JP6935329B2 - 発泡性スチレン系樹脂粒子、スチレン系樹脂の予備発泡粒子、スチレン系樹脂発泡成形体、及び発泡性樹脂粒子の製造方法 - Google Patents
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Description
式(3):b>1.4a(前記式(3)中、aは、前記マスターバッチ作製前において、前記樹脂と混練する前の前記グラファイトを溶媒に分散させた溶液をレーザー回析散乱法により波長632.8nmのレーザー光を用いて測定した、前記グラファイトの単位溶液濃度あたりのレーザー散乱強度[{%/(mg/ml)}/重量%]であり、bは、前記マスターバッチ作製後において、前記マスターバッチを溶媒に分散させた溶液をレーザー回析散乱法により、波長632.8nmのレーザー光を用いて測定した前記グラファイトの単位溶液濃度あたりの前記レーザー散乱強度[{%/(mg/ml)}/重量%]である。)
本発明の一実施形態に係る発泡性スチレン系樹脂粒子は、グラファイトを含有する発泡性スチレン系樹脂粒子であって、前記グラファイトの含有量が前記発泡性スチレン系樹脂粒子100重量%において2.0〜8.0重量%であり、前記グラファイトの平均粒径が2.5〜9μmであり、前記発泡性スチレン系樹脂粒子をトルエンに分散させた溶液をレーザー回折散乱法により波長632.8nmのレーザー光を用いて測定した、前記グラファイトの単位溶液濃度あたりのレーザー散乱強度が5{%/(mg/ml)}/重量%以上である。
本発明の一実施形態で用いられるスチレン系樹脂は、スチレン単独重合体(ポリスチレンホモポリマー)のみならず、本発明の一実施形態に係る効果を損なわない範囲で、スチレンと、スチレンと共重合可能な他の単量体又はその誘導体とが、共重合されていても良い。ただし、後述する臭素化スチレン・ブタジエン共重合体は除く。
本発明の一実施形態においては、輻射伝熱抑制剤としてグラファイトを発泡性スチレン系樹脂粒子に添加することにより、高い断熱性を有するスチレン系樹脂発泡成形体が得られる。前述の輻射伝熱抑制剤とは、近赤外又は赤外領域(例えば、800〜3000nm程度の波長域)の光を反射、散乱又は吸収する特性を有する物質をいう。
本発明の一実施形態に係るグラファイト単位溶液濃度あたりのレーザー散乱強度は、以下のようにして求められる。まず、発泡性スチレン系樹脂粒子を含有しないトルエン溶液に波長632.8nmのHe−Neレーザー光を照射した際の透過光の強度Lbと、発泡性スチレン系樹脂粒子を所定重量含有するトルエン溶液に波長632.8nmのHe−Neレーザー光を照射した際の透過光の強度Lsとから、レーザー散乱強度Ob(%)を式Ob=(1−Ls/Lb)×100から求める。次に、求めたレーザー散乱強度Obから発泡性スチレン系樹脂粒子の単位溶液濃度あたりのレーザー散乱強度を求める。そして、求めた単位溶液濃度あたりのレーザー散乱強度を所定重量の発泡性スチレン系樹脂粒子内のグラファイトの含有量(重量%)で割って算出されるレーザー散乱強度が、グラファイト単位溶液濃度あたりのレーザー散乱強度である。
本発明の一実施形態に係る発泡性スチレン系樹脂粒子は、トルエンに分散させた溶液を光学顕微鏡で観察したときの1mm2に存在する単位溶液濃度あたりのグラファイト面積が55({mm2/mm2}/{g/g})以上であることが望ましい。前記グラファイト面積が55({mm2/mm2}/{g/g})以上であると、グラファイトの導入量に対して高い熱伝導率低減効果を得ることが可能となる。すなわち、高発泡倍率で低い熱伝導率、従って高い断熱性、を得ることができる。
本発明の一実施形態に係る発泡性スチレン系樹脂粒子は、該発泡性スチレン系樹脂粒子を予備発泡し、発泡倍率40倍の発泡成形体とした際の、該発泡成形体表層のグラファイト占有面積率を前記グラファイト含有量で除した値が100以上であることが望ましい。この値が、100以上であると、グラファイトの導入量に対して、高い熱伝導率低減効果を得ることが可能となる。すなわち、高発泡倍率で低い熱伝導率、従って高い断熱性、を得ることができる。
本発明の一実施形態で用いられる発泡剤は、特に限定されないが、発泡性と製品ライフのバランスが良く、実際に使用する際に高倍率化しやすい観点から、炭素数4〜6の炭化水素が望ましい。発泡剤の炭素数が4以上であると揮発性が低くなり、発泡性スチレン系樹脂粒子から発泡剤が逸散しにくくなるため、実際に使用する際に発泡工程で発泡剤が十分に残り、十分な発泡力を得ることが可能となり、高倍率化が容易となるため好ましい。また、炭素数が6以下であると、発泡剤の沸点が高すぎないため、予備発泡時の加熱で十分な発泡力を得やすく、高発泡化が易しい傾向となる。炭素数4〜6の炭化水素としては、例えばノルマルブタン、イソブタン、ノルマルペンタン、イソペンタン、ネオペンタン、シクロペンタン、ノルマルヘキサン、又はシクロヘキサン等の炭化水素が挙げられる。これらは1種を単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。また、発泡剤は、炭素数4〜5の炭化水素が好ましい。
本発明の一実施形態で用いられる難燃剤としては、特に限定されず、従来からスチレン系樹脂発泡成形体に用いられる難燃剤をいずれも使用できるが、その中でも、難燃性付与効果が高い臭素系難燃剤が望ましい。本発明の一実施形態で用いられる臭素系難燃剤としては、例えば、2,2−ビス[4−(2,3−ジブロモ−2−メチルプロポキシ)−3,5−ジブロモフェニル]プロパン(別名:テトラブロモビスフェノールA−ビス(2,3−ジブロモ−2−メチルプロピルエーテル))、又は2,2−ビス[4−(2,3−ジブロモプロポキシ)−3,5−ジブロモフェニル]プロパン(別名:テトラブロモビスフェノールA−ビス(2,3−ジブロモプロピルエーテル))等の臭素化ビスフェノール系化合物、臭素化スチレン・ブタジエンブロック共重合体、臭素化ランダムスチレン・ブタジエン共重合体、又は臭素化スチレン・ブタジエングラフト共重合体等の臭素化ブタジエン・ビニル芳香族炭化水素共重合体(例えば、特表2009−516019号公報に開示されている)等が挙げられる。これら臭素系難燃剤は1種を単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
本発明の一実施形態に係る発泡性スチレン系樹脂粒子においては、さらに、熱安定剤を併用することによって、製造工程における臭素系難燃剤の分解による難燃性の悪化及び発泡性スチレン系樹脂粒子の劣化を抑制することができる。
本発明の一実施形態に係る発泡性スチレン系樹脂粒子においては、ラジカル発生剤をさらに含有することにより、臭素系難燃剤と併用することによって、高い難燃性能を発現することができる。
本発明の一実施形態に係る発泡性スチレン系樹脂粒子は、本発明の一実施形態に係る効果を損なわない範囲で、必要に応じて、加工助剤、耐光性安定剤、造核剤、発泡助剤、帯電防止剤、及び顔料等の着色剤よりなる群から選ばれる1種以上のその他添加剤を含有していてもよい。
本発明の一実施形態に係る発泡性樹脂粒子を製造する方法としては、押出機を用いて樹脂と各種成分とを溶融混練した後、粒子状に切断する溶融混練法、グラファイトの存在下で樹脂単量体を懸濁重合する重合法などが挙げられる。
(前記式(3)中、aは、前記マスターバッチ作製前において、前記樹脂と混練する前の前記グラファイトを溶媒に分散させた溶液をレーザー回析散乱法により波長632.8nmのレーザー光を用いて測定した、前記グラファイトの単位溶液濃度あたりのレーザー散乱強度[{%/(mg/ml)}/重量%]であり、
bは、前記マスターバッチ作製後において、前記マスターバッチを溶媒に分散させた溶液をレーザー回析散乱法により、波長632.8nmのレーザー光を用いて測定した前記グラファイトの単位溶液濃度あたりの前記レーザー散乱強度[{%/(mg/ml)}/重量%]である。)。
以下に本発明の一実施形態に係る予備発泡粒子の、構成及び物性について詳細に説明する。
以下に本発明の一実施形態に係る予備発泡樹脂粒子の製造方法の、構成及び特徴について詳細に説明する。
以下に、本発明の一実施形態に係る発泡成形体の、構成及び物性について詳細に説明する。
(前記式(1)における熱伝導率Aは、前記スチレン系樹脂発泡成形体を50℃温度下で48時間静置し、さらに23℃温度下で24時間静置した後にJIS A9511:2006Rに準拠して測定した中心温度23℃での熱伝導率(W/m・K)である。)
本発明の一実施形態に係るスチレン系樹脂発泡成形体は、スチレン系樹脂発泡成形体の、熱伝導率B(W/m・K)と発泡倍率C(cm3/g)とが次の式(2)を満たすことが好ましい。
(前記式(2)における熱伝導率Bは、前記スチレン系樹脂発泡成形体を50℃温度下で30日間静置し、さらに23℃温度下で24時間静置した後にJIS A9511:2006Rに準拠して測定した中心温度23℃での熱伝導率(W/m・K)である。)
スチレン系樹脂発泡成形体は発泡倍率40倍以上では発泡倍率が大きくなるほど熱伝導率が大きくなる関係がある。スチレン系樹脂発泡成形体を構成するセル膜は発泡倍率が大きくなるほど薄くなるため、輻射による熱伝導が大きくなるためである。従って特定の発泡倍率においてより熱伝導率が低いスチレン系樹脂発泡成形体はより断熱性が高いことになる。
本発明の一実施形態に係る発泡成形体は、例えば、建築用断熱材、農水産箱、浴室用断熱材及び貯湯タンク断熱材のような各種用途に使用できる。
住宅等の断熱材は10年以上使用されるため、長期間経過後の断熱性維持が重要な課題となっている。本発明の一実施形態で得られる発泡成形体は従来の発泡成形体と比較して長期間経過後の熱伝導率を低くすることができるため、床、壁、屋根等に用いられる建築用断熱材として好適に使用することができる。
本発明の一実施形態で得られる発泡成形体は従来の発泡成形体と比較して長期間経過後の熱伝導率を低くすることができるため、魚等の水産物を輸送する箱や野菜等の農産物を輸送する箱に好適に使用することができる。高い断熱性を持つ農水産箱であれば鮮魚を輸送する時の氷量を低減でき、夏場においても野菜等の鮮度を良好に保つことができる。
近年、お風呂の湯温低下を防ぐために浴室の壁、天井、床さらに浴槽に断熱材が使用されることがある。本発明の一実施形態で得られる発泡成形体は従来の発泡成形体と比較して長期間経過後の熱伝導率を低くすることができるため、浴室用断熱材に好適に使用できる。
エコキュート(登録商標)等の貯湯タンクには湯温低下を防ぐために断熱材が使用されている。本発明の一実施形態で得られる発泡成形体は従来の発泡成形体と比較して長期間経過後の熱伝導率を低くすることができるため、貯湯タンク用断熱材に好適に使用できる。
以下に本発明の一実施形態に係る発泡成形体の製造方法の、構成及び特徴について詳細に説明する。
予備発泡工程は、予備発泡機を用い、従来の発泡性樹脂粒子の予備発泡と同様にして実施できる。
成形工程では、前述の予備発泡工程で得られた予備発泡粒子を用いる以外は、従来の発泡成形法と同様にして、発泡成形体を得ることができる。
[1]グラファイトを含有する発泡性スチレン系樹脂粒子であって、
前記グラファイトの含有量が前記発泡性スチレン系樹脂粒子100重量%において2.0〜8.0重量%であり、
前記グラファイトの平均粒径が2.5〜9μmであり、
前記発泡性スチレン系樹脂粒子をトルエンに分散させた溶液をレーザー回折散乱法により波長632.8nmのレーザー光を用いて測定した、前記グラファイトの単位溶液濃度あたりのレーザー散乱強度が5{%/(mg/ml)}/重量%以上である、発泡性スチレン系樹脂粒子。
[2]前記グラファイトの単位溶液濃度あたりの前記レーザー散乱強度が、6{%/(mg/ml)}/重量%以上である、[1]に記載の発泡性スチレン系樹脂粒子。
[3]前記グラファイトの単位溶液濃度あたりの前記レーザー散乱強度をX{%/(mg/ml)}/重量%とし、前記グラファイトの平均粒径をY(μm)とすると、X+Y>10である、[1]又は[2]に記載の発泡性スチレン系樹脂粒子。
[4]グラファイトを含有する発泡性スチレン系樹脂粒子であって、
前記グラファイトの含有量が前記発泡性スチレン系樹脂粒子100重量%において2.0〜8.0重量%であり、
前記グラファイトの平均粒径が2.5〜9μmであり、
前記発泡性スチレン系樹脂粒子をトルエンに分散させた溶液を光学顕微鏡で観察したときの1mm2に存在する、前記グラファイトの単位溶液濃度あたりの前記グラファイトの面積が55({mm2/mm2}/{g/g})以上である、発泡性スチレン系樹脂粒子。
[5]前記グラファイトの単位溶液濃度あたりの前記グラファイトの面積が、60({mm2/mm2}/{g/g})以上である、[4]に記載の発泡性スチレン系樹脂粒子。
[6]グラファイトを含有する発泡性スチレン系樹脂粒子であって、
前記グラファイトの含有量が前記発泡性スチレン系樹脂粒子100重量%において2.0〜8.0重量%であり、
前記グラファイトの平均粒径が2.5〜9μmであり、
更に前記発泡性スチレン系樹脂粒子を予備発泡し、発泡倍率40倍の発泡成形体とした際の、前記発泡成形体の表層の前記グラファイトの占有面積率を、前記グラファイトの含有量で除し、さらに100を乗じた値が100以上である、発泡性スチレン系樹脂粒子。
[7]前記発泡成形体の表層の前記グラファイトの占有面積率を、前記グラファイトの含有量で除し、さらに100を乗じた値が110以上である、[6]に記載の発泡性スチレン系樹脂粒子。
[8]前記グラファイトの含有量が、前記発泡性スチレン系樹脂粒子100重量%において3.0〜7.0重量%である、[1]〜[7]の何れか1つに記載の発泡性スチレン系樹脂粒子。
[9]前記グラファイトの平均粒径が、3〜6μmである、[1]〜[8]の何れか1つに記載の発泡性スチレン系樹脂粒子。
[10]発泡性スチレン系樹脂粒子を予備発泡し、発泡倍率50倍の発泡成形体とした際の、前記発泡成形体の平均セル径が70〜250μmである、[1]〜[9]の何れかに記載の発泡性スチレン系樹脂粒子。
[11]前記発泡性スチレン系樹脂粒子を発泡倍率50倍の発泡成形体にした時に、前記発泡成形体を50℃温度下で30日間静置し、さらに23℃の温度下にて24時間静置した後、JIS A9511:2006R準拠で測定した中心温度23℃での熱伝導率が、0.0310(W/mK)以下である、[1]〜[10]の何れか1つに記載の発泡性スチレン系樹脂粒子。
[12]前記発泡性スチレン系樹脂粒子を発泡倍率70倍の発泡成形体にした時に、前記発泡成形体を50℃温度下で30日間静置し、さらに23℃の温度下にて24時間静置した後、JIS A9511:2006R準拠で測定した中心温度23℃での熱伝導率が、0.0324(W/mK)以下である、[1]〜[11]の何れか1つに記載の発泡性スチレン系樹脂粒子。
[13][1]〜[12]の何れか1つに記載の発泡性スチレン系樹脂粒子を予備発泡したスチレン系樹脂の予備発泡粒子。
[14][13]に記載のスチレン系樹脂の予備発泡粒子を成形したスチレン系樹脂発泡成形体。
[15]グラファイトを含有するスチレン系樹脂発泡成形体であって、
前記グラファイトの含有量が前記スチレン系樹脂発泡成形体100重量%において2.0〜8.0重量%であり、
前記グラファイトの平均粒径が2.5〜9μmであり、
前記スチレン系樹脂発泡成形体をトルエンに分散させた溶液をレーザー回折散乱法により波長632.8nmのレーザー光を用いて測定した、前記グラファイトの単位溶液濃度あたりのレーザー散乱強度が5{%/(mg/ml)}/重量%以上である、スチレン系樹脂発泡成形体。
[16]発泡倍率が50倍(cm3/g)以上である、[14]又は[15]に記載のスチレン系樹脂発泡成形体。
[17]前記スチレン系樹脂発泡成形体の熱伝導率A(W/m・K)と発泡倍率C(cm3/g)とが次の式(1)を満たす、[14]〜[16]の何れか1つに記載のスチレン系樹脂発泡成形体。
(前記式(1)における熱伝導率Aは、前記スチレン系樹脂発泡成形体を50℃温度下で48時間静置し、さらに23℃温度下で24時間静置した後にJIS A9511:2006Rに準拠して測定した中心温度23℃での熱伝導率(W/m・K)である。)
[18]前記スチレン系樹脂発泡成形体の、熱伝導率B(W/m・K)と発泡倍率C(cm3/g)とが次の式(2)を満たす、[14]〜[17]の何れか1つに記載のスチレン系樹脂発泡成形体。
(前記式(2)における熱伝導率Bは、前記スチレン系樹脂発泡成形体を50℃温度下で30日間静置し、さらに23℃温度下で24時間静置した後にJIS A9511:2006Rに準拠して測定した中心温度23℃での熱伝導率(W/m・K)である。)
[19]前記スチレン系樹脂発泡成形体の平均セル径が70〜250μmである、[14]〜[18]の何れか1つに記載のスチレン系樹脂発泡成形体。
[20]グラファイトを含有する発泡性樹脂粒子の製造方法において、
グラファイト及び樹脂を二軸の攪拌機を備えた混練装置により荷重:3.5kgf/cm2以上、樹脂温度:Tg+50℃以上(ここで、Tgは、樹脂のガラス転移温度である)、混練時間:10分以上、で混練してマスターバッチを作製する攪拌工程、及び、
前記マスターバッチ及び新たな樹脂を含む混合物を押出機で溶融混練して押出する押出工程、を備え、
前記グラファイトの含有量が前記発泡性樹脂粒子100重量%において2.0〜8.0重量%であり、
前記グラファイトの平均粒径が2.5〜9μmである、発泡性樹脂粒子の製造方法。
[21]グラファイトを含有する発泡性樹脂粒子の製造方法において、次の式(3)を満たす、樹脂及び前記グラファイトを含むマスターバッチを使用する、発泡性樹脂粒子の製造方法。
(前記式(3)中、aは、前記マスターバッチ作製前において、前記樹脂と混練する前の前記グラファイトを溶媒に分散させた溶液をレーザー回析散乱法により波長632.8nmのレーザー光を用いて測定した、前記グラファイトの単位溶液濃度あたりのレーザー散乱強度[{%/(mg/ml)}/重量%]であり、
bは、前記マスターバッチ作製後において、前記マスターバッチを溶媒に分散させた溶液をレーザー回析散乱法により、波長632.8nmのレーザー光を用いて測定した前記グラファイトの単位溶液濃度あたりの前記レーザー散乱強度[{%/(mg/ml)}/重量%]である。)
[22]前記樹脂及び前記グラファイトを二軸の攪拌機を備えた混練装置により混練して前記マスターバッチを作製する攪拌工程、及び、
前記マスターバッチと新たな樹脂とを含む混合物を押出機で溶融混練して押出する押出工程、を備える、[21]に記載の発泡性樹脂粒子の製造方法。
[23]前記発泡性樹脂粒子が、前記発泡性樹脂粒子を溶媒に分散させた溶液をレーザー回析散乱法により波長632.8nmのレーザー光を用いて測定した、前記グラファイトの単位溶液濃度あたりのレーザー散乱強度が5{%/(mg/ml)}/重量%以上である、[20]〜[22]の何れか1つに記載の発泡性樹脂粒子の製造方法。
[24]前記発泡性樹脂粒子が、前記発泡性樹脂粒子を溶媒に分散させた溶液を光学顕微鏡で観察したときの1mm2に存在する前記グラファイトの単位溶液濃度あたりの前記グラファイトの面積が55({mm2/mm2}/{g/g})以上である、[20]〜[22]の何れか1つに記載の発泡性樹脂粒子の製造方法。
[25]前記発泡性樹脂粒子を予備発泡し、発泡倍率40倍の発泡成形体とした際の、前記発泡成形体の表層の前記グラファイトの占有面積率を前記グラファイトの含有量で除し、さらに100を乗じた値が100以上である、[20]〜[22]の何れか1つに記載の発泡性樹脂粒子の製造方法。
[26]前記押出工程が、作製したマスターバッチと新たな樹脂と発泡剤とを押出機で溶融混練して小孔から押出する工程であり、前記押出工程により押出した樹脂を切断すると共に、冷却固化して発泡性樹脂粒子を作製する工程をさらに備える、[20]又は[22]に記載の発泡性樹脂粒子の製造方法。
[27]前記押出工程が作製したマスターバッチと新たな樹脂とを押出機で溶融混練して小孔から押出する工程であり、該押出工程により押出した樹脂を切断して樹脂粒子を得る工程と、該樹脂粒子を水中に懸濁させると共に発泡剤を含有させて発泡性樹脂粒子を得る工程とをさらに備える、[20]又は[22]に記載の発泡性樹脂粒子の製造方法。
[28]前記発泡性樹脂粒子が、発泡性スチレン系樹脂粒子である、[20]〜[27]の何れか1つに記載の発泡性樹脂粒子の製造方法。
[29]前記攪拌工程の混練条件が、荷重3.5kgf/cm2以上、樹脂温度160℃以上、混練時間10分以上である、[20]又は[22]に記載の発泡性樹脂粒子の製造方法。
[30][20]〜[29]の何れか1つに記載の発泡性樹脂粒子の製造方法によって作製した発泡性樹脂粒子を予備発泡させて予備発泡樹脂粒子を作製する工程を備える、予備発泡樹脂粒子の製造方法。
[31][30]に記載の予備発泡樹脂粒子の製造方法によって作製した予備発泡樹脂粒子を成形する工程を備える、発泡成形体の製造方法。
一般的に熱伝導率の測定平均温度が大きい方が熱伝導率の値は大きくなることが知られており、断熱性を比較するためには測定平均温度を定める必要がある。本明細書では発泡プラスチック保温材の規格であるJIS A9511:2006Rで定められた23℃を基準に採用している。
長期間後において発泡剤が空気に置き換わった場合の熱伝導率Bを評価するためにスチレン系樹脂発泡成形体から熱伝導率測定サンプルを切り出し、サンプルを50℃温度下で30日間静置し、さらに23℃の温度下にて24時間静置した後、熱伝導率Bを測定した。
発泡性スチレン系樹脂粒子、もしくはスチレン系樹脂の予備発泡粒子を約10mg採取し、又はスチレン系樹脂発泡成形体約10mgの試験片を切り出し、サンプルとした。このサンプルを、熱分析システム:EXSTAR6000を備えた熱重量測定装置(エスアイアイ・ナノテクノロジー(株)製、TG/DTA 220U)を用いて、下記I〜IIIを連続で実施し、IIIにおける重量減少量をグラファイト重量とし、試験片重量に対するパーセントで表した。
I. 200mL/分の窒素気流下で40℃から600℃まで20℃/分で昇温した後600℃で10分保持、
II. 200mL/分の窒素気流下で600℃から400℃まで10℃/分で降温した後400℃で5分保持、
III.200mL/分の空気気流下で400℃から800℃まで20℃/分で昇温した後800℃で15分保持。
(1)試料溶液調整条件
(a)測定対象が、発泡性スチレン系樹脂粒子、予備発泡粒子、又は発泡成形体の場合
試料500mgを0.1%(w/w)スパン80トルエン溶液20mLに溶解・分散させる。
グラファイト20mg及びスチレン系樹脂(A)480mgを0.1%(w/w)スパン80トルエン溶液20mLに溶解・分散させる。
グラファイトマスターバッチ40mgを0.1%(w/w)スパン80トルエン溶液20mLに溶解・分散させる。
使用装置 :アズワン株式会社製 超音波洗浄器 型番USM
発振周波数:42kHz
照射時間 :10分
温度 :室温
(3)粒径測定条件
測定装置 :マルバーン社製 レーザー回折式粒度分布測定装置 マスターサイザー3000
光源 :632.8nm赤色He−Neレーザー及び470nm青色LED
分散ユニット:湿式分散ユニット Hydro MV
以下の設定で分析を実施し、ISO13320:2009,JIS Z8825−1に準拠したMie理論に基づくレーザー回折・散乱法による測定・解析により、体積分布を求め、サンプル中のグラファイトのD50粒径を算出した。
グラファイト屈折率 :2.42
グラファイト吸収率 :1.0
分散媒体 :0.1%(w/w)スパン80トルエン溶液
分散媒体の屈折率 :1.49
分散ユニット中の攪拌数:2500rpm
解析モデル :汎用、単一モードを維持
測定温度 :室温
(4)測定手順
0.1%(w/w)スパン80トルエン溶液120mLを分散ユニットに注入し、2500rpmで攪拌し、安定化させた。測定セルに試料溶液サンプルが存在せず、分散媒体のみの状態で632.8nm赤色He−Neレーザー光を照射した際の中央検出器で測定された光の強度を透過光の強度Lbとした。次いで、超音波処理した試料溶液を2mL採取し、分散ユニットに追加した。試料溶液を追加して1分後の632.8nm赤色He−Neレーザー光を照射した際の中央検出器で測定された光の強度を透過光の強度Lsとした。また、同時に粒径(D50)を測定した。得られたLs及びLbより、以下の式で試料溶液のレーザー散乱強度Obを算出した。
中央検出器はレーザー光の出力に対して対向した正面に位置する検出部であり、ここで検出される光が散乱に使用されなかった透過光の尺度である。レーザー散乱強度とは、解析装置のレーザーが試料で散乱された際に失われるレーザー光の量の尺度である。
以下の式にて、発泡性スチレン系樹脂粒子、予備発泡粒子、又は発泡成形体単位溶液濃度あたりのレーザー散乱強度を算出した。
単位溶液濃度あたりのレーザー散乱強度とは、測定したレーザー散乱強度をトルエン中のサンプル濃度で割った値である。この測定装置は溶液で測定する必要のある装置であるため、トルエン溶液中のサンプル濃度を一定とし、一定のサンプル量における測定値を得ている。
以下の式にて、発泡性スチレン系樹脂粒子中に含有されるグラファイト単位溶液濃度あたりのレーザー散乱強度を算出した。
同じ重量のグラファイトであっても発泡性スチレン系樹脂粒子に含有されるグラファイトの状態、即ち分散されている濃度を調節することによって断熱性を向上できることが本発明の一実施形態の本質である。前記グラファイト単位溶液濃度あたりのレーザー散乱強度を用いることによって本発明の一実施形態を表現することができる。
以下の式にて、予備発泡粒子中に含有されるグラファイト単位溶液濃度あたりのレーザー散乱強度を算出した。
(8)発泡成形体中のグラファイト単位溶液濃度あたりのレーザー散乱強度の算出
以下の式にて、発泡成形体中に含有されるグラファイト単位溶液濃度あたりのレーザー散乱強度を算出した。
(9)混練前のグラファイトとスチレン系樹脂との混合物の単位溶液濃度あたりのレーザー散乱強度の算出
以下の式にて、混練前のグラファイトとスチレン系樹脂との混合物の単位溶液濃度あたりのレーザー散乱強度を算出した。
(10)混練前のグラファイト単位溶液濃度あたりのレーザー散乱強度
以下の式にて、混練前のグラファイト、即ち原材料グラファイト単位溶液濃度あたりのレーザー散乱強度を算出した。
(11)グラファイトマスターバッチ単位溶液濃度あたりのレーザー散乱強度の算出
以下の式にて、グラファイトマスターバッチ単位溶液濃度あたりのレーザー散乱強度を算出した。
(12)グラファイトマスターバッチ中のグラファイト単位溶液濃度あたりのレーザー散乱強度の算出
以下の式にて、グラファイトマスターバッチ中のグラファイト単位溶液濃度あたりのレーザー散乱強度を算出した。
(単位溶液濃度あたりのグラファイト面積の測定)
(1)試料溶液調整条件
発泡性スチレン系樹脂粒子、予備発泡粒子、又は発泡成形体の試料0.03gを1.0%(w/w)スパン80トルエン溶液10gに溶解・分散させる。ここで分散とは、樹脂が溶解して、グラファイトが分散している状態のことをいう。
使用装置 :アズワン株式会社製 超音波洗浄器 型番USM
発振周波数:42kHz
照射時間 :10分
温度 :室温
(3)観察装置条件
装置;キーエンス社製 DIGITAL MICROSCOPE VHX−5000
使用レンズ;VH−Z100R、絞りリング全開
照明;リング照明ベースユニットOP−72400及び可変照明アタッチメントOP−72404を接続し、側射照明を採用。
観察倍率;300倍
(4)測定手順
カバーグラス(18×18mm)の上に外径9mm、内径6mm、厚さ10μmのステンレススペーサーを置く。そしてステンレススペーサーの中心部に超音波処理した試料溶液を2滴以上滴下する。(試料溶液の液滴がステンレススペーサー全体を覆うまで滴下する。概ね2滴程度。ステンレススペーサーの内側に溶液が表面張力によってとどまると正しい値を測定できないため。)次いで、もう一枚のカバーグラス(18×18mm)をステンレススペーサーの上に設置する。(この際、ステンレススペーサーの内側に空気が入らないようにする。)300gのおもりでカバーガラスの上から荷重を30秒間かける。(カバーグラスの上下面はあふれるトルエン溶液を回収できる紙製ウエス(商品名:キムワイプ)を設置しておく方がよい。)おもりを除去した後にデジタルマイクロスコープでステンレススペーサーの内側を観察する。前記操作及び観察は手順2の超音波照射終了後、10分以内に実施する。
ハイダイナミックレンジ(HDR)観察により、前記トルエン溶液を撮影する。
同装置アプリケーション内の面積計測ソフトを使用し、得られた画像を明度指定レンジ0−130の範囲にてヒストグラム抽出を行い、得られた画像の白黒2値化処理を行う。
前記の観察・画像処理方法を用いて得た画像の黒色部分の総面積(mm2)を算出する。尚、ステンレススペーサーの内側の任意の7箇所を観察・画像処理を行う。
サンプルのグラファイト量(g)=サンプル量g×各サンプルのグラファイト含有率(%)/100
溶液のグラファイト濃度(g/g)=サンプルのグラファイト量(g)/トルエン10g
1mm2に存在する単位溶液濃度あたりのグラファイト面積({mm2/mm2}/{g/g})=1mm2あたりの黒色部分の総面積(mm2/mm2)/溶液のグラファイ
ト濃度(g/g)
7箇所の平均値を1mm2に存在する単位溶液濃度あたりのグラファイト面積({mm2/mm2}/{g/g})と定義する。
発泡倍率40倍の発泡成形体表層のグラファイト占有面積率については、以下の手順で測定・解析した。
装置;キーエンス社製 DIGITAL MICROSCOPE VHX−5000
使用レンズ;VH−Z100R、絞りリング全開
照明;リング照明ベースユニットOP−72400及び可変照明アタッチメントOP−72404を接続し、側射照明を採用。
観察倍率;300倍
撮影サイズ;1600×1200
(2)画像撮影方法
下記条件調整を行い、ハイダイナミックレンジ(HDR)観察により、成形体表面を撮影する。
明るさ;100
テクスチャ強調;50
コントラスト;0
色彩調整;0
(3)画像処理方法
同装置アプリケーション内の面積計測ソフトを使用し、得られた画像を明度指定レンジ0−100の範囲にてヒストグラム抽出を行い、穴埋め処理を行い、得られた成形体表面の画像の白黒2値化処理を行う。
前記の観察・画像処理方法を用いて得た画像の黒色部分の面積率を算出する。尚、成形体表面の任意の7箇所を観察・画像処理を行い、7箇所の観察部位における黒色部分の面積率の平均値を発泡倍率40倍の発泡成形体表層のグラファイト占有面積率(%)と定義する。
前記のグラファイト占有面積率及びグラファイト含有量より、グラファイト占有面積率をグラファイト含有量で除した値を以下の式で算出した。
グラファイト占有面積率をグラファイト含有量で除した値(−)=グラファイト占有面積率(%)/グラファイト含有量(重量%)×100
(臭素含有量の測定)
臭素の含有量は、酸素フラスコ燃焼法を行った後、イオンクロマト法(以下、IC法と称する)により、臭素の定量分析を行って求めた。
導火部を有する濾紙の中央に、試料(スチレン系樹脂発泡成形体5mg)を置き、導火部を固定したまま濾紙を縦方向に三つ折りした。その後、濾紙を横方向に三つ折りにし、試料を包含した濾紙を、500mlの燃焼フラスコの共栓部(ガラス栓)に取り付けた白金バスケットに入れた。他方、燃焼フラスコの三角フラスコには、25mlの吸収液(飽水ヒドラジン1滴を滴下した超純水)を入れ、さらに酸素を満たしておいた。
酸素フラスコ燃焼法により得られた吸収液に対して、IC法により臭素イオン量を測定した。
カラム :IonPac AG18、AS18(4mmφ×250mm)
溶離液 :KOHグラジエント(溶離液ジェネレータ使用)
容離液流量:1.0ml/分
試料注入量:50μl
検出器 :電気伝導度検出器
試料中の臭素濃度は、下式を用いて算出した。
(発泡倍率の測定及び発泡性能、成形性能の評価)
スチレン系樹脂発泡成形体から、熱伝導率の測定の場合と同様に、長さ300mm×幅300mm×厚さ25mmのサンプルを切り出した。サンプルの重量(g)を測定すると共に、ノギスを用いて、縦寸法、横寸法、厚さ寸法を測定した。測定された各寸法からサンプルの体積(cm3)を計算し、下記計算式に従って発泡倍率を算出した。
なお、前述したように、スチレン系樹脂発泡成形体の発泡倍率「倍」は慣習的に「cm3/g」でも表されている。
作製された発泡成形体に対して、60℃温度下にて48時間静置し、さらに23℃温度下にて24時間静置した後、JIS K7201に準じて、酸素指数を測定した。
発泡倍率50倍のスチレン系樹脂発泡成形体をカミソリで切削し、光学顕微鏡で断面を観察した。断面の1000μm×1000μm四方の範囲内に存在するセル数を計測し、下記式(面積平均径)で測定した値を平均セル径とした。各サンプル5個の平均セル径を測定し、その平均を水準の平均セル径とした。
平均セル径(μm)=2×[1000μm×1000μm/(セル数×π)]1/2。
(スチレン系樹脂)
(A)スチレンホモポリマー[PSジャパン(株)製、680]
(グラファイト)
(B1)グラファイト[(株)丸豊鋳材製作所製、鱗片状黒鉛SGP−40B]
グラファイト単位溶液濃度あたりのレーザー散乱強度:4.0{%/(mg/ml)}/重量%
(B2)グラファイト[(株)中越黒鉛工業所製、鱗状黒鉛BF−3AK]
グラファイト単位溶液濃度あたりのレーザー散乱強度:5.6{%/(mg/ml)}/重量%
(B3)グラファイト[(株)中越黒鉛工業所製、鱗状黒鉛BF−1AT]
グラファイト単位溶液濃度あたりのレーザー散乱強度:9.1{%/(mg/ml)}/重量%
(B4)グラファイト[(株)中越黒鉛工業所製、鱗状黒鉛BF−10AK]
グラファイト単位溶液濃度あたりのレーザー散乱強度:3.2{%/(mg/ml)}/重量%
(B5)グラファイト[日本黒鉛工業(株)製、鱗片状黒鉛UCP]
グラファイト単位溶液濃度あたりのレーザー散乱強度:3.6{%/(mg/ml)}/重量%
(臭素系難燃剤)
(C1)2,2−ビス[4−(2,3−ジブロモ−2−メチルプロポキシ)−3,5−ジブロモフェニル]プロパン[第一工業製薬(株)製、SR−130、臭素含有量=66重量%]
(C2)臭素化(スチレン-ブタジエン共重合体)[ケムチュラ社製、EMERALD INNOVATION 3000、臭素含有量=65重量%]
(熱安定剤)
(D1)テトラキス(2,2,6,6−テトラメチルピペリジルオキシカルボニル)ブタン[(株)ADEKA製 LA−57]
(D2)ビス(2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト[(株)ADEKA製 PEP−36]
(D3)3,9−ビス(2,4−ジ−tert−ブチルフェノキシ)−2,4,8,10−テトラオキサ−3,9−ジホスファスピロ[5.5]ウンデカン[ADDIVANT社製 Ultranox626]
(D4)ペンタエリトリトールテトラキス[3−(3’,5’−ジ−tert−ブチル−4’−ヒドロキシフェニル)プロピオネート][ADDIVANT社製 ANOX20]
(D5)クレゾールノボラック型エポキシ樹脂[ハンツマンジャパン(株)製、ECN−1280,エポキシ当量212〜233g/eq.]
(ラジカル発生剤)
(E)ポリ−1,4−ジイソプロピルベンゼン[UNITED INITIATORS製、CCPIB]
(発泡剤)
(F1)ノルマルペンタン[和光純薬工業(株)製、試薬品]
(F2)イソペンタン[和光純薬工業(株)製、試薬品]
(その他添加剤)
(G)エチレンビスステアリン酸アミド[日油(株)製、アルフローH−50S]
(グラファイトマスターバッチ)
(I1)バンバリーミキサーに、スチレンホモポリマー(A)49重量%、グラファイト(B1)50重量%、エチレンビスステアリン酸アミド(G)1重量%の全重量(A+B1+G)が100重量%となる様に原料投入して、5kgf/cm2の荷重をかけた状態で加温冷却を行わずに20分間溶融混練した。この際、樹脂温度を測定したところ180℃であった。ルーダーに供給して先端に取り付けられた小穴を有するダイスを通して吐出250kg/hrで押出されたストランド状の樹脂を30℃の水槽で冷却固化させた後、切断してマスターバッチを得た。マスターバッチ中のグラファイト含有量は50重量%であった。得られたマスターバッチ中のグラファイト単位溶液濃度あたりのレーザー散乱強度はb=6.1{%/(mg/ml)}/重量%であった。なお、混練前のグラファイトSGP40Bのレーザー散乱強度はa=4.0{%/(mg/ml)}/重量%であった。このことから、b=1.53aであった。
(臭素系難燃剤と熱安定剤との混合物のマスターバッチ)
(J1)二軸押出機に、スチレンホモポリマー(A)を供給して溶融混練した後、押出機途中より臭素系難燃剤(C1)、安定剤(D1)及び(D2)の混合物を供給して、さらに溶融混練した。ただし、各材料の重量比率は、(A):(C1):(D1):(D2)=70:28.5:0.6:0.9、(A)+(C1)+(D1)+(D2)=100重量%とした。押出機先端に取り付けられた小穴を有するダイスを通して、吐出300kg/hrで押出されたストランド状の樹脂を20℃の水槽で冷却固化させた後、切断して臭素系難燃剤と熱安定剤との混合物のマスターバッチを得た。このとき押出機の設定温度は170℃で実施した。マスターバッチ中の臭素含有量は18.8重量%であった。
[発泡性スチレン系樹脂粒子の作製]
スチレン系樹脂(A)、臭素系難燃剤と熱安定剤の混合物のマスターバッチ(J1)、及びバンバリーミキサーを用いて前述のごとく作製したグラファイトマスターバッチ(I1)を、それぞれブレンダーに投入して、10分間ブレンドし、樹脂混合物を得た。各材料の重量比は、(A):(J1):(I1)=83.65:8.35:8.00、(A)+(J1)+(I1)=100重量%であった。
発泡性スチレン系樹脂粒子を作製し、15℃で保管してから2週間後に発泡性スチレン系樹脂粒子を予備発泡機[大開工業株式会社製、BHP−300]に投入し、0.08MPaの水蒸気を予備発泡機に導入して発泡させ、発泡倍率において発泡倍率40倍の予備発泡粒子を得た。
得られた発泡倍率40倍、50倍、及び70倍の予備発泡粒子を、発泡スチロール用成形機[ダイセン工業(株)製、KR−57]に取り付けた型内成形用金型(長さ450mm×幅310mm×厚み25mm)内に充填して、0.06MPaの水蒸気を導入して型内発泡させた後、金型に水を3秒間噴霧して冷却した。スチレン系樹脂発泡成形体が金型を押す圧力が0.015MPa(ゲージ圧力)なるまでスチレン系樹脂発泡成形体を金型内に保持した後に、スチレン系樹脂発泡成形体取り出して、直方体状のスチレン系樹脂発泡成形体を得た。発泡倍率は40倍、50倍、及び70倍であった。
[発泡性スチレン系樹脂粒子の作製]において、スチレン系樹脂(A)85.25重量%、臭素系難燃剤と熱安定剤の混合物のマスターバッチ(J1)8.35重量%、グラファイトマスターバッチ(I1)6.40重量%に変更した以外は実施例1と同様の処理(製造方法(a))によりスチレン系樹脂発泡成形体を作製した。
[発泡性スチレン系樹脂粒子の作製]において、スチレン系樹脂(A)79.65重量%、臭素系難燃剤と熱安定剤の混合物のマスターバッチ(J1)8.35重量%、グラファイトマスターバッチ(I1)12.0重量%に変更した以外は実施例1と同様の処理(製造方法(a))によりスチレン系樹脂発泡成形体を作製した。
[発泡性スチレン系樹脂粒子の作製]において、スチレン系樹脂(A)86.65重量%、臭素系難燃剤と熱安定剤の混合物のマスターバッチ(J1)8.35重量%、グラファイトマスターバッチ(I1)5.0重量%に変更した以外は実施例1と同様の処理(製造方法(a))によりスチレン系樹脂発泡成形体を作製した。
[発泡性スチレン系樹脂粒子の作製]において、スチレン系樹脂(A)75.65重量%、臭素系難燃剤と熱安定剤の混合物のマスターバッチ(J1)8.35重量%、グラファイトマスターバッチ(I1)16.0重量%に変更した以外は実施例1と同様の処理(製造方法(a))によりスチレン系樹脂発泡成形体を作製した。
[発泡性スチレン系樹脂粒子の作製]において使用したグラファイトマスターバッチをグラファイトマスターバッチ(I2)に変更した以外は実施例1と同様の処理(製造方法(a))によりスチレン系樹脂発泡成形体を作製した。
[発泡性スチレン系樹脂粒子の作製]において使用したグラファイトマスターバッチをグラファイトマスターバッチ(I4)に変更した以外は実施例1と同様の処理(製造方法(a))によりスチレン系樹脂発泡成形体を作製した。
[発泡性スチレン系樹脂粒子の作製]において使用したグラファイトマスターバッチをグラファイトマスターバッチ(I6)に変更した以外は実施例1と同様の処理(製造方法(a))によりスチレン系樹脂発泡成形体を作製した。
[発泡性スチレン系樹脂粒子の作製]において使用したグラファイトマスターバッチをグラファイトマスターバッチ(I7)に変更した以外は実施例1と同様の処理(製造方法(a))によりスチレン系樹脂発泡成形体を作製した。
[発泡性スチレン系樹脂粒子の作製]において使用したグラファイトマスターバッチをグラファイトマスターバッチ(I8)に変更した以外は実施例1と同様の処理(製造方法(a))によりスチレン系樹脂発泡成形体を作製した。
[発泡性スチレン系樹脂粒子の作製]において使用したグラファイトマスターバッチをグラファイトマスターバッチ(I9)に変更した以外は実施例1と同様の処理(製造方法(a))によりスチレン系樹脂発泡成形体を作製した。
[発泡性スチレン系樹脂粒子の作製]において、スチレン系樹脂(A)88.28重量%、臭素系難燃剤と熱安定剤の混合物のマスターバッチ(J1)3.72重量%、グラファイトマスターバッチ(I1)8.0重量%に変更した以外は実施例1と同様の処理(製造方法(a))によりスチレン系樹脂発泡成形体を作製した。
[スチレン系樹脂粒子の作製]
スチレン系樹脂(A)、臭素系難燃剤と熱安定剤の混合物のマスターバッチ(J1)グラファイトマスターバッチ(I1)を、それぞれブレンダーに投入して、10分間ブレンドし、樹脂混合物を得た。各材料の重量比は、(A):(J1):(I1)=83.65:8.35:8.00、(A)+(J1)+(I1)=100重量%であった。
容積6Lの攪拌装置付きオートクレーブ内に、得られたスチレン系樹脂粒子100重量部に対して、脱イオン水200重量部、リン酸三カルシウム1重量部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.03重量部、塩化ナトリウム4重量部を投入し、オートクレーブを密閉した。その後、1時間で105℃まで加温した後、発泡剤として混合ペンタン[ノルマルペンタン(F1)80重量%とイソペンタン(F2)20重量%の混合物]8重量部を25分間かけてオートクレーブ内に添加した後、115℃まで10分かけて昇温し、そのまま4時間保持した。
[発泡性スチレン系樹脂粒子の作製]において、スチレン系樹脂(A)、臭素系難燃剤と熱安定剤の混合物のマスターバッチ(J2)、グラファイトマスターバッチ(I1)、及びラジカル発生剤(E)を、それぞれブレンダーに投入して、10分間ブレンドし、樹脂混合物を得た。各材料の重量比は、(A):(J2):(I1):(E)=87.05:4.75:8.00:0.20、(A)+(J2)+(I1)+(E)=100重量%であった。配合組成を前記のように変更した以外は実施例1と同様の処理(製造方法(a))によりスチレン系樹脂発泡成形体を作製した。
[発泡性スチレン系樹脂粒子の作製]において、スチレン系樹脂(A)87.65重量%、臭素系難燃剤と熱安定剤の混合物のマスターバッチ(J1)8.35重量%、グラファイトマスターバッチ(I1)4.0重量%に変更した以外は実施例1と同様の処理(製造方法(a))によりスチレン系樹脂発泡成形体を作製した。
[発泡性スチレン系樹脂粒子の作製]において、スチレン系樹脂(A)73.65重量%、臭素系難燃剤と熱安定剤の混合物のマスターバッチ(J1)8.35重量%、グラファイトマスターバッチ(I1)18.0重量%に変更した以外は実施例1と同様の処理(製造方法(a))によりスチレン系樹脂発泡成形体を作製した。
[発泡性スチレン系樹脂粒子の作製]において使用したグラファイトマスターバッチをグラファイトマスターバッチ(I3)に変更した以外は実施例1と同様の処理(製造方法(a))によりスチレン系樹脂発泡成形体を作製した。
[発泡性スチレン系樹脂粒子の作製]において使用したグラファイトマスターバッチをグラファイトマスターバッチ(I5)に変更した以外は実施例1と同様の処理(製造方法(a))によりスチレン系樹脂発泡成形体を作製した。
この比較例5では、[発泡性スチレン系樹脂粒子の作製]において、グラファイトマスターバッチを使用せず、粉末のグラファイト(グラファイト(B1))を使用する。即ち、スチレン系樹脂(A)、臭素系難燃剤と熱安定剤の混合物のマスターバッチ(J1)、及びグラファイト(B1)を、それぞれブレンダーに投入して、10分間ブレンドし、樹脂混合物を得た。各材料の重量比は、(A):(J1):(B1)=87.65:8.35:4.00、(A)+(J1)+(B1)=100重量%であった。
[発泡性スチレン系樹脂粒子の作製]において使用したグラファイトをグラファイト(B3)に変更した以外は比較例5と同様の処理(製造方法(b))によりスチレン系樹脂発泡成形体を作製した。
[発泡性スチレン系樹脂粒子の作製]において使用したグラファイトをグラファイト(B4)に変更した以外は比較例5と同様の処理(製造方法(b))によりスチレン系樹脂発泡成形体を作製した。
口径40mmの押出機のスクリュー回転数を150rpmから300rpmへ変更した以外は、比較例5と同様の処理(製造方法(b))によりスチレン系樹脂発泡成形体を作製した。
Claims (31)
- グラファイトを含有する発泡性スチレン系樹脂粒子であって、
前記グラファイトの含有量が前記発泡性スチレン系樹脂粒子100重量%において2.0〜8.0重量%であり、
前記グラファイトの平均粒径が2.5〜9μmであり、
前記発泡性スチレン系樹脂粒子をトルエンに分散させた溶液をレーザー回折散乱法により波長632.8nmのレーザー光を用いて測定した、前記グラファイトの単位溶液濃度あたりのレーザー散乱強度が5{%/(mg/ml)}/重量%以上である、発泡性スチレン系樹脂粒子。 - 前記グラファイトの単位溶液濃度あたりの前記レーザー散乱強度が、6{%/(mg/ml)}/重量%以上である、請求項1に記載の発泡性スチレン系樹脂粒子。
- 前記グラファイトの単位溶液濃度あたりの前記レーザー散乱強度をX{%/(mg/ml)}/重量%とし、前記グラファイトの平均粒径をY(μm)とすると、X+Y>10である、請求項1又は2に記載の発泡性スチレン系樹脂粒子。
- グラファイトを含有する発泡性スチレン系樹脂粒子であって、
前記グラファイトの含有量が前記発泡性スチレン系樹脂粒子100重量%において2.0〜8.0重量%であり、
前記グラファイトの平均粒径が2.5〜9μmであり、
前記発泡性スチレン系樹脂粒子をトルエンに分散させた溶液を光学顕微鏡で観察したときの1mm2に存在する、前記グラファイトの単位溶液濃度あたりの前記グラファイトの面積が55({mm2/mm2}/{g/g})以上であり、
ここで、前記面積は、画像の黒色部分の総面積(mm 2 )を前記画像全体の面積(mm 2 )で除して得られる商(mm 2 /mm 2 )を、さらに前記溶液のグラファイト濃度(g/g)で除して得られる値であり、
前記画像は、前記溶液を前記光学顕微鏡で観察して得られる画像を明度指定レンジ0〜130の範囲にてヒストグラム抽出を行い、さらに白黒2値化処理して得られる画像である、発泡性スチレン系樹脂粒子。 - 前記グラファイトの単位溶液濃度あたりの前記グラファイトの面積が、60({mm2/mm2}/{g/g})以上である、請求項4に記載の発泡性スチレン系樹脂粒子。
- グラファイトを含有する発泡性スチレン系樹脂粒子であって、
前記グラファイトの含有量が前記発泡性スチレン系樹脂粒子100重量%において2.0〜8.0重量%であり、
前記グラファイトの平均粒径が2.5〜9μmであり、
更に前記発泡性スチレン系樹脂粒子を予備発泡し、発泡倍率40倍の発泡成形体とした際の、前記発泡成形体の表層の前記グラファイトの占有面積率を、前記グラファイトの含有量で除し、さらに100を乗じた値が100以上であり、
前記占有面積率は、前記発泡成形体の表層の画像の黒色部分の面積率であり、
前記画像は、前記発泡成形体の表層を光学顕微鏡で撮影して得られる画像を明度指定レンジ0〜100の範囲にてヒストグラム抽出を行い、穴埋め処理を行い、さらに白黒2値化処理して得られる画像である、発泡性スチレン系樹脂粒子。 - 前記発泡成形体の表層の前記グラファイトの占有面積率を、前記グラファイトの含有量で除し、さらに100を乗じた値が110以上である、請求項6に記載の発泡性スチレン系樹脂粒子。
- 前記グラファイトの含有量が、前記発泡性スチレン系樹脂粒子100重量%において3.0〜7.0重量%である、請求項1〜7の何れか1項に記載の発泡性スチレン系樹脂粒子。
- 前記グラファイトの平均粒径が、3〜6μmである、請求項1〜8の何れか1項に記載の発泡性スチレン系樹脂粒子。
- 発泡性スチレン系樹脂粒子を予備発泡し、発泡倍率50倍の発泡成形体とした際の、前記発泡成形体の平均セル径が70〜250μmである、請求項1〜9の何れか1項に記載の発泡性スチレン系樹脂粒子。
- 前記発泡性スチレン系樹脂粒子を発泡倍率50倍の発泡成形体にした時に、前記発泡成形体を50℃温度下で30日間静置し、さらに23℃の温度下にて24時間静置した後、JIS A9511:2006R準拠で測定した中心温度23℃での熱伝導率が、0.0310(W/mK)以下である、請求項1〜10の何れか1項に記載の発泡性スチレン系樹脂粒子。
- 前記発泡性スチレン系樹脂粒子を発泡倍率70倍の発泡成形体にした時に、前記発泡成形体を50℃温度下で30日間静置し、さらに23℃の温度下にて24時間静置した後、JIS A9511:2006R準拠で測定した中心温度23℃での熱伝導率が、0.0324(W/mK)以下である、請求項1〜11の何れか1項に記載の発泡性スチレン系樹脂粒子。
- 請求項1〜12の何れか1項に記載の発泡性スチレン系樹脂粒子を予備発泡したスチレン系樹脂の予備発泡粒子。
- 請求項13に記載のスチレン系樹脂の予備発泡粒子を成形したスチレン系樹脂発泡成形体。
- グラファイトを含有するスチレン系樹脂発泡成形体であって、
前記グラファイトの含有量が前記スチレン系樹脂発泡成形体100重量%において2.0〜8.0重量%であり、
前記グラファイトの平均粒径が2.5〜9μmであり、
前記スチレン系樹脂発泡成形体をトルエンに分散させた溶液をレーザー回折散乱法により波長632.8nmのレーザー光を用いて測定した、前記グラファイトの単位溶液濃度あたりのレーザー散乱強度が5{%/(mg/ml)}/重量%以上である、スチレン系樹脂発泡成形体。 - 発泡倍率が50倍(cm3/g)以上である、請求項14又は15に記載のスチレン系樹脂発泡成形体。
- 前記スチレン系樹脂発泡成形体の熱伝導率A(W/m・K)と発泡倍率C(cm3/g)とが次の式(1)を満たす、請求項14〜16の何れか1項に記載のスチレン系樹脂発泡成形体。
式(1):A≦0.0268+0.000045×C
(前記式(1)における熱伝導率Aは、前記スチレン系樹脂発泡成形体を50℃温度下で48時間静置し、さらに23℃温度下で24時間静置した後にJIS A9511:2006Rに準拠して測定した中心温度23℃での熱伝導率(W/m・K)である。) - 前記スチレン系樹脂発泡成形体の、熱伝導率B(W/m・K)と発泡倍率C(cm3/g)とが次の式(2)を満たす、請求項14〜17の何れか1項に記載のスチレン系樹脂発泡成形体。
式(2):B≦0.0279+0.000065×C
(前記式(2)における熱伝導率Bは、前記スチレン系樹脂発泡成形体を50℃温度下で30日間静置し、さらに23℃温度下で24時間静置した後にJIS A9511:2006Rに準拠して測定した中心温度23℃での熱伝導率(W/m・K)である。) - 前記スチレン系樹脂発泡成形体の平均セル径が70〜250μmである、請求項14〜18の何れか1項に記載のスチレン系樹脂発泡成形体。
- グラファイトを含有する発泡性樹脂粒子の製造方法において、
グラファイト及び樹脂を二軸の攪拌機を備えた混練装置により荷重:3.5kgf/cm2以上、樹脂温度:Tg+50℃以上(ここで、Tgは、樹脂のガラス転移温度である)、混練時間:10分以上、で混練してマスターバッチを作製する攪拌工程、及び、
前記マスターバッチ及び新たな樹脂を含む混合物を押出機で溶融混練して押出する押出工程、を備え、
前記グラファイトの含有量が前記発泡性樹脂粒子100重量%において2.0〜8.0重量%であり、
前記グラファイトの平均粒径が2.5〜9μmである、発泡性樹脂粒子の製造方法。 - グラファイトを含有する発泡性樹脂粒子の製造方法において、次の式(3)を満たす、樹脂及び前記グラファイトを含むマスターバッチを使用する、発泡性樹脂粒子の製造方法。
式(3):b>1.4a
(前記式(3)中、aは、前記マスターバッチ作製前において、前記樹脂と混練する前の前記グラファイトを溶媒に分散させた溶液をレーザー回析散乱法により波長632.8nmのレーザー光を用いて測定した、前記グラファイトの単位溶液濃度あたりのレーザー散乱強度[{%/(mg/ml)}/重量%]であり、
bは、前記マスターバッチ作製後において、前記マスターバッチを溶媒に分散させた溶液をレーザー回析散乱法により、波長632.8nmのレーザー光を用いて測定した前記グラファイトの単位溶液濃度あたりの前記レーザー散乱強度[{%/(mg/ml)}/重量%]である。) - 前記樹脂及び前記グラファイトを二軸の攪拌機を備えた混練装置により混練して前記マスターバッチを作製する攪拌工程、及び、
前記マスターバッチと新たな樹脂とを含む混合物を押出機で溶融混練して押出する押出工程、を備える、請求項21に記載の発泡性樹脂粒子の製造方法。 - 前記発泡性樹脂粒子が、前記発泡性樹脂粒子を溶媒に分散させた溶液をレーザー回析散乱法により波長632.8nmのレーザー光を用いて測定した、前記グラファイトの単位溶液濃度あたりのレーザー散乱強度が5{%/(mg/ml)}/重量%以上である、請求項20〜22の何れか1項に記載の発泡性樹脂粒子の製造方法。
- 前記発泡性樹脂粒子が、前記発泡性樹脂粒子を溶媒に分散させた溶液を光学顕微鏡で観察したときの1mm2に存在する前記グラファイトの単位溶液濃度あたりの前記グラファイトの面積が55({mm2/mm2}/{g/g})以上であり、
ここで、前記面積は、画像の黒色部分の総面積(mm 2 )を前記画像全体の面積(mm 2 )で除して得られる商(mm 2 /mm 2 )を、さらに前記溶液のグラファイト濃度(g/g)で除して得られる値であり、
前記画像は、前記溶液を前記光学顕微鏡で観察して得られる画像を明度指定レンジ0〜130の範囲にてヒストグラム抽出を行い、さらに白黒2値化処理して得られる画像である、請求項20〜22の何れか1項に記載の発泡性樹脂粒子の製造方法。 - 前記発泡性樹脂粒子を予備発泡し、発泡倍率40倍の発泡成形体とした際の、前記発泡成形体の表層の前記グラファイトの占有面積率を前記グラファイトの含有量で除し、さらに100を乗じた値が100以上であり、
前記占有面積率は、前記発泡成形体の表層の画像の黒色部分の面積率であり、
前記画像は、前記発泡成形体の表層を光学顕微鏡で撮影して得られる画像を明度指定レンジ0〜100の範囲にてヒストグラム抽出を行い、穴埋め処理を行い、さらに白黒2値化処理して得られる画像である、請求項20〜22の何れか1項に記載の発泡性樹脂粒子の製造方法。 - 前記押出工程が、作製したマスターバッチと新たな樹脂と発泡剤とを押出機で溶融混練して小孔から押出する工程であり、前記押出工程により押出した樹脂を切断すると共に、冷却固化して発泡性樹脂粒子を作製する工程をさらに備える、請求項20又は22に記載の発泡性樹脂粒子の製造方法。
- 前記押出工程が作製したマスターバッチと新たな樹脂とを押出機で溶融混練して小孔から押出する工程であり、該押出工程により押出した樹脂を切断して樹脂粒子を得る工程と、該樹脂粒子を水中に懸濁させると共に発泡剤を含有させて発泡性樹脂粒子を得る工程とをさらに備える、請求項20又は22に記載の発泡性樹脂粒子の製造方法。
- 前記発泡性樹脂粒子が、発泡性スチレン系樹脂粒子である、請求項20〜27の何れか1項に記載の発泡性樹脂粒子の製造方法。
- 前記攪拌工程の混練条件が、荷重3.5kgf/cm2以上、樹脂温度160℃以上、混練時間10分以上である、請求項20又は22に記載の発泡性樹脂粒子の製造方法。
- 請求項20〜29の何れか1項に記載の発泡性樹脂粒子の製造方法によって作製した発泡性樹脂粒子を予備発泡させて予備発泡樹脂粒子を作製する工程を備える、予備発泡樹脂粒子の製造方法。
- 請求項30に記載の予備発泡樹脂粒子の製造方法によって作製した予備発泡樹脂粒子を成形する工程を備える、発泡成形体の製造方法。
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