(57)【要約】      （修正有）【課題】１５倍以上の高い発泡倍率を有し、かつ７０％以上の独立気泡率である断熱性に優れたポリプロピレン系樹脂押出発泡体及びその製造方法が提供する。【解決手段】２３０℃における溶融張力が５〜３０ｇである直鎖状のポリプロピレン樹脂を含むポリプロピレン系樹脂組成物を、少なくとも炭化水素系ガスを含む発泡剤を用い押出発泡した発泡倍率が１５倍以上であり、独立気泡率が７０％以上であることを特徴とするポリプロピレン系樹脂押出発泡体。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
２３０℃における溶融張力が５〜３０ｇである直鎖状のポリプロピレン樹脂を含むポリプロピレン系樹脂組成物を、少なくとも炭化水素系ガスを含む発泡剤を用い押出発泡した発泡倍率が１５倍以上であり、独立気泡率が７０％以上であることを特徴とするポリプロピレン系樹脂押出発泡体。
【請求項２】
前記直鎖状のポリプロピレン樹脂が、２３０℃におけるメルトフローレート（ＭＦＲ）と、２３０℃における溶融張力（ＭＴ）との関係が、下記の式（１）を満たす請求項１に記載のポリプロピレン系樹脂押出発泡体。
Log（ＭＴ）＞−１．３３Log（ＭＦＲ）＋１．２      （１）
【請求項３】
前記直鎖状のポリプロピレン樹脂が、前記ポリプロピレン系樹脂組成物中に５０質量％以上含有される、請求項１又は２に記載のポリプロピレン系樹脂押出発泡体。
【請求項４】
ＪＩＳ−Ａ１４１２に準拠して測定される熱伝導率が、２０〜３４ｍＷ／ｍＫである、請求項１〜３のいずれか１項に記載のポリプロピレン系樹脂押出発泡体。
【請求項５】
押出機と、先端に取付けられたダイスとを有する発泡装置を用い、２３０℃における溶融張力が３〜３０ｇである直鎖状のポリプロピレン樹脂を含むポリプロピレン系樹脂組成物と、炭化水素系ガス発泡剤とを、１６０〜２５０℃の温度条件で溶融押出し、ダイス開口部直近樹脂圧力を２〜１０ＭＰaで大気下に放出し押出発泡することを特徴とするポリプロピレン系樹脂押出発泡体の製造方法。
【請求項６】
炭化水素系ガスが、プロパン、ｎ−ブタン、ｉ−ブタン、ｎ−ペンタン、ｉ−ペンタン、シクロペンタン、およびヘキサンからなる群から選ばれる少なくとも１種類である請求項５に記載のポリプロピレン系樹脂押出発泡体の製造方法。
【請求項７】
炭化水素系ガスを発泡剤としてポリプロピレン系樹脂１００質量部に対して１〜３０質量部注入する請求項５又は６に記載のポリプロピレン系樹脂押出発泡体の製造方法。
【請求項８】
ダイスの一孔開口面積あたりの吐出量が、０．０５〜０．２ｋｇ／ｈ／ｍｍ２である請求項５〜７のいずれか１項に記載のポリプロピレン系樹脂押出発泡体の製造方法。
【請求項９】
押出機が、押出吐出量が１〜１０００ｋｇ／ｈｒのタンデム型押出機である、請求項５〜８のいずれか１項に記載のポリプロピレン系樹脂押出発泡体の製造方法。
【請求項１０】
ダイスがＴ型ダイである請求項５〜９のいずれか１項に記載のポリプロピレン系樹脂押出発泡体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発泡倍率が高く、かつ独立気泡率が高い極めて断熱性に優れたポリプロピレン系樹脂押出発泡体及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ポリプロピレン樹脂を用いた押出発泡体が知られている。例えば特許文献１には、通常ポリプロピレン樹脂では高発泡倍率化が困難なところ、ポリプロピレン樹脂として、分子量及び分子量分布を調整して得られた優れた粘弾性特性を備えたポリプロピレン樹脂を用いることにより、発泡倍率を１０倍以上に高くさせ、かつ平均セル径を４００μｍ未満と小さくすることを可能とし、さらに独立気泡率が４０％以上であるプロピレン系樹脂押出発泡体が記載されている。これにより、押出発泡体中における気泡壁を多数形成することができるため、外部からの輻射熱を効率よく遮断することが可能とされている。
【特許文献１】ＷＯ２００６／０５４７１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記の方法により得られるプロピレン系樹脂押出発泡体は、１０倍以上の発泡倍率を有し、かつ４０％以上の独立気泡率を有しているものの、独立気泡率をさらに高くし、例えば、７０％以上の独立気泡率にすることは容易でなく、結果として得られる発泡体は、期待したとおりの高断熱性を有するには至っていない。
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、１５倍以上の高い発泡倍率を有し、かつ７０％以上の独立気泡率である断熱性に優れたポリプロピレン系樹脂押出発泡体及びその製造方法が提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明者は、上記の目的を達成すべく鋭意研究を進めたところ、下記を要旨とする発明により上記目的を達成しうることを見出した。
（１）２３０℃における溶融張力が５〜３０ｇである直鎖状のポリプロピレン樹脂を含むポリプロピレン系樹脂組成物を、少なくとも炭化水素系ガスを含む発泡剤を用い押出発泡した発泡倍率が１５倍以上であり、独立気泡率が７０％以上であることを特徴とするポリプロピレン系樹脂押出発泡体。
（２）前記直鎖状のポリプロピレン樹脂が、２３０℃におけるメルトフローレート（ＭＦＲ）と、２３０℃における溶融張力（ＭＴ）との関係が、下記の式（１）を満たす上記（１）に記載のプロピレン系樹脂押出発泡体。
【０００５】
Log（ＭＴ）＞−１．３３Log（ＭＦＲ）＋１．２      （１）
（３）前記直鎖状のポリプロピレン樹脂が、前記ポリプロピレン系樹脂組成物中に５０質量％以上含有される、上記（１）又は（２）に記載のポリプロピレン系樹脂押出発泡体。
（４）ＪＩＳ−Ａ１４１２に準拠して測定される熱伝導率が、２０〜３４ｍＷ／ｍＫである、上記（１）〜（３）のいずれか１項に記載のポリプロピレン系樹脂押出発泡体。
（５）押出機と、先端に取付けられたダイスとを有する発泡装置を用い、２３０℃における溶融張力が３〜３０ｇである直鎖状のポリプロピレン樹脂を含むポリプロピレン系樹脂組成物と、炭化水素系ガス発泡剤とを、１６０〜２５０℃の温度条件で溶融押出し、ダイス開口部直近樹脂圧力を２〜１０ＭＰaで大気下に放出し押出発泡することを特徴とするポリプロピレン系樹脂押出発泡体の製造方法。
（６）炭化水素系ガスが、プロパン、ｎ−ブタン、ｉ−ブタン、ｎ−ペンタン、ｉ−ペンタン、シクロペンタン、およびヘキサンからなる群から選ばれる少なくとも１種類である上記（５）に記載のポリプロピレン系樹脂押出発泡体の製造方法。
（７）炭化水素系ガスを発泡剤としてポリプロピレン系樹脂１００質量部に対して１〜３０質量部注入する上記（５）又は（６）に記載のポリプロピレン系樹脂押出発泡体の製造方法。
（８）ダイスの一孔開口面積あたりの吐出量が、０．０５〜０．２ｋｇ／ｈ／ｍｍ２である上記（５）〜（７）のいずれか１項に記載のポリプロピレン系樹脂押出発泡体の製造方法。
（９）押出機が、押出吐出量が１〜１０００ｋｇ／ｈｒのタンデム型押出機である、上記（５）〜（８）のいずれか１つに記載のポリプロピレン系樹脂押出発泡体の製造方法。
（１０）ダイスがＴ型ダイである上記（５）〜（９）のいずれか１つに記載のポリプロピレン系樹脂押出発泡体の製造方法。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、１５倍以上、特には２０倍以上の高い発泡倍率を有し、かつ７０％以上、特には９０％以上の独立気泡率である断熱性に優れたポリプロピレン系樹脂押出発泡体及びその製造方法が提供される。
本発明においては、特定の溶融張力を有する直鎖状ポリプロピレン系樹脂を使用し、かつ炭化水素系ガスを含む発泡剤を使用することにより何故に上記の効果が得られるかについては必ずしも明確ではないが、ほぼ次のように推察される。
すなわち、特定の溶融張力を有する直鎖状ポリプロピレン系樹脂を使用することにより、発泡に適した樹脂の流動性と伸張粘度特性が発現し、結果として、高発泡倍率の発泡体になる。また、発泡剤として、従来のごとく炭酸ガスを使用した場合には、樹脂中に溶解した炭酸ガスが高圧下で発泡時に大気圧に減圧した際、一気に樹脂の外に逸散するため、十分な樹脂の冷却効果を発揮できず、発泡体が収縮してしまう。さらにセル膜の破壊を引き起こして連続気泡になり易くなってしまうが、本発明では、炭化水素系ガスを使用することにより、発泡時にポリプロピレン系樹脂から蒸発潜熱を奪うことにより熱収縮を低減できるため、高発泡倍率の発泡体を得ることができる。また、炭化水素系ガスによる低減圧速度で発泡させることで、発泡時のセル膜破壊を抑制し、従来にない独立気泡率の高い発泡体にできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明におけるポリオレフィン系樹脂組成物は、特定の物性を有するポリプロピレン系樹脂（以下、ポリプロピレン系樹脂Ａという）を含有する。該ポリプロピレン系樹脂Ａは、２３０℃における溶融張力が５〜３０ｇを必須とし、好ましくは６．５〜２０ｇであり、より好ましくは７．５〜１０ｇである。溶融張力値が５ｇ未満であると発泡時にセルの破泡が生じやすく好ましくなく、逆に、３０ｇを超えると発泡時に充分なセルの成長が行われず好ましくない。
【０００８】
更に、前記ポリプロピレン系樹脂Ａは、２３０℃におけるメルトフローレート（ＭＦＲ）が、好ましくは５〜３０であり、特に好ましくは５〜２０であるのが好適である。そして、本発明では、かかるメルトフローレートと、上記の２３０℃における溶融張力（ＭＴ）との関係が、下記の式（１）を満たすことが好ましい。ここでＭＦＲはＡＳＴＭ−Ｄ１２３８に準じる方法により求められる。
Ｌｏｇ（ＭＴ）＞−１．３３Ｌｏｇ（ＭＦＲ）＋１．２      （１）
前記ポリプロピレン系樹脂Ａが、上記した溶融張力とＭＦＲとの関係において上記式（１）を満たさない場合には、溶融張力の増大に対し、樹脂の溶融流動性が乏しくなりすぎて、押出時に非常に樹脂圧力が上昇する等の不都合が生じる場合や、発泡時にセル膜の充分な伸びが得られず高倍率の発泡体を得ることが難しい場合があり好ましくない。なかでも、上記（１）式における左辺の値が右辺の値よりも好ましくは０．５〜３大きく、特に好ましくは０．５〜２大きい場合が特に良好である。
【０００９】
本発明において、ポリプロピレン系樹脂Ａは直鎖状の重合体であることが必要である。直鎖状とは、ポリプロピレン系樹脂を構成しているプロピレン系ポリマー（プロピレン系重合体）の分子鎖のひとつひとつが、プロピレン系ポリマー（プロピレン重合体）の構成単位であるプロピレン単量体及びそれと共重合可能なα−オレフィン単量体が相互にひとつずつ実質上１本の紐状に重合した重合物の集合体であることをいう。この直鎖状の重合体は、化学架橋や電子線架橋等の方法を利用した架橋構造や、長鎖分岐等のグラフト構造を有していないため、製造や品質の管理が比較的容易で、リサイクル時に施される再ペレット化等の工程で受ける再三の熱履歴に対しても、その分子構造の劣化が生じにくいため好適に使用される。
【００１０】
本発明におけるポリオレフィン系樹脂組成物には、前記ポリプロピレン系樹脂Ａ以外のポリプロピレン系樹脂（以下、ポリプロピレン系樹脂Ｂという）をブレンドすることも可能である。ポリプロピレン系樹脂Ｂとしては、例えば、プロピレンの単独重合体、プロピレンと該プロピレンと共重合可能なプロピレン以外のα−オレフィンとのプロピレンを主体とする共重合体、ポリプロピレン系樹脂と例えばポリエチレン系樹脂のようなポリプロピレン系樹脂以外のポリオレフィン系樹脂との混合物等が挙げられる。これらのポリオレフィン系樹脂は、単独で用いてもよいし、２種類以上を併用してもよい。
【００１１】
上記ポリプロピレン系樹脂Ｂとしては、なかでも、押出発泡性や、得られる発泡体の性能が優れることから、比較的分子量の大きなプロピレン単独を用いた重合体や、プロピレンとエチレンとのプロピレンを主体とする共重合体や、ポリプロピレン系樹脂とポリエチレン系樹脂との混合樹脂が好ましく用いられる。
【００１２】
上記エチレンと共重合可能なエチレン以外のα−オレフィンとしては、特に限定されるものではないが、例えば、プロピレン、１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセン、４−メチル−１−ペンテン、１−ヘプテン、１−オクテン等が挙げられる。これらのエチレン以外のα−オレフィンは、単独で用いられてもよいし、２種類以上が併用して用いられてもよい。また、上記ポリプロピレンと共重合可能なプロピレン以外のα−オレフィンとしては、特に限定されるものではないが、例えば、エチレン、１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセン、４−メチル−１−ペンテン、１−ヘプテン、１−オクテン等が挙げられる。これらのプロピレン以外のα−オレフィンは、単独で用いられてもよいし、２種類以上が併用されてもよい。
【００１３】
本発明におけるポリプロピレン系樹脂組成物がポリプロピレン系樹脂Ｂを含む場合、該ポリプロピレン系樹脂Ｂは、前記ポリプロピレン系樹脂Ａの１００質量部あたり、好ましくは２００質量部以下、より好ましくは１００質量部以下、特に好ましくは４０〜８０質量部が好適である。ポリプロピレン系樹脂Ｂの含有量が１００質量部を超える場合にはポリプロピレン系樹脂Ｂが発泡性に及ぼす影響が大きくなり、場合により発泡性を阻害する可能性が大きく好ましくない。
【００１４】
また、ポリプロピレン系樹脂Ｂとして、ポリプロピレン系樹脂とポリエチレン系樹脂との混合樹脂を用いる場合、特に限定されるものではないが、該混合樹脂中におけるポリプロピレン系樹脂の含有量は、４０〜１００重量％であることが好ましく、より好ましくは６０〜１００重量％である。上記混合樹脂中におけるポリプロピレン系樹脂の含有量が４０重量％未満であると、得られる発泡体の機械的強度や耐熱性が不充分となることがある。
【００１５】
本発明における発泡体は、少なくとも炭化水素系ガスを含む発泡剤を用いて発泡される。炭化水素系ガスは、ポリプロピレン樹脂Ａを少なくとも３０重量％以上含むポリオレフィン系樹脂組成物１００質量部に対して、好ましく１〜３０質量部、より好ましくは、５〜１５質量部、特に好ましくは７〜１０質量部を用いることが好適である。発泡剤の使用量が１質量部未満であると発泡倍率の低下および他のセルの肥大化が生じ易く、逆に、３０質量部を超えると過剰に含まれる発泡ガスが合泡し大きな空隙（ボイド）が発泡体中に生じ易く好ましくない。
【００１６】
本発明における発泡剤である炭化水素系ガスは、特に限定はないが、プロパン、ｎ−ブタン、ｉｓｏ−ブタン、ｎ−ペンタン、ｉｓｏ−ペンタン、シクロペンタン、ベンゼン等の炭素数が好ましくは３〜６の脂肪族系の炭化水素系ガスからなる群から選ばれる少なくとも１種類であるものが好ましい。
なかでも、環境面で完全にハロゲン化されていない炭化水素系ガスであり、ポリオレフィン系樹脂との親和性が高いという点からｉｓｏ−ブタン及びｉｓｏ−ブタン／ｎ−ブタン混合物であり、ｎ−ブタン／ｉｓｏ−ブタンの比率(ｍｏｌ％比)が好ましくは２．５〜４、特に好ましくは２．８〜３．５であるのが好適である。
なお、本発明における発泡剤は、炭化水素系ガス以外の発泡剤も適宜組み合わせて使用することができる。これらの炭化水素系ガス以外の発泡剤としては、１，２−ジクロロテトラフルオロエタン、１−クロロテトラフルオロエタン、１，１−ジフルオロエタン、１，１，１，２−テトラフルオロエタン等のハロゲン化炭化水素系ガス；ＨＦＣ１５２a、ＨＣＦＣ１４２ｂ、ＨＦＣ１３４a等の代替フロンガスを主とするハロゲン化炭化水素化合物類などが挙げられる。
【００１７】
本発明で用いられるポリプロピレン系樹脂組成物は、ポリプロピレン系樹脂Ａを必須成分とし、必要に応じてポリプロピレン系樹脂Ｂを含有するが、これらの成分以外に、本発明の目的を阻害しない範囲で必要に応じて下記のような各種添加剤の１種もしくは２種以上が添加されてもよい。フェノール系、リン系、アミン系、硫黄系等の酸化防止剤（老化防止剤）；熱安定剤；光安定剤；紫外線吸収剤；リン系、窒素系、ハロゲン系、アンチモン系等の難燃剤；滑剤；、金属害防止剤；帯電防止剤；充填剤；着色剤；セル造核剤；結晶核剤等。
【００１８】
セル造核剤としては、特に限定されるものではないが、タルク、炭酸カルシュウム、クレー、カオリン、雲母、酸化マグネシュウム、酸化亜鉛、カーボンブラック、ガラス、石英、シリカ、アルミナ、ノバキュライト、水和アルミナ、鉄、酸化鉄、二酸化珪素、酸化チタン等が挙げられる。
【００１９】
結晶核剤としては、特に限定されるものではないが一般的に、ロジン系の結晶核剤や、ソルビトール系の結晶核剤、燐酸エステル塩系の結晶核剤が挙げられる。ロジン系の結晶核剤としては、ロジン系の樹脂であればよく、特に限定されるものではないが、例えば新日本理化（株）製ジベンジリデンソルビトール（ＤＢＳ）等が挙げられる。燐酸エステル塩系の結晶核剤としても、特に限定されるものではないが、例えば旭電化工業（株）製ＮＡ−１１等が挙げられる。これらの結晶核剤は単独または複数を併用して用いてもよい。
【００２０】
本発明の発泡体は、ダイスが先端に取付けられ、かつ発泡機構を有する押出し機を用いて製造される。ポリプロピレン系樹脂Ａを含むポリプロピレン系樹脂組成物と、少なくとも炭化水素系ガスを含む発泡剤とを混合させ、該混合物を溶融押出し温度が１６０〜２５０℃、ダイス開口部直近の樹脂圧力（圧力損失）が２〜１０ＭＰaで大気下に放出し押出発泡するものである。
【００２１】
なお、ここで、ダイス開口部の直近とは、樹脂がダイス開口部に入る直前のことを言い、具体的例として、ダイスに接続される押出機先端からダイス開口部までの間における樹脂流路を言う。
【００２２】
上記溶融押出し温度が１６０℃未満であると炭化水素系ガスの樹脂中への溶解、及び拡散が劣り、２５０℃を超えるとポリプロピレン系樹脂の熱による分子鎖切断等の劣化が生じ始めるので好ましくない。上記溶融押出し温度は、なかでも１７０〜２４０℃が好適である。
【００２３】
また、本発明において、押出し機におけるダイス直近部位の上記圧力損失は２〜１０ＭＰaであるが、圧力損失が２ＭＰａ未満であるとポリプロピレン系樹脂組成物中に溶解している炭化水素系ガスが押出機内部、及びダイス内部で気化しやすくなり、発泡が装置内部で生じ、セルの合泡、過剰な成長、発泡倍率の低下、著しい外観性の低下が生じ好ましくない。圧力損失が１０ＭＰａを超えると、発泡におけるセル形成時に、大きなせん断がセルにかかりやすくなり、セルの破泡、セル構造の不均一化が生じ好ましくない。このようなセル構造の不完全さは発泡体としての、充分な熱性能を呈するためには大きな障害となる。上記圧力損失は３〜９ＭＰａが好ましく、４〜８ＭＰａがより好ましい。
【００２４】
本発明で使用される押出機におけるダイスは、幅広で平板状のフラットダイ（以下、Ｔ型ダイという）、又は複数の開口孔を有するマルチストランドダイを用いることが好ましい。Ｔ型ダイを用いる場合は、前記樹脂をフラットなシートやボードに押出しをすることが可能で、マルチストランドダイを用いる場合は、複数の開口孔から細状の押出発泡体を多数集束することにより発泡体を得ることが可能である。
【００２５】
前記マルチストランドダイを用いる場合は、発泡後の成形体の外観性、形状の整えやすさや、発泡体の独立気泡を小さくするため、ダイスの開口（孔）直径が０．４〜２．０ｍｍ、好ましくは０．１〜１．２ｍｍである。前記直径が０．４ｍｍ未満であると発泡体構成のストランド直径が小さすぎ、引き取り時にちぎれやすくなり好ましくなく、２．０ｍｍを超えるとストランドの直径が大きすぎ平滑性をだすためのボード状の後成形が困難となり好ましくない。ダイスの深さは０．１〜１０ｍｍであることが好ましく、開口部はダイス前面上に複数個備えられていることが好ましい。
【００２６】
独立気泡率が高く、高い熱性能を有する発泡体を得るには上記のダイのなかでも、Ｔ型ダイを用いることが好ましい。
【００２７】
また、ダイスの開口面積あたりの吐出量Ｖは、０．０５〜０．３ｋｇ／ｈ／ｍｍ２であることが好ましい。
【００２８】
前記マルチストランドダイの場合、ダイスの開口（孔）数は５０〜５０００、好ましくは１００〜３０００を有する多ホール型ダイスを用い、ダイスの一開口（孔）における吐出量Ｖが０．１〜０．３ｋｇ／ｈ／ｍｍ２であることが好ましい。
【００２９】
Ｔ型ダイを用いる場合はダイスの一開口（面積）における吐出量Ｖが０．０５〜０．２ｋｇ／ｈ／ｍｍ２であることが好ましい。ここにおける、ダイスの一孔開口当りの吐出量Ｖ（ｋｇ／ｈ／ｍｍ２）は、下記の式で求められる。
ダイスの一開口当りの吐出量Ｖ
＝押出機総吐出量（ｋｇ／ｈ）／ダイス開口面積（ｍｍ２）
ダイスの一開口当りの吐出量Vの上記の範囲への調整は、押出機のスクリュー回転数を上げる；押出機のスクリューネジ間ピッチを大きくする；押出機のスクリューネジ間の溝を深くする；などにより行うことができる。
【００３０】
ダイスの一開口当りの吐出量Ｖ（ｋｇ／ｈ／ｍｍ２）が０．０５未満であると生産性が劣るばかりでなく、ダイ内部におけるゲル化した流体物質の流動分布が不均一になってしまう上に、ダイス部位において発泡に適した圧力損失を保つことが難しくなり、充分な倍率の発泡体を得ることが困難である。一方、吐出量Ｖ（ｋｇ／ｈ／ｍｍ２）が０．３を超えるとセルの破泡が生じ易く、十分な断熱性能が得られないばかりでなく、発泡体の外観が劣り好ましくない。
【００３１】
押出総吐出量は、押出機の仕様にもよるが、１〜１０００ｋｇ／ｈｒが好ましい。スクリュー径の比較的大きい実生産機タイプにおいては、１００〜１０００ｋｇ／ｈｒが好ましい。一方、押出総吐出量は、スクリュー径の比較的小さいタイプでは、概ね１５ｋｇ／ｈｒ〜５０ｋｇ／ｈｒが好ましい。なかでも、発泡体における押出総吐出量は、小能力タイプでは、２０〜１３０ｋｇ／ｈｒがより好ましく、また、大能力タイプにおいては、１００〜１０００ｋｇ／ｈｒがより好ましい。
【００３２】
押出発泡成形機については、スクリュー直径（Ｄ）が好ましくは４０〜１６０（ｍｍ）であり、スクリューの長さをＬとしたときのＬ／Ｄが好ましくは１５〜５５である。押出発泡成形機は、２本のスクリューを直列に組み合わせることを基本として構成されるタンデム型の押出機が好ましい。タンデム型を使用することにより、発泡に適したダイス部位の圧力損失条件と吐出量とを独立して、各スクリューの回転数で制御できるので発泡体の製造に適している。さらに、２本のスクリューを直列タンデム押出機を使用すれば、ゲル状の溶融樹脂とガスの混練物の温度を微調整することが可能であり好ましい。なお、１段目のスクリューのＬ／Ｄに対して２段目のスクリューのＬ／Ｄは１．０〜１．５倍であることが好ましい。
【００３３】
本発明において使用するダイスについてはその形状は問わないが、一開口部あたりの圧力損失が好ましくは２〜１０ＭＰａになるように、開口部の数、形状、及び厚みを有するのが望ましい。このような条件を満たすダイスの選択は、充分な熱性能を呈する発泡体を良好に得ることができる。
【００３４】
さらに、本発明の発泡体の製造方法の具体例としては、上記ポリプロピレン系樹脂組成物を、例えば、シリンダーバレルの計量化部でガス供給機から発泡ガスを定量供給するラインを備えた押出成形機を用いる場合は以下のように行われる。すなわち、発泡性ポリオレフィン系樹脂組成物を１段目の押出機で所定温度に加熱し溶融した後、これを、所定量の発泡ガスとともに混練し、さらに２段目の押出機にて混練しながら発泡に適した樹脂温度になるように温度制御し、押出機の先端に取り付けられたダイスおよびダイプレートを通して、一気に大気圧下にさらすことでシート状またはボード状に押出成形することにより、発泡体を製造する。
【００３５】
更に、必要ならば、発泡体の形態を整えるために、形状の調整や、サイズの調整を、裁断機や挟み込みコンベアー等を用いて行ってもよい。また、必要ならば、発泡体の片面、または両面に、例えばアルミニウム製シート、不織布、たにやま皮革等のシート状物を面材として貼り合せ、機械的強度や、耐熱性、難燃性等の種々の性能を付与してもよい。
【００３６】
本発明のポリプロピレン系樹脂押出発泡体は、前記製造方法により発泡倍率１５倍以上とすることが可能であり、好ましくは、２０〜６０倍である。発泡倍率が１５倍未満であると、充分な部材熱性能を発現するためには重量や、原材料費コストが大きくなり過ぎて好ましくない。
【００３７】
本発明で得られるポリプロピレン系樹脂押出発泡体は、独立気泡率が７０％以上であり、好ましくは８０％以上、最も好ましくは９０％以上である。独立気泡率が７０％未満の場合、高い断熱性能が得られない。
かくして、本発明のポリプロピレン系樹脂押出発泡体は、平均セル径が好ましくは１００〜５００μｍ、特に好ましくは１００〜３００μｍであり、熱伝導率が、好ましくは２０〜３４ｍＷ／ｍＫ、特に好ましくは２０〜２８ｍＷ／ｍＫであるのが好適である。
【００３８】
本発明のポリプロピレン系樹脂押出発泡体の形状は、実質上、架橋構造を有していないのでシート状、棒状、筒状、ブロック状などの任意である。押出発泡体は、例えばシート状の場合、真空成形、圧空成形、マッチドダイなどにより二次成形し、トレイ、容器などの二次成形体を得ることができる。
【実施例】
【００３９】
本発明をさらに詳しく説明するために、以下に実施例および比較例を挙げるが、本発明はこれら実施例のみに限定して解釈されないことはもちろんである。
なお、実施例及び比較例における各種の物性値の測定・算出方法は以下のとおりである。
・  発泡体密度：発泡体サンプルを凡そ２ｃｍ角程度に裁断し、質量を測定した後、
既知量の水を入れたメスシリンダーにサンプルを極細の針金で沈
め水位の変化より実体積を測定し、次式により算出した。
発泡体密度＝質量／体積
・  発泡倍率  ：発泡倍率＝０．９／発泡体比重により算出した。
・  平均セル径：発泡体サンプルをカットし、断面における１ｍｍ長さ中のセルの個数
を数える作業を異なる１ｍｍ線上で１０回繰り返し測定し、次式によ
り算出した。
平均セル径＝（１００００/セル個数総和）
・  熱伝導率  ：ＪＩＳ  Ａ−１４１２に準拠し、得られた発泡体を２０ｃｍ×
２０ｃｍ×２０ｃｍの板状試験小片に裁断し、熱伝導率測定装置
ＨＣ０−０７４（英弘精機社製）で測定した。
・  独立気泡率：ＡＳＴＭ−Ｄ２８５６の規格に準じて測定した。
・  軽量性：    ○(優)、△（可）、×（不可）の３段階で評価した。
・  断熱性：    ○(優)、△（可）、×（不可）の３段階で評価した。
・  製品外観（表面平滑性）：  ○(優)、△（可）、×（不可）の３段階で評価した。
・  製品外観（ボイドの有無）：  ○(優)、△（可）、×（不可）の３段階で評価した。
【００４０】
実施例１
押出機の先端が開口幅１０００ｍｍで開口厚み５ｍｍのコートハンガーダイ形状になっており、さらにその先端に、開口幅が３００ｍｍで開口厚みが２ｍｍであり、φ１０ｍｍＲで開口が大きくなっているＴ型ダイプレート金型（図１にその外観図、図２にＡ−Ａ‘における断面図を示す）を取り付けたタンデム式押出発泡成形機を使用した。
【００４１】
また、ポリプロピレン樹脂Ａとして、２３０℃における溶融張力（ＭＴ）が７．６ｇであり、メルトフローレート（ＭＦＲ）が３．３ｇ／１０分であるホモポリプロピレン樹脂を使用し、該ポリプロピレン樹脂１００重量％に対して、熱劣化防止剤としてイルガノックス１０１０ＦＦ（チバ・スペシャリティー・ケミカルズ社製）を２０００ｐｐｍ、イルガホス１（チバ・スペシャリティー・ケミカルズ社製）を２０００ｐｐｍ、滑剤としてステアリン酸カルシウム（日本油脂社製）を２００ｐｐｍ、及び気泡核剤として乾式マイカＳ−２００ＨＧ（レプコ社製）を２．５重量％を添加したポリプロピレン樹脂Ａ組成物を調製した。
【００４２】
上記ポリプロピレン樹脂Ａ組成物を、上記したタンデム式押出発泡成形機における、そのスクリューの回転数を調節して吐出量４０ｋｇ／ｈになるようにして２３０℃にて押し出して溶融させた後、ｎ−ブタンとｉｓｏ−ブタンの混合ガス（ｎ−ブタン／ｉｓｏ−ブタン＝７４ｍｏｌ％／２４ｍｏｌ％）を溶融樹脂中に３．０ｋｇ／ｈで定量的に注入して溶融混練した。次いで、上記押出発泡成形機において、溶融樹脂と発泡ガスの混合物の温度が１８０℃になるように温度調節し、ダイス金型温度１８０℃の条件で押出し、金型を通過後速やかに大気圧下に減圧して溶融したガスを樹脂中から逸散させることにより押出発泡成形した。このときの発泡成形機のダイ内の樹脂圧力は３．０ＭＰaであった。得られた発泡体の各種の特性を表１に示すが、発泡体はボイドが無く表面平滑性に優れた軽量な発泡シートであった。
【００４３】
実施例２
発泡ガスであるｎ−ブタンとｉｓｏ−ブタンの混合ガスを溶融樹脂中に０．６ｋｇ／ｈで定量的に注入して押出混練した後、溶融樹脂と発泡ガスの混合物の温度が１８５℃になるように温度調節し、ダイス金型温度を１８５℃とした以外は実施例１と同様にして、タンデム式押出発泡成形機にて押出発泡させた。
このときの発泡成形機のダイ内の樹脂圧力は５．９ＭＰaであった。得られた発泡体の各種の特性を表１に示すが、発泡体はボイドが無く表面平滑性に優れた軽量な発泡シートであった。
【００４４】
実施例３
ポリプロピレン樹脂Ａを吐出１００ｋｇ／ｈで押出し、発泡ガスであるｎ−ブタンとｉｓｏ−ブタンの混合ガスを溶融樹脂中に１０ｋｇ／ｈで定量的に注入した以外は実施例１と同様にして、タンデム式押出発泡成形機にて押出発泡させた。
このときの発泡成形機のダイ内の樹脂圧力は５．９ＭＰaであった。得られた発泡体の各種の特性を表１に示すが、発泡体はボイドが無く表面平滑性に優れた軽量な発泡シートであった。
【００４５】
実施例４
開口幅１０００ｍｍで開口厚み２ｍｍであり、φ２０ｍｍＲで開口が大きくなっているＴ型ダイプレート金型であり、さらにその先端部に図３に示した多孔ダイプレート金型であり、縦の吐出孔数が４個で、横の吐出孔数が１９３個で、総吐出孔数が７７２個のダイプレートであって、吐出孔の孔径が０．６０ｍｍであるダイプレート金型を備え付けた押出発泡成形機を使用したほかは、実施例１と同様にして押出発泡させた。
このときの発泡成形機のダイ内の樹脂圧力は５．０ＭＰaであった。得られた発泡体の各種の特性を表１に示すが、発泡体は実施例１と同様に軽量な発泡シートであったが、表面の平滑性に関しては多孔ダイに由来した規則性のある凹凸が生じた。
【００４６】
比較例１
２３０℃における溶融張力（ＭＴ）が２．７ｇであり、メルトフローレート（ＭＦＲ）が２．３ｇ／１０分であるホモポリプロピレン樹脂であり、各種添加剤を実施例１と同じ配分でブレンドしたポリプロピレン樹脂Ｂを使用し、発泡ガスであるｎ−ブタンとｉｓｏ−ブタンの混合ガスを溶融樹脂中に１．１ｋｇ／ｈで定量的に注入し、樹脂温度１７２℃にて発泡させた以外はすべて実施例１と同様にして押出発泡成形機にて押出発泡させた。
このときの発泡成形機のダイ内の樹脂圧力は２．３ＭＰaであった。得られた発泡体の各種の特性を表１に示すが、発泡体は外観性は良好だが、発泡倍率が低く軽量性に乏しい発泡シートであった。
【００４７】
比較例２
ポリプロピレン樹脂Ａを吐出１０ｋｇ／ｈで押出し、発泡ガスであるｎ−ブタンとｉｓｏ−ブタンの混合ガスを溶融樹脂中に０．８ｋｇ／ｈで定量的に注入し、樹脂温度１８５℃にて発泡させた以外は実施例１と同様にして、押出発泡成形機にて押出発泡させた。
このときの発泡成形機のダイ内の樹脂圧力は４．５ＭＰaであった。得られた発泡体の各種の特性を表１に示すが、発泡体は外観性は良好だが、発泡倍率が低く軽量性に乏しい発泡シートであった。
【００４８】
比較例３
ポリプロピレン樹脂Ａを吐出１３０ｋｇ／ｈで押出し、発泡ガスであるｎ−ブタンとｉｓｏ−ブタンの混合ガスを溶融樹脂中に１０ｋｇ／ｈで定量的に注入し、樹脂温度１８５℃にて発泡させた以外は実施例１と同様にして、押出発泡成形機にて押出発泡させた。
このときの押出発泡成形機のダイ内の樹脂圧力は１０．３ＭＰaであった。得られた発泡体の各種の特性を表１に示すが、発泡体は軽量ではあるが、独立気泡率が低く断熱性が劣る発泡シートであった。
【００４９】
比較例４
溶融したポリプロピレン樹脂Ａ中に発泡ガスである二酸化炭素を３．０ｋｇ／ｈで定量的に注入し、樹脂温度１７０℃にて発泡させた以外は実施例１と同様にして、押出発泡成形機にて押出発泡させた。
このときの押出発泡成形機のダイ内の樹脂圧力は７．４ＭＰaであった。得られた発泡体の各種の特性を表１に示すが、独立気泡率が低く断熱性が劣るばかりでなく、発泡体はボイドが含まれた表面平滑性に乏しい発泡シートであり、軽量性に乏しいシートであった。
【００５０】
比較例５
溶融したポリプロピレン樹脂Ａ中に発泡ガスである二酸化炭素を３．０ｋｇ／ｈで定量的に注入し、樹脂温度１８５℃にて発泡させた以外は実施例４と同様にして、押出発泡成形機にて押出発泡させた。
このときの押出発泡成形機のダイ内の樹脂圧力は９．３ＭＰaであった。得られた発泡体の各種の特性を表１に示すが、独立気泡率が低く断熱性が劣るばかりでなく、発泡体は軽量ではあるがボイドが含まれており、表面の平滑性に関しては多孔ダイに由来した規則性のある凹凸が生じた。
【００５１】
【表１】
2009067948.tif 000002
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明におけるポリプロピレン系樹脂押出発泡体は、その優れた低密度、断熱性、耐熱性、剛性などの性能とコストのバランス、さらには、優れたリサイクル性を生かして、主に、自動車部材用途、文房具などの一般消耗品用途、包装緩衝材用途、などに広く使用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】実施例１で使用されたダイプレート金型の外観図
【図２】図１のダイプレート金型のＡ−Ａ‘における断面図
【図３】実施例４で使用された多孔ダイプレート金型の外観図
【図１】
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【図２】
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【図３】
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