WO1985000553A1 - Rigid thermoplastic resin foam and process for its production - Google Patents

Description

明 細 書

発明 の名称

硬質熱可塑性樹脂の発泡体及び そ の製造方法 技術分野

太発明 は、 超低密度で、 柔軟性に富み 、 遮音性能が高 く 且つ、 高い 断熱性能 を有する硬質熱可塑性樹脂で出来 た発泡体、 並びに そ の製造方法に関する 。

背景技術

従来 、 硬質熱可塑性樹脂 の 発泡体 は 、 そ の低熱伝導 性、 低吸水性、 軽量性、 加工性等の特性 に よ り 、 一般住 居を始め と す る 建築物の断熱材 と し て大 い に利用 され て い る 。 しか し 、 柔軟性に劣 り 、 且つ、 圧縮永久歪が大 き い為 に 、 例え ば建築物の間柱間への充塡 を行 な う に は 、 予め間柱間隔 に合せ て裁断 し、 特殊金具 で固定 す る 必要 が あ り 、 実際 に は間柱間隔のバ ラ ツ ギを 吸収出来ず、 作 業性が著 し く 劣る と と も に、 気密な断熱構造が得 られ て い な い。 ま た 、 気密 に充填 し ょ う と する と 、 硬質の為 、 多大な力 を必要 と し 、 そ の結果気泡が破壊す る 。 更 に 、 発泡体 の破断 を も 生 じ 、 気密な断熱構造が得 ら れて い な い o

一方、 昨今の住宅等建築物の高層化に伴ない 、 特 に集 合住宅等の建築物 に於いて、 上下階の蔽音性が要求 さ れ る 様 に な っ て 来 て い る 。 こ の 問題 を 解決す る 為 に 、 最 近、 浮床工法 と 称 し 、 無機質繊維板を床基体上 に配 し 、 そ の上 に防水層を介 し てコ ン ク リ ー ト モ ル タ ル を打設す る 方法が と ら れてい る 。 これは、 無機質繊維板の柔軟性 を利用 し 、 上下階間の 固体伝播音を少な 〈 し 、 遮音性を 高め る こ と が出来る も のであ る。 こ の用途に於いて も 従 来の硬'質熱可塑性樹脂の発泡侓は、 その硬質性の為に充 分な遮音性を 得る こ と が出来ないも ので あ る。

最近 、 上記 し た こ れ ら の 間題 を解块す る為 に、 例 え ば、 低密度化 し たボ リ ス チ レ ン癸泡.体を機械的 に柔軟化 し て 得 ら れ る 発泡体が あ る が 、 こ の場合密度が 2 0 k g / m ³ 未満に な る と 、 機械的柔軟化の為に気泡を構成す る 樹脂膜が破壊 し 、 い わ ゆ る連通現象を起 こ し て し ま う 。 また、 た と え発泡体の表面層の比較的肉厚の あ る 部分で 気泡 の 破壊 を 押 え 、 一般的測定法 に よ る吸水率か ら見 る 、 見掛上の独立気泡率を保ち得た と し て も 、 発泡体内 部の 、 表面層に比較 し て薄い膜で構成されてい る気泡は 破壊 されてお り 、 断熱性能及び長期間の 断熱性能の維持 と い う 面 では る か に劣 っ た発泡体と な っ て し ま う し 、 断 熱性能の温度依存性が大き く なる。 更に機械的 に柔軟化 した場合は、 発泡体全体 と し て柔軟化 されてい る も の で あ っ て 、 ミ ク ロ 的 に見る と 、 癸泡体の気泡に柔軟化 され た部分 と 、 されてい ない部分 と がぁ リ 、 その物性は発泡 体の厚み方向 、 或い は平面方向 に不均一 な も の と な っ て し ま う 。

一方、 癸泡剤を合有する発泡性粒子を 、 数回 に分け て 発泡 さ せ、 更 に型内で癸泡させて板状体、 或い は成形体 と し て 断熱材、 緩衝材、 または遮音材と し て使用 されて い る も のが あ る 。 し カゝ し 、 こ の物の様に粒子 自 体を発泡 回数を 増や し て低密度 （高発泡） に した発泡体は 、 粒子 自 体が大 き く な り 、 成形体と する場合に 気密充填が出来 に く く '、 粒子間の融着が弱い発泡体 と な っ て し ま う 。 ま た、 融着を強 く し ょ う と する と 、 成形体 と する 時 に 、 圧 縮充塡及び圧縮成形 を行な う 必要があ り 、 こ の様 に し て 出来た発泡体は 、 そ の発泡体に *発明でぃ ラ し わの存在 が認め られず、 柔軟性、 遮音性に欠け る も の と な っ て し ま う た め、 そ の低密度化には限界があ り 、 実用上耐え得 る 癸泡体の密度は 1 7 kg/m³ 以上の も の で し か ない。

し か る に市場に於い ては、 低密度で柔軟性 に 富み、 断 熱性能 を有 し 、 且つ断熱性能を長期間錐持 し 、 断熱性能 の温度依存性が少 な く 、 遮音性のあ る 、 圧縮永久歪の少 ない硬質熱可塑性樹脂の発泡体を得 る事 は長年 に渡 る 強 い要求 であ る 。

発明 の開示

本発明は、 こ の様 な現状に鑑みて研究 の結果成 され た も の で 、 断熱材 と し て 、 且つ遮音材 と し て 、 ま た、 緩衝

材 と し て 、 い ま ま で に ない諸特性を具備 し た新規で進歩

性の あ る発明で あ る 。

即 ち 、 硬質熱可塑性楫脂を発泡 し てつ く られた 、 密度

( D ) が 3 kg/m³ ≤ Ό ≤ 1 7 kg/m³ で、 気泡構造 に於 い

て 、 少 な く と も 3 つ の気泡が嗪接 し て生 じ る境界部分 に 一端を 有 し気泡膜の 中央部分に向 つ て延 び る 多数の し わ を有 し 、 平均気泡径 （ A ) が、 . 0 mm, 独立気泡

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く WIFO ゝ (一、。 率 （ B ) が B ^ 5 0 %、 であ リ 且つ動的バネ定数 （ k ) が k ^ 4 0 X 1 0 ^S N /BI³ 、 及び互いに直交す る 3 軸方 向 に 測 定 し た 6 0 % 圧縮 永 久歪 の 値 の う の最小値 ( C ) が 5 % で あ る 発泡侔 を 提供する も の で あ る 。

また 、 そ の製造方法についての *癸明 は、 水蒸気の樹. 脂に対す る透過性の 非常に大き い事を利用 レ 、 且つ樹脂 に対す る ガ ス 透過性の瘟度俊存性と街脂の軟化瘟度 と を 組み合せて、 超低密度で且つ柔軟性に富み、 高い断熱性 能を長期間維持で き 、 遮音性に優れ、 圧縮汆久歪の少 な い 硬質熱可塑性樺脂 の 発泡体 を 得 る 方法を発明する に 至 っ た も の で あ る 。

即 ち 、 硬質熱可塑性樹脂の発泡体を、 8 5 ^eC以上の瘟 水或い は、 水蒸気雰囲気中にて 1 分間以上加熱 し 、 一旦 膨張 さ せた后最終発泡侓体積の 7 0 %以下に な る よ う に 収縮 さ せ 、 更 に 雰 囲 気温度 （ T ) が 、 4 0 で ( T ) ぐ樹脂の軟化温度の乾燥室内で 2 4時間以上熟成 し 、 膨 張 させ、 密度 （ D ) が 3 kg/n³ ≤ Ό ≤ 1 7 kg/a³ で、 気 泡構造 に於い て少な く と も 3 つの気泡が隣接 し て生 じ る 境界部分に一端を有 し 、 気泡膜の中央部分に 向 っ て延び る 多数の しわ を有 し 、 平均気泡径 （ A ) が、 . 0 mm, 独立気泡率 （ B ) が B ^ 5 0 %、 で あ り 且つ、 動的 バネ定数 （ k ) が k ^ 4 0 X 1 0 ⁶ N /a³ 、 及び互い に 直交す る 3 軸方向に測定 した 6 0 %圧縮 ¾久歪の値の う ち最小値 （ C ) が 5 %であ る発泡钵を得 る事を特

ふ 徴 と す る 発泡体の製造方法を提供する も の であ る 。

更 に 図面 を 混 え な が ら *発 明 の 内 容 に つい て詳述す る 。

ま ず *癸明 の第 1 の構成要件であ る硬質熱可塑性樹脂 の発泡体密度 （ D ) が 3 kg/ m ³ ^ D ^ 1 7 k g / m ³ で、 気 泡構造 に於い て、 少 な く と も 3 つの気泡が隣接 し て生 じ る 境界部分に 一端を 有 し、 気泡膜の中央部分に 向 っ て延 びる 多数の し わ を有す る こ と であ る 。

従来の硬質熱可塑性樹脂の発泡体は、 一般 に 密度が高 く 、 本発明で言 う し わが存在せず、 柔軟性が劣 る も の で あ っ た。 例え密度が低 く て も 、 本発明で言 う し わが存在 し な い為 に 、 荷重を一度吸収する と 、 発泡体の気泡が破 泡 し 、 そ の結果大 き な永久歪を生 じ 、 回復性の悪い も の であ っ た。 ま た、 従来の も のは、 建築物の間柱 への圧 縮充塡 を行 な う 際、 大 き な圧縮力を必要 と し 、 手作業で は圧縮充填が難か し く 、 作業性が著 し く 悪い と 共 に 、 こ の圧縮力 に よ つ て発泡体自体が破壊 され て緩衝性能の み な ら ず、 断熱性能を も低下 しやすい もの であ っ た。

これ に比 し 、 本発明品は、 上記密度及び し わ の存在 の 為 、 低圧縮力で圧縮充填が可能で、 且つ そ の応力 を し わ に よ つ て吸収す る 為 に発泡体の気泡構造 を破壊する * な く 充塡作業が 出 来 る も の で あ る 。 ま た 、 荷重 を受け て も 、 し わ に よ っ て それを吸収 し 、 永久歪が小 さ い為に 優 れた回復性を 有 し 、 繰 り 返 しの使用 に耐 え得る も の で あ り 、 緩衝性能及び断熱性能を も長期間高 く 維持 出来 る も

OMPI

WIPO の であ る 。

更に し わ の存在及び しわの あ り 方を よ り 明確 にする 意

味で第 i 図に *癸明品の気泡構造の拡大写真及び比較品

と し て機械的 に し わ を施 した癸泡体の気泡構造の拡大写

真を示 し た。

第 1 図 （a) は本癸明品であ り 、 気泡膜 自体が薄 く 、 少

な く と も 3 つ の気泡が隣接 し て生 じ る境界部分 に 端 を

有 し且つ気泡膜の 中央部分に向 っ て延び る 多数の し わ を

有 し てい る 事がわか る 。 これに比 し第 1_図（b) の機械的

に し わ を施 し た も の は、 発泡体に しわが帯状に存在 し 、

しわの存在す る 部分 と存在 し なレ、部分 と が生 じ てい る 。

こ の こ.と が柔軟性、 圧縮永久歪に大き な影響を芋え る も

の であ.る 。 以上の事か ら本発明の発泡体は、 前記 し た密

度及び しわ の構造が必要であ る こ と がわ か る 。

*発明 の発泡体は 、 前記 した密度や し わの存在が本発

明 の 範 囲 で あ っ て も 、 更 に そ の 平均気 泡径 （ A ) が

( A ) ≤ 2 . 0 mmで且つ独立気泡率 （ B ) が （ B ) ≥

5 0 % であ る こ と が必要であ る 。

こ の理由 は 、 平均気泡径 （ A ) 力 . O mm< ( A ) と

な る と 気泡内の気体の対流が大き く な リ 、 断熱性能を 著

し く 低 下 さ せ て し ま う 為 で あ る 。 ま た 、 独立気泡率

( B ) が （ B ) ぐ 5 0 %の場合には、 発泡体の吸水率が

大 き く な リ 、 断熱性能の紿水に よ る劣化が大 き く な り 、

断熱性能の維持の点か ら実用上断熱材 と し て適応 し な い

も の と な っ て し ま う 為であ る 。 独立気泡率 と し ては、 よ

OMPI WWIIFFOO ' り 好ま し く は （ B ) ≥ 7 0 %が良い。

更に本発明 の発泡体ほ、 密度、 し わの存在及び気泡構 造が术発明の範囲 で あ っ ても 、 動的バネ 定数 （ k ) が k ≤ 4 0 , 1 0 ⁶ N /m³ 、 及び互いに直交する 3 軸方向 に 測定 し た 6 0 %圧縮永久歪の値の う ち最小値 （ C ) が C ≤ 2 5 %であ る事が必要であ る 。

こ の理由 は 、 例え ば前記 した様に、 集合住宅等の建築 物の床 に於い て、 上下階間の床衝擊音に よ っ て発生す る 騒音に対 し て緩衝材 を介 して床を構成す る浮床工法が あ り 、 そ の.遮音性は高 く 評価されてい る。 第 2 図 は浮床ェ 法の一例を示す要部床断面図であ るが、 こ の場合、 浮床 の遮音性は、 主 に浮床系の固有振動数 （系の動的バネ 定 数） 及 び床軀体 （ 1 ) の厚 み に よ っ て決定 さ れ る 。 即 ち 、 床上での大 き な衝撃力に よ っ て発生す る振動が直接 軀体へ伝播 し ない様 に遮音材 （緩衝材） （ 2 ) で減すい さ せ る 為に浮床系の動的バネ定数を小 さ く す る 必要が あ る 。 一般に こ の浮床系の動的バネ定数は 3 0 X 1 0 ⁶ N / m ³ 以下に あ る こ と が良い と いわれて お り 、 そ の値が 小 さ い程効果が あ る 。 こ こ で こ の系の動的バネ 定数は 、 遮音材 （ 2 ) の動的パネ定数 と 、 押えコ ン ク リ ー ト 等の 床板 （ 3 ) の重畺 （面密度） と に よ っ て決 ま る 。 一般 に 実用的 な浮床 を考え る と 、 床板の面密度は、 剐性及び経 済性が考慮 されて 5 0 〜 3 0 0 kg/m² の範囲 に あ る 。 こ の場合 、 浮床系 の動的バネ定数を上記 し た 3 0 X 1 0 ⁶ N / m³ 以下の値 に す る には、 後述する 測定方法 に よ つ

Ο ΡΙ て求 め た遮音材 の 動的バ ネ 定数が 4 0 X 1 0 ^s N /m³

C厚み 5 cm, 面密度 2 5 0 kg/m² の と き ） 以下の値で な ければ な ら ない も の であ る。 また、 圧縮永久歪に関 し て は、 6 ，0 %の圧縮永久歪が 2 5 %を越え る発泡侓は、 例 えば、 間柱間へ圧縮充塡時の応力に よ り 、 気泡の破壊や 発泡体.の欠け を生 じ て し ま う。 末癸明で互い に 直交す る 3 軸方 向の圧縮永久歪の最低値を表示 し たのは 、 *癸明 の発泡体が そ の用途 に応 じて必要と する 柔軟性の方向が 異な る 場合があ る か ら であ り 、 一般には 、 どの方向 に も ほぼ均等に柔軟性を有する も のが好ま し い。

上逾 した よ う に术.発明の発泡体は、 従来では見 られ な か つ た新規の発.泡体であ り 、 これを必要に よ っ てほブ ラ ス チ ッ ク 扳、 プ ラ ス チ ッ ク フ ィ ル ム 、 太板、 無機物、 布 な ど と の複合体 と し て使用 し て も強度、 新熱性、 遮音性 な どに優れた も の を得る こ と が出来、 有効であ る 。

次に *癸明の製造方法であ る が、 まず、 好ま し く は密 度 2 0 0 kg/a³ 以下、 よ り 好ま し く は密度 1 0 0 kg/m³ 以下の硬質熱可塑性樹脂の発泡体を、 ま ず 8 5 °C以上の 瘟水或いは水蒸気雰囲気中にて 1 分間以上加熱する 必要 力 め る 。 こ こ で 8 5 °C以上の瘟水には 1 0 0 °0 の温水の ょ ラ に水蒸気 と液状の水 とが混在する系 も 当然 に含まれ る 。

加熱条件を 上記の よ う にする理由は、 8 5 °C未満の瘟 水或いは水蒸気雰囲気では、 長時間加熱 し て も 発泡侓密 度はほ と ん ど変化 （低下） し ないためであ る 。 これを 第 3 図及び第 4 図で更 に説明する。

第 3 図は、 初期密度 3 4 k g/m ³ ， 厚み 1 5 iD iDの ボ リ ス チ

レ ン押出発泡板を水蒸気室に入れて、 雰囲気温度を刻 々 測定 し'な が ら 低密度化 し 、 太発明 方法 に よ っ て 回復 さ せ、 最終発泡体密度 を測定 した値を プ α ッ ト し た グ ラ フ で あ る 。 こ の グ ラ フ に よ る と 、 8 3 °Cの水蒸気雰囲気中 で癸泡 させた場合は 、 長時間加熱 し て も 発泡体の密度変 ィ匕はほ と ん ど起 こ っ て いないが、 8 '5 ^eC以上に な る と 加

熱時間 と 共に 、 発泡体密度が低下 し てい く 。 雰囲気 '温度 が 8 5 で以上 で 1 分間以上加熱すれば良 いが、 加熱前の 発泡体の材.質、 厚み等に よ り 加熱時間は異 な り 、 一般的 に は工業的に 見て 6 0 分以内に なる よ う に選定す る のが 好 ま し い。 第 4 図は 、 加熱源を 9 0 °Cの空気、 9 0 °G の 温水、 9 0 °C の氷蒸気 と し て上記と 同 じ 発泡体 を加熱 し た場合 の最終発泡体密度のグ ラ フ であ る 。 こ の グ ラ フ に よ る と 、 温水或いは水蒸気中では発泡 の密度低下が起 き てい る が、 空気中 ではほ-と ん ど起 き て い な い こ と がわ か る 。 以上の事か ら も本発明方法は、 8 5 で以上の温水 或い は水蒸気雰囲気 で 1 分以上、 好ま し く は 6 0 分以内 加熱す る事が必要で あ る こ と がわかる 。

次に 、 上記加熱処理 を行な っ た後、 最終癸泡倖体積 の

7 0 %以下に 一旦収縮 させる必要があ る （ こ の場合、 本 来は加熱発泡直後の体積を比較に使用すべ き で あ る が、 加熱直後は大気中 に 出す と収縮を起こ し 、 寸法測定が非 常に困難であ る と 同時に、 測定値自体が不正確 な も の と

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、 WHO な る 為、 あ え て最終発泡体の体積を比較 に使用 し た も の であ る 。 ） 《

こ の理由 は 、 上記加熱発泡処理を行な っ た後、 一旦収 縮 し た'体積が最終発泡体体積 の 7 0 % を越えてい る 場 合、 即 ち収縮量を少 な く 保つ場合は、 気泡膜に しわが出 来ないか または、 出来て も発泡体全体に及ぶ均一な し わ と は な らず、 目 的 と する諸物性を持つ発泡体を得る事は. 出来な いため であ る 。 しかる に現状では、 低密度化を行 な う 方法 と し て、 前述 した如 く 、 発泡剤 を含有する発泡 性粒子 を数回 に分け て加熱発泡させ、 発泡後の寸法変化 を ほ と ん ど行 なわせ ない様に更に型内で癸泡 させ、 板状 体、 或いは成形体 と し ている 為、 該発泡体に は *発明 で い う し わはほ と ん ど存在 しない ものであ る 。 上記内容 を 更に明確に さ せる為、 第 5 図に太発明方法で得 られた発 泡体の気泡構造写真 （a ) と、 収縮を起さ ない様 に粒子状 態で数回 （ 3 回） に分けて加熱発泡 させ て得た癸泡体の 気泡構造写真（b ) と を示 した。 （a ) に示 され る *癸明品 は、 少 な く と も 3 つの気泡が鷗接 し て生 じ る境界部分 に 一端を 有 し 、 気泡膜の中央部分に向 っ て廷ぴ る 多数の し わが存在する が、 （ b ) に示される比較品 に は *発明でい う し わ は存在 し ない事がわかる。

更に本発明方法は、 上述の一旦収縮 さ せた発泡体を、 雰囲気温度 （ T ) が 4 0 °C≤ T 樹脂の軟化温度の乾燥 室好 ま し く は湿度 3 0 %以下、 よ り 好ま し く は湿度 1 0 %以下 の乾燥室で 2 4 時間以上熟成 させる 必要が あ る 。 こ の理由 は 、 回復 させる雰囲気温度 （ T ) が 4 0 °C未 満で は 、 第 6 図に示す如 く 、 回復に長時間費や し 、 工業 的 に不禾 !| に な る ため であ る。 こ の事は、 一例 と し て第 7 図 に示 'したポ リ ス チ レ ン に対する空気の ガ ス透過曲線か ら も 明 ら かで あ る 。 即 ち、 4 0 でを境 と し て空気の ポ リ ス チ レ ン に対す る透過畺は増 し、 回復速度が速 く な る 事 を 意味 し て い る 。 一方 、 樹脂 の軟化温度以上 の温度 に よ っ て加熱す る と 、 回復 と 同時に樹脂自 体が瑢融 し て し ま い、 発泡体 と 成 し 得な く なる。 また、 湿度が高い場合 に ほ、 収縮 し た発泡体中の水分 と 、 空気 と の置換が行 な われ に く く 、 回復操作を終えた後、 加熱雰囲気か ら取 り 出す と 、 再度収縮 を 起 こ し、 寸法安定な発泡体 を得る こ と が難 し く な る 。 更 に 、 熟成時間は、 そ の瘟度 と 、 得 よ ラ と す る 発泡体の密度 と に よ っ て块ま る が、 1 7 k g / m ³

の発泡体を得 る場合 で も 、 本発明方法では、 楫脂の軟化 温度近 く であ っ て も 、 2 4時間以上は必要で あ る 。

以上述べた 回復雰 囲気は、 乾燥空気雰 囲気の場合 を一 例 と し て上げたが、 こ の他、 炭酸ガ ス、 ヘ リ ウ ム 、 水素 等の無機ガ ス 、 或い は有機ガス と空気の混合中 で も そ の 用途 に応 じ て使用可能であ る。 また、 本発明方法 に於い て、 加熟発泡時、 収縮時、 及び熟成時に発泡体の製品形 状を良 く 保 ち 得 る よ う にする為に補助板 を設け る と 更 に 好 ま し い。

尚 、 発泡体物性 に 方 向性 を 持 た せ る 場合は 、 幅、 長 さ 、 厚 み各方 向の一方向或いは二方向への発泡 を型わ く

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¾ ^ 内 に入れて抑え、 残 る 二方向或いは一方向への み 自 由 に 発泡 させて も 良い。

太発明 でい う硬質熱可塑性樹脂と は、 ス チ レ ン 、 メ チ レ ス チ，レ ン 、 ェ チ レ ス チ レ ン 、 ク ロ ノレ ス チ レ ン 、 ま た は、 上記の様 なア ル ケニル芳香族化合物 と 他の容易に重 合 し得る ォ レ フ ィ ン化合物、 例えば無水マ レ イ ン酸、 ァ ク リ ル酸、 メ タ ク リ ル酸等と の共重合体、 ゴ ム 補強重合 体等い わゆ る ス チ レ ン系重合体或いは、 ァ ク リ ロ 二 卜 リ ル、 メ チル メ タ ァ ク リ レ ー ト 、 ア ク リ ロ ニ ト リ ル ー ブ タ ジ ェ ン 一 ス チ レ ン共重合侓等のア ク リ ル系重合体、 ポ リ カ ー ボ ネ ー ト 、 ポ リ フ エ 二 レ ン オギサ イ ド、 硬質塩化 ビ ニル重合体、 或いは上記重合体の混合物であ る 。 硬質熱 可塑性撐脂の発泡体 と は、 上記重合物或いはそ の混合物 を化学癸泡剤 、 物理発泡剤、 或いは これ ら の混合物等 に よ っ て押出 し 発泡、 型内発泡、 自由癸泡 させた発泡体 を い う 。 特に好 ま し く は、 上記ス チ レ ン系重合体 を押出機 中で物理発泡剤或い は化学癸泡剤或いは そ の混合物 と 溶 融混練 し 、 Tダ イ 或いは環状ダ イ に ょ リ 押出 されて得 ら れる 、 いわゆ る押出癸泡体が良い。 発泡性粒子 を型内で 発泡融着 させ、 板状体或いはそ の他の成形体に成 した癸 泡侓 も 含 む が 、 こ の場合 、 粒子間 の融着が多少悪 く な り 、 押出 し発泡或い は シー ト 妆で癸泡させて得 られた発 泡体を使用 し た場合 に比べて新熱性が多少劣る も の で あ る 。 更 に *発明方法 に使用する硬質熱可塑性楫脂の発泡 体形状は特に 限定す る も のではないが、 板状、 角柱状、 3 シ ー ト 状の も のが有効であ り 、 厚みは 5 O nm以下の も の が最終発泡体の寸法精度を維持する意味 で特に有効で あ る 。 ま た、 発泡体 に は必要に応 じて一般の核剤や滑剤 、 着色剤'、 紫外線吸収剤、 帯電防止剤等が入 っ て いて も よ 太発明 で用 い る 発泡体密度 、 平均気泡径、 独立気泡 率、 動的バネ 定数、 6 0 %圧縮歪、 樹脂の軟化温度の測 定方法は下記の方法 に基づ く も のであ る 。

〇癸泡体密度 J I S - A - 9 5 1 1

〇平均気泡径 J I S — K — 6 4 0 2 に準 じ て、 発泡 体の厚み方向及び厚み方向 と 直交す る 同一平面上 で発泡体の よ こ方 向及びた て 方 向 に 測定 し 、 各 々 の 方 向 を 合計 し 、 平均 し た も の。

〇独立気泡率 A S T M - D - 2 8 5 6 の測定法 に準 じ て測定する （試料表面層の オ ー プ ン セ ル層の値も含め る） 。 試料 の各表面 を そ の 面 に 対 す る 厚 み 方 向 に 厚 み の ' 1 ノ 2 0 づっ切断 し、 再度測定す る 。

こ の操作を n 回繰 り 返 し 、 そ の n 回 の 平均値で表わ した も の。 回数は多い程 よ いが、 元の試料の大 き さ に よ っ て 限 界があ るため、 少な く と も n ≥ 3 と す る 。

〇動的バネ 定数 ： 下記の試験法よ り 求め る 。 4

( i ) 試験装置

こ の試験装置は第 8 図の ご と く 合成澍脂発泡試験片

(9) を定盤（10)上 に お き 、 そ の上に荷重板（11)を重ね る 。 ，こ の荷重板 （11 )上には波形記録装置（14)に建結 し た振動 ピ ッ ク ア ツ プ （12)を配置する。 また、 波形記録 装置 （14)と 振動 ビ ッ ク ア ッ プ（ 12 )間に は増幅器（ 13 )が 取付 け て あ る 。

(ィ ） 合成街脂発泡試験品（3) の寸法

5 0 0 mm X 5 0 0 nnX 5 0 mm (厚さ

(口 ） 定盤 (10)

平面度 1 mm以下、 水平面に対する 傾斜 土 以内 で十分な有効質量を持つ も の

(ハ） 荷重板（11)

平面度 0 . 2 mm以下、 大き さ 3 0 O mm± 3 mm角 の 正方形で質量 2 2 . 5 kg ( - 2 5 0 kg/a² ：) 誤差 土

1 %以内 で、 有害な曲げ振動を生 じ ない も の

(二） 振動 ビ ッ ク ァ ッ プ（12)

減衰振動 に影響を年え ない よ う で き る だけ軽量 な も の を用 い る 。

(ホ） 振動波形記録

固定振動の波形観測が可能な も の

( i i ) 測定方法

軟式野球ボ ール を高さ約 0 . 8 m よ リ 、 荷重扳（ 11 ) 中心部へ鉛直方向 に 自 由落下 させて加振 し 、 そ の時 の 波形 を観測する 。

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( i i i ) 単位面積当 り の動的バネ定数の算 出方法

第 9 図の ご と き 自 由振動に な っ た減衰波形 1 5 の降 り 合 う ピー ク 間か ら周期 T を 2以上 （ T i 、 T 2 ··· ) を読み取 り 、 そ の平均値よ り 次式に よ っ て求 めた値 を 単位面積当 リ の動的バネ定数 k と する 。 k = C 2 π ) ² X m ( Ν /π³ ) m = 単位面積 当 り の荷重質量 （ 2 5 0 kg/in³ ) Tn = 固有周期 の平均値 （秒）

〇 6 0 %圧縮 永久歪 ： J I S — K - 6 7 6 7 に準ず

る 。

O樹脂の軟化温度 ： A S T M - D - 1 5 2 5

本発明 で用 い る 各評価項 目 は次の評価方法、 評価尺度 に基づ く も の で あ る 。

I . 緩衝性

I - 1.緩衝性① （圧縮永久.歪）

〇評価方法 ： J I S - K 一 6 7 6 7 (圧縮 ク リ ー プ試

験方法） に準 じ 、 発泡体 の厚み方向及び 厚み方向 に直交する 同一平面上 で互い に 直交 す る 二方向、 即 ち長 さ方向及び 巾 方 向 の三方向に 6 0 %圧縮永久歪量 を測定 し 、 そ の 最小値 （ C ) に よ っ て 評価 し た。

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〇評価尺度 ：

一 2.緩街性② （動的緩街特性）

〇評価方法 ： J I S — Z - 0 2 3 5 の測定方法に準 じ

( 静的応力 0 . 0 2 kg/ cm² 以上 で評 価） 、 厚み 5 0 ma ( 5 O mm未溝の も の ほ 重ね合せて 5 O maにする ） に て測定 し 、

2 〜 5 回の落下時の最大減速度 （ G ) の 平均値を求めて評価 した。 尚 静的応力 が 0 . 0 2 kgZ cm² 以下 に な る 場合 は

( X ) と した

〇評価尺度 ：

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WIPO 7

I - 3.緩衝性③ （充塡施工性 （低圧縮応力性） ）

〇評価方法 ： J I S - K一 6 7 6 7 (圧縮 ク リ ー プ試 験方法） に準 じ、 発泡体の厚み方向及び ' 厚み方向 に直交する同一平面上 で互 に直 交す'る 二方向、 即ち長 さ 方向及び巾方 向 の三方向に 1 0 %圧縮歪 を与え た場合の 応 力 を 測 定 し 、 そ の 三 方 向 の 最 小 値 ( P ) に よ っ て評価 した。

〇評価尺度 ：

I 一 4.曲 げた わみ量

〇評価方法 ： J I S - A - 9 5 1 1 の 方法 に 準 じ て試 験 し 、 次式に よ っ て求め られた最大た わ み量 （y) の大き さ に よ っ て評価 し た

P 9. ³

y = —

E 4bh³

P 最大荷重 ( kg)

a. ス パ ン距離 ( cm)

b 試験片の幅 ( cm)

h 試験片の厚 さ （ cm)

E 曲げ弾性率 （ kgZ cm

y 最大たわみ量 （ cm) 8

〇評価尺度 ：

I . 断熱性

1 - 1.熱伝導率

〇評価方法 ： A S T M - C 一 5 1 8 に準 じ、 Kcail /iB

' ！^で の単位でかっ ひ で の値 （ λ ) で評

価 し た。

〇評価-尺度 ：

Ε - 2.熱伝導率の瘟度勾配

Ο評価方法 ： ·Ε - 1 と同様に A S T M - C — 5 1 8 に

準 じ 、 瘟度を変えて 2 点以上 （本方法は

1 5 °C、 3 5 ^eC及 び 5 5 °C に て 測定）

に て測定 し、 熱伝導率の温度勾 S ( X )

を求め て評価 した。

OMPI

7> ^WIPO -， o評価尺度 熱 伝 の inn. 度 勾 記号

2 . 7 X 1 0 -4 X の 合 <s>

2 . 7 X 1 0-4 < X ≤ 3 3 X 1 0-⁴ の場合 〇

3 ， 3 X 1 0一 4 < X の 合 X . 遮音性

〇評価方法 J I S - A - ： I 4 1 8 床衝擊音 レ ベル の

測定方法に準 じ て測定 し 、 J I S - A -

1 1 9 の床衝擊音 レべルに関す る遮音 等級の呼び方に よ っ て評価 し た。 試験体 は 、 R C造 り の建築物床軀体の上に厚み

5 0 mmの平板上の発泡体 を す き ま な く 施 し 、 そ の上に厚 さ 1 0 0 の ボ リ エ チ レ ン フ ィ レ ム を施 した あ と 、 そ の 上 に コ ン ク リ ー ト モル タ ルを 5 0 mmの厚 さ で施工 し 、 1 週間養生 したあ と 、 そ の上に厚 さ

3 mm D —一 ド ノレ ノヽ ^β ン チ カ ーぺ ッ ト で床仕 上げ を行つ て床衝擊音 レ ベルの測定 を 行 つ た。

O PI o評価尺度

実施例 · 比較例 1

厚み 2 5 mm、 巾 4 0 0 mm、 長 さ 7 0 0 mnj、 密度 2 2 〜

2 8 kg/o³ の ポ リ ス チ レ ン押出発泡体を加熱炉の中 に入 れ、 表 1 - 1 に示す如 く 、 加熱媒体、 加熱温度、 加熱時 間 を変 えて熟成条件 を 7 5 °0空気中で 1 2 0 時間 と一定 に し 、 得 られた発泡体の構造及び評価結果を表 1 - 2 、

表 1 - 3 に ま と めた。

OMPI 2 表 1一 1 造 条 件

料 使用した発泡体

の樹脂の翻 m 一旦 iRiiした時点で 熟^ # 泡 • の楽泡体の の、

体 カロ熱 カ瞻 力!^ 孰成終了時占での ？皿 時 No 軟化温度（。C) 媒体 時間 泡体諭こ対する割 度 間

(。c ) (分） 合 ） (°C) (hr)

1 ポリスチレン 水 100 10 37 75 120

(105)

2 ポリスチレン 水蒸 110 1 70 75 120

(105)

3 ポリスチレン 氷蒸気 85 60 64 75 120

(105) 施 4 ポリス^レン 温 水 85 60 44 75 120

(105)

5 ポリスチレン 温' 水 90 1 58 75 120 例 (105)

6 ポリスチレン 温 水 90 5 55 75 120

(105)

7 ポリスチレン . 氷蒸 83 60 80 75 120

(105) 比 8 ポリスチレン 水蒸気 100 0.95 84 75 120

(105)

9 ボリスチレン 温 水 80 0.5 90 75 120

(105)

10 ボリスチレン 90 10 68 75 120

(105)

例 ■

11 ポリスチレン 温 風 80 30 110 75 120

(105) 表 1一 2

O PI WIPO 2Z

3

OMPI WIPO 施例 · 比較例 2

厚み 1 5 mm, 巾 3 0 0 njm、 長さ 5 0 0 nm、 密度 2 5 〜

1 1 0 kg/m³ の押出発泡体を実施例 · 比較例 1 同様に加 熱釜の中に入れ、 加熱媒体を水蒸気、 瘟水に限定 し 、 加 熱温度 9 0 °C 、 1 0 0 。C、 加熱時間 も 1 5 分、 3 0 分 に 統一 し 、 熟成条件 も 一定に し て.（表 2 - 1 参照） 収縮時 癸泡体体積の熟成終了時発泡体体積に対する割合の差を 見てみた結果、 得 られた発泡体の構造及び評価結果を表

2 - 2 表 2 - 3 に ま と めた。 尚、 使用 した樹脂ほ、 表

2 - 1 に 示 す如 く ポ リ ス チ レ ン 、 ポ リ メ チ ル メ タ ク リ レ

― ト 、 ス チ レ ン メ タ ク リ ル酸共重合体 に つ い て行な つ た。

OMPI 表 2—

O PI

- WIPO 表 2— 2 得 ら れ た 発 泡 体 の 構 造

料

J"M cin¾ v j¾c口、口 PTT

泡 魏條度 よリ細奠の中央 の平均 動的バネ定数

¾Rに r¾ つ -r^f ス WCil±

No Ckg/m³ ) するしわの有無 C¾) (10^s N/m ³ )

12 3.3 有 1.85 50 1.7

13 5.0 有 1.62 53 2.4 施 14 8.5 有 1.12 62 5.3

15 7.2 有 0.42 68 5.2 例 1,リ

16 15.1 有 0.9 92 15.5

17 16.3 有 0.32 23 20.5 比

18 17.3 有 0.77 48 45.1 較

19 26.0 0.83 60 230 例

20 28.0 /■、、、 0.72 90 130

表 2 3

舊。 実施例 ， 比較例 3

実施例 ， 比較例 1 と 同様なサ ン プルサ イ ズを有する 密

度 2 2 〜 2 8 kg/in³ のポ リ ス チ レ ン押出発泡体 を加熱発

泡条件 （加熱媒体、 加'熱温度、 加熱時間） を限定 し 、 熟

成条件 （温度、 時間） を変えて （表 3 - 1 参照） 、 得 ら

れた発泡体の構造及び評価結果を表 3 - 2 、 表 3 - 3 に

ま と め た。 尚、 使用 したポ リ ス チ レ ン の種類 と し ては 、

軟化温度の異 な っ た 2 種類を使用 した。

ΟΚί—— Ί 、 WIPO ， 表 3—

― CMH / WIFO 表 3— 2

OMPI 3

表 3 3

OMPI

i¾ 実施例 · 比較例 4

本発明 の発泡体が 、 *発明の諸評価を すベて兼備 し た

も の であ り 、 こ の も のほ現行市販品に対 し どの よ う な位

置づけ に あ る かを 明 ら かにする為に、 下記発泡板につい

て *文記載の諳評価法で評価 した。 評価結果は第 4 表に

ま と め た。 -

〇 *発明 の発泡体 （代表） Nb . 1 、 1 5 、 2 2

〇市販品

_ O PI 、 , - WIPO 、 表 4 1

Ο ΡΙ

ノ l o ,、

, 、、， 0、 表 4 2

O PI ：*：発明 は上述 の 構成 を 持 つ こ と に よ り 、 柔軟性 に 富

み、 断熱性に優れ、 遮音性のあ る、 圧縮永久歪の少な い

発泡体 と な り 、 建築物の床、 壁、 屋根等の断熱及び遮音

材、 或いは、 緩衝材 と し て多 く の利点を'有する 産業界 に

と っ て有益な発明 で あ る 。

図面の簡単 な説明

第 1 図 （a ) は *発明 品 の 気泡構造 を 示す拡大写真、

( b ) は比較品 の気泡構造を示す拡大写真、 第 2 図は浮床

工法の一例図、 第 3 図は加熱発泡に よ る 発泡体の密度低

下状態 の例を示すグ ラ フ 、 第 4 図は加熱媒体の種類の違

い に よ る密度低下状態の例を示すグ ラ フ 、 第 5 図 （a ) は

本発明品の気泡構造 を示す拡大写真、 （b ) は比較品の気

泡構造 を示す拡大写真、 第 6 図は熟成瘟度別の発泡体の

回復状態を示すグ ラ フ 、 第 7 図はボ リ ス チ レ ン膜 に対す

る 水蒸気透過の温度依存性の一例を示す グ ラ フ 、 第 8 図

及 び第 9 図 は動的 パ ネ 定 数測定法 に 関す る 説明 図で あ

る 。

MPI

tv irw _

Claims

請求の範囲

( 1) 硬質熱可塑性樹脂を発泡 してつ く られた密度 （ D )

が 3 kg/m³ ≤ Ώ ≤ I 7 kg/ni³ で、 気泡構造に於い て、 少 な く と も 3 つ の気泡が隣接 して生 じ る境界部分 に一端を 有 し 、 気泡膜 の 中央部分に向 っ て延びる 多数の し わ を 有 し 、 平均気泡径 （ A ) が 、 A ≤ 2 . 0 mm, 独立気泡率

( B ) が 、 B ≥ 5 0 , で あ リ 、 且 つ 動的 パ ネ 定数

C k ) が、 k ^ 4 0 X 1 0 ⁶ N /m³ 、 及び互 に直交す る

3 軸方向 に測定 した 6 0 %圧縮永久歪の値の う ち の最小 値 （ C ) が C 2 5 % であ る発泡体。

(2) 硬質熱可塑性樹脂の癸泡体を、 8 5 で以上の温水或 い は 、 水蒸気雰囲気 中 に て 1 分間以上加熱 し、 一旦膨張 させた后最終発泡体体積の 7 0 %以下に な る よ う に収縮 させ、 更 に雰 囲気温度 （ T ) が、 4 0 。C ( T ) <樹月 の歐化温度の乾燥室内で 2 4 時間以上熟成 し 、 膨張 さ せ 、― 密度 （ D ) が 3 kg/m³ ≤ Ό ≤ 1 7 kg/m³ で、 '気泡構造 に於い て少な く と も 3 つの気泡が隣接 し て生 じ る境界部 分に一端を有 し 、 気泡膜の中央部分に向 っ て延びる 多数 の し わ を有 し 、 平均気泡径 （ A ) が、 . 0 mm、 独 立気泡率 （ B ) が、 B ≥ 5 0 %、 であ り 且つ、 動的バネ 定数 （ k ) ；^ 、 k ≤ 4 0 X 1 0 ⁶ N /m³ 、 及び互に直交 する 、 3 軸方向 に測定 した 6 0 %圧縮永久歪の値の う ち の最小値 （ C ) が C ^ 2 5 %であ る癸泡体を得 る *を 特 徼 と す る 発泡体の製造方法。

OMPI