JPH089678B2 - スチレン系樹脂発泡体の製造方法 - Google Patents

スチレン系樹脂発泡体の製造方法

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JPH089678B2
JPH089678B2 JP2294483A JP29448390A JPH089678B2 JP H089678 B2 JPH089678 B2 JP H089678B2 JP 2294483 A JP2294483 A JP 2294483A JP 29448390 A JP29448390 A JP 29448390A JP H089678 B2 JPH089678 B2 JP H089678B2
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resin
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talc
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幹雄 石川
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、スチレン系樹脂発泡体の製造方法に関す
るものである。とくに、この発明は、押出機内でスチレ
ン系樹脂に発泡剤を圧入し、これを押出機から押し出し
て発泡体とする、スチレン系樹脂発泡体の製造方法の改
良に関するものである。
(従来の技術) スチレン系樹脂発泡体は、色々な分野で使用されてい
る。例えば、薄肉のシートは容器などに加工して使用さ
れ、厚肉の板は畳床、冷凍倉庫の壁材などに使用されて
いる。
スチレン系樹脂発泡体を作るには、押出発泡法が好適
であることが知られている。押出発泡法とは、押出機を
使用し、押出機内で樹脂を溶融してこれに発泡剤を圧入
し、押出機から押し出すと同時に発泡させて、断面が一
様な発泡体を得る方法である。押出発泡では、樹脂中に
発泡の核を与えるために、無機質充填材を混入すること
が行われた。
発泡剤としては色々なものが用いられた。発泡剤は、
次の3種のものに大別された。第1は、樹脂の軟化点以
上の温度で分解して気体を発生する固体化合物である。
第2は、樹脂に親和力をもって溶解し加熱下で樹脂中で
気化する液体又は気体化合物である。第3は、加圧下に
樹脂に溶解させ得る不活性な気体である。このうち押出
発泡法では、樹脂中で気化する液体又は気体化合物が最
も好んで用いられ、補助的に不活性な気体も用いられ
た。
樹脂中で気化する液体又は気体化合物は、易揮発性液
体とも云われた。易揮発性液体の中には、ヘキサン、ペ
ンタン、ブタンのような脂肪族炭化水素類、塩化メチ
ル、ジクロロジフロロメタンのようなハロゲン化脂肪族
炭化水素類が使用された。また、不活性な気体は、単に
気体とも呼ばれ、気体としては二酸化炭素、窒素などが
用いられた。また、これらの発泡剤は混合して用いられ
た。
スチレン系樹脂の押出発泡法では、発泡剤として具体
的にどのような化合物を使用されたかによって、発泡体
が発泡状態を大きく変えることとなった。また、発泡剤
の中には環境を汚染するものもあって、使用を制限され
るに至るものもあった。例えば、フロン、すなわち弗素
化炭化水素類は、人体に無害であって、火災の危険もな
く、スチレン系樹脂を均一微細に発泡させる性質を持っ
ているので、良好な発泡剤とされたが、これが揮散する
と大気中を上昇し、大気中のオゾン層を破壊させること
となり、それによって生物が強烈な紫外線の照射を受け
て、健全な成育が阻まれるとの理由により、その使用が
制限されるに至った。
塩素化炭化水素類は、フロンと同じくハロゲン化脂肪
族炭化水素に属する化合物であるが、フロンとは違って
発泡剤としての使用が許されている。そのうち、メチル
クロライドは、スチレン系樹脂の発泡剤として使用でき
ることが知られている。しかし、実際にはメチルクロラ
イドを多量に発泡剤として用いることは無かった。その
理由は、メチルクロライドを多量に用いると、スチレン
系樹脂は発泡するに至るものの気泡が粗大となり、圧縮
強度や曲げ強度などの強度が弱く、また断熱性も低いも
のとなったからである。
他方、スチレン系樹脂を押し出し発泡させる場合に
は、無機質充填材として微量のタルクが使用された。タ
ルクは樹脂の発泡に際して気泡の核になると考えられ、
核剤とも呼ばれた。気泡は樹脂中に均一に分散し、且つ
微細なものほど良いと考えられたので、タルクは微粉末
として用いられた。微粉末の粒径は捨数ミクロン程度の
ものが好適であるとされて来た。
押出発泡法では、スチレン系樹脂に加えるタルクの量
は、樹脂に対し2重量%以下とされて来た。その理由は
タルクがそれ以上になると、得られる発泡体の性質が低
下するからである。すなわち、タルクが2重量%以上に
なると、得られる発泡体の気泡壁が破壊され、発泡体の
圧縮強度や断熱性が低下することとなったからである。
(発明が解決しようとする課題) この発明は、発泡剤としてフロンを使用しないで、代
わりに使用が許可されているメチルクロライドを主要な
発泡剤として、均一微細に発泡した性能のよいスチレン
系樹脂発泡体を押し出し発泡によって得ようとするもの
である。
(課題解決のための手段) この発明者は、発泡剤として易揮発性液体の中からメ
チルクロライドだけを選んで、これを多量に使用した場
合にも、タルクとして粒径が微細なものを用いるととも
に、タルク微粉末の使用量を増加させると、押し出し発
泡により良好なスチレン系樹脂発泡体の得られることを
見出した。この発明は、このような知見に基づいて完成
されたものである。
(発明要旨) この発明は、スチレン系樹脂に無機質充填材を混合
し、この混合物を押出機に入れ、押出機内で樹脂を加熱
溶融して混合するとともに、これに易揮発性液体を圧入
し、こうして得られた発泡性樹脂を押出機から押し出し
て発泡体とする方法において、無機質充填材として粒径
が0.5−10ミクロンの微粉末タルクを樹脂に対し2−10
重量%加え、易揮発性液体として樹脂1Kgあたり2〜4
モルのメチルクロライドを用いて、発泡体の厚み方向に
おける圧縮強度を増大させることを特徴とする、スチレ
ン系樹脂発泡体の製造方法に関するものである。
(各要件の説明) この発明では樹脂としてスチレン系樹脂を用いる。ス
チレン系樹脂は、スチレンの単独重合体のほか、スチレ
ンと他の単量体との共重合体を含んでいる。他の単量体
は、例えばα−メチルスチレン、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、アクリロニトリ
ル、ブタジエン、無水マレイン酸等である。これら共重
合体では、スチレンが50重量%以上含まれていなければ
ならない。
この発明では、無機質充填材としてタルクの微粉末を
用いる。微粉末の粒径は0.5〜10ミクロンのものであ
る。そのうちでも好ましいのは、粒径の小さなものであ
って、粒度分布の見地からは中心径が0.5〜5ミクロン
であるものが好ましく、その中でも0.5〜2ミクロンの
ものが最も好ましい。粒径を上述の範囲に限った理由
は、粒径が0.5ミクロンより小さくなると、タルク微粉
末が二次凝集を起こして分散が困難となるからであり、
逆に10ミクロンを越えると生成される気泡が粗大となっ
て、均一微細な発泡体が得られないからである。
この発明では発泡剤としてメチルクロライドを多量に
用いる。多量とは、樹脂1Kgあたり2〜4モルを意味し
ている。その中で好ましいのは2〜3モルである。さら
に他の易揮発性液体に属する発泡剤や、不活性な気体に
属する発泡剤を樹脂1Kgあたり0.3モル以下併用すること
ができる。
メチルクロライドは、上述のように、スチレン系樹脂
を発泡させるのにこれほど多量に使用されることはなか
った。ところが、この発明ではメチルクロライドを多量
に使用して発泡体を得ることとしている。メチルクロラ
イドは多量に使用して良好な発泡体を得ることができる
に至ったのは、微粉末タルクを従来の常識を越えて大量
に用いることとしたからである。すなわち、微粉末タル
クは、その使用量を樹脂の2重量%以下とするのが常識
であったところ、2−10重量%に増すこととしたからで
ある。しかも、この場合、メチルクロライドを樹脂1Kg
あたり2〜4モルも使用することとしたからである。タ
ルクの使用量を2重量%以下としてメチルクロライドを
樹脂1Kgあたり2−3モルも用いると、理論的には密度
が11〜17Kg/m3の超高発泡体が得られる筈であるが、良
好な気泡が形成されず、満足な物性のものが得られな
い。ところが、微粉末タルクの使用量を増し、理論密度
の約2倍、すなわち約22〜34Kg/m3に発泡倍率を抑える
と、良好な物性の発泡体が得られることとなる。
この発明では、樹脂に対し2−10重量%もの大量の微
粉末タルクを用い、易揮発性液体としてメチルクロライ
ドを樹脂1Kgあたり2〜4モルもの大量に用いて、良好
なスチレン系発泡体の得られることは、全く予想外であ
る。良好な発泡体とは、気泡が均一微細であって、高倍
率に発泡しており、しかも気泡壁の破壊もなくて、厚み
方向における圧縮強度などの機械的強度も大きく、さら
に断熱性も良好であるという意味である。
この発明は、タルクとメチルクロライドを用いる点を
除けば、従来方法と同じようにして実施することができ
る。例えば、押出機は従来スチレン系樹脂に用いられて
来た樹脂をそのまま用いることができる。また、スチレ
ン系樹脂には難燃化剤としてヘキサブロモシクロドデカ
ンのようなハロゲン含有化合物、又はトリスノニルフェ
ニルフォスファイドのような燐含有化合物等を加えるこ
とができる。口金としては、フラットダイもサーキュラ
ーダイも何れも使用することができ、口金の先に種々の
成形具を付して実施することができる。さらに、発泡剤
としては窒素又は炭酸ガスなどの不活性な気体を併用す
ることもできる。
次に、実施例と比較例とを挙げて、この発明のすぐれ
ている所以を具体的に明らかにする。以下の実施例にお
いて、単に部又は%と云うのは、重量部又は重量%の意
味である。
実施例1 樹脂としてポリスチレン(新日鉄K.K.製、エスチレン
G−10)を用い、この樹脂100部に対して、粒径1〜4
ミクロンの微粉末タルク5.0部と、臭素系の難燃化剤と
してヘキサブロモシクロドデカン2部と、トリスノニル
フェニルフォスファイト0.05部とを加え、この混合物を
押出機に供給した。
押出機内で上記混合物を加熱溶融して混合するととも
に、溶融樹脂に発泡剤を圧入した。発泡剤としてはメチ
ルクロライドだけを用い、樹脂1Kgに対してメチルクロ
ロライドを2.4モル圧入した。
押出機の出口で樹脂の温度を125℃に調整し、口金か
ら押し出した。口金としては、先端に厚さ0.5mm、幅100
mmの細隙を穿設し、ここから樹脂を押し出すものを用い
た。口金の先端には成形具を密接して取付けた。成形具
としては、入口寸法が口金の上記細隙に実質的に等し
く、出口寸法が厚さ22mm、幅200mmで全長が50mmであ
り、入入口から出口に向かつてゆるやかに拡大された樹
脂通路を備えたものを用いた。この樹脂通路には内面に
弗素樹脂が被覆されていた。成形具には90℃の油を循環
させて冷却した。このようにして口金から出た樹脂を成
形具へ導き、これをロールで押圧しながら引取り、厚さ
25mm、幅約250mmの押出発泡板を得た。
得られた発泡板は、密度が32Kg/m3で、薄皮1mmを除い
た部分の平均気泡粒径が0.3mmで、薄皮1mm直下の気泡は
長手方向(MD)が0.29mm、幅方向(TD)が0.24mm、厚さ
方向(VD)が0.19mmであつた。従つてMD/TD=1.2、MD/V
D=1.5で厚さ方向中心の気泡はMDが0.37mm、TDが0.32m
m、VDが0.35mmであり、MD/TD=1.1、MD/VD=1.06で、常
温で2週間放置後に厚さ方向に10%歪を加えたときの圧
縮強度は2.5Kg/cm2であつた。また、20℃における熱伝
導率は0.029Kcal/m・hr・℃であつて、断熱材としても
良好なものであつた。
実施例2 実施例1において、樹脂100部に対し平均粒径1.5〜1.
8ミクロンの微粉末タルクを4.0部用い、メチルクロライ
ドを樹脂1Kgに対して3モル用いることとした以外は、
実施例1と全く同様にして発泡板を得た。
得られた発泡板は、密度が30Kg/m3で、薄皮1mmを除い
た部分の平均気泡粒径が0.35mm、薄皮1mm直下の気泡はM
D/TD/VDの比が0.33/0.25/0.20であり、厚さ方向の中心
においてMD/TD/VDの比が0.37/0.35/0.35であり、常温で
2週間放置後に、厚さ方向に10%の歪を加えたときの圧
縮強度が2.4Kg/cm2であつた。従つて、良好な発泡体と
認められた。
実施例3 実施例1において、樹脂100部に対し微粉末タルクを
3.5部用い、発泡剤として樹脂1Kgに対しメチルクロライ
ド2モルと窒素ガス0.1モルとの混合物を用いることと
した以外は、実施例1と全く同様にして発泡板を得た。
得られた発泡板は、密度が32Kg/m3で、薄皮1mmを除い
た部分の平均気泡粒径が0.28mm、薄皮1mm直下の気泡はM
D/TD/VDの比が0.33/0.28/0.21であり、厚さ方向の中心
においてMD/TD/VDの比が0.31/0.26/0.31であり、常温で
2週間放置後に、厚さ方向に10%の歪を加えたときの圧
縮強度が2.5Kg/cm2であつた。従つて、良好な発泡体と
認められた。
実施例4 実施例1において、樹脂1Kgに対しメチルクロライド
2モルと、モノクロロジフロロメタン0.2モルとを用い
ることとした以外は、実施例1と全く同様にして発泡板
を得た。
得られた発泡板は、密度が29Kg/m3で、薄皮1mmを除い
た部分の平均気泡粒径が0.31mm、薄皮1mm直下の気泡はM
D/TD/VDの比が0.42/0.36/0.23であり、厚さ方向の中心
においてMD/TD/VDの比が0.47/0.34/0.38であり、常温で
2週間放置後に厚さ方向に10%の歪を加えたときの圧縮
強度が2.0Kg/cm2であつて、良好と認められた。
比較例1 実施例1において、樹脂100部に対し微粉末タルクを
1.0部用い、発泡剤として樹脂1Kgに対しメチルクロライ
ドを2モル用いることとした以外は、実施例1と全く同
様にして発泡板を得た。
得られた発泡板は、密度が36Kg/m3で、薄皮1mmを剥い
だ部分の平均気泡粒径が0.9mmで薄皮1mm直下の気泡は、
MD/TD/VDの比が1.0/0.9/0.6であり、厚さ方向の中心に
おけるMD/TD/VDの比が1.2/1.0/0.7であり、常温で2週
間放置後に、厚さ方向に10%の歪を加えたときの圧縮強
度が1.6Kg/cm2であつた。従つて、この発泡体は実施例
1〜3のものに比べて劣るものであつた。
比較例2 実施例1において、樹脂100部に対し平均粒径が15ミ
クロンの微粉末タルクを4.0部用い、発泡剤として樹脂1
Kgに対しメチルクロライドを2モル用いることとした以
外は、実施例1と全く同様にして発泡板を得た。
得られた発泡板は、密度が33Kg/m3で、薄皮1mmを剥い
だ部分の平均気泡粒径が0.42mmで、薄皮1mm直下の気泡
はMD/TD/VDの比が0.4/0.25/0.18であり、厚さ方向の中
心におけるMD/TD/VDの比が0.61/0.3/0.28であり、常温
で2週間放置後に、厚さ方向に10%の歪を加えたときの
圧縮強度が1.5Kg/cm2であつた。従つて、この発泡体は
実施例1〜3のものに比べて劣るものであつた。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】スチレン系樹脂に無機質充填材を混合し、
    この混合物を押出機に入れ、押出機内で樹脂を加熱溶融
    して混合するとともに、これに易揮発性液体を圧入し、
    こうして得られた発泡性樹脂を押出機から押し出して発
    泡体とする方法において、無機質充填材として、粒径が
    0.5−10ミクロンの微粉末タルクを樹脂に対し2−10重
    量%加え、易揮発性液体として樹脂1kgあたり2〜4モ
    ルのメチルクロライドを用いて、発泡体の厚み方向にお
    ける圧縮強度を増大させることを特徴とする、スチレン
    系樹脂発泡体の製造方法。
JP2294483A 1990-10-31 1990-10-31 スチレン系樹脂発泡体の製造方法 Expired - Lifetime JPH089678B2 (ja)

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Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
本山時彦編「便覧ゴム・プラスチック配合薬品」ラバーダイジェスト社(昭和49年10月15日)第247頁第3〜第21行)

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