JP2008273117A - 表皮付ポリプロピレン系樹脂発泡成形体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】表皮付ポリプロピレン系樹脂発泡粒子成形体ブロー成形により得られた中空成形体10内にポリプロピレン系樹脂発泡粒子成形体20が位置してなる表皮付ポリプロピレン系樹脂発泡成形体であって、該表皮を形成している樹脂が、熱流束示差走査熱量測定における80〜140℃の部分融解熱量が15J/g以上、かつ部分融解熱量と全融解熱量との比が0.2以上であるポリプロピレン系樹脂であり、該表皮の厚みが0.3〜3.5mm、該発泡粒子成形体の見かけ密度が0.015〜0.15g/cm3であり、表皮の厚みが0.5〜3.5mmで、発泡粒子成形体の密度が0.02〜0.1g/cm3であることを特徴とする。
【選択図】図3
Description
熱流束示差走査熱量測定において、試料用樹脂3〜5mgを常温から200℃まで昇温し、その後直ちに10℃/分の冷却速度で40℃まで冷却する。次いで10℃/分の加熱速度で再度200℃まで加熱して得られるDSC吸熱曲線において、部分融解熱量(ΔT)は、以下の通り求められる。
1.DSC吸熱曲線上の80℃の点αと、融解終了温度(Te)に相当する点βとを結ぶ直線(α−β)を引く。
2.次にDSC吸熱曲線上の140℃の点σからグラフの縦軸に平行な直線を引き、直線(α−β)と交差する点をγとする。
3.部分融解熱量(ΔT)は、DSC曲線と、線分(σ−γ)および線分(γ−α)とによって囲まれる部分(図1の斜線で示される部分)の面積に相当する熱量として定められる。
また、全融解熱量(ΔH)は、DSC曲線と、線分(α−β)とによって囲まれる部分の面積に相当する熱量として定められる。
なお、熱流束示差走査熱量測定において、基材樹脂の溶融熱量を定める上で再現性よく当該熱量を求めることができるベースラインの起点として80℃が好適であることから本発明では、ベースラインの起点を80℃とした。温度範囲80℃〜140℃の部分融解熱量は、ベースラインの起点である80℃と、発泡粒子加熱成形時の実際のスチーム圧力に近似する温度である140℃に基づくもので、温度範囲80℃〜140℃の部分融解熱量が特定の値を示すことが本発明の所期の目的を達成する上で有意な結果を導くことになるという本発明者らにより見出された指標である。
日本ポリプロ株式会社製メタロセン系触媒により重合されたポリプロピレン(商品名:ウィンテック、グレード名:WFX6、メルトフローレイト2g/10分[230℃、21.18N]、溶融張力1.2cN、融点125℃)を、内径65mmの押出機に供給し、180℃にて加熱溶融し、表皮用溶融樹脂とした。なお、メタロセン系触媒により重合されたポリプロピレンを、以下単に「メタロセン系ポリプロピレン」という。
次に、得られた軟化状態にあるパリソンをダイ直下に位置し水冷された平板状金型(平板状金型成形空間部の寸法:縦400mm、横250mm、厚み40mm)内に配置して型締め後、金型下方に取り付けられた気体吹込み口からパリソンの内部に加圧気体(空気)を吹込むと同時にパリソン外面と金型内面との間を減圧することによって表1に示す厚みを有する中空成形体(表皮)を形成した。
次いで発泡粒子成形体の層内に差し込んだピンにより吸引冷却した後、金型を開いて表皮付発泡成形体を取り出し、この成形体を60℃、大気圧下で24時間養生して表皮付発泡成形体を得た。得られた表皮付発泡成形体は表皮内面と発泡粒子成形体とが完全に融着していた。得られた表皮付発泡成形体の諸物性を表2に示す。
日本ポリプロ株式会社製メタロセン系ポリプロピレン(商品名:ウィンテック、グレード名:WFX6)とBasell社製ポリプロピレン(グレード名:7823、メルトフローレイト0.4g/10分[230℃、21.18N]、溶融張力5.5cN、融点163℃)とを表1に示す配合割合にてドライブレンドし、内径65mmの押出機に供給し、180℃にて加熱溶融し、表皮用溶融樹脂とした以外は実施例1と同様にして表皮付発泡成形体を得た。得られた表皮付発泡成形体の諸物性を表2に示す。
表皮肉厚を表1に示す厚みとした以外は実施例1と同様にして表皮付発泡成形体を得た。得られた表皮付発泡成形体の諸物性を表2に示す。
Basell社製ポリプロピレン(グレード名:7823)を、内径65mmの押出機に供給し、220℃にて加熱溶融し、表皮用溶融樹脂とした。
次いで、220℃に調整したアキュムレータに充填し、アキュムレータから該溶融樹脂を押出すとともに、該アキュムレータの下流側に連結されたダイから溶融樹脂を表1に示す吐出速度(kg/h・cm2)で押出してパリソンを形成した。
以降の操作は、実施例1と同様にして表皮付発泡成形体を得た。得られた表皮付発泡成形体の諸物性を表1及び2に示す。
表皮肉厚を表1に示す厚みとした以外は比較例1と同様にして表皮付発泡成形体を得た。得られた表皮付発泡成形体の諸物性を表2に示す。
表皮肉厚バランスは、直方体形状の表皮付発泡成形体(縦400mm、横250mm、厚み40mm)の縦400mm、横250mmで定まる一方の面において表皮の厚みを測定することにより評価した。具体的には、表皮付発泡成形体の横方向を2等分するように成形体を切断して得られる断面において、上記の縦400mm、横250mmで定まる一方の面の中央部の表皮の厚み(A)及び両端から各々5cm内側の部分の表皮の厚み(B)、(C)を求める。更に(A)、(B)、(C)の算術平均値(E)を算出し、平均値(E)と、それぞれの表皮の厚み(A)、(B)、(C)との差が、全て±0.1mm未満の場合を「◎」、全て±0.2mm未満の場合を「○」、(A)、(B)、(C)の値のいずれかひとつでも±0.2mm以上の場合を「×」と表示した。
溶融張力は、株式会社東洋精機製作所製のキャピログラフ1Dによって測定される。具体的には、シリンダー径9.55mm、長さ350mmのシリンダーと、ノズル径2.095mm、長さ8.0mmのオリフィスを用い、シリンダー及びオリフィスの設定温度を230℃とし、ポリプロピレン系樹脂試料の必要量を該シリンダー内に入れ、4分間放置してから、ピストン速度を10mm/分として溶融樹脂をオリフィスから紐状に押出して、この紐状物を直径45mmの張力検出用プーリーに掛け、4分で引き取り速度が0m/分から200m/分に達するように一定の増速で引取り速度を増加させながら引取りローラーで紐状物を引取って紐状物が破断した際の直前の張力の極大値を得る。ここで、引取り速度が0m/分から200m/分に達するまでの時間を4分とした理由は、樹脂の熱劣化を抑えるとともに得られる値の再現性を高めるためである。上記操作を異なる試料を使用し、計10回の測定を行い、10回で得られた極大値の最も大きな値から順に3つの値と、極大値の最も小さな値から順に3つの値を除き、残った中間の4つの極大値を相加平均して得られた値を本発明方法における溶融張力(cN)とする。
尚、当然のことながら上記測定において溶融樹脂をオリフィスから紐状に押出す際には該紐状物に、できるだけ気泡が入らないようにする。
表皮付発泡成形体の厚みの測定は、表皮付発泡成形体の長手方向中央部および長手方向両端部付近の計3箇所の長手方向に対する垂直断面(但し、表皮付発泡成形体の特殊な形状部分は避けることとする。)に対して行い、各垂直断面の表皮周方向に沿って等間隔に6箇所の垂直断面の厚み方向の厚さの測定を行い、得られた18箇所の厚みの算術平均値を表皮の厚みとした。
表皮付発泡成形体から縦10cm、横10cmの正方形の表皮付の直方体形状の発泡粒子成形体(縦10cm、横10cm、厚み:表皮付発泡成形体厚み)を試験片として切り出し、該試験片の表皮を発泡粒子成形体から約200N(約20kgf)の力で引き剥がしたときの表皮と発泡粒子成形体との剥離状態を、発泡粒子成形体剥離面を観察することにより下記の基準にて評価した。
◎:50%以上の発泡粒子が材料破壊
○:30%以上の発泡粒子が材料破壊
×:発泡粒子が材料破壊せずに表皮面で剥離
表皮付発泡成形体から切り出した、両面に縦50mm、横50mmの表皮付の直方体形状の発泡粒子成形体試験片(縦50mm、横50mm、厚み40mm)の上下面(表皮面)を接着剤にて剥離強度測定用冶具に接着させ、テンシロンにて2mm/分の引張速度にて引張試験を行なった。最大点応力を剥離強度(kgf/cm2)としてそれぞれ表2に示す。表皮層と発泡粒子層との接着が非常に良いものは、発泡粒子同士間で材料破壊した。なお、上記測定により求められる本発明の実施例に係る表皮付発泡成形体の剥離強度(最大点応力)は0.5kgf/cm2以上のものであり、表皮と発泡粒子成形体との接着性が良好なものであった。
融点は熱流束示差走査熱量計(DSC)により測定した。具体的には、試料樹脂3〜5mgを常温から200℃まで昇温し、その後直ちに10℃/分の冷却速度で40℃まで冷却し、次いで10℃/分の加熱速度で再度200℃まで加熱して得られる吸熱曲線において、得られる吸熱曲線ピークの頂点温度を融点とした。なお、表1中に融点が2つ示されているものは、吸熱曲線ピークが2つ存在していたことを意味し、それぞれのピークの頂点温度を融点として示した。
発泡粒子の見かけ密度、発泡粒子成形体の見かけ密度、表皮付発泡成形体の見かけ密度はそれぞれ以下の通り求めた。
表皮付発泡成形体全体の見かけ密度が0.2g/cm3未満のものを「○」、0.2g/cm3以上のものを「△」とした。
成形サイクルが150秒未満のものを「○」、150秒以上、180秒未満のものを「△」、180秒以上のものを「×」とした。
β 基材樹脂の融解終了温度Teに相当する点。
σ DSC曲線上の140℃の点。
γ 点σからグラフの縦軸と平行な直線を引き、直線(α−β)と交わる点。
1 パリソン
2 金型
3 ダイ
4 気体導入管
5 吸引管
10 中空成形体(表皮)
20 発泡粒子成形体
22 表皮付発泡成形体
6 シリンダー
7,8 ピン
9 充填用フィーダー
Claims (4)
- ブロー成形により得られたプロピレン系樹脂中空成形体からなる表皮内にポリプロピレン系樹脂発泡粒子成形体が位置してなる表皮付ポリプロピレン系樹脂発泡成形体であって、該表皮を形成している基材樹脂が、熱流束示差走査熱量測定における80〜140℃の部分融解熱量が15J/g以上、かつ部分融解熱量と全融解熱量との比(部分融解熱量/全融解熱量)が0.2以上のポリプロピレン系樹脂であり、該表皮の厚みが0.3〜3.5mm、該発泡粒子成形体の見かけ密度が0.015〜0.15g/cm3であり、表皮と発泡粒子成形体とが融着していると共に、発泡粒子成形体を構成する発泡粒子同士が相互に融着していることを特徴とする表皮付ポリプロピレン系樹脂発泡成形体。
- 表皮を形成している前記基材樹脂が、230℃における溶融張力が1〜30cNのポリプロピレン系樹脂であることを特徴とする請求項1に記載の表皮付ポリプロピレン系樹脂発泡成形体。
- 表皮を形成している前記基材樹脂が、メタロセン系重合触媒により重合されてなるポリプロピレン系樹脂であることを特徴とする請求項1または2に記載の表皮付ポリプロピレン系樹脂発泡成形体。
- 表皮を形成している前記基材樹脂が、メタロセン系重合触媒により重合されてなるポリプロピレン系樹脂と230℃における溶融張力が1〜30cNのポリプロピレン系樹脂とからなることを特徴とする請求項1に記載の表皮付ポリプロピレン系樹脂発泡成形体。
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