JP4933865B2 - 発泡性ポリスチレン系樹脂粒子とその製造方法、ポリスチレン系樹脂予備発泡粒子及びポリスチレン系樹脂発泡成形体 - Google Patents
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Description
特許文献2には、ポリスチレン全質量に対して10から100質量%のリサイクルポリスチレンと均斉に分配されたポリエチレンワックスとを含有する発泡可能スチレンポリマーが開示されている。この特許文献2において、ポリエチレンワックスは、リサイクル材料を使用して製造された発泡スチレンポリマーの気泡構造を改善するための気泡調整剤として添加されている。この特許文献2には、ポリスチレン系樹脂に雲母(マイカ)のような鱗片状珪酸塩を含有させることについては記載されていない。
特許文献3には、ポリスチレン系樹脂40〜95質量%および充填剤5〜60質量%からなる樹脂組成物100質量部に、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、酸化型ポリエチレンワックスから選ばれるワックス1種以上を0.1〜10質量部及び脂肪酸金属塩0.1〜5質量部を配合してなり、5〜150gのメルトテンションを有することを特徴とするポリスチレン系樹脂組成物が開示されている。
本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子において、前記鱗片状珪酸塩が、天然雲母、合成雲母、セリサイトからなる群から選択されるものであることが好ましい。
本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子n製造方法において、前記ポリオレフィンワックスが、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックスのいずれか一方又は両方の混合物であることが好ましい。
本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法において、前記鱗片状珪酸塩が、天然雲母、合成雲母、セリサイトからなる群から選択されるものであることが好ましい。
本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法は、鱗片状珪酸塩6.0〜50.0質量%、ポリオレフィンワックス0.1〜0.7質量%を含有するポリスチレン系樹脂種粒子を水系懸濁液中に分散させてなる分散液中に、該種粒子100質量部に対して、スチレン系モノマー100〜600質量部を該種粒子に含浸、重合させポリスチレン系樹脂種粒子を成長させてポリスチレン系樹脂粒子を製造中、あるいは製造後に揮発性発泡剤を含浸させて発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を得ることを特徴とする。
種粒子中の鱗片状珪酸塩が6.0質量%未満では発泡性ポリスチレン系樹脂粒子から得られる発泡成形体の断熱性が悪く、50.0質量%を超えると種粒子の製造が困難になる。好ましくは10〜40質量%であり、更に好ましくは15〜25質量%である。
また、ポリオレフィンワックス量が0.1質量%未満では鱗片状珪酸塩の分散が悪くなり、0.7質量%を超えると発泡性ポリスチレン系樹脂粒子からの発泡剤の逸散が早くなりすぎる。好ましくは0.1〜0.6質量%であり、更に好ましくは0.1〜0.5質量%である。
また、スチレン系モノマーが100質量部未満では、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子表面に鱗片状珪酸塩が析出しやすくなり成形性に劣る。一方、600質量部を超えると、製造時に重合粉末が発生しやすくなり生産性が低下する。好ましくは200〜600質量部であり、更に好ましくは200〜500質量部である。
カラム:昭和電工社製
商品名「Shodex GPC K-806L(φ8.0 ×300mm)」2本
カラム温度: 40℃
キャリアーガス:クロロホルム
キャリアーガス流量:1.2ミリリットル/分
注入・ポンプ温度:室温
検出:UV254nm
注入量:50マイクロリットル
検量線用標準ポリスチレン:昭和電工社製 商品名「shodex」
重量平均分子量:1030000
東ソー社製
重量平均分子量:5480000,3840000,355000
102000,37900,9100,2630,495
ポリスチレン系樹脂成長粒子中におけるスチレン系モノマー量(質量%)
=0.1322×(ブランクの滴定数−試料の滴定数)/試料の滴定数
検出器:FID
カラム:ジーエルサイエンス社製
商品名「PEG-20MPT(25%)Uniport B(60/80) 2m 」
カラム温度:105℃
検出器温度:220℃
注入口温度:220℃
キャリアーガス:窒素
キャリアーガス流量:50ミリリットル/分
測定溶液注入量:3ミリリットル
=測定試料の質量(W)/測定試料の体積(V)
平均弦長(t)=60/(気泡数×写真の倍率)・・・式1
気泡径D=t/0.616
重量平均分子量が18万であるポリスチレン系樹脂7975gと、目開きが20μmの篩を通過せず且つ目開きが50μmの篩を通過する天然雲母(山口雲母工業所製:A−51S)2000g、ポリエチレンワックス(ベーカーペトロライト社製:ポリワックス1000)25gとを二軸押出機に供給して230℃にて溶融混練して押出機からストランド状に押出し、このストランドを所定長さ毎に切断して、円柱状ポリスチレン系樹脂種粒子(直径:0.8mm、長さ:0.8mm)を作製した。
予め、得られた発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を150℃×3時間処理して発泡剤を逸散させた後に、この残留物1.0gを30mL磁性ルツボに精秤後、電気炉(マッフル炉STR−15K((株)いすず製)にて550℃で5時間加熱灰化し、デシゲーター内で放冷後質量を測定し次式で算出した。
鱗片状珪酸塩含有量(質量%)=灰化後試料質量/灰化前試料質量×100
この値から、ポリスチレン系樹脂に対する含有量を質量部で算出した。
ポリスチレン系樹脂発泡板の最大曲げ強度をJIS K9511:1999「発泡プラスチック保温材」に記載の方法に準拠して測定した。具体的には、ポリスチレン系樹脂発泡板から縦75mm×横300mm×厚さ15mmの直方体形状の試験片を切り出した。しかる後、この試験片の最大曲げ強度を、曲げ強度測定器(オリエンテック社製 商品名「UCT−10T」)を用いて、圧縮速度10mm/分、支点間距離200mm、加圧くさび10R及び支持台10Rの条件下にて測定した。試験片を3個用意し、各試験片ごとに前記要領で最大曲げ強度を測定し、その相加平均を最大曲げ強度とした。
評価: 最大曲げ強度 3.0kgf/cm2以上: ○、
3.0kgf/cm2未満: ×。
ポリスチレン系樹脂発泡板から縦200mm×横200mm×厚さ30mmの直方体形状の試験片を切り出した。そして、この試験片の熱伝導率をJIS A1412−2(1999「発泡プラスチック保温材」に準拠し、平板熱流計法にて測定温度20℃で測定した。
重量平均分子量が18万であるポリスチレン系樹脂6775gと、目開きが20μmの篩を通過せず且つ目開きが50μmの篩を通過する天然雲母(山口雲母工業所製:A−51S)3200g、ポリエチレンワックス(ベーカーペトロライト社製:ポリワックス1000)25gとを二軸押出機に供給して230℃にて溶融混練して押出機からストランド状に押出し、このストランドを所定長さ毎に切断して、円柱状ポリスチレン系樹脂種粒子(直径:0.8mm、長さ:0.8mm)を作製した以外は、実施例1と同様にして、ポリスチレン系樹脂発泡板を得た。
実施例1と同じく、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子中の鱗片状珪酸塩含有量、ポリスチレン系樹脂発泡板の最大曲げ強度及び熱伝導率を測定した。結果を表1に記す。
重量平均分子量が18万であるポリスチレン系樹脂7968gと、目開きが20μmの篩を通過せず且つ目開きが50μmの篩を通過する天然雲母(山口雲母工業所製:A−51S)2000g、ポリエチレンワックス(ベーカーペトロライト社製:ポリワックス1000)32gとを二軸押出機に供給して230℃にて溶融混練して押出機からストランド状に押出し、このストランドを所定長さ毎に切断して、円柱状ポリスチレン系樹脂種粒子(直径:0.8mm、長さ:0.8mm)を作製した以外は、実施例1と同様にして、ポリスチレン系樹脂発泡板を得た。
実施例1と同じく、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子中の鱗片状珪酸塩含有量、ポリスチレン系樹脂発泡板の最大曲げ強度及び熱伝導率を測定した。結果を表1に記す。
重量平均分子量が18万であるポリスチレン系樹脂8584gと、目開きが20μmの篩を通過せず且つ目開きが50μmの篩を通過する天然雲母(山口雲母工業所製:A−51S)1400g、ポリエチレンワックス(ベーカーペトロライト社製:ポリワックス1000)16gとを使用した以外は、実施例1と同様にしてポリスチレン系樹脂発泡板を得た。
実施例1と同じく、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子中の鱗片状珪酸塩含有量、ポリスチレン系樹脂発泡板の最大曲げ強度及び熱伝導率を測定した。結果を表1に記す。
重量平均分子量が18万であるポリスチレン系樹脂9575gと、目開きが20μmの篩を通過せず且つ目開きが50μmの篩を通過する天然雲母(山口雲母工業所製:A−51S)400g、ポリエチレンワックス(ベーカーペトロライト社製:ポリワックス1000)25gとを二軸押出機に供給して230℃にて溶融混練して押出機からストランド状に押出し、このストランドを所定長さ毎に切断して、円柱状ポリスチレン系樹脂種粒子(直径:0.8mm、長さ:0.8mm)を作製した以外は、実施例1と同様にして、ポリスチレン系樹脂発泡板を得た。
実施例1と同じく、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子中の鱗片状珪酸塩含有量、ポリスチレン系樹脂発泡板の最大曲げ強度及び熱伝導率を測定した。結果を表1に記す。
重量平均分子量が18万であるポリスチレン系樹脂5175gと、目開きが20μmの篩を通過せず且つ目開きが50μmの篩を通過する天然雲母(山口雲母工業所製:A−51S)4800g、ポリエチレンワックス(ベーカーペトロライト社製:ポリワックス1000)25gとを二軸押出機に供給して230℃にて溶融混練して押出機からストランド状に押出し、このストランドを所定長さ毎に切断して、円柱状ポリスチレン系樹脂種粒子(直径:0.8mm、長さ:0.8mm)を作製した以外は、実施例1と同様にして、ポリスチレン系樹脂発泡板を得た。
実施例1と同じく、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子中の鱗片状珪酸塩含有量、ポリスチレン系樹脂発泡板の最大曲げ強度及び熱伝導率を測定した。結果を表1に記す。
重量平均分子量が18万であるポリスチレン系樹脂7988gと、目開きが20μmの篩を通過せず且つ目開きが50μmの篩を通過する天然雲母(山口雲母工業所製:A−51S)2000g、ポリエチレンワックス(ベーカーペトロライト社製:ポリワックス1000)4gとを二軸押出機に供給して230℃にて溶融混練して押出機からストランド状に押出し、このストランドを所定長さ毎に切断して、円柱状ポリスチレン系樹脂種粒子(直径:0.8mm、長さ:0.8mm)を作製した。以外は、実施例1と同様にして、ポリスチレン系樹脂発泡板を得た。
実施例1と同じく、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子中の鱗片状珪酸塩含有量、ポリスチレン系樹脂発泡板の最大曲げ強度及び熱伝導率を測定した。結果を表1に記す。
重量平均分子量が18万であるポリスチレン系樹脂7960gと、目開きが20μmの篩を通過せず且つ目開きが50μmの篩を通過する天然雲母(山口雲母工業所製:A−51S)2000g、ポリエチレンワックス(ベーカーペトロライト社製:ポリワックス1000)40gとを二軸押出機に供給して230℃にて溶融混練して押出機からストランド状に押出し、このストランドを所定長さ毎に切断して、円柱状ポリスチレン系樹脂種粒子(直径:0.8mm、長さ:0.8mm)を作製した。以外は、実施例1と同様にして、ポリスチレン系樹脂発泡板を得た。
実施例1と同じく、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子中の鱗片状珪酸塩含有量、ポリスチレン系樹脂発泡板の最大曲げ強度及び熱伝導率を測定した。結果を表1に記す。
ポリエチレンワックスを使用しないこと以外は実施例1と同様にして、
ポリスチレン系樹脂発泡板を得た。
実施例1と同じく、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子中の鱗片状珪酸塩含有量、ポリスチレン系樹脂発泡板の最大曲げ強度及び熱伝導率を測定した。結果を表1に記す。また、本比較例5で作製したポリスチレン系樹脂発泡板の断面を電子顕微鏡で観察した。その画像を図2に示す。
比較例2で得られた発泡板は、予備発泡粒間の接着力が低く、曲げ強度に非常に劣るものであった。
比較例3で得られた発泡板は、鱗片状珪酸塩の分散状態が悪く、断熱性に劣るものであった。
比較例4で得られた発泡板は、予備発泡粒間の接着力が低く、曲げ強度に非常に劣るものであった。
比較例5で得られた発泡板は、図2に示すように鱗片状珪酸塩の分散状態が悪く、熱伝導率も劣るものであった。
Claims (8)
- ポリスチレン系樹脂100質量部に対して、鱗片状珪酸塩3〜10質量部、ポリオレフィンワックス0.03〜0.09質量部を含むポリスチレン系樹脂組成物に発泡剤を含有させてなることを特徴とする発泡性ポリスチレン系樹脂粒子。
- 前記ポリオレフィンワックスが、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックスのいずれか一方又は両方の混合物であることを特徴とする請求項1に記載の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子。
- 前記鱗片状珪酸塩が、天然雲母、合成雲母、セリサイトからなる群から選択されるものであることを特徴とする請求項1又は2に記載の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を嵩密度0.01〜0.03g/cm3に予備発泡させてなるポリスチレン系樹脂予備発泡粒子。
- 請求項4に記載のポリスチレン系樹脂予備発泡粒子を成形型内に充填し、型内発泡させて得られるポリスチレン系樹脂発泡成形体。
- 鱗片状珪酸塩6.0〜50.0質量%、ポリオレフィンワックス0.1〜0.7質量%を含有するポリスチレン系樹脂種粒子を水系懸濁液中に分散させてなる分散液中に、該種粒子100質量部に対して、スチレン系モノマー100〜600質量部を該種粒子に含浸、重合させポリスチレン系樹脂種粒子を成長させてポリスチレン系樹脂粒子を製造中、あるいは製造後に揮発性発泡剤を含浸させて発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を得ることを特徴とする発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法。
- 前記ポリオレフィンワックスが、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックスのいずれか一方又は両方の混合物であることを特徴とする請求項6に記載の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法。
- 前記鱗片状珪酸塩が、天然雲母、合成雲母、セリサイトからなる群から選択されるものであることを特徴とする請求項6又は7に記載の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法。
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