JP2001062860A

JP2001062860A - 複合発泡成形体及びその製造方法

Info

Publication number: JP2001062860A
Application number: JP23843199A
Authority: JP
Inventors: Kazuyoshi Yamamoto; 一喜山本; Koji Fukui; 弘司福井; Hitoshi Shirato; 斉白土
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 1999-08-25
Filing date: 1999-08-25
Publication date: 2001-03-13

Abstract

(57)【要約】【課題】ポリスチレン系樹脂やポリエチレン等のポリ
オレフィン系樹脂の発泡粒子と、こうした樹脂と相溶性
の強いエポキシ樹脂等とからなる、軽量で機械強度に優
れた複合発泡成形体及びその安定的製造方法を提供する
こと。【解決手段】ポリスチレン樹脂もしくはポリオレフィ
ン樹脂からなる多数の発泡粒子がエポキシ樹脂系硬化物
で接合されてなることを特徴とする複合発泡成形体、及
び、ポリスチレン樹脂もしくはポリオレフィン樹脂から
なる発泡性粒子と前記発泡性粒子の発泡温度よりも２０
度低い温度で粘度が１００〜１００，０００cps の状態
になり、発泡性粒子の発泡温度で熱硬化するエポキシ樹
脂組成物を、エポキシ樹脂系硬化性組成物の粘度が１０
０〜１００，０００cps の状態で混合し、この混合原料
組成物を型内で発泡温度まで加熱して発泡性粒子を発泡
させつつエポキシ樹脂系熱硬化性組成物を硬化させる上
記複合発泡成形体の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、建材用途, 土木資
材用途, 船舶資材用途, 住宅機材用資材用途などに使用
され得る、軽量で機械強度に優れたプラスチック複合発
泡成形体及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】樹脂発泡体の機械強度を改善する目的
で、樹脂発泡粒子を硬化性の材料で接着成形する方法が
よく行われている。例えば、特開昭４８−１００４７７
号公報には、現状で最も大量に生産され安価に入手でき
る発泡性ポリスチレン粒子と熱硬化性樹脂粉末との混合
物を型内で加熱発泡させることにより、表層を剛化させ
たポリスチレン発泡体を得る方法が提案されており、フ
ェノール系樹脂やジアリルフタレート樹脂が表層を剛化
させる際の熱硬化性樹脂として適当との記載がある。

【０００３】この場合、剛化剤すなわち接着剤として、
強靱で汎用性に富み、耐薬品性、耐候性にも優れるエポ
キシ樹脂系接着剤を用いることが望ましいのであるが、
現実には、ポリスチレン系樹脂やポリエチレン等のポリ
オレフィン系樹脂の発泡体と、エポキシ樹脂のような熱
硬化性樹脂原料の組み合わせでは、発泡体が熱硬化性樹
脂原料に侵されたり、硬化時の熱で発泡粒子の微細セル
が破壊されたりするので所望の複合体を得ることは困難
であった。

【０００４】このため、エポキシ樹脂系等の硬化材料を
用いる場合には、発泡粒子の方で、硬化性の材料によっ
て侵食されない耐油性の高い塩化ビニリデン等の発泡粒
子を用いるなどの工夫を要した（特開平６−１５５６０
１号公報参照）り、ポリスチレン系樹脂やポリオレフィ
ン系樹脂の発泡体原料に対してもともと溶解性を示さな
い接着剤を選択するか、エマルジョン化するなどして溶
解性を奪った接着剤を用いていた。

【０００５】このように、ポリスチレン系樹脂もしくは
ポリオレフィン系樹脂の発泡粒子をエポキシ樹脂系接着
剤と組み合わせた複合発泡体が、機能とコストの両面か
ら望まれていながら、出願人の知る限り、これまでひと
つの実施例も報告されていないのが実情であった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来の
プラスチック複合発泡成形体の実情に鑑みて、これまで
成形が困難とされていた、ポリスチレン系樹脂やポリエ
チレン等のポリオレフィン系樹脂の発泡粒子と、こうし
た樹脂と相溶性の強いエポキシ樹脂等とからなる、軽量
で機械強度に優れた複合発泡成形体及びその安定的製造
方法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の複合発泡成形体は、ポリスチレン樹
脂もしくはポリオレフィン樹脂からなる多数の発泡粒子
がエポキシ樹脂系硬化物で接合されてなることを特徴と
する。又、かかる請求項１記載の複合発泡成形体を安定
的に製造するための、請求項２〜９記載の複合発泡成形
体の製造方法は、ポリスチレン系樹脂やポリオレフィン
系樹脂と相溶性の強いエポキシ樹脂等の熱硬化材料の粘
度特性を調整することによって、これまで上述の理由に
より困難とされていた、請求項１記載の複合発泡成形体
の製造が可能になるという知見の下に完成された。

【０００８】基本的な考え方は、(a) 発泡体と接触する
時のエポキシ樹脂系熱硬化性組成物の粘度を、流動被覆
可能な上限ぎりぎりに設定して発泡体の溶解速度を遅く
することと、(b) 発泡体と接触する時間の殆どを、発泡
体の溶解が実質起こり得ない固体状態としておくこと、
(c) 発泡体を溶解可能なエポキシ樹脂系熱硬化性組成物
が溶融状態にある時間を長引かせないために、速やかな
熱量の移動が可能な加熱手段を併用する、(d) 流動状態
のエポキシ樹脂系熱硬化性組成物を発泡体と混合するよ
りもむしろ発泡前の発泡性粒子と混合し、発泡と硬化を
ほぼ同時に起こさせる、といった点にある。こうした考
えに基づく実際的な本発明における製造方法として、請
求項２〜５記載の複合発泡成形体の製造方法を完成し
た。

【０００９】本発明で用いる発泡性粒子としては、市販
のポリスチレン発泡性ビーズ、ポリエチレン発泡性ビー
ズ、ポリプロピレン発泡性ビーズなどを用いても良い
し、独自に発泡剤を含有するように調製した、ポリスチ
レン系樹脂もしくはホリエチレン系樹脂やポリプロピレ
ン樹脂等のポリオレフィン樹脂の粒子であってもよい。

【００１０】発泡性粒子のベースとなる樹脂は、ポリス
チレン系樹脂もしくはポリエチレン系樹脂やポリプロピ
レン樹脂等のポリオレフィン樹脂をそれぞれ単独で用い
ても良いし、２種以上を併用しても良い。

【００１１】発泡性粒子に含有させる発泡剤としては、
一般的なブタン、ペンタン、フロン等の炭化水素、水等
が好適に用いられるが、ＣＯ2 、Ｎ2 などの無機ガス
や、熱分解性の発泡剤を用いることもできる。発泡剤を
含有せしめるには、通常、混練もしくは含浸といった手
段を用いる。

【００１２】混練する熱分解性の発泡剤としては、例え
ば、アゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）、アゾビスイソ
ブチロニトリル（ＡＩＢＮ）、アゾシクロヘキシルニト
リル、ジアゾアミノベンゼン、アゾジカルボンアミドエ
ステル等のアゾ化合物；ジニトロソベンタメチレンテト
ラミン（ＤＰＴ）等のニトロソ化合物；ｐ−トルエンス
ルホニルヒドラジド（ＴＳＨ）、ベンゼンスルホニルヒ
ドラジド（ＢＳＨ）、p,p ’−オキシビスベンゼンスル
ホニルヒドラジド、ジフェニルスルホン- ３,３' −ジ
スルホニルヒドラジド等のスルホニルヒドラジド化合
物； 4,4' −ジフェニルジスルホニルアジド、ｐ−トル
エンスルホアジド等のアジド化合物；ｐ−トルエンスル
ホセミカルバジド、トリヒドラジノトリアジン、炭酸水
素ナトリウム、炭酸アンモン、亜硝酸アンモン等を挙げ
ることができる。

【００１３】発泡材料には、これら熱分解性の発泡剤と
共に、発泡速度を調節する目的で発泡助剤を添加しても
良い。発泡速度を速める発泡助剤として、ステアリン酸
亜鉛、ステアリン酸カルシウムなどの金属石鹸、亜鉛華
硝酸亜鉛などの無機塩、アジピン酸、しゅう酸などの酸
類があげられ、発泡速度を遅延する発泡助剤として、マ
レイン酸、フタル酸などの有機酸、無水マレイン酸、無
水フタル酸などの有機酸無水物、ジブチル錫マレート、
塩化錫などの錫化合物があげられる。

【００１４】発泡助剤は、通常、熱可塑性樹脂１００重
量部に対して０．１〜２．０重量部程度の割合で添加さ
れることが好ましい。これは、添加量が０．１重量部以
下では効果が小さく、２．０重量部以上では効果が飽和
する傾向があるためである。

【００１５】発泡性粒子の形状は、球形のものが好適に
用いられるが、金平糖形状のもの、ラグビーボール形状
のもの、ダルマ形状のもの、丸く押し出した樹脂を狭い
間隔で切ったペレット形状、破砕カレット形状のように
一様な半径で規定できない形状のものでもよい。本質的
には、発泡する材料が多数の個体集合となっていればよ
く、立方体や直方体、ストランド形状のものや平らな円
盤のような潰れた形状、シートの小断片であっても良い
のであって、ここでは便宜上「粒子」という表現でこれ
らの形状まで含めて代表させている。

【００１６】発泡性粒子の大きさは、０．３ｍｍから５
ｍｍが好適に用いられる。ここで発泡性粒子の大きさと
は、発泡性粒子がほぼ球形の場合には平均直径とする。
また、平らなものやストランド状のものの場合に発泡性
粒子の大きさといえば、もっとも幅が小さいサイズをさ
すものとし、以下、発泡性ビーズの大きさといえばこの
例に倣うものとする。発泡性ビーズの大きさが０．３ｍ
ｍから５ｍｍのものが好適に用いられるのは、発泡性粒
子の製造しやすさと発泡性粒子の表面積、そして伝熱遅
れによる軟化ムラが出にくいということの兼ね合いの結
果である。もちろん、０．３ｍｍより小さい発泡性粒子
を使用しても差し支えない。

【００１７】また、発泡性ビーズ内部からの発熱をひき
起こす仕組みを併用すれば、直径５ｍｍより大きな発泡
性ビーズを用いることもできる。発泡性ビーズ内部から
の発熱をひき起こす仕組みとしては、例えば、発泡性ビ
ーズに金属粉を混ぜ込んで高周波電磁場環境下で電磁誘
導を利用する場合が挙げられる。

【００１８】均質な構造を持つ複合発泡成形体を得るた
めには、発泡性ビーズの大きさは、概略揃っているのが
望ましい。しかし、厳密に揃っている必要はない。ま
た、敢えて発泡性ビーズの大きさに分布を持たせること
によって、セル膜に特異な３次元構造を持たせることが
できる場合もあるので、異なる大きさの発泡性ビーズを
混ぜて用いることもあり得る。発泡性粒子は、完全に未
発泡のものでもよいし、発泡する余力を残した発泡済の
ものや発泡済のものにあらためて発泡能を付与したもの
でもよい。１次発泡済の発泡性ビーズを用いることは、
従来の発泡スチレンの製造でも、高発泡倍率を達成する
ための方策として用いられている。

【００１９】請求項２，３，７記載の複合発泡成形体の
製造方法において用いる発泡性粒子の発泡倍率は、体積
比で２倍以上あることが望ましい。これは、発泡粒子の
体積膨張による型内圧力の上昇を発泡粒子同士の確実な
接着のために利用するために必要である。請求項４，
５，６記載の複合発泡成形体の製造方法において用いる
発泡粒子は、上記の発泡性粒子を撹拌しつつ蒸気や温
風, 温水などで加熱することで得られる。軽量化および
断熱性の観点から、発泡粒子の体積空隙率は、８７％以
上あることが好ましく、また、独立気泡率が高いことが
望ましい。

【００２０】本発明に用いられるエポキシ樹脂系熱硬化
性組成物は、主にエポキシ樹脂とその硬化剤からなり、
必要に応じて硬化促進剤などが添加される。エポキシ樹
脂系熱硬化性組成物は事前に調合して保管されていても
よいし、発泡粒子もしくは発泡性粒子と混合する直前に
調合してもよい。

【００２１】エポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェ
ノールＡ型エポキシ樹脂、臭素化ビスフェノールＡ型エ
ポキシ樹脂、水添ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビ
スフェノールＦ型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック
型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹
脂、脂環式エポキシ樹脂、異節環状型エポキシ樹脂、グ
リシジルエステル型エポキシ樹脂、グリシジルエーテル
型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、ウ
レタン変成エポキシ樹脂、ゴム変成エポキシ樹脂、エポ
キシ化エラストマー、エポキシ化ステアリン酸エステ
ル、エポキシ化大豆油、エポキシ変成ポリシロキサン、
可撓性エポキシ樹脂、エポキシ化（メタ）アクリル系オ
リゴマー及びエポキシ基を持つ反応性希釈剤等を挙げる
ことができる。またこれらの２種以上のエポキシ樹脂の
混合物を用いることができる。

【００２２】エポキシ樹脂用の硬化剤としては、例え
ば、無水マレイン酸、無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水
フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、無水メチルハイ
ミック酸、無水メチルＣＤ酸、無水メチルナジック酸、
無水ピロメリット酸、無水ヘット酸、ドデセニル無水コ
ハク酸、ポリアゼライン無水コハク酸等の酸無水物系硬
化剤；エチレンアミン類、ジエチルアミノプロピルアミ
ン、ジメチルアミノプロピルアミン、Ｎ−アミノエチル
ピペラジン、トリメチルヘキサメチレンジアミン、脂肪
族アミン変成体等の脂肪族アミン系硬化剤；ｍ−フェニ
レンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジ
フェニルスルホン、メタキシリレンジアミン、芳香族ア
ミン変成体等の芳香族アミン系硬化剤；また、その他硬
化剤として、イソホロンジアミン、ジシアンジアミド、
ピペリジン、ポリアミド樹脂、フェノール系樹脂、ポリ
チオール樹脂、メルカプタン系化合物、三フッ化ホウ素
アミン錯体、イミダゾール系化合物等があげられる。

【００２３】エポキシ系樹脂向けの硬化促進剤として、
第３級アミン、トリフェニルフォスフィン、スタナース
オクトエート、三フッ化ホウ素錯体、ベンジルジメチル
アミン、ＤＢＵ、２,4,6- トリス（ジメチルアミノメチ
ル）フェノール、イソシアネート類、スルフォニウム塩
類、ヨードニウム塩類、ジアゾニウム塩類、ヒドラジド
系化合物、ナイロン塩系化合物、有機金属化合物類、等
をさらに用いても良い。

【００２４】エポキシ樹脂系熱硬化性組成物には、更
に、エポキシ樹脂の靭性を向上させるため、各種のプラ
スチックおよびゴム等を、エポキシ樹脂１００重量部に
対し通常５〜３０重量部、好ましくは８〜２０重量部添
加することができる。上記プラスチックとしては、例え
ば、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、フェノ
キシ樹脂、ポリエーテルイミド、ポリビニルホルマー
ル、ポリビニルブチラール、ポリエチレンテレフタレー
ト等がある。上記ゴム類としては、例えば、ブタジエン
−アクリロニトリルゴム、スチレン−ブタジエンゴム、
アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂、シリコ
ーン樹脂等がある。

【００２５】また、更に靭性を向上させるために高分子
の超微粒子を添加することもできる。高分子超微粒子と
しては、例えば、スチレン樹脂、ジビニルベンゼン樹
脂、スチレン−ジビニルベンゼン樹脂、ベンゾグアナミ
ン樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン−メラミン共
縮合樹脂、尿素樹脂、シリコーン樹脂、エチレン−アク
リル酸共重合樹脂、メチルメタクリレート樹脂、ｎ- ブ
チルアクリレート樹脂、アクリル−ウレタン樹脂、ポリ
アミド樹脂、芳香族ポリエステル樹脂等がある。

【００２６】上述の発泡性粒子及びエポキシ樹脂熱硬化
性組成物には、本発明の目的を阻害しない範囲におい
て、増量剤、着色剤、補強繊維、紫外線吸収剤、酸化防
止剤、難然剤、防カビ剤、可塑剤、カップリング剤、電
気伝導性フィラー、磁性体フィラー、熱伝導性フィラ
ー、帯電防止材剤、弾性微粒子などの改質剤を必要に応
じて添加しても構わない。

【００２７】増量剤としては、炭酸カルシウム、タル
ク、クレー、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、カーボンブ
ラック、二酸化ケイ素、酸化チタン、ガラス粉、中空ガ
ラスバルーン、珪藻土、カオリン、パーライト、蛍石、
ベントナイトなどがあげられる。

【００２８】着色剤には、一般的な顔料または染料が用
いられる。顔料としては、酸化チタン、酸化鉄、カーボ
ンブラック、シアニン系顔料、キナクドリン系顔料など
がある。染料では、アゾ系染料、アントラキノン系染
料、インジゴイド系染料、スチルベン系染料などがあ
る。また、アルミフレーク、ニッケル粉、金粉、銀粉、
銅粉、酸化チタンなどの金属粉を着色剤として用いても
よい。

【００２９】補強繊維としては、ガラス繊維、炭素繊
維、アルミナ繊維、セルロース繊維、アラミド繊維、炭
素繊維、ナイロン繊維、ポリエステル繊維、金属繊維な
どがあげられる。紫外線吸収剤としては、サリチル酸系
紫外線吸収剤、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、ベンゾ
トリアゾール系紫外線吸収剤、シアノアクリレート系紫
外線吸収剤、ヒンダードアミン系光安定剤などがある。
酸化防止剤としては、フェノール系酸化防止剤、アミン
系酸化防止剤、硫黄系酸化防止剤、リン系酸化防止剤な
どがあげられる。

【００３０】難燃剤としては、塩素化パラフィン、ヘキ
サブロモフェニルエーテル、デカブロモジフェニルエー
テルなどのハロゲン系難燃剤；ポリリン酸アンモニウ
ム、トリメチルホスフェート、トリエチルホスフェート
などの含リン酸系難燃剤；メラミン誘導体；赤リン、酸
化錫、三酸化アンチモン、水酸化ジルコニウム、水酸化
マグネシウム、メタホウ酸バリウムなどの無機系難然剤
などの１種または２種以上を用いることができる。

【００３１】防カビ剤としては、１０，１０' −オキシ
ビスフェノキシアルシン、Ｎ−（フルオロジクロロメチ
ルチオ）フタルイミド、Ｎ−ジメチル−Ｎ' −フェニル
ーＮ' −（フルオロジクロロメチルチオ）−スルファミ
ド、２−メトキカルボニルアミノベンズイミダゾール、
２−メトキカルボニルアミノベンゾイミダゾール、チア
ベンゾールなどがある。

【００３２】可塑剤としては、リン酸エステル系可塑
剤、フタル酸エステル系可塑剤、脂肪族一塩基酸エステ
ル系可塑剤、脂肪族二塩基酸エステル系可塑剤、二価ア
ルコールエステル系可塑剤、オキシ酸エステル系可塑剤
等を挙げることができる。

【００３３】カップリング剤としては、ビニルトリクロ
ロシラン、ビニルトリメトキシシラン、γ−グリシジル
オキシプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピ
ルトリエトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）−γ−
アミノプロピルメチルジメトキシシラン等のシランカッ
プリング剤；イソプロピルトリイソステアロイルチタネ
ート、テトライソプロピルビス（ジオクチルホスファイ
ト）チタネート、イソプロピルトリ（Ｎ−アミノエチル
ーアミノエチル）チタネート等のチタネート系カップリ
ング剤を挙げることができる。

【００３４】電気伝導性フィラーとしては、金、銀、
銅、ニッケル、パラヂウム、白金、コバルト、ロジウ
ム、イリジウム、鉄、ルテニウム、オスミウム、アルミ
ニウム、亜鉛、錫、鉛等の金属を粒子状にしたもの、上
記金属の合金を粒子状にしたもの、酸化錫等の金属酸化
物を粒子状にしたもの、カーボン等の導電性炭素同素体
を粒子状にしたも、ガラス、カーボン、マイカ、プラス
チック等の粒子の表面に導電の金属をコートしたもの等
を挙げられる。

【００３５】磁性体フィラーとしては、コバルトフェラ
イト系磁性体、メタル磁性体、ＣｒＯ2 、γ- −Ｆｅ2
Ｏ3 、Ｆe4Ｎ、Ｂａフェライト等を粉末状にしたものを
挙げることができる。熱伝導性フィラーとしては、銅、
アルミニウム、ベリリア、窒化アルミニウム、窒化ボロ
ン、アルミナ、マグネシア、チタニア、ダイアモンド、
鉛、ジルコン等を粉体状にしたものが挙げられる。

【００３６】帯電防止材剤としては、ポリ（オキシエチ
レン）アルキルアミン、ポリ（オキシエチレン）アルキ
ルアミド、ポリ（オキシエチレン）アルキルエーテル、
ポリ（オキシエチレン）アルキルフェニルエーテル、グ
リセリン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステルな
どの非イオン系帯電防止剤；アルキルスルホネート、ア
ルキルベンゼンスルホネート、アルキルサルフェート、
アルキルホスフェートなどのアニオン系帯電防止剤；第
４級アンモニウムクロライド、第４級アンモニウムサル
フェート、第４級アンモニウムナイトレートなどのカチ
オン系帯電防止剤；アルキルベタイン型、アルキルイミ
ダゾリン型、アルキルアラニン型などの両性系帯電防止
剤；ポリビニルベンジル型カチオン、ポリアクリル酸型
カチオンなどの導電性樹脂などを挙げることができる。

【００３７】弾性微粒子としては、アクリルビーズ、ポ
リエチレンビーズ、ポリプロピレンビーズなどを挙げる
ことができる請求項２，３，４又は５記載の複合発泡成
形体の製造方法における発泡性粒子又は発泡粒子とエポ
キシ系熱硬化性樹脂組成物との混合割合は、発泡性粒子
もしくは発泡粒子１００重量部に対し、エポキシ系熱硬
化性樹脂組成物が５重量部から４００重量部の広い範囲
で使用することができる。ただし、この配合割合によっ
て製造される複合発泡成形体の微細な形態が異なってく
る。

【００３８】得られる複合発泡成形体の形態を大きく分
類すると、エポキシ樹脂系熱硬化性組成物の配合が多い
順に次の５つの形態が挙げられる。すなわち、(1) 多数
の発泡粒子がエポキシ樹脂系硬化物の単一のマトリクス
連続相中に分散している形態，(2) 多数の発泡粒子同士
が面接着しているが、ところどころにエポキシ樹脂系硬
化物のマトリクスが散在している形態，(3) 多数の発泡
粒子同士が隙間なく面接着し、エポキシ樹脂系硬化物
は、境界面に薄膜として存在し単一の連続相を形成して
いる形態，(4) ほぼ(3) の形態であるが、粒子間にとこ
ろどころ微小な空隙を残している形態，(5) 発泡粒子が
面ではなく部分で接着されていて、発泡粒子間の空隙が
互いに連通して複合発泡体の全幅におよんでいる形態、
である。

【００３９】本発明の複合発泡成形体の製造方法に用い
る成形型は、発泡温度と発泡圧に耐えることができれ
ば、その形状と材質については特に制限はない。プレス
加工に用いられるような金属型が良好に用いられるのは
もちろんのこと、アルミ鋳造型や樹脂型、ＦＲＰ型であ
ってもよく、場合によってはガラス容器や木型であって
もよい。

【００４０】エポキシ樹脂系熱硬化性組成物は、硬化後
に型壁に接着する性質があるので、離型の際に複合発泡
成形体と型壁の接着が問題となる場合には、型壁に離型
処理を施しておくとよい。テフロン樹脂の焼付加工やク
ロム等の緻密なメッキ加工が好適に適用される。簡便に
済ます場合には、スプレー硬化式の離型潤滑剤やテフロ
ンテープ、テフロンシート等を用いてもよい。更に、テ
フロンに替えてシリコーン樹脂でもよい。なお、型内で
シートやフィルムを被覆成形してしまう場合には、こう
した離型処理が必要ないこともある。

【００４１】加熱の手段としては、型内に加熱ロッドを
挿入したり、直接熱風を吹き込むのが最も効果的であ
る。簡便には型壁を直接加熱もしくはスチーム，湯，オ
イルなどの熱媒体で加熱してもよい。更に、伝熱の良い
材質の型もしくは型壁の薄い型であれば、型をオーブン
に入れて加熱するだけでもよい。加熱手段として熱風を
利用せず、型壁からの伝熱が重要である場合には、上述
のテフロン樹脂やシリコーン樹脂の離型膜は、極力、５
０μｍ以下に押さえることが好ましい。

【００４２】冷却の手段は、発泡後、加熱手段を停止も
しくは取り去って放冷するだけでもよいし、型壁内循環
冷却水もしくは冷却オイルで積極的に冷却してもよい。
製造サイクル時間を短縮するためには、放冷ではなく、
型内で積極的に冷却するのが望ましい。

【００４３】混合する破砕発泡粒子を得るための発泡体
としては、ビーズ発泡による発泡体が望ましい。ビーズ
発泡による発泡体としては、ポリスチレン、ポリプロピ
レン、ポリエチレンのものが現在広く市場に出回ってい
るが、将来出回るであろうこれ以外のビーズ発泡による
発泡体であっても構わない。ビーズ発泡による発泡体が
望ましい理由としては、容易に発泡粒子単位で大きさが
概略揃った状態に破砕されるからである。もちろん、ビ
ーズ発泡による発泡体以外であっても構わない。利用で
きる発泡体には、押出発泡体，注型化学発泡体，射出発
泡体などがある。

【００４４】上記(3) や(4) の形態を有する複合発泡成
形体を得ようとする場合、破砕発泡粒子は、製造される
複合発泡成形体に同時に含まれる発泡粒子と概略同じ大
きさとなるようにするのが望ましい。小さすぎる破砕発
泡粒子は発泡性粒子との間に隙間をつくりやすく、大き
すぎる粉砕粒子は、そこだけ局所的に複合発泡成形体の
構造強度が弱くなる原因になるからである。

【００４５】（作用）通常用いられるエポキシ樹脂系硬
化性組成物では、一緒に用いるポリスチレン樹脂もしく
はポリオレフィン樹脂からなる発泡粒子の溶融温度より
も１０度から２０度低い温度で既に１cps 以下の粘度で
あり、発泡粒子には、エポキシ樹脂系熱硬化性組成物と
の相溶性による浸蝕作用がすぐに現れる。このため、所
望の複合発泡体を得ることができない。

【００４６】これに対して、請求項４記載の製造方法で
は、用いるエポキシ樹脂系硬化性組成物の粘度特性を、
一緒に用いるポリスチレン樹脂もしくはポリオレフィン
樹脂からなる発泡粒子の溶融温度よりも２０度低い温度
で粘度１００〜１００，０００cps の状態になるように
調整することにより、硬化温度以下の操作温度で撹拌混
合はできるが溶解作用が影響を及ぼすに要する時間とし
ては短すぎるように設定しており、更に加熱発泡させる
までの待機時間でもなお、溶解作用が発泡粒子に実質的
な影響を及ぼさないようにしている。

【００４７】また、請求項５の製造方法では、ポリスチ
レン樹脂もしくはポリオレフィン樹脂と溶融状態のエポ
キシ樹脂系熱硬化性組成物とが相溶性を及ぼしあうこと
ができるような状態で接触する時間を更に短くするため
に、混合操作を省略し、粉末状のホットメルト性を有す
るエポキシ樹脂系硬化性組成物との混合を行っている。
更に、請求項２，３記載の製造方法では、上記発泡粒子
に替えてポリスチレン樹脂もしくはポリオレフィン樹脂
からなる発泡性粒子を用いて、発泡と硬化を殆ど同時的
に進行させることによって、ポリスチレン樹脂もしくは
ポリオレフィン樹脂とエポキシ樹脂系熱硬化性組成物と
の接触時間の殆どが、更に拡散が遅い非発泡状態の粒子
との接触となるように工夫している。このようにして、
従来実現困難とされていた、請求項１の複合発泡体の安
定的な製造を可能とした。

【００４８】請求項６、７の方法は、発泡粒子及び発泡
性粒子が混合された混合原料組成物を用いる点を特徴と
しており、発泡性粒子の膨張による内圧上昇を利用しつ
つ、発泡粒子の体積効果により、成形時の型内での粒子
の移動を小さくすることができる。請求項８の方法は、
ポリスチレン樹脂もしくはポリオレフィン樹脂からなる
発泡粒子として破砕発泡粒子を用いて成形を行うことに
よって、複合発泡体の機能を損なうことなく、専用の予
備発泡粒子以外の原料調達を可能にしている。請求項９
の方法は、破砕発泡粒子の原料として廃品から得られた
もの、例えば、回収発泡体を用いることによって、資源
保護、環境保全への貢献とコスト低減の実現を可能とす
る。

【００４９】請求項１０は、立壁を有する形状であるこ
とを特徴とする複合発泡成形体であり、軽量で機械強度
に優れた本発明の特性を活かして、建材用途, 土木資材
用途, 船舶資材用途, 住宅機材用資材用途などに、特に
好適に使用され得る。なお、かかる請求項１０記載の複
合発泡成形体は、請求項６又は７記載の製造方法におい
て、発泡性粒子の膨張による内圧上昇を利用しつつ、発
泡粒子の体積効果により、成形時の型内での粒子の移動
を小さくすることができるという特徴を活かして、容易
に製造することができる。本発明に係る複合発泡成形体
又は、本発明に係る複合発泡成形体の製造方法によって
得られた複合発泡成形体は、容易に、インサート成形
品, 型内加飾成形品, サンドイッチ構造パネルとして構
成することができる。これらの複合発泡体, 成形品, 構
成品は、建材用途, 土木資材用途, 船舶資材用途, 住宅
機材用資材用途に好適に使用できる。

【００５０】

【実施例】以下、実施例により、本発明を具体的に説明
する。（実施例１）この実施例は、請求項１記載の複合発泡成
形体を請求項２記載の製造方法によって得た例である。

【００５１】（原料組成物の配合)常温で高粘稠なエポ
キシ樹脂「エピコート834 」（油化シェルエポキシ社
製）55gと、常温で固形のエポキシ樹脂「エピコート100
1」（油化シェルエポキシ社製） 45gと、緑色顔料：Ｍ
ＡＣＲＯＬＥＸＧＲＥＥＮＧ（ＢＡＹＥＲ社製）0.５
ｇとを、100 ℃のオーブン中で30〜60分かけて溶融し、
ほぼ均一に溶融したことを確認した後、このエポキシ樹
脂混合物を60℃まで放冷した。

【００５２】別途、酸無水物系硬化剤アデカハードナ
ーＥＨ-703（旭電化社製）50g を60℃に調整しておき、
先のエポキシ樹脂混合物に加えて、均一になるまで撹拌
し、続いて、硬化促進剤のアデカハードナーＥＨＣ-30
（旭電化社製）3gを加え、更に均一になるまで撹拌し
て、硬化性エポキシ樹脂組成物を得た。

【００５３】

【表１】

【００５４】なお、粘度の測定方法は、ＪＩＳ- Ｋ- ６
８６２のＢ法に拠った。

【００５５】（複合発泡成形体の製造)次に、この硬化
性エポキシ樹脂組成物 4g をとり、直前に60℃まで予備
加熱した発泡性のポリスチレン粒子「エスレンＨＡ」
（積水化成品社製）20g とよく混ぜ、この混合物16g を
100mm ×100mm ×20mmのアルミ製金型に入れ、100 ℃で
12分加熱した。その後、金型ごと水中に投入して室温ま
で冷却し、金型を開いて、みかけ嵩体積 200 ml の複合
発泡体を得た。

【００５６】この発泡体を鋸切断面をミクロトームで平
坦に仕上げ倍率７倍の光学顕微鏡で拡大観察したとこ
ろ、平均気泡径５０μｍで発泡した直径３ｍｍ〜５ｍｍ
の白色の多面体形状のポリスチレン発泡体を、緑色の顔
料が分散した発泡していないエポキシ樹脂の厚さ約８〜
２０μｍの薄膜層が取り囲んだ単位セル構造が隙間無く
集まった構造が観察された。

【００５７】（比較例１）常温で流動性のあるエポキシ
樹脂「エピコート８２８」（油化シェルエポキシ社製）
５０ｇ, 酸無水物系硬化剤「アデカハードナーＥＨ−73
0 」（旭電化工業社製）４５ｇ, ３級アミン触媒：「ア
デカハードナーＥＨＣ−３０」（旭電化工業社製）１.
５ｇを均一になるまで攪拌混合し、硬化性エポキシ樹脂
組成物を得た。

【００５８】この硬化性エポキシ樹脂組成物 4g をと
り、発泡性ポリスチレン粒子「エスレンＨＡ」（積水化
成品社製）20ｇとよく混ぜ、この混合物16g を100mm ×
100mm×20mmのアルミ製金型に入れ、100 ℃で12分加熱
した。その後金型ごと水中に投入して室温まで冷却し
て、金型を開いた。発泡性粒子は、発泡しながらエポキ
シ樹脂による溶解作用を強く受け、所望の複合発泡成形
体は得られなかった。

【００５９】（実施例２）この実施例は、請求項１記載
の複合発泡成形体を請求項２記載の製造方法によって得
た例である。実施例１の方法において、配合だけを変え
る以外は同様にして複合発泡成形体を製造し、表２に示
す如く、実施例２−１〜２−６並びに比較例２のサンプ
ルを得た。

【００６０】

【表２】

【００６１】ここで、観察された複合発泡形態の型は、
以下の５通りである。 (1) 多数の発泡粒子がエポキシ樹脂系硬化物の単一のマ
トリクス連続相中に分散している形態。 (2) 多数の発泡粒子同士が面接着しているが、ところど
ころにエポキシ樹脂系硬化物のマトリクスが散在してい
る形態。 (3) 多数の発泡粒子同士が隙間なく面接着し、エポキシ
樹脂系硬化物は、境界面に薄膜として存在し単一の連続
相を形成している形態。 (4) ほぼ(3) の形態であるが、粒子間にところどころ微
小な空隙を残している形態。 (5) 発泡粒子が面ではなく部分で接着されていて、発泡
粒子間の空隙が互いに連通して複合発泡体の全幅におよ
んでいる形態。

【００６２】圧縮強さの測定方法は、ＪＩＳ- Ｋ- ７２
２０（硬質発泡プラスチックの圧縮試験方法）に拠っ
た。

【００６３】（実施例３）この実施例は、請求項１記載
の複合発泡成形体を請求項３記載の製造方法によって得
た例である。（原料組成物の配合)常温で高粘稠なエポキシ樹脂「エ
ピコート834 」 (油化シェルエポキシ社製)40gと、常温
で固形のエポキシ樹脂「エピコート1001」( 油化シェル
エポキシ社製) 60gとを、100 ℃のオーブン中で30〜60
分かけて溶融し、ほぼ均一に溶融したことを確認した
後、このエポキシ樹脂混合物を60℃まで放冷した。別
途、酸無水物系硬化剤「アデカハードナーＥＨ-703」
（旭電化社製）50g を60℃に調整しておき、先のエポキ
シ樹脂混合物に加えて、均一になるまで撹拌した後、室
温まで冷却して、室温で固体で、90℃で10,000〜20,000
cpsとなるホットメルト性の硬化性エポキシ樹脂組成物
を得た。

【００６４】（複合発泡成形体の製造)この、室温で固
体の硬化性エポキシ樹脂組成物を、粉砕機で粉砕して粉
末状とし、この粉末状の硬化性エポキシ樹脂組成物 4g
をとり、発泡性ポリスチレン粒子エスレンＨＡ（積水化
成品社製）20ｇとよく混ぜ、この混合物16g を100mm ×
100mm ×20mmのアルミ製金型に入れ、100 ℃で12分加熱
した。その後金型ごと水中に投入して室温まで冷却し
て、金型を開いた。みかけ嵩体積 200 ml の複合発泡体
が得られた。

【００６５】（実施例４）この実施例は、請求項１記載
の複合発泡成形体を請求項４記載の製造方法によって得
た例である。実施例１において用いた硬化性エポキシ樹
脂組成物 4g をとり、エスレンＨＡ（積水化成品社製）
を予備発泡させて作ったポリスチレン発泡粒子20g とよ
く混ぜ、この混合物16g を100mm ×100mm ×20mmのプレ
ス金型に入れて、型を締め、100 ℃のスチームで型を加
熱しながら、型締圧力が10ton/m2を下回らないように制
御しつつ12分かけて厚さ20mmまで型厚を拡げて複合発泡
体の成形を行った。その後金型ごと室温まで冷却し、金
型を開いて、みかけ嵩体積200ml の複合発泡成形体を得
た。

【００６６】（実施例５）この実施例は、請求項１記載
の複合発泡成形体を請求項５記載の製造方法によって得
た例である。実施例３において用いた粉末状の硬化性エ
ポキシ樹脂組成物 4g をとり、発泡性ポリスチレンビー
ズ「エスレンＨＡ」（積水化成品社製）を予備発泡させ
て作ったポリスチレン発泡粒子20g とよく混ぜ、この混
合物16g を100mm ×100mm ×20mmのプレス金型に入れ
て、型を締め、100 ℃のスチームで型を加熱しながら、
型締圧力が10ton/m²を下回らないように制御しつつ、12
分かけて厚さ20mmまで型厚を拡げて複合発泡体の成形を
行った。その後金型ごと室温まで冷却し、金型を開い
て、みかけ嵩体積200ml の複合発泡成形体を得た。

【００６７】（実施例６）この実施例は、請求項１記載
の複合発泡成形体を、請求項２を引用した請求項６記載
の製造方法によって得た例である。実施例１において用
いた硬化性エポキシ樹脂組成物 6g と、発泡性ポリスチ
レンビーズ「エスレンＨＡ」（積水化成品社製）15g を
混合した原料組成物に、更に、エスレンＨＡを予備発泡
させて作ったポリスチレン発泡粒子10g を加えて、全て
の粒子の表面が硬化性エポキシ樹脂組成物で被覆される
まで良く混ぜ、この混合物16g を100mm ×100mm ×20mm
のアルミ製金型に入れ、100 ℃で12分加熱した。その
後、金型ごと水中に投入して室温まで冷却し、金型を開
いて、みかけ嵩体積200ml の複合発泡成形体を得た。

【００６８】（実施例７）この実施例は、請求項１記載
の複合発泡成形体を、請求項４を引用した請求項７記載
の製造方法によって得た例である。実施例４において用
いた硬化性エポキシ樹脂組成物 6g と、エスレンＨＡを
予備発泡させて作ったポリスチレン発泡粒子 15gを混合
した原料組成物に、更に、発泡性ポリスチレンビーズ
「エスレンＨＡ」（積水化成品社製）10g を加えて、全
ての粒子の表面が硬化性エポキシ樹脂組成物で被覆され
るまで良く混ぜ、この混合物16g を100mm ×100mm ×20
mmのプレス金型に入れて、型を締め、100 ℃のスチーム
で型を加熱しながら、型締圧力が10ton/m2を下回らない
ように制御しつつ12分かけて厚さ20mmまで型厚を拡げて
複合発泡体の成形を行った。その後、金型ごと水中に投
入して室温まで冷却し、金型を開いて、みかけ嵩体積20
0ml の複合発泡成形体を得た。

【００６９】（実施例８）この実施例は、請求項１０記
載の複合発泡成形体を、請求項２を引用した請求項６記
載の製造方法によって得た例である。実施例６で用いた
のと全く同じ配合で、図１に示すような立ち壁のある成
形品に対応したコア及びキャビテイからなる型を用い
て、複合発泡成形体を得た。図１において、６はプラン
ターとして用いられる複合発泡成形体であり、短手方向
及び長手方向に各々立壁４及び５を有している。

【００７０】図２は、このプランターの製造方法を示す
概念図であり、１は発泡粒子、２は発泡性粒子、３は硬
化性組成物を、各々、概念的模式的に示し、７はコア、
８はキャビティを示している。（！成形条件が実施例６と全く同じとは考え難いので、
可能なら、簡単に追加記載願います！）請求項８の製造
方法によるプランターの製造を示す概念図

【００７１】（実施例９）この実施例は、請求項１記載
の複合発泡成形体を、請求項２、６を引用した請求項８
記載の製造方法によって得た例である。実施例６のポリ
スチレン発泡粒子に替えて、ポリスチレンビーズ発泡体
の破砕発泡粒子を用いた以外、実施例６と同様にして、
複合発泡成形体の製造を試みた。みかけ嵩体積200ml の
複合発泡成形体が得られた。

【００７２】（実施例１０）この実施例は、請求項１記
載の複合発泡成形体を、請求項２、６、８引用した請求
項９記載の製造方法によって得た例である。破砕発泡粒
子の原料として、廃品回収されたポリスチレンビーズ発
泡体を用いて、実施例９と同様にして、複合発泡成形体
の製造を試みた。みかけ嵩体積200ml の複合発泡成形体
が得られた。

【００７３】

【発明の効果】本発明に係る複合発泡成形体は、ポリス
チレン樹脂もしくはポリオレフィン樹脂からなる多数の
発泡粒子がエポキシ樹脂系硬化物で接合されてなり、機
械強度と軽量性を併せ持っているので、そのまま建築用
材料や住宅機材用資材として用いることができるほか、
複合材の原料として広く利用できる。また、現状で最も
安価な発泡粒子と、強靱で汎用性に富み、耐薬品性、耐
候性にも優れている接着剤の組み合わせからなる複合発
泡成形体であるので、その他の発泡粒子と接着剤の組み
合わせによる同様の材料よりも原料コスト的に有利であ
る。

【００７４】また、本発明に係る複合発泡成形体の製造
方法は、上記の通りの構成となされており、上述の基本
的考え(a) 〜(d) に基づき、これまで不可能とされてい
た、ポリスチレン系樹脂もしくはポリオレフィン系樹脂
の発泡粒子と、相溶性のあるエポキシ系熱硬化性樹脂と
からなる機械強度に優れた複合発泡成形体を安定的に製
造することを可能ならしめた。

【００７５】

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例８記載のプランターの概略斜視図であ
る。

【図２】図１に示すプランターの製造方法を示す概念図
である。

【符号の説明】

１発泡粒子２発泡性粒子３硬化性組成物４立壁（短手方向型壁）５立壁（長手方向型壁）６複合発泡成形体７コア８キャビティ

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１２年８月２２日（２０００．８．２
２）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００７０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００７０】図２は、このプランターの製造方法を示す
概念図であり、１は発泡性粒子、２は発泡粒子、３は硬
化性組成物を、各々、概念的模式的に示し、７はコア、
８はキャビティを示している。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】符号の説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【符号の説明】１発泡性粒子２発泡粒子３硬化性組成物４立壁（短手方向型壁）５立壁（長手方向型壁）６複合発泡成形体７コア８キャビティ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4F074 AA16 AA32 AA64 AB05 BA03 BA04 BA05 BA12 BA13 BA14 BA16 BA17 BA18 BA20 BB01 CC04X CC04Z CC06X CC22X CC30Y CC32X CD07 DA14 DA24 DA37 DA58 4F212 AA03 AA13 AA39 AG20 AH28 AH47 AH48 UA01 UA05 UB01 UB30 UF21 UF47 UN21

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポリスチレン樹脂もしくはポリオレフィ
ン樹脂からなる多数の発泡粒子がエポキシ樹脂系硬化物
で接合されてなることを特徴とする複合発泡成形体。
【請求項２】ポリスチレン樹脂もしくはポリオレフィ
ン樹脂からなる発泡性粒子の発泡温度よりも２０度低い
温度で粘度１００〜１００，０００cps の状態になり、
発泡性粒子の発泡温度で熱硬化するエポキシ樹脂系組成
物を、粘度１００〜１００，０００cps の状態でポリス
チレン樹脂もしくはポリオレフィン樹脂からなる発泡性
粒子と混合し、この混合原料組成物を型内で発泡温度ま
で加熱して発泡性粒子を発泡させつつ熱硬化性エポキシ
樹脂組成物を硬化させることを特徴とする請求項１記載
の複合発泡成形体の製造方法。
【請求項３】２５℃で固体で、ポリスチレン樹脂もし
くはポリオレフィン樹脂からなる発泡性粒子の発泡温度
よりも２０度低い温度で粘度１００〜１００，０００cp
s の状態になり、発泡性粒子の発泡温度で熱硬化するエ
ポキシ樹脂組成物を、固体状態で粉砕し、この粉砕物を
ポリスチレン樹脂もしくはポリオレフィン樹脂からなる
発泡性粒子と混合し、この混合原料組成物を型内で発泡
温度まで加熱して発泡性粒子を発泡させつつ熱硬化性エ
ポキシ樹脂組成物を硬化させることを特徴とする請求項
１記載の複合発泡成形体の製造方法。
【請求項４】ポリスチレン樹脂もしくはポリオレフィ
ン樹脂からなる発泡粒子の溶融温度よりも２０度低い温
度で粘度１００〜１００，０００cps の状態になり、発
泡粒子が溶融する温度以下で熱硬化するエポキシ樹脂組
成物を、粘度１００〜１００，０００cps の状態でポリ
スチレン樹脂もしくはポリオレフィン樹脂からなる発泡
粒子と混合し、この混合原料組成物を型内で加圧加熱し
て熱硬化性エポキシ樹脂組成物を硬化させることを特徴
とする請求項１記載の複合発泡成形体の製造方法。
【請求項５】２５℃で固体で、ポリスチレン樹脂もし
くはポリオレフィン樹脂からなる発泡粒子の溶融温度よ
りも２０度低い温度で粘度１００〜１００，０００cps
の状態になり、発泡粒子が溶融する温度以下で熱硬化す
るエポキシ樹脂組成物を、固体状態で粉砕し、この粉砕
物をポリスチレン樹脂もしくはポリオレフィン樹脂から
なる発泡粒子と混合し、この混合原料組成物をプレス型
内で加圧加熱して熱硬化性エポキシ樹脂組成物を硬化さ
せることを特徴とする請求項１記載の複合発泡成形体の
製造方法。
【請求項６】請求項２又は３記載の複合発泡成形体の
製造方法において、混合原料組成物に、更にポリスチレ
ン樹脂もしくはポリオレフィン樹脂からなる発泡粒子が
混合されていることを特徴とする請求項１記載の複合発
泡成形体の製造方法。
【請求項７】請求項４又は５記載の複合発泡成形体の
製造方法において、混合原料組成物に、更にポリスチレ
ン樹脂もしくはポリオレフィン樹脂からなる発泡性粒子
が混合されていることを特徴とする請求項１記載の複合
発泡成形体の製造方法。
【請求項８】請求項６又は７記載の複合発泡成形体の
製造方法において、ポリスチレン樹脂もしくはポリオレ
フィン樹脂からなる発泡粒子として破砕発泡粒子を使用
することを特徴とする請求項１の複合発泡成形体の製造
方法。
【請求項９】破砕発泡粒子が廃品から得られたもので
あることを特徴とする請求項８記載の複合発泡成形体の
製造方法。
【請求項１０】複合発泡成形体が立壁を有する形状で
あることを特徴とする請求項１記載の複合発泡成形体。