JP6701783B2 - 長鎖分岐ポリプロピレン樹脂組成物を含む非発泡層を有する多層発泡シート - Google Patents
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Description
すなわち、長鎖分岐構造を有するポリプロピレンを含む樹脂組成物を含む非発泡層は、発泡による体積膨張の際に、ひずみ硬化(ひずみによる粘度の上昇)が起こることで、発泡による過度な膨張を規制し、コルゲートを抑制することができることを見出した。
また、コルゲートを抑制する為に、特定の非発泡層を設けることにより、ガス抜けも抑制される為、発泡倍率が向上し、これを表面層として用いた場合には、表面の平滑性の向上も得られる。
[1] 長鎖分岐構造を有するポリプロピレン樹脂(X1)5〜100重量%と、長鎖分岐構造を有さないポリプロピレン樹脂(X2)0〜95重量%とからなるポリプロピレン樹脂組成物(X)(ただし、ポリプロピレン樹脂(X1)とポリプロピレン樹脂(X2)の合計量を100重量%とする。)を含む非発泡層と、
ポリプロピレン系樹脂(W)からなり、発泡倍率が4.0以上の発泡層と
を含む、多層発泡シート。
[2] ポリプロピレン樹脂(W)は、長鎖分岐構造を有さないポリプロピレン樹脂である請求項1に記載の多層発泡シート。
[3] 請求項1又は2に記載の多層発泡シートから成る多層発泡成形体。
[4] 長鎖分岐構造を有するポリプロピレン樹脂(X1)5〜100重量%と、長鎖分岐構造を有さないポリプロピレン樹脂(X2)0〜95重量%とからなるポリプロピレン樹脂組成物(X)(ただし、ポリプロピレン樹脂(X1)とポリプロピレン樹脂(X2)の合計量を100重量%とする。)を含む非発泡層用樹脂組成物と、
ポリプロピレン系樹脂(W)及び発泡剤を含む発泡層用樹脂組成物とを、
サーキュラーダイから共押出することを特徴とする多層発泡シートの製造方法。
[5]ポリプロピレン樹脂(W)は、長鎖分岐構造を有さないポリプロピレン樹脂である請求項4に記載の多層発泡シートの製造方法。
その成形体は、耐衝撃性、軽量性、剛性、耐熱性、断熱性、耐油性等に優れていることより、電子レンジによる加熱やホット飲料等の熱い液体の充填などにも対応したトレー、皿、カップなどの食品容器や自動車ドアトリム、自動車トランクマットなどの車両内装材、建材や包装、文具などに好適に利用することができる。
以下に本発明の多層発泡シートについて説明する。
本発明の多層発泡シートは、長鎖分岐構造を有するポリプロピレン樹脂(X1)5〜100重量%(100重量%を含む)と、長鎖分岐構造を有さないポリプロピレン樹脂(X2)0〜95重量%とからなるポリプロピレン樹脂組成物(X)(ただし、ポリプロピレン樹脂(X1)とポリプロピレン樹脂(X2)の合計量を100重量%とする。)を含む非発泡層と、ポリプロピレン系樹脂(W)からなり、発泡倍率が4.0以上の発泡層とを含む。すなわち、本発明の多層発泡シートは、ポリプロピレン系樹脂組成物(W)を発泡層、ポリプロピレン樹脂組成物(X)を非発泡層とする。
本発明における多層発泡シートは、ポリプロピレン樹脂組成物(X)からなる非発泡層を備えることが必要である。
ポリプロピレン樹脂組成物(X)からなる非発泡層は、発泡過程における溶融樹脂の体積膨張速度を抑制する為に必要な層であり、ダイスから吐出された溶融樹脂の発泡による体積膨張を抑制する為に、長鎖分岐構造を有するポリプロピレン樹脂(X1)を含むことが必要である。この時、ポリプロピレン樹脂組成物(X)は、コルゲートを抑制する為に充分な量のポリプロピレン樹脂(X1)を含むことが必要であるが、長鎖分岐を有さないポリプロピレン樹脂(X2)を含むことが可能である。
本発明で用いられる長鎖分岐構造を有するポリプロピレン樹脂(X1)は、プロピレン単独重合体であっても、プロピレン共重合体であってもよい。プロピレン共重合体である場合、コモノマーは、エチレン及び炭素数4〜10のα−オレフィンからなる群から選ばれる少なくとも1種のオレフィンであり、ポリプロピレン樹脂(X1)中のコモノマーの含量は、3重量%以下であることが好ましい。ポリプロピレン樹脂(X1)は、プロピレン単独重合体である方が、耐熱性や剛性が高く好ましい。
分岐指数g’は、長鎖分岐に関する、直接的な指標として知られている。「Developments in Polymer Characterization−4」(J.V. Dawkins ed. Applied Science Publishers, 1983)に詳細な説明があるが、分岐指数g’の定義は、以下の通りである。
[η]br:長鎖分岐構造を有するポリマー(br)の固有粘度
[η]lin:ポリマー(br)と同じ分子量を有する線状ポリマーの固有粘度
[測定方法]
GPC:Alliance GPCV2000(Waters社)
検出器:接続順に記載
多角度レーザー光散乱検出器(MALLS):DAWN−E(Wyatt Technology社)
示差屈折計(RI):GPC付属
粘度検出器(Viscometer):GPC付属
移動相溶媒:1,2,4−トリクロロベンゼン(Irganox1076を0.5mg/mLの濃度で添加)
移動相流量:1mL/分
カラム:東ソー社 GMHHR−H(S) HTを2本連結
試料注入部温度:140℃
カラム温度:140℃
検出器温度:全て140℃
試料濃度:1mg/mL
注入量(サンプルループ容量):0.2175mL
多角度レーザー光散乱検出器(MALLS)から得られる絶対分子量(Mabs)、二乗平均慣性半径(Rg)、および、Viscometerから得られる極限粘度([η])を求めるにあたっては、MALLS付属のデータ処理ソフトASTRA(version4.73.04)を利用し、以下の文献を参考にして計算を行う。
参考文献:
1.「Developments in Polymer Characterization−4」(J.V. Dawkins ed. Applied Science Publishers, 1983. Chapter1.)
2.Polymer, 45, 6495−6505(2004)
3.Macromolecules, 33, 2424−2436(2000)
4.Macromolecules, 33, 6945−6952(2000)
[13C−NMR]
13C―NMRは、上述のように、短鎖分岐構造と長鎖分岐構造を区別することができる。Macromol.Chem.Phys.2003,vol.204,1738に詳細な説明があるが、以下の通りである。
長鎖分岐構造を有するプロピレン系重合体は、下記構造式(1)に示すような特定の分岐構造を有する。構造式(1)において、Ca、Cb、Ccは、分岐炭素に隣接するメチレン炭素を示し、Cbrは、分岐鎖の根元のメチン炭素を示し、P1、P2、P3は、プロピレン系重合体残基を示す。
P1、P2、P3は、それ自体の中に、構造式(1)に記載されたCbrとは、別の分岐炭素(Cbr)を含有することもあり得る。
分岐メチン炭素Cbrに近接する3つのメチレン炭素が、ジアステレオトピックに非等価に3本に分かれて観測されることが特徴である。
なお、本発明における13C−NMRの測定方法については特許第4553966号に詳細が記載されているが、下記の通りである。
[13C−NMR測定方法]
本発明のプロピレン系重合体の分岐構造に関して、下記NMR分光計を用い、下記条件で分岐構造の測定および解析をおこなった。
試料470mgをNMRサンプル管(10φ)中で重水素化1,1,2,2−テトラクロロエタン2.6mlに完全に溶解させた後、120℃で加熱した後、測定をおこなった。ケミカルシフトは、重水素化1,1,2,2−テトラクロロエタンの3本のピークの中央のピークを74.2ppmに設定した。他の炭素ピークのケミカルシフトは、これを基準とする。
機器名:Varian製 Unity Inova
フリップ角:90度
パルス繰り返し時間:15.0秒
共鳴周波数:125.7MHz
積算回数:14,400回
本発明におけるコルゲートの抑制効果を十分に発揮する為には、成形時にダイスから吐出された樹脂の過度な体積膨張を制御する為に有用な指標として溶融張力を用いることができる。高い溶融張力を有する樹脂が、非発泡層に配置されると、発泡過程において発泡層の体積膨張速度を抑制することができるので、過度な膨張によって発生するコルゲートを抑制する効果が高くなる。本発明に係るポリプロピレン樹脂(X1)の溶融張力(MT)は2〜25gであることが好ましい。本発明における溶融張力(MT)は、以下の条件で測定した値とする。
測定装置:(株)東洋精機製作所製キャピログラフ1B
キャピラリー:直径2.0mm、長さ40mm
シリンダー径:9.55mm
シリンダー押出速度:20mm/分
引き取り速度:4.0m/分(但し、MTが高すぎて樹脂が破断してしまう場合には、引き取り速度を下げ、引き取りのできる最高の速度で測定する。)
温度:230℃
MTを上記の範囲に制御する具体的な手法としては、MFRを調整する方法や、触媒製造法(特に錯体の担持比率)を調整すること、電子線照射を行うこと、或いは造粒工程で過酸化物等を添加したりすることで長鎖分岐の数を変える方法がある。長鎖分岐の数を増やしたり、MFRを低くしたりすると、MTは高くなる。一方、MTを低くするには、逆方向に調整すれば良い。
本発明におけるMFRは、JIS K7210:1999「プラスチック―熱可塑性プラスチックのメルトマスフローレイト(MFR)およびメルトボリュームフローレイト(MVR)の試験方法」のA法、条件M(230℃、2.16kg荷重)に準拠して測定した値である。
MFRを上記の範囲に調整する具体的な方法として、重合時に添加する水素の量を変更する方法を挙げることができる。水素は、プロピレンの重合において、連鎖移動剤として作用するため、水素の添加量を増やせば、MFRが上がり、逆に、添加量を下げれば、MFRを下げることができる。重合槽内部の水素濃度に対するMFRの値は、使用する触媒や他の重合条件によって異なるが、触媒種やその他の重合条件に応じて事前に水素濃度とMFRの関係を把握し、望みのMFRの値となるよう水素濃度を調整することは、当業者にとって極めて容易なことである。
2gの試料を300mlのp−キシレン(0.5mg/mlのBHTを含む)に130℃で溶解させ溶液とした後、25℃で12時間放置する。その後、析出したポリマーを濾別し、濾液からp−キシレンを蒸発させ、さらに100℃で12時間減圧乾燥し25℃キシレン可溶成分を回収する。この回収成分の重量の仕込み試料重量に対する割合[重量%]をCXSと定義する。
CXSを上記の範囲に調整する具体的な方法として、触媒の選定を挙げることができる。長鎖分岐を有するポリプロピレンのCXSを決定する最も重要な因子は、触媒であり、公知の触媒の中から、CXSを満たすものを選択すればよい。
13C−NMRの測定条件も、特開2009−275207号公報に従う。
本発明において、mm分率は95%以上が好ましく、より好ましくは96%以上であり、さらに好ましくは97%以上である。
mm分率を上記の範囲に調整する具体的な方法として、触媒の選定を挙げることができる。長鎖分岐を有するポリプロピレンのmm分率を決定する最も重要な因子は、触媒であり、公知の触媒の中からmm分率を満たすものを選択すればよい。
ポリプロピレン樹脂(X2)については、長鎖分岐構造を有さないものであれば、その種類は特に限定されるものでは無く、長鎖分岐構造を含まない直鎖状のホモポリプロピレン、プロピレン−α−オレフィンランダム共重合体、ブロックポリプロピレン等のいずれでも使用することができる。前記α−オレフィンとしては、エチレン、ブテン−1、ペンテン−1、ヘキセン−1、4−メチルペンテン−1等が例示できる。ポリプロピレン樹脂(X2)の種類としては、直鎖状のホモポリプロピレン、プロピレン−エチレンランダム共重合体、ブロックポリプロピレンが例示できる。
ホモポリプロピレン(X2H)、プロピレン−エチレンランダム共重合体(X2C)はプロピレンの単独重合体又は、プロピレンと約10重量%未満のエチレンとのランダム共重合体であり、ホモポリプロピレン(X2H)、プロピレン−エチレンランダム共重合体(X2C)は、炭素数4〜10のα−オレフィンからなる群から選ばれる少なくとも1種のオレフィンをコモノマーとして例えば3重量%以下含んでいてもよい。
炭素数4〜10のα−オレフィンの具体例としては、1−ブテン、1−ヘキセン、1−オクテンを挙げることができる。コモノマーの中で最も好ましいのは、エチレンと1−ブテンである。
コモノマー含量の制御は、重合槽に供給するモノマーの量比(例:プロピレンに対するエチレンの量比)を適宜調整することによって行うのが通例である。用いる触媒の共重合特性を事前に調べておいて、重合槽のガス組成が望みのコモノマー含量に対応する値になるようモノマーの供給量比を調整すればよい。
MFRを調整する具体的な方法として、重合時に添加する水素の量を変更する方法を挙げることができる。
なお、MFRの測定法は上記したとおりである。
ブロックポリプロピレン(X2Y)は、通常、ポリプロピレン成分とプロピレン−エチレン共重合体成分とのリアクターブレンドである。ポリプロピレン成分としては、上記に説明したホモポリプロピレン(X2H)、プロピレン−エチレンランダム共重合体(X2C)、又はこれらの混合物であることが好ましい。
プロピレン−エチレンランダム共重合体成分の固有粘度については、より好ましくは6dl/g以上、更に好ましくは7dl/g以上、最も好ましくは8dl/g以上であり、より好ましくは16dl/g以下、更に好ましくは13dl/g以下、最も好ましくは11dl/g以下である。
プロピレン−エチレンランダム共重合体成分の固有粘度を調整する具体的な方法として、重合時の水素濃度を変更する方法を挙げることができる。
ブロックポリプロピレン(X2Y)中のプロピレン−エチレンランダム共重合体成分の含量については、好ましくは3重量%以上、より好ましくは5重量%以上、更に好ましくは8重量%以上、最も好ましくは10重量%以上であり、好ましくは45重量%以下、より好ましくは40重量%以下、更に好ましくは35重量%以下、最も好ましくは30重量%以下である。
なお、ブロックポリプロピレン(X2Y)全量を100重量%とするので、ポリプロピレン成分の含量は、100重量%からプロピレン−エチレンランダム共重合体成分の含量を減じた値となる。
ブロックポリプロピレンの固有粘度が上記を満たすと、非発泡層を表面層として用いた場合に、多層発泡シート外観が良好になりやすい。
ポリプロピレン樹脂組成物(X)中におけるポリプロピレン樹脂(X1)の割合については、ポリプロピレン樹脂組成物(X)に対して5〜100重量%(100重量%を含む)含有することが必要であり、好ましくは10〜100重量%、更に好ましくは15〜100重量%である。これにより通常の直鎖状のポリプロピレン樹脂に比較して、高い溶融張力を得ることができ、該樹脂組成物を発泡シートの非発泡層として設けることで製造中のコルゲートを抑制することが可能である。
ポリプロピレン樹脂組成物(X)全量に対する、ポリプロピレン樹脂(X2)の量の範囲としては、0〜95重量%、好ましくは0〜90重量%、更に好ましくは0〜85重量%である。ポリプロピレン樹脂(X2)により、非発泡層の流動性を調節することが可能である。
このとき、押出成形に用いるためには、溶融混練し、樹脂組成物は、ペレット化されていることが好ましい。樹脂組成物のペレット化の方法としては、
a.ポリプロピレン樹脂(X1)及び(X2)と任意の添加剤を混合したものを溶融混練しペレット化する。
b.ポリプロピレン樹脂(X1)と任意の添加剤を混合したものを溶融混練しペレット化し、このペレットにポリプロピレン樹脂(X2)と任意の添加剤をさらに混合してから、溶融混練しペレット化する。
b’.ポリプロピレン樹脂(X2)と任意の添加剤を混合したものを溶融混練しペレット化し、このペレットにポリプロピレン樹脂(X1)と任意の添加剤をさらに混合してから、溶融混練しペレット化する。
c.ポリプロピレン樹脂(X1)と任意の添加剤を混合したものと、ポリプロピレン樹脂(X2)と任意の添加剤を混合したものを各々溶融混練し、各々のペレットを得て、得られた各々のペレットを混合する。
d.ポリプロピレン樹脂(X1)と任意の添加剤を混合したものと、ポリプロピレン樹脂(X2)と任意の添加剤を混合したものを各々溶融混練し、各々のペレットを得て、得られた各々のペレットを混合し、さらにこれを溶融混練しペレット化する。
といった方法を用いることができる。
ここでMTは、(株)東洋精機製作所製キャピログラフ1Bを用いて、キャピラリー:直径2.0mm、長さ40mm、シリンダー径:9.55mm、シリンダー押出速度:20mm/分、引き取り速度:4.0m/分、温度:230℃の条件で、測定したときの溶融張力を表し、単位はグラムである。MTの上限値については、これを特に設ける必要は無いが、MTが40g以下であれば、流動性が良くなり、表面荒れ等が抑制されやすいため、好ましくは40g以下、さらに好ましくは35g以下、もっとも好ましくは30g以下である。溶融張力が上記範囲であれば、発泡層と非発泡層の相性が良くなり、多層シート成形時、各層間での界面荒れを効果的に抑制出来ることが多く、コルゲートの抑制効果も得られ易い。
MTを上記の範囲内に調整する方法は、幾つかある。例えば、ポリプロピレン樹脂(X1)及び(X2)のMTを変更することでも良いし、ポリプロピレン樹脂(X1)及び(X2)の配合割合を変更することでも良い。一般に、溶融張力の高い長鎖分岐構造を有するポリプロピレン成分(X1)の含量を高くすれば、樹脂組成物のMTを高くすることができる。
発泡層用のポリプロピレン系樹脂(W)としては、特に制限は無いが、押出発泡に適するものが好ましく、例えば、特開2013−100491号に記載されている、特定の2成分からなるポリプロピレン系組成物や、特開2009−67948号に記載されるような、直鎖状で高い溶融張力を有するポリプロピレン樹脂等が挙げられる。
発泡層用のポリプロピレン系樹脂(W)としては、ホモポリプロピレン、プロピレン−α−オレフィンランダム共重合体、ブロックポリプロピレン等が挙げられる。
多層発泡シートの製造方法としては、ダイ出口形状が円形を有するサーキュラーダイが接続された押出機を用いて樹脂と発泡剤とを混練し、押出された溶融樹脂をサーキュラーダイのスリット径よりも外径の大きい冷却マンドレルにより延伸、冷却し、続いてカッター等を用いて筒状の発泡体を切り開くことで多層発泡シートとする、サーキュラー発泡が適用される。多層化の為に、発泡層用と非発泡層用の各樹脂をそれぞれ別の押出機で溶融混練し、多層のマンドレルダイやマルチスタックダイ、多層スパイダーマンドレルダイ、多層スパイラルマンドレルダイ等で各層を積層することができる。
5.任意成分
本発明の効果を損なわない限り、発泡層、非発泡層の各層は、他の熱可塑性樹脂として、ポリエチレン系樹脂やエラストマーなどを含んでいても良い。
モノフェノール型の化合物では、2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール(通称:BHT)、トコフェロール(ビタミンE)、n−オクタデシル−3−(4’−ヒドロキシ−3’,5’−ジ−t−ブチルフェニル)プロピオネート(商品名:Irganox1076、スミライザーBP−76)を例示することができる。
テトラフェノール型の化合物では、テトラキス{メチレン−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート}メタン(商品名:Irganox1010)を例示することができる。
ホスファイト型の化合物では、トリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ホスファイト(商品名:Irgafos168、スミライザーP−16、アデカスタブ2112)、トリスノニルフェニルホスファイト(商品名:スミライザーTNP、アデカスタブ1178)、トリス(ミックスド,モノ−ジノニルフェニルホスファイト)(商品名:アデカスタブ329K)、テトラキス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)−4,4’−ビフェニレンジホスホナイト(通称:P−EPQ)、環状ネオペンタンテトライルビス(2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェニルフォスファイト)(商品名:アデカスタブPEP−36)を例示することができる。
スルフィド型の化合物では、ジラウリル−3,3’−チオ−ジプロピオネート(通称:DLTDP)、ジ−ミリスチル−3,3’−チオ−ジプロピオネート(通称:DMTDP)、ジステアリル−3,3’−チオ−ジプロピオネート(通称:DSTDP)、ペンタエリスリトール−テトラキス−(3−ラウリルチオ−プロピオネート)(商品名:スミライザーTP−D、アデカスタブAO−412S)を例示することができる。
紫外線吸収剤は、紫外線領域に吸収帯を持つ化合物であり、トリアゾール系、ベンゾフェノン系、サリシレート系、シアノアクリレート系、ニッケルキレート系、無機微粒子系、などが知られている。この中で最も汎用的に用いられているのは、トリアゾール系である。
以下、紫外線吸収剤として代表的な化合物を例示する。
トリアゾール系の化合物では、2−(2’−ヒドロキシ−5’−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール(商品名:スミソーブ200、TinuvinP)、2−(2’−ヒドロキシ−5’−t−オクチルフェニル)ベンゾトリアゾール(商品名:スミソーブ340、Tinuvin399)、2−(2’−ヒドロキシ−3’,5’−ジ−t−ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール(商品名:スミソーブ320、Tinuvin320)、2−(2’−ヒドロキシ−3’,5’−ジ−t−アミルフェニル)ベンゾトリアゾール(商品名:スミソーブ350、Tinuvin328)、2−(2’−ヒドロキシ−3’−t−ブチル−5’−メチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール(商品名:スミソーブ300、Tinuvin326)を例示することができる。
ベンゾフェノン系の化合物では、2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン(商品名:スミソーブ110)、2−ヒドロキシ−4−n−オクトキシベンゾフェノン(商品名:スミソーブ130)を例示することができる。
サリシレート系の化合物では、4−t−ブチルフェニルサリシレート(商品名:シーソーブ202)を例示することができる。シアノアクリレート系の化合物では、エチル(3,3−ジフェニル)シアノアクリレート(商品名:シーソーブ501)を例示することができる。ニッケルキレート系の化合物では、ジブチルジチオカルバミン酸ニッケル(商品名:アンチゲンNBC)を例示することができる。無機微粒子系の化合物では、TiO2、ZnO2、CeO2を例示することができる。
以下、HALSとして代表的な化合物を例示する。
セバケート型の化合物では、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート(商品名:アデカスタブLA−77、Tinuvin770)、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)セバケート(商品名:Tinuvin765)を例示することができる。
ブタンテトラカルボキシレート型の化合物では、テトラキス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)−1,2,3,4−ブタンテトラカルボキシレート(商品名:アデカスタブLA−57)、テトラキス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)−1,2,3,4−ブタンテトラカルボキシレート(商品名:アデカスタブLA−52)、1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸と2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジノール及びトリデシルアルコールとの縮合物(商品名:アデカスタブLA−67)、1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸と1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジノール及びトリデシルアルコールとの縮合物(商品名:アデカスタブLA−62)を例示することができる。
コハク酸ポリエステル型の化合物では、コハク酸と1−(2−ヒドロキシエチル)−4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジンとの縮合重合体を例示することができる。
トリアジン型の化合物では、N,N’−ビス(3−アミノプロピル)エチレンジアミン・2,4−ビス{N−ブチル−N−(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)アミノ}−6−クロロ−1,3,5−トリアジン縮合物(商品名:Chimassorb199)、ポリ{6−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)アミノ−1,3,5−トリアジン−2,4−ジイル}{(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ}ヘキサメチレン{(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ}(商品名:Chimassorb944)、ポリ(6−モルホリノ−s−トリアジン−2,4−ジイル){(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ}ヘキサメチレン{(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ}(商品名:Chimasorb3346)を例示することができる。
このうち、高級脂肪酸アミドの具体例としては、ラウリル酸アミド、パルミチン酸アミド、ステアリン酸アミド、オレイン酸アミド、エルシン酸アミド、ベヘン酸アミド、を挙げることができる。脂肪酸アミド化合物は、アルキル鎖上やN上に置換基を有していても良い。置換基を有する脂肪酸アミド化合物の例としては、ヒドロキシステアリン酸アミド、N−オレイルパルミチン酸アミド、N−ステアリルオレイン酸アミド、N−ステアリルエルシン酸アミド、メチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスステアリン酸アミド、を挙げることができる。
カルボン酸塩型の化合物では、ステアリン酸カルシウムとステアリン酸亜鉛を例示することができる。無機化合物では、ハイドロタルサイト、並びに、水酸化アルミニウムと炭酸リチウムの包摂物(商品名:ミズカラック)を例示することができる。
本発明の多層発泡シートは、熱成形に用いることができる。ここでいう熱成形とは、一般に、プラスチックシートを加熱軟化して所望の型に押しあてて成形することであり、型と材料の隙間にある空気を排除し大気圧により型に密着させて成形する真空成形、及び大気圧以上の圧縮空気を利用して成形する圧空成形、真空および圧空を併用した真空圧空成形等がある。
熱成形法は、特に制限されるものではなく、例えば、プラグ成形、マッチド・モールド成形、プラグアシスト成形などの方法を例示することができる。
また、紙コップ等の製造に一般的に用いられるような成形方法を用いて、コップ状の成形体を得ることもできる。ここでいう紙コップ等の製造に一般的に用いられるような成形方法とは、扇形に打ち抜いた胴部材と、円形に打ち抜いた底面部材をそれぞれ準備し、底面部材の周縁部に、丸めた胴部の下端を巻き込んで加熱融着することによってコップ状に成形する方法である。
以上で得られた成形体は、電子レンジによる加熱や高温の液体の充填に対応するトレー、コップ、皿、カップなどの発泡食品容器や自動車ドアトリム、自動車トランクマットなどの車両内装材、建材、断熱材、包装、文具等に好適である。
実施例および比較例において、ポリプロピレン樹脂組成物、多層発泡シート、その構成成分についての諸物性は、下記の評価方法に従って、測定、評価した。
実施例および比較例により得られたポリプロピレン系(多層)発泡シートから試験片を切出し、試験片重量(g)を、該試験片の外形寸法から求められる体積(cm3)で割って求めた。JIS K7222に準じて測定し、密度を求めた。
製造中のコルゲート評価は、各実施例及び各比較例で得られたポリプロピレン系樹脂組成物発泡シートの製造中に以下の基準で目視評価した。
◎:ダイス出口でコルゲートが全く認められない。
○:ダイス出口では、コルゲートが確認されるが、冷却マンドレル以降ではコルゲートの影響は認められない。
△:ダイス出口でコルゲートが確認され、冷却マンドレル以降でもコルゲートの影響が局所的に認められる。
×:ダイス出口でのコルゲートが顕著で、冷却マンドレル以降でもコルゲートの影響が広範に認められる。
発泡シートの表面外観評価は、各実施例及び各比較例で得られたポリプロピレン系樹脂組成物発泡シートを以下の基準で目視評価した。
◎:発泡シート表面に目視での凹凸が確認されず、平滑である。
○:発泡シート表面には目視で凹凸が認められるが、平滑である。
×:発泡シート表面に、気泡による凹凸が確認され、粗さが目立つ。
下記のポリプロピレン系樹脂PP−1〜PP−7を使用した。
長鎖分岐構造を有するポリプロピレンPP−1及びPP−2として日本ポリプロ株式会社製WAYMAX MFX3及びWAYMAX MFX6を用いた。PP−1及びPP−2を分析した結果を表1に示す。13C−NMR測定と分岐指数g’測定結果から、このポリプロピレンに長鎖分岐が存在することを確認した。
PP−3として、日本ポリプロ社製のブロックポリプロピレン(MFR=1.5g/cm3、MT=3.5g)を用いた。
PP−3を分析した結果を表−2に示す。
PP−4
PP−4として、日本ポリプロ社製のブロックポリプロピレン(MFR=2.6g/cm3、MT=2.9g)を用いた。
PP−4を分析した結果を表−2に示す。
ブロックポリプロピレンPP−5として、日本ポリプロ株式会社製BC3BRFを用いた。
ブロックポリプロピレンPP−5を分析した結果を表2に示す。
PP−6
ブロックポリプロピレンPP−6として、日本ポリプロ株式会社製FTS3000を用いた。
ブロックポリプロピレンPP−6を分析した結果を表2に示す。
PP−7
ホモポリプロピレンPP−7として、日本ポリプロ株式会社製MA1Bを用いた。
ホモポリプロピレンPP−7を分析した結果を表2に示す。
なお、PP−3〜PP−7は、13C−NMRと分岐指数g’の測定結果から、長鎖分岐構造を有さないものであることを確認した。
ポリプロピレン(PP−1)70重量部と、ブロックポリプロピレン(PP−3)30重量部をドライブレンドし、二軸押出機で溶融混練して、ポリプロピレン樹脂組成物(X−1)を得た。また、ポリプロピレン(PP−2)70重量部と、ブロックポリプロピレン(PP−4)30重量部をドライブレンドしてポリプロピレン樹脂組成物(X―2)を得た。また、ポリプロピレン(PP−7)70重量部と、ブロックポリプロピレン(PP−4)30重量部をドライブレンドしてポリプロピレン樹脂組成物(X―3)を得た。ポリプロピレン樹脂組成物(X−1、X−2及びX−3)のMFR、MTの評価結果を表3に示した。
1)使用原料
発泡層用ポリプロピレン系樹脂組成物、気泡調整剤、非発泡層用ポリプロピレン樹脂組成物として、以下の材料を用いた。
・発泡層用ポリプロピレン系樹脂組成物に含まれるポリプロピレン系樹脂(W)としてブロックポリプロピレンPP−5
・非発泡層用ポリプロピレン樹脂組成物としてポリプロピレン樹脂組成物(X−1)
・気泡調整剤:100重量部のPP−5に対して0.5重量部の化学発泡剤(商品名:ハイドロセロールCF40E−J、日本ベーリンガーインゲルハイム社製)
2)サーキュラー押出発泡による多層発泡シートの製造
以下のように多層発泡シートを製造した。
2−1)多層発泡シートを製造するため、発泡層用ポリプロピレン系樹脂組成物を、1段目及び2段目押出機のスクリュー径がそれぞれ40mmΦ、50mmΦのタンデム型押出機の原料供給ホッパーに投入した。1段目押出機のシリンダー設定温度を230℃として、樹脂を加熱溶融して可塑化するとともに気泡調整剤を分解し、ガス注入ポンプを使用してブタンガスを0.35kg/h注入、混合させた後、2段目の押出機の設定温度を165℃として速やかに冷却し、その発泡層用プロピレン系樹脂組成物を、設定温度を165℃とした押出機先端に取付けられたサーキュラーダイ(口径=55mmΦ、ギャップ=0.75mm)より大気中に押出して発泡させた。また、非発泡層用ポリプロピレン樹脂組成物(X−1)については、口径30mmΦの押出機の原料供給ホッパーに投入し、シリンダー設定温度を190℃としてポリプロピレン樹脂(X−1)を加熱溶融した後、多層スパイラルマンドレルで発泡層の内側に積層し、発泡層と共にサーキュラーダイ先端から共押出して積層発泡体を製造した。発泡層用組成物と非発泡層用組成物との合計押出量は15kg/hとした。
2−2)該発泡体を外径120mmΦの冷却マンドレルに通して冷却し、続いてローターカッターにより切り開いてシートとし、引取ロール、ピンチロール及び巻取ロールによってシートの巻取を行った。シート厚みは引取ロールの速度で調整した。
得られた発泡シートは、発泡層の密度が0.196g/cm3であり、外観良好なものであった。発泡シートの評価結果を表4に示す。
非発泡層の配置を、発泡層の外側(実施例2)、或いは両側(実施例3)とした以外は実施例1と同様に多層発泡シートを製造した。
非発泡層を発泡層の外側に配置する際は、内側に積層する際に用いる押出機と同型の口径30mmΦ押出機を使用し、非発泡層用ポリプロピレン樹脂組成物を原料供給ホッパーに投入し、シリンダー設定温度を190℃として非発泡層用ポリプロピレン樹脂組成物を加熱溶融した後、多層スパイラルマンドレルで発泡層の外側に積層し、発泡層と共にサーキュラーダイ先端から共押出して積層発泡体を製造した。
非発泡層を発泡層の両側に積層する場合は、上記内側及び外側に積層する際に用いる押出機を両方共起動することによって積層発泡体を製造した。
得られた発泡シートは、発泡層の密度が0.136〜0.180g/cm3であり、外観良好なものであった。発泡シートの評価結果を表4に示す。
ブロックポリプロピレン(PP−5)に替えてブロックポリプロピレン(PP−6)を発泡層用として使用した以外は実施例3と同様にサーキュラー押出発泡を行い、各種多層発泡シートを得た。得られた発泡シートは、発泡層の密度が0.164g/cm3であり、製造中にコルゲートが全く発生せず、外観が非常に美麗なものであった。発泡シートの評価結果を表4に示す。
[実施例5]
非発泡層をポリプロピレン樹脂組成物X−2とした以外は、実施例3と同様にサーキュラー押出発泡を行い、各種多層発泡シートを得た。得られた発泡シートは、発泡層の密度が0.185g/cm3であり、製造中にコルゲートが全く発生せず、外観が非常に美麗なものであった。発泡シートの評価結果を表4に示す。
単層発泡シートは実施例1のうち、非発泡層用の押出機を起動せずに製造した。他条件は実施例1と同じである。得られた発泡シートは、発泡層の密度が0.205g/cm3であり、製造中にコルゲートが顕著に発生し、凸凹が多く、外観が損なわれていた。発泡シートの評価結果を表5に示す。
長鎖分岐構造を有しないブロックポリプロピレン(PP−5)を非発泡層として共押出により積層した以外は実施例2〜3と同じ方法で各種多層発泡シートを得た。得られた多層発泡シートは、発泡層の密度が0.203g/cm3であり、製造中にコルゲートが顕著に発生し、凸凹が多く、外観が損なわれていた。発泡シートの評価結果を表5に示す。
非発泡層用の樹脂として、実施例5で用いた長鎖分岐を有するPP−2の代わりに長鎖分岐を有さないホモポリプロピレンPP−7を用い、PP−4との混合物として使用した以外は実施例5と同様の手法で多層発泡シートを得た。得られた発泡シートは、発泡層の密度が0.209g/cm3であり、製造中にコルゲートが確認され、外観が実施例に比較して劣っていた。発泡シートの評価結果を表5に示す。
Claims (5)
- マクロマー共重合法を用いて得られる長鎖分岐構造を有するポリプロピレン樹脂(X1)5〜100重量%と、長鎖分岐構造を有さないポリプロピレン樹脂(X2)0〜95重量%とからなるポリプロピレン樹脂組成物(X)(ただし、ポリプロピレン樹脂(X1)とポリプロピレン樹脂(X2)の合計量を100重量%とする。)を含む非発泡層と、
ポリプロピレン系樹脂(W)からなり、発泡倍率が4.0以上の発泡層と
を含み、ポリプロピレン樹脂(X1)の、絶対分子量Mabsが100万における分岐指数g’が0.75以上0.96以下である、多層発泡シート。 - ポリプロピレン樹脂(W)は、長鎖分岐構造を有さないポリプロピレン樹脂である請求項1に記載の多層発泡シート。
- 請求項1又は2に記載の多層発泡シートから成る多層発泡成形体。
- マクロマー共重合法を用いて得られる長鎖分岐構造を有し、かつ、絶対分子量Mabsが100万における分岐指数g’が0.75以上0.96以下であるポリプロピレン樹脂(X1)5〜100重量%と、長鎖分岐構造を有さないポリプロピレン樹脂(X2)0〜95重量%とからなるポリプロピレン樹脂組成物(X)(ただし、ポリプロピレン樹脂(X1)とポリプロピレン樹脂(X2)の合計量を100重量%とする。)を含む非発泡層用樹脂組成物と、
ポリプロピレン系樹脂(W)及び発泡剤を含む発泡層用樹脂組成物とを、
サーキュラーダイから共押出することを特徴とする多層発泡シートの製造方法。 - ポリプロピレン樹脂(W)は、長鎖分岐構造を有さないポリプロピレン樹脂である請求項4に記載の多層発泡シートの製造方法。
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