説明

発泡性樹脂組成物

【課題】熱可塑性樹脂の発泡成形において、熱分解型発泡剤を使用し、安全衛生性があり発泡剤の分散性に優れ、かつ微細気泡を得ることができる発泡性樹脂組成物を提供することにある。
【解決手段】(A)熱可塑性樹脂100重量部に対して(B)クエン酸モノソーダ又はクエン酸モノソーダと炭酸水素ナトリウムの混合物0.05〜5重量部及び(C)アイオノマー樹脂0.05〜10重量部を混合し、加熱発泡する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、常圧発泡、加圧発泡、射出発泡、押出発泡等の発泡成形に際し、発泡剤の分散性に優れ微細気泡を得ることができる発泡性樹脂組成物を提供することにある。
【背景技術】
【0002】
現在、熱分解型発泡剤を使用して常圧発泡、加圧発泡、射出発泡、押出発泡等の発泡成形により熱可塑性樹脂発泡体が製造されている。発泡体は断熱性、緩衝性、軽量性等の特徴を持ち様々な分野で使用されている。使用される熱分解型発泡剤としては、主に窒素ガスを発生するアゾジカルボンアミド、p−p‘−オキシビス(ベンゼンスルホニルヒドラジド)、ジニトロソペンタメチレンテトラミンなどの有機系発泡剤、また主に炭酸ガスを発生する炭酸水素ナトリウムやクエン酸モノソーダなどの無機系発泡剤などが使用されている。有機系発泡剤はガス量が多く高倍率の発泡体を作ることができる、微細気泡を得ることができるなどの特徴がある一方、臭気や分解生成物の問題があり安全衛生上劣る面がある。一方無機系発泡剤の炭酸水素ナトリウムやクエン酸モノソーダは、いずれも食品添加物にも認められているように安全衛生性が高いことから、食品容器や子供用の玩具などの発泡に用いられている。
【0003】
しかし、熱分解型発泡剤として、無機系発泡剤を用いて常圧発泡、加圧発泡、射出発泡、押出発泡等の発泡成形で得られる気泡径は有機系発泡剤を使用したものに比べて大きい。これは発生ガスである炭酸ガスの樹脂への溶解度が大きいため、気泡化する時に気泡の融合が起こりやすいためである。また特にクエン酸モノソーダは樹脂に対する分散性が悪く、分散不良による発泡不良が起こりやすかった。
【0004】
また微細セルを得る方法として気泡核剤としてタルクなどの無機微粒子が使用されたりクエン酸モノソーダ自身が気泡核剤として働くが、これは発泡剤の分散性を改善するものではない。また化学発泡剤を使用しないガス発泡の分野では超臨界ガスを用いて微細セルを得る方法が多く報告されている(特許文献1)が、これは特殊な装置が必要であり多額の投資が必要である。
【0005】
【特許文献1】特開平10−230528公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
従って、本発明の目的は熱可塑性樹脂の発泡成形において、熱分解型発泡剤を使用し、発泡剤の分散性に優れかつ微細気泡を得ることができる発泡性樹脂組成物を安価に提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明者らは鋭意検討を行った結果、熱可塑性樹脂に熱分解型発泡剤及びアイオノマー樹脂を混合し、加熱発泡することにより発泡剤の分散性も良くかつ微細セルを得ることができることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0008】
すなわち本発明は、(A)熱可塑性樹脂100重量部に、(B)クエン酸モノソーダ又はクエン酸モノソーダと炭酸水素ナトリウムの混合物0.05〜5重量部及び(C)アイオノマー樹脂0.05〜10重量部を混合し、加熱発泡することを特徴とする熱可塑性樹脂発泡体の製造方法を提供するものである。
【発明の効果】
【0009】
本発明の発泡性樹脂組成物によれば、熱可塑性樹脂に対してアイオノマー樹脂を特定割合で配合させることにより、発泡剤の分散性が良く微細気泡を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0010】
本発明の発泡性樹脂組成物は、(A)熱可塑性樹脂100重量部に、(B)クエン酸モノソーダ又はクエン酸モノソーダと炭酸水素ナトリウムの混合物0.05〜5重量部及び(C)アイオノマー樹脂0.05〜10重量部を混合し、加熱発泡するものである。
【0011】
本発明の(A)熱可塑性樹脂は、熱可塑性樹脂であれば、結晶性樹脂でも非結晶性樹脂でも、あるいは各種のエラストマー類でも構わない。例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ(1−ブテン)、ポリ(4−メチル−1−ペンテン)に代表されるポリオレフィン系樹脂、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ε−カプロラクタムに代表されるポリエステル系樹脂、ポリオキシメチレンに代表されるポリアセタール系樹脂、各種ナイロン類に代表されるポリアミド系樹脂、ポリフェニレンオキシドやポリフェニレンサルファイドに代表されるポリフェニレン系樹脂、ポリエーテルケトン、ポリアリルエーテルケトンおよび各種フッ素樹脂などの結晶性樹脂、あるいはポリスチレン、ポリカーボネート、ポリメタクリル酸メチル、ポリスルフォン、非晶ポリアリレート、ポリエーテルスルフォン、ポリエーテルイミド、ポリイミド、ポリアミドイミドなどの非結晶性樹脂などの熱可塑性樹脂ならばいずれでもよい。さらに、上記熱可塑性樹脂を適当にブレンドしたものでも構わない。このうちポリオレフィン系樹脂またはポリスチレンが熱可塑性樹脂の発泡成形に使用頻度が多いために特に好ましい。
【0012】
本発明の(B)クエン酸モノソーダ又はクエン酸モノソーダと炭酸水素ナトリウムの混合物は発泡剤として使用する。添加量は目標とする発泡倍率によるが樹脂に対して0.05〜5重量部添加するのが一般的で、特に0.3〜3重量部が好ましい。添加量が0.05重量部以下では発生ガス量が少なく発泡しない。また5重量部以上加えても成型品よりガスが逃げてしまい発泡倍率に寄与しない。クエン酸モノソーダは200〜220℃で分解して炭酸ガスを発生するが、通常は発泡剤というよりも気泡造核剤として使用される。この添加量が多いほど気泡は微細になるがガス量が少なく発泡倍率が出にくい。そのため炭酸水素ナトリウムを併用してガス量の不足を補っている。クエン酸モノソーダと炭酸水素ナトリウムの混合比は一般に1:0.5〜20である。
【0013】
本発明に係る(C)アイオノマー樹脂はエチレン−メタクリル酸共重合体の分子間をナトリウムや亜鉛などの金属イオンで架橋したものである。そのためアイオノマー樹脂の未架橋点が炭酸水素ナトリウムやクエン酸モノソーダのナトリウムと反応してこれらの発泡剤の分散を良くしている。またアイオノマー樹脂は架橋樹脂であるため溶融張力が大きく気泡壁を強化して気泡の融合を妨げてその結果微細気泡を得ることができる。アイオノマー樹脂は公知の方法で製造されたものを使用することができる。
【0014】
アイオノマー樹脂の配合量は、熱可塑性樹脂100重量部に対して、0.01〜10重量部であり、好ましくは0.05〜5重量部である。アイオノマー樹脂の配合量が、熱可塑性樹脂に対して、0.01重量部未満だと、分散性の改良や微細気泡化の効果はない。また10重量部を超えても効果がそれほど上がらない。
【0015】
また本発明の要旨ではアイオノマー樹脂が気泡壁を強化して気泡を微細化しているため気泡微細化の効果は十分であるが、更に気泡核剤としてタルク、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸リチウム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、硫酸バリウム、マイカ、クレー、ベントナイト、ワラストナイト、シリカ、アルミナ、酸化鉄、酸化チタン、マグネシア、カーボンブラック、グラファイトなどの無機フィラーなどを加えても良い。
【0016】
更に本発明では安全衛生性を考慮しクエン酸モノソーダ又はクエン酸モノソーダと炭酸水素ナトリウムの混合物を使用しているが、この目的を逸脱しない範囲でその他の化学発泡剤を加えても良く、例えばアゾジカルボンアミド、オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジド、アゾビスイソブチロニトリル、ジニトロソペンタメチレンテトラミン、パラトルエンスルホニルヒドラジド、またクエン酸、シュウ酸、フマル酸、フタル酸、リンゴ酸、酒石酸、などのポリカルボン酸とその塩、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素ナトリウムアルミニウム、炭酸水素カリウムなどの無機炭酸化合物の混合物や、クエン酸二水素ナトリウム、シュウ酸カリウムなどのポリカルボン酸の塩などを使用しても良い。
【実施例1】
【0017】
次に、実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、これは単に例示であって、本発明を制限するものではない。
【0018】
本発明の気泡径の測定は発泡体の断面を顕微鏡で観察し、10個の気泡径の平均値とした。また分散性の評価は発泡剤の分散が悪いと巨大気泡が生成するため、発泡体3×3cm内にある500ミクロン以上の気泡数をカウントした。
【0019】
(実施例1)PP100重量部、クエン酸モノソーダ1重量部、アイオノマー樹脂(ハイミラン1555)1重量部をL/D=25の押出機でTダイを使用し設定温度C1/C2/C3/ダイス=170/200/180/170℃で押出発泡を行った。結果を表1に示す。
(実施例2)PP100重量部、クエン酸モノソーダ1重量部、炭酸水素ナトリウム1重量部、アイオノマー樹脂(ハイミラン1555)1重量部を実施例1と同条件で押出発泡を行った。結果を表1に示す。
(実施例3)PS100重量部、クエン酸モノソーダ0.5重量部、炭酸水素ナトリウム0.5重量部、アイオノマー樹脂(ハイミラン1555)1重量部を実施例1と同条件で押出発泡を行った。結果を表1に示す。
(比較例1)PP100重量部、クエン酸モノソーダ1重量部、炭酸水素ナトリウム1重量部を実施例1と同条件で押出発泡を行った。結果を表1に示す。
(比較例2)PS100重量部、クエン酸モノソーダ1重量部、炭酸水素ナトリウム1重量部を実施例1と同条件で押出発泡を行った。結果を表1に示す。
【0020】
以上の結果から、アイオノマー樹脂を使用したものは平均気泡径も100〜200ミクロンと微細でかつ巨大気泡数も少なく発泡剤の分散性が良かった。一方アイオノマー樹脂を使用しなかったものは平均気泡径も200〜300ミクロンと大きくかつ巨大気泡数も多く発泡剤の分散性が悪かった。
【0021】
【表1】

【産業上の利用可能性】
【0022】
本発明の発泡性樹脂組成物は、熱可塑性樹脂の発泡成形において、熱分解型発泡剤を使用し、安全衛生性があり発泡剤の分散性に優れ微細気泡を得ることができることから自動車内装材をはじめ食品容器や家電、建材に広く使用することができる。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
(A)熱可塑性樹脂100重量部に、(B)クエン酸モノソーダ又はクエン酸モノソーダと炭酸水素ナトリウムの混合物0.05〜5重量部及び(C)アイオノマー樹脂0.05〜10重量部を混合し、加熱発泡することを特徴とする熱可塑性樹脂発泡体の製造方法および発泡性樹脂組成物。
【請求項2】
熱可塑性樹脂が、ポリオレフィン系樹脂またはポリスチレンであることを特徴とする請求項1の製造方法および発泡性樹脂組成物。

【公開番号】特開2007−332338(P2007−332338A)
【公開日】平成19年12月27日(2007.12.27)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−190941(P2006−190941)
【出願日】平成18年6月14日(2006.6.14)
【出願人】(000120847)永和化成工業株式会社 (12)
【Fターム(参考)】