JP4060212B2

JP4060212B2 - 建材用スチレン系樹脂押出発泡板

Info

Publication number: JP4060212B2
Application number: JP2003053511A
Authority: JP
Inventors: 直行二村; 稔藤島
Original assignee: Sekisui Kasei Co Ltd
Current assignee: Sekisui Kasei Co Ltd
Priority date: 2003-02-28
Filing date: 2003-02-28
Publication date: 2008-03-12
Anticipated expiration: 2023-02-28
Also published as: JP2004263039A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、単位時間当たりの総揮発性有機化合物の放散量が少なく、環境衛生に優れた建材用スチレン系樹脂押出発泡板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、住宅の高気密化に伴って建材から発生する揮発性有機化合物が人体に悪影響を及ぼす、所謂、シックハウス症候群が社会問題化しており、厚生労働省による室内濃度指針値も示されている。
【０００３】
そして、住宅の建材としてスチレン系樹脂押出発泡板が汎用されており、スチレン系樹脂押出発泡板についてもこれまで以上に環境面が重要視されている。特に、スチレン系樹脂発泡体から放散されるスチレンモノマーについては、上記室内濃度指針値が設定されており、対策が急がれている。
【０００４】
そこで、特許公報１には、スチレン系樹脂発泡体中に含まれるスチレン系モノマーの残存量を減少させるために、押出機のベント部分から残存スチレン系モノマーを吸引除去することが提案されている。
【０００５】
しかしながら、押出機内の溶融状態のスチレン系樹脂からスチレン系モノマーを十分に吸引除去するには複数個のベントを必要とし、設備が大がかりになるといった問題点がある。
【０００６】
又、スチレン系樹脂押出発泡板には難燃剤が通常、添加されているが、この難燃剤の一部がベント部分で吸引されてしまい、必要以上に難燃剤を添加する必要があるといった問題点もあった。
【０００７】
【特許公報１】
特開２００２−２１２３２５号公報（特許請求の範囲）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、単位時間当たりに放散される総揮発性有機化合物の量が少なく且つ簡便な発泡体の製造設備でもって製造することができる環境衛生上に優れた建材用スチレン系樹脂押出発泡板を提供する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の建材用スチレン系樹脂押出発泡板は、一の表面とこの表面から厚み方向に２ｍｍだけ入った部分との間にある部分からなる表皮層の密度が３２〜５０ｋｇ／ｍ³ であり且つ押出発泡板全体の密度が上記表皮層の密度よりも４〜２０ｋｇ／ｍ³ 低いと共に、ＪＩＳＡ１９０１：２００３に規定された総揮発性有機化合物の放散速度が１００μｇ／ｍ² ・時間以下であることを特徴とする。
【００１０】
上記建材用スチレン系樹脂押出発泡板Ａは、その少なくとも一つの表面１（好ましくは両方の表面）と、この表面１から厚み方向に２ｍｍだけ内方に入った部分２との間にある部分からなる表皮層３の密度を３２〜５０ｋｇ／ｍ³ と高密度化して、表皮層３を所謂、スキン層としている。
【００１１】
ここで、建材用スチレン系樹脂押出発泡板の表面１から厚み方向に２ｍｍだけ内方に入った部分２とは、図１に示したように、建材用スチレン系樹脂押出発泡板の表面１から該表面１に対する法線方向に２ｍｍだけ内方に入った部分をいう。
【００１２】
このように、上記建材用スチレン系樹脂押出発泡板Ａは、その表皮層３を高密度化、即ち、スキン層とすることによって、表皮層３中を揮発性有機化合物が透過しにくくしていると共に、建材用スチレン系樹脂押出発泡板Ａの表面１（表皮層３の表面）に開口する気泡が殆ど存在しない状態として建材用スチレン系樹脂押出発泡板Ａの表皮層３表面１の表面積を減少させ、建材用スチレン系樹脂押出発泡板Ａ中に含有される揮発性有機化合物が外部に殆ど放散しないように構成されている。
【００１３】
具体的には、上記建材用スチレン系樹脂押出発泡板Ａの表皮層３の密度は、小さいと、表皮層３中を透過する揮発性有機化合物量が多くなり、又、大きいと、建材用スチレン系樹脂押出発泡板Ａの軽量性が低下するので、３２〜５０ｋｇ／ｍ³ に限定され、３５〜４５ｋｇ／ｍ³ が好ましい。
【００１４】
そして、上記建材用スチレン系樹脂押出発泡板Ａ全体の密度は、表皮層３の密度よりも４〜２０ｋｇ／ｍ³ 低くなるように調整される。これは、建材用スチレン系樹脂押出発泡板Ａ全体の密度と表皮層３の密度との差が４ｋｇ／ｍ³ 未満となると、建材用スチレン系樹脂押出発泡板Ａの軽量性及び成形性が低下するからであり、又、建材用スチレン系樹脂押出発泡板Ａ全体の密度と表皮層３の密度との差が２０ｋｇ／ｍ³ を超えたものは、その製造自体が困難であるからである。
【００１５】
なお、上記建材用スチレン系樹脂押出発泡板Ａ全体及びその表皮層３の密度は、ＪＩＳＫ７２２２：１９９９「発泡プラスチック及びゴム−見掛け密度の測定」に記載の方法に準拠して測定されたものをいう。具体的には、建材用スチレン系樹脂押出発泡板Ａ全体の密度を測定する際の試験片は、建材用スチレン系樹脂押出発泡板Ａから、該建材用スチレン系樹脂押出発泡板Ａの押出方向（ＭＤ方向）に直交する方向（ＴＤ方向）における全幅でもって押出方向に試験片の体積が５０ｃｍ³ 以上となる寸法で建材用スチレン系樹脂押出発泡板Ａの全厚みでもって切り出したものを用いる。
【００１６】
又、建材用スチレン系樹脂押出発泡板Ａの表皮層３の密度を測定する際の試験片は、建材用スチレン系樹脂押出発泡板Ａから表皮層３部分を剥離し、この剥離した表皮層３部分から、該建材用スチレン系樹脂押出発泡板Ａの押出方向（ＭＤ方向）に直交する方向（ＴＤ方向）における全幅でもって押出方向に試験片の体積が５０ｃｍ³ 以上となる寸法で表皮層３の全厚みでもって切り出したものを用いる。
【００１７】
上記建材用スチレン系樹脂押出発泡板Ａ中に含有される揮発性有機化合物とは、ＪＩＳＡ１９０１：２００３の３．１．２４に規定された、ガスクロマトグラフにおいて分析した、ｎ−ヘキサンからｎ−ヘキサデカンまでの範囲で検出される揮発性有機化合物をいう。そして、建材用スチレン系樹脂押出発泡板Ａの原料としては、通常、新規なスチレン系樹脂に、スチレン系樹脂の回収原料（リサイクル原料）を一部混合させたものが用いられている。
【００１８】
このような回収原料としては、食品用トレーや魚箱等の種々の用途に用いられたスチレン系樹脂発泡体が含まれ、この回収原料には、製造過程で添加されたり或いは使用中に含浸された揮発性有機化合物成分が含有されており、この揮発性有機化合物としては、例えば、シクロヘキサン、トルエン、キシレン、プロピルベンゼン等が挙げられる。
【００１９】
更に、回収原料の中には、リモネンに代表されるようなスチレン系樹脂を溶解し得る溶媒中にスチレン系樹脂を溶解させ、再度、溶媒を除去することによって回収されたスチレン系樹脂も用いられ、このようにして得られたスチレン系樹脂中には若干の揮発性有機化合物成分が残存している。
【００２０】
従って、本発明の建材用スチレン系樹脂押出発泡板Ａでは、スチレン系樹脂の原料に起因したスチレン、エチルベンゼンの他に、上記種々の用途に用いられた回収原料に起因した、例えば、ｎ−ヘキサン、ベンゼン、シクロヘキサン、トルエン、エチルベンゼン、ｍ−キシレン、ｐ−キシレン、ｏ−キシレン、クメン、ｎ−プロピルベンゼン、ｉ−プロピルベンゼン、ｎ−ヘキサデカン等の揮発性有機化合物を含めた総揮発性有機化合物の放散速度を所定量以下とすること、即ち、ＪＩＳＡ１９０１：２００３の３．１．２４に規定された総揮発性有機化合物の放散速度を所定量以下とすることによって環境衛生上、優れたものに構成している。
【００２１】
即ち、本発明の建材用スチレン系樹脂押出発泡板Ａは、ＪＩＳＡ１９０１：２００３の３．１．２４に規定された総揮発性有機化合物の放散速度を１００μｇ／ｍ² ・時間以下に限定し、好ましくは８０μｇ／ｍ² ・時間以下となるように構成している。
【００２２】
特に、本発明の建材用スチレン系樹脂押出発泡板Ａは、上記揮発性有機化合物のうちでも他の揮発性有機化合物よりも多く含まれているスチレンモノマーの放散速度が好ましくは５０μｇ／ｍ² ・時間以下に、より好ましくは３０μｇ／ｍ² ・時間以下になるように構成することによって環境衛生上、より優れたものとすることができる。
【００２３】
ここで、建材用スチレン系樹脂押出発泡板Ａにおける総揮発性有機化合物の放散速度は下記の要領で測定されたものをいう。即ち、建材用スチレン系樹脂押出発泡板Ａを製造してから３日間、放置した後、この建材用スチレン系樹脂押出発泡板Ａから縦１６５ｍｍ×横１６５ｍｍ×厚さ２５ｍｍの試験片を切り出す。なお、試験片の一面全面が表皮層３となるようにする。
【００２４】
しかる後、上記試験片を二週間放置した後、試験片の表皮層３表面における任意の一辺が１４７ｍｍの平面正方形状部分（以下、「放散部分」という）を除いた全ての面を被覆、隠蔽し、表皮層３の放散部分からのみ揮発性有機化合物が放散されるようにする。
【００２５】
そして、試験片を温度２５℃、相対湿度５０％の雰囲気下の容積２０リットルのステンレス製のチャンバー内に配設し、ＪＩＳＡ１９０１：２００３に記載の方法に準拠して総揮発性有機化合物の量を測定した。但し、チャンバー内を１．１ｍ² ／ｍ³ の試料負荷率でもって換気する。換気を始めてから２０時間経過した後、チャンバー内の空気をＴｅｎａｘＴＡ捕集管に３．２リットル採取する。
【００２６】
この採取された空気をガスクロマトグラフを用いて分析し、総揮発性有機化合物を定量し、試験片における表皮層３の単位面積当たりから単位時間当たりに放散された総揮発性有機化合物の量を算出する。なお、建材用スチレン系樹脂押出発泡板Ａにおける総揮発性有機化合物の放散速度は、有限会社アドテック社から商品名「ＡＤＰＡＣ−ＳＹＳＴＥＭ３（Ｗ）」で市販されている放散試験装置及び株式会社島津製作所から商品名「ＱＰ５０００」で市販されているクロマトグラフを用いて測定することができる。
【００２７】
又、上記建材用スチレン系樹脂押出発泡板Ａを構成するスチレン系樹脂としては、従来から発泡体に用いられているものであれば、例えば、スチレン、メチルスチレン、エチルスチレン、ｉ−プロピルスチレン、ジメチルスチレン、クロロスチレン、ブロモスチレン等のスチレン系単量体の単独重合体又はこれらスチレン系単量体を二種以上組み合わせた共重合体の他に、上記スチレン系単量体とこのスチレン系単量体と共重合可能な単量体との共重合体等が挙げられ、ブロック、ランダム、グラフト共重合体の何れであってもよい。
【００２８】
なお、上記スチレン系単量体と共重合可能な単量体としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリロニトリル、無水マレイン酸、ブタジエン等が挙げられる。又、上記スチレン系樹脂としては、スチレン系樹脂が５０重量％以上含んでおれば、スチレン系樹脂以外の樹脂が含有されていてもよい。
【００２９】
次に、上記建材用スチレン系樹脂押出発泡板Ａの製造方法について説明する。この建材用スチレン系樹脂押出発泡板Ａの製造方法としては、スチレン系樹脂及び物理発泡剤を押出機に供給して溶融混練し、押出機の先端部に取り付けた金型のリップ温度を６０〜９０℃に調整しつつ押出発泡し、この押出発泡された直後の溶融状態の押出発泡板の表面温度を２０〜５０℃に冷却することにより上記建材用スチレン系樹脂押出発泡板Ａを製造する方法が、汎用の発泡体の製造設備を利用することができ且つ簡単に上記建材用スチレン系樹脂押出発泡板Ａを製造することができて好ましい。
【００３０】
なお、上記物理発泡剤としては、従来から発泡体の製造に用いられているものであれば、特に限定されず、例えば、ジメチルエーテル、ｉ−ブタン、ｎ−ブタン、二酸化炭素、水、窒素、塩化メチル、１，１−ジフルオロエタン、１，１，１−トリフルオロエタン、１，１，１，２−テトラフルオロエタン、１，１，１，２，２−ペンタフルオロエタン等が挙げられ、単独で用いられても併用されてもよい。
【００３１】
そして、上記物理発泡剤の押出機への供給量は、少ないと、発泡しないことがあり、又、多いと、破泡することがあるので、スチレン系樹脂１００重量部に対して８〜１４重量部が好ましい。
【００３２】
【作用】
本発明の建材用スチレン系樹脂押出発泡板は、その表皮層及び押出発泡板全体の密度を所定範囲に限定していると共にＪＩＳＡ１９０１：２００３に規定された総揮発性有機化合物の放散速度を１００μｇ／ｍ² ・時間以下に限定し、建材用スチレン系樹脂押出発泡板内に残存するシックハウス症候群の原因の一つと考えられている揮発性有機化合物の放散を抑制して環境衛生上、優れたものに構成されている。
【００３３】
【実施例】
（実施例１）
φ２００ｍｍの第一押出機の先端にφ２００ｍｍの第二押出機を接続してなるタンデム型押出機における上記第一押出機内に、ポリスチレン（東洋スチレン社製商品名「ＨＲＭ−１８」、主要揮発性有機化合物量：５４０ｐｐｍ、スチレンモノマー量：４２０ｐｐｍ）１００重量部、発泡核剤としてタルク粉末０．５重量部及び難燃剤としてヘキサブロモシクロドデカン３．０重量部を供給して溶融、混練すると共に、第一押出機の先端部から発泡剤として塩化メチル７．０重量部、ブタン３．０重量部及び二酸化炭素０．５重量部を溶融状態のポリスチレン内に圧入した。
【００３４】
そして、第一押出機内の溶融状態のポリスチレンを第二押出機内に連続的に供給し、溶融状態のポリスチレン系樹脂を第二押出機にて発泡に適した温度：１１２℃に冷却した上で、第二押出機の先端部に取り付けられた、リップ温度が８０℃に調整された金型（幅：５００ｍｍ、厚み：２．０ｍｍ）から押出発泡した。なお、第二押出機からのポリスチレンの吐出量を７３０ｋｇ／時間とした。
【００３５】
続いて、第二押出機から押出された直後の溶融状態の押出発泡板を、第二押出機の先端部に取り付けられた金型に密接させて配設された、上下方向に８０ｍｍの間隔を存して平行に配設され且つ約３０℃に維持された上下一対の板状体（サイジングプレート〔以下、「ＳＰ」〕という）の対向面間に連続的に供給して押出発泡板の両面を冷却して、幅が９５０ｍｍで且つ厚みが８０ｍｍの建材用スチレン系樹脂押出発泡板を得た。
【００３６】
（実施例２）
ポリスチレン１００重量部の代わりに、ポリスチレン（東洋スチレン社製商品名「ＨＲＭ−１８」、主要揮発分量：５４０ｐｐｍ、スチレンモノマー量：４２０ｐｐｍ）６０重量部及び回収原料４０重量部を用いたこと以外は実施例１と同様にして建材用スチレン系樹脂押出発泡板を得た。
【００３７】
（実施例３）
第二押出機に取り付けられた金型のリップ温度を９０℃に、第二押出機から押出された直後の溶融状態の押出発泡板の両面を上下一対の板状体によって３０℃に冷却したこと以外は実施例２と同様にして建材用スチレン系樹脂押出発泡板を得た。
【００３８】
（比較例１）
第二押出機に取り付けられた金型のリップ温度を１１０℃に、第二押出機から押出された直後の溶融状態の押出発泡板の両面を上下一対のＳＰによって１１０℃に加熱したこと以外は実施例２と同様にして建材用スチレン系樹脂押出発泡板を得た。
【００３９】
（比較例２）
塩化メチルを７．０重量部から５．０重量部に変更したこと以外は比較例１と同様にして押出発泡を行ったが、厚みが８０ｍｍの建材用スチレン系樹脂押出発泡板は得られなかった。
【００４０】
得られた建材用スチレン系樹脂押出発泡板の全体の密度、表皮層の密度、総揮発性有機化合物の放散速度、スチレンモノマーの放散速度、総揮発性有機化合物含有量及びスチレンモノマー含有量を下記に示した方法で測定して、その結果を表１に示した。
【００４１】
（総揮発性有機化合物含有量及びスチレンモノマー含有量）
建材用スチレン系樹脂押出発泡板から試験片１０ｍｇを精秤し、この試験片を加熱発生ガスサンプリング装置（日本分析工業社製商品名「ヘッドスペースサンプラーＪＨＳ−１００Ａ型」）にセットして１５０℃で１０分間加熱し、試験片から放散された揮発成分を２０℃に保持されたＴｅｎａｘＴＡ捕集管にトラップ濃縮した。
【００４２】
次に、上記吸着管を熱脱着してガスクロマトグラフ質量分析計（島津製作所社製商品名「ＱＰ５０００」）を用いて分析を行った。その分析条件としては、カラム（Ｊ＆Ｗ社製商品名「ＤＢ−１（φ０．２５ｍｍ×６０ｍｍ、膜厚：０．２５μｍ）」）を使用し、注入口温度を２４０℃に且つインターフェイス温度を２６０℃に保持し、キャリアガスとして移動流量１．０ミリリットル／分のヘリウムを用い、スプリット比（１／１０）でカラム温度を４０℃で３分間、保持後、カラム温度を２００℃まで１５℃／分で昇温し、続いて、カラム温度を３００℃まで２５℃／分で昇温し、カラム温度を３００℃にて４．５分保持した温度条件下、ＴＩＣモードにて分析を行った。
【００４３】
得られたクロマトグラムより、ｎ−ヘキサン及びｎ−ヘキサデカンのピーク保持時間の間に検出されるピーク全てについて、シクロヘキサン、エチルベンゼン、スチレン、ｎ−プロピルベンゼン、ｉ−プロピルベンゼンはそれぞれ標準品を用いて定量し、その他のピークはトルエン換算にて定量した。但し、０．３μｇ／ｇ以上のピークを定量対象とし、この定量値の総和を総揮発性有機化合物含有量とした。
【００４４】
【表１】

【００４５】
【発明の効果】
本発明の建材用スチレン系樹脂押出発泡板は、一の表面とこの表面から厚み方向に２ｍｍだけ入った部分との間にある部分からなる表皮層の密度が３２〜５０ｋｇ／ｍ³ であり且つ押出発泡板全体の密度が上記表皮層の密度よりも４〜２０ｋｇ／ｍ³ 低いと共に、ＪＩＳＡ１９０１：２００３に規定された総揮発性有機化合物の放散速度が１００μｇ／ｍ² ・時間以下であることを特徴とするので、近年問題となっているシックハウス症候群の原因の一つと考えられている揮発性有機化合物の放散量を抑制することができ、環境衛生上、優れたものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の建材用スチレン系樹脂押出発泡板を示した模式縦断面図である。
【符号の説明】
１建材用スチレン系樹脂押出発泡板の表面
３表皮層
Ａ建材用スチレン系樹脂押出発泡板

Claims

一の表面とこの表面から厚み方向に２ｍｍだけ入った部分との間にある部分からなる表皮層の密度が３２〜５０ｋｇ／ｍ³ であり且つ押出発泡板全体の密度が上記表皮層の密度よりも４〜２０ｋｇ／ｍ³ 低いと共に、ＪＩＳＡ１９０１：２００３に規定された総揮発性有機化合物の放散速度が１００μｇ／ｍ² ・時間以下であることを特徴とする建材用スチレン系樹脂押出発泡板。
スチレンモノマーの放散速度が５０μｇ／ｍ² ・時間以下であることを特徴とする請求項１に記載の建材用スチレン系樹脂押出発泡板。
スチレンモノマーの放散速度が３０μｇ／ｍ² ・時間以下であることを特徴とする請求項１に記載の建材用スチレン系樹脂押出発泡板。