JP2002225104A - ポリスチレン系樹脂押出発泡断熱材及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、押出発泡時に発泡性溶融樹脂混合
物から放出される有機揮発性成分、及び得られた押出発
泡断熱材から放出される有機揮発性成分を低減すること
により、押出発泡時の作業環境を改善し、製造後の養
生、保管中や、建材として使用された場合に有機揮発性
成分を殆ど放出することがないポリスチレン系樹脂押出
発泡断熱材を提供することを目的とする。また、本発明
は有機揮発性成分の含有量が少ないポリスチレン系樹脂
押出発泡断熱材の製造法を提供することを目的とする。 【解決手段】 本発明のポリスチレン系樹脂押出発泡断
熱材は、加熱下に溶融されたポリスチレン系樹脂を発泡
剤と混練した後、押出機より押出して得られる厚み５ｍ
ｍ以上、密度２０〜１２０ｋｇ／ｍ^３、連続気泡率５０
％以下のポリスチレン系樹脂押出発泡断熱材であって、
トルエン、エチルベンゼン、スチレンモノマー、キシレ
ンの４種類の有機揮発性成分の総含有量が４００ｐｐｍ
未満である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は主に建築物の壁、
床、屋根等の断熱材や畳の断熱材（芯材）等に使用され
るポリスチレン系樹脂押出発泡断熱材及びその製造方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ポリスチレン系樹脂発泡断熱
材の製造方法として、ポリスチレン系樹脂に気泡調整剤
を加え、加熱溶融混練した後、物理発泡剤を添加し、こ
れらからなる溶融樹脂混合物を発泡可能な温度に調節し
た後、高圧のダイ内から低圧の雰囲気中へ押出して、発
泡させることによりポリスチレン系樹脂発泡断熱材を製
造する方法が知られている。かかる方法により製造され
た押出発泡体は断熱材として優れた素材であることか
ら、建築物の壁、床、屋根等の断熱材や畳の芯材等とし
て広く使用されてきた。

【０００３】しかし、上記ポリスチレン系樹脂は、一般
にトルエン、エチルベンゼン、スチレンモノマー、キシ
レン等の有機揮発性成分を含んでいる。これらの有機揮
発性成分は、高温の上記溶融樹脂混合物がダイより排出
され発泡するときに、大気中に排出される。

【０００４】その結果、排出された有機揮発性成分は、
装置上部や天井等で凝縮するので、落下して製品を汚す
という不都合が起こり易い。また、有機揮発性成分は臭
気を有しているものが多く、その臭気が作業環境の悪化
につながる場合がある。

【０００５】更に、押出発泡断熱材中に残留している有
機揮発性成分は、押出発泡断熱材が完全に冷却された後
もわずかづつ排出されるため、養生、保管中の倉庫内に
おいて臭気が発生し、作業環境の悪化につながる場合も
ある。

【０００６】また近年、住宅の高気密化高断熱化が進む
中で、様々な揮発性ガスによる室内空気汚染、即ちシッ
クハウスが重要な問題となっている。このシックハウス
を解決するために、建築物内における空気中の有機成分
の量を規制する動きがある。従って、ポリスチレン系樹
脂押出発泡断熱材から室内に放出される有機揮発性成分
はできるだけ少なくすることが望ましい。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、押出発泡時
に発泡性溶融樹脂混合物から放出される有機揮発性成
分、及び得られた押出発泡断熱材から放出される有機揮
発性成分を低減することにより、押出発泡時の作業環境
を改善し、製造後の養生、保管中や、建材として使用さ
れた場合に有機揮発性成分を殆ど放出することがないポ
リスチレン系樹脂押出発泡断熱材を提供することを目的
とする。また、本発明は有機揮発性成分の含有量が少な
いポリスチレン系樹脂押出発泡断熱材の製造法を提供す
ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、（１）加熱下
に溶融されたポリスチレン系樹脂を発泡剤と混練した
後、押出機より押出して得られる厚み５ｍｍ以上、密度
２０〜１２０ｋｇ／ｍ^３、連続気泡率５０％以下のポリ
スチレン系樹脂押出発泡断熱材であって、トルエン、エ
チルベンゼン、スチレンモノマー、キシレンの４種類の
有機揮発性成分の総含有量が４００ｐｐｍ未満であるこ
とを特徴とするポリスチレン系樹脂押出発泡断熱材、
（２）トルエン、エチルベンゼン、スチレンモノマー、
キシレンの４種類の有機揮発性成分の総含有量が４００
ｐｐｍ未満のポリスチレン系樹脂を、押出機内で加熱下
に溶融させると共に発泡剤と混練して発泡性溶融樹脂混
合物とした後、低圧下に押出して発泡させるにあたり、
押出機内におけるポリスチレン系樹脂の最高温度を２５
０℃以下とすることにより前記（１）記載の押出発泡断
熱材を得ることを特徴とするポリスチレン系樹脂押出発
泡断熱材の製造方法、（３）押出機内で加熱下に溶融さ
れたポリスチレン系樹脂を水と混練した後、有機揮発性
成分を押出機内から吸引除去することにより得られたト
ルエン、エチルベンゼン、スチレンモノマー、キシレン
の４種類の有機揮発性成分の総含有量が４００ｐｐｍ未
満のポリスチレン系樹脂を用いることを特徴とする前記
（２）記載のポリスチレン系樹脂押出発泡断熱材の製造
方法、（４）押出機内で加熱下に溶融されたポリスチレ
ン系樹脂を水と混練した後、有機揮発性成分を押出機内
から吸引除去し、次いで押出機内に発泡剤を圧入し、更
に混練して発泡性溶融樹脂混合物とした後、低圧下に押
出して発泡させることにより前記（１）記載の押出発泡
断熱材を得ることを特徴とするポリスチレン系樹脂押出
発泡断熱材の製造方法を要旨とする。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明に使用し得るポリスチレン
系樹脂としては、スチレンホモポリマーやスチレンを主
成分とするスチレンー無水マレイン酸共重合体、スチレ
ンーブタジエン共重合体、スチレンーアクリロニトリル
共重合体、スチレンーアクリロニトリルーブタジエン共
重合体、或いは耐衝撃性ポリスチレン等が挙げられる。
スチレン系共重合体におけるスチレン成分含有量は５０
モル%以上、特に８０モル%以上が好ましい。

【００１０】本発明におけるポリスチレン系樹脂は、Ｍ
ＦＲが０.５〜３０ｇ／分（ただしＡＳＴＭ Ｄ−１２
３８Ｇ法による。）の範囲のものが好ましい。かかるポ
リスチレン系樹脂は、押出発泡成形性に優れると共に、
得られる押出発泡断熱材も機械的強度に優れている。

【００１１】本発明の押出発泡断熱材の厚みは５ｍｍ以
上である。該厚みが５ｍｍ未満の場合は、建材用途に使
用される断熱材に対して要求される断熱性が得られない
虞がある。尚、本発明の押出発泡断熱材の厚みは、通常
は７〜２００ｍｍ、好ましくは１０〜１５０ｍｍであ
る。また本発明の押出発泡断熱材の長さは、通常は１５
０〜３０００ｍｍ、好ましくは３００〜２０００ｍｍで
あり、その幅は、通常は１００〜２５００ｍｍ、好まし
くは２００〜１０００ｍｍである。

【００１２】本発明の押出発泡断熱材の密度（本明細書
中では発泡断熱材の密度とは発泡断熱材の見かけ密度を
意味する。）は、２０〜１２０ｋｇ／ｍ^３である。該密
度が２０ｋｇ／ｍ^３未満の場合は、発泡倍率が高すぎて
気泡膜が薄くなるため、圧縮強度や曲げ強度等の機械的
物性が低下し建材用途に使用できなくなる虞がある。一
方、密度が１２０ｋｇ／ｍ^３を越える場合は、発泡倍率
が低すぎて建材用途に要求される断熱性を得ることがで
きない虞がある。

【００１３】本発明の押出発泡断熱材の連続気泡率は、
５０％以下、好ましくは２０％以下であり、その下限値
は、平均気泡径の大小で変わるが、通常は１〜４％であ
る。該連続気泡率が５０％を越える場合は、建材用途に
要求される断熱性を得ることができなくなる虞がある上
に、押出発泡断熱材内部の有機揮発性成分が排出され易
くなるので、異臭が発生しやすくなる虞がある。

【００１４】本発明における押出発泡断熱材の連続気泡
率は、ＡＳＴＭ Ｄ−２８５６−７０（手順Ｃ）に準じ
て空気比較式比重計により、押出発泡断熱材から採取し
た測定試料の真の体積：Ｖ_ｘ（ｃｍ^３）の割合を求め、
下記数式（１）により連続気泡率を計算して得たもので
ある。

【００１５】

【数１】 連続気泡率（％）＝（Ｖ_ａ−Ｖ_ｘ）×１００／（Ｖ_ａ−Ｗ／ρ） （１）

【００１６】上記数式（１）におけるＶ_ａ（ｃｍ^３）
は、押出発泡断熱材の見掛けの体積であり、試料の外寸
から求められる。Ｖ_ｘ（ｃｍ^３）はＡＳＴＭ Ｄ−２８
５６−７０（手順Ｃ）によって求められる測定試料の真
の体積であり、測定試料を構成する樹脂の容積と、測定
試料内の独立気泡部分の気泡全容積との和である。Ｗは
測定試料の重量（ｇ）であり、ρは押出発泡断熱材の基
材樹脂の密度（ｇ／ｃｍ ^３）である。

【００１７】尚、上記連続気泡率は、押出発泡断熱材の
無作為に選択した箇所から、縦２５ｍｍ、横２５ｍｍ、
厚み４０ｍｍの直方体を切り出して、測定試料として使
用する。厚みが４０ｍｍの測定試料を切り出せない場合
は、２以上の測定試料を重ね合せて所定の厚みに調整し
て測定する。この測定を別々にサンプリングした測定試
料に対して計１０回行い、得られた１０回の連続気泡率
の値を相加平均することにより、本発明の連続気泡率が
計算される。

【００１８】本発明の押出発泡断熱材中のトルエン、エ
チルベンゼン、スチレンモノマー、キシレンの４種類の
有機揮発性成分の総含有量（以下、有機揮発性成分の総
含有量という。）は、４００ｐｐｍ未満である。該有機
揮発性成分の総含有量が４００ｐｐｍ未満の場合は、発
泡性溶融樹脂混合物がダイより排出されて押出発泡断熱
材が形成する際、排出された有機揮発性成分が装置上部
や天井等で凝縮することが殆どない。従って、凝縮した
有機揮発性成分が落下して製品を汚すという不都合が発
生しない。又、押出発泡断熱材を倉庫内において養生、
保管する場合に、異臭が発生することもなく、作業環境
が良好に保たれる。一方、有機揮発性成分の総含有量が
４００ｐｐｍ以上の場合は、上記弊害が発生する虞があ
る。

【００１９】排出された有機揮発性成分が装置上部等で
凝縮することを防ぎ、養生、保管中の異臭の発生をより
完全に防ぐという観点からは、有機揮発性成分の総含有
量が３５０ｐｐｍ未満であることが好ましく、２５０ｐ
ｐｍ未満であることがより好ましく、２００ｐｐｍ未満
であることが更に好ましく、後述する測定法の検出限界
を下回ることが最も好ましい。

【００２０】尚、本発明においてトルエン、エチルベン
ゼン、スチレンモノマー、キシレンの４種類の有機揮発
性成分を対象としているのは、これらがポリスチレン系
樹脂の製造の際に使用されてポリスチレン系樹脂中に残
存する可能性が大きい成分又は／及びポリスチレン系樹
脂を溶融混練した場合にポリスチレン系樹脂の一部が分
解することにより発生してポリスチレン系樹脂中に含有
される可能性が大きい成分だからである。

【００２１】本発明において、発泡断熱材中の有機揮発
性成分の総含有量とは、ガスクロマトグラフにより測定
された測定値をいう。次に、具体的な測定方法につい
て、［１］内部標準溶液の作製、［２］検量線作製用の
測定溶液の準備、［３］検量線の作製及び補正係数の算
出、［４］有機揮発性成分の測定及び含有量の計算に分
けて説明する。

【００２２】［１］内部標準（シクロペンタノール）溶
液の作製 容量１００ｍＬのメスフラスコを３本用意し、それ
ぞれＡ、Ｂ、Ｃとする。 メスフラスコＡにジメチルホルムアミド（以下、Ｄ
ＭＦという。）を約２０ｍＬ加える。 メスフラスコＡに内部標準としてシクロペンタノー
ル約５ｇを０．００１ｇ単位まで精秤し入れる。このと
きのシクロペンタノールの正確な値をＷi(g)とする。 メスフラスコＡにさらにＤＭＦを加え、全体を正確
に１００ｍＬとする。 メスフラスコＡ中の溶液を均一に攪拌後、ホールピ
ペットを用い、１０ｍＬを正確に採集し、メスフラスコ
Ｂに加える。 メスフラスコＢにさらにＤＭＦを加え、全体を正確
に１００ｍＬとする。 メスフラスコＢ中の溶液を均一に攪拌後、ホールピ
ペットを用い、１０ｍＬを正確に採集し、メスフラスコ
Ｃに加える。 メスフラスコＣにさらにＤＭＦを加え、全体を正確
に１００ｍＬとする。 上記の操作によりメスフラスコＣ中のシクロペンタノー
ルの濃度は約５ｇ／１０，０００ｍＬとなり、これを内
部標準溶液として使用する。

【００２３】［２］検量線作製用の測定溶液の準備 まず検量線を作成するための各有機揮発性成分溶液を作
製し、次に該各有機揮発性成分溶液を用いて検量線作成
用溶液を作製する。 ［２−１］検量線作成用溶液調整のための有機揮発性成
分溶液の作製 トルエン、エチルベンゼン、スチレンモノマー、キシレ
ンの４種類の有機揮発性成分の内トルエンを例に説明す
る。 容量１００ｍＬのメスフラスコを３本用意し、それ
ぞれＡ'、Ｂ'、Ｃ'とする。 メスフラスコＡ'にＤＭＦを約２０ｍＬ加える。 メスフラスコＡ'に有機揮発性成分（トルエン）約
１ｇを０．００１ｇ単位まで精秤し入れる。このときの
有機揮発性成分（トルエン）の正確な値をＷｎ(ｇ)とす
る。 メスフラスコＡ'にさらにＤＭＦを加え、全体を正
確に１００ｍＬとする。 メスフラスコＡ'中の溶液を均一に攪拌後、ホール
ピペットを用い、１０ｍＬを正確に採集し、メスフラス
コＢ'に加える。 メスフラスコＢ'にさらにＤＭＦを加え、全体を正
確に１００ｍＬとする。 メスフラスコＢ'中の溶液を均一に攪拌後、ホール
ピペットを用い、１０ｍＬを正確に採集し、メスフラス
コＣ'に加える。 メスフラスコＣ'にさらにＤＭＦを加え、全体を正
確に１００ｍＬとする。 上記の操作によりメスフラスコＣ'中のトルエンの濃度
は約１ｇ／１０，０００ｍＬとなり、これを有機揮発性
成分溶液とする。さらに他の有機揮発性成分についても
同様の操作を行ない、計４種類の有機揮発性成分溶液を
作製する。

【００２４】［２−２］検量線作成用溶液の作製 ガスクロマトグラフ分析に使用する検量線作成のため、
有機揮発性成分（トルエン）と内分標準（シクロペンタ
ノール）を混合した検量線作成用溶液を、両者の割合を
変えたもの６種類を作製する。同様に他の各有機揮発性
成分についても６種類作製する。即ち、４種類の有機揮
発性成分について、計２４種類作製する。

【００２５】トルエンを例に検量線作成用溶液の具体的
な作製方法を説明する。 容量５０ｍＬの共栓付三角フラスコを６個用意す
る。 ホールピペットを用い有機揮発性成分（トルエン）
溶液１０ｍＬを正確に採集し、共栓付三角フラスコに加
える。 ついでホールピペットを用い前記［１］で作製した
内部標準溶液２ｍＬを正確に採集し、上記の共栓付三角
フラスコに加える。 さらに前記の共栓付三角フラスコにさらにＤＭＦ約
８ｍＬを加え、全体を約２０ｍＬとする。 これを有機揮発性成分（トルエン）と内部標準（シ
クロペンタノール）の重量比が［約10：10］の検量線作
製用溶液とする。 さらに有機揮発性成分（トルエン）溶液と内部標準
溶液の割合を変え、同様な操作により、有機揮発性成分
（トルエン）と内部標準（シクロペンタノール）の重量
比が［約8：10］、［約6：10］、［約4：10］、［約2：
10］、［約1：10］の検量線作製用溶液を作製する。 さらに他の有機揮発性成分についても同様の操作を
行ない、計２４種類の検量線作成用溶液を作製する。

【００２６】表１に、各有検量線作成用溶液を作製する
ための有機揮発性成分溶液量、内部標準溶液量、有機揮
発性成分概略重量、内部標準概略重量、有機揮発性成分
／内部標準の概略重量比の関系を一覧表にして示す。

【００２７】

【表１】

【００２８】［３］検量線の作製及び補正係数の算出 各有機揮発性成分ごとに作製した６種類の濃度の異なる
検量線作成用溶液をガスクロマトグラフに注入してガス
クロマトグラムを得る。次に、該ガスクロマトグラムに
基づいてそれぞれの有機揮発性成分について検量線を作
製し、補正係数を求める。

【００２９】具体的な検量線の作製方法及び補正係数の
求め方についてトルエンを例に説明を行なう。 ６種類の濃度の異なる検量線作成用溶液のそれぞれ
について、各1μLを順次ガスクロマトグラフに注入し、
得られたクロマトグラムより有機揮発性成分（トルエ
ン）及び内部標準のピーク面積を求める。 ６種類の濃度の異なる検量線作成用溶液のそれぞれ
についての測定結果を、横軸に検量線作成用溶液の有機
揮発性成分（トルエン）と内部標準の重量比［有機揮発
性成分（トルエン）の重量／内部標準の重量］をとり、
縦軸にガスクロマトグラフ測定より得られた有機揮発性
成分（トルエン）と内部標準のピーク面積比［有機揮発
性成分（トルエン）のピーク面積／内部標準のピーク面
積］を取り、グラフにプロットする。得られたグラフの
一例を図３に示す。 最小自乗法によりにより一次直線の近似を行ない、
グラフの傾きを求め、これを有機揮発性成分（トルエ
ン）の補正係数Ｆnとする。 さらに他の有機揮発性成分についても同様の操作を
行ない、各有機揮発性成分について補正係数Ｆｎを求め
る。

【００３０】［４］有機揮発性成分の測定及び含有量の
計算 ［４−１］有機揮発性成分の測定 測定対象となるポリスチレン系樹脂又は押出発泡断
熱材から、測定用試料約1ｇを精秤し、このときの重量
をＷs(g)とする。 精秤した試料を約１８ｍＬのＤＭＦに溶解させ、前
記［1］で作製した内部標準溶液をホールピペットにて
正確に２ｍＬ加える。 この溶液をマイクロシリンジにて1μL採集し、ガス
クロマトグラフに導入し、クロマトグラムを得る。

【００３１】得られたクロマトグラムより各有機揮発性
成分及び内部標準のピーク面積を求め、以下の式（２）
により有機揮発性成分濃度を求める。

【００３２】

【数２】 有機揮発性成分濃度(ｐｐｍ)＝ ［(Ｗi/10,000)×２］×［Ａn/Ａi］×Ｆn÷Ｗs×1,000,000 （２）

【００３３】ただし、 Ｗi：内部標準溶液を作成したときのシクロペンタノー
ル重量(g) Ｗs：ＤＭＦに溶解させた試料重量(g) Ａn：ガスクロマトグラフ測定時の各揮発成分物質のピ
ーク面積 Ａi：ガスクロマトグラフ測定時の内部標準物質のピー
ク面積 Ｆn：各揮発成分の補正係数 計算は各揮発成分のそれぞれについて行ない、有機揮発
性成分の総含有量はトルエン、エチルベンゼン、スチレ
ンモノマー、キシレンの結果を合計したものである。

【００３４】ガスクロマトグラフの条件は以下の通りで
ある。 使用機器：（株）島津製作所製のガスクロマトグラフＧ
Ｃ−６ＡＭ。 カラム材質：内径３ｍｍ、長さ５０００ｍｍのガラスカ
ラム。 カラム充填剤：〔液相名〕ＦＦＡＰ（遊離脂肪酸）、
〔液相含浸率〕１０重量％、〔担体名〕ガスクロマトグ
ラフ用珪藻土Ｃｈｒｏｍｏｓｏｒｂ Ｗ、〔担体粒度〕
６０／８０メッシュ、〔担体処理方法〕ＡＷ−ＤＭＣＳ
（水洗・焼成・酸処理・シラン処理）、〔充填量〕９０
ｍＬ 注入口温度：２５０℃ カラム温度：１２０℃ 検出部温度：２５０℃ キャリヤーガス：Ｎ_２、流量４０ｍ/ｍｉｎ． 検出器：ＦＩＤ（水素炎イオン化検出器） 検出限界：各成分ごとに２０ｐｐｍ

【００３５】上記測定を無作為にサンプリングした別な
測定試料に対して計５回行い、得られた５回の有機揮発
性成分の総含有量を相加平均することにより、本発明の
有機揮発性成分の総含有量が計算される。尚、本発明に
おいて、トルエン、エチルベンゼン、スチレンモノマ
ー、キシレンの内、上記検出限界を下回る成分について
はその成分の含有量は０ｐｐｍとみなす。

【００３６】本発明の前記押出発泡断熱材は、上記有機
揮発性成分の総含有量が４００ｐｐｍ未満のポリスチレ
ン系樹脂を、押出機内で加熱下に溶融させると共に発泡
剤と混練して発泡性溶融樹脂混合物とした後、低圧下に
押出して発泡させるにあたり、押出機内におけるポリス
チレン系樹脂の最高温度を２５０℃以下とすることによ
り製造することができる。押出機内におけるポリスチレ
ン系樹脂の最高温度が２５０℃を越えるようになるとポ
リスチレン系樹脂の一部が分解することによって上記有
機揮発性成分の総含有量が増加してしまい、得られる押
出発泡体、ひいては押出発泡断熱材中の有機揮発性成分
の総含有量が４００ｐｐｍ以上に増加してしまう虞があ
る。このような観点から、押出機内におけるポリスチレ
ン系樹脂の最高温度は２３０℃以下とすることが好まし
く、２２０℃以下とすることがより好ましい。

【００３７】上記有機揮発性成分の総含有量が４００ｐ
ｐｍ未満のポリスチレン系樹脂は、例えば、スチレンモ
ノマー等からポリスチレン系樹脂を重合する際に、触媒
の選択や、温度、時間などの重合条件を適宜制御するこ
とによって製造することができる。

【００３８】又、有機揮発性成分の総含有量が４００ｐ
ｐｍ未満のポリスチレン系樹脂は、押出機内で加熱下に
溶融されたポリスチレン系樹脂を水と混練し、次いで水
と共に有機揮発性成分を押出機内から吸引除去すること
により得ることができる。即ち、トルエン又は／及びエ
チルベンゼン又は／及びスチレンモノマー又は／及びキ
シレンと、水との混合物は極小共沸点を有し水の沸点
（１００℃）より低い温度で沸騰するため、水が添加さ
れたポリスチレン系樹脂を、図１に示す様なベント口２
を有するベント式押出機１を用いて溶融混練し、ベント
口２から吸引すると、ポリスチレン系樹脂中からトルエ
ン、エチルベンゼン、スチレンモノマー、キシレンを容
易に除去することができる。

【００３９】水を使用する上記方法によれば、上記有機
揮発性成分の総含有量が４００ｐｐｍ以上のポリスチレ
ン系樹脂であっても、上記有機揮発性成分の総含有量を
４００ｐｐｍ未満に、好ましくは３５０ｐｐｍ未満に、
より好ましく２５０ｐｐｍ未満に、更に好ましく２００
ｐｐｍ未満にすることができる。

【００４０】上記のポリスチレン系樹脂押出発泡断熱材
の製造方法は、いずれのケースにおいても、有機揮発性
成分の総含有量が４００ｐｐｍ未満のポリスチレン系樹
脂を予め準備しておき、そのポリスチレン系樹脂を押出
機内に投入して、加熱下に溶融させると共に発泡剤と混
練して発泡性溶融樹脂混合物とした後、低圧下に押出し
て発泡させるにあたり、押出機内におけるポリスチレン
系樹脂の最高温度を２５０℃以下とすることにより上記
有機揮発性成分の総含有量が４００ｐｐｍ未満の本発明
のポリスチレン系樹脂押出発泡断熱材を製造する方法で
ある。

【００４１】上記方法以外にも本発明においては、押出
機へポリスチレン系樹脂を投入してから押出発泡させる
までの一連の操作の間に上記有機揮発性成分を除去する
工程を設けることにより上記有機揮発性成分の総含有量
が４００ｐｐｍ未満のポリスチレン系樹脂押出発泡断熱
材を製造することもできる。即ち、押出機内で加熱下に
溶融されたポリスチレン系樹脂を水と混練した後、共沸
した有機揮発性成分を押出機内から吸引除去し、次いで
押出機内に発泡剤を圧入し、更に混練して発泡性溶融樹
脂混合物とした後、低圧下に押出して発泡させることに
より、上記有機揮発性成分の総含有量が４００ｐｐｍ未
満の本発明のポリスチレン系樹脂押出発泡断熱材を製造
することができる。

【００４２】尚、押出機へポリスチレン系樹脂を投入し
てから押出発泡させるまでの一連の操作の間に上記有機
揮発性成分を除去する工程を設ける後者の方法は、一連
の操作の間に上記有機揮発性成分の除去と押出発泡を実
施できるメリットがある。しかし、除去工程において溶
融樹脂の搬送を遅くしなければ上記有機揮発性成分の効
率的な除去ができない場合には、単位時間当たりの押出
量そのものを遅くしなければならなくなるり、その結
果、生産効率を低下させることになる。従って、この場
合には、有機揮発性成分の総含有量が４００ｐｐｍ未満
のポリスチレン系樹脂を予め準備しておく前者の方法を
採用することが好ましい。

【００４３】本発明の押出発泡断熱材の製造方法におい
ては、従来用いられている押出機、ダイ等の装置を変
更、改造することがないか、あっても僅かな改造（ベン
ト口と吸引設備の設置）で済むため低コストで実施可能
である。

【００４４】本発明に用いる発泡剤としては、塩化メチ
ル、塩化メチレン、塩化エチル等の塩素化炭化水素、
１，１，１−トリクロロエタン、１，１−ジクロロ−１
−フルオロエタン（ＨＣＦＣ−１４１ｂ）、１，１−ジ
クロロ−２，２，２−トリフルオロエタン（ＨＣＦＣ−
１２３）、クロロジフルオロメタン（ＨＣＦＣ−２２）
及び１−クロロ−１，２，２，２−テトラフルオロエタ
ン（ＨＣＦＣ−１２４）等のクロロフルオロカーボン、
メタン、エタン、プロパン、ｎ−ブタン、イソブタン、
ｎ−ペンタン、イソペンタン、ネオペンタン等の脂肪族
炭化水素、１，１−ジフルオロエタン（ＨＦＣ−１５２
ａ）、１，１，１−トリフルオロエタン（ＨＦＣ−１４
３ａ）、１，１，１，２−テトラフルオロエタン（ＨＦ
Ｃ−１３４ａ）、ジフルオロメタン（ＨＦＣ−３２）等
のフルオロカーボン、各種アルコール、二酸化炭素（Ｃ
Ｏ_２）、水、及び窒素等の物理発泡剤が挙げられる。
尚、上記発泡剤は単独又は２種以上を併用して使用する
ことができる。

【００４５】本発明の押出発泡断熱材を得るための上記
物理発泡剤の添加量（圧入量）は、発泡剤の種類や得よ
うとする発泡断熱材の密度によっても異なるが、通常
は、ポリスチレン系樹脂１００重量部当たり５〜４０重
量部である。

【００４６】本発明の製造方法においては、必要に応じ
てポリスチレン系樹脂中に気泡調整剤、難燃剤、流動性
向上剤、及び所期の目的を妨げない範囲において、着色
剤、熱安定剤、充填剤等の各種添加剤を適宜添加するこ
とができる。

【００４７】上記気泡調整剤としては例えばタルク、ク
レー等の無機化合物の微粉末、或いは加熱により分解又
は化学反応を起こしてガスを発生することができる化合
物、例えば多価カルボン酸又はその酸性アルカリ金属塩
と、炭酸塩又は重炭酸塩とを組合わせたものが挙げられ
る。

【００４８】多価カルボン酸又はその酸性アルカリ金属
塩としては、例えば酒石酸、コハク酸、クエン酸、シュ
ウ酸、シュウ酸水素ナトリウム、コハク酸水素カリウ
ム、クエン酸モノナトリウム、クエン酸モノカリウム、
シュウ酸モノナトリウム等が挙げられる。炭酸塩又は重
炭酸塩としては、例えば炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリ
ウム、炭酸アンモニウム、重炭酸アンモニウム、炭酸カ
リウム、重炭酸カリウム等が挙げられる。これらのうち
でもクエン酸モノアルカリ塩と、炭酸塩又は重炭酸塩と
の組合わせが好適である。

【００４９】気泡調整剤は、通常ポリスチレン系樹脂１
００重量部当たり、０．０５〜３重量部程度使用され
る。

【００５０】尚、本発明の押出発泡断熱材の製造方法に
おいては、押出発泡時の発泡性溶融樹脂混合物の温度制
御が重要である。具体的には、本発明の押出発泡断熱材
を得るには、原料ポリスチレン系樹脂のビカット軟化
点、メルトフローレイト、分子量等の物性により多少変
動するが、ダイから押出される直前の発泡性溶融樹脂混
合物の温度は、通常、１１０〜１５０℃の範囲の任意の
温度に調整される。

【００５１】

【実施例】以下、実施例、比較例を挙げて本発明を更に
詳細に説明する。

【００５２】実施例１ 主原料としてのポリスチレン（東洋スチレン株式会社製
「トーヨースチロールＧＰ Ｇ３３０」、有機揮発性成
分の総含有量５００ｐｐｍ）１００重量部に対して、気
泡調整剤としてタルクを０.５重量部加えたものを口径
４７ｍｍの二軸押出機へ供給し、二軸押出機の途中より
水を主原料に対し２重量部圧入し、続いて二軸押出機に
設けられている真空ベントにおいて、圧入した水ととも
に共沸した有機揮発性成分を吸引した後、二軸押出機先
端に取り付けられたφ３ｍｍの樹脂排出孔を６個有する
ダイより押出し、押出されたストランドを水槽を通して
冷却してからペレタイザーによって切断し、有機揮発性
成分の総含有量が１５０ｐｐｍのポリスチレン樹脂ペレ
ットを得た。

【００５３】上記ペレット１００重量部と、安定剤が添
加された難燃剤ヘキサブロモシクロドデカン２重量部
を、口径６５ｍｍの第一押出機と口径９０ｍｍの第二押
出機と口径１５０ｍｍの第三押出機とが連結されたタン
デム型押出機へ供給し、第一押出機において２２０℃ま
で加熱溶融した後、メチルクロライドとブタンを８５/
１５モル比の割合で混合した発泡剤を第一押出機の先端
付近において溶融樹脂中に圧入し（ポリスチレン１００
重量部あたり８．４重量部の割合で）、次に、第二押出
機及び第三押出機において樹脂混合物の温度を第三押出
機の先端部の圧力が４０ｋｇｆ／ｃｍ^２になるように徐
々に冷却して発泡性溶融樹脂混合物とした。尚、実施例
１におけるポリスチレン系樹脂の押出機内での最高温度
は２２０℃であった。

【００５４】上記発泡性溶融樹脂混合物１２を、図２に
示すように、第三押出機１１の先端に取付けられたダイ
１３のダイリップ１４（リップ幅１００ｍｍ、リップク
リア１ｍｍの樹脂排出口を持つ）を通して、該ダイリッ
プ１４の先端に取付けられたガイダー１５内に排出し、
該ガイダー内で発泡性溶融樹脂混合物１２を発泡させて
厚さ２５ｍｍ、幅２７０ｍｍ、密度２７．６ｋｇ／
ｍ^３、連続気泡率４％のポリスチレン樹脂押出発泡板１
９を形成した。尚、図２中、１６ａ、１６ｂはガイダー
１５内に取り付けられたポリテトラフロロエチレン樹脂
板（発泡を開始した発泡性溶融樹脂混合物との摩擦抵抗
を小さくして得られる押出発泡板の表面を平滑にする効
果がある。）、１７はガイダー１５とポリテトラフロロ
エチレン樹脂板１６ａ、１６ｂとの接合部、１８はスク
リュー、２０は引き取りロールである。

【００５５】尚、ガイダー１５内のポリテトラフロロエ
チレン樹脂板１６ａ、１６ｂは、入口寸法が樹脂排出口
より若干大きく、出口寸法が高さ２５ｍｍ、幅２６０ｍ
ｍであり、入口付近から出口に向かって緩やかに拡大す
る、ポリテトラフロロエチレン樹脂からなる傾斜板１６
ａと、その後のポリテトラフロロエチレン樹脂からなる
両側面が大気に開放された平行板１６ｂからなるもので
ある。

【００５６】得られた発泡板（押出発泡断熱材）につい
て有機揮発性成分を測定したところ、有機揮発性成分の
総含有量は２００ｐｐｍであった。

【００５７】比較例１ 主原料としてのポリスチレン（東洋スチレン株式会社製
「トーヨースチロールＧＰ Ｇ３３０」、有機揮発性成
分の総含有量５００ｐｐｍ）を、押出機を用いて水と共
に溶融混練した後、共沸した有機揮発性成分をベント吸
引するという工程を経ずに、タンデム押出機に直接投入
したこと以外は実施例１と同様の方法で、厚さ２５ｍ
ｍ、幅２７０ｍｍ、密度３０．０ｋｇ／ｍ^３、連続気泡
率４％のポリスチレン樹脂押出発泡板を形成した。尚、
比較例１におけるポリスチレン系樹脂溶融物の押出機内
での最高温度は２２０℃であった。

【００５８】得られた発泡板（押出発泡断熱材）につい
て有機揮発性成分を測定したところ、有機揮発性成分の
総含有量は５２０ｐｐｍであった。尚、この比較例１に
おいてポリスチレン系樹脂の押出機内での最高温度を２
５５℃に変更した場合、得られた押出発泡断熱材におけ
る有機揮発性成分の総含有量は６８０ｐｐｍとなった。

【００５９】

【発明の効果】本発明のポリスチレン系樹脂押出発泡断
熱材は、特定範囲の厚み、密度、連続気泡率を有すると
共に、トルエン、エチルベンゼン、スチレンモノマー、
キシレンの４種類の有機揮発性成分の総含有量が４００
ｐｐｍ未満である。従って、発泡性溶融樹脂混合物がダ
イより排出されて押出発泡断熱材として形成される際、
排出された有機揮発性成分が装置上部や天井等で凝縮す
ることが殆どないので、凝縮した有機揮発性成分が落下
して製品を汚すという不都合が発生しない。又、押出発
泡断熱材を倉庫内において養生、保管する場合に、異臭
が発生することもなく、作業環境が良好に保たれる。ま
た、本発明ポリスチレン系樹脂押出発泡断熱材は、シッ
クハウス症候群の原因として疑わしい対象物質の総量を
低減させることに貢献できるので好ましい。

【００６０】本発明のポリスチレン系樹脂押出発泡断熱
材の製造方法においては、トルエン、エチルベンゼン、
スチレンモノマー、キシレンの４種類の有機揮発性成分
の総含有量が４００ｐｐｍ未満のポリスチレン系樹脂
を、押出機を用いて押出発泡させることにより前記ポリ
スチレン系樹脂押出発泡断熱材を製造するに際し、押出
機内におけるポリスチレン系樹脂の最高温度を２５０℃
以下とする方法によれば、前述した押出発泡断熱材を容
易に製造することができる。

【００６１】ポリスチレン系樹脂を、押出機を用いて水
と共に溶融混練した後、共沸した有機揮発性成分を吸引
除去するという処理を行なったポリスチレン系樹脂を用
いると、前述したポリスチレン系樹脂押出発泡断熱材を
容易に製造することができる。かかる方法によれば、も
とのポリスチレン系樹脂中の有機揮発性成分の総含有量
が４００ｐｐｍ以上であっても４００ｐｐｍ未満のポリ
スチレン系樹脂を容易に製造でき、得られる押出発泡断
熱材中の有機揮発性成分の総含有量を４００ｐｐｍ未満
にすることができるという効果を奏する。

【００６２】また、押出機内で加熱下に溶融されたポリ
スチレン系樹脂を水と混練した後、共沸した有機揮発性
成分を押出機内から吸引除去し、次いで押出機内に発泡
剤を圧入し、更に混練して発泡性溶融樹脂混合物とした
後、低圧下に押出して発泡させる方法を採用しても、得
られる押出発泡断熱材中の有機揮発性成分の総含有量を
４００ｐｐｍ未満にすることができる。かかる方法によ
れば押出機にポリスチレン系樹脂を投入してから押出発
泡体を製造する過程でポリスチレン系樹脂中の有機揮発
性成分を除去できるので効率的である。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、ベント式押出機の一例を示す図面であ
る。

【図２】図２は、押出機の先端部、ダイリップ、ガイダ
ーの一例を示す図面である。

【図３】図３は、検量線作製用のグラフの一例である。

【符号の説明】

１ 押出機 ２ ベント口 １１ 第三押出機１１ １２ 発泡性溶融樹脂混合物 １３ ダイ １４ ダイリップ １５ ガイダー １６ａ ポリテトラフロロエチレン樹脂板 １６ｂ ポリテトラフロロエチレン樹脂板 １７ ガイダーとポリテトラフロロエチレン樹脂板
との接合部 １８ スクリュー １９ ポリスチレン樹脂押出発泡板 ２０ 引き取りロール

【手続補正書】

【提出日】平成１４年４月４日（２００２．４．４）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３４】ガスクロマトグラフの測定条件は以下の通
りである。 使用機器：（株）島津製作所製のガスクロマトグラフＧ
Ｃ−６ＡＭ。 カラム材質：内径３ｍｍ、長さ５０００ｍｍのガラスカ
ラム。 カラム充填剤：〔液相名〕ＦＦＡＰ（遊離脂肪酸）、
〔液相含浸率〕１０重量％、〔担体名〕ガスクロマトグ
ラフ用珪藻土Ｃｈｒｏｍｏｓｏｒｂ Ｗ、〔担体粒度〕
６０／８０メッシュ、〔担体処理方法〕ＡＷ−ＤＭＣＳ
（水洗・焼成・酸処理・シラン処理）、〔充填量〕９０
ｍＬ 注入口温度：２５０℃ カラム温度：１２０℃ 検出部温度：２５０℃ キャリヤーガス：Ｎ_２、流量４０ｍＬ/ｍｉｎ． 検出器：ＦＩＤ（水素炎イオン化検出器） 検出限界：各成分ごとに２０ｐｐｍ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 今成 大典 栃木県鹿沼市さつき町10−３ 株式会社ジ ェイエスピー鹿沼研究所内 (72)発明者 西山 典利 栃木県鹿沼市さつき町10−３ 株式会社ジ ェイエスピー鹿沼研究所内 (72)発明者 内藤 真人 栃木県鹿沼市さつき町10−３ 株式会社ジ ェイエスピー鹿沼研究所内 Ｆターム(参考） 4F207 AA13 AB02 AB07 AB08 AC01 AE02 AG20 AH46 AJ03 AK01 AR02 AR06 KA01 KA12 KF03 KF04 KF12 KK04 KK23 KK41 KL41 KM14

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加熱下に溶融されたポリスチレン系樹脂
   を発泡剤と混練した後、押出機より押出して得られる厚
   み５ｍｍ以上、密度２０〜１２０ｋｇ／ｍ^３、連続気泡
   率５０％以下のポリスチレン系樹脂押出発泡断熱材であ
   って、トルエン、エチルベンゼン、スチレンモノマー、
   キシレンの４種類の有機揮発性成分の総含有量が４００
   ｐｐｍ未満であることを特徴とするポリスチレン系樹脂
   押出発泡断熱材。
2. 【請求項２】 トルエン、エチルベンゼン、スチレンモ
   ノマー、キシレンの４種類の有機揮発性成分の総含有量
   が４００ｐｐｍ未満のポリスチレン系樹脂を、押出機内
   で加熱下に溶融させると共に発泡剤と混練して発泡性溶
   融樹脂混合物とした後、低圧下に押出して発泡させるに
   あたり、押出機内におけるポリスチレン系樹脂の最高温
   度を２５０℃以下とすることにより請求項１記載の押出
   発泡断熱材を得ることを特徴とするポリスチレン系樹脂
   押出発泡断熱材の製造方法。
3. 【請求項３】 押出機内で加熱下に溶融されたポリスチ
   レン系樹脂を水と混練した後、有機揮発性成分を押出機
   内から吸引除去することにより得られたトルエン、エチ
   ルベンゼン、スチレンモノマー、キシレンの４種類の有
   機揮発性成分の総含有量が４００ｐｐｍ未満のポリスチ
   レン系樹脂を用いることを特徴とする請求項２記載のポ
   リスチレン系樹脂押出発泡断熱材の製造方法。
4. 【請求項４】 押出機内で加熱下に溶融されたポリスチ
   レン系樹脂を水と混練した後、有機揮発性成分を押出機
   内から吸引除去し、次いで押出機内に発泡剤を圧入し、
   更に混練して発泡性溶融樹脂混合物とした後、低圧下に
   押出して発泡させることにより請求項１記載の押出発泡
   断熱材を得ることを特徴とするポリスチレン系樹脂押出
   発泡断熱材の製造方法。