JP5529627B2 - 射出発泡成形材料及び射出発泡成形品 - Google Patents

Description

本発明は、高い発泡倍率で射出発泡させて、射出発泡成形品を得るための射出発泡成形材料、並びに該射出発泡成形材料を用いた射出発泡成形品に関する。

家電もしくはパソコン等の情報機器、ＯＡ機器等の筐体、又は自動車の内装品に、熱可塑性樹脂成形品が用いられている。

上記熱可塑樹脂成形品では、多くの場合軽量化が求められており、成形品の厚みを薄くすることにより、又は成形品を発泡成形法で製造することにより、熱可塑性樹脂成形品を軽くすることが検討されている。上記発泡成形法として、多くの場合、射出発泡成形法が広く用いられている。

射出発泡成形法に用いられる熱可塑性樹脂組成物の一例として、下記の特許文献１には、ポリプロピレンと発泡剤とを含む組成物が開示されている。この組成物では、酸化防止剤、耐候剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、着色剤、オレフィン系エラストマー及び無機フィラーを用いることができる。特許文献１の実施例１〜５では、組成物を２．３〜２．９倍の発泡倍率で発泡させて、成形品を得ている。

下記の特許文献２には、ポリプロピレン５０〜８０質量％と、エチレン−α−オレフィン共重合体１０〜５０質量％と、タルク０〜２５質量％と、発泡剤とを含む組成物が開示されている。

特許第３１８９６１９号公報 特開２００４−３０７６６５号公報

特許文献１，２に記載の組成物を用いた場合には、高い発泡倍率で組成物を発泡させることが困難なことがある。さらに、高い発泡倍率で組成物を発泡させた場合には、成形品の外観が悪かったり、成形品の剛性及び靭性が低かったりすることがある。

本発明の目的は、外観が良好であり、かつ剛性及び靭性に優れた射出発泡成形品を得ることができる射出発泡成形材料、並びに該射出発泡成形材料を用いた射出発泡成形品を提供することである。

本発明の限定的な目的は、射出発泡成形時に溶融樹脂の流動性を向上させることにより、厚みの薄い射出発泡成形品を得ることを可能にする射出発泡成形材料、並びに該射出発泡成形材料を用いた射出発泡成形品を提供することである。

本発明の広い局面によれば、１．５〜５．０倍の発泡倍率で射出発泡させて、射出発泡成形品を得るための射出発泡成形材料であって、ポリプロピレン系樹脂５０〜９０重量％と、ポリエチレン系樹脂４〜２５重量％と、無機充填剤４〜２５重量％と、分散剤０〜１０重量％とを含む射出発泡成形材料が提供される。

本発明に係る射出発泡成形材料のある特定の局面では、射出発泡成形材料は、上記流動性向上剤を２〜６重量％含む。

本発明に係る射出発泡成形材料の他の特定の局面では、上記流動性向上剤は極性ワックスである。

本発明に係る射出発泡成形材料のさらに他の特定の局面では、発泡剤がさらに含まれる。

本発明に係る射出発泡成形材料の別の特定の局面では、上記無機充填剤はタルクである。

本発明に係る射出発泡成形材料のさらに別の特定の局面では、上記ポリエチレン系樹脂は、長鎖分岐低密度ポリエチレンである。

本発明に係る射出発泡成形品は、本発明に従って構成された射出発泡成形材料を１．５〜５．０倍の発泡倍率で射出発泡させることにより得られたものである。

本発明に係る射出発泡成形材料は、ポリプロピレン系樹脂５０〜９０重量％と、ポリエチレン系樹脂４〜２５重量％と、無機充填剤４〜２５重量％とを含むので、更に分散剤を含まないか、又は分散剤を１０重量％以下含むので、発泡剤等を用いて１．５〜５．０倍の発泡倍率で射出発泡させて、射出発泡成形品を得ることができる。さらに、１．５〜５．０倍の発泡倍率で射出発泡させても、外観が良好であり、かつ剛性及び靭性に優れた射出発泡成形品を得ることができる。また、得られる射出発泡成形品の軽量化を進めることもできる。

図１は、本発明の一実施形態に係る射出発泡成形品を得るために用いられる射出成形装置の概略構成図である。

以下、本発明の詳細を説明する。

（射出発泡成形材料）
本発明に係る射出発泡成形材料は、ポリプロピレン系樹脂５０〜９０重量％と、ポリエチレン系樹脂４〜２５重量％と、無機充填剤４〜２５重量％と、分散剤０〜１０重量％とを含む。本発明に係る射出発泡成形材料は、分散剤を含まないか、又は分散剤を１０重量％以下含む。本発明に係る射出発泡成形材料では、分散剤は任意成分である。特定の上記成分を特定の上記含有量で用いることにより、１．５〜５．０倍の発泡倍率で射出発泡させても、外観が良好であり、かつ剛性及び靭性に優れた射出発泡成形品を得ることができる。

本発明に係る射出発泡成形材料は、好ましくは、ポリプロピレン系樹脂５０〜９０重量％と、ポリエチレン系樹脂４〜２５重量％と、無機充填剤４〜２５重量％と、分散剤０〜１０重量％と、流動性向上剤０〜６重量部とを含む。この場合には、本発明に係る射出発泡成形材料は、流動性向上剤を含まないか、又は流動性向上剤を６重量％以下含む。本発明に係る射出発泡成形材料では、流動性向上剤は任意成分である。

本発明に係る射出発泡成形材料が流動性向上剤を含む場合には、射出発泡成形時に溶融樹脂の流動性が向上し、厚みの薄い射出発泡成形品を得ることが可能になる。特に、射出発泡成形材料が流動性向上剤を２〜６重量％含んでいたり、又は流動性向上剤が極性ワックスであったりする場合には、射出発泡成形時に溶融樹脂の流動性がより一層向上する。このため、厚みの薄い射出発泡成形品をより一層容易に得ることが可能になり、更により一層厚みの薄い射出発泡成形品を得ることが可能になる。射出発泡成形品の厚みが薄くすることができるので、射出発泡成形品を軽量化できる。

上記ポリプロピレン系樹脂としては、ホモポリプロピレン又はプロピレンと他のモノマーとの共重合体等が挙げられる。プロピレンと他のモノマーとの共重合体の場合には、プロピレンが主成分として用いられ、例えばプロピレン−α−オレフィン共重合体を得るためのモノマーの合計１００重量％中にプロピレンが５０重量％以上用いられる。なかでも、ランダムポリプロピレンが好適に用いられる。ポリプロピレン系樹脂は、１種のみが用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。

上記プロピレンと他のモノマーとの共重合体としては、例えば、プロピレン−α−オレフィン共重合体等が挙げられる。プロピレンと他のモノマーとの共重合体の共重合の形態は特に限定されない。プロピレンと他のモノマーとの共重合体は、ブロック共重合体、ランダム共重合体又はランダムブロック共重合体等のいずれであってもよい。

上記プロピレン−α−オレフィン共重合体におけるα−オレフィンとしては、例えば、エチレン、１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセン、４−メチル−１−ペンテン、１−ヘプテン及び１−オクテン等が挙げられる。上記プロピレン−α−オレフィン共重合体を得るためのモノマーの合計１００重量％中、α−オレフィンの含有量の好ましい下限は１重量％、より好ましい下限は２重量％、好ましい上限は８重量％、より好ましい上限は５重量％である。α−オレフィンの含有量が上記好ましい上限を満たすと、射出発泡成形品の外観をより一層良好にできる。α−オレフィンの含有量が上記好ましい下限を満たすと、射出発泡成形品の剛性及び靭性をより一層高めることができる。

上記ポリプロピレン系樹脂のメルトインデックス（ＭＩ）の好ましい下限は３０ｇ／１０分、より好ましい下限は５０ｇ／１０分、好ましい上限は２００ｇ／１０分、より好ましい上限は１００ｇ／１０分である。ポリプロピレン系樹脂のＭＩが上記好ましい下限を満たすと、射出発泡成形品の成形時に、溶融樹脂の流動性が高くなることにより少ない樹脂量での大面積の成形品の成形が可能になる。さらに、流動性が高くなることにより成形時に用いる成形金型に溶融樹脂流入口を多く設ける必要がなくなり、金型の簡素化、単純化が可能となる。これによって、金型コストを低減することが可能となり、溶融樹脂が複雑な流動軌跡を取ることなどから発生する流動跡（ウェルドライン）の発生を未然に防ぐことができる。それらによって、償却、効率などの面から射出発泡成形品へのコスト転嫁を最小限に抑制することが可能になる。

上記ポリプロピレン系樹脂のＭＩが高いほど、重合度（分子量）が下がり、十分な剛性、靭性の発現が困難になるおそれがあると思われる。ポリプロピレン系樹脂のＭＩは、現実的な範囲を挙げると３０〜２００ｇ／１０分であり、より好ましくは５０〜１００ｇ／１０分である。ポリプロピレン系樹脂のＭＩは、ＪＩＳ Ｋ７２１０：１９９９に基づいて、温度２３０℃及び荷重２１．１８Ｎの条件で測定される。

上記射出発泡成形材料１００重量％中、上記ポリプロピレン系樹脂の含有量は５０〜９０重量％の範囲内である。射出発泡成形材料１００重量％中、ポリプロピレン系樹脂の含有量の好ましい下限は６０重量％、好ましい上限は８９．９重量％、より好ましい上限は８０重量％である。ポリプロピレン系樹脂の含有量は、射出発泡成形材料に配合されるその他の性能付与剤の配合量とのバランスを保つために考慮され、ポリプロピレン系樹脂そのものの持つ強度（靭性、剛性など）及び成形温度を発現するために適当な配合として規定される。また、安価なポリプロピレン系樹脂のコストメリットを最大限に生かすために、ポリプロピレン系樹脂の含有量は５０重量％以上であり、好ましくは６０重量％以上である。

さらに、無機充填剤を分散させるために、上記ポリプロピレン系樹脂とともに、分散剤が用いられてもよい。分散剤は、無機充填剤の分散状態を安定化させる。分散剤は、例えば、ポリプロピレン系樹脂中に分散される。分散剤は、無機充填剤とマトリックスとなるポリプロピレン系樹脂との相溶性を向上させる性能を有する。無機充填剤とマトリックスとなるポリプロピレン系樹脂との双方と親和性が高いので、分散剤として変性オレフィン系組成物が好適に用いられる。

マトリックスとなるポリプロピレン系樹脂との相溶性が高いので、分散剤は、オレフィン系成分であることが好ましい。オレフィン系成分としては、特に限定されないが、重合性二重結合を有するオレフィン系単量体の重合体が挙げられる。オレフィン系単量体としては、例えばエチレン、プロピレン、１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセン、１−ヘプテン、１−オクテン及び４−メチル−１−ペンテン等のα−オレフィン、並びにブタジエン及びイソプレン等の共役ジエン等が挙げられる。オレフィン系成分を得るために、これらのオレフィン系単量体は、単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。また、オレフィン系成分には、ポリオレフィン成分も含まれ、更にポリオレフィン系樹脂も含まれる。

上記ポリオレフィン系樹脂の具体例としては、例えば、エチレンの単独重合体、エチレンとα−オレフィンとの共重合体、エチレンと（メタ）アクリル酸との共重合体、エチレンと（メタ）アクリル酸エステルとの共重合体、エチレンと酢酸ビニルとの共重合体、プロピレンの単独重合体、プロピレンとα−オレフィンとの共重合体、プロピレンとエチレンとのランダム共重合体又はブロック共重合体、ブテンの単独重合体、並びにブタジエン及びイソプレン等の共役ジエンの単独重合体又は共重合体等が挙げられる。これらのポリオレフィン系樹脂は、単独で用いられてもよく、２種類以上が併用されてもよい。なお、本明細書において、（メタ）アクリルとは、アクリルとメタクリルとを意味する。上記ポリオレフィン系樹脂のなかでも、エチレンの単独重合体、プロピレンの単独重合体、エチレンと該エチレンと共重合可能なα−オレフィンとの共重合体、又はプロピレンと該プロピレンと共重合可能なα−オレフィンとの共重合体が好適に用いられる。

上記オレフィン系成分の分子量及び分子量分布は特に限定されない。オレフィン系成分の数平均分子量は、２０００〜１００万であることが好ましい。オレフィン系成分の数平均分子量のより好ましい下限は３０００、より好ましい上限は２０万である。また、オレフィン系成分のメルトインデックス（ＭＩ）は、５．０ｇ／１０分以上であることが好ましく、より好ましくは８．０ｇ／１０分以上である。オレフィン系成分のＭＩが上記下限を満たすと、マトリックスであるポリプロピレン系樹脂との相溶性が十分に得られ、射出発泡成形材料全体の流動性を高めることができる。オレフィン系成分のＭＩは、ＪＩＳ Ｋ７２１０：１９９９に基づいて、温度１９０℃及び荷重２１．１８Ｎの条件で測定される。

無機充填剤と親和性の高い分散剤としては、無機充填剤の種類によって異なるが、マトリックスであるポリプロピレン系樹脂よりも極性の高い成分が好適に用いられる。このような成分として、極性官能基を有する分散剤が好適に用いられる。極性官能基を有する分散剤として、例えばカルボン酸、無水マレイン酸及び（メタ）アクリルなどが用いられる。最も好適に用いられる分散剤は、無水マレイン酸変性ポリプロピレン系オリゴマーである。ポリプロピレン系樹脂１００重量部に対して、無水マレイン酸変性ポリプロピレン系オリゴマーの含有量は、０〜２０重量部であることが好ましく、０〜１５重量部であることがより好ましい。なお、本発明に係る射出発泡成形材料は、無水マレイン酸変性ポリプロピレン系オリゴマーを含んでいなくてもよい。ポリプロピレン系樹脂１００重量部に対して、無水マレイン酸変性ポリプロピレン系オリゴマーの含有量のより好ましい下限は５重量部、より好ましい上限は１０重量部である。無水マレイン酸変性ポリプロピレン系オリゴマーの含有量が上記下限を満たすと、無機充填剤と分散剤とが効果的に相互作用し、充分な分散安定化効果が得られる。このため、射出発泡成形品の耐衝撃が高くなり、変形時にボイド（欠損）が生じ難くなり、破断も生じ難くなる。無水マレイン酸変性ポリプロピレン系オリゴマーの含有量が上記上限を満たすと、分散剤自身の力学的強度が、射出発泡成形材料全体又は射出発泡成形品の力学的強度に大きく影響し難くなる。ポリプロピレン系樹脂の分子量に比べて、無水マレイン酸変性ポリプロピレン系オリゴマーの分子量が低い場合には、射出発泡成形材料全体が低物性化する傾向があるが、無水マレイン酸変性ポリプロピレン系オリゴマーを上記上限以下で用いることにより、このような低物性化を抑制できる。

無機充填剤の分散状態を安定化させるために、上記分散剤の酸価は、０当量／ｇよりも大きいことが好ましく、無水マレイン酸変性ポリプロピレン系オリゴマーの酸価は０当量／ｇよりも大きいことが好ましい。

上記射出発泡成形材料１００重量％中、上記分散剤の含有量は０〜１０重量％の範囲内である。本発明に係る射出発泡成形材料では、分散剤は任意成分である。すなわち、本発明に係る射出発泡成形材料は、分散剤を含んでいなくてもよく、含んでいてもよい。分散剤が含まれる場合には、射出発泡成形材料１００重量％中、分散剤の含有量は１０重量％以下である。分散剤の含有量が０〜１０重量％であると、外観が良好であり、かつ剛性及び靭性に優れた射出発泡成形品を得ることができる。外観がより一層良好であり、かつ剛性及び靭性により一層優れた射出発泡成形品を得る観点からは、本発明に係る射出発泡成形材料は、分散剤を含むことが好ましい。この場合には、射出発泡成形材料１００重量％中、分散剤の含有量の好ましい下限は０．１重量％であり、より好ましい下限は１重量％である。

上記ポリエチレン系樹脂としては、低密度ポリエチレンが好適に用いられる。上記ポリエチレン系樹脂は、長鎖分岐状低密度ポリエチレンであることが好ましい。上記ポリエチレン系樹脂は、１０００〜４０００気圧及び２００〜３００℃の環境下で、ラジカル重合により得られる長鎖分岐状低密度ポリエチレンであることが好ましい。長鎖分岐状低密度ポリエチレンの密度は０．９１８〜０．９２３ｇ／ｃｍ^３程度である。射出発泡成形材料全体の重量（密度）を低くするために低密度であり、かつ発泡時に十分な歪み硬化性を発現しうる溶融伸張粘度を有するようにするために長鎖分岐状であるポリエチレン系樹脂が最も好ましい。中圧下又は低圧下で金属系の触媒を用いて重合される直鎖状高密度ポリエチレン及び直鎖状低密度ポリエチレンを用いた場合と比べて、長鎖分岐状低密度ポリエチレンを用いた場合には、マトリックスのポリプロピレンとの相溶性がより一層高くなり、界面において破壊の起点が生じ難い。ポリエチレン系樹脂は、１種のみが用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。

上記ポリエチレン系樹脂のメルトインデックス（ＭＩ）の好ましい下限は１．０ｇ／１０分、より好ましい下限は３．０ｇ／１０分、好ましい上限は７５ｇ／１０分、より好ましい上限は５０ｇ／１０分である。ポリエチレン系樹脂のＭＩが上記好ましい下限を満たすと、射出発泡成形材料の溶融流動性を維持することができる。ポリエチレン系樹脂のＭＩが上記好ましい上限を満たすと、射出発泡成形時の溶融伸張粘度の向上が期待でき、かつ発泡成形性（歪み硬化性）が期待できる。ポリエチレン系樹脂のＭＩは、ＪＩＳ Ｋ７２１０：１９９９に基づいて、温度１９０℃及び荷重２１．１８Ｎの条件で測定される。

上記射出発泡成形材料１００重量％中、上記ポリエチレン系樹脂の含有量は４〜２５重量％の範囲内である。上記ポリエチレンの含有量が４重量％以上であることで、射出発泡成形品の発泡成形性を高めることができ、発泡構造を維持できる。上記ポリエチレン系樹脂の含有量が２５重量％以下であると、射出発泡成形品の力学物性（剛性、靭性）を高くすることができる。射出発泡成形材料１００重量％中、ポリエチレン系樹脂の含有量の好ましい下限は７．５重量％、好ましい上限は２０重量％である。ポリエチレン系樹脂の含有量が上記好ましい下限を満たすと、射出発泡成形品の発泡構造をより一層容易に維持できる。ポリエチレン系樹脂の含有量が上記好ましい上限を満たすと、射出発泡成形品の力学物性（剛性、靭性）をより一層高くすることができる。

上記無機充填剤としては、酸化チタン、炭酸カルシウム及び合成マイカなどの汎用フィラーが挙げられる。更に、上記無機充填剤としては、ウォラストナイト及びゾノトライト等の珪酸カルシウム類、タルク、活性白土、カオリンクレー、セピオライト及びイモゴライト等の粘土鉱物類、並びにシリカ系バルーン類等が挙げられる。コストを低くし、かつ無機充填剤とマトリックス樹脂との相性及び取扱い性を高める観点からは、タルクが好適に用いられる。これら、無機充填剤は表面処理されていてもよい。射出発泡成形品の剛性をより一層高める観点からも、タルクが好ましい。無機充填剤は、１種のみが用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。

上記無機充填剤を高密度で充填しても高い分散性が得られるので、無機充填剤の平均粒子径は２．５〜１４μｍの範囲内であることが好ましい。無機充填剤の平均粒子径のより好ましい下限は５．０μｍ、より好ましい上限は１２μｍである。無機充填剤の平均粒子径が上記好ましい下限及び上限を満たすと、無機充填剤の分散性をより一層高めることができる。このため、外観がより一層良好であり、かつ剛性及び靭性の均一性に優れた射出発泡成形品を得ることができる。上記平均粒子径は、レーザー回折式粒度分布測定装置により測定した体積平均での粒度分布測定結果から求められる平均粒子径である。

上記射出発泡成形材料１００重量％中、上記無機充填剤の含有量は４〜２５重量％の範囲内である。射出発泡成形材料１００重量％中、無機充填剤の含有量の好ましい下限は１０重量％、好ましい上限は２０重量％、より好ましい上限は１５重量％である。無機充填剤の含有量が上記好ましい下限を満たすと、射出発泡成形品の剛性をより効果的に高めることができる。無機充填剤の含有量が上記好ましい上限を満たすと、射出発泡成形材料の成形時の流動性への影響が少なくなり、容易に成形が可能となる。

上記発泡剤は、射出発泡成形により、射出発泡成形材料を発泡させるために用いられる。発泡剤は、射出発泡成形材料に予め添加されていてもよい。成形溶融混練時に発泡剤を混合して、溶解させる物理発泡剤法を用いてもよい。発泡剤は、射出発泡成形の際に、ポリプロピレン系樹脂系とポリエチレン系樹脂と無機充填剤とを含む射出発泡成形材料に添加されてもよい。射出発泡成形をより一層容易に行う観点からは、射出発泡成形材料は、発泡剤を含むことが好ましい。

上記発泡剤は特に限定されない。上記発泡剤として、射出発泡成形に通常使用できる適宜の発泡剤を用いることができる。上記発泡剤の具体例としては、化学発泡剤及び物理発泡剤等が挙げられる。発泡効率をより一層高める観点からは、化学発泡剤が好ましい。発泡剤は、１種のみが用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。

上記化学発泡剤としては、無機系化学発泡剤及び有機系化学発泡剤を使用できる。上記無機系化学発泡剤としては、炭酸水素ナトリウム及び炭酸アンモニウム等が挙げられる。上記有機系化学発泡剤としては、ニトロソ化合物、アゾ化合物、スルホニルヒドラジド化合物等が挙げられる。上記アゾ化合物としては、アゾジカルボンアミド等が挙げられる。発泡効率をさらに一層高める観点から、炭酸水素ナトリウムが好ましい。

上記物理発泡剤はガス状又は超臨界流体として、成形機のシリンダー又はスクリューより、溶融樹脂に注入され、分散され、溶解される。その後、射出発泡成形材料を金型内に射出した後、圧力を解放することにより、射出発泡成形材料を発泡させることができる。上記物理発泡剤の具体例としては、脂肪族炭化水素類、脂環式炭化水素類及び無機ガス等が挙げられる。上記脂肪族炭化水素類としては、ブタン等が挙げられる。上記脂環式炭化水素類としては、シクロブタン等が挙げられる。上記無機ガスとしては、窒素、炭酸ガス及び空気等が挙げられる。

上記射出成形材料における上記発泡剤の含有量は特に限定されない。射出発泡成形材料を射出発泡成形するために、発泡剤は適宜の含有量で用いられる。ポリプロピレン系樹脂とポリエチレン系樹脂と無機充填剤との合計１００重量部に対して、発泡剤の含有量は３〜１０重量部の範囲内であることが好ましい。ポリプロピレン系樹脂とポリエチレン系樹脂と無機充填剤との合計１００重量部に対して、発泡剤の含有量のより好ましい下限は４重量部、より好ましい上限は８重量部である。発泡剤の含有量が上記好ましい下限を満たすと、射出発泡成形材料をより一層効果的に発泡させることが可能になり、高度な軽量化が実現できる。発泡剤の含有量が上記好ましい上限を満たすと、射出発泡成形品をより一層軽量化することができる。

射出発泡成形品を着色させるために、射出発泡成形材料は着色剤を含むことが好ましい。本発明に係る射出発泡成形材料は、流動性向上剤、酸化防止剤、発泡助剤、発泡核剤、発泡成形安定剤、安定剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、滑剤、難燃剤及び架橋剤の各種の添加剤を含んでいてもよい。

射出発泡成形時に溶融樹脂の流動性を向上させ、厚みの薄い射出発泡成形品を得ることを可能にする観点からは、本発明に係る射出発泡成形材料は流動性向上剤を含むことが好ましい。流動性向上剤は、射出発泡成形時に溶融樹脂の流動性を向上させる。また、流動性向上剤は、無機充填剤の分散性を向上させる。

上記流動性向上剤としては、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、極性ワックス及び金属せっけん等が挙げられる。上記流動性向上剤は、１種のみが用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。

流動性向上剤とマトリックス樹脂との分散性及び相溶性を高めることにより樹脂分子間の摩擦を低下させ、射出発泡成形時に溶融樹脂の流動性をより一層向上させる観点からは、マトリックス樹脂であるポリプロピレン系樹脂及びポリエチレン系樹脂に比べて極性の強い流動性向上剤が好適に用いられる。

射出発泡成形時に溶融樹脂の流動性をより一層向上させる観点からは、上記流動性向上剤は、極性ワックスであることが好ましい。射出発泡成形時に溶融樹脂の流動性をより一層向上させ、しかも流動性向上剤の使用による射出発泡成形品の靭性の低下を抑制する観点からは、上記流動性向上剤は、α−オレフィンと無水マレイン酸との共重合体であることが好ましい。該α−オレフィンと無水マレイン酸との共重合体は、極性ワックスである。

従来、α−オレフィンと無水マレイン酸との共重合体は、流動性向上剤として用いられておらず、流動性向上剤として知られているものではなかった。本発明者らは、α−オレフィンと無水マレイン酸との共重合体の使用により、射出発泡成形時に溶融樹脂の流動性を向上させることができ、しかも流動性向上剤の使用による射出発泡成形品の靭性の低下を抑制できることを見出した。

上記流動性向上剤の分子量及び分子量分布は特に限定されない。射出発泡成形時に溶融樹脂の流動性をより一層向上させる観点からは、上記流動性向上剤の数平均分子量は、２０００〜３００００であることが好ましい。上記流動性向上剤の数平均分子量はより好ましくは５０００以上、より好ましくは１５０００以下である。

マトリックス樹脂であるポリプロピレン系樹脂の分子量に比べて、流動性向上剤の分子量は比較的低い。射出発泡成形材料が流動性向上剤を６重量％以下の含有量で含むことにより、射出発泡成形時に溶融樹脂の流動性を向上させることができるのみならず、射出発泡成形品の各物性の低下、特に靭性の低下を抑制できる。射出発泡成形材料１００重量％中、上記流動性向上剤の含有量は２〜６重量％であることがより好ましい。上記流動性向上剤の含有量が２〜６重量％である場合には、射出発泡成形時に溶融樹脂の流動性がより一層向上する。この結果、厚みの薄い射出発泡成形品をより一層容易に得ることが可能になり、更により一層厚みの薄い射出発泡成形品を得たりすることが可能になる。また、射出発泡成形品の厚みが薄くすることができるので、射出発泡成形品を軽量化できる。

（射出発泡成形品）
本発明に係る射出発泡成形品は、上記射出発泡成形材料を１．５〜５．０倍の発泡倍率で射出発泡させることにより得られる。射出発泡成形材料は特定の上記成分を特定の上記含有量で含むので、射出発泡成形材料を比較的高い発泡倍率で発泡させても、外観が良好であり、かつ剛性及び靭性に優れた射出発泡成形品を得ることができる。上記発泡倍率が１．５倍未満であると、充分に軽量化された射出発泡成形品を得ることができず、高い剛性効果が得られない。上記発泡倍率が５倍を超えると、表層部分の面強度が不十分になることに加え、内層発泡樹脂成分量が極端に低下することから、表面外観に影響を及ぼしたり、射出発泡成形品の剛性及び靭性が充分に高くならなかったりすることがある。外観、剛性及び靭性により一層優れた射出発泡成形品を得る観点からは、上記発泡倍率の好ましい下限は２．０倍、より好ましい下限は２．５倍、好ましい上限は４．５倍、より好ましい上限は４．０倍である。

本発明の一実施形態に係る射出発泡成形品を得るために用いられる射出成形装置の概略構成図の一例を示す。

図１に示す射出成形装置１は、射出成形用金型２を備える。

射出成形用金型２は、固定型としての第１の金型３と、可動型としての第２の金型４とを備える。第１の金型３と第２の金型４とが組み合わされたときに、射出成形用金型２の内部に内部空間であるキャビティＡが形成される。第１，第２の金型３，４の形状は矩形板状である。第１，第２の金型の形状は特に限定されない。

第２の金型４は、第１の金型３に対して近接及び離間するように、移動可能に構成されている。第２の金型４だけでなく、第１の金型３も第２の金型４に対して近接及び離間するように、移動可能に構成されていてもよい。第１の金型３が可動型であってもよい。第１，第２の金型が互いに近接及び離間するように、第１の金型及び第２の金型の内の少なくとも一方が、移動可能に構成されていてもよい。

第１の金型３に、キャビティＡに溶融樹脂を注入するための樹脂注入用貫通孔３ａが設けられている。第２の金型４のパーティングライン側の表面に、キャビティＡを形成するための凹部５が形成されている。上記パーティングラインは、第１，第２の金型３，４が組み合わされたときに、第１，第２の金型３，４が互いに接する部分である。凹部５に、キャビティＡにガスを注入するためのガス注入孔６が設けられている。第２の金型４の外表面から凹部５内に至るように、ガス注入孔６に連ねられたガス注入用流路７が設けられている。ガス注入用流路７は、外部空間に至っている。

第２の金型４のパーティングライン側の表面には、複数の溝８，９が設けられている。溝８，９の一端は、キャビティＡに接続されている。溝８，９の他端は、外部空間に至っている。溝８，９により、ガス流路が形成されている。このような溝が形成されていることにより、溶融樹脂の充填時のキャビティＡの圧力を制御でき、かつ溶融樹脂の充填とともに、不活性ガスを効率的に排出させることができる。図１に示す断面部分以外にも、溝が設けられていてもよい。溝は、第１の金型３に設けられていてもよい。

射出成形装置１を用いて、例えば、以下のようにして射出発泡成形品を得ることができる。

先ず、射出成形用金型２を、第１，第２の金型３，４が閉じた状態にする。射出成形用金型２のキャビティＡに、所定のガス圧力になるようにガス注入孔６からガスを充填する。次に、樹脂注入用貫通孔３ａから射出発泡成形材料をキャビティＡに射出し、充填する。射出発泡成形材料は溶融状態で射出される。射出発泡成形材料の射出が完了する前に、ガスは溝８，９等から次第に排出される。射出発泡成形材料の射出が完了し、コアバック待ち時間が経過した後、例えば第１，第２の金型３，４が離間するように、第２の金型４を所定の距離だけコアバックさせる。第２の金型４をコアバックさせることにより、射出発泡成形材料を発泡させる。次に、発泡した射出発泡成形材料を冷却し、固化させる。その後、射出成形用金型２を開いて、射出発泡成形品を射出成形用金型２から取り出す。

コアバック前すなわち発泡前の射出発泡成形材料の厚みをｔ１とし、発泡後の射出発泡成形品の厚みをｔ２としたときに、発泡倍率（倍）は、ｔ２／ｔ１で表される。発泡前の射出発泡成形材料の厚みｔ１は０．５〜１．０ｍｍの範囲内であることが好ましい。厚み（ｔ１）０．５〜１．０ｍｍの発泡前の射出発泡成形材料を、上記比（ｔ２／ｔ１）が１．５〜５すなわち発泡倍率が１．５〜５倍であるように発泡させることが好ましい。

上記のようにして得られた射出発泡成形品は、例えば、パソコン等の情報機器、家電もしくはＯＡ機器等の筐体、及び自動車の内装品等に用いられる。なかでも、射出発泡成形品を軽量かつ薄型にすることができるので、射出発泡成形品は自動車の内装品に好適に用いられる。射出発泡成形品は自動車の内装品として用いることにより、自動車内の内部空間を広くすることができ、かつ自動車の燃費を向上できる。

以下、本発明について、実施例および比較例を挙げて具体的に説明する。本発明は、以下の実施例のみに限定されない。

（実施例１）
（１）射出発泡成形材料の調製
ポリプロピレン系樹脂としてノバテックＰＰ ＢＣ０８Ｆ（ランダムポリプロピレン、ＭＩ＝７５、日本ポリプロ社製）７５重量％と、ポリエチレン系樹脂としてノバテックＰＥ ＬＪ９０２（低密度ポリエチレン、密度０．９１５ｇ／ｃｍ^３、ＭＩ＝４５、日本ポリエチレン社製）１０重量％と、無機充填剤としてミクロエース Ｌ−１（タルク、日本タルク社製、平均粒子径５．０μｍ）１５重量％とを含む材料Ａを、溶融押出混練にて造粒し、射出発泡成形材料を得た。溶融押出混練には、東芝機械社製ＴＥＸ５０（二軸同方向押出溶融混練機）を用いて、製造条件は、バレル温度１９０〜２２０℃、〜３００ｒｐｍ及び３０ｋｇ／ｋｇとした。

得られた射出発泡成形材料１００重量部と、化学発泡剤ＥＥ５１５（化学発泡剤（主成分は炭酸水素ナトリウム）ＭＢ、永和化学社製マトリックス樹脂はＬＤＰＥ）５重量部とを、射出発泡成形機上でドライブレンドすることにより、発泡前成形材料を調製した。

（２）射出発泡成形
図１に示す射出成形装置を用いて、以下の成形条件により、射出成形用金型のキャビティのガス圧力を３．０ＭＰａとし、かつ金型温度を４０℃とした状態で射出成形用材料を射出し、コアバックにより圧力解放し発泡させ冷却した。このようにして、厚み０．８ｍｍの発泡前成形材料を厚み２．４ｍｍに発泡させて、射出発泡成形品を得た。

［成形条件］
バレル設定温度：２００〜２５０℃
スクリュー回転数：１２０ｒｐｍ
射出時のキャビティの厚み（発泡前の射出発泡成形材料の厚み（ｔ１））：０．８ｍｍ
コアバック時の型開き幅：１．６ｍｍ（コアバック後のキャビティの厚み：２．４ｍｍ（射出発泡成形品の厚みに相当する））
コアバック待ち時間：０．２秒
充填時間：０．６５秒
冷却時間：３０秒
冷媒温度（金型保温温度）：４０℃

（実施例２〜７及び比較例１〜５）
射出発泡成形材料の組成を下記の表１に示すように変更したこと以外実施例１と同様にして、射出発泡成形品を得た。なお、分散剤としてアドマーＱＥ８００（無水マレイン酸変性低分子量ポリプロピレン（無水マレイン酸変性ポリプロピレン系オリゴマー、三井化学社製、酸価１０〜１００×１０^−６当量／ｇ））を用いた場合には、溶融押出混練する前に、材料Ａ中に分散剤を添加した。

（実施例８，９及び比較例６，７）
射出発泡成形の際の発泡倍率を、下記の表１に示したように変更したこと以外は実施例１と同様にして、射出発泡成形品を得た。

（実施例１０〜１３及び比較例８〜１０）
射出発泡成形材料の組成を下記の表２に示すように変更したこと以外は実施例１と同様にして、射出発泡成形品を得た。ここでは、流動性向上剤として、ダイヤカルナ３０Ｍ（無水マレイン酸変性ワックス、三菱化学社製、数平均分子量約８０００、極性ワックスであるα−オレフィンと無水マレイン酸との共重合体）を用いた。また、流動性向上剤としてダイヤカルナ３０Ｍを用いた場合には、溶融押出混練する前に、材料Ａ中に流動性向上剤を添加した。また、分散剤としてアドマーＱＥ８００を用いた場合には、溶融押出混練する前に、材料Ａ中に分散剤を添加した。

（評価）
（１）発泡性
得られた射出発泡成形品の外観及び断面を目視により観察し、射出発泡成形品の発泡性を下記の判定基準で判定した。

［発泡性の判定基準］
◎：外観で均質なスキン層が形成されており、かつ断面観察で均等な大きさのセルが形成されている
○：外観でスキン層に破泡がなく、断面観察でセルの形成が認められる
×：外観に破泡がみられる

（２）外観
得られた射出発泡成形品を目視により観察し、射出発泡成形品の外観を下記の判定基準で判定した。

［外観の評価基準］
◎：シルバーストライク及びウェルドラインの双方が目立たず、タッチアップ不要レベル
○：ウェルドラインは目立たないが、シルバーストライクが発生している
×：シルバーストライク及びウェルドラインの双方が目立つ

（３）流動性
所定のらせん状金型（キャビティー断面積：１ｍｍ（厚みｔ）×２０ｍｍ×長さＬ）の中央部から射出成型用サンプルを射出し、サンプル樹脂の到達長さを流動距離（Ｌ：単位ｍｍ）として、流動距離（Ｌ：単位ｍｍ）／空隙の厚み（ｔ：１ｍｍ）を、流動性（Ｌ／ｔ）として評価した。

（４）剛性（曲げ弾性率）
得られた射出発泡成形品の剛性（曲げ剛性）を曲げ弾性勾配により評価した。射出発泡成形品を幅５０ｍｍ及び長さ１５０ｍｍの大きさに切り出して、サンプルを得た。支点部及び荷重部の直径が１０ｍｍＲの曲げ試験装置（ミネベア製、Ｍｏｄｅｌ ＴＣＭ−５０００Ｃ）を用いて、支点間１００ｍｍ及び荷重速度５０ｍｍ／分の条件で、上記サンプルの３点曲げ試験を行い、曲げ最大荷重及び曲げ弾性勾配を求めた。なお、曲げ弾性勾配は、３点曲げ試験から応力−撓み曲線に弾性変形域で接線を引き、この接線（直線）上で撓み１ｃｍのときの荷重（Ｎ／ｃｍ）を求め、算出した。

［剛性の判定基準］
◎：曲げ弾性勾配が５０Ｎ／ｃｍ以上
○：曲げ弾性勾配が３５Ｎ／ｃｍ以上、５０Ｎ／ｃｍ未満
×：曲げ弾性勾配が３５Ｎ／ｃｍ未満
△：平均値として○であるが、一部サンプルについて曲げ弾性勾配が３５Ｎ／ｃｍを下回る

（５）靭性（衝撃吸収強度）
低温（−３０℃）における落球試験にて、得られた射出発泡成形品の衝撃吸収強度を評価した。射出発泡成形品を縦３００ｍｍ×横１５０ｍｍの大きさに切り出して、サンプルを得た。得られたサンプルを−３０℃に温度調節した後、サンプルの中心に所定の高さより０．５ｋｇの剛球を自然落下させ、割れ又は亀裂が発生するか否かを確認した。１０枚について試験を行い、５枚以上の試験片において、割れ及び亀裂のいずれもが発生しておらず、サンプルに変化がない最大の落球高さを評価した。

［靭性の判定基準］
◎：衝撃吸収強度（落球高さ）が４５ｃｍ以上
○：衝撃吸収強度（落球高さ）が３０ｃｍ以上、４５ｃｍ未満
×：衝撃吸収強度（落球高さ）が３０ｃｍ未満
△：平均値として○であるが、一部サンプルについて曲げ弾性勾配が３５Ｎ／ｃｍを下回る

結果を下記の表１〜２に示す。

１…射出成形装置
２…射出成形用金型
３…第１の金型
３ａ…樹脂注入用貫通孔
４…第２の金型
５…凹部
６…ガス注入孔
７…ガス注入用流路
８，９…溝

Claims (5)

1. １．５〜５．０倍の発泡倍率で射出発泡させて、射出発泡成形品を得るための射出発泡成形材料であって、
   ポリプロピレン系樹脂５０〜９０重量％と、ポリエチレン系樹脂４〜２５重量％と、無機充填剤４〜２５重量％と、分散剤０〜１０重量％と、極性ワックスである流動性向上剤２〜６重量％とを含む、射出発泡成形材料。
2. 発泡剤をさらに含む、請求項１に記載の射出発泡成形材料。
3. 前記無機充填剤がタルクである、請求項１又は２に記載の射出発泡成形材料。
4. 前記ポリエチレン系樹脂が、長鎖分岐低密度ポリエチレンである、請求項１〜３のいずれか１項に記載の射出発泡成形材料。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の射出発泡成形材料を１．５〜５．０倍の発泡倍率で射出発泡させることにより得られた射出発泡成形品。

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