JPH0881607A - ポリ塩化ビニル系樹脂組成物の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 木質材料から発生する酸性ガスを効果的に抑
制し、かつ成形性を損なわないポリ塩化ビニル系樹脂組
成物の製造方法を提供する。 【構成】 ポリ塩化ビニル系樹脂（ａ）及び木質粉末
（ｂ）からなるポリ塩化ビニル系樹脂組成物を製造する
際に、所定量の木質粉末（ｂ）と金属石鹸（ｃ）又及び
／又は鉛系化合物（ｄ）とを前もって予備混合すること
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配合剤として添加する方法が
挙げられる。このような木材代替材料は、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
料となり得る。

【０００３】しかし、木質材料は、溶融樹脂中で樹脂と
の馴染みが悪く凝集し易いので、樹脂内での分散が不均
一となるため、木質材料の添加によって一般に成形体の
強度や外観の低下を招くことになる。さらに、木質材料
の添加は、成形機内面にひっかかり、いわゆる「ビルト
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。また、木質材料は、加熱に
よって酸性ガスを発生するので、成形機が徐々に腐食し
その寿命を短縮するという問題点があった。さらに、ポ
リ塩化ビニル樹脂に添加すると、木質材料から発生する
酸性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。

【０００４】これらの問題点を解決するために、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（特開昭５５−１１６７５２号公報、
特開昭６１−２５０５号公報）。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製品に残存するの
で、住宅用内装材には不向きであった。

【０００５】また、白色無機顔料等をボールミルを用い
て木粉表面を被覆させることにより、酸性ガスの発生を
抑制する方法が開示されている（特開平５−１７７６１
０号公報）。しかしながら、この方法では、木粉表面を
被覆する効果のみで、本質的に、酸性ガスの発生を抑制
することができず、特に樹脂に対して木粉添加量が多く
なるほど、酸性ガスによる悪影響が顕著になるという問
題点があった。

【０００６】

【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、木質材料から
発生する酸性ガスを効果的に抑制し、かつ成形性を損な
わないポリ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】本発明の塩化ビニル系樹
脂組成物の製造方法は、ポリ塩化ビニル系樹脂（ａ）及
び木質粉末（ｂ）からなるポリ塩化ビニル系樹脂組成物
を製造する際に、前もって木質粉末（ｂ）と金属石鹸
（ｃ）又及び／又は鉛系化合物（ｄ）とを予備混合する
ことを特徴とする。

【０００８】上記ポリ塩化ビニル系樹脂（ａ）として
は、発泡成形体として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。

【０００９】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、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。

【００１０】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−エチルアクリレート−一酸化
炭素共重合体、エチレン−メチルメタクリレート共重合
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。

【００１１】上記ポリ塩化ビニル系樹脂の平均重合度
は、小さくなると得られる成形体の機械的物性が不足
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４００〜８００がより好ましい。

【００１２】上記木質粉末（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、栂、檜、松、ラワン等一般に木
材として用いられているものが好適に使用される。

【００１３】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部に滞留して、「つまり」
や「やけ」を起こす恐れがあるので、平均粒径は３００
μｍ以下が好ましく、より好ましくは１００μｍ以下で
ある、また、最大粒径は５００μｍ以下が好ましい。

【００１４】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。

【００１５】上記ポリ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
木材に近い特性の付与が難しくなり、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、ポリ塩化ビニ
ル系樹脂１００重量部に対して５〜８０重量部に限定さ
れる。

【００１６】本発明の製造方法では、木質粉末（ｂ）の
表面が、上記金属石鹸（ｃ）及び／又は上記鉛系化合物
（ｄ）によって被覆されるように、前もって木質粉末
（ｂ）と上記金属石鹸（ｃ）及び／又は上記鉛系化合物
（ｄ）とを予備混合する。

【００１７】上記金属石鹸（ｃ）は、高級脂肪酸の金属
塩であって、金属としては、例えば、リチウム、マグネ
シウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、カド
ミウム、亜鉛等が挙げられる。また、高級脂肪酸として
は、例えば、ステアリン酸、ラウリン酸、リシノール
酸、ナフテン酸、２−エチルヘキソイソ酸等が挙げられ
る。

【００１８】上記金属石鹸（ｃ）としては、例えば、ス
テアリン酸リチウム、ステアリン酸マグネシウム、ステ
アリン酸カルシウム、ラウリン酸カルシウム、リシノー
ル酸カルシウム、ステアリン酸ストロンチウム、ステア
リン酸バリウム、ラウリン酸バリウム、リシノール酸バ
リウム、ステアリン酸カドミウム、ラウリン酸カドミウ
ム、ナフテン酸カドミウム、２−エチルヘキソイソ酸カ
ドミウム、ステアリン酸亜鉛、ラウリン酸亜鉛、リシノ
ール酸亜鉛、２−エチルヘキソイソ酸亜鉛等が挙げら
れ、これらは単独で用いられても、二種以上が併用され
てもよい。

【００１９】上記鉛系化合物（ｄ）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、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、
ナフテン酸鉛等が挙げられ、これらは単独で用いられて
も、二種以上が併用されてもよい。

【００２０】上記ポリ塩化ビニル系樹脂組成物におい
て、上記上記金属石鹸（ｃ）及び／又は鉛系化合物
（ｄ）の使用量は、少なくなると木質粉末（ｂ）の表面
を十分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、多くなると成形性や耐熱性が損なわれ
て成形体の外観を低下させるおそれがあるため、上記ポ
リ塩化ビニル系樹脂（ａ）１００重量部に対して２０重
量部以下に限定され、木質粉末（ｂ）１００重量部に対
して０．５重量部以上が好ましい。

【００２１】上記ポリ塩化ビニル系樹脂組成物には、安
定剤、安定化助剤、離型剤、発泡剤、顔料、充填剤等の
添加剤が添加されてもよい。上記安定剤は、成形時の十
分な熱安定性を得るために、ポリ塩化ビニル系樹脂
（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、木質粉末（ｂ）との予備混合時に
使用される金属石鹸（ｃ）及び／又は鉛系化合物（ｄ）
が用いられてもよく、その他の安定剤が用いられてもよ
い。

【００２２】上記その他の安定剤としては、ジブチル錫
マレート、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。上記鉛系化合物（ｄ）が使用される場合
は、その他の安定剤として、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
類も使用可能である。しかし、メルカプト基を有する安
定剤は、鉛系化合物（ｄ）と反応して硫化物を生成し成
形体が汚染されるので、好ましくない。

【００２３】また、上記記金属石鹸（ｃ）が使用される
場合は、上記金属石鹸（ｃ）の安定剤としての効果を向
上させるため、エポキシ化合物、ホスファイト、β−ジ
ケトン、ポリオール等の安定化助剤を併用してもよい。

【００２４】上記安定剤以外の添加剤は、必要に応じ
て、木質粉末（ｂ）と前もって予備混合してもよい。例
えば、木質粉末（ｂ）の混合時における飛散を防止する
ため、ジオクチルフタレート等の可塑剤と金属石鹸
（ｃ）及び／又は鉛系化合物（ｄ）とを同時に予備混合
してもよい。

【００２５】本発明のポリ塩化ビニル系樹脂組成物の製
造方法は、（イ）木質粉末（ｂ）と金属石鹸（ｃ）及び
／又は鉛系化合物（ｄ）とを混合して木質粉末（ｂ）の
表面を被覆する工程と、（ロ）表面処理された木質粉末
（ｂ）とポリ塩化ビニル系樹脂（ａ）、さらに必要に応
じて添加剤を添加、同時に混合する工程の二つの製造工
程で行ってもよい。

【００２６】さらに、上記製造工程は、（ハ）木質粉末
（ｂ）と金属石鹸（ｃ）及び／又は鉛系化合物（ｄ）と
を混合して木質粉末（ｂ）の表面を被覆する工程と、
（ニ）ポリ塩化ビニル系樹脂（ａ）と添加剤とを混合す
る工程と、（ホ）上記（ハ）及び（ニ）で得れた混合物
を一緒にして混合する工程の三つの工程で行われてもよ
い。

【００２７】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
イドラー型等の攪拌羽根を回転させる構造のミキサー；
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。

【００２８】上記塩化ビニル系樹脂組成物の成形には押
出成形法が用いられ、押出成形法に用いられる押出機と
しては、任意のものが用いられ、単軸押出機、二軸押出
機等が好適に用いられる。

【００２９】押出機による成形の場合は、成形温度はシ
リンダー温度が供給側温度（以下Ｃ ₁ という）、中央側
温度（以下Ｃ₂ という）、排出側温度（以下Ｃ₃ とい
う）、押出機と金型を接続するアダプター温度（以下Ａ
Ｄという）び金型温度（以下Ｄという）をそれぞれ所定
の温度に設定する。

【００３０】

【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品の調製〕表１に示した所定量
の、木質粉末（ｂ）と金属石鹸（ｃ）とをスーパーミキ
サー（２０リットル、川田工業社製）に入れ、４０〜８
０℃で１時間混合し予備処理を行った。尚、木質粉末
（ｂ）、金属石鹸（ｃ）及び安定化助剤については、以
下のものを使用した。 ・木質粉末（ｂ）：建材用の木材を乾燥、粉砕した、含
水量５．０重量％、平均粒径１００μｍ（最大粒径３０
０μｍ）のもの。 ・金属石鹸（ｃ）： １）ステアリン酸カルシウム（堺化学社製「ＳＣ−１０
０」）。 ２）ステアリン酸亜鉛（堺化学社製「ＳＺ−２００
０」）。 ・安定化助剤： １）トリスノニルフェニルホスファイト（旭電化社製
「アデカスタブ３２９」）。 ２）ジアルキルモノアリルホスファイト（旭電化社製
「アデカスタブ５１７」）。 （以下の実施例についても同様な木質粉末、金属石鹸及
び安定化助剤を使用する。）

【００３１】

【表１】

【００３２】（実施例１〜６、比較例１、２）表２に示
した所定量の、ポリ塩化ビニル樹脂（ａ）、木質粉末
（ｂ）（予備混合品）、金属石鹸（ｃ）及び安定化助剤
をスーパーミキサーに入れて、７０〜１２０℃で１５分
間混合し、ポリ塩化ビニル樹脂組成物を作製した。

【００３３】

【表２】

【００３４】尚、表２中、次のものを使用した。 ・ポリ塩化ビニル樹脂：平均重合度１０００

【００３５】上記ポリ塩化ビニル樹脂組成物について、
下記の性能評価を行い、その結果を表３に示した。 （Ｉ）熱安定性 上記ポリ塩化ビニル樹脂組成物を、１８０℃のミキシン
グロールにて５分間混練して、１〜２ｍｍ厚のシート状
物を作製した後、このシート状物を２００℃のギヤオー
ブン中で所定の時間放置し、着色状況を目視観察した。
シート状物の着色は、高温下で放置することによって熱
劣化と共に、木質粉末の黄土色から薄茶色→茶色→黒色
へと変化するが、３０分後の着色が薄茶色までは成形時
の熱安定性として十分であると判断した。

【００３６】（II）押出成形性 上記ポリ塩化ビニル樹脂組成物を、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、下記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３００ｍｍ ２）スクリュー：Ｌ／Ｄ＝２８ ３）金型：Ｔダイ、リップ：幅１５０×厚さ２ｍｍ 〔成形条件〕 １）成形温度：Ｃ₁ ＝１５０℃、Ｃ₂ ＝１７０℃、Ｃ₃
＝１７５℃、Ｃ₄ ＝１８０℃、ＡＤ＝１８０℃、Ｄ＝１
７５℃に設定した。上記成形中における「つまり」状況
及び得られた成形体の表面状態を下記の基準で判定し
た。 ○：手触りがなめらかで光沢がある。 △：手触りがなめらかでなく、ざらつきがある。 ×：肉眼で凹凸が認められる。

【００３７】

【表３】

【００３８】尚、熱安定性の評価では、比較例１、２と
もに３０分以内に黒色となり、急速な熱劣化の起こるこ
とが確認された。また、押出成形性の評価では、比較例
１、２ともに成形機中に「つまり」を生じ、吐出が停止
し、金型を分解すると樹脂組成物はこげ茶色又は黒色化
し、木質粉末の凝集により直径１〜２ｍｍの粒状物が認
められた。

【００３９】〔木質粉末の予備混合品の調製〕表４に示
した所定量の、木質粉末（ｂ）、鉛化合物（ｄ）及び可
塑剤をスーパーミキサー（２０リットル、川田工業社
製）に入れ、４０〜８０℃で１時間混合し予備処理を行
った。尚、鉛化合物（ｄ）及び可塑剤については、以下
のものを使用した。 ・鉛化合物（ｄ）：三塩基性硫酸鉛（堺化学社製「ＴＬ
＃７０００」）。 ・可塑剤：ジオクチルフタレート（ＤＯＰ）

【００４０】

【表４】

【００４１】（実施例８〜６、比較例１、２）表５に示
した所定量の、ポリ塩化ビニル樹脂（ａ）、木質粉末
（ｂ）（予備混合品）、金属石鹸（ｃ）及び安定化助剤
をスーパーミキサーに入れて、７０〜１２０℃で１５分
間混合し、ポリ塩化ビニル樹脂組成物を作製した。

【００４２】

【表５】

【００４３】上記ポリ塩化ビニル樹脂組成物について、
実施例１と同様な性能評価を行い、その結果を表６に示
した。

【００４４】

【表６】

【００４５】

【発明の効果】本発明の塩化ビニル系樹脂組成物の製造
方法は、上述の通りであり、木質粉末の表面が金属石鹸
又及び／又は鉛系化合物により被覆されているので、木
質粉末か発生する酸性ガスを抑制し、さらに木質粉末の
凝集を防止し、滑り性を保持するので、安定した押出成
形が可能なる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（ａ）ポリ塩化ビニル系樹脂１００重量部
   及び（ｂ）木質粉末５〜８０重量部からなるポリ塩化ビ
   ニル系樹脂組成物を製造する際に、（ｂ）木質粉末１０
   ０重量部に対して（ｃ）金属石鹸又及び／又は（ｄ）鉛
   系化合物が０．５重量部以上、かつ（ａ）ポリ塩化ビニ
   ル系樹脂１００重量部に対して（ｃ）金属石鹸又及び／
   又は（ｄ）鉛系化合物を２０重量部以下の割合で添加
   し、（ｂ）木質粉末と（ｃ）金属石鹸又及び／又は
   （ｄ）鉛系化合物とを前もって予備混合することを特徴
   とするポリ塩化ビニル系樹脂組成物の製造方法。