JPH03182528A - ポリスチレン系樹脂発泡体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

［産業上の利用分野］ 本発明はポリスチレン系樹脂発泡体の製造方法に関する
。さらに詳しくは、すぐれた断熱性能を有するポリスチ
レン系樹脂発泡体の製造方法に関する。 ［従来の技術］ ポリスチレン系樹脂発泡体の製造方法の一つとして溶融
ポリスチレン系樹脂中に蒸発型発泡剤を圧入し、低圧域
へ押出すことによって溶融ポリスチレン系樹脂を発泡さ
せる方法が広く採用されている。この方法には従来から
一般に蒸発型発泡剤としてジクロロジフルオロメタン（
以下、フロン−１２という）、ジクロロテトラフルオロ
エタン（以下、フロン−１１４という）などのフロン類
が用いられている。 しかしながら、これらのフロン類は空気中に拡散して成
層圏まで上昇し、オゾン層を破壊して有害な放射線の地
表到達率を増大せしめ、皮膚癌などの疾病を多発するお
それがあるといわれ、今日では世界的にその使用が見直
され、全廃などの使用制限案が打ち出されている。 そこで本発明者らは、発泡剤にプロパン、ブタンなどの
炭化水素系の発泡剤を用い、断熱性能にすぐれた押出発
泡体をうろことを試みたが、プロパンを主発泡剤として
用いたばあいには充分に低い熱伝導率を有する押出発泡
体をうろことができなかった。またｎ−ブタンを主成分
とする工業用ブタンを主発泡剤として用いたばあいには
、気泡が肥大化するなどの現象がみられるほか、発泡体
中におけるブタンの残存率がフロン−１２などと比較す
ると小さく、すぐれた断熱性能を引き出すまでにはいた
らなかった。 また、オゾン破壊係数が小さいフロン類としてジフルオ
ロクロロメタン（以下、フロン−２２という）　、１．
Ｌ−ジクロロ−２，２，２−トリフルオロエタン（以下
、フロン−１２３という）　、１．１−ジクロロ−１−
フルオロエタン（以下、フロン−１４１ｂという）やオ
ゾン破壊係数が０のフロン類として１．１−ジフルオロ
エタン（以下、フロン−１５２ａという）などが知られ
ている。しかしながら、フロン−２２やフロン１５２ａ
を主発泡剤として用（またばあいには、押出直後には比
較的良好な断熱性能を示す発泡体かえられるが、経時と
ともに気泡内のフロン−２２またはフロン−１５２ａの
残存率が減少し、断熱性能が大幅に低下するという欠点
があり、またフロン−１２３やフロン−１４１ｂを発泡
剤として用いたばあいには、これらのフロン類は、ポリ
スチレンへの溶解性が大きいためか、押出安定性にすぐ
れるものの気泡調節剤量を増してもえられる発泡体の気
泡径が肥大化し１、良好な断熱性能を有するものをうろ
ことができないという欠点がある。 また、特公昭５７−７１７５号公報に開示されたオゾン
破壊係数が小さいとされる１、１−ジフルオロ−１−ク
ロロエタン（以下、フロン−１４２ｂという）を主発泡
剤に用いたばあいには、断熱性能は、前記フロン−２２
およびフロン−１５２ａを用いたばあいよりも良好であ
るとはいうものの、フロン−１２を用いたばあいよりも
熱伝導率の変化率力（劣るので、長期間にわたって満足
しうる断熱性能を有する発泡体かえられがたくなる傾向
がある。

【発明が解決しようとする課題］ そこで本発明者らは、前記従来技術に鑑みてさらに鋭意
研究を重ねた結果、ポリスチレン系樹脂にフロン−１２
３および／またはフロン−１４１ｂと炭化水素を特定の
割合で混合した発泡剤を用いたばあいには、気泡の肥大
化を防止することができ、微細な気泡構造を有するとと
もに、すぐれた断熱性能を有する押出発泡体かえられ、
かくしてえられた押出発泡体は、その熱伝導率が長期間
にわたって保持されることを見出し、本発明を完成する
にいたった。 ［課題を解決するための手段］ すなわち、本発明は発泡体密度２ＸＩＯ−２〜４．５　
Ｘ　１０’　ｇ　／　ｃｊを有する押出発泡体の製造方
法であって、フロン−１２３および／またはフロン−１
４１ｂ　２０〜７０モル％と炭化水素３０〜８０モル％
からなる蒸発型発泡剤をポリスチレン系樹脂に圧入して
押出発泡することを特徴とするポリスチレン系樹脂発泡
体の製造方法に関する。 〔作用および実施例〕 本発明の製造方法によれば、フロン−１２３および／ま
たはフロン−１４１ｂ　２０〜７０モル％と炭化水素３
０〜８０モル％からなる蒸発型発泡剤を圧入して押出発
泡することによりポリスチレン系樹脂発泡体かえられる
。 本発明に用いられるポリスチレン系樹脂としては、たと
えばポリスチレンをはじめ、スチレンとα−メチルスチ
レン、無水マレイン酸、アクリル酸、アクリル酸エステ
ル、メタクリル酸やメタクリル酸エステルなどを共重合
したものやポリスチレンにスチレン・ブタジェンゴム（
ＳＢＲ）などを適宜添加または共重合などにより改質し
たものなどがあげられるが、本発明はかかるポリスチレ
ン系樹脂の種類によって限定されるものではない。 本発明に用いられる蒸発型発泡剤には、フロン−１２３
および／またはフロン−１４１ｂと炭化水素からなる発
泡剤が用いられる。 本発明者らの検討によれば、フロン−１２３および／ま
たはフロン−１４１ｂを用いるか、またはこれとポリス
チレン系樹脂の押出発泡成形の際に発泡剤の一成分とし
て通常−数的に用いられている塩化メチルまたは塩化エ
チルとを併用したばあいには、気泡調節剤量を増加して
もえられる発泡体の気泡径を０．７〜０．８ａｖ以下に
微細化することができず、従来から製造されているポリ
スチレン系樹脂発泡体と比較して大きな気泡を有するこ
ととなり、その結果、断熱性能が不充分なものとなる。 この気泡径の肥大化現象は、おそらく発泡剤として用い
られるフロン−１２３およびフロン−１４１ｂのポリス
チレンへの溶解能の大きさに起因するものと推定される
。 なお、ポリスチレンへの溶解能は下記の方法にしたがっ
て測定した。 ■ポリスチレン２０ｇを精秤し、２００メツシユのステ
ンレス製の金網のなかに封入し、耐圧容器（４）に入れ
、　１４０℃に加熱する。 ■一方、耐圧容器Ｑ３）に液化フロンを封入し、その飽
和蒸気圧が１０ｋｇ／ｃｊとなるように温度を調節する
。 ■前記耐圧容器（４）および（Ｂ）を均圧弁を有する耐
圧バイブにより連結し、均圧弁を開にし、耐圧容器ＣＢ
）の温度を調節してこれらの内圧を均圧（約１０ｋｇ　
／　ｃｊ　）とし、１時間放置したのち、ポリスチレン
に気相状態のフロンを吸収させる。 ■均圧弁を閉止後、耐圧容器を室温まで水冷し、除圧後
ステンレス製金網に封入されたポリスチレンを取り出し
、その重量を計量する。 ■上記の結果から、次式にしたがってポリスチレンへの
溶解能（フロン吸収量）を求める。 ［ポリスチレンへの溶解能（％）］ ［フロン吸吸収型重量２０ｇ）　］ 上記の結果、フロン−１２３、フロン−１４１ｂ　、フ
ロン−１２、フロン１４２ｂおよびフロン−１５２ａの
ポリスチレンへの溶解能は、それぞれ順に１５．３％、
２２．０％、０．３８％、０．７１％およびｏ、ｅｅ％
であり、本発明においてはポリスチレンへの溶解能が大
きく、大気のオゾン層を破壊するおそれが小さいフロン
−１２３およびフロン−１４１ｂが好適に用いられる。 本発明に用いられる炭化水素としては、たとえばプロパ
ン、イソブタンを５０重量％以上含有したブタンなどが
あげられ、これらは単独でまたは２種以上を混合して用
いられる。前記ブタンにおいて、イソブタンの含有率が
５０重量％以上とされるのは、５０重量％未満では気泡
の肥大化が進み、また気泡内のブタンの残存率が減少す
るからである。 なお、前記炭化水素とたとえば塩化メチルなどの他の発
泡剤とを併用することも考えられるが、たとえば塩化メ
チルをフロン−１２３および／またはフロン−１４１ｂ
と炭化水素の合計１００モルに対して３０モル以上用い
たばあいには、えられる発泡体はその気泡径が肥大化し
、断熱性能が低下することになり、満足しうる断熱性能
が発現されなくなるので好ましくない。 ここにフロン−１２３および／またはフロン−ｔ４ｔｈ
と炭化水素とを併用した蒸発型発泡剤を用いたばあいに
のみ微細な気泡径を有し、かつ良好な断熱性能を発現す
る発泡体かえられることをようやく見出したのである。 前記フロン−１２３および／またはフロン−１４１ｂと
炭化水素の配合比は、フロン−１２３および／またはフ
ロン−ｔａｔｂの配合量が２０〜７０モル％、また炭化
水素の配合量が３０〜８０モル％となるように調整され
る。前記フロン−１２３および／またはフロン−１４１
ｂの配合量が２０モル％未満であるばあいおよび炭化水
素の配合量が８０モル％をこえるばあいのいずれのばあ
いにも、えられる発泡体の断熱性能が充分でなくなり、
また前記フロン−１２３および／またはフロン−ｔ４ｔ
ｈの配合量が７０モル％をこえるばあいおよび炭化水素
の配合量が３０モル％未満であるばあいのいずれのばあ
いにも、えられる発泡体の気泡径が肥大化しすぎて断熱
性能が低下するので好ましくない。なお、前記フロン−
１２３および／またはフロン−１４１ｂの配合量は、と
くに２５〜６０モル％、なかんづ＜３０〜５０モル％で
あることが好ましく、また前記炭化水素の配合量は、と
くに４０〜７５モル％、なかんづ＜５０〜７０モル％で
あることが好ましい。 前記蒸発型発泡剤の配合量は、ポリスチレン系樹脂１０
０ｇに対して０．１−０．３モル、なかんづ＜　　０．
１２〜０．２５モルとなるように調整するのが好ましい
。かかる配合量は０．１モル未満であるばあいには、押
出後の発泡体の収縮が増大する傾向があり、また０、３
モルをこえるばあいには、発泡体の寸法安定性が低下す
る傾向がある。 なお、本発明においては、前記フロン−１２３および／
またはフロン−１４１ｂと前記炭化水素に加えて、本発
明の目的が阻害されない範囲内でたとえば塩化メチルや
塩化エチルなどの易ガス透過性蒸発型発泡剤を配合して
もよい。 また、本発明においては前記蒸発型発泡剤のほかに必要
に応じてポリスチレン系樹脂に平均気泡径を調節するた
めのタルクなとの造核剤や滑剤、難燃剤などが本発明の
目的が阻害されない範囲内で添加されてもよい。 前記ポリスチレン系樹脂および造核剤、滑剤や難燃剤な
どの所定量を調整し、つぎにこれらを押出機中に供給し
、これに前記蒸発型発泡剤の所定量を圧入し、加熱溶融
混練させ、スリットダイなどの発泡装置を介して押出す
などの通常の方法により、所望とする平均気泡径が０．
２〜０．５１ＩＩＩでたとえば厚さが２０〜１５０ａｓ
の均一な気泡および良好な断熱性能を有するポリスチレ
ン系樹脂発泡体がえられる。 この良好な断熱性能は、微細かつ均一な気泡径によって
輻射伝熱が抑制され、気泡内に含有されるフロン−１２
３および／またはフロン−１４１ｂによって気泡内の気
相部の熱伝導が抑制されることに起因するものと推定さ
れる。 本発明の製造方法によってえられたポリスチレン系樹脂
発泡体は、軽量であり、しかも長期間にわたって断熱性
能および寸法安定性にすぐれたものであり、成層圏のオ
ゾン層を破壊し、地表に到達する紫外！Ｉ量を増加せし
めて動植物の育成に害を与えると指摘されている特定フ
ロンが廃除されたものであるので、たとえば住宅家屋用
断熱材などに好適に使用しうるものである。 つぎに実施例に基づいて本発明のポリスチレン系樹脂発
泡体の製造方法をさらに詳細に説明するが、本発明はか
かる実施例のみに限定されるものではない。 実施例１〜２および比較例１〜２ ポリスチレン樹脂１００ｇに対し、タルク（平均粒径６
−）Ｉｇを混合し、２００℃に加熱して混練しながら第
１表に示す量の蒸発型発泡剤を圧入し、さらに混練した
のち、約１１０℃に冷却して目開きの間隔が１．８ｍｍ
のスリットを介して大気圧下に押出発泡し、厚さ約５０
ｍｍの板状のポリスチレン樹脂発泡体をえた。 えられた発泡体の物性として発泡体密度、平均気泡径お
よび熱伝導率を下記の方法にしたがって調べた。その結
果を第１表に示す。 （イ）発泡体密度 次式により求めた。 【発泡体体積］ （０）　　平均気泡径 えられた発泡体の厚さ方向の気泡径を測定しその平均値
を求めた。 びり　熱伝導率 ＪＩＳ　Ａ−９５１１に準じて測定した。また、次式に
したがって、変化率を求めた。 【変化率（％）】 【７日後の熱伝導率］ 【以下余白］ 第１表の結果から、本発明の方法によってえられたポリ
スチレン系樹脂発泡体は均一な微細気泡構造を有するも
のであり、熱伝導率が小さく、長期間にわたってすぐれ
た断熱性能を有することがわかる。 ［発明の効果］ 本発明のポリスチレン系樹脂発泡体は、オゾン層を破壊
するおそれが大きいフロン−１２やフロン−１１４など
のフロン類が使用されず、長期間にわたってすぐれた断
熱性能を保持するものであるから、たとえば住宅家屋の
床材、壁材や天井材などの建材の一部などとして好適に
使用しうるちのである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　発泡体密度２×１０＾−＾２〜４．５×１０＾−＾
   ２ｇ／ｃｍ＾３を有する押出発泡体の製造方法であって
   、１，１−ジクロロ−２，２，２−トリフルオロエタン
   および／または１，１−ジクロロ−１−フルオロエタン
   ２０〜７０モル％と炭化水素３０〜８０モル％からなる
   蒸発型発泡剤をポリスチレン系樹脂に圧入して押出発泡
   することを特徴とするポリスチレン系樹脂発泡体の製造
   方法。 ２　炭化水素がプロパンおよび／またはイソブタンを５
   ０重量％以上含有したブタンである請求項１記載のポリ
   スチレン系樹脂発泡体の製造方法。