JP6394150B2 - 発泡体、それからなる積層体、成形体及び自動車内装材 - Google Patents
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Description
これらの課題を解決する方法として、ポリプロピレン樹脂とポリエチレン樹脂に熱可塑性エラストマー樹脂を添加する方法(特許文献1参照)や、特殊な熱可塑性エラストマー樹脂であるエチレンブロック重合体または、ビニル芳香族化合物のブロック重合体と共役ジエン系化合物のブロック重合体とのブロック共重合体の水素添加物をポリオレフィン樹脂に添加する方法(特許文献2および特許文献3参照)が提案されている。
そこで、本発明の目的は、従来技術の課題を解決し、優れた成形性と柔軟性とを高度に両立させ、更に高まる要求性能を満たす発泡体を提供することにある。
本発明の発泡体は、ポリオレフィン樹脂を含み、120℃で60分加熱した後の厚さ方向の寸法変化率が−30%〜−1%である。
本発明の発泡体は、ポリオレフィン樹脂を含み、幅方向の破断点伸度と長さ方向の破断点伸度が0%<「幅方向の破断点伸度」−「長さ方向の破断点伸度」≦80%である。
本発明の発泡体の好ましい態様によれば、ポリオレフィン樹脂を含み、120℃で60分加熱した後の厚み方向の寸法変化率が−30%〜−1%であり、幅方向の破断点伸度と長さ方向の破断点伸度が0%<「幅方向の破断点伸度」−「長さ方向の破断点伸度」≦80%である。
本発明によれば、優れた柔軟性と幅方向の破断点伸度と長さ方向の破断点伸度が0%<「幅方向の破断点伸度」−「長さ方向の破断点伸度」≦80%を有し、そしてこれらの更に高まる要求性能を満たす発泡体が得られる。
このようなオレフィンブロックコポリマー(A)としては、例えば、ソフトセグメントとしてエチレン、エチレンと少量のジエンとの共重合体或いはこれらの部分架橋物等を有し、ハードセグメントとしてプロピレン等を有するブロック共重合体等からなるものがあげられる。上記のオレフィンブロックコポリマー(A)は、単独で用いられても二種類以上が併用されてもよい。また、非オレフィンとしては、酢酸ビニル、ビニルアルコール、エチレンメチルアクリレート、エチレンエチルアクリレートおよびエチレンブチルアクリレートなどが挙げられる。これらのポリオレフィン樹脂には、グラフトのような化学的修飾が施されていてもよい。
もし、オレフィンブロックコポリマー(A)の重量%が20重量%未満であれば、本発明が達成しようとする十分な成形性と柔軟性の特性が得られず、80重量%部より多い場合は成形、特に圧縮成形等に十分な耐熱性が得られず、成形時に表面上のダメージが大きく外観を損なう恐れがある。
本発明で用いられるオレフィンブロックコポリマー(A)としては、市販品としてはDow Chemical Companyより“INFUSE”(登録商標)9507等があげられる。
90℃)が1〜15g/20分の範囲内にあるものが好ましく用いられ、中でも密度が920〜940kg/m3、MFR(190℃)が2〜10g/10分、融点が100〜130℃のエチレン−α−オレフィン共重合体が、特に好ましく用いられる。
また、見かけ密度と相関のある25%圧縮硬さの関係において、成形性と柔軟性とが共に優れているという観点から、25%圧縮硬さ(kPa)<見かけ密度(kg/m3)であることが好ましく、更には、柔軟性が高くなるという観点から、25%圧縮硬さ(kPa)<見かけ密度(kg/m3)−10であることがより好ましい態様である。
本発明の発泡体を架橋させる場合、すなわち、本発明の発泡体を架橋発泡体とする場合、架橋状態を示すゲル分率は、15%〜60%の範囲であることが好ましく、更には30%〜50%の範囲であることが好ましい。このゲル分率が15%未満では、発泡時表面から発泡剤のガスが逸散し、所望の発泡倍率の製品が得られにくくなり、一方、ゲル分率が60%を超えると過度の架橋となり表面平滑な高発泡倍率の製品が得られにくくなることと、破断点伸度等の機械強度が低下し成形性が低下することがある。
次に、得られたシート状物を熱媒となる塩浴上に浮かべる方法や、熱風等の雰囲気下中に投じる方法により、熱分解型発泡剤の分解温度以上に昇温させて、分解により発生したガスにより発泡させることによって、本発明の発泡体を得ることができる。
ポリオレフィン樹脂のMFRとは、JIS K7210(改正1999/10/20)「プラスチック−熱可塑性プラスチックのメルトマスフローレート (MFR) およびメルトボリュームフローレイト (MVR) の試験方法」に準じて、MFR(190℃)は190℃の温度で、MFR(230℃)は230℃の温度で測定した。具体的には、上記規格の附属書B(参考)「熱可塑性プラスチック材料の規格と指定とその試験条件」に基づきオレフィンブロックコポリマー(A)およびポリエチレン樹脂(C)は、温度190℃、荷重2.16kgf、ポリプロピレン樹脂(B)は温度230℃、荷重2.16kgfの条件でメルトマスフローレート計(株式会社東洋精機製作所製メルトインデックサ型式F−B01)を使用し、手動切り取り法を採用し、ダイから10分間にでてきた樹脂の重量を測定した。
ポリオレフィン系樹脂の密度は、JIS K7112(改正1999/05/20)「プラスチック−非発泡プラスチックの密度及び比重の測定方法」に準じて測定した。
本発明においてポリオレフィン樹脂の融点とは、示差走査熱量分析で得られたDSC曲線の結晶融解ピークから得られる最大のピーク温度であり、示差走査熱量計(DSC:セイコー電子工業株式会社製RDC220−ロボットDSC)を用いて測定した。測定条件は、サンプルを200℃の温度まで昇温し溶融させた後、10℃/分の速度で−50℃の温度まで冷却させ、それから10℃/分の速度で昇温して、単位質量当たりの結晶融解エネルギーと融解温度を測定した。
本発明においての硬度とは、JIS K6253(1997年)「加硫ゴム及び熱可塑性ゴム―硬さの求め方」に規定の方法に準拠ずる。具体的にはオレフィンブロックコポリマー(A)を熱プレス機など用いて6mmの板厚みになる様に試験片を作成し、平坦で堅固な面に設置し、デュロメーターAの押針が試験片と直角になるように衝撃を与えないように接触させる。接触後15秒たったのち、得られた指示値を硬度とする。
発泡体の厚さは、ISO1923(改正1981/09/01)「発泡プラスチック及びゴム一線寸法の測定方法」に従って測定を行った値である。
発泡体のみかけ密度は、JIS K6767(改正1999/10/20)「発泡プラスチック−ポリエチレン−試験方法」に準じて測定した値である。
発泡体を約0.5mm四方に切断し、約100mgを0.1mgの単位で秤量する。130℃の温度のテトラリン200mlに3時間浸漬した後、100メッシュのステンレス製金網で自然濾過し、金網上の不溶解分を1時間120℃下で熱風オーブンにて乾燥する。次いで、シリカゲルを入れたデシケータ内で10分間冷却し、この不溶解分の質量を精密に秤量し、次の式に従って発泡体のゲル分率を百分率で算出する。
・ゲル分率(%)={不溶解分の質量(mg)/秤量した発泡体の質量(mg)}×100。
発泡体の25%圧縮硬さは、JIS K6767(1999年)「発泡プラスチック−ポリエチレン−試験方法」に基づいて測定した値である。具体的には、発泡体を50mm×50mmに切断し、厚さが20mm以上30mm以下になるように重ね、初期厚さを測定する。平面板にサンプルを置き、初期厚さの25%まで10mm/分の速度で圧縮して停止し、20秒後の荷重を測定し、下記式により25%圧縮硬さ(kPa)を計算した。
・25%圧縮硬さ(kPa)=25%圧縮し20秒後の荷重(N)/25(cm2)/10。
発泡体の破断点伸度は、JIS K6767(1999年)「発泡プラスチック−ポリエチレン−試験方法」に基づいて測定した値である。具体的には、ポリオレフィン樹脂発泡体を23℃に調整されたオーブン内に放置し、ポリオレフィン樹脂発泡体の表面温度をサーモラベルにより測定して、ポリオレフィン樹脂発泡体の表面温度が23℃になった時に一軸引張試験をする。又、ポリオレフィン樹脂発泡体を160℃に調整されたオーブン内に放置し、ポリオレフィン樹脂発泡体の表面温度をサーモラベルにより測定して、ポリオレフィン樹脂発泡体の表面温度が160℃になった時に一軸引張試験をする。
次の計算式を用いて発泡体の破断点伸度の評価をし、◎と○を合格とした。
◎:0%<「幅方向の破断点伸度」−「長さ方向の破断点伸度」≦30%である。
○:30%<「幅方向の破断点伸度」−「長さ方向の破断点伸度」≦80%である。
×:◎及び○のいずれにも該当しない。
発泡体の寸法変化率は、JIS K6767(1999年)「発泡プラスチック−ポリエチレン−試験方法」に基づいて測定した値である。具体的には、ポリオレフィン樹脂発泡体を15cm角に正確に切り取り、120℃に設定したオーブンのなかに60分間放置する。60分経過後、オーブンから取り出し約30分〜60分間室温で冷却する。サンプルの寸法を測定し、以下の式に基づいて寸法変化率を百分率で算出した。
加熱寸法変化率(%)=[{オーブンに入れる前のサンプル長−オーブンから取り出した後のサンプル長}/オーブンに入れる前のサンプル長]×100
加熱寸法変化率の計算式の値から次のとおり評価し、◎と○を合格とした。
◎:加熱寸法変化率が−1%〜−8%である。
○:加熱寸法変化率が−30%以上−8%未満である。
×:◎及び○のいずれにも該当しない。
柔軟性について、発泡体の25%圧縮硬さと発泡体のみかけ密度から、次の計算式を用いて発泡体の柔軟性を評価し、◎と○を合格とした。
◎:25%圧縮硬さ(kPa)<見かけ密度(kg/m3)−10ある。
○:25%圧縮硬さ(kPa)≧見かけ密度(kg/m3)−10であり、かつ25%圧縮硬さ(kPa)<2.0×見かけ密度(kg/m3)である。
×:◎及び○のいずれにも該当しない。
加熱成型加工性については、真空成型時の成型絞り比H/Dで評価を行った。直径がDで深さがHの垂直円筒状の雌型カップにおいて、発泡体を加熱し、真空成型機を用いてストレート成型したときに、発泡体が破れることなく、円筒状に展開、伸長したときの、H/Dの数値が最も大きい値を比較することにより、実施した。直径Dは50mmのカップを使用し、発泡体の表面温度が170℃時の成型絞り比を測定し、その値から、次のとおりの評価とし、◎と○を合格とした。
◎:成型絞り比が0.7以上
○:成型絞り比が0.5以上0.70未満
×:成型絞り比が0.5未満。
前記(12)の加熱成型加工実施後に成型された成型絞り比が0.5以上の発泡体を製品厚さ方向に細断し、その断面形状をマイクロウォッチャーで撮影した。その写真の角部分に円の外周部分を重ね合わせ、その円の半径から次のとおりの評価とし、◎と○を合格とした。
◎:円の半径が3mm未満
○:円の半径が3mm以上8mm未満
×:円の半径が8mm以上。
オレフィンブロックコポリマー(A)A−1:Dow Chemical Company製“INFUSE”(登録商標)9507、密度:867kg/m3、MFR=5.0g/10分、融点=119℃。
表1に示す比率でヘンシェルミキサーを用いて混合し、押出機を用いて170℃の温度で溶融押出し、Tダイを用いて厚さ:1.5mmのポリオレフィン系樹脂シートを作製した。このようにして得られたポリオレフィン系樹脂シートに、加速電圧800kV、60kGyの電子線を片面から照射して架橋シートを得た後、この架橋シートを220℃の温度の塩浴上に浮かべ、上方から赤外線ヒータで加熱し発泡させた。その発泡体を60℃の温度の水で冷却し、発泡体表面を水洗して乾燥させ、厚さが1.9〜2.3mm、みかけ密度が35〜160kg/m3、ゲル分率が35〜45%の発泡体の長尺ロールを得た。この発泡体の評価結果を表1に示す。
実施例5で得られた発泡体に0.3mmのTPO(サーモポリオレフィン)表皮を熱ラミした積層体を得た。この得られた積層体に加熱成型加工を実施した結果、成型絞り比:0.6以上、角R:5mmの測定値であり十分な角シャープ性があった。
Claims (7)
- ポリオレフィン樹脂を含み、
密度が30〜150kg/m 3 であり、120℃で60分加熱した後の厚さ方向の寸法変化率が−30%〜−1%である発泡体であり、
前記ポリオレフィン樹脂として、オレフィンブロックコポリマー(A)、ポリプロピレン樹脂(B)及びポリエチレン樹脂(C)を含み、該ポリエチレン樹脂(C)の密度が890〜950kg/m 3 の範囲内であることを特徴とする発泡体。 - ゲル分率が15%〜60%であることを特徴とする、請求項1に記載の発泡体。
- 幅方向の破断点伸度と長さ方向の破断点伸度が以下の関係式を満たすことを特徴とする、請求項1または2に記載の発泡体。
0%<「幅方向の破断点伸度」−「長さ方向の破断点伸度」≦80% - 前記オレフィンブロックコポリマー(A)は、示差走査熱量計(DSC)による吸熱ピークが115℃〜130℃の範囲にあり、
該オレフィンブロックコポリマー(A)は、非結晶部分と結晶部分が繋がった構造であることを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載の発泡体。 - 請求項1〜4のいずれかに記載の発泡体を含む積層体。
- 請求項1〜4のいずれかに記載の発泡体から得られる成形体。
- 請求項1〜4のいずれかに記載の発泡体を含む自動車内装材。
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