(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材樹脂であるポリプロピレン系樹脂の融点−１５℃の温度で加熱した前後での見掛けのかさ密度の変化率である加熱変形率が−２％以上、＋２％以下であり、発泡倍率が１８倍以上２５倍以下であるポリプロピレン系樹脂発泡粒子を１回の発泡工程で製造する方法であり、
耐圧容器内に、ポリエチレングリコール及び／又はグリセリンを含有するポリプロピレン系樹脂粒子を水系分散媒とともに分散させ、該耐圧容器内に発泡剤として炭酸ガスを導入し、加熱、加圧条件下でポリプロピレン系樹脂粒子に発泡剤を含浸させた後、前記耐圧容器の内圧よりも低い圧力域で、かつ、８０℃超、１１０℃以下の雰囲気温度とした圧力域へ放出させることにより前記ポリプロピレン系樹脂粒子を発泡させることを特徴とする、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子の製造方法。
【請求項２】
前記ポリプロピレン系樹脂が、コモノマーとして１−ブテンおよび／またはエチレンを含むポリプロピレン系ランダム共重合体である請求項１に記載のポリプロピレン系樹脂発泡粒子の製造方法。
【請求項３】
前記ポリプロピレン系ランダム共重合体の融点が、１２５℃以上１５５℃以下である請求項２に記載のポリプロピレン系樹脂発泡粒子の製造方法。
【請求項４】
前記ポリエチレングリコール及び／又はグリセリンの含有量が、ポリプロピレン系樹脂粒子１００重量％中、０．０１重量％以上２重量％以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のポリプロピレン系樹脂発泡粒子の製造方法。
【請求項５】
前記ポリプロピレン系樹脂が、無機造核剤を含有してなる請求項１〜４のいずれか一項に記載のポリプロピレン系樹脂発泡粒子の製造方法。
【請求項６】
前記発泡剤の使用量が、ポリプロピレン系樹脂粒子１００重量部に対して３重量部以上６０重量部以下である請求項１〜５のいずれか一項に記載のポリプロピレン系樹脂発泡粒子の製造方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法により製造されるポリプロピレン系樹脂一段発泡粒子。
【請求項８】
請求項７に記載のポリプロピレン系樹脂一段発泡粒子を型内発泡成形してなる型内発泡成形体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子の製造方法に関するものである。さらに詳しくは、型内発泡成形体の原料として好適に使用出来る、低温成形可能で、かつ成形加熱水蒸気圧幅の広い、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子を１回の発泡工程で製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリプロピレン系樹脂発泡粒子を金型内に充填し、水蒸気で加熱成形して得られる型内発泡成形体は、型内発泡成形体の長所である形状の任意性、軽量性、断熱性などの特徴を持つ。また同様の合成樹脂発泡粒子を用いる型内発泡成形体と比較すると、ポリスチレン系樹脂発泡粒子を用いて得られる型内発泡成形体に比べて、耐薬品性、耐熱性、圧縮後の歪回復率に優れており、またポリエチレン系樹脂発泡粒子を用いる型内発泡成形体と比べて、寸法精度、耐熱性、圧縮強度が優れている。これらの特徴により、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子を用いて得られる型内発泡成形体は、断熱材、緩衝包装材、自動車内装部材、自動車バンパー用芯材など様々な用途に用いられている。【０００３】
その反面、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子を型内で粒子同士を相互融着させて型内発泡成形体とするには、ポリスチレン系樹脂発泡粒子やポリエチレン系樹脂発泡粒子に比べて、高温での加熱、すなわち高い水蒸気圧での加熱が必要である。そのため、高圧に耐える金型、成形機が必要で、かつ成形に要する蒸気コストが高い問題がある。【０００４】
ポリプロピレン系樹脂発泡粒子の型内発泡成形用の成形機は、耐圧上限が０．４ＭＰａ・Ｇ（Ｇはゲージ圧を示す。以下同様。）程度の仕様であるものが大半を占めている。型内発泡成形に用いられるポリプロピレン系樹脂発泡粒子は、これに対応できるような特性の樹脂を用いており、一般には融点が１４０〜１５０℃程度のプロピレン系ランダム共重合体が用いられている。【０００５】
しかしながら、昨今の燃料価格の高騰などにより、より低温での型内発泡成形、すなわち、成形加熱水蒸気圧の低減が待望されている。また、複雑な形状の金型、大きな金型等を使用する場合、発泡粒子同士の相互融着が悪い部分が一部に発生することがあり、その部分を融着させるために成形加熱水蒸気圧を高くすると変形、収縮が起こり易く、従来以上の成形加熱水蒸気圧幅（「成形加熱条件幅」とも言う。）の広さも待望されている。【０００６】
この問題を解決するために、樹脂融点が低く、かつ同一融点で比較した場合の樹脂剛性が高い樹脂が知られており、例えば、チーグラー系重合触媒を用いるプロピレン・１−ブテンランダム共重合体またはプロピレン・エチレン・１−ブテンランダム３元共重合体（特許文献１、特許文献２）、あるいはメタロセン系重合触媒を用いるポリプロピレンホモポリマーまたはプロピレン・エチレンランダム共重合体などが提案されている。【０００７】
しかし、チーグラー系重合触媒を用いる、１−ブテンコモノマーを含むプロピレン系ランダム共重合体において、同じ融点で比較した場合の樹脂剛性は高くできるが、融点が高い樹脂と同等の強度を得ることはできない。【０００８】
一方、メタロセン系重合触媒を用いるプロピレン・エチレンランダム共重合体の場合はより低融点化が可能であり、１３０℃以下の低融点化が可能である。例えば、低い加熱温度での型内発泡成形を実現するために、樹脂融点が１１５〜１３５℃、且つオルゼン曲げ弾性率が５００ＭＰａ以上のポリプロピレン系樹脂からなるポリプロピレン系樹脂発泡粒子が提案されている（特許文献３）。特許文献３で用いられる樹脂は、一部がプロピレン・エチレン・１−ブテンランダム３元共重合体で、大部分はメタロセン系重合触媒を用いて製造されたプロピレン・エチレンランダム共重合体である。特許文献３の実施例の樹脂融点は、１２０〜１３４℃であり、確かに低い加熱温度での型内発泡成形を実現している。しかし、高温での型内発泡成形という点では改善を要するものであり、広い成形加熱水蒸気圧幅を実現するには至っていない。また、メタロセン系重合触媒を用いたポリマーは、非常に高価であるため、成形体を安価に市場に提供することができず、産業上好ましくない。【０００９】
また、発泡剤として水を用い、空気や窒素を併用するとともに、高温の低圧域に放出することで得られるポリプロピレン系樹脂発泡粒子も提案されている（特許文献４、特許文献５）。しかし、このような発泡剤として水を用い、空気や窒素を併用する方法においても、広い成形加熱水蒸気幅を実現するには至っていない。【００１０】
すなわち、従来、低温成形が可能で、かつ高温での成形性も損なわず、成形加熱水蒸気圧幅の広い、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子及びそのようなポリプロピレン系樹脂発泡粒子を１回の発泡工程で製造する方法は知られていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平１−２４２６３８号公報
【特許文献２】特開平７−２５８４５５号公報
【特許文献３】国際公開２００８／１３９８２２号公報
【特許文献４】特開２００４−６７７６８号公報
【特許文献５】特開２００１−１５１９２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、低い成形加熱水蒸気圧で型内発泡成形体を生産でき、かつ、成形加熱水蒸気圧が高い場合の成形性も損なわず、成形加熱水蒸気幅が広く、複雑な形状の金型、大きな金型等を使用する場合も良好な成形性を示し、また、型内発泡成形体としたときの圧縮強度等の物性低下が少ないポリプロピレン系樹脂発泡粒子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意研究した結果、特定の要件を満たすポリプロピレン系樹脂粒子を特定の条件で発泡させることにより、低い成形加熱水蒸気圧で型内発泡成形が可能で、かつ、成形加熱水蒸気圧が高い場合の成形性も損なわず、成形加熱条件幅が広く、複雑な形状の金型、大きな金型等を使用する場合も良好な成形性を示し、また、ポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体とした際の圧縮強度等の物性低下が少ないポリプロピレン系樹脂発泡粒子を１回の発泡工程で製造できることを見出し、本発明を完成するに至った。【００１４】
すなわち、本発明は、以下の構成よりなる。
［１］  基材樹脂であるポリプロピレン系樹脂の融点−１５℃の温度で加熱した前後での見掛けのかさ密度の変化率である加熱変形率が−２％以上、＋２％以下であり、発泡倍率が１５倍以上４５倍以下であるポリプロピレン系樹脂発泡粒子を１回の発泡工程で製造する方法であり、耐圧容器内に、ポリエチレングリコール及び／又はグリセリンを含有するポリプロピレン系樹脂粒子を水系分散媒とともに分散させ、該耐圧容器内に発泡剤として炭酸ガスを導入し、加熱、加圧条件下でポリプロピレン系樹脂粒子に発泡剤を含浸させた後、前記耐圧容器の内圧よりも低い圧力域で、かつ、８０℃超、１１０℃以下の雰囲気温度とした圧力域へ放出させることにより、前記ポリプロピレン系樹脂粒子を発泡させることを特徴とする、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子の製造方法。
［２］  前記ポリプロピレン系樹脂発泡粒子の発泡倍率が１８倍以上２５倍以下である前記［１］に記載のポリプロピレン系樹脂発泡粒子の製造方法。
［３］  前記ポリプロピレン系樹脂が、コモノマーとして１−ブテンおよび／またはエチレンを含むポリプロピレン系ランダム共重合体である前記［１］または［２］に記載のポリプロピレン系樹脂発泡粒子の製造方法。
［４］  前記ポリプロピレン系ランダム共重合体の融点が、１２５℃以上１５５℃以下である前記［３］に記載のポリプロピレン系樹脂発泡粒子の製造方法。
［５］  前記ポリエチレングリコール及び／又はグリセリンの含有量が、ポリプロピレン系樹脂粒子１００重量％中、０．０１重量％以上２重量％以下であることを特徴とする前記［１］〜［４］のいずれかに記載のポリプロピレン系樹脂発泡粒子の製造方法。
［６］  前記ポリプロピレン系樹脂が、無機造核剤を含有してなる前記［１］〜［５］のいずれに記載のポリプロピレン系樹脂発泡粒子の製造方法。
［７］  前記発泡剤の使用量が、ポリプロピレン系樹脂粒子１００重量部に対して３重量部以上６０重量部以下である前記［１］〜［６］のいずれかに記載のポリプロピレン系樹脂発泡粒子の製造方法。
［８］  前記［１］〜［７］のいずれかに記載の方法により製造されるポリプロピレン系樹脂発泡粒子。
［９］  前記［８］に記載のポリプロピレン系樹脂発泡粒子を型内発泡成形してなる型内発泡成形体。
【発明の効果】
【００１５】
本発明方法によれば、低い成形加熱水蒸気圧でポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体を生産でき、かつ、成形加熱水蒸気圧が高い場合の成形性も損なわず、成形加熱水蒸気幅が広く、複雑な形状の金型、大きな金型等を使用する場合も良好な成形性を示し、また、型内発泡成形体とした時の圧縮強度等の物性低下が少ないポリプロピレン系樹脂発泡粒子を１回の発泡工程で得ることができる。本発明方法により得られるポリプロピレン系樹脂発泡粒子を型内発泡成形して得られる型内発泡成形体は、断熱材、緩衝包装材、自動車内装部材、自動車バンパー用芯材など様々な用途に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明方法で得られるポリプロピレン系樹脂発泡粒子３〜６ｍｇを示差走査熱量計によって１０℃／分の昇温速度で４０℃から２２０℃まで昇温した際に得られるＤＳＣ曲線の一例である。ＤＳＣ曲線の２つの融解ピーク間で最も吸熱量が小さくなる点をＡとし、点ＡからＤＳＣ曲線に対しそれぞれ接線を引き、該接線とＤＳＣ曲線に囲まれた部分のうち、高温側が高温側の融解ピーク熱量Ｑｈ、低温側が低温側の融解ピーク熱量Ｑｌである。
【図２】ポリプロピレン系ランダム共重合体樹脂５〜６ｍｇを、１０℃／分の昇温速度で４０℃から２２０℃まで昇温して樹脂を融解し、その後１０℃／分の降温速度で２２０℃から４０℃まで降温することにより結晶化させた後に、再度１０℃／分の昇温速度で４０℃から２２０℃まで昇温し、このような一連の温度履歴を与えた時に得られるＤＳＣ曲線のうち、２回目の昇温時のＤＳＣ曲線の一例である。
【図３】本発明の実施例に係る発泡装置の一例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明に係るポリプロピレン系樹脂発泡粒子の製造方法は、基材樹脂であるポリプロピレン系樹脂の融点−１５℃の温度で加熱した前後での見掛けのかさ密度の変化率である加熱変形率が−２％以上、＋２％以下であり、発泡倍率が１５倍以上４５倍以下であるポリプロピレン系樹脂発泡粒子を１回の発泡工程で製造する方法であり、耐圧容器内にポリエチレングリコール及び／又はグリセリンを含有するポリプロピレン系樹脂粒子を水系分散媒とともに分散させ、該耐圧容器内に発泡剤として炭酸ガスを導入し、加熱、加圧条件下でポリプロピレン系樹脂粒子に発泡剤を含浸させた後、前記耐圧容器の内圧よりも低い圧力域で、かつ、所定の雰囲気温度とした圧力域へ放出させて発泡することを特徴とする。
【００１８】
本発明で用いられるポリプロピレン系樹脂は、コモノマーとして１−ブテンおよび／またはエチレンを含むポリプロピレン系ランダム共重合体であることが好ましい。但し、１−ブテンやエチレン以外のコモノマーを含んでいても良く、このようなコモノマーとしては、イソブテン、１−ペンテン、３−メチル−１−ブテン、１−ヘキセン、４−メチル−１−ペンテン、３，４−ジメチル−１−ブテン、１−ヘプテン、３−メチル−１−ヘキセン、１−オクテン、１−デセンなどのα−オレフィンが挙げられる。更にはシクロペンテン、ノルボルネン、テトラシクロ［６，２，１１，８，１３，６］−４−ドデセンなどの環状オレフィン、５−メチレン−２−ノルボルネン、５−エチリデン−２−ノルボルネン、１，４−ヘキサジエン、２−メチル−１，４−ヘキサジエン、７−メチル−１，６−オクタジエンなどのジエンなどが挙げられる。
【００１９】
本発明においては、ポリプロピレン系ランダム共重合体の中でも、良好な発泡性の観点から、プロピレン／エチレン／１−ブテンランダム共重合体、あるいはプロピレン／エチレンランダム共重合体が好ましい。
【００２０】
更に、これらプロピレン／エチレン／１−ブテンランダム共重合体、プロピレン／エチレンランダム共重合体においては、ポリプロピレン系樹脂１００重量％中、プロピレンからなる構造単位が９０重量％以上９９．８重量％以下、１−ブテンおよび／またはエチレンからなる構造単位が０．２重量％以上１０重量％以下であることが好ましく、プロピレンからなる構造単位が９２重量％以上９９重量％以下、１−ブテンおよび／またはエチレンからなる構造単位が１重量％以上８重量％以下であることがより好ましい。プロピレンからなる構造単位が９９．８重量％を超え、１−ブテンおよび／またはエチレンからなる構造単位が０．２重量％未満では、型内発泡成形する際の成形加熱蒸気圧力が高くなる傾向がある。プロピレンからなる構造単位が９０重量％未満で、１−ブテンおよび／またはエチレンからなる構造単位が１０重量％を超えると、型内発泡成形体の寸法安定性が低下する傾向や圧縮強度が低下する傾向がある。
【００２１】
前記プロピレン／エチレン／１−ブテンランダム共重合体において、１−ブテンからなる構造単位としては、６重量％以下が好ましく、３重量％以上５重量％以下がさらに好ましい。１−ブテンからなる構造単位が６重量％を超えると、ポリプロピレン系ランダム共重合体自体の剛性が弱くなり、圧縮強度等の実用剛性を満足しなくなる傾向がある。
【００２２】
これらプロピレン／エチレン／１−ブテンランダム共重合体、プロピレン／エチレンランダム共重合体において、エチレンからなる構造単位としては、０．２重量％以上４重量％以下が好ましく、０．２重量％以上３．５重量％以下がさらに好ましい。エチレンからなる構造単位が０．２重量％未満では、型内発泡成形する際の成形加熱蒸気圧力が高くなる傾向があり、４重量％を超えると、圧縮強度等の実用剛性に耐えなくなる傾向がある。
【００２３】
本発明で用いられるポリプロピレン系ランダム共重合体の融点は、１２５℃以上１５５℃以下であることが好ましく、１３０℃以上１５０℃以下であることがより好ましく、１３５℃以上１４８℃以下であることがさらに好ましい。ポリプロピレン系ランダム共重合体の融点が１２５℃未満では、型内発泡成形体の寸法安定性が低下する傾向があり、融点が１５５℃を超えると、型内発泡成形する際の成形加熱蒸気圧力が高くなる傾向がある。
【００２４】
本発明のポリプロピレン系ランダム共重合体は、必要に応じて、後述する熱線輻射抑制剤やその他の添加剤を含有していてもよい。このような場合、熱線輻射抑制剤やその他の添加剤を含んだポリプロピレン系ランダム共重合体の融点を、本発明におけるポリプロピレン系ランダム共重合体の融点とする。なお、本発明で用いられるポリプロピレン系樹脂粒子の融点を次に述べる示差走査熱量計を用いて測定することにより、その融点を、本発明のポリプロピレン系ランダム共重合体の融点とすることが可能である。
【００２５】
ここで、ポリプロピレン系ランダム共重合体の融点の測定は、示差走査熱量計ＤＳＣ［例えば、セイコーインスツルメンツ（株）製、ＤＳＣ６２００型］を用いて、次のように行う。すなわち、ポリプロピレン系ランダム共重合体樹脂５〜６ｍｇを、１０℃／分の昇温速度で４０℃から２２０℃まで昇温して樹脂を融解し、その後１０℃／分の降温速度で２２０℃から４０℃まで降温することにより結晶化させた後に、再度１０℃／分の昇温速度で４０℃から２２０℃まで昇温し、このような一連の温度履歴を与えた時に得られるＤＳＣ曲線から、２回目の昇温時の融解ピーク温度を融点とする（図２のＴｍ）。
【００２６】
本発明で用いられるポリプロピレン系ランダム共重合体のメルトフローレート（以降、「ＭＦＲ」と称する。）には、特に制限は無いが、０．５ｇ／１０分以上１００ｇ／１０分以下が好ましく、２ｇ／１０分以上５０ｇ／１０分以下がより好ましく、３ｇ／１０分以上２０ｇ／１０分以下がさらに好ましい。ポリプロピレン系ランダム共重合体のＭＦＲが上記範囲にあると、比較的大きな発泡倍率のポリプロピレン系樹脂発泡粒子が得られやすく、それを型内発泡成形して得られた型内発泡成形体の表面美麗性が優れ、寸法収縮率が小さいものを得ることができる。
【００２７】
ここで、ＭＦＲの値は、ＪＩＳ−Ｋ７２１０記載のＭＦＲ測定器を用い、オリフィス２．０９５９±０．００５ｍｍφ、オリフィス長さ８．０００±０．０２５ｍｍ、荷重２１６０ｇ、２３０±０．２℃の条件下で測定した時の値である。なお、ポリプロピレン系ランダム共重合体が後述する熱線輻射抑制剤やその他の添加剤を含有する場合は、熱線輻射抑制剤やその他の添加剤を含んだポリプロピレン系ランダム共重合体のＭＦＲを、本発明におけるポリプロピレン系ランダム共重合体のＭＦＲとする。
【００２８】
本発明で用いられるポリプロピレン系樹脂発泡粒子は、上述したポリプロピレン系ランダム共重合体をポリプロピレン系樹脂粒子に加工した後、発泡させることで得ることができる。
【００２９】
本発明で用いられるポリプロピレン系樹脂粒子は、例えば、ポリプロピレン系ランダム共重合体を押出機、ニーダー、バンバリミキサー、ロール等を用いて溶融し、例えばストランド状に押出し、冷却前あるいは冷却後に、円柱状、楕円状、球状、立方体状、直方体状等のような所望の粒子形状に成形加工されて、ポリプロピレン系樹脂粒子となる。
【００３０】
また、本発明では、基材樹脂であるポリプロピレン系樹脂中にポリエチレングリコール及び／又はグリセリンを含有する。ポリエチレングリコール及び／又はグリセリンは、ポリプロピレン系樹脂粒子を水と接触させる或いは水分散系で発泡剤含浸をする際に、ポリプロピレン系樹脂粒子内に水を含有させ、これにより、発泡性を向上させ、低い成形加熱蒸気圧でも成形が可能となり、成形加熱条件幅の広いポリプロピレン系樹脂発泡粒子が得られる。
【００３１】
前記ポリエチレングリコール及び／又はグリセリンの含有量は、ポリプロピレン系樹脂１００重量％中、０．０１重量％以上２重量％以下であることが好ましく、０．１重量％以上１重量％以下がより好ましい。
【００３２】
また、本発明では、発泡剤として炭酸ガスを用いることから、発泡性を向上させることのできる無機造核剤を添加することが好ましい。
【００３３】
本発明で用いられる無機造核剤は、発泡の起点となる気泡核の形成を促し、発泡倍率の向上に寄与すると共に、均一な気泡形成にも寄与する。無機造核剤としては、例えば、タルク、シリカ、炭酸カルシウムなどが挙げられる。
【００３４】
本発明における無機造核剤の含有量は、ポリプロピレン系樹脂粒子１００重量％中、０．００５重量％以上０．５重量％以下となるよう添加することが好ましい。
【００３５】
本発明のポリプロピン系樹脂粒子中には、熱線輻射抑制剤、酸化防止剤、耐光性改良剤、帯電防止剤、着色剤、難燃性改良剤、導電性改良剤等の添加剤を必要により加えて、ポリプロピレン系樹脂粒子としても良い。また、発泡性を向上させることのできる吸水物質を添加してもよい。その場合は、これらの添加剤は、通常、ポリプロピレン系樹脂粒子の製造過程において溶融した樹脂中に添加することが好ましい。
【００３６】
本発明で用いられる熱線輻射抑制剤は、輻射による熱伝導を抑制する物質であれば、特に制限はなく、例えば、カーボンブラック、グラファイト、活性炭、酸化チタン、硫酸バリウム、などが挙げられる。これらは単独で用いても良いし、複数を組み合わせて用いても良い。これらのうちでも、輻射抑制効果の観点からは、カーボンブラック、グラファイト、活性炭、酸化チタンが好ましく、カーボンブラック、活性炭がより好ましい。
【００３７】
本発明で用いられるカーボンブラックとしては、特に制限がなく、着色用カーボンブラックや導電性カーボンブラックなどを用いることができる。
【００３８】
本発明で用いられる活性炭としては、特に制限はないが、樹脂への分散性の観点から、粉末状の活性炭であることが好ましい。具体的には、粒子径が０．１μｍ以上１５０μｍ以下であり、ＢＥＴ比表面積が５００ｍ2／ｇ以上２０００ｍ2／ｇ以下である粉末状の活性炭が、好適に用いられる。
【００３９】
本発明における熱線輻射抑制剤の含有量は、特に制限はないが、ポリプロピレン系樹脂粒子１００重量％中、０．１重量％以上２０重量％以下となるよう添加することが好ましい。熱線輻射抑制剤の添加量が０．１重量％未満では、輻射抑制効果が小さくなる傾向があり、２０重量％を超えると、発泡倍率を高くし難くなる傾向がある。
【００４０】
本発明で用いられる吸水物質とは、当該物質をポリプロピレン系樹脂粒子中に添加し、該ポリプロピレン系樹脂粒子を水と接触させる或いは水分散系で発泡剤含浸をする際に、ポリプロピレン系樹脂粒子内に水を含有させうる物質をいう。
【００４１】
本発明で用いられる吸水物質としては、例えば、塩化ナトリウム、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、硼砂、硼酸亜鉛等の水溶性無機物、ポリエーテルを親水性セグメントとした特殊ブロック型ポリマー（商品名：ペレスタット；三洋化成（株）製）、エチレン（メタ）アクリル酸共重合体のアルカリ金属塩、ブタジエン（メタ）アクリル酸共重合体のアルカリ金属塩、カルボキシル化ニトリルゴムのアルカリ金属塩、イソブチレン−無水マレイン酸共重合体のアルカリ金属塩及びポリ（メタ）アクリル酸のアルカリ金属塩等の親水性ポリマー、エチレングリコール、ペンタエリスリトール等の多価アルコール類、メラミン、イソシアヌル酸等のトリアジン類、等が挙げられる。
【００４２】
本発明における吸水物質の含有量は、目的とする発泡倍率、使用する発泡剤、使用する吸水物質の種類によって異なり一概に記載することはできないが、水溶性無機物、多価アルコール類を使用する場合、ポリプロピレン系樹脂粒子１００重量％中、０．０１重量％以上２重量％以下であることが好ましく、親水性ポリマーを使用する場合、ポリプロピレン系樹脂粒子１００重量％中、０．０５重量％以上５重量％以下であることが好ましい。
【００４３】
本発明において着色剤の添加に制限はなく、着色剤を添加せずにナチュラル色とすることもできるし、青、赤、黒など着色剤を添加して所望の色とすることもできる。着色剤としては、例えば、ペリレン系有機顔料、アゾ系有機顔料、キナクリドン系有機顔料、フタロシアニン系有機顔料、スレン系有機顔料、ジオキサジン系有機顔料、イソインドリン系有機顔料、カーボンブラックなどが挙げられる。
【００４４】
本発明におけるポリプロピレン系樹脂発泡粒子は、ポリプロピレン系樹脂粒子と水を含んでなる分散液を耐圧容器中に収容した後、攪拌条件下に分散させると共に、発泡剤の存在下、前記ポリプロピレン系樹脂粒子の軟化温度以上に昇温し、加圧条件下で発泡剤をポリプロピレン系樹脂に含浸し、次いで、耐圧容器の内圧よりも低い圧力域に耐圧容器中の分散液を放出して、ポリプロピレン系樹脂粒子を発泡させ製造することができる。なお、本発明では、この工程を「一段発泡工程」と称する場合があり、この工程で得られるポリプロピレン系樹脂粒子を「一段発泡粒子」と称する場合がある。
【００４５】
より具体的には、例えば、次の方法が挙げられる。
（１）耐圧容器内に、ポリプロピレン系樹脂粒子および水系分散媒、必要に応じて分散剤等を仕込んだ後、必要に応じて、耐圧容器内を真空引きした後、１ＭＰａ・Ｇ以上２ＭＰａ・Ｇ以下の発泡剤を導入し、ポリプロピレン系樹脂の軟化温度以上の温度まで加熱する。加熱することによって、耐圧容器内の圧力が約２ＭＰａ・Ｇ以上５ＭＰａ・Ｇ以下まで上がる。必要に応じて、発泡温度付近にて、さらに発泡剤を追加して所望の発泡圧力に調整、さらに温度調整を行った後、必要に応じて該発泡圧力および温度で所定時間保持し、次いで、耐圧容器の内圧よりも低い圧力域に放出することにより、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子を得ることができる。
（２）耐圧容器にポリプロピレン系樹脂粒子、水系分散媒、必要に応じて分散剤等を仕込んだ後、必要に応じて耐圧容器内を真空引きした後、ポリプロピレン系樹脂の軟化温度以上の温度まで加熱しながら、発泡剤を導入し、次いで、耐圧容器の内圧よりも低い圧力域に放出することにより、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子を得ることもできる。
（３）耐圧容器にポリプロピレン系樹脂粒子、水系分散媒、必要に応じて分散剤等を仕込んだ後、発泡温度付近まで加熱し、さらに発泡剤を導入し、ポリプロピレン系樹脂の軟化温度以上の温度とし、耐圧容器の内圧よりも低い圧力域に放出してポリプロピレン系樹脂発泡粒子を得ることもできる。
【００４６】
なお、低圧域に放出する前に、発泡剤として用いた炭酸ガス、その他、窒素、空気などを圧入することにより、耐圧容器内の内圧を高め、発泡時の圧力開放速度を調節し、更には、低圧域への放出中にも発泡剤として用いた炭酸ガス、その他、窒素、空気などを耐圧容器内に導入して圧力を制御することにより、発泡倍率の調整を行うこともできる。
【００４７】
ここで、耐圧容器の内圧よりも低い圧力域としては、大気圧であることが好ましい。この場合、設備が複雑なものとならず、また、低圧域の特別な圧力調節も不要となる。
【００４８】
本発明では、前記低い圧力域の雰囲気温度としては、８０℃超、１１０℃以下、より好ましくは９０℃以上１００℃以下であり、これにより、発泡粒子の加熱変形率を小さくすることができるとともに、加熱水蒸気で加熱する場合、発泡粒子の発泡性を向上させることも可能となり、更には型内発泡成形時の加熱水蒸気圧を低くすることができる。
【００４９】
前記耐圧容器の内圧よりも低い圧力域に分散液を放出して、ポリプロピレン系樹脂粒子を発泡させ製造する場合、該圧力域の雰囲気温度が８０℃以下では、発泡粒子の加熱変形率が−２％よりも大きな収縮となり易く、型内成形時の加熱水蒸気圧を低くする効果が得られにくくなる。また、該雰囲気温度が１１０℃超では、発泡粒子の表面のセル膜が薄くなる部分が生じ、型内成形時の発泡性が維持できずに成形加熱水蒸気圧を低くできなくなる傾向にある。
【００５０】
本発明における加熱水蒸気で加温している圧力域としては、例えば、図３に示すような、耐圧容器３の下部に設けられたオリフィス５を介して配置される発泡槽９等があげられる。
【００５１】
発泡槽９は、蒸気吹込口８より蒸気を予め吹き込むことにより、槽内温度を維持されている。そして、耐圧容器３内にて、発泡温度まで加熱されて発泡適正圧力に保持された、ポリプロピレン系樹脂粒子１、分散媒としての水２からなる内容物を、耐圧容器３下部のバルブ４を開き、オリフィス５を通して、発泡槽９内に放出させることにより、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子７が得られる。この際、発泡粒子７は、発泡槽９内にて、８０℃超、１１０℃以下の高温域に５分間以上接触することが好ましい。
【００５２】
ポリプロピレン系樹脂発泡粒子製造時に使用する耐圧容器には特に制限はなく、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子製造時における容器内圧力、容器内温度に耐えられるものであればよく、例えばオートクレーブ型の耐圧容器があげられる。
【００５３】
本発明では、発泡剤として炭酸ガスを用いる。なお、例えば、プロパン、ノルマルブタン、イソブタン、ノルマルペンタン、イソペンタン、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肪式環化水素類；空気、窒素、水等を発泡剤として炭酸ガスと併用してもよい。これらの中でも、水を併用することが特に好ましい。発泡剤として水を併用する場合、後述する水系分散媒として用いる水を利用することができる。
【００５４】
本発明における発泡剤の使用量は特に限定はなく、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子の所望の発泡倍率に応じて適宣使用すれば良い。発泡剤の使用量は、ポリプロピレン系樹脂粒子１００重量部に対して３重量部以上６０重量部以下であることが好ましい。
【００５５】
本発明で用いる水系分散媒としては、水が好ましいが、メタノール、エタノール等を添加した分散媒も水系分散媒として使用できる。
【００５６】
本発明では、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子製造時の分散液の分散性を高め、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子どうしの凝着を防ぐ観点から無機分散剤を用いることが好ましい。このような無機分散剤としては、例えば、第三リン酸カルシウム、第三リン酸マグネシウム、塩基性炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、塩基性炭酸亜鉛、酸化アルミニウム、酸化鉄、酸化チタン、アルミノ珪酸塩、カオリン、硫酸バリウム等が挙げられる。
【００５７】
本発明においては、より分散性を高めるために分散助剤を併用することが好ましい。このような分散助剤としては、例えば、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、アルカンスルホン酸ナトリウム、アルキルスルホン酸ナトリウム、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム、α−プロピレンスルホン酸ナトリウム等が挙げられる。これらの中でも、無機分散剤と分散助剤の組み合わせとしては、第三リン酸カルシウムとアルキルスルホン酸ナトリウムの組み合わせが好ましい。
【００５８】
本発明における無機分散剤や分散助剤の使用量は、その種類や、用いるポリプロピレン系樹脂の種類と使用量によって異なるが、通常、水１００重量部に対して、無機分散剤０．２重量部以上３重量部以下であることが好ましく、分散助剤０．００１重量部以上０．１重量部以下であることが好ましい。
【００５９】
本発明においては、ポリプロピレン系樹脂粒子は、水中での分散性を良好なものにするために、通常、水１００重量部に対して２０重量部以上１００重量部以下で使用することが好ましい。
【００６０】
本発明のポリプロピレン系樹脂発泡粒子の発泡倍率は、１５倍以上４５倍以下が好ましく、１５倍以上４０倍以下がより好ましく、１８倍以上２５倍以下がさらに好ましい。ポリプロピレン系樹脂発泡粒子の発泡倍率が１５倍未満では、特段本発明の技術を用いる必要はなく、４５倍を超えると、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子の製造時にブロッキングしやすい傾向や、型内発泡成形により得られる発泡成形体が収縮しやすい傾向がある。
【００６１】
ここで、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子の発泡倍率は、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子の重量ｗ（ｇ）およびエタノール水没体積ｖ（ｃｍ3）を測定し、発泡粒子の真比重ρb＝ｗ／ｖを求め、発泡前のポリプロピレン系樹脂粒子の密度ρrとの比から、発泡倍率Ｋ＝ρr／ρbを算出した値である。
【００６２】
本発明のポリプロピレン系樹脂発泡粒子の加熱変形率は、−２％以上、＋２％以下であることが好ましい。ポリプロピレン発泡粒子の加熱変形率が±２％超の場合は、型内成形時の成形加熱水蒸気圧を低くする効果が得られにくくなる傾向があり、また、型内成形体の部分によって発泡粒子どうしの融着の良い部分と、悪い部分が発生し易くなり、全体を良好にしようとすると、高い成形加熱水蒸気圧が必要となることや、成形体の表面に粒間が発生し易くなる場合もある。
【００６３】
ここで、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子の加熱変形率は、発泡粒子を２３℃の標準状態で１６時間以上状態調節した後、加熱前の発泡粒子の見掛けのかさ密度を測定する。そのかさ密度の測定は、２５０ｃｃのメスシリンダー（耐熱ガラス製）を用いて、約２００ｃｃの重量を測定した発泡粒子をメスシリンダーに投入し、発泡粒子間のゆるみがないように、メスシリンダーを約２０回タップしてから、メスシリンダーの目盛りを用いて体積を測定し、前記重量を体積で除して加熱前のかさ密度（ｇ／ｃｃ）を求めておく。次にその発泡粒子をメスシリンダーに入れたものを、樹脂の融点−１５℃の温度に調節した熱風循環式乾燥機内に入れて、１時間加熱を行った後、取り出す。発泡粒子どうしがブロッキングしている場合がある為、一度、メスシリンダー内の発泡粒子をほぐした後、２３℃の標準状態の試験場所に１時間放置し、前記と同様に発泡粒子のかさ密度を求め、加熱後の発泡粒子のかさ密度とする。
加熱変形率は、次の式によって算出する。
加熱変形率（％）＝〔（加熱前の発泡粒子のかさ密度−加熱後の発泡粒子のかさ密度）／加熱前の発泡粒子のかさ密度〕×１００
【００６４】
本発明のポリプロピレン系樹脂発泡粒子の表面に付着した無機分散剤量は、２０００ｐｐｍ以下が好ましく、１３００ｐｐｍ以下がより好ましく、８００ｐｐｍ以下がさらに好ましい。ポリプロピレン系樹脂発泡粒子の表面に付着した無機分散剤量が２０００ｐｐｍを超えると、型内発泡成形する際の融着性が低下する傾向にある。
【００６５】
本発明のポリプロピレン系樹脂発泡粒子は、図１に示すように、示差走査熱量測定によって得られるＤＳＣ曲線において、２つの融解ピークを有するものが好ましい。２つの融解ピークを有する発泡粒子の場合、型内発泡成形性が良く、機械的強度や耐熱性の良好なポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体が得られる傾向がある。
【００６６】
ここで、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子の示差走査熱量測定によって得られるＤＳＣ曲線とは、発泡粒子３〜６ｍｇを示差走査熱量計によって１０℃／分の昇温速度で４０℃から２２０℃まで昇温したときに得られるＤＳＣ曲線のことである。
【００６７】
前記のごとく、２つの融解ピークを有するポリプロピレン系樹脂発泡粒子は、発泡時の耐圧容器内の温度を適切な値に設定することにより容易に得られる。すなわち本発明の場合、前記耐圧容器内の温度を、通常、基材となるポリプロピレン系樹脂の軟化温度以上、好ましくは融点以上、より好ましくは融点＋５℃以上であって、融解終了温度未満、好ましくは融解終了温度−２℃以下の温度にすることにより、２つの融解ピークを有するポリプロピレン系樹脂発泡粒子が得られる傾向にある。
【００６８】
なお、前記融解終了温度とは、示差走査熱量計によってポリプロピレン系樹脂粒子３〜６ｍｇを４０℃から２２０℃まで１０℃／分の速度で昇温し、その後４０℃まで１０℃／分の速度で冷却し、再度２２０℃まで１０℃／分の速度で昇温した時に得られるＤＳＣ曲線の融解ピークのすそが高温側でベースラインの位置に戻ったときの温度である。
【００６９】
また、２つの融解ピークのうち高温側の融解ピーク熱量（以下、Ｑｈと表記する場合がある）は、５〜４０Ｊ／ｇが好ましく、より好ましくは、７〜３０Ｊ／ｇである。Ｑｈが５Ｊ／ｇ未満では、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子の独立気泡率（ＪＩＳ  Ｋ７１３８：２００６により求められる独立気泡率）が低くなる傾向にあり、４０Ｊ／ｇを超えるとポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体を得る際の融着性が低下する傾向にある。
【００７０】
なお、高温側の融解ピーク熱量Ｑｈは図１に示すように、ＤＳＣ曲線の２つの融解ピーク間で最も吸熱量が小さくなる点をＡとし、点ＡからＤＳＣ曲線に対しそれぞれ接線を引き、該接線とＤＳＣ曲線に囲まれた部分（図１の斜線部分）について、高温側を高温側の融解ピーク熱量Ｑｈ、低温側を低温側の融解ピーク熱量Ｑｌとする。
【００７１】
本発明における高温熱量比（以下、ＤＳＣピーク比ともいう。）は、高温側の融解ピーク熱量Ｑｈと低温側の融解ピーク熱量Ｑｌの合計熱量に対する高温側の融解ピーク熱量Ｑｈの比率（高温熱量比（％）＝（Ｑｈ／（Ｑｈ＋Ｑｌ）×１００）である。高温熱量比としては、１０％以上４０％以下が好ましく、１５％以上３０％以下がより好ましい。高温熱量比が当該範囲であれば、得られるポリプロピレン系樹脂発泡粒子がブロッキングすることなく、かつ、１回の発泡工程で発泡倍率の高いポリプロピレン系樹脂発泡粒子を得やすくなる。
【００７２】
なお、高温熱量比や高温側融解熱量は、例えば、一段発泡工程における昇温後から発泡までの保持時間（概ね発泡温度に達した後から発泡するまでの保持時間）、発泡温度（発泡時の温度）、発泡圧力（発泡時の圧力）等により適宜調整することができる。一般的には、保持時間を長くする、発泡温度を低くする、発泡圧力を低くすることにより、高温熱量比あるいは高温側融解熱量が大きくなる傾向がある。以上のことから、保持時間、発泡温度、発泡圧力を系統的に適宜変化させた実験を何回か試行することにより、所望の高温熱量比や高温側融解ピーク熱量となる条件を容易に見出すことができる。なお、発泡圧力の調節は、発泡剤の量により調節することできる。
【００７３】
本発明における、発泡粒子の加熱変形率が−２％以上、＋２％以下の範囲となるポリプロピレン発泡粒子は、例えば、以下の製造条件の組み合わせによって、容易に得ることができる。
（１）一段発泡工程において、発泡剤を含浸したポリプロピレン系樹脂粒子を、加熱水蒸気中などの加温低圧域で発泡させる。
（２）ポリプロピレン系樹脂粒子１００重量％中、ポリエチレングリコール及び／又はグリセリンを０．０１重量％以上２重量％以下含有させる。
（３）発泡剤として、ポリプロピレン系樹脂１００重量部に対して３重量部以上６０重量部以下の炭酸ガスを使用する。
（４）加温低圧域の雰囲気温度を８０℃超、１１０℃以下とする。
【００７４】
本発明のポリプロピレン系樹脂発泡粒子の平均気泡径は、５０μｍ以上４００μｍ以下であることが好ましく、９０μｍ以上３００μｍ以下であることがより好ましい。ポリプロピレン系樹脂発泡粒子の平均気泡径が５０μｍ未満では、型内発泡成形体の表面の外観が不良となる傾向があり、４００μｍを超えると、強度の低下を招くことがある。
【００７５】
本発明のポリプロピレン系樹脂発泡粒子の粒重量は、０．５ｍｇ／粒以上、１．８ｍｇ／粒以下であることが好ましく、０．７ｍｇ／粒以上、１．２ｍｇ／粒以下であることがより好ましい。なお、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子の粒重量は、ポリプロピレン系樹脂粒子の粒重量を０．５ｍｇ／粒以上、１．８ｍｇ／粒以下とすることで容易に前記範囲内とすることができる。
【００７６】
本発明におけるポリプロピレン系樹脂粒子は、前述したとおり、一旦溶融した樹脂をストランド状に押出し、冷却前あるいは冷却後に、円柱状、楕円状、球状、立方体状、直方体状等のような所望の粒子形状に成形加工することで得られるが、粒重量を０．５ｍｇ／粒未満にする場合、粒重量のばらつきが大きくなり、発泡倍率ばらつきの大きなポリプロピレン系樹脂発泡粒子となる傾向がある。一方、粒重量が１．８ｍｇ／粒を超えると、細部に発泡粒子が充填されなくなる傾向となる。
【００７７】
本発明のポリプロピレン系樹脂発泡粒子を型内発泡成形して得られる型内発泡成形体は、断熱材、緩衝包装材、自動車内装部材、自動車バンパー用芯材など様々な用途に用いることができる。
【実施例】
【００７８】
以下、本発明を実施例によって詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。【００７９】
実施例および比較例において用いた物質は、以下のとおりである。
ポリプロピレン系樹脂：
●ポリプロピレン系樹脂Ａ［プロピレン／エチレンランダム共重合体中のエチレン含有率２．９重量％、メルトインデックス７ｇ／１０分、融点１４４℃］
●ポリプロピレン系樹脂Ｂ［プロピレン／エチレンランダム共重合体中のエチレン含有率３．６重量％、メルトインデックス７ｇ／１０分、融点１３９℃］
セル造核剤：
●タルク［林化成（株）製、ＰＫ−Ｓ］
その他：
●ポリエチレングリコール［ライオン（株）製、ＰＥＧ＃３００］
●メラミン［三井化学（株）製］【００８０】
本実施例における測定および評価は、以下のように行った。【００８１】
＜示差走査熱量計によるポリプロピレン系樹脂の融点測定＞
示差走査熱量計（ＤＳＣ）［セイコーインスツルメンツ（株）製、ＤＳＣ６２００型］を用いて、ポリプロピレン系樹脂粒子３〜６ｍｇを１０℃／分の昇温速度で２０℃から２２０℃まで昇温した後、１０℃／分で２２０℃から２０℃まで降温し、さらに１０℃／分で２０℃から２２０℃まで昇温した際に得られる、２回目の昇温時のＤＳＣ曲線の融解ピーク温度を融点とした（図２参照。）。【００８２】
＜ポリプロピレン系樹脂発泡粒子のＤＳＣ測定＞
示差走査熱量計（ＤＳＣ）［セイコーインスツルメンツ（株）製、ＤＳＣ６２００型］を用いて、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子３〜６ｍｇを１０℃／分の昇温速度で２０℃から２２０℃まで昇温したときに得られる、１回目の昇温時のＤＳＣ曲線より、各融解ピーク温度、あるいは融解熱量を求めた（図１参照。）。【００８３】
＜発泡粒子の発泡倍率＞
嵩体積約５０ｃｍ3のポリプロピレン系樹脂発泡粒子の重量ｗ（ｇ）およびエタノール水没体積ｖ（ｃｍ3）を求め、発泡前のポリプロピレン系樹脂粒子の密度ｄ＝０．９（ｇ／ｃｍ3）から、次式により求めた。
発泡倍率＝ｄ×ｖ÷ｗ【００８４】
＜発泡粒子の平均気泡径＞
発泡粒子から任意に１０個を取り出し、セル膜が破壊されないように充分注意して切断したそれぞれのサンプルの切断面について、マイクロスコープで観察し、表層部を除く部分に長さ１ｍｍに相当する線分を引き、該線分が通る気泡数を測定し、以後はＡＳＴＭ  Ｄ３５７６に準拠して平均気泡径を測定した。【００８５】
＜発泡粒子の加熱変形率＞
得られた発泡粒子を、２３℃の標準状態で１６時間以上状態調節した後、加熱前の発泡粒子の見掛けのかさ密度を測定する。
かさ密度の測定は、２５０ｃｃのメスシリンダー［ＳＣＨＯＴＴ社、ＤＵＲＡＮ硼珪酸ガラス製］を用いて、約２００ｃｃの重量を測定した発泡粒子をメスシリンダーに投入し、発泡粒子間のゆるみがないように、メスシリンダーを約２０回タップしてから、メスシリンダーの目盛りを用いて体積を測定し、前記重量を体積で除して加熱前のかさ密度（ｇ／ｃｃ）を求める。
その発泡粒子をメスシリンダーに入れたものを、樹脂の融点−１５℃の温度に調節した熱風循環式乾燥機［ナガノ科学機械製作所製、ＣＨ４０−１５Ｐ］内に入れて、１時間加熱を行った後、取り出す。発泡粒子どうしがブロッキングしている場合がある為、一度、メスシリンダー内の発泡粒子をほぐした後、２３℃の標準状態の試験場所に１時間放置し、前記と同様に発泡粒子のかさ密度を求め、加熱後の発泡粒子のかさ密度とする。
加熱変形率は、次の式によって算出する。
加熱変形率（％）＝〔（加熱前の発泡粒子のかさ密度−加熱後の発泡粒子のかさ密度）／加熱前の発泡粒子のかさ密度〕×１００【００８６】
＜成形体評価＞
ポリプロピレン発泡成形機［ダイセン株式会社製、ＫＤ−３４５］および、縦４００ｍｍ×横３００ｍｍ×厚み５０ｍｍの金型を用いて、成形加熱水蒸気圧を０．１６ＭＰａ・Ｇ〜０．３２ＭＰａ・Ｇの間で０．０１ＭＰａ・Ｇずつ変化させて、型内発泡成形を実施した。得られたポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体を、１時間室温で放置した後、７５℃の恒温室内で１５時間養生乾燥を行い、再び室温に取出し、室温で４時間放置した後、下記の発泡粒子間の融着性、型内発泡成形体の表面性、成形体密度および５０％圧縮強度を評価し、前記融着性、表面性および５０％圧縮強度の全てが合格する（評価が「○」となるる。）型内発泡成形体が得られる、型内発泡成形時の最低の成形加熱蒸気圧を最低成形加熱水蒸気圧とした。【００８７】
（１）融着性評価
得られたポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体を、カッターナイフで型内発泡成形体の厚み方向に約５〜１０ｍｍの切り込みを入れた後、手で切り込み部から型内発泡成形体を破断し、破断面を観察して、粒子界面ではなく、粒子が破断している割合を求めて、以下の基準にて、融着性を判定した。
合格  「○」：粒子破断の割合が６０％以上。
不合格「×」：粒子破断の割合が６０％未満。【００８８】
（２）表面性評価
得られたポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体の表面状態を目視観察し、以下の基準にて表面性を評価した。
合格  「○」：しわ、粒間少なく、美麗。
不合格「×」：しわ、ヒケがあり、外観不良。【００８９】
（３）型内発泡成形体密度
得られたポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体から、縦５０ｍｍ×横５０ｍｍ×厚み２５ｍｍの試験体を切り出し、試験体の密度ρを、試験体の重量Ｗ（ｇ）と体積Ｖ（ｃｍ3）から、次式により求めた。
型内発泡成形体の密度ρ（ｇ／Ｌ）＝（Ｗ／Ｖ）×１０００【００９０】
（４）５０％圧縮強度
得られたポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体から、縦５０ｍｍ×横５０ｍｍ×厚み２５ｍｍの試験体を切り出し、ＮＤＡ−Ｚ０５０４に準拠し、１０ｍｍ／分の速度で圧縮した際の５０％圧縮時の圧縮応力（ＭＰａ）を測定した。
型内発泡成形体の密度ρに対し、次の基準にて評価した。
合格  「○」：５０％圧縮強度が０．００６９×ρ＋０．０１６２ＭＰａ以上。
不合格「×」：５０％圧縮強度が０．００６９×ρ＋０．０１６２ＭＰａ未満。【００９１】
（実施例１）
［ポリプロピレン系樹脂粒子の製造］
ポリプロピレン系樹脂Ａ（プロピレン／エチレンランダム共重合体中のエチレン含有率２．９重量％、メルトインデックス７ｇ／１０分、融点１４４℃）１００重量部に対して、セル造核剤としてタルク０．０５重量部、吸水剤としてポリエチレングリコール０．５０重量部をブレンドした後、φ５０ｍｍ単軸押出機［大阪精機工作（株）製、２０ＶＳＥ−５０−２８型］内で樹脂温度２２０℃にて溶融混練した。得られた溶融混練樹脂を円形ダイよりストランド状に押出し、水冷後、ペレタイザーで切断し、円筒状で一粒の重量が１．２ｍｇ／粒のポリプロピレン系樹脂粒子を得た。
［ポリプロピレン系樹脂発泡粒子の製造］
容量１０Ｌの耐圧オートクレーブ（耐圧容器３）の下部に、オリフィス５を介して、図３に示すような発泡槽９が配置された装置を用いて、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子の製造を行った。
容量１０Ｌの耐圧オートクレーブ中に、得られたポリプロピレン系樹脂粒子１００重量部、水１７０重量部、分散剤として第三リン酸カルシウム１．０重量部、分散助剤としてｎ−パラフィンスルホン酸ナトリウム０．０７重量部を仕込み、撹拌下、発泡剤として炭酸ガスを６．０重量部添加した。オートクレーブ内容物を昇温し、１５０℃の発泡温度まで加熱した後、さらに炭酸ガスを追加してオートクレーブ内圧を３．０ＭＰａ・Ｇとした。その後、３０分間保持した後、オートクレーブ下部のバルブ４を開き、３．６ｍｍφの開口オリフィス５を通して、オートクレーブ内容物を大気圧下の発泡槽９内に放出して、一段発泡粒子を得た。なお、発泡槽９内のオリフィス５の直後の位置には蒸気吹込口８が設けられ、蒸気加熱により、発泡槽９内の雰囲気温度は９８℃とし、発泡粒子が５分間接触するように設定されていた。得られた一段発泡粒子の発泡倍率は２０倍、ＤＳＣピーク比は１９％であり、樹脂の融点１４４−１５＝１２９℃での加熱変形率は、−０．１％であった。
［ポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体の製造］
得られたポリプロピレン系樹脂発泡粒子を、ｐＨ＝１の塩酸水溶液で洗浄した後水洗し、７５℃で乾燥し、前記耐圧オートクレーブとは異なる二段発泡用の耐圧容器にて加圧空気を含浸して粒子内圧を０．２ＭＰａ・Ｇとした後、ポリプロピレン発泡成形機［ダイセン（株）製、ＫＤ−３４５］および、縦４００ｍｍ×横３００ｍｍ×厚み５０ｍｍの金型を用いて、加熱水蒸気圧力を０．１６〜０．３２ＭＰａ・Ｇの間で０．０１ＭＰａ・Ｇずつ変化させて、型内発泡成形を実施した。なお、この時の成形加熱時間は２２秒（一方加熱／逆一方加熱／本加熱＝５秒／５秒／１２秒）とした。得られた型内発泡成形体は１時間室温で放置した後、７５℃の恒温室内で１５時間養生乾燥を行い、再び室温に取出してから室温で４時間放置した後の粒子間の融着性、表面性、５０％圧縮強度から、最低成形加熱水蒸気圧は０．２１ＭＰａ・Ｇであり、そこから０．３２ＭＰａ・Ｇの高加熱水蒸気圧までの全範囲において融着性、表面性、５０％圧縮強度は合格であった。結果を、表１に示す。【００９２】
（実施例２）
［ポリプロピレン系樹脂発泡粒子の製造］での、オートクレーブ内容物の昇温温度（発泡温度）を１４９℃に変更した以外は、実施例１と同様の操作により、一段発泡粒子、型内発泡成形体を得た。得られた一段発泡粒子の発泡倍率は１８倍、ＤＳＣピーク比は２９％、加熱変形率は、０．０％であった。最低成形加熱水蒸気圧は０．２２ＭＰａ・Ｇであり、そこから０．３２ＭＰａ・Ｇの高加熱水蒸気圧までの全加熱水蒸気圧の範囲において融着性、表面性、５０％圧縮強度は合格であった。結果を、表１に示す。【００９３】
（実施例３）
［ポリプロピレン系樹脂粒子の製造］
ポリプロピレン系樹脂Ｂ（プロピレン／エチレンランダム共重合体中のエチレン含有率３．６重量％、メルトインデックス７ｇ／１０分、融点１３９℃）１００重量部に対して、セル造核剤としてタルク０．１０重量部、吸水剤としてポリエチレングリコール０．５０重量部をブレンドした以外は、実施例１と同様の操作により、ポリプロピレン系樹脂粒子を得た。
［ポリプロピレン系樹脂発泡粒子の製造］
得られたポリプロピレン系樹脂粒子を用い、オートクレーブ内容物の昇温温度（発泡温度）を１３６℃に変更した以外は、実施例１と同様の操作により、一段発泡粒子、型内発泡成形体を得た。得られた一段発泡粒子の発泡倍率は２０倍、ＤＳＣピーク比は２０％、樹脂の融点１３９−１５＝１２４℃での加熱変形率は、−１．０％であった。
［ポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体の製造］
実施例１と同様の操作にて型内発泡成形を行い、成形性、得られた成形体の評価を行った。最低成形加熱水蒸気圧は０．１８ＭＰａ・Ｇであり、そこから０．３２ＭＰａ・Ｇの高加熱水蒸気圧までの全加熱水蒸気圧の範囲において融着性、表面性、５０％圧縮強度は合格であった。結果を、表１に示す。【００９４】
（実施例４）
［ポリプロピレン系樹脂発泡粒子の製造］での、オートクレーブ内容物の昇温温度（発泡温度）を１３５℃に変更した以外は、実施例３と同様の操作により、一段発泡粒子、型内発泡成形体を得た。得られた一段発泡粒子の発泡倍率は１９倍、ＤＳＣピーク比は２８％、加熱変形率は、１．６％であった。型内発泡成形体を得る際の最低成形加熱水蒸気圧は０．１９ＭＰａ・Ｇであり、そこから０．３２ＭＰａ・Ｇの高加熱水蒸気圧までの全加熱水蒸気圧の範囲において融着性、表面性、５０％圧縮強度は合格であった。結果を、表１に示す。【００９５】
（実施例５）
［ポリプロピレン系樹脂粒子の製造］
ポリプロピレン系樹脂Ａ（プロピレン／エチレンランダム共重合体中のエチレン含有率２．９重量％、メルトインデックス７ｇ／１０分、融点１４４℃）１００重量部に対して、セル造核剤としてタルク０．０５重量部、吸水剤としてグリセリン０．２０重量部をブレンドした以外は、実施例１と同様の操作により、ポリプロピレン系樹脂粒子、型内発泡成形体を得た。得られた一段発泡粒子の発泡倍率は１９倍、ＤＳＣピーク比は２２％、加熱変形率は、−０．２％であった。型内発泡成形体を得る際の最低成形加熱水蒸気圧は０．２２ＭＰａ・Ｇであり、そこから０．３２ＭＰａ・Ｇの高加熱水蒸気圧までの全加熱水蒸気圧の範囲において融着性、表面性、５０％圧縮強度は合格であった。結果を、表１に示す。【００９６】
（実施例６）
［ポリプロピレン系樹脂発泡粒子の製造］での、オートクレーブ内容物の昇温温度（発泡温度）を１４９℃に変更した以外は、実施例５と同様の操作により、一段発泡粒子、型内発泡成形体を得た。得られた一段発泡粒子の発泡倍率は１８倍、ＤＳＣピーク比は２９％、加熱変形率は、０％であった。型内発泡成形体を得る際の最低成形加熱水蒸気圧は０．２２ＭＰａ・Ｇであり、そこから０．３２ＭＰａ・Ｇの高加熱水蒸気圧までの全加熱水蒸気圧の範囲において融着性、表面性、５０％圧縮強度は合格であった。結果を、表１に示す。【００９７】
（実施例７）
［ポリプロピレン系樹脂発泡粒子の製造］において、炭酸ガスを追加した際のオートクレーブ内圧を３．５ＭＰａ・Ｇとした以外は、実施例５と同様の操作により、一段発泡粒子、型内発泡成形体を得た。得られた一段発泡粒子の発泡倍率は２５倍、ＤＳＣピーク比は１７％、加熱変形率は、−１．１％であった。型内発泡成形体を得る際の最低成形加熱水蒸気圧は０．２２ＭＰａ・Ｇであり、そこから０．３２ＭＰａ・Ｇの高加熱水蒸気圧までの全加熱水蒸気圧の範囲において融着性、表面性、５０％圧縮強度は合格であった。結果を、表１に示す。【００９８】
【表１】
0006447494.tif 000002
【００９９】
（比較例１）
［ポリプロピレン系樹脂発泡粒子の製造］において、開口オリフィスを通じてオートクレーブ内容物を放出する際、発泡槽９内の蒸気加熱を行わずに放出した（発泡槽９内の温度は４５℃となった）以外は、実施例１と同様の操作により、一段発泡粒子を得た。
得られた一段発泡粒子の発泡倍率は１５倍、ＤＳＣピーク比は２１％であった。
得られた一段発泡粒子内に、空気含浸により０．２８ＭＰａ・Ｇの内圧を付与し、０．０２ＭＰａ・Ｇの蒸気により加熱し、発泡倍率２１倍の発泡粒子を得た。樹脂の融点１４４−１５＝１２９℃での加熱変形率は、−１５．５％であった。
［ポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体の製造］
実施例１と同様の操作にて型内発泡成形を行い、成形性、得られた成形体の評価を行った。その結果を、表２中の比較例１−１として示す。成形体の粒子間の融着性、表面性、５０％圧縮強度から、最低成形加熱水蒸気圧を求めたところ、０．２５ＭＰａ・Ｇであった。ちなみに、実施例１での最低成形加熱水蒸気圧０．２１ＭＰａ・Ｇにおける評価結果を、比較例１−２に示した。融着率、表面性の点で不合格であった。
実施例１では、発泡粒子の加熱変形率が０に近いものを使用したことにより、最低成形加熱水蒸気圧を低下させることができていることが判る。【０１００】
（比較例２）
［ポリプロピレン系樹脂発泡粒子の製造］において、開口オリフィスを通じてオートクレーブ内容物を放出する際、発泡槽９内の蒸気加熱を行わずに放出した（発泡槽９内の温度は４５℃となった）以外は、実施例２と同様の操作により、一段発泡粒子を得た。
得られた一段発泡粒子の発泡倍率は１５倍、ＤＳＣピーク比は３０％であった。得られた一段発泡粒子内に、空気含浸により０．２８ＭＰａ・Ｇの内圧を付与し、０．０２ＭＰａ・Ｇの蒸気により加熱し、発泡倍率１８倍の発泡粒子を得た。樹脂の融点１４４−１５＝１２９℃での加熱変形率は、−９．５％であった。
［ポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体の製造］
実施例１と同様の操作にて型内発泡成形を行い、成形性、得られた成形体の評価を行った。その結果を、表２中の比較例２−１として示す。成形体の粒子間の融着性、表面性、５０％圧縮強度から、最低成形加熱水蒸気圧を求めたところ０．２６ＭＰａ・Ｇであった。
ちなみに、実施例２での最低成形加熱水蒸気圧０．２２ＭＰａ・Ｇにおける評価結果を、比較例２−２に示した。融着率、表面性及び５０％圧縮強度の全ての点で不合格であり、実施例２では、発泡粒子の加熱変形率が０に近いものを使用したことにより、最低成形加熱水蒸気圧を低下させることができていることが判る。【０１０１】
（比較例３）
［ポリプロピレン系樹脂発泡粒子の製造］において、開口オリフィスを通じてオートクレーブ内容物を放出する際、発泡槽９内の蒸気加熱を行わずに放出した（発泡槽９内の温度は４５℃となった）以外は、実施例３と同様の操作により、一段発泡粒子を得た。得られた一段発泡粒子の発泡倍率は１４倍、ＤＳＣピーク比は２１％であった。得られた一段発泡粒子内に、空気含浸により０．２８ＭＰａ・Ｇの内圧を付与し、０．０２ＭＰａ・Ｇの蒸気により加熱し、発泡倍率２０倍の発泡粒子を得た。樹脂の融点１３９−１５＝１２４℃での加熱変形率は、−７．０％であった。
［ポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体の製造］
実施例１と同様の操作にて型内発泡成形を行い、成形性、得られた成形体の評価を行った。その結果を、表２中の比較例３−１として示す。成形体の粒子間の融着性、表面性、５０％圧縮強度から、最低成形加熱水蒸気圧を求めたところ０．２２ＭＰａ・Ｇであった。
ちなみに、実施例３での最低成形加熱水蒸気圧０．１８ＭＰａ・Ｇでの結果を比較例３−２に示した。融着率、表面性、５０％圧縮強度の点で不合格であり、実施例３では、発泡粒子の加熱変形率が０に近いものを使用したことで、最低成形加熱水蒸気圧を低下させることができていることがわかる。【０１０２】
（比較例４）
［ポリプロピレン系樹脂粒子の製造］
ポリプロピレン系樹脂Ａ１００重量部に対して、セル造核剤としてタルク［林化成（株）製、ＰＫ−Ｓ］０．５重量部のみをブレンドした以外は、実施例１と同様の操作によりポリプロピレン系樹脂粒子を得た。
［ポリプロピレン系樹脂発泡粒子の製造］
容量１０Ｌの耐圧オートクレーブ中に、得られたポリプロピレン系樹脂粒子１００重量部、水１７０重量部、分散剤として第三リン酸カルシウム１．０重量部、分散助剤としてｎ−パラフィンスルホン酸ナトリウム０．０７重量部を仕込み、撹拌下、発泡剤としてイソブタンを添加した。オートクレーブ内容物を昇温し、１３５℃の発泡温度まで加熱した後、さらにイソブタンを追加してオートクレーブ内圧を２．４ＭＰａ・Ｇとした。その後、３０分間保持した後、オートクレーブ下部のバルブを開き、３．６ｍｍφの開口オリフィスを通して、オートクレーブ内容物を大気圧下で蒸気加熱していない雰囲気下に放出し、一段発泡粒子を得た。得られた一段発泡粒子の発泡倍率は２０倍、ＤＳＣピーク比は１９％であった。樹脂の融点１４４−１５＝１２９℃での加熱変形率は、−４．５％であった。
［ポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体の製造］
実施例１と同様の操作にて型内発泡成形を行い、成形性、得られた成形体の評価を行った。その結果を、表２中の比較例４−１として示す。成形体の粒子間の融着性、表面性、５０％圧縮強度から、最低成形加熱水蒸気圧を求めたところ０．２６ＭＰａ・Ｇであった。
ちなみに、実施例１での最低成形加熱水蒸気圧０．２１ＭＰａ・Ｇにおける評価結果を、比較例４−２に示した。融着率、表面性の点で不合格であった。実施例１では、発泡粒子の加熱変形率が０に近いものを使用したことにより、最低成形加熱水蒸気圧を低下させることができていることが判る。【０１０３】
（比較例５）
［ポリプロピレン系樹脂粒子の製造］
ポリプロピレン系樹脂Ａ１００重量部に対して、セル造核剤としてタルク［林化成（株）製、ＰＫ−Ｓ］０．５重量部、メラミン［三井化学（株）製］０．５重量部をブレンドした以外は、実施例１と同様の操作によりポリプロピレン系樹脂粒子を得た。
［ポリプロピレン系樹脂発泡粒子の製造］
得られたポリプロピレン系樹脂粒子を用い、オートクレーブ内容物の昇温温度（発泡温度）を１５２℃に変更し、開口オリフィスを通じてオートクレーブ内容物を放出する際、発泡槽９内の蒸気加熱を行わずに放出した（発泡槽９内の温度は４５℃となった）以外は、実施例１と同様の操作により、一段発泡粒子を得た。
得られた一段発泡粒子の発泡倍率は１５倍、ＤＳＣピーク比は２２％であった。得られた一段発泡粒子内に、空気含浸により０．２８ＭＰａ・Ｇの内圧を付与し、０．０２ＭＰａ・Ｇの蒸気により加熱し、発泡倍率１９倍の発泡粒子を得た。樹脂の融点１４４−１５＝１２９℃での加熱変形率は、−１２．０％であった。
［ポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体の製造］
実施例１と同様の操作にて型内発泡成形を行い、成形性、得られた成形体の評価を行った。その結果を、表２中の比較例５−１として示す。成形体の粒子間の融着性、表面性、５０％圧縮強度から、最低成形加熱水蒸気圧を求めたところ０．２６ＭＰａ・Ｇであった。
ちなみに、実施例１での最低成形加熱水蒸気圧０．２１ＭＰａ・Ｇにおける評価結果を、比較例５−２に示した。融着率、表面性の点で不合格であった。実施例１では、発泡剤に炭酸ガス用いて得た発泡粒子で加熱変形率が０に近いものを使用したことにより、最低成形加熱水蒸気圧を低下させることができていることが判る。【０１０４】
（比較例６）
［ポリプロピレン系樹脂粒子の製造］
ポリプロピレン系樹脂Ａ１００重量部に対して、セル造核剤としてタルク［林化成（株）製、ＰＫ−Ｓ］０．５重量部、メラミン［三井化学（株）製］０．５重量部をブレンドした以外は、実施例１と同様の操作によりポリプロピレン系樹脂粒子を得た。
［ポリプロピレン系樹脂発泡粒子の製造］
容量１０Ｌの耐圧オートクレーブ中に、得られたポリプロピレン系樹脂粒子１００重量部、水１７０重量部、分散剤として第三リン酸カルシウム１．０重量部、分散助剤としてｎ−パラフィンスルホン酸ナトリウム０．０７重量部を仕込み、撹拌下、オートクレーブ内容物を１５４℃まで加熱した。その後、オートクレーブ内圧を圧縮空気で２．８ＭＰａ・Ｇ容器内圧力まで昇圧し、該容器内温度で３０分間保持した後、オートクレーブ下部のバルブ４を開き、３．６ｍｍφの開口オリフィス５を通して、オートクレーブ内容物を大気圧下の発泡槽９内に放出して、一段発泡粒子を得た。なお、発泡槽９内のオリフィス５の直後の位置には蒸気吹込口８が設けられ、蒸気加熱により、発泡槽９内の雰囲気温度は９８℃とし、発泡粒子が５分間接触するように設定されていた。比較例６は、特開２００４−６７７６８号公報記載の、発泡剤として水を用いる技術に関する。
得られた一段発泡粒子の発泡倍率は２０倍、ＤＳＣピーク比は２１％であり、樹脂の融点１４４−１５＝１２９℃での加熱変形率は−６．７％であった。
［ポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体の製造］
実施例１と同様の操作にて型内発泡成形を行い、成形性、得られた成形体の評価を行った。その結果を、表２中の比較例６−１として示す。成形体の粒子間の融着性、表面性、５０％圧縮強度から、最低成形加熱水蒸気圧を求めたところ０．２６ＭＰａ・Ｇであった。
ちなみに、実施例１での最低成形加熱水蒸気圧０．２１ＭＰａ・Ｇにおける評価結果を、比較例６−２に示した。融着率、表面性の点で不合格であった。
実施例１では、発泡剤に炭酸ガス用いて得た発泡粒子で加熱変形率が０に近いものを使用したことにより、最低成形加熱水蒸気圧を低下させることができていることが判る。【０１０５】
【表２】
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【符号の説明】
【０１０６】
１．ポリプロピレン系樹脂粒子
２．水系分散媒
３．耐圧容器（オートクレーブ）
４．バルブ
５．オリフィス
６．温度記録計
７．発泡粒子
８．蒸気吹込口
９．発泡槽
【図１】
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【図２】
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【図３】
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