发泡颗粒和发泡成形体的制作方法

文档序号:24891424发布日期:2021-04-30 13:18阅读:151来源:国知局
发泡颗粒和发泡成形体的制作方法

本发明涉及发泡颗粒和发泡成形体。更详细而言,本发明涉及以聚碳酸酯系树脂作为基材树脂且具有良好的外观和高机械强度、从低温起至高温为止机械强度的变动受到抑制的发泡成形体、以及能够以良好的成形性制造该发泡成形体的发泡颗粒。

本申请基于2018年9月28日申请的日本特愿2018-185200号、2019年3月26日申请的日本特愿2019-058518号、2019年3月28日申请的日本特愿2019-064060号、2019年3月29日申请的日本特愿2019-067036号和2019年7月31日申请的日本特愿2019-141409号来要求优先权,并将其内容援引至此。



背景技术:

发泡成形体的质量轻,且加工性和形状保持性良好,强度也较高,因此,在以食品托盘、汽车用部件为首的建材、土木资材、照明器具等各种领域中使用。尤其在不要求耐热性的情况下使用聚苯乙烯系树脂制的发泡成形体,在需要缓冲特性、恢复性、柔软性等的情况下,存在使用聚丙烯、聚乙烯等烯烃系树脂制的发泡成形体的倾向。

作为与这些聚苯乙烯系树脂和烯烃系树脂相比通常耐热性高的树脂,有聚碳酸酯系树脂。其是即使在干燥地区、热带地区等气候严苛的场所也能够利用的树脂原材料。该聚碳酸酯系树脂不仅耐热性优异,耐水性、电特性、机械强度、耐老化性和耐化学品性也优异。因此,聚碳酸酯系树脂至今为止被用作建造物的内饰材料,但近年来还期待在活用其优异特性的汽车用部件、包装材料、各种容器等用途中展开应用。

作为聚碳酸酯系树脂的发泡成形体的制法,已知例如使发泡颗粒在模具内发泡和融合的模内发泡成型法。该方法中,准备具有与期望形状对应的空间的模具,并向该空间内填充发泡颗粒,通过加热而使发泡颗粒发泡和融合,由此能够获得具有复杂形状的发泡成形体。然而,该方法中,存在发泡成形体的外观不好且发泡颗粒相互的融合也不充分的课题。

因而,本申请人提出了通过提高发泡颗粒相互的融合性来提供外观良好的发泡成形体的技术(参照专利文献1)。

此外,作为基于模内发泡成形法的发泡成形体,已知以聚苯乙烯系树脂作为基材树脂的成形体(例如参照专利文献2)和以聚烯烃系树脂作为基材树脂的成形体(例如参照专利文献3)等。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2016-188321号公报

专利文献2:日本特开2018-100380号公报

专利文献3:日本特开平11-349724号公报



技术实现要素:

发明要解决的问题

专利文献1中,虽然能够获得外观良好的发泡成形体,但期望通过进一步提高发泡颗粒相互的融合性来提供具有更良好外观和更高机械强度的发泡成形体。

此外,以聚苯乙烯系树脂、聚烯烃系树脂作为基材树脂的发泡成形体在常温(约23℃)附近具有良好的机械强度,但在更低温度、更高温度的环境下有时机械强度降低。因此,期望提供即便环境温度发生变化、其机械强度的变动也受到抑制的发泡成形体。

用于解决问题的方案

本发明人等鉴于上述课题,针对所使用的聚碳酸酯系树脂进行研究,结果意外地发现:通过将发泡颗粒的气泡密度x和平均气泡壁厚设为特定的范围,从而能够使由发泡颗粒得到的发泡成形体的外观和机械强度良好,且能够提高发泡颗粒相互的融合性,从而完成了本发明。

如此,根据本发明,提供一种发泡颗粒(以下有时称为“第一发泡颗粒”),其特征在于,其为以聚碳酸酯系树脂作为基材树脂的发泡颗粒,

前述发泡颗粒具有:

(i)1.0×106个/cm3以上且小于1.0×108个/cm3的气泡密度x[气泡密度x通过下述式来计算:

气泡密度x=(ρ/d-1)/{(4/3)·π·(c/10000/2)3}

(式中,c是指平均气泡直径(μm);ρ是指聚碳酸酯系树脂的密度(kg/m3);d是指发泡颗粒的表观密度(kg/m3))];

(ii)1~15μm的平均气泡壁厚。

此外,本发明人等还意外地发现:通过将发泡颗粒的体积倍数和平均气泡直径设为特定的范围,从而能够使由发泡颗粒得到的发泡成形体的外观和机械强度良好,且能够提高发泡颗粒相互的融合性。

如此,根据本发明,提供一种发泡颗粒(以下有时称为“第二发泡颗粒”),其特征在于,其为以聚碳酸酯系树脂作为基材树脂的发泡颗粒,

前述发泡颗粒在前述发泡颗粒的平均气泡直径除以前述发泡颗粒的体积倍数的情况下具有2.5~12μm/倍的范围内的值。

进而,根据本发明,提供一种由上述发泡颗粒得到的发泡成形体。

此外,提供一种发泡成形体,其特征在于,其为由以聚碳酸酯系树脂作为基材树脂的多个发泡颗粒得到的发泡成形体,

在-40℃、23℃、80℃和140℃的各温度下测定4点的弯曲试验的最大点应力的值,并计算前述4点的值的弯曲试验的最大点应力的平均值时,前述发泡成形体显示0~50%的范围内的前述4点的弯曲试验的最大点应力的值相对于前述平均值的变动率。

发明的效果

根据本发明,可提供以聚碳酸酯系树脂作为基材树脂的外观和机械强度良好且融合性得以提高的发泡成形体、以及能够以良好的成形性制造发泡成形体的聚碳酸酯系树脂的发泡颗粒。

此外,在以下的任意情况下,均可提供以聚碳酸酯系树脂作为基材树脂的外观和机械强度更良好且融合性进一步提高的发泡成形体、以及能够以更良好的成形性制造发泡成形体的聚碳酸酯系树脂的发泡颗粒。

(1)发泡颗粒具有20~640kg/m3的表观密度。

(2)平均气泡直径为20~200μm,聚碳酸酯系树脂的密度为1.0×103~1.4×103kg/m3

(3)发泡颗粒显示1.0×107~1.0×109个/cm3的气泡数密度。

(4)发泡颗粒具有2~20倍的体积倍数。

(5)发泡颗粒具有0~10%的连续气泡率。

进而,根据本发明,可提供即便环境温度发生变化,机械强度的变动也受到抑制的发泡成形体。

此外,在以下的任意情况下,均可提供即便环境温度发生变化,机械强度的变动也进一步受到抑制的发泡成形体。

(1)发泡成形体具有0~50%的连续气泡率。

(2)发泡成形体具有3~30倍的发泡倍数。

(3)在弯曲试验的最大点应力的4点的值分别除以发泡成形体的密度来计算4点的“弯曲试验的最大点应力/密度”和4点的“弯曲试验的最大点应力/密度”的平均值时,发泡成形体显示0~50%的范围内的4点的“弯曲试验的最大点应力/密度”的值相对于前述平均值的变动率。

(4)聚碳酸酯系树脂显示1.0~15.0g/10分钟的mfr。

(5)-40℃的“弯曲试验的最大点应力”在相对于23℃的“弯曲试验的最大点应力”为0~0.88的范围内变化。

附图说明

图1是实施例1a~3a的发泡颗粒和发泡成形体的切断面的照片。

图2是实施例4a~6a的发泡颗粒和发泡成形体的切断面的照片。

图3是比较例1a~3a的发泡颗粒和发泡成形体的切断面的照片。

图4是实施例1b~6b的发泡颗粒和发泡成形体的切断面的照片。

图5是实施例7b~9b的发泡颗粒和发泡成形体的切断面的照片。

图6是比较例1b~3b的发泡颗粒和发泡成形体的切断面的照片。

具体实施方式

1.发泡颗粒

本发明的发泡颗粒包含第一发泡颗粒和第二发泡颗粒。本说明书中,有时将上述第一发泡颗粒和第二发泡颗粒简写为“发泡颗粒”。

首先,本发明中的第一发泡颗粒以聚碳酸酯系树脂作为基材树脂,且具有特定的气泡密度x和平均气泡壁厚。本发明人等发现:通过调整气泡密度x和平均气泡壁厚,从而能够使发泡成形体的外观和机械强度良好,且能够进一步提高发泡颗粒相互的融合性。

此外,本发明中的第二发泡颗粒以聚碳酸酯系树脂作为基材树脂,且具有特定的体积倍数和平均气泡直径。本发明人等发现:通过调整体积倍数和平均气泡直径,从而能够使发泡成形体的外观和机械强度良好,且能够进一步提高发泡颗粒相互的融合性。

1-1.气泡密度x

气泡密度x可设为1.0×106个/cm3以上且小于1.0×108个/cm3。气泡密度x小于1.0×106个/cm3的情况下,有时难以高倍化。气泡密度x为1.0×108个/cm3以上的情况下,有时气泡壁厚变小而成形性变差。优选的气泡密度x为2.0×106个/cm3以上且小于1.0×108个/cm3,更优选的气泡密度x为5.0×106个/cm3~8.0×107个/cm3

此处,气泡密度x可通过下述式来计算:

气泡密度x=(ρ/d-1)/{(4/3)·π·(c/10000/2)3}

式中,c是指平均气泡直径(mm);ρ是指聚碳酸酯系树脂的密度(kg/m3);d是指发泡颗粒的表观密度(kg/m3)。

平均气泡直径c优选为20~200μm的范围。更优选的平均气泡直径c为40~180μm,进一步优选的平均气泡直径c为50~150μm。

聚碳酸酯系树脂的密度ρ优选为1.0×103~1.4×103kg/m3的范围。密度ρ小于1.0×103kg/m3的情况下,耐热温度有时降低。密度ρ大于1.4×103kg/m3的情况下,有时耐热温度上升、难以发泡成形。更优选的密度ρ为1.10×103~1.35×103kg/m3,进一步优选的密度ρ为1.15×103~1.30×103kg/m3

发泡颗粒的表观密度d优选为20~640kg/m3的范围。表观密度d小于20kg/m3的情况下,有时气泡膜变薄而在成形时气泡膜破裂,连续气泡的比例增加,因气泡的压曲而发生发泡颗粒的收缩等。表观密度d大于640kg/m3的情况下,有时气泡膜变厚而成形性降低。更优选的表观密度d为40~400kg/m3,进一步优选的表观密度d为50~200kg/m3

此外,发泡颗粒的体积密度优选为12~600kg/m3的范围。体积密度小于12kg/m3的情况下,有时气泡膜变薄而在成形时气泡膜破裂,连续气泡的比例增加,因气泡的压曲而发生发泡颗粒的收缩等。体积密度大于600kg/m3的情况下,有时气泡膜变厚而成形性降低。更优选的体积密度为24~240kg/m3,进一步优选的体积密度为30~120kg/m3

1-2.平均气泡壁厚

平均气泡壁厚可以设为1~15μm。平均气泡壁厚小于1μm的情况下,有时成型时的成形性、尤其是融合变差。平均气泡壁厚大于15μm的情况下,有时难以高倍化。优选的平均气泡壁厚为1~10μm,更优选的平均气泡壁厚为1~5μm。

1-3.发泡颗粒的平均气泡直径除以发泡颗粒的体积倍数而得的值

发泡颗粒的平均气泡直径除以发泡颗粒的体积倍数而得的值显示2.5~12μm/倍这一范围内的值。该值小于2.5μm/倍的情况下,有时气泡膜变薄而在成形时气泡膜破裂,连续气泡的比例增加,因气泡的压曲而发生发泡颗粒的收缩等。值大于12μm/倍的情况下,有时气泡膜变厚而成形性降低。值优选为3.0~10.0μm/倍、更优选为3.0~6.5μm/倍。

体积倍数优选为2~20倍的范围。体积倍数小于2倍的情况下,有时气泡膜变厚而成形性降低。体积倍数大于20倍的情况下,有时气泡膜变薄而在成形时气泡膜破裂,连续气泡的比例增加,因气泡的压曲而发生发泡颗粒的收缩等。体积倍数更优选为3~18倍、进一步优选为5~16倍。

平均气泡直径优选为20~200μm的范围。平均气泡直径小于20μm的情况下,有时气泡膜变薄而在成形时气泡膜破裂,连续气泡的比例增加,因气泡的压曲而发生发泡颗粒的收缩等。平均气泡直径大于200μm的情况下,有时气泡膜变厚而成形性降低。平均气泡直径更优选为20~150μm、进一步优选为30~120μm。

1-4.气泡数密度

气泡数密度优选显示1.0×107~1.0×109个/cm3。气泡数密度小于1.0×107个/cm3的情况下,有时难以高倍化。气泡数密度为1.0×109个/cm3以上的情况下,有时气泡壁厚度变小而成形性变差。气泡数密度更优选为3.0×107~5.0×108个/cm3

此处,气泡数密度可通过下述式来计算:

气泡数密度=(ρ/d-1)/{(4/3)·π·(c/10000/2)3}

式中,c是指平均气泡直径(mm);ρ是指聚碳酸酯系树脂的密度(kg/m3);d是指发泡颗粒的表观密度(kg/m3)。

平均气泡直径c优选为上述20~200μm的范围。

聚碳酸酯系树脂的密度ρ优选为1.0×103~1.4×103kg/m3的范围。密度ρ小于1.0×103kg/m3的情况下,耐热温度有时降低。密度ρ大于1.4×103kg/m3的情况下,有时耐热温度上升、难以发泡成形。密度ρ更优选为1.10×103~1.35×103kg/m3、进一步优选为1.15×103~1.30×103kg/m3

发泡颗粒的表观密度d优选为20~640kg/m3的范围。表观密度d小于20kg/m3的情况下,有时气泡膜变薄而在成形时气泡膜破裂,连续气泡的比例增加,因气泡的压曲而发生发泡颗粒的收缩等。表观密度d大于640kg/m3的情况下,有时气泡膜变厚而成形性降低。表观密度d更优选为40~400kg/m3、进一步优选为50~250kg/m3

平均气泡壁厚度优选为1~15μm的范围。平均气泡壁厚度小于1μm的情况下,有时成型时的成形性、尤其是融合变差。平均气泡壁厚度大于15μm的情况下,有时难以高倍化。平均气泡壁厚度更优选为1~10μm、进一步优选为1~5μm。

1-5.连续气泡率

连续气泡率优选为0~10%。连续气泡率大于10%的情况下,发泡成形体的成形性有时降低。连续气泡率更优选为0~5%。

1-6.聚碳酸酯系树脂

成为发泡颗粒的基材树脂的聚碳酸酯系树脂可以是直链状聚碳酸酯系树脂,也可以是支链状聚碳酸酯系树脂。

聚碳酸酯系树脂优选具有碳酸与二醇或二元酚的聚酯结构。聚碳酸酯系树脂可以具有脂肪族骨架、脂环族骨架、芳香族骨架等。从进一步提高耐热性的观点出发,聚碳酸酯系树脂优选具有芳香族骨架。作为聚碳酸酯系树脂的具体例,可列举出2,2-双(4-氧基苯基)丙烷、2,2-双(4-氧基苯基)丁烷、1,1-双(4-氧基苯基)环己烷、1,1-双(4-氧基苯基)丁烷、1,1-双(4-氧基苯基)异丁烷、1,1-双(4-氧基苯基)乙烷等由双酚衍生的聚碳酸酯树脂等。

聚碳酸酯系树脂可以包含除聚碳酸酯树脂之外的其它树脂。作为其它树脂,可列举出丙烯酸系树脂、饱和聚酯系树脂、abs系树脂、聚苯乙烯系树脂、聚烯烃系树脂、聚苯醚系树脂等。聚碳酸酯系树脂优选包含50重量%以上的上述聚碳酸酯树脂。

此外,聚碳酸酯系树脂优选具有1.0~20.0g/10分钟的mfr,更优选为2.0~15.0g/10分钟。该范围的树脂适合于发泡,更容易高发泡化。进而,聚碳酸酯系树脂优选具有1.0~15.0g/10分钟的mfr,更优选为1.0~14.0g/10分钟,进一步优选为1.0~12.0g/10分钟。该范围的树脂能够适合地实现后述发泡成形体的变动率x。

1-7.发泡颗粒的形状

发泡颗粒的形状没有特别限定。可列举出例如球状、圆柱状等。其中,优选尽可能近似球状。即,发泡颗粒的短径与长径之比优选尽可能近似1。

发泡颗粒优选具有1~20mm的平均粒径。平均粒径是用通过使用振实型筛振动机进行分级而得到的d50表示的值。

1-8.发泡颗粒的制造方法

发泡颗粒可通过使发泡剂浸渗至树脂颗粒而得到发泡性颗粒,并使发泡性颗粒发泡来获得。

1-8-1.发泡性颗粒的制造

发泡性颗粒可通过使发泡剂浸渗至聚碳酸酯系树脂制的树脂颗粒来获得。

树脂颗粒可通过公知方法来获得。可列举出例如通过将聚碳酸酯系树脂根据需要与其它添加剂一同在挤出机中熔融混炼并挤出而得到线料,将所得线料在空气中进行切割、在水中进行切割、边加热边切割,由此进行造粒的方法。树脂颗粒可以使用市售的树脂颗粒。树脂颗粒中,根据需要除了包含树脂之外还可以包含其它添加剂。作为其它添加剂,可列举出增塑剂、阻燃剂、阻燃助剂、抗静电剂、展着剂、气泡调节剂、填充剂、着色剂、耐候剂、防老剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂、润滑剂、防雾剂和香料等。

接着,作为浸渗至树脂颗粒的发泡剂,可以使用已知的挥发性发泡剂、无机发泡剂。作为挥发性发泡剂,可列举出丙烷、丁烷和戊烷等脂肪族烃;芳香族烃、脂环式烃、脂肪族醇等。作为无机发泡剂,可列举出二氧化碳、氮气、空气、非活性气体(氦气、氩气等)等。这些发泡剂可以组合使用2种以上。这些发泡剂之中,优选为无机发泡剂,更优选为二氧化碳。

发泡剂的含量(浸渗量)相对于聚碳酸酯系树脂100重量份优选为3~15重量份。若发泡剂的含量小于3重量份,则有时发泡力变低,难以良好地发泡。若含量超过15重量份,则有时增塑化效果变大,在发泡时容易发生收缩,在生产率变差的同时,难以稳定地获得期望的发泡倍数。更优选的发泡剂的含量为4~12重量份。

作为浸渗方法,可列举出通过将树脂颗粒分散在水系中,边搅拌边压入发泡剂而使其浸渗的湿式浸渗法;向可密闭的容器中投入树脂颗粒,压入发泡剂而使其浸渗的实质上不使用水的干式浸渗法(气相浸渗法)等。特别优选为不使用水即可浸渗的干式浸渗法。使发泡剂浸渗至树脂颗粒时的浸渗压力、浸渗时间和浸渗温度没有特别限定。

从高效地进行浸渗、得到更良好的发泡颗粒和发泡成形体的观点出发,浸渗压力优选为0.5~10mpa(表压)。更优选为1~4.5mpa(表压)。

浸渗时间优选为0.5~200小时。小于0.5小时的情况下,发泡剂在树脂颗粒中的浸渗量降低,因此,有时难以获得充分的发泡力。长于200小时的情况下,生产率有时降低。更优选的浸渗时间为1~100小时。

浸渗温度优选为0~60℃。小于0℃的情况下,发泡剂在树脂中的溶解性提高,发泡剂浸渗至必要程度以上。此外,发泡剂在树脂中的扩散性降低。因而,有时难以在期望时间内获得充分的发泡力(1次发泡力)。高于60℃的情况下,发泡剂在树脂中的溶解性降低,发泡剂的浸渗量降低。此外,发泡剂在树脂中的扩散性提高。因而,有时难以在期望时间内获得充分的发泡力(1次发泡力)。更优选的浸渗温度为5~50℃。

浸渗物中可以添加防结合剂(防粘合剂)、抗静电剂和展着剂等表面处理剂。

前述防结合剂在发泡工序中发挥防止发泡颗粒彼此粘合的作用。此处,粘合是指多个发泡颗粒合并而一体化。作为前述防结合剂的具体例,可列举出滑石、碳酸钙、氢氧化铝等。

作为前述抗静电剂,可列举出聚氧乙烯烷基苯酚醚、硬脂酸单甘油酯等。

作为前述展着剂,可列举出聚丁烯、聚乙二醇、硅油等。

1-8-2.发泡颗粒的制造

作为使发泡性颗粒发泡而得到发泡颗粒(1次发泡颗粒)的方法,有利用热风、油等热介质、蒸汽(水蒸气)等将发泡性颗粒加热而使其发泡的方法。为了稳定地制造而优选蒸汽。

优选在发泡时的发泡机中使用密闭耐压的发泡容器。此外,蒸汽的压力优选为0.10~0.80mpa(表压)、更优选为0.25~0.45mpa(表压)。发泡时间只要是对于获得期望的发泡倍数而言必要的时间即可。优选的发泡时间为5~180秒。若超过180秒,则有时开始发泡颗粒的收缩,有时无法由这样的发泡颗粒获得物性良好的发泡成形体。

上述防结合剂可以在成形前去除。作为去除方法,优选使用水、盐酸等酸性水溶液进行清洗。

1-8-3.气泡密度x和平均气泡壁厚的调整

上述发泡颗粒的制造工序之中,通过调整浸渗条件(浸渗压力、浸渗时间、浸渗温度)、1次发泡条件(发泡压力、发泡时间),能够增大或缩小气泡密度x和平均气泡壁厚。

1-8-4.体积倍数和平均气泡直径的调整

上述发泡颗粒的制造工序之中,通过调整浸渗条件(浸渗压力、浸渗时间、浸渗温度)、1次发泡条件(发泡压力、发泡时间),能够增大或缩小体积倍数和平均气泡直径。

2.发泡成形体

发泡成形体由以聚碳酸酯系树脂作为基材树脂的多个发泡颗粒获得。此处,发泡颗粒优选为选自由上述第一发泡颗粒和第二发泡颗粒组成的组中的任一者。

2-1.气泡密度x

气泡密度x由构成发泡成形体的发泡颗粒来计算。气泡密度x可以与上述发泡颗粒同样地由下述式来计算:

气泡密度x=(ρ/d-1)/{(4/3)·π·(c/10000/2)3}

此处,d为发泡成形体的密度。

气泡密度x可以设为1.0×106个/cm3以上且小于1.0×108个/cm3。将气泡密度x设为特定范围的理由与上述发泡颗粒的理由相同。气泡密度x的优选范围和更优选范围与上述发泡颗粒的各个范围相同。

进而,平均气泡直径c和聚碳酸酯系树脂的密度ρ的优选范围、设为该范围的理由、更优选范围、进一步优选范围与上述发泡颗粒分别相同。

发泡成形体的密度d优选为12~600kg/m3的范围。密度d小于12kg/m3的情况下,有时气泡膜变薄而在成形时气泡膜破裂,连续气泡的比例增加,导致作为成形体的强度劣化。密度d大于600kg/m3的情况下,有时气泡膜变厚而成形性降低。更优选的密度d为24~240kg/m3,进一步优选的密度d为30~120kg/m3

2-2.平均气泡壁厚

平均气泡壁厚可以设为1~15μm。将平均气泡壁厚设为特定范围的理由与上述发泡颗粒的理由相同。平均气泡壁厚的优选范围和更优选范围与上述发泡颗粒的各个范围相同。

2-3.发泡成形体的平均气泡直径除以发泡成形体的倍数而得的值

发泡成形体的平均气泡直径除以发泡成形体的倍数而得的值显示2.5~12μm/倍这一范围内的值。该值小于2.5μm/倍的情况下,气泡膜变薄,因气泡的压曲而发生发泡颗粒的收缩等,其结果,发泡成形体的机械强度有时降低。值大于12μm/倍的情况下,气泡膜变厚而成形性降低,其结果,发泡成形体的机械强度有时降低。值优选为3.0~10.0μm/倍、更优选为3.0~6.5μm/倍。

倍数优选为2~20倍的范围。倍数小于2倍的情况下,有时气泡膜变厚而成形性降低、成形时的发泡颗粒彼此的融合性降低。倍数大于20倍的情况下,有时气泡膜变薄而在成形时气泡膜破裂,连续气泡的比例增加,导致作为成形体的强度劣化。倍数更优选为3~18倍、进一步优选为5~16倍。

2-4.气泡数密度

气泡数密度x由构成发泡成形体的发泡颗粒来计算。气泡数密度可以与上述发泡颗粒同样地由下述式来计算:

气泡数密度=(ρ/d-1)/{(4/3)·π·(c/10000/2)3}

此处,d为发泡成形体的密度。

气泡数密度x优选显示1.0×107~1.0×109个/cm3。气泡数密度在上述特定范围外的情况下,有时成形性差而机械强度降低。气泡数密度的优选范围和更优选范围与上述发泡颗粒的各个范围相同。

进而,平均气泡直径c和聚碳酸酯系树脂的密度ρ的优选范围、设为该范围的理由、更优选范围、进一步优选范围与上述发泡颗粒分别相同。

发泡成形体的密度d优选为12~600kg/m3的范围。密度d小于12kg/m3的情况下,有时气泡膜变薄而在成形时气泡膜破裂,连续气泡的比例增加,导致作为成形体的强度劣化。密度d大于600kg/m3的情况下,有时气泡膜变厚而成形性降低、成形时的发泡粒彼此的融合性降低。密度d更优选为24~240kg/m3、进一步优选为30~120kg/m3

发泡成形体优选具有1~15μm这一范围的平均气泡壁厚度。平均气泡壁厚度小于1μm的情况下,有时成型时的成形性、尤其是融合变差。平均气泡壁厚度大于15μm的情况下,有时难以高倍化。平均气泡壁厚度更优选为1~10μm、进一步优选为1~5μm。

2-5.连续气泡率

连续气泡率优选为0~50%。连续气泡率大于50%的情况下,机械强度有时降低。连续气泡率更优选为0~40%、进一步优选为0~30%、特别优选为0~25%。

2-6.发泡倍数

发泡倍数优选为3~30倍的范围。倍数小于3倍的情况下,有时发泡颗粒的气泡膜变厚、成形时发泡颗粒彼此的融合性降低。倍数大于30倍的情况下,有时气泡膜变薄而发泡时气泡膜破裂,连续气泡的比例增加,导致作为成形体的强度劣化。倍数更优选为4~20倍、进一步优选为4~15倍。

2-7.变动率x

在-40℃、23℃、80℃和140℃的各温度下测定4点的弯曲试验的最大点应力的值,并计算4点的值的弯曲试验的最大点应力的平均值时,发泡成形体显示0~50%的范围内的4点的弯曲试验的最大点应力的值相对于平均值的变动率x。

需要说明的是,将4点的弯曲试验的最大点应力记作a、b、c和d的情况下,变动率x按照下述步骤来计算。首先,针对a,通过下述式,算出各自的变动率xa。

|弯曲试验的最大点应力的平均值-a|/弯曲试验的最大点应力的平均值×100

同样地,针对b、c和d,也计算各自的变动率xb、xc和xd。将所得4个各自的变动率之中数值最大的记作变动率x。

本发明人等发现:通过使发泡成形体显示该变动率x,可提供即便环境温度发生变化,机械强度的变动也受到抑制的发泡成形体。变动率x在0~50%这一范围外的情况下,难以获得由环境温度变化导致的机械强度变动受到抑制的发泡成形体。变动率x优选在0~45%的范围内、更优选在0~40%的范围内。

例如,140℃时的弯曲试验的最大点应力优选为0.5mpa~20.0mpa。弯曲试验的最大点应力小于0.5mpa的情况下,有时强度不足而不耐受冲击等。弯曲试验的最大点应力大于20.0mpa的情况下,有时冲击时容易断裂。弯曲试验的最大点应力更优选为0.5~10.0mpa、进一步优选为0.6~5.0mpa。

2-8.变动率y

在-40℃、23℃、80℃和140℃的各温度下的弯曲试验的最大点应力的4点的值分别除以发泡成形体的密度来计算4点的“弯曲试验的最大点应力/密度”和4点的“弯曲试验的最大点应力/密度”的平均值时,发泡成形体优选显示0~50%的范围内的4点的“弯曲试验的最大点应力/密度”的值相对于平均值的变动率y。通过具有该变动率,可提供对于环境温度的变化更适应的发泡成形体。变动率y优选在0~45%的范围内、更优选在0~40%的范围内。

需要说明的是,将4点的弯曲试验的最大点应力和密度的组合记作a与a、b与b、c与c、以及d与d的情况下,4点的“弯曲试验的最大点应力/密度”的平均值可通过下述式来计算。

(a/a+b/b+c/c+d/d)/4

将4点的弯曲试验的最大点应力与密度的组合记作a与a、b与b、c与c、以及d与d的情况下,变动率y按照下述步骤来计算。首先,针对a与a,通过下述式来计算各自的变动率yaa。

|“弯曲试验的最大点应力/密度”的平均值-a/a|/“弯曲试验的最大点应力/密度”的平均值×100

同样地,针对b与b、c与c、以及d与d,也计算各自的变动率ybb、ycc和ydd。将所得4个各自的变动率之中数值最大的记作变动率y。

密度优选为30~400kg/m3、更优选为50~300kg/m3

2-9.变化度z

发泡成形体优选显示-40℃的“弯曲试验的最大点应力”在相对于23℃的“弯曲试验的最大点应力”为0~0.88的范围内变化的变化度z。通过具有该变化度,可提供对于环境温度的变化更适应的发泡成形体。变化度z优选为0~0.7、更优选为0~0.5。

需要说明的是,变化度z可通过下述式来计算。

变化度z=[(-40℃的弯曲试验的最大点应力)-(23℃的弯曲试验的最大点应力)]÷(23℃的弯曲试验的最大点应力)

此外,发泡成形体优选显示80℃的“弯曲试验的最大点应力”在相对于23℃的“弯曲试验的最大点应力”为0~0.6的范围内变化的变化度z’。通过具有该变化度,可提供对于环境温度的变化更适应的发泡成形体。变化度z’优选为0~0.5、更优选为0~0.35。

需要说明的是,变化度z’可通过下述式来计算。

变化度z’=[(23℃的弯曲试验的最大点应力)-(80℃的弯曲试验的最大点应力)]/(23℃的弯曲试验的最大点应力)

2-10.聚碳酸酯系树脂

聚碳酸酯系树脂可以使用与上述发泡颗粒相同的聚碳酸酯系树脂。

2-11.发泡成形体的用途

发泡成形体没有特别限定,可根据用途而呈现各种形状。例如,发泡成形体可根据建材(土木相关、住宅相关等)、汽车、飞机、铁道车辆、船舶等运输设备的部件、风车、头盔等的结构部件、捆包材料、作为复合部件的frp的芯材等用途而呈现各种形状。

从即便环境温度发生变化、其机械强度的变动也受到抑制的观点出发,作为汽车部件,可列举出例如在发动机附近使用的部件、外饰材料等。作为该汽车部件,可列举出例如车底板、车顶、发动机罩、挡泥板、底盘、车轮、驾驶盘、车厢(框体)、发动机盖板(hoodpanel)、悬架臂、保险杠、遮阳板、后备箱盖、行李箱、座椅、车门、发动机罩等部件。

2-12.发泡成形体的制造方法

发泡成形体可通过例如对上述发泡颗粒施加将气泡推展的力,接着将该发泡颗粒供于成形工序来获得。

在制作发泡成形体之前,优选使发泡剂浸渗至发泡颗粒内来施加发泡力(2次发泡力)。

作为浸渗方法,可列举出通过将发泡颗粒分散在水系中,边搅拌边压入发泡剂而使其浸渗的湿式浸渗法;向可密闭的容器中投入发泡颗粒,压入发泡剂而使其浸渗的实质上不使用水的干式浸渗法(气相浸渗法)等。特别优选为不使用水即可浸渗的干式浸渗法。使发泡剂浸渗至发泡颗粒时的浸渗压力、浸渗时间和浸渗温度没有特别限定。

所使用的发泡剂可以使用在制造发泡颗粒时的发泡剂、例如已知的挥发性发泡剂、无机发泡剂。作为挥发性发泡剂,可列举出丙烷、丁烷和戊烷等脂肪族烃;芳香族烃、脂环式烃、脂肪族醇等。作为无机发泡剂,可列举出二氧化碳、氮气、空气、非活性气体(氦气、氩气等)等。其中,优选使用无机发泡剂。特别优选使用氮气、空气、非活性气体(氦气、氩气)和二氧化碳中的1种或者组合使用2种以上。

用于施加内压的压力期望是发泡颗粒不被压碎这一程度的压力且在能够施加发泡力的范围。这种压力优选为0.1~4mpa(表压)、更优选为0.3~3mpa(表压)。像这样,将对发泡颗粒浸渗发泡剂视作内压施加。

浸渗时间优选为0.5~200小时。小于0.5小时的情况下,有时发泡剂在发泡颗粒中的浸渗量过少,在成形时难以获得必要的2次发泡力。在长于200小时的情况下,生产率有时降低。更优选的浸渗时间为1~100小时。

浸渗温度优选为0~60℃。小于0℃的情况下,有时在期望时间内难以获得充分的2次发泡力。高于60℃的情况下,有时在期望时间内难以获得充分的2次发泡力。更优选的浸渗温度为5~50℃。

通过将施加内压后的发泡颗粒从浸渗时的容器中取出,并供给至在发泡成形机的成形模具内形成的成形空间后,导入加热介质,能够模内成形为期望的发泡成形体。作为发泡成形机,可以使用由聚苯乙烯系树脂制的发泡颗粒制造发泡成形体时使用的eps成形机、由聚丙烯系树脂制的发泡颗粒制造发泡成形体时使用的高压规格的成形机等。若加热时间变长,则发泡颗粒有时发生收缩、融合不良,因此,加热介质期望是能够在短时间内施加高能量的加热介质,因此,作为这种加热介质,水蒸气是适合的。

水蒸气的压力优选为0.2~1.0mpa(表压)。此外,加热时间优选为10~90秒、更优选为20~80秒。

需要说明的是,气泡密度x和平均气泡壁厚的调整除了使用具有上述特定的气泡密度x和平均气泡壁厚的发泡颗粒之外,也可通过调整发泡成形体的制造工序之中的浸渗条件(浸渗温度、浸渗时间、浸渗压力)、1次发泡条件(发泡压力、发泡时间)来增大或缩小气泡密度x和平均气泡壁厚。

此外,体积倍数和平均气泡直径的调整除了使用具有上述特定的体积倍数和平均气泡直径的发泡颗粒之外,也可通过调整发泡成形体的制造工序之中的浸渗条件(浸渗温度、浸渗时间、浸渗压力)、1次发泡条件(发泡压力、发泡时间)来增大或缩小体积倍数和平均气泡直径。

此外,弯曲试验的最大点应力和密度的调整可通过调整发泡成形体的制造工序之中的浸渗条件(浸渗温度、浸渗时间、浸渗压力)、成形条件(发泡压力、发泡时间)来增大或缩小弯曲试验的最大点应力和密度。

2-13.强化复合体

可以在发泡成形体的表面层叠表皮材料使其一体化而用作强化复合体。发泡成形体为发泡片的情况下,不需要在发泡成形体的两面进行层叠一体化,只要在发泡成形体的两面之中的至少一面层叠表皮材料并一体化即可。表皮材料的层叠根据强化复合体的用途来决定即可。其中,若考虑到强化复合体的表面硬度、机械强度,则优选在发泡成形体的厚度方向上的两面分别层叠表皮材料并一体化。

作为表皮材料,没有特别限定,可列举出纤维强化塑料、金属片和合成树脂薄膜等。其中,优选为纤维强化塑料。将以纤维强化塑料作为表皮材料的强化复合体称为纤维强化复合体。

作为构成纤维强化塑料的强化纤维,可列举出玻璃纤维、碳纤维、碳化硅纤维、氧化铝纤维、基拉诺纤维、玄武岩纤维、陶瓷纤维等无机纤维;不锈钢纤维、钢纤维等金属纤维;芳族聚酰胺纤维、聚乙烯纤维、聚对苯撑苯并噁唑(pbo)纤维等有机纤维;硼纤维。强化纤维可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。其中,优选为碳纤维、玻璃纤维和芳族聚酰胺纤维,更优选为碳纤维。这些强化纤维尽管质量轻,但仍然具有优异的机械物性。

强化纤维优选作为加工成期望形状的强化纤维基材来使用。作为强化纤维基材,可列举出使用强化纤维而成的纺织物、编织物、无纺布、以及用线捆扎(缝合)将强化纤维沿着一个方向捋齐而得的纤维束(线料)而成的表面材料等。作为纺织物的织造方法,可列举出平纹织造、斜纹织造、缎纹织造等。此外,作为线,可列举出聚酰胺树脂线、聚酯树脂线等合成树脂线;以及玻璃纤维线等缝合线。

强化纤维基材可以不经层叠地仅使用一张强化纤维基材,也可以将多张强化纤维基材层叠而用作层叠强化纤维基材。作为层叠有多张强化纤维基材的层叠强化纤维基材,可以使用(1)准备多张仅为一种的强化纤维基材,并将这些强化纤维基材层叠而成的层叠强化纤维基材;(2)准备多种强化纤维基材,并将这些强化纤维基材层叠而成的层叠强化纤维基材;(3)准备多张用线捆扎(缝合)将强化纤维沿着一个方向捋齐而得的纤维束(线料)而成的强化纤维基材,并将这些强化纤维基材以纤维束的纤维方向指向互不相同的方向的方式进行重合,将重合的强化纤维基材彼此用线进行一体化(缝合)而成的层叠强化纤维基材等。

纤维强化塑料是向强化纤维浸渗合成树脂而成的。利用所浸渗的合成树脂使强化纤维彼此粘结一体化。

作为使合成树脂浸渗于强化纤维的方法,没有特别限定,可列举出例如(1)将强化纤维浸渍在合成树脂中的方法、(2)向强化纤维涂布合成树脂的方法等。

作为要浸渗于强化纤维的合成树脂,热塑性树脂或热固性树脂均可使用,优选使用热固性树脂。作为要浸渗于强化纤维的热固性树脂,没有特别限定,可列举出环氧树脂、不饱和聚酯树脂、酚醛树脂、三聚氰胺树脂、聚氨酯树脂、有机硅树脂、马来酰亚胺树脂、乙烯基酯树脂、氰酸酯树脂、将马来酰亚胺树脂与氰酸酯树脂进行预聚而得的树脂等,从耐热性、冲击吸收性或耐化学品性优异的方面出发,优选为环氧树脂和乙烯基酯树脂。热固性树脂可以含有固化剂、固化促进剂等添加剂。需要说明的是,热固性树脂可以单独使用,也可以组合使用两种以上。

此外,作为要浸渗于强化纤维的热塑性树脂,没有特别限定,可列举出烯烃系树脂、聚酯系树脂、热塑性环氧树脂、酰胺系树脂、热塑性聚氨酯树脂、硫醚系树脂和丙烯酸系树脂等,从与发泡成形体的粘接性或构成纤维强化塑料的强化纤维彼此的粘接性优异的方面出发,优选为聚酯系树脂和热塑性环氧树脂。需要说明的是,热塑性树脂可以单独使用,也可以组合使用两种以上。

作为热塑性环氧树脂,可列举出属于环氧化合物彼此的聚合物或共聚物且具有直链结构的聚合物、环氧化合物与能够与该环氧化合物聚合的单体的共聚物且具有直链结构的共聚物。具体而言,作为热塑性环氧树脂,可列举出例如双酚a型环氧树脂、双酚芴型环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂、苯酚酚醛清漆型环氧树脂、环状脂肪族型环氧树脂、长链脂肪族型环氧树脂、缩水甘油酯型环氧树脂和缩水甘油胺型环氧树脂等,优选为双酚a型环氧树脂、双酚芴型环氧树脂。需要说明的是,热塑性环氧树脂可以单独使用,也可以组合使用两种以上。

作为热塑性聚氨酯树脂,可列举出使二醇与二异氰酸酯聚合而得到的具有直链结构的聚合物。作为二醇,可列举出例如乙二醇、二乙二醇、丙二醇、二丙二醇、1,3-丁二醇和1,4-丁二醇等。二醇可以单独使用,也可以组合使用两种以上。作为二异氰酸酯,可列举出例如芳香族二异氰酸酯、脂肪族二异氰酸酯和脂环式二异氰酸酯。二异氰酸酯可以单独使用,也可以组合使用两种以上。需要说明的是,热塑性聚氨酯树脂可以单独使用,也可以组合使用两种以上。

纤维强化塑料中的合成树脂的含量优选为20~70重量%。含量小于20重量%的情况下,有时强化纤维彼此的粘结性、纤维强化塑料与发泡成形体的粘接性变得不充分,无法充分提高纤维强化塑料的机械物性、纤维强化复合体的机械强度。多于70重量%的情况下,有时纤维强化塑料的机械物性降低,无法充分提高纤维强化复合体的机械强度。含量更优选为30~60重量%。

纤维强化塑料的厚度优选为0.02~2mm,更优选为0.05~1mm。厚度在该范围内的纤维强化塑料尽管质量轻,但机械物性仍然优异。

纤维强化塑料的单位面积重量优选为50~4000g/m2、更优选为100~1000g/m2。单位面积重量在该范围内的纤维强化塑料尽管质量轻,但机械物性仍然优异。

接着,说明强化复合体的制造方法。作为在发泡成形体的表面层叠表皮材料使其一体化来制造强化复合体的方法,没有特别限定,可列举出例如(1)在发泡成形体的表面借助粘接剂层叠表皮材料并一体化的方法;(2)在发泡成形体的表面层叠向强化纤维中浸渗热塑性树脂而成的纤维强化塑料形成材料,将浸渗至强化纤维中的热塑性树脂作为粘结剂,在发泡成形体的表面以纤维强化塑料形成材料作为纤维强化塑料进行层叠一体化的方法;(3)在发泡成形体的表面层叠在强化纤维中浸渗有未固化的热固性树脂的纤维强化塑料形成材料,将浸渗至强化纤维中的热固性树脂作为粘结剂,将使热固性树脂固化而形成的纤维强化塑料在发泡成形体的表面进行层叠一体化的方法;(4)在发泡成形体的表面配设经加热而呈现软化状态的表皮材料,对发泡成形体的表面按压表皮材料,边使表皮材料根据需要沿着发泡成形体的表面发生变形边在发泡成形体的表面层叠一体化的方法;以及(5)在纤维强化塑料的成形中通常应用的方法等。从发泡成形体在高温环境下的耐载荷性等机械物性优异的观点来看,也可适合地使用上述方法(4)。

作为纤维强化塑料的成形中使用的方法,可列举出例如高压釜法、手工涂敷法、喷雾法、pcm(预浸料快速模压成型,prepregcompressionmolding)法、rtm(树脂传递成型,resintransfermolding)法和vartm(真空辅助树脂传递成型,vacuumassistedresintransfermolding)法等。

如此操作而得到的纤维强化复合体的耐热性、机械强度和轻量性优异。因此,可用于汽车、飞机、铁道车辆、船舶等运输设备领域、家电领域、信息终端领域、家具领域等广泛的用途。

例如,纤维强化复合体可适合地用作包括运输设备的部件和构成运输设备主体的结构部件在内的运输设备构成用部件(尤其是汽车部件)、风车叶片、机械臂、头盔用缓冲材料、农产品箱、保温保冷容器等运输容器、产业用直升机的转桨和部件捆包材料。

根据本发明,可提供由本发明的纤维强化复合体构成的汽车部件,作为该汽车部件,可列举出例如车底板、车顶、发动机罩、挡泥板、底盘、车轮、驾驶盘、车厢(框体)、发动机盖板、悬架臂、保险杠、遮阳板、后备箱盖、行李箱、座椅、车门、发动机罩等部件。

实施例

以下,通过实施例来具体说明本发明,但本发明不限定于此。首先,以下说明实施例中的各种物性的测定方法。

[聚碳酸酯系树脂的密度]

聚碳酸酯系树脂的密度通过iso1183-1:2004或astmd-792中规定的方法进行测定。

[发泡剂浸渗量]

发泡剂浸渗量设为通过下述式算出的值。

发泡剂浸渗量(重量%)=(刚浸渗取出后的重量-浸渗前的重量)/浸渗前的重量×100

[平均粒径]

平均粒径设为用d50表示的值。

具体而言,使用振实型筛振动机(饭田制作所制),用筛网眼为26.5mm、22.4mm、19.0mm、16.0mm、13.2mm、11.20mm、9.50mm、8.80mm、6.70mm、5.66mm、4.76mm、4.00mm、3.35mm、2.80mm、2.36mm、2.00mm、1.70mm、1.40mm、1.18mm、1.00mm、0.85mm、0.71mm、0.60mm、0.50mm、0.425mm、0.355mm、0.300mm、0.250mm、0.212mm和0.180mm的jis标准筛(jisz8801-1:2006)将试样约25g分级10分钟,测定筛网上的试样重量。由所得结果制作累积重量分布曲线,将累积重量达到50%的粒径(中值粒径)作为平均粒径。

[发泡颗粒的平均气泡直径]

针对在抽取通过1次发泡得到的发泡颗粒而得的发泡颗粒的中心部大致两等分的截面的中心部,使用扫描电子显微镜放大至200~1200倍并进行拍摄。将所拍摄的图像印刷在a4用纸上。在发泡颗粒截面图像上画出与纵向和横向平行的3条任意直线(长度60mm),存在气泡直径极大的气泡时,避开该气泡,在各方向上各画出3条任意直线。

需要说明的是,尽可能不使任意直线仅在切点处接触气泡,在接触的情况下,将该气泡也添加至数量中。针对纵向、横向各方向的3条任意直线数出的气泡数进行算术平均,作为气泡数。

根据数出气泡数的图像倍率和该气泡数,通过下式来算出气泡的平均弦长t。

平均弦长t(mm)=60/(气泡数×图像倍率)

关于图像倍率,利用mitutoyo公司制的“digimaticcaliper”,测量至图像上的比例尺为1/100mm为止,利用下式来求出。

图像倍率=比例尺实测值(mm)/比例尺的显示值(mm)

并且,通过下式来计算气泡直径。

平均气泡直径c(μm)=(t/0.616)×1000

[发泡成形体的平均气泡直径]

从纵400mm×横300mm×厚30mm的成形体中央部切出纵50mm×横50mm×厚30mm,针对所切出的成形体片的厚度方向截面,使用扫描电子显微镜放大至200~1200倍并进行拍摄。将所拍摄的图像印刷在a4用纸上。在发泡成形体截面图像上画出与纵向和横向平行的3条任意直线(长度60mm),存在气泡直径极大的气泡时,避开该气泡,在各方向上各画出3条任意直线。

需要说明的是,尽可能不使任意直线仅在切点处接触气泡,在接触的情况下,将该气泡也添加至数量中。针对纵向、横向各方向的3条任意直线数出的气泡数进行算术平均,作为气泡数。

根据数出气泡数的图像倍率和该气泡数,通过下式来计算气泡的平均弦长t。

平均弦长t(mm)=60/(气泡数×图像倍率)

关于图像倍率,利用mitutoyo公司制的“digimaticcaliper”,测量至图像上的比例尺为1/100mm为止,利用下式来求出。

图像倍率=比例尺实测值(mm)/比例尺的显示值(mm)

并且,通过下式来计算平均气泡直径。

平均气泡直径c(μm)=(t/0.616)×1000

[发泡颗粒的体积密度和体积倍数]

将发泡颗粒约1000cm3在量筒内填充至1000cm3的刻度为止。需要说明的是,从水平方向目视量筒,只要1个发泡颗粒达到1000cm3的刻度,就在此刻结束发泡颗粒向量筒内的填充。接着,将填充至量筒内的发泡颗粒的重量称量至小数点后2位的有效数字,将其重量记作wg。并且,利用下述式来求出发泡颗粒的体积密度。

体积密度(kg/m3)=(w/1000)/〔1000×(0.01)3

体积倍数设为体积密度的倒数乘以聚碳酸酯系树脂的密度(kg/m3)而得的值。

[发泡颗粒的表观密度和表观倍数]

测定发泡颗粒约25cm3的重量a(g)。接着,将在封盖状态下所投入的发泡颗粒不会溢出的金属网制的空容器浸渍在水中,测定在水中浸渍这一状态下的金属网制的空容器的重量b(g)。接着,向该金属网制的容器内投入全部前述发泡颗粒,并将该金属网制的容器浸渍在水中,将容器震荡数次,去除附着于容器和发泡颗粒的气泡后,测定在水中浸渍这一状态下的金属网制的容器的重量和装入该金属网制容器中的发泡颗粒的总量合并而得的总重量c(g)。并且,利用下述式算出发泡颗粒的表观密度d(kg/m3)。

d=a/(a+(b-c))×1000

表观倍数设为表观密度的倒数乘以聚碳酸酯系树脂的密度(kg/m3)而得的值。

[发泡成形体的密度和发泡倍数]

发泡成形体的密度(kg/m3)如下求出:以从发泡成形体(在成形后,以40℃使其干燥20小时以上而得的产物)中切出的试验片(宽度75mm×长度300mm×厚度30mm)的重量(a)和体积(b)分别达到3位以上的有效数字的方式进行测定,并利用式(a)/(b)来求出(条件a);或者,以从发泡成形体(在成形后,以50℃干燥5小时以上而得的产物)中切出的试验片(宽度25mm×长度130mm×厚度20mm)的重量(a)和体积(b)分别达到3位以上的有效数字的方式进行测定,并利用式(a)/(b)来求出(条件b)。测定在23℃的温度下进行。

发泡倍数设为密度的倒数乘以聚碳酸酯系树脂的密度(kg/m3)而得的值。

[发泡颗粒的连续气泡率]

准备东京科学公司制的“空气比较式比重计1000型”的试样杯,测定填充至该试样杯的80%左右的量的发泡颗粒的总重量a(g)。使用空气比较式比重计,利用1-1/2-1气压法测定前述发泡颗粒整体的体积b(cm3),利用标准球(大28.96cm3、小8.58cm3)进行校正。接着,将在封盖状态下所投入的发泡颗粒不会溢出的金属网制的空容器浸渍在水中,测定在水中浸渍这一状态下的金属网制的空容器的重量c(g)。接着,向该金属网制的容器内投入全部前述发泡颗粒,并将该金属网制的容器浸渍在水中,将容器震荡数次,去除附着于容器和发泡颗粒的气泡后,测定在水中浸渍这一状态下的金属网制的容器的重量和装入该金属网制容器中的发泡颗粒的总量合并而得的总重量d(g)。并且,利用下述式算出发泡颗粒的表观体积e(cm3)。基于该表观体积e(cm3)和前述发泡颗粒整体的体积b(cm3),利用下述式算出发泡颗粒的连续气泡率。

e=a+(c-d)

连续气泡率(%)=100×(e-b)/e

[发泡成形体的连续气泡率]

将发泡体以成形体的6个面均不具有成形面表皮的方式进行切割,进而利用冨士岛工机公司制的“fk-4n”面包切片机对切割面表面进行精加工,制作5个宽度25mm×长度25mm×厚度25mm的立方体状的试验片。针对所得试验片的外部尺寸,使用mitutoyo公司制的“digimaticcaliper”游标卡尺,测定至1/100mm为止,求出表观体积(cm3)。接着,使用东京科学公司制的“1000型”空气比较式比重计,利用1-1/2-1气压法求出试验片的体积(cm3)。利用下述式计算连续气泡率(%),求出5个试验片的连续气泡率的平均值。试验片预先在jisk7100:1999记号23/50、2级的环境下保管16小时后,在相同环境下实施测定。需要说明的是,空气比较式比重计利用标准球(大28.96cm3、小8.58cm3)进行校正。

连续气泡率(%)=(表观体积-基于空气比较式比重计的测定体积)/表观体积×100

[发泡颗粒的平均气泡壁厚度]

作为发泡颗粒的平均气泡壁厚度,如下所示进行计算。使用通过上述测定方法而得到的发泡颗粒的平均气泡直径和表观倍数,利用下述式进行计算。

平均气泡壁厚度(μm)=平均气泡直径c(μm)×(1/(1-(1/表观倍数))(1/3)-1)

[发泡成形体的平均气泡壁厚度]

作为发泡成形体的平均气泡壁厚度,如下所示进行计算。使用通过上述测定方法而得到的发泡成形体的平均气泡直径和倍数,利用下述式进行计算。

平均气泡壁厚度(μm)=平均气泡直径c(μm)×(1/(1-(1/倍数))(1/3)-1)

[弯曲试验:密度、以及最大点的载荷、应力、位移和能量]

最大点的载荷、应力、位移和能量通过基于jisk7221-1:2006“硬质发泡塑料-弯曲试验-第一部分:挠曲特性的计算方法”的方法进行测定。即,从发泡成形体切出宽度25mm×长度130mm×厚度20mm的长方体形状的试验片。测定使用tensilon万能试验机(orientec公司制“uct-10t”)。弯曲强度的弯曲最大点应力使用万能试验机数据处理系统(softbrain公司制“utps-237s1.00版本”)来计算。

将短条状试验片载置于支承台,在测力传感器为1000n、试验速度为10mm/分钟、支承台的前端治具为5r、开口宽度为100mm的条件下测定弯曲最大点应力。试验片的数量设为5个以上,在jisk7100:1999的符号“23/50”(温度为23℃、相对湿度为50%)、2级的标准气氛下,耗时16小时调整状态后,在相同标准气氛下进行测定。在设定至-40℃、80℃、140℃的各试验温度的恒温槽中耗时24小时调整状态后,快速地置于设定为各指定温度的装置附带恒温槽内的冶具,在3分钟后进行测定。将各试验片的弯曲最大点应力的算术平均值分别作为发泡成形体的弯曲最大点应力。

此外,每单位密度的弯曲最大点应力通过弯曲最大点应力除以发泡成形体的密度来计算。

需要说明的是,发泡成形体的密度(kg/m3)通过测定从发泡成形体切出的试验片的重量(a)和体积(b),并利用式(a)/(b)来求出。

[弯曲试验:弹性模量]

弯曲弹性模量通过基于jisk7221-1:2006“硬质发泡塑料-弯曲试验-第一部分:挠曲特性的计算方法”的方法进行测定。即,从发泡成形体切出宽度25mm×长度130mm×厚度20mm的长方体形状的试验片。测定使用tensilon万能试验机(orientec公司制“uct-10t”)。弯曲弹性模量使用万能试验机数据处理系统(softbrain公司制“utps-237s1.00版本”),并利用下述式来计算。试验片的数量设为5个以上,在jisk7100:1999的符号“23/50”(温度为23℃、相对湿度为50%)、2级的标准气氛下,耗时16小时调整状态后,在相同标准气氛下进行测定。将各试验片的压缩弹性模量的算术平均值分别作为发泡成形体的弯曲弹性模量。

弯曲弹性模量使用载荷-变形曲线的起始的直线部分,通过下式来计算。

e=δσ/δε

e:弯曲弹性模量(mpa)

δσ:直线上的两点间的应力差(mpa)

δε:相同两点间的变形差(%)

此外,每单位密度的弯曲弹性模量通过弯曲弹性模量除以发泡成形体的密度来计算。

[压缩试验:密度、以及5%、10%、25%和50%应力]

发泡成形体的5%压缩应力、10%压缩应力、25%压缩应力、50%压缩应力通过jisk7220:2006“硬质发泡塑料-压缩特性的计算方法”中记载的方法进行测定。即,使用tensilon万能试验机(orientec公司制“uct-10t”)、万能试验机数据处理系统(softbrain公司制“utps-237s1.00版本”),在试验体尺寸截面为50mm×50mm、厚度为25mm的条件下,将压缩速度设为2.5mm/分钟,测定压缩强度(5%变形压缩应力、25%变形压缩应力、压缩弹性模量)。试验片的数量设为5个以上,在jisk7100:1999的符号“23/50”(温度为23℃、相对湿度为50%)、2级的标准气氛下,耗时16小时调整状态后,在相同的标准气氛下进行测定。将各试验片的压缩强度(5%变形压缩应力、10%变形压缩应力、25%变形压缩应力、50%变形压缩应力)的算术平均值分别作为发泡成形体的5%压缩应力、10%压缩应力、25%压缩应力、50%压缩应力。

(5%(10%、25%、50%)变形压缩应力)

5%(10%、25%、50%)变形压缩应力通过下式来算出。需要说明的是,()内设为算出10%变形压缩应力、25%变形压缩应力、50%变形压缩应力时的条件。

σ5(10、25、50)=f5(10、25、50)/a0

σ5(10、25、50):5%(10%、25%、50%)变形压缩应力(mpa)

f5(10、25、50):5%(10%、25%、50%)变形时的力(n)

a0:试验片的初始的截面积(mm2)

[压缩试验:弹性模量]

发泡成形体的压缩弹性模量通过jisk7220:2006“硬质发泡塑料-压缩特性的计算方法”中记载的方法进行测定。即,使用tensilon万能试验机(orientec公司制“uct-10t”)、万能试验机数据处理系统(softbrain公司制“utps-237s1.00版本”),在试验体尺寸截面为50mm×50mm、厚度为25mm的条件下,将压缩速度设为2.5mm/分钟,利用下述式来计算压缩弹性模量。试验片的数量设为5个以上,在jisk7100:1999的符号“23/50”(温度为23℃、相对湿度为50%)、2级的标准气氛下,耗时16小时调整状态后,在相同标准气氛下进行测定。将各试验片的压缩弹性模量的算术平均值作为发泡成形体的压缩弹性模量。

压缩弹性模量使用载荷-变形曲线的起始的直线部分,并通过下式来计算。

e=δσ/δε

e:压缩弹性模量(mpa)

δσ:直线上的两点间的应力差(mpa)

δε:相同两点间的变形差(%)

此外,每单位密度的压缩弹性模量通过压缩弹性模量除以发泡成形体的密度来计算。

实施例1a

(树脂颗粒制造工序)

使聚碳酸酯系树脂颗粒(帝人公司制panlite、l-1250y、密度为1.2×103kg/m3)以120℃干燥4小时。将所得干燥物以每单位时间为10kg/hr的比例供给至口径为40mm的单螺杆挤出机中,以290℃进行熔融混炼。接着,从在单螺杆挤出机的前端部安装的模具(温度:290℃、入口侧树脂压力:13mpa)的模孔(配置有4个直径为1.5mm的喷嘴)挤出至容纳有约10℃冷却水的腔室内,使具有4个切割刃的旋转刀刃的旋转轴以5000rpm的转速进行旋转,切割成粒状,由此,利用前述冷却水使其冷却而制作树脂颗粒(平均粒径为1.4mm)。

(浸渗工序)

将上述树脂颗粒100重量份密闭在压力容器中,将压力容器内用二氧化碳置换后,压入二氧化碳直至浸渗压力为1.5mpa为止。在20℃的环境下静置,经过24小时的浸渗时间后,耗时5分钟缓缓地将压力容器内放压。如此操作,使二氧化碳浸渗至树脂颗粒中,得到发泡性颗粒。此外,此时的发泡剂浸渗量为4.8重量%。

(发泡工序)

在上述浸渗工序中的放压后,立即从压力容器中取出发泡性颗粒,然后使用水蒸气,边以142℃的发泡温度搅拌48秒钟,边在高压的发泡槽内利用水蒸气使上述浸渗物发泡。在发泡后,利用气流干燥机进行干燥,得到发泡颗粒。利用上述方法,测定所得发泡颗粒的体积密度,结果为109kg/m3(发泡倍率为10.95倍)。

(成形工序)

将所得发泡颗粒在室温(23℃)下放置1天后,在压力容器中密闭,将压力容器内用氮气置换后,压入氮气直至浸渗压力(表压)为1.6mpa为止。在20℃的环境下静置,实施24小时的加压养护。取出后,填充至30mm×300mm×400mm的成形用模具中,以0.85mpa的水蒸气进行40秒钟的加热,接着,冷却至发泡成形体的最高面压降低至0.05mpa为止,由此得到发泡倍数为11.64倍(密度为103kg/m3)的发泡成形体。

实施例2a

压入至浸渗压力为1.3mpa为止,将发泡剂的浸渗量设为4.5重量%,将发泡时间设为60秒,除此之外,与实施例1a同样操作,得到体积倍数为11.7倍(体积密度为103kg/m3)的发泡颗粒和发泡倍数为13.3倍(密度为90kg/m3)的发泡成形体。

实施例3a

压入至浸渗压力为1.0mpa为止,将发泡剂的浸渗量设为3.9重量%,将发泡时间设为102秒,除此之外,与实施例1a同样操作,得到体积倍数为11.89倍(体积密度为101kg/m3)的发泡颗粒和发泡倍数为7.75倍(密度为155kg/m3)的发泡成形体。

实施例4a

压入至浸渗压力为1.0mpa为止,将发泡剂的浸渗量设为4.0重量%,将发泡时间设为59秒,除此之外,与实施例1a同样操作,得到体积倍数为5.5倍(体积密度为218kg/m3)的发泡颗粒和发泡倍数为4.30倍(密度为279kg/m3)的发泡成形体。

实施例5a

压入至浸渗压力为1.5mpa为止,将发泡剂的浸渗量设为5.2重量%,作为聚碳酸酯系树脂,使用帝人公司制的panlitez-2601(密度为1.2×103kg/m3),将发泡温度设为145℃,将发泡时间设为31秒,除此之外,与实施例1a同样操作,得到体积倍数为10.4倍(体积密度为116kg/m3)的发泡颗粒和发泡倍数为10.25倍(密度为117kg/m3)的发泡成形体。

实施例6a

压入至浸渗压力为1.3mpa为止,将发泡剂的浸渗量设为4.5重量%,作为聚碳酸酯系树脂,使用帝人公司制的panlitez-2601,将发泡温度设为145℃,将发泡时间设为32秒,除此之外,与实施例1a同样操作,得到体积倍数为9.4倍(体积密度为128kg/m3)的发泡颗粒和发泡倍数为9.64倍(密度为125kg/m3)的发泡成形体。

比较例1a

压入至浸渗压力为4.0mpa为止,将发泡剂的浸渗量设为9.5重量%,将发泡时间设为32秒,除此之外,与实施例1a同样操作,得到体积倍数为9.91倍(体积密度为121kg/m3)的发泡颗粒和发泡倍数为6.83倍(密度为176kg/m3)的发泡成形体。

比较例2a

压入至浸渗压力为4.0mpa为止,将发泡剂的浸渗量设为9.5重量%,将发泡时间设为32秒,除此之外,与实施例1a同样操作,得到体积倍数为7.95倍(体积密度为151kg/m3)的发泡颗粒和发泡倍数为4.65倍(密度为258kg/m3)的发泡成形体。

比较例3a

压入至浸渗压力为4.0mpa为止,将发泡剂的浸渗量设为7.8重量%,作为聚碳酸酯系树脂,使用帝人公司制的panlitez-2601,将发泡温度设为145℃,将发泡时间设为23秒,除此之外,与实施例1a同样操作,得到体积倍数为6.4倍(体积密度为188kg/m3)的发泡颗粒和发泡倍数为4.62倍(密度为260kg/m3)的发泡成形体。

将实施例1a~6a和比较例1a~3a的1次发泡颗粒的平均气泡直径c、体积倍数、体积密度、表观倍数、表观密度d、气泡数密度和平均气泡壁厚、以及发泡成形体的平均气泡直径c、连续气泡率、发泡倍数、密度d、气泡密度x、平均气泡壁厚、弯曲试验结果和压缩试验结果的评价示于表1和2。

此外,将利用扫描电子显微镜对实施例1a~6a和比较例1a~3a的发泡颗粒和发泡成形体的切断面放大至30倍~600倍而得的照片示于图1~3。

[表1]

[表2]

由上述表1和表2可知:通过将气泡密度x和平均气泡壁厚设为特定范围,能够获得具有高机械强度的发泡成形体。具体可知:若将同样使用l1250y作为聚碳酸酯系树脂的实施例1a~4a与比较例1a~2a加以对比,则与比较例相比,实施例在弯曲试验中的每单位密度的最大点应力和弹性模量、压缩试验中的每单位密度的弹性模量提高。进而可知:若将同样使用z-2601作为聚碳酸酯系树脂的实施例5a~6a与比较例3a加以对比,则与比较例相比,实施例在弯曲试验中的每单位密度的最大点应力和弹性模量、压缩试验中的每单位密度的弹性模量提高。

此外,由图1~3可知:比较例1a~3a的发泡成形体的发泡颗粒间的融合不充分,发泡颗粒间存在大量间隙,因此外观不良,与此相对,实施例1a~6a的发泡成形体在发泡颗粒间几乎没有间隙,外观良好。

实施例1b

(树脂颗粒制造工序)

使聚碳酸酯系树脂颗粒(帝人公司制panlite、l-1250y、密度为1.20×103kg/m3)以120℃干燥4小时。将所得干燥物以每单位时间为10kg/hr的比例供给至口径为40mm的单螺杆挤出机中,以290℃进行熔融混炼。接着,从在单螺杆挤出机的前端部安装的模具(温度:290℃、入口侧树脂压力:13mpa)的模孔(配置有4个直径为1.5mm的喷嘴)挤出至容纳有约10℃冷却水的腔室内,使具有4个切割刃的旋转刀刃的旋转轴以5000rpm的转速进行旋转,切割成粒状,由此,利用前述冷却水使其冷却而制作树脂颗粒(平均粒径为1.4mm)。

(浸渗工序)

将上述树脂颗粒100重量份密闭在压力容器中,将压力容器内用二氧化碳置换后,压入二氧化碳直至浸渗压力为2.0mpa为止。在20℃的环境下静置,经过24小时的浸渗时间后,耗时5分钟缓缓地将压力容器内放压。如此操作,使二氧化碳浸渗至树脂颗粒,得到发泡性颗粒。此外,此时的发泡剂浸渗量为5.8重量%。

(发泡工序)

在上述浸渗工序中的放压后,立即从压力容器中取出发泡性颗粒,然后使用水蒸气,边以142℃的发泡温度搅拌39秒钟,边在高压的发泡槽内利用水蒸气使上述浸渗物发泡。在发泡后,利用气流干燥机进行干燥,得到发泡颗粒。利用上述方法,测定所得发泡颗粒的体积密度,结果为109kg/m3(体积倍数为11.05倍)。

(成形工序)

将所得发泡颗粒在室温(23℃)下放置1天后,在压力容器中密闭,将压力容器内用氮气置换后,压入氮气直至浸渗压力(表压)为1.0mpa为止。在20℃的环境下静置,实施24小时的加压养护。取出后,填充至30mm×300mm×400mm的成形用模具中,以0.85mpa的水蒸气进行40秒钟的加热,接着,冷却至发泡成形体的最高面压降低至0.05mpa为止,由此得到发泡倍数为11.45倍(密度为105kg/m3)的发泡成形体。

实施例2b

除了以下条件之外,与实施例1b同样操作,得到发泡颗粒和发泡成形体。

浸渗压力:1.7mpa

发泡剂浸渗量:5.6重量%

发泡时间:42秒

实施例3b

除了以下条件之外,与实施例1b同样操作,得到发泡颗粒和发泡成形体。

浸渗压力:1.5mpa

发泡剂浸渗量:5.0重量%

发泡时间:48秒

实施例4b

除了以下条件之外,与实施例1b同样操作,得到发泡颗粒和发泡成形体。

浸渗压力:1.3mpa

发泡剂浸渗量:4.5重量%

发泡时间:61秒

实施例5b

除了以下条件之外,与实施例1b同样操作,得到发泡颗粒和发泡成形体。

浸渗压力:2.0mpa

发泡剂浸渗量:5.8重量%

发泡温度:144℃

发泡时间:22秒

实施例6b

除了以下条件之外,与实施例1b同样操作,得到发泡颗粒和发泡成形体。

浸渗压力:2.0mpa

发泡剂浸渗量:5.6重量%

发泡时间:8秒

实施例7b

除了以下条件之外,与实施例1b同样操作,得到发泡颗粒。

聚碳酸酯系树脂颗粒:帝人公司制panlitez-2601(密度为1.2×103kg/m3)

浸渗压力:2.0mpa

发泡剂浸渗量:5.3重量%

发泡温度:144℃

发泡时间:21秒

此外,作为成形工序,压入氮气直至浸渗压力(表压)为1.6mpa为止,除此之外,与实施例1b同样操作,得到发泡成形体。

实施例8b

除了以下条件之外,与实施例1b同样操作,得到发泡颗粒。

聚碳酸酯系树脂颗粒:帝人公司制panlitek-1300y(密度为1.2×103kg/m3)

浸渗压力:2.0mpa

发泡剂浸渗量:5.5重量%

发泡温度:148℃

发泡时间:26秒

此外,作为成形工序,压入氮气直至浸渗压力(表压)为1.6mpa为止,除此之外,与实施例1b同样操作,得到发泡成形体。

实施例9b

除了以下条件之外,与实施例1b同样操作,得到发泡颗粒和发泡成形体。

聚碳酸酯系树脂颗粒:奇美实业公司制wonderlightpc-110(密度为1.2×103kg/m3)

浸渗压力:2.0mpa

发泡剂浸渗量:5.8重量%

发泡温度:139℃

发泡时间:41秒

比较例1b

除了以下条件之外,与实施例1b同样操作,得到发泡颗粒和发泡成形体。

浸渗压力:4.0mpa

发泡剂浸渗量:9.5重量%

发泡时间:8秒

比较例2b

除了以下条件之外,与实施例1b同样操作,得到发泡颗粒和发泡成形体。

聚碳酸酯系树脂颗粒:sabic公司制lexan153(密度为1.2×103kg/m3)

浸渗压力:4.0mpa

发泡剂浸渗量:9.9重量%

发泡时间:10秒

比较例3b

除了以下条件之外,与实施例1b同样操作,得到发泡颗粒和发泡成形体。

浸渗压力:1.0mpa

发泡剂浸渗量:3.5重量%

发泡时间:147秒

将实施例1b~9b和比较例1b~3b的发泡颗粒和发泡成形体的各种物性示于表3~6。

此外,将利用扫描电子显微镜对实施例1b~9b和比较例1b~3b的发泡颗粒和发泡成形体的切断面放大至30倍~600倍而得的照片示于图4~6。

[表3]

[表4]

[表5]

[表6]

由上述表3~6可知:通过将体积倍数和平均气泡直径设为特定范围,能够获得具有高机械强度的发泡成形体。

此外,由图4~6可知:比较例1b~3b的发泡成形体的发泡颗粒间的融合不充分,发泡颗粒间存在大量间隙,因此外观不良,与此相对,实施例1b~9b的发泡成形体在发泡颗粒间几乎没有间隙,外观良好。

实施例1c

(树脂颗粒制造工序)

使聚碳酸酯系树脂颗粒(帝人公司制panlite、l-1250y、密度为1.20×103kg/m3)以120℃干燥4小时。将所得干燥物以每单位时间为10kg/hr的比例供给至口径为40mm的单螺杆挤出机中,以290℃进行熔融混炼。接着,从在单螺杆挤出机的前端部安装的模具(温度:290℃、入口侧树脂压力:13mpa)的模孔(配置有4个直径为1.5mm的喷嘴)挤出至容纳有约10℃冷却水的腔室内,使具有4个切断刃的旋转刀刃的旋转轴以5000rpm的转速进行旋转,切割成粒状,由此,利用前述冷却水使其冷却而制作树脂颗粒(平均粒径为1.4mm)。

(浸渗工序)

将上述树脂颗粒100重量份密闭在压力容器中,将压力容器内用二氧化碳置换后,压入二氧化碳直至浸渗压力为2.0mpa为止。在20℃的环境下静置,经过24小时的浸渗时间后,耗时5分钟缓缓地将压力容器内放压。如此操作,使二氧化碳浸渗至树脂颗粒,得到发泡性颗粒。

(发泡工序)

在上述浸渗工序中的放压后,立即从压力容器中取出发泡性颗粒,然后使用水蒸气,边以136℃的发泡温度搅拌54秒钟,边在高压的发泡槽内利用水蒸气使上述浸渗物发泡。在发泡后,利用气流干燥机进行干燥,得到发泡颗粒。

(成形工序)

将所得发泡颗粒在室温(23℃)下放置1天后,在压力容器中密闭,将压力容器内用氮气置换后,压入氮气直至浸渗压力(表压)为1.0mpa为止。在20℃的环境下静置,实施24小时的加压养护。取出后,填充至30mm×300mm×400mm的成形用模具中,以0.85mpa的水蒸气进行40秒钟的加热,接着,冷却至发泡成形体的最高面压降低至0.05mpa为止,由此得到发泡倍数约为14倍的发泡成形体。

实施例2c

将发泡工序的发泡时间设为8秒钟,将发泡成形体的发泡倍数设为约5倍,除此之外,与实施例1c同样操作,得到发泡颗粒和发泡成形体。

实施例3c

使用聚碳酸酯系树脂颗粒(帝人公司制panlite、z-2601密度为1.20×103kg/m3),将发泡工序的发泡温度设为144℃,将发泡时间设为31秒钟,将成形工序的浸渗压力(表压)设为1.6mpa,将发泡成形体的发泡倍数设为约10倍,除此之外,与实施例1c同样操作,得到发泡颗粒和发泡成形体。

实施例4c

使用聚碳酸酯系树脂颗粒(sabic公司制lexan、153密度为1.20×103kg/m3),将发泡工序的发泡温度设为141℃,将发泡时间设为59秒钟,将发泡成形体的发泡倍数设为约12倍,除此之外,与实施例1c同样操作,得到发泡颗粒和发泡成形体。

实施例5c

使用聚碳酸酯系树脂颗粒(sabic公司制lexan、101r密度为1.20×103kg/m3),将发泡工序的发泡温度设为139℃,将发泡时间设为28秒钟,将发泡成形体的发泡倍数设为约13倍,除此之外,与实施例1c同样操作,得到发泡颗粒和发泡成形体。

实施例6c

使用聚碳酸酯系树脂颗粒(帝人公司制panlite、k-1300y、密度为1.20×103kg/m3),将发泡工序的发泡温度设为148℃,将发泡时间设为26秒钟,将成形工序的浸渗压力(表压)设为1.6mpa,将发泡成形体的发泡倍数设为约11倍,除此之外,与实施例1c同样操作,得到发泡颗粒和发泡成形体。

实施例7c

使用聚碳酸酯系树脂颗粒(奇美实业公司制wonderlight、pc-110、密度为1.20×103kg/m3),将发泡工序的发泡温度设为141℃,将发泡时间设为41秒钟,将发泡成形体的发泡倍数设为约12倍,除此之外,与实施例1c同样操作,得到发泡颗粒和发泡成形体。

实施例8c

使用聚碳酸酯系树脂颗粒(帝人公司制panlite、l-1250y、密度为1.20×103kg/m3),将发泡工序的发泡温度设为136℃,将发泡时间设为39秒钟,将发泡成形体的发泡倍数设为约11倍,除此之外,与实施例1c同样操作,得到发泡颗粒和发泡成形体。

比较例1c

使用聚碳酸酯系树脂颗粒(sabic公司制lexan、153、密度为1.20×103kg/m3),将浸渗工序的浸渗压力设为4.0mpa,在刚刚取出发泡性颗粒后,相对于聚碳酸酯系树脂100重量份,混合作为防结合剂的0.3重量份碳酸钙,且将发泡工序的发泡时间设为120秒钟,在成形工序中以0.35mpa的水蒸气压力加热60秒钟,除此之外,与实施例1c同样操作,得到发泡颗粒和发泡成形体。

比较例2c

(1)pet发泡颗粒的制作

将聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)树脂(三井化学公司制三井petsa-135)95重量%、聚萘二甲酸乙二醇酯(pen)树脂(帝人公司制teonextn8050sc)5重量%、气泡调节剂(terabo公司制pet-f40-1)1.8重量%和交联剂(daicel公司制均苯四酸酐)0.24重量%供给至口径为65mm且l/d比为35的单螺杆挤出机中,以290℃进行熔融混炼。接着,从挤出机的中途,将包含异丁烷35重量%和正丁烷65重量%的丁烷以相对于pet树脂和pen树脂的总量100重量份达到0.5重量份的方式压入至熔融状态的树脂组合物中,使其均匀地分散在树脂组合物中。然后,在挤出机的前端部,将熔融状态的树脂组合物冷却至250℃后,使树脂组合物从安装于挤出机前端的多喷嘴模具的各喷嘴进行挤出发泡。

(2)发泡成形体的制作

准备具备模具(阳模具和阴模具)的模内发泡成形机。在阳模具与阴模具合模的状态下,在阴阳模具之间形成有内尺寸为纵300mm×横400mm×高30mm的长方体形状的模腔。

并且,在开模3mm的状态下向模具内填充发泡颗粒后,从阴模以模腔内达到0.05mpa(表压)的方式导入水蒸气30秒钟,接着,从阳模以模腔内达到0.05mpa(表压)的方式导入水蒸气30秒钟,接着,从阴阳两模具以模腔内达到0.1mpa(表压)的方式供给水蒸气30秒钟,加热发泡颗粒而使其二次发泡,从而使二次发泡颗粒彼此热融一体化。其后,在停止向模腔内导入水蒸气的状态下保持900秒钟后(保热工序),最后,向模腔内供给冷却水而将模具内的发泡成形体冷却,并且打开模腔并取出发泡成形体。此时,从向模具内填充发泡颗粒的工序起至获得发泡成形体所耗费的时间(成形循环时间)为1200秒。

比较例3c

将乙烯-丙烯无规共聚物100重量份和硼酸锌粉末(气泡调节剂)0.10重量份供给至挤出机中,进行加热熔融混炼而形成芯层形成用的第一熔融树脂。同时,将乙烯-丙烯无规共聚物供给至其它挤出机中,进行加热熔融混炼而形成覆盖层形成用的第二熔融树脂。

接着,将前述芯层形成用的第一熔融树脂和覆盖层形成用的第二熔融树脂供给至共挤出模具中,在该模具内,以第二熔融树脂覆盖第一熔融树脂的线料周围的方式,对第一熔融树脂层叠第二熔融树脂。

接着,将所层叠的熔融树脂从共挤出模具挤出成线料状,以直径达到约1mm、长度达到直径的约1.8倍的方式进行切割,得到每1个颗粒的平均重量为1.8mg的多层树脂颗粒。

使用前述多层树脂颗粒,通过下述来制造发泡颗粒。

向5升的高压釜中添加前述多层树脂颗粒100重量份(1000g)、水300重量份、十二烷基苯磺酸钠(表面活性剂)0.05重量份、高岭土(分散剂)0.3重量份和二氧化碳(发泡剂),边搅拌边升温至比发泡温度低5℃的温度,在该温度下保持15分钟。接着,升温至发泡温度为止,以相同温度保持15分钟。接着,敞开高压釜的一端,将高压釜内容物释放至大气压下,得到发泡颗粒。

需要说明的是,在从高压釜释放多层树脂颗粒的期间,以高压釜内的压力保持即将释放之前的高压釜内的压力的方式,边向高压釜内供给二氧化碳边进行释放。

使用所得发泡颗粒,利用下述来成形为发泡颗粒成形体。作为成形机,使用可耐受0.48mpa(g)的饱和水蒸气压力的小批量的成形机,向具有250mm×200mm×50mm的成形空间的模具内,在模具未完全封闭而开有间隙(约5mm)的状态下进行填充,接着,完全合模,利用水蒸气压力对模具内的空气进行排气后,将0.42mpa的水蒸气供给至模具内,由此进行加热成形。在加热成形后,水冷至模具内的成形体的面压达到0.039mpa为止后,将发泡成形体从模具中取出,以80℃养护24小时后,冷却至室温为止。

将实施例1c~8c和比较例1c~3c的发泡成形体的各种物性示于表7。表7中,pc是指聚碳酸酯系树脂,pet是指聚酯系树脂,pp是指丙烯系树脂。

[表7]

由上述表7可知:实施例1c~8c的发泡成形体即便环境温度发生变化,机械强度的变动也进一步受到抑制。另一方面,可知:比较例1c~3c的发泡成形体的变动大或者其自身发生熔融或变形。

此外,针对弯曲试验的最大点应力,将计算-40℃和23℃的应力变化而得的值示于表8。应力变化是指[(-40℃的弯曲试验的最大点应力)-(23℃的弯曲试验的最大点应力)]÷(23℃的弯曲试验的最大点应力)。

[表8]

此外,针对弯曲试验的最大点应力,将计算80℃与23℃的应力变化而得的值示于表9。应力变化是指[(23℃的弯曲试验的最大点应力)-(80℃的弯曲试验的最大点应力)]÷(23℃的弯曲试验的最大点应力)。

[表9]

由上述表8和9也可知:与比较例1c~3c的发泡成形体相比,实施例1c~8c的发泡成形体即便环境温度发生变化,机械强度的变动也进一步受到抑制。

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