(57)【要約】【課題】高い軽量化率および高い難燃性を両立することが可能な樹脂成形体を提供する。【解決手段】本発明の樹脂成形体は、熱可塑性樹脂製であり、複数の気泡を含む。上記気泡の表面には、リン系化合物、ポリシラン系化合物、およびハロゲン系化合物からなる群から選択された少なくとも１種である第１の難燃剤が存在する。本発明の樹脂成形体の製造方法は、第１の難燃剤をその表面に担持している化学発泡剤と熱可塑性樹脂とを溶融混練する工程を含む。【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、リン系化合物、ポリシラン系化合物、およびハロゲン系化合物からなる群から選択された少なくとも１種の難燃剤が存在する、
樹脂成形体。
【請求項２】
第１の難燃剤をその表面に担持している化学発泡剤と熱可塑性樹脂とを溶融混練する工程を含む、複数の気泡を含む樹脂成形体の製造方法。
【請求項３】
前記化学発泡剤１００質量部に対して１〜５０質量部の前記第１の難燃剤を混合して、前記化学発泡剤を前記第１の難燃剤で表面処理する工程をさらに含む、請求項２に記載の樹脂成形体の製造方法。
【請求項４】
前記溶融混練する工程では、前記熱可塑性樹脂１００質量部に対して１〜３０質量部の前記表面処理された前記化学発泡剤を溶融混練する、請求項３に記載の樹脂成形体の製造方法。
【請求項５】
前記溶融混練する工程では、前記化学発泡剤と前記熱可塑性樹脂と第２の難燃剤とを溶融混練する、請求項２〜４のいずれか一項に記載の樹脂成形体の製造方法。
【請求項６】
前記溶融混練する工程では、前記熱可塑性樹脂１００質量部に対して１〜２０質量部の前記第２の難燃剤を溶融混練する、請求項５に記載の樹脂成形体の製造方法。
【請求項７】
前記第２の難燃剤には、リン系化合物、ポリシラン系化合物、およびハロゲン系化合物からなる群から選択された少なくとも１種の化合物を用いる、請求項５または６に記載の樹脂成形体の製造方法。
【請求項８】
前記第１の難燃剤には、リン系化合物、ポリシラン系化合物、およびハロゲン系化合物からなる群から選択された少なくとも１種の化合物を用いる、請求項２〜７のいずれか一つに記載の樹脂成形体の製造方法。
【請求項９】
前記化学発泡剤には、有機系化学発泡剤および無機系化学発泡剤からなる群から選択された少なくとも１種の化合物を用いる、請求項２〜８のいずれか一項に記載の樹脂成形体の製造方法。
【請求項１０】
前記熱可塑性樹脂には、スチレン系樹脂を用いる、請求項２〜９のいずれか一項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】
複数の気泡を含む樹脂成形体（以下、「発泡成形体」とも言う）は、自動車や、画像形成装置などのＯＡ（Ｏｆｆｉｃｅ  Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ）機器、そのほかさまざまな商品に使用されている。発泡成形体は内部に発泡セル（気泡）を有する。このような発泡成形体は、成形品の軽量化や材料使用量削減によるコストダウンを目的として用いられている。
【０００３】
発泡成形体は、熱可塑性樹脂を用いて、発泡成形を伴う射出発泡成形法により製造される。射出発泡成形法には、一般に、熱可塑性樹脂に、クエン酸ナトリウムなどの熱分解型の化学発泡剤を使用する方法が知られており、また、当該成形法に用いられる材料には、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含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）。当該発泡成形体は、このような樹脂組成物の射出成形により得られる。上記樹脂組成物を材料とする発泡成形体では、その中に形成される気泡の大きさが、発泡成形体の部位に関わらず均一であり、また、当該発泡成形体は、機械的性能に優れ、かつその表面の外観は、気泡によるわずかな凹凸が見られる程度であり、良好である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【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】
【０００５】
従来の発泡成形体では、燃焼時ではその表面積が気泡の存在により大きくなるため、難燃性が不十分となることがある。当該発泡成形体に高い難燃性を付与する手段としては、上記樹脂組成物において難燃剤を添加することが考えられる。
【０００６】
しかしながら、上記樹脂組成物に難燃剤を多量に添加すると、その可塑効果によって樹脂の粘度が低下し、発泡を維持できないことがある。このため、高い難燃性と高い軽量化率とを両立させることができないことがある。このように、発泡成形体には、高い軽量化率および高い難燃性を両立させる観点から検討の余地が残されている。
【０００７】
本発明は、高い軽量化率および高い難燃性を両立することが可能な樹脂成形体を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するための一手段として、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、上記気泡の表面に、リン系化合物、ポリシラン系化合物、およびハロゲン系化合物からなる群から選択された少なくとも１種の難燃剤が存在する樹脂成形体、を提供する。
【０００９】
また、本発明は、上記課題を解決するための他の手段として、第１の難燃剤をその表面に担持している化学発泡剤と熱可塑性樹脂とを溶融混練する工程を含む、複数の気泡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、複数の気泡を含む樹脂成形体において、高い軽量化率と高い難燃性とを両立させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１Ａは、従来の発泡成形体の一例の製法および構造を模式的に示す図であり、図１Ｂは、本発明の一実施の形態における発泡成形体（樹脂成形体）の製法および構造を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について説明する。本実施の形態に係る樹脂成形体は、熱可塑性樹脂製であり、複数の気泡を含む。当該樹脂成形体は、発泡成形体とも言われる。
【００１３】
上記熱可塑性樹脂は、上記樹脂成形体を構成する主たる材料である。熱可塑性樹脂は、一種でもそれ以上でもよい。当該熱可塑性樹脂の例には、ポリオレフィン、ポリカーボネート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイト、ポリアミドイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルサルフォン、ポリイミド、ポリ塩化ビニル系樹脂、スチレン系樹脂、ポリアミド、ポリアセタール系樹脂、アクリル系樹脂、セルロース系樹脂および熱可塑性エラストマーが含まれる。
【００１４】
上記ポリオレフィンの例には、ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体およびポリプロピレンが含まれる。上記スチレン系樹脂の例には、ポリスチレン、シンジオタクチックポリスチレン、アクリロニトリル−スチレン共重合体、および、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ樹脂）が含まれる。上記セルロース系樹脂の例には、酢酸セルロースが含まれる。上記熱可塑性エラストマーの例には、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、が含まれる。
【００１５】
上記熱可塑性樹脂は、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。
【００１６】
上記熱可塑性樹脂は、合成品であってもよいし、市販品であってもよい。ポリスチレン（ＰＳ）の市販品の例には、ディックスチレンＸＣ５１５（ＤＩＣ株式会社製、「ディックスチレン」は、同社の登録商標）が含まれる。耐衝撃ポリスチレン（ＨＩＰＳ）の市販品の例には、ディックスチレンＧＨ−８３００−５（ＤＩＣ株式会社製）が含まれる。ＡＢＳ樹脂の市販品の例には、スタイラック３２１（旭化成ケミカルズ株式会社製、「スタイラック」は登録商標）が含まれる。
【００１７】
上記樹脂成形体は、複数の気泡を含む。当該「気泡」とは、樹脂成形体の内部および表面に形成された微細な空間である。気泡は、互いに独立していてもよいし、連続していてもよい。また、気泡は、樹脂成形体の内部に存在していてもよいし、樹脂成形体の表面に面していてもよい。樹脂成形体は、気泡が樹脂成形体の表面に位置する場合に形成されるわずかな凹凸をその表面に有していてもよい。
【００１８】
上記気泡の直径は、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。上記気泡の直径が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たときに樹脂成形体の強度が不十分となることがある。上記気泡の直径が２５０μｍを超える場合、樹脂成形体の体積における気泡の割合が高くなり、樹脂成形体の強度が不十分となることがある。
【００１９】
上記樹脂成形体における上記気泡の量は、上記樹脂成形体の用途またはその所期の物性に基づいて適宜に決めることが可能である。たとえば、一般的な樹脂成形体の用途に利用可能であり、軽量化と十分な機械的強度との両方を発現させる観点であれば、上記樹脂成形体の軽量化率は、５〜３０％であることが好ましく、２０〜３０％であることがより好ましい。上記軽量化率は、例えば後述する化学発泡剤の量によって調整することが可能である。
【００２０】
上記軽量化率は、下記式により求めることが可能である。下記式中、「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）を用いて上記樹脂製携帯から求めることが可能である。
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｝×１００
【００２１】
上記気泡の表面には、リン系化合物、ポリシラン系化合物、およびハロゲン系化合物からなる群から選択された少なくとも１種の難燃剤（「第１の難燃剤」とも言う）が存在する。第１の難燃剤は、上記気泡の表面の全体に存在していてもよいし、上記気泡の表面の一部に存在していてもよい。
【００２２】
上記第１の難燃剤は、一種でもそれ以上でもよい。第１の難燃剤のうち、リン系化合物の例には、リン酸エステル化合物が含まれ、当該リン酸エステル化合物の例には、亜リン酸エステル、リン酸エステルおよびホスホン酸エステルが含まれる。これらの中でも、特にリン酸エステルが好ましい。
【００２３】
上記亜リン酸エステルの例には、トリフェニルホスファイト、トリス（ノニルフェニル）ホスファイト、トリス（２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル）ホスファイト、ジステアリルペンタエリスリトールジホスファイト、ビス（２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−メチルフェニル）ペンタエリスリトールジホスファイト、および、ビス（２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル）ペンタエリスリトールジホスファイト、が含まれる。
【００２４】
上記リン酸エステルの例には、トリフェニルホスフェート、トリス（ノニルフェニル）ホスフェート、トリス（２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル）ホスフェート、ジステアリルペンタエリスリトールジホスフェート、ビス（２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−メチルフェニル）ペンタエリスリトールジホスフェート、ビス（２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル）ペンタエリスリトールジホスフェート、トリブチルホスフェート、ビスフェノールＡビス−ジフェニルホスフェート、および、芳香族縮合リン酸エステル、が含まれる。
【００２５】
また、上記リン酸エステルは、縮合リン酸エステルであってもよく、当該縮合リン酸エステルの例には、１，３−フェニレンビス（２，６−ジキシレニルホスフェート）、ビスフェノールＡビス（ジフェニルホスフェート）、および、１，３−フェニレンビス（ジフェニルホスフェート）、が含まれる。
【００２６】
上記ホスホン酸エステルの例には、ベンゼンホスホン酸ジメチルおよびベンゼンホスホン酸エステルが含まれる。
【００２７】
上記第１の難燃剤のうち、上記ハロゲン系化合物の例には、ポリブロモジフェニルエーテル、テトラブロモビスフェノール−Ａ、臭素化エポキシオリゴマー、および、臭素化ポリカーボネートオリゴマー、が含まれる。
【００２８】
上記第１の難燃剤のうち、上記ポリシラン系化合物の例には、ポリメチルフェニルシランおよびポリフェニルシランが含まれる。
【００２９】
上記気泡の表面における上記第１の難燃剤は、例えば、以下に示す方法によって検出することが可能である。
【００３０】
まず、上記樹脂成形体を、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；ライカ社製）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、気泡の表面およびその周辺にリン、ケイ素またはハロゲンのいずれかの原子が局在化していることを検出することが可能である。このように、上記樹脂成形体中の特定の部位から上記第１の難燃剤に特有の元素を検出することにより、上記気泡の表面における上記第１の難燃剤の存在を検出することが可能である。
【００３１】
上記気泡の表面における上記第１の難燃剤の量は、上記樹脂組成物に求められる難燃性から適宜に決めることが可能である。上記気泡の表面における上記第１の難燃剤の量が少なすぎると、上記樹脂組成物の難燃性が不十分となることがある。上記気泡の表面における上記第１の難燃剤の量の上限値は、気泡の量（気泡の表面積）によって決められる。
【００３２】
上記樹脂成形体は、本実施の形態における効果を奏する範囲において、前述した熱可塑性樹脂および第１の難燃剤以外の他の成分をさらに含有していてもよい。当該他の成分は、一種でもそれ以上でもよく、その例には、難燃剤（「第２の難燃剤」とも言う）、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。上記樹脂組成物における上記他の成分の含有量は、これらの他の成分による効果が得られる範囲において適宜に決めることができる。
【００３３】
上記第２の難燃剤は、上記樹脂成形体において、樹脂成形体のマトリクス中に分散して配置される。第２の難燃剤は、一種でもそれ以上でもよいし、上記第１の難燃剤と同じであってもよいし異なっていてもよい。第２の難燃剤の例には、前述した第１の難燃剤の例に加えて、無機系難燃剤が含まれる。無機系難燃剤の例には、アンチモン化合物および金属水酸化物が含まれる。
【００３４】
上記補助剤の例には、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およびアラミド繊維などが含まれる。上記分散剤の例には、ワックス、変性ワックス、金属石鹸、低分子量ポリエチレンおよび低分子ポリプロピレンなどが含まれる。上記ワックスの例には、パラフィンワックスおよびポリオレフィンワックスなどが含まれる。上記変性ワックスの例には、分子構造中に酸性基を含むワックスが含まれ、その例には、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およびクロトン酸変性ワックスが含まれる。
【００３５】
上記金属石鹸の例には、脂肪酸の金属塩が含まれ、上記脂肪酸の例には、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、ラウリン酸およびセバシン酸が含まれ、上記金属塩の例には、ナトリウム塩、カルシウム塩、亜鉛塩、マグネシウム塩およびアルミニウム塩が含まれる。
【００３６】
上記顔料および着色剤の例には、無機顔料および有機顔料が含まれる。無機顔料の例には、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、鉛黄および紺青が含まれ、有機顔料の例には、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およびイソインドリノンイエローが含まれる。
【００３７】
上記樹脂成形体は、上記第１の難燃剤をその表面に担持している化学発泡剤と上記熱可塑性樹脂とを溶融混練する工程を含む方法によって製造することが可能である。
【００３８】
上記化学発泡剤は、上記溶融混練の条件下で分解などの化学的な反応によってガスを発生する物質である。上記化学発泡剤は、一種でもよいしそれ以上でもよい。また、上記化学発泡剤は、液体であってもよいし固体であってもよい。上記化学発泡剤の例には、有機系化学発泡剤および無機系化学発泡剤が含まれる。
【００３９】
上記有機系化学発泡剤の例には、ポリカルボン酸、アゾ化合物、ニトロソ化合物、ヒドラジン誘導体、セミカルバジド化合物、アジド化合物、テトラゾール化合物およびイソシアネート化合物が含まれる。上記無機系化学発泡剤の例には、水酸化物、重炭酸塩、炭酸塩、有機酸金属塩および亜硝酸塩が含まれる。
【００４０】
上記有機系化学発泡剤のうち、上記ポリカルボン酸の例には、クエン酸、シュウ酸、フマル酸およびフタル酸が含まれる。また、上記アゾ化合物の例には、アゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）、１，１’−アゾビス（１−アセトキシ−１−フェニルエタン）、ジメチル−２，２’−アゾビスブチレート、ジメチル−２，２’−アゾビスイソブチレート、２，２’−アゾビス（２，４，４−トリメチルペンタン）、１，１’−アゾビス（シクロヘキサン−１−カルボニトリル）、および、２，２’−アゾビス［Ｎ−（２−カルボキシエチル）−２−メチル−プロピオンアミジン］、が含まれる。
【００４１】
また、上記ニトロソ化合物の例には、Ｎ，Ｎ’−ジニトロソペンタメチレンテトラミン（ＤＰＴ）が含まれる。また、上記ヒドラジン誘導体の例には、４，４’−オキシビス（ベンゼンスルホニルヒドラジド）、ヒドラゾジカルボンアミド、および、ジフェニルスルホン−３，３’−ジスルホニルヒドラジド、が含まれる。また、上記セミカルバジド化合物の例には、ｐ−トルエンスルホニルセミカルバジドが含まれる。また、その他の上記有機系化学発泡剤の例には、トリヒドラジノトリアジンが含まれる。
【００４２】
上記無機系化学発泡剤のうち、上記重炭酸塩の例には、炭酸水素ナトリウムおよび炭酸水素アンモニウムが含まれる。また、上記炭酸塩の例には、炭酸ナトリウムおよび炭酸アンモニウムが含まれる。また、上記有機酸金属塩の例には、クエン酸ナトリウムおよびクエン酸二水素ナトリウム等が含まれる。また、上記亜硝酸塩の例には、亜硝酸アンモニウムが含まれる。
【００４３】
上記化学発泡剤は、上記熱可塑性樹脂の溶融温度以下では分解せず、当該溶融温度よりも高い分解温度以下で分解する化合物であることが好ましい。このような化学発泡剤の例には、アゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）、炭酸水素ナトリウム、クエン酸、クエン酸ナトリウムおよびクエン酸二水素ナトリウムが含まれ、中でも、クエン酸二水素ナトリウムが好ましい。
【００４４】
上記溶融混練する工程における上記化学発泡剤は、その表面に上記第１の難燃剤を担持している。たとえば、上記化学発泡剤は、上記第１の難燃剤を物理的に担持していてもよいし、化学的な結合を介して化学的に担持していてもよい。化学発泡剤に担持されている第１の難燃剤は、固体であってもよいし液体であってもよい。また、上記化学発泡剤の表面における上記第１の難燃剤の量は、前述したように、上記樹脂成形体の所期の難燃性に基づいて適宜に決めることが可能である。上記第１の難燃剤は、高い難燃性を付与し易い観点、および、環境毒性を有さない観点から、リン系化合物であることが好ましい。このように、表面処理により化学発泡剤表面に上記第１の難燃剤を担持させた化学発泡剤のことを本発明では表面処理された化学発泡剤、あるいは、表面処理化学発泡剤などとも言う。
【００４５】
上記溶融混練する工程において、上記表面処理された化学発泡剤の量は、例えば前述した軽量化率を達成する観点であれば、上記熱可塑性樹脂１００質量部に対して１〜３０質量部であることが好ましく、５〜２０質量部であることがより好ましい。このように、当該化学発泡剤の量によって上記軽量化率（空隙率）を調整することが可能である。
【００４６】
溶融混練する工程では、本実施の形態の効果が得られる範囲において、溶融混練すべき樹脂組成物に、前述した他の成分をさらに添加してもよい。たとえば、上記溶融混練する工程では、表面処理された上記化学発泡剤と上記熱可塑性樹脂と上記第２の難燃剤とを溶融混練することが、得られる樹脂成形体の難燃性を高める観点から好ましい。
【００４７】
上記溶融混練する工程における第２の難燃剤の量が多すぎると、当該溶融混練において、上記化学発泡剤による発泡が不十分となり、軽量化率が所期の値に対して不十分となることがあり、また、樹脂成形体が可塑化されることによりその機械的強度が不十分となることがある。上記溶融混練する工程における第２の難燃時の量が少なすぎると、樹脂成形体における難燃性向上の効果が不十分となることがある。軽量化と難燃性の向上とを実現する観点から、上記溶融混練する工程における上記第２の難燃剤の量は、上記熱可塑性樹脂１００質量部に対して１〜２０質量部であることが好ましく、５〜１０質量部であることがより好ましい。
【００４８】
上記溶融混練する工程は、上記熱可塑性樹脂を材料とする押出成形を実現することが可能な条件において行うことが可能である。たとえば、上記溶融混練する工程は、熱可塑性樹脂のペレットおよび上記表面処理された化学発泡剤を通常の方法、例えばタンブラーを用いるドライブレンド、によって混合し、そして、溶融混練機に投入して溶融混練物を金型内に押し出すこと、いわゆる射出成形によって行うことが可能である。第２の難燃剤などの他の成分は、上記タンブラーで混合されてもよいし、熱可塑性樹脂と予め混練されていてもよい。
【００４９】
上記樹脂成形体の製造方法は、本実施の形態の効果が得られる範囲において、上記の溶融混練する工程以外の他の工程をさらに含んでいてもよい。たとえば、上記製造方法は、上記溶融混練する工程に先立って、上記化学発泡剤を上記第１の難燃剤で表面処理する工程をさらに含んでいてもよい。
【００５０】
上記表面処理する工程は、第１の難燃剤の剤形に応じて適宜に行うことが可能である。たとえば、第１の難燃剤が常温で固体（粉体）である場合には、化学発泡剤と第１の難燃剤とを混合することにより行うことが可能であり、第１の難燃剤が常温で液体（例えば溶液）である場合には、化学発泡剤の表面に塗布し、塗布後の化学発泡剤を乾燥させることによって行うことが可能である。
【００５１】
上記表面処理する工程は、例えば、化学発泡剤と第１の難燃剤とを加温しつつミキサーによって混合することによって行うことができる。加温することにより、第１の難燃剤の粘度を低下させて化学発泡剤の表面に第１の難燃剤を付着させやすくすることができることがある。加温における温度については、上記のとおり、化学発泡剤が分散し、かつ、化学発泡剤表面に付着しやすくなる温度であればよい。上記表面処理する工程は、化学発泡剤の表面を第１の難燃剤で被覆することで改質する工程、とも言える。
【００５２】
上記の混合する際の上記ミキサーの回転数および回転時間（混合時間）は、化学発泡剤および第１の難燃剤の種類に応じて、これらを十分に混合可能な範囲において適宜に決めることが可能である。上記回転数が低すぎると混合が不十分になることがあり、上記回転数が高すぎるとせん断力が強くなり第１の難燃剤が劣化することがある。また、上記回転時間が短すぎると混合が不十分になることがあり、上記回転時間が長すぎると、せん断力と熱で第１の難燃剤が劣化することがある。
【００５３】
たとえば、上記回転数は、２０〜１００ｒｐｍであることが好ましく、３０〜８０ｒｐｍであることがより好ましい、また、上記回転時間は、５〜６０分間であることが好ましく、１０〜３０分間であることがより好ましい。これらの条件によれば、化学発泡剤と第１の難燃剤とを十分かつ良好に混合させ、化学発泡剤の表面を第１の難燃剤で被覆させやすい。
【００５４】
上記表面処理する工程における化学発泡剤および第１の難燃剤の使用量は、化学発泡剤表面を十分量の第１の難燃剤で被覆することが可能な程度であればよい。上記表面処理する工程において、第１の難燃剤の量が多すぎると、化学発泡剤と第１の難燃剤との混合物において第１の難燃剤だけが凝集する部分が多くなり、十分量の第１の難燃剤が化学発泡剤の表面に担持されないことがある。また、第１の難燃剤の量は、上記樹脂成形体に求められる難燃性の程度にもよるが、通常、化学発泡剤の表面の一部を被覆できればよい。このような観点から、上記表面処理する工程における第１の難燃剤の量は、化学発泡剤１００質量部に対して１〜５０質量部であることが好ましく、樹脂成形体における難燃性の向上と上記混合物の良好な混合との観点から、２０〜４０質量部であることがより好ましい。
【００５５】
また、上記化学発泡剤の粒径は、例えば、形成される気泡の所望の大きさに応じて適宜に決めることができ、例えば１μｍ〜２ｍｍであることが好ましい。また、上記第１の難燃剤が固体（粉体）である場合では、第１の難燃剤の粒径は、化学発泡剤の表面に第１の難燃剤が十分量で担持される観点から、化学発泡剤の粒径以下であることが好ましく、例えば、０．１μｍ〜２ｍｍであることが好ましい。さらに、上記表面処理する工程における両者の良好な混合性の観点から、「化学発泡剤の粒径：第１の難燃剤の粒径」は、１：１〜２０：１であることが好ましい。
【００５６】
本実施形態によれば、発泡成形体において、高い難燃性と高い軽量化率を両立させることができる。その理由は、以下のように考えられる。
【００５７】
まず、従来の発泡成形体の一例の製法および構造を図１Ａに模式的に示す。一般に、射出成形による発泡成形体では、当該発泡成形体の難燃性は、それを構成する熱可塑性樹脂の難燃性よりも低くなる。これは、樹脂成形体の表面積が増えるためである。平らな表面に気泡による空隙が生じると、凹凸のある表面になり、その結果、表面積が増加する。このため、樹脂成形体に十分な難燃性を付与するためには、増えた表面積分の難燃性をさらに付与する必要がある。
【００５８】
樹脂成形体の難燃性を向上させるためには、樹脂成形体中に難燃剤を多く添加すればよい。しかしながら、樹脂成形体へ難燃剤を多量に添加すると、当該難燃剤による可塑効果によって、溶融混練時における樹脂の粘度が低下し、発泡剤による発泡を維持できない（例えば発泡が破れる）。このため、軽量化率を高めることができなくなる。
【００５９】
本実施形態では、図１Ｂに示されるように、発泡剤の表面を第１の難燃剤によって被覆したことで、成形に伴って発泡剤が発泡するときに、発泡剤の表面を覆っている第１の難燃剤が、発泡剤の発泡に伴って気泡の表面およびその近傍に配置される。この点、発泡剤の表面を難燃剤で被覆していない従来の方法による発泡成形体では、気泡の表面に難燃剤は存在しない。
【００６０】
本実施形態では、樹脂成形体の中でも、このように発泡でできた空隙（気泡）の周辺に難燃剤が局在化することになる。このため、均一に分散している個々の気泡において難燃性が付与されるため、発泡成形体全体の難燃性が向上する。これにより、難燃剤の少ない使用量で十分に発泡させることが可能となるとともに、必要な難燃性も得ることが可能となる。したがって、本実施形態によれば、発泡成形体において、高い難燃性と高い軽量化率を両立させることができる。
【００６１】
以上の説明から明らかなように、本実施の形態の樹脂成形体は、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、上記気泡の表面に、リン系化合物、ポリシラン系化合物、およびハロゲン系化合物からなる群から選択された少なくとも１種の（第１の）難燃剤が存在する。また、本実施の形態における樹脂成形体の製造方法は、第１の難燃剤をその表面に担持している化学発泡剤と熱可塑性樹脂とを溶融混練する工程を含む。よって、本実施の形態によれば、高い軽量化率および高い難燃性を両立することが可能な樹脂成形体を提供することができる。
【００６２】
上記製造方法が、上記化学発泡剤１００質量部に対して１〜５０質量部の上記第１の難燃剤を混合して、上記化学発泡剤を第１の難燃剤で表面処理する工程をさらに含むことは、化学発泡剤の表面に十分量の第１の難燃剤を十担持させる観点からより一層効果的である。
【００６３】
また、上記溶融混練する工程では、上記熱可塑性樹脂１００質量部に対して１〜３０質量部の上記表面処理された上記化学発泡剤を溶融混練することは、樹脂成形体の十分な軽量化を実現する観点からより一層効果的である。
【００６４】
また、上記溶融混練する工程では、上記化学発泡剤と上記熱可塑性樹脂と第２の難燃剤とを溶融混練することは、樹脂成形体の難燃性を高める観点からより効果的であり、上記熱可塑性樹脂１００質量部に対して１〜２０質量部の上記第２の難燃剤を溶融混練することは、上記の観点からより一層効果的である。
【００６５】
また、上記第１の難燃剤および第２の難燃剤のそれぞれに、リン系化合物、ポリシラン系化合物、およびハロゲン系化合物からなる群から選択された少なくとも１種の化合物を用いることは、樹脂成形体に高い難燃性を付与する観点および環境に対する影響を抑制する観点からより一層効果的である。
【００６６】
また、上記化学発泡剤に、有機系化学発泡剤および無機系化学発泡剤からなる群から選択された少なくとも１種の化合物を用いることは、十分な軽量化率を達成する観点からより一層効果的である。
【００６７】
また、上記熱可塑性樹脂にスチレン系樹脂を用いることは、樹脂成形体の製造における射出成形時での溶融混練物の流動性および成形性の観点からより一層効果的である。
【実施例】
【００６８】
［表面処理化学発泡剤１の調製］
予めそのミキサーの外浴における通水温度を９０℃に設定しておいたヘンシェルミキサー（登録商標、日本コークス工業株式会社製）に、下記成分を下記の量で投入し、６０ｍ／秒の回転速度で１５分間混合した。次いで、得られた混合物に目開き１００μｍの篩処理を行い、表面処理化学発泡剤１を得た。当該篩処理により、上記混合物中に凝集物の発生がないことが確認された。
クエン酸二水素ナトリウム      １００質量部
ＰＸ２００                      ３０質量部
【００６９】
なお、上記「クエン酸二水素ナトリウム」は、関東化学株式会社の製品であり、その平均粒径は７００μｍであり、化学発泡剤に該当する。また、「ＰＸ２００」は、大八化学工業株式会社製のリン系化合物からなる市販の難燃剤であり、その平均粒径は５００μｍであり、第１の難燃剤に該当する。
【００７０】
［表面処理化学発泡剤２〜４の調製］
「ＰＸ２００」に代えて「ＴＰＰ」を用い、上記通水温度を５０℃に、ヘンシェルミキサーにおける回転速度を４０ｍ／秒に、そして混合時間を１０分間にそれぞれ変更した以外は表面処理化学発泡剤１の調製と同様にして、表面処理化学発泡剤２を得た。また、「ＰＸ２００」に代えて「オグソール  ＳＩ−３０−１０」を用いた以外は表面処理化学発泡剤１の調製と同様にして、表面処理化学発泡剤３を得た。さらに、「ＰＸ２００」に代えて「ＦＣＰ−６８０」を用いた以外は表面処理化学発泡剤１の調製と同様にして、表面処理化学発泡剤４を得た。
【００７１】
「ＴＰＰ」は、大八化学工業株式会社製のリン系化合物からなる市販の難燃剤であり、その平均粒径は７００μｍである。「オグソール  ＳＩ−３０−１０」は、大阪ガスケミカル株式会社製のポリシラン系化合物からなる市販の難燃剤（「オグソール」は同社の登録商標）であり、その平均粒径は２００μｍである。「ＦＣＰ−６８０」は、株式会社鈴裕化学製のハロゲン系化合物からなる市販の難燃剤であり、その平均粒径は１００μｍである。いずれも第１の難燃剤に該当する。
【００７２】
［表面処理化学発泡剤５、８の調製］
「クエン酸二水素ナトリウム」に代えて「アゾジカルボンアミド」を用いた以外は表面処理化学発泡剤１の調製と同様にして、表面処理化学発泡剤５を得た。また、「クエン酸二水素ナトリウム」に代えて「無機炭酸塩」を用いた以外は表面処理化学発泡剤１の調製と同様にして、表面処理化学発泡剤８を得た。
【００７３】
「アゾジカルボンアミド」は、東京化成工業株式会社の製品であり、その平均粒径は５００μｍである。「無機炭酸塩」は、大塚化学株式会社の市販品「無機系発泡剤Ｐ−２」であり、その平均粒径は１０００μｍである。
【００７４】
［表面処理化学発泡剤６、７の調製］
「ＰＸ２００」の量を１０質量部に変更した以外は表面処理化学発泡剤１の調製と同様にして、表面処理化学発泡剤６を得た。また、「ＰＸ２００」の量を４５質量部に変更した以外は表面処理化学発泡剤１の調製と同様にして、表面処理化学発泡剤７を得た。
【００７５】
表面処理化学発泡剤１〜８の材料および製造条件を表１に示す。表１中、「No.」は、表面処理化学発泡剤番号を表し、「ＨＭ」は、ヘンシェルミキサーを表し、「温度」は、ヘンシェルミキサーの外浴を循環する熱媒である温水の温度（通水温度）を表す。
【００７６】
【表１】
2018127557.tif 000002
【００７７】
［樹脂材料１の調製］
下記成分を下記の量で、二軸混練機「ＫＴＸ−３０」（株式会社神戸製鋼所製）で、
シリンダー温度２１０℃、スクリュー回転数３００ｒｐｍで混練し、ペレット状の樹脂材料１を得た。下記「ポリスチレン」（ＰＳ）は、ＤＩＣ株式会社製の「ディックスチレンＸＣ５１５」であり、熱可塑性樹脂に該当する。また、「ＰＸ２００」は、第２の難燃剤に該当する。
ポリスチレン      １００質量部
ＰＸ２００            ７質量部
【００７８】
［樹脂材料２、３の調製］
「ポリスチレン」に代えて「耐衝撃性ポリスチレン」（ＨＩＰＳ）を用いた以外は樹脂材料１の調製と同様にして、樹脂材料２を調製した。上記「耐衝撃性ポリスチレン」（ＨＩＰＳ）は、ＤＩＣ株式会社製の「ディックスチレンＧＨ−８３００−５」であり、熱可塑性樹脂に該当する。
【００７９】
また、「ポリスチレン」に代えて「アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体」（ＡＢＳ）を用いた以外は樹脂材料１の調製と同様にして、樹脂材料３を調製した。上記「アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体」（ＡＢＳ）は、旭化成ケミカルズ株式会社製の「スタイラック３２１」であり、熱可塑性樹脂に該当する。
【００８０】
［樹脂材料４の調製］
「ＰＸ２００」の量を３０質量部に変更する以外は樹脂材料１の調製と同様にして、樹脂材料４を得た。
【００８１】
［発泡成形体１の製造］
樹脂材料１を８０℃で４時間乾燥させた。次いで、１００質量部の樹脂材料１と、４質量部の表面処理化学発泡剤１とをドライブレンドした。次いで、射出成形機「Ｊ５５ＥＬＩＩ」（株式会社日本製鋼所製）を用いて、シリンダー設定温度２３０℃、金型温度５０℃で射出成形をし、内部に気泡を有する樹脂成形体である発泡成形体１を得た。
【００８２】
なお、発泡成形体１として、１００ｍｍ×１００ｍｍ×１．６ｍｍの大きさの第１の成形品、１００ｍｍ×１０ｍｍ×１．６ｍｍの大きさの第２の成形品、および、ＪＩＳ  Ｋ７１１０に準じた形状の第３の成形品、の三種類の成形品（試験片）を作製した。「ＪＩＳ  Ｋ７１１０に準じた形状」とは、長さ８０±２ｍｍ、幅１０．０±０．２ｍｍ、厚さ４．０±０．２ｍｍの大きさを有し、長手方向の中央部にタイプＡのノッチ（開口角度：４５±１°、ノッチの半径、０．２５ｍｍ±０．０５ｍｍ）を有する形状である。
【００８３】
［発泡成形体２、３の製造］
樹脂材料１に代えて樹脂材料２を用いた以外は発泡成形体１の製造と同様にして、発泡成形体２を得た。また、樹脂材料１に代えて樹脂材料３を用いた以外は発泡成形体１の製造と同様にして、発泡成形体３を得た。
【００８４】
［発泡成形体４〜７、１１、１２、１５の製造］
表面処理化学発泡剤１に代えて表面処理化学発泡剤２を用いた以外は発泡成形体１の製造と同様にして、発泡成形体４を得た。また、表面処理化学発泡剤１に代えて表面処理化学発泡剤３を用いた以外は発泡成形体１の製造と同様にして、発泡成形体５を得た。さらに、表面処理化学発泡剤１に代えて表面処理化学発泡剤４を用いた以外は発泡成形体１の製造と同様にして、発泡成形体６を得た。さらに、表面処理化学発泡剤１に代えて表面処理化学発泡剤５を用いた以外は発泡成形体１の製造と同様にして、発泡成形体７を得た。
【００８５】
また、表面処理化学発泡剤１に代えて表面処理化学発泡剤６を用いた以外は発泡成形体１の製造と同様にして、発泡成形体１１を得た。さらに、表面処理化学発泡剤１に代えて表面処理化学発泡剤７を用いた以外は発泡成形体１の製造と同様にして、発泡成形体１２を得た。さらに、表面処理化学発泡剤１に代えて表面処理化学発泡剤８を用いた以外は発泡成形体１の製造と同様にして、発泡成形体１５を得た。
【００８６】
［発泡成形体８の製造］
樹脂材料１に代えて「ポリスチレン」を用い、表面処理化学発泡剤１の量を１０質量部に変更した以外は発泡成形体１の製造と同様にして、発泡成形体８を得た。
【００８７】
［発泡成形体９、１０の製造］
表面処理化学発泡剤１の量を２０質量部に変更する以外は発泡成形体１の製造と同様にして、発泡成形体９を得た。また、表面処理化学発泡剤１の量を３０質量部に変更する以外は発泡成形体１の製造と同様にして、発泡成形体１０を得た。
【００８８】
［発泡成形体１３、１４の製造］
第２の難燃剤「ＰＸ２００」の量を３質量部に変更する以外は発泡成形体１の製造と同様にして、発泡成形体１３を得た。また、第２の難燃剤「ＰＸ２００」の量を１５質量部に変更する以外は発泡成形体１の製造と同様にして、発泡成形体１４を得た。
【００８９】
［発泡成形体Ｃ１、Ｃ２の製造］
表面処理化学発泡剤１に代えて表面処理されていない「クエン酸二水素ナトリウム」を用いる以外は発泡成形体１の製造と同様にして、発泡成形体Ｃ１を得た。また、樹脂材料１に代えて樹脂材料４を用いた以外は発泡成形体Ｃ１の製造と同様にして、発泡成形体Ｃ２を得た。
【００９０】
発泡成形体１〜１５、Ｃ１およびＣ２の材料の組成を表２に示す。表２中、化学発泡剤の番号は、前述の表面処理化学発泡剤の番号を表す。
【００９１】
【表２】
2018127557.tif 000003
【００９２】
［評価］
（１）軽量化率の評価
発泡成形品１〜１５、Ｃ１、Ｃ２のそれぞれについて、第１の成形品を使用し、各発泡成形品の軽量化率を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。
【００９３】
（２）難燃性の評価
発泡成形品１〜１５、Ｃ１、Ｃ２のそれぞれについて、第２の成形品を使用し、第２の成形品を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）に準拠して難燃性の試験を行った。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。難燃性を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）
【００９４】
（３）耐衝撃性の評価
発泡成形品１〜１５、Ｃ１、Ｃ２のそれぞれについて、第３の成形品を使用し、ＪＩＳ  Ｋ７１１０に準じて耐衝撃性の試験を行った。そして、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）
【００９５】
樹脂成形体１〜１５、Ｃ１、Ｃ２の軽量化率、難燃性および耐衝撃性の評価結果を表３に示す。
【００９６】
【表３】
2018127557.tif 000004
【００９７】
表３に示されるように、発泡成形体１〜１５は、いずれも、軽量化率、難燃性および耐衝撃性の全てにおいて良好であった。これは、発泡成形体中の気泡の表面およびその近傍に第１の難燃剤が存在するために十分な難燃性を有するため、化学発泡剤による所期の発泡が実現されるとともに、可塑剤として作用する樹脂中の第２の難燃剤の含有量を抑制されるため、と考えられる。
【００９８】
これに対して、発泡成形体Ｃ１は、難燃性が不十分であった。これは、化学発泡剤の表面が第１の難燃剤で表面処理されていないため、気泡による表面積の増加に伴い燃えやすくなったため、と考えられる。
【００９９】
また、発泡成形体Ｃ２は、軽量化率および耐衝撃性が不十分であった。これは、樹脂中に添加した第２の難燃剤が樹脂組成物中で可塑剤として作用し、成形品の機械的強度が低下するとともに成形時に発生した気泡が十分に維持されなかったため、と考えられる。
【産業上の利用可能性】
【０１００】
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両立することが可能である。このため、当該樹脂成形体は、ＯＡ機器の外装材や内装材などの、難燃性を要する部材の材料として有用であり、当該部材のさらなる多様化とさらなる普及とが期待される。
【図１】
2018127557.tif 000005