JP2002249614A - 発泡性スチレン系樹脂粒子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 揮発性有機化合物の含有量が少なく，優れた
発泡性を有しており，得られる発泡成形体が高い強度を
有するとともに外観がよく，且つ成形サイクルを短縮す
ることができる発泡性スチレン系樹脂粒子を提供するこ
と。 【解決手段】 重量平均分子量が１８万〜４０万のスチ
レン系樹脂からなると共に，発泡剤として沸点が９０℃
以下の有機化合物が，上記スチレン系樹脂１００重量部
に対し２〜５．５重量部含有され，可塑剤として平均炭
素数が２０〜３５個でかつ常温で液体のパラフィン類
が，上記スチレン系樹脂１００重量部に対し０．５〜５
重量部含有されている発泡性スチレン系樹脂粒子であっ
て，発泡性スチレン系樹脂粒子を１．５〜２．５倍の体
積に発泡させたときに，樹脂粒子表面に厚み１０〜１０
０μｍの非発泡層８が存在している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明は，発泡成形体の原料等として利用
する発泡性スチレン系樹脂粒子に関する。

【０００２】

【従来技術】スチレン系の発泡成形体は，スチレン系樹
脂に，発泡剤及び発泡性改良のための可塑剤を添加して
発泡性スチレン系樹脂粒子とし，予備発泡後に金型内で
発泡成形することにより得られる。この発泡成形体は，
優れた緩衝性，断熱性を有し，成形も容易で，さらに比
較的安価な材料であるため，包装材，断熱材として広く
用いられている。

【０００３】従来，発泡剤としては，ペンタンやブタン
等の炭化水素が用いられている。可塑剤としては，残存
させたスチレンや，少量添加されたトルエンやキシレ
ン，またシクロヘキサン等の有機溶剤が広く利用されて
いる。このような発泡剤や可塑剤の多くは，揮発性有機
化合物である。

【０００４】発泡剤や可塑剤として機能する揮発性有機
化合物は，平均して，スチレン系樹脂粒子１００重量部
に対して，６〜９重量部含有されており，貯蔵，発泡，
成形加工等の各プロセスにおいて徐々に大気中に放出さ
れる。

【０００５】

【解決しようとする課題】最近，地球環境に対する配慮
から，発泡性スチレン系樹脂粒子中の発泡剤や有機溶剤
を減量する試みがなされている。例えば，特開平６−２
５４５６号や特開平６−２５４５８号には，発泡剤量の
少ない発泡性スチレン系樹脂粒子及びその製造方法が開
示されている。しかし，これらの方法より得られた発泡
性スチレン系樹脂粒子は，発泡成形体としたとき，強度
が低いという問題がある。

【０００６】また，特開平４−２６８３４７号，特開平
６−８０７０８号，特開平１０−１７６９８号には，残
存スチレンやベンゼンの含有量が少ない発泡性スチレン
系樹脂粒子及びその製造法が開示されている。しかし，
残存スチレン等は発泡性スチレン系樹脂粒子に対して優
れた可塑効果を与える。このため，残存スチレン等を減
らすと，発泡性スチレン系樹脂粒子の発泡性が低下し，
発泡倍率を高くすることが困難になったり，成形時にお
いて発泡粒子同士の融着性が低下するという問題が発生
することがある。また，発泡性を高めるため，発泡性ス
チレン系樹脂粒子の分子量を低下させる方法も考えられ
る。しかし，この場合には，得られる発泡成形体の強度
が低下するという問題が生じる。

【０００７】また，発泡成形体の成形にあたっては，生
産性向上の点より，成形時間を短くすること，つまり成
形サイクルを短縮することが望まれている。

【０００８】本発明はかかる従来の問題点に鑑み，揮発
性有機化合物の含有量が少なく，優れた発泡性を有して
おり，得られる発泡成形体が高い強度を有するとともに
外観がよく，且つ成形サイクルを短縮することができる
発泡性スチレン系樹脂粒子を提供しようとするものであ
る。

【０００９】

【課題の解決手段】請求項１記載の発明は，重量平均分
子量が１８万〜４０万のスチレン系樹脂からなると共
に，発泡剤として沸点が９０℃以下の有機化合物が，上
記スチレン系樹脂１００重量部に対し２〜５．５重量部
含有され，可塑剤として平均炭素数が２０〜３５個でか
つ常温で液体のパラフィン類が，上記スチレン系樹脂１
００重量部に対し０．５〜５重量部含有されている発泡
性スチレン系樹脂粒子であって，上記発泡性スチレン系
樹脂粒子を１．５〜２．５倍の体積に発泡させたとき
に，樹脂粒子表面に厚み１０〜１００μｍの非発泡層が
存在していることを特徴とする発泡性スチレン系樹脂粒
子である。

【００１０】本発明によれば，上記構成を有するため，
揮発性有機化合物の含有量が少なく，優れた発泡性を有
しており，得られる発泡成形体が高い強度を有するとと
もに外観がよく，且つ成形サイクルを短縮することがで
きる発泡性スチレン系樹脂粒子を提供することができ
る。

【００１１】本発明にかかるスチレン系樹脂粒子の重量
平均分子量は１８万〜４０万である。これにより，高い
発泡性を維持しつつ，優れた強度を有する発泡成形体を
作成することができる。上記重量平均分子量はＧＰＣ
（Gel Permeation Chromatography；ゲルパーミエーシ
ョンクロマトグラフィー）法により測定した値である。

【００１２】一方，上記重量平均分子量が１８万未満で
は，得られる発泡成形体の強度が低下するおそれがあ
る。一方，重量平均分子量が４０万を超えると，発泡性
が低下し，目標の発泡倍率（例えば５０〜６０倍）まで
発泡させることが困難になったり，成形時に発泡粒子同
士が融着しにくくなり，発泡成形体の強度が低下するお
それがある。より好ましくは，スチレン系樹脂粒子の重
量平均分子量は２０万〜３８万，更に好ましくは２２万
〜３５万である。

【００１３】本発明にかかる発泡性スチレン系樹脂粒子
の中には，発泡剤として機能する沸点が９０℃以下の有
機化合物が，スチレン系樹脂１００重量部に対し２〜
５．５重量部含有されている。

【００１４】上記有機化合物の含有量が２重量部未満で
は，発泡性スチレン系樹脂粒子の発泡性が低下し，目標
の発泡倍率まで発泡させることが困難となるおそれがあ
る。５．５重量部を超えると，大気中に放出される揮発
性有機化合物の量を減らすという本発明の目的を達成す
ることができなくなるおそれがある。より好ましくは，
上記有機化合物の含有量は，スチレン系樹脂１００重量
部に対して，２〜５重量部，さらに好ましくは２〜４．
５重量部である。これにより，更に揮発性有機化合物の
量を減らすことができる。上記有機化合物の沸点が９０
℃を超える場合には，発泡性スチレン系樹脂粒子の発泡
性が低下し，目標の発泡倍率まで発泡させることが困難
となるおそれがある。

【００１５】上記発泡剤に用いる有機化合物としては，
メタン，エタン，プロパン，ｎ−ブタン，イソブタン，
シクロブタン，ｎ−ペンタン，イソペンタン，ネオペン
タン，シクロペンタン，ｎ−ヘキサン，シクロヘキサン
等の飽和炭化水素化合物，メタノール，エタノール等の
低級アルコール，ジメチルエーテル，ジエチルエーテル
等のエーテル化合物等の沸点が９０℃以下の有機化合物
を１種類あるいは２種類以上混合して用いることができ
る。

【００１６】本発明にかかる発泡性スチレン系樹脂粒子
の中には，可塑剤として機能するパラフィン類が，スチ
レン系樹脂１００重量部に対し０．５〜５重量部含有さ
れている。上記パラフィン類の含有量が０．５重量部未
満では可塑効果が少なく，発泡成形体作製の際に目標の
発泡倍率まで発泡させることが困難となるおそれがあ
る。５重量部を超えると，得られる発泡成形体の強度や
耐熱性が低下し，製造コストも高くなるおそれがある。
より好ましくは，上記パラフィン類の含有量は，スチレ
ン系樹脂１００重量部に対して，０．５〜３．５重量部
である。

【００１７】上記パラフィン類は，ＣmＨn（ｎ＜２ｍ＋
１，ｎ，ｍは自然数）で示される分岐構造や環構造を有
する脂環式炭化水素化合物で，かつ平均炭素数が２０〜
３５個であり，常温で液体のパラフィン類である。

【００１８】平均炭素数が２０個未満であるパラフィン
類は揮発性があるため，貯蔵，発泡，成形加工等の各プ
ロセスにおいて徐々に大気中に放出される揮発性有機化
合物となる可能性があるため，本発明にかかる効果が得
難くなるおそれがある。３５個を超えるとスチレン系樹
脂との相溶性が低下し，可塑効果が低くなり，目標の発
泡倍率まで発泡させることが困難となるおそれがある。
より好ましくは，パラフィン類の平均炭素数は２０〜３
０個である。これにより，成形加工中に，有機化合物が
大気中に放出することを抑制するとともに，発泡成形性
に優れた発泡性スチレン系樹脂粒子を得ることができ
る。本発明に用いるパラフィン類は，常温で液体であ
る。常温とは，１０〜３０℃をいう。このため，目標の
発泡倍率まで発泡させるための可塑効果を得ることがで
きる。

【００１９】本発明にかかる発泡性スチレン系樹脂粒子
は，１．５〜２．５倍に微発泡させたときに，樹脂粒子
表面に厚さが１０〜１００μｍの非発泡層が存在してい
る。非発泡層の厚みが１０μｍ未満の場合には，発泡成
形体を作製したとき，発泡粒子同士の間隙が目立ち，見
栄えが悪くなるおそれがある。一方，非発泡層の厚みが
１００μｍを超える場合には，発泡性スチレン系樹脂粒
子の発泡性が低下するおそれがある上に，製造コストも
高くなるおそれがある。より好ましくは，非発泡層の厚
みは２０〜８０μｍである。

【００２０】非発泡層の厚みは，１．５〜２．５倍に微
発泡させた樹脂粒子を半分に切断し，たとえば，その切
断面を走査型電子顕微鏡等で観察して写真を撮影し，写
真から任意の１０ヶ所で非発泡層の厚みを測定し，その
測定値を平均して得られた値である（後述の実施例１参
照）。

【００２１】本発明にかかる発泡性スチレン系樹脂粒子
を製造する方法としては，例えば，撹拌装置の付いた密
閉容器内に，スチレンを，可塑剤及び重合開始剤と共に
適当な懸濁剤の存在下で水性媒体中に分散させて重合反
応を開始してスチレン系樹脂とするとともに，重合途中
あるいは重合完了後に発泡剤を添加して，発泡性スチレ
ン系樹脂粒子を得る方法が挙げられる。

【００２２】本発明にかかる発泡性スチレン系樹脂粒子
は，スチレン，またはスチレンを主成分とするビニルモ
ノマーの混合物から製造することができる。スチレンと
共重合可能なビニルモノマーとして，例えば，α−メチ
ルスチレン，ｐ−メチルスチレン，ｔ−ブチルスチレ
ン，クロロスチレン，ブロモスチレン，ジビニルベンゼ
ン等のスチレン誘導体や，アクリル酸メチル，アクリル
酸エチル，アクリル酸ブチル，アクリル酸２−エチルヘ
キシル，ブタンジオールジアクリレート等のアクリル酸
エステル類や，メタクリル酸メチル，メタクリル酸エチ
ル，メタクリル酸ブチル，メタクリル酸２−エチルヘキ
シル等のメタクリル酸エステル類や，アクリロニトリ
ル，メタクリロニトリル等のニトリル基含有モノマー等
が挙げられ，これらのビニルモノマーを２種類以上混合
して用いてもよい。

【００２３】上記重合開始剤としては，例えばビニルモ
ノマーに可溶で１０時間半減期温度が５０〜１２０℃で
あるものを用いることができる。かかる重合開始剤とし
ては，クメンヒドロキシパーオキサイド，ジクミルパー
オキサイド，ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサ
ノエート，ｔ−ブチルパーオキシベンゾエート，ベンゾ
イルパーオキサイド，ｔ−ブチルパーオキシイソプロピ
ルカーボネート，ｔ−アミルパーオキシ−２−エチルヘ
キシルカーボネート，ヘキシルパーオキシ−２−エチル
ヘキシルカーボネート，ラウロイルパーオキサイド等の
有機過酸化物や，アゾビスイソブチロニトリル等のアゾ
化合物等が挙げられる。これらの重合開始剤は，１種類
または２種類以上組み合わせて用いることができる。重
合開始剤の使用量は，ビニルモノマー１００重量部に対
して，０．０１〜３重量部が好ましい。

【００２４】上記懸濁剤としては，例えば，ポリビニル
アルコール，メチルセルロース，ポリビニルピロリドン
等の親水性高分子や，第３リン酸カルシウム，ピロリン
酸マグネシウム等の難水溶性無機塩等を用いることがで
き，必要に応じて界面活性剤を併用してもよい。難水溶
性無機塩を使用する場合は，例えばアルキルスルホン酸
ナトリウムやドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム等
のアニオン系界面活性剤を併用することが好ましい。

【００２５】懸濁剤の使用量はビニルモノマー１００重
量部に対して０．０１〜５重量部が好ましい。前記の難
水溶性無機塩とアニオン性界面活性剤を併用する場合
は，ビニルモノマー１００重量部に対して，難水溶性無
機塩を０．０５〜３重量部，アニオン性界面活性剤を
０．０００１〜０．５重量部，用いることが好ましい。

【００２６】上記ビニルモノマーの重合反応の際には，
ヘキサブロモシクロドデカン等の難燃剤，２，３−ジメ
チル−２，３−ジフェニルブタン等の難燃助剤，メタク
リル酸メチル系共重合体，ポリエチレンワックス，タル
ク，シリカ，エチレンビスステアリルアミド，シリコー
ン等のセル調整剤，グリセリンジアセトモノラウレー
ト，グリセリントリステアレート等の可塑剤，帯電防止
剤，導電化剤，粒度分布調整剤，連鎖移動剤，重合禁止
剤等の，一般的に発泡性スチレン系樹脂粒子の製造に使
用されている添加剤を添加したり，ブタジエンゴム，ス
チレン−ブタジエンゴム等のゴム成分を添加することが
できる。

【００２７】１．５〜２．５倍の体積に発泡させた際に
樹脂粒子表面に厚み１０〜１００μｍの非発泡層を形成
させるためには，例えば，上記の方法により得られた発
泡性スチレン系樹脂粒子を水性媒体から分離して，脱
水，乾燥後に，２０〜６０℃の空気や窒素等の気流に曝
すことで，樹脂粒子表面近傍の発泡剤が逸散し，１．５
〜２．５倍に発泡させた際に観察される樹脂粒子表面の
非発泡層が形成される。気流の温度，流量，曝露時間等
を変更することにより，１．５〜２．５倍の体積に発泡
させた際に観察される樹脂粒子表面の非発泡層の厚みを
調整することができる。

【００２８】本発明にかかる発泡性スチレン系樹脂粒子
より得られた発泡成形体は，たとえば，各種の食品容器
や医療用の容器，物品等に広く用いることができる。

【００２９】次に，請求項２記載の発明のように，上記
発泡性スチレン系樹脂粒子中に芳香族炭化水素類が，上
記スチレン系樹脂粒子１００重量部に対し０．００１〜
０．１２重量部含有されていることが好ましい。これに
より，芳香族炭化水素類の環境中への逸散量が少ない発
泡成形体を得ることができる。上記芳香族炭化水素類と
しては，例えばスチレン，ベンゼン，トルエン，ｏ−キ
シレン，ｍ−キシレン，ｐ−キシレン，エチルベンゼ
ン，ｎ−プロピルベンゼン，ｉ−プロピルベンゼン等を
用いることができる。発泡性スチレン系樹脂粒子中の芳
香族炭化水素類の含有量が０．１２重量部を超えると，
芳香族炭化水素類は比較的沸点が高く，発泡成形体に長
期間残存するため，例えば，食品が発泡成形体に直接触
れるような状態で使用した場合，内容物が汚染されるお
それがある。また，上記芳香族炭化水素類の含有量が
０．００１重量部未満である場合，発泡性スチレン系樹
脂粒子の製造コストが高くなるおそれがある。

【００３０】次に，請求項３記載の発明のように，上記
発泡剤は，炭素数３〜６個の炭化水素化合物であること
が好ましい。これにより，発泡性に優れた発泡性スチレ
ン系樹脂粒子を得ることができる。炭素数が３〜６個の
炭化水素化合物としては，例えばプロパン，ｎ−ブタ
ン，イソブタン，シクロブタン，ｎ−ペンタン，イソペ
ンタン，ネオペンタン，シクロペンタン，ｎ−ヘキサ
ン，シクロヘキサン等が挙げられ，１種類あるいは２種
類以上混合して用いることができる。一方，炭素数が２
個以下の炭化水素化合物は，発泡性スチレン系樹脂粒子
からの逸散が速いため，製品ライフが非常に短くなるお
それがある。炭素数が７個以上では，発泡力が低下し目
標の発泡倍率まで発泡させることが困難になるおそれが
ある。より好ましくは，発泡剤は炭素数４個あるいは５
個の炭化水素化合物である。

【００３１】次に，請求項４記載の発明のように，上記
発泡剤の内，３０重量％以上が直鎖炭化水素化合物であ
ることが好ましい。発泡剤中の直鎖炭化水素化合物の割
合が３０重量％未満であると，成形時において発泡粒子
間の間隙が多くなり，得られる発泡成形体の見栄えが劣
ったり，成形サイクルが長くなるおそれがある。更に
は，上記発泡剤の内，４０重量％以上が直鎖炭化水素化
合物であることが好ましく，より好ましくは，５０重量
％以上である。上記直鎖炭化水素化合物としては，プロ
パン，ｎ−ブタン，ｎ−ペンタン，ｎ−ヘキサンなどが
挙げられる。

【００３２】本発明の発泡性スチレン系樹脂粒子は，こ
れを予備発泡させて予備発泡粒子とし，その後，予備発
泡粒子を加熱発泡させて，予備発泡粒子同士を融着させ
て，発泡成形体とする。予備発泡の方法としては，例え
ば，撹拌装置の付いた円筒形の予備発泡機を用いて，ス
チームなどで加熱し発泡させる方法がある。予備発泡粒
子を発泡成形体とする方法として，例えば，金型内に予
備発泡粒子を充填し，スチームなどで加熱する，型内成
形法で発泡成形体を得る方法が挙げられる。このように
して，得られた発泡成形体の密度は，密度が低いと強度
が不足し，逆に密度が高いと不経済であるため，１５〜
３０ｋｇ／ｍ^３であるのが好ましい。

【００３３】

【発明の実施の形態】本発明の実施形態例にかかる発泡
性スチレン系樹脂粒子について，実施例及び比較例を用
いて説明する。

【００３４】実施例１ 撹拌装置の付いた内容積が５０Ｌのオートクレーブに，
脱イオン水１６ｋｇ，懸濁剤として第３リン酸カルシウ
ム２０ｇ，界面活性剤としてドデシルベンゼンスルホン
酸ナトリウム０．８ｇを投入した。次いで，重合開始剤
としてｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエー
ト４０ｇ，及び，ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘ
キシルモノカーボネート２０ｇ，可塑剤として流動パラ
フィン（松村石油研究所社製 モレスコホワイトＰ６
０，平均炭素数２２個）３４０ｇをスチレン１７ｋｇに
溶解させ，２３０ｒｐｍで撹拌しながらオートクレーブ
に投入した。オートクレーブ内を窒素置換した後，昇温
を開始し，１時間半かけて９０℃まで昇温した。９０℃
到達後，さらに１００℃まで５時間かけて昇温し，さら
に１１０℃まで１時間で昇温し，そのまま１１０℃で５
時間保持した。昇温途中，６０℃到達時に懸濁助剤とし
て過硫酸カリウムの０．１％水溶液を９０ｇ添加し，９
０℃到達４時間目に発泡剤としてブタン（ｎ−ブタン７
０％とイソブタン３０％の混合物）８８０ｇをオートク
レーブ内に圧入した。その後，３０℃まで約６時間かけ
て冷却した。

【００３５】内容物を取り出し，発泡性スチレン系樹脂
粒子の表面に付着した第３リン酸カルシウムを除去する
ため，硝酸を添加して第３リン酸カルシウムを溶解させ
た後，遠心分離機で脱水した。次に，発泡性スチレン系
樹脂粒子１００重量部に対して，帯電防止剤であるＮ，
Ｎ―ビス（２−ヒドロキシエチル）アルキルアミン０．
００５重量部を添加した後，気流乾燥機により乾燥させ
た。得られた発泡性スチレン系樹脂粒子を篩いにかけて
０．７〜１．４ｍｍの粒子を取り出した。０．７〜１．
４ｍｍの粒子に，さらにステアリン酸亜鉛０．１重量
部，グリセリントリステアレート０．０５重量部及びグ
リセリンモノステアレート０．０５重量部の混合物によ
り被覆した。

【００３６】次いで，発泡性スチレン系樹脂粒子１０ｋ
ｇを，上下に１００メッシュの金網の付いた直径３５ｃ
ｍの筒型金属容器に入れ，流量８０ｍ^３／ｈで，５０℃
の温風空気を筒型金型容器下部より導入し，そのまま９
０分処理して発泡性スチレン系樹脂粒子を得た。

【００３７】得られた発泡性スチレン系樹脂粒子３．３
ｋｇを加圧バッチ予備発泡機（ダイセン工業社製ＤＹＨ
５００Ｕ）内で，缶内圧力が０．０４ＭＰａになるよう
にスチームを供給し，約９０秒間加熱した後，６０秒間
乾燥させて，嵩密度が約１７ｋｇ／ｍ^３（発泡倍率 約
６０倍）の予備発泡粒子を得た。得られた予備発泡粒子
を室温で１日熟成後，型物成形機（ダイセン工業社製，
ＶＳ５００）の金型に充填し，０．０７ＭＰａのスチー
ム圧力で２０秒間加熱し，所定時間冷却後，金型から取
り出し，発泡成形体を得た。

【００３８】上記のようにして得られる発泡性スチレン
系樹脂粒子の発泡剤の含有量，芳香族炭化水素類の含有
量，残存スチレン量，重量平均分子量，発泡性，非発泡
層の厚み，発泡成形を得るのに必要な成形冷却時間，得
られた発泡成形体の表面外観，セルナンバー，曲げ強
度，５０％破壊高さは，以下の方法で評価した。

【００３９】＜発泡剤の含有量＞＜直鎖炭化水素の割合
＞ 発泡性スチレン系樹脂粒子をジメチルホルムアミドに溶
解させ，ガスクロマトグラフィーにて，沸点が９０℃以
下の各有機化合物の含有量を求め，含有量を合計して，
発泡剤の含有量とした。また，ガスクロマトグラフィー
から測定した直鎖炭化水素であるプロパン，ｎ−ブタ
ン，ｎ−ペンタン，ｎ−ヘキサンの各含有量を合計し，
次の計算式により発泡剤中の直鎖炭化水素の割合を求め
た。

【００４０】直鎖炭化水素の割合（重量％）＝１００×
直鎖炭化水素の含有量の合計（重量部）／発泡剤の含有
量（重量部）

【００４１】＜残存スチレン量＞＜芳香族炭化水素類の
含有量＞ 発泡性スチレン系樹脂粒子をジメチルホルムアミドに溶
解させ，ガスクロマトグラフィーにて，残存スチレン
量，ならびにトルエン，キシレン，ベンゼン，エチルベ
ンゼン及びプロピルベンゼンそれぞれの含有量を測定し
た。各成分の含有量を合計して芳香族炭化水素類の含有
量とした。

【００４２】＜重量平均分子量＞発泡性スチレン系樹脂
粒子をテトラヒドロフランに溶解させ，ゲルパーミエー
ションクロマトグラフィーで測定し，標準ポリスチレン
で校正して求めた。

【００４３】＜発泡性＞得られた発泡性スチレン系樹脂
粒子を箱形バッチ予備発泡機（昭和５７年８月３日 特
許庁発行の周知慣用技術集（発泡成形）第３８頁参照）
に入れ，圧力が０．０３ＭＰａのスチームを導入し，２
７０秒間加熱して発泡させた。得られた発泡粒子を室温
にて８時間以上自然乾燥させてから嵩密度を測定し，発
泡性を評価した。嵩密度が小さいほど，発泡性の良いこ
とがわかる。

【００４４】＜非発泡層の厚み＞発泡性スチレン系樹脂
粒子を目開きが０．８５ｍｍ及び１．００ｍｍのＪＩＳ
篩いにより篩い分けし，粒子径が０．８５ｍｍ〜１．０
０ｍｍの樹脂粒子を得る。次いで，箱形バッチ予備発泡
機に篩い分けした樹脂粒子を入れ，圧力が０．０３ＭＰ
ａのスチームを導入し，３０〜６０秒間加熱する（加熱
時間は微発泡粒子が得られるように都度調整する）。得
られた微発泡粒子を目開きが１．００ｍｍ及び１．１８
ｍｍのＪＩＳ篩いにより篩い分けし，粒子径が１．００
〜１．１８ｍｍの微発泡粒子を得る。このようにして得
られた微発泡粒子を１．５〜２．５倍の体積に発泡させ
た発泡粒子として，非発泡層の厚みの測定に用いた。な
お，得られた微発泡粒子の嵩密度は３３０ｋｇ／ｍ^３で
あった。発泡前の発泡性スチレン系樹脂粒子の嵩密度は
６４０ｋｇ／ｍ^３だったので，得られた微発泡粒子の発
泡倍率は１．９倍であった。

【００４５】得られた発泡粒子を，その中心を通るよう
に切断し，その切断面の写真を走査型電子顕微鏡で撮影
した。そして，図１のように，発泡粒子外縁７にもっと
も近い気泡６を囲むように補助線５を引き，任意の１０
ヶ所で発泡粒子外縁７から補助線５までの距離Ｔを測定
し，その測定値の平均値を非発泡層８の厚みとした。

【００４６】＜成形冷却時間＞肉厚５０ｍｍの発泡成形
体が得られる金型に面圧計を取り付けておき，スチーム
圧力０．０７ＭＰａで２０秒間加熱し５秒間水冷した
後，減圧状態で放冷を開始し，発泡成形体の面圧が０．
０２ＭＰａ以下になるのに要した放冷時間を成形冷却時
間として測定した。

【００４７】＜表面外観＞発泡成形体の表面外観を目視
により，下記基準にて評価した。 ○：発泡粒子間の間隙がなく，表面が溶融した発泡粒子
もなく，表面が平滑で見栄えがよい。 △：発泡粒子間の間隙が少なく，表面が溶融した発泡粒
子が僅かに存在し，比較的表面は平滑であるが，見栄え
が劣る。 ×：発泡粒子間の間隙が多く，あるいは表面に溶融した
発泡粒子が多数存在し，表面が凸凹し見栄えが非常に悪
い。あるいは発泡成形体が得られない。

【００４８】＜セルナンバー＞発泡成形体の表皮部分を
スライサーで切断し，光学顕微鏡にて切断面を写真撮影
した。切断面の写真上に直線を引き，直線と交わってい
る気泡数を数え，気泡数を直線の長さで除して，１ｍｍ
当たりの気泡数を求め，これをセルナンバー（個／ｍ
ｍ）とした。

【００４９】＜曲げ強度＞発泡成形体を切断して，縦３
００ｍｍ×横７５ｍｍ×厚さ２５ｍｍの試験片を作成
し，ＪＩＳ Ａ ９５１１に準拠して曲げ強度を測定し
た。

【００５０】＜５０％破壊高さ＞発泡成形体を切断し
て，縦２００ｍｍ×横４０ｍｍ×厚さ２５ｍｍの試験片
を作成し，重量２５５ｇの鋼球を用いる以外は，ＪＩＳ
Ｋ ７２１１に準拠して５０％破壊高さを測定した。

【００５１】実施例２ 流動パラフィン（可塑剤）の添加量を１７０ｇとし，ブ
タン（発泡剤）の添加量を１１００ｇとした以外は実施
例１と同様に行った。

【００５２】実施例３ 流動パラフィン（可塑剤）の量を５１０ｇ，ｔ−ブチル
パーオキシ−２−エチルヘキサノエート（重合開始剤）
の量を２５ｇ，ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキ
シルカーボネート（重合開始剤）の量を２５ｇとし，ブ
タン（発泡剤）の量を１０００ｇとした以外は実施例１
と同様に行った。

【００５３】実施例４ 可塑剤として流動パラフィン（松村石油研究所社製 モ
レスコホワイトＰ１５０，平均炭素数２５個）３４０ｇ
を添加した以外は，実施例１と同様に行った。

【００５４】実施例５ 重合開始剤として，ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチル
ヘキシルモノカーボネートの代わりに，ｔ−アミルパー
オキシ−２−エチルヘキシルモノカーボネートを１５ｇ
添加した以外は，実施例１と同様に行った。

【００５５】実施例６ 可塑剤として流動パラフィン（村松石油研究所製 モレ
スコホワイトＰ３５０Ｐ，平均炭素数３３個）３４０ｇ
を添加した以外は実施例１と同様に行った。

【００５６】実施例７ 流動パラフィン（可塑剤）の量を６８０ｇ，ブタン（発
泡剤）の量を６５０ｇとした以外は実施例１と同様に行
った。

【００５７】実施例８ 発泡剤としてブタン（ｎ−ブタン５０％とイソブタン５
０％の混合物）を用いた以外は実施例１と同様に行っ
た。

【００５８】比較例１ 約２倍の体積に発泡させた時に観察される樹脂粒子表面
の非発泡層を形成させるための５０℃の温風空気による
処理を行わなかった点を除き，実施例１と同様に行っ
た。

【００５９】比較例２ 流動パラフィン（可塑剤）の量を３４ｇ，ｔ−ブチルパ
ーオキシ−２−エチルヘキサノエート（重合開始剤）の
量を５０ｇ，ブタン（発泡剤）の量を１２００ｇとする
以外は実施例１と同様に行った。

【００６０】比較例３ 可塑剤としてグリセリントリステアレート１２０ｇを添
加し，発泡剤としてシクロヘキサン２５０ｇ及びブタン
１３００ｇ添加し，１１０℃での保持時間を１．５時間
とする以外は，実施例１と同様に行った。

【００６１】以上の各実施例及び各比較例における，発
泡性スチレン系樹脂粒子の発泡剤の含有量，直鎖炭化水
素の割合，残存スチレン量，芳香族炭化水素類の含有
量，重量平均分子量，発泡性，非発泡層の厚み，成形冷
却時間，表面外観，セルナンバー，曲げ強度，５０％破
壊高さについて，表１及び表２に示した。表１及び表２
より明かなように，本発明の実施例１〜５に係る発泡性
スチレン系樹脂粒子は，成形冷却時間が短く，表面外
観，曲げ強度，５０％破壊高さがいずれも優れていた。
一方，比較例１は非発泡層の厚みが１０μｍ未満であ
り，表面外観がよくなかった。比較例２はパラフィンの
添加量が少なく，表面外観がよくなかった。比較例３
は，発泡剤の含有量が多く，冷却時間が長かった。

【００６２】また，実施例１及び比較例１の発泡性スチ
レン系樹脂粒子を，１．５〜２．５倍の体積に発泡させ
たときの断面を走査型電子顕微鏡を用いて写真撮影し
た。図２は実施例１の写真であり，図３は比較例１の写
真である。実施例１の写真では，多数の気泡を有する部
分の外縁に比較的厚い非発泡層がみえる。一方，比較例
１では，非発泡層の厚みは，実施例１よりもかなり薄い
ことがわかる。

【００６３】以上より，重量平均分子量が１８万〜４０
万のスチレン系樹脂からなると共に，発泡剤として沸点
が９０℃以下の有機化合物が，上記スチレン系樹脂１０
０重量部に対し２〜５．５重量部含有され，可塑剤とし
て平均炭素数が２０〜３５個でかつ常温で液体のパラフ
ィン類が，上記スチレン系樹脂１００重量部に対し０．
５〜５重量部含有されている発泡性スチレン系樹脂粒子
であって，発泡性スチレン系樹脂粒子を１．５〜２．５
倍の体積に発泡させたときに，樹脂粒子表面に厚み１０
〜１００μｍの非発泡層が存在している場合には，高い
強度で外観がよい発泡成形体が得られ，成形サイクルを
短縮することができることがわかる。

【００６４】

【表１】

【００６５】

【表２】

【００６６】

【発明の効果】以上より，本発明によれば，揮発性有機
化合物の含有量が少なく，優れた発泡性を有しており，
得られる発泡成形体が高い強度を有するとともに外観が
よく，且つ成形サイクルを短縮することができる発泡性
スチレン系樹脂粒子を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１における，１．５〜２．５倍の体積に
発泡させた発泡粒子の断面図。

【図２】実施例１の発泡性スチレン系樹脂粒子を約２倍
の体積に発泡させた発泡粒子の断面組織を撮影した図面
代用写真（倍率１１３倍）。

【図３】比較例１の発泡性スチレン系樹脂粒子を約２倍
の体積に発泡させた発泡粒子の断面組織を撮影した図面
代用写真（倍率１１１倍）。

【符号の説明】

５．．．補助線， ６．．．気泡， ７．．．発泡粒子外縁， ８．．．非発泡層，

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 重量平均分子量が１８万〜４０万のスチ
   レン系樹脂からなると共に，発泡剤として沸点が９０℃
   以下の有機化合物が，上記スチレン系樹脂１００重量部
   に対し２〜５．５重量部含有され，可塑剤として平均炭
   素数が２０〜３５個でかつ常温で液体のパラフィン類
   が，上記スチレン系樹脂１００重量部に対し０．５〜５
   重量部含有されている発泡性スチレン系樹脂粒子であっ
   て，上記発泡性スチレン系樹脂粒子を１．５〜２．５倍
   の体積に発泡させたときに，樹脂粒子表面に厚み１０〜
   １００μｍの非発泡層が存在していることを特徴とする
   発泡性スチレン系樹脂粒子。
2. 【請求項２】 請求項１において，上記発泡性スチレン
   系樹脂粒子中に芳香族炭化水素類が，上記スチレン系樹
   脂粒子１００重量部に対し０．００１〜０．１２重量部
   含有されていることを特徴とする発泡性スチレン系樹脂
   粒子。
3. 【請求項３】 請求項１または２において，上記発泡剤
   は，炭素数３〜６個の炭化水素化合物であることを特徴
   とする発泡性スチレン系樹脂粒子。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれか一項において，
   上記発泡剤の内，３０重量％以上が直鎖炭化水素化合物
   であることを特徴とする発泡性スチレン系樹脂粒子。