JPH04189839A

JPH04189839A - ポリスチレン系樹脂発泡断熱材の製造方法

Info

Publication number: JPH04189839A
Application number: JP2319861A
Authority: JP
Inventors: Taku Kitahama; 北浜　卓; Masato Naito; 真人内藤; Hiroyuki Gokuraku; 広行極楽
Original assignee: JSP Corp
Current assignee: JSP Corp
Priority date: 1990-11-22
Filing date: 1990-11-22
Publication date: 1992-07-08

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明はポリスチレン系樹脂発泡断熱材の製造方法に関
する。

〔従来の技術］断熱材として使用されるポリスチレン系樹脂押出発泡体
は、押出機内でポリスチレン系樹脂に発泡剤を添加して
溶融混練した後、押出機から低圧雰囲気下に押出発泡せ
しめることにより製造されている。その製造に際しては
上記発泡剤として、取扱易く安全である上に優れた断熱
性能を発泡体に付与できる理由から、トリクロロフロロ
メタン、ジクロロジフロロメタン、トリクロロトリフロ
ロエタン、ジクロロテトラフロロエタン等のフロン系発
泡剤が広く使用されている。なかでもジクロロジフロロ
メタン（フロン−１２）を主成分とする揮発性発泡剤が
特に好適とされている。

しかしながら、このフロン系発泡剤に使用される上記の
フロンは周知の如くオゾン層破壊等の原因となることか
らその使用が規制されることになったため、結局、その
フロンを用いるフロン系発泡剤自体もその使用を低減す
るか若しくは中止せざるをえない状況下にある。

そのため、発泡剤として上記のような環境破壊につなが
る有害なフロン系発泡剤（特にフロン−１２を用いた発
泡剤）を全く使用しないポリスチレン系樹脂押出発泡体
の製造方法が見立されたり、新たな製造方法が提案され
ている。

かかる製造方法としては、例えば、０発泡剤として塩化
メチル及び／又は塩化メチレン７０〜９５モル％と、炭
素原子数が３〜４の脂肪族炭化水素の少なくとも１種の
３０〜２モル％からなる混合発泡剤を使用するもの（特
公昭５９〜７７２７号公報）、■発泡剤としてイソブタ
ンを５０重量％以上含有する難透過性ガスと、塩化エチ
ル、塩化メチル等の易透過性ガスとの混合ガス（難透過
性ガスの含有率：２０〜６０モル％）を使用するもの（
特開平１−１７４５４０号公報）、■発泡剤として特定
のフロンと、塩化メチル及び／又は塩化エチルの混合発
泡剤を使用するもの（特開平１−２８９８３９号公報）
等が挙げられる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記■〜■の製造方法では下記のような
問題が生しる。

即ち、上記■の方法では発泡剤の主要成分として一般に
ポリスチレン樹脂に対するガス透過が速いことが知られ
ている塩化メチルや塩化メチレンを使用するため、かか
る発泡剤を使用して得られた発泡体は、その気泡中の塩
化メチル及び／又は塩化メチレンが約２週間はどで樹脂
膜を透過して発泡体外へ放出してしまい、その結果、空
気との置換が良好になされず気泡が収縮し、寸法安定性
にかけるという問題がある。また発泡剤の主要成分が上
記のように速やかに放出してしまうため発泡体の断熱性
能も経時的に著しく低下する欠点かある。

また上記■の方法では、易透過性ガスとして塩化メチル
や塩化エチルを使用するため上記■の場合と同様に得ら
れる発泡体は寸法安定性に欠け、経時による断熱性能の
低下が著しい。また上記塩化メチルや塩化エチルの成分
割合が少なくなる程、得られた発泡体はイソブタンを主
要成分とする難透過性ガスが多く残存することになるた
め着火し易いものとなり、建築用断熱材の用途としては
不適当である。

更に上記■の方法は本出願人が先に提案したものであっ
てフロン−１２等の有害なフロン系発泡剤の使用量低減
化の有効な一手段となる利点を存するものの、その発泡
剤の混合成分として塩化メチルや塩化エチルを使用する
ため、やはり上記■や■の場合と同様な問題を招き易い
。

本発明は上記従来技術の問題点を解決するためになされ
たもので、発泡剤として有害なフロン−１２等を全く使
用することなく、経時に伴う断熱性能の低下が少ない上
に経時に伴う寸法変化が小さい、断熱材用のポリスチレ
ン系樹脂発泡体の製造方法を提供することを目的とする
。

〔課題を解決するための手段］すなわち本発明のポリスチレン系樹脂発泡断熱材の製造
方法は、ポリスチレン系樹脂と揮発性発泡剤との溶融混
合物を押出発泡させてポリスチレン系樹脂発泡体の断熱
材を製造する方法において、上記揮発性発泡剤として、
分子中に水素原子を含むフッ素化炭化水素とイソブタン
との混合物を主成分とする混合発泡剤を使用することを
特徴とするものである。

本発明に使用し得るポリスチレン系樹脂としてはスチレ
ンホモポリマーやスチレンを主成分とするスチレン−無
水マレイン酸共重合体、スチレン−アクリロニトリル共
重合体、スチレン−ブタノエン共重合体、スチレン−ア
クリロニトリル−ブタジェン共重合体、或いは耐衝撃性
ポリスチレン等が挙げられる。スチレン系共重合体にお
けるスチレン成分含有量は５０モル％以上、特に８０モ
ル％以上が好ましい。これらポリスチレン系樹脂はＶＦ
Ｒが０．５〜５ｇ／１０分（但しＡＳＴＭ　Ｄ−１２８
８Ｇ法による）の範囲のものを用いると特に厚さが５閣
以上の厚板状の発泡体を製造する際にも成形性に優れる
とともに、機械的強度に優れた発泡体が得られ好ましい
。またこのようなＭＦＲの樹脂を用いると、得られた発
泡体の高温（例えば７０°Ｃ以上）Ｌこおける寸法安定
性を更に向上できる。

本発明に用いる混合発泡剤の一成分である、分子中に水
素原子を含むフッ素化炭化水素としてはモノクロロジフ
ロロメタン〔熱伝導率（ｋｃａｌ／ｍ・ｈｒ・”Ｃ）　
　：　０．０１０１　）、■−クロロー１．ｌ−ジフロ
ロエタン（同：０．００９５２）、１，１．１．２−テ
トロフロロエタン（同：０．００７１４）、１．１−ジ
フロロエタン（同：　０．０１０４　）、ｌ−クロロ−
１，２，２，２−テトラフロロエタン（同：０゜０８７
８）等が挙げられる。これらフッ素化炭化水素は混合し
て用いることもできる。本発明に使用する上記フン素化
炭化水素は分子中に少なくとも水素原子を存するものを
使用するため、その分子自体の分解能が高められてオゾ
ン層へ到達するまでに分解され、その結果オゾン層を破
壊する広れがないか或いは極めて少ない。尚、上記括弧
内の熱伝導率は蔑気状態における３０’Ｃ，ｌａｔｍの
条件下で測定したものである。本発明ではこの熱伝導率
が０．０１４０　（ｋｃａｌ／ｍ−ｈｒ・’Ｃ）以下の
ものを使用することが好ましく、例えばこの熱伝導率の
値が０．０１４０を越えるもの使用すると得られる発泡
体は断熱性に乏しいものとなる傾向にある。また本発明
で使用する上記フン素化炭化水素は二軸延伸ポリスチレ
ンフィルムに対する（ＪＩｓ　　Ｋ７１２６による）ガ
ス透過係数（ボ・Ｃ１／ｃｔＡ−ｃｍＨｇ・Ｓ）が、同
フィルムに対する空気のガス透過係数値の１１５以下の
ものを使用することが、得られる発泡体の経時による断
熱性能の低下を防止し易い等の理由から好ましい。この
ようなガス透過性を有するフッ素化炭化水素としては例
えば、上記で例示した５種のフッ素化炭化水素等が挙げ
られる。

本発明では揮発性発泡剤として上記特定のフッ素化炭化
水素にイソブタンを混合した混合物を主成分とする混合
発泡剤を使用する。この混合発泡剤は、使用する混合発
泡剤の総和を１００モル％とした場合、フン素化炭化水
素２５モル％以上、イソブタン６０モル％以下およびそ
の他の発泡剤３０モル％以下からなるものが好ましく、
より好ましくはフッ素化炭化水素３０〜８０モル％、イ
ソブタン２０〜５５モル％およびその他の発泡剤０〜３
０モル％からなるものである。イソブタンは熱伝導率が
低く、また塩化メチルをはしめ塩化エチルに比べてもガ
ス透過性が格段に低いため本発明の目的を達成するのに
好適である。フッ素化炭化水素の混合割合が少なくなる
と得られる発泡体の断熱性能を低下させる原因となるこ
とがある。

またイソブタンの混合割合が多くなると、発泡体製造工
程中において発泡体に対する何らかの着火対策が必要と
なる他、得られる発泡体も着火し易いものとなり慎重な
取り扱いが必要となる。

上記フッ素化炭化水素は、その種類によっては押出機中
でのポリスチレン系樹脂との相溶性や均一混合性に劣る
ものや、得られる発泡体の高発泡化を図り難いものがあ
る。この場合にはフン素化炭化水素とイソブタンの主成
分に加え、補助成分としてその他の発泡剤を添加するこ
とが望ましい。

このような発泡剤としてはノルマルブタン、塩化メチル
、塩化エチル、イソプロピルアルコール、ノルマルペン
タン、イソペンタン、ヱオベンクン等が例示される。

この混合発泡剤の添加量（圧入量）はポリスチレン系樹
脂１００重量部当たり５〜３０重量部が好ましい。

本発明方法では押出機内で上記ポリスチレン系樹脂に連
発性混合発泡剤を添加して溶融混練し、次いでこの溶融
混Ｈ物からなる発泡性組成物を押出機内よりも低圧の雰
囲気に押出して発泡せしめるが、特にＭＦＲが０．５〜
５ｇ／ｌｏ分の範囲のポリスチレン系樹脂を用いた場合
には、溶融状態における発泡性組成物の流動性を高める
ために、発泡性組成物中に流動性向上剤を添加すること
が好ましい。流動性向上剤は７０°Ｃ以上の融点を存し
、ポリスチレン系樹脂と溶融混合し得るものが用いられ
る。流動性向上剤としては例えば、ｐ−トルエンスルフ
ォンアミド、ｏ−トルエンスルフォンアミド、Ｎ−シク
ロへキソルーＰ−１−ルエンスルフォンアミドの如き低
級アルキル置換ヘンゼンスルフォンアミド等の芳香族ス
ルフォンアミド類；ペンタブロモエチルヘンゼン、２．
４．６−ドリブロモフエニルー２−メチル−２，３−ジ
ブロモプロピルエーテルの如き臭素化芳香族化合物；ペ
ンタブロモンクロヘキサン、ヘキサブロモシクロヘキサ
ン、テトラブロモジクロロノクロヘキサン、ヘキサブロ
モシクロドデカンの如き臭素化脂環式化合物、或いはα
−メチルスチレン系樹脂等が挙げられる。これらのうち
でも臭素化芳香族化合物、臭素化脂環式化合物が好まし
く、特にヘキサプロモノクロドデカン及び２，４．６−
ドリブロモフエニルー２−メチル−２，３−ジブロモプ
ロピルエーテルが好ましい。これらの臭素化化合物を流
動性向上剤として用いると、得られるポリスチレン系樹
脂発泡体の高温における寸法安定性及び難燃性が向上す
る。上記流動性向上剤は１種又は２種以上混合して用い
られ、流動性向上剤は樹脂１００重量部当たり１〜５重
量部用いられる。

本発明においては必要に応して発泡性組成物中に、発泡
体の気泡をより微細化するための気泡調整剤を添加する
ことができる。気泡調整剤としては例えばタルク、クレ
ー等の無機化合物の微粉末、或いは加熱により分解又は
化学反応を起こしてガスを発注することができる化合物
、例えば多価カルボン酸又はその酸性アルカリ金属塩と
、炭酸塩又は重炭酸塩とを組合わせたものが挙げられる
。

多価カルボン酸又はその酸性アルカリ金属塩としては、
例えば酒石酸、コハク酸、クエン酸、シュウ酸、ソユウ
酸水素ナトリウム、コハク酸水素カリウム、クエン酸モ
ノナトリウム、クエン酸モノカリウム、シュウ酸モノナ
トリウム等が挙げられる。炭酸塩又は重炭酸塩としては
、例えば炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、炭酸アン
モニウム、重炭酸アンモニウム、炭酸カリウム、重炭酸
カリウム等が挙げられる。これらのうちでもクエン酸モ
ノアルカリ塩と、炭酸塩又は重炭酸塩との組合わせが好
適である。気泡調整剤は、通常ポリスチレン系樹脂１０
０重量部当たり、０．０５〜３重量部程度使用される。

更に本発明においては所期の目的を妨げない範囲におい
て着色剤、熱安定剤、充填側等の各種添加量を適宜添加
することもできる。

本発明方法において発泡性組成物を押出機のグイオリフ
ィスより押出す温度は、発泡性組成物が発泡に適した溶
融粘度を示す範囲内の温度である。

従って使用するポリスチレン系樹脂の種類、流動性向上
剤の添加の有無（添加する場合その種類や量）、更には
混合発泡剤の添加量や発泡剤における混合成分の組合わ
せ等によっても異なるが、−般には１１０〜ｌ　４０　
’Ｃである。またグイオリフィスの圧力は、一般に３０
〜ｌ　ＯＯｋｇ／ｃｆｆｌである。

〔実施例］以下、実施例、比較例を挙げて本発明を更に詳細に説明
する。

実施例１〜３、比較例１〜２内径９０■φのスクリュー型押出機内でポリスチレン系
樹脂（密度１．０５ｇ／ｃＪ、’ＭＦＲ３，７ｇ／１０
分、平均分子量２０Ｘ１０’、数平均分子量９Ｘ１０’
　）１００重量部当たり、クエン酸モノナトリウムと重
炭酸ナトリウムの等モル混合物よりなる気泡調整剤０．
１重量部、及びヘキサブロモシクロドデカン２０重量部
を添加し、これに第１表に示す混合発泡剤を樹脂１００
重量部当たり同表に示す量圧大して均一に溶融混練した
。この発泡性組成物を押出機の先端に設けた幅１２０ｍ
ａＸ間隙１．２ｍのダイオリフイスから１２５°Ｃの押
出発泡温度にて大気中に押出して発泡せしめ、次いでガ
イグーにより賦形して幅２５０ｍｎ、厚さ２８■の板状
発泡体（発泡倍率＝３０倍）を得た。

この発泡体を２０°Ｃにて２４時間大気圧雰囲気下の恒
温室に放置後、同恒温室で縦２００ａｎＸ横２００ｍＸ
厚さ２５圓の寸法に切断加工したサンプルを多数作成し
、このサンプルの熱伝導率と寸法安定性について測定・
評価を行った。その結果を同表に示す。

※ｌ　熱伝導率はＪＩＳ　　Ａ９５１１に準じ２０°Ｃ
で測定した。尚、サンプルは経時を通して常に２０°Ｃ
の恒温室に置かれていたものを使用した。

※２　寸法安定性はサンプル作成時の縦横サイズに対す
る、２０日経過後の縦横それぞれの寸法変化率（％）を
実測し、それぞれの変化率の大きい方の値を下記の基準
で評価した。

○・・・寸法変化率０．５％未満 ×・・・　　〃０．５％以上〔発明の効果〕以上説明したように本発明方法は、前記の如く揮発性発
泡剤として特定のフン素化炭化水素とイソブタンとの混
合物を主成分とする混合発泡側を使用するため、ジクロ
ロジフロロメタン等のオゾン層を破壊するといわれるを
害な発泡剤を全く使用することなくポリスチレン系樹脂
発泡体を製造することができる。また本発明方法によれ
ば、発泡剤の主要成分として従来法のように塩化メチル
や塩化エチルを発泡剤を使用しないため寸法安定性と断
熱性に優れた発泡体を得ることができる。

従って、本発明によれば有害な発泡剤による環境破壊問
題の解決に貢献でき、しかも良質なポリスチレン系樹脂
発泡断熱材を確実に製造することができる。

Claims

【特許請求の範囲】

ポリスチレン系樹脂と揮発性発泡剤との溶融混合物を押
出発泡させてポリスチレン系樹脂発泡体の断熱材を製造
する方法において、上記揮発性発泡剤として、分子中に
水素原子を含むフッ素化炭化水素とイソブタンとの混合
物を主成分とする混合発泡剤を使用することを特徴とす
るポリスチレン系樹脂発泡断熱材の製造方法。