(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリプロピレン系樹脂１００重量部に対して、エルカ酸アミド、オレイン酸アミドおよびステアリン酸アミドからなる群より選ばれた脂肪酸アミド化合物２．５〜１５重量部からなる樹脂組成物を予備発泡させたことを特徴とするポリプロピレン系予備発泡粒子。
【請求項２】
ポリプロピレン系樹脂のブテンの共重合比率が１０重量％以下である請求項１記載のポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子。
【請求項３】
請求項１または２記載のポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子からなるポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体。
【請求項４】
密度が１０〜４５ｇ／リットルである請求項３記載のポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体。
【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、緩衝包材、通箱、車のバンパー用芯材に用いられるポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子、および、前記粒子を用いたポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体に関する。
【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、圧縮後の歪回復率に優れており、また、ポリエチレンの型内発泡成形体と比較しても、耐熱性、圧縮強度に優れているので、緩衝包装材、通箱、車のバンパー用芯材などに広く用いられている。
【０００３】
しかしながら、一般的にポリプロピレン系樹脂は前記のような優れた特性を有する反面、ポリエチレン系樹脂と比較して固く脆いという欠点を有する。
【０００４】
このため、コンピューター、テレビなどの電気製品に代表される合成樹脂ハウジングを有する製品をポリプロピレン系樹脂発泡体で包装し輸送する際、振動により製品表面を傷つけたり発泡体が削れてポリプロピレン粉を発生するという問題がある。近年、とくに電気製品などの多様化に伴い、製品表面にシボのあるもの、色合が黒、灰色などの暗色系のものが増えてきており、このような製品では、とくに前記の問題が顕著化している。ここでいう合成樹脂ハウジングとは、ＡＢＳ樹脂、ＡＢＳ／ＰＣブレンド樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂などを基材樹脂とするハウジングである。
【０００５】
また、ポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子の製造においても、予備発泡粒子の輸送中に粒子と輸送管内壁との摩擦、または輸送ブロアー内での機械的衝撃により、ポリプロピレン粉が発生するという問題がある。とくにポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子を用いる型内発泡成形において、前記ポリプロピレン粉が成形機の金型、金型の蒸気スリットおよび配管内に付着汚染して蒸気の流れを阻害し、成形生産性の低下を引き起こす原因となっている。
【０００６】
従来、発泡体が製品表面を傷つける問題を解決する方法としては、電気製品などをまずポリエチレン袋などで包装したのち、発泡体で包装する方法が取られている。しかしながら、電気製品などを、まずポリエチレン袋などで包装したのち、発泡体で包装する方法では、工程が多くなり、また、ポリエチレン袋などのコストがかさむ問題がある。
【０００７】
ポリプロピレン粉の発生や粉による金型汚染の問題を解決する方法としては、機械的にポリプロピレン粉を分離する方法、成形機金型を定期的に掃除する方法が取られている。しかしながら、ポリプロピレン粉を機械的に分離する方法では装置コストが高くなり、金型を定期的に掃除する方法では生産性が大きく低下するなどの問題がある。
【０００８】
また、ポリプロピレン系樹脂に滑剤を添加することにより予備発泡粒子と輸送管内壁との摩擦、型内発泡体と製品の輸送中の振動による摩擦を減少させる方法が考えられる。一般的にポリプロピレン系樹脂のスリップ性を改良するために脂肪酸アミド化合物を添加する方法が知られている。その添加量は０．２〜０．５重量部であり、多くても１重量部程度である。
【０００９】
ポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子の基材樹脂に脂肪酸アミド化合物を添加する方法は、特許１６８６２８２号公報、特開平８−５９８７６号公報および特開平１１−２０９５０３号公報に開示されている。
【００１０】
特許１６８６２８２号公報においては、予備発泡粒子のセル構造の均一微細化を目的に、エチレンまたはメチレンビス脂肪酸アミドを０．０１〜２重量部添加している。しかし、該予備発泡粒子およびそれを用いた型内発泡成形体を用いても前記の問題は解決しない。
【００１１】
特開平８−５９８７６号公報においては、型内発泡成形体の二次加工性の改善を目的に、脂肪酸アミド化合物を０．０５〜２．０重量部および金属塩を０．０５〜３．０重量部添加している。しかし、該予備発泡粒子およびそれを用いた型内発泡成形体を用いても前記の問題は解決しない。
【００１２】
特開平１１−２０９５０３号公報においては、ポリオレフィン系樹脂発泡性粒子の発泡時の膨張力、型内成形時の粒子の融着性、および、型内発泡成形体の表面外観、緩衝性能、強靭性に優れた均一かつ大気泡径のポリオレフィン系樹脂発泡性粒子の提供を目的に、多価アルコール脂肪酸エステルおよび脂肪酸アミドのいずれをも含む混合添加物を０．０１〜４．０重量部添加している（脂肪酸アミド化合物の添加量は特許請求の範囲より０．０８〜３．２重量部である）。該公開公報の実施例は、ポリエチレン系樹脂の場合に限られており、ポリエチレン系樹脂においては前記の問題は発生しない。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、ポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子の製造において、粉の発生を抑制し、ひいては型内発泡成形において金型などの汚染を抑制することができ、さらに型内発泡成形が製品を傷つけず、ポリプロピレン粉の発生もおこさないことを目的とする。本発明は、特定の脂肪酸アミドを含む予備発泡粒子およびそれからなる型内発泡成形体を用いることにより、前記課題を解決しうる。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、ポリプロピレン系樹脂１００重量部に対して、脂肪酸アミド化合物２．５〜１５重量部を含む樹脂組成物からなるポリプロピレン系予備発泡粒子に関する。
【００１５】
前記ポリプロピレン系予備発泡粒子において、脂肪酸アミド化合物がエルカ酸アミド、オレイン酸アミド、ステアリン酸アミドからなる群より選ばれた１つ以上の脂肪酸アミド化合物であることが好ましい。
【００１６】
また、前記ポリプロピレン系予備発泡粒子において、ポリプロピレン系樹脂のブテンの共重合比率が１０重量％以下であることが好ましい。
【００１７】
さらに、本発明は、前記ポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子からなるポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体、および、前記ポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体において、密度が１０〜４５ｇ／リットルであるポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体に関する。
【００１８】
特開平８−５９８７６号公報には、脂肪酸アミドは発泡セルの気泡径を小さくするが、気泡径が小さくなると、「欠け」や「割れ」が発生しやすいことが記載されている。しかしながら、本発明では、脂肪酸アミド化合物を多量に配合しても気泡径はそれ程小さくならない。
【００１９】
さらに、一般の発泡体では、基材樹脂に配合した添加剤は、そのセル構造のため、表面にブリードアウトするのに時間がかかり、添加剤が製品表面で働く場合、効果が発現しにくいという問題がある。従来の型内発泡成形体では、脂肪酸アミド化合物を少量しか添加しないため、型内発泡成形体表面へのブリード量が少なく、脂肪酸アミド化合物の潤性効果が充分に発現しなかった。しかしながら、本発明では、脂肪酸アミド化合物を大量に配合することにより、脂肪酸アミド化合物のブリード量を増加させ、潤性効果を発現させることが可能である。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明のポリプロピレン系予備発泡粒子は、基材樹脂としてポリプロピレンに脂肪酸アミド化合物を含む。
【００２１】
脂肪酸アミド化合物としては、炭素数１５〜２２の一級アミドが好ましく使用される。とくにエルカ酸アミド、オレイン酸アミド、ステアリン酸アミドが用いられる。
【００２２】
前記脂肪酸アミド化合物の添加量は、ポリプロピレン系樹脂１００重量部（以下、「部」と略す）に対して、２．５〜１５部、より好ましくは３．５〜１５部、さらに好ましくは３．５〜１０部、とくに好ましくは４．０〜８．０部である。脂肪酸アミドの添加量が２．５部未満では充分な製品に対する傷防止、粉発生の抑制効果がえられず、１５部をこえると、樹脂コストが高くなり経済的に不利であるうえ、予備発泡用に押出機でポリプロピレン系樹脂を小粒子に調整する際、吐出が安定せず生産性が低下するという問題が発生する。
【００２３】
基材樹脂が脂肪酸アミド化合物を２．５〜１５部含有する予備発泡粒子を用いることにより、予備発泡粒子の製造において粉の発生を抑制し、ひいては型内発泡成形において金型などの汚染を抑制することができる。また、前記予備発泡粒子からなる型内発泡成形体を用いることにより、包装する製品を傷つけず、ポリプロピレン粉の発生を抑制することができる。
【００２４】
本発明に使用するポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子の基材樹脂としては、たと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−塩素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などがあげられ、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種以上を混合して使用してもよい。これらの中でも、とくに汎用性の高いエチレン−プロピレンランダムコポリマーまたはエチレン−プロピレン−ブテンランダムターポリマーを用いることが好ましい。なお、本発明にいうポリプロピレン系樹脂とは、プロピレンを８０重量％以上重合させたものをいう。
【００２５】
前記ポリプロピレン系樹脂において、ブテンの共重合比率が１０重量％以下であることが好ましく、５重量％がより好ましい。ブテンの共重合比率が１０重量％をこえる樹脂では、樹脂融点が低く、曲げ剛性も低いため、発泡体が柔軟であり、ポリエチレン発泡体に対するポリプロピレン発泡体の特性である耐熱性、高強度が得られない傾向がある。
【００２６】
前記ポリプロピレン系樹脂は、ＭＩ（溶融粘度）が０．１〜５０ｇ／１０分、さらには０．３〜４０ｇ／１０分であるものが好ましい。ポリプロピレン系樹脂のＭＩが０．１ｇ／１０分未満になると、該樹脂の発泡時の流動性がとぼしくなり、発泡が困難となり、５０ｇ／１０分をこえると、該樹脂は逆に過度に高い流動性を示し、高度に発泡しにくくなり、また発泡後に収縮しやすくなる傾向が生じる。
【００２７】
これらのポリ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により架橋させてもよい。またポリプロピレン系樹脂と混合使用可能な他の熱可塑性樹脂、たとえば、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、アイオノマーなどをプロピレン系樹脂の特性が失われない範囲で混合使用してもよい。たとえば、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、ポリプロピレン系樹脂１００部に対して２０部以下、ポリスチレンを併用する場合には１０部以下が好ましい。
【００２８】
前記ポリ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、バンバリミキサー、ロールなどを用いて溶融し、円柱状、長球状、球状、立方体状、直方体状などのような所望の粒子形状で、その粒子の平均粒径が０．１〜５ｍｍ、好ましくは０．５〜３ｍｍになるように成形加工される。
【００２９】
本発明のポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子は、前記ポリプロピレン系樹脂に脂肪酸アミドを含む樹脂組成物からの予備発泡粒子であるが、前記樹脂組成物には、さらに必要に応じてフィラー、他の添加剤、たとえば、安定剤、着色剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、難燃剤などを加えてもよい。
【００３０】
本発明に係わるポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子を製造する方法は、とくに限定されないが、たとえばドカン法（日本国特許庁１９８８年３月編、図説ＩＰＣ）や除圧発泡法（ＪＨ法）に代表されるように、耐圧容器内で基材樹脂であるポリプロピレン系樹脂粒子に発泡剤を含有させ、攪拌しながら水中に分散させ、加圧下で樹脂の軟化点以上の温度まで加熱したのち、該水分散物を低圧域に放出するなどの方法が利用されうる。ドカン法は、小さな釜を用いて一瞬のうちに発泡させる方法であり、除圧発泡法は、３０分〜１時間かけて発泡させる方法である。本発明では、除圧発泡法を用いることがより好ましい。
【００３１】
登録特許１６８６２８２号公報では、ＥＰＳ法、すなわち、あらかじめ発泡剤を含浸させたポリプロピレン系樹脂粒子を水蒸気で加熱して、予備発泡粒子を得る。この方法では、室温から１４０℃程度まで加熱して発泡させるので、添加した脂肪酸アミド化合物は、発泡初期は固体であり、発泡とともに溶け、造核剤として働く。そのため、発泡セルの気泡径は４００〜５００μｍと大きい。
【００３２】
一方、ＪＨ法では、発泡前のスラリー温度は１４０℃以上であり、添加した脂肪酸アミド化合物は既に溶けており、発泡時に造核剤として働くことはない。その結果、通常の、たとえば、１７０〜２７０μｍの気泡径となる。
【００３３】
前記発泡剤としては、たとえば、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサンなどの脂肪族炭化水素；シクロペンタン、シクロブタンなどの脂肪族環化水素；トリクロロトリフルオロメタン、ジクロロジフルオロメタン、ジクロロテトラフルオロメタン、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、エチルクロライドなどのハロゲン化炭化水素；二酸化炭素、空気、窒素、ヘリウム、アルゴンなどの無機ガス；水などがあげられる。これらの発泡剤は単独で用いてもよく、また、２種類以上を併用してもよい。
【００３４】
前記発泡剤の使用量に限定はなく、所望のポリ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よいが、通常その使用量はポリプロピレン系樹脂粒子１００部に対して５〜６０部である。また、ポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子の嵩密度は１０〜２００ｇ／リットルとすることが好ましい。
【００３５】
前記水分散物の調製に際しては、分散剤として、たとえば、第３リン酸カルシウム、塩基性炭酸マグネシウム、炭酸カルシウムなどや、分散助剤として、少量の界面活性剤、たとえば、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などが併用される。このような分散剤や界面活性剤の使用量は、その種類や用いるポリプロピレン系樹脂粒子とその使用量によって異なるが、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。
【００３６】
また、前記発泡剤を含有した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。
【００３７】
前記のようにして調製された水分散物は、耐圧容器中、加圧下で発泡温度まで加熱されたのち、直径２〜１０ｍｍの開孔オリフィスを通して低圧下に放出され、ポリプロピレン系樹脂粒子が予備発泡されて、本発明のポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子が得られる。前記耐圧容器には、とくに限定はなく、前記圧力および温度に耐えられるものであれば、どのようなものでも使用することができる。耐圧容器の具体例としては、たとえばオートクレーブ型の耐圧容器があげられる。
【００３８】
本発明の予備発泡粒子から型内発泡成形体をうる方法としては、日本国特公昭５１−２２９５１号公報や特公平６−５９６９４号公報などに記載されているように、ポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子を、閉鎖しうるが密閉し得ない金型内に充填し、蒸気などで加熱し、発泡粒子を相互に加熱融着させて型通りに成形する方法が採用される。
【００３９】
このようにして得られた型内発泡体成形体は、密度が１０〜４５ｇ／リットル、さらには１５〜３５ｇ／リットルであることが好ましい。型内発泡成形体の密度が１０ｇ／リットル未満では、収縮率が大きく変形しやすい傾向があり、４５ｇ／リットルをこえると、緩衝用包材としては硬すぎる傾向がある。
【００４０】
本発明の型内発泡成形体は、製品を傷つけず、ポリプロピレン粉の発生もおこさないので、合成樹脂ハウジングを有する製品を輸送するための緩衝用包材として有用である。
【００４１】
【実施例】
つぎに、本発明を実施例および比較例に基づき説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
【００４２】
なお、実施例および比較例における評価は、下記の方法によって行なった。
【００４３】
（嵩密度）
１００００ｃｍ3のバケツを用い、予備発泡粒子１００００ｃｍ3の正確な重量Ｗ（ｇ）を求め、予備発泡粒子の嵩密度Ｄ（ｇ／ｃｍ3）を次式から求める。
【００４４】
【数１】
0004231251.tif 000002
【００４５】
（融着率）
成形体を破断させ、その断面を観察し、断面の粒子の全個数に対する破断粒子数の割合を求め、以下の基準で評価する。なお、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。
【００４６】
◎：破断粒子の割合が８０％以上である。
○：破断粒子の割合が６０〜８０％未満である。
×：破断粒子の割合が６０％未満通常である。
【００４７】
（予備発泡粒子の粉発生量）
ｐＨ２の水溶液で洗浄して粒子表面の分散剤を除去し乾燥した予備発泡粒子５００ｇを、粒子を循環できるように３ｍのプラスチック配管を付した羽根付きブロアー（Ｄａｙｔｏｎ製、型式４Ｃ３２９、回転数３５００ｒｐｍ、羽根径３１．７５ｃｍ（１２．５インチ））内で５分間循環させる。
【００４８】
循環させた予備発泡粒子のうち１０ｇとエタノール１００ミリリットルを蓋付きガラス容器内へ入れ、３０秒間上下に激しく振動させ表面の粉を洗い落とす。このうちエタノール５０ミリリットルを孔径５μｍのテフロン（登録商標）フィルターでろ過し、ろ過されたポリプロピレン粉量Ｗ（ｍｇ）を定量して、下記式により発生したポリプロピレン粉発生量Ｘ（ｐｐｍ）を求め、以下の基準で評価する。
【００４９】
◎：ポリプロピレン粉発生量が１００ｐｐｍ以下である。
○：ポリプロピレン粉発生量が１００〜２５０ｐｐｍである。
△：ポリプロピレン粉発生量が２５０〜５００ｐｐｍである。
×：ポリプロピレン粉発生量が５００ｐｐｍ以上である。
【００５０】
【数２】
0004231251.tif 000003
【００５１】
（成形体の製品への影響）
本体表面がシボ付きＡＢＳ樹脂であるコンピュターを型内発泡成形体で包装し、ダンボール箱に入れる。ダンボール箱をＩＳＴＡ−１Ｃ（ランダム振動法）の試験条件で振動させたのち、ＡＢＳ樹脂表面状態を観察し、以下の基準で評価する。
【００５２】
◎：変化なし。
○：若干白い跡が付く。
△：白い後が付く。
×：白い後が付き、ポリプロピレン粉が発生している。
【００５３】
実施例１〜９および比較例１〜４
エチレン−プロピレンランダム共重合体（エチレン含有率２．５％、ＭＩ＝６．０ｇ／１０分、融点１４６℃）１００部と、脂肪酸アミドの表１に示す量とを混合し、単軸押出機で混練したのち造粒し、樹脂粒子（１．８ｍｇ／粒）を製造した。
【００５４】
該樹脂粒子１００部およびイソブタン１２．９部を、分散媒（パウダー状塩基性第３リン酸カルシウム２部およびｎ−パラフィンスルホン酸ソーダ０．０５部を含む水３００部）とともに１０リットル耐圧容器に仕込み、該容器内部を温度１４３．０℃に加熱した。ついで、容器内圧力をイソブタンを圧入して１．８６ＭＰａの発泡圧力に調整した。そののち、容器内圧力をチッ素で保持しつつ、耐圧容器下部のバルブを開いて水分散物を開孔径４．０ｍｍのオリフィス板を通して大気圧下に放出することによって、表１に記載の嵩密度を有する予備発泡粒子を得た。
【００５５】
得られた予備発泡粒子を４５０ｍｍ×３００ｍｍ×６０ｍｍの金型に充填し、予備発泡粒子同士を圧力０．２４ＭＰａの水蒸気で１０秒間加熱、融着させ、表１に記載の特性を有する型内発泡成形体を得た。
【００５６】
各々の予備発泡粒子の型内発泡成形体について前記評価方法により物性評価した。その結果を表１に示す。
【００５７】
【表１】
0004231251.tif 000004
【００５８】
【発明の効果】
本発明のポリプロピレン系樹脂予備発泡粒子を用いることにより成形時のポリプロピレン粉による金型の汚染を抑制することができ、さらに該粒子からなる型内発泡成形体を用いることで、輸送時、振動による摩擦で包装した製品を傷つけることなく、かつ粉の発生も抑制することができる。