JPWO2015137363A1 - スチレン系樹脂発泡成形体及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
発泡機の缶内に発泡性スチレン系樹脂粒子を撹拌下に連続的に投入しつつ、予備発泡機下部から缶内への水蒸気の供給により該樹脂粒子を所定の発泡倍率を有する予備発泡粒子とし、得られた予備発泡粒子を予備発泡機の上部から取り出す。バッチ法では、予備発泡機の缶内に発泡性スチレン系樹脂粒子を投入し、缶内を撹拌しながら予備発泡機下部から缶内への水蒸気供給により該樹脂粒子を所定の発泡倍率を有する予備発泡粒子とした後、水蒸気供給を停止し、空気を吹き込んで冷却及び乾燥し、得られた予備発泡粒子を予備発泡機から取り出す。バッチ法には、大気圧下で予備発泡を実施する常圧発泡法と、予備発泡機の缶内を加圧状態にして予備発泡を実施する加圧発泡法とがある。以下において特に断らない限り、圧力はゲージ圧を意味する。
(2)グラファイトの、90%粒径を10%粒径で除した値が2.5以上である上記(1)の発泡性スチレン系樹脂粒子。
(3)臭素系難燃剤を含有し、スチレン系樹脂発泡成形体とした場合の臭素含有量が0.8〜2.5重量%である上記(1)又は(2)の発泡性スチレン系樹脂粒子。
(4)発泡剤が炭素数4〜5の炭化水素からなり、発泡剤の含有量がスチレン系樹脂100重量部に対して4〜10重量部である上記(1)〜(3)のいずれかの発泡性スチレン系樹脂粒子。
(5)上記(1)〜(4)のいずれかの発泡性スチレン系樹脂粒子を予備発泡させた予備発泡粒子。
(6)上記(5)の予備発泡粒子を成形したスチレン系樹脂発泡成形体。
(7)上記(1)〜(4)のいずれかの発泡性スチレン系樹脂粒子の製造方法。
(8)上記(7)の発泡性スチレン系樹脂粒子の製造方法であって、スチレン系樹脂とグラファイトを押出機で溶融混練し、コールドカット法またはホットカット法を用いてスチレン系樹脂ペレットを得た後、スチレン系樹脂ペレットを水中に懸濁させると共に、発泡剤を含有させることを特徴とする発泡性スチレン系樹脂粒子の製造方法。
(9)上記(7)の発泡性スチレン系樹脂粒子の製造方法であって、スチレン系樹脂とグラファイトと発泡剤とを押出機で溶融混練し、押出機先端に取り付けられた小孔を有するダイスを通じて加圧循環水で満たされたカッターチャンバー内に押出し、押出直後から回転カッターにより切断すると共に、加圧循環水により冷却固化することを特徴とする発泡性スチレン系樹脂粒子の製造方法。
(10)上記(7)の発泡性スチレン系樹脂粒子の製造方法であって、スチレンをグラファイト存在下に懸濁水溶液中で重合させ、重合前及び/又は重合中及び/又は重合後に、発泡剤を含浸させることを特徴とする発泡性スチレン系樹脂粒子の製造方法。
式1:A≦0.0251+0.0000776×B
(12)発泡性スチレン系樹脂粒子を予備発泡して予備発泡粒子とし、予備発泡粒子を型内成形して製造されたスチレン系樹脂発泡成形体であって、スチレン系樹脂発泡成形体はグラファイトを3〜8重量%含有し、スチレン系樹脂発泡成形体を50℃で30日間乾燥した後に平均温度23℃、温度差20℃で測定した熱伝導率C(W/m・K)と発泡倍率D(cm3/g)の間に式2の関係を有することを特徴とするスチレン系樹脂発泡成形体。
式2:C≦0.0276+0.0000776×D
(13)発泡倍率が40(cm3/g)以上である上記(11)又は(12)のスチレン系樹脂発泡成形体。
(14)発泡性スチレン系樹脂粒子が平均粒径3〜7μmのグラファイトを含有する上記(11)〜(13)のいずれかのスチレン系樹脂発泡成形体。
(15)発泡性スチレン系樹脂粒子が比表面積1.55m2/cm3以上のグラファイトを含有する上記(11)〜(14)のいずれかのスチレン系樹脂発泡成形体。
(16)発泡性スチレン系樹脂粒子が、90%粒径を10%粒径で除した値が2.5以上のグラファイトを含有する上記(11)〜(15)のいずれかのスチレン系樹脂発泡成形体。
(17)臭素系難燃剤を含有し、臭素含有量が0.8〜2.5重量%である上記(11)〜(16)のいずれかのスチレン系樹脂発泡成形体。
式1:A≦0.0251+0.0000776×B
(19)予備発泡機の缶内に入れた発泡性スチレン系樹脂粒子に水蒸気を投入して予備発泡粒子を得る予備発泡工程と、予備発泡粒子を型内成形する成形工程とを含む、スチレン系樹脂発泡成形体の製造方法であって、スチレン系樹脂発泡成形体中のグラファイト含有量を3〜8重量%とし、かつ、予備発泡工程における水蒸気投入時間を50〜500秒とすることにより、50℃で30日間乾燥した後に平均温度23℃、温度差20℃で測定した熱伝導率C(W/m・K)と発泡倍率D(cm3/g)の間に式2の関係を有するスチレン系樹脂発泡成形体を得ることを特徴とするスチレン系樹脂発泡成形体の製造方法。
式2:C≦0.0276+0.0000776×D
(20)予備発泡工程において、発泡性スチレン系樹脂粒子の予備発泡を一段階で行なう上記(18)又は(19)のスチレン系樹脂発泡成形体の製造方法。
(21)スチレン系樹脂発泡成形体の発泡倍率を65〜80cm3/gとする上記(18)〜(20)のいずれかのスチレン系樹脂発泡成形体の製造方法。
(22)水蒸気投入時間が80〜300秒である上記(18)〜(21)のいずれかのスチレン系樹脂発泡成形体の製造方法。
(23)水蒸気投入時の予備発泡機の缶内圧力がゲージ圧力で0.001〜0.15MPaである上記(18)〜(22)のいずれかのスチレン系樹脂発泡成形体の製造方法。
(24)水蒸気の温度が100℃を超え、130℃以下である上記(18)〜(23)のいずれかのスチレン系樹脂発泡成形体の製造方法。
(25)予備発泡工程において、予備発泡機の缶内に入れた発泡性スチレン系樹脂粒子に水蒸気と共に空気を投入する上記(18)〜(24)のいずれかのスチレン系樹脂発泡成形体の製造方法。
(26)スチレン系樹脂発泡成形体の平均セル径を70〜250μmとする上記(18)〜(25)のいずれかのスチレン系樹脂発泡成形体の製造方法。
(27)スチレン系樹脂発泡成形体の独立気泡率を97〜100%とする上記(18)〜(26)のいずれかのスチレン系樹脂発泡成形体の製造方法。
(28)予備発泡粒子の独立気泡率を97〜100%とする上記(18)〜(27)のいずれかのスチレン系樹脂発泡成形体の製造方法。
(29)発泡性スチレン系樹脂粒子が平均粒径3〜7μmのグラファイトを含有する上記(18)〜(28)のいずれかのスチレン系樹脂発泡成形体の製造方法。
(30)発泡性スチレン系樹脂粒子が比表面積1.55m2/cm3以上のグラファイトを含有する上記(18)〜(29)のいずれかのスチレン系樹脂発泡成形体の製造方法。
(31)発泡性スチレン系樹脂粒子が、90%粒径を10%粒径で除した値が2.5以上のグラファイトを含有する上記(18)〜(30)のいずれかのスチレン系樹脂発泡成形体の製造方法。
本発明の発泡性スチレン系樹脂粒子は、スチレン系樹脂粒子中に発泡剤及びグラファイトを含有させたものであり、グラファイトの含有量が発泡性スチレン系樹脂粒子全量の3〜8重量%であることを特徴とする。該グラファイトは平均粒径が3〜7μmであることが好ましく、平均粒径が3〜7μmかつ比表面積が1.55m2/cm3以上であることがより好ましく、平均粒径が3〜7μm、比表面積が1.55m2/cm3以上かつ90%粒径を10%粒径で除した(90%粒径/10%粒径)値が2.5以上であることがさらに好ましい。
本発明で用いられるスチレン系樹脂は、スチレン単独重合体(ポリスチレンホモポリマー)のみならず、本発明の効果を損なわない範囲で、スチレンと共重合可能な他の単量体またはその誘導体が共重合されていても良い。ただし、後述する臭素化スチレン・ブタジエン共重合体は除く。
本発明においては、輻射伝熱抑制剤としてグラファイトを発泡性スチレン系樹脂粒子に添加することにより、高い断熱性を有するスチレン系樹脂発泡成形体が得られる。前記輻射伝熱抑制剤とは、近赤外または赤外領域(例えば、800〜3000nm程度の波長域)の光を反射、散乱又は吸収する特性を有する物質をいう。
本発明で用いられる発泡剤は、特に限定されないが、炭素数4〜5の炭化水素が好ましい。炭素数4〜5の炭化水素としては、例えばノルマルブタン、イソブタン、ノルマルペンタン、イソペンタン、ネオペンタン、シクロペンタン等の炭化水素が挙げられる。これらは1種を単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
本発明で用いられる難燃剤としては特に限定されず、従来からスチレン系樹脂発泡成形体に用いられる難燃剤をいずれも使用できるが、その中でも、難燃性付与効果が高く、グラファイトとの相乗作用が得られ、発泡倍率の制御が容易になるといった観点から、臭素系難燃剤が好ましい。本発明で用いられる臭素系難燃剤としては、例えば、2,2−ビス[4−(2,3−ジブロモ−2−メチルプロポキシ)−3,5−ジブロモフェニル]プロパン(別名:テトラブロモビスフェノールA−ビス(2,3−ジブロモ−2−メチルプロピルエーテル))、2,2−ビス[4−(2,3−ジブロモプロポキシ)−3,5−ジブロモフェニル]プロパン(別名:テトラブロモビスフェノールA−ビス(2,3−ジブロモプロピルエーテル))などの臭素化ビスフェノール系化合物;臭素化スチレン・ブタジエンブロック共重合体、臭素化ランダムスチレン・ブタジエン共重合体、臭素化スチレン・ブタジエングラフト共重合体などの臭素化ブタジエン・ビニル芳香族炭化水素共重合体(例えば、特表2009−516019号公報に開示されている)などが挙げられる。これら臭素系難燃剤は1種を単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
本発明の発泡性スチレン系樹脂粒子においては、さらに、熱安定剤を併用することによって、臭素系難燃剤含有混合物の熱重量分析における1%重量減少温度を制御することができる。
本発明の発泡性スチレン系樹脂粒子においては、ラジカル発生剤をさらに含有することにより、臭素系難燃剤と併用することで、臭素系難燃剤の熱重量分析における1%重量減少温度を制御することができる。
本発明の発泡性スチレン系樹脂粒子は、本発明の効果を損なわない範囲で、必要に応じて、加工助剤、耐光性安定剤、帯電防止剤、顔料などの着色剤、造核剤、発泡助剤よりなる群から選ばれる1種以上のその他添加剤を含有していてもよい。加工助剤としては、ステアリン酸ナトリウム、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸バリウム、流動パラフィンなどが挙げられる。耐光性安定剤としては、前述したヒンダードアミン類、リン系安定剤、エポキシ化合物の他、フェノール系抗酸化剤、窒素系安定剤、イオウ系安定剤、ベンゾトリアゾール類などが挙げられる。造核剤としては、シリカ、ケイ酸カルシウム、ワラストナイト、カオリン、クレイ、マイカ、酸化亜鉛、炭酸カルシウム、炭酸水素ナトリウム、タルクなどの無機化合物、メタクリル酸メチル系共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂などの高分子化合物、ポリエチレンワックスなどのオレフィン系ワックス、メチレンビスステアリルアマイド、エチレンビスステアリルアマイド、ヘキサメチレンビスパルミチン酸アマイド、エチレンビスオレイン酸アマイドなどの脂肪酸ビスアマイドなどが挙げられる。発泡助剤としては、大気圧下での沸点が200℃以下である溶剤を好ましく使用でき、例えば、スチレン、トルエン、エチルベンゼン、キシレン等の芳香族炭化水素、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等の脂環式炭化水素、酢酸エチル、酢酸ブチルなどの酢酸エステルなどが挙げられる。なお、帯電防止剤及び着色剤としては、各種樹脂組成物に用いられるものを特に限定なく使用できる。これらの他の添加剤は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて使用できる。
本発明の発泡性スチレン系樹脂粒子を製造する方法としては、押出機を用いてスチレン系樹脂と各種成分とを溶融混練した後、粒子状に切断する溶融混練法、グラファイトの存在下でスチレン系単量体を懸濁重合する重合法などが挙げられ、これらの中でも溶融混練法が好ましい。溶融混練法には、以下の2つの方法が挙げられる。
以上のようにして得られた本発明の発泡性スチレン系樹脂粒子は、従来公知の予備発泡工程、例えば、加熱水蒸気によって10〜110倍に発泡させて予備発泡粒子とし、必要に応じて一定時間養生させた後、成形に使用される。なお、本発明の発泡性スチレン系樹脂粒子を用いてスチレン系樹脂発泡成形体を得るための方法は特に限定されないが、好ましくは、後述する、所定の予備発泡方法を含む本発明のスチレン系樹脂発泡成形体の製造方法に準じて実施される。
得られた予備発泡粒子は、従来公知の成形機を用い、加熱水蒸気によって成形(例えば型内成形)され、本発明のスチレン系樹脂発泡成形体が得られる。使用される金型の形状により、複雑な形の型物成形体やブロック状の成形体を得ることができる。
本発明のスチレン系樹脂発泡成形体は、例えば、下記第1〜第4実施形態を含む。
式1:A≦0.0251+0.0000776×B
式3:A≦0.0248+0.0000776×B
式4:A≦0.0245+0.0000776×B
式2:C≦0.0276+0.0000776×D
式5:C≦0.0270+0.0000776×D
式6:C≦0.0267+0.0000776×D
一般的に熱伝導率の測定平均温度が大きい方が熱伝導率の値は大きくなることが知られており、断熱性を比較するためには測定平均温度を定める必要がある。本明細書では発泡プラスチック保温材の規格であるJIS A9511:2006Rで定められた23℃を基準に採用している。
住宅などの断熱材は10年以上使用されるため、長期間経過後の断熱性維持が重要な課題となっている。本発明で得られるスチレン系樹脂発泡成形体は従来のスチレン系樹脂発泡成形体と比較して長期間経過後の熱伝導率を低くすることができるため、床、壁、屋根などに用いられる建築用断熱材として好適に使用することができる。
本発明で得られるスチレン系樹脂発泡成形体は従来のスチレン系樹脂発泡成形体と比較して長期間経過後の熱伝導率を低くすることができるため、魚等の水産物を輸送する箱や野菜等の農産物を輸送する箱に好適に使用することができる。高い断熱性を持つ農水産箱であれば鮮魚を輸送する時の氷量を低減でき、夏場においても野菜等の鮮度を良好に保つことができる。
近年、お風呂の湯温低下を防ぐために浴室の壁、天井、床さらに浴槽に断熱材が使用されることがある。本発明で得られるスチレン系樹脂発泡成形体は従来のスチレン系樹脂発泡成形体と比較して長期間経過後の熱伝導率を低くすることができるため、浴室用断熱材に好適に使用できる。
エコキュート(商標名)等の貯湯タンクには湯温低下を防ぐために断熱材が使用されている。本発明で得られるスチレン系樹脂発泡成形体は従来のスチレン系樹脂発泡成形体と比較して長期間経過後の熱伝導率を低くすることができるため、貯湯タンク用断熱材に好適に使用できる。
本発明の第1及び第2のスチレン系樹脂発泡成形体の製造方法は、所定の予備発泡工程を含むことを特徴とする。
すなわち、第1のスチレン系樹脂発泡成形体の製造方法(以下単に「第1の製造方法」とする)は、予備発泡機の缶内に入れた発泡性スチレン系樹脂粒子に水蒸気を投入して予備発泡粒子を得る予備発泡工程と、予備発泡粒子を型内成形する成形工程とを含み、スチレン系樹脂発泡成形体中のグラファイト含有量を3〜8重量%に調整し、かつ、予備発泡工程における水蒸気投入時間を50〜500秒とすることにより、熱伝導率A(W/m・K)と発泡倍率B(cm3/g)の間に上記式1の関係を有するスチレン系樹脂発泡成形体を得ることを特徴とする。
予備発泡工程は、予備発泡機を用い、最終的に得られるスチレン系樹脂発泡成形体中のグラファイト含有量が3〜8重量%になるように調整し、かつ、予備発泡工程における水蒸気投入時間を50〜500秒とする以外は、従来の発泡性スチレン系樹脂粒子の予備発泡と同様にして実施できる。
連続法は、缶内への発泡性スチレン系樹脂粒子の供給、及び缶上部に設けられた排出口からの予備発泡粒子の排出を連続的に行なう方法である。予備発泡粒子の発泡倍率は、例えば、発泡性スチレン系樹脂粒子の缶内への時間当たりの投入量(重量)を適宜選択することにより調整できる。連続法の場合は缶内へ発泡性スチレン系樹脂粒子が供給されてから予備発泡粒子が排出されるまでの予備発泡機缶内での滞留時間を水蒸気投入時間とする。
スチレン系樹脂発泡成形体から、長さ300mm×幅300mmのサンプルを切り出した。厚み方向はスチレン系樹脂発泡成形体の厚さ25mmをそのまま使用した。従ってサンプルの長さ300mm×幅300mmの2面はスチレン系樹脂発泡成形体の成形された時の表面のままである。このような、成形された時の表面を一般的に表面スキンと呼ぶ。サンプルを50℃温度下にて48時間静置し、さらに、23℃温度下にて24時間静置した後、熱伝導率測定装置(英弘精機(株)製、HC−074)を用いて、JIS A1412−2:1999に準拠して熱流計法にて平均温度23℃、温度差20℃で熱伝導率Aを測定した。
スチレン系樹脂発泡成形体から、(1)と同様に長さ300mm×幅300mm×厚さ25mmのサンプルを切り出した。サンプルを50℃温度下にて30日間静置し、さらに、23℃温度下にて24時間静置した後、熱伝導率測定装置(英弘精機(株)製、HC−074)を用いて、JIS A1412−2:1999に準拠して熱流計法にて平均温度23℃、温度差20℃で熱伝導率Cを測定した。
発泡性スチレン系樹脂粒子約10mgを採取し、又はスチレン系樹脂発泡成形体から約10mgの試験片を切り出し、サンプルとした。このサンプルを、熱分析システム:EXSTAR6000を備えた熱重量測定装置(エスアイアイ・ナノテクノロジー(株)製、TG/DTA 220U)を用いて、下記I〜IIIを連続で実施し、IIIにおける重量減少量をグラファイト重量とし、試験片重量に対するパーセントで表す。
II.200mL/分の窒素気流下で600℃から400℃まで10℃/分で降温した後400℃で5分保持
III.200mL/分の空気気流下で400℃から800℃まで20℃/分で昇温した後800℃で15分保持
レーザー回折・散乱式粒度分析計(日機装(株)製、Microtrac MT3300 II)を用いて測定した。グラファイトを水中に分散させ、レーザー回折散乱法により粒度分布、比表面積を測定した。全粒子の体積に対する粒径が小さい方からの累積体積が50%になる時の粒径を平均粒径とした。また、全粒子の体積に対する粒径が小さい方からの累積体積が10%になる時の粒径を10%粒径、粒径が小さい方からの累積体積が90%になる時の粒径を90%粒径とし、90%粒径を10%粒径で除した値を算出して(90%粒径/10%粒径)値とした。
測定条件:溶媒=水、溶媒屈折率=1.333、粒子透過性=吸収
臭素の含有量は、下記酸素フラスコ燃焼法の後、下記イオンクロマト法(以下、「IC法」と略す。)により、臭素の定量分析を行い、求めた。
導火部を有する濾紙の中央に、試料(スチレン系樹脂発泡成形体5mg)を置き、導火部を固定したまま濾紙を縦方向に三つ折りする。その後、濾紙を横方向に三つ折りにし、試料を包含した濾紙を、500mlの燃焼フラスコの共栓部(ガラス栓)に取り付けた白金バスケットに入れる。他方、燃焼フラスコの三角フラスコには、25mlの吸収液(飽水ヒドラジン1滴を滴下した超純水)を入れ、さらに酸素を満たしておく。
酸素フラスコ燃焼法により得られた吸収液を、イオンクロマト法により、以下の条件にて、臭素イオン量を測定した。
カラム:IonPac AG18,AS18(4mmφ×250mm)
溶離液:KOHグラジエント(溶離液ジェネレータ使用)
容離液流量:1.0ml/分
試料注入量:50μl
検出器:電気伝導度検出器
試料中の臭素濃度は、下式を用いて算出した。
スチレン系樹脂発泡成形体から、(1)と同様に長さ300mm×幅300mm×厚さ25mmのサンプルを切り出した。サンプルの重量(g)を測定すると共に、ノギスを用いて、縦寸法、横寸法、厚さ寸法を測定した。測定された各寸法からサンプルの体積(cm3)を計算し、下記計算式に従って発泡倍率を算出した。
スチレン系樹脂発泡成形体の発泡倍率(倍)は慣習的にcm3/gで求められている。
(自己消火性)
得られた発泡成形体に対して、60℃温度下にて48時間静置し、さらに23℃温度下にて24時間静置した後、JIS A9511:2006R(発泡プラスチック保温材)測定方法Aに準じた評価を行った。
○:消火時間が3秒以内。
×:消火時間が3秒を超える、又は、消火しなかった。
得られた発泡成形体に対して、60℃温度下にて48時間静置し、さらに23℃温度下にて24時間静置した後、JIS K7201に準じて、最低酸素指数を測定した。
スチレン系樹脂発泡成形体をカミソリで切削し、光学顕微鏡で断面を観察した。断面の1000μm×1000μm四方(100倍の画像では100mm×100mm四方)の範囲内に存在するセル数を計測し、下記式(面積平均径)で測定した値を平均セル径とした。各サンプル5個の平均セル径を測定し、その平均を水準の平均セル径とした。
平均セル径(μm)=2×(1000μm×1000μm/セル数)1/2
空気比較式比重計(BECKMAN社製、930型)を用いて、得られた予備発泡粒子及びスチレン系樹脂発泡成形体の独立気泡体積を求め、かかる独立気泡体積を別途エタノール浸漬法で求めた見かけ体積で除することにより、独立気泡率を算出した。
スチレン系樹脂発泡成形体の表面美麗性は、成形後のスチレン系樹脂発泡成形体を約35℃の乾燥室で一昼夜保管したものを、パネラー10名により目視観察し、下記5段階に評価した。各パネラーの値を算術平均し、小数点第2位を四捨五入して評価値を求めた。
5;粒子間隙がほとんど無く綺麗である。
4;粒子間隙は若干見られる。
3;粒子間隙はあるが実用上問題ない最低レベルである。
2;粒子間隙が多数あり問題がある。
1;使用できないレベルである、
予備発泡粒子を目開き1cmの篩に通し、篩上に残った数個の予備発泡粒子が結合したもの(ブロッキング)の重量を測定し、予備発泡に使用した発泡性スチレン系樹脂粒子の重量に対する割合を、以下の式により算出し、予備発泡時のブロッキング量(%)とした。
ブロッキング量(%)=(X/Y)×100。
〔式中、Xはブロッキングの重量を、Yは発泡性スチレン系樹脂粒子の重量を示す。〕
(A)ポリスチレンホモポリマー[PSジャパン(株)製、680]
(発泡剤)
(B1)ノルマルペンタン[和光純薬工業(株)製、試薬品]
(B2)イソペンタン[和光純薬工業(株)製、試薬品]
(C1)グラファイト[(株)丸豊鋳材製作所製、鱗片状黒鉛SGP−40B]
(C2)グラファイト[伊藤黒鉛工業(株)製、鱗片状黒鉛W−5]
(C3)グラファイト[日本黒鉛工業(株)製、鱗片状黒鉛J−CPB]
(C4)グラファイト[伊藤黒鉛工業(株)製、鱗片状黒鉛X−10]
(C5)グラファイト[(株)中越黒鉛工業所製、鱗状黒鉛BF−3AK]
(C6)グラファイト[(株)中越黒鉛工業所製、鱗状黒鉛BF−10AK]
(C7)グラファイト[日本黒鉛工業(株)製、鱗片状黒鉛UCP]
(D)2,2−ビス[4−(2,3−ジブロモ−2−メチルプロポキシ)−3,5−ジブロモフェニル]プロパン[第一工業製薬(株)製、SR−130:1%重量減少温度=231℃、臭素含有量=66%]
(熱安定剤)
(E1)テトラキス(2,2,6,6−テトラメチルピペリジルオキシカルボニル)ブタン
(E2)ビス(2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト[Chemtura社製、Ultranox626]
(臭素系難燃剤と熱安定剤との混合物)
(F)臭素系難燃剤(D)95部に対して、熱安定剤として(E1)3部および(E2)2部を混合した。
(G)タルク[林化成(株)製、タルカンパウダーPK−S]
(H1)バンバリーミキサーに、ポリスチレンホモポリマー(A)100部、グラファイト(C1)67部を投入して設定温度220℃にて10分間溶融混練した後、ルーダーに供給して先端に取り付けられた小穴を有するダイスを通して吐出300kg/hrで押出されたストランド状の樹脂を20℃の水槽で冷却固化させた後、切断してマスターバッチを得た。マスターバッチ中のグラファイト含有量は40%であった。
(I)二軸押出機に、ポリスチレンホモポリマー(A)100部を供給して溶融混練した後、押出機途中より臭素系難燃剤と熱安定剤との混合物(F)を73部供給して、さらに溶融混練した。押出機先端に取り付けられた小穴を有するダイスを通して、吐出300kg/hrで押出されたストランド状の樹脂を20℃の水槽で冷却固化させた後、切断して臭素系難燃剤と熱安定剤との混合物のマスターバッチを得た。このとき押出機の設定温度は170℃で実施した。マスターバッチ中の臭素系難燃剤含有量は40%であった。
[スチレン系樹脂粒子の作製]
スチレン系樹脂(A)85.1部に対して、臭素系難燃剤と熱安定剤との混合物のマスターバッチ(I)5.95部、グラファイトマスターバッチ(H1)8.75部、タルク(G)0.2部をブレンダーに投入して、10分間ブレンドして、樹脂組成物を得た。
容積6Lの撹拌装置付きオートクレーブ内に、得られたスチレン系樹脂粒子100部に対して、脱イオン水200部、リン酸三カルシウム1部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.03部、塩化ナトリウム4部を投入し、オートクレーブを密閉した。その後、1時間で105℃まで加温した後、発泡剤として混合ペンタン[ノルマルペンタン(B1)80%とイソペンタン(B2)20%の混合物]8部を25分間かけてオートクレーブ内に添加した後、115℃まで10分かけて昇温し、そのまま4時間保持した。
発泡性スチレン系樹脂粒子を作製し、15℃で保管してから2週間後に発泡性スチレン系樹脂粒子を予備発泡機[大開工業株式会社製、BHP−300]に投入し、0.08MPaの水蒸気を予備発泡機に導入して発泡させ、嵩倍率において発泡倍率40倍の予備発泡粒子を得た。
得られた嵩倍率40倍の予備発泡粒子を、発泡スチロール用成形機[ダイセン工業(株)製、KR−57]に取り付けた型内成形用金型(長さ450mm×幅310mm×厚み25mm)内に充填して、0.06MPaの水蒸気を導入して型内発泡させた後、金型に水を3秒間噴霧して冷却した。スチレン系樹脂発泡成形体が金型を押す圧力が0.015MPa(ゲージ圧力)なるまでスチレン系樹脂発泡成形体を金型内に保持した後に、スチレン系樹脂発泡成形体取り出して、外観美麗な直方体状のスチレン系樹脂発泡成形体を得た。発泡倍率は40倍であった。
[スチレン系樹脂粒子の作製]において、スチレン系樹脂(A)83.85部、グラファイトマスターバッチ(H1)10部に変更した以外は実施例1と同様の操作によりスチレン系樹脂発泡成形体を得た。
[スチレン系樹脂粒子の作製]において、スチレン系樹脂(A)81.35部、グラファイトマスターバッチ(H1)12.5部に変更した以外は実施例1と同様の操作によりスチレン系樹脂発泡成形体を得た。
[スチレン系樹脂粒子の作製]において、スチレン系樹脂(A)76.35部、グラファイトマスターバッチ(H1)17.5部に変更した以外は実施例1と同様の操作によりスチレン系樹脂発泡成形体を得た。
[スチレン系樹脂粒子の作製]において、スチレン系樹脂(A)89.8部、グラファイトマスターバッチ(H1)10部に変更し、臭素系難燃剤と熱安定剤との混合物のマスターバッチ(I)を使用しない以外は実施例1と同様の操作によりスチレン系樹脂発泡成形体を得た。
[発泡性スチレン系樹脂粒子の作製]において混合ペンタンを10部に変更した以外は実施例1と同様の操作によりスチレン系樹脂発泡成形体を得た。
[発泡性スチレン系樹脂粒子の作製]において混合ペンタンを10部に変更した以外は実施例2と同様の操作によりスチレン系樹脂発泡成形体を得た。
[発泡性スチレン系樹脂粒子の作製]において混合ペンタンを10部に変更した以外は実施例3と同様の操作によりスチレン系樹脂発泡成形体を得た。
[発泡性スチレン系樹脂粒子の作製]において混合ペンタンを10部に変更した以外は実施例4と同様の操作によりスチレン系樹脂発泡成形体を得た。
[発泡性スチレン系樹脂粒子の作製]において混合ペンタンを10部に変更した以外は実施例5と同様の操作によりスチレン系樹脂発泡成形体を得た。
[スチレン系樹脂粒子の作製]において、グラファイトマスターバッチ(H1)をグラファイトマスターバッチ(H2)に変更した以外は実施例2と同様の操作によりスチレン系樹脂発泡成形体を得た。
[スチレン系樹脂粒子の作製]において、グラファイトマスターバッチ(H1)をグラファイトマスターバッチ(H2)に変更した以外は実施例4と同様の操作によりスチレン系樹脂発泡成形体を得た。
[スチレン系樹脂粒子の作製]において、グラファイトマスターバッチ(H1)をグラファイトマスターバッチ(H3)に変更した以外は実施例2と同様の操作によりスチレン系樹脂発泡成形体を得た。
[スチレン系樹脂粒子の作製]において、グラファイトマスターバッチ(H1)をグラファイトマスターバッチ(H3)に変更した以外は実施例4と同様の操作によりスチレン系樹脂発泡成形体を得た。
[スチレン系樹脂粒子の作製]において、グラファイトマスターバッチ(H1)をグラファイトマスターバッチ(H4)に変更した以外は実施例2と同様の操作によりスチレン系樹脂発泡成形体を得た。
[スチレン系樹脂粒子の作製]において、グラファイトマスターバッチ(H1)をグラファイトマスターバッチ(H4)に変更した以外は実施例4と同様の操作によりスチレン系樹脂発泡成形体を得た。
[発泡性スチレン系樹脂粒子の作製]
スチレン系樹脂(A)93.3部に対して、臭素系難燃剤と熱安定剤の混合物(F)を2.5部、グラファイト(C1)4部、タルク(G)0.2部をブレンダーに投入して、10分間ブレンドして、樹脂組成物を得た。得られた樹脂組成物を口径65mmの単軸押出機(第一押出機)と口径90mmの単軸押出機(第二押出機)を直列に連結したタンデム型二段押出機へ供給し、口径65mm押出機の設定温度220℃にて溶融混練した。口径65mm押出機(第一押出機)の途中から、上記樹脂組成物100部に対して、混合ペンタン[ノルマルペンタン(B1)80%とイソペンタン(B2)20%の混合物]8部の割合で圧入した。その後、230℃に設定された継続管を通じて、口径90mm押出機(第二押出機)に供給した。
得られた発泡性スチレン系樹脂粒子100部に対して、ステアリン酸亜鉛0.08部をドライブレンドした後、15℃で保管した。
実施例1同様の操作で予備発泡粒子を得た。
[スチレン系樹脂発泡成形体の作製]
実施例1同様の操作でスチレン系樹脂発泡成形体を得た。
[発泡性スチレン系樹脂粒子の作製]において、スチレン系樹脂(A)90.3部、グラファイト(C1)7部に変更した以外は実施例17と同様の操作によりスチレン系樹脂発泡成形体を得た。
実施例1〜18で得られたスチレン系樹脂発泡成形体の評価結果を表1に示す。
[スチレン系樹脂粒子の作製]において、スチレン系樹脂(A)を93.85部に変更し、グラファイトマスターバッチ(H1)を使用しないこと以外は実施例1と同様の操作によりスチレン系樹脂発泡成形体を得た。
[スチレン系樹脂粒子の作製]において、スチレン系樹脂(A)を99.8部に変更し、グラファイトマスターバッチ(H1)及び臭素系難燃剤と熱安定剤との混合物のマスターバッチ(I)を使用しないこと以外は実施例1と同様の操作によりスチレン系樹脂発泡成形体を得た。
[スチレン系樹脂粒子の作製]において、スチレン系樹脂(A)を87.6部、グラファイトマスターバッチ(H1)を6.25部に変更した以外は実施例1と同様の操作によりスチレン系樹脂発泡成形体を得た。
[スチレン系樹脂粒子の作製]において、スチレン系樹脂(A)を68.85部、グラファイトマスターバッチ(H1)を25部に変更した以外は実施例1と同様の操作を実施したが、発泡成形体表面の発泡スチレン系樹脂粒子同士の間隙が埋まらないため表面が平滑にならず、さらに成形直後から発泡成形体が大きく収縮したため、評価を実施できるサンプルは得られなかった。
比較例1〜4で得られたスチレン系樹脂発泡成形体の評価結果を表2に示す。
下記No.1〜9のスチレン系樹脂粒子及びスチレン系樹脂発泡成形体を製造した。
<No.1>
[スチレン系樹脂粒子の作製]において、スチレン系樹脂(A)85.91部、グラファイトマスターバッチ(H1)7.94部に変更した以外は実施例1と同様の操作により発泡性樹脂粒子を得、さらにスチレン系樹脂発泡成形体を得た。スチレン系樹脂発泡成形体のグラファイト含有量は3.1%であった。
[スチレン系樹脂粒子の作製]において、スチレン系樹脂(A)79.76部、グラファイトマスターバッチ(H1)14.09部に変更した以外は実施例1と同様の操作により発泡性樹脂粒子を得、さらにスチレン系樹脂発泡成形体を得た。スチレン系樹脂発泡成形体のグラファイト含有量は5.5%であった。
[スチレン系樹脂粒子の作製]において、スチレン系樹脂(A)77.19部、グラファイトマスターバッチ(H1)16.66部に変更した以外は実施例1と同様の操作により発泡性樹脂粒子を得、さらにスチレン系樹脂発泡成形体を得た。スチレン系樹脂発泡成形体のグラファイト含有量は6.5%であった。
[スチレン系樹脂粒子の作製]において、スチレン系樹脂(A)74.63部、グラファイトマスターバッチ(H1)19.22部に変更した以外は実施例1と同様の操作により発泡性樹脂粒子を得、さらにスチレン系樹脂発泡成形体を得た。スチレン系樹脂発泡成形体のグラファイト含有量は7.5%であった。
[スチレン系樹脂粒子の作製]において、スチレン系樹脂(A)73.35部、グラファイトマスターバッチ(H1)20.50部に変更した以外は実施例1と同様の操作により発泡性樹脂粒子を得、さらにスチレン系樹脂発泡成形体を得た。スチレン系樹脂発泡成形体のグラファイト含有量は8.0%であった。
[スチレン系樹脂粒子の作製]において、グラファイトマスターバッチ(H1)を、鱗片状黒鉛BF−3AKを用いたグラファイトマスターバッチ(H5)に変更した以外は実施例2と同様の操作により発泡性樹脂粒子を得、さらにスチレン系樹脂発泡成形体を得た。
[スチレン系樹脂粒子の作製]において、グラファイトマスターバッチ(H1)を、鱗片状黒鉛BF−3AKを用いたグラファイトマスターバッチ(H5)に変更した以外は実施例4と同様の操作により発泡性樹脂粒子を得、さらにスチレン系樹脂発泡成形体を得た。
[スチレン系樹脂粒子の作製]において、グラファイトマスターバッチ(H1)を、鱗片状黒鉛BF−10AKを用いたグラファイトマスターバッチ(H6)に変更した以外は実施例2と同様の操作により発泡性樹脂粒子を得、さらにスチレン系樹脂発泡成形体を得た。
[スチレン系樹脂粒子の作製]において、グラファイトマスターバッチ(H1)を、鱗片状黒鉛BF−10AKを用いたグラファイトマスターバッチ(H6)に変更した以外は実施例4と同様の操作により発泡性樹脂粒子を得、さらにスチレン系樹脂発泡成形体を得た。
下記No.10〜14の発泡性樹脂粒子及びスチレン系樹脂発泡成形体を製造した。
<No.10>
[スチレン系樹脂粒子の作製]において、スチレン系樹脂(A)91.29部、グラファイトマスターバッチ(H1)2.56部に変更した以外は実施例1と同様の操作により発泡性樹脂粒子を得、さらにスチレン系樹脂発泡成形体を得た。スチレン系樹脂発泡成形体のグラファイト含有量は1.0%であった。
[スチレン系樹脂粒子の作製]において、スチレン系樹脂(A)88.73部、グラファイトマスターバッチ(H1)5.13部に変更した以外は実施例1と同様の操作により発泡性樹脂粒子を得、さらにスチレン系樹脂発泡成形体を得た。スチレン系樹脂発泡成形体のグラファイト含有量は2.0%であった。
[スチレン系樹脂粒子の作製]において、スチレン系樹脂(A)72.07部、グラファイトマスターバッチ(H1)21.78部に変更した以外は実施例1と同様の操作により、発泡性樹脂粒子を得、さらにスチレン系樹脂発泡成形体を得た。スチレン系樹脂発泡成形体のグラファイト含有量は8.5%であった。
[スチレン系樹脂粒子の作製]において、グラファイトマスターバッチ(H1)を、鱗片状黒鉛UCPを用いたグラファイトマスターバッチ(H7)に変更した以外は実施例2と同様の操作により発泡性樹脂粒子を得、さらにスチレン系樹脂発泡成形体を得た。
[スチレン系樹脂粒子の作製]において、グラファイトマスターバッチ(H1)を、鱗片状黒鉛UCPを用いたグラファイトマスターバッチ(H7)に変更した以外は実施例4と同様の操作により発泡性樹脂粒子を得、さらにスチレン系樹脂発泡成形体を得た。
[スチレン系樹脂粒子の作製]
スチレン系樹脂(A)85.1部に対して、臭素系難燃剤と熱安定剤との混合物のマスターバッチ(I)5.95部、グラファイトマスターバッチ(H1)8.75部、タルク(G)0.2部をブレンダーに投入して、10分間ブレンドして、樹脂組成物を得た。
容積6Lの撹拌装置付きオートクレーブ内に、得られたスチレン系樹脂粒子100部に対して、脱イオン水200部、リン酸三カルシウム1部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.03部、塩化ナトリウム4部を投入し、オートクレーブを密閉した。その後、1時間で105℃まで加温した後、発泡剤として混合ペンタン[ノルマルペンタン(B1)80%とイソペンタン(B2)20%の混合物]8部を25分間かけてオートクレーブ内に添加した後、115℃まで10分かけて昇温し、そのまま4時間保持した。
発泡性スチレン系樹脂粒子を作製し、15℃で保管してから2週間後に発泡性スチレン系樹脂粒子を予備発泡機[大開工業(株)製、BHP−300]に投入し、0.08MPaの水蒸気を予備発泡機に導入して発泡させ、嵩倍率において発泡倍率40倍の予備発泡粒子を得た。同様に嵩倍率において50倍、60倍、70倍、80倍の予備発泡粒子を得た。
得られた嵩倍率40倍の予備発泡粒子を、発泡スチロール用成形機[ダイセン工業(株)製、KR−57]に取り付けた型内成形用金型(長さ450mm×幅310mm×厚み25mm)内に充填して、0.06MPaの水蒸気を導入して型内発泡させた後、金型に水を3秒間噴霧して冷却した。スチレン系樹脂発泡成形体が金型を押す圧力が0.015MPa(ゲージ圧力)なるまでスチレン系樹脂発泡成形体を金型内に保持した後に、スチレン系樹脂発泡成形体取り出して、外観美麗な直方体状のスチレン系発泡成形体を得た。発泡倍率は40倍であった。
[スチレン系樹脂粒子の作製]において、スチレン系樹脂(A)83.85部、グラファイトマスターバッチ(H1)10部に変更した以外は実施例20と同様の操作によりスチレン系樹脂発泡成形体を得た。
[スチレン系樹脂粒子の作製]において、スチレン系樹脂(A)81.35部、グラファイトマスターバッチ(H1)12.5部に変更した以外は実施例20と同様の操作によりスチレン系樹脂発泡成形体を得た。
[スチレン系樹脂粒子の作製]において、スチレン系樹脂(A)76.35部、グラファイトマスターバッチ(H1)17.5部に変更した以外は実施例20と同様の操作によりスチレン系樹脂発泡成形体を得た。
[スチレン系樹脂粒子の作製]において、スチレン系樹脂(A)89.8部、グラファイトマスターバッチ(H1)10部に変更し、臭素系難燃剤と熱安定剤との混合物のマスターバッチ(I)を使用しない以外は実施例20と同様の操作によりスチレン系樹脂発泡成形体を得た。
[発泡性スチレン系樹脂粒子の作製]において混合ペンタンを10部に変更した以外は実施例20と同様の操作によりスチレン系樹脂発泡成形体を得た。
[発泡性スチレン系樹脂粒子の作製]において混合ペンタンを10部に変更した以外は実施例21と同様の操作によりスチレン系樹脂発泡成形体を得た。
[発泡性スチレン系樹脂粒子の作製]において混合ペンタンを10部に変更した以外実施例22と同様の操作によりスチレン系樹脂発泡成形体を得た。
[発泡性スチレン系樹脂粒子の作製]において混合ペンタンを10部に変更した以外は実施例23と同様の操作によりスチレン系樹脂発泡成形体を得た。
[発泡性スチレン系樹脂粒子の作製]において混合ペンタンを10部に変更した以外は実施例24と同様の操作によりスチレン系樹脂発泡成形体を得た。
[スチレン系樹脂粒子の作製]において、グラファイトマスターバッチ(H1)をグラファイトマスターバッチ(H2)に変更した以外は実施例21と同様の操作によりスチレン系樹脂発泡成形体を得た。
[スチレン系樹脂粒子の作製]において、グラファイトマスターバッチ(H1)をグラファイトマスターバッチ(H2)に変更した以外は実施例23と同様の操作によりスチレン系樹脂発泡成形体を得た。
[発泡性スチレン系樹脂粒子の作製]
スチレン系樹脂(A)93.3部に対して、臭素系難燃剤と熱安定剤の混合物(F)を2.5部、グラファイト(C1)4部、タルク(G)0.2部をブレンダーに投入して、10分間ブレンドして、樹脂組成物を得た。
実施例20と同様の操作で予備発泡粒子を得た。
[スチレン系樹脂発泡成形体の作製]
実施例20と同様の操作でスチレン系樹脂発泡成形体を得た。
[発泡性スチレン系樹脂粒子の作製]において、スチレン系樹脂(A)90.3部、グラファイト(C1)7部に変更した以外は実施例32と同様の操作によりスチレン系樹脂発泡成形体を得た。
[スチレン系樹脂粒子の作製]
スチレン系樹脂(A)86.85部に対して、臭素系難燃剤(D)4.75部、グラファイト(C1)8部、タルク(G)0.4部をブレンダーに投入して、10分間ブレンドして、樹脂組成物を得た。
容積6Lの撹拌装置付きオートクレーブ内に、得られたスチレン系樹脂粒子50部に対して、脱イオン水200部、リン酸三カルシウム1部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.03部、塩化ナトリウム4部を投入し、オートクレーブを密閉した。その後、オートクレーブを90℃に昇温し、攪拌下でベンゾイルパーオキサイド0.125部及び1、1−ジ(t−ブチルパーオキシ)シクロヘキサンを溶解させたスチレンモノマー50部を2時間かけてオートクレーブに滴下して重合をすすめた。次いでオートクレーブを105℃に30分かけて昇温し、発泡剤として混合ペンタン[ノルマルペンタン(B1)80%とイソペンタン(B2)20%の混合物]8部を25分間かけてオートクレーブ内に添加した後、115℃まで10分かけて昇温し、そのまま4時間保持した。
[予備発泡粒子の作製]
実施例20と同様の操作で予備発泡粒子を得た。
[スチレン系樹脂発泡成形体の作製]
実施例20と同様の操作でスチレン系樹脂発泡成形体を得た。
[スチレン系樹脂粒子の作製]において、スチレン系樹脂(A)80.85部、グラファイト(C1)14部に変更した以外は実施例34と同様の操作によりスチレン系樹脂発泡成形体を得た。
実施例20〜35で得られたスチレン系樹脂発泡成形体の評価結果を表4に示す。
[スチレン系樹脂粒子の作成]において、スチレン系樹脂(A)を93.85部に変更し、グラファイトマスターバッチ(H1)を使用しないこと以外は実施例1と同様の操作によりスチレン系樹脂発泡成形体を得た。
[スチレン系樹脂粒子の作成]において、スチレン系樹脂(A)を99.8部に変更し、グラファイトマスターバッチ(H1)及び臭素系難燃剤と熱安定剤との混合物のマスターバッチ(I)を使用しないこと以外は実施例1と同様の操作によりスチレン系樹脂発泡成形体を得た。
[スチレン系樹脂粒子の作製]において、スチレン系樹脂(A)を87.6部、グラファイトマスターバッチ(H1)を6.25部に変更した以外は実施例20と同様の操作によりスチレン系樹脂発泡成形体を得た。
[スチレン系樹脂粒子の作製]において、スチレン系樹脂(A)を68.85部、グラファイトマスターバッチ(H1)を25部に変更した以外は実施例20と同様の操作を実施したが、発泡成形体表面の発泡スチレン系樹脂粒子同士の間隙が埋まらないため表面が平滑にならず、さらに成形直後から発泡成形体が大きく収縮したため、評価を実施できるサンプルは得られなかった。
[スチレン系樹脂粒子の作製]において、グラファイトマスターバッチ(H1)をグラファイトマスターバッチ(H3)に変更した以外は実施例21と同様の操作によりスチレン系樹脂発泡成形体を得た。
[スチレン系樹脂粒子の作製]において、グラファイトマスターバッチ(H1)をグラファイトマスターバッチ(H3)に変更した以外は実施例23と同様の操作によりスチレン系樹脂発泡成形体を得た。
[スチレン系樹脂粒子の作製]において、グラファイトマスターバッチ(H1)をグラファイトマスターバッチ(H4)に変更した以外は実施例21と同様の操作によりスチレン系樹脂発泡成形体を得た。
[スチレン系樹脂粒子の作製]において、グラファイトマスターバッチ(H1)をグラファイトマスターバッチ(H4)に変更した以外は実施例23と同様の操作によりスチレン系樹脂発泡成形体を得た。
比較例6〜13で得られたスチレン系樹脂発泡成形体の評価結果を表5に示す。
下記No.1〜7のスチレン系樹脂発泡成形体を製造した。
<No.1>
[スチレン系樹脂粒子の作製]において、スチレン系樹脂(A)85.91部、グラファイトマスターバッチ(H1)7.94部に変更した以外は実施例1と同様の操作により、グラファイト含有量3.0%の発泡性樹脂粒子を得、さらにスチレン系樹脂発泡成形体を得た。
[スチレン系樹脂粒子の作製]において、スチレン系樹脂(A)79.76部、グラファイトマスターバッチ(H1)14.09部に変更した以外は実施例1と同様の操作により、グラファイト含有量5.3%の発泡性樹脂粒子を得、さらにスチレン系樹脂発泡成形体を得た。
[スチレン系樹脂粒子の作製]において、スチレン系樹脂(A)77.19部、グラファイトマスターバッチ(H1)16.66部に変更した以外は実施例1と同様の操作により、グラファイト含有量6.3%の発泡性樹脂粒子を得、さらにスチレン系樹脂発泡成形体を得た。
[スチレン系樹脂粒子の作製]において、スチレン系樹脂(A)74.63部、グラファイトマスターバッチ(H1)19.22部に変更した以外は実施例1と同様の操作により、グラファイト含有量7.2%の発泡性樹脂粒子を得、さらにスチレン系樹脂発泡成形体を得た。
[スチレン系樹脂粒子の作製]において、スチレン系樹脂(A)73.35部、グラファイトマスターバッチ(H1)20.50部に変更した以外は実施例1と同様の操作により、グラファイト含有量7.7%の発泡性樹脂粒子を得、さらにスチレン系樹脂発泡成形体を得た。
[スチレン系樹脂粒子の作製]において、グラファイトマスターバッチ(H1)を、鱗片状黒鉛BF−3AKを用いたグラファイトマスターバッチ(H5)に変更した以外は実施例2と同様の操作により、発泡性樹脂粒子を得、さらにスチレン系樹脂発泡成形体を得た。
[スチレン系樹脂粒子の作製]において、グラファイトマスターバッチ(H1)を、鱗片状黒鉛BF−3AKを用いたグラファイトマスターバッチ(H5)に変更した以外は実施例4と同様の操作により、発泡性樹脂粒子を得、さらにスチレン系樹脂発泡成形体を得た。
下記No.8〜No.14のスチレン系樹脂発泡成形体を製造した。
<No.8>
[スチレン系樹脂粒子の作製]において、スチレン系樹脂(A)91.29部、グラファイトマスターバッチ(H1)2.56部に変更した以外は実施例1と同様の操作により、グラファイト含有量0.9%の発泡性樹脂粒子を得、さらにスチレン系樹脂発泡成形体を得た。
[スチレン系樹脂粒子の作製]において、スチレン系樹脂(A)88.73部、グラファイトマスターバッチ(H1)5.13部に変更した以外は実施例1と同様の操作により、グラファイト含有量1.9%の発泡性樹脂粒子を得、さらにスチレン系樹脂発泡成形体を得た。
[スチレン系樹脂粒子の作製]において、スチレン系樹脂(A)72.07部、グラファイトマスターバッチ(H1)21.78部に変更した以外は実施例1と同様の操作により、グラファイト含有量8.2%の発泡性樹脂粒子を得、さらにスチレン系樹脂発泡成形体を得た。
[スチレン系樹脂粒子の作製]において、グラファイトマスターバッチ(H1)を、鱗片状黒鉛UCPを用いたグラファイトマスターバッチ(H7)に変更した以外は実施例2と同様の操作により、発泡性樹脂粒子を得、さらにスチレン系樹脂発泡成形体を得た。
[スチレン系樹脂粒子の作製]において、グラファイトマスターバッチ(H1)を、鱗片状黒鉛UCPを用いたグラファイトマスターバッチ(H7)に変更した以外は実施例4と同様の操作により、発泡性樹脂粒子を得、さらにスチレン系樹脂発泡成形体を得た。
[スチレン系樹脂粒子の作製]において、グラファイトマスターバッチ(H1)を、鱗片状黒鉛BF−10AKを用いたグラファイトマスターバッチ(H6)に変更した以外は実施例2と同様の操作により、発泡性樹脂粒子を得、さらにスチレン系樹脂発泡成形体を得た。
[スチレン系樹脂粒子の作製]において、グラファイトマスターバッチ(H1)を、鱗片状黒鉛BF−10AKを用いたグラファイトマスターバッチ(H6)に変更した以外は実施例4と同様の操作により、発泡性樹脂粒子を得、さらにスチレン系樹脂発泡成形体を得た。
実施例36及び比較例14で得られたスチレン系樹脂発泡成形体の評価結果を表6に示す。
本発明は、発泡性スチレン系樹脂粒子、その製造方法、発泡性スチレン系樹脂粒子を予備発泡した予備発泡粒子、予備発泡粒子を成形したスチレン系樹脂発泡成形体及びその製造方法に関するものである。
[スチレン系樹脂粒子の作製]
スチレン系樹脂(A)83.85部に対して、臭素系難燃剤と熱安定剤との混合物のマスターバッチ(I)5.95部、グラファイトマスターバッチ(H1)10部、タルク(G)0.2部をブレンダーに投入して、10分間ブレンドして、樹脂組成物を得た。
容積6Lの撹拌装置付きオートクレーブ内に、得られたスチレン系樹脂粒子100部に対して、脱イオン水200部、リン酸三カルシウム1部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.03部、塩化ナトリウム4部を投入し、オートクレーブを密閉した。その後、1時間で105℃まで加温した後、発泡剤として混合ペンタン[ノルマルペンタン(B1)80%とイソペンタン(B2)20%の混合物]8部を25分間かけてオートクレーブ内に添加した後、115℃まで10分かけて昇温し、そのまま4時間保持した。
発泡性スチレン系樹脂粒子を作製し、15℃で保管してから2週間後に発泡性スチレン系樹脂粒子を予備発泡機[大開工業株式会社製、BHP−300]で予備発泡した。発泡性スチレン系樹脂粒子1800gを予備発泡機に投入し、水蒸気温度120℃の水蒸気を缶内に導入した。排気弁を調節して缶内圧力を0.1MPaに調整した。予備発泡粒子が所定の嵩容量に達したところで水蒸気導入を停止した。水蒸気投入時間は50秒であった。その後圧縮空気を60秒間缶内に吹き込んで予備発泡粒子を乾燥させたのち、予備発泡機から予備発泡粒子を取り出した。発泡倍率は嵩倍率で60倍であった。
投入する発泡性スチレン系樹脂粒子の重量を調整して同様の方法により、70倍、80倍の予備発泡粒子を得た。水蒸気温度及び缶内圧力は表7に記載の条件で実施した。
得られた嵩倍率60倍の予備発泡粒子を、発泡スチロール用成形機[ダイセン工業(株)製、KR−57]に取り付けた型内成形用金型(長さ450mm×幅310mm×厚み25mm)内に充填して、0.06MPaの水蒸気を導入して型内発泡させた後、金型に水を3秒間噴霧して冷却した。スチレン系樹脂発泡成形体が金型を押す圧力が0.015MPa(ゲージ圧力)なるまでスチレン系樹脂発泡成形体を金型内に保持した後に、スチレン系樹脂発泡成形体取り出して、外観美麗な直方体状のスチレン系発泡成形体を得た。発泡倍率は60倍であった。
得られた予備発泡粒子及び発泡成形体の評価結果を、表7に示す。
水蒸気投入時間、缶内圧力、及び水蒸気温度を表7(実施例)及び表8に記載のように変更し、比較例17〜19はグラファイトを用いない以外は、実施例37と同様にして実施した。
<二段発泡の一段目>
実施例37と同様に発泡性スチレン系樹脂粒子を作製し、15℃で2週間保管した後に、該発泡性スチレン系樹脂粒子1800gを予備発泡機(大開工業(株)製、BHP−300)に投入し、水蒸気温度114℃の水蒸気を缶内に導入した。排気弁を調節して缶内圧力を0.07MPaに調整した。水蒸気投入時間100秒で水蒸気投入を停止し、その後圧縮空気を60秒間缶内に吹き込んで予備発泡粒子を乾燥させたのち、予備発泡機から予備発泡粒子を取り出した。取り出した予備発泡粒子を20℃で保管した。
一段目の発泡から24時間後、嵩容積12Lの予備発泡粒子を予備発泡機に投入し、排気弁解放状態で水蒸気温度120℃の水蒸気を予備発泡機に導入して二段発泡を行った。二段発泡の水蒸気投入時間を調整して嵩倍率60倍の予備発泡粒子を得た。表8記載の缶内圧力、水蒸気投入温度、水蒸気投入時間で一段発泡を実施し、上記と同様に二段発泡を実施してそれぞれ70倍、80倍の予備発泡粒子を得た。
一段目の発泡の水蒸気投入時間を表9記載の条件とした以外は比較例22同様に予備発泡、成形を実施した。
比較例22、23の評価結果を表9に示す。比較のため、実施例44の評価結果を再掲載する。表9に示されるように、グラファイトを高含有する場合は、二段発泡を利用した場合には独立気泡率が低下して発泡成形体の表面美麗性が低下する。
実施例37と同様の方法で製造された60倍、70倍、80倍の予備発泡粒子を用い、
表10に示す水蒸気温度及び缶内圧力でスチレン系樹脂発泡成形体を製造した。表10に評価結果を示す。比較のため、実施例44の評価結果を再掲載する。なお、水蒸気の供給を続けても所定の発泡倍率に達しないものについては、平均セル径、独立気泡率、表面美麗性、及びブロッキング量を評価できなかった。
Claims (31)
- スチレン系樹脂粒子に発泡剤を含有させた発泡性スチレン系樹脂粒子であって、前記発泡性スチレン系樹脂粒子はグラファイトを3〜8重量%含有し、前記グラファイトが平均粒径3〜7μm、かつ比表面積1.55m2/cm3以上であることを特徴とする発泡性スチレン系樹脂粒子。
- 前記グラファイトの、90%粒径を10%粒径で除した値が2.5以上である請求項1に記載の発泡性スチレン系樹脂粒子。
- 臭素系難燃剤を含有し、スチレン系樹脂発泡成形体とした場合の臭素含有量が0.8〜2.5重量%である請求項1又は2に記載の発泡性スチレン系樹脂粒子。
- 前記発泡剤が炭素数4〜5の炭化水素からなり、前記発泡剤の含有量がスチレン系樹脂100重量部に対して4〜10重量部である請求項1〜3のいずれか一項に記載の発泡性スチレン系樹脂粒子。
- 請求項1〜4のいずれか一項に記載の発泡性スチレン系樹脂粒子を予備発泡させた予備発泡粒子。
- 請求項5に記載の予備発泡粒子を成形したスチレン系樹脂発泡成形体。
- 請求項1〜4のいずれか一項に記載の発泡性スチレン系樹脂粒子の製造方法。
- 請求項7に記載の発泡性スチレン系樹脂粒子の製造方法であって、
スチレン系樹脂とグラファイトを押出機で溶融混練し、コールドカット法またはホットカット法を用いてスチレン系樹脂ペレットを得た後、前記スチレン系樹脂ペレットを水中に懸濁させると共に、発泡剤を含有させることを特徴とする発泡性スチレン系樹脂粒子の製造方法。 - 請求項7に記載の発泡性スチレン系樹脂粒子の製造方法であって、
スチレン系樹脂とグラファイトと発泡剤とを押出機で溶融混練し、押出機先端に取り付けられた小孔を有するダイスを通じて加圧循環水で満たされたカッターチャンバー内に押出し、押出直後から回転カッターにより切断すると共に、加圧循環水により冷却固化することを特徴とする発泡性スチレン系樹脂粒子の製造方法。 - 請求項7に記載の発泡性スチレン系樹脂粒子の製造方法であって、
スチレンをグラファイト存在下に懸濁水溶液中で重合させ、重合前及び/又は重合中及び/又は重合後に、発泡剤を含浸させることを特徴とする発泡性スチレン系樹脂粒子の製造方法。 - 発泡性スチレン系樹脂粒子を予備発泡して予備発泡粒子とし、前記予備発泡粒子を型内成形して製造されたスチレン系樹脂発泡成形体であって、
前記スチレン系樹脂発泡成形体はグラファイトを3〜8重量%含有し、前記スチレン系樹脂発泡成形体を平均温度23℃、温度差20℃で測定した熱伝導率A(W/m・K)と発泡倍率B(cm3/g)の間に式1の関係を有することを特徴とするスチレン系樹脂発泡成形体。
式1:A≦0.0251+0.0000776×B - 発泡性スチレン系樹脂粒子を予備発泡して予備発泡粒子とし、前記予備発泡粒子を型内成形して製造されたスチレン系樹脂発泡成形体であって、
前記スチレン系樹脂発泡成形体はグラファイトを3〜8重量%含有し、前記スチレン系樹脂発泡成形体を50℃で30日間乾燥した後に平均温度23℃、温度差20℃で測定した熱伝導率C(W/m・K)と発泡倍率D(cm3/g)の間に式2の関係を有することを特徴とするスチレン系樹脂発泡成形体。
式2:C≦0.0276+0.0000776×D - 発泡倍率が40(cm3/g)以上である請求項11又は12に記載のスチレン系樹脂発泡成形体。
- 前記発泡性スチレン系樹脂粒子が平均粒径3〜7μmのグラファイトを含有する請求項11〜13のいずれか一項に記載のスチレン系樹脂発泡成形体。
- 前記発泡性スチレン系樹脂粒子が比表面積1.55m2/cm3以上のグラファイトを含有する請求項11〜14のいずれか一項に記載のスチレン系樹脂発泡成形体。
- 前記発泡性スチレン系樹脂粒子が、90%粒径を10%粒径で除した値が2.5以上のグラファイトを含有する請求項11〜15のいずれか一項に記載のスチレン系樹脂発泡成形体。
- 臭素系難燃剤を含有し、臭素含有量が0.8〜2.5重量%である請求項11〜16のいずれか一項に記載のスチレン系樹脂発泡成形体。
- 予備発泡機の缶内に入れた発泡性スチレン系樹脂粒子に水蒸気を投入して予備発泡粒子を得る予備発泡工程と、前記予備発泡粒子を型内成形する成形工程とを含む、スチレン系樹脂発泡成形体の製造方法であって、
スチレン系樹脂発泡成形体中のグラファイト含有量を3〜8重量%とし、かつ、前記予備発泡工程における水蒸気投入時間を50〜500秒とすることにより、平均温度23℃、温度差20℃で測定した熱伝導率A(W/m・K)と発泡倍率B(cm3/g)の間に式1の関係を有するスチレン系樹脂発泡成形体を得ることを特徴とするスチレン系樹脂発泡成形体の製造方法。
式1:A≦0.0251+0.0000776×B - 予備発泡機の缶内に入れた発泡性スチレン系樹脂粒子に水蒸気を投入して予備発泡粒子を得る予備発泡工程と、前記予備発泡粒子を型内成形する成形工程とを含む、スチレン系樹脂発泡成形体の製造方法であって、
スチレン系樹脂発泡成形体中のグラファイト含有量を3〜8重量%とし、かつ、前記予備発泡工程における水蒸気投入時間を50〜500秒とすることにより、50℃で30日間乾燥した後に平均温度23℃、温度差20℃で測定した熱伝導率C(W/m・K)と発泡倍率D(cm3/g)の間に式2の関係を有するスチレン系樹脂発泡成形体を得ることを特徴とするスチレン系樹脂発泡成形体の製造方法。
式2:C≦0.0276+0.0000776×D - 前記予備発泡工程において、前記発泡性スチレン系樹脂粒子の予備発泡を一段階で行なう請求項18又は19に記載のスチレン系樹脂発泡成形体の製造方法。
- 前記スチレン系樹脂発泡成形体の発泡倍率を65〜80cm3/gとする請求項18〜20のいずれか一項に記載のスチレン系樹脂発泡成形体の製造方法。
- 前記水蒸気投入時間が80〜300秒である請求項18〜21のいずれか一項に記載のスチレン系樹脂発泡成形体の製造方法。
- 水蒸気投入時の前記予備発泡機の缶内圧力がゲージ圧力で0.001〜0.15MPaである請求項18〜22のいずれか一項に記載のスチレン系樹脂発泡成形体の製造方法。
- 前記水蒸気の温度が100℃を超え、130℃以下である請求項18〜23のいずれか一項に記載のスチレン系樹脂発泡成形体の製造方法。
- 前記予備発泡工程において、前記予備発泡機の缶内に入れた前記発泡性スチレン系樹脂粒子に前記水蒸気と共に空気を投入する請求項18〜24のいずれか一項に記載のスチレン系樹脂発泡成形体の製造方法。
- 前記スチレン系樹脂発泡成形体の平均セル径を70〜250μmとする請求項18〜25のいずれか一項に記載のスチレン系樹脂発泡成形体の製造方法。
- 前記スチレン系樹脂発泡成形体の独立気泡率を97〜100%とする請求項18〜26のいずれか一項に記載のスチレン系樹脂発泡成形体の製造方法。
- 前記予備発泡粒子の独立気泡率を97〜100%とする請求項18〜27のいずれか一項に記載のスチレン系樹脂発泡成形体の製造方法。
- 前記発泡性スチレン系樹脂粒子が平均粒径3〜7μmのグラファイトを含有する請求項18〜28のいずれか一項に記載のスチレン系樹脂発泡成形体の製造方法。
- 前記発泡性スチレン系樹脂粒子が比表面積1.55m2/cm3以上のグラファイトを含有する請求項18〜29のいずれか一項に記載のスチレン系樹脂発泡成形体の製造方法。
- 前記発泡性スチレン系樹脂粒子が、90%粒径を10%粒径で除した値が2.5以上のグラファイトを含有する請求項18〜30のいずれか一項に記載のスチレン系樹脂発泡成形体の製造方法。
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