JPH09124826A - 硬質塩化ビニル系樹脂発泡体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】通常のセルか成形法による成形が可能であり、
かつ成形品の比重が小さく、表面硬度の大きい（硬い）
硬質塩化ビニル系樹脂発泡体を提供する。 【解決手段】塩化ビニル系樹脂１００重量部、熱硬化性
ポリウレタンにより表面処理されたガラス繊維１〜６０
重量部及び熱分解型有機発泡剤０．４〜５重量部からな
る樹脂組成物から形成されてい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、硬質塩化ビニル系
樹脂発泡体に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、塩化ビニル系樹脂を使用した硬質
発泡体は、軽量性、耐熱性、遮音性等の実用性能が優れ
ていることから、デッキ材、保温材、住宅用内装材等の
木材代替品として広く使用されている。例えば、巾木、
廻り縁、あがりがまちのような住宅用内装材に使用され
る場合には、容易に傷が付かないという性能が要求され
るため、従来の硬質発泡体に表面硬度の向上が必要とさ
れる。

【０００３】一般に、プラスチックスは発泡体は、表面
硬度が低い（柔らかい）ため、発泡体の表面硬度向上の
方法として、発泡倍率の低減（発泡体の比重の増
加）、材料そのものの強化、成形体表面へのスキン
層の付与等が考えられる。しかし、の発泡倍率の低減
は発泡体にする意味が失なわれ、の材料そのものの強
化では、充填剤を添加する方法、特にガラス繊維との複
合化が常識となっているが、塩化ビニル系樹脂とガラス
繊維との接着性が悪く十分な表面硬度が得られ難いとい
う問題点があった。

【０００４】ガラス繊維の接着性を向上する方法として
は、ガラス繊維のシラン処理、ボラン処理等が知られて
いるが、それ以外に、例えば、特公昭５０−３３９００
号公報にはカップリング剤による処理方法、特開昭５１
−１２８５１号公報にはフェノール樹脂による処理方法
等がそれぞれ開示されている。しかしながら、これらの
方法でも、まだ十分な接着性能が得られていない。

【０００５】さらに、例えば、特開平３−１６００４５
号公報には、塩化ビニル系樹脂をガラス長繊維に複合化
する方法が開示されている。しかしながら、この方法で
は、通常の押出成形や射出成形による成形ができないた
め複雑な設備を必要とし、単純な形状の成形体しか得ら
れないという問題点があった。

【０００６】上記の成形体表面へスキン層を付与する
方法としては、セルカ法が一般に適用可能である。塩化
ビニル系樹脂をセルカ法により成形する場合は、発泡剤
として重曹等の熱分解型無機発泡剤の使用が一般に行わ
れているが、熱分解型無機発泡剤は、分解ガス量が熱分
解型有機発泡剤に比べて少なく、成形時にビルドアップ
し易いために長時間の成形に適さず、吸湿により性能が
低下する等の問題点があった。

【０００７】

【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、通常のセルか
成形法による成形が可能であり、かつ成形品の比重が小
さく、表面硬度の大きい（硬い）硬質塩化ビニル系樹脂
発泡体を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の塩化ビニル系樹
脂発泡体は、塩化ビニル系樹脂、熱硬化性ポリウレタン
で表面コートを施したガラス繊維及び熱分解型有機発泡
剤からなる樹脂組成物から形成されていることを特徴と
するものである。

【０００９】本発明で用いられる塩化ビニル系樹脂とし
ては、とくに制限はなく、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る塩素化塩化ビニ
ル系樹脂；前記（共）重合体の混合物や前記（共）重合
体と塩素化塩化ビニル系樹脂の混合物等が挙げられる。

【００１０】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；アクリル酸ブチル重合体、
アクリル酸ブチル−メタクリル酸メチル共重合体等の
（メタ）アクリル酸アルキルエステル重合体の他、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樹脂、塩素化ポリプロピレン
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。

【００１２】上記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、特に耐衝撃性
が低下し、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、４００〜１，５００が好まし
く、より好ましくは５００〜１，２００である。

【００１３】本発明で用いられるガラス繊維は、熱硬化
性ポリウレタンにより表面処理されたものである。その
製造方法としては、ガラス長繊維又は／及び短繊維を、
ポリオールとポリイソシアネートとの混合溶液中で硬化
させたものを粉砕したり、ガラス短繊維にポリオールと
ポリイソシアネートとを吹きかけることにより容易に得
られるが、より容易な方法として、ガラス長繊維にポリ
オールとポリイソシアネートならびに若干の水を吹きか
けて発泡させ、その発泡体を粉砕又は研磨して細片化す
る方法が挙げられる。

【００１４】上記ガラス繊維の直径は、細くなると取扱
いが不便な上に成形体の表面硬度の向上が小さく、太く
なると成形体の表面が荒れるので、１〜２００μｍが好
ましく、より好ましくは５〜５０μｍである。

【００１５】上記ガラス繊維の長さは、短くなると成形
体の表面硬度が向上し難く、長くなると成形が困難とな
り成形体の表面が荒れるので、１００〜２，０００μｍ
が好ましく、より好ましくは２００〜１，２００μｍで
ある。また、２，０００μｍを超える長さのガラス繊維
を使用する場合でも、成形前に１００〜２，０００μｍ
の長さになっていればよく、例えば、ポリウレタンで硬
化させたガラス繊維を粉砕する段階や、樹脂組成物の混
合攪拌段階、造粒段階でガラス繊維の長さが１００〜
２，０００μｍになっていれば使用可能である。

【００１６】上記熱硬化性ポリウレタンにより表面処理
されたガラス繊維の使用量は、少なくなると表面硬度が
向上が小さくなり、多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、塩化ビニル樹脂１００重
量部に対して１〜６０重量部に制限される。

【００１７】上記熱硬化性ポリウレタンの使用量は、ガ
ラス繊維に十分な表面処理を施す必要があるため、ガラ
ス繊維１００重量部に対して５０〜１５０重量部使用す
るのが好ましい。５０重量部未満では、ガラス繊維と塩
化ビニル系樹脂との接着性が悪くなり、１５０重量部を
超えると表面硬度が低下するため好ましくない。

【００１８】本発明で用いられる熱分解型有機発泡剤と
しては、例えば、Ｎ，Ｎ'-ジニトロソペンタメチレンテ
トラミン、Ｎ，Ｎ'-ジメチル−Ｎ，Ｎ'-ジニトロソテレ
フタルアミド等のニトロソ化合物；アゾジカルボンアミ
ド、アゾビスイソブチロニトリル等のアゾ化合物；ベン
ゼンスルホニルヒドラジド、トルエンスルホニルヒドラ
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。

【００１９】上記塩化ビニル系樹脂組成物において、熱
分解型発泡剤の使用量は、少なくなると成形体の比重を
低くする（０．６以下）ことが困難となり、多くなると
過発泡による破泡を招き成形体の物性低下や外観悪化を
起こすので、塩化ビニル系樹脂１００重量部に対して
０．４〜５重量部に制限され、好ましくは０．６〜２重
量部である。

【００２０】上記塩化ビニル系樹脂組成物には、必要に
応じて、成形性や熱安定性を向上させるために、熱安定
剤、滑剤、加工助剤、充填剤、酸化防止剤、紫外線吸収
剤、難燃剤、可塑剤、顔料、塗料等が添加されてもよ
い。

【００２１】上記塩化ビニル系樹脂組成物に、可塑剤を
添加する場合は、塩化ビニル系樹脂１００重量部に対し
て３重量部以下が好ましい。

【００２２】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安定剤；三
塩基性硫酸鉛、二塩基性亜硫酸鉛、ステアリン酸鉛等の
鉛系安定剤；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系安定剤などが
挙げられる。

【００２３】上記滑剤としては、例えば、パラフィンワ
ックス、ポリエチレンワックス及びこれらの酸付加物；
空気酸化物である脂肪族炭化水素系化合物；ステアリル
アルコール等の高級脂肪族アルコール類；ステアリン
酸、ヒドロキシステアリン酸等の高級脂肪酸類；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類；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類；ステアリン酸
アミド、エチレンビスステアリン酸アミド等の脂肪酸ア
ミド類などが挙げられる。

【００２４】上記加工助剤としては、例えば、ポリメチ
ルメタクリレート等のアクリル系材料、上記充填剤とし
ては、例えば、炭酸カルシウム、クレー、マイカ等の無
機充填剤；木粉、有機繊維等の有機充填剤；上記難燃剤
としては、例えば、ハロゲン系、リン系、三酸化アンチ
モン等の金属酸化物などが、それぞれ挙げられる。

【００２５】上記塩化ビニル系樹脂組成物を使用して発
泡体を得る方法としては、従来公知の成形方法が使用で
き、例えば、セルカ法により押出成形する方法等が挙げ
られる。ここでいうセルカ法とは、金型とフォーミング
金型との間隙が０．０１〜０．５ｍｍとなるように配置
して成形する方法である。フォーミング金型では、減圧
し水冷させるため、真空ポンプ、チラー等が用いるのが
好ましい。

【００２６】上記で得られる発泡体には、必ずしもスキ
ン層を必要とせず、セルカ成形により表面付近の比重が
大きくなっていれば、表面硬度は十分に発現する。表面
硬度の向上のために、スキン層を厚くしすぎると、生産
量が低下したり、発泡体の比重が大きくなるので好まし
くない。

【００２７】上記発泡体としては、比重０．６以下で、
かつ表面の鉛筆硬度（ＪＩＳ Ｋ５４００に準拠して測
定される）３Ｈ以上が好ましい。比重が、０．６以下の
発泡体では、内部の比重が０．５５以下、表面付近の比
重が０．７以上になっているので、表面硬度が著しく向
上し、鉛筆硬度３Ｈ以上が達成される。

【００２８】上記セルカ法による押出成形に使用される
押出機としては、例えば、単軸押出機、コニカル二軸押
出機、パラレル二軸押出機等が挙げられる。上記塩化ビ
ニル系樹脂組成物の形状としては、粉体でもよいし、予
め造粒したペレットであってもよい。

【００２９】本発明の硬質樹脂発泡体としては、プレー
ト、ロッド等の中実体；パイプ、異形成形等の中空体な
どが挙げられる。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、実施例により本発明を具体
的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではな
い。

【００３１】〔熱硬化性ポリウレタンにより表面処理さ
れたガラス繊維の調製〕等量のポリオール（住友バイエ
ルウレタン社製「ＳＢＵポリオール」）とポリイソシア
ネート（住友バイエルウレタン社製「スミジュール」）
からなるポリウレタンに、ガラス繊維又はガラス粉を投
入して硬化させた。この際水を添加し、発泡させて後の
粉砕過程を容易にした。硬化させたものを粉砕器にか
け、粉砕物中のガラス繊維の長さが６００〜１，２００
μｍになるように調整した。表１及び２には、塩化ビニ
ル樹脂１００重量部に対する、ポリウレタン、ガラス繊
維又はガラス粉ならびに水の配合量を示した。ここでガ
ラス繊維又はガラス粉として、ガラスロービング（セン
トラル硝子社製「ＥＲＳ１３８００」、直径約１０μ
ｍ、長繊維）を使用した。

【００３２】（実施例１〜４、比較例１〜５）表１及び
２に示した所定量の、塩化ビニル樹脂（徳山積水工業社
製、重合度８００）、鉛安定剤（三塩基性硫酸鉛とステ
アリン酸鉛の混合物、重量比２：１）、加工助剤（三菱
レイヨン社製「メタブレンＰ−５３０Ａ」）、熱分解型
有機発泡剤（大塚化学社製「ＡＺ−Ｌ３０」）、炭酸カ
ルシウム（白石工業社製「ホワイトン３０５」）及び上
記ポリウレタンで表面処理されたたガラス繊維を、スー
パーミキサーに供給して攪拌、混合した後、樹脂組成物
を単軸押出機（長田製作所製「ＯＳＣ−３０」）に供給
してペレット化した（押出量１５ｋｇ／ｈｒ）。このペ
レットをコニカル二軸押出機（長田製作所製「ＯＳＣ−
５０」）に供給して成形し、塩化ビニル系樹脂発泡体を
得た（押出量３０ｋｇ／ｈｒ）。

【００３３】また、金型として、金型のランド部の断面
を図１及びフォーミング金型の断面を図２に示すものを
使用した。フォーミング金型は、真空ポンプを使用して
減圧とし、水道水（水温約２５℃）を用いて冷却を行っ
た。

【００３４】尚、ペレット化は押出機及び金型の温度を
次のように設定して行った。 （バレル温度） Ｃ₁ ：１２０℃、Ｃ₂ ：１３０℃、Ｃ₃ ：１４０℃、Ｃ
₄ ：１４５℃ Ｈ₁ ：１４０℃、Ｈ₂ ：１５０℃ （金型温度） Ｄ₁ ：１５５℃ また、（発泡）成形体の成形は押出機及び金型の温度を
次のように設定して行った。 （バレル温度） Ｃ₁ ：１５０℃、Ｃ₂ ：１５５℃、Ｃ₃ ：１７５℃、Ｃ
₄ ：１８０℃ Ｈ：１７０℃、 （金型温度） ＡＤ：１６０℃、Ｄ₁ ：１６０℃

【００３５】上記実施例及び比較例で得られた成形体及
び発泡成形体につき下記の評価を行い、その結果を表１
及び表２に示した。 （１）比重 ＪＩＳ Ｋ６９１１に準拠して測定した。 （２）表面硬度 ＪＩＳ Ｋ５４００に準拠して測定した。

【００３６】

【表１】

【００３７】

【表２】

【００３８】

【発明の効果】本発明の硬質塩化ビニル系樹脂発泡体
は、上述の通りであり、通常のセルか成形法による成形
によって製造でき、比重が小さく、かつ表面硬度が大き
い（硬い）。

【図面の簡単な説明】

【図１】金型ランド部を示す模式断面図である。

【図２】フォーミング金型を示す模式断面図である。

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、熱硬化性
   ポリウレタンにより表面処理されたガラス繊維１〜６０
   重量部及び熱分解型有機発泡剤０．４〜５重量部からな
   る樹脂組成物から形成されていることを特徴とする硬質
   塩化ビニル系樹脂発泡体。