JPS60203647A - 表面改質発泡性スチレン系樹脂粒子の製造方法 - 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】 本発明は、予備発泡粒子製造時のブロッキングが少なく
、かつ発泡体型物成形時の冷却時間を短縮することがで
きる発泡性スチレン系樹脂粒子の製造方法に関するもの
である。

揮発性膨張剤を含有する発泡性スチレン系樹脂粒子の表
面に、ステアリン酸アミド、ステアリン酸亜鉛、硬化牛
脂油、グリセリン）　ＩＪパルミチン酸エステル、蜂ロ
ウ、グリセリンのモノ−、ジーもしくはトリステアリン
酸エステルの二種以上の混合物、グリセリントリステア
リン酸エステル、硬化葉種油、硬化魚油等の融点が４５
〜１　ｆＪ　ｏ　ｃの常温で固体の表面改質剤（クラッ
キング剤ともいう）を塗布し、予備発泡成形時の粒子同
志のブロッキングを防止するとともに、型内に予備発泡
樹脂粒子を充填し、これをスチームで加熱して予備発泡
粒子同志を融着させて発泡体を成形、冷却する際の冷却
時間を短縮させる技術は知られている（特開昭５８−９
７０６０号、同５８−１０９５６５号、英国特許第１４
０９２８５号、同第１８９２４６７号、特公昭５７−５
１８１１号、同５８−５６５６８号等公報参照）。

かかる常温で固体の表面改質剤を発泡性スチレン系樹脂
粒子表面に被覆する方法として、これら先行技術は表面
改質剤と樹脂粒子を機械的に混合する方法や表面改質剤
をアルコール、ペンタン、ヘキサン等の溶剤に溶解し、
この溶液に樹脂粒子を混合し、ついで乾燥して溶剤を除
去する方法を開示する。

しかし１機械的な攪拌力によシ常温で固体の表面改質剤
を軟化ないし溶融させて表面改質剤を発泡性スチレン系
樹脂粒子表面に付着させる前者の方法は１表向改質剤を
均一に付着させることに熟練がいるので、溶解液を用い
る後者の方法もしくは表面改質剤を水に分散させたエマ
ルジョンを発泡性スチレン系樹脂粒子の表面に塗布し、
乾燥する方法が実施されている。

この表面改質剤の溶解液もしくは水性エマルジョンを用
いる方法は１発泡性樹脂粒子表面に表面改質剤を均一に
塗布できる利点を有する。

前述の融点が４５〜１８０℃の表面改質剤が発泡体樹脂
の冷却性を向上させるのは、表面改質剤によりスチレン
系樹脂粒子表面に微細な亀裂が生じ、この亀裂により発
泡体中に残存する揮発性膨張剤が短時間で逸散するから
である。

この表面改質剤の塗布は、予備発泡の直前に、発泡性ス
チレン系樹脂粒子をスクリューフィーダによりホッパー
から予備発泡槽に移送し、予備発泡槽で９０〜１２０℃
の熱水もしくはスチーム加熱して未発泡樹脂粒子の５〜
６０倍の予備発泡粒子を得る際に、表面改質剤の溶液も
しくは水性エマルジョンをスクリューフィーダ内または
ホッパーの出口に供給して行っている。

このようにして得られた表面を表向改質剤で被覆した予
備発泡樹脂粒子は空送され配管を通って貯蔵量に貯えら
れ１次いで発泡成形に賦される。

この融点が４５〜１３０°Ｃの表面改質剤で被覆さｎた
スチレン系樹脂粒子の表面改質剤は、樹脂粒子への付着
力が十分とは言えず、予備発泡粒子を製造する際にスク
リューフィーダーのケーシング内壁やスクリューの表面
に離脱した表面改質剤が時を経るにつれて付着積層化し
、樹脂粒子の供給能力が低下したり、前記予備発泡樹脂
粒子の空送時に離脱した表面改質剤が経時的に配管内に
付着積層化し、移送能力を低下させる。更に、離脱した
表面改質剤が大気中に飛散し、汚染の原因となる。

本発明は、かかる表面改質剤の付着力が小さいことに起
因する問題点を、バインダー機能を有するシリコンオイ
ルを用いることにより解決するものである。

即ち、本発明は、揮発性膨張剤を含有する発泡性スチレ
ン系樹脂粒子の表面に、融点が４５〜１　ｐ％　ｏ℃で
あり、予備発泡時の樹脂粒子同志のブロッキング防止と
発泡成形時の冷却時間を短縮させる効果のある表面改質
剤を被覆する方法において、該表面改質剤を発泡性スチ
レン系樹脂粒子表面を付着させるバインダーと（７てシ
リコンオイルを用いることを特徴とする表面改質発泡性
スチレン系樹脂粒子の製造方法を提供するものである。

本発明の実施により得られる表面改質発泡性スチレン系
樹脂粒子は、表面改質剤の樹脂粒子への付着力が強固で
あるので、前述の問題点が解決されることは勿論のこと
、（に次の２つの利点を有する。

（＋）常温で固体の表面改質剤の添加量は予備発泡時の
ブロッキング防止及び発泡体成形時の冷却時間短縮に必
要な最低量で済む。

０１）表面改質剤の被覆が均一に行わ負ることにより、
予備発泡時の樹脂粒子の抗ブロツキング性がより向上す
るとともに、発泡体成形時の冷却時間をより短縮できる
。また、得られる発泡体の発泡体粒子同志の融着性が向
−トするとともに外観も向上する。

然して、表面改質剤を被覆する前の発泡性スチレン系樹
脂粒子は、スチレン、メチルスチレン、ジメチルスチレ
ン、クロロスチレン等のスチレン系単量体のホモ重合体
、及びこれら単量体の相互共重合体、あるいはこれらス
チレン系単竜体とブタジェン、アクリロニトリル、メチ
ルメタクリレート、イソプレン、塩化ビニル等の他のビ
ニル単借体との共重合体を懸濁系で製造する途中で、ま
たに製造後、揮発性の膨張剤、例オばプロノくン、ｎ−
ブタン、イソ′ブタン、ｎ−ペンタン、ネオペンタン、
ヘキサン等の脂肪族炭化水素、または塩化メチル、ジク
ロロジフロロメタン、ジクロロジフロロエタン、テトラ
クロルエチレン等のハロゲン化炭化水素、あるいは石油
エーテル等を樹脂粒子中に３〜１５重量％、好オしくけ
４〜８重量％含浸させて形成させることができる０ 融点が４５〜１３０°゛Ｃ２好ましくは５５〜９５゛Ｃ
の表面改質剤としては、ポリエチレンワックス、ステア
リン酸アミド、口、−ヒドロキシジオレイン酸アミド等
の酸アミド、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸アルミニ
ウム等の飽和もしくは不飽和高級カルボン酸の金属塩（
いわゆる金属石鹸）、高級脂肪酸と多価アルコールとの
部分エステルもしくは完全エステルあるいはこれらエス
テルの混合物５例えばグリセリンモノステアレート、グ
リセリンジステアレート、グリセリントリステアレート
、グリセリントリパルミチレート、硬化牛脂油、硬化菜
種油、硬化魚油、蜂ロウ、ソルビタンモノステアレート
、ソルビタンジステアｔ／−ト、ソルビタントリステア
レートの混合物、エチレングリコールジステアレート、
プロピレングリコールジステアレート、セチルアルコー
ルやステアリルアルコール等の脂肪族アルコールとバル
ミチン酸。

ステアリン酸、ミリスチン酸等の高級脂肪酸との完全エ
ステル等が挙げられる。

これら表面改質剤は発泡性スチレン系樹脂粒子の０．０
１〜２重量％、好ましくは帆１’−１重量係の割合で用
いられる。

前記表面改質剤の中でも、囚グリセリンとステアリン酸
とのモノ−、ジーもしくはトリエステル、あるいはこれ
らエステルの混合物　１００重量部に対し、滑剤効果を
有する（１濠金属石鹸　８０〜１００重量部の割合で配
合した表面改質剤が好ましい。

次にバインダーとしてのシリコンオイルとしては、ジメ
チルポリシロキサン、メチルフェニルポリシロキサン（
メチルフェニルシリコン油）、メチルハイドロジエンポ
リシロキサン等の２５℃の粘度が亀ｏｏｏセンチストー
クス以下、好ましくはｌＯ〜１，０００センチストーク
スのシリコンオイルがあげられる。これらの中でもフェ
ニル基を有し、水酸基を有しないメチルフェニルポリシ
ロキサンが特に好ましい。

発泡性スチレン系樹脂粒子に対するシリコンオイルの使
用量は、０．００５〜０．２重量係、好ましくは０．Ｏ
１〜０．１重量を係である。ｏ、ｏ　ＯＦ１重量係未満
では付着力の向上効果が不十分である。０．１重量係を
越えては発泡体成形時の発泡体粒子同志の融着が阻害さ
れるとともに経済的に不利である。

発泡性スチレン系樹脂粒子表面へのクランキング剤の被
覆は５発泡性スチレン系樹脂粒子と融点が４５〜１８０
℃の表面改質剤とシリコンオイル液とを前記予備発泡槽
へ送るスラリ１−フィーダーで混合、またはヘンシェル
ミキサーで混合して行う。

また、表面改質剤として金属石鹸と、高級脂肪酸と多価
アルコールとのエステルを併用するときは、予じめ発泡
性スチレン系樹脂粒子の表面に金属石鹸を被覆し、この
樹脂粒子と上記エステルとシリコンオイルとを混合して
行ってもよい。

このようにして得られた常温で固体の表向改質剤が表面
に被償された発泡性スチレン系樹脂粒子は公知の方法に
より５〜６０倍に予備発泡され、次いでスチームは通過
するが樹脂は通過しないスリット、孔を有する型のキャ
ビティ内に予備発泡粒子が充填され、スチームで加熱さ
れ、粒子同志が融着され、ついで冷却させることにより
緩衝材、断熱材、浮具等の所望の形状の発泡体製品に成
形される。

以下、実施例によシ更に詳細に本発明を説明する。なお
１例中のチおよび部は、特に倒起しない限りは重量基準
である。

発泡性ポリスチレン樹脂粒子の製造列 メチレフ１００部に、過酸化ベンゾイル１８０部、ｔ−
ブチルパーオキシベンゾエート帆１ｏ部オ」；ヒシクロ
ヘギナン２．０部を溶解したスチレン溶液を、第３リン
酸カルシウム帆８部とドデシルベンゼンスルポン酸ノー
ダ帆ｏ０８部を含んだ１００部の耐圧オートクレ一部内
の脱イオン水中に分散させ、耐圧オートクレーブ中にて
、９０’Ｃで６時間重合を行った。ついでこの懸濁液中
にブタン９部を注入した後、１１５℃迄昇温し、同温度
で８時間保持して、懸濁重合を完了させた。懸濁液を４
０℃迄冷却し、脱水乾燥し、更に帆８〜１．１ｆｌのビ
ーズに篩分け、ステアリン酸亜鉛をヒースの０．１係と
なるにうにコーティングして発泡性ポリスチレン樹脂粒
子を得た。

この発泡性ポリスチレン粒子は、約６．２係のブタンを
含有していた。

実施例１ 前記例で伺た発泡性ポリスチレン粒子１００部に、理研
ビタミン■製のグリセリンとステア１７７酸との部分エ
ステル°リケマールＳ　’２００　Ｐ”（商品名、モノ
ステアレート５０係、ジステアレート４０％、トリステ
アレート１０％の混合物。

融点５６℃）０．２部および信越化学■製メチルフェニ
ルポリシロキサン°ＫＦ−５４“（商品名。

２５℃の粘度４００センチボイズ）ｏ、ｏｓ部ｅａ合し
て表面を部分エステルで被覆した発泡性ポリスチレン粒
子を得〔表面の電顕写真を第１図（２，０００倍）に示
す〕、これを予備発泡成形機に空送した。

この発泡性樹脂粒子を連続式予備発泡成形機を用いて１
．０Ｋｆ／ｄＧの水蒸気で約６０倍予備発泡させて嵩密
度が約１６ｆ／ｌの予備発泡粒子を得た。

上記予備発泡時に、予備発泡機内（温度９８℃）で発泡
倍率が約６０倍となる発泡性ポリスチレン粒子の供給目
盛（フィード目盛）は７であった。

また、予備発泡機の押出出口でｉｏｔ＋ｏａメツシュの
篩を通過させ、篩上に残った凝塊物（−次プロッキング
物）を測定したところ、０％であった。

このようにして得た予備発泡体流子を室温で４時間貯蔵
して熟成させた後、ダイセン工業■製ポリスチレン発泡
成形機“、Ｄ−５０００Ｆ成形機（商品名）”を用い、
スチーム透過孔を多数有する金型の型窩内に予備発泡樹
脂粒子を充填し、０．７ｈ／ｃｒ／ｌ　Ｇのスチームで
１０秒間加熱し、粒子同志を相互に融着させた後、金型
から製品（縦１００’ｍｍ、横３００龍、厚さ５０７１
１１８）を取り出しても製品が変形しない状態となるま
で冷却（２５℃の水を型のチャンバー内に流す）に要す
る最小時間を測定したところ、１７０秒であった。また
、製品の嵩密度は１８１／ｌであった。

得た発泡成形体を両手で割って、融着した発泡体粒子同
志が融着同志の界面でなく、発泡体粒子自身の内部断面
破壊の割合を融着度としてめたところ、９０係であった
。この発泡体の外観は非常に優れたものであった。

一方、（１）発泡性ポリスチレン粒子を予備発泡機に空
送した後、ならびに（２）予備発泡させた後および（３
）発泡成形体の表面に残存するステアリン酸亜鉛、表面
改質剤である部分エステルおよびメチルフェニルポリシ
ロキサンの量を次の方法で測定した。結果を表２に示す
。

シリコンオイルおよびステアリン酸亜鉛シリコンオイル
のＳｉ　原素およびステアリン酸１００ｆの樹脂粒子を
１００ｃｃのメタノール中に浸漬し、５０℃に加温し、
攪拌下で３０分間粉体物を洗い落した。

該操作を５回線シ返して得た５００ｃｃのメタノールを
加温してメタノールを蒸発させた後、残渣固形分をクロ
ロホルムに溶解し、高速液体クロマトグラフにて定量し
た。

１０ｔの試料を、２００ｆのクロロホルムに溶解し、こ
の液をＩＩ！のメタノール中に投入し、ポリスチレンを
析出させ、Ｆ紙で濾過させた後、ろ液を加温し、溶媒全
除去させた。

ついで、残渣固形分をクロロホルムに溶解し、高速液体
クロマトグラフにて定数した。

実施例２〜６、比較例１〜２ 表１に示すシリコン油、表面改質剤を用いる他は実施例
１と同様にして発泡性ポリスチレン樹脂粒子、予備発泡
樹脂粒子および発泡成形品を製造し、各物性を調査した
。

結果を表１および表２に示す。

また、シリコンオイルを用いない比較例１で得た発泡性
ポリスチレン粒子の表向電顕写真（２０００倍）を第２
図に示す。

（以下余白）

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例１により得られた発泡性ポリス
チレン樹脂粒子の表面の状態を示す図であり、第２図は
従来（比較例１）の発泡性ポリスチレン樹脂粒子の表面
の状態を示す図である。 特許出願人　油化バーデイツシエ株式会社代理人　弁理
士　古　川　秀　利 代理人　弁理士　長　谷　正　久

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｌ）揮発性膨張剤を含有する発泡性スチレン系樹脂粒子
   の表面に、融点が４５’−１８０℃であシ、予備発泡時
   の樹脂粒子同志のブロッキング防止と発泡成形時の冷却
   時間を短縮させる効果のある表面改質剤を被覆する方法
   において、該表面改質剤を発泡性スチレン系樹脂粒子表
   面に付着させるバインダーとしてシリコンオイルを用い
   ることを特徴とする表面改質発泡性スチレン系樹脂粒子
   の製造方法。 ２）シリコンオイルがメチルフェニルシリコンオイルで
   あることを特徴とする特許請求の範囲第１項請求の範囲
   の製造方法。 ８）スチレン系側脂粒子に対するシリコンオイルの使用
   量がｏ、ｏ　ｏ　ｓ〜０．２重量係であることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の製造方法。 ４）融点が４５〜１８０℃の表面改質剤が、炭素数が１
   ２〜２２の高級脂肪酸とグリセリンとのモノ−、ジーま
   たはトリエステルもしくはこれら２つ以上の混合物であ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の製造方
   法。