JP3154887B2

JP3154887B2 - 熱伝導率の低いスチレン系樹脂断熱材及びその製造方法

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Publication number: JP3154887B2
Application number: JP5519494A
Authority: JP
Inventors: 善吾佐野; 新平中山; 正朋佐々木; 泰計石川
Original assignee: Sekisui Kasei Co Ltd
Current assignee: Sekisui Kasei Co Ltd
Priority date: 1994-02-28
Filing date: 1994-02-28
Publication date: 2001-04-09
Anticipated expiration: 2016-04-09
Also published as: JPH07239087A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、熱伝導率の低い断熱
材、とくに熱伝導率の低い状態が長期にわたって継続す
る断熱材に関するものであり、またこのような断熱材の
製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】スチレン系樹脂発泡体の製造方法は、大
別すると２つに分かれる。その１つは押し出し発泡法で
あり、他の１つはビーズ成形法である。押し出し発泡法
は、押出機内で樹脂に発泡剤を含ませてこれを押し出
し、大気中で発泡させて発泡体とする方法である。この
方法は、押し出しと同時に１回発泡させるだけで足りる
から、発泡体の製造が容易である。ところが、この方法
では、得られる発泡体の形状が制限され、断面が一様な
発泡体しか得られない。

【０００３】これに対し、ビーズ成形法は断面形状が異
なった異形の発泡体を作ることができる。ところがビー
ズ成形法は２回の発泡工程を必要とし、従って製造方法
が多少複雑である。すなわちビーズ成形法では、発泡性
粒子を加熱して発泡させ、発泡した粒子を作る予備発泡
の工程と、こうして得られた発泡粒子を型に入れ再び加
熱して発泡させ、粒子を融着させて発泡体とする成形発
泡の工程との、２つの工程を必要としている。また、良
好な発泡体を得るためには、予備発泡工程を終わったあ
とで成形発泡の工程に入る前に発泡した粒子を大気中に
暫く放置して熟成させることが必要とされた。このよう
な予備発泡後の熟成によって、予備発泡粒子中へ多くの
空気が侵入することになるので、その後成形発泡して得
られた発泡体は多くの空気を含むものしか得られなかっ
た。したがって、ＪＩＳＡ９５１１のポリスチレンフォ
ーム保温材の規格にも見られるように、熱伝導率の最も
低い規格は、押出法ではＢ類保温板３種の熱伝導率０．
０２４Ｋｃａｌ／ｍ・ｈ・ａｔ２０℃以下であるのに対
して、ビーズ法ではＡ類保温板特号０．０２９以下（ビ
ーズ法：表３）、Ｂ類保温板３種０．０２４以下であ
り、ビーズ成形法では熱伝導度の高い発泡体のものしか
得られなかった。

【０００４】一方、押出法によって得られた発泡体は、
製造直後には低い熱伝導率を持っているが、使用中に次
第に熱伝導率が大きくなる傾向を持っている。そこで、
製造直後の低い熱伝導率をできるだけ長く維持させて、
断熱材としての性能を高めようとする試みがなされた。

【０００５】特公平２−３９３８２号公報は、この試み
を記載している。この公報は、合成樹脂発泡板の表と裏
の両面全体に、窒素透過率の低い合成樹脂フィルムを貼
り合わせ、積層体にして熱伝導率の低い状態を永く維持
させることを教えている。ところが、この公報は樹脂の
発泡体を板に限っているので、用途が局限されることに
なる。この公報が発泡体を板に限ったのは、押し出し発
泡法によって発泡体を作ることを前提としているからで
ある。また、この公報では、発泡板に上記フィルムを貼
り合わせるのに、特殊な接着剤を用いてフィルムと発泡
体との間を特殊な接着状態にすることを必要としてい
る。しかし、発泡体表面に凹凸があるような場合には、
このように接着することは容易でない。従って、この公
報の教える方法は、実施が制約されまた容易でないとい
う欠点を持っていた。加えて、発泡体とフィルムを特殊
な接着状態とすることを必要とするこの公報の断熱材は
用済後に再利用することができないので、産業廃棄物と
して廃棄するしかなく、最近特に問題視されている環境
破壊を起こすという問題点を持っていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、従来のポ
リスチレンフォームの持つ熱伝導率より更に低い熱伝導
率、すなわち硬質ウレタンフォームのＪＩＳ規格：ＪＩ
ＳＡ９５１４で熱伝導率の最も低い規格である、保温板
２種の熱伝導率０．０２Ｋｃａｌ／ｍ・ｈ・ａｔ２０℃
以下を満足できるスチレン系樹脂発泡体を製造し、しか
も得られた低い熱伝導率を長期にわたって保持すること
を目的とするものである。それとともに、この発明は断
熱材の形状を平面だけに限らず異形の断熱材にまで広
げ、上記の従来のスチレン系樹脂の発泡体では達し得な
かった低い熱伝導度を持つ断熱材を簡単な方法で提供で
きるようにしたものである。また、断熱材として使用
し、用済後にはこの発泡体とフィルムを容易に分離で
き、回収再利用できる環境に優しい断熱材を提供するも
のである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明者は、低い熱伝
導率を持ったスチレン系樹脂発泡体を得るには、２０℃
での熱伝導率が０．０１５Ｋｃａｌ／ｍ・ｈ・℃以下の
発泡剤を選んで用いることが必要であることに気付い
た。また、発泡体の熱伝導率を低く押さえるためには、
発泡体中に大量の空気を含ませないようにすることが必
要であることを見出した。すなわち、発泡体の熱伝導率
を低くするには、発泡体中に含まれる揮発成分の中に含
まれる空気をできる限り減らすことが必要であり、その
際の空気量としては４５容量％以下とすることが必要で
あることを見出した。

【０００８】また、この発明者は、スチレン系樹脂発泡
体の持つ成形発泡直後の低い熱伝導率を長く維持させる
には、バリヤー性を持つフィルムの中でも特に窒素透過
係数の小さいフィルムで熱伝導率の低い発泡体の全面を
速やかに被覆することが必要であることを見出した。す
なわち、上記フィルムで袋を作り袋の中へスチレン系樹
脂発泡体を入れ袋の中の空気を脱気し開口をヒートシー
ルすると、袋中に残る僅かな空気だけを吸収するにとど
まるので、発泡体の持つ低い熱伝導率を維持できる。ま
た、発泡成形直後の発泡体は気泡内部が減圧状態になっ
ているので、被覆したフィルムと自然に密着するに至
り、フィルムを発泡体に接着する必要のないことを見出
した。このようなフィルムとしては特に窒素透過係数が
５ｃｃ／ｍ²・ｄａｙ・ａｔｍ以下であることが必要で
あり、このフィルムで袋を作り袋で発泡体を包み合わせ
目を密封するだけで、発泡体の表面にフィルムを接着す
る必要がなくなることは、発泡体として異形のものを用
いたときとくに製造が容易となることを見出した。

【０００９】また、この発明者は、ビーズ成形法により
低い熱伝導率を持ったスチレン系樹脂発泡体を得るに
は、発泡性粒子を予備発泡させて発泡した粒子としたの
ち、熟成することなく、発泡した粒子中に多量の空気が
入り込む前に、発泡粒子を型に入れて成形体とすること
が必要であることを見出した。この発明者は、予備発泡
させた発泡粒子は、予備発泡後冷却されることで気泡内
が減圧状態となり、空気中での熟成により時間と共に空
気が侵入していくことを確認した。そこで、ビーズ成形
法によって低い熱伝導率を持った発泡体を得るには、発
泡した粒子中に含まれる揮発成分のうち空気の占める割
合が４０容量％以下の状態で型に入れて、成形すること
が必要であることを見出した。この発明は、このような
知見に基づいて完成されたものである。

【００１０】発泡した粒子又は発泡体が、その中に含ん
でいる揮発成分のうちで空気の占める容量％は、空気体
積率として定義される。すなわち、空気体積率とは、発
泡体をスチレン系樹脂の融点より１００℃だけ高い温度
に加熱して樹脂を溶融したとき、発泡体から発生するガ
スの中で、発泡剤と空気との総和を基準とし、その中に
含まれる空気の体積割合である。具体的には、熱伝導度
検出器を用いたガスクロマト法により、ヘリウムをキャ
リアガスとして使用し、樹脂の融点より１００℃だけ高
い温度に発泡体を加熱して完全に溶解させ、その際発生
するガス中に含まれる空気の重量％ａと、発泡剤の重量
％ｂとを測定し、下記の式に従って算出した値である。また、発泡剤についても同様に体積率を定義すれば、発泡剤体積率Ｄ＝１００−ｃ（％）となる。

【００１１】この出願は、物の発明とその物の製造方法
とを含んでいる。そのうち、物の発明は、２０℃での熱
伝導率が０．０１５Ｋｃａｌ／ｍ・ｈ・℃以下の発泡剤
を含んだスチレン系樹脂の発泡体が、４５容量％以下の
空気体積率を持つ間に、その発泡体の全表面を、２３℃
での窒素透過係数が５ｃｃ／ｍ²・ｄａｙ・ａｔｍ以下
のフィルムで隙間なく被覆したことを特徴とする、熱伝
導率の低いスチレン系樹脂断熱材を提供するものであ
る。

【００１２】また、製造方法の発明は、上記熱伝導率の
低いスチレン系樹脂断熱材の製造方法を提供するもので
あって、その製造方法は、２０℃での熱伝導率が０．０
１５Ｋｃａｌ／ｍ・ｈ・℃以下の発泡剤を含有する発泡
性スチレン系樹脂粒子を加熱して予備発泡させ、得られ
た発泡粒子中の空気体積率が４０容量％以下である間
に、この発泡粒子を型に入れて再び加熱し融着させて発
泡体とし、この発泡体中での空気体積率が４５容量％以
下である間に、この発泡体を２３℃での窒素透過係数が
５ｃｃ／ｍ²・ｄａｙ・ａｔｍ以下のフィルムで全面被
覆することを特徴とするものである。

【００１３】

【物の発明の説明】この発明では、発泡剤として２０℃
での熱伝導率が０．０１５Ｋｃａｌ／ｍ・ｈ・℃以下の
ものを用いることが必要とされる。このような発泡剤
は、化学構造から云えば、脂肪族炭化水素、脂環族炭化
水素、ハロゲン化脂肪族炭化水素中の特定なもの、六弗
化硫黄、二酸化炭素である。このうち、とくに好適なも
のは、ＣＦ₃ＣＨＦ₂（フロン１２５）、ＣＦ₃ＣＨ₂
Ｆ（フロン１３４ａ）、ＣＨＦ₂ＣＨ₃（フロン１５２
ａ）、ＣＦ₃ＣＨＦＣＨＦ₂（フロン２３６ｅａ）、Ｃ
Ｆ₂ＨＣＦ₂ＣＦＨ₂（フロン２４５ｃａ）、ＣＦ₂Ｃ
Ｈ₂ＣＨ₂ＣＦ₂（フロン３５６ｍｆｆ）等のＨＦＣフ
ロン、Ｃ₃Ｈ₈（プロパン）、Ｃ₄Ｈ₁₀（ノルマルブタ
ン、イソブタン）、Ｃ₅Ｈ₁₂（ノルマルペンタン、イソ
ペンタン）、Ｃ₅Ｈ₁₀（シクロペンタン）等の脂肪族及
び脂環族炭化水素、ＳＦ₆、ＣＯ₂等である。

【００１４】そのほか、上記のものに次ぐ好ましい発泡
剤は、ＣＦ₃ＣＨＣｌ₂（フロン１２３）、ＣＦ₃ＣＨ
ＣｌＦ（フロン１２４）、ＣＣｌ₂ＦＣＨ₃（フロン１
４１ｂ）、ＣＣｌＦ₂ＣＨ₃（フロン１４２ｂ）、ＣＦ
₃ＣＦ₂ＣＨＣｌ₂（フロン２２５ｃａ）、ＣＣｌＦ₂
ＣＦ₂ＣＨＣｌＦ（フロン２２５ｃｂ）、ＣＨＣｌＦ₂
（フロン２２）等のＨＣＦＣ系フロンである。これらの
ものは単独で又は混合して用いることができる。ＣＦＣ
系フロンは、成層圏においてオゾン層を破壊する原因で
あるといわれており、現在我が国においても規制対象と
なっているので発泡剤としては好ましくない。

【００１５】この発明では、樹脂としてスチレン系樹脂
を用いる。スチレン系樹脂は、スチレン系単量体の単独
重合体のほか、スチレン系単量体と他の単量体との共重
合体を含み、さらにスチレン系単量体を含んだグラフト
重合体をも含んでいる。ここでスチレン系単量体とは、
スチレンのほか、α−メチルスチレン、α−クロロスチ
レン等を含んでいる。共重合体の例は、スチレンと無水
マレイン酸との共重合体、スチレンとアクリロニトリル
との共重合体、アクリロニトリル・スチレン・ブタジエ
ン共重合体等である。グラフト重合体の例はエチレン・
酢酸ビニル共重合体にスチレンをグラフト重合したよう
なものである。共重合体とグラフト重合体とは、その中
にスチレン系単量体を５０重量％以上含むものでなけれ
ばならない。

【００１６】スチレン系樹脂発泡体の形状は、平板に限
らない。発泡体は異形のものであってもよく、例えば箱
形を呈していて表面に窪みを持ったものであってもよ
い。また、発泡倍率にも格別限定がないが、好ましいの
は１５〜５０倍に発泡したものである。発泡体中の気泡
は均一であって微細であることが望ましい。とくに好ま
しい気泡の大きさは５０〜３００μｍのものである。ま
た、気泡は独立した形状のものであることが好ましい。

【００１７】この発明では、上記発泡体を被覆するの
に、２３℃での窒素透過係数が５ｃｃ／ｍ²・ｄａｙ・
ａｔｍ以下のフィルムを用いることを必要としている。
このフィルムとしては色々なものを用いることができ
る。すなわち、合成樹脂の単層からなるフィルムのほ
か、合成樹脂の積層フィルム、これら合成樹脂フィルム
に金属もしくはシリカガラスを５〜５０μｍの厚さに蒸
着させた複合フィルム、金属箔などを用いることができ
る。フィルムを構成する合成樹脂としては、ポリ塩化ビ
ニリデン、ポリ塩化ビニル、エチレン・ビニルアルコー
ル共重合体、ポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィ
ン、ポリアクリロニトリル等からなるフィルムを用いる
ことができる。これらのフィルムは上記の窒素透過係数
が５ｃｃ／ｍ²・ｄａｙ・ａｔｍ以下を満足させるため
に２０μｍ以上とすることが好ましい。また、発泡体と
の密着性を満足させるために１５０μｍ以下とすること
が好ましい。積層フィルムとしては、上記フィルムを貼
り合わせたものを用いることができる。金属箔として
は、アルミニウム、銀、銅等数拾μｍの厚さにしたもの
を用いることができる。

【００１８】発泡体の全表面を上記のフィルムで隙間な
く被覆するには、フィルムを袋又は箱の形（以下、これ
を合わせて単に袋という）に成形しておいて、この中に
発泡体を入れ袋の開口を接着剤で接着するのが好まし
い。袋としては、なるべく発泡体の表面に密接する形に
して、発泡体を入れたとき、発泡体と袋との間に大きな
隙間を生じないようにすることが好ましい。袋が発泡体
よりも大きいために、発泡体を袋内に入れたとき袋内に
大量の空気が残っているときには、袋の開口から残って
いる空気を吸い出すことが好ましい。このようにして、
残っている空気を僅かな量とすることで、袋を閉じた後
はこの僅かな残存空気は気泡内が未だ減圧状態にある発
泡体に吸収され、発泡体とフィルムは密着される。

【００１９】袋の開口を閉じるには接着剤で接着するの
がよい。接着剤としては融点が６０〜１００℃の溶融し
易い接着性合成樹脂を用い、加熱して融着させることが
好ましい。これに適した合成樹脂としては、エチレン・
酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、エチレン・エチルアク
リレート共重合体、エチレン・アクリル酸共重合体が適
している。これらの樹脂はフィルムで袋を作る際にも接
着個所に用いることができる。

【００２０】この発明では、発泡体が上述の特定の熱伝
導度の発泡剤を含み、発泡体中の空気体積率が４５容量
％以下である間に、この発泡体を上述の特定の窒素透過
係数を持つフィルムで被覆することを必要とする。発泡
体の空気体積率が４５容量％以下という状態でフィルム
を被覆するためには、予備発泡した発泡粒子をその発泡
粒子中の空気体積率が４０容量％以下である間に、成形
発泡させることを必要とする。後述するように、例えば
ポリスチレンを発泡させた場合、予備発泡後約１時間以
内はこの状態にある。またこの状態にある発泡した粒子
を型に入れて発泡成形し、成形した発泡体を冷却して型
から取り出した後、約１時間以内は発泡体中の空気体積
率が４５容量％以下となっている。この発明では発泡体
がこの状態のとき、フィルムで被覆して目的物の断熱材
とする。

【００２１】

【物の発明の効果】この発明によると、２０℃での熱伝
導率が０．０１５Ｋｃａｌ／ｍ・ｈ・℃以下の発泡剤を
含んだスチレン系樹脂の発泡体であって、その中での空
気体積率が４５容量％以下に保たれている発泡体を用い
るので、発泡体の気泡中には空気が僅かしか含まれてお
らず、従って大量の熱伝導率の低い発泡剤が含まれてい
るから、発泡体の熱伝導率は、空気を大量に含んだ従来
の発泡体では達し得なかった熱伝導率０．０２Ｋｃａｌ
／ｍ・ｈ・ａｔ２０℃以下を満足できる。このような発
泡体の全表面を、２３℃での窒素透過係数が５ｃｃ／ｍ
²・ｄａｙ・ａｔｍ以下のフィルムで隙間なく被覆した
ので、発泡体への空気とくに窒素の進入が抑制されると
ともに、発泡剤の逃散が押さえられ、従って発泡体は低
い熱伝導率を長く維持することができる。また、発泡成
形後、発泡体中の空気体積率が４５容量％以下である間
に発泡体の全表面を隙間なくフィルムで被覆したので、
発泡体の気泡中は未だ減圧状態にあり、フィルムと発泡
体の間に介在した僅かな空気は発泡体に吸収されてフィ
ルムは発泡体に密着する。したがって、フィルムを接着
剤により発泡体に接着する必要がなく、断熱材として使
用した後、用済後この発泡体とフィルムを容易に分離す
ることができるので、特にかさばる発泡体を産業廃棄物
とせずに回収し再利用することができる。とりわけ、こ
の発明に係る断熱材は、熱伝導率が０．０２Ｋｃａｌ／
ｍ・ｈ・ａｔ２０℃以下という低い熱伝導率を長く保持
する点で顕著な効果をもたらすものである。

【００２２】

【製造方法の発明の説明】製造方法の発明は、物の発明
の要件をそのまま使用する以外に、発泡性粒子を出発原
料とし、２度にわたって加熱発泡させ、１回目の加熱発
泡によって得られた発泡粒子中の空気体積率が４０容量
％以下であることを要件にしているので、以下これらの
点について説明する。

【００２３】この発明で用いられる発泡性粒子は、これ
までビーズ成形法で用いられて来たものと変わりがな
い。発泡性粒子は、粒径が０．１〜１ｍｍ程度の大きさ
のスチレン系樹脂粒子からなり、その中に１〜２０重量
％の発泡剤を含んでいる。

【００２４】発泡性粒子を加熱して予備発泡させるに
は、水蒸気が用いられる。予備発泡した粒子は、発泡剤
の含有量と加熱条件とによって嵩倍率１５〜５０倍に膨
れている。こうして得られた発泡粒子は、これまで少な
くとも一日、普通は数日間大気中に放置してのち、型に
入れて成形することとされて来た。この放置を一般に熟
成と呼んでいる。

【００２５】実際には、熟成の間に発泡粒子中に空気が
進入すると考えられている。すなわち、発泡粒子は予備
発泡の直後に冷却されるため、気泡内で発泡剤が凝縮
し、その結果気泡内部が減圧となっているが、熟成の間
に気泡内へ空気が進入して、気泡内部が大気と等圧に戻
り、その結果型内での加熱によって再び発泡することと
なり、型内での成形が可能になると考えられている。

【００２６】一般に空気は発泡剤よりも熱伝導率が遙か
に大きい。だから、この発明では、空気を発泡粒子内へ
僅かに導入しただけのときを選んで型内で成形すること
とし、これによって熱伝導率の低い発泡体を得ようとし
たのである。そのために、発泡粒子中の空気体積率が４
０容量％以下という要件を用いることとしたのである。
ここで４０容量％という空気体積率の値は、低い熱伝導
率の発泡体を得るために、この発明者が実験に基づいて
必要だと考えた限界値である。

【００２７】スチレン系樹脂の発泡性粒子を一次発泡さ
せたあとで、空気体積率が４０容量％になるまでの時間
は、厳密に云うと樹脂の性質、発泡剤の種類、熟成の条
件などで異なる。例えば加圧した窒素ガスの下で熟成を
行えば、大気中で熟成するのに比べて短時間の間に空気
体積率が４０容量％という値に達する。しかし、数分な
いし拾数分間熟成しただけでは、到底空気体積率４０容
量％という状態には達しない。従って、空気体積率４０
容量％以下という状態は、従来の熟成では到底得られな
かった状態である。

【００２８】この発明では、発泡粒子を型に入れて再び
加熱し、粒子を融着させて発泡体を得て、この発泡体が
まだその中に４５容量％以下という空気体積率を保持し
ている間に、この発泡体を窒素透過係数の小さいフィル
ムで被覆することとしている。こうして得られた発泡体
は熱伝導率が低いものとなっている。

【００２９】

【方法の発明の効果】この発明によれば、２０℃での熱
伝導率が０．０１５Ｋｃａｌ／ｍ・ｈ・℃以下の発泡剤
を含有する発泡性スチレン系樹脂粒子を加熱して一次発
泡させ、得られた発泡粒子中の空気体積率が４０％以下
である間に、この発泡粒子を型に入れて再び加熱し融着
させて発泡体とするから、得られた発泡体は空気体積率
が確実に４５％以下になっている。したがって、ビーズ
成形発泡で得られる発泡体としては、従来の発泡体の持
つ熱伝導率と比較して著しく低い０．０２Ｋｃａｌ／ｍ
・ｈ・ａｔ２０℃以下という熱伝導率を持っている。こ
うして得られた発泡体が４５容量％以下の空気体積率を
維持している間に、窒素透過係数が５ｃｃ／ｍ²・ｄａ
ｙ・ａｔｍ以下である、特にバリヤー性に優れたフィル
ムで全面被覆することとしたから、前述の物の発明の効
果として述べたように、得られた断熱材は従来の発泡体
では達し得なかった熱伝導率０．０２Ｋｃａｌ／ｍ・ｈ
・ａｔ２０℃以下という状態を長期にわたって持続する
ことができる。この発明はこのような優れた断熱材を製
造できる方法として有用である。

【００３０】以下に実施例と比較例とを述べて、この発
明のすぐれている所以を具体的に明らかにする。

【００３１】

【実施例１】この実施例では、樹脂としてポリスチレン
を用い、発泡剤としてＣＦ₃ＣＨ₂Ｆ（フロンＨＦＣ
１３４ａ）を用い、被覆フィルムとしてアルミラミネー
トフィルムを用いた。ＣＦ₃ＣＨ₂Ｆは２０℃での熱伝
導率が０．００９４Ｋｃａｌ／ｍ・ｈ・℃である。アル
ミラミネートフィルムは、厚み１２ミクロンのポリエチ
レンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムの間に、厚み７
ミクロンのアルミニウム箔を挟んだものを用いた。この
ようなフィルムを以下ではＰＥＴ（１２）１Ａｌ箔
（７）／ＰＥＴ（１２）と略記する。このアルミラミネ
ートフィルムは、２３℃における窒素透過係数が０．１
ｃｃ／ｍ²・ｄａｙ・ａｔｍ（以下、この単位をＣＣと
略称する）であった。このラミネートフィルムを使っ
て、発泡成形体を入れる袋を作った。袋の接着部分は、
エチレン・酢酸ビニル共重合体のフィルムでヒートシー
ルした。

【００３２】発泡性粒子は、次のようにして作った。ま
ず、オートクレーブ内にポリスチレン粒子を入れ、次い
でこれに発泡剤としてＣＦ₃ＣＨ₂Ｆを９０℃で３４．
５ｋｇ／ｃｍ²の圧力の下に４８時間圧入して、発泡性
粒子を得た。この発泡性粒子は発泡剤を６．７重量％含
んでいた。

【００３３】この発泡性粒子にゲージ０．７ｋｇ／ｃｍ
²の水蒸気を３０秒間接触させて発泡させ、０．０５５
ｇ／ｃｍ³の発泡粒子を得た。この発泡粒子を室温に３
分間放置しただけで、これを次の発泡成形の工程に移し
た。このときの発泡粒子中の空気体積率は１９．１容量
％であった。

【００３４】発泡成形は上記の発泡粒子を型に入れ、ゲ
ージ圧１．５ｋｇ／ｃｍ²の水蒸気を３０秒間吹き込
み、粒子を加熱して発泡させ一様な厚みの発泡板を作っ
た。こうして得た発泡成形体は０．０３５ｇ／ｃｍ²の
密度を持っていた。この発泡体を室温の空気中に３分間
放置し、発泡体中の空気体積率が１９．６容量％を示し
たとき、これをアルミラミネートフィルムで作った袋に
入れ、袋の開口にエチレン・酢酸ビニル共重合体樹脂
（以下、ＥＶＡと略称する）のフィルムを挟んで、開口
部を表面から加熱して共重合体を溶融し、いわゆるヒー
トシールにより開口を閉じた。こうしてこの発明に係る
断熱材を得た。

【００３５】この断熱材はこのまま約３０分間放置する
と、初め発泡体表面と袋の内面との間に存在していた僅
かな量の空気がすべて発泡体に吸収されて、袋が発泡体
表面に密着して一体構造となった。

【００３６】この断熱材は、製造後１日経過したときの
熱伝導率が、２０℃において、０．０１８１Ｋｃａｌ／
ｍ・ｈ・℃（以下この単位をＫＡＬと略称する）であ
り、空気体積率が１９．６容量％（以下この単位をＶ％
と略称する）であり、製造後２ケ月経過したあとも同じ
熱伝導率、空気体積率を持っていた。これによって、こ
の断熱材のすぐれていることが確認された。製造２ヶ月
後、この断熱材を被覆しているフィルムの一部を刃物に
よって切断した。この切断部よりすぐに、発泡体とフィ
ルムの間に空気が侵入し密着は解放され、容易に発泡体
とフィルムを分離することができた。また、この発泡体
を粉砕し、押出機により再ペレット化したものは、ポリ
スチレン原料として再利用できるものであった。

【００３７】

【実施例２】この実施例では、発泡剤として実施例１と
同じＣＦ₃ＣＨ₂Ｆを用いたが、樹脂を変更してスチレ
ンが７６重量％（以下、この単位をＷ％と略称する）、
アクリロニトリルが２４Ｗ％の共重合体（ＡＳ）を用い
た。また、被覆用フィルムとしては、袋の形に加工する
に便利なように、内側面にＥＶＡのフィルム（厚み３５
ミクロン）を貼り合わせてＰＥＴ（１２）／Ａｌ箔
（７）／ＰＥＴ（１２）／ＥＶＡ（３５）の積層フィル
ムとしたものを用いた。

【００３８】発泡性粒子は、次のようにして作った。ま
ず、オートクレーブにＡＳ粒子を入れ、次いでこれに発
泡剤を８０℃で２８．５ｋｇ／ｃｍ²の圧力の下に４８
時間圧入して、発泡性粒子とした。この発泡性粒子は発
泡剤を１２．０Ｗ％含んでいた。

【００３９】この発泡性粒子にゲージ圧０．３ｋｇ／ｃ
ｍ²の水蒸気を３０秒間接触させて加熱発泡させ、真密
度が０．０５５ｇ／ｃｍ³の発泡した粒子を得て、室温
に３分間放置しただけで、これを次の発泡成形工程に移
した。このとき、発泡粒子中の空気体積率は１１．９Ｖ
％であった。

【００４０】発泡成形は、上記の発泡した粒子を型に入
れ、ゲージ圧０．７ｋｇ／ｃｍ²の水蒸気を３０秒間吹
き込み、粒子を加熱して発泡させ、発泡板とした。こう
して得た発泡成形体は０．０３５ｋｇ／ｃｍ³の密度を
持っていた。この発泡体を室温の空気中に３分間放置
し、発泡体中の空気体積率が１０．４Ｖ％を示したと
き、これを上記のアルミラミネートフィルムで作った袋
に入れた。この袋は、ＥＶＡのフィルムを内側にしてヒ
ートシールによって発泡体の形に合わせて作った。袋の
中に発泡体を入れたのち、袋の開口部をヒートシールし
て塞いだ。こうして、この発明に係る断熱材を得た。

【００４１】この断熱材は、製造後３０分を経過する
と、袋が発泡体に完全に密着して全体が一体のものとな
った。

【００４２】この断熱材は、製造後１日経過したときの
熱伝導率が０．０１７４ＫＡＬであり、空気体積率が１
０．４Ｖ％であった。製造後２ケ月経過した後も同じ熱
伝導率と空気体積率を持っていた。これによって、この
断熱材のすぐれていることが確認された。

【００４３】

【実施例３】この実施例は、実施例１に準じて実施した
が、ただ予備発泡して得た発泡粒子の放置時間を３分か
ら３０分に延長した点で実施例１と異なるだけとした。

【００４４】発泡粒子の空気体積率は３８．２Ｖ％であ
った。また、発泡成形体の空気体積率が３８．７Ｖ％の
とき、これを実施例１で用いたのと同じフィルム製の袋
に入れ、開口をヒートシールによって閉じて、断熱材を
作った。

【００４５】得られた断熱材は、製造後１日経過したと
きの熱伝導率が０．０１９５ＫＡＬであり、空気体積率
が３８．７Ｖ％であった。製造後２ケ月経過した時点で
も、熱伝導率は０．０１９５ＫＡＬであり、空気体積率
は３８．７Ｖ％であって、何れも変わらなかった。これ
によって、この断熱材のすぐれていることが確認され
た。

【００４６】

【実施例４】この実施例は、実施例１に準じて実施した
が、ただ発泡成形体とした直後の放置時間を３分から３
０分に延長した点で、実施例１と異なるようにした。

【００４７】発泡成形体の空気体積率が３９．０Ｖ％の
とき、これを実施例１で用いたのと同じフィルム製の袋
に入れ、開口をヒートシールにより閉じて断熱材とし
た。

【００４８】得られた断熱材は、製造後１日経過したと
きの熱伝導率が０．０１９６ＫＡＬであり、空気体積率
が３９．０Ｖ％であった。製造後２ケ月経過した時点で
も、これらの値は変わらなかった。これにより、この断
熱材のすぐれたいることが確認された。

【００４９】

【実施例５】この実施例は、実施例１に準じて実施した
が、ただ発泡成形体を被覆するのに用いるフィルムを変
えて実施した。この実施例で用いたフィルムは、エチレ
ン・ビニルアルコール共重合体（２０）／ポリエチレン
（２０）の２層からなる積層フィルムであった。この２
層フィルムは２３℃での窒素透過係数が０．０１７ＣＣ
であった。この２層フィルムをヒートシールによって袋
の形として発泡体を被覆するようにした。

【００５０】実施例１で得られた発泡成形板を３分間空
気中に放置したのち、この発泡成形板を上記の袋に入
れ、開口をヒートシールによって閉じて断熱材とした。
この断熱材は、製造後３０分経過したとき、袋を構成し
ているフィルムが発泡成形体に完全に密接していた。

【００５１】得られた断熱材は、製造後１日経過したと
きの熱伝導率が０．０１８１ＫＡＬであり、空気体積率
が１９．６Ｖ％であった。製造後２ケ月経過した時点で
も、これらの値には変わりがなかった。これにより、こ
の断熱材は断熱性能のすぐれていることが確認された。

【００５２】

【実施例６】この実施例は、実施例１に準じて実施した
が、ただ発泡成形体を被覆するのに用いるフィルムを変
えて実施した。この実施例で用いたフィルムは、ポリ塩
化ビニリデン（２０）／ＥＶＡ（２０）からなる２層の
積層フィルムである。この２層フィルムは２３℃での窒
素透過係数が１．２ＣＣであった。この２層フィルムを
ヒートシールによって袋に加工した。

【００５３】実施例１で得られた発泡成形体を３分間空
気中に放置したのち、この発泡体を上記の袋に入れ、開
口をヒートシールによって閉じて断熱材とした。この断
熱材は製造後３０分経過したとき、袋が発泡体に完全に
密接していた。

【００５４】得られた断熱材は、製造後１日経過したと
きの熱伝導率が０．０１８１ＫＡＬであり、空気体積率
が１９．６Ｖ％であった。これらの値は、断熱材の製造
後２ケ月経過した時点でも変わりがなかった。これによ
り、この断熱材はすぐれた断熱性を持っていることが確
認された。

【００５５】

【実施例７】この実施例は、実施例１に準じて実施した
が、ただ予備発泡時の発泡倍率を変え、従ってまた発泡
成形体の発泡倍率が変わった点で、異なるだけとした。

【００５６】予備発泡粒子の真密度を０．０３３ｇ／ｃ
ｍ³とし、発泡成形体の密度を０．０２１ｇ／ｃｍ³と
した。予備発泡粒子中の空気体積率は１９．５Ｖ％であ
り、発泡成形体中の空気体積率は２０Ｖ％であった。発
泡成形体の製造後３分間空気中に放置したのち、この発
泡体を実施例１で用いたと同じ袋に入れて開口を実施例
１と同様にヒートシールにより閉じて、断熱材とした。

【００５７】得られた断熱材は、製造後１日経過したと
きの熱伝導率が０．０１８２ＫＡＬであり、空気体積率
が２０．０Ｖ％であった。これらの値は、断熱材製造後
２ケ月経過した時点でも変わらなかった。これにより、
この断熱材のすぐれていることが確認された。

【００５８】

【実施例８】この実施例は実施例１に準じて実施した
が、ただ予備発泡時の発泡倍率を変え、従ってまた発泡
成形体の発泡倍率が変わった点で、異なるだけとした。

【００５９】予備発泡粒子の真密度を０．１１０ｇ／ｃ
ｍ³とし、発泡成形体の密度を０．０７０ｇ／ｃｍ³と
した。予備発泡粒子中の空気体積率は１８．７Ｖ％であ
り、発泡成形体中の空気体積率は１９．２Ｖ％であっ
た。発泡成形体の製造後３分間空気中に放置したのち、
この発泡体を実施例１で用いたと同じ袋に入れて、開口
を実施例１と同様にヒートシールにより閉じて断熱材と
した。

【００６０】得られた断熱材は、製造後１日経過したと
きの熱伝導率が０．０１８４ＫＡＬであり、空気体積率
が１９．２Ｖ％であった。これらの値は、断熱材製造後
２ケ月経過した時点でも変わりがなかった。これによ
り、この断熱材がすぐれた断熱特性を持っていることが
確認された。

【００６１】

【実施例９】この実施例は、実施例２に準じて実施した
が、ただ発泡剤を変更した点で異なるだけとした。すな
わち、樹脂としてスチレン・アクリロニトリル共重合体
を用い、発泡剤としてシクロペンタンを用いて発泡性粒
子を作り、これを用いた点で異なるだけで、その他は実
施例２と全く同様に実施した。シクロペンタンは、２０
℃における熱伝導率が０．００９５Ｋｃａｌ／ｍ・ｈ・
℃である。

【００６２】得られた断熱材は、製造後１日経過したと
きの熱伝導率が０．０１９５ＫＡＬであり、空気体積率
が２０．３Ｖ％であった。これらの値は、断熱材製造後
２ケ月経過した時点でも変わりがなかった。これによ
り、この断熱材がすぐれた断熱特性を持っていることが
確認された。

【００６３】

【実施例１０】この実施例は、実施例１に準じて実施し
たが、ただ発泡成形体の形状を図１に示したような異形
にした点で異なるだけとした。

【００６４】得られた断熱材は、製造後３０分経過した
とき被覆フィルムが発泡体に完全に密着した。この断熱
材の熱伝導率を測定するには、図２に示したように、２
個組み合わせて全体の厚みを等しくして測定した。製造
後１日経過したときの熱伝導率は０．０１８１ＫＡＬで
あり、空気体積率は１９．６Ｖ％であった。これらの値
は断熱材の製造後２ケ月経過した時点でも変わりがなか
った。これにより、この断熱材がすぐれた断熱特性を持
っていることが確認された。

【００６５】このように異形の発泡成形体をフィルムが
完全に密着した状態に被覆できる点で、この発明の効果
は顕著である。

【００６６】

【比較例１】この比較例は実施例１に準じて実施した
が、ただ予備発泡後に空気中に放置する時間を長くし
て、予備発泡粒子中の空気体積率が５０Ｖ％を越えるよ
うにし、そのために放置時間を２時間にした。

【００６７】すなわち、実施例１において予備発泡した
粒子を２時間空気中に放置したところ、発泡粒子中の空
気体積率は５０Ｖ％となった。この発泡粒子を実施例１
と同様に処理して一様な厚みの発泡板を得た。この発泡
板を製造後３分間空気中に放置したのち、実施例１と同
様にアルミラミネートフィルム製の袋に入れて開口を閉
じて断熱材とした。このときの発泡板の空気体積率は、
５０．５Ｖ％であった。

【００６８】この断熱材は製造後３０分経過してのち漸
くフィルムが発泡体に密着した。

【００６９】この断熱材は製造後１日経過したときの熱
伝導率が０．００２１ＫＡＬであり、空気体積率が５
０．５Ｖ％であった。これらの値は、断熱材の製造後２
ケ月経過した時点でも変わりはなかったが、初めから熱
伝導率が比較的大きかったので、断熱材として良好であ
るとは云えなかった。

【００７０】

【比較例２】この比較例は実施例１に準じて実施した
が、ただ発泡成形して得られた発泡板を空気中に放置す
る時間を長くして、発泡板中の空気体積率が５０Ｖ％を
越えるようにし、そのために放置時間を２４時間とし
た。

【００７１】すなわち、実施例１において、発泡成形し
て得られた発泡板を２時間空気中に放置したところ、発
泡板中の空気体積率は６４．９Ｖ％となった。この発泡
板を実施例１と同様にアルミラミネートフィルム製の袋
に入れて開口を閉じ断熱材とした。

【００７２】この断熱材は発泡板とアルミラミネートフ
ィルム製の袋の間に若干生じた隙間が残ったままで密着
することはなかった。

【００７３】この断熱材は製造後１日経過したときの熱
伝導率が０．０２３ＫＡＬであり、空気体積率が６４．
９Ｖ％であった。これらの値は、断熱材の製造後２ケ月
経過した時点でも変わりがなかったが、初めから熱伝導
率が比較的大きかったので、断熱材として良好であると
は云えなかった。

【００７４】

【比較例３】この比較例は実施例４に準じて実施した
が、ただ発泡板を被覆するフィルムに窒素透過係数の大
きいものを使用した点で異なることとした。この比較例
で使用したフィルムは、６−ナイロン（２０）／ポリエ
チレン（２０）の２層からなる積層フィルムである。こ
の積層フィルムの２３℃における窒素透過係数は３３Ｃ
Ｃであった。この積層フィルムで発泡板を入れる袋を作
った。

【００７５】実施例４で得た発泡板を発泡成形後３０分
間空気中に放置したのち、上記袋に入れ、ヒートシール
によって開口を塞いで断熱材とした。

【００７６】この断熱材は、製造後３０分間経過しての
ち、初めてフィルムが発泡体に密接した。

【００７７】この断熱材は、製造後１日経過したときの
熱伝導率が０．０２０ＫＡＬであり、空気体積率が３
９．０Ｖ％であった。この断熱材は、製造後２ケ月経過
した時点で、熱伝導率が０．０２３ＫＡＬに増大し、空
気体積率が６４．１Ｖ％に増大したので、熱伝導率の増
大が著しいために断熱材としては不良と認められた。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明において使用できる異形の発泡成形体
の斜視図である。

【図２】図１に示した発泡成形から作られたこの発明に
係る断熱材の熱伝導率の測定態様を示した断面図であ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭58−24041（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−106793（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−12839（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16L 59/00 E04B 1/80

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】２０℃での熱伝導率が０．０１５Ｋｃａ
ｌ／ｍ・ｈ・℃以下の発泡剤を含んだスチレン系樹脂の
発泡体が、４５容量％以下の空気体積率を持つ間に、そ
の発泡体の全表面を、２３℃での窒素透過係数が５ｃｃ
／ｍ² ・ｄａｙ・ａｔｍ以下のフィルムで隙間なく被覆
した、２０℃での熱伝導率が０．０２Ｋｃａｌ／ｍ・ｈ
・℃以下であることを特徴とする断熱材。
【請求項２】２０℃での熱伝導率が０．０１５Ｋｃａ
ｌ／ｍ・ｈ・℃以下の発泡剤を含有する発泡性スチレン
系樹脂粒子を加熱して予備発泡させ、得られた発泡粒子
中の空気体積率が４０容量％以下である間に、この発泡
粒子を型に入れて再び加熱し発泡成形して発泡体とし、
この発泡体中での空気体積率が４５容量％以下である間
に、この発泡体を２３℃での窒素透過係数が５ｃｃ／ｍ
²・ｄａｙ・ａｔｍ以下のフィルムで全面被覆すること
を特徴とする、２０℃での熱伝導率が０．０２Ｋｃａｌ
／ｍ・ｈ・℃以下である断熱材の製造方法。