JP6225707B2 - 帯電防止性能を有する無架橋ポリエチレン系樹脂発泡粒子及び無架橋ポリエチレン系樹脂発泡成形体 - Google Patents
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Description
例えば、特許文献1に記載の成形用ガスを追加する場合は、発泡粒子にガスを添加する設備が必要となり、付与した発泡能が低下しないようにガス添加設備と成形工程を一体化もしくは連続化する必要がある。
特許文献2記載の発泡粒子を圧縮する方法は、圧縮するための設備が必要となり、圧縮の設備と成形機を一体にさせておく必要がある。さらに、この方法では、発泡粒子の充填性が悪く、圧縮しない場合に比べて不良品発生率が高いという問題がある。
特許文献3記載の予備発泡粒子と成形に使用する発泡粒子との倍率比を調整する方法では、必要以上に高発泡倍率の予備発泡粒子を作製する必要があり、さらに倍率比を調整するために60℃程度の温度雰囲気下で数時間保持し、所望の倍率になるように調整する必要がある。
特許文献4,5に記載の成形後に複雑な温度履歴を与える方法は、作業が煩雑となるため、製造工程上有利な方法とはいえない。
[1] ポリエチレン系樹脂100重量部に対して0.1重量部以上3重量部以下の帯電防止剤を含有する、密度が0.920g/cm3以上0.940g/cm3未満のポリエチレン系樹脂粒子を発泡させて得られる、嵩密度BDが10g/L以上100g/L以下である無架橋ポリエチレン系樹脂発泡粒子において、
下記式(1)で求められる収縮率が3%以上30%以下であることを特徴とする、無架橋ポリエチレン系樹脂発泡粒子。
収縮率 = (BD−VBD)×100÷VBD ・・・(1)
ここで、BDは、23℃、0.1MPa(標準大気圧下)における無架橋ポリエチレン系樹脂発泡粒子の嵩密度であり、VBDは、23℃、0.002MPa以下の減圧下における無架橋ポリエチレン系樹脂発泡粒子の嵩密度である。
[2] 帯電防止剤が、炭素数が6以上24以下である脂肪酸のグリセリンエステルおよび脂肪族エタノールアミン化合物よりなる群から選ばれる少なくとも1種を含むことを特徴とする、[1]記載の無架橋ポリエチレン系樹脂発泡粒子。
[3] 帯電防止剤が、ステアリン酸グリセリンエステル、ヒドロキシアルキルエタノールアミン、ステアリルジエタノールアミンモノステアリン酸エステルおよびステアリルジエタノールアミンよりなる群から選ばれる少なくとも1種を含むことを特徴とする、[1]または[2]記載の無架橋ポリエチレン系樹脂発泡粒子。
[4] ポリエチレン系樹脂100重量部に対して、親水性化合物を0.01重量部以上10重量部以下含有することを特徴とする、[1]〜[3]の何れかに記載の無架橋ポリエチレン系樹脂発泡粒子。
[5] 親水性化合物が、グリセリン、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールよりなる群から選ばれる少なくとも1種を含むことを特徴とする、[1]〜[4]の何れかに記載の無架橋ポリエチレン系樹脂発泡粒子。
[6] ポリエチレン系樹脂100重量部に対して、グリセリン、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールよりなる群から選ばれる少なくとも1種を0.5重量部以上2重量部以下含有することを特徴とする、[5]記載の無架橋ポリエチレン系樹脂発泡粒子。
[7] 発泡剤として無機ガスを使用して、平均気泡径が200μm以上700μm以下であることを特徴とする、[1]〜[6]の何れかに記載の無架橋ポリエチレン系樹脂発泡粒子。
[8] [1]〜[7]の何れかに記載の無架橋ポリエチレン系樹脂発泡粒子を金型内に充填した後、型内発泡成形して得られることを特徴とする、無架橋ポリエチレン系樹脂発泡成形体。
[9] ポリエチレン系樹脂100重量部に対して0.1重量部以上3重量部以下の帯電防止剤を含有する、密度が0.920g/cm3以上0.940g/cm3未満のポリエチレン系樹脂粒子を発泡させて得られる、嵩密度BDが10g/L以上100g/L以下であり、かつ下記式(1)で求められる収縮率が3%以上30%以下であることを特徴とする、無架橋ポリエチレン系樹脂発泡粒子の製造方法であって、
ポリエチレン系樹脂100重量部に対して0.1重量部以上3重量部以下の帯電防止剤を含有する、密度が0.920g/cm3以上0.940g/cm3未満のポリエチレン系樹脂粒子を、水、発泡剤、および分散剤と共に耐圧容器内に導入し、加温および加圧した後、ポリエチレン系樹脂粒子を耐圧容器内より低圧雰囲気下に放出して得られる無架橋ポリエチレン系樹脂発泡粒子に、
空気、窒素、および二酸化炭素から選ばれる少なくとも1種の無機ガスにより内圧を付与した後、水蒸気圧力が0.03MPa(ゲージ圧)以上0.15MPa(ゲージ圧)以下の水蒸気により加熱処理することで、さらに発泡させて、より発泡倍率の高い無架橋ポリエチレン系樹脂発泡粒 子を得る無架橋ポリエチレン系樹脂発泡粒子の製造方法。
収縮率 = (BD−VBD)×100÷VBD ・・・(1)
ここで、BDは、23℃、0.1MPa(標準大気圧下)における無架橋ポリエチレン系樹脂発泡粒子の嵩密度であり、VBDは、23℃、0.002MPa以下の減圧下における無架橋ポリエチレン系樹脂発泡粒子の嵩密度である。
[10] 水蒸気圧力が0.045MPa(ゲージ圧)以上0.10MPa(ゲージ圧)以下の水蒸気により加熱処理することを特徴とする[9]記載の無架橋ポリエチレン系樹脂発泡粒子の製造方法。
収縮率 = (BD−VBD)×100÷VBD ・・・(1)
ここで、BDは、23℃、0.1MPa(標準大気圧下)における無架橋ポリエチレン系樹脂発泡粒子の嵩密度であり、VBDは、23℃、0.002MPa以下における無架橋ポリエチレン系樹脂発泡粒子の嵩密度である。
前記炭素数4〜10のα−オレフィンとしては、例えば、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、3,3−ジメチル−1−ブテン、4−メチル−1−ペンテン、4,4−ジメチル−1−ペンテン、1−オクテン等が挙げられる。
これらα−オレフィンのポリエチレン系樹脂全体における含有量は1〜20重量%が好ましく、3〜10重量%が特に好ましい。α−オレフィンの含有率が20重量%を越える場合、曲げや圧縮等に対する強度が低下する傾向がある。
ラウリルジエタノールアミンモノラウリン酸エステル、ラウリルジエタノールアミンモノミリスチン酸エステル、ラウリルジエタノールアミンモノペンタデシル酸エステル、ラウリルジエタノールアミンモノパルミチン酸エステル、ラウリルジエタノールアミンモノマルガリン酸エステル、ラウリルジエタノールアミンモノステアリン酸エステル、ラウリルジエタノールアミンモノアラキジン酸エステル、ラウリルジエタノールアミンモノベヘン酸エステル、ラウリルジエタノールアミンモノリグノセリン酸エステル、ミリスチルジエタノールアミンモノラウリン酸エステル、ミリスチルジエタノールアミンモノミリスチン酸エステル、ミリスチルジエタノールアミンモノペンタデシル酸エステル、ミリスチルジエタノールアミンモノパルミチン酸エステル、ミリスチルジエタノールアミンモノマルガリン酸エステル、ミリスチルジエタノールアミンモノステアリン酸エステル、ミリスチルジエタノールアミンモノアラキジン酸エステル、ミリスチルジエタノールアミンモノベヘン酸エステル、ミリスチルジエタノールアミンモノリグノセリン酸エステル、ペンタデシルジエタノールアミンモノラウリン酸エステル、ペンタデシルジエタノールアミンモノミリスチン酸エステル、ペンタデシルジエタノールアミンモノペンタデシル酸エステル、ペンタデシルジエタノールアミンモノパルミチン酸エステル、ペンタデシルジエタノールアミンモノマルガリン酸エステル、ペンタデシルジエタノールアミンモノステアリン酸エステル、ペンタデシルジエタノールアミンモノアラキジン酸エステル、ペンタデシルジエタノールアミンモノベヘン酸エステル、ペンタデシルジエタノールアミンモノリグノセリン酸エステル、パルミチルジエタノールアミンモノラウリン酸エステル、パルミチルジエタノールアミンモノミリスチン酸エステル、パルミチルジエタノールアミンモノペンタデシル酸エステル、パルミチルジエタノールアミンモノパルミチン酸エステル、パルミチルジエタノールアミンモノマルガリン酸エステル、パルミチルジエタノールアミンモノステアリン酸エステル、パルミチルジエタノールアミンモノアラキジン酸エステル、パルミチルジエタノールアミンモノベヘン酸エステル、パルミチルジエタノールアミンモノリグノセリン酸エステル、マルガリルジエタノールアミンモノラウリン酸エステル、マルガリルジエタノールアミンモノミリスチン酸エステル、マルガリルジエタノールアミンモノペンタデシル酸エステル、マルガリルジエタノールアミンモノパルミチン酸エステル、マルガリルジエタノールアミンモノマルガリン酸エステル、マルガリルジエタノールアミンモノステアリン酸エステル、マルガリルジエタノールアミンモノアラキジン酸エステル、マルガリルジエタノールアミンモノベヘン酸エステル、マルガリルジエタノールアミンモノリグノセリン酸エステル、ステアリルジエタノールアミンモノラウリン酸エステル、ステアリルジエタノールアミンモノミリスチン酸エステル、ステアリルジエタノールアミンモノペンタデシル酸エステル、ステアリルジエタノールアミンモノパルミチン酸エステル、ステアリルジエタノールアミンモノマルガリン酸エステル、ステアリルジエタノールアミンモノステアリン酸エステル、ステアリルジエタノールアミンモノアラキジン酸エステル、ステアリルジエタノールアミンモノベヘン酸エステル、ステアリルジエタノールアミンモノリグノセリン酸エステル、アラキジルジエタノールアミンモノラウリン酸エステル、アラキジルジエタノールアミンモノミリスチン酸エステル、アラキジルジエタノールアミンモノペンタデシル酸エステル、アラキジルジエタノールアミンモノパルミチン酸エステル、アラキジルジエタノールアミンモノマルガリン酸エステル、アラキジルジエタノールアミンモノステアリン酸エステル、アラキジルジエタノールアミンモノアラキジン酸エステル、アラキジルジエタノールアミンモノベヘン酸エステル、アラキジルジエタノールアミンモノリグノセリン酸エステル、ベヘニルジエタノールアミンモノラウリン酸エステル、ベヘニルジエタノールアミンモノミリスチン酸エステル、ベヘニルジエタノールアミンモノペンタデシル酸エステル、ベヘニルジエタノールアミンモノパルミチン酸エステル、ベヘニルジエタノールアミンモノマルガリン酸エステル、ベヘニルジエタノールアミンモノステアリン酸エステル、ベヘニルジエタノールアミンモノアラキジン酸エステル、ベヘニルジエタノールアミンモノベヘン酸エステル、ベヘニルジエタノールアミンモノリグノセリン酸エステル、リグノセリルジエタノールアミンモノラウリン酸エステル、リグノセリルジエタノールアミンモノミリスチン酸エステル、リグノセリルジエタノールアミンモノペンタデシル酸エステル、リグノセリルジエタノールアミンモノパルミチン酸エステル、リグノセリルジエタノールアミンモノマルガリン酸エステル、リグノセリルジエタノールアミンモノステアリン酸エステル、リグノセリルジエタノールアミンモノアラキジン酸エステル、リグノセリルジエタノールアミンモノベヘン酸エステル、リグノセリルジエタノールアミンモノリグノセリン酸エステルなどの脂肪族ジエタノールアミン脂肪酸エステル;
ヒドロキシアルキルモノエタノールアミン等が挙げられる。
帯電防止剤の含有量が0.1重量部より少ない場合は帯電防止性能が発揮されず、3重量部を超える場合、得られる発泡成形体の変形や対金型収縮率が大きく、成形体表面の伸びも悪化する傾向がある。
ここで、前記ゲル分率は、以下の方法により測定したゲル成分量を元の樹脂重量に対する重量比率である。すなわち、200メッシュの金網袋中に0.5gの樹脂粒子または発泡粒子を入れ、該粒子が外に出ないように金網の端を折り込んだ。該金網袋を、大気圧下で沸騰させたキシレン50ml中に3時間浸漬した後、冷却してキシレンから取り出す操作を、計3回行った。取り出した該金網袋を常温下で一晩乾燥させた後に、150℃のオーブン中で1時間乾燥させ、常温まで自然冷却させた。冷却後の金網袋内に残留した成分量をゲル成分量とした。
なお、0.002MPa以下の減圧下とは、一般的な真空装置(真空恒温器等)において、概ね真空とされる程度である。
収縮率=(BD−VBD)÷VBD×100 ・・・(1)
ここで、BDは、23℃、0.1MPa(標準大気圧下)における無架橋ポリエチレン系樹脂発泡粒子の嵩密度であり、VBDは、23℃、0.002MPa減圧下における無架橋ポリエチレン系樹脂発泡粒子の嵩密度である。
(1)ポリエチレン系樹脂粒子を、水、発泡剤、分散剤と共に耐圧容器内に導入し、耐圧容器内を所定温度、所定圧力に保持した後、ポリエチレン系樹脂粒子を耐圧容器内より低圧雰囲気下に放出する際の低圧雰囲気の温度を60℃以上120℃以下に調整する方法、
(2)ポリエチレン系樹脂粒子を、水、発泡剤、分散剤と共に耐圧容器内に導入し、耐圧容器内を所定温度、所定圧力に保持した後、ポリエチレン系樹脂粒子を耐圧容器内より低圧雰囲気下に放出して得られる、無架橋ポリエチレン系樹脂発泡粒子に、空気、窒素、二酸化炭素などにより内圧を付与し、水蒸気により加熱処理することで、さらに発泡させて、より発泡倍率の高い無架橋ポリエチレン系樹脂発泡粒子を得る場合に(いわゆる、「二段発泡」において)、発泡させる際の水蒸気圧力を0.03MPa(ゲージ圧)以上0.15MPa(ゲージ圧)以下、好ましくは0.045MPa(ゲージ圧)以上0.10MPa以下とする方法、
(3)得られる無架橋ポリエチレン系樹脂発泡粒子に内圧を付与することなく、水蒸気により加熱処理する方法、
(4)後述する親水性化合物を所定量含有するポリエチレン系樹脂粒子を用いる方法、等がある。
親水性化合物の含有量が0.01重量部未満では、得られる発泡粒子中の含水量が少ないため、発泡粒子の収縮率が小さくなりすぎる傾向があるだけでなく、親水性化合物を樹脂粒子全体に均一に分散させることが困難であり、発泡粒子間で品質にバラツキが出やすくなる。親水性化合物の含有量が10重量部を超えると、得られる発泡粒子中の含水量が多いため、水分が抜けた後の発泡粒子の収縮が大きくなりすぎる傾向があるだけでなく、得られる発泡粒子のセルが不均一になりやすい傾向がある。
エチレン−(メタ)アクリル酸共重合体などのカルボキシル基含有ポリマー;
ナイロン−6、ナイロン−6,6、共重合ナイロンなどのポリアミド;
ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のノニオン型吸水性ポリマー;
ペレスタット(商品名、三洋化成工業株式会社製)等に代表されるポリエーテル−ポリオレフィン系樹脂ブロック共重合体;
アクアコーク(商品名、住友精化社製)等に代表される架橋ポリエチレンオキサイド系重合体;などが挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
グリセリン、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールよりなる群から選ばれる少なくとも1種の含有量が0.05重量部未満では発泡倍率が上がりにくい傾向があり、2重量部を超えて含有させても、発泡倍率の更なる向上は発現し難い傾向にある。
具体的には、ポリエチレン系樹脂を上記親水性化合物やその他の添加剤と共に、ドライブレンド法、マスターバッチ法等の混合方法により混合した後、押出機、ニーダー、バンバリーミキサー(登録商標)、ロール等を用いて溶融混練して、1粒の重量が好ましくは0.2〜10mg/粒、より好ましくは0.5〜6mg/粒のポリエチレン系樹脂粒子に加工する。また、液状の親水性化合物は、押出機に直接添加して溶融混練しても良い。
ポリエチレン系樹脂粒子を、水、発泡剤、分散剤と共に、耐圧容器内に導入し、耐圧容器内を所定温度、所定圧力に保持した後、ポリエチレン系樹脂粒子を耐圧容器内より低圧雰囲気下に放出して製造することができる。なお、以降、該発泡工程を「一段発泡」という場合がある。
難水溶性無機化合物の具体例として、例えば、炭酸カルシウム、炭酸バリウム、第三リン酸カルシウム、第二リン酸カルシウム、第三リン酸マグネシウム、第三リン酸バリウム、硫酸バリウム、ピロリン酸カルシウム等のアルカリ土類金属塩、カオリン、クレー等のアルミノ珪酸塩、などが挙げられる。
アニオン系界面活性剤としては、例えば、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、n−パラフィンスルホン酸ナトリウム、α−オレフィンスルホン酸ナトリウム、アルキルジフェニルエーテルスルホン酸ナトリウム等が例示できる。
ノニオン系界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル等が例示できる。
両性界面活性剤としては、例えば、アルキルベタイン、アルキルアミンオキシド等が例示できる。アニオン系高分子界面活性剤としては、例えば、ポリアクリル酸塩、ポリスチレンスルホン酸塩、マレイン酸α−オレフィン共重合体塩等が例示できる。
ノニオン系高分子界面活性剤としては、例えば、ポリビニルアルコール等が例示できる。
これらは、単独あるいは2種以上を併用して使用することができる。
発泡圧力が1.5MPa(ゲージ)未満であると、発泡倍率が低すぎる傾向にあり、5MPa(ゲージ圧)より高いと、得られる発泡粒子のセル径が細かくなりすぎる傾向にある。
また、得られた無架橋ポリエチレン系樹脂発泡粒子を再度発泡させ、目的とする発泡倍率の無架橋ポリエチレン系樹脂発泡粒子として、型内発泡成形に使用しても良い。
なお、以降、一旦得られた発泡粒子をさらに発泡させる工程を「二段発泡」と称する場合があり、得られた無架橋ポリエチレン系樹脂発泡粒子を「二段発泡粒子」と称する場合がある。
具体的には、無架橋ポリエチレン系樹脂発泡粒子を加圧タンク内に入れ、所定の圧力の空気で加圧することにより(すなわち、無架橋ポリエチレン樹脂発泡粒子内に空気を導入して、一定時間放置することにより)、発泡粒子の内圧を大気圧より高めた後、無架橋ポリエチレン系樹脂発泡粒子を、好ましくは0.03MPa(ゲージ圧)以上0.15MPa(ゲージ圧)以下、より好ましくは0.045MPa(ゲージ圧)以上0.10MPa(ゲージ圧)以下の水蒸気で加熱することにより、二段発泡させる。
この際、無架橋ポリエチレン系樹脂発泡粒子の内圧を0.05〜0.70MPa(ゲージ圧)に、好ましくは0.10〜0.50MPa(ゲージ圧)に調整することが好ましい。
無架橋ポリエチレン系樹脂発泡粒子の平均気泡径が200μm未満では、得られる無架橋ポリエチレン系樹脂発泡成形体の収縮が大きくなる傾向がある。平均気泡径が700μmを越えると、得られる無架橋ポリエチレン系樹脂発泡成形体の外観が悪くなる傾向がある。
平均気泡径(μm)=L÷n ・・・(2) 。
イ)ポリエチレン系樹脂発泡粒子を無機ガス、例えば空気や窒素、二酸化炭素等で加圧処理してポリエチレン系樹脂発泡粒子内に無機ガスを含浸させ所定のポリエチレン系樹脂発泡粒子内圧を付与した後、金型に充填し、水蒸気で加熱融着させる方法、ロ)ポリエチレン系樹脂発泡粒子をガス圧力で圧縮して金型に充填し、ポリエチレン系樹脂発泡粒子の回復力を利用して、水蒸気で加熱融着させる方法、
ハ)特に前処理することなくポリエチレン系樹脂発泡粒子を金型に充填し、水蒸気で加熱融着させる方法、などの方法が利用し得る。
メルトフローインデックス(MI)は、JIS K7210記載のMI測定器を用い、オリフィス径2.0959±0.005mmφ、オリフィス長さ8.000±0.025mm、荷重2160g、樹脂温度190±0.2℃の条件下で測定した。
200メッシュの金網袋中に0.5gの樹脂粒子または発泡粒子を入れ、該粒子が外に出ないように金網の端を折り込んだ。該金網袋を、大気圧下で沸騰させたキシレン50ml中に3時間浸漬した後、冷却してキシレンから取り出す操作を、計3回行った。取り出した該金網袋を常温下で一晩乾燥させた後に、150℃のオーブン中で1時間乾燥させ、常温まで自然冷却させた。冷却後の金網袋内に残留した成分量をゲル成分量とした。
得られたゲル成分量の、元の樹脂粒子または発泡粒子の重量に対する重量比率を、熱キシレンに不溶なゲル分率とした。なお、1水準に対してN=2での平均値を求めた。
得られた発泡粒子3g以上10g以下程度を取り、60℃で2時間乾燥した後、23℃、湿度50%の恒温恒湿室内で1時間静置した後、重量w(g)を測定後、エタノールの入ったメスシリンダー中に沈め、メスシリンダーの水位上昇分(水没法)にて体積v(cm3)を測定し、発泡粒子の真比重ρb=w÷vを求め、発泡前のポリエチレン系樹脂粒子の密度ρrとの比から、発泡倍率K=ρr÷ρbを求めた。
なお、以下に示す実施例および比較例においては、発泡前のポリエチレン系樹脂粒子の密度は、いずれも0.926g/cm3であった。
BDおよびVBDは、以下のように求める。
測定する発泡粒子の重量をW1とし、23℃において大気圧(標準大気圧0.1MPa)下で、メスシリンダーを用いて体積V1を求める。式(3)に従って、23℃、0.1MPa(標準大気圧下)における無架橋ポリエチレン系樹脂発泡粒子の嵩密度である、BDを求める。
BD(g/L)=W1÷V1 ・・・(3)
測定する発泡粒子の重量をW2とし、目盛りのある耐圧容器に入れて、真空ホンプなどにより耐圧容器内を減圧する。0.002MPa以下の減圧状態下になったことを圧力計にて確認した後、バイブレーターを用いて耐圧容器を振動させ、発泡粒子上部の目盛りの変化がなくなるまで振動させた後、耐圧容器内の発泡粒子上部の目盛りを読み、それを体積V2とする。なお、減圧時は、発泡粒子同士が押し合って体積変化が阻害される場合があるため、耐圧容器を横にするなどして発泡粒子に体積変化が阻害されないようにし、徐々に減圧する。
式(4)に従って、23℃、0.002MPa以下の減圧下における無架橋ポリエチレン系樹脂発泡粒子の嵩密度VBDを求める。
VBD(g/L)=W2÷V2 ・・・(4) 。
型内発泡成形により得られた発泡成形体を、75〜80℃雰囲気下で24時間乾燥させた後、23℃、湿度50%の恒温恒湿室内で24時間静置した後に、発泡成形体の重量W3を測定する。発泡成形体を水中に水没させた時の体積変化V3を測定して、式(5)に従って、発泡成形体の密度(g/L)を求めた。
発泡成形体の密度(g/L)=W3÷V3 ・・・(5) 。
得られた発泡成形体の中央付近にナイフなどで約5mmの深さのクラックを入れた後、該クラックに沿って発泡成形体を割り、破断面を観察する。
破断面の全粒子数における破壊粒子数の割合を求めて、成形体融着率とし、以下の基準にて評価した。
○:融着率が80%以上。
△:融着率が60%以上80%未満。
×:融着率が60%未満。
得られた発泡成形体の長手寸法(400mm方向)を、デジタルノギス[Mitutoyo製]を用いて測定する。
対応する金型寸法をL0とし、発泡成形体の寸法をL1として、式(6)により、対金型寸法収縮率を算出し、以下の基準にて評価した。
対金型寸法収縮率=(L0−L1)÷L0×100 ・・・(6)
○:対金型寸法収縮率が3%以下。
△:対金型寸法収縮率が3%を超えて4%以下。
×:対金型寸法収縮率が4%より大きい。
得られた発泡成形体の端部を観察し、以下の基準にて評価した。
○:隣り合う発泡粒子同士がいずれの部分においてもきれいに融着しており、発泡粒子間に隙間がない。
△:隣り合う発泡粒子間に隙間がある箇所が少し見られる。
×:隣り合う発泡粒子間に隙間がある箇所が多数見られる。
ここで、発泡成形体の端部とは、型内発泡成形体の面と面が交差する稜線部である。
ヒケの発生しやすい、発泡成形体の長手方向端部から50mmかつ短手方向端部から50mmの場所において、ネックノギス[Mitutoyo製]を用いて、厚みを測定し、以下の基準にて評価した。
○:厚みが48.5mm以上。
△:厚みが47mm以上、48.5mm未満。
×:厚みが47mm未満。
得られた発泡成形体を、75〜80℃雰囲気下で24時間乾燥させた後、23℃、湿度50%の恒温恒湿室内で72時間静置させた後、表面高抵抗率計[Hiresta HT−201、三菱油化製]を用いて、JIS K6911に準じて、500Vの電流を1分間流した際の表面抵抗率を測定した。1サンプルにつき5ヶ所を測定して、その平均値を求め、表面抵抗率とした。
[樹脂粒子の作製]
基材樹脂として、MI=2g/10分、融点123℃、熱キシレンに不溶なゲル分率0.3重量%、コモノマーとして4−メチル−1−ペンテンを8.2重量%含む、樹脂密度0.926g/cm3である直鎖状低密度ポリエチレン100重量部に対して、親水性化合物としてグリセリン[ライオン(株)製、精製グリセリンD]0.2重量部、帯電防止剤としてステアリン酸モノグリセリド[理研ビタミン社製、リケマールS−100]1.0重量部および、気泡調整剤としてタルク[林化成社製、タルカンPKS]0.04重量部をドライブレンドした。
ドライブレンドした混合物を、一軸押出機を用いて、樹脂温度210℃で溶融混練し、押出機の先端に取り付けられた円形ダイを通してストランド状に押出し、水冷後、カッターで切断し、一粒の重量が1.3mg/粒のポリエチレン系樹脂粒子を得た。
[発泡粒子の作製]
得られたポリエチレン系樹脂粒子100重量部(80kg)、水200重量部、難水溶性無機化合物として第三リン酸カルシウム[太平化学産業社製]0.5重量部、界面活性剤としてアルキルスルホン酸ナトリウム0.03重量部を容量0.3m3の耐圧オートクレーブ中に仕込み、攪拌下、発泡剤として炭酸ガスを7重量部添加した。
オートクレーブ内容物を昇温し、123℃の発泡温度まで加熱した。その後、炭酸ガスを追加圧入してオートクレーブ内を3.0MPa(ゲージ圧)の発泡圧力まで昇圧し、前記発泡温度、発泡圧力で30分間保持した後、オートクレーブ下部のバルブを開き、3.6mmφで1穴の開口オリフィスを通して、オートクレーブ内容物を100℃雰囲気下に放出して無架橋ポリエチレン系樹脂発泡粒子(一段発泡粒子)を得た。
無架橋ポリエチレン系樹脂発泡粒子の評価結果を、表1に示した。
[型内発泡成形体の作製]
得られた無架橋ポリエチレン系樹脂発泡粒子の水分を飛ばした後、長手方向400×短手方向300×厚み方向50mmの金型内に充填し、0.11MPa(ゲージ圧)の蒸気圧力で型内発泡成形して、無架橋ポリエチレン系樹脂発泡成形体を得た。
無架橋ポリエチレン系樹脂発泡成形体の評価結果を、表1に示した。
[発泡粒子の作製]において、実施例1で得られた無架橋ポリエチレン系樹脂発泡粒子(一段発泡粒子)の水分を飛ばした後、空気加圧処理により空気を含浸させて、表1記載の内圧および水蒸気圧力にて二段発泡を行った以外は、実施例1と同様の方法にて、ポリエチレン系樹脂粒子、無架橋ポリエチレン系樹脂発泡粒子および無架橋ポリエチレン系樹脂発泡成形体を得た。
無架橋ポリエチレン系樹脂発泡粒子および無架橋ポリエチレン系樹脂発泡成形体の評価結果を、表1に示した。
[樹脂粒子の作製]において、帯電防止剤としてステアリン酸モノグリセリドを2.0重量部使用したこと、[発泡粒子の作製]において、表1記載の内圧および水蒸気圧力にて二段発泡を行った以外は、実施例1と同様の方法にて、ポリエチレン系樹脂粒子、無架橋ポリエチレン系樹脂発泡粒子および無架橋ポリエチレン系樹脂発泡成形体を得た。
無架橋ポリエチレン系樹脂発泡粒子および無架橋ポリエチレン系樹脂発泡成形体の評価結果を、表1に示した。
[樹脂粒子の作製]において、帯電防止剤としてヒドロキシアルキルエタノールアミン[ミヨシ油脂(株)製、ダスパー125B]を1.0重量部使用したこと、[発泡粒子の作製]において、表1記載の内圧および水蒸気圧力にて二段発泡を行った以外は、実施例1と同様の方法にて、ポリエチレン系樹脂粒子、無架橋ポリエチレン系樹脂発泡粒子および無架橋ポリエチレン系樹脂発泡成形体を得た。
無架橋ポリエチレン系樹脂発泡粒子および無架橋ポリエチレン系樹脂発泡成形体の評価結果を、表1に示した。
[樹脂粒子の作製]において、帯電防止剤としてステアリルジエタノールアミンモノステアリン酸エステル[花王(株)製、エレクトロストリッパーTS−6B]を1.0重量部使用したこと、[発泡粒子の作製]において、表1記載の内圧および水蒸気圧力にて二段発泡を行った以外は、実施例1と同様の方法にて、ポリエチレン系樹脂粒子、無架橋ポリエチレン系樹脂発泡粒子および無架橋ポリエチレン系樹脂発泡成形体を得た。
無架橋ポリエチレン系樹脂発泡粒子および無架橋ポリエチレン系樹脂発泡成形体の評価結果を、表1に示した。
[樹脂粒子の作製]において、帯電防止剤としてステアリルジエタノールアミン[東京化成工業(株)製、試薬]を1.0重量部使用したこと、[発泡粒子の作製]において、表1記載の内圧および水蒸気圧力にて二段発泡を行った以外は、実施例1と同様の方法にて、ポリエチレン系樹脂粒子、無架橋ポリエチレン系樹脂発泡粒子および無架橋ポリエチレン系樹脂発泡成形体を得た。
無架橋ポリエチレン系樹脂発泡粒子および無架橋ポリエチレン系樹脂発泡成形体の評価結果を、表1に示した。
[樹脂粒子の作製]において、帯電防止剤としてステアリルジエタノールアミンモノステアリン酸エステルおよびステアリルジエタノールアミンの混合物[花王(株)製、エレクトロストリッパーTS−11B]を1.0重量部使用したこと、[発泡粒子の作製]において、表1記載の内圧および水蒸気圧力にて二段発泡を行った以外は、実施例1と同様の方法にて、ポリエチレン系樹脂粒子、無架橋ポリエチレン系樹脂発泡粒子および無架橋ポリエチレン系樹脂発泡成形体を得た。
無架橋ポリエチレン系樹脂発泡粒子および無架橋ポリエチレン系樹脂発泡成形体の評価結果を、表1に示した。
[樹脂粒子の作製]において、直鎖状低密度ポリエチレン100重量部に対して、親水性化合物としてポリエチレングリコール[ライオン(株)製、PEG300、以下PEG]0.5重量部を使用した以外は、実施例1と同様の方法にて、ポリエチレン系樹脂粒子、無架橋ポリエチレン系樹脂発泡粒子(一段発泡粒子)および無架橋ポリエチレン系樹脂発泡成形体を得た。
無架橋ポリエチレン系樹脂発泡粒子および無架橋ポリエチレン系樹脂発泡成形体の評価結果を、表1に示した。
[樹脂粒子の作製]において、帯電防止剤としてヒドロキシアルキルエタノールアミン[ミヨシ油脂(株)製、ダスパー125B]を1.0重量部使用した以外は、実施例6と同様の方法にて、ポリエチレン系樹脂粒子、無架橋ポリエチレン系樹脂発泡粒子(一段発泡粒子)および無架橋ポリエチレン系樹脂発泡成形体を得た。
無架橋ポリエチレン系樹脂発泡粒子および無架橋ポリエチレン系樹脂発泡成形体の評価結果を、表1に示した。
[樹脂粒子の作製]において、直鎖状低密度ポリエチレン100重量部に対して、親水性化合物としてポリプロピレングリコール[和光純薬製、平均分子量300、以下PPG]0.5重量部を使用した以外は、実施例1と同様の方法にて、ポリエチレン系樹脂粒子、無架橋ポリエチレン系樹脂発泡粒子(一段発泡粒子)および無架橋ポリエチレン系樹脂発泡成形体を得た。
無架橋ポリエチレン系樹脂発泡粒子および無架橋ポリエチレン系樹脂発泡成形体の評価結果を、表1に示した。
[発泡粒子の作製]において、実施例1で得られた無架橋ポリエチレン系樹脂発泡粒子(一段発泡粒子)の水分を飛ばした後、空気加圧処理により空気を含浸させて、表2記載の内圧および水蒸気圧力にて二段発泡を行った以外は、実施例1と同様の方法にて、ポリエチレン系樹脂粒子、無架橋ポリエチレン系樹脂発泡粒子および無架橋ポリエチレン系樹脂発泡成形体を得た。
無架橋ポリエチレン系樹脂発泡粒子および無架橋ポリエチレン系樹脂発泡成形体の評価結果を、表2に示した。
[発泡粒子の作製]において、実施例5で得られた無架橋ポリエチレン系樹脂発泡粒子(一段発泡粒子)の水分を飛ばした後、空気加圧処理により空気を含浸させて、表2記載の内圧および水蒸気圧力にて二段発泡を行った以外は、実施例1と同様の方法にて、ポリエチレン系樹脂粒子、無架橋ポリエチレン系樹脂発泡粒子および無架橋ポリエチレン系樹脂発泡成形体を得た。
無架橋ポリエチレン系樹脂発泡粒子および無架橋ポリエチレン系樹脂発泡成形体の評価結果を、表2に示した。
[発泡粒子の作製]において、実施例9で得られた無架橋ポリエチレン系樹脂発泡粒子(一段発泡粒子)の水分を飛ばした後、空気加圧処理により空気を含浸させて、表2記載の内圧および水蒸気圧力にて二段発泡を行った以外は、実施例1と同様の方法にて、ポリエチレン系樹脂粒子、無架橋ポリエチレン系樹脂発泡粒子および無架橋ポリエチレン系樹脂発泡成形体を得た。
無架橋ポリエチレン系樹脂発泡粒子および無架橋ポリエチレン系樹脂発泡成形体の評価結果を、表2に示した。
[樹脂粒子の作製]
親水性化合物を使用しなかった以外は、実施例1と同様の方法により、ポリエチレン系樹脂粒子を得た。
[発泡樹脂粒子の作製]
得られたポリエチレン系樹脂粒子を、実施例1と同様の方法にて、無架橋ポリエチレン系樹脂発泡粒子(一段発泡粒子)を得た。
無架橋ポリエチレン系樹脂発泡粒子の評価結果を、表2に示した。
[型内発泡成形体の作製]
得られた無架橋ポリエチレン系樹脂発泡粒子(二段発泡粒子)を、実施例1と同様の方法により、無架橋ポリエチレン系樹脂発泡成形体を得た。
無架橋ポリエチレン系樹脂発泡成形体の評価結果を、表2に示した。
Claims (10)
- ポリエチレン系樹脂100重量部に対して0.1重量部以上3重量部以下の帯電防止剤を含有する、密度が0.920g/cm3以上0.940g/cm3未満のポリエチレン系樹脂粒子を、水、発泡剤、および分散剤と共に耐圧容器内に導入し、加温および加圧した後、ポリエチレン系樹脂粒子を耐圧容器内より低圧雰囲気下に放出して得られる無架橋ポリエチレン系樹脂発泡粒子に、空気、窒素、および二酸化炭素から選ばれる少なくとも1種の無機ガスにより0.05MPa(ゲージ圧)以上0.31MPa(ゲージ圧)以下の内圧を付与した後、水蒸気圧力が0.045MPa(ゲージ圧)以上0.10MPa(ゲージ圧)以下の水蒸気により加熱処理することで、さらに発泡させて、より発泡倍率の高い無架橋ポリエチレン系樹脂発泡粒子を得ることを特徴とする無架橋ポリエチレン系樹脂発泡粒子の製造方法であって、
嵩密度BDが10g/L以上100g/L以下であり、かつ下記式(1)で求められる収縮率が5%以上20%以下である無架橋ポリエチレン系樹脂発泡粒子の製造方法。
収縮率=(BD−VBD)×100÷VBD ・・・(1)
ここで、BDは、23℃、0.1MPa(標準大気圧下)における無架橋ポリエチレン系樹脂発泡粒子の嵩密度であり、VBDは、23℃、0.002MPa以下の減圧下における無架橋ポリエチレン系樹脂発泡粒子の嵩密度である。 - 帯電防止剤が、炭素数が6以上24以下である脂肪酸のグリセリンエステルおよび脂肪族エタノールアミン化合物よりなる群から選ばれる少なくとも1種を含むことを特徴とする、請求項1記載の無架橋ポリエチレン系樹脂発泡粒子の製造方法。
- 帯電防止剤が、ステアリン酸グリセリンエステル、ヒドロキシアルキルエタノールアミン、ステアリルジエタノールアミンモノステアリン酸エステルおよびステアリルジエタノールアミンよりなる群から選ばれる少なくとも1種を含むことを特徴とする、請求項1または2に記載の無架橋ポリエチレン系樹脂発泡粒子の製造方法。
- ポリエチレン系樹脂100重量部に対して、親水性化合物を0.01重量部以上10重量部以下含有することを特徴とする、請求項1〜3の何れか1項記載の無架橋ポリエチレン系樹脂発泡粒子の製造方法。
- 親水性化合物が、グリセリン、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールよりなる群から選ばれる少なくとも1種を含むことを特徴とする、請求項1〜4の何れか1項記載の無架橋ポリエチレン系樹脂発泡粒子の製造方法。
- ポリエチレン系樹脂100重量部に対して、グリセリン、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールよりなる群から選ばれる少なくとも1種を0.5重量部以上2重量部以下含有することを特徴とする、請求項5記載の無架橋ポリエチレン系樹脂発泡粒子の製造方法。
- 発泡剤として無機ガスを使用して、平均気泡径が200μm以上700μm以下であることを特徴とする、請求項1〜6の何れか1項記載の無架橋ポリエチレン系樹脂発泡粒子の製造方法。
- 請求項1〜7の何れか1項記載の無架橋ポリエチレン系樹脂発泡粒子の製造方法により得られる無架橋ポリエチレン系樹脂発泡粒子を金型内に充填した後、型内発泡成形して得られることを特徴とする、無架橋ポリエチレン系樹脂発泡成形体の製造方法。
- ポリエチレン系樹脂100重量部に対して0.1重量部以上3重量部以下の帯電防止剤を含有する、密度が0.920g/cm3以上0.940g/cm3未満のポリエチレン系樹脂粒子を、水、発泡剤、および分散剤と共に耐圧容器内に導入し、加温および加圧した後、ポリエチレン系樹脂粒子を耐圧容器内より低圧雰囲気下に放出して得られる無架橋ポリエチレン系樹脂発泡粒子に、空気、窒素、および二酸化炭素から選ばれる少なくとも1種の無機ガスにより0.05MPa(ゲージ圧)以上0.31MPa(ゲージ圧)以下の内圧を付与した後、水蒸気圧力が0.045MPa(ゲージ圧)以上0.10MPa(ゲージ圧)以下の水蒸気により加熱処理することで、さらに発泡させることにより得られる、より発泡倍率の高い無架橋ポリエチレン系樹脂発泡粒子であって、
嵩密度BDが10g/L以上100g/L以下であり、かつ下記式(1)で求められる収縮率が5%以上20%以下であることを特徴とする、無架橋ポリエチレン系樹脂発泡粒子。
収縮率=(BD−VBD)×100÷VBD ・・・(1)
ここで、BDは、23℃、0.1MPa(標準大気圧下)における無架橋ポリエチレン系樹脂発泡粒子の嵩密度であり、VBDは、23℃、0.002MPa以下の減圧下における無架橋ポリエチレン系樹脂発泡粒子の嵩密度である。 - 請求項9に記載の無架橋ポリエチレン系樹脂発泡粒子を金型内に充填した後、型内発泡成形して得られることを特徴とする、無架橋ポリエチレン系樹脂発泡成形体。
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