JPH0140852B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は優れた特性を有する発泡性熱可塑性重
合体粒子組成物及び該発泡性熱可塑性重合体粒子
組成物より製造された発泡成形体に関するもので
ある。 従来発泡成形体は、発泡ポリスチレンを例にと
れば懸濁重合法等により得られたポリスチレン粒
子に易揮発性の炭化水素例えばプロパン、ブタ
ン、ペンタン等を圧入して発泡性重合体粒子とな
し、該発泡性重合体粒子を発泡機中で蒸気等を使
用して所定の倍率にまで加熱発泡して製造され
る。かくて予め発泡して得られた粒子を予備発泡
粒子と言い、この工程を予備発泡工程と言う。 その後サイロに移し、通常１日程度の室温放置
を行ない揮発分の調整を行なう。ついで成型金型
に予備発泡粒子を充填して蒸気等を用いて加熱し
粒子を溶融合体せしめて所定の形態を有する発泡
成形体を得るのである。 上記の工程に適した発泡性重合体粒子を得るた
め、特に到達発泡倍率、発泡速度を上げるために
プロパン、ブタン、ペンタン等の発泡剤の他に重
合体粒子を可塑化する目的でトルエン、エチルベ
ンゼン等の溶剤を添加したり、動物油、植物油等
を可塑剤として添加する方法が従来から採用され
てきた。 本発明においては上記の如く重合体粒子を可塑
化する目的で添加する薬剤を発泡助剤と称する。
発泡助剤の選択は慎重に行なう必要がある。 その理由はある種の発泡助剤を使用すると確か
に発泡速度は向上するが、予備発泡中にビーズが
合体すると言ういわゆるブロツキング現象が多く
発生する。またある種の発泡助剤を使用すると発
泡速度は向上するが予備発泡中に粒子が発泡限度
を越えて逆に収縮して過発泡状態を呈する場合が
あり、このような予備発泡粒子を用いて得られる
発泡成形体は通常強度が低い。 また発泡成形体を食品包装用として使用する時
には発泡助剤を衛生面からも選択することが必要
である。 本発明は発泡速度が大で、かつ最高発泡倍率が
高く、予備発泡中に粒子が過発泡して収縮を起す
ことが少なく、かつまたブロツキング量が極めて
少ない発泡性熱可塑性重合体粒子及びそれより製
造された発泡成形体を得ることを目的とするもの
で、熱可塑性重合体粒子中に該重合体粒子の軟化
点の低い沸点を有する飽和または不飽和の脂肪族
炭化水素を１〜15重量％含有する発泡性熱可塑性
重合体粒子100重量部に対してブチルベンジルフ
タレート0.1〜5.0重量部を発泡助剤の主成分とし
て含有してなる発泡性熱可塑性重合体粒子組成物
を提供することにある。 さらに上記本発明の発泡性重合体粒子組成物か
ら予備発泡させた予備発泡粒子より、最近省エネ
ルギー成形法として注目されている例えば、特開
昭52―90578号に記載されているようなトランス
フアー成形法、即ち本発明の発泡性重合体粒子組
成物より得られた予備発泡粒子を加熱金型で加熱
し、ついで冷却金型に移して発泡成形体を製造す
ることが可能である。 従来のトランスフアー成形法によつて発泡成形
体を製造する場合、成形体を加熱金型から冷却金
型にトランスフアーする際に金型が成形体を噛み
込む所謂「噛み込み」という現象が現われ、この
「噛み込み」現象を防止するのに予備発泡粒子の
揮発分を下げたり、または成形の際に加熱量を厳
重にコントロールする必要があるが、本発明の発
泡性粒子組成物を使用すると加熱量の広い範囲で
「噛み込み」現象のない成形体が得られ、強度的
にも優れた成形体が得られるため成形条件のコン
トロールが極めて容易になる利点がある。 このときに使用する熱可塑性重合体が発泡性ポ
リスチレンである場合には分子量として比粘度
（ηsp）の値が0.8〜1.1（但しポリマー濃度１％の
トルエン溶液で30℃での比粘度値である。）のも
のを使用すれば成形がさらに容易になる。ηspが
0.8未満であれば成形体の強度が弱く、1.1を超過
すると外観見栄えのよい成形体が得難くなり、ま
た成形条件のコントロールも困難になる。 更に使用するビーズにトランスフアー成形を容
易にするために本発明者等が開発した後記の外部
添加剤を添加すれば更にトランスフアー成形が容
易になる。使用するビーズの平均直径は550〜
750μ程度のものを使用するのが望ましい。 又本発明に使用する重合体は特に限定するもの
ではないがポリスチレン、又はスチレン共重合体
例えばスチレンとα―メチルスチレン、アクリロ
ニトリル、アクリル酸エステル、メタクリル酸エ
ステル等の１種以上のモノマーとの共重合体が好
適である。 本発明においては発泡助剤としてブチルベンヂ
ルフタレートを使用するものであり、添加量は本
発明者等の研究によると使用する重合体の種類と
分子量により異なるが、発泡性粒子中に0.1〜5.0
重量％、望ましくは0.5〜2.0重量％含有せしめる
のである。ブチルベンヂルフタレートの添加量が
0.1重量％未満の場合は発泡助剤としての前記の
効果がなく、又添加量が５重量％を超過すると、
予備発泡中にブロツキング現象の発生が多くなる
傾向にある。 発泡助剤を含有せしめる方法は特に限定するも
のではなく例えば懸濁重合法より重合体粒子を
得、その後更に発泡剤を圧入する方法を採用する
こともできる。 この場合には重合モノマー仕込み時に添加して
もよいし、重合途中に添加してもよい。また発泡
剤圧入時に添加してもよい。また別の例を挙げれ
ば押し出し機で重合体中にブチルペンヂルフタレ
ートを練り込み、しかる後に発泡剤を圧入する工
程を採用してもよい。 更に発泡助剤としてシクロヘキサン又は従来使
用されていたトルエン、エチルベンゼン等をブチ
ルベンヂルフタレートと併用しても差支えない。
特に発泡性熱可塑性重合体粒子100重量部に対し
てブチルベンヂルフタレート0.1〜5.0重量部とシ
クロヘキサンを最高2.5重量部まで併用すると好
適である。 この様にして得られた発泡性熱可塑性重合体粒
子組成物を使用すれば予備発泡の際のブロツキン
グ量が極めて少なく、また粒子が過発泡になつて
収縮する事が極めて少なく、またトランスフアー
成形に供した時には成形加熱量の幅が広くなり成
形条件のコントロールが極めて容易になる利点が
ある。 以下実施例によつて本発明を説明する。 実施例 １ 10のオートクレーブにスチレン100部（重量
部、以下同様）、水112部、リン酸三カルシウム、
0.21部、α―オレフインスルフオン酸ソーダ
0.006部、エチレンビスステアレート0.06部、過
酸化ベンゾイル0.31部、1.1ビス（ｔ―ブチルパ
ーオキシ）３，３，５トリメチルシクロヘキサン
0.075部、ブチル―ベンジルフタレート（以下
BBPと略す）0.9部、を仕込み、90℃で５時間30
分重合を行つた。しかる後にリン酸三カルシウム
0.1部を添加し、シクロヘキサン1.4部、ブタン8.0
部を圧入して105℃に６時間保持した。 その後ビーズをオートクレーブから払い出し、
十分に水洗してビーズのサンプル番号をNo.―１と
した。 又上記発泡助剤BBPの代りにBBPと同量のそ
れぞれジメチルフタレート（以下DMPと略す）、
ジエチルフタレート（DEPと略す）、ジブチルフ
タレート（以下DBPと略す）、ジ―２―エチルヘ
キシルフタレート（以下DOPと略す）、ジイソデ
シルフタレート（以下DIDPと略す）及びジオク
チルアジペート（以下DOAと略す）を用いて同
様に発泡性ポリスチレンビーズを得た。 これらのビーズのサンプル番号をそれぞれNo.―
２，３，４，５，６，及び７とした。又これらの
発泡助剤を全く用いないものを同様に実施し、得
られたビーズのサンプル番号をNo.―８とした。 この様にして得られたビーズサンプルNo.―１〜
８にブロツキング防止剤としてステアリン酸亜鉛
0.15重量％と、融着促進剤として完全硬化ヒマシ
油（花王石鹸株式会社製カオーワツクス85パウダ
ー）を0.10重量％、又成形性改良剤として硬化大
豆油（理研ビタミン油株式会社製VT―18）を
0.25重量％添加してサンプルとした。 (イ) 予備発泡粒子のブロツキング発生率の測定。 これらのサンプルをカネカ式全自動バツチ式予
備発泡機HB―400を用いて見掛けの発泡倍率5.5
c.c.／ｇ、まで予備発泡させた。 その際発生する予備発泡粒子が数個融着するい
わゆるブロツキングを、目開き８mmの篩を用いて
発生したブロツキング粒子をブロツキングしてい
ない良好な粒子と分離し、その重量を測定し、仕
込み全粒子重量で除して、ブロツキング発生率と
して求めた。 結果を第１表に示す。

【表】 (ロ) 成形性のテスト 上記No.―１〜８のサンプルビーズの予備発泡粒
子を用いてサイロ中で１日、室温で放置した后、
８０６０／３５タイプ成形機（EMPA社製、EMPA―
SA成形機）で成形テストを行つた。 成形圧は1.0バール（bar）に固定して加熱時間
を変化させて行い、良好な成形体が得られる加熱
時間の幅で評価した。即ち、この成形圧を一定に
して加熱時間を変えて得られる成形体の融着率が
50％になる加熱時間から噛み込みが発生し、これ
以上加熱時間を長くすると良好な成形体が得られ
ない加熱時間までの差（成形幅）で示した。 ここに融着率とは、成形体の破断面の発泡粒子
間の融着の程度を示すものであり、成形体を引き
裂いたとき破断面の粒子のうちで発泡粒子間の境
界面で離れた粒子間の融着の弱いものではなく、
発泡粒子が強いため粒子の内部で引き裂かれた粒
子の数を数え、全発泡粒子数に対する百分率で表
わした。 また「噛み込み」とは前記したように成形体を
成形金型からトランスフアーして冷却金型へ移
し、冷却金型を閉じる際に冷却金型が成形体の端
部を噛み込むことであり、その成形体が端部の崩
れかけた成形体となつてしまうことをいう。 テストの結果を第２表に示した。

【表】 で示す。
第２表の結果より明らかなように本発明の発泡
助剤を使用することによつて成形幅が広くなり、
それだけ成形条件のコントロールが容易になるこ
とがわかる。 (ハ) 発泡性のテスト 又、得られたビーズの発泡性を調べるために蒸
し器の中で加熱し発泡させて見かけの発泡倍率を
測定した。 即ち、蒸し器の中に水を入れて沸騰させ、ビー
ズ10ｇをこの蒸し器の中に入れて蓋をして、発生
する蒸気によつてビーズを加熱発泡させた。その
時の蒸し時間を３分、５分、６分、７分、８分、
10分と変化させてそれぞれ加熱して発泡させ、こ
の発泡させたビーズ10ｇをメスシリンダーに入れ
て体積（c.c.）を測り、重量10ｇで除して見掛の発
泡倍率（c.c.／ｇ）を求めた。 結果を第３表に示す。

【表】 第３表の結果より発泡助剤としてBBPを含有
するビーズ（ビーズ番号No.―１）は加熱蒸し時間
の変化にも拘らず、見掛けの発泡倍率が高い水準
で安定しており、成形条件のコントロールが容易
であることがわかる。 実施例 ２ 10のオートクレーブにスチレン100部、水112
部、リン酸三カルシウム0.12部、α―オレフイン
スルフオン酸ソーダ0.006部、エチレンビスステ
アレート0.06部、過酸化ベンゾイル0.31部、1.1ビ
ス（ｔ―ブチルパーオキシ）３，３，５トリメチ
ルシクロヘキサン0.075部、BBP0.9部を仕込み90
℃で５時間30分重合を行つた。 しかる後リン酸三カルシウム0.1部添加し、シ
クロヘキサン1.4部、ブタン8.0部を圧入して105
℃に７時間保持した。その後ビーズをオートクレ
ーブから払い出し、十分に水洗してビーズのサン
プル番号をNo.―９とした。 又同様に発泡助剤としてのBBPの代りに、同
量のDMP，DEP，DBP，DOP，DIDP及びDOA
を使用したものを実施し、ビーズのサンプル番号
をそれぞれNo.―10，11，12，13，14及び15とし
た。 得られたこれらのビーズに外部添加剤としてス
テアリン酸亜鉛0.09部、完全硬化ヒマシ油0.03部
を添加した。得られたビーズをカネカ式全自動バ
ツチ式予備発泡機HB―100を用いてそれぞれ見
掛の発泡倍率45c.c.／ｇと55c.c.／ｇに予備発泡させ
た。 (イ) 引張強度テスト 上記の得られた予備発泡粒子をサイロ中で１日
室温に放置した後成形機（東洋機械金属(株)製、パ
ールスター90）で箱型の発泡成形体に成形した。 金型として蓋のない箱型、外枠の寸法、縦22
cm、横30cm、深さ８cmで肉厚２cmを使用した。 得られた上記の成形体を40℃の恒温室で１日乾
燥した後、この箱型成形体の両端の側壁部を3.5
cm×3.5cmのつまみではさみ、そのつまみをオー
トグラフ（島津製作所製IS―500）にとりつけ引
張速度200mm／分、測定温度は23℃で引張強度測
定を行つた。 テストは各５回行い平均値を求めた。 得られた結果を第４表に示した。

【表】

【表】 (ロ) 曲げ強度テスト 又、これら予備発泡粒子を用いて同様に、長さ
30cm、巾7.5cm、厚さ２cmの板状発泡成形体を作
成し、JIS Ａ―9511の方法に従つてこれら発泡成
形体の曲げ強度を測定した。 テストスピードは200mm／分、サンプル支持の
間隔は20cm、測定温度は23℃で実施した。 結果を第５表に示す。

【表】 第４〜第５表の結果から発泡助剤として、
BBPを含有するビーズ（ビーズ番号：No.―９）
から得られる成形体は予備発泡倍率45ｇ／c.c.のと
きでも55ｇ／c.c.のときでも引張り強度において
も、また曲げ強度においても優秀なものが得られ
ることがわかつた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 熱可塑性重合体粒子中に該重合体粒子の軟化
   点より低い沸点を有する飽和又は不飽和の脂肪族
   炭化水素を１〜15重量％含有する発泡性熱可塑性
   重合体粒子100重量部に対し、ブチルベンジルフ
   タレートの0.1〜5.0重量部を発泡助剤の主成分と
   して含有してなる発泡性熱可塑性重合体粒子組成
   物。 ２ 熱可塑性重合体がスチレン重合体又はスチレ
   ン共重合体である特許請求の範囲第１項記載の発
   泡性重合体粒子組成物。 ３ 熱可塑性重合体粒子の比粘度（ηsp）が0.8〜
   1.1（但し１重量％濃度のトルエン溶液で30℃にお
   ける測定値）である特許請求の範囲第１項又は第
   ２項記載の発泡性重合体粒子組成物。