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技術 木粉高充填発泡性樹脂組成物及び発泡成形体

出願人 フクビ化学工業株式会社
発明者 増永明正井上健二東禎治
出願日 2000年1月7日 (20年3ヶ月経過) 出願番号 2000-001908
公開日 2001年7月17日 (18年9ヶ月経過) 公開番号 2001-192489
状態 特許登録済
技術分野 多孔性物品の製造および廃物の回収・処理 積層体(2) 高分子組成物
主要キーワード 気泡粒 組合せ特性 発泡性樹脂成形体 セル組織 木粉充填 木質粉末 結晶性熱可塑性重合体 独立気泡型
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重要な関連分野

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課題

非塩素系熱可塑性樹脂中に木粉を高充填量で含有しながら、優れた発泡性及び成形性が確保できる木粉高充填発泡性樹脂組成物及びその発泡成形体を提供するにある。

解決手段

非塩素系の熱可塑性樹脂50〜10重量%と、木粉50〜90重量%と、上記2成分の合計量を基準として、発泡剤0.1〜10重量%と、平均分子量が50万〜500万の高分子アクリル系加工助剤1〜40重量%とからなることを特徴とする木粉高充填発泡性樹脂組成物。

概要

背景

木粉を高充填した塩化ビニル系樹脂組成物は古くから種々提案されている。例えば、特公昭62−41612号公報には、低酢酸ビニル含有量塩化ビニル酢酸ビニル共重合体樹脂液状可塑剤、高酢酸ビニル含有量の塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体樹脂、木粉及び安定剤よりなる混合物押出法によってシート状に成形し、扁平状に延伸された気泡を内蔵せしめてなる木粉を高充填した塩化ビニル樹脂系組成物が記載されている。

特開平9−20834号公報には、塩化ビニル成分主体とし、エチレン成分を2〜20重量%含む塩化ビニル系共重合体100重量部と木質粉末10〜175重量部を含み、該木質粉末が、上記塩化ビニル系共重合体用安定剤及び/または熱分解型発泡剤と予め予備混合されたものであることを特徴とする発泡用樹脂組成物が記載されている。

特開平10−182991号公報には、(A)塩化ビニル系樹脂100重量部、(B)メチルメタクリレート単位を60重量%以上含有し、共重合体ガラス転移点が50〜90℃で、かつ比粘度が1.5〜4.0であるメチルメタクリレート系共重合体7〜30重量部、(C)熱分解型発泡剤0.1〜3.0重量部、及び(D)平均粒径50〜500μmの木粉5〜150重量部を配合して成る塩化ビニル系樹脂組成物が記載されている。

また、塩化ビニル系樹脂以外の熱可塑性樹脂に木粉を配合した例としては、特開平9−40878号公報に記載された熱可塑性樹脂組成物が知られており、スチレン系樹脂等の熱可塑性樹脂20〜95重量%及び木粉5〜80重量%の合計100重量部に対して、少なくとも1種の官能基を有する平均分子量300〜10000の化合物または重合体1〜40重量部を配合したものが用いられている。

概要

非塩素系の熱可塑性樹脂中に木粉を高充填量で含有しながら、優れた発泡性及び成形性が確保できる木粉高充填発泡性樹脂組成物及びその発泡成形体を提供するにある。

非塩素系の熱可塑性樹脂50〜10重量%と、木粉50〜90重量%と、上記2成分の合計量を基準として、発泡剤0.1〜10重量%と、平均分子量が50万〜500万の高分子アクリル系加工助剤1〜40重量%とからなることを特徴とする木粉高充填発泡性樹脂組成物。

目的

従って、本発明の目的は、非塩素系の熱可塑性樹脂中に木粉を高充填量で含有しながら、優れた発泡性及び成形性が確保できる木粉高充填発泡性樹脂組成物及びその発泡成形体を提供するにある。本発明の他の目的は、木粉が高充填されていながら、有効に発泡が行われ、その結果として比重が小さく抑えられて、軽量化されており、木に近い風合いや触感、更には吸音性保温性吸湿性乃至保湿性等の特性を兼ね備えていて、優れた釘打ち性や切断時の快削性を有し、更に線膨張率も低いレベルに抑制されている木粉高充填発泡成形体を提供するにある。

効果

実績

技術文献被引用数
4件
牽制数
4件

この技術が所属する分野

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請求項1

非塩素系熱可塑性樹脂50〜10重量%と、木粉50〜90重量%と、上記2成分の合計量を基準として、発泡剤0.1〜10重量%と、平均分子量が50万〜500万の高分子アクリル系加工助剤1〜40重量%とからなることを特徴とする木粉高充填発泡性樹脂組成物

請求項2

非塩素系の熱可塑性樹脂がポリプロピレンポリエチレン或いはABS樹脂であることを特徴とする請求項1に記載の樹脂組成物

請求項3

高分子アクリル系加工助剤の平均分子量が200万〜400万のものであることを特徴とする請求項1または2に記載の樹脂組成物。

請求項4

請求項1乃至3の何れかに記載の樹脂組成物を発泡成形してなることを特徴とする木粉高充填発泡成形体

請求項5

請求項4に記載の木粉高充填発泡樹脂成形体芯材とし、その表面を非塩素系の熱可塑性樹脂で被覆したことを特徴とする積層体

請求項6

被覆の非塩素系の熱可塑性樹脂がポリプロピレンまたはポリエチレンであり、アクリルPTF相溶化剤混入したことを特徴とする請求項5に記載の積層体。

技術分野

0001

本発明は、木粉充填発泡性樹脂組成物及び発泡成形体に関するものであり、より詳細には木粉が高濃度充填され、木に近い風合い乃至触感を有し、釘打ちなどの施工が容易であり、軽量で加工性にも優れた発泡成形体及びこの発泡成形体を製造するための非塩素系熱可塑性樹脂組成物に関する。

背景技術

0002

木粉を高充填した塩化ビニル系樹脂組成物は古くから種々提案されている。例えば、特公昭62−41612号公報には、低酢酸ビニル含有量塩化ビニル酢酸ビニル共重合体樹脂液状可塑剤、高酢酸ビニル含有量の塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体樹脂、木粉及び安定剤よりなる混合物押出法によってシート状に成形し、扁平状に延伸された気泡を内蔵せしめてなる木粉を高充填した塩化ビニル樹脂系組成物が記載されている。

0003

特開平9−20834号公報には、塩化ビニル成分主体とし、エチレン成分を2〜20重量%含む塩化ビニル系共重合体100重量部と木質粉末10〜175重量部を含み、該木質粉末が、上記塩化ビニル系共重合体用安定剤及び/または熱分解型発泡剤と予め予備混合されたものであることを特徴とする発泡用樹脂組成物が記載されている。

0004

特開平10−182991号公報には、(A)塩化ビニル系樹脂100重量部、(B)メチルメタクリレート単位を60重量%以上含有し、共重合体ガラス転移点が50〜90℃で、かつ比粘度が1.5〜4.0であるメチルメタクリレート系共重合体7〜30重量部、(C)熱分解型発泡剤0.1〜3.0重量部、及び(D)平均粒径50〜500μmの木粉5〜150重量部を配合して成る塩化ビニル系樹脂組成物が記載されている。

0005

また、塩化ビニル系樹脂以外の熱可塑性樹脂に木粉を配合した例としては、特開平9−40878号公報に記載された熱可塑性樹脂組成物が知られており、スチレン系樹脂等の熱可塑性樹脂20〜95重量%及び木粉5〜80重量%の合計100重量部に対して、少なくとも1種の官能基を有する平均分子量300〜10000の化合物または重合体1〜40重量部を配合したものが用いられている。

発明が解決しようとする課題

0006

木粉を50重量%以上の量で高充填した樹脂成形体では、木よりも比重が高い、耐衝撃性に乏しく、木のように釘打ちができない等の問題があり、それを解決する手段として、この樹脂組成物発泡させることが考えられる。

0007

しかしながら、木粉充填樹脂組成物を発泡させようとする試みは、木粉の充填量が低い場合には成功しているとしても、木粉を50重量%以上の高濃度で充填した場合では、未だ満足すべき発泡体を得るに至っていない。

0008

木粉充填樹脂組成物の発泡は一般に溶融発泡成形により行われるが、この溶融発泡成形では、ポリマー気体が導入され且つこの中に気体が分散する過程(以下単に気体の分散過程とも呼ぶ)及びその気体(気泡粒)を発泡させて気泡へ成長させる過程(以下単に気泡の成長過程とも呼ぶ)を経て、発泡体の形成が行われる。

0009

ところが、前述した木粉高充填樹脂組成物では、前記分散過程において気体を導入し且つ分散させるに必要な樹脂分が確保できないために溶融発泡成形がもともと困難であり、前記成長過程においても、樹脂組成物のメルトテンションが殆どなく、溶融時の樹脂の伸びがないため、発泡セルが成長できず破泡するという問題がある。更に、成形性の点でも、発泡成形体の表面が荒れて成形が困難である。

0010

更に、塩化ビニル系樹脂を用いた樹脂成形品では、その廃棄処理に際して環境汚染を引き起こすおそれがあることから、その代替となる非塩素系樹脂成形品の開発が求められており、これは木粉充填樹脂組成物の場合にも全く同様である。

0011

従って、本発明の目的は、非塩素系の熱可塑性樹脂中に木粉を高充填量で含有しながら、優れた発泡性及び成形性が確保できる木粉高充填発泡性樹脂組成物及びその発泡成形体を提供するにある。本発明の他の目的は、木粉が高充填されていながら、有効に発泡が行われ、その結果として比重が小さく抑えられて、軽量化されており、木に近い風合いや触感、更には吸音性保温性吸湿性乃至保湿性等の特性を兼ね備えていて、優れた釘打ち性や切断時の快削性を有し、更に線膨張率も低いレベルに抑制されている木粉高充填発泡成形体を提供するにある。

課題を解決するための手段

0012

本発明によれば、非塩素系の熱可塑性樹脂50〜10重量%、好適には40〜20重量%と、木粉50〜90重量%、好適には60〜80重量%と、上記2成分の合計を基準として、発泡剤0.1〜10重量%、好適には0.2〜5重量%と、平均分子量が50万〜500万の高分子アクリル系加工助剤1〜40重量%、好適には5〜25重量%とからなることを特徴とする木粉高充填発泡性樹脂組成物が提供される。本発明の樹脂組成物においては、非塩素系の熱可塑性樹脂がポリプロピレンポリエチレン或いはABS樹脂であることが好ましく、また高分子アクリル系加工助剤の平均分子量(重量平均分子量)が200万〜400万のものであることが好ましい。本発明によればまた、上記樹脂組成物を発泡成形してなることを特徴とする木粉高充填発泡成形体が提供される。本発明によれば更に、上記木粉高充填発泡樹脂成形体を芯材とし、その表面を非塩素系の熱可塑性樹脂で被覆したことを特徴とする積層体が提供される。この積層体において、被覆の非塩素系の熱可塑性樹脂がポリプロピレンまたはポリエチレンであり、アクリルPTFE(ポリテトラフルオロエチレン相溶化剤混入されていることが好ましい。

発明を実施するための最良の形態

0013

本発明の木粉高充填発泡性樹脂組成物は、非塩素系の熱可塑性樹脂50〜10重量%と、木粉50〜90重量%と、上記2成分の合計を基準として、発泡剤0.1〜10重量%とを含有してなるが、この樹脂組成物に平均分子量が50万〜500万の高分子アクリル系加工助剤1〜40重量%を組み合わせたことが本発明の特徴である。

0014

熱可塑性樹脂、木粉及び発泡剤を前記量比で含有する樹脂組成物、即ち木粉を高充填量で含有する発泡性樹脂組成物では、溶融発泡成形の初期から成形体表面での破泡を生じ、発泡体の成形すら困難となる(後述する比較例1及び2参照)。即ち、一般に溶融発泡成形では、気体の分散過程及び気泡の成長過程を経て発泡成形が行われることは、既に指摘したとおりであるが、木粉高充填発泡性樹脂組成物では、この気体の分散すら円滑に進行せず、況や気泡の成長などは到底期待し得ないのである。

0015

これに対して、上記の成分に加えて、重量平均分子量(Mw)が50万〜500万の高分子アクリル系加工助剤を1〜40重量%の量で組み合わせると、各実施例に示すとおり、後述する優れた組合せ特性を有する木粉高充填発泡樹脂成形体が、優れた成形性を以て得られるのである。これは、配合した高分子アクリル系加工助剤が、溶融樹脂中への気泡の分散を助長し、しかも気泡の成長を維持するように作用するためである。

0016

この点について説明すると、気体の分散過程においては、気体の微細且つ一様な分散が可能となるように溶融樹脂の流動性が十分に高いことが必要であり、一方、気泡の成長過程においては逆に、溶融樹脂セル中に気泡を閉じこめておくに十分な高い粘弾性が必要となる。本発明に用いる非塩素系の熱可塑性樹脂、木粉及び高分子アクリル系加工助剤の組合せでは、上記の相対立する要求が満足されているものと認められる。

0017

本発明では、木粉の配合量が多く、樹脂の配合量が少ないにもかかわらず、発泡倍率を高めることが可能となり、そのため、成形品の比重を下げ、成形品の軽量化が可能となる。

0018

成形品中の木粉の充填量が多く、しかも成形品中に微細な発泡セルが均一に形成されている組織を有するため、この成形体はクッション性に富んでおり、通常の木材と同様に釘打ちが可能である。また、成形品中の上記組成及び上記セル組織に関連して、切断時に快削性に優れており、例えば鋸による切断が容易に可能である。

0019

また、成形品中の上記組成及び上記セル組織に関連して、木に近い風合い、感触、更には吸音性、保温性、吸湿性乃至保湿性等が得られ、木の良い特徴が得られる。更に、成形品の線膨張率を低く抑えることが可能となり、例えばl.0×10−5程度の線膨張率を達成することができる。

0020

本発明の樹脂組成物は、リサイクル性にも富んでおり、また廃棄処理も容易であり、環境にも優しい素材であるという利点がある。

0021

[非塩素系の熱可塑性樹脂]熱可塑性樹脂としては、非塩素系の熱可塑性樹脂、例えば低密度ポリエチレン高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ1−ブテン、ポリ4−メチル−1−ペンテンあるいはエチレンピロピレン、1−ブテン、4−メチル−1−ペンテン等のα−オレフィン同志のランダムあるいはブロック共重合体等のポリオレフィン;エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・アクリル共重合体アイオノマー等のエチレン系共重合体ポリスチレン耐衝撃性ポリスチレンアクリロニトリルスチレン共重合体(AS)、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体(ABS)、α−メチルスチレン・スチレン共重合体等のスチレン系樹脂;ナイロン6、ナイロン6−6、ナイロン6−10、ナイロン11ナイロン12等のポリアミドポリエチレンテレフタレートポリブチレンテレフタレート等の熱可塑性ポリエステルポリカーボネート、ポリフエニレオキサイド等あるいはそれらの混合物などが挙げられる。

0022

本発明の目的に好適な熱可塑性樹脂として、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン系共重合体(ABS)を挙げることができる。ABS樹脂は、それ自体成形性、耐衝撃性、剛性引張強度、光沢等の諸特性に優れた汎用樹脂であると共に、木粉高充填発泡樹脂成形体の用途に特に適している。即ち、結晶性熱可塑性重合体では、温度上昇に伴い急激な溶融粘度の低下が生じるため、発泡適性粘度範囲が狭いという傾向が見られるが、上記ABS樹脂は典型的な非晶質ポリマーであって、温度上昇に伴う粘度低下が比較的緩やかであり、発泡適性粘度範囲が広いという利点を有しており、従って、本発明の木粉充填発泡樹脂成形体の製造に有利に使用しうる。

0023

ABS樹脂は、ポリスチレン(PS)の改質の目的で、PSをアクリロニトリル(AN)及びポリブタジエン(B)で共重合変性したもので、AN含有量が一般に20乃至40重量%、特に25乃至35重量%、及びポリブタジエンの含有量は、一般に5乃至70重量%、特に10乃至30重量%の範囲にあるのものが入手容易である。AS樹脂では、AN含有量の増大に伴って、耐薬品性が向上し、他に剛性、引張強度、荷重撓み温度、表面硬度バリアー性耐光性が向上し、逆に流動性、熱安定性が低下する。したがって、要求される特性に応じて、所定のAN含有量のものを選択し、用いることができる。また、ABS樹脂は、上記AS樹脂に、ポリブタジエンをゴム成分として分散させ補強させたものであり、一層向上した耐衝撃性、剛性、引張強度、光沢を有している。このABS樹脂においては、AS樹脂の連続相中にポリブタジエンの粒子分散層として分散した構造を有し、粒子径は微細であって、一般に0.1乃至0.9μmの範囲にある。ABS樹脂のグレードには、光沢グレード、良流動グレード、押出グレード、超耐熱グレード、ブローグレードなどの各種のものが知られており、目的に応じてこれらのグレードのものを選択使用することができる。一般に、メルトフローレート(JIS K7210)は1〜70g/10分の範囲にあるものが使用される。

0024

本発明の目的に好適に使用できる熱可塑性樹脂として、ポリプロピレン系樹脂があげられる。ポリプロピレン系樹脂は結晶性ポリマーであり、先に指摘したとおり、溶融粘度の温度依存性が大きいため、溶融発泡の難しいポリマーであるが、本発明によれば、高分子アクリル系加工助剤との組み合わせにより、木粉高充填状態においても、優れた発泡成形体を製造することが可能となる。

0025

ポリプロピレン系樹脂としては、アイソタクティック構造のものでも、シンジオタクティック構造のものでも使用でき、ホモポリプロピレンの他に、ランダム共重合ポリプロピレンや、ブロック共重合ポリプロピレンが使用される。用いるポリプロピレン系樹脂は、一般に融点が140乃至170℃の範囲にあり、且つメルトフローレート(JIS K7210)が0.5〜60g/10分の範囲にあることが望ましい。

0026

用いるポリプロピレン系樹脂は、発泡成形体の用途に応じて各種のものを選択することができ、例えば耐熱性や剛性が要求される用途にはホモポリプロピレンを使用でき、耐衝撃性が要求される用途にはランダム共重合ポリプロピレンやブロック共重合ポリプロピレンが使用される。これらの共重合体におけるコモノマーとしては、プロピレン以外のオレフィン類、例えばエチレン、1−ブテンの1種或いは2種以上の組合せが挙げられる。

0027

本発明の目的に好適に使用される他の熱可塑性樹脂として、ポリエチレン系樹脂が挙げられる。ポリエチレン系樹脂としては、密度が0.90乃至0.97g/cm3の範囲にあり且つメルトフローレート(JIS K7210)が0.06〜45g/10分の範囲にあるものが適している。

0028

ポリエチレン系樹脂としては、高密度ポリエチレン(HDPE)、中密度ポリエチレン(MDPE)、低密度ポリエチレン(LDPE)、線状低密度ポリエチレンLLDPE)等が単独或いは2種以上の組合せで使用される。

0029

[木粉]木粉としては、粒径が100メッシュサイズ以下(150μm以下)のものが使用され、例えば針葉樹広葉樹ラワン材等の任意の木材の粉末が使用され、製材の際副生する鋸屑鉋屑等もボールミル粉砕等で粉末化して使用できる。

0030

[発泡剤]配合できる発泡剤としては、重炭酸ナトリウム炭酸ナトリウム重炭酸アンモニウム炭酸アンモニウム亜硝酸アンモニウムなどの無機発泡剤;N,N'−ジメチル−N,N'−ジニトロソ・テレフタルアミド、N,N'−ジニトロソ・ペンタメチレンテトラミンなどのニトロソ化合物アゾジカルボンアミドアゾジカルボキサミドアゾビスイソブチロニトリル、アゾシクロヘキシルニトリルアゾジアミノベンゼンバリウムアゾジカルボキシレートなど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、P,P'−オキシビス(ベンゼンスルホニルヒドラジド)、ジフェニルスルホン−3,3'−ジスルホニルヒドラジドなどのスルホニルヒドラジド化合物カルシウムアジド、4,4'−ジフェニルジスルホニルアジド、p−トルエンスルホニルアジドなどのアジド化合物などをあげることができる。なかでもニトロソ化合物、アゾ化合物およびアジド化合物が好ましく使用される。また必要に応じて発泡剤と併用して発泡助剤を使用してもよい。発泡助剤とは、発泡剤の分解温度の低下、分解促進、気泡の均一化などの働きをする添加剤である。発泡助剤としては、サルチル酸フタル酸ステアリン酸などの有機酸尿素およびその誘導体などをあげることができる。

0031

[アクリル系加工助剤]本発明において、高分子アクリル系樹脂としては、平均分子量(Mw)が50万〜500万、特に200万〜400万のアクリル樹脂が使用される。このアクリル樹脂はポリメチルメタクリレートPMMA)からなることが、発泡体の耐熱性や物性の点で好適であるが、メチルメタクリレートを主体とし、他の単量体成分の少量を共単量体として含有する共重合体であってもよい。

0032

このようなメチルメタクリレート以外の単量体としては、例えば、アクリル酸メチル、(メタアクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸n−アミル、(メタ)アクリル酸イソアミル、(メタ)アクリル酸n−ヘキシル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸n−オクチル等のエステル系単量体を挙げることができる。ただし上記の(メタ)アクリル酸とはアクリル酸もしくはメタクリル酸を示す。また、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、アクリロニトリル、メタクリロニトリル酢酸ビニル等のアクリル系以外の単量体を含有していてもよい。更に、この高分子アクリル系加工助剤は、官能基含有単量体成分の少量を含有していてもよく、官能基含有単量体成分としては、カルボキシル基、その塩の基、アミド基水酸基アミノ基、エポキシ基メチロール基、及びエーテル化メチロール基を有するものであり、具体的には次のものが挙げられる。
エチレン系不飽和カルボン酸またはその無水物;アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸マレイン酸フマル酸イタコン酸シトラコン酸無水マレイン酸無水イタコン酸等。
アミド基含有モノマー;(メタ)アクリルアミド等。
水酸基含有モノマービニルアルコール、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチルエステル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシプロピルエステル、アクリル酸プロピレングリコールモノエステル等。
アミノ基含有モノマー;(メタ)アクリル酸ジメチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸t−ブチルアミノエチルビニルピリジン、2−ビニル−5−エチルピリジン、(メタ)アクリル酸オキサゾリルエチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチルアミノエチル等。
エポキシ基含有モノマー;(メタ)アクリル酸グリシジルエーテルアリルグリシジルエーテルブタンモノオキシド等。
メチロール基及びエーテル化メチロール基を有するモノマー;(メタ)アクリルアミドのジメチロール化物や、そのエーテル化物、例えばエチルエーテル化物或いはブチルエーテル化物等。
これらの官能基含有モノマーアクリル系樹脂中に、ランダム共重合体グラフト共重合体、ブロック共重合体の形で存在することができる。

0033

本発明に用いる高分子アクリル系加工助剤は、溶融発泡成形や形成される発泡体の物性の点から、前述した範囲の分子量を有するのがよく、前述した範囲の分子量を有していれば、破泡や表面の荒れなしに溶融発泡成形を円滑に行えると共に、形成される発泡成形体は軽量であり、また釘打ち性、快削性、耐熱性などにも優れている。

0034

[発泡性樹脂組成物]本発明の発泡性樹脂組成物は、二成分基準で、熱可塑性樹脂50〜10重量%、特に40〜20重量%と、木粉50〜90重量%、特に60〜80重量%とを含有する。更に、上記二成分基準で、発泡剤0.1〜10重量%、特に0.2〜5重量%と、高分子アクリル系加工助剤1〜40重量%、特に5〜25重量%とを含有する。

0035

木粉と熱可塑性樹脂との配合比が上記範囲内にあれば、木粉が高充填されていながら、有効に発泡が行われ、その結果として比重が小さく抑えられて、軽量化されており、木に近い風合いや触感等の特性を兼ね備えていて、優れた釘打ち性や切断時の快削性を有し、更に線膨張率も低いレベルに抑制されている木粉高充填発泡成形体を得ることができる。

0036

一方、発泡剤は、上記二成分に対して上記量比で用いるべきであり、上記量比を下回ると軽量化された発泡体が得られない傾向があり、一方上記量比を上回ると発泡体の諸物性が低下するので好ましくない。

0037

本発明においては、高分子アクリル系加工助剤を上記の重量比で用いることも重要であり、この加工助剤の量比が上記範囲を下回ると、円滑且つ有効な溶融発泡成形が困難となる傾向があり、一方この量比が上記範囲を上回ると、発泡成形体の成形性が低下したり、発泡成形体の諸物性も低下する傾向が認められる。

0038

本発明の発泡性樹脂組成物には、充填剤着色剤、耐熱安定剤、耐候安定剤酸化防止剤老化防止剤光安定剤紫外線吸収剤帯電防止剤金属セッケンワックス等の滑剤改質用樹脂乃至ゴム、等の公知の樹脂配合剤を、それ自体公知の処方に従って配合できる。

0039

気泡調節の目的で、無機微粉末、例えばタルク、各種クレイケイ酸カルシウムケイ酸マグネシウム等を配合することができ、これらの気泡調節剤は、前記2成分基準で5〜30重量%の量で配合することができる。また、加工性や成形性の向上を目的として、ステアリン酸バリウムステアリン酸マグネシウム等の脂肪酸金属石鹸脂肪酸アミドポリエチレンワックスマイクロクリスタリンワックス等の滑剤を配合することができ、これらの滑剤は前記2成分基準で1〜10重量%の量で配合することができる。更に、木粉粒子表面の樹脂への濡れ性を向上させ、樹脂中への分散性を高めるために、アクリル変性されたフッ素樹脂、例えばアクリル変性ポリテトラフルオロエチレン樹脂を相溶化剤として用いることができる。これらの相溶化剤は、前記2成分を基準にして0.1〜20重量%の量で用いることができる。この相溶化剤は、熱可塑性樹脂としてポリプロピレンやポリエチレンのようなオレフィン重合体を用いる場合に、特に有用である。

0040

また、発泡成形体の色目を調節するために種々の着色料を配合することができる。着色料としては、例えば二酸化チタンカーボンブラックベンガラオーカー等の無機顔料や、有機顔料を配合することができ、炭酸カルシウム水酸化アルミニウム水酸化マグネシウムシリカアルミナ、水酸化アルミニウム等の充填剤を配合することもできる。

0041

発泡性樹脂成形体の製造]本発明によれば、前述した各成分を含有する発泡性樹脂組成物を調製し、ついでこれを溶融発泡成形することにより、発泡成形体を製造する。発泡性樹脂組成物の調製は、それ自体公知の手段、例えばドライブレンドメルトブレンド方式で行うことができる。例えば、各成分の混合を、ブレンダーヘンシェルミキサー等を用いてドライブレンドで行うこともできるし、一軸或いは二軸押出機バンバリーミキサーニーダー等を用いてメルトブレンドで行うことができる。

0042

配合の順序にも特に制限はなく、全成分を同時にブレンドしてもよく、また成分を多段階にブレンドすることもできる。例えば、予め発泡剤を除く成分を予備混合し、この予備混合物に発泡剤を添加してブレンドを続行することもできるし、また木粉と発泡剤或いは更に他の助剤を予備混合し、この予備混合物に熱可塑性樹脂及びアクリル系加工助剤を添加してブレンドを続行することもできる。

0043

一般に、溶融発泡成形は押出機を用いて行うのが、操作が簡単であるため好ましい。押出成形に当たっては、各成分をドライブレンドし、押出機のホッパーにこれを供給する。押出機としては、単軸或いは二軸のスクリューを備えたそれ自体公知の押出機が使用される。各樹脂成分及び発泡剤は押出機中で機械的に溶融混練され、ダイを経て空気中へ押し出されることにより、発泡樹脂成形体を形成する。この押出発泡成形では、各成分の混練、押出及び発泡が一台の押出機で行われ、操作が簡単であると共に生産性も高いという利点を有する。ダイから押出成形される発泡成形体は、必要により、これをサイジングダイを通すことにより、寸法及び形状を安定化させることができる。

0044

本発明の溶融発泡押出成形では、溶融混練時の樹脂の温度(シリンダー温度)は、樹脂の種類や配合比によっても相違するが、一般的にいって130乃至220℃の範囲にあるのがよい。本発明の発泡性樹脂組成物においては、アクリル系加工助剤を含有していること、及び発泡剤を含有していることに関連して、比較的低い樹脂温度で混練押出が可能であることも特徴であり、一般に熱可塑性樹脂の融点乃至軟化点を基準として、融点乃至軟化点よりも20℃低い温度から融点乃至軟化点よりも50℃高い温度までの温度で混練押出が可能である。尚、本明細書において、融点乃至軟化点なる用語は、結晶性樹脂のように融点が明確なものについては一義的に融点を意味し、非結晶性樹脂のように融点が明確でないものについては、軟化点を意味するものとする。

0045

成形用ダイとしては、成形すべき成形品の形状に合わせて任意の成形用ダイを用いることができ、例えばや発泡シートの場合には、Tダイが使用され、発泡異形断面成形品の場合には、対応する断面形状の異形断面ダイが使用される。勿論、リングダイを用いて、チューブ状の発泡成形品を製造することもできる。成形用ダイの温度は、シリンダー温度よりも0乃至20℃低い温度に維持することが発泡成形体の表面の平滑性やその他の外観特性の点で望ましい。

0046

本発明による発泡樹脂成形体の一例の断面構造を示す図1において、この発泡樹脂成形体1は、木粉高充填樹脂マトリックスの連続相2と、その中に一様に且つ微細に分散された気泡セル3とからなっており、この発泡樹脂成形体1の表面には破れ欠陥が無く、連続したスキン層4が存在している。本発明による発泡樹脂成形体の発泡倍率(体積基準)は、樹脂の種類や、発泡剤の種類或いは配合量、更には成形条件によっても相違するが、一般に1.2乃至3.0倍、特に1.2乃至2.5倍の範囲にあり、比重は一般に0.4乃至1.0、特に0.5乃至0.7の範囲にある。発泡体の気泡構造は、一般に独立気泡型で、セルは著しく微細でありしかも均質である。このため、本発明による発泡成形体は、適度なクッション性、耐衝撃性を有しており、通常の木材と同様に、釘打ちが可能であり、また鋸引きが可能であるなど、快削性に優れている。更に、樹脂マトリックスには、木粉が高充填されているため、木材に似た風合い、触感が得られ、風合い及び外観特性に優れている。

0047

本発明による発泡性樹脂組成物は、それ単独で発泡成形体の製造に用いられる他、他の樹脂乃至樹脂組成物との組合せで、同時押出等による積層体の製造にも用いることができる。このような積層体の一例を示す図2において、本発明による積層体5は、図1に示した構造の発泡体1を芯材とし、その少なくとも一方の表面に実質上未発泡の樹脂被覆層6が設けられてなる。

0048

芯材1の組成及び構造は既に指摘したとおりのものであるが、樹脂被覆層6を構成する樹脂は、芯材1の樹脂と同種のものであることが最も好ましいが、芯材の樹脂に対して熱接着性を示す樹脂であれば、同種の樹脂以外の熱可塑性樹脂も勿論使用可能である。上記の樹脂被覆層6は、木粉未配合のからなっていてもよく、また芯材1と同様に木粉配合樹脂組成物からなっていてもよい。この樹脂被覆層6は、発泡樹脂成形体の化粧面に少なくとも施されるのがよいが、勿論発泡樹脂成形体の両面乃至全面に施されていてもよい。発泡樹脂からなる芯材と樹脂被覆層との積層構造の積層体は、前述した利点に加えて、装飾効果に特に優れているという利点がある。更に、この積層構造物では、樹脂被覆層の存在により、成形時に脱泡及び破泡の問題が発生しにくいので、溶融発泡の条件がより緩和なものとなるという利点もある。樹脂被覆層の厚みは、ごく薄いものでよく、一般にその厚みは0.1乃至3mmの範囲にあるのがよい。

0049

上記の積層成形体は、芯材となる発泡性樹脂組成物を溶融混練する押出機と、樹脂被覆層となる樹脂を溶融混練する押出機と、これらの溶融樹脂流を積層するための多重多層ダイとを用い、両溶融樹脂を共押出することにより製造できる。

0050

本発明による発泡樹脂成形体及び積層体は、上記特性を利用して、種々の建材、例えば床材乃至床仕上げ材壁材乃至壁仕上げ材天井材乃至天井仕上げ材、閾い、窓枠サッシュ等、家具などの構造材乃至パネル材車両用内装材OA機器家電製品外装材乃至ハウジングなどの分野に有用である。

0051

本発明を次の実施例で更に説明する。次の実施例は、説明のためのものであり、いかなる意味においても本発明はこれに限定されるものではない。

0052

実施例における測定及び評価は次の通り行った。
(1)比重
発泡成形体の体積と重量とから算出した。
(2)発泡倍率
未発泡の成形体の体積と、発泡成形体の体積とから発泡倍率を求めた。
(3)線膨張係数α(/℃)
JIS K7197により、温度20℃における値として求めた。
(4)釘打ち性
得られた発泡成形体に、実際に釘打ちし、次の基準で評価した。
○ スムースに釘打ちが可能で、シートに有効に固定される。
△ 一応釘打ちが可能であるが、亀裂や割れが認められる。
× シートが破壊され、の固定が不可能である。
(5)快削性
得られた発泡成形体を丸鋸で切断し、次の基準で評価した。
○ 木材と同様にスムースにしかも速やかに鋸による切断が可能である。
△ 木材に比して切断に長時間を必要とする。
× 木材に比して切断に著しく長時間を必要とする。
(6)成形性
得られた発泡成形体から、成形性を次の基準で評価した。
○樹脂の発泡が有効に行われ、表面が滑らかで荒れもない。
△ 成形体の表面荒れと部分的な破泡が認められる。
× 成形た表面全面での破泡が認められる。

0053

[実施例1]次の樹脂を用いて発泡性樹脂組成物を作成した。
ABS樹脂20重量部
(日本エイアンドエルクララスチックGA101)
木粉(粒径150μm以下) 60重量部
アクリル系加工助剤10重量部
(PMMA分子量350万ロームハースパライドK−400)
有機系発泡剤アゾジカーボンアミドADCA) 3重量部
タルク5重量部
滑剤(ステアリン酸バリウム) 2重量部

0054

この樹脂組成物を、常温にてドライブレンド(10分)し、押出機に供給して溶融混練し、ダイから押し出して、シート状の発泡成形体に溶融発泡成形した。シリンダー温度は130〜170℃で、ダイ温度は160℃であった。この発泡性樹脂組成物は成形性に優れており、得られる発泡成形体は発泡倍率2.0倍で軽量であり、外観特性に優れており、釘打ち性、快削性にも優れていた。また、得られた成形体は、木材に似た風合い、感触を有し、適度の保温性、吸音性、保湿性をも備えていた。得られた結果を表1に示す。

0055

[実施例2]以下の樹脂組成物を使用し、シリンダー温度を170〜220℃で、ダイ温度を190℃とする点を除いて、実施例1と同様にして、発泡成形体を製造した。
ポリプロピレン樹脂20重量部
グランドポリマー製グランドポリプロBEBGMFR=0.5)
木粉(粒径150μm以下) 60重量部
アクリル系加工助剤10重量部
(PMMA分子量350万ローム&ハース製パラロイドK‐400)
有機系発泡剤(ADCA) 3重量部
タルク5重量部
滑剤(ステアリン酸バリウム) 2重量部
相溶化剤1重量部
(アクリル系PTFE三菱レイヨン製A3000)
この発泡性樹脂組成物は成形性に優れており、得られる発泡成形体は発泡倍率2.0倍で軽量であり、外観特性に優れており、釘打ち性、快削性にも優れていた。また、得られた成形体は、木材に似た風合い、感触を有し、適度の保温性、吸音性、保湿性をも備えていた。得られた結果を表1に示す。

0056

[実施例3]実施例1において、下記処方の樹脂組成物、
ABS樹脂20重量部
(日本エイアンドエル製クララスチックGA101)
木粉(粒径150μm以下) 60重量部
アクリル系加工助剤10重量部
(PMMA分子量120万 呉羽化学社製クレBTA‐101)
有機系発泡剤(アゾジカーボンアミド、ADCA) 3重量部
タルク5重量部
滑剤(ステアリン酸バリウム) 2重量部
を用いる以外は実施例1と同様にして、発泡樹脂成形体を製造した。この発泡性樹脂組成物は成形性に優れており、得られる発泡成形体は発泡倍率が実施例1に比してやや低いものの、外観特性に優れており、釘打ち性、快削性にも優れていた。また、得られた成形体は、木材に似た風合い、感触を有し、適度の保温性、吸音性、保湿性をも備えていた。得られた結果を表1に示す。

0057

[比較例1]実施例1において、アクリル系加工助剤を使用せず、代わりにタルクの使用量を15重量部とした下記処方、
ABS樹脂20重量部
(日本エイアンドエル製クララスチックGA101)
木粉(粒径150μm以下) 60重量部
有機系発泡剤(アゾジカーボンアミド、ADCA) 3重量部
タルク 15重量部
滑剤(ステアリン酸バリウム) 2重量部
を用いる以外は、実施例1と同様にして発泡樹脂成形体を製造しようとした。しかしながら、成形体表面からの破泡が著しく、発泡成形体の成形を行えなかった。そのため、成形体の物性評価を行えなかった。

0058

[比較例2]実施例2において、アクリル系加工助剤及び相溶化剤を使用せず、代わりにタルクの使用量を15重量部とした下記処方、
ポリプロピレン樹脂20重量部
(グランドポリマー製グランドポリプロBEBGMFR=0.5)
木粉(粒径150μm以下) 60重量部
有機系発泡剤(ADCA) 3重量部
タルク 15重量部
滑剤(ステアリン酸バリウム) 2重量部
を用いる以外は、実施例1と同様にして発泡樹脂成形体を製造しようとした。しかしながら、成形体表面からの破泡が著しく、発泡成形体の成形を行えなかった。そのため、成形体の物性評価を行えなかった。

0059

[比較例3]実施例1において、木粉、タルク及び滑剤を使用せず、下記処方
ABS樹脂96重量部
(日本エイアンドエル製クララスチックGA101)
アクリル系加工助剤3重量部
(PMMA分子量350万ローム&ハース製パラロイドK‐400)
有機系発泡剤(アゾジカーボンアミド、ADCA) 1重量部
の樹脂組成物を用いる以外は実施例1と同様にして、発泡樹脂成形体を製造した。成形体の表面の荒れ及び部分的な破泡があり、溶融発泡成形性に劣っていた。また、発泡成形体の釘打ち性、快削性も不良であり、成形体の他の特性も実施例1の木材の良さとはほど遠いものであった。

0060

[比較例4]実施例1において、ABS樹脂を使用せず、代わりにアクリル系加工助剤を30重量部に増量した下記処方、
木粉(粒径150μm以下) 60重量部
アクリル系加工助剤 30重量部
(PMMA分子量350万ローム&ハース製パラロイドK‐400)
有機系発泡剤(アゾジカーボンアミド、ADCA) 3重量部
タルク5重量部
滑剤(ステアリン酸バリウム) 2重量部
の樹脂組成物を用いる以外は実施例1と同様にして、発泡樹脂成形体を製造した。成形体の表面の荒れ及び部分的な破泡があり、溶融発泡成形性に劣っていた。また、発泡成形体の釘打ち性、快削性も不良であり、成形体の他の特性も実施例1の木材の良さよりも劣っていた。

0061

発明の効果

0062

本発明によれば、非塩素系の熱可塑性樹脂と、木粉と、発泡剤と、平均分子量が50万〜500万の高分子アクリル系加工助剤とを特定の量比で組み合わせることにより、木粉を高充填量で含有しながら、優れた発泡性及び成形性が確保できる木粉高充填発泡性樹脂組成物及びその発泡成形体を提供することができる。本発明の発泡樹脂成形体は、木粉が高充填されていながら、有効に発泡が行われ、その結果として比重が小さく抑えられて、軽量化されており、木に近い風合いや触感、更には吸音性、保温性、吸湿性乃至保湿性等の特性を兼ね備えていて、優れた釘打ち性や切断時の快削性を有し、更に線膨張率も低いレベルに抑制されている。

図面の簡単な説明

0063

図1本発明の木粉充填発泡樹脂成形体の断面図である。
図2本発明による積層体の断面図である。

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