(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃塩化ビニル樹脂を、押出機のミキサー内で加熱撹拌する工程と、
前記廃塩化ビニル樹脂を加熱撹拌させながら、前記ミキサー内にさらに発泡剤を添加し、前記廃塩化ビニル樹脂と前記発泡剤とを溶融混合する工程と、
溶融混合された前記廃塩化ビニル樹脂と前記発泡剤とを前記ミキサー内からシリンダー内へ投入し、前記廃塩化ビニル樹脂と前記発泡剤とを混練しながらペレット状に押出する工程と、
を含み、
押出する前記工程において、前記廃塩化ビニル樹脂と前記発泡剤とを９０℃〜１８０℃で混練しながらペレット状に押出する、発泡性樹脂ペレットの製造方法。
【請求項２】
前記発泡剤が、アゾジカルボンアミドを含む、請求項１に記載の発泡性樹脂ペレットの製造方法。
【請求項３】
溶融混合する前記工程において、前記発泡剤を添加した後、さらに加熱して、前記廃塩化ビニル樹脂と前記発泡剤とを溶融混合する、請求項１または２に記載の発泡性樹脂ペレットの製造方法。
【請求項４】
請求項１乃至３いずれか一項に記載の発泡性樹脂ペレットの製造方法により得られた発泡性樹脂ペレットを用い、前記発泡性樹脂ペレットを押出成形して、発泡成形体を得る、発泡成形体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発泡性樹脂ペレットの製造方法、および発泡成形体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、塩化ビニル樹脂を用いて発泡成形体を得る方法の一つとして、ペレット状の塩化ビニル樹脂と、発泡剤とをドライブレンドして成形機のホッパーに投入し、射出成形や押出成形させる際に発泡させることにより発泡成形体を得る方法が知られている。
【０００３】
しかしながら、ドライブレンドされた混合物は、成形機のホッパー内で比重やかさ等の違いから徐々に分級してしまうといった問題があった。この問題を解決するためには、定量供給フィーダーといった設備投資をすることがあったが、投資負担が大きく、簡便な方法で発泡成形体を得ることが求められていた。
【０００４】
一方、使用済みの塩化ビニル樹脂は、焼却時に塩素ガスなどを発生することから塩素ガス対策を備えた焼却施設が必要となり、設備費用、焼却費用など多大な費用がかかるといった問題がある。そこで、使用済みの塩化ビニル樹脂の再利用に関する開発が強く望まれている。
【０００５】
例えば、特許文献１には、使用済みの塩化ビニル系樹脂と、熱可塑性樹脂および／またはエステル系ワックスで被覆された熱分解型発泡剤とを含む樹脂組成物を発泡させた発泡塩化ビニル系樹脂成形体が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１２８４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１記載の技術は、塩化ビニル樹脂と、発泡剤とを同時に撹拌し昇温するものであるため、加熱や摩擦熱によって必要以上に発泡剤に熱が伝わり、ミキサー内等で発泡したり、発泡性能が低下するといった問題があった。また、塩化ビニル樹脂と、発泡剤とをコンパウンドした後、特殊な設備により塩化ビニル系樹脂のペレット化工程を経ずに、発泡塩化ビニル系樹脂成形体を押出成形するものであったため、使用できる押出機が限定されるものであった。またさらに、使用済み塩化ビニル系樹脂に含まれる安定剤によって発泡倍率が安定しないといった問題に対し、特殊な処理を施した熱分解型発泡剤を用いるものであった。
そのため、使用済み塩化ビニル樹脂を再利用し、簡便な方法で発泡成形体を得る方法として改善の余地があった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らが、使用済み塩化ビニル樹脂を再利用し、簡便な方法で発泡成形体を得るために鋭意検討を行った結果、発泡剤を添加するタイミングを従来よりも遅らせ、廃塩化ビニル樹脂を押出機のミキサー内で加熱撹拌して溶融させた後に、発泡剤を添加することで、発泡剤へ必要以上に熱が加わるのを低減できることを見出した。これにより、特殊な設備を要することなく、簡便な方法で、良好な発泡性を有する発泡性樹脂ペレットを得ることができる。そして、発泡剤をペレット状に練り込むことで、取扱性に優れ、使用できる押出機に限定されず、公知の方法により、所望の形状の発泡成形体を得ることが可能となる。
【０００９】
すなわち、本発明は、
廃塩化ビニル樹脂を、押出機のミキサー内で加熱撹拌する工程と、
前記廃塩化ビニル樹脂を加熱撹拌させながら、前記ミキサー内にさらに発泡剤を添加し、前記廃塩化ビニル樹脂と前記発泡剤とを溶融混合する工程と、
溶融混合された前記廃塩化ビニル樹脂と前記発泡剤とを前記ミキサー内からシリンダー内へ投入し、前記廃塩化ビニル樹脂と前記発泡剤とを混練しながらペレット状に押出する工程と、
を含み、
押出する前記工程において、前記廃塩化ビニル樹脂と前記発泡剤とを９０℃〜１８０℃で混練しながらペレット状に押出する、発泡性樹脂ペレットの製造方法を提供する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、使用済み塩化ビニル樹脂を再利用でき、かつ、簡便な方法で良好な発泡性を有する発泡性樹脂ペレット及びその製造方法が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態における押出機を模式的に示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（発泡性樹脂ペレット）
発泡性樹脂ペレットは、廃塩化ビニル樹脂、及び発泡剤を含むものである。
【００１３】
廃塩化ビニル樹脂とは、塩化ビニル樹脂を主成分とした建材用、農業用等の廃材に含まれるものである。廃塩化ビニル樹脂には、加工助剤や安定剤（金属石鹸類含む）などの添加剤が含まれていてもよい。
廃塩化ビニル樹脂は、粉末状であることが好ましく、例えば、粒子径３ｍｍ〜１５ｍｍであることが好ましい。これにより、均一に分散しやすくなる。
【００１４】
本実施形態において、発泡剤とは、熱分解や化学反応によるガスを発生させる化学発泡剤である。
発泡剤としては、特に限定されないが、例えば、炭酸水素ナトリウム、炭酸アンモニウム、水素化ホウ素ナトリウム、シリコンオキシハイドライド等の無機発泡剤、アゾジカルボンアミド、アゾビスイソブチロニトリル、ジニトロソペンタメチレンテトラミン、ｐ−トルエンスルホニルヒドラジド、４，４'−オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジド等の有機発泡剤が挙げられる。これらは１種または２種以上を用いることができる。廃塩化ビニル樹脂と良好に混練できる観点から、有機発泡剤であることが好ましく、アゾジカルボンアミドであることがより好ましい。
【００１５】
発泡剤としては、例えば、「ビニホールＤＷ６」（永和化成工業株式会社製）、「ＭＦ−７」（大塚化学株式会社製）などの市販品が挙げられる。
【００１６】
（樹脂ペレットの製造方法）
本実施形態において、発泡性樹脂ペレットの製造方法は、
廃塩化ビニル樹脂を、押出機のミキサー内で加熱撹拌する工程と、
前記廃塩化ビニル樹脂を加熱撹拌させながら、前記ミキサー内にさらに発泡剤を添加し、前記廃塩化ビニル樹脂と前記発泡剤とを溶融混合する工程と、
溶融混合された前記廃塩化ビニル樹脂と前記発泡剤とを前記ミキサー内からシリンダー内へ投入し、前記廃塩化ビニル樹脂と前記発泡剤とを混練しながらペレット状に押出する工程と、を含む。
【００１７】
以下、各工程について、詳述する。
図１は、本実施形態における押出機を模式的に示した断面図である。
押出機１００は、撹拌ミキサー１０、ホッパー１１、シリンダー１２を備える斜軸異方性二軸押出機である。
まず、廃塩化ビニル樹脂を、押出機１００の撹拌ミキサー１０内で加熱撹拌し、廃塩化ビニル樹脂を溶融させる。
すなわち、常温で固体の廃塩化ビニル樹脂は、撹拌ミキサー１０内の加熱により、次第に溶融される。なお、廃塩化ビニル樹脂は、完全に溶融された状態に限らず、少なくとも一部が溶融されていればよく、全体の６０〜１００％が溶融していることが好ましい。
また、発泡剤を除く、安定剤、加工助剤などの添加剤を添加する場合は、廃塩化ビニルと同時に、または発泡剤を添加する前に、添加剤を撹拌ミキサー１０内に投入し、加熱溶融させることが好ましい。これにより、添加剤と廃塩化ビニル樹脂の相溶性が向上し、樹脂の流動性と加工性の安定を上げることができる。
【００１８】
撹拌ミキサー１０の設定温度は、８５〜１１５℃とすることが好ましく、９０〜１１０℃とすることがより好ましい。
【００１９】
押出機としては、例えば、「斜軸二軸押出機  ＯＳＣ−７５（株式会社 長田製作所製）」を用いることができる。
【００２０】
次に、廃塩化ビニル樹脂を加熱撹拌させて溶融し、撹拌ミキサー１０内にさらに発泡剤を添加し、廃塩化ビニル樹脂と発泡剤とをさらに溶融混合する。
すなわち、溶融された廃塩化ビニル樹脂に対し、発泡剤を添加することで廃塩化ビニル樹脂中に発泡剤を良好に分散させることができる。また、発泡剤を後から添加することにより、廃塩化ビニル樹脂に含まれる添加剤や、押出機内の熱、摩擦熱などによってミキサー内で発泡剤が発泡したり、発泡性能が低下してしまうことを抑制できる。
また、発泡剤を添加した後、さらに加熱して、廃塩化ビニル樹脂と発泡剤とを溶融混合することが好ましい。具体的には、発泡剤を添加した後、撹拌ミキサー１０内の温度を、１〜１０℃上昇させることが好ましい。すなわち、上昇温度を１℃以上とすることにより、発泡剤を良好に均一混合でき、上昇温度を１０℃以下とすることで、発泡剤が撹拌ミキサー１０内で発泡してしまうのを良好に抑制することができる。言い換えると、撹拌ミキサー１０内が、撹拌ミキサーの設定温度よりも−１℃〜−１０℃に到達した時に、発泡剤を添加することが好ましい。
なお、撹拌ミキサー１０内の温度とは、溶融混合された廃塩化ビニル樹脂と発泡剤の混練物の温度であり、撹拌ミキサー１０内部に取り付けられた温度センサーにより測定できる。
【００２１】
廃塩化ビニル樹脂１００重量部に対し、発泡剤の添加量は、０．１〜３重量部であることが好ましく、０．５〜１．５重量部であることがより好ましく、０．８〜１．０重量部であることがさらに好ましい。これにより、良好な発泡性、強度、加工性が得られる。
【００２２】
次に、撹拌ミキサー１０からホッパー１１内に移動した廃塩化ビニル樹脂及び発泡剤を、シリンダー１２へ投入し、シリンダー１２内で溶融混練させながら、押出機１００からペレット状に押出する。これにより、発泡性樹脂ペレットが得られる。
【００２３】
ここで、廃塩化ビニル樹脂と発泡剤とを９０℃〜１８０℃で混練しながらペレット状に押し出すことが好ましく、１００℃〜１６０℃であることがより好ましい。また、樹脂圧１０〜２０ＭＰａ、電流値５０Ａ〜８０Ａとなるように供給量を調整することが好ましい。すなわち、シリンダー１２内の温度、圧力、供給量、回転速度等といった条件を高度に制御することにより、発泡剤の発泡を抑制しつつ、発泡剤を均一に廃塩化ビニル樹脂中に分散できる結果、強度、加工性に優れた発泡性樹脂ペレットが得られる。
【００２４】
（発泡成形体）
発泡成形体は、上述した発泡性樹脂ペレットを押出成形して、発泡成形体を得ることができる。例えば、成形機のホッパー内に発泡性樹脂ペレットを投入した後、溶融混錬し常圧加熱にて発泡する常圧発泡法、押出機内で加熱分解し高圧下で押出ながら発泡する押出発泡法、プレス金型内で減圧しながら発泡するプレス発泡法といった公知の方法が挙げられる。
【００２５】
発泡成形体は、上記の発泡性樹脂ペレットを用いるため、強度に優れる。本実施形態において、発泡成形体の強度は、３〜１５ｋＪ／ｍ２（ＪＩＳ  Ｋ７１１１）であり、８〜１２ｋＪ／ｍ２であることが好ましい。強度が３ｋＪ／ｍ２以上であることにより、充分な強度を得ることができる。一方、強度が１５ｋＪ／ｍ２以下であることにより、射出成形または押出形成時の発泡性が安定し、均一な発泡が得られる。また、良好な加工性が得られる。
【００２６】
本実施形態の発泡性樹脂ペレットは、廃塩化ビニル樹脂ペレットを押出機で製造する際に予め発泡剤を添加することで、特殊な設備や特殊な添加剤を必要とせず、廃塩化ビニル樹脂を再利用できると共に、簡便な方法で発泡成形体が得られるものである。また、発泡成形体は、良好な発泡性、強度、加工性を有し、軽量化をも実現できるものである。すなわち、発泡性と強度のバランスに優れたものである。そのため、発泡成形体は、防音材、断熱材、床、壁、天井、階段、玄関回りなどの内装建材といった建材、フロアマット、トラック荷台の擁護材等といった車両用途、その他、歩行者通行安全マット、屋外用ベンチ、エクステリア、樹脂ブロック、空調設備、クーリングタワー設備部材等に幅広く用いることができる。
【００２７】
以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
以下、本発明の参考形態の一例を示す。
＜１＞
廃塩化ビニル樹脂を、押出機のミキサー内で加熱撹拌する工程と、
前記廃塩化ビニル樹脂を加熱撹拌させながら、前記ミキサー内にさらに発泡剤を添加し、前記廃塩化ビニル樹脂と前記発泡剤とを溶融混合する工程と、
溶融混合された前記廃塩化ビニル樹脂と前記発泡剤とを前記ミキサー内からシリンダー内へ投入し、前記廃塩化ビニル樹脂と前記発泡剤とを混練しながらペレット状に押出する工程と、
を含む発泡性樹脂ペレットの製造方法。
＜２＞
前記発泡剤が、アゾジカルボンアミドを含む、＜１＞に記載の発泡性樹脂ペレットの製造方法。
＜３＞
溶融混合する前記工程において、前記発泡剤を添加した後、さらに加熱して、前記廃塩化ビニル樹脂と前記発泡剤とを溶融混合する、＜１＞または＜２＞に記載の発泡性樹脂ペレットの製造方法。
＜４＞
押出する前記工程において、前記廃塩化ビニル樹脂と前記発泡剤とを９０℃〜１８０℃で混練しながらペレット状に押し出す、＜１＞乃至＜３＞いずれか一つに記載の発泡性樹脂ペレットの製造方法。
＜５＞
＜１＞乃至＜４＞いずれか一つに記載の発泡性樹脂ペレットの製造方法により得られた発泡性樹脂ペレットを用い、前記発泡性樹脂ペレットを押出成形して、発泡成形体を得る、発泡成形体の製造方法。
＜６＞
廃塩化ビニル樹脂、及び発泡剤を含む発泡性樹脂ペレットであって、
当該発泡性樹脂ペレットの発泡成形体の強度が３〜１５ｋＪ／ｍ２（ＪＩＳ  Ｋ７１１１）である、発泡性樹脂ペレット。
＜７＞
前記発泡剤が、アゾジカルボンアミドを含む、＜６＞に記載の発泡性樹脂ペレット。
【実施例】
【００２８】
次に、実施例により本発明を詳しく説明するが、本発明の内容は実施例に限られるものではない。
【００２９】
・実施例、比較例
（実施例１）
次のようにして、樹脂ペレットを得た。
まず、斜軸二軸押出機  ＯＳＣ−７５（株式会社 長田製作所製）を用い、撹拌ミキサーの設定温度を８５℃〜１１５℃とした。廃塩化ビニル１００重量（建築廃材、粒径平均１０ｍｍ）を投入し、撹拌ミキサーを稼働させ、撹拌ミキサー内の温度を室温から上昇させながら、加熱撹拌した。廃塩化ビニル全体が溶融したところで、発泡剤（「ビニホールＤＷ６」（永和化成工業株式会社製））１重量部を添加し、さらに温度を上昇させながら撹拌し全体を溶融混合した。
その後、溶融混合された廃塩化ビニル樹脂及び発泡剤を、撹拌ミキサーからホッパー内に移動させ、さらにシリンダー内へ投入し、１００℃〜１６０℃、樹脂圧１７Ｍｐａ、電流値７５Ａ、吐出量３ｋｇ／ｍｉｎ、回転速度３０ｒｐｍとして溶融混練させながら、押出機からペレット状に押出した。得られた樹脂ペレットの大きさは、長さ４ｍｍ×直径３ｍｍであった。
【００３０】
（実施例２）
実施例１の発泡剤の添加タイミングを、廃塩化ビニルの一部が溶融し始めたところに変更し、その他は、
実施例１と同じ条件で樹脂ペレットを得た。
【００３１】
（比較例１）
実施例１の発泡剤の添加タイミングを、撹拌ミキサーの稼働時（すなわち、廃塩化ビニルと同時に加熱撹拌を開始。ミキサー内の温度は室温）に変更し、その他は、実施例１と同じ条件で樹脂ペレットを得た。
【００３２】
上記のようにして得られた樹脂ペレットを、５０ｍｍ単軸押出機で１６０℃〜２００℃、樹脂圧１４Ｍｐａ、電流値３０Ａ、回転速度１５ｒｐｍとして加熱混練し、発泡させながら平板（幅２０ｍｍ×厚み５ｍｍ）の金型とサイジングを通し、得られた成形体を水冷却し、発泡成形体を得た。
【００３３】
得られた発泡成形体について、以下の評価を行った。結果を表１に示す。
（評価）
・強度〔ｋＪ／ｍ２〕：ＪＩＳ  Ｋ７１１１に準じて測定を行った。
・発泡性：比重換算倍率とした。
【００３４】
【表１】
0006681741.tif 000002
【００３５】
比較例１は、樹脂ペレットは得られたものの、シリンダー内で発泡が進んでしまい、大きな膨らみを有するものであった。そのため、樹脂ペレットは良好な発泡性を有するものではなかった。また、発泡セルも均一ではなく、成形に必要な流動性も充分ではないため、発泡体を成形することができなかった。
【符号の説明】
【００３６】
１００  押出機
１０    撹拌ミキサー
１１    ホッパー
１２    シリンダー
【図１】
0006681741.tif 000003