JP4935110B2 - 着色した発泡性スチレン系樹脂粒子の製造法 - Google Patents
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- Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
Description
(1)40℃以上発泡性スチレン系樹脂粒子の軟化点温度+20℃以下まで昇温することを特徴とする、
(2)発泡性スチレン系樹脂粒子の軟化点温度+20℃を越え、発泡性スチレン系樹脂粒子の軟化点温度+60℃以下まで昇温することを特徴とする、
(3)染料を予め水懸濁液として密閉容器に仕込み、発泡性スチレン系樹脂粒子と共に水中に分散させた後、易揮発性発泡剤混合物を該密閉容器中に添加することを特徴とする、
(4)該密閉容器中に添加する2以上の易揮発性発泡剤の添加量が発泡性スチレン系樹脂粒子100重量部に対して、それぞれ0.01重量部〜5.0重量部である、
(5)該密閉容器中に添加した2以上の易揮発性発泡剤の圧力により、該発泡性スチレン系樹脂粒子を発泡させることなく該発泡性スチレン系樹脂粒子を着色させることを特徴とする、
(6)発泡性スチレン系樹脂粒子を着色させる際に、易揮発性発泡剤混合物添加量を増減させることにより、着色工程時に中低倍率用と高倍率用の着色発泡性スチレン系樹脂の作り分けを行なうことを特徴とする、
前記記載の着色発泡性スチレン系樹脂粒子の製造法に関する。
〈予備発泡粒子の発泡倍率〉
予備発泡粒子の発泡倍率は、容積が既知である5L程度のカップに予備発泡粒子を入れ粉面上部は水平になるようにすりきる。予備発泡粒子の入ったカップ重量を測定しカップ重量を引き予備発泡粒子の重量を測定し、下記式にて予備発泡粒子の発泡倍率を求めた。
カップ容積(ml)÷予備発泡粒子重量(g)=発泡倍率
成形体の発泡倍率は、成形体を金型より取り出した後、30℃で24時間乾燥してから重量(g)を測定し、金型容積(ml)にて除したものを成形体の発泡倍率とした。
着色する基材樹脂として、発泡性スチレン系樹脂粒子(カネパールGT:株式会社カネカ製。ブタンを約6重量%含有含む。軟化点温度は60℃)を用いた。この樹脂粒子は水蒸気で3分間加熱時に55倍に発泡するものであった。
発泡剤として、ブタンを約6.5重量%含む発泡性スチレン系樹脂粒子(カネパールFFM:株式会社カネカ製。軟化点温度は56℃)を用いた。この発泡性スチレン系樹脂粒子は水蒸気で3分間加熱時に約65倍に発泡するものであった。実施例1における染料をKP PLAST ORANGE KNK:紀和化学工業(株)製を0.53gにし、ホモミキサーで十分撹拌し実施例1と同様にして染料スラリーを得て、これを前記5Lオートクレーブに添加し、窒素置換後撹拌をスタートさせ10分間放置した。ここでは高倍率用樹脂を得るために、10分経過後、発泡性スチレン系樹脂粒子100重量部に対して、常温のペンタン0.3重量部とブタン2.0重量部を窒素で圧入した。その後、オートクレーブを30分かけて50℃まで昇温した。50℃到達後60分間保持し、その後30分で40℃迄冷却した。冷却終了後オートクレーブから取出し、着色した発泡性スチレン系樹脂粒子を得た。この着色発泡性スチレン系樹脂粒子は色ムラがなく、均一に着色されたものであった。オートクレーブでの染色サイクルは、ブタンのみによる製法(比較例2)に比べ、64%短縮された。
発泡剤として、ブタンを約4.5重量%を含む発泡性スチレン系樹脂粒子(カネパールFFM:株式会社カネカ製。軟化点温度は56℃)を用いた。この発泡性スチレン系樹脂粒子は水蒸気で3分間加熱時に40倍に発泡するものであった。先ず、5Lオートクレーブに純水1980g、発泡性スチレン系樹脂粒子2125g、分散剤として第三リン酸カルシウム7.0gとα−オレフィンスルフォン酸ナトリウム0.16gを投入し、短時間撹拌してスラリーを得た。次に300mlのビーカーに、純水150g、第三リン酸カルシウム4.3g、α−オレフィンスルフォン酸ナトリウム0.008g、KP PLAST ORANGE KNK:紀和化学工業(株)製を0.53g投入し、ホモミキサーで十分撹拌し染料スラリーを得て、これを5Lオートクレーブに添加し、窒素置換後撹拌をスタートさせ10分間放置した。ここでは中低倍率用樹脂を得るために、10分経過後、発泡性スチレン系樹脂粒子100重量部に対して、常温でペンタン0.1重量部とブタン0.7重量部を窒素で圧入した。その後、オートクレーブを40分かけて60℃まで昇温した。60℃到達後60分間保持し、その後50分で40℃迄冷却した。冷却終了後オートクレーブから取出し、着色した発泡性スチレン系樹脂粒子を得た。この着色発泡性スチレン系樹脂は色ムラがなく、均一に着色されたものであった。オートクレーブでの染色サイクルは、従来法のブタンのみによる製法より58%短縮された。
発泡剤として、ブタンを約4.5重量%含む発泡性スチレン系樹脂粒子(カネパールFFM:株式会社カネカ製。軟化点温度は56℃)を用いた。この発泡性スチレン系樹脂粒子は水蒸気で3分間加熱時に40倍に発泡するものであった。先ず、5Lオートクレーブに純水1980g、発泡性スチレン系樹脂粒子2125g、分散剤として第三リン酸カルシウム7.0gとα−オレフィンスルフォン酸ナトリウム0.16gを投入し、短時間撹拌してスラリーを得た。次に300mlのビーカーに、純水150g、第三リン酸カルシウム4.3g、α−オレフィンスルフォン酸ナトリウム0.008g、KP PLAST ORANGE KNK:紀和化学工業(株)製を0.53g投入し、ホモミキサーで十分撹拌し染料スラリーを得て、これを5Lオートクレーブに添加し、窒素置換後撹拌をスタートさせ10分間放置した。ここでは高倍率用樹脂を得るために、10分経過後、発泡性スチレン系樹脂粒子100重量部に対して、常温でペンタン0.3重量部とブタン3.5重量部を窒素で圧入した。その後、オートクレーブを40分かけて60℃まで昇温した。60℃到達後60分間保持し、その後50分で40℃迄冷却した。冷却終了後オートクレーブから取出し、着色した発泡性スチレン系樹脂粒子を得た。この着色発泡性スチレン系樹脂粒子は色ムラがなく、均一に着色されたものであった。オートクレーブでの染色サイクルは、従来法のブタンのみによる製法より58%短縮された。
この実施例は、実施例2においてペンタン+ブタンの代わりに、発泡性スチレン系樹脂粒子100重量部に対して、シクロヘキサン0.3重量部+ヘプタン0.1重量部にしたほかは実施例2と全く同様にして、実施したものである。
この実施例は、実施例2と同じ樹脂と染料を用い、ペンタン+ブタンの代わりに、発泡性スチレン系樹脂粒子100重量部に対してプロパン0.5重量部+ブタン1.5重量部にを用いて、オートクレーブを100分かけて100℃まで昇温した。100℃到達後60分間保持し、その後120分で40℃迄冷却した。冷却終了後オートクレーブから取出し、着色した発泡性スチレン系樹脂粒子を得た。この着色発泡性スチレン系樹脂粒子は色ムラがなく、均一に着色されたものであった。オートクレーブでの染色サイクルは、従来法のブタンのみによる製法より15%短縮された。
この実施例は、実施例2と同じ樹脂と染料を用い、ペンタン+ブタンの添加部数を、発泡性スチレン系樹脂粒子100重量部に対して、ペンタン0.3重量部+ブタン2.0重量部に替え、オートクレーブを100分かけて100℃まで昇温した。100℃到達後60分間保持し、その後120分で40℃迄冷却した。冷却終了後オートクレーブから取出し、着色した発泡性スチレン系樹脂粒子を得た。この着色発泡性スチレン系樹脂粒子は色ムラがなく、粒子内部まで均一に着色されたものであった。オートクレーブでの染色サイクルは、従来法のブタンのみによる製法より15%短縮された。
この実施例は染料をSolvent blue−36を0.10gに、また、着色温度を100℃とし他は実施例1と全く同様にして、実施したものである。
この実施例は、実施例3において、ペンタン+ブタンの代わりに、発泡性スチレン系樹脂粒子100重量部に対して、プロパン0.5重量部+ブタン0.7重量部に、また着色温度を100℃とした以外は実施例3と全く同様にして、実施したものである。
発泡剤として、ブタンを約6.5重量%含む発泡性ポリスチレン樹脂粒子(カネパールFFM:株式会社カネカ製。軟化点温度は56℃)を用いた。この樹脂粒子は水蒸気で3分間加熱時に65倍に発泡するものであった。染料はKP PLAST ORANGE KNK:紀和化学工業(株)製を0.53g使用し、ホモミキサーで十分撹拌し実施例1と同様にして染料スラリーを得て、これを前記5Lオートクレーブに添加し、窒素置換後撹拌をスタートさせ10分間放置した。10分経過後揮発性発泡剤として、発泡性スチレン系樹脂粒子100重量部に対して、常温のブタン2.0重量部を窒素で圧入した。その後、オートクレーブを120分かけて114℃まで昇温した。114℃到達後60分間保持し、その後150分で40℃迄冷却した。冷却終了後オートクレーブから取出し、着色した発泡性スチレン系樹脂粒子を得た。この着色発泡性スチレン系樹脂粒子は色ムラがなく、均一に着色されたものであった。
発泡剤として、ブタンを約6.5重量%含む発泡性スチレン系樹脂粒子(カネパールFFM:株式会社カネカ製。軟化点温度は56℃)を用いた。この樹脂粒子は水蒸気で3分間加熱時に65倍に発泡するものであった。染料はKP PLAST ORANGE KNK:紀和化学工業(株)製を0.53g使用し、ホモミキサーで十分撹拌し実施例1と同様にして染料スラリーを得て、これを前記5Lオートクレーブに添加し、窒素置換後撹拌をスタートさせ10分間放置した。10分経過後、気体状態のブタンを該密閉容器中に、所定時間内(昇温時間:120分間)で連続的に添加しながら114℃まで昇温を行なった。
撹拌機、温度計を具備した容積5Lの4つ口フラスコに純水1510g(スチレン100重量部に対して70重量部)を仕込み、次いで撹拌しながら塩基性リン酸カルシウム(日本化学工業株製、商品名スーパータイト10、固形分10重量%)を固形分として2.38g、α−オレフィンスルフォン酸ナトリウム0.15g、食塩6.38g、エチレンビスステアリルアミド1.33g、ベンゾイルパーオキサイド3.42g、t−ブチルパーベンゾエート1.06g、ジクミルパーオキサイド4.32g及びHBCD21.6gを加えて均一に分散させ、続いてスチレンモノマー2160g(100部)を仕込み十分に撹拌しながら94℃に昇温して重合を開始した。重合開始後約6時間で固化した真球状のポリスチレンを得た。一旦40℃まで冷却させた後、このスラリーを5Lオートクレーブに移し、塩基性リン酸カルシウム2.0gを添加し窒素置換実施後98℃まで昇温し、ブタン7.0重量部を添加した。更に114℃まで昇温させ、114℃到達後3時間保持し、その後40℃まで冷却した。冷却終了後オートクレーブから取り出し、分散剤を十分に洗浄した後、脱水・乾燥させて、ブタンを約6.5重量%含む発泡性ポリスチレン樹脂粒子を得た。この樹脂の軟化点温度を示差走査熱量計により測定したところ、65℃であった。この着色に使用する基材樹脂粒子は水蒸気で3分間加熱時に65倍に発泡するものであった。染料は、KP PLAST ORANGE KNK:紀和化学工業(株)製を0.53g使用し、ホモミキサーで十分撹拌し実施例1と同様にして染料スラリーを得て、これを前記5Lオートクレーブに添加し、窒素置換後撹拌をスタートさせ10分間放置した。10分経過後、発泡性スチレン系樹脂粒子100重量部に対して、常温のブタン2.0重量部を窒素で圧入した。その後、オートクレーブを120分かけて114℃まで昇温した。114℃到達後60分間保持し、その後150分で40℃迄冷却した。排水中には染料が少量残存していた。冷却終了後オートクレーブから取出し、着色した発泡性スチレン系樹脂粒子を得た。この着色発泡性スチレン系樹脂粒子は色ムラがなく、均一に着色されたものであったが染料の着色不足により色の薄いビーズが得られた。
この比較例は比較例3と同じ基材樹脂粒子と染料を用い実験を行なった。 染料をホモミキサーで十分撹拌し実施例1と同様にして染料スラリーを得て、これを前記5Lオートクレーブに添加し、窒素置換後撹拌をスタートさせ10分間放置した。10分経過後、発泡性スチレン系樹脂粒子100重量部に対して、常温のブタン2.0重量部を窒素で圧入した。その後、オートクレーブを30分かけて50℃まで昇温した。50℃到達後60分間保持し、その後30分で40℃迄冷却した。排水中には染料が大量に残存していた。冷却終了後オートクレーブから取出し、着色した発泡性スチレン系樹脂粒子を得た。この着色発泡性スチレン系樹脂粒子は色ムラがなく、均一に着色されたものであったが、染料の着色不足により非常に色の薄いビーズが得られた。
この実施例は、比較例4において、ブタンの代わりに、発泡性スチレン系樹脂粒子100重量部に対して、ペンタン0.3重量部+ブタン2.0重量部に変更し、実施したものである。
撹拌機、温度計を具備した容積5Lの4つ口フラスコに純水1510g(スチレン100重量部に対して70重量部)を仕込み、次いで撹拌しながら塩基性リン酸カルシウム(日本化学工業株製、商品名スーパータイト10、固形分10重量%)を固形分として2.38g、α−オレフィンスルフォン酸ナトリウム0.15g、食塩6.38g、エチレンビスステアリルアミド1.45g、ベンゾイルパーオキサイド4.32g、t−ブチルパーベンゾエート2.16g、を加えて均一に分散させ、続いてスチレンモノマー2160g(100部)を仕込み十分に撹拌しながら94℃に昇温して重合を開始した。重合開始後約6時間で固化した真球状のポリスチレンを得た。一旦40℃まで冷却させた後、このスラリーを5Lオートクレーブに移し、塩基性リン酸カルシウム2.0gを添加し窒素置換実施後98℃まで昇温し、ブタン7.0重量部を添加した。更に114℃まで昇温させ、114℃到達後3時間保持し、その後40℃まで冷却した。冷却終了後オートクレーブから取り出し、分散剤を十分に洗浄した後、脱水・乾燥させて、ブタンを約6.5重量%含む発泡性ポリスチレン樹脂粒子を得た。この樹脂の軟化点温度を示差走査熱量計により測定したところ、65℃であった。この着色に使用する基材樹脂粒子は水蒸気で3分間加熱時に60倍に発泡するものであった。この基材樹脂粒子を使用更に染料はSolvent Blueを4.95g使用し、ホモミキサーで十分撹拌し実施例1と同様にして染料スラリーを得て、これを前記5Lオートクレーブに添加し、窒素置換後撹拌をスタートさせ10分間放置した。10分経過後、発泡性スチレン系樹脂粒子100重量部に対して、常温のペンタン 0.5重量部とブタン 2.0重量部を窒素で圧入した。それ以外は比較例4と全く同様にして、実施したものである。
また、着色発泡性スチレン系樹脂粒子の発泡剤量は8.0重量%であった。また、着色粒子には気泡や発泡は見られず、水蒸気下で3分間加熱することにより、75倍まで発泡し高倍率化することが出来た。この着色発泡性スチレン系樹脂粒子をオートクレーブから取出した直後、蒸気加熱式予備発泡機で65倍に予備発泡させ、24時間養生させた。養生後型内成形を行い発泡成形体を得た。得られた成形体の表面をガーゼで擦り、染料の移行性を調べたが染料の移行が見られた。また、発泡成形体をスライサーで切断して発泡粒子内部の着色状態及びセル状態を調べたところ、粒子表面付近で非常に薄く均一着色されており、セル径も均一であった。
×:染料の色落ちあり色が薄い
(着色性) ◎:内部まで均一に着色
○:表面に均一に着色
×:染料色落ちあり
(染色サイクル)
染色サイクルは昇温時間、保持時間、冷却時間の合計時間で評価した。
◎:サイクル約2〜2.5hr
○:サイクル約4.7hr
×:サイクル約5.5hr
Claims (7)
- 密閉容器中で、軟化点温度が61℃以下である発泡性スチレン系樹脂粒子と染料とを水中に分散させ、次いでC7以下の低級脂肪族炭化水素及び脂環式炭化水素から選択される2以上の易揮発性発泡剤を該密閉容器中に一括で添加し、密閉容器内を40℃以上該発泡性スチレン系樹脂粒子の軟化点温度+60℃以下の温度まで昇温し、所定時間保持することにより染料を該発泡性スチレン系樹脂粒子に含浸させることを特徴とする着色発泡性スチレン系樹脂粒子の製造法。
- 40℃以上発泡性スチレン系樹脂粒子の軟化点温度+20℃以下まで昇温することを特徴とする請求項1記載の着色発泡性スチレン系樹脂粒子の製造法。
- 発泡性スチレン系樹脂粒子の軟化点温度+20℃を越え、発泡性スチレン系樹脂粒子の軟化点温度+60℃以下まで昇温することを特徴とする請求項1記載の着色発泡性スチレン系樹脂粒子の製造法。
- 染料を予め水懸濁液として密閉容器に仕込み、発泡性スチレン系樹脂粒子と共に水中に分散させた後、易揮発性発泡剤混合物を該密閉容器中に添加することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項記載の着色発泡性スチレン系樹脂粒子の製造法。
- 該密閉容器中に添加する2以上の易揮発性発泡剤の添加量が発泡性スチレン系樹脂粒子100重量部に対して、それぞれ0.01重量部〜5.0重量部である請求項1〜4のいずれか1項記載の着色発泡性スチレン系樹脂粒子の製造法。
- 該密閉容器中に添加した2以上の易揮発性発泡剤の圧力により、該発泡性スチレン系樹脂粒子を発泡させることなく該発泡性スチレン系樹脂粒子を着色させることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項記載の着色発泡性スチレン系樹脂粒子の製造法。
- 発泡性スチレン系樹脂粒子を着色させる際に、易揮発性発泡剤混合物添加量を増減させることにより、着色工程時に中低倍率用と高倍率用の着色発泡性スチレン系樹脂の作り分けを行なうことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項記載の着色発泡性スチレン系樹脂粒子の製造法。
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