JP2790791B2 - ポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体の製造方法 - Google Patents
ポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体の製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は断熱材、緩衝包装
材、通凾、車のバンパー用芯材等に用いられるポリプロ
ピレン系樹脂の型内発泡成形体の製造方法に関するもの
である。 【０００２】 【従来の技術】ポリプロピレンの型内発泡成形体は、ポ
リスチレンの型内発泡成形体と比較して、耐薬品性、耐
熱性、圧縮後の歪回復等に優れている。又、ポリエチレ
ンの型内発泡成形体と比較しても、耐熱性、圧縮強度等
に優れているので、緩衝包装材、通凾、車のバンパー芯
材等に広く用いられている。かかるポリプロピレンの型
内発泡成形体の製造方法としては次の方法が知られてい
る。 【０００３】（イ）ポリオレフィンの予備発泡粒子を無
機ガスで加圧処理して該粒子に無機ガスを含浸させた後
除圧し、該粒子の内圧が１．１８気圧以上ある間に、閉
鎖し得るが密閉し得ない金型に充填し、蒸気等で加熱融
着し、型通りの成形体とする方法（特公昭５１−２２９
５１）。 【０００４】（ロ）ポリオレフィンの予備発泡粒子を閉
鎖し得るが密閉し得ない金型に充填し、蒸気等で加熱融
着し型からとり出し、その体積が金型の容積の７０〜１
１０％である間に加熱養生して、型通りの成形体とする
方法（特開昭６０−１６６４４２）。 【０００５】（ハ）架橋ポリオレフィンの予備発泡粒子
をもとの見掛けの嵩容積の８０％以下にガス圧力で圧縮
して成形用型に充填し、加熱融着して型通りの成形体と
する方法（特公昭５３−３３９９６）。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】しかし乍ら、上記
（イ）の方法は、無機ガスで加圧処理するための設備が
大型であるため、初期投資額が大きくなるという欠点が
あり、（ロ）の方法は、複雑形状品等で、成形体のヒケ
や表面性等外観性に劣る欠点がある。また、（ハ）の方
法は表面性、寸法精度において今一つ満足できる状態で
はない。 【０００７】 【課題を解決するための手段】本発明者は、かかる実情
に鑑み、鋭意研究の結果、プロピレン系樹脂予備発泡粒
子の有する示差走査熱量計法（以下、ＤＳＣ法という）
で測定された２つの融点のうち、高温側の融点に基づく
融解ピーク熱量（融解ピーク面積から求めた熱量）ＱＨ
をある特定の範囲に調節し、且つ圧縮した予備発泡粒子
を特定の充填方法で金型内に充填し、予備発泡粒子の圧
縮率を特定の範囲に調節することにより、上記問題を解
決しうることを見出し、本発明を完成させたものであ
る。 【０００８】即ち、本発明は、プロピレン系樹脂予備発
泡粒子をガス圧で加圧圧縮し、閉鎖し得るが密閉し得な
い金型に充填した後、該金型よりガスを抜いた後水蒸気
にて加熱・融着させ型通りの成形体を製造する方法にお
いて、示差走査熱量計法による測定で２つの融点を有
し、該２つの融点のうち高温側の融点に基づく融解ピー
ク熱量ＱＨが０．３〜３．５cal/g であるプロピレン系
樹脂予備発泡粒子を予備発泡粒子充填用加圧タンク内で
圧縮し、次いで予備発泡粒子充填用加圧タンク内と金型
内とを均圧に保持した状態で前記圧縮したポリプロピレ
ン系樹脂予備発泡粒子を圧縮率が１０〜６０％になるよ
うに金型内に圧縮充填する事を特徴とするポリプロピレ
ン系樹脂型内発泡成形体の製造方法を内容とするもので
ある。 【０００９】本発明に使用するプロピレン系樹脂として
は、例えばプロピレンホモポリマー、エチレン−プロピ
レンランダムコポリマー、エチレン−プロピレンブロッ
クコポリマー、エチレン−プロピレン−ブテンランダム
ターポリマー、プロピレン−塩化ビニルコポリマー、プ
ロピレン−ブテンコポリマー、プロピレン−無水マレイ
ン酸コポリマー等が挙げられ、立体規則性重合方法によ
って製造されたものが好ましい。これらは単独で用いて
も、また、２種以上混合使用してもよい。 【００１０】これらのプロピレン系樹脂は無架橋の状態
が好ましいが、パーオキサイドや放射線等により架橋さ
せて用いても良い。またプロピレン系樹脂と混合使用可
能な他の熱可塑性樹脂、例えば低密度ポリエチレン、直
鎖低密度ポリエチレン、ポリスチレン、ポリブテン、ア
イオノマー等をプロピレン系樹脂の性質が損なわれない
範囲で混合使用しても良い。例えば低密度ポリエチレ
ン、直鎖低密度ポリエチレン、ポリブテン、アイオノマ
ーを併用する場合には、プロピレン系樹脂１００部（重
量部、以下同様）に対して５〜２０部、ポリスチレンを
併用する場合には５〜１０部が好ましい。 【００１１】これらのプロピレン系樹脂は、通常、予備
発泡に利用されやすいようにあらかじめ押出機、ニーダ
ー、バンバリーミキサー、ロール等を用いて溶融し、円
柱状、楕円柱状、球状、立方体状、直方体状等のような
所望の粒子形状で、その粒子の平均粒径が０．１〜１０
mm、好ましくは０．７〜５mmになるように成形加工され
る。 【００１２】本発明の予備発泡粒子は、ＤＳＣ法による
測定で２つの融点を有し、該２つの融点のうち高温側の
融点に基づく融解ピーク熱量ＱＨが０．３〜３．５cal/
g 、好ましくは０．５〜３．０cal/g であるプロピレン
系樹脂予備発泡粒子である。 【００１３】前記２つの融点の関係については特に限定
はないが、２つの融点の差が１５〜２５℃であるのが成
形加熱時の融着がしやすくなるという点から好ましい。
２つの融点の差は、樹脂の分子構造、樹脂の熱履歴、発
泡剤量、発泡圧力等によって変わるが、高温側で発泡す
ると２つの融点の差は大きくなる。また低温側の融点は
通常１２５〜１５５℃の範囲にあり、高温側の融点は通
常、１４５〜１７５℃の範囲にあり、使用するプロピレ
ン系樹脂の種類によって変わる。 【００１４】上記融解ピーク熱量ＱＨが０．３〜３．５
cal/g のプロピレン系樹脂予備発泡粒子を製造する方法
には特に限定はないが、例えば耐圧容器中でプロピレン
系樹脂粒子に揮発性発泡剤を含有させ、撹拌しながら水
中に分散させ、加圧下で所定の発泡温度まで加熱したの
ち、該水分散物を低圧域に放出する等の方法が利用され
うる。融解ピーク熱量ＱＨは樹脂の分子構造等によって
変わるが、一般に発泡温度を高くするとＱＨが小さくな
る。 【００１５】この方法においてプロピレン系樹脂粒子の
融点をＴＭ℃とするとき、発泡温度を概ね（ＴＭ−４）
〜（ＴＭ＋１０）℃の範囲にすることにより、容易に本
発明の予備発泡粒子が得られる。発泡温度を上記範囲に
した理由は、プロピレン系樹脂の種類、使用発泡剤量、
目標とする予備発泡粒子の発泡倍率等によって適宜選択
しうるようにするためである。 【００１６】本発明に使用されるプロピレン系樹脂粒子
に含有させる揮発性発泡剤としては、例えばプロパン、
ブタン、ペンタン、ヘキサン等の脂肪族炭化水素類；シ
クロペンタン、シクロブタン等の脂環式炭化水素類；ト
リクロロモノフルオロメタン、ジクロロジフルオロメタ
ン、ジクロロテトラフルオロエタン、トリクロロトリフ
ルオロエタン、メチルクロライド、メチレンクロライ
ド、エチルクロライド等のハロゲン化炭化水素類等が挙
げられる。これらの発泡剤は単独で用いても良く、ま
た、２種以上併用しても良い。また、その使用量にも特
に限定はなく、所望のプロピレン系樹脂予備発泡粒子の
発泡度に応じて適宜使用すれば良く、通常その使用量は
プロピレン系樹脂１００部に対して５〜５０部である。 【００１７】前記水分散物の調製に際しては、分散剤と
して、例えば第３リン酸カルシウム、塩基性炭酸マグネ
シウム、塩基性炭酸亜鉛、炭酸カルシウム等や、少量の
界面活性剤、例えばドデシルベンゼンスルホン酸ソー
ダ、ｎ−パラフィンスルホン酸ソーダ、α−オレフィン
スルホン酸ソーダ等が使用されうる。かかる分散剤や界
面活性剤の使用量は、その種類や用いるプロピレン系樹
脂粒子の種類とその使用量等によって異なるが、通常、
水１００部に対して分散剤の場合で０．２〜３部、界面
活性剤の場合で０．００１〜０．１部である。 【００１８】また、前記揮発性発泡剤を含有したプロピ
レン系樹脂粒子は水中での分散性を良好なものとするた
めに、通常、水１００部に対して２０〜１００部添加さ
れるのが好ましい。かくして調製された水分散物は加圧
下で加熱されたのち、２〜１０mmφの開孔オリフィスを
通して低圧域に放出され、プロピレン系樹脂粒子が予備
発泡せしめられ、本発明のプロピレン系樹脂予備発泡粒
子が得られる。 【００１９】前記水分散物は予め上記のように耐圧容器
中で加圧下で発泡温度まで加熱されるが、加熱温度は用
いるプロピレン系樹脂の種類、目的とするプロピレン系
樹脂予備発泡粒子の有するＤＳＣ法で測定される高温側
の融点に基づく融解ピーク熱量ＱＨを０．３〜３．５ca
l/g のどの値に選択するかで変わってくるので、一義的
には定められないが、前記した如く、用いたプロピレン
系樹脂粒子のＤＳＣ法によって測定された融点をＴＭ℃
としたとき、ほぼ（ＴＭ−４）〜（ＴＭ＋１０）℃の範
囲から決定される。一方、圧力は主に所定の発泡倍率に
より選択されるが、概ね１０〜５０kg／cm2 −Ｇであ
る。 【００２０】前記耐圧容器には特に限定はなく、上記圧
力及び温度に耐えられるものであればいずれのものでも
使用しうるが、かかる耐圧容器の具体例として、例えば
オートクレーブ型の耐圧容器が挙げられる。 【００２１】次に本発明におけるＤＳＣ法について説明
する。測定装置としては、通常の示査走査熱量計、例え
ばパーキンエルマー（Perkin-Elmer) 社製のＤＳＣ−２
型、理学電気株式会社製のＴＡＳ−１００型等が挙げら
れる。プロピレン系樹脂粒子の融点ＴＭ℃及び予備発泡
粒子の高温側の融点に基づく融解ピーク熱量ＱＨの測定
は、プロピレン系樹脂粒子１〜１０mgのサンプルにつ
き、上記測定装置にて１０℃／分の昇温速度で測定を行
う。 【００２２】第２図はプロピレン系樹脂としてエチレン
含有率３．３重量％のプロピレン−エチレンランダムコ
ポリマーのＴＭを測定した例であり、第１図は第２図で
用いたプロピレン系樹脂を用いて実施例２により得られ
たプロピレン系樹脂予備発泡粒子について高温側の融点
に基づく融解ピーク熱量ＱＨの測定法を示した例であ
る。ＱＨを求めるための直線は、低温側のピークと高温
側のピークとの間のグラフの勾配が０になる点から高温
側のピークの終わる側のグラフに接線をひくことにより
得られる。 【００２３】本発明に用いるポリプロピレン系樹脂の予
備発泡粒子の融解熱量ＱＨは０．３〜３．５cal/g 、好
ましくは０．５〜３．０cal/g のものが用いられるが、
０．３cal/g 未満になると成形体の寸法収縮（ヒケ）が
大きくなる。また、３．５cal/g を越えると、成形体の
表面性が悪くなるとともに内部融着性が悪くなり、加熱
温度を高くする必要があるため、成形サイクルも長くな
る。 【００２４】かくの如くてし得られた予備発泡粒子は耐
圧容器に入れ、ガス圧力により圧縮される。次いで、閉
鎖し得るが密閉し得ない成形用金型内に該予備発泡粒子
を充填した後、金型より過剰のガスを抜く。この時の予
備発泡粒子の圧縮率は１０〜６０％の範囲である。成形
用金型内への予備発泡粒子の充填は、以下に述べる方法
によりなされる。この方法により外観等の品質の良好な
発泡成形体を容易に製造することができる。 【００２５】即ち、予備発泡粒子を圧縮する耐圧容器と
成形用金型とがほぼ同一の圧力になる様にした状態（均
圧状態）で耐圧容器内で圧縮された予備発泡粒子をビー
ズ法型内成形で一般的に用いられているフィーダーによ
り金型内に充填する。金型内が予備発泡粒子で充満され
ると、充填用気体（通常空気が用いられる）が金型内へ
流れ込まなくなり、フィーダー内の過剰の予備発泡粒子
は耐圧容器内へ戻される（吹き戻しと称される）。かく
の如くして、圧縮された予備発泡粒子は金型内に過不足
なく充填される。充填後、フィーダーのピストンを閉
め、金型内の過剰の気体を抜く。次いで、水蒸気にて該
予備発泡粒子を加熱融着させ型通りの成形体として、金
型より取り出し、通常実施されている養生加熱してポリ
プロピレンの型内発泡成形体を得る。 【００２６】次に、第３図に基づき、本発明の実施態様
を説明する。まず、予備発泡粒子供給ライン（１４）よ
りポリプロピレン樹脂の予備発泡粒子を耐圧容器（１
２）内に供給し、加圧ライン（１３）より加圧空気を導
入して耐圧容器（１２）内を所定の圧力にまで昇圧す
る。次いで、キャビティ（１）とコア（２）とからなる
閉鎖し得るが密閉し得ない金型（３）内に、フィーダー
（７）によって、上記の如く耐圧容器（１２）内で圧縮
された予備発泡粒子を充填する。この際、金型（３）と
耐圧容器（１２）とは均圧ライン（１５）により連絡さ
れているので両者は略同じ圧力になっている。 【００２７】フィーダー（７）による予備発泡粒子の充
填は、通常のビーズ法型内成形で行われているのと同様
であり、図示した如く、ピストン（８）が開の状態で充
填用空気（１０）を空気ノズル（９）から金型（３）内
に噴射させると、該充填用空気の流れにより耐圧ホース
（１１）内は雰囲気より減圧状態となり、予備発泡粒子
は金型（３）内に向かって流れ始め、空気ノズル（９）
から噴射空気に乗って金型（３）内に流れ込む。金型
（３）には空気や蒸気は出入りさせるが、予備発泡粒子
は出入りさせない小孔（４）が設けられているので、充
填空気は該小孔（４）を通り均圧ライン（１５）へ導か
れる。そして圧力調整弁（１６）による設定圧力以上の
過剰空気は均圧ライン（１５）に取り付けてある逆止弁
（１７）から外部へ逃し、充填中は系内は所定圧力に保
持される。金型（３）内が予備発泡粒子で充満すると、
充填用空気（１０）は流れなくなり、耐圧ホース（１
１）内の予備発泡粒子とともに耐圧容器（１２）の方へ
吹き戻される。かくして、金型内は過不足のない状態で
予備発泡粒子が充填される。 【００２８】金型（３）内が予備発泡粒子で充填される
と、ピストン（８）を閉じ、金型（３）内の過剰の空気
を逃し〔一般には、ドレン弁（５）、（６）を開けて大
気圧に戻す〕、通常ビーズ法型内発泡成形で行われてい
る方法と同様に蒸気ライン（１８）より蒸気を金型
（３）内に導入して予備発泡粒子を加熱し、該粒子を発
泡、融着させ、冷却水ライン（図示せず）より導入した
水により冷却した後、金型（３）内から発泡成形体を取
り出す。 【００２９】上記の予備発泡粒子の圧縮率は、次の様に
して求める。ポリプロピレンの予備発泡粒子を上記の金
型内に、発泡スチロール等で実施している様なフィーダ
ーでほぼ大気圧状態下で充填した時の該予備発泡粒子の
重量を、上記圧縮充填した後、金型内の過剰なガスを抜
いた後の該予備発泡粒子の重量で除した値であり、下記
式で表される。 上記圧縮率が１０％未満では、成形体の表面性が悪くな
り、ヒケや収縮が起こり易くなり、一方、圧縮率が６０
％を越えると、内部融着が悪くなり、成形サイクルが長
くなるとともに、成形機、金型等の耐圧強度も大きくな
り、経済的でない。 【００３０】 【実施例】次に、実施例、比較例及び参考例に基づき本
発明を更に詳しく説明するが、本発明はかかる実施例の
みに限定されるものではない。 実施例１〜１３、比較例１〜８、参考例１〜２ エチレン−プロピレンランダムコポリマー（住友化学工
業株式会社製の「ノーブレン」、エチレン含量３．３重
量％）のペレット（一粒子重量約１．８mg、ＤＳＣ法融
点ＴＭ１４３．５℃）１００部、ジクロロジフルオロメ
タン２０部〜３５部、分散剤としてパウダー状塩基性第
３リン酸カルシウム１．５部及びｎ−パラフィンスルホ
ン酸ソーダ０．００６部を水３００部とともに耐圧容器
に仕込み、各々所定温度に加熱した。このときの容器内
圧力は約１７〜３０kg／cm2 −Ｇであった。その後、容
器内圧力をジクロロジフルオロメタンを圧入しながら１
７〜３１kg／cm2 −Ｇに保持しつつ、耐圧容器下部のバ
ルブを開いて水分散物を開孔径４mmφのオリフィス板を
通して大気圧下に放出して予備発泡を行ったところ、発
泡倍率９．５〜５０倍の予備発泡粒子が得られた。 【００３１】得られた予備発泡粒子はそれぞれ表１に示
すＤＳＣ法で測定した高温側の融点に基づく融解ピーク
熱量ＱＨを有しており、実施例、比較例ではいずれも予
備発泡粒子を耐圧容器に入れ空気圧で圧縮し、第３図に
示した充填方法により、、２９０×２７０×５０mmのブ
ロック金型内に圧縮率を変えて充填し、約６．０kg／cm
2 −Ｇ〜２．０kg／cm2 −Ｇの水蒸気圧で加熱すること
により成形体を得た。得られた成形体の物性として、成
形体の融着率、寸法収縮率、表面外観を下記の方法によ
り評価した。結果を表１に示す。尚、表１には成形時の
加熱蒸気圧と成形サイクルも付記する。 【００３２】また、参考例はいずれも予備発泡粒子を耐
圧容器に入れ、７０℃×９kg／cm2−Ｇの空気で１２０
分加圧処理し予備発泡粒子に内圧を付与した後、大気圧
下に取り出し、前記金型内に充填し、約３．５、２．０
kg／cm2 −Ｇの水蒸気で加熱することにより成形体を得
た。物性等を表１に示す。尚、金型に充填する直前の粒
子内圧を参考までに付記する。 【００３３】融着率：成形体の表面にナイフで約５mmの
深さのクラックを入れたのち、このクラックに沿って成
形体を割り、破断面を観察し、粒子の全個数に対する破
壊粒子数の割合を求める。 ◎：融着率８０％以上 ○：融着率６０％〜８０％未満 △：融着率５０％〜６０％未満 ×：融着率５０％未満 通常、成形体として満足すべき融着率の水準は少なくと
も６０％である。 【００３４】寸法収縮率：成形品寸法をノギスで測定し
て、この金型寸法に対する収縮率を計算する。 ◎：収縮率２％未満 ○：収縮率２〜３％未満 △：収縮率３％〜５％未満 ×：収縮率５％以上 【００３５】表面外観：次の尺度で成形体を評価する。 ○：表面に凹凸がなく、各粒子間隙もほとんどない △：表面に凹凸はないが、各粒子間隙がやや目立つ ×：表面に凹凸があり、各粒子間隙が極めて大きい 【００３６】 【表１】 【００３７】 【発明の効果】表１の結果から、予備発泡粒子のＤＳＣ
法による高温側の融点に基づく融解ピーク熱量ＱＨが
０．３〜３．５cal/g の範囲にあり、型内発泡成形の金
型への予備発泡粒子の圧縮率が１０〜６０％の範囲であ
れば、寸法収縮率の少ない（寸法精度良好）、融着率及
び表面外観の優れたポリプロピレンの型内発泡成形体を
高い生産性で製造することができる。また本発明によれ
ば通常のビーズ法型内成形で実施されている如く、金型
内に予備発泡粒子を充填後、吹き戻しを行うことによ
り、複雑な金型形状であっても金型内に予備発泡粒子を
均一に且つ過不足なく充填できるので、成形体のフィー
ダー部付近の仕上がり外観、融着性においても、十分満
足し得る製品が得られる。更に、予備発泡粒子を加圧処
理して該粒子に内圧を付与し、型内成形する従来法に比
較して初期設備投資が少なくて済み、成形体の品質も遜
色のないものが得られる。
材、通凾、車のバンパー用芯材等に用いられるポリプロ
ピレン系樹脂の型内発泡成形体の製造方法に関するもの
である。 【０００２】 【従来の技術】ポリプロピレンの型内発泡成形体は、ポ
リスチレンの型内発泡成形体と比較して、耐薬品性、耐
熱性、圧縮後の歪回復等に優れている。又、ポリエチレ
ンの型内発泡成形体と比較しても、耐熱性、圧縮強度等
に優れているので、緩衝包装材、通凾、車のバンパー芯
材等に広く用いられている。かかるポリプロピレンの型
内発泡成形体の製造方法としては次の方法が知られてい
る。 【０００３】（イ）ポリオレフィンの予備発泡粒子を無
機ガスで加圧処理して該粒子に無機ガスを含浸させた後
除圧し、該粒子の内圧が１．１８気圧以上ある間に、閉
鎖し得るが密閉し得ない金型に充填し、蒸気等で加熱融
着し、型通りの成形体とする方法（特公昭５１−２２９
５１）。 【０００４】（ロ）ポリオレフィンの予備発泡粒子を閉
鎖し得るが密閉し得ない金型に充填し、蒸気等で加熱融
着し型からとり出し、その体積が金型の容積の７０〜１
１０％である間に加熱養生して、型通りの成形体とする
方法（特開昭６０−１６６４４２）。 【０００５】（ハ）架橋ポリオレフィンの予備発泡粒子
をもとの見掛けの嵩容積の８０％以下にガス圧力で圧縮
して成形用型に充填し、加熱融着して型通りの成形体と
する方法（特公昭５３−３３９９６）。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】しかし乍ら、上記
（イ）の方法は、無機ガスで加圧処理するための設備が
大型であるため、初期投資額が大きくなるという欠点が
あり、（ロ）の方法は、複雑形状品等で、成形体のヒケ
や表面性等外観性に劣る欠点がある。また、（ハ）の方
法は表面性、寸法精度において今一つ満足できる状態で
はない。 【０００７】 【課題を解決するための手段】本発明者は、かかる実情
に鑑み、鋭意研究の結果、プロピレン系樹脂予備発泡粒
子の有する示差走査熱量計法（以下、ＤＳＣ法という）
で測定された２つの融点のうち、高温側の融点に基づく
融解ピーク熱量（融解ピーク面積から求めた熱量）ＱＨ
をある特定の範囲に調節し、且つ圧縮した予備発泡粒子
を特定の充填方法で金型内に充填し、予備発泡粒子の圧
縮率を特定の範囲に調節することにより、上記問題を解
決しうることを見出し、本発明を完成させたものであ
る。 【０００８】即ち、本発明は、プロピレン系樹脂予備発
泡粒子をガス圧で加圧圧縮し、閉鎖し得るが密閉し得な
い金型に充填した後、該金型よりガスを抜いた後水蒸気
にて加熱・融着させ型通りの成形体を製造する方法にお
いて、示差走査熱量計法による測定で２つの融点を有
し、該２つの融点のうち高温側の融点に基づく融解ピー
ク熱量ＱＨが０．３〜３．５cal/g であるプロピレン系
樹脂予備発泡粒子を予備発泡粒子充填用加圧タンク内で
圧縮し、次いで予備発泡粒子充填用加圧タンク内と金型
内とを均圧に保持した状態で前記圧縮したポリプロピレ
ン系樹脂予備発泡粒子を圧縮率が１０〜６０％になるよ
うに金型内に圧縮充填する事を特徴とするポリプロピレ
ン系樹脂型内発泡成形体の製造方法を内容とするもので
ある。 【０００９】本発明に使用するプロピレン系樹脂として
は、例えばプロピレンホモポリマー、エチレン−プロピ
レンランダムコポリマー、エチレン−プロピレンブロッ
クコポリマー、エチレン−プロピレン−ブテンランダム
ターポリマー、プロピレン−塩化ビニルコポリマー、プ
ロピレン−ブテンコポリマー、プロピレン−無水マレイ
ン酸コポリマー等が挙げられ、立体規則性重合方法によ
って製造されたものが好ましい。これらは単独で用いて
も、また、２種以上混合使用してもよい。 【００１０】これらのプロピレン系樹脂は無架橋の状態
が好ましいが、パーオキサイドや放射線等により架橋さ
せて用いても良い。またプロピレン系樹脂と混合使用可
能な他の熱可塑性樹脂、例えば低密度ポリエチレン、直
鎖低密度ポリエチレン、ポリスチレン、ポリブテン、ア
イオノマー等をプロピレン系樹脂の性質が損なわれない
範囲で混合使用しても良い。例えば低密度ポリエチレ
ン、直鎖低密度ポリエチレン、ポリブテン、アイオノマ
ーを併用する場合には、プロピレン系樹脂１００部（重
量部、以下同様）に対して５〜２０部、ポリスチレンを
併用する場合には５〜１０部が好ましい。 【００１１】これらのプロピレン系樹脂は、通常、予備
発泡に利用されやすいようにあらかじめ押出機、ニーダ
ー、バンバリーミキサー、ロール等を用いて溶融し、円
柱状、楕円柱状、球状、立方体状、直方体状等のような
所望の粒子形状で、その粒子の平均粒径が０．１〜１０
mm、好ましくは０．７〜５mmになるように成形加工され
る。 【００１２】本発明の予備発泡粒子は、ＤＳＣ法による
測定で２つの融点を有し、該２つの融点のうち高温側の
融点に基づく融解ピーク熱量ＱＨが０．３〜３．５cal/
g 、好ましくは０．５〜３．０cal/g であるプロピレン
系樹脂予備発泡粒子である。 【００１３】前記２つの融点の関係については特に限定
はないが、２つの融点の差が１５〜２５℃であるのが成
形加熱時の融着がしやすくなるという点から好ましい。
２つの融点の差は、樹脂の分子構造、樹脂の熱履歴、発
泡剤量、発泡圧力等によって変わるが、高温側で発泡す
ると２つの融点の差は大きくなる。また低温側の融点は
通常１２５〜１５５℃の範囲にあり、高温側の融点は通
常、１４５〜１７５℃の範囲にあり、使用するプロピレ
ン系樹脂の種類によって変わる。 【００１４】上記融解ピーク熱量ＱＨが０．３〜３．５
cal/g のプロピレン系樹脂予備発泡粒子を製造する方法
には特に限定はないが、例えば耐圧容器中でプロピレン
系樹脂粒子に揮発性発泡剤を含有させ、撹拌しながら水
中に分散させ、加圧下で所定の発泡温度まで加熱したの
ち、該水分散物を低圧域に放出する等の方法が利用され
うる。融解ピーク熱量ＱＨは樹脂の分子構造等によって
変わるが、一般に発泡温度を高くするとＱＨが小さくな
る。 【００１５】この方法においてプロピレン系樹脂粒子の
融点をＴＭ℃とするとき、発泡温度を概ね（ＴＭ−４）
〜（ＴＭ＋１０）℃の範囲にすることにより、容易に本
発明の予備発泡粒子が得られる。発泡温度を上記範囲に
した理由は、プロピレン系樹脂の種類、使用発泡剤量、
目標とする予備発泡粒子の発泡倍率等によって適宜選択
しうるようにするためである。 【００１６】本発明に使用されるプロピレン系樹脂粒子
に含有させる揮発性発泡剤としては、例えばプロパン、
ブタン、ペンタン、ヘキサン等の脂肪族炭化水素類；シ
クロペンタン、シクロブタン等の脂環式炭化水素類；ト
リクロロモノフルオロメタン、ジクロロジフルオロメタ
ン、ジクロロテトラフルオロエタン、トリクロロトリフ
ルオロエタン、メチルクロライド、メチレンクロライ
ド、エチルクロライド等のハロゲン化炭化水素類等が挙
げられる。これらの発泡剤は単独で用いても良く、ま
た、２種以上併用しても良い。また、その使用量にも特
に限定はなく、所望のプロピレン系樹脂予備発泡粒子の
発泡度に応じて適宜使用すれば良く、通常その使用量は
プロピレン系樹脂１００部に対して５〜５０部である。 【００１７】前記水分散物の調製に際しては、分散剤と
して、例えば第３リン酸カルシウム、塩基性炭酸マグネ
シウム、塩基性炭酸亜鉛、炭酸カルシウム等や、少量の
界面活性剤、例えばドデシルベンゼンスルホン酸ソー
ダ、ｎ−パラフィンスルホン酸ソーダ、α−オレフィン
スルホン酸ソーダ等が使用されうる。かかる分散剤や界
面活性剤の使用量は、その種類や用いるプロピレン系樹
脂粒子の種類とその使用量等によって異なるが、通常、
水１００部に対して分散剤の場合で０．２〜３部、界面
活性剤の場合で０．００１〜０．１部である。 【００１８】また、前記揮発性発泡剤を含有したプロピ
レン系樹脂粒子は水中での分散性を良好なものとするた
めに、通常、水１００部に対して２０〜１００部添加さ
れるのが好ましい。かくして調製された水分散物は加圧
下で加熱されたのち、２〜１０mmφの開孔オリフィスを
通して低圧域に放出され、プロピレン系樹脂粒子が予備
発泡せしめられ、本発明のプロピレン系樹脂予備発泡粒
子が得られる。 【００１９】前記水分散物は予め上記のように耐圧容器
中で加圧下で発泡温度まで加熱されるが、加熱温度は用
いるプロピレン系樹脂の種類、目的とするプロピレン系
樹脂予備発泡粒子の有するＤＳＣ法で測定される高温側
の融点に基づく融解ピーク熱量ＱＨを０．３〜３．５ca
l/g のどの値に選択するかで変わってくるので、一義的
には定められないが、前記した如く、用いたプロピレン
系樹脂粒子のＤＳＣ法によって測定された融点をＴＭ℃
としたとき、ほぼ（ＴＭ−４）〜（ＴＭ＋１０）℃の範
囲から決定される。一方、圧力は主に所定の発泡倍率に
より選択されるが、概ね１０〜５０kg／cm2 −Ｇであ
る。 【００２０】前記耐圧容器には特に限定はなく、上記圧
力及び温度に耐えられるものであればいずれのものでも
使用しうるが、かかる耐圧容器の具体例として、例えば
オートクレーブ型の耐圧容器が挙げられる。 【００２１】次に本発明におけるＤＳＣ法について説明
する。測定装置としては、通常の示査走査熱量計、例え
ばパーキンエルマー（Perkin-Elmer) 社製のＤＳＣ−２
型、理学電気株式会社製のＴＡＳ−１００型等が挙げら
れる。プロピレン系樹脂粒子の融点ＴＭ℃及び予備発泡
粒子の高温側の融点に基づく融解ピーク熱量ＱＨの測定
は、プロピレン系樹脂粒子１〜１０mgのサンプルにつ
き、上記測定装置にて１０℃／分の昇温速度で測定を行
う。 【００２２】第２図はプロピレン系樹脂としてエチレン
含有率３．３重量％のプロピレン−エチレンランダムコ
ポリマーのＴＭを測定した例であり、第１図は第２図で
用いたプロピレン系樹脂を用いて実施例２により得られ
たプロピレン系樹脂予備発泡粒子について高温側の融点
に基づく融解ピーク熱量ＱＨの測定法を示した例であ
る。ＱＨを求めるための直線は、低温側のピークと高温
側のピークとの間のグラフの勾配が０になる点から高温
側のピークの終わる側のグラフに接線をひくことにより
得られる。 【００２３】本発明に用いるポリプロピレン系樹脂の予
備発泡粒子の融解熱量ＱＨは０．３〜３．５cal/g 、好
ましくは０．５〜３．０cal/g のものが用いられるが、
０．３cal/g 未満になると成形体の寸法収縮（ヒケ）が
大きくなる。また、３．５cal/g を越えると、成形体の
表面性が悪くなるとともに内部融着性が悪くなり、加熱
温度を高くする必要があるため、成形サイクルも長くな
る。 【００２４】かくの如くてし得られた予備発泡粒子は耐
圧容器に入れ、ガス圧力により圧縮される。次いで、閉
鎖し得るが密閉し得ない成形用金型内に該予備発泡粒子
を充填した後、金型より過剰のガスを抜く。この時の予
備発泡粒子の圧縮率は１０〜６０％の範囲である。成形
用金型内への予備発泡粒子の充填は、以下に述べる方法
によりなされる。この方法により外観等の品質の良好な
発泡成形体を容易に製造することができる。 【００２５】即ち、予備発泡粒子を圧縮する耐圧容器と
成形用金型とがほぼ同一の圧力になる様にした状態（均
圧状態）で耐圧容器内で圧縮された予備発泡粒子をビー
ズ法型内成形で一般的に用いられているフィーダーによ
り金型内に充填する。金型内が予備発泡粒子で充満され
ると、充填用気体（通常空気が用いられる）が金型内へ
流れ込まなくなり、フィーダー内の過剰の予備発泡粒子
は耐圧容器内へ戻される（吹き戻しと称される）。かく
の如くして、圧縮された予備発泡粒子は金型内に過不足
なく充填される。充填後、フィーダーのピストンを閉
め、金型内の過剰の気体を抜く。次いで、水蒸気にて該
予備発泡粒子を加熱融着させ型通りの成形体として、金
型より取り出し、通常実施されている養生加熱してポリ
プロピレンの型内発泡成形体を得る。 【００２６】次に、第３図に基づき、本発明の実施態様
を説明する。まず、予備発泡粒子供給ライン（１４）よ
りポリプロピレン樹脂の予備発泡粒子を耐圧容器（１
２）内に供給し、加圧ライン（１３）より加圧空気を導
入して耐圧容器（１２）内を所定の圧力にまで昇圧す
る。次いで、キャビティ（１）とコア（２）とからなる
閉鎖し得るが密閉し得ない金型（３）内に、フィーダー
（７）によって、上記の如く耐圧容器（１２）内で圧縮
された予備発泡粒子を充填する。この際、金型（３）と
耐圧容器（１２）とは均圧ライン（１５）により連絡さ
れているので両者は略同じ圧力になっている。 【００２７】フィーダー（７）による予備発泡粒子の充
填は、通常のビーズ法型内成形で行われているのと同様
であり、図示した如く、ピストン（８）が開の状態で充
填用空気（１０）を空気ノズル（９）から金型（３）内
に噴射させると、該充填用空気の流れにより耐圧ホース
（１１）内は雰囲気より減圧状態となり、予備発泡粒子
は金型（３）内に向かって流れ始め、空気ノズル（９）
から噴射空気に乗って金型（３）内に流れ込む。金型
（３）には空気や蒸気は出入りさせるが、予備発泡粒子
は出入りさせない小孔（４）が設けられているので、充
填空気は該小孔（４）を通り均圧ライン（１５）へ導か
れる。そして圧力調整弁（１６）による設定圧力以上の
過剰空気は均圧ライン（１５）に取り付けてある逆止弁
（１７）から外部へ逃し、充填中は系内は所定圧力に保
持される。金型（３）内が予備発泡粒子で充満すると、
充填用空気（１０）は流れなくなり、耐圧ホース（１
１）内の予備発泡粒子とともに耐圧容器（１２）の方へ
吹き戻される。かくして、金型内は過不足のない状態で
予備発泡粒子が充填される。 【００２８】金型（３）内が予備発泡粒子で充填される
と、ピストン（８）を閉じ、金型（３）内の過剰の空気
を逃し〔一般には、ドレン弁（５）、（６）を開けて大
気圧に戻す〕、通常ビーズ法型内発泡成形で行われてい
る方法と同様に蒸気ライン（１８）より蒸気を金型
（３）内に導入して予備発泡粒子を加熱し、該粒子を発
泡、融着させ、冷却水ライン（図示せず）より導入した
水により冷却した後、金型（３）内から発泡成形体を取
り出す。 【００２９】上記の予備発泡粒子の圧縮率は、次の様に
して求める。ポリプロピレンの予備発泡粒子を上記の金
型内に、発泡スチロール等で実施している様なフィーダ
ーでほぼ大気圧状態下で充填した時の該予備発泡粒子の
重量を、上記圧縮充填した後、金型内の過剰なガスを抜
いた後の該予備発泡粒子の重量で除した値であり、下記
式で表される。 上記圧縮率が１０％未満では、成形体の表面性が悪くな
り、ヒケや収縮が起こり易くなり、一方、圧縮率が６０
％を越えると、内部融着が悪くなり、成形サイクルが長
くなるとともに、成形機、金型等の耐圧強度も大きくな
り、経済的でない。 【００３０】 【実施例】次に、実施例、比較例及び参考例に基づき本
発明を更に詳しく説明するが、本発明はかかる実施例の
みに限定されるものではない。 実施例１〜１３、比較例１〜８、参考例１〜２ エチレン−プロピレンランダムコポリマー（住友化学工
業株式会社製の「ノーブレン」、エチレン含量３．３重
量％）のペレット（一粒子重量約１．８mg、ＤＳＣ法融
点ＴＭ１４３．５℃）１００部、ジクロロジフルオロメ
タン２０部〜３５部、分散剤としてパウダー状塩基性第
３リン酸カルシウム１．５部及びｎ−パラフィンスルホ
ン酸ソーダ０．００６部を水３００部とともに耐圧容器
に仕込み、各々所定温度に加熱した。このときの容器内
圧力は約１７〜３０kg／cm2 −Ｇであった。その後、容
器内圧力をジクロロジフルオロメタンを圧入しながら１
７〜３１kg／cm2 −Ｇに保持しつつ、耐圧容器下部のバ
ルブを開いて水分散物を開孔径４mmφのオリフィス板を
通して大気圧下に放出して予備発泡を行ったところ、発
泡倍率９．５〜５０倍の予備発泡粒子が得られた。 【００３１】得られた予備発泡粒子はそれぞれ表１に示
すＤＳＣ法で測定した高温側の融点に基づく融解ピーク
熱量ＱＨを有しており、実施例、比較例ではいずれも予
備発泡粒子を耐圧容器に入れ空気圧で圧縮し、第３図に
示した充填方法により、、２９０×２７０×５０mmのブ
ロック金型内に圧縮率を変えて充填し、約６．０kg／cm
2 −Ｇ〜２．０kg／cm2 −Ｇの水蒸気圧で加熱すること
により成形体を得た。得られた成形体の物性として、成
形体の融着率、寸法収縮率、表面外観を下記の方法によ
り評価した。結果を表１に示す。尚、表１には成形時の
加熱蒸気圧と成形サイクルも付記する。 【００３２】また、参考例はいずれも予備発泡粒子を耐
圧容器に入れ、７０℃×９kg／cm2−Ｇの空気で１２０
分加圧処理し予備発泡粒子に内圧を付与した後、大気圧
下に取り出し、前記金型内に充填し、約３．５、２．０
kg／cm2 −Ｇの水蒸気で加熱することにより成形体を得
た。物性等を表１に示す。尚、金型に充填する直前の粒
子内圧を参考までに付記する。 【００３３】融着率：成形体の表面にナイフで約５mmの
深さのクラックを入れたのち、このクラックに沿って成
形体を割り、破断面を観察し、粒子の全個数に対する破
壊粒子数の割合を求める。 ◎：融着率８０％以上 ○：融着率６０％〜８０％未満 △：融着率５０％〜６０％未満 ×：融着率５０％未満 通常、成形体として満足すべき融着率の水準は少なくと
も６０％である。 【００３４】寸法収縮率：成形品寸法をノギスで測定し
て、この金型寸法に対する収縮率を計算する。 ◎：収縮率２％未満 ○：収縮率２〜３％未満 △：収縮率３％〜５％未満 ×：収縮率５％以上 【００３５】表面外観：次の尺度で成形体を評価する。 ○：表面に凹凸がなく、各粒子間隙もほとんどない △：表面に凹凸はないが、各粒子間隙がやや目立つ ×：表面に凹凸があり、各粒子間隙が極めて大きい 【００３６】 【表１】 【００３７】 【発明の効果】表１の結果から、予備発泡粒子のＤＳＣ
法による高温側の融点に基づく融解ピーク熱量ＱＨが
０．３〜３．５cal/g の範囲にあり、型内発泡成形の金
型への予備発泡粒子の圧縮率が１０〜６０％の範囲であ
れば、寸法収縮率の少ない（寸法精度良好）、融着率及
び表面外観の優れたポリプロピレンの型内発泡成形体を
高い生産性で製造することができる。また本発明によれ
ば通常のビーズ法型内成形で実施されている如く、金型
内に予備発泡粒子を充填後、吹き戻しを行うことによ
り、複雑な金型形状であっても金型内に予備発泡粒子を
均一に且つ過不足なく充填できるので、成形体のフィー
ダー部付近の仕上がり外観、融着性においても、十分満
足し得る製品が得られる。更に、予備発泡粒子を加圧処
理して該粒子に内圧を付与し、型内成形する従来法に比
較して初期設備投資が少なくて済み、成形体の品質も遜
色のないものが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例２で得られた本発明のプロピレン系樹脂
予備発泡粒子のＤＳＣ法チャートの例で、高温側の融点
に基づく融解ピーク熱量ＱＨの求め方に関する説明図で
ある。 【図２】本発明に用いるプロピレン系樹脂のＤＳＣ法に
よる融点ＴＭの測定例を示すＤＳＣチャートである。 【図３】本発明方法を実施するための装置の一例を示す
概要図である 【符号の説明】 １ キャビティ ２ コア ３ 金型 ４ 小孔 ５，６ ドレン弁 ７ フィーダー ８ ピストン、 ９ 空気ノズル １０ 充填用空気、 １１ 耐圧ホース １２ 耐圧容器、 １３ 加圧ライン １４ 予備発泡粒子供給ライン １５ 均圧ライン、 １６ 圧力調整弁 １７ 逆止弁、 １８ 蒸気ライン
予備発泡粒子のＤＳＣ法チャートの例で、高温側の融点
に基づく融解ピーク熱量ＱＨの求め方に関する説明図で
ある。 【図２】本発明に用いるプロピレン系樹脂のＤＳＣ法に
よる融点ＴＭの測定例を示すＤＳＣチャートである。 【図３】本発明方法を実施するための装置の一例を示す
概要図である 【符号の説明】 １ キャビティ ２ コア ３ 金型 ４ 小孔 ５，６ ドレン弁 ７ フィーダー ８ ピストン、 ９ 空気ノズル １０ 充填用空気、 １１ 耐圧ホース １２ 耐圧容器、 １３ 加圧ライン １４ 予備発泡粒子供給ライン １５ 均圧ライン、 １６ 圧力調整弁 １７ 逆止弁、 １８ 蒸気ライン
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．プロピレン系樹脂予備発泡粒子をガス圧で加圧圧縮
し、閉鎖し得るが密閉し得ない金型に充填した後、該金
型よりガスを抜いた後水蒸気にて加熱・融着させ型通り
の成形体を製造する方法において、示差走査熱量計法に
よる測定で２つの融点を有し、該２つの融点のうち高温
側の融点に基づく融解ピーク熱量ＱＨが０．３〜３．５
cal/g であるプロピレン系樹脂予備発泡粒子を予備発泡
粒子充填用加圧タンク内で圧縮し、次いで予備発泡粒子
充填用加圧タンク内と金型内とを均圧に保持した状態で
前記圧縮したポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子を圧縮
率が１０〜６０％になるように金型内に圧縮充填する事
を特徴とするポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体の製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8093663A JP2790791B2 (ja) | 1986-09-16 | 1996-03-22 | ポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61-218708 | 1986-09-16 | ||
| JP21870886 | 1986-09-16 | ||
| JP8093663A JP2790791B2 (ja) | 1986-09-16 | 1996-03-22 | ポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体の製造方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62227868A Division JPH0659694B2 (ja) | 1986-09-16 | 1987-09-10 | ポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08300387A JPH08300387A (ja) | 1996-11-19 |
| JP2790791B2 true JP2790791B2 (ja) | 1998-08-27 |
Family
ID=26434966
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8093663A Expired - Fee Related JP2790791B2 (ja) | 1986-09-16 | 1996-03-22 | ポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2790791B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4917221B2 (ja) * | 2001-08-24 | 2012-04-18 | 株式会社ジェイエスピー | ポリ乳酸発泡粒子成形体の製造方法 |
| CN110183713B (zh) * | 2019-06-25 | 2022-06-10 | 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 | 一种聚丁烯发泡珠粒(epb)的制备方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2542452A1 (de) | 1975-09-24 | 1977-04-14 | Basf Ag | Verfahren zur herstellung von schaumstoff-formkoerpern aus olefinpolymerisaten |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6049040A (ja) * | 1983-08-29 | 1985-03-18 | Japan Styrene Paper Co Ltd | ポリプロピレン系樹脂発泡粒子 |
-
1996
- 1996-03-22 JP JP8093663A patent/JP2790791B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2542452A1 (de) | 1975-09-24 | 1977-04-14 | Basf Ag | Verfahren zur herstellung von schaumstoff-formkoerpern aus olefinpolymerisaten |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08300387A (ja) | 1996-11-19 |
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