(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024144871
(43)【公開日】2024-10-15
(54)【発明の名称】再生ポリプロピレン系樹脂発泡シート、及びその製造方法
(51)【国際特許分類】
C08J 9/04 20060101AFI20241004BHJP
【FI】
C08J9/04 101
C08J9/04 CES
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023057025
(22)【出願日】2023-03-31
(71)【出願人】
【識別番号】000002440
【氏名又は名称】積水化成品工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100161207
【弁理士】
【氏名又は名称】西澤 和純
(74)【代理人】
【識別番号】100152272
【弁理士】
【氏名又は名称】川越 雄一郎
(74)【代理人】
【識別番号】100147267
【弁理士】
【氏名又は名称】大槻 真紀子
(74)【代理人】
【識別番号】100188592
【弁理士】
【氏名又は名称】山口 洋
(72)【発明者】
【氏名】川守田 祥介
【テーマコード(参考)】
4F074
【Fターム(参考)】
4F074AA24
4F074AA24L
4F074AA98
4F074AB01
4F074BA32
4F074BC14
4F074CA22
4F074CD08
4F074DA02
4F074DA03
4F074DA08
4F074DA12
4F074DA23
4F074DA32
4F074DA33
4F074DA34
(57)【要約】
【課題】再生ポリプロピレン系樹脂を使用することにより環境負荷を低減しながら、機械的強度に優れる再生ポリプロピレン系樹脂発泡シート、及びその製造方法を提供すること。
【解決手段】再生ポリプロピレン系樹脂を含み、引張試験における引張破壊エネルギーが3000~6000J/gである、再生ポリプロピレン系樹脂発泡シート。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
再生ポリプロピレン系樹脂を含み、
下記測定方法で測定される引張試験における引張破壊エネルギーが3000~6000J/gである、再生ポリプロピレン系樹脂発泡シート。
<引張破壊エネルギーの測定方法>
再生ポリプロピレン系樹脂発泡シートを、MD方向及びTD方向についてそれぞれJIS K6251:2010に規定するダンベル状1号形で切り出し、つかみ具間隔は80mm、試験速度は200mm/minで測定し、万能試験機データ処理にて引張弾性率(MPa)を求め、引張破断応力(MPa)、及び引張破断伸度(%)を算出する。
次に、得られた引張破断応力、及び引張破断伸度のグラフと、試験片の見かけ密度よりMD方向及びTD方向についてそれぞれ引張破壊エネルギー(J/g)を算出する。MD方向及びTD方向の引張破壊エネルギーの値から平均値を算出し、引張破壊エネルギーとする。
【請求項2】
前記再生ポリプロピレン系樹脂の重量平均分子量が20万~50万であり、
下記測定方法で測定される再生ポリプロピレン系樹脂発泡シートの引張試験におけるMD方向の引張破断応力とTD方向の引張破断応力の平均値が0.5~20MPaであり、MD方向の引張破断伸度とTD方向の引張破断伸度の平均値が5~400%である、請求項1に記載の再生ポリプロピレン系樹脂発泡シート。
<引張破断応力、及び引張破断伸度の測定方法>
再生ポリプロピレン系樹脂発泡シートを、MD方向及びTD方向についてそれぞれJIS K6251:2010に規定するダンベル状1号形で切り出し、つかみ具間隔は80mm、試験速度は200mm/minで測定し、万能試験機データ処理にて引張弾性率(MPa)を求め、引張破断応力(MPa)、及び引張破断伸度(%)を算出する。MD方向及びTD方向の値から、引張破断応力(MPa)の平均値、及び引張破断伸度(%)の平均値をそれぞれ算出する。
【請求項3】
前記再生ポリプロピレン系樹脂発泡シートの見掛け密度が0.05~1.0g/cm3であり、厚みが0.5~5.0mmであり、坪量が200~600g/m2である、請求項1に記載の再生ポリプロピレン系樹脂発泡シート。
【請求項4】
前記再生ポリプロピレン系樹脂の含有量が、再生ポリプロピレン系樹脂発泡シート中の全樹脂成分の総質量に対し、10質量%以上である、請求項1に記載の再生ポリプロピレン系樹脂発泡シート。
【請求項5】
前記再生ポリプロピレン系樹脂の、下記測定方法で測定される引張試験における引張降伏応力が10~50MPaであり、引張破壊呼びひずみが50~500%である、請求項1に記載の再生ポリプロピレン系樹脂発泡シート。
<再生ポリプロピレン系樹脂の引張降伏応力、及び引張破壊呼びひずみの測定方法>
再生ポリプロピレン系樹脂をJIS K7161-1:2014及びJIS K7161-2:2014に従い、試験片1A型に成型し、つかみ具間隔は115mm、試験速度は1mm/minで測定し、万能試験機データ処理にて、引張降伏応力(MPa)及び引張破壊呼びひずみ(%)を算出する。
【請求項6】
前記再生ポリプロピレン系樹脂の、下記測定方法で測定される引張試験における引張降伏応力が、前記再生ポリプロピレン系樹脂発泡シートの引張試験におけるMD方向の引張破断応力とTD方向の引張破断応力との平均値の5~20倍であり、
前記再生ポリプロピレン系樹脂の、下記測定方法で測定される引張試験における引張破壊呼びひずみが、前記再生ポリプロピレン系樹脂発泡シートの引張試験におけるMD方向の引張破断伸度とTD方向の引張破断伸度との平均値の1.1~20倍である、請求項1に記載の再生ポリプロピレン系樹脂発泡シート。
<再生ポリプロピレン系樹脂の引張降伏応力、及び引張破壊呼びひずみの測定方法>
再生ポリプロピレン系樹脂をJIS K7161-1:2014及びJIS K7161-2:2014に従い、試験片1A型に成型し、つかみ具間隔は115mm、試験速度は1mm/minで測定し、万能試験機データ処理にて、引張降伏応力(MPa)及び引張破壊呼びひずみ(%)を算出する。
【請求項7】
再生ポリプロピレン系樹脂を含み、
前記再生ポリプロピレン系樹脂の、下記測定方法で測定される引張試験における引張降伏応力が10~50MPaであり、下記測定方法で測定される引張試験における引張破壊呼びひずみが50~500%である、再生ポリプロピレン系樹脂発泡シート。
<再生ポリプロピレン系樹脂の引張降伏応力、及び引張破壊呼びひずみの測定方法>
再生ポリプロピレン系樹脂をJIS K7161-1:2014及びJIS K7161-2:2014に従い、試験片1A型に成型し、つかみ具間隔は115mm、試験速度は1mm/minで測定し、万能試験機データ処理にて、引張降伏応力(MPa)及び引張破壊呼びひずみ(%)を算出する。
【請求項8】
さらに再生ポリプロピレン系樹脂以外の分岐構造を有するポリプロピレン系樹脂を含む、請求項7に記載の再生ポリプロピレン系樹脂発泡シート。
【請求項9】
請求項1~8のいずれか一項に記載の再生ポリプロピレン系樹脂発泡シートの製造方法であって、
前記再生ポリプロピレン系樹脂が、ポリプロピレン系樹脂を含む成形体から得られる樹脂である、
再生ポリプロピレン系樹脂発泡シートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、再生ポリプロピレン系樹脂発泡シート、及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、ポリプロピレン系樹脂発泡シートは成形性や強度が優れることから、搬送容器や養生材として広く使用されている。
一方、近年、プラスチック製造に伴う石油資源の枯渇問題や、廃プラスチックを焼却処分する際に生じるCO2の濃度増加による地球温暖化の問題等の、プラスチック製品の製造及び廃棄に伴う環境問題が注目を集めている。これらの問題を少しでも緩和するために、廃プラスチックを再生樹脂として有効活用するマテリアルリサイクルについて、様々な試みがなされている。
【0003】
特許文献1には、熱成形性に優れた見掛け密度が150~750g/Lのポリプロピレン系樹脂発泡シートを低コストで提供することを開示している。特許文献1では、長鎖分岐を有する高メルトテンションタイプのポリプロピレン系樹脂に、長鎖分岐を持たない低コストの低メルトテンションタイプのポリプロピレン系樹脂を混合して高価な樹脂の使用量を減らすことにより製造コストを低減している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、特許文献1ではコスト低減のために再生ポリプロピレンを使用してポリプロピレン系樹脂発泡シートを製造することについて検討されていない。
一般に、発泡シートを熱成形して成形体としこれを再生プラスチックとして再利用する場合、樹脂成分が熱により既に劣化しているため、得られる発泡シートの機械的強度が低下し、成形体が脆くなりやすい。
【0006】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、再生ポリプロピレン系樹脂を使用することにより環境負荷を低減しながら、機械的強度に優れる再生ポリプロピレン系樹脂発泡シート、及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明は以下の態様を有する。
[1] 再生ポリプロピレン系樹脂を含み、
下記測定方法で測定される引張試験における引張破壊エネルギーが3000~6000J/gである、再生ポリプロピレン系樹脂発泡シート。
<引張破壊エネルギーの測定方法>
再生ポリプロピレン系樹脂発泡シートを、MD方向及びTD方向についてそれぞれJIS K6251:2010に規定するダンベル状1号形で切り出し、つかみ具間隔は80mm、試験速度は200mm/minで測定し、万能試験機データ処理にて引張弾性率(MPa)を求め、引張破断応力(MPa)、及び引張破断伸度(%)を算出する。
次に、得られた引張破断応力、及び引張破断伸度のグラフと、試験片の見かけ密度よりMD方向及びTD方向についてそれぞれ引張破壊エネルギー(J/g)を算出する。MD方向及びTD方向の引張破壊エネルギーの値から平均値を算出し、引張破壊エネルギーとする。
[2] 前記再生ポリプロピレン系樹脂の重量平均分子量が20万~50万であり、
下記測定方法で測定される再生ポリプロピレン系樹脂発泡シートの引張試験におけるMD方向の引張破断応力とTD方向の引張破断応力の平均値が0.5~20MPaであり、MD方向の引張破断伸度とTD方向の引張破断伸度の平均値が5~400%である、[1]に記載の再生ポリプロピレン系樹脂発泡シート。
<引張破断応力、及び引張破断伸度の測定方法>
再生ポリプロピレン系樹脂発泡シートを、MD方向及びTD方向についてそれぞれJIS K6251:2010に規定するダンベル状1号形で切り出し、つかみ具間隔は80mm、試験速度は200mm/minで測定し、万能試験機データ処理にて引張弾性率(MPa)を求め、引張破断応力(MPa)、及び引張破断伸度(%)を算出する。MD方向及びTD方向の値から、引張破断応力(MPa)の平均値、及び引張破断伸度(%)の平均値をそれぞれ算出する。
[3] 前記再生ポリプロピレン系樹脂発泡シートの見掛け密度が0.05~1.0g/cm3であり、厚みが0.5~5.0mmであり、坪量が200~600g/m2である、[1]又は[2]に記載の再生ポリプロピレン系樹脂発泡シート。
[4] 前記再生ポリプロピレン系樹脂の含有量が、再生ポリプロピレン系樹脂発泡シート中の全樹脂成分の総質量に対し、10質量%以上である、[1]~[3]のいずれか一項に記載の再生ポリプロピレン系樹脂発泡シート。
[5] 前記再生ポリプロピレン系樹脂の、下記測定方法で測定される引張試験における引張降伏応力が10~50MPaであり、引張破壊呼びひずみが50~500%である、[1]~[4]のいずれか一項に記載の再生ポリプロピレン系樹脂発泡シート。
<再生ポリプロピレン系樹脂の引張降伏応力、及び引張破壊呼びひずみの測定方法>
再生ポリプロピレン系樹脂をJIS K7161-1:2014及びJIS K7161-2:2014に従い、試験片1A型に成型し、つかみ具間隔は115mm、試験速度は1mm/minで測定し、万能試験機データ処理にて、引張降伏応力(MPa)及び引張破壊呼びひずみ(%)を算出する。
[6] 前記再生ポリプロピレン系樹脂の、下記測定方法で測定される引張試験における引張降伏応力が、前記再生ポリプロピレン系樹脂発泡シートの引張試験におけるMD方向の引張破断応力とTD方向の引張破断応力との平均値の5~20倍であり、
前記再生ポリプロピレン系樹脂の、下記測定方法で測定される引張試験における引張破壊呼びひずみが、前記再生ポリプロピレン系樹脂発泡シートの引張試験におけるMD方向の引張破断伸度とTD方向の引張破断伸度との平均値の1.1~20倍である、[1]~[5]のいずれか一項に記載の再生ポリプロピレン系樹脂発泡シート。
<再生ポリプロピレン系樹脂の引張降伏応力、及び引張破壊呼びひずみの測定方法>
再生ポリプロピレン系樹脂をJIS K7161-1:2014及びJIS K7161-2:2014に従い、試験片1A型に成型し、つかみ具間隔は115mm、試験速度は1mm/minで測定し、万能試験機データ処理にて、引張降伏応力(MPa)及び引張破壊呼びひずみ(%)を算出する。
[7] 再生ポリプロピレン系樹脂を含み、
前記再生ポリプロピレン系樹脂の、下記測定方法で測定される引張試験における引張降伏応力が10~50MPaであり、下記測定方法で測定される引張試験における引張破壊呼びひずみが50~500%である、再生ポリプロピレン系樹脂発泡シート。
<再生ポリプロピレン系樹脂の引張降伏応力、及び引張破壊呼びひずみの測定方法>
再生ポリプロピレン系樹脂をJIS K7161-1:2014及びJIS K7161-2:2014に従い、試験片1A型に成型し、つかみ具間隔は115mm、試験速度は1mm/minで測定し、万能試験機データ処理にて、引張降伏応力(MPa)及び引張破壊呼びひずみ(%)を算出する。
[8] さらに再生ポリプロピレン系樹脂以外の分岐構造を有するポリプロピレン系樹脂を含む、[7]に記載の再生ポリプロピレン系樹脂発泡シート。
[9] [1]~[8]のいずれか一項に記載の再生ポリプロピレン系樹脂発泡シートの製造方法であって、
前記再生ポリプロピレン系樹脂が、ポリプロピレン系樹脂を含む成形体から得られる樹脂である、
再生ポリプロピレン系樹脂発泡シートの製造方法。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、再生ポリプロピレン系樹脂を使用することにより環境負荷を低減しながら、機械的強度に優れる再生ポリプロピレン系樹脂発泡シート、及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【
図2】発泡シートの製造装置の一例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下の用語の定義は、本明細書及び特許請求の範囲にわたって適用される。
「~」で表される数値範囲は、~の前後の数値を下限値及び上限値とする数値範囲を意味する。
数平均分子量(以下、Mnともいう。)、重量平均分子量(以下、Mwともいう。)、Z平均分子量(以下、Mzともいう。)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフ(GPC)を用いて測定した、ポリスチレン(PS)換算重量平均分子量を意味する。
多分散度(以下、Mw/Mnともいう、)は重量平均分子量(Mw)を数平均分子量(Mn)で割った値である。
【0011】
≪再生ポリプロピレン系樹脂発泡シート≫
本発明の再生ポリプロピレン系樹脂発泡シート(以下、単に「発泡シート」ともいう。)は、再生ポリプロピレン系樹脂を含む樹脂組成物が発泡されてなる。樹脂組成物は、再生ポリプロピレン系樹脂と発泡剤とを含有する。
【0012】
再生ポリプロピレン系樹脂発泡シートにおける、下記測定方法で測定される引張破壊エネルギーは、3000~6000J/gが好ましく、3500~5000J/gがより好ましい。
引張破壊エネルギーが上記下限値以上であると、再生ポリプロピレン系樹脂を含む発泡シートの脆さを改善しやすくなる。引張破壊エネルギーが上記上限値以下であると、発泡シートを伸ばした際にも機械的強度を維持しやすくなり、成形体の機械的強度も改善しやすくなる。
<引張破壊エネルギーの測定方法>
再生ポリプロピレン系樹脂発泡シートを、MD方向及びTD方向についてそれぞれJIS K6251:2010に規定するダンベル状1号形で切り出し、つかみ具間隔は80mm、試験速度は200mm/minで測定し、万能試験機データ処理にて引張弾性率(MPa)を求め、引張破断応力(MPa)、及び引張破断伸度(%)を算出する。
次に、得られた引張破断応力、及び引張破断伸度のグラフと、試験片の見かけ密度よりMD方向及びTD方向についてそれぞれ引張破壊エネルギー(J/g)を算出する。MD方向及びTD方向の引張破壊エネルギーの値から平均値を算出し、引張破壊エネルギーとする。
【0013】
再生ポリプロピレン系樹脂発泡シートにおける、上記測定方法で測定されるMD方向の引張破壊エネルギーは、2000~7000J/gが好ましく、3000~6000J/gがより好ましい。
MD方向の引張破壊エネルギーが上記範囲内であると、再生ポリプロピレン系樹脂を含む発泡シートの脆さを改善しやすくなるとともに、発泡シートを伸ばした際にも機械的強度を維持しやすくなり、成形体の機械的強度も改善しやすくなる。
【0014】
再生ポリプロピレン系樹脂発泡シートにおける、上記測定方法で測定されるTD方向の引張破壊エネルギーは、3000~6000J/gが好ましく、4000~5000J/gがより好ましい。
TD方向の引張破壊エネルギーが上記範囲内であると、再生ポリプロピレン系樹脂を含む発泡シートの脆さを改善しやすくなるとともに、発泡シートを伸ばした際にも機械的強度を維持しやすくなり、成形体の機械的強度も改善しやすくなる。
【0015】
再生ポリプロピレン系樹脂発泡シートにおける、上記測定方法で測定されるMD方向の引張破壊エネルギーとTD方向の引張破壊エネルギーとの差は、100~2000J/gが好ましく、300~1500J/gがより好ましい。
MD方向の引張破壊エネルギーとTD方向の引張破壊エネルギーとの差が上記範囲内であると、発泡シートの異方性を低減し発泡シート及び成形体の使用時の変形や歪みを改善しやすくなる。
【0016】
再生ポリプロピレン系樹脂発泡シートにおける、上記測定方法で測定されるMD方向の引張破壊エネルギー、及びTD方向の引張破壊エネルギーは、再生ポリプロピレン系樹脂発泡シートを構成する再生ポリプロピレン系樹脂及びその他の樹脂の種類、組成及びこれらの組合せと、製造条件により調節できる。
【0017】
再生ポリプロピレン系樹脂発泡シートにおける、上記<引張破壊エネルギーの測定方法>に記載の測定方法と同様の方法で測定されるMD方向の引張破断応力とTD方向の引張破断応力の平均値は、0.5~20MPaが好ましく、1~15MPaがより好ましく、2~10MPaがさらに好ましい。
引張破断応力の平均値が上記下限値以上であると、再生ポリプロピレン系樹脂を含む発泡シートの機械的強度を確保しやすくなる。引張破断応力の平均値が上記上限値以下であると、発泡シートを伸ばした際にも柔軟性を維持しやすくなり、成形体の脆さを改善しやすくなる。
【0018】
再生ポリプロピレン系樹脂発泡シートにおける、上記測定方法と同様の方法で測定されるMD方向の引張破断応力は、0.5~20MPaが好ましく、1~15MPaがより好ましく、2~10MPaがさらに好ましい。
MD方向の引張破断応力が上記範囲内であると、再生ポリプロピレン系樹脂を含む発泡シートの機械的強度を確保しやすくなるとともに、発泡シートを伸ばした際にも柔軟性を維持しやすくなり、成形体の脆さを改善しやすくなる。
【0019】
再生ポリプロピレン系樹脂発泡シートにおける、上記測定方法と同様の方法で測定されるTD方向の引張破断応力は、0.5~15MPaが好ましく、1~10MPaがより好ましく、2~5MPaがさらに好ましい。
TD方向の引張破断応力が上記範囲内であると、再生ポリプロピレン系樹脂を含む発泡シートの機械的強度を確保しやすくなるとともに、発泡シートを伸ばした際にも柔軟性を維持しやすくなり、成形体の脆さを改善しやすくなる。
【0020】
再生ポリプロピレン系樹脂発泡シートにおける、上記測定方法で測定されるMD方向の引張破断応力、及びTD方向の引張破断応力は、再生ポリプロピレン系樹脂発泡シートの製造方法、並びに再生ポリプロピレン系樹脂発泡シートを構成する再生ポリプロピレン系樹脂及びその他の樹脂の種類、組成及びこれらの組合と製造条件により調節できる。
【0021】
再生ポリプロピレン系樹脂発泡シートにおける、上記<引張破壊エネルギーの測定方法>に記載の測定方法と同様の方法で測定されるMD方向の引張破断伸度とTD方向の引張破断伸度の平均値は、5~400%が好ましく、8~300%がより好ましく、10~200%がさらに好ましい。
引張破断伸度の平均値が上記下限値以上であると、再生ポリプロピレン系樹脂を含む発泡シートの脆さを改善しやすくなる。引張破断伸度の平均値が上記上限値以下であると、発泡シートを伸ばした際にも機械的強度を維持しやすくなり、成形体の機械的強度も改善しやすくなる。
【0022】
再生ポリプロピレン系樹脂発泡シートにおける、上記測定方法と同様の方法で測定されるMD方向の引張破断伸度は、1~100%が好ましく、5~50%がより好ましく、10~30%がさらに好ましい。
MD方向の引張破断伸度が上記範囲内であると、再生ポリプロピレン系樹脂を含む発泡シートの脆さを改善しやすくなるとともに、発泡シートを伸ばした際にも機械的強度を維持しやすくなり、成形体の機械的強度も改善しやすくなる。
【0023】
再生ポリプロピレン系樹脂発泡シートにおける、上記測定方法と同様の方法で測定されるTD方向の引張破断伸度は、5~500%が好ましく、10~400%がより好ましく、20~300%がさらに好ましい。
TD方向の引張破断伸度が上記範囲内であると、再生ポリプロピレン系樹脂を含む発泡シートの脆さを改善しやすくなるとともに、発泡シートを伸ばした際にも機械的強度を維持しやすくなり、成形体の機械的強度も改善しやすくなる。
【0024】
再生ポリプロピレン系樹脂発泡シートにおける、上記測定方法と同様の方法で測定されるMD方向の引張破断伸度とTD方向の引張破断伸度との差は、1~300%が好ましく、3~250%がより好ましく、5~100%がさらに好ましく、5~50%が特に好ましく、5~30%が最も好ましい。
MD方向の引張破断伸度とTD方向の引張破断伸度との差が上記範囲内であると、発泡シートの異方性を低減し発泡シート及び成形体の使用時の変形や歪みを改善しやすくなる。
【0025】
再生ポリプロピレン系樹脂発泡シートにおける、上記測定方法で測定されるMD方向の引張破断伸度、及びTD方向の引張破断伸度は、再生ポリプロピレン系樹脂発泡シートの製造方法、並びに再生ポリプロピレン系樹脂発泡シートを構成する再生ポリプロピレン系樹脂及びその他の樹脂の種類、組成及びこれらの組合せと製造条件により調節できる。
【0026】
発泡シートの密度(見掛け密度)は、例えば0.05~1.0g/cm3が好ましく、0.1~0.5g/cm3がより好ましく、0.15~0.3g/cm3がさらに好ましい。上記下限値以上であると成形性や強度を確保しやすく、上記上限値以下であると成形品の断熱性、軽量性を確保しやすい。
本明細書において見掛け密度は、実施例に記載された方法で測定できる。
【0027】
発泡シート1の厚みは、例えば0.5~5.0mmが好ましく、1.0~3.0mmがより好ましい。発泡シートの厚みが上記下限値以上であれば、十分な強度を得られやすい。上記上限値以下であれば、成形加工が容易である。
本明細書において厚みは、実施例に記載された方法で測定できる。
【0028】
発泡シートの坪量は、例えば200~600g/m2が好ましく、300~500g/m2がより好ましく、350~480g/m2がさらに好ましい。上記下限値以上であると成形性を確保しやすく、上記上限値以下であると成形品の軽量性を確保しやすい。
本明細書において坪量は、実施例に記載された方法で測定できる。
【0029】
発泡シートの連続気泡率は、30%以下が好ましく、25%以下がより好ましく、20%以下がさらに好ましい。連続気泡率上記上限値以下であると成形性や機械的強度を確保しやすい。
本明細書において連続気泡率は、実施例に記載された方法で測定できる。
【0030】
発泡シート全体の平均気泡径は、0.3~3mmが好ましく、0.5~1.5mmがより好ましく、0.6~1.0mmがさらに好ましい。発泡シート全体における平均気泡径が上記範囲内であると、機械的強度を向上しやすくなる。
本明細書において平均気泡径は、実施例に記載された方法で測定できる。
【0031】
再生ポリプロピレン系樹脂発泡シートにおける、見掛け密度、厚み、坪量、連続気泡率、及び平均気泡径は、再生ポリプロピレン系樹脂発泡シートの製造条件、並びに再生ポリプロピレン系樹脂発泡シートを構成する再生ポリプロピレン系樹脂及びその他の樹脂の種類、組成、発泡剤、任意成分及びこれらの組合せと製造条件により調節できる。
【0032】
<再生ポリプロピレン系樹脂>
再生ポリプロピレン系樹脂は、ポリプロピレン系樹脂を熱成形してなる成形体から得られる樹脂である。再生ポリプロピレン系樹脂は、前記成形体を粉砕する等して粉体としたものを使用することができる。
再生ポリプロピレン系樹脂は、直鎖構造を有する再生ポリプロピレン系樹脂、及び分岐構造を有する再生ポリプロピレン系樹脂のいずれであってもよく、発泡シートとしたときの発泡のしやすさ、及び製造コストの低減の観点から、分岐構造を有する再生ポリプロピレン系樹脂が好ましい。再生ポリプロピレン系樹脂以外の分岐構造を有する樹脂と混合して使用する場合、再生ポリプロピレン系樹脂は、直鎖構造を有する再生ポリプロピレン系樹脂であってもよい。
【0033】
前記再生ポリプロピレン系樹脂としては、プロピレンの単独重合体や、プロピレンと重合可能なビニルモノマーとの共重合体等が挙げられる。これらのポリプロピレン系樹脂は、1種単独で用いられてもよいし、2種以上が組み合わされて用いられてもよい。なかでも、ポリプロピレン単独重合体が好ましい。
再生ポリプロピレン系樹脂が共重合体の場合、プロピレン由来の構成単位の含有量は、共重合体100質量%に対し、80質量%以上が好ましく、90質量%以上がより好ましい。
【0034】
再生ポリプロピレン系樹脂の重量平均分子量は20万~50万が好ましく、25万~45万がより好ましく、30万~40万がさらに好ましい。
再生ポリプロピレン系樹脂の重量平均分子量が上記下限値以上であると、発泡シートの機械的強度を向上しやすくなる。再生ポリプロピレン系樹脂の重量平均分子量が上記上限値以下であると、発泡シートを製造する際の樹脂組成物の取り扱い性を向上しやすくなる。再生ポリプロピレン系樹脂の重量平均分子量は、実施例に記載された方法で測定できる。
【0035】
再生ポリプロピレン系樹脂の多分散度は3~8が好ましく、4~8がより好ましく、4~7がさらに好ましい。
再生ポリプロピレン系樹脂の多分散度が上記下限値以上であると、発泡シートの機械的強度を向上しやすくなる。再生ポリプロピレン系樹脂の多分散度が上記上限値以下であると、発泡シートを製造する際の樹脂組成物の取り扱い性を向上しやすくなる。
【0036】
再生ポリプロピレン系樹脂の含有量は、再生ポリプロピレン系樹脂発泡シートを構成する樹脂成分100質量%に対し、10質量%以上が好ましく、10~100質量%がより好ましく、20~90質量%がさらに好ましく、30~80質量%が特に好ましい。
再生ポリプロピレン系樹脂の含有量が上記下限値以上であると、環境負荷を低減しやすくなる。再生ポリプロピレン系樹脂の含有量が上記上限値以下であると、発泡シートとしたときに発泡しやすくなる。
【0037】
前記再生ポリプロピレン系樹脂の、下記測定方法で測定される引張試験における引張降伏応力は、10~50MPaが好ましく、15~45MPaがより好ましく、20~40MPaがさらに好ましい。
前記引張降伏応力が上記範囲内であると、機械的強度を向上しやすい。
<引張降伏応力の測定方法>
再生ポリプロピレン系樹脂をJIS K7161-1:2014及びJIS K7161-2:2014に従い、試験片1A型に成型し、つかみ具間隔は115mm、試験速度は1mm/minで測定し、万能試験機データ処理にて、引張降伏応力(MPa)を算出する。
【0038】
前記再生ポリプロピレン系樹脂の、下記測定方法で測定される引張試験における引張破壊呼びひずみは、50~500%が好ましく、75~450%がより好ましく、80~400%がさらに好ましい。
前記引張破壊呼びひずみが上記範囲内であると、脆性を改善しやすい。
<引張破壊呼びひずみの測定方法>
再生ポリプロピレン系樹脂をJIS K7161-1:2014及びJIS K7161-2:2014に従い、試験片1A型に成型し、つかみ具間隔は115mm、試験速度は1mm/minで測定し、万能試験機データ処理にて、引張破壊呼びひずみ(%)を算出する。
【0039】
前記再生ポリプロピレン系樹脂の、上記測定方法で測定される引張試験における引張降伏応力は、前記再生ポリプロピレン系樹脂発泡シートの引張試験におけるMD方向の引張破断応力とTD方向の引張破断応力との平均値の5~20倍が好ましく、6~15倍がより好ましく、7~10倍がさらに好ましい。
前記引張降伏応力と前記引張破断応力の平均値との比が上記範囲内であると、機械的強度を向上しやすい。
【0040】
<その他の樹脂>
発泡シートは、再生ポリプロピレン系樹脂以外のその他の樹脂を含んでもよい。その他の樹脂は熱可塑性樹脂であり、例えばポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアリレート系樹脂、ポリフェニルスルホン系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂等が挙げられる。その他の樹脂は、リサイクル原料由来の再生樹脂であってもよい。
【0041】
再生ポリプロピレン系樹脂以外のポリプロピレン系樹脂としては、高溶融張力ポリプロピレン(HMS-PP)樹脂が好ましい。高溶融張力ポリプロピレン樹脂とは高分子量成分や分岐構造を有する成分をポリプロピレン樹脂中に混合したり、ポリプロピレンに長鎖分岐成分を共重合させたりすることで溶融状態での張力を高めたポリプロピレン樹脂である。高溶融張力ポリプロピレン樹脂は市販されており、例えば、Borealis社製の「WB140HMS」;日本ポリプロ社製の「MFX8」、「MFX6」等が挙げられる。
【0042】
発泡シートに含まれる樹脂の総質量に対して、再生ポリプロピレン系樹脂を含むポリプロピレン系樹脂の含有量は、は95質量%以上が好ましく、98質量%以上がより好ましく、99質量%以上がさらに好ましく、100質量%が特に好ましい。
【0043】
発泡シートに含まれる樹脂の総質量に対して、再生ポリプロピレン系樹脂以外のポリプロピレン系樹脂の含有量は、90質量%以下が好ましく、80質量%以下がより好ましく、10~80質量%がさらに好ましく、20~70質量%が特に好ましい。
再生ポリプロピレン系樹脂以外のポリプロピレン系樹脂の含有量が上記下限値以上であると、発泡シートとしたときに発泡しやすくなる。再生ポリプロピレン系樹脂の含有量が上記上限値以下であると、環境負荷を低減しやすくなる。
【0044】
発泡シートを構成する再生ポリプロピレン系樹脂を含む樹脂成分の融点は、150℃以上170℃以下が好ましく、155℃以上165℃以下がより好ましい。樹脂成分の融点が上記下限値以上であると、発泡シートの耐熱性をより高めやすい。樹脂成分の融点が上記上限値以下であると、熱成形性をより向上しやすい。
樹脂成分の融点は、JIS K7121:1987「プラスチックの転移温度測定方法」に記載の方法により測定される。
【0045】
<任意成分>
発泡シートは、界面活性剤、気泡調整剤、架橋剤、充填剤、難燃剤、難燃助剤、滑剤(炭化水素、脂肪酸系、脂肪酸アミド系、エステル系、アルコール系、金属石鹸、シリコーン油、低分子ポリエチレン等のワックス等)、展着剤(流動パラフィン、ポリエチレングリコール、ポリブテン等)、着色剤、熱安定化剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤等の添加剤を含有してもよい。
任意成分としては、気泡調整剤、安定剤、難燃剤、帯電防止剤、着色剤等が挙げられる。
これらは再生ポリプロピレン系樹脂発泡シートにおいて公知の添加剤を適宜用いることができる。
【0046】
気泡調整剤としては、例えば、タルク、シリカ、マイカ、雲母等の無機粉末、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂粉末、多価カルボン酸等の酸性塩、多価カルボン酸と炭酸ナトリウム又は重炭酸ナトリウムとの混合物などが挙げられる。気泡調整剤は1種でもよく2種以上併用してもよい。
気泡調整剤の含有量は、発泡シートに含まれる樹脂の総量(再生ポリプロピレン系樹脂とその他の樹脂の合計)100質量部に対して、例えば、0.01~5.0質量部が好ましい。
【0047】
上述の任意成分は、それぞれ1種単独でもよいし、2種以上の組み合わせでもよい。
発泡シートに含まれる任意成分の総量は、発泡シートに含まれる樹脂の総質量100質量部に対して、0.01~5.0質量部が好ましい。
【0048】
本発明の発泡シートは耐衝撃性に優れる。
発泡シートの衝撃吸収エネルギーは、0.36J以上が好ましく、0.40J以上がより好ましい。衝撃吸収エネルギーが上記範囲内であると、耐衝撃性に優れる。
衝撃吸収エネルギーは、実施例に記載された方法で測定できる。
坪量当たりの衝撃吸収エネルギー(衝撃吸収エネルギー/坪量)が0.00095J/(g/m2)以上である発泡シートを実現できる。衝撃吸収エネルギー/坪量の値が大きいほど耐衝撃性に優れる。
坪量当たりの衝撃吸収エネルギーは、実施例に記載された方法で測定できる。
【0049】
≪再生ポリプロピレン系樹脂発泡シートの製造方法≫
本発明の発泡シートは、従来公知の製造方法に準拠して製造される。
発泡シートの製造方法としては、樹脂組成物を調製し、樹脂組成物をシート状に押し出し、発泡(一次発泡)する方法が挙げられる(押出発泡法)。
発泡シートの製造方法の一例について、
図2を用いて説明する。
図2の発泡シートの製造装置200は、押出発泡成形により発泡シートを得る装置であり、押出機202と、発泡剤供給源208と、サーキュラーダイ210と、マンドレル220と、2つの巻取機240とを備える。
押出機202は、いわゆるタンデム型押出機であり、押出機A202aと押出機B202bとが配管206で接続された構成とされている。第一の押出部202aはホッパー204を備え、押出機A202aには、発泡剤供給源208が接続されている。
押出機B202bには、サーキュラーダイ210が接続され、サーキュラーダイ210の下流には、マンドレル220が設けられている。マンドレル220は、カッター222を備える。
【0050】
まず、樹脂組成物を構成する原料をホッパー204から押出機A202aに投入する。
ホッパー204から投入される原料は、発泡シートを構成する樹脂、及び必要に応じて配合される添加剤等である。
【0051】
押出機A202aでは、原料を任意の温度に加熱しながら混合して樹脂溶融物とし、発泡剤供給源208から発泡剤を押出機A202aに供給し、樹脂溶融物に発泡剤を混合して樹脂組成物とする。
加熱温度は、樹脂の種類等を勘案して、樹脂が溶融し且つ添加剤が変性しない範囲で適宜決定される。
【0052】
樹脂組成物は、押出機A202aから配管206を経て押出機B202bに供給され、さらに混合され、任意の温度に冷却された後、サーキュラーダイ210へ供給される。サーキュラーダイ210から押し出す際の樹脂組成物の温度は140~190℃であり、より好ましくは150~190℃である。
樹脂組成物は、サーキュラーダイ210から押し出され、発泡剤が発泡して円筒状の発泡シート101aとなる。サーキュラーダイ210から押し出された発泡シート101aは、冷却空気211を吹き付けられた後、マンドレル220に供給される。この冷却空気211の温度、量、吹き付け位置との組み合わせにより、発泡シート101aの冷却速度を調節できる。
円筒状の発泡シート101aは、マンドレル220で任意の温度にされ、サイジングされ、カッター222によって2枚に切り裂かれて発泡シート101となる。発泡シート101は、各々ガイドロール242とガイドロール244とに掛け回され、巻取機240に巻き取られて発泡シートロール102となる。
発泡シートの発泡倍数は、例えば、2~20倍とされる。
なお、発泡シートは、押出発泡成形以外の方法により製造されてもよい。
【0053】
<発泡剤>
発泡剤としては、公知の発泡剤を用いることができる。
発泡剤としては、例えば、重曹-クエン酸系発泡剤、炭酸アンモニウム、重炭酸ナトリウム、重炭酸アンモニウム、亜硝酸アンモニウム、カルシウムアジド、ナトリウムアジド、ホウ水素化ナトリウム等の無機系分解性発泡剤;アゾジカルボンアミド、アゾビススルホルムアミド、アゾビスイソブチロニトリル、ジアゾアミノベンゼン等のアゾ化合物;N,N’-ジニトロソペンタンメチレンテトラミン、N,N’-ジメチル-N,N’-ジニトロソテレフタルアミド等のニトロソ化合物;ベンゼンスルホニルヒドラジド、p-トルエンスルホニルヒドラジド、p,p’-オキシビスベンゼスルホニルセミカルバジド、p-トルエンスルホニルセミカルバジド、トリヒドラジノトリアジン、バリウムアゾジカルボキシレート等が挙げられる。気体の発泡剤としては、空気、窒素、炭酸ガス、プロパン、ネオペンタン、メチルエーテル、二塩化フッ化メタン、n-ブタン、イソブタン等が挙げられる。なお、ここで気体とは、常温(15℃~25℃)で気体であることを意味する。一方、揮発性の発泡剤としては、エーテル、石油エーテル、アセトン、ペンタン、ヘキサン、イソヘキサン、ヘプタン、イソヘプタン、ベンゼン、トルエン等が挙げられる。発泡剤は1種でもよく2種以上併用してもよい。
【0054】
樹脂組成物中の発泡剤の含有量は、発泡剤の種類や、比重等を勘案して適宜決定され、例えば、樹脂100質量部に対して0.5~20質量部が好ましく、0.8~5.5質量部がより好ましい。
【0055】
樹脂組成物を押出して発泡させる工程は、公知の手法を用いて行うことができる。
例えば、ダイ(フラットダイやサーキュラーダイ)を装着した押出機に、樹脂組成物を構成する原料(樹脂、任意成分、発泡剤)を供給すると、前記ダイに向かって移送されながら溶融混合されて樹脂組成物となる。樹脂組成物はダイから押出され、発泡剤が発泡して発泡シートとなる。
樹脂組成物を構成する原料のうち発泡剤以外の成分を、予めドライブレンド法又はフルコンパウンド法等により混合し、得られた混合物を前記押出機に供給してもよい。
なお、発泡シートにおける見掛け密度や連続気泡率は、発泡剤や気泡調整剤の量、押出時の樹脂温度等によって調整できる。押出時の樹脂温度は、樹脂が溶融し且つ任意成分が変性しない範囲で設定できる。
【0056】
≪樹脂成形体≫
本実施形態の樹脂成形体は、本実施形態の発泡シートを成形してなる。樹脂成形体としては、食品用トレー、工業用部品搬送トレー等の容器、緩衝材、梱包材、断熱材、電気製品又は自動車等の工業部材、建築部材等が挙げられる。
本実施形態の樹脂成形体は、耐衝撃性に優れることから、例えば、搬送トレー、自動車等の車載部材、建築部材等に好適である。
【0057】
発泡シートを成形する方法としては、公知の熱成形の手法を用いることができる。例えば、以下の工程を有する方法で熱成形できる。
(1)発泡シートを加熱して熱成形可能な状態に軟化させる加熱工程、
(2)軟化した発泡シートを成形型の表面形状に追従するように変形させて製品形状を形成する成形工程、及び
(3)製品形状を形成した発泡シートの不要部分を切断して、目的の樹脂成形体を発泡シートから切り出すトリミング工程。
【0058】
前記(1)加熱工程は、例えば、輻射式加熱ヒーターなどを備えた加熱炉内を、発泡シートが一定時間かけて通過する方法で実施できる。
前記(2)成形工程は、加熱されて軟化した発泡シートを、成形型の表面に接触させて冷却する方法で実施できる。成形型としては、真空成形型、圧空成形型、真空圧空成形型、マッチモールド成形型など、一般的な成形型を使用できる。比較的大きな樹脂成形体を形成する場合は、雄雌一対となった成形型が好ましく、プラグアシスト真空成形型やマッチモールド成形型などを用いることが好ましい。深絞り成形においては、成形時に発泡シートが急激に冷却されて破れや薄肉化が生じる場合があるため、必要に応じて温度調整することが好ましい。
前記(3)トリミング工程は、トムソン刃型やパンチャー(打抜きパンチ)を用いた一般的手法を用いて実施できる。
【0059】
≪用途≫
本実施形態の成形体は、食品容器、電気製品又は自動車等の工業部材に用いる緩衝材、梱包材、構造部材、断熱材等に使用することができる。
【実施例0060】
以下、実施例及び比較例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
実施例及び比較例において使用した原材料を以下に示す。
≪再生ポリプロピレン系樹脂≫
・再生PP(A):再生ポリプロピレン系樹脂、重量平均分子量39万、引張降伏応力27MPa、引張破壊呼びひずみ334%。
・再生PP(B):再生ポリプロピレン系樹脂、重量平均分子量36万、引張降伏応力35MPa、引張破壊呼びひずみ93%。
・再生PP(C):再生ポリプロピレン系樹脂、重量平均分子量40万、引張降伏応力20MPa、引張破壊呼びひずみ20%。
≪その他の樹脂≫
・WB140HMS:ポリプロピレン系樹脂、Borealis社製。
・MFX6:ポリプロピレン系樹脂、日本ポリプロ社製。
【0061】
上記再生ポリプロピレン系樹脂の重量平均分子量(Mw)は、以下の方法で測定した。
6mgの試料を収容した容器にo-ジクロロベンゼン6mLを加えて密栓し、溶液を調製した。溶液は、東ソー(株)製DF-8321を使って、160℃で1時間加熱して試料を溶解させて調製した。この溶液を測定試料とし、次の測定条件でクロマトグラフを用いて測定した。予め測定し、作成しておいた標準ポリスチレンの検量線から試料の重量平均分子量(Mw)を求めた。
使用機器:東ソー(株)製 「HLC-8321GPC/HT」
サンプルカラム:東ソー(株)製 TSKgel GMHHR-H(20)HT2 (7.8mm I.D.×30cm)×3本
サンプルガードカラム:東ソー(株)製 TSKgel guardcolumn HHR(30)HT2(7.5mm I.D.×7.5cm)×1本
リファレンスカラム:東ソー(株)製 TSKgel GMHHR-H(S)HT(7.8mm I.D.×30cm)×2本
リファレンスガードカラム:東ソー(株)製 TSKgel guardcolumn HHR(S)HT(7.5mm I.D.×7.5cm)×1本
移動相:o-ジクロロベンゼン
サンプル流量:1.0mL/min
リファレンス流量:0.5mL/min
検出器:RI
試料濃度:0.1wt%
注入量:300μL
測定時間:34min
(装置各部設定温度)
溶媒ストッカ:40℃
カラムオーブン(カラム温度):160℃
サンプルテーブル:160℃
注入バルブ:160℃
検出器:160℃
検量線用標準ポリスチレン試料は、東ソー(株)製の商品名「High polymer kit」、「oligomer kit」で重量平均分子量が8,420,000、5,480,000、2,110,000、1,090,000、706,000、427,000、190,000、96,400、37,900、17,400、5,060、2,550、1,013、589のものを用いた。
上記検量線用標準ポリスチレンをA(8,420,000、1,090,000、190,000、17,400、1,013)、B(5,480,000、706,000、96,400、5,060、589)及びC(2,110,000、427,000、37,900、2,550)にグループ分けした後、Aを各々10mg秤量後o-ジクロロベンゼン30mLに溶解し、B、Cも各々10mg秤量後o-ジクロロベンゼン100mLに溶解した。標準ポリスチレン検量線は、各A、B及びC溶解液を300μL注入して測定後に得られた保持時間から較正曲線(三次式)を作成することにより得た。その検量線を用いて重量平均分子量を算出した。
【0062】
上記引張降伏応力及び引張破壊呼びひずみは、以下の方法で測定した。
<引張降伏応力及び引張破壊呼びひずみの測定方法>
引張降伏応力及び引張破壊呼びひずみをJIS K7151-1:2014及びJIS K7161-2:2014記載に準拠し測定した。試験片は圧縮成型機にて200℃の条件下で試験片1A型に成型した。試験片の数は5個とした。試験片はJIS K 7100:1999の記号「23/50」、2級の標準雰囲気下で16時間かけて状態調整した後、測定に用いた。測定は同じ環境下で行い、つかみ具間隔は115mm、試験速度は1mm/minとした。得られたグラフより、傾きが最大となる荷重領域を設定し、前記万能試験機データ処理にて引張弾性率を求めた。この弾性率の直線とストロークの交点を伸びの原点とし、引張降伏応力及び引張破壊呼びひずみを自動算出した。以上の測定は、(株)島津製作所製「オートグラフ AG-X plus 100kN」万能試験機、(株)島津製作所製「TRAPEZIUM X」万能試験機データ処理を用いて実施した。
【0063】
[実施例1]
表1に示す原材料及び配合量の樹脂組成物100重量部に対して、気泡核剤としてファインセルマスターPO217K(商品名、重炭酸ナトリウムとクエン酸のマスターバッチ、大日精化社製)を0.025重量部配合した組成物を、口径φ75mmの二軸押出機に供給して加熱溶融後、途中から発泡剤として二酸化炭素を0.85wt%圧入し、溶融混錬した。その後溶融混錬物を発泡に適した173℃まで均一に冷却し、出口口径φ125mmの環状ダイスから大気中に押出発泡させた。押出発泡させた発泡体を引き取り、内部が約15℃で冷却された直径φ339mmマンドレル上に沿って通過させる過程で内面を冷却し、合わせて、マンドレル上でエアーを吹きかけ外面の冷却を行った。冷却された円筒状の発泡体を、その円周上の1点において押出方向にてカッターで切り開くことにより、帯状の発泡シートを作成した。
【0064】
[実施例2、比較例1及び2]
表1に示す原材料及び配合量に変更したこと以外は、実施例1と同様にして発泡シートを得た。
【0065】
得られた発泡シートについて、厚み、坪量、見掛け密度、連続気泡率、平均気泡径、引張破断応力、引張破断伸度、引張弾性率、引張破壊エネルギー、及び衝撃吸収エネルギーを以下の方法で測定した。得られた結果を表1に示す。
【0066】
<厚み>
幅方向(押出流れ方向に直交する方向)における任意の21箇所の位置を測定点とした。この測定点を厚み測定器(株式会社テクロック社製、型式:SM-125)で、0.01mm単位で測定した。この測定値の相加平均を厚みとした。
【0067】
<坪量>
幅方向(押出流れ方向に直交する方向)の両端20mmを除き、幅方向に等間隔に、10cm×10cmの切片10個を切り出し、各切片の質量(g)を0.001g単位まで測定した。各切片の質量(g)の平均値を1m2当たりの質量に換算した値を、坪量(g/m2)とした。
【0068】
<見掛け密度>
気泡構造を変えないように、50cm3のシートを切り出して試験片とし、この試験片の質量と体積を測定し、下記式により全体の見掛け密度を算出した。ただし、試験片は、製造後72時間以上経過(最大90日間)したシートから切り出され、23℃±2℃、50RH%±5RH%の雰囲気条件に24時間放置されたものとした。
見掛け密度(g/cm3)=試験片の質量(g)÷試験片の体積(cm3)
【0069】
<連続気泡率>
発泡シートから、縦25mm×横25mmのシート状サンプルを複数枚切り出した。切り出したサンプルを空間があかないよう重ね合わせて厚み25mmとして試験片とした。得られた試験片の見掛けの体積(cm3)を求めた。見掛けの体積(cm3)は試験片の外寸を1/100mmまで測定して求めた。測定には(株)ミツトヨ製「デジマチックキャリパ」ノギスを用いた。
次に、東京サイエンス(株)製「1000型」空気比較式比重計を用いて、1-1/2-1気圧法により試験片の体積(cm3)を求めた。
下記式により連続気泡率(%)を計算した。連続気泡率は5つの試験片の平均値として求めた。試験片は予め、JIS K7100:1999 記号23/50、2級の環境下で16時間かけて状態を調節し、測定に用いた。測定は同環境下において実施した。なお、空気比較式比重計は、標準球(大28.96cm3 小8.58cm3)にて補正を行った。
連続気泡率(%)=(見掛け体積-空気比較式比重計で測定した体積)/見掛け体積×100
【0070】
<平均気泡径>
発泡シートの幅方向中央部から断面観察用試料1を切り出した。試料の断面は(株)日立ハイテクノロジーズ製走査電子顕微鏡「TM3030Plus」を用いて、50倍に拡大して撮影した。観察する断面の一つは、押出方向(MD方向)に平行し発泡シートの表面に垂直となる平面(
図1の矢印1)で試料を切断した際の断面(以下「MD断面」という)とした。観察する断面のもう一つは、押出方向に直交する平面(
図1の矢印2)での試料を切断した際の断面(以下「TD断面」という)とした。
走査電子顕微鏡で、MD断面、及び、TD断面のそれぞれに対し、2視野ずつ合計4視野の顕微鏡画像を撮影した。
撮影した画像をA4用紙1枚に印刷し、印刷した画像上に押出方向(MD方向)、幅方向(TD方向)に平行になるように、画像の両端を結ぶ直線を任意の位置に3本描き、各方向に直行する厚み方向(VD方向)に平行になるように、シートの裏表面を結ぶ直線を任意の位置に3本描いた。
なお、任意の直線はできる限り気泡が接点でのみ接しないようにした。そしてこの直線が通過する気泡の数を数えた。気泡が接点のみで接してしまう場合には、この気泡も数に加えた。
描いた直線の長さと、画像上のスケールバーを計測し、計測したスケールバーの長さとスケールバーの表示値から画像倍率を算出し次の式から平均弦長を算出した。
平均弦長 t(mm)=直線の実測値/(気泡数×画像倍率)
そして次式により各方向における気泡径を算出した。
気泡径D(mm)=t/0.616
さらにそれらの積の3乗根を平均気泡径とした。
平均気泡径(mm)=(D
MD×D
TD×D
VD)1/3
D
MD:MD方向の気泡径(mm)
D
TD:TD方向の気泡径(mm)
D
VD:VD方向の気泡径(mm)
【0071】
<引張破断応力、引張破断伸度及び引張弾性率>
引張破断応力、引張破断伸度及び引張弾性率をJIS K6251:2010記載に準拠し測定した。試験片は、作製した発泡シートより押出方向(MD方向)及び押出方向に直行する方向(TD方向)に対して、JIS K6251:2010に規定するダンベル状1号形で切り出した。それぞれの方向に対して、試験片の数は5個とした。試験片はJIS K 7100:1999の記号「23/50」、2級の標準雰囲気下で16時間かけて状態調整した後、測定に用いた。測定は同じ環境下で行い、つかみ具間隔は80mm、試験速度は200mm/minとした。得られたグラフより、傾きが最大となる荷重領域を設定し、前記万能試験機データ処理にて引張弾性率を求めた。この弾性率の直線とストロークの交点を伸びの原点とし、引張破断応力及び引張破断伸度を自動算出した。以上の測定は、(株)島津製作所製「オートグラフ AG-X plus 100kN」万能試験機、(株)島津製作所製「TRAPEZIUM X」万能試験機データ処理を用いて実施した。
【0072】
<引張破壊エネルギー>
上記測定方法により得られた引張破断応力及び引張破断伸度のグラフと試験片の見掛け密度よりMD方向及びTD方向の引張破壊エネルギー(J/g)をそれぞれ算出した。さらに、これらの値から、全体の平均値を求めた。
【0073】
<衝撃吸収エネルギー>
フィルムインパクトテスター(安田精機製作所社製、商品名「No.181フィルムインパクトテスター」)により、衝撃吸収エネルギーを測定した。
発泡シートからから100mm×90mmの評価試料を採取し、温度22℃、相対湿度40%となるように調整された環境下で、衝撃球サイズ6.35mmR、振子角度90度での試料の衝撃吸収エネルギー(単位:J)を求めた。
具体的には、衝撃吸収エネルギーを求める試料を評価試料と試料押さえとの間にセットし、指針を1.5Jの線上に置き、振り子止めハンドルを倒して振り子を落下させた。そして、これにより試料が破れて振り子が指針を押して示した目盛りを読み取った。以上の操作を発泡シートの表裏5回ずつ行い、その平均値を求めた。
さらに、衝撃吸収エネルギー/坪量で求められる坪量当たりの衝撃吸収エネルギー(単位:J/(g/m2))を求めた。
【0074】
【0075】
本発明を適用した実施例1及び2は、機械的強度の評価において優れていた。
引張破壊エネルギーが3000J/g未満である比較例1及び2は、実施例1及び2よりも、機械的強度の評価において劣っていた。