JP2011046845A - スチレン系樹脂押出発泡体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】気泡膜の厚みが2μm以上であり、JIS A1412−2:1999に規定された測定法において測定した熱伝導率が28w/K以下であり、JIS A9511:2006Rに規定された燃焼性の測定方法Aに合格する、スチレン系樹脂押出発泡体。
【選択図】なし
Description
本発明に係るスチレン系樹脂押出発泡体は、気泡膜の厚みが2μm以上であり、JIS A1412−2:1999に規定された測定法において測定した熱伝導率が28w/K以下であり、JIS A9511:2006Rに規定された燃焼性の測定方法Aに合格するスチレン系樹脂押出発泡体である。
本発明で用いられるスチレン系樹脂は、特に限定されるものではなく、スチレン単量体のみから得られるポリスチレンホモポリマー、スチレン単量体とスチレンと共重合可能な単量体あるいはその誘導体から得られるランダム、ブロックあるいはグラフト共重合体、後臭素化ポリスチレン、ゴム強化ポリスチレンなどの変性ポリスチレンなどが挙げられる。
本発明で用いられる発泡剤としては、炭素数3〜5の飽和炭化水素を1種または2種以上、また、必要に応じて他の発泡剤を使用することができる。
本発明で用いられる難燃剤としては、熱可塑性樹脂に通常使用される難燃剤を特別に限定することなく使用することができ、ハロゲン系難燃剤が好ましい。例えば、ヘキサブロモシクロドデカンなどの脂肪族あるいは脂環族炭化水素の臭素化物、ヘキサブロモベンゼン、エチレンビスペンタブロモジフェニル、デカブロモジフェニルエーテル、オクタブロモジフェニルエーテル、2,3−ジブロモプロピルペンタブロモフェニルエーテルなどの芳香族化合物の臭素化物、テトラブロモビスフェノールA、テトラブロモビスフェノールAビス(2,3−ジブロモプロピルエーテル)、テトラブロモビスフェノールA(2−ブロモエチルエーテル)、テトラブロモビスフェノールAジグリシジルエーテル、テトラブロモビスフェノールAジグリシジルエーテルとトリブロモフェノール付加物などの臭素化ビスフェノール類およびその誘導体、テトラブロモビスフェノールAポリカーボネートオリゴマー、テトラブロモビスフェノールAジグリシジルエーテルとブロモ化ビスフェノール付加物エポキシオリゴマーなどの臭素化ビスフェノール類誘導体オリゴマー、エチレンビステトラブロモフタルイミド、エチレンビスジブロモノルボルナンジカルボキシイミド、ビス(2,4,6−トリブロモフェノキシ)エタン、臭素化SBSブロックポリマー、臭素化アクリル系樹脂などの臭素系芳香族化合物、塩素化パラフィン、塩素化ナフタレン、パークロロペンタデカン、塩素化芳香族化合物、塩素化脂環状化合物などが挙げられる。これら化合物は単独または2種以上を混合して使用できる。
本発明で用いられる白色系顔料としては、例えば、鉛白(塩基性炭酸鉛:(PbCO3)2・Pb(OH)2)、亜鉛華(酸化亜鉛)、酸化チタン、硫化亜鉛、リトポン(硫化亜鉛と硫酸バリウムとの混合物)、アンチモン白、雲母、酸化アルミニウム、アルミナホワイト、ホワイトカーボンなどが挙げられ、これらの中でも酸化チタンが好ましい。
本発明で用いられる黒色顔料としては、グラファイト、カーボンブラック、クロム黒、クロム酸銅などが挙げられ、これらの中でもグラファイトやカーボンブラックが好ましい。グラファイトとしては、鱗片状黒鉛、鱗状(塊状)黒鉛、土状黒鉛、人造黒鉛または熱分解黒鉛などの天然黒鉛でもあってもよい。グラファイトは、固定炭素数80%以上が望ましく、90%以上がより望ましい。
本発明で用いられる有色顔料としては、平均粒径0.5μm以下(好ましくは0.1〜0.3μm)の有機系有色顔料が好ましく、例えば青色系であればフタロシアニンブルーが好ましい。また、無機系有色顔料は平均粒径が1μm以上のものがあり、赤外線領域で波長が大きい箇所には有効な反射作用を示す。しかしながら、無機系有色顔料は有機系顔料とは異なり発色性および分散性が乏しい場合が多く、有機系顔料に比べて多く(例えば5倍以上)の添加量が必要となる場合があることに注意する必要がある。一般に、添加物の添加量が増加すれば、発泡体を成形する際に核剤として作用し気泡径を著しく縮小させたりする場合があるのであまり好ましくなく、またコストの面からも好ましくない。
本発明では、スチレン系樹脂を加熱溶融し、これに発泡剤、必要に応じて放射低減剤、難燃剤などを添加し、これを押出発泡させることにより、スチレン系樹脂押出発泡体を製造することができる。例えば、主原料のスチレン系樹脂とその他種々の添加物を押出機のホッパーに投入し、発泡剤を圧入して混練した後、冷却機でゲルを均一に冷却して、ダイから大気圧下に押出発泡することで製造することができる。
本発明に係るスチレン系樹脂押出発泡体の密度、気泡径(セルサイズ)、気泡膜の厚み、熱伝導率、燃焼性について説明する。
発泡体の密度は、スキン層を除いて計算され、発泡体の重量(Kg)を発泡体の体積(m3)で割ることで算出できる。本発明に係るスチレン系樹脂押出発泡体の密度は、20〜45Kg/m3であり、好ましくは25〜40Kg/m3であり、より好ましくは30〜39Kg/m3である。
発泡体の気泡径は、ASTM D 3567に準拠する方法で測定され、0.1〜0.6mmであり、好ましくは0.15〜0.3mmであり、より好ましくは0.18〜0.23mmである。なお、デュアルセル構造の発泡体においては、一次気泡と二次気泡について気泡径が規定される。この場合、一次気泡径は0.2〜0.5mmであり、好ましくは0.25〜0.4mmであり、より好ましくは0.25〜0.3mmである。また、二次気泡径は0.03〜0.1mmであり、好ましくは0.05〜0.08mmである。
気泡膜の厚みは、理論的には正六面体モデルとして計算され、発泡体の密度と気泡径(セルサイズ)と発泡体樹脂の密度から算出される。独立気泡発泡体における正六面体モデルの気泡膜の厚みの計算は理論上次式で計算される(プラスチックフォームハンドブック 昭和48年2月28日、初版発行 日刊工業新聞社 43ページ)。なお、ρsで表わされる樹脂の密度は、発泡体の製造に使用した樹脂の密度を意味し、ポリスチレンの場合には1050Kg/m3である。ポリスチレン以外の樹脂を用いる場合には、その樹脂の密度をρsとして計算式に用いる。
発泡体の熱伝導率(w/K)は、JIS A1412−2:1999に準拠する方法で測定され、28w/K以下であり、好ましくは26w/K以下であり、より好ましくは24w/K以下である。
発泡体の燃焼性は、JIS A9511:2006Rに準拠する方法で測定され(測定方法Aを採用)、燃焼性の試験結果としては、残じんがないこと、消炎時間が3秒以内であること、延焼がないこと(延焼長さ0mm)を合格の基準とした。
重量平均分子量210,000のスチレン樹脂を主原料にして、押出機の滑剤としてステアリン酸バリウム(日油社製)0.15重量部、難燃剤の安定剤として酸化マグネシウム(神島化学社製:スターマグL−10)0.08重量部、気泡調整剤としてポリエチレン(ダウレックス2047G:Dow Chemical社製)0.5重量部、難燃剤としてヘキサブロモシクロドデカン(HBCD、アルベマールSAYTEX HP−900)を6.5重量部、難燃補助剤としてトリフェニルフォスフェート(TPP、大八化学社製)を1.0重量部、放射低減剤としてグラファイト(GA98/10:Timcal Japan社製)0.9重量部および酸化チタン(R−104:DuPont社製)3.0重量部を押出機ホッパーに投入し、発泡剤としてイソブタン3.7重量部、塩化エチル1.2重量部、二酸化炭素2.7重量部を圧入し混練した後、冷却機でゲルを均一に冷却し、ダイから大気圧下に押出発泡した。押出機出口からダイ入口までのゲル系内の圧力は現行設備の耐圧以内であり問題でなかった。実施例1で得られた発泡体の密度は発泡温度を122℃にして採取した。
本実施例および比較例に係る発泡体は、表1および表2に示す各原料の量、発泡温度に従い、実施例1で説明した方法に準じて作製した。なお、実施例7および比較例7に係る発泡体はデュアルセル構造であり、この製造方法としては、デュアルセル構造成形には水が不可欠であるため塩化エチルの代わりに水0.6重量部を発泡剤として使用し、その水の保持剤としてクレイ、ここではベントナイト0.14重量部とハロイサイト0.46重量部を添加した。また、水と難燃剤の反応を軽減するため既存の酸化マグネシウムに加えて安定剤としてジブチルスズマレエート0.2重量部、ハイドロタルサイト0.05重量部を添加した。
発泡体(スキン層を除く)の密度は、発泡体の重量(Kg)を発泡体の体積(m3)で割ることで算出した。
発泡体の気泡径は、ASTM D 3567に準拠する方法で測定し、気泡の厚み方向、幅方向、長さ方向(それぞれ押出発泡体の各方向に対応する)のサイズの平均値とした。なお、デュアルセル構造の発泡体においては、全体の気泡の数に対する二次気泡の数の割合(%)についても表に載せた。
気泡膜の厚みは得られた密度および気泡径から次式により算出した。なお、ρsで表わされる樹脂の密度は、発泡体の製造に使用した樹脂の密度を意味し、ポリスチレンの場合には1050Kg/m3である。ポリスチレン以外の樹脂を用いる場合には、その樹脂の密度をρsとして計算式に用いる。
発泡体の熱伝導率(w/K)は、JIS A1412−2:1999に準拠する方法で測定した。なお、本測定は発泡体を製造してから常温で1週間経過した後に行った。熱伝導率としては、28w/K以下であることを合格の基準とした。
発泡体の気泡中に含まれる残存ガス量は、発泡体を溶融して採取した残存ガスをガスクロマトグラフで定量分析した。なお、本分析は発泡体を製造してから常温で1週間経過した後に行った。
発泡体の燃焼性は、JIS A9511:2006Rに準拠する方法で測定した(測定方法Aを採用)。なお、本測定は発泡体を製造してから常温で1週間経過した後に行った。まず、発泡体から厚さ約10mm、長さ約200mm、幅約25mmの試験片を5個切り出し、この試験片に着火限界指示線と燃焼限界指示線を付けた。次に、試験片の端にろうそくの炎を当てて約5秒間かけて着火限界指示線にまで炎を及ぼした後に炎を手早く後退させ、その瞬間から炎が消えるまでの時間(秒)を測定し、残じんの有無および燃焼の停止位置を確認した。
Claims (7)
- 気泡膜の厚みが2μm以上であり、JIS A1412−2:1999に規定された測定法において測定した熱伝導率が28w/K以下であり、JIS A9511:2006Rに規定された燃焼性の測定方法Aに合格する、スチレン系樹脂押出発泡体。
- 前記熱伝導率が26w/K以下である、請求項1に記載のスチレン系樹脂押出発泡体。
- 放射低減剤としてグラファイト、酸化チタンおよびカーボンブラックからなる群から選ばれる少なくとも1つを含む、請求項1または2に記載のスチレン系樹脂押出発泡体。
- 前記放射低減剤の添加量が、前記発泡体100重量部に対して0.1〜10重量部である、請求項1〜3のいずれかに記載のスチレン系樹脂押出発泡体。
- 前記発泡体中の可燃性ガスの残存量が、前記発泡体100重量部に対して3〜4.5重量部である、請求項1〜4のいずれかに記載のスチレン系樹脂押出発泡体。
- 前記発泡体100重量部に対して、難燃剤を4〜8重量部含むことを特徴とする、請求項1〜5のいずれかに記載のスチレン系樹脂押出発泡体。
- 密度が30〜40Kg/m3であり、気泡径(セルサイズ)が0.1〜0.3mmである、請求項1〜6のいずれかに記載のスチレン系樹脂押出発泡体。
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