JP3060839B2 - 発泡性合成樹脂粒子およびその成形品 - Google Patents

発泡性合成樹脂粒子およびその成形品

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JP3060839B2
JP3060839B2 JP6160764A JP16076494A JP3060839B2 JP 3060839 B2 JP3060839 B2 JP 3060839B2 JP 6160764 A JP6160764 A JP 6160764A JP 16076494 A JP16076494 A JP 16076494A JP 3060839 B2 JP3060839 B2 JP 3060839B2
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、発泡性合成樹脂粒子、
さらに詳細には包装緩衝剤、断熱材、魚箱、EPS(発
泡ポリスチレン)土木工法用ブロック、FMC(焼失性
模型)などを製造するために用いられる発泡性合成樹脂
粒子、およびこれを発泡して得られる成形品に関する。
【0002】
【従来の技術】発泡性合成樹脂の成形において、近年、
表面伸び、ハイサイクル性が求められてきており、これ
に伴い原料として小粒径で、高倍率に発泡し、省エネル
ギー性(低蒸気圧成形)のものが望まれている。そこ
で、ポリスチレンあるいはポリオレフィン系などの発泡
性合成樹脂粒子には、従来、揮発性発泡剤とともに種々
の発泡助剤が添加されている。このうち、発泡剤として
は、通常、プロパン、ブタン、ペンタンなどが用いられ
ている。
【0003】一方、発泡助剤は、発泡を容易にするため
に添加される。これは、予備発泡時の操作を容易にする
と同時に、エネルギーを節約する効果もある。さらに、
成形品の表面状態、粒子間の融着を、発泡助剤を使用し
ない場合より著しく改善することができる。このような
発泡助剤としては、従来より様々なものが用いられてい
る。例えば、シクロヘキサン、ヘプタン、ヘキサデカ
ン、ノナデカン、オクタデシレンなどの脂肪族炭化水
素、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水
素、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸アミルなどの酢酸エ
ステル、ジオクチルフタレート、ジオクチルアジペー
ト、トリフェニルフォスフェートなどの可塑剤などが挙
げられる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来、
発泡性合成樹脂の成形においては、発泡剤と共に発泡助
剤が用いられ、トルエン、エチルベンゼンなどを加える
ことが一般的に行われている。このような発泡助剤は、
少量の添加で発泡倍率を上げることができる。しかしな
がら、溶剤規制、さらに食品に用いる場合には食品衛生
上の問題があり、このような従来の発泡助剤は添加量が
限られ、高倍率化できないという欠点がある。また、予
備発泡時、成形品の切断時に悪臭が発生することも問題
である。さらに、このような安全衛生上の問題の他に
も、環境破壊の観点から、エコロジーの面から好ましい
もの、易リサイクル性の要望も強まってきている。
【0005】本発明は、前記従来技術の課題を背景にな
されたもので、発泡性合成樹脂の成形において、発泡
速度を大きくし、高発泡倍率の成形品を得ることがで
き、より低蒸気圧での成形を可能にすることにより、
省エネルギーを達成し、さらに安全衛生上も問題な
く、食品用の用途にも使用でき、エコロジーの面からも
好ましい発泡樹脂を得ることのできる、発泡性合成樹脂
粒子、およびこれを発泡して得られる成形品を提供する
ことを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、発泡助剤とし
リモネン類を含有してなる発泡性合成樹脂粒子、およ
びこれを発泡して得られる成形品を提供するものであ
る。
【0007】本発明に適用される合成樹脂粒子は、例え
ば以下に示すような単量体を懸濁重合して得ることがで
きる。このような単量体としては、スチレン、α−メチ
ルスチレン、p−クロルスチレンなどのスチレン誘導
体、メチルメタクリレート、メチルアクリレートなどの
(メタ)アクリル酸エステル、ビニルトルエン、アクリ
ロニトリル、ビニルカルバゾールなどが挙げられるが、
好ましくはスチレン誘導体、特に好ましくはスチレンで
ある
【0008】本発明においては、このような合成樹脂に
発泡助剤としてリモネン類を添加していることが特徴で
ある。このリモネン類は、予備発泡に際して合成樹脂の
軟化作用を促進し、高倍率の発泡粒子が得られ、予備発
泡時間を大幅に短縮できるため、省蒸気性が改善され
る。さらにまた、成形時にも低蒸気圧で融着の良い成形
品が得られ、全体として省エネルギー性が非常に改善さ
れる。
【0009】従来、このような発泡助剤としては、トル
エン、エチルベンゼンなどが一般的に用いられている
が、溶剤規制や食品衛生上、添加量に限度があり、充分
な効果が得られなかった。本発明において、リモネン類
の含有量は、合成樹脂100重量部に対して0.1〜3
重量部が好ましい。0.1重量部未満では、予備発泡速
度の向上、および二次、三次発泡倍率の向上が不充分で
あり、一方3重量部を超えると、発泡粒が収縮する傾向
があり好ましくない。
【0010】本発明に用いられるリモネン類は、リモネ
ンおよびその異性体である。リモネンには、d型、l
型、dl型が知られているが、d型、l型が好ましい。
d型は、オレンジの皮より抽出され、オレンジのような
香りを有し、食品添加物として認可され香料の原料とし
て広く使用されている。また、リモネンは、廃棄物であ
るオレンジの皮から抽出される成分を用いているので、
リサイクルの観点からも好ましく、地球環境の面からも
優れている。
【0011】従来、発泡助剤としては、トルエン、エチ
ルベンゼンなどが一般的に用いられているが、ポリスチ
レン発泡時、あるいはニクロム線による切断時に悪臭が
発生し、衛生上の問題もあり、好ましくなかった。ま
た、食品用途にも問題があった。しかしながら、リモネ
ン類含有合成樹脂は、天然の精油より抽出される成分を
用いるので、エコロジーの面からも優れており、食品用
途にも問題がない。さらに、作業環境を悪化させること
がなく、悪臭も無く、芳香性があり、衛生上好ましいだ
けでなく、成形されたブロックにおいては切断面が平滑
で美しく、“ガクブチ”(成形品内部と表面の密度比)
がほぼ1に近く、全体が均一な発泡状態となる。
【0012】本発明のリモネン類は、合成樹脂の懸濁重
合時に添加してもよいし、重合終了後発泡剤の含浸時に
発泡剤と同時に添加しても、さらには発泡剤の含浸中
期、すなわち発泡剤を添加後暫く含浸した後に添加して
もよい。さらにまた、既に得られた発泡性粒子に水性懸
濁液中の高温、高圧下で発泡剤とともに添加し、再含浸
させてもよい。従って、リモネン類含有発泡性合成樹脂
粒子として在庫品を再活用することができ、品質を改善
することができる。
【0013】本発明の発泡性合成樹脂粒子には、ほかに
発泡剤が含まれる。この発泡剤としては、例えばプロパ
ン、ブタン、ぺンタンなどの通常用いられているものが
挙げられる。リモネン類を用いる際に、ペンタンは好ま
しいものである。また、発泡剤の含有量は、通常、合成
樹脂100重量部に対して3〜8重量部である。
【0014】また、本発明の発泡性合成樹脂粒子の粒径
は限定されるものではないが、成形に供する予備発泡粒
子として粒径の小さいものを得るためには、0.4〜
3.0mmの粒度のものが好ましい。このような発泡性
合成樹脂粒子を、通常の方法により発泡して、発泡粒
子、あるいは成形品を得ることができる。
【0015】発泡方法としては、例えば以下に示す方法
が好ましいものである。すなわち、予備発泡機内に発泡
剤を含む発泡性合成樹脂粒子を蒸気加熱して発泡させて
得た予備発泡粒子を熟成ホッパー内で所定時間保持した
のち、熟成ホッパーから所定量(通常、2〜3回の成形
に必要な分)をサービスホッパーに移送し、次いで該サ
ービスホッパー内の予備発泡粒子を成形機の成形室内に
充填して加熱発泡融着させる方法である。しかしなが
ら、この方法に限定されるものではなく、通常のどのよ
うな方法で行ってもよい。
【0016】このようにして得られる成形品、ブロック
は、これを切断した時に、その切断面が美麗で、平滑で
あり、また“ガクブチ”がほぼ1に近く、全体が均一な
発泡状態となり、非常に優れている。さらに、切断時に
悪臭がなく、リモネン類は芳香性があり、職場環境の改
善にも有効である。
【0017】
【作用】本発明の発泡性合成樹脂は、発泡助剤として、
リモネン類を用いている。リモネン類は予備発泡に際し
ての樹脂の軟化作用を促進するので、高倍率の発泡粒子
を得ることができ、予備発泡の時間を大幅に短縮するこ
とができる。そこで、省蒸気性が非常に良く、成形時に
も低蒸気圧で融着の良い成形品を得ることができ、全体
としての省エネルギー性も非常に優れている。また、天
然の精油より抽出されるリモネン類を用いているため、
従来のトルエン、エチルベンゼンなどの発泡助剤と異な
り、環境上の問題もなく、さらに食品衛生の観点からも
好ましく、食品用途にも適用できる。さらに、リモネン
類を含有しない発泡性合成樹脂粒子の在庫品の品質を改
善し、リモネン類含有発泡性合成樹脂粒子として再活用
することができる。
【0018】
【実施例】以下、実施例を挙げて本発明をさらに具体的
に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるも
のではない。 実施例1〜3、比較例1〜2 内容積5リットルの攪拌機付き重合容器中に、純水1,
800g(100重量部)、リン酸三カルシウム9.0
g(0.5重量部)、アルキルナフタレンスルホン酸ナ
トリウム0.18g(0.01重量部)、硫酸ナトリウ
ム3.6g(0.2重量部)、ベンゾイルパーオキサイ
ド4.68g(0.26重量部)、t−ブチルパーベン
ゾエート1.8g(0.1重量部)、およびスチレンモ
ノマー1,800g(100重量部)を添加し、充分に
分散させ、これを90℃に昇温し、約6時間重合を行っ
た。
【0019】次いで、ペンタン108g(6重量部)
と、リモネンを18g(1重量部、実施例1)、同9g
(0.5重量部、実施例2)、同5.4g(0.3重量
部、実施例3)、またはトルエン5.4g(0.3重量
部、比較例1)を加え、もしくは発泡助剤を加えず(比
較例2)、115℃に昇温し、約4時間重合、含浸を行
ったのち、30℃に冷却して取り出し、水洗し、乾燥し
て発泡性ポリスチレン粒子を得た。
【0020】この発泡性ポリスチレン粒子(粒径1.0
〜1.3mm)と、硬化ナタネ油0.15phrをエタ
ノールで溶解したものとを、リボンブレンダーで均一に
ブレンドしたのち、タナ式テスト発泡機を用い、吹き出
し口0.6kg/cm2 圧力の蒸気で発泡した。このと
きの発泡倍率(一次発泡倍率)、二次発泡倍率、三次発
泡倍率を表1に示す。
【0021】なお、発泡倍率(一次発泡倍率)、二次発
泡倍率、三次発泡倍率の定義は、次のとおりである。 一次発泡倍率 発泡性粒子をタナ式テスト発泡記で発泡したときの倍
率。 二次発泡倍率 一次発泡粒子を、60倍に発泡し、24時間室温に放置
後、再び吹き出し口0.6kg/cmの圧力の蒸気で
1分間発泡したときの倍率。 三次発泡倍率 二次発泡粒子を100倍に発泡し、24時間室温に放置
後、再び吹き出し口0.6kg/cmの圧力の蒸気で
1分間発泡したときの倍率。
【0022】
【表1】
【0023】また、得られた発泡性ポリスチレン粒子の
成形特性を調べた。成形は、発泡性ポリスチレン粒子を
60倍に発泡し、室温に4時間放置したのち、二次発泡
を行い、100倍の予備発泡粒子を得た。この予備発泡
粒子を24時間放置したのち、金型寸法300×300
×150mmを有するVS−300成形機〔ダイセン工
業(株)製〕で成形を行った。発泡粒子間の100%融
着を得るための、移動型、固定型の圧力、成形サイクル
を表2に示す。
【0024】また、そのときのブロック内ピンホール、
ガクブチ、カット面の状況、発泡粒のセル状態の評価結
果を表2に示す。ここで、ブロック内ピンホール、ガク
ブチ、カット面の状況、発泡粒のセル状態は、次のよう
にして評価した。ブロック内ピンホール ブロック中央部をニクロム線でカットし、300×30
0×3mmのスライス品を作製し、その表面を観察し、
◎はピンホールの全くないもの、○は僅かにあるもの、
△は散見されるもの、×は非常に多いものと評価した。
【0025】ガクブチ ブロック中央内部と表面部で300×300×3mmの
スライス品をそれぞれ作製し、その密度の比を表した。カット面の状況 スライス品のカット面の状態を評価した。発泡粒のセル状態 発泡粒のセル状態を、◎は均一、○はほぼ均一、△は不
均一部分が散見される、×は不均一セル、と評価した。
【0026】
【表2】
【0027】
【発明の効果】本発明の発泡性合成樹脂粒子は、予備発
泡に際して高倍率の発泡粒子が得られ、予備発泡の時間
を大幅に短縮することができるので、省蒸気性が非常に
良くなる。また、成形時にも低蒸気圧で融着の良い成形
品を得ることができるので、全体としての省エネルギー
性を非常に改善できる。さらに、リモネン類を含有しな
い発泡性合成樹脂粒子の在庫品の品質を改善し、リモネ
ン類含有発泡性合成樹脂粒子として再活用することがで
きる。さらに、従来のトルエン、エチルベンゼンなどの
発泡助剤と異なり、リモネン類は、天然の精油より抽出
される成分であり、エコロジーの面で優れており、ま
た、食品衛生の観点からも好ましく、食品用途にも適用
できる。
【0028】さらに、得られた成形品、ブロックは、こ
れを切断した時に、その切断面が美麗で、平滑であり、
また“ガクブチ”がほぼ1と均一であり、非常に優れて
いる。さらに、切断時に悪臭がなく、リモネン類は芳香
性があり、職場環境の改善にも有効である。しかも、リ
モネンは、廃棄物であるオレンジの皮から抽出される成
分を用いているので、リサイクルの観点からも好まし
く、地球環境の面からも優れている。

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 発泡助剤としてリモネン類を含有してな
    る発泡性合成樹脂粒子。
  2. 【請求項2】 リモネン類の含有量が合成樹脂100重
    量部に対して0.1〜3重量部である請求項1記載の発
    泡性合成樹脂粒子。
  3. 【請求項3】 リモネン類を含有しない発泡性合成樹脂
    粒子に、水性懸濁液中で発泡剤とともにリモネン類を添
    加して得られる請求項1または2記載の発泡性合成樹脂
    粒子。
  4. 【請求項4】 請求項1〜3いずれか1項 記載の発泡性
    合成樹脂粒子を発泡して得られる成形品。
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