WO2022030230A1 - 発泡性ポリスチレン系樹脂粒子、ポリスチレン系予備発泡粒子および発泡成形体 - Google Patents

発泡性ポリスチレン系樹脂粒子、ポリスチレン系予備発泡粒子および発泡成形体 Download PDF

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WO2022030230A1
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WO
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polystyrene
resin particles
based resin
particles
effervescent
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Application number
PCT/JP2021/026825
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English (en)
French (fr)
Inventor
敦士 飯田
基理人 鈴木
太郎 木口
Original Assignee
株式会社カネカ
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Publication date
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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/22After-treatment of expandable particles; Forming foamed products
    • C08J9/224Surface treatment

Definitions

  • the present invention relates to effervescent polystyrene-based resin particles, polystyrene-based pre-expanded particles, and foamed molded products.
  • Effervescent molded products made by foaming effervescent polystyrene resin particles are lightweight and have excellent cushioning and heat insulating properties, so they are used for packaging materials (tray) such as food containers, various packaging materials, building civil engineering materials, and automobile materials. It is widely used as such.
  • Patent Document 1 describes a foamable polystyrene-based resin which is a copolymer of a polysiloxane-containing monomer and a styrene-based monomer and in which polysiloxane is present on the surface of the resin particles. Particles have been proposed.
  • One embodiment of the present invention is suitable for easily obtaining a foamed molded article capable of reducing the generation of unpleasant rubbing noise, and is an effervescent polystyrene-based resin particle capable of shortening the molding cycle, and polystyrene-based prefoaming. It is an object of the present invention to provide particles and foam molded articles.
  • Effervescent polystyrene-based resin particles on the surface of the main body of fats and oils and higher fatty acids Effervescent polystyrene-based resin particles coated with a metal salt, in which the foamed polystyrene-based resin particles are foamed 40 times or more, the continuous foaming ratio of the foamed particles is 5% or more, and the fats and oils are liquid at room temperature.
  • the effervescent polystyrene-based resin particles it is possible to provide effervescent polystyrene-based resin particles that are suitable for easily obtaining an effervescent molded product that can reduce the generation of unpleasant rubbing noise and that can shorten the molding cycle.
  • the present inventor independently found the following findings in the process of diligent study: (1) In particular, the effervescent polystyrene-based resin particles in which the fat and oil are composed of an ester of a fatty acid having a specific structure are surprisingly found.
  • the difference between the static friction coefficient and the dynamic friction coefficient of the foamed molded product obtained by foaming the foamable polystyrene-based resin particles can be made smaller; and (2) the oil and fat are applied to the foamable polystyrene-based resin particles.
  • the amount to a specific amount or more, the coefficient of continuous foaming of the foamed particles can be further increased, and the molding cycle can be significantly shortened.
  • one embodiment of the present invention is an effervescent polystyrene-based resin particle obtained by applying a metal salt of an oil or a higher fatty acid to the surface of an effervescent polystyrene-based resin particle main body, and the effervescent polystyrene-based resin particle.
  • the foamed polystyrene-based resin particles are foamed 40 times and have a continuous foaming ratio of 5% or more, and the fats and oils are liquid at room temperature.
  • foamable polystyrene-based resin particles suitable for easily obtaining a foamed molded product capable of reducing the generation of unpleasant rubbing noise and capable of shortening the molding cycle, and polystyrene-based spare. It has the effect of being able to provide foamed particles and foamed moldings.
  • the effervescent polystyrene-based resin particles themselves are referred to as "expandable polystyrene-based resin particle main body” or “resin particle main body”, and metal salts of fats and oils and higher fatty acids are applied to the surface thereof.
  • the effervescent polystyrene-based resin particles are referred to as “expandable polystyrene-based resin particles", and the particles obtained by pre-foaming the effervescent polystyrene-based resin particles are referred to as "polystyrene-based pre-expanded particles" or "expanded particles”.
  • the difference between the static friction coefficient and the dynamic friction coefficient of the foamed molded product obtained by foaming the foamable polystyrene-based resin particles can be reduced, and the foamed particles obtained from the foamable polystyrene-based resin particles can be reduced. It is possible to appropriately control the increase in the coefficient of continuous foaming. Further, in one aspect of the present invention, by foaming and molding the foamable polystyrene-based resin particles according to the embodiment of the present invention by a conventionally known method, it is possible to reduce the generation of unpleasant rubbing noise. You can get a body.
  • a foamed molded product obtained by molding system pre-foamed particles can be obtained.
  • the effervescent polystyrene-based resin particles according to the embodiment of the present invention are effervescent polystyrene-based resin particles obtained by applying metal salts of fats and oils and higher fatty acids to the surface of the effervescent polystyrene-based resin particles main body.
  • the foaming particles obtained by foaming the effervescent polystyrene resin particles at a foaming ratio of 40 times have a continuous foaming ratio of 5% or more, and the fats and oils are liquid at room temperature.
  • "foaming ratio" is intended as "bulk ratio”.
  • the continuous bubble rate of 5% or more means that the continuous bubble rate becomes 5.0% or more when the second decimal place is rounded off.
  • the effervescent polystyrene-based resin particles according to the embodiment of the present invention have the above-mentioned constitution, they have the following advantages: (1) The difference between the static friction coefficient and the dynamic friction coefficient of the foamed molded product obtained by foaming the foamable polystyrene-based resin particles according to the embodiment of the present invention can be reduced, and the foamable polystyrene-based resin particles can be obtained from the foamable polystyrene-based resin particles. It is possible to appropriately control the increase in the coefficient of continuous foaming of the foamed particles.
  • the effervescent polystyrene-based resin particles according to the embodiment of the present invention are suitable for easily obtaining an effervescent molded product capable of reducing the generation of unpleasant rubbing noise, and are said to be the same.
  • the molding cycle in the production of foam moldings can be shortened;
  • the foamable polystyrene-based resin particles according to the embodiment of the present invention are suitable for easily obtaining a foamed molded product capable of reducing the generation of unpleasant rubbing noise, and the foamed molded product.
  • Polystyrene-based prefoamed particles that can shorten the molding cycle in production can be provided; and (4) the effervescent polystyrene-based resin particles according to one embodiment of the present invention can reduce the generation of unpleasant rubbing noise.
  • the molded body can be easily provided with a shortened molding cycle.
  • foamed particles are composed of a large number of cells, and each cell is partitioned by a cell membrane. Therefore, each cell is independent, and the foaming rate of the foamed particles is generally 2% or less. The more the cell membrane is torn and the adjacent cells are connected, the higher the continuous foam rate.
  • the effervescent polystyrene-based resin particles according to the embodiment of the present invention are formed by the oil and fat applied to the surface of the effervescent polystyrene-based resin particles main body melting and defoaming mainly the cell film on the surface layer of the effervescent particles during preliminary foaming. , It is considered that the continuous foaming rate of the foamed particles is increasing.
  • styrene-based resin constituting the foamable polystyrene-based resin particle main body in one embodiment of the present invention
  • a polymer containing 60% by weight or more of styrene as a monomer component is preferable.
  • the styrene resin include a styrene homopolymer, a styrene-ethylene copolymer, a styrene-butadiene copolymer, a styrene-acrylonitrile copolymer, a styrene-acrylic acid ester-based copolymer, and the like.
  • Any styrene-based resin may be used, for example, one of the above-mentioned polymers may be used alone, or two or more of them may be used in combination.
  • styrene monomer examples include (a) styrene and (b) styrene-based derivatives such as ⁇ -methylstyrene, paramethylstyrene, t-butylstyrene, and chlorostyrene. These styrene-based monomers may be used alone or in combination of two or more.
  • acrylic acid ester monomer examples include acrylic acid alkyl esters such as methyl acrylate and butyl acrylate. These acrylic acid ester-based monomers may be used alone or in combination of two or more.
  • the method for producing the foamable polystyrene-based resin particles can be applied to a known production method, and is not particularly limited.
  • the seed suspension polymerization method is adopted as the polymerization method
  • the monomer in the resin particle body as the seed that is, the monomer contained in the seed
  • the monomer component is also included as the monomer component.
  • the "monomer component" in the present specification is intended as a unit (constituent unit) derived from the monomer.
  • the oil and fat in one embodiment of the present invention is applied to the surface of the foamable polystyrene-based resin particle body and used as an external additive.
  • Oils and fats are liquid at room temperature.
  • Room temperature in the present specification is synonymous with room temperature, and is particularly intended in the range of 15 ° C to 25 ° C.
  • the continuous foaming rate of the foamed particles can be effectively increased. It is presumed that this is because fats and oils that are liquid at room temperature have a lower melting point than fats and oils that are solid at room temperature, so that the surface of the foamed particles is easily melted by heating during prefoaming.
  • the present invention is not limited to such a guess.
  • the fat and oil is composed of an ester of (a) a fatty acid having no hydroxyl group and having one or less double bonds and containing 50% by weight or more of a carboxylic acid having 8 or more carbon atoms, and (b) glycerin.
  • the foamable polystyrene-based resin particles have an advantage that the difference between the static friction coefficient and the dynamic friction coefficient of the foamed molded product obtained by foaming the foamable polystyrene-based resin particles can be reduced and the rubbing noise can be prevented.
  • the molding cycle when the foamed molded product is manufactured from the foamable polystyrene-based resin particles can be shortened.
  • Oils and fats do not have (a) hydroxyl groups and have double bonds in that the difference between the static friction coefficient and the dynamic friction coefficient can be made smaller, rubbing noise can be prevented, and the molding cycle can be shortened. It is particularly preferable that it is a triglyceride of (b) glycerin and a fatty acid having one or less and containing 50% by weight or more of a carboxylic acid having 8 or more carbon atoms.
  • the fatty acids that make up castor oil are mainly those that have hydroxyl groups. Therefore, castor oil is not preferable as the fat and oil in the present application, and it is preferable that the castor oil does not contain castor oil. In addition, "other external additives" described later as solid fats and oils at room temperature do not fall under the fats and oils in the present application.
  • the fats and oils consist of (a) an ester of a fatty acid containing 50% by weight or more of a carboxylic acid having two or more double bonds in the molecule, and (b) an ester of a fatty acid containing 50% by weight or more of a carboxylic acid having a hydroxyl group.
  • the carboxylic acid is preferably a saturated carboxylic acid or a monovalent unsaturated carboxylic acid.
  • the carbon number of the carboxylic acid is more preferably 12 or more in that the difference between the static friction coefficient and the dynamic friction coefficient can be reduced, rubbing noise can be prevented, and the molding cycle can be shortened.
  • the carbon number of the carboxylic acid is 12 or more, the fats and oils do not infiltrate into the foamable polystyrene-based resin particles main body, and the concentration of the fats and oils existing on the surface of the foamable polystyrene-based resin particles main body does not decrease. It is presumed that the foaming rate of the foamed particles increases as a result of being able to sufficiently dissolve the surface of the foamed particles. The present invention is not limited to such a guess.
  • carboxylic acid examples include (a) saturated fatty acids such as capric acid, capric acid, lauric acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, arachidic acid, behenic acid, and lignoseric acid; and (b) palmi.
  • saturated fatty acids such as capric acid, capric acid, lauric acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, arachidic acid, behenic acid, and lignoseric acid
  • palmi examples thereof include monounsaturated fatty acids such as tooleic acid, oleic acid, eledic acid, paxenoic acid and erucic acid.
  • the carboxylic acid is preferably one or more selected from the group consisting of oleic acid, lauric acid and myristic acid. Is preferable.
  • oils and fats include olive oil (oleic acid: approximately 78% by weight) in that the difference between the static friction coefficient and the dynamic friction coefficient of the foamed molded product can be reduced to prevent rubbing noise and the molding cycle can be shortened. And / or coconut oil (lauric acid: approximately 48% and myristic acid: approximately 19%) are preferred. These fats and oils may be only one kind or a mixture of two or more kinds. The fat or oil may be a natural product (vegetable oil) or a synthetic product, but a natural product (vegetable oil) is more preferable because of its availability.
  • the fatty acids in parentheses and their weight% indicate the type of fatty acid as a raw material for fats and oils and the amount of the fatty acid used with respect to 100% by weight in total of the fatty acids as raw materials for fats and oils.
  • the amount of the fat or oil applied is preferably 0.15 parts by weight to 0.80 parts by weight, and 0.20 parts by weight to 0 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the foamable polystyrene resin particle body. .60 parts by weight is more preferable, 0.20 parts by weight to 0.50 parts by weight is further preferable, and 0.20 parts by weight to 0.45 parts by weight is particularly preferable.
  • the amount of the oil and fat applied is 0.15 parts by weight or more, (a) the effect of the applied oil and fat is fully exhibited, the difference between the static friction coefficient and the dynamic friction coefficient of the foamed molded product becomes small, and the rubbing noise is generated.
  • Various methods are used as a method of applying fats and oils to the surface of the foamable polystyrene-based resin particles main body, specifically, a method of adding fats and oils to the foamable polystyrene-based resin particles main body and applying the oils and fats to the surface by mixing them.
  • a method of sufficiently mixing the foamable polystyrene-based resin particle body and the fat and oil using a mixing device such as a blender can be mentioned.
  • substantially all of the oil and fat applied to the foamable polystyrene resin particle body adheres to the foamable polystyrene resin particle body and acts as an external additive.
  • Metal salt of higher fatty acid The metal salt of the higher fatty acid in one embodiment of the present invention is applied to the surface of the effervescent polystyrene-based resin particle body and used as an external additive.
  • the metal salt of the higher fatty acid preferably has 12 to 20 carbon atoms in the alkyl group portion, and more preferably 16 to 18 carbon atoms.
  • the metal salt of the higher fatty acid include (a) a metal stearate salt such as zinc stearate, calcium stearate, magnesium stearate, and aluminum stearate; and (b) zinc oleate, magnesium oleate, and the like.
  • Metallic oleate; and (c) metal laurates such as zinc laurate, calcium laurate and the like.
  • stearic acid metal salt is more preferable because it has an excellent affinity with a styrene resin and exhibits a melting point suitable for coating.
  • the metal salt of the higher fatty acid is more preferably zinc stearate because it does not easily inhibit the fusion of the foamed particles during molding.
  • the metal salt of these higher fatty acids one kind may be used, or two or more kinds may be used in combination.
  • the coating amount of the metal salt of the higher fatty acid is preferably 0.20 part by weight to 0.40 part by weight, preferably 0.20 part by weight, based on 100 parts by weight of the foamable polystyrene resin particle body. More than parts by weight and 0.40 parts by weight or less are more preferable, and 0.25 parts by weight to 0.35 parts by weight are more preferable.
  • the amount of the metal salt of the higher fatty acid applied is 0.20 parts by weight or more, the foamed polystyrene resin particles are foamed into foamed particles, and the foamed particles are blocked during pre-foaming (primary foaming). Those that are bound and aggregated) tend to decrease.
  • the amount of the metal salt of the higher fatty acid applied is 0.40 parts by weight or less, the fusion property of the foamed molded product tends to be good when the foamable polystyrene resin particles are foamed to form a foamed molded product. ..
  • a method of applying a metal salt of a higher fatty acid to the surface of an effervescent polystyrene resin particle body specifically, a metal salt of a higher fatty acid is added to the effervescent polystyrene resin particle body and applied to the surface by mixing.
  • a method of sufficiently mixing the effervescent polystyrene-based resin particle body and the metal salt of the higher fatty acid by using a mixing device such as a blender can be mentioned.
  • substantially the entire amount of the metal salt of the higher fatty acid applied to the foamable polystyrene resin particle body adheres to the foamable polystyrene resin particle body and acts as an external additive.
  • the effervescent polystyrene-based resin particles in one embodiment of the present invention are additives such as a solvent, a plasticizer, a foaming agent, a bubble adjusting agent, a nucleating agent, a flame retardant, and a flame retardant aid, or a monomer component. May be contained as long as the effect of one embodiment of the present invention is not impaired.
  • additives may be added to the foamable polystyrene resin particle body at the time of manufacturing the foamable polystyrene resin particle body, for example.
  • the timing and / or method of adding these additives to the foamable polystyrene resin particle body is not particularly limited.
  • the monomer component remaining in the effervescent polystyrene-based resin particles according to the embodiment of the present invention is 100 parts by weight of the effervescent polystyrene-based resin particles main body. On the other hand, it is preferably less than 0.3 parts by weight, more preferably less than 0.1 parts by weight, still more preferably less than 0.03 parts by weight.
  • the monomer component remaining in the effervescent polystyrene-based resin particles tends to volatilize from the effervescent molded body obtained by foaming and molding the effervescent polystyrene-based resin particles.
  • the foamable polystyrene-based resin particles in which the monomer component remaining in the foamable polystyrene-based resin particles is less than 0.3 parts by weight are used in the medical field and the packaging material field such as food containers that come into direct contact with food. It can be suitably used in the fields of automobiles and construction.
  • the solvent preferably has a boiling point of 50 ° C. or higher.
  • Specific examples of the solvent include, for example, (a) aliphatic hydrocarbons having 6 or more carbon atoms such as toluene, hexane and heptane; and (b) alicyclic hydrocarbons having 6 or more carbon atoms such as cyclohexane and cyclooctane. , Etc. can be mentioned. These solvents may be used alone or in combination of two or more.
  • the plasticizer is added (used) during the production (polymerization) of the foamable polystyrene resin particle body.
  • a compound generally used as a plasticizer having a boiling point of 200 ° C. or higher is preferable, and one kind may be used or two or more kinds may be used in combination.
  • the foaming agent include (a) aliphatic hydrocarbons having 3 or more and 5 or less carbon atoms such as (a) propane, n-butane, isobutane, n-pentane, isopentane, and neopentane; and (b).
  • Examples thereof include volatile foaming agents such as fluorocarbons having a zero ozone destruction coefficient such as difluoroethane and tetrafluoroethane; These foaming agents may be used alone or in combination of two or more.
  • the amount of the foaming agent used is preferably 4 parts by weight to 10 parts by weight, more preferably 5 parts by weight to 9 parts by weight, based on 100 parts by weight of the foamable polystyrene resin particles.
  • the amount of the foaming agent used is 4 parts by weight or more, it tends to be easy to obtain a desired foaming ratio.
  • the amount of the foaming agent used is 10 parts by weight or less, the foamable polystyrene-based resin particles tend to be less likely to aggregate in the step of impregnating the foaming agent.
  • bubble adjusting agent examples include (a) aliphatic bisamides such as methylene bisstearate amide and ethylene bisstearate amide; and (b) polyethylene wax. These bubble adjusting agents may be used alone or in combination of two or more.
  • nucleating agent examples include methyl methacrylate-based copolymer, polyethylene wax, talc, fatty acid bisamide, ethylene-vinyl acetate copolymer and the like.
  • fatty acid bisamide examples include methylene bisstearyl amide, ethylene bisstearyl amide, hexamethylene bispalmitic acid amide, ethylene bisoleic acid amide and the like. These nucleating agents may be used alone or in combination of two or more.
  • the flame retardant include (a) halogenated aliphatic hydrocarbon compounds such as (a) hexabromocyclododecane, tetrabromobutane, and hexabromocyclohexane; (b) tetrabromobisphenol A, tetrabromobisphenol F, and the like.
  • Brominated phenols such as 2,4,6-tribromophenol;
  • brominated butadiene-vinyl aromatic hydrocarbon copolymers such as brominated styrene-butadiene block copolymers, brominated random styrene-butadiene copolymers, brominated styrene-butadiene graft copolymers
  • EMERALD3000 manufactured by Chemtura or a copolymer described in JP-A-2009-516019); and the like can be mentioned.
  • known flame retardants other than those described above can also be used. These flame retardants may be used alone or in combination of two or more.
  • the flame retardant aid examples include cumene hydroperoxide, dicumyl peroxide, t-butyl hydroperoxide, 2,3-dimethyl-2,3-diphenylbutane and the like.
  • known flame retardant aids other than those described above can also be used. These flame retardant aids may be used alone or in combination of two or more.
  • the effervescent polystyrene-based resin particles according to the embodiment of the present invention are further provided with known external additives such as an antiblocking agent, an antistatic agent, a water repellent agent, and a fusion accelerator according to the embodiment of the present invention. It may be contained in a range that does not impair the effect.
  • the fusion accelerator include triesters, diesters, monoesters, and sucrose esters of higher fatty acids, which are solid at room temperature and are higher fatty acids such as caster wax (hydroxystearic acid triglyceride) and stearic acid sorbitan ester.
  • the timing of adding (using) these external additives is not particularly limited.
  • the other external additive is a solid external additive at room temperature
  • the external additive is applied to the foamable polystyrene resin particle body after the application of the oil and fat is completed in that good fluidity can be obtained. It is preferable to add it.
  • the external additive means the additive which is applied especially to the surface of the foamable polystyrene resin particle main body.
  • fats and oils, metal salts of higher fatty acids and the like are added to the main body of the effervescent polystyrene resin particles and mixed to apply the mixture to the surface thereof, so that the particles can be uniformly mixed.
  • a mixing device examples include (a) a mixer such as a super mixer, a nauta mixer, a universal mixer, a proshare mixer, an apex mixer, a Henschel mixer, and a radige mixer; and (b) a ribbon blender and a tumbler type blender. Blenders such as; Conditions such as the mixing time in the mixing device may be adjusted in consideration of (a) mixing ability; and (b) coating amount of fats and oils, metal salts of higher fatty acids and the like; and the like.
  • the effervescent polystyrene-based resin particle main body As a method for producing the effervescent polystyrene-based resin particles according to the embodiment of the present invention, for example, the effervescent polystyrene-based resin particle main body, the fat and oil (and, if necessary, an additive and an external additive) are used in a mixing device. ) Is added and mixed to apply oil and fat to the surface of the resin particles, and then metal salts of higher fatty acids (and additives and external additives as necessary) are added and mixed to further surface the surface.
  • the method of applying a metal salt of a higher fatty acid to the particles is preferable in that it can prevent rubbing noise, shorten the molding cycle, and exhibit good fluidity in the effervescent polystyrene-based resin particles.
  • the method for producing the effervescent polystyrene-based resin particles according to the embodiment of the present invention may have the following configuration: (i) In a mixing device, an effervescent polystyrene-based resin particle main body, fats and oils (and oils and fats). The surface of the resin particles is added by adding (with additives and external additives as necessary) and mixing the foamable polystyrene resin particle body with fats and oils (and with additives and external additives as necessary).
  • the process of applying fats and oils (oil and fat application process) and (Ii) Metal salts of higher fatty acids (and additives and external additives as necessary) are added to the mixing device, and at least the expanded polystyrene resin particles coated with fats and oils and the metal salts of higher fatty acids (and)
  • a method for producing effervescent polystyrene resin particles including.
  • the foamed molded product obtained by foaming and molding the obtained foamable polystyrene resin particles can prevent rubbing noise, (b) the molding cycle in the manufacturing of the foamed molded product can be shortened, and (C) It has an advantage that good fluidity can be exhibited in the effervescent polystyrene resin particles.
  • the oil and fat and the metal salt of the higher fatty acid are each applied to the surface of the effervescent polystyrene-based resin particle body in the above-mentioned amounts. Any method that can be used is not particularly limited.
  • an appropriate amount of fat or oil is first applied to the surface of the foamable polystyrene resin particle body, and then an appropriate amount of a metal salt of a higher fatty acid is applied to the surface (at least the fat or oil).
  • a metal salt of a higher fatty acid is applied to the surface (at least the fat or oil).
  • polystyrene-based prefoamed particles The polystyrene-based prefoamed particles according to the embodiment of the present invention can be obtained by pre-foaming (primary foaming) the above-mentioned expandable polystyrene-based resin particles.
  • the polystyrene-based prefoamed particles according to the embodiment of the present invention have the above-mentioned constitution, they have the following advantages: (1) The polystyrene-based prefoamed particles according to the embodiment of the present invention generate an unpleasant rubbing noise without applying a large amount of an external additive and without causing contamination of a device such as a molding die. It is possible to easily provide a foam molded article capable of reducing the amount of foam. (2) The polystyrene-based prefoamed particles according to the embodiment of the present invention can reduce the difference between the static friction coefficient and the dynamic friction coefficient of the foamed molded product obtained by molding the polystyrene-based prefoamed particles, and have a continuous foaming ratio.
  • the polystyrene-based prefoamed particles according to the embodiment of the present invention are suitable for easily obtaining a foamed molded product capable of reducing the generation of unpleasant rubbing noise, and the foaming thereof.
  • the molding cycle in the manufacture of moldings can be shortened;
  • the polystyrene-based prefoamed particles according to the embodiment of the present invention can easily provide a foamed molded product capable of reducing the generation of unpleasant rubbing noise in a shortened molding cycle.
  • foaming the foamable polystyrene-based resin particles may be referred to as "preliminary foaming", and the obtained polystyrene-based foamed particles are referred to as "polystyrene-based foamed particles”.
  • pre-foamed particles sometimes referred to as “pre-foamed particles”. That is, the "polystyrene-based prefoamed particles in one embodiment of the present invention” can be said to be “polystyrene-based foamed particles in one embodiment of the present invention.”
  • a method for pre-foaming the effervescent polystyrene-based resin particles for example, a cylindrical pre-foaming device is used, and the effervescent polystyrene-based resin particles are heated and foamed using a heating medium such as steam. Method can be adopted.
  • the apparatus used for the pre-foaming and the conditions for the pre-foaming may be appropriately set according to the composition of the foamable polystyrene-based resin particle body and / or the desired pre-foaming ratio, and are not particularly limited.
  • the polystyrene-based foamed particles in one embodiment of the present invention may have the following constitution. That is, the polystyrene-based foamed particles in another embodiment of the present invention are polystyrene-based foamed particles obtained by foaming foamable polystyrene-based resin particles, and the expanded polystyrene-based resin particles are foamable polystyrene-based resin.
  • Metal salts of fats and oils and higher fatty acids are applied to the surface of the particle body, the polystyrene-based foamed particles have a foaming ratio of 40 times, and the polystyrene-based foamed particles have a continuous foaming ratio of 5% or more.
  • the foamed molded product according to the embodiment of the present invention is obtained by heat-foaming (secondary foaming) the polystyrene-based prefoamed particles described above. It can be said that the foam molded product according to the embodiment of the present invention is formed by molding the polystyrene-based prefoamed particles described above.
  • the foam molded product according to the embodiment of the present invention has the above-mentioned configuration, it has an advantage that the generation of unpleasant rubbing noise can be reduced. Further, since the foam molded product according to the embodiment of the present invention has the above-mentioned configuration, it can be easily provided in a shortened molding cycle without causing contamination of an apparatus such as a molding die at the time of manufacturing. It has the advantage of.
  • a method for heating and foaming polystyrene-based prefoamed particles for example, a normal method such as an in-mold foaming molding method in which the prefoamed particles are filled in a mold and a heating medium such as steam is blown into the mold is adopted. can do.
  • the apparatus used for heat foaming and the conditions for heat foaming may be appropriately set according to the composition of the foamable polystyrene-based resin particle body, the desired foaming ratio, and the like, and are not particularly limited.
  • the foam molded products the in-mold foam molded product has advantages such as easy production of a molded product having a desired shape, is lightweight, and has excellent cushioning and heat insulating properties. Therefore, for example, a food container or the like. It is suitable as a packaging material (tray), various packaging materials, building civil engineering materials, automobile materials, and the like.
  • the effervescent polystyrene-based resin particles according to the embodiment of the present invention are formed by foaming the effervescent polystyrene-based resin particles at a foaming ratio (bulk ratio) of 40 times, with a load of 40 N and a reciprocating distance of 50 mm.
  • the difference between the static friction coefficient and the dynamic friction coefficient when rubbed under the condition of a sliding speed of 1.0 mm / s is preferably less than 0.050.
  • the difference between the static friction coefficient and the dynamic friction coefficient is more preferably 0.04 or less, further preferably 0.03 or less, and most preferably 0.00 (detection limit or less).
  • the difference between the static friction coefficient and the dynamic friction coefficient is 0.04 or less, the foamed molded bodies are less likely to be caught when rubbed against each other, and the effect of reducing the generation of unpleasant rubbing noise becomes good.
  • the difference between the coefficient of static friction and the coefficient of dynamic friction is the amount of fat and oil applied to the surface of the foamable polystyrene resin particle body and the amount of the metal salt of the higher fatty acid, depending on the composition of the foamable polystyrene resin particle body and the like. Can be easily controlled by changing the above-mentioned range.
  • the foamed molded product obtained by foaming the effervescent polystyrene-based resin particles at a foaming ratio (bulk ratio) of 40 times is a foamed particle obtained by foaming the foamable polystyrene-based resin particles as long as the foaming ratio is 40 times. It may be a foamed molded product obtained by molding.
  • the effervescent polystyrene-based resin particles according to the embodiment of the present invention have a foaming rate of 5% or more, which is obtained by foaming the effervescent polystyrene-based resin particles at a foaming ratio (bulk ratio) of 40 times.
  • the foaming conditions for foaming the effervescent polystyrene resin particles up to a foaming ratio (bulk ratio) of 40 times are not particularly limited.
  • steam is used as a heating medium and the blowing vapor pressure is 0.08 to 0. It is preferable to heat the effervescent polystyrene resin particles at 12 MPa.
  • the continuous foam ratio is preferably 6% or more, more preferably 8% or more, and particularly preferably 20% or less.
  • the surface state (skin layer state) of the foamed molded product produced by using the foamed particles in the range of the continuous foaming ratio is the foamed molded product produced by using the foamed particles having the continuous foaming ratio of less than 5% (for example, the present).
  • the surface condition is uneven. This unevenness can be confirmed by observing the surface of the foam molded product with a scanning electron microscope. It should be noted that the unevenness of the surface of the foamed molded product is considered to be one factor for suppressing the generation of rubbing noise.
  • the continuous foaming ratio of the foamed particles is 5% or more, the effect of preventing rubbing noise and the effect of shortening the cycle during molding are good. Further, when the continuous foaming ratio of the foamed particles is 20% or less, the foamable polystyrene-based resin particles have sufficient foaming power. Surprisingly, the present inventor has independently obtained the finding that the continuous foaming ratio can be easily controlled by changing the amount of oil and fat applied to the surface of the foamable polystyrene-based resin particle body. ..
  • the automobile member according to the embodiment of the present invention has the above-mentioned configuration, it has an advantage that the generation of unpleasant rubbing noise can be reduced.
  • automobile member according to the embodiment of the present invention are not particularly limited, and examples thereof include a tivia pad, a floor spacer, a bumper core material, and a tool box.
  • one embodiment of the present invention includes the following configurations.
  • Effervescent polystyrene-based resin particles Effervescent polystyrene-based resin particles obtained by applying metal salts of fats and oils and higher fatty acids to the surface of the main body of the effervescent polystyrene-based resin particles, and the effervescent polystyrene-based resin particles are foamed 40 times. Effervescent polystyrene-based resin particles having a continuous foaming ratio of 5% or more and the fats and oils being liquid at room temperature.
  • the fat and oil does not have a hydroxyl group and has one or less double bonds, and is characterized by comprising an ester of glycerin and a fatty acid containing 50% by weight or more of a carboxylic acid having 8 or more carbon atoms.
  • the effervescent polystyrene-based resin particles according to [1] or [2].
  • a foamed molded product characterized by molding the polystyrene-based prefoamed particles according to [9] and [8].
  • ⁇ Manufacturing of polystyrene-based prefoamed particles The effervescent polystyrene-based resin particles classified into a predetermined particle size by a sieve were put into a pressurized pre-foaming machine (BHP manufactured by Daikai Kogyo Co., Ltd.). Then, the effervescent polystyrene-based resin particles were pre-foamed (primary foaming) by using steam as a heating medium and heating the effervescent polystyrene-based resin particles at a blowing vapor pressure of 0.08 to 0.12 MPa. Then, the obtained polystyrene-based prefoamed particles were left at room temperature for 24 hours to obtain polystyrene-based prefoamed particles having a foaming ratio of 40 times.
  • the expansion ratio of the polystyrene-based preliminary foamed particles was calculated by carrying out the following steps (1) to (3) in order: (1) 10 g of the foamed particles were weighed and placed in a 1000 cm 3 graduated cylinder; (2) graduated cylinder. The volume of 10 g of foamed particles was measured from the scale of (3), and the foaming ratio of the polystyrene-based preliminary foamed particles was calculated by the following formula; Effervescence magnification (cm 3 / g): Volume of effervescent particles (cm 3 ) / 10 g.
  • Blocking rate [% by weight] blocking amount [g] / total amount of polystyrene-based prefoamed particles taken out from the prefoaming machine [g] x 100 The smaller the blocking rate, the better the blocking property, and " ⁇ (good)" or higher was judged to be acceptable.
  • Blocking rate is 0.10% by weight or less ⁇
  • Blocking rate exceeds 0.10% by weight, 0.15% by weight or less ⁇
  • Blocking rate is 0.15% by weight Exceeded, 0.20% by weight or less ⁇ (very inferior): Blocking rate exceeds 0.20% by weight.
  • the foam molded product was manufactured using a mold having a size of 450 mm in length ⁇ 300 mm in width ⁇ 25 mm in depth and a molding machine (KR-57 manufactured by Daisen Co., Ltd.). Specifically, it was as follows: (1) The mold was filled with polystyrene-based prefoamed particles produced by the above method, (2) steam was used as a heating medium, and the steam blowing time was 18 seconds. In-mold foam molding was performed under molding conditions with a blown steam pressure of 0.06 MPa, heat foaming (secondary foaming) was performed at a foaming ratio (bulk ratio) of 40 times, and (3) water cooling was performed for 3 seconds, followed by vacuum.
  • KR-57 manufactured by Daisen Co., Ltd.
  • the obtained foam molded product was dried at room temperature for 24 hours and used for evaluation of fusion coefficient, rubbing noise, and measurement of static friction coefficient and dynamic friction coefficient.
  • the foam molded product was cut into a length of 60 mm, a width of 60 mm, and a thickness of 4 mm using a vertical slicer (manufactured by Sakura Engineering Co., Ltd.), and a skin layer (the surface of the foam molded product that was in direct contact with the inner surface of the mold) was formed on one side. ) was prepared.
  • the test piece was allowed to stand in a constant temperature and humidity chamber having a temperature of 23 ° C. and a humidity of 50% for 12 hours.
  • the degree of discomfort felt by the rubbing sound is as follows, depending on the magnitude of the rubbing sound generated when the skin layers of the two test pieces described above are rubbed against each other when measuring the static friction coefficient and the dynamic friction coefficient. It was evaluated on a 4-point scale. The smaller the rubbing sound, the smaller the degree of discomfort, and " ⁇ (good)" or higher was judged to be acceptable.
  • Kanepearl (registered trademark) VF manufactured by Kaneka Co., Ltd., amount of foaming agent; 6.5 parts by weight per 100 parts by weight of foamable polystyrene resin particles
  • the particles of 6 mm to 1.12 mm were used as the main body of the effervescent polystyrene resin particles.
  • Kanepearl VF is a styrene homopolymer.
  • Olive oil (manufactured by Gokyo Sangyo Co., Ltd.) was used as oil and fat.
  • Zinc stearate (manufactured by NOF CORPORATION) was used as a metal salt of a higher fatty acid.
  • Polystyrene-based pre-foamed particles and foam-molded products were produced using the obtained effervescent polystyrene-based resin particles according to the above-mentioned ⁇ Manufacturing of polystyrene-based pre-foamed particles> and ⁇ Manufacturing and molding cycle of foamed molded product>. ..
  • the molding cycle was 110 seconds.
  • the fusion property and rubbing noise of the obtained foam molded product were evaluated.
  • the static friction coefficient and the dynamic friction coefficient were measured, and the difference between the average value of the static friction coefficient and the average value of the dynamic friction coefficient was obtained.
  • Table 1 together with the composition of the effervescent polystyrene resin particles and other evaluation results.
  • Example 1 except that the type of the effervescent polystyrene resin particle body, the type and coating amount of oil and fat, and the type and coating amount of the metal salt of the higher fatty acid were changed to the types and coating amounts shown in Tables 1 and 2, respectively.
  • Expandable polystyrene-based resin particles, polystyrene-based pre-expanded particles, and foamed molded product were obtained by the same method as in the above method, and measurements and evaluations were performed, respectively. The results are shown in Tables 1 and 2.
  • Examples 3 and Comparative Example 3 coconut oil (manufactured by Kaneka Corporation) was used as the fat and oil.
  • Comparative Example 6 castor oil (manufactured by Itoh Oil Chemicals Co., Ltd.) was used as an oil and fat.
  • Kanepearl (registered trademark) CI manufactured by Kaneka Co., Ltd., amount of foaming agent; 4.0 parts by weight per 100 parts by weight of the effervescent polystyrene resin particles.
  • the particles having a particle diameter of 0.6 to 1.4 mm obtained by classifying the particles with a sieve were used as the main body of the effervescent polystyrene resin particles.
  • Kanepearl CI is a copolymer of styrene monomer / acrylonitrile monomer / ⁇ -methylstyrene monomer.

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Abstract

不快な擦れ音の発生を容易に低減することができる発泡成形体を得ることに適し、かつ成形サイクルを短縮できる発泡性ポリスチレン系樹脂粒子等を提供することを課題とする。発泡性ポリスチレン系樹脂粒子本体の表面に、常温で液体である油脂および高級脂肪酸の金属塩が塗布されてなり、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を40倍に発泡させてなる発泡粒子の連泡率が5%以上となる発泡性ポリスチレン系樹脂粒子、とする。

Description

発泡性ポリスチレン系樹脂粒子、ポリスチレン系予備発泡粒子および発泡成形体
 本発明は、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子、ポリスチレン系予備発泡粒子および発泡成形体に関する。
 発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を発泡させてなる発泡成形体は、軽量でありかつ緩衝性および断熱性に優れることから、食品容器等の包装材料(トレー)、各種梱包材、建築土木部材、自動車部材等として多岐に亘り使用されている。
 ところが、前記発泡成形体は、発泡成形体同士、或いは発泡成形体と他の樹脂製部材または鋼板等の金属とが擦り合わされた場合に、“キュッキュ”という不快な擦れ音(スティックスリップ現象により発生する音)が発生し易いという問題がある。特に、自動車部材分野では、自動車が悪路を走行する場合等において振動が発生し易いため、不快な擦れ音も発生し易く、使用感を損ねる原因となる。
 この問題を解消するために、特許文献1には、ポリシロキサン含有単量体とスチレン系単量体との共重合体であり、樹脂粒子の表面部にポリシロキサンが存在する発泡性ポリスチレン系樹脂粒子が提案されている。
日本国特開2016-183255号公報
 しかしながら、上述のような従来技術は、生産性の観点においてさらなる改善の余地があった。
 本発明の一実施形態は、不快な擦れ音の発生を低減することができる発泡成形体を容易に得ることに適し、かつ成形サイクルを短縮できる発泡性ポリスチレン系樹脂粒子、並びに、ポリスチレン系予備発泡粒子および発泡成形体を提供することを目的とする。
 本発明者は、前記課題を解決するために鋭意検討した結果、以下の知見を独自に見出し、本発明を完成させるに至った:発泡性ポリスチレン系樹脂粒子本体の表面に、油脂および高級脂肪酸の金属塩が塗布されてなる発泡性ポリスチレン系樹脂粒子であって、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を40倍に発泡させてなる発泡粒子の連泡率が5%以上となり、油脂が常温で液体である発泡性ポリスチレン系樹脂粒子によれば、不快な擦れ音の発生を低減することができる発泡成形体を容易に得ることに適し、かつ成形サイクルを短縮できる発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を提供できること。また、本発明者は、鋭意検討過程で、以下の知見を独自に見出した:(1)特に、前記油脂が特定構造の脂肪酸のエステルからなる発泡性ポリスチレン系樹脂粒子が、驚くべきことに、当該発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を発泡させてなる発泡成形体の静止摩擦係数と動摩擦係数との差をより小さくすることができること;および(2)当該発泡性ポリスチレン系樹脂粒子において、前記油脂の塗布量を特定量以上とすることで、驚くべきことに、発泡粒子の連泡率がさらに上昇し、成形サイクルを著しく短縮できること。
 尚、不快な擦れ音(スティックスリップ現象)の発生を低減するには、静止摩擦係数を制御するだけでは不十分であり、静止摩擦係数と動摩擦係数との差を適切に制御する必要がある。このことは、本発明者が独自に見出した知見である。
 即ち、本発明の一実施形態は、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子本体の表面に、油脂および高級脂肪酸の金属塩が塗布されてなる発泡性ポリスチレン系樹脂粒子であって、前記発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を40倍に発泡させてなる発泡粒子の連泡率が5%以上となり、前記油脂が常温で液体である発泡性ポリスチレン系樹脂粒子である。
 本発明の一態様によれば、不快な擦れ音の発生を低減することができる発泡成形体を容易に得ることに適し、かつ成形サイクルを短縮できる発泡性ポリスチレン系樹脂粒子、並びに、ポリスチレン系予備発泡粒子および発泡成形体を提供することができるという効果を奏する。
 以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。但し、本発明はこれに限定されるものではなく、記述した範囲内で種々の変更が可能であり、異なる実施の形態および実施例にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施の形態についても、本発明の技術的範囲に含まれる。尚、本明細書においては特記しない限り、数値範囲を表わす「A~B」は、「A以上(Aを含みかつAより大きい)、B以下(Bを含みかつBより小さい)」を意味する。
 本明細書においては、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子そのもの(それ自体)を「発泡性ポリスチレン系樹脂粒子本体」又は「樹脂粒子本体」と称し、その表面に油脂および高級脂肪酸の金属塩が塗布された発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を「発泡性ポリスチレン系樹脂粒子」と称し、当該発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を予備発泡させたときの粒子を「ポリスチレン系予備発泡粒子」又は「発泡粒子」と称する。
 本発明者が、特許文献1に記載の技術について検討したところ、以下の知見を独自に得た:特許文献1に記載の技術では、表面部にポリシロキサンが存在する発泡性ポリスチレン系樹脂粒子同士の融着に不具合が生じやすい。そのため、特許文献1に記載の技術では、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の成形時の蒸気圧力を上げる必要があり、成形サイクルが長くなる傾向にあった。それゆえ、特許文献1に記載の技術では、自動車用部材で求められている生産性の観点において改善の余地があった。
 本発明の一態様によれば、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を発泡させてなる発泡成形体の静止摩擦係数と動摩擦係数との差を小さくでき、かつ、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子から得られる発泡粒子の連泡率の上昇を適切に制御することができる。また、本発明の一態様では、本発明の一実施形態に係る発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を従来公知の方法で発泡および成形することにより、不快な擦れ音の発生を低減することができる発泡成形体を得ることができる。そのため、本発明の一態様によれば、不快な擦れ音の発生を低減することができる発泡成形体を容易に得ることに適し、かつ成形サイクルを短縮できる発泡性ポリスチレン系樹脂粒子、並びに、ポリスチレン系予備発泡粒子を成形してなる発泡成形体を得ることができる。
 〔1.発泡性ポリスチレン系樹脂粒子〕
 本発明の一実施の形態における発泡性ポリスチレン系樹脂粒子は、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子本体の表面に、油脂および高級脂肪酸の金属塩が塗布されてなる発泡性ポリスチレン系樹脂粒子であって、前記発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を発泡倍率40倍に発泡させてなる発泡粒子の連泡率が5%以上となり、前記油脂が常温で液体である。本明細書において「発泡倍率」は、「嵩倍率」を意図する。ただし、連泡率が5%以上とは、小数点以下第二位を四捨五入した際に連泡率が5.0%以上になることを意図する。
 本発明の一実施形態に係る発泡性ポリスチレン系樹脂粒子は、上述した構成を有するため、以下の利点を有する:
 (1)本発明の一実施形態に係る発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を発泡させてなる発泡成形体の静止摩擦係数と動摩擦係数との差を小さくでき、かつ、当該発泡性ポリスチレン系樹脂粒子から得られる発泡粒子の連泡率の上昇を適切に制御することができる;
 (2)本発明の一実施形態に係る発泡性ポリスチレン系樹脂粒子は、それ自身が、不快な擦れ音の発生を低減することができる発泡成形体を容易に得ることに適しており、かつ当該発泡成形体の製造における成形サイクルを短縮できる;
 (3)本発明の一実施形態に係る発泡性ポリスチレン系樹脂粒子は、不快な擦れ音の発生を低減することができる発泡成形体を容易に得ることに適しており、かつ当該発泡成形体の製造における成形サイクルを短縮できる、ポリスチレン系予備発泡粒子を提供できる;および
 (4)本発明の一実施形態に係る発泡性ポリスチレン系樹脂粒子は、不快な擦れ音の発生を低減することができる発泡成形体を、短縮された成形サイクルで、容易に提供できる。
 一般的に発泡粒子は多数のセルで構成されており、各セルはセル膜で仕切られている。そのため、各セルは独立しており、一般的に発泡粒子の連泡率は2%以下となる。セル膜が破れ、隣同士のセルが繋がるほど連泡率が上昇する。本発明の一実施形態における発泡性ポリスチレン系樹脂粒子は、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子本体の表面に塗布した油脂が予備発泡時に発泡粒子の主に表層のセル膜を溶融し、破泡させることで、発泡粒子の連泡率が上昇していると考えられる。その結果、発泡粒子から発泡剤の散逸が促進され、成形時のサイクルを著しく短縮できる。また驚くべきことに、連泡率が5%以上であることで静止摩擦係数と動摩擦係数との差が小さくなり、擦れ音の発生を防止できる。かかる効果は、本発明者が初めて見出した知見である。尚、油脂の塗布量が少ないと連泡率が上昇せず、前述の効果はみられない場合がある。
 〔発泡性ポリスチレン系樹脂粒子本体〕
 本発明の一実施の形態における発泡性ポリスチレン系樹脂粒子本体を構成するスチレン系樹脂としては、単量体成分としてスチレンを60重量%以上含む重合体が好ましい。当該スチレン系樹脂として、具体的には、スチレン単独重合体、スチレン-エチレン系共重合体、スチレン-ブタジエン系共重合体、スチレン-アクリロニトリル系共重合体、スチレン-アクリル酸エステル系共重合体等が挙げられる。いずれのスチレン系樹脂を使用しても良く、例えば上述した重合体の1種を単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用しても良い。
 スチレン単量体の種類としては、例えば、(a)スチレン、並びに、(b)α-メチルスチレン、パラメチルスチレン、t-ブチルスチレン、クロルスチレン等のスチレン系誘導体、が挙げられる。これらスチレン系単量体は、1種を用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 アクリル酸エステル単量体の種類としては、例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸ブチル等のアクリル酸アルキルエステルが挙げられる。これらアクリル酸エステル系単量体は、1種を用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 尚、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子本体の製造方法(重合方法)は、公知の製造方法を適用することができ、特に限定されない。但し、重合方法としてシード懸濁重合法を採用する場合には、シードとなる樹脂粒子本体中の単量体(すなわち、シードの含有する単量体)も、単量体成分として包含される。
 また、本明細書における「単量体成分」とは、単量体に由来する単位(構成単位)を意図している。
 〔油脂〕
 本発明の一実施の形態における油脂は、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子本体の表面に塗布され、外添剤として用いられる。油脂は、常温で液体である。本明細書における常温とは、室温と同義であり、特に15℃~25℃の範囲を意図している。常温で液体の油脂を発泡性ポリスチレン系樹脂粒子本体の表面に塗布することで、発泡粒子の連泡率を効果的に上昇させることができる。これは、常温で液体の油脂は常温で固体の油脂よりも融点が低いため、予備発泡時の加熱により発泡粒子の表面を溶融させやすいためと推測される。なお、本発明はかかる推測になんら限定されない。
 油脂は、(a)水酸基を有さず、かつ、二重結合を1つ以下有する、炭素数8以上のカルボン酸を50重量%以上含む脂肪酸と、(b)グリセリンと、のエステルからなることが好ましい。当該構成によると、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子は、当該発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を発泡させてなる発泡成形体の静止摩擦係数と動摩擦係数との差を小さくし、擦れ音を防止できるという利点を有する。当該構成によると、さらに、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子から発泡成形体の製造するときの成形サイクルを短縮できるという利点を有する。静止摩擦係数と動摩擦係数との差をより小さくし、擦れ音をより防止できる点、及び成形サイクルをより短縮できる点で、油脂は、(a)水酸基を有さず、かつ、二重結合を1つ以下有する、炭素数8以上のカルボン酸を50重量%以上含む脂肪酸と、(b)グリセリンと、のトリグリセリドであることが特に好ましい。
 尚、ヒマシ油を構成する脂肪酸は水酸基を有するものが主成分である。そのため、ヒマシ油は、本願における油脂として好ましくなく、ヒマシ油を含まない構成であることが好ましい。また、その他、常温で固体の油脂として後述する「他の外添剤」も本願における油脂に該当しない。
 油脂として、(a)分子内に二重結合を2つ以上有するカルボン酸を50重量%以上含む脂肪酸のエステルからなる油脂、(b)水酸基を有するカルボン酸を50重量%以上含む脂肪酸のエステルからなる油脂、(c)炭素数8未満のカルボン酸を50重量%以上含む脂肪酸のエステルからなる油脂、および/または、(d)水酸基を有さず、かつ、二重結合を1つ以下有する、炭素数8以上のカルボン酸を50重量%未満しか含まない脂肪酸のエステルからなる油脂、を発泡性ポリスチレン系樹脂粒子本体の表面に塗布する場合について説明する。この場合、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を発泡させてなる発泡成形体の静止摩擦係数と動摩擦係数との差を適切に制御する(小さくする)ことができない傾向にある。また、この場合、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子から得られる発泡粒子の連泡率が小さく、成形サイクルの短縮が不十分となる傾向にある。
 「二重結合を1つ以下有する」とは、二重結合を有さないか、または二重結合を1つ有することを意図する。すなわち、前記カルボン酸は、飽和カルボン酸であるか、または、一価の不飽和カルボン酸であることが好ましい。
 前記カルボン酸の炭素数は、静止摩擦係数と動摩擦係数との差を小さくし、擦れ音を防止できる点、及び成形サイクルを短縮できる点で12以上がより好ましい。カルボン酸の炭素数が12以上である場合、油脂が発泡性ポリスチレン系樹脂粒子本体に浸潤せず、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子本体表面に存在する油脂の濃度が低下することがないため、予備発泡時に発泡粒子表面を十分に溶解できる結果、発泡粒子の連泡率が大きくなると推測される。なお、本発明はかかる推測になんら限定されない。
 前記カルボン酸の具体例としては、例えば、(a)カプリル酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アラキジン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸等の飽和脂肪酸;および(b)パルミトオレイン酸、オレイン酸、エライジン酸、パクセン酸、エルカ酸等の一価不飽和脂肪酸、が挙げられる。カルボン酸は、これらの中でも、オレイン酸、ラウリン酸およびミリスチン酸からなる群から選択される1種以上であることが好ましい。が好ましい。当該構成によると、発泡成形体の静止摩擦係数と動摩擦係数との差を小さくし、擦れ音を防止できるという利点、及び成形サイクルを短縮できるという利点を有する。これらカルボン酸は、1種のみであってもよく、2種以上の混合物であってもよい。
 前記油脂の具体例としては、発泡成形体の静止摩擦係数と動摩擦係数との差を小さくし、擦れ音を防止できる点、及び成形サイクルを短縮できる点でオリーブ油(オレイン酸:凡そ78重量%)および/またはヤシ油(ラウリン酸:凡そ48%およびミリスチン酸:凡そ19%)であることが好ましい。これら油脂は、1種のみであってもよく、2種以上の混合物であってもよい。尚、油脂は天然物(植物油)であってもよく、合成物であってもよいが、入手の容易さ等から天然物(植物油)がより好ましい。なお、油脂の例示における、括弧内の脂肪酸およびその重量%は、油脂の原料の脂肪酸の種類と、油脂の原料の脂肪酸の合計100重量%に対する、当該脂肪酸の使用量を示している。
 本発明の一実施の形態において、油脂の塗布量は、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子本体100重量部に対して、0.15重量部~0.80重量部が好ましく、0.20重量部~0.60重量部がより好ましく、0.20重量部~0.50重量部がさらに好ましく、0.20重量部~0.45重量部が特に好ましい。油脂の塗布量が0.15重量部以上であると、(a)塗布された油脂による効果が十分に発揮され、発泡成形体の静止摩擦係数と動摩擦係数との差が小さくなり、擦れ音の発生を低減する効果が十分なものになる傾向、および/または、(b)連泡率が大きくなり、成形サイクルが短くなり易い傾向、にある。油脂の塗布量が0.80重量部以下であると、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を所定倍率(40倍以上)まで発泡することが容易となる傾向にある。
 油脂を発泡性ポリスチレン系樹脂粒子本体の表面に塗布する方法、具体的には、油脂を発泡性ポリスチレン系樹脂粒子本体に添加し、混合することによってその表面に塗布する方法としては、種々の方法がある。例えば、ブレンダー等の混合機器を用いて、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子本体と油脂とを十分に混合する方法が挙げられる。
 尚、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子本体に塗布された油脂は、実質的にその全量が発泡性ポリスチレン系樹脂粒子本体に付着し、外添剤として作用する。
 〔高級脂肪酸の金属塩〕
 本発明の一実施の形態における高級脂肪酸の金属塩は、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子本体の表面に塗布され、外添剤として用いられる。当該高級脂肪酸の金属塩は、アルキル基部分の炭素数が、好ましくは12~20であり、より好ましくは16~18である。
 前記高級脂肪酸の金属塩の具体例としては、例えば、(a)ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸アルミニウム等のステアリン酸金属塩;(b)オレイン酸亜鉛、オレイン酸マグネシウム等のオレイン酸金属塩;および(c)ラウリン酸亜鉛、ラウリン酸カルシウム等のラウリン酸金属塩が挙げられる。その中でも、スチレン系樹脂との親和性により優れ、塗布に好適な融点を示すことから、ステアリン酸金属塩がより好ましい。更に、成形時に発泡粒子の融着を阻害しにくい点で、高級脂肪酸の金属塩はステアリン酸亜鉛であることがさらに好ましい。これら高級脂肪酸の金属塩は、1種を用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 本発明の一実施の形態において、高級脂肪酸の金属塩の塗布量は、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子本体100重量部に対して、0.20重量部~0.40重量部が好ましく、0.20重量部より多く0.40重量部以下がより好ましく、0.25重量部~0.35重量部がより好ましい。高級脂肪酸の金属塩の塗布量が0.20重量部以上であると、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を発泡させて発泡粒子とした予備発泡(一次発泡)時における発泡粒子のブロッキング(発泡粒子同士が結合し、凝集したもの)が減少する傾向にある。高級脂肪酸の金属塩の塗布量が0.40重量部以下であると、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を発泡させて発泡成形体とした時の発泡成形体の融着性が良好となる傾向にある。
 高級脂肪酸の金属塩を発泡性ポリスチレン系樹脂粒子本体の表面に塗布する方法、具体的には、高級脂肪酸の金属塩を発泡性ポリスチレン系樹脂粒子本体に添加し、混合することによってその表面に塗布する方法としては、種々の方法がある。例えば、ブレンダー等の混合機器を用いて、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子本体と、高級脂肪酸の金属塩とを十分に混合する方法が挙げられる。
 尚、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子本体に塗布された高級脂肪酸の金属塩は、実質的にその全量が発泡性ポリスチレン系樹脂粒子本体に付着し、外添剤として作用する。
 〔添加剤等〕
 本発明の一実施の形態における発泡性ポリスチレン系樹脂粒子は、溶剤、可塑剤、発泡剤、気泡調整剤、造核剤、難燃剤、難燃助剤等の添加剤、または、単量体成分を、本発明の一実施形態の効果を阻害しない範囲で含有していてもよい。これら添加剤は、例えば、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子本体の製造時に発泡性ポリスチレン系樹脂粒子本体に対して添加すればよい。これら添加剤を発泡性ポリスチレン系樹脂粒子本体に対して添加する時期および/または添加方法は、特に限定されない。
 本発明の一実施形態に係る発泡性ポリスチレン系樹脂粒子に残留する単量体成分、すなわち、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子が含有する単量体成分は、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子本体100重量部に対して、0.3重量部未満であることが好ましく、0.1重量部未満がより好ましく、0.03重量部未満が更に好ましい。発泡性ポリスチレン系樹脂粒子に残留する単量体成分は、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を発泡し、成形して得られる発泡成形体から揮発する傾向がある。このため、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子に残留する単量体成分が0.3重量部未満である発泡性ポリスチレン系樹脂粒子は、医療分野、食品に直接、接触する食品容器等の包装材料分野、自動車分野および建築分野へ好適に利用できる。
 前記溶剤は、沸点が50℃以上であることが好適である。溶剤の具体例としては、例えば、(a)トルエン、へキサン、ヘプタン等の炭素数6以上の脂肪族炭化水素;および(b)シクロヘキサン、シクロオクタン等の炭素数6以上の脂環族炭化水素、等が挙げられる。これら溶剤は、1種を用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 前記可塑剤は、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子本体の製造時(重合時)に添加(使用)される。可塑剤は、沸点が200℃以上である、一般に可塑剤として用いられる化合物が好適であり、1種を用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 前記発泡剤の具体例としては、例えば、(a)プロパン、n-ブタン、イソブタン、n-ペンタン、イソペンタン、ネオペンタン等の、炭素数3以上、5以下の脂肪族炭化水素類;および(b)ジフルオロエタン、テトラフルオロエタン等の、オゾン破壊係数がゼロであるフルオロカーボン類;等の揮発性発泡剤が挙げられる。これら発泡剤は、1種を用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。発泡剤の使用量は、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子本体100重量部に対して、4重量部~10重量部が好ましく、5重量部~9重量部がより好ましい。発泡剤の使用量が4重量部以上であると、所望する発泡倍率を得ることが容易となる傾向にある。発泡剤の使用量が10重量部以下であると、発泡剤を含浸させる工程で発泡性ポリスチレン系樹脂粒子本体の凝集が生じ難くなる傾向にある。
 前記気泡調整剤の具体例としては、例えば、(a)メチレンビスステアリン酸アマイド、エチレンビスステアリン酸アマイド等の脂肪族ビスアマイド;および(b)ポリエチレンワックス、等が挙げられる。これら気泡調整剤は、1種を用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 前記造核剤の具体例としては、例えば、メタクリル酸メチル系共重合体、ポリエチレンワックス、タルク、脂肪酸ビスアマイド、エチレン-酢酸ビニル共重合体等が挙げられる。脂肪酸ビスアマイドの具体例としては、例えば、メチレンビスステアリルアマイド、エチレンビスステアリルアマイド、ヘキサメチレンビスパルミチン酸アマイド、エチレンビスオレイン酸アマイド等が挙げられる。これら造核剤は、1種を用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 前記難燃剤の具体例としては、例えば、(a)ヘキサブロモシクロドデカン、テトラブロモブタン、ヘキサブロモシクロヘキサン等のハロゲン化脂肪族炭化水素系化合物;(b)テトラブロモビスフェノールA、テトラブロモビスフェノールF、2,4,6-トリブロモフェノール等の臭素化フェノール類;(c)テトラブロモビスフェノールA-ビス(2,3-ジブロモプロピルエーテル)、テトラブロモビスフェノールA-ビス(2,3-ジブロモ-2-メチルプロピルエーテル)、テトラブロモビスフェノールA-ジグリシジルエーテル、2,2-ビス[4’-(2”,3”-ジブロモアルコキシ)-3’,5’-ジブロモフェニル]-プロパン等の臭素化フェノール誘導体;および(d)臭素化スチレン-ブタジエンブロック共重合体、臭素化ランダムスチレン-ブタジエン共重合体、臭素化スチレン-ブタジエングラフト共重合体等の臭素化ブタジエン-ビニル芳香族炭化水素共重合体(例えば、Chemtura社製のEMERALD3000、若しくは、特表2009-516019号公報に記載されている共重合体);等が挙げられる。前記難燃剤として、上述した以外の公知の難燃剤を使用することもできる。これら難燃剤は、1種を用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 前記難燃助剤の具体例としては、例えば、クメンハイドロパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、t-ブチルハイドロパーオキサイド、2,3-ジメチル-2,3-ジフェニルブタン等が挙げられる。前記難燃助剤として、上述した以外の公知の難燃助剤を使用することもできる。これら難燃助剤は、1種を用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 〔他の外添剤〕
 本発明の一実施の形態における発泡性ポリスチレン系樹脂粒子は、さらに、ブロッキング防止剤、帯電防止剤、撥水剤、融着促進剤等の公知の外添剤を、本発明の一実施形態の効果を阻害しない範囲で含有していてもよい。例えば、融着促進剤としては、常温で固体であり、カスターワックス(ヒドロキシステアリン酸トリグリセリド)、ステアリン酸ソルビタンエステルなど、高級脂肪酸のトリエステル、ジエステル、モノエステル類、ショ糖エステル類が挙げられる。これらの外添剤は、常温で固体なので、本願の油脂に該当しない。これら外添剤を添加(使用)する時期は特に限定されない。他の外添剤が室温で固体の外添剤である場合、良好な流動性が得られる点で油脂の塗布が終了した後の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子本体に対して、当該外添剤を添加するのが好ましい。なお、本明細書において、「外添剤」とは、添加剤のうち、特に発泡性ポリスチレン系樹脂粒子本体の表面に塗布するものをいう。
 〔混合機器〕
 本発明の一実施の形態において、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子本体に、油脂、および高級脂肪酸の金属塩等を添加し、混合することによってその表面に塗布するには、均一に混合することができる混合機器を用いることが好ましい。当該混合機器としては、例えば、(a)スーパーミキサー、ナウタミキサー、ユニバーサルミキサー、プロシェアミキサー、アペックスミキサー、ヘンシェルミキサー、レーディゲーミキサー等のミキサー;および(b)リボンブレンター、タンブラ-型ブレンター等のブレンター;が挙げられる。混合機器における混合時間等の条件は、(a)混合能力;並びに(b)油脂、および高級脂肪酸の金属塩等の塗布量;等を考慮して、調整すればよい。
 〔発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法〕
 本発明の一実施の形態における発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法としては、例えば、混合機器に、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子本体と、油脂と(並びに必要に応じて添加剤および外添剤と)を投入し、混合することによって当該樹脂粒子の表面に油脂を塗布した後、高級脂肪酸の金属塩(並びに必要に応じて添加剤および外添剤)を投入し、混合することによってさらに前記表面に高級脂肪酸の金属塩を塗布する方法が、擦れ音防止、成形サイクル短縮、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子における良好な流動性を発現できる点で好ましい。
 本発明の一実施の形態における発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法は、以下のような構成であってもよい:(i)混合機器に、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子本体と、油脂と(並びに必要に応じて添加剤および外添剤と)を投入し、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子本体と油脂と(並びに必要に応じて添加剤および外添剤と)を混合することによって当該樹脂粒子の表面に油脂を塗布する工程(油脂塗布工程)と、
 (ii)高級脂肪酸の金属塩(並びに必要に応じて添加剤および外添剤)を混合機器に投入し、少なくとも油脂が塗布された発泡性ポリスチレン系樹脂粒子本体と高級脂肪酸の金属塩と(並びに必要に応じて添加剤および外添剤と)を混合することによって、少なくとも油脂が塗布された発泡性ポリスチレン系樹脂粒子本体の表面にさらに高級脂肪酸の金属塩を塗布する工程(金属塩塗布工程)と、を含む発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法。
 上述した製造方法によると、(a)得られる発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を発泡および成形してなる発泡成形体が擦れ音防止できる、(b)発泡成形体の製造における成形サイクルを短縮できる、および(c)発泡性ポリスチレン系樹脂粒子における良好な流動性を発現できる、という利点を有する。
 但し、本発明の一実施の形態における発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の製造方法は、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子本体の表面に、油脂、および高級脂肪酸の金属塩を、それぞれ上述した量で塗布することができる方法であればよく、特に限定されない。
 本発明の一実施の形態においては、適切な量の油脂を発泡性ポリスチレン系樹脂粒子本体の表面に先に塗布することで、その後、適切な量の高級脂肪酸の金属塩を前記表面(少なくとも油脂が塗布された発泡性ポリスチレン系樹脂粒子本体の表面)に効率的に塗布することができる。これにより、外添剤を多量に塗布することなく、また、予備発泡機および/または成形金型等の装置の汚染を引き起こすことなく、不快な擦れ音の発生を低減することができる発泡成形体を容易に得ることに適した発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を得ることができる。
 〔2.ポリスチレン系予備発泡粒子〕
 本発明の一実施の形態におけるポリスチレン系予備発泡粒子は、上述した発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を予備発泡(一次発泡)させることによって得られる。
 本発明の一実施形態に係るポリスチレン系予備発泡粒子は、上述した構成を有するため、以下の利点を有する:
 (1)本発明の一実施形態に係るポリスチレン系予備発泡粒子は、外添剤を多量に塗布することなく、また、成形金型等の装置の汚染を引き起こすことなく、不快な擦れ音の発生を低減することができる発泡成形体を容易に提供することができる;
 (2)本発明の一実施形態に係るポリスチレン系予備発泡粒子は、ポリスチレン系予備発泡粒子を成形してなる発泡成形体の静止摩擦係数と動摩擦係数との差を小さくでき、かつ連泡率が5%以上である;
 (3)本発明の一実施形態に係るポリスチレン系予備発泡粒子は、それ自身が、不快な擦れ音の発生を低減することができる発泡成形体を容易に得ることに適しており、かつ当該発泡成形体の製造における成形サイクルを短縮できる;さらに、
 (4)本発明の一実施形態に係るポリスチレン系予備発泡粒子は、不快な擦れ音の発生を低減することができる発泡成形体を、短縮された成形サイクルで、容易に提供できる。
 ここで、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子から発泡成形体を得るとき、先ず、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を発泡させてポリスチレン系発泡粒子を得、その後、当該ポリスチレン系発泡粒子を成形して発泡成形体を得る場合がある。それ故、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子から発泡成形体を得る過程で、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を発泡させることを「予備発泡する」と称する場合があり、得られるポリスチレン系発泡粒子を「ポリスチレン系予備発泡粒子」と称する場合がある。すなわち、「本発明の一実施の形態におけるポリスチレン系予備発泡粒子」は、「本発明の一実施の形態におけるポリスチレン系発泡粒子」ともいえる。
 発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を予備発泡させる方法としては、例えば、円筒形の予備発泡装置を使用し、水蒸気等の加熱媒体を用いて発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を加熱して発泡させる等の、通常の方法を採用することができる。予備発泡に使用する装置、および予備発泡の条件は、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子本体の組成および/または所望する予備発泡倍率等に応じて適宜、設定すればよく、特に限定されない。
 本発明の一実施形態におけるポリスチレン系発泡粒子は、以下のような構成であってもよい。すなわち、本発明の別の一実施形態におけるポリスチレン系発泡粒子は、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を発泡させてなるポリスチレン系発泡粒子であって、前記発泡性ポリスチレン系樹脂粒子は、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子本体の表面に、油脂および高級脂肪酸の金属塩が塗布されてなり、前記ポリスチレン系発泡粒子の発泡倍率は40倍であり、前記ポリスチレン系発泡粒子の連泡率は5%以上である。
 〔3.発泡成形体〕
 本発明の一実施の形態における発泡成形体は、上述したポリスチレン系予備発泡粒子を加熱発泡(二次発泡)させることによって得られる。本発明の一実施の形態における発泡成形体は、上述したポリスチレン系予備発泡粒子を成形してなる、ともいえる。
 本発明の一実施の形態における発泡成形体は、上述した構成を有するため、不快な擦れ音の発生を低減することができるという利点を有する。また、本発明の一実施の形態における発泡成形体は、上述した構成を有するため、製造時に、成形金型等の装置の汚染を引き起こすことなく、短縮された成形サイクルで容易に提供され得る、という利点を有する。
 ポリスチレン系予備発泡粒子を加熱発泡させる方法としては、例えば、金型内に当該予備発泡粒子を充填し、水蒸気等の加熱媒体を吹き込んで加熱する型内発泡成形法等の、通常の方法を採用することができる。加熱発泡に使用する装置、および加熱発泡の条件は、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子本体の組成や、所望する発泡倍率等に応じて適宜、設定すればよく、特に限定されない。発泡成形体のうち、特に型内発泡成形体は、所望の形状の成形体を作製し易い等の利点があり、軽量でありかつ緩衝性や断熱性に優れることから、例えば、食品容器等の包装材料(トレー)、各種梱包材、建築土木部材、自動車部材等として好適である。
 〔4.特性〕
 〔静止摩擦係数および動摩擦係数〕
 本発明の一実施の形態における発泡性ポリスチレン系樹脂粒子は、当該発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を、発泡倍率(嵩倍率)40倍に発泡させてなる発泡成形体同士を、荷重40N、往復距離50mmおよび摺動速度1.0mm/sの条件でこすり合わせた時の静止摩擦係数と動摩擦係数との差が0.050未満であることが好ましい。上記静止摩擦係数と動摩擦係数との差は、より好ましくは0.04以下であり、更に好ましくは0.03以下であり、最も好ましくは0.00(検出限界以下)である。静止摩擦係数と動摩擦係数との差が0.04以下になると、発泡成形体同士を擦り合わせたときの引っかかりが小さくなり、不快な擦れ音の発生を低減する効果が良好となる。静止摩擦係数と動摩擦係数との差は、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子本体の組成等に応じて、当該発泡性ポリスチレン系樹脂粒子本体の表面に塗布する油脂の量、および高級脂肪酸の金属塩の量を、上述した範囲内で変更することにより、容易に制御することができる。なお、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を発泡倍率(嵩倍率)40倍に発泡させてなる発泡成形体は、発泡倍率が40倍である限り、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を発泡してなる発泡粒子を成形してなる発泡成形体であってもよい。
 〔連泡率〕
 本発明の一実施の形態における発泡性ポリスチレン系樹脂粒子は、当該発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を発泡倍率(嵩倍率)40倍に発泡させてなる発泡粒子の連泡率が5%以上である。ここで、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を発泡倍率(嵩倍率)40倍まで発泡させる際の発泡条件は特に限定されないが、例えば、加熱媒体として水蒸気を用い、吹き込み蒸気圧を0.08~0.12MPaとして発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を加熱することが好ましい。当該連泡率は、6%以上が好ましく、8%以上が更に好ましく、20%以下であることが特に好ましい。この連泡率の範囲の発泡粒子を用いて製造した発泡成形体の表面状態(スキン層の状態)は、連泡率が5%未満の発泡粒子を用いて製造した発泡成形体(例えば、本明細書における比較例6の発泡成形体)の表面状態と比較して、凹凸となる。この凹凸は、発泡成形体の表面を走査電子顕微鏡で観察することで確認できる。尚、発泡成形体表面の凹凸は擦れ音の発生を抑制するひとつのファクターだと考えている。
 発泡粒子の連泡率が5%以上の場合は、擦れ音防止効果及び成形時のサイクルを短縮する効果が良好となる。また、発泡粒子の連泡率が20%以下であれば、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子が十分な発泡力を有する。本発明者は、驚くべきことに、当該発泡性ポリスチレン系樹脂粒子本体の表面に塗布する油脂の量を変更することにより、連泡率を容易に制御することができるという知見を独自に得た。
 〔5.自動車部材〕
 本発明の一実施形態に係る自動車部材は、前記〔3.発泡成形体〕の項に記載の本発明の一実施形態に係る発泡成形体よりなる。本発明の一実施形態に係る自動車部材は、前記〔3.発泡成形体〕の項に記載の本発明の一実施形態に係る発泡成形体を含む、ともいえる。
 本発明の一実施形態に係る自動車部材は、前記構成を有するため、不快な擦れ音の発生を低減することができるという利点を有する。
 本発明の一実施形態に係る自動車部材の具体例としては、特に限定されず、例えば、ティビアパット、フロアースペーサー、バンパー芯材およびツールボックスなどが挙げられる。
 即ち、本発明の一実施形態は、以下の構成を含む。
 [1]発泡性ポリスチレン系樹脂粒子本体の表面に、油脂および高級脂肪酸の金属塩が塗布されてなる発泡性ポリスチレン系樹脂粒子であって、前記発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を40倍に発泡させてなる発泡粒子の連泡率が5%以上となり、前記油脂が常温で液体である、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子。
 [2]前記発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を40倍に発泡させてなる発泡成形体同士を、荷重40N、往復距離50mmおよび摺動速度1.0mm/sの条件でこすり合わせた時の静止摩擦係数と動摩擦係数との差が0.050未満であることを特徴とする[1]記載の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子。
 [3]前記油脂が水酸基を有さず、かつ、二重結合を1つ以下有する、炭素数8以上のカルボン酸を50重量%以上含む脂肪酸と、グリセリンとのエステルからなることを特徴とする[1]または[2]に記載の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子。
 [4]前記油脂がオリーブ油、及び/又は、ヤシ油であることを特徴とする[1]~[3]の何れか一つに記載の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子。
 [5]前記発泡性ポリスチレン系樹脂粒子本体100重量部の表面に、前記油脂0.15~0.80重量部が塗布されてなることを特徴とする、[1]~[4]の何れか一つに記載の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子。
 [6]前記発泡性ポリスチレン系樹脂粒子本体100重量部の表面に、前記高級脂肪酸の金属塩0.20~0.40重量部が塗布されてなることを特徴とする、[1]~[5]の何れか一つに記載の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子。
 [7]前記高級脂肪酸の金属塩が、ステアリン酸亜鉛であることを特徴とする、[1]~[6]の何れか一つに記載の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子。
 [8][1]~[7]の何れか一つに記載の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を予備発泡させてなることを特徴とするポリスチレン系予備発泡粒子。
 [9][8]に記載のポリスチレン系予備発泡粒子を成形してなることを特徴とする発泡成形体。
 [10][9]に記載の発泡成形体よりなる自動車部材。
 以下、実施例および比較例により、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
 実施例および比較例における、ポリスチレン系予備発泡粒子、および発泡成形体の、製造方法、各種測定方法並びに評価方法は、以下の通りである。また、「部」および「%」は、特に断りのない限り、重量基準である。
 <ポリスチレン系予備発泡粒子の製造>
 篩によって所定の粒子径に分級した発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を、加圧式予備発泡機(大開工業(株)製、BHP)に投入した。そして、加熱媒体として水蒸気を用い、吹き込み蒸気圧を0.08~0.12MPaとして発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を加熱することによって、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を予備発泡(一次発泡)させた。その後、得られたポリスチレン系予備発泡粒子を室温で24時間放置して、発泡倍率40倍のポリスチレン系予備発泡粒子を得た。
 <発泡倍率の測定>
 ポリスチレン系予備発泡粒子の発泡倍率は、以下(1)~(3)を順に実施して算出した:(1)発泡粒子を10g秤取り、1000cmのメスシリンダーへ入れた;(2)メスシリンダーの目盛から、10gの発泡粒子の体積を測定した;(3)以下の式により、ポリスチレン系予備発泡粒子の発泡倍率を算出した;
発泡倍率(cm/g):発泡粒子の体積(cm)/10g。
 <ブロッキング性の測定>
 上述した方法によって、発泡倍率(嵩倍率)40倍のポリスチレン系予備発泡粒子を製造した。かかるポリスチレン系予備発泡粒子(予備発泡倍率:40倍)の製造時において、前記予備発泡機からポリスチレン系予備発泡粒子を取り出すときに、当該ポリスチレン系予備発泡粒子を目開きが1cmの網の上に載せた。次いで、当該網を通過しなかったポリスチレン系予備発泡粒子を回収し、その重量を計量してブロッキング量とした。そして、下記算出式に基づいてブロッキング率を算出し、ブロッキング性を下記4段階で評価した。
 ブロッキング率[重量%]=ブロッキング量[g]/予備発泡機から取り出したポリスチレン系予備発泡粒子の全量[g]×100
ブロッキング率の小さい方が、ブロッキング性が良好な状態であり、「○(良好)」以上を合格と判定した。
 ◎(優れる):ブロッキング率が0.10重量%以下
 〇(良好):ブロッキング率が0.10重量%を超え、0.15重量%以下
 △(不良):ブロッキング率が0.15重量%を超え、0.20重量%以下
 ×(非常に劣る):ブロッキング率が0.20重量%を超える。
 <連泡率>
 上述した方法によって、発泡倍率(嵩倍率)40倍のポリスチレン系予備発泡粒子を製造した。得られたポリスチレン系予備発泡粒子(予備発泡倍率:40倍)0.8gを用い、空気比較式比重計(ベックマン社製、930型)を用いて、ポリスチレン系予備発泡粒子の独立気泡体積(V0)を求め、同一サンプルについて別途エタノール浸漬体積(V1)を求めた。エタノール浸漬体積(V1)は、エタノールを含むメスシリンダーのエタノール中にポリスチレン系予備発泡粒子を沈め、メスシリンダーにおけるエタノールの液面上昇分から算出した。得られた独立気泡体積(V0)およびエタノール浸漬体積(V1)から、下記式に基づき、連泡率(%)を算出した。
連泡率(%)=((V1-V0)/V1)×100。
 <発泡成形体の製造と成形サイクル>
 発泡成形体は、縦450mm×横300mm×深さ25mmの大きさの金型、及び成形機((株)ダイセン製、KR-57)を使用して製造した。具体的には以下の通りであった:(1)金型内に、上述した方法によって製造したポリスチレン系予備発泡粒子を充填し、(2)加熱媒体として水蒸気を用い、水蒸気吹き込み時間を18秒、吹き込み蒸気圧を0.06MPaとした成型条件にて型内発泡成形を行い、発泡倍率(嵩倍率)40倍に加熱発泡(二次発泡)させ、(3)水冷を3秒実施後、真空冷却を行い、面圧0.3MPa以下となったら真空冷却終了とし、(4)得られた製品を金型から取り出して、発泡成形体を得た。得られた発泡成形体を、室温で24時間乾燥させ、融着率、擦れ音の評価、並びに、静止摩擦係数および動摩擦係数を測定に使用した。
 尚成形サイクルは、発泡粒子の金型内への充填から発泡成形体を金型から取り出すまでの工程(上述の(1)から(4)の工程)に要する時間を測定したものとした。
 <融着性の評価>
 発泡成形体を破断してその破断面を観察した。破断面に存在する全発泡粒子数(100%)に対する、発泡粒子界面ではなく発泡粒子が破断している発泡粒子の個数(割合;%)を求め、下記4段階で評価した。発泡粒子が破断している割合の大きい方が、融着性が良好な状態であり、「○(良好)」以上を合格と判定した。
 ◎(優れる):発泡粒子が破断している割合が90%以上
 〇(良好):発泡粒子が破断している割合が80%以上、90%未満
 △(不良):発泡粒子が破断している割合が70%以上、80%未満
 ×(非常に劣る):発泡粒子が破断している割合が70%未満。
 <静止摩擦係数および動摩擦係数の測定方法>
 発泡成形体を、バーチカルスライサー(桜エンジニアリング(株)製)を用いて、長さ60mm×幅60mm×厚さ4mmに切り出し、片面にスキン層(金型内面と直接接していた発泡成形体の表面)を有する試験片を複数作製した。当該試験片を、温度23℃、湿度50%の恒温恒湿室に12時間静置した。その後、同環境下で、表面性試験機(新東科学(株)製、HEIDON Type:14FW)を使用し、荷重40N、往復距離50mmおよび摺動速度1.0mm/sの条件で、二枚の試験片のスキン層同士を5往復、擦り合わせた。そして、擦り合わせるごとに、静止摩擦係数および動摩擦係数を測定し、5回(5往復)の、静止摩擦係数の平均値および動摩擦係数の平均値を求めると共に、静止摩擦係数の平均値と動摩擦係数の平均値との差を求めた。尚、静止摩擦係数の平均値と動摩擦係数の平均値との差を、表中では、「静止摩擦係数-動摩擦係数の差」と表記した。
 <擦れ音の評価>
 前記静止摩擦係数および動摩擦係数の測定時に、上述した二枚の試験片のスキン層同士を擦り合わせたときに発生する擦れ音の大きさに依存して、擦れ音によって感じる不快の程度を、下記4段階で評価した。擦れ音が小さいほど、不快の程度が小さく、「○(良好)」以上を合格と判定した。
 ◎(優れる):擦れ音が全く発生しない
 〇(良好):擦れ音が殆ど発生しない
 △(不良):擦り合わせたときに大きな擦れ音が発生する
 ×(非常に劣る):スキン層同士を接触させただけで、大きな擦れ音が発生する。
 〔実施例1〕
 製品名:カネパール(登録商標)VF((株)カネカ製、発泡剤量;発泡性ポリスチレン系樹脂粒子本体100重量部当たり6.5重量部)を篩によって分級して得られた粒子径0.6mm~1.12mmの粒子を、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子本体とした。カネパールVFは、スチレン単独重合体である。
 オリーブ油(五協産業(株)製)を、油脂として用いた。ステアリン酸亜鉛(日油(株)製)を、高級脂肪酸の金属塩として用いた。
 発泡性ポリスチレン系樹脂粒子本体100重量部をナウタミキサー(ホソカワミクロン(株)製)に投入した後、油脂0.20重量部を120秒間かけてナウタミキサーに投入し、ナウタミキサー内の原料を30分間、攪拌した。その後、高級脂肪酸の金属塩0.25重量部をナウタミキサーに投入し、ナウタミキサー内の原料をさらに15分間、攪拌することにより、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子本体の表面に、油脂および高級脂肪酸の金属塩が塗布されてなる発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を得た。
 上記した<ポリスチレン系予備発泡粒子の製造>および<発泡成形体の製造と成形サイクル>に準じて、得られた発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を用いてポリスチレン系予備発泡粒子及び発泡成形体を作製した。成形サイクルは110秒であった。得られた発泡成形体の融着性および擦れ音の評価を行った。また、静止摩擦係数および動摩擦係数を測定し、静止摩擦係数の平均値と動摩擦係数の平均値との差を求めた。その結果を、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子の組成および他の評価結果と共に、表1に示す。
 〔実施例2~5,比較例1~6〕
 発泡性ポリスチレン系樹脂粒子本体の種類、油脂の種類および塗布量、高級脂肪酸の金属塩の種類および塗布量を表1および表2に記載の種類および塗布量にそれぞれ変更した以外は、実施例1の方法と同じ方法で、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子、ポリスチレン系予備発泡粒子および発泡成形体を得、それぞれ測定及び評価を行った。その結果を、表1および表2に示す。
 実施例3、5および比較例3では、ヤシ油(株式会社カネカ製)を、油脂として用いた。比較例6では、ヒマシ油(伊藤製油株式会社製)を、油脂として用いた。
 尚、実施例4、5、比較例4では、製品名:カネパール(登録商標)CI((株)カネカ製、発泡剤量;発泡性ポリスチレン系樹脂粒子本体100重量部当たり4.0重量部)を篩によって分級して得られた粒子径0.6~1.4mmの粒子を、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子本体とした。また、カネパールCIはスチレン単量体/アクリロニトリル単量体/α-メチルスチレン単量体の共重合体である。
 比較例7では、水添大豆油由来のステアリン酸トリグリセライドを、油脂として用いた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002

 

Claims (10)

  1.  発泡性ポリスチレン系樹脂粒子本体の表面に、油脂および高級脂肪酸の金属塩が塗布されてなる発泡性ポリスチレン系樹脂粒子であって、
     前記発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を40倍に発泡させてなる発泡粒子の連泡率が5%以上となり、前記油脂が常温で液体である、発泡性ポリスチレン系樹脂粒子。
  2.  前記発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を40倍に発泡させてなる発泡成形体同士を、荷重40N、往復距離50mmおよび摺動速度1.0mm/sの条件でこすり合わせた時の静止摩擦係数と動摩擦係数との差が0.050未満であることを特徴とする請求項1記載の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子。
  3.  前記油脂が水酸基を有さず、かつ、二重結合を1つ以下有する、炭素数8以上のカルボン酸を50重量%以上含む脂肪酸と、グリセリンとのエステルからなることを特徴とする請求項1または2に記載の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子。
  4.  前記油脂がオリーブ油、及び/又は、ヤシ油であることを特徴とする請求項1~3の何れか一項に記載の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子。
  5.  前記発泡性ポリスチレン系樹脂粒子本体100重量部の表面に、前記油脂0.15~0.80重量部が塗布されてなることを特徴とする、請求項1~4の何れか一項に記載の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子。
  6.  前記発泡性ポリスチレン系樹脂粒子本体100重量部の表面に、前記高級脂肪酸の金属塩0.20~0.40重量部が塗布されてなることを特徴とする、請求項1~5の何れか一項に記載の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子。
  7.  前記高級脂肪酸の金属塩が、ステアリン酸亜鉛であることを特徴とする、請求項1~6の何れか一項に記載の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子。
  8.  請求項1~7の何れか一項に記載の発泡性ポリスチレン系樹脂粒子を予備発泡させてなることを特徴とするポリスチレン系予備発泡粒子。
  9.  請求項8に記載のポリスチレン系予備発泡粒子を成形してなることを特徴とする発泡成形体。
  10.  請求項9に記載の発泡成形体よりなる自動車部材。
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