発泡成形体およびその製造方法
【課題】 本発明は、人体や環境への負荷が小さく、軽量で、剛性が高く、端部を固定した形で敷き詰めても、突き上げの発生しない、発泡成形体を成形するにあたり、環境負荷を低減させるために植物由来の原料より合成される脂肪族ポリエステルをしても、これに起因する発泡成形のし難さや、加水分解による物性の低下、加水分解防止のための工程の複雑化やコスト上昇を抑えることを目的としている。
【解決手段】 少なくともポリ乳酸を含む脂肪族ポリエステル、ポリオレフィンおよびフィラーを含むことを特徴とする発泡樹脂組成物を提供する。また、前記ポリオレフィンが酸変性ポリオレフィン樹脂であり、もしくは、前記ポリオレフィンが少なくとも酸変性ポリオレフィン樹脂を含む樹脂であり、該酸変性ポリオレフィン樹脂は不飽和ジカルボン酸および／または該不飽和ジカルボン酸の酸無水物で変性されたものであることを特徴とする発泡樹脂組成物を提供する。
【解決手段】 少なくともポリ乳酸を含む脂肪族ポリエステル、ポリオレフィンおよびフィラーを含むことを特徴とする発泡樹脂組成物を提供する。また、前記ポリオレフィンが酸変性ポリオレフィン樹脂であり、もしくは、前記ポリオレフィンが少なくとも酸変性ポリオレフィン樹脂を含む樹脂であり、該酸変性ポリオレフィン樹脂は不飽和ジカルボン酸および／または該不飽和ジカルボン酸の酸無水物で変性されたものであることを特徴とする発泡樹脂組成物を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は寸法安定性に優れ、剛性が高く、且つ環境に優しい樹脂発泡体に関する技術である。樹脂発泡体はおもに床材、壁材、天井材等の建築内装材、建具、家具、家電品の表面材等に用いられる化粧材の基材として用いられる。そのほかにもウッドデッキ材やベンチなどの構造用途で使用されることもある。
【背景技術】
【０００２】
従来、各種用途の化粧材としては、合板やファイバーボード等の木質基材に、天然突き板や、紙または合成樹脂シートに印刷にて意匠を施した化粧紙または化粧シートなどを貼り合わせたものが多く使われている。しかし、これらの化粧材は、木質基材の吸放湿に由来する反りや、虫食い、腐食などといった物性上の問題があるほか、リサイクルが困難であるために、それらの端材や廃材のほとんどが、埋め立てや焼却によって処分されている。加えて原料の熱硬化性樹脂由来のホルマリンによるいわゆるシックハウス症候群や、埋め立て後に溶出される環境ホルモン物質が問題になっている。
【０００３】
また、木質以外の基材としては、従来、ポリ塩化ビニル樹脂を異形成形や造作部材や発泡シート成形したクッションフロア基材などの合成樹脂製基材が使われている。しかしながら、ポリ塩化ビニルは例えば火災などの際に有毒な塩酸ガスの発生が避けられなかったり、添加剤の環境ホルモン物質が問題になったことや、生産時、または廃棄時に発生するダイオキシン類や塩酸ガスによって環境を汚染したり、金型や焼却設備などの腐食等を引き起こしたりする問題があり、徐々にポリオレフィン系材料などに置き換わってきている。
ポリオレフィン系材料による基材についてはポリ塩化ビニルに見られるような、人体、環境、設備に対する負荷が大幅に減る一方、熱膨張率が大きく、基材として端部を固定して貼っていった場合に、熱膨張により基材が浮き上がるいわゆる突き上げの問題や、石油由来の合成高分子材料であるため、焼却することで大気中のニ酸化炭素増加を引き起こし、地球温暖化の一因になるといった問題がある。
【０００４】
さらにフィラーを充填することで熱膨張率を低下させる試みも行われ、実用化されている。しかし樹脂の熱膨張率は低下するものの前述の突き上げの問題を解決するには至らず、基材の形状や接合部にあそびを設けるなどして基材の伸縮を吸収する必要があった。また、フィラー分が多すぎると樹脂由来の強度が失われ、耐衝撃性の著しい低下や、比重の増加による使い勝手の悪さなどが問題になっている。
また、実際にフィラーの充填による熱膨張率の低下によって突き上げを防止するためには使用条件によっても異なるが、コンクリートや石膏ボードに施工した場合、一般的に用いられる板としての曲げ弾性率１５００ＭＰａ以上程度の基材においては、１×１０−５／℃以下といった非常に小さな熱膨張率におさえる必要があり、非常に困難であるため、実際には基材の形状や配置などの工夫で突き上げをおさえる必要があった。
特に繊維状フィラーは押出成形時に流れ方向に向かって配向しやすいため、流れ方向の熱膨張率は良くなるものの流れと垂直方向の熱膨張率の低下は比較的少なく、突き上げを抑制することが困難であった。
【０００５】
一方で、地球温暖化の問題に際して植物由来の資源を使うことで、炭酸ガスの排出を抑える取り組みが進んでいる。これは地中にある化石資源を燃焼すると、化石資源に含まれる炭素はニ酸化炭素となって大気中に放出されるが、植物由来の資源であれば植物が大気中から取り込んだニ酸化炭素を再び大気中に返すことになるので、地球温暖化に対して影響が少ないという考察に基づき推進されている。
従来の木質基材はこの点で優れており、土壌汚染や、人体への問題はあるものの、地球温暖化への影響はポリオレフィン系材料の基材を下回る。こうした中で、樹脂の原料の植物由来化が求められており、植物由来の原料からポリ乳酸をはじめとする種々の脂肪族ポリエステルが合成されている。
ポリ乳酸樹脂はＬ−乳酸またはＤ−乳酸のいずれかのホモポリマー、Ｌ−乳酸とＤ−乳酸のランダムコポリマー、Ｌ−乳酸とＤ−乳酸のブロックコポリマー、あるいはそれら２種以上の混合物である。乳酸の鏡像異性体比率はポリ乳酸樹脂の結晶化能力に大きな影響を及ぼす。従って目的の成形物の耐熱性や衝撃性などの要求品質と照らし合わせて適宜調整しながら使用されている。
また、ポリ乳酸以外の脂肪族ポリエステルについても現在多くの樹脂は石油由来の原料から合成されているものの、これらを植物由来の資源から合成する試みが続けられており、植物由来の資源を使うという観点からも開発が進められている。
脂肪族ポリエステルは、脂肪族ヒドロキシカルボン酸、脂肪族二価アルコール、脂肪族二塩基酸を種々組み合わせて製造できる脂肪族ポリエステルであり、ポリ乳酸の他に、ポリグリコール酸、ポリエチレンオキサレート、ポリブチレンオキサレート、ポリカプロラクトン、ポリネオペンチルグリコールオキサレート、ポリエチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネート、ポリヒドロキシ酪酸等が挙げられる。
【０００６】
脂肪族ポリエステルは従来発泡成形に用いられていたポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリオレフィンといった樹脂と比較して、溶融粘度が低く、押出発泡成形する際に破泡を起こして十分な発泡倍率が得られなかったり、成形条件に厳しい制約を受けたりするなど様々な欠点を有していた。従って実用に供するためには溶融張力の向上および伸長粘度測定時の歪み硬化性の発現や結晶化速度の向上が必要であった。
一般に歪み硬化性を発現させるには高重合度ポリマーを添加する方法や長鎖分岐を有するポリマーを用いることが有効と考えられている。高重合度ポリマーの製造では重合に長時間を有し、熱履歴による着色や分解などが発生しやすい。また一方で分岐を持つポリ乳酸を製造する方法としては重合時に多官能性開始剤を添加する方法や、後工程にて過酸化物や反応性化合物などとの溶融混練により架橋を生じさせる方法はなどが知られている。しかしながら実際には均質な分岐や架橋構造を制御することは困難で、結果としてゲルによる滞留部を生じたり、品質ムラを生じるなど高品質な発泡体を安定して成形するには至っていない。
【０００７】
また脂肪族ポリエステルは、加工時に水分が存在すると加水分解による分子量低下が発生するため、吸湿性のフィラーを複合化すると物性低下は避けられないという問題がある。
加水分解を抑制するためにはカルボキシル基末端封鎖剤による処理が行われている。カルボキシル基反応性末端封鎖剤には、カルボジイミド、グリシジルエステル、グリシジルエーテル、イソシアネート、オキサゾリン化合物等のカルボキシル末端基を封鎖することのできる化合物が用いられるが、吸湿性フィラーは工業的には粉体爆発の危険があるため、安定して低含水率に調整することが難しく、安定的に加水分解を防止することは困難であるという問題があった。
【特許文献１】特開２００３−１８４２９０号公報
【特許文献２】特表２００４−５３８１７８号公報
【特許文献３】特開２００４−２９２４９９号公報
【特許文献４】特開２００４−６７８９４号公報
【特許文献５】特開２００４−３５２７５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、人体や環境への負荷が小さく、軽量で、剛性が高く、端部を固定した形で敷き詰めても、突き上げの発生しない、発泡成形体を成形するにあたり、環境負荷を低減させるために植物由来の原料より合成される脂肪族ポリエステルをしても、これに起因する発泡成形のし難さや、加水分解による物性の低下、加水分解防止のための工程の複雑化やコスト上昇を抑えることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の発明は、少なくともポリ乳酸を含む脂肪族ポリエステル、ポリオレフィンおよびフィラーを含むことを特徴とする発泡樹脂組成物である。脂肪族ポリエステルが植物由来の原料より合成されるポリ乳酸を少なくとも含むことにより、発泡樹脂のバイオマス化を図ることができ、環境負荷を低減させることが可能となる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、前記ポリオレフィンが酸変性ポリオレフィン樹脂であり、もしくは、前記ポリオレフィンが少なくとも酸変性ポリオレフィン樹脂を含む樹脂であり、該酸変性ポリオレフィン樹脂は不飽和ジカルボン酸および／または該不飽和ジカルボン酸の酸無水物で変性されたものであることを特徴とする請求項１に記載の発泡樹脂組成物である。ポリオレフィンが少なくとも酸変性ポリオレフィン樹脂を含むことにより、ポリオレフィンと脂肪族ポリエステルおよびフィラーとの相溶性がより向上する。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、少なくとも、前記発泡樹脂組成物を含むことを特徴とする発泡成形体である。脂肪族ポリエステルが植物由来の原料より合成されるポリ乳酸を少なくとも含む発泡樹脂組成物を含むことにより、バイオマス化を図り、環境負荷を低減させることが可能な発泡成形体を提供することができる。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、前記発泡成形体において、曲げ弾性率が１５００ＭＰａ以上４０００ＭＰａ以下であり、かつ、発泡倍率が１．３倍以上４．０倍以下、熱膨張率が５×１０−５／℃以下であることを特徴とする請求項３に記載の発泡成形体である。曲げ弾性率が１５００ＭＰａ以上と十分な剛性を有していながら、熱膨張により基材が浮き上がるいわゆる突き上げの生じる恐れのない発泡成形体を提供することが可能となる。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、少なくともポリオレフィンとフィラーとを混合しコンパウンドを得る工程、該コンパウンドに少なくともポリ乳酸を含む脂肪族ポリエステルを加え発泡樹脂組成物を得る工程、該発泡樹脂組成物の押出発泡成形工程を含むことを特徴とする発泡成形体の製造方法である。この製造方法により、ポリオレフィンは未乾燥状態のフィラーと混合しても加水分解せず、効率的に高濃度のコンパウンドを作ることが可能となる。また、脂肪族ポリエステル樹脂に耐加水分解の処方を施す必要がなく、より簡便な製造方法を提供することが可能となる。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、前記押出発泡成形工程がセルカ法であることを特徴とする請求項５に記載の発泡成形体の製造方法である。セルカ法を用いることにより、独立気泡率、表面平滑性および表面硬度などを向上させた発泡成形体を得ることが可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に記載の発明は、少なくともポリ乳酸を含む脂肪族ポリエステル、ポリオレフィンおよびフィラーを含むことを特徴とする発泡樹脂組成物である。脂肪族ポリエステルが植物由来の原料より合成されるポリ乳酸を少なくとも含むことにより、発泡樹脂のバイオマス化を図ることができ、環境負荷を低減させることが可能となる。
【００１６】
請求項２に記載の発明は、前記ポリオレフィンが酸変性ポリオレフィン樹脂であり、もしくは、前記ポリオレフィンが少なくとも酸変性ポリオレフィン樹脂を含む樹脂であり、該酸変性ポリオレフィン樹脂は不飽和ジカルボン酸および／または該不飽和ジカルボン酸の酸無水物で変性されたものであることを特徴とする請求項１に記載の発泡樹脂組成物である。ポリオレフィンが少なくとも酸変性ポリオレフィン樹脂を含むことにより、ポリオレフィンと脂肪族ポリエステルおよびフィラーとの相溶性がより向上する。
【００１７】
請求項３に記載の発明は、少なくとも、前記発泡樹脂組成物を含むことを特徴とする発泡成形体である。脂肪族ポリエステルが植物由来の原料より合成されるポリ乳酸を少なくとも含む発泡樹脂組成物を含むことにより、バイオマス化を図り、環境負荷を低減させることが可能な発泡成形体を提供することができる。
【００１８】
請求項４に記載の発明は、前記発泡成形体において、曲げ弾性率が１５００ＭＰａ以上４０００ＭＰａ以下であり、かつ、発泡倍率が１．３倍以上４．０倍以下、熱膨張率が５×１０−５／℃以下であることを特徴とする請求項３に記載の発泡成形体である。曲げ弾性率が１５００ＭＰａ以上と十分な剛性を有していながら、熱膨張により基材が浮き上がるいわゆる突き上げの生じる恐れのない発泡成形体を提供することが可能となる。
【００１９】
請求項５に記載の発明は、少なくともポリオレフィンとフィラーとを混合しコンパウンドを得る工程、該コンパウンドに少なくともポリ乳酸を含む脂肪族ポリエステルを加え発泡樹脂組成物を得る工程、該発泡樹脂組成物の押出発泡成形工程を含むことを特徴とする発泡成形体の製造方法である。この製造方法により、ポリオレフィンは未乾燥状態のフィラーと混合しても加水分解せず、効率的に高濃度のコンパウンドを作ることが可能となる。また、脂肪族ポリエステル樹脂に耐加水分解の処方を施す必要がなく、より簡便な製造方法を提供することが可能となる。
【００２０】
請求項６に記載の発明は、前記押出発泡成形工程がセルカ法であることを特徴とする請求項５に記載の発泡成形体の製造方法である。セルカ法を用いることにより、独立気泡率、表面平滑性および表面硬度などを向上させた発泡成形体を得ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に本発明を詳細に説明する。
【００２２】
はじめに、本発明の樹脂組成物について説明する。
本発明の樹脂組成物は、少なくともポリ乳酸を含む脂肪族ポリエステル、ポリオレフィンおよびフィラーを含むことを特徴とする。
【００２３】
本発明における脂肪族ポリエステルは主に樹脂のバイオマス化によって環境負荷を低減させる目的で使用される。現在、主として植物由来の原料より合成される脂肪族ポリエステルとしてはポリ乳酸が広く開発されている。
ポリ乳酸はＬ−乳酸またはＤ−乳酸のいずれかのホモポリマー、Ｌ−乳酸とＤ−乳酸のランダムコポリマー、Ｌ−乳酸とＤ−乳酸のブロックコポリマー、あるいはそれら２種以上の混合物であり、乳酸の鏡像異性体比率及びそれら異性体が共重合する方法(ランダム、ブロック、グラフトなど)により結晶性をコントロールすることが可能で、本発明においても適宜選定できる。具体的にはポリ乳酸の結晶性は他の樹脂と同様に、乳酸の鏡像異性体の一つのみが樹脂中に重合された形態で存在する場合に最大になる。従ってＬ−乳酸またはＤ−乳酸のホモポリマーが最も結晶性が高く、剛性や耐熱性を要求される用途には適している。また、ホモポリマーの耐衝撃性が問題になる場合や、ある程度の柔軟性を要求される場合は、必要に応じて、ブロックコポリマー、ランダムコポリマーまたはこれらの混合物などを適宜選定することができる。
【００２４】
また、ポリ乳酸を他の様々な脂肪族ポリエステルと共重合させてもよく、または混合させてもかまわない。
脂肪族ポリエステルは、乳酸（Ｌ−乳酸、Ｄ−乳酸、ＤＬ−乳酸）の他、グリコール酸、３−ヒドロキシ酪酸、４−ヒドロキシ酪酸、３−ヒドロキシ吉草酸、４−ヒドロキシ吉草酸、６−ヒドロキシカプロン酸等の脂肪族ヒドロキシカルボン酸、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，９−ノナンジオール、ネオペンチルグリコール、ポリテトラメチレングリコール、１，４−シクロヘキサンジメタノール等の脂肪族二価アルコール、コハク酸、シュウ酸、マロン酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカン酸、ドデカン二酸、フェニルコハク酸、１，４−フェニレンジ酢酸等の脂肪族二塩基酸を少なくとも１種または２種以上組み合わせてポリ乳酸系樹脂を共重合することができる。
また、ポリグリコール酸、ポリエチレンオキサレート、ポリブチレンオキサレート、ポリカプロラクトン、ポリネオペンチルグリコールオキサレート、ポリエチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネート、ポリヒドロキシ酪酸等から選ばれる１種または２種以上をポリ乳酸樹脂、またはポリ乳酸系共重合体と適宜混合してもかまわない。さらに、これらの脂肪族ポリエステルは、ジイソシアネート等の結合剤によってポリマー鎖が延長されたものであってもよく、また、少量のグリセリンのような脂肪族多価アルコール、ブタンテトラカルボン酸のような脂肪族多塩基酸、多価アルコール類を共存させて、共重合させたものでもよい。
さらには脂肪族ヒドロキシカルボン酸、脂肪族二価アルコール、脂肪族二塩基酸の中には原料を植物由来のものに変えていくための研究開発が進んでいるものもあるため、これらを積極的に使っていくことがより望ましい。
【００２５】
また、発泡適性を改善するために、有機過酸化物や電子線等により架橋された脂肪族ポリエステル架橋物を使用してもかまわない。有機過酸化物の具体例としては、ターシャリーブチルクミルパーオキサイド等のジアルキルパーオキサイドや、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド等のハイドロパーオキサイドや、ジターシャリーブチルジパーオキシイソフタレート等のパーオキシエステルや、ｎ−ブチル−４，４−ビス（ターシャリーブチルパーオキシ）バレレート等のパーオキシケタール等が挙げられる。
脂肪族ポリエステル架橋物は有機過酸化物に併せて不飽和結合を有する化合物を架橋助剤として使用したものであってもかまわない。架橋助剤の具体例としては、アクリル酸、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、ジビニル化合物、アクリレート系又はメタクリレート系化合物、シアヌール酸又はイソシアヌール酸のアリルエステル、カルボン酸のアリルエステル、マレイミド系化合物等が挙げられる。
【００２６】
本発明に用いられるポリオレフィン系樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリイソプレン、エチレン-プロピレン共重合体、エチレン-αオレフィン共重合体、プロピレン-αオレフィン共重合体、これらのポリオレフィンが不飽和ジカルボン酸および／またはその酸無水物で変性された酸変性ポリオレフィン樹脂であるか、もしくは不飽和ジカルボン酸および／またはその酸無水物で変性された酸変性ポリオレフィン樹脂を含む樹脂などから適宜選択が可能であり、単一でも複数種の混合でもかまわない。
中でもポリオレフィンが不飽和ジカルボン酸および／またはその酸無水物で変性された酸変性ポリオレフィン樹脂、もしくは不飽和ジカルボン酸および／またはその酸無水物で変性された酸変性ポリオレフィン樹脂を含む樹脂であることが望ましく、そうでない場合は、脂肪族ポリエステル樹脂やフィラーとの相溶性が悪く、かえって物性を悪化させてしまうことが多いため公知の相溶化剤の使用が望ましい。
【００２７】
酸変性ポリオレフィン樹脂は、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等のポリオレフィン樹脂を熱減成して得られる数平均分子量５００〜５００００程度のオレフィン樹脂で、その炭素数１０００当り二重結合を０．１個以上含むポリオレフィン樹脂に、不飽和カルボン酸および／ またはその無水物を付加反応することによって得られる。またこのとき用いる不飽和カルボン酸としては、アクリル酸、フマル酸およびマレイン酸等を挙げることができる。不飽和カルボン酸無水物としては、無水マレイン酸、無水イタコン酸および無水ナジック酸等を挙げることができる。
また、ここで用いる酸変性ポリオレフィン樹脂は、酸価：１〜５０、軟化点：５０〜１６０℃、数平均分子量：５００〜５００００であることが好ましい。
【００２８】
本発明におけるポリオレフィンはまず、最初にフィラーコンパウンドのバインダーとして使用される。ポリオレフィンは加水分解しないため、未乾燥のフィラーとコンパウンドしても分解せず、効率的に高濃度のフィラーコンパウンドを作ることができる。また、ポリオレフィンによるフィラーコンパウンドは吸湿性を持つ場合も除湿乾燥機等で安全に乾燥することができる。従って、カルボキシル基反応性末端封鎖剤による耐加水分解処方を行っていない脂肪族ポリエステル樹脂とも複合化することが容易である。
【００２９】
物性はオレフィン樹脂の選定と、脂肪族ポリエステル樹脂の選定および分散状態と相溶性によって大きく左右される。
物性改善の為の代表的な配合例としては、耐熱性を持たせるために、脂肪族ポリエステルはホモポリ乳酸を使用して、ポリオレフィンは耐衝撃性を高め、端部を固定された形で敷き詰めた際の耐突き上げ性を付与するために結晶性の低い樹脂を選定するといった配合があげられる。特に木質フィラーなど繊維状のフィラーを用いた際は押出成形時に流れ方向に向かって配向するため、流れ方向の熱膨張率は比較的良好に低下するものの、流れと垂直方向の熱膨張率は流れ方向に対してあまり下がらず、結果として、端部を固定された形で敷き詰めた際に流れと垂直方向に突き上げが発生することが多いが、ホモポリ乳酸などの脂肪族ポリエステルと、結晶性の低いポリオレフィンを結晶性の低いポリオレフィンを海島構造の島にして分散させて、溶融粘度を適宜調整すると、結晶性の低いポリオレフィンが、流れ方向に細長く配向する結果、流れ方向と垂直方向の、端部を固定された形で敷き詰めた際に流れと垂直方向の突き上げが著しく改善するなどの効果を得られる。
【００３０】
ここで結晶性の低いポリオレフィンは曲げ弾性率が７００ＭＰａ以下であれば突き上げ防止の効果が認められるが、好ましくは３００ＭＰａ以下であることが望ましい。樹脂種としてもポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリイソプレン、エチレン-プロピレン共重合体、エチレン-αオレフィン共重合体、プロピレン-αオレフィン共重合体、これらのポリオレフィンが不飽和ジカルボン酸および／またはその酸無水物で変性された酸変性ポリオレフィン樹脂であるか、もしくは不飽和ジカルボン酸および／またはその酸無水物で変性された酸変性ポリオレフィン樹脂を含む樹脂など任意の樹脂が選定できる。
【００３１】
発泡成形性は、ポリオレフィンが海となる海島構造を形成することによって、著しく改善することが可能である。一般にポリマーアロイにおける海島構造は、海及び島になる樹脂の、配合比、溶融粘度比、界面張力などにより決定されるが、ポリオレフィンの溶融粘度を、脂肪族ポリエステルに対して低く設計したり、ポリオレフィンの配合比を多くとることでポリオレフィンが海となる海島構造を形成することができる。この際ポリオレフィンに長鎖分岐を有する低密度ポリエチレンなど発泡適性の良いポリオレフィンを選定することによって著しく発泡適性を改善することができる。
【００３２】
本発明に用いられるフィラーとしては公知の無機フィラー、および有機フィラーから適宜選択が可能である。
無機フィラーの具体例としては、タルク、非膨潤性雲母、膨潤性雲母、イオン交換を行った膨潤化雲母、炭酸カルシウム、ベントナイト、有機変性モンモリロナイト、水酸化マグネシウム、ワラストナイト、シリカ、アルミナ、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、ケイ酸カルシウム、アルミン酸ナトリウム、アルミン酸カルシウム、アルミノ珪酸ナトリウム、珪酸マグネシウム、ガラスバルーン、カーボンブラック、酸化亜鉛、三酸化アンチモン、ゼオライト、ハイドロタルサイト、チタン酸カリウム、窒化ホウ素、グラファイト、 ガラス繊維、炭素繊維等が挙げられる。
有機フィラーの具体例としては、綿繊維、麻繊維、ケナフ繊維、ヘンプ繊維、ジュート繊維、バナナ繊維、ココナッツ繊維、セルロース繊維、紙粉、木粉、竹粉、セルロース粉末、籾殻粉末、果実殻粉末、タンパク質、澱粉などが挙げられる。
【００３３】
これらのフィラーは樹脂との密着を改善するためにエチレン／ 酢酸ビニル共重合体などの熱可塑性樹脂や、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂で被覆処理されていてもよく、アミノシランやエポキシシランなどのカップリング剤などで公知の方法で処理されていても良い。また用途、目的に応じて単一で使用しても複数種を混合してもかまわない。
【００３４】
本発明におけるフィラーの選定としては、熱膨張率低減効果が高く、造核効果もある、タルク、雲母、有機変性モンモリロナイト等板状、鱗片状フィラー、比較的低比重で且つ、発泡成形体の切削性、釘打ち性等に効果の大きい、ケナフ繊維、木粉等の繊維状有機フィラー等より選定されることがより好ましい。
また、本発明においてフィラーをポリオレフィンが不飽和ジカルボン酸および／またはその酸無水物で変性された酸変性ポリオレフィン樹脂、もしくは不飽和ジカルボン酸および／またはその酸無水物で変性された酸変性ポリオレフィン樹脂を含む樹脂にてコンパウンドする際には、有機変性モンモリロナイト等の膨潤性層状珪酸塩を使用すると、比較的良好に層剥離が進行し、いわゆるナノコンポジットの分散となり、少量で大きな物性改善効果を得ることができる。
フィラーの配合比としては、発泡成形体の用途やフィラーの種類によるが、発泡成形体全体量を１００として１０重量％以上７０重量％以下が好ましく、２０重量％以上５０重量％以下がより好ましい。
【００３５】
また、発泡剤についても公知の材料で且つ分解時に水の発生のないものがいずれも利用できる。
一般的には熱分解や化学反応によってガスを発生する化学発泡と、低沸点の液体に熱をかけて気化させる物理発泡に分類できる。化学発泡剤としては有機発泡剤としてはアゾ系、ニトロソ系、ヒドラジド系等が任意の組み合わせで使用できる。また、特に３倍を超える高発泡倍率での発泡には主に物理発泡が用いられ、発泡剤としては炭酸ガスや脂肪族炭化水素が主に用いられる。また、物理発泡に際しても発泡体のセル形状を整えるため化学発泡剤を併用することが多い。
一般的に使われる重炭酸ナトリウムなどの無機発泡剤は分解時に水を出すことで、脂肪族ポリエステルの加水分解を促進するために本発明の発泡剤としては適さない。ただし、物理発泡の際にセルの形状を整えるために、加水分解に影響しない程度に添加することはかまわない。
【００３６】
また、必要に応じて熱安定剤、酸中和剤、紫外線吸収剤、光安定剤、気泡調整剤、カルボキシル基末端封鎖剤、顔料、染料などの着色剤、帯電防止剤、滑剤、造核剤、難燃剤、ブロッキング防止剤、艶調整剤等を添加することもできる。これらの添加剤のうち、熱安定剤としてはヒンダードフェノール系、硫黄系、リン系等、酸中和剤としてはステアリン酸金属塩、ハイドロタルサイト等、紫外線吸収剤としてはベンゾトリアゾール系、ベンゾエート系、ベンゾフェノン系、トリアジン系等、光安定剤としてはヒンダードアミン系等、気泡調整剤としてはアクリル樹脂で変性されたポリテトラフルオロエチレン等、カルボキシル基末端封鎖剤としてはカルボジイミド、グリシジルエステル等、難燃剤としてはハロゲン系難燃剤、リン系難燃剤、塩素系難燃剤等、滑剤としては炭化水素系滑剤、脂肪酸、高級アルコール系、脂肪酸アマイド系、金属石鹸系、エステル系、フッ素系等、造核剤としてはカルボン酸金属塩系、ソルビトール系、リン酸エステル金属塩系等、顔料としては縮合アゾ、不溶性アゾ、キナクリドン、イソインドリン、アンスラキノン、イミダゾロン、コバルト、フタロシアニン、カーボン、酸化チタン、酸化鉄、雲母等のパール顔料等があり、これらの添加剤を任意の組み合わせで用いるのが一般的である。
【００３７】
次に、上述の発泡樹脂組成物を含む発泡成形体の製造方法について説明する。
本発明の製造方法は、少なくともポリオレフィンとフィラーとを混合しコンパウンドを得る工程、該コンパウンドに少なくともポリ乳酸を含む脂肪族ポリエステルを加え発泡樹脂組成物を得る工程、該発泡樹脂組成物の押出発泡成形工程を含むことを特徴とする。先にオレフィンとフィラーを混合してから、成形時に少なくともポリ乳酸を含む脂肪族ポリエステルを加えて押出成形法にて成形することにより発泡適性がより向上することが確認された。
【００３８】
フィラーとポリオレフィンの混練はとくに方法を問わないが、バンバリーミキサーによって混練し、ペレタイザーでペレット化する方法や２軸押出混練機によって混合、ペレット化する方法が一般的である。
【００３９】
また、押出成形の手法や設備についても公知の発泡手法や設備がそのまま使用できる。押出機については単軸押出機、２軸押出機とも使用可能で、２軸押出機においては同方向、異方向、コニカル、パラレルのいずれの組み合わせでも使用可能である。押出機出口付近で十分な樹脂圧を維持して発泡剤が押出機内で気化することが品質や安定性の点で望ましくないのは既知の発泡手法と同様である。また、トルクに余裕があればスクリューデザインで送り能力を高めることでも対応が可能である。これらの対策も既知の技術がそのまま転用可能である。
【００４０】
押出発泡成形手法についても特に規定するものではない。シート成形や、異形成形、ブロー成形など発泡成形を行える手法について適用できる。特に、独立気泡率を高めたい場合や、表面平滑性、表面硬度などを良くしたい場合はセルカ法を用いることが最適である。
セルカ法は、冷却サイジング金型の入口寸法とほぼ同一もしくは若干小さめの出口寸法を有する押出金型を、冷却サイジング金型とほぼ密着させた状態で押し出すことで、発泡性の樹脂組成物を発泡がほとんど進行していない状態で冷却サイジング金型に導入して、主にその内部で発泡させる発泡押出成形方法である。また、成形体の厚みや発泡倍率に応じて、押出金型の内部にトーピード（マンドレル又は中子ともいう）が装着された押出金型を使用したり、さらにトーピードに設けた穴から樹脂を押し出したりする手法が採られることがあり、これによりスキン層を持ち独立気泡率の高い発泡成形体を作ることができる。
【００４１】
また、端部を固定して貼っていった場合に、熱膨張により基材が浮き上がるいわゆる突き上げが懸念されるときには、本発明においては発泡倍率が１．３倍以上４．０倍以下、熱膨張率が５×１０−５／℃以下にすることによって、板としての曲げ弾性率が１５００ＭＰａ以上であっても突き上げが発生しにくい。未発泡樹脂成形体では板としての曲げ弾性率が１５００ＭＰａ以上であれば、熱膨張率が２×１０−５／℃程度でも突き上げの発生が確認されている。しかし、本発明の発泡成形体においては、発泡による気泡が、膨張によって隣の樹脂発泡体から受ける力を吸収することで突き上げが発生しない。これにより剛性が高く、軽量で、突き上げの発生しにくい基材を提供することが可能となる。
発泡倍率が４倍を超えると板としての曲げ弾性率が１５００ＭＰａに届かず、満足な剛性が得られず、また、１．３倍以下だと満足な突き上げの抑制効果が発揮できない。また、板としての曲げ弾性率が１５００ＭＰａ以下ではそもそも突き上げは発生しにくく、４０００ＭＰａ以上だと発泡していても突き上げが発生する。
【００４２】
以下に本発明の実施例および比較例を示す。
使用した材料、装置は下記のものをした。配合比は全体量を１００とした重量％で表記する。ただし、発泡剤は外添加とし、例えば、発泡剤を３重量％入れると、全体量は１０３重量％となることとする。また、フィラーは含水率２重量％以下に調整したものを使用した。
【００４３】
＜使用材料＞
ポリ乳酸１(三井化学 レイシアＨ４４０)
ポリ乳酸２(三井化学 レイシアＨ１００)
ホモポリプロピレン(プライムポリマー プライムポリプロＥ１００ＧＶ)
軟質ポリプロピレン(プライムポリマー プライムＴＰＯ Ｒ１１０ＭＰ)
酸変性ポリプロピレン(三洋化成 ユーメックス１００１)
低密度ポリエチレン(プライムポリマー ミラソン１４Ｐ)
酸変性低密度ポリエチレン(日本ポリオレフィン アドテックスＥＲ５２３Ｌ)
木粉（島田商会 セルロシン１００Ｍ）
ケナフ粉（島田商会 ケナセル１００Ｆ）
タルク（竹原化学 ハイトロン）
カルボキシル基末端封鎖剤(日清紡 カルボジライトＬＡ−１)
ＡＤＣＡ発泡剤マスターバッチ(大日精化工業 ファインセルマスターＰＯ５５１Ｋ)
【００４４】
＜使用装置＞
同方向２軸押出機(日本製鋼所 ＴＥＸ６５)
単軸押出機(池貝鉄工 ＦＳ−６５ Ｌ／Ｄ＝３６)
金型１(１５０ｍｍ幅５ｍｍ厚 板形状 セルカ発泡成形金型)
金型２(１５０ｍｍ幅５ｍｍ厚 板形状 無発泡異形成型金型)
除湿乾燥機(カワタ チャレンジャーＩＩ)
【００４５】
＜装置条件＞
同方向２軸押出機条件 １８０℃設定 １５０ｒｐｍ １００ｋｇ／ｈ
単軸押出機条件 １５０℃設定
金型温度 １７０℃設定
サイジング温度 ３０℃設定
【実施例１】
【００４６】
（１）コンパウンド１の作成
酸変性ポリプロピレン：３０重量％、軟質ポリプロピレン：２０重量％、木粉：４０重量％、タルク：１０重量％を同方向２軸押出機にて混練し、コンパウンド１を作成した。
（２）発泡成形体の作成
前述のコンパウンド１：６０重量％、ポリ乳酸１：４０重量％、ＡＤＣＡ発泡剤マスターバッチ：３重量％を単軸押出機にて金型１を使いセルカ法を用いて押出し、発泡倍率１．７倍、曲げ弾性率２５００ＭＰａの実施例１の発泡成形体を作成した。
【実施例２】
【００４７】
（１）コンパウンド２の作成
酸変性低密度ポリエチレン：２０重量％、低密度ポリエチレン：３０重量％、木粉：４０重量％、タルク：１０重量％を同方向２軸押出機にて混練し、コンパウンド２を作成した。
（２）発泡成形体の作成
前述のコンパウンド２：７０重量％、ポリ乳酸２：３０重量％、ＡＤＣＡ発泡剤マスターバッチ：４重量％を単軸押出機にて金型１を使いセルカ法を用いて押出し、発泡倍率２．５倍、曲げ弾性率１６００ＭＰａの実施例２の発泡成形体を作成した。
【実施例３】
【００４８】
（１）コンパウンド３の作成
酸変性ポリプロピレン：３０重量％、ホモポリプロピレン：２０重量％、木粉：４０重量％、タルク：１０重量％を同方向２軸押出機にて混練し、コンパウンド３を作成した。
（２）発泡成形体の作成
前述のコンパウンド３：６０重量％、ポリ乳酸１：４０重量％、ＡＤＣＡ発泡剤マスターバッチ：３重量％を単軸押出機にて金型１を使いセルカ法を用いて押出し、発泡倍率１．７倍、曲げ弾性率３０００ＭＰａの実施例３の発泡成形体を作成した。
【００４９】
＜比較例１＞
（１）コンパウンド４の作成
ポリ乳酸１：４９重量％、カルボキシル基末端封鎖剤：１重量％、木粉：４０重量％、タルク：１０重量％を同方向２軸押出機にて混練し、コンパウンド４を作成した。
（２）発泡成形体の作成
前述のコンパウンド４：６０重量％、ポリ乳酸１：４０重量％、ＡＤＣＡ発泡剤マスターバッチ：３重量％を単軸押出機にてセルカ法を用いて押出したが、発泡体を作ることはできなかった。
【００５０】
＜比較例２＞
（１）コンパウンドの作成
比較例１と同様にコンパウンド４を作成した。
（２）発泡成形体の作成
前述のコンパウンド４を単軸押出機にて金型２を使い、曲げ弾性率３８００ＭＰａの比較例２の発泡成形体を作成した。
【００５１】
＜比較例３＞
（１）コンパウンド５の作成
ポリ乳酸１：６０重量％、酸変性ポリプロピレン：４０重量％を同方向２軸押出機にて混練してコンパウンド５を作成した。
（２）発泡成形体の作成
前述のコンパウンド５：１００重量％にＡＤＣＡ発泡剤マスターバッチ：３重量％を単軸押出機にてセルカ法を用いて押出し発泡倍率１．７倍、曲げ弾性率２５００ＭＰａの比較例３の発泡成形体を作成した。
【００５２】
＜比較例４＞
（１）コンパウンド６の作成
ポリ乳酸１：３９重量％、酸変性ポリプロピレン：１８重量％、軟質ポリプロピレン：１２重量％、木粉：２４重量％、タルク：６重量％、カルボキシル基末端封鎖剤：１重量％を同方向２軸押出機にて混練し、コンパウンド６を作成した。
（２）発泡成形体の作成
前述のコンパウンド６：１００重量％にＡＤＣＡ発泡剤マスターバッチ：３重量％を単軸押出機にて金型１を使いセルカ法を用いて押出し、発泡倍率１．４倍、曲げ弾性率２７００ＭＰａの比較例４の発泡成形体を作成した。
【００５３】
実施例１〜３および比較例１〜４の各発泡成形体の各種評価を行った結果を表１に示す。曲げ弾性率の測定方法は、ＪＩＳ Ｋ７１７１に従って測定した。また、発泡倍率の測定方法は、株式会社シロ産業電子比重計ＳＭＤ−２００Ｓを用いて、発泡剤を入れずに成形した密度と発泡成形体の密度を測定し、発泡剤を入れずに成形した密度÷発泡成形体の密度より算定した。また、熱膨張率の測定方法は、ＪＩＳ Ｋ７１９７に従って測定した。
【００５４】
【表１】
【００５５】
表１に示したように、実施例１〜実施例３では良好な発泡適性及び、耐突き上げ性を示した。実施例１〜３および比較例１より、ポリオレフィンが発泡性を向上させていることが確認された。また、実施例１〜３および比較例２より、発泡させることで耐突き上げ性を向上することが確認された。さらに実施例１〜３および比較例３より、フィラーにより耐突き上げ性が向上することが確認された。また、実施例１〜３および比較例４より、先にオレフィンとフィラーを混合してから、成形時にポリ乳酸を含む脂肪族ポリエステルを加えて押出成形法にて成形することにより、発泡適性が向上することが確認できた。これは、比較例４の製造方法では、ポリ乳酸を含む脂肪族ポリエステルが加水分解により低分子量化することによる、溶融粘度の低下が起因していると推測される。
【技術分野】
【０００１】
本発明は寸法安定性に優れ、剛性が高く、且つ環境に優しい樹脂発泡体に関する技術である。樹脂発泡体はおもに床材、壁材、天井材等の建築内装材、建具、家具、家電品の表面材等に用いられる化粧材の基材として用いられる。そのほかにもウッドデッキ材やベンチなどの構造用途で使用されることもある。
【背景技術】
【０００２】
従来、各種用途の化粧材としては、合板やファイバーボード等の木質基材に、天然突き板や、紙または合成樹脂シートに印刷にて意匠を施した化粧紙または化粧シートなどを貼り合わせたものが多く使われている。しかし、これらの化粧材は、木質基材の吸放湿に由来する反りや、虫食い、腐食などといった物性上の問題があるほか、リサイクルが困難であるために、それらの端材や廃材のほとんどが、埋め立てや焼却によって処分されている。加えて原料の熱硬化性樹脂由来のホルマリンによるいわゆるシックハウス症候群や、埋め立て後に溶出される環境ホルモン物質が問題になっている。
【０００３】
また、木質以外の基材としては、従来、ポリ塩化ビニル樹脂を異形成形や造作部材や発泡シート成形したクッションフロア基材などの合成樹脂製基材が使われている。しかしながら、ポリ塩化ビニルは例えば火災などの際に有毒な塩酸ガスの発生が避けられなかったり、添加剤の環境ホルモン物質が問題になったことや、生産時、または廃棄時に発生するダイオキシン類や塩酸ガスによって環境を汚染したり、金型や焼却設備などの腐食等を引き起こしたりする問題があり、徐々にポリオレフィン系材料などに置き換わってきている。
ポリオレフィン系材料による基材についてはポリ塩化ビニルに見られるような、人体、環境、設備に対する負荷が大幅に減る一方、熱膨張率が大きく、基材として端部を固定して貼っていった場合に、熱膨張により基材が浮き上がるいわゆる突き上げの問題や、石油由来の合成高分子材料であるため、焼却することで大気中のニ酸化炭素増加を引き起こし、地球温暖化の一因になるといった問題がある。
【０００４】
さらにフィラーを充填することで熱膨張率を低下させる試みも行われ、実用化されている。しかし樹脂の熱膨張率は低下するものの前述の突き上げの問題を解決するには至らず、基材の形状や接合部にあそびを設けるなどして基材の伸縮を吸収する必要があった。また、フィラー分が多すぎると樹脂由来の強度が失われ、耐衝撃性の著しい低下や、比重の増加による使い勝手の悪さなどが問題になっている。
また、実際にフィラーの充填による熱膨張率の低下によって突き上げを防止するためには使用条件によっても異なるが、コンクリートや石膏ボードに施工した場合、一般的に用いられる板としての曲げ弾性率１５００ＭＰａ以上程度の基材においては、１×１０−５／℃以下といった非常に小さな熱膨張率におさえる必要があり、非常に困難であるため、実際には基材の形状や配置などの工夫で突き上げをおさえる必要があった。
特に繊維状フィラーは押出成形時に流れ方向に向かって配向しやすいため、流れ方向の熱膨張率は良くなるものの流れと垂直方向の熱膨張率の低下は比較的少なく、突き上げを抑制することが困難であった。
【０００５】
一方で、地球温暖化の問題に際して植物由来の資源を使うことで、炭酸ガスの排出を抑える取り組みが進んでいる。これは地中にある化石資源を燃焼すると、化石資源に含まれる炭素はニ酸化炭素となって大気中に放出されるが、植物由来の資源であれば植物が大気中から取り込んだニ酸化炭素を再び大気中に返すことになるので、地球温暖化に対して影響が少ないという考察に基づき推進されている。
従来の木質基材はこの点で優れており、土壌汚染や、人体への問題はあるものの、地球温暖化への影響はポリオレフィン系材料の基材を下回る。こうした中で、樹脂の原料の植物由来化が求められており、植物由来の原料からポリ乳酸をはじめとする種々の脂肪族ポリエステルが合成されている。
ポリ乳酸樹脂はＬ−乳酸またはＤ−乳酸のいずれかのホモポリマー、Ｌ−乳酸とＤ−乳酸のランダムコポリマー、Ｌ−乳酸とＤ−乳酸のブロックコポリマー、あるいはそれら２種以上の混合物である。乳酸の鏡像異性体比率はポリ乳酸樹脂の結晶化能力に大きな影響を及ぼす。従って目的の成形物の耐熱性や衝撃性などの要求品質と照らし合わせて適宜調整しながら使用されている。
また、ポリ乳酸以外の脂肪族ポリエステルについても現在多くの樹脂は石油由来の原料から合成されているものの、これらを植物由来の資源から合成する試みが続けられており、植物由来の資源を使うという観点からも開発が進められている。
脂肪族ポリエステルは、脂肪族ヒドロキシカルボン酸、脂肪族二価アルコール、脂肪族二塩基酸を種々組み合わせて製造できる脂肪族ポリエステルであり、ポリ乳酸の他に、ポリグリコール酸、ポリエチレンオキサレート、ポリブチレンオキサレート、ポリカプロラクトン、ポリネオペンチルグリコールオキサレート、ポリエチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネート、ポリヒドロキシ酪酸等が挙げられる。
【０００６】
脂肪族ポリエステルは従来発泡成形に用いられていたポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリオレフィンといった樹脂と比較して、溶融粘度が低く、押出発泡成形する際に破泡を起こして十分な発泡倍率が得られなかったり、成形条件に厳しい制約を受けたりするなど様々な欠点を有していた。従って実用に供するためには溶融張力の向上および伸長粘度測定時の歪み硬化性の発現や結晶化速度の向上が必要であった。
一般に歪み硬化性を発現させるには高重合度ポリマーを添加する方法や長鎖分岐を有するポリマーを用いることが有効と考えられている。高重合度ポリマーの製造では重合に長時間を有し、熱履歴による着色や分解などが発生しやすい。また一方で分岐を持つポリ乳酸を製造する方法としては重合時に多官能性開始剤を添加する方法や、後工程にて過酸化物や反応性化合物などとの溶融混練により架橋を生じさせる方法はなどが知られている。しかしながら実際には均質な分岐や架橋構造を制御することは困難で、結果としてゲルによる滞留部を生じたり、品質ムラを生じるなど高品質な発泡体を安定して成形するには至っていない。
【０００７】
また脂肪族ポリエステルは、加工時に水分が存在すると加水分解による分子量低下が発生するため、吸湿性のフィラーを複合化すると物性低下は避けられないという問題がある。
加水分解を抑制するためにはカルボキシル基末端封鎖剤による処理が行われている。カルボキシル基反応性末端封鎖剤には、カルボジイミド、グリシジルエステル、グリシジルエーテル、イソシアネート、オキサゾリン化合物等のカルボキシル末端基を封鎖することのできる化合物が用いられるが、吸湿性フィラーは工業的には粉体爆発の危険があるため、安定して低含水率に調整することが難しく、安定的に加水分解を防止することは困難であるという問題があった。
【特許文献１】特開２００３−１８４２９０号公報
【特許文献２】特表２００４−５３８１７８号公報
【特許文献３】特開２００４−２９２４９９号公報
【特許文献４】特開２００４−６７８９４号公報
【特許文献５】特開２００４−３５２７５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、人体や環境への負荷が小さく、軽量で、剛性が高く、端部を固定した形で敷き詰めても、突き上げの発生しない、発泡成形体を成形するにあたり、環境負荷を低減させるために植物由来の原料より合成される脂肪族ポリエステルをしても、これに起因する発泡成形のし難さや、加水分解による物性の低下、加水分解防止のための工程の複雑化やコスト上昇を抑えることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の発明は、少なくともポリ乳酸を含む脂肪族ポリエステル、ポリオレフィンおよびフィラーを含むことを特徴とする発泡樹脂組成物である。脂肪族ポリエステルが植物由来の原料より合成されるポリ乳酸を少なくとも含むことにより、発泡樹脂のバイオマス化を図ることができ、環境負荷を低減させることが可能となる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、前記ポリオレフィンが酸変性ポリオレフィン樹脂であり、もしくは、前記ポリオレフィンが少なくとも酸変性ポリオレフィン樹脂を含む樹脂であり、該酸変性ポリオレフィン樹脂は不飽和ジカルボン酸および／または該不飽和ジカルボン酸の酸無水物で変性されたものであることを特徴とする請求項１に記載の発泡樹脂組成物である。ポリオレフィンが少なくとも酸変性ポリオレフィン樹脂を含むことにより、ポリオレフィンと脂肪族ポリエステルおよびフィラーとの相溶性がより向上する。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、少なくとも、前記発泡樹脂組成物を含むことを特徴とする発泡成形体である。脂肪族ポリエステルが植物由来の原料より合成されるポリ乳酸を少なくとも含む発泡樹脂組成物を含むことにより、バイオマス化を図り、環境負荷を低減させることが可能な発泡成形体を提供することができる。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、前記発泡成形体において、曲げ弾性率が１５００ＭＰａ以上４０００ＭＰａ以下であり、かつ、発泡倍率が１．３倍以上４．０倍以下、熱膨張率が５×１０−５／℃以下であることを特徴とする請求項３に記載の発泡成形体である。曲げ弾性率が１５００ＭＰａ以上と十分な剛性を有していながら、熱膨張により基材が浮き上がるいわゆる突き上げの生じる恐れのない発泡成形体を提供することが可能となる。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、少なくともポリオレフィンとフィラーとを混合しコンパウンドを得る工程、該コンパウンドに少なくともポリ乳酸を含む脂肪族ポリエステルを加え発泡樹脂組成物を得る工程、該発泡樹脂組成物の押出発泡成形工程を含むことを特徴とする発泡成形体の製造方法である。この製造方法により、ポリオレフィンは未乾燥状態のフィラーと混合しても加水分解せず、効率的に高濃度のコンパウンドを作ることが可能となる。また、脂肪族ポリエステル樹脂に耐加水分解の処方を施す必要がなく、より簡便な製造方法を提供することが可能となる。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、前記押出発泡成形工程がセルカ法であることを特徴とする請求項５に記載の発泡成形体の製造方法である。セルカ法を用いることにより、独立気泡率、表面平滑性および表面硬度などを向上させた発泡成形体を得ることが可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に記載の発明は、少なくともポリ乳酸を含む脂肪族ポリエステル、ポリオレフィンおよびフィラーを含むことを特徴とする発泡樹脂組成物である。脂肪族ポリエステルが植物由来の原料より合成されるポリ乳酸を少なくとも含むことにより、発泡樹脂のバイオマス化を図ることができ、環境負荷を低減させることが可能となる。
【００１６】
請求項２に記載の発明は、前記ポリオレフィンが酸変性ポリオレフィン樹脂であり、もしくは、前記ポリオレフィンが少なくとも酸変性ポリオレフィン樹脂を含む樹脂であり、該酸変性ポリオレフィン樹脂は不飽和ジカルボン酸および／または該不飽和ジカルボン酸の酸無水物で変性されたものであることを特徴とする請求項１に記載の発泡樹脂組成物である。ポリオレフィンが少なくとも酸変性ポリオレフィン樹脂を含むことにより、ポリオレフィンと脂肪族ポリエステルおよびフィラーとの相溶性がより向上する。
【００１７】
請求項３に記載の発明は、少なくとも、前記発泡樹脂組成物を含むことを特徴とする発泡成形体である。脂肪族ポリエステルが植物由来の原料より合成されるポリ乳酸を少なくとも含む発泡樹脂組成物を含むことにより、バイオマス化を図り、環境負荷を低減させることが可能な発泡成形体を提供することができる。
【００１８】
請求項４に記載の発明は、前記発泡成形体において、曲げ弾性率が１５００ＭＰａ以上４０００ＭＰａ以下であり、かつ、発泡倍率が１．３倍以上４．０倍以下、熱膨張率が５×１０−５／℃以下であることを特徴とする請求項３に記載の発泡成形体である。曲げ弾性率が１５００ＭＰａ以上と十分な剛性を有していながら、熱膨張により基材が浮き上がるいわゆる突き上げの生じる恐れのない発泡成形体を提供することが可能となる。
【００１９】
請求項５に記載の発明は、少なくともポリオレフィンとフィラーとを混合しコンパウンドを得る工程、該コンパウンドに少なくともポリ乳酸を含む脂肪族ポリエステルを加え発泡樹脂組成物を得る工程、該発泡樹脂組成物の押出発泡成形工程を含むことを特徴とする発泡成形体の製造方法である。この製造方法により、ポリオレフィンは未乾燥状態のフィラーと混合しても加水分解せず、効率的に高濃度のコンパウンドを作ることが可能となる。また、脂肪族ポリエステル樹脂に耐加水分解の処方を施す必要がなく、より簡便な製造方法を提供することが可能となる。
【００２０】
請求項６に記載の発明は、前記押出発泡成形工程がセルカ法であることを特徴とする請求項５に記載の発泡成形体の製造方法である。セルカ法を用いることにより、独立気泡率、表面平滑性および表面硬度などを向上させた発泡成形体を得ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に本発明を詳細に説明する。
【００２２】
はじめに、本発明の樹脂組成物について説明する。
本発明の樹脂組成物は、少なくともポリ乳酸を含む脂肪族ポリエステル、ポリオレフィンおよびフィラーを含むことを特徴とする。
【００２３】
本発明における脂肪族ポリエステルは主に樹脂のバイオマス化によって環境負荷を低減させる目的で使用される。現在、主として植物由来の原料より合成される脂肪族ポリエステルとしてはポリ乳酸が広く開発されている。
ポリ乳酸はＬ−乳酸またはＤ−乳酸のいずれかのホモポリマー、Ｌ−乳酸とＤ−乳酸のランダムコポリマー、Ｌ−乳酸とＤ−乳酸のブロックコポリマー、あるいはそれら２種以上の混合物であり、乳酸の鏡像異性体比率及びそれら異性体が共重合する方法(ランダム、ブロック、グラフトなど)により結晶性をコントロールすることが可能で、本発明においても適宜選定できる。具体的にはポリ乳酸の結晶性は他の樹脂と同様に、乳酸の鏡像異性体の一つのみが樹脂中に重合された形態で存在する場合に最大になる。従ってＬ−乳酸またはＤ−乳酸のホモポリマーが最も結晶性が高く、剛性や耐熱性を要求される用途には適している。また、ホモポリマーの耐衝撃性が問題になる場合や、ある程度の柔軟性を要求される場合は、必要に応じて、ブロックコポリマー、ランダムコポリマーまたはこれらの混合物などを適宜選定することができる。
【００２４】
また、ポリ乳酸を他の様々な脂肪族ポリエステルと共重合させてもよく、または混合させてもかまわない。
脂肪族ポリエステルは、乳酸（Ｌ−乳酸、Ｄ−乳酸、ＤＬ−乳酸）の他、グリコール酸、３−ヒドロキシ酪酸、４−ヒドロキシ酪酸、３−ヒドロキシ吉草酸、４−ヒドロキシ吉草酸、６−ヒドロキシカプロン酸等の脂肪族ヒドロキシカルボン酸、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，９−ノナンジオール、ネオペンチルグリコール、ポリテトラメチレングリコール、１，４−シクロヘキサンジメタノール等の脂肪族二価アルコール、コハク酸、シュウ酸、マロン酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカン酸、ドデカン二酸、フェニルコハク酸、１，４−フェニレンジ酢酸等の脂肪族二塩基酸を少なくとも１種または２種以上組み合わせてポリ乳酸系樹脂を共重合することができる。
また、ポリグリコール酸、ポリエチレンオキサレート、ポリブチレンオキサレート、ポリカプロラクトン、ポリネオペンチルグリコールオキサレート、ポリエチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネート、ポリヒドロキシ酪酸等から選ばれる１種または２種以上をポリ乳酸樹脂、またはポリ乳酸系共重合体と適宜混合してもかまわない。さらに、これらの脂肪族ポリエステルは、ジイソシアネート等の結合剤によってポリマー鎖が延長されたものであってもよく、また、少量のグリセリンのような脂肪族多価アルコール、ブタンテトラカルボン酸のような脂肪族多塩基酸、多価アルコール類を共存させて、共重合させたものでもよい。
さらには脂肪族ヒドロキシカルボン酸、脂肪族二価アルコール、脂肪族二塩基酸の中には原料を植物由来のものに変えていくための研究開発が進んでいるものもあるため、これらを積極的に使っていくことがより望ましい。
【００２５】
また、発泡適性を改善するために、有機過酸化物や電子線等により架橋された脂肪族ポリエステル架橋物を使用してもかまわない。有機過酸化物の具体例としては、ターシャリーブチルクミルパーオキサイド等のジアルキルパーオキサイドや、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド等のハイドロパーオキサイドや、ジターシャリーブチルジパーオキシイソフタレート等のパーオキシエステルや、ｎ−ブチル−４，４−ビス（ターシャリーブチルパーオキシ）バレレート等のパーオキシケタール等が挙げられる。
脂肪族ポリエステル架橋物は有機過酸化物に併せて不飽和結合を有する化合物を架橋助剤として使用したものであってもかまわない。架橋助剤の具体例としては、アクリル酸、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、ジビニル化合物、アクリレート系又はメタクリレート系化合物、シアヌール酸又はイソシアヌール酸のアリルエステル、カルボン酸のアリルエステル、マレイミド系化合物等が挙げられる。
【００２６】
本発明に用いられるポリオレフィン系樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリイソプレン、エチレン-プロピレン共重合体、エチレン-αオレフィン共重合体、プロピレン-αオレフィン共重合体、これらのポリオレフィンが不飽和ジカルボン酸および／またはその酸無水物で変性された酸変性ポリオレフィン樹脂であるか、もしくは不飽和ジカルボン酸および／またはその酸無水物で変性された酸変性ポリオレフィン樹脂を含む樹脂などから適宜選択が可能であり、単一でも複数種の混合でもかまわない。
中でもポリオレフィンが不飽和ジカルボン酸および／またはその酸無水物で変性された酸変性ポリオレフィン樹脂、もしくは不飽和ジカルボン酸および／またはその酸無水物で変性された酸変性ポリオレフィン樹脂を含む樹脂であることが望ましく、そうでない場合は、脂肪族ポリエステル樹脂やフィラーとの相溶性が悪く、かえって物性を悪化させてしまうことが多いため公知の相溶化剤の使用が望ましい。
【００２７】
酸変性ポリオレフィン樹脂は、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等のポリオレフィン樹脂を熱減成して得られる数平均分子量５００〜５００００程度のオレフィン樹脂で、その炭素数１０００当り二重結合を０．１個以上含むポリオレフィン樹脂に、不飽和カルボン酸および／ またはその無水物を付加反応することによって得られる。またこのとき用いる不飽和カルボン酸としては、アクリル酸、フマル酸およびマレイン酸等を挙げることができる。不飽和カルボン酸無水物としては、無水マレイン酸、無水イタコン酸および無水ナジック酸等を挙げることができる。
また、ここで用いる酸変性ポリオレフィン樹脂は、酸価：１〜５０、軟化点：５０〜１６０℃、数平均分子量：５００〜５００００であることが好ましい。
【００２８】
本発明におけるポリオレフィンはまず、最初にフィラーコンパウンドのバインダーとして使用される。ポリオレフィンは加水分解しないため、未乾燥のフィラーとコンパウンドしても分解せず、効率的に高濃度のフィラーコンパウンドを作ることができる。また、ポリオレフィンによるフィラーコンパウンドは吸湿性を持つ場合も除湿乾燥機等で安全に乾燥することができる。従って、カルボキシル基反応性末端封鎖剤による耐加水分解処方を行っていない脂肪族ポリエステル樹脂とも複合化することが容易である。
【００２９】
物性はオレフィン樹脂の選定と、脂肪族ポリエステル樹脂の選定および分散状態と相溶性によって大きく左右される。
物性改善の為の代表的な配合例としては、耐熱性を持たせるために、脂肪族ポリエステルはホモポリ乳酸を使用して、ポリオレフィンは耐衝撃性を高め、端部を固定された形で敷き詰めた際の耐突き上げ性を付与するために結晶性の低い樹脂を選定するといった配合があげられる。特に木質フィラーなど繊維状のフィラーを用いた際は押出成形時に流れ方向に向かって配向するため、流れ方向の熱膨張率は比較的良好に低下するものの、流れと垂直方向の熱膨張率は流れ方向に対してあまり下がらず、結果として、端部を固定された形で敷き詰めた際に流れと垂直方向に突き上げが発生することが多いが、ホモポリ乳酸などの脂肪族ポリエステルと、結晶性の低いポリオレフィンを結晶性の低いポリオレフィンを海島構造の島にして分散させて、溶融粘度を適宜調整すると、結晶性の低いポリオレフィンが、流れ方向に細長く配向する結果、流れ方向と垂直方向の、端部を固定された形で敷き詰めた際に流れと垂直方向の突き上げが著しく改善するなどの効果を得られる。
【００３０】
ここで結晶性の低いポリオレフィンは曲げ弾性率が７００ＭＰａ以下であれば突き上げ防止の効果が認められるが、好ましくは３００ＭＰａ以下であることが望ましい。樹脂種としてもポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリイソプレン、エチレン-プロピレン共重合体、エチレン-αオレフィン共重合体、プロピレン-αオレフィン共重合体、これらのポリオレフィンが不飽和ジカルボン酸および／またはその酸無水物で変性された酸変性ポリオレフィン樹脂であるか、もしくは不飽和ジカルボン酸および／またはその酸無水物で変性された酸変性ポリオレフィン樹脂を含む樹脂など任意の樹脂が選定できる。
【００３１】
発泡成形性は、ポリオレフィンが海となる海島構造を形成することによって、著しく改善することが可能である。一般にポリマーアロイにおける海島構造は、海及び島になる樹脂の、配合比、溶融粘度比、界面張力などにより決定されるが、ポリオレフィンの溶融粘度を、脂肪族ポリエステルに対して低く設計したり、ポリオレフィンの配合比を多くとることでポリオレフィンが海となる海島構造を形成することができる。この際ポリオレフィンに長鎖分岐を有する低密度ポリエチレンなど発泡適性の良いポリオレフィンを選定することによって著しく発泡適性を改善することができる。
【００３２】
本発明に用いられるフィラーとしては公知の無機フィラー、および有機フィラーから適宜選択が可能である。
無機フィラーの具体例としては、タルク、非膨潤性雲母、膨潤性雲母、イオン交換を行った膨潤化雲母、炭酸カルシウム、ベントナイト、有機変性モンモリロナイト、水酸化マグネシウム、ワラストナイト、シリカ、アルミナ、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、ケイ酸カルシウム、アルミン酸ナトリウム、アルミン酸カルシウム、アルミノ珪酸ナトリウム、珪酸マグネシウム、ガラスバルーン、カーボンブラック、酸化亜鉛、三酸化アンチモン、ゼオライト、ハイドロタルサイト、チタン酸カリウム、窒化ホウ素、グラファイト、 ガラス繊維、炭素繊維等が挙げられる。
有機フィラーの具体例としては、綿繊維、麻繊維、ケナフ繊維、ヘンプ繊維、ジュート繊維、バナナ繊維、ココナッツ繊維、セルロース繊維、紙粉、木粉、竹粉、セルロース粉末、籾殻粉末、果実殻粉末、タンパク質、澱粉などが挙げられる。
【００３３】
これらのフィラーは樹脂との密着を改善するためにエチレン／ 酢酸ビニル共重合体などの熱可塑性樹脂や、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂で被覆処理されていてもよく、アミノシランやエポキシシランなどのカップリング剤などで公知の方法で処理されていても良い。また用途、目的に応じて単一で使用しても複数種を混合してもかまわない。
【００３４】
本発明におけるフィラーの選定としては、熱膨張率低減効果が高く、造核効果もある、タルク、雲母、有機変性モンモリロナイト等板状、鱗片状フィラー、比較的低比重で且つ、発泡成形体の切削性、釘打ち性等に効果の大きい、ケナフ繊維、木粉等の繊維状有機フィラー等より選定されることがより好ましい。
また、本発明においてフィラーをポリオレフィンが不飽和ジカルボン酸および／またはその酸無水物で変性された酸変性ポリオレフィン樹脂、もしくは不飽和ジカルボン酸および／またはその酸無水物で変性された酸変性ポリオレフィン樹脂を含む樹脂にてコンパウンドする際には、有機変性モンモリロナイト等の膨潤性層状珪酸塩を使用すると、比較的良好に層剥離が進行し、いわゆるナノコンポジットの分散となり、少量で大きな物性改善効果を得ることができる。
フィラーの配合比としては、発泡成形体の用途やフィラーの種類によるが、発泡成形体全体量を１００として１０重量％以上７０重量％以下が好ましく、２０重量％以上５０重量％以下がより好ましい。
【００３５】
また、発泡剤についても公知の材料で且つ分解時に水の発生のないものがいずれも利用できる。
一般的には熱分解や化学反応によってガスを発生する化学発泡と、低沸点の液体に熱をかけて気化させる物理発泡に分類できる。化学発泡剤としては有機発泡剤としてはアゾ系、ニトロソ系、ヒドラジド系等が任意の組み合わせで使用できる。また、特に３倍を超える高発泡倍率での発泡には主に物理発泡が用いられ、発泡剤としては炭酸ガスや脂肪族炭化水素が主に用いられる。また、物理発泡に際しても発泡体のセル形状を整えるため化学発泡剤を併用することが多い。
一般的に使われる重炭酸ナトリウムなどの無機発泡剤は分解時に水を出すことで、脂肪族ポリエステルの加水分解を促進するために本発明の発泡剤としては適さない。ただし、物理発泡の際にセルの形状を整えるために、加水分解に影響しない程度に添加することはかまわない。
【００３６】
また、必要に応じて熱安定剤、酸中和剤、紫外線吸収剤、光安定剤、気泡調整剤、カルボキシル基末端封鎖剤、顔料、染料などの着色剤、帯電防止剤、滑剤、造核剤、難燃剤、ブロッキング防止剤、艶調整剤等を添加することもできる。これらの添加剤のうち、熱安定剤としてはヒンダードフェノール系、硫黄系、リン系等、酸中和剤としてはステアリン酸金属塩、ハイドロタルサイト等、紫外線吸収剤としてはベンゾトリアゾール系、ベンゾエート系、ベンゾフェノン系、トリアジン系等、光安定剤としてはヒンダードアミン系等、気泡調整剤としてはアクリル樹脂で変性されたポリテトラフルオロエチレン等、カルボキシル基末端封鎖剤としてはカルボジイミド、グリシジルエステル等、難燃剤としてはハロゲン系難燃剤、リン系難燃剤、塩素系難燃剤等、滑剤としては炭化水素系滑剤、脂肪酸、高級アルコール系、脂肪酸アマイド系、金属石鹸系、エステル系、フッ素系等、造核剤としてはカルボン酸金属塩系、ソルビトール系、リン酸エステル金属塩系等、顔料としては縮合アゾ、不溶性アゾ、キナクリドン、イソインドリン、アンスラキノン、イミダゾロン、コバルト、フタロシアニン、カーボン、酸化チタン、酸化鉄、雲母等のパール顔料等があり、これらの添加剤を任意の組み合わせで用いるのが一般的である。
【００３７】
次に、上述の発泡樹脂組成物を含む発泡成形体の製造方法について説明する。
本発明の製造方法は、少なくともポリオレフィンとフィラーとを混合しコンパウンドを得る工程、該コンパウンドに少なくともポリ乳酸を含む脂肪族ポリエステルを加え発泡樹脂組成物を得る工程、該発泡樹脂組成物の押出発泡成形工程を含むことを特徴とする。先にオレフィンとフィラーを混合してから、成形時に少なくともポリ乳酸を含む脂肪族ポリエステルを加えて押出成形法にて成形することにより発泡適性がより向上することが確認された。
【００３８】
フィラーとポリオレフィンの混練はとくに方法を問わないが、バンバリーミキサーによって混練し、ペレタイザーでペレット化する方法や２軸押出混練機によって混合、ペレット化する方法が一般的である。
【００３９】
また、押出成形の手法や設備についても公知の発泡手法や設備がそのまま使用できる。押出機については単軸押出機、２軸押出機とも使用可能で、２軸押出機においては同方向、異方向、コニカル、パラレルのいずれの組み合わせでも使用可能である。押出機出口付近で十分な樹脂圧を維持して発泡剤が押出機内で気化することが品質や安定性の点で望ましくないのは既知の発泡手法と同様である。また、トルクに余裕があればスクリューデザインで送り能力を高めることでも対応が可能である。これらの対策も既知の技術がそのまま転用可能である。
【００４０】
押出発泡成形手法についても特に規定するものではない。シート成形や、異形成形、ブロー成形など発泡成形を行える手法について適用できる。特に、独立気泡率を高めたい場合や、表面平滑性、表面硬度などを良くしたい場合はセルカ法を用いることが最適である。
セルカ法は、冷却サイジング金型の入口寸法とほぼ同一もしくは若干小さめの出口寸法を有する押出金型を、冷却サイジング金型とほぼ密着させた状態で押し出すことで、発泡性の樹脂組成物を発泡がほとんど進行していない状態で冷却サイジング金型に導入して、主にその内部で発泡させる発泡押出成形方法である。また、成形体の厚みや発泡倍率に応じて、押出金型の内部にトーピード（マンドレル又は中子ともいう）が装着された押出金型を使用したり、さらにトーピードに設けた穴から樹脂を押し出したりする手法が採られることがあり、これによりスキン層を持ち独立気泡率の高い発泡成形体を作ることができる。
【００４１】
また、端部を固定して貼っていった場合に、熱膨張により基材が浮き上がるいわゆる突き上げが懸念されるときには、本発明においては発泡倍率が１．３倍以上４．０倍以下、熱膨張率が５×１０−５／℃以下にすることによって、板としての曲げ弾性率が１５００ＭＰａ以上であっても突き上げが発生しにくい。未発泡樹脂成形体では板としての曲げ弾性率が１５００ＭＰａ以上であれば、熱膨張率が２×１０−５／℃程度でも突き上げの発生が確認されている。しかし、本発明の発泡成形体においては、発泡による気泡が、膨張によって隣の樹脂発泡体から受ける力を吸収することで突き上げが発生しない。これにより剛性が高く、軽量で、突き上げの発生しにくい基材を提供することが可能となる。
発泡倍率が４倍を超えると板としての曲げ弾性率が１５００ＭＰａに届かず、満足な剛性が得られず、また、１．３倍以下だと満足な突き上げの抑制効果が発揮できない。また、板としての曲げ弾性率が１５００ＭＰａ以下ではそもそも突き上げは発生しにくく、４０００ＭＰａ以上だと発泡していても突き上げが発生する。
【００４２】
以下に本発明の実施例および比較例を示す。
使用した材料、装置は下記のものをした。配合比は全体量を１００とした重量％で表記する。ただし、発泡剤は外添加とし、例えば、発泡剤を３重量％入れると、全体量は１０３重量％となることとする。また、フィラーは含水率２重量％以下に調整したものを使用した。
【００４３】
＜使用材料＞
ポリ乳酸１(三井化学 レイシアＨ４４０)
ポリ乳酸２(三井化学 レイシアＨ１００)
ホモポリプロピレン(プライムポリマー プライムポリプロＥ１００ＧＶ)
軟質ポリプロピレン(プライムポリマー プライムＴＰＯ Ｒ１１０ＭＰ)
酸変性ポリプロピレン(三洋化成 ユーメックス１００１)
低密度ポリエチレン(プライムポリマー ミラソン１４Ｐ)
酸変性低密度ポリエチレン(日本ポリオレフィン アドテックスＥＲ５２３Ｌ)
木粉（島田商会 セルロシン１００Ｍ）
ケナフ粉（島田商会 ケナセル１００Ｆ）
タルク（竹原化学 ハイトロン）
カルボキシル基末端封鎖剤(日清紡 カルボジライトＬＡ−１)
ＡＤＣＡ発泡剤マスターバッチ(大日精化工業 ファインセルマスターＰＯ５５１Ｋ)
【００４４】
＜使用装置＞
同方向２軸押出機(日本製鋼所 ＴＥＸ６５)
単軸押出機(池貝鉄工 ＦＳ−６５ Ｌ／Ｄ＝３６)
金型１(１５０ｍｍ幅５ｍｍ厚 板形状 セルカ発泡成形金型)
金型２(１５０ｍｍ幅５ｍｍ厚 板形状 無発泡異形成型金型)
除湿乾燥機(カワタ チャレンジャーＩＩ)
【００４５】
＜装置条件＞
同方向２軸押出機条件 １８０℃設定 １５０ｒｐｍ １００ｋｇ／ｈ
単軸押出機条件 １５０℃設定
金型温度 １７０℃設定
サイジング温度 ３０℃設定
【実施例１】
【００４６】
（１）コンパウンド１の作成
酸変性ポリプロピレン：３０重量％、軟質ポリプロピレン：２０重量％、木粉：４０重量％、タルク：１０重量％を同方向２軸押出機にて混練し、コンパウンド１を作成した。
（２）発泡成形体の作成
前述のコンパウンド１：６０重量％、ポリ乳酸１：４０重量％、ＡＤＣＡ発泡剤マスターバッチ：３重量％を単軸押出機にて金型１を使いセルカ法を用いて押出し、発泡倍率１．７倍、曲げ弾性率２５００ＭＰａの実施例１の発泡成形体を作成した。
【実施例２】
【００４７】
（１）コンパウンド２の作成
酸変性低密度ポリエチレン：２０重量％、低密度ポリエチレン：３０重量％、木粉：４０重量％、タルク：１０重量％を同方向２軸押出機にて混練し、コンパウンド２を作成した。
（２）発泡成形体の作成
前述のコンパウンド２：７０重量％、ポリ乳酸２：３０重量％、ＡＤＣＡ発泡剤マスターバッチ：４重量％を単軸押出機にて金型１を使いセルカ法を用いて押出し、発泡倍率２．５倍、曲げ弾性率１６００ＭＰａの実施例２の発泡成形体を作成した。
【実施例３】
【００４８】
（１）コンパウンド３の作成
酸変性ポリプロピレン：３０重量％、ホモポリプロピレン：２０重量％、木粉：４０重量％、タルク：１０重量％を同方向２軸押出機にて混練し、コンパウンド３を作成した。
（２）発泡成形体の作成
前述のコンパウンド３：６０重量％、ポリ乳酸１：４０重量％、ＡＤＣＡ発泡剤マスターバッチ：３重量％を単軸押出機にて金型１を使いセルカ法を用いて押出し、発泡倍率１．７倍、曲げ弾性率３０００ＭＰａの実施例３の発泡成形体を作成した。
【００４９】
＜比較例１＞
（１）コンパウンド４の作成
ポリ乳酸１：４９重量％、カルボキシル基末端封鎖剤：１重量％、木粉：４０重量％、タルク：１０重量％を同方向２軸押出機にて混練し、コンパウンド４を作成した。
（２）発泡成形体の作成
前述のコンパウンド４：６０重量％、ポリ乳酸１：４０重量％、ＡＤＣＡ発泡剤マスターバッチ：３重量％を単軸押出機にてセルカ法を用いて押出したが、発泡体を作ることはできなかった。
【００５０】
＜比較例２＞
（１）コンパウンドの作成
比較例１と同様にコンパウンド４を作成した。
（２）発泡成形体の作成
前述のコンパウンド４を単軸押出機にて金型２を使い、曲げ弾性率３８００ＭＰａの比較例２の発泡成形体を作成した。
【００５１】
＜比較例３＞
（１）コンパウンド５の作成
ポリ乳酸１：６０重量％、酸変性ポリプロピレン：４０重量％を同方向２軸押出機にて混練してコンパウンド５を作成した。
（２）発泡成形体の作成
前述のコンパウンド５：１００重量％にＡＤＣＡ発泡剤マスターバッチ：３重量％を単軸押出機にてセルカ法を用いて押出し発泡倍率１．７倍、曲げ弾性率２５００ＭＰａの比較例３の発泡成形体を作成した。
【００５２】
＜比較例４＞
（１）コンパウンド６の作成
ポリ乳酸１：３９重量％、酸変性ポリプロピレン：１８重量％、軟質ポリプロピレン：１２重量％、木粉：２４重量％、タルク：６重量％、カルボキシル基末端封鎖剤：１重量％を同方向２軸押出機にて混練し、コンパウンド６を作成した。
（２）発泡成形体の作成
前述のコンパウンド６：１００重量％にＡＤＣＡ発泡剤マスターバッチ：３重量％を単軸押出機にて金型１を使いセルカ法を用いて押出し、発泡倍率１．４倍、曲げ弾性率２７００ＭＰａの比較例４の発泡成形体を作成した。
【００５３】
実施例１〜３および比較例１〜４の各発泡成形体の各種評価を行った結果を表１に示す。曲げ弾性率の測定方法は、ＪＩＳ Ｋ７１７１に従って測定した。また、発泡倍率の測定方法は、株式会社シロ産業電子比重計ＳＭＤ−２００Ｓを用いて、発泡剤を入れずに成形した密度と発泡成形体の密度を測定し、発泡剤を入れずに成形した密度÷発泡成形体の密度より算定した。また、熱膨張率の測定方法は、ＪＩＳ Ｋ７１９７に従って測定した。
【００５４】
【表１】
【００５５】
表１に示したように、実施例１〜実施例３では良好な発泡適性及び、耐突き上げ性を示した。実施例１〜３および比較例１より、ポリオレフィンが発泡性を向上させていることが確認された。また、実施例１〜３および比較例２より、発泡させることで耐突き上げ性を向上することが確認された。さらに実施例１〜３および比較例３より、フィラーにより耐突き上げ性が向上することが確認された。また、実施例１〜３および比較例４より、先にオレフィンとフィラーを混合してから、成形時にポリ乳酸を含む脂肪族ポリエステルを加えて押出成形法にて成形することにより、発泡適性が向上することが確認できた。これは、比較例４の製造方法では、ポリ乳酸を含む脂肪族ポリエステルが加水分解により低分子量化することによる、溶融粘度の低下が起因していると推測される。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともポリ乳酸を含む脂肪族ポリエステル、ポリオレフィンおよびフィラーを含むことを特徴とする発泡樹脂組成物。
【請求項２】
前記ポリオレフィンが酸変性ポリオレフィン樹脂であり、もしくは、前記ポリオレフィンが少なくとも酸変性ポリオレフィン樹脂を含む樹脂であり、該酸変性ポリオレフィン樹脂は不飽和ジカルボン酸および／または該不飽和ジカルボン酸の酸無水物で変性されたものであることを特徴とする請求項１に記載の発泡樹脂組成物。
【請求項３】
少なくとも、前記発泡樹脂組成物を含むことを特徴とする発泡成形体。
【請求項４】
前記発泡成形体において、曲げ弾性率が１５００ＭＰａ以上４０００ＭＰａ以下であり、かつ、発泡倍率が１．３倍以上４．０倍以下、熱膨張率が５×１０−５／℃以下であることを特徴とする請求項３に記載の発泡成形体。
【請求項５】
少なくともポリオレフィンとフィラーとを混合しコンパウンドを得る工程、該コンパウンドに少なくともポリ乳酸を含む脂肪族ポリエステルを加え発泡樹脂組成物を得る工程、該発泡樹脂組成物の押出発泡成形工程を含むことを特徴とする発泡成形体の製造方法。
【請求項６】
前記押出発泡成形工程がセルカ法であることを特徴とする請求項５に記載の発泡成形体の製造方法。
【請求項１】
少なくともポリ乳酸を含む脂肪族ポリエステル、ポリオレフィンおよびフィラーを含むことを特徴とする発泡樹脂組成物。
【請求項２】
前記ポリオレフィンが酸変性ポリオレフィン樹脂であり、もしくは、前記ポリオレフィンが少なくとも酸変性ポリオレフィン樹脂を含む樹脂であり、該酸変性ポリオレフィン樹脂は不飽和ジカルボン酸および／または該不飽和ジカルボン酸の酸無水物で変性されたものであることを特徴とする請求項１に記載の発泡樹脂組成物。
【請求項３】
少なくとも、前記発泡樹脂組成物を含むことを特徴とする発泡成形体。
【請求項４】
前記発泡成形体において、曲げ弾性率が１５００ＭＰａ以上４０００ＭＰａ以下であり、かつ、発泡倍率が１．３倍以上４．０倍以下、熱膨張率が５×１０−５／℃以下であることを特徴とする請求項３に記載の発泡成形体。
【請求項５】
少なくともポリオレフィンとフィラーとを混合しコンパウンドを得る工程、該コンパウンドに少なくともポリ乳酸を含む脂肪族ポリエステルを加え発泡樹脂組成物を得る工程、該発泡樹脂組成物の押出発泡成形工程を含むことを特徴とする発泡成形体の製造方法。
【請求項６】
前記押出発泡成形工程がセルカ法であることを特徴とする請求項５に記載の発泡成形体の製造方法。
【公開番号】特開２００８−８１６４８（Ｐ２００８−８１６４８Ａ）
【公開日】平成２０年４月１０日（２００８．４．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２６４６５７（Ｐ２００６−２６４６５７）
【出願日】平成１８年９月２８日（２００６．９．２８）
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年４月１０日（２００８．４．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年９月２８日（２００６．９．２８）
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
【Ｆターム（参考）】
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