JPH03177438A - 発泡性ポリスチレン系樹脂粒子 - 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〕 本発明は発泡成型品の製造原料として用いられる発泡性
ポリスチレン系樹脂粒子に関する。

〔従来の技術〕

ポリスチレン発泡成型品は、その優れた特性のために包
装緩衝材、断熱材等の多くの分野に利用されている。こ
のようなポリスチレン発泡成型品を製造するには、ポリ
スチレン樹脂粒子にペンタン、ブタン、プロパンのよう
な発泡剤を添加した後、所定の倍率に予備発泡させ、こ
の予備発泡粒子を熟成した後、金型内に充填し蒸気によ
って加熱して予備発泡粒子を再び発泡させ、発泡粒子間
の間隙を埋めるとともに粒子同士を融着させる方法が一
般に採用されている。

上記の如き方法でポリスチレン発泡成型品を製造するに
際し、製造コストを低減化するためには成型サイクルの
短縮化を図ることが重要である。

特に成型時間の半分以上を占める冷却時間を短縮化する
ことは成型サイクルの短縮の上で重要であり、このため
従来は発泡性ポリスチレン粒子の表面にクラックを発生
させる薬品を粒子表面に被覆して粒子中に含有される発
泡剤の逃散を促進して成型後の発泡力を低下させること
により冷却時間の短縮化を図っていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、粒子表面にクランクを発生させる薬品を
添加することによって発泡剤の粒子内からの逃散を促進
させる方法では、発泡剤をより効果的に逃散させるため
にクランクを発生させる薬品の添加量を多くすると、成
型品表面にピンホールが生じ易く、粒子間の融着性も低
下するという問題があった。またこのような粒子は吸水
性が高く、成型直後の成型品は多量の水分を含有するた
め、例えば電気製品の包装材として用いる場合には乾燥
を充分に行うことが必要となり、また断熱材として用い
る場合には充分乾燥したとしても使用時に水分が浸透し
易いために断熱性能の低下を来すとう問題があった。さ
らに成型時の蒸気のドレインを粒子が吸入し易いため、
このドレインの溜まりによって発泡が抑制されて製品外
観を低下させるという問題もあった。

本発明は上記の点に鑑みなされたもので、従来の欠点を
解消し得る発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を提供するこ
とを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

即ち本発明は、発泡剤を含有する発泡性ポリスチレン系
樹脂粒子であって、ポリジメチルシロキサンを粒子の表
面層付近において最も多量となるように含有してなると
ともに、表面がフェニル基を含むシリコンオイルによっ
て被覆されていることを特徴とする発泡性ポリスチレン
系樹脂粒子を要旨とするものである。

本発明発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の基材樹脂である
ポリスチレン系樹脂としては、スチレン単独重合体やス
チレンとメタクリル酸メチル、α−メチルスチレン、ジ
ビニルベンゼン、エチレン等のモノマー、或いはスチレ
ンと共重合可能なその他の七ツマ−との共重合体等が挙
げられる。スチレンと他のモノマーとの共重合体の場合
はスチレンを主成分とする共重合体であり、通常スチレ
ン成分が７０重量％以上のものが好ましい。

本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子に含有される発
泡剤としては、ｎ−ペンクン、ｉ−ペンタン、ｎ−ブタ
ン、ｉ−ブタン等の常温で液体又は気体の炭化水素類や
、その他通常この種の発泡剤として用いられている化合
物が挙げられる。

ポリジメチルシロキサンが粒子の表面層付近において最
も多量に存在するように含有させる方法は本出願人が先
に提案した特公昭６３−５４７４Ｏ号公報に記載されて
いるような方法を採用できる。この除用いるポリジメチ
ルシロキサンは粘度があまり高すぎると、分子量が大き
いことに起因して粒子に充分浸透せず、また粘度があま
り低すぎると粒子の中心部まで浸透してしまうので、含
浸条件その他を考慮して適当な粘度のものが選ばれる。

一般には２０°Ｃの粘度が２０〜３０００ｃｓの範囲の
ものが好適であるが、例えば粒子の重合度が低い場合や
含浸助剤を併用した場合には、更に高い粘度のものを使
用することも可能であり、本発明において用いるポリジ
メチルシロキサンは上記数値範囲の粘度のものに限定さ
れない。上記含浸助剤としては、トルエン、キシレン、
ベンゼン、スチレンモノマー等の芳香族炭化水素系溶剤
や、ポリスチレン樹脂の軟化剤、可塑剤として使用でき
るもの、例えばジブチルフタレート、ジオクチルフタレ
ート、ブチルステアレート等が挙げられる。

粒子中におけるポリジメチルシロキサンの含有量は、ポ
リスチレン系樹脂粒子１００重量部に対して０．０１〜
２重量部、特に０．０５〜０．５重量部が好ましい。ポ
リジメチルシロキサンの含有量が０．０１１ｉ１部未満
の場合、発泡粒子間の間隙が多くなり易い。また２重量
部を超える量を含有せしめても、それ以上の効果の向上
は少なく経済的に不利となる。

ポリジメチルシロキサンを添加して粒子に含浸させる時
期は、樹脂粒子としての形状が安定した後であれば良く
、一般には重合率が７０％を超えた時期から予備発泡前
までであれば何時でも添加することができる。重合率が
７０％以下でも、ある程度の効果が期待できるが、あま
り重合度が低い時期では重合粒子の表面に近い層に選択
的に含浸させることが困難となる。尚、予備発泡後に添
加すると、ポリジメチルシロキサンが所定の表面層まで
浸透しないので好ましくない。またポリジメチルシロキ
サンの含浸処理時間があまり短かすぎるとポリジメチル
シロキサンを粒子の表面層に浸透させることができない
。含浸処理時間は、ポリジメチルシロキサンの粘度等に
よっても異なるが、例えば１００ｃｓの粘度のものでは
温度１００°Ｃで６時間程度必要である。

本発明において上記ポリジメチルシロキサンが最も多量
に存在している粒子の表面層付近とは、ポリスチレン系
樹脂粒子の大きさによっても異なるが、粒子の半径をＲ
とした場合、表面から約０゜０２Ｒ〜０．ＩＲの深さま
でとするのが最も好ましい。しかしながら本発明ではポ
リジメチルシロキサンが含浸される表面層付近の範囲は
上記の範囲に限定されるものではない。

本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子は、上記の如き
構成の粒子表面が、更にフェニル基を含むシリコンオイ
ルによって被覆されていることを特徴とする。フェニル
基を含むシリコンオイルによるポリスチレン系樹脂粒子
の被覆は、ポリスチレン系樹脂粒子にフェニル基を含む
シリコンオイルを添加して混合することにより行われる
。

上記フェニル基を含むシリコンオイルとは、−形式 （但しＲ，、Ｒ，はメチル基又はフェニル基、ｎは正の
整数）で示される構造を有するシリコンオイルである。

上記−形式で示されるフェニル基を含むシリコンオイル
は、 １ ２ で示される繰り返し単位の少なくとも１個は、Ｒ，、Ｒ
２の少なくとも一方がフェニル基である必要がある。上
記−形式（２）で示される繰り返し単位部分におけるフ
ェニル基と珪素原子との比（モル比）及びメチル基と珪
素原子との比（モル比）は、それぞれ１：２０〜３：ｌ
Ｏ及び３９：２０〜１３：１０が好ましく、特に１：１
０〜１：２及び１９：１０〜３：２が好ましい。本発明
において用いる一般式（１）で示されるフェニル基を含
むシリコンオイルは、通常、−１式（２）で示される繰
り返し単位において、Ｒ，、Ｒｚの少なくとも一方がフ
ェニル基であるものと、Ｒ３、Ｒ２の両方がメチル基で
あるものとがランダムに結合した構造のものが用いられ
るが、規則的に配列したものでも良い。

上記フェニル基を含むシリコンオイルによる被覆量は、
樹脂粒子１００重量部当たり、Ｏ，ＯＯ５〜２重量部と
なるようにすることが好ましい。

本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子は、公知の発泡
方法によって発泡せしめることにより予備発泡粒子を得
ることができる。本発明の発泡性樹脂粒子は予備発泡時
に粒子相互がブロッキングし難い特徴をも有するが、ブ
ロッキング防止効果の向上のために、本発明の目的を阻
害しない範囲で公知のブロンキング防止剤を併用するこ
ともできる。ブロッキング防止剤としてはステアリン酸
トリグリセリド、ヒドロキシステアリン酸トリグリセリ
ド、ベヘニン酸トリグリセリド、エチレンビスステアリ
ン酸アミド等が挙げられる。これらのブロッキング防止
剤の使用法としては、フェニル基を含むシリコンオイル
による粒子の被覆時に併用して粒子表面を被覆する等の
方法が挙げられる。ブロッキング防止剤の添加量は、樹
脂粒子１００重量部当たり、０．０１〜２重量部程度と
することが好ましい。

本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子から得た予備発
泡粒子を用いて成型を行った場合、なぜ成型サイクルを
短縮することができるかの詳細は不明であるが、粒子の
表面層付近にポリジメチルシロキサンが含有されている
と、粒子表面の被覆に用いたフェニル基を含むシリコン
オイルの一部が粒子中に含浸され、ポリジメチルシロキ
サンとフェニル基を含むシリコンオイルとの相互作用に
よって成型後の冷却工程において発泡剤の逃散が効果的
に促進されるためと考えられる。本発明の発泡性ポリス
チレン系樹脂粒子は、成型サイクルの短縮を図れるのみ
ならず、予備発泡時のブロッキング発生や、成型時に粒
子相互の融着性を阻害したり、成型品表面状態の低下を
きたすことがない等の効果も有する。

〔実施例〕

以下、実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明する。

実施例１〜４ ５１のガラスライニング製オートクレーブに、水１７５
０ｇ、燐酸三石灰５．５ｇ、ドデシルベンゼンスルホン
酸ナトリウム６０ｍｇを入れ、更に水酸化ナトリウムを
添加してｐＨ＝７．５に調整した後３５　Ｏｒｐｍ　７
２Ｆｉｔ拝しながらベンゾイルパーオキサイド３．８ｇ
、、ｔ−ブチルパーベンゾエイト１．０ｇを溶解したス
チレンモノマー１５００ｇを添加した。

この混合液を９０　’Ｃまで昇温し、６時間維持し、次
いで炭酸カルシウム１２ｇを添加した後、オートクレー
ブを密閉し、１２０°Ｃで２時間保持した後、６０℃に
冷却した。得られた粒子は重合率９９．７％であった。

この粒子にポリビニルアルコール（日本合成化学工業■
製のＧＨ−１７）２．０ｇ、ドデシルベンゼンスルホン
酸ナトリウム１００■、アンモニア水８．５　ｍを添加
し、更にペンタン２００Ｉｄ、ポリジメチルシロキサン
（信越シリコン■製：　ＫＦ−９６，１００ｃｓ）　１
．５Ｉ１１１、トルエン７゜５ｇ及びジブチルフタレー
ト７６５ｇを添加し、１００°Ｃで１２時間の含浸を行
って発泡性粒子を得た。

次いでこの発泡性粒子１００重量部当たりに、第１表に
示すフェニル基を含むシリコンオイルを同表に示す量添
加して混合し粒子表面をフェニル基を含むシリコンオイ
ルで被覆した後、リボンブレンダーによってベヘニン酸
トリグリセリド０．１４重量部とエチレンビスステアリ
ン酸アく１０．０６重量部を添加して混合し、粒子表面
を被覆した。

次いで上記発泡性ポリスチレン系樹脂粒子をバッチ式の
予備発泡機で発泡させて高倍率で約６０倍の予備発泡粒
子を得た。この予備発泡工程において粒子のブロッキン
グは殆ど生じなかった。得られた予備発泡粒子を２４時
間室温にて勢威した後、ダイセン工業■製の成型機（Ｖ
Ｓ−３００）を用いて以下の成型条件で成型した。

戒杢条在 排　　　　　気　　：　１秒 ＶＳ排気：２秒 ＶＳ加熱＝２秒 加　　熱　　１　　：４秒 加　　熱　　２　　：４秒 水　　　　　冷　　＝　２秒 加熱終了時の蒸気圧 移動型　　：　０．６３　ｋｇ／ｃｉ 固定型　　：　０．７０　ｋｇ／ｃＪ 水冷終了後、真空度７００＋ｎｍＨｇで放冷し、成型品
（３００閤Ｘ３００ｍｍＸ５０ｍａ＋の平板）のフクレ
がなくなるまで放冷を続けた後、脱型した。成型時間は
型を閉じてから脱型するまでの１シヨツトに要する時間
として第２表に示した。

比較例１ フェニル基を含むシリコンオイルによって粒子表面の被
覆を行わなかった以外は上記実施例１〜４と同様にして
得た発泡性ポリスチレン粒子を、実施例１〜４と同様に
して予備発泡させ、次いで同様にして成型した。得られ
た成型品の性状及びｌ：＞ヨツト当たりの成型に要した
時間を第２表に示す。

比較例２ ポリジメチルシロキサンを粒子に含浸させなかった以外
は実施例１〜４と同様にして得た発泡性ポリスチレン粒
子表面を、実施例１と同様のフェニル基を含むシリコン
オイルで同様にして被覆した後、予備発泡した。この予
備発泡粒子を用いて実施例１〜４と同様にして成型を行
った。得られた成型品の性状及び１回当たりの成型に要
した時間を第２表に示す。

第 １ 表 第 表 ※１：トーレダウコーニングシリコーン■製：５Ｈ−５
１０、粘度５００ｃｓ ※２：トーレダウコーニングシリコーン■製：５Ｈ−５
５０、粘度１００ｃｓ ※３：成型品に切り込みを入れて割った後の粒子同志が
粒子界面で剥離せずに粒子内で割れている量を測定した
。

※４：成型品表面の粒子間間隙を観察し、少ないものを
良好、多いものを不良として判定した。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明の発泡性ポリスチレン系樹脂
粒子は、発泡剤とともにポリジメチルシロキサンを粒子
の表面層付近において最も多量に存在するように含有し
、且つ表面をフェニル基を含むシリコンオイルで被覆し
たことにより、本発明の発泡性粒子より得られた予備発
泡粒子を用いて成型を行った場合、成型体の冷却に要す
る時間を著しく短縮できるため成型サイクルの短縮によ
るコストダウンを図ることができるとともに、粒子相互
の融着性や表面状態に優れた成型品を得ることができる
等の効果を有する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 発泡剤を含有する発泡性ポリスチレン系樹脂粒子であっ
   て、ポリジメチルシロキサンを粒子の表面層付近におい
   て最も多量となるように含有してなるとともに、表面が
   フェニル基を含むシリコンオイルによって被覆されてい
   ることを特徴とする発泡性ポリスチレン系樹脂粒子。