JPH0611809B2

JPH0611809B2 - 発泡性熱可塑性樹脂粒子組成物

Info

Publication number: JPH0611809B2
Application number: JP59056980A
Authority: JP
Inventors: 敏喜池田; 義嗣別府
Original assignee: Sekisui Plastics Co Ltd
Current assignee: Sekisui Kasei Co Ltd
Priority date: 1984-03-24
Filing date: 1984-03-24
Publication date: 1994-02-16
Anticipated expiration: 2009-02-16
Also published as: JPS60202134A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は、発泡性熱可塑性樹脂粒子組成物に関する。
さらに詳しくは、型窩内に予め予備発泡した熱可塑性樹
脂粒子を充填し水蒸気等で型窩通りに成型する際の原料
であつて成型時の融着性と粒子間隙が改善される発泡性
熱可塑性樹脂粒子に関する。

発泡性熱可塑性樹脂粒子は、例えばポリスチレン樹脂粒
子にそれを膨潤せしめるにすぎない易揮発性の脂肪族炭
化水素、例えばペンタン等を水性懸濁液中に含浸せしめ
るポリスチレン樹脂粒子に対して溶解性を有するトルエ
ン等の溶剤を少量含有する水性懸濁液中に常時気状のブ
タン等の発泡剤と共に含浸せしめる等の方法により製造
される。このようにして得られた発泡性熱可塑性樹脂粒
子は、発泡熱可塑性樹脂成型体をつくる為の原料として
用いられる。

経済的及び工業的に得るには、発泡性熱可塑性樹脂粒子
を予め予備発泡して、この予備発泡粒子を小孔等が穿設
された成型機の型窩内に充填し、加圧の水蒸気で軟化点
以上に加熱して、予備発泡粒子を発泡させそれぞれ粒子
間隙をなくし、融着一体化せることにより型窩通りの成
型体を得ることができる。

成型は成型品の肉厚、発泡倍数等及び成型機によつて異
なるが、105℃〜135℃付近の温度範囲で行なわれる。こ
の場合、成型温度が低く、加熱時間が不足すれば、発泡
粒子間の融着不良、粒子間の伸び不足を起こし、得られ
た成型体の強度及び外観等を損ねる。また、温度が高く
に過ぎ、加熱時間が長くに過ぎれば、発泡体の溶融が起
こり、成型品の外観を損ねたり、収縮を来たす結果とな
る。従つて適正な成型加熱領域があり、発泡性熱可塑性
樹脂原料の品質からすれば、その適正な領域が広くする
ことが望ましく、省エネルギー、生産性向上から特に低
い温度、短い加熱時間での領域拡大が望ましい。

これまで、これらの目的のために、有機溶剤、例えば、
トルエン、エチルベンゼン、シクロヘキサン、パークレ
ン等が用いられている。これらは予備発泡を容易にし、
発泡粒間の融着を良くするが、粒子間隙をうめてしまう
伸びは良くない。また、一般的な可塑剤、例えばアテア
リン酸ブチル、DBS、DOA等は成型時の粒子間隙をうめる
伸びは良くなるが、適正領域の上限をせばめ、加熱上限
域で溶融を起こし易い難点を持つている。

この点に関し、例えば大豆油、パーム油、牛脂等の油脂
類を樹脂粒子に含浸させて融着性を改善する提案もなさ
れている。しかし、かかる油脂類を用いた際には、成形
時に臭気が生じたり、得られた成形品に変色が生じたり
また変色を含む成形品の品質の経時変化を生じ易いとい
う欠点があり、６０倍程度の高倍発泡の実用には前期シ
クロヘキサン等の有機溶剤と併用して使用され得るもの
であつた。

また、上記添加剤の他に採られる方法として重合体の重
合度を調節する方法もある。しかし、汎用の発泡性ポリ
スチレン樹脂の平均重合度は3000程度であり、発泡性等
を向上させる目的で、重合度を低くすることもできる
が、発泡成型での適正可熱領域の上限を低下させ、得ら
れた成型品強度を低下させる傾向から、2400辺りが下限
であり、前記目的を満足に達成させることはできない。

この発明はかような状況下においてなされたものであ
り、品質や製造環境を損なうことなく融着性及び伸びの
優れた成形品を得ることができる発泡性熱可塑性樹脂粒
子組成物を提供することを目的とするものである。

本発明者らは、油脂の構成成分である種々の樹脂酸グリ
セリド類の熱可塑性樹脂粒子への適用について鋭意検討
を行なつた結果、これらのうち中鎖飽和脂肪酸トリグリ
セリドを少量含有させることにより溶剤等と併用するこ
となく所望の熱可塑性樹脂粒子が得られる事実を見出し
この発明を完成するに至つた。

かくしてこの発明によれば、熱可塑性樹脂を素材とし該
樹脂の軟化点より低い沸点を有する炭化水素を発泡剤と
して該樹脂に対して１〜10重量％含有してなる発泡性熱
可塑性樹脂粒子であつて、炭素数７〜12の中鎖飽和脂肪酸トリグレセリンを上記熱
可塑性樹脂に対して0.3〜2.5重量％含有させたことを特
徴とする発泡性熱可塑性樹脂粒子組成物が提供される。

上記素材としての熱可塑性樹脂としてはスチレンもしく
はメチルスチレンの単独重合体、スチレン-無水マレイ
ン酸共重合体又はスチレン-メチルアクリレートもしく
はスチレン-メチルメタクリレートのごときスチレンと
アクリル酸エステルもしくはメタクリル酸エステルとの
共重合体などが挙げられる。

発泡剤としてはプロパン、ｎ−ブタン、ｉ−ブタン、ｎ
−ペンタン、ネオペンタン、ジクロロオロメタン等の前
記樹脂の軟化点より低い沸点を有する易揮発性炭化水素
およびこれらの類似物が用いられる。これらの発泡剤は
前記樹脂の粒子中に１〜10重量％含浸される。なお、こ
の際の粒子系としては通常0.2〜2.0mmの粒度のものが適
当である。

上記発泡性熱可塑性樹脂粒子含有される中鎖飽和脂肪酸
トリグリセリドは炭素数７〜12の飽和脂肪酸トリグリセ
リドであり、具体的にはカプリル酸トリグリセリド、カ
プロン酸トリグリセリド、ラウリン酸トリグリセリド等
が挙げられる。これらのうちカプリル酸トリグリセリド
を用いるのが好ましい。かかる中鎖飽和脂肪酸トリグリ
セリドは前記樹脂粒子に対して0.3〜2.5重量％含有され
る。含有量が0.3重量％未満では成形時の融着及び発泡
粒間の伸びを良くする効果が得られ難く、また2.5重量
％を越えると成型時の長時間の高温加熱領域で発泡体を
溶融させる傾向の示し好ましくない。

かかる発泡剤及びトリグリセリドの樹脂粒子への含浸は
従来の発泡剤及び溶剤の含浸方法に準じて行なうことが
でき、例えば樹脂粒子を水性懸濁液中に分散させてこの
系中に所望量の発泡剤及び中鎖飽和脂肪酸トリグリセリ
ドを存在させて撹拌することにより行なうことができ
る。しかしながら、本発明者らの研究によれば、樹脂粒
子自体の形成時に並行して含浸を行なうことができる。
ことに、樹脂形成用のモノマーに重合開始剤と共に上記
中和鎖和脂肪酸トリグリセリドを所定量加え、これを水
性媒体中に懸濁剤によつて懸濁せしめ、この状態で重合
温度に加温して重合を進行させ適宜発泡剤を加える方法
が簡便で好ましいことも見出されている。

このようにして得られたこの発明の発泡性熱可塑性樹脂
粒子組成物は、型内成形に供した際、融着性及び粒子間
の伸びが優れており、品質に優れかつその経時変化の少
ない成形品を提供するものである。そして型内成型時に
おいても臭気や変色を生じずかつ発泡体を溶融すること
なく成形時間も短縮されてなるものである。さらに溶剤
を用いることなくかつ食品添加物公定書記載物質である
中鎖飽和脂肪酸トリグリセリドを用いるため食品衛生の
安全性も保障されている。従つてこの発明の粒子組成物
は種々の発泡成形品の原料として有用であり、ことに食
品容器等の用途に有利である。

かかる効果が発揮される理由は定かではないが、従来の
油脂はもちろん中鎖の飽和脂肪酸を含有する一般の油脂
類を単独で用いてもかかる効果は発揮され難い点から、
単なる油脂を用いた場合にはその中に必然的に含まれる
不飽和脂肪酸、モノグリセリド、ジグリセリド等の存在
下により型内成形時の悪臭や変色などが生じかつ成形後
の品質低下に結びつくものと考えられる。さらに高級脂
肪酸のトリグリセリドに比して中鎖の飽和脂肪酸トリグ
リセリドがポリスチレンに対し溶解力が強く融着等の改
善に、より適合化しているものと考えられる。

以下この発明を実施例により説明するが、これによりこ
の発明は限定されるものではない。

実施例１内容積5.6の撹拌機付き反応器に純水2000mlと懸濁剤
としてピロリン酸マグネシウム10ｇ、ドデシルベンゼン
スルホン酸ソーダ0.3ｇを加え、ベンゾイルパーオキサ
イド6.0ｇとターシヤリブチルパーベンゾエート1.5ｇ、
カプリル酸トリグリセリド30ｇをスチレン単量体2200ｇ
に溶解させて加えた。該懸濁液を撹拌しながら温度を90
℃にして６時間保持した後、ブタンを160ｇ加えて、120
℃に昇温し、4.5時間重合及び含浸を行つた後、30℃に
て冷却して取り出し、水洗し、乾燥して、発泡性ポリス
チレン粒子を得た。

該粒子のうち直径0.9〜1.2mmの範囲にある粒子を、篩分
けし、３日間冷所で熟成した後、これを予備発泡機で95
℃の常圧水蒸気中で回転羽根による撹拌を行いながら、
カサ50倍になるように５分で発泡した。この予備発泡粒
を大気中で、熟成乾燥した後肉厚20mmの箱状の金型に充
填し、0.7kg／cm²（ゲージ圧）の水蒸気を用いて、30秒
加熱後、冷却し、金型より取り出し、成型された発泡ポ
リスチレン成型品を得た。

その成型品表面の粒子間の間隙の大小と成型品を破断
し、その面に粒子表面が全く現われないのを融着100％
とし、粒子表面が全て現われるのを０％としその比率で
融着を評価した。その結果を表−１に示す。

比較例１実施例１の方法に準じて、カプリル酸トリグリセライド
を添加せずに重合、含浸を行い成型品を得た。その評価
結果を表−１に示す。

表−１より実施例１は、比較例１に比し低温短時間領域
での適正巾を拡大していることが認められた。

実施例２内容積5.6の撹拌機付き反応器に水2000mlと懸濁剤
としてピロリン酸マグネシウム10ｇ、ドデシルベゼンス
ルホン酸ソーダ0.3ｇを用い直径0.3〜0.6mmのポリスチ
レン2200ｇと、カプリル酸トリグリセライド22ｇを加
え、撹拌しながら90℃に昇温し、ｎ−ペンタン140ｇを
加え、４時間保持した後、30℃に冷却し、取り出し洗浄
し、乾燥した当粒子にポリエチレングライコール0.7ｇ
とジクステアレート４ｇを表面被覆して、発泡性ポリス
チレン粒子を得た。

これを予備発泡機で95℃の常圧水蒸気中で、回転羽根で
撹拌しながら、100ｇ／になるように５分で発泡し、
予備発泡粒を得た。

予備発泡粒を大気中に６時間熟成乾燥した後、内容量45
0cc、肉厚で２mmのコツプ状型窩に充填し1.8kg／cm
²（ゲージ圧）の水蒸気で加熱し、水冷後型窩より成型
されたコツプ状ポリスチレン樹脂発泡成型体を得た。加
熱の条件とカツプの性状について表−２に示す。

比較例２実施例２の方法に準じてカプリル酸トリグリセライドを
添加せずに含浸を行い成型品を得た。その評価結果を表
−２に示す。

添加剤なしに比し、カプリル酸トリグリセリドを添加し
たものは成型時の粒子間の伸びと、融着を改良している
ことが確認できた。

実施例６、比較例３，４内容積5.6の撹拌機付反応器に水2000mlと懸濁剤とし
てピロリン酸マグネシウム10ｇ、ドデシルベンゼンスル
ホン酸ソーダ0.3ｇを用い直径0.9〜1.2mmのポリスチレ
ン2200ｇと、下記表−３に示す添加剤を加え撹拌しなが
ら100℃に昇温ブタンを200ｇ加え、５時間保持した後、
30℃に冷却し、取出し洗滌乾燥し、ヒドロキシステアリ
ン酸トリグリセリド3.3ｇとジンクステアレート2.2ｇを
均一化表面被膜して発泡、発泡性ポリスチレン粒子を得
た。

当粒子を予備発泡機で、95℃の常圧水蒸気中で回転羽根
で撹拌しながら20ｇ／になるように７分で発泡し、予
備発泡粒を得た。この発泡粒を大気中に６時間放置乾燥
した後、肉厚50mmの板状の金型に充填し各々0.55と0.7k
g／cm²（ゲージ圧）の水蒸気で加熱し、冷却後金型より
取り出し発泡ポリスチレン成型品を得た。

その成型品について表面の粒子間の間隙の大小と成型品
を破断し、その面より粒子間の融着度合を判定し、その
結果を表−３に示す。

このようにシクロヘキサン、ステアリン酸、大豆油、DO
A、パラフイン等を添加したものに比してカプリル酸ト
リグリセリドを添加したものが優れていることが判明し
た。なお、表中DOAはジオクチルアジペートを示す。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】熱可塑性樹脂を素材とし該樹脂の軟化点よ
り低い沸点を有する炭化水素を発泡剤として該樹脂に対
して１〜10重量％を含有してなる発泡性熱可塑性樹脂粒
子であって、カプリル酸トリグレセリドを上記熱可塑性樹脂に対して
0.3〜2.5重量％含有させたことを特徴とする発泡性熱可
塑性樹脂粒子組成物。
【請求項２】熱可塑性樹脂が、ポリスチレン系樹脂であ
る特許請求の範囲第１項記載の組成物。
【請求項３】ポリスチレン系樹脂が、スチレン重合体、
メチルスチレン重合体、スチレン−無水マレイン酸共重
合体又はスチレンとアクリル酸エステルもしくはメタク
リル酸エステルとの共重合体である特許請求の範囲第２
項記載の組成物。