JP2970492B2 - 発泡性スチレン系樹脂粒子およびその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、発泡性スチレン系
樹脂粒子およびその製造方法に関する。より詳しくは、
本発明は、予備発泡過程で形成されるセル構造におい
て、発泡性スチレン系樹脂粒子にセル形成剤を加えず、
また該粒子の熟成処理を行なわずとも、良好なセルが形
成され、さらに該粒子を高温保管した後もセル構造が変
化しない発泡性スチレン系樹脂粒子に関し、また、かよ
うに優れた特性を有する発泡性スチレン系樹脂粒子の製
造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、発泡性スチレン系樹脂粒子は、
水性媒体中でのスチレン系単量体の懸濁重合によりスチ
レン系（重合体）樹脂粒子を合成し、次いで、該スチレ
ン系樹脂粒子に発泡剤（ブタン、ペンタン等）を含浸さ
せることにより、製造されている。そして、発泡性スチ
レン系樹脂粒子は、その後、予備発泡を含む発泡化処理
を経て発泡成形品（発泡スチロール製品）に加工され
る。最終的に生産された発泡成形品は、家電製品用等の
梱包材、建築用ボードおよび断熱ブロック、魚箱等の断
熱容器、並びに、即席食品カップ等の広範な用途に利用
されている。また、近年においては、スチレン系発泡成
形品は、道路等の土木工事における埋設ブロックとして
も利用されている。

【０００３】ところで、スチレン系発泡成形品を構成す
る個々の発泡粒子のセル構造（セルサイズ）は、スチレ
ン系発泡成形品の種々の品質特性、特に耐熱性、断熱
性、硬さ、表面の光沢、並びに切断面の外観の性状（見
栄え）などを決定する大変重要な因子である。また、発
泡粒子のセルサイズは、発泡成形後の冷却時間の長短を
決定する因子でもある。かように発泡粒子のセルサイズ
はスチレン系発泡成形品の品質および生産性に関与する
重要なパラメータであるが、セルサイズの実際の値は主
に予備発泡の過程で以て決定される。この場合、予備発
泡粒子の切断面について５０μｍないし１５０μｍの範
囲のセルサイズを有することが望まれる。このため、従
来においては、所望のセルサイズを達成するために、通
常、発泡性スチレン系樹脂粒子を一般に常温常圧下で保
存することにより、それより得られる予備発泡粒子のセ
ル構造をより微細にかつより均一にするところの熟成処
理が為されてきた。

【０００４】しかし、この熟成処理は、普通、数日ない
し約１か月の期間を必要とする処理であり、さらに、暑
い季節（夏季）にあっては、発泡性スチレン系樹脂粒子
を温度２０℃以下の低温倉庫等の中で保管することが必
要とされる。夏季のような高温（例えば３５℃〜４５
℃）下において発泡性スチレン系樹脂粒子を熟成処理す
ると、得られる予備発泡粒子のセルサイズはより粗大化
しまたより不均一なものになるからである。従って、長
期間の熟成処理は、多量の製品在庫を長期にわたって保
有する必要を生じ、また低温の保管は、そのための冷蔵
設備およびその運転費を余計に必要とする。いずれも、
製品管理の面で重大な問題となる。また、低温において
熟成処理が為された発泡性スチレン系樹脂粒子を再び高
温（例えば３５℃〜４５℃）下に置くと、それより得ら
れる予備発泡粒子のセルサイズは、より粗大化しかつよ
り不均一なものになるという現象が見られる。従って、
夏季における保管においては、また船で（特に樹脂粒子
を温度の比較的高い船底に積み入れて）輸送する場合等
においては、発泡性スチレン系樹脂粒子が常に低温の状
態に維持されるように細心の注意を払う必要がある。

【０００５】かかる事情より、熟成期間の短縮化等を目
標として、従来、次に示すような、いくつかの提案や試
みがなされてきた。 特公昭 53-2910号公報、特開昭 59-166538号公報、同
59-168037号公報等に開示されるように、特定の脂肪酸
アミドの存在下でスチレン等のビニル系モノマーの懸濁
重合を行ない、得られる樹脂粒子についてセルサイズの
微細化、均一化を図る方法。 特開昭 57-96027 号公報、同 57-96028 号公報、同 5
7-96029 号公報、特公昭59-2692号公報等に開示される
ように、特定のアニオン界面活性剤を含む水性媒体中で
スチレン系モノマーの懸濁重合を行ない、得られる樹脂
粒子についてセル（気泡）数を調節する方法。 特開昭 59-207941号公報、特公平 3-192134 号公報等
に開示されるように、特定のポリマーをセル調節剤とし
て添加することにより、得られる樹脂粒子についてセル
サイズの適性化を図る方法。 特開平 3-42212号公報等に開示されるように、特殊な
熟成処理を採用することにより、得られる樹脂粒子につ
いて所望のセルサイズの達成を図る方法。 一般に、予備発泡粒子のセル構造は、発泡性スチレン系
樹脂粒子の内部の可塑性、および該樹脂粒子が保管され
る雰囲気の温度などにより大きく影響される。樹脂粒子
の可塑性は、それに含まれる発泡剤の量、発泡助剤の種
類および量、並びに可塑剤の種類および量などに依存し
ている。また、樹脂粒子の保管温度が高温であると、予
備発泡粒子のセルサイズはより粗大かつより不均一にな
る。上記の方法ないし方法は総て、かかる影響を軽
減するための方法である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
方法および方法は、得られる予備発泡粒子の表面部
については細かいセル構造となるが、該粒子の内部につ
いては大変粗いセル構造となり、全般にセルサイズがよ
り粗大になりやすいという欠点を有する。また、これら
の方法が為された発泡性スチレン系樹脂粒子は、熟成が
一度完了した後に再び３５〜５０℃の高温下に置くと、
得られる予備発泡粒子のセルサイズはさらに粗大化する
という現象が頻繁に見られる。また、上記の方法は、
懸濁重合の際、特定のポリマーを添加するとき、重合液
の懸濁安定性が損なわれるという新たな問題をひき起こ
す。さらに、上記の方法は、熟成のため、一定の期間
の間、発泡性スチレン系樹脂粒子を温水中に置く必要が
あるので、生産性の面であまり好ましくない。以上のよ
うに、従来の提案はいずれも、完全に満足な解決を与え
るものではなかった。

【０００７】本発明は、かかる背景に基づいてなされた
ものであって、その第一の課題は、予備発泡されたスチ
レン系樹脂粒子について、特別なセル形成剤（造核剤）
等を添加せずとも、また熟成処理を施さずとも、均一で
かつ良好なセル構造、つまり５０〜１５０μｍのセルサ
イズを形成することができ、さらに、予備発泡粒子のセ
ル構造について経時的な耐熱性が改良され、発泡性スチ
レン系樹脂粒子を高温（典型的には３５℃〜５０℃）の
下に放置しても、そのセル構造の均一性、セル寸法等が
実質的に変化しないところの発泡性スチレン系樹脂粒子
を提供することにある。また、本発明は、かかる特性お
よび利点を有する発泡性スチレン系樹脂粒子を簡便に生
産することができる製造方法を提供することを、別の課
題とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者は、発泡性スチ
レン系樹脂粒子の発泡過程においてセル構造が形成され
る機構に関して鋭意研究し、その結果、セル構造の形成
は発泡性スチレン系樹脂粒子の内部に含まれる水分量と
密接に関連していることを見い出し、そしてさらに研究
を重ねた結果、発泡剤を３ないし１５重量％含有する発
泡性スチレン系樹脂粒子について、適当な乾燥処理によ
り該樹脂粒子の内部に含まれる水分量を０．０３重量％
以下に調節すると、それより得られる予備発泡粒子につ
いて、特別なセル形成剤（造核剤）を添加せずとも、ま
た熟成処理を施さずとも、均一でかつ良好なセル構造
（５０〜１５０μｍのセルサイズ）を形成することがで
き、さらに、得られた予備発泡粒子を高温（３５℃〜５
０℃の温度）の下に放置しても、そのセル構造の均一性
および各セルの大きさが実質的に変化しないことを見い
出し、本発明を完成するに至った。

【０００９】したがって、本発明は、明確には、スチレ
ン系単量体の懸濁重合により合成されそして発泡剤を３
ないし１５重量％含有する発泡性スチレン系樹脂粒子に
おいて、該樹脂粒子の内部に含まれる水分量が０．０３
重量％以下であることを特徴とする、発泡性スチレン系
樹脂粒子に関する。

【００１０】発泡性スチレン系樹脂粒子は、その製造過
程、つまりスチレン系単量体の懸濁重合の過程で、一般
に粒子全体で０．２ないし０．５重量％の水分が含まれ
る。もっとも、該樹脂粒子中の水分量は、懸濁重合の際
に使用される分散剤の種類およびその量並びに重合の温
度などによっても異なる。また、スチレン系単量体とし
て、スチレンとより親水性の高いモノマー（例えばアク
リロニトリル、メタクリル酸メチル）との組合せを使用
したときには、得られる発泡性スチレン系樹脂粒子に含
まれる水分量は、一般に、上記の数値よりも相当に多い
値の水分量になる。また、発泡性スチレン系樹脂粒子
は、一般に、発泡剤の含浸処理に続いて、例えば遠心分
離機およびロータリードライヤーまたは流動層ドライヤ
ーを用いての強制的な脱水・乾燥処理に供される。この
乾燥処理は、短時間の熱風の吹き付けにより発泡性スチ
レン系樹脂粒子の表面に付着している水分を該表面より
除去するというものであり、かかる処理によっては、発
泡性スチレン系樹脂粒子の内部に含まれる水分を十分に
除去することができない。

【００１１】これに対して、本発明に係る発泡性スチレ
ン系樹脂粒子は、粒子内部に含まれる水分量を０．０３
重量％以下にまで、より好ましくは０．０１重量％以下
にまで減少したものであり、粒子表面の水分について除
去処理が為された従来の発泡性スチレン系樹脂粒子とは
明確に異なる。発泡性スチレン系樹脂粒子が０．０３重
量％を超える内部水分量を有すると、該樹脂粒子の熟成
処理の期間が相当により長くなるだけでなく、特に、３
５℃〜４５℃の高温の下で例えば数日間放置、保管を為
すと、得られる予備発泡粒子のセルサイズはより粗大化
しまたより不均一なものになる。なお、発泡性スチレン
系樹脂粒子の内部に含まれる水分の量は、一般に、表面
付着水の除去のため、最初に発泡性スチレン系樹脂粒子
をメタノールで洗浄し、吸引濾過に続いて、風乾し、そ
の後、カール フィッシャー（ Karl Fischer ）の方法
に従い、定量するという手順で、測定される。

【００１２】また、従来より通常、発泡性スチレン系樹
脂粒子は、上記のドライヤーを用いた乾燥処理を行なっ
た後、所定の粒子径のものに分別され、次いで、ブレン
ド剤（例えば滑剤）が分別された樹脂粒子に混合され、
その後、樹脂粒子は一般に百kg単位でドラム缶内に密封
するかまたは数百kg単位でフレキシブルコンテナーパッ
クに密封することにより、梱包される。すなわち、発泡
性スチレン系樹脂粒子の梱包形態にあっては、該樹脂粒
子の内部に含まれる水分が粒子表面に移行して外気の中
へ発散しずらい状態に維持される。したがって、本発明
に従い発泡性スチレン系樹脂粒子の内部水分量を減少す
る処理は、該樹脂粒子が乾燥処理の後、梱包されるまで
の過程において行なうのがより望ましいであろう。

【００１３】次に、発泡性スチレン系樹脂粒子の内部水
分量を減少する処理法に関して説明する。発泡性スチレ
ン系樹脂粒子の内部に含まれる水分量を減少して０．０
３重量％以下に調節するために、常法に従って製造され
た、つまりスチレン系単量体の懸濁重合により合成され
そして発泡剤が含浸された発泡性スチレン系樹脂粒子に
対して、０℃ないし＋３０℃の温度範囲において、適当
な乾燥処理（下記の態様の処理）が行なわれる。０℃未
満の低い温度にて乾燥処理を行なうと、発泡性スチレン
系樹脂粒子の内部から表面への水分の移行並びに該樹脂
粒子の表面から大気への水分の発散がいたって緩慢にな
り、該樹脂粒子の内部に含まれる水分が除去されるのに
要する時間が大変長くなるので、そのような処理は生産
性（生産効率）の面において好ましくない。一方、＋３
０℃を超える高い温度にて乾燥処理を行なうと、その処
理の間における発泡剤の逸散が頻繁で激しいものとな
り、発泡性スチレン系樹脂粒子の発泡力が相当に低下す
るという新たな製品品質上の問題を生じてくる。これに
対して、０℃ないし＋３０℃の温度範囲において乾燥処
理を為すと、発泡性スチレン系樹脂粒子の内部に含まれ
る水分が効率よく除去され、かつ、発泡剤の逸散による
発泡力の低下という問題も生じない。したがって、本発
明は、スチレン系単量体の懸濁重合により合成されそし
て発泡剤を３ないし１５重量％含有する発泡性スチレン
系樹脂粒子を、０℃ないし＋３０℃の温度範囲におい
て、以下に述べる各々の乾燥処理を為すことにより、該
樹脂粒子の内部に含まれる水分量を０．０３重量％以下
に調節することを特徴とする、発泡性スチレン系樹脂粒
子の製造方法にも関する。

【００１４】本発明に従う上記の乾燥処理を為すための
具体的な方法は、基本的には任意であるが、より好まし
い態様の乾燥処理法としては、発泡性スチレン系樹脂粒
子を減圧可能な容器の中で減圧下に置く方法、乾燥した
気体を発泡性スチレン系樹脂粒子の集団の中に一定の流
量で通す方法、そして、発泡性スチレン系樹脂粒子を乾
燥剤とともに保存しその後該樹脂粒子と前記乾燥剤を分
別する方法が挙げられる。最初の方法は、発泡性スチレ
ン系樹脂粒子を減圧可能な容器の中に入れ、真空ポンプ
等を用いて容器内の空気を除去して、該樹脂粒子を減圧
下におくという方法、いわば真空乾燥法である。この方
法において、脱気により樹脂粒子が装入された容器の内
部を乾燥処理の間常に１０ mmHg 以下の真空に維持する
と、樹脂粒子の内部の水分をより効率良く除去すること
ができる。従って、本発明は、発泡性スチレン系樹脂粒
子を、０℃ないし＋３０℃の温度範囲において、減圧可
能な容器の中で減圧下に置いて乾燥処理することによ
り、該樹脂粒子の内部に含まれる水分量を０．０３重量
％以下に調節することを特徴とする、スチレン系単量体
の懸濁重合により合成されそして発泡剤を３ないし１５
重量％含有する発泡性スチレン系樹脂粒子の製造方法に
関する。

【００１５】二番目の方法は、より具体的には、湿度０
〜５０％の気体、より好ましくは湿度０〜１０％に調湿
された気体を、発泡性スチレン系樹脂粒子の集団の中
に、同樹脂粒子１ｋｇ当り０．１ないし１０Ｌ／分の流
量で、より好ましくは１ないし５Ｌ／分の流量で通す方
法である。この方法に用いうる気体としては、Ｎ₂ 、空
気、Ａr 等が挙げられるが、経済的見地からして空気の
使用で以て十分足りる。しかし、湿度５０％を超える気
体を使用すると、発泡性スチレン系樹脂粒子の内部に含
まれる水分量を減少する効果が十分得られないので、そ
のような気体の使用は好ましくない。また、発泡性スチ
レン系樹脂粒子の集団の中を通過する気体の流量を、同
樹脂粒子１ｋｇ当り０．１Ｌ／分未満の少ない流量に設
定すると、発泡性スチレン系樹脂粒子の内部水分が粒子
表面より大気に発散するのが緩慢になり、内部水分の除
去に要する時間が大変長くなるので、そのような少流量
の通気は生産効率の面で好ましくない。一方、気体が通
過する流量を発泡性スチレン系樹脂粒子１ｋｇ当り１０
Ｌ／分を超える流量に設定しても、該樹脂粒子の内部水
分が除去される速度がそれ以上速まるわけでないので、
そのような過剰に多い流量の通気は経済的でなく好まし
くない。これに対して、発泡性スチレン系樹脂粒子の集
団の中を通過する気体の流量を同樹脂粒子１ｋｇ当り
０．１ないし１０Ｌ／分の流量に設定すると、該樹脂粒
子の内部に含まれる水分が効率よく除去される。したが
って、本発明は、発泡性スチレン系樹脂粒子を、０℃な
いし＋３０℃の温度範囲において、湿度０〜５０％の気
体を該樹脂粒子の集団の中に該樹脂粒子１ｋｇ当り０．
１ないし１０Ｌ／分の流量で通して乾燥処理することに
より、該樹脂粒子の内部に含まれる水分量を０．０３重
量％以下に調節することを特徴とする、スチレン系単量
体の懸濁重合により合成されそして発泡剤を３ないし１
５重量％含有する発泡性スチレン系樹脂粒子の製造方法
に関する。

【００１６】また、最後の方法は、乾燥剤、より好まし
くは発泡性スチレン系樹脂粒子と粒径の異なる粒状乾燥
剤（とりわけシリカゲル）を発泡性スチレン系樹脂粒子
中に例えば該樹脂粒子１ｋｇ当り５ｇないし５０ｇ程度
混合し、そして発泡性スチレン系樹脂粒子を例えば密封
されたポリエチレン袋の中で該乾燥剤とともに、該樹脂
粒子の内部に含まれる水分量が０．０３重量％以下に調
節されるまでの期間、例えば５ないし１２時間の間保存
するという方法である。保存処理の終了の後、発泡性ス
チレン系樹脂粒子と乾燥剤は分別される。これら両者の
分別は、粒状乾燥剤（シリカゲル）が発泡性スチレン系
樹脂粒子に比して大きい粒径の薬剤であるので、篩分け
により容易に為すことができる。なお、分別回収された
粒状乾燥剤は、再処理により、再利用することができ
る。また、シリカゲルは水分の吸着効率が４℃前後の低
温において最も高いので、上記の方法は、寒い冬季にお
ける好ましい方法である。よって、本発明は、発泡性ス
チレン系樹脂粒子を、０℃ないし＋３０℃の温度範囲に
おいて、乾燥剤とともに保存して乾燥処理することによ
り、該樹脂粒子の内部に含まれる水分量を０．０３重量
％以下に調節することを特徴とする、スチレン系単量体
の懸濁重合により合成されそして発泡剤を３ないし１５
重量％含有する発泡性スチレン系樹脂粒子の製造方法に
関する。

【００１７】上述したように、本発明に係る発泡性スチ
レン系樹脂粒子は一定範囲の温度下での乾燥処理により
内部水分量が０．０３重量％以下に調節されたものであ
る。長期間の自然放置または保管によって、発泡性スチ
レン系樹脂粒子の内部に含まれる水分量を緩やかに０．
０３重量％以下に減少することができる。また３５℃を
超える高い温度下での乾燥（例えば４５℃でのオーブン
乾燥）によっても、発泡性スチレン系樹脂粒子の内部に
含まれる水分量を急速に０．０３重量％以下に減少する
ことができる。しかし、長期間放置、保管された発泡性
スチレン系樹脂粒子にあっては、放置の間に発泡剤の逸
散量が徐々に増加するので、発泡力が次第に低下し、好
ましくない。さらに４５℃で保管を行なうと、予備発泡
粒子のセル構造に悪影響を与え、不均一なものになる。
また、３５℃を超えて高温乾燥された発泡性スチレン系
樹脂粒子にあっては、発泡剤の逸散が著しくなり、この
結果、発泡倍率の低下とともに、予備発泡粒子のセル構
造が全体に粗大になるので、好ましくない。したがっ
て、これらの発泡性スチレン系樹脂粒子は本発明の範囲
より除かれる。

【００１８】また、本発明は、水分以外の発泡性スチレ
ン系樹脂粒子の組成に関して、また樹脂粒子の内部の水
分を除去する方法以外の発泡性スチレン系樹脂粒子の製
造方法に関して、特に限定するものでない。本発明に係
るスチレン系樹脂粒子は、一般に、水性媒体中でのスチ
レン系単量体の懸濁重合により製造される。ここでのス
チレン系単量体には、単独のスチレンの他に、α−メチ
ルスチレン、ｐ−クロロスチレン等の置換スチレン、ま
たメチルメタクリレート、メチルアクリレート、ブチル
メタクリレート、ブチルアクリレート等の（メタ）アク
リレート、さらに、アクリロニトリル、ビニルトルエ
ン、ビニルカルバゾール等のビニル系単量体、並びに、
スチレンおよびスチレンと共重合可能な上記の置換スチ
レンもしくはビニル系単量体との組合せが含まれる。従
って、本発明に適用されるスチレン系樹脂粒子として
は、ポリスチレン、およびポリα−メチルスチレン、ポ
リｐ−クロロスチレン等のポリ置換スチレンの他、スチ
レンと置換スチレン（例えばα−メチルスチレン等）と
の共重合体、あるいは、スチレンとビニル系単量体（例
えばアクリロニトリル）との共重合体が挙げられる。ま
た、上記のスチレン系単量体の懸濁重合の際にはラジカ
ル開始剤が使用されるが、そのラジカル開始剤として
は、一般的なラジカル重合に使用される重合開始剤、例
えば、過酸化ベンゾイル、過安息香酸ブチル、ｔ−ブチ
ルパーオキシベンゾエート等の有機過酸化物、あるいは
アゾビスイソブチロニトリル等のアゾ化合物が挙げられ
る。また、上記の懸濁重合に使用される分散剤として
は、例えば、リン酸三カルシウム、リン酸マグネシウ
ム、ハイドロキシアパタイト等の難水溶性無機塩、また
は、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、メ
チルセルロース等の有機高分子が挙げられる。さらに、
上記分散剤と組み合せて使用される分散助剤としては、
ドデシルフェニルオキサイドジスルホン酸塩、ドデシル
ベンゼンスルホン酸ナトリウム、α−オレフィンスルホ
ン酸ナトリウム等のアニオン界面活性剤、ポリオキシエ
チレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンオクチル
フェノールエーテル等のノニオン界面活性剤が挙げられ
る。

【００１９】発泡性スチレン系樹脂粒子は、発泡剤を上
記のスチレン系樹脂粒子に含浸させることにより、より
具体的には、スチレン系単量体の懸濁重合の過程におい
て発泡剤を懸濁系内に圧入して生成されたスチレン系重
合体の粒子に含浸させることにより、また、スチレン系
単量体の懸濁重合の終了後において発泡剤を懸濁系内に
圧入してスチレン系重合体の粒子に含浸させることによ
り、作られる。発泡剤としては、例えばプロパン、ブタ
ン、ｎ−ペンタン、イソペンタン、ヘキサン等の脂肪族
炭化水素、または、塩化メチル、フレオン等のハロゲン
化炭化水素が利用される。これら発泡剤は、単独で使用
してもよく、また二種以上の組合せで使用してもよい。
しかしながら、発泡性スチレン系樹脂粒子の内部に含ま
れる水分を除去する際、発泡剤の逸散がより少ないとい
う観点から、発泡剤としては、ブタンまたはペンタンが
より好ましく、ペンタンが最も好ましい。本発明の発泡
性スチレン系樹脂粒子は、かかる発泡剤を３ないし１５
重量％、より好ましくは４ないし１０重量％、更に好ま
しくは５ないし７重量％、含有するものである。本発明
の発泡性スチレン系樹脂粒子は、上記の他に、所望によ
り、発泡助剤、可塑剤、難燃化剤などを含有することが
できる。適する発泡助剤としては、トルエン、キシレ
ン、シクロヘキサン等、溶剤が挙げられる。また、適す
る可塑剤としては、ＤＯＰ、ＤＯＡ、ＤＢＰ、ヤシ油、
パーム油等が挙げられる。さらに、適する難燃化剤とし
ては、ヘキサブロモシクロドデカン、テトラブロモビス
フェノールＡ、ペンタブロモモノクロルシクロヘキサン
等が挙げられる。本発明は、従来より慣用されているセ
ル形成剤の添加が不要になるという利点を有するもので
あるが、もっとも、そのようなセル形成剤を添加するこ
とは何ら差し支えない。適するセル形成剤としては、例
えばエチレンビスステアリン酸アマイド等が挙げられ
る。

【００２０】而して、本発明に係る、つまり本発明の方
法に従い乾燥処理された発泡性スチレン系樹脂粒子は、
必要により任意の見かけ比重にまで予備発泡し、次い
で、常法に従い、予備発泡粒子を金型等の成形型内に充
填し、そして蒸気を用いて加熱発泡することにより、予
備発泡粒子を相互に融着させて、所望の形状（寸法）の
発泡成形品を作ることができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、最
良と思われる形態を含めて、説明する。

【００２２】−発泡性ポリスチレン粒子の製造− 最初に、プロペラ型攪拌機を備えた重合容器（オートク
レーブ）内に、水性媒体としてイオン交換水１８００g
r、リン酸三カルシウム５．４grおよびアルキルベンゼ
ンスルホン酸ナトリウム０．０５４grを投入し、続い
て、攪拌しながら、スチレン単量体１８００grおよび、
重合開始剤として過酸化ベンゾイル５．４９gr重量部と
ｔ−ブチルパーオキシベンゾエート１．８grの組合せを
それぞれ添加し、攪拌により十分に分散させ、次いで、
この懸濁系を９０℃に昇温し、その温度にて５時間の間
重合を進行させてポリスチレン粒子を生成した。重合の
終了の後に、発泡剤のｎ−ペンタン１２０grおよび発泡
助剤のトルエン５．４grを重合容器内に圧入し、次い
で、該反応系を１２０℃に昇温し、その状態を３時間保
持することにより、発泡剤をポリスチレン粒子に含浸せ
しめた。この処理の後、重合反応系を室温まで冷却し、
生成した発泡性ポリスチレン粒子を重合容器より取り出
した。その後、遠心分離機を用い、得られた発泡性ポリ
スチレン粒子を遠心分離し、次いで、ドライヤーを用
い、脱水された発泡性ポリスチレン粒子を熱風により乾
燥することにより、発泡性ポリスチレン粒子の表面に存
在する水分を強制的に除去した。しかる後、下記におい
て特に言及する場合を除いて、篩を用いた分級により、
表面乾燥された発泡性ポリスチレン粒子より、粒径１．
０ｍｍないし１．２ｍｍのものを分別し、そして、分別
された発泡性ポリスチレン粒子を以下の処理に供する。

【００２３】−発泡性ポリスチレン粒子の内部に含まれ
る水分の除去− 処理１ 粒径１．０〜１．２ｍｍの発泡性ポリスチレン粒子を真
空乾燥機の中に入れ、そしてこの装置を用いて、２５℃
において発泡性ポリスチレン粒子を５ mmHg 以下の減圧
下に置くことにより、該粒子の真空乾燥をそれぞれ異な
る時間の間行なった。 処理２ 比較のため、懸濁重合の際セル形成剤としてエチレンビ
スアマイド（ＥＢＡ）１．８grを添加したことを除い
て、上記のプロセスに従い、発泡性ポリスチレン粒子を
生成した（尚、重合が不安定になるのを防止するため、
分散剤のリン酸三石灰０．７２grは重合開始より２．５
時間後に添加された。）。これにより、乾燥処理が為さ
れていない粒径１．０〜１．２ｍｍの発泡性ポリスチレ
ン粒子を得た。 処理３ まず、底部に網が張られた直径約５ｃｍの塩化ビニル管
を準備し、粒径１．０〜１．２ｍｍの発泡性ポリスチレ
ン粒子をこの管の中に充填する。次に、コンプレッサを
用い、湿度のそれぞれ異なる空気を塩化ビニル管の下部
より導入し、充填された発泡性ポリスチレン粒子の中
に、それぞれ異なる流量で、通すことにより、発泡性ポ
リスチレン粒子の乾燥処理を行なった。尚、外気温は２
０〜２５℃の間の温度であった。 処理４ 粒状シリカゲル（６メッシュ）を発泡性ポリスチレン粒
子１０００grに添加、混合し、それらをポリエチレン袋
の中に入れて密封し、こうして発泡性ポリスチレン粒子
をシリカゲルとともに保存することにより、その粒子の
乾燥処理を、シリカゲル量、温度および乾燥時間をそれ
ぞれ変えて、行なった。その後、この混合物を篩分けに
より分級して、粒径１．０〜１．２ｍｍの発泡性ポリス
チレン粒子を分別し、かつ使用されたシリカゲルを回収
した。尚、回収されたシリカゲルは、１５０℃で加熱処
理することにより再利用に供された。

【００２４】−発泡性ポリスチレン粒子の内部に含まれ
る水分量の定量− 各実施例の乾燥処理の前およびその後における、発泡性
ポリスチレン粒子の内部に含まれる水分量を以下の手順
に従い定量した。まず、粒子表面に付着する水分を除去
するために、所定量の発泡性ポリスチレン粒子をメタノ
ールで処理し、次いで吸引濾過器を用いて該粒子を吸引
濾過し、続いて直ちに乾燥空気（乾燥Ｎ₂ でもよい。）
を室温にて３分間の間発泡性ポリスチレン粒子の集団の
中に吹き込み、該粒子の表面のみを乾燥させる。この風
乾の条件は、粒子内部の水分が揮発しない条件である。
その後、カール フィッシャー水分計（ＭＫＣ−２１
０、京都電子工業株式会社製）を用いて、風乾された発
泡性ポリスチレン粒子の内部水分量を次の手順に従い測
定した。試料約１ gr を精秤し、水分気化装置におい
て、試料を１９０℃にて１５分間加熱し、その間に発生
する水分の量を計量する。

【００２５】−発泡性ポリスチレン粒子に含有される発
泡剤の量の測定− 発泡性ポリスチレン粒子をトルエン等の溶剤に溶解し、
続いて、ガスクロマトグラフィー装置を用いて、その溶
液中の発泡剤の量を定量した。

【００２６】−発泡性ポリスチレン粒子の熟成および高
温保管− 乾燥処理（内部水分の除去処理）等が為された粒径１．
０〜１．２ｍｍの発泡性ポリスチレン粒子について、２
０℃での熟成処理および／または４５℃での保管処理を
それぞれ異なる時間の間行なった。

【００２７】−予備発泡粒子の製造とセル構造の評価− ブロッキング防止剤のステアリン酸亜鉛を発泡性ポリス
チレン粒子に０．２重量部添加し、攪拌によりブレンド
し、その後、これを蒸気により嵩倍率５０倍に発泡し
て、予備発泡粒子を得た。そして、得られた予備発泡粒
子の切断面を電子顕微鏡により観察しセルの均一性を評
価するとともに、その切断面を写真撮影することによ
り、予備発泡粒子の平均セルサイズを決定した。また、
かかる予備発泡を２分間の間行ない、その時点で得られ
る発泡粒子について発泡倍率をも求めた。

【００２８】処理１ないし４が為された発泡性ポリスチ
レン粒子について、各々の結果を以下の表に示す。表１
および表２は、処理１に従い乾燥処理された発泡性ポリ
スチレン粒子に関する結果をまとめたものであり、粒子
内部の水分量、発泡剤量と予備発泡粒子のセルサイズ、
セルの均一性との関係などを示す。 表２より、例１(1-1〜1-3)、例２(2-1〜2-3)、および例
３(3-1〜3-3)にあっては、つまり内部水分量が０．０３
重量％を超える発泡性ポリスチレン粒子にあっては、熟
成が完了するまでの一定の時間が必要とされ、かつ、４
５℃の高温で保管すると、予備発泡粒子のセルが粗大に
なることがわかる。一方、例４(4-1〜4-2)および例５(5
-1〜5-2)にあっては、つまり内部水分量が０．０３重量
％以下である発泡性ポリスチレン粒子にあっては、熟成
のための時間が不要になり、かつ、これを４５℃の高温
で保管しても、予備発泡粒子のセルが粗大にならない。

【００２９】表３は、処理２に従い得られた発泡性ポリ
スチレン粒子に関する結果をまとめたものであり、粒子
内部の水分量、発泡剤量と予備発泡粒子のセルサイズ、
セルの均一性との関係などを示す。 表３より、例６(6-1〜6-3)にあっては、セル形成剤（Ｅ
ＢＡ）の添加により、セル構造の安定性は、セル形成剤
（ＥＢＡ）を添加しない場合の表２の例１(1-1〜1-3)と
比較して、より改良されるが、その改良効果は、発泡性
ポリスチレン粒子の内部水分量を０．０３重量％以下に
減少した場合と比べて、かなり小さいことがわかる。ま
た、４５℃での保管を行うと、予備発泡粒子のセルが粗
大化し、不均一なものになる。さらに、例６(6-1〜6-3)
にあっては、セル形成剤の添加により、重合液の懸濁安
定性が損なわれるという別の問題が生じた。

【００３０】表４は、処理３に従い乾燥処理された発泡
性ポリスチレン粒子に関する結果をまとめたものであ
り、粒子内部の水分量、発泡剤量と、通気する空気の湿
度、流量および通気時間との関係を示す。 表４より、通気される空気の湿度が５０％を超えると、
また、通気される空気の流量が０．１L/分以下である
と、発泡性ポリスチレン粒子の乾燥処理が緩慢になり、
粒子の内部水分量を０．０３重量％以下に減じるのに極
めて長い時間が必要とされ、効率が大変悪くなることが
わかる。一方、通気される空気の流量が１０L/分を超え
ても、発泡性ポリスチレン粒子の内部水分を除去するた
めの乾燥処理の時間はもはやそれほど短縮されない。

【００３１】表５は、処理４に従い乾燥処理された発泡
性ポリスチレン粒子に関する結果をまとめたものであ
り、粒子内部の水分量、発泡剤量と、乾燥剤（シリカゲ
ル）の量、温度および乾燥時間との関係を示す。 表５より、所要量の乾燥剤（シリカゲル）とともに発泡
性ポリスチレン粒子を保存すると、該粒子の内部水分量
を０．０３重量％以下に調節することができ、しかも、
５℃のような低温においても、その内部水分量の減少作
用は十分に発揮され得ることがわかる。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
特別なセル形成剤（造核剤）等を添加せずとも、また熟
成処理を施さずとも、予備発泡粒子について均一でかつ
良好なセル構造（５０〜１５０μｍのセルサイズ）を形
成することができ、さらに、セル構造の経時的な耐熱性
が改良され、発泡性スチレン系樹脂粒子を３５℃〜５０
℃のような高温下に放置しても、予備発泡粒子のセルの
均一性が維持されかつセル寸法が実質的に変化しないと
いう発泡性スチレン系樹脂粒子が提供される。また、本
発明の方法によれば、かかる特性および利点を有する発
泡性スチレン系樹脂粒子を簡便に生産することができる
という効果が得られる。

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スチレン系単量体の懸濁重合により合成
   されそして発泡剤を３ないし１５重量％含有する発泡性
   スチレン系樹脂粒子において、該樹脂粒子の内部に含ま
   れる水分量が０．０３重量％以下であることを特徴とす
   る、発泡性スチレン系樹脂粒子。
2. 【請求項２】 スチレン系単量体の懸濁重合により合成
   されそして発泡剤を３ないし１５重量％含有する発泡性
   スチレン系樹脂粒子を、０℃ないし＋３０℃の温度範囲
   において、減圧可能な容器の中で減圧下に置いて乾燥処
   理することにより、該樹脂粒子の内部に含まれる水分量
   を０．０３重量％以下に調節することを特徴とする、発
   泡性スチレン系樹脂粒子の製造方法。
3. 【請求項３】 スチレン系単量体の懸濁重合により合成
   されそして発泡剤を３ないし１５重量％含有する発泡性
   スチレン系樹脂粒子を、０℃ないし＋３０℃の温度範囲
   において、湿度０〜５０％の気体を該樹脂粒子の集団の
   中に該樹脂粒子１ｋｇ当り０．１ないし１０Ｌ／分の流
   量で通して乾燥処理することにより、該樹脂粒子の内部
   に含まれる水分量を０．０３重量％以下に調節すること
   を特徴とする、発泡性スチレン系樹脂粒子の製造方法。
4. 【請求項４】 スチレン系単量体の懸濁重合により合成
   されそして発泡剤を３ないし１５重量％含有する発泡性
   スチレン系樹脂粒子を、０℃ないし＋３０℃の温度範囲
   において、乾燥剤とともに保存して乾燥処理することに
   より、該樹脂粒子の内部に含まれる水分量を０．０３重
   量％以下に調節することを特徴とする、発泡性スチレン
   系樹脂粒子の製造方法。