説明

射出発泡用樹脂組成物、射出発泡成形体及び射出発泡成形体の製造方法

【課題】 内部セルが均一微細であり、高発泡倍率で軽量性に優れていることから、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成形発泡用樹脂組成物、それよりなる発泡体及びその製造方法を提供する。
【解決手段】 少なくともポリプロピレン系樹脂、メルトフローレートが1g/10分以上10g/10分未満、溶融張力が150mN以上、歪硬化性を有し、密度が915kg/m以上970kg/m以下のポリエチレン系樹脂(A)、並びにアルケニル芳香族化合物単位含有ゴム及び密度が850kg/m以上910kg/m以下のエチレン−α−オレフィン系共重合体からなる群より選ばれる少なくとも1種以上の熱可塑性樹脂(B)を含有する樹脂組成物。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ポリプロピレン系樹脂組成物からなる射出発泡用樹脂組成物、射出発泡成形体及び射出発泡成形体の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
ポリプロピレン系樹脂は、その分子中に塩素を含んでいないので、焼却時に有害ガス発生の恐れが少なく、また、リサイクルも可能であるなど、環境にやさしい材料として自動車部品や建築材料の用途を中心に使用分野が拡大している。特に自動車分野については、射出成形によって得られる軽量で剛性、耐衝撃性に優れたポリプロピレン樹脂製品の使用比率が高まっている。
【0003】
また、更なる軽量化、コストダウン、成形体の反り・ヒケ防止を目的に発泡を行う、いわゆる射出発泡成形が提案され、注目を集めている。ポリプロピレン系樹脂を射出成形法にて高発泡化させる技術としては、型開き可能に保持された金型の空間内に発泡剤を含む樹脂を射出成形した後、金型を開くことにより前記空間を拡大して樹脂を発泡させるいわゆるコアバック法が知られている(例えば、特許文献1)。
しかし、ポリプロピレン系樹脂は長鎖分岐構造をもたないことから溶融張力が低く、発泡成形の際の発泡ガスの保持力が小さいため高発泡倍率を有する成形体の成形が困難である。また、発泡の際に気泡が破壊、合一化しやすいため成形品の内部に巨大な気泡(ボイド)が発生したり、成形体表面にシルバーストリークと呼ばれる外観不良が発生したり、成形品の外観等に課題を生じていた。
【0004】
そこで、ポリプロピレン系樹脂の発泡性を改良する方法として、特定の極限粘度を有するポリエチレンが混合されたメルトフローレートおよび溶融張力がいずれも高いポリプロピレン系樹脂(例えば特許文献2参照。)や、多段重合により特定の極限粘度を有する成分を含有する高溶融張力のポリプロピレン系樹脂と高メルトフローレートのポリプロピレン系樹脂との混合物(例えば特許文献3参照。)を射出発泡成形に使用する方法が提案されている。
【0005】
さらに、近年地球温暖化等の環境問題が注目を集め、発泡成形体分野においても従来から発泡剤として用いられてきたフロン等の発泡剤が温室効果ガスとの可能性の指摘を受け、その使用を控え、より温室効果の低い発泡剤への転換が模索されている。
【0006】
また、ポリプロピレン系樹脂の射出発泡成形体を自動車部品として使用する場合には、剛性が高く、かつ、高い耐衝撃性が求められることが多い。耐衝撃性を改良する方法として、ポリプロピレン樹脂に非晶性のゴム状物質を、ブレンドあるいは多段重合等によって加える方法が提案されている(例えば特許文献4〜8)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】WO2003−072335号公報(特許請求の範囲)
【特許文献2】特開2003−128854号公報(特許請求の範囲)
【特許文献3】特開2003−268145号公報(特許請求の範囲)
【特許文献4】特開2004−082547号公報(特許請求の範囲)
【特許文献5】特開2002−011748号公報(特許請求の範囲)
【特許文献6】特開2004−189911号公報(特許請求の範囲)
【特許文献7】特開2005−324429号公報(特許請求の範囲)
【特許文献8】特開2002−283382号公報(特許請求の範囲)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
しかし、特許文献2に提案のポリプロピレン系樹脂や特許文献3に提案の混合物は、歪硬化性を示さないため、射出発泡体の発泡倍率が1.8倍を越える場合には気泡が破壊、合一し、成形品の内部にボイドが発生しやすい傾向になり高発泡倍率を有する良好な射出発泡成形体を得ることが困難であると伴に、自動車分野における剛性、軽量化のニーズに応えることが難しいものであった。ここでいう歪硬化性は、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、すなわち市販の伸長粘度計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、例えば溶融張力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溶融張力が増加し、切断に至るときは歪硬化性を示す場合である。ポリエチレン系樹脂が歪硬化性を示すことの効果は、気泡の成長時に膜が均一な厚みで延伸され、気泡が破壊することなく高倍率の発泡体が得られ易くなることである。
【0009】
また、フロンより温室効果の低い発泡剤として、二酸化炭素を用いる試みがなされているが、フロンとのガス透過性の違いのためであるのか、その原因は不明であるが、発泡剤として二酸化炭素を用い、ポリプロピレン系樹脂の発泡を行った場合、良好な発泡成形体が得られないのが現状であった。
【0010】
そして、特許文献4〜8に提案の方法においては、耐衝撃性は高くなるものの、添加するゴム成分の分散性が悪く成形不良となったり、または、樹脂の発泡性が十分でなく、2倍以上の高発泡倍率の発泡成形体を得ることはできないなど、これら諸物性を両立したものを得ることは難しかった。
【0011】
以上のように、これまでは射出発泡成形性が良好で、高発泡倍率で大幅な軽量化が可能であり、耐衝撃性が良好な射出発泡成形体を安価に得ることは困難であった。
【0012】
そこで、流動性がよく薄肉射出充填が可能で、高発泡倍率化が可能であるがために、軽量性に優れ、耐衝撃性の良好なポリプロピレン系樹脂射出発泡成形体が求められてきた。
【課題を解決するための手段】
【0013】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、ポリプロピレン系樹脂と特定のポリエチレン系樹脂および熱可塑性樹脂を用いることで、射出発泡に適した溶融粘度や溶融張力を保持し、高発泡倍率で軽量化が可能であり、熱可塑性樹脂成分が均一に分散しているために耐衝撃性の良好な射出発泡成形体が安価に得られることを見出し本発明の完成に至った。
【0014】
すなわち本発明は、少なくともポリプロピレン系樹脂、ASTM 1238に準拠し、190℃、荷重2.16kgで測定したメルトフローレート(以下、MFRと記す。)が1g/10分以上100g/10分未満、溶融張力が150mN以上、歪硬化性を有し、JIS K6760に準拠した密度が915kg/m以上970kg/m以下のポリエチレン系樹脂(A)、並びにアルケニル芳香族化合物単位含有ゴム及びJIS K6760に準拠した密度が850kg/m以上910kg/m以下のエチレン−α−オレフィン系共重合体からなる群より選ばれる少なくとも1種以上の熱可塑性樹脂(B)を含有する射出発泡用樹脂組成物および当該組成物からなる射出発泡成形体、および射出発泡成形体の製造方法に関するものである。
【0015】
以下に本発明を詳細に説明する。
【0016】
本発明の射出発泡用樹脂組成物は、少なくともポリプロピレン系樹脂、ASTM 1238に準拠し、190℃、荷重2.16kgで測定したMFRが1g/10分以上100g/10分未満、溶融張力が150mN以上、歪硬化性を有し、JIS K6760に準拠した密度が915kg/m以上970kg/m以下のポリエチレン系樹脂(A)、並びにアルケニル芳香族化合物単位含有ゴム及びJIS K6760に準拠した密度が850kg/m以上910kg/m以下のエチレン−α−オレフィン系共重合体からなる群より選ばれる少なくとも1種以上の熱可塑性樹脂(B)を含有する。当該発泡用樹脂組成物からなる射出発泡成形体は、従来得ることが困難であった高発泡倍率で、かつ、セルが均一微細であるがために軽量性に優れ、耐衝撃性が良好である。
【0017】
本発明の射出発泡用樹脂組成物に用いられるポリプロピレン系樹脂としては、ポリプロピレン系樹脂として知られている範疇に属するものであれば如何なるものでもよく、例えば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)の存在下でプロピレンの重合を行うことにより得られる。より具体的には、プロピレンの単独重合体、ブロック共重合体、ランダム共重合体であって、結晶性の重合体があげられ、その中でも、特にポリプロピレン系樹脂の特徴である結晶性、剛性、耐薬品性などに優れる射出発泡成形体となることから、プロピレン単位を75重量%以上含有しているプロピレン共重合体であることが好ましく、その際の共重合単位としては、例えばエチレン単位、1−ブテン単位、イソブテン単位、1−ペンテン単位、3−メチル−1−ブテン単位、1−ヘキセン単位、4−メチル−1−ペンテン単位、3,4−ジメチル−1−ブテン単位、1−ヘプテン単位、3−メチル−1−ヘキセン単位、1−オクテン単位、1−デセン単位などの炭素数2または4〜12のα−オレフィン単位;シクロペンテン単位、ノルボルネン単位などの環状オレフィン単位;5−メチレン−2−ノルボルネン単位、5−エチリデン−2−ノルボルネン単位、1,4−ヘキサジエン単位、メチル−1,4−ヘキサジエン単位、7−メチル−1,6−オクタジエン単位などのジエン単位;塩化ビニル単位、塩化ビニリデン単位、アクリロニトリル単位、酢酸ビニル単位、アクリル酸単位、メタクリル酸単位、マレイン酸単位、アクリル酸エチル単位、アクリル酸ブチル単位、メタクリル酸メチル単位、無水マレイン酸単位、スチレン単位、メチルスチレン単位、ビニルトルエン単位、ジビニルベンゼン単位などのビニル単量体単位、などが挙げられる。これらのうち、特に安価で、耐寒脆性にも優れる射出発泡成形体となるエチレン単位、1−ブテン単位であることが好ましい。また、これらポリプロピレン系樹脂は市販品として入手したものであってもよい。
【0018】
該ポリプロピレン系樹脂としては、流動性に優れることから射出発泡成形体を製造する際に、金型のクリアランスが1〜2mm程度の薄肉部分を有する成形においても、連続して安定した成形が行えるとともに、高発泡倍率であり、且つ、発泡時に気泡が破壊されにくいため、軽量性に優れる射出発泡成形体となることから、ASTM D−1238に準拠し、230℃、2.16kg荷重下で測定したMFRが30g/10分以上100g/10分以下、溶融張力が10mN以下であるポリプロピレン系樹脂であることが好ましく、更にMFRが40g/10分以上80g/10分以下であり、溶融張力が5mN以下であるポリプロピレン系樹脂であることが好ましい。ポリプロピレン系樹脂の溶融張力が10mN以下であると射出成形時の流動性が良好で、大型成形品や薄肉成形品の成形が容易であり、平滑な外観を有する成形品が得られ易い。
また、該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。
【0019】
本発明の射出成形用樹脂組成物に用いられるポリエチレン系樹脂(A)は、190℃、荷重2.16kgで測定したMFRが1g/10分以上10g/10分未満、溶融張力が150mN以上、かつ歪硬化性を有し、JIS K6760に準拠した密度が915kg/m以上970kg/m以下のポリエチレン系樹脂であり、該範疇に属するものであれば如何なるポリエチレン系樹脂であってもよい。ここで、MFRが1g/10分未満であるポリエチレン系樹脂である場合、ポリプロピレン系樹脂との相溶性が劣り、得られる射出発泡成形品体は、表面が悪化したものとなる。一方、MFRが10g/10分を超えるポリエチレン系樹脂である場合、得られる射出発泡成形体は、強度等の機械的物性が劣るものとなることに加えて、溶融張力が150mNに到達せず、発泡成形性にも劣るものとなる。また、溶融張力が150mN未満のポリエチレン系樹脂である場合、発泡成形倍率の改善効果が不十分であり、高発泡倍率を有する射出発泡成形体とすることができない。さらに、歪硬化性を示さないポリエチレン系樹脂である場合、得られる射出発泡成形体は、気泡が合一したものとなり、均一で微細な気泡を有する射出成形発泡体とはならない。密度が915kg/m未満のポリエチレン系樹脂である場合、得られる射出発泡成形体は、耐熱性に劣るものとなり、密度970kg/mを超えるポリエチレン系樹脂である場合、得られる射出発泡成形体は、耐衝撃性に劣るものとなる。
【0020】
なお、従来、フロン等による射出発泡とは異なり、二酸化炭素によるポリプロピレン系樹脂の射出発泡は困難とされており、本願発明の射出発泡用樹脂組成物は、ポリプロピレン系樹脂に該ポリエチレン系樹脂(A)を配合することにより従来は困難とされていた二酸化炭素による射出発泡成形をも可能としたものである。そして、本発明の射出発泡用樹脂組成物においては、ポリプロピレン系樹脂への分散性が良好であり、特に高発泡倍率であり気泡が均一微細な射出発泡成形体が得られることから、MFRが3g/10分以上6g/10分以下であり、溶融張力が200mN以上であるポリエチレン系樹脂であることが好ましい。
【0021】
なお、MFRは、ASTM 1238に準拠し、温度190℃、荷重2.16kgで測定することがきる。また、溶融張力は、キャピログラフ(東洋精機製作所製)を用い、190℃で長さ(L)が8mm,直径(D)が2.095mmのダイから、ピストン降下速度10mm/分で降下させたストランドを10m/分で引き取り、引き取り荷重を溶融張力として測定することができる。歪硬化性は、マイスナー型一軸伸長粘度計を用いて、160℃で、ひずみ速度0.07〜0.1s−1の条件で測定した伸長粘度の最大値を、その時間の線形領域の伸長粘度で除した値を非線形パラメーターλと定義し、λが1を超える歪硬化性があると確認できる。なお、M. Yamaguchi et al.Polymer Journal 32,164(2000).に記載のように、線形領域の伸長粘度は動的粘弾性より計算できる。λが1の場合、歪硬化性がないと判断できる。
【0022】
該ポリエチレン系樹脂(A)の製造方法としては、例えば後述する本願実施例における具体的な製造例そのもの、あるいは条件因子を任意に微調整した製造方法等により製造することが可能である。
【0023】
具体的には、例えば、特開2004−346304号公報、特開2005−248013号公報、特開2006−321991号公報、特開2007−169341号公報、特開2008−50278号公報に記載の重合触媒の存在下に、エチレンを重合する、またはエチレンと炭素数3〜8のα−オレフィンを共重合する方法を用いることができる。
【0024】
より具体的には、例えばメタロセン化合物として、2つの置換または非置換シクロペンタジエニル基が架橋基で架橋されている架橋型ビス(置換または非置換シクロペンタジエニル)ジルコニウム錯体(以下、成分(a)と記す。)と、架橋型(シクロペンタジエニル)(フルオレニル)ジルコニウム錯体および/または架橋型(インデニル)(フルオレニル)ジルコニウム錯体(以下、成分(b)と記す。)を用いたメタロセン触媒の存在下に、エチレンを重合する、またはエチレンと炭素数3〜8のα−オレフィンを共重合する方法を用いることができる。
【0025】
成分(a)の具体例としては、ジメチルシリレンビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライド、ジメチルシリレン(シクロペンタジエニル)(インデニル)ジルコニウムジクロライド、ジメチルシリレン(シクロペンタジエニル)(2−メチルインデニル)ジルコニウムジクロライド、ジメチルシリレン(シクロペンタジエニル)(4,7−ジメチルインデニル)ジルコニウムジクロライド、ジメチルシリレン(シクロペンタジエニル)(2,4,7−トリメチルインデニル)ジルコニウムジクロライド、1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン−1,3−ジイル−ビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライド、1,1−ジメチル−1−シラエタン−1,2−ジイル−ビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライド、プロパン−1,3−ジイル−ビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライド、ブタン−1,4−ジイル−ビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライド、シス−2−ブテン−1,4−ジイル−ビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライド、1,1,2,2−テトラメチルジシラン−1,2−ジイル−ビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライド等のジクロライドおよび上記遷移金属化合物のジメチル体、ジエチル体、ジヒドロ体、ジフェニル体、ジベンジル体を例示することができる。また上記遷移金属化合物のシクロペンタジエニル誘導体の水素が炭化水素基で置換されたもの、中心金属のジルコニウム原子をチタン原子またはハフニウム原子に置換した化合物も例示することもできる。
【0026】
成分(b)の具体例としては、ジフェニルメチレン(1−シクロペンタジエニル)(9−フルオレニル)ジルコニウムジクロリド、ジフェニルメチレン(2−トリメチルシリル−1−シクロペンタジエニル)(9−フルオレニル)ジルコニウムジクロリド、ジフェニルメチレン(1−シクロペンタジエニル)(2,7−ジメチル−9−フルオレニル)ジルコニウムジクロリド、ジフェニルメチレン(1−シクロペンタジエニル)(2,7−ジ−t−ブチル−9−フルオレニル)ジルコニウムジクロリド、イソプロピリデン(1−シクロペンタジエニル)(9−フルオレニル)ジルコニウムジクロリド、イソプロピリデン(1−シクロペンタジエニル)(2,7−ジ−t−ブチル−9−フルオレニル)ジルコニウムジクロリド、ジフェニルシランジイル(1−シクロペンタジエニル)(9−フルオレニル)ジルコニウムジクロリド、ジメチルシランジイル(1−シクロペンタジエニル)(9−フルオレニル)ジルコニウムジクロリド、ジフェニルメチレン(1−インデニル)(9−フルオレニル)ジルコニウムジクロリド、ジフェニルメチレン(2−フェニル−1−インデニル)(9−フルオレニル)ジルコニウムジクロリド、ジフェニルメチレン(2−フェニル−1−インデニル)(2,7−ジ−t−ブチル−9−フルオレニル)ジルコニウムジクロリド等のジクロライドおよび上記遷移金属化合物のジメチル体、ジエチル体、ジヒドロ体、ジフェニル体、ジベンジル体を例示することができる。また上記遷移金属化合物のシクロペンタジエニル誘導体の水素が炭化水素基で置換されたもの、中心金属のジルコニウム原子をチタン原子またはハフニウム原子に置換した化合物も例示することもできる。
【0027】
また、成分(a)に対する成分(b)の量は、特に制限はなく、0.0001〜100倍モルであることが好ましく、特に好ましくは0.001〜10倍モルである。
【0028】
そして、成分(a)と成分(b)を用いたメタロセン触媒としては、例えば成分(a)と成分(b)と有機アルミニウム化合物(以下、成分(c)と記す。)からなる触媒;成分(a)と成分(b)とアルミノオキサン(以下、成分(d)と記す。)からなる触媒;さらに成分(c)を含んでなる触媒;成分(a)と成分(b)とプロトン酸塩(以下、成分(e)と記す。)、ルイス酸塩(以下、成分(f)と記す。)または金属塩(以下、成分(g)と記す。)から選ばれる少なくとも1種類の塩からなる触媒;さらに成分(c)を含んでなる触媒;、成分(a)と成分(b)と成分(d)と無機酸化物(以下、成分(h)と記す。)からなる触媒;成分(a)と成分(b)と成分(h)と成分(e)、成分(f)、成分(g)から選ばれる少なくとも1種類の塩からなる触媒;さらに成分(c)を含んでなる触媒;成分(a)と成分(b)と粘土鉱物(以下、成分(i)と記す。)と成分(c)からなる触媒;成分(a)と成分(b)と有機化合物で処理された粘土鉱物(以下、成分(j)と記す。)からなる触媒を例示することができ、好ましくは成分(a)と成分(b)と成分(j)からなる触媒を用いることができる。
【0029】
ここで、成分(i)および成分(j)として用いることが可能な粘土鉱物としては、微結晶状のケイ酸塩を主成分とする微粒子を挙げることができ、粘土鉱物の大部分は、その構造上の特色として層状構造を成しており、層の中に種々の大きさの負電荷を有することが挙げられる。この点で、シリカやアルミナのような三次元構造を持つ金属酸化物と大きく異なる。これらの粘土鉱物は、一般に層電荷の大きさで、パイロフィライト、カオリナイト、ディッカイトおよびタルク群(化学式当たりの負電荷がおよそ0)、スメクタイト群(化学式当たりの負電荷がおよそ0.25から0.6)、バーミキュライト群(化学式当たりの負電荷がおよそ0.6から0.9)、雲母群(化学式当たりの負電荷がおよそ1)、脆雲母群(化学式当たりの負電荷がおよそ2)に分類されている。ここで示した各群には、それぞれ種々の粘土鉱物が含まれるが、スメクタイト群に属する粘土鉱物としては、モンモリロナイト、バイデライト、サポナイト、ヘクトライト等が挙げられる。また、上記粘土鉱物は複数混合して用いることもできる。
【0030】
成分(j)における有機化合物処理とは、粘土鉱物層間に有機イオンを導入し、イオン複合体を形成することをいう。有機化合物処理で用いられる有機化合物としては、N,N−ジメチル−n−オクタデシルアミン塩酸塩、N,N−ジメチル−n−エイコシルアミン塩酸塩、N,N−ジメチル−n−ドコシルアミン塩酸塩、N,N−ジメチルオレイルアミン塩酸塩、N,N−ジメチルベヘニルアミン塩酸塩、N−メチル−ビス(n−オクタデシル)アミン塩酸塩、N−メチル−ビス(n−エイコシル)アミン塩酸塩、N−メチル−ジオレイルアミン塩酸塩、N−メチル−ジベヘニルアミン塩酸塩、N,N−ジメチルアニリン塩酸塩を例示することができる。
【0031】
成分(a)と成分(b)と成分(j)からなる触媒は、有機溶媒中、成分(a)と成分(b)と成分(j)を接触させることによって得ることが可能であり、成分(a)と成分(j)の接触生成物に成分(b)を添加する方法;成分(b)と成分(j)の接触生成物に成分(a)を添加する方法;成分(a)と成分(b)の接触生成物に成分(j)を添加する方法;成分(j)に成分(a)と成分(b)の接触生成物を添加する方法を例示することができる。
【0032】
接触溶媒としては、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、シクロペンタンもしくはシクロヘキサン等の脂肪族炭化水素類、ベンゼン、トルエンもしくはキシレン等の芳香族炭化水素類、エチルエーテルもしくはn−ブチルエーテル等のエーテル類;塩化メチレンもしくはクロロホルム等のハロゲン化炭化水素類、1,4−ジオキサン、アセトニトリルまたはテトラヒドロフランを例示することができる。
【0033】
接触温度については、0〜200℃の間で選択して処理を行うことが好ましい。
【0034】
各成分の使用量は、成分(j)1gあたり成分(a)が、0.0001〜100mmol、好ましくは0.001〜10mmolである。
【0035】
このようにして調製された成分(a)と成分(b)と成分(j)の接触生成物は、洗浄せずに用いても良く、また洗浄した後に用いても良い。また、成分(a)または成分(b)がジハロゲン体の時、さらに成分(c)を添加することが好ましい。また、成分(j)、重合溶媒およびオレフィン中の不純物を除去することを目的に成分(c)を添加することができる。
【0036】
該ポリエチレン系樹脂(A)を製造する際には、重合温度−100〜120℃で行うことが好ましく、特に生産性を考慮すると20〜120℃が好ましく、さらには60〜120℃の範囲で行うことが好ましい。また、重合時間は10秒〜20時間の範囲が好ましく、重合圧力は常圧〜300MPaの範囲で行うことが好ましい。重合性単量体としては、エチレン単独又はエチレンと炭素数3〜8のα−オレフィンであり、エチレンと炭素数3〜8のα−オレフィンである場合、エチレンと炭素数3〜8のα−オレフィンの供給割合として、エチレン/炭素数3〜8のα−オレフィン(モル比)が、1〜200、好ましくは3〜100、さらに好ましくは5〜50の供給割合を用いることができる。また、重合時に水素などを用いて分子量の調節を行うことも可能である。重合はバッチ式、半連続式、連続式のいずれの方法でも行うことが可能であり、重合条件を変えて2段階以上に分けて行うことも可能である。また、エチレン系共重合体は、重合終了後に従来既知の方法により重合溶媒から分離回収され、乾燥して得ることができる。
【0037】
重合はスラリー状態、溶液状態または気相状態で実施することができ、特に、重合をスラリー状態で行う場合にはパウダー粒子形状の整ったエチレン系共重合体を効率よく、安定的に生産することができる。また、重合に用いる溶媒は一般に用いられる有機溶媒であればいずれでもよく、具体的には例えばベンゼン、トルエン、キシレン、プロパン、イソブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサン、ガソリン等が挙げられ、プロピレン、1−ブテン、1−ヘキセン、1−オクテン等のオレフィン自身を溶媒として用いることもできる。
【0038】
該ポリエチレン系樹脂(A)としては、エチレン単独重合体、エチレン−α−オレフィン共重合体等を挙げることができ、その中でも、特に高発泡倍率であり気泡が均一微細な射出発泡成形体となることから、エチレン、マクロモノマー及び任意に炭素数3以上のα−オレフィンを共重合体したポリエチレン系樹脂であることが好ましい。そして、特に耐熱性にも優れる射出発泡成形体となることから、密度935kg/m以上970kg/m以下のポリエチレン系樹脂であることが好ましい。なお、ここでいう密度とはJIS K6760に準拠して密度勾配管法により測定したものである。
【0039】
該ポリエチレン系樹脂(A)の形状、大きさに制限はなく、ペレット状でもよい。
本発明の射出発泡用樹脂組成物に用いられる熱可塑性樹脂(B)は、アルケニル芳香族化合物単位含有ゴム及びJIS K6760に準拠した密度が850kg/m以上910kg/m以下のエチレン−α−オレフィン系共重合体からなる群より選ばれる少なくとも1種以上である。これらの熱可塑性樹脂を使用することで、ポリプロピレン系樹脂との相溶性が良好となるとともに、耐衝撃性に優れる射出発泡成形体となる。
【0040】
該エチレン−α−オレフィン系共重合体としては、エチレン−α−オレフィン共重合体及びエチレン−α−オレフィン−非共役ジエン共重合体をあげることができる。
エチレン−α−オレフィン共重合体、エチレン−α−オレフィン−非共役ジエン共重合体におけるα−オレフィンとしては、例えばエチレンと炭素数4〜20のα−オレフィンの共重合体であり、炭素数4〜20のα−オレフィンとしては、例えば1−ブテン、イソブテン、1−ペンテン、2−メチル−1−ブテン、3−メチル−1−ブテン、1−ヘキセン、2−メチル−1−ペンテン、3−メチル−1−ペンテン、4−メチル−1−ペンテン、1−オクテン、1−ノネン、1−デセン、1−ウンデセン、1−ドデセン等が挙げられ、これらは単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。好ましくは1−ブテン、1−ヘキセン、1−オクテンから選ばれる1以上である。また、エチレン−α−オレフィン−非共役ジエン共重合体における非共役ジエンとしては、たとえば1,4−ヘキサジエン、1,6−オクタジエン、2−メチル−1,5−ヘキサジエン、6−メチル−1,5−ヘプタジエン、7−メチル−1,6−オクタジエンのような鎖状非共役ジエン;シクロヘキサジエン、ジシクロペンタジエン、メチルテトラヒドロインデン、5−ビニルノルボルネン、5−エチリデン−2−ノルボルネン、5−メチレン−2−ノルボルネン、5−イソプロピリデン−2−ノルボルネン、6−クロロメチル−5−イソプロペニル−2−ノルボルネンのような環状非共役ジエン;2,3−ジイソプロピリデン−5−ノルボルネン、2−エチリデン−3−イソプロピリテン−5−ノルボルネン、2−プロペニル−2,2−ノルボルナジエン、1,3,7−オクタトリエン、1,4,9−デカトリエンのようなトリエンがあげられ、なかでも5−エチリデン−2−ノルボルネン又はジシクロペンタジエンが好ましい。
エチレン−α−オレフィン系共重合体におけるエチレン/α−オレフィンの比率(モル比)は1/(0.1〜10)である。
【0041】
そして、該エチレン−α−オレフィン系共重合体は、特にポリプロピレン系樹脂に対する相溶性に優れ、得られる射出発泡成形たいが耐衝撃性に優れるものとなることから、密度850kg/m以上910kg/m以下を有するものであり、特に870kg/m以上905kg/m以下であることが好ましい。
【0042】
また、該エチレン−α−オレフィン系共重合体は、射出発泡成形体の成形時の加工性が優れ、得られる成形体も衝撃強度に優れるものとなることから、MFRが5〜50g/10分であることが好ましく、特に10〜40g/10分であることが好ましい。
【0043】
該エチレン−α−オレフィン系共重合体の製造方法としては、公知の重合触媒を用いて、公知の重合方法による製造方法が挙げられる。公知の重合触媒としては、例えば、バナジウム化合物、有機アルミニウム化合物およびハロゲン化エステル化合物からなるチーグラー・ナッタ触媒系や、チタン原子、ジルコニウム原子またはハフニウム原子に少なくとも1種以上のシクロペンタジエニルアニオン骨格を有する基が配位したメタロセン化合物とアルモキサンあるいはホウ素化合物とを組み合わせた触媒系、いわゆるメタロセン触媒系が挙げられる。
【0044】
公知の重合方法としては、例えば、炭化水素化合物のような不活性有機溶媒中でエチレンとα−オレフィンを共重合させる方法や、溶媒を用いずにエチレン及びα−オレフィン中で共重合させる方法が挙げられる。
【0045】
該アルケニル芳香族化合物単位含有ゴムとしては、オレフィン系共重合体もしくは共役ジエンゴムに対し、アルケニル芳香族化合物を重合、反応等により結合させる方法 で製造されるものであり、例えば、ビニル芳香族化合物重合体ブロックと共役ジエン系重合体ブロックからなるブロック共重合体、前記ブロック共重合体の共役ジエン部分の二重結合が水素添加されているブロック重合体等が挙げられ、好ましくは、ビニル芳香族化合物重合体ブロックと共役ジエン系重合体ブロックからなるブロック共重合体の共役ジエン部分の二重結合が水素添加されているブロック重合体であり、より好ましくは、ブロック共重合体の共役ジエン部分の二重結合の80%以上水素添加されているブロック重合体であり、更に好ましくはブロック共重合体の共役ジエン部分の二重結合の85%以上が水素添加されているブロック重合体である。
【0046】
より具体的には、スチレン−エチレン−ブテン−スチレン系ゴム(SEBS)、スチレン−エチレン−プロピレン−スチレン系ゴム(SEPS)、スチレン−ブタジエン系ゴム(SBR)、スチレン−ブタジエン−スチレン系ゴム(SBS)、スチレン−イソプレン−スチレン系ゴム(SIS)等のブロック共重合体又はこれらのゴム成分を水添したブロック共重合体等が挙げられる。中でも、スチレン−エチレン−ブテン−スチレンゴム(SEBS)を使用することが、ポリプロピレン系樹脂との相溶性が良好であるため好ましい。
【0047】
該アルケニル芳香族化合物単位含有ゴムの製造方法としては、例えば、オレフィン系共重合体もしくは共役ジエンゴムに対し、アルケニル芳香族化合物を重合、反応等により結合させる方法等が挙げられる。
【0048】
アルケニル芳香族化合物単位含有ゴムの230℃のMFRとして、好ましくは1〜15g/10分であり、より好ましくは2〜13g/10分である。分子量分布やMFRが前記範囲内であると改質ポリプロピレン系樹脂との相溶性が良好となる傾向にある。
【0049】
本発明の射出発泡用樹脂組成物を用いると、均一微細な気泡を有し、発泡倍率が2倍以上の発泡成形体が得られ、薄肉部分を有する成形でショートショットが起こらず、連続して安定した生産が行えるほか、耐衝撃性の良好な射出発泡成形体を安価に提供することが出来ることから、ポリプロピレン系樹脂100重量部に対して、少なくともポリエチレン系樹脂(A)5重量以上20重量部以下、熱可塑性樹脂(B)5重量部以上70重量以下を含有する樹脂組成物からなることが好ましい。
【0050】
本発明の射出発泡用樹脂組成物には、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いてもよい。
【0051】
その他、樹脂として公知のものを添加することができ、例えば、ポリプロピレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、飽和ポリエステル系樹脂、ポリメタクリル酸エステル系樹脂等があげられる。これらは複数組み合わせることもできる。
【0052】
また、必要に応じて、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、少なくともポリプロピレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂(A)および熱可塑性樹脂(B)からなる樹脂成分100重量部に対して、0.01重量部以上10重量部以下で用いることが好ましい。
【0053】
本発明の射出発泡用樹脂組成物は、少なくともポリプロピレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂(A)および熱可塑性樹脂(B)を混合することで得ることが出来る。ポリプロピレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂(A)および熱可塑性樹脂(B)の混合方法に限定はなく、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。該射出発泡成形機に供給する際には、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。
【0054】
本発明の射出発泡成形体は、前記射出発泡用樹脂組成物からなる。
【0055】
本発明の射出発泡成形体の製造方法に制限はなく、射出発泡成形法として知られている方法を適応することが可能であり、例えば前記射出発泡用樹脂組成物、さらに二酸化炭素及び/又は二酸化炭素発生化学発泡剤を射出成形機に供給し、次いで該射出成形機に付随する金型内にて射出することにより発泡成形を行う射出発泡成形法を挙げることができる。
【0056】
また、該射出発泡成形体の製造方法においては、射出発泡成形体とする際には二酸化炭素により発泡を行うものであり、その際の二酸化炭素としては、二酸化炭素そのもの以外に二酸化炭素発生化学発泡剤から発生する二酸化炭素を挙げることができる。そして、射出成形発泡体とする際には、少なくともポリプロピレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂(A)および熱可塑性樹脂(B)と、二酸化炭素及び/又は二酸化炭素発生化学発泡剤を射出成形機に供給し、金型に射出して発泡成形に供される。二酸化炭素及び/又は二酸化炭素発生化学発泡剤は、樹脂成分に含有し、射出成形機に供給してもよいし、樹脂成分を射出成形機に供給した後、添加してもよい。
【0057】
ここで、該二酸化炭素発生化学発泡剤としては、前記樹脂成分と予め混合してから射出成形機に供給し、シリンダ内で分解して二酸化炭素を発生するものであることが好ましく、該二酸化炭素発生化学発泡剤としては、例えば重炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸アンモニウム等の無機系化学発泡剤や有機系化学発泡剤があげられる。また、二酸化炭素としては、二酸化炭素ガスそのもののほかに超臨界二酸化炭素を挙げることができ、該二酸化炭素は、射出成形機のシリンダ内の溶融樹脂成分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ものである。
【0058】
該射出発泡成形体の製造方法において、射出発泡成形体の気泡を安定的に均一微細にするために必要に応じて、例えばクエン酸のような有機酸等の発泡助剤やタルク、炭酸リチウムのような無機微粒子等の造核剤を添加してもよい。通常、上記無機系化学発泡剤は取扱性、貯蔵安定性、ポリプロピレン系樹脂への分散性の点から、10〜50重量%濃度のポリオレフィン系樹脂のマスターバッチを作製し、使用されることが好ましい。
【0059】
該射出発泡成形体の製造方法において、二酸化炭素発生化学発泡剤により実施する際のその使用量としては、得られる射出発泡成形体の発泡倍率と成形時の樹脂温度によって適宜設定すればよく、中でも、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ことから、少なくともポリプロピレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂(A)および熱可塑性樹脂(B)からなる樹脂成分100重量部に対して、0.5重量部以上20重量部以下であることが好ましく、特に1重量部以上10重量部以下であることが好ましい。
【0060】
該射出発泡成形体の製造方法について具体的に説明する。射出発泡成形法自体は公知の方法が適用でき、ポリプロピレン系樹脂のMFR、発泡剤の種類、成形機の種類あるいは金型の形状によって適宜成形条件を調整すればよい。通常、ポリプロピレン系樹脂の場合は樹脂温度170〜250℃、金型温度10〜100℃、成形サイクル1〜60分、射出速度10〜300mm/秒、射出圧10〜200MPa等の条件で行われる。また、金型内で発泡させる方法としては種々有るが、なかでも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、射出完了後、可動型を後退させて発泡させる、いわゆるコアバック法が、表面に非発泡層が形成され、内部の発泡層が均一微細気泡になりやすく、軽量性に優れ、耐衝撃性の良好な発泡成形体が得られやすいことから好ましい。可動型を後退させる方法としては、一段階で行ってもよいし、二段階以上の多段階で行ってもよく、後退させる速度も適宜調整してもよい。
【0061】
また、予め金型内を不活性ガス等で圧力をかけながら射出発泡成形用ポリプロピレン系樹脂組成物を金型内に導入するいわゆるカウンタープレッシャー法を併用することで、スワールマークと呼ばれる表面外観不良を低減することが出来るため好ましい。
【0062】
本発明の射出発泡成形体は、軽量性と剛性のバランスに優れることから発泡倍率が、1.8倍以上10倍以下であることが好ましく、特に2倍以上4倍以下であることが好ましい。また、発泡層の平均気泡径200μm以下であることが好ましい。さらに剛性に優れた射出発泡成形体となることから、発泡層の表面に非発泡層を有することが好ましく、該非発泡層の厚みは300μm以下であることが好ましく、100μm以下であることが更に好ましい。
【発明の効果】
【0063】
本発明により、二酸化炭素による発泡では従来困難とされていた内部に均一微細なセルを形成し、高発泡倍率で軽量性に優れ、衝撃強度にも優れたポリプロピレン系樹脂製の射出発泡成形体を得ることが可能となる。

【実施例】
【0064】
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。
【0065】
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。
【0066】
〜発泡倍率の測定〜
射出発泡成形体から表面の非発泡層も含めた試片と、コアバック前の金型クリアランスとの比を発泡倍率とした。
【0067】
〜平均気泡径、非発泡層厚みの測定〜
射出発泡成形体を厚み方向に切断した断面の顕微鏡写真より求めた。平均気泡径については任意に選んだ20個の平均値とした。
【0068】
〜射出発泡成形体の肉厚測定〜
射出発泡成形体を厚み方向に切断した断面について、両端部、中央部の3点について測定し、その平均値とした。
【0069】
〜MFRの測定〜
ASTM 1238に準拠し、ポリプロピレン系樹脂は温度230℃、荷重2.16kgで測定した。また、ポリエチレン系樹脂は温度190℃、荷重2.16kgで測定した。
【0070】
〜溶融張力の測定〜
キャピログラフ(東洋精機製作所製)を使用した。190℃で、長さ(L)が8mm,直径(D)が2.095mmのダイから、ピストン降下速度10mm/分で降下させたストランドを10m/分で引き取り、引き取り荷重を溶融張力とした。
【0071】
〜歪硬化性の測定〜
温度160℃に設定したマイスナー型一軸伸長粘度計(東洋精機製作所製、商品名:メルテンレオメーター)を用いて測定した。非線型パラメータ(λ)は、ひずみ速度0.07〜0.1s−1の条件で測定した伸長粘度の最大値を、その時間の線形領域の伸長粘度で除した値として求めた。なお、線形領域における伸長粘度の値は、福田猛著,新高分子実験学1,高分子実験の基礎,分子特性解析,“3−4.分子形状および形態”,295(1994).に記載の方法に従い、動的粘弾性より近似式を用いて計算した。得られたλが1を越える場合は歪硬化性ありと判断した。
【0072】
〜射出発泡成形性の評価〜
連続して20ショットの射出発泡成形したときにショートショットになった個数(不良個数)を求めて、次の3段階で評価した。
不良個数が0個・・・・・・・○
不良個数が1〜2個・・・・・△
不良個数が3個以上・・・・・×

〜デュポン衝撃強度の測定:衝撃強度(50%破壊エネルギー)の算出〜
下式により50%破壊エネルギーを算出した。
E=〔{H−S(T/100−1/2)}×W〕÷10.2
式中、E:衝撃強度(破壊エネルギー(J))、H:全破壊時の高さ(cm)、S:高さ間隔(cm)、T:破壊%(無破壊〜全破壊)の和、W:重錘の荷重(kg)である。
【0073】
測定装置、条件は以下の通り。
【0074】
試験装置:デュポン衝撃試験器
撃芯先端直径:12.7mm
落下重錘:0.3kg(一定)
試験片:80mm×80mm×2.0mmt…非発泡体
試験温度:−30℃(ドライアイスにて調整したエタノール液に15分間浸漬)
高さ間隔:5〜10cm

〜内部ボイドの評価〜
射出発泡成形体を厚み方向に切断した断面を観察し、発泡層中の大きさ1mm以上のボイドの有無をしらべた。
内部ボイドがないもの・・・・・○
有るもの ・・・・・・・・・・×
以下に、実施例、比較例で使用したポリプロピレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂を以下に示す。
【0075】
〜ポリプロピレン系樹脂〜
PP−1:住友化学社製、(商品名)住友ノーブレンAZ564(プロピレン・エチレン・ブロックコポリマー、MFR30g/10分、溶融張力5mN

PP−2:日本ポリプロ社製、(商品名)ノバテックBC05(プロピレン・エチレン・ブロックコポリマー、MFR50g/10分、溶融張力5mN未満

〜ポリエチレン系樹脂〜
製造例1
[変性ヘクトライトの調製]
水3リットルにエタノール3リットルと37%濃塩酸100ミリリットルを加えた後、得られた溶液にN−メチルジオレイルアミン585g(1.1mol)を添加し、60℃に加熱することによって、塩酸塩溶液を調製した。この溶液にヘクトライト1kgを加えた。この懸濁液を60℃で、3時間撹拌し、上澄み液を除去した後、60℃の水50Lで洗浄した。その後、60℃、10−3torrで24時間乾燥し、ジェットミルで粉砕することによって、平均粒径10.5μmの変性ヘクトライトを得た。

[ポリエチレン系樹脂の製造触媒の調製]
上記変性ヘクトライト500gをヘキサン1.7リットルに懸濁させ、ジメチルシランジイルビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド6.97g(20.0mmol)とトリイソブチルアルミニウムのヘキサン溶液(0.714M)2.8リットル(2mol)の混合液を添加し、60℃で3時間攪拌した後、静置して上澄み液を除去、さらにトリイソブチルアルミニウムのヘキサン溶液(0.15M)を添加してマクロモノマー合成触媒(100g/L)とした。
【0076】
上記で調製したマクロモノマー合成触媒にジメチルシランジイルビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリドに対して15mol%のジフェニルメチレン(1−シクロペンタジエニル)(2,7−ジ−tert−ブチル−9−フルオレニル)ジルコニウムジクロライド2.33g(3.53mmol)を添加して室温で6時間撹拌した。静置して上澄み液を除去、さらにトリイソブチルアルミニウムのヘキサン溶液(0.15M)を添加して最終的に100g/Lの触媒スラリーを得た。

[ポリエチレン系樹脂の製造]
内容積540Lの重合器に、ヘキサンを145kg/時、エチレンを33.0kg/時、ブテン−1を1.0kg/時、水素を19NL/時およびポリマー生産量が30kg/時になるように上記[ポリエチレン系樹脂の製造触媒の調製]で調製した触媒スラリーを連続的に供給し、全圧を3,000kPa、重合器内温を85℃に保ちながら連続的に重合反応を行った。重合器から連続的にスラリー抜き出し、未反応の水素、エチレン、ブテン−1を除去した後、分離、乾燥の工程を経てポリエチレン系樹脂(以下、PE(B1)と記す。)パウダーを得た。PE(B1)パウダーを200℃に設定した50mm径の単軸押出機を使用して溶融混練、ペレタイズすることでPE(B1)ペレットを得た。
【0077】
得られたPE(B1)ペレットの密度は950kg/m、MFRは4.0g/10分、溶融張力165mNであり、非線型パラメータ(λ)は22であり歪硬化性を示すものであった。
【0078】
製造例2
[ポリエチレン系樹脂の製造触媒の調製]
製造例1[変性ヘクトライトの調製]で調製した変性ヘクトライト500gをヘキサン1.7リットルに懸濁させ、ジメチルシランジイルビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド6.97g(20.0mmol)とトリイソブチルアルミニウムのヘキサン溶液(0.714M)2.8リットル(2mol)の混合液を添加し、続いて、ジメチルシランジイルビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリドに対して8mol%のジフェニルメチレン(1−シクロペンタジエニル)(2,7−ジ−tert−ブチル−9−フルオレニル)ジルコニウムジクロライド1.16g(1.74mmol)を添加して室温で6時間撹拌した。静置して上澄み液を除去、さらにトリイソブチルアルミニウムのヘキサン溶液(0.15M)を添加して最終的に100g/Lの触媒スラリーを得た。

[ポリエチレン系樹脂の製造]
内容積540Lの重合器に、ヘキサンを145kg/時、エチレンを33.0kg/時、ブテン−1を1.0kg/時、水素を12NL/時およびポリマー生産量が30kg/時になるように上記[ポリエチレン系樹脂の製造触媒の調製]で調製した触媒スラリーを連続的に供給し、全圧を3,000kPa、重合器内温を85℃に保ちながら連続的に重合反応を行った。重合器から連続的にスラリー抜き出し、未反応の水素、エチレン、ブテン−1を除去した後、分離、乾燥の工程を経てポリエチレン系樹脂(以下、PE(B2)と記す。)パウダーを得た。PE(B2)パウダーを200℃に設定した50mm径の単軸押出機を使用して溶融混練、ペレタイズすることでPE(B2)ペレットを得た。
【0079】
得られたPE(B2)ペレットの密度は950kg/m、MFRは2.0g/10分、溶融張力170mNであり、非線型パラメータ(λ)は16であり歪硬化性を示すものであった。
【0080】
〜熱可塑性樹脂〜
TP−1:
エチレン−1−オクテン共重合体(ダウケミカル日本製、エンゲージ8401(密度885kg/m、MFR(190℃)30g/10分))

TP−2:
エチレン−1−オクテン共重合体(ダウケミカル日本製、エンゲージ8402(密度902kg/m、MFR(190℃)30g/10分))

TP−3:
スチレンーエチレンーブテン−スチレン系ゴム(SEBS)(旭化成ケミカルズ製、タフテックH1052(密度890kg/m、MFR(230℃)13g/10分、スチレン含量18重量%)

TP−4:
エチレンーαーオレフィン共重合体として、タフマーP0680(三井化学株式会社製、エチレンーロピレン共重合体、MFR(190℃)=0.4g/10分、密度=0.870g/cm

〜発泡剤〜
化学発泡剤:射出成形時の熱で分解して二酸化炭素を発生することのできる重曹系発泡剤を使用した。(永和化成製ポリスレンEE275、分解ガス量40ml/g)
物理発泡剤:サイフォン式の二酸化炭素ボンベを使用して、液化した二酸化炭素を配管内に充満させた後、二酸化炭素を加圧して送液ポンプを使用して押出機内に一定量を供給した。
【0081】
実施例1〜6
PPのペレット100重量部に対して、ポリエチレン系樹脂と熱可塑性樹脂を表に示す構成で配合し、化学発泡剤5重量部をペレットブレンドし、樹脂混合物を調製した。
【0082】
前記樹脂混合物をシリンダー設定温度210℃、金型温度40℃に調整し、縦100mm×横200mmの厚さ可変の平板形状のキャビティを有する内面鏡面光沢仕上げ、ダイレクトスプルーゲートの金型を装着した射出成形機(宇部興産機械(株)製、商品名MD100S−IV型(シャットオフノズル仕様)に供給し、射出発泡成形を行い射出発泡成形体を得た。その際の樹脂溶融工程の熱により化学発泡剤が分解し、発泡剤としての二酸化炭素が発生し、発泡成形が行われた。
【0083】
また、その際の射出発泡成形方法としてはコアバック法を用いた。すなわち、初期キャビティクリアランス1.5mmを有するキャビティ中に溶融状態の二酸化炭素を含有した樹脂混合物の射出を開始し、射出完了後、可動型を後退させて成形体肉厚が3.3mm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。発泡完了後60秒間冷却してから射出発泡成形体を取り出した。
【0084】
上記製造法にて作成したポリプロピレン系樹脂の射出発泡成形体について、発泡倍率、発泡体形状、気泡形状、および加熱収縮率を評価した。評価結果を表1に示す。
【0085】
比較例1
ポリエチレン系樹脂を用いずPPと熱可塑性樹脂のみで射出発泡成形を行った以外は、実施例1と同様の方法により射出発泡成形体を得、その評価を行った。その結果、得られた射出発泡成形体は、発泡時に気泡が合一し、内部ボイドが発生すると伴に、平均気泡径も大きいものであり発泡成形体としては適さないものであった。評価結果を表1に示す。

比較例2
熱可塑性樹脂を用いずPPとポリエチレン系樹脂のみで射出発泡成形を行った以外は、実施例1と同様の方法により射出発泡成形体を得、その評価を行った。その結果、得られた射出成形体は、衝撃強度に乏しいものであった。評価結果を表1に示す。
【0086】
比較例3
ポリエチレン系樹脂として市販の高圧法により製造された低密度ポリエチレン(LDPE)(東ソー製、(商品名)ペトロセン203;MFR=8g/10分、密度=919kg/m、溶融張力115mN、非線型パラメータ(λ)は18で、歪硬化性あり)を用いた以外は、実施例1と同様の方法により射出発泡成形体を得、その評価を行った。その結果、得られた射出発泡成形体は、成形体の表面の平滑性が劣り、かつ、内部ボイドが発生すると伴に、平均気泡径も大きいものであり発泡成形体としては適さないものであった。評価結果を表1に示す。
【0087】
比較例4
ポリエチレン系樹脂としてメタロセン触媒で製造された直鎖状低密度ポリエチレン(宇部興産製、(商品名)ユメリット4540F;MFR=3.9g/10分、密度=944kg/m、溶融張力20mN、非線型パラメータ(λ)は1であり歪硬化性なし)を用いた以外は、実施例1と同様の方法により射出発泡成形体を得、その評価を行った。その結果、得られた射出発泡成形体は、発泡時に気泡が合一し、内部ボイドが発生すると伴に、平均気泡径も大きいものであり発泡成形体としては適さないものであった。評価結果を表1に示す。
【0088】
比較例5
ポリエチレン系樹脂の配合量を4重量部とした以外は、実施例1と同様の方法により射出発泡成形体を得、その評価を行った。その結果、得られた射出発泡成形体は、発泡時に気泡が合一し、内部ボイドが発生すると伴に、平均気泡径も大きいものであり発泡成形体としては適さないものであった。評価結果を表1に示す。
【0089】
比較例6
熱可塑性樹脂の配合量を80重量部とした以外は、実施例3と同様の方法により射出発泡成形体を得、その評価を行った。その結果、射出成形の際に流動性が乏しくショートショットが発生し、また、得られた射出発泡成形体は、発泡時に気泡が合一し、内部ボイドが発生すると伴に、平均気泡径も大きいものであり発泡成形体としては適さないものであった。評価結果を表1に示す。
【0090】
比較例7
熱可塑性樹脂をTP−4とした以外は、実施例3と同様の方法により射出発泡成形体を得、その評価を行った。その結果、射出成形の際に流動性が乏しくショートショットが発生し、また、得られた射出発泡成形体は、発泡時に気泡が合一し、内部ボイドが発生すると伴に、平均気泡径も大きいものであり発泡成形体としては適さないものであった。評価結果を表1に示す。
【0091】
【表1】

【産業上の利用可能性】
【0092】
本発明のポリプロピレン系樹脂射出発泡成形体は内部セルが均一微細であり、高発泡倍率で衝撃強度に優れていることから、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。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
少なくともポリプロピレン系樹脂、ASTM 1238に準拠し、190℃、荷重2.16kgで測定したメルトフローレートが1g/10分以上10g/10分未満、溶融張力が150mN以上、歪硬化性を有し、JIS K6760に準拠した密度が915kg/m以上970kg/m以下のポリエチレン系樹脂(A)、並びにアルケニル芳香族化合物単位含有ゴム及びJIS K6760に準拠した密度が850kg/m以上910kg/m以下、ASTM 1238に準拠し、190℃、荷重2.16kgで測定したメルトフローレートが3g/10分以上のエチレン−α−オレフィン系共重合体からなる群より選ばれる少なくとも1種以上の熱可塑性樹脂(B)を含有する射出発泡用樹脂組成物。
【請求項2】
ポリプロピレン系樹脂100重量部に対して、ポリエチレン系樹脂(A)5重量部以上20重量部以下、熱可塑性樹脂(B)5重量部以上70重量部以下を含有する請求項1に記載の射出発泡用樹脂組成物。
【請求項3】
ポリプロピレン系樹脂が、ASTM D−1238に準拠し、230℃、2.16kgで測定したメルトフローレートが30g/10分以上100g/10分以下、溶融張力が10mN以下のポリプロピレン系樹脂である請求項1又は2に記載の射出発泡用樹脂組成物。
【請求項4】
ポリエチレン系樹脂(A)が、エチレン、マクロモノマーおよび任意に炭素数3以上のα−オレフィンを共重合することにより得られたポリエチレン系樹脂である請求項1〜3のいずれかに記載の射出発泡用樹脂組成物。
【請求項5】
熱可塑性樹脂(B)が、エチレン−1−ブテン共重合体、エチレン−1−ヘキセン共重合体、エチレン−1−オクテン共重合体、スチレン−エチレン−ブテン−スチレン系ゴム(SEBS)及びスチレン−エチレン−プロピレン−スチレン系ゴム(SEPS)からなる群より選ばれる1種以上の熱可塑性樹脂である請求項1〜4のいずれかに記載の射出発泡用樹脂組成物。
【請求項6】
請求項1〜5のいずれかに記載の射出発泡用樹脂組成物からなる射出発泡成形体。
【請求項7】
発泡倍率が1.8倍以上10倍以下であり、表面に非発泡層を有し、かつ発泡層の平均気泡径が200μm以下である請求項6に記載の射出成形発泡体。
【請求項8】
請求項1〜5のいずれかに記載の射出発泡用樹脂組成物、さらに二酸化炭素及び/又は二酸化炭素発生化学発泡剤を射出成形機に供給し、次いで該射出成形機に付随する金型内にて射出することにより発泡成形を行うことを特徴とする射出発泡成形体の製造方法。
【請求項9】
二酸化炭素が、二酸化炭素ガス及び/又は超臨界二酸化炭素である請求項8に記載の射出発泡成形体の製造方法。
【請求項10】
二酸化炭素発生化学発泡剤が、重炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム及び炭酸アンモニウムからなる群より選択される発泡剤である請求項8又は9に記載の射出発泡成形体の製造方法。
【請求項11】
射出成形機が、可動型金型を付随する射出成形機である請求項8〜10のいずれかに記載の射出成形発泡体の製造方法。
【請求項12】
射出成形機が、カウンタープレッシャー法を併用する射出成形機である請求項8〜11のいずれかに記載の射出成形発泡体の製造方法。

【公開番号】特開2013−1826(P2013−1826A)
【公開日】平成25年1月7日(2013.1.7)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−135049(P2011−135049)
【出願日】平成23年6月17日(2011.6.17)
【出願人】(000003300)東ソー株式会社 (1,901)
【Fターム(参考)】