JPH10502117A - スチレン系ポリマーとアクリル系ポリマーの混合物の発泡製品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 スチレンポリマーのみより製造された発泡製品よりも密度が低い、少なくとも50重量％のスチレン系ポリマー及びこのスチレン系ポリマーの90％未満の平均分子量を有する50重量％以下のアクリル系ポリマーを含むポリマー混合物より形成された独立気泡構造を有する発泡製品。

Description

【発明の詳細な説明】 スチレン系ポリマーとアクリル系ポリマーの混合物の発泡製品 本発明は、スチレン系ポリマーと少なくとも１種のアクリル系ポリマーの混合 物から形成される発泡製品に関する。 ポリスチレンが、押し出しを含む種々の方法により容易に発泡されることはよ く知られている。そのような工業上製造されるポリスチレンフォーム（特定の処 理をまったく行わないもの）の密度は、通常32kg/m³のオーダーである。 GB 2146941は、押出法によるポリスチレンフォームの製造を開示している。 EP 0411923は、発泡剤として液体二酸化炭素を用いる押出法により、32〜160k g/m³の密度を有するポリスチレンフォームの製造に関するものである。 低密度ポリスチレンフォーム、すなわち32kg/m³未満の密度を有するフォーム を製造することは困難であり、当初のフォームを直接減圧環境に発泡し、又は材 料を制御された再発泡の形態にすることが必要であり、例えば米国特許第455290 4号は、押し出されたフォームを再発泡することにより32kg/m³未満の密度を有す るポリスチレンフォームの製造を開示している。そのような要件はフォーム製造 方法を複雑にし、低密度フォームの価格を高め、そのようなフォームを建築及び 他の産業に用いることが有利であることが理解されているにもかかわらず広く用 いられない結果となっている。 本発明の目的は、再発泡もしくは他のそのような手段を用いる必要がなく、押 し出しのような従来の発泡方法を用いて比較的低密度のポリスチレンフォームを 提供することである。 従って、第一の態様において、本発明は、少なくとも50重量％のスチレン系ポ リマー及びこのスチレン系ポリマーの90％未満の平均分子量を有する50重量％以 下のアクリル系ポリマーを含むポリマー混合物より形成された独立気泡構造を有 する発泡製品を提供する。 スチレン系ポリマーは、少なくとも１種のスチレン、メチルスチレン及びアク リロニトリルのホモポリマー又はコポリマーであってよい。好ましくは、スチレ ン系ポリマーのモノマーユニットの少なくとも50％はスチレン由来のものであり 、特に好ましくはこのスチレン系ポリマーはスチレンのホモポリマーである。 好適には、このスチレン系ポリマーは180000〜250000、より好ましくは180000 〜230000、例えば約200000の平均分子量を有する。 このアクリル系ポリマーは、少なくとも１種のＣ_1-8アルキル（Ｃ_1-4アルキル ）アクリレート、例えばメチルメタクリレート、メチルアクリレート、エチルア クリレート、プロピルアクリレート及びブチルアクリレートのホモポリマー又は コポリマーであってもよい。好ましくは、このアクリル系ポリマーはコポリマー であり、特に好ましくは、メタクリレート、例えばメチルメタクリレートとアク リレート、例えばメチルアクリレートもしくはエチルアクリレートを含むコポリ マーである。このアクリル系ポリマーは、メタクリレート、例えばメチルメタク リレート由来のモノマーユニットを、好ましくは50〜100重量％、より好ましく は80〜95重量％、さらに好ましくは90〜95重量％含み、このモノマーユニットの 残余は少なくとも１種のアクリレート由来のものである。このアクリル系ポリマ ーは、スチレン系ポリマーの平均分子量の90％未満、好ましくは80％未満、特に 好ましくは75％未満、さらに好ましくは50〜60％の平均分子量を有する。好適に は、このアクリル系ポリマーは50000〜180000、好ましくは50000〜150000、特に 好ましくは80000〜14 0000の平均分子量を有する。 この発泡製品は独立気泡構造を有する。通常、この独立気泡は、1000〜1000μ m、好ましくは100〜900μm、さらに好ましくは100〜600μmのサイズを有する。 この発泡製品の密度は、スチレン系ポリマーのみから形成された同様の発泡製 品よりも５〜40％、好ましくは10〜40％、特に好ましくは20〜35％低い。 発泡製品の特性、例えば熱伝導性はスチレン系ポリマーのみより形成された発 泡製品と同等である。製造直後の発泡製品の熱伝導性は通常20〜24mW/mK、例え ば約21mW/mKであり、周囲と平衡になった後に25〜27mW/mK、例えば約26mW/mKに 上昇する。同様に、発泡スチレン系ポリマーも製造直後の約24mW/mKから時間と 共に約27mW/mKに上昇する。 発泡製品の圧縮強さはアクリル系ポリマー含量を高めると低下する。しかしな がら、50％以下のアクリルポリマー含量では、圧縮強さは150〜260kPaに維持さ れるであろう。 使用する場合、発泡製品を好適な基材、例えば石膏板、木材もしくは他のプラ スチックに積層し、断熱建設材料を形成してもよい。 この発泡製品は従来の押出装置で形成してもよい。こうして形成した場合、押 出軸に垂直な発泡製品の実質的に中心を通る発泡製品の表面からの発泡製品の断 面の密度は変化している。この密度の変化は通常「バスタブ」曲線を示し、すな わち発泡製品は表面よりも中心において密度が低い。このバスタブ曲線は押出発 泡材料には一般的であるが、観察される平均密度は従来のスチレンポリマーを真 空に発泡押し出しすることにより又は再発泡することにより、例えば空気中もし くは水蒸気中で加熱することによりのみ達成された。この後者の場合、フォーム の表面領域のみが再発泡されるためバス タブ曲線は逆転した。 好適な炭化水素発泡剤は当該分野において一般的なものである。好ましくは、 この発泡剤は物理発泡剤であり、炭化水素、例えばプロパン、ブタン、ペンタン 、イソペンタン、シクロペンタン及びヘプタン、ハロゲン化炭化水素、例えばジ クロロジフルオロメタン、ジクロロテトラフルオロエタン、トリクロロフルオロ メタン、ジフルオロクロロエタン及びテトラフルオロエタン、アルコール、例え ばメタノール、並びに不活性ガス、例えば窒素及び二酸化炭素を含む。用いられ る発泡剤の量は、少なくとも一部は、ポリマー混合物の組成及び発泡製品の所望 の密度によってきまる。通常のレベルはポリマー100kgに対し２〜20kgである。 好適には、炭化水素発泡剤、例えばブタンはポリマー100kgに対し２〜８kg、好 ましくは４〜６kgで用いられ、一方、ハロゲン化炭化水素、例えばＲ22はポリマ ー100kgに対し５〜20kg、好ましくは10〜15kgで用いられる。これらのレベル以 上に他の発泡剤を用いても密度のさらなる低下は得られない。 以下の実施例は本発明をさらに説明する。 この実施例において、示されたポリマー混合物は加熱された従来の押出機内で 溶融され、60重量％Ｒ22と40重量％R142bからなる発泡剤と混合され、その後３m m×300mmの寸法のダイスロットを通して大気中に押し出された。 平均密度の差は、以下の実施例において製造されたポリマー混合物に用いられ た、約200000の平均分子量を有する、同じ装置で製造された発泡されたスチレン のホモポリマーに対するものである。 このポリマー混合物に用いられたアクリル系ポリマーはすべて市販入手可能な 材料であった。 実施例１ この例において、用いたアクリル系ポリマーは、129000の平均分子量を有する ５％エチルアクリレート（ＥＡ）とメチルメタクリレートのコポリマーであった 。 混合物中のアクリル系ポリマーの比率を高めることにより、発泡製品の密度が 低下することが明らかである。 実施例２ この例において、分子量の異なる種々のアクリル系ポリマーを用いたが、すべ てメチルメタクリレートと３％エチルアクリレート（ＥＡ）のコポリマーであっ た。このポリマー混合物は80％w/wのスチレンと20％w/wのアクリル系ポリマーを 含んでいた。 アクリル系ポリマーの分子量を低下させると発泡製品の密度が低下することが 明らかである。 実施例３ この例において、ほぼ同じ分子量を有する種々のアクリル系ポリマーを用いた 。このアクリル系ポリマーはメチルメタクリレートとエチルアクリレートのコポ リマーであったが、２つのコモノマーの比率は異なっている。このポリマー混合 物は80％w/wのスチレンと20％w/wのアクリル系ポリマーを含んでいた。 アクリル系ポリマー中のアクリレートモノマーの比率を高めることにより発泡 製品の密度が低下することが明らかである。 実施例４ この例において、メチルメタクリレートとメチルアクリレート（ＭＡ）もしく はブチルアクリレート（ＢＡ）のコポリマーである種々のアクリル系ポリマーを 用いた。ポリマー混合物は80％w/wのスチレンと20％w/wのアクリル系ポリマーを 含んでいた。 アクリル系ポリマー中のコモノマーとして低レベルの高級アルキルアクリレー トを用いると発泡製品の密度が十分に低下し、この低下は低レベルの発泡剤の使 用によっても達成されることがわかる。 実施例５ この例において、120000の分子量を有するメチルメタクリレートと５％ＭＡの コポリマーからなるアクリル系ポリマーを種々のレベルでかつ発泡剤の量を変え て用いた。スロットダイの寸法は３mm×400mmであった。 混合物中のアクリル系ポリマーの比率（％）を高めることにより（れ5b及び5c ）、フォームの密度がさらに低下することがわかる。また、用いる発泡剤の量を 増すと、密度低下が限界まで増加する。 例5iの気泡サイズはほぼ150μmであり、ホモポリマースチレンのフォームと同 じであった。 例5iで製造されたフォームの熱伝導性は当初は約21mW/mKであったが９週間の 間に70℃に保つと約26mW/mKに増加した。スチレン系ポリマーの比較フォームは 約24mW/mKの当初の熱伝導性を有しており、９週間の間に70℃に保つと約27mW/mK に増加した。

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Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．少なくとも50重量％のスチレン系ポリマー及びこのスチレン系ポリマーの 90％未満の平均分子量を有する50重量％以下のアクリル系ポリマーを含むポリマ ー混合物より形成された独立気泡構造を有する発泡製品。 ２．スチレン系ポリマーのモノマーユニットの少なくとも50％がスチレン由来 のものである、請求項１記載の発泡製品。 ３．スチレン系ポリマーがスチレンのホモポリマーである、請求項１又は２記 載の発泡製品。 ４．スチレン系ポリマーが180000〜250000の平均分子量を有する、請求項１〜 ３のいずれか記載の発泡製品。 ５．アクリル系ポリマーがメタクリレート由来のモノマーユニットを50〜100 重量％含み、モノマーユニットの残余が少なくとも１種のアクリレート由来のも のである、請求項１〜４のいずれか記載の発泡製品。 ６．独立気泡が100〜1000μmのサイズを有する、請求項１〜５のいずれか記載 の発泡製品。 ７．スチレン系ポリマーのみより形成された同様の発泡製品よりも５〜40％低 い密度を有する、請求項１〜６のいずれか記載の発泡製品。 ８．発泡製品の実質的に中心を通る発泡製品の表面からの発泡製品の断面の密 度が、表面よりも中心において低いように変化している、請求項１〜７のいずれ か記載の発泡製品。 ９．石膏板、木材もしくは他のプラスチック構造体より選ばれる基材上に支持 された、請求項１〜８のいずれか記載の発泡製品を含む積層体。 10．断熱建築材料としての請求項９記載の積層板の使用。