特許 7546857 発泡性ポリプロピレンの生成方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-08-30

(45)【発行日】2024-09-09

(54)【発明の名称】発泡性ポリプロピレンの生成方法

(51)【国際特許分類】

   C08J 9/04 20060101AFI20240902BHJP

   C08J 3/20 20060101ALI20240902BHJP

【ＦＩ】

C08J9/04 101

C08J3/20 D CES

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2024069324

(22)【出願日】2024-04-22

【審査請求日】2024-04-22

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】519281251

【氏名又は名称】株式会社リピープラス

(74)【代理人】

【識別番号】100143100

【弁理士】

【氏名又は名称】座間 正信

(72)【発明者】

【氏名】塩野 武男

【審査官】加賀 直人

(56)【参考文献】

【文献】特表２０１８－５１３８９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６３－００６０３２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ０８Ｊ ９／０４

Ｃ０８Ｊ ３／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

二軸押出機を用いて架橋ポリプロピレンを熱可塑化し、発泡性ポリプロピレンを製造する方法において、
架橋ポリプロピレンと添加剤とを混合して混合物を生成する混合工程と、
前記混合物を前記二軸押出機の第一投入部から投入して熱とせん断応力を加えて前記架橋ポリプロピレンを熱可塑化して熱可塑化物を生成する熱可塑化工程と、
前記二軸押出機の第二投入部から非架橋のポリプロピレンを投入し、前記熱可塑化物と前記非架橋のポリプロピレンに熱を加えて混練する混練工程とを、含み、
前記混合工程における前記添加剤の量が、前記架橋ポリプロピレン１００重量部に対して０．１～５重量部であり、
前記添加剤は、熱可塑化した前記架橋ポリプロピレンに発泡性を付与し、１分半減期が１５０℃以上の過酸化物であり、
前記熱可塑化工程における前記せん断応力を５，０００～８，５００ｓ^-1のせん断速度で５～３０秒間発生させ、
前記混練工程において投入される前記非架橋のポリプロピレンの量が、前記架橋ポリプロピレン１００重量部に対して５０～１５０重量部であることを特徴とする発泡性ポリプロピレンの生成方法。

【請求項2】

請求項１に記載の発泡性ポリプロピレンの生成方法において、
前記添加剤が、ｔ－ブチルパーオキシラウレイト、ｔ－ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネイト、ｔ－ヘキシルパーオキシベンゾエイト、ｔ－ブチルパーオキシベンゾエイト、ジクミルパーオキサイド、ジｔ－ヘキシルパーオキサイド、ｔ－ブチルクミルパーオキサイド、ジｔ－ブチルパーオキサイド、ジブチルパーオキサイド、ジ（２－ｔ－ブチルパーオキシイソプルピル）ベンゼン、２，５ジメチル２，５ジ（ｔ－ブチルパーオキシ）ヘキサンから選択される過酸化物を少なくとも１種含むことを特徴とする発泡性ポリプロピレンの生成方法。

【請求項3】

請求項１または２に記載の発泡性ポリプロピレンの生成方法において、
前記混練工程により生成された発泡性ポリプロピレンは、発泡剤を加えて２００℃で３分間発泡させた際、３００％以上の発泡倍率を示すことを特徴とする発泡性ポリプロピレンの生成方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、架橋ポリプロピレンを熱可塑化して発泡性ポリプロピレンを生成する方法に関する。

【背景技術】

【0002】

ポリプロピレン（略称ＰＰ）とは、プロピレンモノマーを重合した熱可塑性樹脂である。ポリプロピレンは汎用樹脂の中で最高の耐熱性を誇り、汎用樹脂としては比較的強度が高く、耐薬品（耐酸、耐アルカリを含む）性に優れ、吸湿性が低いという特長がある。そのため、文具、紙幣、自動車部品、包装材料、繊維製品、プラスチック部品、種々の容器など幅広い用途を持っている。

【0003】

架橋ポリプロピレンとは、ポリプロピレンに架橋剤を添加処理したり、電子線を照射して高分子の分子鎖を立体網目状構造に分子間結合を行わせたポリプロピレンである。架橋ポリプロピレンは通常のポリプロピレンよりも耐熱性や耐衝撃性が向上しており、自動車用部品や航空機部品などに使用されている。一方、架橋ポリプロピレンは熱を加えても溶融しないため、マテリアルリサイクルが非常に困難となっている。

【0004】

そこで、架橋ポリプロピレンをマテリアルリサイクルするために、架橋ポリプロピレンに熱を加えて溶融させる熱可塑化技術が研究されている。熱可塑化とは、架橋ポリプロピレンに適切な熱とせん断応力を与えることで架橋構造を破壊し、低分子量化することで熱を加えると溶解させる技術である。しかし、架橋ポリプロピレンの架橋点を適切に切断することは難しく、単に高温、高せん断力で熱可塑化をおこなうと引張強度や剛性などの物性値が低下する。

【0005】

また、ポリプロピレンは長鎖分岐を生じづらいため、通常の方法で製造したポリプロピレンは発泡剤を加えて加熱しても発泡倍率は２００％以下である。工業的に使用するには発泡倍率が高いことが望まれており、３００％以上あることが好ましい場合が多いため、様々な方法で発泡性の高いポリプロピレンを生成する方法が提案されている。

【0006】

発泡性ポリプロピレンの生成方法は、例えば、特許文献１～３に記載のものが知られている。特許文献１では、適度な流動性を有しメルトテンションが高い改質ポリプロピレン組成物が開示される。特許文献２では、耐熱性、リサイクル性などの特性を有し高倍率発泡体とすることができるポリオレフィン系樹脂組成物およびその製造方法が開示される。特許文献３では、柔軟性、耐熱性に優れたポリプロピレン系軟質発泡体が得られる軟質発泡体用プロピレン系樹脂組成物を提供する方法が開示される。

【0007】

特許文献１に記載の改質ポリプロピレン組成物は、非架橋ポリプロピレンと、メルトフローレートが０．１～１０ｇ／１０分の範囲で沸騰パラキシレン抽出によるゲル分率が０．０１～２５重量％以下である弱架橋ポリプロピレンとからなる。そして、非架橋ポリプロピレンを９９～１重量％、弱架橋ポリプロピレンを１～９９重量％の量で含有させる。

【0008】

特許文献２では、発泡能力を有するポリオレフィン系樹脂架橋組成物（Ｄ）に、粉末状のポリオレフィン系樹脂（Ｅ）を混合する。ポリオレフィン系樹脂架橋組成物（Ｄ）は、ポリオレフィン系樹脂（Ａ）と、１００℃以上の結晶融解ピーク（融点Ｔｍｂ）を有するポリオレフィン系樹脂（Ｂ）（ポリオレフィン系樹脂にはポリプロピレンが含まれる（段落００１３））と、熱分解型化学発泡剤（Ｃ）とを溶融混練する。その後、粉末状に粉砕加工することで得られる（要約、請求項７、［００２８］）。

【0009】

また、特許文献３に記載の軟質発泡体用プロピレン系樹脂組成物は、メタロセン触媒の存在下で重合され、かつ、メルトフローレートが０．１～１０ｇ／１０ｍｉｎ、融点が１００～１５５℃の範囲にあるプロピレン系ランダムブロック共重合体であって、室温下でｎ?デカンに不溶な部分９０～３０重量％と、室温下でｎ?デカンに可溶な部分１０～７０重量％とから構成されるプロピレン系ランダムブロック共重合体（Ａ）５０～９０重量部と、メルトテンションが４～３０ｇの範囲にある改質ポリプロピレン（Ｂ）５０～１０重量部とを含む。

【0010】

【文献】特開２００２－６０５６３号公報

【文献】特開２００４－２６９３７号公報

【文献】特開２００９－８４３０４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

しかしながら、特許文献１に記載の方法で得られる改質ポリプロピレン組成物の発泡倍率は、明細書中の表３より発泡倍率が１８０～２００％と低く、３００％以上の高い発泡倍率の高いポリプロピレンではない。

【0012】

また、特許文献２に記載の方法で得られたポリオレフィン系樹脂組成物は、エチレン－酢酸ビニル共重合体、エチレン－エチルアクリレート共重合体、エチレン－ジエン共重合体、エチレン－プロピレン－ジエン３元共重合体、エチレン－オクテン共重合体、低密度ポリエチレン（特許文献２（００１２）、（００４３）［実施例１］）など、ポリプロピレンよりも剛性が低い高分子化合物が含まれている。従って、ポリプロピレン単独の剛性よりも低いことが示唆される。

【0013】

さらに、特許文献３に記載の軟質発泡体用プロピレン系樹脂組成物は、高価なメタロセン触媒のもとで重合されたプロピレン系ランダムブロック共重合体であり、高価な触媒を使用するために製造コストが高い。またプロピレン系ランダムブロック共重合体は、プロピレンとエチレンとの共重合体（特許文献３（００１９））であり、ポリプロピレンより剛性の低いポリエチレンが含まれるため、ポリプロピレン単独の剛性よりも低いことが示唆される。

【0014】

本発明は、前記の不都合を解消するためになされたものであって、高い発泡倍率と高い剛性を備える発泡性ポリプロピレンの生成方法を提供することを目的とする。また、従来廃棄されていた架橋ポリプロピレンを原料とすることで、マテリアルリサイクルを促進するとともに発泡性ポリプロピレンを安価で生成する方法を提供することを目的とする。この発泡性ポリプロピレンを用いることで、例えば、高い発泡倍率と高い剛性の両方を必要とする用途（例えば車載用発泡体）に好適に用いることが可能となる。

【課題を解決するための手段】

【0015】

本発明に係る発泡性ポリプロピレンの生成方法は、二軸押出機を用いて架橋ポリプロピレンを熱可塑化し、発泡性ポリプロピレンを製造する方法において、架橋ポリプロピレンと添加剤とを混合して混合物を生成する混合工程と、前記混合物を前記二軸押出機の第一投入部から投入して熱とせん断応力を加えて前記架橋ポリプロピレンを熱可塑化して熱可塑化物を生成する熱可塑化工程と、前記二軸押出機の第二投入部から非架橋のポリプロピレンを投入し、前記熱可塑化物と前記非架橋のポリプロピレンに熱を加えて混練する混練工程と、を含み、前記混合工程における前記添加剤の量が、前記架橋ポリプロピレン１００重量部に対して０．１～５重量部であり、前記添加剤は熱可塑化した前記架橋ポリプロピレンに発泡性を付与し、１分半減期が１５０℃以上の過酸化物であり、前記熱可塑化工程における前記せん断応力を５，０００～８，５００ｓ^-1のせん断速度で５～３０秒間発生させ、前記混練工程において投入される前記非架橋のポリプロピレンの量が、前記架橋ポリプロピレン１００重量部に対して５０～１５０重量部であることを特徴とする。

【0016】

また、前記添加剤が、ｔ－ブチルパーオキシラウレイト、ｔ－ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネイト、ｔ－ヘキシルパーオキシベンゾエイト、ｔ－ブチルパーオキシベンゾエイト、ジクミルパーオキサイド、ジｔ－ヘキシルパーオキサイド、ｔ－ブチルクミルパーオキサイド、ジｔ－ブチルパーオキサイド、ジブチルパーオキサイド、ジ（２－ｔ－ブチルパーオキシイソプルピル）ベンゼン、２，５ジメチル２，５ジ（ｔ－ブチルパーオキシ）ヘキサンから選択される過酸化物を少なくとも１種含むことを特徴とする。

【0017】

さらに、前記混練工程により生成された発泡性ポリプロピレンは、発泡剤を加えて２００℃で３分間発泡させた際、３００％以上の発泡倍率を示すことを特徴とする。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、１分半減期が１５０℃以上の過酸化物を用いて架橋ポリプロピレンを熱可塑化し、非架橋のポリプロピレンを混練することで、安価な費用で、高い発泡倍率と高剛性をもつ発泡性ポリプロピレンが得られる。得られた発泡性ポリプロピレンは発泡剤を加えて発泡させることにより、高い発泡倍率と高剛性が必要とされる用途、例えば車の内装材や車載用エアコンダクトの保護材などに使用することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の実施形態に係る二軸押出機の内部構造を示した断面概略図である。

【図2】本発明の実施形態に係る二軸押出機のシリンダ内部に配置された２本のスクリューを平面視で示す部分断面図である。

【図3】本発明の実施形態に係る発泡性ポリプロピレンの生成方法の工程図である。

【図4】本発明の実施例１に係る発泡性ポリプロピレンに発泡剤を加えて２００℃３分間発泡させた発泡体の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

【0021】

＜装置の説明＞
架橋ポリプロピレンの熱可塑化は押出機を用いて行なうが、押出機にはスクリューが１本だけの一軸押出機とスクリューが２本ある二軸押出機とに大別できる。二軸押出機は一軸押出機に比べて、添加剤や充填剤など異なる成分の均一混合効率に優れる、摩擦熱の影響が少なく発熱を抑えられる、内部材料流れが複雑となりより大きなせん断応力を材料にかけることができる、などの利点がある。そのため、本発明においては二軸押出機を用いて試験を行なった。

【0022】

図１は、本発明の実施形態に係る二軸押出機１０の内部構造を示した断面概略図である。また、図２は、二軸押出機１０のシリンダ１２内部に配置された２本のスクリュー１３を平面視で示す部分断面図である。

【0023】

図１に示すように二軸押出機１０は、駆動部１４からシリンダ１２が延在しており、さらに架橋ポリプロピレンなどを投入するための第一投入部１６及び第二投入部２４を備える。そして、シリンダ１２内には順番に、第一輸送部１８、第一混練部２０、第二輸送部２６、第二混練部２８及び第三輸送部３２が設けられている。第一輸送部１８、第一混練部２０、第二輸送部２６、第二混練部２８、第三輸送部３２のそれぞれは２本の対になるスクリュー１３を有する。ここで、第一輸送部１８、第二輸送部２６、第三輸送部３２のスクリューは輸送に適した形状のスクリューである。また、第一混練部２０のスクリューは熱可塑化に適した形状のスクリューで、第二混練部２８のスクリューは混練に適した形状のスクリューで構成されている。

【0024】

駆動部１４には図示しないモーターが配設されており、駆動部１４のモーターは、第一輸送部１８のスクリューと接続され、さらに、各スクリューは、隣接するスクリューと接続している。そのため、駆動部１４内のモーターが駆動すると、第一輸送部１８、第一混練部２０、第二輸送部２６、第二混練部２８及び第三輸送部３２の各スクリューが同時に回転する。そのため、第一輸送部１８、第一混練部２０、第二輸送部２６、第二混練部２８及び第三輸送部３２のスクリューの回転数は同一となる。さらに、シリンダ１２内部を所定の温度に保つための図示しないヒーターなどの加熱手段が設けられている。なお、図１では、第一輸送部１８、第二輸送部２６及び第三輸送部３２をハッチングで示し、第一混練部２０及び第二混練部２８を小さい四角の集まりとして示しているが、これらはそれぞれの部位の位置を示すための便宜的なものであることに留意されたい。

【0025】

第一輸送部１８の上部には第一投入部１６が設けられており、二軸押出機１０の外部で混合された混合物は第一投入部１６から投入され、ヒーターなどで加熱された第一輸送部１８で加熱溶融されて第一混練部２０へと移送される。

【0026】

第一混練部２０は、高いせん断応力が生じるようにスクリューとシリンダの幅が狭く調整されている。第一混練部２０の上部に第一脱気部２２が設けられており、第一輸送部１８から移送された混合物は第一混練部２０でせん断応力と熱を加えられることで架橋ポリプロピレンが熱可塑化される。そのときに発生した気体は第一脱気部２２を通り二軸押出機１０の外部へと排出される。その後、熱可塑化された混合物は第二輸送部２６へと移送される。

【0027】

ここで、せん断応力τとは、物体内部のある面と別な面を互い違いに平行方向に変形させたときに作用する応力のことである。変形させるのにかけた力をＦ、変形させた面積をＡとするとせん断応力はＦ／Ａで表わされ、単位はτ（Ｐａパスカル）＝Ｆ（Ｎニュートン）／Ａ（面積ｍ^２）となる。

【0028】

また、せん断応力τ（Ｐａ）はせん断速度γ（ｓ^-1）とポリプロピレンの粘度μ（Ｐａ・ｓ）との積で表される。すなわちτ＝μγとなる。なお、せん断速度γの単位は秒の逆数（１／ｓ）で表わされる。ここでポリプロピレンの粘度μはポリプロピレンの種類と温度により定まるため、せん断応力τはせん断速度によりコントロールすることが一般的である。

【0029】

ここで、せん断速度γ（ｓ^-1）は押出機のシリンダとスクリューのクリアランスｔ（ｍｍ）およびスクリューの先端頂部の速度ｖ（ｍｍ／ｓ）からγ＝ｖ／ｔとなる。なお、このスクリューの先端頂部の速度ｖは、スクリューの回転をＮ（ｒｐｍ）、径をＤ（ｍｍ）とすると、ｖ＝πＮＤ／６０となる。すなわち、せん断速度はγ＝πＮＤ／６０ｔで表わされる。ここでπは円周率を表わす。なお、せん断速度の式より、クリアランスが大きいとせん断速度は小さくなり、逆にクリアランスが小さいとせん断速度は大きくなる。そして、第一混練部２０のクリアランスは第２混練部２８のクリアランスよりも小さいため、第一混練部２０のせん断速度は第２混練部２８よりも大きく設定されている。

【0030】

第二輸送部２６は、第一混練部２０と第二混練部２８とに接続されており、また第二輸送部２６の上部には第二投入部２４が設けられている。第二投入部２４から投入された個体の投入物は、ヒーターなどで加熱された第二輸送部２６内で溶融し、第一混練部２０から移送された混合物と共に第二混練部２８へと移送される。

【0031】

第二混練部２８は第二輸送部２６と第三輸送部３２と接続しており、混合及び混練作用が生じる２本のスクリューを有する。そして第二混練部２８では第二輸送部２６から移送された熱可塑化された混合物と投入物とを均一に混練できる。その後、混練された発泡性ポリプロピレンは第三輸送部３２へと移送される。なお、ここで「混合」は、２つ以上の材料を混ぜること全般を意味する。また「混練」は、比較的粘度が高い少なくとも１つの材料（ここでは、溶融状態の熱可塑化された架橋ポリプロピレン）に別の材料（ここでは、溶融状態の非架橋ポリプロピレン）を混ぜた上で練ることを意味する。

【0032】

第三輸送部３２は第二混練部２８と排出部３４と接続している。そして、第三輸送部３２の上部には第二脱気部３０が設けられており、シリンダ１２内部で発生した気体が外部に排出される構造となっている。第二混練部２８から移送された発泡性ポリプロピレンは第三輸送部３２を通り排出部３４から外部へと排出される。

【0033】

＜工程の説明＞
次に、図３を用いて本発明の実施形態に係る発泡性ポリプロピレンの生成方法について説明する。図３は、本発明の実施形態に係る発泡性ポリプロピレンの生成方法の工程図である。

【0034】

（準備工程：Ｓ１）
スタート時に二軸押出機１０の電源が投入される。そうすると二軸押出機１０の駆動部１４内にあるモーターが回転し、駆動部１４に接続した第一輸送部１８、第一混練部２０、第二輸送部２６、第二混練部２８及び第三輸送部３２のそれぞれのスクリューが回転する。同時に加熱機構によりシリンダ１２内部が所定の温度に加熱され、装置が十分に安定するまで所定の時間が保たれる。

【0035】

上述したようにせん断速度はγ＝πＮＤ／６０ｔの式で表わされるが、第一混練部におけるせん断速度は５，０００～１５，０００ｓ^-1、好ましくは６，０００～８，５００ｓ^-1となるようにスクリューの回転速度が設定される。第一混練部において５，０００ｓ^-1未満のせん断速度の場合では熱可塑化が十分に進行しない。また、１５，０００ｓ^-1を超えるせん断速度をかけると得られる発泡性ポリプロピレンの物性値が著しく低下する。

【0036】

また、第一混練部におけるせん断応力は５～３０秒間発生させることが好ましく、さらには１０～１５秒間発生させることが好ましい。５秒間未満の時間では熱可塑化が十分に進行せず、３０秒より長くせん断応力をかけると得られる発泡性ポリプロピレンの物性値が著しく低下する。

【0037】

また、第一混練部２０内の温度は１５０～２８０℃、好ましくは２２０～２５０℃に設定される。第一混練部２０における温度が１５０℃未満だと十分な反応が進行せず架橋ポリプロピレンの熱可塑化が十分に進まない。また、２８０℃を超える温度になると発泡性ポリプロピレンが熱劣化して物性値が大きく低下する。

【0038】

（混合工程：Ｓ２）
次に、二軸押出機１０の外部で架橋ポリプロピレンと添加剤を混合して混合物を生成する。この時、架橋ポリプロピレン１００重量部に対して、添加剤は０．１～５重量部の割合で混合することが好ましい。添加剤の量が０．１重量部よりも少ないと熱可塑化反応が十分に進まず、５重量部より多いと最終的に得られる発泡性ポリプロピレンの物性値が低下する。

【0039】

添加剤は、１分半減期が１５０℃以上の過酸化物であることが好ましい。１分半減期が１５０℃未満だと熱可塑化が始まる前に過酸化物が分解してしまい、架橋ポリプロピレンの熱可塑化が十分にすすまない。なお、１分半減期とは、１分間でその過酸化物の半分（５０％）が分解する温度のことをいう。

【0040】

１分半減期が１５０℃以上の過酸化物を用いて架橋ポリプロピレンを熱可塑化すると、適切に架橋点が切断され、多くの長鎖分岐を有するポリプロピレンが生成される。ポリマーは主鎖と、主鎖から伸びる側鎖とがあるが、側鎖の炭素数が６以上からなる分子鎖を長鎖分岐という。多くの長鎖分岐を有するポリプロピレンは高い発泡倍率を有することが知られている。

【0041】

そのため添加剤は、ｔ－ブチルパーオキシラウレイト、ｔ－ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネイト、ｔ－ヘキシルパーオキシベンゾエイト、ｔ－ブチルパーオキシベンゾエイト、ジクミルパーオキサイド、ジｔ－ヘキシルパーオキサイド、ｔ－ブチルクミルパーオキサイド、ジｔ－ブチルパーオキサイド、ジブチルパーオキサイド、ジ（２－ｔ－ブチルパーオキシイソプルピル）ベンゼン、２，５ジメチル２，５ジ（ｔ－ブチルパーオキシ）ヘキサンから選択される過酸化物を少なくとも１種含むことが好ましい。添加剤は１種類のみでもいいし、２種類以上を用いても良い。

【0042】

（第一投入工程：Ｓ３）
架橋ポリプロピレンと添加剤を混合した混合物は第一投入部１６から投入され、第一輸送部１８で二軸のスクリュー回りを回転しながら加熱溶融され、第一混練部２０へと導入される。

【0043】

（熱可塑化工程：Ｓ４）
混合物は、第一混練部２０においてせん断応力と熱を加えられて、架橋ポリプロピレンの架橋点が切断され熱可塑化される。熱可塑化が進行する際に発生する気体は第一混練部２０の上側にある第一脱気部２２からシリンダ１２の外に排出される。発生した気体が排出されるため第一混練部２０は大気圧に近い圧力となる。また、第一混練部２０において、１５０℃～２８０℃の温度範囲であることが好ましく、より好適には２２０～２５０℃であることが好ましい。１５０℃未満では架橋プロピレンの熱可塑化が十分に進行せず、２８０℃超えではポリプロピレン自体が分解してしまうためである。

【0044】

（第二投入工程：Ｓ５）
第二投入部２４からは非架橋ポリプロピレンが投入され、第一混練部２０で熱可塑化された混合物とともに第二輸送部２６から第二混練部２８へと導入される。非架橋ポリプロピレンは、第一投入部から投入された架橋ポリプロピレン１００重量部に対して５０～１５０重量部であることが好ましい。

【0045】

第二投入部２４から投入される非架橋ポリプロピレンの量が５０重量部よりも少ないと得られる発泡性ポリプロピレンの物性値が低く、成型品に不良が起こりやすい。また、１５０重量部より多いと得られる発泡性ポリプロピレンの発泡倍率が低くなり適切な発泡体が得られない。

【0046】

（混練工程：Ｓ６）
そして、熱可塑化された混合物と第二投入部２４から投入された非架橋ポリプロピレンは第二混練部２８において混合混練されて均一な発泡性ポリプロピレンが得られる。熱可塑化工程後に非架橋のポリプロピレンを混練するのは成形性をよくするためである。
（排出工程：Ｓ７）
その後、発泡性ポリプロピレンは第三輸送部を通り、排出部３４より二軸押出機１０の外部へと排出され、発泡性ポリプロピレンが得られる。

【0047】

上記のようにして得られた発泡性ポリプロピレンは優れた成型性と機械強度をもち、引張強度が２０ＭＰａ以上、引張伸び率が６００％超、弾性率が４００ＭＰａ以上となる。なお、ポリプロピレンの剛性は弾性率の高さで示される。また、３倍以上の発泡倍率を持つため物理的な強度と高い発泡性が要求される用途に用いることができる。なお、ここでの弾性率は、ものを引っ張ったときの伸びと力の関係から求められる定数のことである。

【0048】

＜実施例及び比較例＞
以下、本発明の実施例および比較例により発泡性ポリプロピレンの結果を示すが、これらの実施例は本発明を限定するものでない。

【0049】

〔引張試験及び伸び試験〕
引張試験及び伸び試験を発泡性ポリプロピレンに対して行った。引張試験及び伸び試験装置は島津製作所製オートグラフＡＧＳシステムを用いた。また引張試験は日本産業規格（ＪＩＳ）Ｋ６９２２－２に準拠して１ｍｍ厚のシート状にプレス成型した発泡性ポリプロピレンをダンベル３号の形状に打ち抜き、５０ｍｍ／ｍｉｎの速度で引張試験機を用いて行った。

【0050】

〔ゲル分率〕
ゲル分率は、ＪＩＳ－Ｋ６７９６に準拠して沸騰熱キシレン中で８時間抽出した。その後、１４０℃で３時間真空乾燥した後の重量を秤量し、抽出前の重量との比から下式によりゲル分率を算出した。
ゲル分率（％）＝（抽出後重量（ｇ）／抽出前重量（ｇ））×１００
なお、原料として使用した架橋ポリプロピレンのゲル分率は５０～８０％であった。

【0051】

〔発泡倍率〕
発泡倍率（％）は、発泡性ポリプロピレンに発泡剤を混合した後、幅が２ｍｍの間隔に保たれ、１５０℃に加熱された二本のロールの間を通して成形した。その後２００℃のオーブン中で３分間加熱して発泡をさせた。発泡倍率（％）は下式により算出した。
発泡倍率（％）＝（発砲後断面積長さ（ｍｍ）／発砲前断面積長さ（ｍｍ））×１００
なお発泡剤は、ＡＤＣＡ（アゾジカーボンアミド）、ＤＰＴ（Ｎ，Ｎ'－ジニトロペンタメチレンテトラミン）、ＯＢＳＨ（４，４'－オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジド）、炭酸水素塩、炭酸塩、炭酸水素ナトリウム系発泡剤などから選ばれた一種類以上の発泡剤を用いることができるが、これらに限定するものではない。

【0052】

次に、本実施例１～８と比較例１～４を詳しく説明する。

【0053】

【表1】

ＸＰＰ：架橋ポリプロピレン、ＭＩ：メルトフローインデックス、○：外観が非常に滑らか、△：外観が凸凹している、最大応力：ＪＩＳＫ６９２２－２に準拠して行った引張試験での最大の引張り強さ

【0054】

以下に実施例１～８を説明する。実施例１～８は架橋ポリプロピレン（ＸＰＰ）１００重量部に添加剤として表１に示すように、０．５～５．０重量部の過酸化物を混合し混合物を生成した。その後、前述した工程により二軸押出機による熱可塑化を行なった後に非架橋のポリプロピレンを混練することで発泡性ポリプロピレンを得て、物性値および発泡倍率を測定した。

【0055】

（実施例１）
図１の二軸押出機１０を用いて第一混練部の温度を２３０℃、スクリュー回転数２５０ｒｐｍ、最高せん断速度８，５００ｓ^-1、せん断時間が１５秒となるように設定した。また、第二混練部２８の樹脂温度は２２０℃、スクリュー回転数２５０ｒｐｍ、最高せん断速度７００ｓ^-1、混錬時間が２０秒となるように設定した（図３ Ｓ１：準備工程）。そして、架橋ポリプロピレンを１００重量部に添加剤としてジクミルパーオキサイド０．５重量部を混合した混合物を得た（図３ Ｓ２：混合工程）。その後、混合物を第一投入部１６から二軸押出機１０に投入した（図３ Ｓ３：投入工程）。そして、第一混練部２０で１５秒間混練をおこない架橋ポリプロピレンが熱可塑化された混合物を生成した（図３ Ｓ４：熱可塑化工程）。ついで、第二投入部２４から非架橋ポリプロピレン１００重量部を投入した（図３ Ｓ５：第二投入工程）。熱可塑化された混合物と第二投入部から投入された第二非架橋ポリプロピレンは第二輸送部２６から第二混練部２８に移送され、混練されて均一な発泡性ポリプロピレンとなり（図３ Ｓ６：混練工程）、第三輸送部３２を通って排出部３４から排出され、発泡性ポリプロピレンを得た（図３ Ｓ７：排出工程）。

【0056】

得られた発泡性ポリプロピレンの剛性を示す弾性率は４８３Ｍｐａであり、その他の物性値（ゲル分率、ＭＩ、弾性率、最大応力及び伸び）は表１に示すとおりであった。また、発泡倍率は４５０％であった。また、得られた発泡体の断面図を図４に示すが、独立した気泡が形成されている。

【0057】

（実施例２）
添加剤としてジクミルパーオキサイド０．５重量部、スクリュー回転数を３５０ｒｐｍ、せん断速度１２，０００ｓ^-1とした以外は実施例１と同様に試験を行い、発泡性ポリプロピレンを得た。得られた発泡性ポリプロピレンの弾性率は４８５Ｍｐａであり、その他の物性値は表１に示すとおりであった。また、発泡倍率は６００％であった。

【0058】

（実施例３）
添加剤としてジクミルパーオキサイド０．１重量部を用いた以外は実施例１と同様に試験を行い、発泡性ポリプロピレンを得た。得られた発泡性ポリプロピレンの弾性率は４３９Ｍｐａであり、発泡倍率は３５０％であった。

【0059】

（実施例４）
添加剤としてジクミルパーオキサイド１．０重量部を用いた以外は実施例１と同様に試験を行い、発泡性ポリプロピレンを得た。得られた発泡性ポリプロピレンの弾性率は４５３Ｍｐａであり、発泡倍率は３１０％であった。

【0060】

（実施例５）
添加剤としてジクミルパーオキサイド２．０重量部を用いた以外は実施例１と同様に試験を行い、発泡性ポリプロピレンを得た。得られた発泡性ポリプロピレンの弾性率は５３８Ｍｐａであり、発泡倍率は４７０％であった。

【0061】

（実施例６）
添加剤としてジクミルパーオキサイド５．０重量部を用いた以外は実施例１と同様に試験を行い、発泡性ポリプロピレンを得た。得られた発泡性ポリプロピレンの弾性率は４６４Ｍｐａであり、発泡倍率は３２０％であった。

【0062】

（実施例７）
添加剤としてジブチルパーオキサイド１．０重量部を用いた以外は実施例１と同様に試験を行い、発泡性ポリプロピレンを得た。得られた発泡性ポリプロピレンの弾性率は５４９Ｍｐａであり、発泡倍率は４５０％であった。

【0063】

（実施例８）
添加剤として２，５ジメチル２，５ジ（ｔ－ブチルパーオキシ）ヘキサン１．０重量部を用いた以外は実施例１と同様に試験を行い、発泡性ポリプロピレンを得た。得られた発泡性ポリプロピレンの弾性率は４７２Ｍｐａであり、発泡倍率は３８０％であった。

【0064】

実施例１～６の結果から、添加剤としてジクミルパーオキサイドを０．１～５重量部混合し熱可塑化を行うことで剛性を示す弾性率は４００Ｍｐａ以上、発泡倍率が３１０～６００％と高い発泡性を示すポリプロピレンが得られた。また、実施例７～８の結果から、添加剤としてジブチルパーオキサイド１．０重量部または２，５ジメチル２，５ジ（ｔ－ブチルパーオキシ）ヘキサン１．０重量部を混合し熱可塑化を行うことで剛性を示す弾性率は４７２～５４９Ｍｐａ、発泡倍率が３８０～４５０％と高い発泡性を示すポリプロピレンが得られた。また、図４に示すように、実施例１で得られた発泡性ポリプロピレンに発泡剤を加えて２００℃で３分間発泡させた発泡体の断面図をみると、各々の気泡がつながっていない独立気泡であることがわかる。高い剛性を得るには独立気泡が好ましい。

【0065】

（比較例１）
以下に比較例１～４を説明する。比較例１は架橋ポリプロピレンに添加剤ジラウロイルパーオキサイド（１分半減期１１３℃）１．０重量部を用いた以外は実施例１と同様に試験を行い、発泡性ポリプロピレンを得た。得られた発泡性ポリプロピレンの弾性率は５１７Ｍｐａであり、発泡倍率は１２０％であった。

【0066】

（比較例２）
比較例２は添加剤を用いない以外は実施例１と同様に試験を行い、発泡性ポリプロピレンを得た。得られた発泡性ポリプロピレンの弾性率は３６４Ｍｐａであり、発泡倍率は１１０％であった。

【0067】

（比較例３）
比較例３は添加剤を用いず、回転数を３５０ｒｐｍとした以外は実施例１と同様に試験を行い、発泡性ポリプロピレンを得た。得られた発泡性ポリプロピレンの弾性率は４３７Ｍｐａであり、発泡倍率は１１０％であった。

【0068】

（比較例４）
比較例４は添加剤を用いず、回転数を４５０ｒｐｍとした以外は実施例１と同様に試験を行い、発泡性ポリプロピレンを得た。得られた発泡性ポリプロピレンの弾性率は５０５Ｍｐａであり、発泡倍率は１１０％であった。

【0069】

比較例１及び２～４に示したように、１分半減期が１５０℃以下の添加剤か、添加剤を用いずに架橋ポリプロピレンの熱可塑化を行うと、発泡倍率は１１０～１２０％と実施例と比べてかなり低く、ほとんど発泡しない結果であった。

【0070】

以上の結果より、添加剤として１分半減期が１５０℃以上の過酸化物を架橋ポリプロピレン１００重量部に対して０．１～５重量部用いて発泡性ポリプロピレンを生成することにより発泡倍率が３００％以上と高い発泡性能を示す発泡性ポリプロピレンが得られることがわかった。

【産業上の利用可能性】

【0071】

本発明によれば二軸押出機を用いて１分半減期が１５０℃以上の過酸化物を架橋ポリプロピレン１００重量部に対して０．１～５重量部用いて発泡性ポリプロピレンを生成することにより高い発泡性能を持つ発泡性ポリプロピレンを生成することができる。また、図４に示すように、発泡性ポリプロピレンの発泡体は独立気泡であるため、高い剛性や断熱性が必要とされる用途での利用が可能となる。

【符号の説明】

【0072】

１０ 二軸押出機
１２ シリンダ
１３ スクリュー
１４ 駆動部
１６ 第一投入部
１８ 第一輸送部
２０ 第一混練部
２２ 第一脱気部
２４ 第二投入部
２６ 第二輸送部
２８ 第二混練部
３０ 第二脱気部
３２ 第三輸送部
３４ 排出部

【要約】

【課題】
高い発泡倍率と高剛性の両方を必要とする用途（例えば車載用発泡体）であっても好適に用いることが可能な発泡性ポリプロピレンの生成方法を提供する。
【解決手段】
添加剤と混合した架橋ポリプロピレンを熱可塑化した後、非架橋のポリプロピレンと混練する。前記添加剤は、熱可塑化した架橋ポリプロピレンに発泡性を付与し、１分半減期が１５０℃以上の過酸化物である。これにより得られる発泡性ポリプロピレンは、高い発泡倍率と高い剛性を示す。
【選択図】図３

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】