JP2017132971A - Styrenic resin foamed particle and styrenic resin foamed molding - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、スチレン系樹脂発泡粒子及びスチレン系樹脂発泡成形体に関する。更に詳しくは、本発明は、断熱性に優れたスチレン系樹脂発泡成形体及びそれを製造するためのスチレン系樹脂発泡粒子に関する。 The present invention relates to a styrene resin expanded particle and a styrene resin expanded molded article. More specifically, the present invention relates to a styrene resin foam molded article having excellent heat insulating properties and styrene resin foam particles for producing the same.
従来、発泡成形体は軽量かつ、断熱性や機械的強度に優れることから住宅や自動車等に用いる断熱材、建築資材等に用いる保温材、魚箱や食品容器等の輸送用梱包材、緩衝材等に使用されている。その中でも発泡性粒子を原料として製造される型内発泡成形体は所望の形状を得やすい等の利点から多く使用されている。 Conventionally, foamed molded products are lightweight and excellent in heat insulation and mechanical strength. Therefore, heat insulating materials used in houses and automobiles, heat insulating materials used in building materials, packing materials for transportation such as fish boxes and food containers, and cushioning materials. Etc. are used. Among them, in-mold foam molded articles produced using foamable particles as raw materials are often used because of the advantage that a desired shape is easily obtained.
発泡成形体として、スチレン系樹脂発泡性粒子に由来するスチレン系樹脂発泡成形体が汎用されている。スチレン系樹脂発泡成形体は、スチレン系樹脂発泡性粒子を加熱して予備発泡させて予備発泡粒子を得、続いて、得られた予備発泡粒子を金型のキャビティ内で二次発泡させつつ熱融着させることにより一体化させて得られている。
スチレン系樹脂発泡成形体は、種々の性質を有しており、例えば、その性質として、優れた断熱性がある。優れた断熱性は、省エネルギー化の観点から、種々の用途で求められている。具体的な用途としては、壁用断熱材、床用断熱材、屋根用断熱材、自動車用断熱材、温水タンク用保温材、配管用保温材、ソーラーシステム用保温材、給湯器用保温材、食品や工業製品等の容器、魚や農産物等の梱包材、盛土材、畳の芯材等が挙げられる。
As the foam molded article, a styrene resin foam molded article derived from styrene resin foamable particles is widely used. The styrenic resin foam molded body heats and expands styrene resin foamable particles to obtain prefoamed particles, and then heats the prefoamed particles obtained while secondary foaming in the mold cavity. It is obtained by integrating by fusing.
Styrenic resin foam moldings have various properties, for example, excellent thermal insulation properties. Excellent heat insulation is required for various applications from the viewpoint of energy saving. Specific applications include wall insulation, floor insulation, roof insulation, automotive insulation, hot water tank insulation, piping insulation, solar system insulation, water heater insulation, food And containers for industrial products, packing materials for fish and agricultural products, embankment materials, core materials for tatami mats, and the like.
発泡成形体に求められる断熱性は、省エネルギー化の観点からますます向上することが望まれている。断熱性を向上させる方法として、高倍化、樹脂組成の変更、添加剤の使用、気泡構造の操作等の種々の方法が知られている。例えば特開2004−292489号公報(特許文献1)では、気泡径0.2mm以下の微小気泡と、気泡径0.35mm以上の粗大気泡とがランダムに混在する発泡性粒子から断熱性に優れた発泡体が得られることが記載されている。 It is desired that the heat insulating property required for the foam molded body is further improved from the viewpoint of energy saving. As methods for improving the heat insulation properties, various methods such as higher magnification, change of resin composition, use of additives, operation of cell structure, etc. are known. For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-292489 (Patent Document 1), heat insulation is excellent from foamable particles in which microbubbles having a bubble diameter of 0.2 mm or less and coarse bubbles having a bubble diameter of 0.35 mm or more are randomly mixed. It is described that a foam can be obtained.
上記公報に記載された技術は、近年要求されている十分な断熱性を有する発泡成形体を得ることが困難であり、より高い断熱性を有する発泡成形体の提供が望まれている。 With the technique described in the above publication, it is difficult to obtain a foamed molded article having sufficient heat insulating properties that has been required in recent years, and provision of a foamed molded article having higher heat insulating properties is desired.
本発明の発明者等は、上記の課題を解決するために鋭意検討を重ねた。その結果、大気泡と小気泡とを含む発泡粒子に炭素材料を含ませることにより、断熱性が向上された発泡成形体が得られることを意外にも見出し、本発明を完成させるに至った。 The inventors of the present invention have intensively studied to solve the above problems. As a result, the inventors have surprisingly found that a foamed article having improved heat insulation can be obtained by including a carbon material in expanded particles containing large bubbles and small bubbles, and the present invention has been completed.
かくして本発明によれば、スチレン系樹脂と、炭素材料とを含み、0.2〜1mmの大気泡と、0.15mm以下の小気泡とを含むことを特徴とするスチレン系樹脂発泡粒子が提供される。
また、本発明によれば、上記の0.15mm以下の小気泡が、上記のスチレン系樹脂発泡粒子断面積あたり、10〜90%の占有率を有するスチレン系樹脂発泡粒子が提供される。
また、本発明によれば、上記の炭素材料が、体積抵抗率1.0×104Ω・cm以下の導電性カーボンブラックであるスチレン系樹脂発泡粒子が提供される。
Thus, according to the present invention, there is provided a styrenic resin foamed particle comprising a styrenic resin and a carbon material, comprising large bubbles of 0.2 to 1 mm and small bubbles of 0.15 mm or less. Is done.
In addition, according to the present invention, there is provided styrene resin expanded particles in which the small bubbles of 0.15 mm or less have an occupancy of 10 to 90% per the cross-sectional area of the styrene resin expanded particles.
In addition, according to the present invention, there is provided a styrene resin expanded particle in which the carbon material is conductive carbon black having a volume resistivity of 1.0 × 10 4 Ω · cm or less.
更に、本発明によれば、スチレン系樹脂と、炭素材料とを含み、互いに融着した複数のスチレン系樹脂発泡粒子から構成されるスチレン系樹脂発泡成形体であり、上記融着したスチレン系樹脂発泡粒子の各々が、0.2〜1mmの大気泡と、0.15mm以下の小気泡とを含むことを特徴とするスチレン系樹脂発泡成形体が提供される。
また、本発明によれば、上記の0.15mm以下の小気泡が、上記のスチレン系樹脂発泡成形体断面積あたり、10〜90%の占有率を有するスチレン系樹脂発泡成形体が提供される。
また、本発明によれば、上記の炭素材料が、体積抵抗率1.0×104Ω・cm以下の導電性カーボンブラックであるスチレン系樹脂発泡成形体が提供される。
Furthermore, according to the present invention, there is provided a styrene-based resin foamed molded article comprising a plurality of styrene-based resin foam particles that are fused together, including a styrene-based resin and a carbon material. Provided is a styrenic resin foam molded article in which each of the foamed particles contains large bubbles of 0.2 to 1 mm and small bubbles of 0.15 mm or less.
In addition, according to the present invention, there is provided a styrene resin foam molded article in which the small bubbles of 0.15 mm or less have an occupancy of 10 to 90% per sectional area of the styrene resin foam molded article. .
In addition, according to the present invention, there is provided a styrene-based resin foam molded body in which the carbon material is conductive carbon black having a volume resistivity of 1.0 × 10 4 Ω · cm or less.
本発明によれば、断熱性に優れたスチレン系樹脂発泡成形体を製造するためのスチレン系樹脂発泡粒子を提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the styrene resin foamed particle for manufacturing the styrene resin foaming molding excellent in heat insulation can be provided.
以下のいずれかの場合、より断熱性に優れたスチレン系樹脂発泡成形体を製造するためのスチレン系樹脂発泡粒子を提供できる。
(1)上記の0.15mm以下の小気泡が、上記のスチレン系樹脂発泡粒子断面積あたり、10〜90%の占有率を有する。
(2)上記の炭素材料が、体積抵抗率1.0×104Ω・cm以下の導電性カーボンブラックである。
In any of the following cases, it is possible to provide styrene-based resin foamed particles for producing a styrene-based resin foam-molded article having better heat insulation.
(1) The small bubbles of 0.15 mm or less have an occupation ratio of 10 to 90% per the cross-sectional area of the styrene resin expanded particles.
(2) The carbon material is a conductive carbon black having a volume resistivity of 1.0 × 10 4 Ω · cm or less.
また、以下のいずれかの場合、より断熱性に優れたスチレン系樹脂発泡成形体を提供できる。
(1)上記の0.15mm以下の小気泡が、上記のスチレン系樹脂発泡粒子断面積あたり、10〜90%の占有率を有する。
(2)上記の炭素材料が、体積抵抗率1.0×104Ω・cm以下の導電性カーボンブラックである。
In any of the following cases, a styrenic resin foam molded article having better heat insulation can be provided.
(1) The small bubbles of 0.15 mm or less have an occupation ratio of 10 to 90% per the cross-sectional area of the styrene resin expanded particles.
(2) The carbon material is a conductive carbon black having a volume resistivity of 1.0 × 10 4 Ω · cm or less.
(スチレン系樹脂発泡粒子)
スチレン系樹脂発泡粒子(以下、発泡粒子)は、大気泡と、小気泡とを含む。このような大気泡と小気泡とを含む発泡粒子を図1に例示する。
(Styrene resin foam particles)
Styrene-based resin expanded particles (hereinafter referred to as expanded particles) include large bubbles and small bubbles. FIG. 1 illustrates expanded particles containing such large bubbles and small bubbles.
(1)気泡
本明細書において、大気泡とは、0.2〜1mmの気泡径を有する気泡をいう。大気泡の気泡径が0.2mm未満の場合または大気泡の気泡径が1mmを超える場合のいずれにおいても、十分な断熱性を有するスチレン系樹脂発泡成形体(以下、発泡成形体)を与える発泡粒子を得難くなる。大気泡の気泡径は、好ましくは0.25〜0.7mm、より好ましくは0.3〜0.5mmである。
(1) Bubbles In the present specification, large bubbles refer to bubbles having a bubble diameter of 0.2 to 1 mm. Foam that gives a styrenic resin foam molded article (hereinafter referred to as a foam molded article) having sufficient heat insulation properties, regardless of whether the large bubble diameter is less than 0.2 mm or the large bubble diameter exceeds 1 mm. It becomes difficult to obtain particles. The bubble diameter of the large bubbles is preferably 0.25 to 0.7 mm, more preferably 0.3 to 0.5 mm.
本明細書において、小気泡とは、0.15mm以下の気泡径を有する気泡をいう。小気泡の気泡径が0.15mm超える場合、十分な断熱性を有する発泡成形体を与える発泡粒子を得難くなる。小気泡の気泡径は、好ましくは0.13mm以下、より好ましくは0.10mm以下である。 In this specification, a small bubble means the bubble which has a bubble diameter of 0.15 mm or less. When the bubble diameter of the small bubbles exceeds 0.15 mm, it is difficult to obtain expanded particles that give a foamed molded article having sufficient heat insulation. The bubble diameter of the small bubbles is preferably 0.13 mm or less, more preferably 0.10 mm or less.
発泡粒子又は発泡成形体の切断面において、気泡は、主に0.2〜1mmの大気泡と、0.15mm以下の小気泡とから構成されている。一方、それらの中間の気泡径、すなわち気泡径が0.15mmを超え0.2mm未満の気泡は少数である。また1mmを超える気泡も少数である。
小気泡の占有率は、前記スチレン系樹脂発泡粒子断面積あたり、10〜90%であることが好ましい。小気泡の占有率が10%未満の場合または90%を超える場合のいずれにおいても、十分な断熱性を有する発泡成形体を与える発泡粒子を得難くなる。小気泡の占有率は、より好ましくは20〜80%、更に好ましくは30〜70%である。
大気泡の占有率は、前記スチレン系樹脂発泡粒子断面積あたり、10〜90%であることが好ましい。大気泡の占有率が10%未満の場合または90%を超える場合のいずれにおいても、十分な断熱性を有する発泡成形体を与える発泡粒子を得難くなる。大気泡の占有率は、より好ましくは20〜80%、更に好ましくは30〜70%である。
On the cut surface of the expanded particles or the expanded molded body, the bubbles are mainly composed of large bubbles of 0.2 to 1 mm and small bubbles of 0.15 mm or less. On the other hand, there are a small number of bubbles having an intermediate bubble diameter, that is, a bubble diameter of more than 0.15 mm and less than 0.2 mm. There are a small number of bubbles exceeding 1 mm.
The occupation ratio of the small bubbles is preferably 10 to 90% per cross-sectional area of the styrene resin expanded particle. In any case where the occupancy of the small bubbles is less than 10% or more than 90%, it is difficult to obtain expanded particles that give a foamed molded article having sufficient heat insulation. The occupation ratio of small bubbles is more preferably 20 to 80%, still more preferably 30 to 70%.
The occupation ratio of the large bubbles is preferably 10 to 90% per cross-sectional area of the styrene resin expanded particle. In any case where the occupation ratio of the large bubbles is less than 10% or more than 90%, it is difficult to obtain expanded particles that give a foamed molded article having sufficient heat insulation. The occupation ratio of the large bubbles is more preferably 20 to 80%, still more preferably 30 to 70%.
(2)スチレン系樹脂
発泡粒子は、スチレン系樹脂を含む。スチレン系樹脂は、発泡成形体を得ることが可能な樹脂であれば特に限定されない。例えば、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、エチルスチレン、i−プロピルスチレン、t−ブチルスチレン、ジメチルスチレン、ブロモスチレン、クロロスチレン等のスチレン系単量体、もしくは、これらの単量体の混合物に由来する樹脂が挙げられる。
スチレン系樹脂には、架橋剤に由来する成分が含まれていてもよい。
架橋剤としては、例えば、ジビニルベンゼン、トリビニルベンゼン、ジビニルトルエン、ジビニルキシレン、ビス(ビニルフェニル)メタン、ビス(ビニルフェニル)エタン、ビス(ビニルフェニル)プロパン、ビス(ビニルフェニル)ブタン、ジビニルナフタレン、ジビニルアントラセン、ジビニルビフェニル等の多官能のベンゼン環に直接ビニル基が結合した化合物、ビスフェノールAのエチレンオキシド付加物ジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAのプロピレンオキシド付加物ジ(メタ)アクリレート等の2官能(メタ)アクリレート化合物等が挙げられる。
(2) Styrene resin Foamed particles contain a styrene resin. The styrenic resin is not particularly limited as long as it is a resin capable of obtaining a foam molded article. For example, styrene monomers such as styrene, α-methyl styrene, vinyl toluene, ethyl styrene, i-propyl styrene, t-butyl styrene, dimethyl styrene, bromo styrene, chloro styrene, or a mixture of these monomers The resin derived from is mentioned.
The styrene resin may contain a component derived from a crosslinking agent.
Examples of the crosslinking agent include divinylbenzene, trivinylbenzene, divinyltoluene, divinylxylene, bis (vinylphenyl) methane, bis (vinylphenyl) ethane, bis (vinylphenyl) propane, bis (vinylphenyl) butane, and divinylnaphthalene. , Divinyl anthracene, divinyl biphenyl, and other bifunctional benzene rings, such as a compound in which a vinyl group is bonded directly, bisphenol A ethylene oxide adduct di (meth) acrylate, bisphenol A propylene oxide adduct di (meth) acrylate, etc. A (meth) acrylate compound etc. are mentioned.
スチレン系樹脂は、本発明の特性を阻害しない範囲の量で他の単量体と、上記スチレン系単量体との共重合体であってもよい。他の単量体としては例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸セチル等の(メタ)アクリル酸エステル、(メタ)アクリロニトリル、ジメチルマレエート、ジエチルマレエート等のアルキルマレエート、ジメチルフマレート、ジエチルフマレート、エチルフマレート等のアルキルフマレート、無水マレイン酸、N−フェニルマレイミド、(メタ)アクリル酸等が挙げられる。 The styrenic resin may be a copolymer of another monomer and the styrenic monomer in an amount that does not impair the characteristics of the present invention. Examples of other monomers include (meth) acrylic acid such as methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, and cetyl (meth) acrylate. Esters, alkyl maleates such as (meth) acrylonitrile, dimethyl maleate and diethyl maleate, alkyl fumarates such as dimethyl fumarate, diethyl fumarate and ethyl fumarate, maleic anhydride, N-phenylmaleimide, (meth) acrylic An acid etc. are mentioned.
更に、上記以外の樹脂が含まれていてもよい。上記以外の樹脂としてはポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂、ポリブタジエン、スチレン−ブタジエン共重合体、エチレン−プロピレン−非共役ジエン三次元共重合体等のジエン系のゴム状重合体を添加したゴム変性耐衝撃性ポリスチレン系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリフェニレンエーテル、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、ポリメタクリル酸メチル等が挙げられる。これら他の樹脂が占める割合は、基材樹脂全量に対して、50質量%未満であることが好ましく、30質量%以下であることがより好ましく、10質量%以下であることが更に好ましい。
スチレン系樹脂は、10万〜100万の重量平均分子量を有していることが好ましい。重量平均分子量10万未満の場合、発泡成形体の強度が低下することがある。100万より大きい場合、発泡性が低下し、軽量性に劣ることがある。重量平均分子量15万〜80万がより好ましく、20万〜50万が更に好ましい。
Furthermore, resins other than those described above may be included. Other than the above, polyolefin-modified resins such as polyethylene and polypropylene, rubber modified with addition of diene rubbery polymers such as polybutadiene, styrene-butadiene copolymer, ethylene-propylene-nonconjugated diene three-dimensional copolymer Examples thereof include impact-resistant polystyrene resins, polycarbonate resins, polyester resins, polyamide resins, polyphenylene ethers, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymers, and polymethyl methacrylate. The proportion of these other resins is preferably less than 50% by mass, more preferably 30% by mass or less, and still more preferably 10% by mass or less based on the total amount of the base resin.
The styrenic resin preferably has a weight average molecular weight of 100,000 to 1,000,000. When the weight average molecular weight is less than 100,000, the strength of the foamed molded product may be lowered. When larger than 1 million, foamability may fall and it may be inferior to lightness. A weight average molecular weight of 150,000 to 800,000 is more preferable, and 200,000 to 500,000 is more preferable.
発泡粒子中でのスチレン系樹脂の含有割合は、50質量%以上であることが好ましい。50質量%未満の場合、十分な発泡性が得られないことがある。より好ましい含有割合は60質量%以上であり、更に好ましい含有割合は80質量%以上である。 The content ratio of the styrene resin in the expanded particles is preferably 50% by mass or more. If it is less than 50% by mass, sufficient foamability may not be obtained. A more preferable content rate is 60 mass% or more, and a still more preferable content rate is 80 mass% or more.
(3)炭素材料
発泡粒子は、炭素材料を含む。炭素材料としては、本発明の特性を阻害しない限り特に限定されないが、カーボンブラック、活性炭、グラファイト、グラフェン、コークス、カーボンナノファイバー、メソポーラスカーボン、ガラス状炭素、ハードカーボン及びソフトカーボンのような炭素物質、好ましくはアセチレンブラック、ケッチェンブラック、カーボンナノファイバー、カーボンナノチューブ等のような導電性カーボンブラック等が挙げられる。
(3) Carbon material Foamed particles contain a carbon material. The carbon material is not particularly limited as long as it does not hinder the characteristics of the present invention, but carbon materials such as carbon black, activated carbon, graphite, graphene, coke, carbon nanofiber, mesoporous carbon, glassy carbon, hard carbon, and soft carbon. Preferably, conductive carbon black such as acetylene black, ketjen black, carbon nanofiber, and carbon nanotube is used.
炭素材料の含有量は、スチレン系樹脂100質量部に対して0.5〜25質量部である。含有量が0.5質量部未満である場合、断熱性を十分向上できないことがある。一方、含有量が25質量部を超える場合、気泡膜が破れることで成形性が低下して断熱性が劣ることがある。好ましい炭素材料の含有量は0.5〜15質量部であり、より好ましい炭素材料の含有量は0.5〜10質量部である。具体的な含有量としては、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、1.01、2、2.56、3、3.13、4、5、5.26、6、7、7.52、7.69、8、9、10、11、11.11、12、13、14、15、16、17、18、19、20質量部等が挙げられる。 Content of a carbon material is 0.5-25 mass parts with respect to 100 mass parts of styrene resin. When content is less than 0.5 mass part, heat insulation may not fully be improved. On the other hand, when the content exceeds 25 parts by mass, the foam film may be broken, so that the moldability may be reduced and the heat insulation may be inferior. The preferable carbon material content is 0.5 to 15 parts by mass, and the more preferable carbon material content is 0.5 to 10 parts by mass. Specific contents include 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1, 1.01, 2, 2.56, 3, 3.13, 4, 5, 5.26, 6, 7, 7.52, 7.69, 8, 9, 10, 11, 11.11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20 parts by mass, etc. It is done.
炭素材料は、1.0×104Ω・cm以下の体積抵抗率を有することが好ましい。体積抵抗率が1.0×104Ω・cmより高い場合、断熱性を十分向上できないことがある。より好ましい体積抵抗率は7.0×103Ω・cm以下であり、更に好ましい体積抵抗率は4.0×103Ω・cm以下であり、一層好ましい体積抵抗率は2.0×103Ω・cm以下であり、最も好ましい体積抵抗率は1.0×103Ω・cm以下である。体積抵抗率の下限値は特に設けないが、例えば1.0×10-1Ω・cm程度以上である。具体的な体積抵抗率の値としては、1.0×103、2.0×103、3.0×103、4.0×103、5.0×103、6.0×103、7.0×103、8.0×103、9.0×103、1.0×104Ω・cm等が挙げられる。 The carbon material preferably has a volume resistivity of 1.0 × 10 4 Ω · cm or less. When the volume resistivity is higher than 1.0 × 10 4 Ω · cm, the heat insulation may not be sufficiently improved. A more preferred volume resistivity is 7.0 × 10 3 Ω · cm or less, a further preferred volume resistivity is 4.0 × 10 3 Ω · cm or less, and a more preferred volume resistivity is 2.0 × 10 3. The most preferable volume resistivity is 1.0 × 10 3 Ω · cm or less. A lower limit value of the volume resistivity is not particularly provided, but is, for example, about 1.0 × 10 −1 Ω · cm or more. Specific values of volume resistivity are 1.0 × 10 3 , 2.0 × 10 3 , 3.0 × 10 3 , 4.0 × 10 3 , 5.0 × 10 3 , 6.0 × 10 3 , 7.0 × 10 3 , 8.0 × 10 3 , 9.0 × 10 3 , 1.0 × 10 4 Ω · cm and the like.
ここで、体積抵抗率は、原料の炭素材料を、あるいは原料の炭素材料がマスターバッチ、発泡性粒子、発泡粒子、発泡成形体中に添加されている場合には、マスターバッチ、発泡性粒子、発泡粒子、発泡成形体中のスチレン系樹脂を有機溶剤により除去することで取り出した炭素材料を、ポリエチレン系樹脂又はポリスチレン系樹脂と溶融混錬し(炭素材料:ポリエチレン系樹脂又はポリスチレン系樹脂=1:4(質量比))、混錬物の板状成形体の表面を測定した値を意味する。詳細な体積抵抗率の測定法は、実施例に記載する。 Here, the volume resistivity refers to the raw material carbon material, or when the raw material carbon material is added to the master batch, expandable particles, expanded particles, and expanded molded article, the master batch, expandable particles, The carbon material taken out by removing the styrene resin in the expanded particles and the foamed molded article with an organic solvent is melt-kneaded with a polyethylene resin or a polystyrene resin (carbon material: polyethylene resin or polystyrene resin = 1). : 4 (mass ratio)), and means a value obtained by measuring the surface of the kneaded plate-like molded body. Detailed volume resistivity measurement methods are described in the Examples.
なお、ポリエチレン系樹脂及びポリスチレン系樹脂のいずれを用いても、体積抵抗率は同程度の値となる。
また、原料の炭素材料を用いても、マスターバッチ、発泡性粒子、発泡粒子、発泡成形体中のスチレン系樹脂を有機溶剤により除去することで取り出した炭素材料を用いても、体積抵抗率は同程度の値となる。
In addition, even if it uses any of a polyethylene-type resin and a polystyrene-type resin, a volume resistivity becomes a comparable value.
In addition, even when using a carbon material as a raw material, even if a carbon material taken out by removing the styrene resin in the master batch, expandable particles, expanded particles, and foamed molded article with an organic solvent is used, the volume resistivity is The value is about the same.
なお、ポリスチレン系樹脂を用いて体積抵抗率を測定する場合、マスターバッチ、発泡性粒子、発泡粒子、発泡成形体中のスチレン系樹脂を有機溶剤により除去することで炭素材料を取り出す手順については、炭素材料:ポリスチレン系樹脂=1:4(質量比)となるところでスチレン系樹脂の除去を途中で止めるか、又は、炭素材料:ポリスチレン系樹脂=1:4(質量比)となるようにポリスチレン系樹脂を添加(希釈)する方法を採ってもよい。スチレン系樹脂の除去を途中で止める方法を採る場合、炭素材料:ポリスチレン系樹脂=1:4(質量比)に調整するために、マスターバッチ、発泡性粒子、発泡粒子、発泡成形体中の炭素材料量の測定やスチレン系樹脂量の測定を行ってもよい。炭素材料量の測定方法としては特に限定されないが、例えば示差熱熱重量同時測定装置を用いる方法等が挙げられる。 In addition, when measuring volume resistivity using a polystyrene-based resin, for the procedure of taking out the carbon material by removing the styrene-based resin in the master batch, expandable particles, expanded particles, and foamed molded product with an organic solvent, When the carbon material: polystyrene resin = 1: 4 (mass ratio), the removal of the styrene resin is stopped halfway, or the carbon material: polystyrene resin = 1: 4 (mass ratio). You may take the method of adding (dilution) resin. In the case of adopting a method of stopping the removal of the styrene resin halfway, in order to adjust the carbon material: polystyrene resin = 1: 4 (mass ratio), the masterbatch, expandable particles, expanded particles, carbon in the expanded molded body You may measure the amount of materials, and the amount of styrene resin. Although it does not specifically limit as a measuring method of the amount of carbon materials, For example, the method etc. which use a differential thermothermal weight simultaneous measuring apparatus are mentioned.
炭素材料は、炭素材料の一次粒子がスチレン系樹脂中に分散された形態で含有されていてもよいし、スチレン系樹脂中で炭素材料の一次粒子が複数凝集した凝集塊の形態で含有されていてもよい。好ましくは、炭素材料の一次粒子は、スチレン系樹脂中で複数凝集した凝集塊として含有される。
図2に、電子顕微鏡を用いて観察される凝集塊を形成した炭素材料の一例を示す。炭素材料の一次粒子とは、図2において観察されるような略円形の粒子の各々を意味する。凝集塊とは、図2において観察されるような、少なくとも2つの略円形の一次粒子が重なり合って見える一次粒子の塊を意味する。
The carbon material may be contained in a form in which primary particles of the carbon material are dispersed in the styrene resin, or in the form of an agglomerate in which a plurality of primary particles of the carbon material are aggregated in the styrene resin. May be. Preferably, the primary particles of the carbon material are contained as agglomerates that are agglomerated in the styrene resin.
FIG. 2 shows an example of a carbon material in which aggregates observed using an electron microscope are formed. The primary particle of the carbon material means each of the substantially circular particles as observed in FIG. By agglomerate is meant a mass of primary particles that appears to overlap at least two substantially circular primary particles, as observed in FIG.
一次粒子は、好ましくは、18〜125nmの平均一次粒子径を有する。
平均一次粒子径とは、一次粒子の最長径の平均値を意味し、18〜125nmの値をとり得る。しかしながら、このことは、一次粒子が球形及び略球形以外の形状をとることを制限するものではなく、一次粒子は円柱状、角柱状等のその他の形状をもとり得る。一次粒子が球形及び略球形以外の形状をとる場合、平均一次粒子径とは、一次粒子を球形に近似して得られる最長径の平均値を意味するものとする。平均一次粒子径が18nm未満の場合、気泡の微細化により成形性が低下することがあり、125nmより大きい場合、気泡膜が破れることで成形性が低下することがある。平均一次粒子径の具体的な数値範囲としては、18〜120nm、18〜110nm、18〜100nm、18〜90nm、18〜80nm、18〜73nm、18〜66nm、18〜60nm、20〜100nm、25〜80nm、32〜66nm、20〜125nm、25〜125nm、32〜125nm、40〜125nm、50〜125nm、60〜125nm、66〜125nm、73〜125nm、80〜125nm等が挙げられる。具体的な平均一次粒子径の値としては、18、20、25、32、40、50、60、66、73、80、90、100、110、120、125nm等が挙げられる。
The primary particles preferably have an average primary particle size of 18 to 125 nm.
An average primary particle diameter means the average value of the longest diameter of a primary particle, and can take the value of 18-125 nm. However, this does not restrict the primary particles from taking a shape other than spherical and substantially spherical, and the primary particles may take other shapes such as a cylindrical shape and a prismatic shape. When the primary particles have a shape other than a spherical shape or a substantially spherical shape, the average primary particle size means an average value of the longest diameters obtained by approximating the primary particles to a spherical shape. If the average primary particle size is less than 18 nm, moldability may be reduced due to finer bubbles, and if it is greater than 125 nm, moldability may be reduced due to tearing of the bubble film. Specific numerical ranges of the average primary particle diameter include 18 to 120 nm, 18 to 110 nm, 18 to 100 nm, 18 to 90 nm, 18 to 80 nm, 18 to 73 nm, 18 to 66 nm, 18 to 60 nm, 20 to 100 nm, 25 -80 nm, 32-66 nm, 20-125 nm, 25-125 nm, 32-125 nm, 40-125 nm, 50-125 nm, 60-125 nm, 66-125 nm, 73-125 nm, 80-125 nm and the like. Specific values of the average primary particle diameter include 18, 20, 25, 32, 40, 50, 60, 66, 73, 80, 90, 100, 110, 120, 125 nm, and the like.
凝集塊は、好ましくは、(i)180〜500nmの最長径の平均値を有する。
最長径とは、凝集塊の外縁上の任意の2点間の距離のうち最長となるものを意味し、例えば図1においては、実線で示される径が当該凝集塊の最長径として定義される。最長径の平均値が180nm未満の場合、断熱性が向上しないことがあり、500nmより大きい場合、発泡時に気泡が破れてしまい断熱性が向上せず良好な成形品が得られないことがある。最長径の平均値の具体的な数値範囲としては、180〜450nm、180〜400nm、180〜370nm、180〜300nm、180〜240nm、200〜450nm、220〜400nm、240〜370nm、200〜500nm、220〜500nm、240〜500nm、300〜500nm、370〜500nm、400〜500nm等が挙げられる。具体的な最長径の平均値としては、180、200、220、230、240、250、300、350、370、400、420、450、460、470、480、490、500nm等が挙げられる。
なお、凝集塊の最長径は常に凝集塊と重なるように設定する。すなわち、最長径がバックグラウンド(スチレン系樹脂)を通ることはないものとする。例えば、図2においては、破線で示された線は、バックグラウンドと重なる部分を有するため、最長径としては設定され得ない。
The agglomerates preferably have (i) an average value of the longest diameter of 180 to 500 nm.
The longest diameter means the longest distance between any two points on the outer edge of the aggregate. For example, in FIG. 1, the diameter indicated by the solid line is defined as the longest diameter of the aggregate. . When the average value of the longest diameter is less than 180 nm, the heat insulating property may not be improved, and when it is larger than 500 nm, bubbles may be broken at the time of foaming and the heat insulating property may not be improved and a good molded product may not be obtained. Specific numerical ranges of the average value of the longest diameter are 180 to 450 nm, 180 to 400 nm, 180 to 370 nm, 180 to 300 nm, 180 to 240 nm, 200 to 450 nm, 220 to 400 nm, 240 to 370 nm, 200 to 500 nm, 220-500 nm, 240-500 nm, 300-500 nm, 370-500 nm, 400-500 nm etc. are mentioned. Specific examples of the average value of the longest diameter include 180, 200, 220, 230, 240, 250, 300, 350, 370, 400, 420, 450, 460, 470, 480, 490, and 500 nm.
The longest diameter of the aggregate is set so as to always overlap the aggregate. In other words, the longest diameter does not pass through the background (styrene resin). For example, in FIG. 2, the line indicated by the broken line has a portion overlapping the background, and thus cannot be set as the longest diameter.
また、凝集塊は、好ましくは、(ii)4.0〜10.0の「平均一次粒子径」に対する「最長径の平均値」の比を有する。上記の比が4.0未満の場合、断熱性が向上しないことがあり、10.0より大きい場合、発泡時に気泡が破れてしまい良好な成形品が得られないことがある。上記の比の具体的な数値範囲としては、4.0〜9.0、5.0〜9.0、5.0〜8.9、5.0〜8.5、5.0〜8.0、5.0〜7.0、5.0〜6.0、5.2〜8.9、5.5〜8.5、6.0〜8.0、4.0〜10.0、5.0〜10.0、5.2〜10.0、5.5〜10.0、6.0〜10.0等が挙げられる。具体的な平均一次粒子径に対する最長径の平均値の比の値としては、4.0、4.5、5.0、5.2、5.5、6.0、7.0、8.0、8.5、8.6、8.7、8.8、8.9、9.0、9.1、9.2、9.3、9.4、9.5、9.6、9.7、9.8、9.9、10.0等が挙げられる。詳細な最長径の平均値及び平均一次粒子径の測定方法は、実施例に記載する。 In addition, the agglomerates preferably have (ii) a ratio of “average value of longest diameter” to “average primary particle diameter” of 4.0 to 10.0. When the ratio is less than 4.0, the heat insulating property may not be improved. When the ratio is more than 10.0, bubbles may be broken during foaming and a good molded product may not be obtained. Specific numerical ranges of the above ratio are 4.0 to 9.0, 5.0 to 9.0, 5.0 to 8.9, 5.0 to 8.5, 5.0 to 8. 0, 5.0-7.0, 5.0-6.0, 5.2-8.9, 5.5-8.5, 6.0-8.0, 4.0-10.0, 5.0-10.0, 5.2-10.0, 5.5-10.0, 6.0-10.0 etc. are mentioned. The ratio of the average value of the longest diameter to the specific average primary particle diameter is 4.0, 4.5, 5.0, 5.2, 5.5, 6.0, 7.0, 8. 0, 8.5, 8.6, 8.7, 8.8, 8.9, 9.0, 9.1, 9.2, 9.3, 9.4, 9.5, 9.6, 9.7, 9.8, 9.9, 10.0, etc. are mentioned. Detailed measurement methods of the average value of the longest diameter and the average primary particle diameter are described in Examples.
炭素材料は、10〜3000m2/gの比表面積を有することが好ましい。比表面積が10m2/g未満である場合、所望する断熱性能が得られないことがある。一方、比表面積が3000m2/gを超える場合、作業性が低下することがある。例えば、比表面積の具体的な数値範囲としては、100〜3000m2/g、200〜3000m2/g、210〜3000m2/g、220〜3000m2/g、15〜2500m2/g、100〜2500m2/g、210〜2500m2/g、10〜2000m2/g、60〜2000m2/g、210〜2000m2/g、10〜1500m2/g、70〜1500m2/g、200〜1500m2/g、210〜1500m2/g等が挙げられる。炭素材料がアセチレンブラックである場合、更に好ましい比表面積は20〜300m2/gである。炭素材料がケッチェンブラックである場合、更に好ましい比表面積は500〜2000m2/gである。具体的な比表面積の値としては、10、15、20、25、30、40、50、60、70、80、90、100、150、200、210、220、230、240、250、260、270、280、290、300、400、500、700、1000、1500、2000、2500、3000m2/g等が挙げられる。 The carbon material preferably has a specific surface area of 10 to 3000 m 2 / g. When the specific surface area is less than 10 m 2 / g, the desired heat insulating performance may not be obtained. On the other hand, when the specific surface area exceeds 3000 m 2 / g, workability may be reduced. For example, as a specific numerical range of the specific surface area, 100~3000m 2 / g, 200~3000m 2 / g, 210~3000m 2 / g, 220~3000m 2 / g, 15~2500m 2 / g, 100~ 2500m 2 / g, 210~2500m 2 / g, 10~2000m 2 / g, 60~2000m 2 / g, 210~2000m 2 / g, 10~1500m 2 / g, 70~1500m 2 / g, 200~1500m 2 / g, 210-1500m < 2 > / g, etc. are mentioned. When the carbon material is acetylene black, a more preferable specific surface area is 20 to 300 m 2 / g. When the carbon material is ketjen black, a more preferable specific surface area is 500 to 2000 m 2 / g. As specific surface area values, 10, 15, 20, 25, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 150, 200, 210, 220, 230, 240, 250, 260, 270, 280, 290, 300, 400, 500, 700, 1000, 1500, 2000, 2500, 3000 m 2 / g and the like.
1つの実施形態においては、炭素材料は、導電性カーボンブラック(例えば、アセチレンブラック、ケッチェンブラック)である。このような導電性カーボンブラックの体積抵抗率、凝集塊の最長径の平均値、平均一次粒子径、(凝集塊の最長径の平均値)/(平均一次粒子径)比及び比表面積以外の好ましい物性値としては、例えば以下が挙げられる。 In one embodiment, the carbon material is conductive carbon black (eg, acetylene black, ketjen black). Such conductive carbon black is preferable except for the volume resistivity, the average value of the longest diameter of the agglomerates, the average primary particle diameter, the (average value of the longest diameter of the agglomerates) / (average primary particle diameter) ratio and the specific surface area. Examples of physical property values include the following.
また、炭素材料とスチレン系樹脂の質量比は、炭素材料:スチレン系樹脂=1:2〜1
:1000(質量比)であることが好ましい。スチレン系樹脂の質量比が2未満の場合、
気泡膜が破れることで成形性が低下して断熱性が劣ることがある。質量比が1000より
多い場合、断熱性を十分向上できないことがある。より好ましい質量比は1:4〜1:2
00であり、更に好ましい質量比は1:9〜1:99であり、最も好ましい質量比は1:
13〜1:39であり、極めて好ましい質量比は1:13〜1:32である。
The mass ratio of the carbon material and the styrene resin is as follows: carbon material: styrene resin = 1: 2-1
: 1000 (mass ratio) is preferable. When the mass ratio of the styrene resin is less than 2,
When the bubble film is broken, the moldability may be lowered and the heat insulation may be inferior. If the mass ratio is greater than 1000, the heat insulation may not be sufficiently improved. A more preferable mass ratio is 1: 4 to 1: 2.
00, a more preferred mass ratio is 1: 9 to 1:99, and a most preferred mass ratio is 1: 9.
It is 13 to 1:39, and a very preferable mass ratio is 1:13 to 1:32.
発泡粒子は、0.009〜0.400g/cm3の嵩密度を有することが好ましい。嵩密度が0.400g/cm3より大きい場合、発泡成形体の軽量性が低下することがある。嵩密度が0.009g/cm3より小さい場合、発泡成形体の断熱性能及び機械的強度が低下することがある。より好ましい嵩密度は0.010〜0.100g/cm3であり、より一層好ましい嵩密度は0.01〜0.04g/cm3であり、更に好ましい嵩密度は0.011〜0.032g/cm3であり、最も好ましい嵩密度は0.014〜0.029g/cm3である。具体的な嵩密度の値としては、0.009、0.010、0.011、0.012、0.0125、0.013、0.014、0.015、0.02、0.03、0.033、0.035、0.04、0.1、0.2、0.3、0.4g/cm3等であり得る。 The expanded particles preferably have a bulk density of 0.009 to 0.400 g / cm 3 . When the bulk density is larger than 0.400 g / cm 3 , the lightness of the foamed molded product may be lowered. When the bulk density is less than 0.009 g / cm 3 , the heat insulating performance and mechanical strength of the foamed molded product may be deteriorated. More preferred bulk density of 0.010~0.100g / cm 3, even more preferred bulk density of 0.01-0.04 / cm 3, more preferred bulk density 0.011~0.032G / cm 3, and most preferred bulk density is 0.014~0.029g / cm 3. Specific bulk density values are 0.009, 0.010, 0.011, 0.012, 0.0125, 0.013, 0.014, 0.015, 0.02, 0.03, It may be 0.033, 0.035, 0.04, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4 g / cm 3 or the like.
(4)発泡粒子の製造方法
本発明の範囲には、上記の発泡粒子の製造方法も含まれる。上記の発泡粒子は、例えば、当業者に公知の方法に従ってスチレン系樹脂発泡性粒子(以下、発泡性粒子)を得、得られた発泡性粒子を特定の温度及び圧力下において熱処理し、当業者に公知の方法に従って発泡(予備発泡)させることによって取得することができる。
(4) Method for Producing Expanded Particles The scope of the present invention includes the above-described method for producing expanded particles. The above expanded particles are obtained by, for example, obtaining styrenic resin expandable particles (hereinafter referred to as expandable particles) according to a method known to those skilled in the art, and heat-treating the obtained expandable particles under a specific temperature and pressure. Can be obtained by foaming (pre-foaming) according to a known method.
(発泡性粒子の取得工程)
発泡性粒子は、当業者に公知の方法に従って取得することができる。例えば、
スチレン系樹脂と炭素材料とを含む種粒子を水性媒体中に分散させてなる分散液中で、スチレン系単量体を前記種粒子に含浸させる工程と、
含浸と同時に又は含浸後、前記スチレン系単量体を重合させる工程と、
重合と同時に又は重合後に、発泡剤を含浸させる工程と、
を含むスチレン系樹脂発泡性粒子の製造方法によって取得することができる。
(Process for obtaining expandable particles)
Expandable particles can be obtained according to methods known to those skilled in the art. For example,
Impregnating the seed particles with a styrene monomer in a dispersion obtained by dispersing seed particles containing a styrene resin and a carbon material in an aqueous medium;
A step of polymerizing the styrenic monomer simultaneously with or after impregnation;
Impregnating a foaming agent simultaneously with or after polymerization;
It can obtain by the manufacturing method of the styrene resin expandable particle containing.
水性媒体は、常温で水溶性の物質を溶解できる液体であれば特に限定されず、水、炭素数1〜4の低級アルコール及びそれらの混合物等が挙げられるが、水が特に好ましい。水性媒体の使用量は、当業者が適宜設定できる。
重合によって得られた樹脂には、スチレン系樹脂以外の樹脂が含まれていてもよい。このような樹脂の種類、物性及び含有量は、上述のとおりである。
The aqueous medium is not particularly limited as long as it is a liquid that can dissolve a water-soluble substance at room temperature, and examples thereof include water, lower alcohols having 1 to 4 carbon atoms, and mixtures thereof. Water is particularly preferable. The amount of the aqueous medium used can be appropriately set by those skilled in the art.
Resins other than styrenic resins may be contained in the resin obtained by polymerization. The kind, physical property, and content of such a resin are as described above.
発泡剤としては特に限定されず、公知のものをいずれも使用できる。特に、沸点がスチレン系樹脂の軟化点以下であり、常圧でガス状又は液状の有機化合物が適している。例えばプロパン、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、シクロペンタン、シクロペンタジエン、n−ヘキサン、石油エーテル等の炭化水素、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等のアルコール類、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、メチルエチルエーテル等の低沸点のエーテル化合物、トリクロロモノフルオロメタン、ジクロロジフルオロメタン等のハロゲン含有炭化水素、炭酸ガス、窒素、アンモニア等の無機ガス等が挙げられる。これらの発泡剤は、単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。この内、炭化水素を使用するのが、オゾン層の破壊を防止する観点、及び空気と速く置換し、発泡成形体の経時変化を抑制する観点で好ましい。炭化水素の内、沸点が−45〜40℃の炭化水素がより好ましく、プロパン、n−ブタン、イソブタン、n−ペンタン、イソペンタン等が更に好ましい。 It does not specifically limit as a foaming agent, All can use a well-known thing. In particular, a gaseous or liquid organic compound having a boiling point equal to or lower than the softening point of the styrene resin is suitable. For example, hydrocarbons such as propane, n-butane, isobutane, n-pentane, isopentane, neopentane, cyclopentane, cyclopentadiene, n-hexane, petroleum ether, ketones such as acetone and methyl ethyl ketone, methanol, ethanol, isopropyl alcohol, etc. Low boiling point ether compounds such as alcohols, dimethyl ether, diethyl ether, dipropyl ether, methyl ethyl ether, halogen-containing hydrocarbons such as trichloromonofluoromethane, dichlorodifluoromethane, inorganic gases such as carbon dioxide, nitrogen, ammonia, etc. Can be mentioned. These foaming agents may be used alone or in combination of two or more. Among these, it is preferable to use hydrocarbons from the viewpoint of preventing the destruction of the ozone layer and from the viewpoint of quickly replacing with the air and suppressing the time-dependent change of the foamed molded product. Of the hydrocarbons, hydrocarbons having a boiling point of −45 to 40 ° C. are more preferable, and propane, n-butane, isobutane, n-pentane, isopentane and the like are more preferable.
発泡剤の含有量は2〜12質量%の範囲であることが好ましい。2質量%より少ないと、発泡性粒子から所望の密度の発泡成形体を得られないことがある。加えて、型内発泡成形時の二次発泡力を高める効果が小さくなるために、発泡成形体の外観が良好とならないことがある。12質量%より多いと、発泡成形体の製造工程における冷却工程に要する時間が長くなって生産性が低下することがある。より好ましい含有量は3〜10質量%であり、更に好ましい含有量は4〜9質量%であり、最も好ましい含有量は5〜8質量%である。
発泡助剤を発泡剤と併用してもよい。発泡助剤としてはアジピン酸イソブチル、トルエン、シクロヘキサン、エチルベンゼン等が挙げられる。
The content of the foaming agent is preferably in the range of 2 to 12% by mass. If it is less than 2% by mass, a foamed molded article having a desired density may not be obtained from the expandable particles. In addition, since the effect of increasing the secondary foaming power at the time of in-mold foam molding is reduced, the appearance of the foam molded article may not be good. When the amount is more than 12% by mass, the time required for the cooling step in the production process of the foamed molded product becomes long, and the productivity may decrease. A more preferable content is 3 to 10% by mass, a still more preferable content is 4 to 9% by mass, and a most preferable content is 5 to 8% by mass.
A foaming aid may be used in combination with a foaming agent. Examples of the foaming aid include isobutyl adipate, toluene, cyclohexane, and ethylbenzene.
発泡性粒子には必要に応じて、他の添加剤が含まれていてもよい。他の添加剤としては、可塑剤、難燃剤、難燃助剤、帯電防止剤、展着剤、気泡調整剤、充填剤、着色剤、耐候剤、老化防止剤、滑剤、防曇剤、香料等が挙げられる。
可塑剤としては、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素、シクロヘキサン、ヘキサン、ヘプタン等の脂肪族炭化水素等、アジピン酸ジイソブチル、アジピン酸ジオクチル、アジピン酸ジイソノニル等のアジピン酸エステル、グリセリンジアセトモノラウレート等のグリセリン脂肪酸エステル、フタル酸ジオクチル、フタル酸ジイソノニル、フタル酸ジイソブチル等のフタル酸エステル、流動パラフィン、ホワイトオイル等の高沸点化合物が挙げられる。
The foamable particles may contain other additives as necessary. Other additives include plasticizers, flame retardants, flame retardant aids, antistatic agents, spreading agents, foam control agents, fillers, colorants, weathering agents, anti-aging agents, lubricants, antifogging agents, and fragrances. Etc.
Plasticizers include aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene, aliphatic hydrocarbons such as cyclohexane, hexane and heptane, adipic acid esters such as diisobutyl adipate, dioctyl adipate and diisononyl adipate, and glycerin diacetomonolaurate. Glycerin fatty acid esters such as glycerin fatty acid esters, dioctyl phthalate, diisononyl phthalate, diisobutyl phthalate and the like, phthalic acid esters such as liquid paraffin and white oil.
難燃剤としてはテトラブロモシクロオクタン、ヘキサブロモシクロドデカン、トリスジブロモプロピルホスフェート、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−2−メチルプロピルエーテル)、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)等の臭素系難燃剤、リン酸エステル化合物、ホスファゼン化合物等のリン系難燃剤等が挙げられる。
リン酸エステル化合物としては、トリメチルホスフェート、トリエチルホスフェート、トリフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、トリキシレニルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート等のリン酸エステル化合物が挙げられる。
ホスファゼン化合物としては、ヘキサフェノキシシクロトリホスファゼン、オクタフェノキシシクロテトラホスファゼン、デカフェノキシシクロペンタホスファゼン、ドデカフェノキシシクロヘキサホスファゼン、テトラデカフェノキシシクロヘプタホスファゼン、ヘキサデカフェノキシシクロオクタホスファゼン等の環状フェノキシホスファゼン化合物、直鎖状ジ(ビスフェノキシ)ホスファゼン、直鎖状トリ(ビスフェノキシ)ホスファーゼン、直鎖状テトラ(ビスフェノキシ)ホスファーゼン、直鎖状ペンタ(ビスフェノキシ)ホスファーゼン、直鎖状ヘキサ(ビスフェノキシ)ホスファーゼン、直鎖状へプタ(ビスフェノキシ)ホスファーゼン等の鎖状フェノキシホスファゼン化合物が挙げられる。
Flame retardants include tetrabromocyclooctane, hexabromocyclododecane, trisdibromopropyl phosphate, tetrabromobisphenol A, tetrabromobisphenol A-bis (2,3-dibromo-2-methylpropyl ether), tetrabromobisphenol A-bis. Examples thereof include brominated flame retardants such as (2,3-dibromopropyl ether) and phosphoric flame retardants such as phosphate ester compounds and phosphazene compounds.
Examples of phosphate ester compounds include phosphate ester compounds such as trimethyl phosphate, triethyl phosphate, triphenyl phosphate, tricresyl phosphate, trixylenyl phosphate, cresyl diphenyl phosphate.
Examples of the phosphazene compound include hexaphenoxycyclotriphosphazene, octaphenoxycyclotetraphosphazene, decaffeoxycyclopentaphosphazene, dodecaffenoxycyclohexaphosphazene, tetradecaffenoxycycloheptaphosphazene, hexadecaffenoxycyclooctaphosphazene, and other cyclic phenoxyphosphazene compounds. Linear di (bisphenoxy) phosphazene, linear tri (bisphenoxy) phosphazene, linear tetra (bisphenoxy) phosphazene, linear penta (bisphenoxy) phosphazene, linear hexa (bisphenoxy) phosphazene, straight Examples include chain phenoxyphosphazene compounds such as chain hepta (bisphenoxy) phosphazene.
難燃助剤としては、2,3−ジメチル−2,3−ジフェニルブタン、3,4−ジメチル−3,4−ジフェニルヘキサン、ジクミルパーオキサイド、クメンヒドロパーオキサイドの有機過酸化物が挙げられる。
帯電防止剤としては、ポリオキシエチレンアルキルフェノールエーテル、ステアリン酸モノグリセリド、ポリエチレングリコール等が挙げられる。
展着剤としては、ポリブテン、ポリエチレングリコール、グリセリン、シリコンオイル等が挙げられる。
Examples of the flame retardant aid include organic peroxides such as 2,3-dimethyl-2,3-diphenylbutane, 3,4-dimethyl-3,4-diphenylhexane, dicumyl peroxide, and cumene hydroperoxide. .
Examples of the antistatic agent include polyoxyethylene alkylphenol ether, stearic acid monoglyceride, polyethylene glycol and the like.
Examples of the spreading agent include polybutene, polyethylene glycol, glycerin, and silicone oil.
気泡調整剤としては、タルク、マイカ、シリカ、珪藻土、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、水酸化カルシウム、炭酸カリウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸カリウム、硫酸バリウム、ガラスビーズ、ポリテトラフルオロエチレン、第3リン酸カルシウム、ピロリン酸マグネシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウム等の金属石鹸、エチレンビスステアリン酸アミド、メチレンビスステアリン酸アミド等のビスアミド化合物、ステアリン酸アミド、12−ヒドロキシステアリン酸アミド等のアミド化合物、ステアリン酸トリグリセリド、ステアリン酸モノグリセリド等の脂肪酸グリセリド等が挙げられる。
滑剤としてはステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウム等の金属石鹸、エチレンビスステアリン酸アミド、メチレンビスステアリン酸アミド等のビスアミド化合物、ステアリン酸アミド、12−ヒドロキシステアリン酸アミド等のアミド化合物、ステアリン酸トリグリセリド、ステアリン酸モノグリセリド、ヒドロキシステアリン酸トリグリセリド等の脂肪酸グリセリド、ポリエチレンワックス、流動パラフィン、ホワイトオイル等が挙げられる。
その他の添加剤としては、フェノール系酸化防止剤、硫黄系酸化防止剤、リン系酸化防止剤等の酸化防止剤、ヒンダードアミン類等の安定剤、紫外線吸収剤等が挙げられる。
As the air conditioner, talc, mica, silica, diatomaceous earth, aluminum oxide, titanium oxide, zinc oxide, magnesium oxide, magnesium hydroxide, aluminum hydroxide, calcium hydroxide, potassium carbonate, calcium carbonate, magnesium carbonate, potassium sulfate, Barium sulfate, glass beads, polytetrafluoroethylene, tribasic calcium phosphate, magnesium pyrophosphate, zinc stearate, magnesium stearate and other metal soaps, ethylene bis stearamide, bisamide compounds such as methylene bis stearamide, stearamide Amide compounds such as 12-hydroxystearic acid amide, and fatty acid glycerides such as stearic acid triglyceride and stearic acid monoglyceride.
Examples of lubricants include metal soaps such as zinc stearate and magnesium stearate, bisamide compounds such as ethylenebisstearic acid amide and methylenebisstearic acid amide, stearic acid amides, amide compounds such as 12-hydroxystearic acid amide, stearic acid triglycerides, Examples include fatty acid glycerides such as stearic acid monoglyceride and hydroxystearic acid triglyceride, polyethylene wax, liquid paraffin, and white oil.
Examples of other additives include phenolic antioxidants, sulfur-based antioxidants, antioxidants such as phosphorus-based antioxidants, stabilizers such as hindered amines, and ultraviolet absorbers.
この実施態様は、当該技術分野において代表的な発泡性粒子の製造方法の1つである懸濁重合法を用いて、発泡性粒子を製造する態様である。以下、懸濁重合法についてより詳細に説明するが、本実施態様は、以下に記載される条件等に限定されるものではない。 This embodiment is an embodiment in which expandable particles are produced using a suspension polymerization method, which is one of the typical methods for producing expandable particles in the art. Hereinafter, the suspension polymerization method will be described in more detail. However, the present embodiment is not limited to the conditions described below.
1.懸濁重合法
懸濁重合法は、スチレンモノマーに重合開始剤を溶解して、懸濁剤を分散した水とともに、反応槽中で昇温し重合した後冷却して、スチレン系樹脂発泡性粒子を得る方法である。重合の途中及び/又は重合終了後に発泡剤を添加する方法は1段法と呼ばれる。発泡剤を添加せずに重合して得られた粒子をふるい分けして必要な粒径範囲の粒子のみを、反応槽の懸濁剤を分散した水中で昇温して、ここで発泡剤を添加して粒子に含浸させる方法は2段法(後含浸法)と呼ばれる。また、小粒子のポリスチレン粒子(種粒子)を、懸濁剤が分散した水の入っている反応槽に投入し、昇温した後、重合開始剤を溶解したスチレンモノマーを連続的に反応槽に供給して重合し、目的とする粒子径まで成長させる方法はシード重合法と呼ばれる。シード重合法において、発泡剤は重合の途中及び/又は重合終了後に添加される。1段法、2段法(後含浸法)、シード重合法のいずれの方法によっても、スチレン系樹脂発泡性粒子を製造することができる。また、いずれの方法によっても、真球状の発泡性粒子が得られるという利点がある。好ましい製造方法としてはシード重合法が挙げられる。シード重合法によれば、炭素材料を高濃度(例えば20質量%)に含むポリスチレン粒子(マスターバッチ)を種粒子として用いることでき、重合阻害が生じにくいという利点がある。
1. Suspension polymerization method In the suspension polymerization method, a polymerization initiator is dissolved in a styrene monomer, and together with water in which the suspending agent is dispersed, the temperature is increased in a reaction tank, polymerized, and then cooled to produce styrene resin foamable particles. Is the way to get. The method of adding a foaming agent during the polymerization and / or after the polymerization is called a one-stage method. The particles obtained by polymerization without adding a blowing agent are screened, and only the particles in the required particle size range are heated in water in which the suspending agent in the reaction vessel is dispersed, and the blowing agent is added here. The method of impregnating the particles is called a two-stage method (post-impregnation method). Further, small polystyrene particles (seed particles) are put into a reaction vessel containing water in which a suspending agent is dispersed, and after the temperature is raised, styrene monomer in which a polymerization initiator is dissolved is continuously added to the reaction vessel. The method of supplying and polymerizing and growing to the target particle size is called a seed polymerization method. In the seed polymerization method, the foaming agent is added during the polymerization and / or after the completion of the polymerization. Styrenic resin expandable particles can be produced by any one of the one-stage method, the two-stage method (post-impregnation method), and the seed polymerization method. In addition, any method has an advantage that true spherical expandable particles can be obtained. A preferable production method includes a seed polymerization method. According to the seed polymerization method, polystyrene particles (master batch) containing a carbon material at a high concentration (for example, 20% by mass) can be used as seed particles, and there is an advantage that polymerization inhibition hardly occurs.
以下、懸濁重合法のシード重合法についてより詳細に説明するが、本実施態様は、以下に記載される条件等に限定されるものではない。
(a)懸濁重合法のシード重合法
この方法としては、炭素材料とスチレン系樹脂とを含む種粒子に、スチレン系単量体を吸収させ、重合させることでスチレン系樹脂粒子を得、重合の途中及び/又は重合終了後に発泡剤を注入することで発泡性粒子を得る方法が挙げられる。この方法では、中心に炭素材料を多く含む発泡性粒子が得られやすい。
Hereinafter, the seed polymerization method of the suspension polymerization method will be described in more detail. However, the present embodiment is not limited to the conditions described below.
(A) Seed polymerization method of suspension polymerization method As this method, seed particles containing a carbon material and a styrene resin are absorbed into a styrene monomer and polymerized to obtain styrene resin particles, and polymerization is performed. A method of obtaining expandable particles by injecting a foaming agent in the middle of and / or after completion of the polymerization may be mentioned. In this method, it is easy to obtain expandable particles containing a large amount of carbon material at the center.
(i)種粒子
種粒子は公知の方法で製造されたものを用いることができ、例えば、炭素材料とスチレン系樹脂とを押出機で溶融混練した後にストランド状に押出し、ストランドをカットすることにより種粒子を得る押出方法が挙げられる。また、種粒子は一部、又は全部に樹脂回収品を用いることができる。回収品を使用する場合は、押出方法による種粒子の製造が向いている。
種粒子の平均粒子径は、樹脂粒子の平均粒子径に応じて適宜調整できる。
更に種粒子の重量平均分子量は特に限定されないが10万〜50万が好ましく、更に好ましくは15万〜40万である。
(I) Seed particles The seed particles produced by a known method can be used. For example, by melting and kneading a carbon material and a styrene resin with an extruder, the seed particles are extruded into strands, and the strands are cut. An extrusion method for obtaining seed particles may be mentioned. In addition, the resin particles can be used for part or all of the seed particles. In the case of using a recovered product, production of seed particles by an extrusion method is suitable.
The average particle size of the seed particles can be adjusted as appropriate according to the average particle size of the resin particles.
Further, the weight average molecular weight of the seed particles is not particularly limited, but is preferably 100,000 to 500,000, and more preferably 150,000 to 400,000.
炭素材料の添加量は、種粒子中のスチレン系樹脂及びスチレン系単量体の添加量の合計100質量部に対して、0.5〜25質量部である。すなわち、炭素材料の添加量が0.5〜25質量部となるように種粒子が添加される。添加量が0.5質量部未満である場合、断熱性を十分向上できないことがある。一方、添加量が25質量部を超える場合、気泡膜が破れることで成形性が低下して断熱性が劣ることがある。好ましい炭素材料の添加量は0.5〜15質量部であり、より好ましい炭素材料の添加量は0.5〜10質量部である。具体的な添加量としては、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、1.01、2、2.56、3、3.13、4、5、5.26、6、7、7.52、7.69、8、9、10、11、11.11、12、13、14、15、16、17、18、19、20質量部等が挙げられる。なお、添加量は、発泡性粒子について記載した含有量とほぼ同程度の値となるように調整され得る。 The addition amount of the carbon material is 0.5 to 25 parts by mass with respect to a total of 100 parts by mass of the addition amount of the styrene resin and the styrene monomer in the seed particles. That is, seed particles are added so that the amount of carbon material added is 0.5 to 25 parts by mass. When the addition amount is less than 0.5 parts by mass, the heat insulating property may not be sufficiently improved. On the other hand, when the addition amount exceeds 25 parts by mass, the foam film may be broken, so that the moldability may be reduced and the heat insulation may be inferior. A preferable addition amount of the carbon material is 0.5 to 15 parts by mass, and a more preferable addition amount of the carbon material is 0.5 to 10 parts by mass. Specific addition amounts include 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1, 1.01, 2, 2.56, 3, 3.13, 4, 5, 5.26, 6, 7, 7.52, 7.69, 8, 9, 10, 11, 11.11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20 parts by mass, etc. It is done. In addition, the addition amount can be adjusted so as to have a value approximately the same as the content described for the expandable particles.
(ii)重合工程
種粒子を水性媒体中に分散させてなる分散液中に、単量体混合物を供給することで各単量体を種粒子に吸収させ、次いで各単量体を重合させることでスチレン系樹脂粒子を得ることができる。
スチレン系単量体の添加量は、種粒子及びスチレン系単量体の添加量の合計100質量部に対して、50質量部以上であることが好ましい。50質量部未満の場合、十分な発泡性が得られないことがある。より好ましい含有割合は60質量部以上であり、更に好ましい含有割合は80質量部以上である。なお、添加量は、発泡性粒子について記載した含有量とほぼ同程度の値となるように調整され得る。
水性媒体としては、水、水と水溶性溶媒(例えば、アルコール)との混合媒体が挙げられる。
(Ii) Polymerization step Each monomer is absorbed by seed particles by supplying a monomer mixture into a dispersion obtained by dispersing seed particles in an aqueous medium, and then each monomer is polymerized. Styrenic resin particles can be obtained.
It is preferable that the addition amount of a styrene-type monomer is 50 mass parts or more with respect to 100 mass parts in total of the addition amount of a seed particle and a styrene-type monomer. When the amount is less than 50 parts by mass, sufficient foamability may not be obtained. A more preferable content rate is 60 mass parts or more, and a still more preferable content rate is 80 mass parts or more. In addition, the addition amount can be adjusted so as to have a value approximately the same as the content described for the expandable particles.
Examples of the aqueous medium include water and a mixed medium of water and a water-soluble solvent (for example, alcohol).
使用する各単量体には、重合開始剤を含ませてもよい。重合開始剤としては、従来から単量体の重合に用いられているものであれば、特に限定されない。例えば、ベンゾイルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシベンゾエート、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、ラウリルパーオキサイド、t−ブチルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシピバレート、t−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、t−ブチルパーオキシアセテート、2,2−t−ブチルパーオキシブタン、t−ブチルパーオキシ−3,3,5−トリメチルヘキサノエート、ジ−t−ブチルパーオキシヘキサハイドロテレフタレート、2,5−ジメチル−2,5−ジ(ベンゾイルパーオキシ)ヘキサン、ジクミルパーオキサイド等の有機過酸化物、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスジメチルバレロニトリル等のアゾ化合物等が挙げられる。これら開始剤の内、残存単量体を低減させるために、10時間の半減期を得るための分解温度が80〜120℃にある異なった二種以上の重合開始剤を併用してもよい。なお、重合開始剤は単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。 Each monomer to be used may contain a polymerization initiator. The polymerization initiator is not particularly limited as long as it is conventionally used for monomer polymerization. For example, benzoyl peroxide, t-butyl peroxybenzoate, t-butyl peroxy-2-ethylhexanoate, lauryl peroxide, t-butyl peroxide, t-butyl peroxypivalate, t-butyl peroxyisopropyl Carbonate, t-butyl peroxyacetate, 2,2-t-butylperoxybutane, t-butylperoxy-3,3,5-trimethylhexanoate, di-t-butylperoxyhexahydroterephthalate, 2, Examples thereof include organic peroxides such as 5-dimethyl-2,5-di (benzoylperoxy) hexane and dicumyl peroxide, and azo compounds such as azobisisobutyronitrile and azobisdimethylvaleronitrile. Among these initiators, in order to reduce the residual monomer, two or more different polymerization initiators having a decomposition temperature of 80 to 120 ° C. for obtaining a half-life of 10 hours may be used in combination. In addition, a polymerization initiator may be used independently or 2 or more types may be used together.
水性媒体中には単量体の小滴及び種粒子の分散を安定させるために懸濁安定剤が含まれていてもよい。懸濁安定剤としては、従来から単量体の懸濁重合に用いられているものであれば、特に限定されない。例えば、ポリビニルアルコール、メチルセルロース、ポリアクリルアミド、ポリビニルピロリドン等の水溶性高分子、第三リン酸カルシウム、ピロリン酸マグネシウム、酸化マグネシウム、ハイドロキシアパタイト等の難溶性無機化合物等が挙げられる。そして、前記懸濁安定剤として難溶性無機化合物を用いる場合には、アニオン界面活性剤を併用するのが好ましく、このようなアニオン界面活性剤としては、例えば、脂肪酸石鹸、N−アシルアミノ酸又はその塩、アルキルエーテルカルボン酸塩等のカルボン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、ジアルキルスルホコハク酸エステル塩、アルキルスルホ酢酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩等のスルホン酸塩;高級アルコール硫酸エステル塩、第二級高級アルコール硫酸エステル塩、アルキルエーテル硫酸塩、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸塩等の硫酸エステル塩;アルキルエーテルリン酸エステル塩、アルキルリン酸エステル塩等のリン酸エステル塩等が挙げられる。 A suspension stabilizer may be included in the aqueous medium to stabilize the dispersion of monomer droplets and seed particles. The suspension stabilizer is not particularly limited as long as it is conventionally used for monomer suspension polymerization. Examples thereof include water-soluble polymers such as polyvinyl alcohol, methyl cellulose, polyacrylamide, and polyvinyl pyrrolidone, and poorly soluble inorganic compounds such as tricalcium phosphate, magnesium pyrophosphate, magnesium oxide, and hydroxyapatite. And when using a sparingly soluble inorganic compound as said suspension stabilizer, it is preferable to use an anionic surfactant together, and as such anionic surfactant, for example, fatty acid soap, N-acylamino acid or its Salts, carboxylates such as alkyl ether carboxylates, alkylbenzenesulfonates, alkylnaphthalenesulfonates, sulfonates such as dialkylsulfosuccinates, alkylsulfoacetates, α-olefinsulfonates; higher alcohol sulfates Ester salts, secondary higher alcohol sulfates, sulfates such as alkyl ether sulfates, polyoxyethylene alkylphenyl ether sulfates, etc .; phosphates such as alkyl ether phosphates, alkyl phosphates, etc. Is mentioned.
重合工程は使用する単量体種、重合開始剤種、重合雰囲気等により異なるが、通常70〜130℃の加熱を3〜10時間維持することにより行われる。重合工程は、単量体を含浸させつつ行ってもよい。重合工程は、使用する単量体全量を1段階で重合させてもよく、2段階以上に分けて重合させてもよい(種粒子の製造時の重合を含む)。 Although a polymerization process changes with monomer types to be used, a polymerization initiator seed | species, superposition | polymerization atmosphere, etc., it is normally performed by maintaining 70-130 degreeC heating for 3 to 10 hours. The polymerization step may be performed while impregnating the monomer. In the polymerization step, the total amount of the monomers used may be polymerized in one step, or may be polymerized in two or more steps (including polymerization during the production of seed particles).
(iii)発泡剤含浸工程
発泡性粒子は、上記スチレン系樹脂粒子に発泡剤を含浸させることで得ることができる。
含浸は、重合と同時に湿式で行ってもよく、重合後に湿式又は乾式で行ってもよい。湿式で行う場合は、上記重合工程で例示した、懸濁安定剤及び界面活性剤の存在下で行ってもよい。発泡剤の含浸温度は、60〜120℃が好ましい。60℃より低いと、樹脂粒子に発泡剤を含浸させるのに要する時間が長くなって生産効率が低下することがある。また、120℃より高いと、樹脂粒子同士が融着して結合粒が発生することがある。より好ましい含浸温度は70〜110℃である。
(Iii) Foaming agent impregnation step The foamable particles can be obtained by impregnating the above styrene resin particles with a foaming agent.
The impregnation may be performed wet simultaneously with the polymerization, or may be performed wet or dry after the polymerization. When it is carried out in a wet manner, it may be carried out in the presence of a suspension stabilizer and a surfactant exemplified in the polymerization step. The impregnation temperature of the foaming agent is preferably 60 to 120 ° C. When the temperature is lower than 60 ° C., the time required for impregnating the resin particles with the foaming agent becomes long, and the production efficiency may decrease. On the other hand, when the temperature is higher than 120 ° C., the resin particles may be fused to generate bonded particles. A more preferable impregnation temperature is 70 to 110 ° C.
含浸させる発泡剤の量は、重合によって得られるスチレン系樹脂100質量部に対して、2〜12質量部の範囲であることが好ましい。2質量部より少ないと、発泡性粒子から所望の密度の発泡成形体を得られないことがある。加えて、型内発泡成形時の二次発泡力を高める効果が小さくなるために、発泡成形体の外観が良好とならないことがある。12質量部より多いと、発泡成形体の製造工程における冷却工程に要する時間が長くなって生産性が低下することがある。より好ましい含有量は3〜10質量部であり、更に好ましい含有量は4〜9質量部であり、最も好ましい含有量は5〜8質量部である。なお、含浸させる発泡剤の量は、発泡性粒子について記載した含有量とほぼ同程度の値となるように調整され得る。また、上述したように、発泡助剤を発泡剤と併用してもよい。発泡助剤の種類等については上述のとおりであり、添加量は当業者が適宜設定できる。 The amount of the foaming agent to be impregnated is preferably in the range of 2 to 12 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the styrene resin obtained by polymerization. When the amount is less than 2 parts by mass, a foamed molded article having a desired density may not be obtained from the expandable particles. In addition, since the effect of increasing the secondary foaming power at the time of in-mold foam molding is reduced, the appearance of the foam molded article may not be good. When the amount is more than 12 parts by mass, the time required for the cooling step in the production process of the foamed molded product may become long and the productivity may decrease. A more preferable content is 3 to 10 parts by mass, a still more preferable content is 4 to 9 parts by mass, and a most preferable content is 5 to 8 parts by mass. In addition, the quantity of the foaming agent to be impregnated can be adjusted so as to have a value almost the same as the content described for the foamable particles. Further, as described above, a foaming aid may be used in combination with a foaming agent. The types of foaming aids and the like are as described above, and the amount added can be appropriately set by those skilled in the art.
別の実施態様では、発泡性粒子は、
炭素材料とスチレン系樹脂とを溶融混練する工程と、
前記溶融混練工程で得られた溶融樹脂に発泡剤を注入する工程と、
前記発泡剤注入工程で得られた溶融樹脂を液体中に押し出し、切断し、次いで固化させる工程と
を含むスチレン系樹脂発泡性粒子の製造方法によって取得することができる。
In another embodiment, the expandable particles are
A step of melt-kneading the carbon material and the styrene resin;
Injecting a foaming agent into the molten resin obtained in the melt-kneading step;
The molten resin obtained in the blowing agent injecting step can be obtained by a method for producing styrene resin expandable particles, which includes a step of extruding, cutting, and then solidifying the molten resin obtained in a liquid.
この実施態様は、当該技術分野において代表的な発泡性粒子の製造方法の1つである溶融押出法を用いて、発泡性粒子を製造する態様である。以下、溶融押出法についてより詳細に説明するが、本実施態様は、以下に記載される条件等に限定されるものではない。 This embodiment is an embodiment in which expandable particles are produced using a melt extrusion method which is one of the typical methods for producing expandable particles in the technical field. Hereinafter, although the melt extrusion method will be described in more detail, the present embodiment is not limited to the conditions described below.
2.溶融押出法
溶融押出法は、ポリスチレンペレットを樹脂供給装置に供給し、樹脂供給装置内で溶融されたポリスチレン系樹脂に発泡剤を圧入・混練し、発泡剤を含有した溶融樹脂を樹脂供給装置先端に付設されたダイの小孔から押し出し、その後冷却して、スチレン系樹脂発泡性粒子を得る方法である。ダイの小孔から冷却用液体中に直接押し出し、押し出した直後に押出物を回転刃で切断し、切断された粒子を冷却用液体中で冷却する方法はホットカット法と呼ばれる。ダイの小孔から一旦空気中にストランド状に押し出し、ストランドが発泡する前に冷却用水槽中に導き、ストランドを冷却用水槽中で冷却した後、切断し円柱状の粒子とする方法はストランドカット法(コールドカット法)と呼ばれる。ホットカット法、ストランドカット法(コールドカット法)のいずれの方法によっても、スチレン系樹脂発泡性粒子を製造することができる。また、いずれの方法によっても、任意の量の炭素材料を容易に粒子中に含有させることができるという利点がある。また、発泡性粒子中に炭素材料を均一に含有させることができる。好ましい製造方法としてはホットカット法が挙げられる。ホットカット法によれば、ほぼ球状の発泡性粒子が得られるという利点がある。
2. Melt extrusion method In the melt extrusion method, polystyrene pellets are supplied to a resin supply device, a foaming agent is press-fitted and kneaded into the polystyrene resin melted in the resin supply device, and the molten resin containing the foaming agent is added to the tip of the resin supply device. It extrudes from the small hole of the die | dye attached to, and it cools after that, and obtains a styrene-type resin foamable particle. A method of directly extruding from a small hole of a die into a cooling liquid, cutting the extrudate with a rotary blade immediately after the extrusion, and cooling the cut particles in the cooling liquid is called a hot cut method. The strand is extruded from the small holes of the die into air in the form of strands, guided into the cooling water tank before the strands are foamed, and after the strands are cooled in the cooling water tank, they are cut into columnar particles. This is called the method (cold cut method). Styrenic resin foamable particles can be produced by any of the hot cut method and the strand cut method (cold cut method). In addition, any method has an advantage that an arbitrary amount of carbon material can be easily contained in the particles. Further, the carbon material can be uniformly contained in the expandable particles. A preferable production method includes a hot cut method. According to the hot cut method, there is an advantage that substantially spherical expandable particles can be obtained.
以下、溶融押出法のホットカット法についてより詳細に説明するが、本実施態様は、以下に記載される条件等に限定されるものではない。
(b)溶融押出法のホットカット法
この方法としては、樹脂供給装置内で溶融されたポリスチレン系樹脂に発泡剤を圧入・混練し、発泡剤を含有した溶融樹脂を樹脂供給装置先端に付設されたダイの小孔から冷却用液体中に直接押し出し、冷却用液体中に押し出した押出物を冷却用液体中にて回転刃で切断するとともに、押出物を液体との接触により冷却固化して発泡性粒子を得る方法である。
この方法では、例えば、次のような製造装置を使用し得る。即ち、樹脂供給装置としての押出機と、押出機の先端に取り付けられた多数の小孔を有するダイと、押出機内に原料を投入する原料供給ホッパーと、押出機内の溶融樹脂に発泡剤供給口を通して発泡剤を圧入する高圧ポンプと、ダイの小孔が穿設された樹脂吐出面に冷却水を接触させるように設けられ、室内に冷却水が循環供給されるカッティング室と、ダイの小孔から押し出された樹脂を切断できるようにカッティング室内に回転可能に設けられたカッター(高速回転刃)と、カッティング室から冷却水の流れに同伴して運ばれる発泡性粒子を冷却水と分離すると共に脱水乾燥して発泡性粒子を得る固液分離機能付き脱水乾燥機と、固液分離機能付き脱水乾燥機にて分離された冷却水を溜める水槽と、この水槽内の冷却水をカッティング室に送る高圧ポンプと、固液分離機能付き脱水乾燥機にて脱水乾燥された発泡性粒子を貯留する貯留容器とを備えた製造装置が挙げられる。
Hereinafter, the hot-cut method of the melt extrusion method will be described in more detail, but the present embodiment is not limited to the conditions described below.
(B) Hot cut method of melt extrusion method As this method, a foaming agent is press-fitted and kneaded into a polystyrene resin melted in a resin supply device, and a molten resin containing the foaming agent is attached to the tip of the resin supply device. The extrudate extruded into the cooling liquid directly from the small holes of the die and cut into the cooling liquid is cut with a rotating blade in the cooling liquid, and the extrudate is cooled and solidified by contact with the liquid to foam. This is a method for obtaining a conductive particle.
In this method, for example, the following manufacturing apparatus can be used. That is, an extruder as a resin supply device, a die having a large number of small holes attached to the tip of the extruder, a raw material supply hopper for charging the raw material into the extruder, and a blowing agent supply port for the molten resin in the extruder A high-pressure pump for press-fitting the foaming agent through, a cutting chamber in which cooling water is provided in contact with the resin discharge surface provided with a small hole in the die, and the cooling water is circulated and supplied into the chamber, and a small hole in the die A cutter (high-speed rotating blade) that is rotatably provided in the cutting chamber so as to cut the resin extruded from the cutting chamber, and the foaming particles carried along with the flow of cooling water from the cutting chamber are separated from the cooling water. A dehydration dryer with a solid-liquid separation function that obtains foamable particles by dehydration and drying, a water tank for storing cooling water separated by the dehydration dryer with a solid-liquid separation function, and a cooling chamber for cooling water in this water tank A high pressure pump to send, include manufacturing apparatus and a storage container for storing the dewatered dried effervescent grains at the solid-liquid separation function dehydrating dryer.
上記製造装置を使用した発泡性粒子の製造手順の一例を説明する。まず、原料のポリスチレン系樹脂及び炭素材料を原料供給ホッパーから押出機内に投入する。原料のポリスチレン系樹脂は、ペレット状や顆粒状にして事前に良く混合してから1つの原料供給ホッパーから投入してもよいし、あるいは例えば複数のロットを用いる場合は各ロット毎に供給量を調整した複数の原料供給ホッパーから投入し、押出機内でそれらを混合してもよい。また、複数のロットのリサイクル原料を組み合わせて使用する場合には、複数のロットの原料を事前に良く混合し、磁気選別や篩分け、比重選別、送風選別等の適当な選別手段により異物を除去しておくことが好ましい。炭素材料は、ポリスチレン系樹脂と予め溶融混合して作製されたマスターバッチとして押出機に投入してもよい。 An example of a procedure for producing expandable particles using the production apparatus will be described. First, raw polystyrene resin and carbon material are put into an extruder from a raw material supply hopper. The raw polystyrene resin may be mixed in advance in the form of pellets or granules and then charged from one raw material supply hopper. For example, when multiple lots are used, the supply amount for each lot may be reduced. A plurality of adjusted raw material supply hoppers may be charged and mixed in an extruder. Also, when using a combination of recycled materials from multiple lots, mix the raw materials from multiple lots in advance and remove foreign matter using appropriate sorting means such as magnetic sorting, sieving, specific gravity sorting, and air blowing sorting. It is preferable to keep it. The carbon material may be fed into the extruder as a master batch prepared by melt-mixing with a polystyrene resin in advance.
炭素材料の添加量は、スチレン系樹脂の添加量100質量部に対して、0.5〜25質量部である。添加量が0.5質量部未満である場合、断熱性を十分向上できないことがある。一方、添加量が25質量部を超える場合、気泡膜が破れることで成形性が低下して断熱性が劣ることがある。好ましい炭素材料の添加量は0.5〜15質量部であり、より好ましい炭素材料の添加量は0.5〜10質量部である。具体的な添加量としては、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、1.01、2、2.56、3、3.13、4、5、5.26、6、7、7.52、7.69、8、9、10、11、11.11、12、13、14、15、16、17、18、19、20質量部等が挙げられる。なお、添加量は、発泡性粒子について記載した含有量とほぼ同程度の値となるように調整され得る。 The addition amount of the carbon material is 0.5 to 25 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the addition amount of the styrene resin. When the addition amount is less than 0.5 parts by mass, the heat insulating property may not be sufficiently improved. On the other hand, when the addition amount exceeds 25 parts by mass, the foam film may be broken, so that the moldability may be reduced and the heat insulation may be inferior. A preferable addition amount of the carbon material is 0.5 to 15 parts by mass, and a more preferable addition amount of the carbon material is 0.5 to 10 parts by mass. Specific addition amounts include 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1, 1.01, 2, 2.56, 3, 3.13, 4, 5, 5.26, 6, 7, 7.52, 7.69, 8, 9, 10, 11, 11.11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20 parts by mass, etc. It is done. In addition, the addition amount can be adjusted so as to have a value approximately the same as the content described for the expandable particles.
押出機内に原料を供給後、ポリスチレン系樹脂を加熱溶融し、その溶融樹脂をダイ側に移送しながら、発泡剤供給口から高圧ポンプによって発泡剤を圧入して溶融樹脂に発泡剤を混合し、押出機内に必要に応じて設けられる異物除去用のスクリーンを通して、溶融物を更に混練しながら先端側に移動させ、発泡剤を添加した溶融物を押出機の先端に付設したダイの小孔から押し出す。 After supplying the raw material into the extruder, the polystyrene resin is heated and melted, and while the molten resin is transferred to the die side, the blowing agent is press-fitted with a high-pressure pump from the blowing agent supply port, and the blowing agent is mixed into the molten resin. The melt is moved to the tip side while further kneading through a foreign matter removing screen provided in the extruder as needed, and the melt added with the foaming agent is pushed out from a small hole in a die attached to the tip of the extruder. .
溶融混練によって得られた溶融樹脂への発泡剤の注入の条件は、当業者が適宜設定できる。発泡剤の添加量は、溶融樹脂100質量部に対して、2〜12質量部の範囲であることが好ましい。2質量部より少ないと、発泡性粒子から所望の密度の発泡成形体を得られないことがある。加えて、型内発泡成形時の二次発泡力を高める効果が小さくなるために、発泡成形体の外観が良好とならないことがある。12質量部より多いと、発泡成形体の製造工程における冷却工程に要する時間が長くなって生産性が低下することがある。より好ましい含有量は3〜10質量部であり、更に好ましい含有量は4〜9質量部であり、最も好ましい含有量は5〜8質量部である。なお、注入する発泡剤の量は、発泡性粒子について記載した含有量とほぼ同程度の値となるように調整され得る。また、上述したように、発泡助剤を発泡剤と併用してもよい。発泡助剤の種類については上述のとおりであり、添加する発泡助剤の量は当業者が適宜設定できる。 Those skilled in the art can appropriately set the conditions for injecting the foaming agent into the molten resin obtained by melt kneading. The addition amount of the foaming agent is preferably in the range of 2 to 12 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the molten resin. When the amount is less than 2 parts by mass, a foamed molded article having a desired density may not be obtained from the expandable particles. In addition, since the effect of increasing the secondary foaming power at the time of in-mold foam molding is reduced, the appearance of the foam molded article may not be good. When the amount is more than 12 parts by mass, the time required for the cooling step in the production process of the foamed molded product may become long and the productivity may decrease. A more preferable content is 3 to 10 parts by mass, a still more preferable content is 4 to 9 parts by mass, and a most preferable content is 5 to 8 parts by mass. In addition, the quantity of the foaming agent to inject | pour can be adjusted so that it may become a value substantially comparable as content described about the expandable particle. Further, as described above, a foaming aid may be used in combination with a foaming agent. The type of foaming aid is as described above, and the amount of foaming aid to be added can be appropriately set by those skilled in the art.
ダイの小孔が穿設された樹脂吐出面は、室内に冷却水が循環供給されるカッティング室内に配置され、かつカッティング室内には、ダイの小孔から押し出された樹脂を切断できるようにカッターが回転可能に設けられている。発泡剤添加済みの溶融物を押出機の先端に付設したダイの小孔から押し出すと、溶融物は粒状に切断され、同時に冷却水と接触して急冷され、発泡が抑えられたまま固化して発泡性粒子となる。
形成された発泡性粒子は、カッティング室から冷却水の流れに同伴して固液分離機能付き脱水乾燥機に運ばれ、ここで発泡性粒子を冷却水と分離すると共に脱水乾燥する。乾燥された発泡性粒子は、貯留容器に貯留される。
なお、難燃剤を添加する場合、添加時期は特に限定されないが、好ましくは原料と共に押出機に添加される。
A resin discharge surface with a small hole in the die is placed in a cutting chamber in which cooling water is circulated and supplied into the chamber, and a cutter is provided in the cutting chamber so that the resin extruded from the small hole in the die can be cut. Is rotatably provided. When the melted product with foaming agent added is extruded through a small hole in the die attached to the tip of the extruder, the melt is cut into granules and simultaneously cooled in contact with cooling water to solidify while suppressing foaming. It becomes an expandable particle.
The formed expandable particles are transferred from the cutting chamber along with the flow of cooling water to the dehydrating dryer with a solid-liquid separation function, where the expandable particles are separated from the cooling water and dehydrated and dried. The dried expandable particles are stored in a storage container.
In addition, when adding a flame retardant, the addition time is not particularly limited, but it is preferably added to the extruder together with the raw material.
3.その他の方法
その他の方法の例としては、溶融押出法において、発泡剤を圧入せずにスチレン系樹脂粒子を得た後、この粒子を懸濁重合法の2段法(後含浸法)により発泡剤を含浸してスチレン系樹脂発泡性粒子を製造する方法、あるいはこの粒子を種粒子として懸濁重合法のシード重合法によりスチレン系樹脂発泡性粒子を製造する方法を挙げることができる。これらの方法によっても、スチレン系樹脂発泡性粒子を製造することができる。また、いずれの方法によっても、溶融押出法により、任意の量の炭素材料を容易に粒子中に含有させることができるという利点がある。好ましい製造法としては、溶融押出法により発泡剤を含有しない粒子を得た後、この粒子を種粒子としてシード重合法によりスチレン系樹脂発泡性粒子を製造する方法が挙げられる。この方法によれば、炭素材料を高濃度(例えば20質量%)に含むポリスチレン粒子(マスターバッチ)を種粒子として用いることでき、重合阻害が生じにくいという利点があり、更に、真球状の発泡性粒子が得られるという利点がある。
3. Other methods As an example of other methods, in the melt extrusion method, after obtaining styrene resin particles without press-fitting a foaming agent, the particles are foamed by a suspension polymerization two-stage method (post-impregnation method). Examples thereof include a method of producing a styrene resin foamable particle by impregnating an agent, or a method of producing a styrene resin foamable particle by a seed polymerization method of a suspension polymerization method using this particle as a seed particle. Also by these methods, styrene resin expandable particles can be produced. In addition, any method has an advantage that an arbitrary amount of carbon material can be easily contained in the particles by the melt extrusion method. As a preferable production method, there is a method in which particles containing no foaming agent are obtained by a melt extrusion method, and then styrene resin foamable particles are produced by seed polymerization using the particles as seed particles. According to this method, polystyrene particles (masterbatch) containing a carbon material at a high concentration (for example, 20% by mass) can be used as seed particles, and there is an advantage that polymerization inhibition is unlikely to occur. There is an advantage that particles can be obtained.
(熱処理工程)
熱処理は、上記のようにして得られた発泡性粒子を、水性媒体中で特定の温度及び圧力下に置くことによって行うことができる。
熱処理温度は、40〜80℃である。熱処理温度が40℃未満の場合または80℃を超える場合のいずれにおいても、十分な断熱性を有する発泡成形体を与える発泡粒子を得難くなる。熱処理温度は、好ましくは45〜75℃、より好ましくは45〜70℃である。
(Heat treatment process)
The heat treatment can be performed by placing the expandable particles obtained as described above under a specific temperature and pressure in an aqueous medium.
The heat treatment temperature is 40 to 80 ° C. In any case where the heat treatment temperature is lower than 40 ° C. or higher than 80 ° C., it is difficult to obtain expanded particles that give a foamed molded article having sufficient heat insulation. The heat treatment temperature is preferably 45 to 75 ° C, more preferably 45 to 70 ° C.
熱処理における圧力は、好ましくは0.5MPa以上、より好ましくは0.7MPa以上、更に好ましくは1.0MPa以上である。
水性媒体は、発泡性粒子の取得工程において上記したとおりである。
The pressure in the heat treatment is preferably 0.5 MPa or more, more preferably 0.7 MPa or more, and further preferably 1.0 MPa or more.
An aqueous medium is as above-mentioned in the acquisition process of an expandable particle.
(予備発泡工程)
予備発泡は、当業者に公知の方法に従って行うことができる。例えば、熱処理した粒子を、水蒸気等を用いて所望の嵩密度に発泡させることによって行われる。
予備発泡工程を経て得られた発泡粒子は、続く発泡成形工程の前に、例えば常圧で、熟成させてもよい。発泡粒子の熟成温度は、20〜60℃が好ましい。熟成温度が低いと、発泡粒子の熟成時間が長くなることがある。一方、高いと、発泡粒子中の発泡剤が散逸して成形性が低下することがある。
(Pre-foaming process)
Pre-foaming can be performed according to methods known to those skilled in the art. For example, it is performed by foaming the heat-treated particles to a desired bulk density using water vapor or the like.
The foamed particles obtained through the preliminary foaming step may be aged, for example, at normal pressure before the subsequent foam molding step. The aging temperature of the expanded particles is preferably 20 to 60 ° C. When the aging temperature is low, the aging time of the expanded particles may be long. On the other hand, if it is high, the foaming agent in the foamed particles may dissipate and the moldability may deteriorate.
(スチレン系樹脂発泡成形体)
スチレン系樹脂発泡成形体(以下、発泡成形体)は、スチレン系樹脂と炭素材料とを含み、互いに融着した複数のスチレン系樹脂発泡粒子から構成され、大気泡及び小気泡を有する。この発泡成形体は、上記発泡粒子を発泡成形させることにより得ることができる。
発泡成形体を構成するスチレン系樹脂並びに炭素材料及びその体積抵抗率は、発泡粒子について上記したとおりである。また、大気泡、小気泡及び大気泡に対する小気泡の占有率についても、発泡粒子について上記したとおりである。
(Styrenic resin foam molding)
A styrene resin foam molded body (hereinafter referred to as a foam molded body) is composed of a plurality of styrene resin foam particles fused together and containing a styrene resin and a carbon material, and has large bubbles and small bubbles. This foam-molded product can be obtained by foam-molding the foamed particles.
The styrenic resin and the carbon material constituting the foamed molded product and the volume resistivity thereof are as described above for the foamed particles. Further, the large bubbles, the small bubbles, and the occupancy ratio of the small bubbles to the large bubbles are as described above for the expanded particles.
好ましくは、発泡成形体は、JIS Z8729−2004「色の表示方法−L*a*b*表色系」に基づく表面の色差測定において、次式:
31≦ΔE’=L*+|a*|+|b*|≦50
(式中、ΔE’は黒色度、L*は明度、a*及びb*は色座標を表す)
で示される関係式を満足する。より好ましいΔE’は、32≦ΔE’≦45であり、更に好ましいΔE’は、32≦ΔE’≦35である。ΔE’<31の場合、断熱性が低下することがある。一方、ΔE’>50の場合、断熱性が低下することがある。(1)ΔE’を小さな値にするには、より黒色に近い炭素材料を選択するか、発泡成形体中の炭素材料の含有量を多くするか、発泡成形体の密度を高くするか等によって達成できる。(2)ΔE’を大きな値にするには、より灰色に近い炭素材料を選択するか、発泡成形体中の炭素材料の含有量を少なくするか、発泡成形体の密度を低くするか等によって達成できる。具体的な黒色度の値としては、31、32、33、34、35、38、40、43、44、45、46、47、48、49、50等が挙げられる。詳細な黒色度の測定方法は、実施例に記載する。
Preferably, the foamed molded product is obtained by the following formula in the surface color difference measurement based on JIS Z8729-2004 “Color Display Method—L * a * b * Color System”:
31 ≦ ΔE ′ = L * + | a * | + | b * | ≦ 50
(Where ΔE ′ is blackness, L * is lightness, a * and b * are color coordinates)
Satisfies the relational expression indicated by. More preferable ΔE ′ is 32 ≦ ΔE ′ ≦ 45, and still more preferable ΔE ′ is 32 ≦ ΔE ′ ≦ 35. In the case of ΔE ′ <31, the heat insulating property may be lowered. On the other hand, in the case of ΔE ′> 50, the heat insulating property may be lowered. (1) In order to reduce ΔE ′, depending on whether a carbon material closer to black is selected, the content of the carbon material in the foam molded body is increased, or the density of the foam molded body is increased. Can be achieved. (2) In order to increase ΔE ′, depending on whether a carbon material closer to gray is selected, the content of the carbon material in the foam molded body is reduced, or the density of the foam molded body is reduced. Can be achieved. Specific blackness values include 31, 32, 33, 34, 35, 38, 40, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, and the like. Detailed blackness measurement methods are described in the Examples.
発泡成形体は、更に難燃剤を含んでいてもよい。難燃剤としては、上記したものと同じものを用いることができるが、テトラブロモシクロオクタン又はテトラブロモビスフェノールA−ビス(2,3−ジブロモ−2−メチルプロピルエーテル)が特に好ましい。難燃剤の含有量は、発泡成形体100質量部に対して0.5〜10質量部、好ましくは2〜8質量部である。具体的な難燃剤の含有量の値としては、0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10質量部等が挙げられる。 The foamed molded product may further contain a flame retardant. As the flame retardant, the same ones as described above can be used, but tetrabromocyclooctane or tetrabromobisphenol A-bis (2,3-dibromo-2-methylpropyl ether) is particularly preferable. Content of a flame retardant is 0.5-10 mass parts with respect to 100 mass parts of foaming moldings, Preferably it is 2-8 mass parts. Specific values of the flame retardant content include 0.5, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 parts by mass, and the like.
好ましくは、発泡成形体は、スチレン系単量体、エチルベンゼン、イソプロピルベンゼン、ノルマルプロピルベンゼン、キシレン、トルエン、ベンゼンからなる芳香族有機化合物の含有総量が2000ppm未満である居住空間用断熱材である。前記芳香族有機化合物の含有総量が2000ppm未満であれば、近年要望されているシックハウス症候群への対応が可能となり、より快適な居住空間を提供することができる。より好ましくは1750ppm以下であり、更に好ましくは1500ppm以下であり、最も好ましくは500ppm以下であり、極めて好ましくは300ppm以下である。原料であるポリスチレン系樹脂として、スチレン系単量体、エチルベンゼン、イソプロピルベンゼン、ノルマルプロピルベンゼン、キシレン、トルエン、ベンゼンからなる芳香族有機化合物の含有量が低い樹脂原料を選択することで、製造工程中で前記芳香族有機化合物を混入させることなくスチレン系樹脂発泡性粒子、発泡粒子、発泡成形体及び居住空間用断熱材を得ることができる。同じスチレン系樹脂発泡性粒子から得られた発泡粒子、発泡成形体及び居住空間用断熱材であれば、前記芳香族有機化合物の含有総量は同程度の値となる。前記芳香族有機化合物の含有総量が2000ppm未満のスチレン系樹脂発泡性粒子は、居住空間用断熱材製造用に好適である。また、前記芳香族有機化合物の含有総量が少ないスチレン系樹脂発泡性粒子を得る製造方法としては、溶融押出法が好ましい。詳細な芳香族有機化合物の含有総量の測定方法は、実施例に記載する。 Preferably, the foam-molded article is a heat insulating material for a living space in which the total content of aromatic organic compounds composed of a styrene monomer, ethylbenzene, isopropylbenzene, normal propylbenzene, xylene, toluene, and benzene is less than 2000 ppm. If the total content of the aromatic organic compound is less than 2000 ppm, it is possible to cope with sick house syndrome, which has been recently requested, and to provide a more comfortable living space. More preferably, it is 1750 ppm or less, More preferably, it is 1500 ppm or less, Most preferably, it is 500 ppm or less, Most preferably, it is 300 ppm or less. By selecting a resin raw material with a low content of aromatic organic compounds consisting of styrene monomer, ethylbenzene, isopropylbenzene, normal propylbenzene, xylene, toluene, and benzene as the raw material polystyrene resin, Thus, it is possible to obtain styrene resin foamable particles, foamed particles, foamed molded products, and heat insulating materials for living spaces without mixing the aromatic organic compound. In the case of foamed particles, foamed molded products, and heat insulating materials for living spaces obtained from the same styrenic resin foamable particles, the total content of the aromatic organic compounds is a comparable value. Styrenic resin expandable particles having a total content of the aromatic organic compound of less than 2000 ppm are suitable for producing a heat insulating material for living spaces. In addition, a melt extrusion method is preferable as a production method for obtaining styrene resin expandable particles having a small total content of the aromatic organic compound. Detailed methods for measuring the total content of aromatic organic compounds are described in the Examples.
発泡成形体は、0.010〜0.400g/cm3の密度を有することが好ましい。密度が0.400g/cm3より大きい場合、軽量性が低下することがある。密度が0.010g/cm3より小さい場合、断熱性能及び機械的強度が低下することがある。より好ましい密度は0.011〜0.100g/cm3であり、より一層好ましい密度は0.012〜0.04g/cm3であり、更に好ましい密度は0.0125〜0.033g/cm3であり、最も好ましい密度は0.015〜0.030g/cm3である。具体的な嵩密度の値としては、0.009、0.010、0.011、0.012、0.0125、0.013、0.014、0.015、0.02、0.03、0.033、0.035、0.04、0.1、0.2、0.3、0.4g/cm3等であり得る。 The foamed molded body preferably has a density of 0.010 to 0.400 g / cm 3 . If the density is greater than 0.400 g / cm 3 , the lightness may be reduced. When the density is less than 0.010 g / cm 3 , the heat insulating performance and mechanical strength may be lowered. A more preferable density is 0.011 to 0.100 g / cm 3 , an even more preferable density is 0.012 to 0.04 g / cm 3 , and a still more preferable density is 0.0125 to 0.033 g / cm 3 . The most preferable density is 0.015 to 0.030 g / cm 3 . Specific bulk density values are 0.009, 0.010, 0.011, 0.012, 0.0125, 0.013, 0.014, 0.015, 0.02, 0.03, It may be 0.033, 0.035, 0.04, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4 g / cm 3 or the like.
発泡成形体は、0.034W/mk以下の熱伝導率を示すことが好ましい。熱伝導率が0.034W/mkを超える場合、十分な断熱性を有する発泡成形体を提供できないことがある。より好ましい熱伝導率は0.033W/mk以下であり、更に好ましい熱伝導率は0.032W/mk以下である。具体的な熱伝導率の値としては、0.034、0.0339、0.0338、0.0337、0.0336、0.0335、0.0334、0.0333、0.0332、0.0331、0.033、0.0329、0.0328、0.0327、0.0326、0.0325、0.0324、0.0323、0.0322、0.0321、0.032、0.0319、0.0318、0.0317、0.0316、0.0315、0.0314、0.0313、0.0312、0.0311、0.031、0.0309、0.0308、0.0307、0.0306、0.0305、0.0304、0.0303、0.0302、0.0301、0.030等が挙げられる。 The foamed molded article preferably exhibits a thermal conductivity of 0.034 W / mk or less. When the thermal conductivity exceeds 0.034 W / mk, it may not be possible to provide a foamed molded article having sufficient heat insulation. More preferable thermal conductivity is 0.033 W / mk or less, and still more preferable thermal conductivity is 0.032 W / mk or less. Specific values of thermal conductivity are 0.034, 0.0339, 0.0338, 0.0337, 0.0336, 0.0335, 0.0334, 0.0333, 0.0332, 0.0331. 0.033, 0.0329, 0.0328, 0.0327, 0.0326, 0.0325, 0.0324, 0.0323, 0.0322, 0.0321, 0.032, 0.0319, 0 0.0318, 0.0317, 0.0316, 0.0315, 0.0314, 0.0313, 0.0312, 0.0311, 0.031, 0.0309, 0.0308, 0.0307, 0.0306 , 0.0305, 0.0304, 0.0303, 0.0302, 0.0301, 0.030, and the like.
発泡成形体は、0.5g/100cm2未満の吸水量を示すことが好ましい。吸水量が0.5g/100cm2を超える場合、断熱性が低下することがある。より好ましい吸水量は0.4g/100cm2未満であり、更に好ましい吸水量は0.3g/100cm2未満であり、より一層好ましい吸水量は0.2g/100cm2未満である。具体的な吸水量の値としては、0.5、0.45、0.4、0.35、0.3、0.25、0.2、0.15、0.1、0.05等が挙げられる。 The foamed molded product preferably exhibits a water absorption of less than 0.5 g / 100 cm 2 . When the amount of water absorption exceeds 0.5 g / 100 cm 2 , the heat insulating property may be lowered. More preferable water absorption is less than 0.4 g / 100 cm 2 , still more preferable water absorption is less than 0.3 g / 100 cm 2 , and even more preferable water absorption is less than 0.2 g / 100 cm 2 . Specific water absorption values include 0.5, 0.45, 0.4, 0.35, 0.3, 0.25, 0.2, 0.15, 0.1, 0.05, etc. Is mentioned.
好ましくは、発泡成形体は、透過法赤外線分析で得られる波数1000cm-1での吸光度Aと波数500cm-1での吸光度Bにおいて、0.8〜2.0の比A/Bを示す。吸光度比A/B<0.8の場合又は吸光度比A/B>2.0の場合、十分な断熱性が得られないことがある。(1)吸光度比A/Bを小さな値にするには、炭素材料の添加量を増やすこと等によって達成できる。(2)吸光度比A/Bを大きな値にするには、炭素材料の添加量を増やすことや、気泡径を小さくすること等によって達成できる。より好ましい吸光度比A/Bは、0.81〜1.80であり、更に好ましい吸光度比A/Bは0.82〜1.75である。具体的な吸光度比A/Bの値としては、0.8、0.81、0.82、0.83、0.84、0.85、0.9、0.95、1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.75、1.76、1.77、1.78、1.79、1.8、1.85、1.9、1.95、2.0等が挙げられる。 Preferably, the foamed molded article exhibits a ratio A / B of 0.8 to 2.0 in absorbance A at a wave number of 1000 cm −1 and absorbance B at a wave number of 500 cm −1 obtained by transmission infrared analysis. When the absorbance ratio A / B <0.8 or when the absorbance ratio A / B> 2.0, sufficient heat insulation may not be obtained. (1) The absorbance ratio A / B can be reduced by increasing the amount of carbon material added. (2) Increasing the absorbance ratio A / B can be achieved by increasing the amount of carbon material added, reducing the bubble diameter, or the like. A more preferred absorbance ratio A / B is 0.81 to 1.80, and a further preferred absorbance ratio A / B is 0.82 to 1.75. Specific values of the absorbance ratio A / B are 0.8, 0.81, 0.82, 0.83, 0.84, 0.85, 0.9, 0.95, 1.0, 1 .1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6, 1.7, 1.75, 1.76, 1.77, 1.78, 1.79, 1.8 1.85, 1.9, 1.95, 2.0 and the like.
吸光度Aとは、透過法赤外線分析で得られる波数1000cm-1での吸光度を意味する。好ましい吸光度Aは、0.8以上である。吸光度Aが0.8未満である場合、断熱性が劣る。より好ましい吸光度Aは0.95以上である。具体的な吸光度Aの値としては、0.8、0.81、0.82、0.83、0.84、0.85、0.86、0.87、0.88、0.89、0.9、0.91、0.92、0.93、0.94、0.95、0.96、0.97、0.98、0.99等が挙げられる。 Absorbance A means the absorbance at a wave number of 1000 cm −1 obtained by transmission infrared analysis. The preferred absorbance A is 0.8 or more. When the absorbance A is less than 0.8, the heat insulation is poor. More preferable absorbance A is 0.95 or more. Specific values of absorbance A include 0.8, 0.81, 0.82, 0.83, 0.84, 0.85, 0.86, 0.87, 0.88, 0.89, 0.9, 0.91, 0.92, 0.93, 0.94, 0.95, 0.96, 0.97, 0.98, 0.99 and the like.
また、吸光度Bとは、透過法赤外線分析で得られる波数500cm-1での吸光度を意味する。好ましい吸光度Bは、0.5以上である。吸光度Bが0.5未満である場合、断熱性が低下する。より好ましい吸光度Bは0.55以上である。具体的な吸光度Bの値としては、0.5、0.51、0.52、0.53、0.54、0.55、0.56、0.57、0.58、0.59、0.6、0.65、0.7等が挙げられる。
詳細な吸光度A及びBの測定方法は、実施例に記載する。
Further, the absorbance B means the absorbance at a wave number of 500 cm −1 obtained by transmission infrared analysis. The preferred absorbance B is 0.5 or more. When the absorbance B is less than 0.5, the heat insulating property is lowered. More preferable absorbance B is 0.55 or more. Specific values of absorbance B include 0.5, 0.51, 0.52, 0.53, 0.54, 0.55, 0.56, 0.57, 0.58, 0.59, 0.6, 0.65, 0.7 and the like.
Detailed methods for measuring absorbances A and B are described in the Examples.
発泡成形体は、例えば、発泡粒子を多数の小孔を有する閉鎖金型内に充填し、熱媒体(例えば、加圧水蒸気等)で加熱発泡させ、発泡粒子間の空隙を埋めると共に、発泡粒子を相互に融着させることにより一体化させることで、製造できる。その際、発泡成形体の密度は、例えば、金型内への予備発泡粒子の充填量を調整する等して調製できる。
加熱発泡は、例えば、110〜150℃の熱媒体で5〜50秒加熱することにより行うことができる。この条件であれば、発泡粒子相互の良好な融着性を確保できる。より好ましくは、加熱発泡成形は、成形蒸気圧(ゲージ圧)0.06〜0.08MPa、90〜120℃の熱媒体(例えば、水蒸気)で、10〜50秒加熱することにより行うことができる。
For example, the foamed molded body is filled with foamed particles in a closed mold having a large number of small holes, heated and foamed with a heat medium (for example, pressurized water vapor) to fill the voids between the foamed particles, and It can manufacture by fusing together and integrating. At that time, the density of the foamed molded product can be adjusted, for example, by adjusting the filling amount of the pre-expanded particles in the mold.
Heating foaming can be performed, for example, by heating for 5 to 50 seconds with a heat medium of 110 to 150 ° C. Under these conditions, good fusing property between the expanded particles can be secured. More preferably, the heat-foaming molding can be performed by heating for 10 to 50 seconds with a heating medium (for example, water vapor) at a molding vapor pressure (gauge pressure) of 0.06 to 0.08 MPa and 90 to 120 ° C. .
発泡成形体は、断熱性の要求される各種用途に使用できる。例えば、壁用断熱材、床用断熱材、屋根用断熱材、自動車用断熱材、温水タンク用保温材、配管用保温材、ソーラーシステム用保温材、給湯器用保温材、食品や工業製品等の容器、魚や農産物等の梱包材、盛土材、畳の芯材等に使用できる。発泡成形体は、これら使用用途に応じた形状をとり得る。特に、壁用断熱材、床用断熱材、屋根用断熱材、自動車用断熱材等の居住空間用断熱材として好適に使用できる。 The foamed molded product can be used for various applications that require heat insulation. For example, wall insulation, floor insulation, roof insulation, automotive insulation, warm water tank insulation, piping insulation, solar system insulation, water heater insulation, food and industrial products, etc. It can be used for containers, packing materials for fish and agricultural products, embankment materials, tatami core materials, etc. The foamed molded product can take a shape corresponding to the intended use. In particular, it can be suitably used as a heat insulating material for living spaces such as a heat insulating material for walls, a heat insulating material for floors, a heat insulating material for roofs, and a heat insulating material for automobiles.
次に実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
<ポリエチレン系樹脂を用いて測定した炭素材料の体積抵抗率>
ここでの体積抵抗率は、原料の炭素材料を、あるいは原料の炭素材料がマスターバッチ、発泡性粒子、発泡粒子、発泡成形体中に添加されている場合には、マスターバッチ、発泡性粒子、発泡粒子、発泡成形体中のスチレン系樹脂を有機溶剤としてのトルエンにより除去することで取り出した炭素材料を、ポリエチレン系樹脂と溶融混錬し(炭素材料:ポリエチレン系樹脂=1:4(質量比))、混錬物の板状成形体の表面を測定した値を意味する。
具体的には、ポリエチレン系樹脂と炭素材料を押出機を用いて十分に溶融混錬し、フィルム状に成形したものを、JIS K6911:1995「熱硬化性プラスチック一般試験方法」記載の方法により測定する。即ち、試験装置(アドバンテスト社製デジタル超高抵抗/微少電流計R8340及びレジスティビティ・チェンバR12702A)を使用し、試料サンプルに、約30Nの荷重にて電極を圧着させ500Vで1分間充電後の抵抗値を測定し、次式により算出する。試料サンプルは、幅100×長さ100×原厚み(10以下)mmとする。温度20±2℃、湿度65±5%で24時間以上状態調節後、試験環境として温度20±2℃、湿度65±5%で測定を行う。試験片の数は5個とし、その平均値を炭素材料の体積抵抗率(Ω・cm)とする。
ρv=(πd2/4t)×Rv
ρv:体積抵抗率(Ω・cm)
d:表面電極の内円の外径(cm)
t:試験片の厚さ(cm)
Rv:体積抵抗(Ω)
EXAMPLES Next, although an Example is given and this invention is demonstrated in more detail, this invention is not limited to these.
<Volume resistivity of carbon material measured using polyethylene resin>
Volume resistivity here is the raw material carbon material, or when the raw material carbon material is added to the masterbatch, expandable particles, expanded particles, and foamed molded product, the masterbatch, expandable particles, The carbon material taken out by removing the styrene resin in the foamed particles and the foamed molded article with toluene as an organic solvent was melt kneaded with the polyethylene resin (carbon material: polyethylene resin = 1: 4 (mass ratio). )), The value obtained by measuring the surface of the kneaded product.
Specifically, a polyethylene resin and a carbon material that are sufficiently melt-kneaded using an extruder and formed into a film shape are measured by the method described in JIS K6911: 1995 “General Test Method for Thermosetting Plastics”. To do. That is, using a test apparatus (advantest digital ultra-high resistance / microammeter R8340 and resiliency chamber R12702A), an electrode is crimped to a sample sample with a load of about 30 N, and the resistance after charging at 500 V for 1 minute. The value is measured and calculated by the following formula. The sample sample has a width of 100 × length of 100 × original thickness (10 or less) mm. After conditioning for 24 hours or more at a temperature of 20 ± 2 ° C. and a humidity of 65 ± 5%, the test environment is measured at a temperature of 20 ± 2 ° C. and a humidity of 65 ± 5%. The number of test pieces is five, and the average value is the volume resistivity (Ω · cm) of the carbon material.
ρv = (πd 2 / 4t) × Rv
ρv: Volume resistivity (Ω · cm)
d: outer diameter of inner circle of surface electrode (cm)
t: thickness of test specimen (cm)
Rv: Volume resistance (Ω)
<ポリスチレン系樹脂を用いて測定した炭素材料の体積抵抗率>
ここでの体積抵抗率は、原料の炭素材料を、あるいは原料の炭素材料がマスターバッチ、発泡性粒子、発泡粒子、発泡成形体中に添加されている場合には、マスターバッチ、発泡性粒子、発泡粒子、発泡成形体中のスチレン系樹脂を有機溶剤としてのトルエンにより除去することで取り出した炭素材料を、ポリスチレン系樹脂と溶融混錬し(炭素材料:ポリスチレン系樹脂=1:4(質量比))、混錬物の板状成形体の表面を測定した値を意味する。
具体的には、炭素材料とポリスチレン系樹脂の混錬物(炭素材料:ポリスチレン系樹脂=1:4(質量比))の板状成形体を、導電性プラスチックの4探針法による抵抗率試験方法(JIS K7194)に準拠して測定を行う。試験装置は三菱化学社製低抵抗率計ロレスターGP MCP−T600を使用し、試料サンプルは、幅80×長さ50×原厚み(20以下)mmとする。試料サンプルは、温度20±2℃、湿度65±5%で24時間以上状態調節後、試験環境として温度20±2℃、湿度65±5%で測定を行う。体積抵抗率は試料サンプル表面のJIS K 7194に準ずる測定位置5点の抵抗値を測定し、次式により算出する。その平均値を炭素材料の体積抵抗率(Ω・cm)とする。
ρv=V/I×RCF×t
ρv:体積抵抗率(Ω・cm)
V/I:抵抗(Ω)
RCF:測定位置および試料厚みによる補正係数
t:試験片の厚さ(cm)
<Volume resistivity of carbon material measured using polystyrene resin>
Volume resistivity here is the raw material carbon material, or when the raw material carbon material is added to the masterbatch, expandable particles, expanded particles, and foamed molded product, the masterbatch, expandable particles, The carbon material taken out by removing the styrene resin in the foamed particles and the foamed molded article with toluene as an organic solvent was melt kneaded with the polystyrene resin (carbon material: polystyrene resin = 1: 4 (mass ratio). )), The value obtained by measuring the surface of the kneaded product.
Specifically, a resistivity test using a four-probe method of conductive plastic is performed on a plate-like molded body of a kneaded product of carbon material and polystyrene resin (carbon material: polystyrene resin = 1: 4 (mass ratio)). Measurement is performed in accordance with the method (JIS K7194). The test apparatus uses a low resistivity meter Lorester GP MCP-T600 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, and the sample sample has a width of 80 × length of 50 × original thickness (20 or less) mm. The sample sample is conditioned at a temperature of 20 ± 2 ° C. and a humidity of 65 ± 5% for 24 hours or more, and then measured as a test environment at a temperature of 20 ± 2 ° C. and a humidity of 65 ± 5%. The volume resistivity is calculated from the following equation by measuring the resistance values at five measurement positions according to JIS K 7194 on the surface of the sample. The average value is defined as the volume resistivity (Ω · cm) of the carbon material.
ρv = V / I × RCF × t
ρv: Volume resistivity (Ω · cm)
V / I: Resistance (Ω)
RCF: Correction coefficient depending on measurement position and sample thickness t: Test piece thickness (cm)
<重量平均分子量>
重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用いて測定したポリスチレン(PS)換算平均分子量を意味する。具体的には、試料3mgをテトラヒドロフラン(THF)10mLにて72時間静置して溶解させ(完全溶解)、得られた溶液を倉敷紡績社製の非水系0.45μmのクロマトディスク(13N)で濾過して測定する。予め測定し作成しておいた標準ポリスチレンの検量線から試料の平均分子量を求める。またクロマトグラフの条件は下記の通りとする。
<Weight average molecular weight>
A weight average molecular weight means the polystyrene (PS) conversion average molecular weight measured using gel permeation chromatography (GPC). Specifically, 3 mg of the sample was allowed to stand and dissolved in 10 mL of tetrahydrofuran (THF) for 72 hours (complete dissolution), and the resulting solution was subjected to a non-aqueous 0.45 μm chromatodisc (13N) manufactured by Kurashiki Boseki Co., Ltd. Filter and measure. The average molecular weight of the sample is determined from a standard polystyrene calibration curve measured and prepared in advance. The chromatographic conditions are as follows.
(測定条件)
使用装置:高速GPC装置:東ソー社製HLC−8320GPC EcoSECシステム(RI検出器内蔵)
ガードカラム:東ソー社製TSKguardcolumn SuperHZ−H(4.6mmID×2cmL)×1本
カラム:東ソー社製TSKgel SuperHZM−H(4.6mmI.D×15cmL)×2本
カラム温度:40℃
システム温度:40℃
移動相:テトラヒドロフラン
移動相流量:試料側0.175mL/分、リファレンス側0.175mL/分
検出器:RI検出器
試料濃度:0.3g/L
注入量:50μL
測定時間:0−25分
ランタイム:25分
サンプリングピッチ:200msec
(Measurement condition)
Equipment used: High-speed GPC equipment: HLC-8320GPC EcoSEC system manufactured by Tosoh Corporation (with built-in RI detector)
Guard column: Tosoh TSKguardcolumn SuperHZ-H (4.6 mm ID × 2 cmL) × 1 Column: Tosoh TSKgel SuperHZM-H (4.6 mm ID × 15 cmL) × 2 Column temperature: 40 ° C.
System temperature: 40 ° C
Mobile phase: Tetrahydrofuran mobile phase Flow rate: 0.175 mL / min on the sample side, 0.175 mL / min on the reference side Detector: RI detector Sample concentration: 0.3 g / L
Injection volume: 50 μL
Measurement time: 0-25 minutes Runtime: 25 minutes Sampling pitch: 200 msec
(検量線の作成)
検量線用標準ポリスチレン試料としては、東ソー社製商品名「TSKstandard POLYSTYRENE」の重量平均分子量が、5,480,000、3,840,000、355,000、102,000、37,900、9,100、2,630、500のものと、昭和電工社製商品名「Shodex STANDARD」の重量平均分子量が1,030,000である標準ポリスチレン試料を用いる。
(Create a calibration curve)
As a standard polystyrene sample for a calibration curve, the weight average molecular weight of the trade name “TSK standard POLYSTYRENE” manufactured by Tosoh Corporation is 5,480,000, 3,840,000, 355,000, 102,000, 37,900, 9, Standard polystyrene samples having a weight average molecular weight of 1,3030,000 are 100, 2,630, and 500 and a trade name “Shodex STANDARD” manufactured by Showa Denko KK.
検量線の作成方法は以下の通りである。上記検量線用標準ポリスチレン試料をグループA(重量平均分子量が1,030,000のもの)、グループB(重量平均分子量が3,840,000、102,000、9,100、500)及びグループC(重量平均分子量が5,480,000、355,000、37,900、2,630)にグループ分けする。グループAを5mg秤量した後にテトラヒドロフラン20mLに溶解し、グループBも各々5mg〜10mg秤量した後にテトラヒドロフラン50mLに溶解し、グループCも各々1mg〜5mg秤量した後にテトラヒドロフラン40mLに溶解する。標準ポリスチレン検量線は作成したA、B及びC溶液を50μLを注入して測定後に得られた保持時間から較正曲線(三次式)をHLC−8320GPC専用データ解析プログラムGPCワークステーション(EcoSEC−WS)にて作成することにより得られ、その検量線を用いて測定する。 The method of creating a calibration curve is as follows. The above standard polystyrene samples for calibration curves are group A (with a weight average molecular weight of 1,030,000), group B (weight average molecular weights of 3,840,000, 102,000, 9,100, 500) and group C. (The weight average molecular weight is 5,480,000, 355,000, 37,900, 2,630). Group A is weighed 5 mg and then dissolved in 20 mL of tetrahydrofuran, Group B is also weighed 5 to 10 mg each and then dissolved in 50 mL of tetrahydrofuran, and Group C is also weighed 1 to 5 mg each and then dissolved in 40 mL of tetrahydrofuran. The standard polystyrene calibration curve was prepared by injecting 50 μL of the prepared A, B, and C solutions. From the retention time obtained after measurement, a calibration curve (tertiary equation) was transferred to the HLC-8320GPC dedicated data analysis program GPC workstation (EcoSEC-WS). The measurement curve is obtained by using the calibration curve.
<平均一次粒子径の測定方法>
カッターナイフを用いて発泡性粒子の粒子中央を、発泡粒子、発泡成形体については表皮部分を切り出し測定用試料とする。切り出した試料を、クライオ用試料台に接着剤で固定後、ウルトラミクロトーム(ライカマイクロシステムズ社製、LEICA ULTRACUT UCT)及び凍結切片作製システム(ライカマイクロシステムズ社製、LEICA EM FCS)を用いて超薄切片(厚み90nm)を作製する。次いで、透過型電子顕微鏡(日立ハイテクノロジーズ社製、H−7600)を用いて、超薄切片の写真撮影(撮影倍数:5万倍)を行う。1試料につき少なくとも200個の炭素材料を撮影し、各粒子の直径を測定し、それらの平均値を算出する。なお、測定場所は一次粒子として外縁が欠けることなくはっきりと認識可能な部分を測定することが望ましい。
<Measurement method of average primary particle size>
Using a cutter knife, the center of the expandable particles is cut out, and the skin portion of the expanded particles and the expanded molded body is cut out as a measurement sample. After the cut sample is fixed to the cryosample table with an adhesive, it is ultrathin using an ultramicrotome (LEICA ULTRACUT UCT manufactured by Leica Microsystems) and a frozen section preparation system (LEICA EM FCS manufactured by Leica Microsystems). A section (thickness 90 nm) is prepared. Next, using a transmission electron microscope (H-7600, manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation), an ultrathin section is photographed (photographing magnification: 50,000 times). At least 200 carbon materials are photographed per sample, the diameter of each particle is measured, and the average value thereof is calculated. In addition, it is desirable to measure the part which can be recognized clearly as a primary particle, without an outer edge missing.
<樹脂中の炭素材料量の測定方法>
樹脂中の炭素材料量は、示差熱熱重量同時測定装置TG/DTA6200型(エスアイアイナノテクノロジー社製)を用いて測定する。例えば、樹脂中に発泡剤や有機溶剤が含有されている発泡性粒子、発泡粒子、発泡成形体等の場合は、120℃の恒温槽中で2時間静置することで、樹脂中の発泡剤や有機溶剤を除去したものを測定サンプルとする。サンプルは白金製測定容器の底に隙間のないよう試料を約15mg充填して、アルミナを基準物質として測定する。温度条件としては、速度10℃/min、窒素ガス流量230mL/minで30℃から520℃まで昇温後、速度10℃/min、Air流量160mL/minで520℃から800℃まで昇温させる。TG曲線(縦軸:TG(%),横軸:温度(℃))を得、それに基づいて520℃から800℃昇温時の試料重量の減量分を算出し、炭素材料量w(質量%)とする。
このときの炭素材料とスチレン系樹脂の質量比は、以下の関係となる。
炭素材料:スチレン系樹脂=1:(100/w−1)
w:測定結果より得られる炭素材料の質量%の値
また、同じスチレン系樹脂発泡性粒子から得られた発泡粒子、発泡成形体及び居住空間用断熱材であれば、炭素材料とスチレン系樹脂の質量比は同程度の値となる。
<Measurement method of amount of carbon material in resin>
The amount of carbon material in the resin is measured using a differential thermothermal gravimetric simultaneous measurement apparatus TG / DTA6200 (manufactured by SII Nano Technology). For example, in the case of foamable particles, foamed particles, foamed molded products, etc. containing a foaming agent or an organic solvent in the resin, the foaming agent in the resin can be left in a constant temperature bath at 120 ° C. for 2 hours. Samples from which organic solvents have been removed are used as measurement samples. About 15 mg of the sample is filled so that there is no gap at the bottom of the platinum measurement container, and the measurement is performed using alumina as a reference material. As temperature conditions, the temperature is raised from 30 ° C. to 520 ° C. at a rate of 10 ° C./min and a nitrogen gas flow rate of 230 mL / min, and then raised from 520 ° C. to 800 ° C. at a rate of 10 ° C./min and an Air flow rate of 160 mL / min. A TG curve (vertical axis: TG (%), horizontal axis: temperature (° C)) is obtained, and based on this, the weight loss of the sample when the temperature is raised from 520 ° C to 800 ° C is calculated, and the carbon material amount w (mass%) ).
At this time, the mass ratio between the carbon material and the styrene resin has the following relationship.
Carbon material: Styrenic resin = 1: (100 / w-1)
w: The value of mass% of the carbon material obtained from the measurement result In addition, if the foamed particles, the foamed molded product, and the heat insulating material for living space obtained from the same styrenic resin foamable particles, the carbon material and the styrenic resin The mass ratio is a similar value.
<発泡粒子の嵩密度>
発泡粒子の嵩密度は、JIS K6911:1995年「熱硬化性プラスチック一般試験方法」に準拠して測定する。具体的は、まず、発泡粒子を測定試料としてWg採取し、この測定試料をメスシリンダー内に自然落下させる。メスシリンダー内に落下させた測定試料の体積Vcm3をJIS K6911に準拠した見掛け密度測定器を用いて測定する。Wg及びVcm3を下記式に代入することで、発泡粒子の嵩密度を算出する。
発泡粒子の嵩密度(g/cm3)=測定試料の質量(W)/測定試料の体積(V)
<Bulk density of expanded particles>
The bulk density of the expanded particles is measured according to JIS K6911: 1995 “General Test Method for Thermosetting Plastics”. Specifically, first, Wg is collected using the expanded particles as a measurement sample, and the measurement sample is naturally dropped into a measuring cylinder. The volume Vcm 3 of the measurement sample dropped into the graduated cylinder is measured using an apparent density measuring instrument based on JIS K6911. By substituting Wg and Vcm 3 into the following formula, the bulk density of the expanded particles is calculated.
Bulk density of expanded particles (g / cm 3 ) = mass of measurement sample (W) / volume of measurement sample (V)
<発泡成形体の密度>
発泡成形体(成形後、40℃で20時間以上乾燥させたもの)から切り出した試験片(例75×300×30mm)の質量(a)と体積(b)をそれぞれ有効数字3桁以上になるように測定し、式(a)/(b)により発泡成形体の密度(g/cm3)を求める。
<Density of foam molding>
The mass (a) and volume (b) of a test piece (example 75 × 300 × 30 mm) cut out from a foamed molded product (after being molded and dried at 40 ° C. for 20 hours or more) each have three or more significant figures. Then, the density (g / cm 3 ) of the foamed molded product is obtained by the formula (a) / (b).
<大気泡又は小気泡の気泡径>
発泡粒子又は発泡成形体の切断面の気泡径は下記の要領で測定されたものをいう。まず、発泡粒子の中央部又は発泡成形体を切断する。そして、切断面を走査型電子顕微鏡(日本電気社製JSM−6360LV)を用いて50倍に拡大し、撮影し、拡大写真を得る。次に、拡大写真上に表れた気泡のうち測定しようとする気泡を特定し、この特定した気泡の長径距離と短径距離を測定しこれらの平均値から気泡径距離を算出する、気泡径距離を写真の拡大倍率で除したものを特定した気泡の気泡径とする。
<Bubble diameter of large bubbles or small bubbles>
The cell diameter of the cut surface of the expanded particle or the expanded molded product is measured in the following manner. First, the center part of the expanded particles or the expanded molded body is cut. Then, the cut surface is magnified 50 times using a scanning electron microscope (JSM-6360LV manufactured by NEC Corporation) and photographed to obtain an enlarged photograph. Next, the bubble to be measured is identified from the bubbles that appear on the enlarged photograph, the major diameter distance and the minor diameter distance of the identified bubbles are measured, and the bubble diameter distance is calculated from the average value thereof. Is the bubble diameter of the specified bubble divided by the magnification of the photograph.
<気泡の占有率>
発泡粒子又は発泡成形体の切断面において、断面積に対する測定対象となる気泡の合計面積の比率(気泡の占有率)は下記の要領で測定されたものをいう。前記拡大写真上に表れた気泡において、測定対象となる気泡を黒く塗りつぶした面積の合計、即ち、測定対象となる気泡の占める合計面積を求める。ここで黒く塗りつぶした面積の合計は、例えば、タマヤ計測システム社から商品名「PLANIX5000」にて市販されている測定機器を用いて算出することができる。
そして、断面積に対する、気泡径0.15mm以下の小気泡の合計面積が占める比率(小気泡の占有率)は、下記式により算出される。
(断面積に対する小気泡の合計面積が占める比率〔%〕)
=100×小気泡の合計面積/断面積
同様に、断面積に対する、気泡径0.2〜1mmの大気泡の合計面積が占める比率(大気泡の占有率)は、下記式により算出される。
(断面積に対する大気泡の合計面積が占める比率〔%〕)
=100×大気泡の合計面積/断面積
<Occupancy rate of bubbles>
The ratio of the total area of the bubbles to be measured with respect to the cross-sectional area (the occupancy ratio of the bubbles) on the cut surface of the expanded particle or the expanded molded article is measured in the following manner. In the bubbles appearing on the enlarged photograph, the total area of the bubbles to be measured painted black, that is, the total area occupied by the bubbles to be measured is obtained. Here, the total area filled in black can be calculated using, for example, a measuring instrument commercially available from Tamaya Measurement System under the trade name “PLANIX5000”.
The ratio of the total area of small bubbles having a bubble diameter of 0.15 mm or less to the cross-sectional area (occupation ratio of small bubbles) is calculated by the following formula.
(Ratio of the total area of small bubbles to the cross-sectional area [%])
= 100 × total area of small bubbles / cross-sectional area Similarly, the ratio of the total area of large bubbles having a bubble diameter of 0.2 to 1 mm to the cross-sectional area (occupation ratio of large bubbles) is calculated by the following equation.
(Ratio of the total area of large bubbles to the cross-sectional area [%])
= 100 x total area of large bubbles / cross-sectional area
<熱伝導率>
発泡成形体から、縦200mm×横200mm×厚み30mmの直方体形状の試験片を切り出す。次に、切り出した試験片を60℃の恒温槽中にて72時間静置して発泡成形体中に含有されている発泡剤を除去する。その後、温度23℃±1℃、湿度50±10%で24時間以上養生を行い熱伝導率測定用試験片とする。測定用試験片の熱伝導率(W/m・K)をJIS A1412−2(1999「発泡プラスチック保温材」に準拠し、平板熱流計法にて測定温度23℃で測定する。なお、熱伝導率は断熱性の指標である。得られた熱伝導率(W/m・K)の値から、次の基準により断熱性を評価する。
0.0310(W/m・K)以下:断熱性が更に優れる(A)
0.0310を越え、0.0320以下:断熱性がより優れる(B)
0.0320を越え、0.0340以下:断熱性が優れる(C)
0.0340(W/m・K)を越える:断熱性に劣る(D)
本発明において、発泡成形体の熱伝導率の値は、発泡成形体中に含有されている発泡剤を除去した後の値である。なお、発泡成形体中の発泡剤を除去せずに測定した場合、ブタンやペンタン等の発泡剤の熱伝導率は空気の熱伝導率よりも低いため、発泡成形体の熱伝導率の値は、約0.002(W/m・K)程度さらに低い値となる。
<Thermal conductivity>
A test piece having a rectangular parallelepiped shape having a length of 200 mm, a width of 200 mm, and a thickness of 30 mm is cut out from the foamed molded body. Next, the cut out test piece is allowed to stand for 72 hours in a constant temperature bath at 60 ° C. to remove the foaming agent contained in the foamed molded product. Thereafter, curing is performed for 24 hours or more at a temperature of 23 ° C. ± 1 ° C. and a humidity of 50 ± 10% to obtain a test piece for measuring thermal conductivity. The thermal conductivity (W / m · K) of the test specimen for measurement is measured at a measurement temperature of 23 ° C. by a flat plate heat flow meter method according to JIS A1412-2 (1999 “Foamed plastic insulation material”). The rate is an index of heat insulation, and the heat insulation is evaluated according to the following criteria from the obtained value of thermal conductivity (W / m · K).
0.0310 (W / m · K) or less: better heat insulation (A)
0.0310 and 0.0320 or less: better heat insulation (B)
More than 0.0320 and 0.0340 or less: excellent heat insulation (C)
Exceeds 0.0340 (W / m · K): poor heat insulation (D)
In the present invention, the value of the thermal conductivity of the foamed molded product is a value after removing the foaming agent contained in the foamed molded product. When measured without removing the foaming agent in the foamed molded product, the thermal conductivity of the foaming agent such as butane and pentane is lower than the thermal conductivity of air, so the value of the thermal conductivity of the foamed molded product is , About 0.002 (W / m · K).
<比表面積>
炭素材料の比表面積(m2/g)は、ASTM D−6556に従って測定する。
<Specific surface area>
The specific surface area (m 2 / g) of the carbon material is measured according to ASTM D-6556.
<発泡性粒子、発泡粒子及び発泡成形体中の炭素材料の凝集塊の最長径>
カッターナイフを用いて発泡性粒子は粒子中央を、発泡粒子、発泡成形体については表皮部分を切り出し測定用試料とする。切り出した試料を、クライオ用試料台に接着剤で固定後、ウルトラミクロトーム(ライカマイクロシステムズ社製、LEICA ULTRACUT UCT)及び凍結切片作製システム(ライカマイクロシステムズ社製、LEICA EM FCS)を用いて超薄切片(厚み90nm)を作製する。次いで、透過型電子顕微鏡(日立ハイテクノロジーズ社製、H−7600)を用いて、超薄切片の写真撮影(撮影倍数:1万倍)を行う。1試料につき少なくとも200個の独立した別個の凝集塊を撮影する。撮影された画像において、炭素材料の一次粒子が重なり合って見える凝集塊の外縁上の任意の2点間の距離のうち最長となるものを凝集塊の最長径とし、それらの平均値を算出した。なお、上記の2点間を結ぶ最長径は、写真上において常に一次粒子と重なるように設定する。すなわち、最長径が写真のバックグラウンドを通ることはないものとする。
<Longest diameter of agglomerates of carbon material in foamable particles, foamed particles and foamed molded product>
Using a cutter knife, the expandable particles are cut out at the center of the particles, and the expanded particles and the expanded molded body are cut out of the skin portion to be used as a measurement sample. After the cut sample is fixed to the cryosample table with an adhesive, it is ultrathin using an ultramicrotome (LEICA ULTRACUT UCT manufactured by Leica Microsystems) and a frozen section preparation system (LEICA EM FCS manufactured by Leica Microsystems). A section (thickness 90 nm) is prepared. Subsequently, using a transmission electron microscope (H-7600, manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation), an ultrathin section is photographed (imaging magnification: 10,000 times). Photograph at least 200 independent separate aggregates per sample. In the photographed image, the longest diameter of the distance between any two points on the outer edge of the aggregate that the primary particles of the carbon material appear to overlap was taken as the longest diameter of the aggregate, and the average value thereof was calculated. The longest diameter connecting the two points is set so as to always overlap the primary particles on the photograph. That is, the longest diameter does not pass through the background of the photograph.
<発泡成形体の黒色度>
発泡成形体の黒色度ΔE’を、JIS Z8729−2004「色の表示方法−L*a*b*表色系」に基づく色差測定により評価する。
測定には、色彩色差計(コニカミノルタ社製、型式:CR−400)及び標準合わせに標準白板校正板(Y:94.3、x:0.3144、y:0.3208)を用いる。
具体的には、発泡成形体の縦横面の任意の10点について、測定面積をφ8mmとして測定し平均値を算出した明度L*値、色座標a*値及びb*値から、次式により黒色度としてΔE’を算出する。
ΔE’=L*+|a*|+|b*|
得られたΔE’から次の基準により黒色度を評価する。
31≦ΔE’≦50:良好(○)
ΔE’<31及び50<ΔE’:不良(×)
<Blackness of foam molding>
The blackness ΔE ′ of the foamed molded product is evaluated by color difference measurement based on JIS Z8729-2004 “Color Display Method—L * a * b * Color System”.
For the measurement, a color difference meter (manufactured by Konica Minolta, model: CR-400) and a standard white plate calibration plate (Y: 94.3, x: 0.3144, y: 0.3208) are used for standardization.
Specifically, from any 10 points on the vertical and horizontal surfaces of the foamed molded product, the measurement area was measured as φ8 mm, and the average value was calculated from the lightness L * value, color coordinate a * value, and b * value. ΔE ′ is calculated as the degree.
ΔE ′ = L * + | a * | + | b * |
From the obtained ΔE ′, the blackness is evaluated according to the following criteria.
31 ≦ ΔE ′ ≦ 50: Good (◯)
ΔE ′ <31 and 50 <ΔE ′: Defect (×)
<吸光度の測定方法>
得られた発泡成形体の任意の部分から、厚み1.0mm±0.1mmのサンプルを得る。次いで下記の方法で、サンプルの透過赤外の吸光度を測定する。
・フーリエ変換赤外分光分析装置NICOLET iS5(サーモ・フィッシャー・サイエンティフィック社製)
・測定法:透過法
・測定波数領域:4000cm-1〜400cm-1
・測定深度の波数依存性:補正せず
・検出器:DTGSKBr
・分解能:4cm-1
・積算回数:16回(バックグランド測定時も同様)
<Measurement method of absorbance>
A sample having a thickness of 1.0 mm ± 0.1 mm is obtained from an arbitrary portion of the obtained foamed molded article. Next, the absorbance of the transmitted infrared of the sample is measured by the following method.
・ Fourier transform infrared spectroscopic analyzer NICOLET iS5 (manufactured by Thermo Fisher Scientific)
Measurement method: Transmission method Measurement wave number region: 4000 cm −1 to 400 cm −1
-Wave number dependence of measurement depth: No correction-Detector: DTGSKBr
・ Resolution: 4cm -1
・ Number of integration: 16 times (same for background measurement)
<吸水量の測定方法>
発泡成形体の吸水量はJIS A9511:2006R 発泡プラスチック保温材測定方法Bに準拠して測定した。100×100×25mmの全面切断面の試験片3個を、清水に10秒間浸漬した後エタノールに10秒間浸漬し、さらに常温(23℃)で60分間放置した後の質量を基準質量(m0)とする。次に、再び清水に浸積し、24 時間吸水させた後、基準質量測定のときと同じ方法で質量(m1)を測定する。
試験片3個について、それぞれWを以下の式で算出し、その平均値を吸水量(g/100cm2)とする。
W=(m1−m0)/A×100
m1(g):24時間吸水後質量
m0(g):基準質量
A(cm2):全表面積
<Measurement method of water absorption>
The amount of water absorption of the foamed molded product was measured according to JIS A9511: 2006R foamed plastic insulation material measuring method B. Three test pieces having a 100 × 100 × 25 mm full-cut surface were immersed in fresh water for 10 seconds, then immersed in ethanol for 10 seconds, and further allowed to stand at room temperature (23 ° C.) for 60 minutes. The reference mass (m0) And Next, after immersing in fresh water again and allowing it to absorb water for 24 hours, the mass (m1) is measured by the same method as the reference mass measurement.
About three test pieces, W is calculated with the following formula | equation, respectively, and let the average value be water absorption (g / 100cm < 2 >).
W = (m1-m0) / A × 100
m1 (g): Mass after absorbing water for 24 hours m0 (g): Reference mass A (cm 2 ): Total surface area
<難燃性の測定方法と評価>
得られた発泡成形体から縦200mm×横25mm×高さ10mmの直方体形状の試験片5個をバーチカルカッターにて切り出す。切出物を60℃オーブンで1日間養生後、JIS A9511−2006の測定方法Aに準じて個別消炎時間の測定を行う。試験片5個の個別消炎時間の平均値を消炎時間とする。なお、消炎時間から難燃性を以下の基準で評価した。
良好(○) ・・・消炎時間が1.5秒以上〜 3.0 秒未満
非常に良好(◎) ・・・消炎時間が1.5秒未満
未測定(−) ・・・測定を行っていない
<Measurement method and evaluation of flame retardancy>
Five test pieces having a rectangular parallelepiped shape having a length of 200 mm, a width of 25 mm, and a height of 10 mm are cut out from the obtained foamed molded article with a vertical cutter. After the cut material is cured in an oven at 60 ° C. for 1 day, the individual flame-out time is measured according to the measurement method A of JIS A9511-2006. The average value of the individual flame extinguishing times of 5 test pieces is taken as the flame extinguishing time. In addition, the flame retardance was evaluated according to the following criteria from the flame extinguishing time.
Good (○) ・ ・ ・ Extinguishing time 1.5 seconds or more to less than 3.0 seconds Very good (◎) ・ ・ ・ Extinguishing time less than 1.5 seconds Unmeasured (-) ・ ・ ・ Measured Absent
<芳香族有機化合物の含有総量>
前記芳香族有機化合物の含有総量は、次の<<揮発性有機化合物(VOC)含有量の測定方法>>により測定した値である。
<<揮発性有機化合物(VOC)含有量の測定方法>>
発泡成形体1gを精秤し、0.1体積%のシクロペンタノールを含有するジメチルホルムアミド溶液1mLを内部標準液として加えた後、更にジメチルホルムアミド溶液にジメチルホルムアミドを加えて25mLとして測定溶液を作製し、この測定溶液1.8μLを230℃の試料気化室に供給して下記測定条件にてガスクロマトグラフ(島津製作所社製、商品名「GC−14A」で検出された各揮発性有機化合物のチャートを得る。そして予め測定しておいた、各揮発性有機化合物の検量線に基づいて、各チャートから揮発性有機化合物量をそれぞれ算出し、発泡成形体中の揮発性有機化合物量を算出する。発泡性粒子中の揮発性有機化合物量を算出する場合は、発泡性粒子1gを精秤して同様に測定する。
検出器:FID
カラム:ジーエルサイエンス製(3mmφ×2.5m)
液相;PEG−20M PT 25%
担体;Chromosorb W AW−DMCS
メッシュ:60/80
カラム温度:100℃
検出器温度:230℃
DET温度:230℃
キャリアーガス(窒素)
キャリヤーガス流量(40mL/min)
なお、前述した揮発性有機化合物(VOC)含有量のうち、前記芳香族有機化合物に該当する各揮発性有機化合物量の合計量を「芳香族有機化合物の含有総量」としている。
<Total content of aromatic organic compound>
The total content of the aromatic organic compound is a value measured by the following << Method for measuring volatile organic compound (VOC) content >>.
<< Measurement Method of Volatile Organic Compound (VOC) Content >>
Weigh accurately 1 g of foamed molded product, add 1 mL of dimethylformamide solution containing 0.1% by volume of cyclopentanol as an internal standard solution, and then add dimethylformamide to the dimethylformamide solution to prepare 25 mL of the measurement solution. Then, 1.8 μL of this measurement solution was supplied to a 230 ° C. sample vaporization chamber, and a gas chromatograph (manufactured by Shimadzu Corporation, trade name “GC-14A”) was detected for each volatile organic compound under the following measurement conditions. Based on the calibration curve of each volatile organic compound measured in advance, the amount of volatile organic compound is calculated from each chart, and the amount of volatile organic compound in the foamed molded product is calculated. When calculating the amount of the volatile organic compound in the expandable particles, 1 g of the expandable particles is precisely weighed and measured in the same manner.
Detector: FID
Column: GL Sciences (3mmφ × 2.5m)
Liquid phase: PEG-20M PT 25%
Carrier; Chromosorb W AW-DMCS
Mesh: 60/80
Column temperature: 100 ° C
Detector temperature: 230 ° C
DET temperature: 230 ° C
Carrier gas (nitrogen)
Carrier gas flow rate (40mL / min)
In addition, among the volatile organic compound (VOC) content described above, the total amount of each volatile organic compound corresponding to the aromatic organic compound is defined as “total content of aromatic organic compound”.
(実施例1)
重量平均分子量20万のバージンポリスチレン(東洋スチレン社製、商品名「HRM−10N」)95質量部に対し、アセチレンブラック(電気化学工業社製:デンカブラック粒状グレード、平均一次粒子径35nm、比表面積69m2/g)を5質量部、無機発泡核剤として微粉末タルク0.5質量部、難燃剤としてテトラブロモビスフェノールA−ビス(2,3−ジブロモ−2−メチルプロピルエーテル)5質量部、これらを口径90mmの単軸押出機に、時間当たり150kgで連続供給した。押出機内温度としては、最高温度220℃に設定し、樹脂を溶融させた後、発泡剤として樹脂100質量部に対して6質量部のイソペンタンを押出機の途中から圧入した。押出機内で樹脂と発泡剤を混練するとともに冷却し、押出機先端部での樹脂温度を170℃、ダイの樹脂導入部の圧力を15MPaに保持して、直径0.6mmでランド長さが3.0mmの小孔が200個配置されたダイより、このダイの吐出側に連結され30℃の水が循環するカッティング室内に、発泡剤含有溶融樹脂を押し出すと同時に、円周方向に10枚の刃を有する高速回転カッターにて押出物を切断した。切断した粒子を循環水で冷却しながら、粒子分離器に搬送し、粒子を循環水と分離した。さらに、捕集した粒子を脱水・乾燥してスチレン系樹脂発泡性粒子を得た。得られたスチレン系樹脂発泡性粒子は、アセチレンブラック:スチレン系樹脂=1:19(質量比)であった。得られたスチレン系樹脂発泡性粒子は、変形、ヒゲ等の発生もなく、ほぼ球状であり、平均粒径は約1.1mmであった。
Example 1
Acetylene black (manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd .: Denka Black granular grade, average primary particle size 35 nm, specific surface area) with respect to 95 parts by mass of virgin polystyrene (trade name “HRM-10N”, manufactured by Toyo Styrene Co., Ltd.) having a weight average molecular weight of 200,000 69 m 2 / g), 5 parts by mass of fine powder talc as an inorganic foam nucleating agent, 5 parts by mass of tetrabromobisphenol A-bis (2,3-dibromo-2-methylpropyl ether) as a flame retardant, These were continuously supplied to a single screw extruder having a diameter of 90 mm at 150 kg per hour. The temperature inside the extruder was set to a maximum temperature of 220 ° C., and after the resin was melted, 6 parts by mass of isopentane was injected from the middle of the extruder as a foaming agent to 100 parts by mass of the resin. The resin and foaming agent are kneaded and cooled in the extruder, the resin temperature at the tip of the extruder is maintained at 170 ° C., the pressure at the resin introduction part of the die is maintained at 15 MPa, the diameter is 0.6 mm, and the land length is 3 From the die having 200 small holes of 0.0 mm, the foaming agent-containing molten resin is extruded into the cutting chamber connected to the discharge side of this die and circulating water at 30 ° C. The extrudate was cut with a high-speed rotary cutter having a blade. While the cut particles were cooled with circulating water, they were conveyed to a particle separator, and the particles were separated from the circulating water. Furthermore, the collected particles were dehydrated and dried to obtain styrene resin foamable particles. The obtained styrene resin expandable particles were acetylene black: styrene resin = 1: 19 (mass ratio). The obtained styrenic resin expandable particles were almost spherical without deformation and beard, and the average particle size was about 1.1 mm.
次いで、内容積5Lの撹拌機付き重合容器に、得られたスチレン系樹脂発泡性粒子2000g、水2000g、ピロリン酸マグネシウム6g及びドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.3gを供給し、密閉して30℃にて窒素を重合容器内圧を1.0MPaとなるまで圧入した。次いで撹拌しつつ60℃に加熱して、1時間保持した後、25℃以下まで冷却した。その後、粒子100質量部に対して、ポリエチレングリコール0.03質量部、ステアリン酸亜鉛0.15質量部、ステアリン酸モノグリセライド0.05質量部、ヒドロキシステアリン酸トリグリセライド0.05質量部を粒子の表面全面に均一に被覆した。得られた粒子を加熱することで、嵩密度0.019g/cm3に予備発泡させて予備発泡粒子を得た。この予備発泡粒子を20℃で24時間熟成させた。次に、予備発泡粒子を金型内に充填して加熱発泡させて、縦400mm×横300mm×厚さ30mmの発泡成形体を得た。この発泡成形体を50℃の乾燥室で6時間乾燥した後、発泡成形体の密度を測定したところ、0.020g/cm3であった。この発泡成形体は収縮もなく外観性にも優れており、発泡体を形成する気泡径が0.2〜1mmの大気泡と、0.15mm以下の小気泡より形成され、発泡体断面積あたりの0.15mm以下の小気泡は55%の占有率を有していた。また、この発泡体の熱伝導率は0.028w/mkであった。 Next, 2000 g of the obtained styrene resin foamable particles, 2000 g of water, 6 g of magnesium pyrophosphate, and 0.3 g of sodium dodecylbenzenesulfonate were supplied to a polymerization vessel equipped with a stirrer with an internal volume of 5 L, sealed, and heated to 30 ° C. Nitrogen was injected until the internal pressure of the polymerization vessel reached 1.0 MPa. Next, the mixture was heated to 60 ° C. with stirring and held for 1 hour, and then cooled to 25 ° C. or lower. Thereafter, 0.03 parts by mass of polyethylene glycol, 0.15 parts by mass of zinc stearate, 0.05 parts by mass of monoglyceride stearate, and 0.05 parts by mass of triglyceride hydroxystearate are added to the entire surface of the particles with respect to 100 parts by mass of the particles. Uniformly coated. The obtained particles were heated to be prefoamed to a bulk density of 0.019 g / cm 3 to obtain prefoamed particles. The pre-expanded particles were aged at 20 ° C. for 24 hours. Next, the pre-expanded particles were filled in a mold and heated and foamed to obtain a foamed molded product having a length of 400 mm × width of 300 mm × thickness of 30 mm. The foamed molded product was dried in a drying chamber at 50 ° C. for 6 hours, and then the density of the foamed molded product was measured and found to be 0.020 g / cm 3 . This foamed molded article is excellent in appearance without shrinkage, and is formed from large bubbles having a bubble diameter of 0.2 to 1 mm and small bubbles having a diameter of 0.15 mm or less. The small bubbles of 0.15 mm or less had an occupation ratio of 55%. Moreover, the thermal conductivity of this foam was 0.028 w / mk.
(実施例2)
内容積5Lの撹拌機付き重合容器でスチレン系樹脂発泡性粒子を1.0MPaの窒素圧下、50℃で加熱した以外は実施例1と同様にして予備発泡粒子を得た。得られた発泡成形体の密度は0.020g/cm3であり、発泡体を形成する気泡径が0.2〜1mmの大気泡と、0.15mm以下の小気泡より形成され、発泡体断面積あたりの0.15mm以下の小気泡は22%の占有率を有していた。また、この発泡体の熱伝導率は0.029w/mkであった。
(Example 2)
Pre-expanded particles were obtained in the same manner as in Example 1 except that the styrene resin expandable particles were heated at 50 ° C. under a nitrogen pressure of 1.0 MPa in a polymerization vessel equipped with a stirrer having an internal volume of 5 L. The density of the obtained foamed molded product is 0.020 g / cm 3, which is formed from large bubbles having a bubble diameter of 0.2 to 1 mm and small bubbles having a size of 0.15 mm or less. Small bubbles of 0.15 mm or less per area had an occupancy of 22%. Moreover, the thermal conductivity of this foam was 0.029 w / mk.
(実施例3)
内容積5Lの撹拌機付き重合容器でスチレン系樹脂発泡性粒子を1.0MPaの窒素圧下、70℃で加熱した以外は実施例1と同様にして予備発泡粒子を得た。得られた発泡成形体の密度は0.020g/cm3であり、発泡体を形成する気泡径が0.2mm〜1mmの大気泡と、0.15mm以下の小気泡より形成され、発泡体断面積あたりの0.15mm以下の小気泡は75%の占有率を有していた。また、この発泡体の熱伝導率は0.029w/mkであった。
(Example 3)
Pre-expanded particles were obtained in the same manner as in Example 1 except that the styrene resin expandable particles were heated at 70 ° C. under a nitrogen pressure of 1.0 MPa in a polymerization vessel equipped with a stirrer having an internal volume of 5 L. The density of the obtained foamed molded product is 0.020 g / cm 3 , and the foam is formed from large bubbles having a bubble diameter of 0.2 mm to 1 mm and small bubbles of 0.15 mm or less. Small bubbles of 0.15 mm or less per area had an occupancy of 75%. Moreover, the thermal conductivity of this foam was 0.029 w / mk.
以下の表2に、実施例1〜3の結果を示す。 Table 2 below shows the results of Examples 1 to 3.
上記の結果から、予備発泡前に、炭素材料を含む発泡性粒子を50、60又は70℃で加熱処理した場合には、良好な熱伝導率を示す発泡成形体が得られることが明らかとなった。 From the above results, it becomes clear that when the expandable particles containing the carbon material are heat-treated at 50, 60 or 70 ° C. before the pre-expansion, a foamed molded article having good thermal conductivity can be obtained. It was.
以下の表3及び4に、上記の実施例1〜3において得られたスチレン系樹脂発泡性粒子、予備発泡粒子、発泡成形体の各種物性を示す。 Tables 3 and 4 below show various physical properties of the styrenic resin expandable particles, pre-expanded particles, and foamed molded products obtained in Examples 1 to 3 above.
Claims (6)
0.2〜1mmの大気泡と、0.15mm以下の小気泡とを含むことを特徴とするスチレン系樹脂発泡粒子。 Including a styrenic resin and a carbon material,
A styrene-based resin expanded particle comprising large bubbles of 0.2 to 1 mm and small bubbles of 0.15 mm or less.
前記融着したスチレン系樹脂発泡粒子の各々が、0.2〜1mmの大気泡と、0.15mm以下の小気泡とを含むことを特徴とするスチレン系樹脂発泡成形体。 A styrene resin foam molded article comprising a plurality of styrene resin foam particles fused together, including a styrene resin and a carbon material,
Each of the fused styrene-based resin expanded particles includes large bubbles of 0.2 to 1 mm and small bubbles of 0.15 mm or less.
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