JP2003253032A

JP2003253032A - 発泡用熱可塑性樹脂組成物及びその発泡体

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Publication number: JP2003253032A
Application number: JP2002053071A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Kawahigashi; 宏至川東; Kazuhiro Okuyama; 一広奥山; Satoshi Kinouchi; 智木ノ内; Hiroaki Tatematsu; 裕章立松
Original assignee: Idemitsu Petrochemical Co Ltd
Current assignee: Idemitsu Petrochemical Co Ltd
Priority date: 2002-02-28
Filing date: 2002-02-28
Publication date: 2003-09-10
Anticipated expiration: 2022-02-28
Also published as: JP4072360B2

Abstract

(57)【要約】【課題】発泡倍率が高く発泡構造が均一な発泡用熱可
塑性樹脂組成物及びその発泡体を提供する。【解決手段】（ａ）熱可塑性樹脂４５〜９９．９重量
％、及び（ｂ）粉末状又は繊維状の多孔質フィラー０．
１〜５０重量％、（ｃ）溶融張力調整剤０〜１０重量％
を含む発泡用熱可塑性樹脂組成物、及びこの発泡用熱可
塑性樹脂組成物を発泡して得られる発泡体。熱可塑性樹
脂に多孔質フィラーを添加することにより、発泡剤の溶
融樹脂への含浸性が向上し、同時に核剤として作用する
ため、発泡倍率が高く均一な発泡構造が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱可塑性樹脂及び
多孔質フィラーを含む発泡用熱可塑性樹脂組成物及びそ
の発泡体に関する。

【０００２】

【従来の技術】プラスチックは金属等と比較して軽量で
あるため、電子機器、雑貨及び自動車用の部品等に使用
範囲が拡大しているが、より軽量で且つ強度や耐衝撃性
等の物性が優れている材料がさらに求められている。そ
の技術の１つとして樹脂発泡体技術がある。樹脂発泡体
を作製する方法には発泡剤を混合する方法（化学発
泡）、加熱等により発泡する方法（物理発泡）がある。
また、近年、熱可塑性樹脂に超臨界流体ガスを浸透させ
た後に、この超臨界状流体を脱ガスする方法によって樹
脂内にセルと呼ばれる空隙を形成し、軽量化する発泡体
の開発が行われている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の物理発
泡及び化学発泡方法では、特に、超臨界発泡法による方
法では、容易に均一な発泡構造を得ることが困難であっ
た。とりわけ、射出成形において樹脂への超臨界状流体
の溶解・含浸が困難な上に、射出圧力の分布により未発
泡部位が生じ易いという欠点があった。さらには、軽量
化率（発泡倍率）を向上させようとすると、金型温度を
ガラス転移あるいは、結晶化温度付近まで上昇させねば
ならず、金型内での冷却に時間を要し、成形サイクルタ
イムが長くなるという生産性低下の問題があった。ま
た、バッチ法や押出成形においては、発泡倍率が高くて
も１．４倍程度までしか得られず、これ以上発泡倍率を
向上させると外観が極めて悪く、発泡セルが破泡したも
のしか得られないという欠点があった。

【０００４】本発明は上記課題に鑑み、発泡倍率が高く
発泡構造が均一な発泡用熱可塑性樹脂組成物及びその発
泡体を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明者らは、発泡用組成物において、熱可塑性樹脂
に多孔質フィラーを添加することにより、発泡剤の溶融
樹脂への溶解性が向上するため、発泡倍率が高く均一な
発泡の発泡体が得られることを見出した。

【０００６】本発明の第一の態様によれば、（ａ）熱可
塑性樹脂４５〜９９．９重量％、及び（ｂ）粉末状又は
繊維状の多孔質フィラー０．１〜５０重量％、（ｃ）溶
融張力調整剤０〜１０重量％を含む発泡用熱可塑性樹脂
組成物が提供される。本発明の第二の態様によれば、
（Ａ）熱可塑性樹脂４５〜９９．９重量％、（Ｂ）粉末
状又は繊維状の多孔質フィラー０．１〜５０重量％、
（Ｃ）溶融張力調整剤０〜１０重量％、及び（Ｄ）発泡
セルを含む発泡体が提供される。

【０００７】好ましくは、発泡セルの最大セル径が５０
μｍ以下である。好ましくは、多孔質フィラーの細孔容
積値が０．０１ｃｃ／ｇ以上又は比表面積値が１０ｍ^２
／ｇ以上である。好ましくは、多孔質フィラーが、平均
粒子径５０μｍ以下のシリカ、活性炭、ゼオライト、シ
リカゲル又は繊維径２０μｍ以下の繊維状活性炭であ
る。好ましくは、溶融張力調整剤が下記のいずれかであ
る。（１）分岐鎖構造を有する熱可塑性樹脂（２）高分子量アクリル樹脂（３）フィブリル形成能を有するポリテトラフルオロエ
チレン（４）ポリテトラフルオロエチレンとアクリル樹脂の複
合体好ましくは、熱可塑性樹脂が、ポリカーボネート系樹
脂、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、アク
リロニトリル―ブタジエン―スチレン共重合体（ＡＢＳ
樹脂）、ポリスチレン系樹脂、ポリエチレンテレフタレ
ート、ポリブチレンテレフタレート、アクリロニトリル
―スチレン共重合体（ＡＳ樹脂）、シンジオタクチック
ポリスチレン、ポリフェニレンオキシド、ポリアセター
ル、ポリメタクリル酸メチル樹脂、ポリフェニレンスル
フィド、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリ
アミド、ポリイミド又はポリエチレンナフタレートであ
る。

【０００８】好ましくは、熱可塑性樹脂が、ポリカーボ
ネート系樹脂と下記のいずれかより選ばれる樹脂との組
み合わせからなるポリマーブレンドである。ポリエチレ
ン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、アクリロニトリル―
ブタジエン―スチレン共重合体（ＡＢＳ樹脂）、ポリス
チレン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチ
レンテレフタレート、アクリロニトリル―スチレン共重
合体（ＡＳ樹脂）、シンジオタクチックポリスチレン、
ポリフェニレンオキシド、ポリアセタール、ポリメタク
リル酸メチル、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテ
ルスルホン、ポリアリレート、ポリアミド、ポリイミド
又はポリエチレンナフタレート好ましくは、ポリカーボネート系樹脂が、分岐ポリカー
ボネート単独又は分岐ポリカーボネートと直鎖ポリカー
ボネートとのブレンドである。好ましくは、上記熱可塑
性樹脂が、下記のいずれかより選ばれるポリマーブレン
ドである。（１）ポリフェニレンスルフィドと分岐ポリフェニレン
スルフィド（２）シンジオタクチックポリスチレンと耐衝撃性ポリ
スチレン（３）シンジオタクチックポリスチレン、耐衝撃性ポリ
スチレン及びポリフェニレンオキシド

【０００９】本発明の第三の態様によれば、上記の発泡
用熱可塑性樹脂組成物に発泡剤を含浸させ、多孔質フィ
ラーに発泡剤を吸着させて、発泡剤を発泡させる発泡体
の製造方法が提供される。好ましくは、発泡剤が、水
分、超臨界状流体又は亜臨界状流体である。本発明の第
四の態様によれば、上記の製造方法により製造される発
泡体が提供される。

【００１０】

【発明の実施の態様】以下、本発明について詳細に説明
する。まず、本発明の発泡用熱可塑性樹脂組成物につい
て説明する。本発明の発泡用熱可塑性樹脂組成物は、熱
可塑性樹脂及び多孔質フィラー、又は熱可塑性樹脂、多
孔質フィラー及び溶融張力調整剤より構成される。上記
熱可塑性樹脂としては、特に限定はなく、発泡性の観点
から、成形加工時の温度、剪断速度下において高溶融張
力のものが好ましい。例えば、ポリカーボネート系樹
脂、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、アク
リロニトリル―ブタジエン―スチレン共重合体（ＡＢＳ
樹脂）、ポリスチレン系樹脂、ポリエチレンテレフタレ
ート、ポリブチレンテレフタレート、アクリロニトリル
―スチレン共重合体（ＡＳ樹脂）、シンジオタクチック
ポリスチレン、ポリフェニレンオキシド、ポリアセター
ル、ポリメタクリル酸メチル、ポリフェニレンスルフィ
ド、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリアミ
ド、ポリイミド又はポリエチレンナフタレート等が挙げ
られる。この中で好ましくは、ポリカーボネート系樹
脂、ポリスチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、シン
ジオタクチックポリスチレン、ポリフェニレンオキシ
ド、ポリフェニレンスルフィドであり、特に好ましくは
難燃性の観点からポリカーボネート系樹脂である。

【００１１】また、上記熱可塑性樹脂として、ポリマー
ブレンドを用いてもよい。好ましくは、ポリカーボネー
ト系樹脂と下記のいずれかより選ばれる樹脂との組み合
わせからなるポリマーブレンドを用いることができる。
ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、アクリロ
ニトリル―ブタジエン―スチレン共重合体（ＡＢＳ樹
脂）、ポリスチレン系樹脂、ポリエチレンテレフタレー
ト、ポリブチレンテレフタレート、アクリロニトリル―
スチレン共重合体（ＡＳ樹脂）、シンジオタクチックポ
リスチレン、ポリフェニレンオキシド、ポリアセター
ル、ポリメタクリル酸メチル、ポリフェニレンスルフィ
ド、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリアミ
ド、ポリイミド又はポリエチレンナフタレートこの中で発泡性の観点から、ポリカーボネート系樹脂と
結晶性の熱可塑性樹脂（ポリエチレン系樹脂、ポリプロ
ピレン系樹脂、シンジオタクチックポリスチレン、ポリ
エチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレー
ト、ポリフェニレンスルフィド、ポリアミド、ステレオ
コンプレックスポリメタクリル酸メチル）との組み合わ
せであるポリマーブレンド好ましい。

【００１２】ポリカーボネート系樹脂以外のポリマーブ
レンドとしては、ポリフェニレンスルフィドと分岐ポリ
フェニレンスルフィド、シンジオタクチックポリスチレ
ンと耐衝撃性ポリスチレン、又は、シンジオタクチック
ポリスチレンと耐衝撃性ポリスチレンとポリフェニレン
オキシド等の各ポリマーブレンドブレンドが好ましい。

【００１３】上記ポリカーボネート系樹脂としては、直
鎖タイプ、分岐タイプ、長鎖分岐タイプ、直鎖ポリカー
ボネート−ポリジメチルシロキサン共重合体（以下、Ｐ
Ｃ−ＰＤＭＳ）、長鎖分岐ＰＣ−ＰＤＭＳ共重合体等が
挙げられる。また、これらポリカーボネートをブレンド
して使用しても良く、例えば分岐ポリカーボネートと直
鎖ポリカーボネートをブレンドして使用してもよい。こ
こで、分岐ポリカーボネートとは、典型的には二価フェ
ノール及びホスゲン又は炭酸エステル化合物を、分岐剤
及び必要に応じ末端停止剤の存在下に重合して得られる
ものをいう。直鎖ポリカーボネートとは、典型的には二
価フェノール及びホスゲンまたは炭酸エステル化合物
を、必要に応じ末端停止剤の存在下に重合して得られる
ものをいう。すなわち、分岐剤を用いない他は、分岐ポ
リカーボネート樹脂と同様である。この中で、発泡性の
観点から長鎖分岐タイプのポリカーボネート、難燃性の
観点から直鎖ＰＣ−ＰＤＭＳ共重合体が好ましく、これ
ら両方の観点から長鎖分岐ＰＣ−ＰＤＭＳ共重合体が特
に好ましい。

【００１４】上記多孔質フィラーは、細孔容積が０.０
１ｃｃ／ｇ以上、好ましくは０．２ｃｃ／ｇ以上、特に
好ましくは０．３ｃｃ／g以上であるか、又は比表面積
値が１０ｍ^２／ｇ以上、好ましくは４００ｍ^２／ｇ以
上、より好ましくは５００ｍ^２／ｇ以上、特に好ましく
は１０００ｍ^２／ｇ以上である。細孔容積が０.０１ｃ
ｃ／ｇ未満又は比表面積値が１０ｍ^２／ｇ未満では、発
泡剤を保持する能力が低下し、発泡セルが肥大化し、不
均質となり、発泡体の物性が低下する恐れがある。ここ
で、細孔容積及び比表面積値はＢＥＴ法（窒素吸着法）
により測定した値である。

【００１５】多孔質フィラーの形状は、板状、粉末状又
は繊維状でよい。粉末状である場合、粒子径としては、
好ましくは平均粒子径で１０ｎｍ〜５０μｍ、特に好ま
しくは１００ｎｍ〜３０μｍである。平均粒子径が１０
ｎｍ未満である場合は２次凝集が激しく、分散が困難と
なり、平均粒子径が５０μｍを超える場合は機械強度が
低下する恐れがある。繊維状である場合は、その繊維径
は、好ましくは２ｎｍ〜２０μｍ、特に好ましくは１０
ｎｍ〜１０μｍである。繊維径が２ｎｍ未満では、絡み
合いにより分散が困難であり、繊維径が２０μｍを超え
ると機械強度が低下する恐れがある。好ましい多孔質フ
ィラーとしては、多孔質シリカ、活性炭、ゼオライト、
シリカゲル又は繊維状活性炭（アドール、デキン：ユニ
チカ（株）製等）等がある。

【００１６】多孔質フィラーは、必要に応じてシランカ
ップリング剤、チタネート系カップリング剤、オルガノ
シロキサン等の反応性化合物により表面処理してもよ
い。樹脂マトリックスと多孔質フィラーとの界面接着性
をコントロールすることで発泡時における発泡剤の、多
孔質フィラーからのリリースの制御が期待できる。これ
らは樹脂マトリックスの熱可塑性樹脂の種類に応じて適
宜選定すればよい。上記表面処理剤の添加処理量は、熱
可塑性樹脂成分に対し０．１〜５重量％、より好ましく
は０．２〜３重量％、特に好ましくは０．３〜１重量％
である。５重量％を超えると、機械強度及び耐熱性が損
なわれる恐れがある。

【００１７】発泡剤に超臨界状流体を用いる場合は、多
孔質フィラーは吸水していない方が、発泡セルを均一に
するうえで有効である。吸水量は多孔質フィラーに対
し、５重量％以下、好ましくは２重量％以下、特に好ま
しくは１重量％以下である。

【００１８】上述の熱可塑性樹脂及び多孔質フィラーの
他に、熱可塑性樹脂の溶融張力を調整し、発泡体の発泡
セルの大きさを制御するために、溶融張力調整剤を添加
してもよい。溶融張力調整剤としては以下のものがあ
る。（１）分岐鎖構造を有する熱可塑性樹脂熱可塑性樹脂に分岐鎖構造を有する熱可塑性樹脂を使用
してもよいが、通常の直鎖タイプの熱可塑性樹脂に分岐
鎖構造を有する熱可塑性樹脂を適宜配合してもよい。分
岐剤としては、熱可塑性樹脂分子の基本骨格と同一また
は類似の骨格からなり３官能以上の反応基を有していれ
ば良い。例えば、ポリスチレンであれば、トリビニルベ
ンゼン等の分岐剤が挙げられ、これらを０．１〜５重量
％程度含むスチレンモノマーを重合して得られた重合体
が使用でき、ポリカーボネートであれば、分岐剤として
は１，１，１−トリス（４−ヒドロキシフェニル）エタ
ンが好適に用いることができる。（２）高分子量アクリル系樹脂熱可塑性樹脂の分子構造中に分岐構造を有するもの以外
に、高分子量アクリル系樹脂を添加して同様の高溶融張
力を発現させることができる。高分子量アクリル系樹脂
の重量平均分子量としては３０万以上が好ましく、２０
０万以上がより好ましい。三菱レーヨン（株）社製Ｐ５
３０Ａ，Ｐ５５１Ａ等が適用できる。（３）ポリテトラフルオロエチレン溶融張力が向上するフィブリル形成能を有するものが好
適である。（４）ポリテトラフルオロエチレン含有複合粉体三菱レーヨン（株）社製Ａ３０００等を用いることがで
きる。上記（１）〜（４）をそれぞれ単独で使用しても
良く、又は混合して使用してもよい。

【００１９】熱可塑性樹脂組成物が上記熱可塑性樹脂及
び多孔質フィラーにより構成される場合、熱可塑性樹脂
の熱可塑性樹脂組成物に占める量としては、好ましくは
５０〜９９．９重量％、より好ましくは７０〜９９．９
重量％、特に好ましくは９０〜９９．９重量％である。
熱可塑性樹脂の量が少なすぎると、流動性の不足や、機
械強度が低下する恐れがある。多孔質フィラーの添加量
としては、用途、要求特性、多孔質フィラーの種類及び
比表面積にもよるが、好ましくは０．１〜５０重量％、
より好ましくは０．１〜３０重量％、特に好ましくは
０．１〜１０重量％である。配合量が０．１重量％未満
では発泡効果が認められず、５０重量％を超えると発泡
セルが肥大化し発泡体の機械強度が低下する。

【００２０】また、熱可塑性樹脂組成物が熱可塑性樹
脂、多孔質フィラー及び溶融張力調整剤により構成され
る場合、熱可塑性樹脂の熱可塑性樹脂組成物に占める量
としては、上記と同じ理由により、好ましくは４５〜９
９．９重量％、より好ましくは６５〜９９．９重量％、
特に好ましくは８７〜９９．９重量％である。多孔質フ
ィラーの添加量は、上記と同様に、好ましくは０．１〜
５０重量％、より好ましくは０．１〜３０重量％、特に
好ましくは０．１〜１０重量％である。溶融張力調整剤
の添加量は、樹脂マトリックスである熱可塑性樹脂、用
途、要求特性に応じて適宜選定すればよいが、好ましく
は０．１〜１０重量％、より好ましくは０．２〜５重量
％、特に好ましくは０．５〜３重量％である。添加量が
０．１重量％未満では、マトリックス樹脂の分子量、分
岐構造の有無にもよるが、セルが合一して肥大化する恐
れがあり、１０重量％を超えるとコストアップになる
他、マトリックス樹脂本来の特性を損なう恐れがある。

【００２１】さらに、上記熱可塑性樹脂組成物に、酸化
防止剤を添加してもよい。熱可塑性樹脂がポリカーボネ
ート系樹脂の場合は、ホスファイト系、芳香族ホスフィ
ン系の酸化防止剤が好ましく、配合量としては０．０１
〜０．５重量％が好ましい。用途、要求特性に応じて選
定することができる。

【００２２】その他、アルミナ、窒化珪素、タルク、マ
イカ、酸化チタン、カーボンブラック、溶融シリカ、粘
土化合物（モンモリロナイト、カオリナイト等）、ガラ
スビーズ、ガラスフレーク等の無機フィラーを添加して
もよい。粒度・形状に特に制限はなく、配合量として
は、０．１〜５重量％が好ましいが、用途、要求特性に
応じて選定することができる。また、ガラス繊維、炭素
繊維等の強化繊維を添加してもよい。難燃性が必要な場
合には、リン系／ポリテトラフルオロエチレン、金属塩
／ポリテトラフルオロエチレン、オルガノポリシロキサ
ン／ポリテトラフルオロエチレン、ノンデカブロム系、
水酸化マグネシウム等の難燃剤を添加してもよい。この
ような熱可塑性樹脂組成物は単軸押出機、二軸押出機等
により溶融混練し、成形、造粒（ペレット化）等でき
る。

【００２３】次に本発明の発泡体及びその製造方法につ
いて説明する。上記の熱可塑性樹脂組成物、又はこの組
成物を予め溶融混練し造粒したものを、発泡させて発泡
体にすることができる。本発明の発泡体の発泡セルの最
大セル径は、好ましくは５０μｍ以下、より好ましくは
２０μｍ以下である。最大セル径が５０μｍより大きい
場合は発泡体の機械的強度が低下する恐れがある。

【００２４】熱可塑性樹脂組成物を発泡させる際には、
水、空気、窒素、二酸化炭素、その他成形材料に対して
不活性な気体等の流体、超臨界状流体、亜臨界状流体等
の発泡剤を用いる。

【００２５】発泡剤として水を使用するときは、樹脂発
泡体の製造装置として通常の樹脂成形機、例えば射出成
形機、押出成形機等が使用できる。具体的には、未乾燥
状態の熱可塑性樹脂組成物、あるいは熱可塑性樹脂組成
物を予め溶融混練したペレットを恒温恒湿槽に入れる等
の方法により吸湿させて、押出成形機に投入し溶融混練
し成形する。水の吸湿量は、多孔質フィラーの総重量を
１００重量部として好ましくは１〜１０重量部、より好
ましくは２〜５重量部である。水分が１重量部未満で
は、発泡剤としての機能が発揮されず、１０重量部を超
えると、粗大な発泡セルを形成し、得られる熱可塑性樹
脂組成物の機械物性が低下する恐れがある。この製造方
法においては、水が多孔質フィラーに吸着して、多孔質
フィラーが水の溶融樹脂への溶解性（溶解・含浸性）を
向上させると同時に核剤としても作用する。その結果、
満足なセル密度及びセルの均一性を有する発泡体を得る
ことができる。

【００２６】発泡剤として超臨界状流体を使用するとき
は、超臨界状流体を供給して、その超臨界状流体を熱可
塑性樹脂組成物に溶解・含浸する。そのための装置とし
ては特に制限はないが、例えば、射出成形機、押出成形
機、オートクレーブ等が使用できる。超臨界状流体の含
浸方法としては、例えば射出成形、押出成形の場合のよ
うに、超臨界状流体を熱可塑性樹脂組成物の溶融混練時
に供給して含浸させることができる。また、予め成形し
た熱可塑性樹脂組成物に超臨界状流体を含浸させてもよ
い。例えば、成形した熱可塑性樹脂組成物をオートクレ
ーブ内に置いて超臨界状流体を含浸させる（バッチ
式）。

【００２７】発泡剤として作用する超臨界状流体は、上
記熱可塑性樹脂組成物に溶け込むことができかつ不活性
であれば特に限定はされないが、安全性、コスト等の面
から二酸化炭素や窒素又はこれらの混合ガスが好まし
い。超臨界状流体を熱可塑性樹脂組成物に浸透させる方
法としては、超臨界状流体を加圧または減圧した状態で
注入する方法や、液体状態の不活性ガスをプランジャー
ポンプ等で注入する方法がある。超臨界状ガスを熱可塑
性樹脂組成物に浸透させる場合の圧力は、浸透させる超
臨界状流体の臨界圧以上を必須とし、より浸透速度を向
上させるためには、１５ＭＰａ以上、さらに好ましくは
２０ＭＰａ以上である。超臨界状流体は、その種類にも
よるが、熱可塑性樹脂組成物１００重量部に対し、好ま
しくは０．１〜２０重量部、より好ましくは０．５〜１
０重量部、特に好ましくは１〜５重量部浸透させる。超
臨界状流体が０．１重量部よりも少ないと、微細な発泡
セルを得ることができず、２０重量部よりも多いと発泡
体表面に外観不良が生じ、粗大な発泡セルが生成しやす
くなる恐れがある。

【００２８】熱可塑性樹脂組成物に超臨界状流体を含浸
させた後、超臨界状態を温度及び／又は圧力を下げるこ
とにより解除させて発泡させる。例えば、熱可塑性樹脂
組成物が可塑化している温度で、系内の圧力を下げるこ
とにより、超臨界状流体を膨張させて発泡体を得る。ま
た、射出成形機を用いる場合は、超臨界状流体を含浸さ
せた熱可塑性樹脂組成物を金型内に充填させると温度が
下がって超臨界状態が解除される。

【００２９】上記製法による発泡体は、超臨界状流体の
優れた溶解性と優れた拡散性に加え、多孔質フィラーが
超臨界状流体を吸着することにより、熱可塑性樹脂組成
物への超臨界状流体の含浸量が向上するため、微細で均
一な発泡セルを形成することができ、その結果、機械的
強度が高く、且つ軽量な樹脂発泡体を得ることができ
る。特に、バッチ式においては、本発明の組成物を用い
ることにより超臨界流体の中に置く時間をかなり短縮で
きる。また、超臨界状流体に窒素を使用した場合は、地
球環境に影響を与えることがなく、環境面に配慮した発
泡体の製造法であるといえる。

【００３０】本発明の発泡体は満足なセル密度及びセル
の均一性を有するので、ＯＡ電気電子、自動車、建築等
分野の部材、高反射材、断熱材、遮音材、緩衝材、低比
重材、分離膜、燃料電池セパレーター、低誘電体、各種
軽量化構造体、光学機器ベース、光コネクター、光ピッ
クアップ又はランプリフレクター等に使用できる。

【００３１】[実施形態]以下、本発明の発泡体の製造方
法について図面を用いて説明する。この実施形態では、
超臨界状流体を用いて射出成形により発泡体を製造す
る。

【００３２】図１は本発明の発泡体を製造するための射
出成形機の模式図である。この射出成形機１は、上記の
熱可塑性樹脂組成物と超臨界状流体から所定形状の発泡
体である射出成形品を製造する機械であり、射出成形機
本体１１と、金型１２とを備える。また、超臨界状流体
を射出成形機内に導入するため、射出成形機本体１１の
シリンダ１１１に超臨界状流体導入装置２１が設けられ
ている。この超臨界状流体導入装置２１は、原料ガスが
充填されているガスボンベ２１１と、ガスボンベ２１１
からの原料ガスを臨界圧力まで昇圧する昇圧機２１２
と、臨界圧力まで昇圧された超臨界状ガスのシリンダ１
１１内への導入量を制御する制御ポンプ２１３とを備え
る。

【００３３】次に、この射出成形機１を用いた発泡体の
製造方法について説明する。まず、熱可塑性樹脂組成
物、及び必要に応じて各種添加剤をホッパ１１３からシ
リンダ１１１内に投入する。ガスボンベ２１１を開き、
窒素ガスを昇圧機２１２で臨界圧力以上、臨界温度以上
に昇圧、昇温する。制御ポンプ２１３を開き、超臨界状
流体をシリンダ１１１内に導入し、熱可塑性樹脂組成物
が可塑化している部位に浸透させる（浸透工程）。

【００３４】次に、スクリュー１１２によりシリンダ１
１１内の原料を移動させ、金型１２内の隙間１２１に導
入する（導入工程）。この際、超臨界状流体が、原料が
金型１２内への導入が終了するまでは、超臨界状態を維
持するため、型締を加えたり、カウンタープレッシャー
をかけておいてもよい（臨界状態維持工程）。金型１２
に接する熱可塑性樹脂組成物の表面にスキン層が形成さ
れ、その内部が溶融状態である間に、金型１２の可動金
型１２Ｂを後退させ、減圧させて発泡させる（圧力低下
工程）。さらに、冷却、固化し、所定の冷却時間が経過
したら、金型１２を開き、成形品を取り出す。

【００３５】[実施例] （発泡用熱可塑性樹脂組成物の製造）実施例１〜２０表１に示す、熱可塑性樹脂、多孔質フィラー及び溶融張
力調整剤等の各種添加剤から構成される配合組成物を、
二軸混練押出機（３５ｍｍφ）を用いて、表１記載の温
度条件にてスクリュー回転数３００ｒｐｍで混練し、各
実施例のペレットを得た。尚、多孔質フィラーの詳細に
ついては表２に示す。また、実施例１〜７は熱可塑性樹
脂にポリカーボネート（以下、ＰＣ）を、実施例８〜１
１はポリフェニレンスルフィド系樹脂を、実施例１２〜
１７は耐衝撃性ポリスチレンのポリマーブレンドを、実
施例１８〜２０は分岐ポリプロピレンを使用し、多孔質
フィラーを添加した試料である。

【００３６】比較例１〜４表１に示す、配合組成、混練温度にて、実施例１と同様
に各比較例のペレットを得た。比較例１〜３はＰＣを、
比較例４は熱可塑性樹脂に分岐ポリプロピレン使用し、
多孔質フィラーを添加しない試料である。

【００３７】

【表１】

【００３８】

【表２】

【００３９】（発泡体の製造：発泡剤として超臨界状流
体を用いた射出成形法）実施例２１〜３７実施例１〜１７記載のペレットを、マイクロセルラー発
泡用射出成形機（ＪＳＷ社製、１８０トン）及び１４０
ｍｍ角×２ｍｍ厚の板状形状の金型によりマイクロセル
ラー発泡成形し試験片を得た。このときの射出成形機シ
リンダーへの窒素ガスの注入条件は１５ＭＰａの圧力下
で、窒素ガスの注入量は０．３重量部であった。この試
験片のゲート部及び流動末端部位の発泡倍率を測定し
た。実施例２１〜３７、以下に示す実施例３８、比較例
５〜８の発泡成形条件、及び発泡倍率を表３に示す。
尚、発泡倍率は、発泡前の密度を発泡後の密度で除して
求めた。試料の断面を、走査型電子顕微鏡により倍率５
００倍で観察して、発泡セル径を測定した。観察範囲は
約０．２５ｍｍ×０．２０ｍｍであり、その範囲におけ
る実施例２４の試験片の流動末端部の最小〜最大セル径
は２〜１３μｍであった。得られた試料の発泡倍率の測
定結果から、試料中で発泡セルが均一に形成しているこ
と、及び比較例と比べて高発泡倍率の成形品が成形可能
であることが確認できた。

【００４０】

【表３】

【００４１】比較例５〜８比較例１〜４で作製したペレットを用いた他は、実施例
２１と同じ条件で試験片を作製した。

【００４２】（発泡体の製造：発泡剤として水を使用し
た射出成形法）実施例３８実施例２で作製したペレットを、恒温恒湿槽で１２０
℃、湿度９０％ＲＨの条件で２４時間吸湿させ、上記マ
イクロセルラー発泡用射出成形機により窒素ガスは注入
せずに成形した。このときのペレットの吸水量は０．２
５重量部であった。得られた試料の発泡倍率の測定結果
から、試料中で発泡セルが均一に形成していることが確
認できた。

【００４３】（発泡体の製造：発泡剤として超臨界状流
体を用いたバッチ法）実施例３９〜４８実施例１〜７及び１８〜２０記載のペレットを用い、上
記射出成形法における成形温度と同一設定温度にてプレ
スフィルム（厚さ３００μm）を作製した。得られたフ
ィルムを幅１０ｍｍ、長さ５０ｍｍに切り出して、オー
トクレーブ中に投入し、任意の含浸温度にて超臨界状流
体状態の二酸化炭素を１５ＭＰａで３０分間含浸した
後、任意の発泡温度にて急減圧を行った後、室温まで冷
却し発泡体を得た。この発泡体外観観察及びその発泡倍
率を測定した。実施例３９〜４８及び以下に示す比較例
９〜１２の発泡成形条件、外観観察及び発泡倍率を表４
に示す。尚、外観観察において、良好とは、成形体全体
が均一に白化している状態であり、不良とは白化の程度
が部位により差異がある状態である。また、実施例４２
の最小〜最大セル径を実施例２４と同様に測定した結
果、試験片の流動末端部の最小〜最大セル径は１μｍ未
満〜７μｍであった。

【００４４】

【表４】

【００４５】比較例９〜１２比較例１〜４で作製した混練ペレットを用いた他は、実
施例３９と同じ条件で試験片を作製した。但し、比較例
１２については含浸温度２００℃、発泡温度１６５℃の
条件で行った。得られた試料の発泡倍率の測定結果か
ら、比較例と比べて高発泡倍率であり、外観も良好な成
形品が得られることが確認できた。

【００４６】

【発明の効果】本発明によれば、発泡倍率が高く発泡構
造が均一な発泡用熱可塑性樹脂組成物及びその発泡体を
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の発泡体を製造するための射出成形機の
模式図である。

【符号の説明】１射出成形機１１射出成形機本体１１１シリンダ１１２スクリュー１１３ホッパー１１４油圧装置１１５ノズル１２金型１２Ｂ金型１２の可動金型１２１金型１２内の隙間２１超臨界状流体導入装置２１１ガスボンベ２１２ガスを臨界圧力まで昇圧する昇圧機２１３導入量を制御する制御ポンプ

フロントページの続き (72)発明者立松裕章千葉県市原市姉崎海岸１番地１Ｆターム(参考） 4F074 AA00 AA17 AA24 AA32 AA39 AA46 AA48 AA49 AA57 AA66 AA67 AA70 AA71 AA74 AA77 AA87 AA98 AC02 AC32 AC36 AE07 AG20 BA32 BA33 BA34 CA22 CA29 CC10X DA03 4J002 AA011 AA012 BB121 BC041 BD152 BG002 BN141 CG001 CN011 DA016 DE027 DJ006 DJ016 FA046 FA096 FD202 FD327

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（ａ）熱可塑性樹脂４５〜９９．９重量
％、及び（ｂ）粉末状又は繊維状の多孔質フィラー０．１〜５０
重量％、（ｃ）溶融張力調整剤０〜１０重量％、を含む、発泡用
熱可塑性樹脂組成物。
【請求項２】（Ａ）熱可塑性樹脂４５〜９９．９重量
％、（Ｂ）粉末状又は繊維状の多孔質フィラー０．１〜５０
重量％、（Ｃ）溶融張力調整剤０〜１０重量％、及び（Ｄ）発泡セル、を含む発泡体。
【請求項３】前記発泡セルの最大セル径が５０μｍ以
下である請求項２に記載の発泡体。
【請求項４】前記多孔質フィラーの細孔容積値が０．
０１ｃｃ／ｇ以上又は比表面積値が１０ｍ^２／ｇ以上で
ある請求項２又は３に記載の発泡体。
【請求項５】前記多孔質フィラーが、平均粒子径５０
μｍ以下のシリカ、活性炭、ゼオライト、シリカゲル又
は繊維径２０μｍ以下の繊維状活性炭である請求項２〜
４のいずれか一項に記載の発泡体。
【請求項６】前記溶融張力調整剤が、下記のいずれか
である請求項２〜５のいずれか一項に記載の発泡体。（１）分岐鎖構造を有する熱可塑性樹脂（２）高分子量アクリル樹脂（３）フィブリル形成能を有するポリテトラフルオロエ
チレン（４）ポリテトラフルオロエチレンとアクリル樹脂の複
合体
【請求項７】前記熱可塑性樹脂が、ポリカーボネート
系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、
アクリロニトリル―ブタジエン―スチレン共重合体（Ａ
ＢＳ樹脂）、ポリスチレン系樹脂、ポリエチレンテレフ
タレート、ポリブチレンテレフタレート、アクリロニト
リル―スチレン共重合体（ＡＳ樹脂）、シンジオタクチ
ックポリスチレン、ポリフェニレンオキシド、ポリアセ
タール、ポリメタクリル酸メチル樹脂、ポリフェニレン
スルフィド、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、
ポリアミド、ポリイミド又はポリエチレンナフタレート
である請求項２〜６のいずれか一項に記載の発泡体。
【請求項８】前記熱可塑性樹脂が、ポリカーボネート
系樹脂と下記のいずれかより選ばれる樹脂との組み合わ
せからなるポリマーブレンドである請求項２〜６のいず
れか一項に記載の発泡体。ポリエチレン系樹脂、ポリプ
ロピレン系樹脂、アクリロニトリル―ブタジエン―スチ
レン共重合体（ＡＢＳ樹脂）、ポリスチレン系樹脂、ポ
リエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレー
ト、アクリロニトリル―スチレン共重合体（ＡＳ樹
脂）、シンジオタクチックポリスチレン、ポリフェニレ
ンオキシド、ポリアセタール、ポリメタクリル酸メチ
ル、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルスルホ
ン、ポリアリレート、ポリアミド、ポリイミド又はポリ
エチレンナフタレート
【請求項９】前記ポリカーボネート系樹脂が、分岐ポ
リカーボネート単独又は分岐ポリカーボネートと直鎖ポ
リカーボネートとのポリマーブレンド又はポリカーボネ
ート−ポリジメチルシロキサン共重合体である請求項７
又は８に記載の発泡体。
【請求項１０】前記熱可塑性樹脂が下記のいずれかよ
り選ばれるポリマーブレンドである、請求項２〜６のい
ずれか一項に記載の発泡体。（１）ポリフェニレンスルフィド及び分岐ポリフェニレ
ンスルフィド（２）シンジオタクチックポリスチレン及び耐衝撃性ポ
リスチレン（３）シンジオタクチックポリスチレン、耐衝撃性ポリ
スチレン及びポリフェニレンオキシド
【請求項１１】請求項１に記載の発泡用熱可塑性樹脂
組成物に発泡剤を含浸させ、前記多孔質フィラーに前記
発泡剤を吸着させて、前記発泡剤を発泡させる発泡体の
製造方法。
【請求項１２】前記発泡剤が、水分、超臨界状流体又
は亜臨界状流体である請求項１１に記載の発泡体。
【請求項１３】請求項１１又は１２に記載の製造方法
により製造される発泡体。