JP3441810B2 - スチレン系樹脂発泡体の製造法 - Google Patents
スチレン系樹脂発泡体の製造法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はスチレン系樹脂発泡断熱
材の製造方法に関する。特に、本発明は均一微細に且つ
高倍率に発泡した断面積の大きな長尺のスチレン系樹脂
発泡体を得るに適した方法である。例えば、厚さが10〜
150mm 、幅は厚さの10倍以上の断面積で、嵩密度が20〜
45kg/m3 に高度に発泡したものであり、しかも気泡が微
細である板状スチレン系樹脂発泡体である。
材の製造方法に関する。特に、本発明は均一微細に且つ
高倍率に発泡した断面積の大きな長尺のスチレン系樹脂
発泡体を得るに適した方法である。例えば、厚さが10〜
150mm 、幅は厚さの10倍以上の断面積で、嵩密度が20〜
45kg/m3 に高度に発泡したものであり、しかも気泡が微
細である板状スチレン系樹脂発泡体である。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】近年、
省エネルギーの為、住宅・家屋の壁材、床材、天井材に
断熱施工の必要性がいわれており、ガラスウール、発泡
スチレン系樹脂などの断熱材が多く用いられている。な
かでも押出発泡スチレン系樹脂は断熱性にすぐれてお
り、多用されている。
省エネルギーの為、住宅・家屋の壁材、床材、天井材に
断熱施工の必要性がいわれており、ガラスウール、発泡
スチレン系樹脂などの断熱材が多く用いられている。な
かでも押出発泡スチレン系樹脂は断熱性にすぐれてお
り、多用されている。
【０００３】従来、スチレン系樹脂発泡体を製造する時
の発泡剤としてジクロロジフルオロメタン(CFC-12)、或
いはジクロロテトラフルオロエタン(CFC-114) などの飽
和クロロフルオロカーボンが使用されてきた。しかしな
がら、これら飽和クロロフルオロカーボン類は非常に安
定な化合物であり、空気中に拡散すると、成層圏まで上
昇し、オゾン層を破壊して有害な放射線の地表到達率を
増大せしめ、人体の皮膚に悪影響があると言われてい
る。この為、発泡剤として上記のような環境破壊につな
がる有害なフロン系発泡剤（特にCFC-12、CFC-114 な
ど）に代わる発泡剤を用いたスチレン系樹脂押出発泡体
の製造法が求められている。
の発泡剤としてジクロロジフルオロメタン(CFC-12)、或
いはジクロロテトラフルオロエタン(CFC-114) などの飽
和クロロフルオロカーボンが使用されてきた。しかしな
がら、これら飽和クロロフルオロカーボン類は非常に安
定な化合物であり、空気中に拡散すると、成層圏まで上
昇し、オゾン層を破壊して有害な放射線の地表到達率を
増大せしめ、人体の皮膚に悪影響があると言われてい
る。この為、発泡剤として上記のような環境破壊につな
がる有害なフロン系発泡剤（特にCFC-12、CFC-114 な
ど）に代わる発泡剤を用いたスチレン系樹脂押出発泡体
の製造法が求められている。
【０００４】しかしながら、発泡剤としてオゾン層破壊
のないフロン例えば1,1,1,2 −テトラフルオロエタンを
用いて押出発泡体を製造すべく試みたが押出機内でのス
チレン系樹脂への溶解・分散が不十分と思われる現象す
なわちダイスリットからの1,1,1,2 −テトラフルオロエ
タンのガスの噴出があること、また表面外観が悪く、均
一な独立気泡より形成される発泡体を得ることができず
断熱性能も断熱材としては不十分という問題があった。
のないフロン例えば1,1,1,2 −テトラフルオロエタンを
用いて押出発泡体を製造すべく試みたが押出機内でのス
チレン系樹脂への溶解・分散が不十分と思われる現象す
なわちダイスリットからの1,1,1,2 −テトラフルオロエ
タンのガスの噴出があること、また表面外観が悪く、均
一な独立気泡より形成される発泡体を得ることができず
断熱性能も断熱材としては不十分という問題があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者は上記問題点を
解決する為に鋭意検討の結果、発泡剤として有害な飽和
クロロフルオロカーボン（CFC-12、CFC-114 など）を使
用しない断熱材用のスチレン系樹脂発泡体の製造方法を
完成するに至った。
解決する為に鋭意検討の結果、発泡剤として有害な飽和
クロロフルオロカーボン（CFC-12、CFC-114 など）を使
用しない断熱材用のスチレン系樹脂発泡体の製造方法を
完成するに至った。
【０００６】即ち、本発明は、押出機にてスチレン系樹
脂と揮発性発泡剤とを溶融・均一混合した溶融混合物を
押出発泡させてスチレン系樹脂発泡体を製造する方法に
おいて、スチレン系樹脂 100重量部に対し、揮発性発泡
剤としてフッ化炭化水素60〜90モル％とｎ−ブタン10〜
40モル％との混合物を含有する混合発泡剤を５〜20重量
部使用することを特徴とするスチレン系樹脂発泡体の製
造方法に関する。
脂と揮発性発泡剤とを溶融・均一混合した溶融混合物を
押出発泡させてスチレン系樹脂発泡体を製造する方法に
おいて、スチレン系樹脂 100重量部に対し、揮発性発泡
剤としてフッ化炭化水素60〜90モル％とｎ−ブタン10〜
40モル％との混合物を含有する混合発泡剤を５〜20重量
部使用することを特徴とするスチレン系樹脂発泡体の製
造方法に関する。
【０００７】本発明によれば、均一微細にしかも高倍率
に発泡したスチレン系樹脂発泡体を連続的に製造するこ
とが可能であり、且つ厚みが10〜150mm 、幅が厚みの10
倍以上という断面積の大きい板状スチレン系樹脂発泡体
を容易に得ることができる。
に発泡したスチレン系樹脂発泡体を連続的に製造するこ
とが可能であり、且つ厚みが10〜150mm 、幅が厚みの10
倍以上という断面積の大きい板状スチレン系樹脂発泡体
を容易に得ることができる。
【０００８】本発明に使用し得るスチレン系樹脂として
はスチレン系モノマーの単独重合体に限らず共重合体で
あってもよく、スチレン系モノマーはスチレンのほかメ
チルスチレン、エチルスチレン等のスチレン誘導体を含
んでいても良い。また、共重合体はスチレン系モノマー
を50重量％以上含み、その余が他のモノマーからなるも
のであって、他のモノマーとしてはメチルメタクリレー
ト、アクリロニトリル、無水マレイン酸等を挙げること
ができる。その他スチレン系樹脂は単独重合体または共
重合体に他の樹脂を混合して得られたブレンド物でも良
い。他の樹脂としては、合成ゴム、ポリエチレン、ポリ
プロピレン等を挙げることができる。ブレンド物はスチ
レン系樹脂が50重量％以上占めていることが好ましい
が、本発明はスチレン系樹脂の種類によって限定される
ものではない。これらのスチレン系樹脂のＭＦＲは 2.5
〜８ｇ／10分（ASTM D-1288G法）のものが好ましく、厚
さが10mmを超える発泡体を成形する時などに好適であ
る。ＭＦＲの値が小さいほど機械的強度も優れた発泡体
が得られるなど有利である。
はスチレン系モノマーの単独重合体に限らず共重合体で
あってもよく、スチレン系モノマーはスチレンのほかメ
チルスチレン、エチルスチレン等のスチレン誘導体を含
んでいても良い。また、共重合体はスチレン系モノマー
を50重量％以上含み、その余が他のモノマーからなるも
のであって、他のモノマーとしてはメチルメタクリレー
ト、アクリロニトリル、無水マレイン酸等を挙げること
ができる。その他スチレン系樹脂は単独重合体または共
重合体に他の樹脂を混合して得られたブレンド物でも良
い。他の樹脂としては、合成ゴム、ポリエチレン、ポリ
プロピレン等を挙げることができる。ブレンド物はスチ
レン系樹脂が50重量％以上占めていることが好ましい
が、本発明はスチレン系樹脂の種類によって限定される
ものではない。これらのスチレン系樹脂のＭＦＲは 2.5
〜８ｇ／10分（ASTM D-1288G法）のものが好ましく、厚
さが10mmを超える発泡体を成形する時などに好適であ
る。ＭＦＲの値が小さいほど機械的強度も優れた発泡体
が得られるなど有利である。
【０００９】本発明に用いる混合発泡剤の一成分である
フッ化炭化水素としては、 1,1,1,2−テトラフルオロエ
タン、 1,1−ジフルオロエタンなどが挙げられる。これ
らはいずれもオゾン破壊能がゼロであり、環境保護の面
から好ましいものである。なかでも 1,1,1,2−テトラフ
ルオロエタンは 1,1−ジフルオロエタンより熱伝導率が
低く、且つ不燃性であり安全性の面から好都合である。
しかし、押出機内で溶融されたスチレン系樹脂に 1,1,
1,2−テトラフルオロエタンを圧入・混合してもスチレ
ン系樹脂への溶解性が不十分と思われ、発泡に適した温
度に冷却し、ダイそしてスリットから押出発泡してもス
リットからの 1,1,1,2−テトラフルオロエタンの噴出が
起こり、表面外観が悪く、均一な独立気泡より形成され
る発泡体を得ることができないという問題があった。
フッ化炭化水素としては、 1,1,1,2−テトラフルオロエ
タン、 1,1−ジフルオロエタンなどが挙げられる。これ
らはいずれもオゾン破壊能がゼロであり、環境保護の面
から好ましいものである。なかでも 1,1,1,2−テトラフ
ルオロエタンは 1,1−ジフルオロエタンより熱伝導率が
低く、且つ不燃性であり安全性の面から好都合である。
しかし、押出機内で溶融されたスチレン系樹脂に 1,1,
1,2−テトラフルオロエタンを圧入・混合してもスチレ
ン系樹脂への溶解性が不十分と思われ、発泡に適した温
度に冷却し、ダイそしてスリットから押出発泡してもス
リットからの 1,1,1,2−テトラフルオロエタンの噴出が
起こり、表面外観が悪く、均一な独立気泡より形成され
る発泡体を得ることができないという問題があった。
【００１０】本発明者は、 1,1,1,2−テトラフルオロエ
タンの溶解性を補助し、かつ発泡体自体の難燃性ならび
に安全性の達成という観点から揮発性発泡剤について種
々検討した結果、ｎ−ブタンが良好であることを見出し
た。
タンの溶解性を補助し、かつ発泡体自体の難燃性ならび
に安全性の達成という観点から揮発性発泡剤について種
々検討した結果、ｎ−ブタンが良好であることを見出し
た。
【００１１】これまで飽和クロロフルオロカーボンを使
用しない発泡剤が提案されている。例えば、特開平4-18
9839号は揮発性発泡剤として分子中に水素を含むフッ素
化炭化水素とイソブタンとの混合物を主成分とする混合
発泡剤を使用する方法が提案されている。しかしイソブ
タンはｎ−ブタンに比べ発泡剤に残存しやすく難燃性な
らびに安全性の達成に問題のあることが判った。
用しない発泡剤が提案されている。例えば、特開平4-18
9839号は揮発性発泡剤として分子中に水素を含むフッ素
化炭化水素とイソブタンとの混合物を主成分とする混合
発泡剤を使用する方法が提案されている。しかしイソブ
タンはｎ−ブタンに比べ発泡剤に残存しやすく難燃性な
らびに安全性の達成に問題のあることが判った。
【００１２】本発明で使用する揮発性発泡剤はフッ化炭
化水素が60〜90モル％、ｎ−ブタンが10〜40モル％の混
合発泡剤が好ましく、より好ましくはフッ化炭化水素が
75〜85モル％、ｎ−ブタンが15〜25モル％の混合発泡剤
が好ましい。
化水素が60〜90モル％、ｎ−ブタンが10〜40モル％の混
合発泡剤が好ましく、より好ましくはフッ化炭化水素が
75〜85モル％、ｎ−ブタンが15〜25モル％の混合発泡剤
が好ましい。
【００１３】ｎ−ブタンの量が40モル％を超すと製造上
の安全への配慮を十分にする必要があるとともに難燃性
ならびに安全性の達成に問題がある。また10モル％未満
ではスチレン系樹脂への 1,1,1,2−テトラフルオロエタ
ンの溶解性を補助する効果が少なくなる。
の安全への配慮を十分にする必要があるとともに難燃性
ならびに安全性の達成に問題がある。また10モル％未満
ではスチレン系樹脂への 1,1,1,2−テトラフルオロエタ
ンの溶解性を補助する効果が少なくなる。
【００１４】また、必要に応じてポリスチレン樹脂に対
して易透過性である塩化エチル、塩化メチルなどをｎ−
ブタンに添加して混合することができるが、その量は製
造後の発泡体の寸法安定性の観点から20モル％が限度で
ある。
して易透過性である塩化エチル、塩化メチルなどをｎ−
ブタンに添加して混合することができるが、その量は製
造後の発泡体の寸法安定性の観点から20モル％が限度で
ある。
【００１５】これら混合発泡剤の混合量はスチレン系樹
脂 100重量部に対し５〜20重量％が好ましい。
脂 100重量部に対し５〜20重量％が好ましい。
【００１６】本発明の方法では押出機内で上記スチレン
系樹脂に揮発性混合発泡剤を添加して溶融混合し、次い
で、この溶融混合物からなる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が、本発明に
おいては、発泡体の気泡をより微細化する為の気泡調整
剤を添加することができる。気泡調整剤としては、例え
ば、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、シリカ、タルク、
酸化チタン、酸化アルミニウム、クレー、ベントナイ
ト、ケイソウ土などの無機化合物が挙げられ、平均粒径
が 0.1〜10μ、好ましくは 0.5〜５μのもの、また、ク
エン酸、酒石酸、シュウ酸などの有機酸とナトリウム、
カリウムなどの重炭酸塩、炭酸塩とを組合わせたものな
どが挙げられる。気泡調整剤は通常スチレン系樹脂 100
重量部当たり0.05〜５重量部程度使用される。
系樹脂に揮発性混合発泡剤を添加して溶融混合し、次い
で、この溶融混合物からなる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が、本発明に
おいては、発泡体の気泡をより微細化する為の気泡調整
剤を添加することができる。気泡調整剤としては、例え
ば、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、シリカ、タルク、
酸化チタン、酸化アルミニウム、クレー、ベントナイ
ト、ケイソウ土などの無機化合物が挙げられ、平均粒径
が 0.1〜10μ、好ましくは 0.5〜５μのもの、また、ク
エン酸、酒石酸、シュウ酸などの有機酸とナトリウム、
カリウムなどの重炭酸塩、炭酸塩とを組合わせたものな
どが挙げられる。気泡調整剤は通常スチレン系樹脂 100
重量部当たり0.05〜５重量部程度使用される。
【００１７】また、発泡体に難燃性を付与するために難
燃化剤を添加することができる。難燃化剤としては、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、ヘキサブロモシクロドデカンなどを用いることがで
きる。難燃化剤はスチレン系樹脂 100重量部当たり２〜
７重量部程度使用される。
燃化剤を添加することができる。難燃化剤としては、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、ヘキサブロモシクロドデカンなどを用いることがで
きる。難燃化剤はスチレン系樹脂 100重量部当たり２〜
７重量部程度使用される。
【００１８】これら気泡連行剤、難燃化剤はスチレン系
樹脂とともに押出機へ供給される。
樹脂とともに押出機へ供給される。
【００１９】さらに、本発明においては所期の目的を妨
げない程度において着色剤、熱安定剤、界面活性剤、帯
電防止剤、酸化防止剤等の各種添加剤をスチレン系樹脂
に適宜混合することもできる。
げない程度において着色剤、熱安定剤、界面活性剤、帯
電防止剤、酸化防止剤等の各種添加剤をスチレン系樹脂
に適宜混合することもできる。
【００２０】一般に押出発泡するにはスチレン系樹脂と
揮発性発泡剤とを押出機中で高温高圧の条件下で混合さ
れるが、この条件は発泡剤がスチレン系樹脂に均一に混
合する為に必要であり、本発明においては、高温条件と
して 120〜290 ℃の範囲が良く、高圧条件として70〜28
0 kg／cm2 がよい。次いでこの混合物を冷却しながら発
泡に適度の温度圧力の条件にして低圧帯域（大気中）に
押出発泡するが、本発明の方法においては、この条件と
して80〜150 ℃である。また圧力は20〜70kg／cm2 が好
ましいがスチレン系樹脂の種類、更には混合発泡剤の添
加量や発泡剤における混合成分の組合わせ等により若干
変更が可能である。
揮発性発泡剤とを押出機中で高温高圧の条件下で混合さ
れるが、この条件は発泡剤がスチレン系樹脂に均一に混
合する為に必要であり、本発明においては、高温条件と
して 120〜290 ℃の範囲が良く、高圧条件として70〜28
0 kg／cm2 がよい。次いでこの混合物を冷却しながら発
泡に適度の温度圧力の条件にして低圧帯域（大気中）に
押出発泡するが、本発明の方法においては、この条件と
して80〜150 ℃である。また圧力は20〜70kg／cm2 が好
ましいがスチレン系樹脂の種類、更には混合発泡剤の添
加量や発泡剤における混合成分の組合わせ等により若干
変更が可能である。
【００２１】
【実施例】以下、実施例をもって本発明を具体的に説明
する。
する。
【００２２】実施例１〜３
内径65mmφのスクリュー型押出機内でポリスチレン樹脂
（ＭＦＲ 3.0ｇ／10分）100 重量部当たりタルク（平均
粒径 2.5μ）； 1.0重量部、およびヘキサブロモシクロ
ドデカン；４重量部を混合し、これに表１に示す混合発
泡剤を樹脂 １００重量部当たり１０重量部を押出機に
圧入し 220℃、 270kg／cm2 で均一に溶融混練した。溶
融した発泡性溶融樹脂混合物を巾が40mm、目開きの間隔
が 1.8mmのスリットを介して大気中に押し出す直前の温
度は 110℃、圧力は60kg／cm2 にて押出発泡し、厚さ40
〜60mmの板状のポリスチレン樹脂発泡体を得た。得られ
た発泡体の物性として発泡体密度、平均気泡径、熱伝導
率および外観を下記の方法に従って調べた。その結果を
表１に示す。
（ＭＦＲ 3.0ｇ／10分）100 重量部当たりタルク（平均
粒径 2.5μ）； 1.0重量部、およびヘキサブロモシクロ
ドデカン；４重量部を混合し、これに表１に示す混合発
泡剤を樹脂 １００重量部当たり１０重量部を押出機に
圧入し 220℃、 270kg／cm2 で均一に溶融混練した。溶
融した発泡性溶融樹脂混合物を巾が40mm、目開きの間隔
が 1.8mmのスリットを介して大気中に押し出す直前の温
度は 110℃、圧力は60kg／cm2 にて押出発泡し、厚さ40
〜60mmの板状のポリスチレン樹脂発泡体を得た。得られ
た発泡体の物性として発泡体密度、平均気泡径、熱伝導
率および外観を下記の方法に従って調べた。その結果を
表１に示す。
【００２３】（発泡体密度）次式により求めた。〔発泡
体密度〕＝〔発泡体重量〕／〔発泡体体積〕 （平均気泡径）得られたスチレン系樹脂発泡体の厚さ方
向の平均気泡径を測定した。 （熱伝導率）JIS A 9511に準じて測定した。 （外観）得られたスチレン系樹脂発泡体に異状がないか
どうか目視により調べた。 （難燃性）製造後１週間経過後にJIS A 9511に準じて測
定した。なお、10個の試験片を測定し平均燃焼時間
（秒）で示した。平均燃焼時間が３秒以下は合格とし、
３秒を超えるものは不合格とした。
体密度〕＝〔発泡体重量〕／〔発泡体体積〕 （平均気泡径）得られたスチレン系樹脂発泡体の厚さ方
向の平均気泡径を測定した。 （熱伝導率）JIS A 9511に準じて測定した。 （外観）得られたスチレン系樹脂発泡体に異状がないか
どうか目視により調べた。 （難燃性）製造後１週間経過後にJIS A 9511に準じて測
定した。なお、10個の試験片を測定し平均燃焼時間
（秒）で示した。平均燃焼時間が３秒以下は合格とし、
３秒を超えるものは不合格とした。
【００２４】比較例１〜３
発泡剤として表１に示す発泡剤を用いた以外は実施例１
と同様に実施した。結果を表１に示す。
と同様に実施した。結果を表１に示す。
【００２５】
【表１】
【００２６】
【発明の効果】本発明のスチレン系樹脂発泡体は、オゾ
ン層を破壊する可能性のない飽和クロロフルオロカーボ
ン（CFC-12、CFC-114 など）を使用していなく、長期間
にわたって優れた断熱性能が維持され、難燃性、安全性
を満たすものであり、住宅家屋の床材、壁材、天井材な
どの断熱材として好適に使用しうるものである。
ン層を破壊する可能性のない飽和クロロフルオロカーボ
ン（CFC-12、CFC-114 など）を使用していなく、長期間
にわたって優れた断熱性能が維持され、難燃性、安全性
を満たすものであり、住宅家屋の床材、壁材、天井材な
どの断熱材として好適に使用しうるものである。
Claims (2)
- 【請求項１】押出機にてスチレン系樹脂と揮発性発泡剤
とを溶融・均一混合した溶融混合物を押出発泡させてス
チレン系樹脂発泡体を製造する方法において、スチレン
系樹脂 100重量部に対し、揮発性発泡剤としてフッ化炭
化水素60〜90モル％とｎ−ブタン10〜40モル％との混合
物を含有する混合発泡剤を５〜20重量部使用することを
特徴とするスチレン系樹脂発泡体の製造方法。 - 【請求項２】 フッ化炭化水素が 1,1,1,2−テトラフル
オロエタンであることを特徴とする請求項１記載のスチ
レン系樹脂発泡体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23880694A JP3441810B2 (ja) | 1994-10-03 | 1994-10-03 | スチレン系樹脂発泡体の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23880694A JP3441810B2 (ja) | 1994-10-03 | 1994-10-03 | スチレン系樹脂発泡体の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08104769A JPH08104769A (ja) | 1996-04-23 |
| JP3441810B2 true JP3441810B2 (ja) | 2003-09-02 |
Family
ID=17035573
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23880694A Expired - Fee Related JP3441810B2 (ja) | 1994-10-03 | 1994-10-03 | スチレン系樹脂発泡体の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3441810B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8444873B2 (en) | 2009-06-12 | 2013-05-21 | Solvay Fluor Gmbh | Refrigerant composition |
-
1994
- 1994-10-03 JP JP23880694A patent/JP3441810B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08104769A (ja) | 1996-04-23 |
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