JP3733261B2 - Method for producing styrene resin foam - Google Patents

Method for producing styrene resin foam Download PDF

Info

Publication number
JP3733261B2
JP3733261B2 JP17721899A JP17721899A JP3733261B2 JP 3733261 B2 JP3733261 B2 JP 3733261B2 JP 17721899 A JP17721899 A JP 17721899A JP 17721899 A JP17721899 A JP 17721899A JP 3733261 B2 JP3733261 B2 JP 3733261B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
foam
extruder
resin
foaming
water
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP17721899A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2001002821A (en
Inventor
直行 二村
恒雄 土井
輝好 阿久澤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sekisui Kasei Co Ltd
Original Assignee
Sekisui Kasei Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sekisui Kasei Co Ltd filed Critical Sekisui Kasei Co Ltd
Priority to JP17721899A priority Critical patent/JP3733261B2/en
Publication of JP2001002821A publication Critical patent/JP2001002821A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3733261B2 publication Critical patent/JP3733261B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Molding Of Porous Articles (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
  • Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は低密度、すなわち高発泡倍率で、かつ厚肉のスチレン系樹脂発泡体の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
押出機を使用して、加熱溶融状態のスチレン系樹脂に発泡剤を圧入しつつ、金型の口金部を通して大気中に押し出して発泡させる、いわゆる押出発泡成形法によってスチレン系樹脂発泡体を製造する場合、上記発泡剤としては、ブタン、プロパンなどの炭化水素類や、あるいはメチルクロライド、エチルクロライド、1−モノクロロ−ジフルオロエタンといったハロゲン化炭化水素類などが一般的に用いられている。
【0003】
これらの発泡剤はいずれも、スチレン系樹脂に対して良好な相溶性を有し、樹脂中に均一かつ多量に含浸されるため、その密度がおよそ0.050g/cm3以下といった低密度、高発泡倍率で、かつその厚みが10mm以上といった厚肉の発泡体を、上記押出発泡成形法によって容易に製造することができる。
しかし、上記発泡剤のうち炭化水素類は可燃性を有するため、取り扱いが難しいという問題がある。また、ハロゲン化炭化水素類の中には、オゾン層に影響を及ぼすものもある。
【0004】
そこで、可燃性などを有しないために安全で、しかも環境に影響を及ぼすおそれもない、いわゆる環境にやさしい発泡剤として、窒素や二酸化炭素などのガスの利用が検討されている。
しかし、上記のうち窒素は、スチレン系樹脂に対する相溶性が著しく低く、樹脂中に均一かつ多量に含浸させることができないために、前記従来品のように低密度でしかも十分な厚みを有する発泡体を押出発泡成形することは、実質的に不可能である。
【0005】
すなわち窒素を発泡剤として用いて、押出発泡成形法によって製造される発泡体の発泡倍率を高めて密度を低下させる方法としては、押出機内部の圧力を高めて、窒素を、樹脂中に強制的に含浸させることが考えられる。
しかし、この方法によって従来品のような低密度でかつ厚肉の発泡体を得るには、押出機の、金型の口金部においてさえ、現状の押出機では得ることのできないような極めて高い圧力が必要とされ、その実現のためには、かかる高圧を発生させることができる特殊な押出機から開発しなければならないため、現状での実用化は困難である。
【0006】
一方、二酸化炭素は、窒素に比べるとスチレン系樹脂に対する相溶性が良いが、それでも炭化水素類などと比べるとその値は不十分であり、通常の条件では、従来品のような低密度でかつ厚肉の発泡体を押出発泡成形することはできない。そこで、樹脂中に圧入する二酸化炭素の量を増加させることが考えられるが、この方法では、二酸化炭素の量が多くなるほど発泡体の気泡が細かくなって、気泡を構成する膜の強度が低下するために、押出時に熱収縮が発生しやすくなり、発泡体の低密度化、厚肉化が妨げられる度合いが上昇する。
【0007】
このため、この方法の効果には限界があり、従来品のように低密度で、しかも十分な厚みを有する発泡体を製造するのは困難である。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
発明者らは、上述した二酸化炭素を発泡剤として使用する系に水を併用して、低密度で高発泡倍率の、そして厚肉の発泡体を得ることを検討した。
すなわち水は、樹脂の発泡剤として使用した際に高い発泡力を有するとともに、発泡直後の発泡体を速やかに冷却して、その熱収縮などを抑制できるという特徴を有しており、このうち前者の高い発泡力を利用して、気泡が細かくなりすぎるのを防止するとともに、後者の冷却効果を利用して、発泡直後の発泡体を速やかに冷却して熱収縮を抑制してやれば、あとは二酸化炭素と水の量を調整することで、低密度でかつ厚肉の発泡体を製造できるのではないかと考えたのである。
【0009】
しかし、スチレン系樹脂の押出発泡成形に最適であるとされる150℃以下の温度領域において、水は、スチレン系樹脂などに対する分散性が著しく低いために、当該水を、上述した効果が十分に発揮される程度の量、添加すると、水の分散ムラによって発泡構造が不均一になり、内部発泡などが発生して、目的とする低密度でかつ厚肉の発泡体を得られないことが明らかとなった。
【0010】
そこでこの問題を解消するために、たとえば特表平10−506858号公報に開示された、二酸化炭素と水とを順次、加熱溶融状態の樹脂中に圧入したのち、押出発泡成形する直前に動的かく拌法によって十分に分散させる方法を採用することを検討した。
しかしこの方法を採用しても、依然として発泡構造が不均一になり、内部発泡が発生するという不具合を解消することはできなかった。
【0011】
本発明の目的は、炭化水素類やハロゲン化炭化水素類に比べて安全性が高くかつ環境にやさしい、二酸化炭素と水とを発泡剤として使用して製造され、なおかつ炭化水素類などを使用した場合と同程度に低密度、厚肉で、しかも発泡構造も均一な、新規なスチレン系樹脂発泡体の、効率的でかつ簡単な製造方法を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すべく、発明者らは、スチレン系樹脂、二酸化炭素および水からなる系に、主にスチレン系樹脂と水との相溶性を向上させる相溶化剤を追加して、押出機中での、溶融混合状態における上記各成分の相溶性を向上させることを検討した。
【0013】
その結果、上記相溶化剤として、HLBが12〜18であるノニオン系界面活性剤を使用すると、当該ノニオン系界面活性剤の働きによって、とくに前述したようにスチレン系樹脂の押出発泡成形に適した150℃以下の温度範囲での、水の、スチレン系樹脂などとの相溶性が改善されるために、水の分散ムラによる発泡構造の不均一化の問題が解消され、たとえばその密度がおよそ0.050g/cm3以下といった低密度、高発泡倍率で、かつ厚みが10mm以上といった厚肉で、しかも発泡構造が均一なスチレン系樹脂発泡体が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0014】
すなわち、本発明のスチレン系樹脂発泡体の製造方法は、溶融状態のスチレン系樹脂に、発泡剤としての二酸化炭素と水、ならびにHLBが12〜18であるノニオン系界面活性剤を、スチレン系樹脂100重量部に対する二酸化炭素の添加量W C が2.0〜6.0重量部、水の添加量W H が0.5〜2.0重量部、ノニオン系界面活性剤の添加量W S が0.1〜1.0重量部で、かつW C >W H となるように添加、混合し、押出発泡成形することを特徴とするものである。
【0015】
かかる本発明において、ノニオン系界面活性剤のHLBが12〜18に限定されるのは、HLBがこの範囲を外れるノニオン系界面活性剤では、後述する実施例、比較例の結果からも明らかなように水の、スチレン系樹脂などとの相溶性を高める効果が得られず、内部発泡などのない均一な発泡体を製造できないからである。
【0016】
なお発明者のうち二村は先に、他の発明者とともに、発泡剤として水を単独で用いて、あるいは水と、補助的にそれよりも少量の窒素とを併用して、スチレン系樹脂を押出発泡成形する系に、ノニオン系界面活性剤を加えることを提案した(特開平8−41236号公報)。
この方法によれば、同公報の第0014欄にも記載されているように、その密度が2.6×10-1g/cm3以上(0.26g/cm3以上)、厚みが3.0mm以下といった、本発明に比べて高密度でかつ薄肉の発泡シートを製造することは可能であるが、本発明のような低密度でかつ厚肉の、しかも発泡構造が均一な発泡体を得ることはできなかった。
【0017】
この理由も前記と同様である。つまり、低密度でかつ厚肉の発泡体を得るには多量の発泡剤を圧入する必要があるが、水、窒素ともに、前記のようにスチレン系樹脂に対する相溶性に乏しいために、たとえノニオン系界面活性剤を加えても発泡構造が不均一化してしまって、低密度でかつ厚肉の、しかも発泡構造が均一な発泡体を得ることはできないのである。
【0018】
なおHLB(Hydrophile-Lipophile Balance)とは、界面活性剤における親水性基と親油性基との釣り合いを示す指数である。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明を説明する。
本発明は、前述したように押出発泡成形の発泡剤として二酸化炭素と水とを併用するとともに、相溶化剤として、HLBが12〜18であるノニオン系界面活性剤を使用すること以外は、通常の押出発泡成形と同様にして実施される。
【0020】
すなわち、加熱溶融状態のスチレン系樹脂に、発泡剤としての二酸化炭素と水、および相溶化剤としてのノニオン系界面活性剤を添加、混合し、金型の口金部を通して大気中に押し出して発泡させることによってスチレン系樹脂発泡体が製造される。
かかる製造方法を実施するための装置としては、たとえば図1に示すように第1および第2の2台の押出機を、必要に応じてミキサー60を挟んで連結したタンデム押出機が好適に使用される。
【0021】
上記タンデム押出機は、図中白矢印で示すようにホッパー11に投入されたスチレン系樹脂を、
・ まず第1押出機10内で、押出発泡成形に適した温度より高温で加熱、溶融させながら、当該押出機10の途中に設けたノズル12a、12bから、それぞれ図中実線の矢印で示すように発泡剤としての二酸化炭素(ノズル12a)と水(ノズル12b)とを圧入して、相溶化剤としてのノニオン系界面活性剤の存在下で混合しつつ、図中一点鎖線の矢印で示すようにミキサー60に連続的に供給し、
・ このミキサー60内で、所定の温度および圧力を加えながらさらに十分に溶融、混合した状態で、第2押出機20に連続的に供給し、
・ ついでこの第2押出機20内で、スクリュー20aの回転によってさらに混合しながら、押出発泡に適した所定の温度に調整したのち、
・ この第2押出機20の先端に接続した金型3の口金部31を通して、連続的に大気中に押出発泡させることで、
スチレン系樹脂発泡体を連続的に製造するためのものである。
【0022】
なお図において符号4は、金型3の口金部31から押し出されて発泡したスチレン系樹脂5の、発泡による厚み方向への膨張を規制しつつ、当該樹脂5を冷却することで、スチレン系樹脂発泡体を所定の厚みに成形するための、一対の板状の成形具である。
ノニオン系界面活性剤は、スチレン系樹脂ととともにホッパー11から投入してもよいが、水に溶解したものを、ノズル12bから水とともに圧入するのがより好ましい。
【0023】
かかる押出機を使用すると、たとえば前述した特表平10−506858号公報に開示された、二酸化炭素と水とを順次、加熱溶融状態の樹脂中に圧入したのち、押出発泡成形する直前に動的かく拌法によって十分に分散させる方法などに比べて、前記のように発泡構造が均一になるだけでなく、スチレン系樹脂発泡体の生産性が向上するという利点がある。
【0024】
すなわち特表平10−506858号公報の方法では、押出発泡に適した温度に冷却されて高粘度となった樹脂を、ミキサーなどを用いて動的かく拌しているために、かく拌に多大なエネルギーと時間とを要する。
これに対し本発明では、第1押出機10内、あるいはこの第1押出機10内とそれに続くミキサー60内で、押出発泡に適した温度に冷却する前の、それより高温で低粘度の段階で、各成分を十分に混合してしまうため、使用するエネルギーが少なくて済み、またかく拌に要する時間も短時間で済み、スチレン系樹脂発泡体の生産性が向上するのである。
【0025】
上記図1のタンデム押出機を用いた押出発泡の条件のうち、発泡剤としての水の添加量は、二酸化炭素の添加量より少量である必要がある
つまり、スチレン系樹脂100重量部に対する、二酸化炭素の添加量WC(重量部)と、水の添加量WH(重量部)とで表して、WC>WHである必要がある
【0026】
もしもこの条件を満足せず、WC≦WHである場合には、ノニオン系界面活性剤を加えているにもかかわらず、水をスチレン系樹脂に均一に分散させることができず、発泡構造が不均一化して、低密度でかつ厚肉の、しかも発泡構造が均一な発泡体を得られな
また、上記二酸化炭素と水、ならびにノニオン系界面活性剤の添加量は、それぞれスチレン系樹脂100重量部に対して下記の範囲内である必要がある
【0027】
二酸化炭素:添加量WC=2.0〜6.0重量部
水:添加量WH=0.5〜2.0重量部
ノニオン系界面活性剤:添加量WS=0.1〜1.0重量部
〔ただし、上記のうち二酸化炭素と水の添加量WC、WHは、上述したようにWC>WHである必要があるので、二酸化炭素の添加量WCが2.0重量部である場合には、水の添加量WHは2.0重量部未満である必要があり、逆に水の添加量WHが2.0重量部である場合には、二酸化炭素の添加量WCは、2.0重量部を超える範囲である必要がある。〕
二酸化炭素の添加量WCおよび/または水の添加量WHがこの範囲未満では、全体的に発泡剤の量が不足するために、低密度でかつ厚肉の発泡体を得られない。また逆に、二酸化炭素の添加量WCおよび/または水の添加量WHがこの範囲を超えた場合には、内部発泡を起こして発泡体の発泡倍率が上がらないために、やはり低密度でかつ厚肉の発泡体を得られない
【0028】
なお、低密度でかつ厚肉の、しかも発泡構造が均一な発泡体を得ることを考慮すると、二酸化炭素の添加量WCは、上記の範囲内でもとくに2.0〜4.0重量部程度であるのが好ましい。また同様の理由で、水の添加量WHは、上記の範囲内でもとくに1.0〜2.0重量部程度であるのが好ましい。
また、ノニオン系界面活性剤の添加量WSが前記の範囲未満では、当該ノニオン系界面活性剤を加えたことによる効果が不十分となって、水の分散ムラによる発泡構造の不均一化が発生す。また逆に、ノニオン系界面活性剤の添加量WSが前記の範囲を超えても、それ以上の添加効果が得られないだけでなく、過剰のノニオン系界面活性剤によって押出の吐出変動が生じて、押出成形が難しくな
【0029】
なおノニオン系界面活性剤の添加量WSは、前記の範囲内でもとくに0.1〜0.5重量部程度であるのが好ましい。
樹脂の溶融、混合温度や押出温度などは、従来と同程度に調整すればよい。
かくして製造されるスチレン系樹脂発泡体は、たとえばその密度が0.025〜0.050g/cm3、とくに0.040g/cm3以下、厚みが10〜120mm、とくに15mm以上で、かつ平均気泡径が0.10〜0.80mmという、低密度でかつ厚肉で、しかも発泡構造も均一なものとなる。
【0030】
ノニオン系界面活性剤としては、前述したようにそのHLBが12〜18であるものが使用される。かかるノニオン系界面活性剤としては、ポリエチレングリコール型、あるいは多価アルコール型のノニオン系界面活性剤に分類される種々の界面活性剤のうち、HLBが12〜18である種々の化合物がいずれも使用可能である。
【0031】
その具体例としてはたとえば、
アルキルおよびアルキルアリルポリオキシエチレンエーテル〔より具体的には単一鎖ポリオキシエチレンエーテル、ポリオキシエチレン2級アルコールエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンステロールエーテル、ポリオキシエチレンラノリン誘導体など〕、アルキルアリルホルムアルデヒド縮合ポリオキシエチレンエーテル〔より具体的にはアルキルフェノールホルマリン縮合物の酸化エチレン誘導体など〕、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックコポリマー、ポリオキシエチレンポリオキシプロピルアルキルエーテルなどのエーテル型界面活性剤、
グリセリンエステルのポリオキシエチレンエーテル〔より具体的にはポリオキシエチレングリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンひまし油および硬化ひまし油など〕、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビトール脂肪酸エステルなどのエーテルエステル型界面活性剤、
ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、脂肪酸モノグリセリド、ポリグリセリン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、プロピレングリコール脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステルなどのエステル型界面活性剤、
脂肪酸アルカノールアミド、ポリオキシエチレン脂肪酸アミド、ポリオキシエチレンアルキルアミン、アミンオキシドなどの含窒素型界面活性剤、
のいずれかであって、前記のようにHLBが12〜18である化合物が好適に使用される。
【0032】
なおノニオン系界面活性剤のHLBは、相溶化剤としての機能を考慮すると、前記の範囲内でもとくに14〜16程度であるのが好ましい。
スチレン系樹脂としてはポリスチレン、すなわちスチレンの単独重合体が最も好適に使用される他、スチレンと、他のビニルモノマーとの共重合体なども使用可能である。
【0033】
スチレンと共重合される他のビニルモノマーとしては、たとえばα−メチルスチレン、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、無水マレイン酸などがあげられる。
またスチレン系樹脂としては、発泡体の耐衝撃性などを向上するために、たとえばポリブタジエン、スチレン−ブタジエン共重合体、エチレン−プロピレン−非共役ジエン三元共重合体などのジエン系のゴム状重合体を添加したゴム変性スチレン系樹脂、いわゆるハイインパクトポリスチレンを使用してもよい。
【0034】
これらスチレン系樹脂はそれぞれ単独で使用される他、2種以上を併用することもできる。
上記スチレン系樹脂としては、発泡体を良好に発泡させるために、とくに200℃での溶融流れ速度R1(g/10分)と溶融張力T1(g・f)とが、式(1)(2):
2≦R1≦10 (1)
1≧−0.65R1+11.6 (2)
で表される関係にあるものを使用するのが好ましい。
【0035】
ここでいう、200℃での溶融流れ速度(メルトフローレート:MFR)R1とは、スチレン系樹脂を、日本工業規格JIS K7210「熱可塑性プラスチックの流れ試験方法」に所載の試験方法に則って、同方法に規定された条件8(試験温度:200℃、試験荷重:5.00kgf)にて測定した値を指す。
また溶融張力T1は、(株)東洋精機製作所製のキャピログラフPMD−Cを使用して、下記の条件で測定した値である。
【0036】
試験温度:200℃
予熱時間:5分
押出速度:100mm/分
巻取り速度:12mm/分
キャピラリ:直径1.00mm、長さ10mm、流入角度45°
前述したようにスチレン系樹脂は、発泡剤としての二酸化炭素および水との親和性が低く、相溶性に乏しいことから、気泡構造が均一で、しかも厚みがあって発泡倍率の高い発泡体を製造するのは容易でない。
【0037】
しかし、200℃での溶融流れ速度と溶融張力とが前記式(1)(2)で表される関係にあるスチレン系樹脂を使用した場合には、当該樹脂が、溶融張力が高い割に発泡温度領域が低く、かつ発泡時の溶融張力が高いために、内部発泡の発生を確実に防止することができる。したがって前記のように低密度、高発泡倍率で、かつ厚肉である上、気泡構造も均一なスチレン系樹脂発泡体を、良好に製造することが可能となる。
【0038】
なおスチレン系樹脂として、溶融流れ速度R1が10g/10分を超える、つまり溶融張力T1が低い樹脂を使用した場合には、発泡温度領域が低くなるので、樹脂中に、二酸化炭素をより多量に溶解できるものの、上記樹脂が、高発泡に耐え得るだけの溶融張力を有しないことや、あるいは発泡温度領域が低いために、発泡して冷却されるとすぐにビカット軟化点以下になってしまうことから、発泡体の発泡倍率を前記のように高くできないおそれがある。
【0039】
また逆に、溶融流れ速度R1が2g/10分未満である、すなわち溶融張力T1が高いスチレン系樹脂を使用した場合には、発泡温度領域が高くなり、樹脂への二酸化炭素の溶解量が少なくなるために、やはり発泡倍率を高くできないおそれがある。
さらに、溶融流れ速度R1と溶融張力T1とが前記式(2)を満足せず、
1<−0.65R1+11.6
である場合には、溶融流れ速度の割に溶融張力が低いので、発泡直後に内部発泡が発生しやすくなる。したがってこの場合にもやはり、高い発泡倍率を有する厚肉のスチレン系樹脂発泡体を製造できないおそれがある。
【0040】
なおスチレン系樹脂の溶融流れ速度R1は、前記式(1)の範囲内でもとくに4〜7g/10分の範囲内であるのが好ましい。また溶融張力T1は、前記式(2)の範囲内でもとくに
1≦−0.65R1+15
であるのが好ましい。
スチレン系樹脂には、気泡構造の均一化をさらに増進させるために、発泡核剤(気泡調整剤)を添加してもよい。発泡核剤としては、たとえばタルク、炭酸カルシウム、クレー、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、ガラスビーズ、ガラスパウダー、酸化チタン、カーボンブラック、無水シリカ、ケイ酸カルシウムなどの無機微粉末があげられる。発泡核剤の粒径は50μm以下、とくに10〜30μm程度が好ましい。また発泡核剤の添加量は、スチレン系樹脂100重量部に対して0.1〜1重量部程度であるのが好ましい。
【0041】
またスチレン系樹脂には、たとえば着色剤、難燃剤、滑剤(炭化水素系、脂肪酸系、脂肪酸アミド系、エステル系、アルコール系などの各種ワックス類、金属石けん類、シリコーン油、低分子量ポリエチレンなど)、展着剤(流動パラフィン、ポリエチレングリコール、ポリブテンなど)、分散剤などの各種添加剤を添加してもよい。これら添加剤は、発泡体を製造する際の妨げとならず、かつ製造される発泡体の特性に影響を及ぼさない範囲で添加される。
【0042】
また押出発泡成形用の金型3として、図1および図2(a)に示すように、樹脂押出流路30と口金部31とが連通して配置されているとともに、上記樹脂押出流路30の、スチレン系樹脂発泡体の厚み方向に対応する方向の幅S2と、口金部31の、同方向の幅S1との比S2/S1が、式(3):
40≦S2/S1≦100
の範囲内にあるものを使用した場合には、とくにスチレン系樹脂として前記の特性を有するものを用いることによって、発泡核剤の添加量を前述した範囲より減少させるか、または発泡核剤を全く添加せずに、同様の良好な発泡体を製造することが可能となり、焼却時の灰分を減少できるという利点がある。
【0043】
すなわち、かかるディメンジョンを有する金型3を使用した場合には、樹脂押出流路30の先に配置された、当該流路30の幅S2よりも狭い幅S1と、所定の長さ(ランド長さ)L1とを有する口金部31によって、押出機20の内部の圧力が、口金部31の先端まで、二酸化炭素の溶解に必要な高圧に維持されるため、二酸化炭素の樹脂への溶解量を増加させて、発泡体の発泡倍率を高くし、かつ気泡構造を均一化することができる。
【0044】
また、上記の効果から明らかなように口金部31の幅S1とランド長さL1とを調整することで、第2押出機20の内部の圧力を自在に調整できるという利点もある。
さらに、上記口金部31の手前に設けた樹脂押出流路30の幅S2が、当該流路30内のスチレン系樹脂に、口金部31から大気中へ押出後、前述したような厚肉に発泡するように、形状的な記憶を持たせるためにも機能する。
【0045】
したがって上記金型3を使用することによって、所定量の発泡核剤を添加した場合と同程度に気泡構造が均一で、かつ前記のように低密度、高発泡倍率であり、しかも厚肉のスチレン系樹脂発泡体を、発泡核剤の添加量をこれまでよりも減少させるか、または発泡核剤を全く添加せずに、良好に製造することが可能となる。
【0046】
なお上記の金型3において、比S2/S1が100を超えた場合には、金型3内で樹脂が流れない部分が発生して、未発泡樹脂が発生するおそれがある。また比S2/S1が40未満である場合には、上記の説明から明らかなように、厚肉のスチレン系樹脂発泡体を、良好に製造できないおそれがある。比S2/S1は、これらの問題点を回避して、良好な成形を行うことを考慮すると、前記の範囲内でもとくに60〜80の範囲内であるのが好ましい。
【0047】
また図の例の金型3は、樹脂押出流路30と口金部31とをテーパー面32で繋いでいるが、たとえば図2(b)に示したように、樹脂押出流路30と口金部31とを垂直面33で繋いでもよい。
【0048】
【実施例】
以下に本発明を、実施例、比較例に基づいて説明する。
なお以下の実施例、比較例で製造した板状スチレン系樹脂発泡体の密度は、単位体積あたりの重量を実測して算出した。また平均気泡径は、走査型電子顕微鏡〔日本電子(株)製のJSM T−300〕を用いて、ASTM D2842−69に所載の測定方法に準拠して測定した。すなわち、押出発泡成形された発泡体の、樹脂の流れ方向(MD)、幅方向(TD)および厚み方向(VD)の、それぞれの気泡径を測定し、その測定値を算術平均して平均気泡径を求めた。
【0049】
実施例1
下記の各成分をドライブレンドして混合物を調製した。

Figure 0003733261
つぎにこの混合物を、第1および第2の2台の押出機が、ピンミキサーを挟んで連結されたタンデム押出機の、第1押出機のホッパーに供給し、当該第1押出機内で、混合温度200℃で溶融、混合したのち、この第1押出機の途中に設けた2つのノズルから、それぞれ第1押出機内に、発泡剤としての二酸化炭素と、発泡剤としての水に相溶化剤としてのポリオキシエチレンラウリルエーテル(HLB=16)を溶解した溶液とを圧入、添加した。
【0050】
上記各成分の添加量は、それぞれポリスチレン100重量部あたり、二酸化炭素が3.8重量部、水が1.5重量部、ポリオキシエチレンラウリルエーテルが0.3重量部であった。
つぎに、圧入後の溶融混合物を引き続き、第1押出機内でしばらく溶融、混合したのちピンミキサーに連続的に供給し、当該ピンミキサー内で、混合温度180℃、混合圧力200kg/cm2、回転速度60rpmの条件でさらに十分に溶融、混合した。
【0051】
そしてこの溶融混合物を、ピンミキサーから第2押出機に連続的に供給し、当該第2押出機内で、押出発泡に適した温度である130℃まで均一に冷却したのち、この第2押出機の先端に接続した、リップ幅W=50mm、厚みt=1.4mmのスリット状の金型を通して大気中に連続的に押し出して発泡させるとともに、30mmの間隔に配置した一対の板状の成形具間を通して、その厚みが上記成形具の間隔と同じ30mmになるように矯正しつつ冷却してスチレン系樹脂発泡体を製造した。
【0052】
得られた発泡体の密度は0.030g/cm3、平均気泡径は0.6mmであった。
実施例2
相溶化剤として、HLBが12.6であるポリオキシエチレンラウリルエーテル0.3重量部を使用したこと以外は実施例1と同様にして、厚み30mmのスチレン系樹脂発泡体を製造した。
【0053】
得られた発泡体の密度は0.032g/cm3、平均気泡径は0.5mmであった。
比較例1
相溶化剤としてのノニオン系界面活性剤を加えなかったこと以外は実施例1と同様にして、スチレン系樹脂発泡体を製造しようとしたが、内部発泡が発生して、内部構造の均一な発泡体を得ることはできなかった。
【0054】
比較例2
相溶化剤として、HLBが9.0であるポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル0.3重量部を使用したこと以外は実施例1と同様にして、スチレン系樹脂発泡体を製造しようとしたが、内部発泡が発生して、やはり内部構造の均一な発泡体を得ることはできなかった。
【0055】
以上の結果を表1にまとめる。
【0056】
【表1】
Figure 0003733261
【0057】
【発明の効果】
以上、詳述したように本発明によれば、炭化水素類やハロゲン化炭化水素類に比べて安全性が高くかつ環境にやさしい、二酸化炭素と水とを発泡剤として使用して、なおかつ炭化水素類などを使用した場合と同程度に低密度、厚肉で、しかも発泡構造も均一な、新規なスチレン系樹脂発泡体を製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の製造方法を実施するための押出機の一例を示す概略図である。
【図2】同図(a)(b)はともに、上記押出機に使用される金型の一例を示す断面図である。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention has a low density, that is, a high expansion ratio, and a thick styrene resin foam.the body'sManufacturing methodTo the lawIt is related.
[0002]
[Prior art]
Using an extruder, a foamed styrene-based resin is produced by a so-called extrusion foaming method in which a foaming agent is pressed into a heat-melted styrene-based resin and extruded through the die portion of the mold into the atmosphere and foamed. In this case, as the blowing agent, hydrocarbons such as butane and propane, or halogenated hydrocarbons such as methyl chloride, ethyl chloride, and 1-monochloro-difluoroethane are generally used.
[0003]
All of these foaming agents have good compatibility with styrenic resins and are uniformly and heavily impregnated in the resin, so the density is approximately 0.050 g / cm.ThreeA thick foam having a low density, a high expansion ratio, and a thickness of 10 mm or more can be easily produced by the extrusion foam molding method.
However, among the foaming agents, hydrocarbons have a problem that they are difficult to handle because they are flammable. Some halogenated hydrocarbons also affect the ozone layer.
[0004]
Therefore, use of a gas such as nitrogen or carbon dioxide as a so-called environment-friendly foaming agent that is safe because it does not have flammability and has no risk of affecting the environment has been studied.
However, among the above, nitrogen has a remarkably low compatibility with styrenic resins and cannot be impregnated uniformly and in large quantities in the resin, so that the foam has a low density and a sufficient thickness as in the conventional product. It is virtually impossible to extrude foam.
[0005]
In other words, using nitrogen as a foaming agent to increase the expansion ratio of the foam produced by the extrusion foaming method and lower the density, the pressure inside the extruder is increased to force nitrogen into the resin. It is conceivable to impregnate.
However, in order to obtain a low-density and thick-walled foam like the conventional product by this method, even at the die portion of the extruder, an extremely high pressure that cannot be obtained with the current extruder In order to achieve this, it is necessary to develop from a special extruder capable of generating such high pressure, so that it is difficult to put it into practical use at present.
[0006]
On the other hand, carbon dioxide has better compatibility with styrenic resins than nitrogen, but its value is still insufficient when compared with hydrocarbons, etc. Thick foam cannot be extrusion-foamed. Therefore, it is conceivable to increase the amount of carbon dioxide injected into the resin. However, in this method, as the amount of carbon dioxide increases, the bubbles in the foam become finer and the strength of the film constituting the bubbles decreases. For this reason, heat shrinkage is likely to occur during extrusion, and the degree of hindering the reduction in density and thickness of the foam increases.
[0007]
For this reason, the effect of this method is limited, and it is difficult to produce a foam having a low density and a sufficient thickness as in the conventional product.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
The inventors studied to obtain a low-density, high-foaming ratio and thick-walled foam by using water in combination with the above-described system using carbon dioxide as a foaming agent.
That is, water has a high foaming power when used as a foaming agent for a resin, and has a feature that it can quickly cool a foamed body immediately after foaming and suppress its thermal shrinkage. By using the high foaming power of the foam to prevent the bubbles from becoming too fine, the latter cooling effect can be used to quickly cool the foam immediately after foaming to suppress thermal shrinkage. He thought that by adjusting the amount of carbon and water, a low-density and thick-walled foam could be produced.
[0009]
However, in a temperature range of 150 ° C. or less, which is considered to be optimal for extrusion foam molding of styrene resin, water has a remarkably low dispersibility with respect to styrene resin and the like. When added in an amount that can be exhibited, it is clear that the foam structure becomes non-uniform due to water dispersion unevenness and internal foaming occurs, making it impossible to obtain the desired low density and thick foam. It became.
[0010]
In order to solve this problem, for example, as disclosed in JP 10-506858 A, carbon dioxide and water are sequentially pressed into a resin in a heated and melted state, and then immediately before extrusion foam molding. It was studied to adopt a method of sufficiently dispersing by a stirring method.
However, even if this method is employed, the problem that the foamed structure is still uneven and internal foaming cannot be solved.
[0011]
  The object of the present invention is to produce carbon dioxide and water as blowing agents, which are safer and more environmentally friendly than hydrocarbons and halogenated hydrocarbons, and use hydrocarbons and the like. New styrenic resin foam with low density, thick wall and uniform foam structureof,Efficient and easy manufacturingThe lawIt is to provide.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the inventors added a compatibilizing agent mainly for improving the compatibility of the styrene resin and water to the system composed of the styrene resin, carbon dioxide and water, and in the extruder. The improvement of the compatibility of the above components in the melt-mixed state was studied.
[0013]
As a result, when a nonionic surfactant having an HLB of 12 to 18 is used as the compatibilizer, the nonionic surfactant is particularly suitable for extrusion foam molding of a styrene resin as described above. Since the compatibility with water, styrene resin, etc. in the temperature range of 150 ° C. or lower is improved, the problem of non-uniform foam structure due to uneven dispersion of water is eliminated. 0.050 g / cmThreeThe inventors have found that a styrene resin foam having a low density, a high expansion ratio, a thickness of 10 mm or more, and a uniform foam structure can be obtained, and the present invention has been completed.
[0014]
  That is, in the method for producing a styrene resin foam of the present invention, carbon dioxide and water as a foaming agent and a nonionic surfactant having an HLB of 12 to 18 are added to a molten styrene resin., Carbon dioxide added amount W with respect to 100 parts by weight of styrene resin C 2.0-6.0 parts by weight, water addition amount W H 0.5 to 2.0 parts by weight, addition amount W of nonionic surfactant S 0.1 to 1.0 parts by weight and W C > W H To beIt is characterized by adding, mixing, and extrusion foaming.
[0015]
In the present invention, the HLB of the nonionic surfactant is limited to 12 to 18, and the nonionic surfactant whose HLB is outside this range is apparent from the results of Examples and Comparative Examples described later. This is because the effect of improving the compatibility with water, styrene resin, etc. cannot be obtained, and a uniform foam without internal foaming cannot be produced.
[0016]
Nimura, of the inventors, together with the other inventors, extrude styrenic resin using water alone as a blowing agent or using water in combination with a small amount of nitrogen. It has been proposed to add a nonionic surfactant to the foam molding system (Japanese Patent Laid-Open No. 8-41236).
According to this method, as described in the 0014 column of the publication, the density is 2.6 × 10.-1g / cmThreeOr more (0.26 g / cmThreeAlthough it is possible to produce a foam sheet having a thickness higher than that of the present invention and a thickness of 3.0 mm or less as compared with the present invention, it is possible to produce a foam structure having a low density and a thick wall as in the present invention. However, a uniform foam could not be obtained.
[0017]
The reason for this is the same as described above. In other words, in order to obtain a low-density and thick-walled foam, it is necessary to inject a large amount of foaming agent. However, both water and nitrogen have poor compatibility with styrene resins as described above. Even if a surfactant is added, the foam structure becomes non-uniform, and it is not possible to obtain a foam having a low density, a thick wall and a uniform foam structure.
[0018]
HLB (Hydrophile-Lipophile Balance) is an index indicating the balance between the hydrophilic group and the lipophilic group in the surfactant.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention is described below.
As described above, the present invention usually uses carbon dioxide and water as a foaming agent for extrusion foam molding, and uses a nonionic surfactant having an HLB of 12 to 18 as a compatibilizing agent. This is carried out in the same manner as in the extrusion foam molding.
[0020]
That is, carbon dioxide and water as a foaming agent and nonionic surfactant as a compatibilizing agent are added to and mixed with a styrene resin in a heated and melted state, and are extruded into the atmosphere through a die part of a mold to be foamed. Thus, a styrene resin foam is produced.
As an apparatus for carrying out such a manufacturing method, for example, a tandem extruder in which two first and second extruders are connected with a mixer 60 as necessary as shown in FIG. 1 is preferably used. Is done.
[0021]
The tandem extruder is a styrenic resin introduced into the hopper 11 as indicated by white arrows in the figure,
First, in the first extruder 10, as indicated by solid arrows in the figure from the nozzles 12a and 12b provided in the middle of the extruder 10 while being heated and melted at a temperature higher than that suitable for extrusion foaming. Carbon dioxide (nozzle 12a) and water (nozzle 12b) as a foaming agent are injected into and mixed in the presence of a nonionic surfactant as a compatibilizing agent, and as indicated by a dashed line arrow in the figure. To the mixer 60 continuously,
In this mixer 60, while continuously melting and mixing while applying a predetermined temperature and pressure, continuously fed to the second extruder 20,
Next, in this second extruder 20, while further mixing by rotation of the screw 20a, after adjusting to a predetermined temperature suitable for extrusion foaming,
-By continuously extruding and foaming in the atmosphere through the die part 31 of the mold 3 connected to the tip of the second extruder 20,
This is for continuously producing a styrene resin foam.
[0022]
In the figure, reference numeral 4 denotes a styrenic resin by cooling the resin 5 while regulating the expansion of the styrenic resin 5 extruded from the die 31 of the mold 3 in the thickness direction due to foaming. It is a pair of plate-shaped forming tools for forming a foam to a predetermined thickness.
The nonionic surfactant may be added from the hopper 11 together with the styrene resin, but it is more preferable to press the one dissolved in water together with water from the nozzle 12b.
[0023]
When such an extruder is used, carbon dioxide and water disclosed in, for example, the above-mentioned Japanese translation of PCT publication No. 10-506858 are sequentially pressed into a resin in a heated and melted state, and then immediately before extrusion foam molding. Compared to a method of sufficiently dispersing by a stirring method, there is an advantage that not only the foamed structure becomes uniform as described above, but also the productivity of the styrene resin foam is improved.
[0024]
That is, in the method of Japanese Patent Publication No. 10-506858, the resin that has been cooled to a temperature suitable for extrusion foaming and becomes highly viscous is dynamically stirred using a mixer or the like. Energy and time.
On the other hand, in the present invention, in the first extruder 10 or in the first extruder 10 and the mixer 60 that follows the first extruder 10, before cooling to a temperature suitable for extrusion foaming, a higher temperature and lower viscosity stage. Thus, since each component is sufficiently mixed, less energy is used and the time required for stirring is shorter, and the productivity of the styrene resin foam is improved.
[0025]
  Conditions for extrusion foaming using the tandem extruder shown in FIG.Out ofThe amount of water added as a blowing agent is less than the amount of carbon dioxideThere is a need.
  That is, the addition amount W of carbon dioxide with respect to 100 parts by weight of the styrene resin.C(Parts by weight) and amount of water added WHExpressed as (parts by weight), WC> WHIsThere is a need.
[0026]
  If this condition is not satisfied, WC≦ WHIn the case where the nonionic surfactant is added, water cannot be uniformly dispersed in the styrene resin, the foam structure becomes non-uniform, and the low density and thick wall In addition, a foam with a uniform foam structure cannot be obtained.No.
  AlsoThe addition amounts of carbon dioxide and water, and nonionic surfactant are within the following ranges with respect to 100 parts by weight of styrene resin, respectively.There is a need.
[0027]
  Carbon dioxide: added amount WC= 2.0 to 6.0 parts by weight
  Water: Addition amount WH= 0.5 to 2.0 parts by weight
  Nonionic surfactant: addition amount WS= 0.1 to 1.0 parts by weight
[However, among the above, carbon dioxide and water addition amount WC, WHIs W as described above.C> WHIsThere is a needSo the amount of carbon dioxide added WCIs 2.0 parts by weight, the added amount of water WHIs less than 2.0 parts by weightNeedConversely, the amount of water added WHIs 2.0 parts by weight, the amount of carbon dioxide added WCIs a range exceeding 2.0 parts by weightThere is a need. ]
  Carbon dioxide addition amount WCAnd / or water addition amount WHHowever, if the amount is less than this range, the amount of foaming agent is generally insufficient.Can't get. Conversely, the amount of carbon dioxide added WCAnd / or water addition amount WHIf this exceeds this range, internal foaming will not occur and the foam expansion ratio will not increase.Can't get.
[0028]
  In consideration of obtaining a low-density, thick-walled foam with a uniform foam structure, the amount of carbon dioxide added WCEven within the above range, is preferably about 2.0 to 4.0 parts by weight. For the same reason, the amount of water added WHIs preferably about 1.0 to 2.0 parts by weight even within the above range.
  In addition, addition amount W of nonionic surfactantSIs less than the above range, the effect of adding the nonionic surfactant is insufficient, and the foam structure is uneven due to uneven dispersion of water.Ru. Conversely, the addition amount W of the nonionic surfactantSExceeding the above range, not only the addition effect is not obtained, but also excessive nonionic surfactant causes fluctuations in extrusion discharge, making extrusion difficult.Ru.
[0029]
Nonionic surfactant addition amount WSIs preferably about 0.1 to 0.5 parts by weight even within the above range.
The melting, mixing temperature, extrusion temperature, etc. of the resin may be adjusted to the same level as before.
The density of the styrene resin foam thus produced is, for example, 0.025 to 0.050 g / cm.ThreeEspecially 0.040 g / cmThreeIn the following, the thickness is 10 to 120 mm, particularly 15 mm or more, and the average bubble diameter is 0.10 to 0.80 mm, which is low density and thick, and the foam structure is uniform.
[0030]
As the nonionic surfactant, those having an HLB of 12 to 18 as described above are used. As such nonionic surfactants, among various surfactants classified as polyethylene glycol type or polyhydric alcohol type nonionic surfactants, any of various compounds having an HLB of 12 to 18 is used. Is possible.
[0031]
For example,
Alkyl and alkylallyl polyoxyethylene ether (more specifically, single-chain polyoxyethylene ether, polyoxyethylene secondary alcohol ether, polyoxyethylene alkylphenyl ether, polyoxyethylene sterol ether, polyoxyethylene lanolin derivative, etc.) Ether type surfactants such as alkylallyl formaldehyde condensed polyoxyethylene ethers (more specifically, ethylene oxide derivatives of alkylphenol formalin condensates), polyoxyethylene polyoxypropylene block copolymers, polyoxyethylene polyoxypropyl alkyl ethers, etc. ,
Ether ester type surface activity such as polyoxyethylene ether of glycerin ester (more specifically, polyoxyethylene glycerin fatty acid ester, polyoxyethylene castor oil and hydrogenated castor oil), polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester, polyoxyethylene sorbitol fatty acid ester, etc. Agent,
Ester type surfactants such as polyethylene glycol fatty acid ester, fatty acid monoglyceride, polyglycerin fatty acid ester, sorbitan fatty acid ester, propylene glycol fatty acid ester, sucrose fatty acid ester,
Nitrogen-containing surfactants such as fatty acid alkanolamide, polyoxyethylene fatty acid amide, polyoxyethylene alkylamine, amine oxide,
And a compound having an HLB of 12 to 18 as described above is preferably used.
[0032]
Note that the HLB of the nonionic surfactant is preferably about 14 to 16 even within the above range, considering the function as a compatibilizing agent.
As the styrenic resin, polystyrene, that is, a homopolymer of styrene is most preferably used, and a copolymer of styrene and another vinyl monomer can also be used.
[0033]
Examples of other vinyl monomers copolymerized with styrene include α-methylstyrene, acrylonitrile, methacrylonitrile, acrylic acid, methacrylic acid, acrylic ester, methacrylic ester, and maleic anhydride.
In addition, as a styrene resin, in order to improve the impact resistance of the foam, for example, a diene rubber-like heavy polymer such as polybutadiene, styrene-butadiene copolymer, ethylene-propylene-nonconjugated diene terpolymer is used. A rubber-modified styrene resin to which a coalescence is added, so-called high impact polystyrene may be used.
[0034]
These styrenic resins can be used alone or in combination of two or more.
As the styrenic resin, in order to foam the foam well, the melt flow rate R particularly at 200 ° C.1(G / 10 min) and melt tension T1(G · f) is the formula (1) (2):
2 ≦ R1≦ 10 (1)
T1≧ −0.65R1+11.6 (2)
It is preferable to use one having a relationship represented by
[0035]
The melt flow rate (melt flow rate: MFR) R at 200 ° C. here1Is a condition 8 (test temperature: 200 ° C., test load: stipulated in the same method in accordance with the test method described in Japanese Industrial Standard JIS K7210 “Thermoplastic Plastic Flow Test Method”. The value measured at 5.00 kgf).
Also, melt tension T1These are values measured under the following conditions using Capillograph PMD-C manufactured by Toyo Seiki Seisakusho.
[0036]
Test temperature: 200 ° C
Preheating time: 5 minutes
Extrusion speed: 100mm / min
Winding speed: 12mm / min
Capillary: Diameter 1.00mm, length 10mm, inflow angle 45 °
As mentioned above, styrene-based resins have low compatibility with carbon dioxide and water as foaming agents and poor compatibility, producing foams with a uniform cell structure, high thickness and high expansion ratio. It is not easy to do.
[0037]
However, when a styrene resin is used in which the melt flow rate at 200 ° C. and the melt tension are in the relationship represented by the above formulas (1) and (2), the resin foams in spite of the high melt tension. Since the temperature range is low and the melt tension at the time of foaming is high, the occurrence of internal foaming can be reliably prevented. Therefore, as described above, it is possible to satisfactorily produce a styrene resin foam having a low density, a high expansion ratio, a thick wall, and a uniform cell structure.
[0038]
As styrene resin, melt flow rate R1Exceeds 10 g / 10 min, that is, melt tension T1When a low resin is used, the foaming temperature range is low, so that a larger amount of carbon dioxide can be dissolved in the resin, but the resin does not have a melt tension that can withstand high foaming. Alternatively, since the foaming temperature region is low, the foaming temperature becomes equal to or lower than the Vicat softening point as soon as foaming and cooling are performed. Therefore, the foaming ratio of the foam may not be increased as described above.
[0039]
Conversely, the melt flow rate R1Is less than 2 g / 10 min, ie melt tension T1When a styrene resin having a high value is used, the foaming temperature region becomes high, and the amount of carbon dioxide dissolved in the resin becomes small.
Furthermore, the melt flow rate R1And melt tension T1Does not satisfy the formula (2),
T1<-0.65R1+11.6
In this case, since the melt tension is low relative to the melt flow rate, internal foaming is likely to occur immediately after foaming. Therefore, in this case as well, there is a possibility that a thick styrene resin foam having a high expansion ratio cannot be produced.
[0040]
The melt flow rate R of styrene resin1Is preferably within the range of 4 to 7 g / 10 min even within the range of the formula (1). Also, melt tension T1Is particularly within the range of the formula (2).
T1≦ −0.65R1+15
Is preferred.
A foam nucleating agent (bubble adjusting agent) may be added to the styrenic resin in order to further promote the homogenization of the cell structure. Examples of the foam nucleating agent include inorganic fine powders such as talc, calcium carbonate, clay, magnesium oxide, zinc oxide, glass beads, glass powder, titanium oxide, carbon black, anhydrous silica, and calcium silicate. The particle size of the foam nucleating agent is preferably 50 μm or less, particularly preferably about 10 to 30 μm. Moreover, it is preferable that the addition amount of a foam nucleating agent is about 0.1-1 weight part with respect to 100 weight part of styrene resin.
[0041]
Examples of styrenic resins include colorants, flame retardants, lubricants (hydrocarbons, fatty acids, fatty acid amides, esters, alcohols and other waxes, metal soaps, silicone oils, low molecular weight polyethylene, etc.) Various additives such as spreading agents (liquid paraffin, polyethylene glycol, polybutene, etc.) and dispersants may be added. These additives are added to the extent that they do not interfere with the production of the foam and do not affect the properties of the produced foam.
[0042]
Further, as shown in FIGS. 1 and 2A, a resin extrusion flow path 30 and a base 31 are arranged in communication with each other as a mold 3 for extrusion foam molding, and the resin extrusion flow path 30 is also provided. Width S in the direction corresponding to the thickness direction of the styrene resin foam2And the width S in the same direction of the base 311Ratio S to2/ S1However, equation (3):
40 ≦ S2/ S1≦ 100
When using a resin having the above-mentioned range, particularly by using a styrenic resin having the above-mentioned characteristics, the amount of the foam nucleating agent is reduced from the above-mentioned range, or the foam nucleating agent is not used at all. Without the addition, it is possible to produce the same good foam, and there is an advantage that the ash content during incineration can be reduced.
[0043]
That is, when the mold 3 having such a dimension is used, the width S of the flow path 30 disposed at the tip of the resin extrusion flow path 30.2Narrower width S1And a predetermined length (land length) L1Since the pressure inside the extruder 20 is maintained at a high pressure necessary for dissolving carbon dioxide up to the tip of the mouthpiece 31, the amount of carbon dioxide dissolved in the resin is increased. The foaming ratio of the foam can be increased and the cell structure can be made uniform.
[0044]
Further, as is apparent from the above effect, the width S of the base 31 is obtained.1And land length L1There is also an advantage that the internal pressure of the second extruder 20 can be freely adjusted by adjusting.
Furthermore, the width S of the resin extrusion flow path 30 provided in front of the base part 31.2However, the styrene-based resin in the flow path 30 also functions to have a shape memory so that the styrene resin foams into the thick wall as described above after being extruded from the base 31 into the atmosphere.
[0045]
Therefore, by using the mold 3, the cell structure is as uniform as when a predetermined amount of the foam nucleating agent is added, and has a low density and a high expansion ratio as described above. It is possible to produce the resin-based resin foam satisfactorily without reducing the amount of the foam nucleating agent added, or without adding any foam nucleating agent.
[0046]
In the above mold 3, the ratio S2/ S1When the value exceeds 100, a portion in which the resin does not flow in the mold 3 may occur, and an unfoamed resin may be generated. Also ratio S2/ S1When is less than 40, as is clear from the above description, a thick styrene resin foam may not be produced satisfactorily. Ratio S2/ S1In view of avoiding these problems and performing good molding, it is particularly preferable to be within the range of 60 to 80 even within the above range.
[0047]
In the illustrated mold 3, the resin extrusion flow path 30 and the base part 31 are connected by a tapered surface 32. For example, as shown in FIG. 2B, the resin extrusion flow path 30 and the base part are connected. 31 may be connected by a vertical surface 33.
[0048]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described based on examples and comparative examples.
The density of the plate-like styrene resin foam produced in the following examples and comparative examples was calculated by actually measuring the weight per unit volume. The average bubble diameter was measured using a scanning electron microscope [JSM T-300 manufactured by JEOL Ltd.] in accordance with the measurement method described in ASTM D2842-69. That is, each foam diameter in the resin flow direction (MD), width direction (TD) and thickness direction (VD) of the foam obtained by extrusion foam molding is measured, and the average value is obtained by arithmetically averaging the measured values. The diameter was determined.
[0049]
Example 1
The following components were dry blended to prepare a mixture.
Figure 0003733261
Next, this mixture is supplied to the hopper of the first extruder of the tandem extruder in which the first and second extruders are connected with the pin mixer interposed therebetween, and mixed in the first extruder. After melting and mixing at a temperature of 200 ° C., from two nozzles provided in the middle of the first extruder, into the first extruder, carbon dioxide as a blowing agent and water as a blowing agent are used as compatibilizers. A solution in which polyoxyethylene lauryl ether (HLB = 16) was dissolved was injected and added.
[0050]
The amount of each component added was 3.8 parts by weight of carbon dioxide, 1.5 parts by weight of water, and 0.3 parts by weight of polyoxyethylene lauryl ether per 100 parts by weight of polystyrene.
Next, the melt mixture after the press-fitting is continuously melted and mixed for a while in the first extruder, and then continuously supplied to the pin mixer. In the pin mixer, the mixing temperature is 180 ° C. and the mixing pressure is 200 kg / cm.2The mixture was further sufficiently melted and mixed under the condition of a rotational speed of 60 rpm.
[0051]
Then, the molten mixture is continuously supplied from the pin mixer to the second extruder, and after being uniformly cooled to 130 ° C., which is a temperature suitable for extrusion foaming, in the second extruder, Between a pair of plate-shaped molding tools, which are connected to the tip and foamed by being continuously extruded into the atmosphere through a slit-shaped mold having a lip width W = 50 mm and a thickness t = 1.4 mm. Then, the styrenic resin foam was manufactured by cooling while correcting the thickness so as to be 30 mm which is the same as the interval of the molding tool.
[0052]
The density of the obtained foam is 0.030 g / cm.ThreeThe average bubble diameter was 0.6 mm.
Example 2
A styrene resin foam having a thickness of 30 mm was produced in the same manner as in Example 1 except that 0.3 parts by weight of polyoxyethylene lauryl ether having an HLB of 12.6 was used as a compatibilizing agent.
[0053]
The density of the obtained foam is 0.032 g / cm.ThreeThe average bubble diameter was 0.5 mm.
Comparative Example 1
A styrenic resin foam was produced in the same manner as in Example 1 except that the nonionic surfactant as a compatibilizer was not added. However, internal foaming occurred and the internal structure was uniformly foamed. I couldn't get a body.
[0054]
Comparative Example 2
A styrenic resin foam was produced in the same manner as in Example 1 except that 0.3 parts by weight of polyoxyethylene octylphenyl ether having an HLB of 9.0 was used as a compatibilizing agent. Foaming occurred, and it was impossible to obtain a foam having a uniform internal structure.
[0055]
The results are summarized in Table 1.
[0056]
[Table 1]
Figure 0003733261
[0057]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, carbon dioxide and water, which are safer and more environmentally friendly than hydrocarbons and halogenated hydrocarbons, are used as blowing agents, and hydrocarbons. It is possible to produce a novel styrene resin foam having a low density, a thick wall, and a uniform foam structure, similar to the case of using a material.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view showing an example of an extruder for carrying out the production method of the present invention.
FIGS. 2 (a) and 2 (b) are sectional views showing an example of a mold used in the extruder.

Claims (3)

溶融状態のスチレン系樹脂に、発泡剤としての二酸化炭素と水、ならびにHLBが12〜18であるノニオン系界面活性剤を、スチレン系樹脂100重量部に対する二酸化炭素の添加量W C が2.0〜6.0重量部、水の添加量W H が0.5〜2.0重量部、ノニオン系界面活性剤の添加量W S が0.1〜1.0重量部で、かつW C >W H となるように添加、混合し、押出発泡成形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。The styrene resin in a molten state, carbon dioxide and water as a blowing agent, and HLB is 12 to 18 a nonionic surfactant, the addition amount W C of the carbon dioxide with respect to 100 parts by weight of styrene resin 2.0 -6.0 parts by weight, water addition amount W H is 0.5-2.0 parts by weight, nonionic surfactant addition amount W S is 0.1-1.0 part by weight, and W C > A method for producing a styrenic resin foam , comprising adding, mixing, and extrusion-foaming so as to be WH . 第1および第2の2台の押出機を連結したタンデム押出機を使用して、まずそのうち第1押出機内で、押出発泡に適した温度より高温で、溶融状態のスチレン系樹脂に、発泡剤としての二酸化炭素と水とを加えて、ノニオン系界面活性剤の存在下で均一に混合し、ついでこの混合物を、第2押出機内で、押出発泡に適した温度に調整したのち押出発泡成形する請求項1記載のスチレン系樹脂発泡体の製造方法。  Using a tandem extruder in which the first and second extruders are connected, first, in the first extruder, the foaming agent is converted into a styrene resin in a molten state at a temperature higher than the temperature suitable for extrusion foaming. Carbon dioxide and water are added and mixed uniformly in the presence of a nonionic surfactant, and then this mixture is adjusted to a temperature suitable for extrusion foaming in a second extruder and then subjected to extrusion foam molding. The manufacturing method of the styrenic resin foam of Claim 1. 第1押出機と第2押出機との間にミキサーを設け、第1押出機で得られた混合物をさらに、このミキサーで溶融、混合したのち第2押出機に供給する請求項2記載のスチレン系樹脂発泡体の製造方法。  The styrene according to claim 2, wherein a mixer is provided between the first extruder and the second extruder, and the mixture obtained by the first extruder is further melted and mixed by the mixer and then supplied to the second extruder. Of producing a resin-based resin foam.
JP17721899A 1999-06-23 1999-06-23 Method for producing styrene resin foam Expired - Lifetime JP3733261B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17721899A JP3733261B2 (en) 1999-06-23 1999-06-23 Method for producing styrene resin foam

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17721899A JP3733261B2 (en) 1999-06-23 1999-06-23 Method for producing styrene resin foam

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2001002821A JP2001002821A (en) 2001-01-09
JP3733261B2 true JP3733261B2 (en) 2006-01-11

Family

ID=16027236

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP17721899A Expired - Lifetime JP3733261B2 (en) 1999-06-23 1999-06-23 Method for producing styrene resin foam

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3733261B2 (en)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002240124A (en) * 2001-02-22 2002-08-28 Sekisui Chem Co Ltd Method for producing three-layered resin pipe
DE10141778A1 (en) * 2001-08-25 2003-03-06 Basf Ag Process for the production of extruded open-cell foam sheets
JP2007153964A (en) * 2005-12-01 2007-06-21 Kaneka Corp Method for manufacturing styrenic resin extruded foam
JP5401083B2 (en) * 2008-11-21 2014-01-29 積水化成品工業株式会社 Pre-expanded particles, method for producing the same, and foam molded article
KR102167661B1 (en) 2017-02-10 2020-10-19 주식회사 엘지화학 Super absorbent polymer and preparation method thereof
KR102231779B1 (en) * 2017-09-26 2021-03-24 (주)엘지하우시스 Thermosetting foam and method of producing the same
WO2019066504A2 (en) * 2017-09-26 2019-04-04 (주)엘지하우시스 Thermosetting foam and manufacturing method therefor
CN108000837B (en) * 2017-12-29 2023-10-10 富岭科技股份有限公司 Single screw extrusion foaming equipment

Also Published As

Publication number Publication date
JP2001002821A (en) 2001-01-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3733261B2 (en) Method for producing styrene resin foam
JP4011962B2 (en) Method for producing polypropylene resin extruded foam sheet, produced extruded foam sheet, and molded article comprising the foamed sheet
KR100350337B1 (en) Foam manufactured by injecting water into Harbustream
JP3224549B2 (en) Closed cell polymer form
JP3655436B2 (en) Thermoplastic resin foam and method for producing the same
JPH1024436A (en) Thermoplastic resin foam and its manufacture
JPH1024476A (en) Thermoplastic resin foam and its production
JP2020152781A (en) Method for producing foam molding
JP2001329099A (en) Polyproplyene resin extruded sheet foam
JP4959396B2 (en) Water-absorbing polystyrene resin foam board
WO2017164343A1 (en) Polypropylene resin composition for injection foam molding and injection foam molded body of same
JP2001019787A (en) Production of plate foam of styrene resin
JP2003504472A (en) Method for producing foam sheet
JP4886134B2 (en) POLYMER FOAM AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME USING OIL-CONTAINING FURNESS BLACK
JP4049566B2 (en) Polyolefin resin composition for foaming
JP2010270243A (en) Polypropylene-based resin in-mold foam molded product
JP4126491B2 (en) Foamable resin composition and propylene-based resin foam
JPH0236141B2 (en) NETSUSEIKEISEINOSUGURETAHORIPUROPIRENKEIHATSUHOSHIITO
JPH09227707A (en) Production of polypropylene resin foam
JP4188664B2 (en) Polystyrene resin foam sheet and polystyrene resin laminated foam sheet
JP4134323B2 (en) Foamable resin composition and propylene-based resin foam
JP3640377B2 (en) Synthetic resin foam
JP3461728B2 (en) Styrene resin foam and method for producing the same
JPH0911318A (en) Foamed polypropylene resin and production thereof
JP2001164080A5 (en)

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20040428

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20040519

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20040617

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20041102

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20041216

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20041216

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20050412

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20050607

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20051004

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20051017

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 3733261

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081021

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091021

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091021

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101021

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111021

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111021

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121021

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131021

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131021

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20141021

Year of fee payment: 9

EXPY Cancellation because of completion of term