JPH09124825A - 射出成形用発泡塩化ビニル系樹脂組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 通常の射出成形機でも、発泡倍率が２倍以上
の高発泡倍率の発泡体の成形が可能であり、且つ外観形
状等の品質にも優れた成形体が得られる、射出成形用発
泡塩化ビニル系樹脂組成物を提供する。 【解決手段】 塩化ビニル系樹脂１００重量部に、分解
温度が１００〜１８０℃の熱分解型無機発泡剤（ａ）と
分解温度が１９０〜２５０℃の熱分解型無機発泡剤
（ｂ）とを、それぞれ０．５〜１０重量部配合してなる
ことを特徴とするものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、汎用されている通
常の射出成形機の、成形材料として使用可能な射出成形
用発泡塩化ビニル系樹脂組成物に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】塩化ビニル系樹脂製の成形体は、耐衝撃
性、耐熱性等の物理的性質や、耐溶剤性、耐酸性、耐ア
ルカリ性等の化学的性質が優れていることから、建材そ
の他の用途に広く用いられてきたが、発泡体の成形が可
能となってから、その特性を利用してさらに広い用途に
も採用されるようになっている。

【０００３】このような塩化ビニル系樹脂製の発泡成形
体は、熱分解型無機発泡剤や熱分解型有機発泡剤等を使
用し、主として押出成形法により製造されてきた。例え
ば、特公昭６３−９５４０号公報には、平均重合度５０
０〜８００の塩化ビニル系樹脂を主材とし、発泡剤とし
て、アゾジカルボンアミド等の熱分解型有機発泡剤と、
重炭酸ナトリウム等の熱分解型無機発泡剤とを併用し、
更にメタクリル酸エステル系樹脂と充填剤とを配合して
なる発泡塩化ビニル系樹脂組成物について記載されてい
る。

【０００４】この樹脂組成物を用いて成形した場合、均
一微細なセル構造を有し且つ表面光沢に優れると共に高
い表面硬度のスキン層を有する、発泡成形体が得られる
ことが開示されている。ところが、この樹脂組成物を用
いて射出成形法により成形した場合、射出成形法自体の
特性に基づく溶融樹脂の滞留や高剪断力、或いは有機発
泡剤の分解熱の発生、その他の理由により溶融樹脂が過
熱されて熱分解を起こし易く、２倍以上の発泡倍率を持
つ成形体を得ることが困難であった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】そこで、射出成形に適
した発泡塩化ビニル系樹脂組成物についての開発がなさ
れた。その一つとして、特開平３−１４６５３４号公報
には、重合度３００〜７００の塩化ビニル系樹脂を主材
とし、更に可塑剤と耐衝撃剤と特定の発泡剤とを、それ
ぞれ特定の割合で配合してなる組成物が開示されてお
り、併せてこの組成物を材料として得られた硬質塩化ビ
ニル系樹脂発泡成形体と、その製造方法についての提案
がなされている。

【０００６】しかしながら、この技術を用いて硬質塩化
ビニル系樹脂発泡成形体を得るには、上記公報に記され
ている通り、特別の射出成形機を使用し、特定の成形条
件の下で成形する必要があり、汎用されている通常の射
出成形機を用いたのでは、外観形状不良やヒケが生ずる
等、良好な品質のものが得られず、更に発泡倍率の低下
をも引き起こすという問題があった。

【０００７】本発明は、上記従来技術の問題点を解消
し、汎用されている通常の射出成形機でも、発泡倍率が
２倍以上の高発泡倍率の発泡体の成形が可能であり、且
つ外観形状等の品質にも優れた成形体が得られる、射出
成形用発泡塩化ビニル系樹脂組成物を提供することを目
的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の射出成形用発泡
塩化ビニル系樹脂組成物は「塩化ビニル系樹脂１００重
量部に、分解温度が１００〜１８０℃の熱分解型無機発
泡剤（ａ）と分解温度が１９０〜２５０℃の熱分解型無
機発泡剤（ｂ）とを、それぞれ０．５〜１０重量部以上
配合してなること」を特徴とするものであり、このこと
により上記目的が達成される。

【０００９】本発明に於いて使用する塩化ビニル系樹脂
としては、発泡成形体の素材として従来から使用されて
いるものであれば採用可能であり、例えば、塩化ビニル
単量体の単独重合体；塩化ビニル単量体と塩化ビニル単
量体以外の重合性単量体との共重合体；塩化ビニル系樹
脂以外の重合体に塩化ビニル単量体をグラフトさせたグ
ラフト共重合体；あるいは、これらを乾式法や湿式法等
の従来公知の方法を用いて、後塩素化して得られる塩素
化塩化ビニル系重合体等が挙げられ、更にこれらの重合
体や共重合体の混合物も含まれる。

【００１０】上記塩化ビニル系樹脂の平均重合度は、小
さ過ぎると成形体の機械的強度、特に耐衝撃性が低下す
る。又、逆に大き過ぎると成形時の溶融粘度が高くな
り、成形温度が高くなると共に成形し難くなる上に発泡
不良を引き起こすことがある。従って、４００〜１００
０が好ましく、５００〜８００がより好ましい。

【００１１】上記塩化ビニル単量体以外の重合性単量体
としては、反応性二重結合を有し、塩化ビニル単量体と
共重合可能な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、ブテン−１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
ミド類等が挙げられ、これらは単独で使用されてもよ
く、２種以上が併用されてもよい。

【００１２】上記グラフト共重合体に使用される塩化ビ
ニル系樹脂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、塩素化ポリエチ
レン、塩素化ポリプロピレン等が挙げられ、これらは単
独で使用されてもよく、２種以上が併用されてもよい。

【００１３】本発明で使用される分解温度が１００〜１
８０℃の熱分解型無機発泡剤（ａ）としては、炭酸水素
ナトリウム、炭酸アンモニウム、カルシウムアジド等の
アジド化合物等が挙げられる。

【００１４】又、本発明で使用される分解温度が１９０
〜２５０℃の熱分解型無機発泡剤（ｂ）としては、無機
炭酸塩が挙げられ、市販品としては、大塚化学社製「Ｐ
−３」がある。

【００１５】上述の熱分解型無機発泡剤（ａ）及び熱分
解型無機発泡剤（ｂ）の各添加量は、所期の発泡成形体
の発泡倍率や品質特性等により種々設定すればよいが、
いずれも、塩化ビニル系樹脂１００重量部に対して、
０．５〜１０重量部に制限される。

【００１６】上記いずれの発泡剤に於いても、その添加
量が、０．５重量部に満たない場合は有効な発泡倍率を
得ることが困難てある。また、１０重量部を超える量を
添加してもそれだけの効果が得られず、発泡効率が悪く
なって不経済である。

【００１７】本発明の塩化ビニル系樹脂組成物には、必
要に応じて成形性、熱安定性、耐候性等を向上させるた
めに、熱安定剤、酸化防止剤、帯電防止剤、紫外線吸収
剤、滑剤、充填剤、難燃剤、アクリル加工助剤、可塑
剤、顔料、塗料等を適宜添加することができる。

【００１８】上記熱安定剤としては、例えば、ジブチル
錫マレート、ジブチル錫メルカプト等の錫系；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
亜鉛等の有機金属石鹸系；ステアリン酸鉛等の鉛化合物
系などの熱安定剤が挙げられる。

【００１９】又、滑剤としては、例えば、ポリエチレン
ワックス、パラフィンワックス等の脂肪族炭化水素系；
ステアリルアルコール等の高級脂肪族アルコール系；ス
テアリン酸、ヒドロキシステアリン酸等の高級脂肪酸
系；ブチルステアレート等のモノアルコール脂肪酸エス
テル系；グリセリンモノステアレート、グリセリントリ
ステアレート等の多価アルコール脂肪酸エステル系など
が挙げられる。

【００２０】又、充填剤としては、例えば、炭酸カルシ
ウム、タルク、クレー、マイカ、ガラス繊維などが挙げ
られる。

【００２１】又、難燃剤としては、例えば、ハロゲン系
難燃剤、リン系難燃剤、三酸化アンチモン等の金属酸化
物系難燃剤などが挙げられる。

【００２２】上述の各成分を配合するには、通常の塩化
ビニル系樹脂組成物の配合に採用される方法がそのまま
採用できる。即ち、例えば各配合成分をヘンシェルミキ
サー等のミキサーに投入してミキシングを行い、均一に
混合すればよい。

【００２３】本発明の発泡塩化ビニル系樹脂組成物を用
いて、射出成形する場合の成形条件としては、射出成形
機の成形温度の適正な設定が重要であり、樹脂や発泡剤
等の種類や添加量等により多少異なるので、一概には言
えないが、シリンダー温度としては、供給側温度（以下
Ｃ₁ という）が８０〜１６０℃、中央部温度（以下Ｃ ₂
という）が１００〜１８０℃、排出側温度（以下Ｃ₃ と
いう）が１３０〜２００℃、ノズルヘッド（以下ＮＨと
いう）の温度としては、１３０〜２００℃とするのが好
ましい。尚、金型温度は、２０〜８０℃に設定するのが
好ましい。

【００２４】（作用）本発明の樹脂組成物では、上述し
た通り、分解温度が１００〜１８０℃の熱分解型無機発
泡剤（ａ）と、分解温度が１９０〜２５０℃の熱分解型
無機発泡剤（ｂ）とを併用することろに重要な特徴を有
する。

【００２５】一般に、押出成形法による発泡成形体の製
造では、このように分解温度の温度帯域が異なる熱分解
型無機発泡剤を複数種類使用したとしても、押出機内で
は低分解温度の発泡剤のみが発泡に寄与し、高分解温度
の発泡剤は殆ど分解せず、低分解温度の発泡剤を単独添
加した場合とその効果は変わらない。

【００２６】ところが、低分解温度の発泡剤（ａ）と高
分解温度の発泡剤（ｂ）とを併用した場合、射出成形法
による発泡成形体の製造では、低分解温度の発泡剤
（ａ）が、適正に温度設定された射出成形機内で充分に
分解して溶融樹脂に気体を保持させ、更に射出の際に
は、同じく適正に温度設定されたノズルヘッド等での剪
断発熱によって、高分解温度の発泡剤（ｂ）が分解する
と共に、成形中の剪断によるガス漏れを補う機能等を発
揮する。さらに、熱分解型有機発泡剤を主成分として使
用していないから、溶融樹脂の温度制御は乱されること
がない。

【００２７】従って、本発明の樹脂組成物は、低分解型
無機発泡剤（ａ）を単独使用したときより発泡倍率を向
上させる効果が優れるため、通常の射出成形機を使用し
て発泡倍率２倍以上の高発泡倍率の発泡体の成形が可能
であり、ひけがなく、且つ外観形状等の品質にも優れた
発泡成形体を得ることができる。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て詳細に説明する。

【００２９】（実施例１〜６及び比較例１〜８）表１及
び２に示した所定量の、塩化ビニル樹脂と熱分解型発泡
剤の他に、アクリル系加工助剤１０重量部、充填剤５重
量部、錫安定剤２重量部、ポリエチレンワックス１重量
部、グリセリンモノステアレート１重量部、エステル系
滑剤０．５重量部を、ヘンシェルミキサーに供給して均
一に混合し、本発明の射出成形用発泡塩化ビニル系樹脂
組成物を得た。次いで、この樹脂組成物を射出成形機
（日本製鋼所社製、形式：ＪＳＷＪ１００Ｅ−Ｃ５）に
供給し、内径３２ｍｍ、外径４０ｍｍ、長さ８０ｍｍの
筒状成形体成形用の金型内に、下記成形条件にて射出成
形し、塩化ビニル系樹脂発泡成形体を得た。

【００３０】〔成形条件〕 Ｃ₁ ＝１７０℃、Ｃ₂ ＝１７５℃、Ｃ₃ ＝１８０℃ ノズルヘッド＝１８５℃、 金型温度＝４０℃ スクリュー回転速度＝定格の１５％、射出速度＝定格の
７０％ 射出圧力＝定格の７０％、保圧＝０、背圧＝定格の５％ 射出時間＝１秒、冷却時間＝６０秒、計量＝樹脂が完全
に充満する量（発泡倍率等により変更）とした。

【００３１】得られた成形体に関する各種物性を下記評
価方法で評価し、その結果を表１及び表２に示した。 発泡倍率：得られた発泡成形体の見掛け密度をＡＳＴ
Ｍ−Ｄ−１５６５に準拠して測定し、その測定値をもと
に次式により算出した。 発泡倍率＝樹脂組成物の非発泡見掛け密度／発泡成形体
の見掛け密度 発泡セル状態：得られた発泡成形体の断面を光学顕微
鏡で観察し、次の判定基準により評価した。 ○＝セルが均一に分散 △＝セルの分散状態がやや不均一 ×＝セルの分散状態が不均一 外観形状：得られた発泡成形体の外観形状を目視によ
り観察し、次の判定基準により評価した。 ○＝ヒケがない、△＝ヒケが少しある、×＝ヒケが大き
い。

【００３２】

【表１】

【００３３】

【表２】

【００３４】表１及び表２において、下記の各成分を使
用した。 ・塩化ビニル樹脂（１）：平均重合度６００ ・塩化ビニル樹脂（２）：平均重合度８００ ・熱分解型発泡剤（ａ）：炭酸水素ナトリウム、分解温
度１５０〜１７０℃ 永和化成工業社製「セルボンＳＣ−Ｄ」 ・熱分解型発泡剤（ｂ）：無機炭酸塩、分解温度１９０
〜２５０℃ 大塚化学社製「Ｐ−３」 ・熱分解型発泡剤（ｃ）：アゾジカルボンアミド、分解
温度２００℃ 永和化成工業社製「ビニホールＡＣ＃１」

【００３５】・アクリル加工助剤：三菱レイヨン社製
「Ｐ−５３０Ａ」 ・充填剤：白石工業社製「ＣＣＲ」 ・錫系安定剤：三共有機社製「ＯＮＺ−１４２Ｆ」 ・ポリエチレンワックス：三井石油化学社製「Ｈｉｗａ
ｘ４２０２Ｅ」 ・グリセリンモノステアレート：理研ビタミン社製「リ
ケマールＳ−１００」 ・エステル系滑剤：理研ビタミン社製「ＳＬ−０２」

【００３６】表１及び表２の結果から明らかなように、
塩化ビニル樹脂に対して、熱分解型発泡剤（ａ）と
（ｂ）をそれぞれ適量に配合した各実施例のものは、満
足すべき発泡倍率と品質のものが得られたのに対し、熱
分解型発泡剤（ｂ）を使用しなかった比較例１と比較例
５、熱分解型発泡剤（ａ）を使用しなかった比較例２と
比較例６、熱分解型発泡剤（ａ）と有機発泡剤である熱
分解型発泡剤（ｃ）を使用した比較例４、熱分解型発泡
剤（ｃ）のみを使用した比較例３のものは、何れも発泡
倍率が２倍に満たない低いものしか得られず、且つ比較
例２〜６の場合は発泡セルの分散状態が不均一なもので
あった。

【００３７】又、各発泡剤の配合量が適量よりも少ない
比較例７のもの、及び熱分解型発泡剤（ａ）と有機発泡
剤（ｃ）とを併用した比較例８のものは、有効な発泡倍
率のものが得られず、且つ発泡セルの分散状態が不良に
して、ヒケの大きいものしか得られなかった。

【００３８】

【発明の効果】本発明の射出成形用発泡塩化ビニル系樹
脂組成物は、高分解温度の熱分解型無機発泡剤と低分解
温度の熱分解型無機発泡剤とを所定量併用するものであ
るから、通常の射出成形機を用いて成形しても、各発泡
剤は成形機内の各所定箇所で受ける熱エネルギーに対応
して充分に発泡し、樹脂分解も抑制されるので、既存の
成形機の使用による製造コストの低減が可能であり、し
かも、ひけがなく、外観が良好で且つ発泡倍率が２倍以
上の発泡成形体の成形が可能となるので、用途範囲が拡
大されて断熱性、遮音性が要求される成形体の製造にも
好適なものである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 塩化ビニル系樹脂１００重量部に、分解
   温度が１００〜１８０℃の熱分解型無機発泡剤（ａ）と
   分解温度が１９０〜２５０℃の熱分解型無機発泡剤
   （ｂ）とを、それぞれ０．５〜１０重量部配合してなる
   ことを特徴とする射出成形用発泡塩化ビニル系樹脂組成
   物。