JP2005240025A - Thick foam molded article and method for producing the same - Google Patents
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Abstract
【課題】
本発明は結晶性の熱可塑性樹脂発泡粒子を型内成形して得られる肉厚発泡成形体において、成形体内部まで発泡粒子の融着性に優れる肉厚発泡成形体及びその製造方法を提供するものである。
【解決手段】
本発明は、熱可塑性樹脂の発泡粒子を型内成形して得られる、直径200mmの球を切り出し得る大きさの発泡成形体において、上記発泡粒子が、結晶性の熱可塑性樹脂からなる発泡状態の芯層と、芯層を構成する熱可塑性樹脂の融点よりも融点が15℃以上低い結晶性ポリオレフィン重合体又は芯層を構成する熱可塑性樹脂のビカット軟化温度よりもビカット軟化温度が15℃以上低い非結晶性ポリオレフィン重合体からなる実質的に非発泡状態の被覆層とから構成されており、発泡成形体の内部における発泡粒子の融着率が50%以上であることを特徴とする肉厚発泡成形体およびその製造方法に係る。
【選択図】 図1
【Task】
The present invention provides a thick foamed molded article obtained by in-mold molding of crystalline thermoplastic resin foamed particles, and a method for producing the same, which is excellent in the fusibility of the foamed particles up to the inside of the molded body. Is.
[Solution]
The present invention relates to a foamed molded product having a size capable of cutting out a sphere having a diameter of 200 mm obtained by in-mold molding of foamed particles of a thermoplastic resin, wherein the foamed particles are in a foamed state made of a crystalline thermoplastic resin. The Vicat softening temperature is 15 ° C. or more lower than the Vicat softening temperature of the core layer and the crystalline polyolefin polymer whose melting point is 15 ° C. or more lower than the melting point of the thermoplastic resin constituting the core layer or the thermoplastic resin constituting the core layer. A thick foam characterized by comprising a substantially non-foamed coating layer made of an amorphous polyolefin polymer and having a fusion rate of the foamed particles in the foamed molded product of 50% or more The present invention relates to a molded body and a manufacturing method thereof.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、結晶性の熱可塑性樹脂の発泡粒子を型内成形して得られる内部融着性に優れた肉厚の発泡成形体およびその製造方法に関する。 The present invention relates to a thick foam molded article having excellent internal fusion properties obtained by in-mold molding foamed particles of a crystalline thermoplastic resin, and a method for producing the same.
ポリエチレン樹脂やポリプロピレン樹脂等、熱流束示差走査熱量測定において明確な吸熱ピークを示す結晶性の熱可塑性樹脂の発泡体は、耐薬品性に優れ、緩衝性に優れ、脆性において欠けにくいといった理由から各種の緩衝材等として好適に使用されている。 Crystalline thermoplastic resin foams, such as polyethylene resins and polypropylene resins, that exhibit a clear endothermic peak in heat flux differential scanning calorimetry, have excellent chemical resistance, buffering properties, and are difficult to chip in brittleness. It is preferably used as a cushioning material.
結晶性の熱可塑性樹脂の発泡粒子を成形型のキャビティ内に充填し、発泡粒子をスチームにより加熱して相互に融着させる、型内成形と呼ばれる方法にて得られる発泡成形体(以下、単に「成形体」と記載することがある)は、これまで、その厚さは150〜200mmが限界とされている。その理由は、肉厚化に伴い発泡成形体の内部において、発泡粒子相互の融着が著しく低下する為である。この様な肉厚成形体の断面を観察すると外面から70〜80mm程度の深さまでしか十分に発泡粒子が融着していない。これは成形体中心部へのスチームの供給が不十分であり加熱不足に起因するものと考えられる。そこで発泡粒子の融着性を向上させるために、より高圧のスチームを用いると、成形直後の成形体の外面中央部の凹み(所謂、鼓形収縮)が増大し、型内成形後に成形体を50〜80℃程度に設定された室内で養生しても形状の回復が不可能な変形した成形体しか得られない。この変形を抑制するために、発泡粒子に空気を含浸させることにより発泡粒子の内部圧力を高めて成形する方法がある。しかし、その方法では、型内成形時に発泡粒子同士が十分融着する温度に至る前に発泡粒子が膨張してしまうため、キャビティ内の中心部分まで十分にスチームが供給されず、成形体の表層部の厚さ数mmのみに存在する発泡粒子同士が十分に融着し、内部の発泡粒子同士は融着しない状態(所謂、ざくろ現象)となってしまう。 A foam molded body obtained by a method called in-mold molding (hereinafter simply referred to as in-mold molding) in which foamed particles of a crystalline thermoplastic resin are filled in a cavity of a molding die and the foamed particles are heated by steam and fused together. Until now, the thickness of the “molded body” may be 150 to 200 mm. The reason is that the fusion between the expanded particles is remarkably reduced inside the expanded molded body as the thickness is increased. When the cross section of such a thick molded body is observed, the expanded particles are sufficiently fused only to a depth of about 70 to 80 mm from the outer surface. This is considered to be due to insufficient supply of steam to the center of the molded body and insufficient heating. Therefore, when higher pressure steam is used to improve the fusibility of the expanded particles, the dent (so-called hourglass shrinkage) at the center of the outer surface of the molded body immediately after molding increases, and the molded body is molded after in-mold molding. Only a deformed molded body whose shape cannot be recovered even after curing in a room set at about 50 to 80 ° C. can be obtained. In order to suppress this deformation, there is a method in which the foam particles are impregnated with air to increase the internal pressure of the foam particles. However, in that method, the foamed particles expand before reaching a temperature at which the foamed particles are sufficiently fused during molding in the mold, so that steam is not sufficiently supplied to the central portion in the cavity, and the surface layer of the molded body Foamed particles existing only in the thickness of several millimeters are sufficiently fused together, and the foamed particles inside are not fused together (so-called pomegranate phenomenon).
この様に、結晶性の熱可塑性樹脂の発泡粒子の型内成形においては、内部融着性に優れた肉厚の成形体を得ることが不可能であり、結晶性の熱可塑性樹脂発泡粒子を使用した成形体においては、ブロック状のポリスチレン樹脂発泡体の肉厚成形体をスライスしてボードを生産する方法のような、生産性の高いボード生産法が当業界においては懸案となっていた。 As described above, in the in-mold molding of the foamed particles of the crystalline thermoplastic resin, it is impossible to obtain a thick molded body excellent in internal fusion properties. In the molded body used, a highly productive board production method such as a method of slicing a thick molded body of a block-like polystyrene resin foam to produce a board has been a concern in the industry.
ポリオレフィン樹脂発泡粒子の型内成形により肉厚の発泡成形体を得る方法として、例えば、特許文献1に、発泡粒子を型内に導入後、融着が進行しない範囲内の所定の予熱温度に到達せしめた後、スチームの導入を停止するか又は導入しつつ所定温度で所定時間放置して蒸らした後に本加熱を行い成形することによる肉厚成形体の製造方法が開示されている。この方法は、成形工程において特定の予熱工程と蒸らし工程を採用することによって成形体内部の発泡粒子同士の融着性向上を図り、ポリオレフィン樹脂発泡粒子の型内成形においても、肉厚成形体の成形が可能であることを開示している。
As a method for obtaining a thick foamed molded article by in-mold molding of polyolefin resin foamed particles, for example, in
しかしながら、上記特許に記載された成形法は、一般的な成形機による型内成形にて行われている予め設定されたスチームの圧力制御による加熱方法ではなく、予熱工程において金型内面に温度センサーを設置し、雄雌金型のそれぞれの内面から3〜50mmの内側に成形体の温度検出センサーを複数個設置してこれによって成形体自体の温度を検知してスチーム圧力を制御する方法で、特別な制御機構を必要とし、ポリオレフィン発泡粒子の一般的な成形機をそのまま使用することが出来ないという問題点がある。
また、得られる成形体の発泡倍率が30倍を越える(見かけ密度が30g/Lを下回る)ような高発泡倍率のものを得ようとすると、内部圧力が高められた発泡粒子を型内成形する必要があるが、この場合には、成形体の表層部分の発泡粒子の膨張が極端に進行するため、厚み200mmを超えるような成形体でかつ成形体内部の発泡粒子の融着率(以下、「内部融着率」と記載することもある。)の高い成形体を得ることはできなかった。
However, the molding method described in the above-mentioned patent is not a heating method based on steam pressure control that is performed in advance by molding in a general molding machine, but a temperature sensor on the inner surface of the mold in the preheating process. In the method of controlling the steam pressure by detecting a temperature of the molded body itself by installing a plurality of temperature detection sensors of the molded body inside 3 to 50 mm from the inner surfaces of the male and female molds, There is a problem that a special control mechanism is required and a general molding machine for polyolefin foam particles cannot be used as it is.
In addition, when trying to obtain a foam having a high expansion ratio such that the expansion ratio of the obtained molded body exceeds 30 times (the apparent density is less than 30 g / L), the expanded particles having an increased internal pressure are molded in the mold. In this case, since the expansion of the foamed particles in the surface layer portion of the molded body is extremely advanced, the fusion rate of the foamed particles inside the molded body and the molded body with a thickness exceeding 200 mm (hereinafter, It was sometimes described as “internal fusion rate”.
また、特許文献2には、発泡粒子として結晶性の熱可塑性樹脂からなる発泡状態の芯層とエチレン重合体からなり、且つ実質的に非発泡状態である被覆層とから構成されている特定の構造を有する発泡粒子が提案されている。しかし、この特許に具体的に示されている発泡成形体は、縦200mm、横300mm、厚さ25mmの薄物成形体のみであり、内部融着性に優れた肉厚成形体については開示されていない。
本発明は、上記従来技術の課題に鑑み、結晶性の熱可塑性樹脂発泡粒子を型内成形して得られる発泡成形体において、肉厚の成形体内部まで発泡粒子相互の融着性に優れた肉厚発泡成形体およびその製造方法を提供することを目的とする。
さらに詳細には、本発明は、発泡状態の芯層と実質的に非発泡状態の被覆層とで構成される発泡粒子を型内成形して、発泡成形体の内部における発泡粒子相互の融着性に優れる肉厚発泡成形体を提供するものである。
In view of the above-described problems of the prior art, the present invention provides a foamed molded product obtained by in-mold molding of crystalline thermoplastic resin foamed particles, and has excellent fusion properties between the foamed particles up to the inside of the thick molded product. An object of the present invention is to provide a thick foam molded article and a method for producing the same.
More specifically, the present invention relates to a method in which foamed particles composed of a foamed core layer and a substantially non-foamed coating layer are molded in-mold, and the foamed particles are fused to each other inside the foamed molded product. The present invention provides a thick foam molded article having excellent properties.
すなわち本発明は、(1)熱可塑性樹脂の発泡粒子を型内成形して得られる、直径200mmの球を切り出し得る大きさの発泡成形体において、上記発泡粒子が、結晶性の熱可塑性樹脂からなる発泡状態の芯層と、芯層を構成する熱可塑性樹脂の融点よりも融点が15℃以上低い結晶性ポリオレフィン重合体又は芯層を構成する熱可塑性樹脂のビカット軟化温度よりもビカット軟化温度が15℃以上低い非結晶性ポリオレフィン重合体からなる実質的に非発泡状態の被覆層とから構成されており、発泡成形体の内部における発泡粒子の融着率が50%以上であることを特徴とする肉厚発泡成形体に関する。 That is, the present invention relates to (1) a foamed molded product having a size capable of cutting a sphere having a diameter of 200 mm obtained by in-mold molding of thermoplastic resin foamed particles, wherein the foamed particles are made of a crystalline thermoplastic resin. The vitrified softening temperature is higher than the vicat softening temperature of the foamed core layer and the crystalline polyolefin polymer having a melting point of 15 ° C. lower than the melting point of the thermoplastic resin constituting the core layer or the thermoplastic resin constituting the core layer. It is composed of a substantially non-foamed coating layer made of a non-crystalline polyolefin polymer having a low temperature of 15 ° C. or more, and the fusion rate of the foamed particles inside the foamed molded product is 50% or more. The present invention relates to a thick foam molded article.
好ましくは、(2)発泡成形体が、見かけ密度10g/L以上、30g/L未満、最小厚み300〜1000mmの立方体又は直方体であることを特徴とする上記(1)に記載の肉厚発泡成形体、(3)発泡粒子の芯層を構成する結晶性の熱可塑性樹脂が、ポリオレフィン樹脂であることを特徴とする上記(1)または(2)に記載の肉厚発泡成形体、(4)発泡粒子の芯層を構成する結晶性の熱可塑性樹脂が、ポリプロピレン樹脂であることを特徴とする上記(1)または(2)に記載の肉厚発泡成形体である。 Preferably, (2) the foamed molded article according to (1) above, wherein the foamed molded article is a cube or a rectangular parallelepiped having an apparent density of 10 g / L or more and less than 30 g / L and a minimum thickness of 300 to 1000 mm. (3) The thick foam molded article according to (1) or (2), wherein the crystalline thermoplastic resin constituting the core layer of the foamed particles is a polyolefin resin, (4) The thick foamed molded article according to (1) or (2) above, wherein the crystalline thermoplastic resin constituting the core layer of the foamed particles is a polypropylene resin.
また、本発明は(5)熱可塑性樹脂の発泡粒子をキャビティ内に充填し、発泡粒子をスチームにより加熱して相互に融着させて、直径200mmの球を切り出し得る大きさの発泡成形体を製造する方法において、上記発泡粒子が、結晶性の熱可塑性樹脂からなる発泡状態の芯層と、芯層を構成する熱可塑性樹脂の融点よりも融点が15℃以上低い結晶性ポリオレフィン重合体又は芯層を構成する熱可塑性樹脂のビカット軟化温度よりもビカット軟化温度が15℃以上低い非結晶性ポリオレフィン重合体からなる実質的に非発泡状態の被覆層とから構成されていることを特徴とする肉厚発泡成形体の製造方法に関する。 The present invention also provides (5) a foamed molded article having a size capable of cutting out a sphere having a diameter of 200 mm by filling foamed particles of a thermoplastic resin into a cavity, heating the foamed particles with steam and fusing them together. In the production method, the foamed particles comprise a foamed core layer made of a crystalline thermoplastic resin, and a crystalline polyolefin polymer or core having a melting point lower by 15 ° C. or more than the melting point of the thermoplastic resin constituting the core layer A meat characterized by comprising a substantially non-foamed coating layer comprising an amorphous polyolefin polymer having a Vicat softening temperature of 15 ° C. or more lower than the Vicat softening temperature of the thermoplastic resin constituting the layer The present invention relates to a method for producing a thick foam molded article.
好ましくは、(6)発泡粒子が、嵩密度10〜300g/L、内部圧力0.005MPa(G)以上であることを特徴とする上記(5)に記載の肉厚発泡成形体の製造方法、(7)発泡粒子をキャビティ内に充填し、本加熱時のスチーム圧力より0.05MPa以上低いスチーム圧力で発泡粒子を予備加熱し、次いで、高圧スチームで本加熱を行い発泡粒子を相互に融着させることを特徴とする上記(5)または(6)に記載の肉厚発泡成形体の製造方法、
を要旨とするものである。
Preferably, (6) the foamed particles have a bulk density of 10 to 300 g / L and an internal pressure of 0.005 MPa (G) or more, and the method for producing a thick foamed molded article according to (5) above, (7) Fill the foamed particles in the cavity, preheat the foamed particles at a steam pressure of 0.05 MPa or more lower than the steam pressure during the main heating, and then perform the main heating with high-pressure steam to fuse the foamed particles together. A method for producing a thick foam molded article according to (5) or (6), characterized in that
Is a summary.
本発明の発泡成形体は、直径200mmの球を切り出し得る肉厚の発泡成形体であって、かつ内部融着率が高いので、スライス、切削加工等の加工性に優れており、加工時に加工品が割れたり、破断したりすることがなく、またビーズ欠けが生じ難い。板状に切り出して緩衝材等として使用する場合、さらには、その板状製品を抜き加工等して緩衝材等として使用する場合であっても、発泡成形体の中心部に至る部分まで使用することができる。 The foamed molded product of the present invention is a thick foamed molded product capable of cutting out a sphere having a diameter of 200 mm, and has a high internal fusion rate, so it has excellent workability such as slicing and cutting, and is processed during processing. The product does not break or break, and the beads are not easily chipped. When cutting out into a plate shape and using it as a cushioning material, etc., even when the plate-like product is punched and used as a cushioning material, etc., it is used up to the center of the foamed molded product be able to.
また、発泡成形体をそのまま使用する場合、局部的に大きな荷重がかかったり、曲げ荷重がかかったりするような状態で使用されても破断が生じ難い。 Moreover, when using a foaming molding as it is, even if it uses it in the state where a big load is applied locally or a bending load is applied, it is hard to produce a fracture | rupture.
本発明によれば、上記の通り、特定の芯層と被覆層とからなる複合構造の発泡粒子を使用することにより、発泡成形体全体において発泡粒子相互の融着性が極めて良好である。また、内部圧力が高められた発泡粒子を使用して型内成形を行っても、内部融着率が大きく低下することが無いため、成形体内部の発泡粒子相互の融着性に優れた高発泡倍率の肉厚発泡成形体を製造することができる。 According to the present invention, as described above, by using the foamed particles having a composite structure composed of a specific core layer and a coating layer, the fusion property between the foamed particles in the entire foamed molded product is extremely good. In addition, even if in-mold molding is performed using expanded particles with an increased internal pressure, the internal fusion rate does not drop significantly, so the excellent fusion property between the expanded particles inside the molded product is excellent. A thick foamed molded article having an expansion ratio can be produced.
本発明の肉厚発泡成形体は、直径200mmの球を切り出し得る大きさの発泡成形体である。本発明において肉厚発泡成形体を、直径200mmの球を切り出し得る大きさの発泡成形体と表現した理由は次の通りである。最小寸法又は厚みで表現した場合、球状のものや凹凸があるような特殊な形状のものの場合には、その表現は適さない場合がある。一方、直径200mmの球の成形体と、一辺が200mmの直方体の成形体では、成形体の中心部付近での発泡粒子同士の十分な融着を達成するための困難性はほぼ同じである。例えば、外径が250mm、内径が200mm、高さが250mmの筒状成形体の場合、見掛け上は肉厚の成形体であるが、実質的な肉厚は50mmであり、成形体内部での発泡粒子同士の十分な融着を達成するための困難性は高くない。しかもこの形状では直径200mmの球を切り出すことはできない。以上のことを踏まえ、内部融着率を高めることが困難な肉厚発泡成形体の代表として、直径200mmの球を切り出し得る大きさの発泡成形体と表現した。 The thick foam molded article of the present invention is a foam molded article having a size capable of cutting a sphere having a diameter of 200 mm. The reason why the thick foam molded body is expressed as a foam molded body having a size capable of cutting out a sphere having a diameter of 200 mm in the present invention is as follows. When expressed by the minimum dimension or thickness, the expression may not be suitable for a spherical shape or a special shape having irregularities. On the other hand, in a sphere shaped body having a diameter of 200 mm and a cuboid shaped body having a side of 200 mm, the difficulty for achieving sufficient fusion of the expanded particles near the center of the shaped body is substantially the same. For example, in the case of a cylindrical molded body having an outer diameter of 250 mm, an inner diameter of 200 mm, and a height of 250 mm, it is an apparently thick molded body, but the substantial thickness is 50 mm. The difficulty for achieving sufficient fusion between the expanded particles is not high. In addition, a sphere having a diameter of 200 mm cannot be cut out with this shape. Based on the above, as a representative of a thick foamed molded article in which it is difficult to increase the internal fusion rate, it was expressed as a foamed molded article having a size capable of cutting a sphere having a diameter of 200 mm.
本発明で使用される発泡粒子は、発泡状態の芯層と実質的に非発泡状態の被覆層とから構成される複合構造を有する。該芯層は、結晶性の熱可塑性樹脂にて構成される。本発明において、結晶性の熱可塑性樹脂とは、JIS K7121(1987)に記載の「一定の熱処理を行った後、融解温度を測定する場合」を採用し(尚、試験片の状態調節における加熱速度と冷却速度は、いずれも、10℃/分とする。)、熱流束示差走査熱量測定装置(以下「DSC装置」という)を使用し、加熱速度10℃/分にてDSC曲線を描かせた際に、得られたDSC曲線に熱可塑性樹脂の融解に伴う吸熱ピークを示す熱可塑性樹脂を意味する。 The expanded particles used in the present invention have a composite structure composed of a foamed core layer and a substantially non-foamed coating layer. The core layer is made of a crystalline thermoplastic resin. In the present invention, the crystalline thermoplastic resin employs “when melting temperature is measured after performing a certain heat treatment” described in JIS K7121 (1987) (in addition, heating in condition adjustment of the test piece) Use a heat flux differential scanning calorimeter (hereinafter referred to as “DSC device”) and draw a DSC curve at a heating rate of 10 ° C./min. It means a thermoplastic resin that exhibits an endothermic peak accompanying melting of the thermoplastic resin in the obtained DSC curve.
本発明に使用される発泡粒子の芯層を構成する結晶性の熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリプロピレン樹脂,ポリエチレン樹脂,ポリブテン樹脂,ポリメチルペンテン樹脂などのポリオレフィン樹脂、結晶性のポリスチレン樹脂、熱可塑性ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、フッ素樹脂などが挙げられるが、プロピレン単独重合体、プロピレンとプロピレン以外のα−オレフィン又は/及びエチレンとから得られるポリプロピレンのランダム共重合体やポリプロピレンのブロック共重合体が好ましい。 Examples of the crystalline thermoplastic resin constituting the core layer of the expanded particles used in the present invention include polyolefin resins such as polypropylene resin, polyethylene resin, polybutene resin, and polymethylpentene resin, crystalline polystyrene resin, and thermal resin. Plastic polyester resins, polyamide resins, fluororesins, and the like are mentioned. Propylene homopolymers, polypropylene random copolymers and polypropylene block copolymers obtained from propylene and α-olefins other than propylene and / or ethylene preferable.
尚、上記で例示したポリオレフィン樹脂とは、オレフィンから得られる構造単位が50モル%以上、好ましくは60モル%以上、より好ましくは80モル%〜100モル%存在する樹脂を意味する。これと同様に、ポリプロピレン樹脂とは、プロピレンから得られる構造単位が50モル%以上、好ましくは60モル%以上、より好ましくは80モル%〜100モル%存在する樹脂を意味する。好ましいポリプロピレン樹脂の具体例としては、プロピレン単独重合体、プロピレンと他のモノマーとの共重合体、又はこれらの2以上の混合物が挙げられる。これと同様に、例えばポリエチレン樹脂とは、エチレンから得られる構造単位が50モル%以上、好ましくは60モル%以上、より好ましくは80モル%〜100モル%存在する樹脂を意味する。 The polyolefin resin exemplified above means a resin in which the structural unit obtained from the olefin is 50 mol% or more, preferably 60 mol% or more, more preferably 80 mol% to 100 mol%. Similarly, the polypropylene resin means a resin in which the structural unit obtained from propylene is 50 mol% or more, preferably 60 mol% or more, more preferably 80 mol% to 100 mol%. Specific examples of preferred polypropylene resins include propylene homopolymers, copolymers of propylene and other monomers, or mixtures of two or more thereof. Similarly, for example, a polyethylene resin means a resin in which a structural unit obtained from ethylene is 50 mol% or more, preferably 60 mol% or more, more preferably 80 mol% to 100 mol%.
また、本発明においては、上記のポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂などのポリオレフィン樹脂に、他の熱可塑性重合体を混合することもできる。上記他の熱可塑性重合体の添加量は、ポリオレフィン樹脂100重量部に対して、好ましくは100重量部以下、より好ましくは50重量部以下、さらに好ましくは30重量部以下、特に好ましくは15重量部以下、最も好ましくは5重量部以下の範囲で混合される。 In the present invention, another thermoplastic polymer may be mixed with the polyolefin resin such as polypropylene resin and polyethylene resin. The addition amount of the other thermoplastic polymer is preferably 100 parts by weight or less, more preferably 50 parts by weight or less, still more preferably 30 parts by weight or less, and particularly preferably 15 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polyolefin resin. Hereinafter, it is most preferably mixed in the range of 5 parts by weight or less.
本発明において上記芯層を構成する樹脂には、触媒中和剤、滑剤、結晶核剤等の添加剤を含有させることができる。但し、本発明の目的を阻害しない範囲内で、できる限り少量であることが望ましい。上記添加剤の添加量は、添加物の種類や使用目的にもよるが、上記結晶性の熱可塑性樹脂100重量部に対して、40重量部以下が好ましく、より好ましくは、30重量部以下であり、さらに好ましくは0.001〜15重量部がよい。 In the present invention, the resin constituting the core layer may contain additives such as a catalyst neutralizing agent, a lubricant and a crystal nucleating agent. However, it is desirable that the amount be as small as possible within the range not impairing the object of the present invention. The addition amount of the additive is preferably 40 parts by weight or less, more preferably 30 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the crystalline thermoplastic resin, although it depends on the kind of additive and the purpose of use. Yes, more preferably 0.001 to 15 parts by weight.
上記結晶性の熱可塑性樹脂としては、発泡粒子の高圧スチームによる型内成形における熱加工性及び耐熱性等を考慮すると、融点(Tm)が100℃〜250℃のものが好ましく、110℃〜170℃のものが更に好ましく、120℃〜165℃のものが特に好ましい。また、上記結晶性の熱可塑性樹脂は、ビカット軟化温度が70℃〜200℃のものが好ましく、90℃〜160℃のものが更に好ましく、110℃〜150℃のものが特に好ましい。 The crystalline thermoplastic resin preferably has a melting point (Tm) of 100 ° C. to 250 ° C., and 110 ° C. to 170 ° C. in view of thermal processability and heat resistance in in-mold molding with high-pressure steam of expanded particles. The thing of 120 degreeC is still more preferable, and the thing of 120 to 165 degreeC is especially preferable. The crystalline thermoplastic resin preferably has a Vicat softening temperature of 70 ° C to 200 ° C, more preferably 90 ° C to 160 ° C, and particularly preferably 110 ° C to 150 ° C.
本明細書において、融点(Tm)は、JIS K7121(1987)に記載の「一定の熱処理を行った後、融解温度を測定する場合」を採用し(尚、試験片の状態調節における加熱速度と冷却速度は、いずれも、10℃/分とする。)、DSC装置を使用して加熱速度10℃/分にてDSC曲線を描かせ、得られたDSC曲線上の樹脂の融解に伴う吸熱ピークの頂点温度として求められる値である。尚、DSC曲線上に複数の吸熱ピークが観測された場合には、高温側のベースラインを基準に吸熱ピークの頂点高さが最も高い吸熱ピークの頂点温度を融点とする。また、最も高い頂点高さを示す吸熱ピークが複数ある場合には、それら吸熱ピークの頂点温度の相加平均値を融点とする。 In this specification, as the melting point (Tm), “when melting temperature is measured after performing a certain heat treatment” described in JIS K7121 (1987) is adopted (in addition, the heating rate in adjusting the condition of the test piece) The cooling rate is 10 ° C./min in all cases.) A DSC curve is drawn at a heating rate of 10 ° C./min using a DSC apparatus, and the endothermic peak accompanying melting of the resin on the obtained DSC curve. It is a value calculated as the apex temperature of. In addition, when a plurality of endothermic peaks are observed on the DSC curve, the peak temperature of the endothermic peak having the highest peak height of the endothermic peak with respect to the high temperature side baseline is defined as the melting point. Moreover, when there are a plurality of endothermic peaks showing the highest apex height, the arithmetic average value of the apex temperatures of these endothermic peaks is taken as the melting point.
本明細書において、ビカット軟化温度は、JIS K7206(1999)に基づく、A50法で測定されるビカット軟化温度である。 In this specification, the Vicat softening temperature is a Vicat softening temperature measured by the A50 method based on JIS K7206 (1999).
本発明で使用される発泡粒子において、被覆層を形成するポリオレフィン重合体は、上記の融点測定方法にて、明確な吸熱ピークを示す結晶性重合体の場合には、前記芯層を形成する結晶性の熱可塑性樹脂の融点より、ポリオレフィン重合体の融点が15℃以上低いことを要する。また、該ポリオレフィン重合体が上記の融点測定方法にて、明確な吸熱ピークを示さない非結晶性重合体の場合には、前記芯層を形成する結晶性の熱可塑性樹脂のビカット軟化温度より、ポリオレフィン重合体のビカット軟化温度が15℃以上低いことを要する。 In the foamed particles used in the present invention, the polyolefin polymer that forms the coating layer is a crystal that forms the core layer in the case of a crystalline polymer that exhibits a clear endothermic peak by the melting point measurement method described above. The melting point of the polyolefin polymer is required to be 15 ° C. or more lower than the melting point of the thermoplastic resin. In the case where the polyolefin polymer is an amorphous polymer that does not show a clear endothermic peak in the above melting point measurement method, from the Vicat softening temperature of the crystalline thermoplastic resin forming the core layer, The Vicat softening temperature of the polyolefin polymer is required to be 15 ° C. or lower.
このように被覆層を形成するポリオレフィン重合体の融点又はビカット軟化温度が、前記芯層を形成する結晶性の熱可塑性樹脂の融点又はビカット軟化温度より15℃以上低い複合構造の発泡粒子を使用して、直径200mmの球を切り出し得る大きさの発泡成形体を型内成形方法で製造することにより、成形体内部の中央部まで発泡粒子相互の融着性に優れた肉厚発泡成形体を得ることができる。
これは、本発明に使用される発泡粒子が、発泡粒子同士を融着させ得る加熱温度で発泡粒子の膨張を抑制できることに起因するものと考えられる。
In this way, foamed particles having a composite structure in which the melting point or Vicat softening temperature of the polyolefin polymer forming the coating layer is 15 ° C. lower than the melting point or Vicat softening temperature of the crystalline thermoplastic resin forming the core layer are used. In addition, by producing a foam molded body having a size capable of cutting out a sphere having a diameter of 200 mm by an in-mold molding method, a thick foam molded body having excellent fusion property between the expanded particles is obtained up to the central portion inside the molded body. be able to.
This is considered to be because the expanded particles used in the present invention can suppress the expansion of the expanded particles at a heating temperature at which the expanded particles can be fused together.
このことから、本発明で使用される発泡粒子においては、被覆層を形成するポリオレフィン重合体が、結晶性重合体の場合には、前記芯層を形成する結晶性の熱可塑性樹脂の融点より融点が15℃以上低いことが必要とされ、融点が20℃以上低いことが好ましく、20℃〜60℃低いことが更に好ましく、20℃〜40℃低いことが特に好ましい。また、被覆層を形成するポリオレフィン重合体が、非結晶性重合体の場合には、前記芯層を形成する結晶性の熱可塑性樹脂のビカット軟化温度より、ビカット軟化温度が15℃以上低いことが必要とされ、ビカット軟化温度が20℃以上低いことが好ましく、20℃〜60℃低いことが更に好ましく、20℃〜40℃低いことが特に好ましい。 Therefore, in the foamed particles used in the present invention, when the polyolefin polymer forming the coating layer is a crystalline polymer, the melting point is higher than the melting point of the crystalline thermoplastic resin forming the core layer. Is required to be as low as 15 ° C. or higher, and the melting point is preferably as low as 20 ° C. or lower, more preferably 20 ° C. to 60 ° C. lower, and particularly preferably 20 ° C. to 40 ° C. lower. Further, when the polyolefin polymer forming the coating layer is an amorphous polymer, the Vicat softening temperature may be 15 ° C. or more lower than the Vicat softening temperature of the crystalline thermoplastic resin forming the core layer. The Vicat softening temperature is preferably 20 ° C. or more lower, more preferably 20 ° C. to 60 ° C. lower, and particularly preferably 20 ° C. to 40 ° C. lower.
一方、発泡成形体の耐熱性等を考慮した場合、被覆層を形成する結晶性ポリオレフィン重合体の融点は、60℃以上が好ましく、70℃以上がより好ましく、80℃以上が更に好ましく、90℃以上が特に好ましい。また、被覆層を形成する非結晶性ポリオレフィン重合体のビカット軟化温度は、50℃以上が好ましく、60℃以上がより好ましく、70℃以上が更に好ましく、80℃以上が特に好ましい。 On the other hand, when considering the heat resistance of the foamed molded article, the melting point of the crystalline polyolefin polymer forming the coating layer is preferably 60 ° C. or higher, more preferably 70 ° C. or higher, still more preferably 80 ° C. or higher, 90 ° C. The above is particularly preferable. Further, the Vicat softening temperature of the amorphous polyolefin polymer forming the coating layer is preferably 50 ° C. or higher, more preferably 60 ° C. or higher, still more preferably 70 ° C. or higher, and particularly preferably 80 ° C. or higher.
本明細書において、特に区別する必要がない限り、結晶性ポリオレフィン重合体と非結晶性ポリオレフィン重合体とを併せて「ポリオレフィン重合体」と記載する。 In the present specification, unless otherwise distinguished, the crystalline polyolefin polymer and the amorphous polyolefin polymer are collectively referred to as “polyolefin polymer”.
発泡粒子の芯層を形成する結晶性の熱可塑性樹脂の融点又はビカット軟化温度と、被覆層を形成するポリオレフィン重合体の融点又はビカット軟化温度の差が15℃より小さい場合には、発泡粒子の型内成形に際して、発泡粒子同士を融着させ得る加熱温度で発泡粒子の膨張を抑制できる表面溶融先行型の発泡粒子とすることが困難となり、発泡粒子の表面溶融よりも発泡粒子の膨張が先行してしまう。その結果、肉厚の発泡成形体を型内成形にて得ようとする場合には、金型表面に近い部分で発泡粒子間の間隙が殆どなくなり、発泡成形体の内部にまで充分にスチームが行き届かず、肉厚成形体の内部において発泡粒子の融着不良が生じやすい。更に、両者の融点の差が小さい場合、又はビカット軟化温度の差が小さい場合には、発泡粒子を製造する際に、被覆層に多数の気泡構造が形成され易く、被覆層を実質的に非発泡状態にすることが困難となる虞がある。被覆層が発泡状態である発泡粒子では、発泡成形体を製造した場合に、発泡粒子同士の融着力が低下してしまう虞がある。 When the difference between the melting point or Vicat softening temperature of the crystalline thermoplastic resin forming the core layer of the foamed particle and the melting point or Vicat softening temperature of the polyolefin polymer forming the coating layer is less than 15 ° C, During in-mold molding, it becomes difficult to obtain surface-melting type foam particles that can suppress the expansion of the foam particles at a heating temperature at which the foam particles can be fused together, and the expansion of the foam particles precedes the surface melting of the foam particles. Resulting in. As a result, when trying to obtain a thick foam molded article by in-mold molding, there is almost no gap between the foam particles near the mold surface, and there is sufficient steam inside the foam molded article. It is not perfect, and the fusion of foamed particles tends to occur in the thick molded body. Furthermore, when the difference between the melting points of the two is small, or when the difference between the Vicat softening temperatures is small, a large number of cell structures are easily formed in the coating layer when the foamed particles are produced, and the coating layer is substantially non-exposed. There is a possibility that it becomes difficult to obtain a foamed state. In the case of foamed particles in which the coating layer is in a foamed state, when a foamed molded product is produced, there is a concern that the fusion force between the foamed particles may be reduced.
本発明において、実質的に非発泡状態とは、気泡が全く存在しない場合(一旦、気泡が形成されても溶融破壊されて消滅した場合をも包含する。)のみならず、微小な気泡が僅かに存在する場合をも包含する。微小な気泡が僅かに存在する場合は、それら気泡は、個々の気泡が連通していないものであっても、破泡して連通しているものであっても構わないが、被覆層の切断面を顕微鏡で観察した気泡の最大長さが10μmを超えないものであることが好ましい。尚、最大長さが10μm以下の気泡が存在する場合においては、気泡は、被覆層の切断面500μm2当り3個以下であることが好ましく、2個以下であることがより好ましい。 In the present invention, the substantially non-foamed state includes not only the case where no bubbles are present (including the case where bubbles are once formed but melted and destroyed), as well as a few minute bubbles. The case where it exists in is also included. If there are a few minute bubbles, these bubbles may be those that do not communicate with each other, or those that break and communicate with each other. It is preferable that the maximum length of the bubble observed with a microscope does not exceed 10 μm. When bubbles having a maximum length of 10 μm or less are present, the number of bubbles is preferably 3 or less and more preferably 2 or less per 500 μm 2 of the cut surface of the coating layer.
本発明の発泡粒子の被覆層を形成するポリオレフィン重合体は、前記の通り、融点を示すものと融点を示さないものを包含する。
融点を示す結晶性ポリオレフィン重合体としては、例えば、高圧法低密度ポリエチレン樹脂、直鎖状低密度ポリエチレン樹脂、直鎖状超低密度ポリエチレン樹脂の他、酢酸ビニル,不飽和カルボン酸エステル,不飽和カルボン酸,ビニルアルコール等のモノマーとエチレンとから得られるポリエチレン共重合体等が挙げられる。また、結晶性ポリオレフィン重合体は、芯層を形成する結晶性の熱可塑性樹脂の融点より15℃以上融点が低いという条件を満たすものであれば、ポリプロピレン樹脂であっても或いはポリブテン樹脂であってもよい。
As described above, the polyolefin polymer forming the coating layer of the expanded particles of the present invention includes those showing a melting point and those showing no melting point.
Examples of the crystalline polyolefin polymer having a melting point include, for example, high-pressure low-density polyethylene resin, linear low-density polyethylene resin, linear ultra-low-density polyethylene resin, vinyl acetate, unsaturated carboxylic acid ester, unsaturated Examples thereof include a polyethylene copolymer obtained from a monomer such as carboxylic acid and vinyl alcohol and ethylene. The crystalline polyolefin polymer may be a polypropylene resin or a polybutene resin as long as it satisfies the condition that the melting point is 15 ° C. or more lower than the melting point of the crystalline thermoplastic resin forming the core layer. Also good.
また、融点を示さない非結晶性ポリオレフィン重合体としては、例えば、エチレン−プロピレンゴム、エチレン−プロピレン−ジエンゴム、エチレン−アクリルゴム、塩素化ポリエチレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム等のポリエチレン系ゴム、ポリオレフィンエラストマー、非結晶性ポリオレフィン樹脂等が挙げられる。
上記のポリオレフィン重合体の中では、高圧法低密度ポリエチレン樹脂、直鎖状低密度ポリエチレン樹脂が好ましい。直鎖状低密度ポリエチレン樹脂として、例えば、メタロセン系重合触媒を使用して重合された直鎖状低密度ポリエチレン樹脂(以下、MeLLDPEという。)が好ましいものの一つとして挙げられる。
尚、上記のポリオレフィン重合体は、単独で使用される他、2種以上を混合して使用することが出来る。
Examples of the amorphous polyolefin polymer that does not exhibit a melting point include polyethylene-based rubbers such as ethylene-propylene rubber, ethylene-propylene-diene rubber, ethylene-acrylic rubber, chlorinated polyethylene rubber, chlorosulfonated polyethylene rubber, and polyolefin. Examples thereof include elastomers and amorphous polyolefin resins.
Among the above polyolefin polymers, a high-pressure low-density polyethylene resin and a linear low-density polyethylene resin are preferable. As a linear low density polyethylene resin, for example, a linear low density polyethylene resin polymerized using a metallocene polymerization catalyst (hereinafter referred to as MeLLDPE) is preferable.
In addition, said polyolefin polymer is used independently, and 2 or more types can be mixed and used for it.
また、本発明においては、被覆層として、ポリオレフィン重合体に芯層と同一の結晶性の熱可塑性樹脂を混合してなる重合体組成物も好適に使用することができる。かかる重合体組成物によれば、芯層と被覆層が互いに熱接着しにくいものである場合には、芯層と被覆層の接着性が向上するという利点がある。
被覆層に混合される上記の芯層と同一の結晶性の熱可塑性樹脂の配合割合は、ポリオレフィン重合体100重量部に対し、1〜100重量部であり、2〜80重量部であることが好ましく、5〜50重量部であることがさらに好ましい。上記重合体組成物において、芯層と同一の結晶性の熱可塑性樹脂の配合割合が多くなりすぎると、結晶性の熱可塑性樹脂が連続相(海相)を構成し易くなり、その場合には、表面溶融先行型の発泡粒子とすることができない虞がある。また、上記重合体組成物において、芯層と同一の結晶性の熱可塑性樹脂の配合割合が少なくなりすぎると、芯層と被覆層が互いに熱接着しにくいものである場合には、芯層と被覆層の接着強度が低くなり、結果として、肉厚発泡成形体内部における発泡粒子相互の融着性が悪くなる。
In the present invention, a polymer composition obtained by mixing a polyolefin polymer with the same crystalline thermoplastic resin as that of the core layer can also be suitably used as the coating layer. According to such a polymer composition, when the core layer and the coating layer are difficult to thermally bond to each other, there is an advantage that the adhesion between the core layer and the coating layer is improved.
The blending ratio of the same crystalline thermoplastic resin as that of the core layer mixed in the coating layer is 1 to 100 parts by weight and 2 to 80 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polyolefin polymer. The amount is preferably 5 to 50 parts by weight. In the polymer composition, if the blending ratio of the same crystalline thermoplastic resin as the core layer is too large, the crystalline thermoplastic resin tends to form a continuous phase (sea phase). There is a possibility that it cannot be a surface-melting type foamed particle. In the above polymer composition, if the blending ratio of the same crystalline thermoplastic resin as the core layer is too small, the core layer and the coating layer are difficult to be thermally bonded to each other. The adhesive strength of the coating layer is lowered, and as a result, the fusion property between the foamed particles inside the thick foamed molded article is deteriorated.
発泡粒子を形成する被覆層中には、ポリオレフィン重合体以外に、必要に応じて他の熱可塑性重合体、その他に、触媒中和剤、滑剤、結晶核剤等の添加剤を含有させることができる。但し、他の熱可塑性重合体や添加剤は、本発明の目的を阻害しない範囲内で、できる限り少量であることが望ましい。
上記他の熱可塑性重合体の添加量は、ポリオレフィン重合体100重量部に対して、100重量部以下とすることが好ましい。より好ましくは50重量部以下であり、さらに好ましくは30重量部以下であり、特に好ましくは15重量部以下であり、最も好ましくは5重量部以下である。
また、上記添加剤の添加量は、添加剤の種類にもよるが、ポリオレフィン重合体100重量部に対して、40重量部以下が好ましく、更に好ましくは30重量部以下であり、特に好ましくは0.001〜15重量部である。
In the coating layer forming the foamed particles, in addition to the polyolefin polymer, other thermoplastic polymers may be added as necessary, in addition to additives such as a catalyst neutralizing agent, a lubricant, and a crystal nucleating agent. it can. However, it is desirable that other thermoplastic polymers and additives be as small as possible within the range not impairing the object of the present invention.
The amount of the other thermoplastic polymer added is preferably 100 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the polyolefin polymer. More preferably, it is 50 parts by weight or less, further preferably 30 parts by weight or less, particularly preferably 15 parts by weight or less, and most preferably 5 parts by weight or less.
Moreover, although the addition amount of the said additive is based also on the kind of additive, 40 weight part or less is preferable with respect to 100 weight part of polyolefin polymers, More preferably, it is 30 weight part or less, Most preferably, it is 0. 0.001 to 15 parts by weight.
本発明においては、融点が120℃〜165℃であるポリプロピレン樹脂からなる発泡状態の芯層と、融点が125℃以下、好ましくは80℃〜125℃、より好ましくは90℃〜120℃であるポリエチレン重合体を被覆層とする組合せが特に望ましい(ただし、この場合、該ポリエチレン重合体は該ポリプロピレン樹脂の融点よりも融点が15℃以上低い必要がある)。また、この場合、被覆層を形成するポリエチレン重合体としては、MeLLDPEが好ましい。通常、ポリエチレン重合体は、ポリプロピレン樹脂とは熱接着しにくい傾向にあるが、MeLLDPEの場合には、ポリプロピレン樹脂との熱接着性にすぐれている。そのため、多層構造の複合体樹脂粒子を発泡させて発泡粒子を製造する際に、芯層と被覆層との間で剥離が生じ難いという優れた効果をもたらす。また、MeLLDPEは、発泡粒子生産時に発泡粒子同士が熱融着してしまう現象が生じにくい利点がある。これらの理由は定かではないが、メタロセン系重合触媒による分子量分布のシャープさ(特に低分子量成分の含有がないか又は殆どないこと)が寄与しているものと推測される。尚、MeLLDPEの密度は、通常、0.890〜0.935g/cm3の範囲のものであるが、0.898〜0.920g/cm3の範囲のものが好ましい。 In the present invention, a foamed core layer made of a polypropylene resin having a melting point of 120 ° C. to 165 ° C. and polyethylene having a melting point of 125 ° C. or less, preferably 80 ° C. to 125 ° C., more preferably 90 ° C. to 120 ° C. A combination in which a polymer is a coating layer is particularly desirable (however, in this case, the polyethylene polymer needs to have a melting point 15 ° C. or more lower than the melting point of the polypropylene resin). In this case, MeLLDPE is preferable as the polyethylene polymer for forming the coating layer. Usually, a polyethylene polymer tends to be hard to be thermally bonded to a polypropylene resin, but MeLLDPE has excellent thermal adhesiveness to a polypropylene resin. Therefore, when producing the foamed particles by foaming the composite resin particles having a multilayer structure, an excellent effect is obtained that peeling is hardly caused between the core layer and the coating layer. In addition, MeLLDPE has an advantage that a phenomenon in which foamed particles are thermally fused during production of foamed particles is less likely to occur. Although these reasons are not certain, it is presumed that the sharpness of the molecular weight distribution by the metallocene-based polymerization catalyst (particularly, there is no or almost no low molecular weight component) contributes. The density of MeLLDPE will usually be in a range of 0.890~0.935g / cm 3, preferably in the range of 0.898~0.920g / cm 3.
本発明において、特に、上記芯層を形成するポリプロピレン樹脂としては、プロピレンから得られる構造単位が100〜85モル%、エチレン及び/又は炭素数4〜20のα−オレフィンから得られる構造単位(コモノマーの構造単位)が0〜15モル%存在する、プロピレンの単独重合体またはポリプロピレン共重合体であることが好ましい。また、該ポリプロピレン樹脂中のプロピレンから得られる構造単位を85〜98モル%含有するプロピレン共重合体であり、エチレン及び/又は炭素数4〜20のα−オレフィンから得られる構造単位(コモノマーの構造単位)が2〜15モル%の割合で含有されていることが機械的物性と発泡性の両方において優れることから更に好ましい。
上記ポリプロピレン共重合体におけるエチレン及び/又は炭素数4〜20のα−オレフィンとしては、具体的には、エチレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、1−オクテン、4−メチル−1−ブテン等を挙げることができる。
In the present invention, in particular, as the polypropylene resin forming the core layer, a structural unit obtained from propylene (100 to 85 mol%, ethylene and / or a C 4-20 α-olefin) (comonomer) Is preferably a homopolymer of propylene or a polypropylene copolymer in which 0 to 15 mol% of the structural unit) is present. Moreover, it is a propylene copolymer containing 85 to 98 mol% of a structural unit obtained from propylene in the polypropylene resin, and is a structural unit obtained from ethylene and / or an α-olefin having 4 to 20 carbon atoms (comonomer structure). It is more preferable that the unit is contained in a proportion of 2 to 15 mol% because both mechanical properties and foamability are excellent.
Specific examples of ethylene and / or α-olefin having 4 to 20 carbon atoms in the polypropylene copolymer include ethylene, 1-butene, 1-pentene, 1-hexene, 1-octene and 4-methyl-1. -Butene etc. can be mentioned.
また、上記ポリプロピレン樹脂は、13C−NMRで測定した全プロピレン挿入中のプロピレンモノマー単位の2,1−挿入に基づく位置不規則単位の割合が0.5〜2.0%であり、かつプロピレンモノマー単位の1,3−挿入に基づく位置不規則単位の割合が0.005〜0.4%のものが好ましい。 In addition, the polypropylene resin has a ratio of position irregular units based on 2,1-insertion of propylene monomer units in all propylene insertions measured by 13 C-NMR of 0.5 to 2.0%, and propylene The ratio of the position irregular unit based on 1,3-insertion of the monomer unit is preferably 0.005 to 0.4%.
上記2,1−挿入に基づく位置不規則単位の割合が0.5%以上の場合又は上記1,3−挿入に基づく位置不規則単位の割合が0.005%以上の場合には、そのポリプロピレン樹脂からなる発泡体を芯層とする発泡粒子を型内成形すると、得られる発泡成形体の圧縮永久歪が小さくなる。一方、上記2,1−挿入に基づく位置不規則単位の割合が2.0%以下の場合又は上記1,3−挿入に基づく位置不規則単位の割合が0.4%以下の場合には、ポリプロピレン樹脂の機械的物性、例えば曲げ強度や引張強度の低下が小さく、発泡粒子及びそれから得られる発泡成形体の強度が十分なものとなる。 When the ratio of the position irregular unit based on the 2,1-insertion is 0.5% or more, or when the ratio of the position irregular unit based on the 1,3-insertion is 0.005% or more, the polypropylene When foamed particles having a foamed body made of resin as a core layer are molded in a mold, the compression set of the foamed molded body obtained is reduced. On the other hand, when the ratio of the position irregular unit based on the 2,1-insertion is 2.0% or less, or the ratio of the position irregular unit based on the 1,3-insertion is 0.4% or less, The mechanical properties of the polypropylene resin, such as a decrease in bending strength and tensile strength, are small, and the strength of the foamed particles and the foamed molded product obtained therefrom is sufficient.
上記2,1−挿入に基づく位置不規則単位及び1,3−挿入に基づく位置不規則単位は、いずれも、これらの単位をその構造中に含有するポリプロピレン樹脂の結晶性を低下させるように作用する。具体的には,これらの位置不規則単位は、ポリプロピレン樹脂に対して、その融点を低下させる作用と、その結晶化度を低下させる作用とを有している。
これら2つの作用は、かかるポリプロピレン樹脂を基材樹脂として発泡に供した場合に、その発泡適性を高める効果を示すと共に得られる成形体の圧縮永久歪を小さくする効果を示す。したがって、上記の位置不規則単位を有するポリプロピレン樹脂からなる発泡体を芯層とする発泡粒子を型内成形して得られる発泡成形体は、圧縮永久歪の小さいものとなる。
Both the position irregular unit based on the 2,1-insertion and the position irregular unit based on the 1,3-insertion act to reduce the crystallinity of the polypropylene resin containing these units in the structure. To do. Specifically, these position irregular units have an action of lowering the melting point and an action of lowering the crystallinity of the polypropylene resin.
These two actions show the effect of increasing the foaming suitability when the polypropylene resin is used as a base resin for foaming, and the effect of reducing the compression set of the obtained molded product. Therefore, a foam molded article obtained by in-mold molding of foam particles having a foam made of polypropylene resin having the above-mentioned position irregular unit as a core layer has a small compression set.
ここで、ポリプロピレン樹脂中のプロピレンから得られる構造単位の分率や、エチレン及び/又は炭素数4〜20のα−オレフィンから得られる構造単位の分率、及び後述するアイソタクチックトリアッド分率は、13C−NMR法を用いて測定される値である。
13C−NMRスペクトルの測定法は、例えば下記の通りである。
即ち、直径10mmφのNMR用サンプル管内に、350〜500mg程度の試料を入れ、溶媒としてo−ジクロロベンゼン約2.0ml及びロック用に重水素化ベンゼン約0.5mlを用いて完全に溶解させた後、130℃にてプロトン完全デカップル条件下に測定した。
測定条件としては、フリップアングル65deg、パルス間隔5T1以上(但し、T1はメチル基のスピン格子緩和時間の内の最長の値)を選択した。ポリプロピレン樹脂においては、メチレン基及びメチン基のスピン格子緩和時間はメチル基のそれよりも短い為、この測定条件では全ての炭素の磁化の回復は99%以上である。
なお、13C−NMR法での位置不規則単位の検出感度は、通常0.01%程度であるが、積算回数を増加することにより、これを高めることが可能である。
Here, a fraction of structural units obtained from propylene in the polypropylene resin, a fraction of structural units obtained from ethylene and / or an α-olefin having 4 to 20 carbon atoms, and an isotactic triad fraction described later. Is a value measured using a 13 C-NMR method.
The measurement method of 13 C-NMR spectrum is, for example, as follows.
That is, a sample of about 350 to 500 mg was placed in an NMR sample tube having a diameter of 10 mmφ, and completely dissolved using about 2.0 ml of o-dichlorobenzene as a solvent and about 0.5 ml of deuterated benzene for locking. Thereafter, measurement was performed at 130 ° C. under the complete proton decoupling condition.
As measurement conditions, a flip angle of 65 deg and a pulse interval of 5T1 or more (where T1 is the longest value of the spin lattice relaxation time of the methyl group) were selected. In the polypropylene resin, since the spin lattice relaxation time of the methylene group and methine group is shorter than that of the methyl group, the recovery of the magnetization of all the carbons is 99% or more under these measurement conditions.
Note that the detection sensitivity of the position irregular unit in the 13 C-NMR method is usually about 0.01%, but it can be increased by increasing the number of integrations.
また、上記測定におけるケミカルシフトは、頭−尾結合しておりメチル分岐の方向が同一であるプロピレン単位5連鎖の第3単位目のメチル基のピークを21.8ppmとして設定し、このピークを基準として他の炭素ピークのケミカルシフトを設定した。
この基準を用いると、下記に示される構造式(化1)中のPPP[mm]で示されるプロピレン単位3連鎖中の第2単位目のメチル基に基づくピークは21.3〜22.2ppmの範囲に、PPP[mr]で示されるプロピレン単位3連鎖中の第2単位目のメチル基に基づくピークは20.5〜21.3ppmの範囲に、PPP[rr]で示されるプロピレン単位3連鎖中の第2単位目のメチル基に基づくピークは19.7〜20.5ppmの範囲に現れる。
ここで、PPP[mm]、PPP[mr]、及びPPP[rr]はそれぞれ下記の構造式のように示される。
In addition, the chemical shift in the above measurement was set such that the peak of the methyl group of the third unit of the 5-unit propylene unit having a head-to-tail bond and the same methyl branching direction was set to 21.8 ppm. The chemical shifts of other carbon peaks were set as
Using this criterion, the peak based on the methyl group of the second unit in the
Here, PPP [mm], PPP [mr], and PPP [rr] are each represented by the following structural formula.
上記プロピレンの2,1−挿入及び1,3−挿入に基づく位置不規則単位を含むポリプロピレン樹脂とは、下記式の部分構造(Ι)及び(ΙΙ)を特定量含有するものである。 The polypropylene resin containing a position irregular unit based on 2,1-insertion and 1,3-insertion of propylene contains a specific amount of partial structures (Ι) and (ΙΙ) of the following formula.
この様な部分構造は、例えばメタロセン系重合触媒を用いて重合反応を行った場合に、重合時に発生する位置不規則性により生ずると考えられている。
即ち、プロピレンモノマーは、通常、メチレン側が触媒中の金属成分と結合する方式、いわゆる「1,2−挿入」にて反応するが、希には、「2,1−挿入」や「1,3−挿入」を起こすことがある。「2,1−挿入」は、「1,2−挿入」とは付加方向が逆となる反応形式であり、ポリマー鎖中に上記の部分構造(Ι)で表される構造単位を形成する。
また、「1,3−挿入」とは、プロピレンモノマーのC−1とC−3とでポリマー鎖中に取り込まれるものであり、その結果として直鎖状の構造単位、すなわち上記の部分構造(ΙΙ)を生ずるものである。
Such a partial structure is considered to be caused by positional irregularities that occur during polymerization when, for example, a polymerization reaction is performed using a metallocene polymerization catalyst.
That is, the propylene monomer usually reacts with a so-called “1,2-insertion” in which the methylene side is bonded to the metal component in the catalyst, but in rare cases, “2,1-insertion” or “1,3 -"Insert" may occur. “2,1-insertion” is a reaction mode in which the addition direction is opposite to “1,2-insertion”, and forms a structural unit represented by the above partial structure (構造) in the polymer chain.
Further, “1,3-insertion” means that propylene monomers C-1 and C-3 are incorporated into a polymer chain, and as a result, a linear structural unit, that is, the above partial structure ( Ii).
上記の各位置不規則単位の割合が特定の範囲にある上記ポリプロピレン樹脂は、適当な触媒を選定することにより得ることができる。具体的には、例えばヒドロアズレニル基を配位子として有するメタロセン系重合触媒等を用いて得ることができる。ここで、上記メタロセン系重合触媒とは、メタロセン構造を有する遷移金属化合物成分と、助触媒成分とからなるものである。各位置不規則単位の割合は、重合に用いる触媒の金属錯体成分の化学構造によって異なるが、一般には重合温度が高い方が大きくなる傾向にある。本発明においては、上記ポリプロピレン樹脂の各位置不規則単位の割合を特定の範囲にするためには、重合温度としては0〜80℃を採用することが好ましい。 The polypropylene resin in which the proportion of each position irregular unit is in a specific range can be obtained by selecting an appropriate catalyst. Specifically, it can be obtained using, for example, a metallocene polymerization catalyst having a hydroazurenyl group as a ligand. Here, the metallocene polymerization catalyst comprises a transition metal compound component having a metallocene structure and a promoter component. The proportion of each position irregular unit varies depending on the chemical structure of the metal complex component of the catalyst used in the polymerization, but generally the higher the polymerization temperature, the higher the tendency. In the present invention, in order to bring the ratio of each position irregular unit of the polypropylene resin into a specific range, it is preferable to employ 0 to 80 ° C. as the polymerization temperature.
尚、金属錯体成分は、これをそのまま触媒成分として用いることもできるが、無機あるいは有機の顆粒状ないしは微粒子状の固体である微粒子状担体に、上記金属錯体成分が担持された固体状触媒として用いてもよい。
微粒子状担体に金属錯体成分を担持させる場合、担体1gあたり、金属錯体成分が0.001〜10mmolであることが好ましく、さらに0.001〜5mmolであることが好ましい。
The metal complex component can be used as a catalyst component as it is, but it is used as a solid catalyst in which the metal complex component is supported on a particulate carrier that is an inorganic or organic granular or particulate solid. May be.
When the metal complex component is supported on the fine particle carrier, the metal complex component is preferably 0.001 to 10 mmol, more preferably 0.001 to 5 mmol, per 1 g of the carrier.
上記ヒドロアズレニル基を配位子として有するメタロセン系重合触媒に中でも、金属原子として、チタン、ジルコニウム、ハフニウムを用いた触媒が好ましく、なかでも、ジルコニウムを有する錯体が重合活性が高いという点で好ましい。
また、上記メタロセン系重合触媒の中でも、ジルコニウムジクロリド型の錯体が好適に使用されるが、その中でも、特に架橋型錯体が好ましい。具体的には、メチレンビス{1,1’−(2−メチル−4−フェニルジヒドロアズレニル)}ジルコニウムジクロリド、メチレンビス{1,1’−(2−エチル−4−フェニルジヒドロアズレニル)}ジルコニウムジクロリド、メチレンビス{1,1’−(4−フェニルジヒドロアズレニル)}ジルコニウムジクロリド、メチレンビス{1,1’−(4−ナフチルジヒドロアズレニル)}ジルコニウムジクロリド、エチレンビス{1,1’−(2−メチル−4−フェニルジヒドロアズレニル)}ジルコニウムジクロリド、エチレンビス{1,1’−(2−エチル−4−フェニルジヒドロアズレニル)}ジルコニウムジクロリド、エチレンビス{1,1’−(4−フェニルジヒドロアズレニル)}ジルコニウムジクロリド、エチレンビス{1,1’−(4−ナフチルジヒドロアズレニル)}ジルコニウムジクロリド、イソプロピリデンビス{1,1’−(2−メチル−4−フェニルジヒドロアズレニル)}ジルコニウムジクロリド、イソプロピリデンビス{1,1’−(2−エチル−4−フェニルジヒドロアズレニル)}ジルコニウムジクロリド、イソプロピリデンビス{1,1’−(4−フェニルジヒドロアズレニル)}ジルコニウムジクロリド、イソプロピリデンビス{1,1’−(4−ナフチルジヒドロアズレニル)}ジルコニウムジクロリド、ジメチルシリレンビス{1,1’−(2−メチル−4−フェニルジヒドロアズレニル)}ジルコニウムジクロリド、ジメチルシリレンビス{1,1’−(2−エチル−4−フェニルジヒドロアズレニル)}ジルコニウムジクロリド、ジメチルシリレンビス{1,1’−(4−フェニルジヒドロアズレニル)}ジルコニウムジクロリド、ジメチルシリレンビス{1,1’−(4−ナフチルジヒドロアズレニル)}ジルコニウムジクロリド、ジフェニルシリレンビス{1,1’−(2−メチル−4−フェニルジヒドロアズレニル)}ジルコニウムジクロリド、ジフェニルシリレンビス{1,1’−(2−エチル−4−フェニルジヒドロアズレニル)}ジルコニウムジクロリド、ジフェニルシリレンビス{1,1’−(4−フェニルジヒドロアズレニル)}ジルコニウムジクロリド、ジフェニルシリレンビス{1,1’−(4−ナフチルジヒドロアズレニル)}ジルコニウムジクロリド等が例示できる。
Among the metallocene polymerization catalysts having the hydroazurenyl group as a ligand, a catalyst using titanium, zirconium, or hafnium as a metal atom is preferable, and a complex containing zirconium is particularly preferable because of high polymerization activity.
Among the metallocene polymerization catalysts, zirconium dichloride type complexes are preferably used, and among them, a cross-linked complex is particularly preferable. Specifically, methylenebis {1,1 ′-(2-methyl-4-phenyldihydroazulenyl)} zirconium dichloride, methylenebis {1,1 ′-(2-ethyl-4-phenyldihydroazulenyl)} zirconium dichloride. , Methylenebis {1,1 ′-(4-phenyldihydroazurenyl)} zirconium dichloride, methylenebis {1,1 ′-(4-naphthyldihydroazurenyl)} zirconium dichloride, ethylenebis {1,1 ′-(2- Methyl-4-phenyldihydroazurenyl)} zirconium dichloride, ethylenebis {1,1 ′-(2-ethyl-4-phenyldihydroazurenyl)} zirconium dichloride, ethylenebis {1,1 ′-(4-phenyldihydro) Azulenyl)} zirconium dichloride, ethylenebis {1,1 ′-(4 Naphthyldihydroazurenyl)} zirconium dichloride, isopropylidenebis {1,1 ′-(2-methyl-4-phenyldihydroazurenyl)} zirconium dichloride, isopropylidenebis {1,1 ′-(2-ethyl-4-) Phenyldihydroazurenyl)} zirconium dichloride, isopropylidenebis {1,1 ′-(4-phenyldihydroazurenyl)} zirconium dichloride, isopropylidenebis {1,1 ′-(4-naphthyldihydroazurenyl)} zirconium dichloride Dimethylsilylenebis {1,1 ′-(2-methyl-4-phenyldihydroazulenyl)} zirconium dichloride, dimethylsilylenebis {1,1 ′-(2-ethyl-4-phenyldihydroazurenyl)} zirconium dichloride , Dimethylsilylene bis {1,1 ′-(4-phenyldihydroazurenyl)} zirconium dichloride, dimethylsilylenebis {1,1 ′-(4-naphthyldihydroazurenyl)} zirconium dichloride, diphenylsilylenebis {1,1 ′-(2 -Methyl-4-phenyldihydroazurenyl)} zirconium dichloride, diphenylsilylenebis {1,1 ′-(2-ethyl-4-phenyldihydroazurenyl)} zirconium dichloride, diphenylsilylenebis {1,1 ′-(4 -Phenyldihydroazurenyl)} zirconium dichloride, diphenylsilylenebis {1,1 ′-(4-naphthyldihydroazurenyl)} zirconium dichloride, and the like.
これらの中でも、特に、ジメチルシリレンビス{1,1’−(2−メチル−4−フェニルジヒドロアズレニル)}ジルコニウムジクロリド及びジメチルシリレンビス{1,1’−(2−エチル−4−フェニルジヒドロアズレニル)}ジルコニウムジクロリドを用いることが好ましい。この場合には、上記の各位置不規則単位の割合を容易に本発明の範囲内にコントロールすることができると共に、後述するアイソタクチックトリアッド分率が97%以上のポリプロピレン樹脂を容易に得ることができる。 Among these, in particular, dimethylsilylene bis {1,1 ′-(2-methyl-4-phenyldihydroazulenyl)} zirconium dichloride and dimethylsilylene bis {1,1 ′-(2-ethyl-4-phenyldihydroazule) Nil)} zirconium dichloride is preferably used. In this case, the proportion of each position irregular unit can be easily controlled within the scope of the present invention, and a polypropylene resin having an isotactic triad fraction described later of 97% or more can be easily obtained. be able to.
また、上記助触媒成分としては、メチルアルミノキサン、イソブチルアルミノキサン、メチルイソブチルアルミノキサン等のアルミノキサン類、トリフェニルボラン、トリス(ペンタフルオロフェニル)ボラン、塩化マグネシウム等のルイス酸、ジメチルアニリニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート等のイオン性化合物が例示できる。また、これらの助触媒成分を、他の有機アルミニウム化合物、例えば、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム等のトリアルキルアルミニウムと併用して共存下に用いることも可能である。 Examples of the promoter component include aluminoxanes such as methylaluminoxane, isobutylaluminoxane, methylisobutylaluminoxane, Lewis acids such as triphenylborane, tris (pentafluorophenyl) borane, magnesium chloride, dimethylanilinium tetrakis (pentafluorophenyl). ) An ionic compound such as borate can be exemplified. These promoter components can also be used in the presence of other organoaluminum compounds such as trialkylaluminum such as trimethylaluminum, triethylaluminum and triisobutylaluminum.
上記ポリプロピレン樹脂の全ポリマー連鎖中のアイソタクチックトリアッド分率は、次の式(数1)で表される。部分構造(ΙΙ)で、1,3−挿入の結果として、プロピレンモノマーに由来するメチル基が1個相当分だけ消失している。 The isotactic triad fraction in the entire polymer chain of the polypropylene resin is represented by the following formula (Equation 1). In the partial structure (ΙΙ), as a result of 1,3-insertion, only one methyl group derived from the propylene monomer has disappeared.
この式において、ΣΙCH3は全メチル基(ケミカルシフトの19〜22ppmのピーク全て)の面積を示す。また、A<1>、A<2>、A<3>、A<4>、A<5>、A<6>、A<7>、A<8>及びA<9>は、それぞれ、42.3ppm、35.9ppm、38.6ppm、30.6ppm、36.0ppm、31.5ppm、31.0ppm、37.2ppm、27.4ppmのピークの面積であり、上記式(化2)における部分構造(Ι)及び(ΙΙ)で示した炭素の存在量比を示す。
また、全プロピレン挿入に対する2,1−挿入したプロピレンの割合、及び1,3−挿入したプロピレンの割合は、下記の式(数2)で計算した。
In this formula, ΣΙCH 3 represents the area of all methyl groups (all peaks at 19-22 ppm of chemical shift). A <1>, A <2>, A <3>, A <4>, A <5>, A <6>, A <7>, A <8> and A <9> are respectively 42.3 ppm, 35.9 ppm, 38.6 ppm, 30.6 ppm, 36.0 ppm, 31.5 ppm, 31.0 ppm, 37.2 ppm, 27.4 ppm peak area, part in the above formula (Formula 2) The abundance ratio of carbon shown in the structures (Ι) and (ΙΙ) is shown.
Further, the ratio of 2,1-inserted propylene and the ratio of 1,3-inserted propylene with respect to the total propylene insertion were calculated by the following formula (Formula 2).
また、本発明において、上記ポリプロピレン樹脂は、該ポリプロピレン樹脂の融点をTm(℃)、該ポリプロピレン樹脂をフィルムに成形した場合の水蒸気透過度をY(g/m2/24hr)とした場合に、TmとYとが次の関係式(2)を満足するものであることが好ましい。 Further, in the present invention, the polypropylene resin, the melting point of the polypropylene resin when the Tm (° C.), the water vapor permeability in the case of molding the polypropylene resin film Y (g / m 2 / 24hr ), It is preferable that Tm and Y satisfy the following relational expression (2).
(数3)
(−0.20)・Tm+35≦Y≦(−0.33)・Tm+60 ・・・(2)
(Equation 3)
(−0.20) · Tm + 35 ≦ Y ≦ (−0.33) · Tm + 60 (2)
上記水蒸気透過度は、JIS K7129(1992)「プラスチックフィルム及びシートの水蒸気透過度試験方法」により測定することができる。この測定においては、試験方法は赤外センサー法が採用され、また、試験条件としては、試験温度40±0.5℃、相対湿度90±2%が採用される。 The water vapor permeability can be measured according to JIS K7129 (1992) “Test method for water vapor permeability of plastic films and sheets”. In this measurement, an infrared sensor method is employed as a test method, and a test temperature of 40 ± 0.5 ° C. and a relative humidity of 90 ± 2% are employed as test conditions.
上記式(2)の範囲内にあるポリプロピレン樹脂は、適度な水蒸気透過性を示す。適度な水蒸気透過性は、型内成形時において、成形に使用されるスチームの発泡粒子内(芯層内)への浸透を助長し、これにより発泡粒子の二次発泡性が高まり、発泡粒子間の空隙のない又は少ない発泡成形体の製造が容易となる。 The polypropylene resin within the range of the above formula (2) exhibits moderate water vapor permeability. Appropriate water vapor permeability facilitates the penetration of the steam used for molding into the foamed particles (in the core layer) during molding, thereby increasing the secondary foamability of the foamed particles. It is easy to produce a foamed molded article having no or few voids.
また、発泡粒子の製造方法としては、樹脂粒子を水に分散させつつ発泡剤を含浸させた後、高温高圧下から低圧下に放出して発泡粒子化する方法が一般的であるが、その際、適度な水蒸気透過性は、樹脂粒子への水及び発泡剤の浸透を行ない易くする。その結果、樹脂粒子内における水及び発泡剤の分散が均一となり、得られる発泡粒子の平均気泡径を均一にし、また、発泡倍率を向上させることができる。 In addition, as a method for producing foamed particles, a method in which resin particles are dispersed in water and impregnated with a foaming agent and then released from high temperature and pressure to low pressure to form foamed particles. The appropriate water vapor permeability facilitates the penetration of water and the foaming agent into the resin particles. As a result, water and the foaming agent are uniformly dispersed in the resin particles, the average cell diameter of the obtained foamed particles can be made uniform, and the expansion ratio can be improved.
上記水蒸気透過度(Y)がポリプロピレン樹脂の融点(Tm)との関係で表現されているのは、一般的に、発泡粒子の製造時の発泡温度や型内成形時の飽和スチーム温度が、基材樹脂であるポリプロピレン樹脂の融点(Tm)が高いほど高くなり、融点(Tm)が低いほど低くなることに基づいている。
水蒸気透過度(Y)が上記式(2)の関係を満足することにより、芯層を構成するポリプロピレン樹脂への適度なスチームや発泡剤の浸透性を示し、得られる発泡粒子の平均気泡径が均一となり、最終的に十分な圧縮強度を示し、圧縮永久歪の小さい優れた発泡成形体となる。
The water vapor permeability (Y) is expressed in relation to the melting point (Tm) of the polypropylene resin. Generally, the foaming temperature during the production of the foamed particles and the saturated steam temperature during the in-mold molding are based on This is based on the fact that the higher the melting point (Tm) of the polypropylene resin as the material resin, the higher the melting point (Tm), and the lower the melting point (Tm).
When the water vapor transmission rate (Y) satisfies the relationship of the above formula (2), it shows appropriate permeability of the steam or blowing agent to the polypropylene resin constituting the core layer, and the average cell diameter of the obtained expanded particles is It becomes uniform, and finally exhibits a sufficient compressive strength, resulting in an excellent foamed molded article having a small compression set.
融点(Tm)と水蒸気透過度(Y)とが上記式(2)の関係を満足するポリプロピレン樹脂は、該ポリプロピレン樹脂を製造するにあたって、適当な触媒を選定することにより得ることができる。具体的には、例えば、上記メタロセン系重合触媒の中でも、架橋型ビス{1,1’−(4―ヒドロアズレニル)}ジルコニウムジクロリドを金属錯体成分として用いることにより、好適に得ることができる。かかる金属錯体成分の例は、前述した通りである。 A polypropylene resin in which the melting point (Tm) and the water vapor permeability (Y) satisfy the relationship of the above formula (2) can be obtained by selecting an appropriate catalyst when producing the polypropylene resin. Specifically, for example, among the above metallocene polymerization catalysts, it can be suitably obtained by using bridged bis {1,1 ′-(4-hydroazurenyl)} zirconium dichloride as a metal complex component. Examples of such metal complex components are as described above.
次に、上記ポリプロピレン樹脂は、更に、前述の13C−NMRで測定したアイソタクチックトリアッド分率(以下、mm分率と言う。)が97%以上であることが好ましく、更に好ましくはmm分率は98%以上であることがよい。mm分率が97%以上の場合には、ポリプロピレン樹脂の機械的物性がより高くなる。そのため、そのポリプロピレン樹脂からなる発泡体を芯層とする発泡粒子は、その発泡粒子を型内成形することによって、機械的物性において一層優れた発泡成形体を得ることができる。 Next, the polypropylene resin preferably has an isotactic triad fraction (hereinafter referred to as mm fraction) measured by 13 C-NMR of 97% or more, more preferably mm. The fraction is preferably 98% or more. When the mm fraction is 97% or more, the mechanical properties of the polypropylene resin become higher. Therefore, the foamed particles having the foam made of the polypropylene resin as the core layer can be obtained by molding the foamed particles in a mold to obtain a foamed molded product having further excellent mechanical properties.
上記の芯層を形成するポリプロピレン樹脂は、更に、メルトフローレイト(MFR)が0.5〜100g/10分であることが好ましい。この場合には、工業的に有用な高い製造効率を保ちつつ発泡粒子を生産することができ、かつ該発泡粒子からなる発泡成形体の機械的物性を向上させることができる。なお、ポリプロピレン樹脂のMFRは、1.0〜50g/10分、更に1.0〜30g/10分が好ましい。上記MFRとは、JIS K6921−2(1997)の表3に記載された条件に従って測定されるメルトマスフローレイトを意味する。 The polypropylene resin forming the core layer preferably further has a melt flow rate (MFR) of 0.5 to 100 g / 10 minutes. In this case, expanded particles can be produced while maintaining industrially useful high production efficiency, and the mechanical properties of the expanded molded article made of the expanded particles can be improved. The MFR of the polypropylene resin is preferably 1.0 to 50 g / 10 minutes, more preferably 1.0 to 30 g / 10 minutes. The said MFR means the melt mass flow rate measured according to the conditions described in Table 3 of JIS K6921-2 (1997).
本発明で使用される発泡粒子は、次のようにして得ることができる。
すなわち、通常は、非発泡状態の芯層と非発泡状態の被覆層とからなる複合体からなる樹脂粒子を使用して、これを発泡させることにより得られる。
かかる複合体からなる樹脂粒子は、例えば、特公昭41−16125号公報、同43−23858号公報、同44−29522号公報、特開昭60―185816号公報等に記載の共押ダイを使用して製造することができる。
この場合、2基の押出機が使用され、一方の押出機で芯層を形成するための結晶性の熱可塑性樹脂を溶融混練し、他方の押出機で被覆層を構成するポリオレフィン重合体を溶融混練した後、各溶融樹脂を共押ダイ内に導入して積層合流させ、非発泡状態の芯層と非発泡状態の被覆層からなる鞘芯型の複合体を形成して紐状に押出す。続いて、引取機を備えた切断機で所定の重量または大きさに切断し、実質的に発泡していない芯層と被覆層とからなる略柱状の樹脂粒子を得る方法が好ましい。
樹脂粒子の被覆層は、厚みが薄ければ薄いほど複合体からなる樹脂粒子を発泡させたときに被覆層に気泡が生じ難くなりその点においては好ましいが、薄すぎると十分な芯層の被覆が困難となる。また、樹脂粒子の被覆層の厚みが厚くなり過ぎると樹脂粒子を発泡させたときに被覆層に気泡が生じ、最終的に発泡成形体の機械的物性低下に繋がる虞がある。
したがって、被覆層の厚みは、樹脂粒子で5〜500μmであることが好ましく、10〜100μmであることがより好ましく、発泡粒子で0.1〜200μmであることが好ましく、0.5〜50μmであることがより好ましい。尚、発泡粒子における被覆層は、前記の通り、実質的に非発泡状態である。
The expanded particles used in the present invention can be obtained as follows.
That is, it is usually obtained by foaming resin particles made of a composite composed of a non-foamed core layer and a non-foamed coating layer.
Resin particles composed of such composites use, for example, co-extrusion dies described in Japanese Patent Publication Nos. 41-16125, 43-23858, 44-29522, and JP-A-60-185816. Can be manufactured.
In this case, two extruders are used. One extruder melts and kneads a crystalline thermoplastic resin for forming a core layer, and the other extruder melts a polyolefin polymer constituting the coating layer. After kneading, each molten resin is introduced into a co-extrusion die and laminated and merged to form a sheath-core type composite consisting of a non-foamed core layer and a non-foamed coating layer and extruded into a string shape. . Subsequently, it is preferable to obtain a substantially columnar resin particle comprising a core layer and a coating layer which are not substantially foamed by cutting into a predetermined weight or size with a cutting machine equipped with a take-up machine.
The thinner the coating layer of the resin particles, the more difficult it is to form bubbles in the coating layer when the composite resin particles are foamed. However, if the coating layer is too thin, sufficient coating of the core layer is possible. It becomes difficult. Moreover, when the thickness of the coating layer of the resin particles becomes too thick, bubbles are generated in the coating layer when the resin particles are foamed, which may eventually lead to a decrease in mechanical properties of the foamed molded product.
Therefore, the thickness of the coating layer is preferably 5 to 500 μm for resin particles, more preferably 10 to 100 μm, preferably 0.1 to 200 μm for foamed particles, and 0.5 to 50 μm. More preferably. As described above, the coating layer in the expanded particles is substantially in an unexpanded state.
上記した複合体を紐状に押出す際、芯層形成樹脂中に発泡剤を含有させておいて、発泡状態の芯層と実質的に非発泡状態の被覆層からなる鞘芯型の複合体を紐状に押出発泡させることも可能であるが、通常は芯層形成樹脂も実質的に非発泡状態に押出す。
また、一般に、樹脂粒子1個の平気重量が0.1〜20mgである。特に、樹脂粒子1個の平均重量が0.2〜10mgの範囲にあって、更に個々の粒子の重量のばらつきが小さければ、発泡粒子の製造が容易になり、得られる発泡粒子の嵩密度ばらつきも小さくなり、成形型内への発泡粒子の充填性が良好となる。
When the above composite is extruded into a string shape, a foaming agent is contained in the core layer forming resin, and a sheath core type composite comprising a foamed core layer and a substantially non-foamed coating layer. It is possible to extrude and foam the resin in a string shape, but usually the core layer forming resin is also extruded in a substantially non-foamed state.
In general, the normal weight of one resin particle is 0.1 to 20 mg. In particular, if the average weight of one resin particle is in the range of 0.2 to 10 mg and the variation in the weight of each individual particle is small, the production of the expanded particle is facilitated, and the bulk density of the obtained expanded particle is uneven. And the filling property of the expanded particles into the mold is improved.
上記樹脂粒子から、発泡粒子を得る方法としては、上記のようにして作製した樹脂粒子に物理発泡剤を含浸させ発泡する方法、具体的には、特公昭49−2183号公報、同56−1344号公報、西ドイツ特開第1285722号公報、同第2107683号公報などに記載の方法を使用することができる。 As a method of obtaining foamed particles from the resin particles, a method of foaming by impregnating a physical foaming agent into the resin particles produced as described above, specifically, Japanese Patent Publication Nos. 49-2183 and 56-1344. No. 1, West German Patent No. 1285722, No. 2107683, and the like can be used.
上記物理発泡剤としては、例えば、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン等の脂肪族炭化水素類、トリクロロフルオロメタン、ジクロロジフルオロメタン、テトラクロロジフルオロエタン、ジクロロメタン、ジフルオロエタン、テトラフルオロエタン等のハロゲン化炭化水素類、窒素、空気、二酸化炭素等の無機ガス類等を、単独で、または2種以上を混合して用いることができる。 Examples of the physical foaming agent include aliphatic hydrocarbons such as butane, pentane, hexane, and heptane, and halogenated hydrocarbons such as trichlorofluoromethane, dichlorodifluoromethane, tetrachlorodifluoroethane, dichloromethane, difluoroethane, and tetrafluoroethane. Inorganic gases such as nitrogen, air and carbon dioxide can be used alone or in admixture of two or more.
上記樹脂粒子に発泡剤を含浸させ発泡する方法の内、密閉し開放できる圧力容器に物理発泡剤、分散媒と共に樹脂粒子を入れ、樹脂粒子の芯層の軟化温度以上に加熱して、樹脂粒子に物理発泡剤を含浸させ、その後、密閉容器内の内容物を密閉容器から低圧の雰囲気に放出して樹脂粒子を発泡させた後、乾燥処理する方法が、発泡粒子を得る上で好ましい。
なお、上記分散媒として、水、アルコールなどを使用することが好ましい。更に樹脂粒子が分散媒に均一に分散するように、酸化アルミニウム、第三リン酸カルシウム、ピロリン酸マグネシウム、酸化亜鉛、カオリンなどの難水溶性の無機物質、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、メチルセルロースなどの水溶性高分子系保護コロイド剤、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、アルカンスルホン酸ナトリウム等のアニオン性界面活性剤を単独または2種以上混合して使用するのが好ましい。
また、低圧の雰囲気に樹脂粒子を放出する際には、その放出を容易にするため、前記物理発泡剤と同様な加圧気体を密閉容器内に供給することにより密閉容器内の圧力を一定に保持することが好ましい。
Among the above-mentioned methods of impregnating the resin particles with a foaming agent and foaming, the resin particles are put together with a physical foaming agent and a dispersion medium in a pressure vessel that can be sealed and opened, and heated to a temperature higher than the softening temperature of the core layer of the resin particles. In order to obtain expanded particles, a method in which a physical foaming agent is impregnated and then the contents in the sealed container are discharged from the sealed container into a low-pressure atmosphere to foam the resin particles and then dried is obtained.
In addition, it is preferable to use water, alcohol, etc. as said dispersion medium. Furthermore, in order to uniformly disperse the resin particles in the dispersion medium, poorly water-soluble inorganic substances such as aluminum oxide, tricalcium phosphate, magnesium pyrophosphate, zinc oxide and kaolin, and high water solubility such as polyvinyl pyrrolidone, polyvinyl alcohol, and methyl cellulose. It is preferable to use an anionic surfactant such as molecular protective colloid agent, sodium dodecylbenzenesulfonate, sodium alkanesulfonate, or a mixture of two or more.
In addition, when releasing resin particles into a low-pressure atmosphere, in order to facilitate the release, a pressurized gas similar to that of the physical foaming agent is supplied into the sealed container to keep the pressure in the sealed container constant. It is preferable to hold.
また、上記方法によりポリプロピレン樹脂からなる発泡体を芯層とする発泡粒子を得る場合、発泡粒子には、熱流束示差走査熱量測定によって求められるDSC曲線(但し、発泡粒子2〜4mgを熱流束示差走査熱量計によって10℃/分の昇温速度で常温(20℃〜45℃)から220℃まで昇温した時に得られるDSC曲線)に二つ以上の吸熱ピークが現れるものとすることが好ましい。このことは、上記芯層を構成しているプロピレン樹脂に、固有の吸熱ピークを示す結晶部分と、更にそれよりも高温側の吸熱ピークを示す結晶部分とが形成されていることによって発現する。
上記DSC曲線に二つ以上の吸熱ピークが現れる発泡粒子は、二次発泡性に優れ、得られる発泡成形体においては機械的強度、外観に優れたものとなる。なお、このような発泡粒子は、例えば特開2002−200635号公報等に記載されている通り、樹脂粒子を発泡させる際の条件、具体的には圧力容器内での保持温度、保持時間や、低圧の雰囲気に放出する際の温度、圧力、時間等を制御することにより得られる。
In addition, when obtaining foamed particles having a foam made of polypropylene resin as a core layer by the above method, the foamed particles include a DSC curve obtained by heat flux differential scanning calorimetry (provided that 2 to 4 mg of foamed particles are heat flux differentials). It is preferable that two or more endothermic peaks appear in the DSC curve obtained when the temperature is increased from room temperature (20 ° C. to 45 ° C.) to 220 ° C. at a temperature increase rate of 10 ° C./min by a scanning calorimeter. This is manifested by the formation of a crystalline portion exhibiting an endothermic peak inherent to the propylene resin constituting the core layer and a crystalline portion exhibiting an endothermic peak on the higher temperature side.
Foamed particles in which two or more endothermic peaks appear in the DSC curve are excellent in secondary foaming properties, and the resulting foamed molded article has excellent mechanical strength and appearance. In addition, such foamed particles, for example, as described in JP-A-2002-200355, etc., conditions when foaming the resin particles, specifically, the holding temperature in the pressure vessel, the holding time, It can be obtained by controlling the temperature, pressure, time, etc. when discharging into a low-pressure atmosphere.
次に、本発明の発泡成形体の製造方法について説明する。
本発明の発泡成形体の製造方法は、熱可塑性樹脂の発泡粒子をキャビティ内に充填し、型内成形する発泡成形体の製造方法において、熱可塑性樹脂の発泡粒子として、上記に詳述した、結晶性の熱可塑性樹脂からなる発泡状態の芯層と、芯層を構成する熱可塑性樹脂の融点またはビカット軟化温度より、融点又はビカット軟化温度が少なくとも15℃以上低いポリオレフィン重合体からなる実質的に非発泡状態の被覆層とから構成された発泡粒子を使用して、成形体内部の発泡粒子同士の融着性に優れた直径200mmの球を切り出し得る大きさの肉厚の発泡成形体を製造するものである。
Next, the manufacturing method of the foaming molding of this invention is demonstrated.
The method for producing a foamed molded article of the present invention is described in detail above as the foamed particles of a thermoplastic resin in the method of producing a foamed molded article in which foamed particles of a thermoplastic resin are filled in a cavity and molded in a mold. A foamed core layer made of a crystalline thermoplastic resin, and a polyolefin polymer having a melting point or Vicat softening temperature at least 15 ° C. lower than the melting point or Vicat softening temperature of the thermoplastic resin constituting the core layer. Using foamed particles composed of a non-foamed coating layer, manufacturing a thick foamed molded product with a size capable of cutting out a sphere with a diameter of 200 mm with excellent fusion between the foamed particles inside the molded product To do.
上記製造方法において発泡粒子を充填する成形型としては、直径200mmの球を切り出し得る大きさの発泡成形体を得るために、直径が200mを超えるようなの球を収容できる大きさのキャビティを持つ成形型が使用される。 In the above manufacturing method, as the mold for filling the expanded particles, a mold having a cavity of a size capable of accommodating a sphere having a diameter exceeding 200 m in order to obtain a foam molded body having a size capable of cutting a sphere having a diameter of 200 mm. A type is used.
また、上記型内成形において金型に供給されるスチーム圧力、即ち、発泡粒子を膨張させると共に発泡粒子同士を強固に融着させ良好な発泡成形体を得るための本加熱時のスチーム圧力は、発泡粒子を構成する熱可塑性樹脂の種類、前記高温側の吸熱ピークの熱量の大きさ、発泡粒子の嵩密度の大きさ、及び発泡粒子の内部圧力の高さによっても異なるが、通常は、芯層を構成する結晶性の熱可塑性樹脂の[融点−30℃]以上、芯層を構成する結晶性の熱可塑性樹脂の[融点+10℃]以下の温度に相当する飽和スチーム圧力であり、芯層を構成する結晶性の熱可塑性樹脂の[融点−21℃]以上、芯層を構成する結晶性の熱可塑性樹脂の融点以下の温度に相当する飽和スチーム圧力であることが好ましく、芯層を構成する結晶性の熱可塑性樹脂の[融点−21℃]以上、芯層を構成する結晶性の熱可塑性樹脂の[融点−5℃]以下の温度に相当する飽和スチーム圧力であることが更に好ましい。 In addition, the steam pressure supplied to the mold in the in-mold molding, that is, the steam pressure during the main heating for expanding the foamed particles and firmly fusing the foamed particles together to obtain a good foamed molded product, Although it depends on the type of thermoplastic resin constituting the expanded particles, the amount of heat at the endothermic peak on the high temperature side, the size of the bulk density of the expanded particles, and the height of the internal pressure of the expanded particles, A saturated steam pressure corresponding to a temperature not lower than [melting point−30 ° C.] of the crystalline thermoplastic resin constituting the layer and not higher than [melting point + 10 ° C.] of the crystalline thermoplastic resin constituting the core layer, It is preferably a saturated steam pressure corresponding to a temperature not lower than the melting point of the crystalline thermoplastic resin constituting the core layer and not higher than the melting point of the crystalline thermoplastic resin constituting the core layer. Crystalline thermoplastic Mp -21 ° C.] of the resin or higher, more preferably a saturated steam pressure corresponding to the melting point of -5 ° C.] temperature below the crystalline thermoplastic resin constituting the core layer.
更に、本発明の発泡成形体の製造方法におけるスチーム加熱条件としては、上記本加熱の前に予備加熱を行なうことが好ましい。
即ち、本加熱時のスチーム圧力より0.05MPa以上低い圧力の低圧スチームで発泡粒子を加熱することにより、発泡粒子間の空気が排気されると共に、発泡粒子を膨張させずに、発泡粒子が融着し得る温度まで加熱する予備加熱を行なう。続いて、本加熱のための高圧スチームで発泡粒子を加熱することにより、発泡粒子を膨張させて発泡粒子同士を強固に融着させる。
このように、予備加熱および本加熱を順次行なうことにより、予備加熱時には発泡粒子の膨張を抑制しつつ発泡粒子間の空気をスチームに置換できるのでキャビティの中心部の発泡粒子まで加熱が良好に行なわれ、かつ発泡粒子表面が融着可能な温度まで加熱されるので発泡粒子同士の融着が進み、その状態から引き続いて発泡粒子を膨張させる本加熱を行なうことにより、成形体の内部融着率が非常に高いものとなる。つまり、肉厚の発泡成形体であっても内部融着率が高いものが得られ、たとえ、見かけ密度が10〜28g/Lの高発泡倍率で、厚みが300〜1000mmの立方体又は直方体の肉厚の発泡成形体であっても内部融着率が高いものが得られる。
Furthermore, as a steam heating condition in the method for producing a foamed molded article of the present invention, it is preferable to perform preheating before the main heating.
That is, by heating the foamed particles with low-pressure steam having a pressure lower by 0.05 MPa or more than the steam pressure during the main heating, the air between the foamed particles is exhausted and the foamed particles are melted without expanding the foamed particles. Preheating is performed to heat to a temperature at which it can be worn. Subsequently, the foamed particles are heated with high-pressure steam for main heating to expand the foamed particles and firmly fuse the foamed particles together.
In this way, by sequentially performing the preheating and the main heating, the air between the foamed particles can be replaced with steam while suppressing the expansion of the foamed particles during the preheating, so that the foamed particles at the center of the cavity are heated well. In addition, since the surface of the foamed particles is heated to a temperature at which the foamed particles can be fused, the fusion between the foamed particles proceeds, and the main fusion rate of the molded body is increased by performing the main heating to continuously expand the foamed particles from that state. Is very expensive. That is, even if it is a thick foam molded body, a product having a high internal fusion rate is obtained, for example, a cube or cuboid having a high foaming ratio of an apparent density of 10 to 28 g / L and a thickness of 300 to 1000 mm. Even if it is a thick foaming molding, what has a high internal fusion rate is obtained.
上記発泡粒子の予備加熱時のスチーム圧力は、前記の通り、本加熱時のスチーム圧力よりも0.05MPa以上低い圧力であることが好ましいが、本加熱時のスチーム圧力よりも0.05〜0.3MPa低い圧力であることがより好ましい。ただし、予備加熱時のスチーム圧力は、0.01MPa(G)以上であることが好ましく、0.02MPa(G)以上であることがより好ましい。
尚、上記スチーム圧力は、いずれも、スチームを導入する側のチャンバーに接続されたドレン管のドレン弁チャンバー側の手前で測定されるゲージ圧力である。
As described above, the steam pressure during the preliminary heating of the foamed particles is preferably 0.05 MPa or more lower than the steam pressure during the main heating, but is 0.05 to 0 lower than the steam pressure during the main heating. More preferably, the pressure is 3 MPa lower. However, the steam pressure during preheating is preferably 0.01 MPa (G) or more, and more preferably 0.02 MPa (G) or more.
In addition, all the said steam pressures are gauge pressures measured before the drain valve chamber side of the drain pipe connected to the chamber of the side which introduces steam.
本発明の発泡成形体の製造方法に使用される発泡粒子は、嵩密度が8〜450g/Lの範囲のものが一般的であるが、10〜300g/Lの範囲のものが好ましく、12〜30g/Lの範囲のものがより好ましい。発泡粒子の嵩密度は、成形直前の発泡粒子を無作為に抜き出し、気温23℃、相対湿度50%の大気圧下の部屋において、容積1Lのメスシリンダーの中に、静電気を除去しつつ自然堆積状態となるように多数の発泡粒子を1Lの目盛まで収容し、次に、収容された発泡粒子の重量を測定することにより求めることができる。 The foamed particles used in the method for producing a foamed molded product of the present invention generally have a bulk density in the range of 8 to 450 g / L, preferably in the range of 10 to 300 g / L, The thing of the range of 30 g / L is more preferable. The bulk density of the foamed particles is the random accumulation of the foamed particles immediately before molding, and they are naturally deposited while removing static electricity in a 1 L graduated cylinder in a room under an atmospheric pressure with an air temperature of 23 ° C. and a relative humidity of 50%. A large number of expanded particles can be accommodated to a scale of 1 L so as to be in a state, and then the weight of the accommodated expanded particles can be measured.
本発明の発泡成形体の製造方法により得られる発泡成形体は、おおよそ見かけ密度が8〜600g/Lのものであるが、見かけ密度が10g/L以上、30g/L未満のものが好ましく、10〜28g/Lのものがより好ましい。見かけ密度が30g/L未満の発泡成形体を製造する場合には、内部圧力が高められた発泡粒子を使用する型内成形法を、通常、余儀なくされる。一般に、内部圧力を高められた発泡粒子を用いて肉厚の成形体を得ると、成形体内部の融着性が極端に悪くなる。これは、金型表面付近に位置する発泡粒子の膨張が先行して内部までスチームが届き難くなるからである。ところが、上記特定の芯層と被覆層とからなる複合構造の発泡粒子を使用することによる本発明の発泡成形体の製造方法では、発泡粒子同士の融着性が極めて良好であるため、内部圧力が高められた発泡粒子を使用して見かけ密度が30g/L未満の肉厚の発泡成形体を製造しても成形体内部の融着性に優れる。従って、本発明の発泡成形体の製造方法は、成形体内部の融着性が低下しやすいため成形時の困難性の高い、内部圧力が高められた発泡粒子を使用して見かけ密度が30g/L未満の肉厚の発泡成形体の型内成形において、非常に有効である。また、上記発泡粒子の内部圧力は0.005MPa(G)以上、更に0.05〜0.5MPa(G)とすることが好ましい。また、上記発泡粒子の内部圧力の上限は、概ね0.98MPa(G)である。
尚、上記発泡成形体の見かけ密度とは、JIS K7222(1999)で定義される見かけ全体密度を意味する。また、上記発泡粒子の内部圧力は、特開2003−201361号公報に記載された方法で求められる。
The foam molded article obtained by the method for producing a foam molded article of the present invention has an apparent density of approximately 8 to 600 g / L, and preferably has an apparent density of 10 g / L or more and less than 30 g / L. More preferred is ˜28 g / L. When producing a foamed molded article having an apparent density of less than 30 g / L, an in-mold molding method using foamed particles having an increased internal pressure is usually forced. Generally, when a thick molded body is obtained using expanded particles whose internal pressure is increased, the fusion property inside the molded body is extremely deteriorated. This is because it is difficult for the steam to reach the inside due to the expansion of the expanded particles located near the mold surface. However, in the method for producing a foamed molded article of the present invention by using a composite structure foamed particle composed of the specific core layer and the coating layer, the fusion pressure between the foamed particles is extremely good. Even if a foamed molded article having a wall thickness with an apparent density of less than 30 g / L is produced by using expanded particles having an increased squeezing property, the fusion property inside the molded article is excellent. Therefore, in the method for producing a foamed molded article of the present invention, the fusion density inside the molded article tends to be lowered, so that the apparent density is 30 g / h using foamed particles with high difficulty in molding and increased internal pressure. It is very effective in the molding of a foamed molded product having a wall thickness of less than L. The internal pressure of the expanded particles is preferably 0.005 MPa (G) or more, and more preferably 0.05 to 0.5 MPa (G). The upper limit of the internal pressure of the expanded particles is approximately 0.98 MPa (G).
In addition, the apparent density of the said foaming molding means the apparent whole density defined by JISK7222 (1999). Moreover, the internal pressure of the said foaming particle is calculated | required by the method described in Unexamined-Japanese-Patent No. 2003-201361.
本発明の発泡成形体は、様々な型内成形方法により製造することができる。
例えば、特公昭46−38359号公報に記載されているように、大気圧または減圧下の凹凸一対の金型により形成されるキャビティ内へ、発泡粒子を充填した後に、キャビティ体積を5〜70%減少する様に圧縮し、次いでスチーム等の熱媒をキャビティ内に導入して、発泡粒子を加熱融着させる成形法が挙げられる。
また、特公昭51−22951号公報に記載されているように、物理発泡剤を発泡粒子に含浸させることにより内部圧力を高めた発泡粒子をキャビティ内に充填した後、金型キャビティ内にスチームを導入して発泡粒子を相互に融着させる成形法も挙げられる。
また、特公平4−46217号公報に記載されているように、圧縮ガスにより大気圧以上に加圧したキャビティに、キャビティ内の圧力以上の圧力で発泡粒子を加圧充填した後、キャビティ内にスチームを導入して発泡粒子を相互に融着させる成形法も挙げられる。
更に、特開平9−104026号公報に記載されているように、発泡粒子を無端走行する上下のベルト間に挟んで成形領域を搬送しながらスチーム加熱し、発泡粒子を相互に融着させる成形法も挙げられる。
また、特公平6−22919号公報に記載されているように、上記の方法を適宜組み合わせることによっても成形可能である。
以上の如くして得られた発泡成形体は、芯層を形成する結晶性の熱可塑性樹脂の種類や見かけ密度等によっては、離型直後から収縮を開始するものもあるが、その場合には、早期に50〜85℃程度の雰囲気下で養生を行なうことにより、成形空間と実質的に同じ大きさまで寸法を回復させることができる。
The foamed molded product of the present invention can be produced by various in-mold molding methods.
For example, as described in Japanese Examined Patent Publication No. 46-38359, after filling foamed particles into a cavity formed by a pair of concave and convex portions under atmospheric pressure or reduced pressure, the cavity volume is reduced to 5 to 70%. There is a molding method in which compression is performed so as to decrease, and then a heating medium such as steam is introduced into the cavity to heat-fuse the expanded particles.
Further, as described in Japanese Patent Publication No. 51-22951, after filling the foamed particles whose internal pressure is increased by impregnating the foamed particles with a physical foaming agent, steam is introduced into the mold cavity. There may also be mentioned a molding method in which the expanded particles are fused together.
In addition, as described in Japanese Patent Publication No. 4-46217, a cavity pressurized to a pressure higher than the atmospheric pressure with a compressed gas is pressurized and filled with foamed particles at a pressure higher than the pressure in the cavity, There is also a molding method in which steam is introduced and the expanded particles are fused to each other.
Further, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-104026, a molding method in which foamed particles are fused to each other by being heated while being transported in a molding region with the foamed particles sandwiched between upper and lower belts that travel endlessly. Also mentioned.
Further, as described in Japanese Patent Publication No. 6-22919, molding can be performed by appropriately combining the above methods.
Depending on the type and apparent density of the crystalline thermoplastic resin that forms the core layer, the foamed molded product obtained as described above may start shrinking immediately after release, in which case By performing curing at an early stage in an atmosphere of about 50 to 85 ° C., the dimensions can be recovered to substantially the same size as the molding space.
本発明の特定の複合構造からなる発泡粒子を型内成形して得られる肉厚の発泡成形体は、成形体の内部における発泡粒子の融着率が50%以上であり、肉厚成形体にもかかわらず発泡粒子相互の融着性に優れている。従って、本発明の発泡成形体は、スライス、切削加工等に際して、加工時に加工品が割れたり、破断したりすることが殆どなく、また発泡粒子の欠けが生じ難く、加工品の不良率が極めて小さい。また、肉厚の発泡成形体をそのまま使用する場合であっても、局部的に大きな荷重がかかったり、曲げ荷重がかかったりするような状態で使用されても破断が生じ難いものである。尚、上記発泡成形体の内部における発泡粒子の融着率は、60%以上であることが好ましく、70%以上であることがより好ましい。
尚、本発明のような肉厚の発泡成形体においては、発泡粒子相互の融着性は、発泡成形体中心部に近づくほど低下する傾向にあるため、発泡成形体の内部における発泡粒子の融着率を測定することにより、最も発泡粒子相互の融着性の悪い部分を測定することになる。従って、発泡成形体の内部における発泡粒子の融着率が50%以上の発泡成形体は、発泡成形体の全体において発泡粒子の融着率が50%以上を示すことになる。
The thick foam molded body obtained by in-mold molding of the foamed particles having a specific composite structure of the present invention has a fusion rate of the foamed particles in the molded body of 50% or more. Nevertheless, it has excellent fusion properties between the expanded particles. Therefore, in the foamed molded article of the present invention, when slicing, cutting, etc., the processed product is hardly cracked or broken during processing, the chipped foam particles are hardly generated, and the defective rate of the processed product is extremely high. small. Further, even when a thick foam molded body is used as it is, breakage hardly occurs even if it is used in a state where a large load is applied locally or a bending load is applied. In addition, it is preferable that the fusion rate of the foamed particle in the inside of the said foaming molding is 60% or more, and it is more preferable that it is 70% or more.
In the foamed molded article having a thick wall as in the present invention, the fusibility between the foamed particles tends to decrease as it approaches the center of the foamed molded article. By measuring the adhesion rate, the portion with the lowest fusion property between the expanded particles is measured. Therefore, a foamed molded product having a foamed particle fusion rate of 50% or more inside the foamed molded product exhibits a foamed particle fusion rate of 50% or more in the whole foamed molded product.
発泡成形体内部の発泡粒子の融着率は、図3に示す測定装置により次のようにして測定されるものである。尚、図3(a)は測定装置の正面図、(b)は測定装置の平面図である。
測定に供する発泡成形体を乾燥後、23℃、相対湿度50%の大気圧下の部屋で、120時間放置する。この状態に維持された部屋の中で以降の作業を実施する。
先ず、発泡成形体の厚み方向(通常は、金型開閉方向と一致する方向)で最も厚みの厚い部分の厚み方向中央部が含まれるように(直方体形状又は立方体形状の場合には、成形体の中心部が含まれる箇所)、発泡成形体から、厚み25mm、長さ180mm、幅50mmのサイズの直方体形状の発泡体を切り出す。更に、直方体形状の発泡体の切り出し位置について詳しく説明すると、直方体形状の発泡体は、その中心を、発泡成形体から切り出し得る最も大きな球の中心と実質的に一致するように切り出す。尚、実質的に一致するとは、球の中心と直方体形状の発泡体の中心との位置ずれが20mm以下であることを意味する。次に、切り出した直方体形状の発泡体に対し、長さ方向中央部において一方の表面(長さ180mm、幅50mmの面の一方の面)に深さ2mmの切込みを、全幅を横切るように入れ、これを試験片とする。
The fusion rate of the expanded particles inside the expanded molded body is measured by the measuring apparatus shown in FIG. 3 as follows. 3A is a front view of the measuring device, and FIG. 3B is a plan view of the measuring device.
The foamed molded article to be measured is dried and then left for 120 hours in a room under an atmospheric pressure of 23 ° C. and a relative humidity of 50%. The subsequent work is carried out in a room maintained in this state.
First, the center of the thickness direction of the thickest part in the thickness direction of the foam molded body (usually the direction that coincides with the mold opening / closing direction) is included (in the case of a rectangular parallelepiped shape or a cubic shape, the molded body A rectangular solid foam having a thickness of 25 mm, a length of 180 mm, and a width of 50 mm is cut out from the foamed molded article. Further, the cutting position of the rectangular parallelepiped foam will be described in detail. The rectangular foam is cut out so that the center thereof substantially coincides with the center of the largest sphere that can be cut out from the foam molded body. Note that substantially matching means that the positional deviation between the center of the sphere and the center of the rectangular parallelepiped foam is 20 mm or less. Next, in the cut rectangular parallelepiped foam, a 2 mm deep cut is placed on one surface (one surface of length 180 mm, width 50 mm) at the center in the length direction so as to cross the entire width. This is a test piece.
図3(a)及び(b)に示すように、センター間の距離が70mmとなるように平行に立設され、且つ上端が半径5mmに丸められた高さ100mm、幅60mm、厚み10mmの剛体からなる2枚の支持板2、2上に、上記試験片1を、切込み5が設けられた面を下側に向けて、且つ試験片1の長さ方向が支持板2、2と直交するように均等に跨がせて配置する。
次に、先端が半径5mmに丸められた、高さ60mm、幅60mm、厚み10mmの剛体からなる押圧板3にて、押圧板3の厚み方向の中央部と試験片の切込み5が一致するようにセットして、試験片1の切込み5の反対側から、押圧板3の押圧速度を200mm/分として3点曲げ試験を行い、試験片1が破断するまで又は試験片1が支持板2、2上から外れて支持板2、2間に完全に入り込むまで押圧する。
次に、試験片1の破断面を観察し、破壊された発泡粒子の個数(GN)と発泡粒子間で剥離した発泡粒子の個数(PN)とから、下記(3)式にて融着率(BR)を求める。尚、当然のことながら当初の切込み2mm上に存在した発泡粒子はいずれにもカウントしない。また、試験片1の破断面の1つの発泡粒子に着目した時に、破壊された部分と発泡粒子間で剥離された部分の両方を含む場合には、面積を考慮し、破壊された部分の面積が50%以上である場合には破壊された数としてカウントし、破壊された部分の面積が50%未満である場合には発泡粒子間で剥離された数としてカウントする。
As shown in FIGS. 3A and 3B, a rigid body having a height of 100 mm, a width of 60 mm, and a thickness of 10 mm, which is erected in parallel so that the distance between the centers is 70 mm and whose upper end is rounded to a radius of 5 mm. The
Next, in the
Next, the fracture surface of the
(数4)
BR(%)=GN×100/(GN+PN) ・・・・・(3)
(Equation 4)
BR (%) = GN × 100 / (GN + PN) (3)
尚、この試験の結果、試験片が完全に破断していなかった場合には、非破断部分は全て破壊されたと見なし、非破断部分をナイフで垂直に(試験片の厚み方向に)切断して、切断面に存在する発泡粒子の数を破壊された数としてカウントし、破壊された発泡粒子の個数(GN)と発泡粒子間で剥離した発泡粒子の個数(PN)をカウントし、上記と同じ計算式で融着率(BR)を測定する。 As a result of this test, if the test piece was not completely broken, it was considered that all the non-broken portions were broken, and the non-broken portion was cut vertically (in the thickness direction of the test piece) with a knife. The number of foam particles present on the cut surface is counted as the number of destroyed, the number of broken foam particles (GN) and the number of foam particles peeled between the foam particles (PN) are counted, the same as above The fusion rate (BR) is measured by a calculation formula.
本発明の発泡成形体は、見かけ密度が10g/L以上、30g/L未満、最小厚みが300〜1000mmの立方体又は直方体であることが好ましい。尚、立方体又は直方体の発泡成形体における最小厚みとは、縦、横、及び高さの3方向の厚みの内、最も小さな値を意味する。この発泡成形体は、従来は製造が困難であった高発泡倍率で非常に肉厚で内部融着率に優れる立方体又は直方体の発泡成形体であることから、板状に切り出して緩衝材や断熱材として使用する場合、さらには、その板状製品を抜き加工等して緩衝材等として使用する場合であっても、発泡成形体の中心部に至る部分まで問題なく使用することができるため、無駄なく、かつ安価に加工品を提供することができる。 The foamed molded article of the present invention is preferably a cube or a rectangular parallelepiped having an apparent density of 10 g / L or more and less than 30 g / L and a minimum thickness of 300 to 1000 mm. In addition, the minimum thickness in a cubic or rectangular parallelepiped foamed molded product means the smallest value among the thicknesses in the three directions of length, width, and height. This foamed molded body is a cubic or cuboid foamed molded body that has been conventionally difficult to manufacture, has a high foaming ratio, is very thick, and has an excellent internal fusion rate. When used as a material, furthermore, even if it is a case where the plate-like product is used as a cushioning material by punching, etc., it can be used without problems up to the part reaching the center of the foam molded article, A processed product can be provided at low cost without waste.
見かけ密度が10g/L以上、30g/L未満、更に10〜28g/Lである発泡成形体は、緩衝包装材等として好適である。発泡成形体の厚みは、厚い方が板状に切り出して緩衝材として使用する場合に生産性を高めることができるので好ましいが、厚すぎると内部融着性の高い発泡成形体が得られない虞がある。従って、最小厚みは300〜1000mmが好ましく、400〜600mmがより好ましい。 A foamed molded article having an apparent density of 10 g / L or more, less than 30 g / L, and further 10 to 28 g / L is suitable as a buffer packaging material or the like. The thickness of the foamed molded product is preferable because the thicker one can increase the productivity when cut into a plate shape and used as a buffer material, but if it is too thick, a foamed molded product with high internal fusion property may not be obtained. There is. Accordingly, the minimum thickness is preferably 300 to 1000 mm, more preferably 400 to 600 mm.
次に、本発明の実施例について説明する。
本実施例においては、ポリプロピレン樹脂を基材樹脂とする発泡状態の芯層と、ポリエチレン重合体からなる被覆層とから構成されている複合構造の発泡粒子、及びこれを型内成形してなる発泡成形体を作製する。
Next, examples of the present invention will be described.
In this embodiment, a foamed particle having a composite structure composed of a foamed core layer made of polypropylene resin as a base resin and a coating layer made of a polyethylene polymer, and foamed by molding this in-mold A molded body is produced.
[ポリプロピレン樹脂の製造]
まず、芯層を形成する基材樹脂としてのポリプロピレン樹脂を、次の製造例1及び2に示す方法で合成した。
[Production of polypropylene resin]
First, a polypropylene resin as a base resin for forming the core layer was synthesized by the method shown in the following Production Examples 1 and 2.
製造例1
(i)[ジメチルシリレンビス{1,1’−(2−メチル−4−フェニル−4−ヒドロアズレニル)}ジルコニウムジクロリド]の合成
以下の反応は全て不活性ガス雰囲気で行い、また、反応には予め乾燥精製した溶媒を用いた。
Production Example 1
(I) Synthesis of [dimethylsilylenebis {1,1 ′-(2-methyl-4-phenyl-4-hydroazurenyl)} zirconium dichloride] The following reactions are all carried out in an inert gas atmosphere. A dried and purified solvent was used.
(a)ラセミ・メソ混合物の合成
特開昭62−207232号公報に記載の方法に従って合成した2−メチルアズレン2.22gをヘキサン30mLに溶解し、フェニルリチウムのシクロヘキサン−ジエチルエーテル溶液15.6mL(1.0当量)を0℃にて少量ずつ添加した。
この溶液を室温で1時間撹拌した後、−78℃に冷却し、テトラヒドロフラン30mLを加えた。
次いで、ジメチルジクロロシラン0.95mLを加えた後、室温まで昇温し、更に50℃で90分間加熱した。この後、塩化アンモニウム飽和水溶液を加え、有機層を分離後、硫酸ナトリウムで乾燥し、溶媒を減圧留去した。
得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒;ヘキサン:ジクロロメタン=5:1(重量比))で精製することにより、ビス{1,1’−(2−メチル−4−フェニル−1,4−ジヒドロアズレニル)ジメチルシラン1.48gを得た。
上記で得られたビス{1,1’−(2−メチル−4−フェニル−1,4−ジヒドロアズレニル)ジメチルシラン786mgをジエチルエーテル15mLに溶解し、−78℃でn−ブチルリチウムのヘキサン溶液(1.68mol/L)1.98mLを滴加し、徐々に室温に昇温し、その後室温にて12時間撹拌した。溶媒を減圧留去して得られた固体をヘキサンで洗浄し、減圧乾固した。
更に、トルエン−ジエチルエーテル混合溶媒(40:1(重量比))を20mL加え、−60℃にて四塩化ジルコニウム325mgを加え、徐々に昇温して室温で15分間撹拌した。
得られた溶液を減圧下に濃縮し、ヘキサンを加えて再沈殿させることにより、ジメチルシリレンビス{1,1’−(2−メチル−4−フェニル−4−ヒドロアズレニル)}ジルコニウムジクロリドよりなる、ラセミ・メソ混合物150mgを得た。
(A) Synthesis of racemic / meso mixture 2.22 g of 2-methylazulene synthesized according to the method described in JP-A-62-207232 was dissolved in 30 mL of hexane, and 15.6 mL of cyclohexane-diethyl ether solution of phenyllithium ( 1.0 equivalent) was added in small portions at 0 ° C.
The solution was stirred at room temperature for 1 hour, cooled to −78 ° C., and 30 mL of tetrahydrofuran was added.
Subsequently, after adding 0.95 mL of dimethyldichlorosilane, it heated up to room temperature, and also heated at 50 degreeC for 90 minutes. Thereafter, a saturated aqueous solution of ammonium chloride was added, the organic layer was separated and dried over sodium sulfate, and the solvent was distilled off under reduced pressure.
By purifying the obtained crude product by silica gel column chromatography (developing solvent; hexane: dichloromethane = 5: 1 (weight ratio)), bis {1,1 ′-(2-methyl-4-phenyl-1) , 4-Dihydroazurenyl) dimethylsilane 1.48 g was obtained.
786 mg of the bis {1,1 ′-(2-methyl-4-phenyl-1,4-dihydroazurenyl) dimethylsilane obtained above was dissolved in 15 mL of diethyl ether, and hexane of n-butyllithium was added at −78 ° C. 1.98 mL of the solution (1.68 mol / L) was added dropwise, the temperature was gradually raised to room temperature, and then the mixture was stirred at room temperature for 12 hours. The solid obtained by distilling off the solvent under reduced pressure was washed with hexane and dried under reduced pressure.
Furthermore, 20 mL of a toluene-diethyl ether mixed solvent (40: 1 (weight ratio)) was added, 325 mg of zirconium tetrachloride was added at −60 ° C., the temperature was gradually raised, and the mixture was stirred at room temperature for 15 minutes.
The obtained solution was concentrated under reduced pressure, and reprecipitated by adding hexane, thereby forming a racemic product composed of dimethylsilylene bis {1,1 ′-(2-methyl-4-phenyl-4-hydroazurenyl)} zirconium dichloride. -150 mg of meso mixture was obtained.
(b)ラセミ体の分離
上記の反応を繰り返して得たラセミ・メソ混合物887mgをガラス容器に入れ、ジクロロメタン30mLに溶解し、高圧水銀ランプで30分間光照射した。その後ジクロロメタンを減圧留去し、黄色固体を得た。
この固体にトルエン7mLを添加して撹拌後、静置することにより、黄色固体を沈殿させて分離した。上澄みを除去し、固体を減圧乾固して、ジメチルシリレンビス{1,1’−(2−メチル−4−フェニル−4−ヒドロアズレニル)}ジルコニウムジクロリドよりなる、ラセミ体を437mg得た。
(B) Separation of racemic body 887 mg of the racemic / meso mixture obtained by repeating the above reaction was put in a glass container, dissolved in 30 mL of dichloromethane, and irradiated with a high pressure mercury lamp for 30 minutes. Thereafter, dichloromethane was distilled off under reduced pressure to obtain a yellow solid.
7 mL of toluene was added to this solid and stirred, and then allowed to stand to precipitate and separate a yellow solid. The supernatant was removed, and the solid was dried under reduced pressure to obtain 437 mg of a racemate consisting of dimethylsilylene bis {1,1 ′-(2-methyl-4-phenyl-4-hydroazurenyl)} zirconium dichloride.
(ii)触媒の合成
(a)触媒担体の処理
脱塩水135mLと硫酸マグネシウム16gをガラス製容器に入れ、撹拌し溶液とした。この溶液にモンモリロナイト(クニミネ工業株式会社製 商品名「クニピア−F」)22.2gを加えた後、昇温し、80℃で1時間保持した。
次いで、脱塩水300mLを加えた後に濾過により、固形分を分離した。この固形分に、脱塩水46mLと硫酸23.4g及び硫酸マグネシウム29.2gを加えた後、昇温し、加熱還流下に2時間処理した後、脱塩水200mLを加え、濾過した。
更に脱塩水400mLを加えて濾過する操作を2回実施した。その後、固体を100℃で乾燥し、触媒担体としての化学処理モンモリロナイトを得た。
(Ii) Catalyst synthesis (a) Treatment of catalyst carrier 135 mL of demineralized water and 16 g of magnesium sulfate were placed in a glass container and stirred to obtain a solution. After adding 22.2 g of montmorillonite (trade name “Kunipia-F”, manufactured by Kunimine Kogyo Co., Ltd.) to this solution, the temperature was raised and kept at 80 ° C. for 1 hour.
Next, after adding 300 mL of demineralized water, the solid content was separated by filtration. After adding 46 mL of demineralized water, 23.4 g of sulfuric acid and 29.2 g of magnesium sulfate to this solid content, the temperature was raised and the mixture was heated and refluxed for 2 hours, and then 200 mL of demineralized water was added and filtered.
Further, 400 mL of demineralized water was added and filtration was performed twice. Thereafter, the solid was dried at 100 ° C. to obtain chemically treated montmorillonite as a catalyst carrier.
(b)触媒成分の調製
内容積1リットルの撹拌式オートクレーブ内をプロピレンで十分に置換した後、脱水ヘプタン230mLを導入し、オートクレーブ内温度を40℃に保持した。
ここに、上記にて調製した触媒担体としての化学処理モンモリロナイト10gを200mLのトルエンに懸濁させて添加した。
更に、上記(i)の(b)において別容器中に調製したジメチルシリレンビス{1,1’−(2−メチル−4−フェニル−4−ヒドロアズレニル)}ジルコニウムジクロリドのラセミ体(0.15mmol)と、トリイソブチルアルミニウム(3mmol)とを、トルエン(計20mL)中にて混合したものをオートクレーブ内に添加した。
その後、プロピレンを10g/hrの速度で120分間導入し、更にその後に120分間、重合反応を継続した後、窒素雰囲気下に溶媒を留去、乾燥して固体触媒成分を得た。この固体触媒成分は、固体成分1gあたり、1.9gの重合体(ポリプロピレン)を含有するものであった。尚、上記の固体成分とは、化学処理モンモリロナイトと、それに担持されたジメチルシリレンビス{1,1’−(2−メチル−4−フェニル−4−ヒドロアズレニル)}ジルコニウムジクロリドのラセミ体、更にそれに担持されたトリイソブチルアルミニウムの3成分から構成されるものである。
(B) Preparation of catalyst component After the inside of a stirred autoclave having an internal volume of 1 liter was sufficiently substituted with propylene, 230 mL of dehydrated heptane was introduced, and the temperature inside the autoclave was maintained at 40 ° C.
10 g of chemically treated montmorillonite as the catalyst carrier prepared above was suspended in 200 mL of toluene and added thereto.
Furthermore, a racemic body (0.15 mmol) of dimethylsilylenebis {1,1 ′-(2-methyl-4-phenyl-4-hydroazurenyl)} zirconium dichloride prepared in a separate container in (b) of (i) above. A mixture of triisobutylaluminum (3 mmol) in toluene (total 20 mL) was added to the autoclave.
Thereafter, propylene was introduced at a rate of 10 g / hr for 120 minutes, and then the polymerization reaction was continued for 120 minutes. Thereafter, the solvent was distilled off under a nitrogen atmosphere and dried to obtain a solid catalyst component. This solid catalyst component contained 1.9 g of a polymer (polypropylene) per 1 g of the solid component. The solid component is a chemically treated montmorillonite, a racemic dimethylsilylene bis {1,1 ′-(2-methyl-4-phenyl-4-hydroazurenyl)} zirconium dichloride supported thereon, and further supported thereon. It is composed of three components of triisobutylaluminum.
(iii)ポリプロピレン樹脂の調製
内容積200Lの撹拌式オートクレーブ内をプロピレンで十分に置換した後、精製したn−ヘプタン60Lを導入し、トリイソブチルアルミニウムのヘキサン溶液500mL(0.12mol)を添加し、オートクレーブ内を70℃に昇温した。その後、上記固体触媒成分9.0gを添加し、プロピレンとエチレンの混合ガス(プロピレン:エチレン=97.5:2.5(重量比))を圧力が0.7MPaとなるように導入して重合を開始させ、本条件下に3時間重合反応を行った。
その後、反応系にエタノール100mLを圧入して反応を停止させ、残存ガス成分をパージすることで、9.3kgのポリマーを得た。このポリマーはMFR=8g/10分、プロピレンから得られた構造単位が97.6モル%、エチレンから得られた構造単位が2.4モル%、アイソタクチックトリアッド分率が99.2%、融点(Tm)が141℃、2,1−挿入に基づく位置不規則単位の割合が1.06%、1,3−挿入に基づく位置不規則単位の割合が0.17%であった。
以下、ここで得られたポリプロピレン樹脂(プロピレン−エチレンランダム共重合体)を「ポリマー1」と称する。
(Iii) Preparation of polypropylene resin After the inside of a stirred autoclave with an internal volume of 200 L is sufficiently substituted with propylene, 60 L of purified n-heptane is introduced, and 500 mL (0.12 mol) of a hexane solution of triisobutylaluminum is added, The temperature inside the autoclave was raised to 70 ° C. Thereafter, 9.0 g of the above solid catalyst component was added, and a mixed gas of propylene and ethylene (propylene: ethylene = 97.5: 2.5 (weight ratio)) was introduced so that the pressure became 0.7 MPa, and polymerization was performed. The polymerization reaction was carried out for 3 hours under these conditions.
Thereafter, 100 mL of ethanol was injected into the reaction system to stop the reaction, and the residual gas component was purged to obtain 9.3 kg of polymer. This polymer has MFR = 8 g / 10 min, structural unit obtained from propylene is 97.6 mol%, structural unit obtained from ethylene is 2.4 mol%, and isotactic triad fraction is 99.2%. The melting point (Tm) was 141 ° C., the ratio of position irregular units based on 2,1-insertion was 1.06%, and the ratio of position irregular units based on 1,3-insertion was 0.17%.
Hereinafter, the polypropylene resin (propylene-ethylene random copolymer) obtained here is referred to as “
製造例2
内容積200Lの撹拌式オートクレーブ内をプロピレンで十分に置換した後、精製したn−ヘプタン60Lを導入し、トリイソブチルアルミニウムのヘキサン溶液500mL(0.12mol)を添加し、オートクレーブ内を70℃に昇温した。その後、製造例1と同じ固体触媒成分6.0gを添加し、プロピレンとエチレンの混合ガス(プロピレン:エチレン=96.5:3.5(重量比))を圧力が0.7MPaとなるように導入して重合を開始させ、本条件下に3時間重合反応を行った。
その後、反応系にエタノール100mLを圧入して反応を停止させ、残存ガス成分をパージすることで、芯層用のプロピレン重合体としての8.8kgのポリマーを得た。
このポリマーは、MFR=8g/10分、アイソタクチックトリアッド分率が99.2%、融点(Tm)が125℃、プロピレンから得られた構造単位が95.3モル%、エチレンから得られた構造単位が4.7モル%、2,1−挿入に基づく位置不規則単位の割合が0.95%、1,3−挿入に基づく位置不規則単位の割合が0.11%であった。
以下、ここで得られたポリプロピレン樹脂(プロピレン−エチレンランダム共重合体)を「ポリマー2」と称する。
Production Example 2
After thoroughly replacing the inside of the stirred autoclave with an internal volume of 200 L with propylene, 60 L of purified n-heptane is introduced, 500 mL (0.12 mol) of hexane solution of triisobutylaluminum is added, and the inside of the autoclave is raised to 70 ° C. Warm up. Thereafter, 6.0 g of the same solid catalyst component as in Production Example 1 was added, and a mixed gas of propylene and ethylene (propylene: ethylene = 96.5: 3.5 (weight ratio)) was adjusted to a pressure of 0.7 MPa. The polymerization was initiated to initiate polymerization, and the polymerization reaction was carried out for 3 hours under these conditions.
Thereafter, 100 mL of ethanol was injected into the reaction system to stop the reaction, and the remaining gas component was purged to obtain 8.8 kg of a polymer as a propylene polymer for the core layer.
This polymer is obtained from ethylene with MFR = 8 g / 10 min, isotactic triad fraction of 99.2%, melting point (Tm) of 125 ° C., structural unit obtained from propylene, 95.3 mol%. The structural unit was 4.7 mol%, the ratio of the position irregular unit based on 2,1-insertion was 0.95%, and the ratio of the position irregular unit based on 1,3-insertion was 0.11%. .
Hereinafter, the polypropylene resin (propylene-ethylene random copolymer) obtained here is referred to as “
[チーグラー系触媒を用いたポリプロピレン樹脂]
また、チーグラー系触媒を用いたポリプロピレン樹脂として、日本ポリケム株式会社製のプロピレン−ブテン−1ランダム共重合体である、商品名「ノバテックPP MB3B」(以下、ポリマー3という。)及び出光興産株式会社製のプロピレン−エチレンランダム共重合体である、商品名「J532MZV」(以下、ポリマー4という。)を入手した。
[Polypropylene resin using Ziegler catalyst]
In addition, as a polypropylene resin using a Ziegler-based catalyst, trade name “Novatech PP MB3B” (hereinafter referred to as polymer 3) and Idemitsu Kosan Co., Ltd., which are propylene-butene-1 random copolymers manufactured by Nippon Polychem Co., Ltd. The product name “J532MZV” (hereinafter referred to as polymer 4), which is a propylene-ethylene random copolymer manufactured by the Company, was obtained.
ポリマー1〜4の物性を表1に示す。
(表1)
Table 1 shows the physical properties of the
(Table 1)
次に、上記ポリマー1〜ポリマー4を用いて、発泡粒子の製造およびこれらの発泡粒子を用いた発泡成形体の製造実施例につき説明する。
なお、以下の各例において、各物性は次の様にして求めた。
融点は、株式会社島津製作所製の熱流束示差走査熱量計「DSC−50」を使用して前記方法にて測定した。
水蒸気透過度は、上記ポリマー1〜ポリマー4から厚み25ミクロンのフィルムを作成して、前記の方法にて測定した。
Next, production examples of foamed particles using the
In the following examples, each physical property was obtained as follows.
The melting point was measured by the above method using a heat flux differential scanning calorimeter “DSC-50” manufactured by Shimadzu Corporation.
The water vapor permeability was measured by the method described above by preparing a 25-micron-thick film from the
実施例1
口径65mmφ単軸押出機を用いて、製造例1で得たポリプロピレン樹脂(ポリマー1)に酸化防止剤(吉富製薬株式会社製 商品名「ヨシノックスBHT」0.05重量%、及びチバガイギー株式会社製 商品名「イルガノックス1010」0.10重量%)を添加して230℃にて混練し、46kg/hrの押出量となるように共押ダイの芯部導入ノズルに溶融樹脂を150Kg/cm2の圧力で注入した。
更に、口径30mmφ単軸押出機を用いて、密度が0.907g/cm3 、融点が100℃の直鎖状低密度ポリエチレン(日本ポリケム株式会社製 商品名「カーネルKF270」)に酸化防止剤(吉富製薬株式会社製 商品名「ヨシノックスBHT」0.05重量%、及びチバガイギー株式会社製 商品名「イルガノックス1010」0.10重量%)を添加して220℃にて混練し、8kg/hrの押出量となるように上記共押ダイの被覆部導入ノズルに溶融樹脂を130kg/cm2の圧力で注入した。
次いで、直径1.5mmの上記ダイのオリフィスから、上記ポリマー1と酸化防止剤との混練物を非発泡状態の芯層とし、また、上記の直鎖状低密度ポリエチレンを非発泡状態の被覆層としてストランド状に押し出した。
このストランドを、水槽を通して冷却し、1個の重量が1.0mgになるようにカットして複合体からなる樹脂粒子を得た。この樹脂粒子を位相差顕微鏡により観察したところ、厚さ47ミクロンの直鎖状低密度ポリエチレン樹脂よりなる被覆層が、ポリプロピレン樹脂よりなる非発泡状態の芯層を筒状に被覆する構造を有していた。
Example 1
Using a 65 mm diameter single screw extruder, the polypropylene resin (Polymer 1) obtained in Production Example 1 was added with an antioxidant (0.05% by weight, “Yoshinox BHT” manufactured by Yoshitomi Pharmaceutical Co., Ltd.), and a product manufactured by Ciba Geigy Co., Ltd. The name “Irganox 1010” (0.10 wt%) was added and kneaded at 230 ° C., and the molten resin was added to the core introduction nozzle of the co-extrusion die at 150 kg / cm 2 so that the extrusion amount was 46 kg / hr. Injected with pressure.
Furthermore, using a single screw extruder with a diameter of 30 mmφ, a low-density polyethylene having a density of 0.907 g / cm 3 and a melting point of 100 ° C. (trade name “Kernel KF270” manufactured by Nippon Polychem Co., Ltd.) with an antioxidant ( Yoshitomi Pharmaceutical Co., Ltd. trade name “Yoshinox BHT” 0.05% by weight and Ciba Geigy Co., Ltd. trade name “Irganox 1010” 0.10% by weight) were added and kneaded at 220 ° C., 8 kg / hr. Molten resin was injected into the coating part introduction nozzle of the co-pressing die at a pressure of 130 kg / cm 2 so as to obtain an extrusion amount.
Next, from the orifice of the die having a diameter of 1.5 mm, the kneaded product of the
The strand was cooled through a water tank and cut so that the weight of one strand was 1.0 mg to obtain resin particles made of a composite. When the resin particles are observed with a phase contrast microscope, the coating layer made of a linear low density polyethylene resin having a thickness of 47 microns has a structure in which a non-foamed core layer made of polypropylene resin is covered in a cylindrical shape. It was.
次に、上記樹脂粒子を発泡粒子とするために、樹脂粒子1000gを水2500g、第三リン酸カルシウム(但し、10重量%水分散液)200g、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム(2重量%水溶液)30.0gと共に内容積5リットルのオートクレーブに入れ、更にイソブタンを表2に示す量を加えて、表2に示す発泡温度迄60分間で昇温した後、この温度で30分間保持した。
その後、オートクレーブ内の圧力を表2に示す発泡圧力に保持するために外部より圧縮窒素ガスを加えながら、オートクレーブ底部のバルブを開き内容物を常温の大気圧下へ放出した。
以上の操作により得られた発泡粒子を乾燥後、嵩密度を測定したところ、18g/Lであった。また、発泡粒子の気泡は、平均気泡径が190μmであり、非常に均一であった。
なお、上記発泡粒子の平均気泡径は、無作為に選んだ発泡粒子のほぼ中央を通るように切断した発泡粒子の断面を顕微鏡にて観察して得られる顕微鏡写真、又はこの断面を画面上に映し出したものにおいて、無作為の50点の気泡について各気泡の最大直径を測定し、その平均値を示したものである。
Next, in order to make the resin particles into expanded particles, 1000 g of resin particles are 2500 g of water, 200 g of tricalcium phosphate (however, 10 wt% aqueous dispersion), 30.0 g of sodium dodecylbenzenesulfonate (2 wt% aqueous solution). At the same time, it was put into an autoclave having an internal volume of 5 liters, and isobutane was further added in the amount shown in Table 2. The temperature was raised to the foaming temperature shown in Table 2 over 60 minutes, and then kept at this temperature for 30 minutes.
Thereafter, in order to maintain the pressure in the autoclave at the foaming pressure shown in Table 2, while the compressed nitrogen gas was added from the outside, the valve at the bottom of the autoclave was opened and the contents were released to atmospheric pressure at room temperature.
After the foamed particles obtained by the above operation were dried, the bulk density was measured and found to be 18 g / L. Further, the bubbles of the expanded particles were very uniform with an average cell diameter of 190 μm.
In addition, the average cell diameter of the above-mentioned expanded particles is a micrograph obtained by observing a section of the expanded particles cut through almost the center of the randomly selected expanded particles with a microscope, or this section on the screen. In the projected image, the maximum diameter of each bubble was measured for 50 random bubbles, and the average value was shown.
次に、発泡成形体の製造方法を図1及び図2に基づいて説明する。
図1は成形用金型の一例を示す断面図である。図2は発泡成形体を製造する際のスチーム供給工程の説明図である。矢印の実線はスチームの供給、排出方向を、点線はスチームの流れをそれぞれ示す。
Next, the manufacturing method of a foaming molding is demonstrated based on FIG.1 and FIG.2.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a molding die. FIG. 2 is an explanatory diagram of a steam supply process when manufacturing a foam molded article. The solid arrows indicate the steam supply and discharge directions, and the dotted lines indicate the steam flow.
まず、上記の通り得られた発泡粒子を、23℃、ゲージ圧力0.5MPa(G:ゲージ)の加圧空気下に収容して発泡粒子内に空気を含浸させることにより、発泡粒子の内部圧力を高める。次いで、発泡粒子が表2の内部圧力を示すときに、図1の如き構成のチャンバーA,B,C、ドレンバルブD1,D2,D3、スチームバルブS1,S2,S3を有するアルミニウム製の成形用金型のキャビティE(キャビティ寸法が縦2000mm、横1000mm,厚み500mm)に充填し、まず、図2(1)に示す如く、ドレンバルブD1,D2,D3を全て開放状態とし、スチームバルブS1,S2,S3を開くことにより、チャンバーA,B,C内に5秒間スチームを導入しチャンバー内および発泡粒子間の空気を排気した。
続いて図2(2)に示す如く、ドレンバルブD1を閉じ,D2とD3を開放状態のまま、スチームバルブS1のみを開くことにより、チャンバーAよりチャンバーB,C側へスチームを通過させて発泡粒子間の空気を更に排気すると共に発泡粒子を予備加熱するために、表2に示すゲージ圧力のスチームを表2に示す時間導入した(予備加熱1)。
その直後に、図2(3)に示す如く、ドレンバルブD3を閉じ,D2を開放状態のままD1を開放し、スチームバルブS3のみを開くことにより、チャンバーBよりチャンバーA,C側へスチームを通過させて発泡粒子間の空気を更に排気すると共に発泡粒子を更に予備加熱するために、表2に示すゲージ圧力のスチームを表2に示す時間導入した(予備加熱2)。
更に、その直後に、図2(4)に示如く、ドレンバルブD2を閉じ,D1を開放状態のままD3を開放し、スチームバルブS2のみを開くことにより、チャンバーCよりチャンバーA,B側へスチームを通過させて発泡粒子間の空気を更に排気すると共に発泡粒子を更に予備加熱するために、表2に示すゲージ圧力のスチームを表2に示す時間導入した(予備加熱3)。
その直後に、図2(5)に示すごとく、発泡粒子を膨張させて発泡粒子間の空隙を埋め、発泡粒子同士を強固に融着させるために、ドレンバルブD1〜D3を閉止状態とし、スチームバルブS1〜S3の全てを開くことにより、表2に示すゲージ圧力のスチームを表2に示す時間導入して本加熱を行なった。尚、予備加熱1,2,3のスチーム圧力は、本加熱時のスチーム圧力より0.1MPa低い圧力とした。
First, the foamed particles obtained as described above are accommodated in pressurized air at 23 ° C. and a gauge pressure of 0.5 MPa (G: gauge), and the foamed particles are impregnated with air, whereby the internal pressure of the foamed particles is increased. To increase. Next, when the foamed particles exhibit the internal pressure shown in Table 2, aluminum molding having chambers A, B, C, drain valves D1, D2, D3, and steam valves S1, S2, S3 configured as shown in FIG. Fill the mold cavity E (cavity dimensions 2000 mm long, 1000 mm wide, 500 mm thick). First, as shown in FIG. 2 (1), all
Subsequently, as shown in FIG. 2 (2), by closing the drain valve D1 and opening only the steam valve S1 while D2 and D3 are open, the steam is passed from the chamber A to the chambers B and C, and foamed. In order to further exhaust the air between the particles and preheat the foamed particles, the gauge pressure steam shown in Table 2 was introduced for the time shown in Table 2 (Preheating 1).
Immediately after that, as shown in FIG. 2 (3), the drain valve D3 is closed, D1 is opened while D2 is opened, and only the steam valve S3 is opened, so that steam is transferred from the chamber B to the chambers A and C. In order to further exhaust the air between the expanded particles by passing them through and to further preheat the expanded particles, steam at a gauge pressure shown in Table 2 was introduced for the time shown in Table 2 (Preheating 2).
Further, immediately after that, as shown in FIG. 2 (4), the drain valve D2 is closed, D3 is opened while D1 is opened, and only the steam valve S2 is opened, so that the chamber C moves toward the chambers A and B. In order to further exhaust the air between the expanded particles through the steam and further preheat the expanded particles, steam having a gauge pressure shown in Table 2 was introduced for the time shown in Table 2 (preheating 3).
Immediately thereafter, as shown in FIG. 2 (5), in order to expand the expanded particles to fill the gaps between the expanded particles and to firmly fuse the expanded particles, the drain valves D1 to D3 are closed, and the steam is closed. By opening all of the valves S1 to S3, steam of gauge pressure shown in Table 2 was introduced for the time shown in Table 2 to perform main heating. In addition, the steam pressure of preheating 1, 2, and 3 was made into a pressure 0.1 MPa lower than the steam pressure at the time of this heating.
次いで、表2に示す時間、水で金型を冷却してから発泡成形体を金型より取り出した。離型後の発泡成形体は、直ちに70℃の部屋に移され、24時間放置されて、乾燥及び寸法回復が図られた。続いて、発泡成形体は、23℃、相対湿度50%の室内で5日間放置されて、養生を完了した。
養生完了後の発泡成形体は見かけ密度20g/L、金型寸法に対する収縮率が2.5%であり、成形体外面の発泡粒子間の間隙の数も少なく、成形体外面全体の凹凸も無い、外観が優れた成形体であった。また、発泡成形体の内部融着率は90%であった。
Next, after cooling the mold with water for the time shown in Table 2, the foamed molded product was taken out from the mold. The foamed molded product after release was immediately transferred to a room at 70 ° C. and allowed to stand for 24 hours for drying and dimensional recovery. Subsequently, the foamed molded product was left in a room at 23 ° C. and a relative humidity of 50% for 5 days to complete curing.
The molded foam after curing has an apparent density of 20 g / L, a shrinkage ratio of 2.5% with respect to the mold dimensions, a small number of gaps between the foam particles on the outer surface of the molded body, and no irregularities on the entire outer surface of the molded body. The molded product was excellent in appearance. The internal fusion rate of the foamed molded product was 90%.
また、表2における成形体外観は、目視により下記の基準により判定した。
○:型内成形体の表面が平滑で粒子間の間隙がない又は目立たない。
△:型内成形体の表面は平滑であるが、粒子間の間隙が目立つ。
×:型内成形体の表面は平滑性に欠け、粒子間の間隙が目立つ。
Moreover, the external appearance of the molded body in Table 2 was visually determined according to the following criteria.
○: The surface of the molded body in the mold is smooth and there is no gap between particles or is not noticeable.
Δ: The surface of the in-mold molded product is smooth, but the gaps between the particles are conspicuous.
X: The surface of the in-mold molded product lacks smoothness, and the gaps between the particles are conspicuous.
実施例2〜3及び比較例1
実施例2においては、芯層を形成する樹脂として上記ポリマー1をポリマー2に変更した以外は、実施例1と同様に実施し樹脂粒子を得た。また、実施例3においては、芯層を形成する樹脂として上記ポリマー1をポリマー3に変更した以外は、実施例1と同様に実施し樹脂粒子を得た。更に、比較例1においては、被覆層の樹脂を表3に記載のものに変更した以外は、実施例1と同様に実施し樹脂粒子を得た。得られた樹脂粒子を表2または表3に示す発泡粒子の製造条件を採用した以外は、実施例1と同様に実施し発泡粒子を得た。次に、これらの発泡粒子を用いて、スチーム加熱条件を表2または表3に記載の条件に変更した以外は、実施例1と同様の操作で発泡成形体を作製した。得られた発泡粒子および発泡成形体について、実施例1と同様の評価を行った。その結果を実施例2〜3については表2に、比較例1については表3に示した。
Examples 2-3 and Comparative Example 1
In Example 2, resin particles were obtained in the same manner as in Example 1 except that the
実施例4
実施例4においては、実施例2で得られた発泡粒子を用い、予備加熱1,2,3のスチーム圧力を、本加熱時のスチーム圧力と同じ圧力にした以外は、実施例2と同様の操作で発泡成形体を作成した。得られた発泡成形体について実施例2と同様の評価を行い、その結果を表2に示した。
Example 4
In Example 4, the expanded particles obtained in Example 2 were used, and the steam pressure of preheating 1, 2, and 3 was changed to the same pressure as the steam pressure at the time of main heating. A foamed molded product was prepared by the operation. The obtained foamed molded article was evaluated in the same manner as in Example 2, and the results are shown in Table 2.
実施例5
芯層を形成する樹脂として上記ポリマー1をポリマー4に変更した以外は実施例1と同様に実施し樹脂粒子を得た。得られた樹脂粒子を表2に示す発泡粒子の製造条件を採用した以外は、実施例1と同様に実施し発泡粒子を得た。次に、この発泡粒子を用いて、スチーム加熱条件を表2に記載の条件に変更した以外は、実施例1と同様の操作で発泡成形体を作製した。得られた発泡粒子および発泡成形体について、実施例1と同様の評価を行い、その結果を表2に示した。
Example 5
Resin particles were obtained in the same manner as in Example 1 except that the
比較例2〜3
本比較例においては、被覆層のないポリプロピレン樹脂発泡粒子を作製し、この発泡粒子を用いて発泡成形体の製造を行った。
まず、ポリマー1(比較例2)又はポリマー3(比較例3)を、内径30mmφの単軸押出機を用いて混練し、1個の重量が1.0mgになるようにカットして樹脂粒子を得た。
次に、樹脂粒子1000gを水3000g、第三リン酸カルシウム(但し、10重量%水分散液)200g、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム(2重量%水溶液)25.0gと共に内容積5リットルのオートクレーブに入れ、更にイソブタンを表3に示す量を加えて、更に表3に示す発泡温度迄60分間で昇温した後、この温度で30分間保持した。その後、オートクレーブ内の圧力を、表3に示す発泡圧力に保持するために外部より圧縮窒素ガスを加えながら、オートクレーブ底部のバルブを開き内容物を常温の大気圧下へ放出した。
以上の操作により得られた発泡粒子を乾燥後、嵩密度を測定した結果を表3に示す。
次に、この発泡粒子を用いて、実施例1と同様の操作で発泡成形体を作製した。得られた発泡粒子および発泡成形体について、実施例1と同様の評価を行い、その結果を表3に示した。
Comparative Examples 2-3
In this comparative example, polypropylene resin expanded particles without a coating layer were produced, and a foamed molded article was produced using the expanded particles.
First, the polymer 1 (Comparative Example 2) or the polymer 3 (Comparative Example 3) is kneaded using a single screw extruder having an inner diameter of 30 mmφ and cut so that the weight of one is 1.0 mg. Obtained.
Next, 1000 g of resin particles were placed in an autoclave having an internal volume of 5 liters together with 3000 g of water, 200 g of tribasic calcium phosphate (however, 10 wt% aqueous dispersion) and 25.0 g of sodium dodecylbenzenesulfonate (2 wt% aqueous solution), Isobutane was added in the amount shown in Table 3, and the temperature was raised to the foaming temperature shown in Table 3 over 60 minutes, and then maintained at this temperature for 30 minutes. Thereafter, in order to maintain the pressure in the autoclave at the foaming pressure shown in Table 3, while adding compressed nitrogen gas from the outside, the valve at the bottom of the autoclave was opened, and the contents were released to atmospheric pressure at room temperature.
Table 3 shows the results of measuring the bulk density after drying the expanded particles obtained by the above operation.
Next, a foamed molded product was produced by the same operation as in Example 1 using the foamed particles. The obtained foamed particles and foamed molded article were evaluated in the same manner as in Example 1, and the results are shown in Table 3.
(表3)
*1 無作為に選んだ100個の樹脂粒子より計算される1個当たりの平均重量
*2 日本ポリケム株式会社の高密度ポリエチレン 商品名「ノバテックHD HY450」
注 比較例1は芯層と被覆層の融点差が15℃未満(6℃)の比較例
比較例2と3は被覆層が無い比較例
(Table 3)
* 1 Average weight calculated from 100 randomly selected resin particles * 2 High-density polyethylene from Nippon Polychem Co., Ltd. Product name “NOVATEC HD HY450”
Note: Comparative Example 1 is a comparative example in which the melting point difference between the core layer and the coating layer is less than 15 ° C (6 ° C)
Comparative examples 2 and 3 are comparative examples without a coating layer
表2に示される通り、本発明の方法に従った実施例1〜3および5では、いずれも、最小厚みが500mmの直方体形状の発泡成形体であって、且つ見かけ密度が30g/L未満の発泡成形体を、特別な制御機構を必要としない圧力制御方式のスチーム加熱方法により製造したにもかかわらず、発泡粒子として、結晶性の熱可塑性樹脂からなる発泡状態の芯層と、芯層を構成する熱可塑性樹脂の融点より15℃以上融点が低い結晶性ポリオレフィン重合体からなる実質的に非発泡状態の被覆層とから構成された発泡粒子を使用したことにより、得られた発泡成形体は内部融着性が80〜90%という非常に高いものであった。また、実施例1〜3および5では、内部圧力が高められた発泡粒子を使用して見かけ密度が30g/L未満の最小厚みが500mmの直方体形状の発泡成形体を製造したにもかかわらず、内部融着率が80〜90%であったということは驚くべきことである。 As shown in Table 2, in Examples 1 to 3 and 5 according to the method of the present invention, both are foamed molded products having a rectangular parallelepiped shape with a minimum thickness of 500 mm and an apparent density of less than 30 g / L. Although the foamed molded body is manufactured by a pressure-controlled steam heating method that does not require a special control mechanism, a foamed core layer made of a crystalline thermoplastic resin and a core layer are formed as foamed particles. By using foamed particles composed of a substantially non-foamed coating layer made of a crystalline polyolefin polymer having a melting point of 15 ° C. or more lower than the melting point of the thermoplastic resin constituting the foamed molded article, The internal fusing property was very high of 80 to 90%. Further, in Examples 1 to 3 and 5, even though a foamed molded body having a minimum thickness of 500 mm and an apparent density of less than 30 g / L was produced using foamed particles having an increased internal pressure, It is surprising that the internal fusion rate was 80-90%.
実施例2と実施例4との比較では、実施例2では、本加熱時のスチーム圧力より0.05MPa以上低い圧力で、上記発泡粒子間にスチームを通過させる予備加熱の工程を経た例を示し、一方、実施例4では、本加熱時のスチーム圧力と同じ圧力にて予備加熱の工程を行った例を示すものである。これらの比較より、本加熱時のスチーム圧力より0.05MPa以上低い圧力で発泡粒子間にスチームを通過させる予備加熱の工程を経た例が、その工程を経ない例と比較して、内部融着率が高いことが分る。実施例4の型内成形条件にて内部融着率を60%以上に高めるには、発泡成形体の厚みを300mm程度まで薄くする必要があり、この点からも上記特定の予備加熱を行なうことの優位性が認められる。尚、実施例4は、内部融着率が50%であり、実施例2と比較すると劣る結果となったが、比較例1乃至3よりは遥かに優れる結果である。 In comparison between Example 2 and Example 4, Example 2 shows an example in which a preliminary heating step of allowing steam to pass between the expanded particles at a pressure lower by 0.05 MPa or more than the steam pressure during main heating is shown. On the other hand, Example 4 shows an example in which the preheating step is performed at the same pressure as the steam pressure during the main heating. From these comparisons, the example of the preheating process in which the steam is allowed to pass between the expanded particles at a pressure lower by 0.05 MPa or more than the steam pressure at the time of the main heating is compared with the example in which the process is not performed. You can see that the rate is high. In order to increase the internal fusion rate to 60% or more under the in-mold molding conditions of Example 4, it is necessary to reduce the thickness of the foamed molded product to about 300 mm. From this point also, the specific preheating is performed. The superiority of is recognized. Note that Example 4 had an internal fusion rate of 50%, which was inferior to Example 2, but far superior to Comparative Examples 1 to 3.
実施例1と対比される比較例1は、発泡粒子として、芯層を構成する熱可塑性樹脂の融点と被覆層を構成するポリオレフィン重合体の融点の差が15℃未満であった例を示す。そのため、実施例1と同様に予備加熱を行なったにもかかわらず、成形体の中心部の発泡粒子相互の融着が著しく劣るものであった。比較例1では、成形体表層の融着は良いが成形体の中心に行くほど融着が低下する傾向が見られ、成形体の表層付近の発泡粒子が先に発泡し、融着が完了してしまうために、成形体中心部まで充分にスチームが行き渡らない結果、内部融着率が低いものとなった。 Comparative Example 1 compared with Example 1 shows an example in which the difference between the melting point of the thermoplastic resin constituting the core layer and the melting point of the polyolefin polymer constituting the coating layer was less than 15 ° C. as expanded particles. Therefore, in spite of preheating as in Example 1, the fusion between the foamed particles at the center of the molded body was remarkably inferior. In Comparative Example 1, the fusion of the molded body surface layer is good, but the tendency of the fusion to decrease toward the center of the molded body is observed, and the foam particles near the surface layer of the molded body foam first, and the fusion is completed. Therefore, as a result of insufficient steam reaching the center of the molded body, the internal fusion rate was low.
比較例2と3は、それぞれ、実施例1と3と対比されるものであり、被覆層を持たない例を示す。比較例2と3により得られた発泡成形体は、内部融着性に著しく劣り、中心部は発泡粒子が全く融着していないものであった。この結果は、実施例1と3の優秀性を示すものである。 Comparative Examples 2 and 3 are respectively contrasted with Examples 1 and 3 and show examples having no coating layer. The foamed molded products obtained in Comparative Examples 2 and 3 were remarkably inferior in internal fusion property, and the foamed particles were not fused at the center. This result shows the excellence of Examples 1 and 3.
実施例3と実施例5は、芯層を構成する樹脂が、実施例1,2のようにプロピレンモノマー単位の2,1挿入及び1,3挿入に基づく特定の位置不規則単位を有するポリプロピレン樹脂以外のポリプロピレン樹脂でも、本発明の優れた効果が達成されることを示す結果である。 Example 3 and Example 5 are polypropylene resins in which the resin constituting the core layer has specific position irregular units based on 2,1 insertion and 1,3 insertion of propylene monomer units as in Examples 1 and 2. It is a result which shows that the outstanding effect of this invention is achieved also with polypropylene resins other than this.
また、プロピレンモノマー単位の2,1挿入及び1,3挿入に基づく位置不規則単位の割合が特定量のポリプロピレン樹脂を芯層の樹脂とする実施例1と、位置不規則単位の割合が0のポリプロピレン樹脂を芯層の樹脂とする実施例3と比較すると、実施例1の方が、両芯層の融点の差を考慮しても、低温での型内成形性に優れることが分る。 Further, Example 1 in which the proportion of position irregular units based on 2,1 insertion and 1,3 insertion of propylene monomer units is a specific amount of polypropylene resin, and the proportion of position irregular units is 0. Compared to Example 3 in which polypropylene resin is used as the core layer resin, Example 1 is superior in in-mold moldability at low temperatures even when the difference in melting point between both core layers is taken into consideration.
尚、本実施例の発泡成形体成形工程においては排気、予備加熱1,2,3のそれぞれを実施したが、成形体の内部融着率が満足出来る範囲で、排気および/または予備加熱の省略が可能である。また、成形体表面の各部分の表面状態や成形体の各部分の融着状態を均一にする為に、A,B,C各チャンバーを更に分割して部分的にスチーム圧力を調整することも可能である。 In the foam molded body molding process of this example, exhaust and preheating 1, 2, and 3 were performed, but the exhaust and / or preheating were omitted as long as the internal fusion rate of the molded body was satisfactory. Is possible. In addition, in order to make the surface state of each part of the molded body surface and the fusion state of each part of the molded body uniform, the A, B, C chambers may be further divided to partially adjust the steam pressure. Is possible.
S1,S2,S3 スチームバルブ
D1,D2,D3 ドレンバルブ
A,B,C チャンバー
E キャビティ
1 試験片
2 支持台
3 押圧板
4 架台
5 切込み
S1, S2, S3 Steam valve D1, D2, D3 Drain valve A, B, C
Claims (7)
Filling the foamed particles in the cavity, preheating the foamed particles with a steam pressure of 0.05 MPa or more lower than the steam pressure during the main heating, and then performing the main heating with high-pressure steam to fuse the foamed particles to each other. The manufacturing method of the thick foaming molding of Claim 5 or 6 characterized by the above-mentioned.
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