JPH08337701A

JPH08337701A - 塩化ビニル系樹脂組成物

Info

Publication number: JPH08337701A
Application number: JP14364495A
Authority: JP
Inventors: Takashi Sawara; 敬佐原; Hidefumi Morita; 英文森田
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 1995-06-09
Filing date: 1995-06-09
Publication date: 1996-12-24

Abstract

(57)【要約】【目的】多量の木質粉末を配合しても、成形性、賦形性
及び発泡性を阻害せず、得られる成形体に良好な木質感
及び外観を付与することが可能な塩化ビニル系樹脂組成
物を提供する。【構成】塩化ビニル系樹脂（ａ）及び木質粉末（ｂ）か
らなる樹脂組成物であって、木質粉末（ｂ）と、部分ケ
ン化脂肪酸エステル（ｃ）及び／又は変性ポリエチレン
（ｄ）とが予め予備混合されることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、塩化ビニル系樹脂組成
物に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、合成樹脂組成物に天然木材に近い
特性を付与することによって、木材の代替材料とする種
々の試みがなされている。その方法の一つとして、合成
樹脂に粉末状の木質材料を添加する方法が挙げられる。
このような木質材料の添加によって、合成樹脂本来の性
質に木質材料の性質を効率的に付与できることが知られ
ている。特に、木材に近い感触や軽さを得るためには、
樹脂として塩化ビニル系樹脂を用いて発泡体とし、木質
材料の量を多く添加するほど有効である。上記木材の代
替材料は、住宅の内装材、家具材料、剛性の高い構造材
料等の用途に有効な材料として用いられている。

【０００３】しかし、木質材料は、溶融樹脂中で樹脂と
の接着性が悪いため、木質粉末が凝集し易いことが問題
点として挙げられ、その結果、成形品の外観を損ねた
り、成形機中に滞留したり内面にひっかかったりして、
いわゆる「ビルドアップ」の原因となったり、成形機内
面に傷をつけたりするという問題点があった。さらに、
成形時の樹脂圧が大きくなること、及び金型内での樹脂
の流れが不均一になることが問題点として挙げられてい
る。これらは、本質的に樹脂中に多量の木質材料を含有
するため、樹脂組成物の溶融時における流れが悪くなる
ことに起因するものと考えられる。

【０００４】木質粉末の分散性を高め、摩擦熱の発生を
緩和させる方法として、例えば、特開昭５４−７２２４
７号公報では、木粉に脂肪酸のアルコールエステル等を
含浸する方法が開示されている。しかしながら、この方
法では、作業効率が非常に煩雑になる上に、樹脂への木
質粉末の分散性は不十分であった。

【０００５】また、木質材料は、加熱によって酸性ガス
を放出して、成形機を徐々に腐食して寿命を短くした
り、さらに塩化ビニル樹脂に添加する場合は、木質材料
から発生する酸性のガスが樹脂の劣化反応を促進して成
形体を着色するという問題点があった。

【０００６】上記酸性ガスに対する解決策として、例え
ば、特開昭６１−２５０５号公報では、発生する酸性ガ
スを尿素系樹脂で中和処理して無害化する方法が開示さ
れている。しかしながら、この方法では、尿素系樹脂に
由来する臭いが長期間製品中に残存し、住宅内装材とし
ては好ましくなかった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記欠点に
鑑みてなされたものであり、その目的は、多量の木質粉
末を配合しても、成形性、賦形性及び発泡性を阻害せ
ず、得られる成形体に良好な木質感及び外観を付与する
ことが可能な塩化ビニル系樹脂組成物を提供することに
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の塩化ビニル系樹
脂組成物は、塩化ビニル系樹脂（ａ）及び木質粉末
（ｂ）からなる樹脂組成物であって、該木質粉末（ｂ）
と、部分ケン化価脂肪酸エステル（ｃ）及び／又は変性
ポリエチレン（ｄ）とが予め予備混合されることを特徴
とする。

【０００９】本発明で使用される上記塩化ビニル系樹脂
（ａ）としては、従来から知られているものを使用する
ことができ、例えば、塩化ビニルの単独重合体、塩化ビ
ニルと塩化ビニル以外の重合性単量体との共重合体、塩
化ビニル以外の重合体に塩化ビニルをグラフトさせたグ
ラフト共重合体；これらの（共）重合体を従来公知の方
法で後塩素化して得られた塩素化塩化ビニル系樹脂；前
記（共）重合体及び塩素化塩化ビニル系樹脂の混合物等
が挙げられる。

【００１０】上記塩化ビニル以外の重合性単量体として
は、反応性二重結合を有するものであれば特に限定され
ず、例えば、エチレン、プロピレン、ブチレン等のα−
オレフィン類；酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等のビ
ニルエステル類；ブチルビニルエーテル、セチルビニル
エーテル等のビニルエーテル類；メチルアクリレート、
エチルアクリレート等のアクリル酸エステル類；メチル
メタクリレート、エチルメタクリレート、フェニルメタ
クリレート等のメタクリル酸エステル類；スチレン、α
−メチルスチレン等の芳香族ビニル類；塩化ビニリデ
ン、ふっ化ビニル等のハロゲン化ビニル類；Ｎ−フェニ
ルマレイミド、Ｎ−シクロヘキシルマレイミド等のＮ−
置換マレイミド類などが挙げられ、これらは単独で用い
られてもよく、二種以上が併用されてもよい。

【００１１】上記グラフト共重合体に使用される上記塩
化ビニル以外の重合体としては、特に限定されず、例え
ば、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−酢酸ビ
ニル−一酸化炭素共重合体、エチレン−エチルアクリレ
ート共重合体、エチレン−プロピレン共重合体、アクリ
ロニトリル−ブタジエン共重合体、ポリウレタン樹脂、
塩素化ポリエチレン樹脂、塩素化ポリプロピレン樹脂等
が挙げられ、これらは単独で用いられてもよく、二種以
上が併用されてもよい。

【００１２】上記塩化ビニル系樹脂（ａ）の平均重合度
は、小さくなると得られる成形体の機械的強度が不足
し、大きくなると成形時の溶融粘度が高くなって成形が
困難になるので、４００〜２，０００が好ましく、特に
発泡成形を行う場合は４００〜１，０００がより好まし
い。

【００１３】本発明で使用される木質粉末（ｂ）として
は、天然木材、籾殻、パルプ等の天然セルロース繊維に
よって構成されるものを公知の方法で微粒化したものが
挙げられ、天然木材としては、例えば、杉、栂、檜、
松、ラワン、チーク等一般に木材として用いられている
ものが好適に使用される。

【００１４】上記木質粉末（ｂ）の平均粒径及び最大粒
径は、大きくなると成形機内に滞留して、「つまり」や
「やけ」を起こす恐れがあるので、平均粒径２００μｍ
以下が好ましく、より好ましくは１５０μｍ以下であ
り、最大粒径６００量μｍ以下が好ましい。

【００１５】上記木質粉末（ｂ）の含水率は、多くなる
と成形時に水分が発泡して成形体の表面を荒らしたり、
成形時に樹脂の劣化を促進するので、１０重量％以下が
好ましい。

【００１６】上記塩化ビニル系樹脂組成物において、上
記木質粉末（ｂ）の使用量は、少なくなると天然木材に
近い感触や風合いが得られず、多くなると樹脂の溶融粘
度が増大し成形が困難となるので、塩化ビニル系樹脂
（ａ）１００重量部に対して５〜１５０重量部に限定さ
れる。

【００１７】本発明の樹脂組成物では、上記木質粉末
（ｂ）と、部分ケン化脂肪酸エステル（ｃ）及び／又は
変性ポリエチレン（ｄ）とが予め予備混合される。

【００１８】本発明で使用される部分ケン化脂肪酸エス
テル（ｃ）のケン化価は、小さくなっても大きくなって
も、木質粉末（ｂ）の表面が十分に被覆されなくなるの
で、９０〜１５０に限定される。上記部分ケン化脂肪酸
エステル（ｃ）に使用される脂肪酸の炭素数は、小さく
なると樹脂への木質粉末（ｂ）の分散性が悪くなり、大
きくなると木質粉末（ｂ）の表面が十分に被覆されなく
なるので、２１〜３２に制限される。

【００１９】本発明で使用される部分ケン化脂肪酸エス
テル（ｃ）としては、炭素数２１〜３２の飽和又は不飽
和の直鎖式モノ及びジカルボン酸を、エチレングリコー
ル、グリセリン、ブチレングリコール等の多価アルコー
ルでエステル化し、そのうちの１０〜５０重量％を水酸
化カルシウムでケン化することにより、ケン化価が９０
〜１５０である、脂肪酸エステルと脂肪酸エステルのカ
ルシウム塩との混合物として得られる。

【００２０】上記部分ケン化脂肪酸エステル（ｃ）の市
販品としては、例えば、モンタン酸の部分ケン化エステ
ル（ｃ）である、ヘキスト社製「ＷＡＸ−ＯＰ」、「Ｗ
ＡＸ−Ｘ５５」、「ＷＡＸ−Ｓｐｅｃｉａｌ」、「ＷＡ
Ｘ−Ｏ」、「ＷＡＸ−ＯＭ」等が挙げられ、これらは単
独で用いられてもよく、二種以上が併用されてもよい。

【００２１】上記変性ポリエチレン（ｄ）としては、立
体構造的に、アイソタクチック、シンジオタクチック、
アタクチックのいずれであってもよく、その酸価は、小
さくなると木質粉末（ｂ）の表面を十分に被覆すること
ができず、大きくなると成形性が悪くなるので、１５〜
８０に限定される。また、上記変性ポリエチレン（ｄ）
の粘度平均分子量は、小さくなっても大きくなっても、
樹脂との接着性を向上する効果が低下するので、１００
０〜４０００に限定される。

【００２２】上記変性ポリエチレン（ｄ）の市販品とし
ては、例えば、三井石油化学社製「２２０３Ａ」、「１
１０５Ａ」、「４２０２−Ｅ」；三洋化成社製「Ｅ−２
５０Ｐ」等が挙げられ、これらは単独で用いられてもよ
く、二種以上が併用されてもよい。

【００２３】上記塩化ビニル系樹脂組成物において、部
分ケン化価脂肪酸エステル（ｃ）及び／又は変性ポリエ
チレン（ｄ）の使用量は、少なくなると木質粉末（ｂ）
の表面を十分に被覆することができないため樹脂の劣化
を抑制する効果がなく、多くなると成形体の外観や物性
の低下が大きくなるので、木質粉末（ｂ）１００重量部
に対して０．５重量部以上、塩化ビニル系樹脂（ａ）１
００重量部に対して１０重量部以下に制限される。

【００２４】上記塩化ビニル系樹脂組成物には、さらに
熱分解型発泡剤（ｅ）が添加されてもよい。熱分解型発
泡剤（ｅ）としては、例えば、アゾジカルボンアミド、
ジニトロソペンタメチレンテトラミン、ｐ，ｐ'-オキシ
ビス（ベンゼンスルホニルヒドラジド）、アゾビスイソ
ブチロニトリル、バリウムアゾジカルボキシレート等の
有機系発泡剤；重炭酸ナトリウム（重曹）、炭酸アンモ
ニウム、重炭酸アンモニウム、亜硝酸アンモニウム、ホ
ウ水素化ナトリウム等を主成分とする無機系発泡剤等が
挙げられる。無機系発泡剤としては、発生する気体が無
毒で引火性のない点から、重曹系発泡剤が好ましい。

【００２５】上記塩化ビニル系樹脂組成物において、熱
分解型発泡剤の使用量は、少なくなると気体発生量が不
足するため発泡が不足し、均一な発泡セルが得られず、
多くなると発泡セルが破れたりくっつき合って不均一と
なり、成形体の外観が損なわれ、物性が低下するので、
塩化ビニル系樹脂１００重量部に対して０．０５〜５重
量部に限定され、好ましくは０．１〜３重量部である。

【００２６】上記熱分解型発泡剤（ｅ）と共に、発泡剤
の分解を促進する発泡助剤が併用されてもよい。発泡助
剤としては、例えば、酸化亜鉛、酸化鉛、酸化カドミウ
ム、酸化マグネシウム、ステアリン酸カルシウム、ステ
アリン酸バリウム、酢酸亜鉛、サリチル酸、安息香酸、
グリセリン、ジエチレングリコール等が挙げられる。

【００２７】上記塩化ビニル系樹脂組成物には、必要に
応じて、安定剤、滑剤、安定化助剤、離型剤、顔料、充
填剤等の配合剤が添加されてもよい。

【００２８】上記安定剤は、成形時の十分な熱安定性を
得るために、塩化ビニル系樹脂（ａ）と木質粉末（ｂ）
の混合時に添加されるものであり、安定剤としては、例
えば、鉛白、塩基性亜硫酸鉛、二塩基性亜硫酸鉛、三塩
基性硫酸鉛等の鉛系化合物；ジブチル錫マレート、ジブ
チル錫ラウレート、ジオクチル錫マレート、ジオクチル
錫ラウレート等の錫系化合物；ステアリン酸カルシウ
ム、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸亜鉛等の金属
石鹸類などが挙げられる。但し、メルカプト基を有する
化合物と鉛系化合物との併用は、両者が反応して硫化鉛
を生成し、成形体を汚染するので好ましくない。

【００２９】上記滑剤としては、例えば、ステアリン酸
等の脂肪酸類、脂肪酸エステル類、オレフィンワックス
類等が挙げられ、上記加工助剤としては、例えば、アク
リル系樹脂（メチルメタクリレート・ブチルアクリレー
ト共重合体等）が挙げられる。また、上記充填剤として
は、例えば、炭酸カルシウム、タルク等が挙げられ、上
記可塑剤としては、例えば、ジオクチルフタレート等の
芳香族エステル類が挙げられる。

【００３０】上記配合剤は、必要に応じて、上記部分ケ
ン化価脂肪酸エステル（ｃ）及び／又は変性ポリエチレ
ン（ｄ）と共に、木質粉末（ｂ）と前もって予備混合し
てもよい。

【００３１】本発明の塩化ビニル系樹脂組成物の製造工
程は、例えば、木質粉末（ｂ）と、上記部分ケン化脂
肪酸エステル（ｃ）及び／又は変性ポリエチレン（ｄ）
とを予備混合する工程と、前記工程で予備混合された
木質粉末（ｂ）と、塩化ビニル系樹脂（ａ）及び上記配
合剤を混合する工程との２工程で行う方法が挙げられ
る。また、木質粉末（ｂ）と、上記部分ケン化価脂肪
酸エステル（ｃ）及び／又は変性ポリエチレン（ｄ）と
を予備混合する工程と、塩化ビニル系樹脂（ａ）と他
の配合剤とを混合する工程と、両者（及びの前工
程で得られたもの）を一緒に混合する工程との３工程で
行ってもよい。

【００３２】上記製造工程において、各成分の混合に使
用される装置としては、一般に公知の混合装置が使用可
能であり、例えば、混合槽中で平板型、プロペラ型、フ
ァウドラー型等の攪拌羽根を回転させる構造の一般的ミ
キサー；混合槽中で攪拌ボールを流動させる構造のボー
ルミル；擂潰機；シェイカーなどが挙げられるが、製造
効率や作業性の面から、混合槽に高速回転可能な攪拌羽
根を備えたヘンシェルミキサーが好ましい。

【００３３】本発明の塩化ビニル系樹脂組成物の成形に
は、公知の成形方法が使用され、押出成形法により成形
する場合は、押出機として、単軸押出機、二軸押出機等
が好適に用いられる。押出成形の場合は、成形品の品質
及び作業効率の向上のために、一旦ペレット化してか
ら、押出成形してもよい。成形温度はシリンダー温度と
して１１０〜１９０℃、金型温度として１３０〜１９０
℃が好ましい。

【００３４】また、上記塩化ビニル系樹脂組成物から発
泡成形体を得る方法は、特に限定されず、発泡押出成形
法が好適に用いられる。押出成形する場合の成形温度
は、シリンダー温度として１１０〜１９０℃、金型温度
として１３０〜１９０℃が好ましい。

【００３５】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。〔木質粉末の予備混合〕表２に示した所定量の木質粉末
（ｂ）と部分ケン化脂肪酸エステル（ｃ）とを、スーパ
ーミキサー（川田工業社製、容量２０リットル）を用い
て、５０〜９０℃で３０分間予備混合した。尚、部分ケ
ン化脂肪酸エステル（ｃ）としては、表１に示したケン
化価及び脂肪酸の炭素数を有する成分を使用した。

【００３６】

【表１】

【００３７】

【表２】

【００３８】（実施例１〜５、比較例１〜９）塩化ビニ
ル単独重合体（重合度８００）１００重量部に対して、
表３に示した所定量の上記木質粉末（必要に応じて、表
３に示した所定量の部分ケン化モンタン酸エステル、加
工助剤及び発泡剤を添加）、ならびに、鉛系化合物３重
量部及び金属石鹸２．５重量部をスーパーミキサー（１
００リットル、川田工業社製）に入れ、７０〜１２０℃
で１５分間混練し、塩化ビニル系樹脂組成物を得た。

【００３９】

【表３】

【００４０】上記塩化ビニル系樹脂組成物につき、下記
の性能評価を行い、その結果を表４に示した。（Ｉ）熱安定性上記塩化ビニル系樹脂組成物を、１８０℃のミキシング
ロールで５分間混練して１〜２ｍｍ厚のシート状物を作
製した後、このシート状物の初期着色を次の基準で判定
した。 ○：黄土色、△：薄茶色、×：茶色〜黒色さらに、上記シート状物を、２００℃のギヤオーブン中
で所定の時間放置して着色状況を目視観察し、３０分後
の着色が薄茶色までを成形時の熱安定性として十分であ
ると判定した。尚、ギヤオーブン中において、シート状
物は、時間の経過と共に木質粉末の黄土色から薄茶色→
茶色→黒色へと変色する。

【００４１】（II）押出成形性上記塩化ビニル系樹脂組成物を、５０ｍｍ二軸異方向斜
軸押出機（長田製作所製「ＳＬＭ５０」）に供給し、次
の成形条件でペレット化した。〔成形条件〕１）スクリュー回転数：２０ｒｐｍ２）成形温度：１００〜１３０℃（バレル部）、１４０
℃（金型部）３）カット方式：ホットカット次いで、上記で得られたペレットを、下記仕様の単軸押
出機（プラスチック工学研究所社製「ＧＴ−３２−Ａ」
型）に供給し、次の成形条件で成形し平板状の成形体を
得た。〔押出機仕様〕１）シリンダー：直径３０ｍｍ２）スクリュー：Ｌ／Ｄ＝２８３）金型：Ｔダイ、リップ：幅３３×厚さ５ｍｍ〔成形条件〕成形温度：１５０〜１８０℃（バレル部）、１７０℃
（金型部）

【００４２】上記で得られた平板状の成形体について、
次の表面凝集性及び表面性を評価し、その結果を表４に
示した。また、発泡成形体については、さらに発泡性を
評価した。（イ）表面凝集性得られた成形体の表面に、木粉の凝集による黒色粒が現
れるか否かを目視により観察した。（ロ）表面性得られた成形体の表面状態を次の基準で判定した。 ○：手触りが滑らかで光沢がある。 △：手触りが滑らかでなく、ざらつきがある。 ×：肉眼で凹凸が認められる。（ハ）発泡性発泡成形体について、発泡倍率から評価した。尚、発泡
倍率は、ＡＳＴＭＤ１５６５に準拠して発泡成形体の
見かけ比重を測定し、次の式から算出した。発泡倍率＝１．４５／見かけ比重

【００４３】

【表４】

【００４４】（実施例６〜１１、比較例10〜18）〔木質粉末の予備混合〕表６に示した所定量の木質粉末
（ｂ）と変性ポリエチレン（ｄ）とを、スーパーミキサ
ー（川田工業社製、容量２０リットル）を用いて、５０
〜９０℃で３０分間予備混合した。尚、変性ポリエチレ
ン（ｄ）としては、表５に示した酸価及び粘度平均分子
量を有するものを使用した。

【００４５】

【表５】

【００４６】

【表６】

【００４７】塩化ビニル単独重合体（重合度８００）１
００重量部に対して、表７に示した所定量の上記木質粉
末（必要に応じて、表７に示した所定量の変性ポリエチ
レン加工助剤及び発泡剤を添加）、ならびに、鉛系化合
物３重量部及び金属石鹸２．５重量部をスーパーミキサ
ー（１００リットル、川田工業社製）に入れ、７０〜１
２０℃で１５分間混練し、塩化ビニル系樹脂組成物を得
た。

【００４８】

【表７】

【００４９】上記塩化ビニル系樹脂組成物につき、実施
例１同様な、（Ｉ）熱安定性及び（II）押出成形性の評
価を行い、その結果を表８に示した。

【００５０】

【表８】

【００５１】尚、上記実施例及び比較例において使用し
た成分は次の通りである。・木質粉末：建材用の栂材を粉砕、乾燥した、含水率
５．０重量％、平均粒径６０μｍ、最大粒径２００μｍ
のものを使用した。・鉛系化合物：ステアリン酸鉛・金属石鹸：ステアリン酸カルシウム・加工助剤：アクリル系樹脂・発泡剤：アゾジカルボンアミド（永和化成社製「ビニ
ホールＡＣ＃１」、表中、ＡＤＣＡと表示）又は重曹系

【００５２】

【発明の効果】本発明の塩化ビニル系樹脂組成物は、上
述の構成であり、木質粉末が、予め部分ケン化脂肪酸エ
スエル及び／又は変性ポリエチレンによって予備混合さ
れることにより、木質粉末と樹脂との接着性が向上し、
木質粉末の凝集を防止すると共に、木質粉末から発生す
る酸性ガスを抑制することができるので、着色がなく外
観の優れた木質感を有する高品質の（発泡）成形体を提
供することができる。また、成形工程における樹脂圧の
異常上昇やつまりによる吐出量の変動がなく、安定した
（発泡）押出成形が可能となる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】塩化ビニル系樹脂（ａ）１００重量部及び
木質粉末（ｂ）５〜１５０重量部からなる塩化ビニル系
樹脂組成物であって、ケン化価９０〜１５０、脂肪酸の
炭素数２１〜３２である部分ケン化脂肪酸エステル
（ｃ）及び／又は酸価１５〜８０、粘度平均分子量１０
００〜４０００である変性ポリエチレン（ｄ）が、木質
粉末（ｂ）１００重量部に対して０．５重量部以上、塩
化ビニル系樹脂（ａ）１００重量部に対して１０重量部
以下の割合で添加され、木質粉末（ｂ）と部分ケン化脂
肪酸エステル（ｃ）及び／又は変性ポリエチレン（ｄ）
とが予め予備混合されることを特徴とする塩化ビニル系
樹脂組成物。
【請求項２】塩化ビニル系樹脂（ａ）１００重量部、木
質粉末（ｂ）５〜１５０重量部及び熱分解型発泡剤
（ｅ）０．０５〜５重量部からなる塩化ビニル系樹脂組
成物であって、ケン化価９０〜１５０、脂肪酸の炭素数
が２１〜３２である部分ケン化脂肪酸エステル（ｃ）及
び／又は酸価１５〜８０、粘度平均分子量１０００〜４
０００である変性ポリエチレン（ｄ）が、木質粉末
（ｂ）１００重量部に対して０．５重量部以上、塩化ビ
ニル系樹脂（ａ）１００重量部に対して１０重量部以下
の割合で添加され、木質粉末（ｂ）と部分ケン化脂肪酸
エステル（ｃ）及び／又は変性ポリエチレン（ｄ）とが
予め予備混合されることを特徴とする塩化ビニル系樹脂
組成物。