明 糸田 ス チ レ ン 系樹脂押 出発泡体の 製造方法お よ び発泡体 技術分野
本発明 は 、 建材用 途 な ど に 提供 さ れ る ス チ レ ン 系樹脂 押 出 発泡体 に 関 す る 。 さ ら に 詳 し く は 環境 適 合 性 に 優 れ、 良好な 断熱性 と 圧縮強度を有 し 、 製造安定性 に も 優 れた ス チ レ ン 系樹脂押 出発泡体の 製造方法、 お よ び製造 さ れた発泡体 に 関す る 。 背景技術
ス チ レ ン 系樹脂発泡体 の 製造方法 と し て、 ス チ レ ン 系 樹脂を押 出機等 に て可塑化 し 、 こ れ に塩化 メ チ ル の よ う な 揮発性有機発泡剤 を 注入混合 し 、 更 に こ の 混合物を良 好 な 発泡体 を得 る に 適す る 温度 ま で冷却 さ せ、 こ れを 低 圧域 に押 し 出す こ と に よ り ス チ レ ン 系樹脂発泡体を連続 的 に製造す る 方法が、 特開昭 4 7 - 9 5 9 3 号公報、 特 開昭 5 2 — 1 7 5 7 4 号公報や特開昭 5 2 — 9 4 3 6 6 号公報に お い て提案 さ れて い る 。
こ れ ら 公知方法で は 、 良好な 発泡体を製造す る の に 適 し た揮発性発泡剤 と し て塩化 メ チ ルが提案 さ れて い る 。 塩化 メ チ ル は、 ス チ レ ン 系樹脂 の 可塑化性能が高 く 、 押 出圧力を 低下 さ せ て製造す る こ と が可能で あ り 、 工業的 に 有利 な ス チ レ ン 系樹脂発泡体の 製造 に 寄与す る こ と に 加え、 ス チ レ ン 系樹脂発泡体 に対 し て透過性が極 め て大 き い た め該発泡体中 に 残存 し 難 く 、 発泡体の 形状安定性 等 に お い て非常 に好 ま し い 発泡剤 と さ れ、 事実長 ら く 使
用 さ れて い る 。
し か し 、 最近、 塩化 メ チ ル の 取扱 に は注意 と 対策が望 ま れ る よ う に な つ て き て お り 、 環境適合性の 面か ら は、 工業的 に要求 さ れ る 発泡体の 性能 は維持 し つ つ 、 可能で あ る な ら ば代替 し て い く こ と が好 ま し い 物質 と さ れて い る o
ま た、 そ の 他の 揮発性発泡剤 ( あ る い は単 に発泡剤) の 例 と し て は い わ ゆ る 炭化水素類や い わ ゆ る フ ロ ン 類が 提案 さ れ、 あ る い は工業的 に使用 さ れ て い る 。
例え ば、 ス チ レ ン 系樹脂 に対 し て透過性が小 さ な イ ソ ブ タ ン ( i 一 ブ タ ン ) 、 ノ ル マ ノレ ブ タ ン ( n — ブ タ ン ) を組み合わ せ、 発泡剤 と し て使用 す る こ と で断熱特性 に 優れ た発泡体が得 ら れ る こ と が特開平 1 一 1 Ί 4 5 4 0 号公報で 開示 さ れて い る 。 あ る い は発泡体 中 に ブ タ ン 等 を特定量残す こ と で断熱性が得 ら れ る と し 、 発泡 に 当 た つ て は塩化 メ チ ル と 組み合わせ て良好な発泡体が得 ら れ る こ と が特 開昭 5 1 一 9 2 8 7 1 号公報で 開示 さ れて い ま た、 フ ロ ン 類 に 関 し て は毒性が少な く 不燃性で化学 的 に安定な 塩素原子含有ハ ロ ゲ ン 化炭素 (以下、 C F C と 略す) を 使用 す る こ と が特公昭 4 1 — 6 7 2 号公報 に お い て開示 さ れて い る 。 一般 に フ ロ ン 類 は発泡体 に残留 し ゃ す い 傾向 を有 し て お り 、 良好 な 発泡体を 形成す る と と も に、 熱伝導率が低 い た め 断熱性 に 寄与 し て い る 可能 性が あ り 、 高度 な 断熱性を得 る た め に は必須の物質 と 考 え ら れて い る 傾向があ る 。
し か し こ の C F C は、 近年オ ゾ ン 層 に影響 を与え る こ と が指摘 さ れ、 可能で あ る な ら ば代替 し て い く こ と が好
ま し い物質 と な っ て い る 。
し う し た 状況を受 け て、 環境適合性を満足せ し め る こ と に対す る 種 々 の 試 み が提案 さ れ て い る 。
ま ず、 塩化 メ チ ル に 代表 さ れ る 塩化 ア ル キ ル類の代替 に つ い て は 、 エ ー テ ル類、 ま た は 、 二酸化炭素等の無機 ガ ス を代替発泡剤 と し て使用 す る こ と が提案 さ れ、 あ る い は検曰、 さ れて い る 。
例 え ば特表平 7 — 5 0 7 0 8 7 号公報で は 、 2 0 m m 以上の 厚 さ で 5 0 c m 2以上 の 横 断面積 の ス チ レ ン 系 樹 脂押 出発泡体 を得 る 技術 と し て、 ジ メ チ ル ェ 一 テ ル と 二 酸化炭素を 特定量組み 合わ せ て発泡体を得 る 技術が開示 さ れて い 0 ο ま た該公報の 詳細 な 説明 で は 、 ジ メ チ ルェ ― テ ル と 酸化炭素以外 に、 飽和炭化水素、 C F C の 原子の一部を水素原子で置換 し た塩素化 フ ッ 素化炭 化水素 (以下、 H C F C と 略す) 、 塩素原子を含有 し な い フ ο ン で あ る フ ッ 素化炭化 水素 (以下、 H F C と 略 す) 、 ァ ル コ ー ル、 ケ ト ン な どが非常 に広 い 範囲で 自 由 に組み 合わ せ る こ と がで き る よ う に 列挙 さ れ て お り 、 炭 化水素で は プ 口 パ ン 、 ブ タ ン が、 H C F C お よ び H F C で は 1 , ジ フ ノレオ ロ ー 1 — ク ロ ロ ェ タ ン (以下、 H
C F C 1 4 2 b と 略 す ) 、 1 , 1 — ジ フ ソレ オ ロ ェ タ ン (以下、 H F C 1 5 2 a と 略す) 、 1 , 1 , 1 , 2 — テ 卜 ラ フ ル ォ 口 ェ タ ン (以下、 H F C 1 3 4 a と 略す) が 例示 さ れて い る 0
し か し 般的 に 発泡状態を 決定す る 重要 な 因子で あ る 、 ス チ レ ン 系樹脂 に 対す る 透過性能、 飽和含浸量、 可 塑化性能等 の 特性値や 臨界温度、 臨界圧力、 蒸気圧、 沸 点等の物 は こ れ ら の 物質の 間 で、 特 に ア ル コ 一 ノレや
フ ロ ン 類、 あ る い は 炭化水素類 で は 大 き く 異 な っ て い る 。 従 っ て ジ メ チ ルエ ー テ ル と こ れ ら の物質を組み 合わ せ て使用 す る に 当 た っ て は、 単 に 混合すれ ば厚 さ や横断 面積以外の 、 例 え ば、 圧縮強度や 断熱性、 外観、 発泡倍 率、 独立気泡率、 製造安定性等 の 工業的 に求 め ら れ る 各 種性能な い し は特性を 、 すべて 同 時 に 満足す る 良好な 発 泡体がで き る と い う も の で は な く 、 得 た い 発泡体 の用 途 な い し は 目 的 に 応 じ て 、 組 み 合 わ せ る 種類 を 選 定 し た り 、 製造方 法 を 変更 す べ き も の で あ り 、 単純 な 混 合 で は、 工業的 に 有意な 発泡体が製造で き る 混合範囲 は 自 ず と 制限 さ れ る 。
た とえ ば、 1 , 1 — ジ フ ルォ ロ ェ タ ン と エ タ ノ ー ソレで は、 つ ぎの よ う に諸物性が大 き く 異な っ て お り 、 内圧 や 気泡 の生成能力 を考慮す る と そ の 扱 い方 は異な っ て し か る べ き で あ る 。
1 , 1 — ジ フ ル ォ ロ ェ タ ン エ タ ノ ー ル 沸点 一 2 4 . 1 °C 7 8 . 3 2 °C 臨界温度 1 1 3 . 3 °C 2 4 3 . 1 。C 臨界圧力 4 6 . 1 K g f / c m 2 6 5 . 2 K g f
/ c m 2 蒸発潜熱 7 9 . 4 Κ 。 3 ΐ Ζ Κ £ 2 0 4 K c a 1
/ K g
し か し な が ら 、 前記公報 に お け る 具体的 な 実施例 は、 ジ メ チ ル エ ー テ ル単独、 ジ メ チ ル ェ 一 テ ル と 二酸 化 炭 素、 ジ メ チ ルエ ー テ ル と ェ タ ノ 一 ノレ、 ジ メ チ ルェ 一 テ ル と エ タ ノ 一 ル と 二酸化炭素 の 組 み 合 わ せ の 例 の み で あ り 、 示唆の あ っ た飽和炭化水素、 H C F C、 H F C 、 ケ ト ン に つ い て は そ の 使用 方 法、 お よ び適切 な 量 的 範 囲
等、 あ る い は そ れ ら を 用 い た場合 に 発現で き る 特性、 用 途等 に つ い て は、 具体 的 に 何 ら 開示 さ れて い な い。
し か も 、 該特許で は 、 そ の 他の 工業的 に 求 め ら れ る 断 熱性等 に つ い て の 要望 を 満 た し 得 る も の で あ る か に つ い て は必ず し も 充分な 検討 は な さ れ て い な い 。 即 ち 、 該特 許 は ジ メ チ ル ェ 一 テ ゾレ を発泡剤 と し て使用 す る と 、 ジ メ チ ル ェ — テ ル が気泡 膜 力- ' ら 拡散 し 気泡体 を 生成 す る 能 力、 即 ち 、 起泡力が期待 さ れ、 厚 さ が厚 い 発泡体が得 ら れ る と い う こ と に 着 目 し た 特許で あ り (工業 的 に は単 に 厚 さ が厚 い だ け で な く 、 発泡体 と し て は 断熱性や 強度 な ど他の物性 を 同時 に 満 た す こ と が望 ま れて い る の は 当然 の こ と で あ る ) 、 こ れ ら 課題 は依然解決 さ れ る に 至 っ て い な い
次 に 、 C F C の 代替 に つ い て は、 ォ ゾ ン 層への 影響が
C F C に比べて低 く 環境適合性の 面か ら 多少好 ま し い物 質 と さ れて い る 、 H C F C を用 い る 方法が提案 さ れて い 例 え ば 、 H C F C 1 4 2 b を 発泡剤 と し て使用 す る こ と が特公昭 5 7 - 7 1 7 5 号公報 に お い て 開示 さ れて い る o さ ら に ま た、 H F C を使用 す る 事 も 提案 さ れて い o H F C は オ ゾ ン 層 へ影響す る 可能性 は通常ゼ ロ で あ る と い わ れ て お り 、 H C F C よ ち さ ら に環境適合性の 観点か ら 好 ま し い と さ れて い る o こ の 例 と し て は、 H F
C 1 3 4 a を使用 し て 発泡体を製造 し よ う と す る 試み が 特開平 1 - 9 8 6 8 3 号公報 に 、 ま た、 発泡体気泡中 に
7 0 量% 以上 の H F C 1 3 4 a を残す発泡体 に 関す る 技術が特開平 3 - 1 8 8 1 3 7 号公報 に そ れぞれ開示 さ れて い る
し か し 残念な が ら 、 多 く の 発泡剤が提案 さ れて い る に
も かかわ り ず、 こ れ ら 技術で は組み 合わせ て 使用 す る 発 泡剤 と し て は塩化 メ チ ル あ る い は塩化工 チ ル に代表 さ れ る 塩化ァ ル キ ルを用 い る こ と が多 く 、 前述 の よ う に塩化 ァ ルキ ル 自 体が代替 さ れ る こ と が望 ま れ る 現状を な ん ら 解決す る も の で は な い ο さ ら に ま た 、 こ れ ら 物質を塩化 ァ ルキ ル と 組み合わ せ ず に使用 す る 場合 に 、 該公報 に 示 さ れ る よ う な 工業的 に 望 ま れ る 物性、 製造安定性、 コ ス ト な どが得 ら れ る か否 か に つ い て は、 工業的 に 有益な 開 示 は何 ら な さ れて い な い 状況 め つ た。
ま た、 Η C F C や Η F C と い つ た フ ロ ン 類 は、 発泡体 の 断熱性能 を 高 め る た め に 有益で あ る と さ れ て い る が、 刖述の よ う に H C F C 類 は ォ ゾ ン 層へ の影響が議論 さ れ る 物質で あ る 上、 さ ら に そ の 代替 を 意図 し て い る H F C 類 に つ い て も 、 従来 よ り 提案 さ れ て い る H C F C や C F C よ り ォ ゾ ン 層への影響の 懸念が小 さ い と は い え近年地 球温暖化へ の 影響が議 BRB ォし る よ う に な っ て お り 、 可能 で あ ればで き る だ け減 ら す こ と が好 ま し い 。
の よ う に 、 技術的 な ァ プ ロ ー チ は種 々 行 わ れて い る も の の 、 環境適合性を 有 し つ つ 、 ェ業的 に 有益な 、 た と え ば商 い 断熱性を有す る 発泡体 は得 ら れて い な い状況で あ つ た。
本発明 が解決 し ょ う と す る 課題 は、 建材用 途、 畳芯材 と い つ た建築材料、 土木材料、 断熱材 な ど に 使用 さ れ る ス チ レ ン 系樹脂押 出発泡体 に 関 し て、 環境適合性の面か ら 使用制限の 望 ま れ る 塩化 ァ ル キ ルを代替で き 、 かつ 、 断熱性、 圧縮強度、 製造す る 際の 押 出 し 安定性 に も 優れ た発泡体を 得 る こ と に あ 。
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7 - 発明 の 開示
本発 明 者 ら は 、 前 記課題 の 解決 の た め 鋭意研 究 の 結 果、 ス チ レ ン 系樹脂を加熱溶融 さ せ、 発泡剤 を該 ス チ レ ン 系樹脂 に 注入 し 、 流動 ゲル と な し 、 ダイ を 通 し て押 出 発泡す る こ と か ら な る ス チ レ ン 系樹脂押 出発泡体 の製造 方法 に お い て、 発泡剤 と し て主 に 、 4 0 重量%未満、 5 重量%以上 の ェ 一 テ ル と 、 飽和炭化水素 と か ら な り 、 ま た必要に 応 じ て H C F C 1 4 2 b ま た は H F C 類か ら な る 発泡剤 を 用 い る こ と で、 環境適合性 に優れ、 且つ発泡 体物性 に 優 れ た ス チ レ ン 系樹脂押 出発泡体 を 得 る こ と が で き る こ と を 見 出 し 、 本発明 を 完成す る に 至 っ た。
即 ち 本発 明 は、 1 ) ス チ レ ン 系樹脂 を加熱溶融 さ せ、 発泡剤を該 ス チ レ ン 系樹脂 に注入 し 、 流動 ゲ ル と な し 、 ダ イ を通 し て低圧 の 領域 に押 出発泡す る こ と か ら な る ス チ レ ン系樹脂押 出発泡体の製造方法で あ っ て、 発泡剤が 主 と し て、 発泡剤全量 に対 し て 4 0 重量%未満、 好 ま し く は 3 0 重量%未満、 5 重量% 以上の 、 ジ メ チ ルエ ー テ ル 、 ジ ェ チ ノレ エ ー テ ル お よ び メ チ ル ェ チ ノレ エ 一 テ ノレ よ り な る 群か ら 選ばれた 1 種 ま た は 2 種以上の エ ー テ ルか ら な り 、 好 ま し く は ジ メ チ ノレエ ー テ ルの み か ら な る エ ー テ ル と 、 発泡剤全量 に対 し て 6 0 重量% を超え 、 好 ま し く は 7 0 重量 % を超え、 9 5 重量% 以下の 、 炭素数 3 〜 5 の 飽和炭化水素 よ り な る 群か ら 選 ばれ た 1 種 ま た は 2 種 以上の飽和炭化水素を 含む こ と を特徴 と す る ス チ レ ン系 樹脂押 出発泡体の製造方法 に 関す る 。
さ ら に 本 発 明 は 、 2 ) ス チ レ ン 系 樹脂 を 加 熱 溶 融 さ せ、 発泡剤 を該 ス チ レ ン 系樹脂 に 注入 し 、 流動ゲル と な し 、 ダイ を 通 し て低圧 の 領域 に 押 出発泡す る こ と か ら な
P T JP /05936 る ス チ レ ン 系樹脂押 出 発泡体の 製造方法で あ っ て、 発泡 剤が主 と し て、 発泡剤全量 に対 し て 4 0 重量%未満、 好 ま し く は 3 0 重量%未満、 5 重量 %以上の 、 ジ メ チ ルェ — テ ル 、 ジ ェ チ ノレ エ ー テ ル お よ び メ チ ルェ チ ルエ ー テ ル よ り な る 群か ら 選ばれ た 1 種ま た は 2 種以上 の エ ー テ ル か ら な り 、 好 ま し く は ジ メ チ ルエ ー テ ルの み か ら な る ェ — テ ノレ と 、 発泡剤全量 に対 し て 6 0 重量% を超え、 好 ま し く は 7 0 重量% を超 え、 9 5 重量%以下の 1 , 1 — ジ フ ノレ オ 口 一 1 一 ク ロ ロ ェ 夕 ン を 含む こ と を特徴 と す る ス チ レ ン 系樹脂押 出発泡体 の 製造方法 に 関す る 。
さ ら に 本発 明 は 、 3 ) ス チ レ ン 系樹脂 を 加 熱 溶 融 さ せ、 発泡剤 を該ス チ レ ン 系樹脂 に 注入 し 、 流動 ゲル と な し 、 ダイ を 通 し て低圧 の 領域 に 押 出発泡す る こ と か ら な る ス チ レ ン 系樹脂押 出発泡体の 製造方法で あ っ て、 発泡 剤が主 と し て、 発泡剤全暈 に対 し て 4 0 重量%未満、 好 ま し く は 3 0 重量%未満、 5 重量%以上の 、 ジ メ チ ルェ — テ ル、 ジ ェ チ ノレ エ ー テ ル お よ び メ チ ルェ チ ルエ ー テ ル よ り な る 群か ら 選ばれ た 1 種 ま た は 2 種以上 の エ ー テ ル か ら な り 、 好 ま し く は ジ メ チ ルエ ー テ ルの み か ら な る ェ — テ ル と 、 発泡剤全量 に対 し て 6 0 重量% を超え、 好 ま し く は 7 0 重量% を超 え、 9 5 重量%以下の 、 1 , 1 , 1 , 2 - テ ト ラ フ ゾレ オ 口 エ タ ン を 含む こ と を 特徴 と す る ス チ レ ン 系樹脂押 出発泡体の製造方法 に 関す る 。
さ ら に 本発 明 は 、 4 ) ス チ レ ン 系 樹脂 を 加 熱 溶 融 さ せ、 発泡剤 を該 ス チ レ ン 系樹脂 に 注入 し 、 流動ゲル と な し 、 ダイ を通 し て低圧 の 領域 に 押 出発泡す る こ と か ら な る ス チ レ ン 系樹脂押 出発泡体の 製造方法で あ っ て、 発泡 剤が主 と し て、 発泡剤全量 に対 し て 4 0 重量%未満、 好
ま し く は 3 0 重量%未満、 5 重量%以上の 、 ジ メ チ ルェ 一テ ル、 ジ ェ チ ル エ ー テ ル お よ び メ チ ル ェ チ ル ェ 一 テ ル よ り な る 群か ら 選ばれ た 1 種 ま た は 2 種以上 の エ ー テ ル か ら な り 、 好 ま し く は ジ メ チ ルエ ー テ ルの み か ら な る ェ 一テ ル と 、 発泡剤全量 に 対 し て 6 0 重量% を超え、 好 ま し く は 7 0 重量% を 超 え 、 9 5 重量%以下 の ジ フ ルォ ロ メ タ ン 、 1 , 1 , 1 , 2 , 3 , 3 — へ キ サ フ ル ォ ロ プ ロ パ ン 、 1 , 1 , 1 , 3 , 3 — ペ ン タ フ ノレ ォ ロ プ ロ パ ン 、 1 , 1 — ジ フ ルォ ロ ェ タ ン よ り な る 群か ら 選 ばれ た 1 種 ま た は 2 種以上を含む こ と を特徴 と す る ス チ レ ン 系樹脂 押 出発泡体 の 製造方法 に 関す る 。
さ ら に 本発 明 は 、 5 ) ス チ レ ン 系 樹脂 を 加 熱 溶 融 さ せ、 発泡剤 を該 ス チ レ ン 系樹脂 に 注入 し 、 流動 ゲル と な し 、 ダイ を 通 し て低圧 の 領域 に 押 出発泡す る こ と か ら な る ス チ レ ン 系樹脂押 出発泡体の 製造方法で あ っ て、 発泡 剤が主 と し て、 発泡剤全量 に対 し て 4 0 重量%未満、 好 ま し く は 3 0 重量%未満、 5 重量% 以上の 、 ジ メ チ ルェ 一テ ル、 ジ ェ チ ル エ ー テ ル お よ び メ チ ル ェ チ ル エ ー テ ル よ り な る 群か ら 選ばれ た 1 種 ま た は 2 種以上の エ ー テ ル か ら な り 、 好 ま し く は ジ メ チ ルエ ー テ ルの み か ら な る ェ — テ ル と 、 発泡剤全量か ら エ ー テ ルを 除 い た量 に対 し て 5 0 重量% 以上の炭素数 3 〜 5 の 飽和炭化水素 よ り な る 群か ら 選 ばれ た 1 種 ま た は 2 種以上の 飽和炭化水素 と 、 発泡剤全量か ら エ ー テ ル を 除 い た 量 に対 し て 5 0 重量% 以下 の 、 1 , 1 — ジ フ ル オ ロ ー 1 — ク ロ ロ ェ タ ン 、 1 , 1 , 1 , 2 — テ ト ラ フ ル ォ ロ ェ タ ン 、 ジ フ ル ォ ロ メ 夕 ン 、 1 , 1 , 1 , 2 , 3 , 3 — へ キ サ フ ノレ オ 口 プ ロ パ ン 、 1 , 1 , 1 , 3 , 3 — ペ ン タ フ ノレ ォ ロ プ ロ パ ン 、
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1 , 1 ー ジ フ ルォ ロ ェ タ ン よ り な る 群か ら 選 ばれ た 1 種 ま た は 2 種以上の 発泡剤で あ り 、 好 ま し く は 1 , 1 ー ジ フ ゾレ オ 口 一 1 — ク ロ ロ ェ タ ン 、 1 , 1 , 1 , 2 — テ ト ラ フ ルォ ロ エ タ ン か ら 選 ばれ る 1 種 ま た は 2 種 の 発泡剤で あ り 、 さ ら に好 ま し く は 1 , 1 , 1 , 2 — テ ト ラ フ ルォ 口 エ タ ン を 含む こ と を 特徴 と す る ス チ レ ン 系樹脂押 出発 泡体の製造方法 に 関す る 。
さ ら に 本発 明 は 、 6 ) 炭素数 3 〜 5 の 飽 和 炭 化 水 素 が 、 プ ロ パ ン 、 n — ブ タ ン 、 i — ブ タ ン 、 n — ペ ン タ ン 、 i — ペ ン タ ン、 ネ オ ペ ン タ ン よ り な る 群カヽ ら 選ばれ た 1 種ま た は 2 種以上で あ り 、 好 ま し く は プ ロ パ ン、 n — ブ タ ン 、 i 一 ブ タ ン よ り な る 群か ら 選ばれ た 1 種 ま た は 2 種以上で あ り 、 最 も 好 ま し く は i — ブ タ ン で あ る こ と を特徴 と す る 前記 1 ) ま た は 5 ) 項 に記載の ス チ レ ン 系樹脂押 出発泡体の 製造方法 に 関す る 。
さ ら に本発明 は、 7 ) 発泡体 に 含 ま れ る セ ル の 、 押 出 方 向 の平均 セ ル径を X 、 そ れ に 直交す る 厚 さ 方 向 の平均 セ ル径を Z と し た場合の 、 Z Z X で表 さ れ る 比を 1 以下 に す る こ と 、 好 ま し く は 0 . 8 以下 に す る こ と を特徴 と す る 前記 1 ) 〜 6 ) 項の い ずれか に記載の ス チ レ ン系樹 脂押 出発泡体の 製造方法 に 関す る 。
さ ら に 本発明 は、 8 ) 発泡体を押 出後 に 再加熱 し な が ら 延伸す る こ と を特徴 と す る 前記 1 ) 〜 7 ) 項の い ずれ か に記載の ス チ レ ン 系樹脂押 出発泡体の製造方法 に 関す
O o
さ ら に 本発明 は、 9 ) 発泡体の 熱伝導率が :! I S A 9 5 1 1 に 規定す る B 類保温板の 測定方法 に よ る 測定 に お い て、 0 . O S A K c a l Z m h r OC以下で あ る こ
と を特徴 と す る 前記 1 ) 〜 8 ) 項 の い ずれか に 記載の ス チ レ ン系樹脂押 出発泡体 の 製造方法 に 関す る 。
さ ら に 本発明 は、 1 0 ) 前記 1 ) 〜 9 ) 項 の い ずれか に記載の 方法で製造 さ れ た こ と を 特徴 と す る ス チ レ ン 系 樹脂押 出発泡体 に 関す る 。
本発明 で用 い ら れ る ス チ レ ン 系樹脂 と し て は、 ス チ レ ン 、 メ チ ル ス チ レ ン 、 ェ チ ノレ ス チ レ ン 、 イ ソ プ ロ ピ ル ス チ レ ン 、 ジ メ チ ル ス チ レ ン 、 プ ロ モ ス チ レ ン 、 ク ロ ロ ス チ レ ン 、 ビ ニ ル ト ル エ ン 、 ビ ニ ル キ シ レ ン 等 の ス チ レ ン 系単量体の 単独重合体 ま た は 2 種以上の 単量体の 組合わ せ か ら な る 共重合体や 、 前記ス チ レ ン 系単量体 と ジ ビニ ル ベ ン ゼ ン 、 ブ タ ジ エ ン 、 ァ ク リ ノレ 酸 、 メ タ ク リ ノレ 酸 、 ァ ク リ ノレ 酸 メ チ ゾレ 、 メ タ ク リ ル 酸 メ チ ノレ 、 ァ ク リ ロ ニ ト リ ル 、 無水 マ レ イ ン 酸、 無水ィ タ コ ン 酸な ど の単量体の 1 種 ま た は 2 種以上 と を共重合 さ せ た共重合体 な どが挙 げ ら れ る 。 ス チ レ ン 系単量体 と 共 重 合 さ せ る ア ク リ ル 酸 、 メ タ ク リ ル 酸 、 ア ク リ ル 酸 メ チ ノレ 、 メ タ ク リ ル酸 メ チ ル、 無水 マ レ イ ン 酸、 無水 ィ タ コ ン 酸 な ど の 単 量 体 は、 製造 さ れ る ス チ レ ン 系樹脂押 出発泡体の 圧縮強度等 の 物性を低下 さ せ な い 程度の量を用 い る こ と がで き る 。 ま た、 本発明 の ス チ レ ン 系樹脂 は、 前記ス チ レ ン 系単量 体の単独重合体 ま た は共重合体 に 限 ら れず、 前記ス チ レ ン 系単量体 の 単独重合体 ま た は共重合体 と 、 前記他の 単 量体の 単独重合体 ま た は共重合体 と の プ レ ン ド物で あ つ て も よ く 、 ジ ェ ン 系 ゴ ム 強化 ポ リ ス チ レ ン や ア タ リ ノレ系 ゴ ム 強ィ匕 ポ リ ス チ レ ン を プ レ ン ドす る こ と も で き る 。
本発明 に お い て は、 こ れ ら の ス チ レ ン 系樹脂の な かで も ポ リ ス チ レ ン 樹脂 が 特 に 好適 に 使 用 す る こ と が で き
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12 ― る o
本発明 で用 い ら れ る 発泡剤 は、 ジ メ チ ルエ ー テ ル、 ジ ェ チ ル ェ 一 テ ル お よ び メ チ ル ェ チ ル エ ー テ ル よ り な る 群 か ら 選ばれ た 1 種 ま た は 2 種以上 の エ ー テ ル を 含む。 こ の う ち 、 特 に ジ メ チ ルエ ー テ ル は 、 ス チ レ ン 系樹脂 に対 す る 透過速度が空気 に 対 し て極 め て速 く 、 透過速度の遅 い発泡剤 と 組み合わせ る こ と に よ り 、 良好 な 気泡構造の 発泡体の 形成を可能 と し 、 発泡体残留 ガ ス と の 相乗効果 に よ り 、 断熱性、 耐熱性共 に良好 な 発泡体を 得 る こ と が で き る 。 ま た、 こ れ ら エ ー テ ル類 は塩化 ア ル キ ル類 と 同 等の ス チ レ ン 系樹脂 に 対す る 可塑性 を有 し て お り 、 こ の 点か ら も 発泡剤 と し て好 ま し い 。 ま た、 ス チ レ ン 系樹脂 に対す る 透過性が速 い こ と か ら 比較的短期 間 に発泡体 よ り 抜 け 出 て し ま う た め 、 可燃性ガ ス が残留せ ず、 燃焼性 の悪化を 低減す る 効果が あ る 。 さ ら に ジ メ チ ルエ ー テ ル は該エ ー テ ル類の 中で は比較的反応性が弱 く 、 ま た安定 的 な 物質で あ り 、 工業的 に取 り 扱 う 上で好適で あ る 。 さ ら に 特 に ジ メ チ ルェ 一 テ ル は塩ィ匕 メ チ ルの よ う な 変異原 性 も 現時点で は認め ら れて お ら ず、 環境適合性の 点か ら も 好 ま し い 物質であ る 。
発泡剤 中 に お け る 該エ ー テ ル類 の 割合 に つ い て は、 そ の割合を增加 さ せ る に従 い 、 押 出圧力 の 変動が大 と な り 生産が安定 し な く な る 傾向があ り 、 ま た、 得 ら れ る 発泡 体の 外観特性が低下す る 傾向 を 有す る 。 ま た、 エ ー テ ル は発泡剤全量 に対 し て少な く と も 5 重量% を投入 し な い と 、 エ ー テ ル に よ る 発泡体 の 生産性向上や、 発泡体の性 能向上の 効果が現れな い 傾向が あ る 。 従 っ て、 該ェ 一 テ ル の 使用 量 は発泡剤全量 に 対 し て 4 0 重量% 未満、 さ ら
に好 ま し く は 3 0 重量 %未満で、 ま た少な く と も 発泡剤 全量 に対 し て 5 重量% で あ る 。
こ れ ら エ ー テ ル と 組み 合わ せ る 発泡剤 と し て は、 主 と し て炭素数 3 〜 5 の 飽和炭化水素が好 ま し く 、 必要 に応 じ 、 H F C 、 H C F C 、 エ ー テ ル結合を有す る フ ッ 素化 炭化水素 (以下、 H F E と 略す) 等を使用 す る こ と がで き る 。 こ れ ら 発泡剤 を該ェ 一 テ ル類 と 組み 合わせ る こ と で、 良好な 断熱性を比較的長期 に 渡 っ て維持 し つ づ け る こ と がで き る だ け で な く 、 工業的 に 比較的安定 し た発泡 体製造を行 う こ と がで き る 。
前記炭素数 3 〜 5 の 飽和炭化水素 は 一 5 0 °C 〜 5 0 °C の 範囲 に 沸点を有 し て お り 、 ス チ レ ン 系樹脂 を工業的 に 発泡 さ せ る の に 好適で あ る 。 沸点が低す ぎ る も の は蒸気 圧が高 く な り 、 取 り 扱 い に 際 し て は高圧が必要 に な り 、 産業上課題を含む。 沸点が高 い も の は 液状 と な り 易 く な る た め 、 製造 さ れ た 発泡体 中 に 炭化水素 が 液状 で 残 留 し 、 加熱時 に発泡体の 耐熱強度 と い っ た物性の 劣化を生 じ る こ と が あ る 。 さ ら に こ れ ら 飽和炭化水素 は、 取 り 扱 い の 容易性、 安定性、 価格 に優れ る 。 ま た、 こ れ ら 飽和 炭化水素 は オ ゾ ン 層 へ の 影響 は 通 常 ゼ ロ と い わ れ て お り 、 地球温暖化係数 に つ い て も フ ロ ン 類の 数百分の 1 〜 数十分の 1 と さ れて お り 、 極め て環境適合性が高 く 、 好 適で あ る 。 こ れ ら 飽和炭化水素の な かで は、 価格 と ス チ レ ン 系 樹脂 に 対す る 透過性 が空気 に 比 し て 小 さ い 点 か ら 、 プ ロ ノヽ。 ン 、 n — ブ タ ン 、 i — ブ タ ン 、 n — ペ ン 夕 ン 、 i 一 ペ ン タ ン 、 ネ オ ペ タ ン が好 ま し く 、 沸点 と 透過 性か ら プ ロ パ ン 、 n — ブ タ ン 、 i — ブ タ ン が さ ら に好 ま し く 、 沸点が低 く 透過性が n — ブ タ ン や プ ロ パ ン の 数分
の 1 であ り 、 発泡体 に 長期残留 し 、 断熱性を発揮 し やす い こ と か ら i 一 ブ タ ン が特 に好 ま し い 。
ま た 、 H F C、 H C F C、 H F E よ り 選 ば れ る フ ロ ン 類 は、 環境適合性 は飽和炭化水素 に 比較 し て や や劣 る も の の 、 ガ ス 状態で の 熱伝導率が飽和炭化水素 に比べて一 般 に 低 く 、 発泡体 に 残留 し やす く 工業的 に 良好な 断熱性 を発泡体 に 付与 し や す い 傾向が あ る こ と か ら 、 主 と し て エ ー テ ル類 と 前記飽和炭化水素で構成 さ れ た 発泡剤を使 用 し て得 ら れ る 発泡体 と 比較 し て さ ら に高 い 断熱性を有 す る 発泡体が環境適合性 の 面 は 多少犠牲 に し て も 要望 さ れ る 場合 に は、 工業的 に利用 す る が好 ま し い 。 こ れ ら フ ロ ン類の 中 で は、 入手の 容易性、 価格、 ス チ レ ン 系樹脂 に対す る 透過性、 あ る い は熱伝導率の 点か ら か ら H F C が好 ま し く 、 中 で も H F C 1 3 4 a 、 ジ フ ノレ オ ロ メ タ ン
(以下、 H F C 3 2 と 略す) 、 1 , 1 , 1 , 2 , 3 , 3 一へキ サ フ ル ォ ロ プ ロ パ ン (以下、 H F C 2 3 6 e a と 略す) 、 1 , 1 , 1 , 3 , 3 —ペ ン タ フ ゾレ オ 口 プ ロ パ ン
(以下、 H F C 2 4 5 f a と 略す) 、 H F C 1 5 2 a が 好 ま し く 、 H F C 1 3 4 a 、 H F C 2 3 6 e a 、 H F C 2 4 5 f a が よ り 好 ま し い 。 ま た、 環境適合性 は H F C よ り さ ら に 劣 る が、 H C F C 1 4 2 b も 価格、 ス チ レ ン 系樹脂 に対す る 溶解性、 価格な ど の 点か ら 工業的 に は好 適 に使用 し 得 る フ ロ ン で あ る 。
さ ら に本発明 に H F E を用 い る 場合の H F E の 代表的 な 例 と し て は、 沸点等が発泡剤 と し て好 ま し い点か ら 、 ヘ プ タ フ ル ォ ロ プ ロ ピ ル メ チ ル エ ー テ ル、 ヘ プ タ フ ル ォ 口 イ ソ プ ロ ピ ノレ メ チ ル ェ 一 テ ノレ、 ペ ン タ フ ノレ ォ ロ ェ チ ル メ チ ノレ エ ー テ ノレ、 ビ ス ( ジ フ ル ォ ロ メ チ ル) エ ー テ ル が
好適で あ り 、 さ ら に好 ま し く は 、 ヘ プ タ フ ルォ ロ プ ロ ピ ル メ チ ノレ エ ー テ ノレ 、 ヘ プ タ フ ル ォ ロ イ ソ プ ロ ピ ノレ メ チ ル エ ー テ ル、 ビ ス ( ジ フ ノレオ ロ メ チ ル) エ ー テ ルが選択 し 得 る 。 こ れ ら は単独 ま た は 2 種以上混合 し て 使用 す る こ と も 可能で あ る 。
本発明 で エ ー テ ル類 と 組み合わ せ て用 い る 上述の こ れ ら 発泡剤 は 、 前述の よ う に 透過速度が遅 く 、 エ ー テ ル類 と 組み合わ せ る こ と に よ り 、 良好 な 気泡構造 の 形成を可 能 と し 、 発泡体残留 ガ ス と の相乗効果 に よ り 、 断熱性、 耐熱性共 に 良好 な 発泡体 を得 る こ と が可能で あ る 。 こ れ ら 組み合わ せ る べ き 発泡剤 は発泡剤全量 に 対 し て、 ジ メ チ ルェ 一 テ ル等の エ ー テ ル類の 残余を主 と し て 占 め る こ と に な る 。
こ れ ら エ ー テ ル類 と 組み 合わ せ る べ き 発泡剤 は、 1 種 ま た は 2 種以上を組み 合わせ て用 い る こ と がで き る 。
こ れ ら 発泡剤 の組み 合わ せ の 中 で、 環境適合性が最 も 高 く 、 ま た ス チ レ ン 系 樹脂 に 対 す る 溶解 性 が比較 的 高 く 、 工業的 に安定的 に 製造 し 易 い こ と か ら 、 エ ー テ ル と 飽和炭化水素を組み 合わ せ る こ と が最 も 好 ま し い。
す な わ ち 、 発泡剤が主 と し て、 発泡剤全量 に対 し て 4 0 重量%未満、 好 ま し く は 3 0 重量%未満で、 5 重量% 以上、 好 ま し く は 1 5 重量%以上の ジ メ チ ルエ ー テ ル、 ジ ェ チ ルエ ー テ ル お よ び メ チ ルェ チ ルエ ー テ ル よ り な る 群か ら 選 ば れ た 1 種 ま た は 2 種以上の エ ー テ ルで あ り 、 好 ま し く は ジ メ チ ルエ ー テ ルの み か ら 構成 さ れ る ェ 一 テ ル と 、 発泡剤全量 に 対 し て 6 0 重量% を超え 、 好 ま し く は 7 0 重量 % を超え、 9 5 重量% 以下、 好 ま し く は 8 5 重量%以下 の 炭素数 3 〜 5 の飽和炭化水素で あ り 、 好 ま
し く は プロ ノ、0 ン 、 n — ブ タ ン 、 i — ブ タ ン 、 n — ペ ン タ ン 、 i 一 ペ ン タ ン、 ネ オ ペ ン タ ン よ り な る 群か ら 選ばれ た 1 種 ま た は 2 種以上で あ り 、 さ ら に 好 ま し く は プ ロ パ ン、 n — ブ タ ン 、 i — ブ タ ン よ り な る 群か ら 選ばれた 1 種 ま た は 2 種以上で あ り 、 最 も 好 ま し く は i — ブ タ ン よ り な る 発泡剤が既 に述べ た理由 か ら 好 ま し い 。
ま た、 該飽和炭化水素 は ガ ス 状態で の 熱伝導率が フ ロ ン類 に比べ て や や高 く 、 発泡体 に 残留 し て も 発泡体の 断 熱性を 向上 さ せ る 効果が フ 口 ン 類 に 比較 し て や や劣 る こ と か ら 、 主 と し てエ ー テ ル類 と 前記飽和炭化水素で構成 さ れ る 発泡剤 を使用 し て得 ら れ る 発泡体 と 比較 し て さ ら に 高 い 断熱性を有す る 発泡体が環境適合性 の 面 は 多少犠 性 に し て て も 要望 さ れ る 場合 は、 該飽和炭化水素の一部 を H F C 1 3 4 a 、 H F C 3 2 、 H F C 2 3 6 e a 、 H F C 2 4 5 f a 、 H F C 1 5 2 a よ り 選ばれ る 1 種 ま た は 2 種以上 の H F C で あ り 、 好 ま し く は H F C 1 3 4 a に 置 き 換え た発泡剤 を用 い る こ と も 工業的観点か ら は好 ま し い。
飽和炭化水素の 全量 を該 H F C に 置 き 換え て も 良好 な 発泡性、 圧縮強度、 断熱性、 製造安定性を有 し た発泡体 を得 る こ と がで き る が、 環境適合性を考慮す れば一部置 き 換え の 方 が好 ま し い 。
該飽和炭化水素の 一部を該 H F C に 置 き 換え る 場合の 該飽和炭化水素 と 該 H F C の比率 は、 工業的 に要求 さ れ る 断熱性能や製造時の 安定性を 考慮す る と 共 に、 環境適 合性即 ち 環境への 負荷を考慮 し て必要最小限 に止め る こ と が好ま し い。
ま た 同 様 に 、 環境適 合性 は H F C に 比 べ て 劣 る も の
の 、 ス チ レ ン 系樹脂へ の 溶解性が比較的高 く 、 工業的 に 製造す る 際 の 安定性が よ い 点、 燃焼性、 さ ら に 価格の 点 か ら 、 必要 に 応 じ て該飽和炭化水素の 一部を H C F C 1 4 2 b に 置 き 換え る こ と も で き る 。 そ の 際、 前記 H F C と 同様 に H C F C 1 4 2 b の 量 に つ い て も 考慮す る こ と が好 ま し い
従 っ て、 飽和炭化水素の 一部を 前記 H F C 類 な い し Η C F C 1 4 2 b に 置 き 換 え る 場合 、 以上 の 条件 を 考 慮 し 、 と く に 環境適合性 を 重視す る な ら 、 発泡剤全量力、 ら エ ー テ ル を 除 い た量 に 対 し て、 主 と し て、 前記飽和炭化 水素 は 5 0 重量%以上、 好 ま し く は 6 0 重量%以上 と 多 く 使用 し 、 前記 フ ロ ン 類 は 5 0 重量 % 以下、 好 ま し く は 4 0 重量% 以下 と 、 少 な い 方が望 ま れ る 。 一方、 熱伝導 率等の 熱的性質を重視す る 場合 は 、 該 フ ロ ン 類 は 1 0 重 量%以上を 使用 す る こ と がで き る 。 し か し 、 発泡剤の 組 成 は、 環境適合性を重視す る か も し く は熱的性質を重視 す る か等、 α
ロロ ί 望 ま れ る 要望 に 応 じ て適宜決定 し て実 施 さ れ る 。
本発明 に お い て、 環境適合性を 多少犠牲 に し て熱伝導 率等の 熱的性質を重視す る 場合 に 好 ま し い 発泡剤組成 と し て は、 そ の 他 に つ ぎ の 態様が あ げ ら れ る 。
そ の一 つ は、 発泡剤 が主 と し て 、 発泡剤全量 に対 し て 4 0 重量% 未満、 好 ま し く は 3 0 重量%未満、 さ ら に好 ま し く は 2 5 重量%未満で、 5 重量%以上、 好 ま し く は 1 0 重量% 以 上 の 、 ジ メ チ ノレ エ ー テ ル 、 ジ ェ チ ノレ エ ー テ ル お よ び メ チ ルェ チ ル エ ー テ ル よ り な る 群か ら 選 ばれ た 1 種 ま た は 2 種以上の エ ー テ ル か ら な り 、 好 ま し く は ジ メ チ ノレ エ一 テ ル の み か ら な る エ ー テ ル と 、 発泡剤全量 に
対 し て 6 0 重量 % を 超 え 、 好 ま し く は 7 0 重量 % を 超 え、 さ ら に 好 ま し く は 7 5 重量% を超え、 9 5 重量%以 下、 好ま し く は 9 0 重量%以下の 、 H F C 1 3 4 a を含 む発泡剤 で あ る 。
二つ 目 は 、 発泡剤が主 と し て、 発泡剤全量 に対 し て 4 0 重量%未満、 好 ま し く は 3 0 重量%未満で、 5 重量% 以上の、 ジ メ チ ルエ ー テ ル、 ジ ェ チ ルェ 一 テ ル お よ び メ チ ルェ チ ルェ 一 テ ルか ら 選 ばれ た 1 種 ま た は 2 種以上の エ ー テ ルか ら な り 、 好 ま し く は ジ メ チ ルエ ー テ ルの み か ら な る エ ー テ ル と 、 発泡剤全量 に 対 し て 6 0 重量% を超 え、 好 ま し く は 7 0 重量% を超え 、 9 5 重量%以下の H F C 3 2 、 H F C 2 3 6 e a 、 H F C 2 4 5 f a 、 H F C 1 5 2 a よ り な る 群か ら 選ばれ た 1 種 ま た は 2 種以上 を含む発泡剤 で あ る 。
三つ 目 は 、 発泡 剤 が主 と し て 、 発泡剤 全量 に 対 し て 4 0 重量% 未満、 好 ま し く は 3 0 重量%未満、 さ ら に 好 ま し く は 2 5 重量% 未満で、 5 重量% 以上、 好 ま し く は 1 0 重量% 以上の 、 ジ メ チ ルエ ー テ ノレ 、 ジ ェ チ ルエ ー テ ル お よ び メ チ ルェ チ ル エ ー テ ル よ り な る 群か ら 選ばれ た 1 種 ま た は 2 種以上の エ ー テ ルか ら な り 、 好 ま し く は ジ メ チ ルェ 一 テ ルの み か ら な る エ ー テ ル と 、 発泡剤全量 に 対 し て 6 0 重量 % を 超 え 、 好 ま し く は 7 0 重量 % を 超 え、 さ ら に 好 ま し く は 7 5 重量% を超 え、 9 5 重量%以 下、 好ま し く は 9 0 重量%以下の 、 H C F C 1 4 2 b を 含む発泡剤 で あ る 。
本発明 に お け る 発泡剤 の ス チ レ ン 系樹脂 に 対す る 配合 量 は、 発泡倍率の 設定値な ど に 応 じ て適宜か わ る も の で あ る が、 通常、 発泡剤 の 合計量を ス チ レ ン 系樹脂 1 0 0
重量部 に 対 し て 4 〜 2 0 重量部 と す る の が好 ま し い 。 発 泡剤 の 量 が前記範囲未 満 で は 発泡倍率 が低 く 樹脂発泡体 と し て の 軽量、 断熱等 の 特性が発揮 さ れ に く く 、 一方前 記範囲 を 超 え る と 過剰 な 発泡剤量 の た め 発泡体 中 に ボ イ ド な ど の 不 良 を 生 じ る こ と が あ る 。 な お 、 発 泡剤 の ス チ レ ン 系樹脂 に 対す る 配 合量 を 発泡剤 の モ ル数 で表 わ す 場 合 は 、 ス チ レ ン 系樹脂 1 0 0 g に 対 し て 、 発泡剤 の 合計 量 を 0 . 1 〜 0 . 2 5 モ ル 、 よ り 好 ま し く は 0 . 1 〜 0 . 1 8 モ ル と す る の が よ い 。
本発 明 に お い て は 、 必要 に 応 じ て 、 本発 明 の 効果 を 阻 害 し な い 範 囲 で 、 そ の 他 の 公知 の 発泡剤 を 添加 す る こ と が で き る 。
こ の よ う な 発泡剤 と し て は 、 例 え ば、 1 , 2 — ジ フ ル ォ ロ ェ タ ン 、 1 , 1 , 1 — ト リ フ ル ォ ロ ェ タ ン 、 1 , 1 , 2 — ト リ フ ル ォ ロ ェ タ ン 、 1 , 1 , 2 , 2 — テ ト ラ フ ソレ オ ロ ェ タ ン 、 1 , 1 , 1 , 2 , 2 — ペ ン タ フ ノレォ ロ ェ タ ン 、 ト リ フ ル ォ ロ メ タ ン な ど の フ ッ 素化炭化水素、 二酸化炭素、 窒素、 水、 ア ル ゴ ン 、 ヘ リ ウ ム な ど の 無機 ガ ス 、 イ ソ プ ロ ピ ル エ ー テ ル、 n — プ チ ル ェ 一 テ ノレ、 ジ イ ソ ア ミ ゾレ エ 一 テ ノレ、 フ ラ ン 、 フ ル フ ラ ー ノレ 、 2 — メ チ ル フ ラ ン 、 テ ト ラ ヒ ド ロ フ ラ ン 、 テ ト ラ ヒ ド ロ ピ ラ ン な ど の 、 ジ メ チ ル エ ー テ ル、 ジ ェ チ ル エ ー テ ル 、 メ チ ル ェ チ ル エ ー テ ル以外 の エ ー テ ル、 蟻酸 メ チ ル エ ス テ ル、 蟻 酸ェ チ ル エ ス テ ル、 蟻酸 プ ロ ピ ル エ ス テ ル 、 蟻酸 ブ チ ル エ ス テ ル、 蟻酸 ア ミ ル エ ス テ ル、 プ ロ ピ オ ン 酸 メ チ ル ェ ス テ ル、 プ ロ ピ オ ン 酸 ェ チ ル エ ス テ ル な ど の カ ル ボ ン 酸 エ ス テ ル類、 メ タ ノ ー ル、 ェ タ ノ 一 ノレ、 プ ロ ピ ノレ ア ル コ — ソレ、 i — プ ロ ピ ル ァ ゾレ コ ー ル、 プ チ ノレ ア ル コ ー ル、 i
一 ブチ ル ア ル コ ― ル、 t 一 プチ ル ア ル コ 一ル な ど の ア ル コ ー ル類、 ジ メ チ レ ケ ト ン 、 メ チ ル ェ チ ル ケ ト ン 、 ジ ェ チ ルケ ト ン 、 メ チ ル ー n — プ ロ ピ ル ケ ト ン 、 メ チ ル — n 一 プ チ ル ケ ト ン 、 メ チ ル — i — ブ チ ノレ ケ 卜 ン 、 メ チ ル ー n — ア ミ ル ケ ト ン 、 メ チ ノレ 一 n — へ キ シ ル ケ ト ン 、 ェ チ ル ー n — プ ロ ピ ル ケ ト ン 、 ェ チ ル — n — ブ チ ル ケ ト ン な ど の ケ ト ン 類 な ど を用 い る こ と が で き る れ ら は単独 ま た は 2 種以上混合 し て使用 す る こ と ち 可能で あ O o 本発明 に お い て は、 シ リ カ 、 タ ル ク 、 ケ ィ 酸 カ ノレ シ ゥ ム 、 ワ ラ ス ト ナ ィ 卜 、 力 オ リ ン 、 ク レ イ 、 マ ィ 力 、 酸化 亜鉛、 酸化 チ タ ン 等の 造核剤、 ス テ ア リ ン 酸 カ ル シ ゥ ム ゃ ス テ ア リ ン 酸バ リ ゥ ム 等 の 脂肪酸金属塩等 の滑剤、 へ キ サ ブ 口 モ シ ク 口 ド デ カ ン 等の 難燃剤、 高分子型 ヒ ン ダ — ド フ ヱ ノ ー ル系化合物等の 抗酸化剤 な ど の 公知 の添加 剤を含有す る こ と がで さ 。
こ の う ち 造核剤 の 使用 量 は ス チ レ ン 系樹脂 の 1 0 0 重 量部 に対 し て 0 . 5 重量部未満が好 ま し く 、 さ ら に好 ま し く は 0 . 3 重量部未満で あ り 、 最 も 好 ま し く は 0 . 1 5 重量部未満で め る 造核剤の 量 を必要以上 に 多 く す る と 、 や や発泡体が脆 く な る 傾向 が あ る 。 造核剤の量が少 な す ぎ る と 、 良好な セ ル構造が得 ら れ な い 傾向があ る か ら 、 造核剤 の 量 は 0 . 0 5 重量部以上が好 ま し い。
そ の他の 添加剤 は 、 本発明 の 効果を 阻害 し な い 範囲 内 で必要 に 応 じ て適宜配合量を調整 し て配合す る こ と がで 本発明 の ス チ レ ン 系樹脂押 出発泡体 は、 通常の 押 出発 泡技術 に よ り 製造 し う る 。 即 ち 、 ス チ レ ン 系樹脂 を押 出 機中等で加熱溶融 さ せ、 高圧条件下で発泡剤 を該 ス チ レ
ン 系樹脂 に 注入 し 、 流動ゲル と な し 、 押 出発泡 に 適す る 温度 に冷却 し 、 該流動 ゲルを ダ イ を通 し て低圧 の 領域 に 押 出発泡 し て、 ス チ レ ン 系樹脂押 出発泡体 を 形成す る こ と に よ り 製造す る こ と がで き る 。
発泡剤 を 注入す る 際 の 圧力 は、 特 に制限す る も の で は な く 、 押 出機内 に注入す る た め に 押 出機の 内 圧力 よ り も 高 い圧力で あ れ ば よ い 。
ス チ レ ン 系樹脂を加熱溶融す る 際の 加熱温度、 溶融時 間 お よ び溶 融手段 に つ い て は 特 に 制 限 す る も の で は な い 。 加熱温度 は、 ス チ レ ン 系樹脂が溶融す る 温度以上、 通常 1 5 0 〜 2 5 0 で 程度で あ れ ば よ い。 溶融時 間 は、 単位時間 当 た り の 押 出量、 溶融手段 な ど に よ っ て異な る の で一概 に は決定す る こ と がで き な い が、 ス チ レ ン系樹 脂 と 発泡剤が均一 に 分散混合す る の に要す る 時間が選 ば れ る 。 ま た 、 溶融手段 と し て は 、 例 え ば ス ク リ ユ ー型の 押 出機な ど の 通常の 押 出発泡の 際 に 用 い ら れ る も の で あ れ ば特 に制 限がす る も の で は な い 。 ダ イ か ら の 押 出発泡 時の 温度 に つ い て は、 樹脂 の 種類、 発泡剤 の 種類 と 量 と 配合、 所望 の 発泡倍率等の諸要因 に よ っ て決定 さ れ る た め一概 に述べ る こ と がで き な い が、 得 ら れ る 発泡体が所 望の 物性 に 到達す る よ う に 適宜調整すれば よ い 。
本発明 に お け る 前記特定の 発泡剤を用 い た 発泡体の 製 造 は比較的安定す る 傾 向 に あ る が、 さ ら に圧 力変動の 低 減や発泡剤 の分散性 を 高 め安定性 を増す こ と が求 め ら れ る 場合、 押 出機内 の 圧力 を 高め に す る 等の 条件を制御す る 方法、 あ る い は押 出機 に 例 え ば特公昭 3 1 一 5 3 9 3 号公報 に 開示 さ れ る 様 な 冷却兼混合機 な い し は 同様の 機 能を有す る 冷却が可能 な 混合装置で容量の 大 き な 物を増
設 も し く は連結す る 方法、 あ る い は ス タ テ ィ ッ ク ミ キ サ — や キ ヤ ビ テ ィ ト ラ ン ス フ ァ 一 ミ キ サ ー と 一般 に 呼称 さ れ る 公知の 混練装置を連結す る 方法等を採 る こ と で、 所 期 の 目 的 を 達成す る こ と がで き る 。
本発明 の 発泡体 は、 そ れ 自 体高 い 断熱性、 即 ち 低い 熱 伝導率を有す る 傾向 に あ る が、 前記飽和炭化水素類 は従 来 よ り 断熱用 途 に好ん で用 い ら れて い る フ ロ ン 類 に比べ る と や や熱伝導率が高 い め 、 従来 と 同等以上 の 断熱性、 あ る い は さ ら に 長期 間安定的 に 低 い 熱伝導率を維持す る た め に は、 特定の セ ル径比の セ ル を発泡体 に 含む こ と が 好 ま し い 。
即 ち 、 お お むね 2 m m 以下の 平均セ ル径か ら な る 発泡 体の 断熱性 は、 樹脂 と ガ ス の 伝導伝熱 に加え 、 セ ル膜間 の 輻射伝熱 に よ っ て定 ま る と 考え ら れ る 。 こ の う ち 、 伝 導伝熱 は樹脂 の 種類、 セ ル 内 の ガ ス の 種類が定 ま れば、 ほ ぼ決定 さ れ、 発泡体 の 構造 に よ っ て大 き く 変動 は し な い と 考え ら れ る 。 こ れ に 対 し 、 輻射伝熱 は対面す る そ れ ぞ れ の セ ル 膜 の 温度 の 4 乗 の 差 に よ つ て 決定 さ れ る た め 、 発泡体 の セ ル構造 に よ り 大 き く 変化 す る 。 す な わ ち 、 対面す る セ ル膜の 温度差 は一定厚 さ の 発泡体の上下 面の 温度が決定 さ れ る と 、 各セ ル膜の 温度 は お お むね上 下面の温度差を比例配分 し た値 と な る 。
し たが っ て、 膜数が増 え る ほ ど対面す る セ ル膜間の 温 度差 は小 さ く な る 傾 向 を有 し て お り 、 こ れ に よ り 輻射伝 熱 は低減 さ れ、 発泡体 の 熱伝導率を低減で き る 傾向 に あ る 。 発泡体 の 一定厚 さ 内 に存在す る 膜数を増加 さ せ る に は 、 平均セ ル径を小径化す る 方法の 他、 セ ル の形状を押 出方 向 に 引 き 延ば し 、 発泡体厚 さ 方 向 の セ ル径 に対 し て
く し た 形状 に し 、 や や 平板状 に す る こ と が 提 案 で き る o
し か し 一方、 単純 に 膜数を増加 さ せ る と 個 々 の セ ル膜 の 厚 さ は減少す る 傾 向 に な る 。 セ ル膜が薄 く な る と 輻射 伝熱の 際の 赤外線が透過 し や す く な り 、 輻射伝熱量 は増 大す る 傾向 に な る と 考え ら れ る 。 し た が っ て、 平板状の セ ル、 い い かえ れば厚 さ 方 向 の セ ル径 と 押 出方 向 の セ ル の 比 に は 、 輻射伝熱の 観点か ら 最適領域が存在す る と ん り れ る 。
す な わ ち 、 発泡体 に 含 ま れ る セ ル の 、 押 出 方 向 の平均 セ ル径を X 、 そ れ に 直交す る 厚 さ 方 向 の平均 セ ル径を Z と し た場合、 Z Z X で表 さ れ る 比 (以下、 セ ル径比 と い ラ ) を 1 以下 に す る こ と が好 ま し く 、 0 . 8 以下 に す る と さ ら に 好 ま し い 。 セ ル 径比 Z Z X が 0 . 8 を 超 え る 、 と く に 1 を超え る と 、 発泡体 の 単位厚 さ 当 た り に含 ま れ る セ ル の 数が少 な く な る ( セ ル膜間 の 温度差が大 き ぐ な る ) 傾 向 が顕著 と な り 、 輻射伝熱の 増大 に よ り 熱伝 導率の増加 を招 き や す い傾 向 と な る 。 一方、 セ ル径比 Z / X は 好 ま し く は 0 . 1 以上 で あ り 、 よ り 好 ま し く は 0 . 3 以上で あ る 。 セ ル径比 Z Z X を あ ま り 小 さ く す る と 厚 さ 方 向 の 輻射伝熱を遮断す る セ ル膜の 厚 さ が薄 く な 、 輻射熱量が通過 し や す く な る た め 逆 に 熱伝導率を増 加 さ せ る 傾 向があ る た め で あ る 。
こ の よ う な セ ル径比 z z x の 範囲 に す る こ と で、 熱伝 導率が フ 口 ン 類 に比べ て若干高 い 発泡剤を 用 い た場合で あ つ て も 、 発泡体の 有す る 熱伝導率を、 空気 の 熱伝導率 近 く あ る い は そ れ以下 に長期間保つ こ と がで き 、 例 え ば
I S A 9 5 1 1 に 規定 さ れ る B 類 3 種保温板の規格
を満足 し や す く な り 、 本発明 に お い て と く に 好 ま し く な る 0
前記セ ル径比 は、 セ ル の 厚 さ 方 向 の 平均径 Z と 、 押 出 方向 の平均径 X の比で あ る 。 一般的 に は 幅方 向 の径 よ り 押 出方向 の 径が大 と な る が、 製造条件 に よ っ て こ れが逆 teす る し と が あ る 。 そ の 場合、 X を 幅方向 の 径 と し て計 算な い し は 制御す る こ と が好 ま し い。
前記セ ル径比を調節す る 方法 と し て は、 例 え ば押 出機 の ダ イ の 付近 に設置 し た発泡体の ダ イ か ら の 払 い 出 し 速 度を制御す る 装置 に て、 発泡体 を ダイ 側 に 押 し 戻す傾向 を 強め た り 、 あ る い は ダイ か ら 弓 I き 出 し 気味 に す る 等 の 方法を採 る と がで き る 。 ま た 、 ダイ の 幅 を 狭め て押 出 さ れ る 発泡体の線速を 調整す る こ と で も 調整 し 得 る 。 し か し 、 こ れ ら 方法で は セ ル径比 は小 さ く し て も 1 な い し 0 . 8 程度 ま で し か到達 し な い 傾 向 が あ る 。
さ ら に 好 ま し い領域 に セ ル径比 を制御す る た め に は、 押 出 さ れ た 発泡体を再加熱 し な が ら 、 同時 に 発泡体を延 伸す る 方法が好適で あ る 。
例 え ば、 再加熱装置 の 中 あ る い は 出 口 あ る い は 出 口 お よ び入 り 口 に 設置 し た延伸 ロ ー ル等で発泡体 を挟み込み な が ら 、 該 ロ ー ル の 速度 を 出 口 側 で 速 く す る こ と に よ り 、 延伸 を加 え る こ と がで き る 。 該方法 は、 押 出 直後 に 押 出 し に 続 け て連続的 に行 っ て も 良 く 、 押 出後 に個別 に 1 個づっ 処理す る こ と も で き る 。 工業生産的 に は連続法 が好 ま し い 0
押 出直後 に 押 出 し に 続 け て連続的 に行 う 場合、 再加熱 装置入 り 口 側 の ロ ー ル は、 再加熱装置 に入 る 前の 発泡体 自 体が伸 び に く く 、 該入 り 口 ロ ー ル と 同様の 機能を 自 然
と 果 たす こ と が期待で き る こ と か ら 、 省略す る こ と も で き る 。 延伸 ロ ー ル の 速度差 は、 所望 の セ ル比が得 ら れ る よ う に適宜決定す れ ば よ い 。
再加熱す る 温度 お よ び時間 は、 発泡体を、 延伸 を加 え る こ と がで き る 軟カ、 さ に す る こ と がで き る 温度 お よ び加 熱時間が好 ま し い。 該温度 お よ び 時 間 は、 処理方法、 樹 脂 の 種類、 発泡剤の 含有量、 発泡倍率、 独立気泡率、 ダ ィ か ら の 吐 出速度、 発泡体 の 厚 さ 等で異 な る た め 一概 に 決定す る こ と は で き な い が、 延伸 時の 加熱温度が高す ぎ た り 、 加 熱 時 間 が長 す ぎ た り す る と 、 外 観 に 大 き な や け 、 た だ れ 、 溶 融 な ど の 不良 を 生 じ た り す る 傾 向 が あ り 、 一方延伸時 の加熱温度が低す ぎ た り 、 加熱時間が短 かす ぎた り す る と 延伸 を か け に く く な つ た り 、 製品 に 割 れ等の 不具 合を生 じ る 傾 向 があ る 。 こ の 点か ら 、 押 出発 泡時の 樹脂 の ガ ラ ス 転移温度か ら ガ ラ ス 転移温度 よ り 8 0 °C程度高 い 温度 ま で の 範囲で、 3 0 秒か ら 3 分程度 の 範囲が好 ま し い 。 さ ら に 、 発泡体が押 出 し 直後 に 有 し て い る 熱量を 有効 に利用 で き 、 再加熱 に 有利 で あ る と い う こ と か ら も 、 押 出 直後 の 処理が好 ま し い 。
例 え ば、 発泡剤 中 に 2 5 重量% 程度 の ジ メ チ ルエ ー テ ルが含 ま れ る 場合、 厚 さ 6 0 m m の 発泡体で、 お お む ね 1 4 0 °C 程度 の 温度で 1 分 3 0 秒程度加熱す る こ と が好 適で あ 。
加熱方法 は再加熱装置 を 保温 し な が ら 、 加熱空気を 吹 き 付 け る 方法が工業的 に 最 も 簡便 で あ る が、 必要 に応 じ て加熱蒸気等 の 他の 媒体 に よ る 加熱や 、 赤外線、 遠赤外 線を用 い て加熱 し て も 良 い 。
本発明 の 発泡体の 平均 セ ル径 は 、 発泡倍率 と 関係 し 発
泡体 の 熱伝導率を左右す る た め一概 に 決 め る こ と がで き な い が、 発泡倍率 1 0 倍か ら 5 0 倍 の 領域 に お い て、 お お む ね 0 . 0 1 m m 以上、 1 m m 以下が好 ま し く 、 0 . m m 以上、 0 . 6 m m 以 下 が比 較 的 好 適 な 領 域 で あ る
本発明 の 発泡体 の 熱伝導率を よ り 良好 に 維持す る た め に は、 発泡体 の 厚 さ は 1 2 0 m m 以下、 好 ま し く は 1 0 0 m m以下が よ い 。 厚 さ が厚 く な り 過 ぎ る と ジ メ チ ルェ テ ル等 の エ ー テ ル類が発泡体 よ り 抜 け、 逆 に 空気が入 安定状態 に 達す る ま で に 時間がかか る 傾 向 が起 こ り や す く 、 熱伝導率を安定状態 に 保つ の に工夫 を 要す る よ う な こ と も 起 き う る 。 逆 に 、 例 え ば、 5 m m 以下で あ る よ な 場合の よ う に 、 薄過 ぎ る と 透過 の 時間 が短 く な り 、 m熱性低下が早 く 生 じ る 等の 傾 向 が生ず る こ と が あ り う る
«常、 押 出発泡法 に よ る ス チ レ ン 系樹脂 の 発泡断熱板 の 断熱性 の 規格 と し て は、 J I S A 9 5 1 1 に 規定 さ れ る B 類保温板規格が一般的で あ る 。 こ の う ち 、 B 類 2 種お よ び B 類 3 種で は そ れぞれ熱伝導率が 0 . 0 2 9 K c a 1 / m h r °C以下 お よ び 0 . 0 2 4 K c a 1 / m h r °C以下 と 規定 さ れて い る 。 B 類 2 種 お よ び B 類 3 種保
*/tm 板 は い ずれ も 高度 な 断熱性を要求 さ れ る 部位、 例 え ば 住宅断熱材等 に 好適 に 使用 さ れ る が、 こ の う ち B 類 3 種 保温板 は B 類 2 種保温板 よ り も よ り 高度 な 断熱性 を要求 さ れ る 寒冷地の 断熱材 な ど に特 に 好適 に 使用 さ れ る
従来 こ の B 類 3 種用 の 発泡体 の 製造 に 用 い る 発泡剤 と し て は、 塩化 メ チ ル等 の 塩化 ァ ル キ ル類 と 共 に 、 フ □ ン が大量 に 使用 さ れて い れ は、 0 . 0 2 4 K c a
1 / m h r °C と い う 値が、 空気の 熱伝導率 に 近 く 、 発泡 体の 樹脂や 輻射 に よ る 熱伝導率 の 増大分を 考慮す る と 、 ス チ レ ン 系樹脂 に対す る 透過が遅 い た め発泡体 に 残留 し 易 く 、 し か も 熱伝導率が低 ぃ フ ロ ン 類が好適で あ り 、 ま た フ ロ ン 類 を用 い な い と 達成で き な い と 考 え ら れて い た た め で あ る
本発明 に よ れ ば、 刖 述の よ う に 可能で あ れ ば代替が望 ま れ る 塩化 ァ ル キ ノレ ゃ C F C 類 に 代表 さ れ る フ ロ ン 類を 極力使用 し な い で、 炭素数 3 〜 5 の 飽和炭化水素類の 有 す る 低熱伝導率 と 低透過性を利用 す る こ と 、 な ら び に 発 泡体 の セ ル構造の制御 に よ り 、 発泡体 の 熱伝導率を空気 の 熱伝導率近 く 、 あ る い は そ れ以下 に し 、 例 え ば J I S
A 9 5 1 規定す る B 類 3 種相 当 の 熱伝導率を容易 に達成す る こ と がで き る
す な わ ち 、 本発明 に よ る 発泡体で は、 空気 の 熱伝導率 に近 い値、 さ ら に詳 し く は、 J I S A 9 5 1 1 に規定 す る B 類保温板の 熱伝導率の 測定方法 に よ る 熱伝導率 に お い て、 0 . 0 2 4 4 K c a 1 Z m h r °C 以下の 熱伝導
、 ' - 率を 有す る o 刖記セ ル径比の 制御 を行 っ た 場合、 さ ら に こ れを低減 し 、 長期 に 渡 り 0 . 0 2 4 4 K c a l / m h r °C以下の 熱伝導率を 達成す る こ と がで き る 。
こ の よ う に 本発明 に よ る と き は、 環境適合性 に 関 し て 課題を有す る 発泡剤 を 代替 し つ つ 、 優れ た 断熱性を有す る ス チ レ ン 樹脂発泡体 を工業的 に 安定的 に 製造で き る 。 発明 を実施す る た め の 最良の 形態 次 に本発 明 の ス チ レ ン 系樹脂押 出発泡体の 製造方法お よ び発泡体 を 実施例 に 基 づ い て さ ら に 詳 細 に 説 明 す る
が、 本発明 は かか る 実施例 の み に 制限 さ れ る も の で は な い 。 な お 、 特 に 断 ら な い 限 り 、 「 部 」 は 重 量 部 を 、
「%」 は 重量% を表す。
以下の 記載 に お い て 、 略記号 は 下記 の 物質 を表す も の ζ ' あ 0
D Μ Ε : ジ メ チ ル ェ 一 テ ル
C F C 1 2 : ジ フ ルォ ロ ジ ク ロ ロ メ タ ン
実施例 に お い て は 発泡体の 特性 と し て、 発泡体外観、 発泡倍率、 発泡体独立気泡率、 平均 セ ル径 お よ び セ ル径 比、 熱伝導率の 時間経過 に よ る 変化、 圧縮強度、 製造安 定性、 環境適合性を 下記 の 方法 に 従 っ て調べ る 。
1 ) 発泡体外観
〇 : 断面 に 未発泡樹脂塊お よ び ボ ィ ドが な く 、 かつ 表 面 に シ ヮ お よ び突起がな い 外観が き わ め て良好 な 発泡体で め る 。
X : 断面 に 未発泡樹脂塊 お よ び ボ イ ド が存在 し 、 かつ 表面 に シ ヮ お よ び突起が存在す る 外観が不良な 発 泡体 め る 。
2 ) 発泡倍
使用 し た ス チ レ ン 系樹脂 の お お よ そ の 密度 を 1 0 5
( c m 3 ) と し て、 次の 式 に よ り 求 め る 。
発泡倍率 (倍) = 1 . 0 5 Ζ発泡体の 密度 ( g Z c m 3u ) な お、 発泡体の 密度 は、 そ の 発泡体の 重量 と 水没法 に よ り 求め る ίφ: と カヽ ら 算 出 す る 。
3 ) 発泡体独立気泡率
マ ル チ ピ ク ノ メ ー タ 一 (湯浅 ア イ ォ ニ ク ス (株) 製) を用 い、 A S T M D — 2 8 5 6 に 準 じ て算 出す る 。
4 ) 平均 セ ル径 お よ び セ ル径比
押 出発泡体 の 押 出方 向 に 沿 つ た 縦断面 お よ び押 出方 向 に 直交す る 横断 ¾ ¾r走査型電子顕微鏡 ( (株) 日 立製作 所製、 ΠΡ ¾· : S - 4 5 0 ) に て 3 0 倍 に 拡大 し て写真撮 影 し 、 撮影 し た 写真 を 乾式複写機で複写 "9 O 該複写 し た 画像 に 対 し 、 発泡体 の 押 出方 向、 厚 さ 方 向 、 幅方向 そ れぞれ に 3 な い し 5 本 の 線を 引 き 、 そ れぞれ の線上 に 含 ま れ る セ ル個数で線長 を 除す る こ と で 、 そ れ ぞれ の 方 向 の 平均セ ル径を求め る (前記縦断面 の 複写物か ら 発泡体 の 押 出方 向 、 厚 さ 方 向 の 平均セ ル径を求 め 、 前記横断面 の 複写物か ら 発泡体 の 幅方 向 の 平均 セ ル径を 求 め る ) 。 な お、 各線 は 画像の 端部 に 位置す る 部分的 に 欠 け た セ ル を 除 い て 引 く 。
求 め た各方 向 の 平均 セ ル径 に つ い て、 押 出方 向 の平均 セ ル径を X 、 幅方向 の 平均セ ル径 を γ、 厚 さ 方 向 の平均 セ ル径を Z と し 、 X、 Υ、 Ζ の 積の 3 乗根を 計算 し 、 発 泡体の 平均 セ ル径 と す る 。 ま た 、 Ζ / Χ の 値 を求 め て セ ル径比 と す る 。
4 ) 熱伝導率
熱伝導率 は 、 J I S A 9 5 1 1 に 準 じ て 測定す る 。 測定 に 当 た っ て は、 押 出発泡体 の 中央部か ら 試験片を切 り 出 す と と も に 、 製造後 1 週間 を経過 し た 時点お よ び 1 ケ 月 、 3 ヶ 月 、 6 ヶ 月 、 1 年を経過 し た 時点で そ れぞれ 測定 し 、 つ ぎの 基準で評価す る 。
◎ 0 . 0 2 3 4 K c a l Z m h r °C以下
〇 0 . 0 2 3 9 K c a l Z m h r °C以下
Δ 0 . 0 2 4 4 K c a l Z m h r °C以下
X 0 . 0 2 4 4 K c a l Z m h r °Cを超 え る
5 ) 圧縮強度 : J I S A 9 5 1 1 に 準 じ て測定 し 、
つ ぎの 準で評価す る 。
〇 : 圧縮強度が 2 . 0 k g f c m 2以上
2
X : 圧縮強度が 2 . 0 k g f c m 未満
6 ) 製造安定性
つ ぎの 3 つ の 方法で評価す る 。
( 1 ) 押 出 圧力調整
押 出 圧 力が、 製品 を採取 し は じ め る 時 間 を起点 と し て、 8 時間 の 押 出時 間 の 間 に 、 そ の 時点の 圧 力 か ら 1 0 k g f c m 2変 動 し た 場 合 に 圧 力 を 戻 す た め の 操 作
(主 と し て 回 転数調 整 ) を 何 回 行 う 必要 が あ る か を 調 ベ、 そ の 結果を つ ぎの 基準で評価す る 。
〇 : 1 6 回 未 満 (平 均 し て 3 0 分 以 上 同 一 条 件 を 保 持)
X : 1 6 回以上 (同一条件の 保持が平均 し て 3 0 分以 下)
( 2 ) 発泡体厚 さ ば ら つ き
8 時間 の 押 出 中、 3 0 分 に 1 度 サ ン プ リ ン グ し 、 計 1 6 点の 発泡体の 厚 さ を 測定 し 、 次式で表 さ れ る ば ら つ き を求め、 つ ぎの 基準で評価す る 。
ば ら つ き (% ) = [ (最大厚 さ 一 最小厚 さ ) / (平均厚 さ ) ] X 1 0 0
〇 ば ら つ き が 5 % 未満
Δ ば ら つ き が 5 % 以上 1 0 % 未満
X ば ら つ き が 1 0 %以上
( 3 ) 平均押 出圧力 お よ び最大押 出圧力差
押 出発泡 中 の 2 時間 で の 平均押 出圧力 と 、 最大押 出圧 力 と 平均押 出圧力 の 差 を示す。
7 ) 環境適合性
環境適合性の 度合 は 星印 で示す。 星印 の 数 の 多 い も の ほ ど環境適合性がす ぐ れて い る こ と を示す。
実施例 1
ポ リ ス チ レ ン 樹脂 (旭化成工業 (株) 製、 商品名 : G 9 4 0 1 、 メ ル ト イ ン デ ッ ク ス ( M l ) : 2 . 0 ) 1 0 0 部 に対 し て、 造核剤 と し て タ ル ク 0 . 1 部 お よ び難燃 剤 と し て へ キ サ ブ 口 モ シ ク ロ ド デ カ ン 3 . 0 部 を加え、 1 時間 当 た り 4 O K g の 割合で押 出機 に投入 し 、 押 出機 中 で 2 0 0 °C に 加熱 し て混練 し な が ら 、 こ れ に ジ メ チ ル エ ー テ ル 2 5 % と n — ブ タ ン 7 5 %か ら な る 発泡剤 を ポ リ ス チ レ ン 樹脂 1 0 0 部 に 対 し て総量 8 部 の 割合で注入 し 、 冷却兼混合機を通 じ て 1 1 5 °C に し 、 目 開 き の 間隔 が 2 m mの ス リ ッ ト と 流路面が フ ッ 素樹脂 コ ー テ ィ ン グ さ れ た厚 さ 方 向 間隔 6 0 m mの 成形金型を 介 し て押 出発 泡 し 、 板状 の ス チ レ ン 系樹脂発泡体を 得 る 。 そ の 評価結 果を表 1 に 示す。
得 ら れ る 発泡体 は 断熱性、 圧縮強度、 製造安定性、 環 境適合性 に 優れ た発泡体で あ る 。
実施例 2 〜 3 4
発泡剤 の 組成 を 表 1 〜 3 に 示 す ご と く 変 更 す る ほ か は、 実施例 1 と 同 じ 操作を行い 発泡体を 得 る 。 な お、 実 施例 8 〜 2 7 に お い て は、 総発泡剤量を ポ リ ス チ レ ン 樹 脂 1 0 0 g 当 り の モ ル数で示す。 そ の 評価結果を表 1 〜 3 に 示す。 得 ら れ る 発泡体 は実施例 1 の 発泡体 と 同様 に 断熱性、 圧縮強度、 製造安定性、 環境適合性 に 優れ る 発 泡体で あ る 。
実施例 2 、 3 、 5 、 6 、 7 、 1 1 、 1 5 、 1 6 、 1 7 、 1 9 、 2 2 、 2 3 、 2 9 、 3 0 、 3 2 、 3 3 に つ い
て は押 出 直後 に 、 約 1 4 0 °C の 加熱空気で保温 さ れ出 口 に 引 き 取 り ロ ー ル を 有す る 再加熱装置 で、 約 1 分 2 0 秒 再加熱 し な が ら 出 口 の 引 き 取 り ロ ー ル を 回転 さ せ、 発泡 体 に 延伸処理 を加 え る 。
比較例 1
塩化 メ チ ル 6 0 % と プ ロ パ ン 4 0 % か ら な る 発泡剤 を ポ リ ス チ レ ン 樹脂 1 0 0 部 に対 し て総量 8 部使用 す る ほ か は、 実施例 1 と 同様 に し て ス チ レ ン 系樹脂押 出発泡体 を得 る 。 得 ら れ る 発泡体 の 評価結果を表 4 に 示す。 得 ら れ る 発泡体 は 断熱性、 製造安定性 に 劣 り 、 かつ 環境適合 性 に 劣 る も の で あ る 。
比較例 2 〜 1 9
主 に発泡剤 の 組成比率を表 4 〜 5 に 示す よ う に変更す る ほ か は 、 実施例 1 と 同様 に し て ス チ レ ン 系樹脂押 出発 泡体を得 る 。 な お比較例 6 、 8 〜 1 9 に お い て は、 総発 泡剤量 を ポ リ ス チ レ ン 樹脂 1 0 0 g 当 り の モ ル 数 で 示 す。 得 ら れ る 発泡体 の 評価結果 を 表 4 〜 5 に 示す。 得 ら れ る 発泡体 は 断熱性 に 劣 る か、 圧縮強度 に 劣 る か、 製造 安定性 に劣 る か、 環境適合性 に 劣 る かす る も の で あ る 。
表 1 実 施 例
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
DME 25 35 25 5 25 25 20 15 23 28 35 20 プロパン 65 35
発
泡 η—ブタン 75 40 30
剤 i一ブタン 75
組
成 i—ペンタン 75 95 50
比 HFC 134 a 85 77 72 65
HFC 32 80
HFC 236 e a
% HFC 245 f a
HFC 152 a
HCFC 142 b
部 8 9 11 11 8 8 10
総発泡剤量
mo 1 0.15 0.15 0.16 0.17 0.15 発泡倍率 (倍) 35 33 35 35 35 34 32 31 33 32 32 30 独立気泡率 (%) 95 92 95 93 98 92 95 91 93 95 91 91 平均セル径 (mm) 0.3 0.3 0.3 0.2 0.2 0.3 0.3 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 セル径比 0.9 0.5 0.5 0.9 0.5 0.6 0.7 0.9 0.9 0.8 0.6 0.8 発泡体外観 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 圧縮強度 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇
1週間 〇 Δ 〇 〇 ◎ Δ 〇 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ 熱 1ヶ月 Λ、 π Λ D
ί云 3ヶ月 Γ) Δ Γ △ n
率 6ヶ月 Δ △ 〇 〇 ◎ △ 〇 ◎ ◎ ◎ ◎ 〇
1年 Δ Δ 〇 〇 ◎ Δ Δ ◎ ◎ ◎ ◎ 〇 操作回数 6 15 8 11 7 8 9 6 8 5 9 6 厚さばらつき 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 造
安 平均圧力
65 60 65 80 55 65 75 80 71 62 59 75 定 (kg f /cmつ
性 最大圧力差
0 5 0 5 5 0 5
(kgf/cm2)
環境適合性 ネ *ネ ** **** 本本 ** **** ネ **** ** ** ** ** **
表 2 実 施 例
13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
DME 20 20 40 40 40 10 30 20 30 30 30 15 プロパン 30 25 泡 η—ブタン 30 剤 i—ブタン
組
成 i—ペンタン 10 比 HFC 134 a 50
HFC 32 60 45
HFC236 e a 80 60
% HFC 245 f a 80 60 90
HFC 152 a 40 30 25 40 35
HCFC 142 b 85 部
総発泡剤量
mo 1 0.15 0.15 0.15 0.16 0.16 0.15 0.17 0.15 0.17 0.16 0.17 0.15 発泡倍率 (倍) 30 31 31 31 32 32 35 31 34 31 33 32 独立気泡率 (%) 91 93 94 95 95 95 93 91 95 98 95 95 平均セル径 (mm) 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.3 0.3 0.4 0.4 0.3 0.2 セル径比 0.8 0.8 0.6 0.6 0.6 0.9 0.7 0.8 0.8 0.7 0.7 0.9 発泡体外観 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 庄縮強度 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇
1週間 ◎ ◎ 〇 〇 〇 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ 熱 1ヶ月 ◎ o ο ο ◎ ο ο ο ο ο ί云 3ヶ月 o o o ο ο ◎ ο ο ο ο ο ◎ 率 6ヶ月 〇 〇 Δ Δ Δ ◎ Δ 〇 〇 Δ 〇 ◎
1年 〇 〇 Δ Δ Δ 〇 Δ Δ Δ Δ Δ ◎ 操作回数 6 6 6 5 5 7 9 10 11 10 9 5 厚さばらつき 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 造
安 平均圧力
77 77 67 68 66 85 65 73 62 62 60 85 定 (kgf/cm2)
性 最大圧力差
(kgf/cm2)
環境適合性 ** ** *本 ** ** ** *ネ * ** *** **
表 3 実 施 例
25 26 27 28 29 30 31 32 33 34
DME 25 30 35 25 35 25 5 25 25 20 プロパン 35 20 発
泡 n—ブタン 40 20 15 剤 i—ブタン 45 組
成 i—ペンタン 45 50 25 比 HFC 134 a 35 30 30 30 35
HFC 32
HF C 236 e a
% HFC 245 f a
HFC 152 a
HCFC 142 b 75 70 65 45 40 部 9 10 12 12 9 9 12 総発泡剤量
mo 1 0.16 0.16 0.17
発泡倍率 (倍) 33 33 34 33 31 31 32 33 31 32 独立気泡率 (%) 97 93 92 93 91 92 91 95 91 92 平均セル径 (mm) 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 セル径比 0.9 0.8 0.8 0.9 0.6 0.7 0.9 0.6 0.7 0.8 発泡体外観 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 圧縮強度 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇
1週間 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ 熱 1ヶ月 ¾
伝 3ヶ月
導
6ヶ月 ◎ ◎ ◎ 〇 〇 〇 〇 ◎ 〇 〇
1年 ◎ ◎ 〇 〇 〇 〇 〇 ◎ 〇 〇 操作回数 4 7 9 5 5 5 6 5 6 7 厚さばらつき 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 〇 造
安 平均圧力
78 72 68 65 60 65 80 55 65 75 定 (kgf/cm2)
性 最大圧力差
5 5 5 5 5 5 5 (kgf/cm2)
環境適合性 ネネ ** ** *本 * *** *本 * 本ネネ
表 4 比 較 例
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
DME 70 50 90 80 100 50 80 プロパン 40 30
n—ブタン 10 10
i一ブタン 10
泡
剤 i一ペンタン 50 10
組
成 HFC 1 34 a 100 50 20 比 HFC 32
HFC 236 e a
HFC 245 f a
% HFC 1 52 a
HCFC 142 b
塩化メチル 60 90
CFC 12
部 8 7 9 8 8 8 総発泡剤量
mo 1 0.17 0.15 0.17 0.17 発泡倍率 (倍) 35 29 27 26 30 26 25 21 30 23 独立気泡率 (%) 90 45 38 50 40 69 45 25 89 58 平均セル径 (mm) 0.3 0.4 0.4 0.5 0.4 0.4 0.5 0.1 0.2 0.4 セル径比 1.1 1.1 1.2 1.4 1.4 1.1 1.5 1.0 1.1 1.2 発泡体外観 〇 X X X X 〇 X X X X 圧縮強度 〇 X 〇 X X X X X 〇 X
1週間 X X X X X X X X X X 熱 1ヶ月 X X X X X X X X X X 伝 3ヶ月 X X X X X X X X X X
6ヶ月 X X X X X X X X X X
1年 X X X X X X X X X X 操作回数 27 30 25 22 35 9 14 21 12 16 厚さばらつき X X X X X X 〇 X X X 造
安 平均圧力 55 45 45 39 40 40 34 94 50 38 定 (kgf/cni2)
性 最大圧力差 15 20 20 25 5 5
(kgf/cm2)
環境適合性 ** 本 **** ** **** * **
表 5 比 較 例
11 12 13 14 15 16 17 18 19
DME 50 80
プロパン
n—ブタン 20
泡 i—ブタン
剤 i 一ペンタン
組
成 HFC 1 34 a
比 HFC 3 2 100
HFC 2 3 6 e a 100
HF C 245 f a 100
% HF C 1 5 2 a 100
HCFC 142 b 100 50 20
塩化メチル 80 20
CFC 1 2 80
部
総発泡剤量
mo 1 0.14 0.15 0.15 0.17 0.17 0.13 0.13 0.13 0.14 発泡倍率 (倍) 28 34 24 32 28 23 20 22 22 独立気泡率 (%) 62 96 36 90 39 43 25 21 60 平均セル径 (mm) 0.4 0.2 0.1 0.2 0.4 0.1 0.1 0.1 0.5 セル径比 1.2 1.0 0.9 1.1 1.2 1.1 1.1 1.1 1.3 発泡体外観 X 〇 X X X X X X X 圧縮強度 X 〇 X 〇 X X X X X
1週間 X ◎ X 〇 X X X X 〇 熱 1ヶ月 V J V Vへ V V A 伝 3ヶ月 y y Γ) /\ V /\ V V Λ
6ヶ月 X ◎ X Δ X X X X X
1年 X ◎ X Δ X X X X X 操作回数 12 7 18 14 16 17 16 18 15 厚さばらつき X 〇 X X X X X 〇 X 造
安 平均圧力
50 66 97 61 36 98 103 109 70 定 (kgf/cm2)
性 最大圧力差
(kgf/cm2)
環境適合性 ネ: 1: * ネ ** *本 * * * * *
表 1 〜 3 か ら 、 特定量範囲の 飽和炭化水素 と エ ー テ ル を組み合わ せ る 発泡剤等 を使用 し て得 ら れ る 実施例 の 発 泡体 は い ずれ も 環境適合性を満足 し 、 かつ 、 断熱性、 圧 縮強度、 製造安定性等工業的 に求 め ら れ る 諸特性 に優れ て い る こ と が分か る 。
本発明 に よ れ ば、 環境適合性 に 優れ、 断熱性、 圧縮強 度、 製造安定性等工業的 に 求め ら れ る 諸特性 に 優れ る ス チ レ ン系樹脂押 出発泡体 を得 る こ と が可能 と な る 。