全性、熱可塑性樹脂への浸透性の点から考
慮して、二酸化炭素および窒素が好ましく、二酸化炭素
が特に好ましい。
スとしては、二酸化炭素、窒素、アルゴン、ヘリウム等
が挙げられるがこれらに限定されない。また、これら単
独でも２種以上の混合物でも使用できる。これらのガス
の中でも、安全性、熱可塑性樹脂への浸透性の点から考
慮して、二酸化炭素および窒素が好ましく、二酸化炭素
が特に好ましい。
【００３９】また不活性ガスの量は、スチレン系樹脂と
ポリプロピレン樹脂の混合物１００重量部に対して、
０．１から３０重量部、さらに好ましくは０．２から２
０重量部であることが好ましい。
ポリプロピレン樹脂の混合物１００重量部に対して、
０．１から３０重量部、さらに好ましくは０．２から２
０重量部であることが好ましい。
【００４０】不活性ガスが０．１重量部以下では微細な
気泡径は得られず、また３０重量部以上においては発泡
体表面に水膨れ状の外観不良が生じ、美麗な表面外観は
得難い。
気泡径は得られず、また３０重量部以上においては発泡
体表面に水膨れ状の外観不良が生じ、美麗な表面外観は
得難い。
【００４１】押出機内で樹脂組成物の溶融物中に不活性
ガスを混合する方法としては、例えば気体状態の不活性
ガスを直接あるいは加圧または減圧した状態で注入する
方法、液体状態の不活性ガスをプランジャーポンプ等で
注入する方法等があげられる。
ガスを混合する方法としては、例えば気体状態の不活性
ガスを直接あるいは加圧または減圧した状態で注入する
方法、液体状態の不活性ガスをプランジャーポンプ等で
注入する方法等があげられる。
【００４２】これら不活性ガスは、溶融樹脂中への溶解
性、浸透性、拡散性等の観点から、押出機内部で超臨界
状態となっている必要がある。
性、浸透性、拡散性等の観点から、押出機内部で超臨界
状態となっている必要がある。
【００４３】本発明における熱可塑性樹脂と不活性ガス
の完全相溶状態を形成するガス溶解工程とは、第１押出
機内で樹脂を加熱溶融したのち、該溶融樹脂中に超臨界
状態の不活性ガスを添加し、均一に混合する工程であ
り、冷却工程とは、溶融状態にある樹脂を第２押出機で
冷却し、発泡に適した粘度になる様調整する工程であ
り、 核生成工程とは、ダイス内で加圧下より圧力低下
させ、気泡核を発生させる工程であり、発泡制御工程と
は、冷却により気泡の成長を制御することで気泡径の大
きさを制御する工程である。これらの工程は、特開平８
−１１１９０号公報記載の方法に準じて行う。
の完全相溶状態を形成するガス溶解工程とは、第１押出
機内で樹脂を加熱溶融したのち、該溶融樹脂中に超臨界
状態の不活性ガスを添加し、均一に混合する工程であ
り、冷却工程とは、溶融状態にある樹脂を第２押出機で
冷却し、発泡に適した粘度になる様調整する工程であ
り、 核生成工程とは、ダイス内で加圧下より圧力低下
させ、気泡核を発生させる工程であり、発泡制御工程と
は、冷却により気泡の成長を制御することで気泡径の大
きさを制御する工程である。これらの工程は、特開平８
−１１１９０号公報記載の方法に準じて行う。
【００４４】本発明の一例を説明する。ガス溶解工程に
おいてスチレン系樹脂およびポリプロピレン樹脂からな
る熱可塑性樹脂の組成物あるいは混合物を、ホッパーよ
りタンデム式発泡押出成形機の第１押出機中に供給し、
加熱溶融させる。また、不活性ガスは、ガスボンベより
昇圧ポンプに輸送、昇圧され、圧力、温度の制御を行
い、第１押出機内の溶融樹脂中に供給される。このと
き、第１押出機内に存在する不活性ガスが、樹脂に対す
る溶解拡散を大幅に高め、短時間で樹脂中に浸透するこ
とを可能とする臨界圧力以上で、臨界温度以上の超臨界
状態である必要がある。例えば、二酸化炭素の場合、臨
界圧力は７５．３ｋｇ／ｃｍ2、臨界温度は３１．３５
℃であり、第１押出機内は、圧力が７５〜４００ｋｇ／
ｃｍ2、さらには１００〜３００ｋｇ／ｃｍ2の範囲が、
温度は１００〜４００℃、さらには１７０〜２８０℃の
範囲が好ましい。また、第１押出機内に供給する不活性
ガスが、すでに超臨界状態であっても構わない。
おいてスチレン系樹脂およびポリプロピレン樹脂からな
る熱可塑性樹脂の組成物あるいは混合物を、ホッパーよ
りタンデム式発泡押出成形機の第１押出機中に供給し、
加熱溶融させる。また、不活性ガスは、ガスボンベより
昇圧ポンプに輸送、昇圧され、圧力、温度の制御を行
い、第１押出機内の溶融樹脂中に供給される。このと
き、第１押出機内に存在する不活性ガスが、樹脂に対す
る溶解拡散を大幅に高め、短時間で樹脂中に浸透するこ
とを可能とする臨界圧力以上で、臨界温度以上の超臨界
状態である必要がある。例えば、二酸化炭素の場合、臨
界圧力は７５．３ｋｇ／ｃｍ2、臨界温度は３１．３５
℃であり、第１押出機内は、圧力が７５〜４００ｋｇ／
ｃｍ2、さらには１００〜３００ｋｇ／ｃｍ2の範囲が、
温度は１００〜４００℃、さらには１７０〜２８０℃の
範囲が好ましい。また、第１押出機内に供給する不活性
ガスが、すでに超臨界状態であっても構わない。
【００４５】第１押出機のバレル中で不活性ガスと溶融
樹脂とがスクリュウにより混練される。次に冷却工程に
おいて熱可塑性樹脂に対する不活性ガスの溶解性を高め
るため、混合溶融体を、第２押出機へと送入し、圧力を
維持したまま発泡に適した温度まで下げていく。このと
きの温度は、６０〜２００℃好ましくは８０から１８０
℃である。この第２押出機を用いた冷却工程は、気泡に
適した温度条件に無理なく近づけるための工程である。
この工程で十分に冷却することにより、連続的かつ安定
的に、本発明の熱可塑性樹脂発泡体の製造が可能とな
る。ただし第１押出機だけで該溶融体を発泡に適した温
度まで十分に冷却可能な場合においては、第２押出機を
連結することなく製造することが可能である。また該溶
融体の不活性ガスの溶解状態を向上させるために、第１
押出機と第２押出機の間にスタティックミキサー等の混
練部を接続しておくことも可能である。
樹脂とがスクリュウにより混練される。次に冷却工程に
おいて熱可塑性樹脂に対する不活性ガスの溶解性を高め
るため、混合溶融体を、第２押出機へと送入し、圧力を
維持したまま発泡に適した温度まで下げていく。このと
きの温度は、６０〜２００℃好ましくは８０から１８０
℃である。この第２押出機を用いた冷却工程は、気泡に
適した温度条件に無理なく近づけるための工程である。
この工程で十分に冷却することにより、連続的かつ安定
的に、本発明の熱可塑性樹脂発泡体の製造が可能とな
る。ただし第１押出機だけで該溶融体を発泡に適した温
度まで十分に冷却可能な場合においては、第２押出機を
連結することなく製造することが可能である。また該溶
融体の不活性ガスの溶解状態を向上させるために、第１
押出機と第２押出機の間にスタティックミキサー等の混
練部を接続しておくことも可能である。
【００４６】次に核生成工程として該溶融体をダイスに
おいて、最終的には大気圧に解放することで急激な圧力
低下を生じさせ、不活性ガスを過飽和状態にする。過飽
和状態になった該溶融体は、多数の気泡核を発生させ
る。また、一般的にガスが含まれている樹脂のガラス転
移温度は、ガスの含浸量に比例して、低下することが知
られているが、ダイス内の温度は、ガスが含浸した樹脂
のガラス転移温度以上であることが好ましい。この核生
成した発泡体をシート状に押出成形する。
おいて、最終的には大気圧に解放することで急激な圧力
低下を生じさせ、不活性ガスを過飽和状態にする。過飽
和状態になった該溶融体は、多数の気泡核を発生させ
る。また、一般的にガスが含まれている樹脂のガラス転
移温度は、ガスの含浸量に比例して、低下することが知
られているが、ダイス内の温度は、ガスが含浸した樹脂
のガラス転移温度以上であることが好ましい。この核生
成した発泡体をシート状に押出成形する。
【００４７】次に発泡制御工程としてこの発泡シートを
速やかに、樹脂のガラス転移温度あるいは結晶化温度以
下に冷却して、発生した気泡の成長を制御し、微細で多
数の気泡を均一に有する熱可塑性樹脂発泡体を得る。
速やかに、樹脂のガラス転移温度あるいは結晶化温度以
下に冷却して、発生した気泡の成長を制御し、微細で多
数の気泡を均一に有する熱可塑性樹脂発泡体を得る。
【００４８】なお本発明により美麗な表面外観と優れた
機械的強度を有する微細で均一な気泡を有する熱可塑性
樹脂発泡体が得られるのは、以下の理由によるものと推
定される。
機械的強度を有する微細で均一な気泡を有する熱可塑性
樹脂発泡体が得られるのは、以下の理由によるものと推
定される。
【００４９】スチレン系樹脂およびポリプロピレン樹脂
の混合物を溶融したところに不活性ガスを添加し、均一
に混合された樹脂組成物は、押出機先端のダイス内を流
動する際に、せん断により押出成形品の厚み方向にスチ
レン系樹脂とポリプロピレン樹脂の濃度勾配を生じる。
このとき外部はポリプロピレン樹脂が高濃度になり、内
部はスチレン系樹脂が高濃度となる。こののち内部のス
チレン系樹脂は圧力調節等により発泡し、均一微細なセ
ルを生成するが、外部のポリプロピレン樹脂は冷却され
ることで発泡しないかあるいは僅かに発泡するに留ま
り、時間の経過と共に不活性ガスが抜ける。これにより
発泡体外部は未発泡層を形成し、美麗な表面外観になる
と推定される。また未発泡層を簡便に形成でき従来法と
比較し表面外観が良好になり易いため、発泡体表面の冷
却固化が速くなるため二次発泡等による表面外観不良を
防止しやすいため、吐出速度を多くすることが可能とな
り、スチレン系樹脂単独に比べて、１．５から２倍の加
工速度を得ることが可能となる。
の混合物を溶融したところに不活性ガスを添加し、均一
に混合された樹脂組成物は、押出機先端のダイス内を流
動する際に、せん断により押出成形品の厚み方向にスチ
レン系樹脂とポリプロピレン樹脂の濃度勾配を生じる。
このとき外部はポリプロピレン樹脂が高濃度になり、内
部はスチレン系樹脂が高濃度となる。こののち内部のス
チレン系樹脂は圧力調節等により発泡し、均一微細なセ
ルを生成するが、外部のポリプロピレン樹脂は冷却され
ることで発泡しないかあるいは僅かに発泡するに留ま
り、時間の経過と共に不活性ガスが抜ける。これにより
発泡体外部は未発泡層を形成し、美麗な表面外観になる
と推定される。また未発泡層を簡便に形成でき従来法と
比較し表面外観が良好になり易いため、発泡体表面の冷
却固化が速くなるため二次発泡等による表面外観不良を
防止しやすいため、吐出速度を多くすることが可能とな
り、スチレン系樹脂単独に比べて、１．５から２倍の加
工速度を得ることが可能となる。
【００５０】本発明により、美麗な表面外観と優れた機
械的強度を有する微細で均一な気泡を有する熱可塑性樹
脂発泡体を、効率良く製造することが可能になる。
械的強度を有する微細で均一な気泡を有する熱可塑性樹
脂発泡体を、効率良く製造することが可能になる。
【００５１】
【実施例】以下実施例にて本発明を説明するが、本発明
の内容はこれに限定されるものではない。なお、実施例
および比較例に記した物性評価は次の方法にしたがって
実施した。
の内容はこれに限定されるものではない。なお、実施例
および比較例に記した物性評価は次の方法にしたがって
実施した。
【００５２】１）表面外観 発泡体の表面を目視観察し、一様で均一な場合を○、水
膨れ状の膨れがある等表面外観が一様ではない場合を×
とした。
膨れ状の膨れがある等表面外観が一様ではない場合を×
とした。
【００５３】２）衝撃試験 ＪＩＳ Ｋ７１１０に準拠し、アイゾット衝撃試験によ
り行った。なお試験片は、発泡体を切削加工し、１号ノ
ッチ入りアイゾット衝撃試験片を作製し使用した。
り行った。なお試験片は、発泡体を切削加工し、１号ノ
ッチ入りアイゾット衝撃試験片を作製し使用した。
【００５４】また強度試験の比較対象として、発泡体よ
り作製した試験片と同一形状の試験片を、未発泡樹脂を
切削することで作製し使用した。
り作製した試験片と同一形状の試験片を、未発泡樹脂を
切削することで作製し使用した。
【００５５】３）セル径 走査型電子顕微鏡により撮影した写真を画像処理し、求
めた気泡の円相当径を気泡の平均径とした。
めた気泡の円相当径を気泡の平均径とした。
【００５６】４）セル密度 走査型電子顕微鏡により撮影した写真を画像処理し、５
００μｍ四方の中にある気泡数から１cm2当たりの気泡
数を算出し、それを２分の３乗した値を気泡密度とし
た。
００μｍ四方の中にある気泡数から１cm2当たりの気泡
数を算出し、それを２分の３乗した値を気泡密度とし
た。
【００５７】５）セルの均一性 走査型電子顕微鏡により撮影した写真５００μｍ四方中
の全ての気泡の径が、平均セル径の２倍以下の場合を
○、それ以外の場合を×とした。
の全ての気泡の径が、平均セル径の２倍以下の場合を
○、それ以外の場合を×とした。
【００５８】実施例１ ２００℃、５kgにおけるメルトフローインデックスが
２.６ｇ／１０分であるポリスチレン樹脂（三井東圧化
学（株）製、トーポレックス５５５−５７）のペレット
９０重量部と、２３０℃、２．１６ｋｇにおけるメルト
フローインデックスが８ｇ／１０分であるポリプロピレ
ン樹脂（三井東圧化学（株）製、三井ノーブレンＪＨＨ
−Ｇ）のペレット１０重量部をドライブレンドしたの
ち、該混合物をホッパーより第１押出機（口径２０ｍ
ｍ、Ｌ／Ｄ＝３０）に供給し、シリンダー設定温度２２
０℃で加熱溶融させた。また、発泡剤である二酸化炭素
を昇圧し、完全に溶融した該樹脂１００重量部に対し
て、二酸化炭素を１０重量部の割合で溶解させた。十分
に溶融樹脂と二酸化炭素を混練溶解させ、続いて第２押
出機（口径３０ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝３０）へと送入し、徐々
に温度を下げていった。このとき、第２押出機先端の設
定温度を１１０℃とした。続いて該溶融体を１００℃に
設定した、ダイスで減圧し厚さ３ｍｍのシート状になる
様サイジング装置で賦形した発泡体として押しだした。
得られた樹脂発泡シートの厚みは３ｍｍであった。この
とき吐出量は、５ｋｇ／ｈに設定していたが、コルゲー
ションあるいはメルトフラクチャー等による表面外観の
不良が生じることはなく、連続的に良外観製品を製造す
ることが可能であった。発泡体の評価の結果を表１に示
す。表面外観良好、高強度かつ微細で均一な気泡を有す
る発泡体であった。
２.６ｇ／１０分であるポリスチレン樹脂（三井東圧化
学（株）製、トーポレックス５５５−５７）のペレット
９０重量部と、２３０℃、２．１６ｋｇにおけるメルト
フローインデックスが８ｇ／１０分であるポリプロピレ
ン樹脂（三井東圧化学（株）製、三井ノーブレンＪＨＨ
−Ｇ）のペレット１０重量部をドライブレンドしたの
ち、該混合物をホッパーより第１押出機（口径２０ｍ
ｍ、Ｌ／Ｄ＝３０）に供給し、シリンダー設定温度２２
０℃で加熱溶融させた。また、発泡剤である二酸化炭素
を昇圧し、完全に溶融した該樹脂１００重量部に対し
て、二酸化炭素を１０重量部の割合で溶解させた。十分
に溶融樹脂と二酸化炭素を混練溶解させ、続いて第２押
出機（口径３０ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝３０）へと送入し、徐々
に温度を下げていった。このとき、第２押出機先端の設
定温度を１１０℃とした。続いて該溶融体を１００℃に
設定した、ダイスで減圧し厚さ３ｍｍのシート状になる
様サイジング装置で賦形した発泡体として押しだした。
得られた樹脂発泡シートの厚みは３ｍｍであった。この
とき吐出量は、５ｋｇ／ｈに設定していたが、コルゲー
ションあるいはメルトフラクチャー等による表面外観の
不良が生じることはなく、連続的に良外観製品を製造す
ることが可能であった。発泡体の評価の結果を表１に示
す。表面外観良好、高強度かつ微細で均一な気泡を有す
る発泡体であった。
【００５９】実施例２ 実施例１において、ポリスチレン樹脂とポリプロピレン
樹脂の他に平均粒子径２μｍのタルク２重量部およびス
テアリン酸亜鉛０．５重量部を添加した以外は、実施例
２に従い発泡体を得た。発泡体の評価の結果を表１に示
す。表面外観良好、高強度かつ微細で均一な気泡を有す
る発泡体であった。
樹脂の他に平均粒子径２μｍのタルク２重量部およびス
テアリン酸亜鉛０．５重量部を添加した以外は、実施例
２に従い発泡体を得た。発泡体の評価の結果を表１に示
す。表面外観良好、高強度かつ微細で均一な気泡を有す
る発泡体であった。
【００６０】実施例３から６ 実施例１において、ポリスチレン樹脂、ポリプロピレン
樹脂および二酸化炭素の割合を表１に示した割合とした
以外は、実施例１に従い発泡体を得た。発泡体の評価の
結果を表１〜２に示す。表面外観良好、高強度かつ微細
で均一な気泡を有する発泡体であった。
樹脂および二酸化炭素の割合を表１に示した割合とした
以外は、実施例１に従い発泡体を得た。発泡体の評価の
結果を表１〜２に示す。表面外観良好、高強度かつ微細
で均一な気泡を有する発泡体であった。
【００６１】実施例７ 実施例１において、ポリスチレン樹脂を２００℃、５kg
におけるメルトフローインデックスが１０ｇ／１０分で
あるポリスチレン樹脂（三井東圧化学（株）製、トーポ
レックス５２５−５１）とした以外は、実施例１に従い
発泡体を得た。発泡体の評価の結果を表２に示す。表面
外観良好、高強度かつ微細で均一な気泡を有する発泡体
であった。
におけるメルトフローインデックスが１０ｇ／１０分で
あるポリスチレン樹脂（三井東圧化学（株）製、トーポ
レックス５２５−５１）とした以外は、実施例１に従い
発泡体を得た。発泡体の評価の結果を表２に示す。表面
外観良好、高強度かつ微細で均一な気泡を有する発泡体
であった。
【００６２】実施例８ 実施例１において、ポリスチレン樹脂を２００℃、５kg
におけるメルトフローインデックスが１．８ｇ／１０分
であるポリスチレン樹脂（三井東圧化学（株）製、トー
ポレックス５７５−５７）とした以外は、実施例１に従
い発泡体を得た。発泡体の評価の結果を表２に示す。表
面外観良好、高強度かつ微細で均一な気泡を有する発泡
体であった。
におけるメルトフローインデックスが１．８ｇ／１０分
であるポリスチレン樹脂（三井東圧化学（株）製、トー
ポレックス５７５−５７）とした以外は、実施例１に従
い発泡体を得た。発泡体の評価の結果を表２に示す。表
面外観良好、高強度かつ微細で均一な気泡を有する発泡
体であった。
【００６３】実施例９ 実施例１において、ポリプロピレン樹脂を２３０℃、
２．１６ｋｇにおけるメルトフローインデックスが１．
５ｇ／１０分であるポリプロピレン樹脂（三井東圧化学
（株）製、三井ノーブレンＪＳ−Ｇ）とした以外は、実
施例１に従い発泡体を得た。発泡体の評価の結果を表１
に示す。表面外観良好、高強度かつ微細で均一な気泡を
有する発泡体であった。
２．１６ｋｇにおけるメルトフローインデックスが１．
５ｇ／１０分であるポリプロピレン樹脂（三井東圧化学
（株）製、三井ノーブレンＪＳ−Ｇ）とした以外は、実
施例１に従い発泡体を得た。発泡体の評価の結果を表１
に示す。表面外観良好、高強度かつ微細で均一な気泡を
有する発泡体であった。
【００６４】実施例１０ 実施例１において、ポリプロピレン樹脂を２３０℃、
２．１６ｋｇにおけるメルトフローインデックスが１５
ｇ／１０分であるポリプロピレン樹脂（三井東圧化学
（株）製、三井ノーブレンＪ３Ｈ−Ｇ）とした以外は、
実施例１に従い発泡体を得た。発泡体の評価の結果を表
３に示す。表面外観良好、高強度かつ微細で均一な気泡
を有する発泡体であった。
２．１６ｋｇにおけるメルトフローインデックスが１５
ｇ／１０分であるポリプロピレン樹脂（三井東圧化学
（株）製、三井ノーブレンＪ３Ｈ−Ｇ）とした以外は、
実施例１に従い発泡体を得た。発泡体の評価の結果を表
３に示す。表面外観良好、高強度かつ微細で均一な気泡
を有する発泡体であった。
【００６５】比較例１ 実施例１において、ポリプロピレン樹脂を添加せずポリ
スチレン樹脂のみを使用した以外は、実施例１に従い発
泡体を得た。発泡体の評価の結果を表４に示す。吐出量
３ｋｇ／ｈでは良外観品を得ることが可能であったが、
３．５ｋｇ／ｈ以上では、コルゲーションあるいはメル
トフラクチャー等による表面外観の不良が生じ、良外観
品の取得は不可能だった。
スチレン樹脂のみを使用した以外は、実施例１に従い発
泡体を得た。発泡体の評価の結果を表４に示す。吐出量
３ｋｇ／ｈでは良外観品を得ることが可能であったが、
３．５ｋｇ／ｈ以上では、コルゲーションあるいはメル
トフラクチャー等による表面外観の不良が生じ、良外観
品の取得は不可能だった。
【００６６】比較例２から４ 実施例１において、ポリスチレン樹脂、ポリプロピレン
樹脂および二酸化炭素の割合を表４に示した割合とした
以外は、実施例１に従い発泡体を得た。発泡体の評価の
結果を表４に示す。表面外観不良、微細な気泡ではな
い、気泡数が少ない等の点で好ましくなく、本発明で意
図する発泡体は製造不可能であった。
樹脂および二酸化炭素の割合を表４に示した割合とした
以外は、実施例１に従い発泡体を得た。発泡体の評価の
結果を表４に示す。表面外観不良、微細な気泡ではな
い、気泡数が少ない等の点で好ましくなく、本発明で意
図する発泡体は製造不可能であった。
【００６７】
【表１】
【００６８】
【表２】
【００６９】
【表３】
【００７０】
【表４】
【００７１】
【発明の効果】本発明により、美麗な表面外観と優れた
機械的強度を有する微細で均一な気泡を有する熱可塑性
樹脂発泡体を、効率良く製造することが可能となる。
機械的強度を有する微細で均一な気泡を有する熱可塑性
樹脂発泡体を、効率良く製造することが可能となる。
【図１】本発明の熱可塑性樹脂発泡体の製造方法の一例
を示す概略構成図。
を示す概略構成図。
（１２）第１押出機 （１３）連結部 （１４）第２押出機 （１５）ダイス （１６）サイジング装置 （１７）ホッパー （１８）ガスボンベ （１９）昇圧ポンプ （２０）スクリュウ （２１）発泡シート
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２９Ｋ 105:04 Ｃ０８Ｌ 25:00 (72)発明者 西川 茂雄 神奈川県横浜市栄区笠間町1190番地 三井 東圧化学株式会社内 (72)発明者 井上 晴夫 神奈川県横浜市栄区笠間町1190番地 三井 東圧化学株式会社内 (72)発明者 末田 公宣 神奈川県横浜市栄区笠間町1190番地 三井 東圧化学株式会社内 (72)発明者 江里口 真男 神奈川県横浜市栄区笠間町1190番地 三井 東圧化学株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 スチレン系樹脂５０から９９重量部、ポ
リプロピレン樹脂１から５０重量部からなる樹脂組成物
を使用し、押出機により、溶融した熱可塑性樹脂に発泡
剤である超臨界状態の不活性ガスを熱可塑性樹脂に対し
て０．１から３０重量部を添加し、熱可塑性樹脂と不活
性ガスの完全相溶状態を形成するガス溶解工程と、超臨
界状態を維持したまま溶融樹脂の温度を下げる冷却工程
のあと、急激に圧力低下させることにより多数の気泡核
を発生させる核生成工程と、気泡径を制御する発泡制御
工程からなる工程により得られる微細で均一な気泡を有
することを特徴とする熱可塑性樹脂発泡体。 - 【請求項２】 スチレン系樹脂５０から９９重量部、ポ
リプロピレン樹脂１から５０重量部からなる樹脂組成物
を使用し、押出機により、溶融した熱可塑性樹脂に発泡
剤である超臨界状態の不活性ガスを熱可塑性樹脂に対し
て０．１から３０重量部を添加し、熱可塑性樹脂と不活
性ガスの完全相溶状態を形成するガス溶解工程と、超臨
界状態を維持したまま溶融樹脂の温度を下げる冷却工程
のあと、急激に圧力低下させることにより多数の気泡核
を発生させる核生成工程と、気泡径を制御する発泡制御
工程からなる工程により得られる微細で均一な気泡を有
することを特徴とする熱可塑性樹脂発泡体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8180759A JPH1024476A (ja) | 1996-07-10 | 1996-07-10 | 熱可塑性樹脂発泡体およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8180759A JPH1024476A (ja) | 1996-07-10 | 1996-07-10 | 熱可塑性樹脂発泡体およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1024476A true JPH1024476A (ja) | 1998-01-27 |
Family
ID=16088830
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8180759A Pending JPH1024476A (ja) | 1996-07-10 | 1996-07-10 | 熱可塑性樹脂発泡体およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1024476A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001005569A1 (en) * | 1999-07-16 | 2001-01-25 | Wavin B.V. | Method for forming an article comprising closed-cell microfoam from thermoplastic |
| JP2002542082A (ja) * | 1999-04-28 | 2002-12-10 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | 均一小気泡発泡体およびその連続製造方法 |
| JP2005508567A (ja) * | 2001-11-05 | 2005-03-31 | レイデイオ・フリークエンシー・システムズ・インコーポレイテツド | 伝送線路に使用するためのマイクロセル発泡絶縁体 |
| JP2007269829A (ja) * | 2006-03-30 | 2007-10-18 | Mitsui Chemicals Inc | 発泡性オレフィン系熱可塑性エラストマー組成物及びその発泡体 |
| JP2009120694A (ja) * | 2007-11-14 | 2009-06-04 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 熱可塑性樹脂発泡体 |
| WO2009110587A1 (ja) * | 2008-03-07 | 2009-09-11 | 東レ株式会社 | 断熱材 |
| JP2015151496A (ja) * | 2014-02-17 | 2015-08-24 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | ポリスチレン・シリカコンポジット発泡体の製造方法およびそれを用いた断熱材料 |
| JP2015533893A (ja) * | 2012-09-25 | 2015-11-26 | ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー | ナノセルラー熱可塑性フォームおよびその作製プロセス |
-
1996
- 1996-07-10 JP JP8180759A patent/JPH1024476A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002542082A (ja) * | 1999-04-28 | 2002-12-10 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | 均一小気泡発泡体およびその連続製造方法 |
| WO2001005569A1 (en) * | 1999-07-16 | 2001-01-25 | Wavin B.V. | Method for forming an article comprising closed-cell microfoam from thermoplastic |
| JP2005508567A (ja) * | 2001-11-05 | 2005-03-31 | レイデイオ・フリークエンシー・システムズ・インコーポレイテツド | 伝送線路に使用するためのマイクロセル発泡絶縁体 |
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| WO2009110587A1 (ja) * | 2008-03-07 | 2009-09-11 | 東レ株式会社 | 断熱材 |
| US20140031445A1 (en) * | 2008-03-07 | 2014-01-30 | Toray Industries, Inc. | Heat insulating material |
| JP5454137B2 (ja) * | 2008-03-07 | 2014-03-26 | 東レ株式会社 | 断熱材 |
| US9096728B2 (en) * | 2008-03-07 | 2015-08-04 | Toray Industries, Inc. | Heat insulating material |
| JP2015533893A (ja) * | 2012-09-25 | 2015-11-26 | ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー | ナノセルラー熱可塑性フォームおよびその作製プロセス |
| JP2015151496A (ja) * | 2014-02-17 | 2015-08-24 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | ポリスチレン・シリカコンポジット発泡体の製造方法およびそれを用いた断熱材料 |
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