JP7819005B2 - Poly(3-hydroxyalkanoate)-based expanded particles and poly(3-hydroxyalkanoate)-based expanded molded articles - Google Patents
Poly(3-hydroxyalkanoate)-based expanded particles and poly(3-hydroxyalkanoate)-based expanded molded articlesInfo
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Description
本発明はポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系発泡粒子およびポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系発泡成形体
に関する。
The present invention relates to expanded poly(3-hydroxyalkanoate) beads and expanded poly(3-hydroxyalkanoate) molded articles.
石油由来プラスチックは毎年大量に廃棄されており、これらの大量廃棄物による埋立て処分場の不足および環境汚染が深刻な問題として取り上げられている。また近年、マイクロプラスチックが、海洋環境において大きな問題になっている。このため、(a)海、土等の環境中、並びに(b)埋立て処分場およびコンポスト中で、微生物の作用によって分解される生分解性プラスチックが注目されている。生分解性プラスチックは、(a)環境中で利用される農林水産業用資材、並びに(b)使用後の回収および再利用が困難な食品容器、包装材料、衛生用品、ゴミ袋等、への幅広い応用を目指して、開発が進められている。更に生分解性プラスチックから成る発泡体は、包装用緩衝材、農産箱、魚箱、自動車部材、建築材料、土木材料等での使用が期待されている。 Large quantities of petroleum-derived plastics are discarded every year, and the resulting lack of landfill sites and environmental pollution are becoming serious issues. In recent years, microplastics have also become a major problem in the marine environment. For this reason, biodegradable plastics that are decomposed by the action of microorganisms in (a) the ocean, soil, and other environments, and (b) landfills and compost, have attracted attention. Development of biodegradable plastics is underway with the aim of achieving a wide range of applications, including (a) agricultural, forestry, and fishery materials used in the environment, and (b) food containers, packaging materials, sanitary products, garbage bags, and other products that are difficult to recover and reuse after use. Furthermore, foams made from biodegradable plastics are expected to be used in packaging cushioning, agricultural product boxes, fish boxes, automotive components, building materials, civil engineering materials, and more.
前記生分解性プラスチックの中でも、優れた生分解性およびカーボンニュートラルの観点から、植物原料由来の樹脂(プラスチック)としてポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂(以下、「P3HA系樹脂」と称する場合がある)が注目されており、該P3HA系樹脂を成形体用途に展開することが検討されている。 Among the biodegradable plastics, poly(3-hydroxyalkanoate) resins (hereinafter sometimes referred to as "P3HA resins") derived from plant materials have attracted attention due to their excellent biodegradability and carbon neutrality, and the use of these P3HA resins in molded articles is being investigated.
特許文献1には、特定の範囲の高温側の融解熱量を有するポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系発泡粒子(以下、「P3HA系発泡粒子」と称する場合がある)、および、該P3HA系発泡粒子を型内発泡成形してポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系発泡成形体(以下、「P3HA系発泡成形体」と称する場合がある)を得る技術が開示されている。また、特許文献2には、特定の結晶状態の生分解性ポリエステル系樹脂を含む生分解性ポリエステル系樹脂発泡粒子を型内発泡成形して発泡成形体を得る技術が開示されている。 Patent Document 1 discloses poly(3-hydroxyalkanoate)-based expanded beads (hereinafter sometimes referred to as "P3HA-based expanded beads") that have a heat of fusion on the high-temperature side of a specific range, and a technique for in-mold foaming of the P3HA-based expanded beads to obtain a poly(3-hydroxyalkanoate)-based expanded molded article (hereinafter sometimes referred to as "P3HA-based expanded molded article"). Furthermore, Patent Document 2 discloses a technique for in-mold foaming of biodegradable polyester-based resin expanded beads that contain a biodegradable polyester-based resin in a specific crystalline state to obtain a foamed molded article.
上述の技術は優れた技術であるが、特定の範囲の高温側の融解熱量を有するP3HA系発泡粒子の製造の安定性の観点から、改善の余地がある。 The above-mentioned technology is excellent, but there is room for improvement in terms of the stability of the production of P3HA-based expanded beads that have a heat of fusion on the higher end of a specific range.
以上のような状況に鑑み、本発明の一実施形態の目的は、所望の高温側の融解熱量を有し、かつ、安定して製造できるP3HA系発泡粒子を提供することにある。 In light of the above circumstances, an object of one embodiment of the present invention is to provide P3HA-based expanded beads that have the desired high-temperature heat of fusion and can be produced stably.
本発明者らは、前記課題を解決するため鋭意検討した結果、本発明を完成させるに至った。 The inventors conducted extensive research to solve the above problems, and as a result, they have completed the present invention.
すなわち、本発明の一実施形態は、以下の構成を含むものである。
〔1〕ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂組成物を含むポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂粒子、を発泡してなるポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系発泡粒子であり、前記ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂粒子は、示差走査熱量測定で得られるDSC曲線において、融解ピーク温度と融解終了温度との差が8℃~20℃であり、かつ、前記融解ピーク温度以上の融解熱量が5J/g~15J/gである、ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系発泡粒子。
〔2〕前記ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂組成物は、構成単位の組成が異なる2種類以上のポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂を含む、〔1〕に記載のポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系発泡粒子。
〔3〕前記ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂組成物は、ポリ(3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシヘキサノエート)を含む、〔1〕または〔2〕に記載のポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系発泡粒子。
〔4〕前記ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂組成物は、P3HB3HH(A)およびP3HB3HH(B)を含み、前記P3HB3HH(A)および前記P3HB3HH(B)の各々は、3-ヒドロキシブチレート単位(3HB単位)と3-ヒドロキシヘキサノエート単位(3HH単位)とを含み、前記P3HB3HH(A)における全繰り返し単位100モル%中の3HB単位と3HH単位との比率(3HB単位/3HH単位)は、98.0/2.0(mol%/mol%)~94.0/6.0(mol%/mol%)であり、前記P3HB3HH(B)における全繰り返し単位100モル%中の3HB単位と3HH単位との比率(3HB単位/3HH単位)は、93.9/6.1(mol%/mol%)~90.0/10.0(mol%/mol%)であって、P3HB3HH(A)とP3HB3HH(B)との重量比(P3HB3HH(A)の重量/P3HB3HH(B)の重量)は、90/10(wt%)~10/90(wt%)である、〔2〕に記載のポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系発泡粒子。
〔5〕前記ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系発泡粒子は、示差走査熱量測定で得られるDSC曲線において、融解ピークを少なくとも2つ有する、〔1〕~〔4〕の何れか1つに記載のポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系発泡粒子。
〔6〕前記示差走査熱量測定で得られるDSC曲線において観察される、少なくとも2つの融解ピークにおいて、最も高温側の融解ピークの融解熱量が、0.1J/g~20.0J/gである、〔5〕に記載のポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系発泡粒子。〔7〕〔1〕~〔6〕の何れか1つに記載のポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系発泡粒子を成形してなる、ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系発泡成形体。
That is, one embodiment of the present invention includes the following configuration.
[1] Expanded poly(3-hydroxyalkanoate)-based particles obtained by expanding poly(3-hydroxyalkanoate)-based resin particles containing a poly(3-hydroxyalkanoate)-based resin composition, wherein the poly(3-hydroxyalkanoate)-based resin particles have a DSC curve obtained by differential scanning calorimetry, in which the difference between the melting peak temperature and the melting end temperature is 8°C to 20°C, and the heat of fusion at temperatures equal to or higher than the melting peak temperature is 5 J/g to 15 J/g.
[2] The poly(3-hydroxyalkanoate)-based expanded particles according to [1], wherein the poly(3-hydroxyalkanoate)-based resin composition contains two or more types of poly(3-hydroxyalkanoate)-based resins having different constitutional unit compositions.
[3] The poly(3-hydroxyalkanoate)-based expanded particles according to [1] or [2], wherein the poly(3-hydroxyalkanoate)-based resin composition contains poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate).
[4] The poly(3-hydroxyalkanoate) resin composition comprises P3HB3HH(A) and P3HB3HH(B), each of which comprises a 3-hydroxybutyrate unit (3HB unit) and a 3-hydroxyhexanoate unit (3HH unit), and the ratio of the 3HB unit to the 3HH unit (3HB unit/3HH unit) in 100 mol% of all repeating units in the P3HB3HH(A) is 98.0/2.0 (mol%/mol%) to 94.0/6.0 (mol%). mol%/mol%), the ratio of 3HB units to 3HH units (3HB units/3HH units) in 100 mol% of all repeating units in the P3HB3HH(B) is 93.9/6.1 (mol%/mol%) to 90.0/10.0 (mol%/mol%), and the weight ratio of P3HB3HH(A) to P3HB3HH(B) (weight of P3HB3HH(A)/weight of P3HB3HH(B)) is 90/10 (wt%) to 10/90 (wt%).
[5] The expanded poly(3-hydroxyalkanoate)-based beads according to any one of [1] to [4], wherein the expanded poly(3-hydroxyalkanoate)-based beads have at least two melting peaks in a DSC curve obtained by differential scanning calorimetry.
[6] The expanded poly(3-hydroxyalkanoate) beads according to [5], wherein the DSC curve obtained by differential scanning calorimetry shows at least two melting peaks, the highest of which has a heat of fusion of 0.1 J/g to 20.0 J/g. [7] A poly(3-hydroxyalkanoate) foamed molded article obtained by molding the expanded poly(3-hydroxyalkanoate) beads according to any one of [1] to [6].
本発明の一実施形によれば、所望の高温側の融解熱量を有し、かつ、安定して製造できるP3HA系発泡粒子を提供できるという効果を奏する。 One embodiment of the present invention has the effect of providing P3HA-based expanded beads that have the desired high-temperature heat of fusion and can be produced stably.
本発明の一実施形態について以下に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明は、以下に説明する各構成に限定されるものではなく、請求の範囲に示した範囲で種々の変更が可能である。また、異なる実施形態または実施例にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせて得られる実施形態または実施例についても、本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。なお、本明細書中に記載された学術文献および特許文献の全てが、本明細書中において参考文献として援用される。また、本明細書において特記しない限り、数値範囲を表す「A~B」は、「A以上(Aを含みかつAより大きい)B以下(Bを含みかつBより小さい)」を意図する。 One embodiment of the present invention is described below, but the present invention is not limited to this. The present invention is not limited to the configurations described below, and various modifications are possible within the scope of the claims. Furthermore, embodiments or examples obtained by combining the technical means disclosed in different embodiments or examples are also included in the technical scope of the present invention. Furthermore, new technical features can be created by combining the technical means disclosed in each embodiment. All academic and patent literature described in this specification is incorporated herein by reference. Furthermore, unless otherwise specified in this specification, the expression "A to B" representing a numerical range means "greater than or equal to A (including and greater than A) and less than or equal to B (including and less than B)."
〔1.本発明の技術的思想〕
特許文献1には、P3HA系発泡粒子について、該P3HA系発泡粒子が、DSC曲線において融解ピークを少なくとも2つ有すること、および、その高温側の融解熱量(高温側の融解ピークの融解熱量)が、得られるP3HA系発泡粒子の型内発泡成形性および発泡成形体の特性(例えば、表面性、収縮抑制性等)に関わる重要なパラメーターであることが報告されている。
1. Technical Concept of the Present Invention
Patent Document 1 reports that P3HA-based expanded beads have at least two melting peaks in a DSC curve, and that the heat of fusion on the higher temperature side (the heat of fusion of the melting peak on the higher temperature side) is an important parameter related to the in-mold foamability of the resulting P3HA-based expanded beads and the properties of the foamed molded article (e.g., surface properties, shrinkage suppression, etc.).
P3HA系発泡粒子の高温側の融解熱量は、発泡工程での発泡温度および保持時間等の条件を調整することで制御できることが知られている。しかしながら、特許文献1に記載のような従来のP3HA系発泡粒子においては、これら発泡温度および/または保持時間の条件が変化すると(例えば、発泡温度が1℃程度変化すると)、得られるP3HA系発泡粒子の高温側の融解熱量が大きく変化してしまい、所望の高温側の融解熱量を有するP3HA系発泡粒子を製造できないこと、を本発明者らは新たに見出した。換言すると、所望の高温側の融解熱量を有するP3HA系発泡粒子を製造するための、発泡工程での発泡温度および保持時間の許容範囲(プロセスウインド)が著しく狭いこと、を本発明者らは新たに見出した。特に、工業的な大規模な生産においては、個別の発泡粒子について、発泡温度および保持時間を一定に制御することは極めて困難である。すなわち、特許文献1に記載のような従来のP3HA系発泡粒子には、所望の高温側の融解熱量を有するP3HA系発泡粒子を安定して製造(特に、工業的に製造)することが困難であるという課題があった。 It is known that the heat of fusion at the high temperature side of P3HA-based expanded beads can be controlled by adjusting conditions such as the expansion temperature and holding time during the expansion process. However, the inventors have newly discovered that with conventional P3HA-based expanded beads such as those described in Patent Document 1, if the expansion temperature and/or holding time conditions change (e.g., if the expansion temperature changes by approximately 1°C), the heat of fusion at the high temperature side of the resulting P3HA-based expanded beads changes significantly, making it impossible to produce P3HA-based expanded beads with the desired heat of fusion at the high temperature side. In other words, the inventors have newly discovered that the allowable range (process window) for the expansion temperature and holding time during the expansion process for producing P3HA-based expanded beads with the desired heat of fusion at the high temperature side is extremely narrow. In particular, in large-scale industrial production, it is extremely difficult to maintain a constant expansion temperature and holding time for each individual expanded bead. That is, conventional P3HA-based expanded beads such as those described in Patent Document 1 have the problem that it is difficult to stably produce (especially industrially produce) P3HA-based expanded beads having the desired high-temperature heat of fusion.
以上のような状況に鑑み、所望の高温側の融解熱量を有し、かつ、安定して製造できるポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系発泡粒子を提供することを目的として、本発明者らは、鋭意検討を行った。 In light of the above circumstances, the inventors conducted extensive research with the aim of providing poly(3-hydroxyalkanoate)-based expanded beads that have the desired high-temperature heat of fusion and can be produced stably.
本発明者らは、鋭意検討の結果、以下の知見を独自に見出し、本発明を完成するに至った:示差走査熱量測定で得られるDSC曲線において、融解ピーク温度と融解終了温度との差が特定の範囲内であり、かつ、前記融解ピーク温度以上の融解熱量が、特定の範囲内であるポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂粒子(以下、「P3HA系樹脂粒子」と称する場合がある)は、発泡工程での発泡温度および保持時間のプロセスウインドが広い。それ故、当該P3HA系樹脂粒子を用いるP3HA系発泡粒子の製造において、発泡工程での発泡温度および保持時間等の変化に因る、得られるP3HA系発泡粒子の高温側の融解熱量の変化が抑制される。その結果、当該P3HA系樹脂粒子を発泡してなる当該P3HA系発泡粒子は、所望の高温側の融解熱量を有し、かつ、安定して製造できること。 After extensive research, the inventors independently discovered the following, leading to the completion of the present invention: Poly(3-hydroxyalkanoate)-based resin particles (hereinafter sometimes referred to as "P3HA-based resin particles"), in which the difference between the melting peak temperature and the melting end temperature in a DSC curve obtained by differential scanning calorimetry is within a specific range and the heat of fusion above the melting peak temperature is within a specific range, have a wide process window for the expansion temperature and holding time in the expansion process. Therefore, in the production of P3HA-based expanded beads using these P3HA-based resin particles, changes in the heat of fusion on the high-temperature side of the resulting P3HA-based expanded beads due to changes in the expansion temperature and holding time during the expansion process are suppressed. As a result, the P3HA-based expanded beads obtained by expanding these P3HA-based resin particles have the desired heat of fusion on the high-temperature side and can be produced stably.
また、生分解性の樹脂であるP3HA系樹脂を含む、本発明の一実施形態に係るP3HA系発泡粒子および該P3HA系発泡粒子を成形してなるP3HA系発泡成形体は、廃棄による海洋汚染を抑制することができる。これにより、例えば、目標12「持続可能な消費生産形態を確保する」や目標14「持続可能な開発のために、海・海洋資源を保全し、持続可能な形で利用する」等の持続可能な開発目標(SDGs)の達成に貢献できる。 Furthermore, P3HA-based expanded beads according to one embodiment of the present invention, which contain the biodegradable P3HA-based resin, and P3HA-based expanded molded articles obtained by molding the P3HA-based expanded beads, can reduce marine pollution caused by waste disposal. This can contribute to the achievement of Sustainable Development Goals (SDGs), such as Goal 12 "Ensure sustainable consumption and production patterns" and Goal 14 "Conserve and sustainably use the oceans and marine resources for sustainable development."
〔2.ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系発泡粒子〕
本発明の一実施形に係るポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系発泡粒子は、ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂組成物を含むポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂粒子、を発泡してなるポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系発泡粒子であり、前記ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂粒子は、示差走査熱量測定で得られるDSC曲線において、融解ピーク温度と融解終了温度との差が8℃~20℃であり、かつ、前記融解ピーク温度以上の融解熱量が5J/g~15J/gである。
2. Poly(3-hydroxyalkanoate)-based expanded particles
The expanded poly(3-hydroxyalkanoate)-based particles according to one embodiment of the present invention are poly(3-hydroxyalkanoate)-based particles obtained by expanding poly(3-hydroxyalkanoate)-based resin particles containing a poly(3-hydroxyalkanoate)-based resin composition, and the poly(3-hydroxyalkanoate)-based resin particles have a DSC curve obtained by differential scanning calorimetry, in which the difference between the melting peak temperature and the melting end temperature is 8°C to 20°C, and the heat of fusion at temperatures equal to or higher than the melting peak temperature is 5 J/g to 15 J/g.
本明細書において、「ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)(P3HA)系発泡粒子」を「発泡粒子」と称する場合があり、「ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)(P3HA)系樹脂粒子」を「樹脂粒子」と称する場合があり、「ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)(P3HA)系樹脂組成物」を「樹脂組成物」と称する場合があり、「ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系発泡成形体」を「発泡成形体」と称する場合がある。また、「本発明の一実施形態に係るポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)(P3HA)系発泡粒子」を「本発泡粒子」と称する場合がある。 In this specification, "poly(3-hydroxyalkanoate) (P3HA)-based expanded particles" may be referred to as "expanded particles," "poly(3-hydroxyalkanoate) (P3HA)-based resin particles" may be referred to as "resin particles," "poly(3-hydroxyalkanoate) (P3HA)-based resin composition" may be referred to as "resin composition," and "poly(3-hydroxyalkanoate)-based expanded molded article" may be referred to as "expanded molded article." Furthermore, "poly(3-hydroxyalkanoate) (P3HA)-based expanded particles according to one embodiment of the present invention" may be referred to as "the present expanded particles."
本発泡粒子は、上記の構成を有するため、所望の高温側の融解熱量を有し、かつ、安定して製造できるという利点を有する。 Because the expanded beads have the above-mentioned structure, they have the advantage of having the desired high-temperature heat of fusion and can be produced stably.
なお、本明細書において、発泡粒子が「所望の高温側の融解熱量を有する」とは、具体的には、該発泡粒子の、示差走査熱量測定で得られるDSC曲線における、最も高温側の融解ピークの融解熱量が、0.1J/g~20.0J/gであることを意図する。このような所望の高温側の融解熱量を有する発泡粒子は、表面性および収縮抑制性に優れる発泡成形体を提供することができる。 In this specification, the phrase "expanded beads have a desired heat of fusion on the high-temperature side" specifically means that the heat of fusion of the highest temperature melting peak in the DSC curve obtained by differential scanning calorimetry of the expanded beads is 0.1 J/g to 20.0 J/g. Expanded beads with such a desired heat of fusion on the high-temperature side can provide foamed molded articles with excellent surface properties and shrinkage suppression.
本明細書において、X単量体に由来する繰り返し単位を「X単位」と称する場合がある。繰り返し単位は、構成単位ともいえる。 In this specification, a repeating unit derived from an X monomer may be referred to as an "X unit." A repeating unit can also be referred to as a structural unit.
まず、本発泡粒子の原料である樹脂粒子および樹脂組成物について説明する。 First, we will explain the resin particles and resin composition that are the raw materials for these expanded beads.
<P3HA系樹脂粒子>
本発泡粒子は、ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂組成物を含むポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂粒子を発泡してなる発泡粒子である。本明細書において、「本発明の一実施形態に係るポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)(P3HA)系樹脂組成物」を「本樹脂組成物」と称する場合があり、「本発明の一実施形態に係るポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)(P3HA)系樹脂粒子」を「本樹脂粒子」と称する場合がある。本樹脂組成物を後述の手法で造粒することにより、本樹脂粒子を提供することができる。したがって、本樹脂粒子の含むP3HA系樹脂およびその他の成分の種類および量(含有量)は、本樹脂組成物の含むP3HA系樹脂およびその他の成分の種類および量(含有量)である。
<P3HA-based resin particles>
The present expanded beads are formed by expanding poly(3-hydroxyalkanoate)-based resin particles containing a poly(3-hydroxyalkanoate)-based resin composition. In this specification, a "poly(3-hydroxyalkanoate) (P3HA)-based resin composition according to one embodiment of the present invention" may be referred to as "the present resin composition," and a "poly(3-hydroxyalkanoate) (P3HA)-based resin particle according to one embodiment of the present invention" may be referred to as "the present resin particle." The present resin particle can be provided by granulating the present resin composition using the method described below. Therefore, the type and amount (content) of the P3HA-based resin and other components contained in the present resin particles are the type and amount (content) of the P3HA-based resin and other components contained in the present resin composition.
(P3HA系樹脂組成物)
本樹脂組成物は、構成単位の組成が異なる2種類以上のポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂を含むことが好ましい。
(P3HA-based resin composition)
The present resin composition preferably contains two or more types of poly(3-hydroxyalkanoate) resins having different constitutional unit compositions.
このような構成単位の組成が異なる2種類以上のP3HA系樹脂を含む樹脂組成物は、示差走査熱量測定で得られるDSC曲線において、融解ピーク温度と融解終了温度との差が8℃~20℃であり、かつ、前記融解ピーク温度以上の融解熱量が5J/g~15J/gである樹脂粒子を好適に提供することができる。そのため、当該樹脂組成物は、所望の高温側の融解熱量を有し、かつ、安定して製造できる発泡粒子をより好適に提供することができる。 A resin composition containing two or more P3HA-based resins with different structural unit compositions can suitably provide resin particles in which, in a DSC curve obtained by differential scanning calorimetry, the difference between the melting peak temperature and the melting end temperature is 8°C to 20°C, and the heat of fusion above the melting peak temperature is 5 J/g to 15 J/g. Therefore, this resin composition can more suitably provide expanded beads that have the desired heat of fusion on the high-temperature side and can be produced stably.
本明細書において、P3HA系樹脂の「構成単位の組成が異なる」とは、「P3HA系樹脂を構成する構成単位の種類が異なる場合」、および、「P3HA系樹脂が、同じ種類の2種類以上の構成単位を含むが、当該構成単位の含有比率(モノマー比率)が異なる場合」、の両方の場合を含む。 In this specification, "different constitutional unit compositions" of P3HA-based resins includes both cases where "the types of constitutional units constituting the P3HA-based resin are different" and cases where "the P3HA-based resin contains two or more types of the same type of constitutional units, but the content ratios (monomer ratios) of those constitutional units are different."
(P3HA系樹脂)
本発明の一実施形態に係るP3HA系樹脂は、3-ヒドロキシアルカノエート単位を必須の構成単位(モノマー単位)として有する重合体である。本明細書において、「3-ヒドロキシアルカノエート」を「3HA」と称する場合もある。P3HA系樹脂としては、具体的には、下記一般式(1)で示される構成単位(繰り返し単位)を含む重合体が好ましい:
[-CHR-CH2-CO-O-]・・・(1)。
(P3HA resin)
A P3HA-based resin according to one embodiment of the present invention is a polymer having a 3-hydroxyalkanoate unit as an essential structural unit (monomer unit). In this specification, "3-hydroxyalkanoate" may also be referred to as "3HA." Specifically, the P3HA-based resin is preferably a polymer containing a structural unit (repeating unit) represented by the following general formula (1):
[-CHR-CH 2 -CO-O-]...(1).
一般式(1)中、RはCnH2n+1で表されるアルキル基を示し、nは1~15の整数を示す。Rとしては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、t-ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基等の直鎖または分岐鎖状のアルキル基が挙げられる。また、nとしては、1~10が好ましく、1~8がより好ましい。 In general formula (1), R represents an alkyl group represented by C n H 2n+1 , where n represents an integer of 1 to 15. Examples of R include linear or branched alkyl groups such as methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, t-butyl, pentyl, and hexyl. Furthermore, n is preferably 1 to 10, and more preferably 1 to 8.
P3HA系樹脂としては、特に微生物から産生されるP3HA系樹脂が好ましい。 P3HA-based resins produced by microorganisms are particularly preferred.
P3HA系樹脂は、3HA単位(特に一般式(1)の構成単位)を、P3HA系樹脂の全構成単位100モル%中、50モル%以上含むことが好ましく、70モル%以上含むことがより好ましく、80モル%以上含むことがさらに好ましい。また、構成単位(モノマー単位)としては、3HA単位のみであってもよいし、3HA単位に加えて、3HA以外の単量体に由来する構成単位(例えば、4-ヒドロキシアルカノエート単位等)を含んでいてもよい。 P3HA-based resins preferably contain 3HA units (particularly structural units of general formula (1)) in an amount of 50 mol% or more, more preferably 70 mol% or more, and even more preferably 80 mol% or more, of the total 100 mol% of structural units in the P3HA-based resin. Furthermore, the structural units (monomer units) may consist solely of 3HA units, or may contain, in addition to 3HA units, structural units derived from monomers other than 3HA (e.g., 4-hydroxyalkanoate units, etc.).
3HA単位の具体例としては、3-ヒドロキシブチレート単位、3-ヒドロキシバレレート単位および3-ヒドロキシヘキサノエート単位などが挙げられる。3-ヒドロキシブチレートは、融点および引張強度がプロピレンに近い。それ故、本発明の一実施形態に係るP3HA系樹脂は、3-ヒドロキシブチレート単位を含むことが好ましい。本明細書において、「3-ヒドロキシブチレート」を「3HB」と称する場合もある。 Specific examples of 3HA units include 3-hydroxybutyrate units, 3-hydroxyvalerate units, and 3-hydroxyhexanoate units. 3-hydroxybutyrate has a melting point and tensile strength close to those of propylene. Therefore, it is preferable that the P3HA-based resin according to one embodiment of the present invention contains 3-hydroxybutyrate units. In this specification, "3-hydroxybutyrate" may also be referred to as "3HB."
P3HA系樹脂が2種以上の構成単位を含む場合、含有量が最も多い構成単位(モノマー単位)以外の構成単位の由来となるモノマーをコモノマーと称する。本明細書において、「コモノマーに由来する構成単位」を「コモノマー単位」と称する場合もある。 When a P3HA-based resin contains two or more types of structural units, the monomer from which the structural units other than the structural unit (monomer unit) with the largest content are derived is referred to as a comonomer. In this specification, a "structural unit derived from a comonomer" may also be referred to as a "comonomer unit."
コモノマーとしては、特に限定されないが、3-ヒドロキシヘキサノエート(以下、「3HH」と称する場合がある)または4-ヒドロキシブチレート(以下、「4HB」と称する場合がある)などが好ましい。 The comonomer is not particularly limited, but 3-hydroxyhexanoate (hereinafter sometimes referred to as "3HH") or 4-hydroxybutyrate (hereinafter sometimes referred to as "4HB") is preferred.
P3HA系樹脂は、一種類の構成単位のみからなる重合体(ホモポリマー)であってもよい。 The P3HA-based resin may be a polymer (homopolymer) consisting of only one type of structural unit.
P3HA系樹脂の具体例としては、例えば、ポリ(3-ヒドロキシブチレート)、ポリ(3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシプロピオネート)、ポリ(3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシバレレート)(以下、「P3HB3HV」と称する場合がある。)、ポリ(3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシバレレート-3-ヒドロキシヘキサノエート)、ポリ(3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシヘキサノエート)(以下、「P3HB3HH」と称する場合がある。)、ポリ(3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシヘプタノエート)、ポリ(3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシオクタノエート)、ポリ(3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシノナノエート)、ポリ(3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシデカノエート)、ポリ(3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシウンデカノエート)、ポリ(3-ヒドロキシブチレート-コ-4-ヒドロキシブチレート)(以下、「P3HB4HB」と称する場合がある。)等が挙げられる。特に、加工性および発泡成形体の物性等の観点から、ポリ(3-ヒドロキシブチレート)、ポリ(3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシバレレート)、ポリ(3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシバレレート-コ-3-ヒドロキシヘキサノエート)、ポリ(3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシヘキサノエート)またはポリ(3-ヒドロキシブチレート-コ-4-ヒドロキシブチレート)が好ましく、得られる発泡成形体の耐熱性とその他の物性(例えば、強度)とのバランスが優れるという利点があることから、ポリ(3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシヘキサノエート)がより好ましい。すなわち、本樹脂組成物は、ポリ(3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシヘキサノエート)を含むことが好ましい。なお、本明細書においては、同じ名称(化合物名)のP3HA系樹脂であっても、該P3HA系樹脂を構成する構成単位(モノマー単位およびコモノマー単位)の含有比率(モノマー比率)が異なる場合は、異なる種類のP3HA系樹脂であると見做す。したがって、本樹脂組成物の含む、構成単位の組成が異なる2種類以上のP3HA系樹脂としては、上述したP3HA系樹脂のうち、モノマー比率の異なる同じ名称(化合物名)のP3HA系樹脂のみを使用してもよく、異なる名称のP3HA系樹脂を組み合わせて使用してもよい。 Specific examples of P3HA-based resins include poly(3-hydroxybutyrate), poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxypropionate), poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate) (hereinafter sometimes referred to as "P3HB3HV"), poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate-3-hydroxyhexanoate), and poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate) (hereinafter sometimes referred to as "P3HB3HH"). Examples thereof include poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyheptanoate), poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyoctanoate), poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxynonanoate), poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxydecanoate), poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyundecanoate), and poly(3-hydroxybutyrate-co-4-hydroxybutyrate) (hereinafter, sometimes referred to as "P3HB4HB"). In particular, from the viewpoints of processability and the physical properties of foamed molded articles, poly(3-hydroxybutyrate), poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate), poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate-co-3-hydroxyhexanoate), poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate), or poly(3-hydroxybutyrate-co-4-hydroxybutyrate) are preferred, with poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate) being more preferred due to the advantage of providing an excellent balance between the heat resistance and other physical properties (e.g., strength) of the resulting foamed molded articles. In other words, the resin composition preferably contains poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate). In this specification, P3HA-based resins with the same name (compound name) are considered to be different types of P3HA-based resins if the content ratios (monomer ratios) of the structural units (monomer units and comonomer units) that make up the P3HA-based resins are different. Therefore, as the two or more P3HA-based resins contained in the resin composition that have different structural unit compositions, only P3HA-based resins with the same name (compound name) but different monomer ratios may be used, or P3HA-based resins with different names may be used in combination.
P3HA系樹脂は、3HB単位を必須の構成単位として有し、かつコモノマー単位を有することが好ましい。すなわち、P3HA系樹脂は、3HB単位とコモノマー単位とを有する共重合体であることが好ましい。P3HA系樹脂が3HB単位とコモノマー単位とを有する場合(場合a)について説明する。場合aにおいて、P3HA系樹脂における全構成単位100モル%中の3HB単位とコモノマー単位との比率(3HB単位/コモノマー単位)としては、99.0/1.0(モル%/モル%)~80.0/20.0(モル%/モル%)が好ましく、98.5/1.5(モル%/モル%)~85.0/15.0(モル%/モル%)がより好ましく、98.0/2.0(モル%/モル%)~90.0/10.0(モル%/モル%)がさらに好ましい。P3HA系樹脂の全構成単位100モル%に対するコモノマー単位の比率が1.0モル%以上であれば、P3HA系樹脂の溶融混練可能な温度域と熱分解温度域とが十分に離れているため、好ましい成形加工範囲が広いという利点を有する。一方、P3HA系樹脂の全構成単位100モル%に対するコモノマー単位の比率が20.0モル%以下であれば、溶融混練時のP3HA系樹脂系組成物の結晶化が早く、生産性が高い。このような各モノマー単位の比率を有するP3HA系樹脂は、当業者に公知の方法、例えば国際公開WO2009/145164号に記載の方法に準拠して作製することができる。 It is preferable that the P3HA-based resin contains 3HB units as an essential structural unit and also contains comonomer units. That is, the P3HA-based resin is preferably a copolymer containing 3HB units and comonomer units. A case in which the P3HA-based resin contains 3HB units and comonomer units (Case a) will be described. In Case a, the ratio of 3HB units to comonomer units (3HB units/comonomer units) in 100 mol% of all structural units in the P3HA-based resin is preferably 99.0/1.0 (mol%/mol%) to 80.0/20.0 (mol%/mol%), more preferably 98.5/1.5 (mol%/mol%) to 85.0/15.0 (mol%/mol%), and even more preferably 98.0/2.0 (mol%/mol%) to 90.0/10.0 (mol%/mol%). If the ratio of comonomer units to 100 mol% of all structural units of the P3HA resin is 1.0 mol% or more, the melt-mixable temperature range of the P3HA resin and its thermal decomposition temperature range are sufficiently separated, resulting in a wide range of suitable molding processability. On the other hand, if the ratio of comonomer units to 100 mol% of all structural units of the P3HA resin is 20.0 mol% or less, the P3HA resin composition crystallizes quickly during melt-mixing, resulting in high productivity. P3HA resins with such monomer unit ratios can be produced according to methods known to those skilled in the art, such as the method described in International Publication WO 2009/145164.
なお、P3HA系樹脂中の各モノマー単位の比率は、当業者に公知の方法、例えば国際公開2013/147139号に記載の方法により求めることができる。 The ratio of each monomer unit in a P3HA-based resin can be determined by methods known to those skilled in the art, such as the method described in WO 2013/147139.
P3HA系樹脂が、3HB単位とコモノマー単位とを有する共重合体である場合、得られる発泡粒子の成形加工性に優れるという観点から、該コモノマー単位は、3-ヒドロキシヘキサノエート単位(3HH単位)であることが好ましい。すなわち、本樹脂組成物は、P3HA系樹脂として、P3HB3HHを含むことが好ましい。本樹脂組成物は、P3HB3HHと、P3HB3HH以外のP3HA系樹脂と、を含んでもよく、3HB単位と3HH単位とを含み、該3HB単位と3HH単位との比率(モノマー比率)がそれぞれ異なる、P3HB3HH(A)およびP3HB3HH(B)を含んでもよい。 When the P3HA-based resin is a copolymer containing 3HB units and comonomer units, the comonomer units are preferably 3-hydroxyhexanoate units (3HH units), from the viewpoint of excellent molding processability of the resulting expanded beads. In other words, the resin composition preferably contains P3HB3HH as the P3HA-based resin. The resin composition may contain P3HB3HH and a P3HA-based resin other than P3HB3HH, or may contain P3HB3HH(A) and P3HB3HH(B), which contain 3HB units and 3HH units and have different ratios of the 3HB units to the 3HH units (monomer ratios).
本樹脂組成物が、P3HB3HH(A)およびP3HB3HH(B)を含む場合(場合b)について説明する。場合bにおいて、前記P3HB3HH(A)における全繰り返し単位100モル%中の3HB単位と3HH単位との比率(3HB単位/3HH単位)は、98.0/2.0(mol%/mol%)~94.0/6.0(mol%/mol%)であることが好ましく、97.5/2.5(mol%/mol%)~94.5/5.5(mol%/mol%)であることがより好ましく、97.0/3.0(mol%/mol%)~95.0/5.0(mol%/mol%)であることがさらに好ましい。また、前記P3HB3HH(B)における全繰り返し単位100モル%中の3HB単位と3HH単位との比率(3HB単位/3HH単位)は、93.9/6.1(mol%/mol%)~90.0/10.0(mol%/mol%)であることが好ましく、93.7/6.3(mol%/mol%)~90.5/9.5(mol%/mol%)であることがより好ましく、93.5/6.5(mol%/mol%)~91.0/9.0(mol%/mol%)であることがさらに好ましい。 The following describes the case where the resin composition contains P3HB3HH(A) and P3HB3HH(B) (Case b). In Case b, the ratio of 3HB units to 3HH units (3HB units/3HH units) in 100 mol% of all repeating units in the P3HB3HH(A) is preferably 98.0/2.0 (mol%/mol%) to 94.0/6.0 (mol%/mol%), more preferably 97.5/2.5 (mol%/mol%) to 94.5/5.5 (mol%/mol%), and even more preferably 97.0/3.0 (mol%/mol%) to 95.0/5.0 (mol%/mol%). Furthermore, the ratio of 3HB units to 3HH units (3HB units/3HH units) in 100 mol% of all repeating units in P3HB3HH(B) is preferably 93.9/6.1 (mol%/mol%) to 90.0/10.0 (mol%/mol%), more preferably 93.7/6.3 (mol%/mol%) to 90.5/9.5 (mol%/mol%), and even more preferably 93.5/6.5 (mol%/mol%) to 91.0/9.0 (mol%/mol%).
場合bにおける、P3HB3HH(A)とP3HB3HH(B)との重量比(P3HB3HH(A)の重量/P3HB3HH(B)の重量)は、90/10(wt%/wt%)~10/90(重量%/重量%)であることが好ましく、85/15(重量%/重量%)~15/85(重量%/重量%)であることがより好ましく、80/20(重量%/重量%)~20/80(重量%/重量%)であることがさらに好ましい。 In case b, the weight ratio of P3HB3HH(A) to P3HB3HH(B) (weight of P3HB3HH(A)/weight of P3HB3HH(B)) is preferably 90/10 (wt%/wt%) to 10/90 (wt%/wt%), more preferably 85/15 (wt%/wt%) to 15/85 (wt%/wt%), and even more preferably 80/20 (wt%/wt%) to 20/80 (wt%/wt%).
場合bにおいて、P3HB3HH(A)およびP3HB3HH(B)のモノマー比率、および、P3HB3HH(A)とP3HB3HH(B)との重量比を上記の範囲とすることにより、P3HB3HH(A)とP3HB3HH(B)とが相溶し易いという利点がある。 In case b, by setting the monomer ratio of P3HB3HH(A) to P3HB3HH(B) and the weight ratio of P3HB3HH(A) to P3HB3HH(B) within the above ranges, there is an advantage in that P3HB3HH(A) and P3HB3HH(B) are easily compatible with each other.
場合bにおいて、本樹脂組成物は、P3HB3HH(A)およびP3HB3HH(B)以外のP3HA系樹脂(その他のP3HA系樹脂)を含んでもよいが、その場合、P3HB3HH(A)およびP3HB3HH(B)とその他のP3HA系樹脂の重量比((P3HB3HH(A)の重量およびP3HB3HH(B)の重量の合計重量)/その他のP3HA系樹脂の重量)は、99/1(重量%/重量%)~50/50(重量%/重量%)であることが好ましく、97/3(重量%/重量%)~60/40(重量%/重量%)であることがより好ましく、95/5(重量%/重量%)~70/30(重量%/重量%)であることがさらに好ましい。当該構成によると、得られる発泡成形体の物性(例えば、強度、耐熱性等)を好適な範囲に調整できるという利点を有する。 In case b, the resin composition may contain a P3HA-based resin other than P3HB3HH(A) and P3HB3HH(B) (other P3HA-based resin). In this case, the weight ratio of P3HB3HH(A) and P3HB3HH(B) to the other P3HA-based resin ((total weight of P3HB3HH(A) and P3HB3HH(B))/weight of the other P3HA-based resin) is preferably 99/1 (wt%/wt%) to 50/50 (wt%/wt%), more preferably 97/3 (wt%/wt%) to 60/40 (wt%/wt%), and even more preferably 95/5 (wt%/wt%) to 70/30 (wt%/wt%). This configuration has the advantage that the physical properties (e.g., strength, heat resistance, etc.) of the resulting foamed molded article can be adjusted within preferred ranges.
(P3HA系樹脂の製造方法)
本発明の一実施形態において、P3HA系樹脂の製造方法は特に限定されず、化学合成による製造方法であってもよいし、微生物による製造方法であってもよい。中でも、微生物による製造方法が好ましい。P3HA系樹脂の微生物による製造方法については、公知の方法を適用できるが、培養工程、精製工程、乾燥工程を含むことが好ましい。
(Method for producing P3HA-based resin)
In one embodiment of the present invention, the method for producing the P3HA-based resin is not particularly limited, and may be a production method by chemical synthesis or a production method using a microorganism. Of these, a production method using a microorganism is preferred. As a method for producing a P3HA-based resin using a microorganism, known methods can be applied, but it is preferable that the method include a culture step, a purification step, and a drying step.
培養工程でP3HAを生産する微生物を培養する方法は特に限定されず、例えば、国際公開第WO2019/142717号に記載の方法を使用することができる。 The method for culturing the microorganisms that produce P3HA in the culturing step is not particularly limited, and for example, the method described in International Publication No. WO2019/142717 can be used.
精製工程で微生物培養により得られたP3HAを精製する方法は特に限定されず、公知の物理学的処理、及び/又は、化学的処理、及び/又は、生物学的処理を適用することができる。P3HAを精製する方法としては、例えば、国際公開第2010/067543号に記載の精製方法を好ましく適用できる。 The method for purifying the P3HA obtained by microbial culture in the purification step is not particularly limited, and known physical and/or chemical and/or biological treatments can be applied. For example, the purification method described in WO 2010/067543 can be preferably applied as a method for purifying P3HA.
乾燥工程で微生物培養、精製により得られたP3HAを乾燥する方法は特に限定されず、噴霧乾燥や流動層乾燥や気流乾燥や回転乾燥や振動乾燥やバンド乾燥を適用することができる。P3HAを乾燥する方法としては、例えば、国際公開2018/070492号に記載の乾燥方法を好ましく適用できる。 The method for drying the P3HA obtained by microbial culture and purification in the drying process is not particularly limited, and spray drying, fluidized bed drying, flash drying, rotary drying, vibration drying, and band drying can be applied. For example, the drying method described in WO 2018/070492 is preferably used as a method for drying P3HA.
本樹脂組成物におけるP3HA系樹脂の含有量は、特に限定されないが、得られる発泡粒子および発泡成形体が生分解性に優れることから、本樹脂組成物100重量%に対して、70重量%以上が好ましく、80重量%以上がより好ましい。 The content of P3HA-based resin in this resin composition is not particularly limited, but since the resulting expanded beads and foamed molded articles have excellent biodegradability, it is preferably 70% by weight or more, and more preferably 80% by weight or more, based on 100% by weight of this resin composition.
本樹脂組成物は、更に、P3HA系樹脂以外の樹脂成分(「その他の樹脂成分」と称する場合がある)を含んでいてもよい。その他の樹脂成分としては、例えば、(a)ポリ乳酸、ポリブチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネートアジペート、ポリブチレンアジペートテレフタレート、ポリブチレンサクシネートテレフタレート、ポリカプロラクトン等の脂肪族ポリエステル、または(b)脂肪族芳香族ポリエステル等が挙げられる。P3HA系樹脂と共に、これらその他の樹脂成分の1種を単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。 The resin composition may further contain resin components other than the P3HA-based resin (sometimes referred to as "other resin components"). Examples of other resin components include (a) aliphatic polyesters such as polylactic acid, polybutylene succinate, polybutylene succinate adipate, polybutylene adipate terephthalate, polybutylene succinate terephthalate, and polycaprolactone, or (b) aliphatic aromatic polyesters. These other resin components may be used alone or in combination with the P3HA-based resin.
本樹脂組成物における、その他の樹脂成分の含有量は特に限定されないが、例えば、P3HA系樹脂100重量部に対して、10重量部~400重量部が好ましく、50重量部~150重量部がより好ましい。 The content of other resin components in this resin composition is not particularly limited, but for example, it is preferably 10 to 400 parts by weight, and more preferably 50 to 150 parts by weight, per 100 parts by weight of P3HA-based resin.
本樹脂組成物は、添加剤をさらに含んでもよい。 The resin composition may further contain additives.
(添加剤)
本樹脂組成物は、添加剤をさらに含んでもよい。添加剤としては、例えば、結晶核剤、気泡調整剤、滑剤、可塑剤、帯電防止剤、難燃剤、導電剤、断熱剤、架橋剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、着色剤、無機充填剤、有機充填剤、加水分解抑制剤等を目的に応じて使用できる。上述した添加剤としては、特に生分解性を有する添加剤が好ましい。
(Additives)
The resin composition may further contain additives. Examples of additives that can be used depending on the purpose include nucleating agents, cell regulators, lubricants, plasticizers, antistatic agents, flame retardants, conductive agents, heat insulating agents, crosslinking agents, antioxidants, ultraviolet absorbers, colorants, inorganic fillers, organic fillers, and hydrolysis inhibitors. Biodegradable additives are particularly preferred as the additives.
結晶核剤としては、例えば、ペンタエリスリトール、オロチン酸、アスパルテーム、シアヌル酸、グリシン、フェニルホスホン酸亜鉛、窒化ホウ素等が挙げられる。これら結晶核剤の1種類を単独で使用してもよく、2種類以上を混合して使用してもよい。また、2種類以上の結晶核剤を混合して使用する場合、目的に応じて、混合比率を適宜調整してもよい。 Examples of nucleating agents include pentaerythritol, orotic acid, aspartame, cyanuric acid, glycine, zinc phenylphosphonate, and boron nitride. One of these nucleating agents may be used alone, or two or more may be used in combination. When two or more nucleating agents are used in combination, the mixing ratio may be adjusted appropriately depending on the purpose.
本樹脂組成物における結晶核剤の含有量は、特に限定されない。結晶核剤の含有量は、本樹脂組成物100重量部に対して、例えば、5.0重量部以下が好ましく、3.0重量部以下がより好ましく、1.5重量部以下がさらに好ましい。本樹脂組成物における結晶核剤の含有量の下限は特に限定されないが、例えば、本樹脂組成物100重量部に対して、0.1重量部以上でありえる。 The content of the nucleating agent in the resin composition is not particularly limited. The content of the nucleating agent is, for example, preferably 5.0 parts by weight or less, more preferably 3.0 parts by weight or less, and even more preferably 1.5 parts by weight or less, per 100 parts by weight of the resin composition. There is no particular lower limit to the content of the nucleating agent in the resin composition, but it can be, for example, 0.1 parts by weight or more, per 100 parts by weight of the resin composition.
気泡調整剤としては、例えば、タルク、シリカ、ケイ酸カルシウム、炭酸カルシウム、酸化アルミニウム、酸化チタン、珪藻土、クレイ、重曹、アルミナ、硫酸バリウム、酸化アルミニウム、ベントナイト等が挙げられる。これら気泡調整剤の中でも、P3HAへの分散性に特に優れている点で、タルクが好ましい。また、これら気泡調整剤の1種類を単独で使用してもよく、2種類以上を混合して使用してもよい。また、2種類以上の気泡調整剤を混合して使用する場合、目的に応じて、混合比率を適宜調整してもよい。 Examples of foam regulators include talc, silica, calcium silicate, calcium carbonate, aluminum oxide, titanium oxide, diatomaceous earth, clay, baking soda, alumina, barium sulfate, aluminum oxide, and bentonite. Among these foam regulators, talc is preferred because of its particularly excellent dispersibility in P3HA. One of these foam regulators may be used alone, or two or more may be mixed and used. When two or more foam regulators are mixed, the mixing ratio may be adjusted appropriately depending on the purpose.
本樹脂組成物における気泡調整剤の含有量は、特に限定されないが、本樹脂組成物100重量部に対して、0.01重量部~1.00重量部が好ましく、0.03重量部~0.50重量部がより好ましく、0.05重量部~0.30重量部がさらに好ましい。 The content of the cell control agent in the resin composition is not particularly limited, but is preferably 0.01 to 1.00 parts by weight, more preferably 0.03 to 0.50 parts by weight, and even more preferably 0.05 to 0.30 parts by weight, per 100 parts by weight of the resin composition.
滑剤としては、例えば、ベヘン酸アミド、オレイン酸アミド、エルカ酸アミド、ステアリン酸アミド、パルミチン酸アミド、N-ステアリルベヘン酸アミド、N-ステアリルエルカ酸アミド、エチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスオレイン酸アミド、エチレンビスエルカ酸アミド、エチレンビスラウリル酸アミド、エチレンビスカプリン酸アミド、p-フェニレンビスステアリン酸アミド、エチレンジアミンとステアリン酸とセバシン酸の重縮合物等が挙げられる。中でも、P3HAへの滑剤効果が特に優れている点で、ベヘン酸アミドとエルカ酸アミドが好ましい。滑剤の使用量は、特に限定されないが、本樹脂組成物100重量部に対して、0.01重量部~5.00重量部が好ましく、より好ましくは0.05重量部~3.00重量部、更に好ましくは0.10重量部~1.50重量部である。また、滑剤は、1種のみならず2種以上混合してもよく、目的に応じて、混合比率を適宜調整することができる。 Examples of lubricants include behenamide, oleamide, erucamide, stearamide, palmitamide, N-stearylbehenamide, N-stearylerucamide, ethylenebisstearamide, ethylenebisoleamide, ethylenebiserucamide, ethylenebislauricamide, ethylenebiscapricamide, p-phenylenebisstearamide, and polycondensates of ethylenediamine, stearic acid, and sebacic acid. Among these, behenamide and erucamide are preferred due to their particularly excellent lubricating effect on P3HA. The amount of lubricant used is not particularly limited, but is preferably 0.01 to 5.00 parts by weight, more preferably 0.05 to 3.00 parts by weight, and even more preferably 0.10 to 1.50 parts by weight, per 100 parts by weight of the resin composition. Furthermore, lubricants may be used singly or in combination, and the mixing ratio can be adjusted appropriately depending on the purpose.
<樹脂粒子の物性>
(樹脂粒子の融解ピーク温度と融解終了温度との差および融解ピーク温度以上の融解熱量)
本樹脂粒子は、示差走査熱量測定で得られるDSC曲線における、融解ピーク温度と融解終了温度との差が8℃~20℃であり、かつ、前記融解ピーク温度以上の融解熱量が5J/g~15J/gである。融解ピーク温度と融解終了温度との差および前記融解ピーク温度以上の融解熱量が上記の範囲内である樹脂粒子を発泡してなる発泡粒子は、所望の高温側の融解熱量を有し、かつ、安定して製造することができる。
<Physical properties of resin particles>
(Difference between the peak melting temperature and the end temperature of melting of resin particles, and the heat of fusion above the peak melting temperature)
The resin particles have a DSC curve obtained by differential scanning calorimetry, in which the difference between the peak melting temperature and the end melting temperature is 8°C to 20°C, and the heat of fusion at or above the peak melting temperature is 5 J/g to 15 J/g. Expanded beads obtained by expanding resin particles whose difference between the peak melting temperature and the end melting temperature and whose heat of fusion at or above the peak melting temperature are within the above ranges have a desired heat of fusion on the high-temperature side and can be produced stably.
本樹脂粒子の融解ピーク温度と融解終了温度との差は、8℃~20℃であればよいが、9℃~19℃であることが好ましく、10℃~18℃であることがより好ましく、10℃~17℃であることがさらに好ましい。 The difference between the peak melting temperature and the end melting temperature of the resin particles may be between 8°C and 20°C, but is preferably between 9°C and 19°C, more preferably between 10°C and 18°C, and even more preferably between 10°C and 17°C.
また、本樹脂粒子の融解ピーク温度以上の融解熱量は、5J/g~15J/gであればよいが、5J/g~14J/gであることが好ましく、5J/g~13J/gであることがより好ましく、5J/g~12J/gであることがさらに好ましい。 Furthermore, the heat of fusion of the resin particles at temperatures above their melting peak temperature may be 5 J/g to 15 J/g, but is preferably 5 J/g to 14 J/g, more preferably 5 J/g to 13 J/g, and even more preferably 5 J/g to 12 J/g.
本樹脂粒子の融解ピーク温度と融解終了温度との差および融解ピーク温度以上の融解熱量は、樹脂粒子を試料として示差走査熱量計(例えば、日立ハイテクサイエンス社製DSC7020)を用いて得られるDSC曲線に基づき算出することができる。 The difference between the melting peak temperature and the melting end temperature of the resin particles, and the heat of fusion above the melting peak temperature, can be calculated based on a DSC curve obtained using a differential scanning calorimeter (e.g., DSC7020 manufactured by Hitachi High-Tech Science Corporation) with the resin particles as a sample.
示差走査熱量計を用いる樹脂粒子の融解ピーク温度と融解終了温度との差の測定方法について、図1を参照し、より具体的に説明する。図1は、P3HA系樹脂粒子についての示差走査熱量測定で得られるDSC曲線の一例を示す図である。樹脂粒子の融解ピーク温度と融解終了温度との差の測定方法は、以下の(1)~(3)の通りである;(1)樹脂粒子約5mgを量り取る;(2)示差走査熱量計(日立ハイテクサイエンス社製DSC7020)を用いて、樹脂粒子の温度を10℃/分の昇温速度にて10℃から190℃まで昇温した時に得られるDSC曲線において、最も高温側の融解ピークの温度を、融解ピーク温度(Tmp)とする(図1参照);(3)さらに、融解終了時点の温度を融解終了温度(Tme)とし、計測されたTmpとTmeとの差(Tme-Tmp)を、樹脂粒子の融解ピーク温度と融解終了温度との差(ΔTrp)とする。なお、樹脂粒子の融解ピーク温度(Tmp)は、当該樹脂粒子の融点であるともいえる。 The method for measuring the difference between the melting peak temperature and the melting end temperature of resin particles using a differential scanning calorimeter will be explained in more detail with reference to Figure 1. Figure 1 shows an example of a DSC curve obtained by differential scanning calorimetry for P3HA-based resin particles. The method for measuring the difference between the melting peak temperature and the melting end temperature of resin particles is as follows (1) to (3): (1) weigh out approximately 5 mg of resin particles; (2) use a differential scanning calorimeter (DSC7020, manufactured by Hitachi High-Tech Science Corporation) to measure the temperature of the resin particles from 10°C to 190°C at a heating rate of 10°C/min. The DSC curve obtained is then used to measure the highest melting peak temperature (Tmp) (see Figure 1); (3) the temperature at the end of melting is measured as the melting end temperature (Tme), and the difference between the measured Tmp and Tme (Tme - Tmp) is the difference between the melting peak temperature and the melting end temperature (ΔTrp) of the resin particles. The melting peak temperature (Tmp) of the resin particles can also be considered the melting point of the resin particles.
示差走査熱量計を用いる樹脂粒子の融解ピーク温度以上の融解熱量の測定方法について、再び図1を参照し、より具体的に説明する。樹脂粒子の融解ピーク温度以上の融解熱量の測定方法は、以下の(1)~(5)の通りである:(1)樹脂粒子約5mgを量り取る;(2)示差走査熱量計(日立ハイテクサイエンス社製DSC7020)を用いて、樹脂粒子の温度を10℃/分の昇温速度にて10℃から190℃まで昇温して、樹脂粒子を融解する;(3)前記(2)の過程で得られるDSC曲線において、融解開始時点の温度を表す点と融解終了温度(Tme)を表す点とを直線で結びベースラインを作成する(図1参照);(4)最も高温側の融解ピークを通る直線を、X軸(温度の軸)に対して垂直方向に引く;(5)作成したベースラインと融解ピークを通る直線とDSC曲線とに囲まれる領域のうち、高温側の領域(図1の斜線部)から算出される熱量を、樹脂粒子の融解ピーク温度以上の融解熱量とする。 The method for measuring the heat of fusion above the melting peak temperature of resin particles using a differential scanning calorimeter will now be explained in more detail, again with reference to Figure 1. The heat of fusion above the melting peak temperature of the resin particles is measured using the following methods (1) to (5): (1) weigh out approximately 5 mg of resin particles; (2) use a differential scanning calorimeter (Hitachi High-Tech Science DSC7020) to raise the temperature of the resin particles from 10°C to 190°C at a heating rate of 10°C/min to melt the resin particles; (3) create a baseline on the DSC curve obtained in step (2) by connecting the point representing the melting start temperature with the point representing the melting end temperature (Tme) with a straight line (see Figure 1); (4) draw a line passing through the highest temperature melting peak perpendicular to the X-axis (temperature axis); (5) calculate the heat of fusion from the higher temperature region (the shaded area in Figure 1) within the region surrounded by the baseline, the line passing through the melting peak, and the DSC curve, and determine the heat of fusion above the melting peak temperature of the resin particles.
(樹脂粒子のMFR)
樹脂粒子のメルトフローレート(MFR)は、特に制限は無いが、1.0g/10分~20.0g/10分が好ましく、1.5g/10分~15.0g/10分がより好ましく、2.0g/10分~10.0g/10分がさらに好ましい。なお、MFRは「メルトインデックス(MI)」と称する場合もある。
(MFR of resin particles)
The melt flow rate (MFR) of the resin particles is not particularly limited, but is preferably 1.0 g/10 min to 20.0 g/10 min, more preferably 1.5 g/10 min to 15.0 g/10 min, and even more preferably 2.0 g/10 min to 10.0 g/10 min. MFR is sometimes also referred to as "melt index (MI)."
樹脂粒子のMFRが1.0g/10分以上である場合、得られる発泡粒子の見かけ密度が低くなり易いという利点を有し、樹脂粒子のMFRが20.0g/10分以下である場合、得られる発泡粒子のゲル分率が高くなり易いという利点を有する。 When the MFR of the resin particles is 1.0 g/10 min or more, the apparent density of the resulting expanded beads tends to be low. When the MFR of the resin particles is 20.0 g/10 min or less, the gel fraction of the resulting expanded beads tends to be high.
なお、本明細書において、樹脂粒子のMFRは、メルトフローインデックステスター(安田精機製作所社製)を用いて、JIS K7210に準じて、荷重を5kg、測定温度を、示差走査熱量計(例えば、日立ハイテクサイエンス社製DSC7020)を用いて得られる、樹脂粒子のDSC曲線から読み取れる、該樹脂粒子の融解終了温度+1℃~+10℃の温度、の条件で測定して得られる値である。 In this specification, the MFR of resin particles is a value obtained by measurement using a melt flow index tester (manufactured by Yasuda Seiki Seisakusho Co., Ltd.) in accordance with JIS K7210, under conditions of a load of 5 kg and a measurement temperature of +1°C to +10°C above the melting end temperature of the resin particles, which can be read from the DSC curve of the resin particles obtained using a differential scanning calorimeter (e.g., DSC7020 manufactured by Hitachi High-Tech Science Corporation).
<発泡粒子の物性>
(発泡粒子の最も高温側の融解ピークの融解熱量)
本発泡粒子の最も高温側の融解ピークの融解熱量は、0.1J/g~20.0J/gであることが好ましく、0.3J/g~18.0J/gであることがより好ましく、0.5J/g~16.0J/gであることがさらに好ましく、1.0J/g~14.0J/gであることがよりさらに好ましい。最も高温側の融解ピークの融解熱量が上記範囲内である発泡粒子は、表面性および収縮抑制性に優れる発泡成形体を提供することができる。
<Physical properties of expanded beads>
(Heat of fusion of the highest temperature melting peak of the expanded beads)
The expanded beads have a heat of fusion of their highest temperature peak of preferably 0.1 J/g to 20.0 J/g, more preferably 0.3 J/g to 18.0 J/g, even more preferably 0.5 J/g to 16.0 J/g, and even more preferably 1.0 J/g to 14.0 J/g. Expanded beads having a heat of fusion of their highest temperature peak within the above range can provide foamed molded articles with excellent surface properties and shrinkage suppression.
なお、発泡粒子の融解ピーク温度以上の融解熱量の測定方法は、以下の(1)~(5)の通りである:(1)発泡粒子約5mgを量り取る;(2)示差走査熱量計(日立ハイテクサイエンス社製DSC7020)を用いて、発泡粒子の温度を10℃/分の昇温速度にて10℃から190℃まで昇温して、発泡粒子を融解する;(3)前記(2)の過程で得られるDSC曲線において、融解開始時点の温度を表す点と融解終了温度を表す点とを直線で結びベースラインを作成する;(4)最も高温の融解ピークと、該最も高温の融解ピークの隣の融解ピークとの間の極大点を通る直線(極大点を通る直線)を、X軸(温度の軸)に対して垂直方向に引く;(5)作成したベースラインと、極大点を通る直線と、DSC曲線とに囲まれる領域のうち、最も高温側の領域から算出される熱量を融解ピーク温度以上の融解熱量(MEfp)とする。 The method for measuring the heat of fusion above the melting peak temperature of the expanded beads is as follows (1) to (5): (1) weigh out approximately 5 mg of expanded beads; (2) use a differential scanning calorimeter (DSC7020, manufactured by Hitachi High-Tech Science Corporation) to raise the temperature of the expanded beads from 10°C to 190°C at a heating rate of 10°C/min to melt the expanded beads; (3) create a baseline on the DSC curve obtained in step (2) by connecting the point representing the melting start temperature with the point representing the melting end temperature; (4) draw a line passing through the maximum point between the highest temperature melting peak and the melting peak adjacent to the highest temperature melting peak (a line passing through the maximum point) perpendicular to the X-axis (temperature axis); (5) the heat of fusion above the melting peak temperature (MEfp) is calculated from the highest temperature region of the region surrounded by the created baseline, the line passing through the maximum point, and the DSC curve.
(発泡粒子の融解ピークの数)
本発泡粒子は、前記(2)の過程でで得られるDSC曲線において、融解ピークを少なくとも2つ有することが好ましい。発泡粒子が、示差走査熱量測定で得られるDSC曲線において、融解ピークを少なくとも2つ有することは、該発泡粒子に含まれるP3HA系樹脂が、適度な結晶状態となっていること意味し、このような発泡粒子は型内発泡成形性に優れ、さらに、このような発泡粒子を成形してなる発泡成形体は、優れた物性(例えば、強度、耐熱性)を有するため好ましい。
(Number of melting peaks of expanded beads)
The expanded beads preferably have at least two melting peaks in the DSC curve obtained in step (2) above. The fact that the expanded beads have at least two melting peaks in the DSC curve obtained by differential scanning calorimetry means that the P3HA resin contained in the expanded beads is in a suitable crystalline state, and such expanded beads are preferred because they have excellent in-mold foaming moldability, and further, foamed molded articles obtained by molding such expanded beads have excellent physical properties (e.g., strength, heat resistance).
(発泡粒子の最も高温側の融解ピークの融解熱量の温度依存性)
発泡粒子が、「所望の高温側の融解熱量を有し、かつ、安定して製造できる」か否かは、発泡粒子の最も高温側の融解ピークの融解熱量の温度依存性(以下、「発泡粒子の温度依存性」と称する場合がある)により評価することができる。発泡粒子の温度依存性は、測定対象である発泡粒子の原料となる樹脂粒子を、昇温-昇圧工程および保持工程における発泡温度を1℃低い温度に設定すること以外は、測定対象である発泡粒子を同様の条件で発泡して得られる発泡粒子(比較発泡粒子)の「最も高温側の融解ピークの融解熱量」と、評価対象である発泡粒子の「最も高温側の融解ピークの融解熱量」との差(1℃当たりの変化量)として算出することができる。発泡粒子の温度依存性が、3.0(J/g)/℃以下である発泡粒子は、「所望の高温側の融解熱量を有し、かつ、安定して製造できる」発泡粒子、換言すると、安定生産性に優れる発泡粒子であると言える。
(Temperature Dependence of Heat of Fusion of the Highest Temperature Melting Peak of Expanded Beads)
Whether expanded beads "have a desired heat of fusion on the high-temperature side and can be stably produced" can be evaluated by measuring the temperature dependence of the heat of fusion of the highest-temperature melting peak of the expanded beads (hereinafter sometimes referred to as "temperature dependence of expanded beads"). The temperature dependence of expanded beads can be calculated as the difference (amount of change per 1°C) between the "heat of fusion of the highest-temperature melting peak" of expanded beads (comparison expanded beads) obtained by expanding the resin particles used as the raw material for the expanded beads to be measured under the same conditions, except that the expansion temperature during the heating-pressure increasing step and the holding step is set 1°C lower, and the "heat of fusion of the highest-temperature melting peak" of the expanded beads to be evaluated. Expanded beads having a temperature dependence of 3.0 (J/g)/°C or less can be said to be expanded beads "which have a desired heat of fusion on the high-temperature side and can be stably produced," or in other words, expanded beads with excellent stable productivity.
より安定した品質の発泡粒子を提供する観点から、発泡粒子の温度依存性は、3.0(J/g)/℃以下であり、好ましくは2.8(J/g)/℃以下であり、より好ましくは2.5(J/g)/℃以下であり、さらに好ましくは2.2(J/g)/℃以下であり、よりさらに好ましくは1.8(J/g)/℃以下である。 From the viewpoint of providing expanded beads of more stable quality, the temperature dependence of the expanded beads is 3.0 (J/g)/°C or less, preferably 2.8 (J/g)/°C or less, more preferably 2.5 (J/g)/°C or less, even more preferably 2.2 (J/g)/°C or less, and even more preferably 1.8 (J/g)/°C or less.
発泡粒子の温度依存性が上記の範囲内である、安定生産性に優れる発泡粒子は、精密な温度管理が困難である大規模な生産設備で生産した場合であっても、安定して、所望の高温側の融解熱量を有する発泡粒子を生産することができる。すなわち、より効率的に、所望の高温側の融解熱量を有する発泡粒子を提供することができる。したがって、安定生産性に優れる発泡粒子は、生産効率に優れる発泡粒子であるとも言える。 Expanded beads with excellent stable productivity, whose temperature dependence is within the above range, can be produced stably with the desired high-temperature heat of fusion even when produced in large-scale production equipment where precise temperature control is difficult. In other words, expanded beads with the desired high-temperature heat of fusion can be provided more efficiently. Therefore, expanded beads with excellent stable productivity can also be said to be expanded beads with excellent production efficiency.
(発泡粒子の見かけ密度)
発泡粒子の見かけ密度は、特に限定されないが、20g/L~150g/Lであることが好ましく、23g/L~140g/Lであることがより好ましく、25g/L~130g/Lであることがさらに好ましい。発泡粒子の見かけ密度が、20g/L~150g/Lである場合、軽量性と物性(例えば、強度、断熱性)のバランスに優れる発泡成形体を提供することができる。
(Apparent density of expanded particles)
The apparent density of the expanded beads is not particularly limited, but is preferably 20 g/L to 150 g/L, more preferably 23 g/L to 140 g/L, and even more preferably 25 g/L to 130 g/L. When the apparent density of the expanded beads is 20 g/L to 150 g/L, it is possible to provide a foamed molded article that is excellent in balance between light weight and physical properties (for example, strength and heat insulation).
なお、本明細書において、発泡粒子の見かけ密度の測定方法は、以下の(1)~(3)の通りである:(1)質量Wd(g)の発泡粒子を、金網上に載せ、メスシリンダー内に収容されたエタノールに浸漬する;(2)メスシリンダーの液面位置の上昇分に基づき、該発泡粒子の容積Vd(L)を測定する;(3)下記式に基づき、発泡粒子の見かけ密度を算出する:
発泡粒子の見かけ密度(g/L)=Wd(g)/Vd(L)。
In this specification, the method for measuring the apparent density of expanded beads is as follows (1) to (3): (1) placing expanded beads with a mass Wd (g) on a wire netting and immersing the netting in ethanol contained in a measuring cylinder; (2) measuring the volume Vd (L) of the expanded beads based on the rise in the liquid level in the measuring cylinder; (3) calculating the apparent density of the expanded beads based on the following formula:
Apparent density of expanded beads (g/L) = Wd (g)/Vd (L).
(発泡粒子のゲル分率)
本明細書において、発泡粒子のゲル分率とは、該発泡粒子中のP3HA系樹脂の架橋度(架橋の度合い)を示す指標である。ゲル分率が0.1%以上である発泡粒子は、架橋構造を有する発泡粒子であると言える。また、発泡粒子のゲル分率が高いほど、該発泡粒子の架橋度がより高いことを、換言すると、より多くの架橋構造を有することを意味する。
(Gel fraction of expanded beads)
In this specification, the gel fraction of expanded beads is an index showing the degree of crosslinking (degree of crosslinking) of the P3HA-based resin in the expanded beads. Expanded beads with a gel fraction of 0.1% or more are said to have a crosslinked structure. Furthermore, the higher the gel fraction of expanded beads, the higher the degree of crosslinking of the expanded beads, in other words, the more crosslinked structures they have.
発泡粒子のゲル分率は、発泡粒子100重量%に対して、30重量%~80重量%であることが好ましく、50重量%~80重量%であることがより好ましく、60重量%~75重量%であることがさらに好ましい。発泡粒子のゲル分率が、発泡粒子100重量%に対して、(a)30重量%以上である場合、発泡成形体を成形するとき、良質の発泡成形体を提供し得る発泡粒子の成形温度幅が広くなり、生産性が向上するという利点を有し、(b)80重量%以下である場合、1回の発泡で、十分に見かけ密度の低い発泡粒子を得られ易いという利点を有する。 The gel fraction of the expanded beads is preferably 30% to 80% by weight, more preferably 50% to 80% by weight, and even more preferably 60% to 75% by weight, based on 100% by weight of the expanded beads. When the gel fraction of the expanded beads is (a) 30% by weight or more, based on 100% by weight of the expanded beads, the molding temperature range of the expanded beads that can provide high-quality expanded molded articles is broadened, resulting in improved productivity. When the gel fraction is (b) 80% by weight or less, the advantage is that expanded beads with a sufficiently low apparent density can be easily obtained with a single expansion.
発泡粒子を架橋する(架橋構造を導入する)方法は特に限定されないが、例えば、発泡粒子の製造時に架橋剤を添加する方法が挙げられる。なお、発泡粒子のゲル分率は、架橋剤の種類、および/または、その使用量等により制御し得る。 The method for crosslinking the expanded beads (introducing a crosslinked structure) is not particularly limited, but an example is a method in which a crosslinking agent is added during the production of the expanded beads. The gel fraction of the expanded beads can be controlled by the type and/or amount of crosslinking agent used.
本明細書において、発泡粒子のゲル分率の測定方法は以下の(1)~(5)の通りである:(1)100mlのフラスコに、0.5gの発泡粒子と、50mlのクロロホルムとを入れる;(2)大気圧下、62℃で、フラスコ内の混合物を8時間加熱還流する;(3)得られる加熱処理物を100メッシュの金網を備える吸引濾過装置を用いて濾過処理する;(4)金網上の濾過処理物を、80℃のオーブン中で真空条件下にて8時間乾燥し、乾燥物の重量Wgw(g)を測定する;(5)以下の式により、ゲル分率を算出する:
ゲル分率(重量%)={Wgw/0.5}×100。
In this specification, the method for measuring the gel fraction of expanded beads is as follows (1) to (5): (1) 0.5 g of expanded beads and 50 ml of chloroform are placed in a 100 ml flask; (2) the mixture in the flask is heated under reflux at 62°C under atmospheric pressure for 8 hours; (3) the obtained heat-treated product is filtered using a suction filtration device equipped with a 100-mesh wire mesh; (4) the filtered product on the wire mesh is dried in an oven at 80°C under vacuum conditions for 8 hours, and the weight of the dried product, Wgw (g), is measured; (5) the gel fraction is calculated using the following formula:
Gel fraction (wt%)={Wgw/0.5}×100.
〔3.P3HA系発泡粒子の製造方法〕
本発泡粒子の製造方法は、特に限定されないが、樹脂組成物を含み、示差走査熱量測定で得られるDSC曲線において、融解ピーク温度と融解終了温度との差が8℃~20℃であり、かつ、前記融解ピーク温度以上の融解熱量が5J/g~15J/gである樹脂粒子を調製する、樹脂粒子調製工程と、該樹脂粒子を発泡させる発泡工程とを順に含む製造方法が好ましい。以下、このような樹脂粒子調製工程と発泡工程とを順に含む製造方法を例に挙げて、本発泡粒子の製造方法について説明する。なお、本発泡粒子の製造方法は以下の製造方法に限定されるものではない。
3. Method for producing P3HA-based expanded beads
The method for producing the expanded beads is not particularly limited, but a preferred method is one that includes, in order, a resin particle preparation step of preparing resin particles containing a resin composition, which resin particles have a DSC curve obtained by differential scanning calorimetry, a difference between the melting peak temperature and the melting end temperature of 8°C to 20°C, and a heat of fusion above the melting peak temperature of 5 J/g to 15 J/g, and an expansion step of expanding the resin particles. Hereinafter, the method for producing the expanded beads will be described using an example of such a production method that includes, in order, a resin particle preparation step and an expansion step. It should be noted that the method for producing the expanded beads is not limited to the following production method.
(樹脂粒子調製工程)
樹脂粒子調製工程は、樹脂組成物を含み、示差走査熱量測定で得られるDSC曲線において、融解ピーク温度と融解終了温度との差が8℃~20℃であり、かつ、前記融解ピーク温度以上の融解熱量が5J/g~15J/gである樹脂粒子を調製する工程である。樹脂粒子調製工程は、後述する発泡工程の前に実施され得る。樹脂粒子調製工程は、P3HA系樹脂を含む樹脂組成物を発泡に利用しやすい形状に造粒(成形)する工程ともいえる。樹脂粒子調製工程の態様としては、樹脂粒子を得ることができる限り特に限定されない。
(Resin particle preparation process)
The resin particle preparation step is a step of preparing resin particles that contain a resin composition and have a DSC curve obtained by differential scanning calorimetry, in which the difference between the melting peak temperature and the melting end temperature is 8°C to 20°C, and the heat of fusion above the melting peak temperature is 5 J/g to 15 J/g. The resin particle preparation step can be carried out before the foaming step described below. The resin particle preparation step can also be said to be a step of granulating (molding) a resin composition containing a P3HA-based resin into a shape that is easy to use for foaming. The mode of the resin particle preparation step is not particularly limited as long as resin particles can be obtained.
樹脂粒子調製工程は、
(a)P3HA系樹脂と、必要に応じてその他の樹脂および添加剤とを含む樹脂組成物を溶融混練する溶融混練工程と、
(b)溶融混練された樹脂組成物を発泡に利用しやすい形状に造粒する造粒工程と、を含むことが好ましい。
The resin particle preparation step includes:
(a) a melt-kneading step of melt-kneading a resin composition containing a P3HA-based resin and, if necessary, other resins and additives;
(b) a granulation step of granulating the melt-kneaded resin composition into a shape that is easily usable for foaming.
なお、樹脂粒子調製工程において溶融混練されるP3HA系樹脂および造粒される樹脂組成物の種類、物性等については、適宜〔2.ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系発泡粒子〕項の記載を援用することができる。 The descriptions in Section 2. Poly(3-hydroxyalkanoate)-Based Expanded Particles can be used as appropriate for the types and properties of the P3HA-based resin melt-kneaded in the resin particle preparation process and the resin composition granulated.
溶融混練工程の態様としては、溶融混練された樹脂組成物を得ることができる限り、特に限定されない。溶融混練工程の具体例としては、例えば以下(a1)および(a2)の方法が挙げられる:
(a1)P3HA系樹脂と、必要に応じてその他の樹脂および添加剤とを混合装置などで混合またはブレンドし、樹脂組成物を調製する。その後、該樹脂組成物を溶融混練装置に供給し、溶融混練する方法;
(a2)P3HA系樹脂と、必要に応じてその他の樹脂および添加剤とを溶融混練装置に供給し、溶融混練装置内で樹脂組成物を調製する(完成させる)とともに、該樹脂組成物を溶融混練する方法。
The mode of the melt-kneading step is not particularly limited as long as a melt-kneaded resin composition can be obtained. Specific examples of the melt-kneading step include the following methods (a1) and (a2):
(a1) A method in which a P3HA-based resin and, if necessary, other resins and additives are mixed or blended in a mixer or the like to prepare a resin composition, and then the resin composition is supplied to a melt-kneading device and melt-kneaded;
(a2) A method in which a P3HA-based resin and, if necessary, other resins and additives are supplied to a melt-kneading apparatus, a resin composition is prepared (completed) in the melt-kneading apparatus, and the resin composition is melt-kneaded.
造粒工程の態様としては、溶融混練された樹脂組成物を所望の形状に成形できる限り、特に限定されない。前記溶融混練装置としてダイスおよび切断装置を備える溶融混練装置を使用することにより、造粒工程において、溶融混練された樹脂組成物を所望の形状に容易に成形できる。具体的には、溶融混練された樹脂組成物を、溶融混練装置に備えられたダイスのノズルから吐出し、吐出と同時に、または吐出後に樹脂組成物を切断装置により切断することにより、所望の形状に成形できる。得られる樹脂粒子の形状としては特に限定されないが、発泡に利用しやすいことから、円柱状、楕円柱状、球状、立方体状、直方体状などが好ましい。 The form of the granulation process is not particularly limited, as long as it allows the melt-kneaded resin composition to be molded into the desired shape. By using a melt-kneading device equipped with a die and a cutting device as the melt-kneading device, the melt-kneaded resin composition can be easily molded into the desired shape in the granulation process. Specifically, the melt-kneaded resin composition is discharged from the die nozzle of the melt-kneading device, and then cut with the cutting device simultaneously with or after discharge, thereby molding into the desired shape. The shape of the resulting resin particles is not particularly limited, but cylindrical, elliptical, spherical, cubic, rectangular, etc. are preferred because they are easy to use for foaming.
(発泡工程)
本発泡粒子の製造方法における発泡工程の態様としては、樹脂粒子を発泡させることができる限り、特に限定されない。本発明の一実施形態において、発泡工程は、
(a)樹脂粒子と、水系分散媒(例えば、蒸留水および脱イオン水など)と、架橋剤(例えば、t-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキシルカーボネートなどの有機過酸化物)と、発泡剤(例えば、二酸化炭素などの無機ガス)と、必要に応じて分散剤(例えば、第三リン酸カルシウムおよびカオリンなどの無機物)、および/または分散助剤(例えば、アルカンスルホン酸ナトリウムなどのアニオン界面活性剤)等を容器中に分散させる分散工程と、
(b)容器内温度を一定温度まで昇温し、かつ容器内圧力を一定圧力まで昇圧する昇温-昇圧工程と、
(c)容器内温度および圧力を一定温度かつ一定圧力で保持する保持工程と、
(d)容器の一端を解放し、容器内の分散液を、発泡圧力(すなわち、容器内圧力)よりも低圧の領域(空間)に放出する放出工程と、を含むことが好ましい。
(Foaming process)
The form of the expansion step in the method for producing expanded beads of the present invention is not particularly limited as long as it can expand the resin beads.
(a) a dispersing step of dispersing resin particles, an aqueous dispersion medium (e.g., distilled water, deionized water, etc.), a crosslinking agent (e.g., an organic peroxide such as t-butylperoxy-2-ethylhexyl carbonate), a foaming agent (e.g., an inorganic gas such as carbon dioxide), and, if necessary, a dispersant (e.g., an inorganic substance such as tricalcium phosphate and kaolin), and/or a dispersing aid (e.g., an anionic surfactant such as sodium alkanesulfonate), etc., in a container;
(b) a temperature-pressure increasing step of increasing the temperature inside the container to a constant temperature and increasing the pressure inside the container to a constant pressure;
(c) maintaining the temperature and pressure in the container at a constant temperature and constant pressure;
(d) a discharging step of opening one end of the container and discharging the dispersion liquid in the container into a region (space) having a pressure lower than the foaming pressure (i.e., the pressure inside the container).
分散工程において、樹脂粒子に架橋剤を含浸および反応させるとき、P3HA系樹脂の架橋効率を上げるために、容器内の酸素濃度および分散液中の溶存酸素量を低くすることが好ましい。容器内の酸素濃度および分散液中の溶存酸素量を低くする方法としては、二酸化炭素および窒素等の無機ガスで容器内の気体および分散液中に溶解している気体を置換すること、並びに容器内の気体を真空引きすることが挙げられる。 In the dispersion process, when the resin particles are impregnated and reacted with the crosslinking agent, it is preferable to reduce the oxygen concentration in the container and the amount of dissolved oxygen in the dispersion in order to increase the crosslinking efficiency of the P3HA-based resin. Methods for reducing the oxygen concentration in the container and the amount of dissolved oxygen in the dispersion include replacing the gas in the container and the gas dissolved in the dispersion with inorganic gases such as carbon dioxide and nitrogen, and evacuating the gas in the container.
(昇温-昇圧工程および保持工程)
昇温-昇圧工程は、分散工程後に実施されることが好ましく、保持工程は、昇温-昇圧工程後に実施されることが好ましい。本明細書において、昇温-昇圧工程および保持工程における(a)一定温度を発泡温度と称する場合があり、(b)一定圧力を発泡圧力と称する場合がある。
(Temperature-pressure increase step and holding step)
The temperature-pressure increasing step is preferably carried out after the dispersing step, and the holding step is preferably carried out after the temperature-pressure increasing step. In this specification, (a) the constant temperature in the temperature-pressure increasing step and the holding step may be referred to as the foaming temperature, and (b) the constant pressure in the foaming step may be referred to as the foaming pressure.
発泡温度は、P3HA系樹脂の種類、発泡剤の種類、P3HA系樹脂の可塑化の程度、所望の発泡粒子の見かけ密度等によって異なるので、一概には規定できないが、発泡前の樹脂粒子の融解ピーク温度(Tmp)よりも低い温度とすることが好ましい。発泡温度は、例えば、(Tmp-25)℃~(Tmp-10)℃が好ましく、(Tmp-20)℃~(Tmp-15)℃がより好ましく、(Tmp-19)℃~(Tmp-16)℃がさらに好ましい。発泡温度が上記範囲内にある場合、より安定して所望の高温側の融解熱量を有する発泡粒子を提供することができる。また、発泡温度が(Tmp-25)℃以上である場合、密度の好適な発泡粒子が得られる傾向がある。一方、発泡温度が(Tmp-10)℃以下である場合、容器内で樹脂粒子の加水分解が起こり難い傾向がある。 The foaming temperature cannot be generally defined, as it varies depending on factors such as the type of P3HA resin, the type of blowing agent, the degree of plasticization of the P3HA resin, and the desired apparent density of the expanded beads. However, it is preferable to set the foaming temperature lower than the peak melting temperature (Tmp) of the resin beads before foaming. For example, the foaming temperature is preferably (Tmp - 25)°C to (Tmp - 10)°C, more preferably (Tmp - 20)°C to (Tmp - 15)°C, and even more preferably (Tmp - 19)°C to (Tmp - 16)°C. Foaming temperatures within the above ranges can more stably provide expanded beads with the desired high-temperature heat of fusion. Furthermore, foaming temperatures of (Tmp - 25)°C or higher tend to produce expanded beads with an appropriate density. On the other hand, foaming temperatures of (Tmp - 10)°C or lower tend to reduce hydrolysis of the resin beads in the container.
発泡圧力は、例えば、1.0MPa(ゲージ圧)~10.0MPa(ゲージ圧)が好ましく、2.0MPa(ゲージ圧)~5.0MPa(ゲージ圧)がより好ましく、2.5MPa(ゲージ圧)~4.0MPa(ゲージ圧)がさらに好ましい。発泡圧力が1.0MPa(ゲージ圧)以上であれば、密度の好適な発泡粒子を得ることができる。 The expansion pressure is preferably 1.0 MPa (gauge pressure) to 10.0 MPa (gauge pressure), more preferably 2.0 MPa (gauge pressure) to 5.0 MPa (gauge pressure), and even more preferably 2.5 MPa (gauge pressure) to 4.0 MPa (gauge pressure). If the expansion pressure is 1.0 MPa (gauge pressure) or higher, expanded beads with a suitable density can be obtained.
保持工程において、容器内の分散液を発泡温度および発泡圧力付近で保持する時間(保持時間)は、特に限定されないが、保持時間は、5分間~120分間が好ましく、10分間~120分間がより好ましく、15分間~90分間がさらに好ましく、15分間~70分間が特に好ましい。保持時間が上記範囲内にある場合、より安定して所望の高温側の融解熱量を有する発泡粒子を提供することができる。また、保持時間が5分間以上である場合、未反応の架橋剤が残り難い傾向がある。一方、120分間以下である場合、樹脂粒子の含むP3HAの余分な加水分解が起こり難い傾向がある。 In the holding step, the time (holding time) for which the dispersion in the container is held at near the foaming temperature and foaming pressure is not particularly limited, but a holding time of 5 to 120 minutes is preferred, 10 to 120 minutes is more preferred, 15 to 90 minutes is even more preferred, and 15 to 70 minutes is particularly preferred. When the holding time is within the above range, expanded beads with the desired high-temperature heat of fusion can be more stably provided. Furthermore, when the holding time is 5 minutes or longer, unreacted crosslinking agent tends to be less likely to remain. On the other hand, when the holding time is 120 minutes or less, excessive hydrolysis of the P3HA contained in the resin particles tends to be less likely to occur.
(放出工程)
放出工程は、昇温-昇圧工程後、または保持工程後、に実施されることが好ましい。放出工程により、樹脂粒子を発泡させることができ、結果として発泡粒子が得られる。
(Release process)
The releasing step is preferably carried out after the temperature-pressure increasing step or after the holding step. The releasing step allows the resin particles to expand, resulting in expanded particles.
放出工程において、「発泡圧力よりも低圧の領域」は、「発泡圧力よりも低い圧力下の領域」または「発泡圧力よりも低い圧力下の空間」を意図し、「発泡圧力よりも低圧の雰囲気下」ともいえる。発泡圧力よりも低圧の領域は、発泡圧力よりも低圧であれば特に限定されず、例えば、大気圧下の領域であってもよい。 In the release process, "a region under pressure lower than the foaming pressure" refers to "a region under pressure lower than the foaming pressure" or "a space under pressure lower than the foaming pressure," and can also be referred to as "an atmosphere under pressure lower than the foaming pressure." The region under pressure lower than the foaming pressure is not particularly limited as long as it is lower than the foaming pressure, and may be, for example, a region under atmospheric pressure.
(二段発泡工程)
本発泡粒子の製造方法において、発泡工程だけでは、所望の見かけ密度の発泡粒子が得られない場合がある。その場合、発泡工程で得られた発泡粒子をさらに膨張させる二段発泡工程をさらに実施してもよい。二段発泡工程の具体的な態様としては、発泡工程で得られた発泡粒子をさらに膨張させることにより、発泡工程で得られた発泡粒子の見かけ密度よりもさらに小さい見かけ密度の発泡粒子を得られる限り特に限定されない。二段発泡工程としては、例えば、以下のような態様が挙げられる:(s1)発泡工程で得られた発泡粒子を容器内に供給する;(s2)容器内に空気または二酸化炭素などの無機ガスを供給して容器内圧力を昇圧する;(s3)前記(s2)により、発泡粒子に該無機ガスを含浸させ、発泡粒子内の圧力を常圧よりも高くする;(s4)その後、該発泡粒子を水蒸気等で加熱して更に膨張させ、所望の見かけ密度の発泡粒子を得る。二段発泡工程にて得られる発泡粒子を二段発泡粒子と称する場合がある。また、二段発泡工程を行う場合、前記発泡工程を一段発泡工程と称し、一段発泡工程で得られる発泡粒子を一段発泡粒子と称する場合がある。
(Two-stage foaming process)
In the present method for producing expanded beads, the expansion step alone may not always produce expanded beads with the desired apparent density. In such cases, a second-stage expansion step may be performed to further expand the expanded beads obtained in the expansion step. The specific form of the second-stage expansion step is not particularly limited, as long as the expanded beads obtained in the expansion step can be further expanded to produce expanded beads with an apparent density even lower than that of the expanded beads obtained in the expansion step. Examples of the second-stage expansion step include: (s1) feeding the expanded beads obtained in the expansion step into a container; (s2) supplying air or an inorganic gas such as carbon dioxide into the container to increase the pressure inside the container; (s3) impregnating the expanded beads with the inorganic gas in (s2) and increasing the pressure inside the expanded beads above atmospheric pressure; and (s4) subsequently heating the expanded beads with steam or the like to further expand them, thereby producing expanded beads with the desired apparent density. The expanded beads obtained in the second-stage expansion step are sometimes referred to as second-stage expanded beads. When a two-stage expansion step is carried out, the expansion step is sometimes referred to as a first-stage expansion step, and the expanded beads obtained in the first-stage expansion step are sometimes referred to as first-stage expanded beads.
〔4.P3HA系発泡成形体〕
本発明の一実施形態において、本発泡粒子を成形してなる発泡成形体を提供する。本発泡成形体は、本発泡粒子を含む発泡成形体であると言え、本樹脂組成物を含む発泡成形体であるとも言える。
4. P3HA foam molded article
In one embodiment of the present invention, a foamed molded article is provided by molding the foamed beads. The foamed molded article can be said to be a foamed molded article containing the foamed beads, or can be said to be a foamed molded article containing the resin composition.
(発泡成形体の密度)
本発泡成形体の密度(見かけ密度)は特に限定されないが、20g/L~300g/Lであることが好ましく、23g/L~250g/Lであることがより好ましく、25g/L~200g/Lであることがさらに好ましい。発泡成形体の密度が、(a)20g/L以上である場合、発泡成形体は、緩衝特性および/または機械的強度に優れるという利点を有し、(b)300g/L以下である場合、発泡成形体は、軽量性に優れるという利点を有する。
(Density of foamed molded product)
The density (apparent density) of the foamed molded article is not particularly limited, but is preferably 20 g/L to 300 g/L, more preferably 23 g/L to 250 g/L, and even more preferably 25 g/L to 200 g/L. When the density of the foamed molded article is (a) 20 g/L or more, the foamed molded article has the advantage of being excellent in cushioning properties and/or mechanical strength, and when the density is (b) 300 g/L or less, the foamed molded article has the advantage of being excellent in light weight.
本明細書において、発泡成形体の密度(見かけ密度)の測定方法は以下の(1)~(3)の通りである;(1)得られた発泡成形体の縦方向の長さ(mm)、横方向の長さ(mm)、および厚さ方向(移動型の駆動方向)の長さ(mm)をノギスで測定し、発泡成形体の体積V(L)を算出する;(2)該発泡成形体(体積Vの発泡成形体)の重量W(g)を測定する;(3)下記の式に基づき、発泡成形体の密度を算出する;
発泡成形体の密度(g/L)=W/V。
In this specification, the methods for measuring the density (apparent density) of a foam molded article are as follows (1) to (3): (1) measure the length (mm) in the vertical direction, the length (mm) in the horizontal direction, and the length (mm) in the thickness direction (driving direction of the moving mold) of the obtained foam molded article with vernier calipers, and calculate the volume V (L) of the foam molded article; (2) measure the weight W (g) of the foam molded article (foam molded article with volume V); (3) calculate the density of the foam molded article based on the following formula:
Density of foamed molded article (g/L) = W/V.
<ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系発泡成形体の製造方法>
本発泡成形体の製造方法(すなわち発泡粒子の成形方法)は特に限定されず、公知の方法を適用することができる。例えば、次の(A)~(D)の型内発泡成形の方法等が挙げられるが、特に限定されない:
(A)本発泡粒子を容器内で無機ガスで加圧処理して、該発泡粒子内に無機ガスを含浸させ、所定の発泡粒子内圧を付与した後、該発泡粒子を金型に充填し、水蒸気で加熱する方法;
(B)本発泡粒子を金型に充填した後、該金型内の体積を10%~75%減ずるように圧縮し、水蒸気で加熱する方法;
(C)本発泡粒子をガス圧力で圧縮して金型に充填し、該発泡粒子の回復力を利用して、水蒸気で加熱する方法;
(D)特に前処理することなく、本発泡粒子を金型に充填し、水蒸気で加熱する方法。
<Method for producing a poly(3-hydroxyalkanoate) foam molded article>
The method for producing the foamed molded article (i.e., the method for molding the foamed beads) is not particularly limited, and any known method can be used. For example, the following in-mold foam molding methods (A) to (D) can be mentioned, but are not particularly limited:
(A) A method in which the expanded beads are pressurized with an inorganic gas in a container to impregnate the expanded beads with the inorganic gas, and then the expanded beads are filled into a mold and heated with steam;
(B) A method in which the expanded beads are filled into a mold, compressed to reduce the volume of the mold by 10% to 75%, and then heated with steam;
(C) A method in which the expanded beads are compressed by gas pressure, filled into a mold, and heated with steam, utilizing the recovery force of the expanded beads;
(D) A method in which the present expanded beads are filled into a mold without any particular pretreatment and heated with steam.
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、これらの実施例によりその技術的範囲を限定されるものではない。 The present invention will be explained in detail below using examples, but the technical scope of the present invention is not limited to these examples.
〔材料〕
実施例および比較例で使用した物質を以下に示す。
〔material〕
The substances used in the examples and comparative examples are shown below.
(ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート))
P3HA-1:P3HB3HH(P3HB3HH中のモノマー比率は3HB/3HH=95.5/4.5(モル%/モル%))
P3HA-2:P3HB3HH(P3HB3HH中のモノマー比率は3HB/3HH=93.0/7.0(モル%/モル%))
P3HA-3:P3HB3HH(P3HB3HH中のモノマー比率は3HB/3HH=95.0/5.0(モル%/モル%))
P3HA-4:P3HBのホモポリマー
なお、これらのP3HAは、国際公開番号2018/070492号に記載の方法にて作製した。
(Poly(3-hydroxyalkanoate))
P3HA-1: P3HB3HH (the monomer ratio in P3HB3HH was 3HB/3HH=95.5/4.5 (mol %/mol %))
P3HA-2: P3HB3HH (the monomer ratio in P3HB3HH was 3HB/3HH=93.0/7.0 (mol %/mol %))
P3HA-3: P3HB3HH (the monomer ratio in P3HB3HH was 3HB/3HH=95.0/5.0 (mol %/mol %))
P3HA-4: Homopolymer of P3HB. These P3HAs were produced by the method described in International Publication No. 2018/070492.
(気泡調整剤)
タルク(林化成社製タルカンパウダーPK-S)
(結晶核剤)
ペンタエリスリトール(三菱ケミカル社製ノイライザーP)
(滑剤)
滑剤-1:ベヘン酸アミド(CRODA社製Crodamide(登録商標) BR)
滑剤-2:エルカ酸アミド(CRODA社製Crodamide(登録商標) ER)
(分散剤)
第三リン酸カルシウム(太平化学産業社製)
(分散助剤)
アルカンスルホン酸ナトリウム(花王株式会社製ラテムル(登録商標)PS)
(架橋剤)
t-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキシルカーボネート(日油株式会社製パーブチル(登録商標)E、純度(含有量)97%)
(発泡剤)
二酸化炭素(エア・ウォーター株式会社製)
〔測定方法〕
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、以下に説明する。
(Foam adjuster)
Talc (Talc Powder PK-S manufactured by Hayashi Kasei Co., Ltd.)
(Crystal nucleating agent)
Pentaerythritol (Neuraizer P, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation)
(lubricant)
Lubricant-1: Behenic acid amide (Crodamide (registered trademark) BR manufactured by CRODA)
Lubricant-2: Erucamide (Crodamide (registered trademark) ER manufactured by CRODA)
(Dispersant)
Tricalcium phosphate (manufactured by Taihei Chemical Industry Co., Ltd.)
(Dispersing aid)
Sodium alkanesulfonate (Latemul (registered trademark) PS, manufactured by Kao Corporation)
(Crosslinking agent)
t-Butylperoxy-2-ethylhexyl carbonate (Perbutyl (registered trademark) E, manufactured by NOF Corporation, purity (content): 97%)
(Blowing agent)
Carbon dioxide (manufactured by Air Water Inc.)
[Measurement method]
The evaluation methods used in the examples and comparative examples are described below.
(樹脂粒子の融解ピーク温度と融解終了温度との差)
樹脂粒子の融解ピーク温度と融解終了温度との差の測定方法は、以下の(1)~(3)の通りであった;(1)樹脂粒子約5mgを量り取った;(2)示差走査熱量計(日立ハイテクサイエンス社製DSC7020)を用いて、樹脂粒子の温度を10℃/分の昇温速度にて10℃から190℃まで昇温した時に得られるDSC曲線において、最も高温側の融解ピークの温度を、融解ピーク温度(Tmp)とした;(3)さらに、融解終了時点の温度を融解終了温度(Tme)とし、計測されたTmpとTmeとの差(Tme-Tmp)を、樹脂粒子の融解ピーク温度と融解終了温度との差(ΔTrp)とした。
(Difference between the peak melting temperature and the end melting temperature of resin particles)
The method for measuring the difference between the melting peak temperature and the melting end temperature of the resin particles was as follows (1) to (3): (1) Approximately 5 mg of resin particles were weighed out; (2) Using a differential scanning calorimeter (DSC7020 manufactured by Hitachi High-Tech Science Corporation), the temperature of the resin particles was raised from 10°C to 190°C at a heating rate of 10°C/min. In the DSC curve obtained, the temperature of the melting peak on the highest temperature side was taken as the melting peak temperature (Tmp); (3) Furthermore, the temperature at the end of melting was taken as the melting end temperature (Tme), and the difference between the measured Tmp and Tme (Tme - Tmp) was taken as the difference between the melting peak temperature and the melting end temperature of the resin particles (ΔTrp).
(樹脂粒子の融解ピーク温度以上の融解熱量)
樹脂粒子の融解ピーク温度以上の融解熱量の測定方法は、以下の(1)~(5)の通りであった:(1)樹脂粒子約5mgを量り取った;(2)示差走査熱量計(日立ハイテクサイエンス社製DSC7020)を用いて、樹脂粒子の温度を10℃/分の昇温速度にて10℃から190℃まで昇温して、樹脂粒子を融解した;(3)前記(2)の過程で得られるDSC曲線において、融解開始時点の温度を表す点と融解終了温度(Tme)を表す点とを直線で結びベースラインを作成した;(4)最も高温側の融解ピークを通る直線を、X軸(温度の軸)に対して垂直方向に引いた;(5)作成したベースラインと融解ピーク温度を通る直線とDSC曲線とに囲まれる領域のうち、高温側の領域から算出される熱量を、樹脂粒子の融解ピーク温度以上の融解熱量(MErp)とした。
(Amount of heat of fusion above the peak melting temperature of resin particles)
The method for measuring the heat of fusion above the melting peak temperature of the resin particles was as follows (1) to (5): (1) Approximately 5 mg of resin particles were weighed out; (2) Using a differential scanning calorimeter (DSC7020 manufactured by Hitachi High-Tech Science Corporation), the temperature of the resin particles was raised from 10°C to 190°C at a heating rate of 10°C/min to melt the resin particles; (3) In the DSC curve obtained in the process (2), a baseline was created by connecting the point representing the temperature at the start of melting and the point representing the melting end temperature (Tme) with a straight line; (4) A line passing through the melting peak on the highest temperature side was drawn perpendicular to the X-axis (temperature axis); (5) The heat of fusion calculated from the higher temperature region of the region surrounded by the created baseline, the line passing through the melting peak temperature, and the DSC curve was defined as the heat of fusion above the melting peak temperature of the resin particles (MErp).
(樹脂粒子のMFR)
メルトフローインデックステスター(安田精機製作所社製)を用いて、JIS K7210に準じて、荷重を5kgで測定した値を樹脂粒子のMFRとした。なお、測定温度としては、前記「樹脂粒子の融解ピーク温度と融解終了温度との差」で得られるDSC曲線から読み取った融解終了温度+1℃~10℃の条件で測定して得られた値を設定した。
(MFR of resin particles)
The MFR of the resin particles was determined by measuring the MFR at a load of 5 kg using a melt flow index tester (manufactured by Yasuda Seiki Seisakusho Co., Ltd.) in accordance with JIS K 7210. The measurement temperature was set to a value obtained by measuring at a temperature between 1°C and 10°C above the melting end temperature read from the DSC curve obtained by the "difference between the melting peak temperature and the melting end temperature of the resin particles."
(発泡粒子の融解ピーク温度以上の融解熱量)
発泡粒子の融解ピーク温度以上の融解熱量の測定方法は、以下の(1)~(5)の通りであった:(1)発泡粒子約5mgを量り取った;(2)示差走査熱量計(日立ハイテクサイエンス社製DSC7020)を用いて、発泡粒子の温度を10℃/分の昇温速度にて10℃から190℃まで昇温して、発泡粒子を融解した;(3)前記(2)の過程で得られるDSC曲線において、融解開始時点の温度を表す点と融解終了温度を表す点とを直線で結びベースラインを作成した;(4)最も高温の融解ピークと、該最も高温の融解ピークの隣の融解ピークとの間の極大点を通る直線(極大点を通る直線)を、X軸(温度の軸)に対して垂直方向に引いた;(5)作成したベースラインと、極大点を通る直線と、DSC曲線とに囲まれる領域のうち、最も高温側の領域から算出される熱量を、発泡粒子の融解ピーク温度以上の融解熱量とした。
(Heat of fusion above the peak melting temperature of the expanded beads)
The method for measuring the heat of fusion above the melting peak temperature of the expanded beads was as follows (1) to (5): (1) Approximately 5 mg of expanded beads were weighed; (2) Using a differential scanning calorimeter (DSC7020 manufactured by Hitachi High-Tech Science Corporation), the temperature of the expanded beads was raised from 10°C to 190°C at a heating rate of 10°C/min to melt the expanded beads; (3) In the DSC curve obtained in the process (2), a line representing the temperature at the start of melting and a line representing the temperature at the end of melting were connected to form a baseline; (4) A line passing through the maximum point between the highest melting peak and the melting peak next to the highest melting peak (a line passing through the maximum point) was drawn perpendicular to the X-axis (temperature axis); (5) The heat of fusion calculated from the highest temperature region among the region surrounded by the prepared baseline, the line passing through the maximum point, and the DSC curve was determined as the heat of fusion above the melting peak temperature of the expanded beads.
(発泡粒子の温度依存性)
発泡粒子の温度依存性の測定方法は、以下の(1)~(2)の通りであった:(1)測定対象である発泡粒子の原料とした樹脂粒子を、昇温-昇圧工程および保持工程における発泡温度を1℃低い温度に設定すること以外は、評価対象である発泡粒子と同様の条件で発泡して、比較発泡粒子を得た;(2)得られた比較発泡粒子の「最も高温側の融解ピークの融解熱量」と、評価対象である発泡粒子の「最も高温側の融解ピークの融解熱量」との差(1℃当たりの変化量)を、発泡粒子の温度依存性とした。なお、評価対象である発泡粒子および比較発泡粒子の「最も高温側の融解ピークの融解熱量」の測定方法は、(発泡粒子の融解ピーク温度以上の融解熱量)項の通りであった。
(Temperature Dependence of Expanded Beads)
The temperature dependence of expanded beads was measured as follows (1) and (2): (1) resin beads used as the raw material for the expanded beads to be measured were expanded under the same conditions as those for the expanded beads to be evaluated, except that the expansion temperature in the temperature-pressure increase step and the holding step was set to a temperature 1°C lower, to obtain comparative expanded beads; (2) the difference (amount of change per 1°C) between the "heat of fusion of the highest temperature melting peak" of the obtained comparative expanded beads and the "heat of fusion of the highest temperature melting peak" of the expanded beads to be evaluated was taken as the temperature dependence of the expanded beads. The "heat of fusion of the highest temperature melting peak" of the expanded beads to be evaluated and the comparative expanded beads was measured as described in the section (heat of fusion above the melting peak temperature of the expanded beads).
(発泡粒子の安定生産性)
発泡粒子の安定生産性を、以下の基準にて評価した:
〇(良好):発泡粒子の温度依存性が3.0(J/g)/℃以下である
×(不良):発泡粒子の温度依存性が3.0(J/g)/℃超である。
(Stable productivity of expanded beads)
The stable productivity of the expanded beads was evaluated according to the following criteria:
◯ (Good): The temperature dependency of the expanded beads is 3.0 (J/g)/°C or less. × (Poor): The temperature dependency of the expanded beads is more than 3.0 (J/g)/°C.
発泡粒子の安定生産性が〇(良好)評価である発泡粒子は、発泡温度が変化した場合であっても、安定した品質の(所望の融解ピーク温度以上の融解熱量を有する)発泡粒子を生産することができる。一方で、発泡粒子の安定生産性×(不良)評価である発泡粒子は、発泡温度が変化した場合の、融解ピーク温度以上の融解熱量の変化が大きく、安定した品質の発泡粒子の生産が困難である。 Expanded beads rated as good (good) for stable productivity can produce expanded beads of stable quality (having a heat of fusion above the desired peak melting temperature) even when the expansion temperature changes. On the other hand, expanded beads rated poor (poor) for stable productivity show a large change in the heat of fusion above the peak melting temperature when the expansion temperature changes, making it difficult to produce expanded beads of stable quality.
(発泡粒子の見かけ密度)
発泡粒子の見かけ密度の測定方法は、以下の(1)~(3)の通りであった:(1)質量Wd(g)の発泡粒子を、金網上に載せ、メスシリンダー内に収容されたエタノールに浸漬した;(2)メスシリンダーの液面位置の上昇分に基づき、該発泡粒子の容積Vd(L)を測定した;(3)下記式に基づき、発泡粒子の見かけ密度を算出した:
発泡粒子の見かけ密度(g/L)=Wd(g)/Vd(L)。
(Apparent density of expanded particles)
The apparent density of the expanded beads was measured by the following methods (1) to (3): (1) Expanded beads with a mass Wd (g) were placed on a wire net and immersed in ethanol contained in a measuring cylinder; (2) The volume Vd (L) of the expanded beads was measured based on the rise in the liquid level in the measuring cylinder; (3) The apparent density of the expanded beads was calculated based on the following formula:
Apparent density of expanded beads (g/L) = Wd (g)/Vd (L).
(発泡粒子のゲル分率)
発泡粒子のゲル分率の測定方法は以下の(1)~(5)の通りであった:(1)100mlのフラスコに、0.5gの発泡粒子と、50mlのクロロホルムとを入れた;(2)大気圧下、62℃で、フラスコ内の混合物を8時間加熱還流した;(3)得られる加熱処理物を100メッシュの金網を備える吸引濾過装置を用いて濾過処理した;(4)金網上の濾過処理物を、80℃のオーブン中で真空条件下にて8時間乾燥し、乾燥物の重量Wgw(g)を測定した;(5)以下の式により、ゲル分率を算出した:
ゲル分率(重量%)={Wgw/0.5}×100。
(Gel fraction of expanded beads)
The gel fraction of the expanded beads was measured by the following methods (1) to (5): (1) 0.5 g of expanded beads and 50 ml of chloroform were placed in a 100 ml flask; (2) the mixture in the flask was heated under reflux at 62°C under atmospheric pressure for 8 hours; (3) the resulting heat-treated product was filtered using a suction filtration device equipped with a 100-mesh wire mesh; (4) the filtered product on the wire mesh was dried in an oven at 80°C under vacuum for 8 hours, and the weight of the dried product, Wgw (g), was measured; (5) the gel fraction was calculated by the following formula:
Gel fraction (wt%)={Wgw/0.5}×100.
(発泡成形体の密度)
発泡成形体の密度(発泡成形体密度)の測定方法は以下の(1)~(3)の通りであった;(1)得られた発泡成形体の縦方向(mm)、横方向(mm)、および厚さ方向(移動型の駆動方向)の長さ(mm)をデジタルノギス(ミツトヨ社製ABSデジマチックキャリパCD-45C)で測定し、発泡成形体の体積V(L)を算出した;(2)該発泡成形体の重量W(g)を測定した;(3)下記の式に基づき、発泡成形体の密度を算出した;
発泡成形体の密度(g/L)=W/V。
(Density of foamed molded product)
The density of the foam molded article (foam molded article density) was measured by the following methods (1) to (3): (1) The lengths (mm) of the obtained foam molded article in the longitudinal direction (mm), transverse direction (mm), and thickness direction (driving direction of the moving mold) were measured with digital calipers (ABS Digimatic Caliper CD-45C manufactured by Mitutoyo Corporation), and the volume V (L) of the foam molded article was calculated; (2) The weight W (g) of the foam molded article was measured; (3) The density of the foam molded article was calculated based on the following formula:
Density of foamed molded article (g/L) = W/V.
〔実施例1〕
(樹脂粒子調製工程)
P3HA系樹脂としてP3HA-1とP3HA-2との混合物(P3HA-1が80重量%、P3HA-2が20重量%)100重量部と、気泡調整剤0.1重量部と、結晶核剤1.0重量部と、滑剤-1を0.10重量部と、滑剤-2を0.10重量部とを計量し、ドライブレンドして樹脂組成物を得た。得られた樹脂組成物を、二軸押出機(東芝機械社製TEM-26SX)を用いて、シリンダー設定温度140℃~165℃で溶融混練し、溶融混練物を得た。得られた溶融混練物を43℃で水冷後、切断して、1粒当たりの重量が1.6mgの樹脂粒子を得た。得られた樹脂粒子について、融解ピーク温度、融解終了温度、融解ピーク温度と融解終了温度の差、融解ピーク温度以上の融解熱量、および、MFRを測定した。結果を表1に示す。
Example 1
(Resin particle preparation process)
A resin composition was obtained by weighing and dry-blending 100 parts by weight of a mixture of P3HA-1 and P3HA-2 (80% by weight of P3HA-1, 20% by weight of P3HA-2) as a P3HA-based resin, 0.1 parts by weight of a cell regulator, 1.0 parts by weight of a crystal nucleating agent, 0.10 parts by weight of Lubricant-1, and 0.10 parts by weight of Lubricant-2. The resulting resin composition was melt-kneaded using a twin-screw extruder (TEM-26SX manufactured by Toshiba Machine Co., Ltd.) at a cylinder setting temperature of 140°C to 165°C to obtain a melt-kneaded product. The resulting melt-kneaded product was water-cooled to 43°C and then cut to obtain resin particles weighing 1.6 mg per particle. The resulting resin particles were measured for peak melting temperature, end melting temperature, difference between peak melting temperature and end melting temperature, heat of fusion above the peak melting temperature, and MFR. The results are shown in Table 1.
(発泡工程)
樹脂粒子調製工程で得られた樹脂粒子100重量部、純水200重量部、分散剤1.0重量部、分散助剤0.1重量部、および架橋剤2重量部を、攪拌下で耐圧容器内に仕込んだ後、炭酸ガスで十分に通気を行い耐圧容器内の酸素を除去した。次に、耐圧容器内に発泡剤として二酸化炭素を導入した。その後、耐圧容器内容物を樹脂組成物の融解ピーク温度-25℃~融解ピーク温度-10℃(実施例1においては、129.5℃)の発泡温度まで昇温した。さらに、耐圧容器内に二酸化炭素を追加導入して、耐圧容器内の圧力を3.3MPa(ゲージ圧)の発泡圧力まで昇圧し、該発泡温度付近、該発泡圧力付近で60分間保持した。その後、耐圧容器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、耐圧容器の内容物を大気圧下に放出し、発泡粒子を得た。該発泡粒子の表面に付着した分散剤を洗浄した後、90℃で乾燥した。得られた発泡粒子(乾燥後の発泡粒子)について、最も高温側の融解ピークの融解熱量、融解ピークの数、見かけ密度、および、ゲル分率を測定した。結果を表1に示す。
(Foaming process)
100 parts by weight of the resin particles obtained in the resin particle preparation step, 200 parts by weight of pure water, 1.0 part by weight of dispersant, 0.1 part by weight of dispersing aid, and 2 parts by weight of crosslinker were placed in a pressure-resistant vessel under stirring, and then thoroughly aerated with carbon dioxide gas to remove oxygen from the pressure-resistant vessel. Next, carbon dioxide was introduced into the pressure-resistant vessel as a foaming agent. The contents of the pressure-resistant vessel were then heated to a foaming temperature of −25°C to −10°C (129.5°C in Example 1), which was the melting peak temperature of the resin composition. Further, carbon dioxide was introduced into the pressure-resistant vessel to raise the pressure inside the pressure-resistant vessel to a foaming pressure of 3.3 MPa (gauge pressure), and the pressure was maintained at or near the foaming temperature for 60 minutes. The valve at the bottom of the pressure-resistant vessel was then opened, and the contents of the pressure-resistant vessel were released to atmospheric pressure through a 3.6 mm diameter orifice, yielding expanded beads. The dispersant adhering to the surface of the expanded beads was washed away, and the beads were then dried at 90°C. The heat of fusion of the highest temperature melting peak, the number of melting peaks, the apparent density, and the gel fraction of the resulting expanded beads (expanded beads after drying) were measured. The results are shown in Table 1.
次いで、発泡粒子の温度依存性を確認するために、発泡温度を1℃低い温度(実施例1においては、128.5℃)に変更したこと以外は上記の方法と同様の方法で発泡粒子(比較発泡粒子)を得、得られた比較発泡粒子の最も高温側の融解ピークの融解熱量を測定した。得られた最も高温側の融解ピークの融解熱量と、比較泡粒子の最も高温側の融解ピークの融解熱量と、に基づき、発泡粒子の温度依存性を算出した。さらに、算出した発泡粒子の温度依存性に基づき、発泡粒子の安定生産性を評価した。結果を表1に示す。 Next, to confirm the temperature dependence of the expanded beads, expanded beads (comparative expanded beads) were obtained in the same manner as above, except that the expansion temperature was changed to a temperature 1°C lower (128.5°C in Example 1), and the heat of fusion of the highest temperature melting peak of the obtained comparative expanded beads was measured. The temperature dependence of the expanded beads was calculated based on the obtained heat of fusion of the highest temperature melting peak and the heat of fusion of the highest temperature melting peak of the comparative expanded beads. Furthermore, the stable productivity of the expanded beads was evaluated based on the calculated temperature dependence of the expanded beads. The results are shown in Table 1.
(発泡成形体の製造)
発泡工程で得られた発泡粒子(発泡温度が129.5℃の発泡粒子)を、80℃に加温した耐圧容器に仕込み、空気で加圧処理することで発泡粒子内圧を0.15MPa(絶対圧)とした。該発泡粒子を成形機(DAISEN社製EP-900L-M5)の縦370mm×横320mm×厚み60mmの金型内に充填した。次に、圧力0.15MPa(ゲージ圧)の加熱水蒸気で加熱して発泡成形体を得、得られた発泡成形体を75℃で乾燥した。得られた発泡成形体の密度を表1に示す。また、得られた発泡成形体の表面を目視にて確認したところ、当該発泡成形体は、表面の発泡粒子間にほぼ隙間が無く、かつ、ヒケの無い発泡成形体であった。
(Production of foamed molded article)
The expanded beads obtained in the expansion step (expanded beads with an expansion temperature of 129.5°C) were placed in a pressure-resistant container heated to 80°C and pressurized with air to adjust the internal pressure of the expanded beads to 0.15 MPa (absolute pressure). The expanded beads were filled into a mold of a 370 mm long x 320 mm wide x 60 mm thick molding machine (EP-900L-M5 manufactured by DAISEN Co., Ltd.). Next, a foamed molded article was obtained by heating with heated steam at a pressure of 0.15 MPa (gauge pressure), and the obtained foamed molded article was dried at 75°C. The density of the obtained foamed molded article is shown in Table 1. Furthermore, when the surface of the obtained foamed molded article was visually inspected, the foamed molded article had almost no gaps between the foamed beads on the surface and was free of sink marks.
〔実施例2~3、比較例1~2〕
P3HA系樹脂の種類および量を、表1に示すように変更したこと以外は実施例1と同様にして、樹脂粒子および発泡粒子を作製し、実施例1と同様に、各物性を測定、評価した。結果を表1に示す。なお、実施例2~3で得られた発泡成形体の表面を目視にて確認したところ、これらの発泡成形体は、何れも、表面の発泡粒子間にほぼ隙間が無く、かつ、ヒケの無い発泡成形体であった。
[Examples 2 and 3, Comparative Examples 1 and 2]
Resin particles and expanded particles were produced in the same manner as in Example 1, except that the type and amount of P3HA resin were changed as shown in Table 1, and the physical properties were measured and evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1. When the surfaces of the expanded molded articles obtained in Examples 2 and 3 were visually inspected, it was found that there were almost no gaps between the expanded beads on the surface and that these expanded molded articles were all expanded molded articles without sink marks.
〔まとめ〕
表1より、以下のことが明らかにわかる:
(1)融解ピーク温度と融解終了温度との差が8℃~20℃の範囲内であり、かつ、融解ピーク温度以上の融解熱量が5J/g~15J/gの範囲内である樹脂粒子を発泡してなる実施例1~3の発泡粒子は、何れも、発泡粒子の温度依存性が3.0(J/g)/℃以下であり、安定生産性に優れる発泡粒子であること、すなわち、所望の高温側の融解熱量を有し、かつ、安定して製造できる発泡粒子であることが分かる。さらに、実施例1~3の発泡粒子を成形してなる発泡成形体は、表面の発泡粒子間にほぼ隙間が無く、かつ、ヒケの無い、表面性および収縮抑制性に優れる発泡成形体となることも分かる。
〔summary〕
From Table 1, the following can be clearly seen:
(1) The expanded beads of Examples 1 to 3, which are obtained by expanding resin beads having a difference between the peak melting temperature and the end melting temperature in the range of 8°C to 20°C and a heat of fusion above the peak melting temperature in the range of 5 J/g to 15 J/g, all have a temperature dependency of 3.0 (J/g)/°C or less, and are expanded beads with excellent stable productivity, i.e., they have a desired heat of fusion on the high-temperature side and can be stably produced. Furthermore, it is also found that the expanded molded articles obtained by molding the expanded beads of Examples 1 to 3 have almost no gaps between the expanded beads on the surface, are free of sink marks, and are expanded molded articles with excellent surface properties and shrinkage suppression.
(2)実施例1~3と、比較例1との比較より、融解ピーク温度と融解終了温度との差が8℃~20℃の範囲外である樹脂粒子を発泡してなる発泡粒子は、発泡粒子の温度依存性が3.0(J/g)/℃超であり、所望の高温側の融解熱量を有する発泡粒子を安定して製造できないことが分かる。 (2) A comparison of Examples 1 to 3 with Comparative Example 1 reveals that expanded beads obtained by expanding resin beads whose difference between the peak melting temperature and the end melting temperature is outside the range of 8°C to 20°C have a temperature dependency of more than 3.0 (J/g)/°C, making it impossible to stably produce expanded beads with the desired high-temperature heat of fusion.
(3)実施例1~3と、比較例2との比較より、融解ピーク温度と融解終了温度との差が8℃~20℃の範囲外である樹脂粒子を発泡してなる発泡粒子は、発泡粒子の温度依存性が3.0(J/g)/℃超であり、所望の高温側の融解熱量を有する発泡粒子を安定して製造できないことが分かる。 (3) A comparison of Examples 1 to 3 with Comparative Example 2 reveals that expanded beads obtained by expanding resin beads whose difference between the peak melting temperature and the end melting temperature is outside the range of 8°C to 20°C have a temperature dependency of more than 3.0 (J/g)/°C, making it impossible to stably produce expanded beads with the desired high-temperature heat of fusion.
本発明の一実施形態によれば、所望の高温側の融解熱量を有し、かつ、安定して製造できる発泡粒子を提供できる。本発泡粒子を成形してなる発泡成形体は、包装用緩衝材(例えば、冷蔵庫、冷凍庫、エアコンディショナー本体やその室外機、洗濯機、空気清浄器、加湿器、炊飯器、電子レンジ、オーブン、トースター、扇風機、蓄電池用ユニット等の家電包装用緩衝材、トランスミッション、ルーフ、フード、ドア、電池、エンジン等の自動車物品包装用緩衝材等)、自動車部材(例えば、バンパー芯材、ヘッドレスト、ラゲージボックス、ツールボックス、フロアスペーサー、シート芯材、チャイルドシート芯材、サンバイザー芯材、二―パッド等)、断熱材(例えば、定温保管用容器、定温輸送用容器等)、鋳造模型用途、農産箱、魚箱、建築材料および土木材料等の分野で好適に利用することができる。 According to one embodiment of the present invention, expanded beads can be provided that have a desired heat of fusion at a high temperature and can be produced stably. Molded foams obtained by molding these expanded beads can be suitably used in a variety of applications, including packaging cushioning (e.g., cushioning for packaging home appliances such as refrigerators, freezers, air conditioner bodies and their outdoor units, washing machines, air purifiers, humidifiers, rice cookers, microwave ovens, ovens, toasters, fans, and storage battery units; and cushioning for packaging automotive items such as transmissions, roofs, hoods, doors, batteries, and engines), automotive components (e.g., bumper cores, headrests, luggage boxes, toolboxes, floor spacers, seat cores, child car seat cores, sun visor cores, and knee pads), thermal insulation (e.g., containers for constant-temperature storage and constant-temperature transport), casting models, agricultural product boxes, fish boxes, building materials, and civil engineering materials.
Claims (4)
前記ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂粒子は、示差走査熱量測定で得られるDSC曲線において、融解ピーク温度と融解終了温度との差が8℃~20℃であり、かつ、前記融解ピーク温度以上の融解熱量が5J/g~15J/gであり、
前記ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂組成物は、P3HB3HH(A)およびP3HB3HH(B)を含み、
前記P3HB3HH(A)および前記P3HB3HH(B)の各々は、3-ヒドロキシブチレート単位(3HB単位)と3-ヒドロキシヘキサノエート単位(3HH単位)とを含み、
前記P3HB3HH(A)における全繰り返し単位100モル%中の前記3HB単位と前記3HH単位との比率(前記3HB単位/前記3HH単位)は、98.0/2.0(mol%/mol%)~94.0/6.0(mol%/mol%)であり、
前記P3HB3HH(B)における全繰り返し単位100モル%中の前記3HB単位と前記3HH単位との比率(前記3HB単位/前記3HH単位)は、93.9/6.1(mol%/mol%)~90.0/10.0(mol%/mol%)であって、
前記P3HB3HH(A)と前記P3HB3HH(B)との重量比(前記P3HB3HH(A)の重量/前記P3HB3HH(B)の重量)は、90/10(重量%)~10/90(重量%)である、ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系発泡粒子。 The expanded poly(3-hydroxyalkanoate) particles are obtained by expanding poly(3-hydroxyalkanoate) resin particles containing a poly(3-hydroxyalkanoate) resin composition,
the poly(3-hydroxyalkanoate) resin particles have a DSC curve obtained by differential scanning calorimetry, in which the difference between the melting peak temperature and the melting end temperature is 8°C to 20°C, and the heat of fusion at temperatures equal to or higher than the melting peak temperature is 5 J/g to 15 J/g;
the poly(3-hydroxyalkanoate)-based resin composition contains P3HB3HH(A) and P3HB3HH(B);
Each of the P3HB3HH(A) and the P3HB3HH(B) contains a 3-hydroxybutyrate unit (3HB unit) and a 3-hydroxyhexanoate unit (3HH unit),
a ratio of the 3HB units to the 3HH units (the 3HB units/the 3HH units) in 100 mol% of all repeating units in the P3HB3HH(A) is 98.0/2.0 (mol%/mol%) to 94.0/6.0 (mol%/mol%);
a ratio of the 3HB units to the 3HH units (the 3HB units/the 3HH units) in 100 mol% of all repeating units in the P3HB3HH(B) is 93.9/6.1 (mol%/mol%) to 90.0/10.0 (mol%/mol%),
The weight ratio of the P3HB3HH(A) to the P3HB3HH(B) (weight of the P3HB3HH(A)/weight of the P3HB3HH(B)) is 90/10 (wt %) to 10/90 (wt %) .
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