JPH08259722A - 発泡成形用塩化ビニル系樹脂組成物の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 比較的多量の木質粉末を配合した場合でも良
好な成形性及び発泡性が得られ、特に天然木材の代替材
料となる発泡成形品を製造するのに好適な発泡成形用塩
化ビニル系樹脂組成物を得る。 【構成】 塩化ビニル系樹脂に、予め調製した木質粉末
と熱分解型発泡剤との混合物を配合することにより、目
的の発泡成形用塩化ビニル系樹脂組成物を得る。熱分解
型発泡剤としては、重曹系発泡剤又は重曹系発泡剤と熱
分解型有機発泡剤との混合発泡剤が好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、発泡成形用塩化ビニ
ル系樹脂組成物の製造方法に関し、特に天然木材の代替
材料となる発泡成形品を製造するのに好適な発泡成形用
塩化ビニル系樹脂組成物の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】塩化ビニル系樹脂は、難燃性で良好な機
械的強度を有し、耐候性や耐薬品性も良いので、非発泡
成形品としてのみならず発泡成形品として構造材料や建
材や家具などに広く使用されている。

【０００３】従来、この種の発泡成形品の製法として、
塩化ビニル系樹脂と木質粉末と熱分解型発泡剤及びその
他必要な添加剤とを一緒に混合して得られる発泡成形用
塩化ビニル系樹脂組成物を、押出成形機や射出成形機な
どの成形機を用いて発泡成形する方法が知られている
（例えば、特公昭６３−９５４０号公報及び特開昭５５
−１１６７５２号公報）。

【０００４】このような方法で得られる発泡成形品に、
特に天然木材に近い感触と軽さを付与し天然木材の代替
材料を得るには、塩化ビニル系樹脂に木質粉末を比較的
多量に混合して発泡させることが有効である。また、木
質粉末としては木材の端材や木屑などを粉砕して使用で
きるので、資源の再生利用が図れるという利点もある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、塩化ビニル
系樹脂に木質粉末を比較的多量に混合すると、この木質
粉末は塩化ビニル系樹脂との馴染みが悪く凝集しやす
く、そのため木質粉末等が押出成形機や射出成形機など
の成形機中に累積付着したり詰まりを生じたりして成形
性が悪くなる。また、得られる発泡成形品の比重低下の
効率が悪くなり発泡性が低下して、天然木材に近い軽さ
を付与するのが難しくなる。

【０００６】この発明は、上記の問題を解決するもの
で、その目的とするところは、比較的多量の木質粉末を
配合した場合でも良好な成形性及び発泡性が得られ、特
に天然木材の代替材料となる発泡成形品を製造するのに
好適な発泡成形用塩化ビニル系樹脂組成物の製造方法を
提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明の発泡成形用塩
化ビニル系樹脂組成物の製造方法は、塩化ビニル系樹脂
に、予め調製した木質粉末と熱分解型発泡剤との混合物
を配合することを特徴とし、それにより上記の目的を達
成することができる。

【０００８】この発明において、塩化ビニル系樹脂とし
ては、塩化ビニルの単独重合体、塩化ビニルと他のモノ
マーとの共重合体、塩化ビニルをエチレン−酢酸ビニル
共重合体等にグラフト重合させたグラフト重合体、及び
これ等の単独重合体や共重合体やグラフト重合体を塩素
化した樹脂が用いられる。

【０００９】塩化ビニルと共重合する他のモノマーとし
ては、エチレン、プロピレン等の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、弗化ビニ
ル、弗化ビニリデン、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−置換フェニルマレイミド類などが用
いられる。

【００１０】これ等の塩化ビニル系樹脂の重合度は、Ｊ
ＩＳ Ｋ６７２１に規定する平均重合度で４００〜２０
００が好ましい。平均重合度が４００を下回ると、得ら
れる発泡成形品の強度が低下し、逆に平均重合度が２０
００を上回ると、熔融時の粘度が高くなり成形性が悪く
なる。特に、発泡時の気泡を安定化させる点から、平均
重合度は４００〜１０００がさらに好ましい。

【００１１】木質粉末としては、檜、松、栂、ラワン等
の木材やハードボード、これ等の端材、木屑、パルプ、
籾殻、バガスなどのセルロース繊維に由来する木質材料
を粉砕したもので、その最大粒径が６００μm 以下、平
均粒径が２００μm 以下のものが好ましく、平均粒径は
１５０μm 以下がさらに好ましい。最大粒径が６００μ
m を上回り、また平均粒径が２００μm を上回ると、発
泡成形の際に成形機内に滞留して詰まりや焼けが発生す
る恐れがある。

【００１２】上記木質粉末の含水量は１０重量％以下で
あって、できるだけ少なくするのが好ましい。含水量が
１０重量％を上回ると、発泡成形の際に水分が発泡し
て、得られる発泡成形品の表面が荒れる恐れがあり、ま
た成形中に樹脂の劣化が促進される恐れがある。

【００１３】熱分解型発泡剤としては、アゾジカルボン
アミド、Ｎ，Ｎ' −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）等の熱分解型有機発泡剤、重曹系発泡剤等の熱分
解型無機発泡剤が用いられる。重曹系発泡剤は重炭酸ナ
トリウムを主成分とする発泡剤で、例えば永和化成社製
の商品名ＳＣ−Ｄ、ＳＣ−Ｋ、ＳＣ８５５等が挙げられ
る。

【００１４】特に、重曹系発泡剤は取扱いの際の安全性
が高く、しかも成形の際に発生する木酸或いは木酢と呼
ばれる酸性ガスを中和して発泡成形品の着色を防止する
働きがあり、上記熱分解型発泡剤のうち、重曹系発泡剤
又は重曹系発泡剤と熱分解型有機発泡剤との混合発泡剤
を用いるのが好ましい。

【００１５】この発明においては、上記塩化ビニル系樹
脂に、予め調製した木質粉末と熱分解型発泡剤との混合
物が配合される。木質粉末と熱分解型発泡剤との混合物
は、所定量の木質粉末と熱分解型発泡剤の粉末とを、ミ
キサー（ヘンシェルミキサー、スーパーミキサーな
ど）、らいかい機、ボールミル等の混合装置を用いて粉
末状態で混合することにより調製される。

【００１６】木質粉末と熱分解型発泡剤との混合物は、
熱分解型発泡剤として熱分解型有機発泡剤のみを用いる
場合は、一般に塩化ビニル系樹脂１００重量部に対して
木質粉末５〜１５０重量部、熱分解型有機発泡剤０．０
５〜５．０重量部が含有されるように均一に混合して調
製するのが好ましい。特に、熱分解型有機発泡剤は０．
１〜２．０重量部が含有されるように調製するのがさら
に好ましい。

【００１７】木質粉末が５重量部未満では充分に天然木
材に近い特性が得られないことがあり、逆に１５０重量
部を越えると熔融成形が難しくなることがある。また、
熱分解型有機発泡剤が０．０５重量部未満では充分な軽
さの発泡成形品が得られないことがあり、逆に５．０重
量部を越えると発泡時に気泡が破れてつながったりして
不均一となり、発泡成形品の表面状態や強度が悪化する
ことがある。

【００１８】熱分解型発泡剤として重曹系発泡剤又は重
曹系発泡剤と熱分解型有機発泡剤との混合発泡剤を用い
る場合は、一般に塩化ビニル系樹脂１００重量部に対し
て木質粉末５〜１５０重量部、重曹系発泡剤０．１〜
５．０重量部又は０．１重量部以上の重曹系発泡剤を含
み熱分解型有機発泡剤との混合発泡剤０．１〜５．０重
量部が含有されるように均一に混合して調製するのが好
ましい。特に、上記混合発泡剤を用い、この混合発泡剤
０．５〜２．５重量部が含有されるように調製するのが
さらに好ましい。

【００１９】この場合も、木質粉末が５重量部未満では
充分に天然木材に近い特性が得られないことがあり、逆
に１５０重量部を越えると熔融成形が難しくなることが
ある。また、重曹系発泡剤又は重曹系発泡剤と熱分解型
有機発泡剤との混合発泡剤が０．１重量部未満では充分
な軽さの発泡成形品が得られないことがあり、逆に５．
０重量部を越えると発泡時に気泡が破れてつながったり
して不均一となり、発泡成形品の表面状態や強度が悪化
することがある。

【００２０】なお、この発明においては、木質粉末と熱
分解型発泡剤との混合物を調製する際、或いは塩化ビニ
ル系樹脂に予め調製した上記混合物を配合する際に、必
要に応じて、発泡助剤、熱安定剤、熱安定助剤、滑剤、
加工助剤、可塑剤、耐衝撃性改良剤、充填剤、気泡核形
成剤、顔料、光安定剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、難
燃剤、及び木酸中和剤などの公知の添加剤を混合しても
よい。

【００２１】これ等の各種添加剤のうち、熱安定剤は大
抵の場合に混合される。また、発泡助剤や加工助剤など
も混合されることが多い。この場合、発泡助剤は、一般
に、木質粉末と熱分解型発泡剤との混合物を調製する際
に一緒に混合される。また、熱安定剤や加工助剤など
は、一般に、塩化ビニル系樹脂に、木質粉末と熱分解型
発泡剤との混合物を配合する際に一緒に混合される。

【００２２】発泡助剤としては、酸化亜鉛（亜鉛華）、
酸化鉛、酸化カドミウム、酸化マグネシウム、ステアリ
ン酸カドミウム、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
ル等が用いられる。

【００２３】熱安定剤としては、鉛白、塩基性亜硫酸
鉛、二塩基性亜硫酸鉛、三塩基性硫酸鉛、二塩基性亜燐
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
安定剤、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系安定剤、ジブチル
錫マレート、ジオクチル錫ラウレート、ジブチル錫メル
カプチド等の有機錫系安定剤が用いられる。なお、メル
カプト基を有する安定剤と鉛系安定剤との併用は反応し
て硫化物を生成し、成形品を汚染するので好ましくな
い。

【００２４】熱安定助剤としてはエポキシ化合物、ホス
ファイト等が用いられる。滑剤としてはステアリン酸等
の脂肪酸、脂肪酸エステル、オレフィンワックス等が用
いられる。加工助剤としてはアクリル系樹脂等が用いら
れる。可塑剤としてはジオクチルフタレート等が用いら
れる。耐衝撃性改良剤としてはＡＢＳ、ＭＢＳ、塩素化
ポリエチレン等が用いられる。充填剤としては炭酸カル
シウム、タルク等が用いられる。

【００２５】また、木酸中和剤としては尿素−ホルムア
ルデヒド樹脂等の尿素系樹脂を用いることができるが、
これ等の尿素系樹脂は発泡成形品に臭気を残すことがあ
るので、住宅の内装材や家具の製造には好ましくない。
この場合は、熱分解型発泡剤として木酸を中和する働き
のある重曹系発泡剤又は重曹系発泡剤と熱分解型有機発
泡剤との混合発泡剤を用いるのが好ましい。

【００２６】この発明において、上記塩化ビニル系樹脂
に、予め調製した木質粉末と熱分解型発泡剤との混合物
を配合するには、塩化ビニル系樹脂と予め調製した木質
粉末と熱分解型発泡剤との混合物とを、ミキサー（ヘン
シェルミキサー、スーパーミキサーなど）、らいかい
機、ボールミル等の混合装置を用い、適当な温度で均一
に混合し粉末状乃至顆粒状の配合物とされる。さらに、
必要に応じて、この粉末状乃至顆粒状の配合物を熱分解
型発泡剤の分解温度よりも低い温度で熔融混練後にペレ
タイザーによりペレット状の配合物とされる。

【００２７】なお、塩化ビニル系樹脂に、予め調製した
木質粉末と熱分解型発泡剤との混合物を配合する際に、
さらに発泡倍率を上げる目的で、上記と同様な熱分解型
有機発泡剤や重曹系発泡剤などの熱分解型無機発泡剤を
一緒に追加混合しても支障はない。

【００２８】こうして、発泡成形用塩化ビニル系樹脂組
成物が得られる。この発泡成形用塩化ビニル系樹脂組成
物を用いて発泡成形品を製造するには、この発泡成形用
塩化ビニル系樹脂組成物を押出成形機や射出成形機など
の成形機に供給し、公知の方法で発泡成形される。例え
ば、押出成形機により発泡成形品を製造する場合、一般
に押出機のシリンダー温度は１１０〜１９０℃、金型温
度は１３０〜１９０℃に設定される。

【００２９】

【作用】塩化ビニル系樹脂に木質粉末と熱分解型発泡剤
とを配合して発泡成形用塩化ビニル系樹脂組成物を製造
する際に、塩化ビニル系樹脂に、予め調製した木質粉末
と熱分解型発泡剤との混合物を配合すると、木質粉末が
熱分解型発泡剤によって覆われたような状態となって塩
化ビニル系樹脂に配合され、木質粉末の表面摩擦抵抗が
減少して木質粉末の凝集が抑制されるものと推察され
る。

【００３０】このようにして得られる発泡成形用塩化ビ
ニル系樹脂組成物を用い、押出成形機や射出成形機など
の成形機によりて発泡成形を行うと、木質粉末などが成
形機中に累積付着したり詰まりを生じたりすることが防
止されて成形性が改善され、しかも比較的多量の木質粉
末を含有しているにもかかわらず、熱分解型発泡剤から
の発生ガスが効率的に発泡成形品の気泡の形成に寄与し
て発泡性が改善される。

【００３１】

【実施例】以下、実験例によりこの発明の効果を説明す
る。実験例１〜２７ 木質粉末と熱分解型発泡剤との混合物の調製 木質粉末：建材用の木材を乾燥し粉砕して、含水量５．
０重量％、平均粒径６０μm 、最大粒径６０μm とした
もの。 熱分解型：アゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）（永和化
成社製のＡＣ♯１） 発泡剤 Ｎ，Ｎ' −ジニトロソペンタメチレンテトラ
ミン（ＤＰＴ）（永和化成社製のセルラーＤ） ｐ，ｐ' −オキシビス（ベンゼンスルホニルヒドラジ
ド）（ＯＢＳＨ）（永和化成社製のネオセルボンＮ♯５
０００） 重曹系発泡剤（永和化成社製のＳＣ−Ｄ） 発泡助剤：亜鉛華（堺化学社製のＺＡ−１００）

【００３２】上記木質粉末、熱分解型発泡剤、発泡助剤
を、表１に示すような割合で１００リットルのスーパー
ミキサー（川田工業社製）により、４０〜８０℃の温度
で３０分間混合して、表１に示す種類Ａ〜Ｏの合計１５
種類の木質粉末と熱分解型発泡剤との混合物を調製し
た。但し、表１の種類Ｏは木質粉末のみからなる。

【００３３】発泡成形用塩化ビニル系樹脂組成物の製造 ポリ塩化ビニル（平均重合度８００）、表１に示す１５
種類の木質粉末と熱分解型発泡剤との混合物、熱安定
剤、加工助剤、追加の熱分解型発泡剤を、表２に示すよ
うな割合で１００リットルのスーパーミキサー（川田工
業社製）により、７０〜１２０℃の温度で１５分間混合
し、得られた粉末状の配合物を、さらに５０mmΦの二軸
異方向斜軸押出機（長田製作所製のＳＬＭ５０）により
熔融混練し、ペレタイザーにより造粒し、２７種類のペ
レット状の配合物を得た。

【００３４】なお、押出機のシリンダー温度は、根元部
１００℃〜先端部１３０℃の温度勾配をつけて設定し、
金型温度は１４０、スクリュー回転数は２０ｒｐｍに設
定した。

【００３５】発泡成形用塩化ビニル系樹脂組成物の性能
評価 上記２７種類のペレット状の配合物を用い、３０mmΦの
単軸押出機（プラスチック工学研究所社製のＧＴ−３２
Ａ）、Ｔダイ（リップ幅３３mm、リップ厚さ５mm）、サ
イジングダイ（リップ幅４０mm、リップ厚さ８mm）を備
えた冷却水槽（長さ１ｍ、水容量３０リットル、水温１
９〜２１℃）、引取機（引取速度６０cm／分）からなる
発泡成形機により押出発泡を行い、発泡成形時の成形性
及び発泡性を評価した。

【００３６】なお、押出機のシリンダー温度は、根元部
１００℃〜先端部１８０℃の温度勾配をつけて設定し、
金型温度は１７０℃、スクリュー回転数は２０ｒｐｍに
設定した。

【００３７】発泡成形時の成形性は、発泡成形を４時間
連続して行う間に樹脂組成物の詰まりが生じるか否か及
び得られたシート状の発泡成形品の表面状態で評価し
た。ここで、表面の手触りが滑らかで光沢のあるものを
○、手触りがざらつくものを△、表面凹凸があるものを
×とする。また、発泡成形時の成形性は、得られたシー
ト状の発泡成形品の比重で評価した。その結果を表３に
示す。

【００３８】この実験例１〜２７から明らかなように、
塩化ビニル系樹脂に、予め調製した木質粉末と熱分解型
発泡剤との混合物を適量配合して得られる発泡成形用塩
化ビニル系樹脂組成物（実験例１〜１９）は、良好な成
形性及び発泡性を示す。

【００３９】

【表１】

【００４０】

【表２】

【００４１】

【表３】

【００４２】

【発明の効果】上述の通り、この発明の発泡成形用塩化
ビニル系樹脂組成物の製造方法は、塩化ビニル系樹脂
に、予め調製した木質粉末と熱分解型発泡剤との混合物
を配合することを特徴とするもので、こうして得られる
発泡成形用塩化ビニル系樹脂組成物を用いて発泡成形を
行うと、比較的多量の木質粉末を配合した場合でも良好
な成形性及び発泡性が得られ、特に天然木材の代替材料
となる発泡成形品を製造するのに好適な発泡成形用塩化
ビニル系樹脂組成物が得られる。

【００４３】特に、この発明において、熱分解型発泡剤
として、重曹系発泡剤又は重曹系発泡剤と熱分解型有機
発泡剤との混合発泡剤を用いると、成形の際に発生する
木酸或いは木酢と呼ばれる酸性ガスを中和して着色や臭
気のない発泡成形品を得ることができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 塩化ビニル系樹脂に、予め調製した木質
   粉末と熱分解型発泡剤との混合物を配合することを特徴
   とする発泡成形用塩化ビニル系樹脂組成物の製造方法。