JP2003246903A

JP2003246903A - 塩化ビニル系樹脂組成物

Info

Publication number: JP2003246903A
Application number: JP2002047704A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Tomioka; 芳弘冨岡; Sadao Oshima; 貞夫大嶋; Rikuo Watanabe; 陸生渡辺
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 2002-02-25
Filing date: 2002-02-25
Publication date: 2003-09-05

Abstract

(57)【要約】【構成】塩化ビニル系樹脂１００重量部に対して、ヒ
ドロキシステアリン酸カルシウム０．５重量部を配合し
てなる塩化ビニル系樹脂組成物である。これによって、
成形の際における金型１８の樹脂流路２０の内面に固形
物が付着（ビルドアップ）するのを防止でき、機械的強
度が優れた水道管１２等の成形物を製造することができ
る。【効果】固形物を除去するための金型の清掃が不要な
ので、生産性が向上し、機械的強度および外観の優れた
成形物を製造することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は塩化ビニル系樹脂組成
物に関し、特にたとえば水道管，下水管，窓枠，シート
等の成形に利用される、塩化ビニル系樹脂組成物に関す
る。

【０００２】

【従来技術】塩化ビニル樹脂は、安価であり、耐衝撃
性、耐熱性等に優れているために、押出成形や射出成形
等により種々の形状に成形加工され、管材，建材，その
他の広範な用途に使用されている。この塩化ビニル樹脂
は、成形物の強度等の劣化を防止するための安定剤や、
成形する際の混練性を高めるための滑剤等の添加剤を配
合して用いられる。この安定剤および滑剤としてたとえ
ばステアリン酸カルシウムが使用される。

【０００３】しかし、塩化ビニル樹脂にステアリン酸カ
ルシウムを配合した組成物を使用して押出成形すると、
たとえば図２に示すように、押出機１の金型２の樹脂流
路３内でステアリン酸カルシウムが塩化ビニル樹脂から
溶出し、この溶出したステアリン酸カルシウムが固形物
４となって金型２の樹脂流路３の内面に付着（ビルドア
ップ）することがある。この固形物４は、成形物（たと
えば水道管）５に傷やスジ等を付けたり、成形物５自体
に付着することがある。つまり、ステアリン酸カルシウ
ムは、安定剤および滑剤として機能するが、固形物４と
なって成形物５に傷やスジを付ける等の欠点を有してい
る。

【０００４】なお、良好な成形物５を得るためには、こ
の固形物４が発生するたびに金型２から除去する必要が
ある。しかし、固形物４を除去するには、成形機１をそ
の都度停止させて、金型２に付着する固形物４をたとえ
ば研磨して清掃する必要があり、生産性が低下するとい
う問題がある。

【０００５】そこで、ビルドアップを抑制する方法の一
例が、平成１０年１１月１０日に出願公開された特開平
１０−２９８３８３号公報［Ｃ０８Ｌ２７／０６］に
開示されている。この方法は、塩化ビニル樹脂に対し
て、従来から添加されている安定剤や滑剤等に加えて、
さらに鉛化合物等の無機物を添加するものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この従来の方
法では、ビルドアップを抑制するための無機物が塩化ビ
ニル樹脂にとって異物となり、このような異物が新たに
配合されることによって成形物５の機械的強度を低下さ
せる要因となっている。

【０００７】それゆえに、この発明の主たる目的は、ビ
ルドアップを防止でき、しかも混練性および安定性が良
好であり、機械的強度が優れた成形物を製造できる、塩
化ビニル系樹脂組成物を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明は、塩化ビニル
系樹脂にヒドロキシステアリン酸カルシウムを配合して
なる、塩化ビニル系樹脂組成物である。

【０００９】

【作用】塩化ビニル系樹脂に、ステアリン酸カルシウム
に代えて、ヒドロキシステアリン酸カルシウムを配合す
ることによって、成形の際におけるビルドアップを防止
できる。しかも、このヒドロキシステアリン酸カルシウ
ムが滑剤および安定剤として機能するので、成形時等の
混練性および安定性が良好であって、機械的強度が優れ
た成形物を製造することができる。

【００１０】

【発明の効果】この発明によれば、塩化ビニル系樹脂に
ヒドロキシステアリン酸カルシウムを所定の割合で配合
することによって、成形の際におけるビルドアップを防
止できるので、見栄えが良好な成形物を長時間安定して
製造することができる。しかも、混練性が良好なので、
押出機のスクリューシリンダやミキシングロール等の混
練機内で速やかに溶融を進ませることができる。そし
て、成形時等の組成物の安定性も良好であり、機械的強
度が優れた成形物を製造することができる。

【００１１】また、ビルドアップを確実に防止できるの
で、従来のように、金型の樹脂流路の内面に付着する固
形物を除去するために、成形機を停止させて金型を分解
して清掃する必要性が殆どなくなり、生産性の向上を図
ることができる。

【００１２】この発明の上述の目的，その他の目的，特
徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳
細な説明から一層明らかとなろう。

【００１３】

【実施例】この発明の一実施例の塩化ビニル系樹脂組成
物は、表１に示す実施例１であり、塩化ビニル樹脂１０
０重量部に対して、公知の滑剤，着色剤および安定剤等
に加え、ヒドロキシステアリン酸カルシウム０．５重量
部を、ヘンシェルミキサ，リボンブレンダ等の混合機を
用いて均一に攪拌混合することによって得られたもので
ある。なお、これら公知の滑剤等には、ステアリン酸カ
ルシウムは含まれていない。この塩化ビニル系樹脂組成
物は、粉粒体の状態で成型加工に使用することができる
し、ペレット化してから成形加工に使用することもでき
る。そして、この塩化ビニル系樹脂組成物は、成形物の
使用用途に応じて、押出機，ミキシングロール，射出成
形機等の加工機械を用いて成形することができる。ただ
し、これらのうちでも、特に押出機を用いて管や異形成
形物等の押出成形に適用すると、押出機において発生す
るビルドアップを効果的に防止できる。

【００１４】ヒドロキシステアリン酸カルシウムは、堺
化学社製の商品名「ＳＣ−１２０Ｈ」のものであり、Ｃ
ａＣＨ₃（ＣＨ₂）₅ＣＨＯＨ（ＣＨ₂）₁₀ＣＯＯで表され
る。ヒドロキシステアリン酸カルシウムは、ステアリン
酸カルシウムをＯＨ基でヒドロキシル化して得られたも
のである。

【００１５】この塩化ビニル系樹脂組成物の実施例１を
使用して、図１に示す押出機１０にて下記の条件で水道
管１２を押出成形した。押出機１０のシリンダ１４の温
度は、Ｃ１：１８０°Ｃ，Ｃ２：１８０°Ｃ，Ｃ３：１
７５°Ｃ，Ｃ４：１６５°Ｃ，Ｃ５：１６０°Ｃであ
る。金型１８のマンドレル１６の温度は、Ｄ１：１８５
°Ｃ，Ｄ２：１８５°Ｃ，Ｄ３：２０３°Ｃである。な
お、この発明の実施例１の特徴を明確にするために、塩
化ビニル系樹脂組成物の比較例１，比較例２を使用して
押出機１０にて上記と同一の条件で水道管を押出成形し
た。

【００１６】表１は、実施例１、比較例１および比較例
２のそれぞれの混合重量部、成形温度条件の一例、なら
びにビルドアップ形成期間等の各種評価結果を示してい
る。比較例１は、従来の塩化ビニル系樹脂組成物であ
る。この比較例１は、表１に示すように、塩化ビニル樹
脂１００重量部に対して、ステアリン酸カルシウム０．
５重量部を配合してなるものであり、ヒドロキシステア
リン酸カルシウムは配合されていない。そして、比較例
２は、塩化ビニル樹脂に対して、ステアリン酸カルシウ
ムおよびヒドロキシステアリン酸カルシウムのいずれも
配合されていないものである。ただし、実施例１、比較
例１および比較例２の塩化ビニル系樹脂組成物には、詳
細には説明しないが、公知の滑剤、着色剤および他の安
定剤等がそれぞれに１．６重量部ずつ別途配合されてい
る。

【００１７】

【表１】

【００１８】表１における「ビルドアップ形成期間」
は、図１に示す押出機１０を使用して水道管１２を昼夜
連続して押出成形するときに、押出成形を開始した時か
ら金型１８の樹脂流路２０の出口部内面に固形物が付着
するまでの期間である。この固形物が樹脂流路２０の出
口部内面に付着していることは、押出成形されて押出さ
れていく水道管１２の表面に、予め定めた大きさおよび
深さの傷やスジが形成されているか否かを目視検査する
ことによって確認することができる。

【００１９】「破壊靭性値」は、成形して得られた水道
管１２の破壊強さを表す値である。試験片が１５分で破
断したときの破壊靭性値が３．７５ＭＮ・ｍ^-2/3以上で
あれば許容範囲である。破壊靭性試験の方法は、「塩化
ビニル管・継手協会」で規定されている「硬質塩化ビニ
ル管の破壊靭性試験方法（ＡＳＲＴ５０）」を使用
している。まず、（１）水道管の一端を面取りする。
（２）面取り部分をジクロロメタン液に１５±１分間浸
漬して、管円周でアタック（白化部）を確認する。
（３）白化の著しい箇所にノッチ位置の標線を管軸方向
に引いた後、面取りした端部と反対側の端部を幅３０±
２ｍｍで切断して試験片を作製する。（４）管内面側の
標線上に、肉厚×２５％±０．１ｍｍのノッチ（切欠）
を入れる。（５）ノッチの位置と反対側を幅２０±２ｍ
ｍに切り取り、Ｃリング状の試験片を作製する。（６）
規定の計算式により、試験片に掛ける荷重を決定する。
（７）荷重が試験片全体に掛かった時点をゼロとし、破
断するまでの時間を秒単位で計測する。（８）試験片の
寸法測定値および試験結果（破断するまでの時間等）等
により破壊靭性値を算出する。

【００２０】「脈動水圧試験による破壊回数」は、成形
して得られた水道管１２に対して水圧を変化させて付与
したときに、水道管１２から水漏れしたときのその水圧
付与の回数、または破壊したときの回数である。脈動水
圧試験の目的は、水圧の変化（水撃）の繰り返しに対す
る水道管１２の耐久性を確認することである。試験方法
は、（１）水圧治具をセットした水道管を２０±２°Ｃ
の水槽内に配置する。（２）水道管内で水圧０〜１．９
５ＭＰａを１サイクル５秒で繰り返す。

【００２１】次に、このような観点で表１中の実施例
１，比較例１および比較例２を評価する。まず、ビルド
アップについては、比較例１（従来の塩化ビニル系樹脂
組成物）では、７〜１０日間で金型１８の樹脂流路２０
の内面に生じている。これは、比較例１には安定剤およ
び滑剤としてのステアリン酸カルシウムが配合されてお
り、これが固形物となってビルドアップの原因となって
いるからである。このように、ステアリン酸カルシウム
がビルドアップの原因となっていることは、ステアリン
酸カルシウムが配合されていない比較例２では、１５日
間の昼夜連続成形を行っても樹脂流路２０の内面にビル
ドアップが生じていないことから判断することができ
る。また、ビルドアップされる固形物がステアリン酸カ
ルシウムであることからも判断することができる。

【００２２】そして、実施例１では、３０日間の昼夜連
続成形を行っても金型１８の樹脂流路２０の内面にビル
ドアップを生じていない。つまり、ステアリン酸カルシ
ウムに代えて、ヒドロキシステアリン酸カルシウムを塩
化ビニル樹脂に配合することによって、ステアリン酸カ
ルシウムが原因として起こるビルドアップを確実に防止
することができる。これによって、従来のように、金型
１８の樹脂流路２０の内面に付着する固形物を除去する
ために、成形機を停止させて、金型１８を分解して清掃
する必要性が殆どなくなり、生産性の向上を図ることが
できる。

【００２３】なお、このように、塩化ビニル樹脂に配合
されているヒドロキシステアリン酸カルシウムによって
ビルドアップが生じないのは、ヒドロキシステアリン酸
カルシウムが塩化ビニル樹脂から溶け出すことなく樹脂
内に残り、樹脂に伴って金型１８から押出されるからで
ある。つまり、ヒドロキシステアリン酸カルシウムのＯ
Ｈ基が塩化ビニル樹脂となじみが良く、ヒドロキシステ
アリン酸カルシウムと塩化ビニル樹脂との相溶性がよい
からと思われる。

【００２４】次に、押出成形して得られた水道管１２の
破壊靭性については、実施例１および従来例の比較例１
では、破壊靭性値が４．０６３２および４．０１８７で
あり、両者は同程度である。そして、いずれも許容値の
３．７５以上となっており優れている。これは、実施例
１では、安定剤および滑剤としてのステアリン酸カルシ
ウムが配合されていないが、ヒドロキシステアリン酸カ
ルシウムが安定剤および滑剤としての役割を果たし、結
果として比較例１と同等の破壊靭性を確保できたものと
考えられる。なお、比較例２では、破壊靭性値が３．７
０７３であり、許容値の３．７５未満となっており劣っ
ている。これは、比較例２には安定剤および滑剤として
のステアリン酸カルシウム、およびヒドロキシステアリ
ン酸カルシウムのいずれもが配合されていないので、そ
の分だけこの塩化ビニル系樹脂組成物の押出成形機内で
の安定性および混練性が低くなっており、結果として許
容以上の破壊靭性を確保できなかったものと考えられ
る。

【００２５】次に、押出成形して得られた水道管１２の
脈動水圧試験による破壊回数については、実施例１およ
び従来例の比較例１では、６８，３５２回および６２，
４２３回であり、実施例１の方が比較例１よりも少し上
回っている。これは、実施例１では、ステアリン酸カル
シウムが配合されていないが、ヒドロキシステアリン酸
カルシウムが安定剤および滑剤としての役割を果たし、
結果として比較例１を上回る破壊靭性を確保できたもの
と考えられる。なお、比較例２では、破壊回数が４３，
０４０回であり、実施例１および比較例１よりも少ない
回数となっている。これは、比較例２には安定剤および
滑剤としてのステアリン酸カルシウム、およびヒドロキ
システアリン酸カルシウムのいずれもが配合されていな
いので、その分だけこの塩化ビニル系樹脂組成物の押出
成形機内での安定性および混練性が低くなっており、結
果として破壊回数が少なくなったものと考えられる。

【００２６】表１に示す実施例１によれば、塩化ビニル
樹脂１００重量部に対して、ヒドロキシステアリン酸カ
ルシウム０．５重量部を配合することによって、成形の
際におけるビルドアップを確実に防止できるので、外観
が良好な水道管１２を製造することができる。しかも、
混練性が良好なので、比較例１（従来のもの）と同様
に、押出機１０のスクリューシリンダ１４内で速やかに
溶融を進ませることができる。さらに、組成物の成形時
等の安定性も良好であり、破壊靭性等の機械的強度が優
れた水道管１２を製造することができる。

【００２７】ただし、上記実施例では、塩化ビニル樹脂
１００重量部に対して、ヒドロキシステアリン酸カルシ
ウム０．５重量部を配合したが、ヒドロキシステアリン
酸カルシウムを０．５重量部以外の配合量としてもよ
い。なお、好ましい配合量は、０．３〜１．０重量部で
ある。ヒドロキシステアリン酸カルシウムの配合量が
０．３重量部未満であると、成形物の破壊靭性等の機械
的強度が低下してくる。そして、配合量が１．０重量部
を超えるようにしても、ビルドアップ防止および機械的
強度の向上等の効果をさらに向上させることができない
ので、コストアップとなる。

【００２８】そして、上記実施例では、実施例１の塩化
ビニル系樹脂組成物を使用して水道管１２を押出成形し
た例を示したが、水道管１２以外のたとえば下水管，窓
枠，シート等を成形した場合でも、上記実施例と同様
に、ビルドアップを防止することができるし、破壊靭性
等の機械的強度が優れた成形物を製造することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の塩化ビニル系樹脂組成物の実施例１
を使用して、押出機にて水道管を押出成形する状態を示
す縦断面図である。

【図２】従来の塩化ビニル系樹脂組成物を使用して、押
出機にて水道管を押出成形する状態を示す縦断面図であ
る。

【符号の説明】

１０ …押出機１２ …水道管（成形物）１４ …シリンダ１６ …マンドレル１８ …金型２０ …樹脂流路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者渡辺陸生大阪府堺市石津北町64番地株式会社クボタビニルパイプ工場内Ｆターム(参考） 4J002 BD031 EG016 FD136 FD176 GL00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】塩化ビニル系樹脂にヒドロキシステアリン
酸カルシウムを配合してなる、塩化ビニル系樹脂組成
物。
【請求項２】上記塩化ビニル系樹脂１００重量部に対し
て、上記ヒドロキシステアリン酸カルシウムが０．３〜
１．０重量部である、請求項１記載の塩化ビニル系樹脂
組成物。