特表 2024-506673 高溶融強度ポリプロピレンを含む発泡シート

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-02-14

(54)【発明の名称】高溶融強度ポリプロピレンを含む発泡シート

(51)【国際特許分類】

   C08J 9/04 20060101AFI20240206BHJP

【ＦＩ】

C08J9/04 101

C08J9/04 CES

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023548854

(86)(22)【出願日】2022-02-18

(85)【翻訳文提出日】2023-08-14

(86)【国際出願番号】 EP2022054065

(87)【国際公開番号】W WO2022175445

(87)【国際公開日】2022-08-25

(31)【優先権主張番号】21157928.9

(32)【優先日】2021-02-18

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(31)【優先権主張番号】21157932.1

(32)【優先日】2021-02-18

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(31)【優先権主張番号】21157935.4

(32)【優先日】2021-02-18

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(31)【優先権主張番号】21157966.9

(32)【優先日】2021-02-18

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(31)【優先権主張番号】21157969.3

(32)【優先日】2021-02-18

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】508171804

【氏名又は名称】サビック グローバル テクノロジーズ ベスローテン フェンノートシャップ

(74)【代理人】

【識別番号】100139723

【弁理士】

【氏名又は名称】樋口 洋

(72)【発明者】

【氏名】デゲンハルト，ペーター

(72)【発明者】

【氏名】ファン エス，マルティン アントニウス

(72)【発明者】

【氏名】チューニッセン，マルク レオ ヘンドリック

(72)【発明者】

【氏名】レンデルス，マイケル

【テーマコード（参考）】

4F074

【Ｆターム（参考）】

4F074AA24

4F074AB00

4F074AB05

4F074BA38

4F074BC12

4F074CA22

4F074CC02Z

4F074DA02

4F074DA08

(57)【要約】

本発明は、高溶融強度ポリプロピレンを含むポリマー組成物を含む発泡シートに関し、前記ポリマー組成物は、長さ２０ｍｍ、幅２ｍｍ、開始速度ｖ_０９．８ｍｍ／ｓ、加速度６ｍｍ／ｓ^２の円筒形毛細管を用いて、ＩＳＯ １６７９０：２００５に準拠して２００℃で測定される溶融強度が４５ｃＮ以上、好ましくは５０ｃＮ以上、より好ましくは５５ｃＮ以上、さらに好ましくは６０ｃＮ以上、最も好ましくは６５ｃＮ以上である高溶融強度ポリプロピレンを含む。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

長さ２０ｍｍ、幅２ｍｍ、開始速度ｖ_０ ９．８ｍｍ／ｓ、加速度６ｍｍ／ｓ^２の円筒形毛細管を用いて、ＩＳＯ １６７９０：２００５に準拠して２００℃で測定される溶融強度が、４５ｃＮ以上、好ましくは５０ｃＮ以上、より好ましくは５５ｃＮ以上、さらに好ましくは６０ｃＮ以上、最も好ましくは６５ｃＮ以上である、高溶融強度ポリプロピレンを含むポリマー組成物を含む発泡シート。

【請求項2】

前記高溶融強度ポリプロピレンの溶融強度は、９５ｃＮ以下、例えば９０ｃＮ以下、例えば８７ｃＮ以下である、請求項１に記載の発泡シート。

【請求項3】

前記高溶融強度ポリプロピレンは、プロピレンホモポリマーと、プロピレン、並びにエチレンおよび炭素数４以上１２以下のα－オレフィンから選択される１種以上のコモノマーから誘導される部分を含むプロピレンコポリマーと、からなる群から選択される、請求項１または２に記載の発泡シート。

【請求項4】

前記前記高溶融強度ポリプロピレンは、ＡＳＴＭ Ｄ１２３８（２０１３）に準拠して、温度２３０℃、荷重２．１６ｋｇで測定されるメルトフローレートが０．５ｇ／１０ｍｉｎ以上８．０ｇ／１０ｍｉｎ以下、好ましくは、０．７０ｇ／１０ｍｉｎ以上５．０ｇ／１０ｍｉｎ以下、最も好ましくは、１．０ｇ／１０ｍｉｎ以上４．０ｇ／１０ｍｉｎ以下である、請求項１～３のいずれか１項に記載の発泡シート。

【請求項5】

前記高溶融強度ポリプロピレンは、
前記ポリプロピレン組成物を、少なくとも１種の非フェノール系安定化剤、好ましくはヒンダードアミンからなる群から選択される少なくとも１種の非フェノール系安定化剤とともに、長鎖分岐ポリプロピレンを得るに十分な時間だけ照射するステップであって、前記照射は、減酸素環境で２．０メガラード以上２０メガラード以下の電子線を照射することにより行われ、前記活性酸素の量は、前記減酸素環境下の全体積に対して１５体積％以下であるステップａ）と、前記長鎖分岐ポリプロピレン中のフリージカルを不活性化して、高溶融強度ポリプロピレン組成物を形成するステップｂ）とによって製造される、請求項１～４のいずれか１項に記載の発泡シート。

【請求項6】

前記高溶融強度ポリプロピレンは、前記ポリマー組成物に対して１０重量％以上、好ましくは、１０重量％以上、例えば９９．５重量％以下存在する、請求項１～５のいずれか１項に記載の発泡シート。

【請求項7】

前記ポリマー組成物は追加ポリプロピレンをさらに含む、請求項１～６のいずれか１項に記載の発泡シート。

【請求項8】

前記ポリマー組成物は、造核剤をさらに含み、好ましくは、前記造核剤は、前記組成物に対して０．０１重量％以上５．０重量％以下存在し、および／または、前記造核剤は、タルク、重炭酸ナトリウム、クエン酸、アゾジカルボンアミドおよびこれらの混合物からなる群から選択される造核剤である、請求項１～７のいずれか１項に記載の発泡シート。

【請求項9】

前記ポリマー組成物は、さらに、前記ポリマー組成物に対して、添加剤を０．００１重量％以上５．０重量％以下含む、請求項１～８のいずれか１項に記載の発泡シート。

【請求項10】

前記ポリマー組成物は、前記発泡シート中に、前記発泡シートに対して９５重量％以上存在する、請求項１～９のいずれか１項に記載の発泡シート。

【請求項11】

ＩＳＯ ８４５（２００６）に準拠して測定される密度が６５０ｋｇ／ｍ^３以下２０ｋｇ／ｍ^３以上であり、および／またはＡＳＴＭ Ｄ６２２６－１０に準拠して測定される連続気泡含有率が１５．０％以下である、請求項１～１０のいずれか１項に記載の発泡シート。

【請求項12】

発泡押出プロセスによって製造される、請求項１～１１のいずれか１項に記載の発泡シート。

【請求項13】

前記ポリマー組成物は、前記発泡シート中に９５重量％以上存在し、および／または、前記ポリマー組成物に対する高溶融強度ポリプロピレンの量は、１５重量％以上、２０重量％以上、２５重量％以上、好ましくは３０重量％以上、好ましくは４０重量％以上、好ましくは５０重量％以上、好ましくは６０重量％以上、好ましくは７０重量％以上、好ましくは８０重量％以上、好ましくは９０重量％以上である、請求項１～１２のいずれか１項に記載の発泡シート。

【請求項14】

請求項１～１３のいずれか１項に記載の発泡シートを含む物品。

【請求項15】

請求項１～１３のいずれか１項に記載の発泡シートの製造プロセスであって、
ａ）請求項１～９のいずれか１項に記載のポリマー組成物を提供するステップと、
ｂ）前記ポリマー組成物に対して０．１０重量％以上２０重量％以下の発泡剤を前記ポリマー組成物に添加するステップと、
ｃ）前記ポリマー組成物と前記発泡剤との混合物を発泡プロセス、好ましくは発泡押出プロセスに付して発泡シートを形成するステップと、
ｄ）必要に応じて前記発泡シートを少なくとも一方向に延伸するステップと、を順次含む、請求項１～１３のいずれか１項に記載の発泡シートの製造プロセス。

【請求項16】

物品の製造における請求項１～１３のいずれか１項に記載の発泡シートの使用。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、高溶融強度ポリプロピレンを含むポリマー組成物を含む発泡シート、発泡シートを含む物品、発泡シートの製造プロセス、および発泡シートの使用に関する。

【背景技術】

【0002】

ポリマー発泡体は、例えば建築や建設、自動車用途、食品包装や防護包装などの家庭用用途、消費者向け用途など、幅広い用途で使用されている。発泡体は、機械的剛性、絶縁特性、機械的衝撃に対する緩衝性に優れているため、特に人気がある。加えて、発泡体の使用は原材料の使用削減に大きく貢献している。さらに、発泡体を使用することで、軽量のソリューションが可能になり、コストの観点からだけでなく、より軽い材料を輸送するために必要なエネルギーが少なくて済むという輸送の観点からも有利になる。

【0003】

ポリプロピレン発泡体は、機械的特性、特に剛性（硬度）に優れ、リサイクルが容易であること（一方、ポリスチレンは、廃棄物の分離プロセスにさらなるステップが必要であることなど）、耐薬品性（耐油性、耐酸性）、耐熱性、非吸水性に優れていることなどから、他のポリマー発泡体と比較して優れている。

【0004】

特許文献１は、ポリプロピレン系コポリマーとポリオレフィンとを含む発泡性組成物を開示する。

【0005】

特許文献２は、有機化合物排出量が低い発泡体の製造プロセス、そのプロセスによって得られるポリプロピレン発泡製品、および自動車および食品包装に使用するための発泡体を含む有機化合物排出量の少ない物品の製造プロセスを開示している。

【0006】

特許文献３は、高溶融強度ポリプロピレンをベースとする少なくとも１つの発泡層と造核剤とを含む多層シートをベースとするカップを開示している。

【0007】

特許文献４は、少なくとも１つの外面を有するポリマー発泡体ベース層を含む発泡物品を開示しており、前記外面は、空隙からなる複数の一体発泡表面微細構造を少なくとも１つの領域にわたって含み、前記微細構造は、１０ミクロンを超える少なくとも１つの寸法を有し、発泡体を形成する空隙は、微細構造の最小断面寸法よりも小さい平均断面寸法を有する。

【0008】

ポリプロピレンを発泡させるためには、長鎖分岐ポリプロピレンが一般的に用いられる。このような長鎖分岐ポリプロピレンの一例は、Ｂｏｒｅａｌｉｓから市販されているＤａｐｌｏｙ^ＭＷＢ１４０ＨＭＳである。

【0009】

しかし、長鎖分岐ポリプロピレンを改良することは継続的に望まれている。例えば、長鎖分岐ポリプロピレンを用いて製造された発泡体の加工性、リサイクル性および／または特性を向上させることが好ましい。さらに、ポリプロピレン発泡体のさらなる減量および／またはリサイクル可能性の向上によって、環境への影響を低減する圧力も存在する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0010】

【特許文献1】米国特許出願公開第２０１９／２７６６５３号明細書

【特許文献2】米国特許出願公開第２０２０／０８７４７８号明細書

【特許文献3】米国特許出願公開第２０１８／０２０１７５２号明細書

【特許文献4】米国特許出願公開第２００４／０２５８９０２号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

本発明の目的は、環境への影響を増大させずに（すなわち、必要な原材料の量を増大させずに）、より高い曲げ剛性を有する発泡シートの製造を達成することである。

【課題を解決するための手段】

【0012】

この目的は、長さ２０ｍｍ、幅２ｍｍ、開始速度ｖ_０ ９．８ｍｍ／ｓ、加速度６ｍｍ／ｓ^２の円筒形毛細管を用いて、ＩＳＯ １６７９０：２００５に準拠して２００℃で測定される溶融強度が４５ｃＮ以上、好ましくは５０ｃＮ以上、より好ましくは５５ｃＮ以上、さらに好ましくは６０ｃＮ以上、最も好ましくは６５ｃＮ以上である高溶融強度ポリプロピレンを含むポリマー組成物を含む発泡シートによって達成される。

【0013】

本発明の発泡シートは、全体的な曲げ剛性が向上している。これは、本発明の発泡シート中の溶融強度４５ｃＮ以上の高溶融強度ポリプロピレンにより、ａ）曲げ剛性が増加した発泡体（同じ厚さ）の製造、およびｂ）同じ曲げ剛性（より低い厚さおよび／またはより低い発泡体密度）を達成しながら、より少ない原料を使用して発泡体の製造が可能になることを意味する。り少ない原材料の使用（ダウンゲージ化）は、二酸化炭素排出量（材料が少なく、輸送コストとエネルギーが少ない）という環境の観点からも、また経済（コスト）の観点からも有利である。

【0014】

本明細書で定義されるシートは、長さが幅よりも大きく、幅が厚さよりも大きい形状である。このシートの厚さは、原則としては重要ではないが、例えば５μｍ以上１００ｃｍ以下であってもよい。

【0015】

本発明の文脈において、「発泡」または「発泡体」とは、気体バブル（例えば、空気）の存在により、気泡が存在しない同一材料の密度に比べて、その形状が低い密度を有することを意味する。

【0016】

高溶融強度ポリプロピレン組成物
融強度が４５ｃＮ以上である高溶融強度ポリプロピレン組成物は、例えばＷＯ２００９／００３９３０Ａ１に開示されるプロセスにより得ることができる。ＷＯ２００９／００３９３０Ａ１は、少なくとも１つのポリオレフィン樹脂と少なくとも１つの非フェノール系安定化剤とを含む照射ポリマー組成物を開示し、この照射ポリマー組成物は、ポリオレフィン樹脂と非フェノール系安定化剤とを混合し、この混合物を減酸素環境下で照射することを含むプロセスによって製造される。加えて、溶融強度４５ｃＮ以上の高溶融強度ポリプロピレンは、２０２１年２月１８日現在、ＳＡＢＩＣ（登録商標） ＰＰ ＵＭＳ ５６１ＰとしてＳＡＢＩＣから入手可能である。

【0017】

好ましくは、ポリプロピレン組成物は、
少なくとも１種の非フェノール系安定化剤、好ましくはヒンダードアミンからなる群から選択される少なくとも１種の非フェノール系安定化剤を用いて、前記ポリプロピレン組成物に対して、長鎖分岐ポリプロピレンを得るに十分な時間だけ照射するステップであって、前記照射は、還元酸素環境中で２．０メガラード以上２０メガラード以下の電子線を照射することにより行われ、前記活性酸素の量は、前記還元酸素環境の全体積に対して１５体積％以下であるステップａ）と、
前記長鎖分岐ポリプロピレン中のフリージカルを不活性化して、前記高溶融強度ポリプロピレン組成物を形成するステップｂ）とによって製造される。

【0018】

フリージカルを不活性化する方法は、例えばＷＯ２００９００３９３０Ａ１に記載されているように加熱するなど、当技術分野において知られている。

【0019】

非フェノール系安定化剤の例は、当技術分野に知られており、例えば参照として導入されているＷＯ２００９／００３９３０Ａ１の３７～６０ページに開示されている。好ましくは、非フェノール系安定化剤はヒンダードアミンからなる群から選択される。

【0020】

より好ましくは、非フェノール系安定化剤は、Ｃｈｉｍａｓｓｏｒｂ（登録商標）９４４、Ｔｉｎｕｖｉｎ（登録商標）６２２、Ｃｈｉｍａｓｓｏｒｂ（登録商標）２０２０、Ｃｈｉｍａｓｓｏｒｂ（登録商標）１１９、Ｔｉｎｕｖｉｎ（登録商標）７７０、およびそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも１種のヒンダードアミン、および／または、Ｎ，Ｎ－ジ（水素添加牛脂）アミン（Ｉｒｇａｓｔａｂ（登録商標）ＦＳ－０４２）Ｎ，Ｎ－ジ（水素添加牛脂）アミン（Ｉｒｇａｓｔａｂ（登録商標）ＦＳ－０４２）の直接酸化によって生成されるＮ，Ｎ－ジ（アルキル）ヒドロキシルアミン、Ｎ－オクタデシル－α－ヘプタデシルニトロン、Ｇｅｎｏｘ（登録商標）ＥＰ、ジ（Ｃ１６～Ｃ１８）アルキルメチルアミンオキシド、３－（３，４－ジメチルフェニル）－５，７－ジ－ｔｅｒｔ－ブチル－ベンゾフラン－２－オン、Ｉｒｇａｎｏｘ（登録商標）ＨＰ－１３６（ＢＦｌ）、およびそれらの混合物から選択される少なくとも１種のヒドロキシルアミン、ニトロン、アミンオキシド、またはベンゾフラノン、および／または、トリス（２，４－ジ－ｔｅｒｔ－ブチルフェニル）ホスファイト（Ｉｒｇａｆｏｓ（登録商標）１６８）から選択される少なくとも１種の有機ホスファイトまたはホスホナイトを含む。さらに好ましくは、本主題の非フェノール系安定化剤は、米国特許第６，６６４，３１７号および第６，８７２，７６４号に記載されているものを含むことができ、これらの２つの特許は、引用によって本明細書に全体として組み込まれている。

【0021】

好ましくは、高溶融強度ポリプロピレンの溶融強度は、５０ｃＮ以上、より好ましくは５５ｃＮ以上、さらに好ましくは６０ｃＮ以上、最も好ましくは６５ｃＮ以上であり、および／または好ましくは、高溶融強度ポリプロピレンの溶融強度は、９５ｃＮ以下、例えば９０ｃＮ以下、例えば８７ｃＮ以下である。

【0022】

高溶融強度ポリプロピレンの溶融強度は、長さ２０ｍｍ、幅２ｍｍ、開始速度ｖ０ ９．８ｍｍ／ｓ、加速度６ｍｍ／ｓ２の円筒毛細管を用いて、ＩＳＯ １６７９０：２００５に準拠して２００℃で測定される。

【0023】

本明細書で使用されるポリプロピレンは、プロピレンホモポリマー、プロピレンとα－オレフィンとのコポリマー、異相プロピレンコポリマーである。

【0024】

好ましくは、高溶融強度ポリプロピレンは、プロピレンホモポリマーと、プロピレン、並びにエチレンおよび炭素数４以上１２以下のα－オレフィンからなる群から選択される１種以上のコモノマーから誘導される部分を含むプロピレンコポリマーと、からなる群から選択されるポリプロピレンである。

【0025】

好ましくは、プロピレンコポリマーは、^１３Ｃ ＮＭＲを用いて測定されたとき、エチレンおよび炭素数４以上１２以下のα－オレフィンからなる群から選択される１種以上のコモノマーから誘導される部分を、プロピレンコポリマーに対して１０重量％以下、例えば１．０重量％以上７．０重量％以下含む。例えば、プロピレンコポリマーは、エチレン、１－ブテン、１－ペンテン、１－ヘキセン、４－メチル－１－ペンテン、１－ヘプテン、１－オクテン、１－デセンおよび１－ドデセンからなる群から選択される１種以上のコモノマーから誘導される部分、好ましくはエチレンから誘導される部分を含む。

【0026】

ポリプロピレンおよびポリプロピレンの合成プロセスが知られている。プロピレンホモポリマーは好適な重合条件でプロピレンを重合して得られる。プロピレンコポリマーは、好適な重合条件下で、プロピレンとエチレンなどの１種以上の他のコモノマーとを共重合することにより得られる。プロピレンホモポリマーおよびコポリマーの製造は、例えば、Ｍｏｏｒｅ，Ｅ．Ｐ．（１９９６）ポリプロピレンハンドブック、重合、特徴評価、特性、加工、応用、ハンサー出版社：ニューヨークに記載されている。

【0027】

プロピレンホモポリマー、プロピレンコポリマーおよび異相プロピレンコポリマーは、任意の既知の重合技術および任意の既知の重合触媒系によって製造することができる。技術に関しては、スラリー重合、溶液重合または気相重合を参照することができる。触媒系に関しては、チーグラー・ナッタ、メタロセン、またはシングルサイト触媒系が挙げられる。これらのすべては、それ自体当技術分野で知られている。

【0028】

ＶＤＡ２７８（２０１１－１０）に従って測定されたＶＯＣ値が２５０μｇ／ｇ以下、好ましくは５０μｇ／ｇ以下、および／またはＶＤＡ２７８（２０１１－１０）に従って測定されたＦＯＧ値が５００μｇ／ｇ以下、好ましくは１００μｇ／ｇ以下であることが好ましい。

【0029】

好ましくは、高溶融強度ポリプロピレンは、ＡＳＴＭ Ｄ１２３８（２０１３）に準拠して温度２３０℃、荷重２．１６ｋｇで測定されるメルトフローレートが０．５０ｇ／１０ｍｉｎ以上８．０ｇ／１０ｍｉｎ以下、より好ましくは０．７０ｇ／１０ｍｉｎ以上５．０ｇ／１０ｍｉｎ以下、最も好ましくは１．０ｇ／１０ｍｉｎ以上４．０ｇ／１０ｍｉｎ以下、最も好ましくは１．５ｇ／１０ｍｉｎ以上４．０ｇ／１０ｍｉｎ以下である。

【0030】

好ましくは、高溶融強度ポリプロピレンは、ポリマー組成物に対して１０重量％以上、≧１０重量％以上、より好ましくは９９．５重量％以下存在する。例えば、高溶融強度ポリプロピレンは、ポリマー組成に対して１５重量％以上、２０重量％以上、２５重量％以上、好ましくは３０重量％以上、好ましくは４０重量％以上、好ましくは５０重量％以上、好ましくは６０重量％以上、好ましくは７０重量％以上、好ましくは８０重量％以上、好ましくは９０重量％以上および／または９９．５重量％以下、９９重量％以下、９８．５重量％以下、９８．０重量％以下、９７．０重量％以下、９６．０重量％以下、９５．０重量％以下である。

【0031】

ポリマー組成物は、例えば難燃剤、顔料、潤滑剤、スリップ剤流動促進剤、帯電防止剤、加工安定化剤、長期安定化剤および／またはＵＶ安定化剤などの添加剤をさらに含んでもよい。添加剤は、当業者が決定した任意の必要量で存在してもよいが、ポリマー組成物に対して、好ましくは０．００１重量％以上５．０重量％以下、より好ましくは０．０１重量％以上４．０重量％以下、さらに好ましくは０．０１重量％以上３．０重量％以下、さらに好ましくは０．０１重量％以上２．０重量％以下存在する。

【0032】

一実施形態において、前記ポリマー組成物は、さらに追加ポリプロピレンを含み、好ましくは、前記追加ポリプロピレンを発泡シートに対して１０重量％以上４０重量％以下含む。追加ポリプロピレンは、プロピレンホモポリマー、プロピレンコポリマー、例えば本明細書に記載のプロピレンとα－オレフィンとのコポリマー、または異相プロピレンコポリマー、例えば本明細書に記載の異相プロピレンコポリマーであってもよい。

【0033】

ポリマー組成物は、造核剤をさらに含んでもよい。気泡密度を増加させ、バブルの形成と成長のダイナミクスを変化させるには、造核剤が必要な場合がある（Ｇｅｎｄｒｏｎ、熱可塑性発泡加工、２００５、２０９ページ）。

【0034】

造核剤の量は、ポリマー組成物に対して、例えば０．０１０重量％以上５．０重量％以下、例えば０．０３０重量％以上４．０重量％以下、例えば０．０５０重量％以上３．０重量％以下、好ましくは０．１０重量％以上２．５重量％以下、より好ましくは０．３０重量％以上１．５重量％以下、最も好ましくは０．５０重量％以上１．２重量％以下であってもよい。

【0035】

好適な造核剤は、タルク、シリカ、重炭酸ナトリウムおよびクエン酸の混合物を含むが、これらに限定されない。他の適切な造核剤は、アゾジカルボキサミド、飽和または不飽和脂肪族（Ｃ_１０～Ｃ_３４）カルボン酸のアミンおよび／またはエステルなどのアミドを含む。好適なアミドの例としては、脂肪酸（ビス）アミド、例えばステアリン酸アミド、カプロアミド、カプリルアミド、ウンデシルアミド、ラウラミド、ミリスタミド、パルミタミド、ベヘナミドおよびアラキダミド、ヒドロキシステアリン酸アミドおよびアルキレンジイル－ビス－アルカンアミド、好ましくは（Ｃ_２～Ｃ_３２）アルキレンジイル－ビス－（Ｃ_２～Ｃ_３２）アルカンアミド、例えばエチレンビスステアリン酸アミド（ＥＢＳ）、ブチレンビスステアラミド、ヘキサメチレンビスステアラミド、エチレンビスベヘナミドおよびそれらの混合物が含まれる。好適なアミンとしては、例えば、エチレンビスヘキサミドおよびヘキサメチレンビスヘキサミドのような（Ｃ_２～Ｃ_１８）アルキレンジアミンが含まれる。飽和または不飽和脂肪族（Ｃ_１０～Ｃ_３４）カルボン酸のエステルが脂肪族（Ｃ_１６～Ｃ_２４）カルボン酸のエステルであることが好ましい。好ましくは、造核剤はタルク、重炭酸ナトリウム、クエン酸、アゾジカルボンアミドおよびそれらの混合物からなる群から選択され、より好ましくは、造核剤はタルクである。

【0036】

発泡体を製造するためには、気泡安定化剤を使用する必要がある場合がある。気泡安定化剤は、例えばイソブチレンのような炭化水素の拡散を遅らせて、寸法的に安定化された発泡体を生成する浸透性改質剤である。好ましい気泡安定化剤は、モノステアリン酸グリセリル（ＧＭＳ）、モノパルミチン酸グリセリル（ＧＭＰ）、パルミチン酸エステルおよび／またはアミドを含むが、これらに限定されない（Ｇｅｎｄｒｏｎら，熱可塑性発泡加工，２００５，３１および１４９ページ）。好適なアミドは、例えばステアロイルステアラミド、パルミチドおよび／またはステアラミドである。好適な混合物としては、例えば、ＧＭＳおよびＧＭＰを含む混合物、またはステアラミドおよびパルミトアミドを含む混合物が挙げられる。好ましくは、気泡安定化剤を用いる場合には、モノステアリン酸グリセリルまたはステアラミドである。

【0037】

添加される気泡安定化剤の量は、所望の気泡寸法および発泡シートの製造に使用されるポリマー組成物に依存する。一般に、気泡安定化剤の添加量は、発泡体に対して０．１０重量％以上３．０重量％以下であってもよい。

【0038】

好ましくは、ポリマー組成物は、発泡シート中に、発泡シートに対して９５重量％以上存在する。例えば、ポリマー組成物は、発泡シート中に、発泡シートに対して、９６重量％以上、９７重量％以上、９８重量％以上、９９重量％以上、９９．５重量％以上存在する。発泡シートは、ポリマー組成物から構成されていてもよい。

【0039】

好ましくは、発泡シートの密度は、ＩＳＯ ８４５（２００６）に準拠して測定される密度で、６５０ｋｇ／ｍ^３以上２０ｋｇ／ｍ^３以下、５００ｋｇ／ｍ^３以上３０ｋｇ／ｍ^３以下であることが好ましい。

【0040】

好ましくは、発泡シートは、ＡＳＴＭ Ｄ６２２６－１０に準拠して測定されたる続気泡含有率が１５．０％以下、好ましくは１２．０％以下、より好ましくは１０．０％以下、さらに好ましくは７．０％以下、さらに好ましくは５．０％以下、さらに好ましくは４．０％以下、さらに好ましくは３．０％以下、さらに好ましくは２．０％以下である。

【0041】

ポリプロピレン発泡体および発泡シートの製造プロセスは、当業者の知識範囲に属する。このプロセスでは、気体状または液体状の発泡剤と混合された高溶融強度ポリプロピレン組成物の溶融物が圧力降下により急激に膨張する。連続発泡プロセスに加えて、不連続プロセスも適用可能である。連続発泡プロセスにおいて、ポリプロピレン組成物は、圧力降下により発泡体が形成されるダイを押し出す前に、押出機内で通常２０バールを超える圧力下で溶融され、ガスが充填される。例えば、この発泡押出プロセスでポリプロピレンが発泡するメカニズムがＨ．Ｅ．Ｎａｇｕｉｂ，Ｃ．Ｂ．Ｐａｒｋ，Ｎ．Ｒｅｉｃｈｅｌｔ著，『押出ポリプロピレン発泡体の体積膨張を制御する基本的な発泡メカニズム』，ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｐｐｌｉｅｄＰｏｌｙｍｅｒＳｃｉｅｎｃｅ，９１，２６６１－２６６８（２００４）に説明されている。発泡プロセスはＳ．Ｔ．Ｌｅｅ著，『泡押出』，技術出版社（２０００）に概説している。不連続発泡プロセスでは、ポリプロピレン組成物（ミクロ）粒子に発泡剤を加圧充填し、オートクレーブ内の圧力が急激に緩和される前に溶融温度以下に加熱する。溶解した発泡剤はバブルを形成し、発泡構造体を生成する。

【0042】

好ましくは、本発明の発泡シートは、発泡押出プロセスによって製造される。

【0043】

別の態様では、本発明は、本発明の発泡シートの製造プロセスに関する。特に、本発明は、本発明の発泡シートの製造プロセスであって、
ａ）請求項１～９のいずれか１項に記載のポリマー組成物を提供するステップと、
ｂ）ポリマー組成物に、ポリマー組成物に対して０．１０重量％以上２０重量％以下発泡剤を添加するステップと、
ｃ）ポリマー組成物と発泡剤との混合物に発泡プロセス、好ましくは発泡押出プロセスを施して発泡シートを形成するステップと、を順次含む、製造プロセスにも関する。

【0044】

例えば、発泡剤の量は、所望の密度および使用するポリマー組成物に依存する。発泡剤の使用量は、例えば、ポリマー組成物に対して０．１０重量％以上２０重量％以下であってもよい。

【0045】

適切な物理発泡剤の例としては、イソブタン、ＣＯ２、ペンタン、ブタン、窒素および／またはフルオロ炭化水素が含まれるが、これらに限定されない。好ましくは、物理発泡剤は、イソブタンおよび／またはＣＯ２であり、最も好ましくはイソブタンである。

【0046】

適切な化学発泡剤の例としては、クエン酸またはクエン酸をベースとする材料（例えば、クエン酸と炭酸水素ナトリウムとの混合物）およびアゾジカルボンアミドが含まれるが、これらに限定されない。このような化学発泡剤は、例えば、Ｃｌａｒｉａｎｔ社から、Ｈｙｄｒｏｃｅｒｏｌ（登録商標） ＣＦ－４０Ｅ（登録商標）またはＨｙｄｒｏｃｅｒｏｌ（登録商標） ＣＦ－０５Ｅ（登録商標）として市販することができる。

【0047】

このようにして製造された発泡シートは、それ自体が公知の方法を用いて一軸または二軸に延伸することができる。

【0048】

したがって、本発明は、
ａ）本発明のポリマー組成物を提供するステップと、
ｂ）ポリマー組成物に、例えば、発泡剤をポリマー組成物に対して０．１０重量％以上２０重量％以下添加するステップと、
ｃ）ポリマー組成物と発泡剤との混合物を発泡プロセス、好ましくは発泡押出プロセスに付して発泡シートを形成するステップと、
ｄ）発泡シートを少なくとも一方向に延伸するステップと、を含む、本発明の発泡シートを製造するためのプロセスにも関する。

【0049】

本発明はまた、１軸（例えば縦方向）に延伸された本発明の発泡シート、または２軸（例えば縦方向（ＭＤ）および横方向（ＭＤ）に延伸された本発明の発泡シートのように、少なくとも１方向に延伸された本発明の発泡シートに関する。当業者に知られているように、ＭＤおよびＴＤにおける延伸は、同時に、または連続したステップで行われてもよい。

【0050】

例えば、ＭＤにおける延伸倍率は１．１以上７．０以下、例えば１．１以上３．０以下であってもよい。横方向の延伸倍率は、例えば１．１以上７．０以下、例えば１．１以上３．０以下であってもよい。

【0051】

本発明のシートは、建築および建設、自動車用途、食品包装および保護包装のような家庭用用途、消費者向け用途などに好適に使用することができる。例えば、シートは、カップ、トレー、容器、ボトル、シール、再利用可能なカートリッジを製造するために使用され得る。本発明のシートの他の用途としては、サンドイッチパネル、配管用断熱材、コンクリート用目地材、住宅用断熱材、水槽用断熱材、床用断熱材（床下張り）などが挙げられる。

【0052】

本発明の発泡体の非常に良好な緩衝特性は、使用者に安全性と快適性を提供する。この発泡体は、履物、保護ガード、スポーツ用フロアマット、発泡体ローラーなど、滑り止め性能を必要とする様々な用途に適している。

【0053】

したがって、別の態様では、本発明は、本発明の発泡シートを含む物品に関する。さらに別の態様では、本発明は、建築および建設、自動車用途、食品包装および保護包装のような家庭用用途、消費者向け用途などにおける本発明の発泡シートの使用に関する。

【0054】

本発明はまた、本発明の発泡シートの物品の製造における使用に関し、例えば、物品は、カップ、トレー、容器、ボトル、シール、再利用可能な箱、サンドイッチパネル、配管断熱材、コンクリート目地材、住宅用断熱材、水槽用断熱材または床用断熱材（床下張り）、履物、保護ガード、スポーツ用フロアマットまたは発泡体ローラーである。

【0055】

シートは、使い捨て食品容器のようなポリスチレン発泡体を典型的に使用する用途の代替として使用することができる。

【0056】

なお、本発明は、独立特許請求の範囲に定義された主題、または本明細書に記載された特徴の任意の可能な組み合わせ、特に好ましくは、特許請求の範囲に存在する特徴の組み合わせと組み合わせた主題に関する。したがって、本発明による組成物に関連する特徴のすべての組み合わせが可能であることが理解される。本発明によるプロセスに関する特徴のすべての組み合わせ、および本発明による組成物に関する特徴と本発明によるプロセスに関する特徴のすべての組み合わせが本明細書に記載されている。

【0057】

また、なお、「含む」という用語は、他の要素の存在を排除するものではない。しかしながら、特定の成分を含む製品／組成物に関する記載は、これらの成分からなる製品／組成物も開示していることも理解されるべきである。これらの成分からなる製品／組成物は、製品／組成物を製造するためのより単純で経済的なプロセスを提供するので、有利である可能性がある。同様に、特定のステップを含むプロセスの説明は、これらのステップからなるプロセスも開示していることを理解されるべきである。これらのステップからなるプロセスは、より単純で経済的なプロセスを提供するので、有利である可能性がある。

【0058】

本発明は、本発明を以下の実施例によって説明するが、これらに限定されるものではない。

【発明を実施するための形態】

【0059】

実施例
使用される方法
メルトフローレート
ポリマーのメルトフローレートは、ＡＳＴＭ Ｄ１２３８（２０１３）に準拠して温度２３０℃（ＭＦＲ_２３０）、荷重２．１６ｋｇで測定される。

【0060】

溶融強度
溶融強度はＩＳＯ基準１６７９０：２００５に準拠して測定される。溶融強度は、破断前に例えばレオテンス測定中に溶融糸が伸張することができる最大（引き下げ）力（単位はｃＮ）として定義される。測定は、ＩＳＯ基準１６７９０：２００５の図１に示すようなセットアップを使用して、２００℃でＧｏｅｔｔｆｅｒｔ Ｒｈｅｏｇｒａｐｈ ６０００上で行われた。レオメータは直径１２ｍｍのオーブンを備えている。長さ２０ｍｍ、幅２ｍｍの毛細管を用いた。毛細管の入口角は１８０°（平坦）であった。レオメータのピストンは、９．８ｍｍ／ｓの出口速度ｖ０を得るために０．２７２ｍｍ／ｓの速度で移動した。レオメータに充填した後、温度を安定させ、ポリマーを完全に溶融させるために、溶融物をレオメータ内で５分間保持した。毛細管から離れたストランドを、Ｇｏｅｔｔｆｅｒｔ社のＲｈｅｏｔｅｎｓ ＩＩを用いて６ｍｍ／ｓ^２の加速度で破断するまで引き抜いた。毛細管の出口とＲｈｅｏｔｅｎｓ ＩＩの取り込みホイール間の距離（＝伸長長さ）は１００ｍｍとした。

【0061】

溶融ポリマーを毛細管に押し込むのに必要な圧力、最大延伸力（＝溶融強度）、破断時の最大延伸倍率を記録した。

【0062】

曲げ弾性率
発泡シートのサンプルの曲げ弾性率は、試験速度２０ｍｍ／ｍｉｎを用いてＩＳＯ１２０９－２に準拠した三点曲げ試験である硬質気泡プラスチック－曲げ特性の測定により測定した。発泡シートからスパン６０ｍｍ、幅２０ｍｍのサンプルを切り出した。発泡シートの厚さが維持されるように、縦方向（ＭＤ、押出方向）と横方向（ＴＤ、押出方向と直交する方向、厚さ方向と直交する方向）でサンプルを切断した（表２）。本明細書で用いるように、厚さ方向は、最小寸法を有する発泡シートの寸法である。曲げ弾性率平均値は、曲げ弾性率ＭＤと曲げ弾性率ＴＤとの平均値である。

【0063】

発泡体密度
発泡体密度（ｋｇ／ｍ^３）はＩＳＯ ８４５：２００６に準拠して測定される見かけの総密度である。

【0064】

厚さおよび幅
発泡シートに圧力を加えることなく、発泡シートの厚さおよび幅を測定する。

【0065】

連続気泡含有率
連続気泡含有率は、Ｑｕａｎｔａｃｈｒｏｍｅ Ｐｅｎｔａｐｙｃ ５２００ｅガス比重計を用い、ＡＳＴＭ Ｄ６２２６－１０に基づく方法を用いて測定される。サンプルを水に浸漬し、アルキメデスの原理を用いてサンプルの外形から体積を求めた。サンプルの水への吸収は無視できると仮定した。サンプルから付着水を乾燥した後、比重計によってさまざまな圧力下でＡＳＴＭ Ｄ６２２６－１０（Ｖ_規格）に準拠してサンプル体積を測定した。

【0066】

発泡体の圧縮を最小限に抑えるために、適用される圧力はすべて０．１ｂａｒ未満である。

【数1】

ここで、
Ｖ_規格＝体積サンプル
Ｖ_{チャンバー}＝体積サンプルチャンバー
Ｖ_膨張＝膨張体積。

【0067】

印加圧力（０．０９０ｂａｒ；０．０７５ｂａｒ、０．０６０ｂａｒ、０．０４５ｂａｒ、０．０３５ｂａｒ、０．０２０ｂａｒ、０．０１０ｂａｒ）で発泡体のサンプル体積をプロットした。線形回帰を使用して、測定点を通る線分を当てはめた。ｐ＝０ｂａｒでのＹ軸との線形回帰直線の切片が、以下の式で使用される体積（Ｖ_規格０）である。

【0068】

連続気泡含有率Ｖ_連続（％）は、次の式を使用して計算される。

【数2】

ここで、
Ｏ_Ｖ＝連続気泡含有率［％］
Ｖ＝幾何学的体積
Ｖ_{ＳＰＥＣ＿０}＝０ｂａｒ圧力に補間されたサンプル体積。

【0069】

使用材料
ＰＰ－ＵＭＳ１は、機密性の制限を受けずにＳＡＢＩＣ（登録商標）ＰＰＵＭＳ ５６１Ｐで２０２１年２月１８日にＳＡＢＩＣから購入可能な、メルトフローレートＭＦＲ_２３０ ２．５ｇ／１０ｍｉｎおよび溶融強度７１ｃＮの長鎖分岐プロピレンホモポリマーである。ＳＡＢＩＣ（登録商標）ＰＰＵＭＳ ５６１Ｐは、ＶＤＡ２７８（２０１１－１０）によるＶＯＣ値が、製造後７日間で１０．９ｇ／ｇであった。ＳＡＢＩＣ（登録商標）ＰＰＵＭＳ ５６１Ｐは、ＶＤＡ２７８（２０１１－１０）によるＦＯＧ値が、製造後７日間で５６．４ｇ／ｇであった。

【0070】

ＰＰ－ＨＭＳは、Ｂｏｒｅａｌｉｓ社からＤａｐｌｏｙ^ＴＭ ＷＢ１４０ＨＭＳとして市販されている長鎖分岐プロピレンホモポリマーである。そのメルトフローレートＭＦＲ_２３０は２．２ｇ／１０ｍｉｎであり、溶融強度は４２ｃＮであった。

【0071】

ＰＰ－ＵＭＳ２は、メルトフローレートＭＦＲ_２３０が０．２３ｇ／１０ｍｉｎであり、かつ、溶融強度が６２ｃＮの実験用長鎖分岐プロピレンホモポリマーである。このＰＰ－ＵＭＳ２はＷＯ２００９／００３９３０Ａ１のサンプル１１（ポリマーＢ）に記載されているように、０．０５ｐｐｈ Ｇｅｎｏｘ ＥＰを用いて製造された。

【0072】

タルクは、ＪＭ Ｐｏｌｙｍｅｒｓから購入可能な、７０重量％（ｄ５０は９μｍ）のタルク含有量を持つプロピレンホモポリマーマスターバッチであるＴＡＬＣＯＬＩＮ ＰＰ７０＋である。

【0073】

発泡剤はイソブタンである。

【0074】

発泡シートの製造
発泡シートの製造は、Ｔｈｅｙｓｏｈｎ社製の、アスペクト比（ｌ／ｄ）が４０である３０ｍｍ２軸発泡押出機上で行う。押出機は、水冷装置を備えた９つの電気加熱ゾーン、次いで冷却部、スタティックミキサーおよびダイからなる。ＣＥ５の場合、冷却部の前の温度はＰＰ－ＵＭＳ１の実験より約５℃高くなると予想される。物理発泡剤としてイソブタンを表１の組成に基づいて２．５重量％添加し、押出機の第８のポリマー溶融物に導入した。発泡シートの製造には、厚さ調整可能なスリットダイを用いた。ダイでの圧力が５０ｂａｒとなるように、スリットダイの厚さを調整してダイ圧力を調整した。幅３５ｍｍのスリットダイを用いた。

【0075】

次に、ダブルベルト延伸装置を用いて、表２に示す延伸倍率で発泡シートを縦方向に延伸した。その後、得られたシートを水冷校正ユニットで冷却して、製造した発泡シートの寸法を固定した。延伸倍率は、発泡体が自由に膨張するときの出口速度にダブルベルトユニットの速度を調整することにより調整した。延伸倍率が１のとき、自由膨張時の発泡体の出口速度（ｖ_出口）は、ダブルベルトユニットの速度（ｖ_線速度）に等しい。

【0076】

表１に、高溶融強度ポリプロピレン組成物、発泡押出条件および結果を示す。

【0077】

結論
表１から、本発明による発泡シートを製造した場合、より高い曲げ弾性率平均値が得られることが分かる。曲げ弾性率平均値は、全体的な曲げ剛性のマトリックである。

【0078】

本発明の発泡シート（溶融強度が４５ｃＮ（Ｅ１－Ｅ４）以上の高溶融強度ポリプロピレンを主成分とするポリマー組成物を含む）は、溶融強度が４５ｃＮ（ＣＥ１－ＣＥ４）未満の高溶融強度ポリプロピレンを主成分とするポリマー組成物を含むシートよりも高い全体的な曲げ剛性を示す。

【0079】

したがって、本発明の発泡シートは、より高い全体的な曲げ剛性が要求される用途に使用することができる。同一の全体的な曲げ剛性を必要とする用途には、本発明のより薄い発泡シートおよび／またはより低い発泡密度を有するシートを使用することができる。カーボンフットプリント（材料の削減、輸送コストやエネルギーの削減）という環境の観点からも、経済（コスト）の観点からも、このようないわゆる減量は有利である。

【0080】

さらに、温度２３０℃、荷重２．１６ｋｇでＡＳＴＭ Ｄ１２３８（２０１３）に準拠して測定されるメルトフローレートが１．０以上４．０ｇ／１０ｍｉｎ以下、好ましくは１．５以上４．０ｇ／１０ｍｉｎ以下の高溶融強度ポリプロピレンで製造された本発明の発泡シートは、メルトフローレートが．０ｇ／１０ｍｉｎ未満の高溶融強度ポリプロピレンで製造されたシートと比較して（メルトフローレートが０．２３ｇ／１０ｍｉｎのＣＥ５を参照）、シートのより良好な表面外観をもたらす（実施例Ｅ１～Ｅ４を参照）。

【0081】

メルトフローレートが０．５ｇ／１０ｍｉｎ以上８．０ｇ／１０ｍｉｎ以下、好ましくは０．７０ｇ／１０ｍｉｎ以上５．０ｇ／１０ｍｉｎ以下、より好ましくは１．０ｇ／１０ｍｉｎ以上４．０ｇ／１０ｍｉｎ以下、最も好ましくは１．５ｇ／１０ｍｉｎ以上４．０ｇ／１０ｍｉｎ以下である高溶融強度ポリプロピレン組成物を使用することの別の利点は、押出機を、Ｅ１－Ｅ４およびＣＥ１－ＣＥ４に比べて約５℃高くなることが予想されるＣＥ５よりも低い温度で運転することができることである。商業用発泡押出機では、この温度上昇により最大処理量が制限されるため、このような温度上昇は望ましくない。

【0082】

表１．使用されるポリマー組成物、発泡状態および結果

【表1】

＋：スラブ表面が平滑である。
－：スラブ表面の凹凸が予想される。

【国際調査報告】