JPS5835620B2 - 射出成形用樹脂組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は射出成形用樹脂組成物に係わり、さらに詳しく
は表面に非発泡のスキン層を有し、内部に微細な発泡構
造を有する製品を得るための樹脂組成物に関するもので
ある。

従来よりポリエチレン、ポリスチレン、アクリｏ＝）Ｉ
Ｊルーブタジェン−スチレン樹脂（Ａ Ｂ Ｓ樹脂）あ
るいはポリ塩化ビニル等に化学発泡剤を混合し、この混
合物を押出成形あるいは射出成形等の方法を採用して発
泡体を得ることは広く行われ、これらのうちでも可塑化
ポリ塩化ビニル系樹脂製発泡体は風合、耐久性、耐候性
、難燃性等の点で他の樹脂から得られる発泡体が有しな
い特性をもつものであるが、軟質用途においては成形性
、外観等の面で満足すべき結果は得られず、これらの問
題を解決することによりその需要が飛躍的に向上される
であろうと推測される。

そして、この種の発泡体は近年、家具、自動車用内装材
料、雑貨用品等の分野において他の素材に代って広汎に
用いられ、これに伴って要求される性能も一段ときびし
いものになりつつある。

とくに自動車関係においては業界の省エネルギ一対策、
安全対策、低廉価指向の一貫として軽量化が要求され、
軟質塩化ビニル系樹脂発泡体とくには軟質塩化ビニル樹
脂発泡体が多用される気運にあるが、射出成形品におい
ては通常の発泡性軟質塩化ビニル系樹脂とくには発泡性
軟質塩化ビニル樹脂を用いる場合改良されるべき問題点
も多い。

たとえば、自動車用ハンドル等の自動車内装部品につい
ては軽量化の目的は遠戚することはできても、射出成形
して得た成形品表面には発泡気泡、シルバーストローク
（鋏状）あるいはウルトライン等が残り外観が著しく劣
ったものしか得られず、さらに表面性に劣るということ
から耐摩耗性等の機械的特性も低下し、商品価値が半減
するという問題がある。

上記した成形品の表面については、現在塗装等の手段に
より、その問題点を解決しているのであるが、一般に塗
装被膜は剥離しやすく、またこれには当然のことながら
塗装という新たな工程が必要とされ、生産性が低下し、
製品コスト高になるという不利がある。

前述したようなことから成形品表面に塗膜層を同じ機能
を有する非発泡性のスキン層を形成し内部は微細な発泡
構造を有する成形品を射出成形等によって一工程で成形
することができるとすればその価値は多大なものであり
、現在、この種の或形品を得るための方法も種々提案さ
れ、これにはたとえば可塑剤２５〜１５０重量部を含む
発泡性を有する可塑化ポリ塩化ビニル樹脂組成物を所定
形状のゲートから射出成形してインテグラルスキン可塑
化ポリ塩化ビニルフオームを得るなどの方法（特公昭５
２−１６１４２号、特公昭５２−３５０６３号）が公知
とされているが、これには、成形条件の上限と下限の幅
がきわめて狭く、歩留りの悪化につながるという不利が
あり、一般的方法とは言えず、配合面、成形方法面から
の改良が望まれていた。

本発明者らは発泡剤を含む軟質ポリ塩化ビニル系樹脂組
成物、特には従来困難とされていた塩化ビニル樹脂単独
からなる組成物をモールディングキャビティ内に射出成
形し、表面には非発泡性スキン層を有し、内部は微細な
発泡構造を有する成形品を得る目的で種々研究を重ね本
発明を完成したものである。

すなわち、本発明は可塑剤２０〜１００重量部を含む、
平均重合度４００〜９００の非発泡性可塑化塩化ビニル
系樹脂組成物からなるペレットＡと、可塑剤２０〜１２
０重量部と、発泡剤０．２〜２．０重量部と、アクリル
系樹脂および／またはエチレン−酢酸ビニル共重合体２
〜３０重量部とを含む平均重合度８００〜２００００発
泡性可塑化塩化ビニル系樹脂組戒物からなるペレットＢ
とを１：９ないし５：５の重量比で混合してなるもので
ある。

以下、本発明をさらに詳細に説明する。

まず、本発明において使用されるペレツ）Ａは、可塑剤
含有非発泡性可塑化塩化ビニル系樹脂組成物であって、
この組成物はこのものが有する低溶融粘度と良流動性か
ら成形機キャビティ内で主として表皮層（スキン層）に
形成する役割を果すものである。

このペレットＡにおける塩化ビニル系樹脂は重合度が４
００〜９００の範囲にあることが必須とされるが、これ
は重合度が９００を越える塩化ビニル系樹脂を使用した
場合には溶融粘度が後述するベレン）Ｂのそれと近似す
るようになってベレン）Ｂと均一化されやすくなり、最
終的に得られる成形品の表面発泡シルバーストロークの
原因となりやすく、他方、重合度が４００未満の場合に
は可塑剤の吸収性、保持性が劣るようになり、成形品表
面が可塑剤ブリードにより粘着性（べたつき）を帯びる
ようになるほか、成形品の機械的強度が低下し摩耗性等
が悪いものとなる。

このペレットＡに使用される塩化ビニル系樹脂としては
、通常の塩化ビニル樹脂、塩化ビニルを主体とする共重
合体およびグラフト共重合体、塩化ビニル樹脂を主体と
するポリマーブレンドのいずれも包含される。

上記において塩化ビニルを主体とする共重合体に使用さ
れる該塩化ビニルと共重合可能なコモノマーとしては、
たとえば塩化ビニリデン、酢酸ビニル、アクリル酸およ
びそのエステル、メタクリル酸およびそのエステル、ア
クリロニトリル、メタクリロニトリル、マレイン酸およ
びそのエステル、フマル酸およびそのエステル、アチソ
ン、プロピレンなどのオレフィンビニルエーテルなどを
あげることができ、また、ポリマーフレンドに使用され
る樹脂または合成ゴムとしては、塩化ビニル樹脂と混和
性のよい通常の重合体をあげることができ、具体的には
エチレン−酢酸ビニル共重合体、ＡＢＳ樹脂、ＮＢＲ，
ＳＢＲ，ＭＢＳ樹脂、塩素化ポリエチレンなどが例示さ
れる。

また、このペレットＡに配合される可塑剤としては、例
えばジー２−エチルへキシルフタレート、ジブチルフタ
レート等のフタル酸系可塑剤、ジー２−エチルへキシル
アジペート等のアジピン酸系可塑性、ジー２−エチルへ
キシルセバケート等のセバシン酸系可塑剤、ポリエステ
ル系可塑剤、エポキシ系可塑剤等の通常塩化ビニル系樹
脂に添加使用されているものをあげることができる。

この可塑剤の使用量は上記塩化ビニル系樹脂１００重量
部に対して２０〜１００重量部の範囲とすることが必要
とされるが、これはその使用量が２０重量部より少ない
と表面硬度が増加して柔軟性、可撓性が不足するなど望
ましい成形品が得られず、他方これが１００重量部を超
えると可塑剤の全量が樹脂に吸収されにくく、また、た
とえ吸収させたとしても保持性が悪く再分離してしまう
からである。

上記した非発泡性可塑化塩化ビニル系樹脂組成物をペレ
ット化するにあたっては、従来から知られている方法を
採用すればよく、例えば該組成物を構成する成分をヘン
シェルミキサー等の混練機を用いて均一にトライブレン
ドしたのち、ペレタイザー等で造粒すればよい。

なお、このペレットは射出成形機のフィード部分に供給
できる通常の大きさとすることが好ましく、このペレッ
トの形状は球形、角形、ロッド状、レンズ状、涙滴状な
どのいずれでもよいが、球形、ロッド状、涙滴状のもの
にあってはその直径がほぼ２〜１５ｍ７ＩＬ１厚さが１
〜１５關、角形のものにあっては一辺の長さが２０ｍｍ
以下のものが望ましい。

つぎに、本発明に使用されるペレツ）Ｂは、発泡性を有
する可塑化塩化ビニル系樹脂組成物であって、この組成
物は主として発泡層を形成する役割を果すものである。

このペレツ）Ｂにおける塩化ビニル系樹脂は重合度が８
００〜２０００の範囲にあることが必須とされる。

これは塩化ビニル系樹脂の重合度が８００よりも小さい
と溶融粘度が低すぎ、したがってこれを上記したペレツ
）Ａと混合後射出成形すると均一に混合されすぎ、最初
から非発泡性可塑化塩化ビニル系樹脂組成物と発泡性可
塑化塩化ビニル系樹脂組成物を均一に混合した場合と同
様の不利がもたらされるばかりでなく、これを射出成形
して得られる成形品に適度のクッション性および機械的
強度が得られないからであり、一方これが２０００を超
えると非発泡性可塑化塩化ビニル系樹脂と発泡性可塑化
塩化ビニル系樹脂との分離はよくなるが、適度の溶融粘
度を得るためには加工温度を高いものとしなげればなら
ないので分解しやすくなるからである。

このような塩化ビニル系樹脂としては、重合度が８００
〜２０００の範囲にある限り上記ペレットＡにおいて使
用される塩化ビニル系樹脂と同じものを使用することが
できる。

また、このペレットＢに配合される可塑剤としては、前
記ペレットＡに配合される可塑剤と同様のものを使用す
ることができ、このものの使用量は塩化ビニル系樹脂１
００重量部に対して２０〜１２０重量部の範囲とするこ
とが必須とされるが、これはその使用量がこの範囲より
少ないと得られる発泡層が硬質に近くなって柔軟性、ク
ッション性が不足するなど望ましい成形品が得られず、
他方これが１２０重量部を超えると溶融粘度の低下によ
り乱発泡を起し、また、成形中にペレッ）Ａとの均一混
合化が進みすぎてあたかも非発泡性可塑化塩化ビニル系
樹脂組成物と発泡性可塑化塩化ビニル系樹脂組成物とを
ペレット化せずに最初から均一に混合し射出成形したと
同じような結果となって表面発泡を起し、スキン層の形
成が阻害されるためである。

さらに、このペレットＢに配合される発泡剤としては、
加熱により分解ガスを発生する、いわゆる化学発泡剤、
例えばアゾシカ−ボンアミド系発泡剤、スルホン酸ヒド
ラジン系発泡剤、ジニトロソペンタメチレンテトラミン
系発泡剤があげられるが、本発明においてはこれらの内
でも分散性、加工性の点から、アゾシカ−ボンアミド系
発泡剤を使用することが好ましい。

この発泡剤の使用量は該ペレツ）Ｂ中の塩化ビニル系樹
脂１００重量部に対して０．２〜２，０重量部の範囲と
されるが、これは０．２重量部より少ないと発泡倍率が
著しく低くなりクッション性が不足し、他方これが２．
０重量部以上では発泡剤の過多により乱発泡したり、あ
るいは均一な表皮層の形成が阻害され得られる成形品の
表面に不必要な凹凸ができるからである。

また、該ペレツ）Ｂに配合されるアクリル系樹脂または
エチレン−酢酸ビニル共重合体は、加工性改良および整
泡助剤の目的で使用するもので、このものは塩化ビニル
系樹脂の溶融粘度を高めて発泡時のセルの均一化、形状
保持の役割を有し、具体的にはメタプレン Ｐ−５ＯＬ
メタプレンＰ−７００（いずれも三菱レーヨン社製商
品名）、アクリロイド Ｋ−１２５、アクリロイド Ｋ
Ｍ−３１８、アクリロイド Ｋ−１４７（いずれもロー
ムアンドハース社製商品名）等のアクリル酸エステル樹
脂が例示される。

このアクリル系樹脂またはエチレン−酢酸ビニル共重合
体の使用量は、上記塩化ビニル系樹脂１００重量部に対
して２〜３０重量部の範囲とされるが、これはその使用
量が２重量部より少ないと整泡効果が認められず、他方
これが３０重量部以上添加してもセルの均一化、形状保
持機能の向上が望めず、価格面でも好ましくないからで
ある。

上記した発泡性可塑化塩化ビニル系樹脂組成物をペレッ
ト化するにあたっては前述したペレットＡを得る方法と
同様に行えばよく、またペレットの大きさ等も前記とは
ｇ同じとすればよい。

本発明の射出成形用樹脂組成物は、上記のようにして得
られたペレットＡとペレツ）Ｂとを単に均一に配合する
ことにより調製されるが、この調製にあたってはペレッ
トＡおよびベレン）Ｂが破壊されないように配合するこ
とが必要である。

該ペレットＡとベレン）Ｂとの配合割合は１：９〜５二
５（重量比）とすることが必要とされる。

これは該組成物中におけるペレットＡの割合が上記範囲
よりも少ないと良好なスキン層が形式されず、また表面
外観が劣るものとなり、反面それが上記範囲よりも多く
なると成形品の発泡倍率が小さく、スキン層が厚くなり
軽量化を達成することができなくなるからである。

本発明の組成物を射出成形することにより成形品内部は
発泡構造を有し表面はスキン層をもつ挙動については詳
らではないが、これはベレッ）Ａの溶融粘度がペレット
Ｂの溶融粘度よりも低いため、これカ射出成形時にペレ
ットＡの良動性、低粘度によってキャビティ内での流れ
が起り適度の非発泡性スキン層を形成するものと推測さ
れる。

そのためには成形条件も重要であり、本発明からなる組
成物を実際に射出成形するにあたっては、断面積が２．
０〜５．０ ｍＡのゲートを通じて０〜３０℃に冷却さ
れたモールディングキャビティ内に射出することにより
良好な成形品が得られるがこれは断面積が２．０ｍｍよ
りも小さいものであると、キャビティ内への組成物の充
てんが不良になったり、組成物のゲート部分通過時の剪
断力によってペレットＡとペレツ）Ｂの均一化および発
泡化が著しく進行しスキン層の形成が阻害され、またゲ
ート断面積が５．０間より大きい場合には充分な射出圧
力が得られず、したがって得られる成形品の表面にウェ
ルドマークやシルバーストルーフが生じ、さらには剪断
力が作用せず、したがってゲート部分での樹脂組成物の
温度が低下するので発泡剤が分解しない結果、得られる
成形品の発泡層の発泡が不完全となり好ましくない。

なお、発泡層を形成する発泡ガスの１部が多少キャピテ
イ内に遊離して成形品外観を阻害することもあるので通
常の射出成形の場合以上にガス抜き溝を金型に設けるこ
とが好ましい。

また、キャビティ内温度を０〜３０℃とする理由は非発
泡性樹脂をすみやかに金型表面にスキン層として固定す
るためであり、これが３０℃を超えると得られる成形品
に表面発泡や凹凸が大きくなりすぎていわゆる“フクレ
“の現象が現われるからである。

このためできるだけ上記の温度範囲内、特には１０℃以
下で低めになおかつこの温度範囲内で保持することが望
ましい。

さらに、本発明組成物に於ては通常塩化ビニル糸樹脂に
使用される充填剤、顔料、安定剤、滑剤、発泡助剤を適
宜使用することができ、また本発明になる組成物はスク
リューがプランジャーの役目を果す形式のインラインス
クリュー可塑化射出成形機を用いても成形することがで
きる。

また、本発明になる組成物を上述したようにして射出成
形するにあたってはモールディングキャビティ内にあら
かじめ適度のシボ模様を設けておくことにより、美麗な
外観を有し、あたかも皮張りしたかの如く高級感をもつ
成形品が得られる。

以上説明したように、本発明方法によれば、（１）最終
的に得られる成形品の表皮は平滑あるいはシボ付きスキ
ン層であるため、従来一般に行なわれていた塗装工程を
必要とせず、したがって目的とする製品を低価格で得る
ことができる、（２）成形品は、内部が微細な発泡構造
体であり軽量化されているにもかかわらず、表皮にスキ
ン層を有するため、該成形品は適当な風合いと重質感を
有する、 （３）スキン層と発泡層が同一工程で一度に得られるた
めに従来の塗装製品にみられるような塗装皮膜の剥離な
どの心配がなく、機械的強度にすぐれたものであり、塗
装むらによる外観不良の問題が起らない。

（４）スキン層も耐候性、機械的強度にすぐれた塩化ビ
ニル系樹脂から構成され、また如何なる色物においても
自由に調色して変色のおそれがない、という種々のすぐ
れた効果が得られる。

つぎに本発明の実施例および比較例をあげるが例中部と
あるのは重量部を示す。

実施例１〜３、比較例１〜６ 下記の表に示すような組成物を各々別個にヘンシェルミ
キサーを使用してトライブレンドしたのち、直径５０ｉ
ｌｉｌの単軸押出機を用いて造粒し、ペレットＡとペレ
ットＢを得た。

つぎに、上記で得たペレットＡとペレツ）Ｂを同表に示
すような割合（重量比）でリボンブレンダーを用いて均
一に混合したのち、射出成形機（日本製鋼所■製、口調
アンカー７５）により下記の条件で射出成形し、１５Ｘ
１５Ｘ１２０（皿）の角棒状成形品を得た。

この成形品についてスキン層および発泡層の状態を肉眼
で観察しその結果を同表に示した。

Ｏ射出成形条件 ゲート断面積 ３．１ ４７１１！Ｌ ☆ 射出時間 ０ 秒 射出ゲージ圧 ５ ｋｇ／ｃｙＡ 金型温度 ７〜１０℃ 実施例 ４ 重合度７００の塩化ビニル樹脂１００部、ジー２−エチ
ルへキシルフタレート８０部、メタプレンＰ−５０１５
部、ＬＦ−５００（昭島化学製Ｃａ−Ｚｎ系安定剤）３
部、０−１３０Ｐ（アデカーアーガス社、エポキシオイ
ル）５部、ポリエチレンワックス０．４部、カーボンブ
ラック２部およびＡＺ−Ｌｏ、７部からなる組成物を直
径５０闘の単軸押出機を用いて造粒しペレット化した（
ペレットＡ）。

また、重合度１０００の塩化ビニル樹脂１００部、ジー
２−エチルへキシルフタレート８５部、メタプレンＰ−
５０１１０部、ＬＦ−５００３部、０−１３０Ｐ５部、
ポリエチレンワックス０．４部、カーボンブラック２部
、ＡＺ−Ｌｏ、７部からなる組成物を上記と同様にして
造粒しペレット化した（ペレットＢ）。

つぎに上記でペレット化したベレン）Ａとペレツ）Ｂと
を４：６（重量比）の割合で混合し、シボ模様の付いた
ハンドル用金型を取り付けた射出成形機で成形した。

射出成形機は用ロ鉄工■製ＫＳ−５００型で、ゲートは
直径２ｍｖｔ、 １点ゲートのものである。

シリンダ温度は９０℃、１３０℃、１４５℃、１４０℃
、ノズル部１４０℃とし、金型は冷凍機によって５°Ｃ
に冷却した。

得られたハンドル成形品は皮シボ模様のスキン層を形成
しており、内部は微細な発泡体からなるものであった。

参考例 実施例１で得たペレツ）ＡとペレットＢとを３ニア（重
量比）で混合し、これを断面積１７ｎＩＬのゲートを通
じてキャビティ内に射出成形したところ、表面まで発泡
し、好ましいスキン層は形成されなかった。

また、上記と同じ混合物を１８℃（室温）のキャビティ
内に射出成形したところ、表面にフクレを生じ表面に気
泡の発生がみもれた。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 可塑剤２０〜１００重量部を含む平均重合度４００
   〜９００の非発泡性可塑化塩化ビニル系樹脂組成物から
   なるペレットＡと、可塑剤２０〜１２０重量部と、発泡
   剤０．２〜２．０重量部と、アクリル系樹脂および／ま
   たはエチレン−酢酸ビニル共重合体２〜３０重量部とを
   含む平均重合度８００〜２０００の発泡性可塑化塩化ビ
   ニル系樹脂組成物からなるペレツ）Ｂとを１：９ないし
   ５：５の重量比で混合してなる射出成形用樹脂組成物。