JPH0920834A - 発泡用樹脂組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 木質粉末を多量に含む発泡用樹脂組成物であ
って、押出成形や射出成形等の溶融成形時に、流動性を
良好に維持し、該樹脂組成物の発熱することによって、
高い生産性と品質を与える発泡用樹脂組成物を提供す
る。 【解決手段】 塩化ビニル成分を主体とし、エチレン成
分を２〜２０重量％含む塩化ビニル系共重合体１００重
量部と木質粉末１０〜１７５重量部を含み、該木質粉末
が、上記塩化ビニル系共重合体用安定剤及び／又は熱分
解型発泡剤と予め予備混合されたものであること特徴と
する発泡用樹脂組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、発泡用樹脂組成物
に関し、特に押出成形や射出成形等に適した発泡用樹脂
組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、合成樹脂成形品に天然木材に近い
特性を付与することによって木材の代替材料を得るため
の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配合剤として添加する方
法がある。この方法によって合成樹脂に木質材料の特性
を効果的に付与し得ることが知られており、具体的に、
木材に近い触覚、風合いを付与するためポリ塩化ビニル
系樹脂が使用され、発泡体とし、木質材料を上記ポリ塩
化ビニル系樹脂１００重量部に対し２０〜３０重量部程
度配合したものが住宅用内装材の巾木等に使用されてい
る。

【０００３】しかしながら、更に、天然木材に近い特性
を付与する目的で、合成樹脂成形品中の木質材料の含有
量を多くすると、該合成樹脂組成物の成形性及び得られ
る製品の品質の両面で幾つかの問題が生ずる。その一つ
として、上記合成樹脂組成物の溶融時の流れの悪化が挙
げられる。即ち、木質粉末をポリ塩化ビニル系樹脂に多
量に添加すると、一般に上記合成樹脂組成物の溶融粘度
が高くなる上に、更に、木質粉末は凝集し易い性質があ
るために成形機、就中、狭隘な樹脂通路を有する金型中
流れが悪くなる。そのため、成形機における樹脂圧が上
昇し、吐出量乃至吐出速度が減少乃至低下し、該合成樹
脂組成物の発熱が大きくなって成形性を悪化せしめるだ
けでなく、品質面にも、酸化による変色や強度低下等の
悪影響を及ぼす。特に上記現象は、成形法の特性から射
出成形において顕著に現れる。

【０００４】上記の如き発泡性塩化ビニル系樹脂組成物
として、例えば、特公昭６３−９５４０号公報には、木
質材料を１〜２０重量部、好ましくは３〜１０重量部程
度の少量を含む配合系において、重合度５００〜８００
の比較的重合度の低いポリ塩化ビニル系樹脂を用いた発
泡性塩化ビニル系樹脂組成物が開示されている。しか
し、上記特公昭６３−９５４０号公報に開示された発泡
性塩化ビニル系樹脂組成物も、若干溶融時の流れはよく
なるが、上記木質材料の配合量を多くすると、溶融時の
流れが悪くなり、更に、重合度を低くした分だけ、破泡
等発泡特性が低下してしまうので、より天然木材に近い
特性を付与するため、木質材料の配合量を多くするする
ことはできない。

【０００５】成形法はホットプレス法と異なるが、例え
ば、特開昭６１−２５０５号公報には、セルロース系素
材の破砕物を多量に含む木質板の成形方法が開示されて
いる。しかし、上記特開昭６１−２５０５号公報に開示
された木質板の成形方法には、セルロース系素材の破砕
物に対し、ポリ塩化ビニル系樹脂を１０〜３０重量％を
バインダーとして使用するものであって、発泡をさせた
り、これらの素材を押出成形や射出成形用の発泡用樹脂
組成物として用いることはできない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、叙上の事実
に鑑みなされたものであって、その目的とするところ
は、木質粉末を多量に含む発泡用樹脂組成物であって、
押出成形や射出成形等の溶融成形時に、流動性を良好に
維持し、該樹脂組成物の発熱を抑制することによって、
高い生産性と品質を与える発泡用樹脂組成物を提供する
にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、塩化ビニル成
分を主体とし、エチレン成分を２〜２０重量％含む塩化
ビニル系共重合体１００重量部と木質粉末１０〜１７５
重量部を含み、該木質粉末が、上記塩化ビニル系共重合
体用安定剤及び／又は熱分解型発泡剤と予め予備混合さ
れたものであること特徴とする発泡用樹脂組成物をその
要旨とするものである。

【０００８】上記塩化ビニル系共重合体は、塩化ビニル
成分を主体とし、エチレン成分を２〜２０重量％含むも
のである。上記塩化ビニル成分及びエチレン成分以外の
成分としては、上記両者と共重合し得る化合物であれば
特に限定されるものではないが、例えば、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（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレー
ト、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート等の（メ
タ）ア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、フッ化ビニル、フッ化ビニリ
デン、塩化ビニリデン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−置換マレイミド等が挙げられる。

【０００９】上記エチレン成分の含有量が２重量％未満
であると、上記発泡用樹脂組成物の溶融粘度が上昇し、
流動特性を悪化させ、上記含有量が２０重量％を超える
と、得られる成形品の機械的強度が低下し、いずれも好
ましいものではない。

【００１０】上記共重合各成分から塩化ビニル系共重合
体を得る方法は、特に限定されるものではなく、公知の
方法が使用できる。上記塩化ビニル系共重合体の重合度
は、４００〜２０００が好ましい。上記重合度が４００
未満であると、得られる成形品の機械的強度が低下し、
上記重合度が２０００を超えると、上記発泡用樹脂組成
物の溶融粘度が大きくなり、成形時の流動特性が悪化
し、いずれも好ましくない。

【００１１】上記木質粉末は、木質化した天然物もしく
はその加工品を成形可能なサイズに粉砕したものであっ
て、その素材は特に限定されるものではないが、例え
ば、栂、檜、松、ラワン等の木材、籾殻、パルプ等のセ
ルロース繊維加工品等が挙げられる。上記木質粉末のサ
イズは、好ましくは平均粒径で２００μｍ以下、更に好
ましくは１５０μｍ以下、最大粒径で６００μｍ以下が
好ましい。上記平均粒径が２００μｍを超え、もしくは
上記最大粒径が６００μｍを超えると、上記発泡用樹脂
組成物の成形時、成形機内に上記木質粉末が滞留し、所
謂”詰まり”を起こし、これが原因で得られる成形品に
過熱による変色、所謂”やけ”を起こしたりするトラブ
ルのおそれがある。

【００１２】又、上記木質粉末の含水率は、１０重量％
以下の可及的少ない量に止めることが望ましい。上記木
質粉末の含水率が１０重量％を超えて高いと、得られる
成形品表面での発泡により外観品質を低下させ、著しい
場合にはこれが原因で樹脂自体を酸化劣化し、機械的強
度を低下させる。上記木質粉末の含水率を１０重量％以
下の可及的少ない量に止めるには、使用時に上記木質粉
末を乾燥する方法が採られてもよいが、上記乾燥後、耐
水性被膜を形成し得る疎水性処理剤を含浸、塗布等の適
宜手段によって表面処理を施しておくと便利である。

【００１３】上記木質粉末の配合量は、上記塩化ビニル
系共重合体１００重量部に対して１０〜１７５重量部で
ある。上記配合量が１０重量部未満であると本発明で意
図する天然木材に近い触感、風合いの優れた成形品が得
られず、上記配合量が１７５重量部を超えると、上記発
泡用樹脂組成物の成形時、流動特性が悪化し成形性を悪
化させる。

【００１４】上記木質粉末は、上記塩化ビニル系共重合
体に添加されるに際して、予め、上記塩化ビニル系共重
合体用安定剤及び／又は熱分解型発泡剤と予備混合され
る。予備混合される上記塩化ビニル系共重合体用安定剤
及び／又は熱分解型発泡剤は、上記塩化ビニル系共重合
体に配合される全ての安定剤及び／又は熱分解型発泡剤
であってもよいが、その一部の安定剤及び／又は熱分解
型発泡剤であって、残部は上記塩化ビニル系共重合体に
予備混合しておいてもよく、予備混合された上記木質粉
末と共に上記塩化ビニル系共重合体に配合されてもよ
い。

【００１５】上記塩化ビニル系共重合体用安定剤は、特
に限定されるものではないが、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、二塩基性
亜リン酸鉛、シリカゲル共沈珪酸鉛、ステアリン酸鉛、
安息香酸鉛、二塩基性ステアリン酸鉛、ナフテン酸鉛等
の鉛系化合物、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複合系、又、ジブチル
錫マレエート、ジオクチル錫ラウレート等の有機錫化合
物等が挙げられる。ただし、メルカプト基を含む安定剤
と鉛系化合物を併用すると、反応して硫化物を生成し、
得られる成形体を汚染するので注意を要する。本発明に
おいて上記塩化ビニル系共重合体用安定剤の配合量は、
上記塩化ビニル系共重合体１００重量部に対し１〜１０
重量部程度が好ましい。上記木質粉末の配合量にもよる
が、上記配合量が、１重量部未満では溶融成形時の熱履
歴によって得られる成形品に変色をあたえ、上記配合量
が、１０重量部を超える熱安定化効果は飽和するばかり
か、却って成形性に悪影響を及ぼす。

【００１６】上記熱分解型発泡剤は、特に限定されるも
のではないが、例えば、重炭酸ナトリウム、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
の無機系発泡剤、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ッド）等の有機系発泡剤が挙げ
られる。上記発泡剤の配合量は、上記塩化ビニル系共重
合体１００重量部に対し０．１〜５重量部程度が好まし
い。上記発泡剤の配合量が０．１重量部未満であると、
必要倍率の発泡体が得られず、上記配合量が５重量部を
超える場合には、得られる成形品の発泡組織が気泡の崩
れに等により均一性を損ない品質欠陥を生ずるおそれが
ある。

【００１７】本発明の上記発泡用樹脂組成物には、上記
各配合物の他、必要に応じて、加工助剤、滑剤、充填
剤、着色剤、可塑剤、安定化助剤、造核剤、発泡助剤、
離型剤その他の添加剤が配合されてもよい。

【００１８】上記加工助剤としては、例えば、メチルア
クリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリレー
ト、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、ブ
チルメタクリレートの単独重合体或いはこれらの２種以
上からなる共重合体、これらの（メタ）アクリル系モノ
マーを主体にし、これと共重合し得るスチレン、α−メ
チルスチレン、アクリロニトリル等のビニルモノマーと
共重合した（メタ）アクリル系共重合体が挙げられる。
上記重合体もしくは共重合体の分子量は、重量平均分子
量で２５０万〜６００万程度のものが好適に使用され
る。

【００１９】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
類等が挙げられる。又、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る。又、上記可塑
剤としては、例えば、ジオクチルテレフタレート等の芳
香族エステル類が好適に使用される。

【００２０】上記塩化ビニル系共重合体用安定剤及び熱
分解型発泡剤以外の添加剤の添加方法は、特に限定され
るものではなく、上記安定剤及び／又は熱分解型発泡剤
と共に上記木質粉末と予備混合された後、上記塩化ビニ
ル系共重合体に配合されてもよく、上記塩化ビニル系共
重合体に予め予備混合された後、上記木質粉末と混合さ
れてもよく、その他の配合手順で配合されてもよい。上
記発泡用樹脂組成物は、上記の如き手順で混合された粉
体状で溶融成形機に供給されてもよいが、ペレタイザー
を用いてペレット状に加工した発泡用樹脂組成物として
供給されてもよい。

【００２１】上記各配合物の混合装置は、特に限定され
るものではないが、例えば、混合槽の中で、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、擂潰機、シェイカー、ボールミル
等を用いてもよいが、混合槽の中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は、作業効率等からよ
り好ましいものである。

【００２２】（作用）本発明の発泡用樹脂組成物は、塩
化ビニル成分を主体とし、エチレン成分を２〜２０重量
％含む塩化ビニル系共重合体１００重量部と木質粉末１
０〜１７５重量部を含み、該木質粉末が、上記塩化ビニ
ル系共重合体用安定剤及び／又は熱分解型発泡剤と予め
予備混合されたものであるので木質粉末を多量に含む発
泡用樹脂組成物であるにも拘らず、押出成形や射出成形
等の溶融成形時に、流動性を良好に維持し、該樹脂組成
物の発熱を抑制することによって、高い生産性と品質を
与える。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を実施
例を挙げて更に詳細に説明する。 ［木質粉末の予備混合］１．木質粉末： 建築用の木材を乾燥、粉砕し、含水率
５．０％、平均粒径６０μｍ（最大粒径３００μｍ）の
木質粉末を調製した。

【００２４】２．予備混合添加剤： 安定剤−１：三塩基性硫酸鉛（堺化学社製、商品名：
ＴＬ７０００） 安定剤−２：ステアリン酸カルシウム（堺化学社製、
商品名：ＳＣ１００）

【００２５】発泡剤−１：アゾジカルボンアミド（永
和化成社製、商品名：ビニホールＡＣ＃１） 発泡剤−２：重炭酸ナトリウム系発泡剤（永和化成社
製、商品名：ＳＣ−Ｄ）

【００２６】３．予備混合条件： （１）混合機：川田工業社製、スーパーミキサー（商品
名）、容量１００リッター （２）混合温度：４０〜８０℃ （３）混合時間：１５分

【００２７】上記木質粉末、安定剤及び発泡剤を表１に
示す配合で、上記混合機、混合温度及び混合時間によっ
て予備混合木質粉末を調製した。

【００２８】

【表１】

【００２９】〔発泡用樹脂組成物の作製〕１．塩化ビニル系樹脂： 塩化ビニル−エチレン共重合体（エチレン成分含有量
４．０重量％、重合度８００） 塩化ビニル−エチレン共重合体（エチレン成分含有量
６．７重量％、重合度７００） 塩化ビニル単独重合体（重合度８００）

【００３０】２．追加添加剤： 安定剤−３：ステアリン酸鉛（堺化学社製、商品名：
ＳＬ１０００） 安定剤−４：ステアリン酸カルシウム（堺化学社製、
商品名：ＳＣ１００） 加工助剤：アクリル系共重合体（三菱レーヨン社製、
商品名：メタブレンＰ５３０Ａ９ 発泡剤：アゾジカルボンアミド（永和化成社製、商品
名：ビニホールＡＣ＃１）（予備混合添加剤に同じ）

【００３１】３．ペレタイザー： （１）ペレタイザー：長田製作所社製、ＳＬＭ５０（商
品名、５０ｍｍφ二軸異方向斜軸押出機、ホットカット
方式） （２）加工温度：バレル部１００〜１３０℃、金型部１
４０℃ （３）スクリュー回転数：２０ｒｐｍ

【００３２】（実施例１）上記塩化ビニル−エチレン共
重合体（エチレン成分含有量４．０重量％、重合度８０
０）からなる塩化ビニル系樹脂１００重量部に対し、
表２に示す如く、前記予備混合木質粉末３０重量部、
上記追加添加剤として加工助剤８重量部、安定剤４重
量部、安定剤２重量部を先に予備混合で使用した混合
機を用いて混合時間を３０分に変更したこと以外、予備
混合と同様に混合し、更に、上記ペレタイザーを用いて
ペレッティングして発泡用樹脂組成物を作製した。

【００３３】（実施例２〜９）、（比較例１〜４） 表１及び表２に示す配合で、実施例１と同様にして発泡
用樹脂組成物を作製した。

【００３４】

【表２】

【００３５】上記実施例及び比較例で得られた発泡用樹
脂組成物の性能を評価するために、以下に示す方法で射
出成形試験及び押出成形試験を行った。試験結果は表３
及び表４に示す。

【００３６】１．射出成形試験： 〔１〕射出成形条件 （１）射出成形機：日本製鋼所社製、Ｊ１００Ｅ−Ｃ５
（商品名、型締力１００トン） （２）金型：円筒成形用（キャビティー外径４０ｍｍ、
内径３２ｍｍ、長さ８０ｍｍ、ゲート位置：側面中央、
ゲート径４ｍｍ） （３）成形温度：シリンダー部１５０〜１８０℃、金型
部３０℃ （４）射出速度：８０％ （５）射出圧力：７０％

【００３７】２．押出成形試験： 〔１〕押出成形条件 （１）押出成形機：プラスチック工学研究所社製、ＧＴ
−３２Ａ（商品名、３０ｍｍ単軸押出機） （２）スクリュー回転数：２０ｒｐｍ （３）金型：Ｔダイ（リップ幅３３ｍｍ、リップ厚さ５
ｍｍ） （４）成形温度：シリンダー部１００〜１８０℃、金型
部１７０℃ （５）サイジングダイ：リップ幅４０ｍｍ、リップ厚さ
８ｍｍ （６）冷却槽：長さ１ｍ、水槽容量３０リッター、水温
１９〜２１℃ （７）引取機：引取速度０．６ｍ／ｍｉｎ

【００３８】３．評価項目及び評価基準 （１）発泡性：得られた成形品の密度を測定し、該成形
品の密度によって発泡性を評価した。 （２）流動性：射出成形において発泡用樹脂組成物の流
れが悪いと、金型に上記発泡用樹脂組成物が完全に充填
されず、ゲートの逆側に未充填部分ができる。該ゲート
の逆側の未充填部分の有無によって上記発泡用樹脂組成
物の流動性を評価した。 （３）押出成形性：押出成形機のバレルヘッドにおける
発泡用樹脂組成物の圧力によって評価した。樹脂圧が２
００ｋｇｆ／ｃｍ² を超える場合、特に押出成形性が悪
いと評価できる。 （４）表面品質：得られた成形品の表面品質を、着
色：白木調に設定された着色が、酸化等によりどの程度
に変色したか、その着色の度合いによって、○：白木
調、△：薄茶色、×：茶色〜黒色、の３段階で評価。
滑らかさ：成形品の表面を手触りによって、天然木材に
どの程度似通っているか、○：さらさらしていて木質感
を感じさせる、△：つるつるしていてプラスチックらし
い感触、×：ざらざらしていて不快な感触、の３段階で
評価。艶：成形品の表面光沢によって、○：艶やかな
光沢がある、△：微かに光沢を感ずる、×：光沢を感じ
ない、の３段階で評価した。

【００３９】

【表３】

【００４０】

【表４】

【００４１】

【発明の効果】本発明の発泡用樹脂組成物は、叙上の如
く構成されているので、木質粉末を多量に含む発泡用樹
脂組成物であるにも拘らず、押出成形や射出成形等の溶
融成形時に、流動性を良好に維持し、該樹脂組成物の発
熱を抑制することによって、高い生産性と品質を与え
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 塩化ビニル成分を主体とし、エチレン成
   分を２〜２０重量％含む塩化ビニル系共重合体１００重
   量部と木質粉末１０〜１７５重量部を含み、該木質粉末
   が、上記塩化ビニル系共重合体用安定剤及び／又は熱分
   解型発泡剤と予め予備混合されたものであること特徴と
   する発泡用樹脂組成物。