JPH069813A - 発泡用塩化ビニル系樹脂組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 加熱すると均一微細に発泡し、しかも熱安定
性と耐候性のよい塩化ビニル系樹脂組成物を提供しよう
とするものである。 【構成】 塩化ビニル系樹脂にメタクリル酸エステル系
樹脂と熱分解型発泡剤とを特定の割合で加えた組成物に
おいて、熱分解型発泡剤として重炭酸塩だけを用い、し
かも粒径を１０ミクロン以下の微細なものとして加えた
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】この発明は、発泡用塩化ビニル系
樹脂組成物に関するものである。この発明に係る樹脂組
成物は、これを加熱して発泡させると、熱安定性が良好
でしかも均一微細に発泡した良質の発泡体を与える、と
いう利点を持ったものである。

【０００２】

【従来の技術】塩化ビニル系樹脂に、メタクリル酸エス
テル系樹脂と、熱分解型発泡剤とを配合した発泡用塩化
ビニル系樹脂組成物は、既に知られている。それは特公
昭６３−９５４０号公報に記載されている。

【０００３】上記の公報は、熱分解型発泡剤として有機
の発泡剤と無機の発泡剤とを併用することを薦めてい
る。その理由は、有機発泡剤だけを用いて塩化ビニル系
樹脂を発泡させようとすると、塩化ビニル系樹脂の熱安
定性が損なわれ、得られた発泡体が熱分解を起こして着
色するからであり、他方、無機発泡剤だけを用いて発泡
させようとすると、気泡が粗くなって外観が悪くなるば
かりでなく、強度も劣るものとなるからだと云うのであ
る。そのほか、有機発泡剤を用いると、塩化ビニル系樹
脂の耐候性が低下して、得られた発泡体が使用中に着色
したり劣化することになる。

【０００４】しかし、有機発泡剤と無機発泡剤とを併用
しても、有機発泡剤を用いている限り、有機発泡剤が塩
化ビニル系樹脂の熱安定性と耐候性とを低下させること
に変わりはない。従って、特公昭６３−９５４０号公報
の教示する発泡用塩化ビニル系樹脂組成物は、なお熱安
定性と耐候性とが悪いという欠点を持っていた。だか
ら、得られた発泡体は使用中にも着色し劣化することを
避け得なかった。ただ、無機発泡剤を併用しているため
に、有機発泡剤は少量の使用で足りるので、熱安定性及
び耐候性の悪いことが以前のように顕著に現れないとい
うだけである。従って、熱安定性及び耐候性を改良する
必要があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、上述のよ
うな欠点を改良し、熱安定性と耐候性との良好な発泡用
塩化ビニル系樹脂組成物を提供しようとするものであ
る。すなわち、塩化ビニル系樹脂組成物を加熱したと
き、組成物が発泡剤によって均一微細に発泡し、しかも
熱安定性と耐候性のよい塩化ビニル系樹脂組成物を提供
しようとするものである。

【０００６】

【課題解決のための手段】この発明者は、発泡剤として
加熱分解型の有機発泡剤の使用をやめ、代わりに加熱分
解型の無機発泡剤だけを用いて、塩化ビニル系樹脂を発
泡させることを試みた。また、この発明者は、無機発泡
剤の中から重炭酸塩を選び、これを塩化ビニル系樹脂に
混合して発泡させることを繰り返し、得られた発泡体の
物性を検討した。

【０００７】その過程で、この発明者は重炭酸塩を細か
く粉砕して用いると、重炭酸塩が塩化ビニル系樹脂を均
一微細に発泡させるに至ることを見出した。すなわち、
これまでは市販されている重炭酸塩をそのまま篩でふる
って微細な粒子を選び出し、これを用いて来ただけであ
ったが、これをさらに粉砕して細かい粒子を選んでこれ
を発泡剤として用いた。例えば、市販の重炭酸ソーダ
は、細かい粉末でも１５〜３０ミクロンの粒径を持つに
過ぎない。ところが、これを粉砕して、粒径が０．１〜
５ミクロンの微細な粒子として、これを塩化ビニル系樹
脂に混合して発泡用樹脂組成物とすると、これを加熱し
て得られる発泡体は、気泡が均一微細となって、しかも
樹脂は熱分解が起こりにくく熱安定性が良好となること
を見出した。この発明はこのような知見に基づいて完成
されたものである。

【０００８】特公昭６３−９５４０号公報は、発泡用塩
化ビニル系樹脂組成物に充填剤を配合すべきことを教
え、その充填剤は粒径を１．５ミクロン以下にするのが
好ましいとし、実施例では平均粒径０．８ミクロンの炭
酸カルシウムを用いている。充填剤は、塗料などに使用
される関係で微細なものが古くから提供されて来た。と
ころが、重炭酸塩のような発泡剤は充填剤と全く違っ
て、塗料などに向けられるものでなく、従って微細にす
る必要がなく、微細にしたのでは却って分解の危険があ
るため、微細にしたものは市販されなかった。

【０００９】この発明は、特公昭６３−９５４０号公報
の教示に従い、微細にした無機発泡剤のほかに、塩化ビ
ニル系樹脂にメタクリル酸エステル系樹脂を加えて、塩
化ビニル系樹脂を発泡し易くする。また、この発明は、
上記公報が教えるように、必要に応じて充填剤を加えて
もよいが、これは必ずしも必要でない。

【００１０】この発明は、塩化ビニル系樹脂１００重量
部に、５−２０重量部のメタクリル酸エステル系樹脂
と、０．１−１０重量部の熱分解型発泡剤とを加えてな
る発泡用塩化ビニル系樹脂組成物において、熱分解型発
泡剤として重炭酸塩だけを用い、しかも重炭酸塩の粒径
を実質的に１０ミクロン以下の微細なものとしたことを
特徴とする、発泡用塩化ビニル系樹脂組成物を提供する
ものである。

【００１１】この発明で用いることのできる塩化ビニル
系樹脂は、塩化ビニルの単独重合体のほか、塩化ビニル
と他の単量体との共重合体、及び塩化ビニルを含まない
他の重合体に塩化ビニルをグラフト重合したものを含ん
でいる。上記の他の単量体は、例えば酢酸ビニル、エチ
レンなどであり、上記の塩化ビニルを含まない他の重合
体は、例えばエチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン
−プロピレン共重合体などである。

【００１２】塩化ビニル系樹脂の重合体は、６００−１
０００の平均重合度を持つことが好ましい。その理由
は、平均重合度が１０００を越えると、一般に溶融粘度
が高くなって、発泡を均一に行うことが困難となるから
である。逆に、平均重合度が６００未満になると、発泡
させ易い利点はあるが、発泡後に収縮し結果として高倍
率の発泡体を得ることが困難となるからである。

【００１３】この発明では、塩化ビニル系樹脂にメタク
リル酸エステル系樹脂を加える。メタクリル酸エステル
系樹脂としては、メタクリル酸エステルの単独重合体の
ほか、メタクリル酸エステルと他の単量体との共重合体
をも用いることができる。メタクリル酸エステルとして
は、メチルメタクリレート、エチルメタクリレートを用
いることができる。他の単量体としては、エチルアクリ
レート、アクリルニトリル等を用いることができる。上
述の共重合体中では、メタクリル酸エステルの占める割
合が他の単量体よりも多いことが必要とされる。

【００１４】メタクリル酸エステル系樹脂は、塩化ビニ
ル系樹脂１００重量部に対し、５−２０重量部の割合で
加える。そのうちでも好ましいのは７−１３重量部であ
る。このような割合でメタクリル酸エステル系樹脂を加
えると、塩化ビニル系樹脂は発泡するに適した溶融粘度
を持つに至り、よく発泡して小さな気泡を生成するとと
もに、一旦生成した気泡が簡単に潰れなくなる。

【００１５】この発明では、発泡剤として熱分解型の無
機発泡剤だけを用い、しかも無機発泡剤としては主とし
て重炭酸塩だけを用いる。用いることのできる重炭酸塩
は、重炭酸ソーダ、重炭酸カリウム、重炭酸アンモニウ
ム等である。その量は、塩化ビニル系樹脂１００重量部
に対し０．１−１０重量部の割合とする。このような割
合に限定する理由は、０．１重量部未満では発泡が充分
に行われず、逆に１０重量部を越えると、組成物の熱安
定性が悪化するからである。

【００１６】この発明の最も特徴とするのは、重炭酸塩
の粒径を実質的に１０ミクロン以下の微細なものとして
用いるという点である。このような微細な粒径の重炭酸
塩は市販されていない。現在市販されている重炭酸塩は
粒径が１５−３０ミクロンの範囲内にある。従って、こ
の発明で用いることのできる重炭酸塩にするには、市販
の重炭酸塩を超微粉砕して、その中から１０ミクロン以
下の粒径のものを選んで、使用しなければならない。

【００１７】重炭酸塩を１０ミクロン以下の粒径の微粒
粒子に粉砕するには、ボールミルによることもできる
が、好ましいのはマイクロナイザー、ジエットオーマイ
ザー、レイモンドミルなどを用いることである。このう
ち、マイクロナイザーは横型の浅い円筒状の粉砕室の内
部にジエット気流を吹き込み、旋回流に粒子を乗せて繰
り返し粉砕を行い、中心部より粉砕された粒子を気流と
ともに取り出す装置である。また、ジエットオーマイザ
ーは、竪型ドーナッツ状の管の下部に粉砕用ノズルをつ
け、フィーダーより供給した粒子を繰り返し循環させつ
つ粉砕を行い、上部から取り出すものである。レイモン
ドミルは、高速度で回転する縦軸に取り付けられた棒状
ハンマーに粒子を衝突させ、その衝撃によって粒子を粉
砕し、粉砕物をファンによって上昇させるとともに遠心
力によって分級するものである。こうして実質的に１０
ミクロン以下の微細な重炭酸塩が得られる。

【００１８】重炭酸塩の粒径を１０ミクロン以下に限定
した理由は、次のとおりである。すなわち、粒径を１０
ミクロン以上にしたのでは、従来技術と同様に、生成す
る気泡が粗くなって、気泡を微細にすることができない
からである。なお粒径を０．１ミクロン以下にすると粒
子同志の凝集力が高まり、従って塊となり易くて却って
大きな気泡を生じ勝ちになるが、これは粉砕をよく乾燥
した条件下で行うことによって解決できる。粒径１０ミ
クロン以下という中では１−５ミクロン、とくに１−３
ミクロンとすることが好ましい。

【００１９】上述のようにして得られた微細な重炭酸塩
を、メタクリル酸エステル系樹脂とともに塩化ビニル系
樹脂に配合する。その配合割合は、塩化ビニル系樹脂１
００重量部に対して重炭酸塩を０．１−１０重量部とす
る。その範囲内では重炭酸塩の配合量が多いほど、得ら
れる樹脂組成物は高倍率に発泡する傾向を持っている。
そのうちでは、重炭酸塩の配合割合を０．５−５重量部
とするのが好ましく、とくに０．５−３重量部とするこ
とが最も好ましい。

【００２０】この発明に係る組成物は、上に述べたもの
のほか、充填剤を配合することができる。充填剤の配合
割合は、塩化ビニル系樹脂１００重量部に対し３−１５
重量部とする。充填剤としては炭酸カルシウム、タル
ク、クレイ、シリカなどを用いることができる。充填剤
は、微細な粒子とすることが好ましく、具体的に云えば
３ミクロン以下のものとして用いることが好ましい。

【００２１】そのほか、この発明に係る組成物は、塩化
ビニル系樹脂の加工の際に一般に用いられている可塑
剤、安定剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、着色剤、難燃
剤などを添加することができる。

【００２２】この発明に係る組成物を作るには、上述の
配合物を押出機に入れ、押出機内で加熱して樹脂等と発
泡剤とをよく混練したのち、押出成形することが好まし
い。この組成物を使用し易い形にするには、押出成形し
た物をペレット状にするのが好ましい。

【００２３】この発明に係る組成物は、これを加熱して
発泡用に供して、初めてその特色を発揮する。発泡用に
供するには、上記の組成物を再び押出機に入れ、溶融し
て所望の形に成形して発泡成形体としてもよいが、上述
の配合物をこの発明に係る組成物にすると同時に、所望
の形に成形して発泡成形体とすることが好ましい。

【００２４】発泡成形体とする場合に、この発明に係る
組成物が最もよく特色を発揮するのは、セルカ法による
発泡成形体の製造である。セルカ法とは、押出機の金型
から出た発泡性樹脂を直ちにトンネル状通路に入れ、ト
ンネル状通路を外がわから冷却して、発泡性樹脂がトン
ネル状通路内を通過する間に、表面を規制しつつ表面か
ら冷却して発泡体の表面に非発泡の皮を形成し、内部だ
けを発泡させて成形体とする方法である。

【００２５】

【発明の効果】この発明に係る組成物は、塩化ビニル系
樹脂１００重量部に、５−２０重量部のメタクリル酸エ
ステル系樹脂と０．１−１０重量部の熱分解型発泡剤と
が加えられているので、これが加熱されると、発泡剤が
分解してガスを発生し、樹脂が発泡することとなるが、
このとき塩化ビニル系樹脂にメタクリル酸エステル系樹
脂が、上記の割合で配合されているので、全体として発
泡に適した粘度を持つこととなり、従って円滑に発泡す
る。また、この発明の組成物は、熱分解型の発泡剤とし
て重炭酸塩だけを含んでいるので、有機発泡剤を含まな
いために熱安定性がよく、従って発泡体に樹脂の分解に
よる着色や劣化を生じない。その上に、重炭酸塩の粒径
を実質的に１０ミクロン以下の微細なものとしたので、
発泡が均一微細に行われ、従って重炭酸塩による従来の
発泡体とは違って良質の発泡体を得ることができる。こ
の発明は、このような利益をもたらすものである。

【００２６】以下に、実施例と比較例とを挙げて、こ発
明に係る組成物のすぐれている所以を具体的に明らかに
する。以下で、単に部と云うのは重量部の意味である。

【００２７】また、発泡体とするには、口径５０ｍｍ
で、異方向ツインコニカル型３条スクリューの押出機に
入れ、Ｃ１が１４０℃、Ｃ２が１５０℃、Ｃ３が１５５
℃、Ｃ４が１５０℃、ＡＤが１５５℃、Ｄ１が１５５
℃、Ｄ２が１５５℃で、金型として平板中空のものを用
いて押出成形し、得られた成形体について外観とセル
（気泡）の大きさとを測定した。

【００２８】セルの大きさは、上記の成形体を液体窒素
に入れ、衝撃を加えて切断し、得られた断面に現れたセ
ルの大きさを走査電子顕微鏡で測定した。

【００２９】熱安定性は、樹脂に重炭酸塩を配合したも
のをロールに供給し、ロール温度を１８０℃としてロー
ル練りし、ロールに巻き付いたシート状の樹脂を３分ご
とに取り出して、シートの色差を測定し、色差が２以上
となるまでの経過時間（分）をもって、熱安定性の尺度
とした。従って熱安定性は分を表す数字の大きい程良い
こととなる。

【００３０】耐候性は、岩崎電気社製の光源メタルハラ
イドランプＳＵＶ−Ｗ１３を用いて、バックパネル温度
を６３℃として、照射８時間、結露４時間を１サイクル
として、３サイクル目の色差（△＝Ｅ）を測定した。従
って、耐候性は色差を表す数字の小さい程良好である。

【００３１】

【実施例１】塩化ビニル系樹脂として平均重合度が６０
０のポリ塩化ビニル１００部に、ポリメチルメタクリレ
ート８部と、粒径が０．１ミクロンの炭酸カルシウム
（充填剤）５部と、オクチル錫メルカプト（安定剤）２
部と、平均粒径が３ミクロンの重炭酸ソーダ１．２部と
を加えて、この配合物とした。

【００３２】この配合物について、さきに述べた方法で
熱安定性、外観などを測定した。熱安定性は１５分であ
り、耐候性△Ｅは２であり、外観は良好で、セルの大き
さは３５０ミクロンであった。従って、この組成物は均
一微細に発泡する性質を持ち、しかも熱安定性の良好な
ものであった。

【００３３】

【実施例２】この実施例では、塩化ビニル系樹脂として
平均重合度６００のポリ塩化ビニルの代わりに、平均重
合度が８００のポリ塩化ビニル１００部を用いることと
した以外は、実施例１と全く同様にして配合物を作っ
た。

【００３４】この配合物について、実施例１と全く同様
にして物性を測定したところ、熱安定性は１８分で、耐
候性△Ｅは１．８であり、外観は実施例１のものよりも
優れていて優良と判断され、セルの大きさは３００ミク
ロンであって、総じて実施例１よりも一層すぐれたもの
であった。

【００３５】

【実施例３】この実施例では、塩化ビニル系樹脂として
平均重合度が１０００のポリ塩化ビニル１００部を用い
ることとした以外は、実施例１と全く同様にして配合物
を作った。

【００３６】この配合物について、実施例１と全く同様
にして物性を測定したところ、熱安定性は１８分であ
り、耐候性△Ｅは１．８で、外観は優良であり、セルの
大きさは３００ミクロンであって、総じて実施例１のも
のよりもすぐれていた。

【００３７】

【実施例４】この実施例では、塩化ビニル系樹脂とし
て、エチレン含有量が８重量％で平均重合度が１０００
の塩化ビニル共重合体１００部を用いることとした以外
は、実施例１と全く同様にして配合物を作った。

【００３８】この配合物について、実施例１と全く同様
にして物性を測定したところ、熱安定性は１５分であ
り、耐候性△Ｅは１．８であって、外観は良好で、セル
の大きさは４００ミクロンであって、発泡用組成物とし
てすぐれたものであった。

【００３９】

【実施例５】この実施例では、塩化ビニル系樹脂として
平均重合度が８００のポリ塩化ビニルを用い、重炭酸ソ
ーダとして平均粒径が約１ミクロンの微細粒子を１．２
部用いることとした以外は、実施例１と全く同様にして
配合物を作った。

【００４０】この配合物について、実施例１と全く同様
にして物性を測定したところ、熱安定性は１８分であ
り、耐候性△Ｅは１．８であって、外観は良好であり、
セルの大きさは３５０ミクロンであって、発泡用組成物
としてすぐれたものであった。

【００４１】

【実施例６】この実施例では、塩化ビニル系樹脂として
平均重合度が８００のポリ塩化ビニルを用い、重炭酸ソ
ーダとして平均粒径が１０ミクロンの微細粒子を１．２
部用いることとした以外は、実施例１と全く同様にして
配合物を作った。

【００４２】この配合物について、実施例１と全く同様
にして物性を測定したところ、熱安定性は１８分であ
り、耐候性△Ｅは１．８であって、外観は良好であり、
セルの大きさは３５０であって、発泡用組成物としてす
ぐれたものであった。

【００４３】

【比較例１】この比較例では、塩化ビニル系樹脂として
平均重合度が８００のポリ塩化ビニルを用い、重炭酸ソ
ーダとして粒径が２０−３０ミクロンのものを１．２部
用いることとした以外は、実施例１と全く同様にして配
合物を作った。

【００４４】この配合物について、実施例１と全く同様
にして物性を測定したところ、熱安定性は１８分であ
り、耐候性は△Ｅが１．８であって、何れも優秀であっ
たが、気泡が粗大であって外観が悪く、セルの大きさは
５００ミクロン以上であった。

【００４５】

【比較例２】この比較例では、塩化ビニル系樹脂として
平均重合度が８００のポリ塩化ビニル１００部を用い、
加熱分解型の無機発泡剤として粒径が１５ミクロンの重
炭酸ソーダ１．２部と、加熱分解型の有機発泡剤として
アゾジカーボンアミド０．２部とを併用することとし、
それ以外は実施例１と全く同様にして配合物を作った。

【００４６】この配合物について実施例１と全く同様に
して物性を測定したところ、セルの大きさは２００ミク
ロンで均一微細に発泡しており、外観は優良であった
が、熱安定性は３分で既に△Ｅが２以上となり、耐候性
は△Ｅが８であって、良好でなかった。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 塩化ビニル系樹脂１００重量部に、５−
   ２０重量部のメタクリル酸エステル系樹脂と、０．１−
   １０重量部の熱分解型発泡剤とを加えてなる発泡用塩化
   ビニル系樹脂組成物において、熱分解型発泡剤として重
   炭酸塩だけを用い、しかも重炭酸塩の粒径を実質的に１
   ０ミクロン以下の微細なものとしたことを特徴とする、
   発泡用塩化ビニル系樹脂組成物。