JPH0277439A - 真空成形用発泡性スチレン系樹脂粒子及びその製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は真空成形用発泡性スチレン系樹脂粒子及びその
製造法に関するものである。更に詳しくは、セル構造を
有する成形物の製造において、成形工程中での発泡粒子
同志が完全に融着し、粒子間隙が可及的に少なく、且つ
帯電の少ない成形物を得ることを可能とする真空成形用
発泡性スチレン系樹脂粒子及びその製造法に関する。

（従来技術と問題点〕 発泡性スチレン系樹脂粒子は例えばポリスチレン樹脂粒
子に発泡剤、即ち該粒子を僅かに膨潤せしめるにとどま
る易揮発性の脂肪族炭化水素、例えばｎ−ペンタン等を
水性Ｑｉ液液中含浸せしめるか、又はポリスチレン樹脂
粒子に常温において気体状のブタン、プロパン等の発泡
剤を該粒子を溶解する少量のトルエン、シクロヘキサン
等の溶剤と共に水性懸濁液中で含浸せしめる等の方法に
より製造される。

このようにして製造された発泡性スチレン系樹脂粒子は
、発泡スチレン系樹脂成形体を製造するための原料とし
て用いられる６発泡スチレン系樹脂成形体を工業的及び
経済的に製造するには、発泡性スチレン系樹脂粒子を水
蒸気等により予備発泡粒子とし、この予備発泡粒子を所
望の形状を有する壁面に多数の小孔が穿設された閉鎖型
の金型内に充填し、前記の金型小孔より水蒸気等の加熱
媒体を噴出せしめて予備発泡粒子の軟化点以上の温度に
加熱し、互いに融着せしめた後に金型内より取り出して
前記所望の形状の発泡スチレン系樹脂成形体を得る方法
が一般的である。

上記方法により得られる成形体は、予備発泡粒子が金型
内で更に発泡し、粒子間隙を埋めながら互いに融着する
ことによって形作られているが、従来、粒子間隙の無い
成形体を得ることは難しく、特に、金型壁面付近への予
備発泡粒子の充填率は他の部分に比べて低くなるため、
粒子間隙を完全に埋めることが難しく、その結果、得ら
れる成形体表面には粒子の間隙がくぼみとして存在する
。

このような、成形体表面の粒子間隙の存在は、成形体の
外観を損なうと共に、成形体の強度低下を引き起こす。

特に近年、成形体に印刷をほどこして使用することが多
くなっているが、その際、粒子間隙にはインクが付着し
ないため、該インク非付着部が発泡粒子の白色のままで
点在したり、また逆に粒子間隙にインクの溜りが出来て
極度に濃い点として表われたりして、印刷の見栄えが著
しく頃なわれ、商品価値を下げてしまう。

このような成形体の粒子間隙を減少させる方法として、
発泡粒子のセル径を大きくして発泡粒子の表面セル膜を
厚くし、加熱成形時の表面セル膜の崩壊を抑制して予備
発泡粒子の発泡力保持をはかり、粒子間隙を減少させる
方法が知られている。

しかし乍ら、かかる方法による場合は、セル径が大きく
なることによって成形体のセル膜がらの光の散乱が少な
くなり、その結果、成形体が黒ずんで見え、またセル径
を大きくする技術に限界があるため表面セル膜が粒子間
隙を完全に埋めるに必要な厚さに到り得す、その結果と
して、粒子間隙の存在しない成形体は未だ満足すべきも
のが得られていないのが実情である。

本発明者らは上記問題を解決する方法を開発し、特許出
願した（特開昭６３−６９８４４）、即ちその内容は、
スチレン系樹脂粒子１００重量部中に発泡剤１〜２０重
量部を含有する発泡性スチレン系樹脂粒子の表面が、該
樹脂粒子１００重量部に対し、ＨＬＢ　（親水性−脂肪
親和性平衡（Ｈｙｄｒｏｐｈｉｌｅ−Ｌｉｐｏｐｈｉｌ
ｅ　Ｂａ１ａｎｃｅ　）　）値が７以上である非イオン
界面活性剤０．０１〜０．３重量部で被覆され、得られ
た被覆樹脂粒子の表面付着水分が０゜５重量％以下、及
び該樹脂粒子の含有発泡剤の逸散率が３〜４０重量％で
あることを特徴とする発泡性スチレン系樹脂粒子とその
製造法を内容とするものである。

しかし乍ら、従来、市販されている発泡性スチレン系樹
脂粒子や上記方法で得られた発泡性スチレン系樹脂粒子
の多くは、発泡成形によって成形体とした場合、成形体
が乾燥するに伴って帯電し易くなり、種々の問題を引き
起こす。例えば、成形体をポリエチレンフィルム製の袋
で包む場合、静電気によって袋が成形体に付着してしま
い作業性が著しく低下したり、成形体を保存している間
に空気中のホコリが静電気によって成形体表面に付着し
て成形体が黒ずんでしまう等である。特に家電用の緩衝
包装材料、干物等を入れる塩干箱等として用いる場合は
、その使用の性質上必ず乾燥して用いる必要があり、特
に静電気による諸問題が発生し易い。

一方、近年普及が目覚ましい真空成形機により成形体を
得る場合、成形体がほとんど乾燥した状態で得られるた
め、この成形方法で得た成形体は上記のような諸問題を
発生し易いばかりでなく、得られた成形体にホコリが付
着するのを防止するためにポリエチレンフィルム製の袋
で成形体を梱包する際には、前記した如く静電気により
梱包し難い。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者らはかかる実情に鑑み、上記従来技術の欠点を
解消するべく鋭意研究した結果、特定の塗布剤を選択す
ることによって、成形工程中での発泡粒子同志がその境
界面で完全に融着し粒子間隙が可能的に少ない成形体の
製造を可能にし、且つ得られた成形体の帯電が軽微で、
静電気に伴う諸問題が著しく軽減された成形体を与える
発泡性スチレン系樹脂粒子が得られることを見出し、本
発明を成すに到った。

即ち、本発明の第１は、スチレン系樹脂粒子１００重量
部中に発泡剤１〜２０重量部を含有する発泡性スチレン
系樹脂粒子の表面が、該樹脂粒子１００重量部に対し、
ＨＬＢ　（親水性−脂肪親和性平衡（Ｈｙｄｒｏｐｈｉ
ｌｅ−Ｌｉｐｏｐｈｉｌｅ　Ｂａ１ａｎｃｅ　）　）値
が１５を越える非イオン界面活性剤０．Ｏ１〜０．３重
量部で被覆され、得られた被覆樹脂粒子の表面付着水分
が０．５重量％以下、及び該樹脂粒子の含有発泡剤の逸
散率が３〜４０重量％であることを特徴とする真空成形
用発泡性スチレン系樹脂粒子を、 本発明の第２は、スチレン系樹脂粒子１００重量部中に
発泡剤１〜２０重量部を含有する発泡性スチレン系樹脂
粒子の表面に、該樹脂粒子１００重量部に対し、ＨＬＢ
　（親水性−脂肪親和性平衡（Ｉｌｙｄｒｏｐｈｉｌｅ
−Ｌｉｐｏｐｈｉｌｅ　Ｂａ１ａｎｃｅ　）　）値が１
５を越える非イオン界面活性剤０．０１〜０．３重量部
を水溶液状態で被覆した後、該被覆樹脂粒子の表面付着
水分及び該樹脂粒子含有発泡剤の３〜４０重景％重量散
させる乾燥処理を行うことを特徴とする真空成形用発泡
性スチレン系樹脂粒子の製造法をそれぞれ内容とするも
のである。

本発明における発泡性スチレン系樹脂粒子とは、発泡剤
を重合時に添加し重合するか、又は重合後に含浸してな
る樹脂粒子であり、例えばスチレン単独の重合体又はス
チレンを主成分とする他のビニル単量体との共重合体等
に、常温で液状又は気体状の発泡剤を重合中子め含有せ
しめるか、又は重合後含浸したものであって、加熱によ
り発泡しうる重合体粒子である。勿論、通常用いられる
添加剤が含有されていてもよい。

発泡剤としては、前記樹脂粒子の軟化点より低い沸点を
有する易揮発性炭化水素が用いられ、樹脂粒子を溶解し
ないか又は僅かに膨潤させるにとどまるものが好ましく
、単独又は２種以上の混合物で用いられる０発泡剤とし
ては、例えばプロパン、ブタン、ペンタン又はこれらを
主成分とするものであり、その一部をヘキサン、ヘプタ
ン、シクロヘキサン、塩化メチル、フロン等と置換して
用いることは差しつかえない０発泡剤の量はスチレン系
樹脂粒子１００重量部に対し１〜２０重量部が好ましい
。

本発明において被覆剤として使用される非イオン界面活
性剤としてはＨＬＢ値が１５を越えることが必要であり
、１５以下の場合には帯電性の充分な低下は期待できな
い。

このような目的で用いられる非イオン界面活性剤として
は、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシ
エチレンアルキルフェノールエーテル、ポリオキシエチ
レンアルキルエステル、ポリオキシエチレンソルビタン
アルキルエステル等が挙げられ、これらのうちポリオキ
シエチレン鎖が長くてＨＬＢが１５を越えるものを単独
又は２種以上の混合物として用いることが出来る。該被
覆剤は発泡性スチレン系樹脂粒子１００重量部に対して
０．Ｏ１〜０．３重量部使用される。０．０１重量部未
満では成形体表面を平滑にする効果が充分ではなく、帯
電性の低下も期待できない。また０゜３重量部を超過す
ると成形体表面の粒子境界が熔融状態となり外観が悪く
なる。尚、ＨＬＢ値は産業図書「界面活性剤便覧」の３
０７〜３２７頁に記載の方法で測定することができる。

非イオン界面活性剤を水溶液状態で発泡性スチレン系樹
脂粒子に被覆した後、水分の乾燥及び該樹脂粒子含有発
泡剤の逸散処理を行う、水分を含有しない液体状の非イ
オン界面活性剤を被覆すると被覆むらを生じ、又何ら成
形体の表面を平滑にする効果がない。上記の如く水溶液
では均一な被覆が為され、しかも驚（べきことに、被覆
後表面水分を０．５重量％以下、好ましくは０．１重量
％以下に乾燥すること、更には含有発泡剤の３〜４０重
量％、好ましくは６〜２５重量％の逸散処理を行うこと
により、成形体の表面は粒子間隙が全くなく、優れた外
観を呈することが本発明者等によって見出された０表面
水分が０．５重量％を超過すると成形体の表面に粒子間
隙が表われ、外観が不良になる。又、含有発泡剤の３重
量％未満の逸散では成形体表面を平滑にする効果が充分
でなく、４０重量％を超過する逸散では成形体表面の粒
子境界が陥没し、外観が不良になり、製品としての価値
が低下する。

上記被覆剤を発泡性スチレン系樹脂粒子の表面に被覆す
る方法としては種々の方法がある。例えば、ブレンダー
等で発泡性スチレン系樹脂粒子と非イオン界面活性剤の
水溶液を充分に混合する方法が挙げられる。この場合、
被覆処理後に発泡性スチレン系樹脂粒子にジンクステア
レート、タルク、炭酸カルシウム等の予備発泡時の集塊
化防止剤、撥水剤等を含浸、被覆しても差しつかえない
。

又、他の被覆方法として、水性懸濁液中で発泡剤を含浸
させた発泡性スチレン系樹脂粒子を例えば遠心脱水機等
で脱水した後、非イオン界面活性剤又はその水溶液をブ
レンダー等により樹脂粒子の表面に付着せしめる方法も
有利である。この場合、本発明における非イオン界面活
性剤は帯電防止効果も有しているが、必要に応じ他の帯
電防止剤を混合して被覆してもよい。

発泡性スチレン系樹脂粒子に非イオン界面活性剤と共に
付着した水分を乾燥させる方法としては特に制限はない
。

含有発泡剤の逸散処理法としては種々の方法がある。例
えば溝型又は円筒型攪拌乾燥器、箱型又はバンド型の通
気乾燥器、流動層乾燥器等により非イオン界面活性剤で
被覆され付着水分を除去された発泡性スチレン系樹脂粒
子の含有発泡剤を逸散させることができる。処理温度は
発泡性スチレン系樹脂粒子の発泡温度以下で行われるが
、生産性上３５℃以上が好ましい、含有発泡剤の逸散量
は処理温度と処理時間で調整することができる。

又、前記乾燥器等により、発泡性スチレン系樹脂粒子に
非イオン界面活性剤と共に付着した水分の乾燥と、該樹
脂粒子含有発泡剤の逸散処理を同時に行うことができる
。

樹脂粒子表面の水分はカールフィッシャー水分針により
メタノール脱水溶剤を用いて測定できる。

又、樹脂粒子含有発泡剤量は均熱乾燥器等による飛散法
により測定できる。

〔作用・効果〕

本発明によれば、発泡粒子同志が完全に融着して実質的
に粒子間隙がなく、且つ帯電性が低く、ホコリ等の付着
・汚染の少ない成形体を提供することができ、特に真空
成形用樹脂として好適である。本発明により何故この様
な優れた成形物が得られるのかという点については必ず
しも明らかでないが、水分の乾燥における被覆剤の発泡
性スチレン系樹脂粒子表面部分への侵入と、該樹脂粒子
表面部分の含有発泡剤逸散による該表面部分の組成変化
により予備発泡粒子表面のセル膜が厚くなり、耐熱性が
高くなったことに因るものと考えろれる。

また帯電性の低下については、用いる非イオン界面活性
剤の親水性によるものと考えられ、かかる帯電性の低い
成形体を与える本発明の発泡性スチレン系樹脂粒子は、
近年普及している真空成形機等に用いる原料として好適
である。

〔実施例〕

以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本
発明はこれらにより何ら制限されるものでない。

比較例１ 攪拌機、温度検知管を具備した耐圧反応器中にスチレン
単量体１００重量部、水１１０重量部、リン酸三カルシ
ウム０．１５重量部、ドデシルベンゼンスルホン酸ソー
ダｏ、ｏｏｓｍｉｔ部、ベンゾイルパーオキサイド０．
２５ｆｆｉ量部、第三ブチルパーベンゾエート０．１重
量部を添加し、撹拌しながら窒素０．５ｋｇ／−加圧下
で９０℃に昇温し、５時間重合を行った。

次いでシクロヘキサン１，８重量部、ブタン８．５重量
部を）へ加して１０５℃に昇温し、６時間発泡剤の含浸
を行った。これを室温まで冷却して真ＬＨ状の発泡性ポ
リスチレン樹脂粒子を得た。該樹脂粒子を乾燥後、篩分
けして１４〜２０メツシユの粒子を得、次いでステアリ
ン酸亜鉛０．０９重量部を添加し、リボンブレンダーで
攪拌後、取り出した。

得られた発泡性ポリスチレン樹脂粒子を回分式予備発泡
機で水蕉気により加熱し、見ｌトは体積で約６０倍の予
備発泡粒子を得た。

上記予備発泡粒子を大気中で２４時間養生乾燥した後、
ＴＨ−９０ＶＭ自動成形ａ（東洋機械金属（１１１製）
でキャビティ寸法縦４５０ｍ墓、横３００■Ｉ、深さ１
００龍の金型を用いて成形し、厚み２０１ｍの箱形成形
体を得た。このとき、加熱終了後水冷を４秒行い、次い
で真空放冷を１００秒行った。

金型から離型された成形体の帯電圧を帯電圧測定器スタ
チロンＭ（宍戸商会■製）を用いて測定したところ、８
．　ＯＫ　ｖであった。また得られた成形体の表面粒子
間隙は「あり　（△）」であった。

実施例１ 比較例１と同様の方法で得られた１００重量部の発泡性
スチレン樹脂粒子の表面を、ポリオキノエチレンラウリ
ルエーテル 油脂■製）の５重量％水溶液１．６重量部で均一に被覆
するよう両者を容器内で撹拌した後、気流乾燥器で水分
の乾燥を行い、次いで箱型通気乾燥器るこより４０℃で
２０分の含有発泡剤逸散処理を行って、前記ポリオキシ
エチレンラウリルエーテルで被覆された発泡性ポリスチ
レン樹脂粒子を得た。

該樹脂粒子を比較例１と同様の方法で予備発泡成形した
結果を第１表に示す。

実施例２〜５、比較例２、３ 被覆剤として第１表に示したＨ　Ｌ　Ｂの異なる非イオ
ン界面活性剤水溶液又は水分散液を用い、第１表に示し
た夫々の使用量とした以外は、実施例１と同様にして発
泡性ポリスチレン樹脂粒子を作製し、同様に評価した。

結果を第１表に示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、スチレン系樹脂粒子１００重量部中に発泡剤１〜２
   ０重量部を含有する発泡性スチレン系樹脂粒子の表面が
   、該樹脂粒子１００重量部に対し、ＨＬＢ〔親水性−脂
   肪親和性平衡（Ｈｙｄｒｏｐｈｉｌｅ−Ｌｉｐｏｐｈｉ
   ｌｅ　Ｂａｌａｎｃｅ）〕値が１５を越える非イオン界
   面活性剤０．０１〜０．３重量部で被覆され、得られた
   被覆樹脂粒子の表面付着水分が０．５重量％以下、及び
   該樹脂粒子の含有発泡剤の逸散率が３〜４０重量％であ
   ることを特徴とする真空成形用発泡性スチレン系樹脂粒
   子。 ２、スチレン系樹脂粒子１００重量部中に発泡剤１〜２
   ０重量部を含有する発泡性スチレン系樹脂粒子の表面に
   、該樹脂粒子１００重量部に対し、ＨＬＢ〔親水性−脂
   肪親和性平衡（Ｈｙｄｒｏｐｈｉｌｅ−Ｌｉｐｏｐｈｉ
   ｌｅ　Ｂａｌａｎｃｅ）〕値が１５を越える非イオン界
   面活性剤０．０１〜０．３重量部を水溶液状態で被覆し
   た後、該被覆樹脂粒子の表面付着水分及び該樹脂粒子含
   有発泡剤の３〜４０重量％を逸散させる乾燥処理を行う
   ことを特徴とする真空成形用発泡性スチレン系樹脂粒子
   の製造法。