(57)【要約】【課題】  本発明は、発泡樹脂組成物とその発泡成形体に関するもので、従来の発泡樹脂組成物及びその発泡成形体では実現できなかった耐衝撃を有するポリオレフィン系樹脂発泡成形体およびその製法を提供することを目的とする。【解決手段】  本発明では、ポリオレフィン樹脂１００重量部に対して、０．１重量部以上、３０重量部未満のカーボンブラックが配合された、ポリオレフィン樹脂発泡成形体であって、前記カーボンブラックの比表面積が１００ｍ２/ｇ以下であり、かつ、前記カーボンブラック粒子を構成する１次粒子の平均粒子径が３０〜６０ｎｍであり、前記１次粒子が１個単体で存在しているか、または複数個が凝集したストラクチャーを形成し、発泡倍率が１倍より大きく、６倍未満であることを特徴とするポリオレフィン樹脂発泡成形体を用いる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリオレフィン樹脂１００重量部に対して、０．１重量部以上、３０重量部未満のカーボンブラックが配合された、ポリオレフィン樹脂発泡成形体であって、前記カーボンブラックの比表面積が１００ｍ２/ｇ以下であり、かつ、前記カーボンブラック粒子を構成する１次粒子の平均粒子径が３０〜６０ｎｍであり、前記１次粒子が１個単体で存在しているか、または複数個が凝集したストラクチャーを形成し、発泡倍率が１倍より大きく、６倍未満であることを特徴とするポリオレフィン樹脂発泡成形体。
【請求項２】
前記カーボンブラックが、遠心沈降法で測定したモード径が１００〜２５０ｎｍであり、かつ、ＤＢＰ吸収量が１００〜２００ｍｌ／１００ｇである請求項１に記載のポリオレフィン樹脂発泡成形体。
【請求項３】
前記ポリオレフィン系樹脂が、温度２３０℃、荷重２．１６ｋｇの条件におけるメルトフローレートが５〜６０ｇ／１０分であるブロックポリプロピレン（Ａ）及び／又は、ホモポリプロピレン及びゴム成分を含む混合樹脂組成物（Ｂ）である請求項１又は２に記載のポリオレフィン樹脂発泡成形体。
【請求項４】
ホモポリプロピレン及びゴム成分を含む混合樹脂組成物（Ｂ）に含まれるゴム成分が１〜４０重量％である、請求項３に記載のポリオレフィン樹脂発泡成形体。
【請求項５】
発泡剤に超臨界流体を用いた、請求項１〜４に記載のポリオレフィン樹脂発泡成形体。
【請求項６】
ポリオレフィン系樹脂１００重量部に、０．１〜２５重量部の比表面積が１００ｍ２／ｇ以下のカーボンブラックと、５〜１５重量部の化学発泡材とを配合したポリオレフィン樹脂組成物であって、前記カーボンブラックの比表面積が１００ｍ２/ｇ以下であり、かつ、カーボンブラック粒子を構成する１次粒子の平均粒子径が３０〜６０ｎｍである、前記１次粒子が１個単体で存在しているか、または複数個が凝集したストラクチャーを形成していることを特徴とする、請求項１〜４に記載のポリオレフィン樹脂発泡成形体を得るためのポリオレフィン樹脂組成物。
【請求項７】
ポリオレフィン系樹脂１００重量部に、０．１重量部以上、３０重量部未満の、比表面積が１００ｍ２／ｇ以下のカーボンブラックと、０．１〜１５重量部の化学発泡剤とを配合したポリオレフィン樹脂組成物であって、前記カーボンブラックの比表面積が１００ｍ２/ｇ以下であり、かつ、カーボンブラック粒子を構成する１次粒子の平均粒子径が３０〜６０ｎｍである、前記１次粒子が１個単体で存在しているか、または複数個が凝集したストラクチャーを形成しているポリオレフィン樹脂組成物を射出成形により発泡成形を行うことを特徴とする請求項１〜４に記載のポリオレフィン樹脂発泡成形体の製造方法。
【請求項８】
ポリオレフィン系樹脂１００重量部に、０．１重量部以上、３０重量部未満の、比表面積が１００ｍ２／ｇ以下のカーボンブラックとを配合したポリオレフィン樹脂組成物であって、前記カーボンブラックの比表面積が１００ｍ２/ｇ以下であり、かつ、カーボンブラック粒子を構成する１次粒子の平均粒子径が３０〜６０ｎｍである、前記１次粒子が１個単体で存在しているか、または複数個が凝集したストラクチャーを形成しているポリオレフィン樹脂組成物に、超臨界流体を発泡剤として射出成形により発泡成形を行うことを特徴とする請求項５に記載のポリオレフィン樹脂発泡成形体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発泡樹脂組成物とその発泡成形体に関するもので、従来の発泡樹脂組成物及びその発泡成形体では実現できなかった耐衝撃を有する発泡成形用ポリプロピレン系樹脂組成物及びその発泡成形体を提供することを目的とする。
【背景技術】
【０００２】
樹脂の発泡成形体は産業分野や民生分野のさまざまな場所で使用されており、その多くは緩衝性や断熱性を目的とする発泡スチロールやウレタン発泡材などが主である。また、近年では超臨界法を使用した独立型のコアシェル孔を有する発泡体なども知られており、その使用用途が軽量化構造材などにも広がってきている。しかしながら、樹脂を発泡させると、成形品内部に無数の穴を構成するために、比重を低減したり、断熱性を向上できる反面、強度や衝撃性などの機械的物性は急激に低下するため、その使用範囲はまだ限定されている状況である。
【０００３】
そのために、樹脂発泡成形体の強度や衝撃を高めることを目的として、これまでさまざまな提案がなされている。例えば、ポリオレフィン樹脂シートを架橋してから発泡させる方法や、発泡倍率を１．３〜５倍と限定し、且つその樹脂組成物の成分を強化繊維と樹脂成分で構成することよって機械的物性を向上する方法が提案されている。
【０００４】
また、成形品の両側の表層部にスキン層を設け、且つ内部のコア層を発泡層にすることや、樹脂発泡成形体の構造を複数の気泡セルを有する発泡樹脂層と強化樹脂層を併せるという構造的な制御によって機械的物性を向上する方法なども提案されている。
【０００５】
しかしながら、これらの方法は、樹脂発泡体を含めた部材全体での構造制御が必要であり、二次加工的な煩雑さが避けられない。また、強化層や強化繊維を用いると、そのために発泡樹脂成形体の比重を高めてしまうために、本来の低比重を特徴とすべき樹脂発泡成形体の利点を損ねてしまいやすい。
【０００６】
発明者らは以前、ある特定の構造を有するカーボンブラックを配合することでポリオレフィン系樹脂組成物の衝撃強度が向上することを見出している（特許文献１）。そこで、ポリオレフィン樹脂発泡成形体についても同様な手法による衝撃強度の向上を試みた。
【０００７】
また、特許文献２では、ナノカーボンを添加した機械的強度の改善と外観が改善されたポリオレフィン系樹脂発泡成形体の製造方法が開示されている。しかし、多層グラフェンとも言える本発明の薄片化黒鉛やカーボンナノチューブの配合は材料コストや混練の困難性が問題となる。
【０００８】
カーボンブラックを添加した樹脂発泡成形体は、特許文献３、特許文献４及び特許文献５などいくつかの事例がすでに公知であるが、これらは着色性の改善や導電性の発現を目的としてカーボンブラックを使用しており、樹脂発泡成形体の機械的物性を向上させることを目的としたものではない。
【０００９】
このように、発泡樹脂成形体の機械的物性を向上させるための開発事例は多いものの、効果的な機械的物性の向上を簡便かつ低コストな方法で実現した事例はいまだ見られない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１６−１９１０２６号公報
【特許文献２】特開２０１５−１２０８４２号公報
【特許文献３】特許５９９７１８１号公報
【特許文献４】特開２００４−８３８０４号公報
【特許文献５】特開２０００−１６９６１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
発泡樹脂成形体は、その軽量性や断熱性などの点で広く普及している。しかしながら、それ自体の機械的物性、特に耐衝撃性が劣るため、近年、さまざまな形状や構造等を有する発泡樹脂成形体が提案されているが、樹脂組成物自体を工夫して簡便な発泡成形体にて耐衝撃性を改善した事例は見られない。
本発明の目的は、ポリオレフィン樹脂組成物の発泡成形体において、その機械的強度、特に、耐衝撃性が改善されたポリプロピレン発泡成形体を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
発明者らはこれらの欠点を改善すべく鋭意検討した結果、ポリプロピレン系樹脂組成物に対して、ある仕様の粒子構造を有するカーボンブラック粒子を、適切な配合比率で混合することによって、その機械的強度、特に耐衝撃性が改善された発泡成形用ポリプロピレン系樹脂組成物及びその成形体を実現した。即ち、本発明の発明者は、ポリプロピレン系樹脂１００重量部に対して、０．１重量部以上、３０重量部未満のカーボンブラックが配合された、ポリオレフィン樹脂発泡成形体であって、前記カーボンブラックの比表面積が１００ｍ２／ｇ以下であり、かつ、前記カーボンブラックの微細構造において１個単体で存在しているか又は複数個が凝集してストラクチャーを形成し存在している、それぞれの一次粒子についての平均粒子径が３０〜６０ｎｍであることを特徴とすることで耐衝撃性が改善された発泡成形体用ポリプロピレン系樹脂組成物を得ることにより、本発明を完成するに至ったのである。
【００１３】
本発明は、以下の（１）〜（６）に存する。
（１）  ポリオレフィン樹脂１００重量部に対して、０．１重量部以上、３０重量部未満のカーボンブラックが配合された、ポリオレフィン樹脂発泡成形体であって、前記カーボンブラックの比表面積が１００ｍ２/ｇ以下であり、かつ、前記カーボンブラック粒子を構成する１次粒子の平均粒子径が３０〜６０ｎｍであり、前記１次粒子が１個単体で存在しているか、または複数個が凝集したストラクチャーを形成し、発泡倍率が１倍より大きく、６倍未満であることを特徴とするポリオレフィン樹脂発泡成形体。
（２）  前記カーボンブラックが、遠心沈降法で測定したモード径が１００〜２５０ｎｍであり、かつ、ＤＢＰ吸収量が１００〜２００ｍｌ／１００ｇである請求項１に記載のポリオレフィン樹脂発泡成形体。
（３）    前記ポリオレフィン系樹脂が、温度２３０℃、荷重２．１６ｋｇの条件におけるメルトフローレートが５〜６０ｇ／１０分であるブロックポリプロピレン（Ａ）及び／又は、ホモポリプロピレン及びゴム成分を含む混合樹脂組成物（Ｂ）である請求項１又は２に記載のポリオレフィン樹脂発泡体。
（４）  ホモポリプロピレン及びゴム成分を含む混合樹脂組成物（Ｂ）に含まれるゴム成分が１〜４０重量％である、請求項３に記載のポリオレフィン樹脂発泡成形体。
（５）  ポリオレフィン系樹脂１００重量部に、０．１〜２５重量部の比表面積が１００ｍ２／ｇ以下のカーボンブラックと、５〜１５重量部の化学発泡材とを配合したポリオレフィン樹脂組成物であって、前記カーボンブラックの比表面積が１００ｍ２/ｇ以下であり、かつ、カーボンブラック粒子を構成する１次粒子の平均粒子径が３０〜６０ｎｍである、前記１次粒子が１個単体で存在しているか、または複数個が凝集したストラクチャーを形成していることを特徴とする、請求項１〜４に記載のポリオレフィン樹脂発泡成形体を得るためのポリオレフィン樹脂組成物。
（６）  ポリオレフィン系樹脂１００重量部に、０．１重量部以上、３０重量部未満の、比表面積が１００ｍ２／ｇ以下のカーボンブラックと、０．１〜１５重量部の化学発泡剤とを配合したポリオレフィン樹脂組成物であって、前記カーボンブラックの比表面積が１００ｍ２/ｇ以下であり、かつ、カーボンブラック粒子を構成する１次粒子の平均粒子径が３０〜６０ｎｍである、前記１次粒子が１個単体で存在しているか、または複数個が凝集したストラクチャーを形成しているポリオレフィン樹脂組成物を射出成形によりとなるように発泡成形を行うことを特徴とする請求項１〜４に記載のポリオレフィン樹脂発泡成形体の製造方法。
【発明の効果】
【００１４】
ポリプロピレン系樹脂組成物に対して、ある仕様の粒子構造を有するカーボンブラック粒子を、適切な配合比率で混合すると、その機械的強度、特に耐衝撃性が改善された発泡成形用ポリプロピレン系樹脂組成物及びその発泡成形体を得ることが可能となる。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明のポリオレフィン発泡成形体は、ポリオレフィン樹脂１００重量部に対して、後述する特定の性状を有したカーボンブラックを０．１重量部以上、３０重量部未満で配合したポリオレフィン樹脂組成物を発泡成形体である。カーボンブラックの含有量は、好ましくは０．５〜２０重量部の範囲とすることが好ましく、カーボンブラックの添加量が０．５重量部よりも少ない場合や、逆に、ポリオレフィン樹脂組成物１００重量部に対するカーボンブラックの添加量が３０重量部よりも多くなると、発泡成形体の比衝撃値が向上しない。
【００１６】
また、本発明のポリオレフィン発泡成形体は、その比弾性値が８００ＭＰａ以上で、且つ比衝撃値が１８ｋＪ／ｍ２以上となる発泡成形体である。ここで、比弾性値とは発泡成形体の曲げ弾性率を比重で割った値であり、比衝撃値とはノッチの無い発泡成形体のアイゾット衝撃値を比重で割った値である。比弾性率は、望ましくは８００ＭＰａ以上であることが好ましく、望ましくは９００ＭＰａ以上であることが好ましい。比弾性率が８００ＭＰａ以下になると、発泡成形体の腰が弱くなるため、加工時のたわみ量が大きくなってハンドリング性が悪化するために工業材料としては適さない。一方、比衝撃値は、望ましくは１８ｋＪ／ｍ２以上であることが好ましく、望ましくは２０ｋＪ／ｍ２以上であることが好ましい。比衝撃値が１８ＭＰａ以下になると、発泡成形体自体の強度が弱くなるために、得られる発泡成形品としての物性が悪化するために、実用的な成形体とは言えなくなる欠点が生ずる。
【００１７】
さらに、本発明のポリオレフィン樹脂発泡成形体は、ノッチ加工なしの状態での試験片によるアイゾッド衝撃強度が６ｋＪ／ｍ２以上であることが望ましい。なお、アイゾッド衝撃試験は通常、試験片にノッチ加工を行うが、今回これを行わない理由は、発泡成形体の衝撃強度は、成形体表面近傍のスキン層が重要な役割を担うため、発泡成形体に対してノッチ加工を行うと、加工されたノッチの先端が成形体コア層に達してしまい、このスキン層の効果を確認できないためである。
【００１８】
〔カーボンブラック〕
本発明のポリオレフィン発泡成形体に含まれるカーボンブラックは、比表面積が１００ｍ２／ｇ以下であり、かつ、一次粒子径が３０〜６０ｎｍの範囲である。
ここで、カーボンブラックの一次粒子径とは、カーボンブラックの一次粒子を球として近似した場合の直径を意味するものであり、具体的には、透過型電子顕微鏡で直接測定した一次粒子径を指す。カーボンブラックの１次粒子径は、好ましくは３５〜４５ｎｍの範囲であり、一次粒子径が３０ｎｍに満たないと、カーボンブラックの凝集が生じやすくなり、ポリプロピレン系樹脂に混合した際に、樹脂マトリックス内に分散している粒子の大きさが必ずしも一次粒子径と等しくならない為に好ましくない。一方、１次粒子径が６０ｎｍを超えるとカーボンブラック粒子を起点とする応力集中が生じやすくなり、耐衝撃強度を十分に発現する性能が得られない為、好ましくない。
【００１９】
また、カーボンブラックは、その一次粒子が１個単体で存在しているか又は複数個が凝集してストラクチャーと呼ばれる凝集構造を形成している。このストラクチャーの形成状態は、遠心沈降法で測定した円相当径を示すモード径がその尺度として使用されており、本発明のポリオレフィン発泡成形体に使用されるカーボンブラックについては、遠心沈降法で測定されたモード径が１００〜２５０ｎｍの範囲にあることが好ましく、１５０〜２００ｎｍの範囲にあることが特に好ましい。モード径が１００ｎｍより小さくなると、カーボンブラックの凝集等が生じやすく、逆に２５０ｎｍより大きくなると期待する耐衝撃性の向上が得られない。
【００２０】
上記に加えて、カーボンブラックにおける１次粒子のつながり長さを示す指標であるＤＢＰ吸収量が１００〜２００ｍｌ／１００ｇの範囲にあることが本発明では好ましい。ここでいうＤＢＰ吸収量とは、一般的にカーボンブラックの品質管理等に用いられるフタル酸ジブチル又はパラフィンオイルのオイル吸収量であり、例えば、ＪＩＳ  Ｋ６２１７  ゴム用カーボンブラックの基本性能の試験法に記載された測定方法によって得ることができる。ＤＢＰ吸収量が１００ｍｌ／１００ｇに満たないと期待する耐衝撃性の向上が得られず、逆にＤＢＰ吸収量が２００ｍｌ／１００ｇを超えるとカーボンブラックの製造が困難となるため、汎用的に使用するには現実的ではない。
【００２１】
本発明においては、上記の特性を満たすカーボンブラックであれば特にその製法については限定されるものではないが、好ましくはファーネス法、チャンネル法、アセチレン法による得られるカーボンブラックであり、より好ましくはファーネス法により製造されたカーボンブラックが適する。
【００２２】
〔ポリオレフィン樹脂〕
本発明で使用するポリオレフィン樹脂は、ポリエチレンやポリプロピレン、ポリイソプレン等であり、特に制限されるものではないが、プロピレン・エチレンブロック共重合体や、ホモポリプロピレン重合体にゴム成分を添加した混合樹脂組成物、又はこれら共重合体等を混合した混合樹脂組成物が好ましい。
なお、ゴム成分を配合する場合は、エチレン−プロピレン共重合体系ゴム（ＥＰＲ）やエチレン−プロピレン−ジエン共重合体系ゴム（ＥＰＤＭ）、スチレン−ブタジエン共重合体系ゴム（ＳＢＲ）、スチレン−ブタジエン−スチレン共重合体系ゴム（ＳＢＳ）、スチレン−エチレン−ブタジエン−スチレン共重合体系ゴム（ＳＥＢＳ）などが用いることが好ましい。
【００２３】
本発明に使用されるポリオレフィン樹脂は、メルトフローレート（ＭＦＲ）が温度２３０℃、荷重２．１６ｋｇの条件で５〜６０ｇ／１０分の範囲にあることが好ましく、より望ましくは。ＭＦＲが温度２３０℃、荷重２．１６ｋｇの条件で１０〜４０ｇ／１０分の範囲にあるブロックポリプロピレンが更に好ましい。ＭＦＲが５ｇ／１０分に満たないと、流れ性が低いために射出成形による発泡成形用樹脂組成物として好ましくなく、また、ＭＦＲが６０ｇ／１０分を超えると射出成形時にバリや硬化収縮等が発生しやすくなり好ましくない。
【００２４】
また、使用するポリオレフィン樹脂は、樹脂単独でのシャルピー衝撃強度５ｋＪ／ｍ２以上のブロックポリプロピレン（Ａ）及び／又は、ホモポリプロピレンとゴム成分からなる混合樹脂組成物（Ｂ）が好ましく、（Ａ）と（Ｂ）の混合樹脂組成物（Ｃ）であることがより好ましい。これらのポリプロピレン系樹脂組成物であっても、シャルピー衝撃強度５ｋＪ／ｍ２未満のポリプロピレン系樹脂組成物を使用した場合、本発明の範囲にあるカーボンブラックの添加による衝撃強度の向上効果が小さくなるおそれがある。
【００２５】
また、本発明においては、比衝撃値を損なわない範囲で、本発明のカーボンブラックフィラー以外の無機フィラーや有機フィラーを併用混合しても良い。
【００２６】
本発明のポリオレフィン樹脂発泡成形体は、ポリオレフィン樹脂にカーボンブラックと発泡剤を配合・混練した発泡成形用樹脂組成物を所望の形状に発泡・成形される。
発泡剤は窒素や二酸化炭素などの物理発泡剤やそれらを使用した超臨界発泡法、炭酸水素カルシウムやイソブタンやイソペンタン、イソオクタン、ジニトロソペンタメチレンテトラミン、アゾジカルボンアミド、尿素、ｐ，ｐ’−オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジドなどの化学発泡剤のいずれも問題なく使用することができる。これら各種発泡剤のなかでも超臨界流体は、添加されたカーボンブラック等との効果も相まって、得られる発泡体の機械特性が著しく向上するので好ましい。
【００２７】
化学発泡剤を使用する場合はポリオレフィン樹脂１００重量部あたり０．１〜１５重量部であり、０．５〜１０重量部が好ましく、１〜８重量部がさらに好ましい。化学発泡剤の配合量を上記範囲内とすることによって、発泡セルの粗大化を低減して、微細な発泡セルが均一に分散された高強度なポリオレフィン樹脂の発泡成形体を得ることができる。
なお、化学発泡剤の使用方法については、ポリオレフィン樹脂組成物に化学発泡剤を直接添加しても良いし、ポリオレフィン樹脂をマトリックスとするマスターバッチペレットで使用しても構わない。
【００２８】
発泡剤は、超臨界流体発泡剤であっても良い。この場合、樹脂組成物は、発泡剤を超臨界状態にして発泡させる超臨界発泡により成形される。超臨界発泡による発泡成形では、樹脂の酸化等を防ぐため、不活性ガスを用いることが好ましい。特に窒素ガスは汎用性があり、安価なガスとして好ましい。また、通常の超臨界発泡成形では、樹脂１００重量部に対して窒素ガスの重量が０．５〜１重量部になるように設定して１５〜２５ＭＰａの範囲の高圧条件で混合すると、好ましい超臨界状態を形成することができる。
超臨界発泡成形において、超臨界流体発泡剤としては、実用上可能な温度及び圧力で超臨界流体となり得る物質であれば、特に制限はない。また、樹脂及びフィラーにより、用いることのできる超臨界流体発泡剤は、例えば、二酸化炭素、窒素、水等が挙げられる。
また、本発明に用いることができる超臨界流体発泡剤は、樹脂の劣化を防ぐ観点から、成形時の圧力において、３００℃以下の温度で超臨界状態となる物質が好ましい。前記超臨界流体発泡剤の超臨界状態となる圧力は、成形機の取り付けバルブや配管の耐圧性成形時の金型等の限界から、５０Ｐａ以下が好ましい。
【００２９】
本発明のポリプロピレン樹脂発泡成形体を得るための樹脂組成物は、そのＭＦＲが５〜６０の範囲にあることが望ましい。ＭＦＲをこの範囲とすることで、良好な物性と成形性を両立することができる。
【００３０】
発泡成形用樹脂組成物は、ゴム成分やカーボンブラックの他に安定剤や流動性向上材、有機過酸化物など添加剤がさらに配合されていても良い。特に、有機過酸化物は、得られる発泡成形体の外観や機械的強度を向上させることができるので好ましく用いられる。
有機過酸化物を配合する場合は、ポリオレフィン系樹脂１００重量部に対して、１重量部以下であることが好ましく、０．５重量部以下であることがより好ましい。なお、有機過酸化物の含有量が多過ぎると、ポリオレフィン系樹脂の分解によって発泡成形体の機械的強度が低下してしまう恐れがある。
【００３１】
発泡成形用の樹脂組成物は、一般の熱可塑性樹脂組成物の製造に使用されるスクリュー型押出機などを使用して公知の方法で製造することができるが、二軸押出機の使用が生産効率上好ましい。なお、二軸押出機は同方向又は異方向のどちらの回転形態であっても構わない。
【００３２】
発泡成形用ポリオレフィン樹脂組成物の製造方法を更に詳述すると、原料となるポリオレフィン樹脂を選択し、本発明に適した上記要件を満たすカーボンブラックと予めプレブレンドする。このとき、発泡剤やカーボンブラック以外のフィラー成分や分散剤、その他安定剤などの添加剤を同時にプレブレンドしてもよい。その後、プレブレンドした混合物を、上記スクリュー型押出機等で溶融混練する。
溶融混練条件は、上記原料が溶融する温度以上であれば特に制限がないが、ポリオレフィン樹脂組成物の混練条件は、温度１８０〜２４０℃である。混練により押出機を経由した材料は、カーボンブラックその他の原料がポリプロピレン系樹脂マトリクスに分散した樹脂組成物となっており、ペレット化されたものとして得ることができる。
【００３３】
上記以外にも、カーボンブラックとポリオレフィン樹脂組成物とを予め高濃度でマスターバッチ化しておき、このマスターバッチとポリオレフィン樹脂組成物や発泡剤、その他の材料を本発明の組成物範囲となるように溶融混練して製造してもよい。
【００３４】
ペレット化され得られたポリオレフィン樹脂組成物は、そのまま射出成形機に供し、ペレット化の際に発泡剤を配合していなかった場合は発泡剤を配合し、任意の型の成形材に成形することができる。
【００３５】
〔発泡成形方法〕
本発明のポリオレフィン樹脂組成物の発泡成形体を製造する方法に特に制限はなく、射出成形法、押出成形法、発泡ブロー成形法などが使用可能であるが、化学発泡材を添加する方法や炭酸ガス等を使用する超臨界発泡成形を用いて発泡を行う場合は、射出成形機を使用することが高サイクルでの発泡成形が可能であるので好ましい。特に発泡成形を行う場合には成形中に移動が可能なコアバック式金型を用いると好ましいポリプロピレン系樹脂組成物の発泡成形体を得ることができる。
【００３６】
本発明のポリオレフィン樹脂組成物の発泡成形体は、その発泡倍率が６倍未満であることが好ましく、望ましくは３倍以下が好ましい。特に発泡倍率を制限するものではないが、ポリオレフィン樹脂組成物の発泡成形体の発泡倍率が６倍を超えると、軽量効果に対する耐衝撃性の効果、すなわち、比衝撃性（＝衝撃値÷比重）が急激に低下するため、好ましくない。
【００３７】
このようにして得られるポリオレフィン発泡成形体は、軽量でありながら比衝撃値が高いために機械強度に優れているため、工業材料として、建築用材料や産業資材用材料、鉄道車両用材料、航空機用材料、自動車用材料向けの断熱材や保温材、吸音材や制振材等の様々な用途に使用することができ、特に内燃機関のエンジン部分の保温材や吸音材等向けの自動車用樹脂材料として最適である。
【実施例】
【００３８】
以下、本発明の耐衝撃性が改善された発泡成形用ポリオレフィン樹脂組成物及びその成形体について実施例と比較例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら限定されるものではない。なお、以下の実施例において、特にことわりのない限り各種測定、評価は下記によるものである。
【００３９】
〔発泡成形体の発泡倍率〕
未発泡樹脂（ρ）の密度を発泡樹脂の密度（ρｆ）で割った値（ρ／ρｆ）で定義した。
【００４０】
〔カーボンブラックの一次粒子径〕
カーボンブラックの一次粒子径は、透過式電子顕微鏡（ＴＥＭ）にて樹脂内に分散されたカーボンブラック粒子の撮影を行い、その画像解析にて測定を行った。
【００４１】
〔カーボンブラックの比表面積〕
カーボンブラックの比表面積は、ＪＩＳ  Ｋ６２１７−２：２００１  ゴム用カーボンブラックの基本特性−第２部：比表面積の求め方−窒素吸着法−単点法の試験法に基づいて測定を行った。
【００４２】
〔カーボンブラックの遠心沈降法により測定されたモード径〕
カーボンブラックのモード径は、ＪＩＳ  Ｋ６２１７−６：２００８  ゴム用カーボンブラック−基本特性−第６部：ディスク遠心光沈降法による凝集体分布の求め方に基づいて測定を行った。
【００４３】
〔ＤＢＰ吸収量〕
カーボンブラックのＤＢＰ吸収量は、ＪＩＳ  Ｋ６２１７−４：２００８  ゴム用カーボンブラックの基本特性−第４部：オイル吸収量の求め方（圧縮試料を含む）の試験法に基づいて測定を行った。
【００４４】
〔アイゾット衝撃強度の測定〕
本発明における発泡樹脂成形体のアイゾット衝撃強度の測定は、ＪＩＳ  Ｋ  ７１１００  プラスチック−アイゾット衝撃強さの試験方法に準じて行った。但し、発泡樹脂成形体は、一般的に表層部（スキン層）の発泡率は低く、内部（コア層）の発泡率が高いため、通常加工するノッチの加工状態でその物性が大きく変動するため、本発明ではノッチ加工は行わずに試験を行った。
【００４５】
〔実施例１〜３、比較例１〜２〕
日本ポリプロ株式会社製のポリプロピレン系樹脂（商品名：ノバテックＰＰ（ブロックポリプロピレン）、グレード名：ＢＣ０２ＧＡ（ＭＦＲ＝２５ｇ／１０ｍｉｎ））１００重量部に対して、一次粒子径５０ｎｍ、モード径１８５ｎｍ、ＤＢＰ吸収量１９０ｍｌ／１００ｇのカーボンブラックを各種添加量で配合し、φ４５ｍｍの異方向型の二軸押出機によって混練温度２２０℃にて混練押出し、ペレットを製造した。次に、このペレット１００重量部に対して、化学発泡材４重量部をドライブレンドし、１５０トンの射出成形機へ投入し、コアバック式の金型でコアバックなしの平板厚み１．５ｍｍに対して３．０ｍｍの厚みになるようにコアバックして発泡成形し、発泡率２倍の平板を作製した。この平板より、巾１０ｍｍ、長さ８０ｍｍの短冊状の試験片を切削加工して作製し、それぞれのポリプロピレン系樹脂組成物の発泡成形体の曲げ弾性率及びシャルピー衝撃強度を評価した。表１に実施例１〜３と比較例１〜２を示す。
【００４６】
【表１】
2019172749.tif 000002
【００４７】
〔実施例４〜５、比較例３〕
日本ポリプロ株式会社製のポリプロピレン系樹脂（商品名：ノバテックＰＰ（ホモポリプロピレン）、グレード名：ＭＡ３Ｈ（ＭＦＲ＝１０ｇ／１０ｍｉｎ））１００重量部に対して、三井化学製エチレン‐ジエン系共重合体ゴム（商品名：三井ＥＰＴペレット、グレード名：Ｘ３０１２Ｐ（ＭＦＲ＝５ｇ／１０ｍｉｎ））３０重量部混合した樹脂組成物１００重量部に対して、一次粒子径５０ｎｍ、モード径１８５ｎｍ、ＤＢＰ吸収量１９０ｍｌ／１００ｇのカーボンブラックを５重量部配合し、φ４５ｍｍの異方向型の二軸押出機によって混練温度２２０℃にて混練押出し、ペレットを製造した。次に、このペレット１００重量部に対して、化学発泡材４重量部をドライブレンドし、１５０トンの射出成形機へ投入し、コアバック式の金型でコアバックなしの平板厚み１．５ｍｍに対して３．０ｍｍの厚みになるようにコアバックして発泡成形し、発泡率２倍の平板を作製した。この平板より、巾１０ｍｍ、長さ８０ｍｍの短冊状の試験片を切削加工して作製し、それぞれのポリプロピレン系発泡樹脂成形体の曲げ弾性率及びシャルピー衝撃強度を評価した。表２に実施例４〜５と比較例３を示す。
【００４８】
【表２】
2019172749.tif 000003
【００４９】
〔実施例６、比較例４〜５〕
日本ポリプロ株式会社製のポリプロピレン系樹脂（商品名：ノバテックＰＰ（ブロックポリプロピレン、グレード名：ＢＣ０２ＧＡ（ＭＦＲ＝２５ｇ／１０ｍｉｎ））１００重量部に対して、各種一次粒子径とＤＢＰ吸収量を有するカーボンブラックを１０重量部添加して、φ４５ｍｍの異方向型の二軸押出機によって混練温度２２０℃にて混練押出し、ペレットを製造した。次に、このペレット１００重量部に対して、化学発泡材７重量部をドライブレンドし、１５０トンの射出成形機へ投入し、コアバック式の金型でコアバックなしの平板厚み１．５ｍｍに対して４．５ｍｍの厚みになるようにコアバックして発泡成形し、発泡率３倍の平板を作製した。この平板より、巾１０ｍｍ、長さ８０ｍｍの短冊状の試験片を切削加工して作製し、それぞれのポリプロピレン系発泡樹脂成形体の曲げ弾性率及びシャルピー衝撃強度を評価した。表３に実施例６と比較例４〜５を示す。
【００５０】
〔実施例７〕
日本ポリプロ株式会社製のポリプロピレン系樹脂（商品名：ノバテックＰＰ（ブロックポリプロピレン、グレード名：ＢＣ０２ＧＡ（ＭＦＲ＝２５ｇ／１０ｍｉｎ））１００重量部に対して、実施例６と同じ一次粒子径とＤＢＰ吸収量を有するカーボンブラックを６重量部添加して、φ４５ｍｍの異方向型の二軸押出機によって混練温度２２０℃にて混練押出し、ペレットを製造した。次に、このペレットを１５０トンの射出成形機へ投入し、超臨界流体を発泡剤として、コアバック式の金型でコアバックなしの平板厚み１．５ｍｍに対して４．５ｍｍの厚みになるようにコアバックして発泡成形し、発泡率３倍の平板を作製した。この平板より、巾１０ｍｍ、長さ８０ｍｍの短冊状の試験片を切削加工して作製し、それぞれのポリプロピレン系発泡樹脂成形体の曲げ弾性率及びシャルピー衝撃強度を評価した。表３に実施例７を示す。
【００５１】
【表３】
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【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明によれば、弾性率及び衝撃強度の高い発泡性ポリプロピレン樹脂が得られるので、軽量かつ高衝撃強度の化成品を製造することができ、自動車内装品等を含む幅広い分野で利用することができる。