説明

航空機用内装材

【課題】嵩発泡倍率が高く、強度、難燃性および耐熱性に優れた航空機用内装材を提供することを課題とする。
【解決手段】樹脂成分として、ポリオレフィン系樹脂100質量部とポリスチレン系樹脂100〜400質量部とを含む発泡成形体であり、前記発泡成形体が、前記樹脂成分100質量部に対して、難燃剤2〜4質量部を含み、かつ、前記発泡成形体全体において10〜70倍の嵩発泡倍率を有し、前記発泡成形体の表層の嵩発泡倍率Sfとその内部の嵩発泡倍率Ifとの比率が、式(1):1.1≦If/Sf≦1.8を満たすことを特徴とする航空機用内装材により課題を解決する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、航空機用内装材に関する。さらに詳しくは、本発明は、嵩発泡倍率が高く、強度、難燃性および耐熱性に優れた航空機用内装材に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、ポリスチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂等を熱可塑性樹脂成分として含む発泡成形体は、耐衝撃性、成形性等に優れるため、包装用緩衝材、自動車用構造部材等として幅広く利用されている。
【0003】
また、発泡成形体を自動車内装材として用いた場合、発泡成形体には事故での火災等に備えて、前記の耐衝撃性、成形性だけでなく、高い難燃性もさらに求められる。このため、例えば特開2008−75076号公報(特許文献1)には、高い難燃性を有する発泡成形体として特定の難燃剤および難燃助剤を含む発泡成形体が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2008−75076号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
現在、軽量化や低コスト化の観点から、前記の物性に加えて発泡成形体に対して高倍化や低比重化が望まれるようにもなっている。しかし、発泡成形体をより高倍化させた場合、嵩発泡倍率に反比例して発泡成形体表面の硬度が低くなり、用途によっては強度等の所望の物性を得ることができないことがある。
【0006】
特に、発泡成形体を航空機用内装材として用いた場合、発泡成形体は包装用緩衝材等と比べて、人体、貨物等によってより大きな負荷の存在下や、より長時間に亘って高温多湿条件下に置かれることがある。この場合、より高倍化させた発泡成形体は柔軟性を失うことによって、変形、倍率変化を起こし、発泡成形体に対して求められる耐衝撃性、強度、耐熱性等の所望の物性を得ることができないことがある。
【0007】
他方、従来の発泡成形体や引用文献1に記載のものは、このような場合に一定レベルの発泡性、難燃性等を示すことがあるものの、航空機用内装材として使用し得るような発泡成形体、即ち、嵩発泡倍率が高く、強度、難燃性および耐熱性に優れた発泡成形体としては満足のいくものではなかった。具体的には、国土交通省航空局 耐空性審査要領第III部付録Fの垂直燃焼試験を満足するような発泡成形体という観点からは必ずしも満足のいくものではなかった。
【0008】
このため、これらの問題点に鑑みて、航空機用内装材として用いた場合であっても十分に使用することができるような、嵩発泡倍率が高く、強度、難燃性および耐熱性に優れた発泡成形体を提供することが求められている。
【課題を解決するための手段】
【0009】
かくして本発明によれば、樹脂成分として、ポリオレフィン系樹脂100質量部とポリスチレン系樹脂100〜400質量部とを含む発泡成形体であり、
前記発泡成形体が、前記樹脂成分100質量部に対して、難燃剤2〜4質量部を含み、かつ、前記発泡成形体全体において10〜70倍の嵩発泡倍率を有し、
前記発泡成形体の表層の嵩発泡倍率Sfとその内部の嵩発泡倍率Ifとの比率が、下記式(1):
1.1≦If/Sf≦1.8 (1)
を満たすことを特徴とする航空機用内装材が提供される。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、嵩発泡倍率が高く、強度、難燃性および耐熱性に優れた航空機用内装材を得ることができる。
【0011】
また、本発明によれば、発泡成形体が下記式(2):
−0.95X+90≦Y≦100 (2)
(式中、Xは発泡成形体全体の嵩発泡倍率であり、Yは表面硬度(CS硬度)である)
を満たす場合、表面硬度と嵩発泡倍率とを高いレベルで調整することができるため、嵩発泡倍率が高く、難燃性および耐熱性に優れ、より強度の高い航空機用内装材を得ることができる。
【0012】
また、本発明によれば、国土交通省航空局 耐空性審査要領第III部付録Fの垂直燃焼試験を満足する航空機用内装材を得ることもできる。
【0013】
また、本発明によれば、発泡成形体がJIS K6767:1999KのB法に準拠して、80℃、168時間の加熱後、絶対値で1.0%以下の加熱寸法変化率を有する場合、加熱後のより低い加熱寸法変化率を得ることができるため、嵩発泡倍率が高く、強度および難燃性に優れ、さらに耐熱性にも優れた航空機用内装材を得ることができる。
【0014】
また、本発明によれば、難燃剤がトリス(2,3−ジブロモプロピル)イソシアヌレートを主成分とする場合、難燃効果の高い難燃剤を含むため、同様に、嵩発泡倍率が高く、強度および耐熱性に優れ、より難燃性に優れた航空機用内装材を得ることができる。
【発明を実施するための形態】
【0015】
本発明の特徴は、樹脂成分として、ポリオレフィン系樹脂100質量部とポリスチレン系樹脂100〜400質量部とを含む発泡成形体であり、
前記発泡成形体が、前記樹脂成分100質量部に対して、難燃剤2〜4質量部を含み、かつ、前記発泡成形体全体において10〜70倍の嵩発泡倍率を有し、
前記発泡成形体の表層の嵩発泡倍率Sfとその内部の嵩発泡倍率Ifとの比率が、下記式(1):
1.1≦If/Sf≦1.8 (1)
を満たす航空機用内装材である。
【0016】
本発明において、航空機用内装材とは、航空機の座席の内部等において軽量化や耐衝撃性の付与等を目的に用いられる緩衝材等を意味する。具体的には、座席のヘッドレストパッド、クッションパッドおよびテーブルの芯材のような航空機内で使用される内装材が意味される。
【0017】
本発明の発泡成形体は、樹脂成分として、ポリオレフィン系樹脂100質量部とポリスチレン系樹脂100〜400質量部とを含む発泡成形体である。このため、発泡成形体にオレフィン系樹脂に由来する高耐熱性と耐衝撃性(強度)とを容易に導入することができる。また、ポリスチレン系樹脂に由来する剛性と高い発泡性とを容易に導入することもできる。よって、本発明の発泡成形体は両者の特性を好適に有する発泡成形体である。
【0018】
また、本発明の発泡成形体は、前記樹脂成分100質量部に対して、難燃剤2〜4質量部を含む発泡成形体でもある。このため、本発明の発泡成形体は、高い嵩発泡倍率と強度、耐熱性等の所望の物性を維持しつつ、高い難燃性を有することができる。
【0019】
他方、本発明の発泡成形体は、発泡成形体全体において10〜70倍の嵩発泡倍率を有する。このため、発泡成形体は航空機用内装材として使用することができる程度に十分な耐熱性、断熱性等を有することができる。
【0020】
さらに、発泡成形体の表層の嵩発泡倍率Sfとその内部の嵩発泡倍率Ifとの比率が、下記式(1):
1.1≦If/Sf≦1.8 (1)
を満たすため、本発明の発泡成形体は内部の嵩発泡倍率が表層の嵩発泡倍率より高い構造を有する。
【0021】
このため、発泡成形体表層に対衝撃性等に優れる高硬度な低発泡部位を多く導入することができ、他方、発泡成形体内部に高い嵩発泡倍率を期待することができる高発泡部位を多く導入することができる。よって、本発明の発泡成形体は高い強度を有し、かつ、高い嵩発泡倍率も維持することができる。
【0022】
なお、本発明において、発泡成形体の表層および内部とは、発泡成形体の厚みが少なくとも20mm以上あり、表皮を含む30mm×30mm以上の水平な面を有する任意の部分から、厚みの1/3の長さを一辺とする立方体を厚み方向に3等分に分割したときに、その3等分した立方体のうちの、発泡成形体の表皮を含む上下の分割片を表層といい、表皮を含まない前記表層に挟まれた分割片を内部という。
【0023】
従って、本発明の発泡成形体は嵩発泡倍率が高く、強度、難燃性および耐熱性に優れるため、航空機用内装材として好適に使用することができる。
以下、本発明の発泡成形体について詳説する。
【0024】
<発泡成形体の製造方法>
本発明の発泡成形体は、
(1)樹脂成分および難燃剤を含む複合樹脂粒子を製造する;
(2)複合樹脂粒子に発泡剤を含浸させることによって発泡性複合樹脂粒子を製造する;
(3)発泡性複合樹脂粒子を予備発泡させることによって予備発泡粒子を製造する;
(4)予備発泡粒子を発泡成形する
ことにより得ることができる。
【0025】
<複合樹脂粒子>
本発明において、複合樹脂粒子とは、樹脂成分および難燃剤を少なくとも含む樹脂粒子を意味する。なお、所望の物性を得ることができる限り、複合樹脂粒子は難燃助剤を任意に含んでいてもよく、複合樹脂粒子に由来する発泡成形体も難燃助剤を任意に含んでいてもよい。また、本発明の複合樹脂粒子は樹脂成分としてポリオレフィン系樹脂とポリスチレン系樹脂とを所定の割合で含むため、本発明においては、発泡成形体にオレフィン系樹脂に由来する高耐熱性と耐衝撃性(強度)とを容易に導入することができ、ポリスチレン系樹脂に由来する剛性と高い発泡性とを容易に導入することもできる。なお、原材料として使用する単量体成分、樹脂成分、難燃剤等の質量比と、予備発泡粒子、発泡成形体等におけるこれらの質量比とは略同一である。
【0026】
本発明において、ポリスチレン系樹脂とは、スチレン単独重合体、またはスチレンを主成分とし、スチレンと共重合可能な他の単量体との共重合体を意味する。ここでスチレンを主成分とするとは、スチレンが全単量体の70質量%以上を占めることを意味する。他の単量体として、α−メチルスチレン、p−メチルスチレン、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸アルキルエステル、メタクリル酸アルキルエステル、ジビニルベンゼン、ポリエチレングリコールジメタクリレート等が例示される。本発明において、アルキルとは炭素数1〜20のアルキルを意味する。本発明においては、発泡性樹脂粒子を安定に予備発泡させることができるスチレン単独重合体が好ましい。
【0027】
本発明において、ポリオレフィン系樹脂とは、オレフィン単独重合体、またはオレフィン系重合性単量体を主成分とし、オレフィン系重合性単量体と共重合可能な他の単量体との共重合体を意味する。ここでオレフィン系重合性単量体を主成分とするとは、オレフィン系重合性単量体が全単量体の70質量%以上を占めることを意味する。
【0028】
具体的には、ポリオレフィン系樹脂として、例えば、分枝鎖状低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−メチルメタクリレート共重合体、これら重合体の架橋体等のポリエチレン系樹脂;
プロピレン単独重合体、エチレン−プロピレン共重合体、プロピレン−1−ブテン共重合体、エチレン−プロピレン−1−ブテン共重合体等のポリプロピレン系樹脂等が挙げられる。
【0029】
本発明においては、より高いレベルの耐熱性を期待することができるため、ポリオレフィン系樹脂としてポリプロピレン系樹脂が好ましい。
【0030】
また、所望の物性に影響を与えない限り前記ポリオレフィン系樹脂を単独で使用しても、2種以上を使用してもよい。なお、前記例示中、低密度とは0.91〜0.94g/cm3であることが好ましく、0.91〜0.93g/cm3であることがより好ましい。高密度とは0.95〜0.97g/cm3であることが好ましく、0.95〜0.96g/cm3であることがより好ましい。中密度とはこれら低密度と高密度の中間の密度である。
【0031】
本発明のポリオレフィン系樹脂およびポリスチレン系樹脂は所望の物性に影響を与えない限り、それぞれ、ビニル基、カルボニル基、芳香族基、エステル基、エーテル基、アルデヒド基、アミノ基、ニトリル基、ニトロ基等の官能基を含んでいてもよく、2以上のビニル基を有する架橋剤等により架橋されていてもよく、これらの樹脂を単独で使用しても2種以上を併用してもよい。
【0032】
また、本発明の複合樹脂粒子は同様に所望の物性に影響を与えない限り、その他の樹脂成分を含んでいてもよい。他の樹脂成分としては公知の熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂等が挙げられ、具体的には、ポリ(メタ)アクリル系樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリ乳酸を含むポリエステル系樹脂等が挙げられる。なお、(メタ)アクリルはアクリルまたはメタクリルを意味する。
【0033】
ポリスチレン系樹脂は複合樹脂粒子中に、ポリオレフィン系樹脂100質量部に対して100〜400質量部含有され、125〜240質量部含有されることが好ましい。ポリスチレン系樹脂の含有量が400質量部より多いと、ポリオレフィン系樹脂が不足し耐熱性が劣ることがある。一方、100質量部より少ないと、ポリスチレン系樹脂が不足し所望の発泡性を得ることができないことがある。
【0034】
また、両者の有する物性を好適に発泡成形体に導入することができるため、複合樹脂粒子は複合樹脂粒子100質量部中に両者を併せた樹脂成分を、好ましくは70〜100質量部、より好ましくは80〜98.5質量部含む。他方、ポリオレフィン系樹脂とポリスチレン系樹脂との組合せとして、プロピレン単独重合体とスチレン単独重合体との組合せが好ましい。
【0035】
本発明においては、公知の難燃剤を使用することができ、
トリス(2,3−ジブロモプロピル)イソシアヌレート、テトラブロモシクロオクタン、ヘキサブロモシクロドデカン、デカブロモジフェニルエーテル、トリブロモフェニルアリルエーテル、テトラブロモビスフェノールAジアリルエーテル、テトラブロモビスフェノールAジプロピルエーテル、テトラブロモビスフェノールAジグリシジルエーテル、テトラブロモビスフェノールAジ(ヒドロキシエチル)エーテル、テトラブロモビスフェノールAビス(2,3−ジブロモプロピルエーテル)等の臭素系難燃剤;
塩化パラフィン、塩化トリフェニル、塩化ジフェニル、パークロルペンタシクロデカン等の塩素系難燃剤;
1,2−ジブロモ3−クロルプロパン、2−クロル−1,2,3,4−テトラブロモブタン等の塩素臭素含有難燃剤等を挙げることができる。
【0036】
難燃剤は、1種のみを使用してもよく、複数種を組み合わせて使用してもよい。本発明においては、所望の難燃性を容易に得ることができるため、トリス(2,3−ジブロモプロピル)イソシアヌレートを主成分として使用することが好ましい。なお、本発明において、主成分とは、難燃剤全量に対して、好ましくは80質量%以上、より好ましくは90質量%以上を意味する。また、難燃助剤についても同様である。
【0037】
本発明の難燃剤は、樹脂成分100質量部に対して、2〜4質量部、好ましくは2.2〜3.8質量部、より好ましくは2.5〜3.5質量部の割合で複合樹脂粒子中に含まれる。難燃剤の含有量が2質量部より少ないと、発泡成形体の難燃性が低下することがある。一方、難燃剤の含有量が4質量部より多いと、難燃性の付与に必要以上の量が含まれることになり発泡成形体の製造コストが増加することがある。さらに、発泡成形体の加熱寸法変化が大きくなることがある。
【0038】
本発明においては、公知の難燃助剤を使用することもでき、2,3−ジメチル−2,3−ジフェニルブタン、3,4−ジメチル−3,4−ジフェニルヘキサン、ジクミルパーオキサイド、クメンヒドロパーオキサイド等を挙げることができる。難燃助剤は、1種のみを使用してもよく、複数種を組み合わせて使用してもよい。本発明においては、所望の難燃性を容易に得ることができるため、2,3−ジメチル−2,3−ジフェニルブタンを主成分として使用することが好ましい。
【0039】
本発明の難燃助剤は、樹脂成分100質量部に対して、好ましくは0〜2質量部、より好ましくは0〜1.8質量部、さらに好ましくは0〜1.5質量部の割合で複合樹脂粒子中に含まれる。難燃助剤の含有量が2質量部より多いと、難燃性の付与に必要以上の量が含まれることになり発泡成形体の製造コストが増加することがある。さらに、発泡成形体の加熱寸法変化が大きくなることがある。
【0040】
また、所望の発泡成形体を得ることができる限り、複合樹脂粒子は他の添加剤等を含んでいてもよい。添加剤として、具体的には、被覆剤、連鎖移動剤、光安定剤、紫外線吸収剤、顔料、染料、消泡剤、増粘剤、熱安定剤、レベリング剤、滑剤、帯電防止剤等が挙げられる。
【0041】
<複合樹脂粒子の製造方法>
複合樹脂粒子の製造方法は、特に限定されず、公知の方法をいずれも使用することができる。例えば、懸濁重合法、シード重合法等が挙げられる。シード重合法は、種粒子にスチレン系単量体等の単量体成分を水性媒体中で含浸、重合させることにより複合樹脂粒子を得る方法である。本発明においては、表層と内部の嵩発泡倍率の異なった発泡成形体を容易に製造することができる場合があるためシード重合法を用いることが好ましい。
以下に一例を挙げて本発明の複合樹脂粒子の製造方法を説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【0042】
本発明の複合樹脂粒子は、例えば、
分散剤を含む水性懸濁液中に、ポリオレフィン系樹脂粒子と、スチレン系単量体と、重合開始剤とを分散させる工程Aと、
得られた分散液を前記スチレン系単量体が実質的に重合しない温度に加熱してスチレン系単量体を前記ポリオレフィン系樹脂粒子に含浸させる工程Bと、
ポリオレフィン系樹脂粒子の融点をT℃としたとき、(T−10)℃〜(T+20)℃の温度で、スチレン系単量体の第1の重合を行って第1の粒子を得る工程Cと、
第1の重合工程に続いて、スチレン系単量体と、重合開始剤とを加え、かつ、(T−25)℃〜(T+10)℃の温度とすることにより、第1の粒子への前記スチレン系単量体の含浸および第2の重合を行って樹脂粒子を得る工程Dと、
第2の重合中の第1の粒子または前記樹脂粒子に難燃剤等を含浸させて、複合樹脂粒子を得る工程Eと
を経ることにより製造することができる。
なお、この場合、ポリオレフィン系樹脂とスチレン系単量体との質量比は発泡成形体、予備発泡粒子、複合樹脂粒子中の樹脂成分比率と略同一である。
【0043】
工程A〜Eのそれぞれは、例えば、スチレン系単量体を原料としてビーズ状のポリスチレン系樹脂粒子を製造するポリスチレン系樹脂の懸濁重合法またはシード重合法等の周知の重合方法を実施する際に用いられるオートクレーブ重合装置を用いて実施できるが、使用される製造装置はこれに限定されない。
【0044】
(工程A)
ポリオレフィン系樹脂粒子は、例えば、ポリオレフィン系樹脂を押出機で溶融し、ストランドカット、水中カット、ホットカット等により造粒ペレット化する方法、粉砕機にて直接樹脂粒子を粉砕しペレット化する方法により得られる。また、その形状は、真球状、楕円球状(卵状)、円柱状、角柱状等が挙げられる。このポリオレフィン系樹脂粒子の好ましい平均粒子径は、0.5〜1.5mmの範囲であり、より好ましくは、0.6〜1.0mmの範囲である。
【0045】
分散剤としては、例えば、部分けん化ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸塩、ポリビニルピロリドン、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース等の有機系分散剤;
ピロリン酸マグネシウム、ピロリン酸カルシウム、リン酸カルシウム、炭酸カルシウム、リン酸マグネシウム、炭酸マグネシウム、酸化マグネシウム等の無機系分散剤が挙げられる。この内、より安定な分散状態を維持することができる場合があるため、無機系分散剤が好ましい。無機系分散剤を用いる場合、界面活性剤を併用することが好ましい。このような界面活性剤としては、例えば、ドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ、α−オレフィンスルホン酸ソーダ等が挙げられる。
【0046】
分散剤の使用量は、水性懸濁液100質量部に対して、0.1〜5質量部であることが好ましい。水性懸濁液を構成する水性媒体は、水、水と水溶性溶媒(例えば、メタノール、エタノール等の低級アルコール)との混合物等が挙げられる。水性媒体の使用量は、懸濁液を形成できさえすれば特に限定されない。
【0047】
重合開始剤としては、スチレン系単量体の重合に汎用されている従来周知の重合開始剤を使用することができる。例えば、ベンゾイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、t−アミルパーオキシオクトエート、t−ブチルパーオキシベンゾエート、t−アミルパーオキシベンゾエート、t−ブチルパーオキシビバレート、t−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、t−ブチルパーオキシアセテート、t−ブチルパーオキシ−3,3,5−トリメチルシクロヘキサノエート、ジ−t−ブチルパーオキシヘキサハイドロテレフタレート、2,2−ジ−t−ブチルパーオキシブタン、ジクミルパーオキサイド等の有機過酸化物;
アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスジメチルバレロニトリル等のアゾ系化合物が挙げられる。なお、重合開始剤は、単独で用いられても併用されてもよい。重合開始剤の使用量は、スチレン系単量体100質量部に対して、0.1〜5質量部であることが好ましい。
【0048】
また、架橋剤を使用してもよい。架橋剤としては、2,2−ジ−t−ブチルパーオキシブタン、2,2−ビス(t−ブチルパーオキシ)ブタン、ジクミルパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ジ−t−ブチルパーオキシヘキサン等の有機過酸化物等が挙げられる。架橋剤の添加方法としては、例えば、架橋剤をポリオレフィン系樹脂に直接添加する方法、溶剤、可塑剤またはスチレン系単量体に架橋剤を溶解させた上で添加する方法、架橋剤を水に分散させた上で添加する方法等が挙げられる。この内、スチレン系単量体に架橋剤を溶解させた上で添加する方法が好ましい。
【0049】
スチレン系単量体はポリオレフィン系樹脂粒子に含浸させるために、水性媒体に連続的にあるいは断続的に添加できる。スチレン系単量体は水性媒体中に徐々に添加していくことが好ましい。
【0050】
(工程B)
工程Bでは、工程Aで得られた分散液を、スチレン系単量体が実質的に重合しない温度に加熱し、スチレン系単量体をポリオレフィン系樹脂粒子に含浸させる。この加熱温度は、45〜70℃の範囲であることが好ましい。加熱温度が45℃未満であると、スチレン系単量体の含浸が不十分となってポリスチレンの重合粉末が生成されることがある。一方、加熱温度が70℃を超えると、スチレン系単量体がポリオレフィン系樹脂粒子に十分含浸される前に重合してしまうことがある。より好ましい加熱温度は50〜65℃の範囲である。
【0051】
(工程CおよびD)
工程Cおよび工程Dにおいて、重合温度は重要な要因である。具体的には、ポリオレフィン系樹脂の融点をT℃としたとき、重合温度は、工程C(第1の重合)では、(T−10)℃〜(T+20)℃の範囲であり、工程D(第2の重合)では、(T−25)℃〜(T+10)℃の範囲である。
【0052】
前記温度範囲で重合を行うことにより、中心部はポリスチレン系樹脂の存在量が多く、表層はポリオレフィン系樹脂の存在量が多い複合樹脂粒子を得ることができる場合がある。この場合、ポリスチレン系樹脂とポリオレフィン系樹脂が偏在する結果として、ポリオレフィン系樹脂とポリスチレン系樹脂のそれぞれの長所が生かされ、剛性、発泡成形性および耐薬品性を良好に保持された発泡成形体を提供することができる。
【0053】
重合温度が前記温度範囲より低くなると、中心部のポリスチレン系樹脂の存在量が少なく、良好な物性を示す発泡成形体が得られないことがある。また、重合温度が前記温度範囲より高くなると、スチレン系単量体がポリオレフィン系樹脂粒子に十分含浸される前に重合が開始してしまうので、良好な物性を示す発泡成形体が得られないことがある。また、高くなると、耐熱性に優れた高価格の重合設備が必要になる。
【0054】
また、スチレン系単量体の重合を、工程Cと工程Dの二段階に分ける理由は、一度に多くのスチレン系単量体をポリオレフィン系樹脂に含浸させようとすると、スチレン系単量体がポリオレフィン系樹脂に十分に含浸されず、ポリオレフィン系樹脂の表面に残るからである。重合工程を二段階に分ければ、工程Cにおいてスチレン系単量体が確実にポリオレフィン系樹脂の中心部に含浸され、工程Dにおいてもスチレン系単量体がポリオレフィン系樹脂の中心部に向かって含浸される。
【0055】
(工程E)
工程Eでは、第2の重合中の第1の粒子または複合樹脂粒子に難燃剤を含浸させる。含浸させる際の温度は、難燃剤または任意の難燃助剤の融点の内、高い方の融点をt℃としたとき、t℃〜(t+30)℃の範囲が好ましい。t℃より低いと難燃剤または難燃助剤が複合樹脂粒子に十分に含浸されないことがある。また、(t+30)℃より高いと耐熱性に優れた高価格の重合設備が必要になることがある。工程Eの後、反応槽を冷却し、複合樹脂粒子を水性媒体と分離することで、複合樹脂粒子を単離できる。
【0056】
<発泡性複合樹脂粒子>
発泡性複合樹脂粒子とは、複合樹脂粒子に所定の割合で発泡剤を含浸させた発泡性能を有する樹脂粒子を意味する。
【0057】
発泡剤としては、公知の種々の発泡剤が使用できる。例えば、プロパン、n−ブタン(ノルマルブタン)、イソブタン、n−ペンタン(ノルマルペンタン)、イソペンタン、工業用ペンタン、石油エーテル、シクロヘキサン、シクロペンタン、フロン、ハロン等の単独または混合物が挙げられる。これらの内、より大きな発泡性能を発泡性複合樹脂粒子に導入することができる、プロパン、n−ブタン、イソブタン、n−ペンタン、イソペンタンおよびシクロペンタンのいずれかが好ましい。発泡剤は単独で用いてもよく2種以上を用いてもよい。
【0058】
発泡剤の含有率としては、発泡性複合樹脂粒子100質量部に対して、6〜20質量部であることが好ましい。発泡剤の含有率が6質量部未満であると、発泡性複合樹脂粒子の発泡性が低下することがある。発泡性が低下すると、嵩発泡倍率の高い低嵩密度の予備発泡粒子が得られ難くなると共に、この予備発泡粒子を型内成形して得られる発泡成形体は融着率が低下し、耐割れ性が低下することがある。一方、20質量部を超えると、予備発泡粒子中の気泡サイズが過大となり易く、成形性の低下や、得られる発泡成形体の圧縮、曲げ等の強度特性の低下が発生することがある。より好ましい発泡剤の含有率は、7.5〜18質量部の範囲である。
【0059】
また、さらに均一に発泡性複合樹脂粒子を予備発泡させ得る発泡助剤を用いてもよい。発泡助剤として、例えば、トルエン、キシレン、シクロヘキサン、d−リモネン等の溶剤、ジイソブチルアジペート、グリセリン、ジアセチル化モノラウレート、やし油等の可塑剤(高沸点溶剤)が挙げられる。
【0060】
<発泡性複合樹脂粒子の製造方法>
発泡性複合樹脂粒子の製造方法は特に限定されず、公知の方法をいずれも使用できる。
例えば、V型、C型あるいはDC型等の回転混合機であって、密閉耐圧の容器に複合樹脂粒子を入れて流動させ、次いで発泡剤を導入することで複合樹脂粒子に発泡剤を含浸させる方法;
攪拌機付密閉耐圧容器内で複合樹脂粒子を水性媒体に懸濁させ、次いで発泡剤を導入し、複合樹脂粒子に発泡剤を含浸させる方法等が挙げられる。
また、発泡剤の含浸は50〜140℃、0.5〜6時間行うことが好ましい。さらに、前記含浸は所望の発泡成形体等を得ることができる限り、大気圧下で行ってもよく、加圧条件下で行ってもよい。
【0061】
<予備発泡粒子>
予備発泡粒子とは、発泡性複合樹脂粒子を所定の嵩発泡倍率まで加熱発泡させた樹脂粒子を意味する。また、本発明の予備発泡粒子は公知の予備発泡方法を用いて製造することができる。予備発泡方法の一例を挙げれば、水蒸気等の加熱媒体を用いて発泡性複合樹脂粒子を加熱し、所定の嵩発泡倍率に予備発泡させることで、予備発泡粒子を得ることができる。
【0062】
本発明の予備発泡粒子は、好ましくは10〜70倍、より好ましくは20〜60倍の嵩発泡倍率を有する。嵩発泡倍率が70倍より大きいと、得られる発泡成形体の強度、耐熱性が低下することがある。一方、10倍より小さいと、得られる発泡成形体の重量が増加することがある。
【0063】
また、予備発泡粒子の平均粒子径は8.4mm以下が好ましく、6.0mm以下がより好ましい。平均粒子径が8.4mmより大きいと、発泡成形機への予備発泡粒子の充填性が低下することがあり、得られる発泡成形体の強度が低下することがある。
【0064】
<航空機用内装材(発泡成形体)>
本発明の発泡成形体は公知の発泡成形方法を用いて製造することができる。一例を挙げると、金型内に予備発泡粒子を充填し、再度加熱する。次いで予備発泡粒子を型内発泡させて粒子同士を熱融着させ、冷却を行うことによって発泡成形体を得ることができる。加熱用の媒体は、ゲージ圧力0.05〜0.45MPaの水蒸気が好適に使用され、水蒸気を導入する時間は10〜180秒が好ましい。
【0065】
また、下記式(1)を満たす発泡成形体をより容易に製造することができるため、本発明の発泡成形体は、ゲージ圧力Pが好ましくは0.20MPa<P<0.33MPa、より好ましくは0.23MPa<P<0.30MPaの範囲の水蒸気によって発泡成形される。なお、ゲージ圧力Pは発泡成形機内に備えたゲージ圧力計が示す値を意味する。また、発泡成形工程時の温度、時間等も、使用原料および製造設備に合わせて適宜設定される。
【0066】
本発明においては、発泡成形体の表層の嵩発泡倍率Sf(倍)とその内部の嵩発泡倍率If(倍)との比率が、下記式(1):
1.1≦If/Sf≦1.8 (1)
を満たすため、本発明の発泡成形体は内部の嵩発泡倍率が表層の嵩発泡倍率より高い構造を有する。このため、発泡成形体表層に対衝撃性等に優れる高硬度な低発泡部位を多く導入することができ、他方、発泡成形体内部に高い嵩発泡倍率を期待することができる高発泡部位を多く導入することができ、その結果、本発明の発泡成形体は好適な硬度を有し、高い嵩発泡倍率を有する。
【0067】
また、さらにより強度に優れた発泡成形体を得ることができるため、下記式(3):
1.15≦If/Sf≦1.7 (3)
を満たすことが好ましい。
【0068】
他方、所望の嵩発泡倍率を確保することができるため、発泡成形体の見かけの嵩発泡倍率X(全体における嵩発泡倍率)は10〜70倍の範囲であり、15〜60倍の範囲が好ましく、20〜50倍の範囲がより好ましい。
【0069】
また、所望の強度を確保することができるため、発泡成形体の発泡成形体の表面硬度(CS硬度)Yは、23.5〜100の範囲が好ましく、42.5〜100の範囲がより好ましい。
【0070】
さらに、表面硬度と嵩発泡倍率とのより高いレベルで調整を図ることができるため、発泡成形体の表面硬度(CS硬度)Yと発泡成形体全体の嵩発泡倍率X(倍)とが下記式(2):
−0.95X+90≦Y≦100 (2)
を満たすものが好ましく、下記式(4):
−0.90X+90≦Y≦95 (4)
を満たすものがより好ましい。
【0071】
従来、表層と内部の嵩発泡倍率が均一な発泡成形体について、要求される表面硬度を有さない場合、良好な表面硬度を得るために、発泡成形体全体の嵩発泡倍率を下げざるを得なかった。しかしながら、本発明の発泡成形体が式(2)または(4)を満たす場合、発泡成形体全体として高い嵩発泡倍率を維持しつつ、その表面硬度を向上させることができる。この場合、本発明によれば、表層と内部の嵩発泡倍率が略均一な発泡成形体と比べて、表面硬度に優れ、高倍数を有する発泡成形体を提供することができる。
【0072】
さらに、本発明の発泡成形体は、発泡成形体100質量部中に0〜1.5質量部の残留発泡剤を含んでいてもよい。この場合、残留発泡剤に起因する引火性等を抑制することができるため、嵩発泡倍率が高く、強度および耐熱性に優れ、より難燃性に優れた発泡成形体を得ることができる。
【0073】
他方、本発明の発泡成形体は好適な割合で難燃剤を含むため、優れた難燃性および耐熱性を有する。このため、前記発泡成形体は、JIS K6767:1999KのB法に準拠して、80℃、168時間の加熱後、絶対値で好ましくは1.0%以下、より好ましくは0.5%の加熱寸法変化率を有する。
【0074】
また、前記発泡成形体は、国土交通省航空局 耐空性審査要領第III部付録Fの垂直燃焼試験を満足することができる。
【0075】
従って、本発明で得られる発泡成形体は嵩発泡倍率が高く、強度、難燃性および耐熱性に優れるため、航空機用内装材として好適に使用することができる。
【実施例】
【0076】
以下、実施例を挙げて本発明をさらに説明するが、本発明はこれら実施例によって限定されるものではない。実施例に記載した各種測定法および製造条件を以下で説明する。
<予備発泡条件>
水蒸気で予熱したPSX40予備発泡機(笠原工業社製)に発泡剤を含浸させた発泡性複合樹脂粒子を0.5〜1.5kg投入し、撹拌しながらゲージ圧力0.005〜0.09MPaの設定で水蒸気を導入し、20〜180秒間で所定の嵩密度(嵩発泡倍率)まで発泡させることによって予備発泡粒子を得る。
【0077】
<予備発泡粒子の嵩密度および嵩発泡倍率>
約5gの予備発泡粒子の重量(a)を小数以下2位まで秤量する。次に、最小メモリ単位が5cm3である500cm3メスシリンダーに秤量した予備発泡粒子を入れ、これにメスシリンダーの口径よりやや小さい円形の樹脂板であって、その中心に幅約1.5cm、長さ約30cmの棒状の樹脂板が直立して固定された押圧具をあてて、予備発泡粒子の体積(b)を読み取り、式(a)/(b)により予備発泡粒子の嵩密度(g/cm3)を求める。なお、嵩発泡倍率(倍)は嵩密度の逆数、即ち、式(b)/(a)とする。
【0078】
<発泡成形体全体の嵩密度および嵩発泡倍率>
発泡成形体の嵩密度は、発泡成形後に得られる発泡成形体の見かけの体積(cm3)(c)と、その重量(g)(d)を測定し、式(d)/(c)により発泡成形体の嵩密度(g/cm3)を求める。発泡成形体の見かけの体積は成形後の収縮を考慮しなければ、例えば発泡成形体が得られた時点での金型キャビティ内の体積に等しく、金型図面寸法から算出できる。なお、嵩発泡倍率(倍)は嵩密度の逆数、即ち、式(c)/(d)とする。
【0079】
<発泡成形体の表層、内部の嵩発泡倍率>
発泡成形体の厚みが少なくとも20mm以上あり、表皮を含む30mm×30mm以上の水平な面を有する任意の部分から、厚みの1/3の長さを1辺とする立方体を厚み方向に3等分して切削する。3等分した立方体のうち、発泡成形体の表皮を含む、厚み方向から見て上または下の試験片を試験片A、中央の試験片を試験片Bとする。例えば、発泡成形体から任意に選択した部分の厚みが30mmの場合、試験片Aは発泡成形体の表皮を含む1辺10mmの立方体となり、試験片Bは発泡成形体の表皮を含まない1辺10mmの立方体となる。
【0080】
この試験片Aの嵩発泡倍率の測定を行い、同様に測定した計10点分の平均値を発泡成形体の表層の嵩発泡倍率(Sf)とした。また、試験片Bの嵩発泡倍率の測定を行い、同様に測定した計10点分の平均値を発泡成形体の内部の嵩発泡倍率(If)とする。ただし、発泡成形体の厚みが20mm未満の場合や、表面を含む水平な面が30mm×30mm未満の場合はこれらの数値を測定に支障なき程度まで減らすことができる。また、発泡成形体の形状により計10点分の測定が困難な場合は、測定可能な数まで測定数を減らすことができる。測定した発泡成形体の表層および内部の嵩発泡倍率から内部/表層(If/Sf)の比を算出する。
【0081】
<発泡成形体の表面硬度>
測定装置として、高分子計器(株)製アスカーゴム硬度計CS型(押針形状:高さ2.54mm、φ10mm円筒形)を用い、発泡成形体の表面硬度を測定する。発泡成形体の厚みが少なくとも20mm以上あり、表皮を含む30mm×30mm以上の水平な面から任意に選択した部分にCS硬度計を設置し、垂直に荷重がかかるように荷重5kgのおもりを用いて試験体表面に対し、5秒間CS硬度計を押し付けることによって発泡成形体の表面硬度を測定した。同様に計20点分の測定を行い、平均値を発泡成形体の表面硬度とする。ただし、発泡成形体の厚みが20mm未満の場合や、表面を含む水平な面が30mm×30mm未満の場合はこれらの数値を測定に支障なき程度まで減らすことができる。また、発泡成形体の形状により計20点分の測定が困難な場合は、測定可能な数まで測定数を減らすことができる。
【0082】
本発明においては、
(1)式(2)を満たす場合・・・・合格(○)
(2)式(2)を満たさない場合・・不合格(×)
と判定する。
【0083】
<発泡成形体の加熱寸法変化率>
JIS K 6767:1999K「発泡プラスチック−ポリエチレン−試験方法」記載のB法により測定した。なお、試験片は、150mm×150mm×30mm(厚さ)としてその中央部に縦および横方向にそれぞれ互いに平行に3本の直線を50mm間隔になるよう記入し、80℃の熱風循環式乾燥機の中に168時間置いた後に取り出し、標準状態の場所に1時間放置後、縦および横線の寸法を下記式によって測定する。
S=(L1−L0)/L0×100
式中、Sは加熱寸法変化率(%)、L1は加熱後の平均寸法(mm)、L0は初めの平均寸法(mm)をそれぞれ表す。
【0084】
本発明においては、
(1)Sの絶対値が1.0%以下の場合・・・合格(○)
(2)Sの絶対値が1.0%より高い場合・・不合格(×)
と判定する。
【0085】
<国土交通省航空局 耐空性審査要領第III部付録Fの垂直燃焼試験>
国土交通省航空局 耐空性審査要領第III部付録Fの垂直燃焼試験に基づいて、発泡成形体の難燃性評価を次の様にして行う。
【0086】
<発泡成形体の難燃性評価>
少なくとも3個の試料を試験に供し、その結果を平均する。85mm×350mm×13mmの試験片を、国土交通省航空局 耐空性審査要領第III部付録Fで定められた長い2辺と上辺とを固定する金属製枠に取り付け、垂直に支持する。高さが3.8cmの炎が得られるように調節された公称0.95cm内径のブンゼン・バーナーまたはチリル・バーナーを使用して、試料の下辺の中心をバーナー上端から1.9cm上方に置き、試料に着火する。この時、炎の中心を測定した温度は熱伝対高温計で843℃以上とする。火炎を12秒間あてた後、火源を取り除き、次の様に合否判定を行う。
【0087】
本発明においては、
(1)平均燃焼長さが20cm未満、かつ火源を取り除いた後の平均燃焼時間15秒未満であり、かつ、試料からの滴下物の平均燃焼時間が落下後、平均時間5秒未満である場合・・・・・・・・・・・・・・・・・・合格(○)
(2)前記の条件を満たさない場合・・不合格(×)
と判定する。
【0088】
実施例1
ポリプロピレン系樹脂(プライムポリマー社製、商品名「F−744NP」、融点:140℃)2000gを押出機に供給して溶融混練してストランドカットにより造粒ペレット化することにより、球状(卵状)のポリプロピレン系樹脂粒子を得た。
このときのポリプロピレン系樹脂粒子を100粒あたり60mg、平均粒子径約1mmに調整した。
【0089】
次に、撹拌機付5Lオートクレーブに、前記ポリプロピレン系樹脂粒子800gを入れ、水性媒体として純水2kg、ピロリン酸マグネシウム20g、ドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ0.5gを加え、撹拌して水性媒体中に懸濁させ、10分間保持し、その後70℃に昇温して水系懸濁液とした。
次に、この懸濁液中にジクミルパーオキサイド0.7gを溶解させたスチレン単量体340gを30分で滴下した。滴下後30分保持し、ポリプロピレン系樹脂粒子にスチレン単量体を吸収させた。
次に、反応系の温度をポリプロピレン系樹脂粒子の融点と同じ140℃に昇温して2時間保持し、スチレン単量体をポリプロピレン系樹脂粒子中で重合(第1の重合)させた。
次に、第1の重合の反応液をポリプロピレン系樹脂粒子の融点より20℃低い120℃にして、この懸濁液中に、ドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ1.5gを加えた後、重合開始剤としてジクミルパーオキサイド3.6gを溶解したスチレン単量体860gを4時間かけて滴下し、ポリプロピレン系樹脂粒子に吸収させながら重合(第2の重合)を行った。
この滴下終了後、120℃で1時間保持した後に140℃に昇温し、3時間保持して重合を完結し、改質ポリスチレン系樹脂粒子を得た。
その後、反応系の温度を60℃にして、この懸濁液中に、難燃剤としてトリス(2,3−ジブロモプロピル)イソシアヌレート(日本化成社製)60gと、難燃助剤として2,3−ジメチル−2,3−ジフェニルブタン(化薬アクゾ社製)30gとを投入し、投入後、反応系の温度を130℃に昇温し、2時間攪拌を続け、複合樹脂粒子を得た。
【0090】
次に、常温まで冷却し、複合樹脂粒子を5Lオートクレーブから取り出した。取り出し後の複合樹脂粒子2kgと水2Lを再び撹拌機付5Lオートクレーブに投入し、発泡剤としてブタン(イソブタン:ノルマルブタン=3:7、質量比)300gを撹拌機付5Lオートクレーブに注入した。注入後、70℃に昇温し、4時間撹拌を続けた。
その後、常温まで冷却して5Lオートクレーブから取り出し、脱水乾燥した後に発泡性複合樹脂粒子を得た。
次に、得られた発泡性複合樹脂粒子を嵩発泡倍率30倍に予備発泡させ、予備発泡粒子を得た。
【0091】
さらに、得られた予備発泡粒子を1日間室温に放置した後、400mm×300mm×30mmの大きさのキャビティを有する成形型の該キャビティ内に充填し、成形型に0.25MPaの水蒸気を60秒間導入して加熱し、その後、発泡成形体の最高面圧が0.001MPaに低下するまで冷却して、発泡成形体を得た。
この成形条件により外観、融着とも良好な発泡成形体を得た。
【0092】
そして、得られた発泡成形体を用いて、発泡成形体全体、表層および内部における見かけの嵩発泡倍率、垂直燃焼試験、CS硬度、加熱寸法変化率等の測定を行った。
【0093】
実施例2
実施例1と同様にして改質ポリスチレン系樹脂粒子を含む懸濁液を得た。
その後、反応系の温度を60℃にして、この懸濁液中に、難燃剤としてトリス(2,3−ジブロモプロピル)イソシアヌレート(日本化成社製)80gと、難燃助剤として2,3−ジメチル−2,3−ジフェニルブタン(化薬アクゾ社製)40gとを投入し、投入後、反応系の温度を130℃に昇温し、2時間攪拌を続け、複合樹脂粒子を得た。次に、実施例1と同様にして発泡性複合樹脂粒子を得た。
得られた発泡性複合樹脂粒子を嵩発泡倍率60倍に予備発泡させ、予備発泡粒子を得た。
【0094】
さらに、得られた予備発泡粒子を1日間室温に放置した後、400mm×300mm×30mmの大きさのキャビティを有する成形型の該キャビティ内に充填し、成形型に0.25MPaの水蒸気を60秒間導入して加熱し、その後、発泡成形体の最高面圧が0.001MPaに低下するまで冷却して、発泡成形体を得た。
この成形条件により外観、融着とも良好な発泡成形体を得た。
【0095】
そして、得られた発泡成形体を用いて、発泡成形体全体、表層および内部における見かけの嵩発泡倍率、垂直燃焼試験、CS硬度、加熱寸法変化率の測定を行った。
【0096】
実施例3
実施例1と同様にして改質ポリスチレン系樹脂粒子を含む懸濁液を得た。
その後、反応系の温度を60℃にして、この懸濁液中に、難燃剤としてトリス(2,3−ジブロモプロピル)イソシアヌレート(日本化成社製)40gを投入し、投入後、反応系の温度を130℃に昇温し、2時間攪拌を続け、複合樹脂粒子を得た。次に、実施例1と同様にして発泡性複合樹脂粒子を得た。
得られた発泡性複合樹脂粒子を嵩発泡倍率10倍に予備発泡させ、予備発泡粒子を得た。
【0097】
さらに、得られた予備発泡粒子を1日間室温に放置した後、400mm×300mm×30mmの大きさのキャビティを有する成形型の該キャビティ内に充填し、成形型に0.25MPaの水蒸気を60秒間導入して加熱し、その後、発泡成形体の最高面圧が0.001MPaに低下するまで冷却して、発泡成形体を得た。
この成形条件により外観、融着とも良好な発泡成形体を得た。
【0098】
そして、得られた発泡成形体を用いて、発泡成形体全体、表層および内部における見かけの嵩発泡倍率、垂直燃焼試験、CS硬度、加熱寸法変化率等の測定を行った。
【0099】
実施例4
実施例1と同様にして得たポリプロピレン系樹脂粒子1000gを攪拌機付5Lオートクレーブに入れ、水性媒体として純水2kg、ピロリン酸マグネシウム20g、ドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ0.5gを加えた。内容物を攪拌して水性媒体と懸濁させ、10分間保持し、その後70℃に昇温することで水系懸濁液とした。
次に、この懸濁液中に、ジクミルパーオキサイド0.8gを溶解させたスチレン単量体400gを30分かけて滴下した。滴下後30分保持し、ポリプロピレン系樹脂粒子にスチレン単量体を吸収させた。
次に、反応系の温度をポリプロピレン系樹脂粒子の融点と同じ140℃に昇温して2時間保持し、スチレン単量体をポリプロピレン系樹脂粒子中で重合(第1の重合)させて第1の粒子を得た。
【0100】
次に、第1の重合の反応液をポリプロピレン系樹脂粒子の融点より20℃低い120℃にした。この後、懸濁液中に、ドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ1.5gを加えた後、ジクミルパーオキサイド3gを溶解したスチレン単量体600gを3時間かけて滴下し、ポリプロピレン系樹脂粒子に吸収させながら重合(第2の重合)を行った。
滴下終了後、120℃で1時間保持し、次いで140℃に昇温し、3時間保持して重合を完結することで改質ポリスチレン系樹脂粒子を得た。
その後、反応系の温度を60℃にして、この懸濁液中に、難燃剤としてトリス(2,3−ジブロモプロピル)イソシアヌレート(日本化成社製)40gと、難燃助剤として2,3−ジメチル−2,3−ジフェニルブタン(化薬アクゾ社製)20gとを投入し、投入後、反応系の温度を130℃に昇温し、2時間攪拌を続け、複合樹脂粒子を得た。
【0101】
次に、常温まで冷却し、複合樹脂粒子を5Lオートクレーブから取り出した。取り出し後の複合樹脂粒子2kgと水2Lを再び撹拌機付5Lオートクレーブに投入し、発泡剤としてブタン(イソブタン:ノルマルブタン=3:7、質量比)300gを撹拌機付5Lオートクレーブに注入した。注入後、70℃に昇温し、4時間撹拌を続けた。
その後、常温まで冷却して5Lオートクレーブから取り出し、脱水乾燥した後に発泡性複合樹脂粒子を得た。
次に、得られた発泡性複合樹脂粒子を嵩発泡倍率30倍に予備発泡させ、予備発泡粒子を得た。
【0102】
さらに、得られた予備発泡粒子を1日間室温に放置した後、400mm×300mm×30mmの大きさのキャビティを有する成形型の該キャビティ内に充填し、成形型に0.25MPaの水蒸気を60秒間導入して加熱し、その後、発泡成形体の最高面圧が0.001MPaに低下するまで冷却して、発泡成形体を得た。
この成形条件により外観、融着とも良好な発泡成形体を得た。
【0103】
そして、得られた発泡成形体を用いて、発泡成形体全体、表層および内部における見かけの嵩発泡倍率、垂直燃焼試験、CS硬度、加熱寸法変化率等の測定を行った。
【0104】
実施例5
実施例1と同様にして得たポリプロピレン系樹脂粒子400gを攪拌機付5Lオートクレーブに入れ、水性媒体として純水2kg、ピロリン酸マグネシウム20g、ドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ0.5gを加え、攪拌して水性媒体中に懸濁させ、10分間保持し、その後70℃に昇温して水系懸濁液とした。
次に、この懸濁液中にジクミルパーオキサイド0.4gを溶解させたスチレン単量体200gを30分かけて滴下した。滴下後30分保持し、ポリプロピレン系樹脂粒子にスチレン単量体を吸収させた。
次に、反応系の温度をポリプロピレン系樹脂粒子の融点と同じ140℃に昇温して2時間保持し、スチレン単量体をポリプロピレン系樹脂粒子中で重合(第1の重合)させて第1の粒子を得た。
【0105】
次に、第1の重合の反応液をポリプロピレン系樹脂粒子の融点より20℃低い120℃にした。この後、懸濁液中に、ドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ1.5gを加えた後、ジクミルパーオキサイド4.8gを溶解したスチレン単量体1400gを6.5時間かけて滴下し、第1の粒子に吸収させながら重合(第2の重合)を行った。
滴下終了後、120℃で1時間保持し、次いで140℃に昇温し、3時間保持して重合を完結することで改質ポリスチレン系樹脂粒子を得た。
その後、反応系の温度を60℃にして、この懸濁液中に、難燃剤としてトリス(2,3−ジブロモプロピル)イソシアヌレート(日本化成社製)80gと、難燃助剤として2,3−ジメチル−2,3−ジフェニルブタン(化薬アクゾ社製)40gとを投入し、投入後、反応系の温度を130℃に昇温し、2時間攪拌を続け、複合樹脂粒子を得た。
【0106】
次に、常温まで冷却し、複合樹脂粒子を5Lオートクレーブから取り出した。取り出し後の複合樹脂粒子2kgと水2Lを再び撹拌機付5Lオートクレーブに投入し、発泡剤としてブタン(イソブタン:ノルマルブタン=3:7、質量比)300gを撹拌機付5Lオートクレーブに注入した。注入後、70℃に昇温し、4時間撹拌を続けた。
その後、常温まで冷却して5Lオートクレーブから取り出し、脱水乾燥した後に発泡性複合樹脂粒子を得た。
次に、得られた発泡性複合樹脂粒子を嵩発泡倍率60倍に予備発泡させ、予備発泡粒子を得た。
【0107】
さらに、得られた予備発泡粒子を1日間室温に放置した後、400mm×300mm×30mmの大きさのキャビティを有する成形型の該キャビティ内に充填し、成形型に0.25MPaの水蒸気を60秒間導入して加熱し、その後、発泡成形体の最高面圧が0.001MPaに低下するまで冷却して、発泡成形体を得た。
この成形条件により外観、融着とも良好な発泡成形体を得た。
【0108】
そして、得られた発泡成形体を用いて、発泡成形体全体、表層および内部における見かけの嵩発泡倍率、垂直燃焼試験、CS硬度、加熱寸法変化率等の測定を行った。
【0109】
比較例1
実施例1と同様にして改質ポリスチレン系樹脂粒子を含む懸濁液を得た。
その後、反応系の温度を60℃にして、この懸濁液中に、難燃剤としてトリス(2,3−ジブロモプロピル)イソシアヌレート(日本化成社製)36gと、難燃助剤として2,3−ジメチル−2,3−ジフェニルブタン(化薬アクゾ社製)30gとを投入し、投入後、反応系の温度を130℃に昇温し、2時間攪拌を続け、複合樹脂粒子を得た。次に、実施例1と同様にして発泡性複合樹脂粒子を得た。
得られた発泡性複合樹脂粒子を嵩発泡倍率30倍に予備発泡させ、予備発泡粒子を得た。
【0110】
さらに、得られた予備発泡粒子を1日間室温に放置した後、400mm×300mm×30mmの大きさのキャビティを有する成形型の該キャビティ内に充填し、成形型に0.25MPaの水蒸気を60秒間導入して加熱し、その後、発泡成形体の最高面圧が0.001MPaに低下するまで冷却して、発泡成形体を得た。
【0111】
そして、得られた発泡成形体を用いて、発泡成形体全体、表層および内部における見かけの嵩発泡倍率、垂直燃焼試験、CS硬度、加熱寸法変化率等の測定を行った。
【0112】
比較例2
実施例2と同様にして発泡性複合樹脂粒子を得た。
得られた発泡性複合樹脂粒子を嵩発泡倍率45倍に予備発泡させ、予備発泡粒子を得た。
【0113】
さらに、得られた予備発泡粒子を1日間室温に放置した後、400mm×300mm×30mmの大きさのキャビティを有する成形型の該キャビティ内に充填し、成形型に0.18MPaの水蒸気を60秒間導入して加熱し、その後、発泡成形体の最高面圧が0.001MPaに低下するまで冷却して、発泡成形体を得た。
【0114】
そして、得られた発泡成形体を用いて、発泡成形体全体、表層および内部における見かけの嵩発泡倍率、垂直燃焼試験、CS硬度、加熱寸法変化率等の測定を行った。
【0115】
比較例3
実施例5と同様にして改質ポリスチレン系樹脂粒子を含む懸濁液を得た。
その後、反応系の温度を60℃にして、この懸濁液中に、難燃剤としてトリス(2,3−ジブロモプロピル)イソシアヌレート(日本化成社製)60gと、難燃助剤として2,3−ジメチル−2,3−ジフェニルブタン(化薬アクゾ社製)30gとを投入し、
投入後、反応系の温度を130℃に昇温し、2時間攪拌を続け、複合樹脂粒子を得た。
【0116】
次に、実施例1と同様にして発泡性複合樹脂粒子を得た。
得られた発泡性複合樹脂粒子を嵩発泡倍率70倍に予備発泡させ、予備発泡粒子を得た。
【0117】
さらに、得られた予備発泡粒子を1日間室温に放置した後、400mm×300mm×30mmの大きさのキャビティを有する成形型の該キャビティ内に充填し、成形型に0.25MPaの水蒸気を60秒間導入して加熱し、その後、発泡成形体の最高面圧が0.001MPaに低下するまで冷却して、発泡成形体を得た。
【0118】
そして、得られた発泡成形体を用いて、発泡成形体全体、表層および内部における見かけの嵩発泡倍率、垂直燃焼試験、CS硬度、加熱寸法変化率等の測定を行った。
【0119】
表1において、実施例および比較例の原料種、評価結果を詳説する。
【0120】
【表1】

【0121】
表1に示した通り、実施例1〜5の発泡成形体は、樹脂成分として、ポリオレフィン系樹脂100質量部とポリスチレン系樹脂100〜400質量部とを含み、かつ、樹脂成分100質量部に対して、難燃剤2〜4質量部を含む複合樹脂粒子に由来する。また、実施例1〜5の発泡成形体は、発泡成形体全体において10〜70倍の嵩発泡倍率を有する。さらに、実施例1〜5の発泡成形体は、前記発泡成形体の表層の嵩発泡倍率Sfとその内部の嵩発泡倍率Ifとの比率が、下記式(1):
1.1≦If/Sf≦1.8 (1)
を満たすため、国土交通省航空局 耐空性審査要領第III部付録Fの垂直燃焼試験、加熱寸法変化率、CS硬度の評価試験結果において良好な結果が得られた。
【0122】
発泡成形体の表層の嵩発泡倍率Sfとその内部の嵩発泡倍率Ifとの比率が本発明より小さくなった比較例2は、実施例2と比較して発泡成形体の嵩発泡倍率が10倍以上低いにも関わらず、同程度のCS硬度しか発揮することができなかった。さらに、加熱寸法変化率も大きくなり、1.0%以内を満足することができなかった。また、発泡成形体の表層の嵩発泡倍率Sfとその内部の嵩発泡倍率Ifとの比率が本発明より大きい発泡成形体は現段階では得ることができなかった。
【0123】
発泡成形体の嵩発泡倍率が本発明の範囲より大きい場合は、比較例3で示すように国土交通省航空局 耐空性審査要領第III部付録Fの垂直燃焼試験を満足することができなかった。さらに、加熱寸法変化率も大きくなり、1.0%以内を満足することができなかった。発泡成形体の嵩発泡倍率が本発明の範囲より小さい場合は、発泡成形体として重量が重く軽量性に劣るため、例えば航空機用内装材では受け入れられにくい。
【0124】
複合樹脂粒子100質量部に対する難燃剤量が本発明の範囲より多い場合は、発泡成型体のコストが増大し、例えば航空機用内装材ではコスト面で受け入れられにくい。複合樹脂粒子100質量部に対する難燃剤、難燃助剤量が本発明の範囲より少ない場合は、比較例1で示すように、国土交通省航空局 耐空性審査要領第III部付録Fの垂直燃焼試験を満足することができなかった。
【0125】
従って、本発明で得られる発泡成形体は嵩発泡倍率が高く、強度、難燃性および耐熱性に優れるため、航空機用内装材として好適に使用することができる。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
樹脂成分として、ポリオレフィン系樹脂100質量部とポリスチレン系樹脂100〜400質量部とを含む発泡成形体であり、
前記発泡成形体が、前記樹脂成分100質量部に対して、難燃剤2〜4質量部を含み、かつ、前記発泡成形体全体において10〜70倍の嵩発泡倍率を有し、
前記発泡成形体の表層の嵩発泡倍率Sfとその内部の嵩発泡倍率Ifとの比率が、下記式(1):
1.1≦If/Sf≦1.8 (1)
を満たすことを特徴とする航空機用内装材。
【請求項2】
前記発泡成形体が、下記式(2):
−0.95X+90≦Y≦100 (2)
(式中、Xは前記発泡成形体全体の嵩発泡倍率であり、Yは表面硬度(CS硬度)である)
を満たす請求項1に記載の航空機用内装材。
【請求項3】
前記発泡成形体が、国土交通省航空局 耐空性審査要領第III部付録Fの垂直燃焼試験を満足する請求項1または2に記載の航空機用内装材。
【請求項4】
前記発泡成形体が、JIS K6767:1999KのB法に準拠して、80℃、168時間の加熱後、絶対値で1.0%以下の加熱寸法変化率を有する請求項1〜3のいずれか1つに記載の航空機用内装材。
【請求項5】
前記難燃剤が、トリス(2,3−ジブロモプロピル)イソシアヌレートを主成分とする請求項1〜4のいずれか1つに記載の航空機用内装材。

【公開番号】特開2012−176687(P2012−176687A)
【公開日】平成24年9月13日(2012.9.13)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−40552(P2011−40552)
【出願日】平成23年2月25日(2011.2.25)
【出願人】(000002440)積水化成品工業株式会社 (1,335)
【Fターム(参考)】