JP7637533B2 - Method for producing expanded polypropylene resin particles, and method for producing in-mold expanded polypropylene resin articles - Google Patents
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Description
本発明は、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子の製造方法、およびポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing expanded polypropylene resin particles and a method for producing in-mold expanded polypropylene resin articles.
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。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、従来から、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等の様々な用途に用いられている。近年、ポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体に用いるポリプロピレン系樹脂発泡粒子の品質を向上するために更なる検討が行われている。例えば、特許文献1では、耐熱性や耐候性を向上させるために、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子にヒンダートアミン系化合物を含有させることが行われている。また、自動車内装部材などに用いる場合に黒色が好まれることから、特許文献2では、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子に着色剤としてカーボンブラックを含ませるとともに、難燃性を確保するために立体障害性アミンエーテル系難燃剤を含ませることが提案されている。 The in-mold foamed molded product obtained by filling a mold with polypropylene-based resin foam particles and heating and molding with water vapor has the advantages of in-mold foamed molded products, such as the freedom to change the shape, light weight, and heat insulation. Due to these characteristics, in-mold foamed molded products obtained using polypropylene-based resin foam particles have been used for various applications such as heat insulation materials, cushioning packaging materials, automobile interior parts, and core materials for automobile bumpers. In recent years, further studies have been conducted to improve the quality of polypropylene-based resin foam particles used in polypropylene-based resin in-mold foamed molded products. For example, Patent Document 1 proposes that polypropylene-based resin foam particles contain a hindered amine compound in order to improve heat resistance and weather resistance. In addition, since black is preferred when used for automobile interior parts, Patent Document 2 proposes that polypropylene-based resin foam particles contain carbon black as a colorant and a sterically hindered amine ether flame retardant to ensure flame retardancy.
しかしながら、特許文献1および2に記載のようにポリプロピレン系樹脂発泡粒子にヒンダートアミン系難燃剤を含ませた場合、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子の収率が劣る問題があった。 However, when a hindered amine flame retardant is added to polypropylene resin foam particles as described in Patent Documents 1 and 2, there is a problem in that the yield of polypropylene resin foam particles is poor.
本発明は、前記従来の問題を解決するため、高い収率でポリプロピレン系樹脂発泡粒子を得ることができるポリプロピレン系樹脂発泡粒子の製造方法、およびポリプロピレン系樹脂型内発泡成形の製造方法を提供する。 In order to solve the above-mentioned problems of the conventional art, the present invention provides a method for producing expanded polypropylene resin particles that can produce expanded polypropylene resin particles in a high yield, and a method for producing in-mold foam molding of polypropylene resin.
本発明の1以上の実施形態において、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子の製造方法であって、(i)ポリプロピレン系樹脂、カーボンブラック、およびNOR型ヒンダードアミン系化合物を含むポリプロピレン系樹脂粒子、過酸化物ならびに発泡剤を密閉容器内で水系分散剤に分散させ、分散液を得る工程、(ii)前記分散液を加熱および加圧する工程、および、(iii)前記加熱および加圧後の分散液を密閉容器の内圧よりも低い圧力域に放出する工程を含む、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子の製造方法に関する。 In one or more embodiments of the present invention, the present invention relates to a method for producing expanded polypropylene resin particles, the method including: (i) dispersing polypropylene resin, carbon black, and polypropylene resin particles containing a NOR-type hindered amine compound, a peroxide, and a blowing agent in an aqueous dispersant in a sealed container to obtain a dispersion; (ii) heating and pressurizing the dispersion; and (iii) releasing the dispersion after the heating and pressurization into a pressure range lower than the internal pressure of the sealed container.
本発明の1以上の実施形態において、前記ポリプロピレン系樹脂発泡粒子の製造方法で得られたポリプロピレン系樹脂発泡粒子を型内発泡成形する工程を含む、ポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体の製造方法に関する。 In one or more embodiments of the present invention, the present invention relates to a method for producing an in-mold foamed polypropylene resin article, which includes a step of in-mold foaming of the polypropylene resin foamed beads obtained by the method for producing the polypropylene resin foamed beads.
本発明のポリプロピレン系樹脂発泡粒子の製造方法によれば、高い収率でポリプロピレン系樹脂発泡粒子を得ることができる。また、本発明のポリプロピレン系樹脂発泡粒子の製造方法にて得られた収率の高いポリプロピレン系樹脂発泡粒子を用いることで、高い生産性でポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体を製造することができる。 According to the method for producing expanded polypropylene resin beads of the present invention, expanded polypropylene resin beads can be obtained with a high yield. In addition, by using the expanded polypropylene resin beads with a high yield obtained by the method for producing expanded polypropylene resin beads of the present invention, it is possible to produce polypropylene resin in-mold foamed articles with high productivity.
本発明の発明者は、上記課題を解決するために検討を重ねた。その結果、ポリプロピレン系樹脂にカーボンブラックおよびNOR型ヒンダードアミン系化合物を添加したポリプロピレン系樹脂粒子を、過酸化物および発泡剤とともに水系分散剤に分散させた分散液を加熱および加圧し、発泡させることで、高い収率でポリプロピレン系樹脂発泡粒子が得られることを見出した。過酸化物は、ポリプロピレン系樹脂の分子量やメルトフローレートなどの物性を調整することや、低温の蒸気圧でも成形可能にするためにポリプロピレン系樹脂を表面改質するのに用いられることで知られている。驚くことに、本発明の発明者は、(a)ヒンダードアミン系化合物としてNOR型ヒンダードアミン系化合物を用いる、(b)NOR型ヒンダードアミン系化合物およびカーボンブラックを含むポリプロピレン系樹脂を、過酸化物が存在する水系分散媒中に分散させて発泡することで、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子の収率が向上することを見出した。 The inventors of the present invention have conducted extensive research to solve the above problems. As a result, they have found that polypropylene resin particles, in which carbon black and a NOR-type hindered amine compound have been added to polypropylene resin, are dispersed in an aqueous dispersant together with peroxide and a blowing agent, and then heated and pressurized to foam, thereby obtaining polypropylene resin expanded particles with a high yield. Peroxides are known to be used to adjust the physical properties of polypropylene resins, such as the molecular weight and melt flow rate, and to modify the surface of polypropylene resins so that they can be molded even at low vapor pressures. Surprisingly, the inventors of the present invention have found that the yield of polypropylene resin expanded particles can be improved by (a) using a NOR-type hindered amine compound as the hindered amine compound, and (b) dispersing polypropylene resin containing a NOR-type hindered amine compound and carbon black in an aqueous dispersion medium in which peroxide is present, and foaming the resin.
(ポリプロピレン系樹脂発泡粒子の製造方法)
ポリプロピレン系樹脂粒子(以下において、単に「発泡粒子」とも記す)は、ポリプロピレン系樹脂、NOR型ヒンダードアミン系化合物、およびカーボンブラックを含む。
(Method for producing expanded polypropylene resin particles)
The polypropylene resin particles (hereinafter, also simply referred to as "expanded particles") contain a polypropylene resin, a NOR type hindered amine compound, and carbon black.
ポリプロピレン系樹脂は、その組成は特に限定されず、例えば、プロピレンホモポリマーであってもよく、プロピレンと他のα-オレフィンの共重合体であってもよい。プロピレンと他のα-オレフィンの共重合体は、オレフィン-プロピレンランダム共重合体であってもよく、オレフィン-プロピレンブロック共重合体であってもよい。これらの中でもオレフィン-プロピレンランダム共重合体が好ましい。ポリプロピレン系樹脂は、寸法性や機械的強度の観点から、プロピレン(単量体)成分を50重量%以上含むことが好ましく、60重量%以上含むことが好ましく、70重量%以上含むことがより好ましく、80重量%以上含むことがさらに好ましい。 The composition of the polypropylene-based resin is not particularly limited, and may be, for example, a propylene homopolymer or a copolymer of propylene and another α-olefin. The copolymer of propylene and another α-olefin may be an olefin-propylene random copolymer or an olefin-propylene block copolymer. Among these, an olefin-propylene random copolymer is preferred. From the viewpoint of dimensional properties and mechanical strength, the polypropylene-based resin preferably contains 50% by weight or more of a propylene (monomer) component, more preferably 60% by weight or more, more preferably 70% by weight or more, and even more preferably 80% by weight or more.
ポリプロピレン系樹脂において、プロピレンと共重合可能な他のα-オレフィンとしては、特に制限はなく、例えば、炭素数が2あるいは炭素数が4以上のα-オレフィンなどが挙げられる。具体的には、エチレン、1-ブテン、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-デセンなどが挙げられる。これらの他のα-オレフィンは、1種を単独で用いてもよく、2種以上併用してもよい。これらの中でも、入手の容易性、経済性、型内発泡成形時の発泡性などの点から、エチレンおよび/または1-ブテンである。ポリプロピレン系樹脂は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 In polypropylene-based resins, the other α-olefins copolymerizable with propylene are not particularly limited, and examples thereof include α-olefins having 2 or 4 or more carbon atoms. Specific examples include ethylene, 1-butene, isobutene, 1-pentene, 3-methyl-1-butene, 1-hexene, 4-methyl-1-pentene, 3,4-dimethyl-1-butene, 1-heptene, 3-methyl-1-hexene, 1-octene, and 1-decene. These other α-olefins may be used alone or in combination of two or more. Among these, ethylene and/or 1-butene are preferred in terms of availability, economy, and foamability during in-mold foaming. The polypropylene-based resins may be used alone or in combination of two or more.
ポリプロピレン系樹脂は、特に限定されないが、融点が130℃以上165℃以下であることが好ましく、135℃以上160℃以下であることがより好ましく、140℃以上155℃以下であることがさらに好ましい。ポリプロピレン系樹脂の融点が上述した範囲にあると、寸法性や機械的強度、表面美麗性のバランスに優れた型内発泡成形体が得られやすい傾向がある。 The polypropylene resin is not particularly limited, but the melting point is preferably 130°C or higher and 165°C or lower, more preferably 135°C or higher and 160°C or lower, and even more preferably 140°C or higher and 155°C or lower. When the melting point of the polypropylene resin is within the above range, it tends to be easier to obtain an in-mold foamed product with an excellent balance of dimensionality, mechanical strength, and surface beauty.
本発明の1以上の実施形態において、融点とは、示差走査熱量計(DSC)を用いて、樹脂のサンプル1mg以上10mg以下を20℃から220℃まで10℃/分の昇温速度で昇温し、その後、220℃から20℃まで10℃/分の降温速度で冷却し、再度20℃から220℃まで10℃/分の昇温速度で昇温した際に得られるDSC曲線における吸熱ピークのピーク温度である。 In one or more embodiments of the present invention, the melting point is the peak temperature of the endothermic peak in the DSC curve obtained by using a differential scanning calorimeter (DSC) to heat a resin sample of 1 mg or more and 10 mg or less from 20°C to 220°C at a heating rate of 10°C/min, then cooling from 220°C to 20°C at a heating rate of 10°C/min, and heating again from 20°C to 220°C at a heating rate of 10°C/min.
ポリプロピレン系樹脂のメルトフローレート(以下、MFRと称する場合がある)は4.0g/10分以上10g/10分以下であることが好ましく、より好ましくは5.0g/10分以上9g/10分以下である。ポリプロピレン系樹脂のメルトフローレートが上述した範囲にある場合、変形が少なく、表面美麗性に優れた型内発泡成形体が得られやすい傾向がある。 The melt flow rate (hereinafter sometimes referred to as MFR) of the polypropylene resin is preferably 4.0 g/10 min or more and 10 g/10 min or less, and more preferably 5.0 g/10 min or more and 9 g/10 min or less. When the melt flow rate of the polypropylene resin is within the above-mentioned range, it tends to be easier to obtain an in-mold foamed product with little deformation and excellent surface beauty.
本発明の1以上の実施形態において、MFRは、JIS K 7210に記載の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際の値である。 In one or more embodiments of the present invention, the MFR is a value measured using an MFR measuring device described in JIS K 7210 under the conditions of an orifice of 2.0959 ± 0.005 mmφ, an orifice length of 8.000 ± 0.025 mm, a load of 2160 g, and a temperature of 230 ± 0.2°C.
ポリプロピレン系樹脂粒子は、ポリプロピレン系樹脂100重量部に対し、カーボンブラックを0.1重量部以上10重量部以下含むことが好ましく、0.5重量部以上8重量部以下含むことがより好ましく、1重量部以上5重量部以下含むことがさらに好ましい。カーボンブラックの含有量が当該範囲にあると、着色性が良好であり、樹脂の粘度低下などが起こりにくく、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子の収率を低減させず、良好な品質の型内発泡成形体が得られやすい傾向である。 The polypropylene resin particles preferably contain 0.1 to 10 parts by weight of carbon black per 100 parts by weight of polypropylene resin, more preferably 0.5 to 8 parts by weight, and even more preferably 1 to 5 parts by weight. When the carbon black content is within this range, the colorability is good, the viscosity of the resin is less likely to decrease, and the yield of the polypropylene resin foam particles is not reduced, making it easier to obtain in-mold foamed products of good quality.
カーボンブラックは、特に限定されないが、一般的には、一次粒子径が10nm以上500nm以下であることが好ましく、型内発泡成形体の難燃性能と機械的強度のバランスの観点から、10nm以上100nm以下であることがより好ましく、表面美麗性の観点から、10nm以上50nm以下であることがさらに好ましい。カーボンブラックの一次粒子径は、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子のセル膜の断面を、透過型電子顕微鏡にて4万倍に拡大した写真を撮影し、得られた透過型電子顕微鏡写真において、カーボンブラック一次粒子についてのX方向とY方向の粒子径をそれぞれ測定し、平均値を算出することにより求めることができる。 The carbon black is not particularly limited, but generally, the primary particle diameter is preferably 10 nm or more and 500 nm or less, more preferably 10 nm or more and 100 nm or less from the viewpoint of the balance between the flame retardancy and mechanical strength of the in-mold foamed body, and even more preferably 10 nm or more and 50 nm or less from the viewpoint of surface beauty. The primary particle diameter of the carbon black can be determined by taking a photograph of the cross section of the cell membrane of the polypropylene resin foamed beads at a magnification of 40,000 times with a transmission electron microscope, measuring the particle diameters of the carbon black primary particles in the X direction and Y direction in the obtained transmission electron microscope photograph, and calculating the average value.
NOR型ヒンダードアミン系化合物は、具体的には、下記式(1)で表される化合物を用いることができる。
一般式(2)において、R5の炭素数が1~12のアルキル基としては、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、n-ペンチル基、n-ヘキシル基、n-ヘプチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、イソプロピル基、イソブチル基、第2ブチル基、第3ブチル基、2-エチルブチル基、イソペンチル基、1-メチルペンチル基、1,3-ジメチルブチル基、1-メチルヘキシル基、イソヘプチル基、1,1,3,3-テトラメチルペンチル基、1-メチルウンデシル基、1,1,3,3,5,5-ヘキサメチルヘキシル基などが挙げられる。 In general formula (2), specific examples of the alkyl group having 1 to 12 carbon atoms represented by R5 include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, an n-pentyl group, an n-hexyl group, an n-heptyl group, a nonyl group, a decyl group, an undecyl group, a dodecyl group, an isopropyl group, an isobutyl group, a sec-butyl group, a tert-butyl group, a 2-ethylbutyl group, an isopentyl group, a 1-methylpentyl group, a 1,3-dimethylbutyl group, a 1-methylhexyl group, an isoheptyl group, a 1,1,3,3-tetramethylpentyl group, a 1-methylundecyl group, and a 1,1,3,3,5,5-hexamethylhexyl group.
一般式(2)で表されるs-トリアジン部分の具体例としては、例えば、2,4-ビス[(1-メトキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-4-イル)n-ブチルアミノ]-s-トリアジン、2,4-ビス[(1-シクロヘキシルオキシ-2,2
,6,6-テトラメチルピペリジン-4-イル)n-ブチルアミノ]-s-トリアジン、2,4-ビス[(1-オクチルオキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-4-イル)n-ブチルアミノ]-s-トリアジンなどが挙げられる。
Specific examples of the s-triazine moiety represented by the general formula (2) include, for example, 2,4-bis[(1-methoxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidin-4-yl)n-butylamino]-s-triazine, 2,4-bis[(1-cyclohexyloxy-2,2
,6,6-tetramethylpiperidin-4-yl)n-butylamino]-s-triazine, 2,4-bis[(1-octyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidin-4-yl)n-butylamino]-s-triazine, and the like.
一般式(1)で表されるNOR型ヒンダードアミン系化合物の具体例としては、例えば、N,N',N'''-トリス{2,4-ビス[(1-シクロヘキシルオキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-4-イル)n-ブチルアミノ]-s-トリアジン-6-イル}-3,3'-エチレンジイミノプロピルアミン;N,N',N''-トリス{2,4-ビス[(1-シクロヘキシルオキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-4-イル)n-ブチルアミノ]-s-トリアジン-6イル}-3,3'-エチレンジイミノジプロピルアミン;N,N',N'''-トリス{2,4-ビス[(1-オクチルオキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-4-イル)n-ブチルアミノ]-s-トリアジン-6イル}-3,3'-エチレンジイミノジプロピルアミン;N,N',N''-トリス{2,4-ビス[(1-オクチルオキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-4-イル)n-ブチルアミノ]-s-トリアジン-6イル}-3,3'-エチレンジイミノプロピルアミン;N,N',N'''-トリス{2,4-ビス[(1-メトキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-4-イル)n-ブチルアミノ]-s-トリアジン-6イル}-3,3'-エチレンジイミノプロピルアミン;N,N',N''-トリス{2,4-ビス[(1-メトキシ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-4-イル)n-ブチルアミノ]-s-トリアジン-6イル}-3,3'-エチレンジイミノプロピルアミンなどが挙げられる。これらは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 Specific examples of NOR-type hindered amine compounds represented by general formula (1) include, for example, N,N',N'''-tris{2,4-bis[(1-cyclohexyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidin-4-yl)n-butylamino]-s-triazin-6-yl}-3,3'-ethylenediiminopropylamine; N,N',N''-tris{2,4-bis[(1-cyclohexyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidin-4-yl)n-butylamino]-s-triazin-6-yl}-3,3'-ethylenediiminodipropylamine; N,N',N''-tris{2,4-bis[(1-octyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidin-4-yl)n-butylamino]-s-triazin-6-yl}-3,3'-ethylenediiminodipropylamine; }-3,3'-ethylenediiminodipropylamine; N,N',N''-tris{2,4-bis[(1-octyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidin-4-yl)n-butylamino]-s-triazin-6yl}-3,3'-ethylenediiminopropylamine; N,N',N'''-tris{2,4-bis[(1-methoxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidin-4-yl)n-butylamino]-s-triazin-6yl}-3,3'-ethylenediiminopropylamine; N,N',N''-tris{2,4-bis[(1-methoxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidin-4-yl)n-butylamino]-s-triazin-6yl}-3,3'-ethylenediiminopropylamine. These may be used alone or in combination of two or more.
ポリプロピレン系樹脂粒子は、ポリプロピレン系樹脂100重量部に対し、NOR型ヒンダードアミン系化合物を0.01重量部以上0.50重量以下含むことが好ましく、0.02重量部以上0.40重量部以下含むことがより好ましく、0.03重量部以上0.20重量部以下含むことがさらに好ましい。NOR型ヒンダードアミン系化合物の含有量が当該範囲であると、ポリプロピレン系樹脂粒子の耐熱性や耐候性が向上しやすく、ポリプロピレン系樹脂粒子の収率を向上させつつ、良好な品質の型内発泡成形体が得られやすい傾向である。 The polypropylene resin particles preferably contain 0.01 to 0.50 parts by weight of a NOR hindered amine compound relative to 100 parts by weight of polypropylene resin, more preferably 0.02 to 0.40 parts by weight, and even more preferably 0.03 to 0.20 parts by weight. When the content of the NOR hindered amine compound is within this range, the heat resistance and weather resistance of the polypropylene resin particles tend to be improved, and the yield of the polypropylene resin particles tends to be improved while a good quality in-mold foamed product is obtained.
ポリプロピレン系樹脂粒子は、必要に応じて、NOR型ヒンダードアミン系化合物に加えて、非NOR型ヒンダードアミン系化合物を含んでもよい。ポリプロピレン系樹脂粒子の収率を向上しやすい観点から、ポリプロピレン系樹脂粒子は、ポリプロピレン系樹脂100重量部に対し、NOR型ヒンダードアミン系化合物および非NOR型ヒンダードアミン系化合物を合計で0.50重量以下含むことが好ましく、0.40重量部以下含むことがより好ましく、0.30重量部以下含むことがさらに好ましい。 The polypropylene-based resin particles may contain a non-NOR type hindered amine compound in addition to the NOR type hindered amine compound, if necessary. From the viewpoint of easily improving the yield of the polypropylene-based resin particles, the polypropylene-based resin particles preferably contain 0.50 parts by weight or less of the NOR type hindered amine compound and the non-NOR type hindered amine compound in total, more preferably 0.40 parts by weight or less, and even more preferably 0.30 parts by weight or less, per 100 parts by weight of the polypropylene-based resin.
ポリプロピレン系樹脂粒子は、必要に応じて、セル造核剤、親水性化合物、酸化防止剤、帯電防止剤、ヒンダードアミン系化合物以外の安定剤(または難燃剤)などを含んでもよい。 The polypropylene resin particles may contain, as necessary, a cell nucleating agent, a hydrophilic compound, an antioxidant, an antistatic agent, a stabilizer (or a flame retardant) other than the hindered amine compound, and the like.
親水性化合物としては、例えば、分子内にカルボキシル基、水酸基、アミノ基、スルホ基、ポリオキシエチレン基などの親水性基が含有される化合物、その誘導体などが挙げられ、親水性ポリマーを含む。前記親水性化合物としては、グリセリン、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、およびメラミンなどが好ましい。表面美麗性に優れた型内発泡成形体が得られやすい傾向がある。親水性化合物は、1種を単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。 Examples of hydrophilic compounds include compounds containing hydrophilic groups such as carboxyl groups, hydroxyl groups, amino groups, sulfo groups, and polyoxyethylene groups in the molecule, and derivatives thereof, including hydrophilic polymers. Preferred examples of the hydrophilic compounds include glycerin, polyethylene glycol, polypropylene glycol, and melamine. There is a tendency to easily obtain in-mold foamed molded products with excellent surface beauty. One type of hydrophilic compound may be used alone, or two or more types may be used in combination.
ポリプロピレン系樹脂粒子における親水性化合物の含有量は、ポリプロピレン系樹脂100重量部に対して、0.01重量部以上10重量部以下であることが好ましく、0.03重量部以上5重量部以下であることがより好ましく、0.05重量部以上1重量部以下であることがさらに好ましい。親水性化合物の含有量が上述した範囲内であると、発泡倍率を高めつつ、得られる型内発泡成形体の表面美麗性、機械的物性を良好に保ちやすい。 The content of the hydrophilic compound in the polypropylene resin particles is preferably 0.01 parts by weight or more and 10 parts by weight or less, more preferably 0.03 parts by weight or more and 5 parts by weight or less, and even more preferably 0.05 parts by weight or more and 1 part by weight or less, relative to 100 parts by weight of the polypropylene resin. When the content of the hydrophilic compound is within the above-mentioned range, it is easy to maintain good surface beauty and mechanical properties of the obtained in-mold foamed molded body while increasing the expansion ratio.
セル造核剤としては、例えば、タルク、ステアリン酸カルシウム、炭酸カルシウム、シリカ、カオリン、酸化チタン、ベントナイト、硫酸バリウムなどの無機系造核剤が一般に使用される。これらは、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。これらセル造核剤の中でも、タルクが均一なセルが得られる為、好ましい。 As cell nucleating agents, inorganic nucleating agents such as talc, calcium stearate, calcium carbonate, silica, kaolin, titanium oxide, bentonite, and barium sulfate are commonly used. These may be used alone or in combination of two or more. Among these cell nucleating agents, talc is preferred because it produces uniform cells.
ポリプロピレン系樹脂粒子におけるセル造核剤の含有量としては、目的とするセル径および造核剤の種類により適宜調整すればよいが、ポリプロピレン系樹脂100重量部に対し、セル造核剤0.001重量部以上2重量部以下であってもよく、0.01重量部以上1重量部以下であってもよい。セル造核剤の含有量が当該範囲にあると、均一で発泡粒子に適した大きさのセルが得られやすい。 The content of the cell nucleating agent in the polypropylene resin particles may be adjusted as appropriate depending on the desired cell diameter and the type of nucleating agent, but may be 0.001 to 2 parts by weight, or 0.01 to 1 part by weight, of the cell nucleating agent per 100 parts by weight of the polypropylene resin. When the content of the cell nucleating agent is within this range, it is easy to obtain cells that are uniform and have a size suitable for expanded particles.
ポリプロピレン系樹脂粒子の一粒あたりの重量は、0.2mg以上10mg以下が好ましく、0.5mg以上6.0mg以下がより好ましい。ポリプロピレン系樹脂粒子の一粒あたりの重量が上述した範囲内であると、金型へ充填しやすい上、得られる型内発泡成形体の収縮率を低減しやすい。ポリプロピレン系樹脂粒子の一粒あたりの重量は、ランダムに選んだポリプロピレン系樹脂粒子100粒の重量に基づいて、算出した平均樹脂粒子重量である。 The weight per particle of the polypropylene-based resin particles is preferably 0.2 mg or more and 10 mg or less, and more preferably 0.5 mg or more and 6.0 mg or less. When the weight per particle of the polypropylene-based resin particles is within the above-mentioned range, it is easy to fill the mold and the shrinkage rate of the obtained in-mold foamed molded body is easy to reduce. The weight per particle of the polypropylene-based resin particles is the average resin particle weight calculated based on the weight of 100 randomly selected polypropylene-based resin particles.
ポリプロピレン系樹脂粒子は、例えば、以下のように作製することができる。まず、ポリプロピレン系樹脂、カーボンブラック、およびNOR型ヒンダードアミン系化合物、さらに必要に応じてその他の添加剤を、ドライブレンド法、マスターバッチ法などの混合方法により混合する。次いで、得られた混合物(樹脂組成物)を、押出機、ニーダー、バンバリーミキサー(登録商標)、ロールなどを用いて溶融混練した後に、カッター、ペレタイザーなどを用いて細断し、粒子形状とする。 Polypropylene-based resin particles can be prepared, for example, as follows. First, polypropylene-based resin, carbon black, and NOR-type hindered amine-based compound, as well as other additives as necessary, are mixed by a mixing method such as a dry blend method or a master batch method. Next, the resulting mixture (resin composition) is melt-kneaded using an extruder, kneader, Banbury mixer (registered trademark), roll, etc., and then shredded into particles using a cutter, pelletizer, etc.
上記で得られたポリプロピレン系樹脂粒子を、過酸化物および発泡剤とともに密閉容器内で水系分散剤に分散させて得られた分散液を加熱および加圧した後、加熱および加圧後の分散液を密閉容器の内圧よりも低い圧力域に放出することでポリプロピレン系樹脂発泡粒子を得る。 The polypropylene resin particles obtained above are dispersed in an aqueous dispersant together with a peroxide and a blowing agent in a sealed container, and the resulting dispersion is heated and pressurized. The heated and pressurized dispersion is then released into a pressure range lower than the internal pressure of the sealed container, to obtain expanded polypropylene resin particles.
具体的には、例えば、密閉容器にポリプロピレン系樹脂粒子、過酸化物、水系分散媒、必要に応じて分散剤などを仕込んだ後、必要に応じて密閉容器内を真空引きした後、次いで密閉容器内へ発泡剤を導入し、その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する。加熱することによって密閉容器内の圧力が上昇して約1.5MPa(ゲージ圧)以上5MPa以下(ゲージ圧)になるように発泡剤の添加量を調整する。必要に応じて、加熱後、さらに発泡剤を追加して密閉容器内の圧力を所望の発泡圧力に調整し、さらに密閉容器内の温度を所望の発泡温度への温度微調整を行いつつ、0分を超えて120分以下の間ホールドし、次いで、発泡剤が含浸されたポリプロピレン系樹脂粒子を含む分散液(密閉容器内の内容物)を密閉容器の内圧よりも低い圧力域(通常は大気圧)に放出してポリプロピレン系樹脂発泡粒子を得る。発泡圧力は、特に限定されないが、例えば、1.5MPa(ゲージ圧)以上5MPa以下(ゲージ圧)であることが好ましい。本発明の1以上の実施形態において、「ポリプロピレン系樹脂の軟化温度以上」とは、ポリプロピレン系樹脂の融点-10℃以上であることを意味する。また、発泡温度は、特に限定されないが、ポリプロピレン系樹脂の軟化温度以上であればよく、特に限定されないが、例えば、ポリプロピレン系樹脂の融点-10℃以上、融点+10℃以下であることが好ましい。 Specifically, for example, polypropylene resin particles, peroxide, an aqueous dispersion medium, and if necessary, a dispersant are charged in a sealed container, and then the sealed container is evacuated if necessary, and then a foaming agent is introduced into the sealed container, and then the container is heated to a temperature equal to or higher than the softening temperature of the polypropylene resin. The amount of foaming agent added is adjusted so that the pressure in the sealed container increases by heating to about 1.5 MPa (gauge pressure) or more and 5 MPa (gauge pressure). If necessary, after heating, the pressure in the sealed container is adjusted to the desired foaming pressure by adding more foaming agent, and the temperature in the sealed container is held for more than 0 minutes and less than 120 minutes while fine-tuning the temperature to the desired foaming temperature, and then the dispersion liquid (contents in the sealed container) containing polypropylene resin particles impregnated with the foaming agent is released into a pressure range (usually atmospheric pressure) lower than the internal pressure of the sealed container to obtain polypropylene resin foamed particles. The foaming pressure is not particularly limited, but is preferably, for example, 1.5 MPa (gauge pressure) or more and 5 MPa (gauge pressure). In one or more embodiments of the present invention, "above the softening temperature of the polypropylene-based resin" means at least 10°C below the melting point of the polypropylene-based resin. The foaming temperature is not particularly limited as long as it is at least the softening temperature of the polypropylene-based resin, and is preferably, for example, at least 10°C below the melting point of the polypropylene-based resin and at most 10°C above the melting point.
発泡倍率を調節する目的で、放出する雰囲気の温度を、室温~110℃程度に調節してもよい。特に高い発泡倍率の発泡粒子を得る為には、放出する雰囲気の温度を蒸気などで100℃程度にすることが望ましい。 To adjust the expansion ratio, the temperature of the atmosphere from which the particles are released may be adjusted to between room temperature and approximately 110°C. To obtain expanded particles with a particularly high expansion ratio, it is desirable to set the temperature of the atmosphere from which the particles are released to approximately 100°C using steam or the like.
発泡剤の導入方法は、上記以外の方法でもよく、例えば、密閉容器内に、ポリプロピレン系樹脂粒子、過酸化物、水系分散媒、必要に応じて分散剤などを仕込んだ後、必要に応じて、密閉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、発泡剤を導入してもよい。また、発泡剤の導入方法の別の方法として、密閉容器内に、ポリプロピレン系樹脂粒子、過酸化物、水系分散媒、必要に応じて分散剤などを仕込んだ後、発泡温度付近まで加熱し、この時点で発泡剤を導入してもよい。 The method of introducing the blowing agent may be a method other than the above. For example, polypropylene resin particles, peroxide, aqueous dispersion medium, and if necessary, dispersant, etc. may be charged into a sealed container, and if necessary, the sealed container may be evacuated, and the blowing agent may be introduced while heating to a temperature equal to or higher than the softening temperature of the polypropylene resin. As another method of introducing the blowing agent, polypropylene resin particles, peroxide, aqueous dispersion medium, and if necessary, dispersant, etc. may be charged into a sealed container, and then heated to near the foaming temperature, and the blowing agent may be introduced at this point.
ポリプロピレン系樹脂発泡粒子の発泡倍率や平均気泡径を調整する方法としては、例えば、低い圧力域に放出する前に、密閉容器内に二酸化炭素、窒素、空気、あるいは発泡剤として用いた物質などを圧入することにより、密閉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、低い圧力域への放出中にも二酸化炭素、窒素、空気、あるいは発泡剤として用いた物質などを密閉容器内に導入して圧力を制御することにより、発泡倍率や平均気泡径の調整を行うことができる。また、低い圧力域に放出する前の密閉容器内温度(おおむね発泡温度)を適宜変化させることでも、発泡倍率や平均気泡径を調整することが可能である。 Methods for adjusting the expansion ratio and average bubble diameter of polypropylene resin expanded particles include, for example, injecting carbon dioxide, nitrogen, air, or a substance used as a blowing agent into a sealed container before releasing into a low pressure area to increase the internal pressure in the sealed container and adjust the pressure release speed during expansion, and further, controlling the pressure by introducing carbon dioxide, nitrogen, air, or a substance used as a blowing agent into the sealed container even during release into a low pressure area, thereby adjusting the expansion ratio and average bubble diameter. It is also possible to adjust the expansion ratio and average bubble diameter by appropriately changing the temperature inside the sealed container before releasing into a low pressure area (roughly the expansion temperature).
発泡剤としては、プロパン、ブタン、ペンタンなどの飽和炭化水素類;ジメチルエーテルなどのエーテル類;メタノール、エタノールなどのアルコール類;空気、窒素、二酸化炭素などの無機ガス;水などが挙げられる。これらは1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。 Examples of blowing agents include saturated hydrocarbons such as propane, butane, and pentane; ethers such as dimethyl ether; alcohols such as methanol and ethanol; inorganic gases such as air, nitrogen, and carbon dioxide; and water. These may be used alone or in combination of two or more.
中でも、特に環境負荷が小さく、燃焼危険性も無いことから、発泡剤は二酸化炭素、窒素、空気などの無機ガスを含むことが好ましく、比較的高い発泡倍率の発泡粒子が得られやすいことから、二酸化炭素を含むことがより好ましい。 Among these, it is preferable that the blowing agent contains an inorganic gas such as carbon dioxide, nitrogen, or air, since this has a particularly small environmental impact and is not flammable, and it is even more preferable that the blowing agent contains carbon dioxide, since this makes it easier to obtain expanded particles with a relatively high expansion ratio.
発泡剤の添加量は、発泡剤の種類および目標とするポリプロピレン系樹脂発泡粒子の発泡倍率により異なるため、適宜調整すればよいが、例えば、ポリプロピレン系樹脂粒子100重量部に対して、1重量部以上20重量部以下であってもよい。 The amount of foaming agent added varies depending on the type of foaming agent and the desired expansion ratio of the polypropylene resin foam particles, and may be adjusted as appropriate, but may be, for example, 1 part by weight or more and 20 parts by weight or less per 100 parts by weight of polypropylene resin particles.
理由の定かではないが、NOR型ヒンダードアミン系化合物およびカーボンブラックを含むポリプロピレン系樹脂を、過酸化物が存在する水系分散媒中に分散させて発泡することで、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子の収率が向上する。 Although the reason is unclear, the yield of polypropylene resin foam particles is improved by dispersing polypropylene resin containing a NOR-type hindered amine compound and carbon black in an aqueous dispersion medium containing peroxide and foaming it.
過酸化物としては、例えば、パーオキシジカーボネート類、パーオキシエステル類、パーオキシケタール類、ジアシルパーオキシド類、およびジアルキルパーオキサイド類などを用いることができる。 Examples of peroxides that can be used include peroxydicarbonates, peroxyesters, peroxyketals, diacyl peroxides, and dialkyl peroxides.
パーオキシジカーボネート類としては、特に限定されないが、例えば、ジ-n-プロピルパーオキシジカーボネート、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ビス(4-t-ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカーボネート、ジ-2-エトキシエチルパーオキシジカーボネート、ジ(2-エチルヘキシルパーオキシ)ジカーボネート、ジメトキシブチルパーオキシジカーボネート、およびジ(3-メチル-3-メトキシブチルパーオキシ)ジカーボネートなどを好適に用いることができる。 Peroxydicarbonates are not particularly limited, but examples that can be suitably used include di-n-propyl peroxydicarbonate, diisopropyl peroxydicarbonate, bis(4-t-butylcyclohexyl) peroxydicarbonate, di-2-ethoxyethyl peroxydicarbonate, di(2-ethylhexylperoxy)dicarbonate, dimethoxybutyl peroxydicarbonate, and di(3-methyl-3-methoxybutylperoxy)dicarbonate.
パーオキシエステル類としては、特に限定されないが、例えば、クミルパーオキシネオデカノエート、t-ブチルパーオキシネオデカノエート、1-シクロヘキシル-1-メチルエチルパーオキシネオデカノエート、1,1,3,3-テトラメチルブチルパーオキシネオデカノエート、t-ヘキシルパーオキシネオデカノエート、t-ヘキシルパーオキシピバレート、t-ブチルパーオキシピバレート、t-ブチルパーオキシ-3,5,5-トリメチルヘキサノエート、1-シクロヘキシル-1-メチルエチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、t-ヘキシルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、t-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、1,1,3,3-テトラメチルブチルパーオキシ2-エチルヘキサノエート、t-ブチルパーオキシラウレート、t-ヘキシルパーオキシベンゾエート、t-ブチルパーオキシイソブチレート、t-ヘキシルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、t-ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、t-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキシルモノカーボネート、およびt-ブチルパーオキシマレイン酸などを好適に用いることができる。 The peroxy esters are not particularly limited, but examples thereof include cumyl peroxy neodecanoate, t-butyl peroxy neodecanoate, 1-cyclohexyl-1-methylethyl peroxy neodecanoate, 1,1,3,3-tetramethylbutyl peroxy neodecanoate, t-hexyl peroxy neodecanoate, t-hexyl peroxy pivalate, t-butyl peroxy pivalate, t-butyl peroxy-3,5,5-trimethylhexanoate, 1-cyclohexyl-1-methylethyl peroxy-2-ethylhexanoate, t -Hexylperoxy-2-ethylhexanoate, t-butylperoxy-2-ethylhexanoate, 1,1,3,3-tetramethylbutylperoxy-2-ethylhexanoate, t-butylperoxylaurate, t-hexylperoxybenzoate, t-butylperoxyisobutyrate, t-hexylperoxyisopropyl monocarbonate, t-butylperoxyisopropyl monocarbonate, t-butylperoxy-2-ethylhexyl monocarbonate, and t-butylperoxymaleic acid can be preferably used.
パーオキシケタール類としては、特に限定されないが、例えば、2,2-ビス(4,4-ジ-t-ブチルパーオキシシクロヘキシル)プロパン、1,1-ビス(t-ブチルパーオキシ)シクロドデカン、1,1-ビス(t-ヘキシルパーオキシ)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン、1,1-ビス(t-ヘキシルパーオキシ)シクロヘキサン、1,1-ビス(t-ブチルパーオキシ)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン、1,1-ビス(t-ブチルパーオキシ)シクロヘキサン、および1,1-ジ-t-ブチルパーオキシ-2-メチルシクロヘキサンなどを好適に用いることができる。 Peroxyketals are not particularly limited, but examples that can be suitably used include 2,2-bis(4,4-di-t-butylperoxycyclohexyl)propane, 1,1-bis(t-butylperoxy)cyclododecane, 1,1-bis(t-hexylperoxy)-3,3,5-trimethylcyclohexane, 1,1-bis(t-hexylperoxy)cyclohexane, 1,1-bis(t-butylperoxy)-3,3,5-trimethylcyclohexane, 1,1-bis(t-butylperoxy)cyclohexane, and 1,1-di-t-butylperoxy-2-methylcyclohexane.
ジアシルパーオキシド類としては、特に限定されないが、例えば、イソブチルパーオキシド、2,4-ジクロロベンゾイルパーオキシド、3,5,5-トリメチルヘキサノイルパーオキシド、オクタノイルパーオキシド、ラウロイルパーオキシド、ステアロイルパーオキシド、サクシニックパーオキシド、m-トルオイルベンゾイルパーオキシド、およびベンゾイルパーオキシドなどを好適に用いることができる。 Diacyl peroxides are not particularly limited, but examples that can be suitably used include isobutyl peroxide, 2,4-dichlorobenzoyl peroxide, 3,5,5-trimethylhexanoyl peroxide, octanoyl peroxide, lauroyl peroxide, stearoyl peroxide, succinic peroxide, m-toluoylbenzoyl peroxide, and benzoyl peroxide.
ジアルキルパーオキサイド類としては、特に限定されないが、例えば、α,α’-ビス(ネオデカノイルパーオキシ)ジイソプロピルベンゼン、2,5-ジメチル-2,5-ジ(ベンゾイルパーオキシ)ヘキサン、2,5-ジメチル-2,5-ジ(m-トルオイルパーオキシ)ヘキサン、および2,5-ジメチル-2,5-ジ(2-エチルヘキサノイルパーオキシ)ヘキサンなどを好適に用いることができる。 The dialkyl peroxides are not particularly limited, but examples that can be suitably used include α,α'-bis(neodecanoylperoxy)diisopropylbenzene, 2,5-dimethyl-2,5-di(benzoylperoxy)hexane, 2,5-dimethyl-2,5-di(m-toluoylperoxy)hexane, and 2,5-dimethyl-2,5-di(2-ethylhexanoylperoxy)hexane.
上述した有機過酸化物は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。中でも、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子の収率をより高める観点から、パーオキシジカーボネート類およびパーオキシエステル類からなる群から選ばれる1つ以上を用いることが好ましく、ビス(4-t-ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカーボネート、t-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキシルモノカーボネート、t-ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、t-ヘキシルパーオキシイソプロピルモノカーボネートからなる群から選ばれる1つ以上を用いることがより好ましい。 The organic peroxides described above may be used alone or in combination of two or more. Among them, from the viewpoint of further increasing the yield of polypropylene-based resin expanded particles, it is preferable to use one or more selected from the group consisting of peroxydicarbonates and peroxyesters, and it is more preferable to use one or more selected from the group consisting of bis(4-t-butylcyclohexyl)peroxydicarbonate, t-butylperoxy-2-ethylhexyl monocarbonate, t-butylperoxyisopropyl monocarbonate, and t-hexylperoxyisopropyl monocarbonate.
密閉容器は、特に限定されず、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挙げられる。 The sealed container is not particularly limited, and may be one that can withstand the pressure and temperature inside the container during the production of expanded beads, such as an autoclave-type pressure-resistant container.
水系分散媒としては、水のみを用いることが好ましいが、メタノール、エタノール、エチレングリコール、グリセリンなどを水に添加した分散媒も使用できる。なお、ポリプロピレン系樹脂粒子が親水性化合物を含有する場合、水系分散媒中の水も発泡剤として作用し、発泡倍率向上に寄与する。 It is preferable to use only water as the aqueous dispersion medium, but it is also possible to use a dispersion medium in which methanol, ethanol, ethylene glycol, glycerin, etc. have been added to water. When the polypropylene resin particles contain a hydrophilic compound, the water in the aqueous dispersion medium also acts as a foaming agent, contributing to an improvement in the foaming ratio.
ポリプロピレン系樹脂粒子同士の合着を防止する為に、水系分散媒中に分散剤を添加してもよい。 A dispersant may be added to the aqueous dispersion medium to prevent adhesion between polypropylene resin particles.
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、硫酸バリウム、カオリン、タルク、クレーなどの無機系分散剤が例示できる。これら分散剤は、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。 Examples of dispersants include inorganic dispersants such as tribasic calcium phosphate, tribasic magnesium phosphate, basic magnesium carbonate, calcium carbonate, barium sulfate, kaolin, talc, and clay. These dispersants may be used alone or in combination of two or more.
本発明の1以上の実施形態のポリプロピレン系発泡粒子の製造方法においては、分散剤と共に、分散助剤を使用してもよい。 In the method for producing polypropylene-based expanded beads according to one or more embodiments of the present invention, a dispersing aid may be used together with the dispersing agent.
分散助剤としては、例えば、N-アシルアミノ酸塩、アルキルエーテルカルボン酸塩、アシル化ペプチドなどのカルボン酸塩型;アルキルスルホン酸塩、n-パラフィンスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、スルホコハク酸塩などのスルホン酸塩型;硫酸化油、アルキル硫酸塩、アルキルエーテル硫酸塩、アルキルアミド硫酸塩、アルキルアリルエーテル硫酸塩などの硫酸エステル型;アルキルリン酸塩、ポリオキシエチレンリン酸塩などのリン酸エステル型などの陰イオン界面活性剤を挙げることができる。また、分散助剤として、マレイン酸共重合体塩、ポリアクリル酸塩などのポリカルボン酸型高分子界面活性剤、ポリスチレンスルホン酸塩、ナフタルスルホン酸ホルマリン縮合物塩などの多価陰イオン高分子界面活性剤も使用することができる。これら分散助剤は、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。 Examples of the dispersion aid include anionic surfactants such as carboxylates, such as N-acylamino acid salts, alkyl ether carboxylates, and acylated peptides; sulfonate types, such as alkyl sulfonates, n-paraffin sulfonates, alkylbenzene sulfonates, alkylnaphthalene sulfonates, and sulfosuccinates; sulfate ester types, such as sulfated oils, alkyl sulfates, alkyl ether sulfates, alkylamide sulfates, and alkyl allyl ether sulfates; and phosphate ester types, such as alkyl phosphates and polyoxyethylene phosphates. In addition, polycarboxylate-type polymer surfactants, such as maleic acid copolymer salts and polyacrylates, and polyanionic polymer surfactants, such as polystyrene sulfonates and naphthalsulfonic acid formalin condensate salts, can also be used as dispersion aids. These dispersion aids may be used alone or in combination of two or more.
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粒子の種類と使用量によって適宜決めることができる。例えば、水系分散媒100重量部に対して、分散剤0.1重量部以上3重量部以下、分散助剤0.001重量部以上0.1重量部以下を配合してもよい。 The amount of dispersant and dispersion aid used can be appropriately determined depending on the type and the type and amount of polypropylene resin particles used. For example, 0.1 to 3 parts by weight of dispersant and 0.001 to 0.1 parts by weight of dispersion aid may be mixed with 100 parts by weight of aqueous dispersion medium.
ポリプロピレン系樹脂粒子は、水系分散媒中での分散性を良好なものにする為に、例えば、水系分散媒100重量部に対して、20重量部以上100重量部以下で使用してもよい。 In order to improve dispersibility in the aqueous dispersion medium, the polypropylene resin particles may be used in an amount of, for example, 20 parts by weight or more and 100 parts by weight or less per 100 parts by weight of the aqueous dispersion medium.
本発明の1以上の実施形態において、密閉容器内に仕込んだポリプロピレン系樹脂粒子の重量W0、および発泡後に密閉容器内に残存するポリプロピレン系樹脂粒子の重量W1に基づいて、下記数式(1)で算出したポリプロピレン系樹脂発泡粒子の収率が99.0%以上であることが好ましく、99.5%以上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収率(%)=(W0-W1)/W0×100
In one or more embodiments of the present invention, the yield of expanded polypropylene resin particles calculated using the following formula (1) based on the weight W0 of the polypropylene resin particles charged in a sealed container and the weight W1 of the polypropylene resin particles remaining in the sealed container after expansion is preferably 99.0% or more, and more preferably 99.5% or more.
Yield (%) of polypropylene resin expanded particles = (W0 - W1) / W0 x 100
上記のようにポリプロピレン系樹脂粒子からポリプロピレン系樹脂発泡粒子を得る発泡工程を、「一段発泡工程」と称す場合があり、このようにして得たポリプロピレン系樹脂発泡粒子を「一段発泡粒子」と呼ぶ場合がある。 The expansion process for obtaining expanded polypropylene resin particles from polypropylene resin particles as described above is sometimes called the "first-stage expansion process," and the expanded polypropylene resin particles obtained in this manner are sometimes called "first-stage expanded particles."
必要に応じて、一段発泡粒子に対して、無機ガス(例えば、空気や窒素、二酸化炭素など)を含浸して内圧を付与した後、特定の圧力の水蒸気と接触させることにより、一段発泡粒子よりも発泡倍率を向上させた、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子を得ることができる。このように、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子をさらに発泡させて、より発泡倍率の高いポリプロピレン系樹脂発泡粒子とする発泡工程を、「二段発泡工程」と称す場合があり、このような二段発泡工程を経て得られるポリプロピレン系樹脂発泡粒子を「二段発泡粒子」と呼ぶ場合がある。 If necessary, the first-stage expanded particles can be impregnated with an inorganic gas (e.g., air, nitrogen, carbon dioxide, etc.) to apply internal pressure, and then contacted with water vapor at a specific pressure to obtain polypropylene-based resin expanded particles with an improved expansion ratio compared to the first-stage expanded particles. This expansion process in which the polypropylene-based resin expanded particles are further expanded to obtain polypropylene-based resin expanded particles with a higher expansion ratio is sometimes called a "second-stage expansion process", and the polypropylene-based resin expanded particles obtained through such a second-stage expansion process are sometimes called "second-stage expanded particles".
一段発泡粒子に含浸する無機ガスの内圧は、二段発泡粒子の発泡倍率などを考慮して適宜変化させることが望ましく、例えば、0.12MPa以上(絶対圧)0.6MPa以下(絶対圧)であってもよい。 It is desirable to change the internal pressure of the inorganic gas impregnated into the first-stage expanded particles as appropriate, taking into consideration the expansion ratio of the second-stage expanded particles, and it may be, for example, 0.12 MPa or more (absolute pressure) to 0.6 MPa or less (absolute pressure).
二段発泡工程における水蒸気の圧力は、二段発泡粒子の発泡倍率を考慮した上で、0.02MPa(ゲージ圧)以上0.25MPa(ゲージ圧)以下の範囲内で調整してもよく、0.03MPa(ゲージ圧)以上0.15MPa(ゲージ圧)以下の範囲内で調整してもよい The pressure of the water vapor in the second-stage expansion process may be adjusted within the range of 0.02 MPa (gauge pressure) to 0.25 MPa (gauge pressure), or within the range of 0.03 MPa (gauge pressure) to 0.15 MPa (gauge pressure), taking into account the expansion ratio of the second-stage expanded particles.
ポリプロピレン系樹脂発泡粒子は、示差走査熱量計法による測定において、10℃/minの昇温速度で40℃から220℃まで昇温する際に得られるDSC曲線において2つの融解ピークを有してもよい。 The polypropylene resin foam particles may have two melting peaks in a DSC curve obtained when the temperature is increased from 40°C to 220°C at a heating rate of 10°C/min in a differential scanning calorimeter measurement.
ポリプロピレン系樹脂発泡粒子は、DSC比が10%以上50%以下であることが好ましく、15%以上30%以下であることがより好ましい。DSC比が当該範囲であると、表面美麗性の高いポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体が得られやすい。 The polypropylene resin foam particles preferably have a DSC ratio of 10% or more and 50% or less, and more preferably 15% or more and 30% or less. When the DSC ratio is within this range, it is easy to obtain a polypropylene resin in-mold foamed article with excellent surface beauty.
本発明の1以上の実施形態において、DSC比は、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子5~6mgを10℃/分の昇温速度で40℃から220℃まで昇温する際に得られる、1回目昇温時のDSC曲線の低温側の融解ピーク面積をQlとし、高温側の融解ピーク面積をQhとし、[Qh/(Ql+Qh)×100]より求めることができる。厳密には、図1に示すように、DSC曲線において、低温側の融解ピークと、低温側の融解ピークと高温側の融解ピークとの間の極大点から融解開始ベースラインへの接線とで囲まれる熱量である低温側の融解ピーク熱量をQlとし、高温側の融解ピークと、低温側の融解ピークと高温側の融解ピークとの間の極大点から融解終了ベースラインへの接線とで囲まれる熱量である高温側の融解ピーク熱量をQhとする。 In one or more embodiments of the present invention, the DSC ratio can be calculated by [Qh/(Ql+Qh)×100], where Ql is the melting peak area on the low-temperature side of the DSC curve obtained when heating 5-6 mg of polypropylene resin expanded particles from 40° C. to 220° C. at a heating rate of 10° C./min, and Qh is the melting peak area on the high-temperature side of the DSC curve obtained during the first heating. Strictly speaking, as shown in FIG. 1, the melting peak heat quantity on the low-temperature side, which is the heat quantity surrounded by the melting peak on the low-temperature side and the tangent line from the maximum point between the melting peak on the low-temperature side and the melting peak on the high-temperature side to the melting start baseline, is Ql, and the melting peak heat quantity on the high-temperature side, which is the heat quantity surrounded by the melting peak on the high-temperature side and the tangent line from the maximum point between the melting peak on the low-temperature side and the melting peak on the high-temperature side to the melting end baseline, is Qh.
かかるDSC比は、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子を製造する際の発泡時の温度および圧力に依存して変化する為、発泡温度および発泡圧力を適宜調整する事により目的とするDSC比となる発泡粒子を得ることができる。一般的には、発泡温度および発泡圧力を上げるとDSC比は低下する傾向にあり、ポリプロピレン系樹脂の種類、添加剤、および発泡剤の種類にも依存するが、具体的には、発泡温度を1℃上昇させるとDSC比は概ね5~20%程度減少し、発泡圧力を0.1MPa上昇させると0.5~5%程度減少する。 Since the DSC ratio varies depending on the temperature and pressure during expansion when producing polypropylene resin expanded beads, it is possible to obtain expanded beads with the desired DSC ratio by appropriately adjusting the expansion temperature and pressure. In general, the DSC ratio tends to decrease when the expansion temperature and pressure are increased, and although this also depends on the type of polypropylene resin, additives, and type of blowing agent, specifically, the DSC ratio decreases by about 5 to 20% when the expansion temperature is increased by 1°C, and decreases by about 0.5 to 5% when the expansion pressure is increased by 0.1 MPa.
ポリプロピレン系樹脂発泡粒子の発泡倍率は、特に制限は無く、必要に応じて調整すればよい。本発明の1以上の実施形態において、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子の発泡倍率は、3倍以上40倍以下であることが好ましく、3倍以上25倍以下であることがより好ましい。 The expansion ratio of the polypropylene-based resin expanded particles is not particularly limited and may be adjusted as necessary. In one or more embodiments of the present invention, the expansion ratio of the polypropylene-based resin expanded particles is preferably 3 to 40 times, more preferably 3 to 25 times.
本発明の1以上の実施形態において、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)を測定後、エタノールの入ったメスシリンダー中に沈め、メスシリンダーの水位上昇分(水没法)にて体積v(cm3)を測定し、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子の真比重ρb=w/vを算出し、さらに、発泡前のポリプロピレン系樹脂粒子の密度ρrとの比(ρr/ρb)として算出した値である。 In one or more embodiments of the present invention, the expansion ratio of the polypropylene-based resin foamed particles is determined by measuring the weight w (g) of the polypropylene-based resin foamed particles, submerging them in a measuring cylinder containing ethanol, measuring the volume v ( cm3 ) based on the rise in the water level in the measuring cylinder (submersion method), calculating the true specific gravity ρb = w/v of the polypropylene-based resin foamed particles, and then calculating the ratio (ρr/ρb) to the density ρr of the polypropylene-based resin particles before expansion.
(ポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体の製造方法)
ポリプロピレン系樹脂発泡粒子を型内発泡成形することでポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体(以下において、単に「型内発泡成形体」とも記す)を得ることができる。具体的には、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子を、所定の形状の金型内に充填し、水蒸気などで加熱し、発泡粒子を相互に加熱融着させて成形し、水などの冷媒により冷却した後に取り出することで、ポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体を得ることができる。金型としては、閉鎖しうるが密閉しえない金型を用いることができる。本発明のポリプロピレン系樹脂発泡粒子の製造方法にて得られた収率の高いポリプロピレン系樹脂発泡粒子を用いることで、高い生産性でポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体を製造することができる。
(Method for producing in-mold polypropylene resin foamed article)
A polypropylene resin in-mold foamed molded article (hereinafter, simply referred to as "in-mold foamed molded article") can be obtained by in-mold foaming of polypropylene resin expanded beads. Specifically, the polypropylene resin expanded beads are filled into a mold of a predetermined shape, heated with steam or the like, and the expanded beads are heat-fused to each other to form a mold, and then cooled with a refrigerant such as water and then removed to obtain a polypropylene resin in-mold foamed molded article. As the mold, a mold that can be closed but cannot be sealed can be used. By using the polypropylene resin expanded beads with a high yield obtained by the method for producing polypropylene resin expanded beads of the present invention, a polypropylene resin in-mold foamed molded article can be produced with high productivity.
ポリプロピレン系樹脂発泡粒子は、発泡粒子内部に大気圧以上の圧力を付与してから型内発泡成形されると、粒間が無く表面美麗であり、変形の少ないポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体が得られ易い。発泡粒子内部に大気圧以上の圧力を付与する方法に特に制限は無いが、例えば従来から知られている内圧付与法や圧縮充填法などの方法により発泡粒子内部に圧力を付与することができる。 When polypropylene resin foamed beads are foamed in a mold after applying a pressure equal to or greater than atmospheric pressure to the inside of the foamed beads, it is easy to obtain a polypropylene resin foamed in-mold product with no gaps, a beautiful surface, and little deformation. There are no particular limitations on the method for applying a pressure equal to or greater than atmospheric pressure to the inside of the foamed beads, but pressure can be applied to the inside of the foamed beads by conventional methods such as the internal pressure application method or the compression filling method.
内圧付与法では、予めポリプロピレン系樹脂発泡粒子を無機ガスの加圧下に保持することにより発泡粒子内に大気圧以上の内圧を付与し、内圧が付与された発泡粒子を閉鎖しうるが密閉しない金型などの成形空間内に充填する。付与される内圧は、0.12MPa(絶対圧)以上0.40MPa(絶対圧)以下であることが好ましく、0.14MPa(絶対圧)以上0.30MPa(絶対圧)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内圧が当該範囲にある場合、外観が美麗な型内発泡成形体を得やすい傾向にある。 In the internal pressure application method, polypropylene resin foam particles are held under pressure with an inorganic gas in advance to apply an internal pressure equal to or greater than atmospheric pressure to the foam particles, and the foam particles to which internal pressure has been applied are filled into a molding space such as a mold that can be closed but not sealed. The applied internal pressure is preferably 0.12 MPa (absolute pressure) to 0.40 MPa (absolute pressure), and more preferably 0.14 MPa (absolute pressure) to 0.30 MPa (absolute pressure). When the internal pressure of the polypropylene resin foam particles is within this range, it tends to be easier to obtain an in-mold foamed molded product with a beautiful appearance.
内圧付与に用いられる無機ガスとしては、空気、窒素、ヘリウム、ネオン、アルゴン、炭酸ガスなどが挙げられる。これらのガスは1種を単独で用いても、また2種以上混合して用いてもよい。これらのうちでも、汎用性の高い空気および/または窒素が好ましい。 Inorganic gases used to apply internal pressure include air, nitrogen, helium, neon, argon, and carbon dioxide. These gases may be used alone or in combination of two or more. Of these, air and/or nitrogen are preferred because of their versatility.
圧縮充填法では、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子を圧縮タンク中で加圧ガスを用いて、好ましくは充填前の発泡粒子の嵩密度の1.25倍以上3倍以下の嵩密度に圧縮、より好ましくは充填前の発泡粒子の嵩密度の1.5倍以上2.2倍以下の嵩密度に圧縮し、圧縮された発泡粒子を閉鎖しうるが密閉しない金型などの成形空間内に充填する。圧縮の割合が当該範囲にある場合、外観が美麗な型内発泡成形体を得やすい傾向にある。 In the compression-filling method, polypropylene resin foamed particles are compressed in a compression tank using pressurized gas, preferably to a bulk density of 1.25 to 3 times the bulk density of the foamed particles before filling, more preferably to a bulk density of 1.5 to 2.2 times the bulk density of the foamed particles before filling, and the compressed foamed particles are filled into a molding space such as a mold that can be closed but not airtight. When the compression ratio is within this range, it tends to be easier to obtain an in-mold foamed molded product with a beautiful appearance.
圧縮に用いる加圧ガスとしては、空気、窒素、ヘリウム、ネオン、アルゴン、炭酸ガスなどが挙げられる。これらのガスは1種を単独で用いても、2種以上混合して用いてもよい。これらのうちでも、汎用性の高い空気および/または窒素が好ましい。 Pressurized gases used for compression include air, nitrogen, helium, neon, argon, carbon dioxide, etc. These gases may be used alone or in combination of two or more. Of these, air and/or nitrogen are preferred due to their versatility.
ポリプロピレン系樹脂発泡粒子を金型などの中へ充填した後、水蒸気などを加熱媒体として0.15MPa(ゲージ圧)以上0.4MPa(ゲージ圧)以下程度の水蒸気圧にて加熱し、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子同士を融着させた後、金型を水冷により冷却した後、金型を開き、ポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体が取り出す。 After filling a mold or the like with polypropylene resin foam particles, they are heated at a water vapor pressure of 0.15 MPa (gauge pressure) to 0.4 MPa (gauge pressure) using water vapor as a heating medium, and the polypropylene resin foam particles are fused together. The mold is then cooled with water, opened, and the polypropylene resin foamed molded body is removed.
ポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体は、特に限定されないが、例えば、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等の様々な用途に用いることができる。 Polypropylene resin in-mold foamed products can be used for a variety of purposes, including, but not limited to, insulation materials, cushioning packaging materials, automotive interior components, and core materials for automotive bumpers.
以下、本発明を実施例および比較例を挙げてさらに詳細に説明する。なお、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。 The present invention will be described in more detail below with reference to examples and comparative examples. Note that the present invention is not limited to these examples.
実施例および比較例において、使用した物質は、以下のとおりであるが、特に精製などは行わずに使用した。
<ポリプロピレン系樹脂>
ポリプロピレン系樹脂1:エチレン-プロピレンランダム共重合体[エチレン含量3.1重量%、MFR=7.2、融点150℃]
ポリプロピレン系樹脂2:エチレン-プロピレンランダム共重合体[エチレン含量3.5重量%、MFR=8.4、融点145℃]
<添加剤>
カーボンブラック[一次粒径35nm]
タルク[林化成(株)製、タルカンパウダーPK-S]
グリセリン[ライオン(株)製、精製グリセリンD]
NOR型ヒンダートアミン系化合物:ヒンダートアミン系光安定剤[BASF製、Flamestab NOR116FF;化学式(3)]
<有機過酸化物>
有機過酸化物1:ビス(4-t-ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカーボネート[日本油脂(株)製、パーロイルTCP]
有機過酸化物2:t-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキシルモノカーボネート[日本油脂(株)製、パーブチルE]
The substances used in the examples and comparative examples are as follows, but were used without any particular purification.
<Polypropylene resin>
Polypropylene resin 1: Ethylene-propylene random copolymer [ethylene content 3.1% by weight, MFR = 7.2, melting point 150°C]
Polypropylene resin 2: Ethylene-propylene random copolymer [ethylene content 3.5% by weight, MFR = 8.4, melting point 145°C]
<Additives>
Carbon black [primary particle size 35 nm]
Talc [Talc Powder PK-S, manufactured by Hayashi Kasei Co., Ltd.]
Glycerin [Lion Corporation, Refined Glycerin D]
NOR-type hindered amine compound: hindered amine light stabilizer [Flamestab NOR116FF, manufactured by BASF; chemical formula (3)]
<Organic Peroxide>
Organic peroxide 1: bis(4-t-butylcyclohexyl) peroxydicarbonate [Perloyl TCP, manufactured by Nippon Oil & Fats Co., Ltd.]
Organic peroxide 2: t-butylperoxy-2-ethylhexyl monocarbonate [Perbutyl E, manufactured by Nippon Oil & Fats Co., Ltd.]
以下、実施例および比較例において実施した評価方法に関して説明する。 The evaluation methods used in the examples and comparative examples are described below.
<DSC比の測定>
DSC比の測定は、示差走査熱量計[(株)日立ハイテクサイエンス製、DSC7020]を用いて行なった。具体的には、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子5~6mgを10℃/分の昇温速度で40℃から220℃まで昇温する際に得られる、1回目昇温時のDSC曲線の低温側の融解ピーク面積をQlとし、高温側の融解ピーク面積をQhとし、[Qh/(Ql+Qh)×100]より求めた。厳密には、図1に示すように、DSC曲線において、低温側の融解ピークと、低温側の融解ピークと高温側の融解ピークとの間の極大点から融解開始ベースラインへの接線とで囲まれる熱量である低温側の融解ピーク熱量をQlとし、高温側の融解ピークと、低温側の融解ピークと高温側の融解ピークとの間の極大点から融解終了ベースラインへの接線とで囲まれる熱量である高温側の融解ピーク熱量をQhとした。
<DSC Ratio Measurement>
The DSC ratio was measured using a differential scanning calorimeter [DSC7020, Hitachi High-Tech Science Co., Ltd.]. Specifically, the DSC ratio was calculated by [Qh/(Ql+Qh)×100], where the melting peak area on the low-temperature side of the DSC curve during the first heating step obtained when heating 5-6 mg of polypropylene resin foamed particles from 40° C. to 220° C. at a heating rate of 10° C./min was taken as Ql and the melting peak area on the high-temperature side was taken as Qh. Strictly speaking, as shown in FIG. 1, in the DSC curve, the melting peak heat quantity on the low-temperature side, which is the heat quantity surrounded by the melting peak on the low-temperature side and the tangent line from the maximum point between the melting peak on the low-temperature side and the melting peak on the high-temperature side to the melting start baseline, was taken as Ql, and the melting peak heat quantity on the high-temperature side, which is the heat quantity surrounded by the melting peak on the high-temperature side and the tangent line from the maximum point between the melting peak on the low-temperature side and the melting peak on the high-temperature side to the melting end baseline, was taken as Qh.
<ポリプロピレン系樹脂発泡粒子の発泡倍率の測定>
ポリプロピレン系樹脂発泡粒子3g以上、10g以下程度を取り、60℃で6時間乾燥した後、23℃、湿度50%の室内で状態調節し、重量w1(g)を測定後、エタノールの入ったメスシリンダー中に沈め、メスシリンダーの水位上昇分(水没法)にて体積v(cm3)を測定し、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子の真比重ρb=w1/vを算出し、さらに、発泡前のポリプロピレン系樹脂粒子の密度ρrとの比(ρr/ρb)として算出した。なお、以下に示す実施例および比較例においては、発泡前のポリプロピレン系樹脂粒子(ポリプロピレン系樹脂粒子)の密度ρrは、いずれも0.9g/cm3であった。
<Measurement of Expansion Ratio of Expanded Polypropylene Resin Beads>
Approximately 3 g to 10 g of expanded polypropylene resin particles were taken, dried at 60° C. for 6 hours, and then conditioned indoors at 23° C. and 50% humidity, and the weight w1 (g) was measured, then submerged in a measuring cylinder containing ethanol, and the volume v (cm 3 ) was measured by measuring the rise in the water level in the measuring cylinder (submersion method), and the true specific gravity ρb=w1/v of the expanded polypropylene resin particles was calculated, and further calculated as the ratio (ρr/ρb) to the density ρr of the polypropylene resin particles before foaming. In the examples and comparative examples shown below, the density ρr of the polypropylene resin particles before foaming was 0.9 g/cm 3 in all cases.
<収率>
後述の[ポリプロピレン系樹脂発泡粒子の作製]にてポリプロピレン系樹脂発泡粒子を得た後に、容量10Lの耐圧オートクレーブ中に残った未発泡のプロピレン系樹脂粒子の重量W1を測定し、仕込んだプロピレン系樹脂粒子の重量1800gをW0とし、[(W0-W1)×100/W0]より収率を求めた。以下の基準にて、収率を評価した。
良好:収率が99.0%以上
不良:収率が99.0%未満
<Yield>
After obtaining expanded polypropylene resin particles in the below-described [Preparation of expanded polypropylene resin particles], the weight W1 of the unexpanded propylene resin particles remaining in the 10 L pressure-resistant autoclave was measured, and the weight of the charged propylene resin particles (1800 g) was taken as W0, and the yield was calculated from [(W0-W1) x 100/W0]. The yield was evaluated according to the following criteria.
Good: Yield is 99.0% or more. Bad: Yield is less than 99.0%.
<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の重量を体積で除し、単位がg/Lになるよう換算した。
<Molded body density>
The weight of the obtained in-mold foamed polypropylene resin article was divided by the volume and converted into units of g/L.
(実施例1)
[ポリプロピレン系樹脂粒子の製造方法]
ポリプロピレン系樹脂1を100重量部として、カーボンブラックを3重量部、グリセリンを0.2重量部、タルクを0.05重量部、NOR型ヒンダートアミン系化合物を0.05重量部となるように計量し、ブレンダーを用いてドライブレンドした。ドライブレンドして得られた混合物を、二軸押出機[東芝機械(株)製、TEM26-SX]を用いて、樹脂温度220℃にて溶融混練し、押出されたストランドを長さ2mの水槽で水冷後、切断して、ポリプロピレン系樹脂粒子(1.2mg/粒)を製造した。
Example 1
[Method of producing polypropylene-based resin particles]
The polypropylene resin 1 was 100 parts by weight, and 3 parts by weight of carbon black, 0.2 parts by weight of glycerin, 0.05 parts by weight of talc, and 0.05 parts by weight of a NOR-type hindered amine compound were weighed out and dry-blended using a blender. The mixture obtained by dry-blending was melt-kneaded at a resin temperature of 220°C using a twin-screw extruder [TEM26-SX, manufactured by Toshiba Machine Co., Ltd.], and the extruded strand was water-cooled in a 2 m-long water tank and then cut to produce polypropylene resin particles (1.2 mg/grain).
[ポリプロピレン系樹脂発泡粒子の作製]
容量10Lの耐圧オートクレーブ中に、上記で得られたポリプロピレン系樹脂粒子100重量部(1.8kg)、水300重量部、難水溶性無機化合物としてのカオリン[BASF社製、ASP170]0.3重量部、界面活性剤としてのドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム[花王(株)製、ネオペレックス G-15]0.06重量部、有機過酸化物1を1.0重量部仕込んだ後、攪拌下、発泡剤として二酸化炭素を5重量部添加した。オートクレーブ内容物を昇温し、発泡温度156.0℃まで加熱し、10分間保持した後、二酸化炭素を追加圧入してオートクレーブ内圧を発泡圧力2.3MPaまで昇圧した。前記発泡温度、発泡圧力で20分間保持した後、オートクレーブ下部のバルブを開き、直径3.6mmの開口オリフィスを通して、大気圧下に放出して発泡倍率12倍のポリプロピレン系樹脂発泡粒子を得た。この際、放出中は容器内の圧力が低下しないように、二酸化炭素を圧入して圧力を保持した。
[Preparation of polypropylene resin foam particles]
In a 10L pressure-resistant autoclave, 100 parts by weight (1.8 kg) of the polypropylene-based resin particles obtained above, 300 parts by weight of water, 0.3 parts by weight of kaolin [ASP170, manufactured by BASF] as a poorly water-soluble inorganic compound, 0.06 parts by weight of sodium dodecylbenzenesulfonate [Neopelex G-15, manufactured by Kao Corporation] as a surfactant, and 1.0 parts by weight of organic peroxide 1 were charged, and then 5 parts by weight of carbon dioxide was added as a foaming agent under stirring. The contents of the autoclave were heated to a foaming temperature of 156.0°C and held for 10 minutes, and then carbon dioxide was additionally injected to raise the pressure inside the autoclave to a foaming pressure of 2.3 MPa. After holding for 20 minutes at the foaming temperature and foaming pressure, the valve at the bottom of the autoclave was opened, and the mixture was released under atmospheric pressure through an opening orifice with a diameter of 3.6 mm to obtain polypropylene-based resin foamed particles with an expansion ratio of 12 times. During the release, carbon dioxide was injected to maintain the pressure in the container so that the pressure would not decrease.
[ポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体の作製]
得られた発泡粒子を75℃で乾燥した。乾燥後の発泡粒子を耐圧容器内に投入し、加圧空気を含浸させ、あらかじめ0.20MPa(絶対圧)の発泡粒子内圧になるように調整したポリプロピレン系樹脂発泡粒子を、縦370mm×横320mm×厚み50mmの金型内に充填した。その後、金型チャンバー内を所定の圧力の水蒸気にて加熱し、発泡粒子同士を融着させた。金型内および成形体表面を水冷した後、成形体を取り出して、ポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体を得た。この操作を水蒸気の圧力を0.20MPa(ゲージ圧)から0.35MPaまで0.01MPaずつ変化させて行い、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子同士が十分に融着するのに必要な最低圧力を求め成形下限圧力とした。得られた型内発泡成形体は、23℃で2時間静置し、次に75℃で16時間養生した。
[Preparation of polypropylene resin in-mold foamed article]
The obtained expanded beads were dried at 75°C. The dried expanded beads were put into a pressure-resistant container, impregnated with pressurized air, and the polypropylene resin expanded beads, which had been adjusted in advance to have an internal pressure of 0.20 MPa (absolute pressure), were filled into a mold having a length of 370 mm, a width of 320 mm, and a thickness of 50 mm. The interior of the mold chamber was then heated with steam at a predetermined pressure to fuse the expanded beads together. After cooling the interior of the mold and the surface of the molded body with water, the molded body was removed to obtain a polypropylene resin in-mold expanded molded body. This operation was performed by changing the steam pressure from 0.20 MPa (gauge pressure) to 0.35 MPa in increments of 0.01 MPa, and the minimum pressure required for sufficient fusion of the polypropylene resin expanded beads together was determined and used as the lower limit molding pressure. The obtained in-mold expanded molded body was left to stand at 23°C for 2 hours, and then aged at 75°C for 16 hours.
(実施例2、比較例1~4)
[ポリプロピレン系樹脂粒子の作製]において、添加剤の種類および樹脂処方を表1に示すように変更し、[ポリプロピレン系樹脂発泡粒子の作製]において、発泡条件を表1に示すように変更した以外は、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、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子、ポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体を作製した。得られたポリプロピレン系樹脂発泡粒子、ポリプロピレン系樹脂型内発泡成形体における評価結果を表1に示す。
(Example 2, Comparative Examples 1 to 4)
Polypropylene-based resin particles, polypropylene-based resin expanded particles, and polypropylene-based resin in-mold foamed articles were prepared in the same manner as in Example 1, except that in [Preparation of polypropylene-based resin particles], the type of additives and the resin formulation were changed as shown in Table 1, and in [Preparation of polypropylene-based resin expanded particles], the foaming conditions were changed as shown in Table 1. The evaluation results of the obtained polypropylene-based resin expanded particles and polypropylene-based resin in-mold foamed articles are shown in Table 1.
上記表1から、実施例1および2では、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子の収率が良好となることが分かる。比較例1および2の場合、NOR型ヒンダードアミン系化合物およびカーボンブラックを含むポリプロピレン系樹脂粒子を用いているものの、水系分散媒中に過酸化物が存在しないことから、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子の収率が劣る。また、比較例3の場合、ポリプロピレン系樹脂粒子を過酸化物が存在する水系分散媒中に分散させて発泡しても、ポリプロピレン系樹脂粒子がNOR型ヒンダードアミン系化合物を含まないことから、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子の収率が劣る。また、比較例4の場合、ヒンダードアミン系化合物を含むポリプロピレン系樹脂粒子を用い、過酸化物が存在する水系分散媒中に分散させて発泡しても、ポリプロピレン系樹脂がNOR型ヒンダードアミン系化合物を含まないことから、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子の収率が劣る。 From Table 1 above, it can be seen that in Examples 1 and 2, the yield of polypropylene-based resin expanded particles is good. In Comparative Examples 1 and 2, although polypropylene-based resin particles containing a NOR-type hindered amine compound and carbon black are used, the yield of polypropylene-based resin expanded particles is poor because no peroxide is present in the aqueous dispersion medium. In Comparative Example 3, even if polypropylene-based resin particles are dispersed in an aqueous dispersion medium containing peroxide and expanded, the yield of polypropylene-based resin expanded particles is poor because the polypropylene-based resin particles do not contain a NOR-type hindered amine compound. In Comparative Example 4, even if polypropylene-based resin particles containing a hindered amine compound are used and expanded in an aqueous dispersion medium containing peroxide, the yield of polypropylene-based resin expanded particles is poor because the polypropylene resin does not contain a NOR-type hindered amine compound.
Claims (8)
(i)ポリプロピレン系樹脂、カーボンブラック、およびNOR型ヒンダードアミン系化合物を含むポリプロピレン系樹脂粒子、過酸化物ならびに発泡剤を密閉容器内で水系分散媒に分散させ、分散液を得る工程、
(ii)前記分散液を加熱および加圧する工程、および、
(iii)前記加熱および加圧後の分散液を密閉容器の内圧よりも低い圧力域に放出する工程を含み、
前記ポリプロピレン系樹脂粒子は、ポリプロピレン系樹脂を100重量部、カーボンブラックを0.1重量部以上10重量部以下、およびNOR型ヒンダードアミン系化合物を0.01重量部以上0.50重量部以下含む、ポリプロピレン系樹脂発泡粒子の製造方法。 A method for producing expanded polypropylene resin particles, comprising the steps of:
(i) a step of dispersing a polypropylene-based resin, carbon black, polypropylene-based resin particles containing a NOR-type hindered amine-based compound, a peroxide, and a blowing agent in an aqueous dispersion medium in a sealed container to obtain a dispersion;
(ii) heating and pressurizing the dispersion; and
(iii) discharging the dispersion liquid after the heating and pressurization into a pressure region lower than the internal pressure of the sealed container ;
The polypropylene-based resin particles contain 100 parts by weight of a polypropylene-based resin, 0.1 to 10 parts by weight of carbon black, and 0.01 to 0.50 parts by weight of a NOR-type hindered amine compound .
[数式1]
ポリプロピレン系樹脂発泡粒子の収率(%)=(W0-W1)/W0×100 The method for producing expanded polypropylene-based resin beads according to any one of claims 1 to 6, wherein a yield of expanded polypropylene-based resin beads calculated by the following formula (1) based on a weight W0 of the polypropylene-based resin particles charged into the sealed container in the step (i) and a weight W1 of the polypropylene-based resin particles remaining in the sealed container after the step (iii) is 99.0% or more.
[Formula 1]
Yield (%) of polypropylene resin expanded particles = (W0 - W1) / W0 x 100
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