DE10024756A1

DE10024756A1 - Vorexpandierte Teilchen aus Polypropylenharz, Verfahren zur Herstellung derselben und Verfahren zur Herstellung von in der Form geschäumten Gegenständen daraus

Info

Publication number: DE10024756A1
Application number: DE10024756A
Authority: DE
Inventors: Tadayuki Ichimura; Kyoichi Nakamura; Kenichi Senda
Original assignee: Kaneka Corp
Current assignee: Kaneka Corp
Priority date: 1999-05-20
Filing date: 2000-05-19
Publication date: 2001-03-01
Also published as: US6166096A; JP2000327825A; JP3858517B2

Abstract

Vorexpandierte Teilchen, hergestellt aus einem Gemisch von 10 bis 90 Gew.-% eines Polypropylenharzes mit einem Schmelzindex von 6 bis 10 g/10 Minuten und 90 bis 10 Gew.-% eines Polypropylenharzes mit einem Schmelzindex von 0,5 bis 3 g/10 Minuten, wobei der Schmelzindex des Gemisches im Bereich von 2 bis 5 g/10 Minuten liegt. Die vorexpandierten Teilchen können mit einem Schäumungsverfahren in der Form innerhalb kurzer Zeit geformt werden, ohne dass Vertiefungen gebildet werden, wobei porige Formkörper aus Polypropylenharz mit guter Oberflächeneigenschaft und Schmelzhaftung der Teilchen erhalten werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft vorexpandierte Teilchen aus einem Polypropy lenharz, die zur Herstellung von thermischen Isolationsmaterialien, dämpfenden Ver packungsmaterialien, wiederverwendbaren Versandbehältern und Kraftfahrzeugstoßstan genkernen geeignet sind, ein Verfahren zur Herstellung der vorexpandierten Teilchen und ein Verfahren zur Herstellung von in der Form geschäumten Gegenständen aus den vorexpandierten Teilchen.

In der Form geschäumte Produkte, die aus vorexpandierten Teilchen aus Poly propylenharz erhalten wurden, sind ausgezeichnet in Chemikalienbeständigkeit, Wärmebeständigkeit und Verformungswiederherstellungsverhältnis nach Kompression, verglichen mit in der Form geschäumten Produkten aus vorexpandierten Teilchen aus Polystyrolharz, und sind auch ausgezeichnet in Formgenauigkeit, Wärmebeständigkeit und Druckverformungsrest, verglichen mit in der Form geschäumten Produkten aus vorexpandierten Teilchen aus Polyethylenharz. Daher werden die in der Form ge schäumten Produkte aus Polypropylenharz weitverbreitet als Kraftfahrzeugstoßstangen kerne und verschiedene Verpackungsmaterialien verwendet.

Ein statistisches Propylen-α-Olefin-Copolymer (typischerweise statistisches Pro pylen-Ethylen-Copolymer) mit einem Schmelzindex (Schmelzindex: nachstehend als "MI" bezeichnet) von 0,1 bis 25 g/10 Minuten und einem α-Olefingehalt von nicht we niger als 1 Gew.-% wurde wegen der Beschränkungen in den Schäumungseigenschaften und dem Schäumen in der Form durch Dampf häufig als Basisharz von vorexpandierten Teilchen aus Polypropylenharz zur Herstellung geschäumter Gegenstände, wie vorstehend erwähnt, verwendet (zum Beispiel wie in JP-B-59-43492 und JP-B-2-50495 offenbart). Jedoch sind streng genommen die in der Form geschäumten Gegenstände, die aus vorexpandierten Teilchen aus Polypropylenharz heigestellt werden, nicht so gut in der Formgenauigkeit. Sie weisen ein Problem auf, dass die Schrumpfung, abhängig von der Form der Formkörper, in Dickerichtung größer ist als in Längsrichtung, so dass eine Vertiefung, wobei der Mittelteil der Formkörper dünn wird, das Aussehen beeinträchtigt.

Ferner wurden in den letzten Jahren die Qualitäten von Polypropylenharzen unter den Herstellern vereinheitlicht. Unter diesen Umständen ist es schwierig, die Eigenschaften von Polypropylenharzen, wie MI, Schmelzpunkt und Comonomergehalt, die zur Durchführung des Schäumens in der Form von vorexpandierten Teilchen aus Polypropylenharz wichtig sind, frei zu wählen. Bei Verwendung solcher Vielzweckpolypropylenharze beim Schäumen von vorexpandierten Teilchen in der Form entstehen die Probleme, dass eine Vertiefung in den Produkten erzeugt wird und dass die Formzeit des Schäumens in der Form lang wird.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, vorexpandierte Teilchen aus Poly propylenharz bereitzustellen, die in einer Form innerhalb kurzer Formzeit mit guter Schmelzhaftung der Teilchen und ohne Erzeugung einer Vertiefung geformt werden kön nen, wobei porige geformte Gegenstände mit guter Oberflächeneigenschaft und guter Formgenauigkeit erhalten werden.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Verfahren zur Herstel lung von vorexpandierten Teilchen aus Polypropylenharz bereitzustellen, die in einer Form innerhalb kurzer Formzeit mit guter Schmelzhaftung der Teilchen und ohne Er zeugung von Vertiefungen geformt werden können, wobei porige Formkörper mit guter Oberflächeneigenschaft und guter Formgenauigkeit erhalten werden.

Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Verfahren zur Herstel lung von in der Form geschäumten Gegenständen aus Polypropylenharz mit guter Ober flächeneigenschaft und guter Formgenauigkeit innerhalb kurzer Formzeit mit guter Schmelzhaftung der Teilchen und ohne Erzeugung von Vertiefungen bereitzustellen. Die Lösung dieser Aufgaben beruht auf der Feststellung, dass vorexpandierte Teilchen, die aus einem Gemisch von 10 bis 90 Gew.-% eines Polypropylenharzes mit einem MI von 6 bis 10 g/10 Minuten und 90 bis 10 Gew.-% eines Polypropylenharzes mit einem MI von 0,5 bis 3 g/10 Minuten hergestellt werden, wobei der MI des Gemisches im Bereich von 2 bis 5 g/10 Minuten liegt, mit einem Schäumungsverfahren in der Form innerhalb kurzer Formzeit geformt werden können, wobei porige Formkörper aus Polypropylenharz mit guter Oberflächeneigenschaft und guter Formgenauigkeit erhalten werden.

Gemäß der vorliegenden Erfindung werden vorexpandierte Teilchen bereitge stellt, die aus einem Gemisch von 10 bis 90 Gew.-% eines Polypropylenharzes mit ei nem Schmelzindex von 6 bis 10 g/10 Minuten und 90 bis 10 Gew.-% eines Polypropy lenharzes mit einem Schmelzindex von 0,5 bis 3 g/10 Minuten erhältlich sind, wobei der Schmelzindex des Gemisches im Bereich von 2 bis 5 g/10 Minuten liegt.

Die vorliegende Erfindung stellt auch ein Verfahren zur Herstellung von vorex pandierten Teilchen aus einem Polypropylenharz bereit, umfassend das Einbringen der Teilchen, die aus einem Gemisch von 10 bis 90 Gew.-% eines Polypropylenharzes mit einem Schmelzindex von 6 bis 10 g/10 Minuten und 90 bis 10 Gew.-% eines Polypropy lenharzes mit einem Schmelzindex von 0,5 bis 3 g/10 Minuten erhältlich sind, wobei der Schmelzindex des Gemisches im Bereich von 2 bis 5 g/ 10 Minuten liegt, eines wässrigen Dispersionsmediums und eines Treibmittels in einen Druckbehälter zur Bildung einer wässrigen Dispersion der Teilchen, Tränken der Teilchen mit dem Treibmittel bei einer Temperatur zwischen "Schmelzpunkt des Gemisches -20°C" und "Schmelzpunkt des Gemisches +10°C" und Entspannen der wässrigen Dispersion unter einem Druck, der gleich oder höher als der Dampfdruck des Treibmittels im Druckbehälter ist, vom Druckbehälter in eine Atmosphäre eines geringeren Drucks als der Innendruck des Druckbehälters.

Die erfindungsgemäßen vorexpandierten Teilchen können innerhalb kurzer Form dauer mit guter Schmelzhaftung der Teilchen durch Schäumungsverfahren in der Form geformt werden, wobei porige geformte Gegenstände mit guter Oberflächeneigenschaft und guter Formgenauigkeit erhalten werden.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung von in der Form geschäumten Gegenständen aus Polypropylenharz be reitgestellt, umfassend Beaufschlagen eines Innendrucks von mindestens 0,1 kg/cm² Überdruck auf vorstehend definierte erfindungsgemäße vorexpandierte Teilchen, Einbringen der Teilchen in eine Form, die geschlossen, aber nicht hermetisch abgedichtet werden kann, und Erwärmen der Teilchen durch Dampf, um sie zusammen zu schmelzen.

Gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung von in der Form geschäumten Gegenständen aus Polypropy lenharz bereitgestellt, umfassend Kompression der vorstehend definierten erfindungsge mäßen vorexpandierten Teilchen bis zu einem Kompressionsverhältnis von 20 bis 50%, Einbringen der komprimierten Teilchen in eine Form, die geschlossen, aber nicht her metisch abgedichtet werden kann, und Erwärmen der Teilchen durch Dampf, um sie zusammen zu schmelzen.

Der Schmelzpunkt des Gemisches, wie hier verwendet, bedeutet die Peaktempe ratur in einer endothermen Kurve, gemessen mit Differentialscanningkalorimetrie (DSC), derart, dass eine Probe eines Polypropylenharzgemisches auf 200°C mit einer Temperaturerhöhungsgeschwindigkeit von 10°C/Minute erwärmt, 10 Minuten auf 200°C gehalten, auf 40°C mit einer Temperaturabnahmegeschwindigkeit von 10°C/Mi nute abgekühlt und dann wieder auf 200°C mit einer Temperaturerhöhungsgeschwindig keit von 10°C/Minute gemäß JIS K7121 erwärmt wird.

In der vorliegenden Erfindung wird ein Gemisch von 10 bis 90 Gew.-% eines Polypropylenharzes mit einem Schmelzindex von 6 bis 10 g/ 10 Minuten und 90 bis 10 Gew.-% eines Polypropylenharzes mit einem Schmelzindex von 0,5 bis 3 g/10 Minuten bei der Herstellung der vorexpandierten Teilchen verwendet.

Beispiele des in der vorliegenden Erfindung verwendeten Polypropylenharzes sind zum Beispiel statistisches Ethylen-Propylen-Copolymer, statistisches Buten-Propy len-Copolymer, statistisches Ethylen-Buten-Propylen-Terpolymer, Ethylen-Propylen- Blockcopolymer, Buten-Propylen-Blockcopolymer, Ethylen-Buten-Propylen-Blockcopo lymer und andere bekannte Propylencopolymere und -terpolymere. Besonders bevorzugt sind statistische Ethylen-Propylen-Copolymere und statistische Ethylen-Propylen-Buten- Terpolymere.

Das Gemisch der Polypropylenharze soll einen MI von 2 bis 5 g/10 Minuten, vorzugsweise 3 bis 5 g/10 Minuten, aufweisen. Das Polypropylenharzgemisch mit gewünschtem MI wird durch vorhergehendes Mischen eines Polypropylenharzes mit einem Schmelzindex von 6 bis 10 g/10 Minuten und eines Polypropylenharzes mit einem Schmelzindex von 0,5 bis 3 g/10 Minuten in einem mit folgender Gleichung bestimmten Verhältnis in einer Mischvorrichtung, wie einem Freifallmischer, und dann Schmelzkneten des erhaltenen Gemisches mit z. B. einem Extruder erhalten:

log C = XlogA + YlogB

wobei A der MI-Wert eines Polypropylenharzes mit einem Schmelzindex von 6 bis 10 g/10 Minuten, B der MI-Wert eines Polypropylenharzes mit einem Schmelzindex von 0,5 bis 3 g/10 Minuten, C der MI-Wert des Gemisches, X der Gewichtsanteil des Poly propylenharzes mit einem Schmelzindex von 6 bis 10 g/10 Minuten und Y der Ge wichtsanteil des Polypropylenharzes mit einem Schmelzindex von 0,5 bis 3 g/10 Minu ten ist, mit der Maßgabe, dass "X + Y" 1 ist. Wenn der MI-Wert des Polypropylen harzgemisches geringer als 2 g/10 Minuten ist, ist die Schäumungseigenschaft des Gemi sches schlecht und außerdem wird der Zelldurchmesser der erhaltenen vorexpandierten Teilchen sehr klein. Dadurch werden die Oberflächeneigenschaft und das Schmelzhaftungsverhältnis der aus den vorexpandierten Teilchen erhaltenen Formkörper verschlechtert. Wenn der MI-Wert größer als 5 g/10 Minuten ist, wird die Schäumungseigenschaft verbessert, aber bei den Formkörpern werden leicht Vertiefungen erzeugt und beim Formen ist eine längere Zeit erforderlich.

Die Polypropylenharze sollen bevorzugt in einem nicht-vernetzten Zustand sein, aber sie können durch ein Peroxid oder Bestrahlung vernetzt werden.

Das Polypropylenharzgemisch kann in Kombination mit anderen thermoplasti schen damit mischbaren Harzen verwendet werden, sofern die Eigenschaften der Poly propylenharze nicht verloren gehen. Solche andere thermoplastische Harze schließen zum Beispiel Polyethylen geringer Dichte, lineares Polyethylen geringer Dichte, Poly styrol, Polybuten und Ionomer ein. Wenn das Polypropylenharzgemisch in Kombination mit anderen Polyolefinen, wie Polyethylen geringer Dichte, linearem Polyethylen geringer Dichte, Polybuten und Ionomer, verwendet wird, werden diese anderen Polyolefine in einer Menge von höchstens 20 Gew.-Teilen, vorzugsweise 5 bis 20 Gew.-Teilen, pro 100 Gew.-Teile des Polypropylenharzgemisches, verwendet. Ein Polystyrol wird in einer Menge von höchstens 10 Gew.-Teilen, vorzugsweise 5 bis 10 Gew.-Teilen, pro 100 Gew.-Teile des Polypropylenharzgemisches, verwendet.

Das Polypropylenharzgemisch wird üblicherweise zu einer gewünschten Teil chenform verarbeitet, um so die Verwendung in der Vorexpansion leichter zu machen, zum Beispiel durch Schmelzen des Gemisches im Extruder, Knetwerk, Banbury-Mischer oder Walzenmühle, und Formen zu Teilchen mit gewünschter Form, wie Säule, ge streckte Kugel, Kugel, Kubus oder rechtwinkeliger Parallelflächner, mit einer durch schnittlichen Teilchengröße von 0,1 bis 5 mm, vorzugsweise 0,5 bis 3 mm.

Die erfindungsgemäßen vorexpandierten Teilchen aus Polypropylenharz werden durch Einbringen von Teilchen aus dem Polypropylenharzgemisch, eines wässrigen Dis persionsmediums, vorzugsweise Wasser, und eines Treibmittels in einen Druckbehälter zur Bildung einer wässrigen Dispersion der Teilchen, Tränken der Teilchen mit dem Treibmittel bei erhöhter Temperatur im Druckbehälter, gegebenenfalls Erwärmen der wässrigen Dispersion unter Druck auf eine festgelegte Expansionstemperatur und Ent spannen der wässrigen Dispersion unter Druck aus dem Druckbehälter in eine Zone mit geringerem Druck, um dabei die Teilchen zu expandieren, hergestellt.

Das Tränken der Teilchen mit einem Treibmittel wird bei einer höheren Tempe ratur durchgeführt als die Temperatur, bei der das Polypropylenharzgemisch erweicht.

Im allgemeinen wird das Tränken unter Erhöhen der Temperatur der wässrigen Dispersion im Druckbehälter auf eine festgelegte Expansionstemperatur, bei der die wässrige Dispersion der getränkten Teilchen in eine Niederdruckzone entnommen wird, durchgeführt. Nach endgültigem Erhöhen der Temperatur der wässrigen Dispersion auf die Expansionstemperatur nach Bedarf wird die wässrige Dispersion aus dem Behälter entnommen, um die Teilchen zu expandieren.

Die Expansionstemperatur wird im Bereich von "Schmelzpunkt eines Polypropy lenharzgemisches -20°C" bis "Schmelzpunkt eines Polypropylenharzgemisches +10°C" gemäß der Art der verwendeten Polypropylenharze, der Menge des verwendeten Treibmittels und einem gewünschten Expansionsverhältnis der herzustellenden vorex pandierten Teilchen gewählt.

Beispiele des in die Polypropylenharzteilchen zu tränkenden Treibmittels sind zum Beispiel aliphatische Kohlenwasserstoffe, wie Propan, Butan, Pentan oder Hexan; alicyclische Kohlenwasserstoffe, wie Cyclopentan oder Cyclobutan; halogenierte Kohlenwasserstoffe, wie Trichlortrifluormethan, Dichlordifluormethan, Dichlor tetrafluorethan, Trichlortrifluorethan, Methylchlorid, Dichlormethan oder Ethylchlorid, und anorganische Gase, wie Luft, Stickstoff oder Kohlendioxid. Die Treibmittel können allein oder in einem Gemisch verwendet werden. Die Menge des verwendeten Treibmittels ist nicht beschränkt und wird geeigneterweise abhängig von dem ge wünschten Grad der Expansion der herzustellenden vorexpandierten Polypropylenteil chen gewählt. Im allgemeinen wird das Treibmittel in einer Menge von 5 bis 60 Gew.- Teilen, pro 100 Gew.-Teile der Polypropylenharzteilchen, verwendet.

Bei der Herstellung einer wässrigen Dispersion der Polypropylenharzteilchen kann ein Dispergiermittel, wie tertiäres Calciumphosphat, basisches Magnesiumcarbonat oder Calciumcarbonat, verwendet werden. Eine kleine Menge eines grenzflächenaktiven Mittels, wie Natriumdodecylbenzolsulfonat, Natrium-n-paraffmsulfonat oder Natrium-oc olefmsulfonat, kann ebenfalls als Dispergierhilfsmittel verwendet werden. Die Mengen des Dispergiermittels und grenzflächenaktiven Mittels variieren abhängig von den Arten davon und der Art und Menge der verwendeten Polypropylenharzteilchen. Im allgemei nen beträgt die Menge des Dispergiermittels 0,2 bis 3 Gew.-Teile, pro 100 Gew.-Teile des Dispersionsmediums, typischerweise Wasser. Die Menge des grenzifächenaktiven Mittels beträgt 0,001 bis 0,2 Gew.-Teile, pro 100 Gew.-Teile des Dispersionsmediums.

Vorzugsweise beträgt die Menge der in einem wässrigen Dispersionsmedium, typischerweise Wasser, zu dispergierenden Polypropylenharzteilchen 20 bis 100 Gew.-Teile, pro 100 Gew.-Teile des Dispersionsmediums, um gute Dispersion der Teilchen im Dispersionsmedium zu erreichen.

Nach Halten der wässrigen Dispersion der Teilchen in einem Druckbehälter auf erhöhte Temperatur unter Druck für einen ausreichenden Zeitraum, um die Teilchen mit einem Treibmittel zu tränken, und schließlich Erwärmen der wässrigen Dispersion unter Druck auf eine Expansionstemperatur, wird die wässrige Dispersion durch eine Düse mit Öffnungen mit einem Durchmesser von 2 bis 10 mm aus dem Behälter in eine Atmosphäre mit geringerem Druck entspannt, während der Innendruck des Behälters durch Einbringen eines geeigneten Gases in den Behälter auf einem Druck gleich oder höher als der durch das Treibmittel im Behälter am Beginn der Entspannung bewirkte Dampfdruck gehalten wird, um dabei die Teilchen vorzuexpandieren, wodurch er findungsgemäße vorexpandierte Teilchen aus Polypropylenharz erhalten werden.

Es gibt keine besondere Einschränkung bezüglich des verwendeten Druckbehäl ters, und jeder Behälter kann verwendet werden, sofern er den vorstehend angegebenen Drücken und Temperaturen widerstehen kann. Ein veranschaulichender Behälter ist ein Druckbehälter des Autoklaventyps.

Das Formen der erfindungsgemäßen vorexpandierten Teilchen kann gemäß einem bekannten Schäumungsverfahren in der Form, wie in JP-B-51-22951 oder in JP-B-6-59694 offenbart, zum Beispiel durch Einfüllen der vorexpandierten Teilchen aus Poly propylenharz in eine Form, die geschlossen, aber nicht hermetisch abgedichtet werden kann, und Erwärmen der Teilchen mit z. B. Dampf durchgeführt werden, um sie zusam men zu schmelzen, wobei so porige Formkörper erhalten werden, die der Form ent sprechen.

Vorzugsweise werden die vorexpandierten Teilchen vor dem Einfüllen der vorexpandierten Teilchen in eine Form mit einem Gasdruck beaufschlagt oder die vorexpandierten Teilchen werden in komprimiertem Zustand mit einem Kompressionsverhältnis von mindestens 20%, vorzugsweise 20 bis 50%, in eine Form gefüllt.

Im ersteren Fall kann den vorexpandierten Teilchen ein auf einem Gasdruck ba sierender Innendruck verliehen werden, indem man die vorexpandierten Teilchen unter Druck in z. B. einem anorganischen Gas hält, um den Teilchen dabei Expandierbarkeit zu verleihen. Beispiele des anorganischen Gases sind zum Beispiel Luft, Stickstoff, He lium, Neon, Argon oder Kohlendioxidgas. Diese Gase können allein oder im Gemisch verwendet werden. Von diesen sind in Bezug auf die Vielseitigkeit Luft und Stickstoff bevorzugt.

Im letzteren Fall werden zum Beispiel die vorexpandierten Teilchen mit einem Druckgas bis zu einem Kompressionsverhältnis von 20 bis 50% komprimiert und an schließend im komprimierten Zustand in eine Form gefüllt. Das Kompressionsverhältnis der vorexpandierten Teilchen aus Polypropylenharz ist ein Wert, erhalten durch Teilen des Gewichts der vorexpandierten Teilchen, wenn sie unter Atmosphärendruck in eine Form einer Formvorrichtung gefüllt werden, durch das Gewicht der vorexpandierten Teilchen, wenn sie im komprimierten Zustand in die Form gefüllt werden. Es wird durch die Gleichung wiedergegeben:

Der Schmelzindex (MI), wie hier verwendet, bezeichnet einen unter Verwendung einer in JIS K7210 beschriebenen MFR (Schmelzfließgeschwindigkeit)-Messvorrichtung unter den Bedingungen eines Düsendurchmessers 2,0959 ± 0,005 mm, Düsenlänge 8,000 ± 0,025 mm, Last 2160 g und Temperatur 230 ± 0,2°C gemessenen Wert. Die in den folgenden Beispielen gezeigten MI-Werte sind gefundene Werte.

Die vorliegende Erfindung wird insbesondere durch die Beispiele und Ver gleichsbeispiele erklärt, wobei alle Teile, wenn nicht anders angegeben, auf das Gewicht bezogen sind. Es ist selbstverständlich, dass die vorliegende Erfindung nicht nur auf diese Beispiele beschränkt ist.

In den Beispielen und Vergleichsbeispielen wurde eine Messung der Eigenschaf ten gemäß folgenden Verfahren vorgenommen.

1. Abkühlzeit

Nach vollständigem Erhitzen mit Dampf beim Formen der vorexpandierten Teil chen in einer Form wurde die erforderliche Zeit (Sekunden) zur Verringerung des Drucks der Formkörperoberfläche gegen die Formoberfläche (genauer der Oberflä chendruck des Formkörpers) um 0,3 kg/cm² Überdruck gemessen.

2. Schmelzhaftungsverhältnis der Teilchen

Nach Bilden einer Kerbe mit einem Messer in der Oberfläche eines Formkörpers mit einer Tiefe von etwa 5 mm, wurde der Formkörper entlang der Linie der Kerbe durch Biegen des Formkörpers gespalten. Die gebrochene Oberfläche wurde untersucht und der Prozentsatz der gebrochenen Teilchen zu den gesamten Teilchen erhalten. Eine Beurteilung wurde gemäß folgender Kriterien vorgenommen. Ein Schmelzhaftungsver hältnis von mindestens 60% ist für die Formkörper üblicherweise zufriedenstellend.
o: Schmelzhaftungsverhältnis von mindestens 60%.
Δ: Schmelzhaftungsverhältnis von 50% bis weniger als 60%.
x: Schmelzhaftungsverhältnis von weniger als 50%.

3. Oberflächenaussehen

Die Oberfläche eines Formkörpers wurde optisch untersucht und gemäß folgen der Kriterien beurteilt.
o: Es gibt keine Unregelmäßigkeit in der Oberfläche und geringen Abstand zwischen den Teilchen.
Δ: Es gibt keine Unregelmäßigkeit in der Oberfläche, aber deutlich sichtbare Abstände zwischen den Teilchen.
x: Es gibt Unregelmäßigkeit in der Oberfläche, und die Abstände zwischen den jeweiligen Teilchen sind sehr groß.

4. Verformung

Die Dicke des Mittelteils und des Kantenteils eines Formkörpers wurde gemes sen. Der Unterschied zwischen den Dickewerten wurde als Verformung (Vertiefung) angesehen und gemäß folgender Kriterien beurteilt.
o: Geringerer Unterschied als 0,5 mm.
Δ: Unterschied von 0,5 bis weniger als 1,5 mm.
x: Unterschied von 1,5 mm oder mehr.

Die in Tabelle 1 aufgeführten Polypropylenharze wurden in den folgenden Beispielen und Vergleichsbeispielen verwendet.

Beispiele 1 bis 5 und Vergleichsbeispiele 1 bis 5

Die in dem in Tabelle 2 gezeigten Verhältnis gemischten Polypropylenharze wur den mit einem Extruder schmelzgeknetet, wobei Harzteilchen mit einem Gewicht von 1,8 mg/Teilchen erhalten wurden. Der MI der Harzteilchen wurde gemäß JIS K7210 ge messen.

Ein Druckbehälter wurde mit 100 Teilen der erhaltenen Harzteilchen, 13 Teilen Isobutan, 300 Teilen Wasser und als Dispergiermittel 2,0 Teilen pulverförmigem basi schem tertiären Calciumphosphat und 0,03 Teilen Natrium-n-paraffinsulfonat beschickt. Die erhaltene wässrige Dispersion wurde erwärmt und auf der in Tabelle 2 gezeigten Ex pansionstemperatur gehalten. Der Druck im Behälter zu diesem Zeitpunkt betrug etwa 15,0 kg/cm² Überdruck.

Anschließend wurde der Druck im Behälter durch Einleiten von Isobutan in den Behälter auf den in Tabelle 2 gezeigten Expansionsdruck eingestellt. Ein am unteren Teil des Druckbehälters bereitgestelltes Ventil wurde dann geöffnet, während man den Druck im Behälter auf diesem Druck hielt, um die wässrige Dispersion durch die Düsenplatte mit Öffnungen von 4,0 mm Durchmesser an Atmosphärendruck zu entspannen und dabei eine Expansion der Harzteilchen durchzuführen. Die so erhaltenen vorexpandierten Teilchen wiesen ein Expansionsverhältnis von 15 bis 16 und eine in Tabelle 2 gezeigte Schüttdichte auf.

Die vorexpandierten Teilchen wurden in einen Druckbehälter gegeben und durch Luftdruck komprimiert und die komprimierten Teilchen mit einem Kompressionsverhältnis von 40% in eine Blockform mit einer Größe von 320 × 320 × 60 mm gefüllt. Die Luft in der Form wurde dann durch Dampf mit 1,0 kg/cm² Überdruck ausgetrieben und ein Schäumen in der Form durch Erwärmen der Teilchen mit Dampf mit 3,1 bis 3,5 kg/cm² Überdruck durchgeführt, wobei ein Formkörper erhalten wurde. Nach Altern des Formkörpers für 7 Stunden bei 75°C und Stehenlassen für einen Tag bei Raumtemperatur wurde der Formkörper beurteilt.

Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt

Die in den Beispielen aus einem Polypropylenharzgemisch mit einem MI von 2,5, 4,1 oder 4,4 g/10 Minuten als Ausgangssubstanz hergestellten Formkörper weisen insofern gute Eigenschaften auf, als Verformung, Schmelzhaftung und Oberflächen eigenschaften gut und die Kühldauer kurz ist. Im Gegensatz dazu zeigen die in den Ver gleichsbeispielen aus einem Polypropylenharzgemisch mit einem MI von 6,0 oder 7,0 g/10 Minuten als Ausgangssubstanz hergestellten Formkörper große Verformung und erfordern lange Kühldauer. Ebenfalls ist ein im Vergleichsbeispiel aus einem Polypropy lenharzgemisch mit einem MI von 0,5 g/10 Minuten als Ausgangssubstanz hergestellter Formkörper schlechter in der Oberflächeneigenschaft und Schmelzhafteigenschaft und zeigt leichte Verformung. Der im Vergleichsbeispiel aus einem Polypropylenharzge misch mit einem MI von 1,5 g/10 Minuten als Ausgangssubstanz hergestellte Formkör per ist schlechter in der Oberflächeneigenschaft und Schmelzhafteigenschaft, obwohl die Kühldauer kurz ist.

Beispiele 6 bis 10 und Vergleichsbeispiele 6 bis 10

Die in jedem der Beispiele 1 bis 5 und Vergleichsbeispiele 1 bis 5 erhaltenen vorexpandierten Teilchen wurden in einen Druckbehälter gegeben und 15 Stunden bei 25°C unter einem Luftdruck von 2,0 kg/cm² Überdruck gehalten, um den Innendruck der Teilchen auf 0,6 kg/cm² Überdruck einzustellen. Die Teilchen wurden dann in eine Blockform mit einer Größe von 320 × 320 × 60 mm gefüllt. Die Luft in der Form wurde durch Dampf mit 1,0 kg/cm² Überdruck ausgetrieben und ein Schäumen in der Form durch Erwärmen der Teilchen mit Dampf mit 3,1 bis 3,5 kg/cm² Überdruck durchgeführt, wobei ein Formkörper erhalten wurde. Nach Altern des Formkörpers für 7 Stunden bei 75°C und Stehenlassen für einen Tag bei Raumtemperatur wurde der Formkörper beurteilt.

Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt

Die in den Beispielen aus einem Polypropylenharzgemisch mit MI 2,5, 4,1 oder 4,4 g/10 Minuten als Ausgangssubstanz hergestellten Formkörper weisen insofern gute Eigenschaften auf, als Verformung, Schmelzhaftung und Oberflächeneigenschaften gut und die Kühldauer kurz ist. Im Gegensatz dazu zeigen die in den Vergleichsbeispielen aus einem Polypropylenharzgemisch mit einem MI von 6,0 oder 7,0 g/10 Minuten als Ausgangssubstanz hergestellten Formkörper große Verformung und erfordern lange Kühldauer. Ebenfalls ist ein im Vergleichsbeispiel aus einem Polypropylenharzgemisch mit einem MI von 0,5 g/10 Minuten als Ausgangssubstanz hergestellter Formkörper schlechter in der Oberflächeneigenschaft und Schmelzhafteigenschaft und zeigt leichte Verformung. Der im Vergleichsbeispiel aus einem Polypropylenharzgemisch mit einem MI von 1,5 g/10 Minuten als Ausgangssubstanz hergestellte Formkörper ist schlechter in der Oberflächeneigenschaft und Schmelzhafteigenschaft, obwohl die Kühldauer kurz ist.

Wie aus den in den Tabellen 2 und 3 gezeigten Ergebnissen zu erkennen ist, kön nen, wenn vorexpandierte Teilchen aus Polypropylenharz aus einem Gemisch von Poly propylenharzen mit unterschiedlichen Schmelzindices hergestellt werden, die in einem speziellen Verhältnis gemischt werden, damit sie einen speziellen Schmelzindex aufwei sen, vorexpandierte Teilchen erhalten werden, die innerhalb kurzer Zeit geformt werden können, um in der Form geschäumte Gegenstände mit geringer Schrumpfung bereitzu stellen, die demgemäß frei von Vertiefungen sind und gute Oberflächeneigenschaft auf weisen.

Claims

1. Vorexpandierte Teilchen, erhältlich aus einem Gemisch von 10 bis 90 Gew.-% eines Polypropylenharzes mit einem Schmelzindex von 6 bis 10 gIlO Minuten und 90 bis 10 Gew.-% eines Polypropylenharzes mit einem Schmelzindex von 0,5 bis 3 g/10 Minuten, wobei der Schmelzindex des Gemisches im Bereich von 2 bis 5 g/10 Minuten liegt.

2. Verfahren zur Herstellung von vorexpandierten Teilchen aus einem Polypropy lenharz, umfassend das Einbringen von Teilchen, die aus einem Gemisch von 10 bis 90 Gew.-% eines Polypropylenharzes mit einem Schmelzindex von 6 bis 10 g/10 Minuten und 90 bis 10 Gew.-% eines Polypropylenharzes mit einem Schmelzindex von 0,5 bis 3 g/10 Minuten hergestellt werden, wobei der Schmelzindex des Gemisches im Bereich von 2 bis 5 g/10 Minuten liegt, eines wässrigen Dispersionsmediums und eines Treibmittels in einen Druckbehälter zur Bildung einer wässrigen Dispersion der Teilchen, Tränken der Teilchen mit dem Treibmittel bei einer Temperatur zwischen "Schmelzpunkt des Gemisches -20°C" und "Schmelzpunkt des Gemisches +10°C" und Freisetzen der wässri gen Dispersion, die sich unter einem Druck befindet, der gleich oder höher als der Dampfdruck des Treibmittels im Druckbehälter ist, vom Druckbehälter in eine Atmosphäre eines geringeren Drucks als der Innendruck des Druckbehälters.

3. Verfahren zur Herstellung von in der Form geschäumten Gegenständen aus Poly propylenharz, umfassend das Beaufschlagen der vorexpandierten Teilchen nach Anspruch 1 mit einem Innendruck von mindestens 0,1 kg/cm² Überdruck, Einbringen der vorexpandierten Teilchen in eine Form, die geschlossen, aber nicht hermetisch abgedichtet, werden kann, und Erwärmen der vorexpandierten Teilchen mit Dampf, um sie zusammenzuschmelzen.

4. Verfahren zur Herstellung von in der Form geschäumten Gegenständen aus Poly propylenharz, umfassend das Komprimieren der vorexpandierten Teilchen nach Anspruch 1 bis zu einem Kompressionsverhältnis von 20 bis 50%, Einbringen der komprimierten Teilchen in eine Form, die geschlossen, aber nicht hermetisch abgedichtet werden kann, und Erwärmen der Teilchen mit Dampf, um sie zusam menzuschmelzen.