JP7460476B2 - ポリスチレン系樹脂押出発泡板の製造方法 - Google Patents
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Description
発泡性樹脂溶融物は、ポリスチレン系樹脂、臭素系難燃剤及び物理発泡剤を混練することで、形成される。なお、以下の説明では、便宜的に、発泡性樹脂溶融物に含まれるポリスチレン系樹脂を「ポリスチレン系樹脂K」と呼ぶことがある。
本発明において、ポリスチレン系樹脂とは、スチレンに由来する構成単位を50重量%以上含むスチレン系樹脂を意味する。ポリスチレン系樹脂としては、例えば、ポリスチレン(汎用ポリスチレン:GPPS)、スチレン-メタクリル酸共重合体、スチレン-メタクリル酸-メタクリル酸メチル共重合体、スチレン-アクリル酸共重合体、スチレン-無水マレイン酸共重合体、スチレン-メタクリル酸メチル共重合体、スチレン-アクリル酸ブチル共重合体、スチレン-アクリロニトリル共重合体、耐衝撃性ポリスチレン(HIPS)等が挙げられる。また、ポリスチレン系樹脂は、ジビニルベンゼンや多官能性マクロモノマーなどの分岐化剤に由来する構成単位を含んでもよい。これらの中でも、ポリスチレン系樹脂として、ポリスチレンを用いることが特に好ましい。
ポリスチレン系樹脂Aの重量平均分子量MwA’は、GPC-MALS法により測定される値で25万以上35万以下である。ポリスチレン系樹脂Aの重量平均分子量(絶対分子量)MwA’を上記の範囲内とすることで、押出発泡時における発泡性樹脂溶融物の流動性が良好になる。したがって、ポリスチレン系樹脂押出発泡板の押出発泡性および押出賦形性を高めることができる。なお、この効果をより向上させる観点からは、ポリスチレン系樹脂Aの重量平均分子量MwA’が26万以上34万以下であることが好ましく、27万以上32万以下であることがより好ましい。
GPC-MALS法により測定されるポリスチレン系樹脂Aの微分分子量分布曲線において、前記数平均分子量MnA’から重量平均分子量MwA’までの範囲における微分値の変動係数が4.0%以下である。微分分子量分布曲線とは、GPC-MALS法により測定されるポリスチレン系樹脂の、分子量と、濃度分率の積算値を分子量の対数値で微分した微分値とで表される曲線である。
なお、微分分子量分布曲線は次のようにして作成される。まず、示唆屈折率(RI)検出器等により検出される試料液の溶出曲線(成分濃度と比例する検出強度の時間曲線)の溶出時間を、多角度光散乱検出器(MALS)により測定される絶対分子量に変換すると共に、所定区間における溶出曲線の検出強度面積を100%としたときの検出強度面積を算出し、所定区間内の各溶出時間における試料液の濃度分率と、濃度分率の積算値とを算出する。これにより、絶対分子量(対数値)と、濃度分率の積算値との関係を求める(積分分子量分布曲線の作成)。次に、濃度分率の積算値を絶対分子量の対数値で微分した微分値(積分分子量分布曲線の傾き)を算出し、横軸を絶対分子量、縦軸を濃度分率の積算値を絶対分子量の対数値で微分した微分値としてプロットすることで、微分分子量分布曲線を得ることができる。
押出賦形性および厚み精度をより高めることができる観点からは、前記微分値の変動係数の上限は3.5%であることが好ましく、3.0%であることがより好ましく、2.5%であることがさらに好ましく、2.0%であることが特に好ましい。
なお、前記微分値の変動係数が上記の範囲内にあるということは、数平均分子量MnA’付近の比較的に分子量の低い成分が、重量平均分子量MwA’付近の成分と同様な存在比率で、樹脂中に多く存在することを意味するものと考えられる。このようなポリスチレン系樹脂を用いることで、ジメチルエーテル等のポリスチレン系樹脂を可塑化する能力の高い早期散逸性発泡剤を含む物理発泡剤を用いた場合に、比較的に低い押出発泡温度で押出発泡を行った場合でも、発泡性樹脂溶融物の流動性を確保しつつ、発泡性樹脂溶融物の溶融粘度を押出発泡に適した溶融粘度に調整できるため、厚み精度に優れる発泡板を得ることができるものと考えられる。
Cv=({Σ(Di-Dav)2/(n-1)}1/2)/Dav)× 100
但し、上記式において、nは微分分子量分布曲線における、前記数平均分子量MnA’に相当する分子量から前記重量平均分子量MwA’に相当する分子量までの範囲における微分値の数、Diは微分分子量分布曲線における、前記数平均分子量MnA’に相当する分子量から前記重量平均分子量MwA’の分子量に相当するまでの範囲における各微分値、Davは微分分子量分布曲線における、前記数平均分子量MnA’に相当する分子量から前記重量平均分子量MwA’の分子量に相当するまでの範囲における微分値の平均値を意味する。
[MnA’の微分値/MwA’の微分値]が上記の範囲内にあることで、数平均分子量MnA’付近における比較的に分子量が低い成分が、重量平均分子量MwA’付近の成分と同程度含まれていることを意味すると考えられる。
[MnA’の微分値/MwA’の微分値]が上記範囲にあることで、押出温度を比較的に低く設定しても、安定して押出発泡板を成形することができ、良好な気泡構造を有すると共に、厚み精度に優れる発泡板を得ることができる。
上記効果をより向上させる観点からは、[MnA’の微分値/MwA’の微分値]の比の上限は1.1であることが好ましく、1.0であることがさらに好ましい。
また、ポリスチレン系樹脂A中の分子量10万以下の成分の割合は、30%以上40%以下であることが好ましい。上記分子量10万以下の成分の割合を上記範囲にすることで、押出温度を比較的に低く設定した場合であっても、発泡性樹脂溶融物の流動性を適度に高めることができ、押出発泡性や押出賦形性を高めることができる。
なお、上記したポリスチレン系樹脂A中の各分子量成分の割合は、ポリスチレンを標準物質としたGPC法(Gel Permeation Chromatography:ゲル濾過クロマトグラフィー法)により測定される。
また、ポリスチレン系樹脂押出発泡板の押出発泡性および押出賦形性を高める観点から、ポリスチレン系樹脂Aのポリスチレン換算重量平均分子量は25万以上35万以下であることが好ましく、26万以上34万以下であることが好ましく、27万以上32万以下であることがより好ましい。
前記溶融張力は、ASTM D1238に準じて測定される値であり、例えば、(株)東洋精機製作所製のキャピログラフ1D によって測定することができる。
より具体的には、ポリスチレン系樹脂Aは、スチレンモノマーのラジカル重合により製造することができる。重合溶媒としては、エチルベンゼン等を使用することができ、重合開始剤としては、2,2-ビス(4,4-t-ブチルパーオキシシクロヘキシル)プロパン等の多官能の有機過酸化物を使用することができる。そして、重合の前半部分では比較的低温で重合を行うことで、高分子量成分を生成させると共に、重合の後半部分では比較的高温で重合を行うことで、低分子量成分を生成させるように重合を行うことで、所望とする物性を有するポリスチレン系樹脂Aを得ることができる。
まず、使用するポリスチレン系樹脂それぞれに対して、GPC-MALS法による重量平均分子量を測定する。次に、GPC-MALS法により測定された重量平均分子量の値をもとに、重量平均分子量が15万以上25万未満のポリスチレン系樹脂の群(ポリスチレン系樹脂B)、重量平均分子量が25万以上35万以下のポリスチレン系樹脂の群、重量平均分子量が15万未満、あるいは35万を超えるポリスチレン系樹脂の群(ポリスチレン系樹脂A及びポリスチレン系樹脂B以外のポリスチレン系樹脂)に分ける。重量平均分子量が25万以上35万以下のポリスチレン系樹脂の群に含まれるポリスチレン系樹脂が複数である場合、押出発泡を行う際の樹脂溶融物における、重量平均分子量25万以上35万以下のポリスチレン系樹脂の混合比率となるように、複数の重量平均分子量25万以上35万以下のポリスチレン系樹脂を混合した試料を作製し、この試料を用いてGPC-MALS法による各種測定を行う。このようにして測定された物性(微分値の変動係数、[MnA’の微分値/MwA’の微分値]、分子量100万以上における収縮因子の重量平均値)をポリスチレン系樹脂AのGPC-MALS法により測定される各種物性とする。
また、ポリスチレン系樹脂Kとして、複数のポリスチレン系樹脂Bが含まれる場合においても、GPC-MALS法により測定される重量平均分子量が15万以上25万未満のポリスチレン系樹脂の群における、複数のポリスチレン系樹脂Bを所定割合で混合した試料を作製し、この試料を用いて各種物性を測定することができる。
ポリスチレン系樹脂Bの重量平均分子量(絶対分子量)MwB’は、GPC-MALS法により測定される値で15万以上25万未満である。ポリスチレン系樹脂Bの重量平均分子量MwB’を上記の範囲内とすることで、押出賦形性および厚み精度に優れるポリスチレン系樹脂押出発泡板を安定的に得ることができる。なお、この効果をより向上させる観点からは、ポリスチレン系樹脂Bの重量平均分子量MwB’が16万以上24万以下であることが好ましく、18万以上22万以下であることがより好ましい。
ポリスチレン系樹脂Bとしては、ポリスチレン系樹脂押出発泡板屑及び/又はポリスチレン系樹脂押出発泡板の粉砕物を加熱溶融して得られる再生ポリスチレン系樹脂を用いることが好ましい。この場合、ポリスチレン系樹脂Bにおける、前記再生ポリスチレン系樹脂の配合割合は50重量%以上であることが好ましく、60重量%以上であることがより好ましく、80重量%以上であることがさらに好ましく、90重量%以上であることが特に好ましい。この場合には、押出時においてポリスチレン系樹脂Aとポリスチレン系樹脂Bとを良好に混合できると共に、樹脂中における臭素系難燃剤の分散状態を良好にできる。これにより、厚み精度に優れる押出発泡板を安定して製造することができる。
前記溶融張力は、ポリスチレン系樹脂Bの溶融張力と同様に、前記ASTM D1238に準じて測定される値である。
GPC-MALS法により求められる重量平均分子量MwA’,MwB’および数平均分子量MnA’,MnB’は、絶対分子量であり、ポリマーの真の重量平均分子量および数平均分子量である。一方、既知の分子量を有する直鎖ポリスチレンを標準ポリマーとして、GPC法により求められる重量平均分子量Mwは、ポリマーの相対分子量である。
重量平均分子量MwA’,MwB’、数平均分子量MnA’,MnB’、および、収縮因子の重量平均値は、GPC-MALS法により特定される。GPC-MALS法は、GPC(Gel Permeation Chromatography)と、MALS(Multi Angle Light Schattering)とを組み合わせた分子量の特定方法である。具体的には、GPC-MALS法は、ゲル濾過クロマトグラフィー用の装置と、多角度光散乱検出器とを組み合わせた測定系により実施することができる。具体的には以下の通りである。
ポリスチレン系樹脂Kにおけるポリスチレン系樹脂Aとポリスチレン系樹脂Bとの配合量については、ポリスチレン系樹脂Aとポリスチレン系樹脂Bとの合計を100重量部とした場合に、ポリスチレン系樹脂Kに含まれるポリスチレン系樹脂Aの配合量が30重量部以上60重量部以下であり、ポリスチレン系樹脂Bの配合量が40重量部以上70重量部以下である。
また、本発明の樹脂溶融物には、本発明の所期の目的を達成できる範囲において、非晶性ポリエチレンテレフタレート系共重合体等の熱可塑性樹脂等、ポリスチレン系樹脂以外の他の成分を配合してもよい。その場合、他の成分の配合量は、ポリスチレン系樹脂K100重量部に対して、40重量部以下であることが好ましく、30重量部以下であることがより好ましい。
発泡性樹脂溶融物に含まれる物理発泡剤は、二酸化炭素、水、ジメチルエーテル、塩化エチル及びエタノールからなる群から選択される1種類以上の早期散逸性発泡剤と、炭素数3以上5以下の炭化水素系発泡剤とを含み、かつ早期散逸性発泡剤における、ジメチルエーテル、塩化エチル及びエタノールの含有割合の合計が30mol%以上のものである。
上記観点から、前記早期散逸性発泡剤と前記炭化水素系発泡剤との添加量の合計は、ポリスチレン系樹脂K1kgに対して0.9mol以上1.8mol以下であることがより好ましく、ポリスチレン系樹脂K1kgに対して1.0mol以上1.6mol以下であることがさらに好ましい。
物理発泡剤として、二酸化炭素、水、ジメチルエーテル、塩化エチル及びエタノールからなる群から選択される1種類以上の早期散逸性発泡剤を用い、かつ、早期散逸性発泡剤における、ジメチルエーテル、塩化エチル及びエタノールの含有割合の合計を30mol%以上とすることにより、押出発泡性を維持しつつ、フロン類を使用する場合に比べて環境負荷の低減が可能となる。また、上記のような早期散逸性発泡剤はポリスチレン系樹脂押出発泡板から早期に散逸していくため、難燃性などの特性を大きく阻害することなく、ポリスチレン系樹脂押出発泡板を得ることが可能となる。早期散逸性発泡剤において、ジメチルエーテル、塩化エチル、エタノールの少なくとも一つは必須であり、二酸化炭素、水は必要に応じて適宜に含有される。
なお、押出発泡性を高める観点から、ジメチルエーテル、塩化エチル及びエタノールの含有割合の合計の下限は35mol%であることが好ましく40mol%であることがより好ましい。また、難燃性をより高める観点から、ジメチルエーテル、塩化エチル及びエタノールの含有割合の上限は70mol%であることが好ましく、60mol%であることがより好ましく、50mol%であることがさらに好ましい。
押出賦形性を維持しつつ、難燃性を高めると共に、環境負荷をより低減する観点から、早期散逸性発泡剤は二酸化炭素及び/又は水を含むことが好ましい。その場合、二酸化炭素及び/又は水の含有割合は30mol%以上70mol%以下であることが好ましい。
押出賦形性を維持しつつ、環境負荷をより低減する観点から、早期散逸性発泡剤は二酸化炭素を含むことが好ましく、早期散逸性発泡剤における二酸化炭素の含有割合は25mol%以上50mol%以下であることがより好ましい。また、押出賦形性を高めると共に、発泡倍率を高めやすくなる観点から、早期散逸性発泡剤は水を含むことが好ましく、早期散逸性発泡剤における水の含有割合は5mol%以上25mol%以下であることがより好ましい。
物理発泡剤に含まれる炭素数3以上5以下の炭化水素系発泡剤としては、炭素数3のプロパン、炭素数4のn-ブタン、イソブタン(2-メチルプロパン)、炭素数5のn-ペンタン、イソペンタン(2-メチルブタン)、ネオペンタン(2,2-ジメチルプロパン)、シクロペンタン等の飽和炭化水素が好適に例示される。また、炭素数3以上5以下の炭化水素系発泡剤としては、ハロゲンを分子中に含んでいてもオゾン破壊係数が0で、地球温度化係数も極めて低い、炭素数3の1,3,3,3-テトラフルオロプロペン、2,3,3,3-テトラフルオロプロペン、1-クロロ-3,3,3-トリフルオロプロペン、1-クロロ-2,3,3,3-テトラフルオロプロペン等のフッ素化不飽和炭化水素も例示される。なお、これら炭素数3以上5以下の炭化水素系発泡剤は、単独でまたは2種以上を併用することもできる。炭素数3以上5以下の炭化水素系発泡剤の中では、特にイソブタンが好ましい。また、炭素数3以上5以下の炭化水素系発泡剤における、イソブタンの含有割合が50mol%以上であることが好ましく、60mol%以上であることがより好ましく、80mol%以上であることがさらに好ましい。
炭素数3以上5以下の炭化水素系発泡剤は、ポリスチレン系樹脂に対する透過速度が空気より遅く長期に亘ってポリスチレン系樹脂押出発泡板中に残存し、かつ空気よりも熱伝導率が低いので、得られるポリスチレン系樹脂押出発泡板は良好な断熱性を有するものとなる。また、炭素数3~5の飽和炭化水素系発泡剤は、ポリスチレン系樹脂を可塑化するため、ポリスチレン系樹脂A及びポリスチレン系樹脂Bの配合割合等とも関連して、発泡性樹脂溶融物の溶融粘弾性を発泡に適する範囲に調整しやすくなる。従って、物理発泡剤に炭素数3~5の炭化水素系発泡剤を含めることで、低い見掛け密度のポリスチレン系樹脂押出発泡板を得やすくなる。
発泡性樹脂溶融物には臭素系難燃剤が配合されている。
発泡性樹脂溶融物には、上記したポリスチレン系樹脂K、物理発泡剤、臭素系難燃剤の他に添加剤が含まれていてもよい。添加剤としては、気泡調整剤、熱安定剤、難燃助剤、輻射抑制剤、着色剤などをあげることができる。
本発明のポリスチレン系樹脂押出発泡板の製造方法は次のように実施される。
本発明の製造方法によれば、ポリスチレン系樹脂押出発泡板の独立気泡率が80%以上であるものを得ることができる。ポリスチレン系樹脂押出発泡板の独立気泡率が上記範囲内にあることで、ポリスチレン系樹脂押出発泡板は、特に機械的強度や断熱性に優れたものとなり、建築用断熱材用途や土木用途に好適に使用できる。なお、かかる観点から、ポリスチレン系樹脂押出発泡板の独立気泡率が90%以上であることが好ましく、92%以上であることがより好ましく、95%以上であることがさらに好ましい。
ポリスチレン系樹脂押出発泡板の厚み方向における平均気泡径は、機械的強度、断熱性及び外観を良好にする観点から、0.1mm以上0.3mm以下であることが好ましく、0.15mm以上0.25mm以下であることがより好ましい。なお、本発明においては、上述したポリスチレン系樹脂を用いることで、上記特定の物理発泡剤を用いた場合であっても、気泡径が適度に小さい発泡板を安定して得ることができる。
ポリスチレン系樹脂押出発泡板の厚み方向における平均気泡径は、例えば以下のように測定される。
ポリスチレン系樹脂押出発泡板の幅方向における平均気泡径は、例えば以下のように測定される。
本発明の製造方法で得られるポリスチレン系樹脂押出発泡板の気泡変形率は、0.8以上1.2以下であることが好ましい。なお、気泡変形率は、厚み方向における平均気泡径を幅方向における平均気泡率で除すことにより算出される値(厚み方向の平均気泡率/幅方向の平均気泡率)である。気泡変形率が1よりも小さいほど気泡は扁平であり、1よりも大きいほど縦長である。気泡変形率が上記範囲内にあることにより、ポリスチレン系樹脂押出発泡板の機械的強度と断熱性とのバランスが良好になる。なお、気泡変形率の下限は、ポリスチレン系樹脂押出発泡板の圧縮強度及び寸法安定性を維持する観点から、0.9であることがより好ましい。また、気泡変形率の上限は、断熱性を向上させる観点から、1.1であることがより好ましい。
本発明の製造方法で得られるポリスチレン系樹脂押出発泡板の圧縮強さは、30N/cm2以上であることが好ましい。なお、ポリスチレン系樹脂押出発泡板の圧縮強さは、JIS A9511:2006Rに記載の「5.9 圧縮強さ」に基づき測定することができる。
本発明の製造方法で得られるポリスチレン系樹脂押出発泡板の熱伝導率は、0.040W/(m・K)以下であることが好ましく、0.034W/(m・K)であることがより好ましく、0.028W/(m・K)であることがより好ましい。なお、熱伝導率は、JIS A9511:2006Rに記載の「5.7 熱伝導率」に基づきJIS A1412-2により測定することができる。
実施例および比較例に係るポリスチレン系樹脂押出発泡板は、表1に示す複数のポリスチレン系樹脂PS1-PS7を使用する。ポリスチレン系樹脂PS1-PS7の各物性は、表2に記載の通りである。
GPC-MALS法により、ポリスチレン系樹脂PS1-PS7の数平均分子量Mn’および重量平均分子量Mw’を測定した。島津製作所社製Prominence LC-20AD(2HGE)/WSシステム、Wyatt Technology社製の多角度光散乱検出器 DAWN HELEOS IIを用いて、溶離液:テトラヒドロフラン(THF)、流量1.0ml/minという条件で測定を実施した。カラムについては、東ソー社製TSKgel HHR-H×1本、TSKgel GMHHR×2本、を直列に接続して測定に用いた。測定の解析は、Wyatt社の解析ソフト ASTRAにより行い、これによりポリスチレン系樹脂PS1-PS7の数平均分子量Mn’、重量平均分子量Mw’、および、収縮因子の重量平均値が求められた。
なお、ポリスチレン系樹脂Aの分子量100万以上における収縮因子の重量平均値は、ポリスチレン系樹脂Aの絶対分子量が100万以上となる区間において、式(2)を適用し、収縮因子の重量平均値を算出することで求めた。
また、上記GPC-MALS法により測定された、重量平均分子量Mw’が33万の直鎖ポリスチレンの回転半径のデータを用いて、ポリスチレン系樹脂の収縮因子を算出した。
上記GPC-MALS法により測定されたデータを用いて、微分分子量分布曲線を得た。
具体的には、示唆屈折率(RI)検出器により検出された試料液の溶出曲線の溶出時間を、絶対分子量に変換すると共に、所定区間における溶出曲線の検出強度面積を100%としたときの強度面積を算出し、所定区間内の各溶出時間における試料液の濃度分率と濃度分率の積算値を算出した。次に、濃度分率の積算値を絶対分子量の対数値で微分した微分値を算出し、横軸を絶対分子量、縦軸を濃度分率の積算値を絶対分子量の対数値で微分した微分値とした、微分分子量分布曲線を得た。図1に、ポリスチレン系樹脂PS1-PS5の微分分子量分布曲線を図示した。ポリスチレン系樹脂PS1-PS5の微分分子量分布曲線から、各ポリスチレン系樹脂の、前記数平均分子量MnA’に相当する分子量から重量平均分子量Mw’に相当する分子量までの範囲における微分値の変動係数を算出した。また、重量平均分子量Mw’に相当する微分値に対する、数平均分子量Mn’に相当する微分値の比[Mn’の微分値/Mw’の微分値]を特定した。
直鎖ポリスチレンを標準物質としたGPC法により、ポリスチレン系樹脂の分子量を測定した。東ソー社製のHLC-8320GPC EcoSECを用いて、溶離液:テトラヒドロフラン(THF)、流量:0.6ml/分、試料濃度:0.1wt%という条件で測定を実施した。カラムについては、TSKguardcolumn SuperH-H×1本、TSK-GEL SuperHM-H×2本を直列に接続して測定に用いた。そして、ポリスチレン系樹脂をテトラヒドロフラン(THF)に溶解させ、GPCによる測定を行った。測定値を標準ポリスチレン(直鎖) で校正して、ポリスチレン系樹脂の重量平均分子量を求めた。また、測定により得られたポリスチレン系樹脂の微分分子量分布曲線から、ポリスチレン系樹脂中の、分子量100万以上の成分の割合、分子量10万以下の成分の割合、分子量100万未満の成分に対する、分子量10万以下の成分の割合を算出した。
なお、分子量5000以上の成分を対象として、各分子量成分の割合、ポリスチレン換算重量平均分子量を算出した。
ASTM D1238に準じて、株式会社東洋精機製作所製のキャピログラフ1Dにより、温度200℃におけるポリスチレン系樹脂の溶融張力を測定した。測定には、シリンダー径9.55mm 、長さ350mmのシリンダーと、内径2.095mm、長さ8.0mmのオリフィスを用いた。ピストン降下速度10mm/分にてオリフィスからストランド状に押出された溶融状態の樹脂を、荷重測定部を通して、引取速度が0.5分で0m/分から200m/分に達するように、一定の速度で引取速度を増加させながら、ストランド状の樹脂を引き取った。ストランド状の樹脂が破断した場合は、破断直前の溶融張力を、その測定における溶融張力とした。
なお、ストランド状の樹脂が破断しない場合は、引取速度200m/分における溶融張力を、その測定における溶融張力とする。
詳しくは、引取速度が200m/分に到達してから溶融張力のデータの取り込みを開始し、30秒後にデータの取り込みを終了する。この30秒の間に得られたテンション荷重曲線から得られたテンション最大値(Tmax)とテンション最小値(Tmin)の平均値(Tave)を溶融張力とする。なお、上記Tmaxは、上記テンション荷重曲線において、検出されたピーク(山)値の合計値を検出された個数で除した値であり、上記Tminは、上記テンション荷重曲線において、検出されたディップ(谷)値の合計値を検出された個数で除した値である。
上記溶融張力の測定を計10回行い、10回で得られた極大値の最も大きな値から順に3つの値と、極大値の最も小さな値から順に3つの値を除き、残った中間の4つの極大値を相加平均して得られた値を溶融張力とした。
表3および表4に記載の製造条件で実施例1-11および比較例1-5に係るポリスチレン系樹脂押出発泡板を製造した。具体的には以下の通りである。なお、表3および表4における難燃剤と気泡調整剤との数値は、ポリスチレン系樹脂K100重量部に対する重量部である。
ポリスチレン系樹脂:PS1-PS7
臭素系難燃剤:臭素化スチレン-ブタジエン共重合体(LANXESS社製:Emerald3000)、
気泡調整剤:タルク(松村産業製:ハイフィラー(商標)#12)
ポリスチレン系樹脂押出発泡板の製造装置として、第一押出機(口径150mmの押出機)の押出口側に第二押出機(口径200mmの押出機)を直列に連結させたタンデム式の押出機と、第二押出機の押出口に取り付けられたダイに形成されたダイリップの先端に、ポリテトラフルオロエチレン樹脂製の板を上下に所定の間隔をあけて平行に設けて形成された賦形装置とを備えた製造装置が準備された。なお、ダイとしては、吐出口が幅440mm、間隙3mm(長方形横断面)であるようなダイリップを有するものが準備された。
原板の幅方向に沿って、原板の幅方向に亘って等間隔となるように原板の10箇所を選択し、選択された10箇所の厚みを測定した。測定された厚みの算術平均値を押出発泡板の原板の平均厚みとした。
また、原板の平均厚みの測定において測定された、厚みの最大値と、厚みの最小値との差を求め、これをR値とした。
(実施例1)
ポリスチレン系樹脂Aの種類:ポリスチレン系樹脂PS1
ポリスチレン系樹脂Bの種類:ポリスチレン系樹脂PS6
ポリスチレン系樹脂Aの含有量:40質量%
ポリスチレン系樹脂Bの含有量:60質量%
発泡樹脂温度:110℃
ポリスチレン系樹脂押出発泡板の厚さ:50mm
実施例2では、実施例1からポリスチレン系樹脂Bの種類を変更して、ポリスチレン系樹脂PS7を用いた。その他は実施例1と同様。
実施例3では、実施例2からポリスチレン系樹脂押出発泡板の厚さを変更して、75mmとした。その他は実施例2と同様。
実施例4では、実施例1からポリスチレン系樹脂Bの種類を変更して、PS6およびPS7の双方を用いた。その他は実施例1と同様。
実施例5では、実施例4からポリスチレン系樹脂押出発泡板の厚さを変更して、75mmとした。その他は実施例4と同様。
実施例6では、実施例1からポリスチレン系樹脂Aおよびポリスチレン系樹脂Bとの配合割合を変更して、ポリスチレン系樹脂Aの含有量を55質量%とし、ポリスチレン系樹脂Bの含有量を45質量%とした。
実施例7では、実施例6からポリスチレン系樹脂Bの種類を変更して、PS6およびPS7の双方を用いた。また、実施例6からポリスチレン系樹脂押出発泡板の厚さを変更して、75mmとした。その他は実施例6と同様。
実施例8では、実施例1から発泡樹脂温度を変更して、115℃とした。その他は実施例1と同様。
実施例9では、実施例1からポリスチレン系樹脂Aの種類を変更して、PS2を用いた。その他は実施例1と同様。
実施例10では、実施例1から早期散逸性発泡剤に含まれる成分の添加量を変更した。その他は実施例1と同様。
実施例11では、実施例1から早期散逸性発泡剤に含まれる成分の添加量を変更した。その他は実施例1と同様。
比較例1-5では、実施例1-11とは使用するポリスチレン系樹脂Aの種類を変更して、PS3-PS5の何れかを用いた。なお、比較例5は、比較例1-4よりも発泡樹脂温度を低くした。
発泡板を押出方向に沿って幅方向に5等分して、5等分した発泡板の幅方向中央部の厚みを測定した。測定された厚みの算術平均値をポリスチレン系樹脂押出発泡板の厚みとした。
JIS A9511:2006Rに記載の「5.6 密度」に基づき発泡板の見掛け密度を求めた。なお、得られた発泡板の幅方向中央部、幅方向両端部付近の計3箇所から、厚みはそのままとし、100mm×100mmの直方体の試料を各々切り出して試験片とした。
ポリスチレン系樹脂押出発泡板の独立気泡率は、上述した通り、ASTM-D2856-70の手順Cに従って測定された。
ポリスチレン系樹脂押出発泡板の厚み方向における平均気泡径および気泡変形率は、上述した方法に従って測定された。
ポリスチレン系樹脂押出発泡板の圧縮強さは、上述した通り、JIS A9511:2006Rに記載の「5.9 圧縮強さ」に従って測定された。
ポリスチレン系樹脂押出発泡板の熱伝導率は、上述した通り、JIS A9511:2006Rに記載の「5.7 熱伝導率」に基づきJIS A1412-2により測定された。
なお、製造後3日後(72時間後)のポリスチレン系樹脂押出発泡板に対して、熱伝導率の測定を行った。
なお、実施例1-11では、比較例1-4よりも気泡変形率の値が1に近い結果、熱伝導率を低下させることも可能になった。
Claims (7)
- ポリスチレン系樹脂、物理発泡剤及び臭素系難燃剤を混練してなる発泡性樹脂溶融物を押出発泡させ、板状に賦形する工程を含むポリスチレン系樹脂押出発泡板の製造方法であって、
前記物理発泡剤が、二酸化炭素、水、ジメチルエーテル、塩化エチル及びエタノールから選択される1種類以上の早期散逸性発泡剤と、炭素数3以上5以下の炭化水素系発泡剤とを含み、かつ、
前記早期散逸性発泡剤における、ジメチルエーテル、塩化エチル及びエタノールの含有割合の合計が30mol%以上であり、
前記早期散逸性発泡剤と前記炭化水素系発泡剤の合計を100mol%としたとき、物理発泡剤における、前記早期散逸性発泡剤の含有量が40mol%以上70mol%以下、前記炭化水素系発泡剤の含有量が30mol%以上60mol%以下であり、
前記早期散逸性発泡剤と前記炭化水素系発泡剤との添加量の合計が、ポリスチレン系樹脂1kgに対して0.8mol以上2.0mol以下であり、
前記ポリスチレン系樹脂が、
GPC-MALS法により測定される重量平均分子量MwA’が25万以上35万以下であるポリスチレン系樹脂Aと、
GPC-MALS法により測定される重量平均分子量MwB’が15万以上25万未満であるポリスチレン系樹脂Bとを含み、
GPC-MALS法により測定されるポリスチレン系樹脂Aの、数平均分子量MnA’が6万以上12万以下であると共に、
分子量と、濃度分率の積算値を分子量の対数値で微分した微分値とで表される微分分子量分布曲線における、前記数平均分子量MnA’から前記重量平均分子量MwA’までの範囲における前記微分値の変動係数が4.0%以下であり、
ポリスチレン系樹脂Aとポリスチレン系樹脂Bとの合計を100重量部としたとき、ポリスチレン系樹脂における、ポリスチレン系樹脂Aの配合量が30重量部以上60重量部以下、ポリスチレン系樹脂Bの配合量が40重量部以上70重量部以下である、
ポリスチレン系樹脂押出発泡板の製造方法。 - 前記微分分子量分布曲線における、前記重量平均分子量MwA’での前記微分値に対する、前記数平均分子量MnA’での前記微分値の比が0.90以上1.2以下である、
請求項1に記載のポリスチレン系樹脂押出発泡板の製造方法。 - GPC-MALS法により測定される、前記ポリスチレン系樹脂Aの分子量100万以上における収縮因子が0.90以上0.98以下である、
請求項1又は2に記載のポリスチレン系樹脂押出発泡板の製造方法。 - 前記ポリスチレン系樹脂Aのメルトフローレイト(温度:200℃、荷重:5kg)が3g/10min以上8g/10min以下である、
請求項1~3のいずれか一項に記載のポリスチレン系樹脂押出発泡板の製造方法。 - 前記ポリスチレン系樹脂押出発泡板の見掛け密度が20kg/m3以上50kg/m3以下であり、前記ポリスチレン系樹脂押出発泡板の厚みが50mm以上100mm以下であり、前記ポリスチレン系樹脂押出発泡板の幅が800mm以上である、
請求項1~4のいずれか一項に記載のポリスチレン系樹脂押出発泡板の製造方法。 - 前記臭素系難燃剤が臭素化ブタジエン-スチレン共重合体を含む、
請求項1~5のいずれか一項に記載のポリスチレン系樹脂押出発泡板の製造方法。 - 前記ポリスチレン系樹脂Bが前記ポリスチレン系樹脂押出発泡板の屑及び/又は該ポリスチレン系樹脂押出発泡板の粉砕物を加熱溶融して得られる再生ポリスチレン系樹脂を含む、
請求項1~6のいずれか一項に記載のポリスチレン系樹脂押出発泡板の製造方法。
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