JP2001329092A - 押出発泡体 - Google Patents

押出発泡体

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JP2001329092A
JP2001329092A JP2000150227A JP2000150227A JP2001329092A JP 2001329092 A JP2001329092 A JP 2001329092A JP 2000150227 A JP2000150227 A JP 2000150227A JP 2000150227 A JP2000150227 A JP 2000150227A JP 2001329092 A JP2001329092 A JP 2001329092A
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resin
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Tetsuya Shibata
哲也 柴田
Osamu Miyama
治 三山
Haruo Tomita
春生 冨田
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Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
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Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
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  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 建築用断熱に好適に用いられる押出板状発泡
体を提供する。 【解決手段】 熱可塑性樹脂と発泡剤からなる混合物を
押出機中で溶融混練した後、低圧領域に押し出して得ら
れる押出発泡体に於いて、平均温度20℃における熱伝
導率が0.040W/m・K(0.034kcal/m
・h・℃)以下であり、なおかつ水蒸気透湿係数が20
0ng/m2SPa以下であり、110℃にて24時間
加熱した場合の変形量が3%以下であり、厚み方向25
%歪みにおける圧縮強度が0.7kgf/cm2以下で
あることを特徴とする押出板状発泡体。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は熱可塑性樹脂押出板
状発泡体に関する。更に詳しくは、断熱性、耐熱性に優
れ、低透湿性であり、柔軟性に優れることから、たとえ
ば高気密、高断熱建築用断熱材などに好適に使用し得る
熱可塑性樹脂押出板状発泡体に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、居住性の向上や省エネルギーなど
の観点から、建築物、なかんずく住宅において高断熱化
の要求が高くなり、床下や壁の内部や外部、天井裏など
に、ガラスウールやロックウール、型内成形発泡体、押
出発泡体など、多くの断熱材が用いられるようになっ
た。
【0003】ガラスウールやロックウールは、比較的安
価であるために多用されているが、結露などにより濡れ
ると急激に断熱性が低下することから、施工する際には
同時に防水透湿シートを施工する必要があるため作業が
繁雑になることに加え、詰め込み過ぎや不足などのた
め、適切な断熱性を得るための施工が困難であった。加
えて施工の際の粉塵により、作業者の健康を害する懸念
もあり、代替品となりうる発泡体に期待が高まってい
る。
【0004】型内成形発泡体は、ポリスチレン系樹脂や
ポリプロピレン系樹脂などを基材樹脂とした予備発泡粒
子を型内に充填して加熱成形し製造されるが、製造プロ
セスがバッチ式で多くの工程を必要とするため製品が高
価になる傾向があり、市場に充分に浸透していないのが
現状である。
【0005】一方、押出発泡体は、連続プロセスで比較
的安価に製造できることから、ポリスチレン系樹脂やポ
リエチレン系樹脂の押出発泡体が、建築用の断熱材とし
て多く用いられている。しかしながら、これらの押出発
泡体を、床下に発熱体や温水パイプを埋設する、いわゆ
る床暖房を施す床下に用いると、耐熱性が低いために膨
張やへたりにより隙間を生じる場合があり、気密性を損
なう恐れがあった。さらにポリスチレン系樹脂押出発泡
体は防蟻剤に溶けるため、防蟻処理を行う場合、発泡体
に防蟻剤が付着しないようにする必要があり、またポリ
エチレン系樹脂押出発泡は断熱性が充分なものではなか
った。さらにポリスチレン系樹脂押出発泡体は固いた
め、断熱工事の施工の際、根太の間などに押し込んで力
が掛かると割れる、または充填される形状に合わせて切
削する必要があった。
【0006】このように安価に製造が可能である押出発
泡プロセスで製造される、高気密高断熱建築用断熱材と
して断熱性、耐熱性、低水蒸気透過性、柔軟性に優れる
発泡体は、未だ見出されていないのが現状である。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、断熱
性能が高く、低い水蒸気透過性を持ち、耐熱性、柔軟性
に優れることから、特に高気密高断熱建築用断熱材に好
適に用いることができる押出板状発泡体を提供すること
にある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、熱可塑性樹脂と発
泡剤からなる混合物を押出機中で溶融混練したのち、低
圧領域に押出して得られる押出発泡体において、平均温
度20℃における熱伝導率が0.040W/m・K以下
であり、水蒸気透湿係数が200ng/m2SPa以下
であり、110℃にて24時間加熱した場合の変形量が
3%以下であり、厚み方向25%歪みにおける圧縮強度
が0.7kgf/cm2以下である押出発泡体を高気密
高断熱建築に用いると、断熱性が高く、発熱体と接する
場所に施工しても耐熱性に優れるため膨張やへたりによ
る隙間の発生が無く、低水蒸気透過率の点から結露の発
生を抑制するための防湿シートを必要とせず、柔軟性に
優れた点からも施工性に優れることをようやく見出し、
本発明を完成するに至った。
【0009】すなわち、本発明は、熱可塑性樹脂と発泡
剤からなる混合物を押出機中で溶融混練したのち、低圧
領域に押出して得られる押出発泡体において、平均温度
20℃における熱伝導率が0.040W/m・K以下で
あり、110℃にて24時間加熱した場合の変形量が3
%以下であり、水蒸気透湿係数が200ng/m2SP
a以下であり、110℃にて24時間加熱した場合の変
形量が3%以下であり、厚み方向25%歪みにおける圧
縮強度が0.7kgf/cm2以下であることを特徴と
する、押出発泡体に関する。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明における押出発泡体は、平
均温度20℃における熱伝導率が0.040W/m・K
以下である。断熱に必要な断熱材の厚みは建物の構造や
間取りなどにより異なるが、前記熱伝導率が0.040
W/m・Kを越える場合、充分な断熱性の確保のために
押出発泡体の厚みを厚くする必要があり、経済性や施工
性が損なわれる。
【0011】また本発明における押出発泡体は、110
℃にて24時間加熱した場合の変形量が3%以下であ
る。前記変形量が3%を越えると、例えば根太の間に施
工した場合、収縮により押出発泡体と根太の間に隙間を
生じたり自重により脱落する場合があり、膨張により押
出発泡体が反り、床材との間に隙間を生じる場合があ
る。また押出発泡体の気泡構造により、押出方向と幅方
向で変形量が異なる場合があるが、いずれの方向におい
ても変形量が3%以下でなければならない。
【0012】本発明における押出発泡体は、水蒸気透湿
係数が200ng/m2sPa以下である。前記係数が
200ng/m2sPa以上であると、壁内結露を生じ
やすく、気密性能、断熱性能の低下を防ぐためには防湿
シートを同時に施工することが必要となってくる。
【0013】さらに本発明における押出発泡体は、厚み
方向25%歪みにおける圧縮強度が0.7kgf/cm
2以下である。前記強度が0.7kgf/cm2以上であ
る場合、床下や壁などに施工で押し込む際に割れやすく
簡便性を損なう。また、柔らかすぎると施工の際に根太
との間に隙間を生じる場合があるため、特に制限はしな
いが、前記強度が0.3kgf/cm2以上であること
が好ましい。
【0014】本発明における押出発泡体は、前記熱伝導
率が0.040W/m・K以下であれば発泡倍率や平均
気泡径に特に制限はないが、発泡倍率が10〜100
倍、平均気泡径が1.2mm以下であることが好まし
い。
【0015】さらに本発明における押出発泡体の厚みに
特に制限はないが、充分な断熱性を確保する点から、1
0mm以上であることが好ましい。
【0016】本発明で用いられる熱可塑性樹脂として
は、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリ−1−ブテ
ン、ポリ−4−メチル−1−ペンテン、エチレン−環状
オレフィン共重合体などのポリオレフィン系樹脂、ポリ
スチレン、スチレン−ブタジエン共重合体などのポリス
チレン系樹脂、ポリエチレンテレフタレートやポリブチ
レンテレフタレート、ポリカーボネートなどのポリエス
テル系樹脂、ポリフェニレンエーテル、などの1種また
は2種以上が挙げられる。
【0017】これらの内、ポリオレフィン系樹脂、特に
ポリプロピレン系樹脂が好ましい。前記ポリプロピレン
系樹脂に得に制限はないが、230℃で測定したメルト
テンションが5g以上であることが、発泡倍率や気泡径
の制御を容易にし得、前記熱伝導率が0.040W/m
・K以下である押出発泡体を製造しやすいことから好ま
しい。
【0018】また熱可塑性樹脂としてポリプロピレン系
樹脂とポリスチレン系樹脂を混合して用いても良く、そ
の場合、ポリプロピレン系樹脂が50〜95重量部、ポ
リスチレン系樹脂が50〜5重量部の範囲で混合するこ
とが好ましい。ポリプロピレン系樹脂が50重量部を下
回ると耐熱性や耐溶剤性が損なわれる場合があり、ポリ
プロピレン系樹脂が5重量部を下回ると熱伝導率が高く
なる場合がある。
【0019】また熱可塑性樹脂としてポリプロピレン系
樹脂とポリスチレン系樹脂を用いる場合、相溶化剤を併
用しても良い。相溶化剤を併用する場合、10重量部を
越えると押出発泡の長所である経済性が損なわれるほ
か、耐熱性や耐溶剤性が損なわれる場合がある。
【0020】前記相溶化剤としては、特に制限はない
が、水素化されたスチレン−イソプレン−スチレンブロ
ック共重合体や、水素化されたスチレン−ブタジエン−
スチレンブロック共重合体などが好適に用いられる。
【0021】次に、本発明において押出発泡体を製造す
る方法としては、例えば前記ポリプロピレン系樹脂など
の基材樹脂を押出機に供給し、基材樹脂が溶融したのち
揮発性発泡剤を高温、高圧下に圧入して混合し、適性発
泡温度まで冷却し、大気圧下に押出発泡させる方法や、
加熱により気体を発生する分解型発泡剤と基材樹脂を混
合して押出機に供給し、溶融混練しつつ気体を発生さ
せ、適性発泡温度まで冷却し、大気圧化に押出発泡させ
る方法などが挙げられる。
【0022】本発明において好ましい揮発型発泡剤とし
ては、例えばプロパン、ブタン、イソブタン、ペンタ
ン、ヘキサン、ヘプタンなどの脂肪族炭化水素類、シク
ロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサンなどの脂環
式炭化水素類、クロロジフルオロメタン、ジクロロメタ
ン、ジクロロフルオロメタン、クロロエタン、ジクロロ
トリフルオロエタンなどのハロゲン化炭化水素類、窒
素、空気などの無機ガス、などの1種または2種以上が
挙げられる。
【0023】また本発明において好ましい分解型発泡剤
としては、例えばN,N’−ジニトロソペンタメチレン
テトラミンやN,N’−ジメチル−N,N’−ジニトロ
ソテレフタルアミドなどのニトロソ系発泡剤、アゾジカ
ルボンアミドやアゾジカルボン酸バリウムなどのアゾ系
発泡剤、p,p’−オキシビスベンゼンスルホニルヒド
ラジドやp−トルエンスルホニルセミカルバジドのスル
ホヒドラジド系発泡剤、などの1種または2種以上が挙
げられる。
【0024】発泡剤の添加量は発泡剤の種類および目標
発泡倍率によって選択されるが、一般に基材樹脂100
重量部に対して1〜100重量部が好ましい。
【0025】また本発明の押出発泡体は、熱伝導率や耐
熱性、耐溶剤性などの物性を損なわない範囲で、難燃
剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、銅害防止剤、フィラ
ー、滑剤、発泡核剤などの添加剤を含有していても良
い。
【0026】
【実施例】つぎに実施例および比較例に基づいて本発明
に関する発泡体について説明するが、本発明はかかる実
施例のみに限定されるものではない。
【0027】得られた押出板状発泡体の厚み、密度、平
均気泡径、熱伝導率、加熱変形量、水蒸気透過量、およ
び、厚み方向25%歪みにおける圧縮強度をつぎの方法
により測定した。
【0028】厚み:発泡体の長手方向と垂直な面を発泡
体の断面とし、これを挟むことができる平行な2本の直
線の最小間隔を測定する。
【0029】発泡体の密度:重量と水没法により求めた
体積とから算出する。
【0030】平均気泡径:発泡体部の厚み方向、幅方
向、押出方向の直線上の気泡弦長を測定し 、1.6
23を掛け3方向の平均を示す。
【0031】気泡径=1.623×直線上の気泡弦長 熱伝導率:表皮部を含む200mm×200mm、得ら
れたサンプル厚みのままの成形体を切り出し、JISA
1412に従い、250kg/m2荷重下、平均温度2
0℃で測定する。
【0032】加熱変形量:150mm×150mm、厚
さ20mmの成形体を切り出して中央部に50mm×5
0mmの升目を書き、110℃に調整した熱風循環式乾
燥機中で24時間加熱し、加熱後の升目の寸法変化か
ら、押出方向、幅方向それぞれの値を算出する。
【0033】水蒸気透過量:JISA9511に従っ
た。
【0034】厚み方向25%歪みにおける圧縮強度:5
0mm×50mm、得られたサンプル厚みのままの成形
体を切り出し、各サンプル厚みの25%圧縮した時点の
強度を測定する。 <メルトテンション測定方法>口径1mm、長さ10m
m、流入角45度のオリフィスから230℃に加熱した
基材樹脂を10mm/minの速度で押出し、該押出物
を張力検出用プーリ−を通過させて1m/minの速度
から加速させながら巻き取り、該押出物が切断されるま
での引取りに要する張力を測定する。この破断時の張力
をもってメルトテンションとした。
【0035】(実施例1)プロピレン単独重合体100
重量部と、発泡核剤としてマイカ((株)山口雲母工業
所製A−21S)0.3重量部をリボンブレンダーでド
ライブレンドした後、上記混合物を50Kg/hで、6
5mm−90mmタンデム型押出機に供給し、230℃
に設定した第一段押出機(65mm)にて可塑化した
後、発泡剤としてイソブタンを混合樹脂100重量部に
対して12重量部圧入し、162℃に設定した第二段押
出機(90mm)にて冷却し、スリット幅50mm、ス
リット厚4.0mm、ランド30mmの矩形ダイより押
出し、矩形ダイに直結した成形用金型を通すことにより
押出発泡体を得、実施例に使用した。この押出発泡体の
評価結果を表1に示す。
【0036】(実施例2)エチレンプロピレンランダム
共重合体を64重量部、ポリスチレンを31重量部と相
溶化剤としてSEPS(クラレ(株)社製、セプトン2
104:スチレン含有量65wt%)を5重量部及びマ
イカ0.3重量部をリボンブレンダーでドライブレンド
した上記混合物を第一段押出機中にて200℃で可塑化
した後、発泡剤としてイソブタンを混合樹脂100重量
部に対して12重量部圧入し、第二段押出機を143℃
に設定した他は実施例1と同様な方法で板状発泡体を得
た。得られた発泡体の物性を表1に示す。
【0037】(実施例3)実施例2のエチレンプロピレ
ンランダム共重合体48重量部と、実施例2のポリスチ
レン47重量部と比率を変えた他は実施例2と同様な方
法で板状発泡体を得た。得られた発泡体の物性を表1に
示す。
【0038】(実施例4)実施例2のエチレンプロピレ
ンランダム共重合体80重量部、実施例2のポリスチレ
ン20重量部と比率を変え、相溶化剤としてSEBS
(シェルジャパン(株)社製、クレイトンG1652:
スチレン含有量29wt%)10重量部用いた他は実施
例2と同様な方法で板状発泡体を得た。得られた発泡体
の物性を表1に示す。
【0039】(比較例1)市販のポリスチレン系樹脂押
出発泡ボードIII種(発泡倍率32倍)を評価した結果
を表1に示す。耐熱性、柔軟性にかけるものであった。
【0040】(比較例2)市販のポリエチレン系樹脂押
出発泡ボード(発泡倍率89倍)を評価した結果を表1
に示す。断熱性、耐熱性にかけるものであった。
【0041】(比較例3)市販の低密度ポリエチレン系
樹脂押出発泡ボード(発泡倍率45倍)を評価した結果
を表1に示す。断熱性、耐熱性に欠け、水蒸気透過性が
大きいものであった。
【0042】実施例で得られた板状発泡体は、密度が低
く軽量で、熱伝導率が低く断熱性に優れ、110℃にお
ける加熱変形量が小さく耐熱性に優れ、水蒸気透過量が
小さく、25%歪みにおける圧縮強度が適度に小さく柔
軟であるのに対し、比較例1で得られた板状発泡体は耐
熱性、柔軟性に劣っており、比較例2で得られた板状発
泡体は断熱性、耐熱性に劣っており、比較例3で得られ
た板状発泡体は断熱性、耐熱性、耐水蒸気透過性に劣る
発泡体であることがわかる。
【0043】
【表1】
【0044】
【発明の効果】本発明によれば、軽量で、断熱性、耐熱
性に優れ、水蒸気透過量が小さく、適度に柔軟であるこ
とから建築用断熱に好適に用いられる押出発泡体を提供
することができる。表面性状が良好であり、厚みがあ
り、独立気泡率が高く、平均気泡径が小さく、低密度で
あり、断熱材として好適に用いることのできる板状発泡
体を容易に提供することができる。
───────────────────────────────────────────────────── 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 101:00) C08L 101:00) Fターム(参考) 4F074 AA20 AA21 AA22 AA45 AA46 AA50 AA51 AA75 BA12 BA13 BA16 BA17 BA18 BA33 BA35 BA36 BA37 BA38 BA39 BA40 BA45 BA53 BA55 CA22 CC04X CC22X DA07 DA08 DA10 DA22 DA32 DA50 4J002 BB031 BB121 BB141 BB171 BC022 BC032 BC052 BP013 CF062 CF072 CG002 CH072 DA006 EA016 EA026 EB026 EB066 EQ016 ES006 EU186 EV286 FA091 FA092 FD326

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 熱可塑性樹脂を押出機中で溶融させ、さ
    らに揮発性発泡剤と混合した後、矩形状の開口部から押
    し出して得られる板状発泡体において、平均温度20℃
    における熱伝導率が0.040W/m・K(0.034
    kcal/m・h・℃)以下であり、水蒸気透湿係数が
    200ng/m2・s・Pa以下であり、24時間11
    0℃にて加熱した場合の寸法変化が3%未満であり、厚
    み方向25%歪みにおける圧縮強度が0.7kgf/c
    2以下であることを特徴とする押出発泡体。
  2. 【請求項2】 熱可塑性樹脂が、ポリプロピレン系樹脂
    である、請求項1記載の押出発泡体。
  3. 【請求項3】 熱可塑性樹脂が、ポリプロピレン系樹脂
    を50〜95重量部とポリスチレン系樹脂を50〜5重
    量部、相溶化剤を0〜15重量部からなる混合物であ
    る、請求項1記載の押出発泡体。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009263443A (ja) * 2008-04-23 2009-11-12 Kaneka Corp 熱可塑性樹脂発泡体
JP2009263442A (ja) * 2008-04-23 2009-11-12 Kaneka Corp 熱可塑性樹脂発泡体

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009263443A (ja) * 2008-04-23 2009-11-12 Kaneka Corp 熱可塑性樹脂発泡体
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