TWI529205B - 發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子及其製造方法、聚苯乙烯系樹脂預備發泡粒子、聚苯乙烯系樹脂發泡成形體 - Google Patents

發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子及其製造方法、聚苯乙烯系樹脂預備發泡粒子、聚苯乙烯系樹脂發泡成形體 Download PDF

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Description

發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子及其製造方法、聚苯乙烯系樹脂預備發泡粒子、聚苯乙烯系樹脂發泡成形體
本發明係有關一種發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子，係即使在高發泡倍數，亦可獲得彎曲強度、壓縮強度、耐衝擊性等機械強度優越之聚苯乙烯系樹脂發泡成形體。
又，本發明係有關用於製造聚苯乙烯系樹脂發泡成形體等熱可塑性樹脂發泡成形體之熱可塑性樹脂預備發泡粒子及其製造方法，更詳言之係有關將溶融之含有發泡劑之熱可塑性樹脂從模具之小孔擠出至水等冷卻介質中後立刻切斷以製造樹脂粒子之藉由所謂溶融擠出法製造發泡性熱可塑性樹脂粒子之製造過程，將切斷之樹脂粒子在冷卻介質中發泡，以直接製造發泡成形體之製造所使用的熱可塑性樹脂預備發泡粒子之技術。
此外，本發明係有關可獲得強度優越之聚苯乙烯系樹脂發泡成形體且發泡劑從發泡性樹脂粒子之逸散穩定，可貯藏期間(粒子壽命(beads life))長之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子。
本專利申請係主張以2010年3月26日於日本申請之日本特願2010-72319號、2010年3月26日於日本申請之日本特願2010-72320號及2010年3月26日於日本申請之日本特願2010-72321號為基礎之優先權，其內容援用於此。
將發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子發泡成形所獲得之聚苯乙烯系樹脂發泡成形體因耐壓縮性、輕量性、隔熱性、經濟性等優越，而廣泛作為隔熱材料、捆包材料等使用。近年來，在聚苯乙烯系樹脂發泡成形體之領域，強烈需求使用少量之樹脂即可之發泡成形體之高發泡倍數化，而當務之急是開發即使為高發泡倍數，仍具有高強度之聚苯乙烯系樹脂發泡成形體。
發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子製造方法之一，已知有在擠出機內於溶融之聚苯乙烯系樹脂中將發泡劑壓入/混練，將含有發泡劑之溶融樹脂從附設於擠出機前端之模具之小孔直接擠出至冷卻用液體中，擠出之同時將擠出物用高速旋轉刀切斷，將擠出物藉由與液體接觸而冷卻固化，獲得發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子，即所謂溶融擠出法。
以往，關於藉由溶融擠出法製造發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子之方法，例如提案有專利文獻1、2所揭示之技術。
於專利文獻1揭示具有以下步驟之發泡性熱可塑性樹脂粒子之製造方法。
將熱可塑性樹脂(A)及發泡劑(B)溶融混練(步驟1)，將所獲得之溶融混練物從模具頭之擠出孔，在溶融混練物不會發泡之溫度/壓力，擠出至經加熱/加壓之加熱加壓液中後馬上切斷(步驟2)，將獲得之粒子於常壓冷卻至不會發泡之溫度(步驟3)，以差示熱分析裝置(DSC)測定發泡性熱可塑性樹脂時，在將於40至120℃區域出現之2個吸熱高峰之中，於低溫側之高峰溫度作為T1時之30至(T1+15)℃之溫度範圍加熱，在常壓之液中進行老化處理(步驟4)。
於專利文獻2揭示具有以下步驟，從苯乙烯系樹脂回收品製造發泡性粒子之方法。
(a)將苯乙烯系樹脂之回收品粉碎，製作粉碎品之批量；(b)決定每一批量樹脂中含有之丁二烯之含量；(c)單一批量以原狀或將丁二烯含量不同之批量混合或於此加入新的苯乙烯系樹脂，將全體中丁二烯含量調整為1至6質量%；(d)將經調整之樹脂粉碎品投入附設有效網目在1.1mm以下之金屬網之擠出機；(e)在擠出機內將粉碎品溶融，藉由金屬網除去異物，同時在溶融物中壓入發泡劑，將溶融物從擠出機前端附設之金屬蓋之小孔擠出；(f)在擠出之同時將溶融物切斷、急速冷卻，抑制發泡，作成發泡性粒子。
又，以往關於經由溶融擠出法製造發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子之方法，例如提案有專利文獻3、4揭示之技術。
於專利文獻3揭示一種熱可塑性樹脂之預備發泡粒子之製造方法，使用擠出機將熱可塑性樹脂溶融，將發泡劑混合，接著予以冷卻並擠出，並且使其發泡成為擠出模具噴嘴之直徑的1.5至10.5倍直徑，此外將發泡完了而獲得之發泡完成前或發泡完成後之擠出發泡體予以切斷而作為預備發泡粒子。
於專利文獻4揭示將70至90質量%之苯乙烯系樹脂與10至30質量%之烯烴系樹脂之混合樹脂100質量份、含有0至15質量份之苯乙烯系彈性體之樹脂組成物及揮發性發泡劑之混合物在液體中擠出，同時切斷所獲得之發泡性粒子，發泡倍率在1.5倍以下且揮發性發泡劑以外之揮發性有機化合物含量在500ppm以下之苯乙烯系樹脂發泡性粒子。又，於專利文獻4揭示一種苯乙烯系樹脂發泡性粒子之製造方法，係將70至90質量%之苯乙烯系樹脂與10至30質量%之烯烴系樹脂之混合樹脂100質量份及苯乙烯系彈性體0至15質量份供給至擠出機，加熱溶融成為樹脂組成物，藉由在擠出機途中，相對於100質量份之樹脂組成物，壓入揮發性發泡劑3至15質量份，將含有發泡劑之溶融樹脂從多孔膜具在液體中擠出，一邊將樹脂之發泡抑制在1.5倍以下，一邊擠出，同時在液體中將樹脂切斷，獲得揮發性發泡劑以外之揮發性有機化合物含量在500ppm以下之發泡性粒子。
又，以往關於藉由溶融擠出法製造發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子之方法，例如提案有專利文獻5、6揭示之技術。
於專利文獻5揭示一種苯乙烯系樹脂發泡性粒子之製造方法，係將苯乙烯系樹脂放入擠出機溶融，在經溶融之樹脂中壓入發泡劑，將含有發泡劑之溶融樹脂直接在冷卻用液體中擠出，擠出之同時將樹脂切斷成為發泡性粒子之方法，其中，發泡劑選擇使用沸點為20至60℃之比較高的烴，將溶融樹脂在160℃以下之低溫及20MPa(Megapascal)以上之高壓力下從擠出機擠出，將冷卻用液體設為在常壓下為60℃以下之溫度。
於專利文獻6揭示一種發泡性熱可塑性樹脂粒子之製造法，係將聚苯乙烯等熱可塑性樹脂、丁烷等發泡劑及相對於100質量份之熱可塑性樹脂為1.5質量份以下之滑石粉等無機質粉末溶融混練，接著將從模具頭之擠出孔擠出至加壓液中擠出，並馬上切斷後予以冷卻。
又，對於聚苯乙烯系樹脂粒子之顏色(尤其是白度)與將聚苯乙烯系樹脂粒子作為原料獲得之發泡成形體之機械強度之關係，已知有例如專利文獻7揭示之習知技術。
於專利文獻7揭示一種聚苯乙烯系樹脂粒子，係藉由令苯乙烯系聚合物粒子懸濁於水性介質中作為種晶，於其中添加苯乙烯系單體一邊使其膨潤一邊進行聚合之所謂種晶聚合法而製造，於製造發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子使用之聚苯乙烯系樹脂粒子，其中，用積分球方式色差計測定之白度為40至60。又，該專利文獻7之聚苯乙烯樹脂粒子為藉由種晶聚合法製造之粒子，與藉由溶融擠出法之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒在製法或樹脂粒子之白度上完全不同。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開平7-314438號公報
[專利文獻2]日本特開2003-213030號公報
[專利文獻3]日本特開平7-11041號公報
[專利文獻4]日本特開2004-244529號公報
[專利文獻5]日本特開2004-115690號公報
[專利文獻6]日本特開平6-298983號公報
[專利文獻7]日本特開平11-60783號公報
然而，上述習知技術有如下所述之問題。
專利文獻1之製造方法是為了獲得晶粒直徑大的預備發泡粒子之方法。惟，預備發泡粒子氣泡構造中胞元(cell)直徑若變大，則使預備發泡粒子在模具內發泡成形獲得之發泡成形體之強度降低。此外，導熱率變高，隔熱性能惡化。
於專利文獻2之製造方法係記載將獲得之發泡性粒子預備發泡時，獲得之預備發泡粒子具有在外層部分的氣泡小且氣泡數多，在內部中心的氣泡大且氣泡數少之氣泡構造，將該預備發泡粒子在模具內發泡所獲得之發泡成形體其表面平滑性或融著性優越。惟，藉由此種習知技術所獲得之預備發泡粒子，由於在內部中心氣泡大、氣泡數少，在模具內發泡獲得之發泡成形體之強度低。其結果為無法提供即使在高發泡倍數亦具有高強度之聚苯乙烯系樹脂發泡成形體。
又，專利文獻3之預備發泡粒子之製造方法，係藉由將發泡成為其直徑為擠出模具噴嘴之直徑之1.5至10.5倍之發泡體切斷，獲得預備發泡粒子。因此，由於將柱狀(噴嘴形狀為圓形時為圓柱狀)之發泡體切斷，獲得之預備發泡粒子不為球狀而為柱狀。該等柱狀之預備發泡粒子比球狀之粒子難填充，填充在成形模具之模槽內時，難以充分填充，粒子間容易產生間隙。因此，在模具內發泡成形獲得之發泡成形體有產生坑洞，外觀變差，機械強度降低之可能性。
專利文獻4之製造方法為經由(1)藉由溶融擠出法獲得發泡性樹脂粒子之步驟；(2)接著將獲得之發泡性樹脂粒子加熱，獲得預備發泡粒子之步驟；(3)接著將獲得之預備發泡粒子填充於成形模具之模槽內，加熱，在模具內發泡成形，以獲得發泡成形體之步驟之各步驟而製造發泡成形體。因此，發泡成形體之生產效率低，需要發泡性樹脂粒子或預備發泡粒子之保管空間。
專利文獻5之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子之製造方法，係為在藉由溶融擠出法製造發泡性樹脂粒子的製造中，將溶融樹脂在常壓之冷卻用液體中擠出。因此，無法抑制獲得之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子內氣泡之發生，體積密度變低，運送效率降低。又，由於產生發泡，有樹脂粒子破裂，容易崩解的問題。
再者，使用發泡時白度高之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子製造之發泡成形體有機械強度降低之場合。
又，發泡時白度高之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子，由於發泡劑之逸散快，可貯藏期間(以下，稱為粒子壽命)短。因此，難以長期保管。
專利文獻6之製造方法由於發泡劑主要使用丁烷，發泡劑之逸散快，粒子壽命短，有無法長期保管之情形。
此外，專利文獻6之製造方法中主要使用丁烷做為發泡劑，在如實施例所記載的加壓水溫度70至90℃、加熱加壓水壓力10至15kg/cm2之條件製造。在該等條件製造發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子時，由於在將溶融樹脂於加壓水中擠出、切斷至完全固化之間會產生發泡，推測獲得體積密度未達0.58g/cm3、白度高之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子。因此，關於該專利文獻6之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子，亦有由於產生發泡而使樹脂粒子之體積密度變低，由於一定質量之體積增加而在保管或運送需要多餘之空間，且由於產生發泡而使樹脂粒子破裂、容易崩解及所製造之發泡成形體之機械強度降低等問題。
又，關於藉由種晶聚合法製造聚苯乙烯系樹脂粒子之專利文獻7，為本發明之對象外，與藉由溶融擠出法之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子之上述問題點無關。
本發明以上述事情為鑑，其目的係提供可製造即使為高發泡倍數亦具有高強度之聚苯乙烯系樹脂發泡成形體之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子及其製造方法。
又，本發明之目的係提供藉由溶融擠出法可直接製造用於製造發泡成形體之預備發泡粒子，且可獲得成形模具模槽內之填充性優越、強度優越之發泡成形體之熱可塑性樹脂預備發泡粒子之製造方法。
又，本發明之目的係提供可獲得強度優越之聚苯乙烯系樹脂發泡成形體且發泡劑從發泡性樹脂粒子之逸散穩定，粒子壽命長之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子。
為了達成上述目的，本發明之第一發明提供在聚苯乙烯系樹脂粒子中含有發泡劑及氣泡之含有氣泡之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子，通過含有氣泡之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子中心之剖面之從粒子表面除去200μm之剖面中所存在之氣泡數設為n個/mm2、體積密度設為ρg/cm3時，以式(1)算出之N值在400以上之含有氣泡之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子。
N=n/(1/ρ)　…(1)
於該含有氣泡之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子，上述N值較好在400至2000之範圍內。
於該含有氣泡之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子，體積密度較好在0.4g/cm3以上。
本發明之第二發明提供一種含有氣泡之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子之製造方法，係在樹脂供給裝置內，在聚苯乙烯系樹脂中添加並混練發泡劑及發泡核劑，將含有發泡劑之溶融樹脂從附設於樹脂供給裝置前端之模具之小孔擠出至冷卻用液體中，擠出同時將擠出物切斷，經由將擠出物與液體接觸，使其冷卻固化，而獲得發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子之方法，其中，在發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子冷卻固化前先在粒子內微發泡，以獲得：通過樹脂粒子中心之剖面之從粒子表面除去200μm之剖面中所存在之氣泡數設為n個/mm2、體積密度設為ρg/cm3時，以式(1)算出之N值在400以上之含有氣泡之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子。
N=n/(1/ρ)　…(1)
於該含有氣泡之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子之製造方法，上述N值較好在400至2000之範圍內。
於該含有氣泡之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子之製造方法，體積密度較好在0.4g/cm3以上。
於該含有氣泡之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子之製造方法，上述發泡核劑較好係使用可將無機粉末或化學發泡劑在基底樹脂中均勻分散之母料(master batch)型發泡核劑。
此外，本發明提供將上述第一或第二發明之含有氣泡之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子加熱獲得之聚苯乙烯系樹脂預備發泡粒子。
又，本發明提供將該聚苯乙烯系樹脂預備發泡粒子填充於成形模具之模槽內並予以加熱，而在模具內發泡成形獲得之聚苯乙烯系樹脂發泡成形體。
此外，本發明提供將上述第一或第二發明之含有氣泡之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子填充於成形模具之模槽內並予以加熱，而在模具內發泡成形獲得之聚苯乙烯系樹脂發泡成形體。
此外，本發明之第三發明提供一種熱可塑性樹脂預備發泡粒子之製造方法，係將熱可塑性樹脂及發泡劑在樹脂供給裝置內溶融混練，將溶融之含有發泡劑之熱可塑性樹脂通過模具之小孔擠出至冷卻介質中擠出後馬上切斷，在冷卻介質中發泡成體積發泡倍數1.6倍以上之熱可塑性樹脂預備發泡粒子，接著，將上述發泡粒子從上述冷卻介質中分離，以獲得熱可塑性樹脂預備發泡粒子。
於該熱可塑性樹脂預備發泡粒子之製造方法，較好為上述熱可塑性樹脂預備發泡粒子之體積發泡倍數在1.6至50倍之範圍內。
於該熱可塑性樹脂預備發泡粒子之製造方法，上述含有發泡劑之熱可塑性樹脂，相對於熱可塑性樹脂100質量份，較好係含有發泡劑1至10質量份。
於該熱可塑性樹脂預備發泡粒子之製造方法，發泡劑較好為異戊烷與正戊烷(normal pentane)之一者或兩者之混合物。
於該熱可塑性樹脂預備發泡粒子之製造方法，上述熱可塑性樹脂較好為聚苯乙烯系樹脂。
此外，本發明提供藉由上述第三發明之熱可塑性樹脂預備發泡粒子之製造方法獲得之熱可塑性樹脂預備發泡粒子。
此外，本發明提供：將藉由該熱可塑性樹脂預備發泡粒子之製造方法獲得之熱可塑性樹脂預備發泡粒子填充於成形模具之模槽內並予以加熱，而在模具內發泡成形，從而獲得熱可塑性樹脂發泡成形體之熱可塑性樹脂發泡成形體之製造方法。
此外，本發明提供藉由該熱可塑性樹脂發泡成形體之製造方法獲得之熱可塑性樹脂發泡成形體。
本發明之第四發明提供將聚苯乙烯系樹脂及發泡劑在樹脂供給裝置內溶融混煉，將溶融之含有發泡劑之聚苯乙烯系樹脂通過模具之小孔擠出、冷卻及切斷獲得之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子，用積分球方式色差計測定之白度在75以下之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子。
於該發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子，相對於聚苯乙烯系樹脂100質量份，較好係含有相對於聚苯乙烯系樹脂之折射率為±0.08以下之折射率之無機材料粉末1.0質量份以下之量作為發泡核劑。
於該發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子，樹脂粒子之體積密度較好在0.58g/cm3以上。
於該發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子，樹脂粒子相對於聚苯乙烯系樹脂100質量份，較好含有發泡劑2至15質量份。
於該發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子，發泡劑較好為異戊烷與正戊烷之一者或兩者之混合物。
此外，本發明之第五發明提供一種發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子之製造方法，係在將聚苯乙烯系樹脂及發泡劑在樹脂供給裝置內溶融混煉，將溶融之含有發泡劑之聚苯乙烯系樹脂通過模具之小孔擠出、冷卻及切斷，而獲得發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子之製造方法，其中，將溶融之含有發泡劑之聚苯乙烯系樹脂在經加壓之冷卻介質中擠出、冷卻及切斷，獲得用積分球方式色差計測定之白度在75以下之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子。
於該發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子之製造方法，相對於聚苯乙烯系樹脂100質量份，較好係添加相對於聚苯乙烯系樹脂之折射率為±0.08以下之折射率之無機材料粉末1.0質量份以下之量作為發泡核劑。
於該發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子之製造方法，較好為可獲得體積密度在0.58g/cm3以上之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子。
於該發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子之製造方法，相對於聚苯乙烯系樹脂100質量份，較好係含有發泡劑2至15質量份。
於該發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子之製造方法，發泡劑較好為異戊烷與正戊烷之一者或兩者之混合物。
此外，本發明提供將上述第四或第五發明之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子加熱發泡而獲得之聚苯乙烯系樹脂預備發泡粒子。
此外，本發明提供將該聚苯乙烯系樹脂預備發泡粒子填充於成形模具之模槽內並予以加熱，而在模具內發泡成形而獲得之聚苯乙烯系樹脂發泡成形體。
本發明第一或第二發明之含有氣泡之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子，可獲得即使在高倍率，外觀美麗且具有優越之融著性，機械強度優越之發泡成形體。
此外，由於發泡性樹脂粒子已經發泡，可直接將含有氣泡之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子填充於成形模具之模槽內，在模具內發泡成形，獲得發泡成體。結果可減少發泡成形體之製造步驟，可降低成本。而且，由於可減少能量消耗量，期待可降低對環境之負荷。
本發明第三發明之熱可塑性樹脂預備發泡粒子之製造方法為將熱可塑性樹脂及發泡劑在樹脂供給裝置內溶融混練，將溶融之含有發泡劑之熱可塑性樹脂通過模具之小孔擠出至冷卻介質中後馬上切斷，在冷卻介質中發泡成體積發泡倍數1.6倍以上之熱可塑性樹脂預備發泡粒子，藉此可將用於製造發泡成形體之熱可塑性樹脂預備發泡粒子藉由溶融擠出法直接製造。因此，與以往之製造發泡性樹脂粒子並將其加熱以獲得預備發泡粒子之方法相比，可以更少之步驟製造發泡成形體，發泡成形體之生產效率變高。又，可減少發泡性樹脂粒子之保管空間。
而且藉由該方法獲得之熱可塑性樹脂預備發泡粒子為球狀至略球狀，與為柱狀之預備發泡粒子相比，在成形模具之模槽內之填充性佳，在模槽內可無間隙地填充。又，在模具內發泡成形時發泡粒子之間可良好地融著，可獲得強度優越之發泡成形體。
本發明第四發明之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子，樹脂粒子中之氣泡少，用積分球方式色差計測定之白度在75以下。因此，與以往藉由溶融擠出法獲得之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子相比，其體積密度高，與白度高之以往產品相比，一定質量之體積變少。結果可減少粒子之保管空間，粒子之搬運變容易。
又，該發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子，樹脂粒子中之氣泡少，強度優越，不易產生破裂、崩解。
此外，根據該發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子，在加熱、預備發泡時，可均勻發泡，可獲得粒徑或體積密度均勻之預備發泡粒子。因此，將該預備發泡粒子在模具內發泡成形獲得之發泡成形體其強度優越。
此外，該發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子，由於發泡劑之逸散穩定，粒子壽命變長，可長期保管。
本發明第五發明之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子之製造方法，在藉由溶融擠出法製造發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子，將溶融之含有發泡劑之聚苯乙烯系樹脂在經加壓之冷卻介質中擠出、冷卻及切斷，獲得用積分球方式色差計測定之白度在75以下之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子。因此，與上述之以往之產品相比，可效率佳地製造具有優越效果之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子。
此外，於將本發明第四或第五發明之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子加熱、預備發泡所獲得之聚苯乙烯系樹脂預備發泡粒子，在預備發泡時發泡均勻，可獲得粒徑或體積密度均勻之預備發泡粒子。因此，將該預備發泡粒子在模具內發泡成形獲得之發泡成形體之強度優越。
以下，以圖為基礎，對本發明之實施形態加以說明。
第一實施形態
本實施形態之含有氣泡之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子其特徵係在聚苯乙烯系樹脂粒子中含有發泡劑及氣泡，存在於通過該含有氣泡之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子中心之剖面之從粒子表面除去200μm之剖面之氣泡數為n個/mm2、體積密度為ρg/cm3時，式(1)算出之N值在400以上，
N=n/(1/ρ)　…(1)。
本實施形態之含有氣泡之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子，由於以上述式(1)算出之N值在400以上，與通常之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子相比，成為在粒子內部有多數微細氣泡存在之粒子內部構造。
本說明書及專利申請範圍中之「氣泡」係指將含有氣泡之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子之剖面用掃描型電子顯微鏡等放大觀察時，存在於樹脂粒子內部之直徑5μm以上之氣泡。
本實施形態之含有氣泡之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子，由於具有以上述式(1)算出之N值在400以上之構造，由含有氣泡之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子獲得之發泡成形體之氣泡為緻密且均勻。其結果係可獲得即使在高倍率，外觀亦美麗且具有優越之融著性，機械強度優越之發泡成形體。
此外，由於發泡性樹脂粒子已經發泡，故可直接將含有氣泡之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子填充於成形模具之模槽內，在模具內發泡成形，以獲得發泡成體。結果，可減少發泡成形體之製造步驟，可降低成本，同時由於可減少能量消費量，期待可降低對環境之負荷。
上述N值若未達400，則獲得之發泡成形體之性能與以往之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子沒有多大的差異。因此，不能充分獲得即使在高倍率外觀美麗且具有優越之融著性，機械強度優越之發泡成形體之效果。又，上述N值之上限並無特別設定，但N值若太大，則變得難以製造發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子，並且獲得之發泡成形體之氣泡壁可能變薄、變弱。因此，N值之上限較好在約2000左右。因此，上述N值較好在400至2000之範圍內，更好在500至1600之範圍。
於本實施形態之含有氣泡之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子，體積密度較好在0.4g/cm3以上，更好在0.5g/cm3以上。
並且，於本實施形態之含有氣泡之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子之體積密度為以JIS K6911：1995年「熱硬化性塑膠一般試驗方法」為基準所測定之值。
含有氣泡之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子的體積密度之測定方法為如下所述。
在量筒內填充含有氣泡之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子至500cm3刻度為止。惟，從水平方向目視量筒，含有氣泡之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子只要有一粒達到500cm3刻度即表示填充完成。接著，秤量填充於量筒內之含有氣泡之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子之質量至小數點以下2位之有效數字，其質量為W(g)。隨後，藉由下述公式算出含有氣泡之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子之體積密度。
體積密度(g/cm3)=W/500
於本實施形態之含有氣泡之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子，聚苯乙烯系樹脂並無特別限定，列舉例如苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、氯苯乙烯、乙基苯乙烯、異丙基苯乙烯、二甲基苯乙烯、溴苯乙烯等苯乙烯系單體之單獨聚合物或該等之共聚物等。其中，以含有苯乙烯50質量%以上之聚苯乙烯系樹脂較佳，又以聚苯乙烯更佳。
此外，上述聚苯乙烯系樹脂可為將上述苯乙烯單體作為主成分之上述苯乙烯系單體與可與該苯乙烯系單體共聚之乙烯基單體之共聚物。該等乙烯基單體可列舉例如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸十六酯等(甲基)丙烯酸烷酯；(甲基)丙烯腈、馬來酸二甲酯、富馬酸二甲酯、富馬酸二乙酯、富馬酸乙酯、二乙烯基苯、伸烷二醇二甲基丙烯酸酯等二官能性單體等。
又，只要主成分為聚苯乙烯系樹脂，亦可添加其他之樹脂。添加之樹脂例如用於提昇發泡成形體之耐衝擊性，列舉例如添加聚丁二烯、苯乙烯-丁二烯共聚物、乙烯-丙烯-非共軛二烯三維共聚物等二烯系橡膠狀聚合物之橡膠改質聚苯乙烯系樹脂，所謂耐衝擊聚苯乙烯(high impact polystyrene)。或是列舉聚乙烯系樹脂、聚丙烯系樹脂、丙烯酸系樹脂、丙烯腈-苯乙烯共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物等。
作為原料之聚苯乙烯系樹脂，除了可使用市售之聚苯乙烯系樹脂、用懸濁聚合法等方法重新製作之聚苯乙烯系樹脂等之不回收原料之聚苯乙烯系樹脂(非再製聚苯乙烯)之外，亦可使用將用完的聚苯乙烯系樹脂發泡成形體進行再生處理獲得之回收原料。該回收原料為從將使用完之聚苯乙烯系樹脂發泡成形體，例如將魚等之搬運容器、電機製品等之緩衝材料、食品包裝用盤等回收，藉由以檸檬酸(limonene)溶解方式或加熱減容方式再生之回收原料中，適當選擇重量平均分子量Mw在12萬至30萬範圍之原料，亦可將重量平均分子量Mw不同之複數種回收原料適當組合使用。
本實施形態之含有氣泡之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子所使用之發泡劑並無特別限定，可使用例如丙烷、正丁烷、異丁烷、正戊烷、異戊烷、新戊烷、環戊烷等脂肪族烴、二甲醚、二乙醚等醚類、甲醇、乙醇等各種醇類、碳酸氣體、氮氣、水等。其中，較好為脂肪族烴。另，更好為正丁烷、異丁烷、正戊烷、異戊烷單獨或該等之混合物。又以碳原子數5之烴之正戊烷、異戊烷、新戊烷、環戊烷、環戊二烯單獨或該等之混合物最佳。其中，以異戊烷與正戊烷之一者或兩者之混合物較佳。將上述碳原子數為5之烴作為主體，可含有沸點在20℃以上，碳原子數5之烴以外之發泡劑(例如正丁烷、異丁烷、丙烷、碳酸氣體等)。
該發泡劑之添加量，相對於聚苯乙烯系樹脂100質量份，較好在2至15質量份之範圍，更好在3至8質量份之範圍，最好在4至7質量份之範圍。
該含有氣泡之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子，相對於聚苯乙烯系樹脂100質量份，較好添加作為發泡核劑之滑石粉、矽酸鈣、合成或天然產出之二氧化矽等無機微粉末或化學發泡劑。上述發泡核劑之添加量，相對於熱可塑性樹脂100質量份，較好在3質量份以下，更好在0.5至2.0質量份之範圍。上述化學發泡劑可列舉例如偶氮二羧醯胺、N,N’-二亞硝基五亞甲基四胺、4,4’-氧基雙(苯磺醯基醯肼)、碳酸氫鈉等。
於本實施形態，上述發泡核劑更好係使用將滑石粉等無機粉末或化學發泡劑在基底樹脂，較好在聚苯乙烯系樹脂中均勻分散之母料型發泡核劑。因為使用該母料型發泡核劑，在樹脂供給裝置內將聚苯乙烯系樹脂與發泡核劑混合時，可將無機粉末或化學發泡劑在聚苯乙烯系樹脂中以非常均勻之狀態分散。將發泡劑在該溶融樹脂中混合後，從模具之小孔在水中擠出、切斷，製造發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子時，可容易的獲得形成有上述N值在400以上之微細氣泡之含有氣泡之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子。
於本實施形態之含有氣泡之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子，除了上述發泡劑及發泡核劑之外，在不損壞獲得之含有氣泡之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子及發泡成形體之物性之範圍內可添加結合防止劑、氣泡調整劑、交聯劑、填充劑、難燃劑、難燃助劑、潤滑劑、著色劑等添加劑。
接著，參照圖面說明關於本發明含有氣泡之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子之製造方法之實施形態。
第1圖為表示發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子之製造方法所使用之製造裝置之一例之圖。本例之製造裝置具備：作為樹脂供給裝置之擠出機1；附設於擠出機1之前端且具有多數個小孔之模具2；在擠出機1內投入樹脂原料等之原料供給料斗3；通過發泡劑供給口5將發泡劑壓入至擠出機1內之溶融樹脂之高壓泵4；以使冷卻水與穿透設置有模具2小孔之樹脂吐出面接觸的方式設置而在室內循環供給冷卻水之切割室7；在切割室7內設置可將從模具2之小孔擠出之樹脂切斷之可旋轉之切割器6；將從切割室7隨著冷卻水之流動搬運之發泡性樹脂粒子與冷卻水分離、脫水乾燥，以獲得發泡性樹脂粒子之附有固液分離功能之脫水乾燥機10；將藉由附有固液分離功能之脫水乾燥機10所分離之冷卻水予以積存之水槽8；將該水槽8內之冷卻水輸送到切割室7之高壓泵9；將藉由附有固液分離功能之脫水乾燥機10所脫水乾燥之發泡性樹脂粒子予以貯留之貯留容器11。
又，擠出機1可使用利用螺桿之擠出機或未利用螺桿之擠出機中之任何一種。使用螺桿之擠出機可列舉例如單軸式擠出機、多軸式擠出機、彎曲式擠出、串接式擠出機等。未使用螺桿之擠出機可列舉例如柱塞式擠出機、齒輪泵式擠出機等。此外，任何一種擠出機均可使用靜態混合器。該等擠出機中，從生產性方面而言，較好為使用螺桿之擠出機。又，收納切割器6之切割室7亦可使用在藉由樹脂溶融擠出之造粒方法中使用之以往周知者。
使用第1圖表示之製造裝置製造含有氣泡之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子，首先秤量原料之聚苯乙烯系樹脂、發泡核劑、必要時添加之難燃劑等所期望之添加劑，從原料供給料斗3投入擠出機1內。原料之聚苯乙烯系樹脂可作成圓粒狀(pellet)或顆粒狀，在事前先充分混合，從1個原料供給料斗投入，或亦可例如使用複數批量時將各批量從將調整供給量之複數個原料供給料斗投入，在擠出機內將該等混合。又，將複數批量之回收原料組合使用時，較好將複數批量之原料在事前先充分混合，經由磁氣挑選或過篩、比重挑選、送風挑選等適當之挑選方法除去異物。
在擠出機1內供給聚苯乙烯系樹脂、發泡助劑、其他之添加劑後，將樹脂加熱溶融，一邊將該溶融樹脂移送到模具2側，一邊從發泡劑供給口5藉由高壓泵4將發泡劑壓入，在溶融樹脂中將發泡劑混合，通過在擠出機1內必要時所設置之異物除去用之篩子，將溶融物一邊再混練一邊向前端側移動，將添加發泡劑之溶融物從附設於擠出機1前端之模具2之小孔擠出。
穿透設置有模具2之小孔之樹脂吐出面係配置於在室內循環供給有冷卻水之切割室7內，且切割室7內設置可將從模具2之小孔擠出之樹脂切斷之可旋轉之切割器6。若將添加完發泡劑之溶融物從附設於擠出機1前端之模具2之小孔擠出時，則溶融物被切斷成粒狀，同時與冷卻水接觸，急速冷卻，在經切斷之樹脂粒子內部產生微發泡至樹脂完全固化。結果，可獲得以上述式(1)算出之N值在400以上之本發明之含有氣泡之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子。
所獲得之含有氣泡之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子，係從切割室7伴隨冷卻水之流動被運送到附有固液分離功能之脫水乾燥機10，發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子與冷卻水分離之同時脫水乾燥。經乾燥之含有氣泡之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子係貯留於貯留容器11。
於該含有氣泡之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子之製造方法，上述冷卻水較好先加壓至0.2MPa以上。為了將該冷卻水加壓，可藉由在上述冷卻水之循環流路中，將從高壓泵9之吐出側通過切割室7到附有固液分離功能之脫水乾燥機10之入口側之部分作為加壓區域，並提高高壓泵9之吐出壓力而實行。上述冷卻水之壓力較好在0.4至1.7MPa之範圍，更好在0.5至1.5MPa之範圍。
將本實施形態之含有氣泡之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子使用在發泡樹脂成形體之製造領域周知之裝置及方法，藉由水蒸氣加熱等加熱而預備發泡，作成聚苯乙烯系樹脂預備發泡粒子(以下，稱為預備發泡粒子)。將該預備發泡粒子預備發泡成與所有製造之聚苯乙烯系樹脂發泡成形體(以下，稱為發泡成形體)之密度為相同體積密度。於本實施形態，其體積密度並無限定，通常在0.010至0.10g/cm3之範圍內，較好在0.015至0.050g/cm3之範圍內。
並且，於本實施形態，預備發泡粒子之體積密度為以JIS K6911：1995年「熱硬化性塑膠一般試驗方法」為基準所測定之值。
預備發泡粒子體積密度之測定方法為如下所述。
在量筒內填充預備發泡粒子至500cm3刻度為止。惟，從水平方向目視量筒，預備發泡粒子只要有一粒達到500cm3刻度即表示填充完成。接著，秤量填充於量筒內之預備發泡粒子之質量至小數點以下2位之有效數字，其質量為W(g)。根據下述公式算出預備發泡粒子之體積密度。
體積密度(g/cm3)=W/500
此外，預備發泡粒子之體積發泡倍數為根據下述之公式算出之數值。
體積發泡倍數=1/體積密度(g/cm3)
接著，使用在發泡樹脂成形體之製造領域周知之裝置及方法，將預備發泡粒子填充於成形模具之模槽內，藉由水蒸氣加熱等加熱，在模具內發泡成形，製造聚苯乙烯系樹脂發泡成形體(以下，稱為發泡成形體)。
本實施形態發泡成形體之密度並無特別限定，通常在0.010至0.10 g/cm3之範圍內，較好在0.015至0.050 g/cm3之範圍內。
並且，於本實施形態，發泡成形體之密度為以JIS K7122：1999「發泡塑膠及橡膠-外觀密度之測定」記載的方法所測定之發泡成形體密度。
發泡成形體密度之測定方法為如下所述。
將50cm3以上(為半硬質及軟質材料時為100cm3以上)之試驗片以不改變材料原本晶粒構造地切斷，測定其質量，根據下述公式算出。
密度(g/cm3)=試驗片質量(g)/試驗片體積(cm3)
試驗片狀態調節、測定用試驗片為從成形後經過72小時以上之試料切取，在23℃±2℃×50%±5%或27℃±2℃×65%±5%之環境條件下放置16小時以上者。
此外，發泡成形體之發泡倍數為根據下述公式算出之數值。
發泡倍數=1/密度(cm3)
此外，本實施形態之含有氣泡之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子由於已經發泡，可直接將含有氣泡之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子填充於成形模具之模槽內，在模具內發泡成形，獲得發泡成形體，亦即藉由所謂原粒發泡成形法製造發泡成形體。
藉由上述原粒發泡成形法獲得發泡成形體時，不進行上述之預備發泡步驟，將含有氣泡之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子直接填充於成形模具之模槽內，在模具內發泡成形。因此，與將發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子預備發泡，並將獲得之預備發泡粒子填充於成形模具之模槽內，而在模具內進行發泡成形之方法相比，可減少預備發泡步驟、降低成本，同時由於可減少能量消費量，期待可降低對環境之負荷。
[實施例] [實施例1] (含有氣泡之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子之製造)
作為基材樹脂者，係相對於聚苯乙烯樹脂(東洋styrene公司製造，商品名「HRM-10N」)100質量份，將滑石粉母料(聚苯乙烯樹脂54質量%、滑石粉40質量%、硬脂酸鎂3質量%、硬脂酸單甘油酯3質量%之混合物)1.0質量份預先在滾動混合機內均勻混合，並將所得者以每小時160kg/小時之比例供給至口徑90mm之單軸擠出機內，將樹脂加熱溶融後，相對於樹脂100質量份，將作為發泡劑之6質量份之異戊烷從擠出機途中壓入。然後，在擠出機內將樹脂及發泡劑混練，一邊將在擠出機前端部之樹脂溫度冷卻為190℃，一邊通過連接於擠出機且藉由加熱器保持在320℃之具有200個直徑0.6mm、成型段長度3.0mm之噴嘴之造粒用模具，予以擠出至水壓1.0MPa、40℃之冷卻水循環之艙槽內，同時將在圓周方向具有10片刀刃之高速旋轉切割器與模具密著，以每分鐘3000轉切斷，脫水乾燥，以獲得球形之含有氣泡之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子。獲得之含有氣泡之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子未發生變形、長鬚，平均粒徑為1.1mm。
相對於獲得之含有氣泡之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子100質量份，將聚乙二醇0.03質量份、硬脂酸鋅0.15質量份、硬脂酸單甘油酯0.05質量份、羥基硬脂酸三甘油酯0.05質量份在樹脂粒子之表面全面均勻包覆。
(發泡成形體之製造)
以如上所述製造之含有氣泡之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子放入15℃之保冷庫中，放置72小時後供給圓筒型分批式預備發泡機，藉由吹入壓0.05MPa之水蒸氣加熱，獲得預備發泡發泡粒子。獲得之預備發泡粒子體積密度為0.02g/cm3(體積發泡倍數50倍)。接著，將獲得之預備發泡粒子在室溫環境下放置24小時後將預備發泡粒子填充於具有長400mm×寬300mm×高50mm之長方形模槽之成形模具內，之後將成形模具之模槽內用水蒸氣在錶壓0.08MPa之壓力加熱20秒，隨後，將成形模具之模槽內之壓力冷卻至0.01MPa，之後打開成形模具，取出長400mm×寬300mm×高50mm之長方形的發泡成形體。獲得之發泡成形體密度為0.02g/cm3(發泡倍數50倍)。
對於以如上所述製造之實施例1之含有氣泡之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子、預備發泡粒子及發泡成形體進行以下之評估試驗。又，含有氣泡之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子之體積密度及發泡成形體之發泡倍數分別根據上述之測定方法求得。
又，每1mm2之氣泡數由以下之方法求得。
將通過含有氣泡之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子中心附近之剖面用掃描型電子顯微鏡觀察，拍攝放大70倍之照片。在該照片拍攝到之含有氣泡之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子之從粒子表面除去200μm之剖面，以0.2mm×0.2mm範圍在儘可能不重覆的5個地方採取，數算在各個範圍存在之所有氣泡數(即使含有氣泡的一部分時亦計算)，算出5個地方之氣泡數之平均，另，換算成每1mm2之值而求得。
又，N值由以下之方法求得。
以使用了藉由上述＜每1mm2之氣泡數＞算出之含有氣泡之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子每1mm2之氣泡數n及體積密度ρ之下述之式(1)進行計算，藉此算出N值。
N=n/(1/ρ)　…(1)
此外，發泡成形體之氣泡徑(平均氣泡徑)以ASTM D-2842-69為基準，用以下之條件測定。
掃描型電子顯微鏡使用日立製作所公司製造之S-3000N，進行發泡成形體剖面之照片拍攝(拍攝倍數：100倍)，從照片上之切斷面之一直線(60mm)上所存在之氣泡數測定平均弦長(t)，氣泡之直徑(d)由下述之公式算出。
平均弦長(t)=60/(氣泡數×拍攝倍數)
平均氣泡徑(d)=t/0.616
此外，對於獲得之發泡成形體，以JIS A9511：2006「發泡塑膠保溫材」記載的方法為基準，測定彎曲強度。
亦即，使用tensilon萬能試驗機UCT-10T(Orientec公司製造)，試驗體之尺寸為75mm×300mm×30mm，壓縮速度為10mm/分鐘，前端輔助具在加壓楔子10R、支架10R，以支點間距離為200mm之條件測定，以下述之公式算出彎曲強度。試驗片的數目為3個，求其平均值。
彎曲強度(MPa)=3FL/2bh2
(此處，F表示彎曲最大荷重(N)，L表示支點間距離(mm)，b表示試驗片之寬度(mm)、h表示試驗片之厚度(mm))。
此外，將發泡成形體切成長50mm、厚2.5mm，作為試驗片，以JIS Z0234為基準，測定發泡成形體之5%壓縮強度。
此外，以JIS K7211；1976為基準，測定獲得之發泡成形體之落球值。亦即，將發泡成形體切成長200mm、寬40mm、厚25mm，作為試驗片，在該試驗片將質量255g之鋼球垂直落下，求得發泡成形體50%被破壞時之落下高度。
[實施例2]
除了使用之發泡核劑為2.0質量份以外，以與實施例1相同之操作，製造發泡成形體。
[實施例3]
除了使用之發泡核劑為使用永和化成工業公司製造，商品名「polythleneES275」0.85份，水壓為0.7MPa以外，以與實施例1相同之操作，製造發泡成形體。
[實施例4]
除了使用之發泡核劑為4.0質量份以外，以與實施例1相同之操作，製造發泡成形體。
[實施例5]
除了使用之發泡核劑為5.0質量份以外，以與實施例1相同之操作，製造發泡成形體。
[實施例6]
除了不使用包覆劑以外，以與實施例1相同之操作，製造含有氣泡之發泡性樹脂粒子。之後，將該含有氣泡之發泡性樹脂粒子填充於安裝有成形機之成形模具之模槽(長400mm×寬300mm×厚50mm)中，以0.08MPa之水蒸氣加熱35秒，予以冷卻，而獲得密度0.641g/cm3、發泡倍數1.6倍，尺寸400mm×300mm×50mm之低倍發泡成形體。
[比較例1]
除了使用之發泡核劑為使用微粉末滑石粉0.3份，水壓為0.3MPa以外，以與實施例1相同之操作，製造發泡成形體。
[比較例2]
除了使用之發泡核劑為使用微粉末滑石粉0.3份，水壓為1.0MPa以外，以與實施例1相同之操作，製造發泡成形體。
將在上述實施例1至6及比較例1至2獲得之結果歸納於表1表示。
從表1之結果明瞭本發明之實施例1至6含有氣泡之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子之N值在400以上，於實施例1至5，將樹脂粒子預備發泡，將獲得之預備發泡粒子在模具內發泡成形，作成發泡倍數50倍之發泡成形體時，與比較例1、2記載之N值小之以往產品相比，發泡成形體之彎曲強度、壓縮強度及落球值優越，藉由本發明獲得比以往產品強度優越之發泡成形體。
此外，實施例6為將含有氣泡之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子直接在模具內發泡成形，製造低倍發泡成形體，可以步驟少且在短時間獲得低倍發泡成形品。
又，於實施例5，N值在2000以上，與實施例1至4之發泡成形體相比，強度稍有降低。從相關點瞭解到N值之上限在2000以下較理想。
另一方面，比較例1至2，發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子之N值未達本發明之N值之下限(400)，使用該等所製作之發泡成形體，與本發明之實施例1至5相比，強度低，尤其是落球值低。
第二實施形態
本實施形態之熱可塑性樹脂預備發泡粒子(以下，稱為預備發泡粒子)之製造方法，其特徵係將熱可塑性樹脂及發泡劑在樹脂供給裝置內溶融混練，將溶融之含有發泡劑之熱可塑性樹脂通過模具之小孔擠出至冷卻介質中後馬上切斷，在冷卻介質中使其發泡成體積發泡倍數1.6倍以上之預備發泡粒子，接著，從上述冷卻介質中將預備發泡粒子分離，藉由溶融擠出法直接製造預備發泡粒子。
於本實施形態，熱可塑性樹脂之種類並無特別限定，可將例如聚苯乙烯系樹脂、聚乙烯系樹脂、聚丙烯系樹脂、聚酯系樹脂、氯化乙烯系樹脂、ABS樹脂、AS樹脂等單獨或2種以上混合使用。另，作為樹脂製品亦可使用從使用一次回收獲得之熱可塑性樹脂之回收樹脂。較好使用為非結晶性之聚苯乙烯(GPPS)、耐衝擊聚苯乙烯(HIPS)等聚苯乙烯系樹脂。
聚苯乙烯系樹脂可列舉例如苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、氯苯乙烯、乙基苯乙烯、異丙基苯乙烯、二甲基苯乙烯、溴苯乙烯等苯乙烯系單體之單獨聚合物或該等之共聚物等，以含有苯乙烯50質量%以上之聚苯乙烯系樹脂較佳，又以聚苯乙烯更佳。又，上述聚苯乙烯系樹脂可為將上述苯乙烯單體作為主成分之上述苯乙烯系單體與可與該苯乙烯系單體共聚之乙烯基單體之共聚物。該等乙烯基單體可列舉例如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸十六酯等(甲基)丙烯酸酯烷、(甲基)丙烯腈、馬來酸二甲酯、富馬酸二甲酯、富馬酸二乙酯、富馬酸乙酯、二乙烯基苯、伸烷二醇二甲基丙烯酸酯等二官能性單體等。
又，只要主成分為聚苯乙烯系樹脂，亦可添加其他之樹脂。添加之樹脂例如用於提昇發泡成形體之耐衝擊性，可列舉添加聚丁二烯、苯乙烯-丁二烯共聚物、乙烯-丙烯-非共軛二烯三維共聚物等之二烯系橡膠狀聚合物之橡膠改質聚苯乙烯系樹脂，所謂耐衝擊聚苯乙烯。或可列舉聚乙烯系樹脂、聚丙烯系樹脂、丙烯酸系樹脂、丙烯腈-苯乙烯共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物等。此外，作為原料之聚苯乙烯系樹脂，除了可使用市售之聚苯乙烯系樹脂、用懸濁聚合法等方法重新製作之聚苯乙烯系樹脂等之不回收原料之聚苯乙烯系樹脂(非再製聚苯乙烯(virgin polystyrene))之外，亦可使用將用完的聚苯乙烯系樹脂發泡成形體進行再生處理所獲得之回收原料。該回收原料可使用將使用完之聚苯乙烯系樹脂發泡成形體，例如將魚等之搬運容器、電機製品等之緩衝材料、食品包裝用盤等回收，經由檸檬酸溶解方式或加熱減容方式再生、回收之原料。又，可使用之回收原料除了將使用完之聚苯乙烯系樹脂發泡成形體進行再生處理獲得者之外，亦可將從家電製品(例如電視、冰箱、洗衣機、冷氣機等)或事務用機器(例如影印機、傳真機、印表機等)分別回收之非發泡性聚苯乙烯系樹脂成形體粉碎、溶融混煉，再圓粒狀化者。
本實施形態之預備發泡粒子所使用之發泡劑並無特別限定，可使用例如丙烷、正丁烷、異丁烷、正戊烷、異戊烷、新戊烷、環戊烷等脂肪族烴；二甲醚、二乙醚等醚類；甲醇、乙醇等各種醇類；碳酸氣體、氮氣、水等。
其中，較好為脂肪族烴。另，更好為正丁烷、異丁烷、正戊烷、異戊等單獨或該等之混合物。又以碳原子數為5之烴之正戊烷、異戊烷、新戊烷、環戊烷、環戊二烯單獨或該等之混合物最佳。其中，以異戊烷與正戊烷之一者或兩者之混合物較佳。此外，將上述碳原子數為5之烴作為主體，亦可含有沸點在20℃以上，碳原子數5之烴以外之發泡劑(例如正丁烷、異丁烷、丙烷、碳酸氣體等)。
相對於熱可塑性樹脂100質量份，該發泡劑之添加量較好在1至15質量份之範圍，更好在1至10質量份之範圍，最好在2至6質量份之範圍。
於本發明預備發泡粒子之製造方法，上述熱可塑性樹脂較好添加作為發泡核劑之滑石粉、矽酸鈣、合成或天然產出之二氧化矽、乙烯雙硬脂酸醯胺、甲基丙烯酸酯系共聚物等無機或有機微粉末。上述發泡核劑之添加量相對於熱可塑性樹脂100質量份較好在1.5質量份以下，更好在0.1至1.0質量份之範圍。
於本發明預備發泡粒子之製造方法，上述熱可塑性樹脂除了發泡劑及發泡核劑之外，在不損及所獲得之預備發泡粒子之物性之範圍內，可添加結合防止劑、氣泡調整劑、交聯劑、填充劑、難燃劑、難燃助劑、潤滑劑、著色劑等添加劑。
第1圖為表示本發明預備發泡粒子之製造方法所使用之製造裝置之一例之圖。本例之製造裝置具備：作為樹脂供給裝置之擠出機1；附設於擠出機1之前端，具有多數個小孔之模具2；在擠出機1內投入樹脂原料等之原料供給料斗3；通過發泡劑供給口5，將發泡劑壓入至擠出機1內之溶融樹脂中之高壓泵4；以使冷卻水接觸穿透設置有模具2小孔之樹脂吐出面的方式設置，在室內循環供給有冷卻水之切割室7；在切割室7內設置可將從模具2之小孔擠出之樹脂切斷之可旋轉之切割器6；將從切割室7隨著冷卻水之流動被搬運之預備發泡粒子與冷卻水分離、脫水乾燥，以獲得預備發泡粒子之附有固液分離功能之脫水乾燥機10；將藉由附有固液分離功能之脫水乾燥機10所分離之冷卻水予以積存之水槽8；將該水槽8內之冷卻水輸送到切割室7之高壓泵9；將藉由附有固液分離功能之脫水乾燥機10所脫水乾燥之預備發泡粒子予以貯留之貯留容器11。
又，擠出機1可使用使用螺桿之擠出機或未使用螺桿之擠出機中之任何一種。使用螺桿之擠出機可列舉例如單軸式擠出機、多軸式擠出機、彎曲式擠出、串接式擠出機等。未使用螺桿之擠出機可列舉例如柱塞式擠出機、齒輪泵式擠出機等。任何一種擠出機均可使用靜態混合器。該等擠出機中，從生產性方面而言，較好為使用螺桿之擠出機。又，收納切割器6之切割室7亦可使用在藉由樹脂溶融擠出之造粒方法中使用之以往周知者。
於使用第1圖表示之製造裝置製造預備發泡粒子，首先秤量原料之聚苯乙烯系樹脂等熱可塑性樹脂、發泡核劑、必要時添加之難燃劑等所期望之添加劑，從原料供給料斗3投入擠出機1內。原料之熱可塑性樹脂可作成圓粒狀或顆粒狀，在事前先充分混合，從1個原料供給料斗投入，或亦可例如使用複數批量時將各批量從將調整供給量之複數個原料供給料斗投入，在擠出機內將該等混合。又，將複數批量之回收原料組合使用時，較好將複數批量之原料在事前先充分混合，經由磁氣挑選或過篩、比重挑選、送風挑選等適當之挑選方法除去異物。
在擠出機1內供給熱可塑性樹脂樹脂、發泡助劑、其他之添加劑後，將樹脂加熱溶融，一邊將該溶融樹脂移送到模具2側，一邊從發泡劑供給口5藉由高壓泵4將發泡劑壓入，在溶融樹脂中將發泡劑混合，通過在擠出機1內必要時所設置之異物除去用之篩子，將溶融物一邊再混練一邊向前端側移動，將添加發泡劑之溶融物從附設於擠出機1前端之模具2之小孔擠出。
模具2之穿透設置有小孔之樹脂吐出面係配置於在室內循環供給有冷卻水之切割室7內，且切割室7內設置可將從模具2之小孔擠出之樹脂切斷的可旋轉之切割器6。若將添加完發泡劑之溶融物從附設於擠出機1前端之模具2之小孔擠出時，則溶融物會切斷成粒狀，與冷卻水接觸而急速冷卻，經切斷之樹脂在完全固化之間使其發泡，成為體積發泡倍數1.6倍以上之熱可塑性樹脂預備發泡粒子。
由此獲得之預備發泡粒子之體積發泡倍數較好在1.6至50倍之範圍內，更好在1.6至40倍之範圍。
並且，本實施形態之預備發泡粒子之體積發泡倍數為以JIS K6911：1995年「熱硬化性塑膠一般試驗方法」為基準測定體積密度後，根據以下之測定方法求得之值。
首先，在量筒內填充預備發泡粒子至500cm3刻度為止。惟，從水平方向目視量筒，預備發泡粒子只要有一粒達到500cm3刻度即表示填充完成。接著，秤量填充於量筒內之預備發泡粒子之質量至小數點以下2位之有效數字，其質量為W(g)。接著，藉由下述公式算出預備發泡粒子之體積密度。
體積密度(g/cm3)=W/500
接著，藉由下述之公式算出預備發泡粒子之體積發泡倍數。
體積發泡倍數(倍)=1/體積密度(g/cm3)
預備發泡粒子之體積發泡倍數可根據冷卻水之壓力及水溫調整。例如，在製造低體積發泡倍數(高體積密度)之預備發泡粒子時，在高壓力及低水溫之條件下邊抑制發泡邊製造。另一方面，在製造高體積發泡倍數(低體積密度)之預備發泡粒子時，在低壓力及高水溫之條件下，一邊進行某程度之發泡一邊製造。冷卻水之壓力例如為，在冷卻水之循環流路中，將從高壓泵9之吐出側通過切割室7到附有固液分離功能之脫水乾燥機10之入口側之部分作為加壓區域，經由高壓泵9之吐出壓進行加壓，以適當調整該壓力為佳。該壓力並無特別限制，通常在無加壓之條件進行，或是進行加壓時，為1.7MPa以下、較好為1.5MPa以下之加壓。又，上述水溫以在冷卻水循環流路之任何一處附設加熱器(或加熱器及冷卻器兩者)，以調整水溫為佳。水溫並無特別限制，通常在20至80℃之範圍內，較好在30至70℃之範圍內。
形成之預備發泡粒子從切割室7隨同冷卻水之流動，運送到附有固液分離功能之脫水乾燥機10，將預備發泡粒子與冷卻水分離，同時脫水乾燥。將經乾燥之預備發泡粒子貯留於貯留容器11。
獲得之預備發泡粒子必要時可將硬脂酸鋅等粉末狀金屬皂類塗佈於表面。藉此，可防止預備發泡粒子之間結塊，可保持良好之預備發泡粒子之操作，尤其在成形模具模槽內之填充性。
獲得之預備發泡粒子為球狀至略球狀。因此，與為柱狀之預備發泡粒子相比，在成形模具之模槽內之填充性佳，在模槽內可無間隙地填充。又，在模具內發泡成形時，可良好地進行發泡粒子間之融著，因而可獲得強度優越之發泡成形體。
本發明預備發泡粒子之製造方法為將熱可塑性樹脂及發泡劑在樹脂供給裝置內溶融混練，將經溶融之含有發泡劑之熱可塑性樹脂通過模具之小孔擠出至冷卻介質中後馬上切斷，在冷卻介質中發泡成體積發泡倍數1.6倍以上之預備發泡粒子，藉此，用於製造發泡成形體之預備發泡粒子可藉由溶融擠出法直接製造。因此，與以往製造發泡性樹脂粒子並將其加熱以獲得預備發泡粒子之習知方法相比，可以更少之步驟製造發泡成形體，發泡成形體之生產效率變高。又，具有可減少發泡性樹脂粒子之保管空間之優點。
將本實施形態之預備發泡粒子以在發泡樹脂成形體製造領域周知之裝置及方法填充於成形模具之模槽內，藉由水蒸氣加熱等加熱，在模具內發泡成形，製造熱可塑性樹脂發泡成形體(以下，稱為發泡成形體)。
本實施形態之發泡成形體之密度及發泡倍數以與預備發泡粒子之體積密度及體積發泡倍數相同，密度在0.625g/cm3以下(發泡倍數1.6倍以上)，較佳為密度在0.020至0.625g/cm3(發泡倍數1.6至50倍)之範圍內。
並且，於本實施形態，發泡成形體之密度及發泡倍數為以JIS K7122：1999「發泡塑膠及橡膠-外觀密度之測定」記載的方法所測定之發泡成形體密度。
發泡成形體密度之測定方法為如下所述。
將50cm3以上(為半硬質及軟質材料時為100cm3以上)之試驗片，以不改變材料原本晶粒構造地切斷，測定其質量，根據下述公式算出。
密度(g/cm3)=試驗片質量(g)/試驗片體積(cm3)
又，上述測定用試驗片為從成形後經過72小時以上之試料切取，在23℃±2℃×50%±5%或27℃±2℃×65%±5%之環境條件下放置16小時以上者。
此外，發泡成形體之發泡倍數為根據下述公式算出之數值。
發泡倍數=1/密度(g/cm3)
[實施例]
以下，根據實施例證實本發明之效果，惟，以下之實施例只是本發明之例示，本發明不只限於以下記載之實施例。
[實施例7] (預備發泡粒子之製造)
相對於聚苯乙烯樹脂(東洋styrene公司製造，商品名「HRM10N」)100質量份，加入微粉末滑石粉0.3質量份，將該等以每小時130kg連續供給口徑90mm之單軸擠出機。擠出機內溫度設定為最高溫度210℃使樹脂溶融後，將作為發泡劑之相對於樹脂100質量份為3質量份之戊烷(異戊烷：正戊烷=20：80(質量比))從擠出機之中途壓入。在擠出機內將樹脂及發泡劑混煉，同時冷卻。將擠出機前端部之樹脂溫度保持為170℃，模具之樹脂導入部之壓力保持在15MPa，從配置200個具有直徑0.6mm、成型段長度3.0mm之小孔之模具，將含有發泡劑之溶融樹脂擠出至連接於該模具之吐出側且以40℃之水循環且水壓設定為0.05MPa之切割室內，同時藉由在圓周方向具有10片刀刃之旋轉切割器以3000rpm將擠出物切斷。切斷之粒子一邊以循環水冷卻，一邊運送到粒子分離器，將粒子與循環水分離。另，將捕集到之粒子脫水/乾燥，以獲得預備發泡粒子。獲得之預備發泡粒子未發生變形、長鬚等，幾乎為球體，體積密度為0.6g/cm3，體積發泡倍數為1.7倍，平均粒徑為約1.3mm。
相對於獲得之預備發泡粒子100質量份，將聚乙二醇0.03質量份在樹脂粒子之表面全面均勻包覆。
(發泡成形體之製造)
將獲得之預備發泡粒子在室溫環境下放置24小時後，將該預備發泡粒子填充於具有長400mm×寬300mm×高25mm之長方形模槽之成形模具內，之後將成形模具之模槽內用水蒸氣在錶壓0.08MPa之壓力加熱20秒後，將成形模具之模槽內之壓力降至0.01MPa而冷卻，隨後打開成形模具，取出長400mm×寬300mm×高25mm之長方形發泡成形體。
獲得之發泡成形體密度為0.6g/cm3(發泡倍數1.7倍)。
對於以如上所述製造之預備發泡粒子進行如下述＜模具填充性之評估＞之測定/評估，評估模具填充性。
又，於如上所述製造之發泡成形體進行如下所述之發泡成形體之外觀評估及融著率測定。
另，根據下述模具填充性之評估、發泡成形體之外觀評估及融著率測定之結果，參照下述之判定基準進行綜合判定，結果表示於表2。
此處，模具填充性之評估以如下所述進行。
求得獲得之預備發泡粒子之體積密度及發泡成形體之密度，根據下述公式算出填充性，以下述之基準評估模具填充性。
模具填充性=發泡成形體之密度/預備發泡粒子之體積密度
該模具填充性之評估基準為如下所述。
良好(○)：模具填充性在0.95以上時
不良(×)：模具填充性未達0.95時
又，發泡成形體之外觀評估以如下所述進行。
將預備發泡粒子填充於發泡成形機之模具，藉由使用水蒸氣在模具內發泡成形，獲得長400mm、寬300mm、厚25mm之長方體狀之發泡成形體。目視觀察獲得之發泡成形體之外觀，以下述之基準評估。
良好(○)：發泡粒子之間融著部分為平滑時
不良(×)：發泡粒子之間融著部分產生凹凸時
此外，融著率以如下所述進行。
首先，在發泡成形體之任意表面用切割刀形成深1mm之切口線，沿著該切口線將發泡成形體用手或鐵錘分為二。在發泡成形體之破裂面露出之任意100至150個發泡粒子，計數在發泡粒子內破裂之粒子數(a)及在發泡粒子之間熱融著界面破裂之粒子數(b)，以下述式為基礎，算出發泡成形體之融著率。
發泡成形體之融著率(%)=100×粒子數(a)/(粒子數(a)/粒子數(b))
該融著率之評估基準為如下所述。
良好：融著率在70%以上時
不良：融著率未達70%時
之後，上述模具填充性之評估、發泡成形體之外觀評估及融著率測定之3個評估結果參照以下之判定基準進行綜合判定。
良好(○)：3個之評估結果無不良(×)時
不良(×)：3個之評估結果有1個以上為不良(×)時
[實施例8]
除了戊烷添加量為5質量份及水溫為50℃以外，與實施例7相同地進行。獲得之預備發泡粒子未產生變形、長鬚，幾乎為球體，體積密度為0.2g/cm3，體積發泡倍數為5.1倍，平均粒徑為約1.9mm。結果表示於表2。
[實施例9]
除使用具有直徑0.5mm、成型段長度2.5mm之小孔之模具，戊烷添加量為7質量份及水溫為50℃以外，與實施例7相同地進行。獲得之預備發泡粒子未產生變形、長鬚，幾乎為球體，體積密度為0.03g/cm3，體積發泡倍數為33.7倍，平均粒徑為約3.2mm。結果表示於表2。
[比較例3]
除了戊烷添加量為5質量份、水溫為85℃及將棒狀之發泡體在切割室內擠出，於發泡後切斷以外，與實施例7相同地進行。獲得之預備發泡粒子為圓柱狀，體積密度為0.04g/cm3，體積發泡倍數為27.3倍，圓柱之直徑為約2.5mm，圓柱之高度為約1.7mm。結果表示於表2。
從表2之結果，本發明之實施例7至9獲得之預備發泡粒子，粒子形狀為球狀，模具填充性良好。又，實施例7至9獲得之發泡成形體外觀良好，發泡粒之融著率亦高，獲得高品質之發泡成形體。
另一方面，於比較例3，在水中擠出之溶融樹脂以發泡之狀態切斷，獲得之預備發泡粒子之形狀成為圓柱狀。該比較例1之預備發泡粒子模具填充性降低，獲得之發泡成形體之外觀及融著率降低。
第三實施形態
本實施形態之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子，其特徵係將聚苯乙烯系樹脂及發泡劑在樹脂供給裝置內溶融混煉，將溶融之含有發泡劑之聚苯乙烯系樹脂通過模具之小孔擠出、冷卻及切斷，獲得之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子用積分球方式色差計測定之白度在75以下。
於本實施形態，發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子之白度為從以下述之方法測定之結果所求得之值，成為發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子透明度之指標。
白度之測定以如下所述進行。
將發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子作為試料，以JIS K-7105：1981年為基準，以下述之條件測定白度。
裝置：積分球方式色差計(日本電色工業公司製造，商品名「ZE2000」)
方法：將發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子填充於石英製之試料容器(30mmΦ×13mm，試料面積30mmΦ)，將標準板之三刺激值作為Y=94.95、X=92.94、Z=111.82，藉由反射法測定。
本實施形態之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子上述白度在75以下，較好在73以下，更好在70以下。上述白度若超過75，則與以往藉由溶融擠出法所製造之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子相同，在樹脂粒子中有多數微細之氣泡存在。結果，可能有由於產生發泡，使樹脂粒子之體積密度變低，一定質量之體積增加，在保管或搬運需要多餘之空間之問題；由於產生發泡，使樹脂粒子變容易破裂、崩解之問題；所製造之發泡成形體之機械強度變差之間題及由於粒子壽命短，難以長期保管之問題產生。
於本實施形態之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子中，作為聚苯乙烯系樹脂者並無特別限定，可列舉例如苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、氯苯乙烯、乙基苯乙烯、異丙基苯乙烯、二甲基苯乙烯、溴苯乙烯等苯乙烯系單體之單獨聚合物或該等之共聚物等。其中，以含有苯乙烯50質量%以上之聚苯乙烯系樹脂較佳，又以聚苯乙烯更佳。
此外，上述聚苯乙烯系樹脂亦可為將上述苯乙烯單體作為主成分之上述苯乙烯系單體與可與該苯乙烯系單體共聚之乙烯基單體之共聚物。該等乙烯基單體可列舉例如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸十六酯等(甲基)丙烯酸烷酯；(甲基)丙烯腈、馬來酸二甲酯、富馬酸二甲酯、富馬酸二乙酯、富馬酸乙酯、二乙烯基苯、伸烷二醇二甲基丙烯酸酯等二官能性單體等。
又，只要主成分為聚苯乙烯系樹脂，亦可添加其他之樹脂。添加之樹脂例如用於提昇發泡成形體之耐衝擊性，可列舉添加聚丁二烯、苯乙烯-丁二烯共聚物、乙烯-丙烯-非共軛二烯三維共聚物等二烯系橡膠狀聚合物之橡膠改質聚苯乙烯系樹脂，所謂耐衝擊聚苯乙烯。或可列舉聚乙烯系樹脂、聚丙烯系樹脂、丙烯酸系樹脂、丙烯腈-苯乙烯共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物等。
作為原料之聚苯乙烯系樹脂，可使用市售之聚苯乙烯系樹脂、用懸濁聚合法等方法重新製作之聚苯乙烯系樹脂等不回收原料之聚苯乙烯系樹脂(非再製聚苯乙烯)之外，亦可使用將用完的聚苯乙烯系樹脂發泡成形體進行再生處理所獲得之回收原料。該回收原料為將使用完之聚苯乙烯系樹脂發泡成形體，例如將魚等之搬運容器、電機製品等之緩衝材料、食品包裝用盤等回收，經由檸檬酸溶解方式或加熱減容方式再生、回收之原料中，適當選擇重量平均分子量Mw在12萬至30萬範圍之原料，亦可將重量平均分子量Mw不同之複數種回收原料適當組合使用。
該發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子中所添加之發泡劑，以碳原子數5之烴作為主體，亦可含有沸點在20℃以上，碳原子數5之烴以外之發泡劑。
該發泡劑較好為1種或2種以上碳原子數5之烴基，其中，較好為異戊烷及正戊烷一者或兩者之混合物。
該發泡劑之添加量，相對於樹脂100質量份，較好在3至8質量份之範圍，更好在4至7質量份之範圍。
該發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子，相對於聚苯乙烯系樹脂100質量份，較好係含有具有相對於聚苯乙烯系樹脂之折射率為±0.08以下(較好為0.06以下，更好為0.04以下之折射率)之無機材料粉末1.0質量份以下之量(更好在0.05至0.8質量份之範圍，最好在0.1至0.5質量份之範圍)作為發泡核劑。作為具有相對於聚苯乙烯系樹脂之折射率為±0.08以下之折射率之無機材料粉末者，可列舉如滑石粉、雲母、矽酸鎂、氫氧化鎂等，該等中較好為滑石粉。
於該發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子，除了上述發泡劑及上述發泡核劑之外，在不損及物性之範圍內可添加結合防止劑、氣泡調整劑、交聯劑、填充劑、難燃劑、難燃助劑、潤滑劑、著色劑等添加劑。若將硬脂酸鋅等粉末狀金屬皂類塗佈於上述發泡性聚苯乙烯樹脂粒子之表面，在發泡性聚苯乙烯樹脂粒子之預備發泡步驟，可減少聚苯乙烯樹脂預備發泡粒子間之結合，因而較佳。
該發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子之體積密度較好在0.58g/cm3以上，更好在0.60 g/cm3以上，最好在0.62 g/cm3以上。體積密度若未達0.58 g/cm3，則在樹脂粒子中可能有多數氣泡存在。結果，可能有由於產生發泡，使樹脂粒子之體積密度變低，有一定質量之體積增加，在保管或運送需要多餘之空間之問題，由於產生發泡，使樹脂粒子變容易破裂、崩解之問題、所製造之發泡成形體之機械強度變差之間題，及由於粒子壽命短，難以長期保管之問題產生。
並且，於本實施形態，發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子之體積密度為以JIS K6911：1995年「熱硬化性塑膠一般試驗方法」為基準所測定之體積密度。
預備發泡粒子之體積密度之測定方法為如下所述。
在量筒內填充發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子至500cm3刻度為止。惟，從水平方向目視量筒，發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子只要有一粒達到500cm3刻度即表示填充完成。接著，秤量填充於量筒內之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子之質量至小數點以下2位之有效數字，其質量為W(g)。接著，根據下述公式算出發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子之體積密度。
體積密度(g/cm3)=W/500
本實施形態之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子，樹脂粒子中氣泡少，用積分球方式色差計測定之白度在75以下，因此與以往藉由溶融擠出法獲得之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子相比，體積密度高，結果，由於一定質量之體積變少，故可緊實的保管，運送亦變得容易。
又，本實施形態之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子，由於樹脂粒子中之氣泡少，有強度優越，不易破裂、崩解之優點。
此外，本實施形態之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子，在加熱、預備發泡時，因發泡均勻，可獲得粒徑或體積密度均勻之預備發泡粒子。結果，將該發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子在模具內發泡成形獲得之發泡成形體其強度優越。
此外，本實施形態之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子由於發泡劑之逸散穩定，粒子壽命變長，可長期保管。
接著，參照圖面，對於本發明之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子之製造方法之實施形態加以說明。
該製造方法為藉由溶融擠出法製造發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子之方法，其中，該溶融擠出法係將聚苯乙烯系樹脂及發泡劑在樹脂供給裝置內溶融混煉，將溶融之含有發泡劑之聚苯乙烯系樹脂通過模具之小孔，在冷卻介質中擠出、冷卻及切斷，以獲得發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子，在該製造方法中，係將溶融之含有發泡劑之聚苯乙烯系樹脂擠出至經加壓之冷卻介質中、並予以冷卻及切斷，以獲得用積分球方式色差計測定之白度在75以下之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子。
該發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子使用之發泡劑並無特別限定，可使用例如丙烷、正丁烷、異丁烷、正戊烷、異戊烷、新戊烷、環戊烷等脂肪族烴、二甲醚、二乙醚等醚類；甲醇、乙醇等各種醇類；碳酸氣體、氮氣、水等。其中，較好為脂肪族烴，更好為正丁烷、異丁烷、正戊烷、異戊等單獨或該等之混合物。又以碳原子數5之烴之正戊烷、異戊烷、新戊烷、環戊烷、環戊二烯單獨或該等之混合物較佳。其中，以異戊烷與正戊烷之一者或兩者之混合物較佳。此外，將上述碳原子數5之烴作為主體，可含有沸點在20℃以上，碳原子數5之烴以外之發泡劑(例如正丁烷、異丁烷、丙烷、碳酸氣體等)。
該發泡劑之添加量，相對於聚苯乙烯系樹脂100質量份，較好在2至15質量份之範圍，更好在3至8質量份之範圍，最好在4至7質量份之範圍。
作為發泡核劑，較好將具有相對於聚苯乙烯系樹脂之折射率為±0.08以下，較好為0.06以下，更好為0.04以下之折射率之無機材料粉末，例如滑石粉，以相對於樹脂100質量份在1.0質量份以下，較好在0.05至0.8質量份之範圍，更好在0.1至0.5質量份之範圍添加。
第1圖為表示該發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子之製造方法使用之製造裝置之一例之圖。本例之製造裝置具備：作為樹脂供給裝置之擠出機1；附設於擠出機1之前端，具有多數個小孔之模具2；在擠出機1內投入樹脂原料等之原料供給料斗3；通過發泡劑供給口5，將發泡劑壓入至擠出機1內之溶融樹脂之高壓泵4；以使加壓冷卻水接觸穿透設置有模具2小孔之樹脂吐出面的方式設置，在室內循環供給有加壓冷卻水之切割室7；在切割室7內設置可將從模具2之小孔擠出之樹脂切斷之可旋轉之切割器6；將從切割室7隨著冷卻水之流動搬運之發泡性樹脂粒子與冷卻水分離、脫水乾燥，以獲得發泡性樹脂粒子之附有固液分離功能之脫水乾燥機10；將藉由附有固液分離功能之脫水乾燥機10所分離之冷卻水予以積存之水槽8；將該水槽8內之冷卻水送到切割室7之高壓泵9；以及將藉由附有固液分離功能之脫水乾燥機10所脫水乾燥之發泡性樹脂粒子予以貯留之貯留容器11。
又，擠出機1可使用使用螺桿之擠出機或未使用螺桿之擠出機中之任何一種。使用螺桿之擠出機可列舉例如單軸式擠出機、多軸式擠出機、彎曲式擠出、串接式擠出機等。未使用螺桿之擠出機可列舉例如柱塞式擠出機、齒輪泵式擠出機等。此外，任何一種擠出機均可使用靜態混合器。該等擠出機中，從生產性方面而言，較好為使用螺桿之擠出機。又，收納切割器6之切割室7亦可使用在藉由樹脂溶融擠出之造粒方法中使用之以往周知者。
該製造方法由於將溶融之含有發泡劑之聚苯乙烯系樹脂在經加壓之冷卻介質中擠出，至少需要將切割室7內保持在加壓環境。於本例示，在冷卻水之循環流路中，在從高壓泵9之吐出側通過切割室7到附有固液分離功能之脫水乾燥機10之入口側之部分，冷卻水之壓力係保持在0.4MPa以上，惟，並非限定於此，亦可為將循環流路全體加壓之構成。
使用如第1圖表示之製造裝置，製造發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子，首先秤量原料之聚苯乙烯系樹脂、發泡核劑、必要時添加之難燃劑等所期望之添加劑，從原料供給料斗3投入擠出機1。原料之聚苯乙烯系樹脂可作成圓粒狀或顆粒狀，在事前先充分混合，從1個原料供給料斗投入，或亦例如可使用複數批量時將各批量從將調整供給量之複數個原料供給料斗投入，在擠出機內將該等混合。又，將複數批量之回收原料組合使用時，較好將複數批量之原料在事前先充分混合，經由磁氣挑選或過篩、比重挑選、送風挑選等適當之挑選方法除去異物。
在擠出機1內供給聚苯乙烯系樹脂、發泡核劑、其他之添加劑後，將樹脂加熱溶融，一邊將該溶融樹脂移送到模具2側，一邊從發泡劑供給口5經由高壓泵4將發泡劑壓入，將發泡劑在溶融樹脂中混合，通過在擠出機1內必要時附設之異物除去用之篩子，一邊將溶融物再混練一邊向前端側移動，將添加發泡劑之溶融物從附設於擠出機1前端之模具2之小孔擠出。
穿透設置有模具2之小孔之樹脂吐出面係配置於在室內循環供給冷卻水之切割室7內，且切割室7內設置可將從模具2之小孔擠出之樹脂切斷之可旋轉之切割器6。上述冷卻水之循環流路中，從高壓泵9之吐出側通過切割室7到附有固液分離功能之脫水乾燥機10之入口側的部份，冷卻水係加壓至0.4MPa以上，若將添加完發泡劑之溶融物從附設於擠出機1前端之模具2之小孔擠出，則溶融物在加壓水中擠出，經由該壓力，可在抑制發泡之狀態下切斷成粒狀，且與加壓水接觸而急速冷卻，在抑制發泡下固化，作成發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子。上述加壓水之壓力若未達0.4MPa，則將溶融樹脂在冷卻水中擠出、切斷至樹脂完全固化為止，容易產生發泡，有可能成為白度高，體積密度低之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子。加壓水之壓力較好在0.6MPa以上，更好在0.6至1.7MPa之範圍。
形成之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子從切割室7伴隨冷卻水之流動，搬運到附有固液分離功能之脫水乾燥機10，發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子與冷卻水分離之同時脫水乾燥。經乾燥之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子貯留於貯留容器11。
於該發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子之製造方法中，在藉由溶融擠出法製造發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子，將溶融之含有發泡劑之聚苯乙烯系樹脂在經加壓之冷卻介質中擠出、冷卻及切斷，獲得用積分球方式色差計測定之白度在75以下之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子。因此，如上所述，與以往之產品相比，可有效率地製造具有優越效果之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子。
將本實施形態之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子，使用在發泡樹脂成形體之製造領域周知之裝置及方法，藉由水蒸氣加熱等進行加熱，預備發泡，作成聚苯乙烯系樹脂預備發泡粒子(以下，稱為預備發泡粒子)。將該預備發泡粒子預備發泡成與所有製造之聚苯乙烯系樹脂發泡成形體(以下，稱為發泡成形體)之密度相同之體積密度。於本實施形態，其體積密度並無限定，通常在0.010至0.10g/cm3之範圍內，較好在0.015至0.050g/cm3之範圍內。
並且，於本實施形態，預備發泡粒子之體積密度為以JIS K6911：1995年「熱硬化性塑膠一般試驗方法」為基準所測定之值。
預備發泡粒子體積密度之測定方法為如下所述。
在量筒內填充預備發泡粒子至500cm3刻度為止。惟，從水平方向目視量筒，預備發泡粒子只要有一粒達到500cm3刻度即表示填充完成。接著，秤量填充於量筒內之預備發泡粒子之質量至小數點以下2位之有效數字，其質量為W(g)。接著，根據下述公式算出預備發泡粒子之體積密度。
體積密度(g/cm3)=W/500
此外，預備發泡粒子之體積發泡倍數為根據下述之公式算出之數值。
體積發泡倍數=1/體積密度(g/cm3)
本實施形態之聚苯乙烯系樹脂預備發泡粒子為將上述發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子加熱使預備發泡所獲得者。因此，該聚苯乙烯系樹脂預備發泡粒子預備發泡時發泡均勻，可獲得粒徑或體積密度均勻之預備發泡粒子。使用該聚苯乙烯系樹脂預備發泡粒子在模具內發泡成形所獲得之發泡成形體其強度優越。
使用在發泡樹脂成形體之製造領域周知之裝置及方法，將預備發泡粒子填充於成形模具之模槽內，藉由水蒸氣加熱等加熱，在模具內發泡成形，以製造發泡成形體。
該發泡成形體之密度並無特別限定，通常在0.010至0.10 g/cm3之範圍內，較好在0.015至0.050 g/cm3之範圍內。
並且，於本實施形態，發泡成形體之密度為以JIS K7122：1999「發泡塑膠及橡膠-外觀密度之測定」記載的方法所測定之發泡成形體密度。
發泡成形體密度之測定方法為如下所述。
將50cm3以上(為半硬質及軟質材料時為100cm3以上)之試驗片以不改變材料原本晶粒構造地切斷，測定其質量，接著，根據下述公式算出。
密度(g/cm3)=試驗片質量(g)/試驗片體積(cm3)
並且，上述測定用試驗片為將從成形後經過72小時以上之試料切取，在23℃±2℃×50%±5%或27℃±2℃×65%±5%之環境條件下放置16小時以上者。
此外，發泡成形體之發泡倍數為根據下述公式算出之數值。
發泡倍數=1/密度(cm3)
[實施例]
以下，藉由實施例證實本發明之效果，惟，以下之實施例只是本發明之例示，本發明不只限於以下記載之實施例。
[實施例10] (發泡性聚苯乙烯樹脂粒子之製造)
相對於聚苯乙烯樹脂(東洋styrene公司製造，商品名「HRM10N」)100質量份，加入微粉末滑石粉0.3質量份，將該等以每小時130kg連續供給口徑90mm之單軸擠出機。擠出機內溫度設定為最高溫度210℃，將樹脂溶融後，將相對於樹脂100質量份為7質量份作為發泡劑之戊烷(異戊烷：正戊烷=20：80(質量比))從擠出機之中途壓入。在擠出機內將樹脂及發泡劑混煉，同時冷卻。將在擠出機前端部之樹脂溫度保持在170℃，模具之樹脂導入部之壓力保持在15MPa，經由配置200個具有直徑0.6mm、成型段長度2.5mm之小孔之模具，將含有發泡劑之溶融樹脂擠出至連接於該模具之吐出側且以40℃之水循環並將水壓設定為1.2MPa之切割室內，同時藉由在圓周方向具有10片刀刃之高速旋轉切割器將擠出物切斷。切斷之粒子一邊以循環水冷卻，一邊運送到粒子分離器，將粒子與循環水分離。再者，將捕集之粒子脫水/乾燥，獲得含有戊烷之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子。獲得之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子未發生變形、長鬚等，幾乎為球體，平均粒徑為約1.1mm，體積密度為0.64g/cm3。
相對於獲得之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子100質量份，將聚乙二醇0.03質量份、硬脂酸鋅0.15質量份、硬脂酸單甘油酯0.05質量份、羥基硬脂酸三甘油酯0.05質量份在樹脂粒子之表面全面均勻包覆。
(發泡成形體之製造)
將以如上所述製造之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子放入15℃之保冷庫中，放置72小時。之後，供給至圓筒型分批式預備發泡機，藉由吹入壓0.05MPa之水蒸氣加熱，獲得預備發泡粒子。獲得之預備發泡粒子體積密度為0.0166g/cm3(體積發泡倍數60倍)。
接著，將獲得之預備發泡粒子在室溫環境下放置24小時後，將預備發泡粒子填充於具有長400mm×寬300mm×高50mm之長方形模槽之成形模具內，之後將成形模具之模槽內以水蒸氣在錶壓0.08MPa之壓力加熱20秒，之後，將成形模具之模槽內之壓力降至0.01MPa並冷卻，打開成形模具，取出長400mm×寬300mm×高50mm之長方形發泡成形體。
獲得之發泡成形體密度為0.0166g/cm3(發泡倍數60倍)。
對於以如上所述製造之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子，進行白度之測定、體積密度之測定、粒子壽命評估及根據Cv值評估發泡偏差。白度之測定及體積密度之測定係分別根據上述之測定方法中記載之測定進行。又，粒子壽命之評估及根據Cv值評估發泡偏差係根據以下之測定/評估方法進行。
此外，對於以如上所述製造之發泡成形體進行彎曲強度之評估。測定方法及評估基準為如下所述。
再者，從該等之各測定/評估結果進行綜合判定。該判定基準如下述之＜綜合判定＞。其結果表示於表3。
粒子壽命之評估如以下所述進行。
將實施例(及比較例)獲得之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子於15℃之冷庫中保管1個月後，供給至圓筒型分批式預備發泡機，藉由吹入蒸氣壓0.05MPa之水蒸氣加熱2分鐘，測定所獲得之預備發泡粒子之體積發泡倍數，參照以下之評估基準進行粒子壽命之評估。
特別良好(◎)：體積發泡倍數55倍以上時
良好(○)：體積發泡倍數45倍以上未達55倍時
不良(×)：體積發泡倍數未達45倍時。
此外，對於實施例(及比較例)獲得之預備發泡粒子，根據Cv值評估發泡偏差。根據Cv值評估發泡偏差以如下所述進行。
預備發泡粒子中粒度分布之變動係數Cv值為將預備發泡粒子粒徑之標準偏差除以預備發泡粒子之平均粒徑者，根據下述公式算出。
預備發泡粒子中粒度分布之變動係數Cv值=標準偏差/平均粒徑
粒徑分布之變動係數Cv值如上所述，由分級後之粒子平均粒徑及標準偏差算出，首先，粒子平均粒徑之測定方法為準備具有JIS規定之不同網目之複數種篩網(網目8.00mm、網目6.70mm、網目5.60mm、網目4.75mm、網目4.00mm、網目3.35mm、網目2.80mm、網目2.36mm、網目2.00mm、網目1.70mm、網目1.40mm、網目1.18mm、網目1.00mm)，將預備發泡粒子10g從網目大的篩網至網目小的篩網過篩。於是，粒子對應各粒子之粒徑，成為不會通過網目為固定大小之某篩網而殘留在各篩上之狀態。
因此，將殘留在各篩網上之粒子之平均粒徑由該篩網目之大小決定，例如殘留在網目3.35mm之篩網上之粒子之平均粒徑為3.675mm。
殘留在各篩網上之樹脂粒子之平均粒徑為該篩網之網目與具有該篩網下一個大小網目之篩網之網目之相加平均值。於網目為3.35mm之篩網時，由於具有該篩網下一個大小網目之JIS規定之篩網之網目為4.00mm，故採用與該篩網目4.00mm之相加平均值。
接著，測定每個殘留在各篩網上之粒子之質量W，算出每個殘留在各篩網上之粒子相對於總粒子之質量比率R(質量%)，算出將每個各篩網粒子之平均粒徑D乘以粒子之質量比率R之值，將該值之總和作為粒子平均粒徑。
預備發泡粒子之平均粒徑
=Σ(各篩網上粒子之平均粒徑Dx粒子之質量比率R)
此外，預備發泡粒子之標準偏差由以在上述預備發泡粒子之平均粒徑之測定要領中所獲得之各篩網每個粒子之平均粒徑D及相對於殘留於該篩網上粒子之總粒子之質量比率R(質量%)為基準算出。
藉此求得Cv值，參照以下之評估基準進行評估。
良好(○)：Cv值在0.05以下時
不良(×)：Cv值超過0.05時
又，彎曲強度之評估以如下所述進行。
對於實施例(及比較例)獲得之發泡成形體，以JIS A9511：2006「發泡塑膠保溫材料」記載的方法為基準，測定彎曲強度。
亦即，使用tensilon萬能試驗機UCT-10T(Orientec公司製造)，試驗體之尺寸為75mm×300mm×50mm，壓縮速度為10mm/分鐘，先端輔助具在加壓楔子10R、支架10R，以支點間距離為200mm之條件測定，接著，以下述之公式算出彎曲強度。試驗片數為3片，求其平均值。
彎曲強度(MPa)=3FL/2bh2
[此處，F表示彎曲最大荷重(N)，L表示支點間距離(mm)，b表示試驗片之寬度(mm)、h表示試驗片之厚度(mm)]。
藉此求得彎曲強度之平均值，參照以下之評估基準評估強度。
特別良好(◎)：彎曲強度在0.25MPa以上時
良好(○)：彎曲強度在0.23MPa以上未達0.25MPa時
不良(×)：彎曲強度未達0.23MPa時
因此，歸納上述粒子壽命之評估、根據Cv值評估發泡偏差之及彎曲強度之評估之評估結果，參照以下之判定基準進行綜合判定。
特別良好(◎)：無不良(×)，特別良好(◎)2個以上時
良好(○)：無不良(×)，特別良好(◎)1個時
不良(×)：不良1個以上時
[實施例11]
除了水壓為1.7MPa以外，進行與實施例10相同之操作。結果表示於表3。
[實施例12]
除了水壓為0.7MPa以外，進行與實施例10相同之操作。結果表示於表3。
[比較例4]
除了水壓為0.1MPa以外，進行與實施例10相同之操作。結果表示於表3。
[比較例5]
除了發泡劑為丁烷(異丁烷：正丁烷=30：70(質量比))，水壓為1.7MPa以外，進行與實施例10相同之操作。結果表示於表3。
從表3之結果，於本發明之實施例10至12，藉由溶融擠出法製造發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子，獲得白度低至62至72、具有透明性、體積密度高至0.61至0.65g/cm3之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子。於實施例1至3獲得之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子，粒子壽命之評估特別好，可長期間保管。在實施例1至3中，Cv值小、粒度分布之偏差小、粒度均勻之粒子。再者，於實施例1至3獲得之發泡成形體，彎曲強度變高，即使於高發泡倍數(60倍)亦獲得良好之強度。尤其在實施例10、11之發泡成形體，彎曲強度特別好。
另一方面，於比較例4，水壓比實施例10至12降低之結果，獲得之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子之白度為78，超過本發明之白度基準(75以下)，此外，體積密度變低為0.52g/cm3，獲得白色且輕之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子。於比較例4，Cv值變大，可觀察到粒徑之偏差。再者，比較例1獲得之發泡成形體彎曲強度變低，綜合判定為不良(×)。
又，使用丁烷作為發泡劑之比較例5，儘管水壓提高為1.7MPa，獲得之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子之白度為81，超過本發明之白度基準(75以下)，此外，體積密度變低為0.35g/cm3，獲得白色且輕之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子。該比較例5獲得之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子粒子壽命為不良(×)，無法長期保管。又，Cv值變大，可觀察到粒徑之偏差，綜合判定為不良(×)。
(產業上利用之可能性)
本發明係有關即使在高發泡倍數亦可獲得彎曲強度、壓縮強度、耐衝擊性等機械強度優越之聚苯乙烯系樹脂發泡成形體之含有氣泡之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子。本發明之聚苯乙烯系樹脂發泡成形體可用於隔熱材料或捆包材等各種用途。
又，本發明係有關用於製造聚苯乙烯系樹脂發泡成形體等熱可塑性樹脂發泡成形體之熱可塑性樹脂預備發泡粒子及其製造方法，再者，詳言之，係有關將經溶融之含有發泡劑之熱可塑性樹脂從模具之小孔擠出至水等冷卻介質中後馬上切斷，以製造樹脂粒子之藉由所謂溶融擠出法製造發泡性熱可塑性樹脂粒子之製造過程中，將切斷之樹脂粒子在冷卻介質中發泡，直接製造用於製造發泡成形體之熱可塑性樹脂預備發泡粒子之技術。
根據本發明，製造發泡成形體時所使用之熱可塑性樹脂預備發泡粒子可藉由溶融擠法而直接製造，與以往製造發泡性樹脂粒子並將其加熱以獲得預備發泡粒子之方法相比，有能夠以更少之步驟製造發泡成形體，發泡成形體之生產效率變高，可減少發泡性樹脂粒子之保管空間之優點。根據本發明之方法獲得之熱可塑性樹脂預備發泡粒子為球狀至略球狀，與成為柱狀之預備發泡粒子相比，在成形模具之模槽內之填充性佳，在模槽內可無間隙地填充，又，在模具內發泡成形時可良好地進行發泡粒子之間之融著，可獲得強度優越之發泡成形體。
此外，本發明所提供之發泡性聚苯乙烯系脂粒子係藉由溶融擠出法製造之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子，係可獲得強度優越之發泡成形體，且發泡劑從發泡性樹脂粒子之逸散穩定，可貯藏期間(粒子壽命)長。
1．．．擠出機(樹脂供給裝置)
2．．．模具
3．．．原料供給料斗
4．．．高壓泵
5．．．發泡劑供給口
6．．．切割器
7．．．切割室
8．．．水槽
9．．．高壓泵
10．．．固液分離功能之脫水乾燥機
11．．．貯留容器
第1圖為表示本發明含有氣泡之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子之製造方法所使用之製造裝置之一例之圖。
1．．．擠出機(樹脂供給裝置)
2．．．模具
3．．．原料供給料斗
4．．．高壓泵
5．．．發泡劑供給口
6．．．切割器
7．．．切割室
8．．．水槽
9．．．高壓泵
10．．．固液分離功能之脫水乾燥機
11．．．貯留容器

Claims (7)

  1. 一種含有氣泡之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子，係在聚苯乙烯系樹脂粒子中含有發泡劑及氣泡之含有氣泡之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子，其中，相對於前述聚苯乙烯系樹脂100質量份而含有2.0質量份以下之發泡核劑，通過前述含有氣泡之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子中心之剖面之從粒子表面除去200μm之剖面中所存在之氣泡數設為n個/mm2、體積密度設為ρ g/cm3時，以式(1)算出之N值在400至2000之範圍內，且體積密度在0.4g/cm3以上，N=n/(1/ρ)…(1)前述發泡劑為異戊烷與正戊烷之一者或兩者之混合物，相對於聚苯乙烯系樹脂100質量份，前述發泡劑的添加量係在2至15質量份之範圍。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之含有氣泡之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子，其中，相對於前述聚苯乙烯系樹脂100質量份而含有0.5質量份以上2.0質量份以下之前述發泡核劑，且前述體積密度在0.4g/cm3以上0.653g/cm3以下。
  3. 一種含有氣泡之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子之製造方法，係在樹脂供給裝置內，在聚苯乙烯系樹脂中添加並混練發泡劑及相對於前述聚苯乙烯系樹脂100質量份 而為2.0質量份以下之發泡核劑，將含有前述發泡劑之溶融樹脂從附設於前述樹脂供給裝置之前端之模具的小孔擠出至冷卻用液體中，擠出同時將擠出物切斷，並且藉由使前述擠出物與液體接觸，而冷卻固化，以獲得發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子之方法，其中，於發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子冷卻固化前，在粒子內微發泡，以獲得：通過粒子中心之剖面之從粒子表面除去200μm之剖面中所存在之氣泡數設為n個/mm2、體積密度設為ρ g/cm3時，以式(1)算出之N值在400至2000之範圍內且體積密度在0.4g/cm3以上之含有氣泡之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子，N=n/(1/ρ)…(1)前述發泡劑為異戊烷與正戊烷之一者或兩者之混合物，相對於聚苯乙烯系樹脂100質量份，前述發泡劑的添加量係在2至15質量份之範圍，前述發泡核劑係使用將無機粉末或化學發泡劑在基底樹脂中均勻分散之母料型發泡核劑者。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之含有氣泡之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子之製造方法，係在前述樹脂供給裝置內，在前述聚苯乙烯系樹脂中添加並混練前述發泡劑及相對於前述聚苯乙烯系樹脂100質量份而為0.5質量份以上2.0質量份以下之前述發泡核劑，將含有前述發泡劑之前述溶融樹脂從附設於前述樹脂供給裝置之前端 之前述模具的小孔擠出至前述冷卻用液體中，擠出同時將前述擠出物切斷，並且藉由使前述擠出物與液體接觸，而冷卻固化，以獲得前述發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子之方法，其中，係獲得：相對於前述聚苯乙烯系樹脂100質量份而含有0.5質量份以上2.0質量份以下之前述發泡核劑，且前述體積密度在0.4g/cm3以上0.653g/cm3以下之含有氣泡之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子。
  5. 一種聚苯乙烯系樹脂預備發泡粒子，係將申請專利範圍第1項或第2項所述之含有氣泡之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子藉由水蒸氣進行加熱而得者。
  6. 一種聚苯乙烯系樹脂發泡成形體，係將申請專利範圍第5項所述之聚苯乙烯系樹脂預備發泡粒子填充於成形模具之模槽內並藉由水蒸氣進行加熱，而在模具內發泡成形而得者。
  7. 一種聚苯乙烯系樹脂發泡成形體，係將申請專利範圍第1項或第2項所述之含有氣泡之發泡性聚苯乙烯系樹脂粒子填充於成形模具之模槽內並藉由水蒸氣進行加熱，而在模具內發泡成形而得者。
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