JPS597025A - ポリプロピレン系樹脂発泡成形品の製造方法 - 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】 本発明はポリプロピレン系樹脂発泡成形品の製造方法に
関する。

さらに詳し失は押出機を用いてポリプロピレン系樹脂発
泡粒子を製造し、その発泡粒子を加熱して発泡粒子同志
を融着せしめて成形　　、品を製造する方法に関するも
のである。

現在市販されている熱可塑性樹脂発泡粒子としてはポリ
スチレン系発泡ビーズ、ポリエチレン系発泡ビーズがあ
り、型内発泡成形法によって緩衝包材、魚箱、保冷箱、
断熱材、浮力材等の発泡成形品に成形され大蟻に使用さ
れている。しかしポリプロピレン系発泡ビーズおよびそ
の成形品については現在研究開発段階でわずかに試販さ
れているにすぎず、著しく遅れている。

この理由は従来から行なわれているポリスチレン系発泡
ビーズおよびポリエチレン系発泡ビーズの製法すなわち
樹脂粒子に架橋剤を含浸して架橋させ、（ポリスチレン
系樹脂ではこの工程は不要）次いで揮発性発泡剤を含浸
させて加熱発泡させる方法が架橋が困難で含浸させた揮
発性発泡剤が散逸し易いポリプロピレン系樹脂（こ適さ
ないためである。

しかしながら、ポリプロピレン系樹脂は汎用樹脂の中で
は優れた耐熱性、剛性、耐薬品性を有しているので発泡
成形品を得ることができればすぐれた性能を発揮し、幅
広い分野に使用されるものと予想される。

本発明者等は、上述のような現状に鑑み、優れた特性を
有するポリプロピレン系樹脂で発泡成形品を得るべく鋭
意研究を重ねた結果、従来の製法とは全く異なった画−
期的な方法すなわち無架橋溶剤押出発泡法にてポリプロ
ピレン系樹脂発泡粒子を製造し、次いで、該発泡粒子を
成形金型に充填し、加熱して発泡粒子同志を融着せしめ
ると高度に発泡したポリプロピレン系樹脂発泡成形品が
得られることを艶い出したのである。

すなわち、本発明はポリプロピレン系樹脂と核形成剤を
押出機に供給し、溶融可塑化させ、ついで押出機のシリ
ンダーから揮発性発泡剤を供給し、均一に混合した後冷
却しつつ複数の小孔を有する口金から低圧帯へ押出して
、ひも状発泡体となし、これを細断して発泡粒子を製造
し、該発泡粒子を閉鎖しうるが密閉しえない成形金型に
充填し、加熱して発泡粒子同志を融着させ、型通りの発
泡成形品とすることを特徴とするポリプロピレン系樹脂
発泡成形品の製造方法である。

本発明において用いられるポリプロピレン系樹脂はアイ
ソタクチックポリプロピレン、エチレン−プロピレンブ
ロック共重合体、エチレン−プロピレンランダム共重合
体および上記ポリプロピレン系樹脂の二種以上の混合物
である。

この他にポリプロピレン系樹脂を主成分とする範囲内で
上記ポリプロピレン系樹脂に混合可能な熱可塑性樹脂、
例えば低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリ
ブテン＝１、アタクチックｌポリプロピレン、エチレン
−酢酸ビニル共重合体、エチレン−プロピレンゴム、ス
チレン−ブタジェン己゛ム、エチレン−アクリル酸工ｆ
ル、共重合体、アイオノマー等が単独あるし）′は２種
以上で混合されていてもよい。

また無機質充填剤、顔料、老化防止剤、紫外線吸収剤、
その他加工助剤などの各種添加剤を目的に応じて添加す
ることかできる。

本発明で用いられる揮発性発泡剤はペンタン、ブタン、
プロパン等の脂肪族炭化水素類、ジクロロテトラフルオ
ロエタン、トリクロロトリフルオロエタン、トリクロロ
モノフルオロメタン、ジクロロジフルオロメタン、ジク
ロロモノフルオロメタン等の弗化塩化炭化水素類等であ
るが、発泡加工性、無毒性、難燃性の点で弗化塩化炭化
水素類が好ましく、その中でも・トリクロロトリフルオ
ロエタン９゜〜８０車置重色ジクロロテトラフルオロ上
タフ１０〜フ０重量％の混合物はポリプロピレン系（對
脂に対する含浸性と押出発泡時の加工安定性に優れ、微
細な気泡のポリプロピレン系樹脂発泡粒子が得られるの
で好適な発泡剤である。

発泡剤のポリプロピレン系測量ｄに対スルｆＢ加量は得
ようとする発泡粒子の発泡倍率により異なり、ポリプロ
ピレン系樹脂１００重量部に対して５〜５０重量部の範
囲が選はれ、発泡倍率１０倍〜５０倍の発泡粒子を得る
ことができる。

なお、発泡剤の添加量が５車量部以下では発泡剤による
可塑効果が低く、押出物を発泡に適した温度にコントロ
ールすることが困難となり、また５０重量部以上では押
出機内で樹脂と発泡剤の分離が発生して微細な気泡の発
泡粒子が得られない。

本発明で気泡の分散と大きさを調節するために用いられ
る核形成剤は炭酸カルシウム、タルク、クレー、酸化ヂ
タン、シリカ、硫酸バリウム、けいそう土等の無機物質
あるいはほう酸、クエン酸、酒石酸等の無機酸あるいは
有機酸とナトリウム、カリウム、アンモニウム等の重炭
酸塩もしくは戻酸増の組み合わせ馨こよる二酸化炭素発
生剤・、−アゾジカルボンアミド、ベンゼンスルホニヒ
ドラジド、トルエンスルホニルヒドラジド等の熱分解型
化学発泡剤等である。

これら核形成剤の添加量はポリプロピレン系４こｊ脂１
００重供部に対して０．０ｌ−５ｔＲｂｉｔ部のコＱｆ
ｔを選択して添加するが好ましい添加量は０．・１〜３
重量部で一般的にＧＡ添加量を増加すれば気泡径の小さ
い発泡粒子か得られる。

押出機の先端に取り付ける口金は複数の細孔を有する口
金で細孔の口径は押出されるｑも状発泡体の口径が２岬
肩〜１Ｏｊｆｆになるよう発泡体の発泡倍率等から算出
するが通常０．５萌〜８．ＯＮである。

ひも状発泡体の細断は公知の裁断方法すなわちストラン
ドカット法、ポットカット法、断裁機等により行なうこ
とができるが球状に近い発泡粒子か得゛られる点でホッ
トカッ；・法が好ましい。

以上のような押出発泡法で得られる本発明のポリプロピ
レン系樹脂発泡粒子は無架橋で１０倍〜５０倍の発泡倍
率と微細な気泡を有１７、発泡成形品を得るに好適な発
泡粒子である。

また該発泡粒子は公知の熟成方法例えば加熱空気中や加
圧ガス中で一定時間放置する方法等を施すことができ発
泡成形性の改良を図ることもできる。

本発明のポリプロピレン系樹脂全屈粒子による発泡成形
品の製造は該発泡粒子を従来のポリスチレン系発泡ビー
ズやポリエチレン系発泡ビーズの成形に用いられている
公知の閉鎖しうるが密閉しえない成形金型（こ充填し、
蒸気や熱風で加熱し発泡粒子同志を融着させることによ
り成形することができる。発泡粒子同志の融着および成
形に必要な加熱温度はポリプロピレン系樹脂の組成によ
り異なるが約１２０℃〜２００℃の範囲である。

特に発泡粒子同志の融着が良好なポリプロピレン系樹脂
はエチレン成分２〜１０重量％のプロピレン−エチレン
ランダム共重合体で融着ラインが目立たないきれいな発
泡成形品が得られる。

また成形直後の発泡成形品の加熱空気等による熟成は成
形収縮の回復時間が短縮されるので有効な手段である。

以上のような溶剤押出発泡法でポリプロピレン系樹脂発
泡粒子およびポリプロピレン系樹脂発泡成形品を製造す
る本発明方法はポリプロピレン系樹脂の難点である架橋
工程と発泡剤含浸工程を必要としないポリプロピレン系
樹脂に適応した発泡粒子および発泡成形品の製造方法で
あることはもちろんのこと従来のポリスチレン系発泡ビ
ーズやポリエチレン系発泡ビーズの製法すなわち発泡剤
含浸法に較べ画期的な方法で以下に述べる多くの利点を
有している ＋１１　　比較的簡単な装置で、任意の発泡倍率を有す
る発泡粒子を連続して生産できる。

（２）発泡粒子の発泡倍率のコントロールが容易にでき
る。

（３）発泡剤のロスが少なく発泡効率か高い。

（４）無架橋であるので成形特発泡粒子の融着が優れる
、 また本発明方法で得られるポリプロピレン系樹脂発泡成
形品は、缶架橋の発泡粒子を用いるため融着が強固で、
従来のポリスチレン系発泡成形品やポリエチレン系発泡
成形品に較べ優れた耐熱性、緩衝特性、強度、耐薬品性
を有し、緩衝材、断熱材、包材等に理想的なものであっ
た。

さらに、該発泡成形品は無架橋のため、成形の際の不良
品等を再生使用できる利点もある。

以下実施例によって、本発明の詳細な説明するが、これ
は例示的なものであり、本発明の範囲内で適当に改変す
ることができる。

実施例１ エチレン成分４．５重Ｍ％のエチレン−プロピレンラン
ダム共重合体（メルトインデックス９ｆ／１０分、比亀
０．９や）１００車量部に核形成剤としてタルク・（ミ
クロンホワイト■＃５０００５）を０．５重量部添加し
、スーパーミキサー■で混合して押出発泡用配合物とし
た。

押出発泡による発泡粒子の製造はシリンダーに発泡剤注
入孔を有する第一の押出機（口径５０　Ｉ！１　、　Ｌ
／Ｉ）＝　２８）とシリンダーに冷却用オイルジャケッ
トを装備した第この押出機（口径４０轄　、Ｌ／Ｄ＝２
Ｑ）を直列に連結し、その先端に口径１−の細孔を８個
有する造粒用口金を装備した押出発泡装置を用いて行な
った。

まず上記配合物を４．２　ｋｑ　／時の割合で２００℃
に設定した第一の押出機へ供給し、押出機内で配合物が
溶融混練されている域へ発泡剤としてトリクロロトリフ
ルオロエタン８０重曾％とジクロロテトラフルオロエタ
ン２０重量部の混合物を１００　智の圧力に圧縮１．て
、１．　ＯｋＱ　／時の割合で注入した。この混練物を
８０ｖｉの圧力に保持しつつ連結管を通じて第二の押出
機へ供給し、混練物温度か１５０℃になるように冷却し
、造粒用口金から大気圧中へ押出して、ひも状発泡体と
なすと同時に冷却空気を吹き付けて融着を防止しつつ回
転刃で切断し、微細な気泡を有する口径５ｆｆ、長さ５
ｗｇ、発泡倍率２５偕の発泡粒子を得た。

該発泡粒子を１００１１１１Ｘ９０１１肩Ｘ　２５　Ｏ
ｆｆの大きさの成形金型に充填し、水蒸気圧８軽で５分
間加熱した後、冷却して金型より取出しその後１５０℃
のオーブン中で１０分間熟成してポリプロピレン発泡成
形品を得た。

該発泡成形品は各粒子が完全に融着しており、発泡倍率
２７倍で適度の硬さと弾力性を有する成遍品であったっ 実施例２ 発泡粒子の製造はポリプロピレン系樹脂にエチレン成分
８束量％のエチレン−プロピレンブロック共重合体（メ
ルトインデックス３ｆ／１０分、比重０．９０）を使用
する以外は実施例１と同一の条件によって、微細な気泡
を有する口径（５ｍ　、長さ５舖。

発泡倍率３０倍の発泡粒子を得た。該発泡粒子をｉｏｏ
頚×９０纒肩×２５０舖の太き、　　さの成形金型に充
填し、水蒸気圧８ｔで５分間加熱した後、冷却して金型
より取出し、その後１５０℃のオーブン中で１０分間熟
成してポリプロピレン発泡成形品を得た。

該発泡成形品は各粒子が完全に融着しており、発泡倍率
８８倍で適度の硬さと弾力性を有する成形品であ−た。

実施例８ アイソタクチックポリプロピレン（メルトインデックス
ｌ　ｒ／ｌ　０分、比＋０．９１）１００重量部に核形
成剤としてタルク（ミ■＃ クロンホワイト　　５０００５　）を０．５重量部添加
し、スーパーミキサー■で混合して押出発泡用配合物と
した。

発泡粒子の製造は実施例１と同一の装置を使用して行な
った。まず上記配合物を４ｋｑ／時の割合で２００℃に
設定した弗−の押出機へ供給し、押出機内で配合物が溶
融混練されている域へ発泡剤としてトリクロロトリフル
オロエタン８０宙州％とジクロロテトラフルオロエラ２
２０重…゛部の混合品を１２０贅の圧力に圧縮して１．
２　ｋＱ　／時の割合で注入した。

この混練物を８０￥ｉの圧力に保持しつつ連結管を通じ
て第二の押出機へ供給し、混練物温度が１５８℃になる
ように冷却し、造粒用口金から大気圧中へ押出して、ひ
も状発泡体となすと同時に冷却空気を吹き付けて融着を
防止しつつ回転刃で切断し、微細な気泡を有する口径５
ｆｆ、長さ５ｆｆ、全卵の大きさの成形金型に充填し、
水蒸気圧ＩＯ科で５分間加熱した後、冷却して金型より
取出し、その後１６０℃のオーブン中で５分間熟成して
ポリプロピレン発泡成形品を得た。

該発泡成形品は各粒子が完全に融着しており、発泡倍率
８５倍で、適度の硬さと弾力性を有する成形品であった
。

実施例４ 発泡粒子の装造はポリプロピレン系１１脂にアイソタク
チックポリプロピレン（メルトインデックス２　ｆ／ｌ
　０分、比重０．９１）７０重惜％とポリブテン−１（
メルトインデックス２ｒ／ｌｏ分、比重０．９０５）８
０重帰％の混合物を使用する以外は実施例１と同一の条
件によって微細な気泡を有する口径５ｍ、長さ５四、発
泡倍率２７倍の発泡粒子を得た。

該発泡粒子を１００舖×１００轄Ｘ　１００Ｉｊｌの大
きさの成形金型に充填し、水蒸気圧８匂で５分間加熱し
た後、冷却して金型より取出しその後１５０℃のオーブ
ン中で５分間熟成して、ポリプロピレン系樹脂発泡成形
品を得た。

該発泡成形品は各粒子が完全に融着１７て君り、発泡倍
率８０偕で適度の硬さと弾力性を有する成形品であった
。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　ポリプロピレン系樹脂と核形成剤を押出機に
   供給し、溶融可塑化させ、ついで押出機のシリンダーか
   ら揮発性発泡剤を供給し、均一番こ混合した後冷却しつ
   つ複数の細孔を有する口金から低圧帯へ押出して、ひも
   状発泡体とし、これを細断して発泡粒子となし、次いで
   この発泡粒子を閉鎖しうるが密閉しえない成形全形に充
   填し、加熱して発泡粒子同志を融着させ、型通りの発泡
   成形品とすることを特徴とするポリプロピレン系樹脂発
   泡成形品の製造方法。
2. （２）　　ポリプロピレン系樹脂がエチレン成分２〜１
   ０重ｆｔ％の、９０ピレン−エチレンランダム共重合体
   である特許請求の範囲第１項記載のポリプロピレン系樹
   脂発泡成形品の製造方法。