説明

押出発泡成形体の製造方法

【課題】石膏による難燃化を効果的に行えると共に、コストダウンを図ることができる押出発泡成形体の製造方法を提供する。
【解決手段】 低密度ポリエチレン2、二水石膏粉末3、木粉4、及び熱可塑性エラストマー5を含有するペレット6と、熱可塑性樹脂7と、発泡剤8とを混練して押出発泡成形する。
ペレット6は、低密度ポリエチレン2と二水石膏粉末3と木粉4とを140℃以下で混練して押出機により押し出した後でホットカット及び空冷したものである。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、難燃性を有する押出発泡成形体の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
周知のように、二水石膏(CaSO4・2H2O)は、150℃程度で1次脱水を起こして半水石膏(CaSO4・1/2H2O)となる。この半水石膏は、170℃程度で2次脱水を起こして無水石膏(CaSO4)となる。これら二水石膏の1次脱水や半水石膏の2次脱水はいずれも吸熱反応であるので、二水石膏がプラスチック建材等に対する難燃材として利用されることがある。
【0003】
このようなプラスチック建材としては、ペットボトルのネックの再生材料であるポリエチレンフタレートとペットボトルの容器本体部分の再生材料であるポリエチレンテレフタレートとの混合物と、低密度ポリエチレンと、難燃剤と、木チップ又は木粉と、石膏の再生材料等を含有する混合リサイクル難燃材とを160〜260℃で混練して押出成形等された熱可塑性リサイクル混合プラスチック建材等が知られている(例えば、特許文献1参照。)。
【特許文献1】特開2001−172486号公報(図2等)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、上記のような従来の熱可塑性リサイクル混合プラスチック建材においては、次の(1)及び(2)のような問題点がある。
(1)ポリエチレンフタレートとポリエチレンテレフタレートとの混合物、低密度ポリエチレン、難燃剤、木チップ又は木粉、及び前記混合リサイクル難燃材を160〜260℃で混練する必要があるので、前記混合リサイクル難燃材に含まれている石膏が二水石膏であったとしても、その二水石膏が1次脱水を起こして半水石膏になり易いと共に、混練温度によっては半水石膏も2次脱水を起こして無水石膏になることがある。そのため、石膏による難燃化の効果が十分でないという問題点がある。ポリエチレンテレフタレートは比較的高温で軟化(約210℃)であるため、石膏のように温度に敏感な樹脂とは混合に適さない。
(2)前記混合リサイクル難燃材の他に難燃剤を別途添加する必要があるので、その分、コスト高である。
【0005】
本発明は、以上のような事情や問題点に鑑みてなされたものであり、石膏による難燃化を効果的に行えると共に、コストダウンを図ることができる押出発泡成形体の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記目的を達成するための請求項1の発明は、低密度ポリエチレン、二水石膏粉末、木粉、及び熱可塑性エラストマーを含有するペレットをマスターバッチとして作製した後、次にこのペレットと熱可塑性樹脂と発泡剤とを混練して押出発泡成形するものである。
【0007】
請求項2の発明における前記ペレットは、前記低密度ポリエチレンと前記二水石膏粉末と前記木粉、及び前記熱可塑性エラストマーとを150℃以下で混練して押出機により押し出した後でホットカット及び空冷したものである。
【0008】
請求項3の発明における前記低密度ポリエチレン、前記二水石膏粉末、前記木粉、熱可塑性エラストマー及び前記熱可塑性樹脂のうちの少なくともいずれかは廃材としたものである。
【発明の効果】
【0009】
請求項1の発明によれば、溶融温度が比較的低い低密度ポリエチレン、二水石膏粉末、木粉、及び熱可塑性エラストマーを含有するペレットをあらかじめ調製しておくので、これら低密度ポリエチレンと二水石膏粉末と木粉、及び熱可塑性エラストマーとを150℃以下の比較的低い温度で混練でき、そのため二水石膏から半水石膏への1次脱水や半水石膏から無水石膏への2次脱水が起こりにくい。また、二水石膏粉末、木粉、及び熱可塑性エラストマーをあらかじめ低密度ポリエチレンに分散させておくことができるので、二水石膏粉末、木粉及び熱可塑性エラストマーを熱可塑性樹脂等に直接添加して混練する場合に比べ、熱可塑性樹脂等との混練時間をより短くして二水石膏粉末に対する熱の影響を少なくすることができる。従って、石膏による難燃化を効果的に行うことができる。また、従来のように難燃剤を別途添加する必要がないので、その分、コストダウンを図ることができる。
又、熱可塑性エラストマーを添加することによって、低温時の耐衝撃性を改善しつつ、常温もしくは夏場の30℃付近の曲げヤング率を硬質の熱可塑性樹脂を後添加して高配合率で用いることで維持する製品が可能となる。更に、石膏は前記の火災時の難燃化剤の機能に加えて、充填剤の役割を果たす利点がある。更に又、前記木粉は製品化した場合にクギ打ちしても割れ難くなることと軽量化の効果を有する。
【0010】
請求項2の発明によれば、ペレットが、低密度ポリエチレンと二水石膏粉末と木粉、及び熱可塑性エラストマーとを150℃以下で混練して押出機により押し出した後でホットカット及び空冷したものであるので、石膏による難燃化をより効果的に行えると共に、仮に半水石膏もしくは無水石膏が生じた場合であっても、ストランドカットや水冷等を行う場合のようにその半水石膏もしくは無水石膏が冷却水と反応して固まるということもない。
【0011】
請求項3の発明によれば、低密度ポリエチレン、二水石膏粉末、木粉、熱可塑性エラストマー、熱可塑性樹脂のうちの少なくともいずれかが廃材であるので、その廃材を有効にリサイクルすることができると共に、押出発泡成形体の製造コストを更に低減化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0012】
以下、本発明の実施形態を図1に基づいて説明する。
本実施形態に係る押出発泡成形体1の製造方法は、図1に示すように、低密度ポリエチレン(low density polyethylene、LDPE)2、二水石膏粉末3、木粉4、及び熱可塑性エラストマー5を含有するペレット6と、熱可塑性樹脂7と、発泡剤8とを混練して押出発泡成形するものである。
【0013】
低密度ポリエチレン2は、密度が0.910〜0.925のポリエチレンである。この低密度ポリエチレン2の形態としては、ペレット、破砕物、粉砕物等が挙げられる。
【0014】
二水石膏粉末3は、押出発泡成形体1において難燃材として機能すると共に、充填材として押出発泡成形体1の寸法安定性を高めかつその軟化温度を上げる働きをする。
【0015】
木粉4は、ノコギリ等による切断の際に押出発泡成形体1を切断し易くすると共に、釘やビス等の止着部材の引抜抵抗性を高める働きをし、また軽量化にも寄与する。そのため、押出発泡成形体1は、木材の代替品として使用することができる。このような押出発泡成形体1の用途としては、瓦桟や広小舞等の屋根用下地部材、浴室出入枠や内壁枠等の内装仕上げ部材等が挙げられる。なお、ここでいう木粉とは、木材の粉末をいう。
【0016】
二水石膏粉末3及び木粉4の粒径は特に限定されるものではないが、30メッシュのふるいを通過する程度のもの、より好ましくは100メッシュ前後の平均粒径0.1〜0.3mmのものが適当で
ある。
【0017】
熱可塑性エラストマー5(TPE)としては、オレフィン系エラストマー、スチレン系エラストマーなどがある。このスチレン系エラストマーとしては、ポリスチレン−ポリ(エチレン/プロピレン)ブロック(SEP)、ポリスチレン−ポリ(エチレン/プロピレン)ブロック−ポリスチレン(SEPS)、ポリスチレン−ポリ(エチレン/ブチレン)ブロック−ポリスチレン(SEBS)、ポリスチレン−ポリ(エチレン−エチレン/プロピレン)ブロック−ポリスチレン(SEEPS)などが挙げられるが、これらは水素添加して二重結合を飽和したものが混合性が増すので好ましく、使用に際しては、要求物性に応じて適宜選択して混合する。又、前記熱可塑性エラストマー(TPE)は、分子量がポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)に較べて比較的大きいため、後で添加するより、低密度ポリエチレン、二水石膏粉末、木粉と混合してペレット化する方が相溶かしやすいので、同時に混合するようにしている。
【0018】
前記熱可塑性樹脂7としては、ポリプロピレン(PP)、高密度ポリエチレン(HDPE)等のポリオレフィン、ポリスチレン(PS)、ABS樹脂(アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂)、塩化ビニル樹脂などのプラスチックライクな硬質系樹脂等が挙げられる。この熱可塑性樹脂7の形態としては、ペレット、破砕物、粉砕物等が挙げられる。このような熱可塑性樹脂7は、2種以上を添加してもよい。
【0019】
発泡剤としては、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一般原料が挙げられるが、特に指定されるものではない。
【0020】
上記の各原料の押出発泡成形体1における配合割合は特に限定されるものではないが、
次のような配合割合が適当である。
低密度ポリエチレン 10 〜35 部(重量%)
二水石膏粉末 5 〜20 部(重量%)
木粉 10 〜35 部(重量%)
熱可塑性エラストマー 5 〜20 部(重量%)
熱可塑性樹脂 30 〜50 部(重量%)
発泡剤 0.1〜 0.5 部(重量%)
【0021】
得られる押出発泡成形体1の比重も特に限定されるものではないが、発泡倍率を適宜に
調整して0.4〜1.0g/cm3、より好ましくは0.4〜0.7g/cm3となるようにするのが適当である。
【0022】
次に、押出発泡成形体1の製造方法を図1に示すフローチャートに基づいて説明する。
この製造方法においては、まず、低密度ポリエチレン2と二水石膏粉末3と木粉4及び熱可塑性エラストマー5とを混練し(ステップS1)、その混練物を適宜の押出機(ペレタイザ)により出口温度150℃以下で押し出し(ステップS2)、その押出物をホットカット及び空冷(ステップS3)してペレット6を調製しておく。
【0023】
次いで、得られたペレット6と熱可塑性樹脂7と発泡剤8とを混練し(ステップS4)、その混練物を混合物の入口温度が約150℃で出口温度が約190℃に調節した適宜の押出発泡成形機により押出発泡成形(ステップS5)すれば、比重が0.5〜0.75の押出発泡成形体1を得ることができる。
【0024】
このように、溶融温度が比較的低い低密度ポリエチレン2、二水石膏粉末3、木粉4、及び熱可塑性エラストマー5を含有するペレット6をあらかじめ調整しておけば、これら低密度ポリエチレン2と二水石膏粉末3と木粉4と熱可塑性エラストマー5とを150℃以下の比較的低い温度で混練できるので、二水石膏から半水石膏への1次脱水や半水石膏から無水石膏への2次脱水が起こりにくい。また、二水石膏粉末3、木粉4及び熱可塑性エラストマー5をあらかじめ低密度ポリエチレン2に分散させておくことができるので、二水石膏粉末3、木粉4、及び熱可塑性エラストマー5を熱可塑性樹脂7等に直接添加して混練する場合に比べ、熱可塑性樹脂7等との混練時間をより短くして二水石膏粉末3に対する熱の影響を少なくすることができる。また低密度ポリエチレンより分子量の大きい熱可塑性エラストマーを事前混練する(マスターバッジ作成)事により相溶性が増し、曲げ破断強度が増大する。以上のことから、上記のような製造方法によれば、石膏による難燃化を効果的に行えるという利点がある。また、従来のように難燃剤を別途添加する必要がないので、その分、コストダウンを図ることができるという利点がある。
【0025】
ここで、本実施形態のように、ペレット5が、低密度ポリエチレン2と二水石膏粉末3と木粉4と熱可塑性エラストマー5とを150℃以下で混練して押出機により押し出した後でホットカット及び空冷したものであれば、石膏による難燃化をより効果的に行えると共に、仮に半水石膏もしくは無水石膏が生じた場合であっても、ストランドカットや水冷等を行う場合のようにその半水石膏もしくは無水石膏が冷却水と反応して固まるということもない利点がある。
【0026】
また、低密度ポリエチレン2、二水石膏粉末3、木粉4、熱可塑性エラストマー5、熱可塑性樹脂7のうちの少なくともいずれかが廃材であれば、その廃材を有効にリサイクルできると共に、押出発泡成形体1の製造コストを更に低減化できるという利点がある。低密度ポリエチレン2からなる廃材としては、建築現場等で使用された養生シート、各種の包装、梱包シート材等の破砕物や粉砕物もしくはリベレ品等が挙げられる。二水石膏粉末3からなる廃材としては、石膏ボードの粉砕物等が挙げられる。木粉4からなる廃材としては、オガ屑、プレーナー屑等が挙げられる。熱可塑性エラストマー5からなる廃材としては二重サッシ用のグレージングチャンネル及び外壁パネル接合用のガスケット(目地パッキン)等が挙げられる。熱可塑性樹脂7からなる廃材としては、各種のプラスチックケース、結束バンド等の破砕物や粉砕物等が挙げられる。
【0027】
なお、ペレット6の調製や押出発泡成形体1の製造の際には、適宜の粘性付与剤(増粘剤)、充填材(タンカル)、顔料、滑剤、ポリプロピレンもしくはポリエチレンのオリゴマ−又はステアリン酸亜鉛の如く金属石鹸、熱安定剤、光安定剤等を添加してもよい。
【産業上の利用可能性】
【0028】
以上のように、本発明に係る押出発泡成形体の製造方法は、難燃性を有するプラスチック建材等の製造に際し、石膏による難燃化を効果的に行うと共に、コストダウンを図るのに適している。
【図面の簡単な説明】
【0029】
【図1】実施形態に係る押出発泡成形体の製造方法を示すフローチャート。
【符号の説明】
【0030】
1 押出発泡成形体
2 低密度ポリエチレン
3 二水石膏粉末
4 木粉
5 熱可塑性エラストマー
6 ペレット
7 熱可塑性樹脂
8 発泡剤

【特許請求の範囲】
【請求項1】
低密度ポリエチレン、二水石膏粉末、木粉、及び熱可塑性エラストマーを含有するペレットと、熱可塑性樹脂と、発泡剤とを混練して押出発泡成形することを特徴とする押出発泡成形体の製造方法。
【請求項2】
前記ペレットは、前記低密度ポリエチレンと前記二水石膏粉末と前記木粉、及び熱可塑性エラストマーとを150℃以下で混練して押出機により押し出した後でホットカット及び空冷したものであることを特徴とする請求項1記載の押出発泡成形体の製造方法。
【請求項3】
前記低密度ポリエチレン、前記二水石膏粉末、前記木粉、前記熱可塑性エラストマー、及び前記熱可塑性樹脂のうちの少なくともいずれかは廃材であることを特徴とする請求項1又は2記載の押出発泡成形体の製造方法。

【図1】
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【公開番号】特開2008−6630(P2008−6630A)
【公開日】平成20年1月17日(2008.1.17)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−177741(P2006−177741)
【出願日】平成18年6月28日(2006.6.28)
【出願人】(000198787)積水ハウス株式会社 (748)
【Fターム(参考)】