JP2011102028A - 射出発泡成形用熱可塑性エラストマー組成物及び該樹脂組成物からなる射出発泡成形体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】メルトフローレートが1〜80g/10分以下、タイプA硬度が50〜90である熱可塑性エラストマー(A)50〜97重量%以下と、下記(イ)〜(ホ)のいずれかの要件を満たし、かつ、歪み硬化性を示す改質ポリプロピレン系樹脂(B)3〜50重量%以下を含んでなる射出発泡成形用熱可塑性エラストマー組成物。(イ)メルトフローレート4.5g/10分〜10g/10分、メルトテンション5cN以上(ロ)MFR10g/10分〜30g/10分、メルトテンション2cN以上(ハ)MFR30g/10分〜50g/10分、メルトテンション1cN以上(二)MFR50g/10分〜100g/10分、メルトテンション0.3cN以上、(ホ)MFR100g/10分〜250g/10分以下、メルトテンション0.3cN以上
【選択図】なし
Description
[1] メルトフローレートが1g/10分以上80g/10分以下、タイプA硬度が50以上90以下である熱可塑性エラストマー(A)50重量%以上97重量%以下と、
下記(イ)〜(ホ)のいずれかの要件を満たし、かつ、歪み硬化性を示す改質ポリプロピレン系樹脂(B)3重量%以上50重量%以下を含んでなる[(A)および(B)の合計量は100重量%である]、射出発泡成形用熱可塑性エラストマー組成物。
(イ)メルトフローレート4.5g/10分以上10g/10分未満、メルトテンション5cN以上
(ロ)メルトフローレート10g/10分以上30g/10分未満、メルトテンション2cN以上
(ハ)メルトフローレート30g/10分以上50g/10分未満、メルトテンション1cN以上
(二)メルトフローレート50g/10分以上100g/10分以下、メルトテンション0.3cN以上
(ホ)メルトフローレート100g/10分を超え250g/10分以下、メルトテンション0.3cN以上
[2] メルトフローレートが1g/10分以上80g/10分以下、タイプA硬度が50以上90以下である熱可塑性エラストマー(A)50重量%以上95重量%以下と、
下記(イ)〜(ニ)のいずれかの要件を満たし、かつ、歪み硬化性を示す改質ポリプロピレン系樹脂(B)5重量%以上50重量%以下を含んでなる[(A)および(B)の合計量は100重量%である]、射出発泡成形用熱可塑性エラストマー組成物。
(イ)メルトフローレート4.5g/10分以上10g/10分未満、メルトテンション5cN以上
(ロ)メルトフローレート10g/10分以上30g/10分未満、メルトテンション2cN以上
(ハ)メルトフローレート30g/10分以上50g/10分未満、メルトテンション1cN以上
(二)メルトフローレート50g/10分以上100g/10分以下、メルトテンション0.3cN以上
[3] 前記熱可塑性エラストマー(A)がオレフィン系熱可塑性エラストマーであることを特徴とする、[1]または[2]に記載の射出発泡成形用熱可塑性エラストマー組成物。
[4] [1]〜[3]のいずれかに記載の射出発泡成形用熱可塑性エラストマー組成物を、射出発泡してなることを特徴とする、射出発泡成形体。
[5] 射出発泡成形体の発泡倍率が2倍を超え10倍以下であり、かつ、タイプA硬度が30以上80以下であることを特徴とする、[4]記載の射出発泡成形体。
[6] [1]〜[3]のいずれかに記載の射出発泡成形用熱可塑性エラストマー組成物および発泡剤を射出成形機へ供給し、次いで、金型内に射出して発泡成形することを特徴とする、発泡成形体の製造方法。
[7] 固定型および、任意の位置に前進および後退が可能な可動型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ことを特徴とする、[6]に記載の発泡成形体の製造方法。
すなわち、本発明の射出発泡成形用の熱可塑性エラストマー組成物は、高流動性で高発泡性であることから、金型転写性にも優れている。そのため、高発泡倍率でソフト感があり、軽量化され、金型転写性に優れた射出発泡成形体を得ることが可能である。
ここで、タイプA硬度とは、JIS K6253に従い、23℃の環境下でタイプAデュロメータ硬さ試験により測定したものをいう。
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際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。
ここで、メルトフローレートとは、前記熱可塑性エラストマーのメルトフローレートの場合と同様に測定したものを言う。
(イ)メルトフローレートが4.5g/10分以上10g/10分未満の場合、メルトテンションは5cN以上、好ましくは7cN以上。
(ロ)メルトフローレートが10g/10分以上30g/10分未満の場合、メルトテンションは2cN以上、好ましくは3cN以上。
(ハ)メルトフローレートが30g/10分以上50g/10分未満の場合、メルトテンションは1cN以上、好ましくは1.5cN以上。
(二)メルトフローレートが50g/10分以上100g/10分以下の場合、メルトテンション0.3cN以上、好ましくは0.6cN以上。
(ホ)メルトフローレート100g/10分を超え250g/10分以下の場合、メルトテンション0.3cN以上、好ましくは0.5cN以上。
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。
これらのうち、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、特に好ましい。
混練(撹拌)機の温度は130℃以上300℃以下が、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、混練(撹拌)時間は、一般に、1〜60分が好ましい。
通常、上記無機系化学発泡剤は、取扱性、貯蔵安定性、熱可塑性エラストマー組成物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。
例えば、無機系化学発泡剤の場合、通常、前記射出発泡成形用熱可塑性エラストマー組成物100重量部に対して、好ましくは、0.5重量部以上20重量部以下、さらに好ましくは1重量部以上15重量部以下の範囲で使用される。無機系化学発泡剤を前記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。また、物理発泡剤の場合は、本発明のポリプロピレン系樹脂100重量部に対して、0.05重量部以上10重量部以下、好ましくは0.1重量部以上5重量部以下の範囲で、射出成形機に供給して使用される。
製造方法自体は公知の方法が適用でき、射出発泡成形用熱可塑性エラストマー組成物のメルトフローレート、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。
ここで、射出発泡成形体のタイプA硬度の測定方法は、熱可塑性エラストマーと同様の方法で行う。
MFRは、JIS K7210(1999)記載のA法の規定に準拠し、メルトインデクサーS−01(東洋精機製作所製)を用い、230℃、2.16kg荷重下でダイから一定時間に押し出される樹脂量から、10分間に押し出される量に換算した値とした。
なお、前記一定時間とは、メルトフローレートが0.5g/10分を超え1.0g/10分以下の場合は120秒間、1.0g/10分を超え3.5g/10分以下の場合は、60秒間、3.5g/10分を超え10g/10分以下の場合は30秒間、10g/10分を超え25g/10分以下の場合は10秒間、25g/10分を超え100g/10分以下の場合は5秒間、100g/10分を超える場合は3秒間である。
前記一定時間で切り取った切り取り片を3個採取し、その平均値を算出することとし、一回の測定で3個採取できない場合は3個採取できるまで測定を継続する。仮に、ある秒数で測定した際のメルトフローレートが対応する範囲に無かった場合は、そのメルトフローレートに応じた秒数で再度測定するものとする。
メルトテンションは、メルトテンション測定用アタッチメントが装備されており、先端に内径1mmφ、長さ10mmのオリフィスを装着した10mmφのシリンダを有するキャピログラフ(東洋精機製作所製)を使用して、200℃、ピストン降下速度10mm/分で降下させた際にダイから吐出されるストランドを350mm下のロードセル付きプーリーに掛けて1m/分の速度で引き取り、安定後に40m/分2で引き取り速度を増加させたとき、ストランドが破断したときのロードセル付きプーリーにかかる荷重をいう。
なお、ストランドが破断に至らない場合は、引き取り速度を増加させてもロードセル付きプーリーにかかる荷重が増加しなくなった点の荷重のことを言う。
上記メルトテンション測定時、引き取り速度を増加させたときに、急激に引き取り荷重が増加し、破断に至った場合を「歪硬化性を示す」、そうでない場合を「歪硬化性を示さない」とした。
JIS K6253に従い、タイプAデュロメータ硬さ試験を実施し、23℃における硬度を測定した。
射出充填時のピーク圧力を樹脂の流動性の指標のひとつとして評価した。この際、射出圧力が高いと、流動性が悪いといえる。なお、◎〜△を実用上問題ないレベルと判断した。
射出圧力が130MPa以下・・・・・・・◎
射出圧力が130MPaを超え145MPa以下・・・・・○
射出圧力が145MPaを超え150MPa以下・・・・・△
射出圧力が150MPaを超える・・・・・×
箱形状の射出発泡成形体の底面部の厚みを測定し、当該部位の金型の型締め状態でのキャビティクリアランスt0で除することで算出する。
箱形状の射出発泡成形体の底面部を厚み方向に切断した断面を観察し、発泡層に直径が1.5mm以上のボイドの有無を調べた。
ボイドが観察されないもの・・・○
ボイドが有るもの・・・×
成形体底面部の短辺中央部から25mm内側の位置に設けられた十字のケガキ線の転写状況を任意の10個の成形品について目視により確認し、下記の通り評価した。
ケガキ線が一部欠けているものが4個以下・・・○
ケガキ線が一部欠けているものが5個以上・・・△
射出発泡成形体の表面に現れるフローマーク(ゲートを中心に同心円状に発生するリング状の模様)を目視により観察し、以下の基準で評価した。
フローマークが目立たない・・・・○
フローマークが目立つ・・・・・・・×
(A)熱可塑性エラストマー
TP−1: エチレン−プロピレン共重合体(ダウケミカル日本製、バーシファイ3401(タイプA硬度72、密度0.86g/cm3、MFR(230℃)8g/10分))
TP−2: エチレン−1−ブテン共重合体(ダウケミカル日本製、エンゲージ7447(タイプA硬度57、密度0.87g/cm3、MFR(230℃)11g/10分))
(B)改質ポリプロピレン系樹脂
MP−1:線状ポリプロピレン系樹脂としてメルトフローレート45g/10分のプロピレン単独重合体100重量部と、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0.6重量部の混合物を、ホッパーから70kg/時で45mmφ二軸押出機(L/D=40)に供給してシリンダ温度200℃、回転数150rpmで溶融混練し、途中に設けた圧入部より共役ジエン化合物としてイソプレンモノマーを、定量ポンプを用いて0.8重量部(0.56kg/時で)供給し、前記ニ軸押出機中で溶融混練し、押し出されたストランドを水冷、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6g/10分、メルトテンション12cN、歪硬化性を示す)
MP−2:t−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネートの配合量を0.65重量部、イソプレンモノマー供給量を0.5重量部に変更したこと以外は、MP−1と同様にして得た改質ポリプロピレン系樹脂(メルトフローレート25g/10分、メルトテンション4.7cN、歪硬化性を示す)
MP−3:t−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネートの配合量を0.4重量部、イソプレンモノマー供給量を0.4重量部に変更したこと以外は、MP−1と同様にして得た改質ポリプロピレン系樹脂(メルトフローレート43g/10分、メルトテンション1.9cN、歪硬化性を示す)
MP−4:t−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネートの配合量を0.4重量部、イソプレンモノマー供給量を0.35重量部に変更したこと以外は、MP−1と同様にして得た改質ポリプロピレン系樹脂(メルトフローレート62g/10分、メルトテンション1.1cN、歪硬化性を示す)
MP−5:t−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネートの配合量を1.0重量部、イソプレンモノマー供給量を0.3重量部に変更したこと以外は、MP−1と同様にして得た改質ポリプロピレン系樹脂(メルトフローレート56g/10分、メルトテンション4.8cN、歪硬化性を示す)
MP−6:t−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネートの配合量を1.4重量部、イソプレンモノマー供給量を0.25重量部に変更したこと以外は、MP−1と同様にして得た改質ポリプロピレン系樹脂(メルトフローレート175g/10分、メルトテンション1.9cN、歪硬化性を示す)
MP−7:t−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネートの配合量を1.4重量部、イソプレンモノマー供給量を0.22重量部に変更したこと以外は、MP−1と同様にして得た改質ポリプロピレン系樹脂(メルトフローレート207g/10分、メルトテンション1.2cN、歪硬化性を示す)
MP−8:使用するプロピレン単独重合体のメルトフローレートを15g/10分、t−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネートの配合量を0.7重量部、イソプレンモノマー供給量を2.0重量部に変更したこと以外は、MP−1と同様にして得た改質ポリプロピレン系樹脂(メルトフローレート3g/10分、メルトテンション17cN、歪硬化性を示す)
PP−1:市販の線状ポリプロピレン(プロピレン−エチレンブロック共重合体、メルトフローレート45g/10分、メルトテンション0.2cN、歪硬化性を示さない)
PP−2:市販の線状ポリプロピレン(プロピレン単独重合体、メルトフローレート3g/10分、メルトテンション1.9cN、歪硬化性を示さない)
(C)発泡剤
BA−1:化学発泡剤マスターバッチ(永和化成製ポリスレンEE275F、分解ガス量40ml/g)
熱可塑性エラストマー、改質ポリプロピレン系樹脂を表1に示す組成比でドライブレンドし、射出発泡成形用熱可塑性エラストマー組成物を得た。
当該組成物100重量部に対して、化学発泡剤BA−1を8重量部添加したものを型締力350tで、コアバック機能およびシャットオフノズルを有する電動の射出成形機(宇部興産機械(株)製)で、シリンダ温度200℃、背圧15MPaで溶融混練した後、30℃に設定された固定型と前進および後退が可能な可動型とから構成される、縦330mm×横230mm×高さ100mmの箱形状のキャビティ(立壁部:傾斜10度、クリアランス3mm、底面部:クリアランスt0=2.0mm)を有し、底面部の中心位置にφ2ピンゲートを有する金型中に、射出速度100mm/秒で射出充填した。射出充填完了後に、底面部が所望の厚み(発泡倍率)となるように可動型を後退させて、キャビティ内の樹脂を発泡させた。発泡完了後100秒間冷却してから射出発泡成形体を取り出した。得られた射出発泡成形体の物性を、表1に示す。
熱可塑性エラストマーと改質ポリプロピレン系樹脂の比率を表1に示すとおりとし、発泡倍率を4倍とした以外は、実施例1と同様に、射出発泡成形体を得た。
得られた射出発泡成形体の物性を、表1に示す。
熱可塑性エラストマーと改質ポリプロピレン系樹脂の比率を表1に示すとおりとし、発泡倍率を2.3倍とした以外は、実施例1と同様に、射出発泡成形体を得た。
得られた射出発泡成形体の物性を、表1に示す。
熱可塑性エラストマーと改質ポリプロピレン系樹脂の比率を表1に示すとおりとし、発泡倍率を2.3倍とした以外は、実施例1と同様に、射出発泡成形体を得た。
得られた射出発泡成形体の物性を、表1に示す。
熱可塑性エラストマーをTP−2に変更し、改質ポリプロピレン系樹脂の比率を表1に示す通りとした以外は、実施例1と同様に、射出発泡成形体を得た。
得られた射出発泡成形体の物性を、表1に示す。
改質ポリプロピレン系樹脂をMP−2に変更した以外は、実施例1と同様に、射出発泡成形体を得た。得られた射出発泡成形体の物性を、表1に示す。
改質ポリプロピレン系樹脂をMP−3に変更した以外は、実施例1と同様に、射出発泡成形体を得た。得られた射出発泡成形体の物性を、表1に示す。
熱可塑性エラストマーをTP−2、改質ポリプロピレン系樹脂をMP−4に変更し、それぞれの比率を表1に示す通りとした以外は、実施例1と同様に、射出発泡成形体を得た。得られた射出発泡成形体の物性を、表1に示す。
改質ポリプロピレン系樹脂をMP−5に変更した以外は、実施例1と同様に、射出発泡成形体を得た。得られた射出発泡成形体の物性を、表1に示す。
改質ポリプロピレン系樹脂をMP−5に変更し、混合比率を表1に示す通りとした以外は、実施例1と同様に、射出発泡成形体を得た。得られた射出発泡成形体の物性を、表1に示す。
改質ポリプロピレン系樹脂をMP−6に変更した以外は、実施例1と同様に、射出発泡成形体を得た。得られた射出発泡成形体の物性を、表1に示す。
改質ポリプロピレン系樹脂をMP−7に変更した以外は、実施例1と同様に、射出発泡成形体を得た。得られた射出発泡成形体の物性を、表1に示す。
改質ポリプロピレン系樹脂を使用せず、発泡倍率を2.3倍とした以外は、実施例1と同様に、射出発泡成形体を得た。得られた射出発泡成形体の物性を表1に示す。
成形時の射出圧が高く機械への負荷が大きいばかりか、得られた射出発泡成形体は内部にボイドが存在するものであった。また、成形体表面に小さな凹みが多数みられ、外観が良くなかった。
改質ポリプロピレン系樹脂を使用せず、熱可塑性エラストマーをTP−2に変更した以外は、実施例1と同様に、成形を実施したが、射出圧が高くなりすぎて機械が過負荷で停止し、成形不能であった。
熱可塑性エラストマーと改質ポリプロピレン系樹脂の比率を表1に示すとおりとした以外は、実施例1と同様に射出発泡成形体を得た。得られた射出発泡成形体の物性を、表1に示す。
得られた成形体は硬度90以上と硬く、また、フローマークも目立つものであった。
熱可塑性エラストマーをTP−2、改質ポリプロピレン系樹脂を市販の線状PP(PP−1)に変更し、それぞれの比率を表1に示す通りとした以外は、実施例1と同様に、射出発泡成形体を得た。得られた射出発泡成形体の物性を、表1に示す。
得られた射出発泡成形体は発泡倍率2.1倍で内部にボイドが存在し、これ以上発泡倍率を上げることは困難であった。
改質ポリプロピレン系樹脂を市販の線状PP(PP−2)に変更した以外は、実施例3と同様に射出発泡成形体を得た。得られた射出発泡成形体の物性を、表1に示す。
成形時の射出圧が高く機械への負荷が大きいばかりか、得られた射出発泡成形体は発泡倍率2.3倍で内部にボイドが存在し、これ以上発泡倍率を上げることは困難であり、金型転写性も劣るものであった。
改質ポリプロピレン系樹脂をMP−8に変更した以外は実施例2と同様に射出発泡成形体を得た。得られた射出発泡成形体の物性を、表1に示す。
実施例2に比べて射出圧が高くなり、得られた射出発泡成形体の金型転写性も劣り、さらにはフローマークが目立つものであった。
Claims (7)
- メルトフローレートが1g/10分以上80g/10分以下、タイプA硬度が50以上90以下である熱可塑性エラストマー(A)50重量%以上97重量%以下と、
下記(イ)〜(ホ)のいずれかの要件を満たし、かつ、歪み硬化性を示す改質ポリプロピレン系樹脂(B)3重量%以上50重量%以下を含んでなる[(A)および(B)の合計量は100重量%である]、射出発泡成形用熱可塑性エラストマー組成物。
(イ)メルトフローレート4.5g/10分以上10g/10分未満、メルトテンション5cN以上
(ロ)メルトフローレート10g/10分以上30g/10分未満、メルトテンション2cN以上
(ハ)メルトフローレート30g/10分以上50g/10分未満、メルトテンション1cN以上
(二)メルトフローレート50g/10分以上100g/10分以下、メルトテンション0.3cN以上
(ホ)メルトフローレート100g/10分を超え250g/10分以下、メルトテンション0.3cN以上 - メルトフローレートが1g/10分以上80g/10分以下、タイプA硬度が50以上90以下である熱可塑性エラストマー(A)50重量%以上95重量%以下と、
下記(イ)〜(ニ)のいずれかの要件を満たし、かつ、歪み硬化性を示す改質ポリプロピレン系樹脂(B)5重量%以上50重量%以下を含んでなる[(A)および(B)の合計量は100重量%である]、射出発泡成形用熱可塑性エラストマー組成物。
(イ)メルトフローレート4.5g/10分以上10g/10分未満、メルトテンション5cN以上
(ロ)メルトフローレート10g/10分以上30g/10分未満、メルトテンション2cN以上
(ハ)メルトフローレート30g/10分以上50g/10分未満、メルトテンション1cN以上
(二)メルトフローレート50g/10分以上100g/10分以下、メルトテンション0.3cN以上 - 前記熱可塑性エラストマー(A)がオレフィン系熱可塑性エラストマーであることを特徴とする、請求項1または2記載の射出発泡成形用熱可塑性エラストマー組成物。
- 請求項1〜3のいずれかに記載の射出発泡成形用熱可塑性エラストマー組成物を、射出発泡してなることを特徴とする、射出発泡成形体。
- 発泡倍率が2倍を超え10倍以下で、タイプA硬度が30以上80以下であることを特徴とする、請求項4記載の射出発泡成形体。
- 請求項1〜3のいずれかにに記載の射出発泡成形用熱可塑性エラストマー組成物および発泡剤を射出成形機へ供給し、次いで、金型内に射出して発泡成形することを特徴とする、発泡成形体の製造方法。
- 固定型および、任意の位置に前進および後退が可能な可動型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ことを特徴とする、請求項6に記載の発泡成形体の製造方法。
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