JP3512467B2 - 防炎性を付与したポリスチレンの発泡方法およびポリスチレン製成形物品 - Google Patents
防炎性を付与したポリスチレンの発泡方法およびポリスチレン製成形物品Info
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Description
【０００１】本発明は、防炎性を付与したポリスチレン
を発泡剤の添加により発泡させる方法およびポリスチレ
ンフォームの押出し成形物品に関する。
を発泡剤の添加により発泡させる方法およびポリスチレ
ンフォームの押出し成形物品に関する。
【０００２】プラスチックの発泡溶融物から押出しによ
り製造される、プラスチックシート、膨脹フィルム、断
熱フィルムウェブおよびその他の、防炎性付与処理を行
った建材の分野では、発泡剤として可燃ガスが一般に使
用されている。これらの発泡剤ないし発泡性ガスの可燃
性は、防燃加工の必要条件とは相反するものであり、そ
の様な建材は、発泡プラスチックのセルから発泡ガスが
消散し得る比較的長い貯蔵期間の後になって初めて十分
な防炎性を発揮する。
り製造される、プラスチックシート、膨脹フィルム、断
熱フィルムウェブおよびその他の、防炎性付与処理を行
った建材の分野では、発泡剤として可燃ガスが一般に使
用されている。これらの発泡剤ないし発泡性ガスの可燃
性は、防燃加工の必要条件とは相反するものであり、そ
の様な建材は、発泡プラスチックのセルから発泡ガスが
消散し得る比較的長い貯蔵期間の後になって初めて十分
な防炎性を発揮する。
【０００３】独国実用新案第９２１１５８４号明細書に
は、ポリスチレンフォームのスクラップをポリスチレン
に融解させ、中に閉じ込められている空気を逃がし、次
いで発泡剤を加えて溶融物を発泡ポリスチレンに変換す
ることにより得られるポリスチレン再生材料の成形物品
が記載されている。発泡剤としてペンタンを使用し、発
泡作業は押出し機のヘッドで行う。この公知の成形物品
はいわゆる連続シートの形態で製造され、このシートを
所望の長さおよび幅に裁断し、次いでさらに建築用シー
トとして加工する。この公知の成形物品は、ＤＩＮ４１
０２の建材クラスＢ１に規定される防炎性を付与する防
燃添加剤を含む。この公知のポリスチレン再生材料の成
形物品は、建築工業用の断熱材として使用され、ＤＩＮ
１８１６４ 第１部の必要条件を満たしている。
は、ポリスチレンフォームのスクラップをポリスチレン
に融解させ、中に閉じ込められている空気を逃がし、次
いで発泡剤を加えて溶融物を発泡ポリスチレンに変換す
ることにより得られるポリスチレン再生材料の成形物品
が記載されている。発泡剤としてペンタンを使用し、発
泡作業は押出し機のヘッドで行う。この公知の成形物品
はいわゆる連続シートの形態で製造され、このシートを
所望の長さおよび幅に裁断し、次いでさらに建築用シー
トとして加工する。この公知の成形物品は、ＤＩＮ４１
０２の建材クラスＢ１に規定される防炎性を付与する防
燃添加剤を含む。この公知のポリスチレン再生材料の成
形物品は、建築工業用の断熱材として使用され、ＤＩＮ
１８１６４ 第１部の必要条件を満たしている。
【０００４】この公知の成形物品用の出発物質として使
用するポリスチレンフォームを製造するために、スクラ
ップポリスチレンの溶融物を融解温度より低い温度に冷
却し、フィラメントにプレスし、冷却したフィラメント
を細片に粉砕する。これらの細片を別の押出し機中で融
解させ、発泡剤としてペンタンを高圧下で強制的に加
え、溶融物を１５０℃未満の温度で、スロットダイスを
通して柔軟なフォームとして押し出し、キャリブレーシ
ョン(calibration) によって賊形する。これらの建材の
防炎性が十分に現れるまでに必要な貯蔵期間は記載され
ていない。
用するポリスチレンフォームを製造するために、スクラ
ップポリスチレンの溶融物を融解温度より低い温度に冷
却し、フィラメントにプレスし、冷却したフィラメント
を細片に粉砕する。これらの細片を別の押出し機中で融
解させ、発泡剤としてペンタンを高圧下で強制的に加
え、溶融物を１５０℃未満の温度で、スロットダイスを
通して柔軟なフォームとして押し出し、キャリブレーシ
ョン(calibration) によって賊形する。これらの建材の
防炎性が十分に現れるまでに必要な貯蔵期間は記載され
ていない。
【０００５】本発明の目的は、冒頭に記載した方法を、
防炎性を付与処理を施したポリスチレンフォームが得ら
れ、発泡剤として可燃性ガスを使用するにも関わらず、
そこから製造された建材の、十分な防炎性が達成される
までに必要な貯蔵期間が短縮される様に改良することで
ある。
防炎性を付与処理を施したポリスチレンフォームが得ら
れ、発泡剤として可燃性ガスを使用するにも関わらず、
そこから製造された建材の、十分な防炎性が達成される
までに必要な貯蔵期間が短縮される様に改良することで
ある。
【０００６】この目的は、本発明により、プロパン、ブ
タンまたはプロパンとブタンの混合物を発泡剤としてポ
リスチレン溶融物に加える方法により達成される。ここ
で発泡剤はｎ−ブタンおよび／またはiso −ブタンを含
んでなるのが好ましい。本方法の一実施態様では、発泡
剤の成分を、発泡剤の総体積に対してプロパン１０〜１
００体積％、ｎ−ブタン０〜９０体積％、および／また
はiso −ブタン０〜９０体積％の比率で混合する。好ま
しくは、プロパン６０〜９０体積％を、ｎ−ブタン１０
〜４０体積％および／またはiso −ブタン１０〜４０体
積％と混合する。
タンまたはプロパンとブタンの混合物を発泡剤としてポ
リスチレン溶融物に加える方法により達成される。ここ
で発泡剤はｎ−ブタンおよび／またはiso −ブタンを含
んでなるのが好ましい。本方法の一実施態様では、発泡
剤の成分を、発泡剤の総体積に対してプロパン１０〜１
００体積％、ｎ−ブタン０〜９０体積％、および／また
はiso −ブタン０〜９０体積％の比率で混合する。好ま
しくは、プロパン６０〜９０体積％を、ｎ−ブタン１０
〜４０体積％および／またはiso −ブタン１０〜４０体
積％と混合する。
【０００７】本方法ではさらに、ポリスチレン溶融物
を、ポリスチレン共重合体、スチレンとブタジエンの共
重合体またはスチレンの重合体またはそれらの混合物、
から融解させる。
を、ポリスチレン共重合体、スチレンとブタジエンの共
重合体またはスチレンの重合体またはそれらの混合物、
から融解させる。
【０００８】本発明のその後の処理工程は、請求項６〜
１２の特徴から理解される。
１２の特徴から理解される。
【０００９】この押出しポリスチレンフォームから、厚
さ１〜１０mm、幅５０〜３２０cm、フォーム密度３０〜
７０ g/l、および３週間貯蔵後の発泡剤含有量３．０重
量％以下であるポリスチレン成形物品が形成される。
さ１〜１０mm、幅５０〜３２０cm、フォーム密度３０〜
７０ g/l、および３週間貯蔵後の発泡剤含有量３．０重
量％以下であるポリスチレン成形物品が形成される。
【００１０】本発明の別の実施態様では、厚さ１〜５m
m、幅７５〜３２０cm、フォーム密度６０〜７０ g/l、
および発泡剤含有量２．８〜３．０重量％を有する、独
立気泡または閉細孔発泡フィルムを含んでなるポリスチ
レン成形物品を押し出す。さらに、ポリスチレン成形物
品は厚さ２〜１０mm、幅５０〜２００cm、フォーム密度
３０〜４０ g/l、および３週間貯蔵後の発泡剤含有量
１．９重量％以下であるシート品でもよい。
m、幅７５〜３２０cm、フォーム密度６０〜７０ g/l、
および発泡剤含有量２．８〜３．０重量％を有する、独
立気泡または閉細孔発泡フィルムを含んでなるポリスチ
レン成形物品を押し出す。さらに、ポリスチレン成形物
品は厚さ２〜１０mm、幅５０〜２００cm、フォーム密度
３０〜４０ g/l、および３週間貯蔵後の発泡剤含有量
１．９重量％以下であるシート品でもよい。
【００１１】１〜１３週間の貯蔵期間の後では、本発明
のポリスチレン成形物品は、ＤＩＮ４１０２に規定する
建材クラスＢ２およびＢ１により通常可燃性〜防炎性で
ある。その時、例えばプロパン／ブタン混合物６０／４
０による発泡ガス含有量は１．９重量％未満である。
のポリスチレン成形物品は、ＤＩＮ４１０２に規定する
建材クラスＢ２およびＢ１により通常可燃性〜防炎性で
ある。その時、例えばプロパン／ブタン混合物６０／４
０による発泡ガス含有量は１．９重量％未満である。
【００１２】本発明により達成される長所は、ポリスチ
レンフォームから製造された成形物品の、十分な防炎性
が達成されるまでの貯蔵期間が短縮されること、および
成形物品の細孔またはセルが、１週間の貯蔵期間の後で
も、その後に続く熱処理により１．８〜２．０倍に発泡
するのに十分な発泡剤をなお含んでいることである。ま
た、発泡剤組成物を適切に選択することにより、炭化水
素の放出を低減できることも有利である。
レンフォームから製造された成形物品の、十分な防炎性
が達成されるまでの貯蔵期間が短縮されること、および
成形物品の細孔またはセルが、１週間の貯蔵期間の後で
も、その後に続く熱処理により１．８〜２．０倍に発泡
するのに十分な発泡剤をなお含んでいることである。ま
た、発泡剤組成物を適切に選択することにより、炭化水
素の放出を低減できることも有利である。
【００１３】以下に、添付の図面を参照しながら、本発
明をより詳細に説明する。
明をより詳細に説明する。
【００１４】ポリスチレン顆粒、防燃剤および核形成剤
からなるポリスチレン溶融物を第一押出し工程で融解さ
せる。第一押出し工程の最後に、この溶融物中に発泡剤
としてガスを３５０ barまでの高圧で注入する。発泡剤
をポリスチレン溶融物と均質に混合し、第二押出し工程
の前に、ポリスチレン溶融物をさらに均質化し、押出し
前に溶融物温度を１５０℃未満まで冷却する。ポリスチ
レン溶融物に発泡剤としてプロパン、ブタン、またはこ
れら２種類のアルカンの混合物を供給する。ここでは、
発泡剤はｎ−ブタンおよび／またはiso −ブタンを含
む。発泡剤の成分は、発泡剤の総体積に対して、プロパ
ン１０〜１００体積％、ｎ−ブタン０〜９０体積％、お
よび／またはiso −ブタン０〜９０体積％の比率で混合
する。プロパン６０〜９０体積％、ｎ−ブタン１０〜４
０体積％、および／またはiso −ブタン１０〜４０体積
％の比率が特に好ましい。
からなるポリスチレン溶融物を第一押出し工程で融解さ
せる。第一押出し工程の最後に、この溶融物中に発泡剤
としてガスを３５０ barまでの高圧で注入する。発泡剤
をポリスチレン溶融物と均質に混合し、第二押出し工程
の前に、ポリスチレン溶融物をさらに均質化し、押出し
前に溶融物温度を１５０℃未満まで冷却する。ポリスチ
レン溶融物に発泡剤としてプロパン、ブタン、またはこ
れら２種類のアルカンの混合物を供給する。ここでは、
発泡剤はｎ−ブタンおよび／またはiso −ブタンを含
む。発泡剤の成分は、発泡剤の総体積に対して、プロパ
ン１０〜１００体積％、ｎ−ブタン０〜９０体積％、お
よび／またはiso −ブタン０〜９０体積％の比率で混合
する。プロパン６０〜９０体積％、ｎ−ブタン１０〜４
０体積％、および／またはiso −ブタン１０〜４０体積
％の比率が特に好ましい。
【００１５】押出しフォームの基材は、ポリスチレン共
重合体、スチレンとブタジエンの共重合体、スチレン重
合体、スチレン／無水マレイン酸共重合体、アクリル／
ブタジエン／スチレン、ポリフェニレンオキシドまたは
それらの混合物である。
重合体、スチレンとブタジエンの共重合体、スチレン重
合体、スチレン／無水マレイン酸共重合体、アクリル／
ブタジエン／スチレン、ポリフェニレンオキシドまたは
それらの混合物である。
【００１６】添加する核形成剤は、ポリスチレン溶融物
から押し出した発泡ポリスチレンフィルムまたはポリス
チレン成形物品中の細孔またはセルの寸法をできるだけ
一様に維持するのに役立つ。添加する核形成剤は、とり
わけ、チョークおよび／またはタルクであり、それぞれ
の場合に発泡剤組成物に応じて選択する。タルク／チョ
ーク混合物中のタルク含有量は、以下に図を使用して説
明する様に、発泡剤中のプロパン含有量の増加と共に低
減させることができる。使用可能な吸熱性核形成剤は、
クエン酸および重炭酸ナトリウムである。
から押し出した発泡ポリスチレンフィルムまたはポリス
チレン成形物品中の細孔またはセルの寸法をできるだけ
一様に維持するのに役立つ。添加する核形成剤は、とり
わけ、チョークおよび／またはタルクであり、それぞれ
の場合に発泡剤組成物に応じて選択する。タルク／チョ
ーク混合物中のタルク含有量は、以下に図を使用して説
明する様に、発泡剤中のプロパン含有量の増加と共に低
減させることができる。使用可能な吸熱性核形成剤は、
クエン酸および重炭酸ナトリウムである。
【００１７】リン酸ハロゲン化アルキル−アリール、ポ
リリン酸アンモニウム、ヘキサブロモシクロドデカンお
よび水酸化マグネシウムを防燃剤としてポリスチレンの
出発物質に加える。
リリン酸アンモニウム、ヘキサブロモシクロドデカンお
よび水酸化マグネシウムを防燃剤としてポリスチレンの
出発物質に加える。
【００１８】ポリスチレンの押出し物は、タンデム型押
出し機ラインで製造される。第一押出し工程において、
一次押出し機中で、ポリスチレン顆粒、防燃剤および核
形成剤の混合物を処理して、均質流動性のポリスチレン
溶融物にする。一次押出し機の出口で、発泡剤を高圧で
注入し、ポリスチレン溶融物と強力に混合する。この混
合物を偏向装置を使用して二次押出し機中に搬送し、そ
の中でさらに均質化し、１５０℃未満の所望の温度に冷
却する。次いで、このポリスチレン溶融物を、狭い隙間
を有する輪状ダイスを通して押し出す。ポリスチレン溶
融物が輪状ダイスから出てくる時に、ポリスチレン中で
発泡が起こる。輪状ダイスから押し出された発泡フィル
ムの気泡は一定のブロー比を有しているが、これを次い
で冷却マンドレル上に引き取り、キャリブレーション操
作の最後に２つのフィルムウェブに裁断し、リール状に
巻き取る。これらのリールは、厚さ１〜５mm、幅５０〜
３２０cm、フォーム密度６０〜７０ g/l、および発泡剤
含有量約３．０重量％までの、独立セルまたは独立細孔
発泡フィルムである。この発泡剤含有量は、ポリスチレ
ンフォームの形成直後に、微細なセルまたは細孔が発泡
剤で充填され、細孔中の空気分圧がゼロになるために生
じる。この３．０重量％までの発泡剤含有量は、それに
続いて熱処理により後膨脹させるのに十分である。発泡
フィルムの具体的な寸法は、使用する輪状ダイス寸法に
より決定される。厚さ２〜１０mm、幅５０〜２００cm、
フォーム密度３０〜４０ g/l、および３週間貯蔵後の発
泡剤含有量１．７〜１．９重量％のシート品を得るに
は、二次押出し機で輪状ダイスの代わりに、対応するス
ロットダイスを使用することもできる。
出し機ラインで製造される。第一押出し工程において、
一次押出し機中で、ポリスチレン顆粒、防燃剤および核
形成剤の混合物を処理して、均質流動性のポリスチレン
溶融物にする。一次押出し機の出口で、発泡剤を高圧で
注入し、ポリスチレン溶融物と強力に混合する。この混
合物を偏向装置を使用して二次押出し機中に搬送し、そ
の中でさらに均質化し、１５０℃未満の所望の温度に冷
却する。次いで、このポリスチレン溶融物を、狭い隙間
を有する輪状ダイスを通して押し出す。ポリスチレン溶
融物が輪状ダイスから出てくる時に、ポリスチレン中で
発泡が起こる。輪状ダイスから押し出された発泡フィル
ムの気泡は一定のブロー比を有しているが、これを次い
で冷却マンドレル上に引き取り、キャリブレーション操
作の最後に２つのフィルムウェブに裁断し、リール状に
巻き取る。これらのリールは、厚さ１〜５mm、幅５０〜
３２０cm、フォーム密度６０〜７０ g/l、および発泡剤
含有量約３．０重量％までの、独立セルまたは独立細孔
発泡フィルムである。この発泡剤含有量は、ポリスチレ
ンフォームの形成直後に、微細なセルまたは細孔が発泡
剤で充填され、細孔中の空気分圧がゼロになるために生
じる。この３．０重量％までの発泡剤含有量は、それに
続いて熱処理により後膨脹させるのに十分である。発泡
フィルムの具体的な寸法は、使用する輪状ダイス寸法に
より決定される。厚さ２〜１０mm、幅５０〜２００cm、
フォーム密度３０〜４０ g/l、および３週間貯蔵後の発
泡剤含有量１．７〜１．９重量％のシート品を得るに
は、二次押出し機で輪状ダイスの代わりに、対応するス
ロットダイスを使用することもできる。
【００１９】発泡フィルムまたは成形物品の押出し後、
発泡剤はポリスチレンフォームの細孔から外に非常にゆ
っくり拡散し、他方、非常に急速な空気の侵入が起こ
り、ダルトンの法則にしたがってセル中の総ガス圧が増
加する。後に続く発泡フィルムまたは成形物品の熱処理
に最適なガス圧には、室温で数日間の貯蔵期間内に到達
する。例えば、断熱シートに加工するシート物品のフォ
ーム密度は、いわゆる後膨脹操作における熱処理によ
り、２倍まで低下させることもできるが、これは断熱特
性を２倍まで増加させることに等しい。
発泡剤はポリスチレンフォームの細孔から外に非常にゆ
っくり拡散し、他方、非常に急速な空気の侵入が起こ
り、ダルトンの法則にしたがってセル中の総ガス圧が増
加する。後に続く発泡フィルムまたは成形物品の熱処理
に最適なガス圧には、室温で数日間の貯蔵期間内に到達
する。例えば、断熱シートに加工するシート物品のフォ
ーム密度は、いわゆる後膨脹操作における熱処理によ
り、２倍まで低下させることもできるが、これは断熱特
性を２倍まで増加させることに等しい。
【００２０】発泡剤、例えばｎ−ブタン、を直接注入し
た後にポリスチレンフォームに押し出されるポリスチレ
ン溶融物は、良好な防炎性を示す、すなわちこれらの材
料は、図１から分かる様に、防炎性付与処理を行ってい
るにも関わらず、２２℃の室温で数か月間貯蔵するだけ
で、ＤＩＮ ４１０２に規定する建材クラスＢ２および
Ｂ１により、通常の可燃性から防炎性である。この図
中、ブタン、プロパンおよびこれら２種類のアルカンの
混合物のガス放出と調整時間の関係を示す。調整時間は
貯蔵期間の平方根から得られる。曲線のパラメータは、
プロパン対ブタンの混合比であり、曲線群の両極端は、
発泡剤として純粋プロパンおよび純粋ブタンである。フ
ォームの厚さは３．２mmであり、フォーム密度は６５ g
/lである。発泡剤の含有量は、ポリスチレンフォームに
対する重量％で、ガス放出の開始時で、二次押出し工程
が終了した直後で２．６〜４．３重量％の範囲内であ
る。１３週間の貯蔵期間の後、発泡剤の含有量は１．６
重量％未満である。図１における、発泡剤中ブタン含有
量が１００％である最も上の曲線を考えると、ブタンは
ポリスチレンフォームの細孔から非常にゆっくり放出さ
れることが分かる。貯蔵温度が上昇すると、ブタンの透
過性は拡散係数と同様に大きく増加する。このブタン透
過性の温度依存性は、アレニウス型の等式 Ｐ＝Ｐ0 ｅ-Ep/RT （式中、Ｐ0 は定数であり、Ｅp は透過過程全体の活性
化エネルギーであり、Ｒは気体定数であり、Ｔは温度で
ある。）により表される。例えば、６０℃未満の温度に
露出することにより、貯蔵期間は著しく短縮されるが、
そのためのエネルギーおよび環境上の観点からは、これ
らの温度における熱処理は経済的な理由から推奨できな
い。これらの理由には、とりわけ、６０℃までに加熱す
るためのエネルギー経費、過酷なガス放出およびそれに
関連する環境への炭化水素の追加放出、および、一般的
に独立セル中の発泡剤の量がもはや後膨脹に十分ではな
いので、ポリスチレン成形物品の後膨脹を達成するため
の妥当な熱的後処理を行うのが困難であることが含まれ
る。図１で、易燃焼性ポリスチレンフォームと、通常可
燃性から防炎性ポリスチレンフォームの間に分割線を引
いてあるが、この分割線は水平に走っているのではな
く、調整時間の増加と共に僅かな角度で下降している。
発泡剤中のプロパン含有量が高いほど、プロパンおよび
ブタンの他の混合物および純粋ブタンと比較して、建材
クラスＢ２にしたがう防炎性が高含有量の発泡剤でより
早く達成される。
た後にポリスチレンフォームに押し出されるポリスチレ
ン溶融物は、良好な防炎性を示す、すなわちこれらの材
料は、図１から分かる様に、防炎性付与処理を行ってい
るにも関わらず、２２℃の室温で数か月間貯蔵するだけ
で、ＤＩＮ ４１０２に規定する建材クラスＢ２および
Ｂ１により、通常の可燃性から防炎性である。この図
中、ブタン、プロパンおよびこれら２種類のアルカンの
混合物のガス放出と調整時間の関係を示す。調整時間は
貯蔵期間の平方根から得られる。曲線のパラメータは、
プロパン対ブタンの混合比であり、曲線群の両極端は、
発泡剤として純粋プロパンおよび純粋ブタンである。フ
ォームの厚さは３．２mmであり、フォーム密度は６５ g
/lである。発泡剤の含有量は、ポリスチレンフォームに
対する重量％で、ガス放出の開始時で、二次押出し工程
が終了した直後で２．６〜４．３重量％の範囲内であ
る。１３週間の貯蔵期間の後、発泡剤の含有量は１．６
重量％未満である。図１における、発泡剤中ブタン含有
量が１００％である最も上の曲線を考えると、ブタンは
ポリスチレンフォームの細孔から非常にゆっくり放出さ
れることが分かる。貯蔵温度が上昇すると、ブタンの透
過性は拡散係数と同様に大きく増加する。このブタン透
過性の温度依存性は、アレニウス型の等式 Ｐ＝Ｐ0 ｅ-Ep/RT （式中、Ｐ0 は定数であり、Ｅp は透過過程全体の活性
化エネルギーであり、Ｒは気体定数であり、Ｔは温度で
ある。）により表される。例えば、６０℃未満の温度に
露出することにより、貯蔵期間は著しく短縮されるが、
そのためのエネルギーおよび環境上の観点からは、これ
らの温度における熱処理は経済的な理由から推奨できな
い。これらの理由には、とりわけ、６０℃までに加熱す
るためのエネルギー経費、過酷なガス放出およびそれに
関連する環境への炭化水素の追加放出、および、一般的
に独立セル中の発泡剤の量がもはや後膨脹に十分ではな
いので、ポリスチレン成形物品の後膨脹を達成するため
の妥当な熱的後処理を行うのが困難であることが含まれ
る。図１で、易燃焼性ポリスチレンフォームと、通常可
燃性から防炎性ポリスチレンフォームの間に分割線を引
いてあるが、この分割線は水平に走っているのではな
く、調整時間の増加と共に僅かな角度で下降している。
発泡剤中のプロパン含有量が高いほど、プロパンおよび
ブタンの他の混合物および純粋ブタンと比較して、建材
クラスＢ２にしたがう防炎性が高含有量の発泡剤でより
早く達成される。
【００２１】１００％ブタンと共に押し出したポリスチ
レンフォームは、建材クラスＢ２にしたがう防炎性を３
か月の貯蔵だけで達成する。プロパン／ブタンの重量比
６０対４０の混合物で押出しを行うと、発泡リール物品
または後発泡成形物品または完成物品の３週間以内の貯
蔵だけで良好な防炎性が達成されている（それぞれの場
合に貯蔵期間は、押出しの日から計算している）。
レンフォームは、建材クラスＢ２にしたがう防炎性を３
か月の貯蔵だけで達成する。プロパン／ブタンの重量比
６０対４０の混合物で押出しを行うと、発泡リール物品
または後発泡成形物品または完成物品の３週間以内の貯
蔵だけで良好な防炎性が達成されている（それぞれの場
合に貯蔵期間は、押出しの日から計算している）。
【００２２】可燃性の発泡剤を使用しているにも関わら
ず、押出しポリスチレンフォームまたはポリスチレン成
形物品の防炎性は、本発明の方法により、温度を高める
ことなく、他の発泡剤で発泡させる従来のポリスチレン
フォームの場合よりも著しく早く実現される。ここで、
ポリスチレン発泡フィルムおよびシート物品のフォーム
密度がほぼ同じ大きさに維持されているという事実は重
要である。
ず、押出しポリスチレンフォームまたはポリスチレン成
形物品の防炎性は、本発明の方法により、温度を高める
ことなく、他の発泡剤で発泡させる従来のポリスチレン
フォームの場合よりも著しく早く実現される。ここで、
ポリスチレン発泡フィルムおよびシート物品のフォーム
密度がほぼ同じ大きさに維持されているという事実は重
要である。
【００２３】図２は、幾つかのプロパンおよびブタンの
混合比に対する核形成剤の核形成特性を示す。プロパン
／ブタン発泡剤混合物中のプロパン含有量が増加するに
つれて、核形成効果が増加し、したがってタルク含有量
は低下させなければならない。再生材料をポリスチレン
溶融物の出発物質に追加する場合、核形成は過剰にな
る。この場合、タルク／チョーク混合物中のタルク含有
量は０．２〜０．６％である。タルクの代りにチョーク
またはチョーク／タルク混合物を使用する場合、核形成
効果は所望の程度に弱められるので、核形成剤をより多
く、より精確に計量使用することができる。
混合比に対する核形成剤の核形成特性を示す。プロパン
／ブタン発泡剤混合物中のプロパン含有量が増加するに
つれて、核形成効果が増加し、したがってタルク含有量
は低下させなければならない。再生材料をポリスチレン
溶融物の出発物質に追加する場合、核形成は過剰にな
る。この場合、タルク／チョーク混合物中のタルク含有
量は０．２〜０．６％である。タルクの代りにチョーク
またはチョーク／タルク混合物を使用する場合、核形成
効果は所望の程度に弱められるので、核形成剤をより多
く、より精確に計量使用することができる。
【００２４】図２の曲線は、ポリスチレンフォーム中の
鉱物含有量（重量％）とタルク／チョーク混合物中のタ
ルク含有量（％）の関係を示す。これらの曲線のパラメ
ータは発泡剤のアルカン組成である。一番上の曲線は発
泡剤として１００％ブタンを有し、一番下の曲線は発泡
剤として１００％プロパンを有する。その間の２つの曲
線はプロパンとブタンの混合比がそれぞれ４０対６０お
よび６０対４０である。
鉱物含有量（重量％）とタルク／チョーク混合物中のタ
ルク含有量（％）の関係を示す。これらの曲線のパラメ
ータは発泡剤のアルカン組成である。一番上の曲線は発
泡剤として１００％ブタンを有し、一番下の曲線は発泡
剤として１００％プロパンを有する。その間の２つの曲
線はプロパンとブタンの混合比がそれぞれ４０対６０お
よび６０対４０である。
【００２５】図３では、発泡ファクターを処理時間
（分）に対してプロットしてある。発泡ファクターは、
ポリスチレンフォームまたはポリスチレン成形物品の熱
処理の後および前の、フォームの厚さの商として定義さ
れる。発泡ファクターは一般的に、高温空気オーブン
中、高温空気の対流循環により１３０℃で測定する。調
整したポリスチレンフォームまたは成形物品に対する後
膨脹操作には、１．８〜２．０の発泡ファクターで十分
であり、これは、その後の熱処理した物品の、この１．
８〜２．０のファクターで増加する厚さ寸法に等しい。
後膨脹操作は、一般的に２〜７日間貯蔵した後に行う。
つまり、後膨脹用の十分な発泡剤が独立細孔中にまだ存
在しなければならないということであって、この発泡剤
が１３０℃で約２〜２．４分間の対流熱処理により膨脹
して、寸法の拡大およびフォーム密度の低下を生じるの
である。物品は、一般的に２２℃の常温で貯蔵する。図
３に示す３つの曲線から、１００％プロパン含有量の比
較的平らな曲線により０．４〜約２分間の処理時間が得
られるのに対し、発泡剤中のプロパン含有量がより低
い、他の２つの曲線では処理時間が１．８分間未満であ
るので、処理時間は発泡剤中のプロパン含有量が高くな
るにつれて増加することが分かる。
（分）に対してプロットしてある。発泡ファクターは、
ポリスチレンフォームまたはポリスチレン成形物品の熱
処理の後および前の、フォームの厚さの商として定義さ
れる。発泡ファクターは一般的に、高温空気オーブン
中、高温空気の対流循環により１３０℃で測定する。調
整したポリスチレンフォームまたは成形物品に対する後
膨脹操作には、１．８〜２．０の発泡ファクターで十分
であり、これは、その後の熱処理した物品の、この１．
８〜２．０のファクターで増加する厚さ寸法に等しい。
後膨脹操作は、一般的に２〜７日間貯蔵した後に行う。
つまり、後膨脹用の十分な発泡剤が独立細孔中にまだ存
在しなければならないということであって、この発泡剤
が１３０℃で約２〜２．４分間の対流熱処理により膨脹
して、寸法の拡大およびフォーム密度の低下を生じるの
である。物品は、一般的に２２℃の常温で貯蔵する。図
３に示す３つの曲線から、１００％プロパン含有量の比
較的平らな曲線により０．４〜約２分間の処理時間が得
られるのに対し、発泡剤中のプロパン含有量がより低
い、他の２つの曲線では処理時間が１．８分間未満であ
るので、処理時間は発泡剤中のプロパン含有量が高くな
るにつれて増加することが分かる。
【００２６】図４は、フォーム密度が６５ g/lで、１０
０％ブタン、混合比２０対８０％、４０対６０％、およ
び６０対４０％、であるプロパン／ブタン混合物および
１００％プロパンの発泡剤を加えたポリスチレンフォー
ムの製造中の炭化水素の放出係数を示す。図４から、１
００％ブタンの添加と比較して、プロパンおよびプロパ
ン／ブタン混合物の使用により、炭化水素放出は減少す
ることが分かる。これに関して、適切な発泡剤を選択す
ることにより、炭化水素放出による環境汚染は減少す
る。
０％ブタン、混合比２０対８０％、４０対６０％、およ
び６０対４０％、であるプロパン／ブタン混合物および
１００％プロパンの発泡剤を加えたポリスチレンフォー
ムの製造中の炭化水素の放出係数を示す。図４から、１
００％ブタンの添加と比較して、プロパンおよびプロパ
ン／ブタン混合物の使用により、炭化水素放出は減少す
ることが分かる。これに関して、適切な発泡剤を選択す
ることにより、炭化水素放出による環境汚染は減少す
る。
【００２７】
【実施例】上記の本発明の方法により製造したポリスチ
レンフォームでＤＩＮ ４１０２−Ｂ２に規定する試験
を行った。押し出したフォームは単位面積あたりの重量
が２００ g/m2 であった。フォーム密度は６５ g/lであ
った。
レンフォームでＤＩＮ ４１０２−Ｂ２に規定する試験
を行った。押し出したフォームは単位面積あたりの重量
が２００ g/m2 であった。フォーム密度は６５ g/lであ
った。
【００２８】発泡剤は１００％ブタン、２０対８０およ
び６０対４０のプロパン／ブタン混合物、および１００
％プロパンであった。貯蔵期間３週間〜２箇月後の発泡
剤の含有量は２．８〜１．２重量％であった。建材Ｂ２
クラスの防炎性は、発泡剤として６０対４０プロパン／
ブタン混合物および１００％プロパンを使用し、３週間
の貯蔵期間の場合に得られたが、発泡剤中のプロパン含
有量が６０％未満では得られなかった。これらの防炎性
は、２０対８０プロパン／ブタン混合物に対して、２箇
月の貯蔵期間でも達成された。
び６０対４０のプロパン／ブタン混合物、および１００
％プロパンであった。貯蔵期間３週間〜２箇月後の発泡
剤の含有量は２．８〜１．２重量％であった。建材Ｂ２
クラスの防炎性は、発泡剤として６０対４０プロパン／
ブタン混合物および１００％プロパンを使用し、３週間
の貯蔵期間の場合に得られたが、発泡剤中のプロパン含
有量が６０％未満では得られなかった。これらの防炎性
は、２０対８０プロパン／ブタン混合物に対して、２箇
月の貯蔵期間でも達成された。
【図１】発泡剤の様々な組成および重量％に対する、ポ
リスチレン成形物品の防炎特性および発泡剤のガス放出
と、貯蔵期間の関係を示す図。
リスチレン成形物品の防炎特性および発泡剤のガス放出
と、貯蔵期間の関係を示す図。
【図２】ポリスチレンフォーム中の鉱物含有量の重量％
とタルク／チョーク混合物中のタルク含有量％の関係を
示す図。
とタルク／チョーク混合物中のタルク含有量％の関係を
示す図。
【図３】１週間貯蔵したポリスチレン成形物品の発泡フ
ァクターと熱的な後処理時間および発泡ガス含有量重量
％の関係を示す図。
ァクターと熱的な後処理時間および発泡ガス含有量重量
％の関係を示す図。
【図４】一定のフォーム密度を有するポリスチレンフォ
ームからの、プロパン、ブタンおよびそれらの混合物の
放出係数を示す図。
ームからの、プロパン、ブタンおよびそれらの混合物の
放出係数を示す図。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭61−106638（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−225041（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C08J 9/04
C08L 25/00 - 25/18
Claims (15)
- 【請求項１】防炎性を有する発泡ポリマー物品の製造法
であって、 スチレンポリマー顆粒、防燃剤、および核形成剤の溶融
物を第一押出し工程で押出し、 ４．３重量％までの、プロパン、ブタン、またはプロパ
ンとブタンとの混合物を含んでなる発泡剤を前記スチレ
ンポリマーの溶融物中に、前記第一押出し工程の最後に
３５０ｂａｒまでの圧力で注入し、 第２押出し工程の前に、前記スチレンポリマーの溶融物
を均質化し、１５０℃未満の押出し温度に冷却し、 スチレンポリマー溶融物を第二押出工程に付して、押出
しされた発泡ポリマー物品を形成させる工程を含んでな
る発泡ポリマー物品の製造法 。 - 【請求項２】発泡剤が、ｎ−ブタンおよび／またはiso
−ブタンを含んでなる、請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】発泡剤の成分を、発泡剤の総体積に対して
プロパン１０〜１００体積％、ｎ−ブタン０〜９０体積
％、および／またはiso −ブタン０〜９０体積％の比率
で混合する、請求項１または２に記載の方法。 - 【請求項４】発泡剤が、ｎ−ブタン１０〜４０体積％お
よび／またはiso −ブタン１０〜４０体積％と混合され
た、プロパン６０〜９０体積％を含んでなるものであ
る、請求項３に記載の方法。 - 【請求項５】スチレンポリマーが、ポリスチレン、スチ
レン共重合体、またはそれらの混合物、あるいはブタジ
エンを含有するスチレン共重合体を含んでなる、請求項
１〜４のいずれか１項に記載の方法。 - 【請求項６】スチレンポリマーが、スチレン／無水マレ
イン酸共重合体、アクリル／ブタジエン／スチレン共重
合体、ポリフェニレンオキシドまたはそれらの混合物を
含んでなる、請求項５に記載の方法。 - 【請求項７】核形成剤として、発泡剤組成物に応じてチ
ョークおよび／またはタルクを加える、請求項１に記載
の方法。 - 【請求項８】吸熱性核形成剤として、クエン酸および重
炭酸ナトリウムを加える、請求項１に記載の方法。 - 【請求項９】発泡剤中のプロパン含有量が増加するにつ
れて、タルク／チョーク混合物中のタルク含有量を低減
させる、請求項７に記載の方法。 - 【請求項１０】防燃剤として、リン酸ハロゲン化アルキ
ル−アリール、ポリリン酸アンモニウム、ヘキサブロモ
シクロドデカンまたは水酸化マグネシウムを加える、請
求項１に記載の方法。 - 【請求項１１】ポリスチレン溶融物の発泡が、第二押出
し工程で、溶融物が押出しダイスから出てくる時に、押
出しダイスの外側で起こり、ポリスチレンフォームのセ
ルが発泡直後に発泡剤で充填される、請求項１に記載の
方法。 - 【請求項１２】防燃剤を含み、発泡剤が注入されてい
る、押し出されたポリスチレンフォームからなるポリス
チレン成形物品であって、厚さが１〜１０mm、幅が５０
〜３２０cm、フォーム密度が３０〜７０ g/l、および発
泡剤含有量が約３．０重量％までであることを特徴とす
るポリスチレン成形物品。 - 【請求項１３】厚さが２〜１０mm、幅が５０〜２００c
m、フォーム密度が３０〜４０ g/l、および３週間貯蔵
後の発泡剤含有量が１．９重量％までであるシート品を
含んでなる、請求項１２に記載のポリスチレン成形物
品。 - 【請求項１４】１〜１３週間の貯蔵期間の後、ＤＩＮ
４１０２に規定する建材クラスＢ２およびＢ１により、
通常の可燃性から防炎性である、請求項１２に記載のポ
リスチレン成形物品。 - 【請求項１５】押出し後１週間以内に行う熱処理によ
り、厚さが１．８〜２．０倍に増加する、請求項１２〜
１４のいずれか１項に記載のポリスチレン成形物品。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4318743.9 | 1993-06-05 | ||
| DE19934318743 DE4318743A1 (de) | 1993-06-05 | 1993-06-05 | Verfahren zum Verschäumen von flammhemmend ausgerüstetem Polystyrol und Polystyrol-Formkörper |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0753761A JPH0753761A (ja) | 1995-02-28 |
| JP3512467B2 true JP3512467B2 (ja) | 2004-03-29 |
Family
ID=6489721
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12267094A Expired - Lifetime JP3512467B2 (ja) | 1993-06-05 | 1994-06-03 | 防炎性を付与したポリスチレンの発泡方法およびポリスチレン製成形物品 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5470888A (ja) |
| EP (1) | EP0632090B1 (ja) |
| JP (1) | JP3512467B2 (ja) |
| AT (1) | ATE167888T1 (ja) |
| DE (2) | DE4318743A1 (ja) |
| DK (1) | DK0632090T3 (ja) |
| ES (1) | ES2120540T3 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| WO2001030896A1 (fr) * | 1999-10-27 | 2001-05-03 | Kaneka Corporation | Mousse en resine styrene extrudee et son procede de production |
| US20060142424A1 (en) * | 2003-05-23 | 2006-06-29 | Jayesh Shah | Foamable underfill encapsulant |
| DE102004016081A1 (de) * | 2004-03-30 | 2005-10-20 | Basf Ag | Wärmedämmverbund mit verbesserter Thermostabilität und verbessertem Brandverhalten |
| JP2006265526A (ja) * | 2005-02-25 | 2006-10-05 | Sekisui Plastics Co Ltd | 変性ポリフェニレンエーテル系樹脂発泡シート及びその製造方法、並びに、変性ポリフェニレンエーテル系樹脂積層発泡シートの製造方法 |
| DE102006004896A1 (de) * | 2006-02-03 | 2007-08-16 | Depron B.V. | Thermoplastischer Schaum und Verpackungsschale aus thermoplastischem Schaum |
| CN102850718B (zh) * | 2008-02-26 | 2015-01-21 | 陶氏环球技术公司 | 作为阻燃添加剂的溴化聚合物及含有该溴化聚合物的聚合物体系 |
| EP2251187A1 (en) * | 2009-05-15 | 2010-11-17 | Lantor B.V. | Flexible protective sheet and its use |
| AU2017264495A1 (en) | 2016-05-11 | 2018-11-29 | Owens Corning Intellectual Capital, Llc | Polymeric foam comprising low levels of brominated flame retardant and method of making same |
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| JPS55110131A (en) * | 1979-02-15 | 1980-08-25 | Sekisui Plastics Co Ltd | Preparation of styrene resin foam having improved dimensional stability |
| DE2932303A1 (de) * | 1979-08-09 | 1981-02-26 | Basf Ag | Verfahren zur herstellung von flammgeschuetzten schaumstoffen aus styrolpolymerisaten |
| JPS6029744B2 (ja) * | 1980-08-20 | 1985-07-12 | 積水化成品工業株式会社 | 難燃性スチレン系樹脂発泡体の製造法 |
| US4476077A (en) * | 1981-12-16 | 1984-10-09 | Mobil Oil Corporation | Process for preparing a poly(p-methylstyrene) foam |
| JPS58211426A (ja) * | 1982-06-02 | 1983-12-08 | Sekisui Plastics Co Ltd | 熱可塑性樹脂発泡体及びその製造方法 |
| US5112875A (en) * | 1990-11-26 | 1992-05-12 | Basf Corporation | Polystyrene having high degree of expandability, and formulation having a highly-expandable polymer therein |
| JPH08863B2 (ja) * | 1990-12-27 | 1996-01-10 | 積水化成品工業株式会社 | ポリスチレン系樹脂発泡体の製造方法 |
| DE9211584U1 (de) * | 1992-08-28 | 1993-02-18 | Heidelberger Kunststofftechnik GmbH, 69115 Heidelberg | Polystyrol-Recyclat-Formkörper |
-
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- 1993-06-05 DE DE19934318743 patent/DE4318743A1/de not_active Withdrawn
-
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- 1994-05-30 EP EP19940108287 patent/EP0632090B1/de not_active Expired - Lifetime
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- 1994-05-30 ES ES94108287T patent/ES2120540T3/es not_active Expired - Lifetime
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