(57)【要約】【課題】高い軽量化率および高い難燃性を両立した樹脂成形体を提供する。【解決手段】樹脂成形体は、熱可塑性樹脂製であり、複数の気泡を含む樹脂成形体であって、気泡の表面に難燃剤が存在する。難燃剤は、ケイ素を含む重合体である。この樹脂成形体では、気泡の表面に難燃剤が存在することにより、燃焼する面積の増加を抑制して難燃性を付与しつつ、軽量化を達成することができる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂製であり、複数の気泡を含む樹脂成形体であって、
前記気泡の表面に難燃剤が存在する、
樹脂成形体。
【請求項２】
前記難燃剤は、下記一般式（１）で示される重合体である、請求項１に記載の樹脂成形体。
【化１】
2018030956.tif 000005
（前記一般式（１）において、Ｒ１およびＲ２は、各々独立して、炭素数１〜６のアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、シクロアルキル基、シクロアルケニル基、シクロアルキニル基、またはフェニル基であり、ｎは１００〜８００の整数である。）
【請求項３】
熱可塑性樹脂と、難燃剤および前記難燃剤に内包された揮発剤を含む熱膨張剤とを含む樹脂組成物を溶融混練して、前記熱可塑性樹脂が溶融している前記樹脂組成物中に前記揮発剤を揮発させて気泡を生成する工程と、
気泡が生成した前記樹脂組成物を成形する工程とを含む、
樹脂成形体の製造方法。
【請求項４】
前記揮発剤は、前記熱可塑性樹脂の軟化点以下の温度で揮発する、請求項３に記載の樹脂成形体の製造方法。
【請求項５】
前記樹脂組成物を成形する工程は、射出成形法により行われる、請求項３または請求項４に記載の樹脂成形体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂成形体および当該樹脂成形体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車やＯＡ機器などには、軽量化および使用する材料の削減によるコストダウンを目的として、内部に気泡を有する樹脂成形体が使用されている。このような樹脂成形体は、例えば、樹脂組成物の射出成形により成形される。
【０００３】
樹脂組成物としては、熱可塑性樹脂と、クエン酸ナトリウムなどの熱分解型の化学発泡剤とを含む組成物や、熱可塑性樹脂と、窒素、二酸化炭素などの発泡剤とを含む組成物や、熱可塑性樹脂と、揮発性膨張剤を内包する熱膨張性マイクロカプセルを用いた物理発泡剤とを含む組成物などが知られている。
【０００４】
また、ゴム強化スチレン系樹脂と、炭酸ガスなどを発生させる熱分解型の発泡剤とを有する樹脂組成物が知られている（例えば、特許文献１参照）。そして、この樹脂組成物の射出成形により樹脂成形体を成形する。このように製造される特許文献１に記載の樹脂成形体は、樹脂成形体の部位に関わらず、気泡の大きさが均一であり、機械的性能および表面外観にも優れる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−０３７９２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の樹脂組成物の樹脂成形体は、燃焼時における樹脂成形体の表面積が気泡により大きくなるため、難燃性が低いという問題がある。このように、従来の樹脂成形体では、高い軽量化率および高い難燃性を両立させることが困難である。
【０００７】
そこで、本発明の課題は、高い軽量化率および高い難燃性を両立した樹脂成形体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、熱可塑性樹脂製であり、複数の気泡を含む樹脂成形体であって、前記気泡の表面に難燃剤が存在する、樹脂成形体を提供する。
【０００９】
本発明は、熱可塑性樹脂と、難燃剤および前記難燃剤に内包された揮発剤を含む熱膨張剤とを含む樹脂組成物を溶融混練して、前記熱可塑性樹脂が溶融している前記樹脂組成物中に前記揮発剤を揮発させて気泡を生成する工程と、気泡が生成した前記樹脂組成物を成形する工程とを含む、樹脂成形体の製造方法を提供する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、高い軽量化率および高い難燃性を両立した樹脂成形体を提供できる。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施の形態に係る樹脂成形体について説明する。
【００１２】
（樹脂成形体の構成）
樹脂成形体は、熱可塑性樹脂製であり、複数の気泡を含み、気泡の表面に難燃剤が存在する。
【００１３】
熱可塑性樹脂は、複数の気泡を包含できる樹脂から適宜選択できる。熱可塑性樹脂の例には、ポリオレフィン樹脂（ポリエチレン樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリプロピレン樹脂など）、ポリカーボネート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリフェニレンサルファイト樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリスチレン樹脂（ポリスチレン樹脂、シンジオタクチックポリスチレン樹脂、アクリロニトリル−スチレン共重合体、アクリロニトリル、ブタジエン、スチレン共重合合成樹脂（ＡＢＳ樹脂）など）、ポリアミド樹脂、ポリアセタール系樹脂、アクリル系樹脂、セルロース系樹脂（酢酸セルロースなど）、ポリスチレン系熱可塑性エラストマー、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー、１，２−ポリブタジエン系熱可塑性エラストマー、エチレン−酢酸ビニル共重合体系熱可塑性エラストマー、フッ素ゴム系熱可塑性エラストマー、および塩素化ポリエチレン系熱可塑性エラストマーなどが含まれる。このような熱可塑性樹脂は、単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。熱可塑性樹脂は、後述の射出成形時における流動性および成形性の観点から、ポリスチレンであることが好ましい。
【００１４】
熱可塑性樹脂は、調製してもよいし、市販品を購入してもよい。熱可塑性樹脂を購入する場合、ポリスチレン（ＰＳ）としては、ディックスチレンＸＣ５１５（ＤＩＣ株式会社；「ディックスチレン」は、同社の登録商標）を使用できる。ＡＢＳ樹脂としては、スタイラック３２１（旭化成ケミカルズ株式会社；「スタイラック」は、同社の登録商標）を使用できる。ポリカーボネート（ＰＣ）としては、タフロンＡ−１９００（出光興産株式会社；「タフロン」は、同社の登録商標）を使用できる。ポリエチレン（ＰＥ）としては、エバフレックスＥＶ５５０（三井・デュポン  ポリケミカル株式会社；「エバフレックス」は、同社の登録商標）を使用できる。ポリエチレン（ＰＰ）としては、ノバテックＢＣ３ＬＳ（日本ポリプロ株式会社；「ノバテック」は、同社の登録商標）を使用できる。ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）としては、ダイヤナイトＭＡ５２１Ｈ−Ｄ２５（三菱レイヨン株式会社；「ダイヤナイト」は、同社の登録商標）を使用できる。
【００１５】
樹脂成形体は、複数の気泡を含む。ここで、「気泡」とは、熱可塑性樹脂の内部および表面に形成された空間を意味している。気泡は、独立して熱可塑性樹脂の内部に存在していてもよいし、独立していなくてもよい。すなわち、複数の気泡が連続したものであってもよい。気泡は、樹脂成形体の表面に面していてもよい。気泡が樹脂成形体の表面に位置する場合には、樹脂成形体の表面は、わずかな凹凸となる。
【００１６】
気泡の直径は、５〜２５０μｍの範囲内であることが好ましく、５〜１００μｍの範囲内であることがより好ましい。気泡の直径が５μｍ未満の場合、軽量化率を高めるために多くの気泡を含ませる必要があり、樹脂成形体の強度が低下するおそれがある。一方、気泡の直径が２５０μｍを超える場合、樹脂成形体における気泡の割合が高くなり、樹脂成形体の強度が低下するおそれがある。
【００１７】
また、樹脂成形体における気泡の含有量は、樹脂成形体の軽量化率として表すことができる。樹脂成形体の軽量化率は、５〜３０％の範囲内であることが好ましく、２０〜３０％の範囲内であることがより好ましい。軽量化率は、例えば以下の式により求めることができる。
［軽量化率］＝
（未発泡状態成形体の比重−樹脂成形体の比重）／未発泡状態成形体の比重
ここで、「未発泡状態成形体の比重」は、比重計（ＤＭＥ−２２０Ｈ；新光電子株式会社）により求めた値を使用する。
軽量化率が５％未満の場合、軽量化が十分でない。一方、軽量化率が３０％を超える場合、強度不足となるおそれがある。
【００１８】
樹脂成形体は、気泡の表面に難燃剤が存在する。ここで、「気泡の表面に存在」とは、気泡の表面全体に難燃剤が存在する状態であってもよいし、気泡の表面の一部に難燃剤が存在する状態であっても良い。このように、気泡の表面の少なくとも一部に難燃剤が存在することにより、樹脂成形体が燃焼したときに、樹脂成形体の表面積の増加することで、樹脂成形体に難燃性が付与される。
【００１９】
難燃剤は、熱可塑性樹脂と比較して高い難燃性を示す。難燃剤の種類には、下記一般式（１）で示される重合体を含む。
【００２０】
【化１】
2018030956.tif 000002
【００２１】
前記一般式（１）において、Ｒ１およびＲ２は、各々独立して、炭素数１〜６のアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、シクロアルキル基、シクロアルケニル基、シクロアルキニル基、またはフェニル基である。Ｒ１およびＲ２の炭素数が７以上の場合、重合反応が適切に進行しないため、後述する熱膨張剤において、シェル部を構成することができず、適切に製造できないおそれがある。
【００２２】
また、前記一般式（１）において、ｎは１００〜８００の整数である。ｎが１００未満の場合、重合体はオイル状であり、適切に熱膨張剤を作製できないおそれがある。また、ｎが８００を超える場合には、熱膨張剤において、内包した揮発剤が適切に気泡を生成しないおそれがある。これにより、樹脂成形体の軽量化率が低下するおそれがある。
【００２３】
樹脂成形体における難燃剤の検出方法は、例えば、難燃剤中に含まれるケイ素原子を検出することで間接的に検出できる。具体的には、樹脂成形体物を、ダイヤモンド刃を備えたウルトラミクロトーム（ライカ  ＥＭ  ＵＣ７；ライカ社）により切り出して、薄片状の測定用試料を作製する。次いで、当該測定用試料の断面を、電界放出型走査型電子顕微鏡（ＪＳＭ−７４０１Ｆ型；日本電子株式会社）を用いて、ＥＤＳ分析を行う。ＥＤＳで分析した元素マップによって、気泡の周辺にケイ素原子が局在化していることを検出できる。このように、樹脂成形体におけるケイ素原子は、元素分析などの公知の技術で検出できる。
【００２４】
（樹脂成形体の製造方法）
樹脂成形体の製造方法は、例えば、熱可塑性樹脂と、難燃剤および難燃剤に内包された揮発剤を含む熱膨張剤とを含む樹脂組成物を溶融混練して、熱可塑性樹脂が溶融している樹脂組成物中に揮発剤を揮発させて気泡を生成する工程と、気泡が生成した樹脂組成物を成形する工程とを含む。
【００２５】
樹脂組成物中に気泡を生成する工程では、熱可塑性樹脂および熱膨張剤を溶融混練して、気泡を生成する。熱可塑性樹脂は、前述の熱可塑性樹脂を使用できる。
【００２６】
熱膨張剤は、加熱により膨張して、熱可塑性樹脂内に熱膨張剤由来の領域を形成する。本実施の形態では、熱膨張剤は、コア部と、シェル部とを有する。コア部は揮発剤を含み、シェル部は難燃剤を含み、コア部を内包する。
【００２７】
揮発剤は、加熱することにより揮発する。揮発剤は、加熱することで揮発すれは、公知の揮発剤から適宜選択できる。揮発剤の例には、プロペン、ｎ−ブタン、イソブタン、ブテン、イソブテン、ｎ−ペンタン、イソペンタン、ネオペンタン、ｎ−へキサン、ヘプタン、石油エーテルなどの低分子量炭化水素や、ＣＣｌ３Ｆ、ＣＣｌ２Ｆ２、ＣＣｌＦ３、ＣＣｌＦ２−ＣＣｌＦ２などのクロロフルオロカーボンや、テトラメチルシラン、トリメチルエチルシラン、トリメチルイソプロピルシラン、トリメチル−ｎ−プロピルシランなどのテトラアルキルシランなどが含まれる。このような揮発剤は、単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。揮発剤は、コスト、入手しやすさ、扱いやすさの観点から、イソブタン、ｎ−ブタン、ｎ−ペンタン、イソペンタン、ｎ−へキサン、石油エーテルであることが好ましい。
【００２８】
また、揮発剤は、熱可塑性樹脂の軟化点以下の温度で揮発することが好ましい。詳細は後述するが、揮発剤が熱可塑性樹脂の軟化点以下の温度で揮発すれば、熱可塑性樹脂の中において、揮発剤を確実に揮発させることができる。
【００２９】
難燃剤は、前述した難燃剤を使用できる。
【００３０】
樹脂組成物は、樹脂成形体に成形された後、難燃性を示すことができれば、その他の添加剤を含んでいてもよい。添加剤の例には、補助剤、分散剤、顔料および着色剤、加工助剤、充填剤、結晶化促進剤、透明化剤、気泡防止剤、帯電防止剤、加工助剤、滑剤、有機系過酸化物、可塑剤、光触媒などが含まれる。これらの添加剤は、単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
【００３１】
補助剤の例には、カーボンブラック、シリカ、ガラス繊維、カーボン繊維、セルロースファイバー、アラミド繊維などが含まれる。分散剤の例には、ワックス、変性ワックス、金属石鹸、低分子量ポリエチレン、低分子ポリプロピレンなどが含まれる。ワックスの例には、パラフィンワックス、ポリオレフィンワックスなどが含まれる。変性ワックスの例にはマレイン酸変性ワックス、フマル酸変性ワックス、アクリル酸変性ワックス、メタクリル酸変性ワックス、クロトン酸変性ワックスなどの分子構造中に酸性基を含むワックスが含まれる。金属石鹸の例には、ステアリン酸、ヒドロキシステアリン酸、ベヘン酸、モンタン酸、ラウリン酸、セバシン酸などの脂肪酸のナトリウム塩、カルシウム塩、亜鉛塩、マグネシウム塩、アルミニウム塩などが含まれる。顔料および着色剤の例には、弁柄、酸化チタン、カドミウムレッド、カドミウムイエロー、酸化亜鉛、群青、コバルトブルー、炭酸カルシウム、チタンイエロー、鉛白、鉛丹、鉛黄、紺青などの無機顔料や、キクナリドン、ポリアゾイエロー、アンスラキノンイエロー、ポリアゾレッド、アゾレーキイエロー、ペリレン、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、イソインドリノンイエローなどの有機顔料などが含まれる。
【００３２】
樹脂組成物中における熱可塑性樹脂および熱膨張剤の比率は、熱可塑性樹脂：熱膨張剤＝１００：１〜１００：３０であることが好ましく、熱可塑性樹脂：熱膨張剤＝１００：５〜１００：２０であることが好ましい。樹脂組成物中における熱可塑性樹脂および熱膨張剤の比率が上記の範囲内にない場合、前述した所定の軽量化率にすることが困難なおそれがある。
【００３３】
樹脂成形体の製造方法では、まず、前述した熱可塑性樹脂および熱膨張剤を混合して加熱する。加熱温度は、熱可塑性樹脂が溶融する温度以上の温度である。したがって、加熱温度は、使用する熱可塑性樹脂によって変化する。なお、揮発剤が揮発する温度が熱可塑性樹脂の軟化点（温度）と同じ場合、熱可塑性樹脂の軟化と、気泡の生成が同時に生じる。また、熱可塑性樹脂の軟化点以上の温度になると熱膨張剤のシェル部が軟化する。シェル部が軟化することで、コア部に内包されている揮発剤が熱可塑性樹脂へ滲み出し発泡する。このとき、揮発剤の一部はコア部に留まりシェル部を外に押し出し、または、熱膨張剤がそのまま発泡する。また、揮発剤が熱可塑性樹脂や熱膨張剤のシェル部の軟化点以上で揮発すると、熱膨張剤は潰れてしまう。熱膨張剤が潰れた状態で揮発剤が揮発するので発泡が不均一になってしまうおそれがある。一方、本実施の形態のように、揮発剤が揮発する温度が熱可塑性樹脂の軟化点（温度）以下の場合、揮発剤が予め揮発するため、熱膨張剤の内圧が熱可塑性樹脂の内圧より高くなり、熱膨張剤が潰れない。したがって、揮発剤は、熱可塑性樹脂の軟化点以下の温度で揮発することが好ましい。
【００３４】
気泡が生成した樹脂組成物を成形する工程では、当該樹脂組成物を所定の形に成形して樹脂成形体を得る。樹脂組成物を成形する方法は、樹脂組成物を成形できれば公知の方法を適宜選択できる。本実施の形態では、樹脂組成物を成形する方法は、射出成形法である。
【００３５】
以上の工程により、熱可塑性樹脂製であり、気泡の表面に難燃剤が存在する樹脂成形体を製造できる。
【００３６】
以上のような樹脂成形体が高い軽量化率および高い難燃性を発揮する理由は、以下のように考えられる。樹脂形成体（樹脂発泡体）では、熱膨張剤に内包されている揮発剤が気化することにより、熱可塑性樹脂内で気泡が生成されることにより軽量化する。このように、気泡が生成された樹脂成形体では、難燃性が低下してしまう。樹脂成形体を燃焼すると、まず、樹脂成形体の表面が燃焼する。次いで、樹脂成形体の内部に進行した燃焼は、気泡に到達する。燃焼が気泡に到達すると、樹脂成形体の表面積は、約気泡の表面積分だけ増加する。これにより、燃焼する面積が飛躍的に増えるため、樹脂成形体の難燃性は低下すると考えられる。
【００３７】
低下した難燃性を向上させるためには、難燃剤を使用すればよいが、熱可塑性樹脂に難燃剤を添加すると、熱可塑性樹脂の粘度が低下する。これにより、生成された気泡を熱可塑性樹脂内で維持することができず、軽量化することができない。したがって、軽量化と難燃性を両立させるためには、難燃剤の添加量を少なくする必要がある。
【００３８】
そこで、本実施の形態では、難燃性を有する化合物で熱膨張剤のシェル部を構成している。熱膨張剤のシェル部は、樹脂成形体において、気泡の表面に局在すると考えられる。これにより、本実施の形態に係る樹脂成形体では、燃焼する面積が増加することを防止することによって、難燃性を向上させている。
【００３９】
以上のように、本実施の形態に係る樹脂成形体は、気泡の表面に難燃剤が存在するため、燃焼しても樹脂組成物の表面積が大きくならず、高い軽量化率および高い難燃性を示す。
【実施例】
【００４０】
１．樹脂成形体の各材料の作製
まず、樹脂成形体の各材料の調製方法について説明する。
【００４１】
（１）熱膨張剤１の作製
下記の化合物を下記の配合量で混合した溶液を、攪拌機を備えたガラス瓶に添加し、共界面活性剤として１−ペンタノールを１７．２ｇ、エマルジョンが形成するまで、攪拌しつつガラス瓶に滴下した。環状シロキサン１は、Ｈｅｘａｍｅｔｈｙｌｃｙｃｌｏｔｒｉｓｉｌｏｘａｎｅ（東京化成工業株式会社）を使用した。
環状シロキサン１（難燃剤）                    １３．２ｇ
イソペンタン（揮発剤）                          ５．０ｇ
２２質量％のＤＴＡＢ（ドデシルトリメチルアンモニウムブロマイド；陽イオン性界面活性剤）  ６１．６ｇ
【００４２】
ガラス瓶の内容物をガラス製反応容器に移し、５０質量％水酸化ナトリウム溶液を１．２８ｇ添加して反応させた。容器内の反応は５０℃で、２０時間行った。その内容物を氷冷した酢酸で中和し、塩を使用して反応生成物のマイクロエマルジョンを破壊することによって回収した。得られた反応生成物について、ろ過と水洗を繰り返した後、乾燥して熱膨張剤１を得た。熱膨張剤１の重量平均分子量は、２２２００であり、繰返し単位構造の分子量は７４であり、繰り返し数は３００であった。
【００４３】
（２）熱膨張剤２の作製
環状シロキサン１の配合量を２２．０ｇに変更したこと以外は、熱膨張剤１と同様にして熱膨張剤２を得た。熱膨張剤２の重量平均分子量は３７０００であり、繰返し単位構造の分子量は７４であり、繰り返し数は５００であった。
【００４４】
（３）熱膨張剤３の作製
環状シロキサン１を２０．７ｇの環状シロキサン２に変更したこと以外は、熱膨張剤１と同様にして、熱膨張剤３を得た。環状シロキサン２は、Ｈｅｘａｐｈｅｎｙｌｃｙｃｌｏｔｒｉｓｉｌｏｘａｎｅ（東京化成工業株式会社）を使用した。熱膨張剤３の重量平均分子量は２９７００であり、繰返し単位構造の分子量は１９８であり、繰り返し数は１５０であった。
【００４５】
（４）熱膨張剤４の作製
環状シロキサン１を１０．２ｇの環状シロキサン３に変更したこと以外は、熱膨張剤１と同様にして、熱膨張剤４を得た。環状シロキサン３は、１，３，５−Ｔｒｉｖｉｎｙｌ−１，３，５−ｔｒｉｍｅｔｈｙｌｃｙｃｌｏｔｒｉｓｉｌｏｘａｎｅ（和光純薬工業株式会社）を使用した。熱膨張剤４の重量平均分子量は１７２００であり、繰返し単位構造の分子量は８６であり、繰り返し数は２００であった。
【００４６】
（５）熱膨張剤５の作製
環状シロキサン１を１０．５ｇの環状シロキサン４に変更したこと以外は、熱膨張剤１と同様にして、熱膨張剤４を得た。環状シロキサン４は、１，３，５−Ｔｒｉｅｔｈｙｌ−１，３，５−ｔｒｉｍｅｔｈｙｌｃｙｃｌｏｔｒｉｓｉｌｏｘａｎｅ（和光純薬工業株式会社）を使用した。熱膨張剤５の重量平均分子量は１７６００であり、繰返し単位構造の分子量は８８であり、繰り返し数は２００であった。
【００４７】
（６）熱膨張剤６の作製
環状シロキサン１を４４．０ｇとし、２２質量％のＤＴＡＢを１２３．２ｇとし、１−ペンタノールを３４．４ｇとし、５０質量％水酸化ナトリウム溶液を２．５６ｇとしたこと以外は、熱膨張剤１と同様にして、熱膨張剤６を得た。熱膨張剤６の重量平均分子量は７４０００であり、繰返し単位構造の分子量は７４であり、繰り返し数は１０００であった。
【００４８】
（７）熱膨張剤７
熱膨張剤７として、コア部が炭化水素系の化合物であり、シェル部がアクリロニトリル系の重合体である、熱膨張性マイクロカプセル（マツモトマイクロスフェア  Ｆ−１９０Ｄ；松本油脂製薬株式会社、「マツモトマイクロスフェア」は、同社の登録商標）を使用した。
【００４９】
（８）熱膨張剤８の作製
単量体としてスチレンを１００ｇおよびメタクリル酸メチルを１６．０ｇと、難燃剤としてトリキシレニルホスフェート２０ｇと、揮発剤としてアゾジカルボン酸アミドを２．５ｇと、重合開始剤としてアゾビスイソブチロニトリルを０．５ｇとを混合して油滴用溶液を調製した。また、脱イオン水を２５０ｇと、シリカ分散液（固形分２０質量％）を４２．５ｇと、２．５質量％重クロム酸カリウム水溶液を１．２ｇと、ジエタノールアミン‐アジピン酸縮合物を１．５ｇと、塩化ナトリウムを９０ｇと、塩酸を１．５ｇとを混合して水系媒体を調製した。油滴用溶液および水系媒体を、ホモミキサー（Ｔ．Ｋ．ロボミクス；プライミクス株式会社）により、回転数を８０００ｒｐｍとして２分間撹拌混合して分散液を調製した。この分散液を、窒素置換した反応釜に移し、５０℃で１２時間撹拌しながら単量体および架橋剤を反応させた。次いで、反応生成物を、ろ過によって回収した後、水洗して、室温で乾燥させることにより、難燃剤および揮発剤が内包された熱膨張剤８を得た。熱膨張剤８の重量平均分子量は４０９００であり、繰返し単位構造の分子量は２０４であり、繰り返し数は２００であった。
【００５０】
（９）熱膨張剤９の作製
揮発剤を５．０ｇのイソブタンに変更したこと以外は、熱膨張剤１と同様にして熱膨張９を得た。熱膨張剤９の重量平均分子量は２２２００であり、繰返し単位構造の分子量は７４であり、繰り返し数は３００であった。
【００５１】
（１０）熱膨張剤１０の作製
揮発剤としてイソブタンをｎ−ヘキサンに変更したこと以外は、熱膨張剤９と同様にして熱膨張剤１０を得た。熱膨張剤１０の重量平均分子量は２２２００であり、繰返し単位構造の分子量は７４であり、繰り返し数は３００であった。
【００５２】
（１１）熱膨張剤１１の作製
揮発剤としてイソブタンをイソペンタン/イソブタン＝２．５ｇ/２．５ｇの混合物に変更したこと以外は、熱膨張剤９と同様にして熱膨張剤１１を得た。熱膨張剤１１の重量平均分子量は２２２００であり、繰返し単位構造の分子量は７４であり、繰り返し数は３００であった。
【００５３】
このように作製した熱膨張剤１〜１１の重量平均分子量は、下記の条件でゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）により求めた。
カラム：Ｋ−８０４Ｌ（昭和電工株式会社）を直列に２つ連結したものを用いた。
溶離液：トルエン
流量：１．０ｍＬ／ｍｉｎ
カラム温度：４０℃
検出器：示差屈折率計
サンプル濃度：５ｍｇ／ｍＬ
サンプル量：１００μＬ
ポリスチレン換算
【００５４】
また、熱膨張剤１〜１１の繰り返し数（ｎ）は、下記式によって算出した。
ｎ＝（重量平均分子量）／（繰返し単位構造の分子量）
【００５５】
２．樹脂成形体の作製
（１）樹脂成形体１の作製
８０℃で４時間乾燥させたポリスチレンを１００質量部と、熱膨張剤１を１０質量部とをドライブレンドした後、射出成形機（Ｊ５５ＥＬＩＩ；株式会社日本製鋼所）を用いて、シリンダー設定温度２３０℃、金型温度５０℃で、１００ｍｍ×１００ｍｍ×１．６ｍｍの樹脂成形体１を得た。また、１００ｍｍ×１０ｍｍ×１．６ｍｍの樹脂成形体１も作製した。さらに、ＪＩＳ  Ｋ７１１０に準じた形状の樹脂成形体１も作製した。
【００５６】
（２）樹脂成形体２の作製
熱膨張剤１を熱膨張剤２に変更すること以外は、樹脂成形体１と同様にして樹脂成形体２を得た。
【００５７】
（３）樹脂成形体３の作製
熱膨張剤１を熱膨張剤３に変更すること以外は、樹脂成形体１と同様にして樹脂成形体３を得た。
【００５８】
（４）樹脂成形体４の作製
熱膨張剤１を熱膨張剤４に変更すること以外は、樹脂成形体１と同様にして樹脂成形体４を得た。
【００５９】
（５）樹脂成形体５の作製
熱膨張剤１を熱膨張剤５に変更すること以外は、樹脂成形体１と同様にして樹脂成形体５を得た。
【００６０】
（６）樹脂成形体６の作製
ポリスチレンをアクリロニトリル、ブタジエン、スチレン共重合合成樹脂（ＡＢＳ樹脂、スタイラック３２１；旭化成ケミカルズ株式会社）に変更し、かつ熱膨張剤１の配合量を１５質量部に変更すること以外は、樹脂成形体１と同様にして樹脂成形体６を得た。
【００６１】
（７）樹脂成形体７の作製
ポリスチレンをポリエチレン（エバフレックスＥＶ５５０；三井・デュポン  ポリケミカル株式会社）に変更し、かつ熱膨張剤１の配合量を１５質量部に変更すること以外は、樹脂成形体１と同様にして樹脂成形体７を得た。
【００６２】
（８）樹脂成形体８の作製
ポリスチレンをポリプロピレン（ノバテックＢＣ３ＬＳ；日本ポリプロ株式会社）に変更し、かつ熱膨張剤１の配合量を１５質量部に変更すること以外は、樹脂成形体１と同様にして樹脂成形体８を得た。
【００６３】
（９）樹脂成形体９の作製
熱膨張剤１を熱膨張剤９に変更すること以外は、樹脂成形体１と同様にして樹脂成形体９を得た。
【００６４】
（１０）樹脂成形体１０の作製
熱膨張剤１を熱膨張剤１０に変更すること以外は、樹脂成形体１と同様にして樹脂成形体１０を得た。
【００６５】
（１１）樹脂成形体１１の作製
熱膨張剤１を熱膨張剤１１に変更すること以外は、樹脂成形体１と同様にして樹脂成形体１１を得た。
【００６６】
（１２）樹脂成形体１２の作製
熱膨張剤１を熱膨張剤６に変更すること以外は、樹脂成形体１と同様にして樹脂成形体１２を得た。
【００６７】
（１３）樹脂成形体１３の作製
熱膨張剤１を熱膨張剤７に変更すること以外は、樹脂成形体１と同様にして樹脂成形体１３を得た。
【００６８】
（１４）樹脂成形体１４の作製
熱膨張剤１を熱膨張剤８に変更すること以外は、樹脂成形体１と同様にして樹脂成形体１４を得た。
【００６９】
表１に樹脂成形体１〜１４の作製に使用した熱可塑性樹脂の種類および配合量（質量部）と、熱膨張剤の熱膨張剤Ｎｏ．および配合量（質量部）とについて示す。
【００７０】
【表１】
2018030956.tif 000003
【００７１】
３．評価
作製した樹脂成形体１〜１４について、軽量化率、難燃性、耐衝撃性および外観を以下の方法により評価した。
【００７２】
（１）軽量化率の評価
軽量化率の評価には、１００ｍｍ×１００ｍｍ×１．６ｍに成形した樹脂成形体１〜１４を使用した。軽量化率は、以下の式により求め、以下の基準により評価した。
［軽量化率］＝
（未発泡状態成形体の比重−樹脂成形体の比重）／未発泡状態成形体の比重
○：軽量化率  １０％以上（合格）
△：軽量化率  ５％以上１０％未満（合格）
×：軽量化率  ５％未満（不合格）
なお、「未発泡状態成形体の比重」は、比重計（ＤＭＥ−２２０Ｈ；新光電子株式会社）により求めた値を使用した。
【００７３】
（２）難燃性の評価
難燃性の評価には、１００ｍｍ×１０ｍｍ×１．６ｍに成形したＵＬ試験用の樹脂成形体１〜１４を使用した。難燃性の評価は、樹脂成形体１〜１４を２３℃、湿度５０％の恒温室の中で４８時間調湿し、米国アンダーライターズ・ラボラトリーズ（ＵＬ）が定めているＵＬ９４試験（機器の部品用プラスチック材料の燃焼試験）に準拠して行った。ここで「ＵＬ９４試験」とは、鉛直に保持した所定の大きさの樹脂成形体にバーナーの炎を１０秒間接炎した後の残炎時間やドリップ性から難燃性を評価する方法である。そして、難燃性は、以下の基準により評価した。
◎：５ＶＡ、５ＶＢ、Ｖ０（合格）
○：Ｖ１、Ｖ２（合格）
△：ＨＢ（合格）
×：規格外（不合格）
【００７４】
（３）耐衝撃性の評価
衝撃性の評価には、ＪＩＳ  Ｋ７１１０に準じた形状に成形した樹脂成形体１〜１４を使用した。また、耐衝撃性の評価は、ＪＩＳ  Ｋ７１１０に準じて、以下の式により衝撃強度低下率を算出し、以下の基準により評価した。
衝撃強度低下率＝
（未発泡状態成形体の強度−樹脂成形体の強度）／ポリスチレン単体の未発泡状態成形体の衝撃強度
◎：衝撃強度低下率  １０％以下（合格）
○：衝撃強度低下率  １０％より大きく５０％以下（合格）
△：衝撃強度低下率  ５０％より大きく９０％以下（合格）
×：衝撃強度低下率  ９０％より大きい（不合格）
【００７５】
（４）外観の評価
外観は、形状解析レーザ顕微鏡（ＶＫ−Ｘ１００；株式会社キーエンス）を用いて、樹脂成形体１〜１４の表面を観察した画像を解析して、十点平均粗さＲｚを算出した。そして、外観は、以下の基準により評価した。
○：十点平均粗さ  ３μｍ以下（合格）
△：十点平均粗さ  ３ｕｍより大きく５ｕｍ以下（合格）
×：十点平均粗さ  ５μｍより大きい（不合格）
【００７６】
表２に樹脂成形体１〜１４の軽量化率、難燃性、耐衝撃性および外観の評価結果を示す。
【００７７】
【表２】
2018030956.tif 000004
【００７８】
表２に示されるように、樹脂成形体１３は、難燃性の評価結果が不良であった。これは、熱膨張剤としてシェル部が難燃性を有していない、マツモトマイクロスフィアを使用したためだと考えられる。さらに、樹脂成形体１４は、難燃性の評価結果が不良であった。これは、熱膨張剤のコア部に揮発性の難燃剤を含んでいたため、難燃剤が樹脂成形体中に留まることができなかったためと考えられる。
【００７９】
一方、樹脂成形体における気泡の表面に難燃剤が存在する樹脂成形体１〜１２は、軽量化率、難燃性、耐衝撃性および外観のいずれの評価結果も良好であった。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明に係る樹脂成形体は、高い軽量化率および高い難燃性を有するため、難燃性を必要とするＯＡ機器の外装材や内装材として有用である。したがって、ＯＡ機器のさらなる多様化とさらなる普及とが期待される。また、従来、難燃性を要するために樹脂製でなかった材に置き換えることもでき、他の分野の軽量化および難燃性の付与が期待される。