JP2015044985A

JP2015044985A - ポリスチレン系樹脂発泡体

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Publication number: JP2015044985A
Application number: JP2014153712A
Authority: JP
Inventors: 浩樹横山; Hiroki Yokoyama; 俊明大越; Toshiaki Ogoshi; 恭央小川; Yasuo Ogawa
Original assignee: Achilles Corp
Current assignee: Achilles Corp
Priority date: 2013-07-30
Filing date: 2014-07-29
Publication date: 2015-03-12
Anticipated expiration: 2034-07-29
Also published as: JP6391346B2

Abstract

【課題】軽量性等の特徴をそのまま残し、衝撃吸収性、柔軟性、割れ性などの緩衝性能に優れたポリスチレン系樹脂発泡体を提供する。
【解決手段】ポリスチレン系樹脂発泡体は、発泡倍率が８０〜１４０倍で融着率が９０％以上であり、曲げ強さ（ＪＩＳＫ７２２１−２）が７０〜１２０ｋＰａで、曲げ弾性率（ＪＩＳＫ７２２１−２）が１０００〜４０００ｋＰａである。これにより、従来のポリスチレン系樹脂発泡体以上の緩衝性能を確保すると同時に、軽量性などのポリスチレン系樹脂発泡体の特徴をそのまま維持する。
【選択図】なし

Description

本発明はポリスチレン系樹脂発泡体に関し、これまでのポリスチレン系樹脂発泡体と異なる範囲の物性とすることで、梱包用緩衝材として衝撃吸収性、柔軟性を向上したものである。

ポリスチレン系樹脂発泡体の用途の一つに、軽量で衝撃吸収性に優れることから種々の緩衝材として利用されており、例えば電化製品や事務機器等の梱包用緩衝材として広く利用されている。
近年、省資源化や廃棄物処理、環境への配慮の観点から、発泡樹脂系の緩衝材は敬遠され、パルプモールドや段ボールなどの廃棄が容易な非発泡樹脂系の緩衝材が主流となっている。

一方、電化製品や事務機器の高性能化により、衝撃吸収性の高い緩衝材が必要とされ、ポリスチレン系樹脂発泡体やポリエチレン発泡体などが使用されている。
このポリエチレン発泡体は、衝撃吸収性、柔軟性、割れ性についてはポリスチレン系樹脂発泡体より優れているものの、軽量性やコスト面では劣っている。

そこで、ポリスチレン系樹脂発泡体の軽量性やコスト面の特徴をそのままに衝撃吸収性、柔軟性、割れ性を向上するための提案がなされている。
例えば曲げ強さや耐衝撃性などに優れたポリスチレン系樹脂発泡体として特許文献１には、ポリスチレン系樹脂を予備発泡させ、型成形して得られるポリスチレン系樹脂発泡体からなる緩衝材で、嵩発泡倍数を５０倍に発泡させた予備発泡粒子の状態で、内部平均気泡径が５〜１４０μｍの範囲内で、表層部平均気泡径／内部平均気泡径の値が０．８０〜１．２０の範囲内であり、かつ連続気泡率が１０％以下である気泡構造を有するものが開示されている。

特開２０１２−７６７５３号公報

このような特許文献１のポリスチレン系樹脂発泡体の緩衝材では、実施例に記載の成形品の物性として発泡倍数が５０倍、曲げ強さが０．３１〜０．３７ＭＰａの範囲であり、これまで緩衝材として使用されているポリスチレン系樹脂発泡体に比べて発泡倍数や曲げ強さが同程度であり、発泡倍率の増大による軽量性の確保や柔軟性の確保などの緩衝性能のさらなる改良が望まれている。

本発明は、かかる従来技術における課題と要望に鑑みてなされたものであり、軽量性等の特徴をそのまま残し、衝撃吸収性、柔軟性、割れ性などの緩衝性能に優れたポリスチレン系樹脂発泡体を提供しようとするものである。

上記課題を解決するため、ポリスチレン系樹脂発泡体の緩衝性能について鋭意検討を重ねたところ、従来のポリスチレン系樹脂発泡体に比べ柔軟性を向上させる必要があり、柔軟性の向上のためには、曲げ強さや曲げ弾性率を特定の範囲に制御することが有効であることが分かり、本願発明を完成したものである。
緩衝性能に優れた本願発明の具体的な構成は以下の通りである。

すなわち、本発明の請求項１記載のポリスチレン系樹脂発泡体は、発泡倍率が８０〜１４０倍で融着率が９０％以上であり、曲げ強さ（ＪＩＳＫ７２２１−２）が７０〜１２０ｋＰaで、曲げ弾性率（ＪＩＳＫ７２２１−２）が１０００〜４０００ｋＰａであることを特徴とするものである。

本発明の請求項１記載のポリスチレン系樹脂発泡体によれば、発泡倍率が８０〜１４０倍で融着率が９０％以上であり、曲げ強さ（ＪＩＳＫ７２２１−２）が７０〜１２０ｋＰａで、曲げ弾性率（ＪＩＳＫ７２２１−２）が１０００〜４０００ｋＰａであるので、発泡倍率を８０〜１４０倍と高くすることで、軽量化を図ることができ、融着率を９０％以上とすることで、割れ性などの強度の確保ができ、曲げ強さや曲げ弾性率を前記範囲とすることで、柔軟性を向上することができ、これらの物性により緩衝性能を大幅に高めることができる。
これにより、従来のポリスチレン系樹脂発泡体以上の緩衝性能を確保すると同時に、軽量性などのポリスチレン系樹脂発泡体の特徴をそのまま維持することができる。

以下、本発明を実施するための形態について、詳細に説明する。
本発明におけるポリスチレン系樹脂発泡体は、発泡倍率が８０〜１４０倍で融着率が９０％以上であり、曲げ強さ（ＪＩＳＫ７２２１−２）が７０〜１２０ｋＰａの範囲で、曲げ弾性率（ＪＩＳＫ７２２１−２）が１０００〜４０００ｋＰａの範囲のものである。
これまでのポリスチレン系樹脂発泡体では、発泡倍率が通常、５０〜７０倍程度の範囲で使用されるのが一般的であるが、本願発明のポリスチレン系樹脂発泡体では、少なくとも８０倍であり、８０倍から１４０倍の範囲の発泡倍率とされる。
発泡倍率を高い範囲とすることで、ポリスチレン系樹脂発泡体の軽量性を一層高めることができる。
また、ポリスチレン系樹脂発泡体の発泡倍率を高くすることで、発泡させた後、一旦ポ
リスチレン系樹脂発泡体を収縮させ、これを復元することで柔軟性を向上することを可能とするものである。
なお、本発明における発泡倍率が８０〜１４０倍であるポリスチレン系樹脂発泡体は復元後の最終製品の状態（最終発泡体）での値である。

本発明のポリスチレン系樹脂発泡体では、融着率を９０％以上とする。発泡倍率を高い範囲とすると、割れやすくなることから、これを防止するため融着率を９０％以上にする必要がある。
この融着率は、ポリスチレン系樹脂発泡体を構成する個々の発泡粒子の接着度合いを表すものであり、融着率の測定は、ポリスチレン系樹脂発泡体を板状に加工し、外力を加えて曲げて破断させ、破断面を目視観察することで行う。破断面の任意の範囲において、発泡粒子同士の界面ではなく、粒子内で破断している割合を数えて算出する。例えば５０個の粒子について、粒子内で破断しているものが４５個以上であれば、４５／５０×１００＝９０％であり、４５個以上であれば融着率が９０％以上である。
また、割れ性とは、衝撃時のこわれやすさであるが、従来のポリスチレン系樹脂発泡体では、柔軟性に欠け、小さなたわみ量で亀裂が入り割れやすい性質だったものを、本発明のポリスチレン系樹脂発泡体は、柔軟性に優れ、より大きなたわみ量でも割れにくくなり、割れ性も向上させることができた。

本発明のポリスチレン系樹脂発泡体では、曲げ強さ（ＪＩＳＫ７２２１−２）が７０〜１２０ｋＰａの範囲で、曲げ弾性率（ＪＩＳＫ７２２１−２）が１０００〜４０００ｋＰａの範囲とされる。
曲げ強さをこのような７０〜１２０ｋＰａの範囲とすることで、これまでのポリスチレン系樹脂発泡体に比べ、柔軟性を向上することができる。
曲げ強さが７０ｋＰａより小さくなると、ポリスチレン系樹脂発泡体として機械的な強度が不十分となり、弱い衝撃荷重でポリスチレン系樹脂発泡体自体が破損してしまい、梱包用緩衝材として使用する場合にも問題となる。
一方、曲げ強さが１２０ｋＰａを越え大きくなると、これまでのポリスチレン系樹脂発泡体と同程度の値となり、ポリスチレン系樹脂発泡体の柔軟性の向上を図ることができなくなる。

また、ポリスチレン系樹脂発泡体の柔軟性の向上を図るために、曲げ弾性率についても１０００〜４０００ｋＰａの範囲とされる。
曲げ弾性率をこのような１０００〜４０００ｋＰａの範囲とすることで、これまでのポリスチレン系樹脂発泡体に比べ、柔軟性を向上することができる。

このような発泡倍率が８０〜１４０倍で融着率が９０％以上であり、曲げ強さ（ＪＩＳＫ７２２１−２）が７０〜１２０ｋＰａの範囲で、曲げ弾性率（ＪＩＳＫ７２２１−２）が１０００〜４０００ｋＰａの範囲の本発明のポリスチレン系樹脂発泡体では、柔軟性が向上したことにより、落下衝撃性試験結果においてもこれまでのポリスチレン系樹脂発泡体の値に比べ、１０％以上衝撃作用時間が長くなり、最大加速度も減少する。

落下衝撃試験は、縦３８５ｍｍ、横３１０ｍｍ、厚さ８０ｍｍ、総重量１０．５ｋｇのおもりを用意し、その底面に、厚さ３０ｍｍの供試体を貼り付けた。供試体の受け面積を１５３ｃｍ^２とし、おもりに加速度計を取付け、プラスチックダンボールで梱包した。
梱包したおもりと供試体を衝撃試験装置（吉田精機（株）製：ＡＳＱ−７００型）の基板上に設置する。なお、おもりは落下衝撃を加えたときに移動しないよう治具で固定する。
この落下衝撃試験では、衝撃試験装置を使用して高さ６０ｃｍからの自由落下と同等の衝撃をおもりに加え、落下衝突時に発生する衝撃作用時間（ｍｓ）及び最大加速度（Ｇ）を測定した。なお、最大加速度は、値が小さいほど優れた衝撃吸収性を示す。
その結果、本発明のポリスチレン系樹脂発泡体では、従来のものよりも衝撃作用時間が１０％以上長くなり、最大加速度も減少し、衝撃吸収性が向上した。

本発明のポリスチレン系樹脂発泡体のおけるポリスチレン系樹脂としては、特に限定されず、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、クロロスチレン、エチルスチレン、ｉ−プロピルスチレン、ジメチルスチレン、ブロモスチレン等のスチレン系モノマーの単独重合体又はこれらの共重合体等が挙げられ、スチレンを５０質量％以上含有するポリスチレン系樹脂が好ましく、なかでもポリスチレンがより好ましい。

また、ポリスチレン系樹脂としては、スチレンモノマーを主成分とする、スチレン系モノマーとこのスチレン系モノマーと共重合可能なビニルモノマーとの共重合体であっても良く、このようなビニルモノマーとしては、例えば、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、セチル（メタ）アクリレート等のアルキル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリロニトリル、ジメチルマレエート、ジメチルフマレート、ジエチルフマレート、エチルフマレートの他、ジビニルベンゼン、アルキレングリコールジメタクリレートなどの二官能性モノマーなどを挙げることができる。

また、ポリスチレン系樹脂が主成分であれば、他の樹脂を添加しても良く、添加する樹脂としては、例えば、発泡成形体の耐衝撃性を向上させるために、ポリブタジエン、スチレン−ブタジエン共重合体、エチレン−プロピレン−非共役ジエン三次元共重合体などのジエン系のゴム状重合体を添加したゴム変性ポリスチレン系樹脂、いわゆるハイインパクトポリスチレンを挙げることができる。あるいは、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、アクリル系樹脂、アクリロニトリル−スチレン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体などを挙げることができる。

原料となるポリスチレン系樹脂としては、市販されている通常のポリスチレン系樹脂、懸濁重合法などの方法で新たに作製したポリスチレン系樹脂などの、リサイクル原料でないポリスチレン系樹脂（バージンポリスチレン）を使用できる他、使用済みのポリスチレン系樹脂発泡成形体を再生処理して得られたリサイクル原料を使用することができる。このリサイクル原料としては、使用済みのポリスチレン系樹脂発泡成形体、例えば、魚箱、家電緩衝材、食品包装用トレーなどを回収し、リモネン溶解方式や加熱減容方式によって再生したリサイクル原料の中から、質量平均分子量Ｍｗが１２万〜４０万の範囲となる原料を適宜選択し、または質量平均分子量Ｍｗが異なる複数のリサイクル原料を適宜組み合わせたものを用いることができる。

次に、本発明の物性を備えたポリスチレン系樹脂発泡体を得るためには、型内発泡法が用いられ、押出発泡成形法は用いない。
型内発泡法によりポリスチレン系樹脂発泡体を得る方法として２の方法がある。

Ａ）圧縮成形により復元させて柔軟性を得る方法
原料となる発泡性ポリスチレン系樹脂ビーズ（発泡剤が含有されている）を用い、加熱媒体として蒸気を使用し、所定の発泡倍率（密度）まで発泡させることで予備発泡粒子とする。
この予備発泡工程は攪拌装置の付いた円筒形の予備発泡装置を用いて行い、加熱後の予備発泡粒子は送風機によってサイロと呼ばれる通気性の良い布袋に送り、室温下で一定時間貯蔵する。そして、発泡倍率を８０〜１４０倍まで高倍率で発泡させる場合は、予備発泡を２回以上に分けて行い、貯蔵後の予備発泡粒子を、予備発泡装置を用いて再度発泡させる。
得られた予備発泡粒子を型内発泡成形用金型装置に充填後、蒸気を圧入して予備発泡粒子同士を熱融着させることで、発泡倍率が８０〜１４０倍で、融着率が９０％以上の型内発泡成形体を得る。
次いで、２段予備発泡粒子を用いて成形した型内発泡成形体に対して圧縮処理を行う。
この圧縮処理では、型内発泡成形体に圧縮荷重をかけ、元の厚さの７０〜３０％となるように圧縮する。また、圧縮条件として、荷重を開放した後１分後の発泡成形体の復元率が、元の厚さの９０〜９７％となるように調整する。
なお、圧縮手段としては、高圧プレス機やロールプレス機が用いられて圧縮加工が行われる。

このような圧縮処理と復元とによれば、ポリスチレン系樹脂発泡体は発泡粒子の集合体であり、高荷重の圧縮処理を施すことで、個々の発泡粒子が押しつぶされて破損し、復元された発泡粒子で構成されるポリスチレン系樹脂発泡成形体に柔軟性および衝撃吸収性が付与されると考えられる。
このようにポリスチレン系樹脂を発泡倍率が８０〜１４０倍で、融着率が９０％以上の型内発泡成形体を得たのち、圧縮処理を行って復元させることで、ポリスチレン系樹脂発泡体に柔軟性を付与することができ、曲げ強さ（ＪＩＳＫ７２２１−２）が７０〜１２０ｋＰａの範囲で、曲げ弾性率（ＪＩＳＫ７２２１−２）が１０００〜４０００ｋＰａの範囲のポリスチレン系樹脂発泡体とすることができる。なお、復元後のポリスチレン系樹脂発泡体の発泡倍率は、型内発泡成形体よりも若干小さくなる傾向にあるが、発泡倍率は８０〜１４０倍の範囲となる。
したがって、ブロック状、板状に成形されたポリスチレン系樹脂発泡体を用途に応じて設計された形状、例えばコーナーパッド等の形状に合わせて熱線や抜き型により加工することで、梱包用緩衝材とすることができる。

Ｂ）加熱による圧縮成形で復元させて柔軟性を得る方法
圧縮成形による場合と同様に、２段発泡させた発泡倍率が８０〜１４０倍の２段予備発泡粒子を用いる。
この２段予備発泡粒子を成形型に充填し、通常の型内発泡成形と同様に、ブローバック工程、真空排気工程を経て、蒸気を用いて加熱する成形工程の総加熱時間を調整して融着率が９０％以上の発泡成形体としたのち、水冷と空冷を行って冷却する。
さらに、発泡成形体を成形型に入れたままの状態で、低圧蒸気を用いて再加熱時間を調整して再加熱し、成形型内の発泡成形体に収縮変形が生じるようにした後、真空放冷時間を調整して真空放冷を行って型内から取り出す（脱型）。
そして、成形型内から取り出した圧縮変形が生じている発泡成形体を温度が４０〜７０℃、好ましくは５０℃以上に保たれた乾燥室内で４〜７２時間、好ましくは２４間程度乾燥する。
すると、高温に保たれた乾燥室に保持することで、収縮変形した発泡成形体の残留ひずみが除去され、ほぼ元の形状に復元される。

このようにポリスチレン系樹脂を発泡倍率が８０〜１４０倍で、融着率が９０％以上の型内発泡成形体を得たのち、型内発泡成形と再加熱を行うことで、圧縮して復元させることで、ポリスチレン系樹脂発泡体に柔軟性を付与することができ、曲げ強さ（ＪＩＳＫ７２２１−２）が７０〜１２０ｋＰａの範囲で、曲げ弾性率（ＪＩＳＫ７２２１−２）が１０００〜４０００ｋＰａの範囲のポリスチレン系樹脂発泡体とすることができる。なお、復元後のポリスチレン系樹脂発泡体の発泡倍率は、型内発泡成形体よりも若干小さくなる傾向にあるが、発泡倍率は８０〜１４０倍の範囲となる。
したがって、型内発泡成形の成形型を用途に応じて設計された形状、例えば複雑な形状に合わせておくことで、複雑な形状の梱包用緩衝材とすることができる。

以下に、本願発明のポリスチレン系樹脂発泡体の実施例について、比較例とともに説明する。
［実施例１］
まず、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を発泡倍率１００倍以上に予備発泡させ、得られた予備発泡粒子を室温で２４時間以上熟成させた後、型物成形機（ＤＡＩＳＥＮ株式会社製、ＶＳ３００）を使用して、０．１２ＭＰａの蒸気圧力で３０秒以上の加熱工程を加え、冷却後に金型から取り出し、型内発泡成形体を得る。
得られた型内発泡成形体から縦３００ｍｍ×横３００ｍｍ×厚さ５０ｍｍの試験体を作成し、高圧プレス機を使い、縦３００ｍｍ×横３００ｍｍの面に対して約４トンの圧縮荷重を加えた状態で６０秒間保持する。
この後、圧縮荷重を取り除いて復元された発泡粒子で構成されるポリスチレン系樹脂発泡成形体に対し、フォーム状態、発泡倍率、曲げ強さ（ＪＩＳＫ７２２１−２）、曲げ弾性率（ＪＩＳＫ７２２１−２）、衝撃作用時間、最大加速度、融着率、割れ性について測定・評価し、その結果を表１に示した。

ここで、衝撃作用時間及び融着率の測定方法は、前述した通りであり、発泡倍率は、次式により算出される値である。
発泡倍率＝１／密度（ｇ／ｃｍ^３）
なお、密度は、ＪＩＳＡ９５１１に準拠して測定した値である。

また、最大加速度、融着率及び割れ性の評価基準は、以下の通りである。
〔最大加速度〕
○ 最大加速度が５５Ｇ以下
△ 最大加速度が５６Ｇ以上７５Ｇ以下
× 最大加速度が７６Ｇ以上
〔融着率〕
◎ 融着率が９０％以上
○ 融着率が７０％以上９０％未満
△ 融着率が５０％以上７０％未満
〔割れ性〕
◎ 柔軟性に優れ、大きなたわみ量でも割れない
○ 柔軟性を有し、多少のたわみ量でも割れない
△ 柔軟性に欠け、小さなたわみ量で割れてしまう

この実施例１のポリスチレン系樹脂発泡成形体では、フォーム状態は良好であり、発泡倍率は１０３倍、曲げ強さは１０７ｋＰａ、曲げ弾性率は２４３４ｋＰａ、衝撃作用時間は２０．６ｍｓ、最大加速度は５５Ｇ以下の○、融着率は９０％以上の◎、割れ性は良好の○であった。

［実施例２］
発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を発泡倍率１００倍以上に予備発泡させ、得られた予備発泡粒子を室温で２４時間以上熟成させた後、型物成形機（ＤＡＩＳＥＮ株式会社製、ＶＳ３００）を使用して、以下の成形条件でポリスチレン系樹脂発泡成形体を作成した。
成形条件
成形蒸気圧：ゲージ圧０．１２ＭＰａ、原料充填時間：１１秒、ブローバック時間：３秒、真空排気時間：２秒、加熱時間：８２秒、水冷時間：１０秒、空冷時間：９秒として型成形を行った。
この後、脱型せずに、再加熱蒸気圧：ゲージ圧０．０２ＭＰａで、再加熱時間：１２００秒、真空放冷時間：６００秒として再加熱を行った。
この後、成形金型から脱型した発泡成形体を５０℃以上に保たれた乾燥室に２４時間保持して、収縮・変形した発泡成形体をほぼ元の形状に復元させた。
得られたポリスチレン系樹脂発泡成形体に対し、フォーム状態、発泡倍率、曲げ強さ（ＪＩＳＫ７２２１−２）、曲げ弾性率（ＪＩＳＫ７２２１−２）、衝撃作用時間、最大加速度、融着率、割れ性について測定・評価し、その結果を表１に示した。
この実施例２のポリスチレン系樹脂発泡成形体では、フォーム状態は良好であり、発泡倍率は１０６倍、曲げ強さは１１３ｋＰａ、曲げ弾性率は１３９９ｋＰａ、衝撃作用時間は２０．６ｍｓ、最大加速度は５５Ｇ以下の○、融着率は９０％以上の◎、割れ性は良好の○であった。

[実施例３]
発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を発泡倍率１１０倍以上に予備発泡させ、得られた予備発泡粒子を室温で２４時間以上熟成させた後、型物成形機（ＤＡＩＳＥＮ株式会社製、ＶＳ３００）を使用して、以下の成形条件でポリスチレン系樹脂発泡成形体を作成した。
成形条件
成形蒸気圧：ゲージ圧０．１２ＭＰａ、原料充填時間：１１秒、ブローバック時間：３秒、真空排気時間：２秒、加熱時間：８２秒、水冷時間：１０秒、空冷時間：９秒として型成形を行った。
この後、脱型せずに、６００秒間の真空放冷を行った。
この後、成形金型から脱型した発泡成形体を５０℃以上に保たれた乾燥室に２４時間保持して、収縮・変形した発泡成形体をほぼ元の形状に復元させた。
得られたポリスチレン系樹脂発泡成形体に対し、フォーム状態、発泡倍率、曲げ強さ（ＪＩＳＫ７２２１−２）、曲げ弾性率（ＪＩＳＫ７２２１−２）、衝撃作用時間、最大加速度、融着率、割れ性について測定・評価し、その結果を表１に示した。
この実施例３のポリスチレン系樹脂発泡成形体では、フォーム状態は良好であり、発泡倍率は１１５倍、曲げ強さは７４ｋＰａ、曲げ弾性率は１０７２ｋＰａ、衝撃作用時間は２０．７ｍｓ、最大加速度は５５Ｇ以下の○、融着率は９０％以上の◎、割れ性は良好の○であった。

［比較例１］
実施例１と同様にして、ポリスチレン系樹脂発泡体として発泡倍率が１００倍の発泡成形体を作成し、その後の圧縮処理や復元を行わないものを用意した。
得られたポリスチレン系樹脂発泡成形体に対し、フォーム状態、発泡倍率、曲げ強さ、曲げ弾性率、衝撃作用時間、最大加速度、融着率、割れ性について測定・評価し、その結果を表１に示した。
この比較例１のポリスチレン系樹脂発泡成形体では、フォーム状態は良好であり、発泡倍率は１０７倍、曲げ強さは１２９ｋＰａ、曲げ弾性率は４４０７ｋＰａ、衝撃作用時間は１８．２ｍｓ、最大加速度は５６Ｇ以上７５Ｇ以下の△、融着率は９０％以上の◎、割れ性はやや劣る△であった。

［比較例２］
発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を発泡倍率５０倍以上に予備発泡させ、得られた予備発泡粒子を室温で２４時間以上熟成させた後、型物成形機（ＤＡＩＳＥＮ株式会社製、ＶＳ３００）を使用して、０．１２ＭＰａの蒸気圧力で３０秒以上の加熱工程を加え、冷却後に金型から取り出し、ポリスチレン系樹脂発泡体として発泡倍率が５０倍の発泡成形体を作成し、その後の圧縮処理や復元を行わないものを用意した。
得られたポリスチレン系樹脂発泡成形体に対し、フォーム状態、発泡倍率、曲げ強さ、曲げ弾性率、衝撃作用時間、最大加速度、融着率、割れ性について測定・評価し、その結果を表１に示した。
この比較例２のポリスチレン系樹脂発泡成形体では、フォーム状態は良好であり、発泡倍率は５２倍、曲げ強さは２８５ｋＰａ、曲げ弾性率は１２３１６ｋＰａ、衝撃作用時間は３．６ｍｓ、最大加速度は７６Ｇ以上の×、融着率は７０以上９０％未満の○、割れ性はやや劣る△であった。

［比較例３］
ポリスチレン・ポリオレフィン共重合体樹脂粒子を発泡倍率５０倍以上に予備発泡させ、得られた予備発泡粒子を室温で２４時間以上熟成させた後、型物成形機（ＤＡＩＳＥＮ株式会社製、ＶＳ３００）を使用して、０．１２ＭＰａの蒸気圧力で３０秒以上の加熱工程を加え、冷却後に金型から取り出し、ポリスチレン・ポリオレフィン複合樹脂発泡体として発泡倍率が５０倍の発泡成形体を作成し、その後の圧縮処理や復元を行わないものを用意した。
得られたポリスチレン・ポリオレフィン複合樹脂発泡成形体に対し、フォーム状態、発泡倍率、曲げ強さ、曲げ弾性率、衝撃作用時間、最大加速度、融着率、割れ性について測定・評価し、その結果を表１に示した。
この比較例３のポリスチレン・ポリオレフィン複合樹脂発泡成形体では、フォーム状態は良好であり、発泡倍率は５１倍、曲げ強さは２４８ｋＰａ、曲げ弾性率は１０５５０ｋＰａ、衝撃作用時間は１５．５ｍｓ、最大加速度は５６Ｇ以上７５Ｇ以下の△、融着率は９０％以上の◎、割れ性は良好の◎であった。

［比較例４］
発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を発泡倍率５０倍以上に予備発泡させ、得られた予備発泡粒子を室温で２４時間以上熟成させた後、型物成形機（ＤＡＩＳＥＮ株式会社製、ＶＳ３００）を使用して、実施例２と同様の成形条件でポリスチレン系樹脂発泡成形体を作成した。
しかし、得られたポリスチレン樹脂発泡成形体では、完全に復元できず、収縮状態となり、発泡倍率、曲げ強さ、曲げ弾性率、衝撃作用時間、最大加速度、融着率、割れ性について測定・評価することができなかった。

以上の実施例および比較例によれば、従来の同発泡倍率のポリスチレン樹脂発泡体である比較例１に比べて、実施例１〜３では、曲げ強さが７０〜１２０ｋＰａ、曲げ弾性率が１０００〜４０００ｋＰａとなり、柔軟性が向上したことが確認された。
また、落下衝撃試験では、衝撃作用時間が長くなることで、より大きな落下衝撃を緩和することができ、短くなると、衝突箇所の局部的な破損を招くおそれがあるが、実施例１〜３では、衝撃作用時間が比較例１よりも１０％以上長くなり、最大加速度（Ｇ）も減少したことから、衝撃吸収性が増加したことが確認された。
融着率と割れ性について、発泡倍率を高くしたにもかかわらず、融着度を高くしたことで、割れ性を同一発泡倍率の従来のポリスチレン樹脂発泡体（比較例１）に比べ向上できたことが確認された。
また、実施例１〜３は、低発泡倍率の比較例２、及びポリスチレン・ポリオレフィン複合樹脂発泡体の比較例３と比べても、柔軟性に優れるとともに、衝撃作用時間が長く、最大加速度（Ｇ）も減少し、割れ性も同等以上に向上できた。
また、比較例４では、発泡倍率が低く、そのため復元が生じなかったものと考えられる。

なお、本願発明のポリスチレン系樹脂発泡体を、梱包用緩衝材として使用することで、緩衝性能を向上することができ、梱包用緩衝材の使用量を減らすことができる。また、これにより、梱包した電化製品や事務機器などを在庫しておくためのスペースを削減することができ、輸送も効率的に行うことができる。さらに、高い緩衝性能を必要とするため、ポリスチレン・ポリオレフィン複合樹脂発泡体を使用する必要がなく、ポリスチレン系樹脂発泡体を用いることで、複合材に比べ、単体の方がリサイクルの面で優れている。

Claims

発泡倍率が８０〜１４０倍で融着率が９０％以上であり、曲げ強さ（ＪＩＳＫ７２２１−２）が７０〜１２０ｋＰａで、曲げ弾性率（ＪＩＳＫ７２２１−２）が１０００〜４０００ｋＰａであることを特徴とするポリスチレン系樹脂発泡体。
前記ポリスチレン系樹脂発泡体で梱包用緩衝材を構成したことを特徴とする請求項１に記載のポリスチレン系樹脂発泡体。