JPH1180410A - ポリスチレン系樹脂押出発泡体 - Google Patents
ポリスチレン系樹脂押出発泡体Info
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- JPH1180410A JPH1180410A JP9261092A JP26109297A JPH1180410A JP H1180410 A JPH1180410 A JP H1180410A JP 9261092 A JP9261092 A JP 9261092A JP 26109297 A JP26109297 A JP 26109297A JP H1180410 A JPH1180410 A JP H1180410A
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Abstract
の比Mw/Mnが2.5〜3.5、Z平均分子量Mzと
Mwの比Mz/Mwが1.8以上、Mwが17万〜35
万であるポリスチレン系樹脂を押出発泡して得られる密
度が0.01〜0.05g/cm3 、平均気泡径が0.
01〜0.8mm、独立気泡率が90%以上であるポリ
スチレン系樹脂押出発泡体。 【効果】 従来のスチレン系樹脂押出発泡体に比較し
て、微細な気泡を有し、低密度、高発泡倍率、高独立気
泡率であり、断熱効果に優れ、そのため施工時の厚みを
薄くでき、且つ安定した条件で優れた生産性で製造する
ことができた。
Description
ポリスチレン系樹脂発泡体、及びその製法に関する。更
に詳しくは、微細な気泡を有し、且つ低密度、高発泡倍
率、高い独立気泡率であり、断熱効果に優れ、そのため
施工時の厚みを薄くできるポリスチレン系樹脂押出発泡
体を、安定した条件で、且つ、優れた生産性で製法する
ことができるポリスチレン系樹脂発泡体、及びその製法
に関する。
は、主に断熱を目的として、一般建築物や冷凍倉庫の床
材や壁材、天井材、畳の芯材などのさまざまな分野で使
用されている。ポリスチレン系樹脂押出発泡体の断熱性
を向上させるためには、均一でかつ微細な気泡構造が必
要である。しかしながら、気泡径を小さくしようとする
と、気泡膜の表面張力の影響で発泡密度が増加し、低密
度、高発泡倍率で均一な微細気泡構造を有する押出発泡
体を得ることは困難である。また、発泡体の生産性を向
上するためには、用いる原料ポリマーの流動性を上げ、
可塑化の効率を上げる必要があるが、単にポリスチレン
系樹脂の分子量を低下させると発泡時の溶融粘度が低下
するため発泡性能が低下する問題が発生する。
脂押出発泡体を得るために、例えば特開昭64−792
38号公報には可塑剤を添加して低密度で微細セル構造
を有する押出発泡ポリスチレン系樹脂発泡体を得る手法
が開示されている。また、特公平2−46607号公
報、特公平2−57491号公報には無機物粉末と高級
脂肪酸金属塩を添加混合する方法が開示されている。し
かし、このような添加物を多量に用いる方法は添加物の
分散が均一に行われず、均一な気泡構造が得られなかっ
たり、発泡体表面にフィッシュアイ状の斑点が生じたり
して、外観を損なったする問題があった。
は押出機の内の溶融混錬樹脂に水を圧入することにより
大小気泡を組み合わせた気泡構造を導入し断熱性を向上
させる押出発泡体製造方法が、更に、特開昭61−23
6839号公報には含水有機植物質、特公平5−497
01には表層に水酸基を有する水またはアルコールの吸
着率の高い粒子等を用いることにより大小気泡を組み合
わせた気泡構造を改良した製造方法が開示されている。
しかしながら、これらの方法は小気泡を形成させるため
に添加物を微分散させる必要があり、気泡径の制御が難
しく、また、大小の気泡を形成させるためにその押出発
泡条件は極めて狭く、生産性も良いとは言えない。
0.1g/cm3 程度の発泡倍率が小さい食品容器用途
中心に用いられる発泡シート(ポリスチレンペーパー、
以下「PSP」という。)においては、特開昭62−2
2834号公報にはMw/Mnが3.0以上である加熱
2次発泡成形性に優れたポリスチレン系発泡体が、特開
平6−57028号公報には、Mz/Mw=1.7〜
2.5、Mw/Mn=2.0〜3.0、Mw=20〜6
0万であるポリスチレン系樹脂を発泡させてなる発泡体
が開示されている。
06〜0.1g/cm3 であり、低発泡倍率の加熱発泡
2次成形性の改良を目的としたものであり、断熱を目的
とした低密度、高発泡倍率、高い独立気泡率の板状押出
発泡体についてはまったく言及されていない。また、こ
こで提案されている樹脂を用いたPSP発泡体と本願が
目的とする断熱性能に優れた特定の気泡構造を持つ低密
度、高発泡倍率、高い独立気泡率の押出発泡体とはまっ
たく異なる利用分野に関する物であり、またここで提案
されているシート状発泡体から本願の目的とする効果を
類推することは全く不可能である。このように従来は、
押出発泡法において、微細な気泡と、低密度、高発泡倍
率、高い独立気泡率を有する断熱性能に優れた発泡体
を、安定した条件で、優れた生産性で製造することは困
難なことであった。
において、微細な気泡を有し、且つ低密度、高発泡倍
率、高い独立気泡率であり、断熱効果に優れ、そのため
に施工時の厚みを薄くできるポリスチレン系樹脂押出発
泡体、及び、それを安定した条件で製造することのでき
る、生産性に優れた製法を提供するものである。
パーミエイション・クロマトグラフィーで測定した重量
平均分子量Mwと数平均分子量Mnの比Mw/Mnが
2.5〜3.5であり、Z平均分子量Mzと重量平均分
子量Mwの比Mz/Mwが1.8以上であり、重量平均
分子量Mwが17万〜35万であるポリスチレン系樹脂
を押出発泡して得られる密度が0.01〜0.05g/
cm3 、平均気泡径0.01〜0.8mm、独立気泡率
が90%以上であるポリスチレン系樹脂押出発泡体、及
びその製法に関する。
発明のポリスチレン系樹脂としては、例えば、スチレン
のほかo−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−
メチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、エチルス
チレン、p−tert−ブチルスチレンなどの核アルキ
ル置換スチレン、α−メチルスチレン、α−メチル−p
−メチルスチレンなどのα−アルキル置換スチレン、ジ
ブロムスチレン、トリブロムスチレン、モノクロロスチ
レン、ジクロロスチレンなどの核ハロゲン置換スチレン
等の芳香族ビニル化合物の単独重合体又はそれらの共重
合体が使用できる。代表的なものはスチレンの単独重合
体である。
ニル単量体を共重合してもよい。芳香族ビニル系化合物
と共重合可能な化合物としては、メタクリル酸、アクリ
ル酸などのα,β−不飽和カルボン酸、メチルメタクリ
レート、ブチルアクリレート、2−エチルヘキシルアク
リレートなどのα,β−不飽和カルボン酸エステル、無
水マレイン酸などのα,β−不飽和ジカルボン酸無水
物、N−フェニルマレイミドなどのマレイミド系単量体
などのビニル単量体を挙げることができる。これらは、
単独重合体、又は共重合体を混合して用いても構わな
い。
来の低密度、高発泡倍率の押出発泡体にはなかった分子
量分布を有し、ゲルパーミエイション・クロマトグラフ
ィーで測定した重量平均分子量Mwと数平均分子量Mn
の比Mw/Mnが2.5〜3.5の範囲であり、Z平均
分子量Mzと重量平均分子量Mwの比Mz/Mwが1.
8以上、好ましくは、Mz/Mwが2.0〜3.5、更
に好ましくは、Mz/Mwが2.2〜3.5の範囲であ
り、重量平均分子量Mwが17万〜35万、好ましくは
17万〜28万の範囲であることを特徴とする。
平均分子量は、常法により、ゲルパーミエイション・ク
ロマトグラフィーにより測定される。例えば、ゲルパー
ミエイション・クロマトグラフィーとして東ソー(株)
製(HCL−8020、示差屈折率検出器内蔵)、同社
製分離カラム(TSKgel−GMHXLを3本使用)
を用いて同社製TSK標準ポリスチレンを標準サンプル
として検量線を作成し、温度=38℃、溶媒=テトラフ
ルオロエチレン、サンプル濃度=0.1wt/v%、サ
ンプリングピッチ=1/0.4(回/秒)の条件で測定
し、同社製データ処理キットにて計算する。
発泡性能が劣り、均一な気泡構造と充分な発泡密度、発
泡倍率、独立気泡率が達成されず、また押出発泡体の安
定した製造も難しい。また、低分子成分が多く含まれて
いてMw/Mnが大き過ぎると、発泡特性、発泡体物性
が低下する。Mz/Mwは大きい方が発泡特性に優れる
が、Mw、Mnとのバランスから、より好ましい範囲が
決定される。また、Mwが17万以下であると、押出発
泡体の曲げ強度、圧縮強度などの物性が劣り、35万以
上であると押出発泡体の生産性が低下する。
常、連続塊状、または、連続溶液重合によって実施され
る。反応器としては、完全混合型反応器、層流型反応器
等が使用できる。本発明の分子量分布を有する重合体
は、例えば、並列に配置した2器の反応器に別々にスチ
レン単量体を主成分とする混合液を供給し、重量平均分
子量の異なるスチレン系重合体を重合し、その後二つの
重合液を混合して重合する連続溶液重合法等により得ら
れる。各反応器で生成する分子量及び重合率を調整する
ことで本発明の目的を達成することが可能な分子量分布
を有するスチレン系樹脂が連続重合によって得られる。
各反応器の分子量、及び重合率は、例えばエチルベンゼ
ン、キシレン等の使用量や、温度、重合時間、重合開始
剤、連鎖移動剤によって調整できる。
造に一般的に用いられる2,2−ジ(t−ブチルパーオ
キシ)ブタン、2,2−ジ(t−ブチルパーオキシ)オ
クタン、1,1−ジ−t−ブチルパーオキシ−3,3,
5−トリメチルシクロヘキサン、1,1−ジ(t−ブチ
ルパーオキシ)シクロヘキサン、2,2−ビス(4,4
−ジ−t−ブチルパーオキシシクロヘキシル)プロパン
など任意の有機過酸化物を単独、あるいは併用して用い
ることができ、また、各反応器の入口、出口、途中等任
意の位置で有機過酸化物単独で、あるいはスチレン単量
体、重合溶媒等に溶解して添加することができる。この
他にも重合開始剤を用いた低温重合と熱重合の併用、重
合末期のゲル効果の利用などによって広い分子量分布を
有するポリスチレン系樹脂の製造が可能である。
ン、ブタン、ペンタン、ヘキサン等の低級炭化水素、ト
リクロロモノフルオルメタンや塩化メチル等のハロゲン
化炭化水素、炭酸ガス、水等の無機ガスなどの任意の発
泡剤を単独または混合して用いることができる。ポリス
チレン系樹脂押出発泡体は、押出機内で溶融されたポリ
スチレン系樹脂に前述の発泡剤を圧入し混錬した後、発
泡最適温度に調整して低圧帯(通常大気中)に押出すこ
とにより、製造することができる。
は、密度が0.01〜0.05g/cm3 、平均気泡径
が0.01〜0.8mm、独立気泡率が90%以上であ
る。発泡体密度が低すぎると押出発泡体の生産性が低下
し、高過ぎると断熱性能が充分でない。また、平均気泡
径が小さ過ぎると押出発泡体の生産性が低下し、大きす
ぎると断熱性能が充分でない。独立気泡率が90%未満
だと断熱性能、発泡体強度が劣る。平均気泡径は、AS
TM・D3576−77に、独立気泡率はASTM・D
2856−Aに従って求められる。
チレン樹脂の流動性、メルトフローレート(以下「MF
R」という。)を用いることができる。樹脂の流動性は
分子量、分子量分布によって変えることができる。単に
分子量を下げて流動性を調整しただけのポリスチレン系
樹脂では、発泡性能が劣り、充分な発泡密度、発泡倍
率、独立気泡率を得ることができず、本発明の目的とす
る微細な気泡を有し、且つ低密度、高発泡倍率、高い独
立気泡率で断熱効果に優れる押出発泡体を安定した条件
で、優れた生産性で製造することは、分子量、分子量分
布が同時に調整された、本発明のポリスチレン系樹脂を
用いることにより初めて可能となる。
核剤としてタルクや炭酸カルシウム等の無機充填剤を必
要に応じて用いることができる。発泡体の密度、発泡倍
率や平均気泡径は発泡剤量や発泡核剤量を調整すること
で変化させることができるのは当業者には周知のことで
あるが、本発明の微細な気泡と、低密度、高発泡倍率で
高い独立気泡率を有する断熱性能に優れた発泡体を、安
定した条件で、高い生産性で製造するためには、本発明
の分子量及び分子量分布のポリスチレン系樹脂を用いる
ことにより初めて可能となる。更に、本発明のポリスチ
レン系樹脂押出発泡体には、必要に応じて酸化防止剤、
可塑剤、滑剤、染顔料、難燃剤、帯電防止剤などを混合
することや塗布することもできる
明する。 (実施例1) [スチレン系樹脂の製造]スチレン100重量部に対
し、1,1−ジ−t−ブチルパーオキシ−3,3,5−
トリメチルシクロヘキサン0.015重量部を添加した
重合液を4.1リットルの完全混合型反応器に0.59
Kg/Hrで連続的に仕込み、103℃に調整した。こ
れと並列に接続された、合計2.8リットルの攪拌器を
備えた3ゾーンで温度コントロール可能な層流型反応器
−1にスチレン70重量%、エチルベンゼン30重量%
の混合液100重量部に対し、1,1−ジ−t−ブチル
パーオキシ−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン
0.030重量部を添加した重合液を0.48Kg/H
rで連続的に仕込み、層流型反応器−1の温度を145
℃/155℃/150℃に順次調節した。
重合体溶液を引き続き合計5.5リットルの静的攪拌器
を備え直列に配列された3基の層流型反応器−2に連続
的に仕込んだ。この3基の層流型反応器の温度をそれぞ
れ140℃/150℃/155℃に調整した。重合反応
器より連続して排出される重合体溶液を直列に配置した
2基の、予熱器として0.6リットルの静的混合器を内
蔵した4リットルの脱揮タンクに導いた。予熱器温度を
240℃とし、脱揮タンク内で240℃に保ちながら、
10torrの減圧下、脱揮後ペレタイズした。重合条
件を表1に示した。また、得られたポリスチレン樹脂の
ゲルパーミエイション・クロマトマトグラフィーによる
分子量測定MFR測定を行った。この結果を表2に示し
た。
リスチレン樹脂を、単軸押出機、ミキサー、ロータリー
クーラー、及びダイからなる押出発泡機を用いて、発泡
核剤を樹脂に対して1重量部、発泡剤を樹脂に対して5
重量部添加し、目開きの間隔が1.8mm、幅が40m
mのスリットを有すダイより押し出して板状発泡体を製
造した。樹脂の溶融ゾーンの温度は180〜200℃、
ロータリークーラー温度は150〜160℃、ダイ温度
を120〜130℃に調整した。発泡核剤には日本ミス
トロン製、ミストロンバーパーを用い、発泡剤にはLP
G(ノルマルブタン/イソブタン=70/30<体積分
率>)を用いた。得られた発泡体の発泡倍率、平均気泡
径、独立気泡率測定を行った。この結果を表2に示し
た。
ー製TSK−gel−GMH−XL、測定溶媒:テトラ
ヒドロフラン、試料濃度:スチレン樹脂10mgを10
mlの溶媒に溶解。 [MFR]ISO・R1133に準じたMFR(g/1
0min)
単位(cm3 /g) [平均気泡径]ASTM・D3576−77に準じた発
泡体押出断面の平均気泡径(mm) [独立気泡率]ASTM・D2856−Aに準じた独立
気泡率(%)
の混合液に対し、αメチルスチレンダイマー0.3重量
部を添加した以外は実施例1と同様に、表1に示す条件
で実施し、得られたポリスチレン樹脂、及び発泡体の評
価を行った。結果を表2に示した。 (比較例1、2)実施例1と同様に、表1に示す条件で
ポリスチレン樹脂の製造、及びその樹脂の発泡押出しを
実施し、得られたポリスチレン樹脂、及び発泡体の評価
を行った。結果を表2に示した。
ベンゼン5重量%の混合物100重量部に対し、2,2
−ビス(4,4−ジ−t−ブチルパーオキシシクロヘキ
シル)プロパン0.03重量部を添加した重合液を4.
1リットルの完全混合型反応器に0.59Kg/Hrで
連続的に仕込み、100℃に調整した。これと並列に接
続された、合計2.8リットルの攪拌器を備えた3ゾー
ンで温度コントロール可能な層流型反応器−1にスチレ
ン70重量%、エチルベンゼン30重量%の混合液10
0重量部に対し、1,1−ジ−t−ブチルパーオキシ−
3,3,5−トリメチルシクロヘキサン0.015重量
部を添加した重合液を0.40Kg/Hrで連続的に仕
込み、層流型反応器−1の温度を140℃/150℃/
145℃に順次調節した。二つの重合体溶液は混合さ
れ、混合された重合体溶液を引き続き合計5.5リット
ルの静的攪拌器を備え直列に配列された3基の層流型反
応器−2に連続的に仕込んだ。この3基の層流型反応器
の温度をそれぞれ135℃/145℃/155℃に調整
した。それ以外は実施例1と同様に表1に示す条件で実
施し、評価を行った。結果を表3に示した。 [スチレン樹脂の発泡押出し]樹脂の溶融ゾーンの温度
は185〜205℃、ロータリークーラー温度は155
〜165℃、ダイ温度を125〜135℃に調整した以
外は、実施例1と同様に発泡押出しを実施、評価し、こ
の結果を表3に示した。
す条件でポリスチレン樹脂の製造、及びその樹脂の発泡
押出しを実施し、得られたポリスチレン樹脂、及び発泡
体の評価を行い、その結果を表3に示した。
6リットルの反応器にシクロヘキサン溶液1.54Kg
を仕込み、反応器を60℃に設定した後、15%ノルマ
ルブチルリチウム/ノルマルヘキサン溶液を1.20m
l、続いて33%スチレン/シクロヘキサン混合溶液を
2.50Kg加えて、重合させた。30分後、イソプロ
ピルアルコール/シクロヘキサン溶液中に回収した。こ
れを再沈精製し、超高分子量ポリスチレン樹脂を得た。
回収したポリスチレンのMwは180万であった。 [樹脂の押出]得られたMw180万の超高分子量ポリ
スチレン樹脂10重量部と比較例1のポリスチレン樹脂
90重量部を混合し、シリンダー温度220℃に設定し
た2軸押出機にて溶融混練し、ペレットを得、実施例3
と同様に得られたポリスチレン樹脂の評価を行った。結
果を表3に示した。 [スチレン樹脂の発泡押出し]実施例1と同様にスチレ
ン樹脂の発泡押出しを行い、得られた発泡体を評価し、
その結果を表3に示した。
す条件でポリスチレン樹脂の製造、及びその樹脂の発泡
押出しを実施し、得られたポリスチレン樹脂、及び発泡
体の評価を行い、その結果を表3に示した。 (比較例4)比較例1で得られたポリスチレン樹脂を用
いて、実施例3と同様に押出発泡を行い、評価を行っ
た。結果を表3に示した。 (比較例5)実施例1と同様に、表1に示す条件で、ポ
リスチレン樹脂を製造し、実施例3と同様に押出発泡を
実施したが、ガス注入圧及び押出機のダイにかかる圧の
上昇により、同一条件では発泡体を得ることが出来なか
った。
は、従来のスチレン系樹脂押出発泡体に比較して、微細
な気泡を有し、且つ低密度、高発泡倍率、高い独立気泡
率であり、断熱効果に優れ、そのために施工時の厚みを
薄くでき、且つ、安定した条件で、優れた生産性で製造
することができた。
Claims (4)
- 【請求項1】 ゲルパーミエイション・クロマトグラフ
ィーで測定した重量平均分子量Mwと数平均分子量Mn
の比Mw/Mnが2.5〜3.5であり、Z平均分子量
Mzと重量平均分子量Mwの比Mz/Mwが1.8以上
であり、重量平均分子量Mwが17万〜35万であるポ
リスチレン系樹脂を押出発泡して得られる密度が0.0
1〜0.05g/cm3 、平均気泡径が0.01〜0.
8mm、独立気泡率が90%以上であるポリスチレン系
樹脂押出発泡体。 - 【請求項2】 Mz/Mwが2.0〜3.5である請求
項1記載のポリスチレン系樹脂押出発泡体。 - 【請求項3】 Mz/Mwが2.2〜3.5である請求
項1記載のポリスチレン系樹脂押出発泡体。 - 【請求項4】 Mwが17万〜28万である請求項1、
2又は3記載のポリスチレン系樹脂押出発泡体。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26109297A JP3907285B2 (ja) | 1997-09-10 | 1997-09-10 | ポリスチレン系樹脂押出発泡体 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26109297A JP3907285B2 (ja) | 1997-09-10 | 1997-09-10 | ポリスチレン系樹脂押出発泡体 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1180410A true JPH1180410A (ja) | 1999-03-26 |
JP3907285B2 JP3907285B2 (ja) | 2007-04-18 |
Family
ID=17356982
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP26109297A Expired - Lifetime JP3907285B2 (ja) | 1997-09-10 | 1997-09-10 | ポリスチレン系樹脂押出発泡体 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3907285B2 (ja) |
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