JP3814091B2

JP3814091B2 - 木目調低発泡樹脂組成物及び木目模様形成建材

Info

Publication number: JP3814091B2
Application number: JP04790899A
Authority: JP
Inventors: 泰弘野村
Original assignee: Mitsubishi Plastics Inc
Current assignee: Mitsubishi Plastics Inc
Priority date: 1999-02-25
Filing date: 1999-02-25
Publication date: 2006-08-23
Anticipated expiration: 2019-02-25
Also published as: JP2000239432A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、木目調低発泡樹脂組成物及び木目模様形成建材に関し、詳しくは、板目模様や柾目模様等の任意の木目模様を有し、耐衝撃性にも優れた木目模様成形品が得られる木目調低発泡樹脂組成物に関するとともに、この木目調低発泡樹脂組成物を所定形状に成形した木目模様を有する建材及び耐候性に優れた木目模様成形建材に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
従来から、代表的な低発泡樹脂組成物としては、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）樹脂、ポリスチレン樹脂、ＡＢＳ（アクリロニトリル−ブタジエンゴム−スチレン共重合体）樹脂及びＰＶＣ／ＡＢＳブレンド樹脂等に熱分解型発泡剤を添加したものが知られており、これを成形過程で発泡させて冷却固化することにより発泡成形品を得ていた。
【０００３】
しかし、従来の技術で得られる発泡成形品は、その非発泡成形品に比べて極端に耐衝撃性が悪くなり、このため用途に制限があった。また、発泡倍率が１．５倍〜２．０倍とし、かつ、押出機先端の樹脂流路より大きい断面積を有する発泡成形品を成形しようとすると、発泡成形品の表面に破れた跡が発生し、表面外観が不良となる問題点があった。
【０００４】
また、木粉は、製材工場、木工工場等から副生成物、廃棄物として豊富に供給され、一般には、他の充填剤よりは安価に入手することができる。他の充填剤と同様に、この木粉を熱可塑性樹脂に配合することにより、成形品の剛性向上や比重低下の効果が得られるため、従来から木粉を熱可塑性樹脂に配合したものを、押出成形、射出成形、カレンダー成形、真空成形、圧縮成形により成形品とする技術検討が各種行われている。しかし、得られた成形品は、木目模様の色調や柄の種類が制限され、平滑な表面外観を有さず、耐衝撃性が得られない。また、木粉充填により耐候性が極度に低下するという問題があった。
【０００５】
そこで本発明は、外観が平滑で、板目模様、柾目模様等の木目模様を有し、かつ、耐衝撃性に優れた成形品が得られる木目調低発泡樹脂組成物を提供するとともに、この木目調低発泡樹脂組成物を使用した木目模様を有する建材を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の木目調低発泡樹脂組成物は、スチレン系樹脂１００重量部に対して木粉５重量部以上１００重量部以下と熱分解型発泡剤とを添加してなる組成物に、着色剤を含有する熱可塑性樹脂からなる着色ペレットを混合したものであって、前記スチレン系樹脂がＡＢＳ（アクリロニトリル−ブタジエンゴム−スチレン共重合体）樹脂、ＡＡＳ（アクリロニトリル−アクリルゴム−スチレン共重合体）樹脂、ＡＥＳ（アクリロニトリル−エチレンプロピレンゴム−スチレン共重合体）樹脂の少なくとも一種の１００重量部に対し、スチレン変性ポリエチレンワックス１重量部以上３０重量部以下を配合したものであることを特徴とし、また、前記スチレン系樹脂が、ゴム成分を１０重量％以上５０重量％以下含有するものであることを特徴としている。
【０００７】
また、本発明の木目模様形成建材は、上記木目調低発泡樹脂組成物を異形押出成形により成形したことを特徴とし、さらに、異形押出成形する際に、その表面に、アクリル樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＡＥＳ樹脂、ＡＡＳ樹脂、ＰＶＣ樹脂、ＰＣ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ＰＰＥ樹脂、スチレン変性ＰＰＥ樹脂及びこれらを２種類以上混合した透明耐候性樹脂からなる２０ミクロン以上３００ミクロン以下の被覆層を設けたことを特徴としている。
【０００８】
本発明に用いられるスチレン系樹脂は、その種類に特に制限は無く、耐熱性等の性能に応じて選定することができるが、ＡＢＳ樹脂、ＡＥＳ樹脂、ＡＡＳ樹脂のいずれか、又はこれらの混合物を用いることが好ましい。
【０００９】
また、このスチレン系樹脂に、ブタジエンゴム、アクリルゴム、エチレン−プロピレンゴム等のゴム成分を１０重量％以上５０重量％以下の範囲で含有するものが好ましく、さらに２０重量％以上３０重量％以下の範囲で含有するものが好適である。このような範囲でゴム成分を含有することにより、表面外観や耐衝撃性、耐熱性を向上させることができる。ゴム成分の含有率が１０重量％よりも少ないと発泡成形品に十分な耐衝撃性が得られず、５０重量％を超えると柔らか過ぎて建材として使用できなくなることがある。
【００１０】
さらに、上記スチレン系樹脂は、汎用のものでもよいが、α−メチルスチレンやフェニルマレイミド等で変性したものを用いることにより、耐熱性を向上させることができる。
【００１１】
本発明に用いられる木粉は、樹木の種類を特に限定するものではなく、松、栂、桜、杉、楢、桧、ブナ、ラワン、樅等の木粉を使用することができる。また、木粉の表面に、酸化チタン、タルク、炭酸カルシウム等を固着させたものを用いてもよい。木粉の形状としては、粉砕品が好適であり、１００メッシュ以下の粉末が、木質感の細かさにおいて好適である。
【００１２】
この木粉のスチレン系樹脂への添加量は、スチレン系樹脂１００重量部に対して、５重量部以上１００重量部以下が適当であり、木質感や成形性等を考慮すると、１０重量部以上５０重量部以下にすることが好ましい。木粉の添加量が５重量部以下であると良好な木質感が得られず、１００重量部を超えると耐衝撃性に劣り、良好な外観の成形品が得られなくなる。
【００１３】
熱分解型発泡剤は、その種類に特に制限はなく、必要発泡倍率、成形加工法等により必要に応じて選択することができる。具体的には、アゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）等の有機系熱分解型発泡剤、炭酸水素ナトリウム等の無機系熱分解型発泡剤、及びこれらの混合物を使用することができ、その添加量は、所望の発泡倍率に応じて任意に選択することができる。
【００１４】
さらに、ベース材料の成形性を良くするため、スチレン系樹脂と相容性のあるスチレン変性ポリエチレンワックスを、スチレン系樹脂１００重量部に対して１重量部以上３０重量部以下の割合で配合することが好ましい。この配合量が１重量部以下であると発泡成形品の表面に泡が破れた跡が発生し、平滑な外観の成形品が得られず、３０重量部を超えるとスチレン変性ポリエチレンワックスがブリードアウトを起こして成形できなくなることがある。このスチレン変性ポリエチレンワックスとしては、分子量が１０００から５０００のものを用いることが好ましい。
【００１５】
上記以外にも、必要に応じて、炭酸カルシウム，タルク，マイカ，ガラスビーズ等の充填剤、染料，顔料等の着色剤、紫外線吸収剤，光安定剤等の耐候剤、難燃剤，炭素繊維，ガラス繊維等の補強剤等を、成形品外観、成形加工性、成形品物性を損なわない範囲で任意に加えることができる。
【００１６】
本発明の着色ペレットに用いられる熱可塑性樹脂は、その組成が特に制限されるものではないが、スチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、アクリル系樹脂のいずれかを用いることが好ましい。また、各樹脂を任意の比率で混合することもでき、樹脂以外にも、必要に応じて滑剤、充填剤、耐候剤、難燃剤、補強剤等を、成形品外観、成形加工性、成形品物性を損なわない範囲で任意に加えることができる。
【００１７】
上記着色ペレットに用いるスチレン系樹脂としては、例えば、ＳＡＮ（スチレン−アクリロニトリル共重合体）樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＡＡＳ樹脂、ＡＥＳ樹脂等の市販のものが使用できるが、中でもα−メチルスチレン、フェニルマレイミド等で変性したＳＡＮ樹脂が好ましい。
【００１８】
また、ポリカーボネート系樹脂としては、ビスフェノールＡを用いたものが、機械的性質や透明性に優れるため好ましく、アクリル系樹脂としては、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）樹脂等が成形性の点で好ましい。
【００１９】
上記熱可塑性樹脂としては、そのガラス転移温度（Ｔｇ）が組成物のベース材料となるスチレン系樹脂のガラス転移温度に対して２０℃以上高く、かつ、温度１９０℃、剪断速度１×１０^２ｓｅｃ^−１における溶融粘度比が、ベース材料のスチレン系樹脂に対して１／２以上５０／１以下のものを用いることが好ましい。ガラス転移温度の温度差が２０℃よりも小さいと、ベース材料のスチレン系樹脂と、着色ペレットの熱可塑性樹脂とが混合して模様が形成できなくなることがある。また、前記溶融粘度比が１／２未満であると，着色ペレットが均一に分散して模様が形成されず、５０／１を超えると、着色ペレットの分散が悪くなって木目模様としてはっきり現れないことがある。
【００２０】
また、この着色材料の混合量が０．５重量部未満であると、ベース材であるスチレン系樹脂の色に取込まれたような状態になり、木目模様としてはっきりせず、１０重量部を超えると、着色ペレットの色が現れすぎて木目模様が不鮮明になってしまうことがある。なお、着色ペレットに配合する着色剤は、特に限定されるものではなく、各種顔料や染料を任意に用いることができる。
【００２１】
一方、被覆層の主成分となる透明耐候性樹脂は、基材のスチレン系樹脂との熱融着が可能なものであればよく、例えば、アクリル樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＡＥＳ樹脂、ＡＡＳ樹脂、ＰＶＣ樹脂、ＰＣ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ＰＰＥ樹脂（スチレン変性ＰＰＥ樹脂を含む）等、及びこれらを２種類以上混合したものを好適に用いることができる。
【００２２】
この透明耐候性樹脂の厚みは、紫外線吸収能によって異なるが、２０ミクロン以上３００ミクロン以下の範囲が適当であり、特に、５０ミクロン以上１２０ミクロン以下の範囲が好ましい。厚みが２０ミクロン未満だと紫外線吸収能が不足し、例えば、ブラックパネル温度６３℃のサンシャインウェザーメーターによる耐候性試験において、５００時間で基材の変退色が発生する。逆に、３００ミクロンを超える厚みにしても耐候性の向上効果はほとんど見られず、基材のコントラストが薄れてしまって良好な木目模様を有する成形品が得られなくなる。
【００２３】
透明耐候性樹脂には、必要に応じて、紫外線吸収剤、光安定剤、艶消剤、顔料、染料等を、木目模様視認性、木質感、基材との熱融着性を損なわない範囲で添加することができる。
【００２４】
紫外線吸収剤は、主成分となる樹脂の種類に応じて適宜選択することができる。例えば、サリシレート系、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、シアノアクリレート系、ニッケルキレート系等を使用することができ、ヒンダードアミン系（ＨＡＬＳ）を併用することもできる。特に、透明耐候性樹脂が、アクリル樹脂に艶消剤を充填したものである場合は、ベンゾトリアゾール系の紫外線吸収剤を用いることが好ましい。充填量についても特に制限はないが、前述のサンシャインウェザーメーターによる耐候性試験において、５００時間で基材の変退色を発生させないためには、０．５重量％以上が好ましい。
【００２５】
艶消剤は、表面の艶を適度にするために必要に応じて加えられるもので、その種類や充填量は特に制限はないが、通常は、透明耐候性樹脂の材質とその相性とに応じて決定すればよい。一般的には、粒子径が０．０５ミクロン〜５ミクロンのシリカ粒子が使用され、樹脂との相性によりカップリング処理を行うこともできる。
【００２６】
建材としての所定形状に成形される成形品への透明耐候性樹脂の被覆方法は、基本的に熱融着により行われる。したがって、被覆方法としては、共押出成形のように、成形品の成形と透明耐候性樹脂の被覆とを同時に行う方法や、あらかじめ成形した成形品の表面に熱ラミネーション成形によって被覆層を形成する方法等で行うことができる。成形品に対する透明耐候性樹脂の被覆部位は、光や雨に曝される部分だけに行っても十分な耐候性を得ることが可能であるが、被覆方法（成形方法）により適宜選択することができ、成形品の全面を被覆しても全く問題はない。さらに、押出成形又は熱ラミネーション成形による成形の際、サイジング又は冷却ロール等で冷却する前に、エンボスロールを用いてエンボス柄を転写することにより、表面に凹凸模様を有する木目模様成形品を得ることも可能である。
【００２７】
例えば、図１の断面図に示すような通常の共押出成形機１を使用して成形することにより、木目模様の形成と耐候性樹脂による被覆とを同時に行うことができる。すなわち、ダイス２の内側供給部３に前記木目調低発泡樹脂組成物Ａを供給するとともに、外側供給部４から前記透明耐候性樹脂Ｂを供給して共押出することにより、図２の断面図に示すように、木目模様形成熱可塑性樹脂組成物からなる基材５の表面に透明耐候性樹脂からなる被覆層６を形成した２層構造の成形品（建材）を得ることができる。
【００２８】
押出成形された成形品は、サイジング７や冷却ロールを用いて冷却するが、サイジング７で冷却する前に、エンボスロール８を用いてエンボス柄を転写することにより、表面に凹凸模様を有する成形品を得ることも可能である。
【００２９】
そして、各樹脂の性状や混合比、着色材料の性状及び配合量、押出速度等を適宜に設定することにより、様々な木目模様を有する成形品が得られる。
【００３０】
【実施例】
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明は、以下の実施例により、その範囲が限定されるものではない。
【００３１】
実施例１
ブタジエンゴムを３０重量％含有するＡＢＳ樹脂１００重量部に対し、木粉（（株）カジノ製、商品名セルロシン＃１００）２５重量部、スチレン変性ポリエチレンワックス（（株）三井化学製、商品名ハイワックス１１６０Ｈ）１０重量部、熱分解型発泡剤であるＡＤＣＡ（アゾジカルボン酸アミド）（永和化成（株）製、商品名ビニホールＡＣ＃１）０．４重量部、耐酸化剤（チバガイギ（株）製、商品名チヌビン３２９ＦＬ）１重量部を配合した組成物に、該組成物１００重量部に対して着色ペレット３重量部を混合した。
【００３２】
この混合物を使用して、押出機先端の樹脂流路断面積が５１０ｍｍ^２の異形成形用口金を用いたφ６５ｍｍ１軸押出機により断面積が２０００ｍｍ^２の木目模様を有する低発泡成形品を成形すると同時に、共押出成形機によりアクリル樹脂（（株）三菱レイヨン製、商品名ハイペットＨＢＳ−００１）を共押出し、表面に１００ミクロンのアクリル樹脂被覆層を形成した木目模様を有する低発泡成形品を得た。
【００３３】
実施例２
ＡＢＳ樹脂のブタジエンゴム含有量を１０重量％とした以外は、実施例１と同様にして低発泡成形品を成形した。
【００３４】
実施例３
ＡＢＳ樹脂のブタジエンゴム含有量を５０重量％とした以外は、実施例１と同様にして低発泡成形品を成形した。
【００３５】
実施例４
木粉配合量を１０重量部とした以外は、実施例１と同様にして低発泡成形品を成形した。
【００３６】
実施例５
木粉配合量を１００重量部とした以外は、実施例１と同様にして低発泡成形品を成形した。
【００３７】
実施例６
スチレン変性ポリエチレンワックスを１重量部とした以外は、実施例１と同様にして低発泡成形品を成形した。
【００３８】
実施例７
スチレン変性ポリエチレンワックスを３０重量部とした以外は、実施例１と同様にして低発泡成形品を成形した。
【００３９】
実施例８
表面のアクリル樹脂被覆層の厚みを２０ミクロンとした以外は、実施例１と同様にして低発泡成形品を成形した。
【００４０】
実施例９
表面のアクリル樹脂被覆層の厚みを３００ミクロンとした以外は、実施例１と同様にして低発泡成形品を成形した。
【００４１】
比較例１
ＡＢＳ樹脂のブタジエンゴム含有量を０重量％とした以外は、実施例１と同様にして低発泡成形品を成形した。
【００４２】
比較例２
ＡＢＳ樹脂のブタジエンゴム含有量を６０重量％とした以外は、実施例１と同様にして低発泡成形品を成形した。
【００４３】
比較例３
木粉を０重量部とした以外は、実施例１と同様にして低発泡成形品を成形した。
【００４４】
比較例４
木粉を１２５重量部とした以外は、実施例１と同様にして低発泡成形品を成形した。
【００４５】
比較例５
スチレン変性ポリエチレンワックスを０重量部とした以外は、実施例１と同様にして低発泡成形品を成形した。
【００４６】
比較例６
スチレン変性ポリエチレンワックスを４０重量部とした以外は、実施例１と同様にして低発泡成形品を成形した。
【００４７】
比較例７
表面のアクリル樹脂被覆層の厚みを１０ミクロンとした以外は、実施例１と同様にして低発泡成形品を成形した。
【００４８】
比較例８
表面のアクリル樹脂被覆層の厚みを５００ミクロンとした以外は、実施例１と同様にして低発泡成形品を成形した。
【００４９】
各実施例及び各比較例で成形した低発泡成形品について、製造直後における木目模様、木質感及び外観の状態と、ブラックパネル温度６３℃のサンシャインウェザーメーターによる耐候性試験を５００時間行った後の外観（耐候性変退色）の状態とを、それぞれ目視により判定した。また、ＪＩＳＫ７１１１に準拠して、２３℃の時のシャルピー衝撃値（ｋｇ・ｃｍ／ｃｍ^２）を測定して耐衝撃性を評価した。その評価結果を表１に示す。
【００５０】
なお、表における評価基準は以下の通りとした。
【００５１】
木質感
○：天然木に類似 △：天然木と異なる ×：樹脂加工品並み
表面外観
○：平滑 △：やや表面荒れ ×：表面粗面
耐衝撃性（シャルピー衝撃値：ｋｇ・ｃｍ／ｃｍ^２）
○：８以上 △：３〜８ ×：３以下
耐候性
○：変退色無し △：変退色が若干認められる ×：変退色有り
【００５２】
【表１】

【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、板目模様、柾目模様等の木目模様を有するとともに、外観が良好で、耐衝撃性にも優れた成形品を得ることことができる。また、透明耐候性樹脂を被覆することにより、木目模様を維持しつつ耐候性を大幅に向上でき、内装及び外装用の建材として好適な成形品が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の木目模様成形品を共押出成形機を使用して成形する状態を示す説明図である。
【図２】木目模様成形品の断面図である。
【符号の説明】
１…共押出成形機、２…ダイス、３…内側供給部、４…外側供給部、５…木目模様形成熱可塑性樹脂組成物からなる基材、６…透明耐候性樹脂からなる被覆層、７…サイジング、８…エンボスロール、Ａ…木目模様形成熱可塑性樹脂組成物、Ｂ…透明耐候性樹脂

Claims

アクリロニトリル−ブタジエンゴム−スチレン共重合体樹脂、アクリロニトリル−アクリルゴム−スチレン共重合体樹脂、アクリロニトリル−エチレンプロピレンゴム−スチレン共重合体樹脂の少なくとも一種の１００重量部に対し、スチレン変性ポリエチレンワックス１重量部以上３０重量部以下を配合したスチレン系樹脂１００重量部に対して木粉５重量部以上１００重量部以下と熱分解型発泡剤とを添加してなる組成物に、着色剤を含有する熱可塑性樹脂からなる着色ペレットを混合したことを特徴とする木目調低発泡樹脂組成物。
前記スチレン系樹脂は、ゴム成分を１０重量％以上５０重量％以下含有するものであることを特徴とする請求項１記載の木目調低発泡樹脂組成物。
請求項１又は２記載の木目調低発泡樹脂組成物を異形押出成形により成形したことを特徴とする木目模様形成建材。
請求項１又は２記載の木目調低発泡樹脂組成物を異形押出成形する際に、その表面に、アクリル樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＡＥＳ樹脂、ＡＡＳ樹脂、ＰＶＣ樹脂、ＰＣ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ＰＰＥ樹脂、スチレン変性ＰＰＥ樹脂及びこれらを２種類以上混合した透明耐候性樹脂からなる２０ミクロン以上３００ミクロン以下の被覆層を設けたことを特徴とする木目模様成形品。