(57)【要約】【課題】発泡体の外観や基材性能等を向上させる。【解決手段】発泡剤組成物は、その全重量に対し、熱分解型発泡剤として炭酸水素ナトリウムを５７．０重量部と、クエン酸塩としてクエン酸モノナトリウムを２８．５重量部と、炭素数１２〜２０の飽和脂肪酸塩としてステアリン酸リチウムを５．５重量部と、気泡核剤となるタルクを９．０重量部と含んでいる発泡剤組成物とポリプロピレン樹脂との混合物を、この射出成形装置の射出部からキャビティ部へ１０〜２００ＭＰａの圧力で射出する。前記射出終了後３秒以内に、前記射出成形装置のキャビティ部に隣接する前記射出装置の金型コア部を０．１〜１００ｍｍ／ｓｅｃの速度で後退させる。前記後退以後に前記キャビティ部内の前記混合物を５０℃で１ｓ以上冷却する。このようにして、外観と基材性能が向上した発泡体の発泡成形が可能となる。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂と混合され、熱加工処理により樹脂内部で発泡し、前記樹脂の発泡体を成形する発泡剤組成物において、
熱分解型発泡剤と、
炭素数１２〜２０の飽和脂肪酸塩と、
を含むことを特徴とする発泡剤組成物。
【請求項２】
請求項１に記載される発泡剤組成物において、
クエン酸塩と、
気泡核剤として、亜鉛華、タルク、シリカのうち少なくともいずれか１つと、
を含むことを特徴とする発泡剤組成物。
【請求項３】
請求項２に記載される発泡剤組成物において、
前記発泡剤組成物の全重量に対し、
前記熱分解型発泡剤は炭酸水素ナトリウムを５７．０〜５７．５重量部、
前記クエン酸塩はクエン酸モノナトリウムを２８．５〜２９．０重量部、
前記炭素数１２〜２０の飽和脂肪酸塩はステアリン酸リチウムを５．５〜６．０重量部、
前記気泡核剤を８．５〜９．０重量部、
含むことを特徴とする発泡剤組成物。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１つに記載される発泡剤組成物をポリオレフィン系の樹脂に混合し、前記混合物に、射出成形装置中で熱加工処理を加えることで、前記発泡剤組成物中の前記熱分解型発泡剤を発泡させ、射出発泡成形されるポリオレフィン系発泡体の製造方法において、
前記ポリオレフィン系の樹脂は、融点１４０℃以上かつＭＦＲ１０以上であって、温度２００℃での剪断速度０．１〜５．０×１０２ｓｅｃ−１における溶融粘度が２．０×１０４ポイズ以下であること、
を特徴とするポリオレフィン系発泡体の製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載されるポリオレフィン系発泡体の製造方法において、
前記射出発泡成形は、前記混合物を１７０〜２３０℃に加熱し、
前記加熱した混合物を、射出成形装置の射出部からキャビティ部へ１０〜２００ＭＰａの圧力で、射出開始から終了まで３秒以内に射出し、
前記射出終了後３秒以内に、前記キャビティ部に隣接する前記射出装置の金型コア部を０．１〜１００ｍｍ／ｓｅｃの速度で前記キャビティ部の厚さを大きくする方向へ後退させ、
前記後退以後に前記キャビティ内の前記混合物を４０〜８０℃で１ｓ以上冷却するコアバック式の射出発泡成形であること、
を特徴とするポリオレフィン系発泡体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は発泡剤組成物、およびこれを用いるポリオレフィン系発泡体とその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ポリオレフィン系樹脂に発泡剤を加え、熱加工処理等によって前記発泡剤が発泡することによってなる発泡体（以下、発泡体とする）がある。このような発泡体は、ドアトリム等の自動車の内装される樹脂部品において用いられている。この発泡体の製造方法は、化学発泡剤をポリオレフィン系樹脂に添加し、射出成形装置によって発泡成形させる方法がある。このとき、射出成形する前の初期板厚が極めて薄く、初期板厚と成形後の発泡体を比較したときの発泡倍率（以下、発泡倍率とする）が大きくなると（例えば、初期板厚が３．０ｍｍ以下であって、発泡倍率１．２倍以上）発泡体中の気泡が粗大となり、外観品質もよくなかったため、気泡が微細であり、外観品質が通常成形品と同程度良好となる発泡体を作る課題を実現することが難しかった。このような不具合の解決手段として、発泡剤中に気泡核剤としてタルクやシリカ等を添加して射出成形する方法が知られている。
【０００３】
しかし、これらのタルクやシリカ等を発泡剤中に添加する方法では、発泡体中の気泡の微細化は図れるとされているが、表面平滑性を含めた外観はタルクやシリカ等を発泡剤中に添加しない通常成形品と比べて劣る場合がある。そこで、特開２０００−２６４９９３号公報では、熱可塑性樹脂に熱分解型発泡剤にクエン酸塩とリチウム化合物（ただし、リチウム塩は除く）または亜鉛華を含んだ発泡剤組成物を添加することで、微細な気泡で発泡成形される発泡剤組成物および熱可塑性樹脂発泡体の製造方法が記載されている。
【０００４】
なお、従来技術としては、特開２００１−１８４９３号公報では、ポリプロピレン樹脂の発泡体からなる容器の射出成形による製造方法が、特許第３１１８１２５号公報では熱可塑性エラストマーの発泡体の射出成形による製造方法が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−２６４９９３号公報
【特許文献２】
特開２００１−１８９４３号公報
【特許文献３】
特許第３１１８１２５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記発泡体は、射出成形による発泡体形成時のその外観等が、その用途やニーズによっては、まだ十分でない場合があることもある。例えば、射出成形時に樹脂の混合が円滑に行われないために起こるウエルドライン、表面の微少な凹凸であるアバタ、射出成型時にキャビティ部へ樹脂が十分に浸透しないなどの理由によって発生するフラッシュが多少発生する場合や射出時の樹脂のフローや成形性が十分でない場合もありうる。
【０００７】
本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、発泡体中の気泡をより微細で均一な分布なものとし、平面平滑性等の外観等に優れたポリオレフィン系発泡体およびそれを製造する方法と、その製造に用いる発泡剤組成物を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の発泡剤組成物は、樹脂と混合され、熱加工処理により樹脂内部で発泡し、前記樹脂の発泡体を成形する発泡剤組成物において、熱分解型発泡剤と、炭素数１２〜２０の飽和脂肪酸塩と、
を含むことを特徴とする。
【００１０】
ここで、熱分解型発泡剤と炭素数１２〜２０の高級飽和脂肪酸塩を加えた発泡剤組成物を用いることで、発泡体を発泡成形したときに、発泡体中の気泡を従来技術に比べてより微細な状態とすることができるようになる。その結果、成形時の気泡の影響を防止でき、ひいては、発泡体の外観の向上を図ることができる。
【００１１】
また、気泡がより微細となることによって、外観の向上だけでなく、様々な利点を得ることができる。例えば、発泡体の強度等の物理的な物性を向上させることが可能となる。気泡が微細となることによって、綿密な気泡構造を有する発泡体となり、ソリッドな物性により近づくことができるなどの作用が得られるからである。
【００１２】
この発泡体中の気泡が微細となる理由は、以下のようにも考えられる。通常、樹脂内部で熱分解型発泡剤が発泡したときに、発泡体中の気泡が大きくなるという現象が生じやすい。これは、発泡の際、多量に生じる気泡同士が結合して、泡の大きさが大きくなってしまうことなどが考えれられている。これを解消するために、炭素数１２〜２０の高級飽和脂肪酸塩を加えることで界面活性的作用等によって発泡体中の気泡が結合したり、破裂したりすることを、防止することができるようになり、結果として、発泡体中の気泡を微細である状態とすることができるのではないかと勘案されるところである。
【００１３】
また、上記本発明の発泡剤組成物は、さらにクエン酸塩と、気泡核剤として、亜鉛華、タルク、シリカのうち少なくともいずれか１つと、を含んでいてもよい。
【００１４】
従来技術から、クエン酸塩は、発泡体中の気泡を微細にすることが知られている。そのため、発泡体中の気泡の微細化を図るには炭素数１２〜２０の高級脂肪酸との相乗効果を望むことができる。
【００１５】
また、気泡核剤を用いることで、発泡体中の気泡を微細にすることも同様に知られている。気泡核剤を用いるとその部分で熱分解型発泡剤が発泡するため、樹脂中で発泡する箇所の整合をとりやすくすることができる。その理由は、周辺部の樹脂と比べて、気泡核剤となるタルクやシリカ、亜鉛華は熱容量が大きい。そのため、気泡核剤がホットスポットとなり、その部分で熱分解型発泡剤が発泡しやすくなるということなどが勘案される。
【００１６】
また、上記本発明の発泡剤組成物は、前記発泡剤組成物の全重量に対し、前記熱分解型発泡剤は炭酸水素ナトリウムを５７．０〜５７．５重量部、前記クエン酸塩はクエン酸モノナトリウムを２８．５〜２９．０重量部、前記炭素数１２〜２０の飽和脂肪酸塩はステアリン酸リチウムを５．５〜６．０重量部、前記気泡核剤を８．５〜９．０重量部、含んでいてもよい。
【００１７】
熱分解型発泡剤としての炭酸水素ナトリウムは、発泡剤組成物に対して、上記重量部下限値以下では、発泡体を成形するのに十分の発泡量を得られない場合等がある。また、上記重量部上限値以上では、発泡体を成形する際に、発泡が激しくなり、微細な気泡を有する発泡体の提供が難しい場合等がある。
【００１８】
クエン酸塩としてのクエン酸モノナトリウムは、発泡剤組成物に対して、上記重量部下限値以下では、発泡体を成形するのに発泡体中の気泡を微細にする効果を得られないない場合等がある。また、上記重量部上限値以上では、他の組成物の含有量を低下させるなど発泡剤組成物として適さなくなってしまう場合がある。
【００１９】
炭素数１２〜２０の飽和脂肪酸塩としてのステアリン酸リチウムは、発泡剤組成物に対して、上記重量部下限値以下では、発泡体を成形するのに発泡体中の気泡を微細にする効果を得られないない場合等がある。また、上記重量部上限値以上では、他の組成物の含有量を低下させるなど発泡剤組成物として適さなくなってしまう場合がある。
【００２０】
気泡核剤は、発泡剤組成物に対して、上記重量部下限値以下では、発泡体を成形するのに発泡体中の気泡を微細にする効果を得られないない場合等がある。また、上記重量部上限値以上では、他の組成物の含有量を低下させるなど発泡剤組成物として適さなくなってしまう場合がある。
【００２１】
次に、本発明の発泡剤組成物を用いたポリオレフィン系発泡体の製造方法は、ポリオレフィン系の樹脂に混合し、前記混合物に、射出成形装置中で熱加工処理を加えることで、前記発泡剤組成物中の前記熱分解型発泡剤を発泡させ、射出発泡成形されるポリオレフィン系発泡体の製造方法において、前記ポリオレフィン系の樹脂は、融点１４０℃以上かつＭＦＲ１０以上であって、温度２００℃での剪断速度０．１〜５．０×１０２ｓｅｃ−１における溶融粘度が２．０×１０４ポイズ以下であることを特徴とする。
【００２２】
上記発泡剤組成物を用いて、発泡体を成形するには、この条件の樹脂を用いると外観および基材性能に加えて、成形加工も容易であるなど好ましい場合が多い。例えば、粘度が低いため成形加工が容易となることなどがある。
【００２３】
また、上記本発明のポリオレフィン系発泡体の製造方法は、前記射出発泡成形が、前記混合物を１７０〜２３０℃に加熱し、前記加熱した混合物を、射出成形装置の射出部からキャビティ部へ１０〜２００ＭＰａの圧力で、射出開始から終了まで射出時間３秒以内に射出し、前記射出終了後３秒以内に、前記キャビティ部に隣接する前記射出装置の金型コア部を０．１〜１００ｍｍ／ｓｅｃの速度で前記キャビティ部の厚さを大きくする方向へ後退させ、前記後退以後に前記キャビティ内の前記混合物を４０〜８０℃で１ｓ以上冷却するコアバック式の射出発泡成形であるものであってもよい。
【００２４】
射出時において、上記上限値を超えた射出時間となると、樹脂の結晶化が起こり、発泡倍率を高めることが難しくなったり、樹脂中の発泡ガスが表面へと逃げることを許すこととなり、成形された発泡体表面にシルバーマーク等が発生しやすくなるおそれがある。
【００２５】
射出後、上記範囲の射出終了後からコアバック開始までの時間、コアバックの時間、冷却時間、冷却温度でないと、発泡体の成形では、混合物のコア層は、冷却されにくく、スキン層は早く冷却されることから、発泡倍率の調整が難しい場合がある。
【００２６】
上記のように、この条件とした本発明の発泡剤組成物をポリオレフィン系の樹脂に用いて、コアバック式の射出成形装置で成形したポリオレフィン系発泡体では、さらに、外観および基材性能は勿論、成形加工もさらに容易であるなど好ましい。よって、優れた外観と基材性能を有するポリオレフィン系発泡体を提供することができる。
【００２７】
特に、従来の発泡剤ではポリオレフィン系樹脂は、ポリスチレン系樹脂などに比べ、その溶融粘度が大幅に低いため、発泡成形の際に、脱泡若しくは破泡現象を起こしてしまい、気泡の破壊等が発生し、発泡体の外観に影響を与えてしまうことがあった。それに対し、本発明では、ステアリン酸などの高級飽和脂肪酸を用いると、その高級飽和脂肪酸により、気泡の破裂等を押さえることが可能となり、ひいては、気泡の微細化が実現でき、優れた外観と基材性能を有するポリオレフィン系発泡体を提供することができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の発泡剤組成物を用いて、ポリオレフィン系発泡体をコアバック式の射出成形装置によって成形し、自動車用ドアトリムを製造する実施形態について説明する。本発明の実施形態は、本発明の実施に関しての好ましい一例であって、本発明は、本実施形態に限定されるものではない。
【００２９】
発泡剤組成物は、その全重量に対し、熱分解型発泡剤として炭酸水素ナトリウムを５７．０重量部と、クエン酸塩としてクエン酸モノナトリウムを２８．５重量部と、炭素数１２〜２０の飽和脂肪酸塩としてステアリン酸リチウムを５．５重量部と、気泡核剤となるタルクを９．０重量部含んでいる発泡剤組成物を用いる。
【００３０】
発泡剤の基材となるポリプロピレン樹脂を用意する。このポリオレフィン系樹脂は、融点が１４０℃以上、ＭＦＲ（メルトフローレイト）が１０以上、好ましくはＭＦＲ５０程度であって、温度２００℃で剪断速度が０．１×１０２ｓｅｃ−１〜０．５×１０２ｓｅｃ−１において、溶融粘度が２．０×１０４ポイズ以下である物性を示すポリオレフィン系樹脂であればよい。
【００３１】
次に、望むドアトリムに発泡成形するための希望する型のキャブティ部を有する射出成形装置を用意する。ここの射出部にて上記ポリオレフィン系樹脂と発泡剤組成物を溶融等によって混合させた混合物（以下、単に混合物とする）を作成する。この混合方法は、ポリプロピレン樹脂に予め上記発泡剤組成物を配合するか、射出成形装置のシリンダーの途中から発泡剤を注入するなどとする。ここでポリプロピレン径樹脂の初期板厚は２．０ｍｍとした。
【００３２】
この混合物を射出成形装置の射出部（シリンダー）で１７０〜２３０℃となるように加熱する。該温度でこの混合物を、この射出成形装置の射出部からキャビティ部へ１０〜２００ＭＰａの圧力で射出する。この射出は射出開始から終了時まで３秒以内に射出を行えるものであればよい。
【００３３】
前記射出終了後３秒以内に、前記射出成形装置のキャビティ部に隣接する前記射出装置の金型コア部を０．１〜１００ｍｍ／ｓｅｃの速度で前記キャビティ部の厚さを大きくする方向へ後退させる。
【００３４】
前記後退以後に前記キャビティ部内の前記混合物を５０℃で１ｓ以上冷却する。冷却後、型を外し、発泡体の厚さ３．０ｍｍ、発泡倍率１．５倍のドアトリムの発泡成形が可能となる。
【００３５】
本製造方法によって、ウェルドラインやアバタ、フラッシュ等をさらに防止でこのため、外観補修等が必要でなくなった。それに加え、フローや成形性も従来と比べ向上したため、成形工程が迅速かつ、簡単に行えるようになった。
【００３６】
さらに、気泡の微細化はさらに顕著なものとなった。従来技術では、発泡倍率は１〜１．５倍以上で、気泡径も２００〜１５００μｍ、もしくはそれ以上となりうる場合があったが、本発明ではより微細な径で均一な気泡の分布によって外観、表面平滑性が良好である発泡体として、発泡倍率１．１〜２．０倍で気泡径２００μｍ以下の発泡体を提供することができるようになった。
【００３７】
ポリオレフィン系樹脂であれば、ポリエチレン、ポリブチレン等、であってもよい。さらには、単独のオレフィンのモノマーによる重合体に限られず、コモノマーとの共重合体であってもよい。そのような共重合体である場合は、コモノマーとしてはエチレン、１−ブテン、１−ヘキセン、４−メチル−１−ペンテン、１−オクテン、１−デセン等を用いることが好ましい。
ここで発泡剤組成物中の熱分解型発泡剤としては、他の無機発泡剤は勿論、アゾジカルボンアミド、ベンゼンスルホニルヒドラジド、Ｎ，Ｎ’−ジニトロソペンタメチレンテトラミン、５−フェニル−１，２，３，４−テトラゾールおよび有機酸金属塩等の有機化学系発泡剤を用いることもできる。
【００３８】
また、発泡剤組成物中のクエン酸塩としてはクエン酸トリナトリウムなどの他のナトリウム塩は勿論、カリウム塩、リチウム塩（ただし、炭素数：Ｃ１２〜２０の飽和脂肪酸リチウム塩は除く）であってもよい。
【００３９】
また、発泡剤組成物中の炭素数：Ｃ１２〜２０の飽和脂肪酸塩としてはステアリン酸塩に限られず、Ｃ１２のラウリン酸、Ｃ１４のミリスチン酸、Ｃ１６のパルミチン酸、Ｃ２０のアラキジン酸など、炭素数が１２〜２０の範囲である飽和脂肪酸であればよい。また、それらのリチウム塩に限られず、ナトリウム塩、カリウム塩などであってもよい。
【００４０】
また、気泡核剤としては亜鉛華、シリカ等、従来の気泡核剤、いずれでもよい。
【００４１】
【実施例】
本発明の発泡剤組成物を用いて自動車のドアトリムを成形した実施例と、従来品の発泡剤組成物を用いて自動車のドアトリムを成形した比較例と、の外観評価等を行った。実施例の発泡剤組成物は、炭酸水素ナトリウムを５７．０重量部、クエン酸モノナトリウムを２８．５重量部、ステアリン酸リチウムを５．５重量部、タルクを９．０重量部含んでいる。また、比較例は、炭酸水素ナトリウム７８．０重量部、クエン酸モノナトリウム１３．５重量部、ステアリン酸リチウム４．５重量部、タルク９．０重量部含んでいる。発泡剤組成物以外は、実施例と比較例ともに同じ材料・製造方法であり、ポリプロピレン樹脂に各発泡剤組成物を混入し、上記実施形態のコアバック式の射出成形装置にて、上記実施形態と同じ製造方法によりドアトリムを成形した。
【００４２】
外観評価は、発泡倍率、成形性、ウエルドライン、フロー、フラッシュ、アバタについて行った。なお、評価としては△を普通として○、◎と右の記号ほど外観が好ましいとして外観評価した。その結果を、以下の表１に示す。
【００４３】
【表１】
2004323726.tif 000002
表１から、実施例は、発泡倍率、成形性、ウエルドライン、フロー、フラッシュ、アバタについて比較例と比べて外観評価について向上したという結果を得ることができた。また、実施例と比較例との比較は、基材の性能についても評価して行ったが基材の強さ等においても顕著な基材性能の向上を奏することがわかった。
【００４４】
【発明の効果】
本発明の発泡剤組成物を用いることにより、発泡体中の気泡をより微細で均一な分布なものとし、平面平滑性等の外観や基材性能などに優れたポリオレフィン系発泡体とそれを製造する方法、およびその製造に用いる発泡剤組成物を提供できる。