JPH05310987A - 再生不定形難燃性発泡性スチレン系樹脂粒子、その製造法及び発泡成形品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 工業的、経済的に有用な発泡性スチレン系樹
脂粒子のリサイクルを目的とする。 【構成】 発泡性スチレン系樹脂発泡体を熱収縮させて
比重０．４以上の熱収縮塊とし、得られる熱収縮塊を粉
砕して粉砕樹脂粒子とし、次いで該粉砕樹脂粒子を分散
媒に分散させ、１２０℃以下の温度で易揮発性炭化水素
及び難燃性付与剤を含浸させることを特徴とする再生不
定形難燃性発泡性スチレン系樹脂粒子の製造法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一度使用されたスチレ
ン系樹脂発泡体を原料とした再生難燃性発泡性スチレン
系樹脂粒子、その製造法及び発泡成形品に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、一度使用されたスチレン系樹脂発
泡体（発泡スチロール）は焼却されたり、または熱収縮
されポリスチレン樹脂として一部回収再利用されている
が、再利用の比率は十分なものではない。今後、再利用
率を上げていくことが、社会的課題とされている。発泡
スチロールを熱収縮塊として回収することは、技術的に
は完成されている。１９９０年には、日本国内での発泡
スチロール流通量の約１２％が熱収縮塊等として回収さ
れており、回収率の向上においては、いかに経済的にシ
ステムを作り上げていくかが課題となっている。しかし
ながら、従来は発泡スチロールの熱収縮塊の利用方法は
限定されたものでしかなく、ポリスチレン樹脂として利
用するものであった。また、リサイクルという定義は、
一度、発泡スチロールとして使用されたスチレン系樹脂
を発泡性スチレン系樹脂として再利用することであると
されているが、現在、発泡スチロールを工業的に発泡性
スチレン系樹脂粒子としてリサイクルすることはほとん
ど行われていない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】発泡スチロールの熱収
縮塊を発泡性スチレン系樹脂として再生する方法として
は、押出機でペレット化しこれに発泡剤を含浸する方法
が技術的には容易であるが、この方法ではペレット化の
コストが加わり経済面で劣るとともに、品質面でも分子
量の低下、発泡した際の気泡の細密化、未使用の発泡性
スチレン系樹脂との混合適正の問題など工業的に有用な
ものとは言い難い。

【０００４】また、特開昭５０−１０９９６６号公報に
は、多数の気泡を含む１ｃｍ以下の樹脂粒子を、溶剤を
含む水に分散させ、樹脂の軟化点以上で少なくとも３０
分間撹拌し、次いで炭化水素を浸透させる発泡性スチレ
ン系樹脂粒子の再生方法が記載されるが、この方法もま
た製造工程が簡易な方法とは言い難い。本発明は、より
経済的でかつ工業的に有用であり、しかも難燃性を付与
することにより、製品としての応用価値の広い発泡性ス
チレン系樹脂粒子のリサイクル技術を提供するものであ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、発泡性スチレ
ン系樹脂発泡体を熱収縮させて比重０．４以上の熱収縮
塊とし、得られる熱収縮塊を粉砕して粉砕樹脂粒子と
し、次いで該粉砕樹脂粒子を分散媒に分散させ、１２０
℃以下の温度で易揮発性炭化水素及び難燃性付与剤を含
浸させることを特徴とする再生不定形難燃性発泡性スチ
レン系樹脂粒子の製造法、該製造法により得られる再生
不定形難燃性発泡性スチレン系樹脂粒子、並びに該粒子
を含む発泡性樹脂粒子を発泡成形して得られる発泡成形
品に関する。

【０００６】発泡スチロールの熱収縮には従来既知の方
法が適用できる。一般には、発泡スチロール成形品を１
５０〜２２０℃の雰囲気下におき、必要に応じ加圧させ
収縮させる。収縮した発泡スチロールは、連続的に系外
に出され、熱収縮塊となる。熱収縮の条件により、発泡
スチロールとしての気泡を残して収縮することもある
が、その結果、再生発泡成形品の特性が充分ではなく、
また、処理能力の低下、保管スペースの増大につながり
経済的とは云いがたい。そこで、本発明では、すでに気
泡が消滅し、収縮過程での充填密度に起因する空隙およ
び粒子間空隙を含めた比重が０．４以上の熱収縮塊とす
ることが重要である。０．４未満では発泡剤含浸工程で
の浮き上がりが生じ、また充分な強度や外観を有する発
泡成形品が得られない。

【０００７】得られる熱収縮塊は粉砕機によって粉砕さ
れる。粉砕機はプラスチック用のものが適用できる。粉
砕物の大きさは、粉砕機に取付けられた粉砕歯の間隔と
スクリーンの目開きによって、最大径が決定されるが、
発泡剤含浸の効率、球状化の防止及び作業性の面から、
粉砕樹脂粒子の直径は２〜８０ｍｍの範囲の粒子を選択
することが好ましい。直径が８０ｍｍを越える粉砕樹脂
粒子及び２ｍｍ未満の粉砕樹脂粒子はふるい分け等によ
り除かれる。具体的には８０ｍｍ角の目開きのふるいを
通過し、２ｍｍ角の目開きふるい上に残ったものを選択
することができる。

【０００８】ついで、得られる粉砕樹脂粒子を好ましく
は分散剤を含む分散媒に分散させる。分散媒としては水
が好ましい。分散剤としては、粉砕樹脂粒子の凝集防止
効果の高いものが好ましく、リン酸カルシウム、炭酸カ
ルシウムなどの難溶性無機塩や、ポリビニルアルコー
ル、ポリビニルピロリドン、カルボキシメチルセルロー
ス、ヒドロキシエチルセルロースなどのセルロース誘導
体、カルボキシメチルでんぷん、ヒドロキシエチルでん
ぷんなどのでんぷん誘導体などの有機分散剤があげられ
る。また、これらとドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ
などの界面活性剤を併用してもよい。

【０００９】分散させた粉砕樹脂粒子には、１２０℃以
下の温度で、発泡剤として易揮発性炭化水素及び難燃性
付与剤を含浸させる。発泡剤の含浸は、発泡剤と共に、
撹拌翼付き耐圧反応容器に分散媒、粉砕樹脂粒子、分散
剤を加え、撹拌加熱保持することによって行われる。こ
こで含浸時の温度は、１２０℃以下、好ましくは８０〜
１２０℃、特に好ましくは８０〜１００℃とされる。１
２０℃を超えると経済性に劣ると共に球形化が進行して
得られる発泡性樹脂粒子の特性が低下する。

【００１０】発泡剤として用いられる易揮発性炭化水素
としては、プロパン、ブタン及びその異性体、ペンタン
及びその異性体、ヘキサン及びその異性体などの一種又
は二種以上が、好ましいものとして挙げられる。これら
の易揮発性炭化水素の含浸量は、得られる発泡性スチレ
ン系樹脂粒子に対して、３〜１５重量％であることが発
泡成形特性から好ましい。また、この他にこれらの発泡
剤の発泡力をさらに向上するために、トルエン、エチル
ベンゼン、スチレンモノマー等の芳香族炭化水素などを
適宜併用してもよい。この場合、得られるスチレン系樹
脂粒子の０．５重量％以下が好ましい。

【００１１】難燃性付与剤としては、ポリスチレンに相
溶する臭素化合物が好ましい。臭素化合物としては、テ
トラブロモエタン、ヘキサブロモシクロドデカン、２，
２−ビス（４−アリロキシ−３，５−ジブロモ）プロパ
ン、ヘキサブロモベンゼンなどが好ましいものとして挙
げられる。また、ジクミルパーオキサイド等の過酸化物
との併用もできる。これらは得られる樹脂粒子に対して
０．５〜３重量％使用するのが好ましい。

【００１２】以上のようにして得られる再生発泡性スチ
レン系樹脂粒子は、不定形状であり、表面が比較的滑ら
かなものである。不定形であることによって、発泡した
ときの形状も不定形となり、球状より空隙率が大きくな
り、より高い嵩密度を有する発泡体となる。発泡成形の
方法は特に制限はなく、必要により加圧充填等の方法を
とることができる。また、発泡成形品の強度等の特性を
改良するために、未使用の発泡スチレン系樹脂粒子（バ
ージンビーズ）を併用することができる。本発明によれ
ば各種リサイクル発泡成形品の製造が可能である。

【００１３】

【実施例】次に実施例を示し本発明をさらに詳細に説明
する。 実施例１ 比重が０．５５である発泡スチロール熱収縮塊を１０ｍ
ｍのスクリーンがとりつけられた粉砕機で粉砕した。こ
の時粉砕物の最大径は、おおよそ１０ｍｍであった。こ
のメッシュ上の粉砕物を７メッシュ（２．８０ｍｍ）の
篩いで分級したところ、６０重量％が篩い上に残った。
この粉砕物を１０００ｇ、テトラブロモエタン１５ｇ及
び１．５ｇのジクミルパーオキサイドが分散した０．３
％ポリビニルアルコール水溶液１５００ｇを内容積４Ｌ
の耐圧反応釜にいれ、密閉し９０℃に昇温後、発泡剤と
してペンタン（イソ／ノルマル比＝２／８）を５０ｇず
つ２回に分けて圧入した。ペンタン圧入完了後引き続き
１０時間保持し発泡剤の含浸を行った。室温まで冷却
後、粉砕物を取り出し脱水乾燥して、不定形で、角のみ
丸みを帯びた再生難燃性発泡性スチレン系樹脂を得た。
こうして得られた不定形再生発泡性スチレン系樹脂粒子
は８．３重量％のペンタンを含んでいた。得られた不定
形再生難燃性発泡性スチレン系樹脂粒子を３分間沸騰水
中に保持したところ、かさ密度０．０１６ｇ／ｍｌの発
泡体が得られた。室温で３日間熟成したところ、ペンタ
ン含有量は、６．０重量％となった。ここで、沸騰水中
でかさ密度０．０２ｇ／ｌになるよう発泡し、翌日、８
×８×７．５ｃｍの金型で０．７ｋｇ／ｃｍ²のスチー
ム圧で成形したところ、良好な外観の成形体を得た。ま
たこの成形体を、乾燥後３×１×８ｃｍに切断し、ろう
そくで着火したところ２秒以内に消火した。

【００１４】実施例２ 実施例１と同様に７メッシュ上の粉砕物を１０００ｇ、
０．３％ポリビニルアルコール１５００ｇを内容積４Ｌ
の耐圧反応釜にいれ、引き続き撹拌しながら、９０℃に
昇温後、２，２−ビス（４−アリロキシ−３，５ジブロ
モ）プロパン１０ｇを分散溶解した、トルエン５ｇ、ペ
ンタン８０ｇを圧入した。圧入完了後引き続き１０時間
保持し発泡剤の含浸を行った。室温まで冷却後、粉砕物
を取り出し脱水乾燥して、不定形で角が残った再生難燃
性発泡性スチレン系樹脂粒子を得た。こうして得られた
不定形再生難燃性発泡性スチレン系樹脂粒子は６．２重
量％のペンタンを含んでいた。得られた不定形再生難燃
性発泡性スチレン系樹脂粒子を３分間沸騰水中に保持し
たところ、かさ密度０．０１５ｇ／ｍｌの発泡体が得ら
れた。室温で３日間熟成したところ、ペンタン含有量
は、５．１重量％となった。ここで、沸騰水中でかさ密
度０．０２ｇ／ｌになるよう発泡し、翌日、８×８×
７．５ｃｍの金型で０．７ｋｇ／ｃｍ²のスチーム圧で
成形したところ、良好な外観の成形体を得た。またこの
成形体を、乾燥後３×１×８ｃｍに切断し、ろうそくで
着火したところ５秒以内に消火した。

【００１５】比較例 比重が約０．２である発泡スチロール熱収縮塊を１０ｍ
ｍのスクリーンが取り付けられた粉砕機で粉砕した。こ
の時の粉砕物の最大径は、おおよそ１０ｍｍ、かさ比重
０．１５であった。この粉砕物を７メッシュ（２．８０
ｍｍ）の篩で分級したところ、６０重量％が篩上に残っ
た。この粉砕物５００ｇ、ピロリン酸マグネシウム５
ｇ、ドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ０．１５ｇ、脱
イオン水１５００ｇを内容積４Ｌの耐圧反応釜に入れ、
続いて、撹拌しながら、トルエン５ｇを加えた。反応釜
を密開したのち、９５℃まで昇温し、２時間保持したの
ち、発泡剤として、ペンタン（イソ／ノルマル比 ２／
８）を５０ｇ圧入した。引き続き、８時間保温し、発泡
剤スチレン系樹脂粒子を得た。ガスの圧入時に粒子が浮
いてしまったため得られた粒子は、楕円状をしており、
目的とする不定形発泡粒子がえられず、また、良好な発
泡特性及び難燃性を有するものではなかった。

【００１６】

【発明の効果】本発明によれば、良好な発泡特性及び難
燃性を示す再生発泡性スチレン系樹脂粒子を、工業的に
容易でかつ経済的にも優れる方法により製造することが
でき、本発明は、発泡スチロール成形品のリサイクル技
術として有用である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｂ２９Ｋ 25:00 105:04

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発泡性スチレン系樹脂発泡体を熱収縮さ
   せて比重０．４以上の熱収縮塊とし、得られる熱収縮塊
   を粉砕して粉砕樹脂粒子とし、次いで該粉砕樹脂粒子を
   分散媒に分散させ、１２０℃以下の温度で易揮発性炭化
   水素及び難燃性付与剤を含浸させることを特徴とする再
   生不定形難燃性発泡性スチレン系樹脂粒子の製造法。
2. 【請求項２】 粉砕樹脂粒子のうち直径が２〜８０ｍｍ
   のものを選択して分散媒に分散させる請求項１記載の再
   生不定形難燃性発泡性スチレン系樹脂粒子の製造法。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載の製造法により得ら
   れ、易揮発性炭化水素を３〜１５重量％及び難燃性付与
   剤を含有してなる再生不定形難燃性発泡性スチレン系樹
   脂粒子。
4. 【請求項４】 難燃性付与剤が臭素化合物である請求項
   ３記載の再生不定形難燃性発泡性スチレン系樹脂粒子。
5. 【請求項５】 請求項３又は４記載の再生難燃性発泡性
   スチレン系樹脂粒子を含む樹脂粒子を発泡成形して得ら
   れる発泡成形品。