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技術 発泡粒子製造用樹脂粒子、発泡粒子及び発泡成形体

出願人 積水化成品工業株式会社
発明者 古永遥香田井哲朗小林弘典
出願日 2017年7月31日 (3年4ヶ月経過) 出願番号 2017-147714
公開日 2018年2月15日 (2年10ヶ月経過) 公開番号 2018-024862
状態 未査定
技術分野 多孔性物品の製造および廃物の回収・処理 高分子組成物
主要キーワード 標準球 累積質量分布 高圧仕様 融着体 発泡槽 無機系粉末 気泡数密度 高圧発泡
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重要な関連分野

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図面 (7)

課題

気泡数の低いポリカーボネート系樹脂製発泡粒子及び見かけ密度の低いポリカーボネート系樹脂製の発泡成形体を製造可能な樹脂粒子を提供することを課題とする。

解決手段

ポリカーボネート系樹脂アクリル系樹脂とを含む基材樹脂と、発泡向上樹脂とを含み、前記基材樹脂が、前記ポリカーボネート系樹脂とアクリル系樹脂の合計を100質量部とすると、55〜95質量部の範囲で前記ポリカーボネート系樹脂を含み、前記発泡向上樹脂が、前記ポリカーボネート系樹脂とアクリル系樹脂の合計を100質量部とすると、0.1〜15質量部の範囲で含まれることを特徴とする発泡粒子製造用樹脂粒子により上記課題を解決する。

概要

背景

発泡成形体は、軽いことに加え、加工性及び形状保持性が良く、比較的強度も高いため、食品トレー自動車用部材を始め、建材土木資材照明器具等のさまざまな分野で使用されている。特に耐熱性が要求されない場合にはポリスチレン系樹脂製の発泡成形体が用いられ、緩衝特性回復性、柔軟性等が必要な場合にはポリプロピレンポリエチレン等のオレフィン系樹脂製の発泡成形体が用いられる傾向にある。
これらポリスチレン系樹脂及びオレフィン系樹脂よりも一般的に耐熱性が高い樹脂として、ポリカーボネート系樹脂がある。これは、日本以外の国でも、また乾燥地帯熱帯地帯等の過酷な気候の場所でも利用可能な樹脂である。このポリカーボネート系樹脂は、耐熱性に優れているだけでなく、耐水性電気特性機械的強度耐老化性及び耐薬品性にも優れている。そのため、ポリカーボネート系樹脂は、これまで建造物内装材として用いられてきたが、近年その優れた特性を活用した自動車部材包装材、各種容器等への用途展開も期待されている。

ところで、ポリカーボネート系樹脂の発泡体製法としては、押出発泡法がよく知られており、更により高倍の発泡体を得るためには、特許文献1(特開平10−330524号公報)のようなポリカーボネート樹脂アクリル樹脂を添加することがなされてきた。しかしながら、この方法で得られる発泡体は、見かけ密度はそれほど低くなく、また、ボード状であるため単純な建築材しか得ることしかできなかった。従って、押出発泡法では、自動車部材のような複雑な形状をした発泡体を得ることは困難であった。
複雑な形状をした発泡体を得ることを可能にする方法としては、発泡粒子金型内発泡及び融着させる型内発泡成型法が知られている。この方法は、所望の形状に対応する空間を有する金型を用意し、その空間内に発泡粒子を充填し、加熱により発泡粒子を発泡及び融着させることで、複雑な形状を有する発泡成形体を得ることができる。

概要

気泡数の低いポリカーボネート系樹脂製の発泡粒子及び見かけ密度の低いポリカーボネート系樹脂製の発泡成形体を製造可能な樹脂粒子を提供することを課題とする。ポリカーボネート系樹脂とアクリル系樹脂とを含む基材樹脂と、発泡向上樹脂とを含み、前記基材樹脂が、前記ポリカーボネート系樹脂とアクリル系樹脂の合計を100質量部とすると、55〜95質量部の範囲で前記ポリカーボネート系樹脂を含み、前記発泡向上樹脂が、前記ポリカーボネート系樹脂とアクリル系樹脂の合計を100質量部とすると、0.1〜15質量部の範囲で含まれることを特徴とする発泡粒子製造用樹脂粒子により上記課題を解決する。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

ポリカーボネート系樹脂アクリル系樹脂とを含む基材樹脂と、発泡向上樹脂とを含み、前記基材樹脂が、前記ポリカーボネート系樹脂とアクリル系樹脂の合計を100質量部とすると、55〜95質量部の範囲で前記ポリカーボネート系樹脂を含み、前記発泡向上樹脂が、前記ポリカーボネート系樹脂とアクリル系樹脂の合計を100質量部とすると、0.1〜15質量部の範囲で含まれることを特徴とする発泡粒子製造用樹脂粒子

請求項2

前記基材樹脂が、前記ポリカーボネート系樹脂とアクリル系樹脂の合計を100質量部とすると、65〜95質量部の範囲で前記ポリカーボネート系樹脂を含み、前記発泡向上樹脂が、前記ポリカーボネート系樹脂とアクリル系樹脂の合計100質量部に対する前記ポリカーボネート系樹脂の含有量をXとすると、0.1〜−0.30X+28.6質量部の範囲で含まれる請求項1に記載の発泡粒子製造用樹脂粒子。

請求項3

前記発泡向上樹脂が、エチレンメタクリル酸グリシジル共重合体、又は主鎖がエチレン−メタクリル酸グリシジル共重合体であるグラフト共重合体から選択される請求項1又は2に記載の発泡粒子製造用樹脂粒子。

請求項4

ポリカーボネート系樹脂とアクリル系樹脂とを含む基材樹脂と、発泡向上樹脂とを含み、前記基材樹脂が、前記ポリカーボネート系樹脂とアクリル系樹脂の合計を100質量部とすると、55〜95質量部の範囲で前記ポリカーボネート系樹脂を含み、前記発泡向上樹脂が、前記ポリカーボネート系樹脂とアクリル系樹脂の合計を100質量部とすると、0.1〜15質量部の範囲で含まれ、0.6g/cm3以下の嵩密度を示すことを特徴とする発泡粒子。

請求項5

前記基材樹脂が、前記ポリカーボネート系樹脂とアクリル系樹脂の合計を100質量部とすると、65〜95質量部の範囲で前記ポリカーボネート系樹脂を含み、前記発泡向上樹脂が、前記ポリカーボネート系樹脂とアクリル系樹脂の合計100質量部に対する前記ポリカーボネート系樹脂の含有量をXとすると、0.1〜−0.30X+28.6質量部の範囲で含まれる請求項4に記載の発泡粒子。

請求項6

前記発泡向上樹脂が、エチレン−メタクリル酸グリシジル共重合体、又は主鎖がエチレン−メタクリル酸グリシジル共重合体であるグラフト共重合体から選択される請求項4又は5に記載の発泡粒子。

請求項7

複数の発泡粒子の融着体から構成され、前記融着体を構成する発泡粒子が請求項4〜6のいずれか1つに記載の発泡粒子に由来することを特徴とする発泡成形体

技術分野

0001

本発明は、発泡粒子製造用樹脂粒子、発泡粒子及び発泡成形体に関する。更に詳しくは、本発明は、ポリカーボネート系樹脂アクリル系樹脂発泡向上樹脂とを含む発泡粒子製造用樹脂粒子、この樹脂粒子から得られた発泡粒子、及びこの発泡粒子から得られた発泡成形体に関する。

背景技術

0002

発泡成形体は、軽いことに加え、加工性及び形状保持性が良く、比較的強度も高いため、食品トレー自動車用部材を始め、建材土木資材照明器具等のさまざまな分野で使用されている。特に耐熱性が要求されない場合にはポリスチレン系樹脂製の発泡成形体が用いられ、緩衝特性回復性、柔軟性等が必要な場合にはポリプロピレンポリエチレン等のオレフィン系樹脂製の発泡成形体が用いられる傾向にある。
これらポリスチレン系樹脂及びオレフィン系樹脂よりも一般的に耐熱性が高い樹脂として、ポリカーボネート系樹脂がある。これは、日本以外の国でも、また乾燥地帯熱帯地帯等の過酷な気候の場所でも利用可能な樹脂である。このポリカーボネート系樹脂は、耐熱性に優れているだけでなく、耐水性電気特性機械的強度耐老化性及び耐薬品性にも優れている。そのため、ポリカーボネート系樹脂は、これまで建造物内装材として用いられてきたが、近年その優れた特性を活用した自動車部材包装材、各種容器等への用途展開も期待されている。

0003

ところで、ポリカーボネート系樹脂の発泡体製法としては、押出発泡法がよく知られており、更により高倍の発泡体を得るためには、特許文献1(特開平10−330524号公報)のようなポリカーボネート樹脂アクリル樹脂を添加することがなされてきた。しかしながら、この方法で得られる発泡体は、見かけ密度はそれほど低くなく、また、ボード状であるため単純な建築材しか得ることしかできなかった。従って、押出発泡法では、自動車部材のような複雑な形状をした発泡体を得ることは困難であった。
複雑な形状をした発泡体を得ることを可能にする方法としては、発泡粒子を金型内で発泡及び融着させる型内発泡成型法が知られている。この方法は、所望の形状に対応する空間を有する金型を用意し、その空間内に発泡粒子を充填し、加熱により発泡粒子を発泡及び融着させることで、複雑な形状を有する発泡成形体を得ることができる。

先行技術

0004

特開平10−330524号公報

発明が解決しようとする課題

0005

しかしながら、発泡粒子からなるポリカーボネート系樹脂発泡成形体の製造においてポリカーボネート系樹脂にアクリル系樹脂を添加し、見かけ密度を低下させた知見はない。

課題を解決するための手段

0006

そこで、本発明の発明者等は、上記課題を鑑み、誠意検討を行った結果、ポリカーボネート系樹脂とアクリル系樹脂と、更に発泡向上樹脂とを特定の割合で含む樹脂粒子を発泡させた場合のみ、発泡粒子の気泡数が減少することを意外にも見出し、その結果、発泡性が向上し、嵩密度の低いポリカーボネート系樹脂発泡粒子及び見かけ密度の低い発泡成形体の提供が可能となることを見い出した。

0007

かくして本発明によれば、ポリカーボネート系樹脂とアクリル系樹脂とを含む基材樹脂と、発泡向上樹脂とを含み、前記基材樹脂が、前記ポリカーボネート系樹脂とアクリル系樹脂の合計を100質量部とすると、55〜95質量部の範囲で前記ポリカーボネート系樹脂を含み、前記発泡向上樹脂が、前記ポリカーボネート系樹脂とアクリル系樹脂の合計を100質量部とすると、0.1〜15質量部の範囲で含まれることを特徴とする発泡粒子製造用樹脂粒子が提供される。
更に、本発明によれば、ポリカーボネート系樹脂とアクリル系樹脂とを含む基材樹脂と、発泡向上樹脂とを含み、前記基材樹脂が、前記ポリカーボネート系樹脂とアクリル系樹脂の合計を100質量部とすると、55〜95質量部の範囲で前記ポリカーボネート系樹脂を含み、前記発泡向上樹脂が、前記ポリカーボネート系樹脂とアクリル系樹脂の合計を100質量部とすると、0.1〜15質量部の範囲で含まれ、0.6g/cm3以下の嵩密度を示すことを特徴とする発泡粒子が提供される。
また、本発明によれば、複数の発泡粒子の融着体から構成され、前記融着体を構成する発泡粒子が上記発泡粒子に由来することを特徴とする発泡成形体が提供される。

発明の効果

0008

本発明の発泡粒子製造用樹脂粒子及び発泡粒子は、見かけ密度の低い発泡成形体を提供できる。
以下の場合、見かけ密度のより低い発泡成形体を提供できる。
(1)基材樹脂が、ポリカーボネート系樹脂とアクリル系樹脂の合計を100質量部とすると、65〜95質量部の範囲でポリカーボネート系樹脂を含み、
発泡向上樹脂が、ポリカーボネート系樹脂とアクリル系樹脂の合計100質量部に対するポリカーボネート系樹脂の含有量をXとすると、0.1〜−0.30X+28.6質量部の範囲で含まれる。
(2)発泡向上樹脂が、エチレンメタクリル酸グリシジル共重合体、又は主鎖がエチレン−メタクリル酸グリシジル共重合体であるグラフト共重合体から選択される。

図面の簡単な説明

0009

実施例6の樹脂粒子の押出方向に直交する断面のTEM画像である。
実施例1の発泡粒子の断面のSEM画像である。
実施例2の発泡粒子の断面のSEM画像である。
実施例6の発泡粒子の断面のSEM画像である。
比較例1の発泡粒子の断面のSEM画像である。
比較例3の発泡粒子の断面のSEM画像である。

0010

(1)発泡粒子製造用樹脂粒子
発泡粒子製造用樹脂粒子(以下、樹脂粒子ともいう)は、ポリカーボネート系樹脂とアクリル系樹脂とを含む基材樹脂と、発泡向上樹脂とを含む。樹脂粒子が、アクリル系樹脂を含む基材樹脂と発泡向上樹脂とを含むことで、樹脂粒子から得られる発泡粒子の気泡数を低減でき、その結果、発泡粒子の発泡性を向上できる。
基材樹脂は、ポリカーボネート系樹脂とアクリル系樹脂の合計を100質量部とすると、55〜95質量部の範囲でポリカーボネート系樹脂を含んでいる。この範囲でポリカーボネート系樹脂を含むことで、樹脂粒子中のアクリル系樹脂は、2000倍で撮影した断面のTEM画像(例えば、樹脂粒子を押出法により製造する場合、押出方向に直交する断面画像)において、ポリカーボネート系樹脂中に粒子状で分散していると発明者等は推察している。この分散形態を海島構造と称する(海がポリカーボネート系樹脂、島がアクリル系樹脂に相当する)。なお、押出方向に平行する断面画像においては、アクリル系樹脂は、ポリカーボネート系樹脂中に層状で分散していると発明者等は推察している。

0011

ポリカーボネート系樹脂の含有量が55質量部未満の場合、樹脂粒子から形成される発泡成形体の基材樹脂にポリカーボネート系樹脂を使用する利点(例えば、耐熱性)が低くなる。95質量部より多い場合、アクリル系樹脂の使用による発泡性向上効果が期待できず、見かけ密度の低い発泡成形体を製造し得る樹脂粒子を提供しづらくなる。ポリカーボネート系樹脂の含有量は、65〜95質量部の範囲が好ましく、70〜90質量部の範囲がより好ましく、70〜80質量部の範囲が更に好ましい。

0012

発泡向上樹脂は、ポリカーボネート系樹脂とアクリル系樹脂の合計を100質量部とすると、0.1〜15質量部の範囲で含まれる。発泡向上樹脂の含有量が0.1質量部未満の場合、発泡向上剤としての効果が十分に得られなくなることがある。15質量部より多い場合、気泡ばらつきや物性低下(耐熱性の低下等)の原因となることがある。含有量は、ポリカーボネート系樹脂とアクリル系樹脂の合計を100質量部とすると0.1〜5質量部であることが好ましく、ポリカーボネート系樹脂とアクリル系樹脂の合計100質量部に対するポリカーボネート系樹脂の含有量をXとすると、0.1〜−0.30X+28.6質量部の範囲であることがより好ましい。

0013

[ポリカーボネート系樹脂]
ポリカーボネート系樹脂は、炭酸グリコール又は2価のフェノールとのポリエステル構造を有することが好ましい。耐熱性をより一層高める観点からは、ポリカーボネート系樹脂は、芳香族骨格を有することが好ましい。ポリカーボネート系樹脂の具体例としては、2,2’−ビス(4−オキシフェニルプロパン、2,2’−ビス(4−オキシフェニル)ブタン、1,1’−ビス(4−オキシフェニル)シクロヘキサン、1,1’−ビス(4−オキシフェニル)ブタン、1,1’−ビス(4−オキシフェニル)イソブタン、1,1’−ビス(4−オキシフェニル)エタン等のビスフェノールから誘導されるポリカーボネート樹脂等が挙げられる。

0014

ポリカーボネート樹脂としては、直鎖状ポリカーボネート樹脂及び分岐状ポリカーボネート樹脂等が挙げられ、これら両者がブレンドされていてもよい。ポリカーボネート系樹脂は、アクリル酸エステルとの共重合体でもよいが、アクリル酸エステル由来の成分の割合が50質量%以下であることが好ましい。
また、ポリカーボネート系樹脂は1〜20g/10分のMFRを有していることが好ましい。この範囲の樹脂は発泡に適しており、より高倍化させやすい。より好ましいMFRの範囲は、2〜15g/10分である。

0015

[アクリル系樹脂]
アクリル系樹脂としては、(メタアクリル酸や、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸ブチル等の(メタ)アクリル酸低級アルキルエステルアクリル系原料単量体とする単独重合体、これら単量体の共重合体、及びこれら単量体と他の種類の単量体との共重合体等が挙げられる。他の種類の単量体としては、例えば、オレフィンスチレン等が挙げられる。アクリル系樹脂に占める(メタ)アクリル酸及び(メタ)アクリル酸低級アルキルエステルに由来する成分の占める割合は、60質量%以上であることが好ましい。

0016

[発泡向上樹脂]
発泡向上樹脂は、発泡粒子の気泡数密度の低減と嵩倍率の向上及び発泡成形体の見かけ密度の向上を実現できる樹脂剤であれば、特に限定されない。発泡向上樹脂としては、例えば、エポキシ基変性重合体ビニル系重合体との共重合体が使用できる。

0017

(1)エポキシ基変性重合体
エポキシ基変性重合体としては、不飽和グリシジル基含有単量体にこれと共重合可能な単量体から成る共重合体が挙げられる。具体例としては、オレフィンと不飽和グリシジル基含有単量体との二元共重合体オレフィン系重合体に不飽和グリシジル基含有単量体を付加反応させた変性体、スチレンとアクリルニトリルと不飽和グリシジル基含有単量体との三元共重合体等が挙げられる。
不飽和グリシジル基含有単量体の具体例としては、アクリル酸グリシジルメタクリル酸グリシジルイタコン酸モノグリシジルエステルブテントリカルボン酸モノグリシジルエステル、ブテントリカルボン酸ジグリシジルエステル、ブテントリカルボン酸トリグリシジルエステル、α−クロロアリルマレイン酸クロトン酸フマル酸等のグリシジルエステル類;ビニルグリシジルエーテルアリルグリシジルエーテルグリシジルオキシエチルビニルエーテル、スチレン−p−グリシジルエーテル等のグリシジルエーテル類;p−グリシジルスチレン等が挙げられる。

0018

オレフィン系単量体としては、例えば、エチレン、プロピレン、ブテン等が挙げられる。酢酸ビニル等のビニルエステル類;アクリル酸、メタクリル酸、(メタ)アクリル酸エステル類等を使用してもよい。
特に好ましいエポキシ基変性重合体は、エポキシ基変性オレフィン系重合体である。エポキシ基変性オレフィン系重合体の具体例としては、エチレン−メタクリル酸グリシジル共重合体、エチレン−酢酸ビニル−メタクリル酸グリシジル共重合体、エチレン−アクリル酸エチル−メタクリル酸グリシジル共重合体、エチレン−CO−メタクリル酸グリシジル共重合体、エチレン−アクリル酸グリシジル共重合体、エチレン−酢酸ビニル−アクリル酸グリシジル共重合体、スチレン−アクリロニトリル−メタクリル酸グリシジル共重合体等が挙げられる。

0019

(2)ビニル系重合体
ビニル系重合体の具体例としては、スチレン、α−メチルスチレン等の芳香族ビニル単量体;(メタ)アクリル酸エステル単量体、(メタ)アクリロニトリル単量体、酢酸ビニル等のビニルエステル単量体アクリルアミドメタクリルアミド等の(メタ)アクリルアミド単量体;(メタ)アクリル酸、マレイン酸、フマル酸等の不飽和カルボン酸等の1種又は2種以上よりなる重合体又は共重合体が挙げられる。ビニル系重合体は、アクリレート構造、もしくはアクリロニトリル構造を有していてもよく、メタクリル酸メチル重合体メタクリル酸メチルと他のアクリル酸エステルとの共重合体、アクリロニトリル−スチレン共重合体であってもよい。
エポキシ基変性重合体とビニル系重合体との共重合体としては、例えば、エチレン−メタクリル酸グリシジル共重合体とアクリロニトリル−スチレン共重合体とのグラフト共重合体、エチレン−メタクリル酸グリシジル共重合体とポリスチレンとのグラフト共重合体、エチレン−メタクリル酸グリシジル共重合体とメタクリル酸メチル−アクリル酸エステルと共重合体とのグラフト共重合体が挙げられる。
市販品としては、日油社製のモディパーAシリーズ(A4100、A4300、A4400)、住友化学社製のボンドファーストシリーズ(2C、E、2B、7B、7L、7M)等が挙げられる。
発泡向上樹脂中のエポキシ基変性重合体成分の割合は、1〜80質量%とすることができる。
発泡向上樹脂のガラス転移温度は−35℃以上であることが好ましく、−15℃以上であることが好ましく、−8℃以上であることが更に好ましい。発泡向上樹脂のガラス転移温度が−35℃未満であるとポリカーボネート系樹脂の耐熱性低下や発泡性の低下につながる。なお、ガラス転移温度は、例えば、示差走査熱量測定DSC)や動的粘弾性測定(DMA)、熱機械分析(TMA)等により測定できる。

0020

[他の添加剤
基材樹脂には、他の添加剤が含まれていてもよい。他の添加剤としては、他の樹脂、相溶化剤可塑剤難燃剤難燃助剤帯電防止剤展着剤気泡調整剤充填剤着色剤、耐候剤、老化防止剤滑剤防曇剤香料等が挙げられる。
他の樹脂としては、飽和ポリエステル系樹脂ABS系樹脂、ポリスチレン系樹脂、及びポリフェニレンオキサイド系樹脂等が挙げられる。基材樹脂中の他の樹脂の含有量は、50質量%未満であることが好ましい。

0021

[形状]
樹脂粒子の形状は特に限定されない。例えば、球状、円柱状等が挙げられる。この内、できるだけ球状に近いことが好ましい。即ち、樹脂粒子の短径Dと長径Lとの比L/Dができるだけ1に近いことが好ましい。LとDは0.5〜10mmの範囲内であることが好ましい。また、平均粒子径は、0.5〜10mmであることが好ましい。
[製造方法]
樹脂粒子の製造方法としては、特に限定されず、例えば、ポリカーボネート系樹脂、アクリル系樹脂及び発泡向上樹脂を押出機に供給して溶融混練し、得られたストランドを、空気中でカット、水中でカット、加熱しつつカットすることで、造粒する方法が挙げられる。

0022

(2)発泡粒子
発泡粒子は、ポリカーボネート系樹脂とアクリル系樹脂とを含む基材樹脂と、発泡向上樹脂とを含む。基材樹脂は、ポリカーボネート系樹脂とアクリル系樹脂の合計を100質量部とすると、55〜95質量部の範囲でポリカーボネート系樹脂を含んでいる。
ポリカーボネート系樹脂の含有量が55質量部未満の場合、発泡粒子から形成される発泡成形体の基材樹脂にポリカーボネート系樹脂を使用する利点(例えば、耐熱性)が低くなる。95質量部より多い場合、アクリル系樹脂の使用による発泡性向上効果が期待できず、見かけ密度の低い発泡成形体を製造し得る樹脂粒子を提供しづらくなる。ポリカーボネート系樹脂の含有量は、70〜90質量部の範囲が好ましく、70〜80質量部の範囲がより好ましい。
発泡向上樹脂は、上記樹脂粒子と同様、ポリカーボネート系樹脂とアクリル系樹脂の合計を100質量部とすると、0.1〜15質量部の範囲で含まれる。含有量は、ポリカーボネート系樹脂とアクリル系樹脂の合計を100質量部とすると0.1〜10質量部であることが好ましく、ポリカーボネート系樹脂とアクリル系樹脂の合計100質量部に対するポリカーボネート系樹脂の含有量をXとすると、0.1〜−0.30X+28.6質量部の範囲であることがより好ましい。
発泡向上樹脂の含有量が0.1質量部未満の場合、発泡向上剤としての効果が十分に得られなくなることがある。15質量部より多い場合、気泡ばらつきや物性低下(耐熱性の低下等)の原因となることがある。
発泡粒子は、上記樹脂粒子を発泡させることにより得ることができる。得られた発泡粒子は、気泡数を、発泡向上樹脂未添加の発泡粒子に比べて低くすることができる。気泡数の減少した発泡粒子は、発泡向上樹脂未添加の発泡粒子より、発泡性をより向上できる。
使用可能なポリカーボネート系樹脂及びアクリル系樹脂は、上記樹脂粒子で例示した樹脂をいずれも使用できる。

0023

粒子の形状]
発泡粒子の形状は特に限定されない。例えば、球状、円柱状等が挙げられる。この内、できるだけ球状に近いことが好ましい。即ち、発泡粒子の短径と長径との比ができるだけ1に近いことが好ましい。
発泡粒子は、1〜20mmの平均粒子径を有していることが好ましい。
発泡粒子は、種々の嵩密度をとり得る。嵩密度は、0.6g/cm3以下とすることが可能であり、0.12g/cm3以下とすることが好ましく、更に好ましくは0.06g/cm3以下とすることが好ましい。また、嵩密度の下限は、0.012g/cm3であることが好ましい。

0024

[製造方法]
発泡粒子は、樹脂粒子に発泡剤含浸させて発泡性粒子を得、発泡性粒子を発泡させることにより得ることができる。
発泡性粒子は、樹脂粒子に発泡剤を含浸させることにより得ることができる。
樹脂粒子に含浸される発泡剤としては、既知揮発性発泡剤無機発泡剤を使用できる。揮発性発泡剤としては、プロパン、ブタン、ペンタン等の脂肪族炭化水素や、芳香族炭化水素脂環式炭化水素脂肪族アルコール等が挙げられる。無機発泡剤としては、炭酸ガス窒素ガスエアー(空気)、不活性ガスヘリウムアルゴン等)等が挙げられる。これら発泡剤は2種以上併用してもよい。これら発泡剤の内、無機発泡剤が好ましく、炭酸ガスがより好ましい。

0025

発泡剤の含有量(含浸量)は、ポリカーボネート系樹脂とアクリル系樹脂の合計100質量部に対して、3〜15質量部であることが好ましい。発泡剤の含有量が3質量部未満であると、発泡力が低くなり、良好に発泡させ難いことがある。含有量が15質量部を超えると、可塑化効果が大きくなり、発泡時に収縮が起こりやすく、生産性が悪くなると共に、安定して所望の嵩密度を得難くなることがある。より好ましい発泡剤の含有量は、4〜12質量部である。
含浸方法としては、樹脂粒子を水系に分散させ撹拌させながら発泡剤を圧入することで含浸させる湿式含浸法や、密閉可能な容器に樹脂粒子を投入し、発泡剤を圧入して含浸させる実質的に水を使用しない乾式含浸法(気相含浸法)等が挙げられる。特に水を使用せずに含浸できる乾式含浸法が好ましい。乾式含浸法による樹脂粒子に発泡剤を含浸させる際の含浸圧、含浸時間及び含浸温度は特に限定されないが、含浸を効率的に行い、より一層良好な発泡粒子及び発泡成形体を得る観点からは、含浸圧は0.5〜10MPa(ゲージ圧大気圧基準、以下同じ)であることが好ましい。1〜4.5MPa(ゲージ圧)であることがより好ましい。

0026

含浸時間は、0.5〜200時間であることが好ましい。0.5時間未満の場合、発泡剤の樹脂粒子への含浸量が低下するため、十分な発泡力が得られ難いことがある。200時間より長い場合、生産性が低下することがある。より好ましい含浸時間は、1〜100時間である。
また、含浸温度は、0〜60℃であることが好ましい。0℃未満の場合、発泡剤の樹脂への溶解性は高まり、必要以上に発泡剤が含浸される。また、発泡剤の樹脂中での拡散性は低下する。よって、所望の時間内に十分な発泡力(1次発泡力)が得られ難いことがある。60℃より高い場合、発泡剤の樹脂への溶解性は低下し、発泡剤の含浸量が低下する。また、発泡剤の樹脂中での拡散性は高まる。よって、所望の時間内に十分な発泡力(1次発泡力)が得られ難いことがある。より好ましい含浸温度は、5〜50℃である。

0027

発泡粒子には、結合防止剤、帯電防止剤、展着剤等の表面処理剤が添加されていてもよい。
結合防止剤(合着防止剤)は、発泡工程において、発泡粒子同士の合着を防止する役割を果たす。ここで、合着とは、複数の発泡粒子が合一して一体化することをいう。結合防止剤としては、例えば、タルク炭酸カルシウム水酸化アルミニウム等の無機系粉末や、ステアリン酸亜鉛ステアリン酸マグネシウムエチレンビスステアリン酸アミド等、脂肪酸金属塩脂肪酸エステル等の有機系粉末が挙げられる。結合防止剤の添加量は、発泡粒子100質量部に対して、0.01〜1.0質量部が好ましい。
帯電防止剤としては、ポリオキシエチレンアルキルフェノールエーテル及びステアリン酸モノグリセリド等が挙げられる。
展着剤としては、ポリブテンポリエチレングリコール及びシリコンオイル等が挙げられる。

0028

発泡性粒子を発泡させて発泡粒子(1次発泡粒子)を得る方法としては、発泡性粒子を熱風オイルの様な熱媒、そしてスチーム水蒸気)等により加熱して発泡させる方法がある。安定的に製造する為には、スチームが好ましい。
発泡時の発泡機には密閉耐圧の発泡容器を使用することが好ましい。また、スチームの圧力は0.10〜0.80MPa(ゲージ圧)であることが好ましく、0.20〜0.45MPa(ゲージ圧)であることがより好ましい。発泡時間は所望の嵩密度を得るのに必要な時間であればよい。好ましい発泡時間は、3〜180秒である。180秒を超えると発泡粒子の収縮が始まることがあり、そのような発泡粒子からは良好な物性の発泡成形体が得られないことがある。
合着防止剤は成形前に除去してもよい。除去方法としては、水、塩酸等の酸性水溶液を用いて洗浄することが好ましい。

0029

発泡粒子の気泡数密度Xは、1.0×108〜1.0×1011個/cm3とすることができる。気泡数密度Xが1.0×108個/cm3未満の場合、気泡膜が厚くなり成形前の2次発泡性が低下することがある。気泡数密度Xが1.0×1011個/cm3より大きい場合、気泡膜が薄くなり発泡時に気泡膜が破れやすくなることで、連続気泡となり、嵩密度の低い発泡粒子が得られないことがある。好ましい気泡数密度Xは1.0×108〜1.0×1010個/cm3であり、より好ましい気泡数密度Xは1.0×108〜5.0×109個/cm3である。
ここで、気泡数密度Xは、下記式:
気泡数密度X=(ρ/D−1)/{(4/3)・π・(C/2)3}
により算出できる。式中、Cは平均気泡径(cm)、ρはポリカーボネート系樹脂・アクリル系樹脂・発泡向上剤混合樹脂密度(g/cm3)、Dは発泡粒子の嵩密度(g/cm3)を意味している。

0030

(2)発泡成形体
発泡成形体は、複数の発泡粒子の融着体から構成される。融着体を構成する発泡粒子は、上記発泡粒子に由来する。気泡数の減少した発泡粒子を使用することで、低い見かけ密度の発泡成形体を得ることができる。
発泡成形体は、種々の見かけ密度をとり得る。見かけ密度は、0.6g/cm3以下とすることが可能であり、0.12g/cm3以下とすることが好ましく、更に0.06g/cm3以下とすることが好ましい。また、見かけ密度の下限は、0.012g/cm3であることが好ましい。
発泡成形体は、特に限定されず、用途に応じて種々の形状をとり得る。例えば、発泡成形体は、土木関係の建材、自動車構造部材風車等の構造部材複合部材としてのFRP芯材等の用途に応じて種々の形状をとり得る。

0031

発泡成形体は、例えば、上記発泡粒子に内圧を付与し、次いで発泡粒子を成形工程に付すことで得ることができる。
発泡成形体を作製する前に、発泡粒子内に発泡剤を含浸させ発泡力(2次発泡力)を付与することが好ましい。ここで使用する発泡剤には、発泡粒子製造時の発泡剤を使用できる。その中でも、無機発泡剤を使用することが好ましい。特に、窒素ガス、エアー及び炭酸ガスから1つを使用すること又は2つ以上を併用することが好ましい。
内圧を付与するための圧力は、発泡粒子がつぶれてしまわない程度の圧力でかつ発泡力を付与できる範囲であることが望ましい。そのような圧力は、0.1〜4MPa(ゲージ圧)であることが好ましく、0.3〜3MPa(ゲージ圧)であることがより好ましい。

0032

内圧を付与した発泡粒子を、発泡成形機成形金型内に形成された成形空間に供給した後、加熱媒体を導入することで、所望の発泡成形体に型内発泡できる。発泡成形機としては、ポリスチレン系樹脂製の発泡粒子から発泡成形体を製造する際に用いられるEPS成形機ポリプロピレン系樹脂製の発泡粒子から発泡成形体を製造する際に用いられる高圧仕様の成形機等を用いることができる。加熱媒体は、加熱時間が長くなると発泡粒子に収縮が生じることがあるため、短時間に高エネルギーを与えうる加熱媒体が望まれ、そのような加熱媒体としてはスチームが好適である。
スチームの圧力は、0.2〜0.5MPa(ゲージ圧)であることが好ましい。また、加熱時間は、5〜90秒であることが好ましい。

0033

以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。まず実施例における各種物性の測定法を下記する。
[含浸量]
含浸前に樹脂ペレットの重さ(W(1)g)を測定し、更に発泡剤含浸後に発泡剤含有樹脂ペレットの重さ(W(2)g)を測定した。そして、下記式により含浸量を求めた。
含浸量=(W(2)−W(1))×100/W(1)
[樹脂粒子の平均粒子径]
粒子約25gをロータップ型振とう機(飯田製作所社製)を用いて、篩目開き26.5mm、22.4mm、19.0mm、16.0mm、13.2mm、11.20mm、9.50mm、8.80mm、6.70mm、5.66mm、4.76mm、4.00mm、3.35mm、2.80mm、2.36mm、2.00mm、1.70mm、1.40mm、1.18mm、1.00mm、0.85mm、0.71mm、0.60mm、0.50mm、0.425mm、0.355mm、0.300mm、0.250mm、0.212mm、0.180mmのJIS標準篩(JIS Z8801)で10分間分級した。篩網上の試料質量を測定し、その結果から得られた累積質量分布曲線を元にして累積質量が50%となる粒子径メディアン径)を平均粒子径とした。

0034

樹脂密度
体積測定空気比較式比重計試料カップを準備し、この試料カップの80%程度を満たす量の樹脂ペレットの全質量A(g)を測定した。次に樹脂ペレット全体の体積B(cm3)を、空気比較式比重計を用いて1−1/2−1気圧法により測定した。空気比較式比重計は、標準球(大28.96cc、小8.58cc)にて補正を行った。なお、体積測定空気比較式比重計は、例えば、空気比較式比重計1000型(東京サイエンス社製)等を使用できた。そして、下記式により樹脂密度を算出した。
樹脂密度(g/cm3)=A/B

0035

[発泡粒子の嵩密度]
発泡粒子約1000cm3を、メスシリンダー内に1000cm3の目盛りまで充填した。なお、メスシリンダーを水平方向から目視し、発泡粒子が1つでも1000cm3の目盛りに達していれば、その時点で発泡粒子のメスシリンダー内への充填を終了した。次に、メスシリンダー内に充填した発泡粒子の質量を小数点以下2位の有効数字量し、その質量をWgとした。そして、下記式により発泡粒子の嵩密度を求めた。
嵩密度(g/cm3)=W/1000
嵩倍数は嵩密度の逆数に基材樹脂の密度(g/cm3)を積算した値とした。

0036

[気泡数密度]
気泡数密度は、下記式:
気泡数密度=(ρ/D−1)/{(4/3)・π・(C/2)3}
により算出できた。式中、Cは平均気泡径(cm)、ρはポリカーボネート系樹脂・アクリル系樹脂・発泡向上樹脂の混合樹脂の密度(g/cm3)、Dは発泡粒子の嵩密度(g/cm3)を意味した。

0037

[発泡粒子の平均気泡径]
発泡粒子の平均気泡径は、次の試験方法にて測定した。
発泡粒子製造工程で得られた任意の発泡粒子を抜き取った。この発泡粒子を任意の方向に切断し、切り出した断面を走査型電子顕微鏡日立ハイテクノロジーズ社製SU1510)にて10〜300倍に拡大して撮影した。このとき、印刷した画像の上に描いた60mmの直線上に存在する気泡の数が10〜20個程度となる様に、前記の電子顕微鏡での拡大倍率を調整した。撮影したSEM画像をA4用紙上に4画像づつ印刷し、任意の方向の一直線上(長さ60mm)にある気泡数から気泡の平均弦長(t)を次式により算出した。
平均弦長t(mm)=60/(気泡数×画像の倍率)
ただし、60mm長さ分の気泡数を数えられない場合は、30mm又は20mm分の気泡数を数えて60mm分の気泡数に換算した。任意の直線はできる限り気泡が接点でのみ接しないようにした。接してしまう場合は気泡数に含めた。計測はSEM画像2枚を用いて、それぞれ3箇所、計6箇所の平均とした。
画像の倍率は画像上のスケールバーをミツトヨ社製「デジマチックキャリパ」にて1/100mmまで計測し、次式により求めた。
画像倍率=スケールバー実測値(mm)/スケールバーの表示値(mm)
そして次式により気泡径を算出した。
D(mm)=t/0.616

0038

[発泡成形体の見かけ密度]
発泡成形体(成形後、50℃で20時間以上乾燥させたもの)から切り出した試験片(例75mm×300mm×30mm)の質量(a)と体積(b)をそれぞれ有効数字3桁以上になるように測定し、式(a)/(b)により発泡成形体の見かけ密度(g/cm3)を求めた。
倍数は見かけ密度の逆数に基材樹脂の密度(g/cm3)を積算した値とした。

0039

TEM観察
樹脂ペレットを四酸化オスミウム(OsO4)で染色後、凍結(−120℃)し、ウルトラミクロトームライカマイクロシステムズ社製「LEICALTRACUTUCT、クライオセクショニングステムLEICAEMFCS」)にて、押出方向に直交する方向に切削し、超薄切片(70nm) を作製した。超薄切片を透過電子顕微鏡(日立ハイテクノロジーズ社製「H−7600」、AMT社製CCDカメラシステム「ER−B」)で観察した。

0040

<実施例1>
(樹脂粒子製造工程)
ポリカーボネート系樹脂(Sabic社製レキサン153、樹脂密度1.20g/cm3)とアクリル系樹脂(住友化学社製、スミペックスEP、樹脂密度1.19g/cm3)と発泡向上樹脂(日油社製モディパーA4300、主鎖:EGMA[エチレン−メタクリル酸グリシジル共重合体]、側鎖:P(BA/MMA)[アクリル酸ブチル−メタクリル酸メチル共重合体]、樹脂密度0.99g/cm3、ガラス転移温度0℃)とを用意した。ポリカーボネート/アクリル系樹脂=80/20(重量比)のポリカーボネート系樹脂とアクリル系樹脂に、発泡向上樹脂を、ポリカーボネート系樹脂とアクリル系樹脂の合計100質量部に対し、1質量部添加した。得られた樹脂混合物を、押出機口径30mmの2軸押出機(L/D=43)に入れた。押出機内の樹脂混合物を溶融混練後、3mm直径の2穴のストランド金型から押し出し、水槽で冷却後、ストランドペレタイザーでペレット化することで、樹脂粒子を得た(樹脂密度1.20g/cm3、平均粒子径2.0mm)。この時、押出機のヘッド部での樹脂温度は261℃、吐出量は4.5kg/hであった。
(発泡性粒子製造工程)
樹脂粒子を圧力容器に入れ、炭酸ガスボンベからオートクレーブ内に炭酸ガスを導入し、4.0MPa(ゲージ圧)にて20℃下で24時間保持することで発泡性粒子を得た。含浸終了後、圧力容器内を除圧し内部の発泡性粒子を取り出した。炭酸ガスの樹脂への含浸量は樹脂混合物100質量部に対し8.2質量部だった。
(発泡粒子製造工程)
取り出した発泡性粒子を高圧発泡槽に入れ、0.34MPa(ゲージ圧)の高圧蒸気で発泡した。高圧発泡槽の構造は筒型で、発泡槽の下側から蒸気が導入され、筒の上下にドレンバルブが取り付けられている。0.34MPaまで約5秒で昇圧後、3秒後、5秒後、10秒後、15秒後、20秒後、25秒後、30秒後に取り出し、発泡粒子を得た。得られた各秒数における発泡粒子の嵩密度を測定し、最も嵩密度が低かったところを、最低嵩密度とした。その結果、発泡時間20秒で最低嵩密度0.025g/cm3の発泡粒子が得られた。

0041

成形用発泡粒子製造工程)
上記樹脂粒子製造工程を経て作製した樹脂ペレットに、上記発泡性粒子製造工程と同様の手順で炭酸ガスを含浸させ、発泡性樹脂粒子を得た。この時の炭酸ガスの樹脂への含浸量は樹脂100重量部に対し8.2重量部であった。得られた発泡性粒子に結合防止剤として0.1重量部の炭酸カルシウムを添加し、撹拌機付きの高圧発泡機に発泡性粒子を投入し、撹拌しながら0.24MPa(ゲージ圧)の水蒸気を50秒用いて発泡させることで、嵩密度0.060g/cm3の発泡粒子を得た。
(内圧付与工程)
得られた発泡粒子の表面を0.01N−塩酸を用いて洗浄し乾燥させた後、10Lの圧力容器に投入し、密閉した。窒素ガスを用いて密閉した圧力容器内を室温で1MPa(ゲージ圧)まで昇圧させ、24時間放置して内圧付与することで発泡粒子(2次発泡粒子)を得た。発泡粒子への窒素の内圧付与量は樹脂100重量部に対し5.5重量部であった。
(成形工程)
内圧付与を実施した圧力容器内の窒素ガスをゆっくり除圧し、発泡粒子を取出し、直ちに発泡成形機を用いて発泡成形を実施した。縦400mm×横300mm×厚さ30mmの内寸成形用金型内に発泡粒子を充填し、0.30MPa(ゲージ圧)の水蒸気を20秒導入して加熱し、5秒間の放冷後、30秒間水冷を行い、金型内で真空冷却することで見かけ密度0.053g/cm3の発泡成形体を得た。

0042

<実施例2>
ポリカーボネート系樹脂/アクリル系樹脂=90/10(質量比)とし、ヘッド部での樹脂温度を295℃とし、吐出量を4.3kg/hとし、発泡剤の含浸量を8.7質量部としたこと以外は実施例1と同様の方法で発泡粒子を製造した。得られた樹脂粒子の樹脂密度は1.20g/cm3で、発泡時間が25秒の時に、最低嵩密度0.043g/cm3の発泡粒子が得られた。また、成形用発泡粒子製造工程での含浸量を8.7質量部、内圧付与量を5.6重量部にしたこと以外は実施例1と同様の方法で発泡成形体を製造し、見かけ密度0.059g/cm3の発泡成形体を得た。
<実施例3>
発泡向上樹脂をモディパーA4100(日油社製、主鎖:EGMA[エチレン−メタクリル酸グリシジル共重合体]、側鎖:PS[ポリスチレン]、ガラス転移温度0℃)とし、ヘッド部での樹脂温度を261℃とし、吐出量を4.5kg/hとし、発泡剤の含浸量を9.4質量部としたこと以外は実施例1と同様の方法で発泡粒子を製造した。得られた樹脂粒子の樹脂密度は1.20g/cm3で、発泡時間が10秒の時に、最低嵩密度0.029g/cm3の発泡粒子が得られた。また、成形用発泡粒子製造工程での含浸量を9.4質量部にし、発泡時間を10秒にし、内圧付与量を5.0重量部にしたこと以外は実施例1と同様の方法で発泡成形体を製造し、見かけ密度0.056g/cm3の発泡成形体を得た。

0043

<実施例4>
発泡向上樹脂をボンドファーストBF−E(住友化学社製、EGMA[エチレン−メタクリル酸グリシジル共重合体]、ガラス転移温度−26℃)とし、発泡向上樹脂の使用量を0.5質量部とし、ヘッド部での樹脂温度を261℃とし、吐出量を4.6kg/hとし、発泡剤の含浸量を9.4質量部としたこと以外は実施例1と同様の方法で発泡粒子を製造した。発泡時間が20秒の時に、最低嵩密度0.032g/cm3の発泡粒子が得られた。また、成形用発泡粒子製造工程での含浸量を9.4質量部にし、内圧付与量を5.2重量部にしたこと以外は実施例1と同様の方法で発泡成形体を製造し、見かけ密度0.057g/cm3の発泡成形体を得た。
<実施例5>
ポリカーボネート系樹脂/アクリル系樹脂=70/30(質量比)とし、発泡向上樹脂
の使用量を0.5質量部とし、ヘッド部での樹脂温度を263℃とし、吐出量を4.5kg/hとし、発泡剤の含浸量を8.8質量部としたこと以外は実施例1と同様の方法で発泡粒子を製造した。得られた樹脂粒子の樹脂密度は1.20g/cm3で、発泡時間が15秒の時に、最低嵩密度0.033g/cm3の発泡粒子が得られた。また、成形用発泡粒子製造工程での含浸量を8.8質量部にし、発泡時間を10秒にし、内圧付与量を5.2重量部にしたこと以外は実施例1と同様の方法で発泡成形体を製造し、見かけ密度0.055g/cm3の発泡成形体を得た。

0044

<実施例6>
ポリカーボネート系樹脂/アクリル系樹脂=70/30(質量比)とし、発泡向上樹脂の使用量を1質量部とし、ヘッド部での樹脂温度を265℃とし、吐出量を4.6kg/hとし、発泡剤の含浸量を9.4質量部としたこと以外は実施例1と同様の方法で発泡粒子を製造した。得られた樹脂粒子の樹脂密度は1.20g/cm3で、発泡時間が20秒の時に、最低嵩密度0.028g/cm3の発泡粒子が得られた。また、成形用発泡粒子製造工程での含浸量を9.4質量部にし、内圧付与量を5.3重量部にしたこと以外は実施例1と同様の方法で発泡成形体を製造し、見かけ密度0.055g/cm3の発泡成形体を得た。
<実施例7>
ポリカーボネート系樹脂/アクリル系樹脂=70/30(質量比)とし、発泡向上樹脂の使用量を5質量部とし、ヘッド部での樹脂温度を261℃とし、吐出量を4.3kg/hとし、発泡剤の含浸量を9.1質量部としたこと以外は実施例1と同様の方法で発泡粒子を製造した。得られた樹脂粒子の樹脂密度は1.20g/cm3で、発泡時間が15秒の時に、最低嵩密度0.037g/cm3の発泡粒子が得られた。また、成形用発泡粒子製造工程での含浸量を9.1質量部にし、発泡時間を10秒にしたこと以外は実施例1と同様の方法で発泡成形体を製造し、見かけ密度0.058g/cm3の発泡成形体を得た。

0045

<実施例8>
ポリカーボネート系樹脂/アクリル系樹脂=70/30(質量比)とし、発泡向上樹脂の使用量を8質量部とし、ヘッド部での樹脂温度を292℃とし、吐出量を4.3kg/hとし、発泡剤の含浸量を9.1質量部としたこと以外は実施例1と同様の方法で発泡粒子を製造した。得られた樹脂粒子の樹脂密度は1.20g/cm3で、発泡時間が3秒の時に、最低嵩密度0.082g/cm3の発泡粒子が得られた。また、成形用発泡粒子製造工程での含浸量を9.1質量部にし、発泡時間を5秒にし、発泡粒子のかさ密度を0.12g/cm3とし、内圧付与量を3.2重量部にしたこと以外は実施例1と同様の方法で発泡成形体を製造し、見かけ密度0.15g/cm3の発泡成形体を得た。
<実施例9>
ポリカーボネート系樹脂/アクリル系樹脂=70/30(質量比)とし、発泡向上樹脂の使用量を10質量部とし、ヘッド部での樹脂温度を293℃とし、吐出量を5.0kg/hとし、発泡剤の含浸量を8.8質量部としたこと以外は実施例1と同様の方法で発泡粒子を製造した。得られた樹脂粒子の樹脂密度は1.20g/cm3で、発泡時間が3秒の時に、最低嵩密度0.082g/cm3の発泡粒子が得られた。また、成形用発泡粒子製造工程での含浸量を8.8質量部にし、発泡時間を5秒にし、発泡粒子のかさ密度を0.16g/cm3とし、内圧付与量を3.2重量部にしたこと以外は実施例1と同様の方法で発泡成形体を製造し、見かけ密度0.16g/cm3の発泡成形体を得た。
<実施例10>
ポリカーボネート系樹脂/アクリル系樹脂=60/40(質量比)とし、発泡向上樹脂の使用量を1質量部とし、ヘッド部での樹脂温度を261℃とし、吐出量を4.3kg/hとし、発泡剤の含浸量を9.1質量部としたこと以外は実施例1と同様の方法で発泡粒子を製造した。得られた樹脂粒子の樹脂密度は1.19g/cm3で、発泡時間が3秒の時に、最低嵩密度0.077g/cm3の発泡粒子が得られた。また、成形用発泡粒子製造工程での含浸量を9.1質量部にし、発泡時間を5秒にし、発泡粒子のかさ密度を0.15g/cm3とし、内圧付与量を3.4重量部にしたこと以外は実施例1と同様の方法で発泡成形体を製造し、見かけ密度0.15g/cm3の発泡成形体を得た。

0046

<比較例1>
(樹脂粒子製造工程)
ポリカーボネート系樹脂(Sabic社製レキサン153、樹脂密度1.20g/cm3)を、押出機口径30mmの2軸押出機(L/D=43)に入れた。押出機内の樹脂混合物を溶融混練後、3mm直径の2穴のストランド金型から押し出し、水槽で冷却後、ストランドペレタイザーでペレット化することで、樹脂粒子を得た(樹脂密度1.20g/cm3、平均粒子径2.0mm)。この時、押出機のヘッド部での樹脂温度は292℃、吐出量は4.5kg/hであった。
(発泡性粒子製造工程)
樹脂粒子を圧力容器に入れ、炭酸ガスボンベからオートクレーブ内に炭酸ガスを導入し、4.0MPa(ゲージ圧)にて20℃下で24時間保持することで発泡性粒子を得た。含浸終了後、圧力容器内を除圧し内部の発泡性粒子を取り出した。炭酸ガスの樹脂への含浸量は樹脂混合物100質量部に対し8.0質量部だった。
(発泡粒子製造工程)
取り出した発泡性粒子を高圧発泡槽に入れ、0.34MPa(ゲージ圧)の高圧蒸気で発泡した。高圧発泡槽の構造は筒型で、発泡槽の下側から蒸気が導入され、筒の上下にドレンバルブが取り付けられている。0.34MPa(ゲージ圧)まで約5秒で昇圧後、3秒後、5秒後、10秒後、15秒後、20秒後、25秒後、30秒後に取り出し、発泡粒子を得た。得られた各秒数における発泡粒子の嵩密度を測定し、最も嵩密度が低かったところを、最低嵩密度とした。その結果、発泡時間5秒で最低嵩密度0.16g/cm3の発泡粒子が得られた。
(成形用発泡粒子製造工程)
上記樹脂粒子製造工程を経て作製した樹脂ペレットに、上記発泡性粒子製造工程と同様の手順で炭酸ガスを含浸させ、発泡性樹脂粒子を得た。この時の炭酸ガスの樹脂への含浸量は樹脂100重量部に対し8.0重量部であった。得られた発泡性粒子に結合防止剤として0.1重量部の炭酸カルシウムを添加し、撹拌機付きの高圧発泡機に発泡性粒子を投入し、撹拌しながら0.3MPa(ゲージ圧)の水蒸気を10秒用いて発泡させることで、嵩密度0.30g/cm3の発泡粒子を得た。
(内圧付与工程)
得られた発泡粒子の表面を0.01N−塩酸を用いて洗浄し乾燥させた後、10Lの圧力容器に投入し、密閉した。窒素ガスを用いて密閉した圧力容器内を室温で1MPa(ゲージ圧)まで昇圧させ、24時間放置して内圧付与することで発泡粒子(2次発泡粒子)を得た。発泡粒子への窒素の内圧付与量は樹脂100重量部に対し2.1重量部であった。
(成形工程)
内圧付与を実施した圧力容器内の窒素ガスをゆっくり除圧し、発泡粒子を取出し、直ちに発泡成形機を用いて発泡成形を実施した。縦400mm×横300mm×厚さ30mmの内寸の成形用金型内に発泡粒子を充填し、0.30MPa(ゲージ圧)の水蒸気を20秒導入して加熱し、5秒間の放冷後、30秒間水冷を行い、金型内で真空冷却することで見かけ密度0.50g/cm3の発泡成形体を得た。

0047

<比較例2>
発泡向上樹脂(モディパーA4300)を1質量部添加し、ヘッド部での樹脂温度を290℃とし、吐出量を3.8kg/hとしたこと以外は比較例1と同様の方法で発泡粒子を製造した。発泡時間が30秒の時に、最低嵩密度0.18g/cm3の発泡粒子が得られた。また、成形用発泡粒子製造工程での含浸量を8.0質量部にし、内圧付与量を3.4重量部にしたこと以外は比較例1と同様の方法で発泡成形体を製造し、見かけ密度0.58g/cm3の発泡成形体を得た。
<比較例3>
ポリカーボネート系樹脂をポリカーボネート系樹脂(Sabic社製レキサン153、樹脂密度1.20g/cm3)/アクリル系樹脂(住友化学社製、スミペックスEP、樹脂密度1.19g/cm3)=90/10(質量比)とし、ヘッド部での樹脂温度を295℃とし、吐出量を4.3kg/hとし、発泡剤の含浸量を8.7質量部としたこと以外は比較例1と同様の方法で発泡粒子を製造した。得られた樹脂粒子の樹脂密度は1.20g/cm3で、発泡時間が5秒の時に、最低嵩密度0.11g/cm3の発泡粒子が得られた。また、成形用発泡粒子製造工程での含浸量を8.7質量部にし、蒸気圧を0.24MPa(ゲージ圧)とし、発泡粒子のかさ密度を0.40g/cm3とし、内圧付与量を3.4重量部にしたこと以外は比較例1と同様の方法で発泡成形体を製造し、見かけ密度0.40g/cm3の発泡成形体を得た。

0048

<比較例4>
ポリカーボネート系樹脂をポリカーボネート系樹脂(Sabic社製レキサン153、樹脂密度1.20g/cm3)/アクリル系樹脂(住友化学社製、スミペックスEP、樹脂密度1.19g/cm3)=60/40(質量比)とし、ヘッド部での樹脂温度を263℃とし、吐出量を4.8kg/hとし、発泡剤の含浸量を9.7質量部としたこと以外は比較例1と同様の方法で発泡粒子を製造した。得られた樹脂粒子の樹脂密度は1.20g/cm3で、発泡時間が5秒の時に、最低嵩密度0.094g/cm3の発泡粒子が得られた。また、成形用発泡粒子製造工程での含浸量を9.7質量部にし、蒸気圧を0.24MPa(ゲージ圧)とし、発泡粒子のかさ密度を0.30g/cm3とし、内圧付与量を3.4重量部にしたこと以外は比較例1と同様の方法で発泡成形体を製造し、見かけ密度0.32g/cm3の発泡成形体を得た。
表1に実施例及び比較例の結果をまとめて記載する。表1中、PCはポリカーボネート系樹脂、ACはアクリル系樹脂、発泡向上樹脂AはモディパーA4300、BはモディパーA4100を、CはボンドファーストBF−Eを意味する

0049

実施例

0050

また、実施例6の樹脂粒子の押出方向に直交する断面のTEM画像を図1(a)〜(d)に示す。(a)図は1000倍、(b)図は2000倍、(c)図は3500倍及び(d)図は5000倍の拡大TEM画像である。
更に、実施例1、2及び6と比較例1及び3の発泡粒子の断面のSEM画像を図2(a)〜図6(b)に示す。(a)図は100倍、(b)図は300倍の拡大SEM画像である。これら図から、比較例に比べて実施例の方が気泡が粗大になっていることが分かる。
また、実施例と比較例の気泡数密度を比較すると、発泡向上剤を含む実施例の方が気泡数密度が少なくなっており、気泡が粗化していることが分かる。

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  • 国立大学法人京都大学の「 低密度ゲル体とその製造方法」が 公開されました。( 2020/10/29)

    【課題・解決手段】本開示の低密度ゲル体は、ポリシロキサン鎖および有機重合鎖を含む骨格を有し、前記骨格においてポリシロキサン鎖と有機重合鎖とが、ポリシロキサン鎖のケイ素原子を結合点として、双方の前記鎖上... 詳細

  • 株式会社ADEKAの「 組成物及び難燃性樹脂組成物」が 公開されました。( 2020/10/29)

    【課題・解決手段】本発明の組成物は、下記(A)成分、下記(B)成分及び下記(C)成分を含有する。(A)成分:オルトリン酸メラミン、ピロリン酸メラミン及びポリリン酸メラミンよりなる群から選択される少なく... 詳細

  • 日立化成株式会社の「 エポキシ樹脂組成物、及び電子部品装置」が 公開されました。( 2020/10/29)

    【課題・解決手段】エポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂と、硬化剤と、無機充填材と、炭素数6以上の鎖状炭化水素基がケイ素原子に結合した構造を有するシラン化合物とを含有する。... 詳細

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