JP2835726B2 - 板状ポリスチレン系樹脂発泡体の製造方法 - Google Patents

板状ポリスチレン系樹脂発泡体の製造方法

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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はポリスチレン系樹脂発泡体の製造方法に関
し、特に押出成形性が良好で、寸法精度や機械的強度に
優れた厚肉の板状発泡体を製造するのに好適なポリスチ
レン系樹脂発泡体の製造方法に関する。
〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕
ポリスチレン系樹脂の押出発泡体は押出機内でポリス
チレン系樹脂に発泡剤を添加して溶融混練した後、押出
機より低圧雰囲気下に押出発泡せしめて製造されてい
る。この種のポリスチレン系樹脂の押出発泡体は軽量で
断熱性に優れ且つ比較的安価であることから、断熱材等
として広く利用されている。このようなポリスチレン系
樹脂発泡体の製造用に用いられる発泡剤としては、従来
よりトリクロロフロロメタン、ジクロロジフロロメタ
ン、トリクロロトリフロロエタン、ジクロロテトラフロ
ロエタン等のフロンが広く用いられている。この理由は
これらのフロンが不燃性であることから安全性に優れ、
且つ熱伝導率が低いことから断熱性に優れるためであ
る。しかしながら、これらフロンは大気中のオゾン層を
破壊するという問題があり、現在これらのフロンの使用
量を低減化する規制が世界的規模で協議されている。
一方、断熱材等として用いられるポリスチレン系樹脂
発泡体は主として5mm程度以上の厚さを有する板状発泡
体であり、このような発泡体は押出機から押出した後、
ガイダーと呼ばれる賦形装置によって一定の厚さの板状
に賦形されて製造されるが、このような厚板状の発泡体
を製造する場合、押出機内でポリスチレン系樹脂に発泡
剤を添加して溶融混練してなる発泡性組成物の押出成形
性の良否が発泡体の製造効率や製造される発泡体の機械
的強度等の品質に大きな影響を与える。発泡性組成物の
押圧成形性の良否は樹脂に添加する発泡剤によっても左
右され、従来より押出成形性に優れた発泡性組成物を提
供できる発泡剤としてジクロロジフロロメタンを主体と
する発泡剤が用いられているが、ジクロロジフロロメタ
ンは上記したようにオゾン層を破壊することから規制の
対象となっており、ジクロロジフロロメタンを用いず
に、あるいは従来よりも少ない使用量で優れた厚板状の
ポリスチレン系樹脂発泡体を製造し得る方法の開発が望
まれていた。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は上記従来技術の欠点に鑑みなされたもので、
ジクロロジフロロメタン等のオゾン層を破壊する発泡剤
の使用量低減化に貢献でき、しかも厚板状の発泡体を製
造する場合でも機械的強度等の物性の均一性に優れた発
泡体を製造し得るポリスチレン系樹脂発泡体の製造方法
を提供することを目的とする。
即ち本発明は、MFRが0.5〜5g/10分のポリスチレン系
樹脂と、1,1,1,2−テトラフロロエタンと、塩化メチル
及び/又は塩化エチルとからなる多成分発泡剤とを押出
機内にて溶融混練し、次いでこれらを低圧の雰囲気下に
押出して発泡せしめることを特徴とする板状ポリスチレ
ン系樹脂発泡体の製造方法、を要旨とするものである。
本発明において用いるポリスチレン系樹脂としてはス
チレンホモポリマーやスチレンを主成分とするスチレン
−無水マレイン酸共重合体、スチレン−アクリロニトリ
ル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン
−アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、或いは耐衝
撃性ポリスチレン等が挙げられる。スチレン系共重合体
におけるスチレン成分含有量は5.0モル%以上、特に80
モル%以上が好ましい。これらポリスチレン系樹脂はMF
Rが0.5〜5g/10分(但しASTM D−1238G法による)の範
囲のものを用いることで、特に厚さが5mm以上の厚板状
の発泡体を製造する際の成形性に優れるとともに、機械
的強度に優れた発泡体が得られる。またこのようなMFR
の樹脂を用いるため、得られる発泡体の高温(例えば70
℃以上)における寸法安定性が良好である。
本発明において用いられる、1,1,1,2−テトラフロロ
エタンは、沸点が−26.5℃であり分子中に塩素原子を含
まず水素原子を有する。このフロンはオゾン層破壊作用
が全くないか或いはきわめて小さいうえに、熱伝導率も
低い。本発明においてフロンが分子中に水素原子を有し
なければならない理由は、分子中に水素原子を有すると
分解能が高められ、オゾン層へ到達するまでに分解され
るからである。また、上記のフロンは沸点が−20℃以下
であるため、得られる発泡板を断熱板として使用する際
の通常の雰囲気温度が−15℃〜60℃の範囲であることか
ら、通常の使用時にフロンが液化するのを防止すること
ができる(フロンが液化すると発泡板の熱伝導率は極端
に上昇し、断熱性がきわめて悪くなる。)。
一方、本発明においては塩化メチル及び/又は塩化エ
チルが上記フロンと併用される。この理由は塩化メチル
や塩化エチルがポリスチレン系樹脂との相溶性に優れ、
板状発泡体の均一微細な気泡形成及びフロンの均一分散
作用を有するために必要であるからである。そしてその
結果として得られる発泡板の物性面でも均一化が図れ、
不良品の発生率を著しく低下させることができる。塩化
メチル及び/又は塩化エチルの発泡剤中の混合割合は、
80〜20重量%となる量であり、また発泡剤の添加量はポ
リスチレン系樹脂100重量部当たり5〜20重量部が好ま
しい。
本発明方法では押出機内で上記ポリスチレン系樹脂に
発泡剤を添加して溶融混練し、次いでこの発泡性組成物
を押出機内よりも低圧の雰囲気に押出して発泡せしめ
る。特にMFRが0.5〜5g/10分の発泡性ポリスチレン系樹
脂を用いる場合、溶融状態における発泡性組成物の流動
性を高めるために、発泡性組成物中に流動性向上剤を添
加することが好ましい。流動性向上剤は70℃以上の融点
を有し、ポリスチレン系樹脂と溶融混合し得るものが用
いられる。流動性向上剤としては例えば、p−トルエン
スルフォンアミド、o−トルエンスルフォンアミド、N
−シクロヘキシル−p−トルエンスルフォンアミドの如
き低級アルキル置換ベンゼンスルフォンアミド等の芳香
族スルフォンアミド類;ペンタブロモエチルベンゼン、
2,4,6−トリブロモフェニル−2−メチル−2,3ジブロモ
プロピルエーテルの如き臭素化芳香族化合物;ペンタブ
ロモシクロヘキサン、ヘキサブロモシクロヘキサン、テ
トラブロモジクロロシクロヘキサン、ヘキサブロモシク
ロドデカンの如き臭素化脂環式化合物、或いはα−メチ
ルスチレン系樹脂等が挙げられる。これらのうちでも臭
素化芳香族化合物、臭素化脂環式化合物が好ましく、特
にヘキサブロモシクロドデカン及び2,4,6−トリブロモ
フェニル−2−メチル−2,3−ジブロモプロピルエーテ
ルが好ましい。これらの臭素化化合物を流動性向上剤と
して用いると、得られるポリスチレン系樹脂発泡体に高
温における寸法安定性が向上する。上記流動性向上剤は
1種又は2種以上混合して用いられ、流動性向上剤は樹
脂100重量部当たり1〜5重量部用いられる。
本発明においては必要に応じて発泡性組成物中に、発
泡体の気泡をより微細化するための気泡調整剤を添加す
ることができる。気泡調整剤としては例えばタルク、ク
レー等の無機化合物の微粉末、或いは加熱により分解又
は化学反応を起こしてガスを発生することができる化合
物、例えば多価カルボン酸又はその酸性アルカリ金属塩
と、炭酸塩又は重炭酸塩とを組合わせたものが挙げられ
る。多価カルボン酸又はその酸性アルカリ金属塩として
は、例えば酒石酸、コハク酸、クエン酸、シュウ酸、シ
ュウ酸水素ナトリウム、コハク酸水素カリウム、クエン
酸モノナトリウム、クエン酸モノカリウム、シュウ酸モ
ノナトリウム等が挙げられる。炭酸塩又は重炭酸塩とし
ては、例えば炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、炭酸
アンモニウム、重炭酸アンモニウム、炭酸カリウム、重
炭酸カリウム等が挙げられる。これらのうちでもクエン
酸モノアルカリ塩と炭酸塩又は重炭酸塩との組合わせが
好適である。気泡調整剤は、通常ポリスチレン系樹脂10
0重量部当たり、0.05〜3重量部程度使用される。更に
本発明においては所期の目的を妨げない範囲において着
色剤、熱安定剤、充填剤等の各種添加剤を適宜添加する
こともできる。
本発明方法において発泡性組成物を押出機のダイオリ
フィスより押出す温度は、発泡性組成物が発泡に適した
溶融粘土を示す範囲内の温度である。従って使用するポ
リスチレン系樹脂の種類、流動性向上剤の種類、量や添
加の有無、発泡剤の添加量や、可塑化作用の高い発泡剤
を混合して用いるか等によっても異なるが、一般には11
0〜140℃である。またダイオリフィスの圧力は、一般に
30〜100kg/cm2である。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明方法は、MFRが0.5〜5g/10
分のポリスチレン系樹脂と、1,1,1,2−テトラフロロエ
タンと、塩化メチル及び/又は塩化エチルとからなる多
成分発泡剤とを押出機内にて溶融混練し、次いでこれら
を低圧の雰囲気下に押出して発泡せしめる方法を採用し
たから、ジクロロジフロロメタン等のオゾン層を破壊す
るといわれる塩素原子を含むフロンを一切使用せずに板
状発泡体を製造することができる。
また本発明方法は、1,1,1,2−テトラフロロエタンを
用いることで、他の塩素原子を含まないフロンを用いた
場合と比較して各種の利点がある。1,1,1,2−テトラフ
ロロエタンは沸点が−26.5℃であり、フロン発泡剤の沸
点が−20℃以下であるため、得られる発泡体を断熱板と
して用いた場合に、通常の使用時にフロンが断熱板の内
部で液化して断熱性が低下する虞れがなく、断熱性の優
れた発泡体が得られる。
尚、沸点が−20℃以下の1,1,1,2−テトラフロロエタ
ンよりも低い沸点を有する塩素原子を含まないフロンも
あるが、あまり沸点が低いと製造設備上のデメリットが
大きくなる。1,1,1,2−テトラフロロエタンのように沸
点が−26.5℃程度であれば蒸気圧も適度であって設備的
なメリットが大きい。また、1,1,1,2−テトラフロロエ
タンは可燃性がなく、得られた板状ポリスチレン系樹脂
発泡体が断熱板として用いられた際、安全性が高い。
更に本願発明はMFRが0.5〜5g/10分のポリスチレン系
樹脂を用いているため、厚さが5mm以上の厚板状の発泡
体を製造する際の成形性に優れるとともに、機械的強度
に優れた発泡体が得られ、更に得られた発泡体は高温に
おける寸法安定性が優れる。
このように本願発明は、オゾン層を破壊する虞れのあ
るフロンを一切使用せず、しかも得られた発泡体の断熱
性及び安全性に優れ、製造設備のコストが適度であると
いう実用的で優れた製造方法を提供することができると
いった効果を奏する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−78846(JP,A) 特開 昭59−204627(JP,A) 特開 昭52−95773(JP,A) 特開 平1−247434(JP,A) 特開 昭57−44634(JP,A) 特開 昭58−111834(JP,A) 特表 平2−503657(JP,A)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】MFRが0.5〜5g/10分のポリスチレン系樹脂
    と、1,1,1,2−テトラフロロエタンと、塩化メチル及び
    /又は塩化エチルとからなる多成分発泡剤とを押出機内
    にて溶融混練し、次いでこれらを低圧の雰囲気下に押出
    して発泡せしめることを特徴とする板状ポリスチレン系
    樹脂発泡体の製造方法。
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