JPS6369843A - 発泡性スチレン系樹脂粒子及びその製造方法 - 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】

［産業上の利用分野−１ 本発明は発泡性スチ

【／ン系イ６４脂粒子及びその製造
方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
志がその境界面で完全に融着し、粒子間隙が可及的に少
ない成形物の製造を可能とする発泡性スチレン系樹脂粒
子及びその製造方法に関する。 「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易揮発性
の脂肪族炭化水素、例えばｎ−ペンタン等を水性懸濁液
中で含浸せしめるか、又はポリスチレン樹脂粒子に対し
て溶解性を有する少量のトルエン、シクロヘキザン等の
ン容剤ヲ常温において気体状のブタン、プロパン等の発
泡剤と共に水性懸濁液中が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だめの原料として
用いられる。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
気等により予価発泡粒子とし、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−トの温度に
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製造する
のである。 −１−記のようにして製造された発泡性スチレン系樹脂
粒子は、予備発泡工程中に各粒子が合着し集塊化するた
め、粒子移送パイプあるいは成形用型窩充填孔を閉塞し
て成形工程において障害となる。 これを防止するために、予め発泡性スチレン系樹脂粒子
に、例えば金属石鹸、タルク粉末又はワックス等で表面
を被覆させるのであるが、これらの方法によって表面被
覆処理された発泡性スチレン系樹脂粒子の予備発泡粒子
は成形特型窩内で粒子間隙を完全に埋めることは連しく
、又加熱時発生した蒸気のドレンの溜りにより発泡が抑
制され、得られた成形体は粒子同志が充分に融着せず成
形直後に予励の水分を有するものとなり、更には金型面
付近の予備発泡粒子の充填状態が悪いために空隙率が高
く、この部分の「レンの発生も多くなり、成形体の表面
には粒子間隙が発生ずるなどの問題がある。又、このよ
うにして得られた成形体は、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必要があるが、充
分乾燥しても粒子間隙を発生点とする強度低下を生じ、
又断熱材並びに容器等に用いる場合には充分乾燥しても
使用時に水分が浸透し、断熱性の低下並びに水洩れが生
しる等の欠点がある。更には、成形体の発泡が充分でな
いため製品の外観が悪く、包装材としての商品のイメー
ジを損なう等の欠点がある。 ［問題点を解決するだめの手段」 本発明者等は、上記従来技術の欠点を改善することを目
的とし、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、粒子間隙が可及的に少なくなるようなセル
構造を有する成形物を得るために鋭意研究を行った結果
、本発明を完成するに至った。 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、オキ
シエチレン・オキシプロピレンブロノクボリマー０．０
１〜０．３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を、本発明の第２はスチ
レン系樹脂粒子１００重量部中に１種又は２種以上の発
泡剤１〜２０重景部重量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、オキシエ
チレン・オキシプロピレンブロックポリマー０，０１〜
０．３重量部を水溶液又は水分散液状態で被覆した後、
該被覆樹脂粒子の表面付着水分を乾燥して表面水分を０
．５重量％以下とし且つ該樹脂粒子含有発泡剤の３〜４
０重量％の逸散処理を行うことを特徴とする発泡性スチ
レン系樹脂粒子の製造方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ゼ
しめるか、又は重合後含浸し、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ものが好ましく、１種又は
２種以上の混合物で用いられる。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、シフ１
１ヘギサン、塩化メチル、フレオン等と置換して用いる
ことは差しつかえない。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オキシエチレン
・オキシブｌ−】ピレンブロックポリマーは、そのポリ
プロピレングリコールの平均分子量及び生成物中のポリ
エチレンオキシド含有率については特に限定されないが
、水溶性のものが好ましい。 例えば、ポリプロピレングリコールの平均分子量１００
０〜２０００、ポリエチレンオキシド２０〜８０重量％
のオキシエチレン・オキシプロピレンブロノクボリマー
が挙げられ、これらを混合して用いることは差しつかえ
ない。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０．０１〜０．３重量部使用される。０．０
１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、０．３重量部を超過すると成形体表面の粒子境
界が溶融状態となり外観が悪くなる。 オキシエチレン・オキシプロピレンブロノクボリマーは
、水溶液又は水に分散した状態で発泡性スチレン系樹脂
粒子に被覆された後、水分の乾燥を行う。水分を含有し
ない液体状のオキシエチレン・オキシプロピレンブロッ
クポリマーを被覆すると被覆むらを生し、又何ら成形体
の表面を平滑にする効果がない。上記の如く水溶液又は
水分散液では均一な被覆が為され、しかも驚くべきこと
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重星％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。表面水分が０．５重量％を超過すると成形体の表面
に粒子間隙が表れ、外観が不良になる。又、含有発泡剤
の３重量％未溝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。 」二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オキシエチレン・オ
キシプロピレンブロックポリマーの水溶液又は水分散液
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帯電防止剤、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、撲水剤等を含浸、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、オキシエチレン・オキシプロ
ビレンブロノクボリマーの水溶液又は水分散液をブレン
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、オキシエチレン・オキノプロピレン
ブロツクポリマーは帯電防止効果も有しているが、必要
に応し他の帯電防止剤を混合して被覆してもよい。 乾燥方法としては特に制限はなく、発泡性スチレン系樹
脂粒子にオキシエチレン・オキシプロピレンブロックポ
リマーと共にイ」着した水分を乾燥させる。 含有発泡剤の逸散処理としては種々の方法がある。例え
ば溝型及び円筒型攪拌乾燥器、箱型又はハンド型の通気
乾燥器、流動層乾燥器等によりオキシエチレン・オキシ
フ゛ロピレンフ゛Ｉ′Ｖツクポリマーで被覆され付着水
分を除去された発泡性スチＬ／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、生産性ト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８周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
オキシエチレン・オキシプロピレンブロックポリマーと
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計により
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−１ 本発明によれば発泡粒子同志が完全に融着し、実質的に
粒子間隙のない優れた成形物を提供することができる。 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す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
る該樹脂粒子表面部分の組成変化に伴う予備発泡粒子表
面セルの厚膜化構造により、成形時該予備発泡粒子表面
セル膜の可塑性が高くなったことに因るものと考えられ
る。 「実施例」 以−■ζ、実施例により本発明を更に詳細に説明す１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
。 実施例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、Ｆデシルヘンゼンスルホン酸ソー
ダ０．００５重量部、ヘンゾイルパーオキザイＦ’　０
．２５重量部、第三ブチルバーヘンゾエー）　０．１重
量部を添加し、攪拌しながら窒素Ｑ、５ｋｇ／ｃ艷加圧
下で９０°Ｃに昇温し、５時間重合を行った。 次いでシクロヘキザン１．８重量部、ブタン８．５重量
部を添加して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球状の発泡性ポリス
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メソシユの粒子を得、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。 上記方法により得た発泡性ポリスチレン樹脂粒子１００
重量部にポリプロピレングリコールの平均分子量２００
０．ポリエチレンオキシド４０重量％のオキシエチレン
・オキシプロビレンブロノクボリマー（「プロノン２０
４」、日本油脂■製）の５重量％水溶液１重量部を均一
に表面に被覆するよう容器内で攪拌し、気流乾燥器で水
分の乾燥を行い、次いで箱型通気乾燥器により４０”Ｃ
で２０分の含有発泡剤逸散処理を行った後、前記オキシ
エチレン・オキシプロピレンブロックポリマーで被覆さ
れた発泡性ポリスチレン樹脂粒子を得た。表面水分及び
含有発泡剤逸散率を第１表並びに第２表に示す。含有発
泡剤逸散率は処理部含有発泡剤量と処理後含有発泡剤量
の差を処理ｎｉｒ含有発泡剤量で除して求めた。 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
機で茶気により加熱を行い、見掛は体積で約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、
バールスター９０自動成形機（東洋機械金属■製）でキ
ャビティ寸法３ｏｏ１１ｘ４！５ｏｍａ×２０１の金型
を使い成形した。得られた成形体の内融率、内部状態、
表面状態、内部水分を第１表並びに第２表に示す。 尚、第１表、第２表中、内部状態は成形体中央部を３０
０１■Ｘ４５０ｔｓｘ５ｍｌに切り出した平板の粒子間
隙状態を観察したものであって、◎は間隙なし、○はや
や間隙有り、△は間隙有りを意味する。 表面状態は表面の平滑性及び粒子間隙状態を示すもので
あって、◎は優秀、○は良好、△はやや不良、×は不良
を意味する。 内融率とは成形体の破断面の発泡粒子間の融着率を示す
もので、成形体を引き裂いた時の破断面のうち発泡粒子
間の境界面で離れたものでなく、発泡粒子の内部で引き
裂かれた粒子の全粒子数に対する％で表した。 内部水分は成形直後の成形体重量と４０℃で２４時間乾
燥した後の重量差を乾燥後の重量で除して求めた。 実施例２ 実施例１で得た発泡性ポリスチレン樹脂粒子１０．０重
量部に、実施例１と同様にしてポリプロピレングリコー
ル平均分子量１０００、ポリエチレンオキシド４０重量
％のオキシエチレン・オキシプロピレンブロノクボリマ
ー（「プロノン１０４」、日本油脂■製）の５重量％水
溶液をそれぞれ０．２重量部、３．０重量部、６０重量
部被覆し、乾燥、含有発泡剤逸散処理を行った。予備発
泡及び成形は実施例１と同一方法で行った。結果を第１
表に示す。 実施例３ 実施例１で得た発泡性ポリスチレン樹脂粒子１００重量
部に、実施例１と同様にしてポリプロピレングリコール
平均分子量１０００、ポリエチレンオキシド２０重量％
のオキシエチレン・オキシプロビレンブロソクボリマ−
（「プロノン１０２」、日本油脂（株製）の５重量％水
溶液を１重量部被覆し、乾燥、含有発泡剤逸散処理を行
った。 予備発泡及び成形は実施例１と同一方法で行った。 結果を第１表に示す。 実施例４ 実施例Ｉで得た発泡性ポリスチレン樹脂粒子１００重量
部に、実施例１と同様にしてポリプロピレングリコール
平均分子量１０００、ポリエチレンオキシド２０重量％
のオキシエチレン・オキシブロビレンブロソクボリマー
（「プロノン］０２」）の５重量％水溶液とポリプロピ
レングリコール平均分子量１０００、ポリエチレンオキ
シド４０重量％のオキシエチレン・オキシブロピレンブ
ロノクボリマー（［プロノン１０４Ｊ）の５重量％水溶
液の１：９の割合での混合液を１重量部被覆し乾燥、含
有発泡剤逸散処理を行った。予価発泡、成形は実施例１
と同一方法で行った。結果を第１表に示す。 実施例５ 実施例１で得た発泡性ポリスチレン樹脂粒子１００重量
部に、実施例１と同様にしてポリプロピレングリコール
平均分子量１０００、ポリエチレンオキシド４０重量％
のオキシエチレン・オキシプロピレンブロックポリマー
（「プロノン１０４」）の２重量％、１０重量％、２０
重量％水溶液をそれぞれ２．５重量部、０．５重量部、
０．２５重量部被覆し、乾燥、含有発泡剤逸散処理を行
った。 予備発泡及び成形は実施例１と同一の方法で行った。結
果を第１表に示す。 実施例６ 実施例１で得た発泡性ポリスチレン樹脂粒子１００重量
部に、実施例１と同様にしてポリプロピレングリコール
平均分子量２０００、ポリエチレンオキシド１０重量％
のオキシエチレン・オキシプロピレンブロノクボリマ−
（「プロノン２０１」、日本油脂■製）の５重量％水分
散液を１重量部被覆し、乾燥、含有発泡剤逸散処理を行
った。 予備発泡、成形は実施例１と同一の方法で行った。 結果を第１表に示す。 実施例７ 実施例Ｉで得た発泡性ポリスチレン樹脂粒子１００重量
部に、実施例１と同様にしてポリプロピレングリコール
平均分子量２０００、ポリエチレンオキシｌ５４０重量
％のオキシエチレン・オキソブロピレンブロソクボリマ
−（「プロノン２０４」）の５重量％水溶液を１重量部
被覆し、気流乾燥器により水分の乾燥を行い、次いで箱
型通気乾燥器により３０°Ｃ１５０℃及び６０°Ｃでそ
れぞれ２０分及び５０℃で２時間、並びに流動層乾燥器
により４０℃で２０分の含有発泡剤逸散処理を行った。 予備発泡、成形は実施例１と同一の方法で行った。結果
を第２表に示す。 実施例８ 実施例１で得た発泡性ポリスチレン樹脂粒子１００重量
部に、実施例１と同様にしてポリプロピレングリコール
平均分子量２０００、ポリエチレンオキシド４０重量％
のオキシエチレン・オキシプロピレンブロックポリマー
（「プロノン２０４」）の５重量％水溶液を１重量部被
覆し、箱型通気乾燥器により４０゛Ｃで３０分、及び流
動層乾燥器により４０°Ｃで２０分の水分乾燥及び含有
発泡剤逸散処理を同時に行った。予備発泡、成形は実施
例１と同一の方法で行った。結果を第２表に示す。 比較例１ 実施例１で得た発泡性ポリスチレン樹脂粒子をオキシエ
チレン・オキシプロピレンブロックポリマーを用いず実
施例Ｉと同一の方法で予備発泡及び成形した。結果を第
１表に示す。 比較例２ 実施例１で得た発泡性ポリスチレン樹脂粒子１００重量
部に、実施例１と同様にしてポリプロピレングリコール
平均分子量１０００、ポリエチレンオキシド４０重量％
のオキシエチレン・オキシプロピレンブロノクポリマー
（「プロノン１０４」）の５重量％水溶液を１重量部被
覆し、乾燥、含有発泡剤逸散処理を行わずに予備発泡及
び成形を実施例１と同一の方法で行った。結果を第１表
に示す。 比較例３ 実施例１で得た発泡性ポリスチレン樹脂粒子１００重量
部に、実施例１と同様にしてポリプロピレングリコール
平均分子量１０００、ポリエチレンオキシド４０重量％
のオキシエチレン・オキシプロピレンブロックポリマー
（「プロノン１０４」）の原液を０．０８重量部被覆し
、実施例１と同一の方法で予備発泡、成形を行った。結
果を第１表に示す。 手縫５ネｉｌｉ　ＪＩＢヨ居： １、事件の表示 昭和６１年特許願第２１４５４４号 ２、発明の名称 発泡性スチレン系樹脂粒子及びその製造方法３、補正を
する者 事件との関係　特許出願人 住所　大阪市北区中之１す三丁目２番４号名称　（０！
’１４　）鐘淵化学Ｔ業株式会社代表者　代表取締役　
新　納　眞　人 ４、代理人 住所　大阪市北区西天満３丁目２番４号５、補正の対象 ■明細書、第４頁、５行目に「に水性懸濁液中が・・・
」とあるを、“に水性１ｕ濁液中で・・・”に補正する
。 ■明細署：、第１６頁、７行目に「・・・６０重量部被
覆し、」とあるを、“・・・６．０重量部被覆し、゛に
補正する。 以」二

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、オキシエチレン・オキ
   シプロピレンブロックポリマー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。 ２、表面付着水分が０．１重量％以下である特許請求の
   範囲第１項記載の樹脂粒子。 ３、含有発泡剤の逸散率が６〜２５重量％である特許請
   求の範囲第１項又は第２項記載の樹脂粒子。 ４、スチレン系樹脂粒子１００重量部中に１種又は２種
   以上の発泡剤１〜２０重量部を含有する発泡性スチレン
   系樹脂粒子の表面を、該樹脂粒子１００重量部に対し、
   オキシエチレン・オキシプロピレンブロックポリマー０
   ．０１〜０．３重量部を水溶液又は水分散液状態で被覆
   した後、該被覆樹脂粒子の表面付着水分を乾燥して表面
   水分を０．５重量％以下とし且つ該樹脂粒子含有発泡剤
   の３〜４０重量％の逸散処理を行うことを特徴とする発
   泡性スチレン系樹脂粒子の製造方法。 ５、オキシエチレン・オキシプロピレンブロックポリマ
   ーの水溶液又は水分散液が平均分子量の異なるオキシエ
   チレン・オキシプロピレンブロックポリマーの混合液で
   ある特許請求の範囲第４項記載の製造方法。 ６、該被覆樹脂粒子の表面水分を０．１重量％とする特
   許請求の範囲第４項又は第５項記載の製造方法。 ７、該被覆樹脂粒子含有発泡剤の６〜２５重量％の逸散
   処理を行う特許請求の範囲第４項乃至第６項のいずれか
   に記載の製造方法。 ８、該被覆樹脂粒子の表面付着水分を乾燥して表面水分
   を０．５重量％以下とした後、該樹脂粒子の発泡温度よ
   りも低い温度で該樹脂粒子含有発泡剤の逸散処理を行う
   特許請求の範囲第４項記載の製造方法。 ９、該被覆樹脂粒子の表面付着水分の乾燥及び含有発泡
   剤の逸散処理を同時に行う特許請求の範囲第４項記載の
   製造方法。