JPS636032A - ポリプロピレン発泡体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、改良されたポリプロピレン発泡体の製造方
法に関するものである。さらに詳しくは、自動車内装材
、各種プラスチックシートと複合化した食品容器、耐熱
性保温材及び断熱Ｕ等に有用な放射線架橋ポリプロピレ
ン発泡体の製造方法に関するものである。

（従来の技術と問題点） 敢ｌｉＪ線架橋発泡体は、優れた弾性を有し、極めて広
い用途に使用されている。また、その製造工程は効率性
、経済性に優れてもいる。

この放射線架橋発泡体の製造については、発泡剤の分解
温度以下で原料樹脂に発泡剤、発泡助剤、架橋促進剤等
の物質を練り込み、所定の形状に成形する必要がおる。

このため、原料樹脂としては、当初は、ポリ塩化ビニル
（ＰｖＣ）、低密度ポリエチレン（ＰＥ）等の融点が低
く、流動温度が低いものが使用されてきた。

しかしながら、このような場合においては、製品として
得られる発泡体の耐熱性が良好でなく、その用途には限
界があった。

一方、発泡体の耐熱性を改善するものとして、ポリプロ
ピレンを原料樹脂とする方法が知られている。このポリ
プロピレンは耐熱性とともに、曲げ強ざなどの別械的性
質でも優れていることから、耐熱剛性を要求される自動
車内装材、断熱材、建材、包装材料などの多様な用途に
使用されてきている。

ポリプロピレンとしては、ホモポリプロピレンまたはブ
ロックポリプロピレンが用いられる。しかし、これらを
原料とする場合には融点が高いことから分解温度の高い
発泡剤を用いることが必要になる。しかしながら、この
ような分解温度の高い発泡剤は発生ガス母が少ないため
、発泡剤の使用母が多くなり製造コストが高いものとな
る。また、発泡剤初期分解が生じ製品として得られる発
泡体も微細気泡の均一性に欠けるなど、良好なものが得
られていない。

一方、ランダムポリプロピレンを用いて耐熱性を改善し
た発泡シートを製造する方法がすでに提案されている（
特公昭４６−３８７１６＞。

この場合、原反シートの成形性や発泡成形性等の加工性
は良好であるが、耐熱性の充分なものは得られていない
のが実状である。

このため、ポリプロピレン発泡体の優れた耐熱性を維持
し、しかも樹脂の調整、成形、発泡等の製造工程の効率
性、製造コストを大きく左石する低温流動性の改善が強
く望まれていた。具体的には、耐熱性の面から融点の高
い（約１６０’Ｃ）ブロックポリプロピレン又はホモポ
リプロピレンを用い、その際の低温流動性（１７０’ｃ
以下の）を改善することが必要とされていた。

（発明の目的） この発明は、以上のような事情を鑑みてなされたもので
あり、耐熱性とともに低温流動性に優れたポリプロピレ
ン発泡体であって、しかも放射線架橋によって弾性等の
機械的性質を向上させたポリプロピレン発泡体の製造方
法を提供することを目的としている。

（発明の構成） この発明は、上記の目的を達成するために、放射線架橋
発泡体を製造するにあたり、エチレン成分が１〜２０重
量％で、ＭＦＲが３０〜１００のブロックポリプロピレ
ン又はホモポリプロピレンを用いることを特徴としてい
る。

ポリプロピレンの低温流動性を改善するためには融点の
低いポリエチレンを３０〜４０重量％程度混合すればよ
い。しかし、この場合には耐熱性が大幅に低下し、得策
ではない。

そこで、この発明は、このような融点の低下ではなく、
溶融物の流動指数であるＭＦＲ（ＭｅｌｔＦｌｏｗＲａ
ｔｅ、ＪＩＳ　　Ｋ　　７２１０．荷重２、ｌ６ＫＬ　
２３０’Ｃ）を高くすることによって低温流動性の改善
を図っている。エチレン成分が１〜２０重量％で、ＭＦ
Ｒが３０〜１００のブロックポリプロピレン又はホモポ
リプロピレンを用いることは、この改善策の本質的な特
徴である。

この特定のブロックポリプロピレンを用いる理由として
は、発泡剤の分解温度以下（約１７０’Ｃ）での低温押
出し、成形が可能となるからである。

このようにして成形したシート状物などの成形製品を電
子線架橋し、発泡したものは、従来のポリエチレンやラ
ンダムポリプロピレンを用いた発泡製品に比べて極めて
優れた耐熱剛性を示す。また、この発明では樹脂ペレッ
トと発泡剤パウダーとの混合により原料樹脂を調整する
ことができる。

従来は、発泡剤の分散を良好とするために、ペレットは
粉砕して使用することが必要であった。

この発明の方法では、上記のとおりの低温流動性ポリプ
ロピレンを、発泡剤、架橋助剤等と混合し、成形した後
、放射線架橋して発泡させる。

この発明のポリプロピレンとしては、エチレン成分１〜
２０重量％、ＭＦＲ３０〜１００のブロックポリプロピ
レン又はホモポリプロピレンの任意のものを用いること
ができる。ＭＦＲを３０〜１００の範囲とするためには
適宜な手段を採用することができる。通常の方法によっ
て重合製造されたエチレン成分が１〜２０重量％で、Ｍ
ＦＲが３０〜１００のブロックポリプロピレン又はホモ
ポリプロピレン、あるいはＭＦＲが３０未満のブロック
ポリプロピレン又はホモポリプロピレンを変性処理した
ものを用いることかできる。この変性は、たとえば、Ｍ
ＦＲ１〜２０のブロックポリプロピレン又はＭＦＲ１〜
３０のホモポリプロピレンに有機過酸化物を添加し、加
熱することにより行うことができる。あるいはまた、放
射線の照射によって変性させてもよい。

有機過酸化物としては、分解温度が１７０℃以上のもの
、たとえば、メチルエチルケトンパーオキサイド、ジク
ミルパーオキサイド、ｔ−ブチルパーオキシイソプロピ
ルカーボネート、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−
ブチルパーオキシ）ヘキサン、２．５−ジメチル−２，
５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキシン−３などを用
いることができる。その添加量は１００〜６００１）Ｉ
）ｍ程度とするのが好ましい。

加熱温度は、押出しによる場合には、１７０’Ｃ〜２５
０’Ｃ程度とすることができる。

高エネルギーの放射線照射による場合には、その照射線
量は１〜１００Ｍｒａｄ程度とすることができる。

低温流動性ポリプロピレンについては、エチレン成分１
〜２０重量％、ＭＦＲ３０〜１００の範囲にあるブロッ
クポリプロピレン又はホモポリプロピレンであれば、発
泡成形性の改良などを目的として、このポリプロピレン
に他のポリオレフィンを添加混合することもできる。こ
の場合には、製品の架橋発泡体の所定の耐熱性を考慮し
てその添加成分と添加割合を選択する。

たとえば、発泡成形性の改良のためには、上記のポリプ
ロピレンに４０〜６０重量％程度のランダムポリプロピ
レンを混合したものを用いることができる。この場合に
は、ＭＦＲを２０〜８０程度の範囲とするのが好ましい
。

低温流動性ブロックポリプロピレン又はホモポリプロピ
レンと混合する発泡剤としてはこれまでに知られている
適宜なものを使用することができる。このポリプロピレ
ンの溶融点以上の分解温度１８０〜２７０℃程度のもの
が好適に用いられる。

その具体例としては、アゾジカルボンアミド、アゾジカ
ルボン酸金属塩、ヒドラゾジカルボンアミドなどがおる
。

この発明の低温流動性の特徴からは、ブロックポリプロ
ピレン又はホモポリプロピレンをベレット状で用い、発
泡剤をパウダー状態で使用するのが効果的である。架橋
助剤などの他の添加成分は液状で用いることができる。

ＭＦＲ３０〜１００の低湿流動性ブロックポリプロピレ
ン又はホモポリプロピレンと発泡剤等との混合について
は、ペレット状ポリプロピレン、パウダー状発泡剤、液
状の架橋助剤を用いると、原料の流動点と融点との温度
差が極めて小さい（５〜１０’Ｃ程度）ので、比較的厳
密に温度管理するのが好ましい。たとえば、押出し機は
Ｌ／Ｄ３０前後で、混合部を有する分散のよいスクリュ
ー構造のものとするのが好ましい。

成形後の放射線架橋のための架橋助剤としては、発泡剤
と同様に通常用いられているものを適宜に使用すること
ができる。たとえば、脂肪族または芳香族多価アルコー
ルのアクリル酸またはメタクリル酸エステル、あるいは
芳香族カルボン酸エステル、脂肪族または芳香族多価カ
ルボン酸のビニルエステルなどを用いることができる。

具体的には、トリメチロールプロパントリメタクリレー
ト、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタ
エリスリトールペンタアクリレート、ジアリルフタレー
ト、ジアリルマレートなどがある。

電離性放射線架橋のための放射線としては、α線、β線
、γ線等を用いることができるが、これらのうらではβ
線（電子線）が最も好ましい。

放射線の照射量は架橋助剤の種類、架橋の度合等によっ
て異なるが、−般に０．１〜５０　Ｍ　ｒａｄ、好まし
くは１〜３０　Ｍ　ｒａｄである。

このようにして架橋処理された樹脂の発泡は、発泡剤を
急速に分解し微細気泡を付与するために、ポリプロピレ
ンの溶融温度、好ましくは１９０℃以上、より好ましく
は２３０〜２６０℃の温度で短時間に行う。

この発明をざらに詳しく説明するために、以下、この発
明の実施例を示す。もちろんこの発明は、これら実施例
に限定されるものではない。

これら実施例により、この発明の構成とその効果がざら
に一層明らかになる。なお、実施例における「部」は重
量基準である。

実施例１〜５ エチレン成分７重量％、ＭＦＲ１５のブロックポリプロ
ピレン（融点１６０℃）のパウダー１００部に、熱安定
剤０．１部、過酸化物としての２，５−ジメチル−２，
５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサンをそれぞれ表
１に示すような割合で添加し、ヘンシェルミキサーで混
合する。この混合物を５０ｍφ押出殿を用いて２３０℃
の温度で押出し、それぞれ表１に示すような高ＭＦＲの
樹脂原料を製）貨した。

この樹脂原料１００部にアゾジカルボンアミド１５部、
トリメチロールプロパントリメタクリレート２部を加え
、ヘンシェルミキサーで混合する。この混合物は４０ｍ
φ押出機を用いて１７０℃を越えない条件下に幅２５０
＃７１、厚さ１．５ｍのシートに成形した。

このシートは発泡剤が均一に、緻密に分散され、また発
泡剤の分解による表面荒れも見られない良好なものであ
った。

このシートにｆ３　Ｍ　ｒａｄの線量で両面から電子線
を照射した後、２５０℃の温度に加熱した発泡浴中で発
泡剤を分解し、発泡させた。

このようにして得られた発泡シートは、表２に示したと
おりの優れた耐熱性を示した。

比較例１〜２ 実施例１〜５における有機過酸化物の２，５−ジメチル
−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサンの添加
量を減らし、ＭＦＲが１５および２０のブロックポリプ
ロピレンとし、実施例１〜５と同じ条件でシート成形を
行った。その結果、得られたシートは発泡剤の部分分解
によって分解ガスが含まれ、また、ガス放出によるシー
ト表面荒れが生じた。

比較例３ 実施例１〜５における２、５−ジメチル−２，５−ジ（
ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサンの添加量を増やす以外
は、同じ条件でシート成形を行った。

その結果、メルト強度が弱く、良好なシート成形ができ
なかった。

実施例６ 実施例１で得た原料樹脂（ＭＦＲ３０）とランダムポリ
プロピレン（エチレン含有率３％、ＭＦＲ９）の５０　
：　５０混合物１００部に対し、アゾジカルボンアミド
１５部、トリメチロールプロパントリメタクリレート２
部を加え、発泡性原反シート（１，５ｍ厚、２５０ｍ幅
）を成形した。

その後、実施例１〜５と同様にして発泡シート成形を行
った。

この場合、発泡成形のしやすさはランダムポリプロピレ
ンを含むため、実施例１〜５に比べて良好であり、耐熱
変形も比較的良好であった。

実施例７ 実施例６におけるランダムポリプロピレン５０％混合に
代えて、エチレンプロピレンゴム（ＭＦＲ４）１０％を
実施例１で得た原料樹脂（ＭＦＲ３０）に混合した。

実施例６と同条件において発泡シート成形を行った。

この場合も、実施例１〜５に比べて発泡成形性が改良さ
れ、耐熱変形も比較的良好であった。

比較例４〜５ ランダムポリプロピレン（エチレン成分３重量％、ＭＦ
Ｒ９）おＪ：びポリエチレン（密度０．９３、ＭＦＲ１
２＞の樹脂を各々原料として、同様にして発泡シート成
形を行った。

発泡シートのピンホール数は表２に示したように実施例
１〜５に比べて減少したものの、耐熱変形性は極めて悪
く、両方の場合に、１４０’Ｃで１０分間加熱した後に
、２４時間放置した際の変形量は１０％以上にもなり、
ポリエチレンの場合には、１２０°Ｃにおいてすら、変
形量は１０％以上であった。

以上の実施例１〜７、比較例１〜５について、表１およ
び表２に、低温押出によるシート成形の試験結果と、耐
熱変形評価の結果とを示した。

この発明は、これらの実施例に限定されるものではない
が、これら実施例からもこの発明の発泡成形品の優れた
低温流動性と耐熱性は明らかである。

実施例８ Ｖ　Ｆ　Ｒ１５ｇ／　１０　ｍ　ｉ　ｎ　（７）　ホー
Ｅ　ホ’）　７　ロヒＬ／ンのパウダー１００部に、実
施例１で用いた熱安定剤０．１部及び有機過酸化物３７
０ｐｐｍを添加し、実施例１と同様の条件で変性してＭ
ＦＲ６０のホモポリプロピレンを（ｑた。

この樹脂原料を用いて実施例３と同様の条件で、発泡剤
含有シートの成形、電子線照射及び発泡を行い発泡シー
１〜を得た。

ｊｑられた発泡シートは、発泡剤の分散が均一で良好な
外観を示し、耐熱変形性が１２０’Ｃ及び１４０’Ｃ共
に全く変形のない優れたものでおった。

（発明の効果） この発明の放射線架橋ポリプロピレン発泡体の製造方法
は、以上詳しく述べたように、発泡剤の分Ｗ？温度以下
（約１７０’Ｃ）の低温での押出等による成形を可能と
するもので、しかも発泡成形品は従来のものに比べはる
かに優れた耐熱剛性を有している。

しかも、この発明では、その低温流動性の故に、ペレッ
ト状樹脂と発泡剤パウダーとの混合によって原料を調整
することが可能となる。このことは従来は発泡剤の分散
が良好に行われなかったために不可能なことであった。

このような優れたこの発明の効果は、これまでに知られ
ている技術からは全く予期しえないことである。

代理人　　弁理士　　西　澤　利　夫 （ほか］８名

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）放射線架橋発泡体を製造するにあたり、エチレン
   成分が１〜２０重量％で、ＭＦＲが３０〜１００の、ブ
   ロックポリプロピレン又はホモポリプロピレンを用いる
   ことを特徴とする放射線架橋ポリプロピレン発泡体の製
   造方法。
2. （２）ＭＦＲ１〜２０のブロックポリプロピレン又はＭ
   ＦＲ１〜３０のホモポリプロピレンを変性してＭＦＲを
   ３０〜１００としたものを用いる特許請求の範囲第１項
   記載の放射線架橋ポリプロに。 レン発泡体の製造方法。
3. （３）変性を有機過酸化物の添加および加熱により行つ
   た特許請求の範囲第２項記載の放射線架橋ポリプロピレ
   ン発泡体の製造方法。
4. （４）変性を放射、線照射により行つた特許請求の範囲
   第２項記載の放射線架橋ポリプロピレン発泡体の製造方
   法。
5. （５）ブロックポリプロピレン又はホモポリプロピレン
   に４０〜６０重量％のランダムポリプロピレンを混合し
   たものを用いる特許請求の範囲第１項記載の放射線架橋
   ポリプロピレン発泡体の製造方法。