JP2001098103A - 熱可塑性樹脂発泡体及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 安全な難燃剤が高充填され高い難燃性能を有
し、かつ、質感も優れた高発泡の熱可塑性樹脂発泡体及
びその製造方法の提供。 【解決手段】 好ましくは、ポリオレフィン系樹脂であ
る熱可塑性樹脂１００重量部に対し、粉末系充填材が１
００重量部以上１０００重量部以下の割合で配合された
熱可塑性樹脂組成物から得られた熱可塑性樹脂発泡体に
おいて、上記充填材のうちで好ましくは水酸化アルミニ
ウムもしくは水酸化マグネシウムである金属水酸化物又
はリン系化合物の粉末系難燃剤が５０〜５００重量部で
あり、発泡倍率が４．０倍以上である熱可塑性樹脂発泡
体。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、住宅、車両、船
舶、航空機などの内装材として好適に用いられる、難燃
性に優れた熱可塑性樹脂発泡体およびその製造方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】万一発生した火災の拡大を抑制すること
は、住宅、車両、船舶、航空機などにおいて最も基本的
な性能の一つである。従来は樹脂材料に難燃性を付与す
る充填材として、少量の添加で難燃効果の高いアンチモ
ン系やハロゲン系の難燃添加剤が主に利用されていた。
しかしながら、これらの難燃添加剤は、欧米での乳幼児
の突然死の原因として安全性の面で議論があり、より安
全性の高い難燃添加剤として、金属水酸化物、リン系化
合物などが挙げられる。

【０００３】ところで有害、無害に関わらず高い難燃性
能を発揮するためには、熱可塑性樹脂に十分な量の難燃
剤を充填する必要がある。難燃剤として粉末系難燃剤を
充填した熱可塑性樹脂を利用したものとしては、ポリオ
レフィン樹脂をベース樹脂とした難燃壁紙がある。例え
ば特開平１０−２３１３９８号公報には、ポリオレフィ
ン樹脂１００．０１〜１０５重量部に対し充填材および
難燃剤を１〜２００部充填した樹脂組成物が開示されて
いる。

【０００４】しかしながら、上記公報に例示された従来
の難燃剤の充填方法では、粘度上昇が生じ易く作業性が
低下しやすい。従って添加量を高くできず、もともと難
燃性を備えていないポリオレフィンなどの樹脂には充分
な難燃性能を付与することが困難であった。また、上記
公報の方法で、無理に難燃剤を高充填すると、充填材の
隙間からガス抜けが生じやすくなり、質感が良好な高発
泡倍率の発泡体を得ることが困難であった。例示されて
いる化学発泡剤は高価なため、化学発泡剤をより多く添
加して発生ガス量を増すことにより高発泡倍率の発泡体
を得ることもコスト的に困難であった。

【０００５】一方、低分子量のリン系化合物のように液
状の難燃剤は、物理的に高充填することは容易である
が、樹脂からブリードしたり、あるいは樹脂を可塑化さ
せ過ぎて、最終製品の性能に劣り、また良好な高発泡倍
率の発泡体とすることも困難であり、多くの量を添加す
ることは、事実上やはり困難であった。こうした問題を
解決するため、特開平１１−１００４５６号公報には、
オレフィン系樹脂、発泡剤、及び、アスペクト比（直径
／厚み）が２〜１０で、かつ、平均粒径が２μｍ以下の
板状の金属水酸化物とからなる難燃発泡シートが開示さ
れている。

【０００６】しかしながら、板状あるいは針状の粉末
は、一般に、樹脂に充填すると粘度上昇を生じ易く、樹
脂に高充填することが困難であった。また、コストも汎
用の金属水酸化物等と比較して高価であるという難点が
あった。すなわち、従来は、安全で安価な難燃剤を高充
填し、高い難燃性能を有していながら、高発泡倍率で質
感も優れた熱可塑性樹脂をベース樹脂とした熱可塑性樹
脂発泡体は知られていなかった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来の
熱可塑性樹脂発泡体の状況に鑑みて、安全な難燃剤が高
充填され高い難燃性能を有し、かつ、質感も優れた高発
泡の熱可塑性樹脂発泡体及びその製造方法を提供するこ
とを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明にかかる熱可塑性樹脂発泡体
（以下、「請求項１の熱可塑性樹脂発泡体」と記す）
は、熱可塑性樹脂１００重量部に対し、粉末系充填材が
１００重量部以上１０００重量部以下の割合で配合され
た熱可塑性樹脂組成物から得られた熱可塑性樹脂発泡体
において、上記充填材のうちで金属水酸化物又はリン系
化合物の粉末系難燃剤が５０〜５００重量部であり、発
泡倍率が４．０倍以上であることを特徴とする熱可塑性
樹脂発泡体とした。また、請求項２に記載の発明にかか
る熱可塑性樹脂発泡体（以下、「請求項２の熱可塑性樹
脂発泡体」と記す）は、請求項１の熱可塑性樹脂発泡体
において、難燃剤として水酸化アルミニウム又は水酸化
マグネシウムを用いるようにした。

【０００９】また、請求項３に記載の発明にかかる熱可
塑性樹脂発泡体（以下、「請求項３の熱可塑性樹脂発泡
体」と記す）は、請求項１又は請求項２の熱可塑性樹脂
発泡体において、熱可塑性樹脂として、ポリオレフィン
およびオレフィン−酢酸ビニル共重合体の少なくともい
ずれか１種を用いるようにした。

【００１０】また、請求項４に記載の発明にかかる熱可
塑性樹脂発泡体の製造方法（以下、「請求項４の製造方
法」と記す）は、熱可塑性樹脂１００重量部に対し粉末
系充填材が１００重量部以上１０００重量部以下の割合
で配合混合された樹脂組成物を、高圧下でガスに暴露し
て該ガスを樹脂組成物中に溶解させた後、ガスの圧力を
２ＭＰａ／秒以上５０ＭＰａ／秒以下の減圧速度で常圧
まで戻し、溶解しているガスを気化させて熱可塑性樹脂
を発泡させることを特徴とする、請求項１〜３いずれか
に記載の熱可塑性樹脂発泡体、の製造方法とした。

【００１１】また、請求項５に記載の発明にかかる熱可
塑性樹脂発泡体の製造方法（以下、「請求項５の製造方
法」と記す）は、熱可塑性樹脂１００重量部に対し粉末
系充填材が１００重量部以上１０００重量部以下の割合
で配合され、押出機内で混合された樹脂組成物を押出成
形して発泡体を製造するにあたり、押出機に供給前の樹
脂混合物又は押出機中の樹脂混合物をガスに暴露して該
ガスを樹脂中に溶解させるガス溶解工程を備えているこ
とを特徴とする、請求項１〜３いずれかに記載の熱可塑
性樹脂発泡体、の製造方法とした。

【００１２】また、請求項６に記載の発明にかかる熱可
塑性樹脂発泡体の製造方法（以下、「請求項６の製造方
法」と記す）は、請求項５の製造方法において、ガスを
樹脂混合物中に溶解させた状態で押出機から樹脂混合物
を押し出し、押し出された樹脂混合物中に溶解したガス
の圧力を、２ＭＰａ／秒以上５０ＭＰａ／秒以下の減圧
速度で常圧まで戻して溶解しているガスを気化させて熱
可塑性樹脂を発泡させるようにした。

【００１３】また、請求項７に記載の発明にかかる熱可
塑性樹脂発泡体の製造方法（以下、「請求項７の製造方
法」と記す）は、請求項４〜６いずれかに記載の熱可塑
性樹脂発泡体の製造方法において、暴露するガスとして
超臨界状態のガスを用いるようにした。また、請求項８
に記載の発明にかかる熱可塑性樹脂発泡体の製造方法
（以下、「請求項８の製造方法」と記す）は、請求項４
〜７いずれかに記載の熱可塑性樹脂発泡体の製造方法に
おいて、ガスとして二酸化炭素を用いるようにした。以
下、本発明を更に詳細に説明する。

【００１４】本発明において用いられる上記熱可塑性樹
脂は、特に限定されず、例えば、ポリエチレン、ポリプ
ロピレン、ＥＶＡ（エチレン−酢酸ビニル共重合体）等
のポリオレフィン系樹脂、ポリビニルアルコール、ポリ
塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ＡＢＳ（アクリロニ
トリル−ブタジエン−スチレン）樹脂、ＡＳ（アクリロ
ニトリル−スチレン）樹脂、ポリスチレン、メタクリル
樹脂、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリアセター
ル、ポリエステル、アクリル樹脂、セルロース系樹脂、
スチレン系、ポリ塩化ビニル系、ポリウレタン系、ポリ
エステル系、ポリアミド系、１，２−ポリブタジエン
系、フッ素ゴム系の熱可塑性エラストマー、ポリアミド
系、ポリアセタール系、ポリエステル系、フッ素系の熱
可塑性エンジニアリングプラスチック、粉末ゴム等が挙
げられる。これらは単独で用いても良いし、組み合わせ
て用いても良い。また本発明の目的を損なわない範囲で
変性、架橋された樹脂を用いても良い。

【００１５】請求項３に記載の如く、熱可塑性樹脂とし
ては、強度等の物性が良好であること、コストが安いこ
とに加え、昨今、公害問題として取り上げられているダ
イオキシン、窒素酸化物等の有害物質の原因となる恐れ
がないことから、ポリオレフィンおよびオレフィン−酢
酸ビニル共重合体が好ましい。

【００１６】本発明において用いられる上記粉末系充填
材としては、特に限定されず、例えば、カーボンブラッ
ク、ガラス繊維、パルプ等の補強材、珪藻士、木粉等の
調湿材、シリカゲル等の消臭剤、シリカ、マイカ、タル
ク、炭酸カルシウム等の増量材、酸化チタン等の顔料、
その他、石粉、クレー、アルミナ、アルミニウム粉末、
二硫化モリブデン、硫酸バリウム、及び下記の粉末系難
燃剤等が挙げられる。これらは単独で用いても良いし、
組み合わせて用いても良い。上記充填材は可燃性でない
ことが難燃剤の性能を妨害せず好ましい。

【００１７】本発明において用いられる上記粉末系難燃
剤としては、常温で固体の難燃性付与剤であれば、従来
公知で利用されているものをそのまま使用することがで
きる。こうした粉末系難燃剤としては、水酸化アルミニ
ウム、水酸化マグネシウムなどの金属水酸化物、アルミ
ン酸カルシウム、ポリリン酸アンモニウムなどの高分子
リン化合物やトリフェニルホスフェートなどのリン系化
合物などが挙げられる。これらは単独で用いても良い
し、金属水酸化物及びリン系化合物を組み合わせて用い
ても良く、金属水酸化物又はリン系化合物のみをを各々
複数種用いても良い。

【００１８】請求項２に記載の如く、特に安全で、しか
もコストが安い点で、金属水酸化物及びリン系化合物の
内でも、好ましい粉末系難燃剤としては、水酸化アルミ
ニウムもしくは水酸化マグネシウムが挙げられる。また
本発明の目的を損なわない範囲で、アンチモン系の難燃
剤やハロゲン系の粉末系の難燃剤を併用して使用するこ
とも可能ではあるが、その使用は最小限にとどめること
が好ましい。

【００１９】また本発明の目的を損なわない範囲で、リ
ン酸アンモニウム、トリクレジルフォスフェート（ＴＣ
Ｐ）、トリエチルフォスフェート（ＴＥＰ）、クレジル
ジフェニルフォスフェート（ＣＤＰ）、キシレニルジフ
ェニルホォスフェート（ＸＤＰ）、酸性リン酸エステ
ル、含チッ素リン化合物などリン系化合物などの液状の
難燃剤を併用して使用してもよい。ただし強度低下や、
発泡性の低下を生じるためその使用は最小限にとどめる
ことが好ましい。この場合、熱可塑性樹脂１００重量部
に対し、液状の難燃剤が１００重量部以下であることが
好ましく、より好ましくは５０重量部以下、更に好まし
くは１０重量部以下である。

【００２０】本発明の熱可塑性樹脂発泡体は、上記の熱
可塑性樹脂および粉末系充填材の他に、滑剤、安定剤、
アンチブロッキング剤、消泡剤、顔料、染料等の添加剤
を本発明の目的を損なわない程度で配合しても構わな
い。また常温で液体の可塑剤、溶剤等を同様に配合して
も構わないが、強度低下や、発泡性の低下を生じるため
その使用は最小限にとどめることが好ましい。物性環境
・安全面からも使用しないことが好ましい。

【００２１】本発明においては、熱可塑性樹脂１００重
量部に対し、配合される粉末系充填材の量は１００重量
部以上１０００重量部以下に限定される。そのうちで、
金属水酸化物又はリン系化合物の粉末系難燃剤の量は、
５０重量部以上５００重量部以下に限定され、好ましく
は１５０重量部以上５００重量部以下で、より好ましく
は２００重量部以上５００重量部以下である。

【００２２】その理由は、粉末系の難燃剤が５０重量部
未満では、難燃性能が十分とはいえず、５００重量部を
超えると、熱可塑性樹脂に混合しようとした場合、熱可
塑性樹脂組成物の粘度が著しく増大して組成物の混合に
大きな動力が必要になり発泡体の製造に困難を来たした
り、発泡体が非常に脆くなり形状保持姓の低下あるいは
強度などの物性低下が著しいためである。

【００２３】上記粉末系充填材トータルの充填量は、１
００重量部未満では、充填材に由来する物性の発現が困
難である。また、本発明の熱可塑性樹脂発泡体は、好ま
しくは請求項４〜８に記載の製造方法によって得られ、
通常は、上記熱可塑性樹脂組成物中にガスが溶解されて
いるので、粉末系充填材が比較的多量に配合されていて
も成形可能であるが、粉末系充填材トータルの充填量が
１０００重量部を越えると成形困難となる。従って、配
合される粉末系充填材の量は、熱可塑性樹脂１００重量
部に対し、１００重量部以上１０００重量部以下に限定
される。

【００２４】難燃剤は熱可塑性樹脂組成物中では微粒子
として存在するが、大きさは、熱可塑性樹脂への混合
度、分散度、あるいは得られる発泡体の気泡径制御への
影響、また、粉末系の難燃剤に起因する難燃性能がより
発現しやすいことを考慮すると、平均で５０μｍ以下が
好ましく、１０μｍ以下がより好ましい。５μm 以下が
特に好ましい。５０μｍを越えると、難燃性能が発現し
にくく、また、熱可塑性樹脂への分散性が悪く、発泡体
の気孔径が大きく粗くなる恐れがある。

【００２５】尚、難燃剤の大きさは、得られる熱可塑性
樹脂組成物の段階で上記範囲にあればよい。すなわち、
組成物の製造時には特に限定されず、混合前から上記範
囲の大きさであってもよいし、製造プロセス時に粉砕さ
れて上記範囲となってもよい。

【００２６】本発明において、熱可塑性樹脂発泡体の発
泡倍率は、低すぎると質感が不十分となるため４．０倍
以上に限定され、高すぎると強度等の物性に劣るので、
通常１０倍以下とされ、５倍以上１０倍以下のものが好
ましく用いられる。また、気泡の形態は連続気泡、独立
気泡いずれでもよく、特に限定されない。また気泡の大
きさは１００μｍ以下が好ましく、より好ましくは５０
μｍ以下、更に好ましくは５μｍ以下である。これらは
電子顕微鏡によって観察される。１００μｍ以上の粗大
な粒径は質感に劣ることになる。

【００２７】本発明の熱可塑性樹脂発泡体を得るには、
例えば請求項４に記載の如く、熱可塑性樹脂１００重量
部に対し粉末系充填材が１００重量部以上１０００重量
部以下の割合で配合混合された樹脂組成物を、高圧下で
ガスに暴露して該ガスを樹脂組成物中に溶解させた後、
ガスの圧力を２ＭＰａ／秒以上５０ＭＰａ／秒以下の減
圧速度で常圧まで戻し、溶解しているガスを気化させて
熱可塑性樹脂を発泡させる方法による。

【００２８】熱可塑性樹脂や粉末系充填材として、発泡
体の発明において説明した上述のものが用いられるのは
勿論である。熱可塑性樹脂１００重量部に対し粉末系充
填材が１００重量部以上１０００重量部以下の割合で配
合混合された樹脂組成物を得るには、熱可塑性樹脂及び
粉末系充填材を加熱溶融すると共に、通常は、剪断力を
与えて、粉末系充填材を熱可塑性樹脂に均一に分散させ
る。混合機としては、押出機型混合機、高速二軸連続ミ
キサー、バンバリミキサー羽型混合機、ミキシングロー
ル等、従来公知の混合機の使用が可能である。

【００２９】上記ガスとは、常温・常圧で気体状態の有
機あるいは無機物であって、高温又は高圧下で樹脂への
吸着性が良好で、樹脂を劣化させないものであれば、特
に限定されずに使用できる。また、このように常温・常
圧で気体状態であれば、使用後、容易に樹脂から除去す
ることが可能であり、たとえば、二酸化炭素、アルゴ
ン、ネオン、ヘリウム、酸素などの無機ガスやフロンガ
ス、低分子量の炭化水素等の有機ガスが挙げられるが、
火災、爆発等の危険がなく、環境、作業者の健康に対し
て安全で、回収が容易で樹脂への吸着性が良好なものが
好ましく選択される。ガスを溶解させる方法・装置とし
ては、特に限定されないが、バッチ式の容器でもよい
し、ライン式の連続混合機内に上記ガスを導入して溶解
させても構わない。

【００３０】ガスの供給はガスボンベから直接供給して
もよいし、加圧ポンプ等を用いてより高圧にして供給す
ることもできる。また、樹脂混合物にガスを溶解させる
容器、機器は、シールされて密閉されていることが好ま
しい。ガスが漏れて、大気中に抜けるのを防ぐ。

【００３１】熱可塑性樹脂へのガスの溶解量は、樹脂の
溶融粘度を必要量減少できる量であればよく、樹脂の種
類、ガスの種類によって適宣選択することができ、樹脂
１００重量部に対し３〜５０重量部のガスを溶解させる
ことが望ましい。また、ガスの溶解は飽和状態であるこ
とが最も好ましいが、この点は必ずしも達成される必要
は無い。

【００３２】上記ガスの溶解時の圧力は、（ガスの臨界
圧力−３ＭＰa ）以上で（ガスの臨界圧力＋１００ＭＰ
ａ）以下が好ましく、（ガスの臨界圧力＋３ＭＰa ）以
上で（ガスの臨界圧力＋６０ＭＰａ）以下がより好まし
く、熱可塑性樹脂にガスを均一に溶解するため、ガスが
超臨界状態であるのが特に好ましい。なお、超臨界状態
とは、臨界温度、かつ臨界圧力以上の状態をいう。たと
えば、ガスが二酸化炭素の場合、臨界温度は３０．９
℃、臨界圧力は７．４ＭＰａ、窒素の場合臨界温度は−
１４６．９℃、臨界圧力は３．４ＭＰａである。

【００３３】すなわち、（ガスの臨界圧力−３ＭＰa ）
未満では、溶解量が少なく発泡倍率が低くなってしま
い、（ガスの臨界圧力＋１００ＭＰａ）を越えると圧力
が高すぎ、設備が大がかりなものとなってしまい、好ま
しくない。また、ガスを熱可塑性樹脂に供給後、十分な
量のガスを溶解させるため、上記温度・圧力は一定時間
保たれることが好ましい。十分ガスが溶解したならば、
飽和する。但し、飽和は必ずしも達成される必要はな
い。また、上記温度・圧力以上に保つ時間は、熱可塑性
樹脂の種類、ガスの種類、あるいは溶解時の条件により
異なり、適当な時間を選択する必要がある。

【００３４】また、樹脂組成物を高圧下でガスに暴露し
てガスを樹脂組成物中に溶解させた後、ガスの圧力を常
圧まで戻す際の減圧速度は、２ＭＰａ／秒以上５０ＭＰ
ａ／秒以下に限定される、２ＭＰａ／秒以上２０ＭＰａ
／秒以下がより好ましい。その理由は、減圧速度が２Ｍ
Ｐａ／秒未満であれば、溶融されたガスと周囲の雰囲気
との圧力差が小さすぎて充分な発泡が起こらず、５０Ｍ
Ｐａ／秒を越えると、圧力差が大きくなりすぎで、一気
にガスが開放されてしまいやはり充分な発泡が起こらな
いためである。

【００３５】尚、上記減圧速度で減圧させる際、同時に
樹脂組成物中の熱可塑性樹脂の圧力も溶解したガスと平
衡状態を保ちながら、略同じ減圧速度で減圧する。

【００３６】また、ガスの開放は、樹脂組成物中の熱可
塑性樹脂が良好に発泡する温度で行うことが好ましい。
温度が低すぎて、あるいは高すぎて不適当な場合は良好
な組成物を得ることは困難である。この温度は、熱可塑
性樹脂、充填材の種類、およびこれらの配合量、溶解量
で異なるが、熱可塑性樹脂の融点の±２０℃の範囲が好
ましく選択される。請求項４の製造方法においては、上
記条件で圧力を開放するため、ガスが樹脂組成物中の熱
可塑性樹脂を連続気孔率の高い状態で発泡させ、組成物
内部の粉末系充填材が性能を十分発揮できる構造とな
る。

【００３７】尚、発泡は、バッチ式で行ってもよく、イ
ンラインの連続押出機を用いて連続的に行う様にしても
構わない。バッチ式で発泡体を製造する際は、たとえ
ば、樹脂組成物をコック付きの高圧容器内でガスに暴露
してガスを樹脂組成物に溶解させたのち、コックを調整
して所定の減圧速度で容器内に充満していたガスを大気
中に開放する方法を採用できる。

【００３８】インラインの連続押出機を用いて製造する
には、高圧状態を形成した押出機を高圧容器として用
い、押出機からガス溶解状態の樹脂組成物を押出機先端
の金型で所定の減圧速度で脱圧し、大気中に連続的に押
し出す方法が採用できる。連続的に発泡体を製造するこ
とが出来、生産性が高い点で、請求項５の製造方法の如
く、熱可塑性樹脂１００重量部に対し粉末系充填材が１
００重量部以上１０００重量部以下の割合で配合され、
押出機内で混合された樹脂組成物を押出成形して発泡体
を製造するにあたり、押出機に供給前の樹脂混合物又は
押出機中の樹脂混合物をガスに暴露して該ガスを樹脂中
に溶解させるガス溶解工程を備えている、請求項１〜３
いずれかに記載の熱可塑性樹脂発泡体、の製造方法が好
ましい。

【００３９】押出機の種類は、特に限定されず、たとえ
ば、１軸または２軸以上、あるいはこれらを組み合わせ
た押出機で、２軸の場合スクリューの回転方向がそれぞ
れの軸で反対のもの、同じものであっても良く、軸のタ
イプはパラレルタイプでもコニカルタイプでも良い。ま
た押出機を多段に組み合わせたタンデム方式を用いても
良い。

【００４０】押出機中の樹脂組成物をガス中に暴露する
方法としては、樹脂混合物を常圧下で押出機に供給した
後、押出機内に超臨界状態ガスと樹脂混合物を密閉して
混合できれば特に限定しない。この内容を具現化する手
段としては、タンデム方式の押出機を用いて、接続部に
ガスを供給する方法や、押出機内に２カ所の溶融樹脂シ
ールを構成できるスクリューを用いて、樹脂シール間に
ガスを供給する方法が挙げられる。

【００４１】押出機に供給前の樹脂混合物をガス中に暴
露する方法としては、ガスを溶解させた状態で熱可塑性
樹脂を押出機に供給できれは特に限定されないが、樹脂
中に溶解したガスは、常圧下で急速に拡散するため、押
出機としてガス溶解用容器を兼ねる耐圧ホッパを備えた
押出機が選択されることが望ましい。また、樹脂混合物
を構成する熱可塑性樹脂と充填材とは、押出機に投入す
る前に予め混合されていても構わないし、押出機に別々
に投入し、押出機内で混合するようにしても構わない。

【００４２】また、ガスの減圧速度等については、請求
項６の製造方法の如く、ガスを樹脂混合物中に溶解させ
た状態で押出機から樹脂混合物を押し出し、押し出され
た樹脂混合物中に溶解したガスの圧力を、２ＭＰａ／秒
以上５０ＭＰａ／秒以下の減圧速度で常圧まで戻して溶
解しているガスを気化させて熱可塑性樹脂を発泡させる
方法が好ましい。

【００４３】このときの熱可塑性樹脂へのガスの溶解
量、溶解条件などは、請求項４の製造方法で好適な条件
がそのまま適用される。

【００４４】請求項４〜６の製造方法において、ガス
は、請求項７の製造方法の如く、好ましくは超臨界状態
のガスが用いられる。その理由は、超臨界状態のガス
は、通常のガスと比べて特に密度が高く、溶解量が大き
くでき、又、拡散性も特に高く所定量までの溶解が迅速
に達成されるからである。

【００４５】また、ガスの種類は、請求項８の製造方法
の如く、好ましくは二酸化炭素が用いられる。その理由
は、二酸化炭素は、熱可塑性樹脂に対する溶解度が高
く、環境への影響や火災等の危険性もなく安全であるか
らである。

【００４６】得られる熱可塑性樹脂発泡体は、住宅の壁
材や天井材あるいは車両、船舶、航空機などの内装材料
として好適に用いられる。すなわち、安全な金属水酸化
物を高充填して高い難燃性能を有しつつ、高い質感をも
有した内装材料が提供される。

【００４７】さらに、熱可塑性樹脂としてポリオレフィ
ン系樹脂、特にＥＶＡ樹脂が用いられている場合、廃棄
時に他の物と燃焼廃棄する場合も、有害なガスを発生す
ることがほとんどなく、環境汚染の問題も少ない。

【００４８】また、ＥＶＡ樹脂として、酢酸ビニル含有
量が１０〜５０重量％のものを用いた場合、充填材を多
く添加することができるとともに、柔軟で加飾性や接着
性に優れ、壁材や天井材として用いた際に、施工性がよ
い。

【００４９】一方、上記製造方法によれば、例えばＥＶ
Ａ樹脂が、混合前および混合中に超臨界状態の二酸化炭
素をＥＶＡ樹脂中に溶解させるようにしたので、樹脂粘
度が低下し、結果として充填材が混合された樹脂混合物
の粘度も低下する。したがって、ガスを溶解させない一
般的な押出成形と比べて、押出機への負荷が低減され、
剪断による樹脂混合物の発熱も低下する。すなわち、従
来の技術では不可能であったレベルまで充填材の割合を
増加させること、および、低温で成形することが可能と
なる。さらに、可塑剤、溶剤等を用いて粘度を下げるこ
とが不要となるため、環境、安全に対する問題がない。

【００５０】

【実施例】以下に、本発明を実施例に基づいて詳しく説
明する。

【００５１】（実施例１）ＥＶＡ樹脂（日本ポリケム社
製「ノバテックＥＶＡ ＬＶ６６０」、酢酸ビニル含有
量２８重量％、融点７１℃）を粉砕したもの１００重量
部、及び水酸化アルミニウム（住友化学工業社製，平均
径の実測値２８μｍ）１２０重量部を、ミキシングロー
ルにより、１２０℃の温度下で均一に混合し、１２０
℃、０．２５ｋｇ／ｃｍ² の条件でプレスして、８００
μｍの平板を得た。

【００５２】続いてこの平板をオートクレーブの１２０
℃、二酸化炭素圧力１７MPa の条件下で１時間保ち、平
板を形成するＥＶＡ樹脂に二酸化炭素を溶解させた。そ
の後、７０℃、１０MPa まで、温度と圧力を低下させ、
更にこれを３MPa ／秒の条件で圧力を開放し、発泡倍率
４．５倍の熱可塑性樹脂組成物を得た。得られた熱可塑
性樹脂組成物は質感が良好で、また水酸化アルミニウム
を高充填した、高難燃の内装材として好適なものであっ
た。

【００５３】（実施例２）水酸化アルミニウムを２４０
重量部とした以外は、実施例１と同様にして、発泡倍率
５．５倍の熱可塑性樹脂組成物を得た。得られた熱可塑
性樹脂組成物は質感が良好で、また水酸化アルミニウム
を高充填した、高難燃の内装材として好適なものであっ
た。

【００５４】（実施例３）水酸化アルミニウムを３６０
重量部とした以外は、実施例１と同様にして、発泡倍率
４．９倍の熱可塑性樹脂組成物を得た。得られた熱可塑
性樹脂組成物は質感が良好で、また水酸化アルミニウム
を高充填した、高難燃の内装材として好適なものであっ
た。

【００５５】（実施例４）二酸化炭素溶解の条件を７．
０MPa の条件に変更した以外は実施例１と同様にして、
発泡倍率４．０倍の熱可塑性樹脂組成物を得た。得られ
た熱可塑性樹脂組成物は質感が良好で、また水酸化アル
ミニウムを高充填した、高難燃の内装材として好適なも
のであった。

【００５６】（実施例５）圧力解放の条件を４．０MPa/
秒の条件に変更した以外は実施例１と同様にして、発泡
倍率５．３倍の熱可塑性樹脂組成物を得た。得られた熱
可塑性樹脂組成物は質感が良好で、また水酸化アルミニ
ウムを高充填した、高難燃の内装材として好適なもので
あった。

【００５７】（実施例６）各部が以下の寸法の押出成形
装置を用意し、以下に示す樹脂混合物を押出機に供給
し、押出機中の溶融ゾーンでガスに暴露し、以下の成形
条件で熱可塑性樹脂発泡体を連続的に成形した。

【００５８】〔押出成形装置〕 押出機：逆駆動方式押出機（φ40単軸押出機 Ｌ／Ｄ＝
３０、 7.5ｋｗＤＣ） 金型：幅４０厚み３ｍｍスリットダイ

【００５９】〔成形条件〕 押出機：スクリュー回転数：５ｒｐｍ、温度設定：８０
〜１２０℃、 押出量：１．０kg／時間 金型設定温度：７０〜１００℃ 樹脂の配合：ＥＶＡ樹脂（日本ポリケム社製「ノバテッ
クＥＶＡ ＬＶ６６０」、酢酸ビニル含有量２８重量
％、融点７１℃）を粉砕したもの１００重量部、及び水
酸化アルミニウム( 住友化学工業社製、平均径の実測値
２８μｍ）１２０重量部。 ガス：二酸化炭素（溶解圧力２００kgf/cm2 、樹脂への
平均溶解量20重量部）その結果、水酸化アルミニウムを
高充填した、質感の良好な、発泡倍率４．１倍の熱可塑
性樹脂発泡体を得た。

【００６０】（実施例７）水酸化アルミニウムを２４０
重量部とした以外は、実施例１と同様にして熱可塑性樹
脂組成物を連続的に成形した。その結果、水酸化アルミ
ニウムを高充填した、質感の良好な、発泡倍率４．２倍
の熱可塑性樹脂発泡体を得た。

【００６１】（比較例１）圧力解放の条件を０．３３MP
a ／秒の条件に変更した以外は実施例１と同様にして熱
可塑性樹脂発泡体を得た。しかしながら得られた発泡体
の発泡倍率は１．２倍であった。

【００６２】（比較例２）化学発泡剤（大塚化学社製
「ユニフォームＡＺ ＥＶＡ１４」）２０重量部を添加
して混合した以外は、実施例１と同様に８００μの平板
を作成した。続いてこの平板を１８０℃の温度条件下で
化学発泡剤を分解させ、ガス化し発泡させた。しかしな
がら得られた発泡体の発泡倍率は１．５倍であった。

【００６３】（比較例３）化学発泡剤（大塚化学社製
「ユニフォームＡＺ ＥＶＡ１４」）２０重量部を添加
して混合した以外は、実施例２と同様に８００μの平板
を作成した。続いてこの平板を１８０℃の温度条件下で
化学発泡剤を分解させ、ガス化し発泡させた。しかしな
がら得られた発泡体の発泡倍率は１．２倍であった。

【００６４】（比較例４）ガスを用いなかったことを除
いては実施例６と同様にして熱可塑性樹脂発泡体を連続
的に成形しようとした。しかしながら、押出機内の圧力
の上昇が激しく押出成形することはできなかった。

【００６５】（比較例５）ガスを用いなかったことを除
いては実施例７と同様にして熱可塑性樹脂発泡体を連続
的に成形しようとした。しかしながら、押出機内の圧力
の上昇が激しく押出成形することはできなかった。

【００６６】

【発明の効果】本発明の熱可塑性樹脂発泡体は以上のよ
うに構成されており、請求項１の熱可塑性樹脂発泡体
は、熱可塑性樹脂１００重量部に対し、粉末系充填材が
１００重量部以上１０００重量部以下の割合で配合され
た熱可塑性樹脂組成物から得られた熱可塑性樹脂発泡体
において、上記充填材のうちで金属水酸化物又はリン系
化合物の粉末系難燃剤が５０〜５００重量部であり、発
泡倍率が４．０倍以上であるので、従来の金属水酸化物
を充填した発泡材料に比較して、粉末系充填材及びその
内の金属水酸化物又はリン系化合物量が多量であるの
で、難燃性にすぐれていると共に、発泡剤であるガスが
樹脂組成物を可塑化する効果もあり充填材が高充填であ
るにもかかわらず発泡倍率が高く、質感も良好である。

【００６７】請求項２の熱可塑性樹脂発泡体は、難燃剤
が特に安全でコストも安い水酸化アルミニウム又は水酸
化マグネシウムであるので、難燃性が高く安価に提供し
得る。請求項３の熱可塑性樹脂発泡体は、熱可塑性樹脂
がポリオレフィン又はオレフィン−酢酸ビニル共重合体
であるので、焼却等で有害な物質が出る恐れがなく、環
境面で有利であるとともに、リサイクル性も向上でき
る。

【００６８】請求項４の製造方法は、熱可塑性樹脂１０
０重量部に対し粉末系充填材が１００重量部以上１００
０重量部以下の割合で配合混合された樹脂組成物を、高
圧下でガスに暴露して該ガスを樹脂組成物中に溶解させ
た後、ガスの圧力を２ＭＰａ／秒以上５０ＭＰａ／秒以
下の減圧速度で常圧まで戻し、溶解しているガスを気化
させて熱可塑性樹脂を発泡させるものであるので、請求
項４の製造方法によれば多量のガスが一気に開放される
ため、高発泡倍率の本発明の熱可塑性樹脂発泡体が、容
易簡便に得られる。また、化学発泡剤を使用しないの
で、化学発泡剤の分解残留物による悪影響の心配もな
い。

【００６９】請求項５の製造方法は、熱可塑性樹脂１０
０重量部に対し粉末系充填材が１００重量部以上１００
０重量部以下の割合で配合され、押出機内で混合された
樹脂組成物を押出成形して発泡体を製造するにあたり、
押出機に供給前の樹脂混合物又は押出機中の樹脂混合物
をガスに暴露して該ガスを樹脂中に溶解させるガス溶解
工程を備えているので、請求項５の製造方法によれば、
連続的に発泡体を製造することが出来、高い生産性をも
って本発明の熱可塑性樹脂発泡体を提供することができ
る。請求項６の製造方法は、ガスを樹脂混合物中に溶解
させた状態で押出機から樹脂混合物を押し出し、押し出
された樹脂混合物中に溶解したガスの圧力を、２ＭＰａ
／秒以上５０ＭＰａ／秒以下の減圧速度で常圧まで戻し
て溶解しているガスを気化させて熱可塑性樹脂を発泡さ
せる請求項５の製造方法であるので、粉末系の充填材を
高充填した材料にガスを使用して押出を行うこととな
り、請求項６の製造方法によれば、従来では不可能な量
の充填材を高充填しているにもかかわらず熱可塑性樹脂
の粘度を低下させて押出による連続成形が可能で、効率
よく熱可塑性樹脂発泡体を製造することが可能である。

【００７０】請求項７の製造方法は、ガスとして超臨界
状態のものを使用したので、通常のガスと比べて特に密
度が高いため、熱可塑性樹脂に対する溶解度が高く樹脂
の粘度低下効果を大きくすることができるとともに、熱
分解型発泡剤に比較してガスが安価であるのでコストを
低減できる。また、熱分解型発泡剤の残渣が残留するこ
とがないので、環境への悪影響や安全上の問題を生じる
ことが無く、取り扱いが容易である。請求項８の製造方
法は、ガスとして二酸化炭素を使用したので、熱可塑性
樹脂に対する溶解度が高く樹脂の粘度低下効果を大きく
することができるとともに、一方、環境への悪影響や安
全上の問題を生じることが無く、取り扱いが非常に容易
である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０８Ｌ 23/00 Ｃ０８Ｌ 23/00 101/00 101/00 // Ｂ２９Ｋ 23:00 Ｂ２９Ｋ 23:00 105:04 105:04 Ｆターム(参考） 4F074 AA16 AC19 AC20 AD16 AG01 AG10 BA32 CA22 CC34X DA32 DA35 4F207 AA03E AA10 AA18E AB02 AB05 AB16 AG20 AH26 AH28 AH31 AH48 KA01 KA11 KF02 4J002 AB011 AC041 AH002 BB031 BB061 BB121 BC031 BC061 BD041 BD101 BD121 BE021 BG041 BG051 BN151 CB001 CF001 CG001 CK021 CL001 DA036 DE077 DE136 DE146 DE147 DE236 DG026 DG046 DH057 DJ016 DJ036 DJ046 DJ056 DL006 DM006 EW047 FA046 FD012 FD016 FD137 GL00 GN00

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱可塑性樹脂１００重量部に対し、粉末
   系充填材が１００重量部以上１０００重量部以下の割合
   で配合された熱可塑性樹脂組成物から得られた熱可塑性
   樹脂発泡体において、上記充填材のうちで金属水酸化物
   又はリン系化合物の粉末系難燃剤が５０〜５００重量部
   であり、発泡倍率が４．０倍以上であることを特徴とす
   る熱可塑性樹脂発泡体。
2. 【請求項２】 難燃剤が水酸化アルミニウム又は水酸化
   マグネシウムであることを特徴とする請求項１に記載の
   熱可塑性樹脂発泡体。
3. 【請求項３】 熱可塑性樹脂が、ポリオレフィン又はオ
   レフィン−酢酸ビニル共重合体であることを特徴とする
   請求項１又は２に記載の熱可塑性樹脂発泡体。
4. 【請求項４】 熱可塑性樹脂１００重量部に対し粉末系
   充填材が１００重量部以上１０００重量部以下の割合で
   配合された樹脂組成物を、高圧下でガスに暴露して該ガ
   スを樹脂組成物中に溶解させた後、ガスの圧力を２ＭＰ
   ａ／秒以上５０ＭＰａ／秒以下の減圧速度で常圧まで戻
   し、溶解しているガスを気化させて熱可塑性樹脂を発泡
   させることを特徴とする、請求項１〜３いずれかに記載
   の熱可塑性樹脂発泡体、の製造方法。
5. 【請求項５】 熱可塑性樹脂１００重量部に対し粉末系
   充填材が１００重量部以上１０００重量部以下の割合で
   配合され、押出機内で混合された樹脂混合物を押出成形
   して発泡体を製造するにあたり、押出機に供給前の樹脂
   混合物又は押出機中の樹脂混合物をガスに暴露して該ガ
   スを樹脂中に溶解させるガス溶解工程を備えていること
   を特徴とする、請求項１〜３いずれかに記載の熱可塑性
   樹脂発泡体、の製造方法。
6. 【請求項６】 ガスを樹脂混合物中に溶解させた状態で
   押出機から樹脂混合物を押し出し、押し出された樹脂混
   合物中に溶解したガスの圧力を、２ＭＰａ／秒以上５０
   ＭＰａ／秒以下の減圧速度で常圧まで戻して溶解してい
   るガスを気化させて熱可塑性樹脂を発泡させることを特
   徴とする、請求項５に記載の熱可塑性樹脂発泡体の製造
   方法。
7. 【請求項７】 暴露するガスが超臨界状態であることを
   特徴とする請求項４〜６いずれかに記載の、熱可塑性樹
   脂発泡体の製造方法。
8. 【請求項８】 ガスが二酸化炭素である請求項４〜７い
   ずれかに記載の、熱可塑性樹脂発泡体の製造方法。