JP2007321021A - 発泡性ポリエチレン系樹脂粒子及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】
アクリロニトリル−スチレン共重合体と、JISK6924−2による引張破壊応力が20〜50MPaであるポリエチレン系重合体から、ポリエチレン系樹脂核粒子を作製し、このポリエチレン系樹脂核粒子を水性媒体中に懸濁させ、この懸濁液にスチレン系単量体を加え重合及び発泡剤含浸を行う発泡性ポリエチレン系樹脂粒子の製造方法、及びこの方法により得られる発泡性ポリエチレン系樹脂粒子。
【選択図】なし
Description
本発明は、(1)アクリロニトリル−スチレン共重合体と、JISK6924−2による引張破壊応力が20〜50MPaであるポリエチレン系重合体から、ポリエチレン系樹脂核粒子を作製するポリエチレン系樹脂核粒子作製工程と、(2)上記ポリエチレン系樹脂核粒子を水性媒体中に懸濁させ、この懸濁液に、スチレン系単量体を加え重合する重合工程と、(3)発泡剤を含浸する発泡剤含浸工程を有する。
本発明におけるポリエチレン系樹脂核粒子は、ポリエチレン系重合体に、アクリロトニトリル−スチレン系共重合体を配合した混合物からなるが、前記ポリエチレン系重合体としては、エチレンホモポリマーのみならず、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−塩化ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸エステル共重合体等の共重合体も使用でき、これらを単独もしくは2種以上の混合物として使用できる。
尚、本発明において、引張破壊応力はJISK6924−2により測定する。
尚、重量平均分子量は、ゲルパ−ミエ−ションクロマトグラム法により測定し、標準ポリスチレン換算して求めることができる。
押出機を用いて混練することにより配合、粒子化できる。この時、均一に混練するため、予めポリエチレン系重合体とアクリロニトリル−スチレン共重合体を混合した後、押出すことが望ましい。ポリエチレン系重合体とアクリロニトリル−スチレン共重合体の混合は従来既知の手段で行うことができる。例えば、リボンブレンダー、Vブレンダー、ヘンシェルミキサー、レディゲーミキサー等の混合機が使用できる。
気泡調整剤として用いることができる高級脂肪酸ビスアミド、高級脂肪酸金属塩の配合量は、ポリエチレン系樹脂核粒子中の樹脂成分100重量部に対して0.01〜2重量部の範囲であることが好ましい。0.01重量部未満では気泡サイズを小さくする十分な効果が得られない傾向にあり、また、2重量部を越えると、気泡サイズが極端に小さくなり、成形時に樹脂が溶融し成形品外観が悪化する傾向がある。
上記で得られたポリエチレン系樹脂核粒子を水性媒体中に懸濁させて懸濁液とする。水性媒体中への分散は、通常、攪拌翼を備えた装置を用いて行われ、その条件等に制限はない。本発明に用いられる水性媒体としては、例えばイオン交換水等が挙げられる。
これらの分散剤の中では、有機系分散剤を使用することが特に好ましい。
尚、スチレン系単量体の重合過程において、ポリエチレンの架橋が生じる場合があり、本明細書において、「重合」は「架橋」を含む場合がある。
重合開始剤の使用量は、重合開始剤の種類により異なるが、一般的にスチレン系単量体に対して、0.1〜1.0重量%の範囲が好ましい。
なお、本発明において、重合開始剤と架橋剤は、同じ化合物であることもあり得る。
続いて、重合(及び架橋)中又は重合(及び架橋)後の樹脂粒子に、発泡剤を含浸させる。発泡剤の含浸は、発泡剤を容器内に圧入し、通常ポリエチレン系樹脂粒子の軟化点以上の温度に上げ、樹脂粒子中に含浸させる。
これらの発泡剤は、通常発泡剤含浸前のポリエチレン系樹脂粒子に対して5〜30重量%使用される。
[ポリエチレン系樹脂核粒子の作製]
引張破壊応力が40MPaである低密度ポリエチレン樹脂粒子(東ソー製、ニポロン9P51A)2850g及びアクリロニトリル−スチレン共重合体樹脂粒子(デンカ製、AS−XGS、重量平均分子量12.7万)150gをヘンシェルミキサー(三井三池化工製、FM10B)に投入し、2000rpmで1分間混合した。
次いで、これら樹脂粒子の混合物を押出機(池貝(株)製、PCM−30 2軸式、ダイス径3mm、シリンダー温度230℃、ヘッド温度230℃)で溶融押出し、冷却固化後、ペレタイザー(ナカタニ機械製、カッタースピード目盛0.5、ロールスピード目盛0.5)で0.7〜1.1mm(平均0.9mm)に切断し、ポリエチレン系樹脂核粒子とした。
5Lの耐圧攪拌容器に上記のポリエチレン系樹脂核粒子385g、脱イオン水2100g、リン酸三カルシウム11g、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.025gを仕込み撹拌した。
次いで、スチレン単量体715gにt−ブチルパーオキサイド0.55g、ベンゾイルパーオキサイド3.4g、1.1−ビスターシャルブチルパーオキシシクロヘキサン11.8gを溶解し、このスチレン単量体を容器内に添加し、20℃で4時間保温した。
その後、88℃に昇温し、6時間保温し単量体の重合を行った。次いで、リン酸三カルシウム1.1g、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.03g、炭酸カルシウム4.4gを添加した後、135℃に昇温し、10時間保温して架橋を行った。
室温まで冷却した後、発泡剤が含浸されたポリエチレン系樹脂粒子を取り出し、脱水乾燥した。次いでこの重合体粒子を目開き3.35mm及び1.7mmの篩で分級し、樹脂粒子を得た。得られた樹脂粒子1000gに対し、脂肪酸モノグリセライド1.0gを加えて混合し、発泡性ポリエチレン系樹脂粒子を得た。
得られた発泡性ポリエチレン系樹脂粒子を、発泡スチレン系樹脂用発泡機(日立化成テクノプラント製 HBP-500LW)を用い、スチームで加熱することによって、30ml/gの発泡ビーズに予備発泡した。
その後、約18時間熟成した後、発泡スチレン系樹脂用成型機(ダイセン工業製 VS−300)を用い、成形圧力0.12MPaで成形し、発泡ポリエチレン系樹脂成形品(以下、「成形品」という)を得た。
1.発泡剤含有量(発泡剤量)
得られた発泡性ポリエチレン系樹脂粒子を開放状態で20℃、24時間放置した後の発泡剤量を求めた。
発泡剤量は、樹脂粒子を200℃で10分間加熱し、以下の式により算出した。
発泡剤量(重量%)=(加熱前重量−加熱後重量)/加熱前重量
実施例1で得られた粒子の発泡剤量は7.3%であった。
100℃沸騰水中で60秒間発泡させた時の嵩倍率である。
実施例1で得られた粒子の発泡度は33ml/gであった。
成形品の外観を目視で5段階に判定し、最も良好なものを5、劣るものを1とした。
実施例1で得られた成形品の外観は4.0であり良好であった。
JIS A9511で測定した。
実施例1で得られた成形品の曲げたわみは41mmであった。
実施例1において、低密度ポリエチレン樹脂粒子(東ソー製、ニポロン9P51A)2700g及びアクリロニトリル−スチレン共重合体樹脂粒子(デンカ製、AS−XGS、重量平均分子量12.7万)300gとした以外は、実施例1と同様な操作を行い、発泡性ポリエチレン系樹脂粒子及び成形品を得た。
実施例1において、低密度ポリエチレンを引張破壊応力13MPaの低密度ポリエチレン(東ソー製、ペトロセン339)とした以外は、実施例1と同様な操作を行い、発泡性ポリエチレン系樹脂粒子及び成形品を得た。
実施例1において、アクリロニトリル−スチレン共重合体樹脂を用いず、低密度ポリエチレン樹脂粒子を引張破壊応力14MPaのエチレン酢酸ビニル共重合物(東ソー製、ウルトラセン626)とした以外は、実施例1と同様な操作を行い、発泡性ポリエチレン系樹脂粒子及び成形品を得た。
発泡性ポリスチレン樹脂粒子(日立化成工業製、ハイビーズSSB−TX−7)を、発泡スチレン系樹脂用発泡機(日立化成テクノプラント製 HBP-500LW)を用い、スチームで加熱することによって、30ml/gの発泡ビーズに予備発泡した。
その後、約18時間熟成した後、発泡スチレン系樹脂用成型機(ダイセン工業製 VS−300)を用い、成形圧力0.08MPaで成形し、発泡ポリスチレン樹脂成形品を得た。
Claims (9)
- アクリロニトリル−スチレン共重合体と、JISK6924−2による引張破壊応力が20〜50MPaであるポリエチレン系重合体から、ポリエチレン系樹脂核粒子を作製し、
このポリエチレン系樹脂核粒子を水性媒体中に懸濁させ、この懸濁液にスチレン系単量体を加え重合及び発泡剤の含浸を行う発泡性ポリエチレン系樹脂粒子の製造方法。 - アクリロニトリル−スチレン共重合体の重量平均分子量が7〜40万である請求項1に記載の発泡性ポリエチレン系樹脂粒子の製造方法。
- ポリエチレン系樹脂核粒子における、アクリロニトリル−スチレン共重合体の、アクリロニトリル−スチレン共重合体とポリエチレン系重合体の合計に対する比率が、1〜50重量%である請求項1又は2に記載の発泡性ポリエチレン系樹脂粒子の製造方法。
- 発泡性ポリエチレン系樹脂粒子における、ポリエチレン系樹脂核粒子の、ポリエチレン系樹脂核粒子とスチレン系単量体との合計に対する比率が、10〜60重量%である請求項1〜3のいずれかに記載の発泡性ポリエチレン系樹脂粒子の製造方法。
- ポリエチレン系樹脂核粒子の粒子径が0.1mm以上3.0mm以下である請求項1〜4のいずれかに記載の発泡性ポリエチレン系樹脂粒子の製造方法。
- 懸濁液に加えるスチレン系単量体が、重合開始剤及び架橋剤を分散したスチレン系単量体である請求項1〜5のいずれかに記載の発泡性ポリエチレン系樹脂粒子の製造方法。
- 請求項1〜6のいずれかに記載の製造方法により得られる発泡性ポリエチレン系樹脂粒子。
- 請求項7に記載の発泡性ポリエチレン系樹脂粒子を発泡して得られるポリエチレン系発泡ビーズ。
- 請求項7に記載の発泡性ポリエチレン系樹脂粒子又は請求項8に記載のポリエチレン系発泡ビーズを発泡成形して得られるポリエチレン系樹脂成形品。
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