JP2009298113A - 熱可塑性樹脂射出発泡成形体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 カウンタプレッシャ法によるポリプロピレン系樹脂射出発泡成形体の製造方法において、発泡倍率が大きく、残存ガスに起因する凹み等が無い外観美麗なポリプロピレン系樹脂射出発泡成形体が容易に得られる製造方法を提供すること。
【解決手段】 熱可塑性樹脂と発泡剤を含んでなる溶融混合物のフローフロントで発泡が起きない圧力以上にガス体で予め加圧した金型内に、前記溶融混合物を射出充填して発泡成形するポリプロピレン系樹脂射出発泡成形体の製造方法において、金型内への溶融混合物の射出充填を２以上の射出速度段階で行い、かつ、最終の射出速度段階の射出速度を他の射出速度段階よりも低速で行うことを特徴とする熱可塑性樹脂射出発泡成形体の製造方法。
【選択図】 なし

Description

本発明は、発泡倍率が大きく表面美麗な熱可塑性樹脂射出発泡成形体の製造方法に関する。

射出成形分野において、軽量化、コストダウンなどを目的に金型内で発泡させる方法として固定型と任意の位置に前進および後退が可能な可動型とから構成される金型を使用し、発泡剤を含む熱可塑性樹脂を射出完了後に可動型を後退させて発泡させる、いわゆるコアバック法（Moving Cavity法）がある。この方法によれば表面に非発泡層が形成され、内部の発泡層が高倍率で均一気泡になりやすく、軽量性、外観に優れた発泡成形体が得られ易い。

前記コアバック法による射出発泡成形体を製作する際に充填樹脂からでるガスが原因でできるシルバーストリークを抑制する方法として、金型内の空間を発泡が生じない圧力に加圧しておくカウンタプレッシャ法も従来から知られている（特許文献１）。

コアバック法とカウンタプレッシャ法の組み合わせによりシルバーストリークは改善されるが、射出完了後に成形空間内のガスを十分排気できていない場合、射出完了直前の状態では成形空間内でカウンタプレッシャのガスが圧縮され、高い圧力を持った状態で残存する。これによって射出発泡成形体表面に残存ガスに起因する凹みが発生する場合があった。

前記方法以外に、シルバーストリークを改善する方法として、ノズルとスクリュの間に絞りを設け、かつスクリュ速度を制御することによって樹脂温度をコントロールし、スキン層と微細発泡層とに分け、シルバーストリークの無い高表面品質の発泡体が得られるという方法が提案されている（特許文献２）。具体的には、まず予め射出充填する前のシリンダ内にある樹脂の温度を化学発泡剤の分解温度より低温に維持する。そして、ノズルとスクリュの間に設けた絞りを狭めない状態で、射出速度を低速で射出開始する。射出速度を低速で行うことにより、溶融樹脂と流路との間でせん断発熱があまり起きない。つまり樹脂温度を発泡剤の分解温度より低温に保つことによって、溶融樹脂中の発泡剤の分解が起きず、成形体表面にスキン層が形成される。次に絞りを入れ、樹脂流路を狭めた状態にて射出速度を高速にすると、溶融樹脂と流路との間で発生するせん断発熱によって樹脂温度が発泡剤の分解温度以上となり、分解ガスによる発泡が起き、発泡層ができる。このように予め樹脂温度を、発泡剤の分解温度より低く制御した状態にて射出速度段階を低速、高速、低速の３段階とすることによって、樹脂温度をコントロールし、スキン層と微細発泡層とに分け、シルバーストリークの無い高表面品質の発泡体が得られるというものである。しかし、この方法のように樹脂温度を制御することは、非常に難しく安定性も無い。その上制御システムを取付けなければならず生産面、コスト面において問題があった。
特公昭５１−２７２６６号公報 特開平５−１４７０９１号公報

本発明の目的は、カウンタプレッシャ法による熱可塑性樹脂射出発泡成形体の製造方法において、発泡倍率が大きく、残存ガスに起因する凹み等が無い外観美麗な熱可塑性樹脂射出発泡成形体が容易に得られる製造方法を提供することである。

本発明者らは、コアバック法とカウンタプレッシャ法とを組み合わせた熱可塑性樹脂射出発泡成形体の製造方法において、溶融混合物を射出充填する際、２以上の射出速度段階で行い、かつ、最終の射出速度段階の射出速度を他の射出速度段階よりも低速で行うことで上記課題を解決しうることを見出し本発明の完成に至った。

即ち、本発明の第１は、熱可塑性樹脂と発泡剤を含んでなる溶融混合物のフローフロントで発泡が起きない圧力以上にガス体で予め加圧した金型内に、前記溶融混合物を射出充填して発泡成形するポリプロピレン系樹脂射出発泡成形体の製造方法において、金型内への溶融混合物を射出充填を２以上の射出速度段階で行い、かつ、最終の射出速度段階の射出速度を他の射出速度段階よりも低速で行うことを特徴とする熱可塑性樹脂射出発泡成形体の製造方法に関する。

好ましい態様としては、
（１）前記溶融混合物のフローフロントで発泡が起きないように金型を予め加圧する圧力が、０．１ＭＰａ以上５ＭＰａ以下であることを特徴とする、
（２）前記最終の射出速度段階の射出速度が１ｍｍ／秒以上４０ｍｍ／秒以下であることを特徴とする、
（３）前記最終の射出速度段階の射出時間が、０．１秒以上３．０秒以下であることを特徴とする、
（４）前記溶融混合物を射出充填する際の総射出時間が５秒以下であることを特徴とする、
（５）熱可塑性樹脂が、ポリプロピレン系樹脂である、
前記記載の熱可塑性樹脂射出発泡成形体の製造方法に関する。

本発明の熱可塑性樹脂射出発泡成形体の製造方法によれば、発泡倍率が大きく、カウンタプレッシャによる残存ガスに起因する凹み等のない外観美麗な熱可塑性樹脂射出発泡成形体を得ることができる。

また本発明では、カウンタプレッシャ残存ガスに有効な排気設備の追加も必要とすることなく容易に外観美麗な熱可塑性樹脂射出発泡成形体を製作できることが可能となる。

本発明の熱可塑性樹脂射出発泡成形体の製造方法は、熱可塑性樹脂と発泡剤を含んでなる溶融混合物のフローフロントで発泡が起きない圧力以上にガス体で予め加圧した金型内に、該溶融混合物を射出充填して発泡成形する熱可塑性樹脂射出発泡成形体の製造方法において、金型内への溶融混合物の射出充填を２以上の射出速度段階で行い、かつ、最終の射出速度段階の射出速度を他の射出速度段階よりも低速で行うことを特徴とする。

金型への溶融混合物の射出充填を２以上の射出速度段階で行い、かつ、最終の射出速度段階の射出速度を他の射出速度段階よりも低速で行うことによって、発泡倍率が大きく、カウンタプレッシャによる残存ガスに起因する凹みなどの無い外観美麗な射出発泡成形体を得ることができる。

好ましくは、最終の射出速度段階の射出速度を１ｍｍ／秒以上４０ｍｍ／秒以下で行う。さらには１０ｍｍ／秒以上３０ｍｍ／秒以下が好ましい。

また最終の射出速度段階の射出時間が０．１秒以上３．０秒以下であることが好ましく、さらに好ましくは０．１秒以上２．０秒以下である。ここで、前記射出速度と時間との関係を図１で説明する。図１は、例えば、２つの射出速度段階で射出充填する場合における射出速度と時間の関係を表したものである。このばあい、２つ目の射出速度段階を最終の射出速度段階という。図１中のＩＶ１が１段階目における射出速度、ＩＶ２が最終段階である２段階目における射出速度である。すなわち、図中のＩＶ２が好ましくは１ｍｍ／秒以上４０ｍｍ／秒以下であり、或いは好ましくは、ｔ秒が０．１秒以上３．０秒以下とすることで凹みが無く、張りのある射出発泡成形体を得ることができる傾向がある。

また本発明においては、金型内への溶融混合物の射出充填の総射出時間を５秒以下とすることが好ましく、さらには４秒以下が好ましい。ここで、総射出時間とは、充填開始から充填完了するまでに要する時間のことを言う。総射出時間が前記範囲を外れると、充填された溶融混合物の一部が過度に冷却される場合があり、高発泡化した射出発泡成形体が得られにくい場合がある。また、最終の射出速度段階以外の射出速度は特に制限は無いが前記総射出時間を保てる範囲で適宜設定すれば良く、一般的には５０〜２００ｍｍ／秒で設定することが好ましい。

前記金型内を加圧するガス体としては、加圧により溶融樹脂のフローフロントでの発泡を抑止できるものであれば良く特に制限はないが、安価で取り扱いが容易であるという点から、無機ガス、特に窒素、炭酸ガスが好ましい。

本発明においては、金型内を、熱可塑性樹脂と発泡剤を含んでなる溶融混合物のフローフロントで発泡が起きない圧力以上にガス体で予め加圧するが、該圧力は、使用する熱可塑性樹脂の種類や発泡剤の量により異なるが、ガス供給装置の構造を簡略化するためにも表面性改良効果が得られる範囲で出来る限り低く設定することが好ましい。具体的には０．１ＭＰａ以上５ＭＰａ以下の範囲内であることが好ましく、さらには０．２ＭＰａ以上３ＭＰａ以下であることが好ましい。０．１ＭＰａ未満では、十分なフローフロントでの発泡抑止効果が発揮されず、射出発泡成形体表面にシルバーストリークが形成され易い傾向があり、５ＭＰａを越える圧力では、金型からのガス排気がスムーズに行われない場合があり、金型内に残存したガス溜まりによる凹みが射出発泡成形体表面に形成され易くなる傾向がある。上記圧力範囲内であれば、金型からガスを排気するタイミングは特に制限はなく、通常射出開始から射出完了の間で適宜選択することが出来る。

本発明においては、熱可塑性樹脂と発泡剤を含んでなる溶融混合物を金型内に射出充填完了後、可動型を後退させて発泡させる、いわゆるコアバック法（ＭｏｖｉｎｇＣａｖｉｔｙ法）を行うことが、表面に非発泡層が形成され、内部の発泡層が高発泡倍率で均一微細気泡になりやすく、軽量性、剛性に優れた射出発泡成形体を得やすいことから好ましい。

本発明に用いられる熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂、ポリ塩化ビニル、アクリル樹脂、スチレン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリアリレート、ポリフェニレンエーテル、変性ポリフェニレンエーテル樹脂、全芳香族ポリエステル、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリエーテルイミド、ポリエーテルサルフォン、ポリアミド系樹脂、ポリサルフォン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトンなどが挙げられ、これらの樹脂は、用途等に応じて１種類単独でも２種類以上を混合して使用してもよい。

本発明においては、上記のような公知の熱可塑性樹脂が主成分であれば特に制限なく使用できるが、その効果が顕著に発揮できると言う観点からポリオレフィン系樹脂、特にはポリプロピレン系樹脂で有ることが好ましい。

また、ポリプロピレン系樹脂としては、成形性と発泡性を両立したものが好ましく、メルトフローレートが、好ましくは１０ｇ／１０分以上５０ｇ／１０分以下、更に好ましくは１５ｇ／１０分以上４０ｇ／１０分以下であり、メルトテンションが、好ましくは２ｃＮ以上、さらに好ましくは３ｃＮ以上で、かつ歪硬化性を示すことが好ましい。その具体的な態様としては、上記物性を有する改質ポリプロピレン系樹脂（Ａ）単独使用や、それぞれ特定の物性を有する、線状ポリプロピレン系樹脂（Ｂ）と改質ポリプロピレン系樹脂（Ｃ）の混合物が好適に用いられる。

ここで、メルトフローレートとは、ＡＳＴＭ Ｄ−１２３８に準拠し、２３０℃、２．１６ｋｇ荷重下で測定したものを言い、メルトテンションとは、メルトテンション測定用アタッチメントを付けたキャピログラフ（東洋精機製作所製）を使用して、２３０℃でφ１ｍｍ、長さ１０ｍｍの孔を有するダイスから、ピストン降下速度１０ｍｍ／分で降下させたストランドを１ｍ／分で引き取り、安定後に４０ｍ／分²で引き取り速度を増加させたとき、破断したときのロードセル付きプーリーの引き取り荷重を言う。

歪硬化性とは、溶融物の延伸歪みの増加に伴い粘度が上昇することとして定義され、通常は特開昭６２−１２１７０４号公報に記載の方法、すなわち市販のレオメーターにより測定した伸長粘度と時間の関係をプロットすることで判定することができる。また、例えばメルトテンション測定時の溶融ストランドの破断挙動からも歪硬化性を判定できる。すなわち、引き取り速度を増加させたときに急激にメルトテンションが増加し、切断に至るときは歪硬化性を示す場合である。

前記メルトフローレートが１０ｇ／１０分以上５０ｇ／１０分以下の範囲であると、射出発泡成形体を製造する際に、金型キャビティのクリアランスが１〜２ｍｍ程度の薄肉部分を有する成形においてもショートショットになりにくく、連続して安定した成形が行いやすい傾向がある。

前記メルトテンションが２ｃＮ以上で、かつ歪硬化性を示す場合には、発泡倍率２倍以上の均一微細な気泡の発泡成形体が得られ、射出成形時の溶融樹脂流動先端部で破泡しやすくなることによっておこるシルバーストリークあるいはスワールマークが出難くなる傾向があるので表面外観に優れた発泡成形体が得られ易い傾向にあるので好ましい。

前記改質ポリプロピレン系樹脂（Ａ）としては、例えば、線状ポリプロピレン系樹脂に放射線を照射するか、または線状ポリプロピレン系樹脂、ラジカル重合開始剤、共役ジエン化合物を溶融混合するなど得られる分岐構造あるいは高分子量成分を含有する改質ポリプロピレン系樹脂が好ましい。さらには、線状ポリプロピレン樹脂、ラジカル重合開始剤、共役ジエン化合物を溶融混合して得られる改質ポリプロピレン系樹脂が、高価な設備を必要とせず安価に製造できる点から好ましい。

前記線状ポリプロピレン系樹脂は、線状の分子構造を有しているポリプロピレン系樹脂であり、通常の重合方法、例えば担体に担持させた遷移金属化合物と有機金属化合物から得られる触媒系（例えば、チーグラー・ナッタ触媒、メタロセン触媒、ポストメタロセン触媒等）の存在下の重合で得られる。具体的には、プロピレンの単独重合体、ブロック共重合体およびランダム共重合体であって、結晶性の重合体があげられる。プロピレンの共重合体としては、プロピレンを７５重量％以上含有しているものが、ポリプロピレン系樹脂の特徴である結晶性、剛性、耐薬品性などが保持されている点で好ましい。

プロピレンと共重合可能なα−オレフィンとしては、エチレン、１−ブテン、イソブテン、１−ペンテン、３−メチル−１−ブテン、１−ヘキセン、４−メチル−１−ペンテン、３，４−ジメチル−１−ブテン、１−ヘプテン、３−メチル−１−ヘキセン、１−オクテン、１−デセンなどの炭素数２または４〜１２のα−オレフィン、シクロペンテン、ノルボルネン、テトラシクロ［６，２，１^1,8，１^3,6］−４−ドデセンなどの環状オレフィン、５−メチレン−２−ノルボルネン、５−エチリデン−２−ノルボルネン、１，４−ヘキサジエン、メチル−１，４−ヘキサジエン、７−メチル−１，６−オクタジエンなどのジエン、塩化ビニル、塩化ビニリデン、アクリロニトリル、酢酸ビニル、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、メタクリル酸メチル、無水マレイン酸、スチレン、メチルスチレン、ビニルトルエン、ジビニルベンゼンなどのビニル単量体などが挙げられる。これらのうち、エチレン、１−ブテンが耐寒脆性向上、安価等という点で好ましい。

前記共役ジエン化合物としては、例えば、ブタジエン、イソプレン、１，３−ヘプタジエン、２，３−ジメチルブタジエン、２，５−ジメチル−２，４−ヘキサジエンなどがあげられるが、これらを単独または組み合わせ使用してもよい。これらの中では、ブタジエン、イソプレンが安価で取り扱いやすく、反応が均一に進みやすい点からとくに好ましい。

前記共役ジエン化合物の添加量としては、線状ポリプロピレン系樹脂１００重量部に対して、０．０１重量部以上２０重量部以下が好ましく、０．０５重量部以上５重量部以下がさらに好ましい。０．０１重量部未満では改質の効果が得られにくい場合があり、また２０重量部を越える添加量においては効果が飽和してしまい、経済的でない場合がある。

前記共役ジエン化合物と共重合可能な単量体、たとえば塩化ビニル、塩化ビニリデン、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミド、メタクリルアミド、酢酸ビニル、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、アクリル酸金属塩、メタクリル酸金属塩、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸２−エチルヘキシル、アクリル酸ステアリルなどのアクリル酸エステル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸２−エチルヘキシル、メタクリル酸ステアリルなどのメタクリル酸エステルなどを併用してもよい。

ラジカル重合開始剤としては、一般に過酸化物、アゾ化合物などが挙げられるが、ポリプロピレン系樹脂や前記共役ジエン化合物からの水素引き抜き能を有するものが好ましく、一般にケトンパーオキサイド、パーオキシケタール、ハイドロパーオキサイド、ジアルキルパーオキサイド、ジアシルパーオキサイド、パーオキシジカーボネート、パーオキシエステルなどの有機過酸化物が挙げられる。これらのうち、とくに水素引き抜き能が高いものが好ましく、たとえば１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）シクロヘキサン、ｎ−ブチル４，４−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）バレレート、２，２−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）ブタンなどのパーオキシケタール、ジクミルパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、α，α’−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ−ｍ−イソプロピル）ベンゼン、ｔ−ブチルクミルパーオキサイド、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）−３−ヘキシンなどのジアルキルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイドなどのジアシルパーオキサイド、ｔ−ブチルパーオキシオクテート、ｔ−ブチルパーオキシイソブチレート、ｔ−ブチルパーオキシラウレート、ｔ−ブチルパーオキシ３，５，５−トリメチルヘキサノエート、ｔ−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ベンゾイルパーオキシ）ヘキサン、ｔ−ブチルパーオキシアセテート、ｔ−ブチルパーオキシベンゾエート、ジ−ｔ−ブチルパーオキシイソフタレートなどのパーオキシエステルなどの１種または２種以上が挙げられる。

ラジカル重合開始剤の添加量としては、線状ポリプロピレン系樹脂１００重量部に対して、０．０１重量部以上１０重量部以下が好ましく、０．０５重量部以上２重量部以下がさらに好ましい。０．０１重量部未満では改質の効果が得られにくい場合があり、また１０重量部を越える添加量では、改質の効果が飽和してしまい経済的でない場合がある。

線状ポリプロピレン系樹脂、共役ジエン化合物、ラジカル重合開始剤を反応させるための装置としては、ロール、コニーダー、バンバリーミキサー、ブラベンダー、単軸押出機、２軸押出機などの混練機、２軸表面更新機、２軸多円板装置などの横型撹拌機、ダブルヘリカルリボン撹拌機などの縦型撹拌機、などが挙げられる。これらのうち、混練機を使用することが好ましく、とくに押出機が生産性の点から好ましい。

線状ポリプロピレン系樹脂、共役ジエン化合物、ラジカル重合開始剤を混合、混練（撹拌）する順序、方法にはとくに制限はない。線状ポリプロピレン系樹脂、共役ジエン化合物、およびラジカル重合開始剤を混合したのち溶融混練（撹拌）してもよいし、ポリプロピレン系樹脂を溶融混練（撹拌）したのち、共役ジエン化合物あるいはラジカル開始剤を同時にあるいは別々に、一括してあるいは分割して混合してもよい。混練（撹拌）機の温度は１３０〜３００℃が、線状ポリプロピレン系樹脂が溶融し、かつ熱分解しないという点で好ましい。またその時間は一般に１〜６０分が好ましい。

このようにして得られる改質ポリプロピレン系樹脂の形状、大きさに制限はなく、ペレット状でもよい。

また、本発明で用いることの出来るポリプロピレン系樹脂としては、それぞれ特定の物性を有する、線状ポリプロピレン系樹脂（Ｂ）と改質ポリプロピレン系樹脂（Ｃ）を混合して用いることも出来る。

前記線状ポリプロピレン系樹脂（Ｂ）としては、メルトフローレートが好ましくは１０ｇ／１０分以上１００ｇ／１０分以下、さらに好ましくは１５ｇ／１０分以上５０ｇ／１０分以下であり、メルトテンションが好ましくは２ｃＮ以下、さらに好ましくは１ｃＮ以下である。メルトフローレートが１０ｇ／１０分以上１００ｇ／１０分以下の範囲であると、射出発泡成形体を製造する際に、金型キャビティのクリアランスが１〜２ｍｍ程度の薄肉部分を有する成形においても比較的低圧力で溶融樹脂を金型内に充填することが可能であり、連続して安定した成形が行える傾向にある。また、発泡時に気泡が破壊されにくいため、表面外観美麗な発泡成形体が得られる傾向にある。また、メルトテンションが２ｃＮ以下であれば、金型面への転写性が良好であり、表面外観美麗な射出発泡成形体が得られる傾向がある。

前記改質ポリプロピレン系樹脂（Ｃ）としては、メルトフローレートが好ましくは０．１ｇ／１０分以上１０ｇ／１０分未満、さらに好ましくは０．３ｇ／１０分以上８ｇ／１０分以下であり、メルトテンションが好ましくは５ｃＮ以上、さらに好ましくは８ｃＮ以上で、かつ歪硬化性を示すものである。メルトフローレートが０．１ｇ／１０分以上１０ｇ／１０分未満であると、線状ポリプロピレン系樹脂（Ｂ）への分散性が良好であり、高発泡倍率であり気泡が均一の、表面性が良い本発明の発泡成形体が得られる傾向がある。また、金型面への転写性が良好で、美麗な表面外観が得られる傾向がある。また、メルトテンションが５ｃＮ以上の場合には２倍以上の均一微細な気泡の発泡成形体が得られる傾向がある。

また、改質ポリプロピレン系樹脂（Ｃ）が歪硬化性を示すことの効果は、射出成形時の溶融樹脂のフローフロントでの破泡等に起因するシルバーストリークが出にくくなり表面外観が美麗になり易く、また発泡倍率２倍を越える高倍率の射出発泡成形体が得られ易くなることである。

線状ポリプロピレン系樹脂（Ｂ）、改質ポリプロピレン系樹脂（Ｃ）の形状、大きさに制限はなく、ペレット状でもよい。

線状ポリプロピレン系樹脂（Ｂ）と改質ポリプロピレン系樹脂（Ｃ）の合計１００重量部中、線状ポリプロピレン系樹脂（Ｂ）は、好ましくは５０重量部以上９５重量部以下であり、さらに好ましくは６０重量部以上９０重量部以下である。改質ポリプロピレン系樹脂（Ｃ）は、好ましくは５重量部以上５０重量部以下であり、さらに好ましくは１０重量部以上４０重量部以下である。上記配合量であると、均一微細な気泡を有する発泡倍率２倍以上の発泡成形体を安価に提供することが出来る傾向がある。

線状ポリプロピレン系樹脂（Ｂ）と改質ポリプロピレン系樹脂（Ｃ）の混合方法は特に限定はなく、公知の方法で行うことが出来、例えば、ペレット状の樹脂をブレンダー、ミキサー等を用いてドライブレンドする、溶融混合する、溶剤に溶解して混合する等の方法が挙げられる。本発明においてはドライブレンドした上で射出発泡成形に供する方法が、熱履歴が少なくて済み、メルトテンションの低下が少なくなる為、好ましい。

本発明で使用する発泡剤としては、化学発泡剤、物理発泡剤など射出発泡成形に通常使用できるものであればとくに制限はない。化学発泡剤は、前記熱可塑性樹脂組成物と予め混合してから射出成形機に供給され、シリンダ内で分解して炭酸ガス等の気体を発生するものである。化学発泡剤としては、重炭酸ナトリウム、炭酸アンモニウム等の無機系化学発泡剤や、アゾジカルボンアミド、Ｎ，Ｎ’−ジニトロソペンタテトラミン等の有機系化学発泡剤があげられる。

物理発泡剤は、成形機のシリンダ内の溶融樹脂にガス状または超臨界流体として注入され、分散または溶解されるもので、金型内に射出後、圧力開放されることによって発泡剤として機能する物である。物理発泡剤としては、プロパン、ブタン等の脂肪族炭化水素類、シクロブタン、シクロペンタン等の脂環式炭化水素類、クロロジフルオロメタン、ジクロロメタン等のハロゲン化炭化水素類、窒素、炭酸ガス、空気等の無機ガスがあげられる。これらは単独または２種以上混合して使用してよい。

これらの発泡剤の中では、通常の射出成形機が安全に使用でき、均一微細な気泡が得られやすいものとして、化学発泡剤としては無機系化学発泡剤、物理発泡剤としては窒素、炭酸ガス、空気等の無機ガスが好ましい。

上記発泡剤の使用量は、最終製品の発泡倍率と発泡剤の種類や成形時の樹脂温度によって適宜設定すればよい。例えば、通常無機系化学発泡剤の場合は、本発明の熱可塑性樹脂１００重量部に対して、好ましくは、０．１重量部以上２０重量部以下、更に好ましくは０．５重量部以上１０重量部以下の範囲で使用される。この範囲で使用することにより、経済的に発泡倍率が２倍以上、且つ均一微細気泡の射出発泡成形体が得られやすい。

さらに必要に応じて、本発明の効果を損なわない範囲で、酸化防止剤、金属不活性剤、燐系加工安定剤、紫外線吸収剤、紫外線安定剤、蛍光増白剤、金属石鹸、制酸吸着剤などの安定剤、架橋剤、連鎖移動剤、核剤、滑剤、可塑剤、充填材、強化材、顔料、染料、難燃剤、帯電防止剤などの添加剤を併用してもよい。必要に応じて用いられるこれらの添加剤は、本発明の効果を損なわない範囲で使用されるのはもちろんであるが、本発明のポリプロピレン系樹脂１００重量部に対して、好ましくは０．０１重量部以上１０重量部以下使用される。

このようにして得られる本発明の射出発泡成形体は、外観美麗である。また本発明の発泡成形体の発泡倍率は、好ましくは２倍以上１０倍以下、更に好ましくは３倍以上６倍以下、肉厚は３０ｍｍ以下であることが好ましい。発泡倍率が２倍未満では軽量性が得られにくい場合があり、１０倍を越える場合には剛性の低下が著しくなる傾向がある。発泡倍率は、射出発泡成形用のポリプロピレン系樹脂に発泡剤を添加しない以外は射出発泡成形体と同条件で射出成形した非発泡成形体との比重の比から得られた値である。

以下に実施例によって本発明をより詳しく説明するが、本発明はこれらによって何ら制限されるものではない。実施例および比較例において、各種の評価方法に用いられた試験法および判定基準は次の通りである。

（１）メルトフローレート：ＡＳＴＭ１２３８に準拠し、温度２３０℃、荷重２．１６ｋｇで測定した。
（２）メルトテンション：メルトテンション測定用アタッチメントを付けたキャピログラフ（東洋精機製作所製）を使用した。２３０℃でφ１ｍｍ、長さ１０ｍｍの孔を有するダイスから、ピストン降下速度１０ｍｍ／分で降下させたストランドを１ｍ／分で引き取り、安定後に４０ｍ／分²で引き取り速度を増加させたとき、破断したときのロードセル付きプーリーの引き取り荷重をメルトテンションとした。

（３）表面外観：射出発泡成形体表面を観察し、直径１ｍｍ以上の大きさの凹みを数え、その数によって以下の４段階で評価した。観察した範囲は箱形状の成形体外側表面で、縦１００ｍｍ×横３３０ｍｍの側面２箇所、縦１００ｍｍ×横２５０ｍｍの側面２箇所、また縦３３０ｍｍ×横２５０ｍｍの底面を含めた範囲である。
４・・・・凹みが無い
３・・・・凹みの数が１個以上１０個未満
２・・・・凹みの数が１０個以上２０個未満
１・・・・凹みの数が２０個以上
次に、実施例、比較例で使用した熱可塑性樹脂、発泡剤を以下に示す。

（ａ）改質ポリプロピレン系樹脂
線状ポリプロピレン系樹脂として、ポリプロピレンホモポリマー、ラジカル重合開始剤としてｔ−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネートの混合物を、４５ｍｍφ二軸押出機（Ｌ／Ｄ＝４０）のホッパーから供給し、途中に設けた導入部よりイソプレンモノマーを、定量ポンプを用いて供給し、ストランドを水冷、細断することにより得た改質ポリプロピレン系樹脂（メルトフローレート３０ｇ／１０分、メルトテンション３ｃＮ、歪硬化性を示す）

（ｂ）発泡剤
化学発泡剤マスターバッチ（永和化成社製ポリスレンＥＥ２７５、発泡剤濃度２７％、分解ガス量４０ｍｌ／ｇ）

（実施例１）
射出成形機はシリンダ先端にシャットオフノズル機構を有した宇部興産機械（株）製「ＭＤ３５０Ｓ−ＩＶＤＰ型」を使用し、金型はピンポイントゲートを有し、縦３３０ｍｍ×横２５０ｍｍ×高１００ｍｍで箱形状のキャビティを有する内面鏡面光沢仕上げのもので、固定型／可動型の摺動面にはＯ−リングが挿入されたものを使用した。成形条件としては、樹脂温度２２０℃、固定型温度５０℃、可動型温度６０℃、冷却時間４０秒、射出速度については図１に示すようにＩＶ１、ＩＶ２の２段階とし、また表２に示してある１段階目での射出速度ＩＶ１、最終段階である２段階目での射出速度ＩＶ２、２段階目の射出時間ｔ［秒］、総射出時間Ｔ［秒］という条件にて、発泡時に可動型を後退することによって発泡成形を実施した。

すなわち、改質ポリプロピレン系樹脂（ａ）、無機系化学発泡剤（ｂ）をドライブレンドして得た射出発泡成形用ポリプロピレン系樹脂混合物を前記射出成形機に供給し、次いで二酸化炭素で表１記載のカウンタプレッシャ圧力に保持されたクリアランス１．３ｍｍの金型に、２段階目の速度を２０ｍｍ／秒にし、２段階目の射出時間が１．０秒となるように成形条件とし、表１記載のタイミングで型内のガスを排気し、充填完了後直ちに可動型を後退させ、所定の成形体肉厚の３．９ｍｍになるように最終型内クリアランスを調整して発泡させた（各段階における射出速度、２段階目の射出速度と射出時間の関係については図１を参照。）。得られた射出発泡成形体は、底面及び側面において凹みが見られず、外観良好なものができた。実施例１〜３、比較例１にて製作したそれぞれの成形条件、また成形体表面における外観結果を表２に示す。

（実施例２）
実施例１の２段階目の速度を１０ｍｍ／秒にし、２段階目の射出時間を１．０秒となるように成形条件を変更した以外同様の条件にて実施した（各段階における射出速度、２段階目の射出速度と射出時間の関係については図１を参照。）。得られた射出発泡成形体は、底面及び側面において、２段階目が１ｍｍ／秒のものよりも凹みの数が１個以上１０個未満と減少し、外観が良化する結果となった。

（実施例３）
実施例１の２段階目の速度を１．０ｍｍ／秒にし、２段階目の射出時間が０．９９秒となるように成形条件を変更した以外同様の条件にて実施した（各段階における射出速度、２段階目の射出速度と射出時間の関係については図１を参照。）。得られた射出発泡成形体は、成形体底面及び側面において、どの面についても凹みの数は１０個以上２０個未満確認された。

（比較例１）
射出速度を１段階のみにし、１段階目の射出速度を１００ｍｍ／秒としたこと以外実施例１と同様の条件にて実施した。得られた射出発泡成形体は、カウンタプレッシャ残圧の影響で凹みが確認された。成形体底面及び側面部では２０個以上の凹みが目視で確認でき、外観は悪いものであった。

本発明の射出発泡成形用の熱可塑性樹脂組成物は射出発泡成形性が良好で、これにより得られた発泡成形体は発泡倍率が大きく、かつ表面美麗であることから、ドアトリム、ラゲージボックスなどの自動車内装材をはじめ、食品包装用容器や家電、建材用途に広く使用できる。

射出速度を２段階とし、射出速度と時間の関係を表す図である。ｘ軸は射出時間［秒］であり、ｙ軸は射出速度［ｍｍ／秒］を表す。

Claims (6)

1. 熱可塑性樹脂と発泡剤を含んでなる溶融混合物のフローフロントで発泡が起きない圧力以上にガス体で予め加圧した金型内に、前記溶融混合物を射出充填して発泡成形するポリプロピレン系樹脂射出発泡成形体の製造方法において、金型内への溶融混合物の射出充填を２以上の射出速度段階で行い、かつ、最終の射出速度段階の射出速度を他の射出速度段階よりも低速で行うことを特徴とする熱可塑性樹脂射出発泡成形体の製造方法。
2. 前記溶融混合物のフローフロントで発泡が起きないように金型を予め加圧する圧力が、０．１ＭＰａ以上５ＭＰａ以下であることを特徴とする請求項１記載の熱可塑性樹脂射出発泡成形体の製造方法。
3. 前記最終の射出速度段階の射出速度が１ｍｍ／秒以上４０ｍｍ／秒以下であることを特徴とする請求項１または２記載の熱可塑性樹脂射出発泡成形体の製造方法。
4. 前記最終の射出速度段階の射出時間が、０．１秒以上３．０秒以下であることを特徴とする請求項１〜３何れかに一項に記載の熱可塑性樹脂射出発泡成形体の製造方法。
5. 前記溶融混合物を射出充填する際の総射出時間が５秒以下であることを特徴とする請求項１〜４何れか一項に記載の熱可塑性樹脂射出発泡成形体の製造方法。
6. 熱可塑性樹脂が、ポリプロピレン系樹脂である請求項１〜５何れか一項に記載の熱可塑性樹脂射出発泡成形体の製造方法。